(57)【要約】【課題】配線抵抗に起因する輝度傾斜を低減する。【解決手段】平面表示装置は複数の走査線Ｙと、複数の走査線Ｙに交差する複数の信号線Ｘと、複数の走査線Ｙおよび複数の信号線Ｘとの交差位置に配置され各々一対の走査線Ｙおよび信号線Ｙ間の画素電圧に対応して駆動される複数の表示画素ＰＸと、複数の走査線Ｙを順次駆動する走査線ドライバ３と、走査線ドライバ３によって複数の走査線Ｙの各々が駆動される間に映像信号の階調レベルに対応したパルス幅の駆動信号により複数の信号線Ｘを駆動する信号線ドライバ２とを備える。特に、信号線ドライバ２は各走査線Ｙの配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように異ならせた増幅率で駆動信号の電圧を増幅する信号出力部２３を含む。【選択図】図１
2006154665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査線と、前記複数の走査線に交差する複数の信号線と、前記複数の走査線および前記複数の信号線との交差位置に配置され各々一対の走査線および信号線間の画素電圧に対応して駆動される複数の表示画素と、前記複数の走査線を順次駆動する走査線ドライバと、前記走査線ドライバによって前記複数の走査線の各々が駆動される間に映像信号の階調レベルに対応したパルス幅の駆動信号により前記複数の信号線を駆動する信号線ドライバとを備え、前記信号線ドライバは各走査線の配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように異ならせた増幅率で前記駆動信号の電圧を増幅する信号出力部を含むことを特徴とする平面表示装置。
【請求項２】
前記信号出力部はさらに駆動走査線の変更に伴って前記増幅率を変化させて各信号線の配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように構成されることを特徴とする請求項１に記載の平面表示装置。
【請求項３】
前記表示画素は電子ビームを放出する表面伝導型電子放出素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の平面表示装置。
【請求項４】
複数の走査線と、前記複数の走査線に交差する複数の信号線と、前記複数の走査線および前記複数の信号線との交差位置に配置され各々一対の走査線および信号線間の画素電圧に対応して駆動される複数の表示画素とを備える平面表示装置の表示用駆動回路であって、前記複数の走査線を順次駆動する走査線ドライバと、前記走査線ドライバによって前記複数の走査線の各々が駆動される間に映像信号の階調レベルに対応したパルス幅の駆動信号により前記複数の信号線を駆動する信号線ドライバとを備え、前記信号線ドライバは各走査線の配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように異ならせた増幅率で前記駆動信号の電圧を増幅する信号出力部を含むことを特徴とする表示用駆動回路。
【請求項５】
前記信号出力部はさらに駆動走査線の変更に伴って前記増幅率を変化させて各信号線の配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように構成されることを特徴とする請求項４に記載の表示用駆動回路。
【請求項６】
前記表示画素は電子ビームを放出する表面伝導型電子放出素子を含むことを特徴とする請求項４に記載の表示用駆動回路。
【請求項７】
複数の走査線と、前記複数の走査線に交差する複数の信号線と、前記複数の走査線および前記複数の信号線との交差位置に配置され各々一対の走査線および信号線間の画素電圧に対応して駆動される複数の表示画素とを備える平面表示装置の表示用駆動方法であって、前記複数の走査線を順次駆動し、前記複数の走査線の各々が駆動される間に映像信号の階調レベルに対応したパルス幅の駆動信号により前記複数の信号線を駆動し、前記駆動信号の電圧が各走査線の配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように異ならせた増幅率で増幅されることを特徴とする表示用駆動方法。
【請求項８】
前記増幅率がさらに各信号線の配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように駆動走査線の変更に伴って変化することを特徴とする請求項７に記載の表示用駆動方法。
【請求項９】
前記表示画素は電子ビームを放出する表面伝導型電子放出素子を含むことを特徴とする請求項７に記載の表示用駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の表示画素が例えば表面伝導型電子放出素子を用いて構成されるフィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）のような平面表示装置、並びにこの平面表示装置に適用される表示用駆動回路および表示用駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＥＤは、一般に表示パネルとこの表示パネルを駆動する駆動回路とを備える。表示パネルは、横（水平）方向に伸びる複数の走査線、これら走査線に交差して縦（垂直）方向に伸びる複数の信号線、並びにこれら走査線および信号線の交差位置に配置される複数の表示画素を含む（例えば、特許文献１参照）。カラー表示用の表示パネルでは、例えば水平方向において隣接する３個の表示画素がカラー表示画素として用いられる。各表示画素は表面伝導型電子放出素子およびこの電子放出素子から放出される電子ビームにより発光する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ）の蛍光体で構成される。
【０００３】
駆動回路は複数の走査線の一端に接続されるＹドライバと、複数の信号線の一端に接続されるＸドライバを含む。Ｙドライバは走査信号を用いて複数の走査線を順次駆動し、Ｘドライバは各走査線が駆動される間に映像信号の階調レベルに対応したパルス幅の駆動信号により複数の信号線を駆動する。各表示画素は対応信号線および対応走査線間の画素電圧に対応した輝度で発光する。
【０００４】
ところで、各走査線は配線抵抗（すなわち、分布定数ｚ）を持ち、Ｙドライバからの距離によって異なる電圧降下を発生させる。このため、例えば同一階調レベルの映像信号に対応して１水平ラインの表示画素を駆動しても、これら表示画素を均一な輝度分布で発光させることができない。画素電圧の実効値はＹドライバに近い表示画素ほど高くなり、Ｙドライバから遠い表示画素ほど低くなる。このため、図９に示すような輝度のバラツキが生じる。
【特許文献１】特開２００２−２２１９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、走査線の配線抵抗が表示パネルの大型化に伴って増大する傾向にあり、この配線抵抗による電圧降下の影響を無視できなくなっている。特に画面全体に白画像を表示したときに走査線に沿って生じる画素間の輝度差、すなわち輝度傾斜が目立つようになる。この輝度傾斜は表示品位を著しく低下させることから、従来においては、最も暗い画素の最大輝度を越えないように他の画素に対する映像信号を補正して輝度の均一化を行っているが、この結果として全体的な輝度が低下してしまっている。
【０００６】
本発明の目的は配線抵抗に起因する輝度傾斜を低減できる平面表示装置、表示用駆動回路、および表示用駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、複数の走査線と、複数の走査線に交差する複数の信号線と、複数の走査線および複数の信号線との交差位置に配置され各々一対の走査線および信号線間の画素電圧に対応して駆動される複数の表示画素と、複数の走査線を順次駆動する走査線ドライバと、走査線ドライバによって複数の走査線の各々が駆動される間に映像信号の階調レベルに対応したパルス幅の駆動信号により複数の信号線を駆動する信号線ドライバとを備え、信号線ドライバは各走査線の配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように異ならせた増幅率で駆動信号の電圧を増幅する信号出力部を含む平面表示装置が提供される。
【０００８】
さらに本発明によれば、複数の走査線と、複数の走査線に交差する複数の信号線と、複数の走査線および複数の信号線との交差位置に配置され各々一対の走査線および信号線間の画素電圧に対応して駆動される複数の表示画素とを備える平面表示装置の表示用駆動回路であって、複数の走査線を順次駆動する走査線ドライバと、走査線ドライバによって複数の走査線の各々が駆動される間に映像信号の階調レベルに対応したパルス幅の駆動信号により複数の信号線を駆動する信号線ドライバとを備え、信号線ドライバは各走査線の配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように異ならせた増幅率で駆動信号の電圧を増幅する信号出力部を含む表示用駆動回路が提供される。
【０００９】
さらに本発明によれば、複数の走査線と、複数の走査線に交差する複数の信号線と、複数の走査線および複数の信号線との交差位置に配置され各々一対の走査線および信号線間の画素電圧に対応して駆動される複数の表示画素とを備える平面表示装置の表示用駆動方法であって、複数の走査線を順次駆動し、複数の走査線の各々が駆動される間に映像信号の階調レベルに対応したパルス幅の駆動信号により複数の信号線を駆動し、駆動信号の電圧が各走査線の配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように異ならせた増幅率で増幅される表示用駆動方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
これら平面表示装置、表示用駆動回路、および表示用駆動方法では、駆動信号の電圧が各走査線の配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように異ならせた増幅率で増幅される。このため、各走査線の配線抵抗による電圧降下があっても、この走査線に沿った表示画素の画素電圧は均一に維持される。従って、配線抵抗に起因する輝度傾斜を低減することができる。さらに、この方式においては、電圧降下によって最も暗くなる表示画素にあわせるように他の表示画素に対する映像信号の階調レベルを補正する必要がないため、全体としての輝度が低下することも防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る平面表示装置について図面を参照して説明する。この平面表示装置はｎ×ｍドットの解像度を有するフィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）装置である。
【００１２】
図１はこの平面表示装置の回路構成を概略的に示す。平面表示装置は表示パネル１、Ｘドライバ２、Ｙドライバ３、および映像処理回路４を備える。表示パネルは横（水平）方向に伸びるｍ本の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）、これら走査線Ｙ１〜Ｙｍに交差して縦（垂直）方向に伸びるｎ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、並びにこれら走査線Ｙ１〜Ｙｍおよび信号線Ｘ１〜Ｘｎの交差位置に配置されるｍ×ｎ個の表示画素ＰＸを含む。各カラー表示画素は水平方向において隣接する３個の表示画素ＰＸにより構成される。このカラー表示画素では、３個表示画素ＰＸがそれぞれ表面伝導型電子放出素子１１およびこれら電子放出素子１１から放出される電子ビームにより発光する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の蛍光体１２により構成される。各走査線Ｙは対応水平ラインの表示画素ＰＸの電子放出素子１１に接続される走査電極として用いられ、各信号線Ｘは対応列の表示画素ＰＸの電子放出素子１１に接続される信号電極として用いられる。
【００１３】
Ｘドライバ２、Ｙドライバ３、および映像処理回路は表示用駆動回路として表示パネル１の周囲に配置される。Ｘドライバ２は信号線Ｘ１〜Ｘｎの一端に接続される信号線ドライバであり、Ｙドライバ３は走査線Ｙ１〜Ｙｍの一端に接続される走査線ドライバである。映像処理回路４は外部の信号源から供給されるＲＧＢ映像信号をデジタル形式で処理する。Ｙドライバ３は走査信号を用いて走査線Ｙ１〜Ｙｍを順次駆動し、Ｘドライバ２は走査線Ｙ１〜Ｙｍの各々がＹドライバ３によって駆動される間に信号線Ｘ１〜Ｘｎを駆動する。
【００１４】
映像処理回路４は例えば１フレーム分のＲＧＢ映像信号のレベルを合計して平均レベルを検出するＡＰＬ検出回路４０、および高輝度部分の面積が多い画像パターンについて輝度を一律に低下させるためにＡＰＬ検出回路４０によって検出された平均レベルに基づいてＲＧＢ映像信号を調整するＡＢＬ回路４１を含む。尚、ＡＰＬ検出回路４０は１または複数フレーム分のＲＧＢ映像信号の平均階調レベルおよび１または複数水平ライン分のＲＧＢ映像信号の平均階調レベルの少なくとも一方を検出するように構成されても良い。また、ＡＰＬ検出回路４０は１または複数フレーム分の映像信号、あるいは１または複数水平ライン分の映像信号の平均階調レベルを複数の表示画素ＰＸに実際に流れる発光電流あるいは放電電流から検出するように構成されても良い。
【００１５】
Ｘドライバ２は映像処理回路４から供給される１水平ライン分の映像信号を水平同期信号ＨＤに同期してサンプリングし保持するラインメモリ２０、およびこのラインメモリ２０から並列的に出力される１水平ライン分の映像信号にそれぞれ対応するｎ個のＰＷＭ駆動信号を発生する駆動信号発生部２１を含む。駆動信号発生部２１は各々対応画素の映像信号の階調レベルに比例するパルス幅のパルス信号を発生するｎ個のパルス幅変調回路２２、各々対応パルス幅変調回路２２からのパルス信号のパルス幅に等しい期間だけ駆動用基準電圧端子からの基準電圧Ｖrefを信号線Ｘ１〜Ｘｎに図２に示すＰＷＭ駆動信号として出力するｎ個の出力バッファ２３、および垂直同期信号ＶＤによりリセットされ水平同期信号ＨＤをカウントするカウンタ２４を含む。出力バッファ２３およびカウンタ２４は各信号線Ｘに対する信号出力部を構成する。
【００１６】
図１において、ｚは走査線Ｙ１〜Ｙnの各々において分布する配線抵抗であり、i11からimnはｍ×ｎ個の表面伝導型電子放出素子１１の放電時にそれぞれ流れる発光電流であり、ＶｙはＹドライバ３の出力端電圧であり、ΔＶ１〜ΔＶｍは、ｎ個の表面伝導型電子放出素子１１の放電時に発光電流が走査線Ｙ１〜Ｙnの配線抵抗を介して流れることにより起きる電圧降下の合計値である。
【００１７】
これらΔＶ１，ΔＶ２，ΔＶ３，…ΔＶｍは、次のような値である。
【００１８】
ΔＶ１＝ｚ×i11 ＋２×ｚ×i12＋ - - - - ＋ n×ｚ×i1n
ΔＶ２＝ｚ×i21 ＋２×ｚ×i22＋ - - - - ＋ n×ｚ×i2n
ΔＶ３＝ｚ×i31 ＋２×ｚ×i32＋ - - - - ＋ n×ｚ×i3n 
ΔＶｍ＝ｚ×im1 ＋２×ｚ×im2＋ - - - - ＋ n×ｚ×imn 
各水平ラインの表示画素ＰＸが信号線Ｘ１〜Ｘｎを介して駆動されると、これら表示画素ＰＸのうちで黒表示のものを除いた表示画素ＰＸの電子放出素子１１にそれぞれ発光電流が流れ、さらにこれら発光電流の全てが１走査線Ｙを介してＹドライバ３に流れる。
【００１９】
Ｙドライバ３から遠い表示画素ＰＸほど、配線抵抗および発光電流に依存した電圧降下ΔＶ１〜ΔＶｍの影響を受ける。実際には、各表示画素ＰＸが走査線Ｙの配線抵抗だけでなく信号線Ｘの配線抵抗による電圧降下の影響も受ける。このような、電圧降下があると、表面伝導型電子放出素子１１に加わる画素電圧が低下して本来の発光能力を発揮できない。このため、ｎ個の出力バッファ２３は各走査線Ｙおよび各信号線Ｘの配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように互いに異なる増幅率で駆動用基準電圧端子からの電圧Ｖrefを増幅した出力電圧Ｖｘ(＝Ｖref+ΔＶ)を発生し、この出力電圧Ｖxを対応パルス幅変調回路２２から出力されるパルス信号のパルス幅にそれぞれ等しい期間だけ信号線Ｘ１〜Ｘｎに図２に示すＰＷＭ駆動信号として出力する。
【００２０】
パルス幅変調回路２２が映像信号の最小レベルに対応する第０階調から映像信号の最大レベルに対応する第１０２３階調までの１０２４階調分のパルス幅を設定する場合には、図２に示すように駆動信号のパルス幅は第０階調のときに０に設定され、第１階調のときにＴに設定され、第ｊ階調のときにＴのｊ倍に設定される。ここで、Ｔは映像信号の階調レベルが最大となる第１０２３階調のときでも、ＰＷＭ駆動信号のパルス幅が１水平走査期間を超えないように例えば１水平走査期間のうちの有効映像期間の１／１０２３に等しい期間に予め設定される。
【００２１】
Ｙドライバ３は垂直同期信号ＶＤを１水平走査期間毎にシフトしてｍ個の出力端の１つから出力するシフトレジスタ３１、およびこれらｍ個の出力端から走査信号として出力されるパルスにそれぞれ応答して走査信号を１水平走査期間づつ走査線Ｙ１〜Ｙｍに出力するｍ個の出力バッファ３２を含む。この走査信号は走査電圧端子から供給される電圧Ｖyonであり、図２に示す１水平走査期間だけ出力される。各電子放出素子１１では、信号電極の電圧Ｖx(＝Ｖref+ΔＶ)と走査電極の電圧Ｖyとの和がスレッショルドを越えたときに放電が起き、これにより放出される電子ビームが蛍光体１２を励起する。
【００２２】
次に、１水平ラインの輝度傾斜に対する補償動作についてさらに説明する。ここでは、映像信号が例えば走査線Ｙ１に接続される１水平ラインの表示画素ＰＸの全てに対して例えば図３に示す最大階調レベルである場合を考える。もし、ｎ個の出力バッファ２３の増幅率が図４に破線で示すように全て１であるとすれば、Ｘドライバ出力電圧、具体的にはこれら出力バッファ２３の出力電圧Ｖｘはいずれも図５において破線で示す電圧Ｖrefに等しく設定され、ＰＷＭ駆動信号として信号線Ｘ１〜Ｘｎに出力される。この場合、１水平ラインの表示画素ＰＸの輝度は図６に破線で示すように傾斜する。
【００２３】
このような輝度傾斜を解消するため、ｎ個の出力バッファ２３は少なくともＹドライバ３からこれら表示画素ＰＸまでの距離（走査線長）に対応した図４に示すような増幅率で電圧Ｖrefを増幅し、いずれも図５に実線で示す出力電圧ＶｘをＰＷＭ駆動信号として信号線Ｘ１〜Ｘｎに出力する。図４に実線で示すように、各出力バッファ２３の増幅率はＹドライバ３から対応表示画素ＰＸまでの距離が近いほど低く設定され、この距離が遠いほど大きく設定される。この結果、１水平ラインの表示画素ＰＸに走査線Ｙ１の配線抵抗ｚによって生じる画素電圧の差異がうち消され、これら表示画素ＰＸを図６に示すように均一な最大輝度レベルで発光させる。
【００２４】
ちなみに、ｎ個の出力バッファ２３の増幅率は実際には走査線Ｙ１に接続される１水平ラインの表示画素ＰＸとＸドライバ２との距離（信号線長）にもそれぞれ対応している。この距離は走査線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…，Ｙｍが順番に駆動される場合に一定の割合で増加するため、ｎ個の出力バッファ２３の増幅率はカウンタ２４の出力値が変化する毎にこの出力値によって得られる駆動走査線Ｙに適合する増幅率に変更される。例えば信号線Ｘ１用の出力バッファ２３の増幅率は走査線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…，Ｙｍの順に変化する駆動走査線Ｙに対して図７に示すように変更され、信号線Ｘ２用の出力バッファ２３の増幅率は走査線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…，Ｙｍの順に変化する駆動走査線Ｙに対して図８に示すように変更される。他の出力バッファ２３もこれらと同様に関係で変化する。信号線Ｘ１〜Ｘｎ用の出力バッファ２３の増幅率はＸドライバ２からの距離に対して一定の傾きに設定され、これらの初期値はＹドライバ３とそれぞれの表示画素ＰＸとの距離を反映するにように一定の増分で異ならせてある。これにより、走査線Ｙに沿った方向の輝度傾斜および信号線Ｘに沿った方向の輝度傾斜の両方を低減できる。
【００２５】
上述の実施形態の平面表示装置では、駆動信号の電圧が各走査線Ｙの配線抵抗および各信号線の配線抵抗による電圧降下をキャンセルするように異ならせた増幅率で増幅される。このため、各走査線Ｙの配線抵抗および各信号線Ｘの配線抵抗による電圧降下があっても、走査線Ｙに沿った表示画素ＰＸの画素電圧および信号線Ｘに沿った表示画素ＰＸの画素電圧は均一に維持される。従って、配線抵抗に起因する輝度傾斜を低減することができる。さらに、この方式においては、電圧降下によって最も暗くなる表示画素ＰＸにあわせるように他の表示画素ＰＸに対する映像信号の階調レベルを補正する必要がないため、全体としての輝度が低下することも防止できる。
【００２６】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能である。
【００２７】
本発明は例えばＹドライバ３を走査線Ｙ１〜Ｙｍの片側のみに配置される方式だけでなく、２個のＹドライバを走査線Ｙ１〜Ｙｍの両側に配置する方式にも適用できる。この場合、走査線Ｙ１〜Ｙｍの中央で最も電圧降下が大きくなる。従って、ｎ個の出力バッファ２３の増幅率も中央で最も大きくなるように設定される。
【００２８】
また、上述の実施形態では、カウンタ２４の出力値から駆動走査線Ｙを特定して、図７および図８に示すようにｎ個の出力バッファ２３の増幅率に信号線長を反映させているが、例えば信号線Ｘの配線抵抗が走査線Ｙの配線抵抗に比べて小さいような場合には、信号線長を反映させることを省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る平面表示装置の回路構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す平面表示装置において発生されるＰＷＭ駆動信号のパルス幅について説明するためのタイムチャートである。
【図３】図１に示す１水平ライン分の映像信号を最大階調レベルに設定した状態を示すグラフである。
【図４】図１に示すｎ個の出力バッファにおいて設定される増幅率を示すグラフである。
【図５】図４に示す増幅率によってｎ個の出力バッファから出力される出力電圧を示すグラフである。
【図６】図５に示す出力電圧により１水平ラインの表示画素に得られる輝度を示すグラフである。
【図７】図１に示すｎ個の出力バッファのうちの第１信号線用出力バッファの増幅率が駆動走査線の変更によって増大することを示すグラフである。
【図８】図１に示すｎ個の出力バッファのうちの第２信号線用出力バッファの増幅率が駆動走査線の変更によって増大することを示すグラフである。
【図９】図１に示す表面伝導型電子放出素子の輝度のバラツキが画素電圧の差異によって生じることを示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１…表示パネル、２…Ｘドライバ、３…Ｙドライバ、４…映像処理回路、１１…表面伝導型電子放出素子、１２…蛍光体、２３…出力バッファ、２４…カウンタ、４０…ＡＰＬ検出回路、４１…ＡＢＬ回路、Ｘ…信号線、Ｙ…走査線、ＰＸ…表示画素。
【図１】
2006154665.tif 000003
【図２】
2006154665.tif 000004
【図３】
2006154665.tif 000005
【図４】
2006154665.tif 000006
【図５】
2006154665.tif 000007
【図６】
2006154665.tif 000008
【図７】
2006154665.tif 000009
【図８】
2006154665.tif 000010
【図９】
2006154665.tif 000011