映像表示装置
【課題】ばらつき現象及び輝度低下を良好に抑制して高画質な映像を表示することが可能な技術を提供する。
【解決手段】本発明にかかる映像表示装置は、複数の走査線(51)と、複数の走査線の一端に接続され、該複数の走査線に対し査電圧を順次印加する走査線制御回路(5)と、複数の信号線(41)と、該複数の信号線と接続され、該複数の信号線に対し、入力された映像信号に応じた信号電圧を印加する信号線制御回路(4)と、前記複数の走査線と前記複数の信号線との各交点部に配置され、前記走査線制御回路からの走査電圧と前記信号線制御回路からの信号電圧が印加される表示素子(60)とを備える。そして信号線制御回路は、複数の信号ドライバ(43a〜43f)を含んでおり、各信号ドライバに与えられる、前記信号電圧を生成するための基準電圧を個別に設定可能にした。
【解決手段】本発明にかかる映像表示装置は、複数の走査線(51)と、複数の走査線の一端に接続され、該複数の走査線に対し査電圧を順次印加する走査線制御回路(5)と、複数の信号線(41)と、該複数の信号線と接続され、該複数の信号線に対し、入力された映像信号に応じた信号電圧を印加する信号線制御回路(4)と、前記複数の走査線と前記複数の信号線との各交点部に配置され、前記走査線制御回路からの走査電圧と前記信号線制御回路からの信号電圧が印加される表示素子(60)とを備える。そして信号線制御回路は、複数の信号ドライバ(43a〜43f)を含んでおり、各信号ドライバに与えられる、前記信号電圧を生成するための基準電圧を個別に設定可能にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子をマトリクス状に配列して構成された、例えばField Emission Display （以下、FEDと略す）、有機ＥＬ(electroluminescence）等を用いたマトリクス型の映像表示装置における画質補正技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マトリクス型の映像表示装置に用いられる表示パネルの一つであるFEDは、マトリクス状に配置された複数の電子源を備えており、この電子源は、映像信号に応じた信号電圧が印加されることにより電子を放出する。これによりFEDの表示面上に映像が形成される。このような構成のFEDにおいて、その製造工程等に依存して、電子源個々の電気的特性が互いに異なる場合がある。つまり、各電子源からの電子放出量が表示面内においてばらつきが生じ、これにより、各画素に同一レベルの映像信号を与えても画素間の輝度が不均一となり、いわゆる輝度ばらつきが生じる。また、電子源に上記信号電圧や電子源を選択するための走査電圧が印加される配線（信号線、走査線）の配線抵抗に起因して電圧降下が生じ、この電圧降下によっても上述の輝度の不均一が発生する。
【０００３】
このような輝度ばらつきを補正するために、該画素毎の補正データを予め記憶し、この補正データによって映像信号（映像データ）を補正する技術が、例えば下記特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１は、補正データを映像信号に加えることにより上記輝度ばらつきを補正している。すなわち特許文献１では、信号階調(ダイナミックレンジ)の一部を輝度補正のために使用することとなるため、実質的な映像表示に用いる有効階調が減少し精細な映像表示が困難になる。例えば映像信号が１０ｂｉｔで１０２４階調を表現可能である場合、上記の輝度補正のために例えば１００階調を使用すると、９２４階調分しか映像表示のための階調として利用できなくなる。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、映像表示に用いる有効階調を確保しつつも輝度ばらつきを良好に補正し、高画質な映像を表示することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明に係る映像表示装置は、改良された信号線制御回路と走査線制御回路とを備える。
【０００８】
すなわち、本発明の第１の特徴は、映像信号に基づき信号電圧を生成する信号線制御回路が複数の信号ドライバを含み、前記信号電圧を生成するための基準電圧を、複数の信号ドライバ毎に個別に設定可能としたことにある。
【０００９】
また本発明の第２の特徴は、表示素子（電子源など）を選択するための走査電圧を生成する走査線制御回路が複数の走査ドライバを含み、前記走査電圧を生成するための基準電圧を、複数の走査ドライバ毎に個別に設定可能としたことにある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、映像表示に用いる有効階調を確保しつつも輝度ばらつきを良好に補正することが可能となり高画質な映像表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。尚、以下の実施形態では、電子源としてＭＩＭ（Metal- Insulator- Metal）型の電子源を有するパッシブマトリクス駆動方式の電子放出素子型映像表示装置を例にして説明する。しかしながら、本実施形態は、ＭＩＭ以外の電子源、例えばＳＣＥ（Surface Conduction Electron Emitter）型やカーボンナノチューブ型、ＢＳＤ（Ballistic electron Surface-emitting Device）型、スピント(Spindt)型でも同様に適用できる。更にまた、有機ＥＬ素子を用いた表示装置についても同様に適用できる。
【００１２】
本発明の実施例を説明する前に、上述した輝度ばらつきについて図１を参照しつつ説明する。後述する走査線と信号線とに接続された電子源は、走査電圧と信号電圧との差である駆動電圧が印加されると電子源の電極間に電流が流れる。駆動電圧が閾値以上の場合、電流量は、駆動電圧に対しほぼ線形に増加する。ここでは駆動電圧によって流れる電流を駆動電流、駆動電圧と駆動電流との関係を駆動電流特性、と呼ぶこととする。この駆動電流特性は電子源の動作特性を示すものであり、典型的には図１の実線に示されるような特性を持つ。しかしながらパネルを構成する各電子源は製造プロセスや経時変化等に起因して駆動電流特性にばらつきが生じる。その結果、パネル内には図１の実線で示される駆動電流特性の他に、例えば図１の破線や一点鎖線で示される駆動電流特性を持つ電子源等が混在する。図１において駆動電圧V0を加えた場合各電子源の駆動電流は、破線、実線、一点鎖線の順に大きくなる。表示される画面の輝度は駆動電流と略比例するため、破線、実線、一点鎖線の順に輝度が高くなり輝度むらが発生する。
【００１３】
更にまた、走査線及び信号線は非常に細い金属薄膜で形成されるため、比較的大きな内部抵抗(配線抵抗を有する)この配線抵抗によって、電子源の位置に応じた電圧効果が生じる。従って、駆動電流の流れる経路が比較的長い位置にある電子源は、比較的短い位置にある電子源に比べて電圧降下が大きくなり、これらの電子源に同じ走査電圧及び信号電圧を加えても、前者の電子源に印加される駆動電圧は、上記電圧降下の影響により後者の電子源に印加される駆動電圧よりも低くなる。これにより、一画面に与える映像信号のレベルを等しくしても、画面の水平方向及び／または垂直方向にわたって輝度むら（輝度傾斜）が形成される。
【００１４】
本発明は、上記駆動電流特性ばらつきや配線抵抗に起因する輝度むらを鑑みて構成されたものであり、その実施例について以下に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図２は、本発明に係る映像表示装置の第１実施例を示すものである。映像信号は映像信号入力端子３に入力され、信号処理回路７に供給される。信号処理回路７では、デジタル的に映像信号を処理するものであり、例えば映像信号の精細度を表示パネル２０の解像度に合わせる解像度変換が行われる。ここで、表示パネル２０は、背面基板６と前面基板３０とを有するものとし、その詳細については後述する。
【００１６】
また信号処理回路７は、上記解像度変換処理の他、コントラストやブライトネス、ガンマ補正、などの画質調整が行われる。この画質調整は、ユーザによる手動操作に応答させるようにしてもよい。ここで、信号処理回路７からは、１０ｂｉｔのデジタル映像信号が出力されるものとする。よって、このデジタル映像信号によって１０２４階調の映像表現が可能となる。
【００１７】
前記映像信号に対応する同期信号は同期信号入力端子１から入力され、タイミングコントローラ２に供給される。タイミングコントローラ２では、同期信号に同期したタイミングパルスを生成し、走査線制御回路５、信号線制御回路４、及び信号処理回路７に供給する。
【００１８】
一方、表示パネル２０は、ガラス基板で構成された背面基板６と、同じくガラス基板で構成された前面基板３０とを有している。背面基板６には、画面水平方向に延びる複数の走査線５１が画面垂直方向に並んで配置され、更に画面垂直方向に延びる複数の信号線４１が画面水平方向に並んで配置されている。これら走査線５１と信号線４１は互いに直交しており、これらの各交点部には、走査線及び信号線とに接続される電子源６０が配置されている。
【００１９】
信号線４１の上端には、駆動電圧供給部である信号線制御回路４が接続されている。信号線制御回路４は、後述するように複数の信号ドライバ４３ａ〜４３ｆと、各信号ドライバにそれぞれ基準電圧を与えるための信号ドライバ基準電圧生成回路４２とを有している。信号線制御回路4は、信号処理回路７で処理された映像信号と信号ドライバ基準電圧生成回路４２が生成する基準電圧とに基づいて、信号電圧を生成しこれを各信号線４１に供給する。
【００２０】
一方、走査線５１の左端には走査線制御回路５が接続されている。この走査線制御回路５は、後述するように複数の走査ドライバ５３ａ〜５３ｄと、各走査ドライバにそれぞれ基準電圧を与えるための走査ドライバ基準電圧生成回路５２とを有している。走査線制御回路５は、タイミングコントローラ２からの水平周期の信号に同期して、走査線５１を１本もしくは２本ずつ選択するための走査電圧を、走査ドライバ基準電圧生成回路５２からの基準電圧に基づき生成して走査線５１に対し供給する。即ち、走査線制御回路５は、水平周期で１行または２行の電子源を上から順に選択して垂直走査を行う。この信号線制御回路４および走査線制御回路５の詳細は後述する。
【００２１】
尚、本実施例では、走査電圧が信号電圧に対して同極性とする。すなわち、信号電圧及び走査電圧はいずれも負もしくは正極性とする。しかしながら、走査電圧と信号電圧とが互いに逆極性、例えば駆動電圧が正極性で、走査電圧が負極性であってもよい。
【００２２】
走査電圧によって選択された走査線に接続される各電子源６０に対し、信号線制御回路４からの信号電圧が供給されると、各電子源６０には走査電圧と信号電圧との電位差が生じる。この電位差が前記駆動電圧となり、電子源を介して走査線から信号線へ駆動電流が流れる。電子源に駆動電流が流れると、電子源は電子を放出する。この放出される電子電流を放出電流と呼び、該放出電流は駆動電流に略比例する。
【００２３】
また、背面基板６と対向して前面基板３０が配置されており、この前面基板３０の背面基板６と対向する面の、各電子源６０と対向する位置には、蛍光体３１が配置されている。更に前面基板３０には、図示しない加速電極が設けられ、この加速電極には、高電圧制御回路9からの高圧が供給されるように該高電圧制御回路９と接続されている。また背面基板６と前面基板３０との間の空間は真空雰囲気とされる。そして電子源６０から放出された電子は、高電圧制御回路１０から加速電極に供給された高圧によって加速され、真空内を進行して蛍光体を励起する。これにより蛍光体が発光し、その光は前面基板３０を構成する透明ガラス基板を通して外部に放出され、表示パネル２０上に映像が形成される。
【００２４】
次に本実施例の最も特徴的な部分である信号線制御回路４の詳細について述べる。
【００２５】
図３は、信号線制御回路４の一構成例を示すブロック図である。本実施例に係る信号線制御回路４は、複数の（本例では６個の）信号ドライバ４３ａ〜４３ｆと、これら信号ドライバ４３ａ〜４３ｆに基準電圧を供給するための信号ドライバ基準電圧発生回路４２とを備えている。信号ドライバ４３の個数は、当該信号ドライバの出力端子数と表示パネル２０の水平方向の解像度に応じて適宜定められる。ここで、信号ドライバ４３ａ〜４３ｆは、それぞれ、入力されたデジタル形式の映像信号をアナログ形式の信号電圧に変換するためのデジタル−アナログ変換用のＩＣ（Ｄ／Ａ変換器）で構成されるものとし、その一構成例は図７に示される。
【００２６】
図７に示されるように信号ドライバ４３は、それぞれ、信号処理回路７からのデジタル映像信号（映像データ）が入力されるデジタル信号入力端子７１と、信号電圧としてのアナログ信号を出力する複数のアナログ信号出力端子７２と、信号ドライバ４３を動作させるための電源が入力されるＶｃｃ端子７３と、設定された複数の階調（Ｄ１〜Ｄ５）に対応した複数の基準電圧が入力される基準電圧入力端子７４ａ〜７４ｅを備えている。
【００２７】
ここで、基準電圧は、所定の階調に対応する信号電圧を設定するものであり、例えば階調Ｄ１に対応する基準電圧をＶｒ１と設定すると、Ｄ１の映像信号が入力されたとき信号ドライバはアナログの信号電圧としてＶｒ１を出力する。一般的に基準電圧で設定できる階調数は複数であり、本実施例ではＤ１(低階調)〜Ｄ５(高階調)の５点の階調についてそれぞれ基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ５を設定できるとし、ＤｎとＤｎ＋１との間の階調の信号電圧については、ＶｎとＶｎ＋１とを線形補間して生成するものとする。
【００２８】
例えば、基準電圧入力端子７４ａには０階調（階調Ｄ１）に対応する基準電圧Ｖｒ１が、７４ｂには２５６階調（階調Ｄ２）に対応する基準電圧Ｖｒ２が、７４ｃには５１２階調（階調Ｄ３）に対応する基準電圧Ｖｒ３が、７４ｄには７６８階調（階調Ｄ４）に対応する基準電圧Ｖｒ４が、７４ｆには１０２３階調（階調Ｄ５）に対応する基準電圧Ｖｒ５が信号ドライバ基準電圧発生回路４２から供給される。そして信号ドライバ４３は、上記のように基準電圧入力端子７４ａ〜７４ｆに入力された複数の基準電圧を基準にして、デジタル信号入力端子７１に入力されたデジタル映像信号からアナログ信号電圧を生成し出力する。例えば、デジタル映像信号の階調が７６８の場合はＶｒ４のアナログ信号電圧を出力し、デジタル映像信号の階調が５１２の場合はＶｒ３のアナログ信号電圧を出力する。またデジタル映像信号の階調が５１２から７６８の間の場合は、Ｖｒ３とＶｒ４との間のアナログ信号電圧を線形補間により求めて出力する。
【００２９】
また、信号ドライバ基準電圧発生回路４２は、例えばデジタル−アナログ電圧変換器から構成され、信号ドライバ４３ａ〜４３ｆに、各階調Ｄ１〜Ｄ５に対応する基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ５を供給する。
【００３０】
ここで、上述の特許文献１のように、デジタル映像信号に輝度ばらつきを補正するための補正データを加える場合について説明する。信号ドライバ４３ａ〜４３ｆは上述したようにＤ／Ａ変換器で構成されており、Ｄ／Ａ変換器の対応可能なビット数は予め設定されている。例えば、Ｄ／Ａ変換器が１０ビットのデジタル信号に対応可能であり、かつある電子源の駆動電流の特性が他のものよりも低く、該電子源に対応する映像信号に補正データとして１００階調分の補正データが加算されるものとする。この場合、信号ドライバ４３ａ〜４３ｆが対応可能な最大階調数は１０２３であるため、９２３階調（最大階調から補正データの階調を引いた分）以上の入力デジタル映像信号を表現することができない。つまり、当該電子源は入力デジタル映像信号が９２３階調で飽和することになり、補正データ１００階調分のダイナミックレンジを有効に利用することができない。一方、表示映像の階調は、駆動電圧を定めるアナログ信号電圧のレベルによりほぼ決定され、入力デジタル映像信号の各階調に対応する信号電圧のレベルは、各信号ドライバ４３ａ〜４３ｆの各基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ５に依存する。
【００３１】
そこで本実施例では、図３に示されるように、各信号ドライバ４３ａ〜４３ｆの各基準電圧Ｖ１〜Ｖ５をそれぞれ独立に設定可能にし、これによって各信号ドライバ４３ａ〜４３ｆから出力可能な、各階調に対応するアナログ信号電圧のレベルを個別に変更可能にしたものである。各信号ドライバ４３ａ〜４３ｆの各基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ５の設定は、信号ドライバ基準電圧発生回路４２によって行われる。
【００３２】
上述のように、表示される映像の階調は信号ドライバ４３ａ〜４３ｆからのアナログ信号電圧によって決定され、このアナログ信号電圧は、信号ドライバ基準電圧発生回路４２によって与えられる基準電圧に依存する。従って、この基準電圧を変更すれば、入力デジタル映像信号の階調が同じであっても異なる階調を表現することができる。例えば、輝度ばらつきの補正の必要がない（すなわち補正データを加える必要がない）電子源に対応する信号ドライバが信号ドライバ４３ａ、輝度ばらつきの補正の必要がある（すなわち所定の補正データを加える必要がある）電子源に対応する信号ドライバが信号ドライバ４３ｂであるとする。このとき、信号ドライバ４３ｂの基準電圧を信号ドライバ４３ａの基準電圧よりも高くすれば、信号ドライバ４３ａ、４３ｂに入力されるデジタル映像信号の階調が同じであっても、信号ドライバ４３ｂから出力されるアナログ信号電圧、すなわち表示映像の階調を高くすることができる。
【００３３】
従って、本実施例によれば、デジタル映像信号に補正データを加えることなしに輝度ばらつきを補正することができる。本実施例では、信号ドライバ４３に供給される基準電圧Ｄ１〜Ｄ５は５つとしていおるが、その全ての基準電圧の値を変えてもよいし、そのうちの一つのみ、例えばＤ５の値のみを変えてもよいし、２つまたは３つの値を変えてもよい。更にまた、駆動電圧特性の立ち上がりが低い電子源に対応する信号ドライバ４３に対しては、基準電圧Ｄ１の値のみを高くするようにしてもよい。
【００３４】
また、本実施例では、信号ドライバ基準電圧発生回路４２からの出力電圧を個別に変更して各信号ドライバ４３の基準電圧Ｄ１〜Ｄ５を設定するようにしたが、各信号ドライバ４３の基準電圧入力端子７４ａ〜７４ｆにそれぞれレギュレータを設け、このレギュレータにより信号ドライバ基準電圧発生回路４２からの出力電圧の値を個別に変換するようにしてもよい。
【００３５】
本実施例では、信号ドライバ４３が６つの場合を例にして説明したが、これに限られるものではなく、信号ドライバ４３の出力端子数と表示パネル２０の水平方向の解像度に応じて任意の個数としてもよい。
【００３６】
また上記の例では、信号線制御回路４の信号ドライバ４３ａ〜２３ｆ毎に基準電圧を変更する例を示したが、走査線制御回路５の走査ドライバの基準電圧を変更するようにしてもよい。図４は、本実施例に係る走査線制御回路５の一構成例を示すブロック図である。基準電圧発生回路５２は、例えばデジタル−アナログ電圧変換器で構成され、走査ドライバ５３ａ〜５３ｄに走査電圧を生成するための基準電圧を供給する。走査ドライバ５３の個数は、当該走査ドライバの出力端子数と表示パネル２０の垂直方向の解像度に応じて適宜定められる。ここで、各走査ドライバ５３ａ〜５３ｄは、それぞれスイッチング素子を含んでおり、入力同期信号に応じて、１行の電子源群を選択する選択期間において選択電圧としての走査電圧を、非選択期間においては非選択電圧を走査線５１に供給する。非選択電圧は、基準電圧発生回路５２もしくは別の電圧源から走査ドライバ５３ａ〜５３ｄに供給される。すなわち走査ドライバ５３ａ〜５３ｄは、選択期間においては基準電圧発生回路５２からの基準電圧を選択して走査電圧として出力し、非選択期間においては非選択電圧を選択して出力するようにスイッチング動作を行う。
【００３７】
そして本実施例では、各走査ドライバ５３ａ〜５３ｄに供給される基準電圧を、走査ドライバ５３毎に個別に設定できるように構成したものである。この基準電圧の設定は、基準電圧発生回路５２により行われる。このようにすれば、走査ドライバごとに異なる走査電圧が出力可能となる。また図４は走査ドライバが４つの場合を示したが当然ながら走査ドライバの数は任意の数でもよい。
【００３８】
次に前述の構成において、例えば図５ａに示されるように表示パネル２０の左上が暗く右下が明るいような輝度むらが発生している場合の、好適な基準電圧の設定の一例について説明する。
【００３９】
表示パネル２０の左部の電子源群に対しては信号ドライバ４３ａが、表示パネル２０の右部の電子源群に対しては信号ドライバ４３ｆが信号電圧を供給しているものとする。このときに、信号ドライバ４３ａの信号電圧が低く、信号ドライバ４３ｆの信号電圧が高くなるように、各信号ドライバに供給される基準電圧を信号ドライバ基準電圧発生回路４２により設定する。
【００４０】
一方、表示パネル２０の上部の電子源群に対しては走査ドライバ５３ａが、表示パネル２０の下部の電子源群に対しては走査ドライバ５３ｄが選択電位を供給するので、走査ドライバ５３ａの走査電圧が高く、走査ドライバ５３ｄの走査電圧が低くなるように、各走査ドライバに供給される基準電圧を走査ドライバ基準電圧発生回路５２により設定する。このように各基準電圧を設定することにより、表示パネル２０の左上部の駆動電圧が高く右下部の駆動電圧が低くなり、図５ｂに示されるよう、輝度むらが補正されて画面全体にわたって輝度が略均一化された映像を表示することが出来る。このように本実施例によれば、電子源の駆動電流特性の低下や走査線及び信号線の配線抵抗などの影響により相対的に出力輝度が低くなる電子源群に対し、その表示階調を、補正データにより映像信号を補正することなく、信号ドライバや走査ドライバなどのＩＣを駆動するための電圧を変更することで補正することができる。
【００４１】
また信号処理回路７は、基準電圧つまり各ドライバの境界で発生する輝度段差を補正するような映像信号処理、例えばガウシアンフィルタや低域強調フィルタ処理などを行ってもよい。さらにまた、特許文献１に記載されるように、補正データを映像信号に加えるような補正を併用しても構わない。この場合、特許文献１に記載されるような映像信号の補正を単独で行うより、輝度ばらつきの補正のために必要な、すなわち補正データ用の階調が少なくて済むため高精細な映像表示が可能となる。
【００４２】
このように各ドライバの駆動電圧を設定することで、電子源の駆動電流特性のばらつきや走査線及び信号線の配線抵抗などの影響による輝度ばらつき（輝度の不均一性）を、映像の表示に用いられる表示階調を確保しつつ補正することが可能となる。
【実施例２】
【００４３】
次に、本発明に係る映像表示装置の第２実施例について図６を参照しつつ説明する。本実施例は、実施例１の装置にばらつき補正回路８およびメモリ１０が追加され、各基準電圧がばらつき補正回路８によって制御される点で実施例１と異なる。他の要素で、実施例１と同じ符号が付されている要素は同一機能を有するものであるので、ここではその説明を省略する。以下、ばらつき補正回路８及びメモリ１０の詳細について説明する。
【００４４】
メモリ１０には、パネルを任意の数に分割したときの各ブロックの駆動電流特性が保持されている。ブロックの分割数は例えば垂直方向には走査ドライバの数、水平方向には信号ドライバの数としてもよい。前記メモリ１０に保持される各ブロックの駆動電流特性は、例えば各ブロックを構成する複数の電子源の駆動電流特性の平均値でもよい。また、実測した駆動電流特性だけでなく、理想的な駆動電流特性や輝度特性を保持してもよい。さらにまた前記保持される駆動電流特性は、パネル製造時に測定してもよいし、映像表示装置に駆動電流特性を測定する機能とメモリ１０の保持内容を更新する機能とを持たせ、任意のタイミングでデータ更新を行ってもよい。さらにまた、メモリ１０は駆動電流特性でなく、電子源の放出電流の特性を保持してもよい。さらにまたメモリ１０は、駆動電流特性を、任意の駆動電圧に対応する各ブロックの駆動電流として保持してもよい。この任意の駆動電圧は、例えば信号ドライバに設定される基準電圧に対応した階調数（Ｄ１〜Ｄ５）としてもよい。
【００４５】
表１はメモリ１０に保持される駆動電流特性の一例を示すもので、表１−１から表１−５は、それぞれ駆動電圧Ｖ１からＶ５における各ブロックの駆動電流を示す。ここで、駆動電圧Ｖ１〜Ｖ５は、上述した信号の階調Ｄ１〜Ｄ５と等しいものとする。表１−１から表１−５の各表は、走査ドライバが走査ドライバ５３ａ〜５３ｄの５つ、信号ドライバが信号ドライバ４３ａ〜４３ｆの６つ設けられており、表示パネル２０を各ドライバ個数分、つまり垂直方向に４つ、水平方向に６つの計２４個のブロックに分割した例を示している。すなわち、各表の２４個の数値は、それぞれ２４の分割ブロックのそれぞれに対応して保持された駆動電流の値を示している。また表２は、信号の階調Ｄ１〜Ｄ５に対応する各駆動電圧Ｖ１〜Ｖ５における理想的な駆動電流の一例を示している。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
表１−１では、左から右(信号ドライバ４３ａから４３ｆの方向)に向かって駆動電流が大きくなっており、また上から下(走査ドライバ５３ａから５３ｄの方向)にも駆動電流が大きくなっている。また表２では駆動電圧Ｖ１における理想の駆動電流が５．００なので左上は理想より暗く右上は理想より明るい輝度となる、例えば図５ａのような輝度むらがあることを示す。
【００４８】
一方ばらつき補正回路８は、表１−１〜１−５に示されるような前記メモリ１０の保持データに基づき、輝度むらを低減させるように信号ドライバ４３ａ〜４３ｆの各基準電圧および走査ドライバ５３ａ〜５３ｄの各基準電圧を算出する。
【００４９】
次に基準電圧算出の一例について説明する。まず表１−１と表２を用いて、駆動電圧Ｖ１つまり階調Ｄ１における輝度むらを補正する方法について説明する。
【００５０】
信号ドライバ４３ａ〜４３ｆのそれぞれの基準電圧は、各信号ドライバに対応するブロック（水平方向に分割されたブロック）の平均電流が、補正電流Ｉｄｃ分だけ増加もしくは減少するように設定する。この補正電流Ｉｃは、理想駆動電流をＩｉ、そのブロックの平均電流をＩｄａとしたとき、例えば下記数１のようにして求められる。
（数１） Ｉｄｃ＝（Ｉｉ−Ｉｄａ）／２
例えば信号ドライバ４３ａの階調Ｄ１に対応する基準電圧は、次のようにして求められる。表２から階調Ｄ１に対応する理想電流Ｉｉが５．００、階調Ｄ１における信号ドライバ４３ａに対応するブロックの平均電流が表１−１の左端の列から４．６４（４．４０、４．５５、４．７２、４．８９の平均）なので、数１から、補正電流Ｉｄｃは次のように求められる。
Ｉｄｃ＝（５．００−４．６４）／２＝０．１８
よって、信号ドライバ４３ａの階調Ｄ１に対応する基準電圧Ｖｒ１は、階調Ｄ１の映像信号が入力された場合に、表２の理想電流に数１から求められた補正電流Ｉｄｃを加えた値、つまり５．１８の駆動電流が流れるような値に、ばらつき補正回路８によって補正されて設定される。この基準電圧を算出するには、例えば駆動電圧Ｖ１とＶ２における駆動電流値を線形補完して算出してもよい。
【００５１】
また、走査ドライバ５３ａ〜５３ｄのそれぞれの基準電圧は、各走査ドライバに対応するブロック（垂直向に分割されたブロック）の平均電流が、補正電流Ｉｓａ分だけ増加もしくは減少するように設定する。この補正電流Ｉｓｃは、理想駆動電流をＩｉ、そのブロックの平均電流をＩｓａとしたとき、例えば下記数２のようにして求められる。
（数２） Ｉｓｃ＝（Ｉｉ−Ｉｓａ）／２
例えば走査ドライバ５３ａの基準電圧は、次のようにして求められる。表２から階調Ｄ１に対応する理想電流Ｉｉが５．００、階調Ｄ１における走査ドライバ５３ａに対応するブロックの平均電流が表１−１の上端から４．９４（４．４０、４．５９、４．８０、５．０３、５．２８、５．５６の平均）なので、数２から、補正電流Ｉｓｃは次のように求められる。
Ｉｓｃ＝（５．００−４．９４）／２＝０．０３
よって、走査ドライバ５３ａの階調Ｄ１に対応する基準電圧は、階調Ｄ１の映像信号が入力された場合に、表２の理想電流に数２から求められた補正電流Ｉｓｃを加えた値、つまり５．０３の駆動電流が流れるような値に、ばらつき補正回路８によって補正されて設定される。この基準電圧を算出するには、例えば駆動電圧Ｖ１とＶ２における駆動電流値を線形補完して算出してもよい。
【００５２】
上記の基準電圧の算出を全てのブロックについて行うことにより、各信号ドライバと走査ドライバの基準電圧が設定される。これによって、映像信号Ｄ１が入力されたとき、各ブロックの駆動電圧はＶ１周辺の値となり、各ブロックの輝度差は低減され、さらに全ブロックの平均駆動電流は理想値とほぼ一致する。
【００５３】
基準電圧Ｖｒ２については、表１−２と表２のデータを、基準電圧Ｖｒ３については表１−３と表２のデータを用いて上記と同様に算出する。走査ドライバの基準電圧は一つのみで上記のように既に算出されているので、信号ドライバの基準電圧Ｖｒ２〜Ｖｒ５を求める場合は、走査ドライバの基準電圧を求める必要は無い。
【００５４】
このようにばらつき補正回路８は、各階調Ｄ１〜Ｄ５において輝度むらを補正するための補正電流を算出し、この補正電流（Ｉｄｃ、Ｉｄｓ）を用いて基準電圧を補正するよう信号ドライバ基準電圧発生回路４２および走査ドライバ基準電圧発生回路５３を制御する。この結果、輝度むらが低減され各階調における平均輝度が理想値とほぼ一致し図５ｂのような輝度むらが低減された画像表示が可能となる。
【００５５】
本実施例においても、実施例１と同様に、信号処理回路７によって分割境界で発生する輝度段差を補正するようなガウシアンフィルタや低域強調フィルタ処理などを行ってもよい。さらにまた、特許文献１に記載されるように、補正データを映像信号に加えるような補正を併用しても構わない。この場合、特許文献１に記載されるような映像信号の補正を単独で行うより、輝度ばらつきの補正のために必要な、すなわち補正データ用の階調が少なくて済むため高精細な映像表示が可能となる。さらにまた上記の補正は、製造時に行ってもよく、駆動電流特性を測定するための要素を映像表示装置が持っている場合は、任意のタイミングで行っても構わない。
【００５６】
また上記実施例では、信号ドライバ４３がＤ／Ａ変換器の場合を例にして説明したが、Ｄ／Ａ変換器以外のドライバにも適用可能である。例えば、信号電圧としていってパルス高さのパルス信号を出力し、そのパルス幅を映像信号のレベルに応じて制御する、いわゆるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路にも適用できる。すなわち、映像信号のレベルに対応するパルス幅を定めるための基準電圧を、ＰＷＭ回路毎に変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】駆動電流特性のばらつきを説明する図
【図２】本発明に係る第１の実施例を示す図
【図３】本発明に係る信号線制御回路の一例を示す図
【図４】本発明に係る走査線制御回路の一例を示す図
【図５】輝度むらおよび輝度むら補正後の表示例を説明する図
【図６】本発明に係る第２の実施例を示す図
【図７】信号ドライバの一例を示す図
【符号の説明】
【００５８】
１…同期信号入力端子、２…タイミングコントローラ、３…映像信号入力端子、４…信号線制御回路、５…走査線制御回路、６…背面基板、７…信号処理回路、８…ばらつき補正回路、９…高電圧制御回路、１０…メモリ、２０…表示パネル、３０…前面基板、３１…蛍光体、４１…信号線、４２…信号ドライバ基準電圧発生回路、４３ａ〜４３ｆ…信号ドライバ、５１…走査線、５２…走査ドライバ基準電圧発生回路、５３ａ〜５３ｄ…走査ドライバ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子をマトリクス状に配列して構成された、例えばField Emission Display （以下、FEDと略す）、有機ＥＬ(electroluminescence）等を用いたマトリクス型の映像表示装置における画質補正技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マトリクス型の映像表示装置に用いられる表示パネルの一つであるFEDは、マトリクス状に配置された複数の電子源を備えており、この電子源は、映像信号に応じた信号電圧が印加されることにより電子を放出する。これによりFEDの表示面上に映像が形成される。このような構成のFEDにおいて、その製造工程等に依存して、電子源個々の電気的特性が互いに異なる場合がある。つまり、各電子源からの電子放出量が表示面内においてばらつきが生じ、これにより、各画素に同一レベルの映像信号を与えても画素間の輝度が不均一となり、いわゆる輝度ばらつきが生じる。また、電子源に上記信号電圧や電子源を選択するための走査電圧が印加される配線（信号線、走査線）の配線抵抗に起因して電圧降下が生じ、この電圧降下によっても上述の輝度の不均一が発生する。
【０００３】
このような輝度ばらつきを補正するために、該画素毎の補正データを予め記憶し、この補正データによって映像信号（映像データ）を補正する技術が、例えば下記特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１は、補正データを映像信号に加えることにより上記輝度ばらつきを補正している。すなわち特許文献１では、信号階調(ダイナミックレンジ)の一部を輝度補正のために使用することとなるため、実質的な映像表示に用いる有効階調が減少し精細な映像表示が困難になる。例えば映像信号が１０ｂｉｔで１０２４階調を表現可能である場合、上記の輝度補正のために例えば１００階調を使用すると、９２４階調分しか映像表示のための階調として利用できなくなる。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、映像表示に用いる有効階調を確保しつつも輝度ばらつきを良好に補正し、高画質な映像を表示することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明に係る映像表示装置は、改良された信号線制御回路と走査線制御回路とを備える。
【０００８】
すなわち、本発明の第１の特徴は、映像信号に基づき信号電圧を生成する信号線制御回路が複数の信号ドライバを含み、前記信号電圧を生成するための基準電圧を、複数の信号ドライバ毎に個別に設定可能としたことにある。
【０００９】
また本発明の第２の特徴は、表示素子（電子源など）を選択するための走査電圧を生成する走査線制御回路が複数の走査ドライバを含み、前記走査電圧を生成するための基準電圧を、複数の走査ドライバ毎に個別に設定可能としたことにある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、映像表示に用いる有効階調を確保しつつも輝度ばらつきを良好に補正することが可能となり高画質な映像表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。尚、以下の実施形態では、電子源としてＭＩＭ（Metal- Insulator- Metal）型の電子源を有するパッシブマトリクス駆動方式の電子放出素子型映像表示装置を例にして説明する。しかしながら、本実施形態は、ＭＩＭ以外の電子源、例えばＳＣＥ（Surface Conduction Electron Emitter）型やカーボンナノチューブ型、ＢＳＤ（Ballistic electron Surface-emitting Device）型、スピント(Spindt)型でも同様に適用できる。更にまた、有機ＥＬ素子を用いた表示装置についても同様に適用できる。
【００１２】
本発明の実施例を説明する前に、上述した輝度ばらつきについて図１を参照しつつ説明する。後述する走査線と信号線とに接続された電子源は、走査電圧と信号電圧との差である駆動電圧が印加されると電子源の電極間に電流が流れる。駆動電圧が閾値以上の場合、電流量は、駆動電圧に対しほぼ線形に増加する。ここでは駆動電圧によって流れる電流を駆動電流、駆動電圧と駆動電流との関係を駆動電流特性、と呼ぶこととする。この駆動電流特性は電子源の動作特性を示すものであり、典型的には図１の実線に示されるような特性を持つ。しかしながらパネルを構成する各電子源は製造プロセスや経時変化等に起因して駆動電流特性にばらつきが生じる。その結果、パネル内には図１の実線で示される駆動電流特性の他に、例えば図１の破線や一点鎖線で示される駆動電流特性を持つ電子源等が混在する。図１において駆動電圧V0を加えた場合各電子源の駆動電流は、破線、実線、一点鎖線の順に大きくなる。表示される画面の輝度は駆動電流と略比例するため、破線、実線、一点鎖線の順に輝度が高くなり輝度むらが発生する。
【００１３】
更にまた、走査線及び信号線は非常に細い金属薄膜で形成されるため、比較的大きな内部抵抗(配線抵抗を有する)この配線抵抗によって、電子源の位置に応じた電圧効果が生じる。従って、駆動電流の流れる経路が比較的長い位置にある電子源は、比較的短い位置にある電子源に比べて電圧降下が大きくなり、これらの電子源に同じ走査電圧及び信号電圧を加えても、前者の電子源に印加される駆動電圧は、上記電圧降下の影響により後者の電子源に印加される駆動電圧よりも低くなる。これにより、一画面に与える映像信号のレベルを等しくしても、画面の水平方向及び／または垂直方向にわたって輝度むら（輝度傾斜）が形成される。
【００１４】
本発明は、上記駆動電流特性ばらつきや配線抵抗に起因する輝度むらを鑑みて構成されたものであり、その実施例について以下に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図２は、本発明に係る映像表示装置の第１実施例を示すものである。映像信号は映像信号入力端子３に入力され、信号処理回路７に供給される。信号処理回路７では、デジタル的に映像信号を処理するものであり、例えば映像信号の精細度を表示パネル２０の解像度に合わせる解像度変換が行われる。ここで、表示パネル２０は、背面基板６と前面基板３０とを有するものとし、その詳細については後述する。
【００１６】
また信号処理回路７は、上記解像度変換処理の他、コントラストやブライトネス、ガンマ補正、などの画質調整が行われる。この画質調整は、ユーザによる手動操作に応答させるようにしてもよい。ここで、信号処理回路７からは、１０ｂｉｔのデジタル映像信号が出力されるものとする。よって、このデジタル映像信号によって１０２４階調の映像表現が可能となる。
【００１７】
前記映像信号に対応する同期信号は同期信号入力端子１から入力され、タイミングコントローラ２に供給される。タイミングコントローラ２では、同期信号に同期したタイミングパルスを生成し、走査線制御回路５、信号線制御回路４、及び信号処理回路７に供給する。
【００１８】
一方、表示パネル２０は、ガラス基板で構成された背面基板６と、同じくガラス基板で構成された前面基板３０とを有している。背面基板６には、画面水平方向に延びる複数の走査線５１が画面垂直方向に並んで配置され、更に画面垂直方向に延びる複数の信号線４１が画面水平方向に並んで配置されている。これら走査線５１と信号線４１は互いに直交しており、これらの各交点部には、走査線及び信号線とに接続される電子源６０が配置されている。
【００１９】
信号線４１の上端には、駆動電圧供給部である信号線制御回路４が接続されている。信号線制御回路４は、後述するように複数の信号ドライバ４３ａ〜４３ｆと、各信号ドライバにそれぞれ基準電圧を与えるための信号ドライバ基準電圧生成回路４２とを有している。信号線制御回路4は、信号処理回路７で処理された映像信号と信号ドライバ基準電圧生成回路４２が生成する基準電圧とに基づいて、信号電圧を生成しこれを各信号線４１に供給する。
【００２０】
一方、走査線５１の左端には走査線制御回路５が接続されている。この走査線制御回路５は、後述するように複数の走査ドライバ５３ａ〜５３ｄと、各走査ドライバにそれぞれ基準電圧を与えるための走査ドライバ基準電圧生成回路５２とを有している。走査線制御回路５は、タイミングコントローラ２からの水平周期の信号に同期して、走査線５１を１本もしくは２本ずつ選択するための走査電圧を、走査ドライバ基準電圧生成回路５２からの基準電圧に基づき生成して走査線５１に対し供給する。即ち、走査線制御回路５は、水平周期で１行または２行の電子源を上から順に選択して垂直走査を行う。この信号線制御回路４および走査線制御回路５の詳細は後述する。
【００２１】
尚、本実施例では、走査電圧が信号電圧に対して同極性とする。すなわち、信号電圧及び走査電圧はいずれも負もしくは正極性とする。しかしながら、走査電圧と信号電圧とが互いに逆極性、例えば駆動電圧が正極性で、走査電圧が負極性であってもよい。
【００２２】
走査電圧によって選択された走査線に接続される各電子源６０に対し、信号線制御回路４からの信号電圧が供給されると、各電子源６０には走査電圧と信号電圧との電位差が生じる。この電位差が前記駆動電圧となり、電子源を介して走査線から信号線へ駆動電流が流れる。電子源に駆動電流が流れると、電子源は電子を放出する。この放出される電子電流を放出電流と呼び、該放出電流は駆動電流に略比例する。
【００２３】
また、背面基板６と対向して前面基板３０が配置されており、この前面基板３０の背面基板６と対向する面の、各電子源６０と対向する位置には、蛍光体３１が配置されている。更に前面基板３０には、図示しない加速電極が設けられ、この加速電極には、高電圧制御回路9からの高圧が供給されるように該高電圧制御回路９と接続されている。また背面基板６と前面基板３０との間の空間は真空雰囲気とされる。そして電子源６０から放出された電子は、高電圧制御回路１０から加速電極に供給された高圧によって加速され、真空内を進行して蛍光体を励起する。これにより蛍光体が発光し、その光は前面基板３０を構成する透明ガラス基板を通して外部に放出され、表示パネル２０上に映像が形成される。
【００２４】
次に本実施例の最も特徴的な部分である信号線制御回路４の詳細について述べる。
【００２５】
図３は、信号線制御回路４の一構成例を示すブロック図である。本実施例に係る信号線制御回路４は、複数の（本例では６個の）信号ドライバ４３ａ〜４３ｆと、これら信号ドライバ４３ａ〜４３ｆに基準電圧を供給するための信号ドライバ基準電圧発生回路４２とを備えている。信号ドライバ４３の個数は、当該信号ドライバの出力端子数と表示パネル２０の水平方向の解像度に応じて適宜定められる。ここで、信号ドライバ４３ａ〜４３ｆは、それぞれ、入力されたデジタル形式の映像信号をアナログ形式の信号電圧に変換するためのデジタル−アナログ変換用のＩＣ（Ｄ／Ａ変換器）で構成されるものとし、その一構成例は図７に示される。
【００２６】
図７に示されるように信号ドライバ４３は、それぞれ、信号処理回路７からのデジタル映像信号（映像データ）が入力されるデジタル信号入力端子７１と、信号電圧としてのアナログ信号を出力する複数のアナログ信号出力端子７２と、信号ドライバ４３を動作させるための電源が入力されるＶｃｃ端子７３と、設定された複数の階調（Ｄ１〜Ｄ５）に対応した複数の基準電圧が入力される基準電圧入力端子７４ａ〜７４ｅを備えている。
【００２７】
ここで、基準電圧は、所定の階調に対応する信号電圧を設定するものであり、例えば階調Ｄ１に対応する基準電圧をＶｒ１と設定すると、Ｄ１の映像信号が入力されたとき信号ドライバはアナログの信号電圧としてＶｒ１を出力する。一般的に基準電圧で設定できる階調数は複数であり、本実施例ではＤ１(低階調)〜Ｄ５(高階調)の５点の階調についてそれぞれ基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ５を設定できるとし、ＤｎとＤｎ＋１との間の階調の信号電圧については、ＶｎとＶｎ＋１とを線形補間して生成するものとする。
【００２８】
例えば、基準電圧入力端子７４ａには０階調（階調Ｄ１）に対応する基準電圧Ｖｒ１が、７４ｂには２５６階調（階調Ｄ２）に対応する基準電圧Ｖｒ２が、７４ｃには５１２階調（階調Ｄ３）に対応する基準電圧Ｖｒ３が、７４ｄには７６８階調（階調Ｄ４）に対応する基準電圧Ｖｒ４が、７４ｆには１０２３階調（階調Ｄ５）に対応する基準電圧Ｖｒ５が信号ドライバ基準電圧発生回路４２から供給される。そして信号ドライバ４３は、上記のように基準電圧入力端子７４ａ〜７４ｆに入力された複数の基準電圧を基準にして、デジタル信号入力端子７１に入力されたデジタル映像信号からアナログ信号電圧を生成し出力する。例えば、デジタル映像信号の階調が７６８の場合はＶｒ４のアナログ信号電圧を出力し、デジタル映像信号の階調が５１２の場合はＶｒ３のアナログ信号電圧を出力する。またデジタル映像信号の階調が５１２から７６８の間の場合は、Ｖｒ３とＶｒ４との間のアナログ信号電圧を線形補間により求めて出力する。
【００２９】
また、信号ドライバ基準電圧発生回路４２は、例えばデジタル−アナログ電圧変換器から構成され、信号ドライバ４３ａ〜４３ｆに、各階調Ｄ１〜Ｄ５に対応する基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ５を供給する。
【００３０】
ここで、上述の特許文献１のように、デジタル映像信号に輝度ばらつきを補正するための補正データを加える場合について説明する。信号ドライバ４３ａ〜４３ｆは上述したようにＤ／Ａ変換器で構成されており、Ｄ／Ａ変換器の対応可能なビット数は予め設定されている。例えば、Ｄ／Ａ変換器が１０ビットのデジタル信号に対応可能であり、かつある電子源の駆動電流の特性が他のものよりも低く、該電子源に対応する映像信号に補正データとして１００階調分の補正データが加算されるものとする。この場合、信号ドライバ４３ａ〜４３ｆが対応可能な最大階調数は１０２３であるため、９２３階調（最大階調から補正データの階調を引いた分）以上の入力デジタル映像信号を表現することができない。つまり、当該電子源は入力デジタル映像信号が９２３階調で飽和することになり、補正データ１００階調分のダイナミックレンジを有効に利用することができない。一方、表示映像の階調は、駆動電圧を定めるアナログ信号電圧のレベルによりほぼ決定され、入力デジタル映像信号の各階調に対応する信号電圧のレベルは、各信号ドライバ４３ａ〜４３ｆの各基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ５に依存する。
【００３１】
そこで本実施例では、図３に示されるように、各信号ドライバ４３ａ〜４３ｆの各基準電圧Ｖ１〜Ｖ５をそれぞれ独立に設定可能にし、これによって各信号ドライバ４３ａ〜４３ｆから出力可能な、各階調に対応するアナログ信号電圧のレベルを個別に変更可能にしたものである。各信号ドライバ４３ａ〜４３ｆの各基準電圧Ｖｒ１〜Ｖｒ５の設定は、信号ドライバ基準電圧発生回路４２によって行われる。
【００３２】
上述のように、表示される映像の階調は信号ドライバ４３ａ〜４３ｆからのアナログ信号電圧によって決定され、このアナログ信号電圧は、信号ドライバ基準電圧発生回路４２によって与えられる基準電圧に依存する。従って、この基準電圧を変更すれば、入力デジタル映像信号の階調が同じであっても異なる階調を表現することができる。例えば、輝度ばらつきの補正の必要がない（すなわち補正データを加える必要がない）電子源に対応する信号ドライバが信号ドライバ４３ａ、輝度ばらつきの補正の必要がある（すなわち所定の補正データを加える必要がある）電子源に対応する信号ドライバが信号ドライバ４３ｂであるとする。このとき、信号ドライバ４３ｂの基準電圧を信号ドライバ４３ａの基準電圧よりも高くすれば、信号ドライバ４３ａ、４３ｂに入力されるデジタル映像信号の階調が同じであっても、信号ドライバ４３ｂから出力されるアナログ信号電圧、すなわち表示映像の階調を高くすることができる。
【００３３】
従って、本実施例によれば、デジタル映像信号に補正データを加えることなしに輝度ばらつきを補正することができる。本実施例では、信号ドライバ４３に供給される基準電圧Ｄ１〜Ｄ５は５つとしていおるが、その全ての基準電圧の値を変えてもよいし、そのうちの一つのみ、例えばＤ５の値のみを変えてもよいし、２つまたは３つの値を変えてもよい。更にまた、駆動電圧特性の立ち上がりが低い電子源に対応する信号ドライバ４３に対しては、基準電圧Ｄ１の値のみを高くするようにしてもよい。
【００３４】
また、本実施例では、信号ドライバ基準電圧発生回路４２からの出力電圧を個別に変更して各信号ドライバ４３の基準電圧Ｄ１〜Ｄ５を設定するようにしたが、各信号ドライバ４３の基準電圧入力端子７４ａ〜７４ｆにそれぞれレギュレータを設け、このレギュレータにより信号ドライバ基準電圧発生回路４２からの出力電圧の値を個別に変換するようにしてもよい。
【００３５】
本実施例では、信号ドライバ４３が６つの場合を例にして説明したが、これに限られるものではなく、信号ドライバ４３の出力端子数と表示パネル２０の水平方向の解像度に応じて任意の個数としてもよい。
【００３６】
また上記の例では、信号線制御回路４の信号ドライバ４３ａ〜２３ｆ毎に基準電圧を変更する例を示したが、走査線制御回路５の走査ドライバの基準電圧を変更するようにしてもよい。図４は、本実施例に係る走査線制御回路５の一構成例を示すブロック図である。基準電圧発生回路５２は、例えばデジタル−アナログ電圧変換器で構成され、走査ドライバ５３ａ〜５３ｄに走査電圧を生成するための基準電圧を供給する。走査ドライバ５３の個数は、当該走査ドライバの出力端子数と表示パネル２０の垂直方向の解像度に応じて適宜定められる。ここで、各走査ドライバ５３ａ〜５３ｄは、それぞれスイッチング素子を含んでおり、入力同期信号に応じて、１行の電子源群を選択する選択期間において選択電圧としての走査電圧を、非選択期間においては非選択電圧を走査線５１に供給する。非選択電圧は、基準電圧発生回路５２もしくは別の電圧源から走査ドライバ５３ａ〜５３ｄに供給される。すなわち走査ドライバ５３ａ〜５３ｄは、選択期間においては基準電圧発生回路５２からの基準電圧を選択して走査電圧として出力し、非選択期間においては非選択電圧を選択して出力するようにスイッチング動作を行う。
【００３７】
そして本実施例では、各走査ドライバ５３ａ〜５３ｄに供給される基準電圧を、走査ドライバ５３毎に個別に設定できるように構成したものである。この基準電圧の設定は、基準電圧発生回路５２により行われる。このようにすれば、走査ドライバごとに異なる走査電圧が出力可能となる。また図４は走査ドライバが４つの場合を示したが当然ながら走査ドライバの数は任意の数でもよい。
【００３８】
次に前述の構成において、例えば図５ａに示されるように表示パネル２０の左上が暗く右下が明るいような輝度むらが発生している場合の、好適な基準電圧の設定の一例について説明する。
【００３９】
表示パネル２０の左部の電子源群に対しては信号ドライバ４３ａが、表示パネル２０の右部の電子源群に対しては信号ドライバ４３ｆが信号電圧を供給しているものとする。このときに、信号ドライバ４３ａの信号電圧が低く、信号ドライバ４３ｆの信号電圧が高くなるように、各信号ドライバに供給される基準電圧を信号ドライバ基準電圧発生回路４２により設定する。
【００４０】
一方、表示パネル２０の上部の電子源群に対しては走査ドライバ５３ａが、表示パネル２０の下部の電子源群に対しては走査ドライバ５３ｄが選択電位を供給するので、走査ドライバ５３ａの走査電圧が高く、走査ドライバ５３ｄの走査電圧が低くなるように、各走査ドライバに供給される基準電圧を走査ドライバ基準電圧発生回路５２により設定する。このように各基準電圧を設定することにより、表示パネル２０の左上部の駆動電圧が高く右下部の駆動電圧が低くなり、図５ｂに示されるよう、輝度むらが補正されて画面全体にわたって輝度が略均一化された映像を表示することが出来る。このように本実施例によれば、電子源の駆動電流特性の低下や走査線及び信号線の配線抵抗などの影響により相対的に出力輝度が低くなる電子源群に対し、その表示階調を、補正データにより映像信号を補正することなく、信号ドライバや走査ドライバなどのＩＣを駆動するための電圧を変更することで補正することができる。
【００４１】
また信号処理回路７は、基準電圧つまり各ドライバの境界で発生する輝度段差を補正するような映像信号処理、例えばガウシアンフィルタや低域強調フィルタ処理などを行ってもよい。さらにまた、特許文献１に記載されるように、補正データを映像信号に加えるような補正を併用しても構わない。この場合、特許文献１に記載されるような映像信号の補正を単独で行うより、輝度ばらつきの補正のために必要な、すなわち補正データ用の階調が少なくて済むため高精細な映像表示が可能となる。
【００４２】
このように各ドライバの駆動電圧を設定することで、電子源の駆動電流特性のばらつきや走査線及び信号線の配線抵抗などの影響による輝度ばらつき（輝度の不均一性）を、映像の表示に用いられる表示階調を確保しつつ補正することが可能となる。
【実施例２】
【００４３】
次に、本発明に係る映像表示装置の第２実施例について図６を参照しつつ説明する。本実施例は、実施例１の装置にばらつき補正回路８およびメモリ１０が追加され、各基準電圧がばらつき補正回路８によって制御される点で実施例１と異なる。他の要素で、実施例１と同じ符号が付されている要素は同一機能を有するものであるので、ここではその説明を省略する。以下、ばらつき補正回路８及びメモリ１０の詳細について説明する。
【００４４】
メモリ１０には、パネルを任意の数に分割したときの各ブロックの駆動電流特性が保持されている。ブロックの分割数は例えば垂直方向には走査ドライバの数、水平方向には信号ドライバの数としてもよい。前記メモリ１０に保持される各ブロックの駆動電流特性は、例えば各ブロックを構成する複数の電子源の駆動電流特性の平均値でもよい。また、実測した駆動電流特性だけでなく、理想的な駆動電流特性や輝度特性を保持してもよい。さらにまた前記保持される駆動電流特性は、パネル製造時に測定してもよいし、映像表示装置に駆動電流特性を測定する機能とメモリ１０の保持内容を更新する機能とを持たせ、任意のタイミングでデータ更新を行ってもよい。さらにまた、メモリ１０は駆動電流特性でなく、電子源の放出電流の特性を保持してもよい。さらにまたメモリ１０は、駆動電流特性を、任意の駆動電圧に対応する各ブロックの駆動電流として保持してもよい。この任意の駆動電圧は、例えば信号ドライバに設定される基準電圧に対応した階調数（Ｄ１〜Ｄ５）としてもよい。
【００４５】
表１はメモリ１０に保持される駆動電流特性の一例を示すもので、表１−１から表１−５は、それぞれ駆動電圧Ｖ１からＶ５における各ブロックの駆動電流を示す。ここで、駆動電圧Ｖ１〜Ｖ５は、上述した信号の階調Ｄ１〜Ｄ５と等しいものとする。表１−１から表１−５の各表は、走査ドライバが走査ドライバ５３ａ〜５３ｄの５つ、信号ドライバが信号ドライバ４３ａ〜４３ｆの６つ設けられており、表示パネル２０を各ドライバ個数分、つまり垂直方向に４つ、水平方向に６つの計２４個のブロックに分割した例を示している。すなわち、各表の２４個の数値は、それぞれ２４の分割ブロックのそれぞれに対応して保持された駆動電流の値を示している。また表２は、信号の階調Ｄ１〜Ｄ５に対応する各駆動電圧Ｖ１〜Ｖ５における理想的な駆動電流の一例を示している。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
表１−１では、左から右(信号ドライバ４３ａから４３ｆの方向)に向かって駆動電流が大きくなっており、また上から下(走査ドライバ５３ａから５３ｄの方向)にも駆動電流が大きくなっている。また表２では駆動電圧Ｖ１における理想の駆動電流が５．００なので左上は理想より暗く右上は理想より明るい輝度となる、例えば図５ａのような輝度むらがあることを示す。
【００４８】
一方ばらつき補正回路８は、表１−１〜１−５に示されるような前記メモリ１０の保持データに基づき、輝度むらを低減させるように信号ドライバ４３ａ〜４３ｆの各基準電圧および走査ドライバ５３ａ〜５３ｄの各基準電圧を算出する。
【００４９】
次に基準電圧算出の一例について説明する。まず表１−１と表２を用いて、駆動電圧Ｖ１つまり階調Ｄ１における輝度むらを補正する方法について説明する。
【００５０】
信号ドライバ４３ａ〜４３ｆのそれぞれの基準電圧は、各信号ドライバに対応するブロック（水平方向に分割されたブロック）の平均電流が、補正電流Ｉｄｃ分だけ増加もしくは減少するように設定する。この補正電流Ｉｃは、理想駆動電流をＩｉ、そのブロックの平均電流をＩｄａとしたとき、例えば下記数１のようにして求められる。
（数１） Ｉｄｃ＝（Ｉｉ−Ｉｄａ）／２
例えば信号ドライバ４３ａの階調Ｄ１に対応する基準電圧は、次のようにして求められる。表２から階調Ｄ１に対応する理想電流Ｉｉが５．００、階調Ｄ１における信号ドライバ４３ａに対応するブロックの平均電流が表１−１の左端の列から４．６４（４．４０、４．５５、４．７２、４．８９の平均）なので、数１から、補正電流Ｉｄｃは次のように求められる。
Ｉｄｃ＝（５．００−４．６４）／２＝０．１８
よって、信号ドライバ４３ａの階調Ｄ１に対応する基準電圧Ｖｒ１は、階調Ｄ１の映像信号が入力された場合に、表２の理想電流に数１から求められた補正電流Ｉｄｃを加えた値、つまり５．１８の駆動電流が流れるような値に、ばらつき補正回路８によって補正されて設定される。この基準電圧を算出するには、例えば駆動電圧Ｖ１とＶ２における駆動電流値を線形補完して算出してもよい。
【００５１】
また、走査ドライバ５３ａ〜５３ｄのそれぞれの基準電圧は、各走査ドライバに対応するブロック（垂直向に分割されたブロック）の平均電流が、補正電流Ｉｓａ分だけ増加もしくは減少するように設定する。この補正電流Ｉｓｃは、理想駆動電流をＩｉ、そのブロックの平均電流をＩｓａとしたとき、例えば下記数２のようにして求められる。
（数２） Ｉｓｃ＝（Ｉｉ−Ｉｓａ）／２
例えば走査ドライバ５３ａの基準電圧は、次のようにして求められる。表２から階調Ｄ１に対応する理想電流Ｉｉが５．００、階調Ｄ１における走査ドライバ５３ａに対応するブロックの平均電流が表１−１の上端から４．９４（４．４０、４．５９、４．８０、５．０３、５．２８、５．５６の平均）なので、数２から、補正電流Ｉｓｃは次のように求められる。
Ｉｓｃ＝（５．００−４．９４）／２＝０．０３
よって、走査ドライバ５３ａの階調Ｄ１に対応する基準電圧は、階調Ｄ１の映像信号が入力された場合に、表２の理想電流に数２から求められた補正電流Ｉｓｃを加えた値、つまり５．０３の駆動電流が流れるような値に、ばらつき補正回路８によって補正されて設定される。この基準電圧を算出するには、例えば駆動電圧Ｖ１とＶ２における駆動電流値を線形補完して算出してもよい。
【００５２】
上記の基準電圧の算出を全てのブロックについて行うことにより、各信号ドライバと走査ドライバの基準電圧が設定される。これによって、映像信号Ｄ１が入力されたとき、各ブロックの駆動電圧はＶ１周辺の値となり、各ブロックの輝度差は低減され、さらに全ブロックの平均駆動電流は理想値とほぼ一致する。
【００５３】
基準電圧Ｖｒ２については、表１−２と表２のデータを、基準電圧Ｖｒ３については表１−３と表２のデータを用いて上記と同様に算出する。走査ドライバの基準電圧は一つのみで上記のように既に算出されているので、信号ドライバの基準電圧Ｖｒ２〜Ｖｒ５を求める場合は、走査ドライバの基準電圧を求める必要は無い。
【００５４】
このようにばらつき補正回路８は、各階調Ｄ１〜Ｄ５において輝度むらを補正するための補正電流を算出し、この補正電流（Ｉｄｃ、Ｉｄｓ）を用いて基準電圧を補正するよう信号ドライバ基準電圧発生回路４２および走査ドライバ基準電圧発生回路５３を制御する。この結果、輝度むらが低減され各階調における平均輝度が理想値とほぼ一致し図５ｂのような輝度むらが低減された画像表示が可能となる。
【００５５】
本実施例においても、実施例１と同様に、信号処理回路７によって分割境界で発生する輝度段差を補正するようなガウシアンフィルタや低域強調フィルタ処理などを行ってもよい。さらにまた、特許文献１に記載されるように、補正データを映像信号に加えるような補正を併用しても構わない。この場合、特許文献１に記載されるような映像信号の補正を単独で行うより、輝度ばらつきの補正のために必要な、すなわち補正データ用の階調が少なくて済むため高精細な映像表示が可能となる。さらにまた上記の補正は、製造時に行ってもよく、駆動電流特性を測定するための要素を映像表示装置が持っている場合は、任意のタイミングで行っても構わない。
【００５６】
また上記実施例では、信号ドライバ４３がＤ／Ａ変換器の場合を例にして説明したが、Ｄ／Ａ変換器以外のドライバにも適用可能である。例えば、信号電圧としていってパルス高さのパルス信号を出力し、そのパルス幅を映像信号のレベルに応じて制御する、いわゆるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路にも適用できる。すなわち、映像信号のレベルに対応するパルス幅を定めるための基準電圧を、ＰＷＭ回路毎に変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】駆動電流特性のばらつきを説明する図
【図２】本発明に係る第１の実施例を示す図
【図３】本発明に係る信号線制御回路の一例を示す図
【図４】本発明に係る走査線制御回路の一例を示す図
【図５】輝度むらおよび輝度むら補正後の表示例を説明する図
【図６】本発明に係る第２の実施例を示す図
【図７】信号ドライバの一例を示す図
【符号の説明】
【００５８】
１…同期信号入力端子、２…タイミングコントローラ、３…映像信号入力端子、４…信号線制御回路、５…走査線制御回路、６…背面基板、７…信号処理回路、８…ばらつき補正回路、９…高電圧制御回路、１０…メモリ、２０…表示パネル、３０…前面基板、３１…蛍光体、４１…信号線、４２…信号ドライバ基準電圧発生回路、４３ａ〜４３ｆ…信号ドライバ、５１…走査線、５２…走査ドライバ基準電圧発生回路、５３ａ〜５３ｄ…走査ドライバ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像表示装置において、
複数の走査線と、
該複数の走査線の少なくとも左右のいずれか一端に接続され、該複数の走査線に対し、走査電圧を順次印加する走査線制御回路と、
複数の信号線と、
該複数の信号線と接続され、該複数の信号線に対し、入力された映像信号に応じた信号電圧を印加する信号線制御回路と、
前記複数の走査線と前記複数の信号線との各交点部に配置され、前記走査線制御回路からの走査電圧と前記信号線制御回路からの信号電圧が印加される表示素子と、を備え、
前記信号線制御回路は、複数の信号ドライバを備え、各信号ドライバに与えられる前記信号電圧を生成するための基準電圧が個別に設定可能であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記走査線制御回路は、複数の走査ドライバを備え、各走査ドライバに与えられる前記走査電圧を生成するための基準電圧が個別に設定可能であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の映像表示装置において、前記信号線制御回路は、前記各信号ドライバへ前記基準電圧を分配するための基準電圧発生回路を備え、該基準電圧発生回路によって前記各信号ドライバへ前記基準電圧のレベルを設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記複数の信号ドライバは、デジタルの映像信号をアナログ信号に変換して前記駆動信号を生成するためのＤ／Ａ変換器であり、前記基準電圧は、該デジタル映像信号をアナログ信号に変換する際の基準となる基準電圧であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の映像表示装置において、画面水平方向において一定のレベルを持つ映像信号を入力した場合に、相対的に輝度が低くなる部位に対応する前記信号ドライバの前記基準電圧を、他の信号ドライバの前記基準電圧よりも高くなるように設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記基準電圧は、所定の複数階調毎に設定されていることを特徴とする映像表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記各信号ドライバに供給される基準電圧を補正するためのデータを記憶するメモリと、該メモリに記憶された補正データを用いて前記基準電圧を補正して設定するための補正回路と、を更に備えることを特徴とする映像表示装置。
【請求項８】
映像表示装置において、
複数の走査線と、
該複数の走査線の少なくとも左右のいずれか一端に接続され、該複数の走査線に対し、走査電圧を順次印加する走査線制御回路と、
複数の信号線と、
該複数の信号線と接続され、該複数の信号線に対し、入力された映像信号に応じた信号電圧を印加する信号線制御回路と、
前記複数の走査線と前記複数の信号線との各交点部に配置され、前記走査線制御回路からの走査電圧と前記信号線制御回路からの信号電圧が印加される表示素子と、を備え、
前記走査線制御回路は、複数の走査ドライバを備え、各走査ドライバに与えられる前記走査電圧を生成するための基準電圧が個別に設定可能であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の映像表示装置において、前記信号線制御回路は、複数の信号ドライバを備え、各信号ドライバに与えられる前記信号電圧を生成するための基準電圧が個別に設定可能であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の映像表示装置において、前記走査線制御回路は、前記各走査ドライバへ前記基準電圧を分配するための基準電圧発生回路を備え、該基準電圧発生回路によって前記各走査ドライバへ前記基準電圧のレベルを設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の映像表示装置において、画面垂直方向において一定のレベルを持つ映像信号を入力した場合に、相対的に輝度が低くなる部位に対応する前記走査ドライバの前記基準電圧を、他の走査ドライバの前記基準電圧よりも高くなるように設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の映像表示装置において、前記各信号ドライバに供給される基準電圧を補正するためのデータを記憶するメモリと、該メモリに記憶された補正データを用いて前記基準電圧を補正して設定するための補正回路と、を更に備えることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１３】
請求項１または８に記載の映像表示装置において、前記表示素子は、有機ＥＬにより構成されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１４】
請求項１または８に記載の映像表示装置において、前記表示素子は、電界もしくは電子放出素子により構成されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１】
映像表示装置において、
複数の走査線と、
該複数の走査線の少なくとも左右のいずれか一端に接続され、該複数の走査線に対し、走査電圧を順次印加する走査線制御回路と、
複数の信号線と、
該複数の信号線と接続され、該複数の信号線に対し、入力された映像信号に応じた信号電圧を印加する信号線制御回路と、
前記複数の走査線と前記複数の信号線との各交点部に配置され、前記走査線制御回路からの走査電圧と前記信号線制御回路からの信号電圧が印加される表示素子と、を備え、
前記信号線制御回路は、複数の信号ドライバを備え、各信号ドライバに与えられる前記信号電圧を生成するための基準電圧が個別に設定可能であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記走査線制御回路は、複数の走査ドライバを備え、各走査ドライバに与えられる前記走査電圧を生成するための基準電圧が個別に設定可能であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の映像表示装置において、前記信号線制御回路は、前記各信号ドライバへ前記基準電圧を分配するための基準電圧発生回路を備え、該基準電圧発生回路によって前記各信号ドライバへ前記基準電圧のレベルを設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記複数の信号ドライバは、デジタルの映像信号をアナログ信号に変換して前記駆動信号を生成するためのＤ／Ａ変換器であり、前記基準電圧は、該デジタル映像信号をアナログ信号に変換する際の基準となる基準電圧であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の映像表示装置において、画面水平方向において一定のレベルを持つ映像信号を入力した場合に、相対的に輝度が低くなる部位に対応する前記信号ドライバの前記基準電圧を、他の信号ドライバの前記基準電圧よりも高くなるように設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記基準電圧は、所定の複数階調毎に設定されていることを特徴とする映像表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記各信号ドライバに供給される基準電圧を補正するためのデータを記憶するメモリと、該メモリに記憶された補正データを用いて前記基準電圧を補正して設定するための補正回路と、を更に備えることを特徴とする映像表示装置。
【請求項８】
映像表示装置において、
複数の走査線と、
該複数の走査線の少なくとも左右のいずれか一端に接続され、該複数の走査線に対し、走査電圧を順次印加する走査線制御回路と、
複数の信号線と、
該複数の信号線と接続され、該複数の信号線に対し、入力された映像信号に応じた信号電圧を印加する信号線制御回路と、
前記複数の走査線と前記複数の信号線との各交点部に配置され、前記走査線制御回路からの走査電圧と前記信号線制御回路からの信号電圧が印加される表示素子と、を備え、
前記走査線制御回路は、複数の走査ドライバを備え、各走査ドライバに与えられる前記走査電圧を生成するための基準電圧が個別に設定可能であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の映像表示装置において、前記信号線制御回路は、複数の信号ドライバを備え、各信号ドライバに与えられる前記信号電圧を生成するための基準電圧が個別に設定可能であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の映像表示装置において、前記走査線制御回路は、前記各走査ドライバへ前記基準電圧を分配するための基準電圧発生回路を備え、該基準電圧発生回路によって前記各走査ドライバへ前記基準電圧のレベルを設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の映像表示装置において、画面垂直方向において一定のレベルを持つ映像信号を入力した場合に、相対的に輝度が低くなる部位に対応する前記走査ドライバの前記基準電圧を、他の走査ドライバの前記基準電圧よりも高くなるように設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の映像表示装置において、前記各信号ドライバに供給される基準電圧を補正するためのデータを記憶するメモリと、該メモリに記憶された補正データを用いて前記基準電圧を補正して設定するための補正回路と、を更に備えることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１３】
請求項１または８に記載の映像表示装置において、前記表示素子は、有機ＥＬにより構成されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１４】
請求項１または８に記載の映像表示装置において、前記表示素子は、電界もしくは電子放出素子により構成されることを特徴とする映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２８１７９８（Ｐ２００８−２８１７９８Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２６２１７（Ｐ２００７−１２６２１７）
【出願日】平成１９年５月１１日（２００７．５．１１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１１日（２００７．５．１１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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