JP2006292817A - 表示駆動用半導体集積回路および自発光型表示装置を備えた電子機器 - Google Patents

表示駆動用半導体集積回路および自発光型表示装置を備えた電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】 周囲の明るさおよび使用する表示装置の仕様に応じて階調電圧およびガンマカーブ特性を変更し最適な画質で表示を行なうことができる有機ＥＬパネル等の自発光パネルの表示駆動用半導体集積回路を提供する。
【解決手段】 表示駆動用半導体集積回路に、階調電圧の振幅を変更するための複数の値を格納するレジスタ（ＫＡ０Ｒ）やＲＯＭなどの記憶回路と、ガンマカーブ特性を変更するための複数の値を格納するレジスタ（ＫＣ０Ｒ）やＲＯＭなどの記憶回路とを設ける。そして、フォトセンサの出力に応じて上記記憶回路内の複数の値からいずれかの値を選択して階調電圧生成回路に供給させることによって、動的に階調電圧およびガンマカーブ特性を変更できるように構成した。
【選択図】 図５

Description

本発明は、表示データに応じた階調電圧を生成し、有機ＥＬパネル等の自発光パネルへ出力する自発光表示用駆動装置に係り、特に、ガンマ特性（階調番号−輝度特性）の調整が可能な有機ＥＬ表示装置等の自発光型表示装置の表示駆動用半導体集積回路およびこれらを備えた電子機器に利用して有効な技術に関する。
近年、携帯電話器やディジタルカメラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などの携帯用電子機器の表示装置として、複数の表示画素がマトリックス状に２次元配列された有機ＥＬパネル等の自発光パネルやバックライトを使用する液晶表示パネルが用いられている。かかる表示パネルを搭載した機器内部にはパネルの表示駆動を行なう半導体集積回路化された表示用駆動装置が搭載されている。
ところで、有機ＥＬパネルや液晶表示パネルの表示用駆動装置は使用するパネルの種類や駆動方式によって、ガンマ特性や駆動電圧（階調電圧）、動作クロックの周波数など仕様が異なっており、表示用駆動装置を提供するメーカは仕様が異なる表示パネルであっても適用できるように、ガンマ特性や階調電圧を調整可能に構成されている。有機ＥＬパネル個々の特性に応じて所望のガンマ特性や階調電圧を調整することが可能な回路に関する発明としては、例えば特許文献１に開示されているものがある。
特開２００４−３５４６２５号 特開２００４−３２５７４８号
上記先願発明は、有機ＥＬ等の自発光表示装置において、ＲＧＢの各色ごとにガンマ特性のばらつきが異なることに着目して、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの色ごとに特性ばらつきに合わせた階調電圧の両端の電圧を選択するレジスタと、ガンマカーブ特性を選択するレジスタを設けて、特性ばらつきに応じてレジスタ値を設定することで、階調電圧とガンマ特性をそれぞれ調整できるようにしている。
ところで、有機ＥＬパネルは自発光型表示装置であるため、同じ輝度でも機器周囲の明るさによって表示が見えやすかったり、見えにくかったりするという課題がある。かかる課題を解決するため、周囲の明るさを検出する受光素子を設け、周囲の明るさに応じて有機ＥＬ素子の輝度を変化させるようにした発明が提案されている（特許文献２）。
しかしながら、周囲の明るさに応じて有機ＥＬ素子の輝度を変化させる上記先願発明は、周囲の明るさに応じてガンマ特性を調整するようにはしていないとともに、有機ＥＬ素子の輝度を変化させる具体的な仕組みについてはなんら開示をしていない。
この発明の目的は、周囲の明るさに応じて自動的に輝度を変化させることでどのような環境下でも表示が見易い有機ＥＬパネル等の自発光パネルの表示駆動用半導体集積回路を提供することにある。
この発明の他の目的は、周囲の明るさおよび使用する表示装置の仕様に応じて階調電圧およびガンマカーブ特性を変更し最適な画質で表示を行なうことができる有機ＥＬパネル等の自発光パネルの表示駆動用半導体集積回路を提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、表示駆動用半導体集積回路に、階調電圧の振幅を変更するための複数の値を格納するレジスタやＲＯＭなどの記憶回路と、ガンマカーブ特性を変更するための複数の値を格納するレジスタやＲＯＭなどの記憶回路とを設ける。そして、フォトセンサの出力に応じて上記記憶回路内の複数の値からいずれかの値を選択して階調電圧生成回路に供給させることによって、動的に階調電圧およびガンマカーブ特性を変更できるように構成したものである。
上記した手段によれば、周囲の明るさに応じて自動的に輝度が変化されるため、どのような環境下でも自発光パネルに見易い状態で表示を行なうことができる。ここで、望ましくは、フォトセンサの出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を設け、該Ａ／Ｄ変換回路を構成するコンパレータにヒステリシス特性を持たせるようにする。さらに、フォトセンサの出力を判定するタイミングを調整するタイミング調整回路を設ける。これにより、周囲の明るさが変化したときに回路が過敏に反応して表示の輝度が頻繁に変化して表示が見にくくなるのを回避することができる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、本発明に従うと、周囲の明るさに応じて自動的に輝度を変化させることでどのような環境下でも表示が見易い有機ＥＬパネル等の自発光パネルの表示駆動用半導体集積回路を実現することができる。
また、本発明に従うと、周囲の明るさおよび使用する表示装置の仕様に応じて階調電圧およびガンマカーブ特性を変更し最適な画質で表示を行なうことができる有機ＥＬパネル等の自発光パネルの表示駆動用半導体集積回路を実現することができるという効果がある。
以下、この発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用して有効な有機ＥＬパネルの信号線駆動回路を内蔵した有機ＥＬパネル表示駆動用半導体集積回路（有機ＥＬパネルドライバＩＣ）とこのドライバＩＣにより駆動される有機ＥＬパネルとからなる有機ＥＬ表示装置の構成を示したものである。図１において、２００は有機ＥＬ素子がマトリックス状に配置されてなる有機ＥＬパネル、３００はこの有機ＥＬパネル２００を駆動して表示を行なう有機ＥＬパネルドライバＩＣである。
有機ＥＬパネル３００は、画像信号が印加される複数の信号線としてのソース線（ソース電極）ＳＬ１，ＳＬ２……と所定の周期で順次選択駆動される複数の走査線としてのゲート線（ゲート電極）ＧＬ１，……が直交する方向に配設されている。そして、ソース線ＳＬ１，ＳＬ２……とゲート線ＧＬ１，……の各交点に画素が配置され、アクティブマトリックス型パネルとして構成されている。各画素は、いずれかの走査線ＧＬにゲート端子が、またいずれかの信号線ＳＬにソース端子が接続された選択素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）Ｑ１と、スイッチング素子としてのＴＦＴ Ｑ２と、電源ラインＶＤＬと接地点との間にＴＦＴ Ｑ２と直列に接続された自発光素子としての有機ＥＬ素子ＬＥＤとからなる。ＴＦＴ Ｑ２は、上記選択用ＴＦＴ Ｑ１のドレイン端子にゲート端子が、また電源電圧ＶDDを供給する電源ラインＶＤＬにソース端子が接続されている。
有機ＥＬ素子ＬＥＤには、Ｒ（赤）用素子ＬＥＤｒと、Ｇ（緑）用素子ＬＥＤｇと、Ｂ（青）用素子ＬＥＤｂとがあり、これらの素子を有する画素がＲ，Ｇ，Ｂのような順序で配置されている。これとともに、スイッチング用のＴＦＴ Ｑ２のゲート端子とソース端子との間には、信号線ＳＬを介して供給される画像信号を選択用ＴＦＴ Ｑ１がオフされている間も保持する容量素子Ｃ０が設けられている。ここで、前記選択用ＴＦＴ Ｑ１を介してＴＦＴ Ｑ２のゲート端子に印加された階調電圧により、有機ＥＬ素子ＬＥＤｒ、ＬＥＤｇ、ＬＥＤｂに流れる電流量が変化し、各画素の輝度が制御される。
有機ＥＬパネルドライバＩＣ３００は、上記有機ＥＬパネル２００の信号線ＳＬ１，ＳＬ２……を駆動する信号線駆動回路３１０と、駆動回路に必要な電圧を供給する電源回路３３０を備えている。さらに、このドライバＩＣ３００は、外部のフォトセンサ１００からの信号と垂直同期信号ＶＳＹＮＣとに基づいて信号線駆動回路３１０に送る制御信号を生成する自動調光制御回路３４０と、チップ内部の回路の動作タイミング信号を生成するタイミングコントローラ３５０を備えている。３２０は上記有機ＥＬパネル２００の走査線ＧＬ１，……を駆動する走査線駆動回路であり、電源回路３３０は走査線駆動回路３２０に必要な電圧も生成する。
信号線駆動回路３１０は、ＣＰＵから転送される表示データに基づいて、有機ＥＬパネル３００の信号線ＳＬ１，ＳＬ２……に印加される画像信号の階調電圧を制御する。信号線駆動回路３１０は、表示データをラッチするラッチ回路３１１、表示データ信号のレベルを変換するレベルシフタ３１２、制御レジスタ３１３、該制御レジスタ３１３の出力信号のレベルを変換するレベルシフタ３１４、階調電圧生成回路３１５、デコーダ回路３１６などから構成される。階調電圧生成回路３１５は、有機ＥＬパネル２００の信号線ＳＬ１，ＳＬ２……の階調電圧制御に必要な複数の階調電圧を生成する。デコーダ回路３１６は、表示データに応じて複数の階調電圧の中からひとつを選択する。上記ラッチ回路３１１や制御レジスタ３１３、レベルシフタ３１２，３１４は、タイミングコントローラ３５０により生成される動作タイミング信号によって制御される。
制御レジスタ３１３および階調電圧生成回路３１５は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応してそれぞれＲ用の制御レジスタ３１３Ｒおよび階調電圧生成回路３１５Ｒ、Ｇ用の制御レジスタ３１３Ｇおよび階調電圧生成回路３１５Ｇ、Ｂ用の制御レジスタ３１３Ｇおよび階調電圧生成回路３１５Ｇが設けられている。また、制御レジスタ３１３Ｒ、３１３Ｇ、３１３Ｂは、各色毎にさらに階調電圧の最大電圧と最小電圧を指定する値を格納する振幅調整レジスタとガンマカーブの特性を指定する値を格納するカーブ調整レジスタの２種類のレジスタを含んでいる。これは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素の有機ＥＬ素子は、図２（Ａ）に示すように、素子の流す電流と発光輝度の関係を表わすＩ−Ｂ（電流−輝度）特性が色毎に異なっているとともに、図２（Ｂ）に示すように、素子に印加する電圧と素子に流れる電流との関係を表わすＶ−Ｉ（電圧−電流）特性が色毎に異なっているためである。
振幅調整レジスタには、使用する有機ＥＬパネルの有機ＥＬ素子の特性に応じて図３（Ａ）に示すように、階調電圧の特性を変えるための値が格納される。一方、カーブ調整レジスタには、使用する有機ＥＬパネルの有機ＥＬ素子の特性に応じて図３（Ｂ）に示すように、ガンマカーブの特性を変えるための値が格納される。本実施例では、このような階調電圧の特性とガンマカーブの特性をＲ，Ｇ，Ｂの各色毎に別個に設定できるようにされている。
タイミングコントローラ３１７は、クロックを計数するカウンタを持っており、外部から入力されるドットクロックφｄをカウントし、ラインクロックφｌを生成する。ラッチ回路３１１は、ドットクロックφｄに同期して例えば１８ビットのような単位の表示データを順次取り込んで、ラインクロックφｌの立ち下がりタイミングで動作し、１ライン分の表示データをまとめてレベルシフタ３１２へ転送する。
レベルシフタ３１２は、ラッチ回路３１１から転送される表示データをロジック回路の電源電圧であるＶｃｃ−ＧＮＤレベルから、階調電圧生成回路３１５Ｒ、３１５Ｇ、３１５Ｂおよびデコーダ回路３１３の動作電源であるＶＤＤ−ＶＳＳレベルに変換する。なお、このレベル変換を行う理由は、各ブロックの制御をそれらの動作電源に応じた電圧レベルで行う必要があるためである。
ＲＧＢ個別の制御レジスタ３１３Ｒ、３１３Ｇ、３１３Ｂは各々ラッチ回路を内蔵しており、電源投入時等に外部のＣＰＵから供給されるレジスタ設定値を取り込み、タイミングコントローラ３１６からのラインクロックφｌの立ち下がりタイミングで、レジスタ設定値をレベルシフタ３１４へ転送する。レベルシフタ３１４は、各制御レジスタ３１３Ｒ、３１３Ｇ、３１３Ｂから供給されるレジスタ設定値信号をＶｃｃ−ＧＮＤレベルからＶＤＤ−ＧＮＤレベルに変換し、階調電圧生成回路３１５Ｒ、３１５Ｇ、３１５Ｂへ転送する。
ＲＧＢ個別の階調電圧生成回路３１５Ｒ、３１５Ｇ、３１５Ｂは、レベルシフタ３１４を介して入力されるレジスタ設定値に応じて複数の階調電圧を生成する。デコーダ回路３１３は、階調電圧生成回路３１５Ｒ、３１５Ｇ、３１５Ｂで生成されたアナログの階調電圧の中からレベルシフタ３１２からの表示データのビットコードに対応された電圧を選択することで、ディジタルの表示データをアナログの階調電圧に変換するＤＡコンバータの役割を果たす。
次に、図４を用いて、本発明に係るＲＧＢ個別の階調電圧生成回路３１５Ｒ、３１５Ｇ、３１５Ｂの具体的な構成と動作を説明する。なお、階調電圧生成回路３１５Ｒ、３１５Ｇ、３１５Ｂはそれぞれ同一の構成であるので、代表として、Ｒ用の制御レジスタ３１３Ｒと階調電圧生成回路３１５Ｒについて説明し、他の色の回路の図示と説明は省略する。なお、図示の都合から、図４においては、レベルシフタ３１２および３１４を省略してある。
図４に示されているように、制御レジスタ３１３Ｒには、振幅調整レジスタＫＡ０Ｒとカーブ調整レジスタＫＣ０Ｒとが設けられている。階調電圧生成回路３１５Ｒは、外部から供給される基準電圧Ｖｒｅｆと接地点ＧＮＤとの間に設けられたラダー抵抗を含む抵抗分割回路４１０、該抵抗分割回路４１０により生成された複数の電圧レベルの中からいずれかの電圧を階調電圧として選択するセレクタ回路４２１，４２２を備える。また、該セレクタ回路４２１，４２２により選択された電圧をインピーダンス変換するオペアンプからなるボルテージフォロワ４３１，４３２、及びそのボルテージフォロワ４３１，４３２の出力電圧を抵抗分割するための可変抵抗４４１〜４４６からなる抵抗分割回路４４０を備える。さらに、階調電圧生成回路３１５Ｒは、該抵抗分割回路４４０で分割された電圧をインピーダンス変換するオペアンプからなるボルテージフォロワ４５１〜４５５、ボルテージフォロワ４３１，４３２及び４５１〜４５５の出力電圧を抵抗分割して所望の階調数分（ここでは例えば６４階調）の階調電圧を生成するラダー抵抗からなる抵抗分割回路４６０を備える。
上記セレクタ回路４２１，４２２のうち電圧の高い側に設けられたセレクタ回路４２１は振幅調整レジスタＫＡ０Ｒの最大階調電圧設定値に応じた電圧を選択し、電圧の低い側に設けられたセレクタ回路４２２は振幅調整レジスタＫＡ０Ｒの最小階調電圧設定値に応じた電圧を選択できるような構成とされる。そして、これらのセレクタ回路４２１，４２２により選択された電圧が階調番号の最小値と最大値に対応した階調電圧として、ボルテージフォロワ４３１，４３２を介して抵抗分割回路４４０に供給される。
また、抵抗分割回路４４０の可変抵抗４４１〜４４６は、カーブ調整レジスタＫＣ０Ｒの設定値に基づいて、その抵抗値を変更できるように構成されている。かかる可変抵抗としては、例えばＭＯＳＦＥＴのように電圧に応じて抵抗値がアナログ的に変化する素子の他、複数の直列抵抗とこれらの各抵抗と並列に設けられた複数のスイッチ素子とからなりオンされるスイッチ素子の数に応じて抵抗値が変化するようにされた抵抗回路により構成しても良い。
本実施例の階調電圧生成回路３１５Ｒは、以上の回路構成で、まずは、可変抵抗４４１〜４４６の抵抗分割により、所望の階調番号−階調電圧特性を得る上で基準となる階調電圧（基準階調電圧）を生成する。さらに、前述により生成される各階調電圧は後段のボルテージフォロワ４５１〜４５５でバッファリングされ、ラダー抵抗からなる抵抗分割回路４６０で上記基準階調電圧間を電圧関係が線形になるように抵抗分割し、階調番号が対応する例えば６４階調分の階調電圧を生成する。階調電圧生成回路３１５Ｒで生成された６４階調の階調電圧は、デコード回路３１６で表示データに合わせた階調電圧にデコードし（変換し）、有機ＥＬパネル２００の対応する信号線への印加電圧（出力電圧）として出力される。他の階調電圧生成回路３１５Ｇ，３１５Ｂも同様に構成されている。
以上のような回路構成により、ガンマ特性の調整において、振幅調整レジスタＫＡ０Ｒおよびカーブ調整レジスタＫＣ０Ｒ等への設定で、階調電圧の振幅電圧及び中間階調部のカーブの調整が可能となり、高画質の表示が望める階調電圧生成回路を実現することができる。
次に、図１に示されているフォトセンサからの信号に基づいて有機ＥＬ素子の輝度を調整する自動調光制御回路３４０と制御レジスタ３１３の構成例と動作について説明する。
図５にガンマ特性を調整するための自動調光機能構成図を示す。この実施例の自動調光機能は、自動調光制御回路３４０と、Ｒ用の制御レジスタ３１３Ｒ、Ｒ用の階調電圧生成回路３１５Ｒ、Ｇ用の制御レジスタ３１３Ｇ、Ｇ用の階調電圧生成回路３１５Ｇ、Ｂ用の制御レジスタ３１３Ｂ、Ｂ用の階調電圧生成回路３１５Ｂからなる。自動調光制御回路３４０は、外部のフォトセンサ１００から入力されるＰＳＶＩ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路３４１、Ａ／Ｄ変換結果を設定された周期でＲ用の制御レジスタ３１３Ｒへ供給して階調電圧の調整タイミングを与えるＡ／Ｄ変換結果処理回路３４２、周期信号を生成するVSYNCカウンタ３４３を備える。また、自動調光制御回路３４０は、Ａ／Ｄ変換回路３４１で用いられる基準電圧を設定する基準電圧設定レジスタ３４４、Ａ／Ｄ変換結果を反映する周期を設定する周期設定レジスタ３４５、Ａ／Ｄ変換結果を反映する頻度を設定する頻度設定レジスタ３４６、自動調光機能の有効／無効を設定する起動設定フラグ３４７を備える。
Ｒ用の制御レジスタ３１３Ｒは、図４に示されている本来のＲ用振幅調整レジスタＫＡ０Ｒとカーブ調整レジスタＫＣ０Ｒの他に、４つの自動調光用振幅調整レジスタＫＡ１Ｒ，ＫＡ２Ｒ，ＫＡ３Ｒ，ＫＡ４Ｒを備える。また、レジスタ３１３Ｒは、これら４つの自動調光用振幅調整レジスタから一つを選択する選択回路ＳＥＬ１、Ｒ用振幅調整レジスタＫＡ０Ｒまたは自動調光用振幅調整レジスタＫＡ１Ｒ〜ＫＡ４Ｒのいずれかの出力を選択する選択回路ＳＥＬ２を備える。さらに、レジスタ３１３Ｒは、４つの自動調光用カーブ調整レジスタＫＣ１Ｒ，ＫＣ２Ｒ，ＫＣ３Ｒ，ＫＣ４Ｒ、これら４つの自動調光用カーブ調整レジスタから一つを選択する選択回路ＳＥＬ３、本来のＲ用カーブ調整レジスタＫＣ０Ｒと自動調光用カーブ調整レジスタＫＣ１Ｒ〜ＫＣ４Ｒのいずれかの出力を選択する選択回路ＳＥＬ４を備える。Ｇ用制御レジスタ３１３Ｇ及びＢ用制御レジスタ３１３Ｂも、Ｒ用制御レジスタ３１３Ｒと同様の回路構成を有するので、以下Ｒ用の制御レジスタ３１３Ｒについて説明し、Ｇ用制御レジスタ３１３Ｇ及びＢ用制御レジスタ３１３Ｂについては、詳しい構成の図示および説明は省略する。
図６にはＡ／Ｄ変換回路３４１の詳細な構成例が示されている。この実施例のＡ／Ｄ変換回路３４１は、ラダー抵抗からなる抵抗分割回路５１０と、該抵抗分割回路５１０で定電圧ＶCIRを電圧することで生成された電圧の中から適当なものを選択する選択回路（セレクタ）５２１，５２２，５２３を備える。また、Ａ／Ｄ変換回路３４１は、選択回路（セレクタ）５２１，５２２，５２３で選択された電圧がそれぞれ反転入力端子に印加され、非反転入力端子に外部のフォトセンサ１００からの信号ＰＳＶＩが入力されるコンパレータ５３１，５３２，５３３と、該コンパレータ５３１，５３２，５３３をエンコードして２ビットの信号として出力するエンコーダ５４０を備える。
コンパレータ５３１，５３２，５３３は、起動設定フラグ３４６の状態によって、活性化または非活性化される。選択回路（セレクタ）５２１，５２２，５２３は、基準電圧設定レジスタ３４４の各２ビットの設定値VPSH[1:0]、VPSM[1:0]、VPSL[1:0]に応じてそれぞれ抵抗分割回路５１０で生成された電圧の中から適当なものを選択する。表１〜表３に、設定値VPSH[1:0]、VPSM[1:0]、VPSL[1:0]と、選択回路（セレクタ）５２１，５２２，５２３によって選択される基準電圧との関係の一例が示されている。また、表４には、エンコーダ５４０の入力と出力、すなわちコンパレータ５３１，５３２，５３３の出力とＡ／Ｄ変換結果ＡＤＯ[1:0]および周囲の明るさの度合いとの関係が示されている。
Figure 2006292817
Figure 2006292817
Figure 2006292817
Figure 2006292817
表４に示すように、入力Ａ、Ｂ、Ｃ＝０００の場合が最も暗い環境であることを示し、ＡＤＯ[1:0]＝００を出力する。入力Ａ、Ｂ、Ｃ＝００１の場合が２番目に暗い環境であることを示し、ＡＤＯ[1:0]＝０１を出力する。入力Ａ、Ｂ、Ｃ＝０１１が２番目に明るい環境であることを示し、ＡＤＯ[1:0]＝１０を出力する。入力Ａ、Ｂ、Ｃ=１１１が最も明るい環境であることを示し、ＡＤＯ[1:0]＝１１を出力する。外部のフォトセンサ１００からの信号ＰＳＶＩがＡ／Ｄ変換回路３４１に入力されると、Ａ／Ｄ変換回路３４１では、PSVI信号を表４に示すような周囲の明るさの度合いを表わす２ビットのディジタル信号ＡＤＯ[1:0]に変換する。
VSYNCカウンタ３４３は、外部から入力される垂直同期信号VSYNCと周期設定レジスタ３４５の３ビットの設定値ＡＢＴ[2:0]から、Ａ／Ｄ変換結果ＡＤＯ[1:0]を反映させるための周期を決める信号VSCLKを生成する。Ａ／Ｄ変換結果処理回路３４２は、VSCLK信号と頻度設定レジスタ３４６の２ビットの設定値ＦＷＰ[1:0]から、実際に階調電圧を調整する周期を決定し、その周期に応じたタイミングでＡ／Ｄ変換結果ＡＤＯ［１:０］を調整制御信号ＳＫＡ[1:0]として、各制御レジスタ３１３Ｒ，３１３Ｇ，３１３Ｂへ共通に出力する。
Ｒ用制御レジスタ３１３Ｒでは、ＳＫＡ[1:0]を選択信号として、セレクタＳＥＬ１，ＳＥＬ２が振幅調整レジスタＫＡ１Ｒ，ＫＡ２Ｒ，ＫＡ３Ｒ，ＫＡ４Ｒ及びカーブ調整レジスタＫＣ１Ｒ，ＫＣ２Ｒ，ＫＣ３Ｒ，ＫＣ４Ｒの中からそれぞれ使用するレジスタを一つ選択する。後段のセレクタＳＥＬ３，ＳＥＬ４は、起動設定フラグ３４７の状態によって、選択されたレジスタまたは本来のＲ用振幅調整レジスタＫＡ０Ｒ及びＲ用カーブ調整レジスタＫＣ０Ｒのいずれかを選択し、そのレジスタの値を後段のＲ用階調電圧生成回路３１４Ｒに入力する。Ｇ用３１３Ｇ及びＢ用制御レジスタ３１３Ｂも同様に動作する。階調電圧生成回路３１４Ｒは、Ｒ用制御レジスタ３１３Ｒからの入力に応じた階調電圧を出力する。起動設定フラグ３４７は、ＩＣ全体を制御する制御回路に設けられるコントロールレジスタ内の１ビットであっても良い。
表５には、図５の周期設定レジスタ３４５の設定値ＡＢＴ[2:0]と、VSYNCカウンタ３４３から出力するVSCLK信号のサンプリング周期との関係の一例を示す。VSYNCカウンタ３４３は、周期設定レジスタ３４５の設定値ＡＢＴ[2:0]に応じてPSVI信号のサンプリング周期を表５に示すように決定し、決定した周期に対応したタイミングでVSCLK信号を出力する。
Figure 2006292817
表６には、頻度設定レジスタ３４６の設定値ＦＷＰ[1:0]と、図５のＡ／Ｄ変換結果処理回路３４２に入力されたＡ／Ｄ変換結果ＡＤＯ[1:0]を出力ＳＫＡ[1:0]に反映させるための条件（反映頻度）との関係を示す。具体的には、VSCLK信号で示す現周期のＡＤＯ[1:0]の値と、VSCLKで示す一つ前の周期のＡＤＯ[1:0]の値とを比較し、反映条件を決める。
Figure 2006292817
表６に示すように、この実施例では、頻度設定レジスタ３４６の設定値ＦＷＰ[1:0]＝００の時は、毎VSCLK周期ごとにＡ／Ｄ変換結果ＡＤＯ[1:0]の値をＳＫＡ[1:0]として出力する。また、ＦＷＰ[1:0]＝０１の時は、連続するVSCLK周期２回のＡ／Ｄ変換結果ＡＤＯ[1:0]の値が一致した時にＡＤＯ[1:0]の値をＳＫＡ[1:0]として出力する。ＦＷＰ[1:0]＝１０の時は、連続するVSCLK周期３回のＡＤＯ[1:0]の値が一致した時にＡＤＯ[1:0]の値をＳＫＡ[1:0]として出力する。さらに、ＦＷＰ[1:0]＝１１の時は、連続するVSCLK周期４回のＡＤＯ[1:0]の値が一致した時に、ＡＤＯ[1:0]の値をＳＫＡ[1:0]として出力する。このようにして、本実施例では、予めレジスタ３４５，３４６の設定値により調光制御回路の反映条件を決めることにより、適切な周期で外部のフォトセンサから入力されるPSVI信号のレベル変化量に応じたガンマ特性調整が行なえるようにしている。
表７には、Ａ／Ｄ変換結果処理回路３４２の出力信号ＳＫＡ[1:0]により選択される振幅調整レジスタ及びカーブ調整レジスタを示す。
Figure 2006292817
表７に示されているように、この実施例では、最も暗い環境であるＳＫＡ[1:0]＝００の場合は、振幅調整レジスタはＲ、Ｇ、ＢそれぞれでＫＡ１Ｒ，ＫＡ１Ｇ，ＫＡ１Ｂを、カーブ調整レジスタはＲ、Ｇ、ＢそれぞれでＫＣ１Ｒ，ＫＣ１Ｇ，ＫＣ１Ｂを選択する。２番目に暗い環境であるＳＫＡ[1:0]＝０１の場合は、振幅調整レジスタはＫＡ２Ｒ，ＫＡ２Ｇ，ＫＡ２Ｂを、カーブ調整レジスタはＲ、Ｇ、ＢそれぞれでＫＣ２Ｒ，ＫＣ２Ｇ，ＫＣ２Ｂを選択する。２番目に明るい環境であるＳＫＡ[1:0]＝１０の場合は、振幅調整レジスタはＲ、Ｇ、ＢそれぞれでＫＡ３Ｒ，ＫＡ３Ｇ，ＫＡ３Ｂを、カーブ調整レジスタはＲ、Ｇ、ＢそれぞれでＫＣ３Ｒ，ＫＣ３Ｇ，ＫＣ３Ｂを選択する。最も明るい環境であるＳＫＡ[1:0]＝１１の場合は、振幅調整レジスタはＲ、Ｇ、ＢそれぞれでＫＡ４Ｒ，ＫＡ４Ｇ，ＫＡ４Ｂを、カーブ調整レジスタはＲ、Ｇ、ＢそれぞれでＫＣ４Ｒ，ＫＣ４Ｇ，ＫＣ４Ｂを選択する。選択されたそれぞれＲＧＢ個別のレジスタ値を、それぞれの階調電圧生成回路３１４Ｒ，３１４Ｇ，３１４Ｂに入力することで、所望の階調電圧レベル及びガンマカーブを生成する。なお各レジスタには、それぞれの明るさに対応する階調電圧を生成するための値が設定されている。
上述したように、本実施例の有機ＥＬパネルの表示用駆動回路においては、外部のフォトセンサ１００からの入力信号PSVIに基づいて、ある決められた周期ごとに周囲の明るさ（暗さ）を検知してそれぞれＲＧＢ個別の階調電圧の調整とガンマカーブの調整を行なうようにしているため、より高画質な表示駆動が行なうことができる。
図７にはＡ／Ｄ変換回路３４１の他の実施例が示されている。
この実施例のＡ／Ｄ変換回路３４１は、ヒステリシス特性を持たせたものである。具体的には、Ａ／Ｄ変換回路３４１には、ラダー抵抗からなる抵抗分割回路５１０により生成された電圧の中から適当なものを選択する１組の選択回路（セレクタ）５２１ａ，５２２ａ，５２３ａが設けられている。この他に、Ａ／Ｄ変換回路３４１には、これらの選択回路（セレクタ）５２１ａ，５２２ａ，５２３ａで選択される電圧よりも若干低い電圧を選択するもう１組の選択回路（セレクタ）５２１ｂ，５２２ｂ，５２３ｂが設けられている。
これとともに、一方の組の選択回路（セレクタ）５２１ａ，５２２ａ，５２３ａにより選択される電圧と他方の組の選択回路（セレクタ）５２１ｂ，５２２ｂ，５２３ｂにより選択される電圧とを切り替えて、コンパレータ５３１，５３２，５３３の反転入力端子（−）に印加させる切替えスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が設けられている。コンパレータ５３１，５３２，５３３の非反転入力端子（＋）には、外部のフォトセンサ１００からの入力信号PSVIが供給される。選択回路（セレクタ）５２１ｂ，５２２ｂ，５２３ｂは、それぞれ例えば４つの電圧の中から１つを選択できるようにされ、ヒステリシス設定レジスタ３４８の設定値VHSH[1:0]、VHSM[1:0]、VHSL[1:0]により所望の電圧を選択してコンパレータ５３１，５３２，５３３へ供給するように構成される。なお、ヒステリシス設定レジスタ３４８は、後述される図９のコントロールレジスタ（ＣＲ）３６２に設けられる。
切替えスイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、コンパレータ５３１，５３２，５３３の出力によって、該出力がロウレベルからハイレベルに変化すると反転入力端子に入力される電圧を、選択回路（セレクタ）５２１ｂ，５２２ｂ，５２３ｂにより選択される低い方の電圧に切り替える。また、ＳＷ１〜ＳＷ３は、コンパレータ５３１，５３２，５３３の出力がハイレベルからロウレベルに変化すると反転入力端子に入力される電圧を、選択回路（セレクタ）５２１ａ，５２２ａ，５２３ａにより選択される高い方の電圧に切り替えるように制御が行なわれる。このように構成されることにより、この実施例のＡ／Ｄ変換回路３４１は、フォトセンサ１００からの入力信号ＰＳＶＩに対して、図８に示すようなヒステリシス特性を有するようにされる。その結果、周囲の明るさの微妙な変動すなわち外乱ノイズに対する反応を鈍くして、有機ＥＬパネルの輝度が頻繁に変化して表示が見にくくなるのを回避することができる。
なお、抵抗分割回路５１０により生成された電圧を選択する選択回路（セレクタ）を２組設ける代わりに、コンパレータ５３１，５３２，５３３として、ヒステリシス特性を有するタイプのコンパレータを使用するようにしても良い。ヒステリシス特性を有するコンパレータは公知であり、本実施例においては公知のヒステリシス・コンパレータを使用できるので、具体例の例示は省略する。
ただし、本実施例のように、コンパレータの参照電圧を切り替えることでヒステリシスを持たせるように構成すると、本実施例を適用したドライバＩＣが使用される機器に応じて、ヒステリシスの度合い（幅）を調整することができる。これにより、機器に最適な表示が行なえるとともに、使用中においても、例えばフォトセンサ１００からの信号の強度等に応じてダイナミックにヒステリシスを変化させることができる。そのため、屋内で使用する場合と屋外で使用する場合とでヒステリシスの度合い（幅）を変えて、使用環境に応じてあまり頻繁に起動が変化しないように制御することができるという利点がある
次に、図９を用いて図１の信号線駆動回路３１０を内蔵する有機ＥＬパネルドライバＩＣ全体の構成を説明する。図９において、図１に示されている回路と同一の回路には同一の符号を付して重複した説明は省略する。
この実施例の有機ＥＬパネルドライバＩＣ３００は、外部のマイクロプロセッサもしくはマイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵと記す）等からの指令に基づいてチップ内部全体を制御する制御部３６０を備える。また、ドライバＩＣ３００は、図示しない表示データバスを介して主としてアプリケーションプロセッサなどからの動画データや水平・垂直同期信号ＨＳＹＮＣ，ＶＳＹＮＣ、ドットクロックDOTCLKなどの同期信号、イネーブル信号のような外部制御信号を受ける外部表示インタフェース３７１を備える。さらに、ドライバＩＣ３００は、図示しないシステムバスを介してＣＰＵ等との間で主としてインストラクションコードなどのデータの送受信を行なうシステム・インタフェース３７２を備える。
チップ内部の種々の回路の動作タイミングを与えるタイミング信号を発生するタイミング制御回路３５０は、外部表示インタフェース３７１を介して外部から受け取った同期信号に基づいてタイミング信号を生成する。前記アプリケーションプロセッサからの動画データは、ドットクロック信号DOTCLKに同期して供給される。システム・インタフェース３７２は、チップセレクト信号ＣＳＢが有効レベルにされることを条件にＣＰＵ等から供給されるクロックＳＣＬに同期してシリアルにデータの入出力を行なう。信号線駆動回路３１０のラッチ回路３１１には、外部表示インタフェース３７１より表示データが１８ビットあるいは６ビットのような単位で転送される。
制御部３６０には、当該ドライバＩＣ３００の動作モードなどチップ全体の動作状態を制御するためのコントロールレジスタ（ＣＲ）３６２や、該コントロールレジスタ３６２の参照のためのインデックス情報を記憶するインデックス（ＩＲ）３６１などのレジスタが設けられている。コントロールレジスタ（ＣＲ）３６２には、図１及び図４の３１３Ｒ，３１３Ｇ．３１３Ｂ，図５の３４４，３４５，ＫＡ０Ｒ−ＫＡ４Ｒ、ＫＣ０Ｒ−ＫＣ４Ｒ等のレジスタが含まれる。そして、外部のＣＰＵ等がインデックスレジスタ３６２に書込みを行なうことで実行するインストラクションを指定すると、制御部３６０が指定されたインストラクションに対応した制御信号を生成し出力する制御方式を採用している。制御部３６０の制御方式として、外部のＣＰＵ等からコマンドコードを受けると、このコマンドをデコードして制御信号を生成する方式を採用しても良い。
電源回路３３０は、基準電圧発生回路３３１や外部から供給される電源電圧Ｖｃｃを昇圧してＶｃｃよりも高い電圧を生成する昇圧回路３３２，３３３、走査線駆動回路３２０に必要な電圧ＶＧＨ，ＶＧＬ，ＶＳＵＳを生成する走査線駆動用電圧生成回路３３４などから構成される。この電源回路３３０は、有機ＥＬパネルを駆動する階調電圧を生成する階調電圧生成回路３１５やチップ外部の走査線駆動回路３２０に必要な電圧を生成する。特に制限されるものでないが、この実施例のドライバＩＣ３００の信号線駆動回路３１０は、有機ＥＬパネルの２４０本の信号線に印加される電圧Ｓ１〜Ｓ２４０を生成して出力できるように構成されている。
この実施例のドライバＩＣ３００に入力される信号としては、上記以外に、前述のフォトセンサからの信号ＰＳＶＩやチップ内部を初期状態にするリセット信号ＲＥＳＥＴ、内部回路の試験のためのテスト信号ＴＥＳＴ１，ＴＥＳＴ２などがある。また、本実施例のドライバＩＣ３００のチップには、これらの信号の入出力端子の他に、昇圧回路３３２，３３３に用いられる容量素子が接続される端子、昇圧回路３３２，３３３や階調電圧生成回路３１５により生成された電圧を出力するための端子などが設けられているが、これらは本発明に直接関係しないので説明は省略する。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記実施例では、ガンマ特性を調整する値を保持する振幅調整レジスタおよびカーブ調整レジスタを設けているが、レジスタの代わりに不揮発性メモリ素子からなる設定手段（ＲＯＭ）を用いるようにしてもよい。また、その場合、ＲＯＭ内のいずれかの振幅調整値が選択されたならばその振幅調整値に最適なカーブ調整値を自動的にＲＯＭから読み出すように構成しても良い。
また、前記実施例の有機ＥＬパネルドライバＩＣ３００は、有機ＥＬパネル２００の走査線を駆動する走査線駆動回路３２０をＩＣ外部の回路としているが、走査線駆動回路３２０も内蔵したドライバＩＣとして構成するようにしても良い。さらに、前記実施例では、周囲の明るさを示す信号としてフォトセンサの検出信号がそのまま使用されているが、他の回路から供給される信号を用いるようにしても良い。つまり、周囲の明るさを示す信号であればフォトセンサからの信号に限らずどのようなものであっても良い。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野である有機ＥＬパネルを駆動するドライバについて説明したが、この発明はそれに限定されるものでなく、例えば、有機ＥＬパネル以外の自発光パネルを表示駆動するドライバに適用することができる。
本発明を適用して有効な有機ＥＬパネルの信号線駆動回路を内蔵した有機ＥＬパネルドライバＩＣとこのドライバＩＣにより駆動される有機ＥＬパネルとからなる有機ＥＬ表示装置の構成例を示すブロック図である。 本発明に係る有機ＥＬ発光素子のＲＧＢ間の特性ばらつきを説明するための特性図であり、（ａ）はＲＧＢ間のＶ−Ｉ特性ばらつきを示す図で、（ｂ）はＲＧＢ間のＩ−Ｂ特性ばらつきを示す図である。 本発明に係るガンマ特性調整内容を示す図であり、（ａ）は階調電圧振幅調整を示す図、（ｂ）は階調電圧カーブ調整を示す図である。 本発明に係る有機ＥＬパネルドライバＩＣにおける信号線駆動回路内の階調電圧生成回路の具体例を示す回路構成図である。 本発明に係る有機ＥＬパネルドライバＩＣにおける自動調光制御回路と制御レジスタの具体例を示す回路構成図である。 自動調光制御回路を構成するＡ／Ｄ変換回路の第１の実施例を示す回路構成図である。 自動調光制御回路を構成するＡ／Ｄ変換回路の第２の実施例を示す回路構成図である。 第２の実施例のＡ／Ｄ変換回路内のコンパレータのヒステリシス特性を示す特性図である。 本発明を適用して有効な有機ＥＬパネルの信号線駆動回路を内蔵した有機ＥＬパネルドライバＩＣ全体の構成例を示すブロック図である。
符号の説明
１００ フォトセンサ
２００ 有機ＥＬパネル
３００ 有機ＥＬパネルドライバＩＣ
３１０ 信号線駆動回路
３１３ 制御レジスタ
３１５ 階調電圧生成回路
３２０ 走査線駆動回路
３３０ 電源回路
３４０ 自動調光制御回路
３５０ タイミング制御回路（タイミングコントローラ）
４１０，４６０，５１０ 抵抗分割回路
５３１〜５３３ コンパレータ

Claims (10)

  1. 表示データに応じて自発光型表示パネルの信号線に印加される駆動電圧を生成し出力するとともに、周囲の明るさに応じた入力信号に応答して上記駆動電圧に付与される階調電圧を変更可能な表示駆動用半導体集積回路であって、
    上記階調電圧の最大値および最小値を規定するための複数の設定値を格納する記憶回路と、上記入力信号に応じて上記記憶回路内のいずれかの設定値を指定する信号を出力する制御回路と、該制御回路の出力によって上記記憶回路から上記入力信号に対応した設定値を選択する選択回路と、該選択回路の出力を受けて上記駆動電圧に付与される階調電圧を生成する諧調電圧生成回路とを有することを特徴とする表示駆動用半導体集積回路。
  2. 上記階調電圧の変化特性を規定するための複数の設定値を格納する第２の記憶回路をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の表示駆動用半導体集積回路。
  3. 上記記憶回路および第２の記憶回路は、格納される設定値が書き換え可能なレジスタであることを特徴とする請求項２に記載の表示駆動用半導体集積回路。
  4. 上記諧調電圧生成回路は赤、青、緑の３原色の各色に対応してそれぞれ設けられ、上記駆動電圧は３原色の各色に対応した信号として別々に生成され、上記記憶回路に格納される設定値は３原色の各色に対応して格納されることを特徴とする請求項１に記載の表示駆動用半導体集積回路。
  5. 上記制御回路は上記入力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を備え、上記Ａ／Ｄ変換回路の出力に応じて上記選択回路によって上記記憶回路から選択される設定値が変更されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表示駆動用半導体集積回路。
  6. 上記制御回路は上記Ａ／Ｄ変換回路の出力の有効・無効を制御する有効化制御回路を備え、該有効化制御回路が有効化された場合に上記選択回路によって上記記憶回路から選択される設定値が変更されることを特徴とする請求項５に記載の表示駆動用半導体集積回路。
  7. 上記制御回路は上記Ａ／Ｄ変換回路の出力の有効化の頻度を指定する設定値を格納するレジスタを備え、上記有効化制御回路は該レジスタの設定値に応じて上記Ａ／Ｄ変換回路の出力の有効／無効を制御することを特徴とする請求項６に記載の表示駆動用半導体集積回路。
  8. 上記Ａ／Ｄ変換回路は入力に対してヒステリシス特性を有するように構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の表示駆動用半導体集積回路。
  9. 上記Ａ／Ｄ変換回路は、上記入力信号と所定の参照電圧とを比較する複数のコンパレータを備え、上記参照電圧が各コンパレータの出力の変化に応じて切り替えられることによりヒステリシス特性を有するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の表示駆動用半導体集積回路。
  10. 請求項１〜９のいずれかに記載の表示駆動用半導体集積回路と、該表示駆動用半導体集積回路によって駆動される自発光型表示装置と、機器周囲の明るさを検出する光量検出手段とを備えた電子機器であって、上記光量検出手段の検出信号が上記入力信号として上記表示駆動用半導体集積回路に入力されるように構成されていることを特徴とする電子機器。
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