JP2005538402A - エレクトロルミネッセント表示装置 - Google Patents

Abstract

アクティブマトリクス型エレクトロルミネッセント表示装置では、フレーム周期で表示されるべき画像の全体の輝度レベルが決定される。それぞれの画素のドライブトランジスタは、たとえば画素駆動信号を変えるためにシグナルプロッサ３０を使用して、画素の入力駆動信号に依存して、及び全体の輝度レベルに依存して制御される。このアレンジメントは、画素により引き出される最大電流を制限するため画素を制御することができ、行又は列コンダクタに沿って電圧降下から生じるクロストーク作用を制限することができる。画像が明るい場合、最大規模が低減されるように、画像（又は画像の少なくとも一部）にわたる画素駆動レベルを低減することができる。

Description

本発明は、エレクトロルミネッセント表示装置に関し、特に、それぞれの画素と関連される薄膜スイッチングトランジスタを有するアクティブマトリクス型の表示装置に関する。

エレクトロルミネッセント表示素子、発光素子を利用したマトリクス表示装置が良く知られている。表示素子は、たとえば、高分子材料を使用した有機薄膜エレクトロルミネッセント素子、又は慣習的なＩＩＩ−Ｖ半導体材料を使用した発光ダイオード（ＬＥＤ）を有している場合がある。有機エレクトロルミネッセント材料、特に高分子材料における最近の開発は、ビデオ表示装置用に実用的に使用することができるそれらの能力を示すことである。これらの材料は、電極対の間に挟まれた半導電性の共役ポリマーからなる１以上の層を典型的に有している場合があり、この電極対のうちの一方は透明であって、他方は、ホール又はエレクトロンをポリマー層に注入するために適した材料からなる。高分子材料は、ＣＶＤプロセスを使用して製造することができるか、又は単に可溶性の共役ポリマーの溶液を使用してスピンコーティング技術により製造することができる。インクジェットプリンティングが使用される場合もある。有機エレクトロルミネッセント材料は、表示機能及びスイッチング機能の両者を提供可能であり、したがって受動型ディスプレイで使用することができるように、ダイオードのようなＩ−Ｖ特性を示す。代替的に、これら材料は、アクティブマトリクス型ディスプレイ装置のために使用される場合があり、それぞれの画素は、表示素子を通して電流を制御するため、表示素子及びスイッチデバイスを有している。

このタイプの表示装置は、従来のアナログドライブスキームは制御可能な電流を表示素子に供給することを含むように、現在アドレス指定された表示素子を有している。現在のソーストランジスタを画素のコンフィギュレーションの一部として提供し、電流源トランジスタに供給されるゲート電圧が表示素子を流れる電流を決定することが知られている。ストレージキャパシタは、アドレス指定フェーズ後にゲート電圧をホールドする。

図１は、アクティブマトリクス型アドレス指定エレクトロルミネッセント表示装置のための公知のピクセル回路を示している。表示装置は、規則的に配置される画素からなる行及び列マトリクスアレイを含むパネルを有しており、このパネルはブロック１により示され、行（選択）及び列（データ）アドレスコンダクタ４及び６からなる交差するセット間の交点に位置される、エレクトロルミネッセント表示素子２を関連するスイッチ手段と共に有している。明確さのため、数画素のみが示されている。実際に、数百の画素の行及び列が存在する場合がある。画素１は、それぞれのコンダクタのセットの端に接続される、行．スキャニング．ドライバ回路８、及び列．データ．ドライバ回路９を有する周辺駆動回路により、行及び列アドレスコンダクタからなるセットを介してアドレス指定される。

エレクトロルミネッセント表示素子２は、ダイオード素子（ＬＥＤ）として表され、その間の１以上の有機エレクトロルミネッセント材料のアクティブ層が挟まれる電極対を有している有機発光ダイオードを有している。アレイの表示素子は、絶縁サポートの一方の側で関連されるアクティブマトリクス回路と共に搬送される。表示素子のカソード又はアノードのいずれかは、透明な導電性材料から形成される。サポートは、ガラスのような透明材料からなり、基板に最も近い表示素子２の電極は、サポートの別の側での見る人にとって見えるように、エレクトロルミネッセント層により発生された光がこれらの電極及びサポートを通して送信されるように、ＩＴＯのような透明な導電性材料から構成される場合がある。典型的に、有機エレクトロルミネッセント材料層の厚さは、１００ｎｍと２００ｎｍとの間にある。素子２について使用することができる適切な有機エレクトロルミネッセント材料の典型的な例は、ＥＰ−Ａ−０７１７４４６号で公知及び記載されている。ＷＯ９６／３６９５９で記載されるような共役ポリマー材料もまた使用することができる。

図２は、簡素化された概念的な形式で、電圧アドレス指定された動作を提供するため公知の画素及び駆動回路装置を示している。それぞれの画素１は、ＥＬ表示素子２及び関連されるドライバ回路を有している。ドライバ回路は、行コンダクタ４での行アドレスパルスによりオンされるアドレストランジスタ１６を有している。アドレストランジスタ１６がオンしたとき、列コンダクタ６の電圧は、画素の残りに通過する。特に、アドレストランジスタ１６は、列コンダクタ電圧を電流源２０に供給し、この電流源２０は、ドライブトランジスタ２２及びストレージキャパシタ２４を有している。列電圧は、駆動トランジスタ２２のゲートに供給され、ゲートは、行アドレスパルスが終了した後でさえも、ストレージキャパシタ２４によりこの電圧で保持される。ドライブトランジスタ２２は、電源ライン２６からの電流を引き出す。

この回路におけるドライブトランジスタ２２は、ストレージキャパシタ２４がゲート−ソース間の電圧が固定されたままに保持するように、ＰＭＯＳ ＴＦＴとして実現される。これにより、トランジスタを通して固定されたソース−ドレイン電流が流れ、これにより所望の電流源の画素動作が提供される。

先の基本画素回路は、電圧アドレス指定された画素であり、駆動電流をサンプリングする電流アドレス指定された画素も存在する。しかし、全ての画素のコンフィギュレーションは、それぞれの画素に供給されるべき電流を必要とする。

従来の画素コンフィギュレーションでは、電源ライン２６は、行コンダクタであり、典型的に長く狭い。ディスプレイは、アクティブマトリクス回路を担う基板を通して、典型的に後方発光型である。これは、発光がＥＬダイオードのアノード側からであるように、ＥＬ表示素子の所望のカソード材料が不透明であるために好適な構成であり、さらに、この好適なカソード材料をアクティブマトリクス回路に配置することは望まれない。金属の行コンダクタが形成され、後方発光型のディスプレイについて、不透明であるとして、表示領域間のスペースを占める必要がある。たとえば、１２．５ｃｍ（直径）ディスプレイでは、携帯用製品について適しており、行コンダクタは、１１ｃｍの長さ及び２０μｍの幅である場合がある。０．２Ω／ｍ²である典型的なメタルシート抵抗について、これにより、１．１ｋΩの金属の行抵抗を与える。明るい画素は８μＡ前後に引き出し、引き出された電流は、行に沿って分散される。電圧降下は、行の両方の端から電流を引き出すことによりある範囲に低減することができ、ＥＬ材料の効率における改善により、引き出された電流を低減される。しかしながら、著しい電圧降下がなお存在する。

この問題は、全体のライン抵抗を同じに維持することができる場合であっても、より大型のディスプレイについて悪化する。これは、行当たり更に多くの画素が存在するか、解像度が同じである場合に代替的に更に大きな画素が存在するためである。電源ラインに沿った電圧変動は、ドライブトランジスタでのゲート−ソース間の電圧を変更し、これによりディスプレイの明るさに影響を及ぼし、特に、（行が両方の端からソースされることを仮定して）ディスプレイの中央における薄暗くすることを生じさせる。さらに、行における画素により引き出された電流が画像に独立であるとき、データ補正技術により画素駆動レベルを補正することが困難であり、歪は、本質的に、異なる列における画素間のクロストークである。

本発明によれば、表示画素からなるアレイを含むアクティブマトリクス型エレクトロルミネッセント表示装置が提供され、それぞれの画素は、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）表示素子と、該表示素子を流れる電流を駆動するための少なくとも１つのドライブトランジスタを含むアクティブマトリクス回路とを含み、該装置は、フレーム周期で表示されるべき画像の全体の明るさのレベルを決定するための手段と、画素の駆動レベルを与えるそれぞれの入力信号、及び全体の明るさレベルに依存して、それぞれの画素の少なくとも１つのドライブトランジスタを制御するための手段とをさらに有する。

このアレンジメントは、画素により引き出される最大電流を制限するために画素を制御することができ、これにより先に説明されたクロストーク作用を制限する。たとえば、画像が明るい場合、画像（又は画像の少なくとも一部）にわたる画素駆動レベルを低減することができ、最大の明るさが低減される。勿論、これは画像の歪である。しかし、同様の作用がＣＲＴ（陰極線管）ディスプレイで観察することができると認識されており、この場合、画像の明るさが全体の光出力の関数である。これは、実際に現実的な画像を提供する。特に、（水からの太陽の反射のような）小さな明るい領域について増加された明るさは、現実的な外観を与える。ＥＬディスプレイにおけるこの作用の実現は、電圧降下が知覚できる非一様性又は表示された画像におけるクロストークを生じるに十分ではないように、低減されるべき行コンダクタに沿った最大電流を可能にする。

１アレンジメントでは、信号処理装置は、全体の明るさのレベルを決定し、これにより、画像データの処理が提供され、このケースでは、画像のための入力信号を記憶するためにフィールドストアが提供され、フィールドストアにおける画像の全ての画素のための入力信号は、全体の明るさを決定するために合計される。

ルックアップテーブルは、全体の明るさレベルに依存して記憶されている画像のために入力信号を変更するために使用することができる。

本発明の実施の形態では、ディスプレイのピーク輝度を制御するためガンマ処理が使用される。ガンマパラメータは、たとえば、入力信号及び出力ルミナンスの観点で、ディスプレイのリニアリティを示すディスプレイ又はイメージ技術で従来使用されている。これは、全体の輝度レベルに依存してルックアップテーブルを再計算又は選択することで行われる場合がある。結果として、暗い画像について、最大に許容される画素の明るさは、ＣＲＴディスプレイについて知られるスパークリング作用を提供するために増加することができる。

別のアレンジメントでは、デジタル−アナログコンバータ回路は、デジタル入力を入力信号に変換するために使用され、デジタル−アナログコンバータ回路は、次いで全体の輝度レベルに依存して制御可能とすることができる。このケースでは、画素駆動信号は、画素に印加される前であるがＤ／Ａ変換ステージで再び変更される。

他のアレンジメントでは、ピクセルコンフィギュレーションは、画像の変更を提供するために使用される。

第一の例では、アクティブマトリクス回路は、それぞれの電源ラインとＥＬ表示素子との間に並列でそれぞれ接続されている。第一及び第二のドライブトランジスタを含むことができる。第一のドライブトランジスタには、第一の供給電圧が供給され、第二のドライブトランジスタには、第二の供給電圧が供給され、少なくとも１つの供給電圧は、全体の明るさレベルに依存して可変である。これは、２つのドライブトランジスタにより供給される結合された電流が１つの供給電圧の電圧を設定することで変動することを可能にする。ピクセルアレンジメントは、従来の電圧アドレス指定された画素の変更である。

第一の供給電圧は固定され、第二の供給電圧は可変である場合があり、変動のレンジは、第一及び第二の供給電圧が等しいことを含むことができる。

電流駆動される画素による第二の例では、アクティブマトリクス回路は、入力駆動電流をサンプリングするための電流サンプリング回路を有し、電流サンプリング回路は、電流サンプリングトランジスタ及びドライブトランジスタを有し、それぞれの電源ラインにそれぞれ並列に接続されている。それぞれの電流サンプリングトランジスタ及びドライブトランジスタのそれぞれは、表示素子に電流を供給することができ、電源ラインの供給電圧の少なくとも１つは、全体の輝度レベルに依存して可変である。このピクセルアレンジメントは、従来の電流アドレス指定された画素の変更である。

また、本発明は、表示画素からなるアレイを有するアクティブマトリクス型エレクトロルミネッセント表示装置をアドレス指定する方法を提供し、それぞれの画素は、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）表示素子、及び表示素子を流れる電流を駆動するための少なくともドライブトランジスタを含むアクティブマトリクス回路を有している。本方法は、フレーム周期で表示されるべき画像の全体の輝度レベルを決定するステップと、画素の駆動レベルを提供するそれぞれの入力信号、及び全体の輝度レベルに依存して、それぞれの画素の少なくとも１つのドライブトランジスタを制御するステップとを有している。

全体の輝度は、全ての画素の全体の駆動レベルの測定値又は平均値である場合があり、これは特定の実現に依存する。この方法は、一般に明るい画像について最大の明るさを低減することで制限値内に全体の電流が保持されることを可能にする。

少なくとも１つのドライブトランジスタを制御することは、全体の輝度レベルに依存して画素の入力信号を処理すること、次いで、処理された入力信号を画素に印加することを
含んでいる。たとえば、入力信号は、ルックアップテーブルを使用して変更される場合があり、このルックアップテーブルのアドレスは、入力信号及び全体の輝度レベルに依存して選択される。

入力信号がデジタル形式である場合、少なくとも１つのドライブトランジスタを制御することは、全体の輝度レベルに依存してデジタル入力信号のデジタル−アナログ変換を制御すること、次いでアナログ入力信号を画素に印加することを含むことができる。

入力信号が電流を含む場合、少なくとも１つのドライブトランジスタを制御することは、サンプリングトランジスタを使用して入力電流をサンプリングすること、表示素子にサンプリングトランジスタ及びドライブトランジスタからの電流を並列に供給することを含んでいる場合がある。サンプリングトランジスタ及びドライブトランジスタのうちの少なくとも１つへの供給電圧は、表示素子に供給される全体の電流を変えるため、全体の輝度レベルに依存して変化する。

本発明は、添付図面を参照して例を介して説明される。
これらの図面は概念的であって、スケーリングするために描かれていないことを述べておく。これらの図の相対的な次元及び部材の比率の割合は、図面における明確さ及び便宜性を犠牲にしてサイズ的に誇張又は低減されて示されている。

本発明は、表示されるべき画像の全体の輝度レベルが決定され、その画像に対応するフィールド周期内での最大の画素駆動電流が該全体の輝度レベルに依存して制御されるアクティブマトリクス型エレクトロルミネッセント表示装置を提供する。特に、全ての画素の画素駆動レベルは、全体の輝度に依存してスケーリングすることができる。

画素により引き出される最大電流を制限することで、クロストークが制限される。画素の結果的に得られる歪は、現実性を減じるよりはむしろ改善することがわかる。

図３は、本発明を実現する第一の実施の形態を示している。画素駆動信号は、シグナルプロセッサ３０に供給され、このシグナルプロセッサは、画像における全ての画素の結合された（統合された）明るさに依存して、画素駆動信号を変更する。変更された駆動信号３２は、従来の方式でディスプレイ３４を駆動するために使用される。ピーク画素電流したがって明るさが、微小部分のみが非常に明るい画像について、大きな部分が明るい画像について高いように、プロセッサは、（電流又は電圧である場合がある）画素駆動信号を調節する。これにより、画像データの処理が提供され、ハードウェアの変更の必要がない。

図４は、図３の２つの可能な実現を更に詳細に示している。フィールドストア３６は、完全な画像について入力信号を記憶するために提供され、画像の全体の明るさを決定するため、画像の全ての画素についての入力信号は、加算ユニット３８で同時に加算される。このように、加算ユニットは、フィールドストア３６で記憶された画像について結合された画素駆動信号を出力する。

ルックアップテーブル（ＬＵＴ）４０は、加算ユニット３８の出力で全体の明るさレベルに依存して、記憶されている画像の画素駆動レベルを変更するために使用される。特に、完全なフィールド周期を通して到来する信号の輝度値の合計に比例する信号４２は、ルックアップテーブルアドレスジェネレータ４４に通過される。このジェネレータは、ディスプレイを駆動するために使用される前に、記憶されている画像の画素駆動レベルが印加されるルックアップテーブルのアドレスを生成する。ルックアップテーブル４０は、２以上のテーブルを本質的に有しており、これらのテーブルには、異なる特性が設けられており、データを変換するためにどのテーブルが使用されるべきかに関する選択は、明るさの入力に依存する。フィールドストアは、実現されるべき１フレーム遅延を必要とする。

画素駆動信号を処理することで、（たとえば、ルックアップテーブル）ハードウェア又はソフトウェアのいずれかで、多くの異なる駆動スキームを実現することができる。

図５は、３つの可能な駆動スキームを示している。図５Ａ〜図５Ｃのそれぞれでは、グラフは、入力画素駆動レベルのドライブが出力を提供するためにどのように変更されるかを示している。入力及び出力は、オリジナルの輝度レベル及び変更された輝度レベルとして考慮される。

図５Ａでは、３つの特性１〜３は、異なるリニアゲイン値である。プロット１は、変更を提供することなく、最大の明るさを許容することができる低い明るさの画像について使用される。プロット２及び３は、次第に大きくなる領域にわたり明るい画像について、異なる比により画素の明るさを減少する。

図５Ｂでは、プロット２及びプロット３は非線形であり、図５Ｃでは、全ての３つのプロットが非線形である。それぞれのケースでは、プロット１は、最も低い明るさの画像についてであり、プロット３は、最も高い明るさの画像について使用される。

図５Ｃの特性は、スパークリング作用を得るため、ガンマ処理のために使用することができる。このガンマ補正は、現在のＴＶシステムにおいて、入力ビデオ信号はＣＲＴディスプレイで表示されるために処理されるので必要である。かかるＣＲＴディスプレイでは、入力信号と出力ルミナンスＬとの間の関係は、γを２と３の間であるとして式Ｌ＝（入力データ）^γからなり、図５Ｃにおけるように、非線形の形状となる。利用されるディスプレイが異なる関係を有する場合、入力データは、これに応じて補正されるべきであり、このことは、ルックアップテーブルにより通常行われる。この補正メカニズムは、図４で示される図を介して表示画素の最大の明るさを制御するために調整される場合がある。ビデオデータは、メモリ３６に記憶される。画像の全体の明るさレベルが決定され３８、ガンマ補正ＬＵＴ４０は、全体の明るさレベルに依存して所定の最大輝度を設定するため、ＬＵＴジェネレータ４４により変更される。入力データと表示されるルミナンスとの間の全体の関係は、図５Ｃの形状を有する。低い明るさレベルをもつ画像は、高い全体の輝度レベル（曲線２又は３）をもつ画像よりも高い最大出力（曲線１）値を有する。

図５は、画像について３つの可能なスケーリング値を示しているが、勿論それ以上、輝度レベルをもつ駆動特性における連続的な変化である制限まで存在する場合がある。

図４では、画像の変更は、ルックアップテーブルで実行される。勿論、画素駆動信号の変更は、アルゴリズム又は他のソフトウェア実現の制御にある場合がある。たとえば、図５Ａのリニアケースは、全体の明るさから導出されている利得制御信号（すなわち乗算器の制御入力）をもつ乗算器で実現することができる。

図４では、ディスプレイを駆動するために使用されるまえに、アナログ駆動信号が変更される。画像データは、典型的に本来デジタル形式であり、このケースでは、ソフトウェアで更に容易に扱うことができる。

別の代替は、図６で示されており、デジタル画像データをアナログ駆動信号入力に変換するために使用されるデジタル−アナログコンバータ回路が変更されている。Ｄ／Ａコンバータ５２の制御電圧５０は、電圧供給回路５４により発生される。たとえば、Ｄ／Ａコンバータは、レジスタチェインとすることができ、レジスタチェインでの電圧を定義する入力電圧は、出力レンジ、及び出力電圧がデジタル入力ワードのレンジにわたり変化する方向を変化させるために切替えることができる（５６で概念的に示されている）。次いで、制御５６は、画像の全体の明るさに依存する。さらに、画素への印加の前であるがＤ／Ａ変換ステージで画素駆動信号が変更される。

画像データの処理は、様々な加算機能を実現するためのフレキシビリティを提供する。これらは、特定のディスプレイタイプ又は特定の画像のタイプについてシステムを最適化する場合がある。

タイミングコントローラは、あるフィールドから次のフィールドへの利得における突然の変化を防止するために組み込むことができる。画像における突然の変化が回避されるように、利得における小さなステップが実現される場合、全体の明るさにおける変化が検出されたとき、現在のルックアップテーブル（又はアルゴリズム、又はＤ／Ａ制御）から所望のステージにおける１つまで緩やかに進むことが望まれる場合がある。変化に関して同じレートがゲインにおける減少に関して利得において印加されるか、異なる場合がある。

全体の明るさは、たとえば画像の中央である、画像の所定の部分の多くを考慮する場合がある。これは、行及び列コンダクタへのコネクションがディスプレイの全ての周囲で行われる場合に適切である場合があり、これは、エッジへの抵抗は、ディスプレイエッジの近くの画素について、これらの画素により引き出される電流はクロストークの問題に関する作用をもたないように非常に低いためである。したがって「全体の明るさ」は、画像の一部から導出される場合があり、又は加算の寄与しないエッジの近くの画像の一部による重み付けされた測定値を有する場合がある。

先の例では、画像データは、従来の方式で従来の表示装置に印加される前に変更される。また、画素のコンフィギュレーションにとって、画像の変更を提供するために変更することが可能である。

図７は、本発明に係るピーク輝度の制御を提供するため、図２の電圧駆動される画素アレンジメントが変更されるアレンジメントを示している。図２における全ての回路エレメントは、同じ参照符号をもつ図７で繰り返される。図８は、回路の伝達特性を示している。

回路は、第一のドライブトランジスタ２２と平行にある第二のドライブトランジスタ６０を提供することにより変更され、それ自身のそれぞれの第二の電源ライン６２とＥＬディスプレイエレメント２との間に接続される。第一及び第二のドライブトランジスタには、異なる電源電圧が供給される。電源ライン２６は、該ラインに印加される固定された電圧Ｖ１を有するが、第二の電源ライン６２に印加される電圧Ｖ２は、画像のコンテンツに依存して変動することができる。

全体の画像の明るさが低い場合、供給電圧は等しくＶ１＝Ｖ２にされ、２つのドライブトランジスタが平行であるため、伝達関数は急勾配（図８におけるトッププロットを参照）。全体の明るさは、過剰な電圧降下による問題が導体で生じるポイントまで増加する場合、電圧Ｖ２は、ゲート−ソース電圧を低減するために低減される。このことは、第二のドライブトランジスタ６０は、入力駆動電圧（すなわち、低いゲート−ソース電圧）の低い値でターンオフされることを意味し、Ｖ２の正確な値に依存して、第二のドライブトランジスタ６０は、より高い輝度レベルについてオンし始めるが、Ｖ１＝Ｖ２のときよりも低い電流でなお動作する。したがって、図８における伝達関数の特性は急勾配であり、ピーク輝度が低く、したがってピーク電流が流れる。

このアレンジメントでは、２つのドライブトランジスタにより供給される結合された電流は、１つの供給電圧の電圧を設定することで変動される。図２及び図７の回路は、電圧駆動される画素の単なる例であり、他の可能性は、当業者にとって明らかであろう。

図９は、本発明に従って変更される電流駆動される画素レイアウトを示している。

画素１は、列コンダクタ６での入力駆動電流をサンプリングするための電流サンプリング回路を有している。電流サンプリング回路は、電流サンプリングトランジスタ７０及びドライブトランジスタ７２を並列に有しており、それぞれの電源ライン７４，７６にそれぞれ接続される。電流サンプリングトランジスタ７０及びドライブトランジスタ７２は、表示素子２に電流を供給することができる。

サンプリングされる電流は、アドレストランジスタ１６を通して画素に供給され、ストレージキャパシタ２４は、図２のピクセルアレンジメントにおけるように、ドライブトランジスタ７２のゲート−ソース電圧を記憶する。

図９の画素回路に対処するため、２つの電源ラインの電圧は等しく、すなわちＶ１＝Ｖ２である。アドレストランジスタ１６はオンにされ、第一のアイソレーティングスイッチ７８は、ディスプレイエレメントからの入力電流を分離する。第二のアイソレーティングスイッチ８０は、ストレージキャパシタに電荷が流れることを可能にするために閉じられる。回路が安定な状態に到達したとき、列コンダクタ６により引き出される電流は、サンプリングトランジスタ７０により得られ、ストレージキャパシタは、サンプリングトランジスタの対応するゲート−ソース電圧を保持する。２つのトランジスタ７０，７２が一致する場合、これはまた、同じ電流についてドライブトランジスタ７２のゲート−ソース電圧に対応する。

しかし、電流ミラーは、異なるサイズを有する２つのトランジスタにより非対称とすることができ、このケースでは、画素自身がある利得を提供する。

全ての画素は、Ｖ１＝Ｖ２でプログラムされる（すなわち、ストレージキャパシタが充電される）。さらに、全ての表示素子のバイアスを逆にするためのスイッチにより、ＥＬ表示素子２のカソードはハイに保持される。平均又は結合された明るさがひとたび既知となると、電力レベルＶ２は、全体の明るさに従ってリセットされる。

全体の明るさが低い場合、明るい画素がサンプリングトランジスタ及びドライブトランジスタの両者からの電流を（少なくとも）受けるように、電力レベルＶ２はＶ１よりも低き設定される。全体の明るさがハイである場合、電力レベルＶ２は、サンプリングトランジスタを完全にオフにするために低く設定される。

Ｖ２の値が設定された後、スイッチ８２は、ディスプレイエレメントをオンにするためにアースに切替えされ、アイソレーティングスイッチ７８が閉じられ、スイッチ７０は、両方のトランジスタが表示素子２に電流を供給することができるように開く。

画素の伝達特性は、Ｖ２の選択により更に変更され、電流ミラー画素は、（図２の回路によるように）伝達特性の非一様性はもはや問題ではないという利点を有する。フィールドストアは、このケースでは必要とされない。代わりに、アキュムレータは、全体の明るさを評価可能とするため、プログラミングステージの間の駆動電流を合計する。このように、フィールド周期は、ＬＥＤがオフであるときの画素プログラミング部分、及び画素がプログラムされないＬＥＤ駆動部分である２つの部分に分割される。したがって、画素は、フィールドストアとして作用する。画素がプログラムされる間でも、ドライバ回路におけるハードウェアは、全ての画素がプログラムされる時間まで、全体の明るさの数値をみつけるためにデータを累積する。これにより、第二の電源ラインのレベルを設定することができ、ＬＥＤが駆動される。

アイソレーティングスイッチは、勿論トランジスタとして実現される。

本質的に、本発明は、フレーム周期で表示されるべき画像の全体の明るさのレベルを決定すること、及びオリジナルの画素駆動信号に依存して、及び全体の輝度レベルに依存してそれぞれの画素を制御することを含んでいる。上記から明らかなように、ハードウェア又はソフトウェアのいずれかで、デジタル又はアナログ領域のいずれかで、電圧又は電流アドレス指定スキームについて、本発明を使用することができる。

様々な変更は、当業者にとって明らかである。たとえば、先の回路は、ＰＭＯＳドライブトランジスタを使用している。ＮＭＯＳトランジスタによる実現も存在する。

公知のＥＬ表示装置を示す図である。 入力駆動電圧を使用してＥＬ表示画素を電流アドレス指定するための公知の画素回路の簡素化された概念図である。 本発明の表示装置の第一の例の簡素化された回路図である。 図３の実現を更に詳細に示す図である。 図５Ａから図５Ｃは、図４の回路で実現することができる幾つかの可能性のある駆動スキームを示す図である。 本発明に係る表示素子をどのように変更するかに関する第二の例の簡素化された概念図である。 本発明の表示素子について変更された画素の第一の例を示す図である。 図７の画素回路で実現することができる可能性のある駆動スキームを示す図である。 本発明の表示素子について変更された画素の第二の例を示す図である。

Claims (29)

1. 表示画素からなるアレイを含むアクティブマトリクス型エレクトロルミネッセント表示装置であって、
   それぞれの画素は、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）表示素子と、該表示素子を流れる電流を駆動するための少なくとも１つの駆動トランジスタを含むアクティブマトリクス回路とを有し、
   該表示装置は、
   フレーム周期で表示されるべき画像の全体の輝度レベルを決定する手段と、
   画素の駆動レベルを与えるそれぞれの入力信号及び全体の輝度レベルに依存して、それぞれの画素の少なくとも１つの駆動トランジスタを制御する手段と、
   をさらに有することを特徴とする表示装置。
2. 該少なくとも１つの駆動トランジスタを制御する手段は、全体の輝度レベルを決定し、該全体の輝度レベルに依存して画素のための入力信号を処理する信号処理装置を有する、
   請求項１記載の装置。
3. 該信号処理装置は、画像の入力信号を記憶するフィールドストアと、全体の輝度を決定するために該フィールドストアにおける画像の全ての画素について該入力信号を加算する加算ユニットとを有する、
   請求項２記載の表示装置。
4. 該信号処理装置は、該全体の輝度レベルに依存して該入力信号を処理するためにガンマ特性を利用するために調整される、
   請求項２又は３記載の表示装置。
5. 該信号処理装置は、全体の輝度レベルに依存して、記憶されている画像について該入力信号を変更するためのルックアップテーブルをさらに有する、
   請求項３又は４記載の表示装置。
6. 該信号処理装置は、該全体の輝度レベルに依存して該ルックアップテーブルを計算又は選択するために調整される、
   請求項５記載の表示装置。
7. 該信号処理装置は、画像の全体の輝度における増加に応答して、画素が駆動される最大の明るさのレベルを低減するために動作する、
   請求項２乃至６のいずれか記載の表示装置。
8. 該信号処理装置は、デジタル入力を該入力信号に変換するデジタル−アナログコンバータ回路を有し、該デジタル−アナログコンバータ回路は、該全体の輝度レベルに依存して制御可能である、
   請求項２記載の表示装置。
9. 該アクティブマトリクス回路は、それぞれの電源ラインと該ＥＬ表示素子との間でそれぞれ接続される並列にある第一の駆動トランジスタと第二の駆動トランジスタを有し、画素への入力は、該第一及び第二の駆動トランジスタのゲートに供給され、
   該第一の駆動トランジスタには第一の供給電圧が供給され、該第二の駆動トランジスタには第二の供給電圧が供給され、少なくとも１つの供給電圧は、全体の輝度レベルに依存して可変である、
   請求項１記載の表示装置。
10. 該画素への入力は、アドレストランジスタを通して該第一及び第二の駆動トランジスタのゲートに供給される、
    請求項９記載の表示装置。
11. 該第一の供給電圧は固定され、該第二の供給電圧は可変である、
    請求項９又は１０記載の表示装置。
12. 該第一及び第二の供給電圧は等しい、
    請求項１１記載の表示装置。
13. 該アクティブマトリクス回路は、入力駆動電流をサンプリングする電流サンプリング回路を有し、該電流サンプリング回路は、それぞれの電源ラインに並列にそれぞれ接続される電流サンプリングトランジスタ及び駆動トランジスタを含み、該回路は、該電流サンプリングトランジスタ及び該駆動トランジスタのそれぞれが該表示素子の電流を供給するように配置され、該電源ラインの供給電圧の少なくとも１つは、該全体の輝度レベルに依存して可変である、
    請求項１記載の表示装置。
14. 該電流サンプリング回路は、同じ電圧が該２つの電源ラインに印加され、入力駆動電流がサンプリングされる第一のモードと、該電源ラインの少なくとも１つの電圧が該全体の輝度レベルに依存して選択される第二のモードとからなる２つのモードで動作する、
    請求項１３記載の表示装置。
15. 該全体の輝度は、ディスプレイの全ての画素の表示素子について駆動信号から決定される、
    請求項１乃至１４のいずれか記載の表示装置。
16. 該全体の輝度は、ディスプレイの画素の選択に関する該表示素子について駆動信号から決定される、
    請求項１乃至１４のいずれか記載の表示装置。
17. 該全体の輝度は、ディスプレイの全ての画素の該表示素子について駆動信号の重み付けされたコンボネーションから決定される、
    請求項１乃至１４のいずれか記載の表示装置。
18. 表示画素からなるアレイを含むアクティブマトリクス型エレクトロルミネッセント表示装置をアドレス指定する方法であって、それぞれの画素は、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）表示素子と該表示素子を流れる電流を駆動するための少なくとも１つの駆動トランジスタを含むアクティブマトリクス回路とを有し、
    フレーム周期で表示されるべき画像の全体の輝度レベルを決定するステップと、
    画素の駆動レベルを与えるそれぞれの入力信号及び該全体の輝度レベルに依存して、それぞれの画素の少なくとも１つの駆動トランジスタを制御するステップと、
    を有することを特徴とする方法。
19. 該少なくとも１つの駆動トランジスタを制御するステップは、該全体の輝度レベルに依存して画素の入力信号を処理し、処理された入力信号を画素に印加するステップを有する、
    請求項１８記載の方法。
20. 該全体の輝度レベルを決定するステップは、画像の該入力信号を記憶し、記憶されている入力信号を加算するステップを有する、
    請求項１９記載の方法。
21. 該入力信号を処理するステップは、ルックアップテーブルを使用して該入力信号を変更するステップを有し、該ルックアップテーブルのアドレスは、該入力信号及び該全体の輝度レベルに依存して選択される、
    請求項１９又は２０記載の方法。
22. 該入力信号を処理するステップは、表示素子からなるアレイのガンマ特性を利用することで実行される、
    請求項１９又は２０記載の方法。
23. 該少なくとも１つの駆動トランジスタの制御は、画像の全体の輝度レベルにおける増加に応答して、画素が駆動される最大の輝度レベルを低減する、
    請求項１８乃至２２のいずれか記載の方法。
24. 該入力信号はデジタル形式であり、該少なくとも１つの駆動トランジスタを制御するステップは、該全体の輝度レベルに依存して該デジタル入力信号のデジタル−アナログ変換を制御し、アナログ入力信号を画素に印加するステップを含む、
    請求項１８記載の方法。
25. 該入力信号は電流を含み、該少なくとも１つの駆動トランジスタを制御するステップは、サンプリングトランジスタを使用して該入力電流をサンプリングし、該サンプリングトランジスタ及び駆動トランジスタからの電流を該表示素子に並列に供給するステップを含み、該サンプリングトランジスタ及び該駆動トランジスタの少なくとも１つへの供給電圧は、該表示素子に供給される全体の電流を変えるために該全体の輝度レベルに依存して変動される、
    請求項１８記載の方法。
26. 該電流サンプリング回路は、同じ供給電圧がサンプリングトランジスタ及び駆動トランジスタに供給され、入力駆動電流がサンプリングされる第一のモードと、サンプリングトランジスタ及び駆動トランジスタの少なくとも１つへの供給電圧が該全体の輝度レベルに依存して選択される第二のモードとからなる２つのモードである、
    請求項１８記載の方法。
27. 該全体の明るさは、ディスプレイの全ての画素の該表示素子について該駆動信号から決定される、
    請求項１８乃至２６のいずれか記載の方法。
28. 該全体の明るさは、ディスプレイの画素の選択に関する該表示素子について該駆動信号から決定される、
    請求項１８乃至２６のいずれか記載の方法。
29. 該全体の明るさは、ディスプレイの全ての画素の該表示素子について該駆動信号の重み付けされたコンビネーションから決定される。
    請求項１８乃至２６のいずれか記載の方法。

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