(57)【要約】本発明は、発光ディスプレイの素子（３）用の回路を提案する。前記素子は、電流制御手段（４）と、第１及び第２の切替え手段（１２，１０）と、発光手段（８）とを有する。一実施例では、信号保持手段（６）が設けられる。更に、複数の素子（３）を有する発光ディスプレイが提案される。更に、素子（３）及び発光ディスプレイを駆動するための方法が提案されており、当該方法と共に使用される制御信号も提案される。
2007518118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が流れると光を放射する発光手段と、該発光手段に直列に接続され、制御信号が当該第１の電流制御手段の制御電極へ供給される第１の電流制御手段と、第１の切替え信号によって制御され、前記制御電極への給電に際して配置される第１の切替え手段とを有する発光ディスプレイの素子であって、
第２の切替え信号によって制御される第２の切替え手段は、前記第１の電流制御手段の制御電極への給電に際して前記第１の切替え手段に直列に配置される、
ことを特徴とする素子。
【請求項２】
第２の電流制御手段の制御電極は、前記第１及び第２の切替え手段を介して前記第１の電流制御手段の制御電極へ切替え可能な状態で接続される、ことを特徴とする請求項１記載の素子。
【請求項３】
前記第１及び第２の電流制御手段は、電流ミラー回路を形成する、ことを特徴とする請求項２記載の素子。
【請求項４】
駆動信号は、第３の切替え手段を介して前記第２の電流制御手段へ切替え可能な状態で供給される、ことを特徴とする請求項２又は３記載の素子。
【請求項５】
信号保持手段は、前記第１及び／又は第２の切替え手段が前記第１の電流制御手段の制御電極への前記制御信号の供給を中断する場合に、前記制御信号が保持されるように、前記第１の電流制御手段の制御電極へ接続される、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の素子。
【請求項６】
前記制御信号及び／又は前記信号保持手段により保持される信号は、第４の切替え手段により所定の状態に置かれ得る、ことを特徴とする請求項５記載の素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の素子は、行及び／又は列に配置される、ことを特徴とする発光ディスプレイ。
【請求項８】
前記制御信号は、行及び／又は列に配置された複数の素子へ同時に供給される、ことを特徴とする請求項７記載の発光ディスプレイ。
【請求項９】
共通の第１の切替え信号は、行及び／又は列に配置された素子に含まれる複数の第１の切替え手段に供給される、ことを特徴とする請求項８記載の発光ディスプレイ。
【請求項１０】
請求項１記載の発光ディスプレイの素子を動作させる方法であって、
周期の開始時に前記第１の切替え手段を閉じるステップと、
前記第１の電流制御手段へ、所定の開始値から絶えず増大する制御信号を印加するステップと、
前記発光手段によって放射された光束が所望の大きさに達すると、前記第１の切替え手段を開くステップと、
前記印加された制御信号が所定の最終値に達すると、新しい周期を開始するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記発光ディスプレイの素子が、前記第１の切替え手段に直列に接続された第２の切替え手段を有する場合に、
前記第１の切替え手段を閉じる前又は後に前記第２の切替え手段を閉じるステップと、
新しい周期が開始される前に前記第２の切替え手段を開くステップと、
を有することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記第１及び第２の切替え手段は、列又は行に配置された非常に多数の素子から素子を選択するために使用される、ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
列又は行に配置された複数の発光素子は、同時に動作し、
前記列又は行は、順次に動作する、
ことを特徴とする請求項１１又は１２記載の方法。
【請求項１４】
開始値から絶えず増大する第１の制御信号の印加は、前記第１の電流制御手段へ切替え可能な状態で接続されている第２の電流制御手段への電流の印加である、ことを特徴とする請求項１０乃至１３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
第４の切替え信号は、信号保持手段に保持される信号を所定の状態に設定する第４の切替え手段へ一時的に印加される、ことを特徴とする請求項１０乃至１４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１６】
遊休時間は、２つの周期の間に設けられる、ことを特徴とする請求項１０乃至１５のうちいずれか一項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ディスプレイの素子用の回路と、複数の素子を有する発光ディスプレイ用の回路とに関する。本発明は、また、発光ディスプレイの素子を駆動するための方法と、当該方法おいて使用される信号とに関する。
【背景技術】
【０００２】
電流が流れる発光素子を用いて光を作る発光ディスプレイは、適切な配置に置かれた非常に多数の発光素子を有する。このような状況で、発光素子は、それらを流れる電気電流に依存する光束を出力する。用語「光束」は、光源の全放射パワーを表す。以下、「電気電流」を表すために、用語「電流」を用いる。複数の発光素子を有するマトリクス配置の場合に、白黒又は多色画像は、複数の画素によって表される。白黒画像の場合には、画像は、画素の個々のグレースケール値に分割される。このような状況で、グレースケール値は、異なった光束値である。異なる光束値は、発光素子を流れる対応する電流によって作られる。多色発光ディスプレイの場合には、異なる色の複数の発光素子が、通常、相互に作用する。夫々の画素の加法混色を用いると、発光素子の元の色とは異なる色を作ることが可能である。発光素子は、とりわけ、発光ダイオードを有する。発光ダイオードは、半導体物質（例えば、シリコン、ゲルマニウム）を基に作られるが、有機物質に基づく発光ダイオード（ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード））も利用可能である。これらの発光ダイオードの全てに共通する特徴は、出力される光束が、発光素子を流れる電流に依存することである。
【０００３】
特に、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の場合には、電流／電圧特性は、経年変化と、製造中のプロセスパラメータとに極めて依存する。
【０００４】
有機発光ダイオードでは、光は、有機ダイオード物質に直流を流すことによって作られる。この場合に、有機発光ダイオードは、順方向バイアスをかけられる。ＯＬＥＤの順方向電圧は、画素毎に変化し、時間とともに増大することが知られている。同様に、特定の光束を発生させる電流は、長い間、比較的安定したままであることが知られている。
【０００５】
従って、制御電圧が駆動のために使用される場合には、ＯＬＥＤの順方向電圧に関して経年変化を考慮する必要がある。
【０００６】
有機発光ダイオードの特定の製造方法の場合に、個々の発光素子の電気光学特性は、原則的に、特定の領域に亘って同じである。このような状況で、用語「電気光学特性」は、電流／電圧特性と、関連した光束とに関する。製造方法の適切な制御は、原則的には同じである電気光学特性のこれらの領域が行及び／又は列で配置された発光素子に広がるように、これらの領域が形成されることを可能にする。従って、駆動法は、原則的には同じである電気光学特性の夫々の領域に提供される補正値を必要としても良い。
【０００７】
時間依存性の電気光学特性を補償するための他の方法は、制御電流を用いて実行される駆動を含む。この目的のために、夫々の発光ダイオード、即ち、夫々の有機発光ダイオードは、例えば、その上流に接続された第１の電流制御手段を有する。第１の電流制御手段は、電流ミラー回路が得られるような方法で、第２の電流制御手段へ接続される。電流ミラー回路の場合に、第２の電流制御手段は、対応する制御信号が第２の電流制御手段の制御電極にある場合に、当該第２の電流制御手段を流れる基準電流を有する。この制御信号は、第１の電流制御手段の制御電極へ供給される。第１及び第２の電流制御手段が原則的には同じである特性を有する場合には、第１の電流制御手段を流れる電流は、第２の電流制御手段を流れる電流に対応する。２つの電流制御手段の同じ特性は、熱的、製造関連及び経年関連の変化を補償する。
【０００８】
電流ミラーの他の実施例では、ミラー電流が基準電流に対して特定の比率で加えられることが可能である。電流ミラーのこの実施例について、図４を参照して説明する。図４は、当該第２の電流制御手段を流れる基準電流ｉｒｅｆを有する電流制御手段２を示す。電流制御手段２の制御電極は、更なる電流制御手段４、４’、４”の制御電極へ接続されている。更なる電流制御手段４、４’、４”を流れるミラー電流は、図中で、参照符号ｉｍ、ｉｍ’、ｉｍ”によって表されている。更なる電流制御手段４、４’、４”が同一である場合には、それらを流れる電流は、同様に同一である。電流制御手段２が更なる電流制御手段に対して同様に同一である場合には、全ての電流は、同一である。このとき、所望の電流が、ミラー電流を加えることによって設定可能である。
【０００９】
電流ミラーの更なる実施例では、電流制御手段２の特性及び電流制御手段４、４’、４”の特性は、電流ｉｒｅｆ、ｉｍ、ｉｍ’及びｉｍ”が夫々互いに特定の比率にあるように選択される。
【００１０】
適切な電流ミラーの使用は、制御のために必要とされる電流と、発光素子を流れる電流とが、互いとは無関係に選択されることを可能にする。このような方法で、一例として、発光素子を流れる電流が有利な範囲にある間は、制御のために必要とされる電流を増大させることが可能である。更に、これは、異なる電気光学特性を有する領域が、制御電流の所要の範囲が制限されたままであって、それにもかかわらず、全ての素子が完全に駆動され得るように、個々に設定されることを可能にする。
【００１１】
広範囲の画像をレンダリングするための発光ディスプレイの場合に、例えばテレビ受像機では、画像は、ノンインターレース又はインターレース形式で作られる。ノンインターレース又インターレース画像は、また、夫々「フレーム」及び「フィールド」とも呼ばれる。この場合に、画像領域は、仮想的に及び／又は物理的に、行及び／又は列に分けられる。インターレース画像を用いる画像レンダリングの場合には、一例として、全ての画像の偶数又は奇数の行のみを有する部分的な画像が、最初にレンダリングされる。次に、他のインターレース画像がレンダリングされる。ノンインターレース画像の場合には、全ての画像がセットアップされる。インターレース・レンダリングは、また、「飛び越し走査」とも呼ばれ、ノンインターレース・レンダリングは、「順次走査」とも呼ばれる。動画像をレンダリングする場合には、ノンインターレース又はインターレース表示が、また、結果としての流体運動の痕跡を作るために、変化した画像コンテンツを有する夫々の他の画像によって規則的な間隔で置き換えられる。この場合に、フレーム周波数は、例えば、夫々のテレビジョン規格に依存する。
【００１２】
マトリクス配置で配置された発光素子を有し、個々の電流制御手段を有する今日の発光ディスプレイでは、個々の発光素子は、行又は列で連続的に駆動される。このような駆動のための発光素子を図１に示す。電流制御手段４は、動作電圧ＶＤＤと接地との間で発光素子８と直列に接続されている。制御信号は、スイッチ１２を介して電流制御手段４の制御入力へ供給される。この場合に、制御信号は、制御電圧ＵＳｅｔである。スイッチ１２は、本例では、発光素子の配列内の単一の発光素子のみが夫々駆動されるように制御される。この回路に必要とされる駆動方式では、発光ダイオードが光を放射する時間期間は、比較的短い。発光ディスプレイの配列にいくつの発光素子が存在するかに依存して、活動時間期間は、低減される。人間の目は、低域通過フィルタ応答を有する自然システムであるから、活動時間期間の間に光束を適切に増大させることによって、短い活動時間期間を補償することが可能である。
【００１３】
夫々の電流制御手段が制御信号により恒久的に作動する発光ディスプレイを有することも、考えられることである。その場合には、スイッチ１２が削除可能である。しかし、必要とされる非常に多数の制御ラインは、光をスクリーンに表すために利用可能な領域を低減する。
【００１４】
図２に示される発光素子の場合には、信号保持手段６が、電流制御手段４の制御電極と、動作電圧ＶＤＤとの間に、上記回路へ加えられている。スイッチ１２が閉じられると印加される制御信号ＵＳｅｔは、スイッチが開くと、新しい制御信号ＵＳｅｔが印加されるまで、信号保持手段６によって一定に保たれる。これは、発光素子８が光を放射する活動時間期間を延長することを可能にする。このとき、活動時間期間は、画像がセットアップされる期間のほぼ全体に亘って広がる。これは、活動時間期間の間放射されるべき所要の光束を低減する。観測者の目は、このとき、より長い時間期間に亘って、より少ない光束を結合することができるので、同じ量の光が捕捉され、図１を参照して説明した同じ画像痕跡が得られる。
【００１５】
図３は、図２に示されているような発光ディスプレイの素子を示す。素子は、破線フレーム１によって印を付されている。この例において、制御信号Ｓは、電流制御手段２の制御電極から引き出される。スイッチ１２が閉じられると、電流制御手段２は、素子１の電流制御手段４と共に電流ミラー回路を形成する。格子配置で複数の素子１を有する発光ディスプレイでは、夫々の素子１は、画像コンテンツに依存する個々の制御信号を供給される。この目的のために、夫々の制御電流ｉｐｒｏｇは、電流制御手段２に流される。図３に示されていない制御電流は、発光ディスプレイの様々な素子１のスイッチ１２を連続的に作動させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記形式の発光素子を有する発光ディスプレイの駆動を簡単化することが望ましい。また、発光素子を駆動する改善された制御信号を特定することが望ましい。最後に、発光素子を駆動する改善された方法を明示することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的を達成するために、本発明に従う発光ディスプレイの素子は、発光手段に直列に接続された電流制御手段を有する。電流制御手段に結合された制御ラインは、直列に配置された第１及び第２の切替え手段を有する。更なる実施例では、電流制御手段は、更に、当該信号保持手段を有する。第１及び第２の切替え手段が閉じられると、本発明に従う制御信号は、電流制御手段へ印加される。列及び行を有する格子に配置された素子の場合には、１つの切替え手段は、行を選択し、１つの切替え手段は、素子が配置された列を選択する。電流制御手段は、発光手段を流れる電流を制御する。発光手段は、電流に依存する光束を放つ。光束が所望の大きさに達すると、２つの切替え手段のうちの１つが開かれる。行の作動の場合には、列を選択するその切替え手段は、最初に開かれる。列の作動の場合には、従って、それは、列を選択するその切替え手段である。
【００１８】
用いられる制御信号は、例えばランプ形状のような、絶えず増大するグラフを有する。駆動の２つの周期の間には、制御信号が原則的に不変である遊休期間が存在しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明について、添付の図面を参照して、以下で更に詳細に説明する。
【００２０】
図中で、同一又は類似する構成要素又は素子には、同じ参照符号が付されている。図１から図４は、本明細書の背景技術において既に説明されている。従って、それらについては、以下で更に詳細に説明しない。
【００２１】
図５は、回路図として、発光ディスプレイの本発明の素子を示す。電流制御手段４の一方の接続部は、動作電圧ＶＤＤへ接続されている。電流制御手段４の他方の接続部は、発光手段８の第１の接続部へ接続されている。発光手段８の第２の接続部は、接地ノードへ接続されている。電流制御手段４は、例えばトランジスタである。本実施形態において、発光手段８は、発光ダイオードであるが、本発明は、発光ダイオードの使用に限定されない。電流制御手段４の制御電極は、第１の切替え手段１２及び第２の切替え手段１０を介して、第１の制御信号Ｕｒａｍｐへ接続されている。制御信号Ｕｒａｍｐは、一例として、本発明の方法で用いられるような制御電圧である。破線フレーム３は、上記構成要素が本発明に従う発光ディスプレイの素子を形成することを示す。
【００２２】
以下、図５に示されている発光ディスプレイの素子３を循環的に駆動する本発明の方法について述べる。素子３は、一例として、行及び列で配置された複数の素子３を有する、発光ディスプレイの一部である。最初に、素子３にある２つの切替え手段１０、１２が閉じられる。一例として、第１の切替え手段１２は、列を選択するために用いられ、第２の切替え手段１０は、素子３が配置された行を選択するために用いられる。切替え手段１０、１２の配置を交換することは、本発明にとっては重要ではない。制御信号Ｕｒａｍｐは、このとき、全ての第２の切替え手段１０へ印加される。それは、第１の制御手段４の制御電極へ接続された第１及び第２の切替え手段１２、１０の両方が閉じられる場合に、それらの第１の電流制御手段４の制御電極に達する。特定の時間に、発光素子８によって放射された光束は、所望の大きさに到達する。このとき、切替え手段の１つは開かれる。発光ディスプレイの行が連続的に駆動される場合には、列を選択する第１の切替え手段１２が最初に開かれる。制御信号Ｕｒａｍｐは、それが所定の最終値に達するまで、更に絶えず増大し続ける。目下駆動されている行の他の素子３にある第１の切替え手段１２は、夫々の特定の時間に同様に開かれる。現在の行の駆動周期は、制御信号Ｕｒａｍｐがその所定の最終値に到達すると終了される。現在の行に結合された全ての第２の手段１０は、このとき開かれ、本発明の方法は、次の行に対して繰り返される。全ての行が駆動されると、駆動は、再び最初の行で始まる。駆動シーケンスが列で行われる場合には、切替え手段が開かれる順番は、然るべく交換されるべきである。
【００２３】
上記方法は、２つの切替え手段１０、１２のうちの１つが開かれるまでしか、素子３の夫々の発光素子８での光の放射をもたらさない。２次元発光ディスプレイの場合に適切な画像痕跡を作るために、特定の時間に夫々の素子３によって放射される光束は、画像の所望の輝度値に対応する必要がある。駆動は、発光ディスプレイ全体の駆動周期の一部の間にしか光放射を引き起こさないので、光束は、短時間に相応により大きくなる必要がある。二次元画像痕跡を与えるための光量の積分は、既に上で述べたように、観測者の目において実行される。しかし、行又は列に配置された素子の並行作動は、行の夫々の個々の素子の順次的な駆動に比べて有利に、素子の有効な発光時間を延長し、最大所要駆動電流を低減する。
【００２４】
図６は、本発明に従う発光ディスプレイの素子の更なる実施例を示す。図６に示す回路は、大部分は、図５に示される回路に対応する。更に、信号保持手段６が、第１の電流制御手段４の制御電極と、動作電圧ＶＤＤとの間に配置されている。信号保持手段６は、１つ又は両方の切替え手段１２、１０が開かれると、両方の切替え手段が再び閉じられて、新しい制御信号が印加されるまで、制御信号Ｕｒａｍｐを保持する。一例として、信号保持手段６は、新しい制御電圧が印加されるまで制御電圧を保持するキャパシタである。このような状況で、光が放射される時間期間は、有利に、図５の回路に比べて、更に増大しても良い。
【００２５】
図５の回路に関して記述される駆動方法は、図６の回路に関しても同様に用いられる。ここで用いられるべき方法の場合には、原則的に、第１の切替え手段１２が開かれる時間のみが、変更される必要がある。信号保持手段６は、新しい周期が新しい制御信号を夫々の第１の電流制御手段４の制御電極へ印加するまで、発光手段８を流れる電流のフローを保持するので、夫々の電流は、より小さくなり得る。観測者の目で起こる光束の積分は、より長い時間期間に亘って、電流がより小さいためにより小さくなる光束を積分することができ、従って、結果として、同じ光量が捕捉され、同じ画像痕跡がもたらされる。
【００２６】
言うまでもなく、カラー画像は、加法混色のために赤、緑及び青の三原色を用いることによって、レンダリング可能である。他の色の組合せは、所望の結果（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）に従って考えられる。どちらの場合にも、画素の対応する素子３のグループは、所望の色が混色の結果として夫々の画素に対して作られるように、駆動される必要がある。図５及び６に関して上で述べた方法は、同様に用いられることができる。
【００２７】
図７は、本発明に従う発光ディスプレイの素子を示す。破線で示したフレーム３の中にある素子の構成要素は、原則的に、図６の構成要素に対応する。図７に示した発光ディスプレイの本発明の素子の実施例の場合に、制御信号は、第２の電流制御手段２の制御電極から引き出される。第２の電流制御手段２は、図中で、トランジスタによって、例えば、電界効果トランジスタ（ＴＦＴ）によって形成されている。第１及び第２の切替え手段１２及び１０が閉じられると、第１及び第２の電流制御手段４及び２は、電流ミラー回路を形成する。この場合に、第２の電流制御手段２に流される電流ｉｒａｍｐは、作動信号を表す。印加電流ｉｒａｍｐは、第２の電流制御手段２の制御電極で発生し、第１及び第２の切替え手段１２及び１０を介して第１の電流制御手段４の制御電極へ制御信号として印加される制御電位をもたらす。また、印加電流ｉｒａｍｐは、作動信号として、信号保持手段６を伴わない回路で用いられても良い。その場合に、切替え手段１０及び１２の切替え時間は、然るべく適応される必要がある。
【００２８】
第２の電流制御手段２は、単一のトランジスタを有するように図７では示されている。ミラー電流ｉＯＬＥＤに対する印加電流ｉｒａｍｐの特定の比率を設定するために、第２の電流制御手段２が、並列接続された複数のトランジスタから構成されることも可能である。これは、第２の電流制御手段２が複数の第１の電流制御手段４を作動させる場合に、特に有利である。１つの好ましい実施例において、トランジスタは、同一の特性を有する。図８は、一例として、この実施例を示す。素子３は、図７の素子３に対応する。破線フレームによって囲われた電流制御手段２は、この例では、複数の相互接続されたトランジスタ２１、２２、２３によって形成されている。素子３に加えて、素子３’が示されている。素子３’は、素子３に並行に制御信号Ｓを供給される。図８において、素子３’の構成要素は、原理上は、素子３の夫々の構成要素に対応し、同じ参照符号によって表される。異なる特性を有する構成要素が用いられる場合には、これは、例えば、電流制御手段の適切な適合により補償され得る。
【００２９】
図９は、発光ディスプレイの素子の更なる実施形態を示す。個々の素子３が行及び列に配置されている場合に、行及び／又は列に配置されている複数の素子の第１の電流制御手段は、まとめて、共通の第２の電流制御手段２へ接続されている。第３の切替え手段１３が、設けられ、第２の電流制御手段２を作動信号ｉｒａｍｐへ切替え可能な状態で接続する。望ましくは、１つの第２の電流制御手段２しか、如何なる時にも作動信号ｉｒａｍｐへ絶対に接続されない。その場合に、駆動方法は、一例として、最初に行が選択されるステップと、次に、選択された行にある素子３のグループが連続して作動するステップとを備える。
【００３０】
第１及び第２の切替え手段が適切に駆動されると、第３の切替え手段１３が開かれる場合に、信号保持手段を直接的に特定の状態に置くことも可能である。従って、例えば、個々又は複数の素子に対して、制御信号Ｕｒａｍｐをリセットすることが可能である。一例として、その場合に、リセットは、第２の電流制御手段２として用いられた電界効果トランジスタのうちの１つにおいて逆方向ダイオードを用いて実行される。
【００３１】
本発明の素子３の他の実施例において、第４の切替え手段は、信号保持手段６に保持される制御信号Ｕｒａｍｐ、Ｓが所定の形式でリセットされ得るように、リセット手段としての信号保持手段６に結合される。代替的に、この更なる切替え手段（図示せず。）は、第２の電流制御手段２の制御接続部に結合されても良い。この場合に、１又はそれ以上の素子３における信号保持手段６は、素子３の対応する第１及び第２の切替え手段を適切な順序で切り替えることによって、単一の信号リセット手段を用いて有利にリセットされ得る。一例として、リセット手段は、信号保持手段６として作動するキャパシタに蓄積された電荷を接地又は動作電圧ＶＤＤへ放出しても良い。
【００３２】
図１０は、図７の回路の特定の具体的な実施例を示す。このような状況で、第１及び第２の切替え手段１２及び１０は、トランジスタ１６及び１４によって提供される。トランジスタの制御電極は、夫々の信号Ｓｅｌ１＿１及びＳｅｌ１＿２を供給される。
【００３３】
図１１ａは、本発明に従う発光ディスプレイの素子及び本発明の方法における使用のための制御信号の１つの周期に係る例となる特性図を示す。図は、ｔ０での開始値から時間と共に絶えず増大する電流ｉｐｒｏｇ、又は開始値から絶えず増大する電圧ｕｐｒｏｇを示す。図１１ａの縦座標は、時間軸である。制御信号の一定上昇は、時間ｔ１で終了する。時間ｔ１で、発光ディスプレイの素子の新しい駆動周期が開始する。制御信号の曲線形状は、必ずしも、図に示した鋸歯形状に対応する必要はない。このような状況で、絶えず増大する如何なる信号も、例えば、指数関数又は対数的増大を考えられる。更に、周期の終了直後に周期の開始を有することは、絶対的に必要とされるわけではない。同様に、周期の終了と新しい周期の開始との間に遊休時間が存在することが考えられる。この場合に、遊休時間は、周期の開始又は終了のいずれか一方にあっても良い。周期の開始時に遊休時間がある場合には、出力信号は保持され、さもなければ、夫々設定された信号は保持される。
【００３４】
本発明の制御信号は、一例として、適切に制御されるデジタル／アナログ変換器又は適切に制御されるパルス幅若しくはパルス密度変調器を用いて、生成可能である。この目的のために、制御回路は、特定の長さと一定の周波数とを有するパルス、又は一定の長さと可変な周波数とを有するパルスを発生させる。このようなパルスは、まとめられて、制御信号を形成する。パルス幅又はパルス密度変調による発生の場合に、パルス制御信号は、適切なフィルタを用いて平滑化される必要がある。代替的に、上記鋸波形状の場合には、例えばキャパシタを充電する定電流源と、周期の終了時にキャパシタを放電するスイッチとを用いるアナログ回路を用いて制御信号を発生させることが可能である。この場合に、デジタル／アナログ変換器は、作動を必要とされないが、むしろ、信号を第１及び第２の切替え手段１２及び１０へ印加する行を切替えることを必要とされる。上記回路の発展例として、アナログ／デジタル変換器が、設けられ、制御信号をサンプリングし、夫々のサンプリングされた信号を制御回路へ伝送する。制御回路は、第１及び第２の切替え手段の制御信号を発生させるために、サンプリングされた瞬時値を用いる。このように、有利に、信号発生の間に不要な変動を補償することが可能である。
【００３５】
図１１ｂは、第1の電流制御手段の制御電極における制御信号の例となるグラフを示す。制御信号は、閉じられた第１及び第２の切替え手段１２及び１０に基づいて、図１１ａの制御信号のグラフに従う。時間ｔ２で、第１又は第２の切替え手段１２又は１０のうちの１つが開き、信号保持手段６は、第１の電流制御手段の制御電極におけるこの時間ｕ／ｉ１での制御信号の大きさを一定に保持する。ｔ１での経過周期の終了時、且つ、その後の新しい周期の開始時に、全ての切替え手段１２及び１０は、再び閉じられ、制御信号は、再び初期値から絶えず増大する。２つの周期の間に遊休時間がある場合に、全ての電流制御手段は、例えば、この時間の間に所定の状態に置かれる。駆動方法の一変形例では、遊休時間は、周期時間に対して比較的長い。この場合に、発光ディスプレイの素子は、短時間に設定される。作動周期の終了時における遊休時間の大部分に関して、素子の信号保持手段は、設定された光束を保持する。遊休時間の終了時、且つ、新しい駆動周期の開始の前にのみ、素子は、所定の初期状態に置かれる。設定時間に関して変化を伴わない長い時間期間は、より安定した画像痕跡が達成されることを可能にする。理解を高めるために、上記図は、実際の回路で生じることがある如何なる過渡動作も表していない。
【００３６】
図１２は、複数の本発明の素子３を有する発光ディスプレイの一部を示す。図において、素子３は、第１の電流制御手段１０４、２０４、３０４を有する。供給電圧ＶＤＤから電流制御手段１０４、２０４、３０４を介して流れる電流ｉＯＬＥＤ１、ｉＯＬＥＤ２、ｉＯＬＥＤ３は、発光素子１０８、２０８及び３０８を介して接地へと流れる。電流制御手段１０４、２０４、３０４の制御電極は、それらへ接続された信号保持手段１０６、２０６、３０６を有する。制御信号Ｓは、夫々の第１及び第２の切替え手段１１４、１１６、２１４、２１６及び３１４、３１６を介して第１の電流制御手段１０４、２０４、３０４の制御電極へ供給される。素子３の第１及び第２の切替え手段は、切替え信号Ｓｅｌ１からＳｅｌ６によって制御される。素子３は、夫々、破線フレームによって表されている。制御信号Ｓは、第２の電流制御手段１０２の制御電極から取り出される。切替え手段１１４、１１６、２１４、２１６、３１４、３１６が閉じられると、第２の電流制御手段１０２は、素子３の夫々の第１の電流制御手段１０４、２０４、３０４と共に夫々の電流ミラー回路を形成する。この場合に、制御信号Ｓは、第２の電流制御手段１０２に流される制御電流ｉｒａｍｐによって作られる。
【００３７】
図１３は、カラー画像をレンダリングするためのマトリクス配置にある発光ディスプレイの複数の本発明の素子を示す。全体として、６つの本発明の素子３が図１３には示されている。素子３は、夫々、破線フレームによって囲われている。素子３の夫々は、原則的に、図１０の素子に対応する。この例において、３つの素子３が、カラー画像をレンダリングする目的のために、１つの画素に対して設けられており、１つの夫々の素子３は、赤、緑及び青の原色の夫々に対して設けられている。図１３は、３つの夫々の素子３を有する２つの画素を示す。制御信号Ｓは、第２の電流制御手段４０２の制御入力へ印加されている。制御信号は、第２の電流制御手段４０２を流れる印加電流ｉｒａｍｐによって作られる。素子３の夫々は、第１及び第２の切替え手段４１６、４１４、５１６、５１４、６１６、６１４、７１６、７１４、８１６、８１４及び９１６、９１４を有する。素子３において最初に閉じられた第１及び第２の切り替え手段は、夫々の電流ミラー回路配置における素子３の第１の電流制御手段４０４、５０４、６０４、７０４、８０４及び９０４の制御電極を、第２の電流制御手段４０２へ接続する。３つの夫々の画素によって形成される２つの画素は、一例として、行及び列で配置された複数の画素から形成される発光ディスプレイの行に置かれる。制御入力Ｌｉｎｅは、素子３の第１の切り替え手段４１６、５１６、６１６、７１６、８１６及び９１６を同時に夫々制御するために用いられる。素子３の夫々の第２の切り替え手段４１４、５１４、６１４、７１４、８１４及び９１４は、個々の切り替え信号Ｓｅｌ１＿Ｒ、Ｓｅｌ１＿Ｇ、Ｓｅｌ１＿Ｂ、Ｓｅｌ２＿Ｒ、Ｓｅｌ２＿Ｇ及びＳｅｌ２＿Ｂによって制御される。
【００３８】
図１３の回路の発展では、夫々の色に係る電流制御手段は、個々の色に関して異なる感度の発光手段が考慮されるような様式とされる。従って、単一の制御信号Ｓが、最適な形式で様々な色に関して夫々の発光手段を作動させるために使用されても良い。この場合に、このような発展の一つの可能な実施は、図４に示された電流ミラー回路の特性を使用する。様々な色に係る夫々の発光手段は、この場合に、夫々の特定の係数による重み付けにおいて基準電流を再現する電流制御手段を割り当てられる。
【００３９】
図１４は、行及び列に配置された発光ディスプレイの複数の素子１を示す。素子１は、図１及び２に示された従来技術から知られる素子に対応する。本発明に従う制御信号Ｓは、全ての素子１に同時に供給される。素子の夫々は、また、個々の切り替え信号Ｓｅｌ１からＳｅｌ１５へ接続されている。
【００４０】
この発光ディスプレイを作動させるための本発明の方法は、図５で記述した方法に原則的には基づく。絶えず増大する制御信号Ｓは、発光ディスプレイの全ての素子１へ同時に供給される。素子１の夫々は、例えば、図３の素子１に対応し、とりわけ、切り替え手段１２を有する。素子１における夫々の切り替え手段１２は、最初に全て閉じられている。次に、本発明の制御信号Ｓの周期が開始される。特定の時間に、個々の素子１における夫々の切り替え手段１２は、素子１の全てが所望の画像をレンダリングするように、開かれる。このような状況で、新しい作動周期は、行又は列の駆動の後ではなく、むしろ完全な画像の駆動の後に開始される。
【００４１】
素子１が如何なる信号保持手段６も有さないことも考えられる。その場合に、作動のための方法は、上記方法に原則的には対応する。夫々の切り替え手段が開かれる時のみが異なる。
【００４２】
図１４を参照して上述した方法は、発光ディスプレイがより少数の画素又は素子を有する場合に特に適する。この場合に、特別の列及び行の作動を省くことが有利である。いかし、当該方法及び回路は、小型の発光ディスプレイに限定されない。
【００４３】
図１５は、行及び列に配置された本発明の素子３を有する発行ディスプレイの一部を示す。素子３は、それらに同時に供給される本発明の制御信号Ｓを有する。更に、行に配置された素子３は、夫々、切り替え信号Ｌｉｎｅ１、Ｌｉｎｅ２及びＬｉｎｅ３を同時に供給される。同様に、列に配置された素子３は、夫々、切り替え信号Ｃｏｌ１からＣｏｌ５を同時に供給される。従って、行及び列に対する切り替え信号の適切な組合せは、夫々の素子３を個々に駆動するために使用可能である。
【００４４】
この発光ディスプレイは、図５又は６に記述されるような作動方法の使用を必要とする。駆動周期の開始時に、行又は列に配置された素子３の全ての切り替え手段は閉じられる。最初に、個々の素子は、素子３の個々の切り替え手段１０、１２が適切な列又は行における制御信号Ｓへの接続を中断するまで、制御信号Ｓによって夫々の行又は列において共に駆動される。従って、発光ディスプレイの全ての素子３を個々に駆動することが可能である。当該方法の好ましい変形例を実行するために、発光ディスプレイの行は、最初に、適切な切り替え信号Ｌｉｎｅ１、Ｌｉｎｅ２、Ｌｉｎｅ３を用いて選択される。次に、全ての列は、適切な切り替え信号Ｃｏｌ１からＣｏｌ５を用いて選択される。次に、本発明の制御信号Ｓは、全ての素子３へ印加される。しかし、それは、選択された行にある素子に配置されたそれらの第１の電流制御手段４の制御電極にしか達しない。特定の所望の信号値が達成されるときはいつでも、列の切り替え信号は、制御信号Ｓと個々の素子３との間の接続を中断する。制御信号Ｓは、所定の最終値に達するまでは、絶えず増大し続ける。次に、選択された行の作動周期が終了する。新しい行が選択され、当該方法は、最初から実行される。発光ディスプレイの全ての行が連続して作動する場合には、作動は、第１の行において最初から再び開始する。
【００４５】
図１６は、図１５の発光ディスプレイの発展例の一部を示す。本発明の発行ディスプレイにおいて、夫々の複数の素子３−１、３−２、３−３及び３−４は、グループで一体化されている。素子は、例えば、図１０に関して記述された素子に対応する。夫々のグループは、切り替え手段１３−１、１３−２、１３−３及び１３−４を介して切り替え可能な状態でそれに結合された夫々の第２の電流制御手段２−１、２−２、２−３及び２−４を有する。切り替え手段は、素子３−１、３−２、３−３及び３−４の対応する切り替え手段にも供給される夫々の行制御信号Ｌｉｎｅ  ｎ又はＬｉｎｅ  ｎ＋１を供給される。実施形態において、グループ指数−１及び−２を有する隣接グループは、同じ行制御信号Ｌｉｎｅ  ｎへ接続されている。グループ指数−３及び−４を有する隣接グループは、行制御信号Ｌｉｎｅ  ｎ＋１へ接続されている。グループ指数３−１及び３−３並びに３−２及び３−４による垂直配置されたグループは、駆動信号ｉｒａｍｐ１及びｉｒａｍｐ２へ接続されている。更に、素子３−１、３−２、３−３及び３−４の夫々は、また、列制御信号Ｃｏｌ  ｍからＣｏｌ  ｍ＋５と、制御信号Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３又はＳ−４とを供給されている。
【００４６】
ライン・バイ・ライン形式での駆動の場合に、行は、最初に、行制御信号Ｌｉｎｅを用いて選択される。これは、夫々の行の切り替え手段１３を閉じる。選択された行に配置された素子３の行選択のための対応する切り替え手段は、同様に閉じられる。その後、素子３の列選択のための切り替え手段も閉じられる。選択された行において、全ての素子３は、このとき、夫々の電流制御手段２の制御電極へ印加される夫々の制御信号Ｓへ接続される。対応する導体へ印加される駆動信号ｉｒａｍｐ１、ｉｒａｍｐ２は、閉じられた切り替え手段１３を介して導体へ接続されているそれらの第２の電流制御手段へ送られる。これは、夫々の駆動信号ｉｒａｍｐ１、ｉｒａｍｐ２が素子３の１つの夫々のグループにのみ印加されることを確実にする。更なる素子及び関連する接続導体の切り替え分離は、駆動信号ｉｒａｍｐ１、ｉｒａｍｐ２の容量性負荷を低減する。非常に小さい駆動信号の場合には、容量性負荷は、信号の減衰をもたらしうる。駆動信号ｉｒａｍｐ１、ｉｒａｍｐ２は、夫々、絶えず増大する制御信号Ｓをもたらす。所望の光束が夫々の素子３に関して達成されると、列制御信号Ｃｏｌ  ｍからＣｏｌ  ｍ＋５は、素子３の対応する切替え手段を開く。駆動信号ｉｒａｍｐ１、ｉｒａｍｐ２の所定の最終値が達成されると、新しい駆動周期は、例えば、行の並行駆動の場合には次の行で、開始する。
【００４７】
グループにおいて結合される素子の数は、３で確定されない。原理上は、如何なる数の素子もグループに一体化することが可能である。従って、夫々の素子３が、個々の第２の電流制御手段２に割り当てられることが、即ち、唯１つの素子を有するグループを形成することが、可能である。この場合には、制御導体の数は、必然的に増大するが、更に、より大きな自由度が、個々の素子の駆動のために得られる。
【００４８】
駆動信号ｉｒａｍｐ１のみを作り、それを、例えばマルチプレクサを介して、第２の作動信号ｉｒａｍｐ２に係る導体へ印加することも、可能である。その場合に、グループは、一例として、行において同時にではなく、むしろ行において順次に駆動される。
【００４９】
図１７は、本発明に従う発光ディスプレイの更なる素子の詳細を示す。図１６に関して上述したように、夫々の複数の素子３−１、３−２、３−３及び３−４は、グループ指数−１、−２、−３及び−４を有するグループに一体化される。素子のグループは、夫々の関連する第２の電流制御手段２−１、２−２、２−３及び２−４を有する。グループ内の素子３−１、３−２、３−３及び３−４は、また、制御信号Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３及びＳ−４と、行制御信号Ｌｉｎｅ  ｎ及びＬｉｎｅ  ｎ＋１と、列制御信号Ｃｏｌ  ｍからＣｏｌ  ｍ＋１とを供給される。第２の電流制御手段は、夫々の切替え手段１３−１、１３−２、１３−３及び１３−４を介して、駆動信号ｉｒａｍｐ１に係る導体へ切替え可能な状態で接続される。この場合に、切替え手段１３−１、１３−２、１３−３及び１３−４は、個々の切替え信号Ｇ−１からＧ−４を供給される。従って、行及び列に配置されたグループの場合には、如何なるグループも個々に選択することが可能である。これは、単一の駆動信号ｉｒａｍｐ１が、全てのグループへ個々に供給され得ることを意味する。
【００５０】
図３における個々の切替え手段の適切な切替えにより、図１７の実施例は、素子の信号保持手段６に蓄積された信号Ｓが、行選択とは無関係に削除されることを可能にする。
【００５１】
この実施例においても、グループ内の素子３の数は、３で確定されない。それは、如何なる適切な値も仮定され得る。
【００５２】
更に、複数の駆動信号ｉｒａｍｐ１、ｉｒａｍｐ２は、また、図１６に関して記述されたように、この実施例でも使用されて良い。これは、駆動に関して更なる自由度をもたらす。
【００５３】
図１６及び１７の発光ディスプレイの好ましい実施例では、色をレンダリングするために、赤、緑及び青の原色に係る（画素に結合された）夫々のサブピクセルは、グループで一体化される。
【００５４】
グループで駆動される複数の素子が第２の電流制御手段を用いる場合には、有利に、図８で表したような複数の電流制御手段の相互接続を用いることが可能である。しかし、図８で示された相互接続された電流制御手段２１、２２、２３が夫々の素子３へ直接的に結合されることも考えられる。物理的に近接する結合は、更に、第１及び第２の電流制御手段の電気的特性の所望の密結合を改善する。
【００５５】
発光ディスプレイ内の素子、発光ディスプレイ及び関連する方法のための上記回路、並びにその変形例は、単に、順次に作動する行又は列に適するだけではない。行飛び越し走査方法が、また、作動のために使用されても良い。これは、有利に、画像セクションのバッファ保存を伴わない画像電送の既存の規格との互換性をもたらす。更なる特定の駆動パターンは、例えば、両端から中央へと同時に作動する列により、考えられる。
【００５６】
図面を参照して上述してきた回路における電流制御手段の実施例は、ｐチャネル電界効果トランジスタを用いて設計される。代替的には、回路は、ｎチャネル電界効果トランジスタを用いて設計可能である。制御信号並びに信号保持手段及び発光手段の配置は、その場合には、然るべく適合される必要がある。
【００５７】
電流制御手段に対する電界効果トランジスタの使用は、信号保持手段６が例えばキャパシタである場合に有利である。このような信号保持手段６が設けられない場合には、バイポーラトランジスタを使用することも考えられる。
【００５８】
上記実施例において、トランジスタは、切り替え手段に対して用いられていた。いずれの場合にも、バイポーラトランジスタ及び電界効果トランジスタは、切り替えのために使用されても良い。しかし、本発明の回路は、スイッチとしてのトランジスタに限定されない。機械的、マイクロメカニカル的、磁気的又は光学的スイッチを使用することも考えられる。
【００５９】
原理上は、当該回路及び方法は、電流によって明らかに制御される光束を有することができる如何なる発光手段に対しても適する。本発明は、実施例の説明で列挙されたＯＬＥＤ又は発光ダイオード（ＬＥＤ）に限定されない。
【００６０】
１つの方法の変形例に関して上述された２つの駆動周期の間の遊休時間は、この変形例に限定されない。２つの周期の間の遊休時間は、上記方法の全てに提供され得る。
【００６１】
素子３の実施例に関して上述されたリセット手段として第４の切替え手段と、対応する制御とは、信号保持手段６と共に全ての実施例に有利に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】従来技術から知られる発光ディスプレイの素子用の回路を示す。
【図２】発光ディスプレイの素子用の更なる既知の回路を示す。
【図３】発光ディスプレイの素子用の第３の既知の回路を示す。
【図４】従来技術から知られる電流ミラー回路を示す。
【図５】発光ディスプレイの素子用の本発明の回路の第１の実施例を示す。
【図６】発光ディスプレイの本発明の素子の第２の実施例を示す。
【図７】発光ディスプレイの本発明の素子の第３の実施例を示す。
【図８】本発明の発光ディスプレイの素子を有する電流ミラー回路の変形例を示す。
【図９】本発明の発光ディスプレイの発展例を示す。
【図１０】図７に示した本発明の素子の具体的な実施形態を示す。
【図１１ａ】本発明の方法と共に用いられる制御信号を示す。
【図１１ｂ】特定の動作状態にある図１１ａの制御信号を示す。
【図１２】行に配置された本発明の発光ディスプレイの複数の素子を示す。
【図１３】カラー画像をレンダリングするためのマトリクス配置での発光ディスプレイの複数の本発明の素子を示す。
【図１４】本発明の方法による制御のための発光ディスプレイの素子の一実施例の行及び列の概要図を示す。
【図１５】発光ディスプレイの本発明の素子の一実施例の行及び列配置の概要図を示す。
【図１６】本発明に基づく発光ディスプレイの部分図を示す。
【図１７】本発明の発光ディスプレイの変形例の部分図を示す。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年6月26日(2006.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が流れると光を放射する発光手段と、該発光手段に直列に接続され、制御信号が当該第１の電流制御手段の制御電極へ供給される第１の電流制御手段と、第１の切替え信号によって制御され、前記制御電極への給電に際して配置される第１の切替え手段と、前記第１の電流制御手段の制御電極への給電に際して前記第１の切替え手段に直列に配置され、第２の切替え信号によって制御される第２の切替え手段とを有する行及び列で配置された非常に多数の素子を含む発光ディスプレイであって、
第２の電流制御手段の制御電極は、前記第１及び第２の切替え手段を介して前記第１の電流制御手段の制御電極へ切替え可能な状態で接続される、ことを特徴とする発光ディスプレイ。
【請求項２】
前記第１及び第２の電流制御手段は、前記第１及び第２の切替え手段が閉じられると、電流ミラー回路を形成し、
所定の開始値から終了値へと循環的に増大する駆動信号は、第３の切替え手段を介して前記第２の電流制御手段へ切替え可能な状態で供給され、
前記第１の電流制御手段の制御電極へ供給される制御信号は、前記駆動信号に依存する、ことを特徴とする請求項１記載の発光ディスプレイ。
【請求項３】
前記第２の電流制御手段の制御電極は、所定の開始値から終了値へと循環的に増大する制御信号を供給する制御可能な電圧源によって置換される、ことを特徴とする請求項１記載の発光ディスプレイ。
【請求項４】
信号保持手段は、前記第１及び／又は第２の切替え手段が前記第１の電流制御手段の制御電極への前記制御信号の供給を中断する場合に、前記制御信号が保持されるように、前記第１の電流制御手段の制御電極へ接続される、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の発光ディスプレイ。
【請求項５】
前記制御信号及び／又は前記信号保持手段により保持される信号は、第４の切替え手段により所定の状態に置かれ得る、ことを特徴とする請求項４記載の発光ディスプレイ。
【請求項６】
共通の第１の切替え信号は、行及び／又は列に配置された素子に含まれる複数の第１の切替え手段に供給される、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の発光ディスプレイ。
【請求項７】
電流が流れると光を放射する発光手段と、該発光手段に直列に接続され、制御信号が当該第１の電流制御手段の制御電極へ供給される第１の電流制御手段と、第１の切替え信号によって制御され、前記制御電極への給電に際して配置される第１の切替え手段と、前記第１の電流制御手段の制御電極への給電に際して前記第１の切替え手段に直列に配置され、第２の切替え信号によって制御される第２の切替え手段とを有する行及び列で配置された非常に多数の素子を含む発光ディスプレイを動作させる方法であって、
周期の開始時に前記第１の切替え手段を閉じるステップと、
前記第１の切替え手段を閉じる前又は後に、前記第２の切替え手段を閉じるステップと、
前記第１の電流制御手段へ、所定の開始値から絶えず増大する制御信号を印加するステップと、
前記発光手段によって放射された光束が所望の大きさに達すると、前記第１の切替え手段を開くステップと、
前記第２の切替え手段を開くステップと、
前記印加された制御信号が所定の最終値に達すると、新しい周期を開始するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項８】
列又は行に配置された複数の発光素子を同時に作動させるステップと、
前記列又は行を順次に作動させるステップと、
を有することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記信号保持手段を所定の状態に設定するために、第４の切替え信号を第４の切替え手段へ一時的に印加するステップを更に有する、ことを特徴とする請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
遊休時間は、２つの周期の間に設けられる、ことを特徴とする請求項７乃至９のうちいずれか一項記載の方法。
【国際調査報告】
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