(57)【要約】本発明は、一般的により高い効率を有するパッシブ電気光学ディスプレイをドライブするための装置および方法に関する。本発明のドライバは、データ入力、電極選択入力およびドライブ出力に結合されるパルスジェネレータ(752、702、704、706、708)を備えており、前記パルスジェネレータは、前記ドライブレベルデータ、および前記第2の電極選択信号に応じた前記ドライブ出力のためのパルス化ドライブ信号を生成するように構成されており、前記パルス化ドライブ信号は、オン状態、およびオフ状態、ならびにこれらの状態間の遷移を有しており、選択された第2の電極を逐次的にドライブするための前記パルス化ドライブ信号は、連続した第2の電極の選択中に前記オン状態、および前記オフ状態のうちの一方にとどまり、前記第2の電極が選択される前記期間中に遷移を有する。
2006525535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッシブ電気光学ディスプレイのためのドライバであって、前記ディスプレイは、共通の第1の電極と複数の第2の電極によってアドレス指定される、複数のディスプレイエレメントを有し、前記ディスプレイドライバは、前記第2の電極のそれぞれを順に逐次的に選択し、前記第2の電極は、前記各ディスプレイエレメントから対応する可変なレベルの表示を提供するように選択される期間中に、前記第1の電極に可変パルス長ドライブを提供するように構成されており、前記ドライバは、
前記各ディスプレイエレメントについてのドライブレベルデータを受け取るデータ入力と、
前記第2の電極が、対応するディスプレイエレメントをアドレス指定するために選択される前記期間を決定するための第2電極選択信号を受け取る電極選択入力と、
前記ドライブレベルデータによって決定される長さを有するパルスを用いて前記第1の電極をドライブするためのドライブ出力と、
前記データ入力、前記電極選択入力、および前記ドライブ出力に結合されたパルスジェネレータと
を備え、前記パルスジェネレータは、前記ドライブレベルデータ、および前記第2の電極の選択信号に応じて前記ドライブ出力についてのパルス化ドライブ信号を生成するように構成されており、前記パルス化ドライブ信号は、オン状態、オフ状態、およびこれらの状態間の遷移を有しており、逐次的に選択される第2の電極をドライブするための前記パルス化ドライブ信号は、逐次的な第2の電極の選択中に、前記オン状態および前記オフ状態のうちの一方にとどまり、前記第2の電極が選択される前記期間中に遷移を有するドライバ。
【請求項２】
前記ディスプレイエレメントのうちのアドレス指定された1つのディスプレイエレメントが、前記パルス化ドライブ信号の前記オン状態中にオンであり、前記パルス化ドライブ信号の前記オフ状態中にオフであり、前記第2の電極が選択される前記各期間中に、前記オン状態の存続期間が、前記ドライブレベルデータに依存し、それによって前記ディスプレイエレメントの表示レベルが決定される、請求項1に記載のドライバ。
【請求項３】
前記パルスジェネレータが、クロック信号に応じてカウントするように構成されたカウンタと、選択された第2の電極によってアドレス指定されるディスプレイエレメントについて前記ドライブレベルデータと前記カウンタの出力を比較するコンパレータを備える、請求項1または2に記載のドライバ。
【請求項４】
前記電極選択入力に結合され、前記逐次的に選択される第2の電極のうちの交互の電極について前記カウンタ出力および前記ドライブレベルデータのうちの一方を反転させるインバータをさらに備える、請求項3に記載のドライバ。
【請求項５】
前記ドライブレベルデータが前記カウントの最終値に対応するときに、前記ドライブ信号遷移を抑制するゲート手段をさらに備える、請求項3または4に記載のドライバ。
【請求項６】
前記ディスプレイが、パッシブマトリックスのエレクトロルミネッセンスディスプレイを備え、前記第1の電極が、前記マトリックスの列電極を含み、前記第2の電極が、前記マトリックスの行電極を含む、請求項1から5のいずれかに記載のドライバ。
【請求項７】
前記ドライブ出力が、前記ドライブ信号の前記オン状態中に前記ディスプレイにほぼ一定の電流ドライブを提供するように構成される、請求項1から6のいずれかに記載のドライバ。
【請求項８】
前記ディスプレイエレメントが、有機発光ダイオードを備える、請求項1から7のいずれかに記載のドライバ。
【請求項９】
パッシブマトリックス有機エレクトロルミネッセンスディスプレイのためのディスプレイドライバであって、前記ディスプレイは、前記ディスプレイのエレメントをアドレス指定するための複数の行電極および列電極を有しており、前記ドライバは、前記ディスプレイの行電極を逐次的に選択し、逐次的なパルス幅変調ドライブ信号を用いて前記列電極をドライブして、前記ドライブ信号によって決定される明度まで、選択された各行中のディスプレイエレメントをドライブするように構成されており、
前記ディスプレイドライバは、さらに、前記逐次的に選択される行のうちの交互の行について前記時間ドメイン中で反転されたパルス幅変調ドライブ信号を供給するように構成されるディスプレイドライバ。
【請求項１０】
パッシブマトリックス有機エレクトロルミネッセンスディスプレイについてのディスプレイドライバであって、前記ディスプレイは、前記ディスプレイのエレメントをアドレス指定するための複数の行電極および列電極を有しており、前記ドライバは、前記ディスプレイの行電極を逐次的に選択し、逐次的なパルス幅変調ドライブ信号を用いて前記列電極をドライブして、前記ドライブ信号によって決定される明度まで、選択された各行中のディスプレイエレメントをドライブするように構成されており、
前記パルス幅変調ドライブ信号は、オン部分とオフ部分を有しており、前記ドライバはさらに、第1の選択された行についての前記パルス幅変調ドライブ信号のオン部分が続く対のうちの前記第1の選択された行についての前記パルス幅変調ドライブ信号のオフ部分に、前記対のうちの第2の選択された行についての前記パルス幅変調ドライブ信号のオフ部分が続く前記対のうちの前記第2の選択された行についての前記パルス幅変調ドライブ信号のオン部分が続くようにして連続した行対についての前記列電極をドライブするように構成されるディスプレイドライバ。
【請求項１１】
パルス幅変調ドライブ信号を使用してパッシブ電気光学ディスプレイをドライブする方法であって、前記ディスプレイは、前記ディスプレイのエレメントをドライブするための少なくとも1つの第1の電極、および複数の第2の電極を有しており、選択されたディスプレイエレメントは、前記第2の電極のうちの1つを選択し、前記第1の電極と前記選択された第2の電極の間に前記パルス幅変調ドライブ信号を印加することによってドライブされており、前記方法は、
第1の前記第2の電極を選択して、第1の前記ディスプレイエレメントを選択すること、
前記第1の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第1の選択された第2の電極の間に第1のパルス幅変調信号をかけてドライブすること、
第2の前記第2の電極を選択して、第2の前記ディスプレイエレメントを選択すること、および
前記第2の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第2の選択された第2の電極の間に第2のパルス幅変調信号をかけてドライブすること
を含んでおり、前記第1および第2のパルス幅変調信号はそれぞれ、第2の部分が続く第1の部分、前記信号のオン状態を含む前記第1の部分および第2の部分のうちの一方、前記信号のオフ状態を含む前記部分の他方を含んでおり、
前記第1のパルス幅変調信号の前記第2の部分、および前記第2のパルス幅変調信号の前記第1の部分は、ほぼ同じ前記状態を有する方法。
【請求項１２】
前記ディスプレイが、パッシブマトリックス電気光学ディスプレイを備え、前記第2の電極が、前記ディスプレイの行電極を含み、前記方法が、前記第1の電極および第2の第2の電極として選択しドライブするために、前記行電極対を逐次的に選択することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記ディスプレイが、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを備える、請求項11または12に記載の方法。
【請求項１４】
前記ドライブすることが、パルス幅変調されたほぼ一定の電流ドライブを使用してドライブすることを含む、請求項11、12または13に記載の方法。
【請求項１５】
パルス幅変調ドライブ信号を使用してパッシブ電気光学ディスプレイをドライブする方法であって、前記ディスプレイは、前記ディスプレイのエレメントをドライブするための少なくとも1つの第1の電極、および複数の第2の電極を有しており、選択されたディスプレイエレメントは、前記第2の電極のうちの1つを選択し、前記第1の電極と前記選択された第2の電極の間に前記パルス幅変調ドライブ信号を印加することによってドライブされており、前記方法は、
第1の前記第2の電極を選択して、第1の前記ディスプレイエレメントを選択すること、
前記第1の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第1の選択された第2の電極の間に第1のパルス幅変調信号をかけてドライブすること、
第2の前記第2の電極を選択して、第2の前記ディスプレイエレメントを選択すること、および
前記第2の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第2の選択された第2の電極の間に第2のパルス幅変調信号をかけてドライブすること
を含み、前記第2のパルス幅変調信号は、前記第1のパルス変調信号に関して時間反転される方法。
【請求項１６】
実行されるときに、請求項11から15のいずれか一項に記載の方法を実装するコンピュータプログラムコード。
【請求項１７】
請求項16に記載のコンピュータプログラムコードを伝えるキャリア。
【請求項１８】
パルス幅変調ドライブ信号を使用して、パッシブ電気光学ディスプレイのためのディスプレイドライバを制御するためのディスプレイドライバコントローラであって、前記ディスプレイは、前記ディスプレイのエレメントをドライブするための少なくとも1つの第1の電極、および複数の第2の電極を有しており、選択されたディスプレイエレメントは、前記第2の電極のうちの1つを選択し、前記第1の電極と前記選択された第2の電極の間に前記パルス幅変調ドライブ信号を印加することによってドライブされており、前記ディスプレイドライバコントローラは、
第1の前記第2の電極を選択して、第1の前記ディスプレイエレメントを選択する手段と、
前記第1の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第1の選択された第2の電極の間に第1のパルス幅変調信号をかけてドライブする手段と、
第2の前記第2の電極を選択して、第2の前記ディスプレイエレメントを選択する手段と、
前記第2の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第2の電極の間に第2のパルス幅変調信号をかけてドライブする手段と
を含み、前記第1および第2のパルス幅変調信号はそれぞれ、第2の部分が続く第1の部分、前記信号のオン状態を含む前記第1の部分および第2の部分のうちの一方、前記信号のオフ状態を含む前記部分の他方を含み、
前記第1のパルス幅変調信号の前記第2の部分、および前記第2のパルス幅変調信号の前記第1の部分は、ほぼ同じ前記状態を有するディスプレイドライバコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にパッシブ電気光学ディスプレイをより高い効率でドライブ(drive)するための方法および装置に関する。本発明は、パッシブマトリックス有機発光ダイオードディスプレイについて特に適している。
【背景技術】
【０００２】
OLED(organic light emitting diode有機発光ダイオード)は、電気光学ディスプレイの特に有利な形態を構成する。これらの有機発光ダイオードは、明るく、色鮮やかで、高速にスイッチングを行い、広い視野角を実現し、様々な基板上に簡単に低価格で製造される。有機LEDは、使用する材料に応じて、カラーのある範囲の(またはマルチカラーディスプレイにおける)ポリマーまたは小分子を使用して製造することができる。ポリマーベースの有機LEDの実施例は、WO90/13148、WO95/06400およびWO99/48160に説明されている。いわゆる小分子ベースのデバイスの実施例は、米国特許第4539507号中で説明されている。
【０００３】
典型的な有機LEDの基本構造100が、図１Ａに示されている。ガラスまたはプラスチックの基板102は、例えば正孔輸送層106がその上に堆積されたITO(indium tin oxideインジウムスズ酸化物)、エレクトロルミネッセンス層108、およびカソード110を含む透明なアノード層104を支持する。エレクトロルミネッセンス層108は、例えばアノード層104の正孔エネルギーレベルをマッチングさせる助けを行うPPV(ポリ(p-フェニレンビニレン))およびホール輸送層106を含むことができ、エレクトロルミネッセンス層108は、例えばPEDOT:PSS(polystyrene-sulphonate-doped polyethylene-dioxythiopheneポリスチレンスルフォン酸塩ドープのポリエチレンデオキシチオフェン)を含むことができる。カソード層110は、一般的にカルシウムなどの低い仕事関数の金属を含み、電子エネルギーレベルのマッチングを改善するためにアルミニウム層などエレクトロルミネッセンス層108にすぐ隣接した追加層を含むことができる。それぞれこのアノードおよびこのカソードに対する接触ワイヤ114および116は、電源118への接続をもたらす。この同じ基本構造は、小分子デバイスについて使用することもできる。
【０００４】
図１Ａに示すこの実施例においては、光120が、透明なアノード104および基板102を介して放出されており、かかるデバイスは、「ボトムエミッタ(bottom emitter)」と呼ばれる。このカソードを介して放出するデバイスはまた、例えばカソード層110の厚みを約50〜100nmより薄く保持することによって構築し、その結果、カソードが実質的に透明になるようにすることもできる。
【０００５】
有機LEDは、ピクセルのマトリックスにおける基板上に堆積させて、単色またはマルチカラーのピクセル化したディスプレイを形成することができる。マルチカラーディスプレイは、赤色放出ピクセル、緑色放出ピクセル、および青色放出ピクセルのグループを使用して構成することができる。かかるディスプレイにおいては、一般的に行(または列)線を活性化することによって個々のエレメントをアドレス指定して、これらのピクセルを選択し、ピクセルの行(または)列に書込みを行って表示を作り出す。パッシブマトリックス構成またはアクティブマトリックス構成を使用することができる。パッシブマトリックスディスプレイでは概して、定電流ドライバなどのピクセルドライバが、ピクセル上でマルチプレクスされるのに対して、アクティブマトリックスディスプレイでは、専用ドライバがピクセルごとに設けられる。したがって、いわゆるアクティブマトリックスディスプレイは、メモリエレメント、一般的には各ピクセルに関連するストレージキャパシタおよびトランジスタを有するのに対して、パッシブマトリックスディスプレイは、かかるメモリエレメントをもたず、代わりにTVピクチャと幾分同様に繰り返しスキャンされて、安定したイメージの印象を与える。
【０００６】
図１Ｂは、パッシブマトリックスOLEDディスプレイ150を貫く断面図を示しており、このディスプレイ中において、図１Ａのエレメントと同様なエレメントは、同様な参照番号によって示されている。パッシブマトリックスディスプレイ150において、エレクトロルミネッセンス層108は、複数のピクセル152を備え、カソード層110は、それぞれが関連する接点156を有する、図１Ｂ中のページの中に向かって走っている複数の相互に電気的に絶縁された導線154を備える。同様に、ITOアノード層104もまた、これらのカソード線と直角に走っている複数のアノード線158を備え、そのうちの1本だけが図１Ｂに示されている。(図１Ｂには示されていない)接点も、アノード線ごとに設けられる。カソード線とアノード線の交差部におけるエレクトロルミネッセンスピクセル152は、関連したアノード線とカソード線の間に電圧を印加することによってアドレス指定することができる。
【０００７】
次に図２Ａを参照すると、この図は、概念的に図１Ｂに示されるタイプのパッシブマトリックスOLEDディスプレイ150のためのドライブ構成を示している。それぞれが、電源線202、および複数の列線204のうちの1本に接続された複数の定電流ジェネレータ200が、設けられているが、明確にするためにそのうちの1本しか示されていない。複数の行線206(そのうちの1本しか示されていない)も設けられ、これらのうちのそれぞれをスイッチングされた接続210によってアース線208に選択的に接続することができる。図に示すように、線202上の正の供給電圧を用いて、列線204は、アノード接続158を含み、行線206は、カソード接続154を含むが、これらの接続については、電源線202が負であった場合には、アース線208に関して逆にされるはずである。
【０００８】
このディスプレイの例示のピクセル212には、それに対して電力が印加されており、それによって照明される。イメージ接続210を作成するために、ある行は、この行全部がアドレス指定されるまで各列線が活性化されるときに保持され、次いで、次の行が、選択され、このプロセスは反復される。代わりに、ある行を選択し、すべての列を並列に書き込むことができ、すなわちある行を選択し、電流を同時に各列線上でドライブして、ある行中の各ピクセルをその所望の明度に同時に照明することができる。この後者の構成は、より多くの列ドライブ回路を必要とするが、これにより、各ピクセルのより高速なリフレッシュが可能になるので、この後者の構成が好ましい。さらなる代替構成においては、列中の各ピクセルは、次の列がアドレス指定される以前にアドレス指定することができるが、これについては、とりわけ行抵抗の影響のために好ましくはない。図２Ａの構成においては、この列ドライバ回路と行ドライバ回路の機能を入れ替えることができることが理解されよう。
【０００９】
用語「明度(brightness)」が使用される場合に、この用語がOLEDに適用されるときには、輝度(luminance)を意味するものと一般的には解釈すべきであることが当業者には理解されよう。
【００１０】
OLEDの明度、またはより正確には、輝度は、OLEDを流れる電流によって決定されるので、OLEDに対して電圧制御ドライブでなく電流制御ドライブを提供することが普通であり、これが、OLEDが出力するフォトンの数を決定する。したがって、OLEDの明度-電流曲線は、概して線形であるのに対して、この明度-電圧曲線は強い非線形となる。この理由から、電圧制御構成においては、明度は、ディスプレイの区域にまたがって、また時間、温度、および寿命と共に変化することができ、所与の電圧によってドライブされるときにピクセルがどれだけ明るく見えるかを予測することを難しくする。カラーディスプレイにおいては、カラー表現の精度が、影響を受けることもある。
【００１１】
図２Ｂから２Ｄは、それぞれピクセルに印加される電流ドライブ220、このピクセルにかかる電圧222、およびこのピクセルがアドレス指定されるときの時刻226にわたってのこのピクセルからの光出力224を示している。このピクセルを含む行がアドレス指定され、破線228が示す時刻において、この電流はこのピクセルについての列線上でドライブされる。この列線(およびピクセル)は、関連するキャパシタンスを有し、したがって、この電圧は徐々に最大値230にまで増大する。このピクセルは、このピクセルにかかる電圧がOLEDダイオード電圧降下よりも大きいあるポイント232に到達するまで、光を放出し始めることはない。同様に、このドライブ電流が、時刻234においてオフにされるときに、この列キャパシタンスが放電するにつれて、この電圧および光出力は、徐々に減衰する。行中のピクセルが、すべて同時に書き込まれる場合、すなわちこれらの列が並列にドライブされる場合には、時刻228と234の間の時間間隔は、ラインスキャン期間に対応している。
【００１２】
多くの用途では、グレースケールタイプディスプレイ(greyscale-type display)、すなわち個々のピクセルの見かけの明度を単にオンまたはオフに設定するだけでなく、変化させることができるディスプレイを提供できることが望ましい。ここで、「グレースケール」とは、ピクセルが白色であれ色づけされたものであれ、かかる可変明度ディスプレイのことを意味する。
【００１３】
ピクセル明度を変化させる従来の方法は、PWM(Pulse Width Modulationパルス幅変調)を使用して、ピクセルを時間通りに変化させることである。以上の図２Ｂの文脈においては、ドライブ電流が印加される時刻228と234の間の期間のパーセンテージを変化させることにより、見かけのピクセル明度を変化させることができる。PWM方式においては通常、ピクセルは、完全にオンか、または完全にオフとなるが、ピクセルの見かけの明度は、この観察者の目の内部における時間積分のために変化してしまう。
【００１４】
パルス幅変調方式は、良好な線形明度応答を提供するが、この遅延したピクセルターンオン(pixel turn-on)に関連した影響を克服するために、これらは、一般的にこのドライブ電流波形のリーディングエッジ(leading edge)236上のプリチャージ電流パルス(図２Ｂには示さず)、および時にはこの波形のトレーリングエッジ(trailing edge)238上の放電パルスを一般的に使用している。これは、グレースケール分解能を改善することができるが、電力消費の増大を犠牲にすることになる。結果として、この列キャパシタンスを充電(および放電)することが、このタイプの明度制御を組み込んだディスプレイ中の総電力消費の約半分を占めてしまう可能性がある。この出願人がディスプレイとドライバの組合せの電力消費に寄与するものとして確認している他の重要なファクタは、以下でさらに詳細に説明するようにOLEDそれ自体内の消費(OLED効率の関数)、これらの行線および列線中の抵抗損失、ならびに制限された電流ドライバコンプライアンスの影響を含んでいる。
【００１５】
図３はパッシブマトリックスOLEDディスプレイのための一般的なドライバ回路の概略図300を示している。このOLEDディスプレイは、破線302によって示され、それぞれが対応する行電極接点306を有する複数n本の行線304と、対応する複数の列電極接点310を有する複数m本の列線308を含んでいる。OLEDは、この例示の構成中でそのアノードがこの列線に接続された各対をなす行線と列線との間に接続される。y-ドライバ314は、一定の電流で列線308をドライブし、x-ドライバ316は、行線304をドライブし、これらの行線をアースに選択的に接続する。y-ドライバ314およびx-ドライバ316は、一般的に共にプロセッサ318の制御下にある。電源320は、この回路に、特にy-ドライバ314に電力を供給する。どの電極が「行」電極としてラベル付けされ、どれが「列」電極としてラベル付けされるかは、任意であることが理解されよう。
【００１６】
図４は、概略的に図３のディスプレイ302などパッシブマトリックスOLEDディスプレイの1本の列線についての電流ドライバ402を示している。一般的に複数のかかる電流ドライバが、複数のパッシブマトリックスディスプレイ列電極をドライブするために、図３のY-ドライバ314などの列ドライバ集積回路中に設けられる。
【００１７】
特に有利な形態の電流ドライバ402は、「Display Driver Circuits」という名称の本出願人の同時係属による英国特許出願第0126120.5号中に説明されている。図４の電流ドライバ402は、この回路の主要な特徴の概要を説明しており、電源Vsの電源線404に実質上直接に接続されたエミッタ端子を有するバイポーラトランジスタ416を組み込んだ電流ドライバブロック406を備えている。(これについては、このエミッタ端子がその最も直接の経路によってこのドライバの電源線または端子に接続されることが必ずしも必要ではないが、どちらかといえばエミッタと電源レールの間でこのドライバ回路内のトラックまたは接続の固有抵抗以外には、介在する部品が存在しないことが好ましいはずである)。列ドライブ出力408は、OLED412に電流ドライブをもたらし、このOLED412は、通常は行ドライバMOSスイッチ(図４には示さず)を介してアース接続414も有している。電流制御入力410は、電流ドライバブロック406に供給され、例示のために、これはトランジスタ416のベースに接続して示されるが、実際には電流ミラー構成が好ましい。この電流制御線410上の信号は、電圧信号または電流信号を含むことができる。
【００１８】
この(オプションとして可変な)電流ジェネレータは、高いコンプライアンス、すなわちVs-Voの低い値を有しているので、図４の構成は、有用であり、ここでVsは電源電圧であり、Voは、ほぼこの電流源の最大出力電圧である。この電流ドライバコンプライアンスが低くなればなるほど(すなわち、Vs-Voが大きくなればなるほど)、制限されたドライバコンプライアンスに起因する電力損失は大きくなる。電力消費を低下させるためのさらなるコンプライアンスに関連した技法については、2002年6月18日に出願の本出願人の英国特許出願第0213989.7号に説明されている。
【００１９】
OLEDディスプレイドライバの特定の実施例については、米国特許第6014119号、米国特許第6201520号、米国特許第6332661号、EP1079361AおよびEP1091339Aに説明されている。OLEDディスプレイドライバ集積回路はまた、米国、マサチューセッツ州、ベバリー市のClare Micronix of Clair, Inc.によって販売されている。このClare Micronixのドライバは、電流制御ドライブをもたらし、従来のPWMアプローチを使用してグレースケールを達成する。米国特許第6014119号は、パルス幅変調を使用して、明度を制御するドライバ回路について説明している。米国特許第6201520号は、各列ドライバが、デジタル(on/off)ピクセル制御を実現する定電流ジェネレータを有するドライバ回路について説明している。米国特許第6332661号は、リファレンス電流ジェネレータが、複数の列についての定電流ドライバの電流出力を設定するピクセルドライバ回路について説明している。また、EP1079361AおよびEP1091339Aは共に、電流ドライブでなくて電圧ドライブが使用される有機エレクトロルミネッセンスディスプレイエレメントのための同様なドライバについて説明している。
【００２０】
LCD(liquid crystaldisplay液晶ディスプレイ)の電力消費を低下させるための従来の技法については、米国特許第6323849号およびEP0811866Aに説明されている。米国特許第6323849号は、制御回路が、ディスプレイドライバを制御して、このディスプレイの、有用な情報を示していない部分をオフにする部分ディスプレイモードを有するLCDディスプレイについて説明している。このLCDモジュールが、部分ディスプレイモードにあるときに、同じフレームリフレッシュレートを維持しながら、このライン周波数を低下させることもでき、低電圧を使用して、同じ電荷量を発生させることができるようになる。しかし、ユーザは、このディスプレイのどの部分を使用すべきか、このディスプレイが設けられるデバイス中で、どれが追加の制御機能およびソフトウェアを必要とすることになるのかについてあらかじめ決定しておく必要がある。EP0811866Aは、より柔軟なドライブ構成ではあるが、同様な技法について説明している。他の技法は、本出願人による英国特許出願第0209502.4号に説明されている。
【００２１】
米国特許第4823121号は、ラインのイメージデータ中のELパネルのスポット照明を表す高レベル信号の欠如を検出し、これに応じて、4つの回路(プリチャージ回路、プルアップ回路、書込み回路、およびソース回路)が活性化されないようにするエレクトロルミネッセンス(EL)パネルドライブシステムについて説明している。しかし、この技法が提供する電力の節約は、説明されているエレクトロルミネッセンスパネルのタイプについてのドライブ構成に特有であり、簡単に一般化可能ではない。さらにこの節約については、比較的ささやかなものである。
【特許文献１】WO90/13148
【特許文献２】WO95/06400
【特許文献３】WO99/48160
【特許文献４】米国特許第4539507号
【特許文献５】英国特許出願第0126120.5号
【特許文献６】英国特許出願第0213989.7号
【特許文献７】米国特許第6014119号
【特許文献８】米国特許第6201520号
【特許文献９】米国特許第6332661号
【特許文献１０】EP1079361A
【特許文献１１】EP1091339A
【特許文献１２】米国特許第6323849号
【特許文献１３】EP0811866A
【特許文献１４】英国特許出願第0209502.4号
【特許文献１５】米国特許第4823121号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
特に、可変な明度、すなわち「グレースケール」のディスプレイを実現する機能を保持しながら、ディスプレイとドライバの組合せの電力消費を低下させることが一般的に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
したがって、本発明の第1の態様によれば、パッシブ電気光学ディスプレイのためのドライバが提供されており、このディスプレイは、共通の第1の電極と複数の第2の電極によってアドレス指定される、複数のディスプレイエレメントを有し、このディスプレイドライバは、前記第2の電極のそれぞれを順に逐次的に選択し、前記第2の電極が、前記各ディスプレイエレメントから対応する可変な(明度)レベル(表示)を提供するように選択される期間中に、前記第1の電極に可変パルス長ドライブを提供するように構成されており、このドライバは、前記各ディスプレイエレメントについてのドライブレベルデータを受け取るデータ入力と、前記第2の電極が、対応するディスプレイエレメントをアドレス指定するために選択される前記期間を決定するための第2電極選択信号を受け取る電極選択入力と、前記ドライブレベルデータによって決定される長さを有するパルスを用いて前記第1の電極をドライブするためのドライブ出力と、前記データ入力、前記電極選択入力、および前記ドライブ出力に結合されたパルスジェネレータとを備え、前記パルスジェネレータは、前記ドライブレベルデータ、および前記第2の電極の選択信号に応じて前記ドライブ出力についてのパルス化ドライブ信号を生成するように構成されており、前記パルス化ドライブ信号は、オン状態、オフ状態、およびこれらの状態間の遷移を有しており、逐次的に選択される第2の電極をドライブするための前記パルス化ドライブ信号は、逐次的な第2の電極の選択中に、前記オン状態および前記オフ状態のうちの一方にとどまり、前記第2の電極が選択される前記期間中に遷移を有する。
【００２４】
このドライバは、従来の専用回路、またはソフトウェア制御下のマイクロコントローラを備えることができる。このパルスジェネレータが提供するドライブ信号は、連続した第2の電極の選択中に、そのオン状態、またはそのオフ状態にとどまるので、この第1の電極、このときには実施形態中において列線を充電または放電する必要はない。これは、連続した各第2電極、一般的には行電極が選択されるときに、新しい「オン」パルスが開始される、従来のパルス幅変調明度制御方式とは対照的である。したがって、実施形態において、従来の方式と比べて、上述の回路は、この第1の電極または列線上の遷移の数をほぼ半減させ、それによってこれらの関連する静電容量損失をほぼ半減させる。実施形態においては、これらの損失が、ディスプレイとドライバの組合せの総電力消費の半分までを占めることもあるので、これは、かなりの電力の節約を実現する。
【００２５】
一実施形態において、このパルスジェネレータは、クロック信号入力に応じてカウントアップまたはカウントダウンするように構成されたカウンタを備える。コンパレータは、アドレスディスプレイエレメントについてのドライブレベルデータとこのカウンタ出力を比較し、このカウンタがこのドライブレベルデータが決定する値に達するときにディスプレイエレメントをオンまたはオフに切り換える。このようにして、ドライブ信号パルスのオン(またはオフ)状態部分の存続期間は、このアドレスディスプレイエレメントの所望の明度に応じて変化させることができる。
【００２６】
好ましい実施形態においては、このパルスジェネレータは、代わるがわるアドレス指定される第2の電極、すなわち一般的に逐次的にアドレス指定される行の代替行についてのカウントまたはドライブレベルデータを反転し、それによって代替的な第2の電極についてこの時間ドメイン中のPWMパルスを事実上反転するインバータをさらに備える。したがって、例えば最初の第2の電極は、オン期間が続く初期のオフ期間を有するパルス幅変調ドライブ信号によってドライブすることができ、次の第2の電極は、オフ期間が続くオン期間を含んでいるパルス幅変調ドライブ信号によってドライブすることができる。このインバータは、簡単な、すなわち1の補数の反転を含むことが好ましいが、2の補数の反転を含むこともできる。代わりの第2の電極を反転するために、このインバータは、2で除算する回路を介してこの電極選択入力に結合することができる。
【００２７】
好ましい実施形態においては、このカウンタはゲートも含んでおり、その結果、このドライブレベルデータが前記カウントの最大(または最小)値に対応する場合に、このパルスの最後の遷移が抑制される。(この波形の符号に応じて)完全にオフ(またはオン)のパルス幅変調(PWM)方式において、ディスプレイエレメントは、長いオフ(オン)状態と、非常に短い最後のオン(オフ)状態とを有するドライブ波形を供給することができる。しかし、これは不必要な追加の遷移を引き起こすので、この短い最後のオン(オフ)状態を取り除くことが望ましい(完全にオフ(オン)のディスプレイエレメントでは、このパルス波形は、かかる最後の遷移を行う必要がない)。
【００２８】
好ましい実施形態において、かかるディスプレイでは、デバイスキャパシタンスに関連する特別な問題が存在するので、このディスプレイは、パッシブマトリックスのエレクトロルミネッセンスディスプレイ、および特にOLEDディスプレイを含んでいる。したがって、この第1の電極は、このマトリックスの列電極を含み、この第2の電極は、このマトリックスの行電極を含むことができる(とはいうものの、1組の電極について列電極として、また第2の1組の電極について行電極としてラベル付けすることは、任意であることが理解されよう)。かかるディスプレイにおいては一般的に、複数の前記第1の列電極が存在している。
【００２９】
かかるディスプレイのこれらの第1の電極は、OLEDアノードに接続されることが好ましいが、これは次いで、第2の行電極がこれらのカソードに接続され、前記第2の電極は、1行中の照明された各ディスプレイエレメントから同時に電流を運ぶからである。図１Ａおよび１Ｂに示す構造などのOLED構造においては、低抵抗のアノード接続よりも低抵抗のカソード線を製造する方が簡単である。
【００３０】
前述の回路の好ましい実施形態において、このドライバ出力は、(少なくとも、このPWM波形のオン状態中に)このディスプレイに対してほぼ一定の電流ドライブを実現する。例えば、定電流源をこの回路の外部に設け、次いで、例えばバイポーラトランジスタまたはFET(field effect transistor電界効果トランジスタ)を用いてこのパルスドライブ信号に同期してこのディスプレイにスイッチングさせることができる。図４に関連して以上で説明した構成など高いコンプライアンスの構成を使用することができる。
【００３１】
本発明の関連した態様において、本発明は、パッシブマトリックス有機エレクトロルミネッセンスディスプレイのためのディスプレイドライバを提供しており、このディスプレイは、このディスプレイのエレメントをアドレス指定するための複数の行電極および列電極を有しており、このドライバは、前記ディスプレイの行電極を逐次的に選択し、逐次的なパルス幅変調ドライブ信号を用いて前記列電極をドライブして、前記ドライブ信号によって決定される明度まで、選択された各行中のディスプレイエレメントをドライブするように構成されており、また前記ディスプレイドライバは、さらに、前記逐次的に選択される行のうちの交互の行についてこの時間ドメイン中で反転されたパルス幅変調ドライブ信号を供給するように構成される。
【００３２】
前述のように、実施形態において、逐次的に選択された行の対についてのPWM信号は、互いに関して時間反転されている。
【００３３】
本発明はさらに、パッシブマトリックス有機エレクトロルミネッセンスディスプレイについてのディスプレイドライバを提供しており、このディスプレイは、このディスプレイのエレメントをアドレス指定するための複数の行電極および列電極を有しており、このドライバは、前記ディスプレイの行電極を逐次的に選択し、逐次的なパルス幅変調ドライブ信号を用いて前記列電極をドライブして、前記ドライブ信号によって決定される明度まで、選択された各行中のディスプレイエレメントをドライブするように構成されており、また前記パルス幅変調ドライブ信号は、オン部分とオフ部分を有しており、前記ドライバはさらに、第1の選択された行についての前記パルス幅変調ドライブ信号のオン部分が続く対のうちの前記第1の選択された行についての前記パルス幅変調ドライブ信号のオフ部分に、前記対のうちの第2の選択された行についての前記パルス幅変調ドライブ信号のオフ部分が続く前記対のうちの前記第2の選択された行についての前記パルス幅変調ドライブ信号のオン部分が続くようにして連続した行対について前記列電極をドライブするように構成される。
【００３４】
本発明はまた、パルス幅変調ドライブ信号を使用してパッシブ電気光学ディスプレイをドライブする方法も提供しており、このディスプレイは、このディスプレイのエレメントをドライブするための少なくとも1つの第1の電極、および複数の第2の電極を有しており、選択されたディスプレイエレメントは、前記第2の電極のうちの1つを選択し、前記第1の電極と前記選択された第2の電極の間に前記パルス幅変調ドライブ信号を印加することによってドライブされており、この方法は、第1の前記第2の電極を選択して、第1の前記ディスプレイエレメントを選択すること、前記第1の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第1の選択された第2の電極の間に第1のパルス幅変調信号をかけてドライブすること、第2の前記第2の電極を選択して、第2の前記ディスプレイエレメントを選択すること、および前記第2の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第2の選択された第2の電極の間に第2のパルス幅変調信号をかけてドライブすることを含んでおり、また前記第1および第2のパルス幅変調信号はそれぞれ、第2の部分が続く第1の部分、前記信号のオン状態を含む前記第1の部分および第2の部分のうちの一方、前記信号のオフ状態を含む前記部分の他方を含んでおり、前記第1のパルス幅変調信号の前記第2の部分、および前記第2のパルス幅変調信号の前記第1の部分は、ほぼ同じ前記状態を有する。
【００３５】
この方法の実施形態は、前述の理由から、プロシージャをドライブする、電力消費の低下されたディスプレイを提供している。
【００３６】
本発明はさらに、パルス幅変調ドライブ信号を使用してパッシブ電気光学ディスプレイをドライブする方法を提供しており、このディスプレイは、このディスプレイのエレメントをドライブするための少なくとも1つの第1の電極、および複数の第2の電極を有しており、選択されたディスプレイエレメントは、前記第2の電極のうちの1つを選択し、前記第1の電極と前記選択された第2の電極の間に前記パルス幅変調ドライブ信号を印加することによってドライブされており、この方法は、第1の前記第2の電極を選択して、第1の前記ディスプレイエレメントを選択すること、前記第1の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第1の選択された第2の電極の間に第1のパルス幅変調信号をかけてドライブすること、第2の前記第2の電極を選択して、第2の前記ディスプレイエレメントを選択すること、および前記第2の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第2の選択された第2の電極の間に第2のパルス幅変調信号をかけてドライブすることを含み、前記第2のパルス幅変調信号は、前記第1のパルス変調信号に関して時間反転される。
【００３７】
第1および第2のパルス幅変調信号は、それらのオン状態およびオフ状態の異なる存続時間を有することができるが、これらは、そのオン状態とオフ状態の順序が交換されているという意味において時間反転されていることが当業者には理解されよう。
【００３８】
本発明は、さらにパルス幅変調ドライブ信号を使用して、パッシブ電気光学ディスプレイのためのディスプレイドライバを制御するためのディスプレイドライバコントローラを提供しており、このディスプレイは、このディスプレイのエレメントをドライブするための少なくとも1つの第1の電極、および複数の第2の電極を有しており、選択されたディスプレイエレメントは、前記第2の電極のうちの1つを選択し、前記第1の電極と前記選択された第2の電極の間に前記パルス幅変調ドライブ信号を印加することによってドライブされており、このディスプレイドライバコントローラは、第1の前記第2の電極を選択して、第1の前記ディスプレイエレメントを選択する手段と、前記第1の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第1の選択された第2の電極の間に第1のパルス幅変調信号をかけてドライブする手段と、第2の前記第2の電極を選択して、第2の前記ディスプレイエレメントを選択する手段と、前記第2の選択されたディスプレイエレメントの所望の明度に従って、前記第1の電極と前記第2の電極の間に第2のパルス幅変調信号をかけてドライブする手段とを含み、前記第1および第2のパルス幅変調信号はそれぞれ、第2の部分が続く第1の部分、前記信号のオン状態を含む前記第1の部分および第2の部分のうちの一方、前記信号のオフ状態を含む前記部分の他方を含み、前記第1のパルス幅変調信号の前記第2の部分、および前記第2のパルス幅変調信号の前記第1の部分は、ほぼ同じ前記状態を有する。
【００３９】
前述の機能を実施する手段は、専用ハードウェア、またはプロセッサ制御コードの制御下で動作するプロセッサ(あるいは、これら2つの組合せ)を備えることができる。したがって、本発明は、さらに前述の方法を実装するプロセッサ制御コードを提供している。かかるプロセッサ制御コードは、従来の任意のプログラミング言語によるコード、アセンブラコード、マシンコードまたはマイクロコード、あるいはVarilog(商標)、VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language超高速集積回路設計用ハードウェア記述言語)、SystemCなどのハードウェア記述言語用のコードを含むことができる。かかるコードは、ディスク、CD-ROM、DVD-ROMなどのデータキャリア上、または読取り専用メモリ(ファームウェア)などのプログラムメモリ上、あるいは光信号キャリアや電気信号キャリアなどのデータキャリア上に提供することができる。
【００４０】
添付図面を参照して、次に本発明のこれらの態様および他の態様について、実施例としてのみさらに説明することにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図５Ａを参照すると、この図は、図２Ａおよび３に示すディスプレイなどのパッシブマトリックスOLEDディスプレイについての列ドライブ波形を示している。実質的な定電流ドライブが使用されており、このドライブ電流がY-軸上に、時間がX-軸上に示されている。この時間軸は、複数の間隔に細分され、アドレス指定された行ごとの間隔は、行0から開始されている。図５Ａにおいて、この電流ドライブは、全部の行間隔のあいだオン、または全部の行間隔のあいだオフであり、したがってアドレス指定されたピクセルは、全面的にオン、または全面的にオフであることが分かる。パッシブマトリックスディスプレイにおいては、すべての列が同時にドライブされるので、固定されたフレーム間隔では、個々の行がアドレス指定される時間は、行数に逆比例する。例えば、典型的なフレーム比は、60Hzであり、100ライン(行)ディスプレイでは、これは6KHzのライン(行)周波数を与え、これは、166Hzの行アドレス周期になる。固定された行ピッチでは、この列キャパシタンスは、行数にほぼ線形に依存しており、したがってこれらの静電容量損失は、おおよそ行数の二乗を用いてスケール変更される。
【００４２】
次に、図５Ｂを参照すると、この図は、図５Ａと同じ軸を有するが、グレースケールタイプの表示を生成するためのパルス幅変調(PWM)ドライブ波形を示しており、すなわち、個々にアドレス指定されたピクセルの明度を変更することができるようになっている。したがって、図５Ｂにおいて、各行間隔は、電流ドライブが加えられる第1の期間と、電流ドライブがゼロである第2の期間を含んでいる。第1の行、すなわち行0では、このドライブは、期間500a中はオンであり、期間500b中はオフであり、これらの期間がほぼ等しいので、この列における行0ピクセルは、その最大明度の約半分の明度を有することになる。行1では、そのオン期間502aは、そのオフ期間502bよりもかなり長く、したがって、この列の行1ピクセルは、その最大明度に近い明度を有することになる。行3ピクセルは、完全にオンであるが、行4ピクセルおよび行5ピクセルは、完全にオフであることが、図から分かる。
【００４３】
続けて図５Ｂを参照すると、このPWMドライブ波形では、連続した各行がアドレス指定されるときに、オフ状態からオン状態への遷移(この図における遷移500c、502c、504c、および506c)が存在することが分かる。これらのオフ-オン遷移はそれぞれ、その全体の列キャパシタンスを充電し、したがってかなりの電力を必要とする。
【００４４】
次に図５Ｃを参照すると、この図は、本発明の一実施形態による修正PWM波形を示している。この波形においては、このディスプレイ中の部分的に照明されるピクセル数によっては、この遷移数がほぼ半分になる。図５Ｃにおいて、行1から5についてのピクセル明度は、図５Ｂのピクセル明度と同じであるが、交互行のPWM波形が修正されており、より詳細には、時間的に反転されている。この効果は、1つの行から次の行への遷移については、その列が充電されたままにとどまり、または充電されないままにとどまることであり、それによって、遷移数をほぼ半分に、したがって静電容量損失をほぼ半分にしている。
【００４５】
より詳細には、図５Ｃ行0のオン部分510aは、図５Ｂ行0のオン部分500aに対応し、また図５Ｃ行0のオフ部分510bは、図５Ｂ行0のオフ部分500bに対応する。したがって、行0が選択されている期間上では、図５Ｂの波形が時間的に反転されている。しかし、行1についての波形は、時間的に反転されず、したがって、512a、512bの部分は、図５Ｂの行1の波形の502a、502bの部分と同じ順序で引き起こされる。図５Ｃの行2の波形は、再び図５Ｂの行2の波形に関して時間的に反転されるが、この行3の波形は不変である。図５Ｃの行4の波形は、時間的に反転されるが、この波形は完全にオフのピクセルに対応するので、この非反転バージョンからの変化はない。この同じことが、完全にオンのピクセルについても当てはまる。このようにして、図５Ｃにおいて、交互の線のPWM波形は、行選択期間上で時間的に反転されることが図から分かる。この効果は、連続した各行が選択される時点においては、破線514に示すように、この列線上のドライブが、オンまたはオフにとどまり、それによってこの列線を充電または放電する必要がある回数をほぼ半分までに減少させることである。
【００４６】
次に図６を参照すると、この図は、(同様な機能が同様な参照番号によって示されている)図３に示すディスプレイと同様なディスプレイ302をドライブするパッシブマトリックスOLEDディスプレイドライブ回路600の一実施例のブロック図を示している。
【００４７】
図６において、表示するためのデータが、バス602上でディスプレイドライブロジック(display drive logic)606と、オプションとしてフレームストア(frame store)604に供給される。ディスプレイドライブロジック606は、例えばFETスイッチを備える、複数の行選択回路316を制御し、またバス602上で列ドライバ612に対してデータも供給する。クロック608が、このディスプレイドライブロジックおよび列ドライバ回路612のために設けられる。この実施例における列ドライバは、定電流ジェネレータ620によって図示されるほぼ一定の電流ジェネレータ(ソースまたはシンク)を含んでいる。他の実施形態においては、この電流ジェネレータは、これらの列ドライバの外部にあってもよい。かかる1つの定電流ジェネレータは、列ごとに設けることもでき、あるいはかかる単一のジェネレータは、複数の列間で共有することもできる。ディスプレイドライブロジック606はまた、行選択ストローブ線611を列ドライバ612に供給しており、このストローブ信号の立ち上がりエッジは、新しい行線が選択されたことを示す。
【００４８】
電力は、バッテリ618によって供給され、これについては典型的な携帯型大衆消費電子製品デバイスとの互換性のために、例えば3ボルトの比較的に低電圧を用いることが好ましい。スイッチモード電源ユニット614は、線616上で、一般的にポリマーOLEDディスプレイについては5ボルトと10ボルトの間の、ただしいわゆる小分子ベースのディスプレイOLEDディスプレイについては30ボルトまでの電源をこれらの列ドライバに供給する。電源614は、電力がこの回路に加えられるときにアサートされるパワーオンリセット(power-on-reset)出力信号も供給する。
【００４９】
図７Ａは、変調(PWM)電流ドライブ波形をもつ従来のパルスを生成するのに適切な列ドライバ700を示している。このドライバに対する入力ピクセル明度レベルデータが、データバス610上で供給され、ここでは、(明確にするために)4本の線を含むものとして示しているが、実際には一般に8本以上の線を含んでいる。データは、ディスプレイの行ごとに順に供給され、行ごとに、データは、このディスプレイの列ごとのドライバに直列に供給される。したがって、このディスプレイのすべての列についての行0のデータが、最初に列ドライバ700に直列に入力され、次いですべての列についての行1のデータが、直列に入力され、以下同様である。1対のラッチ702、704が、このピクセル明度データを記憶するために列ごとに設けられ、比較回路706を使用してこのPWM波形が生成される。1対のラッチ、および1つの比較回路は、列ごとに設けられるが、明確にするために図７Ａでは、4対のラッチおよび4つの比較回路しか示していない。
【００５０】
ピクセル行についてのピクセル明度データを供給するために、バス610上のデータ入力は、例えば図６のディスプレイドライブロジック606からのクロック線(図示せず)により、ラッチ702a、b、c、dを介して逐次的にクロックされ、これらのラッチは、事実上シフトレジスタとしての役割を果たす。この第2の1組のラッチ704a、b、c、dは、それぞれ各ラッチ702a、b、c、dの出力をラッチし、その結果、次の線(行)についてのデータは、現在の線についてのデータが処理されている間に、このドライバへとクロック入力することができる。ラッチ704a、b、c、dは、線611上の行選択ストローブ信号に応じて、このディスプレイの行についてのデータをラッチする。カウンタ708は、線609上のクロック信号に応じて(この実施形態においては)カウントアップし、並列のカウントデータ出力710を各比較回路706a、b、c、dに供給する。各比較回路706 a、b、c、dは、この比較回路が接続されているラッチ704 a、b、c、dからのピクセル明度データとこのカウンタ出力710を比較し、これらの2つの入力が等しいときには、各出力線712 a、b、c、d上にマッチ出力信号を供給する。
【００５１】
各コンパレータの出力は、さらにラッチ714およびFETスイッチ716によって処理されるが、明確にするために、これらのうちの1つの例だけが示されている。ラッチ714は、ストローブ線611に結合されたセット入力と、コンパレータ出力712に結合されたリセット入力を有して、それによってラッチ出力715をセットし、またリセットする。ラッチ出力715は、FETスイッチ716を制御して、PWM波形に従って、定電流ドライブ620をディスプレイ302の列電極にスイッチングする。電流源620は、複数の列の間で共有することもできるが、列ごとに1つの電流源を設けることが好ましい。
【００５２】
図７Ａの一部またはすべてのエレメントを集積回路内に設けることができる。例えば、集積回路内の実線718内にこれらのエレメントを設けることは都合がよい。このICは、さらにオプションとしてラッチ714および/またはFET716を含むことができる。実施形態においては、電流ドライブ620は、柔軟性を増すために別々に設けることもできる。
【００５３】
動作中には、ディスプレイ302の行についての列ドライブデータが、最初にラッチ702に沿ってクロックされ、次いで行選択ストローブに同期してラッチ704に記憶される。カウンタ708は、行選択ストローブに同期してループ中でカウントを行う。このカウントは、ゼロから開始され、(オプションとして、このカウンタは、行選択ストローブ線によってリセットすることができ)ピクセルの最大明度についてのデータ値に対応する最大値までカウントアップした後に始めて、この次の行選択ストローブに同期してゼロまでループバックされる。行選択ストローブ線611が、ある行についてアサートされると、(出力が線712によって同時にリセットされるときに、この出力が、ゼロにとどまらない限り)各列ラッチ714は、セットされ、トランジスタ716は、オンにされて、この列を所定の電流ドライブレベルにおいてドライブする。カウンタ708は、カウントアップし、コンパレータごとに、このカウンタがこのラッチされたピクセル明度データに対応するカウントに達するときに、出力712は、アサートされて、このラッチをリセットし、それによって、トランジスタ716のスイッチを切り、この列への電流ドライブを切断する。このピクセル明度データ値が大きくなればなるほど、このカウンタがこの値に到達するのに長い時間がかかることになり、したがって、この電流ドライブが列電極に加えられる存続時間は長くなることが分かる。広い意味で言えば、行ピクセルごとの列ドライブは、この行が選択されるときにオンにされ、次いでこのピクセル明度レベルデータに対応する時間間隔の後にピクセルごとにオフにされる。図７Ａの回路の変形形態においては、カウンタ708は、カウントアップでなくてカウントダウンするように構成できることも理解されよう。
【００５４】
次に図７Ｂを参照すると、この図は、図７Ａのエレメントと同様のエレメントが、同様な参照番号によって示される修正された列ドライバ750を示している。図７Ａの回路からの主要な違いとしては、インバータ752、2で除算するフリップフロップ754、および図７Ａのラッチ714を置き換える第2のフリップフロップ760を含んでいる。
【００５５】
インバータ752は、データ入力610とラッチ702の間に接続され、制御入力758を有している。この制御入力がアサートされるときに、インバータ752は、線610上へのデータを反転する。アサートされないときには、このデータは反転されない。以下に説明するように、これにより、ラッチ702にクロック入力されるピクセル明度データは、交互の行について反転することができるようになる。インバータ752は、データバス610の各線のロジック値を単に反転(1の補数反転)するにすぎないことが好ましいが、他の実施形態においては、インバータ752は、2の補数反転を実装することもできる。
【００５６】
2で除算する回路754は、行ストローブ611に結合されたクロック入力、インバータ制御線758に結合された出力、およびこの回路についてのパワーオンリセット線756に結合されたセット入力を有する。パワーオンリセット線756は、電力が最初にこの回路に加えられたときにアサートされる信号を供給し、これを使用して、2で除算する回路754を知られている初期状態へと設定し、一実施形態においては、線758をアサートして、インバータ752を補数モードまたは反転モードに設定する。パワーオンリセット信号756は、従来の方法では、例えば電源614から供給することができる。
【００５７】
インバータ752、および2で除算する回路754は、このディスプレイの他の行ごとにこのピクセルデータを反転させるように動作し、第1の行(以上の用語法を使用して、行0)を反転させることによって開始されることが分かる。カウンタ708は、一方向(前述のようにアップ方向)にしかカウントせず、この効果は、コンパレータ706からのマッチ信号出力が、このディスプレイの交互の行について、すなわちピクセル明度データが反転されているこれらの行についての時間反転位置において行われることになることである。
【００５８】
Tフリップフロップなど、2で除算する回路760のクロック入力にこの出力を結合することにより、コンパレータ706からの出力712を使用して、修正PWM波形が生成される。2で除算する回路760は、トランジスタ716を制御し、したがって定電流ジェネレータ620からこのディスプレイの列電極への電流ドライブのタイミングを制御する出力を有する。この2で除算する回路はまた、パワーオンリセット線756に結合されたリセット入力も有し、その結果、この回路は、所定の状態から、すなわちこの実施例においてはゼロレベル、または「オフ」状態から開始される。
【００５９】
列電極ドライブ線720上の実施例の電流ドライブ波形を示す、図８Ａおよび8bの波形を参照して、図７Ｂの構成の動作について、次に説明することにする。より詳細には、図８Ａおよび8bは、カウンタ708のカウント値を伴う以下の表1に与えられる実施例1および2のピクセル明度データに対応するドライブ波形を示している。
【００６０】
【表１】
2006525535.tif 000003
【００６１】
表1において、この第1のブロックは、ディスプレイの1列の4つの連続行(行0、1、2、3)についてのデータバス610上におけるピクセル明度データを示している。この第2のブロックのデータは、ストレージラッチ704から出力されるデータ値を示し、この第3のブロックのデータは、2で除算する回路フリップフロップ760が状態を変化させる場合のカウンタ708のカウント値、すなわちコンパレータ706の出力712がアサートされる場合のカウント値を示す。これら2つの実施例についてのピクセル明度データは、実施例1において完全にオンのピクセルを有し、実施例2において完全にオフのピクセルを有する、行1以外は同じである。
【００６２】
表1の実施例1、および図８Ａを参照すると、この回路は、2で除算する回路760がリセットされて行0から開始され、その結果、図８Ａの波形は、ゼロから開始され、2で除算する回路754がセットされると、その結果、このデータは反転される。したがって、行0では、これらのオール0の入力データが、このストレージラッチから出力されるオール1へと反転される。したがって、このカウンタは、255までカウントして始めて、2で除算する回路760が状態を変化させるはずであり、255が最大カウントであるので、この実施例においては、この最初の遷移は、行0と行1の間の境界で引き起こされる(図８Ａ参照)。この行1のデータは、反転されず、それによってこのストレージラッチの出力は、この入力データと同じであり、この場合にもこのカウントが255に達して始めて、フリップフロップ760は、状態を変化させ、第2の遷移を与えるはずである。行2では、このストレージラッチの出力は、もう一度反転され、フリップフロップ760は、128のカウント、すなわちバイナリでは10000000において状態を変化させる(図８Ａも参照されたい)。このカウンタが128の値に到達した後に、このカウンタは、255までカウントを継続し、このポイントでこのカウンタは、ゼロにリセットされ、再び63までカウントアップする。カウンタがゼロにループバックするポイントで、行3についてのデータ(63)が、ラッチ704にロードされる。したがって、行3は、反転されず、それによってこのカウンタは、63までカウントして始めて、フリップフロップ760は、再び状態を変化させ、この列ドライブを切断することになる。図８Ａから、行2および3についての波形の検査から、ある行からその次の行への切換えにおいて遷移が存在しないことが分かる。
【００６３】
第2の実施例においては、行1についてのデータはすべてゼロであり、これは反転されず、その結果、フリップフロップ760は、行1が選択されるとすぐに状態を変化させる。しかし、255のカウントにおける行0の終わりに遷移が存在することが、(実施例2の場合と同じ行0のデータを有する)実施例1の説明から理解されよう。この結果、短時間のスパイク802が行0の終わりに見られる、図８Ｂの波形がもたらされる。このスパイクの幅は、図８Ｂにおいては誇張されており、実際にはこのスパイクは、一般的に非常に短く、例えば1ナノ秒よりも短くなる。したがって、(特に、これは実施例2において示されるまれな状況下でしか起こらないので)知覚し、またはこのディスプレイの電力消費にかなりの寄与を与えることは、起こりそうにない。それにもかかわらず、このスパイクは、図９に示す回路を使用して取り除くことができる。
【００６４】
図９において、ANDゲート900を、カウンタ708の出力に接続して、図８Ｂにおけるグリッチ(glitch)を引き起こすオール-1の状態を識別する。ANDゲート900からの出力は、カウンタクロック609によってクロックされるラッチ902のためのデータ入力Dを供給する。次いでラッチ902の反転出力は、2で除算する回路760の出力と共にANDゲート904を使用してゲートして、このグリッチを取り除き、このゲート904の出力は、FETスイッチ716のための制御信号を供給する。
【００６５】
図１０Ａは、線609上のクロック信号と、線611上の行ストローブの相対的なタイミングを示している。このクロック信号波形の下におけるこれらの図は、カウンタ708のカウントを表している。一実施形態においては、この行ストローブのリーディングエッジは、このクロックのリーディングエッジにほぼ一致し、カウンタ708の各カウントは、ほぼ同じ存続期間を有する。しかし、図９の回路を使用して、グリッチを抑制する場合には、このグレースケールの255のうちの一部分が、図１０Ａのカウント方式では事実上失われてしまい、したがって、図１０Ｂに示すようなクロック信号が好ましいことになる。
【００６６】
図１０Ｂにおいては、グリッチを抑制するためにゲートして取り除かれる最後のカウントを除いて、カウンタ708のすべてのカウントについて規則的なクロックが、供給される。この最後のクロックサイクル1000は、存続時間を短くして、ピクセル明度のダイナミックレンジを増大させることが好ましい。この8-ビットの実施例においてカウント255に対応する最後のクロックサイクル1000は、この技術の実用性を仮定すると、できるだけ短くすることが好ましい。例えば高周波数のクロックから分周し、この最後のカウント上でこのクロック分周器をリセットすることによってこのクロック信号を生成することにより、この最後のクロックサイクルを短くすることができる。
【００６７】
図１１は、図７Ｂの列ドライバ回路の変形形態の一部分を示している。この変形形態において、インバータ752は、(データバス610にではなく)カウンタ708の出力712に結合され、入力データ610は、反転なしにラッチ702に供給される。2で除算する回路754は、図７Ｂを参照して以前に説明したようにインバータ752を制御し、この回路の残り(図１１に示さず)はまた、図７Ｂに対応している。コンパレータ706の観点から、このピクセル明度データまたはこのカウンタ出力は、交互の線ごとに反転することができ、図７Ｂは、前者を示し、図１１は、後者の変形形態を示している。
【００６８】
前述の回路は、特にOLED-ベースのパッシブマトリックスディスプレイにとって適している。これは、OLEDディスプレイの電極構造が、一般的に(そのピクセルサイズに応じて)比較的大きな面積でオーバーラップするが、一般的に0.1マイクロメートルの程度の比較的小さな分離を有する行電極および列電極を含んでいるからである。この結果、比較的高い固有キャパシタンスを有するデバイスがもたらされ、このキャパシタンスは、電力消費にかなりの影響を与える。
【００６９】
本発明の実施形態の用途は、普通の電極のグリッドを有するパッシブマトリックスディスプレイだけには限定されず、1つ(または複数)の共通電極(アノード)および複数の第2の電極(カソード)を使用して、アドレス指定されるセブンセグメント(seven segment)ディスプレイやマルチセグメントディスプレイなど、他のピクセルパターンを有するパッシブマトリックスディスプレイにも適用することができる。
【００７０】
前述の実施形態に対する多数の変形形態が可能であることが当業者には理解されよう。したがって、本発明は、これらの説明した実施形態だけには限定されず、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内に含まれる、当業者にとって明らかな変更形態を包含することが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１Ａ】有機発光ダイオードの内部を通して示した断面図である。
【図１Ｂ】パッシブマトリックスOLEDディスプレイの内部を通して示した断面図である。
【図２Ａ】パッシブマトリックスOLEDディスプレイについての概念的なドライバ構成を示す図である。
【図２Ｂ】ディスプレイピクセルについての時間に対する電流ドライブのグラフを示す図である。
【図２Ｃ】ディスプレイピクセルについての時間に対するピクセル電圧のグラフを示す図である。
【図２Ｄ】ディスプレイピクセルについての時間に対するピクセル光出力のグラフを示す図である。
【図３】従来技術によるパッシブマトリックスOLEDディスプレイ用の一般的なドライバ回路の概略図を示す図である。
【図４】パッシブマトリックスOLEDディスプレイの列についての電流ドライバを示す図である。
【図５Ａ】グレースケールのないパッシブマトリックスOLEDディスプレイについての列ドライブ波形を示す図である。
【図５Ｂ】グレースケールディスプレイについての従来のパルス幅変調列ドライブ波形を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の一態様を実施する、グレースケールディスプレイについての修正パルス幅変調列ドライブ波形を示す図である。
【図６】パッシブマトリックスOLEDディスプレイおよびドライブ回路を示す図である。
【図７Ａ】従来のPWMドライブ波形を生成するための、図６のディスプレイドライバのための列ドライブ回路の詳細を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態によるドライブ波形を生成するための、図６のディスプレイドライバのための列ドライブ回路の詳細を示す図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態による列ドライブ波形の一実施例を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態による列ドライブ波形の一実施例を示す図である。
【図９】図７Ｂの回路についてのグリッチ抑制構成を示す図である。
【図１０Ａ】図７Ｂの回路の構成についてのクロック信号と、行選択ストローブの相対的タイミングを示す図である。
【図１０Ｂ】図７Ｂの回路の構成についてのクロック信号と、行選択ストローブの相対的タイミングを示す図である。
【図１１】この回路の変形例を示した、図７の列ドライバの一部分を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
100  典型的な有機LEDの基本構造
102  基板
104  アノード層、ITOアノード層
106  正孔輸送層
108  エレクトロルミネッセンス層
110  カソード層
114  接触ワイヤ
116  接触ワイヤ
118  電源
120  光
150  パッシブマトリックスOLEDディスプレイ
152  エレクトロルミネッセンスピクセル
154  導電線、カソード接続
156  接点
158  アノード線、アノード接続
200  定電流ジェネレータ
202  電源線
204  列線
206  行線
208  アース線
210  スイッチ接続、イメージ接続
212  ピクセル
220  電流ドライブ
222  電圧
224  光出力
226  時間
236  リーディングエッジ
238  トレーリングエッジ
300  パッシブマトリックスOLEDディスプレイ用の一般的なドライバ回路の概略図
302  OLEDディスプレイ
304  行線
306  行電極接点
308  列線
310  列電極接点
314  y-ドライバ
316  x-ドライバ
318  プロセッサ
320  電源
402  電流ドライバ
404  電源線
406  電流ドライバブロック
408  列ドライブ出力、列線
410  電流制御入力、電流制御線
412  OLED
414  アース接続
416  バイポーラトランジスタ
600  パッシブマトリックスOLEDディスプレイドライブ回路
602  バス
604  フレームストア
606  ディスプレイドライブロジック
608  クロック
609  カウンタクロック
610  バス、データバス
611  行選択ストローブ線
612  列ドライバ、列ドライバ回路
614  スイッチモード電源ユニット、電源
616  電源線
618  バッテリ
620  定電流ジェネレータ、電流源、電流ドライブ
700  列ドライバ
702  ラッチ
704  ラッチ
706  比較回路、コンパレータ
708  カウンタ
710  カウントデータ出力
712  出力線、コンパレータ出力
714  ラッチ、列ラッチ
715  ラッチ出力
716  FETスイッチ、トランジスタ
718  集積回路
720  列電極ドライブ線
750  修正列ドライバ
752  インバータ
754  2で除算するフリップフロップ、2で除算する回路
756  パワーオンリセット線
758  制御入力、インバータ制御線
760  第2のフリップフロップ、2で除算する回路、2で除算するフリップフロップ
900  ANDゲート
902  ラッチ
904  ANDゲート
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
2006525535.tif 000018
【図１０Ｂ】
2006525535.tif 000019
【図１１】
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【国際調査報告】
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2006525535.tif 000022
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