(57)【要約】エレクトロルミネセント（ＥＬ）ディスプレイ装置は、電流により駆動されるピクセルを有し、各フレーム周期において少なくとも２つの相で動作可能である。１つの相において、第１の複数（３１）のアナログ駆動電流のうちの１つは、ＥＬディスプレイ素子を通じさせられることができる。他のより長い相において、第２の複数（３３）のアナログ駆動電流のうちの１つは、ＥＬディスプレイ素子を独立して通じさせられることができる。この装置は、時間対比法をアナログ駆動方式と組み合わせる。より短い相は、より高い解像度の（より小さい）インクリメントを提供してもよく、１つのより長い相は、より低い解像度の（より大きい）インクリメントを提供してもよい。低輝度出力は、短い持続期間にわたるより高い駆動電流によって達成されることができ、これはピクセル出力の不均一性を低減する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイピクセルのアレイを有するエレクトロルミネセント（ＥＬ）ディスプレイ装置において、前記ディスプレイピクセルのそれぞれは、ＥＬディスプレイ素子と、データ電圧に依存して前記ＥＬディスプレイ素子に電流を通じさせるための電流源回路とを有し、当該ディスプレイ装置は、各フレーム周期において少なくとも第１の及び第２の相で動作可能であり、
前記第１の相は、第１の持続期間を有し、前記第１の相の間に、第１の複数のアナログ駆動電流のうちの１つである第１の電流がＥＬディスプレイ素子を通じさせられることができ、
前記第２の相は、前記第１の持続期間とは異なった第２の持続期間を有し、前記第２の相の間に、第２の複数のアナログ駆動電流のうちの１つである第２の電流がＥＬディスプレイ素子を通じさせられることができ、前記のそれぞれの複数のアナログ駆動電流の前記第１の電流及び第２の電流は独立して選択可能である、ディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記第１の複数のアナログ駆動電流は、ゼロを含むｎ個の駆動電流レベルを有し、一方の相の前記持続期間は、他方の相の前記持続時間の約ｎ倍である、装置。
【請求項３】
ｎは８である請求項２に記載の装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の装置において、前記第１の複数のアナログ駆動電流は、前記第２の複数のアナログ駆動電流と同一である、装置。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の装置において、前記第１の複数のアナログ駆動電流は、最も低い方のｎ個の非ゼロ輝度レベルを提供するための第１の数ｎ個の駆動電流レベルを有し、前記第２の複数のアナログ駆動電流は、最も高い方のｍ個の輝度レベルを提供するための第２の数ｍ個の非ゼロ駆動電流レベルを有し、ここで、ｎ＋ｍは、輝度レベルの合計数である、装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の装置において、前記ピクセルのそれぞれは、ドライブトランジスタと、前記ドライブトランジスタのゲート電圧を蓄積するための蓄積キャパシタと、アドレス段階の間前記ドライブトランジスタの前記ゲートにデータ電圧をスイッチするためのアドレストランジスタとを有する、装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のディスプレイ装置を有する携帯型電子装置。
【請求項８】
ディスプレイピクセルのアレイを有するエレクトロルミネセント（ＥＬ）ディスプレイ装置を駆動する方法において、前記ディスプレイピクセルのそれぞれは、ＥＬディスプレイ素子と、データ電圧に依存して前記ＥＬディスプレイ素子に電流を通じさせるための電流源回路とを有し、当該方法は、
第１の持続期間を有する第１の相で、第１の複数のアナログ駆動電流のうちの１つである第１の電流をＥＬディスプレイ素子に通じさせるステップと、
前記第１の持続期間とは異なった第２の持続期間を有しする第２の相で、第２の複数のアナログ駆動電流のうちの１つである第２の電流をＥＬディスプレイ素子に通じさせるステップとを有し、前記複数のアナログ駆動電流の前記第１の及び第２の電流は、所望の組み合わせられたＥＬディスプレイ素子出力を供給するように選択される、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記複数のアナログ駆動レベルは、ｎ個の駆動レベルを有し、一方の相の前記持続期間は、他方の相の前記持続時間の約ｎ倍である、方法。
【請求項１０】
ｎは８である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０の何れか１項に記載の方法において、前記第１の複数のアナログ駆動電流は、前記第２の複数のアナログ駆動電流と同一である、方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１０の何れか１項に記載の方法において、前記第１の複数のアナログ駆動電流は、最も低い方のｎ個の非ゼロ輝度レベルを提供するための第１の数ｎ個の非ゼロ駆動電流レベルを有し、前記第２の複数のアナログ駆動電流は、最も高い方のｍ個の輝度レベルを提供するための第２の数ｍ個の非ゼロ駆動電流レベルを有し、ここで、ｎ＋ｍは、非ゼロ輝度レベルの合計数である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばポリマーＬＥＤ等の有機ＬＥＤ装置を用いるエレクトロルミネセントディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネセント発光ディスプレイ素子を使用するマトリクスディスプレイ装置はよく知られている。これらのディスプレイ素子は、例えばポリマー材料を用いる有機薄膜エレクトロルミネセント素子を有してもよく、さもなければ、従来のＩＩＩ−Ｖ半導体化合物を用いる発光ダイオード（ＬＥＤ）を有してもよい。有機エレクトロルミネセント材料、特にポリマー材料の最近の発達は、それらがビデオディスプレイ装置のために実用的に用いられることができることを示した。これらの材料は、一般的に、一対の電極間に挟まれた半伝導性共役ポリマーの１つ又は複数の層を有し、前記電極の一方は透明であって、他方はポリマー層にホール又は電子を注入するのに適切な材料からなる。ポリマー材料は、ＣＶＤプロセスを用いて製造されることができ、又は、単に、可溶性共役ポリマーの溶液を用いてスピンコーティング技術によって製造されることができる。インクジェットプリンティングが用いられてもよい。有機エレクトロルミネセント材料は、ダイオードに似たＩ−Ｖ特性を呈するので、表示機能及びスイッチング機能の両方を提供することが可能であり、従って、パッシブタイプディスプレイにおいて使用されることができる。代わりに、これらの材料は、アクティブマトリクスディスプレイ装置用に用いられることができ、ここで、各ピクセルは、ディスプレイ素子と、該ディスプレイ素子を通じる電流を制御するためのスイッチング装置とを有する。
【０００３】
この種類のディスプレイ装置は、電流によりアドレスされるディスプレイ素子を持つ。この結果、液晶ディスプレイのより成熟した技術で用いられる駆動方式は、一般的に、エレクトロルミネセントディスプレイにとっては適当でない。エレクトロルミネセントディスプレイのための従来型のアナログ駆動方式は、制御可能な電流をディスプレイ素子に供給することを伴う。電流源トランジスタを、当該電流源トランジスタに供給されるゲート電圧がディスプレイ素子を通じる電流を決定するようなピクセル構成の一部として設けることが知られている。蓄積キャパシタが、アドレスフェーズの後にゲート電圧を保持する。しかし、基板にわたって異なるトランジスタ特性は、ゲート電圧とソース−ドレイン電流との間の異なった関係を生じさせ、表示される画像にアーチファクトが生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特に、低い輝度レベルにおいて、これらのディスプレイには不均一性という問題がある。
【０００５】
デジタル駆動方式も提案されている。このような方式において、ＬＥＤ装置は、事実上２つの可能な電圧レベルに駆動される。これは不均一性の問題を克服する。なぜなら、ピクセルがもはや低い輝度レベルに駆動されないからである。これはまた、ピクセル回路における電力消費を低下させる。なぜなら、トランジスタが電流源として線形領域で動作することがもはや必要とされないからである。その代わりに、全てのトランジスタが完全にオン又は完全にオフであることができ、このことは電力消費を低下させる。同じ原因により、このような駆動方式は、トランジスタ特性の変化に対して敏感さがより低い。このアプローチは、２つの可能なピクセル出力しか与えない。しかし、グレースケールピクセル出力は、多くの方法によって達成されることができる。
【０００６】
１つのアプローチでは、ピクセルはグループ化されてより大きいピクセルを形成することができる。グループ内のピクセルはそれぞれに独立してアドレスされることができるので、活性化される（activated）グループ内のピクセルの数の関数であるグレースケールが作成される。これは、面積比法（area ratio method）として知られている。この方法の欠点は、ディスプレイの低下した解像度及び増加したピクセル複雑性である。
【０００７】
代わりのアプローチでは、ピクセルがフレームレートよりも速くオン／オフされることができるので、グレースケールは、ピクセルがオンにされるデューティサイクルの関数として実現される。これは、時間比法（time ratio method）として知られている。例えば、フレーム周期は、１：２：４の比でサブフレーム周期に分割されてもよい（８つの均一間隔のグレースケール値を与える）。これは、必要とされる駆動能力を上昇させ（さもなければフレームレートの低下を必要とし）、従って、ディスプレイのコストを増加させる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の側面によれば、ディスプレイピクセルのアレイを有するエレクトロルミネセント（ＥＬ）ディスプレイ装置において、前記ピクセルのそれぞれは、ＥＬディスプレイ素子と、データ電圧に依存して前記ＥＬディスプレイ素子に電流を通じさせるための電流源回路とを有し、当該ディスプレイ装置は、各フレーム周期において少なくとも第１の及び第２の相で動作可能であり、前記第１の相は、第１の持続期間を有し、前記第１の相の間に、第１の複数のアナログ駆動電流のうちの１つである第１の電流がＥＬディスプレイ素子を通じさせられることができ、前記第２の相は、前記第１の持続期間とは異なった第２の持続期間を有し、前記第２の相の間に、第２の複数のアナログ駆動電流のうちの１つである第２の電流がＥＬディスプレイ素子を通じさせられることができ、前記複数のアナログ駆動電流の前記第１の及び第２の電流は独立して選択可能である、ディスプレイ装置が提供される。
【０００９】
この装置は、時間比法をアナログ駆動方式と組み合わせる。（２個又は３個以上の）異なった相の間に、ピクセルは多くのアナログレベルのうちの１つに駆動されることができる。よって、１つのより短い相は、より高い解像度の（より小さい）インクリメントを与えてよく、１つのより長い相は、より低い解像度の（より大きい）インクリメントを与えてよい。このとき、組み合わせられた出力は、アナログ駆動レベルの数よりもずっと多くのレベルを提供することができる。同様に、より低い輝度出力が、短い持続期間にわたるより高い駆動電流によって達成されることができる。
【００１０】
前記複数のアナログ駆動レベルは、ｎ個のドライブレベルを有することができ、１つの相の持続期間は、他の相の持続期間の約ｎ倍である。
【００１１】
１つの実施例において、第１の複数のアナログ駆動電流は、第２の複数のアナログ駆動電流と同一である。このとき各相において、ｎ個のレベル（ゼロを含む）を組み合わせてｎ２個のアナログレベルを提供することができる。例えば、６ビット（６４レベル）の解像度を提供するために８個のアナログレベル（ゼロを含む）が用いられることができる。このとき、最も低い電流駆動レベルは、最も高い電流駆動レベルの１／７である。
【００１２】
他の実施例において、第１の複数のアナログ駆動電流は、最も低い方のｎ個の輝度レベル（ゼロを含む）を提供するための第１の数ｎの駆動電流レベルを有し、第２の複数のアナログ駆動電流は、最も高い方のｍ個の輝度レベルを提供するための第２の数ｍの非ゼロ駆動電流レベルを有し、ここで、ｎ＋ｍは、輝度レベルの合計数である。この場合、より短い相は、第１の、最も低い方の輝度レベルのためにのみ用いられる。より高い輝度レベルのためには、第２の相のみが用いられる。このとき、ピクセルが第２の相において駆動されることができるレベルの数ｍは、ピクセルが第１の相において駆動されることができるレベルの数ｎよりも大きい。例えば、ｎは８であり最も低い方の８個のレベル（０〜７）を提供することができ、第８番目〜第６３番目のレベルは、第２の相でピクセルを５６個の異なったレベルのうちの１つに駆動することによって提供されることができる。
【００１３】
各ピクセルは、ドライブトランジスタと、ドライブトランジスタのゲート電圧を蓄積するための蓄積キャパシタと、アドレス段階の間、データ電圧をドライブトランジスタのゲートにスイッチするためのアドレストランジスタとを有することができる。よって、従来型の電圧アドレス電流源ピクセルが、本発明を実現するために用いられることができる。
【００１４】
本発明のディスプレイ装置は、移動電話等の携帯型装置において用いられてもよい。
【００１５】
本発明は、更に、ディスプレイピクセルのアレイを有するエレクトロルミネセント（ＥＬ）ディスプレイ装置を駆動する方法において、前記ディスプレイピクセルのそれぞれは、ＥＬディスプレイ素子と、データ電圧に依存して前記ＥＬディスプレイ素子に電流を通じさせるための電流源回路とを有し、当該方法は、第１の持続期間を有する第１の相で、第１の複数のアナログ駆動電流のうちの１つである第１の電流をＥＬディスプレイ素子に通じさせるステップと、前記第１の持続期間とは異なった第２の持続期間を有しする第２の相で、第２の複数のアナログ駆動電流のうちの１つである第２の電流をＥＬディスプレイ素子に通じさせるステップとを有し、前記複数のアナログ駆動電流の前記第１の及び第２の電流は、所望の組み合わせられたＥＬディスプレイ素子出力を供給するように選択される、方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明によるディスプレイ装置の実施例が、ここで、添付の図面を参照して例示により説明される。
【００１７】
図１を参照すると、アクティブマトリクスアドレスエレクトロルミネセントディスプレイ装置は、ブロック１で示され、エレクトロルミネセントディスプレイ素子２と、行（選択）及び列（データ）アドレス導体４及び６の交差組間の交点に位置する関連するスイッチング手段とを有する、規則的な間隔のピクセルの行列マトリクスアレイを持つパネルを有する。簡単のため、図にはほんの小数のピクセルしか示さない。実際には数百のピクセルの行列があってもよい。ピクセル１は、導体のそれぞれの組の端に接続された、行のスキャン用ドライバ回路８と、列のデータ用ドライバ回路９とを有する周囲の駆動回路によって、行列アドレス導体の組を介してアドレスされる。
【００１８】
エレクトロルミネセントディスプレイ素子２は、有機発光ダイオードを有し、これはここではダイオード素子（ＬＥＤ）として表され、電極対を有し、この電極対の間には有機エレクトロルミネセント材料の１つ又は複数のアクティブ層が挟まれる。アレイのディスプレイ素子は、絶縁支持体の一方の側に、関連したアクティブマトリクス回路と共に保持される。ディスプレイ素子のカソード又はアノードは、透明伝導材料により形成される。エレクトロルミネセント層によって生成される光が支持体の反対側のビューアに見えるようにこれらの電極及び支持体を透過するように、支持体はガラス等の透明材料からなり、基板に最も近いディスプレイ素子２の電極は、ＩＴＯ等の透明導電材料から構成されてもよい。一般的に、有機エレクトロルミネセント材料層の厚さは、１００ｎｍ〜２００ｎｍである。素子２用に用いられることができる適切な有機エレクトロルミネセント材料の典型例は、ヨーロッパ特許公開公報第０７１７４４６号から知られ説明されている。国際特許公開公報第９６／３６９５９号において説明されたような共役ポリマー材料も用いられることができる。
【００１９】
図２は、既知のピクセル及び駆動回路装置を簡略図で示す。各ピクセル１は、ＥＬディスプレイ素子２及び関連したドライバ回路を有する。ドライバ回路は、行導体４への行アドレスパルスによってオンにされるアドレストランジスタ１６を有する。アドレストランジスタ１６がオンにされると、列導体６上の電圧はピクセルの残りに移ることができる。特に、アドレストランジスタ１６は、ドライブトランジスタ２２及び蓄積キャパシタ２４を有する電流源２０に列導体電圧を供給する。列電圧は、ドライブトランジスタ２２のゲートに供給され、ゲートは行アドレスパルスが終了した後でさえ蓄積キャパシタ２４によってこの電圧で保持される。
【００２０】
ドライブトランジスタ２２はＰＭＯＳ装置であり、回路は低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）を用いて形成される。ＬＴＰＳトランジスタのトランジスタ特性は不均一であり、この不均一性の影響は、ピクセル回路の電流源動作を不均一にすることである。ＬＥＤの明るさは電流に依存するので、ディスプレイは輝度が不均一である。
【００２１】
駆動電流をサンプリングするための電流ミラー回路をピクセル回路が含むような、電流によってアドレスされるピクセルを用いるという提案がある。しかし、これはピクセルの複雑性を増加させ、また、電圧によってアドレスされるピクセルを保持しながら均一性の問題を解決することが好ましいかもしれない。
【００２２】
これらの電圧アドレスピクセルは、低いピクセル電流では不均一である傾向があるが、より高い電流では許容可能である傾向がある。
【００２３】
本発明は、ピクセルが高電流でのみ駆動されるが、多数のアナログ駆動レベルを維持する（例えば６ビット毎ピクセルの規格を満たす）駆動方式を提供する。
【００２４】
図３は、本発明の第１の駆動方式において可能な駆動レベルを示す。フレーム周期が、２つの相３０、３２に分割される。これは、全てのピクセルが各フレーム内で２回アドレスされることを必要とする。例えば、全てのピクセルは、第１の相３０の初めに行ごとに１回アドレスされることができ、このとき、全てのピクセルが同一の行ごとの順番で再度アドレスされる第２の相３２の最初に間に合うように、全部のピクセルアレイがアドレスされなければならない。
【００２５】
これは、より短い利用可能な行アドレス期間を課する可能性があるが、これは、小さい（より少ない行を有する）ディスプレイ（例えば携帯型商品用）、又は、フレームレートがより低くてよい場合（これもまた例えば携帯型機器用）には問題とはならないであろう。
【００２６】
第１の相３０は比較的短い持続期間を持ち、この相では、８個のアナログ駆動電流レベル３１のうちの１つがＥＬディスプレイ素子を通じさせられることができる。短い持続期間のため、これらの８個のレベルは、８個の最低輝度レベル（即ちレベル０〜７）を与える。
【００２７】
第２の相３２は、比較的長い、特に、第１の相の存続期間よりも８倍長い、持続期間を有する。図３の例において、同じ８個のアナログ駆動電流レベル３３がＥＬディスプレイ素子を通じさせられることができ、これにより第２の位相３２が輝度レベル０、８、１６、２４、３２、４０、４８及び５６を提供する。第１の及び第２の相のレベルは独立して選択可能であるので、２つの相からの明るさ出力の加算は６４個のレベル全てが達成されることを可能にする。
【００２８】
図４は、第６番目の輝度レベルのディスプレイを提供するのに図３のレベルがいかに用いられるかを示す。この場合、ピクセルは第１の相では第６番目のレベルに駆動され、第２の相ではオフである。
【００２９】
図５は、第５０番目の輝度レベルのディスプレイを提供するのに図３のレベルがいかに用いられるかを示す。この場合、ピクセルは第１の相では第２番目のレベルに駆動され、第２の相では第６番目のレベルに駆動される。
【００３０】
図６は、本発明の第２の実施例の駆動方式の異なった相の可能な駆動レベルを示す。この実施例では、第１の相３０においてピクセルが駆動されるレベル３１は、最も低い方のｎ個の輝度レベルを提供するが、第２の相３２は、残りの輝度レベルを（単独で）提供するための、異なったより大きい数の駆動電流レベル３４を用いる。
【００３１】
例えば、第１の相は、再び、最も低い方の８個のレベル（ゼロを含む）を提供するための８個のレベルを持つことができ、第８番目から第６３番目のレベルは、第２の相でピクセルを５６個の異なったレベル３４のうちの１つに駆動することにより提供されることができる。この目的のため、第２の相は再び第１の相の８倍長い。最高レベル（６３）を提供するために、図６に示すように、第２の相におけるピーク駆動電流はより高く、このため平均電流は、第１の相がオフにされるにもかかわらず第１の相３０におけるピーク駆動電流に等しい。第２の相におけるピーク電流は（正規化スケールを用いて）、６３／８（７．８７５）であることを必要とする。
【００３２】
図７は、第６番目の輝度レベルのディスプレイを提供するために図６のレベルがいかに用いられるかを示す。これは、第１の位相３０のみを用いて達成される。図８は、第５０番目の輝度レベルのディスプレイを提供するために図３のレベルがいかに用いられるかを示す。この場合、第２の相のみが用いられ、５０／８のレベルまで駆動される。
【００３３】
上記したように、本発明のディスプレイ装置は、移動電話等の携帯型装置において用いられてもよい。図９は、本発明のディスプレイ４２を組み込んだ移動電話４０を示す。
【００３４】
上記したピクセル回路は、本発明によって改良可能なピクセル構造の例に過ぎない。特に、本発明の教示を用いて、ＥＬディスプレイ素子に固定の電圧を供給するためのあらゆるピクセルデザインが、最小駆動電流を増加するために改善されることができる。これは、駆動レベルの数の低減を伴ってもよいし、又は、これは所望ではないかもしれない。細かい間隔の電圧駆動レベルを提供するために必要なドライバ回路は、容易に入手可能である。
【００３５】
２つの相を持ち、第１の相に７個の電圧レベルを持つ具体例が、上記で与えられた。しかし、持続期間が指数関数的にスケーリングする（例えば１：４：１６…又は１：３：９…）２つを超える相があってもよい。そのような場合、レベルの数は、これに従って、スケーリングする。第１の相のレベルの数が減少するほど、最高駆動電流と最低駆動電流との間の差が小さくなり、これにより不均一効果を低減させる。しかし、実質的にアナログな駆動方式は維持されるので、複数レベル（例えば６ビット）の解像度が容易に得られる。上記の例において、最も低い駆動電流は、ピーク駆動電流の１／７（図３）及び１／７．８７５（図６）である。
【００３６】
本開示を読むことによって、当業者には他の変形例が明らかになるであろう。このような変形例は、マトリクスエレクトロルミネセントディスプレイ及びその部品の分野において既に知られており、既にここで説明された特徴の代わりに又はこれに加えて用いられることができる特徴を伴ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来型のＥＬディスプレイ装置のレイアウトを示す。
【図２】ＥＬディスプレイピクセルを電流によりアドレスするための既知のピクセル回路の概略図である。
【図３】本発明の第１の実施例の駆動方式の異なった相における可能な駆動レベルを示す。
【図４】第６番目の輝度レベルのディスプレイを提供するのに図３のレベルがいかに用いられるかを示す。
【図５】第５０番目の輝度レベルのディスプレイを提供するために図３のレベルがいかに用いられるかを示す。
【図６】本発明の第２の実施例の駆動方式の異なった相の可能な駆動レベルを示す。
【図７】第６番目の輝度レベルのディスプレイを提供するために図６のレベルがいかに用いられるかを示す。
【図８】第５０番目の輝度レベルのディスプレイを提供するために図３のレベルがいかに用いられるかを示す。
【図９】本発明のディスプレイ４２を組み込んだ移動電話４０を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
2005534991.tif 000012
2005534991.tif 000013