(57)【要約】アクティブマトリクスディスプレイは、セレクト電極ＳＥを駆動するセレクト駆動部ＳＤと、データ電極ＤＥへデータＤを供給するデータ駆動部ＤＤとを有する。画素１０は、データ電極ＤＥとセレクト電極ＳＥとの交点に結合される。画素１０は、発光素子Ｌと画素駆動回路ＰＤとを有する。画素駆動回路ＰＤは、電源電極ＰＥを介して電源電圧ＶＢを、データ電極ＤＥを介してデータを受け取って、発光素子Ｌの輝度を制御する。電力供給源ＰＳは、電源電圧ＶＢを供給する。電源電極ＰＥは、セレクト電極ＳＥと同じ方向又はデータ電極ＤＥと同じ方向に延在する画素のラインの画素駆動回路ＰＤへ電源電圧ＶＢを供給するよう配置される。画素１０のラインに結合された画素１０によって引き起こされる電源電極ＰＥ上の負荷ＡＬ、ＭＡ、ＩＬが決定され、電源電圧ＶＢのレベルは、負荷ＡＬ、ＭＡ、ＩＬに依存して制御される。
2007528513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セレクト電極を駆動するためのセレクト駆動部，
データをデータ電極へ供給するためのデータ駆動部，
電源電圧を供給するための電力供給源，
前記セレクト電極と同じ方向に及び／又は前記データ電極と同じ方向に延在する画素の少なくとも１つのラインの画素駆動回路へ前記電源電圧を供給するための少なくとも１つの電源電極，
前記データ電極及び前記セレクト電極の交点に結合され、発光素子と、該発光素子の輝度を制御するよう前記少なくとも１つの電源電極を介して前記電源電圧及び前記データ電極を介してデータを受けるための画素駆動回路とを有する画素，
前記少なくとも１つの電源電極での負荷を決定するための手段，及び
前記決定された負荷に依存して前記電源電圧のレベルを制御するための手段，
を有するアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項２】
前記電源電圧のレベルを制御するための手段は、前記負荷のレベルが増大する場合に前記電源電圧のレベルを増大させるよう配置されることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項３】
前記負荷は、光を発する前記画素の少なくとも１つのラインに結合された画素の積算グレーレベルと、前記画素の少なくとも１つのラインに結合された画素の総数を乗じられた画素のうちの１つの最大グレーレベルとの比を示す画像負荷であることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電源電極は、前記電源電圧が全ての電源電極へ印加されるように、前記データ電極の方向に延在する複数の電源電極を有し、
前記負荷を決定するための手段は、
前記電源電極の夫々１つにつき１つの実効負荷を決定するための手段，及び
前記実効負荷の中から最大のものを決定するための手段，
を有し、
前記制御するための手段は、前記実効負荷のうちの最大のものに適合するレベルへと前記電源電圧を制御するよう配置される、
ことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項５】
前記少なくとも１つの電源電極は、前記電源電圧が全ての電源電極へ印加されるように、前記セレクト電極の方向に延在する複数の電源電極を有し、
前記負荷を決定するための手段は、
前記電源電極の夫々１つにつき１つの実効負荷を決定するための手段，及び
前記実効負荷の中から最大のものを決定するための手段，
を有し、
前記制御するための手段は、前記実効負荷のうちの最大のものに適合するレベルへと前記電源電圧を制御するよう配置される、
ことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項６】
前記電力供給源は、前記少なくとも１つの電源電極の関連する複数のグループへ複数の電源電圧を供給するよう配置され、
前記負荷を決定するための手段は、前記少なくとも１つの電源電極の前記複数のグループの夫々１つにおいて負荷を決定するための手段を有し、
前記制御するための手段は、前記負荷に依存して前記電源電圧の夫々１つのレベルを制御するよう配置される、
ことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項７】
同じサブピクセルカラーを有する画素は、前記複数のグループのうちの関連する１つに集められることを特徴とする請求項６記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項８】
前記負荷を決定するための手段は、
前記グループのうちの少なくとも１つに関して、前記グループのうちの前記少なくとも１つグループの電源電極の夫々１つにおいて１つの実効負荷を決定するための手段，
前記グループのうちの少なくとも１つのグループ内で決定された前記実効負荷の中から最大のものを決定するための手段，
を有し、
前記制御するための手段は、前記グループのうちの前記少なくとも１つのグループの中で決定された前記実効負荷のうちの最大のものに適合するレベルへと前記グループのうちの前記少なくとも１つのグループに結合された前記電源電圧を制御するよう配置される、
ことを特徴とする請求項６記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項９】
前記負荷を決定するための手段は、当該アクティブマトリクスディスプレイの全ての画素によって決定される平均画像負荷を決定するための手段を有し、
前記制御するための手段は、前記負荷及び前記平均画像負荷に依存して前記電源電圧のレベルを制御するよう配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項１０】
前記制御するための手段は、前記平均画像負荷が減少する場合に前記電源電圧のレベルを増大させるよう配置されることを特徴とする請求項９記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの電源電極は、導電グリッドを形成するために、前記セレクト電極の方向及び前記データ電極の方向に延在する複数の電源電極を有することを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項１２】
前記負荷を決定するための手段は、当該アクティブマトリクスディスプレイの全ての画素によって決定される平均画像負荷を決定するための手段を有し、
前記制御するための手段は、前記平均画像負荷に依存して前記電源電圧のレベルを制御するよう配置される、
ことを特徴とする請求項１１記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項１３】
セレクト電極を駆動するためのセレクト駆動部，
データをデータ電極へ供給するためのデータ駆動部，
前記セレクト電極と同じ方向に又は前記データ電極と同じ方向に延在する画素の少なくとも１つのラインの画素駆動回路へ電源電圧を供給するよう配置された少なくとも１つの電源電極，
前記データ電極及び前記セレクト電極の交点に結合され、発光素子と、該発光素子の輝度を制御するよう前記少なくとも１つの電源電極を介して前記電源電圧及び前記データ電極を介してデータを受けるための画素駆動回路とを有する画素，
前記少なくとも１つの電源電極での負荷を決定するための手段，及び
前記決定された負荷に依存して前記電源電圧のレベルを制御するための手段，
を有するアクティブマトリクスディスプレイ用制御装置。
【請求項１４】
セレクト電極を駆動するためのセレクト駆動部，
データをデータ電極へ供給するためのデータ駆動部，
電源電圧を供給するための電力供給源，
前記セレクト電極と同じ方向に又は前記データ電極と同じ方向に延在する画素の少なくとも１つのラインの画素駆動回路へ前記電源電圧を供給するよう配置された少なくとも１つの電源電極，及び
前記データ電極及び前記セレクト電極の交点に結合され、発光素子と、該発光素子の輝度を制御するよう前記少なくとも１つの電源電極を介して前記電源電圧及び前記データ電極を介してデータを受け，
前記少なくとも１つの電源電極での負荷を決定し，
前記決定された負荷に依存して前記電源電圧のレベルを制御するための画素駆動回路とを有する画素，
を有するアクティブマトリクスディスプレイの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリクスディスプレイと、アクティブマトリクスディスプレイ用制御装置と、アクティブマトリクスディスプレイの制御方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス発光デバイス（ＬＥＤとも呼ばれる。）ディスプレイは、画素の配列を有する。夫々の画素は、画素駆動回路と、ＬＥＤとを有する。画素駆動回路は、セレクト電極を介してアドレスセレクト信号又はアドレスセレクト信号の組を、データ電極を介してデータ信号を、電源電極を介して電源電圧を受け取って、ＬＥＤを流れる電流を発生させる電圧を供給する。通常、画素は、列及び行を有するマトリクスに配置される。このマトリクス配置では、通常、画素は、行方向に延在するセレクト電極を介して行ごとに選択され、データは、選択された列へ、列方向に延在するデータ電極を介して供給される。電源電極は、行方向又は列方向に延在しうる。画素のグレーレベルは、データ電極の電圧のレベルによって決定される。例えば、光発生のデューティーサイクルを制御するよう、画素回路を駆動するために１よりも多いセレクト電極を使用することが可能である。ＬＥＤは、電流駆動されるデバイスであり、その輝度は、デバイスを流れる電流によって決定される。
【０００３】
セレクト電極の特定の１つが、ＬＥＤの結合された行が選択されるべきことを画素駆動回路の結合された行へ示す電圧を有する場合に、画素駆動回路の結合された行は、選択された行のＬＥＤへ夫々の電流を供給するようデータ信号によってプログラムされ、データ電極を介して受信した夫々のデータ信号の値に対応する光量を発生させる。画素の次の行が選択されると、画素の前の行の状態は固定される。
【０００４】
電源電極は、光を発生させるためにＬＥＤによって必要とされる電流を供給する。従って、電源電極が列方向に延在する場合には、特定の電源電極での電流は、結合された列での画素の状態に依存する。電源電極が行方向に延在する場合には、特定の電源電極での電流は、結合された行での画素の状態に依存する。電源電極は抵抗を有し、電流はその電源電極を介して画素へと流れているので、電圧降下が電源電極の両端で発生しうる。この電圧降下はクロストークを生じさせうる。ディスプレイの夫々の画素へ供給される電源電圧は、画素駆動回路が、ＬＥＤを流れる所要の電流を得るようＬＥＤへ電圧を供給できるほどに、少なくとも十分であるべきである。電源電圧を電源電極へ供給する電力供給源は、電源電極の両端に起こり得る最大電圧降下に対処できるほどに十分に高く選択されるべきである。結果として、ディスプレイの電力消費は、平均で、必要とされるよりもずっと大きくなりうる。これは、特に、電源電極が、比較的長く、比較的高い抵抗を有し、電源電極に多数のＬＥＤが結合されていることに起因して大電流を供給すべきところの、大型ディスプレイにとって問題となりうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、マトリクスディスプレイの電力消費を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、請求項１で請求されるアクティブマトリクスディスプレイを提供する。本発明の第２の態様は、請求項１３で請求されるアクティブマトリクスディスプレイ用制御装置を提供する。本発明の第３の態様は、請求項１４で請求されるアクティブマトリクスの制御方法を提供する。有利な実施例は、従属請求項で定められる。
【０００７】
本発明の第１の態様に従うアクティブマトリクスディスプレイは、セレクト電極を駆動するためのセレクト駆動部と、前記セレクト電極と交差するデータ電極へデータを供給するためのデータ駆動部とを有する。例えば、前記セレクト電極は行方向に延在し、前記データ電極は列方向に延在する。代替的には、前記セレクト電極は列方向に延在しても良く、前記データ電極は、行方向に延在しても良い。画素は、前記データ電極及び前記セレクト電極の交点に結合される。夫々の画素は、ＬＥＤと、画素駆動回路とを有する。前記セレクト電極の中から選択された１つに結合された画素駆動回路は、前記データ電極上のデータによって示される光量を放射するよう、結合されたＬＥＤを制御する。従って、前記画素駆動回路は、前記セレクト電極を介してセレクト電圧を、前記データ電極を介してデータ信号を、電源電極を介して電源電圧を受け取る。電力供給源は、前記電源電圧を前記電源電極へ供給する。前記電源電極は、前記セレクト電極と同じ方向に又は前記データ電極と同じ方向に延在しても良い。従って、前記電源電極のうちの１つに結合された画素のラインは、前記セレクト電極と同じ方向に又は前記データ電極と同じ方向に延在する。
【０００８】
前記電源電圧のレベルは、画素駆動回路のラインに結合された画素によって引き起こされる前記電源電極での負荷によって制御される。前記電源電圧は、前記画素駆動回路の正確な動作を保証するために、前記負荷により変動するレベルを有するよう制御される。結果として、前記電源電極の両端で発生し、前記負荷によって決定される最大電圧降下が考慮されるので、前記電源電圧のレベルは常に十分に高い。他方で、前記電源電圧のレベルは、最大の負荷が生ずるところの最悪の場合の状況で必要とされる比較的高い固定値を有する必要はない。この場合に、前記電源電圧のレベルは、実際に生ずる最大の負荷により変動する。通常、前記最悪の場合の状況は、全てのＬＥＤが最大光量を発生させるべき場合に生ずる。前記負荷を決定し、前記電源電圧を然るべく制御することによって、前記電源電圧は、表示される平均画像コンテンツに依存し、平均電力消費は減少する。
【０００９】
望ましくは、前記負荷は、別々に、全ての電源電極を結合された画素のラインに関して決定される。同じ電源電圧が供給される画素のラインのグループの画素のラインで発生する最大負荷は、この電源電圧のレベルを決定する。
【００１０】
ＵＳ−Ａ−５，６８４，３６８は、画素の列及び行の配列に配置された発光デバイス（ＬＥＤとも呼ばれる。）の配列を開示する。夫々の画素は、関連する抵抗及び電流の必要条件を有する。駆動部は、列導体を介して列へ、行導体を介して行へ夫々結合された複数の列駆動部と、複数の行駆動部とを有する。前記配列は、ＬＥＤが列導体と行導体との間に直接的に接続されているので、パッシブマトリクスディスプレイを形成する。更に、前記配列は、行によって選択され、選択された行の画素のみが、この行が選択されている時間内の期間中に光を発生させる。夫々のＬＥＤと直列である集中抵抗器は、結合された列導体、結合された行導体及び結合されたＬＥＤの抵抗を表す。
【００１１】
制御可能な電力供給源は、前記列駆動部へ結合された第１の端子と、前記行駆動部に結合された第２の端子と、制御信号に応じて前記第１の端子と前記第２の端子との間に印加される電源電圧を制御するよう接続された制御端子とを有する。前記ＬＥＤと、該ＬＥＤに直列な抵抗器とによって引き出される電流に起因して、電圧差は、列の第１のＬＥＤと第２のＬＥＤとの間で、同じ電流がこれらのＬＥＤに流されるべき場合に生ずる。制御回路は、前記ＬＥＤの夫々１つに結合された抵抗器の夫々の１つの両端での電圧降下を感知し、この電圧降下を補償するよう前記電力供給源を制御する。これは、画素の選択された行の夫々に対して可能である。これは、これらの画素が電流を導きうる為である。しかし、実際には、画素の駆動電圧は、直接的に変更される。これは、電圧降下の補償が電圧降下に影響を及ぼし、ひいては、処理するのが困難である再帰的効果を引き起こすという欠点を有する。
【００１２】
本発明は、変更されるのが、ＬＥＤ両端に供給される電圧ではなく、前記画素駆動回路の電源電圧である点で従来技術とは異なる。ＬＥＤへ供給される電流は、前記画素駆動回路へ供給されるデータによって決定され、前記電源電圧とは無関係であるべきである。一方で、前記電源電圧は、それが、常に、前記画素駆動回路の正確な動作を保証できるほどに十分に大きくなるように、変更される。他方で、前記電源電圧は、望ましくは、アクティブマトリクスディスプレイの電力消費を最小限とするよう可能な限り低い。本発明に従う前記画素駆動回路は、従来技術では存在しない。留意すべきは、同じ列にある全ての画素は、データに依存して、同時に光を発生させる点である。従って、従来技術のように、行ごとに別々に画素の電源電圧を補正することはできない。
【００１３】
請求項２で請求される実施例では、前記電源電圧のレベルは、前記負荷のレベルが増大する場合に前記電源電圧のレベルを増大させる。前記負荷の増大は、光を発生させるＬＥＤの数が増えることを示す。前記電源電極の両端の電圧降下は、より大きくなり、前記電源電圧は、前記画素駆動回路の正確な動作を維持するよう増大すべきである。
【００１４】
請求項３で請求される実施例では、画素駆動回路のラインに結合された画素の負荷は、光を発する前記画素の積算グレーレベルと、画素のラインの画素の総数を乗じられた画素の最大グレーレベルとの間の比として決定される。この比は、前記データから容易に計算され得る。
【００１５】
請求項４で請求される実施例では、前記電源電極は、前記データ電極の方向に延在する。同じ電源電圧が、全ての電源電極へ供給される。前記負荷は、前記電源電極の夫々１つに対して別々に決定される。前記負荷の最大のものは、前記電源電圧の所要のレベルを決定する。このようにして、単一の制御可能な電力供給源しか必要とされない。この電力供給源によって発生した電源電圧は、最も負荷のかかった電源電極が、結合された画素駆動回路の正確な動作を実現するほど十分な電源電圧を受けるように制御される。他の電源電極に関しては、前記電源電圧は、必要とされるよりも大きいが、依然として、平均で、電力消費は、前記電源電圧が、電源電極に結合された全てのＬＥＤが光を発生させるべきところの最悪の場合の状況を補償するのに適した固定値を有する場合よりも低い。
【００１６】
請求項５で請求される実施例では、前記電源電極は、前記セレクト電極の方向に延在する。同じ電源電圧が、全ての電源電極へ供給される。前記負荷は、前記電源電極の夫々１つに対して別々に決定される。前記電源電圧は、決定された前記負荷のうちの最大のものに適したレベルへと制御される。先と同じく、このようにして、このようにして、単一の制御可能な電力供給源しか必要とされない。電力供給源によって発生した電源電圧は、最も負荷のかかった電源電極が、結合された画素駆動回路の正確な動作を実現するほど十分な電源電圧を受けるように制御される。他の電源電極に関しては、前記電源電圧は、必要とされるよりも大きい。しかし、依然として、平均で、電力消費は、前記電源電圧が、電源電極に結合された全てのＬＥＤが光を発生させるべきところの最悪の場合の状況を補償するのに適した固定値を有する場合よりも低い。
【００１７】
請求項６で請求される実施例では、前記電力供給源は、前記電源電極の結合された複数のグループへ複数の電源電圧を供給する。従って、前記電源電極は、夫々が夫々の電源電圧を受けるグループに分けられる。前記グループは、同じ又は異なった量の電源電極を有しうる。前記グループは、単一の電源電極、又は幾つかの電源電極を有しうる。前記負荷は、複数の電源電圧の夫々の１つに対して決定され、前記電源電圧の夫々１つのレベルは、決定された前記結合された負荷に依存して制御される。従って。夫々のグループの電源電圧は、このグループの負荷に依存して、このグループの画素駆動回路が正確に動作し、電力消費が最小となるように、最適化可能である。
【００１８】
請求項７で請求される実施例では、同じ色の画素は、同じ電源電圧を受けるよう共にグループ化される。好ましい実施例では、前記グループは原色ごとに作られ、従って、１つのグループは全ての赤色サブピクセルを対象とし、第２のグループは全ての緑色サブピクセルを対象とし、第３のグループは全ての青色サブピクセルを対象とする。マトリクスディスプレイが白色画素も有する場合には、更に、これらの白色画素が、夫々の電源電圧を受けるグループに集められる。
【００１９】
請求項８で請求される実施例では、前記グループのうちの少なくとも１つの電源電極の夫々１つにおける負荷は、前記負荷の中から最大のものを見つけるよう決定される。前記グループのうちのこの少なくとも１つに結合された電源電圧は、前記グループのうちの前出の少なくとも１つの中で決定される負荷のうちの最大のものに適したレベルへと制御される。
【００２０】
請求項９で請求される実施例では、更に、当該アクティブマトリクスディスプレイの全ての画素によって決定される平均画像負荷が決定される。前記電源電圧のレベルは、画素駆動回路のラインに結合された負荷、及び前記平均画像負荷の両方に依存する。前記平均画像負荷は、当該ディスプレイによって消費される全電流を示す。通常、有限な電力供給容量に起因して、この全電流は、全てのＬＥＤが光を発生させる場合に生じうる最大電流よりも低い値に制限される。従って、前記データが、電力供給源が供給することができる最大電流よりも全電流が高くなりうるほどである場合に、ピーク輝度は下げられる。例えば、ピーク輝度は、平均負荷が制限されるようにフレームの間に光出力を下げるよう、期待される平均負荷に依存して前記データを適合させることによって制御される。しかし、前記平均画像負荷が比較的低い場合には、高いピーク輝度が達成される。これは、全電流が、前記電力供給源が扱うことができる最大電流に近くない為である。その場合に、光を発するＬＥＤでの電流は比較的高く、従って、前記電源電極の両端の電圧降下は、比較的高くなりうる。従って、請求項１０で請求される本発明に従う実施例で定義されるように、前記電源電圧のレベルは、前記平均負荷が減少する場合に増大すべきである。あるいは、前出とは異なり、高い負荷に関しては、前記電源電圧は低くされ、当該アクティブマトリクスディスプレイの電力消費は、更に低減する。
【００２１】
請求項１１で請求される実施例では、前記電源電極は、前記セレクト電極及び前記データ電極の両方向に延在する。前記セレクト電極の方向に延在する電源電極と、前記データ電極の方向に延在する電源電極との交点では、導電接続が、導電グリッドを形成するよう存在する。このようなグリッドでは、電圧降下がより小さくなりうる。更に、上述したように前記セレクト電極の方向又は前記データ電極の方向にある電源電極における負荷を決定することも可能である。前記負荷が前記データ電極の方向で決定される場合には、これは、前記負荷が、データ電極に結合されたＬＥＤの実際の状態に依存することを意味する。先と同じく、前記電力供給源は、この負荷により制御されても良い。先と同じく、前記負荷は、別々に前記電源電極に関して決定された負荷のうちの最大のものとして決定されても良く、前記電力供給源は、この最大負荷により制御される。しかし、請求項１２で請求される本発明に従う実施例で定義されるように、前記電源電極がグリッドを形成する場合には、前記平均画像負荷にのみ依存して前記電力供給源を制御すれば足りる。
【００２２】
本発明の上記及び他の態様は、以下で述べられる実施例から明らかとなるよう説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、マトリクスディスプレイ装置の一部の詳細図を示す。４つの画素１０しか示されない。実際の実施においては、マトリクスディスプレイ装置は、より多数の画素１０を有しうる。夫々の画素１０は、ＬＥＤ  Ｌと、画素駆動回路ＰＤとを有する。ＬＥＤは、例えば、無機電界発光（ＥＬ）デバイス、有機ＥＬデバイス、冷陰極、又は、高分子若しくは小分子ＬＥＤのような有機ＬＥＤであっても良い。特に、高分子及び小分子ＬＥＤは、高品位のディスプレイを作るための新しい道を開いてきた。これらのディスプレイの有利な点は、自発光技術、高輝度、完璧に近い視野角、及び高速な応答時間である。これらの有利な点は、ＯＬＥＤ技術が、ＬＣＤディスプレイよりも良好なスクリーン前面の性能をもたらす可能性を秘めていることを示す。パッシブマトリクス及びアクティブマトリクスアドレス指定を用いることが可能である。以下で検討される比較的大きなディスプレイ（＞１０”）に関して、アクティブマトリクスアドレス指定は、電力消費を低減するよう求められる。
【００２４】
一例として、図１では、セレクト電極ＳＥが行方向に延在し、データ電極ＤＥが列方向に延在する。また、セレクト電極ＳＥが列方向に、データ電極ＤＥが行方向に延在することも可能である。同じく、一例として、電源電極ＰＥが列方向に延在する。電源電極ＰＥは、行方向に延在しても良く、あるいは、グリッドを形成しても良い。
【００２５】
夫々の画素駆動回路ＰＤは、その結合されたセレクト電極ＳＥからセレクト信号を、その結合されたデータ電極ＤＥからデータ信号Ｄを、その結合された電源電極ＰＥから電源電圧ＶＢを受けて、その結合されたＬＥＤ  Ｌへ電圧Ｖｄ及び電流Ｉｄを供給する。夫々の画素に関して同じ参照符号が同じ要素を示すよう用いられているが、信号、電圧及びデータの値は異なっても良い。
【００２６】
電流Ｉｄは、電源電極ＰＥ及び画素駆動回路ＰＤを介してＬＥＤ  Ｌに流される。ＬＥＤのグレーレベルは、ＬＥＤを流れている電流のレベルによって決定される。電流Ｉｄは、データ電極ＤＥ上のデータ信号レベルによって決定される。（一般にアドレスラインとも呼ばれる）セレクト電極ＳＥは、画素１０の行を１つずつ選択（又はアドレス指定）するために用いられる。実際には、ディスプレイラインごとに更なるアドレスラインが、例えば、ＬＥＤ  Ｌへ供給される電流Ｉｄのデューティーサイクルを制御するために、用いられても良い。画素１０の１よりも多い行を１度に選択することが可能である。
【００２７】
電源電極ＰＥは、ＬＥＤ  Ｌで所要の光量を発生させるために必要とされる電流を供給する。電圧降下は、電源電極ＰＥの両端で、その抵抗に起因して発生する。この電圧降下は、クロストークをもたらしうる。ディスプレイの夫々の画素１０での電圧は、正確に動作するよう画素駆動回路ＰＤによって必要とされる電圧と、所要の光量を発生させることができるようＬＥＤの両端で必要とされる電圧Ｖｄとの合計に少なくとも等しくなるべきである。電源電極ＰＥの抵抗の影響について図６に関して明らかにする。画素駆動回路ＰＤの一例については、図７に関して明らかにする。
【００２８】
図２は、本発明に従うアクティブマトリクスディスプレイのブロック図を示す。アクティブマトリクスディスプレイは、交差するセレクト電極ＳＥ及びデータ電極ＤＥと結合された画素１０（図１参照。）を有するアクティブマトリクスディスプレイ１を有する。セレクト駆動部ＳＤは、セレクト電極ＳＥを１つずつ選択するようセレクト電極ＳＥへセレクト電圧又はセレクトデータを供給する。これは、選択されたセレクト電極ＳＥへ結合された画素１０が、データ駆動部ＤＤによってデータ電極ＤＥへ供給されたデータＤによって決定される光量を作りうることを意味する。次のセレクト電極ＳＥが選択される場合に、前に選択されたセレクト電極ＳＥに結合された画素１０の状態は保たれる。同じく、現在選択されているセレクト電極ＳＥに結合された画素１０の状態は、データ電極ＤＥ上のデータＤによって決定される。全てのセレクト電極ＳＥは、フレーム期間の直後に選択されており、完全な画像が表示される。次の画像は、次のフレーム期間の間に表示されうる。電力供給源ＰＳは、ディスプレイ装置１の電源電極ＰＥ（図１参照。）へ電源電圧ＶＢを供給する。
【００２９】
夫々の画像を正確に表示するために、電源電極ＰＥの両端の電圧降下の最悪値が決定されなければならない。列方向に延在する電源電極を用いる場合に、最大電圧降下は、最大光量を放射するディスプレイ列で、従って、最大映像負荷を有する画素１０の列で、生じうる。従って、どの列が最大映像負荷を有するかが決定される。この列では、最大電流が電源電極ＰＥを流れる。その場合に、画素駆動回路ＰＤの正確な動作を確実にするために必要とされる電源電圧ＶＢの値は、この列に関して決定される。これは最悪値であるから、計算値はディスプレイ全体へ適用され、全ての画素駆動回路ＰＤは正確に動作する。画素駆動回路ＰＤは、画素駆動回路ＰＤがＬＥＤ  Ｌへ電圧Ｖｄを供給することを可能にするほど電源電圧ＶＢが十分に高い場合に、正確に動作する。
【００３０】
以下、提案されたアルゴリズムを実施するための可能な方法について述べる。第１に、入力映像ＩＶは、バッファリングされた入力映像ＢＩＶとしてフレームバッファＦＢに保存される。ライン負荷計算機ＬＬは、バッファリングされた入力映像ＢＩＶを受け取って、ディスプレイ１の夫々の列に関して列負荷ＡＬを計算し、計算された列負荷ＡＬをラインメモリＬＭに保存する。画素１０の特定の列の列負荷ＡＬは、その特定の列のＬＥＤ  Ｌによって表わされるグレー値を合計することによって決定されうる。画像全体が解析され、全ての列負荷ＡＬが決定された後に、最大値検出器ＤＭＶは、列負荷ＡＬの最大値ＭＡを検出する。制御部ＣＯは、この最大値と、入力映像ＩＶのライン同期化信号Ｈｓ及びフレーム同期化信号Ｖｓとを受け取り、制御信号ＣＰを電力供給源ＰＳへ供給して、列負荷ＡＬの最大値ＭＡに適応する特定のレベルへと電源電圧ＶＢを設定する。望ましくは、制御部ＣＯは、異なる列負荷ＡＬに対して適切な電源電圧を供給する所定のテーブルを使用する。電源電圧ＶＢの適切なレベルは、画素駆動回路ＰＤが正確に動作することを可能にするほど十分に高いレベルである。しかし、列負荷ＡＬが、列に結合された全てのＬＥＤがそれらの最大電流を受けるべき場合に生ずる最大負荷でない場合に、この適切なレベルは、電力消費が減少するように最大負荷に必要とされる最大レベルよりも低い。ラインメモリＬＭは必ずしも必要なわけではなく、最大値ＭＡは、また、現在計算されている列負荷ＡＬを、それまでに見つけられ、保存された最大列負荷ＡＬと比較することによって、見つけられても良い。現在計算されている列負荷ＡＬが、保存された列負荷ＡＬよりも高い場合に、現在の列負荷ＡＬは保存される。
【００３１】
同じ電源電圧ＶＢがディスプレイの全ての電源電極ＰＥへ供給されることは必須ではない。図４に関して更に詳細に明らかにされるように、電源電極は、夫々の電源電圧ＶＢ１、ＶＢ２、ＶＢ３を夫々受け取るグループに分けられても良い。この場合に、列負荷の最大値ＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、グループごとに決定される。これらの最大値ＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、ラインメモリＬＭに保存された列負荷ＡＬから決定されうる。従って、ラインメモリＬＭにおいて、列負荷ＡＬは、夫々の列に使用可能である。この場合に、制御信号ＣＰは、電力供給源ＰＳによって発生した複数の電源電圧ＶＢ１、ＶＢ２、ＶＢ３のレベルを制御することができる。可能なグループ分け方法は、同じグループに同じサブピクセルカラー（赤、緑又は青）の全ての列を集めることである。赤、緑及び青のグループにより、電圧ＶＢ１、ＶＢ２及びＶＢ３は、異なった効率を通常有する３つの異なった色に最適化されうる。異なる色のサブピクセルに係る異なる電圧降下は、最適に考慮されうる。
【００３２】
最大値が決定されることは必須ではない。また、夫々の電源電極ＰＥは、この列に関して決定された電力負荷ＡＬによって制御されるレベルを有する夫々の電源電圧ＶＢを有することが可能である。また、負荷ＡＬの平均値により電源電圧ＶＢのレベルを制御することも可能である。この平均値は、完全なディスプレイ１の全ての画素１０に関して、又は、相互接続された電源電極ＰＥのグループに関して、望ましく決定される。特に、電源電極ＰＥがグリッドを形成する場合には、図５に関して更に詳細に明らかにされるように、負荷ＡＬの平均値に依存して電源電圧ＶＢのレベルのみを制御すれば十分である。
【００３３】
電源電極ＰＥが行方向に延在する場合に、これらの電極の両端の電圧降下は、最大行（ｌｉｎｅ）負荷ＡＬを有するディスプレイ行において最大となりうる。この場合に留意すべきは、上述した原理が同様に有効であって、列負荷ＡＬの代わりに、この場合には、行負荷ＡＬが夫々の行に関して計算されるべき点である。
【００３４】
制御部ＣＯは、セレクト駆動部ＳＤへ制御信号ＣＲを、データ駆動部ＤＤへ制御信号ＣＣを更に供給して、画素１０の行の選択と、画素１０の選択された行へのデータＤの供給とを同期させる。制御部ＣＯは、最大値ＭＡの検出を制御するよう制御信号ＣＶを最大値検出器ＤＭＶへ供給する。
【００３５】
図３は、マトリクスディスプレイ装置、及び、全て相互接続され、列方向に延在するその電源電極の様式図を示す。領域ＣＡは、アクティブディスプレイＤＡの基台を表す。電源電極ＰＥは、列方向に延在しており、同じ電源電圧ＶＢを電力供給源ＰＳから受けるよう全て相互接続されている。
【００３６】
図４は、マトリクスディスプレイ装置、及び、グループで相互接続され、列方向に延在するその電源電極の様式図を示す。この例では、相互接続された電源電極ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３の３つのグループが示されており、これらのグループは、夫々、電源電圧ＶＢ１、ＶＢ２、ＶＢ３を電力供給源ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３の夫々から受け取る。相互接続された電源電極ＰＥから成る、より多くの又はより少ないグループに電源電極ＰＥを分けることが可能である。また、別々に制御可能な電源電圧ＶＢを別々に電源電極ＰＥの夫々１つへ接続することも可能である。
【００３７】
図５は、本発明に従うアクティブマトリクスディスプレイシステムのブロック図を示す。ディスプレイ１の最大電力消費を制限するために、所謂電力制御アルゴリズムが実施される。電力制御アルゴリズムは、表示された画像に依存してディスプレイ１のピーク輝度を変化させて、所定の最大電力消費に制限された平均電力消費を得る。１つ又は複数の電力供給源ＰＳは、共に、この所定の最大電力を供給することができるよう必要な大きさにされる。電力消費を制限するよう、高コンテンツ（ｈｉｇｈ  ｃｏｎｔｅｎｔ）を伴う画像では、ピーク輝度が減少し、一方、低コンテンツ（ｌｏｗ  ｃｏｎｔｅｎｔ）を伴う画像では、ピーク輝度が高くされる。高い及び低いコンテンツにより、夫々、１つ又は複数の電力供給源ＰＳで高い又は低い負荷を発生させるコンテンツが生ずる。従って、通常、高コンテンツは、画像の大部分が高輝度を有する場合に存在する。
【００３８】
これらの電力制御アルゴリズムの全ては、電源電極ＰＥの両端の電圧降下に影響を及ぼす。例えば、可能な方法は、データ電極ＤＥを介して画素駆動回路ＰＤにおいてプログラムされる最大データ信号を変更することである（図１参照。）。最大値であるグレーレベルは、より低い電流と、ひいてはより低い輝度とをもたらす、より低い電圧によりプログラムされる。結果として、電源電極ＰＥの両端の最大電圧降下は、ディスプレイの輝度が過大な平均負荷を防ぐよう減じられる場合に減少する。従って、電源電極ＰＥでの電圧のレベルは、電力制御アルゴリズムの設定に依存して作られ得る。電力制御アルゴリズムが高コンテンツを検出すると、ディスプレイの輝度は減じられ、電源電極ＰＥの両端の電圧降下は減少し、ひいては、電源電圧ＶＢのレベルが電力消費を最適化するよう減じられる。
【００３９】
図５は、検出されたピクチャー・コンテンツに依存する電源電圧ＶＢの制御の可能な実施を示す。図２と同じ参照符号を有する図５中の要素は、同じ機能を有し、再び明らかとされる必要はない。最大値計算機ＭＣは、ライン負荷計算機ＬＬと、ラインメモリＬＭと、最大値検出器ＤＭＶとを有する。図２に対する主な相違は、電力負荷計算機ＣＩＬが加えられている点である。この電力負荷計算機ＣＩＬは、基本的には画像の積算グレーレベルである総体的な画像負荷を検出することによって、電力制御アルゴリズムを実行する。電力負荷計算機ＣＩＬは、入力映像ＩＶと制御信号ＣＶとを受けて、総体的な画像負荷ＩＬを制御部ＣＯへ供給する。制御部ＣＯは、計算された総体的な画像負荷ＩＬを用いて、ディスプレイ１のピーク輝度を設定する。例えば、制御部ＣＯは、画素駆動回路ＰＤにおいてプログラムされた最大信号レベルを変更するようデータ駆動部ＤＤを制御する。代替的には、制御部は、受け取ったデータワードの値を変更するようデータ駆動部ＤＤ又はデータ処理部（図示せず。）を制御しても良い。図５に示された本発明に従う実施例では、制御部は、計算された総体的な画像負荷ＩＬ及び最大値ＭＡの両方を用いて、電源電圧ＶＢのレベルを設定する。
【００４０】
代替的に、総体的な画像負荷ＩＬにのみ基づいて電源電圧ＶＢのレベルを設定することが可能である。これは、特に、電力グリッドが電力ラインの代わりに導入される場合に可能である。電力ラインにより、電源電極ＰＥは、列又は行のいずれか１つの方向に延在することができる。電力グリッドにより、電源電極ＰＥは、列及び行の両方向に延在し、列方向に延在する電源電極ＰＥと行方向に延在する電源電極ＰＥとの交点は、電気的に相互接続されうる。電力グリッドでは、電流が２方向ではなく４方向に流れることができるので、電流は、異なる列の幾つかの電源電極ＰＥに亘って分配される。フルホワイト画像に関して、電源電圧降下は、電力グリッドが電力ラインの代わりに使用される場合には異ならない。しかし、最大画像負荷よりも低い画像では、電流は、複数の電力ライン及び列に亘って広げられ、結果として、電源電圧降下はより低くなりうる。これは、電源電圧ＶＢが、列ではなく画像全体の平均画像負荷ＩＬに依存して変えられることを意味する。このアプローチにおいて留意すべきは、望ましくは、電力制御ループの輝度制御が、先に明らかとされたように考慮される点である。
【００４１】
図６は、電源電極の概要図を示す。電源電極ＰＥは、連続する画素１０の間の電源電極ＰＥの抵抗を表す集中抵抗器の直列配置を有するとされる。最初及び最後の抵抗器は、最初の画素から電力供給源ＰＳまで、及び最後の画素から電力供給源ＰＳまでの電源電極の抵抗を表す。この最初及び最後の抵抗器Ｒは、他の抵抗器とは異なった値を有しうる。２つの連続した集中抵抗器Ｒの間の接点の上の数ｉ（０からＮ−１の範囲。）は、関連する電流Ｉ（ｉ）が流れ込む画素１０の番号を示す。この電源電極ＰＥ沿いの画素１０の総数はＮである。示されている電源電極ＰＥは、列方向又は行方向に延在しうる。
【００４２】
電源電極ＰＥの端から端までの電圧降下は、次の式に
【００４３】
【数１】
2007528513.tif 000003
によって決定される。なお、ｎは画素番号であり、Ｎは電源電極ＰＥに結合された画素１０の総数であり、Ｒは２つの連続する画素の間の電源電極ＰＥの抵抗であり、Ｉ（ｊ）は、画素ｊに流れ込む電流である。この式は、電源電極ＰＥがラインで配置される場合に有効である。電源電極ＰＥがグリッドで配置される場合には、他の式が有効である。
【００４４】
図７は、画素駆動回路の実施例を示す。画素駆動回路ＰＤは、トランジスタＴ２の主要電流経路とＬＥＬ  Ｌとの直列配置を有する。トランジスタＴ２は、ＦＥＴであるように示されているが、他のトランジスタ形式であっても良い。ＬＥＤ  Ｌは、ダイオードとして表されているが、他の電流駆動型発光素子であっても良い。直列配置は、電源電極ＰＥと接地（絶対接地又は局地接地、即ち、共通電圧）との間に配置されている。トランジスタＴ２の制御電極は、キャパシタＣと、トランジスタＴ１の主要電流経路の端子との接点へ接続されている。トランジスタＴ１の主要電流経路の他の端子は、データ電極ＤＥへ接続されており、トランジスタＴ１の制御電極は、セレクト電極ＳＥへ接続されている。トランジスタＴ１は、ＦＥＴであるように示されているが、他のトランジスタ形式であっても良い。キャパシタＣの依然として未接続の端子は、電源電極ＰＥへ接続されている。
【００４５】
以下、回路の動作について明らかにする。画素の行が、画素のこの行が結合されたセレクト電極ＳＥ上の適切な電圧によって選択される場合に、トランジスタＴ１は導通する。ＬＥＤ  Ｌの所要の光出力を示すレベルを有するデータ信号Ｄは、トランジスタＴ２の制御電極へ供給される。トランジスタＴ２は、データレベルに従ってインピーダンスを得て、所望の電流Ｉｄは、ＬＥＤ  Ｌを流れ始める。画素の行のセレクト期間の後、セレクト電極ＳＥでの電圧は、トランジスタＴ１が高抵抗となるよう変更される。キャパシタＣに蓄えられたデータ電圧Ｄは、ＬＥＤ  Ｌを流れる所望の電流Ｉｄを依然として得られるようトランジスタＴ２を駆動する。電流Ｉｄは、セレクト電極ＳＥが再び選択されて、データ電圧Ｄが変更される場合に変化しうる。
【００４６】
電流Ｉｄは、抵抗器Ｒｔを介して電源電圧ＶＢを受ける電源電極ＰＥによって供給される。抵抗器Ｒｔは、示されている画素１０へ向かう電源電極の抵抗を表す。留意すべきは、同じ電源電極ＰＥに結合される他の画素１０も電流を伝送しうる点であり、この電流はＩｏによって表されている。電流Ｉｄ及びＩｏは、両方とも、抵抗器Ｒｔを流れるので、電源電極ＰＥにおいて電圧降下を引き起こす。画素駆動回路ＰＤは、トランジスタＴ２の主要電流経路とＬＥＤ  Ｌとの直列配置の両端の電圧Ｖｐが電流Ｉｄを得られるほど十分に高い場合にのみ正確に機能しうる。電流Ｉｄは、データＤによって示されるＬＥＤ  Ｌの輝度を決定する。電源電圧ＶＢは、示されている画素によって必要とされる画素電圧Ｖｐを供給するほど十分に高い値を少なくとも有するべきである。
【００４７】
通常、電源電圧ＶＢのレベルは、最悪の場合の状況を補償するよう選択される。最悪の場合の状況では、電源電極ＰＥに結合された全てのＬＥＤ  Ｌは、最大輝度を発生させるべきである。従って、電源電極ＰＥの全電流（Ｉ＋Ｉｏ）は最大であり、また、電圧降下も最大となりうる。しかし、電源電極ＰＥに結合されているＬＥＤ  Ｌの輝度に依存して、より低いレベルの電源電圧ＶＢを選択すれば十分である。
【００４８】
本発明に従って、電源電極ＰＥでの負荷が決定され、電源電圧ＶＢのレベルは、この負荷に依存して制御される。多くの可能性が存在し、電源電極ＰＥで、又は、相互接続された電源電極ＰＥのグループで、この負荷を決定する。比較的簡単なアプローチは、例えば、電源電極ＰＥ又は電源電極ＰＥのグループに結合された画素１０の輝度を示すデジタル値を足し合わせることによって、入力映像ＩＶから負荷を計算することである。この電源電極ＰＥへ又は相互接続された電源電極ＰＥのグループへ供給される電源電圧ＶＢは、決定された負荷を適合させるよう制御される。この適合（ｆｉｔ）は、予め、動作中のディスプレイで決定され、テーブルに保存されても良い。単一の電源電圧ＶＢが１よりも多い電源電極ＰＥに対して使用される場合には、電源電極ＰＥごとの負荷が計算されても良い。電源電圧ＶＢのレベルは、計算された最大負荷を適合するよう変更される。入力映像ＩＶから決定された負荷に依存して電源電圧ＶＢを制御するこの方法は、電源電圧が、その動作時間の大部分の間に実際には全く存在しない最悪の場合の状況を考慮に入れるよう絶えず高い値を有するところの、既知のアプローチに対して、電力消費が減少するという利点を有する。
【００４９】
最も高い画素電圧Ｖｐを必要とする特定の電源電極ＰＥに結合された画素１０をより正確に決定することによって電力消費の低減を改善することが可能である。入力映像ＩＶは、夫々の画素に関して、ＬＥＤ  Ｌの所望の輝度を示す。従って、１からＮ−１の夫々のノード（図６参照。）での所望の電流Ｉ（ｊ）又はＩｄは、入力映像ＩＶから計算され得る。１からＮ−１の夫々のノードでの期待される電圧Ｖｐは、式１を用いて計算される。画素駆動回路ＰＤの動作は既知であり、例えば、トランジスタＴ２の両端の電圧マージンは、供給されるべき電流Ｉｄに依存すべきであることが知られる。結果として、どれほどの電圧Ｖｐが所望の電流Ｉｄを供給することができるよう夫々の画素に存在すべきであるかを計算することが可能である。電源電圧ＶＢは、この電源電圧ＶＢを受ける画素が所望の電流Ｉを発生させることを可能にするために必要とされる最小値を有するように制御される。
【００５０】
電源電極ＰＥに結合される計算された負荷に依存して電源電圧ＶＢを変化させることによる平均電力消費の低減は、また、画素駆動回路ＰＤの他の構成にも関連があり、（データ信号が夫々電圧又は電流であるところの）電圧プログラム式画素回路及び電流プログラム式画素回路の両方に適用される。例えば、ある代わりの画素駆動回路ＰＤは、ＳＩＤ０２ダイジェスト、９６８〜９７１ページ、Ｄ．フィッシュ等著、刊行物「アクティブマトリクス高分子／有機ＬＥＤディスプレイ用画素回路の比較（Ａ  Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  Ｐｉｘｅｌ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ｆｏｒ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｐｏｌｙｍｅｒ／Ｏｒｇａｎｉｃ  ＬＥＤ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ）」に開示されている。
【００５１】
留意すべきは、上述した実施例が本発明を限定するのではなく説明しているのであって、当業者は添付の特許請求の範囲の適用範囲を損なうことなく多数の代わりの実施例を設計することができるであろう点である。
【００５２】
特許請求の範囲において、括弧内の如何なる参照符号も、請求を限定するように解釈されるべきではない。動詞「有する」及びその活用形の使用は、請求項に列挙された以外の要素又はステップの存在を認めないわけではない。要素の前に置かれた冠詞「１つの」は、このような要素の複数個の存在を認めないわけではない。本発明は、幾つかの個別素子を有するハードウェアを用いて、また、適切にプログラムされたコンピュータを用いて、実施されても良い。幾つかの手段を列挙する装置クレームにおいて、これらの手段の幾つかは、ハードウェアの同一の物品によって具現化されても良い。ある手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという事実は、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示しているわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】マトリクスディスプレイ装置の一部の詳細図を示す。
【図２】本発明に従うアクティブマトリクスディスプレイシステムのブロック図を示す。
【図３】マトリクスディスプレイ装置、及び、全て相互接続され、列方向に延在するその電源電極の様式図を示す。
【図４】マトリクスディスプレイ装置、及び、グループで相互接続され、列方向に延在するその電源電極の様式図を示す。
【図５】本発明に従うアクティブマトリクスディスプレイシステムのブロック図を示す。
【図６】電源電極の概要図を示す。
【図７】画素駆動回路の実施例を示す。
【図１】
2007528513.tif 000004
【図２】
2007528513.tif 000005
【図３】
2007528513.tif 000006
【図４】
2007528513.tif 000007
【図５】
2007528513.tif 000008
【図６】
2007528513.tif 000009
【図７】
2007528513.tif 000010
【国際調査報告】
2007528513.tif 000011
2007528513.tif 000012