JP2010526324A - パッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム - Google Patents
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Abstract
パッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステムは、直交するように配置された列電極のアレイおよび行電極のアレイと、電極の間に設けられ、列電極および行電極の交差に個々の発光素子を形成するエレクトロルミネセント層とを有するパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイを有する。ドライバは、行電極のアレイ内の異なる行電極のグループに、異なる時間に個別の信号を供給する。それぞれのグループの行電極は、少なくとも２つの異なるレベルの信号を同時に受信する。ディスプレイドライバは入力画像信号を受信して処理し、プレシャープ化された画像制御信号を供給する。行信号と列信号との協働により個々の発光素子が光を発生するように信号が行電極のグループに供給されるのと同時に列電極のアレイ内の複数の列電極に信号を同時に供給するために、列ドライバはプレシャープ化された画像制御信号に応答する。
【選択図】図１１
【選択図】図１１
Description
本発明は、パッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステムに関し、パッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイを駆動するための方法に関する。
当該技術分野では、フラットパネルディスプレイを形成するための技術が数多く知られている。そのような技術の一つがエレクトロルミネセントディスプレイであり、それは、一組の電極間にあるエレクトロルミネセント材料の薄層を被覆することによって形成される。この技術を使用するディスプレイは、エレクトロルミネセント材料が電気的に刺激を受けたとき、２つの電極間の電流の作用として光を発生させる。エレクトロルミネセントディスプレイは、アクティブマトリックスディスプレイもしくはパッシブマトリックスディスプレイに主に分類される。アクティブマトリックスディスプレイでは、エレクトロルミネセント材料層（複数可）を通る電流の流れを制御するために、ディスプレイのそれぞれの画素に比較的複雑なアクティブ回路が使用されている。各画素にこのアクティブ回路を形成すると、高価になる可能性があり、これらの回路の性能がいくぶん制限されることが多い。たとえば、発光素子に流れる電流を制御する場合、低温ポリシリコンに設けられた回路は空間不均一性を示すことが多く、一方、アモルファスシリコンに設けられた回路は重大なしきい値経時変化を示すことが多い。
パッシブマトリックスＥＬディスプレイは、その構造が非常に単純である。そのディスプレイは一般に行電極アレイと列電極アレイとを含む。２つの電極間に正の電位が生じた場合に、これらの２つの電極間のＥＬ材料が光を放射するように、ＥＬ材料はこれらの電極間に堆積される。したがって、ディスプレイのそれぞれの発光素子は、行電極と列電極との交差により形成される。このタイプのディスプレイは各画素の位置に高価なアクティブ回路の形成が必要ないので、製造するのが非常に安くなる。これらの装置では、光がユーザーに見えるようにするために、列電極は、一般にＩＴＯもしくは透明な、しかし行電極よりも抵抗が概ね高い何らかの他の材料で形成される。
数多くのパッシブマトリックスＥＬディスプレイシステムが文献に記載されている。たとえば、奥田ほかは、「Ｄｒｉｖｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｄｒｉｖｉｎｇ ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｅｌｅｍｅｎｔｓ」のタイトルの米国特許第５，８４４，３６８号明細書で、パッシブマトリックスＥＬディスプレイを駆動するためのシステムを記述している。この方法および最も従来的なパッシブマトリックスＥＬ駆動方法では、電力は、１度に１つの行電極に供給され、ＥＬ材料を通ってそれぞれの列のラインに流れると考えられている。発光素子の１つのラインのみに電力を供給することによってディスプレイを駆動するこの方法により、２つの重大な問題が発生する。
それぞれのディスプレイは、理想的には発光素子の数百のラインを有することになり、それは、それぞれの発光素子は非常に短い時間のみにしか光を放射しないことを意味するので、これらの２つの問題のうちの第１の問題が発生する。したがって、それぞれの発光素子は、ほどほどの時間平均輝度値を達成するために非常に高い輝度で光を放射することが必要になる。これらの装置からの光強度は電流に比例するので、比較的高い電流をそれぞれの発光素子に供給しなければならない。これにより、個々の発光素子の寿命が著しく短くなる可能性がある。そして、Ｓｏｈほかが、「Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ ｏｆ ＯＬＥＤ ディスプレイ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｎ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ」というタイトルの論文に記述し、「ＳＩＤ Ｍｉｄ Ｅｕｒｏｐｅ Ｃｈａｐｔｅｒ ｉｎ ２００６」の予稿集で発表したように、ディスプレイの画素間のクロストークが増加する。さらにこの駆動方法は、高い電流を維持するために駆動電子回路を必要とする。その電子回路は、通常、より大きくより高価なシリコン駆動チップに変わる。そして、これにより、抵抗電圧と、電極、特に、もしかすると数百の発光素子に対して同時に電流を供給するかもしれない行電極にわたる電圧損失とが高くなる。
たぶん作動させていない発光素子を通る電流の漏れおよびその結果の光放射を防止するために、それぞれのサイクル間にそれぞれの発光素子を点灯および消灯しなくてはならないので、これらの２つの問題のうちの第２の問題が発生する。ＥＬ層はとても薄く抵抗が高いので、この問題は有機材料を使用したＥＬディスプレイで特にトラブルを生じさせる。そのようなディスプレイでは、それぞれの発光素子は、光放射の発生が可能になる前に乗り越えなくてはならない、かなりのキャパシタンスを有する。このキャパシタンスを乗り越えるには、光を生じさせずそれゆえ無駄となる、かなりの電力が必要となり得る。この問題は、「２００６ ＳＩＤ Ｄｉｇｅｓｔ」で発表しているように、Ｙａｎｇほかが、「ＰＭＯＬＥＤ Ｄｒｉｖｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ ｗｉｔｈ Ｐｒｅ−ｃｈａｒｇｅＰｏｗｅｒ Ｓａｖｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ」というタイトルの論文で検討している。この論文で述べているように、ディスプレイのライン数が増加するにしたがって、この電力は著しく増加する。特に、この論文は、６４ラインを有するＰＭＯＬＥＤについて、ほぼ８０％の電力がＯＬＥＤの駆動（すなわち、光の生成）に使用され、一方、ラインを点灯および消灯している間に２０％の電力がこのキャパシタンスを乗り越えるのに使用されるということを指摘している。１７６ラインである場合、たった５７％の電力が光の生成に使用され、一方、４３％の電力がこのキャパシタンスを乗り越えるのに使用されるように、解像度が増加するにしたがって、この割合は劇的に変わる。それゆえ、オフからオンへ循環するディスプレイに存在するラインが多くなるにしたがって、ディスプレイはエネルギー効率が著しく悪くなる。
これらのそれぞれの問題は、パッシブマトリックスＥＬディスプレイの使用を著しく制限することになり得る。しかし、組み合わさって、これらの２つの問題は上記のディスプレイに関する応用空間を著しく制限する。今日、パッシブマトリックスＥＬディスプレイの用途は、１２８未満のラインを一般に有し、対角線が概して１．５インチ未満であるディスプレイに制限される。
これらの２つの問題のうちの少なくとも第１の問題を扱うためのアプローチの１つの種類に、パッシブマトリックスＥＬディスプレイの複数ラインアドレス指定を設けることがある。そのような方法は、任意のＥＬ発光素子を通るピーク電流を減少させる潜在能力を有し、材料の寿命を延ばし、著しく駆動電圧を減少させることができる。さらに、複数の行電極を同時に作動させることができるので、電極の抵抗に起因する電圧損失を著しく減少させることができる。
「Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｐｌａｙ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」のタイトルの山崎ほかによる米国特許出願公開第２００４／０１２５０４６号明細書に、上記の複数ラインアドレス指定方法のひとつが述べられている。表面伝導型電子放出装置での使用について主に開示されているが、このアプローチは、またＥＬディスプレイについても検討されている。このアプローチでは、入力ビデオ信号を受信し、ディスプレイの垂直方向にわたって水平方向のエッジ強調処理（すなわち、エッジシャープ化）を行い、ディスプレイの２つもしくは３つ以上の行ラインを選択し、そして処理された入力画像信号に応じてディスプレイの列ラインの電圧を調整することにより、ディスプレイの垂直アドレス指定能力に比べて少ない垂直のアドレスの指定可能な画素を有するいずれの入力画像信号も表示される。このアプローチでは、画像信号を作成するために必要な画像処理が比較的簡単であり、そして既存のパッシブマトリックスドライバに非常に似ているドライバを使用することができる。この方法は、当該技術分野で知られている１度に１ラインの駆動技術を使用したディスプレイに比べて駆動電流および電圧を減少させることができるが、２つの隣接するラインに同じ信号を単に提供だけであると、垂直方向のシャープネスが実質的に損なった画像になり、エッジ強調処理は高めるレベルを制限できるに過ぎない。したがって、ある状況下で１度にディスプレイの２つの行ラインを同時に選択した場合、比較的良好なディスプレイを提供するためにこの方法を使用することは可能であるが、１度に３つの行ラインを選択することが有益となるかもしれず、かなりのレベルに画像をぼやけさせることなく、同時に使用できる行ラインの数は非常が制限される。
Ｓｙｌｖａｎは、「Ｐｒｏｃｅｄｅ ｄｅ ｐｉｌｏｔａｇｅ ｄ’ｕｎ ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｆ ｄ’ａｆｆｉｃｈａｇｅ ｄ’ｉｍａｇｅｓ ａ ｍａｔｒｉｃｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｐａｒ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｍｕｌｔｉｌｉｇｎｅｓ」のタイトルの欧州特許第１７３９６５０号明細書で、ディスプレイの１リフレッシュ間に複数の行ラインが選択され、しかし、後に続くディスプレイのリフレッシュサイクルでは１つの行ラインが選択されるこの方法を高めることを提案している。このアプローチは、シャープさの問題の部分を少なくとも克服する。しかし、ディスプレイが実際、より高い頻度で循環することが必要であり、さらに、充電および放電のサイクル数が増加し、それゆえ、キャパシタンスに対する電力も増加する。Ｅｉｓｅｎｂｒａｎｄほかによる「Ｍｕｌｔｉｌｉｎｅ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｂｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｌｏｗ」というタイトルの論文では、同様のアプローチがまた検討されている。このアプローチにより、さらにより多くの行ラインを同時に使用して、しかし、充電および放電の増加したサイクル数を使用することがもう一度必要となる序列的なアプローチを使用して、いくつかのサイクルを完了させる。
より最近、「Ｍｕｌｔｉ−ｌｉｎｅ ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ａｐｐａｒａｔｕｓ」のタイトルのＰＣＴ出願の国際公開第２００６／０３５２４６号パンフレット、「Ｍｕｌｔｉ−ｌｉｎｅ ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ａｐｐａｒａｔｕｓ」のタイトルの国際公開第２００６／０３５２４８号パンフレットおよび「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」のタイトルの国際公開第２００６／０６７５２０号パンフレットで、Ｓｍｉｔｈほかによって別のアプローチが検討されている。これらの開示は、特異値分解などの数理的方法を使用して入力画像をサブフレームに分解し、その後、発光型ディスプレイの複数の行および列のラインを同時に制御することによって、これらのサブフレームを表示するための方法を述べている。このアプローチと前のアプローチとの間の興味深い相違点は、前のアプローチは、選択された行列ラインに対して１つのスキャン信号値のみを供給し、一般にデジタル時間多重送信信号を列ラインに供給した点である。Ｓｍｉｔｈによって述べられたアプローチでは、複数の駆動レベルが列および行の両方の電極に供給されることが必要である。実際は、記述されているようにその方法は、行および列の電極に供給される信号の十分なアナログ制御を必要とする。そして、これらの電極の電流がそれぞれ制御されることがおそらく必要である。これによりドライバは複雑になるが、それにより、また、使用できる制御が、より少ないアーティファクトでより多くの行ラインを同時に作動させることがより可能になる。あいにく、Ｓｍｉｔｈによる開示のそれぞれに記載されている方法は、多くの欠点を受ける。最も重要なことは、記述されているその分解法は、複雑で、特にビデオ情報のフルフレームを処理するとき、リアルタイムで実現することが難しいことである。
本発明によれば、入力画像を受信し、該入力画像を処理し、処理された該画像を表示するためのパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステムであって、
（ａ）列電極のアレイ、前記列電極のアレイと直交するように向けられた行電極のアレイおよび前記列電極のアレイと前記行電極のアレイとの間に設けられたエレクトロルミネセント層を有するパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイ、
（ｂ）前記行電極のアレイ内の行電極の異なるグループに、異なる時間に別々の信号を供給するための１つもしくは２つ以上の行ドライバ、
（ｃ）前記入力画像信号を受信し、この入力画像信号を処理してプレシャープ化された画像制御信号を供給するためのディスプレイドライバ、ならびに
（ｄ）行信号および列信号の協働により個々の発光素子が光を発生するように前記行電極のグループに信号が供給されるのと同時に、前記列電極のアレイ内の前記複数の列電極に信号を同時に供給するための、前記プレシャープ化された画像制御信号に応答する１つもしくは２つ以上の列ドライバを含み、
前記列電極および前記行電極のそれぞれの交差で個々の発光素子を形成し、
それぞれのグループの前記行電極が、少なくとも２つの異なるレベルの信号を同時に受信するパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステムが提供される。
（ａ）列電極のアレイ、前記列電極のアレイと直交するように向けられた行電極のアレイおよび前記列電極のアレイと前記行電極のアレイとの間に設けられたエレクトロルミネセント層を有するパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイ、
（ｂ）前記行電極のアレイ内の行電極の異なるグループに、異なる時間に別々の信号を供給するための１つもしくは２つ以上の行ドライバ、
（ｃ）前記入力画像信号を受信し、この入力画像信号を処理してプレシャープ化された画像制御信号を供給するためのディスプレイドライバ、ならびに
（ｄ）行信号および列信号の協働により個々の発光素子が光を発生するように前記行電極のグループに信号が供給されるのと同時に、前記列電極のアレイ内の前記複数の列電極に信号を同時に供給するための、前記プレシャープ化された画像制御信号に応答する１つもしくは２つ以上の列ドライバを含み、
前記列電極および前記行電極のそれぞれの交差で個々の発光素子を形成し、
それぞれのグループの前記行電極が、少なくとも２つの異なるレベルの信号を同時に受信するパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステムが提供される。
本発明は、コンピュータによる計算が単純で、全ての状況下で個々の発光素子のいずれに対するもピーク電流を著しく減少させ、結果として画像品質アーティファクトを減少させるパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイで、比較的多数の行電極を同時に制御することに好適である。本発明は、ＩＲの下落に起因する行電極に沿った電力損失、およびディスプレイのキャパシタンスにおける充電および放電に起因する電力損失を減少させる。本発明は、解像度がより高く、大きく、そしてより価値の高いパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイを可能にすることができる。
図１に示すようなパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステムを提供することによって、ピーク駆動電流が減少する。検討されるように、ディスプレイドライバ２０は入力画像信号２２を受信し、プレシャープ化された画像制御信号を生成するために、この画像信号でプレシャープ化するステップを実行する。１つもしくは２つ以上の行ドライバ１６は、ある時間間隔の間、ディスプレイ２を構成する電極のアレイ内の行電極２４のグループに駆動信号の固定セットを同時に供給し、行電極のアレイ内の行電極２６の別のグループに対して別の時間間隔で分離信号を供給する。それぞれの時間間隔の間、行ドライバ１６は、少なくとも２つの異なる駆動レベルを行電極のグループ２４に対して供給する。好ましくは、その少なくとも２つの駆動レベルは、少なくとも３つの行電極のクループを駆動するために使用され、これらの少なくとも２つの駆動レベルは、それらの中心付近に１つのピークを有するように、そしてそのピークの両側に、より低い、ゼロでない値を有するように分布する。少なくとも２つの駆動レベルが行電極２４，２６のグループに対して供給されるので、行および列の信号の協働により個々の発光素子が光を発生するように、列電極のアレイ内の複数の列電極に対して信号を同時に供給するために、１つもしくは２つ以上の列ドライバ１８は、プレシャープ化された画像制御信号に対して応答する。
ディスプレイドライバ２０は、入力画像信号２２のその後のラインのそれぞれを同じ方法でプレシャープ化することができ、１つもしくは２つ以上の行ドライバは、ディスプレイ２内の行電極の別のグループ（すなわち２６）に対して駆動信号の同じ固定セットを供給することができ、そして、１つもしくは２つ以上の列ドライバは、行および列の信号の協働により他の個々の発光素子が光を発生させるように、列電極のアレイ内の複数の列電極に対して信号を同時に供給するために、その後の時間間隔の間、プレシャープ化された画像制御信号のその後のラインに対して応答する。プレシャープ化するフィルタおよび行駆動信号の適当な組み合わせを選択することによって、パッシブマトリックスであるＥＬディスプレイシステムは、主として３つもしくは４つ以上の行電極のグループ２４，２６を使用して高品質画像を供給することができる。パッシブマトリックスＥＬディスプレイに画像を表示するために上記方法を使用すると、いずれのＥＬ発光素子１２を通り、いずれの行電極１０に沿ったピーク駆動電流を著しく減少させることができ、入力画像信号２２の比較的簡単な画像処理のみを実行するためにディスプレイドライバ２０が必要であるが、それにより、ＥＬディスプレイシステムの電力の消費を減少させる。
本発明のパッシブマトリックスＥＬディスプレイシステムのより詳細な記載を今示す。図１Ａに示すように、このシステムは、主としてパッシブマトリックスであるエレクトロルミネセントディスプレイ２を構成し、１つもしくは２つ以上の行ドライバ１６、１つもしくは２つ以上の列ドライバ１８、ディスプレイドライバ２０および入力画像信号２２のための信号源を含む。一般に、ディスプレイドライバは、プレシャープ化を含むいずれかの必要な画像処理を実行し、そして少なくとも行ドライバ１６へのタイミング信号および列ドライバ１８に送信されるプレシャープ化された画像制御信号に対応する信号を供給し、その後、行電極１０および列電極６に対して電圧もしくは電流値を供給する。これらの信号は、行電極１０および列電極６のそれぞれの交差によって定まるそれぞれの発光素子１２を通る電流を制御する。
ディスプレイドライバ２０は、１つもしくは２つ以上の行ドライバ１６に対してタイミング信号を少なくとも供給するのと同時に、入力画像信号２２を受信し、画像信号をプレシャープ化し、そして１つもしくは２つ以上の列ドライバ１８に対してこの画像信号を供給することが可能なデジタルもしくはアナログの装置のいずれにもなり得る。高水準のプロセッサーにこのディスプレイドライバ２０を埋め込むことができる。たとえば、携帯電話もしくはデジタルカメラの主要なデジタル信号プロセッサー内にそれを埋め込むことができる。また、ディスプレイドライバ２０は、スタンドアローンのデジタル信号処理ＡＳＩＣもしくはＦＰＧＡなどのスタンドアローンの装置になり得る。ディスプレイドライバは、図１Ｂに示す要素を一般に含む。図に示すように、ディスプレイドライバ２０は入力バッファ１５０を含む。入力バッファ１５０は、入力画像の複数の行を主に含む入力画像信号２２の一部を受信し、一時的に記憶する。さらに、入力画像信号２２をその後プレシャープ化するシャープ化ユニット１５２が示されている。タイミング発生器１５８は、適切な時間に入力バッファからデータが読み込まれるようにするために、シャープ化ユニット１５２に対してタイミング信号を供給する。入力画像信号が一度プレシャープ化されると、プレシャープ化された画像制御信号は出力バッファ１５４に記憶される。一般に、出力バッファ１５４はフルフレームバッファであり、ディスプレイ２内に存在する行電極１０と同じ数の、プレシャープ化された画像制御信号の行を記憶する。データセレクタ１５６は、図１Ａに示すように、出力バッファ１５４から列ドライバ１８へプレシャープ化された画像制御信号を供給するために、タイミング発生器からの信号に対して応答する。また、タイミング発生器１５８は、行および列の信号の協働により個々の発光素子が光を発生させるように、１つもしくは２つ以上のドライバ１６および１つもしくは２つ以上の列ドライバ１８を確実にするために、図１Ａの行ドライバ１６に制御信号を供給する。ある態様では、ディスプレイドライバ２０は、行駆動値を選択し、これらの行駆動値を行ドライバ１６に供給するためにユニット（不図示）をさらに含むことができる。
ディスプレイ２の断面が図２に示されている。このディスプレイ２は、通常、基板４の上に形成される。電極６のアレイは、一般にこの基板４の上に形成される。その後、エレクトロルミネセント層８は、列電極６を覆って堆積される。最後に、行電極１０のアレイがエレクトロルミネセント層８を覆って堆積される。図１に示すように、これらの行電極１０は、列電極６のアレイと直交する向きに配置される。これらの電極の１つ、一般に行電極１０は、カソードとなり、残りの電極、一般には列電極６はアノードとなる。その後、発光素子１２が、カソードからアノードに流れる電流の関数として変わる強度で光を発生する。
図１は、ディスプレイ２にわたり水平方向に伸びている行電極１０およびディスプレイ２の垂直方向にわたり伸びている列電極６を示すことを留意すべきである。しかし、当業者は、便宜上のことのためにこのような方法で電極が記載されていることを認めるであろう。要するに、２つの電極６，１０のアレイが相互に直交している限り、これらの方向は必須でない。図２は、基板４上にパターン化された列電極６およびエレクトロルミネセント層８を覆って堆積された行電極１０を示すことをさらに留意すべきである。これらの特定の配置は便宜上のこととして示されているということ、そして、エレクトロルミネセント層８が行電極１０と列電極６との間に配置されている限り、基板に関する２つの電極の相対的位置は、本発明に対して重要でないことを、もう一度、当業者は認めるであろう。
図１に示すディスプレイシステムは、１つもしくは２つ以上の行ドライバ１６をさらに含む。このシステムでは、これらの行ドライバ１６は、単一の画像のいずれかが存在している間、行電極のアレイ内の行電極２４のグループへ駆動信号のセットを同時に供給する。このシステム内では、ドライバ１６は、それぞれの時間間隔の間に行電極２４のグループに対して少なくとも２つの異なる駆動レベルを供給する。そして、少なくとも２つの駆動レベルが、行電極２８について、行電極２４のグループの中心付近に１つのピークを有し、そのピークの両側にゼロでないより小さな値を有するように分布しているのが好ましい。これらの行ドライバ１６は一般的に電流シンクとなる。駆動レベルの固定セットのみを供給するように行ドライバ１６を設計することができ、または、駆動値の異なるセットがディスプレイドライバ２０によって選択もしくは入力され得るように、それらをプログラム可能である。
さらに、システムは、１つもしくは２つ以上の列ドライバ１８を含む。これらの列ドライバ１８は、列電極のアレイ内の複数の列電極に対して信号を同時に供給する。光を発生させるために、複数の行電極および複数の列電極に対して信号を同時に供給することによって、発光素子１２の２次元のアレイに電力が同時に供給される。
図１に示すディスプレイドライバ２０は、２次元の入力画像信号２２を受信し、行ドライバ１６および列ドライバ１８に対して制御信号を供給するためにこの入力画像信号を処理する。本発明のディスプレイドライバ２０は、図３に示す基本的な処理を実行する。図に示すように、この処理は、入力画像信号を受信する（３０）こと、使用すべき行電極の数とそれらの相対的信号レベルとを任意選択的に選択する（３２）こと、行電極１０の方向を含む軸に対して直交する方向に入力画像信号をプレシャープ化する（３４）こと、および信号、一般に少なくとも１つのタイミング信号を行ドライバ１６に供給している（３８）間、ディスプレイを駆動するためにプレシャープ化された画像制御信号を列ドライバ１８に供給する（３６）ことを含む。その後、行ドライバ１６および列ドライバ１８は、複数の行電極１０と複数の列電極６とが交差する位置の発光素子１２に光を同時に発生させる複数の行電極１０および列電極６に対して信号を同時に供給する。行電極は複数の駆動値を有するので、行電極と直交して発生する光が複数の行電極にわたって変わるように、それらは光を同時に発生する。
一般に、入力画像信号２２は、ディスプレイ内のそれぞれの色の発光素子１４を駆動するために、２次元配列のコード値を含むことができる。しかし、それは、また、アナログ信号でもよい。デジタル処理のステップとしてプレシャープ化するステップ３６を主に実行するが、アナログ領域で実行することもできる。行ドライバ１６および列ドライバ１８に信号を供給するステップ３６，３８は、また、デジタル信号を供給してもよい。ディスプレイドライバ２０は、プレシャープ化するステップ３４を実行するために必要な入力画像信号のライン数と同じライン数を一般に一次記憶する。その後、プレシャープ化するステップ３４が実行される。その後、後の提示のために出力バッファ１５４内に出力データを記憶することができる。一般に、出力信号のデータ速度は、１秒もしくはそれよりも短い時間当たり３０フレームになり、そして、ディスプレイは、６０Ｈｚの速度もしくはそれよりも高い速度で走査されること多いので、この出力バッファ１５４が必要となり得る。さらに、ディスプレイが受信したのと同じ順序でディスプレイのラインを走査する必要はなく、２次元配列のコード値内の行を提示するための順序の変更を容易に行うとき、この出力バッファ１５４は有益となり得る。
行ドライバ１６および列ドライバ１８は、行電極１０および列電極６に対して電圧および電流の信号を主に供給し、それは、実際は、またデジタルでもアナログでもよい。本発明の態様では、行ドライバ１６は、いずれの行電極１０においても個別的なセットの値の中から電圧を切り替えることができる。選択された行電極１０を通って電流が流れるように列ドライバの電圧が切り替えられた場合、これらの値の１つは、一般に、順方向のバイアスをかけて発光素子１２を通って電流が流れないようにする。列電極６の電圧が適切に切り替わった場合、行ドライバ１６もまた、順方向のバイアスをかけて発光素子１２を通って電流が流れることを可能にする、少なくとも２つの、好ましくは数個の追加の電圧を供給することができる。しかし、また、行ドライバ１６は、個別的な値のセットよりはむしろ連続的なアナログ電圧信号を供給してもよい。
列ドライバ１８は、２つの電圧値の間で電圧値を調整することができ、発光素子１２を通って電流を流している時間を調整することによって、発光素子１２の輝度が調整される（すなわち、列ドライバは時分割多重を使用することができる。）。しかし、列ドライバ１８は、また、アナログ電圧信号を列電極６に供給することができ、信号の電圧を調整することによって発光素子１２の輝度を調整することができる。
本発明のシステムおよび方法は、エレクトロルミネセントディスプレイにおける複数ラインアドレス指定に対して、当該技術分野で提供されるものと基本的に異なるアプローチを提供する。山崎とＳｙｌｖａｎによって記載されている当該技術分野のアプローチは、それぞれの行電極について固定駆動レベルのみを供給する以外に、直線順方向プレシャープ化ステップが必要である。それぞれの行電極について固定駆動レベルのみを供給することの制限により、このアプローチは、著しい画像アーティファクトを導くことなく２つもしく３つの行電極の小さなグループよりも大きなグループを同時に利用することが、できない。一方、ＳｍｉｔｈとＥｉｓｅｎｂｒａｎｄは、行電極のグループのそれぞれに関して複数の駆動レベルにそれぞれ提供している。しかし、これらの駆動レベルは画像コンテンツに基づいており、いずれの行電極においても電流を固定レベルに確実に減少させることが難しくなる。そして、さらに重要なことには、これらの方法には、比較的複雑な２次元画像処理が必要であり、有効なコストでリアルタイムの必要な計算を実行することが難しくなる。本明細書で提供されるアプローチは、複数の行駆動レベルで直線順方向のプレシャープ化を実行するだけのために、ディスプレイドライバを必要とする。適切にプレシャープ化する方法と協力して、複数の行駆動レベルを適切に選択することにより、比較的多数の行電極を同時に駆動しながら高品質画像を取得することができると出願人は説明している。実際は、画質への影響を最小にして電流の大きな減少を達成するために、５よりも多い、そしてしばしば１０よりも多い行電極を同時に使用することが多い。
例をあげて電流アプローチの有利な点を説明するために、本発明によるパッシブマトリックスＥＬディスプレイを駆動する３つの個々の方法に例を示す。それぞれの例は、異なるレベルのピーク電流の減少を達成するために、異なるプレシャープ化カーネル（ｋｅｒｎｅｌ）と組み合わせて行電極駆動値の異なるセットを採用する。本発明のパッシブマトリックスＥＬディスプレイシステムは、単一の画像を表示するためのこれらのアプローチのうちの１つを適用することができるが、ディスプレイの解像度もしくは入力画像信号の周波数成分などの因子に応じてシステムを調整することができ、画質と電力消費との許容できるトレードオフを達成するために異なるプレシャープ化カーネルおよび行駆動値のセットを適用することが認められるべきである。
第１の例では、行駆動値のセットおよびプレシャープ化カーネルによって、出力画像を構成するために１度に１ラインを使用する従来のパッシブマトリックスディスプレイの画像を表示するのに必要なピーク電流の５０％にディスプレイ装置のピーク電流を減少させることができることを説明する。この画像を達成するために、トータルで１５個の電極が行電極２４，２６のグループを形成するように行電極を駆動し、同時に作動させる。それぞれの行電極で減少する電流の割合が表１に示すように分布するように行電極をさらに駆動する。そこには、少なくとも２つの異なる駆動レベルが表１に示されていることに留意してください。実際は、トータルで１５個の駆動レベルが示されている。さらに、駆動レベルは、それらの中心付近にピークを有し、そのピークの両側にゼロでない、より低い値を有するように分布している。すなわち、最大相対駆動値は、中心の行電極（すなわち、行電極８）に供給され、より低い駆動値がこのピークの両側の行電極に供給される。しかし、また、この作用は、中心電極からの距離が増加するにしたがっては単調に減少しないことに留意すべきである。行電極５および行電極１１に係る駆動値が、行電極６および行電極１０に係る駆動値よりも小さいが、行電極４および行電極１２に係る駆動値よりも大きいことに特に留意してください。すなわち、中心電極からの距離が増加するにしたがって、電極駆動値が減少し、電極４および電極１２における２番目の最大値まで増加し、その後、行電極のグループの行電極に関して減少する。このようにして行電極を駆動し、この行電極の分布でディスプレイを走査した場合、ディスプレイシステムは、図４に示すような特有の垂直調整伝達関数４０を有する。この機能を理解するために、この調整伝達関数の特徴のいくつかを説明すべきである。
第１に、完全なディスプレイの調整伝達関数は、周波数軸４４の０サイクル／サンプルと０．５サイクル／サンプルとの間で、１の調整軸４２の値を有し、ちょうど０．５サイクル／サンプルでゼロの値を有するであろうということを理解すべきである。さらに、もし、調整伝達関数が０．５サイクル／サンプルよりも低い任意の値で周波数軸と交差する場合、画像の空間情報が失われ、それを回復することができない。しかし、もし、調整を減少させた場合、ビット深度の喪失がいくらか発生する可能性があるが、プレシャープ化の使用を通して、この喪失を補償することができる。また、完全なディスプレイの調整伝達関数は、０サイクル／サンプルと０．５サイクル／サンプルとの間で調整軸４２における１の値を有することになるであろうが、実際のシステムでこの理想的な目標に到達するものはなく、０．５よりもいくぶん小さな周波数軸４４における値について１よりも著しく小さい調整軸４２における値を有するシステムについて、妥当な画質に達することができるということを認識することが重要である。このシステムの特有の調整伝達関数４０を図４に示す。本発明の本態様の場合、調整伝達関数４０は、約０．５サイクル／サンプルで周波数軸４４と交差し、０．５ サイクル／サンプルよりも低い周波数の全てについて正である。したがって、ディスプレイが表すことができる空間周波数の全てで画像の調整を回復するためにプレシャープ化を使用することができる。電流の発明では、このプレシャープ化は、たとえば、４、−５、−８、４、−４、−１９、−１８、２２０、−１８、−１９、−４、４、−８、−５、４の値を有する垂直プレシャープ化カーネルを適用し、その後、結果として生じた値を１２８で割り算することによってその結果を企画化して完成する。図５は、このプレシャープ化カーネル４８の空間周波数応答を示す。このシステム４０の特有の調整伝達関数が１よりも著しく小さい場合の全ての垂直空間周波数について１よりも著しく大きな調整値をこのプレシャープ化カーネルが、提供し、それゆえ、本発明にしたがって複数の行電極を駆動することによって減衰される全ての空間周波数における調整の喪失について少なくとも一部を補償することに留意してください。このプレシャープ化カーネルを適用した後は、最後のシステム調整伝達関数４６は、システム４０の特有の空間周波数応答が１よりも小さい場合の全ての空間周波数についてこのシステム４０の特有の調整伝達関数よりも調整が大きい。発明者によって実行されたシミュレーションは、この結果として生じたＭＴＦを有する画像が、１度に１ライン駆動方法を使用して表示された画像に比べて非常に良好であり、視覚的な損失がないことが多いことを証明している。
表１に示す行駆動値の検討に戻る価値がある。前に留意したように、これらの行駆動値は単調には減少しないが、その代わりに谷を含む。行駆動値内のこの谷の存在は、約０．１〜０．２サイクル／サンプルの空間周波数の間でシステムＭＴＦ４０を平坦化した結果である。比較的小さなゲイン値を使用してプレシャープ化カーネルを適用したが、この平坦域の存在により、これらの中間周波数（すなわち、０．１〜０．２サンプル／サイクル）について調整軸４２における値を取得することができる。プレシャープ化カーネルについて最大ゲイン値がたった２．２６であり、中心行電極から単調に減少する行駆動値を有するゲイン値よりも非常に大きいことが重要である。
この方法は、さまざまな有利な点を有する。第１に、ピーク電流が、従来の１度に１ラインのシステムに関するピーク値の５０％まで減少する。この事実により、ＥＬ材料の寿命を延ばすことが可能になる。一例では、図６の関係５０で示されるように、有機材料を使用したＥＬディスプレイは電流密度の関数として劣化することが知られている。この関係は、非線形性が強く、それゆえ、電流密度が少し減少しただけで、ＥＬ材料の発光安定性もしくは寿命が劇的に増加することに留意してください。もし、従来の１度に１ライン方法を使用するつもりの場合に必要になるであろうピーク電流の５０パーセントまでピーク電流を減らすことによって、最大電流密度もまた５０パーセント減り、一般に４以上のオーダーのいくらかの倍数寿命が延びる。
第２に、発光がＥＬディスプレイシステムの電流に線形的に関連し、電流ディスプレイシステムの発光を維持するために、従来技術の解決策に比べて、同じ時間平均電流をディスプレイシステムに供給しなくてはならないことを意味する。しかし、より低いピーク電流を使用すると、この発光を生成するために必要な電圧が減少する。図７は、駆動電流（ｍＡ）と駆動電圧（Ｖ）との間の駆動電圧関数５４を示す。ピーク駆動電流を減少させることによって、駆動電圧が減少する。そして、電流と電圧とを掛け算することによって電力は計算されるので、光を生成するためにディスプレイによって消費される電力は、ピークディスプレイ電流の関数として減少する。
第３に、１度に１ラインのアドレス指定を使用する従来のパッシブマトリックスディスプレイシステムでは、行電極は一般にかなりの抵抗を有し、行電流は、数百ミリアンペア、より大きなディスプレイについては数アンペアのオーダーになり得る。したがって、行電極に沿ったＩ2Ｒ損失に起因する電力の損失がかなりの量になり得る。いくつかの行電極にわたるこの電流を分布させることにより、任意の単一の行電極における電流が著しく減少し、それゆえ、Ｉ2Ｒ損失に起因する電力の損失が著しく減少し、さらにディスプレイの電力消費を減少させる。
この例では、トータルで１４個の行ラインが同時に駆動されたことを留意すべきである。主に、本方法を使用して同時に駆動されるこの行ラインの数は５以上であるが、３つのラインしか同時に駆動しないことにより本方法を適用することができる。また、同時に駆動される行電極のグループにおける中心電極について駆動レベルは、その行電極のグループにおける他の行電極のいずれよりも高いことを留意すべきである。全て同じ駆動値を有する２つもしくは３つ以上の中心電極に適用することによりこの方法を使用することができるが、その方法は、これらの中心電極に係る駆動値よりも低い駆動値を、中心から最も離れた行電極に採用することが多い。さらに、行電極のグループの電極に係る駆動レベルは、そのグループ内の中心電極からの距離が大きくなるにしたがって一般に減少する。この駆動レベルの減少は、行電極位置の関数としての電極駆動値分布がガウス分布関数に近似するように単調となり得る。中心電極からの距離が増加すると駆動値は一般に減少するという事実は重要な特質である。なぜならば、この特質がないと、システム４０の特有の空間周波数応答が、０．５サイクル／サンプル未満の空間周波数に関してゼロであり、それゆえ、許容できる品質を有する画像を生成することが難しくなるからである。ガウス分布周波数応答はガウス分布であり、従来のプレシャープ化フィルタの使用に関して、そのようなシステム調整伝達関数応答を比較的正確に補償することが可能であることが重要である。しかし、行電極のグループを駆動するための概してガウス分布形状の関数における両方のテール内の２番目の最大を課すことによってこのガウス分布を妨げることにより、より有利なシステム調整伝達関数が提供される。
この態様では、たった８個の異なる行駆動値が必要とされたが、２つしかない異なる行駆動値を使用して行ラインを駆動する行ドライバを本発明にしたがって組み立てることができる。上記システムを実施するために、わずかな個別的な電圧もしくは電流のシンク信号レベルのみを供給することができる行ドライバを組み立てることができる。また、これらの行ドライバは、行駆動電圧もしくは電流のシンク値の完全なアナログ制御をすることができる。さらにまた、異なる行電極に対して異なる行駆動信号のセットを供給するように、ディスプレイドライバは、これらの駆動値をプログラムによりコントロールし、アップデートすることができる。
駆動サイクルの間、時分割多重を使用し、２つの信号（すなわち、電圧もしくは電流のこの信号がオフで、電圧もしくは電流のあの信号がオン。）のみを供給することができるか、または連続的なアナログ電圧もしくは電流の信号を供給することができる列ドライバとともにこれらの行ドライバを使用することができる。
以前の検討でピーク電流の５０パーセントの減少を達成する方法を示したが、ピーク電流のさらに大きな減少を達成するために同じ全般的な方法を適用することができる。表２に示す１５個の相対的行電極信号を使用して、従来の１度に１ラインのパッシブマトリックス駆動方法におけるピーク電流の３３％までピーク電流を減少させるための一方法を達成することができる。すでに述べたように、これらの相対的行電極信号は、両テール内の１つのピークを除いて、ピーク値まで大体増加し、その後、減少する。これらの相対的行電極信号が適用された場合、図８に示すシステム６０の特有の垂直調整伝達関数が達成される。２、０、−３、２、２、−５６、１３、１４４、１３、−５６、２、２、−３、０、２の値を有する垂直方向デジタルプレシャープ化カーネルを適用し、結果として得られた値を６４で割り算することによって、もう一度、プレシャープ化するステップ３６を達成することができる。すでに述べたように、このプレシャープ化カーネルは、表２に示す相対的駆動値で複数の行電極のグループを同時に駆動する場合に中間および高域の空間周波数で発生する調整による損失を補償する。しかし、このプレシャープ化カーネルは、少し高い４．０９の最大ゲイン値を利用する。結果として得られたシステム垂直調整伝達関数６２を図８に示す。これは、システム６０の特有の調整伝達関数比べて、理想に著しく近い。
許容できる画質損失でピーク電流のさらなる減少を達成するために、これらの同じ方法を適用することができる。たとえば、表３の１６個の相対的行電極信号を使用することにより、従来の１度に１ラインのパッシブマトリックス駆動方法のピーク電流の２５％までピーク電流を減少させることができる。すでに述べたように、これらの相対的行電極信号は、ピーク値まで概して増加し、その後、減少する。この例では、関数が中心行電極の両側で単調であることを留意してください。２つの中心電極、特に行電極８および行電極９がピーク値を分かち合うことをさらに留意してください。これらの相対的行電極信号が適用される場合、図９に示すシステムの特有の垂直調整伝達関数７０が達成される。１２８の規格化定数で割り算され、４．７５の最大調整ゲインを提供する６、２、−１２、２１、−５２、−５０、−６２、４２２、−６２、−５０、−５２、２１、−１２、２、６の値を有する垂直方向デジタルプレシャープ化カーネルを適用することによって、もう一度、プレシャープ化するステップ３６を達成することができる。すでに述べたように、このプレシャープ化カーネルは、複数の行電極のグループが表３に示す相対的駆動値で同時に駆動される場合に中間および高域の空間周波数で発生する調整の損失を補償する。結果として得られた垂直システム調整伝達関数７２を図９に示す。これは、システム７０の特有の調整伝達関数比べて、理想に著しく近い。
このようなアプローチにより、高画質の画像が概して生成されるが、これらの方法は、結果として得られた画像内にアーティファクトを作り出してしまう可能性がある。発生したぼやけの直接の結果として、その１つのアーティファクトが発生し、そこでは、画像内の水平方向のエッジが不自然にシャープに見える。多くの方法で、このアーティファクトを克服することができる。しかしながら、特に有益な方法の１つは、水平方向、行電極と平行に、画像を少しぼやけさせることである。この画像をぼやけさせる任意選択的なステップは、プレシャープ化する画像信号のステップ３４を適用する前に実行されなくてはならない。図１０に示すように、本システムの水平調整伝達関数割合は、水平ライン７６で示すように全ての空間周波数で一定であるとみなすことができる。ライン７８で示されるような調整伝達関数割合を提供するために水平方向のぼやけカーネルを適用することにより、このアーティファクトを修正することができる。これは、垂直ラインのシャープネスをいくらか減少させる。しかし、人間の視覚システムは画像のシャープネスレベルに順応するので、ディスプレイの水平ラインのシャープネスと調和するようにこれらのラインをぼやけさせると、最終的な画像がより満足なものになる。
別の潜在的なアーティファクトは、プレシャープ化カーネルを使用したある空間周波数のコントラストが増加した結果として生ずるハイライト情報のクリッピングである。多くの方法でこのアーティファクトをアドレス指定することができる。１つの方法は、拡張されたビット深度範囲を使用してプレシャープ化するステップを実行し、その後、クリッピングされた情報の少なくとも一部をディスプレイの全範囲へ戻すために調整されたトーンスケールを適用することである。このトーンスケール調整は、全ての値を所与の定数で掛け算することにより簡単なゲイン因子を適用することを含むことができる。しかし、ハイライト情報のコントラストに比べて小さなマージンで中間スケールのコントラストを減少させるより複雑な関数を適用することがより好ましい。別のアプローチは、著しいクリッピングアーティファクトを示す、高い十分なコントラスト範囲を有する十分なエッジが存在する場合、画像内のエッジのコントラスト範囲を決定し、プレシャープ化する前に画像のコントラストを減少させることである。さらに別のアプローチは、画像内のエッジのコントラスト範囲を決定し、異なるプレシャープ化フィルタの中から選択する（３４）ことである。また、コントラスト範囲もしくは画像のエッジの数に基づいて異なる行駆動値を選択することができる。異なる大きさの行電極のグループを使用することができる。他のアプローチは、プレシャープ化する前にこれらの変化の大きさを減少させるために、１つもしくは２つ以上のチャンネルにおける高い瞬間コントラストを有する画像へ垂直ぼかし関数もしくはコントラスト減少化を適用することを含む。
一度、プレシャープ化画像信号ステップ３４を含む画像処理が完了すると、ディスプレイドライバ２０は、プレシャープ化された画像制御信号を列ドライバ１８に供給（３６）しなくてはならない。その後、列ドライバ１８は制御信号を列電極６に供給する。出力バッファ１５４からのプレシャープ化された画像制御信号の異なる部分を選択する機会を有するデータセレクタ１５６が、制御信号を供給する（３６）いくつかの方法を実行することができる。制御信号を供給する（３６）ための１つの方法を図１１に示す。この方法を説明するために、入力画像信号２２および結果として得られたプレシャープ化された画像制御信号が１〜ｎの行ラインのデータを有すると仮定する。ここで、表示のための行ラインのデータをｉで示し、ｉは１とｎとの間の数である。さらに、選択された（３２）行電極の番号をｍで示す。この方法が検討されたように、プレシャープ化された（３４）後、プレシャープ化された画像制御信号は出力バッファ１５４に書き込まれ、制御信号を供給する（３６）方法は、この出力バッファに記憶されたデータで行われるものと仮定する。
図で示すように、ディスプレイドライバ２０は、プレシャープ化された画像制御信号の行ラインを出力バッファから主に取得する（８０）。その後、ドライバは、行ドライバへ信号を供給する。この信号は、行電極１〜ｍを作動させる（８２）。そこでは、行ドライバが少なくとも２つの異なる駆動レベルを行電極ｍのグループへ供給し、それらの中心付近にピークを有し、そのピークの両側により低い、ゼロでない値を有するように少なくとも２つの駆動レベルを分布させる。プレシャープ化された画像制御信号の第１の行ラインを使用して列ドライバに駆動信号を供給する（８４）。列ドライバは、適切な信号を列電極に供給する（８６）。たとえば、列ドライバは、応答して発光素子１２を通って電流が流れるように、列電極に電圧を供給する時間を調整することができる。それで、この電圧信号により、列電極６を通って発光素子１２へ、そして、行１〜ｍの電極１０へ電流を流すことができる。したがって、第１のラインのデータが表示されたので、同じ行および列信号が、ｔ1と呼ぶ第１の時間間隔の間、行１〜ｍに供給される。その後、少なくとも行電極１からの駆動値を除くことにより行の選択を解除することができる（８８）。続く時間間隔ｔi中に、次の行のプレシャープ化された画像制御信号を取得する（９０）。次の行電極ｍのグループ、特に行電極２〜（（ｉ−１）＋ｍ）を作動させる（９２）。再び、列ドライバに列駆動信号を供給するために、プレシャープ化された画像制御信号を使用する（９４）。列ドライバは列電極に信号を供給する（９６）。再度、行電極の選択を解除する（９８）。データ行列の行ｉが行ラインｉ〜（（ｉ−１）＋ｍ）に表示される間、それぞれの時間間隔ｔiでこの処理を繰り返す。全てのプレシャープ化された画像制御信号が表示されたかについて判定（１００）が行われる。Ｎｏの場合、次の行のプレシャープ化された画像制御信号を取得する（９０）。いったん、全てのプレシャープ化された画像制御信号を表示すると、処理を繰り返す。図１１に示された処理にしたがうことによって、プレシャープ化された画像制御信号におけるｎ行のそれぞれの情報が、相互に（ｍ−１）行重なるようにして表示され、それぞれの行ラインが全部でｍ回作動する。
１度に１つのラインのみがアドレス指定されるパッシブマトリックスディスプレイである限り、いずれの発光素子１２の瞬間ピーク輝度も減少し、それぞれのラインはｍ回発光することにさらに留意すべきである。従来のパッシブマトリックスディスプレイでは、ちらつきが見えるのを防止するため少なくとも７２Ｈｚの周波数でディスプレイをリフレッシュする必要がある。しかし、ちらつきを防止するために必要な周波数は、瞬間輝度、オフ状態の間に発光された輝度との瞬間輝度のコントラスト、発光の持続時間、そして発光の空間分布の関数として変わる。瞬間輝度が減少するので、コントラストが減少し、そして発光の持続時間は増加する。したがって、ちらつきが見えることなく、より低いリフレッシュ速度を使用することができる。６０Ｈｚまでリフレッシュ速度を減少させることにより、ＥＬディスプレイ、特にＯＬＥＤディスプレイのキャパシタンスを充電しなければならないオン／オフサイクルの回数は減少し、これにより、この要素の電力消費がもともとの値の５/６に減少する。
リフレッシュ速度をさらに減少させるために、プレシャープ化された画像制御信号を供給する（３８）ための他の方法を使用することができる。たとえば、行のプレシャープ化された画像制御信号を異なる順序で示すことができる。そのような方法の１つには、後に表示される行電極のグループ２４，２６間の重なりをより小さくすること、およびプレシャープ化された画像制御信号のラインを表示する順序を変えることがあり得る。すなわち、１つの行電極を除いた全ての行電極で第２の行電極のグループを重ねるのではなく、２つの後の行の作動ステップで、行電極のグループの幅の半分で行電極のグループを重ねることができる。たとえば、もし、前の時間間隔から第２の時間間隔の間、第１の行電極が第３もしくは第４の行電極と重なり、そして、このパターンが繰り返されるように、１、２、４、８、１５、８、４、２、１を含む９つの相対的行強度信号のセットを適用するつもりならば、ディスプレイの１回の走査内で比較的均一な発光パターンが生ずるであろう。後で、ディスプレイは、同じ重なりを利用して、しかし１行を置き換えたグループの中心を有するようにして、再び走査することができる。行の全てが走査され、画像が完了するまでこれを繰り返すことができる。そのような方法は、図１２に描かれている。すでに述べたように、信号は１〜nの行のデータを有するものと仮定する。ここで、ｉは表示すべきデータの行を示す。しかし、このアプローチでは、ｉは、１とｎ／ｊとの間の数であり、ｊは、２つの後に取り出されたグループの間のオフセット行電極の番号であり、−１である。行電極のグループ当たりの選択された（３４）行電極の番号をｍとして再び供給し、さらに、１からｊまで増加する別の変数のｃを示す。前に述べた方法のように、第１の行のプレシャープ化された画像制御信号を取得する（１１０）。行ドライバへ信号を供給し、行電極１〜ｍを作動させる（１１２）。列ドライバに信号を供給する（１１４）ために、その後、プレシャープ化された画像制御信号を使用する。かなりのキャパシタンスを有する、一般のＯＬＥＤディスプレイなどのディスプレイでは、それから、列ドライバは、ディスプレイのキャパシタンスの予備充電を行う（１１６）。その後、列ドライバが、発光素子を通って流れる電流を生じさせるために、列電極に電流を供給し（１１８）、ディスプレイの画素を点灯させる。いったん、必要な発光を生じさせると、それから列電極を放電（１２０）することができる。図１１に示した方法からの図１２の方法の主な逸脱が、次の行のプレシャープ化された画像制御信号を得て、表示するときに起こる。図１２に示す方法では、次の時間間隔ｔの間、行（ｃ＋（ｉ−ｌ）＊ｊ）のプレシャープ化された画像制御信号を取得する（１２２）。それから、行電極（ｃ＋（ｉ−ｌ）＊（ｊ−ｌ）−（（ｍ−ｌ）／２））〜（ｃ＋ｉ＊（ｊ−ｌ）＋（（ｍ−ｌ）／２））を作動する（１２４）。この行電極のグループは、前の行電極ｊのグループと重なり、示された画像データは、現在、データ行列の前の行の下の（ｊ−１）行であることに留意してください。したがって、行のプレシャープ化された画像制御信号を読みとばしてディスプレイの後の走査で表示すことができる。それから、列ドライバに信号を供給する（１２６）ために、行（ｃ＋（ｉ−ｌ）＊ｊ）におけるプレシャープ化された画像制御信号値を使用する。再度、列ドライバはディスプレイを予備充電し（１２８）、ディスプレイの画素を点灯させるために電流を供給し（１３０）、そしてディスプレイの列を放電する(１３２）。第１の走査が完了したか、すなわち、ｉが最大値に到達したかについて判定（１３４）を行い、iを増加させて(１４０）、そして次の行のデータを取得する（１２２）。いったん、ｉがその最大値に達し、第１のディスプレイの走査が完了したことを判定すると（１３４）、ｃがその最大値を得たかについて判定（１３６）を行う。ｃがその最大値を得ていない場合、ｃを１の値まで増加し（１３８）、ｉを１に設定し（１４２）、そしてデータの次の行を取得する（１３６）。ｃがその最大値に達したと判定した場合、第１の行のデータを取得する（１１０）まで処理を再び開始する。
図１２の処理の後に続くことにより、前の方法と同じ利益の多くを達成する。しかし、スクリーン上に描かれた空間輝度パターンが異なる。最も目立つのは、ｊの低い空間解像度画像が次々に表示され、人間の目で一緒に加えられた場合、よりかなり高い空間周波数情報を有する画像になる。この空間パターンの原因で、ディスプレイのリフレッシュ速度をかなり減少させることができる。たとえば、ｊ＝２の場合、７２Ｈｚの周波数では、いくらかの情報がディスプレイのそれぞれの画素にまだ書き込まれているので、リフレッシュ速度を３６Ｈｚに容易に減少させることができる（たとえば、１走査当たり３６Ｈｚでは、それぞれの画像リフレッシュが２走査からなる）。さらに、ｊ＝３の場合、リフレッシュ速度を２４Ｈｚにさらに減少させることができる。このタイプのディスプレイは２４Ｈｚの速度で新しい画像リフレッシュを受信することができることが多いことに留意すべきである。そのため、ｊ＝３でこのアプローチを使用したディスプレイにより、受信した画像を同じ速度で処理しそして表示することが可能になる。前に検討したように、ディスプレイのキャパシタンスを充電しなければならないサイクルの数をさらに減少させ、したがって、ディスプレイの電力消費を著しく減少させることができるので、このリフレッシュ速度の減少は重要である。実際、このキャパシタンス性の電力消費もまた１／ｊに減少させることができる。
ほとんどのディスプレイでは、他の画像処理もまた実行しなくてはならないことに留意すべきである。たとえば、米国特許出願第１０／３２０，１９５号明細書に記載されているＲＧＢＷ発光素子のアレイを使用するディスプレイでは、ＲＧＢ入力画像信号を受信し、目標ディスプレイ輝度に関連してＲＧＢ入力画像信号を線形にし、線形ＲＧＢ入力画像信号を線形ＲＧＢＷ入力信号に変換することが必要である。一般に、上記画像処理を行った後に図３で提供される方法を使用する。図３の方法を線形データで実行することができる。しかし、大きなコード値における変化に比べて、輝度のより小さな変化に対応して小さなコード値における変化が変わる非線形データで実行するおよび実行することが好ましいことが多い。
本発明のディスプレイシステムには、ＥＬディスプレイが挙げられる。このディスプレイは、１組の電極の間のアドレス指定可能な素子の２次元アレイを形成するために使用することができるいずれのエレクトロルミネセントディスプレイになり得る。１９８８年９月６日に発行されたＴａｎｇほかの米国特許第４，７６９，２９２号明細書および１９９１年１０月２９日に発行されたＶａｎＳｌｙｋｅほかの米国特許第５，０６１，５６９号明細書を含む先行技術文献に記載されているように、これらの装置は、純粋な有機小分子もしくはポリマー材料を使用し、有機正孔輸送層、有機発光層および有機電子輸送層を一般に含むエレクトロルミネセント層８を含むことができる。また、２００５年３月１日に発行されたＢａｗｅｎｄｉほかの米国特許第６，８６１，１５５号明細書に記載された発光層などの無機発光層と組み合わせた有機正孔輸送層および有機電子輸送層を一般に含む、有機材料と無機材料の組み合わせからエレクトロルミネセント層８を形成することができる。また、２００５年９月１４日に出願された同時係属中の「Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ」というタイトルの米国特許出願第１１／２２６，６２２号明細書に記載された装置などの完全な無機材料からエレクトロルミネセント層８を形成することができる。
ディスプレイは、材料のアレイから形成される行電極および列電極をさらに採用する。列電極に比べてより多くの同時に点灯する発光素子に電流を一般に運ぶ行電極は一般に金属で形成される。一般に知られており、適用されている金属電極には、銀とアルミニウムとから形成された電極がある。電極がカソードとして機能する場合、これらの金属は、低仕事関数金属の合金でもよいし、または低仕事関数電子注入層の組み合わせで使用されてもよい。透明もしくは半透明である金属で行電極もしくは列電極の少なくとも１つを形成しなくてはならない。適切な電極には、ＩＴＯおよびＩＺＯなどの金属酸化物、または銀の薄層などのとても薄い金属がある。これらの電極の抵抗を減少させるために、これらの電極と電気的接点に追加の不透明のバスバーを形成することができる。
また、ほとんどいずれの材料ででも基板を形成することができる。透明もしくは半透明の電極を基板上に直接形成する場合、ガラスもしくは透明プラスチックなどの透明な材料から基板が形成されることが望ましい。別のやり方では、基板を透明もしくは不透明となり得る。図示しないが、上記ディスプレイは、機械的、酸素のおよび湿気の保護のために追加の層を一般に含む。このタイプの保護を提供する方法は当該技術分野ではよく知られている。また、パッシブマトリックスＯＬＥＤディスプレイの製造の間に通常使用され、基板から最も離れた電極のパターニングを可能にする支柱などの機械的構造は、この開示の図面の中に図示されていない。
ＥＬディスプレイに関する電流の発明を特に検討してきたが、本発明の方法は、別のディスプレイ技術で有効に使用することができる。特に、電界放出もしくは表面伝導型電子エミッタディスプレイを含む放出型ディスプレイ技術のほとんどにおいて一般的な電流の流れを必要とするいずれのディスプレイ技術は、本発明の態様から利益となり得る。本発明は、電流の流れを必要とし、それぞれの発光素子をオンからオフに循環させるとき、キャパシタンスの損失が生じるのに十分薄いセルを有するディスプレイ技術でなくてもさらに大きな利益になる。
特に、ある好ましい態様に関して本発明を詳細に記載した。しかし、本発明の精神および範囲内であれば、変形形態および修正形態に効力が及び得ることを理解するでしょう。
２ ディスプレイ
４ 基板
６ 列電極
８ エレクトロルミネセント
１０ 行電極
１２ ＥＬ発光素子
１６ 行ドライバ
１８ 列ドライバ
２０ ディスプレイドライバ
２２ 入力画像信号
２４ 行電極のグループ
２６ 行電極のグループ
２８ 行電極のグループの中心付近の行電極
３０ 入力画像信号を受信するステップ
３２ 行電極の番号を任意選択的に選択するステップ
３４ プレシャープ化するステップ
３６ プレシャープ化された画像制御信号を供給するステップ
３８ 信号を供給するステップ
４０ 垂直調整伝達関数
４２ 調整軸
４４ 周波数軸
４６ 最終垂直調整伝達関数
４８ プレシャープ化カーネルの空間周波数応答
５０ 発光安定性関数
５４ 駆動電圧関数
６０ 特有の垂直調整伝達関数
６２ 結果として生じた垂直調整伝達関数
７０ 特有の垂直調整伝達関数
７２ 結果として生じた垂直調整伝達関数
７６ 水平ライン
７８ 水平調整伝達関数割合
８０ 行のプレシャープ化された画像制御信号を出力バッファから取得するステップ
８２ 行電極のグループを作動させるステップ
８４ 列ドライバ信号を供給するステップ
８６ 列電極信号を供給するステップ
８８ 行の選択を解除するステップ
９０ 次の行のプレシャープ化された画像制御信号を取得するステップ
９２ 次の行電極のグループを作動させるステップ
９４ 次の列ドライバ信号を供給するステップ
９６ 次の列電極信号を供給するステップ
９８ 行電極の選択を解除するステップ
１００ 判定のステップ
１１０ 行のプレシャープ化された画像制御信号を取得するステップ
１１２ 行電極のグループを作動させるステップ
１１４ 信号を列ドライバに供給するステップ
１１６ キャパシタンスを予備充電するステップ
１１８ 電流を供給するステップ
１２０ 放電するステップ
１２２ 選択された行のプレシャープ化された画像制御信号を取得するステップ
１２４ 次の行電極のグループを作動させるステップ
１２６ 信号を列ドライバに供給するステップ
１２８ 予備充電するステップ
１３０ 電流を供給するステップ
１３２ 放電するステップ
１３４ 第１の走査の完了を判定するステップ
１３６ 全ての走査の完了を判定するステップ
１３８ ｃを増加させるステップ
１４０ ｉを増加させるステップ
１４２ ｉを設定するステップ
１５０ 入力バッファ
１５２ シャープ化ユニット
１５４ 出力バッファ
１５６ データセレクタ
１５８ タイミング発生器
４ 基板
６ 列電極
８ エレクトロルミネセント
１０ 行電極
１２ ＥＬ発光素子
１６ 行ドライバ
１８ 列ドライバ
２０ ディスプレイドライバ
２２ 入力画像信号
２４ 行電極のグループ
２６ 行電極のグループ
２８ 行電極のグループの中心付近の行電極
３０ 入力画像信号を受信するステップ
３２ 行電極の番号を任意選択的に選択するステップ
３４ プレシャープ化するステップ
３６ プレシャープ化された画像制御信号を供給するステップ
３８ 信号を供給するステップ
４０ 垂直調整伝達関数
４２ 調整軸
４４ 周波数軸
４６ 最終垂直調整伝達関数
４８ プレシャープ化カーネルの空間周波数応答
５０ 発光安定性関数
５４ 駆動電圧関数
６０ 特有の垂直調整伝達関数
６２ 結果として生じた垂直調整伝達関数
７０ 特有の垂直調整伝達関数
７２ 結果として生じた垂直調整伝達関数
７６ 水平ライン
７８ 水平調整伝達関数割合
８０ 行のプレシャープ化された画像制御信号を出力バッファから取得するステップ
８２ 行電極のグループを作動させるステップ
８４ 列ドライバ信号を供給するステップ
８６ 列電極信号を供給するステップ
８８ 行の選択を解除するステップ
９０ 次の行のプレシャープ化された画像制御信号を取得するステップ
９２ 次の行電極のグループを作動させるステップ
９４ 次の列ドライバ信号を供給するステップ
９６ 次の列電極信号を供給するステップ
９８ 行電極の選択を解除するステップ
１００ 判定のステップ
１１０ 行のプレシャープ化された画像制御信号を取得するステップ
１１２ 行電極のグループを作動させるステップ
１１４ 信号を列ドライバに供給するステップ
１１６ キャパシタンスを予備充電するステップ
１１８ 電流を供給するステップ
１２０ 放電するステップ
１２２ 選択された行のプレシャープ化された画像制御信号を取得するステップ
１２４ 次の行電極のグループを作動させるステップ
１２６ 信号を列ドライバに供給するステップ
１２８ 予備充電するステップ
１３０ 電流を供給するステップ
１３２ 放電するステップ
１３４ 第１の走査の完了を判定するステップ
１３６ 全ての走査の完了を判定するステップ
１３８ ｃを増加させるステップ
１４０ ｉを増加させるステップ
１４２ ｉを設定するステップ
１５０ 入力バッファ
１５２ シャープ化ユニット
１５４ 出力バッファ
１５６ データセレクタ
１５８ タイミング発生器
Claims (13)
- 入力画像を受信し、該入力画像を処理し、処理された該画像を表示するためのパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステムであって、
（ａ）列電極のアレイ、前記列電極のアレイと直交するように向けられた行電極のアレイおよび前記列電極のアレイと前記行電極のアレイとの間に設けられたエレクトロルミネセント層を有するパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイ、
（ｂ）前記行電極のアレイ内の行電極の異なるグループに、異なる時間に別々の信号を供給するための１つもしくは２つ以上の行ドライバ、
（ｃ）前記入力画像信号を受信し、この入力画像信号を処理してプレシャープ化された画像制御信号を供給するためのディスプレイドライバ、ならびに
（ｄ）行信号および列信号の協働により個々の発光素子が光を発生するように前記行電極のグループに信号が供給されるのと同時に、前記列電極のアレイ内の前記複数の列電極に信号を同時に供給するための、前記プレシャープ化された画像制御信号に応答する１つもしくは２つ以上の列ドライバを含み、
前記列電極および前記行電極のそれぞれの交差で個々の発光素子を形成し、
それぞれのグループの前記行電極が、少なくとも２つの異なるレベルの信号を同時に受信するパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。 - 前記行電極のグループの中心もしくは中心付近における行電極（複数可）がピーク信号レベルを受信し、前記行電極のグループの他の電極がより小さなゼロでない信号レベルを受信するように、行電極の１つのグループ内の行電極信号レベルが分布している請求項１の前記パッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
- それぞれの行電極のグループが少なくとも３つの行電極を含む請求項１のパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
- それぞれの行電極のグループが少なくとも５つの行電極を含む請求項３のパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
- 行電極のグループの前記中心行電極（複数可）に関する前記行電極信号レベルが行電極のグループの前記他の行電極のいずれよりも高い請求項２のパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
- 前記中心電極（複数可）からの距離が増加するにしたがって、前記行電極のグループの行電極によって受信された前記行電極信号レベルが減少し、それから２番目の最大値まで増加し、その後、再び減少する請求項２のパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
- 前記中心電極（複数可）からの距離が増加するにしたがって行電極信号レベルが単調に減少するように、行電極の１つのグループのそれぞれの行電極に関する行電極信号レベルの分布が分布している請求項２に記載のパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
- 前記分布がおおよそガウス分布である請求項７のパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
- 前記ディスプレイドライバが、前記行電極と平行な方向に前記入力画像信号をさらにぼやけさせる請求項２のパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
- 第２の行電極のグループが第１の行電極のグループと重なる請求項１のパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
- 前記第１の行電極のグループにおける行電極信号レベルの分布と前記第２の行電極のグループの行電極信号レベルの分布との和が、中心が実質的に平坦である分布を形成するように、前記第２の行電極のグループが前記第１の行電極のグループと重なる請求項１０のパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
- ６０Ｈｚ未満の速度で前記表示された画像をリフレッシュする請求項１のパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
- 前記行電極に供給された制御信号は個別的な複数の信号であり、前記列電極に供給された制御信号は調整されたパルス幅である請求項１のパッシブマトリックスエレクトロルミネセントディスプレイシステム。
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