JP2007086433A - 発光表示素子駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パルス幅と電流の組み合わせによりクロックを十分低くしても電流切り換え時の不安定変化部分のない精度の良い画像の階調表示を行う発光表示素子駆動装置を提供する。
【解決手段】垂直走査回路１０から供給される走査信号から１水平走査期間当たり、各発光表示素子が応答可能な最小応答時間の第１の幅を有し、かつ各発光表示素子の輝度微調用の第1走査パルス信号と，第1の幅の整数倍の第２の幅を有し、かつ各発光表示素子の輝度微調用の第２走査パルス信号を生成するパルス発生回路５と、ディジタル画像の階調に応じたビット数が所定のビット数よりも小なる場合には、第１走査パルス信号を選択し、大なる場合には、第２走査パルス信号を選択するパルス幅変調回路６と、パルス幅変調回路６で選択された第１及び第２走査パルス信号で発光表示素子を発光させる画像信号電流を複数の信号線に供給するパルス電流供給回路７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明はＬＥＤや有機ＥＬ素子や放電管や電子放出素子等のパッシブマトリクス型発光表示素子を発光させて画像を表示する発光表示素子駆動装置に係り、特に発光時間幅及び駆動電流を分割して発光表示素子を駆動し、階調表現を行う発光表示素子駆動装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載されているようなＬＥＤや有機ＥＬの発光により階調表現を行う発光表示素子駆動装置は、表現する階調数により発光時間幅及び駆動電流を制御していた。
図６にこの従来の発光表示素子駆動装置の動作説明を行うための概要を示す図と、図７に従来の階調表現を行うための回路例を示す図と、図８に階調表現の詳細を示す図と、図９に従来の発光表示素子駆動装置の波形図を示す。

図６に示すように、この発光表示素子駆動装置１００は、インターフェイス回路１０１と、バッファメモリ１０２と、階調数識別回路１０３と、パルス幅変調回路１０４と、パルス電流供給回路１０５と、電流制御回路１０６と、水平走査回路１０７と、垂直走査回路１０８と、マトリクス型発光表示素子１０９と、ＰＣ１１０と、から構成される。

インターフェイス回路１０１は、ＰＣ１１０等から画像入力を得てバッファメモリ１０２への画像データと、パルス幅変調回路１０４で画像の階調数に応じたパルス幅を計数するためのクロックと、マトリクス型発光表示素子１０９の水平走査の駆動を行う走査選択信号と，マトリクス型発光表示素子１０９の垂直走査の駆動を行う垂直走査信号とを生成する。
バッファメモリ１０２は、半導体記憶素子で構成され、インターフェイス回路１０１から画像データを入力して記憶し、マトリクス型発光表示素子１０９に画像を表示するタイミングで読み出される。

階調数識別回路１０３は、バッファメモリ１０２から読み出された画像データの階調数に応じて上位ビットと下位ビットに識別し、下位ビットはパルス幅変調回路１０４へそのまま送られる。そして、上位ビットは＋１を加算した識別信号を生成して電流制御回路１０６へ送られる。
例えば、画像の階調数が６ビットのデジタルデータで得られる場合、下位４ビット（１６階調数分）はパルス幅変調回路１０４へパルス幅変調用のデータとして送られる。一方、上位２ビットのデジタルデータは＋１が加算されて電流制御回路１０６で流される階調数に応じた電流のデータとして送られる。

パルス幅変調回路１０４は、インターフェイス１０１からはクロックを、階調数識別回路１０３からは画像データの階調数の下位ビットのデータを入力する。そして、この下位ビットのデータに応じてクロックをカウントして所定の幅のパルスを生成する。
パルス電流供給回路１０５は、電流制御回路１０６から入力した電流と、パルス幅変調回路１０４から入力した所定の幅のパルスに基づいたパルス電流を生成する。
電流制御回路１０６は、階調数識別回路１０３から入力した上位ビットのデジタルデータに＋１を加算した識別信号から電流を算出し、パルス電流供給回路１０５へ送る。

水平走査回路１０７は、複数のパルス幅変調回路１０４と、複数のパルス幅電流供給回路１０５から構成され、階調数識別回路１０３から送られた画像データの階調数の下位ビットとパルス電流供給回路１０５から送られたパルス電流とによりパルス電流を制御してマトリクス型発光表示素子１０９の所定の水平位置の各発光表示素子それぞれにパルス電流を供給し発光させる。
垂直走査回路１０８は、走査制御回路１０２から送られた垂直走査信号により、マトリクス型発光表示素子１０９の所定の位置の走査線を接地電位としてパルス電流の供給が可能状態とし、この所定の位置の走査線を除く他の走査線にはパルス電流の供給が不可能状態に設定する電位を供給する垂直駆動信号を生成して出力し、マトリクス型発光表示素子１０９へ送る。

マトリクス型発光表示素子１０９は、水平走査回路１０７から供給されたパルス電流と、垂直走査回路１０８で垂直走査信号より生成した垂直駆動信号とを入力し、この入力したパルス電流と垂直駆動信号により、所定の走査線位置と水平位置における発光表示素子を選択して画像の階調数に応じたパルス幅と電流を有するパルス電流を供給し発光させて、入力された画像に応じた階調の画像表示を行う。
ＰＣ１１０は、パーソナルコンピュータ等からなり、デジタルカメラ、デジタルムービー、スキャナ等から入力した画像を編集して発光表示素子駆動装置１００で表示できるフォーマットとする。

次に動作について説明する。
まず、図６に示すように、発光表示素子駆動装置１００へＰＣ１１０等から画像を送り、発光表示素子駆動装置１００のインターフェイス回路１０１経由でバッファメモリ１０２に記憶する。そして，この記憶された画像を読み出して階調数識別回路１０３へ送る。
階調数識別回路１０３では送られてきた画像の階調数を示すデジタルデータを下位ビットと上位ビットに識別して、下位ビットはそのままパルス幅変調回路１０５へ送り，下位ビットが示す階調数に応じた幅のパルスを生成し、パルス電流供給回路１０５へ送る。そして上位ビットのデジタルデータは＋１が加算され、この＋１を加算されたデジタルデータは識別信号として電流制御回路１０６へ送られ、識別信号に応じた電流が生成されパルス電流供給回路１０５へ送られる。

パルス電流供給回路１０５では、下位ビットが示す階調数に応じた幅のパルスと識別信号に応じた電流とにより、画像の階調数に応じたパルス幅と電流を有するパルス電流を生成してマトリクス型発光表示素子１０９の所定の水平位置の発光表示素子を選択して画像の階調数に応じたパルス幅と電流を有するパルス電流をマトリクス型発光表示素子１０９へ供給する。

マトリクス型発光表示素子１０９へは水平走査回路１０７の複数のパルス電流供給回路１０５から供給されたパルス電流と、垂直走査回路１０８で垂直走査信号より生成した垂直駆動信号とを入力することにより、所定の走査線位置と水平位置における発光表示素子を選択して画像の階調数に応じたパルス幅と電流を有するパルス電流を供給し発光させて、入力された画像に応じた階調の画像表示をマトリクス型発光表示素子１０９で行う。

図７に示すように，画像の階調数を示すデジタルデータを６ビットとして、下位ビットを４ビット、上位ビットを２ビットとした場合，走査期間内のパルス幅は下位ビット、電流は（上位ビット＋１）で表される。
そして，図８に階調数３８の場合のパルス電流を示す。すなわち、階調数３８はデジタルデータで「１００１１０」であるが、上位ビットを「０１」、下位ビットを「０１１０」に識別した後，上位ビットに＋１を加え「１１」とすると、下位ビットはパルス幅６、上位ビットは電流３に相当する。従って電流２まではパルス幅は最大の１６、電流３ではパルス幅６となり，図８に太線で示すパルス幅と電流を有するパルス電流となる。このパルス電流により、画像の階調数が３８の場合における発光表示素子の発光が行われる。

このようにして、入力される画像の階調数を識別して、パルス幅と電流の組み合わせにより、マトリクス型発光表示素子１０９を発光させることにより，精度の良い画像の階調表示を行っていた。
特開２０００−５６７２７号公報

しかしながら、従来の発光表示素子駆動装置１００において、入力される画像の階調数を識別して、パルス幅と電流の組み合わせにより、マトリクス型発光表示素子１０９を発光させる場合，図９（Ａ）の（１）に示すようにクロック１０を十分低くしても、図９（Ａ）の（２）のように電流３から電流２へマトリクス型発光表示素子１０９の発光を保ちながら電流を下げると、マトリクス型発光表示素子１０９に流れている電流は、電流による電荷の蓄積が発光素子内にあるため、電流３から電流２への切り換えにはすぐに追従できず蓄積している電荷を減らしながら徐々に変化するため、図９（Ａ）の（３）の不安定変化部分に示すように電流３から電流２への切り換え時の輝度が電流３の時の輝度３と電流２の時の輝度との中間の不安定な値となり、また、電流の少ない方から多い方へ切り換えると駆動する発光表示素子数により少ない場合は早く、多い場合には遅延して切り替わる不安定動作となるので、マトリクス型発光表示素子１０９の発光を保ちながら電流を切り換えると精度の良い画像の階調表示を行うことは出来ない、と言う問題点が有った。
また、図９（Ｂ）の（１）に示すようにクロック１１を出来るだけ早くして、図９（Ｂ）の（２）に示すように一定の電流４で階調数に応じたパルス電流幅により画像の階調表示を詳細に行おうとすると、図９（Ｂ）の（３）に示すようにマトリクス型発光表示素子１０９に流れる電流の切り換えが追随できず、階調数２，３のパルス電流幅は電流４まで到達できたものが階調数１のパルス幅では、電流４に到達できず、輝度低下部分を生じてしまうと言う問題点が有った。

そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、パルス幅と電流の組み合わせにより、クロックの周波数を十分低くしても、電流切り換え時の不安定変化部分のない、精度の良い画像の階調表示を行うことが出来る、発光表示素子駆動装置を提供することを目的とする。

本願発明における第１の発明は、互いに直交する走査線と信号線との間にそれぞれ配列された複数の発光表示素子と、前記走査線に走査パルス信号を供給する垂直走査回路と、前記信号線に画像信号電流を順次供給する水平走査回路と、を有し、前記画像信号電流が前記複数の発光表示素子に供給された状態で、前記画像信号に応じた前記走査パルス信号を供給することにより、前記複数の発光表示素子を発光させてディジタル画像表示を行う発光表示素子駆動装置において、前記垂直走査回路から供給される前記走査信号から１水平走査期間当たり、前記各発光表示素子が応答可能な最小応答時間の第１の幅を有し、かつ前記各発光表示素子の輝度微調用の第1走査パルス信号と，前記第1の幅の整数倍の第２の幅を有し、かつ前記各発光表示素子の輝度微調用の第２走査パルス信号を生成するパルス発生回路と、前記ディジタル画像の階調に応じたビット数が所定のビット数よりも小なる場合には、前記第１走査パルス信号を選択し、等しいか大なる場合には、前記第２走査パルス信号を選択するパルス幅変調回路と、前記パルス幅変調回路で選択された前記第１及び第２走査パルス信号で前記発光表示素子を発光させる前記画像信号電流を前記複数の信号線に供給するパルス電流供給回路と、を備えたことを特徴とする発光表示素子駆動装置を提供する。
本願発明における第２の発明は、前記第２走査パルス信号に対して前記第１走査パルス信号の大きさを小さく設定する電流設定回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の発光表示素子駆動装置を提供する。

本発明によれば、互いに直交する走査線と信号線との間にそれぞれ配列された複数の発光表示素子と、走査線に走査パルス信号を供給する垂直走査回路と、信号線に画像信号電流を順次供給する水平走査回路と、を有し、画像信号電流が複数の発光表示素子に供給された状態で、画像信号に応じた走査パルス信号を供給することにより、複数の発光表示素子を発光させてディジタル画像表示を行う発光表示素子駆動装置において、垂直走査回路から供給される走査信号から１水平走査期間当たり、各発光表示素子が応答可能な最小応答時間の第１の幅を有し、かつ各発光表示素子の輝度微調用の第1走査パルス信号と，第1の幅の整数倍の第２の幅を有し、かつ各発光表示素子の輝度微調用の第２走査パルス信号を生成するパルス発生回路と、ディジタル画像の階調に応じたビット数が所定のビット数よりも小なる場合には、第１走査パルス信号を選択し、等しいか大なる場合には、第２走査パルス信号を選択するパルス幅変調回路と、パルス幅変調回路で選択された第１及び第２走査パルス信号で発光表示素子を発光させる画像信号電流を複数の信号線に供給するパルス電流供給回路と、を備えることにより、パルス幅と電流の組み合わせによりクロックを十分低くしても電流切り換え時の不安定変化部分のない、精度の良い画像の階調表示を行うことが出来る。

以下に本発明の実施形態に係る発光表示素子駆動装置について図１〜図４を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る発光表示素子駆動装置の概要を示すブロック図である。
図２は、本発明の実施形態に係り、階調制御を行う回路構成を示す図である。
図３は、本発明の実施形態に係り、階調制御を行う際の各部の波形を示す図である。
図４は、階調数制御を行う際のクロックと電流の関係を説明するための図であり，（Ａ）及び（Ｃ）は、クロックは２種類で電流は１種類の時の波形を示す図であり、（Ｂ）は、クロックは１種類で電流は２種類の時の波形を示す図であり，（Ｄ）は、クロックは２種類で電流も２種類の時の波形を示す図である。
図５は、本発明の実施形態に係り、発光表示素子駆動装置の発光部分の動作説明を行うための図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る発光表示素子駆動装置１は、インターフェイス回路２と、バッファメモリ３と、データ選択回路４と、クロック発生回路５と、パルス幅変調回路６と、パルス幅電流供給回路７と、電流設定回路８と、水平走査回路９と、垂直走査回路１０と、マトリクス型発光表示素子１１と、により構成される。
図２に示すように、クロック発生回路５は、基準クロック発生回路５ａと，クロック選択回路５ｂと、からなり、電流設定回路８は、電流源選択回路８ａと、電流源８ｂと、からなる。

インターフェイス回路２は、ＰＣ１等から画像入力を得てバッファメモリ３への画像データと、クロック発生回路５の基準クロックであるマスタークロックと、データ選択回路４とクロック発生回路５と電流設定回路８へ送られる走査期間を走査０と走査１の２つの期間に時系列で分割された走査選択信号と、垂直走査回路１０へ送るマトリクス型発光表示素子１１の走査線を制御する垂直走査信号と、を生成して出力する。
バッファメモリ３は、半導体記憶素子で構成され、インターフェイス回路２から画像データを入力して記憶し、マトリクス型発光表示素子１１に画像を表示するタイミングで読み出される。

データ選択回路４は、バッファメモリ３から読み出された画像の階調数を示すデジタルデータを入力し、走査制御回路３から送られてきた走査選択信号によりデジタルデータを１つの走査期間における走査０と走査１との期間に時系列に分割選択して出力し，パルス幅変調回路６へ送る。

クロック発生回路５は、走査制御回路３から送られてきたマスタークロックと走査選択信号を入力し、図２に示すように、基準クロック発生回路５ａでマスタークロックに基づいてクロック０とクロック１とを生成してクロック選択回路５ｂへ送り、クロック選択回路５ｂで走査選択信号により１つの走査期間における走査０の期間はクロック０、走査１の期間はクロック１としてクロックを時系列に選択して出力し、パルス幅変調回路６へ送る。

パルス幅変調回路６は、データ選択回路４から送られてきた時系列に分割されたデジタルデータと、クロック発生回路５から時系列に送られて来たクロック０とクロック１と、を入力し、１つの走査期間における走査０の期間内にクロック０を分割されたデジタルデータでカウントして得たパルス幅のパルスと、走査１の期間内にクロック１を他の分割されたデジタルデータでカウントして得たパルス幅のパルスと、を時系列に生成して出力し、パルス電流供給回路７へ送る。

パルス電流供給回路７は、パルス幅変調回路６から時系列に送られてきた２つのパルス幅のパルスと、電流設定回路８から時系列に送られてくる電流Ａと電流Ｂと、を入力し、１つのパルスを電流Ａで駆動し，他の１つのパルスを電流Ｂで時系列に駆動する。

電流設定回路８は、インターフェイス回路２から送られてきた走査選択信号を入力し、図２に示すように、電流源選択回路８ａに送る。そして、電流源８ｂにより生成された電流Ａと電流Ｂとを電流源選択回路８ａに送り、走査選択信号により１つの走査期間における走査０の期間は電流Ａと走査１の期間は電流Ｂと時系列に選択して出力し，パルス電流供給回路７へ送る。

水平走査回路９は、複数のパルス幅変調回路６と複数のパルス電流供給回路７とからなり、電流設定回路８からから時系列で送られてくる電流Ａもしくは電流Ｂと、データ選択回路４から送られてくる画像の階調数を示すデジタルデータとを入力し、マトリクス型発光表示素子１１を所定の位置で発光させる、電流Ａで駆動されるパルスと電流Ｂで駆動されるパルスからなる水平駆動電流を水平走査方向の画素数分生成する。

垂直走査回路１０は、インターフェイス回路２から送られてきた垂直走査信号に基づいて、マトリクス型発光表示素子１１の走査線を選択し水平駆動電流が流れるよう接地電位とし、それ以外の走査線は水平駆動電流が流れないよう所定の電位を供給する垂直駆動信号を生成して出力し、マトリクス型発光表示素子１１へ送る。

マトリクス型発光表示素子１１は、水平走査回路９から送られた水平駆動電流と、垂直走査回路１０から送られた垂直駆動信号と、を入力し、所定の走査線位置を垂直駆動信号により選択し、その選択された走査線位置にある発光表示素子へ水平駆動電流を供給して発光表示素子を発光させることにより画像を表示する。

次に，動作について説明する。
図１に示すように、発光表示素子駆動装置１へＰＣ１２等から画像を送り、発光表示素子駆動装置１のインターフェイス回路２経由でバッファメモリ３に記憶する。そして，この記憶された画像を読み出してデータ選択回路４へ送る。
データ選択回路４では、バッファメモリ３から送られてきた画像の階調数を示すデジタルデータを、インターフェイス回路２から送られてきた走査選択信号によりデジタルデータを１つの走査期間における走査０と走査１との期間に時系列に分割選択して出力し，パルス幅変調回路６へ送る。

例えば、図２に示すように、画像メモリ２から送られてきた画像の階調数を示すデジタルデータを、「Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３」としてデータ選択回路４へ入力し、１つの走査期間における走査０の期間は「Ｄ０、Ｄ１」、走査１の期間は「Ｄ２，Ｄ３」に画像の階調数を示すデジタルデータを選択し、パルス幅変調回路６へ送る。

そして、クロック発生回路５では、入力した基準クロック発生回路５ａでマスタークロックに基づいてクロック０とクロック１とを生成してクロック選択回路５ｂへ送り、クロック選択回路５ｂで走査選択信号により１つの走査期間における走査０の期間はクロック０、走査１の期間はクロック１としてクロックを時系列に選択して出力し、パルス幅変調回路６へ送る。

従って、パルス幅変調回路６では、１つの走査期間における走査０の期間はクロック０をデジタルデータ「Ｄ０、Ｄ１」でカウントして得たパルス幅のパルスを、走査１の期間はクロック１をデジタルデータ「Ｄ２、Ｄ３」でカウントして得たパルス幅のパルスを、時系列に生成して出力し、パルス電流供給回路７へ送る。

一方、電流設定回路８では、電流源８ｂにより生成された電流Ａと電流Ｂとを電流源選択回路８ａに送り、走査選択信号により１つの走査期間における走査０の期間は電流Ａと走査１の期間は電流Ｂと時系列に選択して出力し，パルス電流供給回路７へ送る。

そして、パルス電流供給回路７では、パルス幅変調回路６から送られてきた走査線期間の走査０の期間はクロック０をデジタルデータ「Ｄ０、Ｄ１」でカウントして得たパルス幅のパルスと、走査１の期間はクロック１をデジタルデータ「Ｄ２、Ｄ３」でカウントして得たパルス幅のパルスと、を入力して、走査０の期間のパルスは電流設定回路８から送られてきた電流Ａで駆動し、走査期間１のパルスは電流設定回路８から送られてきた電流Ｂで駆動する、それぞれのパルスを時系列で生成する。

水平走査回路９では、複数のパルス幅変調回路６と複数のパルス電流供給回路７から、電流Ａで駆動されるパルスと電流Ｂで駆動されるパルスとからなる複数の水平駆動電流と、を生成して出力し、マトリクス型発光表示素子１１へ送る。

一方、垂直走査回路１０では、走査制御回路３から送られてきた垂直走査信号に基づいて、マトリクス型発光表示素子１１の走査線を選択して水平駆動電流が流れるよう接地電位に設定し、それ以外の走査線は水平駆動電流が流れないよう所定の電位を供給する垂直駆動信号を生成して出力し、マトリクス型発光表示素子１１へ送る。

そして、マトリクス型発光表示素子１１では、水平走査回路９から送られた水平駆動電流と、垂直走査回路１０から送られた垂直駆動信号と、を入力し、所定の走査線位置を垂直駆動信号により選択し、その選択された走査線位置にある発光表示素子へ水平駆動電流を供給して発光表示素子を発光させることにより画像を表示する。

次に，各回路部分における信号の波形について詳細に説明する。
図３に示すように、図３（１）のクロックは、クロック発生回路５で生成され、１つの走査期間における走査０の期間にはクロック０を、走査１の期間にはクロック１を時系列に選択する。走査期間１，走査期間２についても同様である。そして，例えば、クロック０はクロック１の半分の周波数に設定し、クロック１のパルス幅を、クロック０のパルス幅の１／２として、より狭く設定する。
図３（２）のデータ転送期間は走査０と走査１の前に位置し，データ転送時及び電流の切り換え時に支障の無い様十分な時間を設定する。

図３（３）の波形はマトリクス型発光表示素子１１へ供給される水平駆動電流を示すもので縦軸に電流，横軸に時間経過を示す。
最初の走査期間０の時の走査０の期間は，デジタルデータ「Ｄ０、Ｄ１」が「１、１」を、走査１の期間は、デジタルデータ「Ｄ２、Ｄ３」が「１、１」を示した時の例であり、それぞれのクロックにおいて３をカウントしてパルス幅を設定し、更に走査０のパルスは電流Ａ，走査１のパルスは電流Ｂで駆動したものである。
この時のデジタルデータ「Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３」が「１、１、１、１」なので、１０進数に変換した数値は１５である。

従って、例えば、電流Ｂを電流Ａの半分に小さく設定して、走査１の時の電流Ｂ駆動によるカウント３のパルス幅Ｄ３の発光量（電流×パルス幅）を階調数３とすると，走査０の時の電流Ａ駆動によるカウント３のパルス幅Ｄ１２の発光量は、走査１に比較し電流２倍、パルス幅２倍となるから階調数としては４倍の１２となる。よって走査０と走査１の階調数を加算すると、階調数１５となり，デジタルデータ「１、１、１、１」の１０進数に変換した数値１５に一致する。

同様にして走査期間１の時は、デジタルデータ「Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３」が「１、０、１、０」で１０進数に変換した数値は１０である。この時、走査０の期間は，デジタルデータ「Ｄ０、Ｄ１」が「１、０」を、走査１の期間は、デジタルデータ「Ｄ２、Ｄ３」が「１、０」、となり、それぞれ階調数２であり、これをそれぞれのクロックでカウントしたパルス幅Ｄ８とＤ２とを得るが、走査０の時は４倍して階調数８相当となるので、走査期間１の階調数の合計は１０となりデジタルデータに一致する。

さらに、走査期間２の時はデジタルデータ「Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３」が「０、１、０、１」で、１０進数に変換した数値は５である。そして、走査０の期間は，デジタルデータ「Ｄ０、Ｄ１」が「０、１」を、走査１の期間は、デジタルデータ「Ｄ２、Ｄ３」が「０、１」、となり、それぞれ階調数１であり、これをそれぞれのクロックでカウントしたパルス幅Ｄ４とＤ１とを得るが、走査０の時は４倍して階調数４相当となるので、走査期間２の階調数の合計は５となりデジタルデータに一致する。

このようにして得た水平駆動電流をマトリクス型発光表示素子１１へ供給して発光させれば、図３（４）に示すような輝度を得る。
図３（４）の波形は縦方向に輝度を、横方向に経過時間を示す。例えば、図３（３）のＤ１２のパルス幅で電流Ａによりマトリクス型発光表示素子１１を駆動すれば、マトリクス型発光表示素子１１は輝度Ａの明るさでＫ１２の期間発光する。
そして、図３（３）のＤ３のパルス幅で電流Ｂによりマトリクス型発光表示素子１１を駆動すれば、マトリクス型発光表示素子１１は輝度Ｂの明るさでＫ３の期間発光する。Ｋ１２とＫ３の期間は同じ水平走査線の同じマトリクス型発光表示素子１１で繰り返して発光するので、発光量としては（Ｋ１２×輝度Ａ＋Ｋ３×輝度Ｂ）となり、走査期間０の階調数１５の発光量に相当する。

そして、マトリクス型発光表示素子１１に電流Ａを流して駆動する時は、クロックの周波数は低くし、電流Ｂを流して駆動する時は、クロックの周波数は２倍に高くしているが、電流Ｂは電流Ａの半分の量に設定されているのでどちらもほぼ同じ精度となる。
また，電流Ａ、電流Ｂの切り換えはデータ転送期間の間隔を置いて行われるので、直接、電流の切り換えは行わない。

次に，図４により、１つの走査期間を走査０と走査１の２つの走査を行って画像の階調を表現する場合の、クロックと電流の組み合わせによる階調数を説明する。
図４（Ａ）は、走査０にクロック０、走査１に走査０の２倍の周波数のクロックを用い、電流は走査０と走査１とも電流Ａとしたものである。このようにクロックと電流を組み合わせると、走査１のカウント１を１階調とすると走査０のカウント１は２となり、図４（Ａ）のように走査０ではカウント３，走査１ではカウント１を最大値とすると「カウント３×２＋カウント１」より最大値７となるから、階調数は０〜７の８階調まで表示することが出来る。

図４（Ｂ）は、走査０と走査１にクロック０、電流は走査０に電流Ａ、走査１に電流Ａの半分の電流Ｂとしたものである。このようにクロックと電流を組み合わせると、走査１のカウント１を１階調とすると走査０のカウント１は２となり、図４（Ｂ）のように走査０ではカウント３，走査１ではカウント１を最大値とすると「カウント３×２＋カウント１」より最大値７となるから、階調数は０〜７の８階調まで表示することが出来る。
図４（Ａ）と図４（Ｂ）は、階調数は同じであるが，走査期間が図４（Ｂ）の方が長くなる。

図４（Ｃ）は、走査０にクロック０、走査１に走査０の４倍の周波数のクロックを用い、電流は走査０と走査１とも電流Ａとしたものである。このようにクロックと電流を組み合わせると、走査１のカウント１を１階調とすると走査０のカウント１は４となり、図４（Ａ）のように走査０ではカウント３，走査１でもカウント３を最大値とすると「カウント３×４＋カウント３」より最大値１５となるから、階調数は０〜１５の１６階調まで表示することが出来る。

図４（Ｄ）は、走査０にクロック０、走査１に走査０の２倍の周波数のクロックを用い、電流は走査０に電流Ａ、走査１に電流Ａの半分の電流Ｂとしたものである。このようにクロックと電流を組み合わせると、走査１のカウント１を１階調とすると走査０のカウント１は４となり、図４（Ａ）のように走査０ではカウント３，走査１でもカウント３を最大値とすると「カウント３×４＋カウント３」より最大値１５となるから、階調数は０〜１５の１６階調まで表示することが出来る。
図４（Ｃ）と図４（Ｄ）は、階調数は同じであるが，走査期間が図４（Ｂ）の方が長くなる。

このようにして、画像の１走査期間内に走査０の期間と走査１の期間を設定して、外部から入力する画像の階調数を示すデジタルデータを２つに分けてそれぞれ走査０と走査１に分けて画像の階調を表示する。
例えば、外部から入力する画像の階調数のデジタルデータを（ａ＋ｂ）ビットとすると、走査０の期間はａビットを、走査１の期間はｂビットを用いて発光表示素子の発光期間を算出して、１走査期間内に計２回同じ発光表示素子を発光させて、その発光量の合計で画像の階調を表示する。
そして、走査０の（クロックと電流）と走査１の（クロックと電流）との比率により表示する画像の階調数を設定する。

次にマトリクス型発光表示素子１１を駆動する電流の量について説明する。
まず、走査０と走査１に流す電流の量により画像のリニアな階調を表現するためには、走査０の単位パルス幅（カウント１のパルス幅）によって得られる電流の量をＷａとし、走査１の単位パルス幅によって得られる電流の量をＷｂとすると、
Ｗｂ＝Ｗａ／（２＾ｂ）・・・（１）
（２＾ｂ）：２のｂ乗
とすることが必須条件となる。
この電流の量は電流値と単位パルス幅の２つのパラメータがあるため、次の３種類の設定方法により算出する。

種類１の設定方法：図４（Ａ）に示すようにパルス幅のみを変化する。
走査１の時の単位パルス幅（カウント１のパルス幅）をｔｂ、走査０の時の単位パルス幅をｔａとすると、
ｔｂ＝ｔａ／（２＾ｂ）・・・（２） ＊図４（Ａ）ではｂ＝１
とし、電流値は電流Ａで一定であるから、
Ｗｂ＝電流Ａ×ｔｂ＝電流Ａ×ｔａ／（２＾ｂ）＝Ｗａ／（２＾ｂ）
となり，（１）式を満たしている。

種類２の設定方法：図４（Ｂ）に示すように電流値のみを変化する。
走査１の時は電流Ｂ、走査０の時は電流Ａとして、
電流Ｂ＝電流Ａ／（２＾ｂ）・・・（３） ＊図４（Ｂ）ではｂ＝１
となり、
単位パルス幅は一定であるから、
Ｗｂ＝電流Ｂ×ｔｂ＝電流Ａ×ｔａ／（２＾ｂ）＝Ｗａ／（２＾ｂ）
が得られるから，（１）式を満たしている。

種類３の設定方法：図４（Ｄ）に示すようにパルス幅と電流値を変化する。
走査１の時は単位パルス幅ｔｂ、電流Ｂとし、走査０の時は単位パルス幅ｔａ、電流Ａ、とすると、
ｔｂ＝ｔａ／（２＾ｃ）・・・（４） ＊図４（Ｄ）ではｃ＝２
電流Ｂ＝電流Ａ／（２＾ｄ）・・・（５） ＊図４（Ｄ）ではｄ＝２
となり、
Ｗｂ＝電流Ｂ×ｔｂ
＝[電流Ａ／（２＾ｄ）]×[ｔａ／（２＾ｃ）]＝Ｗａ／｛２＾（ｃ＋ｄ）｝
となる。
（ｃ＋ｄ）＝ｂビットとして、外部から入力する画像の階調数のデジタルデータを（ａ＋ｂ）ビットとした場合、走査０でａ＾ｂの階調数、走査１でｂの階調数が得られる。
従って走査１を走査線期間に設定することでｂビットの階調数を付加することが出来る。

次に、マトリクス型発光表示素子１１の発光制御について説明する。
図５に示すように，マトリクス型発光表示素子１１に有機ＥＬ素子を用いた場合，パルス電流供給回路７から供給された電流Ｉａ０を、水平走査回路９のスイッチＳＷ０をＯＮさせて有機ＥＬ素子であるＥＬ０へ供給する。
水平走査回路９のスイッチＳＷ０のＯＮ／ＯＦＦは画像を構成する画素毎の階調数に基づいて行われる。

この時、垂直走査回路９のスイッチＳＷ１によりＥＬ０の電流を供給する端子の反対の端子を接地電位にすると、ＥＬ０に電流Ｉａ０が流れて発光する。
また、ＥＬ１のように水平走査回路９のスイッチをＯＦＦにしておくと有機ＥＬ素子であるＥＬ１は浮遊容量を持つコンデンサー状態となり発光しない。

さらに、有機ＥＬ素子に水平走査回路９のスイッチをＯＮにして電流を流そうとしても、垂直走査回路９のスイッチＳＷ１の切り換えにより、所定の電圧Ｖ０を保護抵抗Ｒ０を経由して有機ＥＬ素子の電流を供給する端子の反対の端子に加えると、有機ＥＬ素子の電流を供給する端子側より電圧が高くなるから，有機ＥＬ素子には電流は流れない。
このようにしてマトリクス型発光表示素子１１の発光を水平走査回路９のと垂直走査回路９により制御する。

以上述べてきたように、本発明の実施形態における発光表示素子駆動装置において、画像の１走査期間内に走査０の期間と走査１の２つの期間を設定し同じ走査線を２回に分けて走査すれば、外部から入力する画像の階調数を示すデジタルデータをそれぞれ走査０と走査１に分け、この分けられたデジタルデータに基づいてそれぞれに加えられたクロックにより電流を流すパルス幅をカウントして設定し、かつ、それぞれにカウントされたパルス幅の期間に流す電流をそれぞれに設定して、パルス幅と電流とを組み合わせることにより、クロックの周波数を十分低くして、発光表示素子に電流を流す時は常に一定電流として電流切り換え時の不安定変化部分を発生させる電流の値の変化はさせないので、精度の良い画像の階調表示を行うことが出来る。

本発明の実施形態に係る発光表示素子駆動装置の、概要を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係り、階調制御を行う回路構成を示す図である。 本発明の実施形態に係り、階調制御を行う際の各部の波形を示す図である。 階調数制御を行う際のクロックと電流の関係を説明するための図であり，（Ａ）及び（Ｃ）は、クロックは２種類で電流は１種類の時の波形を示す図であり、（Ｂ）は、クロックは１種類で電流は２種類の時の波形を示す図であり，（Ｄ）は、クロックは２種類で電流も２種類の時の波形を示す図である。 本発明の実施形態に係り、発光表示素子駆動装置の発光部分の動作説明を行うための図である。 従来の発光表示素子駆動装置の動作説明を行うための概要を示す図である。 従来の階調表現を行うための回路例を示す図である。 階調表現の詳細を示す図である。 従来の発光表示素子駆動装置の波形を示す図である。

符号の説明

１・・・発光表示素子駆動装置、２・・・インターフェイス回路、３・・・バッファメモリ、４・・・データ選択回路、５・・・クロック発生回路（パルス発生回路）、５ａ・・・基準クロック発生回路、５ｂ・・・クロック選択回路、６・・・パルス幅変調回路、７・・・パルス幅電流供給回路（パルス電流供給回路）、８・・・電流設定回路、８ａ・・・電流源選択回路、８ｂ・・・電流源、９・・・水平走査回路、１０・・・垂直走査回路、１１・・・マトリクス型発光表示素子、１２・・・ＰＣ（パーソナルコンピュータ）

Claims (2)

1. 互いに直交する走査線と信号線との間にそれぞれ配列された複数の発光表示素子と、前記走査線に走査パルス信号を供給する垂直走査回路と、前記信号線に画像信号電流を順次供給する水平走査回路と、を有し、前記画像信号電流が前記複数の発光表示素子に供給された状態で、前記画像信号に応じた前記走査パルス信号を供給することにより、前記複数の発光表示素子を発光させてディジタル画像表示を行う発光表示素子駆動装置において、
   前記垂直走査回路から供給される前記走査信号から１水平走査期間当たり、前記各発光表示素子が応答可能な最小応答時間の第１の幅を有し、かつ前記各発光表示素子の輝度微調用の第1走査パルス信号と，前記第1の幅の整数倍の第２の幅を有し、かつ前記各発光表示素子の輝度微調用の第２走査パルス信号を生成するパルス発生回路と、
   前記ディジタル画像の階調に応じたビット数が所定のビット数よりも小なる場合には、前記第１走査パルス信号を選択し、等しいか大なる場合には、前記第２走査パルス信号を選択するパルス幅変調回路と、
   前記パルス幅変調回路で選択された前記第１及び第２走査パルス信号で前記発光表示素子を発光させる前記画像信号電流を前記複数の信号線に供給するパルス電流供給回路と、
   を備えたことを特徴とする発光表示素子駆動装置。
2. 前記第２走査パルス信号に対して前記第１走査パルス信号の大きさを小さく設定する電流設定回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の発光表示素子駆動装置。
   
   

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