特許 6683838 冗長発光デバイスを備えるディスプレイ

(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】6683838

(24)【登録日】2020年3月30日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】冗長発光デバイスを備えるディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/32 20160101AFI20200413BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   G09G3/32 A

   G09G3/20 624B

   G09G3/20 641D

   G09G3/20 670A

   G09G3/20 621J

   G09G3/20 631U

【請求項の数】11

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2018-555877(P2018-555877)

(86)(22)【出願日】2017年4月25日

(65)【公表番号】特表2019-515339(P2019-515339A)

(43)【公表日】2019年6月6日

(86)【国際出願番号】US2017029418

(87)【国際公開番号】WO2017189578

(87)【国際公開日】20171102

【審査請求日】2018年10月31日

(31)【優先権主張番号】1607248.0

(32)【優先日】2016年4月26日

(33)【優先権主張国】GB

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】515046968

【氏名又は名称】フェイスブック・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＦＡＣＥＢＯＯＫ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110002974

【氏名又は名称】特許業務法人Ｗｏｒｌｄ ＩＰ

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】パッパス、イリアス

(72)【発明者】

【氏名】ロード、ショーン

(72)【発明者】

【氏名】リー、ユー−シュアン

【審査官】 小野 健二

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００６６６１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００５−５１３５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０３１８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１３７４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５２２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６０８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３１９４８６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／００−３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスプレイであって、
複数のＭ個のセルの列に分割された複数のＮ個の行を含むマトリックスであって、各セルが、少なくとも２つまでの発光デバイスを受け入れるように配置されている、前記マトリックスと、
複数のＮ個のスキャンライン信号を前記マトリックスの個々の行に供給するスキャンドライバであって、各スキャンライン信号は、ピクセル値でプログラミングされるべき前記マトリックスの個々の行を選択するためのものである、前記スキャンドライバと、
複数のＭ個の可変レベルデータ信号を前記マトリックスの個々の列に提供するデータドライバであって、各可変レベルデータ信号は、ピクセル値で選択された前記マトリックスの行内の個々のピクセルをプログラミングするためのものである、前記データドライバと、
を備え、
各セルは、さらに、
データドライバ信号の制御下で、セル内に配置された発光デバイスに電流を提供するための駆動回路と、
前記駆動回路に接続された第１の発光デバイス場所と、
前記第１の発光デバイス場所に並列に接続された第１の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、
前記第１の発光デバイス場所に直列に接続された第２の発光デバイス場所と、
前記第２の発光デバイス場所に並列に接続され、ゲートノードが前記第１のＴＦＴのゲートノードに接続されている第２のＴＦＴと、
前記第１および第２のＴＦＴのゲートノードに接続された１つの端子を有し、かつスキャンドライバ信号の制御下で制御信号を前記第１および第２のＴＦＴに選択的に接続する第３のＴＦＴであって、前記制御信号が、前記駆動回路が電流を提供するときに、セル内に配置された第１または第２の発光デバイスのうちどれが発光するかを決定する、前記第３のＴＦＴと、を含み、
前記第１の発光デバイス場所にある第１の発光デバイスに欠陥があると決定された場合に、第２の発光デバイスが、前記第２の発光デバイス場所にのみ配置される、ディスプレイ。

【請求項2】

各セルが、さらに、前記第１および第２のＴＦＴのゲートノードに接続されたコンデンサを含む、請求項１に記載のディスプレイ。

【請求項3】

前記第１および第２のＴＦＴの各々は、反対にドープされている、請求項１または２に記載のディスプレイ。

【請求項4】

欠陥のある発光デバイスを含むマトリックス内の第１の発光デバイス場所を格納するメモリをさらに備え、前記データドライバが、動作する発光デバイスを含む第１の発光デバイス場所を有するセルと比較して、その場所に対して反対の極性を有する制御信号を提供するように配置されている、請求項１に記載のディスプレイ。

【請求項5】

第１の種類の発光デバイスが、第１の発光デバイス場所に配置され、第２の種類の発光デバイスが、第２の発光デバイス場所に配置される、請求項１に記載のディスプレイ。

【請求項6】

ディスプレイであって、
複数のＭ個のセルの列に分割された複数のＮ個の行を含むマトリックスであって、各セルが、少なくとも２つまでの発光デバイスを受け入れるように配置されている、前記マトリックスと、
複数のＮ個のスキャンライン信号を前記マトリックスの個々の行に供給するスキャンドライバであって、各スキャンライン信号は、ピクセル値でプログラミングされるべき前記マトリックスの個々の行を選択するためのものである、前記スキャンドライバと、
複数のＭ個の可変レベルデータ信号を前記マトリックスの個々の列に提供するデータドライバであって、各可変レベルデータ信号は、ピクセル値で選択された前記マトリックスの行内の個々のピクセルをプログラミングするためのものである、前記データドライバと、
を備え、
複数のセルのうちの少なくとも１つのセルは、さらに、
データドライバ信号の制御下で、セル内に配置された発光デバイスに電流を提供するための駆動回路と、
前記駆動回路に直接的に接続された第１の発光デバイスと、
前記第１の発光デバイスに並列に直接的に接続された第１の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、
前記第１の発光デバイスに直列に直接的に接続された第２の発光デバイスと、
前記第２の発光デバイスに並列に直接的に接続され、ゲートノードが前記第１のＴＦＴのゲートノードに直接的に接続されている第２のＴＦＴと、
前記第１および第２のＴＦＴのゲートノードに直接的に接続された１つの端子を有し、かつスキャンドライバ信号の制御下で制御信号を前記第１および第２のＴＦＴに選択的に接続する第３のＴＦＴであって、前記制御信号が、前記駆動回路が電流を提供するときに、セル内に配置された第１または第２の発光デバイスのうちどれが発光するかを決定する、前記第３のＴＦＴと、を含む、ディスプレイ。

【請求項7】

前記少なくとも１つのセルが、さらに、前記第１および第２のＴＦＴのゲートノードに接続されたコンデンサを含む、請求項６に記載のディスプレイ。

【請求項8】

前記第１および第２のＴＦＴの各々は、反対にドープされている、請求項６に記載のディスプレイ。

【請求項9】

前記第１の発光デバイスには欠陥がある、請求項６に記載のディスプレイ。

【請求項10】

欠陥のある発光デバイスを含むマトリックス内の第１の発光デバイス場所を格納するメモリをさらに備え、前記データドライバが、動作する発光デバイスを含む第１の発光デバイス場所を有するセルと比較して、その場所に対して反対の極性を有する制御信号を提供するように配置されている、請求項６に記載のディスプレイ。

【請求項11】

前記第１の発光デバイスを含む第１の種類の発光デバイスが、前記マトリックス全体で第１の発光デバイス場所に存在し、前記第２の発光デバイスを含む第２の種類の発光デバイスが、前記マトリックス全体で第２の発光デバイス場所に存在する、請求項６に記載のディスプレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディスプレイ、およびディスプレイを駆動する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ディスプレイは、至る所に存在し、あらゆるウェアラブルデバイス、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、デスクトップ、ＴＶまたはディスプレイシステムのコアとなる構成要素である。一般的なディスプレイ技術は、今日、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）から、より最近の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイまでさまざまである。

【0003】

ここで図１を参照すると、ディスプレイのためのアクティブ駆動マトリックスが示されている。このマトリックスは、Ｍ個の列に分割されたＮ個の行のセルを含んでいる。各セルは、モノクロームディスプレイ用のピクセル、またはカラーディスプレイ内の赤色、緑色または青色のサブピクセルの１つのどちらかに対応する発光デバイスを備えている。カラーディスプレイの場合、マトリックスの行に沿って、異なる色のサブピクセルを交互に配置することができるか、またはマトリックスのそれぞれの行が、所与の色のサブピクセルのみを含んでいてもよい。

【0004】

複数の周辺駆動ブロックは、以下を備えている。
スキャンドライバ： スキャンドライバは、マトリックスの各行が後続のフレームまたはサブフレーム用にプログラミングされることを可能にするパルス信号Ｓ１・・・Ｓｎを生成する。

【0005】

データドライバ： データドライバは、スキャンドライバによって実行される行の個々のセルをプログラミングするためのデータ出力Ｄ１・・・Ｄｍを送信する。これらの信号は、スキャンライン毎に、各フレームまたはサブフレームに対して更新される。

【0006】

いくつかのマトリックスにおいて、セルのプログラミングに従って、フレーム中に発光デバイスを駆動するためにマトリックスの各セルに一定の供給電圧（Ｖｄｄ）が提供される。典型的には、一定の供給電圧（Ｖｄｄ）の実施の際に、データドライバは、後続のフレームに関するセルの輝度を決定するアナログ出力を提供する。

【0007】

図１のマトリックスにおいて、ＰＷＭ（パルス幅変調）ドライバは、プログラミングされたセルをバイアスして、サブフレーム中にプログラミングに従ってセルを発光させるか、または発光させないようにすることを可能にするＰＷＭパルスを生成する（なお、「ＰＷＭ」との用語は、本明細書では、行内のセルを活性化するためのパルス信号に関連して使用され、このようなパルスは、例えば、国際公開第２０１０／０１４９９１号（特許文献１）に記載されるような従来のＰＷＭアドレッシング手法、または国際公開第２０１４／０１２２４７号（特許文献２）に記載されるようなカラーシーケンシャル手法の一部として採用され得る。）。ＰＷＭに関して、データドライバが典型的にデジタル出力を提供し、その際、ＰＷＭドライバがサブフレームに対するセルのプログラミングと組み合わせてフレームのセルの輝度を決定する可変幅パルスを提供する。

【0008】

２０１６年３月２１日に出願された英国特許出願第１６０４６９９．７号（参照番号：Ｉ３５−１７０２−０１ＧＢ）は、データドライバが、ＰＷＭドライバが必要とする切替え頻度を制限するアナログ出力またはデジタル出力の組み合わせを提供するハイブリッド手法を開示している。一方、２０１６年４月１４日に出願された英国特許出願第１６０６５１７．９号（参照番号：Ｉ３５−１７０２−０２ＧＢ）は、閾値電圧補償を提供するアクティブ駆動マトリックス用のセルを開示している。

【0009】

図１において、２つの同期ブロックが使用される。１つは、スキャンパルスが行に印加された後に、必要なデータ信号が確実に伝達されるようにするためにスキャンドライバとデータドライバの間に配置される。２つめは、データローディングが終了した後に、ＰＷＭパルスが確実に印加されるようにするためにデータドライバとＰＷＭドライバとの間に配置される。

【0010】

マトリックス内の各行は、ハイに移行する個々のスキャンラインＳ１・・・Ｓｎを用いてアドレス指定されるか、またはデータドライバによってディスプレイの個々の行が後続のフレームまたはサブフレーム用にアドレス指定される（またはプログラミングされる）べきであるときにアサートされる。ＰＷＭに関して、所与のフレーム中に、各行に対して、ＰＷＭドライバは、個々のＰＷＭ信号Ｐ１・・・Ｐｎを用いた駆動パルスのシーケンスを提供する。各信号Ｐは、スキャンライン信号Ｓ１・・・Ｓｎおよびデータドライバ信号Ｄ１・・・Ｄｍと同期した隣接するＰＷＭ信号のタイムシフトした態様とすることができる。

【0011】

アクティブマトリックス回路（例えば、国際公開第２０１０／１１９１１３号（特許文献３）に記載されるもの）は、薄膜トランジスタ技術（ＴＦＴ）を使用し、セルは、３０ｃｍ×４０ｃｍから最新世代（ＧＥＮ１０として知られる）の２．８８ｍ×３．１５ｍまでの大きさのガラス基板上に製造されたアモルファスの酸化物または多結晶のケイ素技術に基づくトランジスタを備えている。ＴＦＴは、各セル内の発光デバイスの動作を制御するための電圧スイッチまたは電流源として使用される。

【0012】

ほとんどの携帯可能な、典型的には電池駆動のデバイスでは、ディスプレイは、利用可能な電力の大部分を使用する。携帯機器のユーザの最も一般的な不満は、ディスプレイの輝度が不十分なことである。電池寿命を延ばし、輝度レベルを改善するために、電力消費が少なく、光源からの高輝度発光をもたらす新規なディスプレイ技術を開発することが必要である。

【0013】

国際公開第２０１３／１２１０５１号（特許文献４）は、集積ＬＥＤまたは無機ＬＥＤ（ｉＬＥＤ）と呼ばれる、基板上に配置された光発生層を含む半導体材料を有する基板を含む、ディスプレイ用の改良された発光デバイスを開示している。半導体材料および／または基板は、ｉＬＥＤの発光面から準コリメート光を出力するように内部で光を制御するように構成されている。ｉＬＥＤは、発光面に配置された光学要素を備えており、かつ発光面から出射する準コリメート光を受け取り、準コリメート光の少なくとも一部の１つまたは複数の光学特性を変更するように構成されている。

【0014】

一方、ＯＬＥＤセルは、２枚のガラス平板の間に挟まれた有機材料またはポリマー材料に電流を流すことによって光を発生するように動作する。ｉＬＥＤディスプレイは、ＯＬＥＤ材料を、ディスプレイの各セルに配置された別個のＬＥＤダイ（無機材料からなる）と置き換えている。

【0015】

標準的な（すなわち無機）ＬＥＤデバイスは、何年にもわたって使用されており、その性能（効率、輝度、信頼性および寿命）が、ＬＥＤ産業が多くの商業的な機会を追求している間に（特に、一般的な照明用途に関して標準的な白熱電球を置き換えることができるようなＬＥＤ技術を開発する挑戦の間に）最適化されてきた。すなわち、無機ＬＥＤは、新規で、ほとんど開発されていないＯＬＥＤ材料よりも、顕著に効率、輝度が良く、信頼性が高い。

【0016】

ディスプレイ中の各ピクセルで個々にスイッチング可能な標準的なＬＥＤダイ（Ｒ、ＧおよびＢ）のコンセプトも知られている。この手法は、大情報ディスプレイには幅広い用途がある。しかし、今日まで、標準的なＬＥＤは、典型的には、設計上平坦であり、そのため、発光光の方向を制御するには非効率であるため、この手法を、より小さなディスプレイにまでスケールダウンすることはできなかった。さらに、ラップトップまたはスマートフォンのディスプレイに必要な数百万ピクセルの組み立ては、標準的な組み立て／製造技術を用いて実現不可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【特許文献1】国際公開第２０１０／０１４９９１号

【特許文献2】国際公開第２０１４／０１２２４７号

【特許文献3】国際公開第２０１０／１１９１１３号

【特許文献4】国際公開第２０１３／１２１０５１号

【発明の概要】

【0018】

第１の態様によれば、請求項１、８または１６に記載のディスプレイが提供される。
この態様は、信頼性は高いが、信頼性が完全な程度ではない別個の発光デバイスを備えるディスプレイに対して冗長性を提供することができる。例えば、マトリックス中のｉＬＥＤなどのデバイスの初期のピックアンドプレイスの後、その歩留まりは、９０％より高いが、９９％未満であると予想され、すなわち、デバイスの１０％までが欠陥となり得る。それにもかかわらず、本発明のディスプレイを使用すると、少量の発光デバイスのみを試験し、高いレベルの歩留まりでディスプレイを製造するために良好であることが分かる。

【0019】

このディスプレイのためのセルの設計は、レーザーによる欠陥デバイスとディスプレイとの接続の開放または短絡の必要性を回避する。
いくつかの実施形態では、配置される発光デバイスは、セルあたり１個のデバイスのみが動作されるように自動的に制御される。

【0020】

代替的な実施形態では、各セル内に少なくとも２個のデバイスが配置され、ディスプレイが動作モード（例えば、広角ディスプレイおよび狭角ディスプレイ）間を切替えることができるように、これらのデバイスは選択的に動作される。

【0021】

第２の態様では、請求項２２に記載のディスプレイが提供される。
この態様では、共有の駆動回路によって、ピクセルに必要な基板面積が減少し、より高ピクセル密度が得られる。このことは、各ピクセルが３個のサブピクセルに分割され、それぞれが１つの色（赤色、緑色および青色）を表し、それぞれが必要なバイアス電流を生成するために駆動回路を必要とするアクティブ駆動マトリックスとは対照的である。

【0022】

この態様によれば、全ての発光デバイスは、同じ電流でバイアスされ、このことは、ピクセルあたり１個より多い駆動回路が必要ではないことを意味している。どの発光デバイスが発光し、どの程度長く発光するかを制御することによって、ピクセルから直接的に色が生成される。

【0023】

本発明の実施形態は、特に、システムおよび方法に関する添付の特許請求の範囲に開示されており、１つの請求項のカテゴリー（例えばシステム）に記載されている任意の特徴が、別の請求項のカテゴリー（例えば方法、記憶媒体またはコンピュータプログラム製品）でも同様に請求されていてもよい。添付の特許請求の範囲における従属関係または前述の引用は、単なる形式的な理由のために選択されている。しかし、任意の従前の請求項に対する故意の前述の引用から得られる任意の発明特定事項が（特に複数の従属関係では）同様に請求されてもよく、その結果、請求項およびその特徴の任意の組み合わせが開示され、添付の特許請求の範囲で選択される従属関係にかかわらず請求されてもよい。請求され得る発明特定事項は、添付の特許請求の範囲に示される特徴の組み合わせだけではなく、特許請求の範囲の特徴の任意の他の組み合わせも含んでおり、特許請求の範囲に述べられるそれぞれの特徴を、特許請求の範囲の任意の他の特徴または他の特徴の組み合わせと合わせてもよい。さらに、本明細書に記載され、または図示されている任意の実施形態および特徴が、別個の請求項で請求されてもよく、および／または本明細書に記載され、または図示されている任意の実施形態または特徴との任意の組み合わせで、または添付の特許請求の範囲の任意の特徴との組み合わせで請求されてもよい。

【0024】

本発明に係る一実施形態において、ディスプレイは、
複数のＭ個のセルの列に分割された複数のＮ個の行を含むマトリックスであって、各セルが、少なくとも２つまでの発光デバイスを受け入れるように配置されている、マトリックスと、
複数のＮ個のスキャンライン信号をマトリックスの個々の行に供給するスキャンドライバであって、各スキャンライン信号は、ピクセル値でプログラミングされるべきマトリックスの個々の行を選択するためのものである、スキャンドライバと、
複数のＭ個の可変レベルデータ信号をマトリックスの個々の列に提供するデータドライバであって、各可変レベルデータ信号は、ピクセル値で選択されたマトリックスの行内の個々のピクセルをプログラミングするためのものである、データドライバと、を備え、
各セルは、さらに、
データドライバ信号の制御下で、セル内に配置された発光デバイスに電流を提供するための駆動回路と、
駆動回路に接続された第１の発光デバイス場所と、
第１の発光デバイス場所に並列に接続された第１の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、
第１の発光デバイス場所に直列に接続された第２の発光デバイス場所と、
第２の発光デバイス場所に並列に接続され、ゲートノードが第１のＴＦＴのゲートノードに接続されている第２のＴＦＴと、
第１および第２のＴＦＴのゲートノードに接続された１つの端子を有し、かつスキャンドライバ信号の制御下で制御信号を第１および第２のＴＦＴに選択的に接続する第３のＴＦＴであって、制御信号が、駆動回路が電流を提供するときに、セル内に配置された第１または第２の発光デバイスのうちどれが発光するかを決定する、第３のＴＦＴと、を含む。

【0025】

各セルが、さらに、第１および第２のＴＦＴのゲートノードに接続されたコンデンサを含み得る。
第１および第２のＴＦＴの各々は、反対にドープされ得る。

【0026】

第１の発光デバイス場所にある第１の発光デバイスに欠陥があると決定された場合に、第２の発光デバイスが、第２の発光デバイス場所にのみ配置され得る。
本発明に係る一実施形態において、ディスプレイは、欠陥のある発光デバイスを含むマトリックス内の第１の発光デバイス場所を格納するメモリをさらに備え得、データドライバが、動作する発光デバイスを含む第１の発光デバイス場所を有するセルと比較して、その場所に対して反対の極性を有する制御信号を提供するように配置されている。

【0027】

第１の種類の発光デバイスが、マトリックス全体で第１の発光デバイス場所に配置され、第２の種類の発光デバイスが、マトリックス全体で第２の発光デバイス場所に配置され得る。

【0028】

制御信号が、マトリックスに共通しており、共通の制御信号の値は、マトリックス全体で第１の発光デバイス場所または第２の発光デバイス場所にあるいずれかの発光デバイスを駆動するために選択され得る。

【0029】

本発明に係る一実施形態において、ディスプレイは、
複数のＭ個のセルの列に分割された複数のＮ個の行を含むマトリックスであって、各セルが、少なくとも２つまでの発光デバイスを受け入れるように配置されている、マトリックスと、
複数のＭ個の可変レベルデータ信号をマトリックスの個々の列に提供するデータドライバであって、各可変レベルデータ信号は、ピクセル値で選択されたマトリックスの行内の個々のピクセルをプログラミングするためのものである、データドライバと、を備え、
各セルは、さらに、
データドライバ信号の制御下で、セル内に配置された発光デバイスに電流を提供するための駆動回路と、
駆動回路に接続された第１の発光デバイス場所と、
第１の発光デバイス場所に直列に接続された第２の発光デバイス場所と、
第２の発光デバイス場所に直列に接続された第３の発光デバイス場所と、
第１の発光デバイス場所に並列に接続された第１の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、
第１のＴＦＴのゲートノードに接続された第１の制御信号と、
第１および第２の発光デバイス場所に並列に接続された第２のＴＦＴと、
第２のＴＦＴのゲートノードに接続された第２の制御信号と、
第１および第２の発光デバイス場所を連結するノードに接続された第３のＴＦＴと、
第３のＴＦＴのゲートノードに接続された第３の制御信号と、
第３の発光デバイス場所に並列に接続された第４のＴＦＴと、を含み、第１の制御信号が第４のＴＦＴのゲートノードに接続され、第１、第２および第３の制御信号の値が、駆動回路が電流を提供するときに、セル内に配置された第１、第２または第３の発光デバイスのうちどれが発光するかを決定する、ディスプレイ。

【0030】

本発明に係る一実施形態において、ディスプレイは、複数のＮ個のスキャンライン信号をマトリックスの個々の行に提供するスキャンドライバであって、各スキャンライン信号は、ピクセル値でプログラミングされるべきマトリックスの個々の行を選択するためのものである、スキャンドライバをさらに備え得、各制御信号は、スキャンドライバ信号の制御下で、個々のＴＦＴを介して、第１のＴＦＴから第４のＴＦＴに選択的に接続される。

【0031】

ＴＦＴが、ｎ型またはｐ型のいずれかであり得る。
第１の発光デバイス場所にある第１の発光デバイスに欠陥があると決定された場合に、第２の発光デバイスは、第２の発光デバイス場所にのみ配置され得る。

【0032】

第２の発光デバイス場所にある第２の発光デバイスに欠陥があると決定された場合に、第３の発光デバイスは、第３の発光デバイス場所にのみ配置され得る。
本発明に係る一実施形態において、ディスプレイは、欠陥のある発光デバイスを含むマトリックス内の第１、第２または第３の発光デバイス場所を格納するメモリをさらに備え得、データドライバは、セル内に配置された発光デバイスの欠陥状況に従って、各セルに対し、相対的な値の制御信号を提供するように配置されている。

【0033】

第１の種類の発光デバイスは、マトリックス全体で第１の発光デバイス場所に配置され、第２の種類の発光デバイスは、マトリックス全体で第２の発光デバイス場所に配置され、第３の種類の発光デバイスは、マトリックス全体で第３の発光デバイス場所に配置され得る。

【0034】

制御信号は、マトリックスに共通しており、共通の制御信号の値は、マトリックス全体で第１、第２または第３の発光デバイス場所にあるいずれかの発光デバイスを駆動するために選択され得る。

【0035】

本発明に係る一実施形態において、ディスプレイは、
複数のＭ個のセルの列に分割された複数のＮ個の行を含むマトリックスであって、各セルが、少なくとも２つまでの発光デバイスを受け入れるように配置されている、マトリックスと、
複数のＮ個のスキャンライン信号をマトリックスの個々の行に提供するスキャンドライバであって、各スキャンライン信号は、ピクセル値でプログラミングされるべきマトリックスの個々の行を選択するためのものである、スキャンドライバと、
複数のＭ個の可変レベルデータ信号をマトリックスの個々の列に提供するデータドライバであって、各可変レベルデータ信号は、ピクセル値で選択されたマトリックスの行内の個々のピクセルをプログラミングするためのものである、データドライバと、を備え、
各セルは、さらに、
データドライバ信号の制御下で、セル内に配置された発光デバイスに電流を提供するための駆動回路と、
第１の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して駆動回路に接続された第１の発光デバイス場所と、
第２および第３の直列に接続されたＴＦＴを介して駆動回路に接続された第２の発光デバイス場所と、
第３のＴＦＴと直列に接続された第４のＴＦＴを介して駆動回路に接続された第３の発光デバイス場所であって、第２のＴＦＴが第３のＴＦＴと並列に接続され、第１のＴＦＴが第２から第４のＴＦＴに並列に接続されている、第３の発光デバイス場所と、
第２および第３のＴＦＴのゲートノードに接続された１つの端子を有し、かつスキャンドライバ信号の制御下で第１の制御信号を第１および第２のＴＦＴに選択的に接続する第５のＴＦＴと、
第１のＴＦＴのゲートノードに接続された１つの端子を有し、かつスキャンドライバ信号の制御下で第２の制御信号を第１および第２のＴＦＴに選択的に接続する第６のＴＦＴと、を含み、
制御信号は、駆動回路が電流を提供するときに、セル内に配置された第１、第２または第３の発光デバイスのうちどれが発光するかを決定する、ディスプレイ。

【0036】

第２および第３のＴＦＴ各々は、反対にドープされ得る。
第１の種類の発光デバイスは、ナロービームで発光し、第２の種類の発光デバイスは、より広いビームで発光し得る。

【0037】

発光デバイスが、別個の発光ダイオードを含み得る。
本発明に係る一実施形態において、ディスプレイを実装する方法、特に、本明細書に記載されるか、または示された任意の実施形態に係るディスプレイを実装する方法は、
第１の別個の発光デバイスを、マトリックス内の第１の発光デバイス場所に配置すること、マトリックスが、少なくとも２個の発光デバイスをそれぞれ受け入れるように配置された複数のセルを備えており、
ディスプレイを試験して、欠陥のある第１の発光デバイスを含む１つ以上の第１のセルを決定すること、
第２の別個の発光デバイスを、欠陥のある第１の発光デバイスを含でいることが決定された１つ以上の第１のセル内の第２の発光デバイス場所に配置することを含み得る。

【0038】

本発明に係る一実施形態において、方法は、
第２の別個の発光デバイスを第２の発光デバイス場所に配置した後に、ディスプレイを試験して、２個の欠陥のある発光デバイスを含む１つ以上の第２のセルを決定すること、
１つ以上の第１のセルと１つ以上の第２のセルの位置をメモリに格納することをさらに含み得る。

【0039】

本発明に係る一実施形態において、ディスプレイを実装する方法、特に、本明細書に記載されるか、または示された任意の実施形態に係るディスプレイを実装する方法は、
マトリックス内の第１の発光デバイス場所に別個の発光デバイスを配置すること、
ディスプレイを視覚的に試験して、欠陥のある発光デバイスを含むセルを決定すること、
ディスプレイがアクセス可能なメモリにセルの場所を記憶すること、
欠陥のある発光デバイスを含むと判定されたセル内の第２の発光デバイス場所に別個の発光デバイスを配置することを含み得る。

【0040】

本発明に係る一実施形態において、方法は、
ディスプレイを視覚的にさらに試験して、２つの欠陥のある発光デバイスを含むセルを決定すること、
ディスプレイがアクセス可能なメモリ内にセルの場所を記憶することを含み得る。

【0041】

本発明に係る一実施形態において、ディスプレイは、
複数のＭ個のセルの列に分割された複数のＮ個の行を含むマトリックスと、
複数のＮ個のスキャンライン信号をマトリックスの個々の行に提供するスキャンドライバであって、各スキャンライン信号は、ピクセル値でプログラミングされるマトリックスの個々の行を選択するためのものである、スキャンドライバと、
複数のＭ個の可変レベルデータ信号をマトリックスの個々の列に提供するデータドライバであって、各可変レベルデータ信号は、ピクセル値で選択されたマトリックスの行内の個々のピクセルをプログラミングするためのものである、データドライバと、を備え、
各セルは、さらに、
セル内に配置された発光デバイスに電流を提供するための駆動回路と、
少なくとも１つのピクセルとを含み、
少なくとも１つのピクセルは、
駆動回路に接続され、第１の色の発光するための第１の発光デバイスと、
第１の発光デバイスと並列に接続された第１の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、
スキャンドライバ信号の制御下で、第１のＴＦＴのゲートノードに選択的に接続される第１のデータドライバ信号と、
第１の発光デバイスに直列に接続され、第２の色の発光するための第２の発光デバイスと、
第１の発光デバイスに並列に接続された第２のＴＦＴと、
スキャンドライバ信号の制御下で、第２のＴＦＴのゲートノードに選択的に接続される第２のデータドライバ信号と、
第２の発光デバイスに直列に接続され、第３の色の発光するための第３の発光デバイスと、
第３の発光デバイスと並列に接続された第３のＴＦＴと、
スキャンドライバ信号の制御下で、第３のＴＦＴのゲートノードに選択的に接続される第３のデータドライバ信号とを含み、
第１、第２および第３のデータドライバ信号の値が、駆動回路が電流を供給したときに第１、第２または第３の発光デバイスのうちどれが発光するかを決定し得る。

【0042】

駆動回路が、第４のデータドライバ信号の制御下で電源に選択的に接続され、第４のデータドライバ信号は、第１から第３の発光デバイスのうちどれがフレーム中に発光するべきかどうかを決定し得る。

【0043】

各セルは、ｎ個までの直列に接続されたピクセルを含み得、ここで、

【0044】

【数1】

式中、Ｖｄｄは、駆動回路のための供給電圧であり、ΔＶ_{ｄｒｉｖｉｎｇ，ｃｉｒｃｕｉｔ}は、必要な

【0045】

【数2】

を生成する間の駆動回路での電圧低下であり、ここで、Ｖｔｈ_ｉは、駆動回路に接続されたピクセルｉ内の発光デバイスの合成閾値電圧である。

【0046】

駆動回路が、セルに電流パルスを提供し、各パルスは、画像に関するサブフレームに対応し得る。
本発明の一実施形態では、１つ以上のコンピュータ可読の非一時的な記録媒体が、本発明の方法または上述のいずれかの実施形態を行うために実行される際に動作可能なソフトウェアを具現化してもよい。

【0047】

本発明の一実施形態では、システムは、１つ以上のプロセッサと、プロセッサに接続され、かつプロセッサによって実行可能な命令を含む少なくとも１つのメモリとを備えていてもよく、プロセッサは、本発明の方法または上述のいずれかの実施形態を行うために命令を実行する際に動作可能である。

【0048】

本発明の一実施形態では、コンピュータプログラム製品、好ましくは、コンピュータ可読の非一時的な記録媒体を含むコンピュータプログラム製品は、本発明の方法または上述のいずれかの実施形態を行うためにデータ処理システムで実行される際に動作可能であってもよい。

【0049】

一例として、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態をここに記載する。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】従来型のアクティブマトリックスディスプレイを示す。

【図2】本発明の一実施形態に係るディスプレイ内の発光デバイスの配置方法を示す。

【図3】本発明の一実施形態に係るアクティブマトリックスディスプレイのためのセル設計を示す。

【図4】本発明の別の実施形態に係る直列に接続され、かつｎ型ＴＦＴによって制御される３個の発光デバイスを有するセル設計を示す。

【図5】本発明のさらなる実施形態に係る直列に接続され、かつＣＭＯＳ ＴＦＴによって制御される３個の発光デバイスを有するセル設計を示す。

【図6】本発明のさらなる実施形態に係る並列に接続された３個の発光デバイスを有するセル設計を示す。

【図7】本発明の一実施形態に係る、直列に接続された異なる色の３個の発光デバイスを有するセル設計を示す。

【図8】本発明のさらなる実施形態に係る、直列に接続された図７に示す３個のピクセルを示す。

【発明を実施するための形態】

【0051】

ここで図２を参照すると、前述したｉＬＥＤなどの発光デバイスを、最初に基板上に配置したとき、その歩留まりは９０〜９５％であると予想され、これは高性能ディスプレイに関して許容可能な歩留まりよりも低い。このことは、ディスプレイを運搬する場合には、これらのデバイスを含むセルを修復する必要があることを意味する。これを行う１つの方法は、欠陥のある第１のデバイスを含むセル内に第２の発光デバイスを配置すること、次いで、レーザーを使用してヒューズを開放するか、または溶解し、第２のデバイスが接続されるセルの駆動回路から第１のデバイスを切り離すことを含む。第３または第４のデバイスをセル上に配置した場合にも、同じ処理を使用することができる。この「物理的な」解決策は、適用が限定的であり（ディスプレイあたり５〜１０ピクセル）、特殊な機器を必要とし、処理時間が長くなることが理解されるだろう。

【0052】

これらの問題を克服するために、本発明の実施形態は、発光デバイスを配置することができる複数の場所を備えるセルを提供する。セル設計の例は、以下に記載するが、最初に、３個の発光デバイスを受け入れることが可能なセル設計に基づくディスプレイに関する配置方法について説明する。

【0053】

最初に、前述したｉＬＥＤなどの別個の発光デバイスを、ディスプレイパネルの全てのセルの個々の第１の場所に配置する。これは、典型的には、発光デバイスを直列または並列のいずれかで配置することができるピックアンドプレイス技術を用いて行われる。ピックアンドプレイスが終了したら、目視検査によってパネルを試験する。動作しないデバイスを含むセルが認識される。これらの欠陥のあるセルの場所を、マトリックスコントローラー（図示せず）が利用可能なメモリ要素に格納することができ、この方法で、ディスプレイ内の欠陥のあるセルのマップを作成することができる。このパネルマップを、後でディスプレイをプログラミングする際に使用することができる。

【0054】

ここで、第２のピックアンドプレイス中に、欠陥のあるデバイスを含むと既に確認されたセルの第２の場所にデバイスを配置する。この第２のピックアンドプレイス中には、既知の良好な発光デバイスを使用することができ、これらのデバイスの通常の歩留まりは高いことがわかっており、これらが良好であることを知るためには、このようなデバイスを少量のみ試験すればよい。それにもかかわらず、特に、各セルが２個より多いデバイスのための場所を備えている場合には、この試験が必要ではない場合もある。

【0055】

第２のピックアンドプレイスの後、別の目視検査を行う。任意の第２の配置されたデバイスが適切に機能していることを確認するために、第２の配置されたデバイスがパネルマップに従って機能することができるように、ピクセルのプログラミングを以前と同様に維持してもよい。任意の第２の配置されたデバイスが機能していないと特定された場合、そのセルに第３の発光デバイスを配置することができる。ここでも、これらのデバイスは、既知の良好なデバイスであってもよく、これらのデバイスのみを試験する場合には、非常に少ない量のこのような試験を行えばよいことがわかるだろう。機能していない第２の配置されたデバイスの場所も、第２のパネルマップにおいて、メモリに格納することができ、これをディスプレイのプログラミングの際に使用することができる。

【0056】

この工程は、潜在的に欠陥のあるセルが収容することができるデバイスの数だけ繰り返すことができることが理解されるだろう。配置されるデバイスの信頼性に応じて、許容可能な歩留まりを達成するために、２個、３個、またはより多くのデバイスの配置が必要な場合がある。

【0057】

セルが収容することができるデバイスの数が増えるにつれて、それらを制御するために、さらに複雑な回路が必要になることは理解されるだろう。場所の最大数は、ＴＦＴ工程、利用可能なピクセル領域および発光デバイスの製造および組み立て方法によって決定される。

【0058】

ここで、図２の方法に従って実施されるディスプレイで使用可能なセル設計の例に戻る。
図３は、アクティブ駆動マトリックス内で使用可能なセル設計を示し、２個までの配置された発光デバイスの場所（この場合にはＩＬＥＤ１およびＩＬＥＤ２）が直列に接続されている。制御回路は、３個のＴＦＴであるＴ１・・・Ｔ３と、電荷蓄積コンデンサとを備えている。このセルについて、図１のデータドライバ信号（例えば、Ｄ１・・・Ｄｍ）が、他の従来の閾値電圧補償および駆動回路を介してデータドライバによってセルに提供される。代替的に、２０１６年４月１４日に出願された英国特許出願第１６０６５１７．９号（参照番号：Ｉ３５−１７０２−０２ＧＢ）に開示されるような閾値電圧補償および駆動回路を使用してもよい。従来の２Ｔ１Ｃセル設計と比較すると、さらなる制御信号が必要であり、このディスプレイに関するパネルマップ中の値に従って、アサートされる（またはアサートされない）。実際に、制御信号の状態は、パネルマップ中のセルの値が変更されない限り、本質的に永続的である。

【0059】

ＩＬＥＤ１が、正常に機能するとチェックされた場合、フレームプログラミング期間中に、図１のスキャンドライバ信号（例えば、Ｓ１・・・Ｓｎ）がアサートされると、サブピクセルの制御信号が、ハイ「１」の値を有し、Ｔ２をＯＮにし、データドライバ信号に従って発光するように、ＩＬＥＤ１を接地に接続する。

【0060】

ＩＬＥＤ２が配置されている場合、ＩＬＥＤ１は欠陥があると確認されているので、制御信号は、ロー「０」値を有することとなり、このことは、Ｔ２をＯＦＦにし、Ｔ１をＯＮにすることを意味し、その結果、ＩＬＥＤ１は短絡され、ＩＬＥＤ２が駆動回路に直接的に接続される。したがって、ＩＬＥＤ１は、発光せず、ＩＬＥＤ２のみが発光する。この状況の真理値表を表１に示す。

【0061】

表１． ２個の直列接続構成のＩＬＥＤについての真理値表

【0062】

【表1】

図３のセル設計の変形例において、特に、高いリフレッシュレートを有するディスプレイに関して、Ｔ１およびＴ２のゲートでの電圧が、コンデンサを必要としない程度に十分に安定している場合に、別個の蓄積コンデンサを必要としない場合がある。ある実施形態では、駆動回路を介して提供されるデータドライバ信号（図示せず）は、完全なフレームについてアサートされてもよい。この場合には、スキャン信号は、データドライバ信号と同じタイミングとすることができ、この場合もコンデンサは必要とされないだろう。

【0063】

上述のように、２個の発光デバイスを配置することができるセル設計で、所望の歩留まりを達成することができない場合には、第３の発光デバイスを配置してもよい。３個のデバイスの場合には、セル設計の複雑さが増す。

【0064】

使用されるＴＦＴ工程に応じて、例えば、ｎ型ＴＦＴ（アモルファスシリコンＴＦＴおよびインジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＮＯ）ＴＦＴ）のみが利用可能な場合、またはｐ型ＴＦＴ（例えば、低温多結晶シリコン（ＬＴＰＳ））のみが利用可能な場合、またはＣＭＯＳデバイスが利用可能な場合（ＬＴＰＳ）、異なる構成が可能である。

【0065】

ここで図４を参照すると、ｎ型ＴＦＴであるＴ１・・・Ｔ４のみを用いて実施されたセル設計が示されており、一方、図５のセル設計は、ＣＭＯＳ ＴＦＴであるＴ１・・・Ｔ４のみを用いて実施されている。ｐ型ＴＦＴのみを用いた構成は、全てのｎ型ＴＦＴをｐ型ＴＦＴと置き換えると、図４における構成と同じである。

【0066】

これら両方の場合において、駆動回路によって一定の供給電圧Ｖｄｄが供給されるか、または駆動回路が、ＰＷＭ型パルス信号を用いて切替えられる。
図４および図５からわかるように、３個の制御信号（Ａ、ＢおよびＣ）と、これらの制御信号を伝達するためのさらなる回路が必要である。したがって、図３のセル設計の場合のような単一のビットデータラインの代わりに、ここでは３ビットを含み得る。しかし、このディスプレイに関する冗長手法を実施するときに、これらの３ビットの相対値は、ディスプレイの寿命までの間、一定のままであり、各３ビットの組み合わせは、セルに関するパネルマップ値に従って、セルに特有である。

【0067】

図４および図５の各々において、欠陥のある発光デバイスが配置された場合、その発光デバイスは、対応するＴＦＴによって短絡され、同時に、その後に機能するｉＬＥＤを、発光できるように接地に接続すべきである。したがって、ＩＬＥＤ１が発光すべきである場合、これをＴ３によって接地に接続し、一方、これが発光しない場合、Ｔ１によって短絡される。ＴＦＴ工程の各構成について、さらなる回路がプログラミングされなければならない様式を示す真理値表が存在し、それにより、対応するＩＬＥＤが発光する。それぞれの場合についての真理値表を以下に示す。

【0068】

表２． ｎ型ＴＦＴのみを用いて実施される図４についての真理値表

【0069】

【表2】

表３． ｐ型ＴＦＴのみを用いて実施される図４についての真理値表

【0070】

【表3】

表４． ＣＭＯＳ ＴＦＴを用いて実施される図５についての真理値表

【0071】

【表4】

この真理値表からわかるように、発光するために「全て」の発光デバイスにバイアスすることができる状況が存在する。これは有用な適用であり得るが、全ての配置されたデバイスを駆動させようとすることを含む適用は、故障デバイスを潜在的に含んでいるセルが制御されない方法で駆動されることが生じる可能性があることが理解されるだろう。

【0072】

全てがＴＦＴによって短絡されるため、発光するデバイスが存在しない状況も存在し、これは修復方法として使用することができる。したがって、配置された第３の（または最後の）ＩＬＥＤが適切に機能しない場合、このセルを制御されない方法で駆動するよりも、このセルを含むピクセルを「ブラック」ピクセルとして取り扱い、発光しないようにすることが好ましい。したがって、この場合には、ピクセルに対するＴＦＴが、ピクセルの全てのデバイスを短絡して、これらが確実に発光しないようにするような方法でプログラミングされる。

【0073】

図４および図５の回路では、スキャンドライバ信号は示されていないが、制御信号Ａ、ＢおよびＣの各々を、図３の回路のようにスキャンドライバ信号によって制御される個々のさらなるＴＦＴ（図示せず）を介して、ＴＦＴ（Ｔ１・・・Ｔ４）のゲートに接続することができる。

【0074】

図３〜５の構成は、共通の駆動回路および閾値電圧補償回路に直列に接続された発光デバイスを備えている。
図６は、３個のＩＬＥＤが並列に接続されたセル設計を示す。図６の回路は、反対にドーピングされたＴＦＴを必要とするような、ＣＭＯＳ ＴＦＴ工程を用いて実施することができる。図６では、ＩＬＥＤ１のみが配置される場合、制御信号Ａは、ロー「０」値を有し、Ｔ２がＯＮにされる。ＩＬＥＤ１は、駆動回路に直接接続されるため、発光する。制御信号Ａが、ハイ「１」値を有する場合、Ｔ２がＯＮにされ、ＩＬＥＤ１は短絡され、制御信号Ｂは、ＩＬＥＤ２またはＩＬＥＤ３のどちらが発光するかを決定する。制御信号Ｂが、ロー「０」値を有する場合、ＩＬＥＤ２が発光し、制御信号Ｂが、ハイ「１」値を有する場合、ＩＬＥＤ３が発光する。対応する真理値表を以下に示す。

【0075】

表５． ＣＭＯＳ ＴＦＴを用いて実施される図６についての真理値表

【0076】

【表5】

Ｘ：「１」または「０」のいずれか
図６の並列構成を用いる課題の１つは、駆動回路と、選択した発光デバイスとの間にあるＴＦＴの数、特に、ＩＬＥＤ３が発光するべきである場合の中間のＴＦＴの数が変化することである。このことは、飽和領域で全てのＴＦＴが動作し、ＩＬＥＤアノードでの電圧がその閾値電圧より大きくなることを確実にするために、電力供給を増加させる必要があることを暗示している。また、並列に接続されたＩＬＥＤと、制御信号Ａ、Ｂ、Ｃのみを用いると、１個のＩＬＥＤが常に発光し、このことは、図４および図５の実施形態のような「修復」構成が存在しないことを意味する。

【0077】

一般的に、上述の例では、ディスプレイの動作中にセル内の選択した１個の発光デバイスのみを駆動することが望ましい。
しかしながら、セル内に１個より多い発光デバイスを配置し、これらを選択的に駆動させることが有用とすることができる適用も存在する。

【0078】

このような適用の１つは、動的な視野角を有するディスプレイを提供する。この用途によれば、ナロービームを有する１個のＩＬＥＤと、ワイドビームを有する別のＩＬＥＤが、ディスプレイの全てのセル内の個々の場所にピックアンドプレイス（または少なくともこのモードを変えたもの）により配置される。必要な表示モードに応じて、対応するＩＬＥＤが上に説明したようにバイアスされる。例えば、ユーザ１人だけがディスプレイを見ている場合、ナロービーム（狭い視野角）のデバイスが動作し、２人以上のユーザがディスプレイを見ている場合、ワイドビーム（広い視野角）が使用される。（この技術は、もちろん、各セル内に配置され、かつ必要な表示モードに従って選択される３つの異なる種類の発光デバイスを包含するように拡張することができる。）
複数の表示モードの場合には、制御信号の値または信号Ａ、Ｂ、Ｃの相対値は、パネルマップに従ってディスプレイの寿命までの間、永続的であるのではなく、ディスプレイの必要な表示モードに従って動的に切替えられる。また、セル毎に制御信号または信号Ａ、Ｂ、Ｃを提供するのではなく、制御信号または信号Ａ、Ｂ、Ｃは、マトリックス全体に適用される汎用的なものであり得る。複数の表示モードの場合には、冗長性は提供されず、パネルマップを必要としないだろう。

【0079】

モード間の切替えは、ユーザが駆動してもよく、または視聴条件（例えば、ディスプレイコントローラーが、ディスプレイを視聴している人数を検出すること）に応答して自動的で行われてもよい。

【0080】

さらなる適用では、再び、２組以上の異なる発光デバイスを配置することができ、これらを選択的に駆動し、２Ｄ表示モードおよび３Ｄ表示モードの１つを選択的に動作することができるディスプレイを提供することができる。

【0081】

ここで、図７を参照し、異なる色の別個の発光デバイス（例えばｉＬＥＤ）は、赤色、緑色および青色の別個の発光デバイスの効率を高く、かつ同様にすることができる同様の制限された電流範囲が存在するという点で、ＯＬＥＤとは異なる挙動を示す。

【0082】

図７のセル設計では、同じ色または同じ種類の発光デバイスを直列に接続するだけではなく、セルのサブピクセルに対する発光デバイスを直列に接続し、かつ共通の閾値電圧補償および駆動回路から駆動する。赤色、緑色および青色の発光デバイスが直列に接続されているため、必要な駆動回路は１つだけであり、このことは、基板上のピクセル領域効率が増加して、高表示解像度が可能になることを意味する。

【0083】

図７において、３個の同一の回路は、それぞれが２個のＴＦＴを備えており、各ＩＬＥＤに適用される。１個のＴＦＴ（Ｔ２、Ｔ４およびＴ６）が、各ＩＬＥＤに並列に接続されており、第２のＴＦＴ（Ｔ１、Ｔ３およびＴ５）が、個々の制御信号赤色データ（ＲＤ）、緑色データ（ＧＤ）および青色データ（ＢＤ）に接続される。フレームプログラミング中に、スキャンドライバのパルスはハイ「１」に移行し、Ｔ１、Ｔ３およびＴ５がＯＮにされる。ＲＧＢ ＩＬＥＤがＯＮにされるか、ＯＦＦにされるかは、ＲＤ、ＢＤ、ＧＤの値によって決定される。ＲＤが、ハイ「１」である場合、Ｔ２はＯＮにされ、赤色ＩＬＥＤは短絡されて発光しない。一方、ＲＤが、ロー「０」である場合、Ｔ２はＯＦＦのままであり、そのため、赤色ＩＬＥＤは、駆動回路によって生成される電流によってバイアスされて発光する。同じ処理が、緑色ＩＬＥＤ（Ｔ４とＧＤ）および青色ＩＬＥＤ（Ｔ６とＢＤ）にも行われる。

【0084】

図７の回路では、フレームプログラミング期間中に、ＲＤ、ＢＤおよびＧＤをアサートすることによって、ＩＬＥＤは、ＯＦＦにされる。しかし、このことは、この時間中にトランジスタＴ２、Ｔ４およびＴ６を介して電力が伝わらないことを意味する。したがって、図７の回路では、さらなる制御信号の黒色データ（ＢＬＤ）が、駆動回路に対する電力を制御する。ＢＬＤがアサートされたとき、ピクセルを介して電力は流れない。完全なブラックピクセルについてのみＢＬＤが活性化されるため、ＢＬＤ制御ラインの切替え頻度は、典型的には、他のデータラインＲＤ、ＢＤ、ＧＤと比較してかなり少ない。さらに、ＢＬＤを用いると、この方法では、全ての電流が遮断されて、かなり深い黒色が得られるため、ピクセルに関するコントラスト比が向上する。

【0085】

フレームに対して必要なグレースケールおよび色域を形成するために、図７のｉＬＥＤの全てが同時に、または同程度に発光するべきではないことが理解されるだろう。理想的には、セルを駆動する制御信号は、最適な動作電流で切替えられたときに各ｉＬＥＤが動作することを確実にするためにデジタルであり得る。

【0086】

したがって、図７のピクセル設計を組み込んだディスプレイは、前述したパルス幅変調（ＰＷＭ）またはカラーシーケンシャル手法のいずれかを用いて駆動される。
この場合には、一定のＶｄｄの代わりに、例えば、図１に示されるように、ＰＷＭ信号がＰＷＭドライバから提供される。ＢＬＤ、ＲＤ、ＧＤおよびＢＤ制御信号は、所与のサブフレームに対してピクセルの必要な状態に従ってアサートされ、各サブフレームは、長さが変化する。両方の場合において、８ビットのグレースケールが望ましい場合、フレーム時間を８個のサブフレームに分割し、各サブフレームは異なる持続時間を有する。グレースケールの最上位ビット（ＭＳＢ）は、最も長いパルスを有し、一方、最下位ビット（ＬＳＢ）は、最も狭いパルスを有するだろう。ＰＷＭとカラーシーケンスの違いは、ＰＷＭの場合には、１つのサブフレーム中に全てのＩＬＥＤが同時に発光するのに対し、カラーシーケンスの場合には、各サブフレームが、さらに、赤色、緑色および青色の期間に分割され、これは、所与のサブフレーム持続時間について、赤色ＩＬＥＤのみがパネル全体にわたって発光し、その後、緑色ＩＬＥＤのみ、最後に青色ＩＬＥＤのみが発光することを意味する。

【0087】

この違いによって、同じサブフレーム中に、各色に対して１回、３つの時間を切替えなければならないため、少なくとも３度の高頻度の切替えを必要とするカラーシーケンシャル手法が生じる。両駆動手法は、異なる視覚アーチファクトを受けるが、特殊な駆動アルゴリズムを用いて解決することができる。いずれにせよ、両手法にとって最も重要な基準は、その頻度が十分に高いことであり、そのため、ＩＬＥＤのＯＮ／ＯＦＦの遷移は、肉眼では気づかれない。

【0088】

図７の回路では、全てのデータ経路に蓄積コンデンサがないため、最大頻度を達成することができる。一方、他の設計では、サブフレーム期間中に、ゲート電圧を一定に保つために、蓄積コンデンサを、駆動ＴＦＴのゲートノードに接続することができる。

【0089】

図７では、制御信号は、並列に接続されたＴＦＴがＯＮであるか、またはＯＦＦであるかを決定する。このことは、これらのゲート電圧が、ＴＦＴが確実にＯＮにされている限り、フレーム期間中に変動し得ることを意味している。蓄積コンデンサがないと、ディスプレイ中で最大であるデータ列の電力消費も少なくなる。

【0090】

一方、各サブピクセルに蓄積コンデンサが提供され、アナログ出力またはデジタル出力を提供することが可能なドライバを使用する場合、２０１６年３月２１日に出願された英国特許出願第１６０４６９９．７号（参照番号：Ｉ３５−１７０２−０１ＧＢ）に記載されたハイブリッド駆動手法を使用して、ＰＷＭドライバに必要な切替え頻度を制限することができる。

【0091】

最後に、半導体の発光デバイス（例えば、ｉＬＥＤ）が発光する場合、その端子間で電圧低下（閾値電圧と呼ばれる）が生じることが理解されるだろう。発光デバイスを直列に接続する場合、駆動回路の出力と、接地との間の全電圧差は、少なくともこれらの閾値電圧（例えば、図７では、赤色、緑色および青色のＩＬＥＤの閾値電圧）の合計でなければならない。このことは、高い供給電圧（Ｖｄｄ）（またはパルスＰＷＭ信号電圧）が、全てのデバイスが確実に発光することができるようにするために、１個の発光デバイスのみを駆動する回路と比較して、より高いことを意味する。それにもかかわらず、発光デバイス間で電流を分け合うことに起因して、全ＩＬＥＤのバイアス電流が、１個の発光デバイスのみを駆動する回路の３分の１であるため、供給電圧Ｖｄｄが図７では増加されても、合計電力消費は、同じに維持されるだろう。

【0092】

ここで図８を参照すると、ある適用では、十分に高い供給電圧が利用可能であり、１個より多いピクセルが、駆動電圧を共有することができる。全てのＩＬＥＤの駆動条件が同じであるため、必要なバイアス電流を生成する駆動回路を、１個より多いピクセル間で共有することができる。駆動回路を共有することができるピクセルの数の唯一の制限は、供給電圧がどれほど高いかである。満足しなければならない条件は、以下である。

【0093】

【数3】

式中、ΔＶ_{ｄｒｉｖｉｎｇ，ｃｉｒｃｕｉｔ}は、必要な

【0094】

【数4】

を生成する間の駆動回路での電圧低下であり、Ｖｔｈ_ｉは、接地経路に対する駆動回路上に存在するピクセルｉ内の発光デバイスの合成閾値電圧であり、ｎは、ピクセルの最大数である。

【0095】

上述したように、図３〜８に示される閾値電圧および駆動回路は、ＴＦＴ閾値電圧変動に対する耐性を有する正確なバイアス電流を生成する任意の適切な設計であってもよい。さらに、駆動回路は、各フレームまたはサブフレームまたはＤＣ中にプログラミングする（１回のみプログラミングする）ことができるか、またはフレームレート（ＦＲ）よりもかなり少ない頻度で周期的にプログラミングすることができるといういずれかの動的な意味をもつ。ＤＣの場合、または周期的にプログラミングされる場合には、利用可能なピクセル領域に実施可能であれば、任意の既存の電流源を使用することができる。

【0096】

図１のマトリックスでは、データドライバが単一のユニットとして示されているが、本発明の実施形態では、データドライバ（および実際にはその他の周辺要素）の機能を１個より多いユニットに分割してもよく、例えば、データ信号を提供するユニットと、制御信号を提供する別のユニットに分割してもよい。

【0097】

上述の実施形態の特徴を、所与のディスプレイ内で組み合わせて、または個々に使用してもよい。それぞれの場合に、実施形態は、スマートウォッチなどのいずれかのウェアラブルデバイスまたは大規模パネルディスプレイに適している。
以下に、上記実施形態から把握できる技術思想を付記として記載する。
［付記１］
ディスプレイであって、
複数のＭ個のセルの列に分割された複数のＮ個の行を含むマトリックスであって、各セルが、少なくとも２つまでの発光デバイスを受け入れるように配置されている、前記マトリックスと、
複数のＮ個のスキャンライン信号を前記マトリックスの個々の行に供給するスキャンドライバであって、各スキャンライン信号は、ピクセル値でプログラミングされるべき前記マトリックスの個々の行を選択するためのものである、前記スキャンドライバと、
複数のＭ個の可変レベルデータ信号を前記マトリックスの個々の列に提供するデータドライバであって、可変レベルデータ信号は、ピクセル値で選択された前記マトリックスの行内の個々のピクセルをプログラミングするためのものである、前記データドライバと、を備え、
各セルは、さらに、
データドライバ信号の制御下で、セル内に配置された発光デバイスに電流を提供するための駆動回路と、
前記駆動回路に接続された第１の発光デバイス場所と、
前記第１の発光デバイス場所に並列に接続された第１の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、
前記第１の発光デバイス場所に直列に接続された第２の発光デバイス場所と、
前記第２の発光デバイス場所に並列に接続され、ゲートノードが前記第１のＴＦＴのゲートノードに接続されている第２のＴＦＴと、
前記第１および第２のＴＦＴのゲートノードに接続された１つの端子を有し、かつスキャンドライバ信号の制御下で制御信号を前記第１および第２のＴＦＴに選択的に接続する第３のＴＦＴであって、前記制御信号が、前記駆動回路が電流を提供するときに、セル内に配置された第１または第２の発光デバイスのうちどれが発光するかを決定する、前記第３のＴＦＴと、を含む、ディスプレイ。
［付記２］
各セルが、さらに、前記第１および第２のＴＦＴのゲートノードに接続されたコンデンサを含む、付記１に記載のディスプレイ。
［付記３］
前記第１および第２のＴＦＴの各々は、反対にドープされている、付記１または２に記載のディスプレイ。
［付記４］
前記第１の発光デバイス場所にある第１の発光デバイスに欠陥があると決定された場合に、第２の発光デバイスが、前記第２の発光デバイス場所にのみ配置される、付記１〜３のいずれか１項に記載のディスプレイ。
［付記５］
欠陥のある発光デバイスを含むマトリックス内の第１の発光デバイス場所を格納するメモリをさらに備え、前記データドライバが、動作する発光デバイスを含む第１の発光デバイス場所を有するセルと比較して、その場所に対して反対の極性を有する制御信号を提供するように配置されている、付記１〜４のいずれか１項に記載のディスプレイ。
［付記６］
第１の種類の発光デバイスが、前記マトリックス全体で第１の発光デバイス場所に配置され、第２の種類の発光デバイスが、前記マトリックス全体で第２の発光デバイス場所に配置される、付記１〜５のいずれか１項に記載のディスプレイ。
［付記７］
前記制御信号が、前記マトリックスに共通しており、共通の制御信号の値は、前記マトリックス全体で第１の発光デバイス場所または第２の発光デバイス場所にあるいずれかの発光デバイスを駆動するために選択される、付記６に記載のディスプレイ。
［付記８］
ディスプレイ、特に、付記１〜７のいずれか１項に記載のディスプレイであって、
複数のＭ個のセルの列に分割された複数のＮ個の行を含むマトリックスであって、各セルが、少なくとも２つまでの発光デバイスを受け入れるように配置されている、前記マトリックスと、
複数のＭ個の可変レベルデータ信号を前記マトリックスの個々の列に提供するデータドライバであって、各可変レベルデータ信号は、ピクセル値で選択された前記マトリックスの行内の個々のピクセルをプログラミングするためのものである、前記データドライバと、を備え、
各セルは、さらに、
データドライバ信号の制御下で、セル内に配置された発光デバイスに電流を提供するための駆動回路と、
前記駆動回路に接続された第１の発光デバイス場所と、
前記第１の発光デバイス場所に直列に接続された第２の発光デバイス場所と、
前記第２の発光デバイス場所に直列に接続された第３の発光デバイス場所と、
前記第１の発光デバイス場所に並列に接続された第１の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、
前記第１のＴＦＴのゲートノードに接続された第１の制御信号と、
前記第１および第２の発光デバイス場所に並列に接続された第２のＴＦＴと、
前記第２のＴＦＴのゲートノードに接続された第２の制御信号と、
前記第１および第２の発光デバイス場所を連結するノードに接続された第３のＴＦＴと、
前記第３のＴＦＴのゲートノードに接続された第３の制御信号と、
前記第３の発光デバイス場所に並列に接続された第４のＴＦＴと、を含み、前記第１の制御信号が第４のＴＦＴのゲートノードに接続され、前記第１、第２および第３の制御信号の値が、前記駆動回路が電流を提供するときに、セル内に配置された第１、第２または第３の発光デバイスのうちどれが発光するかを決定する、ディスプレイ。
［付記９］
複数のＮ個のスキャンライン信号を前記マトリックスの個々の行に提供するスキャンドライバであって、各スキャンライン信号は、ピクセル値でプログラミングされるべき前記マトリックスの個々の行を選択するためのものである、前記スキャンドライバをさらに備え、各制御信号は、スキャンドライバ信号の制御下で、個々のＴＦＴを介して、前記第１のＴＦＴから第４のＴＦＴに選択的に接続される、付記８に記載のディスプレイ。
［付記１０］
前記ＴＦＴが、ｎ型またはｐ型のいずれかである、付記８または９に記載のディスプレイ。
［付記１１］
前記第１の発光デバイス場所にある第１の発光デバイスに欠陥があると決定された場合に、第２の発光デバイスは、前記第２の発光デバイス場所にのみ配置される、付記８〜１０のいずれか１項に記載のディスプレイ。
［付記１２］
前記第２の発光デバイス場所にある第２の発光デバイスに欠陥があると決定された場合に、第３の発光デバイスは、前記第３の発光デバイス場所にのみ配置される、付記１１に記載のディスプレイ。
［付記１３］
欠陥のある発光デバイスを含む前記マトリックス内の第１、第２または第３の発光デバイス場所を格納するメモリをさらに備え、前記データドライバは、セル内に配置された発光デバイスの欠陥状況に従って、各セルに対し、相対的な値の制御信号を提供するように配置されている、付記８〜１２のいずれか１項に記載のディスプレイ。
［付記１４］
第１の種類の発光デバイスは、前記マトリックス全体で第１の発光デバイス場所に配置され、第２の種類の発光デバイスは、前記マトリックス全体で第２の発光デバイス場所に配置され、第３の種類の発光デバイスは、前記マトリックス全体で第３の発光デバイス場所に配置される、付記８〜１３のいずれか１項に記載のディスプレイ。
［付記１５］
前記制御信号は、前記マトリックスに共通しており、共通の制御信号の値は、前記マトリックス全体で前記第１、第２または第３の発光デバイス場所にあるいずれかの発光デバイスを駆動するために選択される、付記１４に記載のディスプレイ。
［付記１６］
ディスプレイ、特に、付記１〜１５のいずれか１項に記載のディスプレイであって、
複数のＭ個のセルの列に分割された複数のＮ個の行を含むマトリックスであって、各セルが、少なくとも２つまでの発光デバイスを受け入れるように配置されている、前記マトリックスと、
複数のＮ個のスキャンライン信号を前記マトリックスの個々の行に提供するスキャンドライバであって、各スキャンライン信号は、ピクセル値でプログラミングされるべき前記マトリックスの個々の行を選択するためのものである、前記スキャンドライバと、
複数のＭ個の可変レベルデータ信号を前記マトリックスの個々の列に提供するデータドライバであって、各可変レベルデータ信号は、ピクセル値で選択された前記マトリックスの行内の個々のピクセルをプログラミングするためのものである、前記データドライバと、を備え、
各セルは、さらに、
データドライバ信号の制御下で、セル内に配置された発光デバイスに電流を提供するための駆動回路と、
第１の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して前記駆動回路に接続された第１の発光デバイス場所と、
第２および第３の直列に接続されたＴＦＴを介して前記駆動回路に接続された第２の発光デバイス場所と、
前記第３のＴＦＴと直列に接続された第４のＴＦＴを介して前記駆動回路に接続された第３の発光デバイス場所であって、前記第２のＴＦＴが前記第３のＴＦＴと並列に接続され、前記第１のＴＦＴが前記第２から第４のＴＦＴに並列に接続されている、第３の発光デバイス場所と、
前記第２および第３のＴＦＴのゲートノードに接続された１つの端子を有し、かつスキャンドライバ信号の制御下で第１の制御信号を前記第１および第２のＴＦＴに選択的に接続する第５のＴＦＴと、
前記第１のＴＦＴのゲートノードに接続された１つの端子を有し、かつスキャンドライバ信号の制御下で第２の制御信号を前記第１および第２のＴＦＴに選択的に接続する第６のＴＦＴと、を含み、
前記制御信号は、前記駆動回路が電流を提供するときに、セル内に配置された第１、第２または第３の発光デバイスのうちどれが発光するかを決定する、ディスプレイ。
［付記１７］
前記第２および第３のＴＦＴ各々は、反対にドープされている、付記１６に記載のディスプレイ。
［付記１８］
前記第１の種類の発光デバイスは、ナロービームで発光し、前記第２の種類の発光デバイスは、より広いビームで発光する、付記１〜１７のいずれか１項に記載のディスプレイ。
［付記１９］
前記発光デバイスが、別個の発光ダイオードを含む、付記１〜１８のいずれか１項に記載のディスプレイ。
［付記２０］
ディスプレイを実装する方法、特に、付記１〜１９または２２〜２５のいずれか１項に記載のディスプレイを実装する方法であって、
第１の別個の発光デバイスを、マトリックス内の第１の発光デバイス場所に配置すること、前記マトリックスが、少なくとも２個の発光デバイスをそれぞれ受け入れるように配置された複数のセルを備えており、
前記ディスプレイを試験して、欠陥のある第１の発光デバイスを含む１つ以上の第１のセルを決定すること、
第２の別個の発光デバイスを、欠陥のある第１の発光デバイスを含でいることが決定された前記１つ以上の第１のセル内の第２の発光デバイス場所に配置することを含む、方法。
［付記２１］
前記第２の別個の発光デバイスを前記第２の発光デバイス場所に配置した後に、前記ディスプレイを試験して、２個の欠陥のある発光デバイスを含む１つ以上の第２のセルを決定すること、
前記１つ以上の第１のセルと１つ以上の第２のセルの位置をメモリに格納することをさらに含む、付記２０に記載の方法。
［付記２２］
ディスプレイ、特に、付記１〜１９のいずれか１項に記載のディスプレイであって、
複数のＭ個のセルの列に分割された複数のＮ個の行を含むマトリックスと、
複数のＮ個のスキャンライン信号を前記マトリックスの個々の行に提供するスキャンドライバであって、各スキャンライン信号は、ピクセル値でプログラミングされる前記マトリックスの個々の行を選択するためのものである、前記スキャンドライバと、
複数のＭ個の可変レベルデータ信号を前記マトリックスの個々の列に提供するデータドライバであって、各可変レベルデータ信号は、ピクセル値で選択された前記マトリックスの行内の個々のピクセルをプログラミングするためのものである、前記データドライバと、を備え、
各セルは、さらに、
セル内に配置された発光デバイスに電流を提供するための駆動回路と、
少なくとも１つのピクセルとを含み、
少なくとも１つのピクセルは、
前記駆動回路に接続され、第１の色の発光するための第１の発光デバイスと、
前記第１の発光デバイスと並列に接続された第１の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、
スキャンドライバ信号の制御下で、前記第１のＴＦＴのゲートノードに選択的に接続される第１のデータドライバ信号と、
前記第１の発光デバイスに直列に接続され、第２の色の発光するための第２の発光デバイスと、
前記第１の発光デバイスに並列に接続された第２のＴＦＴと、
スキャンドライバ信号の制御下で、前記第２のＴＦＴのゲートノードに選択的に接続される第２のデータドライバ信号と、
前記第２の発光デバイスに直列に接続され、第３の色の発光するための第３の発光デバイスと、
前記第３の発光デバイスと並列に接続された第３のＴＦＴと、
スキャンドライバ信号の制御下で、前記第３のＴＦＴのゲートノードに選択的に接続される第３のデータドライバ信号とを含み、
前記第１、第２および第３のデータドライバ信号の値が、前記駆動回路が電流を供給したときに前記第１、第２または第３の発光デバイスのうちどれが発光するかを決定する、ディスプレイ。
［付記２３］
前記駆動回路が、第４のデータドライバ信号の制御下で電源に選択的に接続され、前記第４のデータドライバ信号は、前記第１から第３の発光デバイスのうちどれがフレーム中に発光するべきかどうかを決定する、付記２２に記載のディスプレイ。
［付記２４］
各セルは、ｎ個までの直列に接続されたピクセルを含み、ここで、

【数1】

式中、Ｖｄｄは、前記駆動回路のための供給電圧であり、ΔＶ_{ｄｒｉｖｉｎｇ，ｃｉｒｃｕｉｔ}は、必要な

【数2】

を生成する間の駆動回路での電圧低下であり、ここで、Ｖｔｈ_ｉは、前記駆動回路に接続されたピクセルｉ内の発光デバイスの合成閾値電圧である、付記２２または２３に記載のディスプレイ。
［付記２５］
前記駆動回路が、セルに電流パルスを提供し、各パルスは、画像に関するサブフレームに対応している、付記２２〜２４のいずれか１項に記載のディスプレイ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】