(57)【要約】本発明は一般に電気光学ディスプレイ用のディスプレイドライバ回路に関し、より具体的にはアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイを一層高効率でドライブするための回路および方法に関する。エレクトロルミネセントディスプレイ(802)用のディスプレイドライバ(800)、このディスプレイは、各々が表示素子ドライバ回路(820)を随伴する複数のエレクトロルミネセント表示素子を有し、各々の前記表示素子ドライバ回路は制御接続上の電圧に従って随伴表示素子をドライブするための制御接続を有するドライブ用トランジスタを含み、このディスプレイドライバは前記制御接続をドライブして前記表示素子から出るエレクトロルミネセント出力を制御するための出力を供給するために少なくとも1つの表示素子輝度制御器(846)を含み、電圧センサ(854、858)が前記制御接続の電圧を感知し、電力制御器(860)が調節可能な電源を制御して前記エレクトロルミネセントディスプレイに調節可能な電圧を供給することで前記表示素子をドライブするための前記ドライブ用トランジスタに電力供給し、前記電力制御器は前記感知電圧に応答して前記電源電圧を調節するために制御信号を供給するように構成される。
2005530200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロルミネセントディスプレイ用のディスプレイドライバであって、前記ディスプレイは表示素子ドライバ回路を各々が随伴する複数のエレクトロルミネセント表示素子を含み、前記表示素子ドライバ回路の各々が、制御接続上の電圧に従って前記随伴する表示素子をドライブするための前記制御接続を有するドライブ用トランジスタを含み、
前記制御接続をドライブすることで前記表示素子から出るエレクトロルミネセント出力を制御するように出力を供給するための少なくとも1つの表示素子輝度制御器と、
前記制御接続上の電圧を感知するための電圧センサと、
前記エレクトロルミネセントディスプレイに調節可能な電圧を供給することで前記表示素子をドライブするための前記ドライブ用トランジスタに電力供給するために調節可能な電源を制御する電力制御器を含み、前記電力制御器が前記感知電圧に応答して前記電源電圧を調節するための制御信号を供給するように構成されるディスプレイドライバ。
【請求項２】
前記ドライブ用トランジスタがFETトランジスタを含み、前記制御接続がゲート接続を含む、請求項1に記載のディスプレイドライバ。
【請求項３】
前記ディスプレイが、前記制御接続をドライブするための複数の制御ラインを備えたアクティブマトリックス型ディスプレイを含み、前記輝度制御器が前記制御ラインをドライブするように構成される、請求項1または2に記載のディスプレイドライバ。
【請求項４】
前記電圧センサが、前記制御ライン上の電圧を感知することによって前記制御接続上の電圧を感知するように構成される、請求項3に記載のディスプレイドライバ。
【請求項５】
前記輝度制御器が実質的に定電流の発生器を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のディスプレイドライバ。
【請求項６】
前記制御接続上の電圧が前記実質的に定電流の発生器の電流レベルによって実質的に決定される、請求項5に記載のディスプレイドライバ。
【請求項７】
前記表示素子ドライバ回路がフォトダイオードを含み、前記フォトダイオードを流れる光電流が前記電流レベルによって決定されることで前記表示素子の輝度を決定する、請求項6に記載のディスプレイドライバ。
【請求項８】
前記電力制御器が、前記制御接続上の感知された電圧が閾値電圧よりも小さいときに前記電源電圧を下げるように構成される、請求項5、6または7に記載のディスプレイドライバ。
【請求項９】
前記閾値電圧が、前記輝度制御器から前記ディスプレイへと出力するための最大利用可能電圧に実質的に等しい、請求項8に記載のディスプレイドライバ。
【請求項１０】
前記感知された電圧が、表示素子のうちで他に関して最大の輝度を有する前記表示素子の制御接続上の電圧を有する、請求項8または9に記載のディスプレイドライバ。
【請求項１１】
前記電力制御器が前記電源電圧を、最大輝度で照明される表示素子によって必要とされる量を実質的に超えない量へと下げるように構成される、請求項1から4のいずれか一項に記載のディスプレイドライバ。
【請求項１２】
前記表示素子ドライバ回路が、前記随伴する表示素子の輝度に従って前記制御接続上の電圧を下げるためのフォトダイオードを含み、前記電力制御器が、前記最大輝度で照明される表示素子の前記制御接続上の電圧が所定の時間間隔の後に第1の閾値よりも下に低下したときに前記電源電圧を下げるように構成される、請求項11に記載のディスプレイドライバ。
【請求項１３】
前記電力制御器がさらに、前記最大輝度で照明される表示素子の前記制御接続上の電圧が前記所定の時間間隔の後に第2の閾値よりも下に低下しなかったときに前記電源電圧を上げるように構成される、請求項12に記載のディスプレイドライバ。
【請求項１４】
前記調節可能な電源をさらに含む、請求項1から13のいずれか一項に記載のディスプレイドライバ。
【請求項１５】
エレクトロルミネセントディスプレイ用のディスプレイドライバのための電力制御器であって、前記ディスプレイは表示素子ドライバ回路を各々が随伴する複数のエレクトロルミネセント表示素子を含み、前記表示素子ドライバ回路の各々が、制御接続上の電圧に従って前記随伴する表示素子をドライブするための前記制御接続を有するドライブ用トランジスタを含み、前記電力制御器が、
プロセッサ制御符号を保存するメモリと、
前記プロセッサ制御符号を実行するために前記メモリに連結されたプロセッサと、
前記制御接続上の電圧を感知するための感知電圧入力と、
調節可能な電源を制御して前記エレクトロルミネセントディスプレイに調節可能な電圧を供給することで前記表示素子をドライブする前記ドライブ用トランジスタに電力供給するための制御信号出力とを含み、
前記プロセッサ制御符号が、前記感知電圧入力を読み取り、かつ前記感知電圧に応答して前記電源を調節するための制御信号を出力するようにプロセッサを制御するための命令を含む電力制御器。
【請求項１６】
請求項15に記載のプロセッサ制御符号を担持するキャリア。
【請求項１７】
アクティブマトリックス型のエレクトロルミネセントディスプレイを動作させる方法であって、前記ディスプレイは付随の画素ドライバを各々が備えた複数の画素を含み、前記ディスプレイが各々の画素の輝度を設定するための電源と複数の制御ラインを有し、
前記制御ラインを使用して前記ディスプレイの輝度画素を設定するステップと、
前記ディスプレイの制御ラインをモニタするステップと、
前記モニタリングに応じて前記電源を低下させるステップとを含む方法。
【請求項１８】
各々の表示画素を随伴する前記画素ドライバがエレクトロルミネセント表示素子をドライブするためのドライブ用トランジスタを含み、前記モニタするステップが前記制御ラインをモニタすることによって前記ドライブ用トランジスタの制御電圧をモニタするステップを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項１９】
前記ドライブ用トランジスタがFETトランジスタを含み、前記制御電圧が前記FETトランジスタのゲート電圧を含む、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
前記モニタするステップが最大の画素輝度を判定するステップをさらに含み、前記低下させるステップが、前記電源を、前記最大の画素輝度によって必要とされる量を実質的に超えない量へと低下させるステップを含む、請求項17から19のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記低下させるステップが、前記電源を、前記制御電圧が最大利用可能制御電圧に到達するまで低下させるステップを含む、請求項17から20のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記ディスプレイの画素の輝度を設定するステップが前記制御ラインの電流を設定するステップを含む、請求項17から21のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記画素ドライバがフォトダイオードを有し、前記電流が前記フォトダイオードを流れる電流を含む、請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
前記ディスプレイの画素の輝度を設定するステップが前記制御ライン上の画素輝度電圧を設定するステップを含み、前記画素ドライバが、付随する画素の輝度に従って経時的に前記画素輝度電圧を減衰させるように構成され、前記制御電圧が前記減衰画素輝度電圧を含む、請求項18から20のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記電源を低下させるステップが、画素の前記減衰画素輝度電圧が第1の閾値よりも下に減衰したことを確証する前記モニタリングに応じて行われる、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
画素の前記減衰画素輝度電圧が第2の閾値よりも下に減衰しなかったことを確証する前記モニタリングに応じて、前記電源を増大させるステップをさらに含む、請求項25に記載の方法。
【請求項２７】
請求項17から26のいずれか一項に記載の方法に従って動作するように構成されたアクティブマトリックスディスプレイドライバ。
【請求項２８】
前記エレクトロルミネセントディスプレイが有機発光ダイオードディスプレイを含む、請求項1から14および27のいずれか一項に記載のディスプレイドライバ、または請求項15に記載の電力制御器、または請求項17から26のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電気光学ディスプレイ用のディスプレイドライバ回路に関するものであり、より具体的には、アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイをより高い効率で駆動するための回路および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード(OLED)は、電気光学ディスプレイの特に都合のよい形態を持つ。明るく、カラフルであり、スイッチングが高速であり、視角が広く、さらに、さまざまな基板上に簡単かつ安価に作製できる。有機LEDは、使用する材料に応じて、ポリマーまたは低分子(small molecule)を使用して、さまざまな色で(または多色ディスプレイで)作製することができる。ポリマーベースの有機LEDの実施例については、WO90/13148、WO95/06400、およびWO99/48160で説明されており、いわゆる低分子ベースのデバイスの実施例はUS4,539,507で説明されている。
【０００３】
代表的な有機LEDの基本構造100が図1aに示されている。ガラスまたはプラスチック基板102は、正孔輸送層106、エレクトロルミネセント層108、およびカソード110が蒸着されている、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)を含む、透明アノード層104を支えている。エレクトロルミネセント層108は、例えば、PPV (ポリ(p-フェニレンビニレン))を含むことができ、アノード層104およびエレクトロルミネセント層108の正孔エネルギーレベルの整合を助ける正孔輸送層106は、例えば、PEDOT:PSS (ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン)を含むことができる。カソード層110は、通常、カルシウムなどの低仕事関数金属を含み、電子エネルギーレベルの整合性を改善するためにアルミニウムの層などのエレクトロルミネセント層108に直接隣接した追加層を備えることができる。それぞれアノードとカソードへのコンタクトワイヤ114および116は、電源118に接続される。また、これと同じ基本構造は、低分子デバイスにも採用できる。
【０００４】
図1aに示されている実施例では、放出された光120は透明アノード104および基板102を透過し、該デバイスは「ボトムエミッタ」と呼ばれる。カソードに光を通すデバイスは、例えば、カソードが実質的に透明になるようにカソード層110を約50〜100nm未満の厚さに保つことにより構成することもできる。
【０００５】
有機LEDを基板上に蒸着し複数のピクセルからなるマトリックスにすることにより、単色または多色ピクセル表示を形成することができる。多色表示は、赤色、緑色、および青色の発光ピクセルのグループを使用して構成することができる。このようなディスプレイでは、個々の素子は、一般的に、複数の行(row)（または列(column)）ラインを活性化してピクセルを選択するという形でアドレス指定され、複数のピクセルからなる行(または列)に書き込みが行われ、表示が行われる。そのような配列でもって、画素に書き込まれたデータが他の画素がアドレス指定されているときに保持されるように各々の画素に付随するメモリ素子を有することが望ましいことは理解されるであろう。一般に、これはドライバトランジスタのゲート上に設定される電圧を保存する蓄積用キャパシタによって達成される。そのようなデバイスはアクティブマトリックス型ディスプレイと称され、ポリマーおよび低分子によるアクティブマトリックス型ディスプレイの実施例はWO99/42983号およびEP0,717,446A号にそれぞれ見出されることが可能である。
【０００６】
図1bはそのような通常のOLEDドライバ回路150を示している。回路150はディスプレイの各々の画素とグラウンド152、Vss154、行選択164、および列データ166を与えられ、画素を相互接続する母線が設けられる。その結果、各々の画素は電力とグラウンドの接続を有し、画素の各行は共通の行選択ライン164を有し、画素の各列は共通のデータライン166を有する。
【０００７】
各々の画素はグラウンドとパワーライン152と154の間でドライバトランジスタ158と直列に接続された有機LED156を有する。ドライバトランジスタ158のゲート接続159は蓄積用キャパシタ160へと連結され、行選択ライン164の制御下で制御用トランジスタ162がゲート159を列データライン166へと連結する。トランジスタ162は、行選択ライン164が活性化されると列データライン166をゲート159およびキャパシタ160へと接続する電界効果型トランジスタ(FET)スイッチである。その結果、スイッチ162がオンになると列データライン166の電圧がキャパシタ160に蓄積されることが可能である。ドライバトランジスタ158へのゲート接続および「オフ」状態にあるスイッチトランジスタ162の比較的高いインピーダンスが原因となって、この電圧は少なくとも画像フレームリフレッシュ期間に関してキャパシタ上に保持される。
【０００８】
ドライバトランジスタ158は通常ではFETトランジスタであり、閾値電圧を差し引いたトランジスタのゲート電圧に応じて決まる(ドレイン-ソース間)電流を流す。したがって、ゲートノード159の電圧がOLED156を流れる電流、それゆえにOLEDの輝度を制御する。
【特許文献１】WO90/13148号
【特許文献２】WO95/06400号
【特許文献３】WO99/48160号
【特許文献４】米国特許第4,539,507号
【特許文献５】WO99/42983号
【特許文献６】EP0,717,446A号
【特許文献７】WO01/20591号
【特許文献８】EP0,923,067A号
【特許文献９】EP1,096,466A号
【特許文献１０】JP5-035,207号
【特許文献１１】英国特許出願番号0126120.5号
【特許文献１２】英国特許出願番号0126122.1号
【特許文献１３】WO99/54936号
【特許文献１４】EP880303号
【特許文献１５】英国特許出願番号0206062.2号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図1bの標準的な電圧制御回路はいくつかの短所が難点である。主な問題は、OLED156の輝度がOLEDおよびそれをドライブするトランジスタ158の特性に応じて決まることが原因で生じる。概して、これらはディスプレイの面積全体にわたって、および時間、温度、および使用年数で変化する。これは実用上、列データライン166上の所定の電圧によってドライブされるときに画素がどの程度の輝度で見えるかを予測することを困難にする。カラーディスプレイでは、色彩表現の正確さもやはり影響を受ける。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
図2aはこれらの問題に対処する電流制御型の画素ドライバ回路200を示している。この回路では、OLED216を流れる電流は、基準電流シンク224を使用し、かつドレイン-ソース間電流に必要とされるドライバトランジスタのゲート電圧を保存させてOLEDドライバトランジスタ212に関するドレイン-ソース間電流を設定することによって設定される。その結果、OLED216の輝度は、基準電流シンク224に流れ込む電流であって、調節可能であることが好ましく、かつ対処される画素について所望通りに設定される電流Icolによって決定される。各々の画素についてではなく各々の列データライン210について1つの電流シンク224が設けられることは理解されるであろう。
【００１１】
さらに詳しく述べると、図1bの電圧制御型の画素ドライバに関して述べられたように電力202、204、列データ210、および行選択206のラインが設けられる。加えて反転行選択ライン208もまた設けられ、行選択ライン206が低電位にあるときに反転行選択ラインは高電位であり、その逆も真である。ドライバトランジスタ212は、トランジスタをドライブして所望のドレイン-ソース間電流を流すためのゲート電圧を保持するためにゲート接続部に連結された蓄積用キャパシタ218を有する。ドライブトランジスタ212およびOLED216は電力ライン202とグラウンドライン204の間で直列に接続され、それに加えてドライブトランジスタ212とOLED216の間にさらなるスイッチングトランジスタ214が接続され、トランジスタ214は反転行選択ライン208に連結されたゲート接続を有する。2つのさらなるスイッチングトランジスタ220、222は非反転行選択ライン206によって制御される。
【００１２】
図2aに例示された電流制御型画素ドライバ回路200の実施形態では、すべてのトランジスタはPMOSであり、それらはその優れた安定性および熱電子効果に対する良好な耐性が理由で好ましい。しかしながら、NMOSトランジスタもやはり使用されることが可能である。
【００１３】
図2aの回路では、トランジスタのソース接続はGNDに向かっており、この世代のOLEDデバイスに関すると、Vssは通常では約-6ボルトである。その結果、行が活性化されているときに行選択ライン206はさらに負の電圧、最大で約-20ボルトでドライブされ、反転行選択ライン208は0ボルトでドライブされる。
【００１４】
行選択が活性状態であるとトランジスタ220と222がオンにされ、トランジスタ214はオフにされる。いったん回路が安定状態に到達したとき、電流シンク224に流入する基準電流Icol'はトランジスタ222およびトランジスタ212(212のゲートは高インピーダンスを呈する)を通って流れる。その結果、トランジスタ212のドレイン-ソース間電流は電流シンク224によって設定される基準電流と実質的に等しくなり、このドレイン-ソース間電流に必要とされるゲート電圧がキャパシタ218に保持される。その後、行選択が不活性になるとトランジスタ220と222がオフにされてトランジスタ214がオンにされ、それにより、同じ電流がここでトランジスタ212、トランジスタ214、およびOLED216を通って流れる。その結果、OLEDを流れる電流は基準電流シンク224によって設定されるそれと実質的に同じであるように制御される。
【００１５】
この安定状態に到達する前では、キャパシタ218の電圧は概して必要とされる電圧とは異なり、したがってトランジスタ212は基準シンク224によって設定される電流Icolに等しいドレインーソース間電流を流さないであろう。そのようなミスマッチが存在すると、基準電流とトランジスタ212のドレイン-ソース間電流の間の差に等しい電流がトランジスタ220を通ってキャパシタ218に出入りして流れ、したがってトランジスタ212のゲート電圧を変化させる。ゲート電圧はトランジスタ212のドレイン-ソース間電流がシンク224によって設定される基準電流に等しくなるまで変化し、そのときミスマッチが除去されて電流がトランジスタ220を流れなくなる。
【００１６】
図2aの回路では、最大の(最も負の)ゲート電圧ドライブはVssである。さらに大きな(さらに負の)ドライブ電圧を可能にするために、基準シンク224はVssよりもさらに負のドライブ電圧Vdriveへと接続される可能性がある。
【００１７】
図2aの回路は、OLED216を流れる電流が画素ドライバトランジスタ212の特性のばらつきに関係なく設定され得るので図1bの電圧制御型回路に伴なう問題のうちのいくつかを解決する。しかしながら、それでもまだ画素間、アクティブマトリックス型ディスプレイ間のOLED216の特性のばらつき、温度および時間に頼りがちである。
【００１８】
これが理由で、すべてが同じ基本技術を使用しているWO01/20591号、EP0,923,067A号、EP1,096,466A号、およびJP5-035,207号に述べられているように、OLED電流を制御するために光学的フィードバックが使用される可能性がある。WO01/20591号から入手される図2bは蓄積用キャパシタを跨いでフォトダイオードを接続する技術を例示している。
【００１９】
図2bは光学的フィードバック252を備えた電圧制御型の画素ドライバ回路250を示している。図2bのドライバ回路250の主な部品は図1bの回路150のそれらに対応しており、すなわちゲート接続に連結された蓄積用キャパシタ258を有するドライバトランジスタ256と直列になったOLED254である。例示されるように、この画素ドライバ回路はそれぞれ正の電源VDおよびグラウンドへと接続された接続251と253を有し、ドライバトランジスタがNMOSトランジスタである。この回路がPMOSドライバトランジスタと負の電源を使用することもやはり可能であることを当業者は理解するであろう。
【００２０】
スイッチトランジスタ260は行導体262によって制御され、スイッチがオンになるとキャパシタ258の電圧が列導体264に電圧信号を印加することによって設定されること、あるいは所定の電荷がキャパシタ内に注入されることを可能にする。しかしながら付け加えると、フォトダイオード266は逆バイアスされるように蓄積用キャパシタ258を跨いで接続される。したがって、フォトダイオード266は暗状態では非導通であり、照明の度合いに応じてわずかな逆方向導通を示す。画素の物理的構造は、OLED254がフォトダイオード266を照明し、それによって光学的フィードバック経路252を供給するように配列される。
【００２１】
フォトダイオード266を流れる光電流はOLED254から出る瞬間的光出力レベルにほぼ直線的に比例する。したがって、キャパシタ258に蓄積される電荷、それゆえにキャパシタを跨ぐ電圧およびOLED254の輝度は経時的にほぼ指数関数で減衰する。したがって、発射フォトンの合計数およびそれゆえに感知されるOLED画素の輝度であるOLED254からの積算光出力はキャパシタ258に蓄えられた初期電荷によってほぼ決定される。
【００２２】
ディスプレイのすべての画素が画像フレーム毎にリフレッシュを必要とする図2bの回路の改善策は、両方共に2001年10月31日に出願された出願人の係属出願である英国特許出願番号0126120.5号と英国特許出願番号0126122.1号に述べられている。
【００２３】
図3aは、特許出願番号0126120.5号に述べられたような光学的フィードバックを備えた電流制御型の有機LEDアクティブマトリックス画素ドライバ回路300を示している。図3aの回路および後に説明される回路では、アクティブマトリックス画素のトランジスタはPMOSであることが好ましい。
【００２４】
通常、アクティブマトリックス型ディスプレイでは各々の画素がそのような画素ドライバ回路を設けられる。行1列ずつ画素に対処し、各々の行を所望の輝度に設定するためにさらなるドライバ回路(図3aに図示せず)が設けられる。画素ドライバ回路およびOLEDディスプレイに電力供給し、かつ制御するために、そのようなアクティブマトリックス型ディスプレイは、図3aに示されるように、グラウンド(GND)ライン302、電力ラインもしくはVssライン304、行選択ライン306、および列データライン308を含む電極の格子が設けられる。各々の列データラインはプログラム可能な定電流基準源(もしくはシンク)324に接続される。これは各々の画素を設けられるドライバ回路の一部ではないが、しかし代わりに各々の列を設けられるディスプレイドライバ回路の一部を有する。基準電流発生器324は、下記でさらに詳しく説明されるように画素の輝度を設定するために所望のレベルに調節され得るようにプログラム可能である。
【００２５】
画素ドライバ回路300はGND302とVss304のライン間で有機LED表示素子312と直列に接続されたドライバトランジスタ310を有する。トランジスタ310のゲートと集積化されることが可能である蓄積用キャパシタ314は、OLED素子312に流れるドライブ電流を制御するために保存されたゲート電圧に対応する電荷を蓄える。ドライバ用の制御回路は行選択ライン306に連結された共通のゲート接続を備えた2つのスイッチングトランジスタ320、322を有する。行選択ライン306が活性化されるとこれら2つのトランジスタがオンになり、すなわちスイッチが「閉じられ」、ライン315、317と308の間に比較的低インピーダンスの接続が存在する。行選択ライン306が不活性であるときにトランジスタ320と322はオフに切り換えられ、キャパシタ314およびトランジスタ310のゲートは効果的に隔絶され、キャパシタ314上に設定されたどのような電圧も保存される。
【００２６】
フォトダイオード316は逆バイアスされるようにGNDライン302とライン317の間に連結される。このフォトダイオードは、光学的フィードバック経路318がOLED312とフォトダイオード316の間に存在するようにOLED表示素子312に関して物理的に配置される。言い換えると、OLED312がフォトダイオード316を照明し、これが、フォトダイオード316を通って逆方向に流れるGNDライン302からVssへと向かう照明依存性の電流を可能にする。当業者は理解するであろうが、概して述べると各々のフォトンがフォトダイオード316内で電子を生じさせ、それが光電流に寄与する。
【００２７】
列データライン308は列の端部でプログラム可能な基準電流発生器324へと連結される。これは、Icolと称される基準電流がオフの画素のVss接続326へと流れる原因となる。ライン317は電流感知ラインと称されることが可能であって、電流Isenseを流し、ライン315は制御ラインと称されることが可能であって、キャパシタ314の電圧を設定してOLED312を制御するために電流Ierrorを流す。行選択ライン306が活性化されてトランジスタ320と322がオンになるとIsense=Icolとなり、したがって電流IerrorはOLED312がフォトダイオード316を照明することでIcol=Isense+Ierrorとなるまでキャパシタ314に流入するか、またはそこから流出する。この時点で行選択ライン306は不活性にされることが可能であり、このレベルの輝度に必要とされる電圧はキャパシタ314によって保存される。
【００２８】
図2aと同様に、作図されたようなトランジスタ310をドライブする最大(最も負)のゲート電圧はVssであり、さらに大きい(さらに負の)ドライブを可能にするために、オフ画素接続326はVssよりもさらに負のドライブ電圧Vdriveに接続してもよい。
【００２９】
キャパシタ314の電圧を安定化させるために必要とされる時間はいくつかの因子によって決まり、所望のデバイス特性に従って変えてよく、数マイクロ秒でよい。概して述べると、通常のOLEDドライブ電流は1μA程度であり、その一方で通常の光電流はこの約0.1%または1nA程度(部分的にはフォトダイオード面積によって決まる)である。したがって、トランジスタ320と322の電力操作の必要条件は、相対的に大きいはずであるドライブトランジスタ310のそれと比較すると無視されることが可能であることが理解され得る。回路の安定化時間を速めるために、キャパシタ314について相対的に小さい値、および相対的に大きい面積のフォトダイオードを使用して光電流を増加させることが好ましい。これはまた、列データライン308上の浮遊容量または寄生容量に付随するノイズおよび極めて低い輝度レベルでの安定性の危険性を低下させる一助となる。
【００３０】
図3bおよび3cは図3aの回路の一部を示しており、図3aのスイッチングトランジスタ320および322に対応するスイッチングトランジスタに関して考え得る多様な構造を例示している。トランジスタ320と322の目的は行選択ライン306が活性状態にあるときにライン315、317、および308を連結することであり、2つの制御可能なスイッチを使用して3つのノードを接続する3つの異なる方式があることは理解されるであろう。
【００３１】
図3bでは、第1のスイッチングトランジスタ350がライン308と315の間に接続され、第2のスイッチングトランジスタ352がライン315と317の間に接続される。トランジスタ350と352の両方が行選択ライン306によって制御される。図3cでは、第1のスイッチングトランジスタ360がライン308と315の間に接続され、第2のスイッチングトランジスタ362がライン308と317の間に接続される。場合によっては、第3のスイッチングトランジスタ364がライン315と317の間に接続される。それら2つ(または3つ)のスイッチングトランジスタはすべて行選択ライン306によって制御される。
【００３２】
好ましいフォトセンサはフォトダイオードであって、TFT技術のPNダイオードまたは結晶シリコンのPINダイオードを含んでよい。しかしながら、光抵抗器(photoresistor)および光感受性バイポーラトランジスタおよびFETといった他の光感受性デバイスもやはり、光電流がそれらの照明のレベルに応じて決まるという特性をそれらが有することを前提として使用してよい。
【００３３】
述べられたようなアクティブマトリックス画素回路はPMOSトランジスタを使用するが、しかしこの回路は反転されてNMOSトランジスタが使用されることが可能であり、場合によってはPMOSとNMOSトランジスタの組み合わせ、またはバイポーラトランジスタを使用してよい。これらのトランジスタはアモルファスまたはポリシリコンからガラスもしくはプラスティック基板上に作製された薄膜トランジスタ(TFT)であることが可能であり、あるいは従来式のCMOS回路を使用してよい。場合によっては、WO99/54936号に述べられているようなプラスティックトランジスタが使用してよく、全回路をプラスティックから作製することを可能にするためにフォトダイオードは逆バイアスされたOLEDを含んでよい。アモルファスの画素ドライバトランジスタについてはPMOSが好ましいけれども、従来式のシリコン上に作製される外部集積回路は概してNMOSトランジスタを使用するであろう。
【００３４】
ここで図4を参照すると、これは英国特許出願番号0126122.1号に述べられているような、いくつかの異なるモードで操作されることが可能な有機LEDアクティブマトリックスの画素ドライバ回路400を示している。
【００３５】
図示されたように、この画素ドライバ回路はグラウンド(GND)ライン402、電力ラインもしくはVssライン404、行選択ライン406、407、および列データライン408を設けられる。プログラム可能な定電流発生器であることが好ましい基準電流源(またはシンク)424は、画素の輝度を設定するための所望のレベルに列データライン408の電流が調節されることを可能にする。しかしながら他の配列では、ドライバ回路が他のモードで使用されることを可能にするために電流発生器424に追加または代替してプログラム可能な電圧発生器が使用される可能性がある。行ドライバ回路432は画素ドライバ回路の動作モードに従って第1および第2の行選択ライン406および407を制御する。
【００３６】
画素ドライバ回路400はGND402とVss404のライン間で有機LED表示素子412と直列に接続されたドライバトランジスタ410を含む。トランジスタ410のゲートと集積化されることも可能である蓄積用キャパシタ414はOLED素子412に流れるドライブ電流を制御するために保存されたゲート電圧に対応する電荷を蓄える。
【００３７】
画素ドライバ用の制御回路は、第1と第2の選択ライン406と407にそれぞれ連結された個々に分離された制御可能なゲート接続を伴なった2つのスイッチングトランジスタ420、422を有する。フォトダイオード416はトランジスタ420と422の間のノード417に連結される。トランジスタ420は列データライン408へと切り換えられたノード417の接続を提供する。トランジスタ422は、蓄積用キャパシタ414およびトランジスタ410のゲートが接続されるノード415へと切り換えられたノード417の接続を提供する。ここでもやはり画素ドライバのすべてのトランジスタがPMOSであることが好ましい。
【００３８】
既に述べたようにフォトダイオード416は逆バイアスされるようにGNDライン402とライン417の間に連結される。このフォトダイオードは光学的フィードバック経路418を供給するようにOLED表示素子412に関して物理的に配置され、それにより、照明依存性の電流はフォトダイオード416を通って逆方向、すなわちGNDライン402からVssに向かって流れる。
【００３９】
第1の選択ライン406が活性化されているとき、トランジスタ420はオンとなり、すなわちスイッチが「閉じられ」、縦軸データライン408とノード417の間に相対的に低いインピーダンスの接続が存在する。第1の選択ライン406が不活性であるとき、トランジスタ420はオフに切り換えられ、フォトダイオード416は列データライン408から効果的に隔絶される。第2の選択ライン407が活性化されているとき、トランジスタ422はオンとなり、ノード415と417が連結される。第2の選択ライン407が不活性であるとき、トランジスタ422はオフに切り換えられ、ノード415はノード417から効果的に隔絶される。
【００４０】
トランジスタ420と422の両方がオフに切り換えられる(すなわち第1と第2の選択ライン406と407が不活性である)とフォトダイオード416がドライバ回路の残り部分から効果的に隔絶されることは理解され得る。同様に、トランジスタ422がオフであり(第2の選択ライン407が不活性であり)、トランジスタ420がオンである(第1の選択ライン406が活性である)とフォトダイオード426はグラウンド(GND)ライン402と列データライン408の間に効果的に接続される。この方式でフォトダイオード416はドライバ回路の残り部分から効果的に隔絶され、センサとして使用されることが可能となる。
【００４１】
アクティブマトリックス画素ドライバ回路400は光学的フィードバックを備えた電流制御モード、光学的フィードバックを備えた電圧制御モード、および光学的フィードバックを伴なわない電圧制御モードで動作してよい。データが画素に書き込まれる前に周囲の光測定を行なうため、または画素へのデータ書き込みの後に画像を入力するためにこれらのモードのいずれか、またはすべてが光測定モードで使用してよい。
【００４２】
この画素ドライバ回路は、概して述べると前述の第1の動作モードを有する。このモードでは、第1および第2の選択ライン406および407は、光学的フィードバックを備えた電流制御型ドライバとして回路が動作するように行ドライバ432によってタンデムで一体に接続されるかまたはドライブされる。前述したように、プログラム可能な基準電流発生器424は基準電流Icolがオフの画素のVss接続426への流入を引き起こすように試みる。ここでもやはり、トランジスタ410のゲートに対するさらに大きな(さらに負の)ドライブを可能にするためにオフ画素の接続426はVssよりもさらに負のドライブ電圧Vdriveへと接続してよい。
【００４３】
この第1のモードでは、ライン417は電流感知ラインと称されることが可能であって、電流Isenseを流し、ライン415は制御ラインと称されることが可能であって、キャパシタ414の電圧を設定してOLED412を制御するために電流Ierrorを流す。前述したように、第1と第2の(行)選択ライン406と407が活性であるとトランジスタ420および422はオンであり、かつIcol=Isense+Ierrorとなり、したがって電流IerrorはOLED412がフォトダイオード416を照明することでIsense=Icolとなるまでキャパシタ414に流入するか、またはそこから流出する。この時点で第1と第2の行選択ライン406と407は不活性にされることが可能であり、このレベルの輝度に必要とされる電圧はキャパシタ414によって保存される。
【００４４】
第2のモードでは、画素ドライバ回路400は電圧制御され、図1bの先行技術の回路と同様の方式、すなわち光学的フィードバックを伴なわないで動作する。第1の動作モードにあるときのように、第1と第2の選択ラインは行ドライバ432によってタンデムで一体に接続されるかまたはドライブされるが、しかし列データライン408が基準電流発生器424によってドライブされるわけではなく、画素の輝度を調節するようにプログラム可能な基準電圧源によってライン408がドライブされる。この電圧源は実質上の定電圧源になるように低い内部抵抗を有することが好ましい。
【００４５】
この第2の動作モードでは、第1と第2の選択ライン406と407が活性であるとキャパシタ414が列データライン408へと連結され、したがって基準電圧発生器によって出力される電圧まで充電される。OLED412の照明に起因してフォトダイオード416を通るわずかな逆方向電流は電圧源の低い内部抵抗が原因となってライン408上の電圧に実質的に影響を与えない。いったんキャパシタ414が必要とされる電圧に充電された場合、第1と第2の選択ライン406と407を不活性な状態にすることによってトランジスタ420と422がオフに切り換えられ、それにより、キャパシタ414がフォトダイオード416を通じて放電することはなくなる。この動作モードでは、トランジスタ420と422の対は図1bの回路のトランジスタ162と同じ機能を効果的に実行する。
【００４６】
第3の動作モードでは、ここでもやはり回路はプログラム可能な基準電圧源によってドライブされるが、しかし第2の選択ラインはOLED412がオンである間は常に活性であるように(それゆえにトランジスタ422が常にオンであるように)制御される。この方式で、フォトダイオード416は回路が上述の図2bの回路と実質的に同じ方式で動作するように蓄積用キャパシタ414に跨って接続され、トランジスタ420は図2bのトランジスタ260の機能を実行する。単純な実施形態では、第2の選択ライン407はこのラインが常に活性であることを確実化するために固定電圧源に単純につながれてよい。しかしながらトランジスタ422は、キャパシタ414が放電に充分な時間を有することを確実化するために充分に長時間オンであることだけを必要とし、したがって、このモードではフォトダイオード416がトランジスタ420によってライン402と408の間に接続されてセンサとして使用されることを許容する時間にトランジスタ422をオフにすることが可能である。
【００４７】
この動作モードの改善策では、プログラム可能な基準電圧源はキャパシタ414に所定の電荷を供給するように配置されてよく、なぜならばフォトダイオード416がキャパシタ414に跨って接続されるとき、それは電圧自体ではなくOLED412の視覚で確認される輝度を決定するキャパシタ414上の電荷であるからである。キャパシタを基準電圧に充電するのではなく、キャパシタ414に所定の電荷を供給することはキャパシタの電荷-電圧特性の非線形効果を低減する。
【００４８】
画素ドライバ回路400は、画素照明データが回路に書き込まれることでOLED412の輝度を設定する前に測定サイクルを提供するように制御されることが可能である。上述のモードでは、第1の選択ライン406が事実上行選択ラインとして動作し、その一方で第2の選択ライン407がモードと行の組み合わせの選択ラインとして動作することが認識されるであろう。したがって、例えば選択された行について(黒色書き込み)-(測定)-(レベル書き込み)のサイクルを実行するために、第1の選択ライン406が活性に保たれ、その一方で第2の選択ライン407は書き込みサイクル時に活性から不活性へと切り換えられるか、または測定サイクル時に不活性にされる。
【００４９】
図5は光学的フィードバックを組み入れるOLED画素ドライバ回路に関する2つの選択肢の物理的構造を示している(縮尺通りではない)。図5aはボトムエミッタ構造500を示し、図5bはトップエミッタ550を示している。
【００５０】
図5aでは、ガラス基板502上にOLED構造506がポリシリコンの画素ドライバ回路504と並べて堆積させられる。ドライバ回路504はOLED構造506の一方の側にフォトダイオード508を組み入れる。光510は基板の底部(アノード)を通して発射される。
【００５１】
図5bは最上部(カソード)表面から光560を発射する別の選択肢の構造550を通る断面を示している。ガラス基板552は、ドライバ回路を含み、かつフォトダイオード558を含む第1の層554を支持する。その後、OLED画素構造556がドライバ回路554の上に堆積させられる。層554と556の間にパッシベーション層もしくは停止層が含まれることが可能である。画素ドライバ回路がポリシリコンもしくはアモルファスシリコンではなく(単結晶)シリコンを使用して作製される場合、図5bに示されたタイプの構造が必要とされ、基板552はシリコン基板である。
【００５２】
図5aおよび5bの構造では、画素ドライバ回路は従来式の手段によって作製されることが可能である。有機LEDはEP880303号に述べられているようなポリマーを主原料とする材料を堆積させるインクジェット堆積技術、または低分子材料を堆積させる蒸着技術のいずれかを使用して作製されてよい。したがって、例えば図5bに例示されたタイプの構造を備えたいわゆるマイクロディスプレイが、前もってCMOS画素ドライバ回路が作製されている従来式のシリコン基板上にOLED材料をインクジェット印刷することによって作製されることが可能である。
【００５３】
しかしながら、これらの配列すべてについて、アクティブマトリックス型ディスプレイ、さらに特定するとディスプレイとその(概して外部の)ドライバ回路の組み合わせの電力消費を削減することが概して好ましい。ディスプレイとドライバの組み合わせに関して最大必要電源電圧を下げることがさらに望ましい。
【００５４】
したがって、本発明によるとエレクトロルミネセントディスプレイ用のディスプレイドライバが設けられ、このディスプレイは各々が表示素子ドライバ回路を伴なった複数のエレクトロルミネセント表示素子を有し、各々の前記表示素子ドライバ回路は付随する表示素子を制御接続上の電圧に従ってドライブするための制御接続を有するドライブ用トランジスタを含み、ディスプレイドライバは、前記表示素子から出力されるエレクトロルミネセンスを制御するように前記制御接続をドライブする出力を供給するための少なくとも1つの表示素子輝度制御器、前記制御接続上の電圧を感知するための電圧センサ、および調節可能な電源を制御して前記エレクトロルミネセントディスプレイに調節可能な電圧を供給することで前記表示素子をドライブする前記ドライブ用トランジスタに電力供給するための電力制御器を有し、前記電力制御器は前記感知電圧に応答して前記電源の電圧を調節するための制御信号を供給するように構成される。
【００５５】
ドライブ用トランジスタの制御接続上の電圧を感知することはドライブの強さが測定されることを可能にし、したがってドライブ用トランジスタの余分な電力消費が調節によって削減され、したがって好ましくは電源を低下させることを可能にする。さらに特定すると、制御接続上の電圧が利用可能な最大値よりも下である場合、制御接続上の電圧は上げられることが可能であり、その結果、エレクトロルミネセントディスプレイおよびそれに付随するドライバトランジスタ用の小さい電圧電源を可能にする。前記制御接続上の電圧は概して、アクティブマトリックス型ディスプレイの列(または行)制御ラインのようなディスプレイの制御ラインの電圧を感知することによって間接的に感知されるであろう。ディスプレイへのドライブのタイプ、すなわち例えば電流ドライブまたは電圧ドライブのいずれが使用されるかに応じて、電源電圧に対する調節はドライブ用トランジスタの制御接続上の電圧に対する自動的調節を行ってよい。
【００５６】
好ましい実施形態では、ドライブ用トランジスタはFET(またはMOSFET)を含み、制御接続はトランジスタのゲート接続を含む。したがって電圧センサはドライブ用トランジスタのゲート電圧を感知し、これはディスプレイへの制御ライン接続の電圧をモニタすることによって達成されることが可能である。表示素子輝度制御器が電圧ドライブではなく電流を供給する場合でさえ、それでもなお(電流)制御ラインの電圧を感知することは事実上ドライブ用トランジスタのゲート電圧を感知することが可能である。したがって、ディスプレイとドライバの組み合わせの電力効率を高めるためにディスプレイドライバは従来式の改造されていないアクティブマトリックス型ディスプレイを伴なって使用されることが可能である。
【００５７】
ディスプレイとドライバの組み合わせの効率を最適化するために、可能な限り小さい電源電圧を使用することが好ましい。必要とされる電源電圧は、部分的には表示される画像によって、それゆえにディスプレイに書き込まれるデータによって決定されるであろう。さらに特定すると、最小の使用可能な電源電圧は、部分的には、最も高輝度で照明される表示素子の電源の必要条件によって決定され、電源電圧はこの(もしくはこれらの)表示(複数)素子による必要量よりも大きくならないことが好ましいであろう。しかしながら最小の使用可能な電源電圧はまた、ドライブ用トランジスタがそれらの制御接続でドライブされ得る強さ、さらに特定すると最も高輝度に照明される画素について利用可能な最大のドライブによっても決まるであろう。したがって、ディスプレイをドライブするために利用可能な最大値に制御接続もしくはゲートの電圧が上昇するまで電源を調節することが好ましく、前述したようにこのゲート電圧はディスプレイの制御ラインをモニタすることによってモニタされることが可能である。概して述べると、電源電圧が下げられると補償するために制御接続電圧が上げられるようにディスプレイをドライブすることで制御された輝度を作り出すメカニズムが通常は存在するので、電源電圧を下げることが制御接続電圧を上げる効果を有することは理解されるであろう。この機能は表示素子輝度制御器によって実行されることが可能である。このメカニズムを頭に描く別の選択肢の方式は、それを制御接続もしくはゲートの電圧として考慮することで電源電圧の低下を可能にすることであるが、しかしながら実際ではこれはドライブ用トランジスタ特性の知識が必要とされる可能性があるのであまり便利ではない。
【００５８】
最も高輝度に照明された素子が減光し始めるまで表示素子の輝度が、例えばフォトダイオードを使用してモニタされ、電源電圧の調節が可能になることは理解されるであろうが、しかし輝度の情報が事実上、ドライブレベル、さらに特定するとドライブ用トランジスタの制御接続上の電圧をモニタすることによってさらに単純に導き出されることは認知されていた。この電圧が今度は逆に、電流もしくは電圧制御された輝度設定ラインもしくは接続といったディスプレイへの輝度制御接続をモニタすることによってモニタされ得ることもやはり認知されていた。
【００５９】
好ましい実施形態では、このディスプレイは複数の行と列の接続、例えば行接続に接続された画素選択ラインおよび列接続に接続された画素輝度制御ラインを備えたアクティブマトリックス型ディスプレイである。そのとき電圧センサは、例えば輝度制御もしくは列の接続の電圧を感知することが可能である。
【００６０】
一実施形態では、輝度制御器は、好ましくは調節可能な表示素子の輝度を提供する実質的に定電流の発生器を有する。この定電流発生器は電流源または電流シンクのいずれかを含んでよい。そのとき、ディスプレイの制御接続上の電圧は定電流発生器の電圧レベル(入力または出力)によって実質的に決定されることが可能であり、それは発生器によって供給される電流によって決まる。そのとき電力制御器は、感知された制御接続上の電圧が絶対値(すなわち極性を無視する)の観点で、ディスプレイをドライブするために利用可能な最大電圧といった閾値よりも小さいときに電源電圧を下げるように構成されることが可能である。閾値電圧と比較するために感知される電圧は所定の時間に他の表示素子との関連で最大の輝度を有する表示素子、すなわち最も高輝度に照明された表示素子から感知される電圧を有することが好ましい。複数のそのような画素が存在し得ること、およびディスプレイが例えば異なるドライバを備えた複数区画へと区分けされる場合にそのドライバに関して適切な区分の表示素子の最大輝度が使用され得ることは認識されるであろう。
【００６１】
別の実施形態では、表示素子ドライバ回路は図2bに関連して上述した回路と同様であり、すなわちドライブ用トランジスタの制御接続上の電圧が時間と共に減衰するように光学的フィードバックを供給するフォトダイオードを備えた電圧制御型である。この実施形態では、電力制御器は、最も高輝度に照明された表示素子の制御接続電圧がライン間隔、画像フレーム間隔または他のサイクル間隔といった所定の間隔の後に第1の閾値よりも下に減少したときに電源電圧を下げるように構成されることが可能である。第1の閾値は、例えばFETのゲート-ソース間閾値電圧VT、バイポーラトランジスタのベース-エミッタ間電圧Vbe、または0ボルトといった何らかの他の閾値を含むことが可能である。概して述べると、第1の閾値はドライブ用トランジスタをオンにするために必要とされる最小の制御接続電圧に実質的に等しくなるように選択されることが好ましい。電力制御器はさらに、所定の時間間隔の後に好ましくは第1の閾値に等しい第2の閾値よりも下に制御接続上の電圧が減衰しなかったときに電源電圧を上げるように構成されることが好ましい。
【００６２】
ディスプレイドライバの実施形態は調節可能な電源を有することが可能である。
【００６３】
別の態様では、本発明はエレクトロルミネセントディスプレイ用のディスプレイドライバのための電力制御器を提供し、このディスプレイは各々が表示素子ドライバ回路を付随する複数のエレクトロルミネセント表示素子を有し、前記表示素子ドライバ回路の各々が、付随する表示素子を制御接続上の電圧に従ってドライブするための制御接続を有するドライブ用トランジスタを含み、電力制御器はプロセッサ制御符号を記憶するためのメモリ、前記プロセッサ制御符号を実行するためにメモリに連結されたプロセッサ、前記制御接続上の電圧を感知するための感知電圧入力部、および調節可能な電源を制御して前記エレクトロルミネセントディスプレイに調節可能な電圧を供給することで前記表示素子をドライブするための前記ドライブ用トランジスタに電力供給するための制御信号出力部を有し、前記プロセッサ制御符号は、前記感知電圧入力を読み取り、かつ前記感知電圧に応答して前記電源を調節する制御信号を出力するようにプロセッサを制御するための命令を含む。
【００６４】
本発明はまた、上述のプロセッサ制御符号を担持するためのキャリアも提供し、このキャリアはハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、ROM、またはCD-ROM、または光学的もしくは電気的信号キャリアといったどのような従来式のデータキャリアまたは記憶媒体を含んでよい。
【００６５】
別の関連する態様では、本発明はアクティブマトリックス型エレクトロルミネセントディスプレイを動作させる方法を提供し、このディスプレイは各々が画素ドライバを付随する複数の画素を有し、このディスプレイは各々の画素の輝度を設定するための電源および複数の制御ラインを有し、本方法は前記制御ラインを使用してディスプレイの輝度画素を設定する工程、ディスプレイの制御ラインをモニタする工程、および前記モニタリングに応答して前記電源を低下させる工程を含む。
【００６６】
制御ラインは、例えばディスプレイの列(または行)電極ラインを含んでよい、しかしアクティブマトリックスディスプレイが必ずしも規則的な格子パターンの画素を有するわけではないことを当業者は認識するであろう。このディスプレイはカラーディスプレイであることが可能であり、画素は異なる色彩であってもよく、あるいは画素はすべて実質的に同じ色彩であることも可能であり、それでもやはり単にオンまたはオフするのではなく可変輝度であることが好ましい。画素の輝度の設定および制御ラインのモニタリングは組み合わされることが可能である。
【００６７】
この表示画素はエレクトロルミネセント表示素子と直列に接続されたバイポーラまたはFET(またはMOSFET)のドライバトランジスタのいずれかを含むことが可能である。したがってモニタリングはベースまたはゲートの電圧といった画素ドライブ用トランジスタの制御電圧をモニタすることが可能である。
【００６８】
電圧制御型の画素ドライバでは、モニタリングはドライブ用トランジスタの制御電圧が充分であるかどうか、あるいは電源電圧が充分であるかどうかを、最も高輝度の画素が充分に明るいかどうか判定することによって判定することが可能である。これは、最も高輝度に照明された画素のドライブ用トランジスタの制御電圧をモニタすることによって達成されることが可能である。場合によっては、概して述べると実質的に定電流の発生器のレベルが画素の輝度を設定する電流ドライブで、ドライブ用トランジスタがさらに強くドライブされることが可能か否かを判定するためにドライブ用トランジスタの制御電圧をモニタしてよく、それにより、電源電圧が下げられることが可能になる。したがってモニタリングは(例えば最大の考え得る画素輝度ではなく)照明された画素の最大画素輝度を判定する工程を含んでよく、そのとき、その最大画素輝度に必要とされる量を実質的に上回らないように電力供給が下げられてよい。場合によっては、電源は最大必要画素輝度に必要とされるよりも下まで電源電圧を下げないように制御されることが可能である。
【００６９】
最小必要電源電圧は最も高輝度に照明された画素のためのドライブ用トランジスタの制御電圧によって決まる。電源電圧は、そのドライブ用トランジスタの制御電圧が利用可能な最大制御電圧、すなわちディスプレイドライバに利用可能な電源を前提としてディスプレイドライバがディスプレイに供給可能な最大制御電圧へと上昇するまで電源電圧を下げることによって最小必要量に設定されることが可能である。したがってこの低下工程は、制御電圧が利用可能最大制御電圧、例えばモニタリングポイントにあるディスプレイの制御ラインで利用可能な最大電圧に実質的に到達するまで電源を低下させる工程を含んでよい。
【００７０】
制御電圧が経時的に減衰するように光学的フィードバックを備えた電圧ドライブ型のディスプレイが使用される場合、モニタリングは例えば画像フレーム間隔のような所定の時間の後に減衰した電圧をモニタすることが好ましく、その場合、電圧は画像フレームの間隔にわたって減衰する。好ましくは最も高輝度に照明された画素の制御電圧が閾値電圧よりも下に減衰したならば電源電圧は下げられることが可能であり、そうでなければ上げられることが可能である。言い換えると、もしも減衰した電圧が、画素が充分に明るく照明されていることを示せば、過不足なく充分(または過不足なく不充分)になるまで電源電圧が下げられてよい。前述したように、この閾値電圧は例えばFET型ドライバトランジスタの閾値電圧、またはバイポーラ型ドライバトランジスタのベース-エミッタ間電圧を含んでよい。
【００７１】
本発明は上述の方法に従って動作するように構成されたアクティブマトリックス型ディスプレイドライバもやはり提供する。したがってこのディスプレイドライバはディスプレイの画素の輝度を設定するための手段、ディスプレイの制御ラインをモニタするための手段、およびモニタリングに応答して電源を低下させるための手段を組み入れることが可能である。
【００７２】
本発明の上述の態様では、エレクトロルミネセントディスプレイは有機発光ダイオード(OLED)を基本とするディスプレイ、例えば低分子もしくはポリマーのOLEDを基本とするディスプレイであることが好ましい。
【００７３】
本発明のすべての上記の態様で、電気光学的またはエレクトロルミネセント表示素子は有機発光ダイオードを含むことが好ましい。
【００７４】
次に、単なる実施例の方式で添付の図面を参照しながら本発明のこれら、およびその他の態様をさらに述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７５】
ここで図6aを参照すると、これは図2aおよび2bのトランジスタ212および256、図3aのトランジスタ310、および図4のトランジスタ401といったアクティブマトリックス型画素ドライバ回路のFET型ドライバトランジスタに関するドレイン特性600を示している。さらに特定すると、曲線602、604、606、608のセットは各々が特定のゲート-ソース間電圧でドレイン-ソース間電圧に伴なうFETのドレイン電流の変動を具体化して示されている。初期の非線形部分の後に曲線は実質的に平坦になり、FETはいわゆる飽和領域で動作する。ゲート-ソース間電圧を上げるにつれて、飽和ドレイン電流は増加し、閾値のゲート-ソース間電圧VTよりも下ではドレイン電流は実質的に0である。VTの通常の値は1Vと6Vの間である。概して述べるとFETは電圧制御型電流制限器としてはたらく。
【００７６】
図6cは通常のアクティブマトリックス型画素ドライバ回路のドライバ部分640を示している。PMOSのドライバFET642はグラウンドライン648と負の電力ラインVss646の間で有機発光ダイオード644と直列に接続される。図6bは図6cの回路に関連してVssに対するゲート-ソース間電圧のグラフ620を示しており、曲線622は一定のドレイン電流、すなわちOLED644を流れる一定電流についてVssに伴なうVgsの変動を例示している。曲線622は曲線602〜608の平坦部分に対応する実質的に平坦な部分624、および非線形部分626を有する。破線628と630は最大利用可能Vgsに対応する。
【００７７】
所定のOLEDドライブ電流に関してVssが大きくなるほどドライバトランジスタ642内の余剰の(無駄な)電力消費が多くなることが図6cの回路から理解されるであろう。したがって、この余剰の消費電力を削減するために可能な限りVssを下げることが好ましい。しかしながら、破線630によって示されるようにこれよりも下にVssを下げることが不可能であるという限界があることはグラフ620から理解されることが可能であり、この限界は最大利用可能Vgsおよび必要とされるOLEDドライブ電圧によって決定される。
【００７８】
さらに図6bを参照すると、初期にVssが減少するときにVgsは殆ど変化せず、概して述べるとドライバトランジスタ642の動作点は図6aに示された曲線602、608のうちの1つの平坦部分に沿って移動する。しかしながらVssが下がり続けると一定のIdを維持するためにVgsは上がる必要があり、それにより一定のドライブ電流がOLED644を流れる。Vssが必要以上に大きくないとき、言い換えるとドライバトランジスタ642が最大利用可能ドライブ電圧でドライブされるときに所望のOLEDドライブ電流を供給するために必要とされるそれよりも供給電圧が実質的に大きくないときにドライバ回路は最適の効率で動作する。Vgsが大きくなるほどIdが大きくなり、それゆえにOLEDドライブ電流が大きくなるが、しかしFET642がもはやOLED644を流れるドライブ電流を制限しなくなり、それに代わってOLEDの内部抵抗およびその他の因子が電流の制限を支配する点に至るであろうことは認識されるであろう。
【００７９】
次に図7aを参照すると、これは図6cのアクティブマトリックス型画素ドライバ640用の輝度制御回路700の概念的回路図を示している。アクティブマトリックス型ディスプレイの各々の画素または列(もしくは行)についてドライブ制御回路702が設けられる。ドライブ制御回路702は輝度制御入力部704、および電圧Vgでトランジスタ642のゲートをドライブするドライブ制御出力部708を有する。このゲート電圧はドライブ制御出力部708への接続710によって感知されることが可能であるが、実際の回路では接続710は、例えば1つまたは複数のスイッチングトランジスタを介して間接的であってよい。ドライブ制御回路702はまた、直接的または例えばOLED644を通じて光学的につながったフォトダイオードを流れる電流を感知することによって間接的のいずれかで例えばOLED644を流れるドライブ電流を感知するためにドライブ感知入力部706も有する。感知用の配列は既に図2a、3、および4を参照して前に説明されている。トランジスタ642とOLED644の間の点のタップ引き出しとして概念的に図示されているが実際では感知用配列は概して介在部品を含むか、あるいは図示された物理的接続を含まなくてもよいのでドライブ感知入力部706への接続は破線で示されている。
【００８０】
図7bは図7aの配列に基づいてさらに特定した概念的回路720を示している。図7bで、ドライブ制御回路702の機能は電流コンパレータ712によって実行され、ドライブ感知入力部706は電流ドライブの感知入力部であり、輝度制御ライン704は調節可能な定電流発生器714を制御する。コンパレータ712は感知されたドライブ電流を電流(源もしくはシンクの)発生器714から由来する定電流と比較し、例えば入力部706で感知される電流を定電流発生器714によって設定される電流と実質的に等しく維持するためにゲート電圧出力708を供給する。実際では、電流から電圧への変換は、キャパシタで行ってもよい。前述のように、ディスプレイの各々の画素について、または画素のセット、例えば各々の列についてコンパレータ712を設けてもよい。
【００８１】
図8はアクティブマトリックス型ディスプレイ802用のディスプレイドライバのブロック図800を示しており、それはディスプレイとドライバの組み合わせの電力効率を高めるためにアクティブマトリックス画素の利用可能なドライブ電圧に従ってVssを制御するように構成される。
【００８２】
図8では、アクティブマトリックス型ディスプレイ802は複数の行電極804a〜eおよび各々が内部のそれぞれの行に接続する複数の列電極808a〜e、および明瞭化するために2本だけが示されている列ライン806、810を有する。電力(Vss)812およびグラウンド818の接続もまた設けられ、ここでもやはりディスプレイの画素に電力を供給するために内部の導体軌道814および816へと接続される。明瞭化するために、図示されたようにVss、グラウンド、行、および列のライン814、816、806、および810に接続された1つの画素820が例示される。実際では複数のそのような画素が概して設けられるが、しかし必ずしも長方形の格子に配列されて行および列の電極804、808によってアドレス指定されるわけではないことは認識されるであろう。アクティブマトリックス型画素820は前述した回路の画素ドライバ回路200、250、300、および400といったどのような従来式のアクティブマトリックス画素ドライバ回路も含んでよい。
【００８３】
動作時には、行電極804を適切にドライブすることによってアクティブマトリックス型ディスプレイ802の各々の行が順番に選択され、各々の行について、列電極808を輝度データで好ましくは同時にドライブすることによって行内の各々の画素の輝度が設定される。上述したようにこの輝度データは電流または電圧のどちらでも含むことが可能である。或る行内の画素の輝度がいったん設定されたならば、次の行が選択されることが可能となって処理が繰り返され、たとえ選択されていなくてもその行が照明され続けるようにアクティブマトリックス画素はメモリ素子、概してキャパシタを含む。いったんデータがディスプレイ全体に書き込まれたならば、ディスプレイは画素の輝度の変更で更新されることを必要とするだけである。
【００８４】
ディスプレイへの電力は調節されたVss出力828を供給するための電池824および電源ユニット822によって供給される。電源822は出力828の電圧を制御するための電圧制御入力826を有する。電源822は、通常ではマイクロ秒の時間規模での出力電圧828の高速制御を備えた切り換え式電源であることが好ましく、この電源はスイッチング周波数1MHz以上で動作する。切り換え式電源の使用はまた、低い電池電圧を使用し、それが必要なVssレベルへと昇圧され得ることを容易にし、したがって、例えば低電圧使用の電子デバイスとの互換性に役立つ。
【００８５】
行選択電極804は制御入力832に従って行選択ドライバ830によってドライブされる。同様に、列電極808はデータ入力836に応答して列データドライバ834によってドライブされる。例示された実施形態では、各々の列電極は調節可能な定電流発生器840によってドライブされ、それが今度は入力836に連結されたデジタル/アナログ変換器838によって制御される。明瞭化のために、そのような定電流発生器が1つだけ図示されている。
【００８６】
定電流発生器840は実質的に一定の電流を調達するかまたは落とし込ませるための電流出力844を有する。定電流発生器840は、Vssに等しい(かつこれに接続される)ことが可能であるがアクティブマトリックス画素820がVssよりも強くドライブされることを可能にするためにVssよりも大きい(この実施例ではVssよりも負である)ことが好ましい電源ドライブVdrive842へと接続される。
【００８７】
当業者は理解するであろうが、ライン844で実質的に一定の電流を維持することを試みるために定電流発生器840は実際には出力844の電圧を調節する。電流発生器840は(出力電圧の)コンプライアンス限界と呼ばれる供給可能な電圧の限界を有する。ライン844に供給されることが可能な最大定電流はVdrive842のレベルおよび定電流発生器のコンプライアンスによって決定される。どのような定電流発生器も使用してよいが、しかし特に有利な形式の定電流発生器はエミッタおよびコレクタ端子が列ライン844および供給電圧Vdrive842に直接接続されたバイポーラトランジスタを使用して構築される可能性がある。このバイポーラトランジスタは電流ミラーに組み入れられてもよく、例えばMOSFETを使用して切り換えられる抵抗器によって出力電流がプログラムおよび制御される。同様の技術が出願人の係属英国特許出願番号0206062.2号に述べられている。
【００８８】
Vdriveのための電圧は、例えば電源ユニット822から出る別々の出力によって供給してもよい。
【００８９】
図8に例示されたディスプレイドライバの実施形態は、列電極の電流が画素輝度を設定する電流制御型のアクティブマトリックス型ディスプレイを示している。画素の輝度が列ライン上の電圧によって設定される電圧制御型のアクティブマトリックス型ディスプレイもやはり、列データドライバ834について電流ドライバではなく電圧ドライバを使用することによって使用され得ることは理解されるであろう。
【００９０】
行選択ドライバ830の制御入力832および列データドライバ834のデータ入力836は両方共に、いくつかの実施形態ではマイクロプロセッサを有してもよいディスプレイ論理回路846によってドライブされる。ディスプレイドライブ論理846はクロック848によってクロック動作させられ、例示された実施形態ではフレーム記憶装置850へのアクセスを有する。ディスプレイ802上の表示に関する画素の輝度および/または色彩のデータはデータバス852によってディスプレイドライブ論理846および/またはフレーム記憶装置850へと書き込まれる。
【００９１】
ディスプレイドライブ論理はアナログ/デジタル変換器854の出力からドライブを受ける感知入力856を有する。アナログ/デジタル変換器854は列電極808a〜eの各々の電圧、すなわち、例えばライン844の電圧をモニタするために使用される。これらの電圧をモニタするために複数のアナログ/デジタル変換器を使用してよく、あるいは1つまたは複数のA/D変換器が時分割処理されることで列電極電圧をモニタしてよい。前述の画素ドライバ回路の特定の実施例に関して下記で述べられるであろうが、列電極の電圧は選択された行内の画素ドライバトランジスタのゲート電圧に対応する。図8では明白に示されていないが、例えばコンプライアンスの判定のために供給電圧Vdrive842を測定することもやはり、必須ではないが望ましい。これはアナログ/デジタル変換器854を使用することによって、変換器の別々の入力を使用するかまたは変換器を時分割処理するかのいずれかによって為されることが可能であり、あるいはVdrive感知信号をディスプレイドライブ論理846に供給するために別々のアナログ/デジタル変換器が使用してよい。
【００９２】
図2aでは、行が選択されるとトランジスタ220および222がオンにされ、したがって列データライン210がドライバトランジスタ212のゲートへと効果的に接続される。図3aでは、行選択ライン306が活性であるとトランジスタ320および322がオンにされ、ドライバトランジスタ310のゲートが列データライン308へと効果的に接続され、したがって列データラインの電圧はドライバトランジスタ310のゲート電圧に対応する。同様の方式で図3bではトランジスタ350が列ライン308をドライバトランジスタ制御ライン315へと接続し、図3cではトランジスタ360が列ライン308をドライバトランジスタ制御ライン315へと接続する。図4ではトランジスタ420と422がオンであるときに列ライン408がドライバトランジスタ410のゲートへと接続される。したがって、画素の輝度を設定するために前述の回路は電流を使用するが実際ではこの回路はゲート電圧ドライブレベルを判定することで必要とされる輝度を提供し、このゲート電圧ドライブレベルがそれに関連する列データラインに現れることは理解され得る。図8の背景では、このゲートドライブ電圧が定電流発生器840の電流出力ライン844上に現れるであろうことが理解され得る。図2aの回路のように定電流発生器がドライバトランジスタの電流を直接設定しようと、あるいは図3aの実施例のように定電流発生器がフォトダイオードの電流を設定しようとこれはそのケースであり、ドライバトランジスタが、フォトダイオードによって必要とされるOLEDの輝度が定電流発生器によって設定されるようにドライブされることは理解されるであろう。
【００９３】
図2bの配列では、行導体262が活性であるとトランジスタ260がオンにされ、列導体264がドライバトランジスタ256のゲートへと接続される。したがってここでもやはり、図2bのケースであるけれども列導体264上の電圧はドライバトランジスタ256のゲート上のそれに対応する。上述したように、OLED254の輝度を決定するのは導体264上の電圧である。
【００９４】
再び図8を参照すると、ディスプレイドライブ論理846はゲート電圧感知ユニット858および電力制御器860を含む。感知ユニットおよび電力制御器のうちの一方または両方をプロセッサ制御符号として導入してよく、そこではディスプレイドライブ論理846がプロセッサを含む。ゲート電圧感知ユニット858は感知入力856上の電圧を読み取り、電力制御器860は感知された入力電圧に応答して電源電圧Vssを制御するために電圧制御信号を電源ユニット822の入力部826へと出力する。電力制御器の動作は電流もしくは電圧制御型アクティブマトリックスディスプレイに関する図9aおよび9bをそれぞれ参照しながら下記でさらに詳しく説明される。
【００９５】
図9aは電流制御型アクティブマトリックスディスプレイをドライブするために電力制御器860によってディスプレイドライバの実施形態に導入されることが可能な手順のフロー図を示している。概して述べると、ゲート電圧感知ユニット858およびアナログ/デジタル変換器854と連係して電力制御器860は最も高輝度に照明された画素、すなわち最大のドライブ用トランジスタゲート電圧を伴なう画素を識別するためにディスプレイ802のすべての画素を走査し、その後、最大ゲート電圧がVdrive842のレベルおよび定電流発生器840のコンプライアンスを前提として利用可能な最大電圧に実質的に等しくなるまでVssを下げるために電源を制御する。
【００９６】
このフロー図を参照すると、工程S900で電力制御器860はディスプレイの各々の行が順々に選択されるときの列電極808a〜eの電圧を読み取ることによってすべての画素についてゲート電圧Vgを読み取るためにゲート電圧センサ858を使用する。その後、工程S902で電力制御器はそれらの読み取り値のうちの最大Vg値を識別し、それは実際では最も高輝度の画素もしくは複数画素に関するドライブを識別する。別の代替選択肢の実施形態では、最も高輝度の画素もしくは複数画素は何らかの他の方式、例えばフレーム記憶装置850内のデータを問い合わせることによって、あるいはディスプレイに書き込まれたデータをバス852を使用して追跡することによって判定してもよい。
【００９７】
工程S904で、電力制御器860は最大Vgが最大利用可能Vg、すなわち図8の回路では例えばライン844のような列ドライブラインに供給されることが可能な最大電圧よりも小さいか否かを判定する。もしもVgが最大の利用可能値よりも小さくなければ、最も高輝度に照明された画素の輝度を下げずに電源電圧を下げる見通しはない。しかしながらさらに特定すると、もしもVgが最大の利用可能なドライブ電圧よりも小さくなければ電源電圧Vssが不充分であり、したがって工程S910で上げられる。その後、手順は工程S900へと一巡して戻り、画素の輝度の変化が検出され得るようにディスプレイを再度走査する。所望であれば、Vssを増減させるためのVgの閾値はVssの制御にある程度のヒステリシスを与えるように異なってもよく、例えばVssを小さくするための閾値をVssを大きくするためのそれよりも高くすることが可能である。
【００９８】
もしも工程S904でディスプレイへのドライブ電圧が最大の利用可能ドライブ電圧よりも小さいと判定されると、工程S908で、ディスプレイ802へのライン828上の電源Vssを小さくするように電力制御器が制御信号を切り換え式電源ユニット822へと出力する。その後、手順は再び工程S900へと一巡して戻り、いずれの画素が最も強くドライブされているかを再びチェックし、Vssを下げるためのさらなる見通しがあるかどうかを再びチェックする。工程S908でのVssの低下は、Vssが徐々にしか変化しないように小さくてもよく、それは最も高輝度の画素が平均的に最大照明ではない場合、あるいはディスプレイが時々束の間の黒色(照明されていない)である場合に適切であろう。場合によっては、例えば高速応答が好ましい場合ではVssの低下は大きくてもよい。
【００９９】
Vssが下げられるとき、定電流ドライブ、すなわち図8の配列内の定電流発生器840は望ましい画素輝度に必要とされる電流を関連するディスプレイ制御ライン上でドライブするように試みるためにディスプレイへのドライブ電圧を自動的に上げる。最大Vgを備えた画素もしくは複数画素からドライブ電圧を読み取るために、行選択ドライバ830を使用してディスプレイの適切な行が選択され、列データドライバ834を使用して特定の電流ドライブを備えた少なくともモニタされる画素(および必要であればデータの損失を防ぐためにその行のすべての画素)をドライブしている間にアナログ/デジタル変換器854を使用して電圧が読み取られることが可能である。
【０１００】
図9bは同様の手順に関するフローチャートを示しており、そこではアクティブマトリックス型ディスプレイ802は、例えば図2bに示されたそれらと同様の画素ドライバ回路を使用して電圧ドライブを受ける。図9aと同様に図9bでは、手順は初期に工程S920でディスプレイの画素について電圧ドライブを読み取り、最大の電圧ドライブを備えた画素を識別する。上述したように、図2bの回路ではトランジスタ256のゲート電圧はOLED254の輝度に従って徐々に減衰する。したがって、工程S922で最大のゲート電圧ドライブを備えた画素のドライブ電圧が関連する減衰サイクルの終わり、通常は画像フレーム周期の終わりにモニタされる。この機能は、例えば行選択ドライバ830を制御することによって能動的に実行されることが可能であるが、しかし図2bの回路に必要とされる普通のフレーム走査処理時に、例えば書き込みの前に読み取るデータアクセスサイクルを導入することによって実行されることが好ましい。概して述べると、その後、手順はゲート電圧が(最も明るい)画素に付随するOLEDをオフに切り換えるために充分な程度に減衰したかどうかを知るためにチェックする、すなわち図2bの背景では、フォトダイオード266がゲートキャパシタ258を実質的に完全に放電させたかどうかをチェックする。もしも電圧が充分に減衰していた場合、すなわちゲートキャパシタが充分に放電されている場合、付随する画素のOLEDは充分に明るく、電源電圧は下げられることが可能であり、そうでなければ電源電圧は上げられてもよい。したがって、Vssはディスプレイとドライバの組み合わせに関する最大効率の動作点あたりでオン/オフサーボ制御される。
【０１０１】
さらに詳細に述べると、工程S924で、最も大きいドライブ電圧を備えた画素のドライブ電圧が閾値電圧と比較される。この閾値電圧は、例えばゲートキャパシタが完全に放電させられたかどうかをチェックするために0Vであることが可能であるが、しかしいったんドライブ電圧がこの閾値電圧よりも下に落ちるとドライバトランジスタがオフに切り換えられ、付随するOLEDが照明されなくなるようなドライバトランジスタの閾値ゲート電圧であることが好ましい。もしもドライブ電圧が閾値電圧よりも小さい場合、電源電圧Vssは最大輝度の画素によって必要とされるよりも大きく、したがって工程S926でVssが下げられ、手順は工程S920へと一巡して戻る。もしも電圧が閾値電圧に減衰しなかった場合、Vssは最大必要画素輝度にとって不充分であり、したがって工程S928でVssが上げられ、再び手順はすべての画素を再チェックするために工程S920へと一巡して戻る。所望であればVssを増減させるための閾値ドライブ電圧を異ならせることによってある程度のヒステリシスがVssの制御に組み入れられることが可能である。さらに特定すると、Vssを下げるための閾値がVssを上げるための閾値よりも低く(絶対値の点では小さく)されることが可能である。
【０１０２】
図9aおよび/または図9bの手順では、ディスプレイへの電源電圧Vssが変えられる工程S908、S910、S926、およびS928のいくつかもしくはすべてが、ディスプレイにデータを書き直す、特にディスプレイの照明される画素の輝度を設定するデータを書き直す追加の工程を含む可能性がある。ディスプレイへの電力供給を変えることが、データが既に書き込まれた画素の輝度を変える効果を有するであろうことを当業者は認識するであろう。これが図2bに示されたような画素を使用する電圧制御型ディスプレイで有意の問題を呈することはなく、なぜならばそのようなディスプレイはどのようなケースでも保存された画素電圧の減衰を補償するために規則的間隔でリフレッシュされるからである。しかしながら電流制御型ディスプレイでは、ディスプレイのリフレッシュはさらに長い間隔で実行するだけでよく、あるいはいくつかの例では全く為されない。
【０１０３】
ディスプレイの全体的輝度の小さな変化は有意の問題を呈すると考えられない場合があり、ディスプレイの素子がリフレッシュされるかどうかは、例えばVssに対する変化の大きさ、および表示されるデータがいずれのケースでも変化している速度に基づいて決定してよい。例えば、データが敏速に変化している場合には表示されるデータを書き直す工程は必要と考えられない場合がある。場合によっては、間隔を置いてディスプレイ全体が走査されて書き直されてよいが、しかしリフレッシュの目的は点滅を防止することではなく小さな輝度の変化を単に補償することであるので、これらの間隔はラスタ走査されるかまたはパッシブマトリックスディスプレイに従来付随した画像フレームの間隔に対応する必要はない。
【０１０４】
図9aおよび9bを参照して述べられた手順はデジタル化の導入に役立つが、その制御機能はアナログ回路またはデジタル回路とアナログ回路の混合体に導入されることもやはり可能である。特に、図10は図9aの工程S902または図9bの工程S920でVgの最大値を判定するために使用されることが可能な最大電圧検出器の回路図を示している。
【０１０５】
図10で、各々の列電極808a〜eは各々の列ライン上の電圧をサンプリングするためのそれぞれのダイオード1002a〜eに接続される。ダイオードのOR配列は列電極ラインのうちのいずれか1つの最大電圧からダイオードの電圧降下を差し引いた電圧をライン1004上に出力する。ピーク検出回路1005はライン1004上の電圧を保存するためのキャパシタ1006と、リセットライン1010の信号に応答して閉じられることでキャパシタ1006の電荷をリセットする制御可能なスイッチ1008とを備える。ライン1004の検出された最大電圧出力は高い入力インピーダンスの増幅器でバッファ処理してよい。リセットライン1010は図8のディスプレイドライブ論理846によって制御されることが可能であり、ライン1004上の最大列電圧出力は、ディスプレイドライブ論理846へと入力される前にデジタル化するために図8のADC854のようなアナログ/デジタル変換器へと供給してよい。このようにして、感知回路およびADC854を簡略化できる。
【０１０６】
有機LEDをドライブするための使用法を参照しながら回路および方法が述べられてきたが、これらの回路および方法は無機TFEL(薄膜エレクトロルミネセント)ディスプレイ、ガリウム砒素オンシリコン型ディスプレイ、ポーラスシリコン型ディスプレイなどといった他のタイプのアクティブマトリックス型エレクトロルミネセントディスプレイでやはり使用してもよい。これらの回路および方法は図示されたタイプの画素ドライバ回路を備えたディスプレイで使用することに限定されず、電流がディスプレイの特性を制御するあらゆるディスプレイで使用してもよい。同様に、本発明の用途は画素の格子を有するディスプレイに限定されず、例えばセグメントディスプレイでもやはり使用してもよい。
【０１０７】
疑いなく、多くの他の効果的な代替例が当業者に生じるであろうが、述べられた実施形態に本発明が限定されないことは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１ａ】基本的な有機LEDの構造を示す図である。
【図１ｂ】通常の電圧制御型OLEDドライバ回路を示す図である。
【図２ａ】電流制御型OLEDドライバ回路を示す図である。
【図２ｂ】従来技術による光学的フィードバックを備えた電圧制御型OLEDドライバ回路を示す図である。
【図３ａ】光学的フィードバックを備えた電流制御型OLEDドライバ回路を示す図である。
【図３ｂ】第1の選択肢のスイッチング配列を示す図である。
【図３ｃ】第2の選択肢のスイッチング配列を示す図である。
【図４】光学的フィードバックを備えたマルチモードの有機LEDドライバ回路を示す図である。
【図５ａ】光学的フィードバックを組み入れるドライバ回路を備えたOLED表示素子のデバイス構造を通る縦方向断面を示す図である。
【図５ｂ】光学的フィードバックを組み入れるドライバ回路を備えたOLED表示素子のデバイス構造を通る縦方向断面を示す図である。
【図６ａ】アクティブマトリックスのFETドライバトランジスタのドレイン特性を示す図である。
【図６ｂ】アクティブマトリックスのFETドライバトランジスタに関して定ドライブ電流についてとった電源電圧に対するゲートドライブ電圧のグラフを示す図である。
【図６ｃ】単純化されたアクティブマトリックス画素ドライバ回路を示す図である。
【図７ａ】アクティブマトリックス画素の輝度制御回路を示す図である。
【図７ｂ】アクティブマトリックス画素の輝度制御回路を示す図である。
【図８】本発明の実施形態によるアクティブマトリックス型ディスプレイのドライバを示す図である。
【図９ａ】電流制御型のアクティブマトリックス画素ドライバ回路のための電源電圧制御手順に関するフロー図である。
【図９ｂ】電圧制御型のアクティブマトリックス画素ドライバ回路のための電源電圧制御手順に関するフロー図である。
【図１０】最大電圧検出器および図8のアクティブマトリックスディスプレイドライバのディスプレイを示す回路図である。
【符号の説明】
【０１０９】
316、416、508、558  フォトダイオード
300、400  画素ドライバ回路
315、317、1004  ライン
324、424  プログラム可能な基準電流発生器
415、417  ノード
432  行ドライバ
500  ボトムエミッタ構造
502、552  ガラス基板
504、554  ドライバ回路
550  トップエミッタ構造
600  ドレイン特性
602、604、606、608、622  曲線
620  ゲート-ソース間電圧対Vssのグラフ
624  平坦部分
626  非線形部分
628、630  最大利用可能Vgs対応部分
640  ドライブ部分
700、720  輝度制御回路
702  ドライブ制御回路
704  輝度制御ライン
706  ドライブ感知入力
708  ドライブ制御出力
710  接続
712  コンパレータ
714、840  定電流発生器
800  ブロック図
802  アクティブマトリックス型ディスプレイ
804  行電極
806  行ライン
808  列電極
810  列ライン
814、816  内部導体軌道
820  画素
822  切り換え式電源
824  電池
826  電圧制御入力
828  出力電圧
830  行選択ドライバ
832  制御入力
834  列データドライバ
836  データ入力
838  デジタル/アナログ変換器
842  電源ドライブ
844  電流出力
846  表示素子輝度制御器
848  クロック
850  フレーム記憶装置
852  データバス
854、858  電圧センサ
856  感知入力
860  電力制御器
1002  ダイオード
1005  ピーク検出回路
1006  キャパシタ
1008  制御可能なスイッチ
1010  リセットライン
【図１ａ】
2005530200.tif 000003
【図１ｂ】
2005530200.tif 000004
【図２ａ】
2005530200.tif 000005
2005530200.tif 000006
【図３ａ】
2005530200.tif 000007
【図３ｂ】
2005530200.tif 000008
【図３ｃ】
2005530200.tif 000009
【図４】
2005530200.tif 000010
2005530200.tif 000011
【図６ａ】
2005530200.tif 000012
【図６ｂ】
2005530200.tif 000013
2005530200.tif 000014
【図７ａ】
2005530200.tif 000015
【図７ｂ】
2005530200.tif 000016
【図８】
2005530200.tif 000017
【図９ａ】
2005530200.tif 000018
【図９ｂ】
2005530200.tif 000019
【図１０】
2005530200.tif 000020
【国際調査報告】
2005530200.tif 000021
2005530200.tif 000022
2005530200.tif 000023