JP2016504612A - ディスプレイにおける輝度補償 - Google Patents

Abstract

ディスプレイにおける輝度補償の様々な例が提供されている。一例は、供給電圧ラインで供給されピクセルのＩＲ電圧降下効果を認識し、このＩＲ電圧降下効果の少なくとも一部に基づいてピクセルの輝度信号を生成するステップを具える方法である。別の例は、共通の供給電圧ラインで供給されるピクセルに対応するＩＲ電圧降下の値を計算するステップと、ＩＲ電圧降下を補償するデータライン信号を各ピクセルに提供するステップを具える方法である。別の例は、ディスプレイ装置であってピクセルマトリックスと、このマトリックスのピクセルのＩＲ電圧降下効果を測定して、ＩＲ電圧降下効果の少なくとも一部と、このピクセルに関連するリフレッシュサイクル内での時間的平均ピクセル輝度に基づいてピクセルの輝度信号を生成するように構成した輝度コントローラを具える。【選択図】図３

Description

[関連出願のクロスリファレンス]
本出願は、２０１２年１１月５日に出願した継続中の米国暫定出願第６１／７２２，４９６号「ディスプレイにおける輝度補償」の優先権を主張しており、この出願は全体が引用により組み込まれている。

活性マトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）などのディスプレイ装置は、多数のピクセルを具えている。このピクセルは、定期的に交換して、静止画像又は動画像を表示する。

本開示の多くの態様が、添付の図面を参照することでより良く理解できる。図中の構成要素は、必ずしも実物大ではなく、強調した図面を用いて、本開示の原理を明確に示すようにしている。更に、図において、同様の符号は、複数の図を通して対応する部材を示す。

図１は、本開示の様々な実施例によるディスプレイ装置の一部を示す回路図である。 図２は、本開示の様々な実施例による図１に示すディスプレイ装置のピクセルの一例を示す回路図である。 図３は、本開示の様々な実施例による図１のディスプレイ装置におけるコントローラで実装した機能性の一例を示すフローチャートである。 図４は、本開示の様々な実施例による図１のディスプレイ装置の一例のブロック図である。

活性マトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）は、ＬＣＤディスプレイに比べると、視野角がより広く、より明るく、応答時間がより早く、よりスリムなパネルでエネルギィ消費量がより少ない。ＡＭＯＬＥＤパネルの各ピクセルは、光を照射する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を具えており、ディスプレイを形成する。ピクセルはマトリックス状に配置され、スクリーンのリフレッシュは横態様（ｒｏｗ−ｂｙ−ｒｏｗ）でおこなわれる。一行の各ピクセルは、所定の時間スロット内に同時にリフレッシュされ、その後ピクセルが次のリフレッシュサイクルまで所定の輝度レベルに保たれる。従って、アドレスされたときにのみ各ピクセルがその輝度を維持する受動マトリックスに比較して、活性マトリックスと呼ばれている。このディスプレイを正しく機能させるために、ＡＭＯＬＥＤディスプレイのピクセルは、伝達すべき特定のシーン全体に適切な輝度レベルにセットされており、次のリフレッシュが次のシーンのピクセルをリセットするまで、この輝度レベルが維持（記憶）されていなければならない。これを達成するため、各ピクセルはピクセル回路と呼ばれる回路を有しており、ＯＬＥＤを駆動する。ピクセル回路は、各回路に信号と電力を提供するバスラインによって接続されている。このピクセル回路とバスラインが、ＡＭＯＬＥＤのバックプレーンを形成している。

図１を参照すると、本開示の一実施例によるディスプレイ装置の一部の回路図が示されている。ディスプレイ装置１００は、例えば、活性マトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）パネル又はいずれかのタイプのディスプレイ装置を具えており、ここでは瞬時のピクセル光出力が、ピクセル内の発光サブコンポーネントを流れる電流に依存しており、この電流を供給しているバスラインがその他のピクセルに共用されており、このラインに沿った複数のピクセルが同時に点灯する。図１に示すように、ディスプレイ装置１００は、列Ｃ_１−Ｃ_ｘと行Ｒ_１−Ｒ_ｙに配置したピクセルマオリックス１０３を具える。ディスプレイ装置１００は、また、列Ｃ_１−Ｃ_ｘの各々のピクセル１０３に接続した電圧供給ライン１０９（Ｖ_ＤＤともいう）を具える。更に、ピクセル１０３の各列Ｒ_１−Ｒ_ｙはスキャンライン１１３を具え、ピクセル１０３の各行が、データライン１１６を具える。

ディスプレイ装置１００の特定の列Ｒ_１−Ｒ_ｙにあるすべてのピクセルは、所定の時間スロット内に同時にリフレッシュされ、その後、これらのピクセル１０３は、特定の行Ｒ_１−Ｒ_ｙが次のリフレッシュサイクルでリフレッシュされるまで、所定の輝度レベルに保たれる。この結果、輝度信号が各データライン１１６に与えられ、スキャンライン１１３の一つがアクティブ状態になる。アクティブ状態にあるスキャンライン１１３に応じて、データライン１１６に与えられた輝度信号が、対応する行Ｒ_１−Ｒ_ｙの対応するピクセル１０３に提供される。その後、新しい輝度信号がデータライン１１６に与えられ、次の行Ｒ_１−Ｒ_ｙのスキャンライン１１３がアクティブ状態になる。これに応じて、アクティブ状態になったスキャンライン１１３を有する新しい行Ｒ_１−Ｒ_ｙのピクセル１０３に、データライン１１６に与えられている輝度信号が提供される。ディスプレイ装置１００の残りの行Ｒ_１−Ｒ_ｙの全てについてこのプロセスが繰り返され、画像が生成される。このプロセスは更に、データライン１１６上で信号が変化している全てのピクセル１０３に対して繰り返され、動画が生成される。

図２を参照すると、本開示の様々な実施例によるディスプレイ装置１００（図１）のピクセル１０３の一例を示す回路図が示されている。図に示すように、ピクセル１０３は、１本のデータライン１１６、電圧供給ライン１０９、及び１本のスキャンライン１１３を具える。更にピクセル１０３は、スイッチングトランジスタ２０３、駆動用トランジスタ２０６、キャパシタ２０９、発光デバイス２１３、及び簡潔にするために詳細については述べていない潜在的なその他の構成要素を具えていてもよい。その他の回路構成及び構成部品は、代替の実施例においてピクセル１０３に使用できると解される。

発光デバイス２１３は、発光デバイス２１３を流れる電流に応じて発光するように構成されている。従って、発光デバイス２１３は、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、無機発光ダイオード（ＬＥＤ）、量子ドットベースの発光ダイオード、あるいはその他のタイプの発光デバイスの形で実施される。

駆動トランジスタ２０６は、発光デバイス２１３を流れる電流量を提供しコントロールするよう構成されている。この結果、駆動トランジスタ２０６の第１ターミナル２０６ａは、電圧供給ライン１０９に接続されており、駆動トランジスタ２０６の第２ターミナル２０６ｂは、発光デバイス２１３に接続されている。当業者には自明なように、駆動トランジスタ２０６の第１ターミナル２０６ａから第２ターミナル２０６ｂに流れる電流量は、駆動トランジスタ２０６の第３ターミナル２０６ｃに印加されている電圧レベルに依存する。例えば、駆動トランジスタ２０６のが、飽和領域で動作するｐ−型ＭＯＳトランジスタである場合、駆動トランジスタ２０６を流れる電流は、以下の式を用いて具現化することができる。

ここで、Ｉは駆動トランジスタ２０６を流れる電流、Ｖ_ＤＡＴＡはデータライン１１６からの輝度信号の電圧、Ｖ_ＤＤは電圧供給ライン１０９の電圧、スレッシュホールド電圧Ｖ_ＴＨ＜０、及びｋ＝μＣＷ／Ｌである。ゲート誘電体の表面キャパシタンスはＣ、トランジスタの移動度はμ、トランジスタのチャンネル長さに対するチャンネル幅の比はＷ／Ｌである。

スイッチングトランジスタ２０３は、駆動トランジスタ２０６の第３ターミナル２０６ｃにデータライン１１６からの信号を選択的に提供するように構成されている。このため、スイッチングトランジスタ２０３の第１ターミナル２０３ａがデータライン１１６に接続され、スイッチングトランジスタ２０３の第２ターミナル２０３ｂは駆動トランジスタ２０６の第３ターミナル２０６ｃに接続され、スイッチングトランジスタ２０３の第３ターミナル２０３ｃは、スキャンライン１１３に接続される。スイッチングトランジスタ２０３は、スキャンライン１１３に提供されている信号に応じてオンオフが切り替わる。この意味で、データライン１１６からの信号は、スキャンライン１１３信号がアクティブになると、スイッチングトランジスタ２０３を通過して駆動トランジスタ２０６の第３ターミナル２０６ｃへ送られて、スイッチングトランジスタ２０３がオンになる。スキャンライン１１３がアクティブでない場合は、スイッチングトランジスタ２０３はオフ状態であり、データライン１１６の信号が、駆動トランジスタ２０６の第３ターミナル２０６ｃで受信されない。

キャパシタ２０９は、スイッチングトランジスタ２０３がオンの時に駆動トランジスタ２０６の第３ターミナルｃに与えられる電圧（すなわち、輝度信号）を保存し、スイッチングトランジスタ２０３がオフになってもこの電圧値を実質的に維持する。キャパシタ２０９は駆動トランジスタ２０６の第３ターミナル２０６ｃに接続されているので、キャパシタ２０９は、ディスプレイ装置１００のリフレッシュサイクルの間に発光デバイス２１３を流れる特定の電流値を維持するよう働く。

ピクセル１０３のリフレッシュ期間に、輝度信号がデータライン１１６に提供され、スキャンライン１１３がアクティブになってスイッチングトランジスタ２０３をオンにし、これによって、データライン１１６における輝度信号を駆動トランジスタ２０６の第３ターミナル２０６ｃに提供する。駆動トランジスタ２０６の第３ターミナル２０６ｃで受信した輝度信号に応じて、また、駆動トランジスタ２０６の第１ターミナル２０６ａにおける供給電圧の特定の値に応じて、駆動トランジスタ２０６の第１ターミナル２０６ａから第２ターミナル２０６ｂへ電流が流れ、発光デバイス２１３に電流が流れる。この電流の関係は、例えば、式１でモデル化されている。発光デバイス２１３を流れる電流から、発光デバイス２１３から光が発せられる。発光デバイス２１３から発光される光の輝度は、駆動トランジスタ２０６から流れる電流量に依存しているためこの光の輝度も、駆動トランジスタ２０６の第１ターミナル２０６ａにおける供給電圧の値と第３ターミナル２０６ｃにおける輝度信号とに依存している。

図１に示す実施例では、供給電圧ライン１０９は、ディスプレイ装置１００の全てのピクセル１０３の、駆動トランジスタ２０６の第１ターミナル２０６ａに接続されている。供給電圧ライン１０９は、非理想コンダクタであるため、ピクセル１０３では、ＩＲ降下と呼ばれる事象が生じる。供給電圧ライン１０９の抵抗はゼロではないので、供給電圧ライン１０９に沿って電圧（Ｖ＝ＩＲ）降下が見られる。このＩＲ降下は、ディスプレイ装置１００の輝度均一性に影響する。この結果、供給電圧ライン１０９用の入力点から比較的離れているピクセル１０３が受けとる供給電圧は、例えば、入力点に比較的近いピクセル１０３より低い。例えば、ピクセル１０３の列について単純化した供給電圧モデルは：

で表すことができる。ここで、Ｖ_ｉは、位置ｉにおける特定のピクセル１０３に見られる供給電圧ライン１０９からの供給電圧であり、Ｖ_ＤＤ０は、ディスプレイ装置１００の入力点における供給電圧ライン１０９の電圧であり、ｒは、供給電圧ライン１０９の隣接するピクセル１０３間のセグメントの抵抗であり、ｎは、列Ｃ_１−Ｃ_ｙのピクセル１０３の数であり、Ｉ_ｍは、ピクセルｍ（１からｎ）を流れる電流である。従って、各ピクセル１０３について、式２は、ＩＲ降下を考慮して、式１におけるＶ_ＤＤを置き換えている。

ピクセルｉの電流が、ΔＩ_ｉ＝Ｉ_{ｎｅｘｔ ｆｒａｍｅ}−Ｉ_{ｃｕｒｒｅｎｔ ｆｒａｍｅ}と仮定すると、供給電圧ライン１０９はこのΔＩ_ｉをピクセルｉまで運ぶ必要がある。ラインの抵抗は比較的小さく、一つのピクセルで生じる電流が変化する可能性は、供給電圧ライン１０９によって運ばれる総電流に比べると小さく、高次の影響は無視することができ、この仮定の下では、ピクセル_ｉによってみられる電圧の変化は、ΔＶ_ｉ＝−ｉ×ｒ×ΔＩ_ｉで表すことができる。位置_ｉにおけるピクセルの電圧のこの変化は、位置_ｉにおけるピクセル自体によって生じるため、ΔＶ_ｉは、ΔＶ_ｉ，ｉと書き直すことができる。ここで、第１のインデックスは、電圧が影響を受けたピクセルを表し、第２のインデックスは、この電圧の変化によって電流が変化したピクセルを表す。互いのピクセルに対するクロストークを考慮すると、位置ｉにおけるピクセルの電流変化ΔＩｉの結果、位置ｊにおけるピクセルの電流変化となり、これはｊ＞ｉの場合に、ΔＶ_ｊ、ｉ＝−ｉ×ｒ×ΔＩ_ｉとなる。

供給電圧ライン１０９は又、ピクセル１０３のリフレッシュによる意図しないクロストークが生じやすくなる。例えば、第１ピクセル１０３と第２ピクセル１０３が同じ列Ｃ_１−Ｃ_ｙにある場合の、位置ｍにおける第２ピクセル１０３の電流の変化に起因する位置_ｉにおけるピクセル１０３供給電圧の変化は、以下の式で表すことができる。

ここで、ΔＶ_ｉ，ｍは、位置_ｍにおける第２電圧の電流の変化（ΔＩ_ｍ）に対する、位置_ｉにおける第１ピクセル１０３の供給電圧の変化である。供給電圧の変化に対するあるピクセルにおける電流の変化は、Ｖ_ＤＤに対する式１の導関数を取ることによって近似することができる。式１及び３を用いて、位置ｍにおける第２ピクセル１０３の電流の変化に起因する位置ｉにおける第１ピクセル１０３の電流の変化は、以下の式を用いて表すことができる。

ここで、ΔＩ_ｉ，ｍは、位置_ｍにおける第２ピクセルの電流の変化（ΔＩ_ｍ）に起因する位置_ｉにおける第１ピクセル１０３の電流の変化であり、ΔＶ_ｉ，ｍは、式３に対応するとともに、Ｖ_{ＤＤ（ｉ，ｍ−１）}は、位置_ｍにおけるピクセルがその電流を変化させる直前に位置ｉにおけるピクセルによってみられる電圧供給ライン１０９への電圧を表し、ＩＲ降下が考慮されている。従って、式４は、ＩＲ降下とクロストークの効果を考慮した場合の、ピクセル１０３の電流の変化の推定値を提供する。このように、例えば、式４を用いて、ピクセル１０３のＩＲ降下とクロストークの効果を認識することができる。ΔＶ_ｉ，ｍが小さい状態では、式４は、以下の通り近似できる。

以下に述べるように、各ピクセル１０３について、補償輝度信号がデータライン１１６に印加され、その結果駆動トランジスタ２０６によって提供される平均実電流値が目標電流とほぼ同じになる。まず、以下の例は、ディスプレイ装置１００は、非補償輝度信号を用いて予めピクセル１０３をリフレッシュしており、ディスプレイ装置１００がピクセル１０３のリフレッシュを開始する準備ができているものと仮定する。

ディスプレイ装置１００は、その列のピクセル１０３が所望の輝度を放射するよう、新しい期待ターゲット値

を認識する。この結果、ディスプレイ装置１００は、例えば、値を保存しているルックアップテーブルに問い合わせを行う、あるいは、ディスプレイ装置が、例えば、駆動電流の関数としてピクセル１０３の輝度をモデルにした式を用いて、この値を計算することができる。

ディスプレイ装置１００は、次いで、ピクセル１０３が予めリフレッシュされている場合に新しい期待ターゲット電流値からピクセル１０３の電流差を認識する。この関係は以下の式で表される。

ΔＩ_{ｔａｒｇｅｔ（ｍ）}をΔＩ_ｍで置き換えて式３を用いて、ピクセル１０３で見られる供給電圧の変化を認識することもできる。例えば、ｍ＝ｉのとき、ΔＶ_ｉ，ｉ＝−ｉ×ｒ×ΔＩ_{ｔａｒｇｅｔ（ｉ）}となるので、リフレッシュ後の電流の変化は、ΔＶ_ｉ，ｉ＝−ｋ×（Ｖ_{ＤＡＴＡ（ｉ）}−Ｖ_{ＤＤ（ｉ，ｉ−１）}−Ｖ_ＴＨ）×ΔＶ_ｉ，ｉにより式５から得られる。ここで、Ｖ_{ＤＤ（ｉ，ｉ−１）}は、ピクセルをリフレッシュする前の位置ｉにおけるピクセルに見られる電源ライン１０９の値である。Ｖ_{ＤＤ（ｉ，ｉ−１）}は、式２を用いて、その時の列にある各ピクセルの実電源ライン値を減算することで計算できる、あるいは、連続的に列をリフレッシュする場合、Ｖ_{ＤＤ（ｉ，ｉ−１）}を記録して、各ピクセルについてのルックアップテーブル中で更新することができる。このように電源の変化及びピクセル１０３がリフレッシュされることによるピクセル１０３の電流の変化を認識できる。

ディスプレイ装置１００は、次いで、列Ｃ_１−Ｃ_ｙ中のその他の各ピクセルをリフレッシュした後に、ピクセル１０３の期待電流値の変化を認識する。従って、列Ｃ_１−Ｃ_ｙにｙ個のピクセルがあれば、認識される期待電流値にｙ個の変化がある。これらの変化を計算するには、例えば、式４と式５を用いることができる。位置ｉのピクセルをリフレッシュした後、回路は、１／ｎ×ｆ秒の時間インターバルの後ｉ＋１の位置のピクセルを更新し続けることができる。ここで、ｆは、スクリーンのリフレッシュレートである。ピクセルｉ＋１の更新によりピクセルｉにおけるＶ_ＤＤの変化が、ΔＶ_{ｉ，ｉ＋１}＝−ｉ×ｒ×ΔＩ_{ｔａｒｇｅｔ（ｉ＋１）}で得られ、ピクセルｉ＋１のリフレッシュによるピクセルｉの電流の変化が、ΔＶ_{ｉ，ｉ＋１}＝−ｋ×（Ｖ_{ＤＡＴＡ（ｉ）}−Ｖ_{ＤＤ（ｉ，ｉ）}−Ｖ_ＴＨ）×ΔＶ_{ｉ，ｉ＋１}で決定する。列内のピクセルがリフレッシュを続けると、このリフレッシュサイクルの最後のピクセルである位置ｉ−１のピクセルに到達するまで、ピクセルｎとピクセル１の更新を続ける。

その他の各ピクセル１０３をリフレッシュして電流の変化を認識すると、ディスプレイ装置１００は、電流変化の平均値を認識する。この関係は、例えば以下の式を用いて、電流の平均値として決定される。

次いで、ディスプレイ装置１００は、データライン１１６に印加する新しい輝度信号の値を認識する。式７と以下の関係式を用いて、ピクセル１０３のＶ_ＤＡＴＡの値を、以下の式を解くことによって認識できる。

このように、ピクセル１０３のＩＲ降下とクロストーク効果を考慮した輝度信号の値を認識することができる。認識したＶ_ＤＡＴＡの値は、データライン１１６に補償輝度信号として印加され、ピクセル１０３をリフレッシュすることができる。ディスプレイ装置１００中の全ピクセル１０３をリフレッシュするサイクルにおいて、ピクセル１０３の平均電流はターゲット電流とほぼ同じであり、これがピクセル１０３の所望の輝度となる。このようにして、ディスプレイのビューアは、所望の輝度にあるピクセル１０３を視覚的に把握することができる。更に、その他のピクセル１０３を上述した手順と同じ手順でリフレッシュできる。その列にあるすべてのピクセルについて同じステップを繰り返すことで、ピクセルの全列についてＩＲ降下を補償することになる。

ＩＲ降下及びクロストークの補償スキームは、以下のような予見によって動作する。近づきつつあるデータライン信号で予測することによって、各ピクセルの所望の輝度を知る。その０次データから、供給ラインに沿ったその他のピクセルによる特定電流で各ピクセルで生じるＩＲ降下を予測する。この情報から、補正ファクタを計算又は提供する。これは、データ信号に印加され、計算したＩＲ降下による輝度の変化を補償する。従って、このスキームで所望の輝度に近い平均ピクセル輝度が得られる。

デモンストレーションとして、図１（例えば、ｙ＝４）に記載したような、ＡＭＯＬＥＤディスプレイの４ピクセル２Ｔ１Ｃ列を考える。供給電圧ライン１０９の電圧を１０Ｖとすると、駆動トランジスタ２０６（図２）のスレッシュホールド電圧は２．４Ｖであり、ゲート誘電体の面積キャパシタンス（Ｃ）は、３０ｎＦ／ｃｍ^２であり、トランジスタの移動度（μ）は５ｃｍ^２／（Ｖ＊ｓ）であり、トランジスタのチャネル長さに対するチャネル幅比（Ｗ／Ｌ）は１０であり、以下の式となる。

６３４μｍ×２１１μｍのピクセルサイズ（例えば、５５インチ、１６：９のアスペクト比、及び１９２０×１０８０解像度スクリーン用サブピクセルサイズ）、６００ｃｄ／ｍ^２スクリーン明度、１０ｃｄ／Ａ ＯＬＥＤ効率、及び３０％の開口比によれば、各ピクセルに供給される電流は、８μＡと計算できる。供給電圧ライン１０９の大きなＩＲ降下を、４つのピクセルの電流と共に図示するために、２つの隣接するピクセル間の供給電圧ライン１０９の仮定抵抗は５００Ωとする。一方、これは、実際の供給電圧ライン１０９の抵抗に比べて非現実的に高いが、この高抵抗がピクセル間のＩＲ降下を強める。式１から、Ｖ_ＤＡＴＡは、６．５６７２Ｖとなる。

まず、４つのピクセルすべてに印加されたＶ_ＤＡＴＡ＝６．５６７２Ｖの補償が行われていない場合を考える。供給電圧ライン１０９のＩＲ降下により、各ピクセルに見られる実際のＶ_ＤＤ電圧が異なって、異なるピクセル電流となる。供給電圧ライン１０９のＩＲ降下は、ピクセル１を通る電流をほぼ３％低下させる一方で、ピクセル４の電流は７％以上低下する。表１は、ＩＲ降下による様々な値の例を示す。

ここで、上述した輝度補償を考える。新しいリフレッシュサイクルでのピクセルを通る電流の変化によって、電流の初期状態が規定される。初期電流の自然な選択は、補償されていない状態であるため、ピクセル列が予め補償を行うことなく駆動されたものと仮定する。新リフレッシュサイクルは、ピクセル１をリフレッシュすることから始まる。まず、ΔＩ_{ｔａｒｇｅｔ}を式６に従って、各ピクセルについて８μＡである新ターゲット電流と、以前の電流との間の差として計算することができる。ΔＩ_{ｔａｒｇｅｔ}から、ΔＶ_ｉ，ｉの全ての値を、式３に基づいて計算できる。ΔＩ_ｉ，ｍは、従って、式５から決定できる。これを行う前に、式２に基づいて、すべてのＶ_{ＤＤ（ｉ，ｍ−１）}の値を計算するのが良い。全てのパラメータを用いて、式７によってΔＩ_{ａｖｅｒａｇｅ（ｉ）}の式を決めることができ、式８を解くことによって各ピクセルについての適切なＶ_ＤＡＴＡが見つかる。平均値は各ピクセルについての最後のリフレッシュサイクルに基づいて計算することができる。全てのピクセルについて、表２に示すように０．０５％より少ない偏差が見られた。

ターゲット電流値と実際の電流値との間には、計算プロセスの近似によって有限差分がある。信号が安定した後は、ターゲット電流値が変わらないので、この差は小さくならない。例えば、ピクセル３は、次のリフレッシュサイクルの間にターゲット電流が８μＡに保たれたら、８μＡに対して７．９９７２μＡの電流が流れるであろう。実際の世界中のアプリケーションでは、これは、偏差がより変化する静止画像を表示する時に、この近似レベルで補正できないディスプレイ中の有限エラーが生じることを意味している。この場合、一以上の近似オーダを考慮したより正確なソリューションまたは実際のソリューションを計算して、より正確なディスプレイを達成できる。これは、知覚フォーカスがより知覚できる偏差を生むので、スクリーンが静止画像を表示しているときの最良の方法である。更に、コンピュータによるバッテリィ容量を振り分けて、より正確な計算を行うことができる。一方で、ディスプレイが映画など動画を表示している場合は、知覚注意が分散して、画信号フレームの有限エラーが、見つけにくくなり、一次近似を適切なものにする。エラーがより少なく、コンピュータ資源が入手可能であれば、２次又はそれ以上の計算を動画ディスプレイにも適用できる。

次いで、図３を参照すると、本開示の様々な実施例により、輝度コントローラ３００（図４）をディスプレイ装置１００（図１）に実装した機能の一例を示す。輝度コントローラ３００は、例えば、処理装置で実行可能な処理デバイス及び／又はロジックを具える。図３に示すフローチャートは、ここに述べる輝度コントローラ３００の部分の操作を実装するのに使用できる、タイプが異なる数多くの機能構成の一例を提供しているに過ぎないと解すべきである。代替として、図３のフローチャートは、一またはそれ以上の実施例によるディスプレイ装置１００に実装した方法のステップ例を示す。

ボックス３０３から説明すると、輝度コントローラ３００がピクセル１０３の第１輝度信号を認識する。第１輝度信号は、例えば、ピクセル１０３をリフレッシュするのに以前に使用した非補償輝度信号の値であってもよい。次いで、ボックス３０６に示すように、ボックス３０３で認識した第１の輝度信号に少なくとも部分的に基づいて、ピクセル１０３について第１ターゲット電流値を認識する。輝度コントローラ３００は、次いで、ボックス３０９において、ピクセル１０３についての所望の輝度に少なくとも部分的に基づいて、ピクセル１０３についての第２ターゲット電流信号を認識する。この結果、輝度コントローラ３００は、例えば、ルックアップテーブルに問い合わせる、あるいは第２ターゲット電流値を計算できる。ボックス３１３にゆくと、輝度コントローラ３００は、第１ターゲット電流値と第２ターゲット電流値との間の差異を認識する。この関係は、上述の式６で表される。

ボックス３１６に示すように、輝度コントローラ３００は、ついで、第２ターゲット電流値でリフレッシュしたピクセル１０３に応答して、ピクセル１０３の期待供給電圧の変化を認識する。輝度コントローラ３００は、ボックス３１９で、リフレッシュした列Ｃ_１−Ｃ_ｙのその他の各ピクセル１０３によって、ピクセル１０３の期待電流値の変化を認識する。この結果、輝度コントローラ３００は、例えば、上述の式４又は式５を適用する。次いで、ボックス３２３に示すように、列Ｃ_１−Ｃ_ｙのその他の各ピクセル１０３をリフレッシュした後のピクセル１０３の平均期待電流値を規定する。輝度根トローラ３００は、例えば、上述の式７を適用して、平均期待電流値を認識し、これらを列中の各ピクセル１０３のＶ_ＤＡＴＡなど、第２輝度信号の関数として表す。

ボックス３２６では、輝度コントローラ３００が、ボックス３２３で認識した期待電流値の認識した平均変化に少なくとも部分的に基づいて、ピクセル１０３の第２輝度信号を認識する。この結果、式８を使って、Ｖ_ＤＡＴＡなどの輝度信号を計算できる。ボックス３２９では、輝度コントローラ３００がこの第２輝度信号をピクセル１０３のデータライン１１６に印加する。その後、処理が終了する。ディスプレイ装置１００（図１）における輝度コントローラ３００によって実装した機能（図４）は、特定のピクセル回路設計の働きに依存しないので、ＩＲ降下がピクセル列にインパクトをもつ様々な回路設計に用いることができる。一方、ＩＲ降下によるピクセル間の相互作用を相殺することができる。電圧及び電流の両方をプログラムしたピクセル回路で動作する。ＴＦＴバックプレーン又は、カーボンナノチューブ使用可能縦型有機発光トランジスタ（ＣＮ−ＶＯＬＥＴ）バックプレーンなど、その他のトランジスタ使用可能バックプレーンで動作する。

図４を参照すると、本開示の様々な実施例によるディスプレイ装置１００の一例のブロック図が示されている。ディスプレイ装置１００は、プロセッサ４０３とメモリ４０６を有する少なくとも一のプロセッサ回路を具える。プロセッサとメモリは両方とも、ローカルインターフェース４０９に接続されている。ローカルインターフェース４０９は、例えば、付随するアドレス／コントロールバスを有するデータバス、あるいは、適切なその他のバス構造を具える。

メモリ４０６には、プロセッサ４０３で実行可能なデータといくつかの要素が保存されている。特に、メモリ４０６に登録されておりプロセッサ４０３で実行できるものは、輝度コントローラアプリケーション３００ａと潜在的なその他のアプリケーションである。ここで述べた要素をソフトウエアの形で実装できるのであれば、例えば、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、ＯｂｊｅｃｔｉｖｅＣ，Ｊａｖａ、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ、Ｐｅｒｌ、ＰＨＰ、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｒｕｂｙ、Ｄｅｌｐｈｉ、Ｆｌａｓｈ、又はその他のプログラム言語といった、多くのプログラム言語のいずれも使用できる。

多くのソフトウエア要素をメモリ４０６に保存して、プロセッサ４０３で実行できる。この点に関して、「実行可能」の用語は、プロセッサ４０３で最終的に稼働できる形にあるプログラムファイルを意味する。実行可能なプログラムの例には、例えば、メモリ４０６のランダムアクセス部分に読み込むことができ、プロセッサ４０３で稼働するフォーマットで、機械コードに翻訳できるコンパイルしたプログラムや、メモリ４０６のランダムアクセス部分に読み込むことができ、プロセッサ４０３で実行されるオブジェクトコードなどの正しいフォーマットで表現できるソースコード、あるいは、別のプログラムで読み取ってメモリ４０６のランダムアクセス部分でインストラクションを生成して、プロセッサ４０３で実行することができるソースコード、その他がある。実行可能なプログラムは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードドライブ、半導体ドライブ、ＵＳＢフラッシュドライブ、メモリカード、コンパクトディスク（ＣＤ）などの光ディスク、あるいは、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピィディスク、磁気テープ、又はその他のメモリ要素を含む、メモリ４０６の部分又は構成要素に保存することができる。

メモリ４０６は、ここでは、揮発性及び不揮発性メモリ及びデータ保存要素の両方を含むものとして規定されている。揮発性要素は、電力がないときにはデータ値を保持できない。不揮発性要素は、電力がないときもデータを保持できるメモリである。従って、メモリ４０６は、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ、半導体ドライブ、ＵＳＢフラッシュドライブ、メモリカードリーダを介してアクセスするメモリカード、関連するフロッピィディスクドライブを介してアクセスするフロッピィディスク、光ディスクドライブを介してアクセスする光ディスク、適切なテープドライブを介してアクセスする磁気テープ、及び／。又は、その他のメモリ要素、又は、これらのメモリ要素の２又はそれ以上の組み合わせ、を具えていてもよい。更に、ＲＡＭは、例えば、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、あるいは磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）、及びその他のこのようなデバイスを具えていてもよい。ＲＯＭは、例えば、プログラム可能な読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能でプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能でプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、あるいはその他の同様のメモリデバイスを具えている。

また、プロセッサ４０３は、複数プロセッサ４０３を提供しており、メモリ４０６は並列処理回路で作動する複数メモリ４０６を提供している。このような場合、ローカルインターフェース４０９は、適切なネットワークであり、複数プロセッサ４０３の内の任意の二つの間、任意のプロセッサ４０３と任意のメモリ４０６間、あるいはメモリ４０６の任意の二つの間、その他の通信を容易にしている。ローカルインターフェース４０９は、例えば、ロードバランシングを実行するなど、この通信をまとめるように設計した追加のシステムを具えていてもよい。プロセッサ４０３は、電気的なものであっても、あるいはその他の入手可能な構造であってもよい。

輝度コントローラ３００、及びここに述べたその他の様々なシステムは、上述した一般的な目的のハードウエアによって実行されるソフトウエア又はコードで実施できるが、代替の同様のものも、専用のハードウエア又はソフトウエア／一般的な目的なハードウエアと専用ハードウエアとの組み合わせでも実施できる。専用ハードウエアで実施した場合、各々、複数技術の何れか又は組み合わせを使用する回路又は状態機械として実装できる。これらの技術には、限定するものではないが、一またはそれ以上のデータ信号を印加した時に、様々な論理機能を実装する論理ゲートを有するディスクリート論理回路、適切な論理ゲートを持つアプリケーション特定集積回路、又はその他の要素、その他を具えていてもよい。このような技術は、一般的に当業者に良く知られており、従って、ここでは詳細は説明しない。

図３のフローチャートは、輝度コントローラ３００の一部分の実装の機能と動作の一例を示す。ソルトウエアで実施している場合は、各ブロックは、特定の論理機能を実行する命令をプログラムしたモジュール、セグメント、あるいは、コード部分を表している。このプログラムの命令は、プログラム言語で書かれた人間が読み取ることができるステートメントを具えるソースコード、又はコンピュータシステム又はその他のシステム内のプロセッサ４０３などの適切な実行システムによって認識可能な複数の命令を具える機械コードの形で実施できる。機械コードは、ソースコード、その他からコンバートできる。ハードウエアで実行する場合は、各ブロックは、測定の論理機能を実装する一の回路又は複数の相互接続した回路を表す。

図３のフローチャートは特定の実行順を示しているが、実行順は、記載されているものによって異なる。例えば、２又はそれ以上のブロックの実行順は、図に示す順番と異なっていてもよい。また、図３に続いて示す２又はそれ以上のブロックは、同時にあるいは部分的に同時に実行するようにしてもよい。更に、いくつかの実施例では、図３に示す一またはそれ以上のブロックをスキップ又は削除してもよい。更に、任意数のカウンタ、状態変数、又はメッセージを、実用性、アカウント、性能測定の強化、あるいはトラブルシュート救済の提供、その他の目的で、ここに述べた論理フローに加えてもよい。このような変形例は全て本開示の範囲内であると解するべきである。

また、輝度コントローラアプリケーション３００ａを含む、ソフトウエア又はコードを具えるここに述べたロジック又はアプリケーションは、例えば、コンピュータシステム又はその他のシステムのプロセッサ４０３など、命令実行システムに使用する又はこれに関連する、非一過性コンピュータで読み取り可能な媒体で実行することができる。この点において、ロジックは、例えば、コンピュータで読み取り可能な媒体からフェッチでき、命令実行システムで実行できる命令及び宣言を含むステートメントを具えていてもよい。本開示のコンテキストでは、「コンピュータで読み取り可能な媒体」は、命令実行システムによる使用又はこれに関連するここに述べたロジック又はアプリケーションを含む、保存する、又は維持できるいずれかの媒体である。このコンピュータで読み取り可能な媒体は、例えば、磁気、光、あるいは半導体媒体といった、多くの物理的媒体の何れかを具えていてもよい。適切なコンピュータで読み取り可能な媒体の特定の例は、限定するものではないが、磁気テープ、磁気フロッピィディスク、磁気ハードドライブ、メモリカード、半導体ドライブ、ＵＳＢフラッシュドライブ、あるいは光ディスクを具える。また、コンピュータで読み取り可能な媒体は、例えば、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、あるいは磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）を含むランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であってもよい。更に、コンピュータで読み取り可能な媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能な読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能でプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能でプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、あるいはその他の同様のメモリデバイスであってもよい。

本開示の実施例は、限定するものではないが、ディスプレイ装置において、同じ電源ラインで供給されている複数のピクセルによる複数の電流の少なくとも一部に基づいて、ディスプレイ装置中のピクセルのＩＲ電圧降下の効果を認識するステップと、このディスプレイ装置において、ＩＲ電圧降下の効果の少なくとも一部に基づいてピクセルの輝度信号を発生するステップとを具え、輝度信号がＩＲ電圧降下の効果を補償する方法を具える。別の実施例は、ディスプレイ装置において、同じ電圧ラインで供給されたピクセルの全てによって生じる特定の電流による各ピクセルのＩＲ電圧降下の値であり、そのシーンに適切な、必要なピクセル輝度でそのシーンの次の特定のフレームを表示するのに必要なＩＲ電圧降下の値を計算するステップと、この計算に基づいてＩＲ電圧降下を補償するとともに、これによって、そのシーンの特定フレームに適切な、必要な認識されたピクセル輝度とする、ステップを具える。

輝度信号は、リフレッシュしたその他のピクセルに応じてピクセルに関連する複数の電流値の平均の少なくとも一部に基づいてもよい。輝度信号は、電圧及び／又は電流であってもよい。ピクセルは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を具えていてもよい。ディスプレイ装置は、活性マトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）を具えていてもよい。ピクセルは、マトリックス発光トランジスタパネルを具えてもよい。特定のピクセルの瞬間輝度は、供給電圧ラインを共用するその他のピクセルがリフレッシュされるときに変化してもよく、一方で、計算に基づいたデータライン信号によってセットされた特定のピクセルの平均認識輝度は、シーンの特定フレームに適切である。

本開示の上述の実施例は、本開示の原理を明確な理解のために設定した実装例に過ぎない。上述の実施例には、本開示の静止の予備原理から実質的に外れることなく、様々な変更及び変形を行うことができる。例えば、本開示の態様は、その他のピクセルアーキテクチュアの実装に使用することができる。例えば、本開示の態様は、２００８年９月１０日出願の米国特許第８，２３２，５６１号「ＮＡＮＯＴＵＢＥ ＥＮＡＢＬＥＤ，ＧＡＴＥ−ＶＯＬＴＡＴＥ ＣＯＮＲＯＬＬＥＤ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥＳ」や、２０１１年７月１２日出願のＷＩＰＯ公開ＷＯ／２０１２／０７８７５９号「ＡＣＴＩＶＥ ＭＡＴＲＩＸ ＤＩＬＵＴＥ ＳＯＵＲＣＥ ＥＮＡＢＬＥＤ ＶＥＲＴＩＣＡＬ ＯＲＧＡＮＩＣ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＴＲＡＮＳＩＳＴＯＲ」に記載されているもの、あるいはＩＲ降下及びクロストークが生じる代替のピクセル設計などの、集積ドライブトランジスタ及び光エミッタを使用する活性マトリックスディスプレイに使用することができる。これらの出願は、引用により本明細書に全体が組み込まれている。これらの変形及び変更は、ここに含まれると意図する。

Claims (20)

1. ディスプレイ装置において、当該ディスプレイ装置の供給電圧ラインで電圧供給される複数のピクセルのうちの一のピクセルのＩＲ電圧降下の効果を認識するステップであって、前記ＩＲ電圧降下が、前記供給電圧ラインで電圧供給される複数のピクセルのうちのその他のピクセルによる電流の少なくとも一部に基づくものである、ステップと；
   前記ディスプレイ装置において、前記ＩＲ電圧降下の効果の少なくとも一部に基づいて前記一のピクセルの輝度信号を生成するステップであって、当該輝度信号が前記一のピクセルのＩＲ電圧降下の効果を補償する輝度信号である、ステップと；
   を具えることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記輝度信号が更に、リフレッシュした前記その他のピクセルに応じて前記一のピクセルに関連する複数の電流値の平均の少なくとも一部に基づくことを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法において、前記一のピクセルが、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）であることを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載の方法において、前記ディスプレイ装置が、活性マトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）パネルを具えることを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法において、前記ピクセルが、縦型発光トランジスタを具えることを特徴とする方法。
6. 請求項１に記載の方法において、前記活性マトリックス発光ダイオードパネルが、前記ピクセルを具えることを特徴とする方法。
7. 請求項１に記載の方法において、前記輝度信号が電圧であることを特徴とする方法。
8. 請求項１に記載の方法において、前記輝度信号が電流であることを特徴とする方法。
9. 請求項１に記載の方法において、前記複数のピクセルが、前記ディスプレイ装置の列にあることを特徴とする方法。
10. 活性マトリックスディスプレイを駆動する方法において：
    ディスプレイ装置において、共通の供給電圧によって電圧供給される複数のピクセルに対応するＩＲ電圧降下の値を計算するステップであって、前記ＩＲ電圧降下が、あるシーンのフレームを表示する前記複数のピクセルによる電流に起因するステップと；
    前記複数のピクセルの各々に前記ＩＲ電圧降下を補償するデータライン信号を提供するステップであって、当該データライン信号が、前記値及び前記シーンのフレームのディスプレイに対応するピクセル輝度の少なくとも一部に基づいている、ステップと；
    を具えることを特徴とする方法。
11. 請求項１０に記載の方法において、前記複数のピクセルのうちの特定のピクセルの瞬間輝度が、前記複数のピクセルのその他のピクセルがリフレッシュされるときに変化することを特徴とする方法。
12. 請求項１１に記載の方法において、前記ピクセル輝度が、前記その他の各ピクセルがリフレッシュされるときの瞬間輝度の変化に基づく、所定の時間インターバルの平均ピクセル輝度であることを特徴とする方法。
13. 請求項１０に記載の方法において、前記複数のピクセルがピクセルマトリックスの列にあることを特徴とする方法。
14. 請求項１０に記載の方法において、前記フレームが前記シーンの一連のフレームの次のフレームであることを特徴とする方法。
15. ディスプレイ装置において；
    共通の供給電圧ラインで脅威休されるピクセルラインを具えるピクセルマトリックスと；
    輝度コントローラであって；
    前記ピクセルラインのうちの一のラインの一のピクセルにおけるＩＲ電圧降下の効果を測定し、このＩＲ電圧降下が前記一のラインのその他のピクセルによる電流の少なくとも一部に基づくものであるように構成するとともに；
    前記ＩＲ電圧降下効果と、前記ピクセルに関連する平均ピクセル輝度の少なくとも一部に基づいて前記ピクセルの輝度信号を生成するように構成した；
    輝度コントローラと、を具えることを特徴とするディスプレイ装置。
16. 請求項１５に記載のディスプレイ装置が、前記ピクセルマトリックスを具える、活性マトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）パネルを具えることを特徴とするディスプレイ装置。
17. 請求項１５に記載のディスプレイ装置において、前記ピクセルのラインが、前記ピクセルマトリックスの列であることを特徴とするディスプレイ装置。
18. 請求項１５に記載のディスプレイ装置において、前記ピクセルが、縦型発光トランジスタを具えることを特徴とするディスプレイ装置。
19. 請求項１５に記載のディスプレイ装置において、前記ピクセルが、前記輝度信号の少なくとも一部に基づいて発光デバイスを流れる電流量を制御するように構成した駆動トランジスタを具えることを特徴とするディスプレイ装置。
20. 請求項１５に記載のディスプレイ装置において、前記輝度コントローラが、前記ディスプレイ装置の回路を処理することによって実行可能なアプリケーションを具えることを特徴とするディスプレイ装置。

Images