(57)【要約】【課題】スペーサ近傍での表示の乱れを低減できる表示装置および表示方法を提供する。【解決手段】スペーサの最近傍位置では画素の輝度が低下するので、その低下分を見込んで走査線信号の電圧を標準より高く設定しておき、逆にスペーサの最近傍位置に隣接する位置では輝度が高くなるので、その上昇分を見込んで走査線信号の電圧を標準よりも低く設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置される第１、第２の基板と、前記第１、第２の基板間に互いに交叉するように配列された複数の信号線及び複数の走査線と、前記信号線と前記走査線との交叉点に対応して設けられた複数の画素と、前記走査線に沿って配列された複数のスペーサとを有する表示部と、
前記表示部上での前記スペーサの配置に対応して選定されたレベルの走査線信号を前記複数の走査線に印加する走査線信号印加手段と
を具備することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画素が、電子放出素子と、前記電子放出素子から放出される電子によって発光する蛍光体とを含むことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記スペーサと対応する位置に配置された前記走査線の走査線信号のレベルが基準の走査線信号のレベルよりも高く設定されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記スペーサと対応する位置に配置された前記走査線に隣接する走査線の走査線信号のレベルが基準の走査線信号のレベルよりも低く設定されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
前記スペーサと対応する位置に配置された前記走査線の走査線信号のレベルが基準の走査線信号のレベルよりも高く、前記スペーサと対応する位置に配置された前記走査線に隣接する走査線の走査線信号のレベルが基準の走査線信号のレベルよりも低く設定されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールド・エミッション・ディスプレイ等の基板間にスペーサおよび画素が配置される表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの基板間に電子放出素子と蛍光体とを配列し、電子放出素子から放出される電子によって蛍光体を発光させて表示を行うフィールド・エミッション・ディスプレイの開発が進められている（特許文献１参照）。
【０００３】
フィールド・エミッション・ディスプレイを動作させるためには基板間を減圧する必要がある。このため、大気圧に対抗すべくスペーサが基板間に配置され、基板間の距離を保持している。
【特許文献１】特開２０００−３１１６０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スペーサの帯電等によって、スペーサ近傍に表示の乱れが生じる可能性がある。
【０００５】
上記に鑑み、本発明はスペーサ近傍での表示の乱れを低減できる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、互いに対向して配置される第１、第２の基板と、第１、第２の基板間に互いに交叉するように配列された複数の信号線及び複数の走査線と、前記信号線と前記走査線との交叉点に対応して設けられた複数の画素と、走査線に沿って配列された複数のスペーサとを有する表示部と、表示部上での前記スペーサの配置に対応して選定されたレベルの走査線信号を複数の走査線に印加する走査線信号印加手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明において、スペーサと対応する位置に配置された走査線の走査線信号のレベルは、基準の走査線信号のレベルよりも高く設定されていることを特徴とする。さらに、スペーサと対応する位置に配置された走査線に隣接する走査線の走査線信号のレベルは基準の走査線信号のレベルよりも低く設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スペーサ近傍での表示の乱れを低減できる表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態に係る表示装置Ｄを表す図である。
【００１１】
本発明に係る表示装置Ｄは、表示パネル１０，信号線ドライバ２０，走査線ドライバ３０，映像信号処理回路４０，タイミング発生回路６０を備える。
【００１２】
入力回路５０は映像信号および同期信号を入力し、映像信号を映像信号処理回路４０へ、同期信号をタイミング発生回路６０へそれぞれ分離して出力する。映像信号処理回路４０は、入力回路５０から入力される映像信号を信号線駆動信号の電圧パルス方式に変換して信号線ドライバ２０に出力する。タイミング発生回路６０は、入力回路５０からの入力される同期信号に基づく動作タイミングを走査線ドライバ３０，映像信号処理回路４０，信号線ドライバ２０にそれぞれ出力する。
【００１３】
信号線ドライバ２０は、映像信号処理回路４０から入力される映像信号を駆動信号に変換して表示パネル１０に出力する。走査線ドライバ３０は、タイミング発生回路６０から入力される動作タイミングを走査線信号に変換して表示パネル１０に出力する。表示パネル１０は、信号線ドライバ２０および走査線ドライバ３０から入力される駆動信号および走査線信号に基づき画像を表示する。
【００１４】
図２は、表示パネル１０を上面から見た状態を模式的に表す上面図である。また、図３は、表示パネル１０を横方向から見た状態を表す側面図である。
【００１５】
表示パネル１０は、フェースプレートＦＰ，リアプレートＲＰ，側壁Ｗ，スペーサＳＰ，走査線Ｙ，信号線Ｘ，表示画素Ｐｘを有する。なお、図２，３では、表示画素ＰｘとスペーサＳＰの配置関係の判りやすさを考慮して、走査線Ｙ，信号線Ｘの図示を省略している。
【００１６】
フェースプレートＦＰ，リアプレートＲＰは、それぞれ第１、第２の基板として機能し、側壁Ｗと共に、真空容器を構成する。すなわち、フェースプレートＦＰ，リアプレートＲＰ，側壁Ｗで形成される空間（真空容器内部）は、表示パネル１０の動作のために減圧され、高真空状態となっている。
【００１７】
スペーサＳＰは、フェースプレートＦＰ，リアプレートＲＰの間隔を保つためのものである。フェースプレートＦＰ，リアプレートＲＰの間は、減圧されているために、大気圧による力が印加され、これらの中央が側壁Ｗの近傍に比べて間隔が小さくなる可能性がある。ここで、スペーサＳＰは横方向に細長い略長方形の底面を有する柱状形状をしており、所定の間隔をおいて縦方向つまり走査線Ｙに沿って配列される。
【００１８】
リアプレートＲＰ上に走査線Ｙ，信号線Ｘが配置される。ｍ（＝７２０）本の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）が、横（水平）方向に伸びている。ｎ（＝１２８０×３）本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）が、これら走査線Ｙ１〜Ｙｍに交差して、縦（垂直）方向に伸びている。ｍ×ｎ（＝約２７６万）個の表示画素Ｐｘが、これら走査線Ｙ１〜Ｙｍ及び信号線Ｘ１〜Ｘｎの交差位置近傍に配置される。
【００１９】
表示画素Ｐｘは、電子放出素子１１および蛍光体１２を有する。電子放出素子１１は、リアプレートＲＰ上に配置され、対応する走査線Ｙ，信号線Ｘにより駆動され、電子を放出する。蛍光体１２は、フェースプレートＦＰ上に配置され、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。この蛍光体２は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）いずれかの表示色で発光する。すなわち、表示画素Ｐｘは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の表示色のいずれかに対応する。
【００２０】
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の表示画素Ｐｘは、それぞれ縦方向に配置される。ここで、水平方向に隣接して配置される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）３つの表示画素Ｐｘを、纏めて１つのカラー画素と考えることができる。これら赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の表示画素Ｐｘを制御することで、フルカラーの表示が可能となる。
【００２１】
表示画素Ｐｘは、図２に示すように、スペーサＳＰの間に配置される。なお、図２では、判りやすさのために、縦方向に配置されるスペーサＳＰ間に５つの表示画素Ｐｘが配置されることとしているが、これは絶対的なものでない。スペーサＳＰ間により多い個数の表示画素Ｐｘが配置されてもよい。また、スペーサＳＰ間に配置される表示画素Ｐｘの個数が一定でなくても差し支えない。
【００２２】
ここで、スペーサＳＰの近傍では、表示パネル１０での表示に乱れが生じる。図４は走査線Ｙの位置と表示画素Ｐｘとの相対輝度の関係を示したグラフである。横軸が走査線番号Ｙｉ、縦軸が相対輝度ＲＬである。相対輝度ＲＬは、各表示画素Ｐｘの輝度Ｌを基準輝度ＣＬで規格化したもので、相対輝度ＲＬ＝輝度Ｌ／基準輝度ＣＬである。
【００２３】
このグラフから分かるように、スペーサＳＰに最も近い表示画素（再近接表示画素）Ｐｘ，図２では走査線Ｙ４８，Ｙ４９等に対応する表示画素Ｐｘが本来の輝度より暗くなる傾向にある。また、再近接表示画素ＰｘよりスペーサＳＰから遠い表示画素（近接表示画素）Ｐｘ，図２では走査線Ｙ４７，Ｙ５０等に対応する表示画素Ｐｘ，が本来の輝度より明るくなる傾向になる。これらよりスペーサＳＰから離れた表示画素Ｐｘは、本来の輝度で発光する。
【００２４】
すなわち、スペーサＳＰからの距離に応じて、表示パネル１０上の領域を最近接領域、近接領域、通常領域と区分すると、低輝度、高輝度、通常輝度となり、スペーサＳＰの近傍に明暗の縞が形成されることになる。このような縞の発生は、表示パネル１０上の表示の乱れとなり、好ましくない。
【００２５】
スペーサＳＰ近傍での明暗の発生は、スペーサＳＰの帯電によって説明可能である。
【００２６】
スペーサＳＰの近傍の電子放出素子１１から発せられた電子の一部がスペーサＳＰに衝突することで、あるいは放出電子の作用で気体等がイオン化されたイオンがスペーサＳＰに付着することで、スペーサＳＰが帯電する可能性がある。さらには、フェースプレートＦＰに到達した電子が一部反射、散乱され、その一部がスペーサＳＰに衝突することでスペーサＳＰが帯電する可能性がある。
【００２７】
スペーサＳＰが帯電すると、電子放出素子１１から蛍光体１２へと向かう電子の軌道に影響を与える。例えば、スペーサＳＰが負に帯電するとスペーサＳＰ近傍を飛翔する電子がスペーサから離れることになる。この結果、スペーサＳＰの最近傍の蛍光体１２に到達する電子の個数が減少し、この最近傍の蛍光体１２よりスペーサＳＰから離れた蛍光体１２に到達する電子の個数が増加する。この結果、スペーサＳＰに対して、最近傍領域の表示画素Ｐｘは低輝度、近傍領域の表示画素Ｐｘは高輝度となる。
【００２８】
スペーサＳＰの帯電を抑制するために、スペーサＳＰの表面に導電性を付与し、帯電された電荷を除去することが考えられる。しかしながら、スペーサＳＰ近傍での輝度の乱れを完全に排除することは困難であり、何らかの手段で輝度を補正することが好ましい。
【００２９】
次に、この実施形態の表示装置Ｄでの輝度補正を含む表示駆動の動作について説明する。
【００３０】
（信号線Ｘの駆動動作）
映像信号処理回路４０において、ＡＤ変換回路４１は、水平同期信号に同期して入力回路５０から供給されるアナログＲＧＢ映像信号をデジタル形式に変換し、変換部４５に供給する。変換部４５は、ＡＤ変換回路４１より供給された映像信号を、変換テーブル４６を参照して、信号線駆動信号の電圧パルス方式に適合する値に変換する。
【００３１】
変換テーブル４６は、ＡＤ変換回路４１より与えられる映像信号（階調データ）の全階調値に割り当てられる１０２４個の１１ビット変換データを格納したテーブルである。具体的には、階調０〜２５６を０〜２５６に、階調２５７〜５１２を５１２〜７６９に、階調５１３〜７６８を１０２４〜１２８０に、階調７６９〜１０２４を１５３６〜１７９２に、それぞれ変換する。変換後の階調データは、上位２ビット、下位９ビットがそれぞれ、信号線駆動信号のパルス振幅（素子電圧Ｖ１〜Ｖ４）およびパルス幅（０〜２５６の時間長）に対応している。
【００３２】
信号線ドライバ２０は、ラインメモリ２１，２２，及び駆動信号生成部２３を含んでいる。ラインメモリ２１は、各水平走査期間においてタイミング発生回路６０から供給されるクロックＣＫ１に同期して１水平ライン分の映像信号をサンプリングし、これら映像信号、すなわちｎ個の階調データを並列的に出力する。
【００３３】
ラインメモリ２２は全ての階調データがラインメモリ２１から出力された状態でタイミング発生回路６０から供給されるラッチパルスＤＬに応答してこれら階調データをラッチし、ラインメモリ２１が再びサンプリング動作する後続の１水平走査期間において階調データを保持する。
【００３４】
駆動信号生成部２３は、ラインメモリ２２から並列的に出力される階調データにそれぞれ対応するパルス振幅及びパルス幅を有するｎ個の電圧パルスを信号線駆動信号として発生して信号線Ｘ１〜Ｘｎに供給する。駆動信号生成部２３はカウンタ２４，ｎ個のパルス幅変調回路２５，及びｎ個の出力バッファ２６を含む。
【００３５】
カウンタ２４は１０ビットの構成であり、各水平走査期間の開始に伴ってタイミング発生回路６０から供給されるリセット信号ＲＳＴに応答して初期化される。そして、カウンタ２４は、このリセット信号ＲＳＴに続いてタイミング発生回路６０から供給されるクロックＣＫ２によってカウントアップされる。その後、カウンタ２４は各水平走査期間のうちの有効映像期間を１０２４段階の時間長で表す１０ビットのカウントデータを出力する。
【００３６】
各パルス幅変調回路２５は、例えば、コンパレータからなり、ラインメモリ２２から供給される対応階調データと、カウンタ２４から供給されるカウントデータとを比較し、カウントデータが階調データに到達するまでの期間に等しいパルス幅の電圧パルスを出力する。
【００３７】
各出力バッファ２６は、対応パルス幅変調回路２５に供給される階調データの上位２ビットに基づいて、外部から供給される正の素子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，及びＶ４を選択し、出力する。このため、パルス幅変調回路２５からの電圧パルスが、これら素子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，及びＶ４のうちのいずれかに等しいパルス振幅に増幅される。このとき、このパルス幅変調回路２５からのパルス電圧のパルス幅に等しい期間だけ選択素子電圧が出力バッファ２６から出力される。すなわち、出力バッファ２６は、階調データの階調値に依存したパルス振幅及びパルス幅を有する信号線駆動信号を出力する。
【００３８】
図５は信号線駆動信号の信号波形の一例を表すグラフである。
【００３９】
信号線駆動信号は、映像信号の大きさに応じて４個の領域（Ａ）乃至（Ｄ）に区分され、領域ごとに異なる振幅値Ｖ１乃至Ｖ４を有する。これら領域（Ａ）乃至（Ｄ）はそれぞれ、変換部４５で変換される前の階調値０〜２５６，２５７〜５１２，５１３〜７６８，７６９〜１０２４および変換部４５で変換後の階調データの上位２ビット「００」，「０１」，「１０」，「１１」に対応する。
【００４０】
駆動信号の振幅値Ｖ１乃至Ｖ４を各領域で段階的に大きくしていき、更に、各領域において、映像信号の値に対応させてパルス幅を可変することで、きめ細かな階調表現を可能としている。
【００４１】
図５の（Ａ）に示すように、階調値が０〜２５６の場合、信号線駆動信号は、パルス振幅が素子電圧Ｖ１でパルス幅が０〜２５６の時間長のパルスとなる。図５の（Ｂ）に示すように、階調値が２５７〜５１２の場合、信号線駆動信号は、パルス振幅が素子電圧Ｖ２でパルス幅が０〜２５６の時間長のパルスと、パルス振幅が素子電圧Ｖ１でパルス幅が残りの時間長（〜２５６）のパルスとの組み合わせとなる。図５の（Ｃ）に示すように、階調値が５１３〜７６８の場合、信号線駆動信号は、パルス振幅が素子電圧Ｖ３でパルス幅が０〜２５６の時間長のパルスと、パルス振幅が素子電圧Ｖ２でパルス幅が残りの時間長（〜２５６）のパルスとの組み合わせとなる。図５の（Ｄ）に示すように、階調値が７６９〜１０２４の場合、信号線駆動信号は、パルス振幅が素子電圧Ｖ４でパルス幅が０〜２５６の時間長のパルスと、パルス振幅が素子電圧Ｖ３でパルス幅が残りの時間長（〜２５６）のパルスとの組み合わせとなる。
【００４２】
以上は信号線Ｘの駆動の動作である。次に、走査線Ｙの駆動動作を説明する。この実施形態の表示装置Ｄでは、上記のスペーサＳＰの位置に対応する輝度補正を、かかる走査線Ｙの駆動において採りいれている。
【００４３】
（走査線Ｙの駆動動作）
走査線ドライバ３０は、シフトレジスタ３１，出力バッファ３２を含む。シフトレジスタ３１は、垂直同期信号を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。出力バッファ３２は、シフトレジスタ３１のｍ個の出力端からのパルスにそれぞれ応答して走査線信号を走査線Ｙ１〜Ｙｍに出力する。出力バッファ３２から出力される走査線信号は走査電圧端子から供給される負の電圧であり、１水平走査期間だけ出力される。
【００４４】
ここで、出力バッファ３２から出力される走査線信号の電圧には３つ以上の値Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３が用意されており、個々の走査線信号ごとに３つの電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３の中の一つがあらかじめ選定されている。これらの電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３の関係は、たとえば図６に示すように、Ｖｃ２の電圧の絶対値をこれまでの標準Ｒとして、Ｖｃ１はＲ−ｎ、Ｖｃ３はＲ＋ｍと、標準に対して補正値を加えたものとされている。ただし、ｍとｎは等しい値であってもよい。
【００４５】
図７は、各走査線Ｙ（Ｙ４４−Ｙ５３）の走査線信号の電圧をスペーサＳＰの位置との関係で示した図である。このように、スペーサＳＰの最近傍位置に対応する走査線Ｙ４８，Ｙ４９の走査線信号の電圧を最も高いＶｃ３とし、この走査線Ｙ４８，Ｙ４９の両側に隣接する走査線Ｙ４７，Ｙ５０の走査線信号の電圧を最も低いＶｃ１とし、さらにその間に配設されている走査線Ｙ４４，Ｙ４５，Ｙ４６，Ｙ５１，Ｙ５２，Ｙ５３などの走査線信号の電圧を中間（標準）のＶｃ２としている。すなわち、スペーサＳＰの最近傍の位置では輝度が低下するので、その低下分を見込んで走査線信号の電圧を高くし、逆にスペーサＳＰの最近傍位置に隣接する位置では輝度が高くなるので、その上昇分を見込んで走査線信号の電圧を低くしている。
【００４６】
ただし、これは一例にすぎず、スペーサＳＰの最近傍位置の両側に隣接する走査線Ｙ４７，Ｙ５０の走査線信号の電圧は必ずしも標準よりも低くする必要はない。また、一つのスペーサ部につき、Ｖｃ３の電圧を設定する走査線の本数、Ｖｃ１の電圧を設定する走査線の本数も適宜選択すべき事項である。
【００４７】
各電子放出素子１１において、表示画素Ｐｘの輝度は、信号線駆動信号のパルス幅及びパルス電圧、並びに走査線信号のパルス電圧に依存して電子放出素子１１に流れる駆動電流Ｉｅによって可変するので、上記のように、各走査線の走査線信号の電圧をスペーサＳＰの位置に対応して最適に選定することで、スペーサＳＰ近傍での輝度の不均一が是正され、表示パネル１０上に表示される画像がより鮮明となる。
【００４８】
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４９】
上記の実施形態では、各走査線Ｙごとの走査線信号の電圧を、スペーサＳＰの位置に対応して最適に選定しておくものとしたが、走査線信号の電圧として用いられる各電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３は、各々個別にマニュアルなどにより微調整可能であることが望ましい。また、上記の実施形態では、３つの電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３の中から個々の走査線信号の電圧が選定されているものとしたが、Ｖｃ１からＶｃ３までの間をさらに細かく分けた値の中からの選定であってもよいのは言うまでもない。
【００５０】
また、各々の走査線Ｙごとの走査線信号の電圧を、マイクロコンピュータなどにより可変設定できるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置を表す図である。
【図２】図１の表示パネルを上面から見た状態を模式的に表す上面図である。
【図３】図１の表示パネルを横方向から見た状態を表す側面図である。
【図４】走査線の位置と表示画素の相対輝度との対応関係を表すグラフである。
【図５】信号線駆動信号の信号波形の一例を表すグラフである。
【図６】走査線信号の電圧波形を示す図である。
【図７】走査線信号の電圧をスペーサ位置との関係で示した図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｄ…表示装置、１０…表示パネル、ＦＰ…フェースプレート、ＲＰ…リアプレート、Ｗ…側壁、ＳＰ…スペーサ、Ｐｘ…表示画素、Ｘ（Ｘ１-Ｘｎ）…信号線、Ｙ（Ｙ１-Ｙｍ）…走査線、１１…電子放出素子、１２…蛍光体、２０…信号線ドライバ、２１，２２…ラインメモリ、２３…駆動信号生成部、２４…カウンタ、２５…パルス幅変調回路、２６…出力バッファ、３０…走査線ドライバ、３１…シフトレジスタ、３２…出力バッファ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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