JP2004240186A

JP2004240186A - 平面表示装置、表示用駆動回路、および表示用駆動方法

Info

Publication number: JP2004240186A
Application number: JP2003029550A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Saito; 裕斉藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】表示画像の明るさを著しく低下させることなく素子特性のバラツキに依存した輝度差を低減する。
【解決手段】平面表示装置は支持基板上に形成される複数の表示画素ＰＸと、複数の表示画素ＰＸを映像信号に対応して駆動するＸ，Ｙドライバ２，３と、複数の表示画素ＰＸにおける素子特性の差異を補償するために映像信号を処理する映像信号処理回路４とを備える。特に、映像信号処理回路４は複数の表示画素ＰＸの各々を補正対象画素とし、補正対象画素並びにこの補正対象画素を取り囲む複数の隣接画素を含む局部領域で最も劣る表示画素の素子特性に合わせて補正対象画素に対する映像信号を補正するように構成される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の表示画素が各々発光型または受光型の表示素子として形成される平面表示装置、並びにこの平面表示装置のための表示用駆動回路および表示用駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、フィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）が平面表示装置として注目されている。この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発光型の表示素子である。
【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に対応したパルス幅の駆動信号を用いて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、上述のようなＦＥＤでは、表示素子の製造プロセスにおいて発生する素子特性のバラツキをなくすことが困難であるために、例えば表示画像の明るさが輝度特性のような素子特性のバラツキに依存した輝度差によって不均一になり易い。近年では、表示パネルの画面サイズおよび解像度の増大を求める要望が多いため、表示品位がこれらの増大に伴ってさらに劣化する傾向にある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２１９３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような輝度差は、例えば最も暗い表示画素の輝度に他の表示画素の輝度を合わせるように映像信号レベルを低下させる補正を行うことにより解消可能である。しかし、この補正により表示画像の明るさが著しく低下してしまうことが避けられない。
【０００７】
本発明の目的は表示画像の明るさを著しく低下させずに素子特性のバラツキに依存した表示画素の輝度差を目立たなくすることが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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、支持基板上に形成される複数の表示画素と、複数の表示画素を映像信号に対応して駆動する駆動部と、複数の表示画素における素子特性の差異を補償するために映像信号を処理する映像信号処理部とを備え、この映像信号処理部は複数の表示画素の各々を補正対象画素とし、補正対象画素並びにこの補正対象画素を取り囲む複数の隣接画素を含む局部領域で最も劣る表示画素の素子特性に合わせて補正対象画素に対する映像信号を補正するように構成される平面表示装置が提供される。
【０００９】
上述の平面表示装置、表示用駆動回路および表示用駆動方法によれば、複数の表示画素の各々を補正対象画素とし、補正対象画素並びにこの補正対象画素を取り囲む複数の隣接画素を含む局部領域で最も劣る表示画素の素子特性に合わせて補正対象画素に対する映像信号が補正される。これにより、局部領域を基準とした範囲で表示画素の輝度差が縮小されて目立たなくなる。さらに、全表示画素のうちで最も劣る素子特性の表示画素が局部領域に含まれるような状態は割合として少ないことから、この最も劣る表示画素の輝度特性に合わせて全ての表示画素ＰＸに対する映像信号を補正する場合よりも表示画像を明るくすることができる。すなわち、表示画像の明るさを著しく低下させずに素子特性のバラツキに依存した表示画素の輝度差を目立たなくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る平面表示装置について添付図面を参照して説明する。この平面表示装置は例えばカラー表示画素数が横：縦＝１２８０：７２０という７２０ＰハイビジョンＸＧＡ解像度を持つフィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）装置である。
【００１１】
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、映像信号処理回路４、入力回路５、およびタイミング発生回路６を備える。表示パネルは横（水平）方向に伸びるｍ（＝７２０）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（＝１２８０×３）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の交差位置近傍に配置されるｍ×ｎ（＝約２７６万）個の表示画素ＰＸを支持基板上に有する。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は対応行の表示画素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。
【００１２】
Ｘドライバ２、Ｙドライバ３、映像信号処理回路４、入力回路５、およびタイミング発生回路６は表示パネル１の駆動回路として用いられ、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に接続され、Ｙドライバ３は走査線Ｙ１〜Ｙｍに接続される。入力回路５は外部の信号源から供給されるＲＧＢ映像信号および同期信号の入力処理を行い、映像信号を映像信号処理回路４に供給し、同期信号をタイミング発生回路６に供給する。映像信号処理回路４は映像信号に対してデジタル形式の信号処理を行う。タイミング発生回路６は同期信号に基づいてＸドライバ２、Ｙドライバおよび映像信号処理回路４の動作タイミングを制御する。この制御により、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、映像信号処理回路４は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映像信号処理回路４から出力される１水平ライン分の映像信号に対応して信号線Ｘ１〜Ｘｎを駆動する。ここで、走査信号は１水平走査期間だけ出力される負の電圧である。
【００１３】
Ｘドライバ２は１水平走査期間毎に１水平ライン分の映像信号をサンプリングして並列的に出力するラインメモリ、および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回路を含む。この駆動信号発生回路は各々対応画素の映像信号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、これらパルス幅変調回路からの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に駆動信号を出力するｎ個の出力バッファを含む。各電子放出素子１１では、信号電極および走査電極間の電圧Ｖｆ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。各表示画素ＰＸの輝度は映像信号レベルに依存したＰＷＭ駆動信号のパルス幅によって制御される。
【００１４】
映像信号処理回路４はｍ×ｎ個の表示画素ＰＸの各々を補正対象画素とし、補正対象画素並びにこの補正対象画素を取り囲む複数の隣接画素を含む局部領域で最も劣る表示画素の素子特性に合わせて補正対象画素に対する映像信号を補正するように構成される。ここでは、局部領域ＬＡが図２に示すように補正対象画素とこの補正対象画素を８方向において取り囲む８個の隣接画素とを合わせた９個の表示画素ＰＸを含むように設定される。尚、最外郭の表示画素ＰＸを補正対象とする場合には、隣接画素が８方向のうちのいくつかで存在しないため、局部領域ＬＡに含まれる隣接画素の数が例外的に８個よりも少なくなる。
【００１５】
この映像信号処理回路４は例えば補正データ処理回路２２、特性比較回路２３、および補正回路２４を含む。特性比較回路２３には、メモリ部ＭＲが表示パネル１に試験的に画像を表示させて全表示画素ＰＸの輝度特性のような素子特性を測定器２５により測定した結果およびこれら表示画素ＰＸに対する補正データを格納するために設けられる。測定器２５は全表示画素ＰＸの輝度特性を測定し、これら測定結果をメモリ部ＭＲに格納する。特性比較回路２３は全表示画素ＰＸの各々を補正対象画素とし、この補正対象画素に対応する局部領域ＬＡで最も劣る輝度特性の表示画素ＰＸ、すなわち最大輝度が他のどれよりも低い状態にあるような最も暗い表示画素ＰＸを特定し、映像信号に乗じることにより補正対象画素の輝度特性をこの最も暗い表示画素ＰＸの輝度特性と等価にする補正係数を決定する補正データを作成して、メモリ部ＭＲに格納する。これにより、メモリ部ＭＲは全表示画素ＰＸにそれぞれ割り当てられたｍ×ｎ個の補正データを補正データテーブルとして保持する。補正データ処理回路２２は、映像信号が１水平走査期間毎に１水平ライン分の表示画素ＰＸに割り当てられた補正データをメモリ部ＭＲから読み出して補正回路２４に出力する。ここで、外部制御信号が最適画像の再生、回路の保護、消費電力の低減等を目的として補正データ処理回路２２に供給される場合には、これら補正データがこの外部制御信号に基づいて一律に調整される。補正回路２４は入力回路５から供給される上述した１水平ライン分の表示画素ＰＸに対する映像信号に補正データ処理回路２２からの補正データに従って決定された補正係数をそれぞれ乗じることにより映像信号を補正してＸドライバ２に出力する。
【００１６】
一般に、観察者は表示パネル１の端部に比べて中央に表示される表示画像の明るさに対して敏感であり、表示パネル１内の表示画素ＰＸの緩やかな輝度差に対して鈍感であるという傾向にある。
【００１７】
次に、このような観察者の視感特性を利用して映像信号処理回路４で行われる映像信号の補正についてさらに詳細に説明する。複数の表示画素ＰＸが同一の輝度特性になるよう設計して支持基板上に形成されたとしても、これら表示画素ＰＸの輝度特性は製造プロセスの影響で図３に示すようにばらつく。図３において、Ｌ１は標準的なゲインで印加電圧Ｖｆを輝度に変換する表示画素ＰＸの輝度特性を表し、Ｌ２は輝度特性Ｌ１の表示画素ＰＸよりも高いゲインで印加電圧Ｖｆを輝度に変換する表示画素ＰＸの輝度特性を表し、Ｌ３は輝度特性Ｌ１の表示画素ＰＸよりも低いゲインで印加電圧Ｖｆを輝度に変換する表示画素ＰＸの輝度特性を表す。輝度特性がこのようにばらつくと、共通の印加電圧Ｖｆに対してこれら表示画素ＰＸは輝度レベルＢ１，Ｂ２，Ｂ３で発光することになる。輝度レベルＢ２は輝度レベルＢ１よりも高く、輝度レベルＢ３は輝度レベルよりも低い。例えば輝度特性Ｌ１（またはＬ２）の表示画素ＰＸが補正対象画素とすると、対応局部領域ＬＡ内で輝度特性Ｌ３の表示画素ＰＸが最も暗い表示画素である場合に、補正データが輝度特性Ｌ１（またはＬ２）を図３において矢印で示すように輝度特性Ｌ３と等価にする補正係数を決定するために補正対象画素に対して用意される。
【００１８】
図４は表示パネル１内の表示画素ＰＸの画素位置に対する最大輝度のバラツキを示す。複数の表示画素ＰＸは、実際には同一の輝度特性ではなく、表示パネル１の端部よりも中央側で最大輝度が高くなるような輝度特性になるように設計して支持基板上に形成されている。この場合でも、表示画素ＰＸの輝度特性は製造プロセスの影響で上述のようにばらつく。従って、設計通りの表示画素ＰＸの最大輝度は表示パネル１内の画素位置に対して曲線Ｔ１で示すように分布し、最も明るい表示画素ＰＸの最大輝度は表示パネル１内の画素位置に対して曲線Ｔ２で示すように分布し、最も暗い表示画素ＰＸの最大輝度は表示パネル１内の画素位置に対して曲線Ｔ３で示すように分布する。
【００１９】
ここで、もし従来のように表示パネル１内で最も暗い表示画素ＰＸの輝度特性に合わせて全ての表示画素ＰＸに対する映像信号を補正すると、これら表示画素ＰＸの最大輝度は図３に示すように均一にすることができるが、観察者は表示画像ついて暗く感じてしまう。このため、映像信号処理回路４は各補正対象画素について局部領域ＬＡを設定し、この局部領域内で最も暗い表示画素ＰＸの輝度特性に合わせて補正対象画素に対する映像信号を補正する。この補正により、１水平ライン分の表示画素ＰＸの輝度特性が曲線Ｔ３に沿った最大輝度の分布となるように揃えられる。すなわち、表示パネル１の中央付近に位置する表示画素ＰＸの最大輝度は表示パネル１の端部付近に位置する表示画素ＰＸの最大輝度よりも高い値に維持することができる。従って、観察者が表示画像ついて明るく感じることができる。また、局部領域ＬＡを基準とした範囲で表示画素ＰＸの輝度差も縮小されるため、この輝度差が目立つことがなくなる。
【００２０】
また、複数の表示画素ＰＸは同一の輝度特性になるように設計して支持基板上に形成されていてもよい。この場合には、最も暗い表示画素ＰＸが表示パネル１の端部付近に位置するとは限らないが、表示パネル１内で最も暗い表示画素ＰＸが局部領域ＬＡに含まれるような状態は割合として少ないと考えられる。従って、この構成でも、従来のように表示パネル１内で最も暗い表示画素ＰＸの輝度特性に合わせて全ての表示画素ＰＸに対する映像信号を補正する場合よりも表示画像を明るくすることができる。
【００２１】
本実施形態に係る平面表示装置では、複数の表示画素ＰＸの各々を補正対象画素とし、補正対象画素並びにこの補正対象画素を取り囲む複数の隣接画素を含む局部領域ＬＡで最も劣る表示画素の素子特性に合わせて補正対象画素に対する映像信号が補正される。これにより、局部領域ＬＡを基準とした範囲で表示画素ＰＸの輝度差が縮小されて目立たなくなる。さらに、全表示画素ＰＸのうちで最も劣る素子特性の表示画素ＰＸが局部領域ＬＡに含まれるような状態は割合として少ないことから、この最も劣る表示画素ＰＸの輝度特性に合わせて全ての表示画素ＰＸに対する映像信号を補正する場合よりも表示画像を明るくすることができる。
【００２２】
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。
【００２３】
上述の実施形態では、補正データが表示画素の輝度特性のバラツキに対して用意されたが、この輝度特性以外の素子特性のバラツキ、あるいはその他の要因も反映するようにしてもよい。また、上述の実施形態では、発明を理解しやすくするために、映像信号が複数の表示画素の素子特性をこれら表示画素うちで最も暗い表示画素の素子特性と等価にする補正として、補正対象画素の最大輝度を最も暗い画素の最大輝度に等しい輝度に変化させたが、この輝度値は安定動作が可能な範囲の最大輝度、あるいは表示画素の素子特性のバラツキ状態に基づいたそれに近い値であるとして考えることが適当である。
【００２４】
また、上述の実施形態において、測定器２５は製造時に平面表示装置に接続して補正データを作成するために用いられるもので、補正データの作成が完了した製品段階で平面表示装置に接続される必要はない。また、特性比較回路２３についてもメモリ部ＭＲを除いて製造時に補正データを作成するために用いられることから、この特性比較回路２３は平面表示装置の外部に設けるようにしてもよい。この場合、メモリ部ＭＲが図５に示すように映像信号処理回路４に残され、全表示画素ＰＸにそれぞれ割り当てられたｍ×ｎ個の補正データを補正データテーブルとして保持する。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、表示画像の明るさを著しく低下させずに素子特性のバラツキに依存した表示画素の輝度差を目立たなくすることが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ができる。
【図面の簡単な説明】
【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に示す複数の表示画素の一部からなる局部領域を示す図である。
【図３】図１に示す複数の表示画素に生じる輝度特性のバラツキを示すグラフである。
【図４】図１に示す複数の表示画素の画素位置に対する最大輝度のバラツキを示すグラフである。
【図５】図１に示す平面表示装置の変形例の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１…表示パネル、２…Ｘドライバ、３…Ｙドライバ、４…映像信号処理回路、１１…表面伝導型電子放出素子、１２…蛍光体、２２…補正データ処理回路、２３…特性比較回路、２４…補正回路、２５…測定器、Ｘ…信号線、Ｙ…走査線、ＰＸ…表示画素、ＭＲ…メモリ部。

Claims

支持基板上に形成される複数の表示画素と、前記複数の表示画素を映像信号に対応して駆動する駆動部と、前記複数の表示画素における素子特性の差異を補償するために前記映像信号を補正する映像信号処理部とを備え、前記映像信号処理部は前記複数の表示画素の各々を補正対象画素とし、前記補正対象画素並びにこの補正対象画素を取り囲む複数の隣接画素を含む局部領域で最も劣る表示画素の素子特性に合わせて前記補正対象画素に対する映像信号を補正するように構成されることを特徴とする平面表示装置。
支持基板上に形成される複数の表示画素の表示用駆動回路であって、前記複数の表示画素を映像信号に対応して駆動する駆動部と、前記複数の表示画素における素子特性の差異を補償するために前記映像信号を補正する映像信号処理部とを備え、前記映像信号処理部は前記複数の表示画素の各々を補正対象画素とし、前記補正対象画素並びにこの補正対象画素を取り囲む複数の隣接画素を含む局部領域で最も劣る表示画素の素子特性に合わせて前記補正対象画素に対する映像信号を補正するように構成されることを特徴とする表示用駆動回路。
支持基板上に形成される複数の表示画素の表示用駆動方法であって、前記複数の表示画素における素子特性の差異を補償するために前記複数の表示画素の各々を補正対象画素とし、前記補正対象画素並びにこの補正対象画素を取り囲む複数の隣接画素を含む局部領域で最も劣る表示画素の素子特性に合わせて前記補正対象画素に対する映像信号を補正し、前記補正対象画素をこの補正後の映像信号に対応して駆動することを特徴とする表示用駆動方法。