JP2006018038A - 表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示パネルを構成する各表示画素に表示データに応じた階調電流を供給して所定の輝度階調で発光動作させる、電流印加方式の駆動制御方法を採用した表示装置において、データラインに寄生する容量成分による表示データ（階調電流）の書込不足を抑制して、適正な輝度階調で発光素子を発光動作させ、表示画質の改善を図ることができる表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法を提供する。
【解決手段】 表示装置１００は、複数の表示画素ＥＭがマトリクス状に配列された表示パネル１１０と、行ごとの表示画素ＥＭを選択状態に設定する走査ドライバ１２０と、表示データの輝度階調を、表示パネル１１０の階調特性に対応した階調（駆動階調値）に変換する信号補正回路１４０と、補正後表示データに応じた階調電流Ｉpixを、所定のタイミングで各データラインＤＬへ供給するデータドライバ１３０と、を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法に関し、特に、表示データに応じた電流を供給することにより所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子を備えた表示画素を、複数配列してなる表示パネルに適用可能な表示駆動装置、及び、該表示駆動装置を備えた表示装置、並びに、該表示装置における駆動制御方法に関する。

従来、有機エレクトロルミネッセント素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記する）や発光ダイオード（ＬＥＤ）等のように供給される駆動電流の電流値に応じて所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子を具備する表示画素を、２次元配列した表示パネルを備えた発光素子型のディスプレイ（表示装置）が知られている。

特に、アクティブマトリックス駆動方式を適用した発光素子型ディスプレイは、近年携帯機器を始め、様々な電子機器に広く利用されている液晶表示装置（ＬＣＤ）に比較して、表示応答速度が速く、また、視野角依存性もなく、高輝度・高コントラスト化、表示画質の高精細化等が可能であるとともに、液晶表示装置の場合のように、バックライトを必要としないので、一層の薄型軽量化や低消費電力化が可能である、という極めて優位な特徴を有しており、次世代のディスプレイとして研究開発が盛んに行われている。

そして、このような発光素子型ディスプレイにおいては、上述した電流制御型の発光素子を発光制御するための駆動制御機構や制御方法が種々提案されている。例えば、特許文献１等に記載されているように、表示パネルを構成する各表示画素ごとに、上記発光素子に加えて、該発光素子を発光制御するための複数のスイッチング手段からなる駆動回路（発光駆動回路）を備えたものが知られている。

図２２は、従来技術における発光素子型ディスプレイの要部を示す概略構成図であり、図２３は、従来技術における発光素子型ディスプレイに適用可能な表示画素（発光駆動回路及び発光素子）の構成例を示す等価回路図である。

特許文献１等に記載されたアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置は、概略、図２２に示すように、行、列方向に配設された複数の走査ライン（選択ライン）ＳＬ及びデータライン（信号ライン）ＤＬの各交点近傍に、複数の表示画素ＥＭｐがマトリクス状に配置された表示パネル１１０Ｐと、各走査ラインＳＬに接続された走査ドライバ（走査線駆動回路）１２０Ｐと、各データラインＤＬに接続されたデータドライバ（データ線駆動回路）１３０Ｐと、を備えた構成を有し、各表示画素ＥＭｐは、図２３に示すように、ゲート端子が走査ラインＳＬに、ソース端子及びドレイン端子がデータラインＤＬ及び接点Ｎ１１１に各々接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔｒ１１１と、ゲート端子が接点Ｎ１１１に接続され、ソース端子に接地電位Ｖgndが印加された薄膜トランジスタＴｒ１１２と、を備えた発光駆動回路ＤＣｐ、及び、該発光駆動回路ＤＣｐの薄膜トランジスタＴｒ１１２のドレイン端子にアノード端子が接続され、カソード端子に接地電位Ｖgndよりも低電位の低電源電圧Ｖssが印加された有機ＥＬ素子（電流制御型の発光素子）ＯＥＬを有して構成されている。

ここで、図２３において、Ｃｐは、薄膜トランジスタＴｒ１１２のゲート−ソース間に形成される寄生容量（保持容量）である。また、薄膜トランジスタＴｒ１１１は、ｎチャネル型の電界効果型トランジスタにより構成され、薄膜トランジスタＴｒ１１２は、ｐチャネル型の電界効果型トランジスタにより構成されている。

そして、このような構成を有する表示画素ＥＭｐからなる表示パネル１１０Ｐを備えた表示装置においては、まず、走査ドライバ１２０Ｐから各行の走査ラインＳＬにハイレベルの走査信号Ｖselを順次印加することにより、行ごとの表示画素ＥＭｐ（発光駆動回路ＤＣｐ）の薄膜トランジスタＴｒ１１１がオン動作して、当該表示画素ＥＭｐが選択状態に設定される。

この選択タイミングに同期して、データドライバ１３０Ｐにより表示データに応じた階調信号電圧Ｖpixを生成して、各列のデータラインＤＬに印加することにより、当該階調信号電圧Ｖpixが各表示画素ＥＭｐ（発光駆動回路ＤＣｐ）の薄膜トランジスタＴｒ１１１を介して、接点Ｎ１１１（すなわち、薄膜トランジスタＴｒ１１２のゲート端子）に印加される。これにより、薄膜トランジスタＴｒ１１２が当該階調信号電圧Ｖpixに応じた導通状態でオン動作して、接地電位Ｖgndから所定の発光駆動電流が薄膜トランジスタＴｒ１１２及び有機ＥＬ素子ＯＥＬを介して低電源電圧Ｖssに流れ、有機ＥＬ素子ＯＥＬが表示データに応じた輝度階調で発光動作する。

次いで、走査ドライバ１２０Ｐから走査ラインＳＬにローレベルの走査信号Ｖselを印加することにより、行ごとの各行の表示画素ＥＭｐの薄膜トランジスタＴｒ１１１がオフ動作して、当該表示画素ＥＭｐが非選択状態に設定され、データラインＤＬと発光駆動回路ＤＣｐとが電気的に遮断される。このとき、薄膜トランジスタＴｒ１１２のゲート端子に印加され、寄生容量Ｃｐに保持された電圧に基づいて、薄膜トランジスタＴｒ１１２は、オン状態を持続することになり、上記選択状態と同様に、接地電位Ｖgndから所定の発光駆動電流が薄膜トランジスタＴｒ１１２を介して有機ＥＬ素子ＯＥＬに流れて、発光動作が継続される。この発光動作は、次の表示データに応じた階調信号電圧Ｖpixが各行の表示画素ＥＭｐに印加される（書き込まれる）まで、例えば、１フレーム期間継続するように制御される。

このような駆動制御方法は、各表示画素ＥＭｐ（発光駆動回路ＤＣｐの薄膜トランジスタＴｒ１１２のゲート端子）に印加する電圧（階調信号電圧Ｖpix）を調整することにより、有機ＥＬ素子ＯＥＬに流す発光駆動電流の電流値を制御して、所定の輝度階調で発光動作させていることから、電圧指定方式（又は、電圧印加方式）と呼ばれている。

ところで、このような電圧指定方式を採用した発光駆動回路ＤＣｐを備えた表示画素ＥＭｐにおいては、選択機能を有する薄膜トランジスタＴｒ１１１や発光駆動機能を有する薄膜トランジスタＴｒ１１２の素子特性（チャネル抵抗等）が、外部環境（周囲の温度等）や使用時間等に依存してバラツキや変動（劣化）を生じた場合には、発光素子（有機ＥＬ素子ＯＥＬ）に供給される発光駆動電流が変動することになり、長期間にわたり安定的に所望の発光特性（所定の輝度階調での表示）を実現することが困難になるという問題を有していた。

また、表示パネルの高精細化を図るために、各表示画素を微細化すると、発光駆動回路ＤＣｐを構成する薄膜トランジスタＴｒ１１１及びＴｒ１１２の動作特性（ソース−ドレイン間電流等）のバラツキが大きくなるため、適正な階調制御が行えなくなり、各表示画素の発光特性にバラツキが生じて表示画質の劣化を招くという問題を有していた。

そこで、このような問題点を解決する構成として、いわゆる、電流印加方式（又は、電流指定方式）と呼ばれる駆動制御方法に対応した発光駆動回路の構成が知られている。なお、この電流印加方式に対応した表示画素（発光駆動回路）の具体的な構成例については、後述する「発明を実施するための最良の形態」において詳しく説明するが、概略、以下のような構成及び動作（機能）を有するものである。

すなわち、電流印加方式に対応した発光駆動回路においては、発光素子（例えば、上述した有機ＥＬ素子等）に供給する発光駆動電流の電流値及びその供給状態を制御する駆動電流制御手段（上述した薄膜トランジスタＴｒ１１２及び寄生容量Ｃｐに相当する）を備え、該駆動電流制御手段に対して、表示データに応じた電流値を指定した階調電流を、データドライバから各データラインを介して各表示画素（発光駆動電流）に直接供給し、上記駆動電流制御手段により該階調電流を電圧成分として保持し、該電圧成分に基づいて発光駆動電流の電流値及びその供給状態を制御することにより、発光素子を所定の輝度階調で継続的に発光動作させるように構成されている。

したがって、上記駆動電流制御手段において、各表示画素に供給される表示データに応じた階調電流の電流レベルを電圧レベルに変換する機能（電流／電圧変換機能）と、該電圧レベルに基づく所定の電流値を有する発光駆動電流を発光素子に供給する機能（発光駆動機能）の双方を実現することになるので、該駆動電流制御手段を、例えば、単一の能動素子（薄膜トランジスタ）により構成することにより、図２３に示したような複数の薄膜トランジスタ相互の動作特性のバラツキが、発光駆動電流に与える影響を抑制することができるという利点を有している。

特開２００２−１５６９２３号公報 （第３頁〜第４頁、図１、図２）

しかしながら、上述したような電流印加方式を採用した発光駆動回路においては、以下に示すような問題を有していた。
すなわち、電流指定方式の発光駆動回路においては、最下位又は比較的輝度階調の低い表示データに基づく階調電流を各表示画素に書き込む場合（低階調表示時）、表示データの輝度階調に対応した小さい電流値を有する信号電流を各表示画素に供給する必要がある。

ここで、各表示画素に表示データ（階調電流）を書き込む動作は、データラインに寄生する容量成分（ライン寄生容量；配線間容量や各表示画素に設けられた保持容量等に起因する）を所定の電圧まで充電することに相当する。このライン寄生容量は、データラインに付加された容量成分であるため、データライン上のいずれの位置（の表示画素）であっても同等であり、同一の輝度階調に基づく階調電流を供給する場合にあっては、略同一の書込時間を必要とする。

そのため、例えば、表示パネルの大型化や高精細化等により、走査ライン数が増加した場合には、各走査ライン（各行の表示画素）の選択期間が相対的に短く設定されることになるため、上記ライン寄生容量を十分充電する程度に、表示データ（階調電流）の書込時間を長く設定する（確保する）ことができなくなる。これにより、各表示画素において表示データの書込不足が発生して、発光素子（有機ＥＬ素子）に供給される発光駆動電流の電流値が、書込み時の階調電流（書込電流）に比較して小さくなるため、表示データに応じた適切な輝度階調で発光動作することができなくなり、表示画質の劣化を招くという問題を有していた。なお、この問題についての詳細なシミュレーション結果については、説明の都合上、後述する「発明を実施するための最良の形態」において詳しく説明する。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、表示パネルを構成する各表示画素に表示データに応じた階調電流を供給して所定の輝度階調で発光動作させる、電流印加方式の駆動制御方法を採用した表示装置において、データラインに寄生する容量成分による表示データ（階調電流）の書込不足を抑制して、適正な輝度階調で発光素子を発光動作させ、表示画質の改善を図ることができる表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、互いに直交する複数の信号ライン及び複数の走査ラインと、該各信号ラインと各走査ラインの交点近傍に配置される、電流制御型の発光素子を備える複数の表示画素と、を備える表示パネルの該各表示画素に、前記各信号ラインを介して、表示データの輝度階調に応じた階調電流を供給し、該階調電流によって前記表示画素に書き込まれる電荷量に基づく発光駆動電流により前記各発光素子を発光動作させる表示駆動装置において、前記表示データの輝度階調の各階調に対応した前記発光駆動電流の電流値が、該各階調に対して線形性を有するように、前記各階調値を駆動階調値に変換する階調変換手段を備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の表示駆動装置において、前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、前記発光駆動電流の電流値が、前記表示データの輝度階調の各階調に対して線形となる階調電流に対応する前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の表示駆動装置において、前記階調変換手段は、少なくとも前記表示画素に設けられた、前記発光素子への前記発光駆動電流の供給に関わる能動素子の素子特性に基づいて、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を前記駆動階調値に変換する対応関係を設定することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の表示駆動装置において、前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数と同数の前記駆動階調値から選択された、特定の前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の表示駆動装置において、前記表示駆動装置は、前記表示データの輝度階調の前記階調数と同数の前記駆動階調値に対応した前記階調電流を生成して前記各信号ラインに供給する信号駆動手段を備えていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の表示駆動装置において、前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数よりも多い数の前記駆動階調値から選択された、前記階調数と同数の前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の表示駆動装置において、前記表示駆動装置は、前記表示データの輝度階調の前記階調数よりも多い数の前記駆動階調値に対応した前記階調電流を生成して前記各信号ラインに供給する信号駆動手段を備えていることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項４又は６記載の表示駆動装置において、前記階調変換手段は、論理ゲート回路により構成されていることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項４又は６記載の表示駆動装置において、前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の階調値と前記駆動階調値とを対応付けた階調変換テーブルを備え、前記階調変換テーブルを参照することにより一義的に前記駆動階調値を決定する手段を具備していることを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の表示駆動装置において、前記階調変換テーブルは、前記表示データの輝度階調の階調値と前記駆動階調値との対応関係を書き換え可能に構成されていることを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項５又は７記載の表示駆動装置において、前記信号駆動手段は、前記駆動階調値に基づいて、前記発光素子に供給される前記発光駆動電流よりも大きな電流値を有する前記階調電流を生成することを特徴とする。
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の表示駆動装置において、前記信号駆動手段は、前記駆動階調値に基づく前記階調電流の電流値を、前記発光素子に供給される前記発光駆動電流の電流値に対して、所定の係数倍となるように設定する手段を具備することを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、互いに直交する複数の信号ライン及び複数の走査ラインの各交点近傍に、電流制御型の発光素子を備える複数の表示画素が配置された表示パネルを備え、前記各信号ラインを介して、前記複数の表示画素の各々に、表示データの輝度階調に応じた階調電流を供給することにより、前記表示画素に書き込まれる電荷量に基づく発光駆動電流を前記発光素子に供給して発光動作させ、前記表示パネルに所望の画像情報を表示する表示装置において、少なくとも、前記表示パネルの前記複数の走査ラインに順次走査信号を印加して、前記表示画素を順次選択状態に設定する走査駆動手段と、前記表示データの輝度階調の各階調に対応した前記発光駆動電流の電流値が、該各階調に対して線形性を有するように、前記各階調値を駆動階調値に変換する階調変換手段と、前記駆動階調値に基づいて、前記発光素子に供給される前記発光駆動電流よりも大きな電流値を有する前記階調電流を生成して、前記走査駆動手段により前記選択状態に設定された前記表示画素に対して、前記階調電流を供給する信号駆動手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の表示装置において、前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、前記発光駆動電流の電流値が、前記表示データの輝度階調の各階調に対して線形となる階調電流に対応する前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする。

請求項１５記載の発明は、請求項１３又は１４記載の表示装置において、前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数と同数の前記駆動階調値から選択された、特定の前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする。
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の表示装置において、前記信号駆動手段は、前記表示データの輝度階調の前記階調数と同数の前記駆動階調値に対応した前記階調電流を生成して前記各信号ラインに供給する手段を備えていることを特徴とする。

請求項１７記載の発明は、請求項１３又は１４記載の表示装置において、前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数よりも多い数の前記駆動階調値から選択された、前記階調数と同数の前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする。
請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の表示装置において、前記信号駆動手段は、前記表示データの輝度階調の前記階調数よりも多い数の前記駆動階調値に対応した前記階調電流を生成して前記各信号ラインに供給する手段を備えていることを特徴とする。

請求項１９記載の発明は、請求項１３乃至１８のいずれかに記載の表示装置において、前記表示画素は、少なくとも、前記階調電流に基づく電荷を電圧成分として保持する保持容量を備える電荷保持手段と、該電荷保持手段に保持された電圧成分に基づいて、前記発光素子に前記発光駆動電流を流す駆動電流制御手段と、を備えた発光駆動回路を具備し、前記階調変換手段は、少なくとも前記駆動電流制御手段を構成し、前記発光素子への前記発光駆動電流の供給に関わる能動素子の素子特性に基づいて、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を前記駆動階調値に変換する対応関係を設定することを特徴とする。
請求項２０記載の発明は、請求項１３乃至１９のいずれかに記載の表示装置において、前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴とする。

請求項２１記載の発明は、互いに直交する複数の信号ライン及び複数の走査ラインの各交点近傍に、電流制御型の発光素子を備える複数の表示画素が配置された表示パネルを備え、前記各信号ラインを介して、前記複数の表示画素の各々に、表示データの輝度階調に応じた階調電流を供給することにより、前記表示画素に書き込まれる電荷量に基づく発光駆動電流を前記発光素子に供給して発光動作させ、前記表示パネルに所望の画像情報を表示する表示装置の駆動制御方法において、少なくとも、前記表示データの輝度階調の各階調に対応した前記発光駆動電流の電流値が、該各階調に対して線形性を有するように、前記各階調値を駆動階調値に変換するステップと、前記駆動階調値に基づいて、前記発光素子に供給される前記発光駆動電流よりも大きな電流値を有する前記階調電流を生成して、前記表示画素に対して、前記階調電流を供給するステップと、を含むことを特徴とする。

請求項２２記載の発明は、請求項２１記載の表示装置の駆動制御方法において、前記表示データの輝度階調の各階調値を前記駆動階調値に変換するステップは、前記各階調値を、前記発光駆動電流の電流値が、前記表示データの輝度階調の各階調に対して線形となる階調電流に対応する前記駆動階調値に変換することを特徴とする。

請求項２３記載の発明は、請求項２２記載の表示装置の駆動制御方法において、前記表示データの輝度階調の各階調値を前記駆動階調値に変換するステップは、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数と同数の前記駆動階調値から選択された、特定の前記駆動階調値に変換することを特徴とする。

請求項２４記載の発明は、請求項２２記載の表示装置の駆動制御方法において、前記表示データの輝度階調の各階調値を前記駆動階調値に変換するステップは、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数よりも多い数の前記駆動階調値から選択された、前記階調数と同数の前記駆動階調値に変換することを特徴とする。

すなわち、本発明に係る表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法は、有機ＥＬ素子等のように、供給される発光駆動電流の電流値に応じて所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子を備えた表示画素に対して、表示データに応じた階調電流を供給して所定の発光輝度で発光動作させることにより、複数の表示画素が２次元配列された表示パネルに所望の画像情報を表示する表示装置において、各表示画素への表示データの書込動作に際し、表示データに応じた階調電流が供給される表示画素に設けられ、発光素子への発光駆動電流の供給に関わる能動素子（トランジスタ素子）の素子特性に基づいて規定される階調特性に応じて、階調変換手段（信号補正回路）により、表示データの輝度階調の各階調値（輝度階調値）を特定の駆動階調値に変換（階調変換処理）するように構成されている。具体的には、表示データの輝度階調の各階調値を、発光駆動電流の電流値が、該各階調に対して線形となる階調電流に対応する駆動階調値に変換するように構成されている。

さらに、表示パネルに配設された信号ラインに寄生する容量成分に基づいて規定される電流特性に応じて、信号駆動手段（データドライバ）により、該駆動階調値に基づいて生成される階調電流を、上記表示データの輝度階調に対応して各表示画素の発光素子に供給される発光駆動電流の電流値よりも所定の係数倍大きくなるように設定して（電流設定処理）、各信号ラインを介して表示画素に供給するように構成されている。

これによれば、表示パネルに配設された表示画素（発光駆動回路）を構成するトランジスタ素子のトランジスタ特性に起因する、階調特性の非線形性を抑制して、表示データの輝度階調に対する表示画素（発光素子）の発光輝度が線形性を有するように制御することができるとともに、表示パネルに配設されたデータラインに付加される寄生容量に起因する、表示データの書き込み不足を抑制して、表示データの輝度階調に対応した電流値を有する発光駆動電流を発光素子に供給することができる。

したがって、表示パネルの大型化や高精細化等により、走査ライン数が増加して、各走査ライン（各行の表示画素）の選択期間が相対的に短く設定された場合であっても、表示データに適切に対応した発光輝度で発光素子を発光動作（階調表示）させることができ、画像情報の表示画質の改善を図ることができる。

ここで、上記階調変換手段により実行される階調変換処理は、表示データの輝度階調の各階調値を、該階調数と同数の駆動階調値から選択された、表示データの輝度階調の階調数より少ない数の特定の駆動階調値に変換するものであってもよいし、表示データの輝度階調の階調数よりも多い数の駆動階調値から選択された、該階調数と同数の駆動階調値に変換するものであってもよい。

前者の階調変換処理においては、表示データの輝度階調の階調数と同数の駆動階調値（すなわち、ビット数）に対応した階調電流を生成して各信号ラインに供給するデータドライバを適用することができるので、本発明に係る表示装置を安価に構成することができる。また、後者の階調変換処理においては、表示データの輝度階調の階調数よりも多い数の駆動階調値（ビット数）に対応したデータドライバを適用して、駆動階調の階調数を表示データの輝度階調の階調数と同数にすることができるので、階調変換処理における階調数の減少を防止して、表示画質の劣化を抑制することができる。

さらに、上記階調変換処理を実行する階調変換手段として、例えば、表示データの輝度階調の階調値と駆動階調値との対応関係（階調変換パターン）に応じた論理ゲート回路や階調変換テーブル（テーブルデータ）を適用することにより、駆動階調値に基づいて表示画素に供給される階調電流の電流値に対する、発光素子に供給される発光駆動電流の電流値が、線形性を有するように、表示データの輝度階調の各階調値を特定の駆動階調値に変換する処理を、簡易かつ一義的に実行することができる。

したがって、階調変換手段として論理ゲート回路を適用した場合には、回路規模を小型化しつつ、上記階調変換パターンに応じて、表示データの輝度階調値を所定の駆動階調値に固定的に変換することができ、また、階調変換手段として階調変換テーブルを適用した場合には、該階調変換テーブルを書き換え可能な記憶手段（テーブルメモリ）に格納し、上記階調変換パターンを適宜書き換えることにより、階調変換手段の構成を変更することなく、表示パネルの階調特性に応じた階調変換処理を実現することができる。

以下、本発明に係る表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法について、実施の形態を示して詳しく説明する。
＜表示装置＞
まず、本発明に係る表示駆動装置を適用可能な表示装置の概略構成について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る表示装置の基本構成を示す概略ブロック図であり、図２は、本発明に係る表示装置の要部構成を示す概略構成図である。ここで、上述した従来技術（図２２）と同等の構成については、同一又は同等の符号を付して説明する。

図１、図２に示すように、本発明に係る表示装置１００は、概略、相互に直交するように配設された複数の走査ラインＳＬと複数のデータライン（信号ライン）ＤＬとの各交点近傍に、例えば、後述する発光駆動回路及び電流制御型の発光素子（有機ＥＬ素子）からなる複数の表示画素ＥＭがマトリクス状に配列された表示パネル１１０と、該表示パネル１１０の走査ラインＳＬに接続され、各走査ラインＳＬに所定のタイミングで順次走査信号Ｖselを印加することにより、行ごとの表示画素ＥＭを選択状態に設定する走査ドライバ（走査駆動手段）１２０と、後述する表示信号生成回路１６０から供給される表示データの輝度階調を、表示パネル１１０の階調特性に対応した特定の階調（駆動階調値）に変換する信号補正回路（階調変換手段）１４０と、表示パネル１１０のデータラインＤＬに接続され、上述した信号補正回路１４０により変換された表示データ（以下、「補正後表示データ」と記す）を取り込んで、所定のタイミングで各データラインＤＬへ補正後表示データに応じた階調電流Ｉpixを供給するデータドライバ（信号駆動手段）１３０と、後述する表示信号生成回路１６０から供給されるタイミング信号に基づいて、少なくとも、走査ドライバ１２０及びデータドライバ１３０、信号補正回路１４０の動作状態を制御する走査制御信号及びデータ制御信号、補正制御信号を生成して出力するシステムコントローラ１５０と、例えば、表示装置１００の外部から供給される映像信号に基づいて、表示データ（輝度階調データ）を生成して上記信号補正回路１４０に供給するとともに、補正後表示データに基づいて表示パネル１１０に所定の画像情報を表示するためのタイミング信号（システムクロック等）を抽出、又は、生成して上記システムコントローラ１５０に供給する表示信号生成回路１６０と、を備えて構成されている。

以下、上記各構成について具体的に説明する。
（表示パネル１１０）
図２に示した表示パネル１１０に配列された表示画素ＥＭは、後述するように、走査ドライバ１２０から走査ラインＳＬに走査信号Ｖselを印加するタイミングに基づいて、データドライバ１３０からデータラインＤＬに供給される階調電流Ｉpixを取り込んで、該階調電流Ｉpixに応じた電圧成分を保持する書込動作と、該電圧成分に基づく発光駆動電流を発光素子に供給して所定の輝度階調で発光させる発光動作と、を選択的に実行するように構成されている。

すなわち、本発明に適用される表示画素ＥＭ（発光駆動回路）は、選択レベル（例えば、ハイレベル）の走査信号Ｖselが印加されることにより設定される選択状態（選択期間）においては、階調電流Ｉpixが供給されて表示データが書き込まれる（書込動作）とともに、発光素子への発光駆動電流の供給が遮断されて非発光状態となり、一方、非選択レベル（例えば、ローレベル）の走査信号Ｖselが印加されることにより設定される非選択状態（非選択期間）においては、上記書込動作により書き込まれた階調電流Ｉpixに基づく発光駆動電流が発光素子に供給されて、該発光素子が所定の輝度階調で発光する（発光動作）。なお、本発明に係る表示パネルに適用される表示画素ＥＭ（発光駆動回路）の具体回路例や回路動作については、詳しく後述する。

（走査ドライバ１２０）
走査ドライバ１２０は、システムコントローラ１５０から供給される走査制御信号に基づいて、上記各走査ラインＳＬに選択レベル（例えば、ハイレベル）の走査信号Ｖselを順次印加することにより、各行ごとの表示画素ＥＭを選択状態に設定し、当該選択状態に設定される期間（選択期間）中に、データドライバ１３０により各データラインＤＬを介して供給される表示データ（厳密には、補正後表示データ）に基づく階調電流Ｉpixを、各表示画素ＥＭに書き込むように制御する。

走査ドライバ１２０は、具体的には、図２に示すように、シフトレジスタとバッファからなるシフトブロックＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、・・・を、各走査ラインＳＬに対応させて複数段備え、後述するシステムコントローラ１５０から走査制御信号として供給される走査クロック信号ＳＣＫに基づいて、走査スタート信号ＳＳＴを表示パネル１１０の上方から下方に順次シフトしつつ生成されたシフト信号を、バッファを介して所定の電圧レベル（ハイレベル）に変換して走査信号Ｖselとして各走査ラインＳＬに印加する。

（データドライバ１３０）
図３は、本発明に係る表示装置に適用可能なデータドライバの一例を示す概略ブロック図であり、図４は、本発明に係る表示装置のデータドライバに適用可能な電圧電流変換・電流供給回路の一例を示す回路構成図である。

データドライバ１３０は、システムコントローラ１５０から供給されるデータ制御信号に基づいて、後述する表示信号生成回路１５０から供給され、信号補正回路１４０により変換された、デジタル信号からなる１行分ごとの表示データ（補正後表示データ）を所定のタイミングで順次取り込んで保持し、該補正後表示データの階調値に対応する電流値を有する階調電流Ｉpixを生成して、上記各走査ラインＳＬごとに設定される選択期間内に各データラインＤＬに供給する。

ここで、データドライバ１３０は、具体的には、図３に示すように、システムコントローラ１５０から供給されるデータ制御信号（シフトクロック信号ＣＬＫ、サンプリングスタート信号ＳＴＲ）に基づいて、順次シフト信号を出力するシフトレジスタ回路１３１と、該シフト信号の入力タイミングに基づいて、表示信号生成回路１６０から信号補正回路１４０を介して供給される１行分の補正後表示データＤ０〜Ｄｍを順次取り込むデータレジスタ回路１３２と、データ制御信号（データラッチ信号ＳＴＢ）に基づいて、データレジスタ回路１３２により取り込まれた１行分の補正後表示データＤ０〜Ｄｍを保持するデータラッチ回路１３３と、図示を省略した電源供給手段から供給される階調基準電圧Ｖ０〜Ｖｐに基づいて、上記保持された補正後表示データ（駆動階調値）Ｄ０〜Ｄｍを所定のアナログ信号電圧（階調電圧Ｖpix）に変換するＤ／Ａコンバ−タ（デジタル−アナログ変換器）１３４と、アナログ信号電圧に変換された表示データ（補正後表示データ）に対応する電流値を有する階調電流Ｉpixを生成し、システムコントローラ１５０から供給されるデータ制御信号（出力イネ−ブル信号ＯＥ）に基づくタイミングで、該階調電流ＩpixをデータラインＤＬを介して各表示画素ＥＭに一斉に供給する電圧電流変換・電流供給回路１３５と、を有して構成されている。

なお、データドライバ１３０に適用可能な電圧電流変換・電流供給回路１３５としては、例えば、図４に示すように、一方の入力端子（負入力（−））に、入力抵抗Ｒを介して逆極性の階調電圧（−Ｖpix）が入力され、他方の入力端子（正入力（＋））に、入力抵抗Ｒを介して基準電圧（接地電位）が入力されるとともに、出力端子が帰還抵抗Ｒを介して入力端子（−）に接続されたオペアンプＯＰ１と、オペアンプＯＰ１の出力端子に出力抵抗Ｒを介して設けられた接点ＮＡの電位が、一方の入力端子（＋）に入力され、出力端子が他方の入力端子（−）に接続されるとともに、出力抵抗Ｒを介してオペアンプＯＰ１の入力端子（＋）に接続されたオペアンプＯＰ２と、接点ＮＡとデータラインＤＬ間に接続され、出力イネ−ブル信号ＯＥに基づいてオン／オフ動作するスイッチング手段ＳＷと、を備えた回路構成を有している。

そして、このような電圧電流変換・電流供給回路１３５が、各データラインごとに設けられた回路構成によれば、入力される負極性の階調電圧（−Ｖpix）に対して、−Ｉpix＝（−Ｖpix）／Ｒからなる負極性の階調電流が生成され、出力イネーブル信号ＯＥに基づいて、各データラインＤＬへの供給状態が制御される。なお、図４に示した回路構成においては、生成される階調電流Ｉpixが負極性となるので、当該電流をデータライン（表示画素）側からデータドライバ１３０方向に引き込む動作状態が制御される。

ここで、電圧電流変換・電流供給回路１３５により生成される階調電流Ｉpixは、抵抗Ｒの値を適宜設定することにより、任意の電流値に設定することができ、本実施形態においては、後述するように、表示パネル１１０に配設されたデータラインＤＬに寄生する容量成分（主に、配線容量や各表示画素に設けられる保持容量等の総和）に起因する表示データの書込不足を抑制するように、階調電流Ｉpixの電流値を、各表示画素ＥＭの発光素子に供給される発光駆動電流の電流値よりも大きく（例えば、所定の係数α（α＞１）を乗算した値に）設定する（電流設定処理）。なお、データドライバ１３０（電圧電流変換・電流供給回路１３５）における電流設定処理については、詳しく後述する。

（信号補正回路１４０）
信号補正回路１４０は、表示信号生成回路１６０から供給される表示データの輝度階調の各階調値を、少なくとも表示パネル１１０に配列された各表示画素ＥＭ（発光駆動回路）において発光素子への発光駆動電流の供給状態を制御する能動素子（駆動電流制御手段としての薄膜トランジスタ)の素子特性に基づいて、所定数の階調値（駆動階調値）に変換する処理を行う。

ここで、データドライバ１３０からデータラインＤＬを介して各表示画素ＥＭに供給される階調電流Ｉpixの電流値に対する、各表示画素ＥＭにおいて発光素子に供給される発光駆動電流の電流値との関係は、後述するように、該発光駆動電流の供給に関わる能動素子の素子特性に起因して非線形特性を示すことを、本願発明者らは見出した。

そのため、上述したデータドライバ１３０により、データラインＤＬに寄生する容量成分を考慮して、各表示画素に供給される階調電流Ｉpixの電流値を、当該表示画素の発光素子に流れる発光駆動電流よりも大きく設定するだけでは、表示データの輝度階調（入力階調）に対する発光素子の発光輝度（出力階調）の関係（階調特性）が非線形性を示し、適切な階調表示を実現することができない。

そこで、本発明においては、信号補正回路１４０において、表示信号生成回路１６０から供給される表示データの輝度階調の各階調値を、各階調値ごとに発光素子に供給される発光駆動電流の電流値の差分が概ね等間隔となる（すなわち、発光素子の発光輝度により規定される表示階調の差が略均一となる）階調電流Ｉpixに対応する階調値に変換する階調変換処理を実行する。すなわち、各表示画素における発光駆動電流の供給に関わる能動素子の素子特性を予め考慮して、表示パネルの階調特性（輝度階調と発光輝度との関係）が、線形性を有するように、輝度階調の各階調値を駆動階調値に変換する。

なお、信号補正回路１４０の具体的な構成例については、詳しく後述するが、例えば、予め判明した上記階調特性の非線形性に基づいて、階調値を固定的に変換する論理ゲート回路や、階調変換パターン（入力階調と出力階調との対応関係）を格納したテーブルデータ（階調変換テーブル）を参照して階調値を変換する手法等を適用することができる。

（システムコントローラ１５０）
システムコントローラ１５０は、上述した走査ドライバ１２０及びデータドライバ１３０、信号補正回路１４０に対して、動作状態を制御する走査制御信号及びデータ制御信号、補正制御信号を出力することにより、各ドライバを所定のタイミングで動作させて走査信号Ｖsel及び階調電流Ｉpixを生成して表示パネル１１０に出力させ、表示信号生成回路１６０により生成され、信号補正回路１４０により変換された表示データ（補正後表示データ）を各表示画素ＥＭに書き込んで発光動作させ、所定の画像情報を表示させる制御を行う。

（表示信号生成回路１６０）
表示信号生成回路１６０は、例えば、表示装置１００の外部から供給される映像信号から輝度階調信号成分を抽出し、表示パネル１１０の１行分ごとに表示データ（輝度階調データ）として信号補正回路１４０を介してデータドライバ１３０に供給する。ここで、上記映像信号が、例えば、テレビ放送信号（コンポジット映像信号）のように、画像情報の表示タイミングを規定するタイミング信号成分を含む場合には、表示信号生成回路１６０は、上記輝度階調信号成分を抽出する機能のほか、タイミング信号成分を抽出してシステムコントローラ１５０に供給する機能を有するものであってもよい。この場合においては、上記システムコントローラ１５０は、表示信号生成回路１６０から供給されるタイミング信号に基づいて、走査ドライバ１２０やデータドライバ１３０、信号補正回路１４０に対して供給する走査制御信号及びデータ制御信号、補正制御信号を生成する。

＜表示画素の具体例＞
次いで、上述した表示パネルに配列される表示画素の具体回路例について、図面を参照して説明する。
図５は、本発明に係る表示装置に適用可能な表示画素（発光駆動回路）の具体回路例を示す回路構成図であり、図６は、本実施例に係る発光駆動回路の動作状態を示す概念図である。図７は、本実施例に係る発光駆動回路を適用した表示画素の基本動作を示すタイミングチャ−トである。また、図８は、本実施例に係る表示画素を適用した表示装置の一構成例を示す概略ブロック図である。

本実施例に係る表示画素ＥＭは、図５に示すように、概略、上述した走査ドライバ１２０から印加される走査信号Ｖselに基づいて表示画素ＥＭを選択状態に設定し、該選択状態においてデータドライバ１３０から供給される（補正後表示データに基づく）階調電流Ｉpixを取り込み、該階調電流Ｉpixに応じた発光駆動電流を発光素子に流す発光駆動回路ＤＣと、発光駆動回路ＤＣから供給される発光駆動電流に基づいて、所定の輝度階調で発光動作する有機ＥＬ素子ＯＥＬ等の電流制御型の発光素子と、を有して構成されている。

発光駆動回路ＤＣは、具体的には、例えば、図５に示すように、ゲート端子が走査ラインＳＬに、ソース端子が電源ラインＶＬ（電源電圧Ｖsc）に、ドレイン端子が接点Ｎ１に各々接続されたｎチャネル型の薄膜トランジスタＴｒ１１と、ゲート端子が走査ラインＳＬに、ソース端子及びドレイン端子がデータラインＤＬ及び接点Ｎ１２に各々接続されたｎチャネル型の薄膜トランジスタＴｒ１２と、ゲート端子が接点Ｎ１１に、ソース端子及びドレイン端子が電源ラインＶＬ及び接点Ｎ１２に各々接続されたｎチャネル型の薄膜トランジスタ（駆動電流制御手段）Ｔｒ１３と、接点Ｎ１１及び接点Ｎ１２間に接続されたコンデンサ（電荷保持手段）Ｃｓと、を備えた構成を有し、有機ＥＬ素子ＯＥＬのアノード端子が接点Ｎ１２に、カソード端子が接地電位に各々接続されている。ここで、コンデンサＣｓは、薄膜トランジスタＴｒ１３のゲート−ソース間に形成される寄生容量であってもよい。

このような構成を有する発光駆動回路ＤＣにおける発光素子（有機ＥＬ素子ＯＥＬ）の発光駆動制御は、例えば、図７に示すように、一走査期間Ｔscを１サイクルとして、該一走査期間Ｔsc内に、走査ラインＳＬに接続された表示画素ＥＭを選択して補正後表示データに対応する階調電流Ｉpixを書き込み、電圧成分として保持する選択期間（書込動作期間）Ｔseと、該選択期間Ｔseに書き込み、保持された電圧成分に基づいて、上記補正後表示データに応じた発光駆動電流を有機ＥＬ素子ＯＥＬに供給して、所定の輝度階調で発光動作させる非選択期間（発光動作期間）Ｔnseと、を設定することにより実行される（Ｔsc＝Ｔse＋Ｔnse）。ここで、各行の表示画素ＥＭが接続された各走査ラインＳＬごとに設定される選択期間Ｔseは、相互に時間的な重なりが生じないように設定される。

（選択期間）
すなわち、表示画素の選択期間Ｔseにおいては、図７に示すように、まず、走査ドライバ１２０から特定の走査ラインＳＬに対して、ハイレベルの走査信号Ｖselが印加されて当該行の表示画素が選択状態に設定されるとともに、当該行の表示画素の電源ラインＶＬに対して、ローレベルの電源電圧Ｖscが印加される。また、このタイミングに同期して、データドライバ１３０から当該行の表示画素に対応する電流値を有する負極性の階調電流（−Ｉpix）が各データラインＤＬに供給される。

これにより、発光駆動回路ＤＣを構成する薄膜トランジスタＴｒ１１及びＴｒ１２がオン動作して、ローレベルの電源電圧Ｖscが接点Ｎ１１（すなわち、薄膜トランジスタＴｒ１３のゲート端子及びコンデンサＣｓの一端）に印加されるとともに、データラインＤＬを介して負極性の階調電流（−Ｉpix）を引き込む動作が行われることにより、ローレベルの電源電圧Ｖscよりも低電位の電圧レベルが接点Ｎ１２（すなわち、薄膜トランジスタＴｒ１３のソース端子及びコンデンサＣｓの他端）に印加される。

このように、接点Ｎ１１及びＮ１２間（薄膜トランジスタＴｒ１３のゲート−ソース間）に電位差が生じることにより、薄膜トランジスタＴｒ１３がオン動作して、図６（ａ）に示すように、電源ラインＶＬから薄膜トランジスタＴｒ１３、接点Ｎ１２、薄膜トランジスタＴｒ１２、データラインＤＬを介して、データドライバ１３０に、階調電流Ｉpixの電流値に対応した書込電流Ｉａが流れる。

このとき、コンデンサＣｓには、接点Ｎ１１及びＮ１２間（薄膜トランジスタのＴｒ１３のゲート−ソース間）に生じた電位差に対応する電荷が蓄積され、電圧成分として保持される（充電される）。また、電源ラインＶＬには、接地電位以下の電圧レベルを有する電源電圧Ｖscが印加され、さらに、書込電流ＩａがデータラインＤＬ方向に流れるように制御されていることから、有機ＥＬ素子ＯＥＬのアノード端子（接点Ｎ１２）に印加される電位はカソード端子の電位（接地電位）よりも低くなり、有機ＥＬ素子ＯＥＬに逆バイアス電圧が印加されていることになるため、有機ＥＬ素子ＯＥＬには駆動電流が流れず、発光動作は行われない。

（非選択期間）
次いで、選択期間Ｔse終了後の非選択期間Ｔnseにおいては、図７に示すように、走査ドライバ１２０から特定の走査ラインＳＬに対して、ローレベルの走査信号Ｖselが印加されて当該行の表示画素が非選択状態に設定されるとともに、当該行の表示画素の電源ラインＶＬに対して、ハイレベルの電源電圧Ｖscが印加される。また、このタイミングに同期して、データドライバ１３０による階調電流Ｉpixの引き込み動作が停止される。

これにより、発光駆動回路ＤＣを構成する薄膜トランジスタＴｒ１１及びＴｒ１２がオフ動作して、接点Ｎ１１（すなわち、薄膜トランジスタＴｒ１３のゲート端子及びコンデンサＣｓの一端）への電源電圧Ｖscの印加が遮断されるとともに、接点Ｎ１２（すなわち、薄膜トランジスタＴｒ１３のソース端子及びコンデンサＣｓの他端）へのデータドライバ１３０による階調電流Ｉpixの引き込み動作に起因する電圧レベルの印加が遮断されるので、コンデンサＣｓは、上述した選択期間において蓄積された電荷を保持する。

このように、コンデンサＣｓが書込動作時の充電電圧を保持することにより、接点Ｎ１１及びＮ１２間（薄膜トランジスタのＴｒ１３のゲート−ソース間）の電位差が保持されることになり、薄膜トランジスタＴｒ１３はオン状態を維持する。また、電源ラインＶＬには、接地電位よりも高い電圧レベルを有する電源電圧Ｖscが印加されるので、有機ＥＬ素子ＯＥＬのアノード端子（接点Ｎ２）に印加される電位はカソード端子の電位（接地電位）よりも高くなる。

したがって、図６（ｂ）に示すように、電源ラインＶＬから薄膜トランジスタＴｒ１３、接点Ｎ１２を介して、有機ＥＬ素子ＯＥＬに順バイアス方向に所定の発光駆動電流Ｉｂが流れ、有機ＥＬ素子ＯＥＬが発光する。ここで、コンデンサＣｓにより蓄積された電荷に基づく電位差（充電電圧）は、薄膜トランジスタＴｒ１３において階調電流Ｉpixに対応した書込電流Ｉａを流下させる場合の電位差に相当するので、有機ＥＬ素子ＯＥＬに流下する発光駆動電流Ｉｂは、上記書込電流Ｉａと同等の電流値を有することになる。これにより、選択期間Ｔse後の非選択期間Ｔnseにおいては、選択期間Ｔseに書き込まれた表示データ（階調電流Ｉpix）に対応する電圧成分に基づいて、薄膜トランジスタＴｒ１３を介して、発光駆動電流Ｉｂが継続的に供給されることになり、有機ＥＬ素子ＯＥＬは表示データに対応する輝度階調で発光する動作を継続する。

そして、上述した一連の動作を、表示パネル１１０を構成する全ての走査ラインＳＬについて順次繰り返し実行することにより、表示パネル１画面分の表示データが書き込まれて、所定の輝度階調で発光し、所望の画像情報が表示される。
ここで、本実施例に係る発光駆動回路ＤＣに適用される薄膜トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１３については、特に限定するものではないが、薄膜トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１３を全てｎチャネル型の薄膜トランジスタにより構成することにより、ｎチャネル型アモルファスシリコンＴＦＴを良好に適用することができる。この場合、すでに確立されたアモルファスシリコン製造技術を適用して、動作特性の安定した発光駆動回路を比較的安価に製造することができる。

また、本実施例に係る発光駆動回路ＤＣにおいて電源ラインＶＬに所定の電源電圧Ｖscを印加する構成としては、例えば、図８に示すように、図１に示した表示装置の構成に加え、表示パネル１１０の各走査ラインＳＬに並行に配設された複数の電源ラインＶＬに接続された電源ドライバ１７０を備え、システムコントローラ１５０から供給される電源制御信号に基づいて、走査ドライバ１２０から出力される走査信号Ｖselに同期するタイミング（図７参照）で、電源ドライバ１７０から所定の電圧値を有する電源電圧Ｖscを、走査ドライバ１２０により走査信号Ｖselが印加される行（選択状態に設定される表示画素ＥＭ）の電源ラインＶＬに対して印加するようにした構成を良好に適用することができる。

なお、上述した表示画素においては、発光駆動回路として３個の薄膜トランジスタを備え、データドライバにより負極性の階調電流を生成して、表示画素（発光駆動回路）からデータラインを介してデータドライバ方向に該階調電流を引き込む形態の電流印加方式に対応した回路構成を示したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。すなわち、少なくとも、電流印加方式に対応した発光駆動回路を備えた表示装置であって、発光素子への発光駆動電流の供給を制御する駆動電流制御手段（薄膜トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１３に相当）を備え、該駆動電流制御手段により、表示データ（補正後表示データ）に応じた階調電流を（電圧成分として電荷保持手段に）保持し、該階調電流に基づく発光駆動電流を供給して、発光素子を所定の輝度階調で発光動作させるものであれば、他の回路構成を有するものであればよく、例えば、４個の薄膜トランジスタを備えた回路構成を有するものであってもよい。さらには、データドライバ１３０により正極性の階調電流を生成して、データドライバ１３０からデータラインＤＬを介して表示画素（発光駆動回路）方向に該階調電流を流し込む形態に対応した回路構成を有するものであってもよい。

また、上述した実施例においては、表示画素を構成する発光素子として、有機ＥＬ素子を適用した構成を示したが、本発明に係る表示装置はこれに限るものではなく、供給される発光駆動電流の電流値に応じて所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子であれば、上述した有機ＥＬ素子の他に、例えば、発光ダイオードやその他の発光素子を適用するものであってもよい。

＜表示装置の駆動制御方法＞
次に、本発明に係る表示装置における駆動制御方法について説明する。
ここでは、まず、各表示画素における表示データ（階調電流）の書き込み不足と、書込電流（階調電流）と発光駆動電流の関係（入力階調に対する出力階調の関係）について説明し、その後、このような問題を解決するための、本発明に係る表示装置の駆動制御方法（階調変換処理、電流設定処理）について詳しく説明する。

（課題の検討）
図９は、表示パネル（表示画素）に供給される表示データに基づく階調電流（入力電流）と発光素子に供給される発光駆動電流（出力電流）との関係（電流特性）を示すシミュレーション結果、及び、該シミュレーション結果に基づく、表示データの輝度階調（入力階調）と発光素子の発光輝度（出力階調）との対応関係（階調特性）を示す特性図である。

ここで、図９に示したシミュレーション結果は、表１に示すように、３０インチＷＸＧＡの画面サイズを有し、水平画素数１２８０、垂直画素数２３０４、データラインの配線幅６μｍ、データラインの寄生容量（配線容量）８９．１ｐＦに構成された表示パネルを用い、画素選択時間６μsec、最高階調電流値４μＡ／pix（４．０Ｅ−０６Ａ／pix）、発光輝度５００ｃｄ／ｍ^２に設定して、表示データの輝度階調（入力階調）の各階調値に対応した階調電流（入力電流）を供給する場合の発光駆動電流（出力電流）の電流値及びそれに基づく発光輝度（出力階調）を算出したものである。なお、表示パネルに配列された各表示画素は、上述した発光駆動回路と有機ＥＬ素子からなる回路構成（図５参照）を適用するものとする。

図９（ａ）に示すように、データドライバ１３０からデータラインＤＬを介して各表示画素ＥＭへ供給する階調電流Ｉpix（≒書込電流Ｉａ；入力電流）に対する、各表示画素ＥＭの有機ＥＬ素子ＯＥＬに供給される発光駆動電流Ｉｂ（出力電流）の電流値は、入力電流に対して同等の電流値を有する（線形性を有する）出力電流が供給される理想的な書込状態を示す電流特性線Ｓri（当該電流特性線Ｓri上の任意の出力電流）に比較して、大幅に小さくなる（すなわち、発光駆動電流Ｉｂが階調電流Ｉpixよりも小さくなる書込不足状態）とともに、その入力電流に対する出力電流の変化傾向が均一でない（すなわち、入力電流に対する出力電流相互の差分が等間隔でない非線形性）関係を示すシミュレーション結果（電流特性線Ｓpi）が得られた。

ここで、各表示画素ＥＭに設けられる有機ＥＬ素子（発光素子）ＯＥＬは、発光駆動電流Ｉｂ（出力電流）の電流値に対する発光輝度（出力階調）が線形性を示す電流制御型の発光素子であるため、図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）に示した入力電流の電流値は、階調電流Ｉpixにより規定される輝度階調（入力階調）に対応し、出力電流の電流値は、有機ＥＬ素子ＯＥＬの発光輝度（出力階調）に対応する。したがって、上記電流特性線Ｓriに基づいて、入力階調に対する出力階調の理想的な関係を示す階調特性線Ｓrgは線形性を示し、また、電流特性線Ｓpiに基づいて、各表示画素ＥＭにおける入力階調に対する出力階調の関係である階調特性線Ｓpgは非線形性を示す。

このようなシミュレーション結果によれば、上述した表示装置１００に示した表示信号生成回路１６０において生成された表示データに基づいて、データドライバ１３０により所定の電流値を有する階調電流Ｉpixを各表示画素ＥＭに供給した場合、当該階調電流Ｉpixが表示データそのものに対応した電流値に設定されている場合には、図９に示したような書込不足が発生して、表示データに適切に対応した発光輝度で有機ＥＬ素子ＯＥＬを発光動作させることができなくなるとともに、当該発光動作における発光輝度の階調差が表示データの輝度階調値に対して不均一になるため、表示データに基づく画像情報の表示画質が著しく劣化するという問題を有している。

そこで、本願発明者らは、このような書込不足及び非線形性について鋭意検討した結果、上記表示画素への書込不足は、データドライバと各表示画素間に配設されたデータラインに寄生する容量成分（寄生容量）に起因するものであり、また、電流特性及び階調特性の非線形性は、各表示画素に設けられた発光駆動回路を構成する駆動電流制御手段としての薄膜トランジスタのトランジスタ特性に起因するものであるとの結論に達した。

以下、その検討内容について詳しく説明する。
図１０は、上記シミュレーション結果を分析するために、本発明に係る表示装置に適用される表示画素に対する寄生容量の付加（接続）状況と、当該回路構成を簡略化した等価回路を示す概略回路図である。

本発明に係る表示装置に適用される表示画素ＥＭは、図５に示したように、３個の薄膜トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１３とコンデンサＣｓからなる発光駆動回路ＤＣと、該発光駆動回路ＤＣから供給される発光駆動電流Ｉｂにより発光動作する有機ＥＬ素子ＯＥＬと、を備えた回路構成を有している。

ここで、図１０（ａ）に示すように、特定の表示画素ＥＭに接続されたデータラインＤＬには、概ね、当該データラインＤＬと走査ラインＳＬとの間の配線間容量Ｃdata-s、有機ＥＬ素子ＯＥＬのカソード電極（接地電位）との間の容量成分Ｃdata-c、当該表示画素ＥＭ（発光駆動回路ＤＣ）に設けられた保持容量Ｃpix（コンデンサＣｓに相当する）、薄膜トランジスタＴｒ１３のゲート容量Ｃin、データラインＤＬに接続された他の表示画素や隣接する表示画素に起因する容量成分Ｃt2等が寄生容量として付加されている。これらの寄生容量は、いずれも、上述した表示画素ＥＭへの階調電流Ｉpix（入力電流Ｉａ）の書込動作において、書込不足の発生に関わる程度の大きな容量値を有するものである。

これらの寄生容量の総和（総容量値＝Ｃpix＋Ｃin＋Ｃdata-c＋Ｃdata-s＋Ｃt2））をＣttlとして、データドライバ１３０からデータラインＤＬを介して各表示画素ＥＭに所定の階調電流Ｉpixを供給して電圧成分としてコンデンサＣｓに保持させる場合（書込動作）を考えると、図１０（ａ）中、太線で示すように、データラインＤＬから表示画素ＥＭの発光駆動回路ＤＣに設けられた薄膜トランジスタＴｒ１２及びＴｒ１３を介して、電源ラインＶＬに書込電流Ｉａ（≒階調電流Ｉpix）が流れることになるので、当該回路を簡略化すると、概略、図１０（ｂ）に示すように、入力電流Ｉdata（書込電流Ｉａに相当する）の電流供給源ＳＣｉと接地電位との間に電流路が接続され、ゲート−ソース間が短絡されたトランジスタ素子ＴｒＡ（上述した薄膜トランジスタＴｒ１３に相当する）と、該トランジスタ素子ＴｒＡのゲート−ドレイン間に接続された寄生容量（の総和）Ｃttlと、からなる等価回路で表すことができる。

このような等価回路によれば、書込動作時に発光駆動回路ＤＣに供給される入力電流Ｉdata（書込電流Ｉａ）は、（１１）式のように表すことができる。なお、（１１）式中、Ｖｔは、書込動作時に寄生容量Ｃttlの両端に生じる電位差であり、また、μeは、トランジスタ素子ＴｒＡのゲート絶縁膜の誘電率、Ｗ、Ｌは、各々当該トランジスタ素子ＴｒＡのゲート電極の幅と長さである。

この（１１）式において、電位差の時間変化Ｖｔを、ｔ＝０及びｔ＝∞のとき、それぞれ次のように設定すると、トランジスタ素子ＴｒＡに流れる電流（書込電流Ｉａに相当する）の時間変化Ｉｔは、（１２）式のように表すことができる。ここで、当該書込動作においては、トランジスタ素子ＴｒＡの電流路に流れる電流レベルが、当該トランジスタ素子ＴｒＡのゲート−ドレインの電圧レベルに変換されて、寄生容量Ｃttlに電荷として蓄積される（電圧成分として保持される）。

次いで、データドライバ１３０から各表示画素ＥＭへの階調電流Ｉpixの供給を遮断して、発光駆動回路ＤＣに接続された有機ＥＬ素子（発光素子）ＯＥＬを発光動作させる場合を考えると、図１０（ａ）において、電源電圧Ｖscが印加される電源ラインＶＬと接地電位間に、薄膜トランジスタＴｒ１３及び有機ＥＬ素子ＯＥＬが直列に接続されることになるので、概略、図１０（ｃ）に示すように、電源電圧Ｖscの電圧供給源ＳＣｖと接地電位との間に、トランジスタ素子ＴｒＡの電流路、及び、有機ＥＬ素子ＯＥＬが接続された等価回路で表すことができる。

この発光動作においては、電流供給源ＳＣｉからの入力電流Ｉdataの供給が遮断されるものの、寄生容量Ｃttlに蓄積された電荷（電圧成分）に基づく電位がトランジスタ素子ＴｒＡのゲートに保持されるため、トランジスタ素子ＴｒＡは、上記書込動作時と同等の導通状態でオン動作を継続する。これにより、上記（１２）式に示した電流と同等の出力電流Ｉｔ（発光駆動電流Ｉｂに相当する）が有機ＥＬ素子ＯＥＬに供給されて、所定の輝度階調で発光動作する。

ここで、上記（１２）式によれば、出力電流Ｉｔは、図９（ａ）に示したシミュレーションによる電流特性線Ｓpiのように、データラインＤＬに付加された寄生容量Ｃttlの影響を受けて、入力電流Ｉdataよりも小さい電流値になる（すなわち、理想的な書込状態を示す電流特性線Ｓriよりも小さくなる）とともに、発光駆動回路ＤＣを構成する駆動電流制御用のトランジスタ素子ＴｒＡのトランジスタ特性（素子特性）の影響を受けて、入力電流Ｉdataに対する出力電流Ｉｔの変化傾向が、非線形性を示すことが判明した。

そこで、本発明に係る表示装置においては、上述した検討結果に基づいて、入力電流Ｉdata（すなわち、データドライバ１３０から表示画素ＥＭに供給される階調電流Ｉpix）の電流値を、表示データの輝度階調により規定される電流値よりも大きく設定して（電流設定処理）、出力電流Ｉｔ（すなわち、各表示画素ＥＭの有機ＥＬ素子に供給される発光駆動電流Ｉｂ）の電流値が、所望の輝度階調で有機ＥＬ素子ＯＥＬを発光動作させる際の電流値と同等又は近似するように制御するとともに、入力電流Ｉdataに対応する表示データの輝度階調を特定の駆動階調値に変換して（階調変換処理）、入力電流Ｉdata（入力階調）に対する出力電流Ｉｔ（出力階調）の変化傾向が線形性を示すように駆動制御する。

＜第１の実施形態＞
（電流設定処理／階調変換処理）
図１１は、本発明に係る表示装置における電流設定処理及び階調変換処理の第１の実施形態を説明するための、階調電流（入力電流）と発光駆動電流（出力電流）との関係、及び、輝度階調（入力階調）と発光輝度（出力階調）との対応関係を示す図である。ここでは、表１に示した３０インチＷＸＧＡの画面サイズを有する表示パネルに、最高階調電流として６．２μＡ（６．２Ｅ−０６Ａ）の階調電流（入力電流）を供給した場合に、発光駆動電流（出力電流）として、出力階調値１４に相当する３．７μＡ（３．７Ｅ−０６Ａ）の電流値が得られた場合について説明する。

すなわち、本発明に係る表示装置においては、図１１（ａ）に示すように、データドライバ１３０により、入力電流Ｉdataとして表示画素ＥＭに供給される階調電流Ｉpixを、表示信号生成回路１６０により生成される表示データの輝度階調そのものに対応する電流値（すなわち、図９（ａ）に示した電流特性線Ｓpi上の電流値）に対して所定の係数α（α＞１）分大きく設定する電流設定処理を行い、出力電流Ｉｔとして有機ＥＬ素子ＯＥＬに供給される発光駆動電流Ｉｂの電流値（すなわち、電流特性線Ｓhi上の電流値）が、理想的な書込状態である線形性を示す電流特性線Ｓri上の各階調に対応する出力電流値に一致又は近似するように、入力階調の各階調値に対応する入力電流Ｉdata（階調電流Ｉpix）の電流値を設定する（例えば、０〜６．２μＡのうちの任意の電流値）。

また、図１１（ｂ）に示すように、信号補正回路１４０により、表示データの輝度階調の各階調値を、上記電流特性線Ｓhi上の出力電流Ｉｔのうち、有機ＥＬ素子ＯＥＬにおいて所定の発光輝度（出力階調）での発光動作を実現することができる出力電流値（図１１（ａ）中、丸囲みした点）に対応する特定の駆動階調値（図１１（ｂ）に示した階調特性線Ｓrg上の階調値）に変換する階調変換処理を行い、上記表示データの輝度階調（入力階調）よりも少ない階調数の駆動階調値に置き換えることにより、表示画素ＥＭにおける入力階調に対する出力階調の関係（階調特性線Ｓhg）が、理想的な書込状態である線形特性を有する電流特性線Ｓriに対応する階調特性線Ｓrg上の各階調値に一致又は近似するように、階調変換パターンを設定する。

上記階調変換処理は、具体的には、例えば、表示データの輝度階調が階調値０〜１５の１６階調であり、該１６階調に対応した４ビット型のデータドライバ１３０を用いて階調電流Ｉpix（入力電流Ｉdata）を生成する場合、図１１（ａ）に示すように、データラインＤＬに付加される寄生容量Ｃttlやトランジスタ素子ＴｒＡのトランジスタ特性の影響を考慮して、表示データの輝度階調の各階調値に対応して有機ＥＬ素子ＯＥＬに供給される発光駆動電流Ｉｂ（出力電流Ｉｔ）の電流値（電流特性線Ｓhi）が、該各階調値に対して線形性を有するように、上記表示データの各輝度階調の各階調値０〜１５を、１６階調のうちから選択された特定の駆動階調値（例えば、図１１（ｂ）に示すように、０、３、５、６、７、８、９、１０の８階調値）に割り当てるように設定する。

ここで、階調変換処理により置き換えられた入力階調の各階調値０、３、５、６、７、８、９、１０においては、図１１（ａ）、（ｂ）に示した電流特性及び階調特性に基づいて、各々、出力階調の各階調値０、２、４、６、８、１０、１２、１４に対応する電流値を有する出力電流Ｉｔが得られる。

すなわち、本実施形態においては、信号補正回路１４０により、表示信号生成回路１６０から供給される表示データにより規定される０〜１５の１６階調の各階調値を、０、３、５、６、７、８、９、１０の階調値（駆動階調値）に変換して（補正後表示データとして）データドライバ１３０に供給し、該データドライバ１３０により、変換された各階調値に対応する階調電流Ｉpixの電流値を、当該階調値において有機ＥＬ素子ＯＥＬに供給される発光駆動電流Ｉｂに対して所定の係数α倍（入力最大電流値３．７μＡ→６．２μＡ；α＝２．３）になるように設定して、各表示画素ＥＭに供給することにより、０、２、４、６、８、１０、１２、１４の各出力階調（発光輝度）に対応した電流値を有する発光駆動電流Ｉｂが有機ＥＬ素子ＯＥＬに供給されるように駆動制御される。

（信号補正回路の構成例）
次いで、本実施形態に係る表示装置に適用可能な信号補正回路の具体的な構成例について、図面を参照して説明する。
まず、説明を簡易にするために２ビット型の論理ゲート回路を示して、本実施形態に係る信号補正回路の階調変換処理について説明する。
図１２は、本実施形態に係る信号補正回路の第１の構成例を示す論理回路図及び真理値表である。また、（２１）式は、本構成例に係る信号補正回路における論理演算式である。

図１２（ａ）に示すように、第１の構成例に係る信号補正回路は、表示データの輝度階調を規定する２ビットの入力値Ａin、Ｂinのうち、入力値Ａinを反転処理するインバータ２１と、該インバータ２１からの反転出力を一方の入力とし、入力値Ｂinを他方の入力とする２入力論理積回路（以下、「ＡＮＤ回路」と略記する）２２と、入力値Ａinを一方の入力とし、ＡＮＤ回路２２の論理出力を他方の入力とする２入力論理和回路（以下、「ＯＲ回路」と略記する）２３と、を備え、ＯＲ回路２３の論理出力を出力値Ａoutとするとともに、出力値Ｂoutに定常的に“０”を設定するように構成されている。

すなわち、本構成例に係る信号補正回路においては、図１２（ｂ）及び（２１）式に示すように、入力値Ａin及びＢinからなる２ビット、４階調（０〜３）の階調データ（表示データの輝度階調値）を、階調値０、２のみからなる２階調の階調データ（補正後表示データの駆動階調値；データドライバ１３０への入力階調）に変換することができる。

次いで、上述した表示パネルにおけるシミュレーション結果に対応する、４ビット型の論理ゲート回路を有する信号補正回路の具体的な構成例及びその階調変換処理について説明する。
図１３は、本実施形態に係る信号補正回路の第２の構成例を示す論理回路図であり、図１４は、本構成例に係る信号補正回路における真理値表である。また、（２２）式は、本構成例に係る信号補正回路における論理演算式である。

図１３に示すように、第２の構成例に係る信号補正回路は、表示データの輝度階調を規定する４ビットの入力値Ａin、Ｂin、Ｃin、Ｄinのうち、入力値Ａin、Ｂin、Ｃinを各々反転処理するインバータ３１、３２、３３と、入力値Ａin及びＢin入力とするＡＮＤ回路３４と、インバータ３１からの反転出力を一方の入力とし、入力値Ｂinを他方の入力とするＡＮＤ回路３５と、入力値Ａinを一方の入力とし、インバータ３２からの反転出力を他方の入力とするＡＮＤ回路３６と、インバータ３２からの反転出力を一方の入力とし、入力値Ｃinを他方の入力とするＡＮＤ回路３７と、入力値Ｂinを一方の入力とし、インバータ３３からの反転出力を他方の入力とするＡＮＤ回路３８と、入力値Ａin及びインバータ３２からの反転出力、インバータ３３からの反転出力をそれぞれ入力とするＡＮＤ回路（３入力論理積回路）３９と、ＡＮＤ回路３５の論理出力を一方の入力とし、ＡＮＤ回路３６の論理出力を他方の入力とするＯＲ回路４０と、ＡＮＤ回路３６の論理出力を一方の入力とし、入力値Ｃinを他方の入力とするＯＲ回路４１と、ＡＮＤ回路３７、３８、３９の論理出力を各入力とするＯＲ回路（３入力論理和回路）４２と、を備え、ＡＮＤ回路３４の論理出力を出力値Ａout、ＯＲ回路４０の論理出力を出力値Ｂout、ＯＲ回路４１の論理出力を出力値Ｃout、ＯＲ回路４２の論理出力を出力値Ｄoutとするように構成されている。なお、入力値Ｄinは、本構成例に係る信号補正回路においては、論理演算に利用されない。

すなわち、本構成例に係る信号補正回路においては、図１４及び（２２）式に示すように、入力値Ａin、Ｂin、Ｃin、Ｄinからなる４ビット、１６階調（０〜１５）の階調データ（表示データの輝度階調値）を、階調値０、３、５、６、７、８、９、１０からなる８階調の階調データ（補正後表示データの駆動階調値）に変換することができ、図１１（ｂ）に示したデータドライバ１３０へ供給する入力階調の階調値（補正後表示データ）に対応させることができる。

したがって、本実施形態に係る表示装置１００によれば、表示信号生成回路１６０から供給される表示データ（輝度階調の各階調値）を、信号補正回路１４０により表示パネル１１０の階調特性に対応するように変換して補正後表示データ（駆動階調値）を生成し、データドライバ１３０により該補正後表示データに対応し、かつ、表示パネル１１０の電流特性に対応した電流値を有する階調電流を生成して、各表示画素ＥＭに供給することにより、表示パネル１１０に配設された表示画素ＥＭを構成するトランジスタ素子のトランジスタ特性に起因する、階調表示時の非線形性を抑制することができるとともに、表示パネル１１０に配設されたデータラインＤＬに付加される寄生容量に起因する、表示データの書き込み不足を抑制することができるので、表示データに適切に対応した輝度階調で有機ＥＬ素子（発光素子）を発光動作させることができ、画像表示時における表示画質の改善を図ることができる。

次いで、本実施形態に適用可能な信号補正回路の他の構成例及びその階調変換処理について説明する。
図１５は、本実施形態に係る信号補正回路の第３の構成例を示す機能ブロック図であり、図１６は、本構成例に係る信号補正回路に適用される階調変換テーブルの一例を示す図である。

上述した第１及び第２の構成例においては、表示データの輝度階調の各階調値を、所定の論理ゲート回路（論理演算式）を用いて、固定的に変換する場合について説明したが、本構成例においては、表示パネルの階調特性に基づいて、予め表示データの各階調値と補正後表示データ各階調値（駆動階調値）とを対応付けたテーブルデータ（階調変換テーブル）を用いて、上記階調変換処理を行うように構成されている。

すなわち、本構成例に係る信号補正回路は、図１５に示すように、表示パネルの階調特性（すなわち、図１１（ｂ）に示したような、階調特性線Ｓrg、Ｓhg）に基づいて、図１６に示すような階調値相互の対応関係（階調変換パターン）をテーブルデータとして記憶したテーブルメモリ（記憶手段）５１と、表示信号生成回路１６０からデジタル信号として供給される表示データの輝度階調を規定する階調値（輝度階調値）を抽出し、上記テーブルデータを参照して、該輝度階調値に対応する階調値（駆動階調値）を読み出し、該駆動階調値からなる補正後表示データを生成する階調値参照部５２と、を備えた構成を有している。

ここで、テーブルメモリ５１として、書き換え可能な記憶手段を適用し、表示パネル１１０の階調特性に応じて、適宜階調変換パターンを書き換える（又は、更新する）ものであってもよい。
これによれば、上述した第１及び第２の構成例に係る信号補正回路と同様に、表示データに適切に対応した輝度階調で有機ＥＬ素子（発光素子）を発光動作させることができるとともに、表示装置ごとに上記階調特性にバラツキがある場合や、表示パネルの仕様が変更された場合等であっても、当該表示パネルの階調特性に応じて、適宜階調変換パターンを書き換えることができるので、同一又は同等の構成を有する信号補正回路及びデータドライバにより、簡易に所望の階調変換処理を実行することができる。

＜第２の実施形態＞
（電流設定処理／階調変換処理）
次に、本発明に係る表示装置における電流設定処理及び階調変換処理の第２の実施形態について、図面を参照して説明する
図１７は、図９（ａ）に示したシミュレーション結果（電流特性）に基づく、表示データに基づく輝度階調（入力階調）と発光素子の発光輝度（出力階調）との他の対応関係（階調特性）を示す特性図である。ここでは、上述した第１の実施形態と同様に、表１に示した仕様を有する表示パネルに、最高階調電圧として６．２μＡ（６．２Ｅ−０６Ａ）の階調電流（入力電流）を供給した場合に、発光駆動電流（出力電流）として、出力階調値７に相当する３．７μＡ（３．７Ｅ−０６Ａ）の電流値が得られた場合について説明する。

また、本実施形態においては、表示パネル１１０（表示画素ＥＭ）が、上述した図９（ａ）に示したシミュレーション結果と同等の特性を有し、データドライバ１３０から各表示画素ＥＭに供給される階調電流Ｉpix（≒書込電流Ｉａ；入力電流）に対して、各表示画素ＥＭの有機ＥＬ素子ＯＥＬに供給される発光駆動電流Ｉｂ（出力電流）の電流値が、データラインＤＬに寄生する容量成分に起因して書込不足を生じ、理想的な書込状態を示す電流特性（線形性を有する電流特性線Ｓri）に比較して、全体に小さく、かつ、非線形性を示す電流特性（電流特性線Ｓpi）を有するとともに、図１７に示すように、表示データの輝度階調（入力階調）が階調値０〜７の８階調（すなわち、３ビット）に設定され、また、上記電流特性線Ｓriに基づいて、上記輝度階調の各階調値に対する有機ＥＬ素子ＯＥＬの発光輝度（出力階調）が、理想的な関係を示す階調特性（線形性を有する階調特性線Ｓrg）に比較して、全体に低く、かつ、非線形性を示す階調特性（階調特性線Ｓpg）を有する場合について説明する。

上述した第１の実施形態においては、表示データの輝度階調に対応した階調電流Ｉpixを生成する場合に、図１１（ａ）に示したように、データラインＤＬに付加される寄生容量Ｃやトランジスタ素子ＴｒＡのトランジスタ特性の影響を考慮して、当該輝度階調の各階調値に対する有機ＥＬ素子ＯＥＬに供給される発光駆動電流Ｉｂの電流値が、線形性を有するように特定の階調値（駆動階調値）のみを選択的に抽出して、上記輝度階調の各階調値を駆動階調値に設定する階調変換処理を適用しているので、表示データの輝度階調の階調数に対して、階調変換後の階調数が減少することになる。そのため、表示パネルに表示される画像情報の階調表現の度合いによっては、階調数の減少により表示画質の低下を招く可能性がある。

そこで、本実施形態に係る表示装置（表示駆動装置）においては、表示データの輝度階調に対応した階調電流を生成するデータドライバの入力ビット数を、表示データの輝度階調の階調数に対応するビット数よりも予め多くなるように設定し、上述したような特性を有する表示パネル（表示画素）において階調変換処理する場合に、表示データの輝度階調の各階調を、同数の階調数を有する駆動階調値に変換して（すなわち、入力階調数と出力階調数とを同数に設定して）、出力階調数の減少に伴う表示画質の低下を抑制するようにした構成及び制御方法を有している。

以下、具体的に説明する。
図１８は、本実施形態に係る電流設定処理を説明するための、階調電流（入力電流）と発光駆動電流（出力電流）との関係を示す図であり、図１９は、本実施形態に係る階調変換処理を説明するための、入力階調（輝度階調）と出力電流（発光駆動電流）との対応関係を示す図である。ここでは、表１に示した表示パネルに、最高階調電圧として６．２μＡ（６．２Ｅ−０６Ａ）の階調電流（入力電流）を供給した場合に、発光駆動電流（出力電流）として、出力階調値７に相当する３．７μＡ（３．７Ｅ−０６Ａ）の電流値が得られた場合について説明する。

すなわち、本実施形態に係る表示装置においては、図１１（ａ）に示した場合と同様に、データドライバ１３０により図１８（ａ）に示すように、入力電流Ｉdataとして表示画素ＥＭに供給される階調電流Ｉpix（≒書込電流Ｉａ）を、表示データの輝度階調そのものに対応する電流値（すなわち、図９（ａ）に示した電流特性線Ｓpi上の電流値）に対して所定の係数α（α＞１）倍に大きく設定して、理想的な書込状態を示す電流特性線Ｓri上の各階調に対応する出力電流値に近似するように設定する電流設定処理を行う（電流特性線Ｓhj）。

ここで、図１７に示した階調特性及び図１８（ａ）に示した電流設定処理に基づく電流特性に基づいて、入力階調（表示データの輝度階調）の各階調値（０〜７）と入力電流の値との関係を導出すると、図１８（ｂ）に示すように、入力階調値“３”に相当する入力電流値のとき、出力階調値“１”に相当する出力電流値が得られ、入力階調値“５”に相当する入力電流値のとき、出力階調値“２”に相当する出力電流値が得られ、入力階調値“６”に相当する入力電流値のとき、出力階調値“３”に相当する出力電流値が得られ、入力階調値“７”に相当する入力電流値のとき、出力階調値“４”に相当する出力電流値が得られ、入力階調値“８”に相当する入力電流値のとき、出力階調値“５”に相当する出力電流値が得られ、入力階調値“９”に相当する入力電流値のとき、出力階調値“６”に相当する出力電流値が得られ、入力階調値“１０”に相当する入力電流値のとき、出力階調値“７”に相当する出力電流値が得られる（図１８（ａ）中、丸囲みした各点参照）。なお、図１８（ａ）中の枠囲みの数字は、各電流特性（電流特性線Ｓri、Ｓhj）における出力電流値と出力階調値との対応関係を示す。

そして、本実施形態に係る表示装置においては、この入力階調（表示データに基づく輝度階調）と入力電流（階調電流、書込電流）との対応関係（特性線Ｓhk）が、線形性を有する（図１８（ｂ）中、特性線Ｓti）ように、信号補正回路１４０により入力階調の各階調値（０、１、２、３、４、５、６、７の８階調）を、より多くの階調数（例えば、１６階調）を有する階調値から選択された、入力階調と同数の階調数を有する特定の駆動階調値に１：１で対応するように変換する処理（階調変換処理）を行う。

上記階調変換処理においては、表示データの輝度階調（入力階調）の階調数（８階調）に対応するビット数（３ビット）よりも、データドライバ１３０の入力ビット数（４ビット）が多くなるように設定され、該データドライバ１３０には、図１９に示すように、表示データに基づく輝度階調（入力階調）の各階調値（０、１、２、３、４、５、６、７の８階調）に対して、上記入力ビット数により設定される階調値（０〜１５の１６階調）の中から選択的に抽出し、１：１の関係で置き換えた各階調値（０、３、５、６、７、８、９、１０）が入力される（図１９中、入力階調（返還後の階調）参照）。

ここで、図１９に示すように、各表示画素ＥＭにおける入力階調に対する出力階調（又は、出力電流）の関係（特性線Ｓhj）が、理想的な書込状態を示す電流特性線Ｓriに対応した、線形性を有する階調特性線Ｓrg上の各入力階調値に一致又は近似するように、階調変換パターンが設定される。

すなわち、本実施形態においては、信号補正回路１４０により、表示信号生成回路１６０から供給される表示データの輝度階調に基づく８階調の各階調値（０、１、２、３、４、５、６、７）を、当該階調値に対応する出力階調（階調特性線Ｓrg上の各階調に対応する出力電流値）が得られるように、０〜１５の１６階調のうち、０、３、５、６、７、８、９、１０の各階調値（駆動階調値）に１：１変換してデータドライバ１３０に供給することにより、表示データの輝度階調に対応した電流値を有する発光駆動電流Ｉｂを有機ＥＬ素子に供給するように駆動制御される。

（信号補正回路の構成例）
次いで、本実施形態に係る表示装置に適用可能な信号補正回路の具体的な構成例について、図面を参照して説明する。
図２０は、本実施形態に係る信号補正回路の一構成例を示す論理回路図であり、図２１は、本実施形態に係る信号補正回路の真理値表である。また、（３１）式は、本構成例に係る信号補正回路における論理演算式である。

図２０に示すように、本構成例に係る信号補正回路１４０は、表示データの輝度階調を規定する３ビットの入力値Ａin、Ｂin、Ｃinのうち、入力値Ａin、Ｂin、Ｃinを各々反転処理するインバータ６１、６２、６３と、入力値Ａin及びＢin入力とするＡＮＤ回路６４と、入力値Ａin及びインバータ６２からの反転出力、入力値Ｃinをそれぞれ入力とするＡＮＤ回路（３入力論理積回路）６５と、入力値Ｂinを一方の入力とし、インバータ６１からの反転出力を他方の入力とするＡＮＤ回路６６と、インバータ６２からの反転出力を一方の入力とし、入力値Ａinを他方の入力とするＡＮＤ回路６７と、入力値Ｂin及びＣin、インバータ６１からの反転出力をそれぞれ入力とするＡＮＤ回路６８と、入力値Ｂinを一方の入力とし、インバータ６３からの反転出力を他方の入力とするＡＮＤ回路６９と、入力値Ａin及びインバータ６２からの反転出力、インバータ６３からの反転出力をそれぞれ入力とするＡＮＤ回路７０と、インバータ６１、６２、６３からの各反転出力をそれぞれ入力とするＡＮＤ回路７１と、ＡＮＤ回路６４の論理出力を一方の入力とし、ＡＮＤ回路６５の論理出力を他方の入力とするＯＲ回路７２と、ＡＮＤ回路６５の論理出力を一方の入力とし、ＡＮＤ回路６６の論理出力を他方の入力とするＯＲ回路７３と、ＡＮＤ回路６７の論理出力を一方の入力とし、ＡＮＤ回路６８の論理出力を他方の入力とするＯＲ回路７４と、ＡＮＤ回路６９、７０、７１の論理出力を各入力とするＯＲ回路（３入力論理和回路）７５と、を備え、ＯＲ回路７２の論理出力を出力値Ａout、ＯＲ回路７３の論理出力を出力値Ｂout、ＯＲ回路７４の論理出力を出力値Ｃout、ＯＲ回路７５の論理出力を出力値Ｄoutとするように構成されている。

すなわち、本構成例に係る信号補正回路においては、図２１及び（３１）式に示すように、入力値Ａin、Ｂin、Ｃinからなる３ビット８階調（０〜７）の階調データ（表示データの輝度階調値）を、４ビット１６階調（０〜１５）のうちの特定の階調値（例えば、上述した０、３、５、６、７、８、９、１０）からなる８階調の階調データ（補正後表示データの駆動階調値）に１：１の関係で変換するができ、図１８（ｂ）、図１９に示した、データドライバ１３０へ供給する入力階調（変換後の階調）の階調値に対応させることができる。

したがって、本実施形態に係る表示装置によっても、表示信号生成回路から供給される表示データの輝度階調の各階調値を、信号補正回路により表示パネルの階調特性に対応して線形性を有するように変換し、データドライバにより該変換後の階調値（駆動階調値）に対応し、かつ、表示パネルの電流特性に対応して線形性を有するように電流値が設定された階調電流を生成して、各表示画素に供給することができる。

ここで、本実施形態に係る信号補正回路においては、階調変換処理において輝度階調の各階調値を、該輝度階調の階調数よりも多い階調値の中から、階調特性を線形化することができる階調値（駆動階調値）を選択して、表示データの輝度階調と同数の階調値に１：１で置き換える変換処理を行うように構成されていることにより、表示パネルに配設された表示画素を構成するトランジスタ素子のトランジスタ特性に起因する、階調表示時の非線形性を抑制することができるとともに、表示パネルに配設されたデータラインに付加される寄生容量に起因する、表示データの書き込み不足を抑制することができるので、表示データに適切に対応した輝度階調で有機ＥＬ素子（発光素子）を発光動作させることができ、画像表示時における階調表現を良好に確保して表示画質の低下を抑制することができる。

なお、上述した第２の実施形態においては、信号補正回路として、論理ゲート回路を用いた構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述した第１の実施形態の第２の構成例に示した場合と同様に、図１４に示した階調値相互の対応関係（階調変換パターン）を備えたテーブルデータを用いて、表示データの輝度階調の各階調値に対応する駆動階調値を読み出して、１：１の階調変換を行うものであってもよい。

また、上述した各実施形態に示した信号補正回路の具体構成例（論理ゲート回路やテーブルデータ）は、上述したシミュレーションの対象となる表示パネルの階調特性にのみ対応するものであって、本発明はこれに限定されるものではないことは言うまでもない。したがって、本発明の適用対象となる表示装置（表示パネル）の階調特性に対応した階調変換処理に基づいて、論理ゲートを適宜組み合わせた論理ゲート回路や、階調値相互の対応関係を適宜設定したテーブルデータを適用するものであってもよい。

本発明に係る表示装置の基本構成を示す概略ブロック図である。 本発明に係る表示装置の要部構成を示す概略構成図である。 本発明に係る表示装置に適用可能なデータドライバの一例を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係るデータドライバに適用可能な電圧電流変換・電流供給回路の一例を示す回路構成図である。 本発明に係る表示装置に適用可能な表示画素（発光駆動回路）の具体回路例を示す回路構成図である。 本実施例に係る発光駆動回路の動作状態を示す概念図である。 本実施例に係る発光駆動回路を適用した表示画素の基本動作を示すタイミングチャ−トである。 本実施例に係る表示画素を適用した表示装置の一構成例を示す概略ブロック図である。 表示パネル（表示画素）に供給される表示データに基づく階調電流（入力電流）と発光素子に供給される発光駆動電流（出力電流）との関係、及び、表示データに基づく輝度階調（入力階調）と発光素子の発光輝度（出力階調）との関係を示すシミュレーション結果である。 図９に示したシミュレーション結果を分析するために、本実施形態に係る表示装置に適用される表示画素に対する寄生容量の付加（接続）状況と、当該回路構成を簡略化した等価回路を示す概略回路図である。 本実施形態に係る表示装置における電流設定処理及び階調変換処理を説明するための、階調電流（入力電流）と発光駆動電流（出力電流）との関係、及び、輝度階調（入力階調）と発光輝度（出力階調）との関係を示すシミュレーション結果である。 本実施形態に係る信号補正回路の第１の構成例を示す論理回路図及び真理値表である。 本実施形態に係る信号補正回路の第２の構成例を示す論理回路図である。 本構成例に係る信号補正回路における真理値表である。 本実施形態に係る信号補正回路の第３の構成例を示す機能ブロック図である。 本構成例に係る信号補正回路に適用される階調変換テーブルの一例を示す図である。 図９（ａ）に示したシミュレーション結果（電流特性）に基づく、表示データに基づく輝度階調（入力階調）と発光素子の発光輝度（出力階調）との他の対応関係（階調特性）を示す特性図である。 本実施形態に係る電流設定処理を説明するための、階調電流（入力電流）と発光駆動電流（出力電流）との関係を示す図である。 本実施形態に係る階調変換処理を説明するための、入力階調（輝度階調）と出力電流（発光駆動電流）との対応関係を示す図である。 本実施形態に係る信号補正回路の一構成例を示す論理回路図である。 本実施形態に係る信号補正回路の真理値表である。 従来技術における発光素子型ディスプレイの要部を示す概略構成図である。 従来技術における発光素子型ディスプレイに適用可能な表示画素（発光駆動回路及び発光素子）の構成例を示す等価回路図である。

符号の説明

１００ 表示装置
１１０ 表示パネル
１２０ 走査ドライバ
１３０ データドライバ
１４０ 信号補正回路
１５０ システムコントローラ
１６０ 表示信号生成回路
１７０ 電源ドライバ
ＥＭ 表示画素
ＤＣ 発光駆動回路
ＯＥＬ 有機ＥＬ素子
ＳＬ 走査ライン
ＤＬ データライン
ＴｒＡ トランジスタ素子
Ｃ 寄生容量

Claims (24)

1. 互いに直交する複数の信号ライン及び複数の走査ラインと、該各信号ラインと各走査ラインの交点近傍に配置される、電流制御型の発光素子を備える複数の表示画素と、を備える表示パネルの該各表示画素に、前記各信号ラインを介して、表示データの輝度階調に応じた階調電流を供給し、該階調電流によって前記表示画素に書き込まれる電荷量に基づく発光駆動電流により前記各発光素子を発光動作させる表示駆動装置において、
   前記表示データの輝度階調の各階調に対応した前記発光駆動電流の電流値が、該各階調に対して線形性を有するように、前記各階調値を駆動階調値に変換する階調変換手段を備えることを特徴とする表示駆動装置。
2. 前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、前記発光駆動電流の電流値が、前記表示データの輝度階調の各階調に対して線形となる階調電流に対応する前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする請求項１記載の表示駆動装置。
3. 前記階調変換手段は、少なくとも前記表示画素に設けられた、前記発光素子への前記発光駆動電流の供給に関わる能動素子の素子特性に基づいて、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を前記駆動階調値に変換する対応関係を設定することを特徴とする請求項１又は２記載の表示駆動装置。
4. 前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数と同数の前記駆動階調値から選択された、特定の前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示駆動装置。
5. 前記表示駆動装置は、前記表示データの輝度階調の前記階調数と同数の前記駆動階調値に対応した前記階調電流を生成して前記各信号ラインに供給する信号駆動手段を備えていることを特徴とする請求項４記載の表示駆動装置。
6. 前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数よりも多い数の前記駆動階調値から選択された、前記階調数と同数の前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示駆動装置。
7. 前記表示駆動装置は、前記表示データの輝度階調の前記階調数よりも多い数の前記駆動階調値に対応した前記階調電流を生成して前記各信号ラインに供給する信号駆動手段を備えていることを特徴とする請求項６記載の表示駆動装置。
8. 前記階調変換手段は、論理ゲート回路により構成されていることを特徴とする請求項４又は６記載の表示駆動装置。
9. 前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の階調値と前記駆動階調値とを対応付けた階調変換テーブルを備え、前記階調変換テーブルを参照することにより一義的に前記駆動階調値を決定する手段を具備していることを特徴とする請求項４又は６記載の表示駆動装置。
10. 前記階調変換テーブルは、前記表示データの輝度階調の階調値と前記駆動階調値との対応関係を書き換え可能に構成されていることを特徴とする請求項９記載の表示駆動装置。
11. 前記信号駆動手段は、前記駆動階調値に基づいて、前記発光素子に供給される前記発光駆動電流よりも大きな電流値を有する前記階調電流を生成することを特徴とする請求項５又は７記載の表示駆動装置。
12. 前記信号駆動手段は、前記駆動階調値に基づく前記階調電流の電流値を、前記発光素子に供給される前記発光駆動電流の電流値に対して、所定の係数倍となるように設定する手段を具備することを特徴とする請求項１１記載の表示駆動装置。
13. 互いに直交する複数の信号ライン及び複数の走査ラインの各交点近傍に、電流制御型の発光素子を備える複数の表示画素が配置された表示パネルを備え、前記各信号ラインを介して、前記複数の表示画素の各々に、表示データの輝度階調に応じた階調電流を供給することにより、前記表示画素に書き込まれる電荷量に基づく発光駆動電流を前記発光素子に供給して発光動作させ、前記表示パネルに所望の画像情報を表示する表示装置において、
    少なくとも、
    前記表示パネルの前記複数の走査ラインに順次走査信号を印加して、前記表示画素を順次選択状態に設定する走査駆動手段と、
    前記表示データの輝度階調の各階調に対応した前記発光駆動電流の電流値が、該各階調に対して線形性を有するように、前記各階調値を駆動階調値に変換する階調変換手段と、
    前記駆動階調値に基づいて、前記発光素子に供給される前記発光駆動電流よりも大きな電流値を有する前記階調電流を生成して、前記走査駆動手段により前記選択状態に設定された前記表示画素に対して、前記階調電流を供給する信号駆動手段と、
    を備えることを特徴とする表示装置。
14. 前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、前記発光駆動電流の電流値が、前記表示データの輝度階調の各階調に対して線形となる階調電流に対応する前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする請求項１３記載の表示装置。
15. 前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数と同数の前記駆動階調値から選択された、特定の前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする請求項１３又は１４記載の表示装置。
16. 前記信号駆動手段は、前記表示データの輝度階調の前記階調数と同数の前記駆動階調値に対応した前記階調電流を生成して前記各信号ラインに供給する手段を備えていることを特徴とする請求項１５記載の表示装置。
17. 前記階調変換手段は、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数よりも多い数の前記駆動階調値から選択された、前記階調数と同数の前記駆動階調値に変換する手段を具備していることを特徴とする請求項１３又は１４記載の表示装置。
18. 前記信号駆動手段は、前記表示データの輝度階調の前記階調数よりも多い数の前記駆動階調値に対応した前記階調電流を生成して前記各信号ラインに供給する手段を備えていることを特徴とする請求項１７記載の表示装置。
19. 前記表示画素は、少なくとも、
    前記階調電流に基づく電荷を電圧成分として保持する保持容量を備える電荷保持手段と、
    該電荷保持手段に保持された電圧成分に基づいて、前記発光素子に前記発光駆動電流を流す駆動電流制御手段と、
    を備えた発光駆動回路を具備し、
    前記階調変換手段は、少なくとも前記駆動電流制御手段を構成し、前記発光素子への前記発光駆動電流の供給に関わる能動素子の素子特性に基づいて、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を前記駆動階調値に変換する対応関係を設定することを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれかに記載の表示装置。
20. 前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれかに記載の表示装置。
21. 互いに直交する複数の信号ライン及び複数の走査ラインの各交点近傍に、電流制御型の発光素子を備える複数の表示画素が配置された表示パネルを備え、前記各信号ラインを介して、前記複数の表示画素の各々に、表示データの輝度階調に応じた階調電流を供給することにより、前記表示画素に書き込まれる電荷量に基づく発光駆動電流を前記発光素子に供給して発光動作させ、前記表示パネルに所望の画像情報を表示する表示装置の駆動制御方法において、
    少なくとも、
    前記表示データの輝度階調の各階調に対応した前記発光駆動電流の電流値が、該各階調に対して線形性を有するように、前記各階調値を駆動階調値に変換するステップと、
    前記駆動階調値に基づいて、前記発光素子に供給される前記発光駆動電流よりも大きな電流値を有する前記階調電流を生成して、前記表示画素に対して、前記階調電流を供給するステップと、
    を含むことを特徴とする表示装置の駆動制御方法。
22. 前記表示データの輝度階調の各階調値を前記駆動階調値に変換するステップは、前記各階調値を、前記発光駆動電流の電流値が、前記表示データの輝度階調の各階調に対して線形となる階調電流に対応する前記駆動階調値に変換することを特徴とする請求項２１記載の表示装置の駆動制御方法。
23. 前記表示データの輝度階調の各階調値を前記駆動階調値に変換するステップは、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数と同数の前記駆動階調値から選択された、特定の前記駆動階調値に変換することを特徴とする請求項２２記載の表示装置の駆動制御方法。
24. 前記表示データの輝度階調の各階調値を前記駆動階調値に変換するステップは、前記表示データの輝度階調の前記各階調値を、該階調数よりも多い数の前記駆動階調値から選択された、前記階調数と同数の前記駆動階調値に変換することを特徴とする請求項２２記載の表示装置の駆動制御方法。

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