JP2012137783A - 自発光表示用駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ガンマ特性の調整において、自発光素子（例えば有機ＥＬ素子）自体のＲＧＢ間の特性ばらつきを吸収し、自発光パネル個々の特性に応じたガンマ特性を最適かつ容易に調整可能とし、高画質化及び汎用性を実現する信号線駆動回路を提供することにある。
【解決手段】本発明の自発光表示用駆動回路（信号線駆動回路）３０２は、階調電圧生成回路３１１と制御レジスタ３０８をＲＧＢそれぞれ３系統備え、個別に調整可能とした。これにより、ＲＧＢ間の自発光素子自体の特性ばらつきを吸収可能になり、自発光ディスプレイにおいて、高画質化が実現できる。さらに、振幅、カーブ調整といった２種類の調整で、自発光素子の特性に応じたガンマ特性を最適かつ容易に調整でき、高画質化及び汎用性の向上が実現できる。
【選択図】図３

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及びその自発光表示用駆動装置を備えた自発光表示装置に係り、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表示装置及び自発光表示用駆動回路に関する。

まず、有機ＥＬパネルに表示データを高画質で表示させるためには、有機ＥＬパネル個々の特性に応じて所望のガンマ特性に調整する必要がある。

他方、液晶表示装置におけるガンマ特性の調整が可能な回路としては、特開２００２−３６６１１２号公報（特許文献１）において知られている。

即ち、特許文献１においては、階調電圧生成回路は、ガンマ調整用制御レジスタとして、振幅調整レジスタ、傾き調整レジスタ、微調整レジスタを含んだ構成としている。また、階調電圧生成回路は、外部から供給される基準電圧とＧＮＤ間から各階調電圧を生成するラダー抵抗、このラダー抵抗を構成する可変抵抗、及びその可変抵抗にて抵抗分割された電圧をさらに抵抗分割するための抵抗分割回路、この抵抗分割回路で生成された階調電圧を微調整レジスタの設定値により選択するセレクタ回路、その各セレクタ回路の出力電圧をバッファリングするアンプ回路、およびそのアンプ回路の出力電圧を所望の階調数に抵抗分割する出力部ラダー抵抗により構成される。ここで、ラダー抵抗の下側に設置されている下側可変抵抗と上側に設置されている上側可変抵抗の抵抗値は振幅調整レジスタにより、その抵抗値を設定できる構成とする。そして、この２つの可変抵抗により抵抗分割された電圧を階調番号の両端の階調電圧とする。

また、ラダー抵抗中間部上部と下部に設置された可変抵抗の抵抗値は傾き調整レジスタにより、その抵抗値を設定できる構成とする。これら２つの可変抵抗により抵抗分割された電圧を中間階調部の傾き特性を決めている階調番号の階調電圧とする。

さらに、振幅調整レジスタ、傾き調整レジスタでそれぞれ設定された可変抵抗値により生成された階調電圧間を抵抗分割回路により細かく抵抗分割し、微調整用階調電圧を生成する。次にセレクタ回路を設置し、微調整レジスタにより、前述の微調整用階調電圧を選択できる構成とする。

以上のように、特許文献１では、液晶表示装置内に階調電圧生成回路を具備し、振幅調整レジスタ、傾き調整レジスタ、微調整レジスタにより、液晶パネル個々の特性における所望のガンマ特性に応じて各階調電圧を調整する。

特開２００２−３６６１１２号公報

上記従来技術である特許文献１では、液晶パネルにおいて、ＲＧＢ独立でガンマ特性の調整が可能であるが、同一パネルで液晶素子自体のばらつきはなく、ＲＧＢのカラーフィルタの光透過率差を吸収するものであった。一方、有機ＥＬパネルは、同一パネルであってもＲＧＢのグループ間で、有機ＥＬ発光素子自体の特性ばらつきがある。

まず、一般的な有機ＥＬ発光素子等の自発光素子の特性ばらつきについて、図１を用いて説明する。図１（ａ）は、有機ＥＬパネル等の自発光パネルのＩ−Ｂ特性を示したものであり、ＲＧＢのグループ間で特性がばらついた場合の一例である。この場合、ＲＧＢで同一の輝度特性（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）を得るための電流値Ｉが、ＲＧＢのグループ間で異なっていることがわかる。図１（ｂ）は、自発光パネルのＶ−Ｉ特性を示したものであり、ＲＧＢグループ間で特性がばらついた場合の一例である。この場合、ＲＧＢで同一の制御電流Ｉを得るための電圧レベルＶが、ＲＧＢのグループ間で異なっていることがわかる。

ここで、ＲごとＧごとＢごとのグループ間での自発光素子（例えば有機ＥＬ素子）自体の特性（Ｉ−Ｂ特性およびＶ−Ｉ特性）のばらつきを考慮し、ＲごとＧごとＢごとのグループ間でほぼ同一の輝度特性が得られるように、ＲごとＧごとＢごとのグループのガンマ特性を個別に補正するというのは新規な課題である。

上記課題であった、ＲごとＧごとＢごとのグループ間での自発光素子（例えば有機ＥＬ素子）自体の特性ばらつきに合わせ、階調番号の両端の電圧を調整可能とするため、ラダー抵抗の基準電圧側とＧＮＤ側のそれぞれにセレクタ回路を設置し、ラダー抵抗で抵抗分割された電圧から、階調番号の両端の電圧を選択するようなラダー抵抗構成とした。図２（ａ）は階調番号−階調電圧特性の振幅電圧を調整した場合の特性図である。なお、上記セレクタ回路の選択信号をレジスタ（振幅調整レジスタと呼ぶ）で設定可能とした。

次に、中間階調部のカーブ特性を調整可能とするため、前記階調番号の両端の階調電圧間に複数の可変抵抗を設置し、その抵抗値を選択するような回路構成とした。図２（ｂ）は階調番号−階調電圧特性の中間階調部のカーブ特性を調整した場合の特性図である。なお、上記可変抵抗の抵抗値をレジスタ（カーブ調整レジスタと呼ぶ）で設定可能とした。

なお、ＲごとＧごとＢごとのグループ間での自発光素子（例えば有機ＥＬ発光素子）自体の特性ばらつきを吸収するために、図３に示すように階調電圧生成回路をＲＧＢ３系統用意する。ここで、ＲＧＢの各階調電圧生成回路はそれぞれガンマ特性を個別に調整できるものとし、特に階調番号−階調電圧特性における振幅とカーブ特性を調整することにする。

以上、振幅調整レジスタ及び、カーブ調整レジスタで図１の（ａ）（ｂ）といったＲＧＢの各自発光素子（例えば有機ＥＬ発光素子）の特性に合わせた階調電圧を設定できる。この結果、高画質化が望めるものとし、また、調整範囲の自由度が増し、汎用性のあるものとした。

本発明によれば、自発光表示用駆動回路において、階調電圧生成回路と制御レジスタをＲＧＢそれぞれ３系統備え、個別に調整可能としたことにより、ＲＧＢ間の自発光素子自体の特性ばらつきを吸収可能になり、その結果、自発光表示装置において高画質化が実現できる効果を奏する。
また、本発明によれば、振幅、カーブ調整といった２種類の調整で、自発光素子の特性に応じたガンマ特性を最適かつ容易に調整でき、高画質化及び汎用性の向上が実現できる。

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で、（ｂ）は階調電圧カーブ調整を示す図である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の一実施の形態を示す構成図である。 本発明に係る信号線駆動回路（有機ＥＬ駆動回路）内の階調電圧生成回路の第１の実施の形態を示す構成図である。 本発明のセレクタ回路の一実施例を示す図である。 本発明に係る振幅調整レジスタ設定によるガンマ特性の調整作用を示した図である。 本発明の可変抵抗の一実施例を示す回路構成図である。 本発明に係るカーブ調整レジスタ設定によるガンマ特性の調整内容を示した図であり、（ａ）はレジスタ設定値と可変抵抗の抵抗値の関係においての一実施例を示した図で、（ｂ）はカーブ調整レジスタ設定によるガンマ特性の調整作用を示した図である。 本発明に係る、図８とは異なるカーブ調整レジスタ設定によるガンマ特性の調整内容を示した図であり、（ａ）はレジスタ設定値と可変抵抗の抵抗値の関係においての一実施例を示した図で、（ｂ）はカーブ調整レジスタ設定によるガンマ特性の調整作用を示した図である。 本発明に係る信号線駆動回路（有機ＥＬ駆動回路）内の階調電圧生成回路の第３の実施の形態を示す構成図である。 本発明に係る、図１０に示す階調電圧生成回路における、振幅調整レジスタとカーブ調整レジスタ設定によるガンマ特性の調整内容を示した図であり、（ａ）はレジスタ設定値と可変抵抗の抵抗値の関係においての一実施例を示す図で、（ｂ）は振幅調整レジスタとカーブ調整レジスタ設定によるガンマ特性の調整作用を示した図である。

本発明に係るガンマ特性（階調番号−輝度特性）の調整が可能な自発光表示装置及び自発光表示用駆動回路などの実施の形態について図面を用いて説明する。

まず、本発明に係る第１の実施の形態による自発光表示装置の構成について、図３〜９を用いて説明する。

図３は、自発光パネルである有機ＥＬパネル３０１に対して、信号線を駆動する信号線駆動回路３０２、走査線を駆動する走査線駆動回路３０３、各駆動回路用の電源及び有機ＥＬパネル用の電源を供給する電源回路３０４で構成された自発光表示装置である有機ＥＬ表示装置を示したものである。この中で、自発光パネルである有機ＥＬパネル３０１は、画素毎にＴＦＴが配置されており、これに接続する信号線と走査線とがマトリクス状に配線されて、アクティブマトリクス型で構成される。また、ＴＦＴのソース端子は、電源電圧ＶＤＤとＧＮＤ間に設置された自発光素子である有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤｒ、ＯＬＥＤｇ、ＯＬＥＤｂ）と直列に挿入されたＭＯＳ（Ｑ０Ｒ、Ｑ０Ｇ、Ｑ０Ｂ）のゲート端子に接続される。そして、信号線駆動回路３０２は、信号線を介して、ＭＯＳ（Ｑ０Ｒ、Ｑ０Ｇ、Ｑ０Ｂ）のゲート端子に階調電圧を印加することになる。ここで、前記ＭＯＳのゲート端子に印加された階調電圧により、自発光素子である有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤｒ、ＯＬＥＤｇ、ＯＬＥＤｂ）に流れる電流量が変化し、表示輝度は制御される。なお、この自発光表示装置である有機ＥＬ表示装置は、ＣＰＵから転送される表示データ３２０で、各ＭＯＳ（Ｑ０Ｒ、Ｑ０Ｇ、Ｑ０Ｂ）のゲート電圧に印加する階調電圧を制御するものとする。

次に、信号線駆動回路３０２を構成する各ブロックについて説明する。３０５はラッチ回路、３０６、３１５はレベルシフタ、３０７はタイミングコントローラ、３０８Ｒ、３０８Ｇ、３０８Ｂは制御レジスタ、３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは階調電圧生成回路、３１４はデコーダ回路である。なお、制御レジスタ３０８Ｒ、３０８Ｇ、３０８Ｂ内部は振幅調整レジスタとカーブ調整レジスタを含む。

ここで、前述したように有機ＥＬ素子は、ＲごとＧごとＢごとのグループ間で、例えば、図３ではＯＬＥＤｒとＯＬＥＤｇとＯＬＥＤｂでは素子特性が異なる場合があることから、階調電圧生成回路３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂと制御レジスタ３０８Ｒ、３０８Ｇ、３０８ＢはＲＧＢ個別に設けることにする。特に、本発明においては、ＲごとＧごとＢごとのグループ間での自発光素子（例えば有機ＥＬ素子）自体の特性（Ｉ−Ｂ特性およびＶ−Ｉ特性）のばらつきを考慮し、ＲごとＧごとＢごとのグループ間でほぼ同一の輝度特性が得られるように、ＲごとＧごとＢごとのグループのガンマ特性を個別に調整して階調電圧を生成する階調電圧生成回路３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１ＢをＲＧＢ個別（ＲＧＢグループ毎）に設けたことにある。制御レジスタについては、振幅およびカーブがＲＧＢ個別に設定できればよい。

タイミングコントローラ３０７は、ドット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３２１をカウントし、ラインクロックを生成する。

ラッチ回路３０５は、ラインクロック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レベルシフタ３０６に転送する。

レベルシフタ３０６は、ラッチ回路３０５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、階調電圧生成部３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂ、デコーダ回路３１４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３０８Ｒ、３０８Ｇ、３０８Ｂはラッチ回路を内蔵し、タイミングコントローラ３０７からのラインクロックの立ち下がりタイミングで動作し、ＣＰＵからの制御レジスタ信号３２２をレベルシフタ３１５に転送する。

レベルシフタ３１５は、各制御レジスタ３０８Ｒ、３０８Ｇ、３０８Ｂから転送される制御レジスタ信号をＶｃｃ−ＧＮＤレベルからＶＤＤ−ＧＮＤレベルに変換し、階調電圧生成部３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂへ転送する。

ＲＧＢ個別の階調電圧生成回路３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、レベルシフタ３１５を介して入力される制御レジスタ信号で、後述する回路構成により、複数の階調電圧を生成する。

デコーダ回路３１４はレベルシフタ３０６からのデジタルの表示データをＲＧＢ個別の階調電圧生成回路３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂで生成された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３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの各々についてＲＧＢ個別の制御レジスタ３０８Ｒ、３０８Ｇ、３０８Ｂの各々を含めて説明する。

３０８はガンマ特性を調整するための設定値を保持する制御レジスタ、３１１は階調電圧生成回路、３１４は表示データに合わせた階調電圧をデコードするデコード部である。ここで、制御レジスタ３０８は上記振幅調整レジスタ４０４、カーブ調整レジスタ４０５を含んだ構成とする。

また、ＲＧＢ個別の階調電圧生成回路３１１は外部から供給される基準電圧とＧＮＤ間に設置されたラダー抵抗４０６、ラダー抵抗４０６内の抵抗分割回路４２８〜４２９の抵抗分割により生成された複数の電圧レベルから階調電圧を選択するセレクタ回路４０７〜４０８、そのセレクタ回路４０７〜４０８の出力電圧４２６〜４２７をバッファリングするオペアンプ回路４０９〜４１０、及びそのオペアンプ回路４０９〜４１０で出力された電圧を抵抗分割するための可変抵抗４１１〜４１６、及びその可変抵抗４１１〜４１６で生成された電圧をバッファリングするオペアンプ回路４１７〜４２１、及びそのオペアンプ回路４１７〜４２１の出力電圧４３０〜４３４を所望の階調数分（ここでは例えば６４階調電圧）の階調電圧を抵抗分割する出力部ラダー抵抗４２２により構成される。

ここで、ラダー抵抗４０６の上側に設置されたセレクタ回路４０７は振幅調整レジスタ４０４の最大階調電圧設定値４２３により、その電圧レベルを設定できる構成とし、ラダ−抵抗４０６の下側に設置されたセレクタ回路４０８は振幅調整レジスタ４０４の最小階調電圧設定値４２４により、その電圧レベルを設定できる構成とする。このセレクタ回路４０７〜４０８により選択された電圧を階調番号の両端の階調電圧とし、階調電圧の振幅調整を振幅調整レジスタ４０４で設定できる構成とする。

さらに、可変抵抗４１１〜４１６はカーブ調整レジスタ４０５の可変抵抗設定値４２５により、その抵抗値を設定できる構成とする。

以上の回路構成で、まずは、可変抵抗４１１〜４１６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オペアンプ回路４１７〜４２１でバッファリングされ、出力部ラダー抵抗４２２はオペアンプ回路４１７〜４２１の出力電圧（基準階調電圧）４３０〜４３４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。これによりＲＧＢグループ毎の階調電圧生成回路３１１で生成された６４階調の階調電圧は、デコード回路３１４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３０１上でのＲＧＢグループ毎の信号線への印加電圧（出力電圧）となる。

以上説明したように、上記ＲごとＧごとＢごとのグループの階調電圧生成回路３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、階調番号の両端の振幅電圧を調整する振幅調整回路と、該振幅調整回路から得られる振幅電圧を複数に分圧して各々を調整することにより中間階調番号における電圧を調整して複数の基準階調電圧を生成するカーブ調整回路と、該カーブ調整回路から得られる複数の基準階調電圧間を複数に細分圧して所望の階調電圧を出力する出力回路とを有することになる。そして、上記振幅調整回路は、基準電圧を抵抗分割するラダー抵抗４０６と、該ラダー抵抗で抵抗分割された電圧から、階調番号の両端の電圧を選択するセレクタ回路４０７、４０８と、オペアンプ４０９、４１０とを有して構成される。上記カーブ調整回路は、前記振幅電圧の間に直列に接続した複数の可変抵抗４１１〜４１６とオペアンプ４１７〜４２１とによって構成される。上記出力回路は、前記基準階調電圧間を抵抗分割する出力部ラダー抵抗４２２によって構成される。そして、出力部ラダー抵抗４２２からは、階調番号が対応する例えば６４階調分の階調電圧が生成されることになる。

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４０４、カーブ調整レジスタ４０５の設定で、階調電圧の振幅電圧及び中間階調部のカーブ調整を可能とし、調整要素を有機ＥＬ素子特性に合わせることで、ガンマ特性の調整を容易にし、高画質化が望める階調電圧生成回路を実現した。

次に、本第１の実施の形態で使用したセレクタ回路４０７〜４０８について、振幅調整レジスタ４０４の設定値とセレクタ回路との関係について、図５を用いて説明する。図５は前記セレクタ回路４０７の内部構成を示したものである。ここで、５０１は、図４のラダー抵抗４０６内の抵抗分割回路４２８であり、ここでは、例えば、抵抗値３Ｒで抵抗分割し、８レベルの振幅調整用階調電圧Ａ〜Ｈを生成する場合の構成を示している。セレクタ回路は、この抵抗分割回路５０１で生成された各振幅調整用階調電圧のうち１階調電圧を振幅調整レジスタ４０４の設定値５０２により、選択する。なお、前記単位抵抗Ｒは数十ｋΩで構成することが望ましい。

前記セレクタ回路４０７は、２ｔｏ１（２入力１出力）セレクタ回路で構成されており、レジスタ設定値５０２の［０］ビット目で１段目のセレクタ回路群５０３の出力を選択し、［１］ビット目で２段目のセレクタ群５０４の出力を選択し、［２］ビット目で３段目のセレクタ回路５０５の出力を選択する。

ここでレジスタ設定値５０２が“０００”［ＢＩＮ］と設定した場合、セレクタ回路は抵抗分割回路５０１で分圧された振幅調整用階調電圧Ａを出力する。次に、レジスタ設定値５０２が“１１１”［ＢＩＮ］と設定した場合、セレクタ回路は抵抗分割回路５０１で分圧された振幅調整用階調電圧Ｈを出力する。このようにセレクタ回路は振幅調整レジスタ４０４のレジスタ設定値５０２が１増加するごとに、抵抗分割回路５０１で分圧された振幅調整用階調電圧ＡからＨへと順々に選択する。

なお、前述したレジスタ設定値５０２とセレクタ回路の出力電圧の関係は一設定例であり、レジスタ設定値５０２の各ビットを反転させた場合、上記レジスタ設定値５０２とセレクタ回路の出力電圧との関係は逆になり、レジスタ設定値５０２が増加すればセレクタ回路は振幅調整用階調電圧ＨからＡへと順々に選択する。このようにレジスタ設定値５０２とセレクタ回路との関係を逆にした場合でも構わない。

また、前記セレクタ回路４０７はレジスタ設定ビット数は３ビットとし、８レベルの振幅調整用階調電圧から１階調電圧を選択するものであるが、この設定ビット数を増加して、選択できる階調数を増やしても良い。また、抵抗分割回路５０１内部の抵抗値を３Ｒとしているが、この値を小さくしたり、大きくしても構わない。この抵抗分割回路５０１の抵抗値を小さくした場合、振幅調整範囲は狭くなるが調整精度は向上する。また、抵抗分割回路５０１内部の抵抗値を大きくした場合、振幅調整範囲は広くなるが、調整精度は悪化する。

なお、図４内の下側セレクタ回路４０８は、抵抗分割回路４２９内の抵抗値を１Ｒとして、調整精度を向上させ、レジスタ設定ビット数は７ビットとし、振幅調整範囲を広くしている。

次に、振幅調整レジスタ４０４とセレクタ回路４０７〜４０８によるガンマ特性の調整作用について図６を用いて説明する。

６０１は、振幅調整レジスタ４０４がデフォルト設定とした場合の階調番号−階調電圧特性である。

ここで、６０２のように階調電圧の低い側の電圧値は変化させずに、高い側の電圧値を変化させ、階調電圧の振幅電圧を小さく調整したい場合、振幅調整レジスタ４０４のレジスタ設定値４２３で上側セレクタ回路４０７が最も低いレベルを選択するように設定すれば良い。また、６０３のように階調電圧の低い側の電圧値は変化させずに、高い側の電圧レベルを変化させ、階調電圧の振幅電圧を大きく調整したい場合、振幅調整レジスタ４０４のレジスタ設定値４２３で上側セレクタ回路４０７が最も高いレベルを選択するように設定すれば良い。

このように、振幅調整レジスタ４０４のレジスタ設定値４２３で上側セレクタ回路４０７の選択電圧レベルを設定することで、階調電圧の低い側の電圧値は変化させずに、高い側の電圧値を変化させ、階調電圧の振幅電圧を調整することが可能である。

次に、６０４のように階調電圧の高い側の電圧値は変化させずに、低い側の電圧値を変化させ、階調電圧の振幅電圧を小さく調整したい場合、振幅調整レジスタ４０４のレジスタ設定値４２４で下側セレクタ回路４０８が最も高いレベルを選択するように設定すれば良い。また、６０５のように階調電圧の高い側の電圧値は変化させずに、低い側の電圧レベルを変化させ、階調電圧の振幅電圧を大きく調整したい場合、振幅調整レジスタ４０４のレジスタ設定値４２４で下側セレクタ回路４０８が最も低いレベルを選択するように設定すれば良い。

このように、振幅調整レジスタ４０４のレジスタ設定値４２４で下側セレクタ回路４０８の選択電圧レベルを設定することで、階調電圧の高い側の電圧値は変化させずに、低い側の電圧値を変化させ、階調電圧の振幅電圧を調整することが可能である。

次に、６０６〜６０７は上述した上側セレクタ回路４０７、下側セレクタ回路４０８を振幅調整レジスタ４０４で同時に設定した場合の調整作用を示したものである。６０６のように階調電圧の高い側と、低い側の両方の電圧値を高くする場合、振幅調整レジスタ４０４のレジスタ設定値４２３〜４２４で上側セレクタ回路４０７と下側セレクタ回路４０８の両方が最も高い電圧レベルを選択するように設定すれば良い。また、６０７のように階調電圧の高い側と、低い側の電圧値を低くする場合、振幅調整レジスタ４０４のレジスタ設定値４２３〜４２４で上側セレクタ回路４０７と下側セレクタ回路４０８の両方が最も低い電圧レベルを選択するように設定すれば良い。なお、６０８、６０９は振幅調整レジスタのデフォルト設定とした場合の階調番号−階調電圧特性にオフセット調整を実施した場合の特性であり、オフセット調整は上側セレクタ回路と下側セレクタ回路とで選択する電圧レベルを調整することにより実現可能な構成とする。

次に、本第１の実施の形態で使用した可変抵抗４１１〜４１６について、カーブ調整レジスタ４０５の設定値と回路の動作について図７を用いて説明する。図７は、前記可変抵抗４１１〜４１６の各々の内部構成を示したものである。ここでは、例えば、１２個のカーブ調整用抵抗Ｒａ〜Ｒｌから、１２種類の抵抗値を設定する場合の構成を示している。可変抵抗の抵抗値は、このカーブ調整用抵抗Ｒａ〜Ｒｌのうち接続する抵抗数をカーブ調整レジスタ４０５のレジスタ設定値７１４により、選択することで設定される。

前記各可変抵抗は、デコーダ回路７０１と１２個の抵抗Ｒａ〜Ｒｌと１２個のスイッチ７０２〜７１３で構成されており、デコーダ回路７０１を介し、レジスタ設定値７１４でスイッチ７０２〜７１３のうち１個をＯＮにし、抵抗値を設定する。

ここで、レジスタ設定値７１４が“００００”［ＢＩＮ］であった場合、デコーダ回路７０１はスイッチ７０２のみがＯＮとなる信号を出力し、可変抵抗のトータル抵抗値はＲａとなる。なお、設定値が“１０１１” ［ＢＩＮ］であった場合、デコーダ回路７０１は、スイッチ７１３のみがＯＮとなる信号を出力し、トータル抵抗値はＲａ＋Ｒｂ＋…＋Ｒｌとなる。このように、可変抵抗は、レジスタ設定値７１４が１増加するごとに、ＲａからＲｌへと順々に接続され、抵抗値が増加する。

なお、上記で示したレジスタ設定値と可変抵抗の抵抗値との関係は一設定例であり、レジスタ設定値が増加する毎に抵抗値が減少する場合、あるいはレジスタ設定値毎に抵抗値を任意に設定する場合もありうる。また、上記レジスタ設定ビット数は４ビットとし、設定最大値を“１１００”としているが、ビット数を増減させたり、設定最大値を変更しても構わない。ただし、レジスタの設定ビット数、及び設定最大値を大きくした場合は可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値の調整範囲は広くなるが、回路規模は増加する。

以上の構成により、カーブ調整レジスタ４０５によるレジスタ設定で、可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値を変化させることが可能となる。

次に、カーブ調整レジスタ４０５と各可変抵抗４１１〜４１６によるガンマ特性の調整作用について、オペアンプ回路４１７〜４２１の出力電圧（基準階調電圧）４３０〜４３４を、出力部ラダー抵抗４２２によって階調番号１０、２０、３１、４２、５３とほぼ等間隔に割り当てた場合について、図８を用いて説明する。

図８（ａ）は、レジスタ設定値４２５と各可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値の関係を示した図であり、８０１は可変抵抗４１１が選択できる抵抗値を示している。なお、図８（ａ）では、カーブ調整レジスタ４０５で可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値の一括設定を可能としており、８０２はカーブ調整レジスタ４０５の設定値４２５を“００００”とした場合の可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値、８０３は設定値４２５を“１０１１”とした場合の可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値を示している。

図８（ｂ）はカーブ調整レジスタ４０５で設定した場合の階調番号−階調電圧特性の調整作用を示したものである。即ち、８０４はカーブ調整レジスタを“００００”とした場合の階調番号−階調電圧特性であり、可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値８０２は、階調番号−階調電圧特性を直線にするため、階調番号間の電位差が一定値となるように設定した。また、８０５はカーブ調整レジスタを“１０１１”とした場合の階調番号−階調電圧特性であり、可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値８０３は、カーブ特性を下に凸にするため、階調番号を小さくする毎に、階調番号間の電位差が大きくなるように設定した。また、カーブ特性を上に凸に調整したい場合は、階調番号を小さくする毎に、階調番号間の電位差が小さくなるように各可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値を設定すれば良い。なお、図４においては、可変抵抗の数を４１１〜４１６の６個としているが、この抵抗数を多くしたり、少なくしても構わない。

また、前記可変抵抗はレジスタ設定ビット数を４ビットとし、設定最大値を“１０１１”としているが、この設定ビット数、設定最大値は増やしても構わない。この場合、可変抵抗の抵抗値の設定数が増え、カーブ特性の調整幅、あるいは調整制度は向上するが、回路規模は増加する。

また、図４においては、あらかじめ有機ＥＬパネル特有の階調番号−階調電圧特性を実現する各可変抵抗の抵抗値の組み合わせを用意しておき、カーブ調整レジスタで任意に階調番号−階調電圧特性を設定できるものとしているが、各可変抵抗の抵抗値を個別に設定できる構成としても構わない。

以上、制御レジスタ３０８内の振幅調整レジスタ４０４、カーブ調整レジスタ４０５のレジスタ設定値により、上述した階調番号−階調電圧特性の調整において、前記各レジスタによる階調電圧の振幅調整、中間階調部のカーブ調整が可能となり、有機ＥＬ発光素子のガンマ特性の調整が容易となる。また、これらのガンマ特性の調整がＲＧＢで個別に実施できるよう、階調電圧生成回路をＲＧＢ３系統持つことで、本発明の目的である、有機ＥＬ内のＲＧＢ有機ＥＬ発光素子の特性に合わせた階調電圧を設定でき、高画質化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、本発明に係る第２の実施の形態による自発光表示用駆動回路である有機ＥＬ駆動回路の構成について、図２、図８〜図９を用いて説明する。なお、有機ＥＬ駆動回路以外の構成は、第１の実施の形態と同様とする。

図８（ｂ）は、第１の実施の形態における、階調番号−階調電圧特性であるが、図２に示す理想的な階調番号−階調電圧特性と比べると、特に階調番号の小さい部分において直線的な特性が顕著であり、表示データによっては、所望の輝度特性が得られない恐れがある。なお、前述した直線的な特性は、第１の実施の形態において、オペアンプ回路４１７〜４２１でバッファリングされる基準階調電圧４３０〜４３４が、ほぼ等間隔の階調番号１０、２０、３１，４２，５３に割り当てられ、その階調番号間の階調電圧は出力部ラダー抵抗４２２により、電圧関係が線形になるように抵抗分割していたことに起因している。そこで、有機ＥＬ素子での理想的な階調番号−階調電圧特性において、階調番号が大きいほど、隣り合う階調番号間の電位差変化が小さく直線的であるのに対して、階調番号が小さいほど、隣り合う階調番号間の電位差変化が大きくなり、曲線の弧が小さくなることに着目し、本第２の実施の形態では、前記カーブ調整レジスタ４０５で調整可能な基準階調電圧４３０〜４３４を、階調番号が小さい方に小さく割り当てる構成とする。即ち、第２の実施の形態では、階調番号が大きいほど隣り合う階調番号間の電位差変化が大きく、階調番号が小さいほど、隣り合う階調番号間の電位差変化が小さくなるように、基準階調電圧４３０〜４３４を出力部ラダー抵抗４２２によって割り当てることにある。

図９（ａ）は、オペアンプ回路４１７〜４２１でバッファリングされた基準階調電圧４３０〜４３４を例えば２、５、１０、２０、３５に割り当てた場合のレジスタ設定値４２５と各可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値の関係を示した図であり、図９（ｂ）はカーブ調整レジスタ４０５で設定した場合の階調番号−階調電圧特性の調整作用を示したものである。９０１はカーブ調整レジスタ設定値を“００００”とした場合の階調番号−階調電圧特性であり、９０２はカーブ調整レジスタ設定値を“１０１１”とした場合の階調番号−階調電圧特性を示している。

カーブ調整レジスタ設定値４２５を“００００”とした場合は、階調番号−階調電圧特性８０４と９０１とで相違はないが、カーブ調整レジスタ値４２５を“１０１１”とした場合の階調番号−階調電圧特性８０５、９０２は、特に階調番号が小さい部分において相違が見られ、また、出力部ラダー抵抗４２２により、例えば２、５、１０、２０、３５と低階調電圧側から高階調電圧側に向うにつれて階調番号数（基準階調電圧差で示される階調調整幅）を少なくすることによって、各可変抵抗４１１〜４１６で抵抗分割された基準階調電圧４３０〜４３４を、階調番号の小さい方に向うにつれて偏って割り当てることにより、図に示す理想的な階調番号−階調電圧特性に近づくことがわかる。

なお、前記基準階調電圧４３０〜４３４を割り当てる前記階調番号は一実施例であり、有機ＥＬ素子の特性にあわせ、調整するものとする。

また、本第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態における図４の階調電圧生成回路３１１の内部構成のみを変更したものであり、制御レジスタ３０８やデコード部３１４の構成及び動作については、第１の実施の形態と同様である。

以上、制御レジスタ３０８内のカーブ調整レジスタ４０５で設定可能な階調電圧４３０〜４３４を、有機ＥＬ素子の階調番号−階調電圧特性に合わせて、階調番号の小さい方に向うにつれて偏って割り当てることにより、本発明の目的である、有機ＥＬ素子の特性に合わせた階調電圧を設定でき、高画質化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、本発明に係る第３の実施の形態による自発光表示用駆動回路である有機ＥＬ駆動回路の構成について、図１０〜図１１を用いて説明する。なお、有機ＥＬ駆動回路以外の構成は、第１の実施の形態と同様とする。

前述したように、ＲＧＢ有機ＥＬ発光素子毎に、有機ＥＬ素子の階調番号−階調電圧特性は異なる。また、有機ＥＬパネル毎にも階調番号−階調電圧特性は異なる。そこで、前記第１、第２の実施の形態において、複数の階調番号−階調電圧特性、特に複数のカーブ特性を選択できるようにするためには、前記可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値群を複数用意するか、前記可変抵抗４１１〜４１６の抵抗値を個別に調整する必要がある。ただし、カーブ特性の調整幅、あるいは調整精度を向上させるためには、前者の場合は複数の抵抗値群を用意する必要があり、回路規模が増大する恐れがある。また、後者の場合は、回路規模の増大とガンマ特性の調整が困難になる恐れがある。そこで、本第３の実施の形態は、階調番号の両端の階調電圧に加え、中間階調のうち、１つの階調番号についても、前記振幅調整レジスタで設定可能な構成とし、前記最小階調番号と前記中間階調番号間の第１の振幅と前記中間階調番号と最大階調番号間の第２の振幅を設定可能とする。さらに、前記第１の振幅と第２の振幅において、個別にカーブ調整できる構成とすることにより、回路規模の増大を抑制しつつ、汎用性向上を可能とする。

次に、図１０を用いて、本第３の実施の形態における、階調電圧生成回路を説明する。即ち、３０８はガンマ特性を調整するための設定値を保持する制御レジスタ、３１１’は階調電圧生成回路、３１４は表示データに合わせた階調電圧をデコードするデコード回路である。ここで、制御レジスタ３０８は上記振幅調整レジスタ１００３、カーブ調整レジスタ１００４を含んだ構成とする。

また、階調電圧生成回路３１１’は、外部から供給される基準電圧とＧＮＤ間に設置されたラダー抵抗４０６、ラダー抵抗４０６の抵抗分割により生成された複数の電圧レベルから階調電圧を選択するセレクタ回路４０７〜４０８、１００５、そのセレクタ回路４０７〜４０８、１００５の出力電圧４２６〜４２７、１００６をバッファリングするオペアンプ回路４０９〜４１０、１００７、及びそのオペアンプ回路４０９〜４１０、１００７で出力された電圧を抵抗分割するための可変抵抗４１１〜４１６、及びその可変抵抗４１１〜４１６の抵抗分割により生成される電圧をバッファリングするオペアンプ回路４１７〜４１８、４２０〜４２１、及びオペアンプ回路４１７〜４１８、１００７、４２０〜４２１の出力電圧４３０〜４３１、１０１１、４３２〜４３４を所望の階調数分（ここでは例とし、６４階調電圧）の階調電圧を抵抗分割する出力部ラダー抵抗４２２により構成される。即ち、階調電圧生成回路３１１’において、図４と相違する点は、中間階調番号にセレクタ回路１００５と、そのセレクタ回路１００５の出力電圧１００６をバッファリングするオペアンプ回路１００７とを設け、該オペアンプ回路１００７で出力された電圧１０１１を可変抵抗４１３と４１４との間及び出力部ラダー抵抗４２２に印加することにある。

ここで、ラダー抵抗４０６の上側に設置されたセレクタ回路４０７は振幅調整レジスタ１００３の最大階調電圧設定値４２３により、その電圧レベルを設定できる構成とし、ラダ−抵抗４０６の下側に設置されたセレクタ回路４０８は振幅調整レジスタ１００３の最小階調電圧設定値４２４により、その電圧レベルを設定できる構成とし、ラダ−抵抗４０６の中側に設置されたセレクタ回路１００５は振幅調整レジスタ１００３の中間階調電圧設定値１００８により、その電圧レベルを設定できる構成とする。このセレクタ回路４０７〜４０８、１００５により選択された階調電圧４２６と階調電圧１００６とで第１の振幅を設定し、階調電圧１００６と階調電圧４２７で第２の振幅を設定することで、階調電圧の振幅調整を振幅調整レジスタ１００３で設定できる構成とする。

また、可変抵抗４１１〜４１３はカーブ調整レジスタ１００４の上側可変抵抗設定値１００９により、その抵抗値を設定できる構成とし、可変抵抗４１４〜４１６はカーブ調整レジスタ１００４の下側可変抵抗設定値１０１０により、その抵抗値を設定できる構成とする。

以上の回路構成で、まずは、各セレクタ回路４０７、１００５、４０８の出力電圧４２６、１０１１、４２７と可変抵抗４１１〜４１６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を生成する。
さらに、前述より生成される各階調電圧は後段のオペアンプ回路４１７〜４１８、４２０〜４２１でバッファリングされ、出力部ラダー抵抗４２２はオペアンプ回路４１７〜４１８、４２０〜４２１、１００７の出力電圧４３０〜４３１、１０１１、４３３〜４３４間を電圧関係が線形になるように抵抗分割し、６４階調分の階調電圧を生成する。これにより階調電圧生成回路３１１’で生成された６４階調の階調電圧は、デコード部（デコーダ回路部）３１４で表示データに合わせた階調電圧をデコードし、有機ＥＬパネル上の各グループ毎の信号線への印加電圧となる。

なお、上記で示した図１０の回路構成は一実施例であり、セレクタ回路で選択できる階調レベル数を３レベルから増やしても構わない。また、セレクタ回路１００５で選択する階調レベルは、例えば、オペアンプ回路４２０でバッファリングされる階調電圧でも構わない。ただし、その場合は、上側可変抵抗設定値１００９で設定される可変抵抗は４１１〜４１４、下側可変抵抗設定値１０１０で設定される可変抵抗は４１５〜４１６となる。さらに前記第２の実施の形態で述べたように、前記階調電圧４３０〜４３１、１０１１、４３３〜４３４を割り当てる前記階調番号は有機ＥＬ素子の特性に合わせ、調整するものとする。

ここで、本第３の実施の形態での振幅調整レジスタ１００３と中間セレクタ回路１００５によるガンマ特性の調整作用について図１１を用いて説明する。図１１おいて、前記階調番号４３０〜４３１、１０１１、４３３〜４３４を割り当てる階調番号は順番に２、５、９、２３、４１とし、上側セレクタ回路４０７の上側階調電圧設定値４２３と下側セレクタ回路４０８の下側階調電圧設定値４２４は固定とした場合を示す。１１０１は中側階調電圧設定値１００８を“０００”とし、上側下側ともに可変抵抗設定値１００９〜１０１０を“０００”設定とした場合の階調番号−階調電圧特性、１１０２は中側階調電圧設定値１００８を“１１１”とし、上側下側ともに可変抵抗設定値１００９〜１０１０を“０００”設定とした場合の階調番号−階調電圧特性、１１０３は中側階調電圧設定値１００８を“１００”とし、上側下側ともに可変抵抗設定値１００９〜１０１０を“１００”設定とした場合の階調番号−階調電圧特性、１１０４は中側階調電圧設定値１００８を“１１１”とし、上側下側ともに可変抵抗設定値１００９〜１０１０を“１１１”設定とした場合の階調番号−階調電圧特性を示したものである。なお、前記中間階調電圧設定値１００８は３ビットとしているが、３ビットより増加しても構わない。

また、前記上側可変抵抗設定値１００９により調整される、前記第１の振幅のカーブ特性と、前記下側可変抵抗設定値１０１０により調整される、前記第２の振幅のカーブ特性は個別に設定可能であり、前記設定値１００９〜１０１０の組み合わせでカーブ特性の調整が可能である。さらに、前記中側階調電圧設定値１００８で選択される階調電圧１００６を割り当てる階調番号で、前記第１の振幅のカーブ特性と、前記第２の振幅のカーブ特性とが切り替わる階調番号を調整するものとする。
以上、ガンマ特性の調整において、振幅調整レジスタ１００３、カーブ調整レジスタ１００４の設定で、階調電圧の第１の振幅電圧と第２の振幅電圧と、それぞれについてカーブ調整を可能とすることにより、本発明の目的である、自発光表示装置において、高画質化と汎用性の向上が望める階調電圧生成回路を実現することができる。

３０１…有機ＥＬパネル（自発光パネル）、３０２…信号線駆動回路（自発光表示用駆動回路）、３０３…走査線駆動回路、３０４…電源回路、３０５…ラッチ回路、３０６…レベルシフタ、３０７…タイミングコントローラ、３０８,３０８Ｒ,３０８Ｇ,３０８Ｂ…制御レジスタ、３１１,３１１’,３１１Ｒ,３１１Ｇ,３１１Ｂ…階調電圧生成回路、３１４…デコード部（デコーダ回路部）、３１５…レベルシフタ、３２０…表示データ、３２１…ドットクロック、３２２…制御レジスタ信号、４０４…振幅調整レジスタ、４０５…カーブ調整レジスタ、４０６…ラダー抵抗、４０７…上側セレクタ回路、４０８…下側セレクタ回路、４０９〜４１０、４１７〜４２１…オペアンプ回路、４１１〜４１６…可変抵抗、４２２…出力部ラダー抵抗、４２３…上側セレクタ回路設定値（振幅調整値）、４２４…下側セレクタ回路設定値（振幅調整値）、４２５…可変抵抗設定値（カーブ調整値）、４２６…最小階調番号の階調電圧、４２７…最大階調番号の階調電圧、４２８〜４２９…抵抗分割回路、４３０〜４３４…オペアンプ出力電圧（基準階調電圧）、５０１…抵抗分割回路、５０２…レジスタ設定値、５０３〜５０５…スイッチ、６０１〜６０９…振幅調整作用、７０１…デコーダ回路、７０２〜７１３…スイッチ、７１４…レジスタ設定値、８０１…可変抵抗個別の抵抗値、８０２〜８０３…レジスタ設定値と抵抗値群、８０４〜８０５…階調番号−階調電圧特性、９０１〜９０２…階調番号−階調電圧特性、１００３…振幅調整レジスタ、１００４…カーブ調整レジスタ、１００５…セレクタ回路、１００６…中側セレクタ回路出力電圧、１００７…オペアンプ回路、１００８…中側セレクタ回路設定値、１００９…上側可変抵抗設定値、１０１０…下側可変抵抗設定値、１０１１…階調電圧、１１０１〜１１０４…階調番号−階調電圧特性。

Claims (6)

1. 自発光素子群を配列したアクティブマトリクス型自発光パネル上の信号線を駆動する自発光表示用駆動回路であって、
   前記自発光素子群における階調電圧を生成する階調電圧生成回路と、
   表示データを前記階調電圧生成回路から生成された階調電圧に変換するデコーダ回路と、を有し、
   前記階調電圧生成回路は、
   第１電圧の供給される第１配線と、
   前記第１電位より低い第２電位の供給される第２配線と、
   前記第１配線と第２配線との間に設けられたラダー抵抗と、
   前記ラダー抵抗に、その出力が接続され、それぞれ異なる基準電位を
   供給する複数のアンプ回路と、
   前記抵抗ラダーと前記デコーダ回路とを接続する複数の配線とを有し、
   前記ラダー抵抗と前記デコーダ回路とを接続する配線の数は、
   前記第２配線と前記第２配線側から前記第１配線側に向かう場合において最初
   に前記複数のアンプ回路の１つが接続されたノードとの間に多く設けられ、
   前記第１配線と前記第１配線側から前記第２配線側に向かう場合において最初
   に前記アンプ回路が接続されたノードとの間に少なく設けられる、
   ことを特徴とする自発光表示用駆動回路。
2. 請求項１において、
   前記自発光表示用駆動回路の駆動する自発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする自発光表示用駆動回路。
3. 請求項１において、
   前記ラダー抵抗と前記デコーダ回路とを接続する前記複数の配線のおのおのは、階調番号に従う階調電圧を供給することを特徴とする自発光表示用駆動回路。
4. 自発光素子群を配列したアクティブマトリクス型自発光パネル上の信号線を駆動する自発光表示用駆動回路であって、
   前記自発光素子群における階調電圧を生成する階調電圧生成回路と、
   表示データを前記階調電圧生成回路から生成された階調電圧に変換するデコーダ回路と、を有し、
   前記階調電圧生成回路は、
   第１電圧の供給される第１配線と、
   前記第１電位より低い第２電位の供給される第２配線と、
   前記第１配線と第２配線との間に設けられたラダー抵抗と、
   前記ラダー抵抗に、その出力が接続され、それぞれ異なる基準電位を
   供給する複数のアンプ回路と、
   前記抵抗ラダーと上記デコーダ回路とを接続する複数の配線とを有し、
   前記第２配線と上記第２配線側から上記第１配線側に向かう場合において最初に前記複数のアンプ回路の１つが接続されたノードとの間に設けられる配線の数はＮ本とされ、
   前記第１配線と前記第１配線側から前記第２配線側に向かう場合において最初に前記アンプ回路が接続されたノードとの間に設けられる配線の数は、前記Ｎ本より少なくされる、ことを特徴とする自発光表示用駆動回路。
5. 請求項４において、
   前記自発光表示用駆動回路の駆動する自発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする自発光表示用駆動回路。
6. 請求項４において、
   前記ラダー抵抗と前記デコーダ回路とを接続する前記複数の配線のおのおのは、階調番号に従う階調電圧を供給することを特徴とする自発光表示用駆動回路。

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