JP4009238B2 - 電流駆動装置及び表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等の表示パネルに駆動電流を供給するための電流駆動装置に関する。
有機ＥＬ素子は、入力された電流量に応じて自らが発光する素子である。有機ＥＬ素子をパネルに有する有機ＥＬ表示装置は、バックライトが不要なため薄型化が可能で、且つ視野角にも制限がないことから、液晶表示装置に代わる次世代の表示装置として期待されている。このうち、アクティブ型の有機表示装置は、パネル上に例えばマトリクス状に配置される画素ごとにＴＦＴ（Thin-Film-Transistor)及び有機ＥＬ素子を有することによってパッシブ型表示装置に比べて応答速度に優れ、高画質の画像を表示することができる。
有機ＥＬ表示装置においては、信号線及びＴＦＴを介して有機ＥＬ素子に駆動電流を供給するためのドライバ回路（電流駆動装置）が設けられている。
図１２は、特許文献１に記載された従来の有機ＥＬ表示装置の一部を示す回路図である。
同図は、表示装置のうち表示パネル１０１と、表示パネル１０１に接続されたドライバ回路１０２とを示している。
表示パネル１０１上に配置された各画素回路は、信号線１１３に接続され、走査線１１４からの選択信号ＳＣＡＮに応じて開閉するＴＦＴ１１５と、ＴＦＴ１１５のソースに接続された有機ＥＬ素子１１９と、一端がＴＦＴ１１５のソースに接続され、他端にパネルの電源電圧が印加される保持用コンデンサ１１７とを有している。
ドライバ回路１０２は、画像データＤ０〜Ｄ３を取り込むデータレジスタ１０８と、各信号線毎にデータレジスタ１０８へ画像データを取り込むタイミングを示すシフトクロックＳＦ１，ＳＦ２…を出力するシフトレジスタ１０９と、データレジスタ１０８に取り込まれた画像データをラッチするためのラッチ回路１１０と、電源電圧Ｖｄｄを供給されると共に画像データＤ０〜Ｄ３に応じた大きさの電流を信号線１１３に出力するための電流加算型Ｄ／Ａコンバータ１２６とを有している。なお、ここでは１画素に表示する画像データは４ビットで構成される例を示している。
図１３（ａ）は、従来の電流加算型Ｄ／Ａコンバータの構成を示す回路図であり、（ｂ）は、従来の電流加算型Ｄ／Ａコンバータに入力される画像データと出力電流との関係を示す図である。なお、図１２では、１画素に表示する画像データを４ビットとしたが、図１３では画像データがＤ０〜Ｄ５までの６ビットである例を示す。
同図に示すように、従来の電流加算型Ｄ／Ａコンバータは、ドレインとゲート電極が互いに接続され、動作時に基準電流が流れるｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴ１３１と、ＭＩＳＦＥＴ１３１のゲート電極及びドレインに接続されたバイアス線１３７と、それぞれバイアス線１３７にゲート電極が共通に接続されたｎチャネル型の電流源用ＭＩＳＦＥＴから構成される電流源Ｓ0、Ｓ1、…、Ｓ5と、電流源Ｓ0、Ｓ1、…、Ｓ5の各出力電流を画像データＤ０〜Ｄ５に応じてオンまたはオフにするスイッチＳＷｇ0、ＳＷｇ1、…、ＳＷｇ5とを備えている。必要に応じて出力部には抵抗１３５が設けられる。
電流源Ｓ0、Ｓ1、…、Ｓ5は、互いにサイズ及び電気的特性が等しく、ＭＩＳＦＥＴ１３１とカレントミラーを構成する電流源用ＭＩＳＦＥＴをそれぞれ１個、２個、…、２5個ずつ有している。これにより、スイッチＳＷｇ0、ＳＷｇ1、…、ＳＷｇ5がオン状態の場合には、電流源Ｓ0、Ｓ1、…、Ｓ5からはそれぞれＩ、２Ｉ、…、２5Ｉの電流が出力される。ここで、Ｉは単位電流とする。画像信号に応じてオン状態となったスイッチに接続される電流源からの出力電流が合計されて出力部から画素に供給される。なお、本明細書中で「基準電流」とは、Ｄ／Ａコンバータを構成するカレントミラーのソースとなる電流のことを意味するものとし、「単位電流」とは、最下位ビットの電流源用ＭＩＳＦＥＴの出力電流を意味するものとする。
カレントミラーによって各電流源用ＭＩＳＦＥＴを流れる電流は高精度に等しくなっているので、図１３（ｂ）に示すように、従来の電流加算型Ｄ／Ａコンバータにおいて、入力データ（画像データの階調値）と出力電流の関係は正比例の関係となっている。
ここでは画像データが６ビットの場合を説明したが、ｎビット（ｎは自然数）の場合、電流源はＳ0〜Ｓn-1までのｎ個となり、Ｓn-1には２n-1個の電流源用ＭＩＳＦＥＴが含まれることとなる。
なお、電流加算型Ｄ／ＡコンバータがドライバＬＳＩ内に設けられる場合には、ＭＩＳＦＥＴ１３１のドレインに、ＬＳＩの外部に設けられた外付け抵抗１３３が接続される。また、電流源Ｓ0〜Ｓ5のそれぞれを１つの電流源用ＭＩＳＦＥＴで構成する場合もある。この場合、電流源Ｓ0を構成する電流源用ＭＩＳＦＥＴのチャネル幅をＷとしたとき、電流源Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5を構成する電流源用ＭＩＳＦＥＴのチャネル幅をそれぞれ２Ｗ、４Ｗ、８Ｗ、１６Ｗ、３２Ｗとする。ただし、トランジスタのサイズが異なると電気的特性のばらつきが大きくなるため、出力電流の精度は図１３に示す例の方が高い。
以上のような構成により、従来の有機ＥＬ表示装置では、画像データに応じた表示を行なうことができる。
特開２０００−２７６１０８号公報（第１図）
図１４（ａ）は、入力データの階調値に対する望ましい表示輝度を示す図であり、（ｂ）は、従来の有機ＥＬ表示装置における入力データの階調値と表示輝度との関係を示す図である。
例えば液晶表示装置においては、液晶分子の電気的特性のために、入力データの電圧と輝度との関係が非線形となっていた。そのため、この非線形特性（ガンマ特性）を補正する必要があることが一般に知られており、種々の補正手段が講じられてきた。
これに対し、有機ＥＬ素子の発光輝度が入力電流の大きさにほぼ比例するため、有機ＥＬ表示装置においては、図１４（ｂ）に示すように、入力データの階調値に対して表示輝度はほぼ正比例している。また、有機ＥＬ表示装置では、パネルを電流駆動する点も液晶表示装置と異なるために、ガンマ補正を行なうための手段は、従来とられてこなかった。。
そこで、本願発明者らは、入力データに対して忠実な輝度表示が行われない原因について検討し、肉眼による輝度の感じ方が非線形であることが不具合の原因であることを見いだした。すなわち、画像データ通りの表示が行われていても、光の強度に対する観察者の感度が非線形であるために、画像データ通りに視認されないことを見いだした。
肉眼の感度は低輝度領域及び高輝度領域で高く、中輝度領域では比較的低いことから、入力データの階調値と輝度との関係が、図１４（ａ）に示すようなシグモイド型の曲線となるような表示装置が望ましい。ここで、「シグモイド型」とは、Ｓ字型のことであり、低輝度領域と高輝度領域で傾きが小さく、中輝度領域で傾きが大きくなる曲線を意味するものとする。
本発明の目的は、入力データの階調値に対する輝度特性を肉眼の非線形性に近似した電流駆動型の表示装置、及びこれに用いられる電流駆動装置（ドライバ回路）を提供することにある。
本発明の第１の電流駆動装置は、複数の階調値を含む画像データが入力され、上記画像データの階調値に応じた電流を出力するための電流駆動装置であって、上記画像データの階調値に応じて電流値が変わる第１の基準電流を入力するための第１の入力部と、上記第１の基準電流と異なる値の第２の基準電流を入力するための第２の入力部とを有し、上記第１の基準電流及び上記第２の基準電流を用いて、上記第１の基準電流以上、且つ上記第２の基準電流以下の値の複数の電流を出力するための電流分割回路を備えている。
この構成により、第１の基準電流及び第２の基準電流を用いて複数の電流を出力することができるので、例えば第１の基準電流及び第２の基準電流をデータの階調数に分けた小区間ごとに変える場合、該小区間内で階調数に応じた電流を出力することができる。その結果、画像データの階調値に対する出力電流の特性を視覚特性に合わせて補正することが可能となる。従って、本発明の電流駆動装置を用いれば、画像の明暗がより正確に視認されるなど、画像データをより正確に表示することができる。
上記電流分割回路は、第１の基準電流と上記第２の基準電流との電流値の差を均等に分割した分割値を算出し、上記分割値ごとに間隔を空けた電流を上記画像データの階調値に応じて出力することにより、出力電流特性を視覚特性に近似させることができる。
上記第１の基準電流は常に上記第２の基準電流より大きいことにより、階調値の増加に応じて出力電流値を大きくすることができるので、本発明の電流駆動装置を用いた表示装置では、画像データに基づいた通常の表示を行うことができる。なお、仮に第２の基準電流を第１の基準電流よりも大きくすれば、ネガポジ反転した画像が表示されることになる。
上記画像データの階調値に応じて上記第１の基準電流を上記第１の入力部に供給するための第１の可変電流源と、上記画像データの階調値に応じて上記第２の基準電流を上記第２の入力部に供給するための第２の可変電流源とをさらに備えていることにより、出力電流特性を視覚特性に補正できる他、必要に応じて出力電流値を任意に補正することができる。
上記第１の可変電流源は、共に上記第１の入力部に接続され、複数の参照電流のそれぞれを導通させるための複数の第１のスイッチと、上記複数の参照電流のうちからいずれか１つの参照電流を上記第１の基準電流として選択するよう上記第１のスイッチを制御するための第１の電流選択回路とを有し、上記第２の可変電流源は、共に上記第２の入力部に接続され、上記複数の参照電流のそれぞれを導通させるための複数の第２のスイッチと、上記複数の参照電流のうちからいずれか１つの参照電流を第２の基準電流として選択するよう上記第２のスイッチを制御するための第２の電流選択回路とを有していることにより、第１のスイッチ及び上記第２のスイッチのサイズは電流分割回路を構成するＭＩＳＦＥＴに比べて小さくすることができ、且つ電流分割回路は従来のＤ／Ａコンバータよりも大幅に回路面積を低減することが可能である。従って、電流駆動装置全体の回路面積を従来よりも大幅に低減することが可能になる。
上記電流分割回路は、Ｄ／Ａコンバータであってもよい。
上記電流分割回路は、上記第１の可変電流源に接続され、且つゲート電極とドレインが互いに接続された第１導電型の第１の電流入力用ＭＩＳＦＥＴと、上記第１の電流入力用ＭＩＳＦＥＴとカレントミラーを構成する第１導電型の第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴと、上記第２の可変電流源に接続され、且つゲート電極とドレインが互いに接続された第１導電型の第２の電流入力用ＭＩＳＦＥＴと、上記第２の電流入力用ＭＩＳＦＥＴとカレントミラーを構成する第１導電型の第２の電流分配用ＭＩＳＦＥＴと、上記第２の電流分配用ＭＩＳＦＥＴのドレインに接続され、ゲート電極とドレインが互いに接続された第２導電型の第３の電流入力用ＭＩＳＦＥＴと、上記第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴのドレインに接続され、ゲート電極とドレインが互いに接続された第２導電型の第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴと、上記第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴのドレイン及び上記第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴのソースに共通に接続されたドレインを有し、上記第３の電流入力用ＭＩＳＦＥＴとミラー比の等しいカレントミラーを構成する第１のＭＩＳＦＥＴと、ｍを２以上の自然数とするとき、上記第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴとカレントミラーを構成し、上記第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴに対するミラー比がそれぞれ１／ｍとなる複数個の電流源用ＭＩＳＦＥＴとを有していてもよい。この構成によれば、カレントミラーを利用して第１の基準電流と第２の基準電流の差分を精度良く均等に分割することができるので、表示装置に利用した場合、例えば階調値の増加に応じて輝度を大きくすることなどができる。また、階調値を多数の区間（小区分）に分ける場合、区間の継ぎ目にあたる階調値において輝度の段差が生じるのを防ぐことができる。なお、上述のような構成により、従来の電流駆動装置よりもトランジスタ数を大幅に減らすことができるので、回路面積を小さくすることができる。そのため、電流源用ＭＩＳＦＥＴのサイズを大きくすることができ、出力電流ごとのばらつきを低減することも可能となる。
上記画像データの階調値は、低階調側から順に低階調領域、中階調領域、及び高階調領域に分かれており、上記画像データの階調値が上記低階調領域または上記高階調領域にある場合の上記第１の基準電流と上記第２の基準電流との電流値の差は、上記画像データの階調値が上記中階調領域にある場合の上記第１の基準電流と上記第２の基準電流との電流値の差よりも小さくなっていることにより、具体的に人間の視覚特性に応じた出力電流の補正を行えるので、より正確な画像をユーザーに視認させることが可能となる。
上記電流分割回路は複数個設けられており、且つ集積化されていることにより、サイズの小さい表示装置にも用いることができるので、好ましい。
本発明の第２の電流駆動装置は、複数の階調値を含む画像データが入力され、上記画像データの階調値に応じた電流を出力するための電流駆動装置であって、上記画像データの階調値に応じて出力電圧が変化する可変電圧源と、上記可変電圧源の出力電圧を電流に変換するための電圧電流変換回路とを備えている。
この構成により、画像データの階調値に応じた電圧を用いて出力電流特性を任意に設定することができる。例えばガンマ補正を行なうことにより、画像データ通りの表示を行なうことができる。なお、可変電圧源は、電圧駆動型のドライバで用いられる構成を利用できるので、容易に設計することができる。
上記可変電圧源は、互いに異なる電圧を生成する複数の電圧供給部と、上記画像データの階調数に応じて、上記複数の電圧供給部のうちいずれか１つからの出力電圧を上記電圧電流変換回路に印加させる電圧選択回路とを有していることにより、比較的単純な構成で可変電圧源を構成することができるので、従来に比べて回路面積を低減することができる。
電源電圧供給部と接地との間に互いに直列に接続された複数個の抵抗素子をさらに備え、上記複数の電圧供給部のそれぞれは、上記複数個の抵抗素子のうち互いに隣接する抵抗素子間のノードであることにより、抵抗素子の抵抗値を任意に設定することで出力電流の補正を容易に行なうことが可能になる。また、抵抗素子の数を（出力数＋１）個とすれば、階調値ごとに出力電流の補正を行なうことができるので、より精度の良い表示を行なうことができる。
本発明の第１の表示装置は、複数の階調値を含む画像データの階調値に応じた電流を出力するための電流駆動装置を有し、上記画像データを表示するための表示装置であって、上記電流駆動装置は、上記画像データの階調値に応じて電流値が変わる第１の基準電流を入力するための第１の入力部と、上記第１の基準電流と異なる値の第２の基準電流を入力するための第２の入力部とを有し、上記第１の基準電流及び上記第２の基準電流を用いて、上記第１の基準電流以上、且つ上記第２の基準電流以下の値の複数の電流を出力するための電流分割回路を有している。
この構成により、第１の基準電流及び第２の基準電流を用いて複数の電流を出力することができるので、例えば第１の基準電流及び第２の基準電流をデータの階調数に分けた小区間ごとに変える場合、該小区間内で階調数に応じた電流を出力することができる。その結果、パネルの輝度特性を視覚特性に合わせて補正することが可能となるので、画像データに忠実な表示を再現することができる。
本発明の第２の表示装置は、複数の階調値を含む画像データの階調値に応じた電流を出力するための電流駆動装置を有し、上記画像データを表示するための表示装置であって、上記電流駆動装置は、上記画像データの階調値に応じて出力電圧が変化する可変電圧源と、上記可変電圧源の出力電圧を電流に変換するための電圧電流変換回路とを有している。
この構成により、画像データの階調値に応じた電圧を用いて出力電流特性を任意に設定することができる。例えば電流駆動装置において、画像データの階調数に対する出力電流の傾きを低階調区間及び高階調区間で中階調区間よりも小さくすることにより、低輝度領域と高輝度領域での表示装置の分解能を中輝度領域より高めることができる。その結果、表示特性を視覚特性に合わせて補正できるので、画像データ通りの表示を視認させることができる。
本発明の第１の電流駆動装置によれば、第１の基準電流及び第２の基準電流を用いて複数の電流を出力することができるので、例えば第１の基準電流及び第２の基準電流をデータの階調数に分けた小区間ごとに変える場合、該小区間内で階調数に応じた電流を出力することができる。従って、本発明の電流駆動装置を用いれば、表示装置の輝度を任意に補正することができるので、画像の表示をより正確に行うことが可能となる。
本願発明者らは、ドライバ回路（電流駆動装置）の構成を変更することで入力データに対する表示輝度の特性を補正することを考えた。特に、ドライバ回路のうち駆動電流の出力部分となるＤ／Ａコンバータの構成を変更することとした。
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における入力データの階調値と表示輝度との関係を示す図であり、（ｂ）は、本実施形態の電流駆動装置における入力データの階調数と出力電流との関係を示す図である。
図１（ａ）に示す例では、有機ＥＬ表示装置の表示輝度が入力データ（画像データ）を階調数に応じて３つの区間に分かれている。そして、各区間ごとに、入力データの階調値に対する輝度の傾きが異なっている。図１に示す例で、低輝度領域を第１区間、中輝度領域を第２区間、高輝度領域を第３区間と呼ぶとすると、第１区間（低輝度領域）及び第３区間（高輝度領域）では表示輝度の入力データに対する傾きが大きくなっており、第２区間では表示輝度の入力データに対する傾きが第１、第３区間よりも小さくなっている。
これにより、本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、シグモイド曲線で表される肉眼の非線形特性に表示特性を近似させることができるので、画像データ通りの画像を観察者に認識させることができる。
なお、同図では階調値の区間を３つに分けているが、図１４（ａ）に示す視覚特性の曲線に表示特性を近似させていれば、区間数を４以上にしても構わない。また、当然ながら区分数は、階調数より少なくなっている。
以上のような輝度特性を有する表示装置を実現するために、本実施形態の電流駆動装置では、入力データの階調値に対する出力電流のグラフも図１（ｂ）に示すように３つの区間に分かれている。有機ＥＬ素子では入力される電流量に輝度が正比例するため、図１（ｂ）に示すグラフは図１（ａ）に示すグラフとほぼ同一の折れ線形状となっている。
次に、電流駆動型表示装置の表示特性を上述のように補正するための電流駆動装置の構成の概略について以下説明する。
−本実施形態の電流駆動装置の概略構成−
本実施形態の電流駆動装置は、有機ＥＬ表示装置やＬＥＤ表示装置などの電流駆動型表示装置のドライバ回路として用いられ、ＬＳＩの形で供給されることが多い。
本実施形態の電流駆動装置のうち、Ｄ／Ａコンバータ以外の部分は図１２に示す従来のドライバ回路１０２と同様である。すなわち、本実施形態の電流駆動装置は、ｋビットの画像データＤ０〜Ｄ（ｋ−１）を取り込むデータレジスタと、各信号線毎にデータレジスタへ画像データを取り込むタイミングを示すシフトクロックを出力するシフトレジスタと、データレジスタに取り込まれた画像データをラッチするためのラッチ回路と、電源電圧Ｖｄｄを供給されると共に画像データＤ０〜Ｄ（ｋ−１）に応じた大きさの電流を信号線に出力するための電流加算型Ｄ／Ａコンバータとを有している。ここで、ｋは２以上の自然数とする。なお、１つのＬＳＩチップは例えば長さが１０〜２０ｍｍ程度で５２８出力を有している。本実施形態の電流駆動装置の特徴は、以下に示すように、Ｄ／Ａコンバータにある。
図２は、本実施形態の電流駆動装置のうち、Ｄ／Ａコンバータ部分を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施形態の電流駆動装置において、Ｄ／Ａコンバータは、第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈと第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌの２種類の可変電流が供給され、各信号線に電流Ｉｏｕｔを出力する電流分割回路１を有している。
また、電流駆動装置は、参照電流Ｉｒｅｆ０〜４のうちから１つの参照電流を選択し、第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈとして出力させる第１の電流選択回路３ａと、参照電流Ｉｒｅｆ０〜４のうちから１つの参照電流を選択し、第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌとして出力させる第２の電流選択回路３ｂとを備えている。第１の電流選択回路３ａ及び第２の電流選択回路３ｂは、電流分割回路１と同一ＬＳＩの中に設けられている。なお、参照電流は、電流分割回路１の外部から供給される定電流である。
図２に示す例では、電流分割回路１の第１の入力部及び第２の入力部にはそれぞれスイッチを介して参照電流Ｉｒｅｆ０〜４が接続される。そして、画像データの階調値に応じて、参照電流Ｉｒｅｆ０〜４のうちいずれか１つが第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈとして、Ｉｒｅｆ０〜４のうちいずれか１つが第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌとして、それぞれ電流分割回路１に入力される。ここで、必ず（Ｉｒｅｆ＿Ｈ）＞（Ｉｒｅｆ＿Ｌ）となるように、第１の電流選択回路３ａ及び第２の電流選択回路３ｂは、スイッチのオンまたはオフを制御する。
なお、第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈ及び第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌは、階調値の各小区分の両端の電流に相当するものである。ここで、小区分とは、図１（ｂ）に示す各区分を構成する区分のことである。例えば６４階調の表示装置において、入力データの階調値を１６の小区分に分ければ１つの区分につき、互いに電流値の間隔が同じ４つの階調値が含まれることになる。この場合の具体的な回路構成については後述する。
電流分割回路１は、入力された第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈと第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌとの差をｍ等分し、Ｉｒｅｆ＿ＬからＩｒｅｆ＿Ｈまでで互いに（Ｉｒｅｆ＿Ｈ−Ｉｒｅｆ＿Ｌ）／ｍの間隔が空いた電流を画像データに応じて出力することができる。ここで、ｍは２以上の自然数である。
例えばｍ＝４の場合、電流分割回路１から出力される電流は、低階調側から順に
Ｉ0＝Ｉｒｅｆ＿Ｌ、
Ｉ1＝Ｉｒｅｆ＿Ｌ＋（Ｉｒｅｆ＿Ｈ−Ｉｒｅｆ＿Ｌ）／４、
Ｉ2＝Ｉｒｅｆ＿Ｌ＋２（Ｉｒｅｆ＿Ｈ−Ｉｒｅｆ＿Ｌ）／４
Ｉ3＝Ｉｒｅｆ＿Ｌ＋３（Ｉｒｅｆ＿Ｈ−Ｉｒｅｆ＿Ｌ）／４
となる。従って、電流分割回路１によれば、任意に選択する２つの電流値差を分割することができるので、区間ごとにＩｒｅｆ＿Ｈの値とＩｒｅｆ＿Ｌの値を適切に選択すれば、出力電流特性を図１４（ａ）に示すようなシグモイド状の視覚特性に近似させることができる。なお、この電流分割回路１は、電流駆動装置の出力につき１つ設けられる。
以上の説明ではＩｒｅｆ＿Ｈ及びＩｒｅｆ＿Ｌがそれぞれ参照電流Ｉｒｅｆ０〜４のうちから選ばれたが、参照電流は、階調数をｎとすると、例えばｎ／ｍ種類あればよい。
−本実施形態の電流駆動装置の具体的構成例−
次に、本実施形態の電流駆動装置の出力が６４階調である場合の具体的な回路構成例を説明する。
図３は、本実施形態の電流駆動装置において、６４階調を１６の小区分に分けた場合の階調数と出力電流との関係を示す図であり、図４は、本実施形態の電流駆動装置の具体例を示すブロック回路図である。
図３に示すグラフでは、６４階調のうち階調値が０〜１５までの区間（第１区間；低階調領域）と階調値が４７〜６３までの区間（第３区間；中階調領域）の傾きが小さく、階調値が１５〜４７までの区間（第２区間；高階調領域）では傾きが大きくなっている。このような電流出力特性を持たせることにより、低階調領域と高階調領域における表示装置の分解能を中階調領域における分解能よりも高くすることができる。そのため、視覚の非線形特性に合わせた画像表示を実現することができるようになる。
以上の出力特性を有する電流駆動装置の回路構成例について説明する。
図４に示す本実施形態の電流駆動装置は、入力部に第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈ及び第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌが入力される電流分割回路１と、ＬＳＩの外部から供給される参照電流Ｉｒｅｆ１、２、…、１５のそれぞれを電流分割回路１の入力部に入力するためのスイッチ用トランジスタＳＷａ1、ＳＷａ2、…、ＳＷａ15と、画像データに応じてスイッチ用トランジスタＳＷａ1、ＳＷａ2、…、ＳＷａ15のうちいずれか１つをオンにして参照電流Ｉｒｅｆ１、２、…、１５のうちいずれか１つを第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈとして出力させる第１の電流選択回路３ａと、参照電流Ｉｒｅｆ０、１、２、…、１５のそれぞれを電流分割回路１の入力部に入力するためのスイッチ用トランジスタＳＷｂ0、ＳＷｂ1、…、ＳＷａ15と、画像データに応じてスイッチ用トランジスタＳＷａ1、…、ＳＷａ15のうちいずれか１つをオンにして参照電流Ｉｒｅｆ０、１、…、１５のうちいずれか１つを第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌとして出力させる第２の電流選択回路３ｂと、電流分割回路１の出力部に接続された第１の出力用トランジスタ１４と、参照電流Ｉｒｅｆ１６を出力するための第２の出力用トランジスタ１６とを備えている。
画像データの階調値が０〜６２の場合、第１の出力用トランジスタ１４がオン状態、第２の出力用トランジスタ１６がオフ状態となり、電流分割回路１の出力が電流駆動装置の出力となる。また、画像データの階調値が６３の場合には、第１の出力用トランジスタ１４がオフ状態、第２の出力用トランジスタ１６がオン状態となり、Ｉｒｅｆ１６が直接電流駆動装置の出力となる。
なお、参照電流Ｉｒｅｆ０〜１６は、例えば電源に対して直列接続された多数の分割抵抗を用いるなどして容易に生成される。
次に、電流分割回路１の回路構成を説明する。本実施形態では、画像データの階調値が０〜２の場合と３〜６２の場合、及び６３の場合で電流分割回路１の動作が異なるので、それぞれの場合に分けて説明する。
図５は、画像データの階調値が０〜２の場合の、本実施形態の電流駆動装置における電流分割回路を示す回路図であり、図６は、図５に示す電流分割回路からの出力電流を示す図である。
図５に示すように、本実施形態の電流分割回路１は、第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈを流すための第１の可変電流源５に接続され、且つゲート電極とドレインが互いに接続されたｐチャネル型の第１の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ1と、第１の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ1とカレントミラーを構成するｐチャネル型の第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ2と、第２の基準電流Ｉｒｅｆ_Ｌを流すための第２の可変電流源４に接続され、且つゲート電極とドレインが互いに接続されたｐチャネル型の第２の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ3と、第２の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ3とカレントミラーを構成するｐチャネル型の第２の電流分配用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ4と、第２の電流分配用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ4のドレインに接続され、ゲート電極とドレインが互いに接続されたｎチャネル型の第３の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ5と、第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ2のドレインに互いに並列に接続され、それぞれゲート電極とドレインが互いに接続されたｎチャネル型の第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ1a、ＭＮ1b、ＭＮ1c、ＭＮ1dと、第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ1dと第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ2との間に設けられたスイッチ１８と、第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ1a、ＭＮ1b、ＭＮ1c、ＭＮ1dのそれぞれとカレントミラーを構成し、互いにサイズ比が等しい第１の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ2、第２の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ3と、第３の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ4と、第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ2のドレイン及び第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ1dのソースに共通に接続されたドレインを有し、第３の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ5とミラー比の等しいカレントミラーを構成するｎチャネル型の第１のＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ6と、第１のＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ6とミラー比の等しいカレントミラーを構成するｎチャネル型の第２のＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ7と、第１の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ2、第２の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ3と、第３の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ4、及び第２のＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ7のドレインにそれぞれ接続されたスイッチＳＷ0、ＳＷ1、ＳＷ2、ＳＷ3とを有している。
第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ1a、ＭＮ1b、ＭＮ1c、ＭＮ1dは互いにミラー比が等しいカレントミラーを構成しており、スイッチ１８がオンの場合（図７参照）には第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ1a、ＭＮ1b、ＭＮ1c、ＭＮ1dが一体となって、第１の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ3を含む電流源用ＭＩＳＦＥＴに対するミラー比が４のカレントミラーとして機能し、スイッチ１８がオフの場合（図５参照）には第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ1a、ＭＮ1b、ＭＮ1cが一体となってミラー比３のカレントミラーとして機能する。なお、カレントミラーを構成するＭＩＳＦＥＴのしきい値等の特性は等しく、ミラー比に比例したＷ／Ｌ比を有している。ここで、「Ｗ」とはＭＩＳＦＥＴのゲート幅を意味し、「Ｌ」とはＭＩＳＦＥＴのゲート長を意味する。
また、第１の可変電流源５は、図４に示す第１の電流選択回路３ａ及びスイッチ用トランジスタＳＷａ1、ＳＷａ2、…、ＳＷａ15で構成されており、第２の可変電流源４は、第２の電流選択回路３ｂ及びスイッチ用トランジスタＳＷｂ0、ＳＷｂ1、…、ＳＷａ15で構成されている。なお、スイッチ用トランジスタＳＷａ1、ＳＷａ2、…、ＳＷａ15及びスイッチ用トランジスタＳＷｂ0、ＳＷｂ1、…、ＳＷａ15は、定電流特性に優れていればサイズが小さくてもよいので、電流分割回路１内でカレントミラーを構成するＭＩＳＦＥＴに比べてサイズを大幅に小さくすることができる。
以上のような構成の電流分割回路１の動作を以下に説明する。
まず、画像データの階調数が０、１，２の場合、第１の電流選択回路３ａは参照電流Ｉｒｅｆ１を第１の基準電流Ｉｒｅｆ_Ｈとして選択し、第２の電流選択回路３ｂは参照電流Ｉｒｅｆ０を第２の基準電流Ｉｒｅｆ_Ｌとして選択する。
次いで、第１の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ1に入力された、例えば１μＡの第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈは、ミラー比の等しいカレントミラーを介して第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ2に伝達される。
一方、第２の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ3に入力された、例えば５００ｎＡの第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌは、カレントミラーを介してそれぞれ第３の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ5、第２のＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ7へと伝達される。
このため、第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ1a、ＭＮ1b、ＭＮ1cにはそれぞれ第１の基準電流と第２の基準電流の差（Ｉｒｅｆ＿Ｈ−Ｉｒｅｆ＿Ｌ）の電流が流れる。ここで、図５に示すように、画像データの階調値が０、１、２の場合、スイッチ１８はオフになる。従って、第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ1dには電流が流れない。その結果、スイッチＳＷ0、ＳＷ1、ＳＷ2がそれぞれオン状態の場合には、第１の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ2、第２の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ3、及び第３の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ4にはそれぞれ第１の基準電流と第２の基準電流との差を３分割した電流（Ｉｒｅｆ＿Ｈ−Ｉｒｅｆ＿Ｌ）／３が流れることになる。また、スイッチＳＷ3がオン状態であれば第２のＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ7には第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌそのものが流れる。スイッチＳＷ0〜ＳＷ3は、画像データの下位４ビットによって制御されている。
図６に示すように、本実施形態の電流分割回路において、階調値が０の場合にはスイッチＳＷ3のみがオンになり、電流駆動装置から出力される電流値は、Ｉ0＝Ｉｒｅｆ＿Ｌとなる。
次に、階調値が１の場合には、スイッチＳＷ3、ＳＷ0がオン、スイッチＳＷ1、ＳＷ2はオフになる。これにより、出力電流Ｉ1＝｛Ｉｒｅｆ＿Ｌ＋（Ｉｒｅｆ＿Ｈ−Ｉｒｅｆ＿Ｌ）／３｝となる。
次いで、階調値が２の場合には、スイッチＳＷ3、ＳＷ0、ＳＷ1がオン、スイッチＳＷ2はオフになる。これにより、出力電流Ｉ2＝｛Ｉｒｅｆ＿Ｌ＋２（Ｉｒｅｆ＿Ｈ−Ｉｒｅｆ＿Ｌ）／３｝となる。
次に、画像データの階調値が３〜６２の場合の、本実施形態の電流分割回路の動作を説明する。
図７は、画像データの階調値が３〜６２の場合の、本実施形態の電流分割回路における電流分割回路を示す回路図であり、図８は、図７に示す電流分割回路からの出力電流を示す図である。
図７に示す電流分割回路１は、図５に示す電流分割回路１と同じ回路であり、スイッチ１８がオン状態になっている所のみが異なっている。従って、以下では電流分割回路１の動作についてのみ説明する。
まず、画像データの階調値が３〜６の場合を例にとると、第１の電流選択回路３ａは第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈとして参照電流Ｉｒｅｆ２を選択し、第２の電流選択回路３ｂは第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌとして参照電流Ｉｒｅｆ１を選択する。
次に、第１の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ1に入力された第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈは、ミラー比の等しいカレントミラーを介して第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ2に伝達される。
また、第２の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＰ3に入力された第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌは、互いにミラー比の等しいカレントミラーを介してそれぞれ第３の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ5、第２のＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ7へと伝達される。
このため、第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ1a、ＭＮ1b、ＭＮ1c、ＭＮ1dにはそれぞれ第１の基準電流と第２の基準電流の差分（Ｉｒｅｆ＿Ｈ−Ｉｒｅｆ＿Ｌ）の電流が流れる。従って、図７に示す場合には、第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ1a、ＭＮ1b、ＭＮ1c、ＭＮ1dは全体として、ミラー比が４のカレントミラーとして機能する。その結果、スイッチＳＷ0、ＳＷ1、ＳＷ2がそれぞれオン状態の場合には、第１の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ2、第２の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ3、及び第３の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ4にはそれぞれ第１の基準電流と第２の基準電流との差を４分割した電流（Ｉｒｅｆ＿Ｈ−Ｉｒｅｆ＿Ｌ）／４が流れることになる。
図７に示すように、スイッチＳＷ0〜ＳＷ3はバイナリーデータの形の画像データによって制御される。例えば、階調値が３の場合にはスイッチＳＷ0のみがオンとなり、出力電流Ｉ0＝Ｉｒｅｆ＿Ｌとなる。また、階調値が４の場合にはスイッチＳＷ3、ＳＷ0がオン、スイッチＳＷ1、ＳＷ2はオフになり、Ｉ1＝｛Ｉｒｅｆ＿Ｌ＋（Ｉｒｅｆ＿Ｈ−Ｉｒｅｆ＿Ｌ）／４｝となる。以下同様に、階調値が５の場合にはスイッチＳＷ1がさらにオンになり、階調値が６の場合にはスイッチＳＷ2がさらにオンになる。
以上の動作によって、階調値が３〜６の場合には、第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈと第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌとの差を均等に分割した電流値を差とする複数の電流を出力することが可能となる。
ここでは階調値が３〜６の場合の説明を行ったが、階調値が７〜６２の場合の動作も同様である。ただし、１つの小区間における第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌは、１つ前の小区間における第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈとなっている。また、１つの小区間の第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈは、次の小区間の第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌとなっている。
例えば、図３に示すように、画像データの階調値が７〜１０の場合には、参照電流Ｉｒｅｆ３が第１の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｈとなり、参照電流Ｉｒｅｆ２が第２の基準電流Ｉｒｅｆ＿Ｌとなる。以下、画像データの階調値が５９〜６２の小区間まで、同様の方法でＩｒｅｆ＿Ｈ及びＩｒｅｆ＿Ｌが選択される。画像データの階調値によってどの基準電流のセットを選ぶかは、第１の電流選択回路３ａ及び第２の電流選択回路３ｂにあらかじめ設定しておく。
これによって、小区間ごとの継ぎ目で出力電流値の間隔がずれることが防止されている。なお、「小区間」とは、分割された階調値の区間のうち最小のものであり、この例では１６区分された各区間を意味するものとする。
また、図４に示すように、本実施形態の電流駆動装置では、階調値が最大値である６３の場合のみ電流分割回路１を経由せずに参照電流Ｉｒｅｆ１６が出力される。
以上のように、本実施形態の電流分割回路１を用いれば、カレントミラーのミラー比を調節することによって、入力された２つの基準電流の電流値の差を均等に分割した値をそれぞれの差とする複数の電流を出力することができる。そのため、第１の電流選択回路３ａ、第２の電流選択回路３ｂを用いて画像データの階調値に応じた第１及び第２の基準電流を選択することで、１つの出力につき１個の電流分割回路１を用いて全ての階調範囲の画像データに応じた電流を出力することが可能となる。
また、ＬＳＩ外部から供給される参照電流の値を任意に設定することができるので、階調値に対する出力電流値の傾きを小区間ごとに変化させることが可能になる。このため、人間の視覚特性に合わせてガンマ補正を行なうことができるので、画像データ通りの表示をユーザーに認識させることが可能となる。なお、視覚特性に合わせた補正の他にも、例えばパネル上のＴＦＴの特性を補正するなど、さらに別の補正を行なう場合も考えられるが、そのような場合にも本実施形態の電流駆動装置によれば、ＬＳＩ外部から供給される参照電流の値の間隔や数を適宜設定することで、対応することができる。従って、例えば表示装置のメーカーが、本実施形態の電流駆動装置のＬＳＩを用いて独自の補正を行なうことも可能になる。なお、本実施形態の電流駆動装置を用いれば、基準電流を全体的に高めに設定する、あるいは低めに設定することで、ガンマ補正以外に、パネル全体のコントラスト調整を行なうこともできる。また、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）ごとの輝度調整を行なうことで、各色の輝度のバランスを調整することができる。有機ＥＬ素子では、ＲＧＢごとに用いられる発光材料が異なるので、本実施形態の電流駆動装置が特に好ましく用いられる。
また、参照電流の数や電流値の間隔を任意に設定することができるので、ガンマ補正に限らず、任意の補正を行なうことができる。
さらに、本実施形態の電流駆動装置において、電流分割回路を構成するＭＩＳＦＥＴの数は、図１３に示す従来のＤ／Ａコンバータを構成するＭＩＳＦＥＴの数よりも大幅に少なくなっている。そのため、本実施形態の電流駆動装置は、回路面積が大幅に縮小されている上、出力電流特性の補正を行なうことが可能となっている。なお、スイッチ用トランジスタＳＷａ1、ＳＷａ2、…、ＳＷａ15及びスイッチ用トランジスタＳＷｂ0、ＳＷｂ1、…、ＳＷａ15は電流分割回路中のＭＩＳＦＥＴに比べてサイズの小さいＭＩＳＦＥＴが用いられるので、スイッチ用トランジスタの面積増加分はわずかである。また、参照電流を生じる参照電流源は、電流駆動装置のＬＳＩの外部にあってもよいし、内部にあってもよい。参照電流源がＬＳＩ内部に設けられる場合にも、従来より回路規模を小さくすることができる。
さらに、本実施形態では６４階調の表示装置用の電流駆動装置の例を説明したが、外部の参照電流源の数を増やせば図５及び図７に示す電流分割回路を変更することなく、より高階調の表示パネルを駆動することが可能となる。
なお、電流分割回路１、第１の電流選択回路３ａ、及び第２の電流選択回路（図４参照）は、共に１出力に対して１つ設ける必要があるが、参照電流を供給する外部の電流源は複数の電流分割回路１で共用することができる。
なお、本実施形態で説明した例では、参照電流Ｉｒｅｆ１６が直接電流駆動装置の出力となっていたが、逆に参照電流Ｉｒｅｆ０を直接に電流駆動装置の出力とするような構成であってもよい。その場合、ある小区間における電流分割回路１では、図８に示す本実施形態の電流分割回路に比べてＩｒｅｆ＿Ｌの代わりにＩｒｅｆ＿Ｈが出力されるような構成となる。
また、本実施形態の説明では、第１の基準電流が必ず第２の基準電流より大きくなるように設定されていたが、逆に第１の基準電流を第２の基準電流より小さくなるように電流選択回路を設定することにより、いわゆるネガポジ反転表示を行なうことができる。これにより、画像データを変換することなく「ネガ表示モード」及び「ポジ表示モード」を設定することが可能となる。
なお、本実施形態では第１の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ2、第２の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ3、第３の電流源用ＭＩＳＦＥＴ_ＭＮ4をｎチャネル型とし、電流分配用ＭＩＳＦＥＴをｐチャネル型としたが、これらを含め、電流分割回路１を構成するＭＩＳＦＥＴの導電型を全て逆にしても動作させることができる。
なお、電流分割回路１の構成は、第１の基準電流以上第２の基準電流以下で、画像データの複数の階調値に応じた電流を出力できれば、図５及び図７で示す回路以外の構成であってもよく、各階調値に対応する出力電流の差が均等になっていなくても、出力電流特性を補正することは可能である。
また、本実施形態の説明では、電流駆動装置がＬＳＩとして製造され、それが表示装置に用いられる例を示したが、表示パネルの基板に直接、電流駆動回路が作り込まれていてもよい。
（第２の実施形態）
第１の実施形態が、画像データに応じて変わる電流を基準電流とするのに対し、本発明の第２の実施形態では、画像データに応じて異なる電圧を「基準電圧」として用いる電流駆動装置について説明する。
図９は、本実施形態の電流駆動装置において、入力データ（画像データ）の階調数とこれに応じた出力電流の関係、及び入力データの階調数と電圧選択回路からの出力電圧の関係を示す図である。また、図１０は、本実施形態の電流駆動装置の一部を示す回路図である。本実施形態の電流駆動装置は例えば５２８出力分の回路が１つのＬＳＩとして集積化されているが、同図では５２８出力のうちの１つを出力するための構成を示す。
図１０に示すように、本実施形態の電流駆動装置は、ｎを階調数とすると、電源電圧供給部と接地の間に互いに直列に接続された（ｎ＋１）個の抵抗素子Ｒ0〜Ｒnと、抵抗素子Ｒ0〜Ｒnの各抵抗素子間に設定され、電圧供給部として機能する点をノードＮ0〜Ｎn-1とするとき、ノードＮ0〜Ｎn-1の各々に接続されたスイッチＳＷｃ0、ＳＷｃ1、…、ＳＷｃn-1と、ノードＮ0〜Ｎn-1のうち、画像データに応じていずれか１つのノードの電圧を出力させるようスイッチＳＷｃ0、ＳＷｃ1、…、ＳＷｃn-1を制御する電圧選択回路（セレクタ）７と、（＋）側入力部にスイッチＳＷｃ0、ＳＷｃ1、…、ＳＷｃn-1がそれぞれ接続されたオペアンプ９と、オペアンプ９の出力部にゲート電極が接続されたｐチャネル型の第３のＭＩＳＦＥＴ１１と、一端に電源電圧が供給され、他端に第３のＭＩＳＦＥＴ１１のソースが接続された出力用抵抗１７と、第３のＭＩＳＦＥＴ１１のドレインに接続され、且つドレインとゲート電極とが互いに接続されたｎチャネル型の第４のＭＩＳＦＥＴ１３と、第４のＭＩＳＦＥＴとカレントミラーを構成するｎチャネル型の第５のＭＩＳＦＥＴ１５とを備えている。また、オペアンプ９の（−）側入力部には、第３のＭＩＳＦＥＴ１１及び出力用抵抗１７が接続されている。すなわち、オペアンプ９が負帰還されているので、オペアンプ９の（−）側入力部と（＋）側入力部の電圧は等しくなるよう制御される。
出力用抵抗１７は、例えばポリシリコンなどで形成できるが、各出力での抵抗値のばらつきを抑えるために適宜トリミングが施されていてもよい。
また、本実施形態の電流駆動装置において、電圧選択回路７及びオペアンプ９などは出力ごとに設けられるが、抵抗素子Ｒ0〜Ｒnは複数の出力で共用することができる。
なお、図１０に示すのは従来の電流駆動装置においてＤ／Ａコンバータであった部分である。従って、図１０に示す部分以外の構成は第１の実施形態や従来の電流駆動装置と同様である。
次に、本実施形態の電流駆動装置の動作について説明する。
本実施形態の電流駆動装置において、電圧供給部として機能するノードＮ0〜Ｎn-1からは互いに異なる電圧が出力される。このノードＮ0〜Ｎn-1の電圧値は、それぞれ０から（ｎ−１）までの階調数に対応するように互いに異なる値にする。特に、抵抗素子Ｒ0〜Ｒnの各抵抗値は、ノードＮ0〜Ｎn-1のそれぞれの電圧が図９左側のグラフに示すような非線形なＳ字型になるように設定しておく。すなわち、階調数が小さい領域と大きい領域では電圧の階調数に対する傾きが相対的に小さく、階調数が中程度の領域では電圧の階調数に対する傾きが相対的に大きくなるように設定する。
次に、画像データに応じて電圧選択回路７がいずれか１つのノードの電圧のみを選択して、該電圧をオペアンプ９の（＋）側入力部に入力させる。
続いて、オペアンプ９からの出力は第３のＭＩＳＦＥＴ１１のゲート電極に印加され、第３のＭＩＳＦＥＴ１１のドレインからはオペアンプ９の出力電圧に比例した値（図９右上図参照）の電流が出力される。ここで、第３のＭＩＳＦＥＴ１１のソースはオペアンプ９の（−）側入力部に接続されているので、オペアンプ９の出力電圧は、入力された電圧を増幅した電圧となっている。また、（−）側入力部の電位は出力用抵抗１７に印加されているため、出力用抵抗１７に流れる電流の値は、（電圧選択回路７で選択された電圧）／（出力用抵抗１７の抵抗値）となる。
そして、第３のＭＩＳＦＥＴ１１のドレインから出力された電流は、カレントミラーを介して電流駆動装置の出力部Ｉｏｕｔからパネルへと出力される。本実施形態の電流駆動装置からの出力電流と入力データの階調数との関係は、図９右下のような曲線で示される。
以上のように、本実施形態の電流駆動装置は、電圧選択回路７、抵抗素子Ｒ0〜Ｒn、及びスイッチＳＷｃ1、…、ＳＷｃn-1を有する可変電圧源から画像データに応じて出力される電圧を、オペアンプ９と第３のＭＩＳＦＥＴ１１とを有する電圧電流変換回路が電流に変換して出力するものである。
本実施形態の電流駆動装置では、電圧供給部となるノードＮ0〜Ｎn-1を階調数と同じ数だけ設けるとともに、各ノードでの電位が非線形となるように抵抗素子Ｒ0〜Ｒnの抵抗値を設定することで、出力電流特性を、従来よりも視覚特性に近づけることができる。特に、ノードの電位を階調数ごとに任意に設定できるので、第１の実施形態と比べてもより詳細に出力電流の補正を行なうことができる。そのため、本実施形態の電流駆動装置を電流駆動型の表示装置に用いれば、画像データ通りの表示内容をユーザーに視認させることができる。
また、本実施形態の電流駆動装置のうち、電圧電流変換回路を除く抵抗素子Ｒ0〜Ｒn及び電圧選択回路７は、電圧駆動の液晶表示装置用ドライバで用いられる回路構成を利用することができるので、第１の実施形態の電流駆動装置に比べ、容易に設計を行なうことができる。また、階調数が増加しても直列に接続される抵抗の数を増やすことで容易に対応することができる。
なお、スイッチＳＷｃ1、…、ＳＷｃn-1を構成するＭＩＳＦＥＴは従来のＤ／Ａコンバータを構成するＭＳＩＦＥＴに比べてサイズが小さいので、本実施形態の電流駆動装置の回路面積は、従来のものに比べて縮小することが可能であるが、第１の実施形態の電流駆動装置の回路面積よりもやや大きくなる。
なお、図１０ではパネル側から電流駆動装置側に電流を引き込む場合の構成を示したが、電流駆動装置からパネル側へ電流を流す構成の場合には、第３のＭＩＳＦＥＴ１１から直接パネルに電流を供給すればよい。
以上では、可変電圧源が直列に接続した抵抗、電圧選択回路、及びスイッチを有する例を説明したが、画像データの階調値に応じて異なる電圧を出力できれば、可変電圧源の構成は特に限定されない。また、電圧電流変換回路の構成も図１０に示す例に限定されない。
−第２の実施形態の変形例−
図１１は、本実施形態の電流駆動装置の変形例を示す回路図である。
本変形例は、第２の実施形態の電流駆動装置において、オペアンプ９の出力をゲート電極に受ける第３のＭＩＳＦＥＴ１１の導電型をｎチャネル型に変えたものである。従って、電圧選択回路７、抵抗素子Ｒ0〜Ｒn及びスイッチＳＷｃ1、…、ＳＷｃn-1は、第２の実施形態の電流駆動装置と同一である。以下、第２の実施形態と異なる点のみ説明する。
本実施形態の電流駆動装置において、一端が第３のＭＩＳＦＥＴ１１のソースに、他端が接地に接続された出力用抵抗２３と、ドレインが第３のＭＩＳＦＥＴ１１のドレインに接続され、且つドレインとゲート電極が互いに接続されたｐチャネル型の第６のＭＩＳＦＥＴ１９と、第６のＭＩＳＦＥＴ１９とカレントミラーを構成するｐチャネル型の第７のＭＩＳＦＥＴ２１と、第７のＭＩＳＦＥＴ２１に接続されたｎチャネル型の第４のＭＩＳＦＥＴ１３と、第４のＭＩＳＦＥＴ１３とカレントミラーを構成するｎチャネル型の第５のＭＩＳＦＥＴ１５とが設けられている。
すなわち、本変形例の電流駆動装置では、ｎチャネル型の第５のＭＩＳＦＥＴ１５から電流を出力する（パネルから電荷を引き込む）ため、第３のＭＩＳＦＥＴ１１から出力される電流を、第６のＭＩＳＦＥＴ１９と第７のＭＩＳＦＥＴ２１とで構成されるカレントミラーで第４のＭＩＳＦＥＴ１３に伝達する構成を採っている。
以上のような構成の場合でも、従来に比べて回路面積を低減しつつ、出力電流の特性を視覚特性に合わせることが可能となる。
このように、電圧電流変換を行う第３のＭＩＳＦＥＴ１１の導電型に関わらず、出力電流特性の補正を行なうことができる。
以上説明したように、本発明の電流駆動装置は、有機ＥＬ表示装置やＬＥＤ表示装置などの電流駆動型の表示装置のドライバとして有用である。
（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における入力データの階調値と表示輝度との関係を示す図であり、（ｂ）は、第１の実施形態に係る電流駆動装置における入力データの階調数と出力電流との関係を示す図である。 第１の実施形態に係る電流駆動装置のうち、Ｄ／Ａコンバータ部分を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る電流駆動装置において、６４階調を１６の小区分に分けた場合の階調数と出力電流との関係を示す図である。 第１の実施形態に係る電流駆動装置の具体例を示すブロック回路図である。 画像データの階調値が０〜２の場合の、第１の実施形態に係る電流駆動装置における電流分割回路を示す回路図である。 図５に示す電流分割回路からの出力電流を示す図である。 画像データの階調値が３〜６２の場合の、第１の実施形態に係る電流分割回路における電流分割回路を示す回路図である。 図７に示す電流分割回路からの出力電流を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る電流駆動装置において、入力データ（画像データ）の階調数とこれに応じた出力電流の関係、及び入力データの階調数と電圧選択回路からの出力電圧の関係を示す図である。 第２の実施形態に係る電流駆動装置の一部を示す回路図である。 第２の実施形態に係る電流駆動装置の変形例を示す回路図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の一部を示す回路図である。 （ａ）は、従来の電流加算型Ｄ／Ａコンバータの構成を示す回路図であり、（ｂ）は、従来の電流加算型Ｄ／Ａコンバータに入力される画像データと出力電流との関係を示す図である。 （ａ）は、入力データの階調値に対する望ましい表示輝度を示す図であり、（ｂ）は、従来の有機ＥＬ表示装置における入力データの階調値と表示輝度との関係を示す図である。
符号の説明
３ａ 第１の電流選択回路
３ｂ 第２の電流選択回路
４ 第２の可変電流源
５ 第１の可変電流源
７ 電圧選択回路
９ オペアンプ
１１ 第３のＭＩＳＦＥＴ
１３ 第４のＭＩＳＦＥＴ
１４ 第１の出力用トランジスタ
１５ 第５のＭＩＳＦＥＴ
１６ 第２の出力用トランジスタ
１７ 出力用抵抗
１８ スイッチ
１９ 第６のＭＩＳＦＥＴ
２１ 第７のＭＩＳＦＥＴ
２３ 出力用抵抗
ＳＷ０〜ＳＷ３ スイッチ
ＳＷａ１〜ＳＷａ１５ スイッチ用トランジスタ
ＳＷｂ０〜ＳＷｂ１５ スイッチ用トランジスタ
Ｉｒｅｆ０〜Ｉｒｅｆ１６ 参照電流

Claims (10)

  1. 複数の階調値を含む画像データが入力され、上記画像データの階調値に応じた電流を出力するための電流駆動装置であって、
    上記画像データの階調値に応じて電流値が変わる第１の基準電流を入力するための第１の入力部と、上記第１の基準電流と異なる値であって、階調値に応じて電流値が変わる第２の基準電流を入力するための第２の入力部とを有し、上記第１の基準電流及び上記第２の基準電流を用いて、上記第１の基準電流以上、且つ上記第２の基準電流以下の値の複数の電流を出力するための電流分割回路を備えている電流駆動装置。
  2. 請求項１に記載の電流駆動装置において、
    上記電流分割回路は、第１の基準電流と上記第２の基準電流との電流値の差を均等に分割した分割値を算出し、上記分割値ごとに間隔を空けた電流を上記画像データの階調値に応じて出力する、電流駆動装置。
  3. 請求項１または２に記載の電流駆動装置において、
    上記第１の基準電流は常に上記第２の基準電流より大きい、電流駆動装置。
  4. 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の電流駆動装置において、
    上記画像データの階調値に応じて上記第１の基準電流を上記第１の入力部に供給するための第１の可変電流源と、
    上記画像データの階調値に応じて上記第２の基準電流を上記第２の入力部に供給するための第２の可変電流源と
    をさらに備えている、電流駆動装置。
  5. 請求項４に記載の電流駆動装置において、
    上記第１の可変電流源は、共に上記第１の入力部に接続され、複数の参照電流のそれぞれを導通させるための複数の第１のスイッチと、上記複数の参照電流のうちからいずれか１つの参照電流を上記第１の基準電流として選択するよう上記第１のスイッチを制御するための第１の電流選択回路とを有し、
    上記第２の可変電流源は、共に上記第２の入力部に接続され、上記複数の参照電流のそれぞれを導通させるための複数の第２のスイッチと、上記複数の参照電流のうちからいずれか１つの参照電流を第２の基準電流として選択するよう上記第２のスイッチを制御するための第２の電流選択回路とを有している、電流駆動装置。
  6. 請求項４または５に記載の電流駆動装置において、
    上記電流分割回路は、Ｄ／Ａコンバータである、電流駆動装置。
  7. 請求項６に記載の電流駆動装置において、
    上記電流分割回路は、
    上記第１の可変電流源に接続され、且つゲート電極とドレインが互いに接続された第１導電型の第１の電流入力用ＭＩＳＦＥＴと、
    上記第１の電流入力用ＭＩＳＦＥＴとカレントミラーを構成する第１導電型の第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴと、
    上記第２の可変電流源に接続され、且つゲート電極とドレインが互いに接続された第１導電型の第２の電流入力用ＭＩＳＦＥＴと、
    上記第２の電流入力用ＭＩＳＦＥＴとカレントミラーを構成する第１導電型の第２の電流分配用ＭＩＳＦＥＴと、
    上記第２の電流分配用ＭＩＳＦＥＴのドレインに接続され、ゲート電極とドレインが互いに接続された第２導電型の第３の電流入力用ＭＩＳＦＥＴと、
    上記第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴのドレインに接続され、ゲート電極とドレインが互いに接続された第２導電型の第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴと、
    上記第１の電流分配用ＭＩＳＦＥＴのドレイン及び上記第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴのソースに共通に接続されたドレインを有し、上記第３の電流入力用ＭＩＳＦＥＴとミラー比の等しいカレントミラーを構成する第１のＭＩＳＦＥＴと、
    ｍを２以上の自然数とするとき、上記第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴとカレントミラーを構成し、上記第４の電流入力用ＭＩＳＦＥＴに対するミラー比がそれぞれ１／ｍとなる複数個の電流源用ＭＩＳＦＥＴと
    を有している、電流駆動装置。
  8. 請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の電流駆動装置において、
    上記画像データの階調値は、低階調側から順に低階調領域、中階調領域、及び高階調領域に分かれており、
    上記画像データの階調値が上記低階調領域または上記高階調領域にある場合の上記第１の基準電流と上記第２の基準電流との電流値の差は、上記画像データの階調値が上記中階調領域にある場合の上記第１の基準電流と上記第２の基準電流との電流値の差よりも小さくなっている、電流駆動装置。
  9. 請求項１〜８のうちいずれか１つに記載の電流駆動装置において、
    上記電流分割回路は複数個設けられており、且つ集積化されている、電流駆動装置。
  10. 複数の階調値を含む画像データの階調値に応じた電流を出力するための電流駆動装置を有し、上記画像データを表示するための表示装置であって、
    上記電流駆動装置は、
    上記画像データの階調値に応じて電流値が変わる第１の基準電流を入力するための第１の入力部と、上記第１の基準電流と異なる値であって、階調値に応じて電流値が変わる第２の基準電流を入力するための第２の入力部とを有し、上記第１の基準電流及び上記第２の基準電流を用いて、上記第１の基準電流以上、且つ上記第２の基準電流以下の値の複数の電流を出力するための電流分割回路を有している、表示装置。
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