画像表示装置
【課題】電子放出素子が経時変化したとしても、画像データに応じた素子電流にして、輝度変化を防止するとともに、走査線に流れる電流により発生する電圧降下を一定にして、スメアが経時変化するのを防ぐ。
【解決手段】検出抵抗１により走査線電流を検出し、加減算器５とＡ／Ｄ変換器２により電流検出データ８が得られる。この電流検出データ８を電圧補正回路６へ入力して、走査選択電圧とデータ電圧の補正量を演算して、補正信号１０を出力する。この補正信号１０を用いて、走査電極電圧補正回路１６は、走査選択電圧の補正を行う。また、電圧補正回路６は、電流検出データ８と画像データ２０７からデータ電極駆動データ１１を生成してデータ電極駆動回路７へ入力する。
【解決手段】検出抵抗１により走査線電流を検出し、加減算器５とＡ／Ｄ変換器２により電流検出データ８が得られる。この電流検出データ８を電圧補正回路６へ入力して、走査選択電圧とデータ電圧の補正量を演算して、補正信号１０を出力する。この補正信号１０を用いて、走査電極電圧補正回路１６は、走査選択電圧の補正を行う。また、電圧補正回路６は、電流検出データ８と画像データ２０７からデータ電極駆動データ１１を生成してデータ電極駆動回路７へ入力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子をマトリックス状に配置した画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、互いに直交する配線の交点に電子放出素子を設け、各電子放出素子への印加電圧又は印加時間を変調することにより、電子放出素子からの電子放出量を制御し、高電圧により放出電子を加速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。この種のディスプレイに用いられる電子放出素子には、金属／絶縁膜／金属型、電界放出型、表面伝導型などがある。
【０００３】
電子放出素子を用いる表示パネルは、マトリックス状に配置された複数の電子放出素子と、これらの電子放出素子を駆動するための配線とが設けられた背面板と、蛍光体が塗布された前面板とから構成されている。
【０００４】
図８は、表示パネルにおける背面板の概略図である。図８において、２０１は各画素を構成する電子放出素子である。電子放出素子２０１は、垂直方向のデータ線２０２と水平方向の走査線２０３との交点に配置され各配線に接続されている。Ｄ１〜Ｄｍは各データ線２０１へのデータ信号を印加するデータ電極、Ｓ１〜Ｓｎは各走査線２０３への走査選択電圧と走査非選択電圧を印加する走査電極である。
【０００５】
図９は、電子放出素子２０１への印加電圧Ｖと電子放出素子に流れる素子電流Ｉ（対数軸）のＬｏｇ（Ｉ）−Ｖ特性図である。図９において、印加電圧Ｖに対して流れる素子電流Ｉは指数関数的に増加する。電子放出素子への印加電圧Ｖに対する電子放出素子に流れる素子電流Ｉの特性は、素子電流Ｉが所定のしきい電流Ｉｔｈのときのしきい電圧Ｖｔｈと、印加電圧Ｖに対する素子電流Ｉの傾きαとで近似的に表すことができる。
【０００６】
図１０は、電子放出素子を用いた表示パネルを駆動するための駆動回路である。なお、走査線の電圧がデータ線の電圧よりも高い電圧のときに電子放出素子に電流が流れる場合について述べる。
【０００７】
図１０において、タイミングコントローラ２０５は、画像信号２１０と同期信号２０４を入力して、データ電極駆動回路７に、コントロール信号２０８と画像データ２０７を生成して出力し、走査電極選択回路３０に、コントロール信号２１４を生成して出力する。
【０００８】
データ電極駆動回路７は、表示パネル２１５を構成する背面板のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍにデータ電圧を出力する。また、走査電極選択回路３０は、表示パネル２１５を構成する背面板の走査電極Ｓ１〜Ｓｍのうちの一電極に走査選択電圧を出力する。
【０００９】
走査電極選択回路３０において、コントロール信号２１４に基づいて、走査選択スイッチＳＨ１〜ＳＨｎまでのうち１つが選択されてオンとなり、選択された走査線の走査電極Ｓ１〜Ｓｎの１つに、第１の基準電圧源２１１からの走査選択電圧を印加する。また、非選択状態の走査線に対応した複数の非選択スイッチＳＬ１〜ＳＬｎをオンとして、第２の基準電圧源２１２からの走査非選択電圧を走査電極に供給する。図１０においては、走査選択スイッチＳＨ２が選択された場合を示している。なお、高圧回路２２０は、表示パネル２１５の前面板へ高電圧を供給する。
【００１０】
図１１は、図１０に示した駆動回路にて線順次動作を行った場合の動作波形図である。図１１において、例えば、信号ＶＳＨ１が、走査選択スイッチＳＨ１の制御信号であり、ハイレベルのときに、走査選択スイッチＳＨ１がオンとなる。
【００１１】
垂直走査は、走査電極Ｓ１に接続された走査線から選択動作から始まる。期間Ｔ１にて信号ＶＳＨ１がハイレベルとなると、走査選択スイッチＳＨ１がオンし、第１番目の走査電極Ｓ１に走査選択電圧が印加される。このとき、データ電極駆動回路７により、画像データ２０７に応じたデータ電圧Ｖｄ１１〜Ｖｄ１ｍがそれぞれのデータ電極Ｄ１〜Ｄｍへ供給される。
【００１２】
次に、期間Ｔ２にて信号ＶＳＨ２がハイレベルとなると、走査選択スイッチＳＨ２がオンとなり、第２番目の走査電極Ｓ２へ走査選択電圧が供給される。このときのデータ電圧Ｖｄ２１〜Ｖｄ２ｍがそれぞれのデータ電極Ｄ１〜Ｄｍへ供給される。順次、これらの動作を行い、１フィールド分の画像データを表示パネルに表示する。
【００１３】
以上、電子放出素子をマトリックス状に配置した画像表示装置は、前面板から背面板に流れる素子電流の経時変化により輝度が変化するという課題がある。この問題を解決するため、下記特許文献１には、放出電流を高圧回路の負極側に接続した検出抵抗により検出し、検出された電流値をＡ／Ｄ変換して、その電流データが予め設定した基準値と合致するように、電子放出素子への印加電圧を制御することが記載されている。
【００１４】
また、素子電流の大半が前面板に電子として放出されず、走査線に流れ、走査線抵抗と走査電極選択回路の選択スイッチのオン抵抗とにより電圧降下が生じ、スメアと呼ばれる輝度段差により画質が劣化する。この課題に対し、下記特許文献２には、画像信号に応じて決まる走査線の各部の電圧降下を補償するようにデータ電圧を補正することが記載されている。
【００１５】
また、下記特許文献３には、走査電極選択回路の選択スイッチのオン抵抗と画像信号に応じて流れる電流とにより電圧降下が生じても走査電極に出力される走査選択電圧が所定の基準値となるように駆動することが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２０２０５９号公報
【特許文献２】特許第３３１１２０１号公報
【特許文献３】特開２００４−８６１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
表示パネルの輝度を決める前面板から背面板に流れる放出電流は、（１）電子放出素子に印加電圧Ｖを与えた時に電子放出素子に流れる素子電流Ｉと、（２）素子電流Ｉに応じて流れる放出電流の割合（エミッション効率）との乗算によって決まる。
【００１７】
特許文献１に記載された方法では、経時変化によりエミッション効率が劣化すると、Ｉ−Ｖ特性に変化がなくとも、放出電流を基準値とするために印加電圧Ｖが制御され素子電流Ｉが増加する。この結果、走査線に流れる電流が増加し、電圧降下量が増加するため、スメアが劣化する。
【００１８】
また、初期に、特許文献２，３に記載された方法で、スメアが抑制できても、時が経るとスメアによる画質劣化が目立つようになる。スメアは、画面全体の輝度変化よりも顕著に検知できる現象であり、その抑制が望まれている。
【００１９】
また、特許文献１では、電圧印加時間の変調により画像を表示しているため、特定の電流値を検出して基準値と合致するように印加電圧が制御されている。しかし、この方法では、図１１に示したデータ電圧の電圧振幅変調により画像を表示する場合には、図９に示すＩ−Ｖ特性の傾きαが経時変化すると、特定の電流値に対応する画像データはともかく、それ以外の画像データでの輝度の変化が生じる。
【００２０】
本発明の目的は、電子放出素子が経時変化したとしても、画像データに応じた素子電流にして、輝度変化を防止するとともに、走査線に流れる電流により発生する電圧降下を一定にして、スメアが経時変化するのを防ぐことにある。
【００２１】
これにより、画質劣化がなく、信頼性の高い画像表示装置を提供することができる。また、電圧振幅変調により画像を表示する場合にもＩ−Ｖ特性の傾きαの経時変化による輝度変化の生じない画像表示装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、互いに平行な複数本の走査線と、それと直交する複数本のデータ線と、これらの線の交点に接続された複数の電子放出素子を有する背面板と、前記電子放出素子からの電子により発光する蛍光体を有する前面板とからなる表示パネルと、前記走査線に接続された走査電極選択手段と、前記データ線に接続されたデータ電極駆動手段と、前記電子放出素子からの放出電子を加速して蛍光体へ照射させるための高圧手段とを備えた画像表示装置において、前記走査電極選択手段から前記走査線に流れる走査線電流を検出する走査線電流検出手段と、前記走査線電流検出手段の検出結果に基づき前記走査線電流が所定値となるように前記走査電極選択手段が出力する走査線選択電圧を補正する走査電極電圧補正手段とを有することを特徴とする。
【００２３】
また、前記走査電極選択手段から前記走査線に流れる走査線電流を検出する走査線電流検出手段と、前記走査線電流検出手段の検出結果に基づき前記電子放出素子を流れる電流が画像データに対応するように前記データ電極選択手段が出力するデータ電圧を補正する電圧補正手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上、本発明によると、走査線電流を検出し、走査選択電圧とデータ電圧のいずれか一方又は両方を補正することで、電子放出素子のしきい電圧や傾きが経時変化しても、画像データに応じた素子電流とでき、輝度変化を防止できる。
【００２５】
また、走査線に流れる電流により発生する電圧降下も一定にできスメアが経時劣化することも防げる。したがって、信頼性が高く、かつ、高画質の画像表示装置を提供できる。
【００２６】
従来の電子放出素子をマトリックス状に配置したディスプレイでは、電子源の経時変化や温度特性変化によりスメアが発生して、表示画像の品質に影響を与えるが、本発明を従来のマトリックス方式ディスプレイへ適用することにより、好適な映像表示を可能とする。また、本発明は、金属／絶縁膜／金属型、電界放出型、表面伝導型など冷陰極素子を用いた画像表示装置に対して有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２８】
本発明に係る画像表示装置について、図１と図２を用いて説明する。図１は、本実施例の回路構成図である。図２（ａ）（ｂ）は、電子放出素子のＩ−Ｖ特性の経時変化を説明するための図である。
【００２９】
図１において、電源３は、走査電極電圧補正回路１６へ電力を供給する電源である。検出抵抗１は、電源３から走査電極電圧補正回路１６と走査電極選択回路３０を介して選択された走査線に流れ込む走査線電流を検出する。
【００３０】
加減算器５は、検出抵抗１の両端の電位を入力して、検出抵抗１の両端電圧差に比例した出力信号１２を出力する。出力信号１２は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２によりデジタルの電流検出データ８へ変換され、電圧補正回路６へ入力される。
【００３１】
電圧補正回路６は、走査電極電圧補正回路１６の出力電圧を補正する補正信号１０を生成する。走査電極電圧補正回路１６は、補正信号１０を用いて、走査電極選択回路３０から出力される走査選択電圧を所定の電圧値へ補正する。
【００３２】
また、電圧補正回路６は、タイミングコントローラから入力される画像データ２０７と電流検出データ８を用いて、データ電極駆動データ１１を生成し、データ電極駆動回路７に入力する。
【００３３】
検出抵抗１とＡ／Ｄ変換器２と加減算器５とで、走査線電流検出回路２０が構成されている。７，３０，２０７，２１１，２１２，２１５，２２０は図１０と同様である。
【００３４】
図２（ａ）（ｂ）は、電子放出素子のＩ−Ｖ特性の異なる経時変化を説明するための図である。図２（ａ）において、Ｉ−Ｖ特性の電圧軸方向の平行移動を表すしきい電圧がＶｔｈからＶｔｈ’へ変化する。このような電子放出素子のしきい電圧の経時変化を補償するように、走査電極選択回路３０から出力される走査選択電圧を補正する。
【００３５】
この補正について、説明する。図１において、所定個数の電子放出素子への印加電圧が、しきい電圧Ｖｔｈとなる画像データ２０７を電圧補正回路６に入力する。電圧補正回路６は、走査線電流検出回路２０から得られる電流検出データ８と画像データ２０７より得られる走査線電流値（具体的には、しきい電流値Ｉｔｈで電子放出をしている電子放出素子の走査線方向の個数としきい電流値Ｉｔｈとを乗じた値）とを比較して、素子電流をＩｔｈとするために必要な印加電圧Ｖｔｈ’を表す補正信号１０を生成する。この補正信号１０を用いて、走査電極補正回路１６は、走査選択電圧を補正する。これにより、電子放出素子のしきい電圧がＶｔｈからＶｔｈ’へ変化しても、電子放出素子の素子電流は一定のＩｔｈとなる。
【００３６】
また、図２（ｂ）に示すように、電子放出素子は、印加電圧Ｖに対する素子電流Ｉの対数の傾きがαからα’に経時変化する。このような傾きの変化を補正するように、データ
電圧を補正する。
【００３７】
この補正について、説明する。図１において、電子放出素子への印加電圧が、しきい電圧Ｖｔｈ以外となる画像データ２０７を電圧補正回路６に順次入力する。電圧補正回路６は、走査線電流検出回路２０から順次得られる電流検出データ８から傾きα’を求めて、画像データ２０７をα／α’倍したデータ電極駆動データ１１を生成する。このデータ電極駆動データ１１を用いて、データ電極駆動回路７は、表示パネル２１５へデータ電圧を出力する。これにより、画像データ２０７に対応するように、データ電圧をα／α’倍と補正するので、電子放出素子のＩ−Ｖ特性の傾きが経時変化しても、画像データ２０７に対応した素子電流となる。
【００３８】
なお、図２（ａ）（ｂ）示す電子放出素子の経時変化が、同時に存在する場合は、走査選択電圧とデータ電圧を同時に補正する。
【００３９】
以上、本実施例によれば、電子放出素子をマトリックス状に配置したディスプレイにおいて、走査線電流を検出して、走査選択電圧とデータ電圧のいずれか一方又は両方を補正することで、電子放出素子のしきい電圧や傾きが経時変化しても、画像データに応じた素子電流とすることができ、輝度変化を防止できる。
【００４０】
また、走査線に流れる電流による電圧降下を一定にすることができ、スメアが経時劣化することも防げる。したがって、信頼性が高く、かつ、高画質の画像表示装置を提供できる。
【実施例２】
【００４１】
本発明に係る画像表示装置について、図３を用いて説明する。本実施例は、走査電極選択回路３０の選択スイッチＳＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）のオン抵抗Ｒｏｎと、画像データ２０７
に応じて流れる電流とにより電圧降下が生じても、走査電極Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）に出力さ
れる走査選択電圧が、所定の基準電圧となるように駆動する際に、走査選択電圧となる基準電圧値を補正し、しきい電圧が経時変化しても、素子電流が変化しないようにしたものである。
【００４２】
図３は、本実施例の回路構成図であって、説明を容易にするため、２本の走査線とそれらを駆動する回路のみを示している。図３において、表示パネル２１５内の２０１１〜２０１４は電子放出素子、２０３１〜２０３４は１画素相当の走査線抵抗である。走査電極選択回路３０は、走査電極Ｓ１とＳ２の電圧を監視する帰還スイッチＳＦ１とＳＦ２を備える。走査電極電圧補正回路１６は、負帰還増幅器１３と加算器１５からなる。
【００４３】
負帰還増幅器１３の逆相入力端子には、走査電極Ｓ１又はＳ２の電圧が帰還スイッチＳＦ１又はＳＦ２を介して入力される。負帰還増幅器１３の電源供給端子１４には、電源３から電力が供給される。
【００４４】
走査線電流は、電源３から負帰還増幅器１３内の出力素子と、走査選択スイッチＳＨ１又はＳＨ２を介して表示パネル２１５へ供給され、負帰還増幅器１３の電源供給端子１４と電源３と間に接続された検出抵抗１により検出される。
【００４５】
加算器１５は、基準電圧源２１１の電圧と、電圧補正回路６で生成された補正信号１０を加算して基準走査選択電圧Ｖｒｅｆを生成して、負帰還増幅器１３の正相入力端子へ入力する。
【００４６】
まず、画像表示装置の電源をオンした直後に、全黒や特定の階調をもった検出用画像パターンに対応する画像データ２０７を電圧補正回路６に入力する。この画像データ２０７に基づいて、電圧補正回路６は、実施例１と同様にして、補正信号１０を生成する。この補正信号１０を用いて、加算器５は、基準走査選択電圧Ｖｒｅｆを発生する。
【００４７】
次に、動画像を表示する通常状態となる。最初の水平走査期間において、走査選択スイッチＳＨ１が選択されると、走査選択スイッチＳＨ１と帰還スイッチＳＦ１がオンとなり、非選択スイッチＳＬ１はオフとなって、走査電極Ｓ１に走査選択電圧が印加される。なお、走査選択スイッチＳＨ２と帰還スイッチＳＦ２はオフであり、非選択スイッチＳＬ２はオンであって、走査電極Ｓ２には、走査非選択電圧が印加される。
【００４８】
次の水平走査期間では、走査選択スイッチＳＨ２と帰還スイッチＳＦ２がオンとなり、非選択スイッチＳＬ２がオフとなって、走査電極Ｓ２に選択電圧が印加される。なお、走査選択スイッチＳＨ１と帰還スイッチＳＦ１はオフであり、非選択スイッチＳＬ１がオンであって、走査電極Ｓ１には、走査非選択電圧が印加される。
【００４９】
各水平走査期間では、走査電極に出力される走査選択電圧は、負帰還動作により、負帰還増幅器１３の正相入力端子に入力された基準走査選択電圧Ｖｒｅｆに等しくなり、走査電極選択回路３０の走査選択スイッチのオン抵抗Ｒｏｎと画像データ２０７に応じて流れる電流とにより電圧降下が生じても走査線の電圧は変化しなくなる。
【００５０】
なお、電子源特性の経時変化は緩やかな変化であるため、画像表示装置の電源をオンした直後に、基準走査選択電圧Ｖｒｅｆを発生するだけで、しきい電圧の経時変化による素子電流の変化は十分に防止できる。
【００５１】
本実施例によれば、電子放出素子をマトリックス状に配置したディスプレイにおいて、走査電極選択回路の選択スイッチのオン抵抗と画像データに応じて流れる電流とにより電圧降下が生じても、走査選択電圧が所定の基準電圧となる。すなわち、走査線電流を検出して、初期の基準電圧を補正することで、電圧降下によるスメアの発生を防止するとともに、電子放出素子のしきい電圧が経時変化しても、画像データに対応した素子電流とすることができ、輝度変化を防止できる。したがって、信頼性が高く、かつ、高画質の画像表示装置を提供できる。
【実施例３】
【００５２】
本発明に係る画像表示装置について、図４、図５及び図６を用いて説明する。図４は、本実施例の回路構成図、図５と図６は、図４の動作波形図である。図４において、図３と同じ符号は同じものを示す。
【００５３】
図４において、表示パネル２１５の表示外領域２１７に、基準となる走査線の電流を検出するために、基準走査電極Ｓ０と、基準となる走査線とデータ線の交点に接続される電子放出素子２００９と２０１０を設けている。
【００５４】
基準となる走査線に接続された電子放出素子の数は、表示領域２１８の水平画素数と同じである。また、基準走査電極Ｓ０と走査選択スイッチＳＨ０との間には、検出抵抗１が設けられている。なお、ＳＦ０は帰還スイッチ、ＳＬ０は非選択スイッチである。他の構成は、図３と同じである。
【００５５】
次に、動作を説明する。まず、図５に示す期間Ｔ０の水平走査期間に、駆動パルス（ＶＳ０）１７が基準走査電極Ｓ０に印加され、基準走査電極Ｓ０が駆動される。なお、垂直表示期間は、図５に示す時刻Ｔｓｔｖに始まり、駆動パルス（ＶＳ１）１８により走査電極Ｓ１が水平走査期間Ｔ１に駆動され、次の駆動パルス（ＶＳ２）１９により走査電極Ｓ２が水平走査期間Ｔ２に駆動されて、以後、線順次駆動が行われる。
【００５６】
垂直走査期間毎に、基準走査電極Ｓ０を選択して、走査線電流の検出と、電圧補正回路６での比較演算を実施する。走査線電流検出のために入力する画像データは２垂直走査期間毎に変化させる。
【００５７】
第１の垂直走査期間には、電子放出素子への印加電圧が、しきい電圧となるような画像データ２０７を入力して、このときの走査線電流を検出し、走査選択電圧となる基準電圧値を補正して、電子放出素子のしきい電圧の変化を補償する。
【００５８】
続く、第２の垂直走査期間には、電子放出素子への印加電圧が、しきい電圧以外となるような画像データ２０７を入力して、このときの走査線電流を検出し、データ電圧を補正して、電子放出素子のＩ−Ｖ特性の傾きの変化を補償する。
【００５９】
図６は、表示外領域２１７の基準走査電極Ｓ０の駆動パルス１７と、表示領域２１８の走査電極の駆動パルス１８と１９の詳細波形図である。基準走査電極Ｓ０の駆動パルス１７の立ち上がり速度は、走査選択スイッチＳＨ０のオン抵抗Ｒｏｎに検出抵抗１の抵抗値を加えた合成抵抗と走査線に繋がる容量により決まる。したがって、走査線電流の検出は、駆動パルス１７が定常値に達した以降の期間Ｔｓｐで行う。
【００６０】
他方、走査電極Ｓ１とＳ２の駆動パルス１８と１９の立ち上がり速度は、走査選択スイッチのオン抵抗Ｒｏｎと走査線に繋がる容量により決まる。したがって、表示領域２１８における検出抵抗１に起因した走査電極駆動波形の立ち上がり遅延は発生しない。よって、検出抵抗１に関わる輝度低下は発生しない。
【００６１】
本実施例によれば、実施例１、実施例２と同様の効果を得られる。さらに、表示領域外に設けた電子放出素子を用いて走査線電流を検出するので、動画像を映し出す通常状態での走査線電流の検出を行うことができ、経時変化だけなく、電子放出素子の温度変化にも追従した補正を行うことができる。
【００６２】
さらに、検出抵抗に関する波形遅延がなく、輝度低下が発生しない。したがって、信頼性が高く、高画質の画像表示装置を提供できる。
【実施例４】
【００６３】
本発明に係る画像表示装置について、図７を用いて説明する。図７は、本実施例の回路構成図である。図７において、図４と同じ符号は同じものを示す。
【００６４】
図７において、走査選択スイッチＳＨ０のオン抵抗Ｒｏｎの電圧降下量より走査線電流を検出する。すなわち、加減算器５に、負帰還増幅器１３の出力電圧と逆相入力電圧を入力することにより、加減算器５は、走査選択スイッチＳＨ０のオン抵抗Ｒｏｎと走査線電流との積に比例した出力信号１２を出力する。この出力信号１２を、Ａ／Ｄ変換器２を用いて、デジタルの電流検出データ８へ変換して、電圧補正回路６へ入力する。
【００６５】
図４に示す実施例３と同様に、走査線電流検出のために、表示パネル２１５の表示外領域２１７に、走査電極Ｓ０と、走査線とデータ線に接続される電子放出素子２００９、２０１０を設け、垂直走査期毎に、走査線電流の検出と、電圧補正回路６での比較演算を実施して、しきい電圧と傾きの経時変化を補償する。
【００６６】
本実施例によれば、実施例３と同様の効果がえられるとともに、走査線電流検出回路２０における検出抵抗１が不要となる。したがって、低コストで信頼性が高く、高画質の画像表示装置を提供できる。
【００６７】
なお、本実施例では、表示外領域２１７を設けなくとも、電源がオンした直後から通常の表示状態に至る期間において、全黒や特定の階調をもつ検出用画像パターンに対応する画像データを入力して、走査線電流の検出と補正が行える。
【００６８】
実施例１から４は、電子放出素子のＩ−Ｖ特性が経時変化しても、画像データに応じた素子電流とすることによって、輝度とスメアの経時変化を抑制している。しかし、電子放出素子から放出される電子量についてのエミッション効率が変化した場合の輝度変化を防ぐことができない。
【００６９】
エミッション効率の経時変化による輝度変化が問題となる時には、実施例１から４のいずれかを用いて、まず、Ｉ−Ｖ特性による経時変化を抑制した後、例えば、高圧回路２２０において、放出電流を検出し、その放出電流が予め設定した基準値と合致するように、電子放出素子へのデータ電圧の印加時間又は高圧回路の出力電圧値を補正することで解決できる。
【００７０】
また、実施例２から４では、走査電極選択回路３０の出力点となる走査電極Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）の電圧を帰還させ、選択スイッチＳＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）を構成するトランジスタのソースに入力される電圧を制御することにより、選択スイッチでの電圧降下によらず走査選択電圧を所定の基準電圧としているが、選択スイッチを構成するトランジスタのゲートに入力される電圧を制御することにより、選択スイッチでの電圧降下によらず走査選択電圧を所定の基準電圧としてもよい。
【００７１】
さらに、実施例２から４において、電流検出データ８に基づいて演算パラメータを生成し、この演算パラメータと画像データ２０７とからデータ電極駆動データ１１を演算して、画像データ２０７に応じて決まる走査線の各部の電圧降下を補償するように、データ電圧を補正することにより、電子放出素子のＩ−Ｖ特性が経時変化しても、走査線抵抗により発生する電圧降下を抑制して、スメアによる画質劣化が生じないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例１の回路構成図。
【図２】実施例１を説明するための電子放出素子Ｉ−Ｖ特性の経時変化図。
【図３】本発明の実施例２の回路構成図。
【図４】本発明の実施例３の回路構成図。
【図５】実施例３を説明するための動作波形図。
【図６】実施例３を説明するための動作波形図。
【図７】本発明の実施例４の回路構成図。
【図８】電子放出素子をマトリックス状に配置した背面板の構造モデル図。
【図９】電子放出素子の電圧‐電流特性図。
【図１０】電子放出素子を用いた表示パネルの駆動回路の構成図。
【図１１】図１０の駆動回路の動作を説明するための動作波形図。
【符号の説明】
【００７３】
１…検出抵抗、２…アナログ−デジタル変換器、３…電源、５…加減算器、６…電圧補正回路、７…データ電極駆動回路、８…電流検出データ、１０…補正信号、１１…データ電極駆動データ、１２…出力信号、１３…負帰還増幅器、１４…電源入力端子、１５…加算器、１６…走査電極電圧補正回路、２０…走査線電流検出回路、３０…走査電極選択回路、
２０１…電子放出素子、２０２…データ線、２０３…走査線、２０４…同期信号、２０５…タイミングコントローラ、２０７…画像データ、２０８…コントロール信号、２１０…画像信号、２１１…第１の基準電圧源、２１２…第２の基準電圧源、２１４…コントロール信号、２１５…表示パネル、２２０…高圧回路、
２００９〜２０１４…電子放出素子、２０２９〜２０３４…１画素相当の走査線抵抗。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子をマトリックス状に配置した画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、互いに直交する配線の交点に電子放出素子を設け、各電子放出素子への印加電圧又は印加時間を変調することにより、電子放出素子からの電子放出量を制御し、高電圧により放出電子を加速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。この種のディスプレイに用いられる電子放出素子には、金属／絶縁膜／金属型、電界放出型、表面伝導型などがある。
【０００３】
電子放出素子を用いる表示パネルは、マトリックス状に配置された複数の電子放出素子と、これらの電子放出素子を駆動するための配線とが設けられた背面板と、蛍光体が塗布された前面板とから構成されている。
【０００４】
図８は、表示パネルにおける背面板の概略図である。図８において、２０１は各画素を構成する電子放出素子である。電子放出素子２０１は、垂直方向のデータ線２０２と水平方向の走査線２０３との交点に配置され各配線に接続されている。Ｄ１〜Ｄｍは各データ線２０１へのデータ信号を印加するデータ電極、Ｓ１〜Ｓｎは各走査線２０３への走査選択電圧と走査非選択電圧を印加する走査電極である。
【０００５】
図９は、電子放出素子２０１への印加電圧Ｖと電子放出素子に流れる素子電流Ｉ（対数軸）のＬｏｇ（Ｉ）−Ｖ特性図である。図９において、印加電圧Ｖに対して流れる素子電流Ｉは指数関数的に増加する。電子放出素子への印加電圧Ｖに対する電子放出素子に流れる素子電流Ｉの特性は、素子電流Ｉが所定のしきい電流Ｉｔｈのときのしきい電圧Ｖｔｈと、印加電圧Ｖに対する素子電流Ｉの傾きαとで近似的に表すことができる。
【０００６】
図１０は、電子放出素子を用いた表示パネルを駆動するための駆動回路である。なお、走査線の電圧がデータ線の電圧よりも高い電圧のときに電子放出素子に電流が流れる場合について述べる。
【０００７】
図１０において、タイミングコントローラ２０５は、画像信号２１０と同期信号２０４を入力して、データ電極駆動回路７に、コントロール信号２０８と画像データ２０７を生成して出力し、走査電極選択回路３０に、コントロール信号２１４を生成して出力する。
【０００８】
データ電極駆動回路７は、表示パネル２１５を構成する背面板のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍにデータ電圧を出力する。また、走査電極選択回路３０は、表示パネル２１５を構成する背面板の走査電極Ｓ１〜Ｓｍのうちの一電極に走査選択電圧を出力する。
【０００９】
走査電極選択回路３０において、コントロール信号２１４に基づいて、走査選択スイッチＳＨ１〜ＳＨｎまでのうち１つが選択されてオンとなり、選択された走査線の走査電極Ｓ１〜Ｓｎの１つに、第１の基準電圧源２１１からの走査選択電圧を印加する。また、非選択状態の走査線に対応した複数の非選択スイッチＳＬ１〜ＳＬｎをオンとして、第２の基準電圧源２１２からの走査非選択電圧を走査電極に供給する。図１０においては、走査選択スイッチＳＨ２が選択された場合を示している。なお、高圧回路２２０は、表示パネル２１５の前面板へ高電圧を供給する。
【００１０】
図１１は、図１０に示した駆動回路にて線順次動作を行った場合の動作波形図である。図１１において、例えば、信号ＶＳＨ１が、走査選択スイッチＳＨ１の制御信号であり、ハイレベルのときに、走査選択スイッチＳＨ１がオンとなる。
【００１１】
垂直走査は、走査電極Ｓ１に接続された走査線から選択動作から始まる。期間Ｔ１にて信号ＶＳＨ１がハイレベルとなると、走査選択スイッチＳＨ１がオンし、第１番目の走査電極Ｓ１に走査選択電圧が印加される。このとき、データ電極駆動回路７により、画像データ２０７に応じたデータ電圧Ｖｄ１１〜Ｖｄ１ｍがそれぞれのデータ電極Ｄ１〜Ｄｍへ供給される。
【００１２】
次に、期間Ｔ２にて信号ＶＳＨ２がハイレベルとなると、走査選択スイッチＳＨ２がオンとなり、第２番目の走査電極Ｓ２へ走査選択電圧が供給される。このときのデータ電圧Ｖｄ２１〜Ｖｄ２ｍがそれぞれのデータ電極Ｄ１〜Ｄｍへ供給される。順次、これらの動作を行い、１フィールド分の画像データを表示パネルに表示する。
【００１３】
以上、電子放出素子をマトリックス状に配置した画像表示装置は、前面板から背面板に流れる素子電流の経時変化により輝度が変化するという課題がある。この問題を解決するため、下記特許文献１には、放出電流を高圧回路の負極側に接続した検出抵抗により検出し、検出された電流値をＡ／Ｄ変換して、その電流データが予め設定した基準値と合致するように、電子放出素子への印加電圧を制御することが記載されている。
【００１４】
また、素子電流の大半が前面板に電子として放出されず、走査線に流れ、走査線抵抗と走査電極選択回路の選択スイッチのオン抵抗とにより電圧降下が生じ、スメアと呼ばれる輝度段差により画質が劣化する。この課題に対し、下記特許文献２には、画像信号に応じて決まる走査線の各部の電圧降下を補償するようにデータ電圧を補正することが記載されている。
【００１５】
また、下記特許文献３には、走査電極選択回路の選択スイッチのオン抵抗と画像信号に応じて流れる電流とにより電圧降下が生じても走査電極に出力される走査選択電圧が所定の基準値となるように駆動することが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２０２０５９号公報
【特許文献２】特許第３３１１２０１号公報
【特許文献３】特開２００４−８６１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
表示パネルの輝度を決める前面板から背面板に流れる放出電流は、（１）電子放出素子に印加電圧Ｖを与えた時に電子放出素子に流れる素子電流Ｉと、（２）素子電流Ｉに応じて流れる放出電流の割合（エミッション効率）との乗算によって決まる。
【００１７】
特許文献１に記載された方法では、経時変化によりエミッション効率が劣化すると、Ｉ−Ｖ特性に変化がなくとも、放出電流を基準値とするために印加電圧Ｖが制御され素子電流Ｉが増加する。この結果、走査線に流れる電流が増加し、電圧降下量が増加するため、スメアが劣化する。
【００１８】
また、初期に、特許文献２，３に記載された方法で、スメアが抑制できても、時が経るとスメアによる画質劣化が目立つようになる。スメアは、画面全体の輝度変化よりも顕著に検知できる現象であり、その抑制が望まれている。
【００１９】
また、特許文献１では、電圧印加時間の変調により画像を表示しているため、特定の電流値を検出して基準値と合致するように印加電圧が制御されている。しかし、この方法では、図１１に示したデータ電圧の電圧振幅変調により画像を表示する場合には、図９に示すＩ−Ｖ特性の傾きαが経時変化すると、特定の電流値に対応する画像データはともかく、それ以外の画像データでの輝度の変化が生じる。
【００２０】
本発明の目的は、電子放出素子が経時変化したとしても、画像データに応じた素子電流にして、輝度変化を防止するとともに、走査線に流れる電流により発生する電圧降下を一定にして、スメアが経時変化するのを防ぐことにある。
【００２１】
これにより、画質劣化がなく、信頼性の高い画像表示装置を提供することができる。また、電圧振幅変調により画像を表示する場合にもＩ−Ｖ特性の傾きαの経時変化による輝度変化の生じない画像表示装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、互いに平行な複数本の走査線と、それと直交する複数本のデータ線と、これらの線の交点に接続された複数の電子放出素子を有する背面板と、前記電子放出素子からの電子により発光する蛍光体を有する前面板とからなる表示パネルと、前記走査線に接続された走査電極選択手段と、前記データ線に接続されたデータ電極駆動手段と、前記電子放出素子からの放出電子を加速して蛍光体へ照射させるための高圧手段とを備えた画像表示装置において、前記走査電極選択手段から前記走査線に流れる走査線電流を検出する走査線電流検出手段と、前記走査線電流検出手段の検出結果に基づき前記走査線電流が所定値となるように前記走査電極選択手段が出力する走査線選択電圧を補正する走査電極電圧補正手段とを有することを特徴とする。
【００２３】
また、前記走査電極選択手段から前記走査線に流れる走査線電流を検出する走査線電流検出手段と、前記走査線電流検出手段の検出結果に基づき前記電子放出素子を流れる電流が画像データに対応するように前記データ電極選択手段が出力するデータ電圧を補正する電圧補正手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上、本発明によると、走査線電流を検出し、走査選択電圧とデータ電圧のいずれか一方又は両方を補正することで、電子放出素子のしきい電圧や傾きが経時変化しても、画像データに応じた素子電流とでき、輝度変化を防止できる。
【００２５】
また、走査線に流れる電流により発生する電圧降下も一定にできスメアが経時劣化することも防げる。したがって、信頼性が高く、かつ、高画質の画像表示装置を提供できる。
【００２６】
従来の電子放出素子をマトリックス状に配置したディスプレイでは、電子源の経時変化や温度特性変化によりスメアが発生して、表示画像の品質に影響を与えるが、本発明を従来のマトリックス方式ディスプレイへ適用することにより、好適な映像表示を可能とする。また、本発明は、金属／絶縁膜／金属型、電界放出型、表面伝導型など冷陰極素子を用いた画像表示装置に対して有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２８】
本発明に係る画像表示装置について、図１と図２を用いて説明する。図１は、本実施例の回路構成図である。図２（ａ）（ｂ）は、電子放出素子のＩ−Ｖ特性の経時変化を説明するための図である。
【００２９】
図１において、電源３は、走査電極電圧補正回路１６へ電力を供給する電源である。検出抵抗１は、電源３から走査電極電圧補正回路１６と走査電極選択回路３０を介して選択された走査線に流れ込む走査線電流を検出する。
【００３０】
加減算器５は、検出抵抗１の両端の電位を入力して、検出抵抗１の両端電圧差に比例した出力信号１２を出力する。出力信号１２は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２によりデジタルの電流検出データ８へ変換され、電圧補正回路６へ入力される。
【００３１】
電圧補正回路６は、走査電極電圧補正回路１６の出力電圧を補正する補正信号１０を生成する。走査電極電圧補正回路１６は、補正信号１０を用いて、走査電極選択回路３０から出力される走査選択電圧を所定の電圧値へ補正する。
【００３２】
また、電圧補正回路６は、タイミングコントローラから入力される画像データ２０７と電流検出データ８を用いて、データ電極駆動データ１１を生成し、データ電極駆動回路７に入力する。
【００３３】
検出抵抗１とＡ／Ｄ変換器２と加減算器５とで、走査線電流検出回路２０が構成されている。７，３０，２０７，２１１，２１２，２１５，２２０は図１０と同様である。
【００３４】
図２（ａ）（ｂ）は、電子放出素子のＩ−Ｖ特性の異なる経時変化を説明するための図である。図２（ａ）において、Ｉ−Ｖ特性の電圧軸方向の平行移動を表すしきい電圧がＶｔｈからＶｔｈ’へ変化する。このような電子放出素子のしきい電圧の経時変化を補償するように、走査電極選択回路３０から出力される走査選択電圧を補正する。
【００３５】
この補正について、説明する。図１において、所定個数の電子放出素子への印加電圧が、しきい電圧Ｖｔｈとなる画像データ２０７を電圧補正回路６に入力する。電圧補正回路６は、走査線電流検出回路２０から得られる電流検出データ８と画像データ２０７より得られる走査線電流値（具体的には、しきい電流値Ｉｔｈで電子放出をしている電子放出素子の走査線方向の個数としきい電流値Ｉｔｈとを乗じた値）とを比較して、素子電流をＩｔｈとするために必要な印加電圧Ｖｔｈ’を表す補正信号１０を生成する。この補正信号１０を用いて、走査電極補正回路１６は、走査選択電圧を補正する。これにより、電子放出素子のしきい電圧がＶｔｈからＶｔｈ’へ変化しても、電子放出素子の素子電流は一定のＩｔｈとなる。
【００３６】
また、図２（ｂ）に示すように、電子放出素子は、印加電圧Ｖに対する素子電流Ｉの対数の傾きがαからα’に経時変化する。このような傾きの変化を補正するように、データ
電圧を補正する。
【００３７】
この補正について、説明する。図１において、電子放出素子への印加電圧が、しきい電圧Ｖｔｈ以外となる画像データ２０７を電圧補正回路６に順次入力する。電圧補正回路６は、走査線電流検出回路２０から順次得られる電流検出データ８から傾きα’を求めて、画像データ２０７をα／α’倍したデータ電極駆動データ１１を生成する。このデータ電極駆動データ１１を用いて、データ電極駆動回路７は、表示パネル２１５へデータ電圧を出力する。これにより、画像データ２０７に対応するように、データ電圧をα／α’倍と補正するので、電子放出素子のＩ−Ｖ特性の傾きが経時変化しても、画像データ２０７に対応した素子電流となる。
【００３８】
なお、図２（ａ）（ｂ）示す電子放出素子の経時変化が、同時に存在する場合は、走査選択電圧とデータ電圧を同時に補正する。
【００３９】
以上、本実施例によれば、電子放出素子をマトリックス状に配置したディスプレイにおいて、走査線電流を検出して、走査選択電圧とデータ電圧のいずれか一方又は両方を補正することで、電子放出素子のしきい電圧や傾きが経時変化しても、画像データに応じた素子電流とすることができ、輝度変化を防止できる。
【００４０】
また、走査線に流れる電流による電圧降下を一定にすることができ、スメアが経時劣化することも防げる。したがって、信頼性が高く、かつ、高画質の画像表示装置を提供できる。
【実施例２】
【００４１】
本発明に係る画像表示装置について、図３を用いて説明する。本実施例は、走査電極選択回路３０の選択スイッチＳＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）のオン抵抗Ｒｏｎと、画像データ２０７
に応じて流れる電流とにより電圧降下が生じても、走査電極Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）に出力さ
れる走査選択電圧が、所定の基準電圧となるように駆動する際に、走査選択電圧となる基準電圧値を補正し、しきい電圧が経時変化しても、素子電流が変化しないようにしたものである。
【００４２】
図３は、本実施例の回路構成図であって、説明を容易にするため、２本の走査線とそれらを駆動する回路のみを示している。図３において、表示パネル２１５内の２０１１〜２０１４は電子放出素子、２０３１〜２０３４は１画素相当の走査線抵抗である。走査電極選択回路３０は、走査電極Ｓ１とＳ２の電圧を監視する帰還スイッチＳＦ１とＳＦ２を備える。走査電極電圧補正回路１６は、負帰還増幅器１３と加算器１５からなる。
【００４３】
負帰還増幅器１３の逆相入力端子には、走査電極Ｓ１又はＳ２の電圧が帰還スイッチＳＦ１又はＳＦ２を介して入力される。負帰還増幅器１３の電源供給端子１４には、電源３から電力が供給される。
【００４４】
走査線電流は、電源３から負帰還増幅器１３内の出力素子と、走査選択スイッチＳＨ１又はＳＨ２を介して表示パネル２１５へ供給され、負帰還増幅器１３の電源供給端子１４と電源３と間に接続された検出抵抗１により検出される。
【００４５】
加算器１５は、基準電圧源２１１の電圧と、電圧補正回路６で生成された補正信号１０を加算して基準走査選択電圧Ｖｒｅｆを生成して、負帰還増幅器１３の正相入力端子へ入力する。
【００４６】
まず、画像表示装置の電源をオンした直後に、全黒や特定の階調をもった検出用画像パターンに対応する画像データ２０７を電圧補正回路６に入力する。この画像データ２０７に基づいて、電圧補正回路６は、実施例１と同様にして、補正信号１０を生成する。この補正信号１０を用いて、加算器５は、基準走査選択電圧Ｖｒｅｆを発生する。
【００４７】
次に、動画像を表示する通常状態となる。最初の水平走査期間において、走査選択スイッチＳＨ１が選択されると、走査選択スイッチＳＨ１と帰還スイッチＳＦ１がオンとなり、非選択スイッチＳＬ１はオフとなって、走査電極Ｓ１に走査選択電圧が印加される。なお、走査選択スイッチＳＨ２と帰還スイッチＳＦ２はオフであり、非選択スイッチＳＬ２はオンであって、走査電極Ｓ２には、走査非選択電圧が印加される。
【００４８】
次の水平走査期間では、走査選択スイッチＳＨ２と帰還スイッチＳＦ２がオンとなり、非選択スイッチＳＬ２がオフとなって、走査電極Ｓ２に選択電圧が印加される。なお、走査選択スイッチＳＨ１と帰還スイッチＳＦ１はオフであり、非選択スイッチＳＬ１がオンであって、走査電極Ｓ１には、走査非選択電圧が印加される。
【００４９】
各水平走査期間では、走査電極に出力される走査選択電圧は、負帰還動作により、負帰還増幅器１３の正相入力端子に入力された基準走査選択電圧Ｖｒｅｆに等しくなり、走査電極選択回路３０の走査選択スイッチのオン抵抗Ｒｏｎと画像データ２０７に応じて流れる電流とにより電圧降下が生じても走査線の電圧は変化しなくなる。
【００５０】
なお、電子源特性の経時変化は緩やかな変化であるため、画像表示装置の電源をオンした直後に、基準走査選択電圧Ｖｒｅｆを発生するだけで、しきい電圧の経時変化による素子電流の変化は十分に防止できる。
【００５１】
本実施例によれば、電子放出素子をマトリックス状に配置したディスプレイにおいて、走査電極選択回路の選択スイッチのオン抵抗と画像データに応じて流れる電流とにより電圧降下が生じても、走査選択電圧が所定の基準電圧となる。すなわち、走査線電流を検出して、初期の基準電圧を補正することで、電圧降下によるスメアの発生を防止するとともに、電子放出素子のしきい電圧が経時変化しても、画像データに対応した素子電流とすることができ、輝度変化を防止できる。したがって、信頼性が高く、かつ、高画質の画像表示装置を提供できる。
【実施例３】
【００５２】
本発明に係る画像表示装置について、図４、図５及び図６を用いて説明する。図４は、本実施例の回路構成図、図５と図６は、図４の動作波形図である。図４において、図３と同じ符号は同じものを示す。
【００５３】
図４において、表示パネル２１５の表示外領域２１７に、基準となる走査線の電流を検出するために、基準走査電極Ｓ０と、基準となる走査線とデータ線の交点に接続される電子放出素子２００９と２０１０を設けている。
【００５４】
基準となる走査線に接続された電子放出素子の数は、表示領域２１８の水平画素数と同じである。また、基準走査電極Ｓ０と走査選択スイッチＳＨ０との間には、検出抵抗１が設けられている。なお、ＳＦ０は帰還スイッチ、ＳＬ０は非選択スイッチである。他の構成は、図３と同じである。
【００５５】
次に、動作を説明する。まず、図５に示す期間Ｔ０の水平走査期間に、駆動パルス（ＶＳ０）１７が基準走査電極Ｓ０に印加され、基準走査電極Ｓ０が駆動される。なお、垂直表示期間は、図５に示す時刻Ｔｓｔｖに始まり、駆動パルス（ＶＳ１）１８により走査電極Ｓ１が水平走査期間Ｔ１に駆動され、次の駆動パルス（ＶＳ２）１９により走査電極Ｓ２が水平走査期間Ｔ２に駆動されて、以後、線順次駆動が行われる。
【００５６】
垂直走査期間毎に、基準走査電極Ｓ０を選択して、走査線電流の検出と、電圧補正回路６での比較演算を実施する。走査線電流検出のために入力する画像データは２垂直走査期間毎に変化させる。
【００５７】
第１の垂直走査期間には、電子放出素子への印加電圧が、しきい電圧となるような画像データ２０７を入力して、このときの走査線電流を検出し、走査選択電圧となる基準電圧値を補正して、電子放出素子のしきい電圧の変化を補償する。
【００５８】
続く、第２の垂直走査期間には、電子放出素子への印加電圧が、しきい電圧以外となるような画像データ２０７を入力して、このときの走査線電流を検出し、データ電圧を補正して、電子放出素子のＩ−Ｖ特性の傾きの変化を補償する。
【００５９】
図６は、表示外領域２１７の基準走査電極Ｓ０の駆動パルス１７と、表示領域２１８の走査電極の駆動パルス１８と１９の詳細波形図である。基準走査電極Ｓ０の駆動パルス１７の立ち上がり速度は、走査選択スイッチＳＨ０のオン抵抗Ｒｏｎに検出抵抗１の抵抗値を加えた合成抵抗と走査線に繋がる容量により決まる。したがって、走査線電流の検出は、駆動パルス１７が定常値に達した以降の期間Ｔｓｐで行う。
【００６０】
他方、走査電極Ｓ１とＳ２の駆動パルス１８と１９の立ち上がり速度は、走査選択スイッチのオン抵抗Ｒｏｎと走査線に繋がる容量により決まる。したがって、表示領域２１８における検出抵抗１に起因した走査電極駆動波形の立ち上がり遅延は発生しない。よって、検出抵抗１に関わる輝度低下は発生しない。
【００６１】
本実施例によれば、実施例１、実施例２と同様の効果を得られる。さらに、表示領域外に設けた電子放出素子を用いて走査線電流を検出するので、動画像を映し出す通常状態での走査線電流の検出を行うことができ、経時変化だけなく、電子放出素子の温度変化にも追従した補正を行うことができる。
【００６２】
さらに、検出抵抗に関する波形遅延がなく、輝度低下が発生しない。したがって、信頼性が高く、高画質の画像表示装置を提供できる。
【実施例４】
【００６３】
本発明に係る画像表示装置について、図７を用いて説明する。図７は、本実施例の回路構成図である。図７において、図４と同じ符号は同じものを示す。
【００６４】
図７において、走査選択スイッチＳＨ０のオン抵抗Ｒｏｎの電圧降下量より走査線電流を検出する。すなわち、加減算器５に、負帰還増幅器１３の出力電圧と逆相入力電圧を入力することにより、加減算器５は、走査選択スイッチＳＨ０のオン抵抗Ｒｏｎと走査線電流との積に比例した出力信号１２を出力する。この出力信号１２を、Ａ／Ｄ変換器２を用いて、デジタルの電流検出データ８へ変換して、電圧補正回路６へ入力する。
【００６５】
図４に示す実施例３と同様に、走査線電流検出のために、表示パネル２１５の表示外領域２１７に、走査電極Ｓ０と、走査線とデータ線に接続される電子放出素子２００９、２０１０を設け、垂直走査期毎に、走査線電流の検出と、電圧補正回路６での比較演算を実施して、しきい電圧と傾きの経時変化を補償する。
【００６６】
本実施例によれば、実施例３と同様の効果がえられるとともに、走査線電流検出回路２０における検出抵抗１が不要となる。したがって、低コストで信頼性が高く、高画質の画像表示装置を提供できる。
【００６７】
なお、本実施例では、表示外領域２１７を設けなくとも、電源がオンした直後から通常の表示状態に至る期間において、全黒や特定の階調をもつ検出用画像パターンに対応する画像データを入力して、走査線電流の検出と補正が行える。
【００６８】
実施例１から４は、電子放出素子のＩ−Ｖ特性が経時変化しても、画像データに応じた素子電流とすることによって、輝度とスメアの経時変化を抑制している。しかし、電子放出素子から放出される電子量についてのエミッション効率が変化した場合の輝度変化を防ぐことができない。
【００６９】
エミッション効率の経時変化による輝度変化が問題となる時には、実施例１から４のいずれかを用いて、まず、Ｉ−Ｖ特性による経時変化を抑制した後、例えば、高圧回路２２０において、放出電流を検出し、その放出電流が予め設定した基準値と合致するように、電子放出素子へのデータ電圧の印加時間又は高圧回路の出力電圧値を補正することで解決できる。
【００７０】
また、実施例２から４では、走査電極選択回路３０の出力点となる走査電極Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）の電圧を帰還させ、選択スイッチＳＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）を構成するトランジスタのソースに入力される電圧を制御することにより、選択スイッチでの電圧降下によらず走査選択電圧を所定の基準電圧としているが、選択スイッチを構成するトランジスタのゲートに入力される電圧を制御することにより、選択スイッチでの電圧降下によらず走査選択電圧を所定の基準電圧としてもよい。
【００７１】
さらに、実施例２から４において、電流検出データ８に基づいて演算パラメータを生成し、この演算パラメータと画像データ２０７とからデータ電極駆動データ１１を演算して、画像データ２０７に応じて決まる走査線の各部の電圧降下を補償するように、データ電圧を補正することにより、電子放出素子のＩ−Ｖ特性が経時変化しても、走査線抵抗により発生する電圧降下を抑制して、スメアによる画質劣化が生じないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例１の回路構成図。
【図２】実施例１を説明するための電子放出素子Ｉ−Ｖ特性の経時変化図。
【図３】本発明の実施例２の回路構成図。
【図４】本発明の実施例３の回路構成図。
【図５】実施例３を説明するための動作波形図。
【図６】実施例３を説明するための動作波形図。
【図７】本発明の実施例４の回路構成図。
【図８】電子放出素子をマトリックス状に配置した背面板の構造モデル図。
【図９】電子放出素子の電圧‐電流特性図。
【図１０】電子放出素子を用いた表示パネルの駆動回路の構成図。
【図１１】図１０の駆動回路の動作を説明するための動作波形図。
【符号の説明】
【００７３】
１…検出抵抗、２…アナログ−デジタル変換器、３…電源、５…加減算器、６…電圧補正回路、７…データ電極駆動回路、８…電流検出データ、１０…補正信号、１１…データ電極駆動データ、１２…出力信号、１３…負帰還増幅器、１４…電源入力端子、１５…加算器、１６…走査電極電圧補正回路、２０…走査線電流検出回路、３０…走査電極選択回路、
２０１…電子放出素子、２０２…データ線、２０３…走査線、２０４…同期信号、２０５…タイミングコントローラ、２０７…画像データ、２０８…コントロール信号、２１０…画像信号、２１１…第１の基準電圧源、２１２…第２の基準電圧源、２１４…コントロール信号、２１５…表示パネル、２２０…高圧回路、
２００９〜２０１４…電子放出素子、２０２９〜２０３４…１画素相当の走査線抵抗。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な複数本の走査線と、それと直交する複数本のデータ線と、これらの線の交点に接続された複数の電子放出素子を有する背面板と、前記電子放出素子からの電子により発光する蛍光体を有する前面板とからなる表示パネルと、前記走査線に接続された走査電極選択手段と、前記データ線に接続されたデータ電極駆動手段と、前記電子放出素子からの放出電子を加速して蛍光体へ照射させるための高圧手段とを備えた画像表示装置において、
前記走査電極選択手段から前記走査線に流れる走査線電流を検出する走査線電流検出手段と、前記走査線電流検出手段の検出結果に基づき前記走査線電流が所定値となるように前記走査電極選択手段が出力する走査線選択電圧を補正する走査電極電圧補正手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
互いに平行な複数本の走査線と、それと直交する複数本のデータ線と、これらの線の交点に接続された複数の電子放出素子を有する背面板と、前記電子放出素子からの電子により発光する蛍光体を有する前面板とからなる表示パネルと、前記走査線に接続された走査電極選択手段と、前記データ線に接続されたデータ電極駆動手段と、前記電子放出素子からの放出電子を加速して蛍光体へ照射させるための高圧手段とを備えた画像表示装置において、
前記走査電極選択手段から前記走査線に流れる走査線電流を検出する走査線電流検出手段と、前記走査線電流検出手段の検出結果に基づき前記電子放出素子を流れる電流が画像データに対応するように前記データ電極選択手段が出力するデータ電圧を補正する電圧補正手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
前記背面板は、表示領域外の少なくとも１辺に設けた走査線と、この走査線とデータ線との間に接続された複数の電子放出素子とを有し、この走査線に流れる電流を前記走査線電流検出手段が検出することを特徴とする請求項１又は２の画像表示装置。
【請求項４】
前記走査線電流検出手段は、電源がオンとなった直後の期間において、走査線電流を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項１】
互いに平行な複数本の走査線と、それと直交する複数本のデータ線と、これらの線の交点に接続された複数の電子放出素子を有する背面板と、前記電子放出素子からの電子により発光する蛍光体を有する前面板とからなる表示パネルと、前記走査線に接続された走査電極選択手段と、前記データ線に接続されたデータ電極駆動手段と、前記電子放出素子からの放出電子を加速して蛍光体へ照射させるための高圧手段とを備えた画像表示装置において、
前記走査電極選択手段から前記走査線に流れる走査線電流を検出する走査線電流検出手段と、前記走査線電流検出手段の検出結果に基づき前記走査線電流が所定値となるように前記走査電極選択手段が出力する走査線選択電圧を補正する走査電極電圧補正手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
互いに平行な複数本の走査線と、それと直交する複数本のデータ線と、これらの線の交点に接続された複数の電子放出素子を有する背面板と、前記電子放出素子からの電子により発光する蛍光体を有する前面板とからなる表示パネルと、前記走査線に接続された走査電極選択手段と、前記データ線に接続されたデータ電極駆動手段と、前記電子放出素子からの放出電子を加速して蛍光体へ照射させるための高圧手段とを備えた画像表示装置において、
前記走査電極選択手段から前記走査線に流れる走査線電流を検出する走査線電流検出手段と、前記走査線電流検出手段の検出結果に基づき前記電子放出素子を流れる電流が画像データに対応するように前記データ電極選択手段が出力するデータ電圧を補正する電圧補正手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
前記背面板は、表示領域外の少なくとも１辺に設けた走査線と、この走査線とデータ線との間に接続された複数の電子放出素子とを有し、この走査線に流れる電流を前記走査線電流検出手段が検出することを特徴とする請求項１又は２の画像表示装置。
【請求項４】
前記走査線電流検出手段は、電源がオンとなった直後の期間において、走査線電流を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１３９５６１（Ｐ２００８−１３９５６１Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２５６８５（Ｐ２００６−３２５６８５）
【出願日】平成１８年１２月１日（２００６．１２．１）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【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６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１日（２００６．１２．１）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【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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