(57)【要約】【課題】  OLEDディスプレイ素子の寿命を最適化する方法と、可能性としてタイル状に並べられたディスプレイで使用するための、光出力を維持しながら最適化された寿命を有するOLEDディスプレイ素子とを記載する。【解決手段】  この方法は、老化に影響を及ぼす少なくとも１つの環境因子、および老化を示す少なくとも１つの動作因子に基づいて、たとえばOLEDディスプレイ素子の明るさを算出することによってOLEDの演算パラメータ、たとえば供給電圧および／または作動電流のオン時間を補償する。光出力を最適化するために、老化したOLEDディスプレイ素子のプリチャージが最適化され得る。OLEDタイルの動作温度の情報を用いて、冷却動作と共に動作温度を調整することができ、したがってディスプレイの寿命を改善する。さらに、ディスプレイの照明の強度およびコントラストを予め定められた限度内に設定して、老化を減じることができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
OLEDディスプレイ素子の耐用年数を最適化するための方法であって、OLEDディスプレイ素子は、アドレス指定可能な別個の複数のOLEDピクセルを含み、前記OLEDピクセルの各々は、電流ドライバによって提供される駆動電流と供給電圧とによって駆動され、各OLEDピクセルはしきい値電圧を有し、前記方法は、OLEDピクセルについて、
OLEDピクセルの光出力の変動を生じることによりOLEDピクセルの老化に影響を及ぼす環境パラメータを算出するステップと、
OLEDピクセルの老化を示す第１の演算パラメータを算出するステップと、
デジタル補正が可能であるかどうかを第１の演算パラメータから判定するステップと、
デジタル補正が可能であるかどうかの前記判定の結果に依存して、かつ、前記環境パラメータおよび前記第１の演算パラメータの算出に基づいて、デジタル式またはアナログ式にOLEDピクセルの第２の演算パラメータを変更することにより、OLEDピクセルの光出力の変動を少なくとも部分的に補償するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記第２の演算パラメータは、電流ドライバのオン時間またはOLEDピクセルへの供給電圧の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記環境パラメータは、OLEDピクセルの温度を測定することによって得られる、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
環境パラメータを算出する前記ステップは、周囲温度を測定するステップと、測定された周囲温度、ピクセルの駆動電流の履歴、および既知の冷却特性からOLEDピクセルの温度を推定するステップとを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の演算パラメータは、電流ドライバの両端の電圧を測定してOLEDピクセルのしきい値電圧または通常作動電圧を算出することによって得られる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
OLEDピクセルの両端の電圧に対して必要とされた時間期間の変化を算出してOLEDピクセルのしきい値電圧または通常作動電圧を得るために、電流ドライバの両端の電圧を測定するステップをさらに含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
各OLEDピクセルについて測定された温度を格納するステップをさらに含む、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
各OLEDピクセルについて、電流ドライバの両端の測定された電圧を格納するステップをさらに含む、請求項６または請求項７に記載の方法。
【請求項９】
算出された第１の演算パラメータの関数においてプリチャージパラメータを変更することにより、各OLEDピクセルに必要とされる最適なプリチャージを算出するステップをさらに含む、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
最適なプリチャージを算出する前記ステップは、各OLEDピクセルの両端の通常作動電圧を算出するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法は、複数のOLEDディスプレイタイルを含んでタイル状に並べられたディスプレイに適用される、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
２つの異なるOLEDディスプレイタイルにわたる温度差を減じるステップをさらに含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
２つの異なるOLEDディスプレイ素子にわたる温度差を減じる前記ステップは、冷却動作を調節するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
OLEDピクセルの輝度およびコントラストは、測定された制御パラメータに応答して予め定められた限度内にまで減じられて、OLEDディスプレイ素子の老化を減じる、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
OLEDディスプレイ素子であって、OLEDディスプレイ素子はアドレス指定可能な別個の複数のOLEDピクセルを含み、前記OLEDピクセルの各々は、電流ドライバによって供給される駆動電流と供給電圧とによって駆動され、各OLEDピクセルはしきい値電圧を有し、前記ディスプレイ素子はさらに、
OLEDピクセルの光出力の変動を生じることによりOLEDのピクセルの老化に影響を及ぼす環境パラメータを算出するための手段と、
OLEDピクセルの老化を示す第１の演算パラメータを算出するための手段と、
デジタル補正が可能であるかどうかを第１の演算パラメータから判定するための手段と、
デジタル補正が可能であるかどうかの前記判定の結果に依存して、かつ、前記環境パラメータおよび前記第１の演算パラメータの算出に基づいて、デジタル式またはアナログ式にOLEDピクセルの第２の演算パラメータを変更することにより、OLEDピクセルの光出力の変動を少なくとも部分的に補償するための手段とを含む、OLEDディスプレイ素子。
【請求項１６】
環境パラメータを算出するための前記手段は、OLEDピクセルの温度を測定するための温度測定手段である、請求項１５に記載のディスプレイ素子。
【請求項１７】
環境パラメータを算出するための前記手段は、周囲温度を測定するための温度測定手段であり、測定された周囲温度、ピクセルの駆動電流の履歴、および既知の冷却特性からOLEDピクセルの温度を推定するための手段をさらに含む、請求項１５に記載のディスプレイ素子。
【請求項１８】
第１の演算パラメータを算出するための前記手段は、OLEDピクセルのしきい値電圧または通常作動電圧を算出するために電流ドライバの両端の電圧を測定するための電圧測定手段である、請求項１５から請求項１７のいずれか１項に記載のディスプレイ素子。
【請求項１９】
前記補償手段は、電流ドライバのオン時間またはOLEDピクセルへの供給電圧の少なくとも１つを変更する、請求項１５から請求項１８のいずれか１項に記載のOLEDディスプレイ素子。
【請求項２０】
少なくとも１つのOLEDピクセルについて測定された温度を格納するための記憶素子をさらに含む、請求項１６から請求項１９のいずれか１項に記載のOLEDディスプレイ素子。
【請求項２１】
少なくとも１つのOLEDピクセルについて、電流ドライバの両端の測定された電圧を格納するための記憶素子をさらに含む、請求項１８から請求項２０のいずれか１項に記載のOLEDディスプレイ素子。
【請求項２２】
プリチャージ適合手段をさらに含む、請求項１５から請求項２１のいずれか１項に記載のOLEDディスプレイ素子。
【請求項２３】
プリチャージ適合手段は、OLED駆動電圧を算出するための手段を含む、請求項２２に記
載のOLEDディスプレイ素子。
【請求項２４】
複数のOLEDディスプレイタイルを含んでタイル状に並べられたディスプレイにおける、請求項１５から請求項２３のいずれか１項に記載のOLEDディスプレイ素子。
【請求項２５】
２つの異なるOLEDディスプレイタイルにわたる温度差を減じるための手段をさらに含む、請求項２４に記載のOLEDディスプレイ素子。
【請求項２６】
OLEDディスプレイ素子の老化を減じるために、測定された制御パラメータに応答してOLEDピクセルの輝度およびコントラストを予め定められた限度内にまで減じるための手段をさらに含む、請求項１５から請求項２５のいずれか１項に記載のOLEDディスプレイ素子。
【請求項２７】
タイル状に並べられた１組のOLEDディスプレイパネルを含み、各ディスプレイパネルは請求項１５から請求項２６のいずれか１項におけるものと同様である、OLEDディスプレイシステム。
【請求項２８】
OLEDディスプレイ素子を制御するための制御装置であって、アドレス指定可能な別個の複数のOLEDピクセルを含み、前記OLEDピクセルの各々は、制御装置によって制御された駆動電流と供給電圧とによって駆動され、各OLEDピクセルはしきい値電圧を有し、前記制御装置は、
OLEDピクセルの光出力の変動を生じることによりOLEDピクセルの老化に影響を及ぼす環境パラメータを算出するための手段と、
OLEDピクセルの老化を示す第１の演算パラメータを算出するための手段と、
デジタル補正が可能であるかどうかを第１の演算パラメータから判定するための手段と、
デジタル補正が可能であるかどうかの前記判定の結果に依存して、かつ、前記環境パラメータおよび前記第１の演算パラメータの算出に基づいて、デジタル式またはアナログ式にOLEDピクセルの第２の演算パラメータを変更することにより、OLEDピクセルの光出力の変動を少なくとも部分的に補償するための手段とを含む、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、モジュール式の有機発光ダイオード（OLED）ディスプレイに関する。この発明は、特に、耐用年数および光出力の改善のための、OLEDディスプレイ素子を測定および制御するためのシステム、ならびに測定および制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
OLED技術は有機発光材料を取り入れており、この材料は、電極間に挟まれてDC電流を受けると、さまざまな色の高輝度光を生じる。これらのOLED構造を組合せて、ディスプレイを構成する画素、すなわちピクセルにすることができる。また、OLEDは、別個の発光装置として、または、発光アレイもしくは発光ディスプレイ、たとえば時計、電話、ラップトップコンピュータ、ページャ、セルラー式電話、計算機等におけるフラットパネルディスプレイのアクティブ素子として、さまざまな用途で有用である。これまで、発光アレイまたは発光ディスプレイの使用は、上で述べたような小型画面の用途にほぼ限られてきた。
【０００３】
しかしながら、市場は目下、ディスプレイのサイズを注文に応じて変更する柔軟性を有する、より大型のディスプレイを要望している。たとえば、広告主は物資のマーケティング用に標準サイズを使用する。しかしながら、これらのサイズは場所に基づいて異なる。したがって、英国（United Kingdom）にとって標準的なディスプレイのサイズは、カナダ（Canada）またはオーストラリア（Australia）のものとは異なる。加えて、見本市における広告主は、持ち運びが容易でかつ組立／解体が容易な、明るく、人目を引く、柔軟なシステムを必要とする。注文に応じた作製が可能な大型ディスプレイシステムの、さらに別の成長中の市場がコントロールルームの業界であり、ここでは最大表示量、最大品質、および最大視野角が重要である。より高い品質と、より高い光出力とを有する大型画面のディスプレイ用途の需要により、業界は、これまでのLEDおよび液晶ディスプレイ（LCD）に取って代わる代替的なディスプレイ技術に目を向けるようになった。たとえばLCDは、大型画面のディスプレイの市場が求める、明るさ、高い光出力、より大きな視野角、高解像度および高速度の要求事項を提供することができない。これとは対照的に、OLED技術は、高解像度および一層広い視野角において、明るく鮮明な色を保証する。しかしながら、大型画面のディスプレイ用途、たとえば屋外または屋内の競技場のディスプレイ、マーケティングの広告用大型ディスプレイ、および大衆用情報ディスプレイにおけるOLED技術の使用は、まだ始まったばかりである。
【０００４】
大型画面の用途でのOLED技術の使用に関し、技術上のいくつかの問題が存在する。現在、ディスプレイが一般に１つのOLEDディスプレイパネルで構成されている小型画面の用途の場合、OLEDは、多少の差はあっても均一に老化する。したがって、光出力が適切ではなくなった時点でディスプレイ全体を取換える。しかしながら、ディスプレイが１組のタイル状に並べられたOLEDディスプレイパネルで構成され得る大型画面の用途では、或るOLEDディスプレイが別のディスプレイよりも速い速度で老化する可能性がある。一般に、タイル状に並べられたOLEDディスプレイが製造される際に、このディスプレイは均一な画像を得るために較正される。老化の差は、たとえば個々のOLEDのON時間（すなわちOLEDが稼働した時間量）が異なること、および、所定のOLEDディスプレイの領域内の温度のばらつきによって生じる。加えて、ディスプレイ全体の老化の差は、古いタイルを新しいタイルと取換えることによって生じ得る。モジュールが損傷を受けたとき、または不良であることが判明したときに、タイルを取換えることができる。個々のタイルを取換えるためにディ
スプレイのモジュール方式を用いた結果、ディスプレイ全体の不均一性が生じる。なぜなら、置き換えた新規のモジュールの光出力が、既存の古いOLEDモジュールと整合しないことが考えられるためである。
【０００５】
最初に較正されたOLEDディスプレイ装置の不均一性を補正するための方法の一例が、「経時的にディスプレイ装置を較正して効率の損失を自動的に補償するための方法および装置（Method and apparatus for calibrating display devices and automatically compensating for loss in their efficiency over time）」と題された国際特許出願公開第０１／６３５８７号に記載されている。この’５８７号の特許出願は、有機発光装置（OLED）を含むディスプレイの表示出力の、老化による均一性の損失に対するOLED補償の方法を記載している。放射光の減衰は指数関数型法則に従うため、老化による光出力の変化は、経過時間中の、個々のピクセルに対する駆動電流を累積すること（すなわち、数値的な積分を行なうこと）によって予測できる。したがって、予測されるこのような変化に基づいて、各ピクセルに対して駆動電流を調節し、減衰を補償することができる。
【０００６】
最初に較正されたOLEDディスプレイの不均一性を補正するための方法のさらに別の例が、「タイル状に並べられた電子ディスプレイ構造（Tiled electronic display structure）」と題された国際特許出願公開第９９／４１７３２号に記載されている。この’７３２号の特許出願は、ディスプレイタイル内のOLEDの老化による明るさの損失を補償する方法を記載している。電子的な補償のための２つの方法が記載されている。すなわち、経過時間中の電流を積分して、それを特性曲線と比較することと、老化による電圧の変化を測定することである。この電圧の変化は、OLEDの明るさの変化に比例する。両方の方法により、OLEDの駆動電流を調節することができ、したがって一定の明るさを手動で調節せずに自動的に維持することができる。
【特許文献１】国際特許出願公開第０１／６３５８７号
【特許文献２】国際特許出願公開第９９／４１７３２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
’５８７号および’７３２号の特許出願に記載された補償技術は、多くのOLED用途に対して満足の行く補償手段を提供するが、さまざまな年数を経た、異なる老化条件下にある別個の多くのタイルで構成されるディスプレイの問題には十分に対処していない。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、老化により光出力が低下して色がずれるおそれのある装置、より特定的には、これに限定されないがOLEDディスプレイ装置、特に、タイル状に並べられたOLEDディスプレイ装置の耐用年数にわたって光出力および色の均一性を最適化するための方法および装置を提供することである。
【０００９】
この発明のさらに別の目的は、OLEDディスプレイ、より特定的には、これに限定されないがタイル状に並べられたOLEDディスプレイ装置の耐用年数を、この装置の一層長い耐用年数にわたって光出力および色の均一性を維持することによって延ばすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の概要
この発明は、老化の一因となる要因を監視および記録してその要因を補償するOLEDディスプレイタイルを提供する。この発明の一局面によると、老化に影響を及ぼす環境要因、特に環境温度を測定することのできるOLEDディスプレイまたはディスプレイタイルが提供される。加えて、老化に影響を及ぼす他の要因、たとえばON時間、および老化の原因となるさまざまな他の要因を測定することができる。開示された装置は、OLEDの電圧源および駆動電流を適宜調節して、ディスプレイ全体にわたって整合性のある色および均一な照明
を、老化を最小にするレベルで維持することができる。加えて、開示されたOLEDディスプレイまたはディスプレイタイルは、ディスプレイの耐用年数を延ばすために冷却動作を調整することが好ましい。
【００１１】
この発明は、光出力を維持したままOLEDディスプレイ素子の耐用年数を最適化するためのシステムおよび方法の、タイル状に並べられたディスプレイでの可能性のある使用に関する。この発明は、老化に影響を及ぼす少なくとも１つの環境要因と、OLEDディスプレイ素子の明るさを決定する少なくとも１つの動作要因とに基づいて、OLED駆動パラメータ、たとえば供給電圧および／または作動電流のオン時間を補償する。環境要因は、好ましくはOLEDディスプレイの各ディスプレイ素子および／またはディスプレイの動作温度に関連するものである。このような環境要因は、周囲温度であり得る。既知の周囲温度に加え、各ピクセルの駆動電流の履歴から、実際の動作温度を推定することができる。たとえば、周囲温度と、ON電流の推定値と、既知の冷却特性とに基づいて、温度の推定を可能にするOLEDディスプレイ用の分析モデルを構築することができる。OLEDディスプレイの特性と、或る振幅を有するビデオ信号をOLEDディスプレイ素子用の駆動信号に変換することに影響を及ぼす要因とを考慮して、入力されたビデオ信号からON電流を推定することができる。動作要因は、たとえば電流ドライバの両端の電圧であり得る。たとえば、これを用いてOLEDピクセルのしきい値電圧もしくは通常作動電圧を算出することができ、または、OLEDピクセルの両端の電圧に必要とされた時間期間の変化を算出して、そのしきい値電圧を得るか、もしくはその通常作動電圧を得ることができる。各OLEDピクセルに対する電流ドライバの両端の測定電圧および測定温度は、記憶装置に格納することができる。さらに、または代替的に、このシステムは、OLEDのプリチャージ動作を最適化して光出力を最適化することができる。また、可能性として冷却動作を適合することにより、測定温度または推定温度を用いてOLEDの動作温度を調整し、たとえばタイル状に並べられたディスプレイにおいて異なるタイル間の温度差を減じることにより、OLEDディスプレイの特性の耐用年数を改善することもできる。ディスプレイの照明の輝度およびコントラストを予め規定された限度内に設定して、老化を減じることができる。
【００１２】
この発明は、アドレス指定可能な別個の複数のOLEDピクセルを含むOLEDディスプレイ素子の耐用年数を最適化するための方法を提供する。OLEDピクセルの各々は、電流ドライバによって提供された駆動電流と供給電圧とによって駆動され、各OLEDピクセルはしきい値電圧を有する。この方法は、OLEDピクセルについて、OLEDピクセルの老化に影響を及ぼす環境パラメータを算出するステップと、OLEDピクセルの老化を示す第１の演算パラメータを算出するステップと、環境パラメータおよび第１の演算パラメータの算出に基づいてOLEDピクセルの第２の演算パラメータを変更することにより、老化を少なくとも部分的に補償するステップとを含む。
【００１３】
環境パラメータは、OLEDピクセルの温度を測定することによって得ることができる。環境パラメータを算出するステップは、周囲温度を測定するステップと、測定された周囲温度からOLEDピクセルの温度を推定するステップとを含み得る。この方法は、各OLEDピクセルについて測定された温度を格納するステップをさらに含み得る。
【００１４】
第１の演算パラメータは、電流ドライバの両端の電圧を測定してOLEDピクセルのしきい値電圧または通常作動電圧を算出することによって得ることができる。この方法は、各OLEDピクセルについて、電流ドライバの両端の測定された電圧を格納するステップをさらに含み得る。
【００１５】
第２の演算パラメータは、電流ドライバのオン時間またはOLEDピクセルへの供給電圧の少なくとも１つであり得る。
【００１６】
この発明に従った方法は、OLEDピクセルの両端の電圧に必要とされた時間期間の変化を算出してOLEDピクセルのしきい値電圧または通常作動電圧を得るために、電流ドライバの両端の電圧を測定するステップをさらに含み得る。
【００１７】
この発明に従った方法は、各OLEDピクセルに必要とされる最適なプリチャージを算出するステップをさらに含み得る。最適なプリチャージを算出するステップは、OLEDの駆動電圧を算出するステップを含み得る。
【００１８】
この発明に従った方法は、複数のOLEDディスプレイタイルを含んでタイル状に並べられたディスプレイに適用され得る。この方法は、２つの異なるOLEDディスプレイタイルにわたる温度差を減じるステップをさらに含み得る。２つの異なるOLEDディスプレイ素子にわたる温度差を減じるステップは、冷却動作を調節するステップを含み得る。
【００１９】
OLEDピクセルの輝度およびコントラストを予め定められた限度内に設定して、OLEDディスプレイ素子の老化を減じることができる。
【００２０】
この発明はまた、アドレス指定可能な別個の複数のOLEDピクセルを含むOLEDディスプレイ素子も提供する。OLEDピクセルの各々は、電流ドライバによって提供される駆動電流と供給電圧とによって駆動され、各OLEDピクセルはしきい値電圧を有する。ディスプレイ素子は、OLEDピクセルの老化に影響を及ぼす環境パラメータを算出するための手段と、OLEDピクセルの老化を示す第１の演算パラメータを算出するための手段と、環境パラメータおよび第１の演算パラメータの算出に基づいてOLEDピクセルの第２の演算パラメータを変更することにより、老化を少なくとも部分的に補償するための手段とをさらに含む。
【００２１】
環境パラメータを算出するための手段は、OLEDピクセルの温度を測定するための温度測定手段であり得る。環境パラメータを算出するための手段は、周囲温度を測定するための温度測定手段でもあり得、周囲温度からOLEDピクセルの温度を推定するための手段をさらに含む。
【００２２】
第１の演算パラメータを算出するための手段は、電流ドライバの両端の電圧を測定してOLEDピクセルの通常作動電圧またはしきい値電圧を算出するための電圧測定手段であり得る。
【００２３】
補償手段は、電流ドライバのオン時間またはOLEDピクセルへの供給電圧の少なくとも１つを変更することができる。
【００２４】
この発明に従ったOLEDディスプレイ素子は、少なくとも１つのOLEDピクセルについて測定された温度を格納するための記憶素子をさらに含み得る。OLEDディスプレイ素子は、少なくとも１つのOLEDピクセルについて、電流ドライバの両端の測定された電圧を格納するための記憶素子を含み得る。
【００２５】
OLEDディスプレイ素子は、プリチャージ適合手段をさらに含み得る。プリチャージ適合手段は、OLED駆動電圧を算出するための手段を含み得る。
【００２６】
この発明は、複数のOLEDディスプレイタイルを含んでタイル状に並べられたディスプレイにおける、この発明に従ったOLEDディスプレイ素子も提供する。
【００２７】
この発明に従ったOLEDディスプレイ素子は、２つの異なるOLEDディスプレイタイルにわたる温度差を減じるための手段をさらに含み得る。
【００２８】
OLEDディスプレイ素子は、OLEDピクセルの輝度およびコントラストを予め定められた限度内に設定してOLEDディスプレイ素子の老化を減じるための手段をさらに含み得る。
【００２９】
別の局面において、この発明は、タイル状に並べられた１組のOLEDディスプレイパネルを含むOLEDディスプレイシステムも開示する。各ディスプレイパネルは、上述のように、この発明に従う。
【００３０】
別の局面において、OLEDディスプレイ素子を制御するための制御装置が提供される。ディスプレイ素子は、アドレス指定可能な別個の複数のOLEDピクセルを含み、OLEDピクセルの各々は、制御装置によって制御された駆動電流と供給電圧とによって駆動され、各OLEDピクセルはしきい値電圧を有する。この制御装置は、
OLEDピクセルの老化に影響を及ぼす環境パラメータを算出するための手段と、
OLEDピクセルの老化を示す第１の演算パラメータを算出するための手段と、
環境パラメータおよび第１の演算パラメータの算出に基づいてOLEDピクセルの第２の演算パラメータを変更することにより、老化を少なくとも部分的に補償するための手段とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、以下の図面を参照してこの発明を説明する。
【００３２】
例示的な実施例の詳細な説明
特定の実施例に関し、或る図面を参照してこの発明を説明するが、この発明はこれらの実施例および図面に限定されず、請求項によってのみ限定される。示された図面は、単に概略図であって限定的なものではない。図面において、いくつかの要素はそのサイズが誇張されており、例示のために縮尺通りに描かれていないことがあり得る。
【００３３】
この発明は、１つのディスプレイを参照して主に説明されているが、この発明はそれに限定されない。たとえば、より大きなアレイを形成するために、タイル状に並べること等によってディスプレイを拡張することができる。したがって、この発明は、ピクセルアレイの集合も含み得、たとえば、これらの集合は、タイル状に並べられたディスプレイであり得、タイル状に並べられたアレイから成るモジュールを含み得、このモジュールは、それ自体がタイル状に並べられてスーパーモジュールとなる。したがって、ディスプレイという語は、１つのアレイまたはグループのアレイにおける、アドレス指定可能な１組のピクセルに関する。より大きなディスプレイを形成するために、いくつかのディスプレイユニットまたは「タイル」が互いに隣り合わせて配置され得る。すなわち、複数のディスプレイ素子のアレイが物理的に隣り合って配置されて、それらを１つの画像として見ることができる。タイルの配置とは、通常、或るタイルが別のタイルの上方に配置されること、すなわちディスプレイが垂直方向に取付けられることを意味する。下方のタイルからの熱が上昇して、ディスプレイ内にある上方のタイルの環境に影響を及ぼす。したがって、大きなディスプレイにおいて、各タイルの熱環境は異なり得る。
【００３４】
この発明は、耐用年数および光出力の改善のために、OLEDディスプレイ素子を測定および制御する方法および装置に関する。この発明の方法を取り入れたOLEDディスプレイは、ディスプレイの老化に影響を及ぼすOLEDディスプレイの動作の基準、たとえばON時間および動作温度に基づいて、OLEDディスプレイのOLEDの動作条件、たとえば供給電圧および作動電流を補償して、ディスプレイ全体にわたり、照明に一層高い均一性を得てかつ色ずれを減じる。老化の補償は、老化作用を必ずしも完全には補償しない。これにより、より速い速度の老化を生じることがあり得る。なぜなら、システムが、老化したピクセルのオーバードライブを要するコントラスト値および視感度値に到達しようとするためである。したがって、全部の老化作用が或る程度までしか補償されないことも、この発明の範囲内に
含まれる。この発明はまた、OLEDのプリチャージに関連する独自のOLED回路トポロジーを最適な態様で用いてディスプレイの光出力を最適化する補償も提供する。OLEDのプリチャージは、OLED装置の固有のキャパシタンスの充電時間が長いことによる装置のオン／オフ率の限界を克服するために適用される。このことは、大型画面の用途において特に重要である。この発明のOLEDタイルアセンブリは、また、タイルベースの冷却システムを効果的に用いることによってその自己発熱を限度内に管理することと、ディスプレイの照明の輝度およびコントラストを予め定められた限度内に調整することとにより、OLEDディスプレイの耐用年数を最長にする。
【００３５】
図１は、この発明の一実施例に従ったOLEDタイルアセンブリ（図示せず）で使用するためのOLEDタイル制御システム１００の機能ブロック図を示す。OLEDタイル制御システム１００は、OLEDアレイ１１２を作動するのに必要とされる、ローカルな処理および制御機能を実行する。OLEDアレイ１１２はタイル状に並べられたディスプレイの一部であり得る。図１は、OLEDアレイ１１２、複数のバンクスイッチ１１３、複数の電流源（ＩSOURCE）１１４、アナログ−デジタル（A/D）コンバータ１２２、EEPROM１２４、たとえば温度センサ１２８等の環境パラメータを算出するための手段、タイル処理ユニット１１０、バンクスイッチコントローラ１１６、定電流ドライバ（CCD: Constant Current Driver）コントローラ１１８、プリプロセッサ１２０、およびモジュールインターフェイス１２６を示す。
【００３６】
図１はさらに、タイル処理ユニット１１０が、入来する赤、緑、および青のデータ信号RGB DATA INにより供給を受けることをさらに示し、このデータ信号は、OLEDアレイ１１２上で表示されるべき現時点でのビデオフレーム情報を含むシリアルなデータ信号である。タイル処理ユニット１１０は、入来するデータ信号RGB DATA INをその後バッファして、出力データ信号RGB DATA OUTを出力する。加えて、OLEDタイルアセンブリのシステムレベルコントローラとして機能する、パーソナルコンピュータ（PC）等の汎用プロセッサ（図示せず）からの制御データ（CTNL DATA）が、CNTL DATAバスを介してタイル処理ユニット１１０に供給される。CTNL DATAバスは、制御情報、たとえば色温度、ガンマ、および画像化情報等をOLEDタイル制御システム１００に提供するシリアルデータバスである。タイル処理ユニット１１０は、CTNL DATAバスからの制御データをその後バッファして、出力CNTL DATAバスに出力制御データ信号を供給する。タイル処理ユニット１１０は、RGB DATA信号およびCNTL DATAバスをバッファして、タイル状に並べられたディスプレイシステム内の次のOLEDタイルアセンブリ（図示せず）に伝送する。
【００３７】
タイル状に並べられたディスプレイシステム内のOLEDアレイ１１２と関連する各OLEDタイル制御システム１００のタイル処理ユニット１１０は、RGBデータ信号RGB DATA INを受取り、その後、この情報を、タイル状に並べられたOLEDディスプレイ（図示せず）全体内の所定のOLEDのタイルアセンブリの場所に関連付けられた特定のパケットへと解析する。タイル処理ユニット１１０上で稼働するアルゴリズムにより、タイル状に並べられたOLEDディスプレイの物理的な一部に属するシリアルなRGBデータ入力信号RGB DATA INの一部を識別するプロセスが容易になる。その後、タイル処理ユニット１１０は、プリプロセッサ１２０にシリアルなRGB信号RGB(x)を配信する。このRGB信号RGB(x)は、タイル状に並べられたOLEDディスプレイの物理的な一部に属する。
【００３８】
同様に、タイル処理ユニット１１０は、制御データバスCNTL DATA上の制御データを受取り、その後、この情報を、所定のOLEDタイルアセンブリの位置に関連付けられた特定の制御バスへと解析する。続いて、タイル処理ユニット１１０は、所定のOLEDタイルアセンブリに対する色温度、ガンマ、および画像化情報等の制御情報を提供する制御信号CONTROL(x)を配信する。
【００３９】
OLEDタイル制御システム１００の素子は、以下のように電気的に接続される。タイル処理ユニット１１０からのRGB信号RGB(x)は、プリプロセッサ１２０に入力され、プリプロセッサ１２０の制御バス出力BANK CONTROLは、バンクスイッチコントローラ１１６に入力され、プリプロセッサ１２０の制御バス出力CCD CONTROLは、CCDコントローラ１１８に入力され、バンクスイッチコントローラ１１６の制御バス出力VOLED CONTROLは、OLEDアレイ１１２の行のラインに接続されたバンクスイッチ１１３に入力され、CCDコントローラ１１８のパルス幅変調制御バス出力PWM CONTROLは、MOSFETスイッチまたはトランジスタ等の従来のアクティブスイッチデバイスを介してOLEDアレイ１１２の列のラインに接続された電流源ISOURCE１１４に入力される。OLEDアレイ１１２のバス出力ANALOG VOLTAGEは、A/Dコンバータ１２２に入力され、A/Dコンバータ１２２のバス出力DIGITAL VOLTAGEは、モジュールインターフェイス１２６に入力され、温度センサ１２８のバス出力TEMPERATURE DATAは、モジュールインターフェイス１２６に入力される。タイル処理ユニット１１０の制御バス出力CONTROL(x)もまた、モジュールインターフェイス１２６に入力される。さらに、EEPROM１２４とモジュールインターフェイス１２６との間に入力／出力バスEEPROM I/Oが存在し、プリプロセッサ１２０とモジュールインターフェイス１２６との間に入力／出力バスDATA I/Oが存在し、最後に、モジュールインターフェイス１２６がタイル処理ユニット１１０に向けてデータバスMODULE DATA(x)を駆動する。重要な診断情報、たとえば温度、老化要因、および他の色補正のデータを、タイル処理ユニット１１０は、データバスMODULE DATA(x)を介して利用することができる。
【００４０】
OLEDのタイル制御システム１００の素子およびそれらの機能は以下のように規定される。
【００４１】
OLEDアレイ１１２は、アドレス指定可能な別個の複数のOLED装置、すなわちピクセルを含む。周知のように、グラフィックディスプレイを形成するためのOLED装置が、一般に理論上行列に配置されてOLEDアレイを形成することを当業者は認識するであろう。「理論上行列に配置された」という用語は、実際のディスプレイがデカルト（Cartesian）座標で形成される必要がなく、他の座標系、たとえば極座標において提供され得ることを指す。しかしながら、これらのシステムのすべてには、行および列の等価物、たとえば円弧および半径が存在する。したがって、これらのシステムは、このような態様で物理的に配置されていない場合も、理論上、行列に配置されている。OLEDアレイ１１２は、共通アノードのパッシブマトリックスOLEDアレイとして構成され得る。共通アノードの構成において、OLED装置の個々のカソードの各々と接地との間に電流源が配置され、OLED装置のアノードはともに、正の電源に電気的に接続される。その結果、電流および電圧が互いに完全に独立し、電圧の小さな変動が電流の変動を生じず、電圧の変動による光出力の変動をなくす。
【００４２】
バンクスイッチ１１３は、従来のアクティブスイッチデバイス、たとえばMOSFETスイッチまたはトランジスタであり得る。バンクスイッチ１１３は、正の電圧源をOLEDアレイ１１２の行に接続し、バンクスイッチコントローラ１１６の制御バスVOLED CONTROLによって制御される。電流源ISOURCE１１４は、一般に５〜５０ｍＡの範囲の定電流を供給することができる従来の電流源であり得る。定電流装置の例には、東芝（Toshiba）TB62705（シフトレジスタおよびラッチ機能を備えた８ビットの定電流LEDドライバ）、およびシリコン・タッチ（Silicon Touch）ST2226A（PWMによって制御される、LEDディスプレイ用の定電流ドライバ）が含まれる。CCDコントローラ１１８の制御バスPWM CONTROLは、電流源ISOURCE１１４をOLEDアレイ１１２の列に接続するアクティブスイッチを制御する。OLEDアレイ１１２はまた、バスANALOG VOLTAGEを介して、各電流源ISOURCE１１４の両端の電圧値のフィードバックを提供する。
【００４３】
バンクスイッチコントローラ１１６は、所定のフレームに対する各バンクスイッチ１１
３の稼働状態を格納する一連のラッチを含む。この態様で、ランダムなラインのアドレス指定が可能であり、これは、従来の連続したラインのアドレス指定とは対照的である。さらに、プリプロセッサ１２０は、１フレームにつき二度以上、バンクスイッチコントローラ１１６内に格納された値を更新し、フレームの間に受取った温度および電圧情報に基づいて、OLEDピクセルのラインを駆動する正の電圧＋VOLEDにリアルタイムの補正を行なうことができる。たとえば、フレーム出力中の温度の上昇が、電圧読出指令をトリガすることが考えられ、ここでバンクスイッチコントローラ１１６は、OLEDアレイ１１２内の要求されたOLED装置に対する正の電圧＋VOLEDをイネーブルにする。
【００４４】
CCDコントローラ１１８は、プリプロセッサ１２０からのデータをPWM信号に、すなわち、制御バスPWM CONTROL上の信号に変換して、OLEDアレイ１１２内のOLED装置またはピクセルにさまざまな量の電流を送出する電流源ISOURCE１１４を駆動する。制御バスPWM CONTROL内の各パルスの幅は、所定のOLED装置に関連する電流源ISOURCE１１４が稼働して電流を送出する時間量を規定する。加えて、CCDコントローラ１１８は、一般に５〜５０ｍＡの範囲である、駆動するための電流の量に関する情報を、各電流源ISOURCE１１４に送る。電流の量は、所定のOLED装置に対する明るさの値Ｙから算出され、この明るさの値は、プリプロセッサ１２０において計算される。
【００４５】
プリプロセッサ１２０は、モジュールインターフェイス１２６からの情報を用いて、現時点でのビデオフレームに対してローカルな色補正、老化の補正、黒レベル、およびガンマモデル（補正値は、内部のルックアップテーブル（図示せず）またはEEPROM１２４内に格納され得る）を創出する。プリプロセッサ１２０は、表示するためのビデオの現時点でのフレームを記述するRGB信号RGB(x)のRGBデータと、新規に創出された色補正アルゴリズムとを組合せて、デジタル制御信号、すなわち、バンクスイッチコントローラ１１６およびCCDコントローラ１１８のそれぞれに対する、バスBANK CONTROLおよびバスCCD CONTROL上の信号を生成する。これらの信号は、OLEDアレイ１１２内のどのOLED装置をどのような輝度および色温度で照明すべきであるかを正確に規定して、所望の解像度および色補正レベルにおいて所望のフレームを生成する。一般に、輝度またはグレースケール値は、OLED装置を駆動するために用いられる電流の時間積分量（すなわち、電流の絶対値＋この電流がOLEDに供給される時間）によって制御される。同様に、色温度は、所望の色を生成するのに必要とされる各サブピクセルの比較的近傍と、グレースケールカラー値とによって制御される。たとえば、明るく点灯した赤いサブピクセルに近接した緑のサブピクセルを照明することにより、明るい橙色が生成される。したがって、明るさと、OLED装置が点灯される時間量とに正確な制御を行なうことが重要である。
【００４６】
A/Dコンバータ１２２は、アナログ電圧値、すなわちOLEDアレイ１１２からのバスANALOG VOLTAGE上の信号を用い、バスDIGITAL VOLTAGEを介してモジュールインターフェイス１２６に電圧情報を再び出力する。OLED装置の老化を示す第１の演算パラメータ、たとえば各電流源ISOURCE１１４の両端の電圧（すなわちカソード電圧）等が監視されて、それにより、OLEDアレイ１１２内の各OLED装置を通る正しい量の駆動電流をさらに生成するために、正しい老化要因および光出力値を計算することができる。OLEDアレイ１１２内のOLED装置の両端の電圧は、測定された電源電圧から電流源ISOURCE１１４の両端の電圧を引いたものとして計算することができる。プリプロセッサ１２０は、OLEDアレイ１１２内の各OLED装置について予め格納された電圧レベルと、測定された電源電圧から、A/Dコンバータ１２２によって測定された電圧値を引いたものとを比較して、デジタル電圧補正が妥当なものであるかどうかを判定する。特定のOLED装置の両端の電圧が最大電圧よりも低い場合、デジタル補正は色補正のアルゴリズムを介して実現され得る。しかしながら、この電圧が最大電圧よりも大きい場合、OLED装置の第２の演算パラメータ、たとえば供給電圧全体に対して調節を行なわなければならない。電圧補正を提供するのにデジタル電圧補正が好まれる。なぜなら、それによってOLEDアレイ１１２内の特定のOLED装置に対する、より
精密な光出力の制御が可能になるためである。
【００４７】
EEPROM１２４は、診断情報および色補正情報を全面的に格納するための、任意の種類の電子的に消去可能な記憶媒体であり得る。たとえば、EEPROM１２４は、ザイコー（Xicor）またはアトメル（Atmel）のモデル24C16または24C164であり得る。EEPROM１２４は、先行するビデオフレームに対して使用された、最も近頃に計算された色補正値、特に各OLEDアレイ１１２についてのガンマ補正、老化要因、色座標、および温度を保持する。EEPROM１２４において、出荷前の設定値および較正の設定値のすべてを格納することもできる。
【００４８】
OLED装置の老化要因は、OLEDアレイ１１２内の各OLED装置を流れた総電流量および総ON時間に基づく値である。この発明の精神および範囲から逸脱することなく、任意の時点でEEPROM１２４に他の情報を格納することができる。EEPROM１２４への通信は、EEPROM I/Oバスを介して行なわれる。OLEDタイルアセンブリに固有の色補正情報および追加情報をEEPROM１２４にローカルに格納する利点は、有用な色補正、老化要因、および他の動作の詳細がOLEDタイルアセンブリ内で運ばれることである。これにより、必要な補正情報を失わずにタイルを交換することができる。
【００４９】
モジュールインターフェイス１２６は、タイル処理ユニット１１０とOLEDタイル制御システム１００内の他の全素子との間のインターフェイスとして働く。モジュールインターフェイス１２６は、温度センサ１２８からの現時点での温度データ、EEPROM１２４からの現時点での色座標情報（ｘ、ｙ、Ｙの形の三刺激値）、老化測定値、および実行時値を、OLEDアレイ１１２内の各OLED装置について収集する。加えて、モジュールインターフェイス１２６は、OLEDアレイ１１２内の各OLED装置のON時間中のデジタル電圧値をA/Dコンバータ１２２から収集する。モジュールインターフェイス１２６はまた、タイル処理ユニット１１０から制御データ、すなわちバスCONTROL(x)上の信号も受取る。この制御データは、現時点のビデオフレームに対して（タイルレベルの視点から）色補正をどのように実施すべきかをプリプロセッサ１２０に対して規定する。
【００５０】
温度センサ１２８は、OLEDアレイ１１２内のOLED装置の温度の読出を行なう従来の検知装置であり得る。色および明るさのレベルの補正を正しく調節するために、正確な温度の読出が重要である。OLEDアレイ１１２内の各OLED装置の温度等の環境パラメータに基づいて、OLED装置の第２の演算パラメータ、たとえば電流を調節して、環境パラメータ、たとえば温度によって生じる光出力の変動を補償することができる。温度センサ１２８からの温度情報は、データバスTEMPERATURE DATAを介した処理のために、モジュールインターフェイス１２６に送られる。温度センサ１２８の一例が、アナログ・デバイシズ（Analog Devices）A/D7416の装置である。
【００５１】
OLEDタイルアセンブリに埋込まれた、OLEDタイル制御システム１００に加え、OLEDタイルアセンブリ内の他の部分、たとえばOLEDアレイ１１２の背面等における、OLEDタイルアセンブリの電源、およびヒートシンクとして設けられた追加の冷却ブロックが、冷却液によって、たとえば１つ以上の冷却ファンの動作の結果としての気流によって冷却される。これらの冷却ファンは、OLEDタイルアセンブリ内の動作温度を１０〜５０℃に維持するために、分速２〜５立方フィート（cfm）の気流の体積速度を提供することのできる従来のDCファンであり得る。使用され得る冷却ファンの一例が、デルタ・エレクトロニクス（Delta Electronics）のモデルBFB0505Mである。OLEDタイルアセンブリの電源は、冷却ファンにDC電力を提供する。
【００５２】
図２は、OLED回路２００の概略図を示し、これは、典型的な共通アノード、パッシブマトリックス、大型画面のOLEDアレイの一部を示す。OLED回路２００は、複数のOLED２１２ａ〜２１２ｊで形成されたOLEDアレイ１１２を含み、複数のOLEDの各々は、行および列か
らなる行列に配置されたアノードおよびカソードを有する。たとえば、OLEDアレイ１１２は、３×３のアレイに配置されたOLED２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ、２１２ｅ、２１２ｆ、２１２ｇ、２１２ｈ、および２１２ｊで形成される。ここで、OLED２１２ａ、２１２ｂ、および２１２ｃのアノードは、行のラインROW LINE 1に電気的に接続され、OLED２１２ｄ、２１２ｅ、および２１２ｆのアノードは、行のラインROW LINE 2に電気的に接続され、OLED２１２ｇ、２１２ｈ、および２１２ｊのアノードは、行のラインROW LINE 3に電気的に接続される。さらに、OLED２１２ａ、２１２ｄ、および２１２ｇのカソードは、列のラインCOLUMN LINE Aに電気的に接続され、OLED２１２ｂ、２１２ｅ、および２１２ｈのカソードは、列のラインCOLUMN LINE Bに電気的に接続され、OLED２１２ｃ、２１２ｆ、および２１２ｊのカソードは、列のラインCOLUMN LINE Cに電気的に接続される。
【００５３】
ピクセルは、定義により、グラフィック画像におけるプログラム可能な色のユニットまたは１つの点である。しかしながら、ピクセルは、サブピクセル、たとえば赤、緑、および青のサブピクセルの構成を含み得る。各OLED２１２ａ〜２１２ｊは、サブピクセルを表わし（一般に赤、緑、または青であるが、任意の色の別形が容認可能である）、周知であるように、適切な電流源によって順方向バイアスがかけられると光を放射する。
【００５４】
図面に示された実施例において、列のラインCOLUMN LINE A、COLUMN LINE B、およびCOLUMN LINE Cは、複数のスイッチ２１６ａ〜２１６ｃを介して別個の定電流源ISOURCE１１４ａ〜１１４ｃによって駆動される。より具体的に、列のラインCOLUMN LINE Aは、２１６ａを介して電流源ISOURCE１１４ａに電気的に接続され、列のラインCOLUMN LINE Bは、スイッチ２１６ｂを介して電流源ISOURCE１１４ｂに電気的に接続され、列のラインCOLUMN LINE Cは、スイッチ２１６ｃを介して電流源ISOURCE１１４ｃに電気的に接続される。スイッチ２１６ａ〜２１６ｃは、従来のアクティブスイッチデバイス、たとえば適切な電圧および電流の定格を有するMOSFETスイッチまたはトランジスタで形成され得る。
【００５５】
電圧レギュレータ（図示せず）からの正の電圧（＋VOLED）は、一般に３ボルト（すなわち、しきい値電圧１．５Ｖ〜２Ｖ＋電流源全体の電圧VISOURCE、通常０．７Ｖ）と１５〜２０ボルトとの間の範囲であり、複数のバンクスイッチ１１３ａ〜１１３ｃを介してそれぞれの行のラインの各々に電気的に接続され得る。より具体的に、行のラインROW LINE
1は、バンクスイッチ１１３ａを介して正の電圧＋VOLEDに電気的に接続され、行のラインROW LINE 2は、バンクスイッチ１１３ｂを介して正の電圧＋VOLEDに電気的に接続され、行のラインROW LINE 3は、バンクスイッチ１１３ｃを介して正の電圧＋VOLEDに電気的に接続される。バンクスイッチ１１３ａ〜１１３ｃは、従来のアクティブスイッチデバイス、たとえば適切な電圧および電流の定格を有するMOSFETスイッチまたはトランジスタで形成され得る。
【００５６】
OLED回路２００内のOLED２１２ａ〜２１２ｊの行列は、共通アノードの構成で配置される。このようにして、電流源の電圧および供給電圧が互いに独立し、光の放射への一層優れた制御を提供する。
【００５７】
作動時に、任意の所定のOLED２１２ａ〜２１２ｊを稼動する（点灯する）ために、それに関連する行のラインROW LINE 1、ROW LINE 2、およびROW LINE 3が、そのバンクスイッチ１１３ａ〜１１３ｃを介して正の電圧＋VOLEDに接続され、それに関連する列のラインCOLUMN LINE A、COLUMN LINE B、およびCOLUMN LINE Cが、そのスイッチ２１６ａ〜２１６ｃを介してその電流源ISOURCE１１４ａ〜１１４ｃに接続される。しかしながら、図２を参照すると、特定のOLED２１２の動作は以下のようになる。たとえば、OLED２１２ｂを点灯するために、同時に、バンクスイッチ１１３ａを閉じることによって行のラインROW LINE 1に正の電圧＋VOLEDを印加し、かつ、スイッチ２１６ｂを閉じることによって列のラ
インCOLUMN LINE Bに電流源ISOURCE１１４ｂを接続する。それと同時に、バンクスイッチ１１３ｂ、バンクスイッチ１１３ｃ、スイッチ２１６ａ、およびスイッチ２１６ｃを開く。このようにして、OLED２１２ｂに順方向バイアスがかかり、OLED２１２ｂを通って電流が流れる。OLED２１２ｂの両端において、一般に１．５〜２ボルトである装置のしきい値電圧が得られると、OLED２１２ｂは光を放射し始める。OLED２１２ｂは、バンクスイッチ１１３ａが閉じたままであり、したがって正の電圧＋VOLEDを選択しており、かつ、スイッチ２１６ｂが閉じたままであり、したがって電流源ISOURCE１１４ｂを選択している限り、点灯を続ける。OLED２１２ｂの稼働を止めるためには、スイッチ２１６ｂを開放してOLED２１２ｂの順方向バイアスを除去する。
【００５８】
所定の行のラインROW LINE 1、ROW LINE 2、およびROW LINE 3に沿って、任意の所定の時間に１つ以上の任意のOLED２１２ａ〜２１２ｊを稼働させることができる。これとは対照的に、所定の列のラインCOLUMN LINE A、COLUMN LINE B、およびCOLUMN LINE Cに沿って、任意の所定の時間にOLED２１２ａ〜２１２ｊの１つのみを稼働させることができる。したがって、完全な画像は、それに対応するスイッチ１１３ａ〜１１３ｃを閉じることにより、OLEDアレイ１１２の各行を順次にまたはランダムに選択することから構築される。各行において、或る密度および或る持続期間を有する電流は、スイッチ２１６ａ、２１６ｂ、および２１６ｃを開閉することによって、その行上のダイオード２１２ａ〜２１２ｃ、２１２ｄ〜２１２ｆ、２１２ｇ〜２１２ｊを介して電流源１１４ａ〜１１４ｃにより送られて、たとえば各ピクセルまたはサブピクセルにおいて正しい輝度を表示する。スイッチ１１３ａ、１１３ｂ、および１１３ｃは、その行が選択されている限り閉じたままであり、次の行が選択されると開く。すべてのスイッチ２１６ａ、２１６ｂ、および２１６ｃは、次の行が選択される前に開く。上述の動作時に、スイッチ２１６ａ〜２１６ｃおよびバンクスイッチ１１３ａ〜１１３ｃのすべての状態は、外部の制御回路（図示せず）によって動的に制御される。
【００５９】
加えて、老化を示す第１の演算パラメータ、たとえば各電流源ISOURCE１１４ａ、１１４ｂ、および１１４ｃの両端の電圧VISOURCEは、各OLED２１２が予め定められたシーケンスで稼働するのに伴って、複数のA/Dコンバータ１２２を介して測定され得る。より具体的に、VISOURCE-Aは、電流源ISOURCE１１４ａの両端の電圧を表わし、A/Dコンバータ１２２ａを介して測定され得、VISOURCE-Bは、電流源ISOURCE１１４ｂの両端の電圧を表わし、A/Dコンバータ１２２ｂを介して測定され得、VISOURCE-Cは、電流源ISOURCE１１４ｃの両端の電圧を表わし、A/Dコンバータ１２２ｃを介して測定され得ることが想定される。A/Dコンバータ１２２ａ、A/Dコンバータ１２２ｂ、およびA/Dコンバータ１２２ｃは、VISOURCE-A、VISOURCE-B、およびVISOURCE-Cのそれぞれのアナログ電圧値をデジタル値に変換し、その後、この電圧情報を、バスDIGITAL VOLTAGE等の通信リンクを介してローカルなまたは遠隔のプロセッサ装置に再び入力する。
【００６０】
電流源１１４ａ、１１４ｂ、および１１４ｃの両端の電圧VISOURCEの値は、OLED２１２が老化するにつれて、すなわち、OLED２１２が老化に対してより抵抗性を示すようになると降下する傾向があり、これらの光の放射が低下する。より具体的に、１組の値の正の電圧＋VOLEDについて、所定のOLED２１２が老化に対してより大きな抵抗性を示すにつれ、OLED２１２の両端の電圧降下が増大し、したがって、それに関連する電流源ISOURCE１１４ａ〜１１４ｃの両端の電圧降下が減少する。したがって、任意の所定の時間における電流源１１４ａ〜１１４ｃの両端の電圧VISOURCEの値は、任意の所定のOLED２１２の光出力の性能の指標であり、または、老化を示す第１の演算パラメータである。したがって、OLED装置の第２の演算パラメータが変更され、たとえば、正の電圧＋VOLEDを増大させるための電圧補償が定期的に行なわれて、任意の特定のOLED２１２の老化による、電流源１１４ａ、１１４ｂ、および１１４ｃの両端における電圧VISOURCEのどのような低下も補償する。
【００６１】
電流源１１４ａ〜１１４ｃの各々の両端の電圧VISOURCEの測定値は、タイル処理ユニット１１０に関連するモジュールインターフェイス１２６による問合せ用に、EEPROM１２４に格納することができる。たとえば、電流源１１４ａ〜１１４ｃの両端の電圧VISOURCEは、以下のように列COLUMN A、次に列COLUMN B、次に列COLUMN Cにおいて、各OLED２１２について測定される。電流源１１４ａ両端の電圧VISOURCE-Aは、スイッチ２１６ａを閉じて、バンクスイッチ１１３ａ、次にバンクスイッチ１１３ｂ、最後にバンクスイッチ１１３ｃと順序付けることにより、OLED２１２ａ、次にOLED２１２ｄ、最後にOLED２１２ｇについて測定され、OLED２１２ａ、２１２ｄ、および２１２ｇについての電流源１１４ａの両端の電圧VISOURCE-Aの測定値を順次格納する。同様に、電流源１１４ｂの両端の電圧VISOURCE-Bは、スイッチ２１６ｂを閉じて、バンクスイッチ１１３ａ、次にバンクスイッチ１１３ｂ、最後にバンクスイッチ１１３ｃと順序付けることにより、OLED２１２ｂ、次にOLED２１２ｅ、最後にOLED２１２ｈについて測定され、OLED２１２ｂ、２１２ｅ、および２１２ｈについての電流源１１４ｂの両端の電圧VISOURCE-Bの測定値を順次格納する。最後に、電流源１１４ｃの両端の電圧VISOURCE-Cは、スイッチ２１６ｃを閉じて、バンクスイッチ１１３ａ、次にバンクスイッチ１１３ｂ、最後にバンクスイッチ１１３ｃと順序付けることにより、OLED２１２ｃ、次にOLED２１２ｆ、最後にOLED２１２ｊについて測定され、OLED２１２ｃ、２１２ｆ、および２１２ｊについての電流源１１４ｃの両端の電圧VISOURCE-Cの測定値を順次格納する。OLED回路２００に関連する電流源１１４ａ〜１１４ｃの両端の電圧測定値VISOURCEのすべてが収集されると、最悪の場合の値、すなわち最小の正の測定値のみが、EEPROM１２４内等のローカルな記憶装置内に保持される必要がある。
【００６２】
電流源１１４ａ〜１１４ｃの両端の電圧VISOURCEの最悪の場合のこの値は、その後、通常０．７〜１．０ボルトの範囲にある最小期待値と比較される。電流源１１４ａ〜１１４ｃの両端の電圧VISOURCEの最悪の場合の値が、この最小期待値よりも小さい場合、正の電圧＋VOLEDは、通信リンクを介してその電源およびプログラム可能な電源（図示せず）の電位を上げることにより、タイル処理ユニット１１０によって増大される。正の電圧＋VOLEDの電圧の増大は、電流源１１４ａ〜１１４ｃの両端の電圧VISOURCEの値を、最悪の場合のOLED２１２について予期される範囲内にまで高めるほど、十分なものでなければならない。このようにして、OLEDアレイ１１２全体の両端に適切かつ均一な光出力を確保するための、全OLED２１２を通る適切な電流が維持される。したがって、任意の特定のOLED２１２の老化による、電流源１１４ａ〜１１４ｃの両端の電圧VISOURCEのどのような低下に対しても、電圧の補償が達成される。
【００６３】
図３は、この発明に従ったOLEDディスプレイを測定および制御する方法３００のフロー図である。図１および図２は、方法３００のステップ全体にわたって参照される。方法３００は以下のステップを含む。
【００６４】
ステップ３１０：しきい値電圧に対する時間の算出
このステップでは、プリプロセッサ１２０が、老化を示す第１のパラメータ、たとえばOLED２１２の両端の電圧に必要とされた時間期間を算出し、その初期の電圧からそのしきい値を得る。しきい値電圧は、OLED２１２の両端における、照明を生じる最小電圧として定義される。しきい値電圧は、老化により、OLED２１２の耐用年数の間増大する。その結果、通常の作動電圧もまた増大する。表示動作の前の初期の時点において、各OLED２１２の両端の電圧が以下のように測定される。バンクスイッチコントローラ１１６がOLED回路２００の全体において予め定められた順序でバンクスイッチ１１３を開閉する間に照明電流を計画的に印加することによって各OLED２１２を稼働させる際に、各OLED回路２００内の各電流源ISOURCE１１４の両端の電圧VISOURCEが、それに関連するA/Dコンバータ１２２を介して測定される。A/Dコンバータ１２２は後に、電流源１１４の両端の電圧＋VISOURCEを測定するが、この電圧は、図１に示されたバスANALOG VOLTAGEの出力上に置かれる信
号である。A/Dコンバータ１２２は、図１に示されるバスDIGITAL VOLTAGE上のすべての電圧のデジタル表示を通信する。プリプロセッサ１２０は、各OLED２１２の両端の電圧を計算し、電圧と、必要とされるプリチャージ時間との間の線形の関係に基づいて、しきい値または作動電圧に対する時間を導出する（ｄｔ＝Ｃ＊ｄＶ／ｉ、ここでＣ＝OLEDの寄生キャパシタンス、ｄＶ＝OLEDの両端の電圧、およびi＝プリチャージ電流）。モジュールインターフェイス１２６は、EEPROM１２４にこの結果を格納する。方法３００はステップ３１２に進む。
【００６５】
ステップ３１２：OLED温度の読出
このステップでは、OLED装置の老化に影響を及ぼす環境パラメータが算出され、たとえば、温度センサ１２８からの温度情報が、温度データバスTEMPERATURE DATAを介した処理のためにモジュールインターフェイス１２６に送られる。温度の測定は数分ごとに行なわれ、その結果がEEPROM１２４に格納される。温度センサ１２８の一例が、アナログ・デバイシズのA/D7416装置である。方法３００はステップ３１４に進む。
【００６６】
ステップ３１４：時間軸の算出
このステップでは、プリプロセッサ１２０が、図１に示されたバスRGB DATA上に存在するビデオソースの内容を調べることにより、かつ、その数字をEEPROM１２４に累積することにより、ディスプレイ内の各サブピクセルのON時間をフレームごとに算出する。プリプロセッサ１２０はまた、平均ON時間も計算し、この結果がEEPROM１２４に格納される。方法３００はステップ３１６に進む。
【００６７】
ステップ３１６：電流源１１４の両端の電圧VISOURCEの測定
このステップでは、各OLED回路２００内の各電流源ISOURCE１１４の両端の電圧VISOURCEが測定されて、各OLED２１２の耐用年数を部分的に算出する。A/Dコンバータ１２２は、各OLED２１２が予め定められた順序で稼働されるのに伴い、電圧VISOURCEを測定する。たとえば図２のOLEDアレイ１１２を参照すると、電圧VISOURCEは、列COLUMN Aにおいて、次に列COLUMN Bにおいて、次に列COLUMN Cにおいて以下のように測定される。第１の電流源１１４ａの両端の電圧VISOURCE-Aは、スイッチ２１６ａを閉じて、バンクスイッチ１１３ａ、次にバンクスイッチ１１３ｂ、最後にバンクスイッチ１１３ｃと順序付けることにより、第１の列COLUMN A内の全OLED、すなわち、OLED２１２ａ、次にOLED２１２ｄ、最後にOLED２１２ｇについて測定される。同様に、第２の電流源１１４ｂの両端の電圧VISOURCE-Bは、スイッチ２１６ｂを閉じて、バンクスイッチ１１３ａ、次にバンクスイッチ１１３ｂ、最後にバンクスイッチ１１３ｃと順序付けることにより、第２の列COLUMN B内の全OLED、すなわち、最初にOLED２１２ｂ、次にOLED２１２ｅ、最後にOLED２１２ｈについて測定される。最後に、第３の電流源１１４ｃの両端の電圧VISOURCE-Cは、スイッチ２１６ｃを閉じて、バンクスイッチ１１３ａ、次にバンクスイッチ１１３ｂ、最後にバンクスイッチ１１３ｃと順序付けることにより、第３の列COLUMN C内の全OLED、すなわち、OLED２１２ｃ、次にOLED２１２ｆ、最後にOLED２１２ｊについて測定される。この過程は、定期的に、たとえば１０〜２０時間の動作ごとに行なわれる。方法３００はステップ３１８に進む。
【００６８】
ステップ３１８：正の電圧＋VOLEDの読出
このステップでは、A/Dコンバータ１２２が、図１に示されるバスANALOG VOLTAGE上に存在する電流源１１４ａ〜１１４ｃの両端の電圧＋VISOURCEを測定する。A/Dコンバータ１２２は、図１に示されるバスDIGITAL VOLTAGE上ですべての電圧のデジタル表示を通信する。外部のA/Dコンバータ１２２は、目的の一部として、各OLED２１２に必要とされる最適なプリチャージを算出するために、正の電圧＋VOLEDを測定する。電圧＋VOLEDは、定期的に、たとえば、数時間の動作ごとに測定され得る。OLED装置が固有の大きなキャパシタンスを有するため、プリチャージが勧められる。したがって、OLEDディスプレイ装置の
ドライブ回路内に統合されて、中のOLED装置の固有のキャパシタンス特性COLEDを克服することができるプリチャージ回路を設けることができる。プリチャージしなければ、OLED装置の両端の電圧は、定電流による寄生キャパシタンスの段階的な充電によって極めてゆっくりと上昇し、結果的に光出力の損失を生じる。したがって、OLED装置は、ほぼ通常作動電圧VOLEDまでプリチャージされることが好ましい。より具体的に、第１の可能なプリチャージ方法は、所望の「オン」時間の直前に所定のOLED装置のカソードにプリチャージ電圧を印加することであり、それによってOLED装置を迅速に充電する。第２の可能なプリチャージ方法は、所望のオン時間の直前に所定のOLED装置のアノードにプリチャージ電圧を印加し、それと並行してカソードを接地に引くことであり、それによってOLED装置を迅速に充電する。第３の可能なプリチャージ方法は、所望のオン時間の直前にOLED装置に追加の電流を供給することであり、それによってOLED装置を迅速に充電する。実際に、適切なプリチャージ方法のどのようなものを用いてもよい。
【００６９】
プリチャージ中に、OLED装置は通常作動電圧まで充電される。しかしながら、OLED装置の耐用年数の間、この通常作動電圧は、OLED装置の老化によって増大する。したがって、最適なプリチャージを維持するために、プリチャージパラメータを変更しなければならない。必要とされる適合は、用いられるプリチャージ方法に依存する。
【００７０】
たとえば、上述の第３のプリチャージ方法が用いられる場合、以下の論証が有効である。プリチャージが行なわれる時間がOLED装置の耐用年数にわたって変更されなければ、これにより光の損失を生じる。老化したOLED装置は、変更されないプリチャージ時間中に部分的にしか充電されず、結果的に得られる電圧を、段階的な充電によって増大させなければならない。最適なプリチャージを得るために、プリチャージが行なわれる時間を、OLED装置の耐用年数にわたって僅かに増大させなければならない。このようにして、OLEDの寄生キャパシタンスがより高い電圧まで充電され、OLEDの寄生キャパシタンスに必要とされる、結果的な段階的充電が常に最小となり、したがって光の損失もまた最小となる。
【００７１】
中のOLED装置の固有のキャパシタンス特性COLEDを克服するために、OLEDディスプレイ装置の駆動回路内で統合され得るプリチャージ回路を設けることができる。方法３００はステップ３２０に進む。
【００７２】
ステップ３２０：OLEDの耐用年数および光出力の計算
このステップでは、プリプロセッサ１２０が、総ON時間、OLEDの温度、および正のOLED電圧＋VOLEDに基づいて、老化要因および光出力を算出する。プリプロセッサ１２０は、ステップ３１６およびステップ３１８のそれぞれで測定された、電流源１１４ａ〜１１４ｃの両端の電圧VISOURCE、および正の電圧＋VOLEDについての値の結果として、OLED２１２の両端の電圧の増大を時間の関数として計算する。プリプロセッサ１２０は、トラップされた電荷が制限された導電機構に従い、以下の公式を用いて電流密度を計算する。
【００７３】
【数１】
2005055909.tif 000003
【００７４】
ここでＪは、OLED２１２における電流密度であり［単位：アンペア／ｍ2］、ＶはOLED２１２の両端の電圧であり、Ｊ10mAおよびＶ10mAはそれぞれ、既知のテストポイント、すなわち１０ｍＡにおける、OLED内の電流密度およびOLEDの両端の電圧である。指数ｎは、Ｉ
−Ｖ特性が測定値と十分に良く整合するように選択された整数である。これらの物質定数ｎ、Ｊ10mAおよびＶ10mAは、EEPROM１２４に格納される。以下の関係を用いて、EEPROM１２４に格納された既知のOLEDの物質データ定数に基づき、光出力が計算される。
【００７５】
【数２】
2005055909.tif 000004
【００７６】
ここでｋ1は、発光効率の逆数であり［単位：（カンデラ／アンペア）−１＝アンペア／カンデラ］、ｋ2は飽和効果についての測定値であり［単位：アンペア*ｍ２／カンデラ２］、Ｌは輝度である［単位：ニト＝カンデラ／ｍ2］。別の温度条件（Ｔ）における耐用年数（Ｈ）が以下の等式から導出され、ここでＨ0およびＴ0は、EEPROM１２４に格納された物質定数である。
【００７７】
【数３】
2005055909.tif 000005
【００７８】
次に、OLEDアレイ１１２内の各OLED２１２に必要とされており、電流の老化レベルにおいて必要な明るさについて前述の関係を満たす正の電圧＋VOLEDおよび総電流が、タイル処理ユニット１１０によって算出される。方法３００はステップ３２２に進む。
【００７９】
ステップ３２２：計算結果の格納
このステップでは、OLEDの耐用年数および光出力についての計算結果が、入力／出力バスEEPROM I/Oを介してEEPROM１２４に格納される。OLEDタイルに固有の色補正情報および追加情報をEEPROM１２４にローカルに格納する利点は、新規のOLEDタイルがOLEDタイルアセンブリに追加されるか、またはOLEDタイルがOLEDタイルアセンブリ内で配置し直されたときに、有用な色補正、老化要因、および他の詳細も運ばれることである。したがって、（新規の）プリプロセッサ１２０は、任意の時点でそのローカルなEEPROM１２４からそのOLEDタイルに固有の、既存の色補正情報を読出すことができ、OLEDディスプレイの制御全体に調節を行なうことができる。方法３００はステップ３２４に進む。
【００８０】
ステップ３２４：耐用年数および光出力を最適化するためのOLEDドライブの制御
このステップでは、OLEDタイル制御システム１００が、ステップ３２０で実施されてステップ３２２で格納された老化の計算結果に従って最適化される。この発明の一実施例に従ったOLEDタイル制御システム１００は、環境パラメータおよび第１の演算パラメータの算出に基づいてOLED装置の第２の演算パラメータのデジタル補正を提供し、たとえば、冷却動作を改善し、電源電圧を適合し、プリチャージを適合し、電流源の電流を増大し、OLEDディスプレイ全体の光レベルを調節して、以下に提示される詳細に従ってOLEDディスプレイの耐用年数および光出力を最適化する。しかしながら、この発明は、その最も一般的な形態において、上述の特性のすべての組合せを取り入れた装置および方法に限定されない。その後、方法３００は終了する。
【００８１】
プリプロセッサ１２０は、好ましくはデジタル補正を用いてOLEDアレイ１１２の明るさを調節し、OLEDディスプレイ全体の均一性を維持して色ずれを防止する。タイル処理ユニット１１０は、図１に示されるRGBデータバスRGB DATA IN上に存在するビデオソースからピクセルデータを入力して、プリプロセッサ１２０が赤、緑、および青のサブピクセルの各々を８ビットから１６ビットに変換する。これらの１６ビットのうち、１４が色に用いられ、２ビットが補償に用いられる。したがって、このデジタル補償によってビデオの内容は変化しない。赤、緑、および青のサブピクセルの各々は、EEPROM１２４に保持された、０〜２５５の２進数からなるデジタル補正因子によって乗算され、その結果が、図１に示されたバスCCD CONTROLおよびバスPWM CONTROL上においてプリプロセッサ１２０およびCCDコントローラ１１８を介して電流源ISOURCE１１４に通信される。極めて老化したサブピクセルは、高い補正値を受取り、わずかしか老化していないピクセルは、低い補正値を受取る。
【００８２】
デジタル補正が失敗した場合、電源電圧を適合し（各電流源の両端の最小しきい値電圧を得ることを可能にするため）、OLEDに適用されるプリチャージを適合し、個々のサブピクセルの老化を補償するための電流を増大させることにより、最適化を行なうことができる。
【００８３】
電源電圧を適合する際に、各OLED回路２００に対する正の電圧＋VOLEDが調節されて、所定のOLED回路２００内の電流源１１４の両端の各電圧値VISOURCEが、最小の電流源しきい値、すなわち、OLED回路内の定電流ドライバの通常動作用の電流源の両端の最小電圧よりも正の方向にあるようにする。プリプロセッサ１２０は、通信リンクBANK CONTROLを介して正の電圧＋VOLEDを調節するタスクを実行する。
【００８４】
OLED装置の固有のキャパシタンス特性（COLED）を克服するように設計されたプリチャージ回路（図示せず）は、OLED回路２００のドライブ回路内で統合され得る。プリプロセッサ１２０は、各電流源ISOURCE２１４の両端の電圧VISOURCE（ステップ３１６で測定）および正の電圧＋VOLED（ステップ３１８で測定）を用いて、老化したピクセルに必要なプリチャージを適合して、OLEDの光出力の損失を補償する。
【００８５】
プリプロセッサ１２０は、電流源ISOURCE１１４の電流のON時間を個々に増大させて、ステップ３２０で示された耐用年数の計算に従って、個々のサブピクセルの老化を補償する。
【００８６】
ステップ３１２においてEEPROM１２４に格納された温度センサ１２８からの温度情報は、モジュールインターフェイス１２６によって受取られ、プリプロセッサ１２０によって使用されて、OLEDタイルアセンブリ内の冷却ファンの速度を調整し、改善された冷却動作を得て安全な動作温度を維持し、かつ、温度による老化を減じる。OLEDタイルアセンブリの冷却システムは、そのライフサイクルの全体にわたってOLEDタイルの冷却要件を満たすのに十分な能力を有する。
【００８７】
測定された制御パラメータに応答して、プリプロセッサ１２０はOLEDディスプレイ全体の光レベルを下げて、OLEDの温度を下げることおよび／または耐用年数を延ばすことができる。このことは、赤、緑、および青のサブピクセルの各々を、グローバルな補正因子で乗算することによって行なわれ得る。このグローバルな補正因子は、ディスプレイの各サブピクセルに対して同一である。グローバルな補正因子は１未満の値を有する。さらに、プリプロセッサ１２０は、測定された制御パラメータに応答してコントラストを予め定められた限度内まで下げて、温度を下げ、したがって老化を減じるか、または老化を遅らせることもできる。明るさのレベルの現行の補正が、ディスプレイの色または明るさの均一
性に影響を及ぼさないことに注意されたい。これは単に、OLEDの老化の速度を下げるために行なわれる動作である。このことは、上述のステップとは対照的である。上述のステップにおいて、各サブピクセルの老化は、第２の演算パラメータを変更することにより、したがって、ディスプレイ内の老化による明るさおよび色の不均一性をなくすことによって補償される。その結果、上述のこれらのステップでは、たとえばデジタル補正値が各サブピクセルにより異なる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の一実施例に従ったOLEDタイルアセンブリで使用するためのOLEDタイル制御システムの機能ブロック図である。
【図２】典型的な、共通アノード、パッシブマトリックスの大型画面OLEDアレイの一部を表わす、OLED回路の概略図である。
【図３】この発明の一実施例に従った、耐用年数および光出力の改善のためにOLEDディスプレイ素子を測定および制御する方法のフロー図である。
【符号の説明】
【００８９】
１００  OLEDタイル制御システム、１１２  OLEDアレイ、１１３  バンクスイッチ、１１４  電流源、１１６  バンクスイッチコントローラ、１１８  定電流ドライバコントローラ、１２０  プリプロセッサ、１２４  EEPROM、１２６  モジュールインターフェイス。
【図１】
2005055909.tif 000006
【図２】
2005055909.tif 000007
【図３】
2005055909.tif 000008