特許第5666778号(P5666778)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許5666778容量結合により表示パネルを制御する方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5666778
(24)【登録日】2014年12月19日
(45)【発行日】2015年2月12日
(54)【発明の名称】容量結合により表示パネルを制御する方法
(51)【国際特許分類】
   G09G 3/30 20060101AFI20150122BHJP
   G09G 3/20 20060101ALI20150122BHJP
   G09G 3/32 20060101ALI20150122BHJP
   H01L 51/50 20060101ALI20150122BHJP
【FI】
   G09G3/30 J
   G09G3/20 624B
   G09G3/20 670K
   G09G3/20 670J
   G09G3/20 641D
   G09G3/32 A
   H05B33/14 A
【請求項の数】4
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2008-546428(P2008-546428)
(86)(22)【出願日】2006年12月19日
(65)【公表番号】特表2009-520226(P2009-520226A)
(43)【公表日】2009年5月21日
(86)【国際出願番号】EP2006069924
(87)【国際公開番号】WO2007071680
(87)【国際公開日】20070628
【審査請求日】2009年10月14日
(31)【優先権主張番号】0553978
(32)【優先日】2005年12月20日
(33)【優先権主張国】FR
(73)【特許権者】
【識別番号】501263810
【氏名又は名称】トムソン ライセンシング
【氏名又は名称原語表記】Thomson Licensing
(74)【代理人】
【識別番号】100077481
【弁理士】
【氏名又は名称】谷 義一
(74)【代理人】
【識別番号】100088915
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 和夫
(72)【発明者】
【氏名】フィリップ ル ロイ
(72)【発明者】
【氏名】アルノー トロシェ
(72)【発明者】
【氏名】シルヴァン ティエボ
【審査官】 山崎 仁之
(56)【参考文献】
【文献】 特開2005−099773(JP,A)
【文献】 特開2004−157467(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2001/0024186(US,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2005/0052366(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G09G 3/30
G09G 3/20
G09G 3/32
H01L 51/50
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
行及び列として配列されてアレイを形成する発光体であって夫々2つの電流電極を有する発光体、及び、アクティブマトリクスを備えた表示パネルを制御するための方法であって、該アクティブマトリクスが、ピクセルまたはサブピクセルの画像データを表すアドレス指定電圧を提供するための複数のアドレス指定電極であって前記発光体の前記にしたがって配列される複数のアドレス指定電極、前記発光体の前記にしたがって配列される複数の選択電極、前記発光体の前記にしたがって配列される複数のクランプ電極、アドレス指定のための少なくとも1つの参照電極、並びに、それぞれゲート端子を持った電流変調器およびサステイン・キャパシタを有する制御回路であって前記発光体のそれぞれを制御するために配列された制御回路のアレイを備え、該制御回路のそれぞれが、結合キャパシタを経由して前記アドレス指定電極に及び選択スイッチを経由して前記ゲート端子に結合するために配列されたアドレス制御端子、クランプ端子を前記アドレス制御端子にまたは前記ゲート端子に結合するために配列されたクランプスイッチ、及び、該クランプ端子と前記ゲート端子の間にマウントされた前記サステイン・キャパシタを備え、前記クランプ端子が前記少なくとも1つの参照電極にリンクし、前記選択スイッチの選択制御端子が前記選択電極にリンクし、及び、前記クランプスイッチのクランプ制御端子が前記クランプ電極にリンクし、前記発光体および前記電流変調器が、電源の一電力供給電極と該電源の他の電力供給電極の間に直列に接続され、前記電流変調器の前記ゲート端子に印加される電圧に従って前記発光体に前記電源から電力を与える、方法において、
発光期間に、第1の極性を持つ所定の発光電圧を、画像の対応するピクセルまたはサブピクセルの表示のために、前記ゲート端子に印加して保持するステップ、及び、
減極期間に、前記第1の極性とは逆の第2の極性を持つ所定の減極電圧を、前記電流変調器の閾値のドリフトを補償するために、前記ゲート端子に印加して保持するステップを有
前記所定の発光電圧または所定の減極電圧が、前記電流変調器の前記ゲート端子に、以下のクランプ・ステップ及び回路アドレス指定ステップに従い容量結合によって印加され、
各発光期間及び各減極期間の開始する前記クランプ・ステップにおいて、
前記表示パネルの前記参照電極が、前記アドレス指定電圧とは逆の極性を持つクランプ電位に上昇され、選択信号が前記選択スイッチを制御する前記選択電極に印加され及びクランプ信号が前記制御回路の前記クランプスイッチを制御する前記クランプ電極に印加され、これらの信号は前記選択スイッチ及びクランプスイッチを閉じるために供給され、及び、前記選択信号及び前記クランプ信号が同時に印加されている間、前記制御端子が結合される前記アドレス指定電極に初期電圧信号が印加され、並びに、
前記クランプ・ステップに続く前記回路アドレス指定ステップにおいて、前記クランプスイッチを閉じるための前記クランプ信号が終了する一方で前記選択信号は保持され、前記参照電極に接続した前記クランプ端子の前記クランプ電位への前記ゲート端子のクランプが前記クランプ・ステップの間に達成された後に且つ前記初期電圧信号が印加された後に、前記発光期間の前記アドレス指定電圧が前記発光期間の間、前記アドレス指定電極に印加され、前記減極期間の前記アドレス指定電圧が前記減極期間の間、前記アドレス指定電極に印加され、該アドレス指定電圧が前記アドレス指定電極上に電圧シフトを発生し、続いて前記アドレス指定電極に結合した前記ゲート端子上に電圧シフトを発生し、前記クランプ電位及び前記初期電圧信号を選択して、前記発光期間及び前記減極期間の間、前記アドレス指定電圧の極性を、減極期間に前記電流変調器の前記閾値の前記ドリフトを補償するために変更する必要がないようにする、前記方法。
【請求項2】
前記発光期間であるか減極期間であるかに関わらず、かつ前記所定の発光電圧または前記所定の減極電圧の極性に関わらない、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記電流変調器はアモルファス・シリコンからなる半導体層を備えたトランジスタである、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記発光体は発光ダイオードである、請求項1またはに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば発光ダイオードのような発光体アレイ、または、例えば液晶バルブのような光バルブのアレイを用いて画像を表示するために用いることの出来るアクティブマトリクスパネルに関する。これらの発光体またはバルブは通常は行と列に分けられている。
【背景技術】
【0002】
用語「アクティブマトリクス(active matrix)」は、この基板によって支持されている発光体または光バルブを制御して、これに電力を供給するために適した電極と回路のアレイを集積した基板を指す。これらの電極のアレイは、通常は、アドレス指定電極の少なくとも1つのアレイと、選択電極の1つのアレイと、アドレス指定のための少なくとも1つの参照電極と、およびこれら発光体へ電力を供給するための少なくとも1つのベース電極とを備えている。場合によっては、アドレス指定のための参照電極と電力供給のためのベース電極とは組み合わされている。パネルは、また、通常は全てのバルブまたは全ての発光体に共通の、少なくとも1つの上部電力供給電極を備えるが、これはアクティブマトリクスに集積されてはいない。バルブまたは発光体のそれぞれは、通常は電力供給のためにベース電極に結合したベース電力供給端子と、通常は、パネルの全てをカバーする上部電力供給電極の間に挿入される。
【0003】
各制御回路(すなわち「ドライバ(driver)」)は、選択スイッチを経由してアドレス指定電極に接続または結合する制御端子と、このスイッチの制御端子に対応して選択電極に接続される選択端子と、および参照電極に接続または結合する参照端子を備えている。
【0004】
それ故に、各ドライバは、アドレス指定電極から発生したアドレス指定信号をこの回路に伝達するために適した選択スイッチを備えている。回路の選択スイッチを閉じることはその回路を選択することに対応する。
【0005】
一般に、各アドレス指定電極は、同一の列の全て発光体の、または全てのバルブのドライバの制御端子に接続または結合している。各選択電極は、同一の行の全ての発光体、または全てのバルブのドライバの選択端子に接続または結合している。アクティブマトリクスは、他の行、または列の電極を備えることも出来る。
【0006】
アドレス指定電極は、ドライバに電圧モードあるいは電流モードの、アナログまたはディジタルの制御信号をアドレス指定するために用いられる。発光期間では、或るバルブまたは或る発光体のドライバ用の各制御信号は、そのバルブまたはその発光体と関係するピクセルまたはサブピクセルの画像データを表している。
【0007】
光バルブのパネルの場合には、各ドライバと電力供給回路は、画像フレームの期間、そのバルブの制御電圧を維持するように設計された記憶素子、通常は、キャパシタを備えている。このキャパシタは、このバルブに直接、並列に接続される。バルブの制御電圧は、そのバルブの端子間での電位差である。特に単純なドライバの場合には、回路の制御端子は、バルブの端子の1つに接続または結合される。
【0008】
電流制御型の発光体、例えば発光ダイオードの、特に有機ダイオードのパネルの場合には、各ドライバと電力供給回路は、通常は、TFTトランジスタである電流変調器を通常は備える。該TFTトランジスタは、電流が通過する2つの端子、すなわち1つはソース端子であり、1つはドレイン端子と、電圧モードの制御をするためのゲート端子を備えている。この変調器は制御されるべき発光体と直列に接続している。この直列接続は、今度は、電力供給のための(上部)電力供給電極とベース電極との間に接続される。通常は、変調器と発光体との共通端子はドレイン端子であり、ソース端子は電力供給のためのベース電極に接続されて一定電位に保たれる。変調器の制御電圧は変調器のゲートとソースの電位差である。各ドライバは、その回路の制御端子にアドレス指定された信号によって変調器の制御電圧を発生するための手段を備えている。各ドライバはまた、前記のように、各画像の期間、すなわち画像フレームの間、変調器の制御電圧を保持するように設計されたサステイン・キャパシタを供えている。特に単純なドライバの場合には、回路の制御端子は変調器のゲート端子に一致している。従来は、電圧モードの制御または電流モードの制御の2種類の制御があった。電圧モード制御の場合には、アドレス指定信号は電圧ステップである。電流モード制御の場合には、アドレス指定信号は電流ステップである。
【0009】
発光体パネルの電流モード制御の場合には、各ドライバは、よく知られているように、電流信号に基づいてこの回路の変調器の制御電圧を「プログラム(program)」してゲート端子に印加する。
【0010】
アドレス指定電極と選択電極は、今度は、パネルの端部で、これら電極の終端部に置かれた制御手段(「電極ドライバ(electrode driver)」)によって制御される。これらの制御手段は制御可能スイッチを備えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
画像の良好な表示品質を確保しおよび/またはパネルの寿命を改良するためには、ドライバの変調器の制御電圧および/またはバルブまたは発光体(emitter)の電力供給電圧を定期的に逆転することが重要である。光バルブの、特に液晶のパネルの場合には、直接液晶分極成分の発生を回避するために、バルブの端子にて電圧を交互に変えるのが通常である。発光体が発光ダイオードである発光体パネルの場合には、特許文献1,2に記されているように、発光体の端子の電圧を定期的に逆転するのが有利であろう。しかしながら、この電力供給電圧の逆転の期間には、この発光体は明らかに発光を停止し、このときダイオードは逆方向に分極する。電流制御型発光体のパネルの場合には、そのドライバは電流変調器を備え、この変調器はアモルファス・シリコンの活性層を含むトランジスタであるので、このタイプのトランジスタの、特にトリガ閾値電圧のドリフトを補償するために、変調器の制御電圧を定期的に逆転させることが有利であろう。特許文献3,4はこのような事情を示している。画像が表示されているときは、各ドライバにとって、この電圧の符号が変調器を導通にさせるような向きである表示すなわち発光期間(emission period)と、この電圧の符号が逆転し変調器を導通にはしないような、所謂、減極期間とが区別されて存在する。パネルの全体の制御としては、発光期間と減極期間(depolarization period)とはオーバーラップすることが出来る。すなわち、或る行の発光体またはバルブが発光しているときに他の行の回路、発光体またはバルブは減極期間に入ることが出来る。
【0012】
【特許文献1】欧州特許第EP1094438号明細書
【特許文献2】欧州特許第EP1197943号明細書
【特許文献3】米国特許第US2003/052614号明細書
【特許文献4】国際特許第W02005/071648号パンフレット
【特許文献5】国際特許第W02005/073948号パンフレット
【特許文献6】米国特許第US2003/112205号明細書
【特許文献7】米国特許第US6229506号明細書
【特許文献8】米国特許第US6777888号明細書
【特許文献9】米国特許第US6618030号明細書
【特許文献10】米国特許第US6885029号明細書
【0013】
しかしながら全体としては、発光体からの発光に用いることの出来る全時間が減極期間の時間によって減少するので、この期間の交互入れ替えはパネルの最大輝度という点において不利となる。
【0014】
電流制御型発光体のパネルの場合には尚、この輝度低下を避けるために、特許文献5は次のようなパネルを提案している。それは、各発光体が2つのドライバを備えていて交互に制御され、アドレス指定電極のアレイを重複して持つことを必要としている。他の解法は、反対に、行電極のアレイを付け加えることを必要とするものである。
【0015】
特許文献6は特殊な解法を記述している。この文献の図6と段落44と45に示されているドライバを制御することによって、所謂「非発光(non-luminescence)」期間において参照アドレス指定電極(これは電力供給のためのベース電極でもある。)に負の電圧Veeを印加すると、(この場合は発光ダイオードである)発光体の両端子間に逆極性が得られ、この逆極性の期間は、この発光体と直列に入っている電流変調器Tr2の制御が相殺される(スイッチを閉じることによってサステイン・キャパシタ(sustain capacitor)を短絡するので、この変調器のソースとゲートが同電位になる。)
【0016】
特許文献3,4に記された解法を用いると、アドレス指定電極を制御する手段は、逆符号、すなわち逆極性のアドレス指定信号を伝送するようになっていることを必要とする。特許文献3の解法は、各アドレス指定電極の先頭に「トグル(toggle)」素子を付加することを必要とする。この適応条件は列「ドライバ(driver)」に著しい経費オーバヘッドを必要とする。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明の1つの目的はこの欠点を回避することである。
【0018】
以前の技術では、通常は、選択スイッチによってアドレス指定電極と回路の制御端子との間を直接導通させることによって、アドレス指定信号がドライバへ伝送される。発光体のパネルのアナログ電圧モードの制御の場合には、回路の制御端子は変調器のゲート端子に対応するが、このとき、少なくともこの回路が選択されている間は、変調器のゲート電圧はこの回路を制御するアドレス指定電極の電圧に等しくなる。
【0019】
特許文献7は、アドレス指定信号が、上の場合と反対に、容量結合によってドライバに伝送される場合を記述している。(この文献の図3および4の)電圧モード制御の場合には、結合容量(それぞれ参照番号350と450)が、アドレス指定電極と回路の制御端子との間を導通することなしに直接接続する。そのような回路が選択されると、この配置は、アドレス指定電極から発生する電圧ジャンプ信号を、以前に回路にストアされた変調器トリガ閾値電圧に付加することができる。アドレス指定電極と回路の制御端子との間の、導通によるのではなく容量結合による接続は、これら回路の変調器間のトリガ閾値の差異を補償することができ、スクリーンのより一様な輝度と、よりよい表示品質を得ることが出来る。同じ目的で、他の特許文献8,9,10が、アドレス指定電極と発光体の電流変調器の制御端子間の容量結合を記述している。
【0020】
本発明の本質的な側面は、別の目的でこのような容量結合を用いることにある。その目的は、アドレス指定信号を逆転する必要なしに、バルブ端子または発光体端子での電圧を、あるいはこれら発光体のドライバの変調器の制御電圧を逆転することであり、これは経費のかかるアドレス指定電極の制御手段の必要性を回避するものである。
【0021】
このように、本発明によれば、容量結合によって伝送される電圧信号は、詳細には、画像データを表す発光のためのアドレス指定信号であり、および/または減極のための、特に発光体の電流変調器の減極のための(同一符号の)アドレス指定信号である。
【0022】
一般的に、容量結合は、端子の電圧を電圧ジャンプだけ変化させることが出来る。このように、アドレス指定電極から容量結合によって、以前はポテンシャルVcalにあった制御端子へ伝送される代数的な値ΔVの電圧ステップ信号は、その端子のポテンシャルをVからVcal+ΔVへ変化させる。この電圧ジャンプは、アドレス指定電極の(ジャンプの前の)初期ポテンシャルの値Viniとは無関係である。
【0023】
回路の制御端子の電位が初期値Vcalから値ΔV(ΔV<0)だけ低減して、この回路によって制御される発光体から発光を得るために印加される電位とは逆符号の電位Vcal+ΔVを達成することを所望するとき、容量結合により、本発明に基づくと、この端子に接続するアドレス指定電極の電位の初期値Vini(たとえばVini>0)は代数和Vini+ΔV(ΔV<0)がViniと同符号を保つように十分に高ければ、すなわち|Vini|>|ΔV|となるように選択すれば十分である。
【0024】
以下に詳しく記載するように本発明の実装では、発光体の各ドライバの制御は、各画像フレームを表示するとき、この発光体からの発光を行う期間と、この発光体のドライバの変調器の減極を行う期間との2つの期間を備える。
【0025】
以下に詳しく記載するように、本発明の実施においては、回路の各制御期間において、たとえ発光の期間ではなくても少なくとも減極の期間において、
[1]この回路の制御端子をアドレス指定電極に容量的に結合することによってこの回路が選択され、この端子の電位が参照端子の電位Vcalに「クランプ(clamped)」される。参照端子はそれ故にこの回路の「クランプ端子(clamping terminal)」となる。この選択と「クランピング(clamping)」の間、電位Viniがアドレス指定電極に印加される。このとき、このクランピングのために、値Vcalに保たれている制御端子の電位に過渡現象以外の影響は与えない。
[2]この回路が尚選択されているが、制御端子はもはやクランプ端子にクランプされていない状態で、アドレス指定電極に電圧ジャンプ信号ΔVが印加されて、それが容量結合によって制御端子に伝達されると、制御端子は電位Vcalから電位Vprog=Vcal+ΔVにスイッチする。現在の(発光または減極)期間の残りの期間は、制御端子の電位は、従来技術と同様に、サステイン・キャパシタによってこの値に保たれる。
【0026】
iniの値は制御端子の電位になんら影響を与えないことがわかる。本発明によれば、電圧逆転すなわち減極期間の間、Viniの値は、それ故に、アドレス指定電極に印加される信号が符号を変えないで、制御端子上ではVprogを得るように、|Vini|=|ΔV|となるようになっている。このように、有利なことには、経費のかかるアドレス指定電極の制御手段が回避される。
【0027】
電力供給電極間で極性を逆転する必要なしに、バルブ端子でも発光体端子でも、電圧を逆転するために同じ原理が適用可能である。
【0028】
本発明に固有の制御方法を減極期間にだけ用いて、発光期間には従来法である導通によるアドレス指定法を用いるか、または発光期間と減極期間の両方に対して本発明を用いることが出来る。
【0029】
この制御方法の利点は、各回路に固有の減極信号をアドレス指定することと、減極動作を各回路の変調器の減極のレベルにあわせることが出来ることである。そのレベルは、特に、直前の発光期間においてアドレス指定された発光信号に依存するものである。
【0030】
それ故に、本発明の主題は、発光体または光バルブのアレイ及びアクティブマトリクスを備えた表示パネルであって、該アクティブマトリクスが、電圧モードの信号をアドレス指定するための電極のアレイ、選択電極のアレイ、クランプ電極のアレイ、アドレス指定のための少なくとも1つの参照電極、並びに、上記発光体または光バルブのそれぞれを制御するために適した回路のアレイであって、そのそれぞれが、結合キャパシタを経由してアドレス指定電極に結合するのに適した、直列にマウントされた電圧モードの制御端子及び選択スイッチ、クランプスイッチを経由して上記制御端子に接続するのに適した電圧モードのクランプ端子、及び、該クランプ端子と上記制御端子の間にマウントされたサステイン・キャパシタを備えた回路のアレイを備えた表示パネルを制御するための方法であり、本方法において、上記クランプ端子が上記少なくとも1つの参照電極にリンクし、上記選択スイッチの制御端子が選択電極にリンクし、及び、上記クランプスイッチの制御端子がクランプ電極にリンクし、本方法は、第1の極性を示す所定の発光電圧Vprog―dataが、上記表示パネルの少なくとも1つのドライバの制御端子に印加されて保持される発光期間と、さらに、上記第1の極性とは逆の第2の極性を示す所定の減極電圧Vprog―polが、上記表示パネルの少なくとも1つのドライバの制御端子に印加されて保持される減極期間を有する。
【0031】
上記発光体またはバルブは、少なくとも2つの電力供給電極間で電力供給されるのが好適である。それは、すなわち、通常は上記アクティブマトリクスの1部分を形成する電力供給用ベース電極と、通常は全発光体またはバルブをカバーする所謂「上部(upper)」電力供給電極である。
【0032】
上記サステイン・キャパシタは、上記選択スイッチと上記クランプスイッチが開のときの画像フレームの期間、上記制御端子にほぼ一定の電圧を保持するのに適している。
【0033】
上記クランプスイッチ以外のスイッチは、特に上記選択スイッチ自身は、電圧モード電圧モードのクランプ端子を電圧モード制御端子に接続するために用いることが出来る。実際に、発光期間または減極期間の間、所定の発光電圧または所定の減極電圧が上記パネルのそれぞれの上記ドライバの制御端子に印加されて保持される。
【0034】
上記所定の発光電圧Vprog―dataまたは所定の減極電圧Vprog―polが、上記少なくとも1つのドライバの上記制御端子に、以下のステップに従い、容量結合によって印加されるのが好適である。すなわち;
クランプ・ステップにおいて、上記表示パネルの上記参照電極がクランプ電位に上昇され、選択信号が上記選択スイッチを制御する上記選択電極に印加され及びクランプ信号が上記制御回路の上記クランプスイッチを制御する上記クランプ電極に印加され、これらの信号は上記選択スイッチ及びクランプスイッチを閉じるのに適しており、及び、上記選択信号及び上記クランプ信号が同時に印加されている間、初期電圧信号Vini―E,Vini―Pが、上記制御端子(C)が接続されるのが適当である上記アドレス指定電極に印加される。
回路アドレス指定ステップにおいて、上記クランプ信号が終了する一方で上記選択信号は保持され、上記参照電極に接続した上記クランプ端子の上記クランプ電位Vcalへ、上記制御端子の電位がクランプされた後に且つ上記初期電圧信号が印加された後に、最終電圧信号Vdata,Vpol上記アドレス指定電極に印加され、上記最終電圧信号が上記アドレス指定電極上に電圧ジャンプΔVdata=Vdata−Vini―E,ΔVpol=Vpol−Vini―Pを発生し、それが今度は上記アドレス指定電極(X)に結合した上記制御端子(C)上に電圧ジャンプΔVprog―data=Vprog―data−Vcal,ΔVprog―pol=Vprog―pol−Vcalを発生し、上記初期電圧信号Vini―E,Vini―Pと上記最終電圧信号Vdata,Vpolの値は、上記制御端子上の上記電圧ジャンプの後で、上記所定の発光または減極電圧Vprog―data,Vprog―polが得られるように適合されている。
【0035】
上記パネルは、通常は、連続した(一続きの)画像を表示するように意図されている。そこで、上記パネルのそれぞれの発光体またはバルブは、表示されるべき画像の対応するピクセルまたはサブピクセルを有している。それぞれの発光期間では、上記パネルのそれぞれの発光体またはバルブは、それと関連した、該発光体またはバルブを制御するための所定の発光電圧を有している。該電圧は、該発光体またはバルブによって上記ピクセルまたはサブピクセルの表示を得るようになっている。それぞれの減極期間の間は、上記パネルのそれぞれの発光体またはバルブは、それと関連した、該発光体、該バルブ、および/またはそのドライバを減極するために適した所定の減極電圧を有している。
【0036】
このように、上記パネルの上記ドライバの制御端子に印加され、保持されるべき上記所定の電圧は、
上記表示されるべき画像のピクセルまたはサブピクセルを発光すべく、上記回路によって制御される、上記パネルの上記発光体またはバルブのために、
および/または、少なくとも部分的に減極をするべき、上記パネルの上記発光体またはバルブ、または上記ドライバ、或いは適当な場合には、上記回路の電流変調器のために、
意図されている。
【0037】
上記回路アドレス指定ステップの後、上記選択信号が終了し、その結果、上記ドライバの上記選択スイッチが開となる。この瞬間、上記制御端子の電圧は、それ故に、上記所定の電圧に等しくなり、上記制御端子に接続されるサステイン・キャパシタにより、この期間の残りの時間はほぼこの値に保持される。
【0038】
上記制御端子にて適切に得られる上記所定の電圧は、それ自身電圧ジャンプを受ける上記アドレス指定電極への容量結合によって、上記制御端子にて引き起こされる電圧ジャンプから生じるものである。該所定の電圧から、上記制御端子が以前はクランプされていた上記参照電極の電位との差によって上記制御端子で得られるべき電圧ジャンプを推定することが出来る。該電圧ジャンプから、特に上記制御端子との結合の程度によって、上記アドレス指定電極で発生すべき電圧ジャンプを推定することが出来る。
【0039】
好ましくは、上記発光期間または減極期間のどちらであっても、また上記所定の発光電圧Vprog―dataまたは上記所定の減極電圧Vprog―polの極性がどちらであっても、上記初期電圧信号Vini―Pおよび上記最終電圧信号Vpolは、それら両信号が同一の上記第1の極性を示すように選ばれる。
【0040】
実際は、例えば、減極期間および上記ドライバの制御端子(C)に印加すべき所定の減極電圧Vprog―polに対して、該減極電圧Vprog―polを得るような差ΔVpol=Vpol―Vini―Pが第1に選ばれる。次に、同じ差ΔVpolから発展し、また上記第1の極性を示すVpol−1の値に対して、上記第1の極性を示す十分に高い値のVini―Pが選ばれる。ΔVpolの値が許せば、Vini―P=0と選ぶのが好適である。
【0041】
信号の極性は、上記回路の制御電圧に関する参照電極を基準にして測られる。特に、それは上記発光体またはバルブへの電力供給のためのベース電極であって良い。
【0042】
このように、上記アドレス指定電極の電圧は符号を変えることはなく、有利なことには、上記アドレス指定電極を制御するための従来からの、経費のかからない手段を用いることが出来ることである。
【0043】
上記パネルは、少なくとも1つのベース電力供給電極と少なくとも1つの上部電力供給電極の間で電力が与えられるのが好適である発光体のアレイを備え、上記発光体のそれぞれのドライバは、上記回路の制御電極を形成する電圧モードの制御電極と、および、該電力供給電極の1つと上記発光体の電力供給電極との間に接続される2つの電流通過電極とを備えた電流変調器を備えるのが好適である。通常は、このような変調器はTFTトランジスタである。このとき、上記変調器によって運ばれる電流は、該トランジスタのゲート端子とソース端子間の電位差に依存する。該電位差は、通常は、上記制御端子と、上記回路の制御電圧に関する参照電極との間の電位差に、等しくなければ、その関数である。該参照電極は、このとき、上記ベース電力供給電極によって形成される。
【0044】
上記電流変調器はアモルファス・シリコンの半導体層を備えたトランジスタであることが好適である。
【0045】
上記発光体は発光ダイオードであり、好適には有機発光ダイオードであることが好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0046】
本発明は非制限的例示の方法で記された以下の説明を読んで、添付の図面を参照すると、よりよく理解されるであろう。
【0047】
タイミングを表す図は値のスケールは考慮していない。これは縮尺が考慮されると明確にはならないであろう或る細部を示すのに好都合であるからである。
【0048】
記述を単純化するために、同じ機能を果たす部品には同一の参照番号が用いられる。
【0049】
以下に記述される実施形態は、発光体が、これらのダイオードにドライバと電力供給回路を集積したアクティブマトリクス上に成膜された有機発光ダイオードである画像表示パネルに関するものである。これらの発光体は行と列に配置されている。
【0050】
さて、本発明の第1の実施形態の記述を以下で行うが、そこではパネルは、行に配置した電極の2つのアレイを含み、各発光体のドライバはたった3つのTFTトランジスタを含み、その1つは電流変調器を形成し、他の2つはスイッチを形成するものである。
【0051】
パネルのダイオードのドライバと電力供給回路と電極への配線を示す図1を参照すると、第1の実施形態によるパネルのアクティブマトリクスは、
同一の列の、ダイオードを制御する回路の全てを同じアドレス指定電極Xが世話をするように、列に配置したアドレス指定電極のアレイと、
同一の行の、ダイオードを制御する回路の全てを同じ電極が世話をするように、行に配置した選択電極Yのアレイと、
同一の行の、ダイオードを制御する回路の全てを同じ電極が世話をするように、行に配置したクランピング制御電極Yのアレイと、
回路の全てに共通の参照電極Pと、
回路の全てに共通のベース電力供給電極P
を備えている。
【0052】
アクティブマトリクスは各ダイオード2のドライバと電力供給回路1をも備えている。
【0053】
パネルは全てのダイオードに共通の上部電力供給電極Pをも備えている。
【0054】
各ダイオード2のドライバと電力供給回路1は、
ドレイン端子Dとソース端子Sである2個の電流端子と、ここでは回路の制御端子Cに対応するゲート端子Gとを備えた電流変調器T2と、
該ゲートGと回路のクランプ端子Rとの間に接続されたサステイン・キャパシタC
を備えている。
【0055】
回路の制御端子Cは、直列に接続されている選択スイッチT4と結合キャパシタCを経由してアドレス指定電極XDに結合される。ここで、制御端子Cとアドレス指定電極XDとの間に電気伝導による接続は存在しない。結合キャパシタCはこのアドレス指定電極が世話をするドライバの全てに共通であることが好適である。選択スイッチT4は選択電極YSによって制御される。
【0056】
回路1はまた、スイッチT4を経由して制御端子Cを回路のクランプ端子Rに接続するのに適したクランプ用スイッチT3を備えている。クランプ用スイッチT3はクランプ電極Yによって制御される。クランプ端子Rは参照電極Pに接続される。
【0057】
電流変調器T2はダイオード2に直列に接続される。このようにドレイン端子Dはダイオード2のカソードに接続される。この直列接続は2つの電力供給電極の間に接続される。ソース端子Sはベース電力供給電極Pに接続され、ダイオード2のアノードは上部電力供給電極Pに接続される。
【0058】
さて、図3を参照して、第1の実施形態によるパネルの動作の説明を次に行う。
【0059】
電位Vcal,VddおよびVssがそれぞれ参照電極Pおよび電力供給電極PとPに印加される。ここで、ベース電力供給電極Pの電位Vssは0であり、回路の制御電圧に対する基準として用いられる。制御電圧は、この場合は、差V−V=V−Vss=Vに対応する。本発明の精神から逸脱することなしに、回路の制御電圧の基準として他の基準を考えることも出来る。差Vdd―Vssは、変調器の制御端子がトリガ閾値電圧以上になると、ダイオードから発光が得られるように調節される。後に記述する理由によって、値Vcalは通常は負である(すなわち、アドレス指定信号の0レベル以下である。)。
【0060】
上記の従来技術のように、パネルのそれぞれのダイオードとそのドライバのレベルで、各画像フレームは、この画像の対応するピクセルまたはサブピクセルの表示のために発光体から発光を得る期間と、この回路の変調器の閾値のドリフトを補償するための減極を行う期間とに分割される。
【0061】
このとき、ダイオード2のそれぞれのドライバ1の制御に関して、各画像フレームの期間は6つのステップに分割される。
【0062】
発光期間の間に変調器の制御端子をクランピングするためのステップ1:
このステップは、この画像フレーム内のダイオードの発光期間の開始を記すものである。電極YとYに適当な論理信号をそれぞれ印加することによって、選択スイッチT4とクランプ用スイッチT3は同時に閉じられる(図3の最初の2つのタイミング図を参照のこと。)。T4を閉じると、ダイオード2のドライバ1(および同じ行の他の回路)を、キャパシタCを経由して制御端子Cをアドレス指定電極Xに接続することにより、選択された状態にする。スイッチT3とT4を同時に閉じることは、容量結合にも拘らず、制御端子Cの電位を参照電極Pに印加されたクランピング電位Vcalにクランピングを行う結果になり、このようにして、変調器T2のゲートGの電圧をクランピングする結果になる。制御端子Cがクランプされている間にアドレス指定電極の電位は値Vini―E=0に上昇する。このステップの期間の長さは、電位が安定化し、特にゲートGの電位が値Vcalに留まるために十分な長さである。
【0063】
発光期間の間に回路をアドレス指定するステップ2:
このとき、選択スイッチT4を閉じたままクランプ用スイッチT3が開となる。この期間、アドレス指定電極の電位を、値Vdata−1に上昇する(そして他のアドレス指定電極の電位を値Vdata−1・・・・Vdata−i・・・・に上昇する。)。結合容量Cを経由した容量結合によって、ゲートGの電位VはΔVdata−1=Vdata−1−Vini―E=Vdata−1に比例した(正の) ジャンプ ΔVprog―data−1を受けて値Vcalから正の値Vcal+ΔVprog―data−1=Vprog―data−1へスイッチする。変調器の制御電圧V―V=Vprog―data−1−VSS=Vprog―data−1が、後に記述する補正項は別として、この画像フレームの期間にダイオード2によって表示される画像データに比例するように、Vdata−1の値が決められる。ステップ2の期間の長さは、電位をこれらの値に安定化させ、サステイン・キャパシタCを充電するために、もともと知られている方法で設定される。それ故に、この段階でダイオード2は、該補正項を別にして、この画像フレーム内のそれと関係するピクセルまたはサブピクセルの画像データに比例する輝度を発し始める。
【0064】
発光期間の間に回路を保持するステップ3:
この画像フレーム内の、ダイオード2の発光期間の残りの期間、選択スイッチT4は開けられ、クランプ用スイッチT3は開けられたままである。それ故、ドライバ1はもはや選択された状態になく、アドレス指定電極Xと回路1の制御端子Cとの間の容量結合はもはや存在しない。このステップの期間、キャパシタCは制御端子Cの電圧を一定値に保持し、ダイオード2は、それ故に、それと関連するピクセルまたはサブピクセルの画像データに比例した輝度を発し続ける。制御端子Cの電圧は、容量結合が除かれたためにステップ2とステップ3の間でわずかな低下―ΔVprog―data−corを受けることがありうる。ダイオードの輝度が画像データに正しく比例しているためには、ステップ2において狙った値Vprog―data−1に補正+ΔVprog―data−corを加えることが望ましい。ステップ3の期間、他の行のダイオードのドライバは、上のステップ1と2を適用することによって選択されアドレス指定される。このようにして、パネルは画像のすべてを表示する。
【0065】
減極期間の間に変調器の制御端子をクランピングするためのステップ4:
このステップの開始は、ダイオードの発光期間の終了と変調器T2の減極期間の始めとを記すものである。それぞれ電極YとYに適当な論理信号を印加することによって、選択スイッチT4とクランプ用スイッチT3が同時に閉じられる(図3の始めの2つのタイミング図を参照のこと)。T4が閉じられると、ダイオード2のドライバ1は、キャパシタCを経由して、制御端子Cがアドレス指定電極Xに接続されることによって、選択された状態になる。スイッチT3とT4が同時に閉じられると、容量結合にもかかわらず、制御端子Cの電位は参照電極Pに印加されたクランピング電位Vcalにクランプされる。制御端子Cがクランプされている間に、アドレス指定電極の電位を値Vini―P―1に上昇する。この値Vini―P―1は以下で確定される。このステップの期間の長さは電位が安定化すために、特に制御端子Cの電位が値Vcalに留まるために十分な長さである。
【0066】
減極期間の間に回路をアドレス指定するステップ5:
このとき、選択スイッチT4を閉じたままクランプ用スイッチT3が開となる。この期間、アドレス指定電極の電位を、値Vdata-1よりは低い値Vpol―1に上昇する。それ故、結合キャパシタCを経由した容量結合によって、制御端子Cの電圧VGはΔVpol-1=Vpol-1−Vini―P-1に比例した電圧ジャンプΔVprog―pol-1を受けて,値Vcalから値Vcal+ΔVprog―pol-1=Vprog―pol-1へスイッチする。本発明によれば、Vini―P-1とVpol-1の値は2重の規定によって選ばれる。
規定1:差ΔVpol-1は、この場合は正(しかし、第2の画像フレームでは負----
図3を参照のこと。)であるが、後に記述する補正項を別にして、前の発光期間に起こった変調器のトリガ閾値電圧のドリフトを補償するために適当な値の、変調器の(負の)減極制御電圧VG―VS=Vprog―pol―1―VSS=Vprog―pol―1を得るように調節される。
規定2:Vini―P-1は、規定1によって定められたにVpol-1対して十分に高く、正か0となるようにする。値ΔVpol-1が許せば、図3において第1のフレームの場合に示すように、Vini―P-1=0と選択されるのが好適である。このように、アドレス指定電極の電圧は符号を変えることはなく、有利なことには、アドレス指定電極を制御するために従来の、かつ経費のかからない手段を用いることが出来る。
【0067】
ステップ5の期間の長さは、電位をこれらの値に安定化させ、サステイン・キャパシタCを充電するために、もともと知られている方法で設定される。この段階で変調器T2は、Vprog―pol―1の値に比例して減極され始める。
【0068】
減極期間の間に回路を保持するステップ6:
この画像フレーム内の、ダイオード2の減極期間の残りの期間、選択スイッチT4は開けられ、クランプ用スイッチT3は開けられたままである。それ故、ドライバ1はもはや選択された状態になく、アドレス指定電極Xと回路1の制御端子Cとの間の容量結合はもはや存在しない。このステップの期間、キャパシタCは変調器T2の制御電圧を一定値に保持し、変調器T2は、それ故に、Vprog―pol―1の値に比例して減極され続ける。
【0069】
変調器T2の制御電圧は、容量結合が除かれたためにステップ4とステップ5の間でわずかな低下―ΔVprog―pol−corを受けることがありうる。変調器の減極が目的に沿うためには、ステップ4において狙った値Vprog―pol−1に補正+ΔVprog―pol−corを加えることが望ましい。
【0070】
ステップ6の期間、他の行のダイオードのドライバにステップ4と5を適用することによって、他の行の回路の変調器の減極を行う。このようにして、全てのパネルの変調器の減極は達成される。このステップの終了は、変調器T2の減極期間の終了と、新しい画像フレームにおけるダイオード2の新しい発光期間の開始を記すものである。
【0071】
図3は2つの引き続く画像フレームに対する発光体2のドライバ1の制御タイミング図を表す。上に見られるように、第1のフレームではアドレス指定電極Xの電位は次々と値Vini―E=0、Vdata−1、Vini―P―1、Vpol―1をとり、変調器T2のゲートGの電位は次々と値Vcal、Vprog―data−1、Vcal、Vprog―pol―1をとる。ここでΔVdata−1=Vdata−1−Vini―E、ΔVprog―data−1=Vprog―data−1−Vcal、ΔVpol―1=Vpol―1−Vini―P―1、ΔVprog―pol―1=Vprog―pol―1−Vcalである。ここではVprog―pol―1=Vcal(すなわち、ΔVprog―pol―1=0)であるので、Vini―P―1=0を保持することが出来る。なぜならば、Vpol―1がVdata−1と同符号になるようにするにはΔVpol―1自身は正または0であるからである。
【0072】
同様に、第2のフレームでは、アドレス指定電極Xの電位は、次々と値Vini―E=0、Vdata−2、Vini―P―2、Vpol―2をとり、制御端子Cの電位は、次々と値Vcal、Vprog―data−2、Vcal、Vprog―pol―2をとる。ここでΔVdata−2=Vdata−2−Vini―E、ΔVprog―data−2=Vprog―data−2−Vcal、ΔVpol―2=Vpol―2−Vini―P―2、ΔVprog―pol―2=Vprog―pol―2−Vcalである。今回はVprog―pol―2<Vcal(すなわち、ΔVprog―pol―2<0)であるので、Vini―P―2=−ΔVpol―2としてVini―P―2+ΔVpol―2=Vpol―2が正または0、すなわちVdata−2と同符号となるようにすることが適当である。
【0073】
制御端子C上の電位ジャンプΔVprog―data-1、ΔVprog―pol―1、ΔVprog―data-2およびΔVprog―pol―2とアドレス指定電極上の対応する電位ジャンプΔVdata-1、ΔVpol―1、ΔVdata-2、およびΔVpol―2との間の比例定数K(t)、すなわち結合定数は、該電位ジャンプがアドレス指定電極に印加された瞬間t=0から時間変化するが、K(t)=K×(1−e-t/τ)という形で表されることが示されている。ここでK=Cc/(CC+CS)であり、CCとCSはそれぞれ結合キャパシタとサステイン・キャパシタの容量の値を示し、また、τ=R4xCCxCS/(CC+CS)であり、ここでR4は閉じたときの選択スイッチの電気抵抗を表す。
【0074】
アドレス指定ステップ(上のステップ2または5)における電位の安定化を実現して,サステイン・キャパシタCを充電するためには、このステップの期間は少なくとも5xτに等しいことが好適である。
【0075】
ドライバのトランジスタはアモルファス・シリコンで出来ているので、R4の値は通常高く、100kΩ程度のオーダである。このため比較的高い時定数τとなる。
【0076】
より具体的には、C=0.5pF、C=3pFという値を採用して、SPICEソフトウェアを用いたシミュレーションは、17Vの電圧ジャンプを示すアドレス指定信号が印加された後に電位の安定化を達成するまでの時間は3.25μsである。より具体的には、C=0.5pF、C=10pFという値を採用して、「aimSPICE」ソフトウェアを用いたシミュレーションは、16Vの電圧ジャンプを示すアドレス指定信号が印加された後に電位の安定化を達成するまでの時間は4.5μsである。安定化時間に関しては、これら2つのシミュレーションは、上の式と同程度の大きさではあるがより正確な結果を与える。1に限りなく近い値である結合係数Kを得るためには、上の2つのシミュレーション例で示すようにC>>Cと選ぶのが好適である。
【0077】
図3が示すように、Vprog―data−2>>Vprog―data−1であり、これは変調器T2が第2のフレームでは第1のフレームよりもより強く分極されることを意味し、この変調器のトリガ閾値電圧のより大きな変動を引き起こすことを意味する。その結果、第2のフレームにおける,このより大きな分極をより大きな減極によって補償するために|Vprog―pol−2|>>|Vprog―pol−1|が選ばれる。それ故に、本発明の本実施形態は、有利なことに、先行する表示期間の各表示アドレス指定信号Vdata−iの値に対して,減極期間の各減極アドレス指定信号Vpol―iの値を,各ドライバ1の変調器のトリガ閾値電圧におけるドリフトを最もよく補償するように選ぶことが出来るということがわかる。
【0078】
第1の実施形態の変形例を図2に示す。表示パネルは前のものと同一であるが、異なる点は、クランプ用スイッチT3が、クランプ端子Rを回路1’の制御端子Cに選択スイッチT4を通ることなく直接、接続するのが適当であるということである。この変形例によるパネルは、主実施形態に対して上記したのと同じように制御することが出来る。
【0079】
上記した実施形態はアクティブマトリクスを持つ有機発光ダイオード表示パネルに関するものである。本発明は、より一般的に、あらゆる種類のアクティブマトリクス表示パネルに適用され、特に電流制御型の発光体または光バルブに適用される。
【図面の簡単な説明】
【0080】
図1図1は本発明によるパネルドライバの実施形態である。
図2図2は本発明によるパネルドライバの別の実施形態である。
図3図3は本発明の第1の方法によりパネルを制御する時の図1の回路の制御に対する一続きの期間とフレームの間に印加される信号のタイミング図である(VYS、VYCは論理信号、VXDはアドレス指定信号)。このタイミング図は、また、この回路の変調器の制御電位Vの傾向と、この回路によって制御されるダイオードに流れる電流の強度Iddの傾向を示す。
図1
図2
図3