(57)【要約】Ｎ×Ｍ個の画素を有する非線形表示アレイに関して使用されるドライバシステム（１０）。このドライバシステム（１０）は、表示されるべき画像を表す列データを受け取るための入力部、及び画素の各行の全てのＭ個の画素の電流を行電極毎に連続的に集めるようにデザインされた行ドライバを有する。列データのガンマ補正を提供するガンマ補正ユニット（１７）が使用される。ガンマ補正ユニット（１７）は、ガンマ補正された列データを記憶するための表示データメモリ（１４）の入力側に位置する。ドライバシステム（１０）は、ガンマ補正された列データに従って発生する列信号をＭ個の列電極に並列に印加するようにデザインされた列ドライバ（２４）を更に有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮｘＭ個の画素を有する非線形表示アレイに関して使用されるドライバシステムであって、前記ドライバシステムが、
−  表示されるべき画像を表す列データを受け取るための入力部、
−  画素の行を逐次に走査するように行選択信号をＮ個の行電極に印加することによって、画素の各行の全てのＭ個の画素の電流を行電極毎に連続的に集めるようにデザインされた行ドライバ、
−  列データのガンマ補正を提供するためのガンマ補正ユニット、
−  ガンマ補正された列データを記憶するための表示データメモリ、
−  前記ガンマ補正された列データに従って発生した列信号を全てのＭ個の列電極に並列に印加するようにデザインされた列ドライバ、
を有するドライバシステム。
【請求項２】
前記非線形表示アレイが、
−  Ｎ個の行電極、
−  Ｍ個の列電極、及び
−  Ｎ行Ｍ列に配され、アノード及びカソードを有するＮ×Ｍ個の発光ダイオード、
を有するポリマー発光ディスプレイである、請求項１のドライバシステム。
【請求項３】
種々のグレーレベルは、異なるパルス長のパルスを有する行選択信号及び／又は列信号を使用することによって得られる、請求項１又は２のドライバシステム。
【請求項４】
前記ガンマ補正ユニットはルックアップテーブルを有する、請求項１、２又は３によるドライバシステム。
【請求項５】
前記ルックアップテーブルのエントリは前記非線形ディスプレイアレイの非線形性を考慮する、請求項４によるドライバシステム。
【請求項６】
前記ルックアップテーブルのエントリは、前記発光ダイオードの非線形の輝度対電流特性、及び人間の目の感度を考慮する、請求項２との組み合わせによる請求項４によるドライバシステム。
【請求項７】
前記発光ダイオードは、前記Ｎ×Ｍ個の発光ダイオードのうちＭ個の発光ダイオードのアノードが前記Ｎ個の行電極の１つに接続し、一方、前記Ｎ×Ｍ個の発光ダイオードのうち前記Ｍ個の発光ダイオードのカソードの各々がＭ個の列電極のうちの異なる列電極に接続する、請求項２との組み合わせによる請求項３又は４によるドライバシステム。
【請求項８】
前記ディスプレイに異なるグレーレベルを表示することを可能とするパルス制御ユニットを更に有する、請求項１乃至７のうちのいずれか１項によるドライバシステム。
【請求項９】
前記ガンマ補正ユニットが非線形関数を実現する論理ブロックを有する、請求項１乃至３のうちのいずれか１項によるドライバシステム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちのいずれか１項によるドライバシステムを有する非線形ディスプレイアレイ。
【請求項１１】
請求項１乃至９のうちのいずれか１項によるドライバシステムを有するポリマー発光ダイオードアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静的画像コンテンツを記憶するためのランダムアクセスメモリを必要とするポリマー発光ディスプレイのような非線形ディスプレイシステム、及び特にこの種のディスプレイ用のドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイを有する電子装置（例えば、ラップトップコンピュータ及び携帯電話）の幅広い多岐にわたる使用とともに、種々のディスプレイ技術（例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、及び最近は有機発光（ＯＬＥＤ）ディスプレイ）が使用されている。
【０００３】
陰極線管（ＣＲＴ）及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）マトリックスディスプレイは、広く使われているディスプレイ技術の他の例である。ＣＲＴ及びＴＦＴディスプレイが非線形特性を有するので、それに応じて表示される画像を調整するために、ガンマ補正が実行される。これらのディスプレイは、表示コンテンツが動的に変化し従って表示データメモリの必要がない装置に主に使用される。
【０００４】
ＯＬＥＤ技術は、非常に低い電力で作動しながら、非常に広い範囲の色を効果的にアドレスするその能力により、期待できる。結果として、この技術は、より明るく、コストがより低く、低消費電力で（これは電源としてバッテリーに頼っているポータブル電子装置に使用される場合有利である）、より広い視野角をもたらし、及びかなりの軽量化が期待されている。従って、ＯＬＥＤは、今日のモバイル装置の分野に理想的である。さらに、この技術は種々の照明条件にも理想的であり、過酷な温度においてフルスピードで動作可能である。
【０００５】
ポリマー発光ダイオード（ＰｏｌｙＬＥＤ）、即ちＯＬＥＤ市場全体の部門は、将来的に、特にカラーモバイル分野では、重要なディスプレイ技術である。
【０００６】
図１に、通常のマトリックスドライバ１の本質的部分の幾つかが示されている。ドライバ１は、Ｎ＝６４行及びＭ＝１０２列（即ち６４ｘ１０２画素）を特徴としているパッシブマトリックスＰｏｌｙＬＥＤディスプレイを駆動するために使用できる単一チップドライバである。ドライバ１は列ドライバ手段２及び行ドライバ手段３を有する。ＰｏｌｙＬＥＤディスプレイの発光ダイオードに供給される電流は、インターフェースから受け取るナンバーを適切な電流Ｉcolの強度に変換するＤＡＣ６（デジタルアナログ変換器）によって与えられる。この電流Ｉcolは、列ドライバ２を通じてＰｏｌｙＬＥＤディスプレイの列に、反映される。行ドライバ手段３は、列全体の発光ダイオードのアノードの電流を収集する。列ドライバ手段２は電流源である。ガンマ補正のための手段４は、表示データメモリ５の出力側に備えられる。異なるグレーレベルは、ＰＷＭユニット７を用いて得ることができる。
【０００７】
非線形ディスプレイに関して使用する現行のディスプレイドライバの電力消費は依然として問題であり、従来よりも更に電力消費の少ないディスプレイ装置の需要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、非線形ディスプレイのための改良されたドライバを提供し、及び改良された非線形ディスプレイ装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の目的は、従来のドライバよりも電力消費の少ない非線形ディスプレイ（例えばエレクトロルミネセントディスプレイ）のためのドライバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これら及び他の目的は本発明によって達成され、これは、非線形表示アレイに関して使用されるドライバシステムを備える。このドライバシステムは、行の画素の電流を行毎に連続的に集めるようにデザインされた行ドライバを有する。これは、逐次に走査するために行選択信号をＮ個の行電極に印加することによって行われる。ガンマ補正ユニットが、表示されるべき画像を表す列データのガンマ補正を実行するために使用される。ガンマ補正された列データは、表示データメモリに記憶される。列ドライバシステムは、ガンマ補正された列データに従って発生した列信号をＭ個の列電極に並列に印加するようにデザインされた列ドライバを有する。
【００１１】
また、ドライバシステムを有する非線形ディスプレイ（例えば、パッシブマトリックスＮ×Ｍポリマー発光ダイオードアレイ）が提供される。
【００１２】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例から明らかであり、実施例を基準にして説明されるだろう。
【００１３】
本発明のより完全な記載について、及びそれについての他の目的及び利点について、添付図面とともに以下の記載について述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、幾つかの実施例と共に記載される。以下には、主にポリマーＯＬＥＤ（ＰｏｌｙＬＥＤ）カラーディスプレイが扱われている。しかしながら、本発明は、他の任意の型式の非線形ディスプレイアレイにも適用できる。
【００１５】
本発明によるドライバ１０は、図２に示されている。ドライバ１０は、Ｎ＝６４行及びＭ＝１２８ｘ３列、即ち６４ｘ１２８ｘ３画素（緑、赤、青の３つのサブ画素が１つの画素を形成する点に注意する）を特徴としたパッシブマトリックスポリマーＯＬＥＤ（ＰｏｌｙＬＥＤ）カラーディスプレイを駆動するために使用することができる。斯かるＯＬＥＤディスプレイは、２つの電極（１つは透明であり、最も多いのはガラス）の間に挟まれた発光性高分子をベースとする一連の薄膜を有することができる。薄膜は、アノード及びカソードを有するＮｘＭ個の発光ダイオードのマトリックスを規定する。
【００１６】
モノクロＰｏｌｙＬＥＤディスプレイ４０の例が図３に示されている。簡単にするため、図３には数個の画素のみが示されている。実際は、数百の画素の行及び列があるだろう。ディスプレイ４０は、Ｎ＝４の行４２．１乃至４２．４、及びＭ＝６の列４１．１乃至４１．６を有する。Ｎ＝４の行及びＭ＝６の列のマトリックスに配されたＮ×Ｍ個の発光ダイオードが存在し、このため、第１の行の全ての発光ダイオードのアノードは対応する行電極４２．１に接続し、第２の行の全ての発光ダイオードは、対応する行電極４２．２に接続する、等々である。第１の列の全ての発光ダイオードのカソードは、対応する列電極４１．１に接続し、第２の列の全ての発光ダイオードのカソードは対応する列電極４１．２に接続する、等々である。作動において、発光ダイオードの各行は、対応する行電極４２．１−４２．４を通じて順に活性化され、ここで、個々の発光ダイオードは対応する列電極４１．１−４１．６を用いて活性化される。発光ダイオードは、そのカソードが３．３ボルトであり、例えばそのアノードが同時に０ボルトである場合、そのダイオードは逆バイアスされているので、発光する。言い換えると、正の電圧が行電極４２．１−４２．４に印加される限り、どんな列信号が列電極４１．１−４１．６に印加されていても、この特定の行電極に接続されているどのダイオードも活性化することができない。図３の左側に、行選択信号ｒ（ｔ）及び列信号ｃ１（ｔ）−ｃ６（ｔ）のタイミングが示されている。簡単のため、２つの列信号ｃ２（ｔ）及びｃ４（ｔ）だけに実際にパルスが示されている。挙げられた例では、全ての他の列信号ｃ１（ｔ）、ｃ３（ｔ）、ｃ５（ｔ）及びｃ６（ｔ）は、０ボルトである。図３に示されているように、列信号ｃ１（ｔ）が列電極４１．１に印加され、列信号ｃ２（ｔ）が列電極４１．２に印加されている、等々である。第１のタイムスロットａの間、行選択信号ｒ（ｔ）は、第１の行電極４２．１に印加されながらゼロに引き寄せられる。このタイムスロットａの間、列信号ｃ１（ｔ）−ｃ６（ｔ）のいずれも３．３ボルトではないので、第１の行の全ての発光ダイオードは暗いままである。タイムスロットｂの間、行選択信号ｒ（ｔ）は第２の行電極４２．２に印加されながら０ボルトである。同時に、列信号ｃ２（ｔ）は、３．３ボルトである。この信号群は行２の発光ダイオード９．１に電流を流し、このダイオード９．１は光を放出する。所与の例では、信号ｃ２（ｔ）のみが３．３Ｖであるので、同じ行４２．２の他のどのダイオードは光を放出しない。第３のタイムスロットｃの間、行選択信号ｒ（ｔ）は、第３の行電極４２．３に印加されながらゼロに引き寄せられる。このタイムスロットｃの間、列信号ｃ１（ｔ）−ｃ６（ｔ）のいずれも３．３ボルトではないので、第３の行の全ての発光ダイオードは暗いままである。タイムスロットｄの間、行選択信号ｒ（ｔ）は、第４の行電極４２．４に印加されながら０ボルトである。同時に、列信号ｃ２（ｔ）及びｃ４（ｔ）は、３．３ボルトである。この信号群は、電流を行２の発光ダイオード９．２及び行４の発光ダイオード９．３に流す。２つのダイオード９．２及び９．３は光を放出する。全ての行４２���１乃至４２．４の走査が素早く行われるので、人間の目は、他の全てのダイオードが暗いままである間、同時に３つの全てのダイオード９．１、９．２及び９．３はオンであることを知覚する。３つの全てのダイオード９．１、９．２及び９．３は、１つの全スロット長ｗの間は光る、即ち、３つの全てのダイオード９．１、９．２及び９．３は、最大輝度で発光する。
【００１７】
図２に示すように、ドライバ１０は行電極４２．１−４２．４及び列電極４１．１−４１．６を駆動するように設計されている。ディスプレイ４０に表示されるべき画像を表す列データは、ホストから、例えばデータリンク１１及びバッファ１２を通じてドライバ１０に供給される。バッファインタフェース１２は、シリアル列データをパラレル列データに変換する。アドレスカウンタ１３は、列データをバイト単位で表示データメモリ１４に書き込むことができるようにする目的で、使用される。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）は、表示データメモリ１４として使われる。ＲＡＭ１４は、本例では列データが１６ビット（６ビットの緑、５ビットの赤、５ビットの青）でコード化されるので、６４ｘ１２８ｘ１６ビットの容量を有する。
【００１８】
本例では、バス１５及び１６は１６ビット幅である。本発明によれば、ガンマ補正ユニット１７が使用される。このユニット１７は、表示データメモリ１４の前に置かれ、バス１５を通じて受け取った列データをＰｏｌｙＬＥＤディスプレイ４０の発光ダイオードの非線形挙動を考慮した列データに変換するように設計される。斯かるガンマ補正は、ダイオードを通じて供給される電流とダイオードにより発せられる光の輝度との間の関係が非線形であるので、必要である。例示的な電流対輝度曲線が図４に与えられる。この曲線は、ディスプレイ４０の非線形性を図示する。本発明によれば、ＲＡＭ１４に記憶される列データは、各色（緑、赤、青）に対して補正される。ここでは、ガンマ補正ユニット１７によって処理されたデータは、ガンマ補正列データと呼ぶ。
【００１９】
これらのガンマ補正データは、バス１６を通じてメモリ１４に供給される。任意に、短期間の間ガンマ補正列データを維持するためにメモリ１４の出力部にデータラッチ１８が使用される。ガンマ補正列データは、幾つかのステップを経て、バス１９、２０及び２１並びにユニット１８（任意）及び２３を通じて列ドライバ２４に送られる。バス１９乃至２２は、１２８ｘ３ビット幅である。パルス制御ユニット２３は、ＲＡＭ１４の出力側に位置している。このユニット２３は、３つの色、緑、赤及び青を表すデータを、対応するグレーレベルに変換する。これは、例えば、列信号ｃ１（ｔ）−ｃ６（ｔ）の長さｗを制御することによって行うことができる。そうすることによって、行が選択される時間（アクティブ）は、図３にａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅとして示されるスロット長の断片とすることができる小さいスロットに分割される。これらの小さいスロットは、等しい長さ又は等しくない長さとすることができる。
【００２０】
スイッチ（例えば、ＭＯＳトランジスタ又はバイポーラトランジスタ）を有する列ドライバ２４がある。これらのスイッチは、電流源２５から受け取る電流Ｉcolを切り替えるために使用される。入力２６を通じて電流Ｉcolを較正することが可能である。電圧レベルにより駆動される液晶ディスプレイ以外に、ＰｏｌｙＬＥＤディスプレイ４０が定電流で駆動される。本発明に関しての使用に適したスイッチの例は、１９９９年１２月１６日に公開されたＰＣＴ−特許出願ＷＯ９９／６５０１２号に記載されている。このＰＣＴ−特許出願は、現在、本出願の出願人に譲渡されている。
【００２１】
コンバータブロック２７は、ディスプレイ４０に必要な供給電圧Ｖdd2の電圧Ｖｈへのアップ変換又はダウン変換を提供する（本例では、Ｖｈ＝３．３ボルト）。供給電圧Ｖdd2は、バッテリーによって供給されることができる。振動子２８（例えば、ＲＣ−振動子）は、タイミングコントローラ２９で必要とされるタイミング信号を供給する。タイミングコントローラ２９は列信号ｃ１（ｔ）−ｃ６（ｔ）及び行選択信号ｒ（ｔ）の同期をとる。この目的のために、タイミングコントローラ２９は、リンク３０及び３１を通じて、それぞれＲＡＭ１４及び行ドライバ３２に接続される。行ドライバ３２は、ディスプレイ４０の行電極に接続するスイッチ（例えば、ＭＯＳトランジスタ又はバイポーラトランジスタ）を有する。
【００２２】
本発明の有利なことは、入ってくる列データのガンマ補正がディスプレイ４０の画像が変化するときだけに必要なことでである。
【００２３】
本発明によれば、ガンマ補正ユニット１７は、例えば、非線形関数を実現する論理ブロックである。バス１５を通じて受け取られるその入力は、ピクセルカラーコンテンツに対してＮビット（例えばＮ＝１６）で表される数である。バス１６における出力は、Ｍビット（例えば、Ｍ＝１８、ＭはＮと等しい又は等しくない）で表される数である。出力された数Ｍは、パルス制御ユニット２３でつくられるカレントパルスの正確な長さを設定する。パルス制御ユニット２３は固定され（配線につながれ）、一方、ガンマ補正ユニット１７は、本発明によれば、特定の電気泳動材料に適合するため、又は材料の時間的な能率低下を処理するため、或る程度のプログラマビリティを許容する。
【００２４】
詳細には、ガンマ補正ユニット１７は、好適実施例では、ルックアップテーブルであるが、排他的ではない。即ち、ディスプレイの非線形特性（図４参照）を示し入力としてＮビット数及び出力としてＭビット数のデジタル処理装置を用いることもできる。ガンマ補正ユニット６０の実施例が図６に示されている。ガンマ補正ユニット６０は、入力バッファ６１及び出力バッファ６２を有する。入力バッファ６１は、バス１５を通じてＮビットで表された数（行列データ）を受け取る。ガンマ補正の後、出力バッファ６２は、出力バス１６に、Ｍビットで表されるガンマ補正されたデータを供給する。図６のボックス６０内の曲線は、ガンマ補正ユニット６０によって補正されるべき非線形性を表す。
【００２５】
本発明の好適実施例では、ガンマ補正ユニット１７はルックアップテーブルを有する。列データはＲＡＭ１４に書き込まれながら変換されることができる。この利点は、列データが伝送され、又は変化の必要がある場合だけ変化しているときSに、このルックアップテーブルがアドレスされることである。そうでなければ、ＲＡＭ１４の内容は静的なままである。ディスプレイ４０上の画像が静的なままの限り、ガンマ補正は実行される必要はない。ガンマ補正は、図１に示す通常のドライバのように、各タイムスロットの間ではなく、新たな列データが入力部１１を通じて受け取られるとき実行されるだけである。
【００２６】
本発明の方法は、各ガンマ補正が電力を消費するので、計算する論理回路、時間及び電力を節約する。
【００２７】
別の実施例は、不均一に分布するタイムスロットｗ（ｔ）を発生するタイミング発生器が使用されることを特徴とする。図５に、電流対輝度曲線５０の例が示されている。この曲線５０の下において、時間対電流図に、タイムスロットの分布がプロットされている。ガンマ補正を実行するとき、これらのタイムスロットの種々の長さｗ（ｔ）を考慮しなければならない。この場合、タイミング発生器とガンマ補正ユニットとの間の接続が必要である。スロットｗ（ｔ）の分布は、曲線５０の急勾配の部分に対して多くの短いスロットｗ（ｔ）があり、一方、曲線の平坦な部分に対して、少ないが長いスロットｗ（ｔ）がある。列信号ｃ（ｔ）が図５に示されている。この信号ｃ（ｔ）は、所与の例では７つのスロット幅である。この信号ｃ（ｔ）の幅は、輝度ｂ１となる。幅が行スロットの長さに等しい信号ｃ（ｔ）は、最大利用可能輝度となる。
【００２８】
別の実施例では、発光ダイオードの劣化の補償に備えるために、表示データメモリの前に、個別のユニットが備えられる。個々のダイオードを流れる電流とそれらの効率と間に、相関性がある。電流対光出力の関係の解析表示は、特定のＬＥＤが（実質的に）一定の光出力を維持するためにそれに注入される付加的な電荷を求めるために使用することができる。ルックアップテーブル（好ましくは、時間サンプルされたテーブル）は、列データを表示データメモリに記憶する前にこの劣化を考慮する目的で、個別のユニットに有することができる。
【００２９】
本発明によるドライバは、一体化したＤＣ−ＤＣコンバータ及びオシレータ、複数の直列及び並列の高速バスインタフェース、高速且つ効率的な一体化したガンマ補正解決策を提供する。
【００３０】
本発明によるドライバは、携帯電話、ページャ、デジタルカメラ、ＰＤＡ等を含む小型のモバイルアプリケーションに使用することができる。
【００３１】
明確にするため別の実施例に記載された本発明の種々の特徴は、単一の実施例に組み合わせて備えることもできることが理解できる。逆に、簡略のために単一の実施例に記載された本発明の種々の特徴は、別個に、又は任意の適切なサブコンビネーションで備えることもできる。
【００３２】
図面及び明細書において、本発明の好適実施例が述べられており、特定の用語が使用されているけれども、このように与えられる記載は、術語を一般的及び記述的な意味でのみ使用しており、限定の目的ではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】PolyＬＥＤディスプレイを駆動するために使用することができる通常のマトリックスドライバの概略ブロック図である。
【図２】PolyＬＥＤディスプレイを駆動するために使用することができる本発明によるマトリックスドライバの概略ブロック図である。
【図３】PolyＬＥＤディスプレイの概略ブロック図である。
【図４】PolyＬＥＤディスプレイの輝度対電流曲線を示すグラフである。
【図５】PolyＬＥＤディスプレイの輝度対電流曲線及び本発明による行スロットのセグメンテーションを示すグラフである。
【図６】本発明によるガンマ補正ユニットを示す概略図である。
【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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【国際調査報告】
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2005524868.tif 000010
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