(57)【要約】【課題】電子放出素子をマトリックス状に配置した表示装置にＡＢＬ制御を適用する場合において、走査配線抵抗に起因する電圧降下を補正して、スメアの無い良好な画像を表示する。【解決手段】高圧負荷電流検出手段３１からの高圧負荷電流検出信号３に基づいて、駆動電圧変更データ５を演算する高圧負荷電流制限手段４と、この駆動電圧変更データ５に基づいて、走査電圧３０を演算する走査電圧補正手段２５とを設けて、高圧負荷電流検出信号３に応じた走査電圧３０を走査線選択回路１９に出力する。また、電圧降下補正手段３５を設けて、入力される画像データ９より算出した駆動電圧データ２６から駆動電圧変更データ５を減算処理し、信号電圧データ２０を演算して、信号線駆動回路１５に出力する。【選択図】図１
2009003349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な複数本の走査配線と、それと直交する複数本の信号配線と、前記走査配線と信号配線との交点に配置された複数の電子放出素子と、前記電子放出素子からの放出電子により発光する蛍光体とからなる表示パネルと、
前記走査配線に選択電圧を印加する走査線選択手段と、前記走査線選択手段に供給する走査電圧を補正する走査電圧補正手段と、前記走査配線の抵抗や前記走査線選択手段の抵抗に起因する電圧降下の影響を演算する電圧降下補正手段と、前記電圧降下補正手段からの信号電圧データに基づいて前記信号配線を駆動する信号線駆動手段と、前記電子放出素子からの放出電子を収束して蛍光体へ照射させるための高圧発生手段と、前記高圧発生手段から前記表示パネルへ供給する高圧負荷電流を検出する高電圧負荷電流検出手段と、前記高電圧負荷電流検出手段からの高圧負荷電流検出信号に基づいて高圧負荷電流を制限する高圧負荷電流制限手段を備えた表示装置において、
前記高圧負荷電流制限手段は、前記高圧負荷電流検出信号から電子放出素子に流れる電流を抑制する電流抑制率を算出する電流抑制率演算手段と、前記電流抑制率から駆動電圧変更データを演算する駆動電圧変更量演算手段とを備え、
前記走査電圧補正手段は、前記駆動電圧変更データに基づいた走査電圧を前記走査線選択手段へ出力し、
前記電圧降下補正手段は、前記駆動電圧変更データに基づいた信号電圧データを前記信号線駆動手段へ出力すること特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記電圧降下補正手段は、入力される画像データより生成した駆動電圧データから前記駆動電圧変更データを減算処理する減算手段を備え、前記減算手段からの駆動電圧データを用いて電圧降下補正量を演算する電圧降下量演算回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、電子放出素子をマトリックス状に配置したマルチ電子源を用いる表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、互いに直交する電極配線郡の交点に電子源を設け、各電子源への印加電圧又は印加時間を調整することにより、電子源からの放出電子量を制御し、高電圧により放出電子を収束して蛍光体へ照射する自発光型のマトリックス方式ディスプレイが注目を集めている。
【０００３】
電子源としては、電界放射型陰極を用いるもの、薄膜電子源を用いるもの、カーボナノチューブを用いるもの、表面伝導電子放出素子を用いるものなどがある。この種のディスプレイでは、放出電子量が多いほど高輝度が得られるが、通常、表示パネルの発熱とディスプレイの消費電力抑制と高圧回路保護を目的として、輝度を制限するＡＢＬ（Automatic Brightness Limiter）機能を適用することが提案されている。ＡＢＬ機能は、平均輝度が設定値より超える場合に、放出電子量を抑制する動作を行う。
【０００４】
従来の技術として、下記特許文献１には、マトリックス状に配置され、複数の行配線と列配線を介して駆動される表示用素子３０１と、行配線を走査する走査回路３０２と、画像データに基づいて列配線に変調信号を供給する変調回路３０３とを有する表示装置において、少なくとも行配線の抵抗成分によって発生する電圧降下の影響による表示輝度の変動を補償するための補正処理を画像データに施す補正回路３０４と、画像情報の輝度データに基づいて表示パネルの表示輝度を制御する輝度制御回路３０６Ａ、３０６Ｂ、３０６Ｃを有する表示装置が記載されている。
【０００５】
また、下記特許文献２には、表示パネル６は電子放出素子をマトリックス状に配置した電子発生部を有し、パルス幅変調回路４は定電流源制御回路４１を有して、表示パネル６を駆動し、高圧電源回路８は表示パネル６に高電圧を供給し、電流検出回路８１は高圧電源回路８から表示パネル６へと流れる電流Ｉａの値を検出し、電流ＩａはＩ−Ｖ変換回路９によって電圧Ｖｂに変換され、定電流源制御回路４１に入力され、この電圧Ｖｂに応じて定電流源制御回路４１から表示パネル６の電子放出素子へと供給される定電流の値を制御する画像表示装置が記載されている。
【０００６】
また、下記特許文献３には、表示パネル、輝度平均手段、シーン切換え検知手段、輝度制御手段を備え、シーン切換え検知手段は平均輝度のフレーム差分又は二次微分値などに基づいてシーン切換えの有無を判断し、シーン切換えがあったときは表示輝度の変化を速くすることが記載されている。
【０００７】
また、下記特許文献４には、画像データに対して、少なくとも行配線と走査手段の抵抗分によって発生する電圧降下の影響を補正する補正画像データを算出する補正画像データ算出手段１４と、補正画像データＤｏｕｔの振幅が変調手段８の入力範囲に対応するように、補正画像データＤｏｕｔの振幅を調整する機能を有する振幅調整手段と、振幅調整された補正画像データを入力として、列配線に変調信号を出力する変調手段８を備えることが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２５５８８４号公報
【特許文献２】特開２００１−５１６４５号公報
【特許文献３】特開２００３−１５３１２３号公報
【特許文献４】特開２００３−２３３３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＡＢＬ機能を用いた輝度抑制方法を適用した場合には、電子放出素子の駆動電流がＡＢＬ動作を行わない場合と異なることから、スメア補正量（走査線抵抗に起因した電圧降下に伴う輝度傾斜や輝度段差を補正するための補正量）の見直しが必要になる。すなわち、走査配線抵抗に起因するスメア補正は、画素毎の補正であり、ＡＢＬ制御によって画素駆動電流が変化した際には、変化後の画素駆動電流に対してスメア補正を実施する必要がある。
【０００９】
上記特許文献１に記載されている従来技術は、列配線を駆動する変調手段として、パルス幅変調回路に関する技術の開示はあるが、振幅変調回路に関する技術の開示はない。また、ＡＢＬ制御に必要な平均輝度を画像データから算出している。また、特許文献２、特許文献３及び特許文献４に記載されている従来技術は、ＡＢＬ動作の時のスメア補正に関する技術の開示はない。
【００１０】
本発明の目的は、ＡＢＬ機能を有する表示装置において、スメアの無い良好な画像を表示可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、高圧負荷電流制限手段を設けて、走査配線の走査電極へ印加する選択電圧を変化させ、また、この選択電圧の変化量に応じて、走査配線抵抗や走査電極選択手段の抵抗に起因する電圧降下補正量を演算することで、スメア補正量の適正化を図る。具体的には、以下の手段を用いて実現する。
【００１２】
走査配線に選択電圧を印加する走査線選択手段と、この走査線選択手段に供給する走査電圧を補正する走査電圧補正手段と、走査配線抵抗や走査線選択手段の抵抗に起因する電圧降下の影響を演算する電圧降下補正手段と、この電圧降下補正手段からの出力データに基づいて信号配線を駆動する信号線駆動手段と、電子放出素子からの放出電子を収束して蛍光体へ照射させるための高圧発生手段と、この高圧発生手段の高圧負荷電流を検出する高電圧負荷電流検出手段と、この高電圧負荷電流検出手段からの高圧負荷電流検出結果に基づいて高圧負荷電流を制限する高圧負荷電流制限手段とを備え、この高圧負荷電流制限手段は、高圧負荷電流検出結果から電子放出素子に流れる電流を抑制する電流抑制率を算出する電流抑制率演算手段と、この電流抑制率から駆動電圧変更データを演算する駆動電圧変更量演算手段とを備え、走査電圧補正手段は、駆動電圧変更データに基づいた走査電圧を走査線選択手段へ出力し、電圧降下補正手段は、駆動電圧変更データに基づいた電圧降下補正量を演算した出力データを信号線駆動手段へ出力する。
【００１３】
また、入力される画像データより生成した駆動電圧データから駆動電圧変更データを減算処理する減算手段を有し、この減算手段の出力結果を用いて電圧降下補正量を演算する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による表示装置では、ＡＢＬ動作に伴って電子放出素子に流れる電流の変化が発生した場合にも、その状態でのスメア補正の好適な処理が可能である。したがって、スメアが無い良好な表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１６】
まず、図２は、図１に示す表示パネル２２の構成要素である電子放出素子として薄膜電子源を用いた場合の電子源両端に印加される駆動電圧Ｖに対する電子放出素子に流れる電流Ｉｄの特性である。図２において、駆動電圧Ｖが低電圧領域ではＩｄは非常に小さく、駆動電圧Ｖが大きくなるに従い、電子放出素子に流れる電流Ｉｄが指数関数的に増加する特性を有している。本実施例では、信号配線と走査配線との間の駆動電圧Ｖとして、走査配線へ正電圧を印加した場合に、電子放出素子に電流が流れ、電子放出素子から電子が空間へ放出されるものとする。
【００１７】
図１は、本発明に係る表示装置の構成図である。図１において、表示パネル２２の各信号配線を信号電圧で駆動する信号線駆動回路１５は、その出力電圧値により電子放出素子の電流を制御する振幅変調型の駆動回路である。また、表示パネル２２の走査配線に選択電圧を印加する走査線選択回路１９は、各走査配線に接続したスイッチ群から構成され、走査配線の選択動作を行う。本実施例では、選択電圧が信号電圧に対して高電位となるように、表示パネル２２を駆動すると共に、選択電圧を下げることで、高圧負荷電流制限と電圧降下補正の適正化を実現する。
【００１８】
高圧回路２１は、蛍光体を塗布した表示パネル２２のアノードパネルに、高電圧を印加して、電子放出素子と蛍光体との間に電界を発生させる。高圧回路２１には、高圧負荷電流検出手段として、高圧負荷電流検出素子３１が接続されており、高圧負荷電流の値に応じた高圧負荷電流検出信号３を出力する。
【００１９】
電流抑制率演算回路２３は、高圧負荷電流検出信号３を用いて、電子放出素子に流れる電流を抑制するための電流抑制率（０＜α≦１）２４を演算して出力する。駆動電圧変更量演算回路１は、電流抑制率２４を用いて、駆動電圧変更データ５を生成する。この駆動電圧変更量演算回路１と電流抑制率演算回路２３は高圧負荷電流制限手段４を構成している。
【００２０】
この高圧負荷電流制限手段４で演算された駆動電圧変更データ５は、加減算器６とデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１６へ入力される。
【００２１】
ＤＡＣ１６は、駆動電圧変更データ５をアナログ電圧に変換して選択電圧変更電圧（ΔＶＨ）２８を生成する。加減算器１７は、選択基準電圧源１８の出力電圧である選択基準電圧（ＶＨ）２９から選択電圧変更電圧（ΔＶＨ）２８を減算して、走査電圧３０（ＶＨ−ΔＶＨ）を出力する。ここで、選択基準電圧２９は、高圧負荷電流値が少ない画像表示における選択電圧である。すなわち、予め設定した高圧負荷電流設定値に対して高圧負荷電流の値が小さい場合、ＤＡＣ１６の出力である選択電圧変更電圧２８は０Ｖである。高圧負荷電流が高圧負荷電流設定値を超えた場合、選択電圧変更電圧２８が増加し、加減算器１７の出力である走査電圧３０が下がる方向に変化して表示パネル駆動電圧を下げる。その結果、電子放出素子の電流が減少し、放出電子量、すなわち、高圧負荷電流が高圧負荷電流設定値を越えないように、ＡＢＬ動作を行う。これらＤＡＣ１６、加減算器１７及び選択基準電圧源１８は走査電圧補正手段２５を構成している。
【００２２】
次に、ＡＢＬ動作時の入力画像データの処理について説明する。入力される画像データ９を画像データ−駆動電圧データ変換回路（Ｄ１−Ｖ１変換回路）１０に入力する。Ｄ１−Ｖ１変換回路１０は、画像データ９を用いて、走査配線電圧降下補正とＡＢＬ制御を行わない場合の駆動電圧データ（図２に示すＶ１）２６を生成する。
【００２３】
加減算器６は、駆動電圧データ２６から駆動電圧変更データ５を減算する処理を行い、駆動電圧データ（図２に示すＶ２）２７を生成する。この駆動電圧データ２７は、ＡＢＬ制御動作時における電子放出素子に印加すべき電圧に対応したものである。また、この駆動データ２７は、駆動電圧データ２６に比べて、駆動電圧を下げる方向のデータである。
【００２４】
駆動電圧データ−電流変換回路（Ｖ２−Ｉｄ２変換回路）７は、駆動電圧データ２７を用いて、各電子放出素子に流れる電流への変換処理を行い、各電子放出素子の電流データＩｄ２を生成する。
【００２５】
電圧降下量演算回路８は、電流データＩｄ２と１画素の走査配線抵抗値Ｒを用いて積和演算処理を行い、各電子放出素子での電圧降下量データ（ΔＶ）１２を算出する。
【００２６】
加算器１１は、駆動電圧データ２６と電圧降下量データ１２を加算して、電圧降下量を考慮した選択電圧と信号電圧との差電圧データ（パネル駆動電圧データＶ３）１３を得る。
【００２７】
パネル駆動電圧データ−信号電圧データ変換回路（Ｖ３−Ｄ３変換回路）１４は、パネル駆動電圧データ１３から信号線駆動回路１５の出力電圧を決める信号電圧データ２０への変換処理を行う。
【００２８】
これら加減算器６、駆動電圧データ−電流データ変換回路７、電圧降下量演算回路８、画像データ−駆動電圧データ変換処理回路１０、加算器１１、パネル駆動電圧データ−信号電圧データ変換回路１４は、電圧降下補正手段３５を構成している。
【００２９】
この電圧降下補正手段３５からの信号電圧データ２０を基に、信号線駆動回路１５は、内蔵のデコーダを用いて、アナログ信号としての信号電圧Ｖｄ１〜Ｖｄｎを出力する。
【００３０】
以上説明したように、ＡＢＬ動作に伴い駆動電圧を変化させた場合、駆動電圧変更量から電子放出素子に流れる電流値を算出し、この電流値に基づいて走査配線抵抗による電圧降下量を正確に算出することができる。
【００３１】
図３と図４を用いて、走査配線抵抗の電圧降下量の算出方法を説明する。図３において、図１に示す表示パネル２２のアノードパネルに対向したカソードパネルには、電子放出素子２０１がマトリックス状に配置され、各画素を構成する。垂直方向に並んだ電子放出素子２０１は信号配線２０２に接続され、水平方向に並んだ電子放出素子２０１は走査配線に２０３接続されている。
【００３２】
図４は、図３に示した１本の走査配線とこの走査配線に接続された電子放出素子をモデル化した等価回路である。図４において、水平方向の画素数をｎ、各画素単位の走査配線抵抗をＲ(１)〜Ｒ(ｎ)、電子放出素子の等価抵抗をｒ（１）〜ｒ（ｎ）、各電子放出素子に流れる電流をｉ（１）〜ｉ（ｎ）、走査配線への印加電圧と信号配線への印加電圧との差電圧である駆動電圧をＶ（１）〜Ｖ（ｎ）とする。駆動電圧Ｖ（１）〜Ｖ（ｎ）は、図１に示す信号電極駆動回路１５を用いて、振幅変調を行い、電子放出素子に流れる電流を制御し、輝度制御を実現する。走査配線抵抗Ｒ（１）が、図１に示す走査電極選択回路１９に接続されている。電子放出素子と走査配線の接続点において、下記数式（１）の関係が成り立つ。
【数１】
2009003349.tif 000003
【００３３】
ｉ（ｎ）から順次加算すると、Ｉ（ｍ）は、下記数式（２）となる。
【数２】
2009003349.tif 000004
【００３４】
また、隣接する電子放出素子と走査配線の接続点において、下記数式（３）の関係が成り立つ。
【数３】
2009003349.tif 000005
【００３５】
Ｒ(１)〜Ｒ(ｎ)が等しくＲであるとすると、上記数式（３）より、左端から順次加算すると、下記数式（４）が得られる。
【数４】
2009003349.tif 000006
【００３６】
この数式（４）に上記数式（２）を代入すると、各電子放出素子への印加電圧Ｖ（ｍ）は、下記数式（５）で与えられる。
【数５】
2009003349.tif 000007
【００３７】
数式（５）の右辺第１項が走査配線抵抗に起因する電圧降下量、第２項が電子放出素子両端の電圧に相当する。数式（５）の右辺第１項の電圧降下量の逆補正を、図１に示す電圧降下量演算回路８で施し、図１に示す信号電極駆動回路１５の出力電圧を決定する。以上の方法により、走査配線抵抗に起因するスメア補正を実現する。
【００３８】
さらに、ＡＢＬ動作を実施する場合には、数式（５）の右辺第２項の電子放出素子に流れる電流ｉ（ｍ）に、図１に示す駆動電圧変更量演算回路１での駆動電圧変更後の電流値を適用して、ＡＢＬ動作時のスメア補正を実現する。
【００３９】
本実施例によれば、電子放出素子を用いたマトリックス方式ディスプレイに、ＡＢＬ制御を適用した場合、走査配線抵抗の電圧降下に対してスメア補正量の最適化が図れ、スメアの無い好適な画像表示を実現できる。
【００４０】
本発明は、薄膜電子源を実施例として挙げたが、電界放射型陰極素子やカーボナノチューブ陰極素子等の他の陰極素子を用いた表示装置に対しても本発明が有効であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る表示装置の構成図。
【図２】電子放出素子の電圧対電流の特性図。
【図３】表示パネルの構成概略図。
【図４】走査配線の等価回路図。
【符号の説明】
【００４２】
１…駆動電圧変化量演算回路、３…高圧負荷電流検出信号、４…高圧負荷電流制限手段、５…駆動電圧変更データ、６…加減算器、７…駆動電圧データ−電流データ変換回路、８…電圧降下量演算回路、９…画像データ、１０…画像データ−駆動電圧データ変換処理回路、１１…加算器、１２…電圧降下量データ、１３…パネル駆動電圧データ、１４…パネル駆動電圧データ−信号電圧データ変換回路、１５…信号線駆動回路、１６…ＤＡＣ、１７…加減算器、１８…選択基準電圧源、１９…走査線選択回路、２０…信号電圧データ、２１…高圧回路、２２…表示パネル、２３…電流抑制率演算回路、２４…電流抑制率α、２５…走査電圧補正手段、２６，２７…駆動電圧データ、２８…選択電圧変更電圧、２９…選択基準電圧、３０…走査電圧、３１…高圧負荷電流検出手段、３５…電圧降下補正手段、２０１…電子放出素子、２０２…信号配線、２０３…走査配線。
【図１】
2009003349.tif 000008
【図２】
2009003349.tif 000009
【図３】
2009003349.tif 000010
【図４】
2009003349.tif 000011