(57)【要約】エレクトロルミネセント素子を発光させる方法であって、複数のサブフレーム時間周期を各データフレームに割り当て、各々のサブフレーム時間周期において発光パルスを生成するプラズマディスプレイドライバを用いることを有する方法である。
2004505326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロルミネセント素子を発光させる方法であって、複数のサブフレーム時間周期を各データフレームに割り当て、各サブフレーム時間周期において発光パルスを生成するディスプレイドライバを使用することを有する方法。
【請求項２】
各ディスプレイドライバが、２つの予め決定された電圧レベル間で切り換え可能な出力信号をもつ１対のプッシュプルＭＯＳＦＥＴを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ディスプレイの行が、一ラインずつアドレス指定され、行パルス及び列パルスが、反対極性を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記行パルス及び前記列パルスのそれぞれの極性が、各フレーム後に変更される、請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記行パルスのそれぞれの極性が、各サブフレームパルス後に変更される、請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
ガンマ補正、ディザリング、エラー拡散、パルスコントラスト及び動き評価のうち何れか１つ又は複数の特徴を使用することを更に有する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
各データフレームに１６個以上のサブフレーム時間周期がある、請求項１乃至６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ディスプレイドライバが、プラズマディスプレイドライバを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ＡＣ駆動のエレクトロルミネセント素子に関してディスプレイパネルドライバを使用する方法であって、ゼロボルト又は５０ボルトなど第１の予め決定された電圧の正極性パルスの何れかを印加するディスプレイドライバを使用し、前記第１の予め決定された電圧より大きいマグニチュードのオフセット負電圧を前記行に与えられる信号に印加し、ゼロボルト、又は前記オフセット電圧のマグニチュードより大きく、且つ前記第１の予め決定された電圧より大きいマグニチュードである第２の予め決定された正パルス、の何れかを出力するドライバを使用することを含む方法。
【請求項１０】
エレクトロルミネセントディスプレイ素子を駆動する装置であって、各データフレームの複数のサブフレーム時間周期のそれぞれにおいて発光パルスを生成するディスプレイドライバを有する装置。
【請求項１１】
蛍光体で形成されるルミネセント画素を有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記蛍光体が、ＺｎＳ，Ｍｎ，ＳｒＳ及びＣｅで構成されるグループから得られる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ディスプレイドライバが、プラズマディスプレイドライバを有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の装置を有する、高速切り換えディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロルミネセントディスプレイをアドレス指定する方法であって、ＡＣ又はＤＣ駆動の厚膜又は薄膜エレクトロルミネセント素子に適用されることができる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、エレクトロルミネセント素子は、行と列との金属電極間において、誘電体に埋め込まれた蛍光体の１つ又は複数の層により形成される画素のアレイを有する。行は連続してアドレス指定され、これは「一ラインずつ（ｌｉｎｅ ａｔ ａ ｔｉｍｅ）」のアドレス指定（アドレッシング）として知られており、適切な列をアドレス指定することにより画素が選択される。通常、約１５０ボルトの電圧パルスが、奇数フレームの行電極に印加され、負パルスが偶数フレームに印加される。これは、画素を発光させるスレッショルド値に対応する。列は、奇数フレームの負パルス及び偶数フレームの正パルスによりアドレス指定される（これらパルスは、０ボルトと５０ボルトとの間で変調される）。ＤＣ駆動される素子において、パルスの極性は変化しないが、行及び列の極性は異なる。この組み合わせが、所望されるディスプレイをもたらすために適切な画素を発光させる。より高い電圧が印加されるほど、蛍光体のルミネセンス（発光）もより高くなり、画素もより明るくなる。従って、グレースケールが、印加される電圧値により決定される。２５６個のグレースケール値を得るためには、２５６個の電圧値が、画素を発光させるためのスレッショルド電圧と印加される最大電圧との間、すなわち、約１５０ボルトと２００ボルトとの間で選択される必要がある。但し、ルミネセンスと印加電圧との間の関係は、必ずしも線形ではなく、画素間の電圧カップリングのために更なる不正確さを引き起こす。その上、ディスプレイにおけるグレースケールの生成は、ディジタル信号からアナログ信号が生成されることを必要とする。これには、コストのかかる複雑なドライバが必要とされ、信頼性において不満足なレベルを呈示しがちである。
【０００３】
プラズマ媒体が固有のメモリを有するとともに、プラズマ画素に所望されるレベルのルミネセンスを発光させる適切な周波数の持続レベルを伴って、電圧パルスが用いられるので、プラズマディスプレイは、比較的簡単に所望される範囲のグレースケールを生じる。プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）ドライバは、多種多様な仕様及び生産（アウトプット）で市場において既製品としてすぐに入手可能であり、比較的安価である。但し、プラズマディスプレイドライバは、プラズマと比較して固有のメモリ不足のために、エレクトロルミネセント（ＥＬ）素子に対し簡単には適応できない。プラズマドライバを適用する困難さは、米国特許第５，６５２，６００号に説明される。
【０００４】
米国特許第５，６５２，６００号は、グレースケールディスプレイを提供する薄膜エレクトロルミネッセント（ＴＦＥＬ）素子の変調方法を提示する。各データフレームをサブフレーム時間周期に分割するとともに、各サブフレームの中で画素を選択的に発光させると同時に、サブフレームからサブフレームまでの発光信号の予め決定された特性（例えば、周波数、振幅、波形又は持続時間など）を変更して画素の照度（イルミネーション）を制御することによって、アクティブマトリックスエレクトロルミネセント素子は発光される。発光信号の特性における差異は、画素ルミネセンスレベルにおける差異を与える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、エレクトロルミネセント素子を発光させる改善された方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１態様によると、エレクトロルミネセント素子を発光させる方法であって、各データフレームに複数のサブフレーム時間周期を割り当て、各サブフレーム時間周期において発光パルスを生成するディスプレイドライバを使用することを含む方法が提供される。このディスプレイドライバは、好ましくはよく知られるプラズマディスプレイドライバである。
【０００７】
本方法は、受動的であり、一ラインずつアドレス指定を実行するので、より少ないドライバスイッチしか必要とせず、従って、アクティブマトリックスアドレッシングよりもずっと費用対効果が大きい。例えば、Ｎ×Ｍセルのアレイの場合、Ｎ×Ｍドライバスイッチがアクティブアドレッシングのために必要とされるが、受動的アドレス指定については、Ｎ＋Ｍドライバスイッチしか必要とされない。
【０００８】
本発明の好ましい実施例によると、各プラズマディスプレイパネルドライバは、２つの予め決定された電圧レベル間で切り換え可能な出力を有する、１対のプッシュプルＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）を有する。ディスプレイの行は、一ラインずつアドレス指定され、行パルス及び列パルスが、反対極性を有する。行パルス及び列パルスのそれぞれの極性は、各フレーム後に変更されてもよく、又は他の例として（各サブフレームパルス後に）連続的に変更されてもよい。各サブフレームパルス後に極性を変化させることは好ましい実施例である。なぜなら、ある状況のもとでは、極性が各フレーム後に変更されるとき、フレームの第１パルスが、他のパルスよりも多くの光を生じさせうるからである。
【０００９】
有利には、ＰＤＰドライバの他の特性、例えば、ガンマ補正、ディザリング又はエラー拡散、パルスコントラスト（対比）及び動き評価が使用されることもできる。これら特性は、ＰＤＰ性能を向上するやり方として知られるが、以前から知られるようなＥＬディスプレイにおけるグレースケールの生成に固有なアナログ性質のために、以前はＥＬディスプレイに適用されることができなかった。
【００１０】
好ましくは、各データフレームにおいて１６個以上のサブフレーム時間周期がある。多くの場合、とりわけ、硫化亜鉛（ＺｎＳ），マンガン（Ｍｎ），硫化ストロンチウム（ＳｒＳ），セリウム（Ｃｅ）のような在来の蛍光体を使用する場合、１６個がサブフレームの最大の有用な数である。これは、このような蛍光体の典型的な減衰時間が１乃至２ミリ秒（ｍｓ）であり、５０乃至６０ヘルツ（Ｈｚ）の典型的なフレームレートである場合、蛍光体の飽和が約１キロヘルツ（Ｋｈｚ）で起こるからである。しかし、もっと速い減衰時間又はもっと長いフレーム時間をもつ蛍光体が使用される場合、サブフレームレートはそれに応じて高くなりうる。
【００１１】
本発明の第２態様によると、ＰＤＰドライバは一般的に正パルスのみを出力するけれども、ＡＣ駆動のエレクトロルミネセント素子についてプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）ドライバを用いる方法が提供される。この方法は、ゼロボルト又は第１の予め決定された電圧（例えば、５０Ｖ）の正極性パルスの何れかを印加するＰＤＰドライバを使用し、第１の予め決定された電圧より大きいマグニチュード（例えば、１５０Ｖの電圧）のオフセット負電圧を行に与えられる信号に印加し、ゼロボルト、又はオフセット電圧のマグニチュードよりも大きく第１の予め決定された電圧より大きいマグニチュードの第２の予め決定された正パルス、の何れかを出力するＰＤＰドライバを使用することを有する。
【００１２】
例えば、第１の予め決定された電圧は５０Ｖであり、オフセット電圧は−１５０Ｖであり、第２の予め決定された電圧は＋３５０Ｖでありうる。更に行ドライバ電圧は、−１５０Ｖと＋２００Ｖとの間で交番して、ＥＬ素子の両端に１５０Ｖ又は２００Ｖの絶対差を与えるであろう。それと同時に、この素子の両端の極性が、各パルス後に更に交番する。行ドライバが２００Ｖである場合、列ドライバパルスは反転されることができる（５０Ｖ＝ロー（Ｌｏｗ），０Ｖ＝ハイ（Ｈｉｇｈ））。輝度は、飽和領域（これも使用されうる）に至るまで、（以下の図２に示されるように）電圧差の増大と共に増大する。
【００１３】
更に本発明の方法は、一ラインずつのアドレス指定を使用する他のいかなる高速切り換えディスプレイにも適用されることができる。非常に高速に切り換わるＬＣＤディスプレイがこのやり方で駆動されてもよい。
【００１４】
本発明をより深く理解するため、更に前記発明がどのようにして実施されうるのかを示すために、以下に添付図面が参照されるだろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１において、ＭＯＤ平坦膜（ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）２をコーティングする蛍光体層１で形成されるとともに、厚膜誘電体３と薄膜誘電体４とにはさまれ、金属電極５と６との間に位置する厚膜エレクトロルミネセント構造が、アルミナ基板７に取り付けられることが示される。
【００１６】
通常、発光されるべき点、すなわち特定の画素において、行Ｒｉと列電極Ｃｊとの接点（図３参照）の蛍光体層が１５０Ｖと２００Ｖとの間の電圧を受けるように、電圧は電極に印加される。電圧Ｖのレベルは、輝度Ｌのレベル、すなわち明るさを決定し、理論的には、この関係は、図２のグラフに示されるように正比例するものである。従って、在来のグレースケールレベルは、１５０Ｖ乃至２００Ｖの範囲で選択されうる離散的な電圧値の数により決定される。通常、良好なディスプレイ鮮明度のためには、２５６個の値が必要である。電圧パルスは、図３のグリッドにより示されるように連続的に、すなわち、一ラインずつの方式で、行Ｒｉに印加され、列パルス及び行パルスは反対極性を有する。
【００１７】
図４及び図５は、本発明の２つの異なる実施例によるピクセレートされた（ｐｉｘｉｌａｔｅｄ）ディスプレイに印加される電圧パルスを示す。
【００１８】
各フレームＦは、図示されるように、１６個のサブフレーム又はフィールドに分割される。１６個のサブフレームパルスの各々は、１つの画素を発光させることができる。図４及び図５の上側ラインで値８が列においてオンにされ、下側ラインで値３がオンにされる。サブフレームパルスは、フレームの中間で発せられる。ラベルＦ１，Ｒ１は、フレーム１，行１を示し、ラベルＦ２，Ｒ１は、フレーム２，行１を示し、以下同様である。
【００１９】
図４において、電圧パルスの極性は、各フレーム後に変化するが、図５において、該極性は各サブフレームパルス後に変化し、このほうがより均一な出力を与えやすいので、好ましい実施例である。極性を１回だけ変化させると、各フレームは、他よりもフレームの第１パルスからずっと多くの光を生じさせることができる。
【００２０】
図示されるパルスは、ディスプレイがアクティブにされる効果的な時間及び極性を図示する。
【００２１】
図６は、印加されるパルスを実際に実現したものを図示する。行パルスＲＰ及び列パルスＣＰの電圧レベルが示される。一番下のパルスは、行パルスＲＰと列パルスＣＰとの間の電圧差ＶＤを示す。
【００２２】
図７は、パルス信号の可能な処理シーケンスを図示する。６０ＨｚにおけるＲＧＢ信号であるＲＧＢｉが、８ビット信号として、１０で概略して示されるプロセッサに入力される。この信号は、ガンマ補正回路１１により最初にガンマ補正され、この回路１１の出力は１０ビット信号ＲＧＢｏである。
【００２３】
更に、エラー拡散が１２で行われ、それによって、エラーが他の画素へ向かって拡散される一方で、９６０Ｈｚのサブフレームレートで１６パルス（４ビット）を生じることによって十分なグレースケールレベルを生成する。エラー拡散器（ディフューザ）１２は、例えば、フロイド・スタインバーグ（Ｆｌｏｙｄ−Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ）法で動作してもよい。パルスセントラライザ（ｃｅｎｔｒａｌｉｓｅｒ）１３は、動きアーチファクトを制限するために、時間に関して、パルスＯＰがフレームの中間で発せられることを確実にする。
【００２４】
動き評価補償回路１４は、ディスプレイされる画像のオブジェクトの速度を決定し、更に画素の時間及び位置のシフトを補正するのに使用されることができる。
【００２５】
ＰＤＰドライバがＡＣ駆動のエレクトロルミネセント素子について使用される場合、行ドライバオフセットが、−１５０Ｖで導入され、−１５０Ｖと＋２００Ｖとの間で変化する正味（ｎｅｔ）の行ドライバ電圧を与えて、０Ｖ又は３５０Ｖパルスの何れかを生じる。従って、この絶対差は、エレクトロルミネセント素子の両端で１５０Ｖ又は２００Ｖの何れかである。極性は各パルスで交番される。
【００２６】
行ドライバが、２００Ｖにある場合、列ドライバのパルスは、５０Ｖをロー（ｌｏｗ）状態、ゼロボルトをハイ（ｈｉｇｈ）状態にするように反転される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されうるＡＣ駆動の厚膜エレクトロルミネセント構造の３次元断面図である。
【図２】エレクトロルミネセント構造について典型的な電圧輝度特性の線形部分を示すグラフである。
【図３】一ラインずつのアドレス指定の原則を概略的に図示する。
【図４】本発明のアドレス指定方法に適用されるパルス極性切り換えのある実施例を図示する。
【図５】本発明のアドレス指定方法に適用されるパルス極性切り換えの別の実施例を図示する。
【図６】図５のパルスがどのように適用されうるのかを実現したものを図示する。
【図７】本発明の方法における更なる改善を図示するフローチャートである。
【国際公開パンフレット】
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2004505326.tif 000011
2004505326.tif 000012
2004505326.tif 000013
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004505326.tif 000014
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004505326.tif 000015
【国際調査報告】
2004505326.tif 000016
2004505326.tif 000017
2004505326.tif 000018
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