(57)【要約】【課題】  表示パネル内で発生した放電による素子の損傷を低減させ、さらに視聴者に放電が認識できないように表示を再開させる。【解決手段】  電子放出素子をマトリクス状に配列した真空容器内で発生した放電を検出する放電検出部を有し、放電検出部の出力に基づいて、駆動回路の出力を一時的に停止させ、以降任意の走査配線から所定のタイミングで駆動回路の出力を再開するように制御する。【選択図】  図１
2006337649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査配線及び変調配線にそれぞれ接続された電子放出素子をマトリクス状に配列した真空容器と該電子放出素子を駆動する駆動回路とからなる表示装置において、該真空容器内で発生した放電を検出する放電検出部と、該放電検出部の出力に基づいて、該駆動回路の出力を一時的に停止させ、以降任意の走査配線から該駆動回路の出力を再開するように制御する制御部とを、有する事を特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記駆動回路の出力を再開する走査配線が、出力を停止した時点でアドレスされていた走査配線のｍ本先の走査配線であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置（但し、ｍは正数で、１≦ｍ≦１００）。
【請求項３】
前記駆動回路の出力を再開する走査配線が、出力を停止したフレームの次のフレームの先頭の走査配線であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記放電検出部は、前記駆動回路を流れる電流を計測する回路と、計測した電流を所定の電流値と比較する回路と、比較した結果を出力する回路からなる請求項１〜３記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記放電検出部は、アノード電流を計測する回路と、計測したアノード電流を所定の電流値と比較する回路と、比較した結果を出力する回路からなる請求項１〜３記載の画像表示装置。
【請求項６】
走査配線と変調配線とを有する表示パネルと、該表示パネルを線順次駆動する駆動回路とを有する画像表示装置の駆動方法であって、前記画像表示装置の放電を検出するステップと、検出結果に基づいて該駆動回路の出力を一時的に停止させるステップと、以降任意の走査配線から前記画像表示装置の該駆動回路の出力を再開するステップとを有することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項７】
表示パネルと、該表示パネルを線順次駆動する駆動回路とを有する画像表示装置の駆動方法であって、前記画像表示装置の放電を検出するステップと、検出結果に基づいて該駆動回路の出力を一時的に停止させるステップと、出力を停止したフレームの次のフレームから該駆動回路の出力を再開するステップとを有することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器からなる表示パネルを有する画像表示装置及び画像表示装置の駆動方法に関するものであり、詳しくは真空容器内で放電が起こった際の表示パネルの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子放出素子をマトリクス状に配列したマルチ電子源を備えたリアプレートと、蛍光体及びメタルバックとを備えたフェイスプレートとで真空容器を形成し、画像信号に応じて真空容器内の電子放出を制御して画像を形成する画像表示装置が知られている。
【０００３】
このような画像表示装置においては、真空容器内での予期できない放電により、電子放出素子や、電子放出素子に接続された行配線及び列配線に損傷を与えることがある。
【０００４】
下記特許文献１では、リアプレートとフェイスプレートの間に配置されたスペーサを流れる電流を計測することにより放電を検知し、放電が検知されたときには表示パネルの駆動電圧を下げる等の処置を施して放電の進行を抑制することが開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３１０９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の放電発生時の処理は、放電の進行は抑制できるものの、その処理により表示画像に影響を与え、その結果視聴者に違和感を与える表示となることがあった。それに対して、本発明は、比較的簡便な回路構成で、放電による電子放出素子の損傷を防ぎ、放電の進行を抑制するものである。また、所定のタイミングで表示を再開し、表示画像に与える影響を最小限にとどめることにより、放電が起こったことを視聴者に知覚されないように表示パネルを制御するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、
複数の走査配線及び変調配線にそれぞれ接続された電子放出素子をマトリクス状に配列した真空容器と該電子放出素子を駆動する駆動回路とからなる表示装置において、該真空容器内で発生した放電を検出する放電検出部と、該放電検出部の出力に基づいて、該駆動回路の出力を一時的に停止させ、以降任意の走査配線から該駆動回路の出力を再開するように制御する制御部とを、有する事を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば電子放出素子を単純マトリクス駆動中に発生した放電によって生じる画素欠陥を低減させることができる。さらに本発明によれば視聴者に放電処理を知覚させないようにすることができる。その結果、視聴者にとって快適な画像が表示できるとともに耐久性に優れた画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態の図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【０００９】
（実施形態１）
図１に、実施形態１における、電子放出素子として表面伝導型放出素子（以降、ＳＣＥと略す）を用いた画像表示装置の全体構成を示す。
【００１０】
表示パネル１００１のリアプレート１００１ａ上には、複数の表示素子としてのＳＣＥ１０２１が、複数の走査配線１００２と複数の変調配線１００３とに結線されて、マトリクス状に配置されている。リアプレート１００１ａの配線が設けられた面に対向して、蛍光体１０２２及びアノード電極としてのメタルバック１０２３が設けられたフェースプレート１００１ｂが配置されている。そして、フェースプレート１００１ｂに高電圧を印加（例えば、数ｋＶ〜数１０ｋＶ）し、ＳＣＥ１０２１から電子を蛍光体１０２２に照射して発光させることにより、画像表示装置１０００として映像や画像を表示させる。
【００１１】
表示パネル１００１は、リアプレート１００１ａとフェースプレート１００１ｂとを、外周に配置された不図示の枠部を挟んで内部を真空にして封止した真空容器構造となっている。制御部１００４は走査駆動部１００５および変調駆動部１００６をそれぞれ制御する。即ち、時分割駆動によりＳＣＥ１０２１に数十ボルトの電圧が印加されるように、走査配線１００２及び変調配線１００３にそれぞれ走査選択信号及び変調信号を印加することによって、選択されたＳＣＥ１０２１から画像情報に応じて電子が放出される。
【００１２】
真空容器からなる画像表示装置１０００においては、予期しない放電が発生することがある。即ち、高圧が印加されたフェースプレート１００１ｂとリアパネル１００１ａとの間で、ＳＣＥ１０２１を駆動中に、何らかの原因で局所的に短絡して放電が発生する。放電が発生すると、フェースプレート１００１ｂに蓄えられた電荷がリアパネル１００１ａ上に瞬時に流れ込み、ＳＣＥ１０２１や走査配線１００２、変調配線１００３に放電電流が流れ、制御部１００４まで達する。放電により、ＳＣＥ１０２１には、通常の駆動時よりも過剰な電流が流れることにより素子が破壊して電子放出できず画素欠陥となることがある。
【００１３】
本実施形態では、放電時にフェースプレート１００１ｂから流れ込む放電電流を即座に遮断し、素子の破壊を最小限に抑えるために、放電検出部１００７で放電を検出した直後にＳＣＥ１０２１を駆動する電圧を一時的に停止させ、視聴者が駆動の停止を認識することのないタイミング、即ち放電を認識させないタイミングで復旧させるものである。
【００１４】
図２は、画像表示装置を駆動中に放電が発生した場合、放電発生時にアドレスされていた走査配線の電位変化とその走査配線を流れる電流変化を説明するための波形図である。放電発生後も駆動を継続した場合（グラフ（ａ））と駆動を停止した場合（グラフ（ｂ））での典型的な観測波形のデータ例の比較を示す。
【００１５】
放電後も駆動を継続した場合（ａ）は、放電直後に配線の電位が逆側へ大きく振動しており、電流波形には尾引きが観察される。
【００１６】
一方、放電発生直後に駆動電圧を遮断すると、電位の振動は見られず、電流波形の尾引きも観察されなかった（（ｂ））。
【００１７】
従って、放電直後に駆動電圧を一時的に停止させることにより、放電による走査配線の電位振動を緩和する効果と、素子へ流れる放電電流を遮断するのに有効である。
【００１８】
［放電検出部］
放電検出部１００７は、放電時に駆動回路に流れ込む放電電流を計測して放電を判断する。図３に放電検出部１００７の構成を示す。図４に示したバッファアンプ１００８に接続された走査配線の選択端子から流れる電流１００７ｂをＩ／Ｖ変換部（計測回路）３００１で電圧に変換し、コンパレーター（比較回路）３００４及び判定回路（出力回路）３００３で構成される判定部３００２にて放電の有無を判断している。また、放電の電流は走査側に限らず、変調側に流れる可能性もあるため、本実施例においては、変調側に流れる電流もモニターするために変調駆動部１００６からの出力も３００１に入力している。
【００１９】
なお、本実施例においては、放電の有無を判定している閾値電流は２００ｍＡに設定している。即ち、閾値以上の電流を観測した場合、放電と判断し、出力イネーブル制御信号を判定回路３００３から制御部１００４に出力することにより、駆動回路の出力を遮断する。出力の遮断については、走査駆動部の部分で詳しく説明する。
【００２０】
［駆動部］
走査駆動部１００５は、複数の走査配線１００２のうちの所定数（例えば１つ）の走査配線１００２を線順次に選択して選択電位を印加し、選択されない走査配線１００２には非選択電位（例えば、接地電位）を印加する。また、変調駆動部１００６は、入力画像信号に応じて複数の定電圧電源からの出力を制御し、パル幅を変調した変調信号を複数の変調配線１００３のそれぞれに並列的に印加する駆動回路である。そして、制御部１００４は、走査駆動部１００５および変調駆動部１００６に画像信号を出力して、表示パネル１００１に画像を表示するための制御回路である。この走査駆動部１００５及び変調駆動部は、複数個のパッケージＩＣ回路を接続して配置したものとすることができる。
【００２１】
［走査駆動部］
次に、走査駆動部１００５による基本的な走査配線の駆動動作について説明する。図４に走査駆動部１００５の構成を示し、図５に各信号のタイミングチャートを示す。
【００２２】
図４に示すように、走査駆動部１００５は、走査配線１００２のアドレスされる走査配線を決めるシフトレジスタ１００９と、このシフトレジスタ１００９の出力を走査配線１００２の駆動に必要な電圧レベルに変換する出力バッファ１００８とを有する。
【００２３】
それぞれのシフトレジスタ１００９には、シフトクロック信号１０１０がそれぞれ並列に供給され、シフトデータ入力から供給されるシフトデータ１００７ａは、シフトクロック信号１０１０に同期させてシフトされる。
【００２４】
図５に示すように、制御部１００４より出力されるシフトデータと出力イネーブルとの論理積（ＡＮＤ制御）を入力することにより、ｎラインシフトデータが入力された場合、ｎライン駆動波形（即ち、走査選択信号）を出力し、同様に、ｎ＋１ラインシフトデータが入力された場合、ｎ＋１ライン駆動波形を出力し、ｎ＋２ラインシフトデータが入力された場合、ｎ＋２ライン駆動波形を出力し、それ以降のシフトレジスタ１００９に対しても沿うようにして出力が行われ、これにより走査配線１００２が線順次駆動される（但し、ｎは正数）。
【００２５】
放電を放電検知部１００７で検知した場合は、即座に出力イネーブルをＯｆｆして、以降の走査配線１００２への出力は遮断され、全走査配線１００２が接地電位に保持される。更に放電が終了した時点で、出力イネーブルを再びＯｎすることにより、任意のタイミングで駆動を復帰させることができる。
【００２６】
また、走査配線１００２への出力が遮断された後に、走査配線１００２をハイインピーダンス状態とすることも可能である。
【００２７】
ここで放電の終了とは、電流検知部で検出できる電流がある閾値以下になることであり、例えば２０ｍＡ以下とすることができる。
【００２８】
駆動が停止している期間は、ＳＣＥ１０２１からの電子放出が停止するため、画像が点灯しない。従って、駆動の復帰は早ければ早いほど良いが、例えば連続して何度も放電が発生する場合などを考慮すると、放電が終了していることを確認してから駆動を復帰させるほうがよい。
【００２９】
このとき、変調駆動部１００６は、走査駆動部１００５と同じタイミングで変調信号の出力を停止・再開させてもよいし、出力したままでもよい。
【００３０】
画像が消灯する時間については、たとえば画像表示装置の走査配線の本数が１０８０本であるとし、フレームレートを６０Ｈｚでプログレッシブ駆動した場合、放電したラインの次のラインから駆動を復帰させるとすれば、
１÷６０÷１０８０＝１５．４（μｓｅｃ）    ・・（１−１）
であり、視聴者に画像が消灯したことは認識できない程の短期間で駆動復帰を行うことができる。図６に放電が起こった際の典型的な駆動波形について示す。図６では、ｎ＋１ラインで放電が発生した場合の例を示しており、放電のタイミングで出力イネーブルをＯｆｆにしており、次のｎ＋２ラインでは再度出力イネーブルをＯｎして出力を再開している。
【００３１】
駆動復帰のタイミングとしては、上記に記載したタイミング、即ち放電の次走査配線から復帰することに限らず、放電した際に駆動していた走査配線の２ライン後の走査配線から駆動を復帰させる場合は上式（１−１）の２倍、即ち３０．８μｓｅｃ、放電した際に駆動していた走査配線の３ライン後の走査配線から駆動を復帰させる場合には上式（１−１）の３倍の時間、即ち４６．２μｓｅｃの間、画像表示装置が消灯する。いずれも、画像が消灯している時間は非常に短期間であり、視聴者にとって画像が消灯したことを認識できない。
【００３２】
本発明者等の知見によれば、１〜１００ライン後程度の走査配線からの駆動回路の出力再開で、視聴者に放電による駆動停止が認識されない。従って、放電検出部１００７の出力に基づいて、駆動回路１００５の出力を停止した時点でアドレスされていた走査配線から数えてｍ番目の走査配線から出力を再開することができる（但し、ｍは正数で、１≦ｍ≦１００）。
【００３３】
以上の駆動により、放電を検知した際には即座に走査配線側の駆動を遮断し、また放電終了後には即座に駆動を復旧させることができる。これにより、視聴者が放電時の駆動停止を意識することなく、放電による電子放出素子へのダメージを最小限に抑えるような駆動処理を行うことが可能である。
【００３４】
（実施形態２）
図７に、実施形態２における各信号のタイミングチャートを示す。放電はｎ＋１ラインを駆動中に発生している。
【００３５】
実施形態２においては放電検知後の駆動停止方法が実施形態１とは異なる。
【００３６】
具体的には、出力イネーブル信号はそのまま同じタイミングで出力しているが、放電のタイミングでシフトデーターをＯＦＦにする。即ち、放電が検出された時点でアドレスされていた走査配線に対する駆動回路回路から出力をただちに停止し、このフレームで、それ以降にアドレスされる走査配線に対して駆動回路からの出力を停止する。シフトクロック信号が次のフレームの先頭の走査配線に入った段階で、再び駆動回路からの出力が再開される。ここで、先頭の走査配線とは、フレーム単位で入力される画像信号に同期して、最初にアドレスされる走査配線であり、通常は表示パネル上で画像が表示されたときにその画像の一番上の行画素を表示する走査配線である。
【００３７】
画像が消灯している時間については、たとえば画像表示装置の走査配線の本線が１０８０本であるとし、フレームレートを６０Ｈｚで駆動した場合、駆動を停止する走査線が、走査線Ｎｏ１の時からＮｏ１０８０の間になるため
走査線ＮＯ．１を駆動中に駆動停止した場合については、
１÷６０÷１０８０×１０８０＝１６．７（ｍｓｅｃ）    ・・（１−２）
走査線ＮＯ．１０８０を駆動中に駆動停止した場合については、
１÷６０÷１０８０＝１５．４（μｓｅｃ）    ・・（１−３）
となり、視聴者に画像が消灯したことは認識できない程度の短い時間で駆動復帰を行うことができる。
【００３８】
また、駆動回路からの出力を再開するタイミングは、上述のような次フレームに限らず数フレーム後でもよい。但し、消灯しているフレーム数が多くなると視聴者に認識されやすくなるので、次フレームから３フレーム後までが好ましい。
【００３９】
インターレース表示の場合は、上記フレームはフィールドに置き換えることができる。
【００４０】
（実施形態３）
実施形態３は、駆動停止、駆動復帰については前記、実施形態１、実施形態２と同様であるが、放電の検出部について異なる。
【００４１】
放電検出の方法としては、図３の放電検出部１００７で構成するように、放電時に駆動回路に入力する放電電流を検出する方法以外に、画像表示装置のアノード端子に接続された高圧電源から流れる電流の検出、及び高圧電源の電位をモニターする方法が考えられる。放電によって、アノード電極の電荷がリアプレートへ流れ込むため、高圧電源からはアノード電極に向かって充放  電電流が流れる。この時の電流を検出することにより、放電を検出すること可能である。また、放電時にはアノード電極の電位がリアプレートの電位と同等に近づくため、放電の瞬間アノード電位が低下する。
【００４２】
従って、アノード電極の電位をモニターすることにより、放電を検出することが可能である。
【００４３】
図８に放電発生時にアノード端子に流れ込む典型的な電流波形、及びアノード端子の電位波形を示す。電流の検出の際はある一定の閾値を越える電流が流れ込んだ場合、放電と判断し、実施形態１、或いは２に記述した方法で駆動を制御する。本実施形態の場合、電流の閾値を２００ｍＡ程度に設定している。もちろん、閾値電流はこの値に限ったものではなく、アノードに印加する電圧値や画像表示装置のアノード面積、高圧系の閉回路に入る抵抗などによって流れ込む電流も変わるので、状況に応じて適当に設定する必要がある。また、電位をモニターする場合には、ある一定の閾値を下回る電位を検出した場合、放電と判断し実施の形態１、或いは２に記述した方法で駆動を制御する。閾値としては例えば、アノードに１０ｋＶ印加した場合、９．５ｋＶ程度を閾値に設定しておけばよい。
【００４４】
なお、これらの電流や電圧の閾値は、駆動を復帰させる前の放電持続の有無を確認する際にも使用される。
【００４５】
図９に本実施形態で放電検出を行う場合の画像表示装置の全体構成図を示す。
【００４６】
放電検出回路９００２は、放電計測回路９００３と、計測されたアノード電流を閾値と比較する比較回路及び比較結果を出力する出力回路からなる判定回路９００４により構成される。
【００４７】
放電計測回路９００３は、アノード電極９０００の電位をモニターするための電圧計、及びアノード電極９０００に流れ込む電流を計測する電流計により構成されている。判定回路９００４は、放電計測回路９００３が放電を検出した際に、制御部１００４に制御信号９００５を出力するための回路であり、制御部１００４は制御信号９００４に応じて、放電の際に駆動を停止したり、再開する制御を行う。なお、放電検出回路９００３が、アノード電極９０００の電位及び電流の両方をモニターする構成としたが、精度上問題がなければどちらか一方で構成しても良い。
【００４８】
（実施形態４）
次に、実施形態４による画像表示装置、マトリクス駆動装置及びその制御方法について説明する。実施形態１、２では、放電発生時に走査側のみ駆動停止及びその後再開することを記述しているが、実施形態４では放電時には変調側の駆動を停止及びその後再開することを説明する。
【００４９】
実施形態１では、放電時に走査側の出力イネーブルをＯＦＦすることで、出力イネーブルのＯＦＦ期間だけ出力を遮断することとしたが、変調側の駆動回路において、同様に出力イネーブルをＯＦＦすることにより、即座に変調側からの全出力を遮断することができる。そして、放電が終了した時点で再度出力イネーブルをＯＮすれば、放電の期間のみ変調側からの出力の遮断と復帰を行うことができる。
【００５０】
更には、放電時の駆動停止及びその後の再開動作は走査側或いは変調側のどちらかの出力制御に限らず、両方を同時に実施することにより、より効果を高めることができる。走査側、或いは変調側どちらか一方のみの出力を遮断しても、素子には遮断していない側の出力が加わることになる。例えば、走査側を−１０Ｖ、変調側を＋５Ｖで駆動する場合、放電時の出力停止を変調側のみ実施した時は、放電が持続している期間も選択していた素子には走査側の電圧、即ち−１０Ｖが掛かり続けている事になってしまう。
【００５１】
従って、放電による素子ダメージ軽減効果としては、放電時に走査側及び変調側の両方の出力を遮断した方が、より効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態１における画像表示装置を示す概略図である。
【図２】放電発生時にアドレスされていた走査配線の電位変化と電流変化を説明するための波形図である。
【図３】電流検出部の構成を示した回路図である。
【図４】走査駆動部の構成を示した回路図である。
【図５】走査駆動部の駆動波形を示した波形図である。
【図６】放電が発生した際の実施形態１における走査駆動部の駆動波形を示した波形図である。
【図７】放電が発生した際の実施形態２における走査駆動部の駆動波形を示した波形図である。
【図８】放電が発生した際のアノードに流れ込む電流及びアノード電位の波形を示した波形図である。
【図９】本発明の実施形態３における画像表示装置を示す概略図である。
【図１】
2006337649.tif 000003
【図２】
2006337649.tif 000004
【図３】
2006337649.tif 000005
【図４】
2006337649.tif 000006
【図５】
2006337649.tif 000007
【図６】
2006337649.tif 000008
【図７】
2006337649.tif 000009
【図８】
2006337649.tif 000010
【図９】
2006337649.tif 000011