DE112005002406B4 - Mehrleiteradressierverfahren und Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Ansteuern einer organischen Lichtemissionsdioden-Anzeige, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes mittels einer Reihenelektrode und einer Spaltenelektrode adressierbar ist, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; Faktorisierung der Bildmatrix in ein Produkt aus mindestens einer ersten Faktormatrix und einer zweiten Faktormatrix, wobei die erste Faktormatrix Reihenansteuersignale für die Anzeige definiert und wobei die zweite Faktormatrix Spaltenansteuersignale für die Anzeige definiert, und wobei die Faktorisierung ein Berechnen von Werten der ersten Faktormatrix und ein Berechnen von Werten der zweiten Faktormatrix umfasst; und Ansteuern der Anzeigereihen- und Spaltenelektroden unter Anwendung der Reihen- und Spaltenansteuersignale, die entsprechend von der ersten und der zweiten Faktormatrix definiert sind, wobei das Ansteuern ein Ansteuern eines Pixels der Anzeige unter Verwendung eines Reihenansteuersignals, das durch die erste Faktormartrix definiert wird, und gleichzeitig unter Verwendung eines Spaltenansteuersignals, das durch die zweite Faktormatrix definiert wird, umfasst, wobei das Faktorisieren eine nicht-negative-Matrix-Faktorisierung (NMF) umfasst, und wobei das Ansteuern ein Ansteuern einer Mehrzahl von Reihenelektroden gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Spaltenelektroden umfasst, um dadurch ein lumineszentes ...

Description

  • Diese Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Ansteuern von elektrooptischen und insbesondere von organischen Lichtemissionsdioden-(OLED)Anzeigen unter Anwendung von Mehrleiteraddressier-(MLA)Verfahren. Ausführungsformen der Erfindung sind insbesondere geeignet zur Verwendung mit sogenannten OLED-Anzeigen mit passiver Matrix. Diese Anmeldung ist eine Anmeldung von drei miteinander verwandten Anmeldungen, die das gleiche Prioritätsdatum haben.
  • Stand der Technik, der Hintergrund zur vorliegenden Anmeldung bildet, findet sich beispielsweise in der EP 0 621 578 A2 und der WO 2004/001707 A2 . Mehrreihenadressierverfahren für Flüssigkristallanzeigen (LCD's) sind beispielsweise beschrieben in US 2004/150608 A1 , US 2002/158832 A1 und US 2002/083655 A1 , um die Leistungsaufnahme zu reduzieren und die relativ langsame Antwortgeschwindigkeit von LCD's zu verbessern. Jedoch sind diese Verfahren für OLED-Anzeigen auf Grund von Unterschieden nicht geeignet, die sich aus dem grundsätzlichen Unterschied zwischen OLED's und LCD's daraus ergeben, dass die zuerst genannten eine Technologie durch Lichtaussendung repräsentieren, wohingegen die zuletzt genannten eine Form eines Modulators repräsentieren. Ferner bietet eine OLED eine im Wesentlichen lineare Antwort auf einen angelegten Strom, wohingegen eine LCD-Zelle eine nicht lineare Antwort gibt, die sich entsprechend dem RMS (quadratischer Mittelwert) Wert der angelegten Spannung ändert.
  • Anzeigeelemente, die unter Anwendung von OLED's hergestellt werden, bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber LCD's und anderen Technologien mit flachen Paneelen. Sie sind hell, farbintensiv, schnellschaltend (im Vergleich zu LCD's) und bieten einen weiteren Betrachtungswinkel und sind einfach und billig auf einer Vielzahl von Substraten herzustellen. Organische (einschließlich organometallische) LED's können unter Anwendung von Materialien hergestellt werden, zu denen Polymere, kleine Moleküle und Dendrimere in einem Bereich von Farben gehören, die von den eingesetzten Materialien abhängen. Beispiele von organischen LED's auf Polymerbasis sind in WO 90/13148 A1 , WO 95/06400 A1 und WO 99/48160 A1 beschrieben; Beispiele von dendrimerbasierten Materialien sind in WO 99/21935 A1 und WO 02/067343 A1 beschrieben; Beispiele von Bauelementen auf Basis sogenannter kleiner Moleküle sind in US 4,539,507 A beschrieben.
  • Ein typisches OLED-Bauelement umfasst zwei Schichten aus organischem Material, wovon eine Schicht ein lichtemittierendes Material ist, etwa ein lichtemittierendes Polymer (LED), ein Oligomer oder ein lichtemittierendes Material mit geringem Molekulargewicht, und wobei das andere eine Schicht aus einem Löchertransportmaterial ist, etwa ein Polythiophenderivat oder ein Polyanilinderivat.
  • Organische LED's können auf einem Substrat in einer Matrix aus Pixeln abgeschieden werden, um eine Einzelfarbenpixelanzeige oder eine Mehrfarbenpixelanzeige zu bilden. Eine Mehrfarbenanzeige kann unter Anwendung aus Gruppen aus Pixeln aufgebaut werden, die rot, grün und blau aussenden. Sogenannte Anzeigen mit aktiver Matrix besitzen ein Speicherelement, typischerweise einen Speicherkondensator und einen Transistor, die jeweils einem Pixel zugeordnet sind, während Anzeigen mit passiver Matrix kein derartiges Speicherelement aufweisen, und stattdessen wiederholt abgetastet werden, um den Eindruck eines ständigen Bilds zu vermitteln. Andere passive Anzeigen enthalten segmentierte Anzeigen, in denen mehrere Segmente eine gemeinsame Elektrode aufweisen und es kann ein Segment durch das Anlegen einer Spannung an seine andere Elektrode eingeschaltet werden. Eine Anzeige mit einem Segment braucht nicht abgetastet zu werden, aber in einer Anzeige mit mehreren segmentierten Gebieten können die Elektroden im Multiplexerbetrieb (zur Verringerung der Anzahl) betrieben werden und anschließend abgetastet werden.
  • 1a zeigt einen vertikalen Schnitt durch ein beispielhaftes OLED-Bauelement 100. In einer Anzeige mit aktiver Matrix ist ein Teil der Fläche eines Pixels von der zugeordneten Treiberschaltung (in 1a nicht gezeigt) belegt. Der Aufbau des Bauelements ist zum Zwecke der Darstellung etwas vereinfacht.
  • Die OLED 100 umfasst ein Substrat 102, typischerweise 0,7 mm oder 1,1 mm Glas, wobei auch optional durchsichtiger Kunststoff oder ein anderes im Wesentlichen transparentes Material verwendet werden kann. Eine Anodenschicht 104 ist auf dem Substrat abgeschieden und enthält typischerweise ungefähr 150 nm dickes ITO (Indiumzinnoxid), wobei über einem Teil davon eine Metallkontaktschicht vorgesehen ist. Typischerweise enthält die Kontaktschicht ungefähr 500 nm Aluminium oder eine Schicht aus Aluminium, die zwischen Schichten aus Chrom eingeschlossen ist, und dies wird manchmal auch als Anodenmetall bezeichnet. Glassubstrate, die mit ITO und Kontaktmetall beschichtet sind, sind von Corning, USA erhältlich. Das Kontaktmetall über dem ITO hilft dabei, Leitungswege mit geringeren Widerstand insbesondere für externe Kontakte zu dem Bauelement zu ermöglichen, wenn die Anodenverbindungen nicht transparent sein müssen. Das Kontaktmetall wird von dem ITO entfernt, wo es nicht erwünscht ist, und wird insbesondere dort entfernt, wo es ansonsten die Anzeige beeinflussen würde, wobei dies durch einen Standardprozess mit Photolithographie mit anschließendem Ätzen erfolgt.
  • Eine im Wesentlichen transparente Löchertransportschicht 106 ist über der Anodenschicht abgeschieden, woran sich eine elektroluminiszente Schicht 108 und eine Kathode 110 anschließt. Die elektroluminiszente Schicht 108 kann beispielsweise ein PPV (Poly(p-Phenylenvinylen)) aufweisen, und die Löchertransportschicht 106, die dazu dient, die Löcherenergieniveaus der Anodenschicht 104 und der elektroluminiszenten Schicht 108 anzupassen, kann ein leitendes transparentes Polymer aufweisen, beispielsweise PEDOT:PSS (Polystyren-sulfonatdotiertes Polyethylen-Dioxythiophen) (von Bayer AG, Deutschland). In einem typischen Bauelement auf Polymerbasis kann die Löchertransportschicht 106 ungefähr 200 nm aus PEDOT aufweisen; eine lichtemittierende Polymerschicht 108 hat typischerweise eine Dicke von ungefähr 70 nm. Diese organischen Schichten können durch Aufschleudern (wobei danach Material von unerwünschten Bereichen durch Plasmaätzen oder Laserabtragung entfernt wird) oder durch Tintenstrahldrucken aufgebracht werden. In dem zuletzt genannten Falle können Bänke 112 auf dem Substrat hergestellt werden, beispielsweise unter Anwendung eines Photolacks, um Vertiefungen zu definieren, in die die organischen Schichten abgeschieden werden. Derartige Vertiefungen bzw. Wannen definieren nicht emittierende Bereiche oder Pixel der Anzeige.
  • Die Kathodenschicht 110 weist typischerweise ein Metall mit kleiner Austrittsarbeit auf, etwa Kalzium oder Barium (die beispielsweise durch physikalische Dampfabscheidung aufgebracht werden), das mit einer dickeren Deckschicht aus Aluminium bedeckt ist. Optional kann eine zusätzliche Schicht unmittelbar angrenzend zu der elektroluminiszenten Schicht vorgesehen werden, etwa eine Schicht aus Lithiumfluorid, um die Anpassung des Elektronenenergieniveaus zu verbessern. Die gegenseitige elektrische Isolierung von Kathodenleitungen kann erreicht oder verbessert werden durch die Verwendung von Kathodenseparatoren (in 1a nicht gezeigt).
  • Die gleiche grundlegende Struktur kann auch für Bauelemente mit kleinen Molekülen und Dendrimerbauelementen angewendet werden. Typischerweise werden mehrere Anzeigen auf einem Substrat hergestellt und am Ende des Herstellungsprozesses wird das Substrat vereinzelt, und die Anzeigen werden getrennt, bevor eine Einkapselung an jeder Anzeige angebracht wird, um eine Oxidation und ein Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern.
  • Um die OLED zum Leuchten zu bringen, wird Spannung zwischen der Anode und der Kathode angelegt, was in 1a durch die Batterie 118 repräsentiert ist. In dem in 1a gezeigten Beispiel wird Licht durch die transparente Anode 104 und das Substrat 102 hindurch ausgesendet und die Kathode ist im Allgemeinen reflektierend; derartige Bauelemente werden als „Unterseitenemitter” bezeichnet. Bauelemente, die durch die Kathode hindurch emittieren („Oberseitenemitter”) können ebenso aufgebaut werden, indem beispielsweise die Dicke der Kathodenschicht 110 kleiner als ungefähr 50 bis 100 nm gehalten wird, so dass die Kathode im Wesentlichen transparent ist.
  • Organische LED's können auf einem Substrat in einer Matrix aus Pixel aufgebracht werden, um eine Einzelfarbenpixelanzeige oder eine Mehrfarbenpixelanzeige zu bilden. Eine mehrfarbige Anzeige kann unter Anwendung von Gruppen aus Pixeln aufgebaut werden, die rot, grün und blau emittieren. In derartigen Anzeigen werden die einzelnen Elemente im Allgemeinen adressiert, indem Reihen- (oder Spalten) Leitungen zum Auswählen der Pixel aktiviert werden, und Reihen (oder Spalten) aus Pixeln werden angesteuert, um eine Anzeige zu erzeugen. Sogenannte Anzeigen mit aktiver Matrix besitzen ein Speicherelement, d. h. typischerweise einen Speicherkondensator und einen Transistor, die jedem Pixel zugeordnet sind, während Anzeigen mit passiver Matrix kein derartiges Speicherelement aufweisen und stattdessen wiederholt abgetastet bzw. angesteuert werden, in gewisser Weise ähnlich wie ein Fernsehbild, um den Eindruck eines stetigen Bildes zu vermitteln.
  • Es sei nun auf 1 b verwiesen, worin ein vereinfachter Querschnitt durch ein OLED-Anzeigebauelement mit passiver Matrix 150 gezeigt werden, wobei gleiche Elemente wie in 1a durch die gleichen Bezugszeichen belegt sind. Wie gezeigt ist, sind die Löchertransportschicht 106 und die elektrolumineszente Schicht 108 in mehrere Pixel 152 am Kreuzungspunkt von zueinander senkrecht verlaufenden Anoden- und Kathodenleitungen unterteilt, die in dem Anodenmetall 104 und der Katodenschicht 110 definiert sind. In der Zeichnung verlaufen in der Kathodenschicht 110 definierte Leitungen 154 in die Zeichenebene hinein und es ist ein Querschnitt einer der mehreren Anodenleitungen 158, die unter rechten Winkel zu den Kathodenleitungen verlaufen, gezeigt. Ein elektrolumineszentes Pixel 152 am Schnittpunkt einer Kathoden- und Anodenleitung kann adressiert werden, indem eine Spannung zwischen den relevanten Leitungen angelegt wird. Die Anodenmetallschicht 104 stellt externe Kontakte für die Einträge 150 bereit und kann sowohl für die Anoden- als auch für die Kathodenverbindungen zu den OLED's verwendet werden (durch Verlegen des Kathodenschichtmusters über den Anodenmetallanschlüssen).
  • Die oben erwähnten OLED-Materialien und insbesondere das lichtemittierende Polymer und die Kathode unterliegen der Oxidation und der Einwirkung von Feuchtigkeit und das Bauelement wird daher in einer Metallhülle 111 eingekapselt, das durch einen UV-aushärtbaren Epoxykleber 113 an der Anodemetallschicht 104 angebracht wird, wobei kleine Glasperlen innerhalb des Klebers verhindern, dass die Metallhülle die Kontakte berührt und kurzschließt.
  • Es sei nun auf 2 verwiesen, in der konzeptionell eine Ansteueranordnung für eine OLED-Anzeige mit passiver Matrix 150 in der Art aus 1b gezeigt ist. Mehrere Konstantstromquellen 200 sind vorgesehen, wobei jede mit einer Versorgungsleitung 202 und mit einer von mehreren Spaltenleitungen 204 verbunden ist, wovon der Einfachheit halber lediglich eine einzelne gezeigt ist. Mehrere Reihenleitungen 206 (wovon lediglich eine einzelne gezeigt ist) sind ebenso vorgesehen und jede dieser Leitungen kann selektiv mit einer Masseleitung 208 mittels einer geschalteten Verbindung 210 verbunden werden. Wie gezeigt weisen bei einer positiven Versorgungsspannung auf der Leitung 202 die Spaltenleitungen 204 Anodenverbindungen 158 und die Reihenleitungen 206 Kathodenverbindungen 154 auf, obwohl die Verbindungen auch umgekehrt sein können, wenn die Versorgungsleitung 202 negativ ist in Bezug auf die Masseleitung 208.
  • Wie gezeigt, wird die Versorgungsspannung an das Pixel 212 der Anzeige angelegt und dieses leuchtet daher. Um ein Bild zu erzeugen, wird die Verbindung 210 für eine Reihe beibehalten, wenn jede der Spaltenleitungen aktiviert wird, bis die gesamte Reihe adressiert ist, und anschließend wird die nächste Reihe ausgewählt und der Vorgang wird wiederholt. Jedoch wird vorzugsweise zum Halten einzelner Pixel für längere Zeit im eingeschalteten Zustand und damit zur Reduzierung des Gesamtansteuerpegels eine Reihe ausgewählt und alle Spalten werden parallel beschrieben, d. h. es wird ein Strom jeder der Spaltenleitungen gleichzeitig eingeprägt, um jedes Pixel in einer Reihe mit der gewünschten Helligkeit leuchten zu lassen. Jedes Pixel in einer Spalte könnte adressiert werden, bevor die nächste Spalte adressiert wird, aber dies ist u. a. wegen des Einflusses der Spaltenkapazität nicht vorteilhaft.
  • Der Fachmann erkennt, dass in einer OLED-Anzeige mit passiver Matrix es gleichgültig ist, welche Elektroden als Reihenelektroden und welche als Spaltenelektroden bezeichnet werden, und in dieser Anmeldung werden die Begriffe „Reihe” und „Spalte” gleichbedeutend verwendet.
  • Es ist üblich, eine stromgesteuerte anstelle einer spannungsgesteuerten Ansteuerung für eine OLED zu verwenden, da die Helligkeit einer OLED durch den Strom bestimmt ist, der durch das Bauelement fließt, da dieser die Anzahl an erzeugten Photonen bestimmt. In einer spannungsgesteuerten Konfiguration kann die Helligkeit über die Fläche einer Anzeige hinweg und ebenso mit der Zeit, Temperatur und dem Alter variieren, wodurch es schwierig ist, vorherzusagen, wie hell ein Pixel erscheint, wenn es mit einer gegebenen Spannung angesteuert wird. In einer Farbanzeige kann auch die Genauigkeit der Farbendarstellungen beeinflusst werden.
  • Das konventionelle Verfahren zum Variieren der Pixelhelligkeit besteht darin, die Pixeleinschaltzeit unter Anwendung einer Pulsbreitenmodulation (PWM) zu variieren. In einem konventionellen PWM-Schema wird ein Pixel vollständig eingeschaltet oder vollständig ausgeschaltet, aber die in Erscheinung tretende Helligkeit des Pixels variiert auf Grund des Integrationsvorgangs im Auge des Beobachters. Ein alternatives Verfahren besteht darin, den Spaltenansteuerstrom zu variieren.
  • 3 zeigt ein schematisches Diagramm 300 einer grundlegenden Treiberschaltung für eine OLED-Anzeige mit passiver Matrix gemäß dem Stand der Technik. Die OLED-Anzeige ist durch die gestrichelte Linie 302 angegeben und umfasst n-Reihenleitungen 304, wovon jede mit einem entsprechenden Reihenelektrodenkontakt 306 versehen ist, und m-Spaltenleitungen 308 mit entsprechenden mehreren Spaltenelektrodenkontakten 310. Eine OLED ist zwischen jedem Paar aus Reihen- und Spaltenleitungen angeschlossen, wobei in der dargestellten Anordnung die Anode mit der Spaltenleitung verbunden ist. Ein Y-Treiber 314 steuert die Spaltenleitungen 308 mit einem konstanten Strom an, und ein X-Treiber 316 steuert die Reihenleitungen 304 an, wobei die Reihenleitungen selektiv mit Masse verbunden werden. Der Y-Treiber 314 und der X-Treiber 316 werden typischerweise von einem Prozessor 318 gesteuert. Eine Leistungsversorgung 320 liefert Leistung für die Schaltung und insbesondere für den Y-Treiber 314.
  • Einige Beispiele für OLED-Anzeigetreiber sind beschrieben in US 6,014,119 A , US 6,201,520 B1 , US 6,332,661 B1 , EP 1,079,361 A1 und EP 1,091,339 A2 ; integrierte OLED-Anzeigetreiber unter Anwendung von PWM werden vertrieben von Clare Micronix, Clare, Inc., Beverly, MA, USA. Einige Beispiele verbesserter OLED-Anzeigetreiber sind in anhängigen Anmeldungen WO 03/079322 A1 und WO 03/091983 A1 des Anmelders beschrieben. Insbesondere beschreibt die WO 03/079322 A1 eine digital steuerbare programmierbare Stromquelle mit verbesserten Eigenschaften.
  • Es gibt ein ständiges Bestreben für Techniken zum Verbessern der Lebensdauer einer OLED-Anzeige. Insbesondere gibt es einen Bedarf für Verfahren, die auch für Anzeigen mit passiver Matrix anwendbar sind, da diese sehr viel billiger in der Herstellung sind als Anzeigen mit aktiver Matrix. Verringern des Ansteuerpegels (und damit der Heiligkeit) einer OLED kann deutlich die Lebensdauer des Bauelements verlängern – beispielsweise kann Halbieren der Ansteuerung/Helligkeit der OLED ihre Lebensdauer um den Faktor 4 vergrößern. Die Erfinder haben erkannt, dass Mehrleiteradressierverfahren eingesetzt werden können, um die maximalen Anzeigeansteuerpegel insbesondere in OLED-Anzeigen mit passiver Matrix zu reduzieren, so dass die Anzeigelebensdauer verbessert wird.
  • MLA-Adressierung mit Matrixzerlegung
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ansteuern einer elektrooptischen Anzeige bereitgestellt, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes durch eine Reihenelektrode und eine Spaltenelektrode adressierbar ist, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; Faktorisieren der Bildmatrix in ein Produkt aus mindestens einer ersten und einer zweiten Faktormatrix, wobei die erste Faktormatrix Reihenansteuersignale für die Anzeige definiert und wobei die zweite Faktormatrix Spaltenansteuersignale für die Anzeige definiert; und Ansteuern der Anzeigenreihen- und Spaltenelektroden unter Anwendung der Reihen- und Spaltenansteuersignale, die entsprechend durch die erste und die zweite Faktormatrix definiert sind.
  • In Ausführungsformen dieses Verfahrens ermöglicht das Faktorisieren der Bildmatrix in mindestens zwei Faktormatrizen, die die Reihen- und Spaltenansteuersignale für die Anzeige definieren (die in den Ausführungsformen so skaliert sind, wie dies nachfolgend beschrieben ist), dass die Ansteuerung von Pixeln der Anzeige über ein längeres Zeitintervall hinweg verteilt wird, wodurch der maximale Pixelansteuerpegel für eine vorgegebene wahrnehmbare Helligkeit reduziert wird, wobei die Integration innerhalb des Auges des Betrachters berücksichtigt wird. Somit umfasst vorzugsweise das Ansteuern das Ansteuern mehrerer Reihenelektroden in Kombination mit mehreren der Spaltenelektroden. Auf diese Weise kann vorteilhaft die Korrelation zwischen der Lumineszenz von Pixeln in unterschiedlichen Reihen ausgenutzt werden, um das erforderliche lumineszente Profil jeder Leitung oder jeder Reihe der Anzeige über mehrere Leitungsabtastperioden zu bilden, anstatt einen Impuls in einer einzelnen Leitungsabtastperiode zu verwenden. Es kann ein Vorteil erreicht werden, selbst wenn die gesamte Anzahl an Leitungsabtastperioden die gleiche ist wie für eine konventionellen Leitung für Leitung abgetastete Anzeige.
  • In bevorzugten Ausführungsformen sind weder die erste noch die zweite Faktormatrix vordefiniert oder vorbestimmt. Stattdessen werden die erste und die zweite Faktormatrix für jedes neue Bild bestimmt, d. h. diese werden für jeden Block empfangener Bilddaten, die ein Bild für die Anzeige definieren, erneut berechnet.
  • Vorzugsweise wird daher gemäß dem Verfahren die Anzeige mit aufeinanderfolgenden Sätzen aus Reihen- und Spaltensignalen angesteuert, um ein angezeigtes Bild aufzubauen, wobei jeder Satz aus Signalen einen Teilblock bzw. ein Teilbild des angezeigten Bilds definiert und wobei die Teilblöcke zusammen das vollständige gewünschte Bild definieren. Hierbei wird ein Teilblock bzw. Teilrahmen als ein Bereich des gewünschten angezeigten Bilden entweder in zeitlichen Verlauf und/oder räumlich bezeichnet, wobei in bevorzugten Ausführungsformen die Teilblöcke während aufeinanderfolgender Zeitintervalle angezeigt werden, wobei beispielsweise jedes Zeitintervall analog zu einer konventionellen Leitungsabtastperiode ist, so dass in rascher aufeinanderfolgender Darstellung die gewünschten Pixelhelligkeiten erreicht werden.
  • Wie man später erkennen kann, kann in Ausführungsformen des Verfahrens die Bildmatrixfaktorisierung auch ein gewisses Maß an Komprimierung beinhalten, die es ermöglicht, dass im Wesentlichen der gleiche Informationsgehalt (der mit einem aktzeptablen Maß komprimiert ist) in einer kürzeren Zeit angezeigt wird, oder was äquivalent ist, über die gleiche Zeitdauer wie eine konventionelle Bildperiode kann das Bild mit reduzierter Ansteuerung für jedes Pixel dargestellt werden, wobei jede Leitung oder Reihe effektiv für eine längere Zeitdauer als in einer konventionellen Anzeige angesteuert wird. In einer Farbanzeige, in der die Farbkanäle separat verarbeitet (faktorisiert) werden, kann ein unterschiedlicher gewisses Maß an Komprimierung auf die unterschiedlichen Farbkanäle angewendet werden. In diesem Falle ist es vorteilhaft, eine geringere Komprimierung auf den Grünkanal (einer RBG-Anzeige) anzuwenden, da das menschliche Auge auf Unterschiede (Fehler oder Rauschen) im grünen Bereich sensibler ist als für Unterschiede in den roten oder blauen Bereichen. In den Ausführungsformen ist die Anzahl der Teilblöcke nicht größer als der kleinere Wert der Anzahl der Reihen und der Anzahl der Spalten der Anzeige; vorzugsweise ist die Anzahl der Teilblöcke kleiner als der kleinere Wert aus der Anzahl der Reihen und der Anzahl der Spalten. In einigen Anwendungen kann die Flexibilität beim willkürlichen Definieren, was eine Reihe und was eine Spalte der Anzeige ist, dadurch eingeschränkt sein, dass beispielsweise der Wunsch nach einer Kompatibilität mit bestehenden Gestaltungsformen besteht, in welchem Falle die Anzahl der Teilblöcke vorzugsweise nicht größer ist als (vorzugsweise kleiner ist als) die Anzahl der Reihen oder die Anzahl der Spalten der Anzeige. Es werden Anzeigen berücksichtigt, in denen jedes Pixel (Subpixel einer Farbanzeige) durch eine entsprechende Reihen- und Spaltenelektrode adressiert wird, und somit können Verweise auf Reihen und Spalten der Anzeige als Verweise auf Reihen- und Spaltenelektroden der Anzeige verstanden werden.
  • In Ausführungsformen des Verfahrens besitzt die Faktormatrix Dimensionen, die durch die Anzahl der Reihenelektroden und die Anzahl der verwendeten Teilblöcke bestimmt sind (die durch Hardware und/oder Software vorbestimmt sein können oder die in Abhängigkeit von beispielsweise der Anzeigequalität auswahlbar sind). In ähnlicher Weise besitzt die zweite Faktormatrix Dimensionen, die durch die Anzahl der Spaltenelektroden und die Anzahl der Teilblöcke bestimmt sind. Wie zuvor erwähnt ist, werden vorzugsweise die erste und die zweite Faktormatrix beispielsweise konfiguriert, indem die Anzahl der Teilblöcke oder Dimensionen der Matrizen so beschränkt werden, dass eine Spitzenpixelhelligkeit der Anzeige im Vergleich zu einer Reihe-für-Reihe-Ansteuerung der gleichen Anzeige unter Anwendung der gleichen Bilddaten reduziert ist (mit der gleichen Gesamtbilddauer zur Darstellung eines im Wesentlichen vollständigen Bildes aus den empfangenen Daten). Das Verringern der Spitzenpixelhelligkeit, d. h. der Reduzieren der Pixelansteuerung, erhöht die Gesamtlebensdauer der Anzeige. Wiederum können in einer RBG-Anzeige mehr Teilblöcke für eine einzelne Farbe und insbesondere für grün angewendet werden als für andere, um damit eine erhöhte Genauigkeit für die grün-Darstellung (im Gegensatz zu blau oder rot) bereitzustellen.
  • Allgemein gesagt, wird der dynamische Bereich der Pixelansteuerung/Helligkeit reduziert, indem die höheren Pixelansteuersignale reduziert werden und dies verlängert etwa proportional die Lebensdauer der Anzeige. Dies liegt daran, dass die Lebensdauer sich quadratisch mit der Pixelansteuerung (Helligkeit) reduziert, wobei jedoch die Zeitdauer, für die ein Pixel eingeschaltet werden muss, um die gleiche scheinbare Helligkeit für einen Beobachter zu bieten, lediglich nur im Wesentlichen linear mit abnehmender Pixelansteuerung bzw. Ansteuerstrom ansteigt.
  • In einigen Ausführungsformen des Verfahrens umfasst die Matrixfaktorisierung eine singuläre Wert-Zerlegung (SVD) in drei Faktormatrixen, d. h. die erste und zweite Faktormatrix und eine dritte Faktormatrix, wobei die dritte Faktormatrix im Wesentlichen diagonal ist (wobei positive Elemente oder Null-Elemente sogenannte singuläre Werte definieren). In diesem Falle sind die Reihenansteuersignale durch eine Kombination der ersten und der dritten Faktormatrix definiert, und die Spaltenansteuersignale sind durch eine Kombination der zweiten und der dritten Faktormatrix definiert. Da diese Kombinationen Matrizen ergeben mit entweder positiven oder negativen Elementen, sind Ausführungsformen dieses Verfahrens bestens für Flüssigkeitskristallanzeigen (LCD) anstatt für elektro-lumineszente Anzeigen, etwa OLED-Anzeigen geeignet. Jedoch kann ein SVD-gestütztes Verfahren beispielsweise in ein interatives Schema eingebaut werden, das nicht negative (d. h. positive oder null) Elemente erzwingt.
  • Durch die SVD-Matrix-Faktorisierung definieren die Diagonalelemente der dritten Matrix effektiv ein Gewicht für die entsprechenden Werte in der ersten und der zweiten Faktormatrix und somit wird dadurch ein zielführendes Verfahren bereitgestellt, um effektiv die Bilddaten zu komprimieren, indem die Anzahl der angezeigten Teilblöcke bzw. Teilrahmen reduziert wird. Somit wird in Ausführungsformen dieses Verfahrens das selektive Ansteuern der Anzeige eingesetzt, wobei die Reihen- und Spaltenansteuersignale, die durch die Diganolwerte der dritten Faktormatrix definiert sind, die kleiner sind als ein Schwellwert, vernachlässigt werden, wobei effektiv die Ansteuersignale abhängig von einem Schwellwert der Diagonalwerte der dritten Faktormatrix komprimiert werden.
  • In einer Farbanzeige in der beispielsweise eine separate Faktorisierung für den roten, grünen und blauen Farbkanal angewendet wird, ist es vorteilhaft, dem grünen Kanal ein größeres Gewicht als den anderen zu verleihen, indem beispielsweise ein kleinerer Schwellwert für grün verwendet wird, oder indem die Farbkanalinformation unter Anwendung entsprechender Gewichte für den roten Kanal vor der Faktorisierung skaliert wird, und indem anschließend die Ergebnisse rückskaliert werden oder indem eine inverse Skalierungsoperation nach der Faktorisierung ausgeführt wird. Ein alternativer Ansatz besteht dann, die roten, grünen und blauen Datenwerte während der Faktorisierung individuell zu gewichten (wobei diese Faktorisierung auf eine einzelne Bilddatenmatrix für die kombinierten Farbkanäle angewendet wird). In der Praxis beinhaltet dies das Multiplizieren der grünen Datenwerte mit einem Skalierungsfaktor größer eins (und Dividieren durch ein Gesamtgewicht) während der Faktorisierung. Dies ist mathematisch äquivalent zum Aufwärtsskalieren vor und nach der Faktorisierung, wobei jedoch Rundungsfehler verringert werden können, wenn z. B. eine festgelegte Anzahl an Ganzzahlbitdarstellungen (anstelle von Fliesdarstellungen) verwendet wird.
  • Ähnliche Verfahren können mit anderen Faktorisierungsverfahren als der nicht negativen Matrixfaktorisierung (NMF), die nachfolgend dargestellt ist, eingesetzt werden.
  • In anderen Ausführungsformen umfasst das Verfahren der Faktorisierung eine QR-Zerlegung (in eine dreieckige und eine orthogonale Matrix) oder eine LU-Zerlegung (in obere und untere Dreiecksmatrizen). Jedoch beinhaltet in einigen weiteren bevorzugten Ausführungsformen die Bildmatrixfaktorisierung eine nicht negative Matrixfaktorisierung (NMF).
  • Allgemein gesagt, wird bei der NMF die Bildmatrix I (die nicht negativ ist) in zwei Matrizen W und H so faktorisiert, dass I ungefähr gleich dem Produkt aus W und H ist, wobei W und H solchen Bedingungen unterliegen, dass ihre Elemente alle gleich oder größer als Null sind. Ein typischer NMF-Algorithmus aktualisiert interativ W und H, um die Annäherung zu verbessern, indem versucht wird, eine Kostenfunktion zu minimieren, etwa den quadratischen euklidischen Abstand zwischen I und WH.
  • Die nicht negative Matrixfaktorisierung ist insbesondere günstig für das Ansteuern einer emittierenden Anzeige, etwa einer elektro-lumineszenten Anzeige und insbesondere einer OLED-Anzeige, da eine einfache OLED nicht angesteuert werden kann, um eine „negativ” Lumineszenz zu erzeugen, und es ist daher notwendig zumindest zum Ansteuern einer OLED-Anzeige mit passiver Matrix, dass die Elemente der ersten und der zweiten Faktormatrix positiv oder Null sind.
  • Die Situation ist unterschiedlich, wenn LCD-Anzeigen angesteuert werden, und auch wenn OLED-Anzeigen mit aktiver Matrix angesteuert werden, wobei die einem Pixel zugeordnete Schaltung gestaltet ist, um sowohl positive als auch negative Ansteuereingangssignale zu ermöglichen, indem beispielsweise Ladung von einem dem Pixel zugeordneten Kondensator abgezogen oder hinzugefügt wird, so dass die Lichtemission, die Summe oder das Integral einer Reihe von Ansteuereingangssignalen ist.
  • Bei der nicht negativen Matrixfaktorisierung (NMF) hat die Matrix I die Dimensionen m×n (Reihe×Spalte), die Matrix W die Dimensionen m×p und die Matrix H die Dimensionen p×n, wobei p im Allgemeinen kleiner sowohl als n als auch m gewählt wird. Somit sind W und H kleiner als I, woraus sich eine Komprimierung der ursprünglichen Bilddaten ergibt. Allgemein gesagt, kann W als eine Basis für die lineare Approximation der Bilddaten definierend betrachtet werden, und in vielen Fällen kann eine gute Darstellung von I mit einer relativ geringen Anzahl an Basisvektoren erreicht werden, da Bilder im Allgemeinen gewisse innere korrelierte Strukturen im Vergleich zu rein zufälligen Daten enthalten. Diese Bildkomprimierung ist nützlich, da sie es ermöglicht, dass es mit einer geringeren Anzahl an Reihen/Spaltenansteuerereignissen angezeigt werden kann, als dies ansonsten der Fall wäre (für eine konventionelle Reihe-für-Reihe-Abtastung). Dies bedeutet wiederum, dass für die gleiche Blockperiode jedes Pixel länger angesteuert werden kann, wodurch das für die gleiche in Erscheinung tretende Pixelhelligkeit erforderliche Pixelansteuersignal reduziert werden kann, so dass die Anzeigenlebensdauer erhöht wird. In einer großen Anzeige, etwa einer Anzeige mit aktiver Matrix mit einer sehr großen Anzahl an Pixeln, beispielsweise 3000×2000 Pixel, ermöglicht diese Technik auch eine schnellere Aktualisierung der angezeigten Daten. In einigen Fällen, wenn beispielsweise ein vordefiniertes graphisches Symbol oder Logo angezeigt wird, kann die Matrixfaktorisierung zumindest für diesen Bereich des Bildes im Voraus berechnet und gespeichert werden, um die Bearbeitung von Bildern, die das Logo oder das Graphiksymbol enthalten, zu beschleunigen.
  • Es ist möglich, die Spalten der Reihenmatrix (und die entsprechenden Reihen in der Spaltenmatrix) zuzuordnen, so dass die allgemeine Erscheinung einer abgetasteten Anzeige erhalten wird. Dies liegt daran, dass ein Paar aus Mengen an Elementen, die eine Spalte der ersten Faktormatrix und eine Spalte der zweiten Faktormatrix enthalten, durch ein entsprechendes Paar ausgetauscht werden können, ohne das mathematische Ergebnis zu beeinflussen. Das Sortieren der Matrizen derart, dass diese die Erscheinung einer abgetasteten Anzeige halten, ist vorteilhaft, da eine Berechnung der Bildmatrixfaktorisierung zu einer willkürlichen Reihenfolge von Ansteuersignalen für helle Bereiche der Anzeige führen kann, die sich von Bildblock zu Bildblock ändern kann, was zur Erscheinung von bewegten Bildfehlern oder Jitter führen kann. Das Sortieren der Daten in den Faktormatrizen derart, dass helle Bereiche eines dargestellten Bildes im Wesentlichen in einer einzelnen Richtung von oben nach unten der Anzeige erleuchtet werden können, kann ein Flackern reduzieren.
  • In Ausführungsformen der oben beschriebenen Verfahren enthält ein Pixel rote, grüne und blaue Pixel, aber obwohl die Bilddaten Daten für jeden dieser Farbkanäle enthalten, ist es vorteilhaft, dass diese zusammen als eine einzelne „kombinierte” Matrix behandelt werden. Es ist jedoch vorteilhaft, dass die Faktorisierung der Bedingung so ausgeführt wird, dass die Faktorisierung der Matrix für einen Kanal und insbesondere den grünen Kanal im Mittel genauer ist als die Faktorisierung der Matrizen für die anderen Farbkanäle. Somit können z. B. mehr Unterblöcke für den grünen Kanal verwendet werden, und/oder ein kleinerer Fehlerschwellwert kann auf die Bearbeitung des grünen Kanals angewendet werden, und/oder es kann dem grünen Kanal im Vergleich zu den roten/blauen Kanälen ein größeres Gewicht verliehen werden und/oder der grüne Kanal kann relativ weniger komprimiert werden. Dies liegt daran, dass wie zuvor dargestellt ist, das menschliche Auge empfindlicher ist auf Unterschiede (Fehler oder Rauschen) im grünen Bereich als für Unterschiede im roten oder blauen Bereich. Ähnliche Verfahren können in anderen Aspekten der Erfindung angewendet werden, wie sie nachfolgend erläutert sind, und die Erfindung umfasst ferner Mittel, um die zuvor beschriebenen Verarbeitungsverfahren für den grünen Kanal im Zusammenhang mit anderen Aspekten der Erfindung, wie sie nachfolgend erläutert sind, zu realisieren.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Ansteuern einer elektrooptischen Anzeige bereitgestellt wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes durch eine Reihenelektrode und eine Spaltenelektrode adressierbar ist, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Bilddaten für die Anzeige; Formatieren der Bilddaten in mehrere Teilblöcke bzw. Teilbilder, wobei jeder Teilblock Daten zum gleichzeitigen Ansteuern mehrerer der Reihenelektroden und mehrerer der Spaltenelektroden aufweist; und Ansteuern der Reihen- und Spaltenelektrode mit den Daten des Schaltblocks.
  • In den Ausführungsformen ermöglicht das Formatieren der Bilddaten in mehrere Teilblöcke, dass die gleichen Pixel von zwei (oder mehr) Teilblöcken angesteuert werden und somit der größte Ansteuerstrom für die gleiche in Erscheinung tretende Helligkeit verringert wird, wodurch die Lebensdauer der Anzeige verlängert wird. Vorzugsweise umfasst das Formatieren das Komprimieren der Bilddaten in mehrere Teilblöcke; in einigen Ausführungsformen kann eine gewisse Skalierung der Bilddaten oder der Teilblockdaten eingesetzt werden. Beim Komprimieren kann, wie zuvor beschrieben ist, eine singuläre Wertezerlegung (SVD) oder eine nicht-negative Matrixfaktorisierung (NMF) eingesetzt werden.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der oben beschriebenen Verfahren sind insbesondere vorteilhaft für das Ansteuern einer Anzeige mit organischen lichtemittierenden Dioden.
  • In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung einen Treiber für eine elektrooptische Anzeige bereit, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes durch eine Reihenelektrode und eine Spaltenelektrode ansteuerbar ist, und wobei der Treiber umfasst: eine Einrichtung zum Empfangen von Bilddaten für die Anzeige, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; eine Einrichtung zum Faktorisieren der Bildmatrix in ein Produkt aus mindestens einer ersten und einer zweiten Faktormatrix, wobei die erste Faktormatrix Reihenansteuersignale für die Anzeige definiert und wobei die zweite Faktormatrix Spaltenansteuersignale für die Anzeige definiert; und eine Einrichtung zum Ausgeben der Reihen- und Spaltenansteuersignale, die entsprechend von der ersten und der zweiten Faktormatrix definiert sind.
  • Die Erfindung stellt ferner einen Treiber für eine elektrooptische Anzeige bereit, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes durch eine Reihenelektrode und eine Spaltenelektrode ansteuerbar ist, und wobei der Treiber umfasst: eine Einrichtung zum Empfangen von Bilddaten für die Anzeige; eine Einrichtung zum Formatieren der Bilddaten in mehrere Teilblöcke bzw. Teilbilder, wobei jeder Teilblock Daten zum gleichzeitigen Ansteuern mehrerer der Reihenelektroden und mehrerer der Spaltenelektroden enthält; und eine Einrichtung zum Ausgeben der Teilblockdaten zum Ansteuern der Reihen- und Spaltenelektroden.
  • Die Erfindung stellt ferner einen Treiber für eine elektrooptische Anzeige bereit, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes durch eine Reihenelektrode und eine Spaltenelektrode ansteuerbar ist, und wobei der Treiber umfasst: einen Eingang zum Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; einen Ausgang, um Daten zum Ansteuern der Reihen- und Spaltenelektroden der Anzeige bereitzustellen; einen Datenspeicher, um die Bilddaten zu speichern; einen Programmspeicher zum Speichern von in einem Prozessor ausführbaren Befehlen; und einen Prozessor, der mit dem Eingang, dem Ausgang, dem Datenspeicher und dem Programmspeicher verbunden ist, um die Befehle einzuladen und auszuführen, wobei die Befehle Befehle umfassen, um den Prozessor anzusteuern, damit diese Bilddaten einzuladen; die Bildmatrix in ein Produkt aus mindestens einer ersten und einer zweiten Faktormatrix zu faktorisieren, wobei die erste Faktormatrix Reihenansteuersignale für die Anzeige definiert und wobei die zweite Faktormatrix Spaltenansteuersignale definiert; und die Reihen- und Spalteansteuersignale, die entsprechend von der ersten und der zweiten Faktormatrix definiert sind, ausgibt.
  • Die Erfindung stellt ferner einen Treiber für eine elektrooptische Anzeige bereit, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes durch eine Reihenelektrode und eine Spaltenelektrode ansteuerbar ist, wobei der Treiber umfasst: einen Eingang zum Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; einen Ausgang, um Daten zum Ansteuern der Reihen- und Spaltenelektrode der Anzeige auszugeben; einen Datenspeicher zur Speicherung der Bilddaten; einen Programmspeicher zum Speichern von in einem Prozessor implementierbaren Befehlen; und einen Prozessor, der mit dem Eingang, dem Ausgang, dem Datenspeicher und dem Programmspeicher verbunden ist, um die Befehle einzuladen und umzusetzen, wobei die Befehle solche umfassen, die den Prozessor steuern um: die Bilddaten einzugeben; die Bilddaten in mehrere Teilblöcke zu formatieren, wobei jeder Teilblock Daten zum gleichzeitigen Ansteuern mehrerer der Reihenelektrode und mehrerer der Spaltenelektroden enthalten; und die Teilblockdaten zum Ansteuern der Reihen- und Spaltenelektroden ausgibt.
  • Die Erfindung stellt ferner eine Prozessorsteuercodierung und ein Trägermedium, das die Kodierung übermittelt, bereit, um die zuvor beschriebenen Verfahren und Anzeigetreiber zu implementieren. Diese Kodierung kann eine konventionelle Programmkodierung beispielsweise für einen digitalen Signalprozessor (DSP) oder einer Mikrokodierung oder eine Kodierung zum Einstellen oder Steuern eines ASIC oder eines FPGA oder eine Kodierung für eine Hardwarebeschreibungssprache Verilog (Handelsmarke) enthalten; eine derartige Kodierung kann auf mehrere gekoppelte Komponenten aufgeteilt sein. Das Trägermedium kann ein beliebiges konventionelles Speichermedium, etwa eine Diskette oder einen programmierten Speicher, etwa in Form von Firmware, oder einen Datenträger, etwa einen Träger für optische oder elektrische Signale umfassen.
  • Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden nunmehr detaillierter beispielhaft beschrieben, wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
  • 1a und 1b einen vertikalen Schnitt durch ein OLED-Bauelement und einen vereinfachten Schnitt durch eine OLED-Anzeige mit passiver Matrix zeigen;
  • 2 konzeptionell eine Ansteueranordnung für eine OLED-Anzeige mit passiver Matrix zeigt;
  • 3 ein Blockdiagramm eines Treibers für eine OLED-Anzeige mit passiver Matrix zeigt;
  • 4a bis 4c entsprechend Blockansichten eines ersten und eines zweiten Beispiels einer Anzeigetreiberhardware zum Einrichten eines MLA-Adressierungsschemas für eine Farb-OLED-Anzeige bzw. ein Zeitablaufdiagramm für ein derartiges Schema zeigen;
  • 5a bis 5g entsprechend zeigen: einen Anzeigetreiber gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Spalten- und Reihentreiber, beispielhafte digital-analog-Stromwandler für den Anzeigetreiber aus 5a, einen programmierbaren Stromspiegel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, einen zweiten programmierbaren Stromspiegel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Blockdiagramme von Stromspiegel gemäß dem Stand der Technik;
  • 6 eine Anordnung eines integrierten Schaltungschips zeigt, in welchem eine Signalverarbeitungsschaltung und eine Treiberschaltung für die Mehrleiteradressieranzeige gezeigt ist;
  • 7 eine schematische Darstellung Pulsbreitenmodulations-MLA-Treiberschemas;
  • 8a bis 8d Reihen-, Spalten- und Bildmatrizen für ein konventionelles Treiberschema und für ein Mehrleiteradressiertreiberschema und entsprechende Helligkeitskurven für ein typisches Pixel über eine Bildperiode hinweg zeigen;
  • 9a und 9b entsprechend eine SVD- und NMF-Faktorisierung einer Bildmatrix zeigen;
  • 10 Spalten- und Reihentreiberanordnungen zum Ansteuern einer Anzeige unter Anwendung der Matrizen aus 9 zeigt;
  • 11 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Ansteuern einer Anzeige unter Anwendung einer Bildmatrizenfaktorisierung zeigt;
  • 12 ein Beispiel eines angezeigten Bildes darstellt unter Anwendung der Bildmatrizenaktualisierung erhalten wird;
  • 13a bis 13d entsprechend ein ursprüngliches Farbbild (in schwarz/weiß) zeigen, wobei das Bild mit 50% Rauschen in dem roten Kanal, das Bild mit 50% Rauschen im grünen Kanal und das Bild mit 50% Rauschen im blauen Kanal gezeigt ist; und
  • 14 einen rot-grün-blau-Raruschabtaster zeigt, wobei die Auswirkung des Vergrößerns des Rauschens in den roten, grünen und blauen Farbkanälen für die erste, zweite und dritte Reihe gezeigt ist.
  • Es sei ein Paar aus zwei Reihen einer OLED-Anzeige mit passiver Matrix mit einer ersten Reihe A und einer zweiten Reihe B betrachtet. In einem konventionellen Ansteuerschema für passive Matrixen würden die Reihen so angesteuert, wie dies in Tabelle 1 gezeigt ist, wobei jede Reihe im vollständig eingeschalteten Zustand (1.0) oder einen vollständig ausgeschalteten Zustand (0.0) ist.
    A B
    an (1.0) aus (0.0)
    aus (0.0) an (1.0)
  • Es sei nun das Verhältnis A/(A + B) betrachtet; in dem Beispiel aus Tabelle 1 ist dieses entweder Null oder eins. Aber vorausgesetzt, dass ein Pixel in der gleichen Spalte in den beiden Reihen nicht vollständig eingeschaltet ist, kann dieses Verhältnis verkleinert werden, wobei dennoch die gewünschte Pixelleuchtstärke bereitgestellt wird. Auf diese Weise kann der Spitzenansteuerpegel reduziert werden und die Pixellebensdauer kann vergrößert werden.
  • Bei der Abtastung der ersten Leitung können die Leuchtstärken sein: Erste Periode
    0.0 0.361 0.650 0.954 0.0
    0.0 0.015 0.027 0.039 0.0
    Zweite Periode
    0.02 0.139 0.050 0.046 0.0
    0.7 0.485 0.173 0.161 0.0
  • Man sieht, dass:
    • 1. Verhältnisse zwischen den beiden Reihen in einer einzelnen Abtastperiode (0.96 für die erste Abtastperiode 0.222 für die zweite) gleich sind.
    • 2. Leuchtstärken zwischen den beiden Reihen sich zu den erforderlichen Werten addieren.
    • 3. Die maximalen Leuchtstärken gleich oder kleiner sind als jene in einer standardmäßigen Abtastung.
  • Das Beispiel oben zeigt die Technik in dem einfachen Falle mit zwei Leitungen. Wenn die Verhältnisse der Leuchtstärkedaten zwischen den beiden Leitungen ähnlich sind, ergibt sich ein größerer Vorteil. Abhängig von der Art der Berechnungen an den Bilddaten können Leuchtstärken durchschnittlich um 30% oder mehr reduziert werden, was einen deutlichen Vorteil im Hinblick auf die Pixellebensdauer bringt. Das Erweitern der Technik zur Berücksichtigung mehrerer Spalten gleichzeitig kann einen noch größeren Vorteil liefern.
  • Ein Beispiel zur Mehrleiteradressierung unter Anwendung einer SVD-Bildmatrixzerlegung wird nachfolgend angegeben.
  • Wir beschreiben das Ansteuersystem als eine Matrizenmultiplikation, wobei I eine Bildmatrix (Bildpunktdatei), D das angezeigte Bild (sollte das gleiche wie I sein), R die Reihenansteuermatrix und C die Spaltenansteuermatrix ist. Die Spalten von R beschreiben das Ansteuern der Spalten in „Leitungsperioden” und die Reihen oder R repräsentieren die angesteuerten Reihen. Das System „eine Reihe pro Zeiteinheit” ist damit die Einheitsmatrix. Für eine 6×4 Anzeige im Schachbrettmuster ergibt sich:
    Figure DE112005002406B4_0002
    was das gleiche ist wie das Bild.
  • Es sei nun die Verwendung eines Zwei-Bild-Ansteuerverfahrens bzw. eines Zwei-Block-Ansteuerverfahrens betrachtet:
    Figure DE112005002406B4_0003
  • Wiederum ist dies das gleiche wie die Bildmatrix.
  • Die Ansteuermatrix kann unter Verwendung der singulären Wertezerlegung wie folgt berechnet werden (unter Anwendung der MathCad-Nomenklatur):
    X := svd(IT) (ergibt U und V)
    Y := svds(IT) (ergibt S als Vektor der Diagonalelemente)
  • Beachte, dass Y lediglich zwei Elemente aufweist, d. h. zwei Blöcke bzw. Bilder:
    Figure DE112005002406B4_0004
    U := Submatrix (X, 0.5, 0, 3) (d. h. obere 6 Reihen)
    V := Teilmatrix (X, 6, 9, 0, 3)T (d. h. die unteren 4 Reihen)
    0 1 2 3
    0 0.577 0 0.816 0
    1 0 0.577 0 0.816
    2 0.577 0 –0.408 4.57·–14
    3 0 0.577 0 –0.408
    4 0.577 0 –0.408 –4.578·10–14
    5 0 0.577 0 –0.408
    6 0.707 0 0.707 0
    7 0 0.707 0 –0.707
    8 0.707 0 –0.707 0
    9 0 0.707 0 0.707
    W := diag(Y) (d. h. das Format Y ist eine Diagonalmatrix)
    Figure DE112005002406B4_0005
  • Überprüfung von D:
    Figure DE112005002406B4_0006
    Figure DE112005002406B4_0007
    (Beachte die leeren letzten zwei Spalten)
    R := Teilmatrix (R, 0, 3, 0, 1) (Auswählen der nicht leeren Spalten)
    Figure DE112005002406B4_0008
    (Da R reduziert wurde, wird auch C auf die oberen Reihen reduziert)
    C := Teilmatrix (C, 0, 1, 0, 5)
    Figure DE112005002406B4_0009
    Figure DE112005002406B4_0010
    was das oleiche ist wie das gewünschte Bild.
  • Nun werde ein allgemeinerer Fall betrachtet, ein Bild des Buchstaben „A”:
    Figure DE112005002406B4_0011
    X := svd(IT)
    Y := svds(IT)
    (Beachte, das Y immer zwei Elemente hat, d. h. drei Rahmen- bzw. Blöcke)
    Figure DE112005002406B4_0012
    U := Teilmatrix (X, 0, 5, 0, 3)
    V := Teilmatrix (X, 6, 9, 0, 3)T
    W := diag(Y)
    D := (U·W·V)T
    Figure DE112005002406B4_0013
    (Überprüfen von D)
    Figure DE112005002406B4_0014
    (Beachte die leeren letzten Spalten)
    R := Teilmatrix (R, 0, 3, 0, 2)
    Figure DE112005002406B4_0015
    Figure DE112005002406B4_0016
    (Da R reduziert wurde, so wird auch C nur auf die oberen Reihen reduziert).
    C := Teilmatrix (C, 0, 2, 0, 5)
    Figure DE112005002406B4_0017
  • Was das gleiche ist wie das gewünschte Bild.
  • In diesem Falle sind negative Zahlen in R und C, die zum Ansteuern einer OLED-Anzeige mit passiver Matrix erwünscht sind. Bei näherer Betrachtung kann erkannt werden, dass eine positive Faktorisierung möglich ist:
    Figure DE112005002406B4_0018
    Figure DE112005002406B4_0019
  • Die nicht negative Matrixfaktorisierung (NMF) liefert ein Verfahren, um dies allgemein zu erreichen. In der nicht negativen Matrixfaktorisierung wird die Bildmatrix I faktorisiert zu: I = W·H (Gleichung 3)
  • Einige Beispiele der NMF-Verfahren sind in den folgenden Referenzen beschrieben, die alle hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen sind: P. Paatero, U. Tapper. Formulierung der kleinsten Quadrate robuster nicht negativer Faktoranalyse ist. Chemometr. Intell. Lab 37 (1997), 23–35; P. Paatero. Ein gewichteter Algorithmus mit nicht negativen kleinsten Quadraten für Dreiwege- „PARAFAC” Analyse. Chemometr. Intell. La. 38 (1997) 223–242; P. Paatero, P. K. Hopke, etc. Verstehen und Steuern der Drehungen in faktoranalytischen Modellen. Chemometr. Intell. Lab 60 (2002), 253–264; J. W. Demmel. Angewandete numerische lineare Algebra. Gesellschaft für industrielle und angewendete Mathematik, Philadelphia, 1997; S. Juntto, P. Paatero. Analyse täglicher Niederschlagsdaten durch positive Matrixfaktorisierung. Environmetrics, 5 (1994), 127–144; P. Paatero, U. Tapper. Positive Matrixfaktorisierung: ein nicht negatives Faktormodell mit optimaler Ausnutzung von Fehlerabschätzungen von Datenwerten. Envirometrics, 5 (1994), 111–126; C. L. Lawson, R. J. Hanson. Lösen von Problemen mit kleinsten Quadraten. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1994; Algorithmen für nicht negative Matrixfaktorisierung, Daniel D. Lee, H. Sebastian Seung, Seiten 556–562, Fortschritte in neuronalen Informationsverarbeitungssystemen 13, Schriften aus neuronalen Informationsverarbeitungssysternen (NIPS) 2000, Denver, CO, US. MIT-Mitteilungen 2001; und bestehende und neue Algorithmen für nicht negative Matrfxfaktorisierung von Wenguo Liu & Jianliang Yi (www.dcfl.gov/DCCI/rdwg/nmf.pdf; Quellenkodierung für die darin erläuterten Algorithmen können gefunden werden unter http.//www.cs.utexas.edu/users/liuwg/383CProject/CS_383_Project.htm).
  • Das NMF-Faktorisierungsverfahren ist diagrammhaft in 9b gezeigt.
  • Sobald das Prinzip der oben beschriebenen Schemas eingerichtet ist, können andere Verfahren vorteilhaft eingesetzt werden. Beispielsweise können doppelte Reihen aus Pixeln, die in Windows- (Handelsmarke) artigen Anwendungen nicht unüblich sind, gleichzeitig geschrieben werden, um die Anzahl der Leitungsperioden zu reduzieren, wodurch die Block- bzw. Bildperiode verkürzt wird und die Spitzenhelligkeit, die für die gleiche integrierte Helligkeit erforderlich ist, verringert wird. Sobald eine SVD-Zerlegung erhalten ist, können die unteren Reihen mit lediglich kleinen „Ansteuer”-Werten vernachlässigt werden, da diese von abnehmender Signifikanz für die Qualität des endgültigen Bildes sind. Wie zuvor beschrieben ist, wird das Mehrleiteradressierverfahren, das oben beschrieben ist, innerhalb eines einzelnen dargestellten Bildes angewendet, man erkennt jedoch, dass ein Lumineszenzprofil von einer oder mehreren Reihen über die Zeitdimension zusätzlich oder alternativ zur räumlichen Dimension aufgebaut werden kann. Dies kann erreicht werden, indem Bildkomprimierverfahren verwendet werden, in denen eine Interpolation in den Bildzwischenzeiten eingesetzt wird.
  • Ausführungsformen der obigen MLA-Verfahren sind besonders günstig in farbigen OLED-Anzeigen, wobei die Techniken vorzugsweise für Gruppen aus roten (R), grünen (G) und blauen (B) Unterpixeln sowie optional zwischen Pixelreihen eingesetzt werden. Dies liegt daran, dass Bilder dazu neigen, Blöcke aus ähnlichen Farben zu enthalten, und das eine Korrelation zwischen R, G und B Unterpixelansteuerungen häufiger ist als zwischen separaten Pixeln. Daher werden in Ausführungsformen des Schemas Reihen für die Mehrleiteradressierung in R-, G- und B-Reihen zusammengefasst, wobei drei Reihen ein vollständiges Bild zu definieren, und es wird ein Bild aufgebaut, in dem Kombinationen von R-, G und B-Reihen gleichzeitig ausgewählt werden. Wenn beispielsweise eine größere Fläche des anzuzeigenden Bildes weiß ist, kann das Bild aufgebaut werden, indem zunächst Gruppen aus R-, G- und B-Reihen zusammen ausgewählt werden, während geeignete Signale an die Spaltentreiber angelegt werden.
  • Die Anwendung des MLA-Schemas auf eine Farbanzeige besitzt einen weiteren Vorteil. In einer konventionellen farbigen OLED-Anzeige hat eine Reihe aus Pixeln das Muster „RGBRGB ...”, so dass wenn die Reihe aktiviert ist, separate Spaltentreiber gleichzeitig die R-, G- und B-Teilpixel ansteuern können, um ein vollständiges farbiges beleuchtetes Pixel bereitzustellen. Jedoch können die drei Reihen die Konfiguration „RRRR ...”, „GGGG ...”, „BBBB ...” haben, wobei eine einzelne Spalte R, G und B Teilpixel adressiert. Diese Konfiguration vereinfacht das Anwenden einer OLED-Anzeige, da eine Reihe aus beispielsweise roten Pixeln in einem einzelnen langen Graben gedruckt (Tintenstrahl) werden kann (wobei dieser von benachbarten Gräben durch den Kathodenseparator getrennt ist), anstatt das separate „Wannen bzw. Vertiefungen” erforderlich sind, um Gebiete für die drei unterschiedlichen gefärbten Materialien in jeder Reihe zu benötigen. Dies ermöglicht die Eliminierung eines Fertigungsschrittes und vergrößert auf das Pixel-Aperturverhältnis (d. h. den Prozentsatz der Anzeigefläche, der von einem aktiven Pixel eingenommen wird). Dies ist ein weiterer Aspekt, dem die Erfindung für eine Anzeige dieser Art bietet.
  • 4a zeigt eine Blockansicht einer beispielhaften Anzeige/Treiber-Hardwarekonfiguration 400 für ein derartiges Schema. Wie man erkennen kann, adressiert ein einzelner Spaltentreiber 402 Reihen mit roten 404, grünen 406 und blauen 408 Pixeln. Permutationen von roten, grünen und blauen Reihen werden unter Anwendung von Reihen-Selektoren-Multiplexern 410 oder alternativ mittels einer Stromsenke, die jede Reihe in der nachfolgend beschriebenen Weise steuert, adressiert. Aus 4a kann man erkennen, dass diese Konfiguration es ermöglicht, dass rote, grüne und blaue Teilpixel in linearen Gräben (anstatt in Wannen) bedruckt werden, wobei sie eine gemeinsame Elektrode aufweisen. Dies verringert die Komplexität der Substratstrukturierung und des Druckens und erhöht das Aperturverhältnis (und damit indirekt die Lebensdauer auf Grund der reduzierten Treiberanforderungen). Mit der physikalischen Bauteilanordnung aus 4a können eine Reihe unterschiedlicher MLA-Ansteuerschemata eingerichtet werden.
  • In einem ersten beispielhaften Ansteuerschema wird ein Bild aufgebaut, indem Gruppen aus Reihen hintereinander adressiert werden, wie nachfolgend gezeigt ist:
    • 1. weiße Komponente: R, G und B werden ausgewählt und zusammen angesteuert
    • 2. rot + blau werden miteinander angesteuert
    • 3. blau + grün werden miteinander angesteuert
    • 4. rot + grün werden miteinander angesteuert
    • 5. nur rot
    • 6. nur blau
    • 7. nur grün
  • Es werden nur die notwendigen Farbschritte ausgeführt, um das Bild aufzubauen, wobei die minimale Anzahl an Farbkombinationen verwendet werden. Die Kombinationen können optimiert werden, um die Lebensdauer zu erhöhen und/oder die Leistungsaufnahme zu reduzieren, abhängig von den Erfordernissen der Anwendung.
  • In einem alternativen Farb-MLA-Schema wird das Ansteuern der RGB-Reihen in drei Leitungsabtastperioden aufgeteilt, wobei jede Leitungsperiode in ein einzelnes Primärelement ansteuert. Die Primärelemente sind Kombinationen aus R, G und B, die so ausgewählt sind, um eine Farbpalette zu bilden, die alle gewünschten Farben entlang einer Leitung oder einer Reihe der Anzeige einschließt.
  • In einem Verfahren sind die Primärelemente R + aG + aB, G + bR + bB, B + cR + cG, wobei 1 > = a, b, c > = 0 und a, b und c als die größt möglichen Werte (a + b + c = Maximum) gewählt sind, wobei dennoch alle gewünschten Farben innerhalb ihrer Farbpalette mit eingeschlossen sind.
  • In einem weiteren Verfahren werden a, b und c in einem Schema ausgewählt, um das Gesamtleistungsverhalten der Anzeige zu optimieren. Wenn beispielsweise die blaue Lebensdauer ein begrenzender Faktor ist, werden a und b auf Kosten von c maximiert. Wenn die rote Leistungsaufnahme ein Problem ist, können b und c maximiert werden. Dies liegt darin, dass die gesamte ausgesandte Helligkeit gleich einem festgelegten Wert sein soll. Es sei ein Beispiel betrachtet, wobei b = c = 0 ist. In diesem Falle muss die rote Helligkeit vollständig in der ersten Abtastperiode erreicht werden. Wenn jedoch b, c > 0, dann wird die rote Helligkeit allmählich über mehrere Abtastperioden hinweg aufgebaut, wodurch die Spitzenhelligkeit verringert und damit die Lebensdauer und die Effizienz des roten Teilpixels vergrößert wird.
  • In einer weiteren Variante kann die Länge der einzelnen Abtastperioden eingestellt werden, um die Lebensdauer oder die Leistungsaufnahme zu optimieren (beispielsweise um eine größere Abtastzeit zu bieten).
  • In einer weiteren Variante werden die Primärelemente willkürlich ausgewählt, aber diese definieren die minimale mögliche Farbpalette, die dennoch alle Farben auf einer Leitung der Anzeige enthalten. Beispielsweise in einem extremen Falle, wenn es nur Schattierungen aus Grüntönen in einer reproduzierbaren Farbpalette gibt.
  • 4b zeigt ein zweites Beispiel einer Anzeigetreiberhardware 450, in der gleiche Elemente durch die gleichen Bezugszeichen wie in 4a belegt sind. In 4b enthält die Anzeige zusätzliche Reihen aus weißen (W) Pixeln 412, die ebenso verwendet werden, um ein Farbbild aufzubauen, wenn diese in Kombination mit den drei Primärelementen angesteuert werden.
  • Der Einfluss von weißen Unterpixeln reduziert allgemein gesagt die Anforderungen an die blauen Pixeln, wodurch die Anzeigelebensdauer erhöht wird; alternativ kann abhängig von dem Ansteuerschema die Leistungsaufnahme der Anzeige für eine gegebene Farbe verringert werden. In andere Farben als weiß, beispielsweise Magenta, Zyan und/oder gelb strahlende Teilpixel können beispielsweise integriert werden, um die Farbpalette zu vergrößern. Die unterschiedlichen farbigen Teilpixel müssen nicht die gleiche Fläche einnehmen.
  • Wie in 4b gezeigt ist, enthält jede Reihe Teilpixel einer einzelnen Farbe, wie dies mit Bezug zu 4a beschrieben ist, aber man erkennt, dass eine konventionelle Pixelanordnung ebenso eingesetzt werden kann, wobei aufeinanderfolgende R, G, B und W-Pixel entlang jeder Reihe vorgesehen sind. In diesem Falle werden die Spalten durch vier unterschiedliche Spaltentreiber angesteuert, wobei einer für jeweils die vier Farben vorgesehen ist.
  • Zu beachten ist, dass die zuvor beschriebenen Mehrleiteradressierschemata in Verbindung mit der Anzeige/Treiberanordnung aus 4b eingesetzt werden kann, wobei Kombinationen aus R, G, B und W-Reihen in unterschiedlichen Permutationen und/oder mit unterschiedlichen Ansteuerverhältnissen adressiert werden, wobei Reihenmultiplexer (wie dargestellt) oder eine Stromsenke für jede Leitung verwendet werden. Wie oben beschrieben ist, wird ein Bild aufgebaut, indem unterschiedliche Kombinationen aus Reihen nacheinander angesteuert werden.
  • Wie zuvor erwähnt ist und wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist, wird in einigen bevorzugten Ansteuerverfahren ein variabler Strom zum Ansteuern der OLED-Anzeigepixel verwendet. Es kann jedoch ein einfacheres Ansteuerverfahren, in welchem ein Bedarf für Reihenstromspiegel besteht, eingesetzt werden, wobei eine oder mehrere Reihenselektoren/Multiplexer verwendet werden, um Reihen der Anzeige einzeln und in Kombination entsprechend mit dem ersten beispielhaften Farbanzeigeansteuerschema, das oben angegeben ist, auszuwählen.
  • 4c zeigt schematisch den Zeitablauf der Reihenauswahl in einem derartigen Schema. In einer ersten Periode 460 werden weiße, rote, grüne und blaue Reihen ausgewählt und miteinander angesteuert; in einer zweiten Periode 470 wird lediglich weiß angesteuert, und in einer dritten Periode 480 wird lediglich rot angesteuert, wobei dies entsprechend einem Ansteuerzeitablauf mit Pulsbreitenmodulation erfolgt.
  • Es sei auf 5a verwiesen, in der eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines OLED-Treibers für passive Matrix 500 gezeigt ist, wobei ein MLA-Adressierschema, wie es zuvor beschrieben ist, eingerichtet ist.
  • In 5a besitzt eine OLED-Anzeige mit passiver Matrix ähnlich zu jener, wie sie mit Bezug zu 3 beschrieben ist, Reihenelektroden 306, die von Reihentreiberschaltungen 512 angesteuert werden, und Spaltenelektroden 310, die von Spaltentreibern 510 angesteuert werden. Details dieser Reihen- und Spaltentreiber sind in 5b gezeigt. Die Spaltentreiber 510 besitzen einen Spaltendateneingang 509, zum Einstellen des Treiberstromes zu einer oder mehreren der Spaltenelektroden; in ähnlicher Weise besitzen die Reihentreiber 512 einen Reihendateneingang 511 zum Einstellen des Stromtreiberverhältnisses für zwei oder mehrere Reihen. Vorzugsweise sind die Eingänge 509 und 511 zur besseren Verbindung digitale Eingänge; vorzugsweise legt der Spaltendateneingang 509 die Ansteuerströme für alle m-Spalten der Anzeige 302 fest.
  • Die Daten zum Anzeigen werden auf einem Daten- und Steuerbus 502 bereitgestellt, der entweder ein serieller oder paralleler Bus sein kann. Der Bus 502 stellt einen Eingang für einen Block- bzw. Bildzeiger 503 bereit, der die Lumineszenzdaten für jedes Pixel der Anzeige enthält oder in einer Farbanzeige für Lumineszenz bzw. Leuchtstärkeinformation für jedes Teilpixel enthält (die als separate RGB-Farbsignale oder als Leuchtstärke- und Farbstärkesignale oder in einer anderen Art kodiert sind). Die in dem Bildspeicher 503 gespeicherten Daten bestimmen eine gewünschte in Erscheinung tretende Helligkeit für jedes Pixel (oder Teilpixel) für die Anzeige und diese Information kann mittels eines zweiten Lesebusses 505 von einem Anzeigesteuerprozessor 506 ausgelesen werden (in Ausführungsformen kann der Bus 505 weggelassen werden und stattdessen der Bus 502 verwendet werden). Der Anzeigeansteuerprozessor 506 kann vollständig in Hardware eingerichtet werden oder kann in Software eingerichtet werden, wobei beispielsweise ein digitaler Signalverarbeitungskern verwendet wird, oder dieser kann in Kombination von Software und Hardware eingerichtet werden, wobei beispielsweise eine spezielle Hardware verwendet wird, um die Matrixoperationen zu beschleunigen. Jedoch wird im Allgemeinen der Anzeigeansteuerprozessor 506 zumindest teilweise mittels einer gespeicherten Programmkodierung oder einer Mikrokodierung, die in einem Programmspeicher 507 abgelegt sind, wobei die Abarbeitung unter Steuerung eines Taktes 508 und in Verbindung mit einem Arbeitsspeicher 504 erfolgt. Eine Kodierung in dem Programmspeicher 507 kann auf einem Datenträger oder einem entfernbaren Speicher 507a bereitgestellt werden.
  • Die Kodierung in dem Programmspeicher 507 ist ausgebildet, eines oder mehrere der oben beschriebenen Mehrleiteradressierverfahren unter Anwendung konventioneller Programmiertechniken einzurichten. In einigen Ausführungsformen können diese Verfahren eingerichtet werden, indem ein standardmäßiger digitaler Signalprozessor und eine Kodierung verwendet wird, die in einer beliebigen konventionellen Programmiersprache gehalten ist. In einem derartigen Falle kann eine konventionelle Bibliothek an DSP-Routinen eingesetzt werden, um beispielsweise eine Einzelwertzerlegung einzurichten, oder es kann eine spezielle Kodierung für diesen Zweck geschrieben werden, oder es können andere Ausführungsformen, in denen SVD nicht eingesetzt ist, eingerichtet werden, etwa Techniken, wie sie zuvor mit Bezug zum Ansteuern von Farbanzeigen beschrieben sind.
  • Es sei nun auf 5b verwiesen, in der Details der Spaltentreiber 510 und Reihentreiber 512 aus 5a gezeigt sind. Die Spaltentreiberschaltung 510 enthält mehrere steuerbare Referenzstromquellen 516, wobei eine für jede Spaltenleitung vorgesehen ist, und wobei jede durch einen entsprechenden Digital-Analog-Wandler 514 gesteuert ist. Details beispielhafter Ausführungsformen davon sind in 5c gezeigt, wobei man erkennen kann, dass eine steuerbare Stromquelle 516 ein Paar aus Transistoren 522, 524 enthält, die mit einer Versorgungsleitung 518 in einer Stromspiegelkonfiguration verbunden sind. Da in diesem Beispiel die Spaltentreiber Stromquellen enthalten, sind diese PNP-Bipolartransistoren, die mit einer positiven Versorgungsleitung verbunden sind; um eine Stromsenke bereitzustellen, sind NPN-Transistoren eingesetzt, die mit Masse verbunden sind; in anderen Anordnungen können MOS-Transistoren verwendet werden. Die Digital-Analog-Wandler 514 enthalten jeweils mehrere (in diesem Beispiel 3) FET-Schalter 528, 530, 532, wovon jeder mit einer entsprechenden Versorgungsleitung 534, 536, 538 verbunden ist. Die Gate-Verbindungen 529, 531, 533 liefern einen digitalen Eingang, der die entsprechende Leistungsversorgung einem entsprechenden Stromeinstellwiderstand 540, 542, 544 zuordnet, wobei jeder Widerstand mit einem Stromeingang 526 eines Stromspiegels 516 verbunden ist. Die Versorgungen besitzen Spannungen, die in Potenzen von zwei eingestellt sind, d. h. jede Spannung ist das doppelte der nächst kleineren Versorgungsspannung weniger einem Vgs Spannungsabfall, so dass ein digitaler Wert an den FET-Gate-Verbindungen in einen entsprechenden Strom auf einer Leitung 526 umgewandelt wird; alternativ können die Versorgungsleitungen die gleiche Spannung aufweisen und die Widerstände 540, 542, 544 können skaliert werden. 5c zeigt auch eine alternative D/A-gesteuerte Stromquelle/Senke 546; in dieser Anordnung, in der mehrere Transistoren gezeigt sind, kann auch ein einzelner geeignet dimensionierter größerer Transistor eingesetzt werden.
  • Die Reihentreiber 512 enthalten auch zwei (oder mehr) digital steuerbare Stromquellen 515, 517, und diese können unter Anwendung ähnlicher Anordnungen eingerichtet werden, wie sie in 5c gezeigt sind, wobei eine Stromsenke anstatt Stromquellenspiegeln verwendet wird. Auf diese Weise können steuerbare Stromsenken 517 programmiert werden, um Ströme in einem gewünschten Verhältnis oder Verhältnissen entsprechend einem Verhältnis (oder Verhältnissen) der Reihenansteuerpegel aufzunehmen. Die steuerbaren Stromsenken 517 sind daher mit einem Verhältnissteuerungs-Stromspiegel 550 verbunden, der einen Eingang 552 zum Empfangen eines ersten referenzierten Stromes aufweist und einen oder mehrerer Ausgänge 554 zum Empfangen (Abführen) eines oder mehrerer (negativer) Ausgangsströme aufweist, wobei das Verhältnis eines Ausgangsstromes zum Eingangsstrom bestimmt ist durch ein Verhältnis von Steuereingangssignalen, die durch steuerbare Stromgeneratoren 517 entsprechend den Reihendaten auf der Leitung 509 definiert sind. Es sind zwei Reihenelektrodenmultiplexer 556a, b in 5b vorgesehen, um eine Auswahl einer einzelnen Reihenelektrode zu ermöglichen, um damit einen Referenzstrom bereitzustellen, und es ist eine weitere Reihenelektrode vorgesehen, um einen „Ausgangsstrom” bereitzustellen; optional können weitere Selektoren, Multiplexer 556b und Spiegelausgänge bei 550 vorgesehen sein. Wie gezeigt, ermöglicht es der Reihentreiber 512, dass zwei Reihen für das gleichzeitige Ansteuern aus einem Block aus vier Reihenelektroden ausgewählt werden, jedoch können in der Praxis auch andere Auswahlanordnungen eingesetzt werden – beispielsweise in einer Ausführungsform während zwölf Reihen (eine Referenzreihe und sieben Spiegel) aus 64 Reihenelektroden durch zwölft 64-Wege-Multiplexer ausgewählt. In einer weiteren Anordnung können die 64 Reihen in mehrere Blöcke unterteilt werden, die jeweils einen zugeordneten Reihentreiber besitzen, der in der Lage ist, mehrere Reihen für das gleichzeitige Ansteuern auszuwählen.
  • 5d zeigt Details einer Implementierung eines programmierbaren Verhältnissteuer-Stromspiegels 550 aus 5b. In dieser beispielhaften Ausführungsform wird ein bipolarer Stromspiegel mit einem sogenannten „Beta-Verstärker” (Q5) verwendet, wobei der Fachmann erkennt, dass viele andere Arten an Stromspiegelschaltungen ebenso eingesetzt werden können. In der Schaltung aus 5d ist V1 eine Versorgungsspannung mit typischerweise ungefähr 3 Volt, I1 und I2 definieren das Verhältnis von Strömen zu den Kollektoren Q1 und Q2. Die Ströme in den beiden Leitungen 552, 554 liegen im Verhältnis I1 zu I2 vor und somit wird ein gegebener Gesamtspaltenstrom auf die beiden ausgewählten Reihen in diesem Verhältnis aufgeteilt. Der Fachmann erkennt, dass diese Schaltung auf eine beliebige Anzahl gespiegelter Reihen erweitert werden kann, indem eine wiederholte Implementierung der Schaltung in der gestrichelten Leitung 558 wiederholt wird.
  • 5e zeigt eine alternative Ausführungsform eines programmierbaren Stromspiegels für den Reihentreiber 512 aus 5b. In dieser alternativen Ausführungsform ist jede Reihe mit einer Schaltung versehen, die jener entspricht, die innerhalb der gestrichelten Linie 558 aus 5d liegt, d. h., es ist eine Stromspiegelausgangsstufe vorgesehen, und anschließend verbindet einer oder mehrere Reihenselektoren ausgewählte Stromspiegelausgangsstufen mit einer oder mehreren entsprechenden programmierbaren Referenzstromversorgungen (Quelle oder Senke). Ein weiterer Selektor wählt eine Reihe aus, die als ein Referenzeingang für den Stromspiegel zu verwenden ist.
  • In Ausführungsformen der zuvor beschriebenen Reihentreiber wird ggf. eine Reihenauswahl nicht verwendet, da ein separater Stromspiegelausgang für jede Reihe der vollständigen Anzeige oder für jede Reihe des Blockes von Reihen der Anzeige vorgesehen ist. Wenn eine Reihenauswahl umgesetzt wird, können die Reihen in Blöcke gruppiert werden – beispielsweise wenn ein Stromspiegel mit drei Ausgängen mit einer selektiven Verbindung zu etwa einer Gruppe aus 12 Reihen verwendet wird, werden Sätze aus drei aufeinanderfolgenden Reihen ausgewählt, um eine Drei-Leiter-MLA für die 12 Reihen bereitzustellen. Alternativ können Reihen gruppiert werden, wobei zuvor bekanntes Wissen verwendet wird, das mit dem anzuzeigenden Bild verknüpft ist, wenn beispielsweise bekannt ist, dass ein spezieller Unterabschnitt des Bildes von der MLA auf Grund der Natur der angezeigten Daten profitieren würde (signifikante Korrelation zwischen Reihen).
  • 5f und 5g zeigen Stromspiegelkonfigurationen gemäß dem Stand der Technik, wobei eine Massereferenz und eine positive Versorgungsreferenz dargestellt sind, wobei die Richtung der Eingangs- und Ausgangsströme gezeigt ist. Man kann erkennen, dass diese Ströme jeweils die gleiche Richtung aufweisen, aber dass diese positiv oder negativ sein können.
  • 6 zeigt eine Anordnung eines integrierten Schaltungschips 600, wobei die Reihentreiber 512 und der Anzeigeansteuerprozessor 506 aus 5a kombiniert sind. Der Chip besitzt die Form eines länglichen Rechtecks mit beispielsweise den Abmessungen von 20 mm × 1 mm, wobei ein erstes Gebiet 602 für eine lange Leitung einer Treiberschaltung wiederholte Ausführungen von im Wesentlichen der gleichen Menge an Bauelementen aufweist, und wobei ein benachbartes Gebiet 604 vorgesehen ist und zum Einrichten der MLA-Anzeigeverarbeitungsschaltung verwendet wird. Das Gebiet 604 wäre ansonsten ungenutzter Platz, da es eine minimale physikalische Breite gibt, auf die ein Chip zurechtgeschnitten werden kann.
  • Die zuvor beschriebenen MLA-Anzeigentreiber verwenden eine variable Stromansteuerung, um die OLED-Luminanz bzw. Leuchtstärke zu steuern, wobei der Fachmann erkennt, dass andere Mittel zum Variieren des Ansteuerns eines OLED-Pixel insbesondere PWM zusätzlich oder alternativ eingesetzt werden können.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Pulsbreitenmodulationsansteuerschemas für die Mehrleiteradressierung. In 7 sind die Spaltenelektroden 700 mit einer pulsbreitenmodulierten Steuerung gleichzeitig mit zwei oder mehr Reihenelektroden 702 beaufschlagt, um die gewünschten Leuchtmuster zu erhalten. In dem Beispiel aus 7 kann der dargestellte Wert Null geringfügig bis zu 0,5 variiert werden, indem graduell der zweite Reihenpuls auf eine spätere Zeit verschoben wird. Im Allgemeinen kann eine variable Ansteuerung an das Pixel angelegt werden, indem der Betrag der Überlappung der Reihen- bzw. Spaltenpulse gesteuert wird.
  • Es werden nun einige bevorzugte MLA-Verfahren unter Anwendung der Matrixfaktorisierung detaillierter beschrieben.
  • 8a zeigt eine Reihenmatrix R, eine Spaltenmatrix C und eine Bildmatrix I für ein konventionelles Ansteuerschema, wobei eine einzelne Bereiche pro Zeiteinheit angesteuert wird. 8b zeigt Reihen-, Spalten- und Bildmatrizen für ein Mehrleiteradressierschema. 8c und 8d zeigen für ein typisches Pixel des dargestellten Bildes die Helligkeit des Pixels oder äquivalent dazu den Ansteuerstrom des Pixels, über eine Bildperiode, wobei die Verringerung des maximalen Pixelstromes gezeigt ist, die durch die Mehrleiteradressierung erreicht wird.
  • 9a zeigt diagrammhaft eine singuläre Wertezerlegung (SVD) einer Bildmatrix I gemäß der Gleichung 2 wie folgt:
    Figure DE112005002406B4_0020
  • Diese Anzeige kann durch eine Kombination von U, S und V angesteuert werden, beispielsweise durch Ansteuern der Reihen mit US und der Spalte mit V oder durch Ansteuern der Reihen mit U√S und der Spalten mit U√SV , wobei auch andere entsprechende Verfahren, etwa die QR-Zerlegung und die LU-Zerlegung angewendet werden können. Geeignete numerische Verfahren sind beispielsweise beschrieben in: „Numerische Rezepte in C: Die Kunst der wissenschaftlichen Berechnung”, Cambridge University Press 1992; viele Bibliotheken an Programmcodierungsmodulen enthalten ebenfalls geeignete Routinen.
  • 10 zeigt Reihen- und Spaltentreiber ähnlich zu jenen, wie sie mit Bezug zu den 5b und 5e beschrieben sind, die zum Ansteuern einer Anzeige mit einer faktorisierten Bildmatrix geeignet sind. Die Spaltentreiber 1000 umfassen einen Satz aus einstellbaren im Wesentlichen Konstantstromquellen 1002, die zusammengefasst sind und mit einem variablen Referenzstrom I zum Einstellen des Stromes in jeder der Spaltenelektroden beaufschlagt werden. Dieser Referenzstrom ist pulsbreitenmoduliert entsprechend einem Differenzwert für jede Spalte, der aus einer Reihe einer Faktormatrix, etwa einer Reihe pi der Matrix H aus 9b, abgeleitet ist. Der Reihentreiber 1010 umfasst einen programmierbaren Stromspiegel 1012 ähnlich zu jenem, wie er in 5b gezeigt ist, jedoch vorzugsweise mit einem einzelnen Ausgang für jede Reihe der Anzeige oder für jede Reihe eines Blockes gleichzeitig angesteuerter Reihen. Die Reihenansteuersignale werden aus einer Spalte einer Faktormatrix, etwa der Spalte pi der Matrix W aus 9b hergeleitet.
  • 11 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Anzeigen eines Bildes unter Anwendung der Matrixfaktorisierung, etwa NMF, das in einer Programmkodierung eingerichtet sein kann, die in dem Programmspeicher 507 des Anzeigeansteuerprozesses 506 aus 5a gespeichert ist.
  • In 11 liest das Verfahren zunächst die Blockbildmatrix I (Schritt S1100) und faktorisiert anschließend diese Bildmatrix in Faktormatrizen W und H unter Anwendung von NMF, oder in andere Faktormatrizen, beispielsweise U, S und V, wenn ein SVD-Verfahren angewendet wird (Schritt S1102). Diese Faktorisierung kann während der Darstellung eines früheren Bildblocks berechnet werden. Das Verfahren steuert dann die Anzeige mit p Teilblöcken im Schritt 1104. Schritt 1106 zeigt das Verfahren zum Ansteuern der Teilblöcke.
  • Das Teilblockverfahren setzt die W-Spalte pi → R, um einen Reihenvektor R zu bilden. Dieser ist automatisch auf 1 normiert auf Grund der Reihentreiberanordnung aus 10 und es wird daher ein Skalierungsfaktor x, R ← xR durch Normieren durch R so hergeleitet, dass die Summe der Elemente gleich 1 ist. Gleiches gilt für H, die Reihe wird gesetzt pi → C, um einen Spaltenvektor C zu bilden. Dieser ist so skaliert, dass der maximale Wert eines Elements 1, wodurch sich ein Skalierungsfaktor C ← yC. Der Blockskalierungsfaktor f = p / m wird dann bestimmt und der Differenzstrom ist durch
    Figure DE112005002406B4_0021
    festgelegt, wobei I0 dem Strom entspricht, der für die volle Helligkeit in einem konventionell abtastenden System „mit einer Leitung pro Zeiteinheit” erforderlich ist, wobei x und y Faktoren sind, die Skalierungswirkung kompensieren, die durch die Ansteueranordnung eingeführt werden (wobei einer oder beide dieser Werte weggelassen werden können, wenn andere Ansteueranordnungen verwendet werden).
  • Danach steuern im Schritt S1108 die in 10 gezeigten Anzeigetreiber die Spalten der Anzeige mit C und die Reihen der Anzeige mit R für 1/p der gesamten Bildperiode. Dies wird für jeden Teilblock wiederholt, und die Teilblockdaten für das nächste Bild werden dann ausgegeben.
  • 12 zeigt ein Beispiel eines Bildes, das gemäß einer Ausführungsform des zuvor beschriebenen Verfahrens aufgebaut ist; das Format entspricht jenem aus 9b. Das Bild in 12 ist durch eine 50×50 Bildmatrix definiert, die in diesem Beispiel unter Anwendung von 15 Teilblöcken bzw. Teilbildern (p = 15) dargestellt wird. Die Anzahl an Teilblöcken kann im Voraus festgelegt werden oder kann entsprechend der Art des angezeigten Bildes variiert werden.
  • In einigen bevorzugten Ausführungsformen der zuvor beschriebenen Systeme und Verfahren und insbesondere in Ansteuerschemata der Vollfarben-MLA mit passiver Matrix sind die Schemata so konfiguriert, dass ein geringes Graupegelrauschen in dem grünen Kanal auf Kosten des roten und des blauen Kanals verbleibt. Diese Technik ist insbesondere auf MLA anwendbar, wobei die zuvor genannten NMF- und SVD-Faktorisierungsprozeduren verwendet werden.
  • In einer Lösung des MLA werden die Mehrleiteradressierten Teilblöcke hergeleitet, indem alle drei Hauptkanäle gleich behandelt werden. Jedoch erkennt das Auge Unterschiede im grünen Bereich wesentlich deutlicher als im roten Bereich, einen Unterschied in beiden von diesen Bereichen deutlicher als im blauen Bereich, so dass die insgesamt wahrgenommene Bildqualität verbessert werden kann, wenn die Graupegelfehler in dem grünen Kanal ein größeres Gewicht erhalten als jene in dem roten oder dem blauen Kanal entsprechend der Augenempfindlichkeit für die jeweiligen Farben. In Ausführungsformen ergibt dies eine verbesserte Bildqualität für die gleiche Teilbildkomprimierung, oder es ergibt sich eine verbesserte Teilbildkomprimierung (und damit eine bessere Lebensdauer) bei der gleichen Bildqualität.
  • 13a bis d helfen dabei, diese Wirkung darzustellen. 13a zeigt ein ursprüngliches Bild, 13b das Bild mit 50% Rauschen in dem roten Kanal, 13c das Bild mit 50% Rauschen in dem grünen Kanal und 13d das Bild mit 50% Rauschen in dem blauen Kanal. Man erkennt, dass das Rauschen im grünen Kanal eine viel größere Auswirkung auf die Bildqualität hat als ein Rauschen in dem blauen oder dem roten Kanal. In allen Fällen wurde 50% Durchschnittsrauschen (d. h., bis zu 50% Fehler im Graupegel, der gleichmäßig über das Bild verteilt ist) auf den einzelnen Farbkanal angewendet.
  • Ein weiteres Beispiel des Effekts ist in 14 gezeigt. Hier ist ein RBG-Rauschabtaster gezeigt, wobei die erste Reihe die Wirkung des Vergrößerns des Rauschens in einem roten Kanal, die zweite Reihe das Vergrößern des Rauschens in dem grünen Kanal und die dritte Reihe das Erhöhen des Rauschens in dem blauen Kanal zeigt. Die Rauschpegel in 14 sind von links nach rechts 0%, 10%, 20%, 30%, 40%. Somit ergibt eine Modifizierung der zuvor beschriebenen MLA-Algorithmen so, dass vorzugsweise ein geringer Rauschpegel im grünen Kanal im Vergleich zu dem roten und blauen Kanal erreicht wird, eine verbesserte Bildqualität.
  • Wie dies einzurichten ist, hängt von der Übertragungsfunktion ab, die in einem MLA-Algorithmus zum Ermitteln der optimierten Lösung verwendet wird. Beispielsweise wird im Falle der Minimierung des euklidischen Abstandes in jeder Iteration versucht, die Absolutdifferenz zwischen dem Sollbild und der aktuellen MLA-Lösung zu minimieren.
  • Für einen Fall, in welchem die roten, grünen und blauen Pixel stets zusammen mit zugeordneten Leitungen angesteuert werden, d. h. in einer typischen Anzeige, in der RGB-Unterpixel entlang den Spaltenstreifen ausgerichtet sind, wird ein einzelnes Spaltensignal stets nur eine einzelne Unterpixelfarbe ansteuern. In diesem Falle besteht eine einfachere Implementierung des Konzepts darin, die Sollpixelgraustufen (d. h. die Farbleuchtstärke) durch die relativen Unterpixel Luminanzwerte zu skalieren, d. h. ein entsprechendes erstes, zweites und drittes Gewicht für rot, grün bzw. blau. Beispielsweise kann für PAL-Primärfarben das Grünsignal mit 0,6, das Rotsignal mit 0,3 und das Blausignal mit 0,1 multipliziert werden. Das Verfahren kann dann beispielsweise einen MLA-Algorithmus mit Minimierung des euklidischen Abstands für dieses modifizierte Bild anwenden (eine Reihe von Beispielen sind in der UK-Patentanmeldung 0428191.1 und in davon abgeleiteten Anmeldungen beschrieben, deren Gegenstand hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist). Sobald eine Lösung erhalten wird, können dann die RGB-Spaltendaten durch die inversen der Multiplikationsfaktoren geteilt werden, die zuvor angewendet werden (d. h. 1/0,6 für grün, 1/0.3 für rot und 1/0.1 für blau, bevor diese Ansteuerpegel den Spaltentreibern zugeführt werden.
  • Die diversen zuvor beschriebenen Bildmanipulationsberechnungen, die durchzuführen sind, sind in ihrer allgemeinen Natur nicht unähnlich zu Operationen, die von Konsumelektronikbildverarbeitungsgeräten ausgeführt werden, etwa von Digitalkameras, und daher können Ausführungsformen des Verfahrens effizient in derartigen Geräten eingerichtet werden.
  • In anderen Ausführungsformen kann das Verfahren auf entsprechenden integrierten Schaltungskomponenten eingerichtet werden, oder mittels eines Gatearrays, oder in Software auf einem digitalen Signalprozessor (DSP), oder in einer beliebigen Kombination dieser Komponenten.
  • Wie zuvor erwähnt ist, sind Ausführungsformen der oben beschriebenen Verfahren auf sowohl emittierende Anzeigen, etwa LED-basierte Anzeigen, sowie auch auf nicht emittierende Anzeigen, etwa LCD-basierte Anzeigen anwendbar.
  • Insbesondere im Zusammenhang mit LED-basierten Anzeigen besitzen die beschriebenen TMA-Schemata eine pulsbreitenmodulierte Spaltenansteuerung (Zeitsteuerung) auf einer einzelnen Achse und ein Stromteilungsverhältnis (Stromsteuerung) auf der anderen Achse. Für anorganische LED ist die Spannung proportional zum Logarithmus des Stroms, so dass eine Multiplikation der Spannungen durch die Summe der logarithmischen Ströme gegeben ist), jedoch besteht für OLED's eine quadratische Strom-Spannungs-Abhängigkeit. Wenn folglich die zuvor beschriebenen Verfahren verwendet werden, um OLED's anzusteuern, ist es wichtig, dass PWM angewendet wird. Dies liegt daran, dass selbst wenn die Stromsteuerung angewendet wird, die Eigenschaft besteht, dass die Spannung über einem Pixel definiert wird, die für einen gegebenen Strom erforderlich ist, und bei einer reinen Stromsteuerung ist dies nicht notwendigerweise die korrekte Spannung für jedes Pixel eines Teilbildes. Die beschriebenen TMA-Schemata arbeiten nichtsdestoweniger korrekt bei OLED's, da Reihen angesteuert werden, um damit den gewünschten Strom zu erhalten, und die Spalten werden mit einer PWM-Zeit angesteuert, wobei die Spaltenansteuerung und die Reihenansteuerung effizient entkoppelt werden, so dass auch die Spannungs- und Stromvariablen durch Vorsehen bei separater Steuerungsvariablen entkoppelt werden.
  • Es sei nun wieder auf die NMF-Faktorisierung einer Bildmatrix verwiesen. Einige besonders vorteilhafte schnelle NMF-Matrixfaktorisierungsverfahren sind in der anhängigen Anmeldung mit der Anmeldenummer 0428191.1 beschrieben, die am 23. Dezember 2004 eingereicht wird und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit mit eingeschlossen ist.
  • Einige weitere Optimierungen sind wie folgt:
    Da der Strom für die Reihen aufgeteilt wird, wird, wenn der Strom in einer Reihe ansteigt, der Strom in den restlichen Reihen geringer, so dass vorzugsweise (obwohl dies nicht essentiell ist) der Differenzstrom und die Teilblockzeit so skaliert sind, um dies zu kompensieren. Beispielsweise können die Teilblockzeiten mit dem Ziel eingestellt werden, dass die maximale Pixelhelligkeit in jedem Teilblock bzw. in jedem Teilbild gleich ist (wodurch der auch Fall der Alterung für die maximale Helligkeit entschärft wird). In der Praxis ist dies durch die kürzestes wählbare Teilblockzeit sowie durch den maximalen Spaltenansteuerstrom begrenzt, aber da die Einstellung lediglich eine Optimierung zweiter Ordnung ist, ist dies kein Problem.
  • Spätere Teilbilder wenden progressiv kleinere Korrekturen an und somit sind diese tendenziell dunkler, wohingegen die früheren Teilbilder tendenziell heller sind. Bei der PWM-Ansteuerung kann man, anstatt dass immer der Beginn des PWM-Zyklus, an einer „ein” Phase des Zyklus ist, der Spitzenstrom durch zufälliges leichtes Verschieben bei Beginn des PWM-Zyklus reduziert werden. In einer naheliegenden praktischen Implementierung kann ein ähnlicher Vorteil mit geringerem Aufwand erreicht werden, durch Beginnen des Streuerns des Ein-„Bereichs” für die Hälfte der PWM-Zyklen am Ende der verfügbaren Periode, wenn die Auszeit weniger als 50% ist. Damit kann potentiell der Spitzensteuerreihenstrom um 50% verringert werden.
  • Bei Reihen, die rote (R), grüne (G) und blaue (B) Unter-Pixel enthalten (d. h. ein RGB, RGB, RGB-Reihenmuster) kann eine gegebene Spannung, die an eine Reihe angelegt wird, unter Umständen nicht die genau gewünschten Ansteuerströme für jedes unterschiedlich farbige OLED-(Unter-)Pixel erreichen, da jedes (Unter-)Pixel unterschiedliche Eigenschaften aufweist. Es ist daher vorteilhaft, eine OLED-Anzeige mit separat ansteuerbaren Reihen aus roten, grünen und blauen (Unter-)Pixeln zu verwenden (d. h. Gruppen aus drei Reihen mit entsprechend RRRR ..., GGGG .... und BBB .... Muster). Die Vorteile einer derartigen Konfiguration im Hinblick auf eine einfache Herstellung wurden bereits oben angegeben.
  • Es wurden Ausführungsformen der Erfindung mit spezieller Bezugnahme auf OLED-basierte Anzeigen beschrieben. Jedoch können die hierin beschriebenen Verfahren auch auf andere Arten von emittierenden Anzeigen angewendet werden, zu denen, ohne einschränkend zu sein, gehören: Vakuumfluoreszenzanzeigen (VFD) und Plasmaanzeigepaneele (PDP) und andere Arten elektro-lumineszenter Anzeigen, etwa Dickschicht und Dünnschicht (TFEL) Elektrolumineszenzanzeigen, beispielsweise i-Fire-(RTM)Anzeigen, großflächige anorganische Anzeigen und Anzeigen mit passiver Matrix im Allgemeinen, sowie (in Ausführungsformen) LCD-Anzeigen und andere nicht-emittierende Techniken.

Claims (22)

  1. Verfahren zum Ansteuern einer organischen Lichtemissionsdioden-Anzeige, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes mittels einer Reihenelektrode und einer Spaltenelektrode adressierbar ist, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; Faktorisierung der Bildmatrix in ein Produkt aus mindestens einer ersten Faktormatrix und einer zweiten Faktormatrix, wobei die erste Faktormatrix Reihenansteuersignale für die Anzeige definiert und wobei die zweite Faktormatrix Spaltenansteuersignale für die Anzeige definiert, und wobei die Faktorisierung ein Berechnen von Werten der ersten Faktormatrix und ein Berechnen von Werten der zweiten Faktormatrix umfasst; und Ansteuern der Anzeigereihen- und Spaltenelektroden unter Anwendung der Reihen- und Spaltenansteuersignale, die entsprechend von der ersten und der zweiten Faktormatrix definiert sind, wobei das Ansteuern ein Ansteuern eines Pixels der Anzeige unter Verwendung eines Reihenansteuersignals, das durch die erste Faktormartrix definiert wird, und gleichzeitig unter Verwendung eines Spaltenansteuersignals, das durch die zweite Faktormatrix definiert wird, umfasst, wobei das Faktorisieren eine nicht-negative-Matrix-Faktorisierung (NMF) umfasst, und wobei das Ansteuern ein Ansteuern einer Mehrzahl von Reihenelektroden gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Spaltenelektroden umfasst, um dadurch ein lumineszentes Profil über eine Mehrzahl von Leitungsabtastperioden aufzubauen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ansteuern umfasst: Ansteuern mehrerer der Reihenelektroden zusammen mit mehreren der Spaltenelektroden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ansteuern umfasst: Ansteuern der Anzeige mit aufeinanderfolgenden Gruppen der Reihen- und Spaltensignale, um ein Anzeigebild aufzubauen, wobei jede Gruppe aus Signalen ein Teilbild des Anzeigebilds definiert, wobei die Teilbilder zusammen das Anzeigebild definieren.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Zahl der Teilbilder nicht größer ist als der kleinere Wert aus der Anzahl der Reihenelektroden und der Anzahl der Spaltenelektroden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Anzahl der Teilbilder kleiner ist als der kleinere Wert aus der Anzahl der Reihenelektroden und der Anzahl der Spaltenelektroden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die erste Faktormatrix eine Dimension aufweist, die durch die Anzahl der Reihenelektroden und eine Anzahl der Teilbilder bestimmt ist, und wobei die zweite Faktormatrix eine Dimension aufweist, die durch die Anzahl der Spaltenelektroden und die Anzahl der Teilbilder bestimmt ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzeige eine Mehrfarbenanzeige umfasst, wovon jedes Pixel Unterpixel mit mindestens einer grünen Farbe und einer zweiten Farbe aufweist, wobei die Bilddaten Farbdaten enthalten, die einen grünen Kanal und einen zweiten Farbkanal zum Ansteuern der grünen Unterpixel und der Unterpixel der zweiten Farbe enthalten, und wobei die Bildmatrizenfaktorisierung umfasst: Gewichten des grünen Farbkanals mit einem größeren Gewicht als den zweiten Farbkanal, so dass der grüne Kanal im Mittel genauer angezeigt wird als der zweite Farbkanal.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst: Skalieren der Farbdaten für den grünen Kanal und den Kanal der zweiten Farbe durch entsprechend ein erstes Gewicht und ein zweites Gewicht vor dem Faktorisieren, und wobei das zweite Gewicht kleiner ist als das erste Gewicht.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die zweite Farbe rot ist und wobei jedes Pixel ferner ein blaues Unterpixel umfasst; wobei die Farbdaten Daten für einen blauen Farbkanal enthalten; und wobei das Faktorisieren umfasst: Gewichten des grünen Farbkanals mit einem größeren Gewicht als den roten und den blauen Farbkanal.
  10. Verfahren zum Ansteuern einer organischen Lichtemissionsdioden-Anzeige, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes mittels einer Reihenelektrode und einer Spaltenelektrode adressierbar ist, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; Faktorisierung der Bildmatrix in ein Produkt aus mindestens einer ersten Faktormatrix und einer zweiten Faktormatrix, wobei die erste Faktormatrix Reihenansteuersignale für die Anzeige definiert und wobei die zweite Faktormatrix Spaltenansteuersignale für die Anzeige definiert, und wobei die Faktorisierung ein Berechnen von Werten der ersten Faktormatrix und ein Berechnen von Werten der zweiten Faktormatrix umfasst; und Ansteuern der Anzeigereihen- und Spaltenelektroden unter Anwendung der Reihen- und Spaltenansteuersignale, die entsprechend von der ersten und der zweiten Faktormatrix definiert sind, wobei das Ansteuern ein Ansteuern eines Pixels der Anzeige unter Verwendung eines Reihenansteuersignals, das durch die erste Faktormartrix definiert wird, und gleichzeitig unter Verwendung eines Spaltenansteuersignals, das durch die zweite Faktormatrix definiert wird, umfasst, wobei die erste und die zweite Faktormatrix so konfiguriert sind, dass eine maximale Pixelhelligkeit der Anzeige im Vergleich zu einer „Reihe für Reihe”-Ansteuerung der Anzeige unter Anwendung der Bilddaten reduziert ist, wobei das Faktorisieren eine nicht-negative-Matrix-Faktorisierung (NMF) umfasst, und wobei das Ansteuern ein Ansteuern einer Mehrzahl von Reihenelektroden gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Spaltenelektroden umfasst, um dadurch ein lumineszentes Profil über eine Mehrzahl von Leitungsabtastperioden aufzubauen.
  11. Verfahren zum Ansteuern einer organischen Lichtemissionsdioden-Anzeige, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes mittels einer Reihenelektrode und einer Spaltenelektrode adressierbar ist, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; Faktorisierung der Bildmatrix in ein Produkt aus mindestens einer ersten Faktormatrix und einer zweiten Faktormatrix, wobei die Faktorisierung ein Berechnen von Werten der ersten Faktormatrix und ein Berechnen von Werten der zweiten Faktormatrix umfasst, wobei die erste Faktormatrix Reihenansteuersignale für die Anzeige definiert und wobei die zweite Faktormatrix Spaltenansteuersignale für die Anzeige definiert, wobei die Bildmatrix eine m×n (Reihe×Spalte) Matrix I umfasst und wobei die erste und die zweite Faktormatrix entsprechend eine m×p (Reihe×Spalte) Matrix W bzw. eine p×n (Reihe×Spalte) Matrix H umfassen, wobei p kleiner oder gleich ist dem kleinsten Wert von n und m und wobei I ≈ W·H ist; und Ansteuern der Anzeigereihen- und Spaltenelektroden unter Anwendung der Reihen- und Spaltenansteuersignale, die entsprechend von der ersten und der zweiten Faktormatrix definiert sind, wobei das Ansteuern ein Ansteuern eines Pixels der Anzeige unter Verwendung eines Reihenansteuersignals, das durch die erste Faktormartrix definiert wird, und gleichzeitig unter Verwendung eines Spaltenansteuersignals, das durch die zweite Faktormatrix definiert wird, umfasst, wobei das Faktorisieren eine nicht-negative-Matrix-Faktorisierung (NMF) umfasst, und wobei das Ansteuern ein Ansteuern einer Mehrzahl von Reihenelektroden gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Spaltenelektroden umfasst, um dadurch ein lumineszentes Profil über eine Mehrzahl von Leitungsabtastperioden aufzubauen.
  12. Träger, der eine Prozessorsteuerungskodierung enthält, die, wenn sie abgearbeitet wird, das Verfahren eines der vorhergehenden Ansprüche implementiert.
  13. Treiber für eine emittierende Anzeige, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes von einer Reihenelektrode und einer Spaltenelektrode adressierbar ist, wobei der Treiber umfasst: einen Eingang zum Empfang von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; ein System zum Faktorisieren der Bildmatrix in ein Produkt aus mindestens einer ersten Faktormatrix und einer zweiten Faktormatrix, wobei die erste Faktormatrix Reihenansteuersignale für die Anzeige definiert und wobei die zweite Faktormatrix Spaltenansteuersignale für die Anzeige definiert, wobei die Faktorisierung ein Berechnen von Werten der ersten Faktormatrix und ein Berechnen von Werten der zweiten Faktormatrix umfasst; und eine Ausgabeeinrichtung, um die Reihen- und Spaltenansteuersignale, wie sie entsprechend durch die erste und die zweite Faktormatrix definiert sind, auszugeben, wobei das Ausgeben zum Ansteuern eines Pixels ein Reihenansteuersignal, das durch die erste Faktormartrix definiert wird, und gleichzeitig ein Spaltenansteuersignal, das durch die zweite Faktormatrix definiert wird, verwendet, und wobei alle Elemente der ersten Faktormartrix und der zweiten Faktormartrix gleich oder größer Null sind, und wobei, wenn die Anzeige durch die Ansteuersignale angesteuert wird, eine Mehrzahl von Reihenelektroden gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Spaltenelektroden angesteuert wird, um dadurch ein lumineszentes Profil über eine Mehrzahl von Leitungsabtastperioden aufzubauen.
  14. Verfahren zum Ansteuern einer organischen Lichtemissionsdioden-Anzeige, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes durch eine Reihenelektrode und eine Spaltenelektrode ansteuerbar ist, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; Formatieren der Bilddaten in mehrere Teilbilder, wobei jedes Teilbild Daten enthält, um mehrere der Reihenelektroden gleichzeitig mit mehreren der Spaltenelektroden anzusteuern; und Ansteuern der Reihen- und Spaltenelektroden mit den Teilbilddaten, wobei die Teilbilddaten, die die Reihen- und Spaltenelektroden ansteuern, nur positive Daten oder Null-Daten umfassen, wobei das Formatieren ein Komprimieren der Bilddaten in die mehreren Teilbilder umfasst, und wobei das Komprimieren eine nicht-negative-Matrix-Faktorisierung (NMF) umfasst, wobei die nicht-negative-Matrix-Faktorisierung (NMF) ein Faktorisieren der Bilddaten in ein Produkt aus mindestens einer ersten Faktormatrix und einer zweiten Faktormatrix umfasst, wobei die Faktorisierung ein Berechnen von Werten der ersten Faktormatrix und ein Berechnen von Werten der zweiten Faktormatrix umfasst, wobei das Ansteuern ein Ansteuern eines Pixels der Anzeige unter Verwendung eines Reihenansteuersignals, das durch die erste Faktormartrix definiert wird, und gleichzeitig unter Verwendung eines Spaltenansteuersignals, das durch die zweite Faktormatrix definiert wird, umfasst, wobei das Ansteuern ein Ansteuern einer Mehrzahl von Reihenelektroden gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Spaltenelektroden umfasst, um dadurch ein lumineszentes Profil über eine Mehrzahl von Leitungsabtastperioden aufzubauen.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Anzeige eine Mehrfarbenanzeige umfasst, wobei die Bilddaten Farbbilddaten enthalten, und wobei das Komprimieren umfasst: Komprimieren von Daten für einen grünen Farbkanal der Anzeige im geringern Umfang als Daten für einen roten und/oder einen blauen Farbkanal der Anzeige.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei das Formatieren so gestaltet ist, dass Teilbilddaten so erzeugt werden, dass Daten von mehr als einem Teilbild ermöglichen, das Pixel der Anzeige anzusteuern, wodurch mehr als ein Teilbild zu einer wahrnehmbaren Helligkeit von Pixeln der Anzeige beitragen.
  17. Verfahren zum Ansteuern einer organischen Lichtemissionsdioden-Anzeige, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes durch eine Reihenelektrode und eine Spaltenelektrode ansteuerbar ist, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren, in der Reihen und Spalten der Bildmatrix Reihen und Spalten der Bildpixel der Anzeige entsprechen; Formatieren der Bilddaten in der Bildmatrix in mehrere Teilbilder, wobei jedes Teilbild Daten enthält, um mehrere der Reihenelektroden gleichzeitig mit mehreren der Spaltenelektroden anzusteuern; und Ansteuern der Reihen- und Spaltenelektroden mit den Teilbilddaten, wobei die Teilbilddaten, die die Reihen- und Spaltenelektroden ansteuern, nur positive Daten oder Null-Daten umfassen, wobei das Formatieren ein Komprimieren der Bilddaten in die mehreren Teilbilder umfasst, und wobei das Komprimieren eine nicht-negative-Matrix-Faktorisierung (NMF) umfasst; wobei die Bilddaten eine m×n (Reihe×Spalte) Bildmatrix I enthalten, wobei m die Anzahl der Reihen und n die Anzahl der Spalten der Anzeige ist, und wobei die NMF eine erste m×p (Reihe×Spalte) Matrix W und eine zweite p×n (Reihe×Spalte) Matrix H festlegt, wobei p gleich ist dem kleinsten Wert von n und m, und wobei I ≈ W·H. ist; und wobei das Ansteuern ein Ansteuern einer Mehrzahl von Reihenelektroden gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Spaltenelektroden umfasst, um dadurch ein lumineszentes Profil über eine Mehrzahl von Leitungsabtastperioden aufzubauen.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Anzeige eine organische lichtemittierende Diodenanzeige mit passiver Matrix umfasst.
  19. Träger, der eine Prozessorsteuerungskodierung enthält, die, wenn sie abgearbeitet wird, das Verfahren eines der Ansprüche 14–18 implementiert.
  20. Treiber für eine emittierende Anzeige, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes durch eine Reihenelektrode und eine Spaltenelektrode ansteuerbar ist, wobei der Treiber umfasst: einen Eingang zum Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen; ein System zum Formatieren der Bilddaten in mehrere Teilbilder, wobei jedes Teilbild Daten zum gleichzeitigen Ansteuern mehrerer der Reihenelektroden und mehrerer der Spaltenelektroden enthält, wobei das Formatieren ein Faktorisieren der Bilddaten in ein Produkt aus mindestens einer ersten Faktormatrix und einer zweiten Faktormatrix umfasst, wobei die Faktorisierung ein Berechnen von Werten der ersten Faktormatrix und ein Berechnen von Werten der zweiten Faktormatrix umfasst, wobei das Ansteuern ein Ansteuern eines Pixels der Anzeige unter Verwendung eines Reihenansteuersignals, das durch die erste Faktormartrix definiert wird, und gleichzeitig unter Verwendung eines Spaltenansteuersignals, das durch die zweite Faktormatrix definiert wird, umfasst; und einen Ausgang zum Ausgeben der Teilbilddaten zum Ansteuern der Reihen- und Spaltenelektroden, und wobei die Teilbilddaten, die die Reihen- und Spaltenelektroden ansteuern, nur positive Daten oder Null-Daten umfassen, und wobei das Ansteuern ein Ansteuern einer Mehrzahl von Reihenelektroden gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Spaltenelektroden umfasst, um dadurch ein lumineszentes Profil über eine Mehrzahl von Leitungsabtastperioden aufzubauen.
  21. Treiber für eine emittierende Anzeige, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes durch eine Reihenelektrode und Spaltenelektrode adressierbar ist, wobei der Treiber umfasst: einen Eingang zum Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; einen Ausgang zum Bereitstellen von Daten zum Ansteuern der Reihen- und Spaltenelektroden der Anzeige; einen Datenspeicher zum Speichern der Bilddaten; einen Programmspeicher zum Speichern von in einem Prozessor implementierbaren Befehlen; und einen Prozessor, der mit dem Eingang, dem Ausgang, dem Datenspeicher und dem Programmspeicher verbunden ist, um die Befehle einzuladen und abzuarbeiten, wobei die Befehle solche enthalten, die den Prozessor ansteuern, so dass dieser: die Bilddaten empfängt, die Bildmatrix in ein Produkt aus mindestens einer ersten Faktormatrix und einer zweiten Faktormatrix faktorisiert, wobei die erste Faktormatrix Reihenansteuersignale für die Anzeige definiert und wobei die zweite Faktormatrix Spaltenansteuersignale für die Anzeige definiert, wobei die Faktorisierung ein Berechnen von Werten der ersten Faktormatrix und ein Berechnen von Werten der zweiten Faktormatrix umfasst; und die Reihen- und Spaltenansteuersignale, die entsprechend von der ersten und der zweiten Faktormatrix definiert sind, ausgibt, wobei das Ansteuern ein Ansteuern eines Pixels der Anzeige unter Verwendung eines Reihenansteuersignals, das durch die erste Faktormartrix definiert wird, und gleichzeitig unter Verwendung eines Spaltenansteuersignals, das durch die zweite Faktormatrix definiert wird, umfasst, und wobei alle Elemente der ersten Faktormartrix und der zweiten Faktormartrix gleich oder größer Null sind, und wobei das Ansteuern ein Ansteuern einer Mehrzahl von Reihenelektroden gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Spaltenelektroden umfasst, um dadurch ein lumineszentes Profil über eine Mehrzahl von Leitungsabtastperioden aufzubauen.
  22. Treiber für eine emittierende Anzeige, wobei die Anzeige mehrere Pixel aufweist, wovon jedes durch eine Reihenelektrode und eine Spaltenelektrode adressierbar ist, wobei der Treiber umfasst: einen Eingang zum Empfangen von Bilddaten zum Anzeigen, wobei die Bilddaten eine Bildmatrix definieren; einen Ausgang zum Ansteuern der Reihen- und Spaltenelektroden der Anzeige; einen Datenspeicher zum Speichern der Bilddaten; einen Programmspeicher zum Speichern von Befehlen, die von einem Prozessor ausgeführbar sind; und einen Prozessor, der mit dem Eingang, dem Ausgang, dem Datenspeicher und dem Programmspeicher verbunden ist, um die Befehle einzuladen und auszuführen, wobei die Befehle solche Befehle aufweisen, die den Prozessor so steuern, dass: die Bilddaten eingeladen werden; die Bilddaten in mehrere Teilbilder formatiert werden, wobei jedes Teilbild Daten enthält, um mehrere der Reihenelektroden gleichzeitig mit mehreren der Spaltenelektroden anzusteuern, wobei das Formatieren ein Faktorisieren der Bilddaten in ein Produkt aus mindestens einer ersten Faktormatrix und einer zweiten Faktormatrix umfasst, wobei die Faktorisierung ein Berechnen von Werten der ersten Faktormatrix und ein Berechnen von Werten der zweiten Faktormatrix umfasst; und die Teilbilddaten zum Ansteuern der Reihen- und Spaltenelektroden ausgegeben werden, wobei das Ausgeben zum Ansteuern eines Pixels ein Reihenansteuersignal, das durch die erste Faktormartrix definiert wird, und gleichzeitig ein Spaltenansteuersignal, das durch die zweite Faktormatrix definiert wird, verwendet, und wobei das Teilbild, das die Reihen- und Spaltenelektroden ansteuert, nur positive Daten oder Null-Daten umfasst, und wobei das Ansteuern ein Ansteuern einer Mehrzahl von Reihenelektroden gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Spaltenelektroden umfasst, um dadurch ein lumineszentes Profil über eine Mehrzahl von Leitungsabtastperioden aufzubauen.
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