特許 7569870 電力消費および速度のために構成可能なスイッチングを有するディスプレイ

(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】

(24)【登録日】2024-10-09

(45)【発行日】2024-10-18

(54)【発明の名称】電力消費および速度のために構成可能なスイッチングを有するディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/20 20060101AFI20241010BHJP

   G09G 3/3233 20160101ALI20241010BHJP

   G09G 3/3275 20160101ALI20241010BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20241010BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20241010BHJP

   H10K 50/10 20230101ALI20241010BHJP

   H10K 59/12 20230101ALI20241010BHJP

   H10K 59/129 20230101ALI20241010BHJP

   H10K 59/131 20230101ALI20241010BHJP

【ＦＩ】

G09G3/20 623R

G09G3/3233

G09G3/3275

G09G3/20 611A

G09G3/20 621M

G09G3/20 680G

G09G3/20 611J

G09G3/20 650J

G09G3/20 612R

G09G3/20 611G

G09G3/20 621K

G09G3/20 623B

G09F9/00 346Z

G09F9/30 338

H10K50/10

H10K59/12

H10K59/129

H10K59/131

【請求項の数】 6

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023017857

(22)【出願日】2023-02-08

(62)【分割の表示】P 2021543413の分割

【原出願日】2019-11-19

(65)【公開番号】P2023071682

(43)【公開日】2023-05-23

【審査請求日】2023-02-28

(31)【優先権主張番号】16/372,865

(32)【優先日】2019-04-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502208397

【氏名又は名称】グーグル エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】Ｇｏｏｇｌｅ ＬＬＣ

【住所又は居所原語表記】１６００ Ａｍｐｈｉｔｈｅａｔｒｅ Ｐａｒｋｗａｙ ９４０４３ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖｉｅｗ， ＣＡ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チョイ，サンム

(72)【発明者】

【氏名】カン，チャン・ユ

【審査官】薄井 義明

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００９６６６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－０４６４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１１４６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９７３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１０８０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２５０３３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０３３６６７０１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｇ ３／２０

Ｇ０９Ｇ ３／３２３３

Ｇ０９Ｇ ３／３２７５

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｈ１０Ｋ ５０／１０

Ｈ１０Ｋ ５９／１２

Ｈ１０Ｋ ５９／１２９

Ｈ１０Ｋ ５９／１３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスプレイシステムであって、
画素の列を有するディスプレイパネルを含み、各列は、パネルスイッチバンクを介してドライバ集積回路（ＩＣ）に結合される列データ線によって制御され、
前記ディスプレイシステムはさらに、
前記ディスプレイパネルのフレームレートを決定し、かつ、決定された前記フレームレートに基づいて前記パネルスイッチバンクを制御するように構成される制御部を含み、
前記パネルスイッチバンクは、互いに並列に結合される複数のサブスイッチを含み、前記パネルスイッチバンクは、前記ドライバＩＣと列データ線との間において直列に結合され、
前記パネルスイッチバンクを制御することは、
前記フレームレートがしきい値に対して高いと判断される場合、各パネルスイッチバンクのすべてのサブスイッチを一緒にオンおよびオフにスイッチングすることと、
前記フレームレートが前記しきい値に対して低いと判断される場合、各パネルスイッチバンクの前記すべてのサブスイッチのうちの一部を一緒にオンおよびオフにスイッチングし、
前記フレームレートが低いと判断される場合、前記パネルスイッチバンクの前記サブスイッチの残りの部分は、電力を節約するためにオフにスイッチングされる、記載のディスプレイシステム。

【請求項2】

前記パネルスイッチバンクと直列であるドライバスイッチバンクをさらに含み、前記ドライバスイッチバンクは、複数のサブスイッチを含む、請求項１に記載のディスプレイシステム。

【請求項3】

ディスプレイシステムであって、
画素の列を有するディスプレイパネルを含み、各列は、パネルスイッチバンクを介してドライバ集積回路（ＩＣ）に結合される列データ線によって制御され、
前記ディスプレイシステムはさらに、
前記ディスプレイパネルのフレームレートを決定し、かつ、決定された前記フレームレートに基づいて前記パネルスイッチバンクを制御するように構成される制御部を含み、
前記パネルスイッチバンクを制御することは、
前記フレームレートが高いと判断される場合、すべてのサブスイッチを一緒にオンおよびオフにスイッチングすることと、
前記フレームレートが低いと判断される場合、前記すべてのサブスイッチのうちの一部を一緒にオンおよびオフにスイッチングすることとを含み、
前記フレームレートが低いと判断される場合、前記制御部は、電力を節約するために、前記パネルスイッチバンクにおけるサブスイッチの残りの部分をオフにスイッチングするように構成される、記載のディスプレイシステム。

【請求項4】

前記制御部は、前記ドライバＩＣの部分である、請求項１～３のいずれか１項に記載のディスプレイシステム。

【請求項5】

前記制御部は、前記ドライバＩＣとは物理的に別体である、請求項１～３のいずれか１項に記載のディスプレイシステム。

【請求項6】

前記ディスプレイパネルは、１８．５対９より大きいアスペクト比を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載のディスプレイシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本出願は、２０１９年４月２日に出願された米国特許出願番号第１６／３７２，８６５号の継続であるとともにその優先権を主張しており、その開示は、本明細書において全文が参照により援用される。

【0002】

開示の分野
本開示は、フラットパネルディスプレイに関し、より具体的には、高フレームレートで動作するか、または、電力の消費がより少ないように構成され得るディスプレイシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

背景
近年、フラットパネルディスプレイは、形状がより大きくなっており、および／または、形状が変更されている。たとえば、モバイルデバイスのためのディスプレイのアスペクト比は、１６：９から２１：９に増加している。同じ期間にわたって、これらのディスプレイについての最大周波数（すなわち、フレームレート）が増加している。たとえば、モバイルデバイスのためのディスプレイのフレームレートは、６０ヘルツ（Ｈｚ）から１２０Ｈｚに増加している。これらのディスプレイの傾向の両方は、電力消費の増加に対応する。

【0004】

ディスプレイの長さが増加される場合、ディスプレイの各列は、付加的な画素を含む。各列におけるすべての画素は、列データ線によって搬送される信号によって制御される。ディスプレイの長さが増加される場合、これらの信号は、当該付加的な画素を制御するためにより高いスイッチング周波数を有さなければならない。換言すれば、フレームレートを維持する（または増加する）ことは、高い列線スイッチング周波数（たとえば、＞１００キロヘルツ）を必要する。これらの周波数において、各列データ線の寄生容量は、各画素のスイッチングに関連する時定数に負の影響を及ぼし得る。その結果、より大きなスイッチングデバイスが使用されなければならないが、より大きなスイッチングデバイスはより多くの電力を必要とする。したがって、高いアスペクト比を有するディスプレイについて高フレームレートを達成するために、より多くの電力が必要となり得る。この電力消費の傾向は、表１においていくつかの例示的なディスプレイについて示される。

【0005】

【表1】

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

概要
１つの一般的な局面では、本開示は、ディスプレイを制御するための方法を記載する。当該方法は、ディスプレイについてのフレームレートを取得することと、高フレームレートと低フレームレートとの間の境界を規定するしきい値とのフレームレートの比較に基づいて、フレームレートが低い（または高い）か否かを判断することとを含む。すなわち、取得されたフレームレートがしきい値と比較され、取得されたフレームレートが当該しきい値を上回るかまたは下回るかが判断され得る。取得されたフレームレートがしきい値を下回る場合、取得されたフレームレートは、低フレームレート（すなわち、低い）と考えられ得る。取得されたフレームレートがしきい値を上回る場合、取得されたフレームレートは、高フレームレート（すなわち、高い）と考えられ得る。複数のサブスイッチを含むパネルスイッチバンクは、ディスプレイのドライバＩＣと列データ線との間に結合される。フレームレートが低い場合、パネルスイッチバンクにおける複数のサブスイッチの部分は、ディスプレイの電力消費を低減するために非活性化される（すなわち、連続的なオフ信号を受信する）。

【0007】

さらに、いくつかの実現例では、当該方法は、フレームレートが高いと判断することをさらに含み、フレームレートが高い間に、パネルスイッチバンクの抵抗（たとえば、オン抵抗）を低減するために、パネルスイッチバンクにおける複数のサブスイッチのすべてが活性化される（すなわち、スイッチングのためのオン／オフ信号を受信する）。

【0008】

いくつかの実現例では、低フレームレートは、高フレームレートと低フレームレートとの間の境界を規定するしきい値を下回るフレームレート（たとえば、例示的なしきい値は９０Ｈｚであり得る）であり、高フレームレートは、しきい値を上回るフレームレートである。たとえば、いくつかの実現例では、６０Ｈｚが低フレームレートであり得、１２０Ｈｚが高フレームレートであり得る。

【0009】

複数のサブスイッチは、互いに並列に接続されてもよく、パネルスイッチバンクの部分を非活性化することは、フレームレートが低い間に、パネルスイッチバンクから切断されるように、複数のサブスイッチを開くよう、信号を適用することを含んでもよい。

【0010】

当該方法は、フレームレートが高い（たとえば、高フレームレートと低フレームレートとの間の境界を規定するしきい値を上回る）ことを判断することと、フレームレートが高い間に、パネルスイッチバンクのオン抵抗を低減するために、ディスプレイのドライバＩＣと列データ線とを結合するために使用されるサブスイッチの数を増加するように、パネルスイッチバンクにおける複数のサブスイッチのすべてをスイッチングするよう信号を適用することとをさらに含んでもよい。

【0011】

パネルスイッチバンクにおける複数のサブスイッチのすべては、適用される信号によって、列線スイッチング周波数に従って、同時にオンおよびオフに制御されてもよい。

【0012】

当該方法は、フレームレートが低い間に、ディスプレイの電力消費を低減するように、ドライバ集積回路（ＩＣ）とパネルスイッチバンクとの間に結合されるドライバスイッチバンクにおける複数のサブスイッチの部分を非活性化することをさらに含んでもよい。

【0013】

当該方法は、フレームレートが高いと判断することと、フレームレートが高い間に、ドライバスイッチバンクの抵抗を低減するように、ドライバスイッチバンクにおける複数のサブスイッチのすべてを活性化することとをさらに含んでもよい。

【0014】

ドライバスイッチバンクにおける複数のサブスイッチのすべてを活性化することは、パネルスイッチバンクにおける複数のサブスイッチが制御される際に、複数のサブスイッチの各々を制御することを含んでもよい。

【0015】

別の一般的な局面では、本開示は、ディスプレイを記載し、ディスプレイは、コントローラと、パネルスイッチバンクにおける複数のサブスイッチとを含み、ディスプレイは、上述の方法に従って動作するように構成される。ディスプレイはさらに、ドライバスイッチバンクにおいて複数のサブスイッチを含んでもよい。

【0016】

別の一般的な局面では、本開示は、ディスプレイシステムを記載する。ディスプレイシステムは、画素の列を有するディスプレイパネルを含む。画素の各列は、パネルスイッチバンクを介してドライバＩＣに結合される列データ線によって制御される。ディスプレイシステムは、ディスプレイパネルのフレームレートを決定し、かつ、決定されたフレームレートに基づいて（たとえば、しきい値に対して比較されて）、パネルスイッチバンクを制御するように構成される制御部をさらに含む。

【0017】

いくつかの実現例では、ディスプレイのパネルスイッチバンクは、ドライバＩＣと列データ線との間に直列に結合されており、互いに並列に結合される複数のサブスイッチを含む。これらの実現例のためのパネルスイッチバンクの制御部は、（ｉ）フレームレートがしきい値に対して高いと判断される場合、各パネルスイッチバンクのすべてのサブスイッチを一緒にオンおよびオフにスイッチングすることと、（ｉｉ）フレームレートがしきい値に対して低いと判断される場合、各パネルスイッチバンクのサブスイッチの部分を一緒にオンおよびオフにスイッチングすることとを含む。低フレームレートの場合、パネルスイッチバンクのサブスイッチの残りの部分は、電力を節約するために、（連続的に）オフにスイッチングされる（すなわち、使用されない）。

【0018】

いくつかの実現例では、ディスプレイシステムは、パネルスイッチバンクと同様に動作するドライバスイッチバンクをさらに含み、ドライバスイッチバンクは複数のサブスイッチを含む。パネルスイッチバンクを制御することは、フレームレートが高いと判断される場合、すべてのサブスイッチを一緒にオンおよびオフにスイッチングすることと、フレームレートが低いと判断される場合、スイッチの部分を一緒にオンおよびオフにスイッチングすることとを含んでもよい。

【0019】

フレームレートが低いと判断される場合、制御部は、電力を節約するために、パネルスイッチバンクにおけるサブスイッチの残りの部分をオフにスイッチングするように構成されてもよい。パネルスイッチバンクおよびドライバスイッチバンクの両方の動作は、制御部によって制御されてもよい。いくつかの実現例では、制御部はドライバＩＣの部分であり、いくつかの実現例では、制御部は、ドライバＩＣとは物理的に別体である。

【0020】

いくつかの実現例では、ディスプレイパネルは、１８．５対９（１８．５：９）より大きい高アスペクト比を有する。たとえば、アスペクト比は２１：９であってもよい。

【0021】

別の一般的な局面では、本開示は、フラットパネルディスプレイを記載する。フラットパネルディスプレイは、複数のパネルスイッチバンクを含む。各パネルスイッチバンクは、ドライバＩＣを画素の列に結合するように構成される。各パネルスイッチバンクは、（ｉ）パネルスイッチバンクのより低いオン抵抗を提供するために、消費される電力を増加する高フレームレート構成を使用して、または、（ｉｉ）パネルスイッチバンクのより高いオン抵抗を提供し、パネルスイッチバンクによって消費される電力を低減する低フレームレート構成を使用して、結合することを行うように構成可能である。

【0022】

いくつかの実現例では、各パネルスイッチバンクは、互いに並列に接続される複数のサブスイッチを含む。高フレームレート構成では、各パネルスイッチバンクにおけるサブスイッチのすべてが、ドライバＩＣを画素の１つの列に結合するために使用され、その一方、低フレームレート構成では、各パネルスイッチバンクにおけるサブスイッチの部分が、ドライバＩＣを画素の１つの列に結合するために使用される。

【0023】

１つの局面の随意の特徴は、本明細書において記載される任意の他の局面と組み合わされてもよい。

【0024】

前述の例示的な概要と、本開示の他の例示的な目的および／または利点と、それが達成される態様とは、以下の詳細な説明およびその添付の図面内でさらに説明される。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】ディスプレイを有するモバイルデバイスの可能な前面を示す図である。

【図2】モバイルコンピューティングデバイスのためのディスプレイシステムの可能な実現例を概略的に示す図である。

【図3】フラットパネルディスプレイの列のためのスイッチングシステムの第１の可能な実現例を概略的に示す図である。

【図4】フラットパネルディスプレイの列のためのスイッチングシステムの第２の可能な実現例を概略的に示す図である。

【図5A】低フレームレート構成において動作するディスプレイの列のためのスイッチングシステムを示す図である。

【図5B】高フレームレート構成において動作するディスプレイの列のためのスイッチングシステムを示す図である。

【図6】本開示の実現例に従ったディスプレイを動作する方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図面における構成要素は、必ずしも縮尺決めされて描かれておらず、互いに対して縮尺で描かれていない場合がある。同様の参照番号は、いくつかの図を通じて対応する部分を指定する。

【0027】

詳細な説明
本開示は、ドライバ集積回路（ＩＣ: integrated circuit）を画素の各列に結合するよう少なくとも１つのスイッチバンクを含むフラットパネルディスプレイを記載する。当該少なくとも１つのスイッチバンクは、並列に接続され、かつ、各々が制御部から受信される信号によって制御される複数のサブスイッチを含む。サブスイッチを制御する信号は、ディスプレイのフレームレートに基づく。フラットパネルディスプレイが高フレームレートで動作する場合、制御部は、スイッチバンクにおけるサブスイッチのすべてがドライバＩＣを画素の列に結合するようにスイッチング信号を提供する。この高フレームレート構成により、スイッチバンクのオン抵抗が低いことが保証される。低いオン抵抗は、フレームレートと共に増加する、画素の列にフィードする列データ線の容量（たとえば、寄生容量）に対抗する。しかしながら、フラットパネルディスプレイが低フレームレートで動作する場合、制御部は、スイッチバンクにおけるサブスイッチの部分のみがドライバＩＣを画素の列に結合するようにスイッチング信号を提供する。この低フレームレート構成によって、スイッチバンクによって消費される電力が低いことが保証される。この低い電力消費は、ディスプレイが、時間に亘って、高フレームレート動作および低フレームレート動作の両方で動作し得るので、ディスプレイの全体的な電力消費を低減するのを助ける。

【0028】

図１は、モバイルコンピューティングデバイス（すなわち、モバイルデバイス）の例を示す。モバイルデバイス１００の前面が示される。前面は、幅１３０に対する高さ１２０
の比として規定されるアスペクト比（ＡＲ: aspect ratio）（すなわち、ＡＲ＝高さ／幅）を有するディスプレイ１１０を含む。モバイルデバイス１００のためのディスプレイ１１０は、幅１３０の２倍より大きな高さ１２０を有してもよい。たとえば、高ＡＲディスプレイは、１８．５対９より大きいＡＲを有してもよい。

【0029】

図２は、図１のモバイルデバイス１００と共に使用され得る可能なディスプレイシステムを概略的に示す。ディスプレイシステム２００は、視覚出力（たとえば、テキスト、グラフィック、ビデオ、画像など）をレンダリングするために電子機器によって制御されるディスプレイパネル（すなわち、ディスプレイ１１０）を含む。ディスプレイは、アクティブマトリクス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ: active matrix organic light emitting diode）ディスプレイといった任意のアクティブマトリクスディスプレイであってもよい。

【0030】

ディスプレイ１１０の拡大部分２１０が示される。拡大部分２１０は、画素の行／列構成を示す。各画素２１２は、ゲート信号線２１４（水平制御線）および列データ線２１６（垂直制御線）により制御される。行におけるすべての画素は、同じゲート信号線を共有し、列におけるすべての画素は、同じ列データ線を共有する。ディスプレイ１１０のゲート信号線２１４は、ゲートドライバ２４０によって制御される。列データ線はドライバ集積回路（すなわちドライバＩＣ２３０）によってフィードされる。各列データ線２１６は、（たとえば、画素の強度を制御するために）ドライバＩＣ２３０からのデータ電圧をスイッチング（たとえば、デマルチプレキシング）するために、直列にパネルスイッチ２２０を有し得る。いくつかの実現例では、パネルスイッチ２２０は、ディスプレイ１１０を含むパネルの部分に配置され得る。さらに、ドライバスイッチ２２５が含まれ得る。たとえば、ドライバスイッチは、ドライバＩＣ２３０の部分として統合され得る。ドライバスイッチ２２５は、ドライバＩＣ２３０の出力インピーダンスを制御することにより、ドライバＩＣ２３０に機能を追加し得る。明瞭性のために、図２において単一のパネルスイッチ２２０および単一のドライバスイッチ２２５が示されているが、ディスプレイシステム２００は、ディスプレイ１１０における各列データ線についてドライバスイッチ２２５および／またはパネルスイッチ２２０を含み得る。

【0031】

いくつかの実現例では、ドライバスイッチ２２５は、ディスプレイ１１０がアクティブであるとともに非導通（すなわち、開またはオフ）である間、導通（すなわち、閉またはオン）である。代替的には、ドライバスイッチ２２５は、パネルスイッチ２２０に従って（たとえばマッチするように）オン／オフにスイッチングされ得る。パネルスイッチ２２０は、各行が活性化されると、列における画素を順次制御するようにオン状態とオフ状態との間でスイッチングされ得、このプロセスは、ディスプレイの各フレームについて繰り返される。

【0032】

本開示では、理解を助けるために、ディスプレイ１１０を動作するようドライバスイッチ２２５およびパネルスイッチ２２０が同時にオン／オフにスイッチングされる実現例が提示される。しかしながら、本開示は、この特定の実現例に限定されない。たとえば、本明細書において開示される原理は、パネルスイッチ２２０が単独で動作する実現例、または、パネルスイッチ２２０がドライバスイッチ２２５とは独立して動作する実現例、および、その逆の実現例に適用されてもよい。

【0033】

パネルスイッチ２２０およびドライバスイッチ２２５（すなわち、スイッチ）は、ディスプレイ１１０の速度に影響を及ぼし得る。前述のように、より高いフレームレートおよび／またはより長いディスプレイ（すなわち、より高いＡＲ）は、高いスイッチング周波数につながり得る。これらの周波数では、各列データ線は、高い寄生容量（Ｃ）を有し得る。列の寄生容量が高い（すなわち、大きい）場合、スイッチの大きなオン抵抗（すなわ
ち、抵抗Ｒ）は、大きな時定数τ（たとえば、τ＝ＲＣ）につながり得る。時定数は、列における画素を制御する（たとえば、１つのグレーレベルから別のグレーレベルに変化する）のに必要な期間に対応する。したがって、列が多く画素を含む場合、および／または、ディスプレイが高フレームレートで動作される場合、各画素を制御するのに必要な期間を低減するために、スイッチの抵抗を低減／最小化することが望ましい場合がある。換言すれば、スイッチの抵抗を低減する（たとえば、最小化する）ことは、高フレームレート動作のために望ましい場合がある。さらに、スイッチの抵抗を低減する（たとえば、最小化する）ことは、通常、各フレームにおいて制御されなければならない多数の画素により高い列線スイッチング周波数を有する高ＡＲディスプレイにとって望ましくあり得る。

【0034】

スイッチはさまざまに具現化され得る。たとえば、モバイルデバイスのためのディスプレイシステムでは、スイッチは、Ｐチャネル低温ポリシリコン（ｐｏｌｙ－Ｓｉ）電界効果トランジスタスイッチ（すなわち、ＰＭＯＳスイッチ）として具現化され得る一方、より大きなディスプレイ（たとえば、テレビ）のためのディスプレイシステムでは、スイッチは、Ｎチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタスイッチ（すなわち、ＮＭＯＳスイッチ）として具現化され得る。しかしながら、本開示の原理は、任意のトランジスタスイッチ（たとえば、ＢＪＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴなど）および任意のトランジスタ技術（たとえば、ＮＭＯＳ、ＰＭＯＳ、ＣＭＯＳなど）に適用され得る。

【0035】

トランジスタの抵抗（たとえばオン抵抗）を低減することは、トランジスタのサイズを増加することによって達成され得る。たとえば、オン状態におけるスイッチの抵抗を低減するために、ＰＭＯＳスイッチのチャネル寸法が増加され得る。しかしながら、より大きなトランジスタは、より小さいトランジスタよりもスイッチングのためにより多くの電力（たとえば、より大きなゲート容量による）を必要とする。結果として、ディスプレイの電力消費は、列データ線のより高い寄生容量を補償するために、大きなトランジスタを使用することによって増加され得る。本開示のある局面は、並列に接続され、かつ、単一の大きなトランジスタスイッチの使用を避けるために協働して動作するように構成され得るトランジスタのバンクを使用することである。

【0036】

本開示の別の局面は、ディスプレイ（たとえば、高ＡＲディスプレイ）が高フレームレート（たとえば、＞６０Ｈｚ）で連続的に動作しなくてもよいという認識である。本開示の別の局面は、ディスプレイの全体的な電力消費が低減され得るように、フレームレートに基づいて調整可能な抵抗を有するスイッチ（たとえば、パネルスイッチ２２０、ドライバスイッチ２２５）を提供することである。換言すれば、本開示の局面は、異なる動作モード（すなわち、フレームレート、周波数）に基づいて電力消費が制御可能なディスプレイであり、電力消費制御は、スイッチングシステムの構成によって提供される。

【0037】

図３は、フラットパネルディスプレイの列のためのスイッチングシステムの第１の可能な実現例を概略的に示す。スイッチングシステム３００は、画素３１０の列に結合される列データ線３２０を含む。画素は、ドライバＩＣ２３０の部分として含まれる増幅器３４０からの信号によって制御（たとえば強度が調整）される。増幅器３４０からの信号は、スイッチバンクによって、列データ線３２０に結合／列データ線３２０から分離される。

【0038】

本開示の一局面は、ディスプレイの各列が複数のスイッチバンクを含むことである。ディスプレイシステムのパネル部分（すなわち、画素を含む部分）におけるスイッチバンク（すなわち、パネルスイッチバンク３５０）は、パネルスイッチバンク３５０を形成するように互いに並列に結合される複数の（たとえば、２つの）サブスイッチ３５１，３５２を含み得る。ディスプレイシステムのドライバＩＣ２３０部分におけるスイッチバンク（すなわち、ドライバスイッチバンク３５５）は、ドライバスイッチバンク３５５を形成するように互いに並列に結合される複数の（たとえば、２つの）サブスイッチ３５６，３５
７を含み得る。パネルスイッチバンク３５０およびドライバスイッチバンク３５５は、ディスプレイのドライバＩＣの増幅器３４０と列データ線３２０との間に直列に結合される。パネルスイッチバンク３５０およびドライバスイッチバンク３５５は、同じ数のサブスイッチを含み得、または、異なる数のサブスイッチを含み得る。たとえば、パネルスイッチバンク３５０は、２つ以上のサブスイッチを含み得、ドライバスイッチバンク３５５は、１つのサブスイッチを含み得、その逆も同様であり得る。本開示は、各バンクにおける任意の特定の数または範囲のサブスイッチに限定されず、さらに、各バンクにおいて使用されるその数のサブスイッチ間の任意の特定の関係に限定されない。

【0039】

パネルスイッチバンク３５０における複数のサブスイッチおよびドライバスイッチバンク３５５における複数のサブスイッチは、タイミング制御ブロック（すなわち、Ｔ－ｃｏｎまたは制御部３３０）からそれぞれのサブスイッチに結合される複数の制御信号によって制御（たとえば別々に制御）され得る。図３に示される実施形態の場合、制御部３３０は、ドライバＩＣ２３０と一体化される（すなわち、ドライバＩＣ２３０の部分である）。複数の制御信号は、スイッチをオン状態に制御するための電圧レベルとスイッチをオフ状態に制御するための電圧レベルとの間で交互に変わり得る。信号は、ディスプレイのための列線スイッチング周波数においてオン電圧レベルとオフ電圧レベルとの間で交互に変わり得る。

【0040】

制御部３３０は、ディスプレイの動作条件に基づいて、複数のサブスイッチに複数の制御信号を異なるように提供し得る。たとえば、第１の動作条件では、制御部３３０は、スイッチのバンクにおける各サブスイッチに第１の制御信号を送信し得る一方、第２の動作条件では、制御部は、第１の制御信号を複数のサブスイッチの第１の部分に送信し、かつ、第２の制御信号を複数のサブスイッチの第２の部分に送信し得る。第１の制御信号は、列線スイッチング周波数において、列データ線を増幅器に結合／増幅器から分離する交互に変わるオン／オフ信号であり得、第２の制御信号は、複数のサブスイッチの第２の部分をサブスイッチの第１の部分から分離する連続的なオフ信号であり得る。換言すれば、制御部３３０（すなわち、制御ブロック）は、パネルスイッチバンク３５０および／またはドライバスイッチバンク３５５における複数のサブスイッチのすべてまたは部分を、各バンクにおける個々のサブスイッチに送られる制御信号に依存して、効果的に使用し得る。

【0041】

制御部３３０は、パネルスイッチバンク３５０またはドライバスイッチバンクに同じ数の制御信号を提供し得る。代替的には、制御部３３０は、パネルスイッチバンク３５０またはドライバスイッチバンク３５５に異なる数の制御信号を提供し得る。たとえば、制御部は、パネルスイッチバンク３５０における複数のスイッチに（たとえば、複数の制御信号線を介して）複数の制御信号を提供し得る一方、ドライバスイッチバンク３５５における単一のスイッチに単一の制御信号（たとえば、単一の制御信号線を介して）を提供し得る。本開示は、各バンクに送信される任意の特定の数または範囲の制御信号に限定されず、さらに、各スイッチバンクに送信されるその数の制御信号間の任意の特定の関係に限定されない。

【0042】

図４は、フラットパネルディスプレイの列のためのスイッチングシステム４００の第２の可能な実現例を概略的に示す。この実現例では、タイミング制御ブロック（すなわち、Ｔ－ｃｏｎまたは制御部３３０）は、ドライバＩＣ２３０の部分として統合されず、ドライバＩＣ２３０から物理的に別体であり得る。そうでなければ、制御部３３０は、前述したように動作してもよい。

【0043】

図５Ａは、低周波数モードで動作する（すなわち、低フレームレートで動作する）ディスプレイの列のためのスイッチングシステムを示す。低い周波数は、単に別のフレームレートより低いフレームレートと考えられ得る。たとえば、ディスプレイの動作のために６
０Ｈｚのフレームレートおよび１２０Ｈｚのフレームレートが使用される場合、６０Ｈｚは低周波数であり、１２０Ｈｚは高周波数である。本開示は、任意の特定の低フレームレートまたは任意の特定の低フレームレートの範囲に限定されず、任意の特定の高フレームレートまたは任意の特定の高フレームレートの範囲に限定されない。

【0044】

図５Ａのスイッチングシステムは、パネルスイッチバンク３５０において２つのスイッチを含む。特に、パネルスイッチバンク３５０は、第１のパネルスイッチ５１１および第２のパネルスイッチ５１２を含む。図５Ａのスイッチングシステムはさらに、ドライバスイッチバンク３５５において２つのスイッチを含む。特に、ドライバスイッチバンク３５５は、第１のドライバスイッチ５２１および第２のドライバスイッチ５２２を含む。この実現例では、制御部３３０は、ディスプレイのフレームレートが低い周波数を有する（すなわち、ディスプレイが低フレームレートで動作している）と判断し得る。制御部３３０は、フレームレートを示す信号を受信することによって、現在のフレームレート（すなわち、低周波数としての）を決定し得る。代替的には、制御部３３０は、フレームレートを直接的に示していないがフレームレートに対応するディスプレイ信号にアルゴリズムを適用することによって、現在のフレームレートを決定してもよい。

【0045】

ディスプレイが低周波数（たとえば、６０Ｈｚ）であると考えられるフレームレートで動作している（または当該フレームレートを要求している）と判断すると、制御部３３０は、電力消費を低減するために、各バンクにおいてスイッチの部分を効果的に非活性化する（すなわち、分離、オフ、開放、切断など）。たとえば、フレームレートが低い間、複数のサブスイッチがスイッチバンクから切断されるように、当該複数のサブスイッチを開くよう１つまたは複数の信号が適用され得る。

【0046】

図５Ａに示される実現例では、制御部は、第２のパネルスイッチ５１２をオフにし（すなわち、開き）、第２のドライバスイッチ５２２をオフにする（すなわち、開く）ために第１の制御信号を送る（すなわち、送信する）。その一方、制御部３３０は、ディスプレイ動作に従って、第１のパネルスイッチ５１１および第１のドライバスイッチ５２１をオン／オフにトグルするよう、第２の制御信号を送る。サブスイッチの部分をディスエーブルすることにより、（オン状態における）スイッチの各バンクの抵抗は増加するが、各バンクの消費電力は低減される。この低周波数動作では、制御部３３０によって駆動される総負荷容量は、スイッチの部分のみを駆動する結果、減少する。したがって、制御部の（動的な）電力消費が減少され、これは、ディスプレイシステムのより低い電力消費に対応する。上述したように、スイッチの各バンクのオン抵抗の増加によって、画素の制御（すなわち、行線プログラム時間）に関連付けられる時定数の増加がもたされる。特に、時定数は、スイッチのオン抵抗と、スイッチに結合される列データ線の寄生容量とに比例する。スイッチの部分のみを駆動することによる時定数の増加は、低フレームレート動作に必要な行線プログラム時間が長いので、ディスプレイの動作に影響を及ぼさない。したがって、本開示の局面は、ディスプレイの性能に影響を及ぼすことなく、低フレームレートでの電力消費を低減するために部分的にディスエーブルされ得るスイッチのバンクを含む、ディスプレイのためのスイッチシステムである。図５Ａの例示的な実現例では、低フレームレート構成は、パネルスイッチバンク３５０における第１のパネルスイッチ５１１およびドライバスイッチバンク３５５における第１のドライバスイッチ５２１を効果的に使用する。この低フレームレート構成は、高いオン抵抗を提供するが、消費される電力を低減する。

【0047】

図５Ｂは、高周波モードで動作するディスプレイ（すなわち、高フレームレートで動作するディスプレイ）の列のためのスイッチングシステムを示す。ディスプレイが高い周波数（たとえば、１２０Ｈｚ）と考えられるフレームレートで動作している（または当該フレームレートを要求している）と判断すると、制御部３３０は、オン抵抗を低減するよう
、各バンクにおけるスイッチのすべてを効果的に活性化する。

【0048】

図５Ｂに示される実現例では、制御部３３０は、通常動作のために、第１のパネルスイッチ５１１、第２のパネルスイッチ５１２を一緒にオン／オフにトグルするよう、制御信号を送信する。同様に、制御部３３０は、ディスプレイ動作に従って、第１のドライバスイッチ５２１および第２のドライバスイッチ５２２をオン／オフにトグルするよう、制御信号を送信する。サブスイッチのすべてをイネーブルすることにより、（オン状態における）スイッチの各バンクの抵抗が減少し、当該バンクでの電力消費が増加する。高周波動作では、低周波数動作においてよりも、画素の行線プログラミングに必要とされる時間が少ない。したがって、スイッチの各バンクのオン抵抗の低減によって、高周波動作に対応するよう、画素の制御（すなわち、行線プログラム時間）に関連付けられる時定数が低減される。換言すれば、フレームレートが増加されると、スイッチのオン抵抗を低減することによって、スイッチを制御する時定数が維持（または低減）され得る。したがって、本開示の別の局面は、高フレームレートにおいて抵抗を低減するように完全にイネーブルされ得るスイッチのバンクを含む、ディスプレイのためのスイッチシステムである。図５Ｂの例示的な実現例では、高フレームレート構成は、パネルスイッチバンク３５０における両方のサブスイッチと、ドライバスイッチバンク３５５における両方のサブスイッチとを使用する。この高フレームレート構成は、低いオン抵抗を提供し、これにより、消費される電力の増加と共に表示速度が増加する。換言すれば、図５Ｂに示される実現例は、より多くのスイッチが制御されるので、図５Ａに示される実現例よりも多くの電力を消費し得る。図５Ｂによって消費される電力は、１つの大きな（すなわち、低オン抵抗の）スイッチを使用する実現例と同等であり得る。単一の大きなスイッチに対する制御可能なスイッチバンクの利点は、ディスプレイが低フレームレートで動作される場合に生じる。この場合、制御可能なスイッチバンクによって引き込まれる（すなわち、消費される）電力は、単一の大きなスイッチより低い。時間に亘って高フレームレートおよび低フレームレートの両方で動作するディスプレイの場合、より少ない全体的な電力が消費される。

【0049】

図６は、ディスプレイを制御するための方法のフローチャートである。当該方法は、ディスプレイのフレームレートを取得する（たとえば、制御部３３０にて受信する）こと（６１０）を含む。次に、フレームレートが低いまたは高いと判断される（６２０）。たとえば、取得されたフレームレートは、高フレームレートと低フレームレートとの間の境界を規定するしきい値と比較され得、フレームレートがしきい値を上回る場合、フレームレートは高周波数であり、しきい値を下回る場合、フレームレートは低周波数である。フレームレートが低いと判断される場合、１つのスイッチバンク（または複数のスイッチバンク）が低フレームレート構成に制御され得（６３０）、ディスプレイを動作し得る（６４０）。たとえば、ディスプレイのドライバＩＣと列データ線とを結合するスイッチバンクにおける複数のサブスイッチの部分は、連続的なオフ信号を使用して非活性化され得る。他方、フレームレートが高いと判断される場合、１つのスイッチバンク（または複数のスイッチバンク）は、高フレームレート構成に制御され得る（６３５）。たとえば、ディスプレイのドライバＩＣと列データ線を結合するスイッチバンクにおけるすべてのサブスイッチはすべて、同じ制御信号を受信し、ディスプレイを動作し得る（６４０）。

【0050】

図６の方法では２つの選択肢が示されているが、本開示の原理は、より多くの範囲に適用されてもよい。たとえば、フレームレートは、複数の範囲のうちの１つにあると判断されてもよく、その範囲について、スイッチバンクにおける適切な数のサブスイッチが、判断された範囲について適切なオン抵抗および／または適切な電力消費を提供するために、活性化（または非活性化）されてもよい。

【0051】

本明細書および／または図面において、典型的な実施形態が開示された。本開示は、そのような例示的な実施形態に限定されない。「および／または」という用語の使用は、関
連付けられる列挙された項目のうちの１つ以上の任意の組み合わせおよびすべての組み合わせを含む。特に別の態様で述べられなければ、特定の用語は、一般的かつ説明的な意味で使用されており、限定の目的のために使用されていない。本明細書において使用されるように、空間的に相対的な用語（たとえば、前、後、上、および下など）は、図に示される向きに加えて、使用中または動作中のデバイスの異なる向きを包含することが意図される。たとえば、モバイルコンピューティングデバイスの「前面」は、ユーザに面する面であってよく、その場合、「～の前方に」というフレーズは、ユーザにより近いことを含意する。

【0052】

記載される実現例のある特徴が本明細書に記載されるように例示されたが、当業者には多くの修正例、置換例、変更例、および均等例が想起されるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、当該実現例の範囲に該当するようそのようなすべての修正例および変更例をカバーすることが意図されることが理解されるべきである。それらは、限定ではなく例としてのみ提示されており、形態および詳細におけるさまざまな変更が行われてもよいことが理解されるべきである。本明細書において記載される装置および／または方法の任意の部分は、相互に排他的な組み合わせを除き、任意の組み合わせで組み合わせられてもよい。本明細書において記載される実現例は、記載される異なる実現例の機能、構成要素、および／または、特徴のさまざまな組み合せおよび／またはサブコンビネーションを含み得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】