JP2009053651A - 電子放出表示装置及び映像信号補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の画素の輝度ムラを補正し、画像のクオリティを高めることが可能な、電子放出表示装置を提供すること。
【解決手段】第１電極及び第２電極に印加される電圧に対応して電子が放出され、放出された電子が当たるように高電圧で形成されたアノード電極を備える画素部と、各画素間の輝度ムラを補償するための補正係数を格納する補正係数部と、該補正係数を用いて映像信号を補正し、補正された映像信号に対応してデータ信号を生成し、これを第１電極に伝達するデータ駆動部と、走査信号を生成して第２電極に伝達する走査駆動部と、を含み、補正係数は、画素の位置する横ラインの第１輝度平均値と縦ラインの第２輝度平均値とに対応して算出されることを特徴とする、電子放出表示装置が提供される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子放出表示装置及び映像信号補正方法に関し、より詳細には、電子放出部及び蛍光膜の不均一などによる各画素間の輝度差を補償することで、輝度間の輝度ムラを防止する電子放出表示装置及び映像信号補正方法に関する。

パソコン、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）といった携帯情報端末などの表示装置や各種情報機器のモニタとして、薄型軽量の平板表示装置が用いられている。このような平板表示装置には、液晶パネルを用いたＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、有機発光素子を用いた有機発光表示装置、プラズマパネルを用いたＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、電子放出素子を用いた電子放出表示素子などが知られている。

平板表示素子は、構造的に、アクティブマトリクス方式とパッシブマトリクス方式とに区分することができ、発光原理の側面から、メモリ駆動方式と非メモリ駆動方式とに区分することができる。アクティブマトリクス方式は、メモリ駆動方式と一脈通じ、パッシブマトリクス方式は、非メモリ駆動方式と一脈通じるといえる。アクティブマトリクス方式及びメモリ駆動方式は、フレーム単位の周期で発光する方式であり、パッシブマトリクス方式及び非メモリ駆動方式は、ライン単位の周期で発光する方式である。

図１は、電子放出表示素子を示す構造図である。同図を参照して説明すると、電子放出表示素子は、画素部１０と、データ駆動部２０と、走査駆動部３０とを含む。

画素部１０は、カソード電極Ｃ１、Ｃ２、・・・、Ｃｎと、ゲート電極Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎとの交差する部分に形成された画素１１を含む。画素１１は、電子放出部を含み、カソード電極から放出された電子が、電子放出部で高電圧のアノード電極に衝突して蛍光体が発光することにより、映像を表示する。表示される映像の階調は、入力されるデジタル映像信号の値に応じて変化する。デジタル映像信号の値に応じて表現される階調を調整するため、パルス幅変換（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を用いることができる。パルス幅変換方式は、一定電圧のデータ信号がカソード電極に印加される時間を調整し、印加される時間が長ければ高諧調を表現し、印加される時間が短ければ低階調を表現する方式である。

データ駆動部２０は、映像信号を用いてデータ信号を生成する。このようなデータ駆動部２０は、カソード電極Ｃ１，Ｃ２、・・・、Ｃｎに接続され、データ信号を画素部１０に伝達することにより、画素部１０がデータ信号に対応して発光するようにする。

走査駆動部３０は、走査信号を生成し、これをゲート電極Ｇ１，Ｇ２、・・・、Ｇｎを介して画素部１０に伝達し、画素部１０をライン走査方式で駆動する。すなわち、走査駆動部３０は、画素部１０の水平ライン単位で、一定時間ずつ、順次に画素１１を発光させて全画面を表示する方式であり、回路コスト及び消費電力を低減して駆動することができる。

大韓民国特許公開第２００３−００８６３３０号公報 大韓民国特許登録第１０−０２８５６２２号公報 大韓民国特許登録第１０−０４６９３９１号公報 大韓民国特許公開第２００４−００１０４１１号公報 特開２００５−２５７７９１号公報 特開２００６−７８５９０号公報

このように構成された電子放出表示素子は、複数の画素１１のそれぞれに電子放出部が位置し、電子放出部から電子を放出し、放出された電子の量によって画素の輝度を決定する。ただし、電子放出部の製造過程で、各電子放出部の特性のばらつきにより、同じ映像信号が入力されても電子の放出量に差が生じ、各画素の輝度が異なる問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複数の画素の輝度ムラを補正し、画像のクオリティを高めることが可能な、新規かつ改良された電子放出表示装置及び映像信号補正方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１電極及び第２電極に印加される電圧に対応して電子が放出され、放出された電子が当たるように高電圧で形成されたアノード電極を備える画素部と、各画素間の輝度ムラを補償するための補正係数を格納する補正係数部と、該補正係数を用いて映像信号を補正し、補正された映像信号に対応してデータ信号を生成し、これを第１電極に伝達するデータ駆動部と、走査信号を生成して第２電極に伝達する走査駆動部と、を含み、補正係数は、画素の位置する横ラインの第１輝度平均値と縦ラインの第２輝度平均値とに対応して算出されることを特徴とする、電子放出表示装置が提供される。

補正係数は、第１輝度平均値と第２輝度平均値とを平均して算出されてもよく、また、第１輝度平均値と第２輝度平均値との平均値に、画素の表現する色に対応する臨界値を積算して算出されてもよい。

データ駆動部は、奇数番目ラインに伝達されるデータ信号の伝達方向と、偶数番目ラインに伝達されるデータ信号の伝達方向とが互いに逆方向に伝達してもよい。

奇数番目ラインに対応する第１補正係数と、偶数番目ラインに対応する第２補正係数とがそれぞれ定められていてもよい。

データ信号は、縦ラインに伝達されてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の画素に伝達されるデータ信号を生成する映像信号を補正する方法において、複数の画素のそれぞれの輝度を把握するステップと、該それぞれの輝度を用いて、複数の横ラインごとに各ラインの第１輝度平均値を把握し、複数の縦ラインごとに各ラインの第２輝度平均値を把握するステップと、複数の画素のうち、１つの画素が含まれた横ラインと縦ラインとを把握し、第１輝度平均値と第２輝度平均値とに対応する補正係数を算出するステップと、を含むことを特徴とする、映像信号補正方法が提供される。

補正係数を算出するステップにおいて、第１輝度平均値と第２輝度平均値とを平均した後、所定の臨界値を積算してもよい。

輝度を把握するステップにおいて、各画素は、所定のデータ信号を受信して所定のデータに対応する輝度を把握してもよい。

データ信号は、縦ラインに伝達されてもよい。

補正係数を算出するステップにおいて、ホワイトバランスを合わせるため、赤色、緑色、及び青色の画素ごとに臨界値が別途設定され、臨界値が、第１輝度平均値と第２輝度平均値との平均値に積算されるようにしてもよい。

データ信号は、縦ラインのうち、奇数番目ラインに伝達される方向と、偶数番目ラインに伝達される方向とが逆方向に伝達されるようにしてもよい。

奇数番目ラインの輝度平均値に第１補正係数が演算され、偶数番目ラインの輝度平均値に第２補正係数が演算されるようにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、補正係数を縦列と横列との平均値で算定し、電子放出表示素子の上下左右の輝度特性に大きな差がある場合にも、画質を改善することができる。

また、補償前のホワイトバランスを保持することができ、波形の印加方式に応じて補正係数の算出を差等化することができ、画素部の電気的ロッドの特性に応じた画素間の輝度ムラを防止することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る電子放出表示素子の構造を示す説明図である。図２を参照して説明すると、電子放出表示素子は、画素部１００ａと、データ駆動部２００ａと、走査駆動部３００ａと、補正係数部４００ａとを含む。

画素部１００ａは、カソード電極Ｃ１，Ｃ２、・・・、Ｃｎと、ゲート電極Ｇ１，Ｇ２、・・・、Ｇｎとが交差する部分に形成された画素１０１ａを含む。画素１０１ａは、電子放出部を含み、カソード電極から放出された電子が、電子放出部で高電圧のアノード電極に衝突して蛍光体が発光することにより、映像を表示する。表示される映像の階調は、入力されるデジタル映像信号の値に応じて変化する。デジタル映像信号の値に応じて表現される階調を調整するため、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を用いることができる。パルス幅変調方式は、一定電圧のデータ信号がカソード電極に印加される時間を調整し、印加される時間が長ければ高階調を表現し、印加される時間が短ければ低階調を表現する方式である。

データ駆動部２００ａは、映像信号を用いてデータ信号を生成する。このようなデータ駆動部２００ａは、カソード電極Ｃ１，Ｃ２、・・・、Ｃｎに接続され、データ信号を画素部１００ａに伝達することにより、画素部１００ａがデータ信号に対応して発光するようにする。

走査駆動部３００ａは、走査信号を生成し、生成した走査信号をゲート電極Ｇ１，Ｇ２、・・・、Ｇｎを介して画素部１００ａに伝達し、画素部１００ａをライン走査方式で駆動する。すなわち、走査駆動部３００ａは、画素部１００ａの水平ライン単位で、一定時間ずつ、順次に画素１０１ａを発光させて全画面を表示する方式であり、回路コスト及び消費電力を低減して駆動することができる。

補正係数部４００ａは、画素１０１ａごとに補正係数を格納し、それぞれの画素１０１ａに伝達される映像信号を、補正係数を用いて補正した後、補正された映像信号をデータ駆動部２００ａに伝達する。補正係数は、各画素１０１ａの輝度偏差に対応して算出される。このような補正係数により、各画素１０１ａは、同じ映像信号が伝達されると、同じ輝度で発光することができる。したがって、補正係数により、各輝度のムラを防止する。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る映像信号を補正する補正係数を算出する方式を示す説明図である。図３において、画素部１００ａは、ｍ×ｎの解像度を有するものと仮定する。

図３を参照して説明すると、まず、ｍ×ｎ個の画素に同じデータ信号を伝達し、各画素の輝度を測定する。このとき、伝達されるデータ信号は、画素が最大輝度を表すことができる階調値を有するようにする。そして、画素部の各横ラインの輝度平均値μｘ（１）、μｘ（２）、・・・、μｘ（ｍ−１）、μｘ（ｍ）と、各縦ラインの輝度平均値μｙ（１）、μｙ（２）、・・・、μｙ（ｎ−１）、μｙ（ｎ）とを把握する。

そして、任意の画素、すなわち、横ｍ番目、縦ｎ番目に位置する画素の補正係数を一例として補正係数を算出する方法を説明すると、横ラインのｍ番目の輝度平均値μｘ（ｍ）と、縦ラインのｎ番目の輝度平均値μｙ（ｎ）との平均値に、赤色、青色、及び緑色のいずれか１つに対応する臨界値を積演算し、横ｍ番目、縦ｎ番目に位置する画素が発光して実際に表現する輝度で除算演算を行う。そして、赤色、青色、及び緑色のそれぞれの画素は、発光効率が異なるため、同じ比率を適用すると、ホワイトバランスが狂う可能性がある。これは、赤色、緑色、及び青色の色ごとに補償前後の輝度減少率の差が発生するからである。したがって、このようなホワイトバランスを合わせることができるように、補正係数を求める画素が、赤色、青色、及び緑色のうち、どの色を表現するかによって、赤色、青色、及び緑色に対応する、予め定めた臨界値を利用する。

そして、輝度平均値を、映像信号と同様、デジタル値を有するように変換させ、映像信号と補正係数とを演算できるようにする。

したがって、補正係数は、下記式１のように表現され得る。

ここで、Ｌ（ｍ，ｎ）は、横ｍ番目、縦ｎ番目に位置する画素の実際の輝度、Ｍｉｎ（μｘ（ｍ），μｙ（ｎ））は、横ラインのｍ番目の輝度平均値μｘ（ｍ）と、縦ラインのｎ番目の輝度平均値μｙ（ｎ）との平均値、ＯｆｆｓｅｔＲａｔｉｏは、赤色、青色、及び緑色のいずれか１つに対応する臨界値、ＮｏｒｍＦａｃｔｏｒは、補正係数をデジタル値に変換する数である。

そして、上記式１によって生成された補正係数は、補正係数部に格納されて映像信号と演算されることにより、映像信号を補正できるようにする。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る電子放出表示素子の構造を示す説明図である。図４を参照して説明すると、電子放出表示素子は、画素部１００ｂと、第１データ駆動部２０１ｂと、第２データ駆動部２０２ｂと、走査駆動部３００ｂと、補正係数部４００ｂとを含む。

このように構成された電子放出表示素子の各構成部分は、図２に示したものとは異なり、第１データ駆動部２０１ｂ及び第２データ駆動部２０２ｂを備え、第１データ駆動部２０１ｂは、画素部１００ｂの上段に位置し、奇数番目のデータ線に接続され、第２データ駆動部２０２ｂは、画素部１００ｂの下段に位置し、偶数番目のデータ線に接続される。そして、第１データ駆動部２０１ｂから伝達されるデータ信号は、画素部１００ｂの上段から下段方向に伝達され、第２データ駆動部２０２ｂから伝達されるデータ信号は、画素部１００ｂの下段から上段方向に伝達される。このとき、画素部１００ｂの電気的影響、例えば、内部抵抗及び／または寄生キャパシタなどにより、データ信号が画素部１００ｂの上段から下段に伝達される場合及び下段から上段に伝達される場合、図５ａ及び図５ｂに示すような輝度差が発生する。

これらの図に示すように、奇数番目は、上段から下段方向にいくほど画素の輝度平均値が低くなり、偶数番目は、上段から下段方向にいくほど画素の輝度平均値が高くなる。

したがって、補正係数部４００ｂに、奇数番目ラインに対応する第１補正係数と、偶数番目ラインに対応する第２補正係数とが格納され、補正係数を生成するとき、奇数番目ラインに該当する画素１０１ｂには第１補正係数が、偶数番目ラインに該当する画素１０１ｂには第２補正係数が適用されるようにする。これにより、画素部１０１ｂの奇数番目ラインと偶数番目ラインとの輝度差を補償することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、電子放出表示装置及び映像信号補正方法に適用可能である。

従来の電子放出表示素子の構造を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子放出表示素子の構造を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る映像信号を補正する補正係数を算出する方式を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子放出表示素子の構造を示す説明図である。 奇数番目ラインの輝度平均値の変化を示すグラフである。 偶数番目ラインの輝度平均値の変化を示すグラフである。

符号の説明

１００ａ、１００ｂ 画素部
１０１ａ、１０１ｂ 画素
２００ａ データ駆動部
２０１ｂ 第１データ駆動部
２０２ｂ 第２データ駆動部
３００ａ、３００ｂ 走査駆動部
４００ａ、４００ｂ 補正係数部

Claims (13)

1. 第１電極及び第２電極に印加される電圧に対応して電子が放出され、前記放出された電子が当たるように高電圧で形成されたアノード電極を備える画素部と、
   各画素間の輝度ムラを補償するための補正係数を格納する補正係数部と、
   該補正係数を用いて映像信号を補正し、前記補正された映像信号に対応してデータ信号を生成し、これを前記第１電極に伝達するデータ駆動部と、
   走査信号を生成して前記第２電極に伝達する走査駆動部と、
   を含み、
   前記補正係数は、画素の位置する横ラインの第１輝度平均値と縦ラインの第２輝度平均値とに対応して算出されることを特徴とする、電子放出表示装置。
2. 前記補正係数は、前記第１輝度平均値と前記第２輝度平均値とを平均して算出されることを特徴とする、請求項１に記載の電子放出表示装置。
3. 前記補正係数は、前記第１輝度平均値と前記第２輝度平均値との平均値に、前記画素の表現する色に対応する臨界値を積算して算出されることを特徴とする、請求項１に記載の電子放出表示装置。
4. 前記データ駆動部は、奇数番目ラインに伝達されるデータ信号の伝達方向と、偶数番目ラインに伝達されるデータ信号の伝達方向とが互いに逆方向に伝達することを特徴とする請求項１に記載の電子放出表示装置。
5. 前記奇数番目ラインに対応する第１補正係数と、前記偶数番目ラインに対応する第２補正係数とがそれぞれ定められていることを特徴とする、請求項４に記載の電子放出表示装置。
6. 前記データ信号は、縦ラインに伝達されることを特徴とする請求項４に記載の電子放出表示装置。
7. 複数の画素に伝達されるデータ信号を生成する映像信号を補正する方法において、
   前記複数の画素のそれぞれの輝度を把握するステップと、
   該それぞれの輝度を用いて、複数の横ラインごとに各ラインの第１輝度平均値を把握し、複数の縦ラインごとに各ラインの第２輝度平均値を把握するステップと、
   複数の画素のうち、１つの画素が含まれた横ラインと縦ラインとを把握し、前記第１輝度平均値と前記第２輝度平均値とに対応する補正係数を算出するステップと、
   を含むことを特徴とする、映像信号補正方法。
8. 前記補正係数を算出するステップにおいて、
   前記第１輝度平均値と前記第２輝度平均値とを平均した後、所定の臨界値を積算することを特徴とする、請求項７に記載の映像信号補正方法。
9. 前記輝度を把握するステップにおいて、
   各画素は、所定のデータ信号を受信して所定のデータに対応する輝度を把握することを特徴とする、請求項７に記載の映像信号補正方法。
10. 前記データ信号は、縦ラインに伝達されることを特徴とする、請求項７に記載の映像信号補正方法。
11. 前記補正係数を算出するステップにおいて、
    ホワイトバランスを合わせるため、赤色、緑色、及び青色の画素ごとに臨界値が別途設定され、前記臨界値が、前記第１輝度平均値と前記第２輝度平均値との平均値に積算されることを特徴とする、請求項７に記載の映像信号補正方法。
12. 前記データ信号は、前記縦ラインのうち、奇数番目ラインに伝達される方向と、前記偶数番目ラインに伝達される方向とが逆方向に伝達されることを特徴とする、請求項７に記載の映像信号補正方法。
13. 前記奇数番目ラインの輝度平均値に第１補正係数が演算され、前記偶数番目ラインの輝度平均値に第２補正係数が演算されることを特徴とする、請求項１２に記載の映像信号補正方法。

Images