驅動電路、顯示裝置和驅動方法
2023-05-16 20:03:46 4
專利名稱：驅動電路、顯示裝置和驅動方法
技術領域：
本發明涉及對應亮度數據產生驅動波形的驅動電路，以及使用該驅動電路的顯示裝置。涉及產生該驅動波形的驅動方法。特別地，本發明涉及在具有矩陣布線多個發光元件的圖像顯示面板的圖像顯示裝置中的上述發光元件的驅動方法。
相關
背景技術：
至今，作為電子發射元件，熱陰極元件和冷陰極元件這兩種是已知的。作為這些冷陰極元件，例如表面傳導型發射元件、電場發射型元件(以下記作FE型)、金屬/絕緣層/金屬型發射元件(以下稱為MIM型)等是已知的。作為表面傳導型發射元件，例如M.I.Elinson，RadioEng.ElectronPhys.，10，1290(1965)和後述的其他例子是已知的。
表面傳導型發射元件是利用在形成在基板上的小面積薄膜上通過在膜面上平行地流過電流產生電子發射現象的元件。作為該表面傳導型發射元件，除了象上述Elinson等利用SnO2薄膜之外，也公開了Au薄膜(G.DittmerThinSolidFilms，9，317(1972))、In2O3/SnO2薄膜(M.HartwellandC.G.FonstadIEEETrans.EDConf.，519(1975))、碳薄膜(荒木久他真空、第26卷、第1號、22(1983))。
作為這種薄膜傳導型發射元件的元件構成的例子，圖28示出了上述M.Hartwell等提出的元件的平面圖。圖中，3001是基板，3004是通過濺射形成的金屬酸化物的導電性薄膜。導電性薄膜3004形成圖示H字形的平面形狀。通過對該導電性薄膜3004實施後述稱為通電成形的通電處理，形成電子發射部3005。圖中的間隔L設為0.5～1(mm)，W設為0.1(mm)。此外，為簡化圖示，電子發射部3005在導電性薄膜3004的中央以矩形形狀示出，但這是模式問題，並沒有忠實地表現實際的電子發射部的位置和形狀。
以M.Hartwell的元件為首，在上述表面傳導型發射元件中，在進行電子發射前，通常通過在導電性薄膜3004上實施稱為通電成形的通電處理來形成電子發射部3005。即，通電成形是在導電性薄膜3004的兩端施加一定的直流電壓或者例如1V/分程度的非常緩慢的比率升壓的直流電壓並通電，使導電性薄膜3004局部破壞、變形或者變質，形成高電阻狀態的電子發射部3005。此外，在局部破壞、變形或者變質的導電性薄膜3004的一部分發生龜裂。在上述通電成形後給導電性薄膜3004施加適當的電壓時，在上述龜裂附近進行電子發射。
作為FE型的例子，例如W.P.DykeW.w.Dolan，Fieldemission，AdvanceinElectron Physics，8，89(1956)或者C.A.Spindt，Physicalpropertiesofthin-filmfieldemissioncathodeswithmolybdenumcones，J.Appl.Phys.，47，5248(1976)等是已知的。
作為FE型的元件構成的典型例子，在圖29中示出了上述C.A.Spindt提出的元件的斷面圖。圖中，3010是基板，3011是導電材料的發射布線，3012是發射錐體，3013是絕緣層，3014是柵電極。本元件通過在發射錐體3012和柵極3014之間施加適當電壓，在發射錐體3012的前端部引起電場發射。作為FE型的其他的元件構成，並非圖29所示的層疊結構而是在基板上與基板平面大致平行地配置發射極和柵極的例子。
作為MIM型的例子，例如C.A.Mead，Operationoftunnel-emissionDevices，J.Appl.Phys.，32，646(1961)等是已知的。MIM型的元件構成的典型例子如圖30所示。圖是斷面圖，圖中，3020是基板，3021是金屬作成的下電極，3022是厚100埃程度的薄絕緣層，3023是厚80～300埃程度的金屬作成的上電極。在MIM型中，通過在上電極3023和下電極3021之間施加適當的電壓，引起上電極3023表面的電子發射。
上述冷陰極元件與熱陰極元件比較能在低溫下實現電子發射，因此，不需要加熱用加熱器。但是，比熱陰極元件構造簡單，可作成微細的元件。即使在基板上高密度地配置多數元件，也難以發生基板熱熔融等問題。與熱陰極要通過加熱器的加熱來動作而使響應速度慢不同，在冷陰極元件的情況下，具有響應速度快的優點。
因此，應用冷陰極元件的研究非常盛行。
例如，表面傳導型發射元件由於在冷陰極元件內部因結構簡單而且容易製造，因此具有能在大面積內形成多個元件的優點。這裡，例如，如本申請人在特開昭64-31332號公報中公開的那樣，對用於配設並驅動多個元件的方法進行研究。
在表面傳導型發射元件的應用中，正在研究例如圖像顯示裝置、圖像記錄裝置等的圖像形成裝置和電荷射束源等。
特別地，作為面向圖像顯示裝置的應用，例如USP5,066,883和特開平2-257551號公報以及特開平4-2811373號公報公開的那樣，研究了將表面傳導型發射元件和通過電子束照射發光的螢光體組合起來使用的圖像顯示裝置。希望表面傳導型發射元件和螢光體組合使用的圖像顯示裝置具有比現有其他方式的圖像顯示裝置優越的特性。例如，即使和近年普及的液晶顯示裝置比較，可以說具有因為自發光而不需要後照光和視角寬的優點。
例如再USP4,904,895中公開了並列多個FE型並驅動的方法。作為將FE型應用在圖像顯示裝置中例子，例如R.Meyer等提出的平板型顯示裝置是已知的(R.MeyerRecentDevelopmentonMicrotipsDisplayatLETI，Tech.Digestof4thInt.VacuumMicroelectronicsConf.，Nb No.≠.≠高＝Cpp.6～9(1991)).
例如在特開平3-55738號公報中公開了多個並列MIM型並應用在圖像顯示裝置中的例子。
進一步，作為使用電子發射元件以外的元件的圖像顯示裝置，在例如特開平09-281928號公報中公開了使用EL(電致發光)元件的裝置。
本發明人通過例如圖31所示的電氣布線方法嘗試多電子束源。即，2維地配列多個電子發射元件，這些元件是如圖所示矩陣狀布線的多電子束源。
圖中，1是模型示出的電子發射元件，2是行方向布線，3是列方向布線。行方向布線2和列方向布線3具有布線電阻4、5，布線電感6、7和布線電容8。為簡化圖示，以4*4矩陣示出，當然矩陣的大小不只限於此，例如在圖像顯示裝置用的多電子束源的情況下，可配列足以進行預期圖像顯示的元件並布線。
對於矩陣布線電子發射元件的多電子束源，為輸出希望的電子束，在行方向布線和列方向布線上施加適當的電氣信號。
圖32示出了脈衝調幅波形。例如，為驅動矩陣中任意1行的電子發射元件，給選擇行的行方向布線施加選擇電位Vs，同時給非選擇的行的行方向布線施加非選擇電位Vns。與此同步向列方向布線施加用於輸出電子束的驅動電位Ve。根據該方法，向選擇行的電子發射元件施加Ve-Vs的電壓，向非選擇行的電子發射元件施加Ve-Vns的電壓。若把Ve、Vs、Vn設為適當大小，則僅從選擇的行的電子發射元件輸出希望強度的電子束。由於冷陰極元件的響應速度快，如果改變施加驅動電位Ve的時間長度，則輸出電子束的時間長度也能改變。
同樣地，通過所說的改變施加給列方向布線的電位和電流值並控制亮度的峰值調製方式也能控制電子束。
但是，有效像素數1920*1080、幀速率60Hz、10位灰度等級的顯示裝置中，脈衝峰值調製方法的情況下，給元件施加的能量峰值為Pi時，需要Pi/210＝Pi/1024的分解能量。電壓驅動的情況Pi是數V程度，因此在1920*1080整個畫面上要求驅動波形有數mV的分解能量。該值在考慮構成驅動電路的IC和印刷基板、電源等的特性時是難以實現的。
另一方面，脈衝調幅方式時，驅動1條掃描線的時間是1/(60*1080)15μsec。進行10位脈衝調幅時，最小脈衝幅值是1/(60*1080*210)15nsec，需要最小15納秒的脈衝幅值分解能。
但是，圖31所示的布線與具有由布線電感(L)、布線電容(C)和布線電阻(R)決定的截止頻率的低通濾波器等價。具有這種低通特性的信號布線和顯示部布線由以截止頻率以上的頻譜結構、線順序脈寬調製(PWM)驅動方式驅動時，如圖33所示，施加到元件上的PWM波形的上升沿和下降沿波形變鈍，低亮度時產生顯示品質下降。特別地，在從信息電極驅動電路10施加低灰度等級的脈衝調幅驅動波形時，和施加給電子方式元件1的掃描電路11的輸出波形的合成波形變成峰值變低的波形。總之，僅由高頻譜分量結構的驅動波形，即低灰度等級的脈衝調幅驅動波形的峰值變低，在低灰度等級區域內不能顯示希望的灰度等級的圖像。
對於矩陣布線非常多的電子發射元件的多個電子源，在由控制恆電流源提供時間長的短恆電流脈衝的情況下，幾乎不發射電子。在持續提供比較長時間恆電流脈衝的情況下，不用說，開始發射電子，但是直至電子發射開始，大上升沿時間是必要的。
圖33是用於說明這個的時間圖，如圖所示，即使由控制恆電流源供給短電流脈衝，但在電子發射元件中幾乎不流過電流If。即使供給長脈衝的情況，在電子發射元件中流動的驅動電流If變成上升沿時間大的波形。儘管冷陰極型電子發射元件自身具有高速響應性能，但供給電子發射元件的電流波形變鈍，因此，最終發射電流Ie的波形也變形。
在單純矩陣布線的多個電子源中，矩陣的尺寸大時，其寄生電容(布線電容)增大。寄生電容的主要部分位於行方向布線和列方向布線的交叉部，圖34示出了該等價電路。從連接列方向布線3的控制恆電流源9開始供給恆電流11時，初始電流耗費在寄生電容8的充電上，作為電子發射元件1的驅動電流幾乎不作用。因此，電子發射元件的實際響應速度低下。
在電壓驅動中存在以下應解決的問題。在作為發光元件使用伴隨驅動使電流流過的元件例如LED、EL、FED、SED等顯示器中，一般布線電阻設計得小。但是，寄生電容、寄生電阻、寄生電感結構的圖31所示的模式作為等價電路。在該電路中，在適用現有的電壓驅動法時，通過施加電壓，寄生電容的充電電流i流入，驅動波形上升沿部分變鈍。進一步，通過寄生電感的自感作用產生電動勢U＝-L*(di/dt)，產生過發射、耦合，這引起向發光元件施加異常電壓。
近年來，隨著對顯示器的大面積、高精細、高灰度等級的要求越來越明顯，布線的寄生電感、寄生電容增加，由於驅動波形上升沿部分的鈍化而使低亮度區域內的灰度等級鈍化，過發射、耦合越發成為待解決的重要課題。
通過單純的脈衝寬度控制和脈衝峰值控制的驅動波形由於發光元件的電壓/發光強度特性的變化和偏差而不能保證灰度等級的單調遞增性。
例如，在特開平09-319327號公報中公開的那樣，是通過在向上述冷陰極元件供給驅動電流脈衝的控制電流源、向多電子源的計生電容高速充電的電壓源，與上述驅動電流脈衝的上升沿同步的將上述電壓源和上述列方向布線電氣連接的充電電壓施加裝置，在對布線寄生電容充電基本完畢之前，除驅動電流脈衝外還執行施加充電電壓的方法等。在進行這種驅動時，能保證灰度等級的線性。
在特開平8-22261號公報中，將數字圖像信號的各字分割成多個子字，在下位子字中峰值低，通過在上位子字中分配峰值高的PWM波形實現具有比以前PWM波形的時隙期間長的時隙期間的驅動波形，防止低亮度時圖像顯示品質低下。
在特開平10-39825號公報中，通過具有對應亮度信號輸出高電壓為V1低電壓為V2的2值信號的第2脈衝調幅輸出裝置和對應上述亮度信號將上述2值信號以規定的脈衝寬度切進的第2脈衝幅值信號輸出裝置的驅動方法，能減小脈衝調幅電路的頻率，解決伴隨高灰度等級而成為問題的PWM動作頻率的高頻率問題。
進一步，在特開平11-015430號公報中，作為電壓脈衝，通過使用包含以對應M灰度等級的脈衝寬度控制和對應N灰度等級的脈衝峰值控制定義的M*N灰度等級信息的脈衝驅動波形，容易實現高灰度等級化。
但是，在通過現有脈衝調幅進行驅動時，具體說，灰度等級在驅動波形的上升沿下降沿時刻能引起大電磁波噪聲或者不必要的電磁波輻射。
在對上述電子發射元件多個、即矩陣配置的多電子束源中，由於其布線電阻量的影響產生電壓下降，因此施加給各元件的電壓從其加電端開始越遠的元件電壓越低，其結果是，還是存在各元件的發射電子分布不一樣的問題。並且，在將該多個電子發射元件應用於圖像顯示裝置中時，由於布線電阻產生電壓下降，因此存在畫質變差的問題。
用圖34和圖35進行說明。圖34示出了一例多電子束源基板。圖中，1是電子發射元件，2是選擇電極(行方向布線)，3是信息電極(列方向布線)，9是選擇電路，10是調製電路，12是基板。
圖35是使用圖34的多電子束源基板11的圖像顯示面板的透視圖。圖中，13是金屬殼，14是螢光屏，15是fuse板，16是來自電流源的電流。
現在，選擇某個選擇電極2，接通與該選擇電極連接的全部像素。此時的等價電路如圖36所示。圖中，16是從信息電極通過電子發射元件流過選擇電極的電流分量，4是選擇電極的電阻分量。
這裡，流入選擇電極的電流對各元件都是相同值If，假定每個像素的選擇電極的電阻值為rf。計算此時選擇電極上的電位。
流過Rf5的電流是If，通過Rf5的電壓降量是If·rf。流過Rf4的電流是2·If，通過Rf4的電壓降量是2·If·rf。以下同樣地計算各電阻分量中的電壓降量，計算選擇電極上各部分的電位，結果示於圖37。此外，這裡，示出了Ve＞Vs的情況。
應注意的是，從作為加電點的某個選擇電路9輸出電位Vs時，電流流入選擇電極2，遠離加電點時電位上升，在最遠端是21·If·rf的電位上升。圖38示出了此時施加到最遠端像素上的驅動波形。圖中(a)是施加到選擇電極上的電位波形，(b)是施加到信息電極上的電位波形，(c)是施加到所選電子發射元件上的電壓波形。由於電位上升，選擇電位從Vs變成Vs』，施加給元件的電壓下降。
該電壓偏差在選擇電極的電阻分量非常小時不會有差等(はさほど)問題，但例如由於圖像顯示裝置的大畫面等，在選擇電極的電阻分量大時，其電壓偏差不能忽略。像素數增大、流入選擇電極的電流增大時也使其電壓偏差變大。
由於產生該電壓偏差，施加給電子發射元件的電壓在各元件中不同，特別地，在加電點附近的電子發射元件和遠離加電點的電子發射元件中，未被施加相同電壓，在電子的發射量方面產生差異。這種情況帶來通過從其電子發射元件發射的電子束，作為發光元件的像素間的亮度差表現出來，圖像顯示裝置的顯示品質下降。
在特開平10-112391號公報中公開了關注X-Y矩陣型有機EL顯示裝置的布線電極的電阻值和在相應布線電極中流動的電流，數據電極設置在低電阻側布線上，掃描電極設置在高電阻側布線上，同時，通過與驅動電壓Vcc的電壓源連接的電流源驅動的驅動方法，此時的驅動電壓Vcc即使由於在像素髮光元件的位置而引起的布線電阻有偏差，電流源也不必須在滿足恆電流動作條件的特定電壓以上，使多個發光元件均勻發光，實現作為圖像顯示裝置的優越特性。
在特許第3049061號中記載了將施加到調製布線(信息信號布線)上的信號的下降沿分成多個階躍進行的情況。
在特開平7-181917號公報中記載了使用與單個或多個單位驅動塊相對應的多個電壓，在脈衝幅值和峰值方向上堆積該單位驅動塊來形成驅動波形的方法。
發明概述本申請涉及的發光元件的驅動電路的發明之一結構如下。發光元件的驅動電路，為使發光元件以與亮度數據對應的亮度發光，通過以時隙寬度Δt單位控制脈衝寬度且各時隙中峰值至少按A1～An的n個階段(其中，n是2以上的整數，0＜A1＜A2＜…＜An)進行峰值控制的驅動波形驅動上述發光元件，其特徵在於，具有上升到規定峰值Ak(其中k是2以上n以下的整數)的部分的全部驅動波形按照順序對從峰值A1到峰值Ak-1的每個峰值都至少經歷一個時隙，直至上升到上述規定峰值Ak。
根據本發明，通過階段地上升驅動波形能正確驅動發光元件。並且，在驅動波形的上升沿部分中，在具有上升到比峰值Ak還高的的峰值部分的情況下，最好到達峰值Ak後不急劇上升驅動波形。在上述發明中，希望峰值Ak是驅動波形的(至少上升沿部分)最大峰值。
本申請涉及的發光元件的驅動電路的發明之一的結構如下。發光元件的驅動電路，為使發光元件以與電路數據對應的亮度發光，通過以時隙寬度Δt為單位控制脈衝寬度且各時隙中峰值至少按A1～An的n個階段(其中，n是2以上的整數，0＜A1＜A2＜…＜An)峰值控制的驅動波形驅動上述發光元件，其特徵在於，具有從規定峰值Ak(其中k是2以上n以下的整數)開始下降部分的全部驅動波形從上述規定峰值Ak開始，按順序對從峰值Ak-1到峰值A1的每峰值都至少經歷一個時隙地下降。根據本發明也能正確驅動發光元件。
本申請涉及的發光元件的驅動電路的發明之一的結構如下。發光元件的驅動電路，為使發光元件以與亮度數據對應的亮度發光，通過以時隙寬度Δt單位控制脈衝寬度且各時隙中峰值至少按A1～An的n個階段(其中，n是2以上的整數，0＜A1＜A2＜…＜An)中進行峰值控制的驅動波形驅動上述發光元件，其特徵在於，上述驅動波形具有按順序對從峰值A1到峰值Ak-1的每個峰值都至少經歷一個時隙地直至上升到規定峰值Ak(其中k是2以上n以下的整數)的部分，和按順序對從上述峰值Ak-1到峰值A1的每個峰值都至少經歷一個時隙地下降的部分。
(以下描述第3驅動方法)使用本發明中記載的驅動電路時能夠正確驅動發光元件。
另外在上述各發明中，在驅動波形的上升沿部分中，上升到峰值A1之前的緊接的峰值是發光元件實質上可以未被驅動的峰值。在驅動波形的下降沿部分中，從峰值A1開始下降之後的緊接的峰值是發光元件實質上未被驅動的峰值。這裡，發光元件實質上未被驅動的峰值是該峰值即使被1個時隙輸入也沒有使發光元件產生與亮度數據的最低灰度等級對應的發光的峰值，具體地說，該峰值應選成不超過發光元件的驅動閾值。
考慮給發光元件提供基本電位(例如後述矩陣驅動時的選擇電位)的狀態。在通過本申請涉及的發明給該發光元件提供驅動波形時，將與驅動波形的各部分對應的電位(通過電位控制進行峰值控制時該電位是通過電流控制進行峰值控制時使該電流流動的電位)和上述基本電位的電位差提供給發光元件。通過該電位差在根據亮度數據進行顯示時產生不能忽略的發光時的峰值是發光元件的驅動閾值。
此外，可採用該驅動波形在上升到A1之前的發光元件實質上未被驅動的峰值和從A1開始下降後的發光元件實質上未被驅動的峰值相同的結構。這裡，說到峰值的大小(高低)時，是指向發光元件提供較大(高)峰值和較多驅動能量的峰值，不一定和電位的大小關係一致。例如，提供規定電位作為基本電位，驅動波形的電位和其相比驅動波形是低電位時，變成電位低但峰值高的狀態。
在以上結構中，通過如下規定某個驅動波形和該驅動波形使驅動發光元件的驅動能量增減的其他驅動波形的關係，可適當設定驅動波形。即，將上述驅動波形上升到峰值A1的時隙作為第1時隙時，對於第1～第k-1時隙的峰值分別是A1～Ak-1、第k和第Nk+k-1時隙(其中Nk是大於1的整數)的峰值是Ak、第Nk+k～第Nk+2(k-1)時隙的峰值分別是Ak-1～A1的驅動波形，使驅動上述發光元件的驅動能量增加1級的驅動波形是使上述驅動波形的第Nk+2k-1時隙的峰值增加到A1的波形，以後順序使上述驅動能量增加1級的驅動波形對於前級的驅動波形具有將第Nk+2(k-1)時隙的峰值從A1變到A2、……、將第Nk+k時隙的峰值從Ak-1變到Ak的波形。
即，對具有從峰值Ak開始按順序對比峰值Ak低的每個峰值都經歷一個時隙地下降到上述發光元件實際上未被驅動的峰值的部分的驅動波形，使驅動上述發光元件的能量增加1級的驅動波形在前級驅動波形的上述下降部分中具有使接著峰值為A1的時隙的時隙的峰值增加到A1的波形，以後1級1級地增加驅動上述發光元件能量的驅動波形，在前級驅動波形中，對再前級驅動波形具有使峰值增加1級的一個時隙之前的峰值再增加1級的波形。
另外，這裡所述的發明是包含這樣實施例的發明規定驅動信號波形，對相當於某個灰度等級能量的第1驅動波形，增加1級驅動能量時的第2驅動波形是在按照本發明所述的情況下，在某個規定期間內不限定第1和第2驅動波形的施加時間，例如在用第1驅動波形時，從規定期間的第2個時隙開始上升第1驅動波形的結構中，在用第2驅動波形時，第2驅動波形從上述規定期間的最初時隙開始上升。即，本發明的實施例不限於第1驅動波形的上升沿時間和第2驅動波形的上升沿時間在規定期間(例如後述矩陣驅動時的1個選擇期間)內相同結構。
上述各發明可如下所述。即，驅動方法的特徵在於，對於具有從峰值Ak開始按順序對比峰值Ak低的每個峰值下降的部分都至少經過一個時隙的規定驅動波形，增加1級驅動上述發光元件的能量的驅動波形在前級驅動波形的上述下降的部分中具有使接著峰值為A1的時隙的時隙峰值增加到A1的波形，以後一級一級增加上述發光元件驅動能量的驅動波形，在前級驅動波形中，具有將對再前級驅動波形的峰值增加一級的一個時隙之前的時隙的峰值再增加一級的波形。
通過如此設定各驅動波形的關係，在各驅動波形的下降沿部分中連續的時隙中能在1級以內進行峰值變化。
特別地，適於採用這種結構對於前級驅動波形，一級一級地增加驅動上述發光元件的能量的驅動波形，在前級驅動波形中，具有對再前級驅動波形將峰值增加一級的一個時隙之前的峰值再增加一級的波形的上述關係，根據該關係決定的驅動波形對於前級驅動波形使峰值增加的時隙的峰值在比峰值Ak還高一級的峰值的驅動波形之前一連串驅動波形得到滿足。對這些一連串驅動波形最後的波形還增加一級驅動能量的驅動波形可具有這樣的波形在上述最後驅動波形的下降沿部分，峰值將接著峰值為A1的時隙的時隙峰值變為A1。
峰值Ak是容許的最高峰值，在儘量迴避峰值更新的情況下，可如下所述。即，可以是這種結構對前級驅動波形，一級一級增加驅動上述發光元件的能量的驅動波形，在前級驅動波形中，對再前級驅動波形具有使峰值增加一級的一個時隙之前的時隙峰值再增加一級的波形的上述關係，由該關係決定的驅動波形是對於前級驅動波形使峰值增加的時隙的峰值在峰值為Ak的驅動波形之前的一連串驅動波形得到滿足。對於這些一連串驅動波形中最後的驅動波形又增加一級驅動能量的驅動波形是在上述最後的驅動波形下降沿部分中的峰值具有將接著峰值為A1的時隙的時隙的峰值變成A1的波形。
每一級驅動能量不同的一連串驅動波形可如下設定。即，結構為將上述驅動波形上升到峰值A1後的時隙作為第1時隙時，對於第1～第k-1時隙的峰值分別為A1～Ak-1、第k和第Nk+k-1時隙(其中Nk是大於1的整數)的峰值是Ak、第Nk+k～第Nk+2(k-1)時隙的峰值分別是Ak-1～A1的驅動波形，使驅動上述發光元件的驅動能量減少1級的驅動波形是使上述驅動波形的第k時隙的峰值從Ak變成Ak-1的波形，以後順序減少1級上述驅動能量的驅動波形的波形結構如下對於前級的驅動波形，具體說是第k-1時隙的峰值從Ak-1變成Ak-2、……、第1時隙的峰值從A1變成上述發光元件實質上未被驅動的峰值。
另外，這裡所述的發明是包含這樣實施例的發明規定驅動信號波形，對相當於某個灰度等級能量的第1驅動波形，減少1級驅動能量時的第2驅動波形是按照本發明所述的情況時，在某個規定期間內不限定第1和第2驅動波形的施加時間，例如在用第1驅動波形時，在從規定期間的最初時隙開始上升第1驅動波形的結構中，在用第2驅動波形時，第2驅動波形從上述規定期間的第2時隙開始上升的實施例。即，本發明的實施例不限於第1驅動波形的下降沿時間和第2驅動波形的下降沿時間在規定期間(例如後述矩陣驅動時的1個選擇期間)內相同。
可具有如下情況。即，結構的特徵在於，對於具有至少一個一個時隙順序經過比峰值Ak低的各峰值而下降到峰值Ak的部分的驅動波形，減少1級驅動上述發光元件的能量的驅動波形在前級驅動波形的上述上升部分中具有使作為接著峰值為Ak-1的時隙的時隙峰值為Ak的時隙的峰值變成Ak-1的波形，以後一級一級減少驅動上述發光元件的能量的驅動波形，在前級驅動波形中，對再前級驅動波形具有使峰值減少了一級的一個時隙之前的時隙的峰值再減少一級的波形。
在上述各發明中，在峰值為Ak的2個時隙間的時隙中，峰值最好是Ak。在上升沿和下降沿以外能維持峰值，因此能比較正確地驅動發光元件，驅動波形也容易生成。
最好如下進行設定。即，結構特徵在於，在上述峰值為Ak的2個時隙之間有另一時隙時，該另一時隙中峰值為Ak，包含k＝1的上述峰值Ak比An還小，並且對於前級的驅動波形，通過使驅動能量增加一級，對於峰值為Ak的時隙數從2個變成3個的這種驅動波形，進一步增加一級驅動能量的驅動波形具有將上述驅動波形峰值為Ak的3個時隙中間的時隙的峰值從Ak變成Ak+1的形狀。
與規定驅動波形相比使驅動上述發光元件的驅動能量增加的驅動波形對上述規定驅動波形最好具有與使最大峰值上升相比最好優先使脈衝寬度增加的形狀。
在增加驅動能量時，與峰值的上升相比優先增加脈衝寬度，能得到減小瞬間流過的電流的作用。這裡，與峰值上升相比，適合優先增加脈衝寬度時的結構是一邊至少一個一個時隙地經過各峰值一邊維持上升或者下降形狀，通過延伸某一個峰值的脈衝寬度增加驅動能量時，不使最大峰值上升。
進行如下設置是合適的。即，對規定的驅動波形增加一級驅動上述發光元件的驅動能量並提高驅動波形的最大峰值時的驅動波形的結構是由峰值差An-An-1、……、或者A2-A1或者峰值A1和作為上述發光元件驅動閾值的峰值的峰值差以及時隙寬度Δt確定的單位驅動波形塊數與在上述規定驅動波形中使用的數相比增加一個，具有疊積以便最大峰值儘可能連續的形狀。
在增加驅動能量時，與峰值的上升相比，通過優先增加脈衝寬度，可得到減小瞬間流過的電流的作用。但是，在為了增加驅動能量而增大脈衝寬度的結構中，驅動波形的脈衝寬度有限制時，在規定的級中需要使用比較高的峰值。重視峰值特別是最大峰值的連續性的情況下，在級狀上升或者級狀下降或者兩個方面都充分的範圍內，可使構成驅動波形的單位驅動波形塊成疊積直立的形狀以便最大峰值儘可能連續。
進行如下設置是合適的。即，對規定的驅動波形，增加驅動上述發光元件的驅動能量的驅動波形的結構是由峰值差An-An-1、……、或者A2-A1或者峰值A1和作為上述發光元件驅動閾值的峰值的峰值差以及時隙寬度Δt決定的單位驅動波形塊，包含k＝1的最大峰值Ak在比較低的位置上具有優先附加的形狀。特別地，對規定的驅動波形，增加驅動上述發光元件的驅動能量的驅動波形的結構最好是由峰值差An-An-1、……、或者A2-A1或者峰值A1和作為上述發光元件驅動閾值的峰值的峰值差以及時隙寬度Δt決定的單位驅動波形塊，在最大峰值比較低且最大峰值連續的位置上具有優先附加的形狀。
具體地說，最大時隙數為S，對最大峰值為Ak的時隙數變成S-2(k-1)的驅動波形，通過附加上述單位驅動波形塊使上述驅動能量進一步增加1級的驅動波形是具有第k+1～第S-k時隙中任意時隙的峰值從Ak變成Ak+1的形狀的驅動波形。峰值從Ak變成Ak+1的時隙例如可以是例如第k+1或者第S-k時隙中的任何一個。
本發明對規定的驅動波形，作為增加一級驅動上述發光元件的驅動能量並提高驅動波形的最大峰值時的驅動波形，包括上述單位驅動波形塊數比在上述規定的驅動波形中使用的數還增加一個，具有疊積直立形狀以便最大峰值具有儘可能連續的結構；和上述單位驅動波形塊包含k＝1的最大峰值Ak在比較低的位置上具有優先附加的形狀的結構的中間的結構。即，對規定的驅動波形，增加一級驅動上述發光元件的驅動能量並提高驅動波形的最大峰值時的驅動波形，上述單位驅動波形塊數比在上述規定的驅動波形中使用的數還增加一個，具有疊積直立形狀以便最大峰值連續2個時隙以上。
進一步，本發明包含2個時隙以上的最大峰值不連續的結構。即，對規定的驅動波形，增加一級驅動上述發光元件的驅動能量並提高驅動波形的最大峰值時的驅動波形，上述單位驅動波形塊數比在上述規定的驅動波形中使用的數還增加一個，具有疊積直立形狀以便最大峰值變成2個時隙以上。
在以上各發明中，峰值為A1的時隙寬度為Δt的驅動波形最好作成具有使上述發光元件以對應亮度數據的約1LSB的亮度發光的驅動能量。
上述峰值A1～An適合採用分別具有不同電位值的結構，例如，上述峰值A1～An可採用上述發光元件的亮度具有約1∶2∶……∶n的電位的結構。上述峰值A1～An採用峰值差Am-Am-1(其中m是1以上n以下的整數，A0是發光元件的驅動閾值)具有約一定的電位的結構。上述峰值A1～An採用分別具有不同電流值的結構。
能採用的結構的特徵在於，峰值差Am-Akm-1(其中m是1以上n以下的整數，A0是發光元件的驅動閾值)基本上一定，或者對於2以上的m是Am-Am-1≥Am-1-Am-2，包含k＝1的情況，上述峰值Ak變成驅動波形的最大峰值且上述峰值Ak比An小，且夾在上述峰值為Ak的時隙中的時隙峰值為Ak，對上述Nk+2(k-1)達到規定的最大時隙數S(其中S是2n-1以上的整數)的驅動波形，使上述驅動能量進一步增加1級的情況下，代替鄰接峰值變成A1的時隙且峰值變成上述發光元件未被實質驅動的峰值的時隙的峰值變為A1，峰值比A1還高的時隙數(S·k+2k+1)/(k+1)以上離其最近的整數，最大峰值是Ak+1，由上述峰值差Am-Am-1和時隙寬度Δt確定的單位驅動波形塊數在對上述驅動波形僅多1個的上述第3驅動方法中變化為驅動波形，峰值為A1～Ak中任一個，相同的時隙是多個的情況，在以後進一步增加1級上述驅動能量時，峰值比較小，通過峰值為1級以上的時隙使附近時隙的峰值增大1級。
根據這種結構，上述峰值A1～An具有上述發光元件的亮度約為1∶2∶……∶n的電位的結構，上述峰值A1～An可採用峰值差Am-Am-1(其中m是1以上n以下的整數，A0是發光元件的驅動閾值)為大約一定的電位的構成。上述峰值A1～An能採用峰值約為1∶2∶……∶n的電流值的結構。
本申請包含以下發明。即，產生與亮度灰度等級數據相對應的驅動波形的驅動電路，其特徵在於，產生以包含對應作為非0的上述亮度灰度等級數據的峰值的最小峰值和對應作為比較大的上述亮度灰度等級數據的峰值的1個以上非最小峰值的不連續的多個峰值進行峰值控制、以不連續的脈衝寬度進行脈衝寬度控制的驅動波形；具有對上述非最小峰值進行控制的部分的上述驅動波形是在該驅動波形的開頭和末尾具有控制成上述最小峰值的部分的波形。
這裡，對應非0的亮度灰度等級數據的峰值是所說的能通過給發光元件施加控制該峰值的驅動波形產生與0以外的亮度灰度等級數據相對應的發光的峰值。
本申請包含以下發明。即，產生與亮度灰度等級數據相對應的驅動波形的驅動電路，其特徵在於，產生以包含對應作為非0的上述亮度灰度等級數據的峰值的最小峰值和對應作為比較大的上述亮度灰度等級數據的峰值的1個以上非最小峰值的不連續的多個峰值進行峰值控制、以不連續的脈衝寬度進行脈衝寬度控制的驅動波形；具有對上述非最小峰值進行控制的部分的整個上述驅動波形是在該驅動波形的開頭或末尾至少其中一個中具有控制成上述最小峰值的部分的波形。
本申請包含以下發明。即，產生與亮度灰度等級數據相對應的驅動波形的驅動電路，其特徵在於，產生以包含對應作為非0的上述亮度灰度等級數據的峰值的最小峰值和對應作為比較大的上述亮度灰度等級數據的峰值的非最小峰值和上述最小峰值與非最小峰值之間的中間峰值的不連續的多個峰值進行峰值控制、以不連續的脈衝寬度進行脈衝寬度控制的驅動波形；作為具有控制成上述非最小峰值的部分的上述驅動波形，具有在其開頭以規定時間寬度控制成上述最小峰值的部分和在其後面具有控制成上述中間峰值的部分，此後，產生以比上述規定的時間寬度大的寬度具有控制成比上述中間峰值大的上述非最小峰值的部分的驅動波形。
中間峰值最好是2個以上。
本申請包含以下發明。即，產生與亮度灰度等級數據相對應的驅動波形的驅動電路，其特徵在於，產生以包含作為對應非0的上述亮度灰度等級數據的峰值的最小峰值和作為對應比較大的上述亮度灰度等級數據的峰值的非最小峰值和上述最小峰值與上述非最小峰值之間的中間峰值的不連續的多個峰值進行峰值控制、以不連續的脈衝寬度進行脈衝寬度控制的驅動波形；作為具有控制成上述非最小峰值的部分的上述驅動波形，具有在其末尾控制成上述最小峰值的部分和在其之後控制成上述中間峰值的部分，產生以比上述規定的時間寬度大的寬度具有在控制成上述中間峰值的部分之前控制比上述中間峰值大的上述非最小峰值的部分的驅動波形。
本申請包含以下發明。即，驅動方法，為使發光元件以與亮度數據相對應的亮度發光，通過以時隙寬度Δt單位進行脈衝寬度控制且各時隙中峰值至少按A1～An的n個級(其中，n是2以上的整數，0＜A1＜A2＜……＜An)進行峰值控制的驅動波形驅動上述發光元件，其特徵在於，對具有按順序對從峰值Ak開始到比峰值Ak低的每個峰值都至少經過一個時隙地下降的部分的規定驅動波形，增加一級驅動上述發光元件的能量的驅動波形是將前級驅動波形的上述下降沿部分中連接峰值為A1的時隙的時隙峰值增加到A1的波形，之後，一級一級地增加驅動上述發光元件的驅動能量的驅動波形在前級驅動波形中，對再前級驅動波形，從作為使峰值增加一級的一個時隙之前的時隙峰值再增加一級的波形的一連串驅動波形中選擇想要的驅動波形並驅動上述發光元件。
上述一連串驅動波形，例如是從上述規定的驅動波形開始到該規定驅動波形的下一級的驅動波形，即在該規定驅動波形的上述下降沿部分中，使連接峰值為A1的時隙的時隙峰值增加到A1的驅動波形和其之後的根據所說的對前級驅動波形一級一級增加驅動上述發光元件的能量的驅動波形在前級驅動波形中，對再前級驅動波形具有使峰值增加一級的一個時隙之前的時隙峰值再增加一級的波形的上述關係決定的1個以上驅動波形以及，根據該關係，對前級驅動波形使峰值增加的時隙的峰值是峰值Ak的驅動波形的多個驅動波形。
上述一連串驅動波形是根據上述關係對前級驅動波形使峰值增加的時隙峰值為峰值Ak的驅動波形的下級的驅動波形，根據上述關係，在前級驅動波形中可具有峰值為Ak的一個時隙之前的時隙峰值變成比Ak還高一級的峰值的驅動波形之前的一連串驅動波形，或者，根據上述關係，對前級驅動波形，在使峰值增加的時隙的峰值為峰值Ak的上述驅動波形的下降沿部分中，可具有連接峰值為A1的時隙的時隙的峰值增加到A1的波形。
本申請包含以下發明。即，驅動方法，為使發光元件以與亮度數據相對應的亮度發光，通過以時隙寬度Δt單位進行脈衝寬度控制且各時隙中峰值至少按A1～An的n個級(其中，n是2以上的整數，0＜A1＜A2＜……＜An)進行峰值控制的驅動波形驅動上述發光元件，其特徵在於，對具有按順序對比峰值Ak低的每個峰值都至少經過一個時隙地上升的部分的規定驅動波形，減少一級驅動上述發光元件的能量的驅動波形是在前級驅動波形的上述上升沿部分中具有連接峰值為Ak-1的時隙的時隙峰值為Ak的時隙峰值為Ak-1的波形，之後一級一級減少驅動上述發光元件的能量的驅動波形在前級驅動波形中，從作為對再前級驅動波形使峰值減少一級的一個時隙之前的時隙峰值再減少一級的波形的一連串驅動波形中選擇想要的驅動波形並驅動上述發光元件。
本申請包含以下發明。即，驅動方法，為使發光元件以與亮度數據相對應的亮度發光，通過以時隙寬度Δt單位進行脈衝寬度控制且各時隙中峰值至少按A1～An的n個級(其中，n是3以上的整數，0＜A1＜A2＜……＜An)進行峰值控制的驅動波形驅動上述發光元件，其特徵在於，對應多個上述亮度數據的多個驅動波形是具有上升到規定峰值Ak(其中k是3以上n以下的整數)的部分的驅動波形，並且，包含具有按順序對從峰值A1到峰值Ak-1的每個峰值都至少經過一個時隙地上升到上述規定峰值Ak的部分的驅動波形。
本申請包含以下發明。即，驅動方法，為使發光元件以與亮度數據相對應的亮度發光，通過以時隙寬度Δt單位進行脈衝寬度控制且各時隙中峰值至少按A1～An的n個級(其中，n是3以上的整數，0＜A1＜A2＜……＜An)進行峰值控制的驅動波形驅動上述發光元件，其特徵在於，對應多個上述亮度數據的多個驅動波形是具有從規定峰值Ak(其中k是3以上n以下的整數)開始下降部分的驅動波形，並且，包含具有掉色上述規定峰值Ak開始至少一個時隙一個時隙順序經過從峰值Ak-1到峰值A1的各峰值而下降部分的驅動波形。
在上述各發明中，上述發光元件是構成矩陣顯示的多個發光元件，可適當採用分別給各發光元件施加與其對應的亮度數據的上述驅動波形的結構。
本發明作為顯示裝置的發明包含以下結構的發明。
顯示裝置，具有多發光元件，使用掃描信號布線和信息信號布線且矩陣布線多個發光元件；掃描電路，與上述掃描信號布線連接；調製電路，與上述信息信號布線連接；其特徵在於，上述調製電路用上述各發明的驅動方法驅動通過上述掃描電路選擇的發光元件。
具體地說，掃描電路順序選擇各掃描信號布線，將作為規定基礎電位的選擇電位提供給選擇出的掃描信號布線，在連接該選擇出的掃描信號布線的多個發光元件中，通過它們連接的多個信息信號布線提供具有上述驅動波形的信號。
在該結構中，從上述驅動波形的上升沿開始時到到達最大峰值Ak的時間最好設定成約等於由上述多發光元件的信息信號布線的負載和上述驅動電路的驅動能力決定的0％～90％時間常數或比其長。
0％～90％時間常數是在向布線提供驅動波形的部分中能測量的時間常數，是驅動波形上升到預期電位時，該部分中的電位達到從開始變化到預期電位的電位差的0.9倍電位所需要的時間。比在約等於或大於0％～90％時間常數還長的時間內，通過上升驅動波形，能施加應施加給電子源兩端的電壓的90％以上的電壓，能得到預期發光量的90％以上的亮度。
作為能分散在多個信息信號布線中流動同時流動的電流的結構，適於採用施加在上述多個信息信號布線中的一部分信息信號布線上的驅動波形控制為上升沿為選擇期間的前半部分、施加在另一部分的信息信號布線上的驅動波形控制為下降沿為選擇期間的後半部分的結構。在一個選擇期間中，設定多個用於脈衝寬度控制的時隙。具體地說，施加在多個信息信號布線中的一部分信息信號布線上的驅動波形，不管對應的驅動能量(灰度等級)如何，都在選擇期間施加成從用於脈衝寬度控制的最初(或者其旁邊)時隙開始上升，施加給剩餘的信息信號布線的驅動波形，不管對應的驅動能量如何，都在選擇期間施加成用於脈衝寬度控制的最後(或者其旁邊)的時隙中下降，由此，能分散同時在多個信息信號布線中流動的電流。特別地，施加的驅動波形的上升時間在選擇期間的前半部分設定的信息信號布線和施加的驅動波形的下降時間在選擇期間的後半部分設定的信息信號布線最好交互配置。此時，上述驅動波形的時間軸在上述多個信息信號布線的一部分和剩餘部分中適合採用相反結構。
在上述結構中，上述調製電路輸入R位亮度數據作為圖像數據，在時隙數2P個以下的範圍內，進行上述脈衝寬度控制，並且，進行n＝2Q級的峰值控制，上述R、P、Q各數據適於具有R＜P+Q的關係。
本申請包含以下發明。即，顯示裝置，具有多發光元件，多個發光元件用掃描信號布線和信息信號布線進行矩陣布線；連接上述掃描信號布線的掃描電路和連接上述信息信號布線的調製電路，其特徵在於，上述調製電路具有為了顯示作為圖像數據輸入的R位亮度數據，在0～2P個範圍內對時隙寬度Δt的單位脈衝進行脈衝寬度控制的電路，和峰級在第1～第2Q級的範圍內進行峰值控制的電路，上述R、P、Q各數據具有R＜P+Q的關係。
此外，本發明所述的發光元件可以是LED、EL和電子發射元件。電子發射元件不以單體發光，可通過使用由發射的電子發光的螢光體作為發光元件。冷陰極元件適於作為電子發射元件。可使用電場發射(FE)型電子發射元件、MIM型電子發射元件。尤其適合使用表面傳導型發射電子(SCE)。表面傳導型發射元件能比較容易地製造電子發射特性的偏差小的多個元件。
上述各發明可分別與其他的發明組合使用。
根據本發明的驅動方法，通過並用脈衝寬度控制和峰值控制，可將脈衝峰值控制的峰值的分解能即最小峰值差設定成容易實現的值。可增大脈衝寬度控制的分解能即時隙寬度並降低驅動信號的最大頻率和最大峰值。特別地，通過級狀上升或者下降驅動波形，能抑制上升沿或下降沿部分峰值的急劇變化。由此，例如能降低不必要的輻射。可減小驅動波形的鈍化，尤其可防止低灰度等級中的灰度等級特性的劣化。可防止發生過發射、耦合，由此防止向發光元件施加異常電壓。
圖面說明
圖1是本發明一個實施例所述的多電子源驅動電路的方框圖；圖2是圖1中調製電路的方框圖；圖3是圖2中PWM電路的方框圖；圖4示出了一例圖3的PWM電路的主要部件結構的方框圖；圖5示出了另一例圖3的PWM電路的主要部件結構的方框圖；圖6示出了一例圖2中輸出級電路的電路圖；圖7是發光元件的電壓/發光強度特性(電流等量分配)的曲線；圖8是一例通過電流等量分配的V14驅動波形的波形圖；圖9是r*s矩陣的圖像顯示裝置的結構圖；圖10是亮度數據在0～最大亮度的1/4時在現有技術的脈衝調幅電路中的驅動波形的波形圖；圖11是亮度數據在0～最大亮度的1/4時在第一實施例的脈衝調幅電路中的驅動波形的波形圖；圖12是圖1的多個發光元件的等價電路圖；
圖13是圖12的等價電路圖的單位列方向布線模型圖；圖14是圖13的模型的行方向布線末端的電壓波形圖；圖15是在圖13的模型的列方向布線中流動的電流波形圖；圖16是通過現有波形驅動時的行方向布線末端的電壓波形圖；圖17是在通過現有波形驅動時的列方向布線中流動的電流波形圖；圖18是一例通過電壓等量分配的V14驅動波形的波形圖；圖19是發光元件的電壓/發光強度特性(電壓等量分配)的曲線；圖20是示出了圖8和圖18的V14驅動中線性的曲線；圖21是一例Vn驅動波形的波形圖；圖22是在由V14驅動(與前面一致)的調製波形和任意掃描布線Yq中流動的電流的波形圖；圖23是在由Vn驅動(與前面一致)的調製波形和任意掃描布線Yq中流動的電流的波形圖；圖24是在Vn驅動中組合前後一致時的調製波形和任意掃描布線Yq中流動的電流的波形圖；圖25是一例新Vn驅動波形的波形圖；圖26是在由新Vn驅動(與前面一致)的調製波形例子和任意掃描布線Yq中流動的電流的波形圖；圖27是在新Vn驅動中組合前後一致時的調製波形和任意掃描布線Yq中流動的電流的波形圖；圖28示出了一例表面傳導型發射元件的元件結構；圖29示出了一例FE型的元件結構的斷面圖；圖30示出了一例MIM型元件結構的斷面圖；圖31是多電子束源的電氣結構的布線圖；圖32是現有掃描電路和脈衝調幅電路的輸出波形；圖33是現有掃描電路和脈衝調幅電路的輸出波形；圖34是多電子源的結構圖；圖35是圖34的多電子源的分解透視圖；圖36是與某個選擇電極連接的所有像素接通時的等價電路圖；圖37是圖36電路中選擇電極上各部分電壓的曲線；
圖38是在圖36電路中施加到最遠端像素上的驅動波形圖；圖39是圖6中信號TV4～TV1和GV4～GV0的波形圖。
最佳實施例在本發明的一個實施例中，增加1級驅動波形的驅動能量且峰值為最大峰值Ak的時隙數從Nk-1個變成Nk個(其中Nk是1以上的整數)時的驅動波形是，該波形上升到峰值A1的時隙作為第1時隙，第1～第k-1時隙的峰值分別為A1～Ak-1，第k～第Nk+k-1時隙的峰值為Ak，第Nk+k～第Nk+2(k-1)時隙的峰值分別為Ak-1～A1。這個以外的時隙的峰值作成元件實際未被驅動的值。此外，與此相對，驅動能量增多1級的驅動波形通過將第Nk+2k-1時隙的峰值從元件未被實際驅動的值變成A1，之後，第Nk+2(k-1)時隙的峰值從A1變成A2，……，第Nk+k時隙的峰值從Ak-1變成Ak，可形成1級1級地增加上述驅動能量的驅動波形。
該波形的設定方法也可以前後逆轉。
在提前最大峰值期間，對例如包含k＝1時的上述最大峰值Ak變成比An小且峰值為最大峰值Ak的時隙數從2個變成3個的驅動波形，使上述驅動能量又增加1級的情況下，代替上述第Nk+2k-1時隙的峰值從0變成A1，第k+1時隙的峰值從Ak變成Ak+1。
即，對於通過使對前一級的驅動波形的驅動能量增加1級使峰值為Ak的時隙數從2個變成3個的驅動波形，使驅動能量進一步增加1級的驅動波形作成上述驅動波形的峰值為Ak的3個時隙中央的之間時隙峰值從Ak變成Ak+1的形狀。對於通過使對前一級的驅動波形的驅動能量增加1級使峰值為Ak的時隙數從3個變成4個的驅動波形，使驅動能量進一步增加1級的驅動波形也可作成上述驅動波形的峰值為Ak的4個時隙中兩端的2個以外的時隙峰值從Ak變成Ak+1的形狀。將使用這種驅動波形列的驅動方法以下稱為「V14驅動」。
對於包含k＝1時上述最大峰值Ak比An小且上述Nk+2(k-1)達到規定的最大時隙數S(其中S是2n-1以上的整數)的驅動波形，在進一步使上述驅動能量增加1級的情況下，代替上述第Nk+2k-1時隙的峰值從元件未被實際驅動的峰值變成A1，脈衝寬度是(S·k+2k+1)/(k+1)以上與其最近的時隙數，最大峰值是Ak+1，並且，上述單位驅動波形塊數變成呈現對該驅動波形僅多1個的級狀上升或下降的驅動波形。此外，峰值為A1～Ak中任一個且相同的時隙有多個的情況下，在以後又使上述驅動能量增加1級時，峰值變小，通過峰值在1級上的時隙增大1級附近時隙的峰值。
使用這種驅動波形列的驅動方法以下稱為「Vn驅動」。在該Vn驅動中，為保持提前最大峰值時的單調遞增性，峰值和峰值差為An-An-1≥……≥A2-A1≥A1，可大約一定，特別地，可以是An-An-1＝……＝A2-A1＝A1。由峰值差An-An-1、……或A2-A1或者峰值A1和作為元件驅動閾值的峰值之間的峰值差及時隙寬度Δt決定的單位驅動波形塊最好分別具有以對應亮度數據的約1LSB的亮度(對應最低灰度等級的亮度)使上述發光元件發光的驅動能量。
提前最大峰值的其他方法是通過在包含k＝1的最大峰值Ak比較低且最大峰值連續位置上優先附加由峰值差An-An-1、……或A2-A1或者峰值A1和作為元件驅動閾值的峰值之間的峰值差及時隙寬度Δt決定的單位驅動波形塊，形成上述驅動波形，對於最大時隙數為S最大峰值Ak的時隙數變成S-2(k-1)的驅動波形，在使上述驅動能量進一步增加1級的情況下，第k+1～第S-k時隙中任意時隙最好將上述範圍的開頭或末尾的時隙峰值從Ak變成Ak+1。使用這種驅動波形列的驅動方法以下稱為「新Vn驅動」。
下面說明本發明的實施例。
圖1示出了涉及本發明一個實施例的多電子源的驅動電路的方框圖。圖中，101是多電子源，102是調製電路，103是掃描電路，104是定時發生電路、105是數據變換電路，106是多電源電路。通過本結構，驅動多電子源101。多電子源101是在圖34所示的行方向布線2和列方向布線3的交點處構成電子源(電子發射元件)1。作為電子源，上述SCE型、FE型和MIM型的電子發射元件是已知的，在本實施例中，使用SCE型電子發射元件。
數據變換電路105是將來自外部的驅動多電子源101的驅動數據變換成適於調製電路102的格式的電路。調製電路102連接多電子源101的列方向布線，是對應來自數據變換電路105的數據變換後的驅動數據向多電子源101輸入調製信號的電路。掃描電路103連接多電子源101的行方向布線，是選擇向多電子源101的哪一行施加調製電路102的輸出的電路。一般地，一行一行順序掃描順序行選擇的線，但不限於此，即使選擇多行也不構成選擇面。定時發生電路104是產生調製電路102、掃描電路103和定時發生電路104各電路的時間信號的電路。多電源電路106是輸出多個電源值的電源電路，是控制調製電路102的輸出值的電路。一般地，是電壓源電路，但不限於此。
下面，通過圖2的方框圖，詳細說明調製電路102。圖2是表示調製電路102的內部結構的方框圖。調製電路102由移位寄存器107、PWM電路108和輸出級電路109構成。將通過數據變換電路105把驅動數據格式變換後的調製數據輸入移位寄存器107中，通過移位寄存器107傳送與多電子源101的列方向布線相對應的調製數據。輸出級電路109是連接多電源電路106，輸出根據本發明的驅動波形的電路。PWM電路108是從移位寄存器107輸入與多電子源101的列方向布線相對應的調製數據、產生與輸出級電路109的各輸出電壓相對應的脈衝寬度輸出的電路。從定時發生電路104輸入用於控制移位寄存器107和PWM電路108的定時信號。
進一步，通過圖3的方框圖，詳細說明PWM電路108。圖3是PWM電路108的內部結構方框圖。在這裡，以4級電壓輸出電路的情況為例進行說明，但不限於此。PWM電路108由鎖存器110、V1開始電路111、V2開始電路112、V3開始電路113、V4開始電路114、V1結束電路115、V2結束電路116、V3結束電路117、V4結束電路118、V1PWM發生電路119、V2PWM發生電路120、V3PWM發生電路121和V4PWM發生電路122構成。在鎖存電路110中，對應從定時發生電路104輸出的裝載信號鎖存從各移位寄存器107輸出的各調製數據。這裡，從定時發生電路104輸出的裝載信號也用在各PWM信號開始的定時信號中。
在鎖存電路110中鎖存後的調製數據進一步輸入V1～V4的開始電路111～114和V1～V4的結束電路115～118中。接著，V1開始電路111輸出的開始信號和從V1結束電路115輸出的結束信號輸入V1PWM電路119，與輸出電壓V1相對應的PWM輸出輸入到輸出級電路109。同樣地，V2開始電路112輸出的開始信號和從V2結束電路116輸出的結束信號輸入V2PWM電路120，與輸出電壓V2相對應的PWM輸出輸入到輸出級電路109，V3開始電路113輸出的開始信號和從V3結束電路117輸出的結束信號輸入V3PWM發生電路121，與輸出電壓V3相對應的PWM輸出輸入到輸出級電路109，V4開始電路114輸出的開始信號和從V4結束電路118輸出的結束信號輸入V4PWM發生電路122，與輸出電壓V4相對應的PWM輸出輸入到輸出級電路109。
這裡，為作成根據本發明的驅動波形，以比從V1開始電路111輸出的開始信號遲的時間輸出從V2開始電路112輸出的開始信號，以比從V2開始電路112輸出的開始信號遲的時間輸出從V3開始電路113輸出的開始信號，以比從V3開始電路113輸出的開始信號遲的時間輸出從V4開始電路114輸出的開始信號。進一步，以比從V4結束電路118輸出的結束信號遲的時間輸出從V3結束電路117輸出的結束信號，以比從V3結束電路117輸出的結束信號遲的時間輸出從V2結束電路116輸出的結束信號，以比從V2結束電路116輸出的結束信號遲的時間輸出從V1結束電路115輸出的結束信號。
接著，詳細說明V1～V4開始電路111～114和V1～V4的結束電路115～118以及V1～V4PWM電路119～122。舉例說明圖4中的第1電路例、圖5中的第2電路例。
圖4示出了給多電子源101向多個調製信號線的輸出波形的上升沿幾乎同時一致時的電路結構。這裡，僅示出了V1開始電路111、V1結束電路115、V1PWM發生電路119，其他的開始電路、結束電路和PWM發生電路與上述電路的結構相同。
V1開始電路111由解碼器電路、遞增計數器和比較器構成。V1結束電路115由解碼器電路、遞增計數器和比較器構成，V1PWM發生電路119由RS觸發器構成。
在V1開始電路111內的解碼器電路中，通過包含在調製數據中的控制信號輸出解碼數據。V1開始電路111內的解碼器電路的輸出值和V1開始電路111內的遞增計數器的輸出一致時，從V1開始電路111內的比較器輸出V1開始信號。因為調製數據的各灰度等級值決定信號波形，所以設定解碼器電路以便能輸出與調製數據的灰度等級值相對應的數據。這裡，作為對應非0灰度等級值的峰值中的最小峰值的V1在調製數據的灰度等級值為0以外時使用，因此在調製數據的灰度等級值為0以外時，解碼器電路構成為通過和遞增計數器的輸出值相比較，輸出產生規定輸出V1開始的開始信號的輸出。在對應調製數據的灰度等級值的信號波形中，V2、V3、V4是否必要也由各灰度等級值決定，因此，在V2、V3、V4的開始電路中，解碼器電路與調製數據的灰度等級值相對應地輸出和遞增計數器的輸出相比較的數據。一方面，在V1結束電路111內的解碼器電路中，通過包含在調製數據中的控制信號輸出解碼數據。通過調製數據的灰度等級值決定結束V1輸出的時間，因此解碼器電路輸出與灰度等級值對應的輸出。在V2、V3、V4的開始電路中也是同樣的。V1結束電路111內的解碼器電路的輸出值和V1結束電路111內的遞增計數器的輸出一致時，從V1結束電路111內的比較器輸出V1結束信號。
通過將以上的開始信號和結束信號輸入到V1PWM發生電路119中，輸出與V1輸出相對應的PWM波形TV1。在圖4中，V1PWM發生電路119由RS觸發器構成。通過在該RS觸發器的置位端S上輸入開始信號、在復位端R上輸入結束信號，使在開始信號的輸入時間內上升且在結束信號的輸入時間內下降的信號作為PWM發生電路119的PWM波形TV1從RS觸發器輸出。另外，這裡，使用RS觸發器作為V1PWM發生電路119，但JK觸發器等其他電路構成也無妨。
下面，作為第2電路例，圖5示出了給多電子源101的多個調製信號布線的輸出波形下降沿幾乎同時一致時的電路結構。V1開始電路111由解碼器電路、遞減計數器和比較器構成。V1結束電路115由解碼器電路、遞減計數器和比較器構成，V1PWM發生電路119由RS觸發器構成。這裡，僅示出了V1開始電路111、V1結束電路115、V1PWM發生電路119，其他的開始電路、結束電路和PWM發生電路與上述電路的結構相同。在V1開始電路111內的解碼器電路中，通過包含在調製數據中的控制信號輸出解碼數據。V1開始電路111內的解碼器電路的輸出值和V1開始電路111內的遞減計數器的輸出一致時，從V1開始電路111內的比較器輸出V1開始信號。在V1開始電路111內的解碼器電路中，通過包含在調製數據中的控制信號輸出解碼數據。V1結束電路111內的解碼器電路的輸出值和V1結束電路111內的遞減計數器的輸出一致時，從V1結束電路的比較器輸出V1結束信號。通過將以上開始信號和結束信號輸入到PWM發生電路119中，輸出與V1輸出相對應的PWM波形TV1。
上述PWM電路108和輸出級電路109對應多電子源101的各列方向布線可使用圖4或圖5所示的電路，但作為第3實施例，在列方向布線上，通過互動設計圖4電路和圖5電路，可使上升沿一致和下降沿一致交互進行。
圖6示出了用每個列方向布線1的電路作為圖2和圖3所示的輸出級電路109的一個例子。在圖6的電路中，電位V1～V4，0＜V1＜V2＜V3＜V4，分別與PWM輸出波形TV1～TV4相對應輸出。Q1～Q4是在導通時分別將電位V1～V4輸出到輸出端子Out的電晶體或者雙電晶體。PWM輸出波形TV1～TV4是，即使其中2個以上是H電平，2個以上的電晶體Q1～Q4也不同時導通，並且，僅將與H電平的PWM輸出波形TV1～TV4相對應的電位V1-V4中最大的電位輸出到輸出端子Out，通過邏輯電路施加到各電晶體Q1～Q4的控制極GV1～GV4。圖39示出了一例TV1～TV4和GV1～GV4的波形。
圖7示出了LED和電子發射元件的電壓/發光強度特性具有非線性閾值特性的發光元件的電壓/發光強度特性。橫軸表示施加電壓，縱軸表示發光強度。通過設定V1、V2、V3、V4的各驅動電平電位以便發光強度比變為1∶2∶3∶4，發光量的時間變化曲線中aAb、c、d各區域的發光量是等價的。即，通過最適當地設定V1、V2、V3、V4的各個驅動電平電位，可以使由驅動波形時間變化曲線中表示的單位脈衝寬度Δt和單位峰值即電壓差即V4-V3、V3-V2、V2-V1、V1-V0構成的A、B、C、D的單位驅動波形塊的發光量相等。這裡，決定電位V1～V4以便各單位驅動波形塊A～D的發光量與亮度數據的1LSB(1灰度等級)大約一致。
此外，在元件中，通過掃描信號布線提供選擇電位作為基礎電位。這裡，選擇電位是-9.9V。考慮施加到這種元件上的電壓忽略電壓降的影響時，驅動信號的電平在V1、V2、V3、V4時分別是V1-(-9.9)[V]、V2-(-9.9)[V]、V3-(-9.9)[V]、V4-(-9.9)[V]。此外，選擇V0以便V1-(-9.9)[V]變到元件的驅動電壓閾值以下。這裡，將V0作為接地電位。其值與元件的驅動閾值相同。即元件的驅動電壓閾值是9.9[V]。
圖8示出了作為用於表示灰度等級的驅動波形形狀的一個例子的V14驅動波形。在圖8中，各灰度等級的信號由與其灰度等級數對應的個數的單位驅動波形塊組成。1灰度等級由1個單位驅動波形塊組成，2灰度等級由2個單位驅動波形塊組成，因而N灰度等級由N個單位驅動波形塊組成。圖中，第N灰度等級的空白點的單位驅動波形塊表示與N-1灰度等級的差分。在第N-1灰度等級的驅動波形中，通過將單位驅動塊附加到驅動波形連續的位置上形成第N灰度等級的驅動波形。通過形成這樣的驅動波形，電壓/發光強度特性變化時，在發光元件間存在偏差時也能保證單調增加性。
在本實施例中，為了表示數據位長R＝10的圖像數據，在0～259個的範圍內對使用P＝9位的時隙寬度Δt的單位脈衝進行脈衝寬度控制，在峰電平為1～4電平即峰值V1～V4的範圍內用包含剩餘1位的Q＝2位進行峰值(振幅)控制。即，為表示10位圖像數據，上述R、P、Q各數據保持R＜P+Q的關係。
R＝P+Q時，例如，在峰值控制中使用前2位、對剩下的8位進行脈衝寬度控制時，在驅動波形的下降沿為級狀時不能顯示總共10位的圖像數據。即灰度等級數下降。但是在本實施例中，由於R＜P+Q，用9位進行脈衝寬度控制，由此，能顯示總共10位的圖像數據。
如圖8所示，在第N灰度等級的最高驅動電平為k時的驅動波形上升時，將從1電平(電位V1)到k電平(電位Vk)的驅動波形按從低電平到高電平的順序輸出全部電平，並且通過將各電平的輸出保持在單位脈衝寬度Δt以上，可減小驅動波形上升時流動的電流。
同樣地，在驅動波形下降時，將從k電平(電位Vk)到1電平(電位V1)的驅動波形按從高到低的順序輸出全部電平，並且通過將各電平的輸出保持在單位脈衝寬度Δt以上，可減小驅動波形下降時流動的電流。
圖12中示出了多發光元件的等價電路。在實際驅動中，給選擇的行方向布線2施加選擇電位，給列方向布線3施加驅動電位，為便於理解簡化模型，使用圖13所示的單個位列方向布線模型來進行仿真。通過寄生電阻為10Ω、寄生電感為300nH、寄生電容為10pF、調製電路為4種的電源和MOS電晶體形成。
在圖13的電路中，在V0＝0V、V1＝3V、V2＝3.7V、V3＝4.4V、V4＝5.0V條件下驅動圖8中的9灰度等級的驅動波形時進行仿真。行方向布線末端的電壓波形示於圖14，流入列方向布線的電流波形示於圖15。
為比較在V0＝0V、V1＝V2＝V3＝V4＝5.0V條件下驅動的情況，將以現有波形驅動時的行方向布線末端的電壓波形示於圖16，流入列方向布線的電流波形示於圖17。
在以本發明的驅動波形(圖8)驅動的場合，流入列方向布線的電流的收斂是以現有波形驅動的二分之一的程度。其結果，與以現有波形驅動時過發射電壓產生2V程度相比，以本實施例的驅動波形驅動時，過發射電壓為0.8V程度。
即，根據本實施例，以廉價的驅動電路，可提供能實現高灰度等級、確保灰度等級單調遞增、發光元件均勻發光、發射噪聲降低、驅動波形穩定的驅動波形和驅動方法。
第2實施例圖18示出了V14驅動波形的其他例子。圖8的驅動波形示出了了設定V1、V2、V3、V4的各驅動電平電位以便發光強度比變為1∶2∶3∶4時的例子。在LED和電子發射元件中，發光強度與驅動電流大約成比例，因此，以下將其稱為電流等分割方式。一方面，圖18確定V1、V2、V3、V4以便它們的比變成1∶2∶3∶4，即電位差V4-V3、V3-V2、V2-V1、V1-V0(這裡，驅動波形的基準電位V0和元件的驅動閾值相同)變成定值，因此，以下將其稱為電壓等分割方式。圖19示出了電壓等分割方式中的電壓/電流(發光強度)。
在圖18中，第N灰度等級的空白點的單位驅動波形塊表示與N-1灰度等級的差分。在第N-1灰度等級的驅動波形中，通過在驅動波形連續的位置上附加1個單位驅動塊來形成第N灰度等級的驅動波形。在圖18中使用的圖19的單位驅動塊A～D的發光量a～d的關係是a＜b＜c＜d。因此，在單位驅動塊A～D的發光量一定的圖8的波形中，對於3灰度等級和4灰度等級的差分為單位驅動塊B的情況，在圖18的波形中，單位驅動塊A為低灰度等級的3灰度等級和4灰度等級之間的變化變小。
圖20示出了V14驅動中的線性。通過形成這種驅動波形來改變電壓、發光強度特性時，在發光元件間存在偏差時也能保證單調遞增性。
如圖18所示，在第N灰度等級的最高驅動電平為k時的驅動波形上升時，將從1電平(電位V1)到k電平(電位Vk)的驅動波形按從低電平到高電平的順序輸出全部電平，並且通過將各電平的輸出保持在單位脈衝寬度Δt以上，可減小驅動波形上升時流動的電流。
同樣地，在驅動波形下降時，將從k電平(電位Vk)到1電平(電位V1)的驅動波形按從高到低的順序輸出全部電平，並且通過將各電平的輸出保持在單位脈衝寬度Δt以上，可減小驅動波形下降時流動的電流。
第3實施例圖21示出了一例Vn驅動波形。該波形在亮度數據由R位構成時，亮度數據約為0＜N≤((2R)k/n-1)時，以數據N的驅動波形的峰值為k(k是1以上小於n的整數)的波形驅動。在圖8的驅動波形中，峰值k在3以下時，通過將單位驅動塊附加到第n-2灰度等級的驅動波形上使第n-1灰度等級的驅動波形的峰值k的單位驅動塊數(時隙數)變成3時，在下面的第n灰度等級的驅動波形中，對附加了峰值k+1的單位驅動塊的驅動波形，在圖21的驅動波形中增加灰度等級時，峰值1(1電平最低峰值)的單位驅動塊數達到規定的最大數S(在本實施例中為259)之前不進行峰值(電平)的提前，達到最大數S且接著增加1級時，1電平的單位驅動塊數變成(S·k+2k+1)/(k+1)以上與其最近的數，並且，進行反覆、提前以便1個以上的電平的塊數分別比下面的電平的塊數少2個或3個。
例如，S＝259時，在第259灰度等級中，1電平的單位驅動塊數和259個一起變完整，在接著的第260灰度等級中，變成1電平為131個且2電平為129個，同樣第，在第516灰度等級中，1電平為259個且2電平為257個，1電平的單位驅動塊數變完整，在接著的第517灰度等級中，1電平為175個、2電平為172個、3電平為170個，在第771灰度等級中，1電平為259個、2電平為257個、3電平為255個，1電平的單位驅動塊數變完整，在接著的第772灰度等級中，1電平為196個、2電平為194個、3電平為192個、4電平為190個，最大峰值一個一個地提前。
圖21的驅動波形中，n＝4、k＝1即亮度數據為0～最大亮度的1/4時，對現有的脈衝調幅波形，通過使脈衝調幅波形振幅的實效部分為1/4、脈衝寬度為4被進行驅動，在發光元件1每個元件中流動的電流變成i/4，在選擇出的行方向布線中流動的電流也變成r*i/4。因此，電壓下降量也可減小為1/4，可將施加到發光元件上的電壓減少量降低到1/4。同樣地，n＝4、k＝2即亮度數據為0～最大亮度的1/2時，電壓下降量可減少到1/2，n＝4、k＝3即亮度數據為0～最大亮度3/4時，電壓下降量可減少到3/4。
圖9示出了r×s矩陣的圖像顯示裝置。圖10示出了n＝4、k＝1即亮度數據在0～最大亮度的1/4時現有技術的脈衝調幅電路的驅動波形。可以看出，發光元件1的每個元件中流動的電流為i時選擇的行方向布線Yq中，通過流過r*I電流產生電壓降，施加給發光元件的電壓減小。
圖11中示出了n＝4、k＝1即亮度數據在0～最大亮度的1/4時本實施例的脈衝調幅電路的驅動波形。示出了了脈衝調幅波形的振幅的實效部分(從振幅中去除包含在驅動電壓閾值中的部分的部分；在本實施例中，作為調製波形的基準電位的V0作為和元件的驅動閾值相同的值，從調製波形的振幅減去包含在元件驅動電壓閾值的部分的部分＝調製波形的振幅)為1/4，脈衝寬度為4倍進行驅動的情況。發光元件1每個元件中流動的電流為I/4，在選擇出的行方向布線中流動的電流也是r*I/4。因此電壓下降量也可減小為1/4，可將施加到發光元件上的電壓減少量降低到1/4。
同樣地，n＝4、k＝2即亮度數據為0～最大亮度的1/2時，電壓下降量可減少到1/2，n＝4、k＝3即亮度數據為0～最大亮度3/4時，電壓下降量可減少到3/4。
在圖22中，示出了第1或第2實施例的V14驅動(與前面一致)中調製波形的例子和在任意掃描布線Yq中流動的電流。在圖23中，示出作為本實施例的Vn驅動(與前面一致)的調製波形的例子和在任意掃描布線Yq中流動的電流。顯然，本實施例的Vn驅動方式通過使電流平均化，大幅度地減小了在掃描布線中流動的電流峰值在圖24中，示出了Vn驅動中並用前後一致時的掃描布線(行方向布線)Yq中流動的電流。電流被進一步平均化。這裡，和前面一致，控制成驅動波形的上升沿部分在1選擇期間的前半部分，在時間上，最好在脈衝寬度控制的前半部分的規定時隙中產生最初的單位驅動塊。與後面一致，控制成驅動波形的下降沿部分在1選擇期間的後半部分，在時間上，最好在脈衝寬度控制的後半部分的規定時隙中產生最後的單位驅動塊。此外，固定這些規定的時隙時，可設定1選擇期間的最初的時隙組為前半部分規定時隙，設定最終時隙作為後半部分規定時隙，但也可以設定內側時隙。在各列方向布線中，通過其列方向布線或者其他列方向布線對應將驅動的發光元件的灰度等級或者調製波形，可設定前半部分或者後半部分中各規定的時隙。或者，與同時選擇的多個發光元件的灰度等級或調製波形相對應，對驅動它們的全列方向布線可將相同的時隙設定為前半或後半部分各規定時隙。
第4實施例在圖25中，示出了新Vn驅動波形。該驅動波形在增加灰度等級時，在達到規定最大數S(本實施例中為259)之前首先配置峰值1(1電平)的單位驅動塊，接著，在從第2時隙開始達到第S-1時隙之前配置2電平(電位V2)的單位驅動塊，……，從第k時隙開始在到達第S+1-k時隙之前配置k電平(電位Vk)的單位驅動塊，成為配置順序好的驅動波形。
圖26示出了新Vn驅動(與前面一致)中調製波形的例子和在任意掃描線Yq中流動的電流。電流被平均化。進一步，通過與新Vn驅動並用前後一致能使如圖27所示在掃描布線Yq中流動的電流在1H期間內幾乎均勻。
這裡，在具有1920×3條信息布線和1024個掃描布線的矩陣面板中算出在信息布線中流動的電流的減小效果。在元件中流動的電流最大為0.8mA，如圖7所示，設定調製波形以便等分割驅動電流時，現有的單調PWM和V14驅動時每個元件的電流變化的最大值是0.8mA，每個掃描布線的電流變化的最大值ΔIy是ΔIy＝0.8mA×1920×3＝4.608A，通過並用前後一致變成1/2，因此ΔIy＝2.304A，新Vn驅動的情況是在除去波形的上升沿、下降沿部分的部分中電流變化是0.8mA/4＝0.2mA，因此，ΔIy＝0.2mA×1920×3＝1.152A，進一步，並用前後一致驅動時與1元件前方一致，後方一致因為反覆而變成1/2，變成ΔIy＝576mA。
實施例的變形例在圖21的Vn驅動和圖25的新Vn驅動中，調製波形可設定成如圖7所示的驅動電流等分割、如圖19所示的驅動電位振幅的實效部分等分割。為防止在波形上升下降時發生的耦合和過發射，和基礎電位的電位差變成元件的驅動電壓閾值的電位(V0)，以及使V1、V2、V3和V4間的電壓相等是有效的。圖19示出了等分割驅動電位振幅的實效部分時的施加電壓和發光量的關係。顯然，由驅動波形的時間變化曲線中表示的單位脈衝寬度和單位峰值構成的A、B、C、D的單位驅動波形塊的發光量不相等。
圖20示出了V14驅動中進行電流等分割時和電壓等分割時的亮度和數據關係。在低亮度區域，線性損壞，但保證了單調遞增性，可通過數據補正來處理。
在γ補正中，通過以最小限度地輸出的V1～V4的電壓等分割設定耦合發生，亮度數據對亮度的關係成為比通常使用的2.2次冪的逆γ特性還深的曲線(在低亮度區域中亮度分解能變高)。其結果，在逆γ變換時，可提高從低亮度到中亮度的亮度分解能。
在上述實施例中，舉出進行4電平的峰值控制的灰度等級數從0到1023的1024灰度等級的例子，但在本發明中，沒有控制峰值、灰度等級數的限定。
在本發明中，在廉價的驅動電路中，可提供能實現高灰度等級、確保灰度等級單調遞增性、發光元件均勻發光、發射噪聲降低、驅動波形穩定的驅動波形、驅動方法。在廉價的驅動電路中，提供能降低亮度分布偏差的發光元件控制方法。
權利要求
1.發光元件的驅動電路，為使發光元件以與亮度數據相對應的亮度發光，將以時隙寬度Δt為單位進行脈衝寬度控制且各時隙峰值在至少A1～An的n個級(其中，n是2以上的整數，0＜A1＜A2＜…＜An)中進行峰值控制的驅動波形提供給上述發光元件，其特徵在於，輸出的驅動波形中，具有上升規定峰值Ak(其中k是2以上n以下的整數)的部分的全部驅動波形按順序對從峰值A1到峰值Ak-1的每個峰值都至少經過一個時隙，直至上升到上述規定峰值Ak。
2.發光元件的驅動電路，為使發光元件以與電路數據相對應的亮度發光，將以時隙寬度Δt為單位進行脈衝寬度控制且各時隙峰值在至少A1～An的n個級(其中，n是2以上的整數，0＜A1＜A2＜…＜An)中進行峰值控制的驅動波形提供給上述發光元件，其特徵在於，輸出的驅動波形中，具有從規定峰值Ak(其中k是2以上n以下的整數)開始下降部分的全部驅動波形從上述規定峰值Ak開始，按順序對從峰值Ak-1到峰值A1的每個峰值都至少經過一個時隙地下降沿。
3.發光元件的驅動電路，為使發光元件以與亮度數據相對應的亮度發光，在以時隙寬度Δt為單位進行脈衝寬度控制且各時隙峰值在至少A1～An的n個級(其中，n是2以上的整數，0＜A1＜A2＜…＜An)中進行峰值控制的驅動波形提供給上述發光元件，其特徵在於，上述驅動波形具有按順序對從峰值A1到峰值Ak-1的每個峰值都至少經過一個時隙地上升至規定峰值Ak(其中k是2以上n以下的整數)的部分，和從上述規定峰值Ak開始按順序對從峰值Ak-1到峰值A1的每個峰值都至少經過一個時隙地下降的部分。
4.根據權利要求3所述的驅動電路，其特徵在於，上述驅動波形將上升到峰值A1的時隙作為第1時隙時，對於第1～第k-1時隙的峰值分別是A1～Ak-1、第k和第Nk+k-1時隙(其中Nk是大於1的整數)的峰值是Ak、第Nk+k～第Nk+2(k-1)時隙的峰值分別是Ak-1～A1的驅動波形，使驅動上述發光元件的驅動能量增加1級的驅動波形是使上述驅動波形的第Nk+2k-1時隙的峰值增加到A1，以後順序使上述驅動能量增加1級的驅動波形對前級的驅動波形具有將第Nk+2(k-1)時隙的峰值從A1變到A2、……、第Nk+k時隙的峰值從Ak-1變到Ak的波形。
5.根據權利要求3所述的驅動電路，其特徵在於，對具有從峰值Ak開始按順序對比峰值Ak低的每個峰值都至少經過一個時隙地下降的部分的規定驅動波形，驅動上述發光元件的能量增加了1級的驅動波形具有接著前級驅動波形的上述下降沿部分的峰值為A1的時隙的時隙峰值增加到A1的波形，以後一級一級增加驅動上述發光元件能量的驅動波形具有在前級驅動波形中，使對再前級驅動波形的峰值增加了一級的一個時隙之前的時隙的峰值增加一級的波形。
6.根據權利要求5所述的驅動電路，其特徵在於，對前級驅動波形，一級一級增加驅動上述發光元件的能量的驅動波形，在前級驅動波形中，具有使對再前級驅動波形峰值增加了一級的時隙的一個之前時隙的峰值增加一級的波形的上述關係，由該關係決定的驅動波形是滿足對前級驅動波形增加了峰值的時隙峰值比峰值Ak還高一級的峰值的驅動波形之前一連串驅動波形。
7.根據權利要求5所述的驅動電路，其特徵在於，對前級驅動波形，一級增加一級驅動上述發光元件的能量的驅動波形，在前級驅動波形中，具有使對再前級驅動波形峰值增加了一級的時隙的一個之前時隙的峰值增加一級的波形的上述關係，由該關係決定的驅動波形滿足對前級驅動波形增加了峰值的時隙峰值為峰值Ak的驅動波形之前一連串驅動波形。
8.根據權利要求3所述的驅動電路，其特徵在於，將上述驅動波形上升到峰值A1後的時隙作為第1時隙時，對於第1～第k-1時隙的峰值分別為A1～Ak-1、第k和第Nk+k-1時隙(其中Nk是大於1的整數)的峰值是Ak、第Nk+k～第Nk+2(k-1)時隙的峰值分別是Ak-1～A1的驅動波形，使驅動上述發光元件的驅動能量減少1級的驅動波形是使上述驅動波形的第k時隙的峰值從Ak變成Ak-1的波形，以後順序使上述驅動能量減少1級的驅動波形是對於前級的驅動波形，具體說是第k-1時隙的峰值從Ak-1變成Ak-2、……、第1時隙的峰值從A1變成上述發光元件未被實質驅動的峰值。
9.根據權利要求3所述的驅動電路，其特徵在於，對於具有按順序對比峰值Ak低的每個峰值都至少經過一個時隙地上升到至峰值Ak的部分的驅動波形，驅動上述發光元件的能量減少了1級的驅動波形具有接著前級驅動波形的上述上升沿部分的峰值為Ak-1的時隙的時隙峰值為Ak的時隙峰值作為Ak-1的波形，使驅動上述發光元件的能量一級一級地減少的驅動波形在前級驅動波形中，具有使對再前級驅動波形峰值減少了1級的時隙的一個之前時隙峰值減少1級的波形。
10.根據權利要求3所述的驅動電路，其特徵在於，上述驅動波形的峰值為Ak的2個時隙間的時隙峰值為Ak。
11.根據權利要求4所述的驅動電路，其特徵在於，在上述峰值為Ak的2個時隙之間有其他時隙時，該其他時隙峰值為Ak，包含k＝1時的情況的上述峰值Ak也比An小，並且對於前級的驅動波形，通過使驅動能量增加一級，峰值為Ak的時隙數從2個變成3個，對於這種驅動波形，進一步增加一級驅動能量的驅動波形具有將上述驅動波形峰值為Ak的3個時隙中中間時隙的峰值從Ak變成Ak+1的形狀。
12.根據權利要求3所述的驅動電路，其特徵在於，與規定驅動波形相比使驅動上述發光元件的驅動能量增加的驅動波形與對上述規定驅動波形使最大峰值上升相比最好具有優先使脈衝寬度增加的形狀。
13.根據權利要求3所述的驅動電路，其特徵在於，對規定的驅動波形增加一級驅動上述發光元件的驅動能量並提高驅動波形的最大峰值時的驅動波形具有如下形狀由峰值差An-An-1、……、或者A2-A1或者峰值A1和作為上述發光元件驅動閾值的峰值的峰值差以及時隙寬度Δt決定的單位驅動波形塊數與在上述規定驅動波形中使用的數相比增加一個，疊積為最大峰值儘可能連續。
14.根據權利要求3所述的驅動電路，其特徵在於，對規定的驅動波形增加驅動上述發光元件的驅動能量的驅動波形具有如下形狀將由峰值差An-An-1、……、或者A2-A1或者峰值A1和作為上述發光元件驅動閾值的峰值的峰值差以及時隙寬度Δt決定的單位驅動波形塊優先附加到包含k＝1的最大峰值Ak比較低的位置上。
15.根據權利要求14所述的驅動電路，其特徵在於，對規定的驅動波形增加驅動上述發光元件的驅動能量的驅動波形具有如下形狀將由峰值差An-An-1、……、或者A2-A1或者峰值A1和作為上述發光元件驅動閾值的峰值的峰值差以及時隙寬度Δt決定的單位驅動波形塊優先附加到最大峰值比較低且最大峰值連續的位置上。
16.根據權利要求3所述的驅動電路，其特徵在於，峰值為A1時隙寬度為Δt的驅動波形具有使上述發光元件以對應亮度數據的約1LSB的亮度發光的驅動能量。
17.根據權利要求4所述的驅動電路，其特徵在於，峰值差Am-Am-1(其中m是1以上n以下的整數，A0是發光元件的驅動閾值)大約一定，或者對於2以上的m是Am-Am-1≥Am-1-Am-2，包含k＝1的情況的上述峰值Ak變成驅動波形的最大峰值且上述峰值Ak比An小，且夾在上述峰值為Ak的時隙中的時隙峰值為Ak，對上述Nk+2(k-1)達到規定的最大時隙數S(其中S是2n-1以上的整數)的驅動波形，使上述驅動能量進一步增加1級的情況下，替代鄰接峰值變成A1的時隙且峰值變成上述發光元件未被實質驅動的峰值的時隙的峰值變更為A1，變更為峰值比A1還高的時隙數是(S·k+2k+1)/(k+1)以上與其最接近的整數，最大峰值是Ak+1，並且由上述峰值差Am-Am-1和時隙寬度Δt確定的單位驅動波形塊數變成對上述驅動波形僅多1個的權利要求3中記載的驅動波形，峰值為A1～Ak中任一個且相同的時隙是多個的情況，在以後進一步增加1級上述驅動能量時，峰值比較小，通過峰值為1級上的時隙使附近時隙的峰值增大1級。
18.驅動電路，與亮度灰度等級數據相對應產生驅動波形，其特徵在於，產生以包含作為對應非0的上述亮度灰度等級數據的峰值的最小峰值和作為對應比較大的上述亮度灰度等級數據的峰值的1個以上非最小峰值的不連續的多個峰值進行峰值控制、以不連續的脈衝寬度進行脈衝寬度控制的驅動波形；具有控制為上述非最小峰值的部分的上述驅動波形是在該驅動波形的開頭和末尾具有控制成上述最小峰值的部分的波形。
19.驅動電路，與亮度灰度等級數據相對應產生驅動波形，其特徵在於，產生以包含作為對應非0的上述亮度灰度等級數據的峰值的最小峰值和作為對應比較大的上述亮度灰度等級數據的峰值的1個以上非最小峰值的不連續的多個峰值進行峰值控制、以不連續的脈衝寬度進行脈衝寬度控制的驅動波形；具有控制成上述非最小峰值部分的整個上述驅動波形是在該驅動波形信號的開頭或末尾至少其中一個中具有控制成上述最小峰值的部分的波形。
20.驅動電路，與亮度灰度等級數據相對應產生驅動波形，其特徵在於，產生以包含作為對應非0的上述亮度灰度等級數據的峰值的最小峰值和作為對應比較大的上述亮度灰度等級數據的峰值的非最小峰值和上述最小峰值與上述非最小峰值之間的中間峰值的不連續的多個峰值進行峰值控制、以不連續的脈衝寬度進行脈衝寬度控制的驅動波形；作為具有控制成上述非最小峰值的部分的上述驅動波形，在其開頭具有以規定時間寬度控制成上述最小峰值的部分，在其後面具有控制成上述中間峰值的部分，此後，產生以比上述規定的時間寬度大的寬度具有控制成比上述中間峰值大的上述非最小峰值的部分的驅動波形。
21.驅動電路，與亮度灰度等級數據相對應產生驅動波形，其特徵在於，產生以包含作為對應非0的上述亮度灰度等級數據的峰值的最小峰值和作為對應比較大的上述亮度灰度等級數據的峰值的非最小峰值和上述最小峰值與上述非最小峰值之間的中間峰值的不連續的多個峰值進行峰值控制、以不連續的脈衝寬度進行脈衝寬度控制的驅動波形；作為具有控制為上述非最小峰值的部分的上述驅動波形，在其末尾具有控制為上述最小峰值的部分，在其之後具有控制為上述中間峰值的部分，產生以比上述規定的時間寬度大的寬度具有在控制為上述中間峰值的部分之前控制為比上述中間峰值大的上述非最小峰值的部分的驅動波形。
22.根據權利要求3所述的驅動電路，其特徵在於，對構成矩陣顯示的多個發光元件分別施加與其亮度數據對應的上述驅動波形。
23.顯示裝置，其特徵在於，具有用掃描信號布線和信息信號布線對多個發光元件進行矩陣布線的多發光元件和權利要求3中記載的驅動電路，上述驅動電路產生驅動上述多個發光元件的驅動波形。
24.根據權利要求23所述的顯示裝置，具有連接上述掃描信號布線的掃描電路，上述驅動波形對由上述掃描電路選擇的發光元件通過上述信息信號布線來提供。
25.根據權利要求23所述的顯示裝置，其特徵在於，從上述驅動波形的上升沿開始到到達最大峰值Ak的時間最好設定成約等於由上述多發光元件的信息信號布線的負載和上述驅動電路的驅動能力決定的0％～90％時間常數或比其長。
26.根據權利要求23所述的顯示裝置，其特徵在於，施加給上述多個信息信號布線中一部分信息信號布線的驅動波形控制為上升沿掃描電路為選擇一個掃描信息布線的選擇期間的前半部分、施加在另一部分的信息信號布線上的驅動波形控制為下降沿在上述選擇期間的後半部分。
27.根據權利要求23所述的顯示裝置，其特徵在於，上述驅動波形的時間軸對於上述多個信息信號布線的一部分和剩餘部分是相反的。
28.根據權利要求23所述的顯示裝置，其特徵在於，構成上述驅動電路的調製電路輸入R位亮度數據作為圖像數據，在時隙數2P個以下的範圍內進行上述脈衝寬度控制，並且進行n＝2Q級的峰值控制，上述R、P、Q各數據具有R＜P+Q的關係。
29.顯示裝置，具有多發光元件，多個發光元件用掃描信號布線和信息信號布線進行矩陣布線；連接上述掃描信號布線的掃描電路和連接上述信息信號布線的調製電路，其特徵在於，上述調製電路包括為了顯示作為圖像數據輸入的R位亮度數據，在0～2P個範圍內對時隙寬度Δt的單位脈衝進行脈衝寬度控制的電路，和峰級在第1～第2Q級的範圍內進行峰值控制的電路，上述R、P、Q各數據具有R＜P+Q的關係。
30.根據權利要求23所述的顯示裝置，其特徵在於，上述發光元件使用表面傳導型發射元件。
31.驅動方法，為使發光元件以與亮度數據相對應的亮度發光，通過以時隙寬度Δt單位進行脈衝寬度控制且各時隙中峰值至少在A1～An的n個級(其中，n是2以上的整數，0＜A1＜A2＜……＜An)進行峰值控制的驅動波形驅動上述發光元件，其特徵在於，對具有按順序對從峰值Ak開始到比峰值Ak低的每個峰值都至少經歷一個時隙地下降的部分的規定驅動波形，增加一級驅動上述發光元件的能量的驅動波形是在前級驅動波形的上述下降沿部分中將接著峰值為A1的時隙的時隙峰值增加到A1的波形，之後一級一級地增加驅動上述發光元件的能量的驅動波形在前級驅動波形中，從對再前級驅動波形使峰值增加少一級的時隙的一個之前的時隙峰值增加一級的波形的一連串驅動波形中選擇想要的驅動波形並驅動上述發光元件。
32.根據權利要求31的驅動方法，其特徵在於，上述一連串驅動波形是從上述規定的驅動波形開始，到該規定波形的下一級的驅動波形，在該規定驅動波形的上述下降沿部分中使連接峰值為A1的時隙的時隙峰值增加到A1的驅動波形，和其之後的對前級驅動波形一級一級增加驅動上述發光元件的能量的驅動波形在前級驅動波形中根據所說的對再前級驅動波形具有使峰值增加一級的時隙的一個之前的時隙峰值增加一級的波形的上述關係決定的1個以上驅動波形，以及根據該關係，對前級驅動波形使峰值增加的時隙的峰值是峰值Ak的驅動波形的多個驅動波形。
33.根據權利要求32的驅動方法，其特徵在於，除權利要求32所述的一連串驅動波形外，是根據上述關係對前級驅動波形使峰值增加的時隙的峰值是峰值為Ak的驅動波形的下一級的驅動波形，是根據上述關係將前級驅動波形中峰值變成Ak的時隙的之前的時隙峰值變成比Ak還高一級的峰值的驅動波形的一連串驅動波形。
34.根據權利要求32的驅動方法，其特徵在於，在權利要求32中記載的一連串驅動波形的下一級驅動波形具有使接著根據上述關係對前級驅動波形使峰值增加的時隙峰值為Ak的上述驅動波形下降沿部分中峰值為A1的時隙的時隙峰值增加到A1的波形。
35.驅動方法，為使發光元件以與亮度數據相對應的亮度發光，通過以時隙寬度Δt單位進行脈衝寬度控制且各時隙中峰值至少在A1～An的n個極(其中，n是2以上的整數，0＜A1＜A2＜……＜An)進行峰值控制的驅動波形驅動上述發光元件，其特徵在於，對具有按順序對比峰值Ak低的每個峰值都至少經歷一個時隙地上升的部分的規定驅動波形，減少一級驅動上述發光元件的能量的驅動波形是在前級驅動波形的上述上升沿部分中具有連接峰值為Ak-1的時隙的時隙的峰值為Ak的時隙峰值為Ak-1的波形，之後一級一級地減少驅動上述發光元件的能量的驅動波形在前級驅動波形中，從對再前級驅動波形使峰值減少一級的一個時隙之前的時隙峰值減少一級的波形的一連串驅動波形中選擇想要的驅動波形並驅動上述發光元件。
36.發光元件的驅動方法，其特徵在於，為使發光元件以與亮度數據相對應的亮度發光，通過以時隙寬度Δt單位進行脈衝寬度控制且各時隙中峰值至少在A1～An的n個級(其中，n是3以上的整數，0＜A1＜A2＜……＜An)進行峰值控制的驅動波形驅動上述發光元件，對應多個上述亮度數據的多個驅動波形是包含具有上升到規定峰值Ak(其中k是3以上n以下的整數)的部分的驅動波形，並且，具有至少一個時隙一個時隙順序經過從峰值A1到峰值Ak-1的各峰值上升至上述規定峰值Ak的部分的驅動波形。
37.發光元件的驅動方法，其特徵在於，為使發光元件以與亮度數據相對應的亮度發光，通過以時隙寬度Δt單位進行脈衝寬度控制且各時隙中峰值至少在A1～An的n個級(其中，n是3以上的整數，0＜A1＜A2＜……＜An)進行峰值控制的驅動波形驅動上述發光元件，包含對應多個上述亮度數據的多個驅動波形是具有從規定峰值Ak(其中k是3以上n以下的整數)開始下降的部分的驅動波形，並且，具有從峰值Ak開始至少一個時隙一個時隙順序經過從峰值Ak-1到峰值A1的各峰值而下降沿部分的驅動波形。
38.根據權利要求37所述的驅動方法，其特徵在於，對規定的驅動波形增加一級驅動上述發光元件的驅動能量並提高驅動波形的最大峰值時的驅動波形的結構是由峰值差An-An-1、……、或者A2-A1或者峰值A1和作為上述發光元件驅動閾值的峰值的峰值差以及時隙寬度Δt確定的單位驅動波形塊數與在上述規定驅動波形中使用的數相比增加一個，疊積為最大峰值2時隙以上。
39.根據權利要求37所述的驅動方法，其特徵在於，對規定的驅動波形增加一級驅動上述發光元件的驅動能量並提高驅動波形的最大峰值時的驅動波形的結構是由峰值差An-An-1、……、或者A2-A1或者峰值A1和作為上述發光元件驅動閾值的峰值的峰值差以及時隙寬度Δt確定的單位驅動波形塊數與在上述規定驅動波形中使用的數相比增加一個，疊積為最大峰值連續2時隙以上。
40.根據權利要求15所述的驅動電路，對最大時隙數為S，最大峰值為Ak的時隙數變成S-2(k-1)的驅動波形，通過附加上述單位驅動波形塊使上述驅動能量進一步增加1級的驅動波形是具有將第k+1～第S-k時隙中任意時隙的峰值從Ak變成Ak+1的形狀的驅動波形。
41.根據權利要求40所述的驅動電路，峰值從Ak變成Ak+1的時隙是第k+1或第S-k時隙中的任何一個。
全文摘要
本申請公開了涉及驅動圖像顯示裝置的驅動波形。特別地，公開了使用驅動波形信號的結構，作為其驅動波形，是以包含作為對應非0上述亮度灰度等級數據的峰值的最小峰值和作為對應比較大的上述亮度灰度等級數據的峰值的至少一個的非最小峰值以及上述最小峰值和上述非最小峰值之間的中間峰值的不連續的多個峰值進行峰值控制、且用不連續的脈衝寬度進行脈衝寬度控制的驅動波形信號，具有控制為上述非最小峰值的部分時，在其末端具有控制為上述最小峰值的部分，在其之前具有控制為上述中間峰值的部分。
文檔編號G09G3/22GK1402213SQ021429
公開日2003年3月12日 申請日期2002年6月14日 優先權日2001年6月15日
發明者青木正, 片倉一典, 磯野青児, 村山和彥, 篠健治 申請人:佳能株式會社