專利名稱：多線尋址方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用多線尋址(MLA)技術(shù)對發(fā)射性(emissive)發(fā)光二極管(特別是有機發(fā)光二極管(OLED))顯示器進行驅(qū)動的方法和設(shè)備。本發(fā)明實施例尤其適合與所謂的無源矩陣OLED顯示器一起使用。該申請是共享同一優(yōu)先權(quán)日的三個相關(guān)申請之一。
背景技術(shù)：
例如，在US2004/150608、US2002/158832和US2002/083655中描述了針對液晶顯示器(LCD)的多線尋址技術(shù)，用于降低LCD的功耗，并提高LCD相對較慢的響應(yīng)速率。但是，因為源自O(shè)LED與LCD之間基本不同的差異在于前者是發(fā)射性技術(shù)，而后者是調(diào)制器形式，所以上述技術(shù)不適合OLED顯示器。此外，OLED提供對所施加電流實質(zhì)上為線性的響應(yīng)，而LCD單元具有根據(jù)所施加電壓的RMS(均方根)值而變化的非線性響應(yīng)。
使用OLED制造的顯示器提供了優(yōu)于LCD和其他平板技術(shù)的許多優(yōu)點。OLED亮度高、色彩豐富，能夠快速切換(相比于LCD)，提供寬視角，并能夠容易和廉價地制造在多種基板上?？梢允褂冒ň酆衔?、小分子和樹枝狀聚合物(dendrimer)的材料，在取決于所采用材料的顏色范圍中，制造有機(這里包括有機金屬)LED。WO 90/13148、WO95/06400和WO 99/48160中描述了基于聚合物的有機LED的示例；WO99/21935和WO 02/067343中描述了基于樹枝狀聚合物材料的示例；以及US 4,539,507中描述了基于所謂小分子的器件的示例。
典型的OLED器件包括兩個有機材料層，其中之一是發(fā)光材料層，例如發(fā)光聚合物(LEP)、低聚物或發(fā)光低分子量材料，另外一層是空穴傳輸材料層，例如聚噻吩(polythiophene)衍生物或聚苯胺(polyaniline)衍生物。
可以將有機LED以像素矩陣形式沉積在基板上，以形成單色或多色的像素化(pixellated)顯示器。可以使用發(fā)射紅、綠和藍光的像素組構(gòu)造多色顯示器。所謂的有源矩陣顯示器具有與每個像素關(guān)聯(lián)的存儲元件，典型的是存儲電容器和晶體管，而無源矩陣顯示器不具有這種存儲元件，取而代之的是對無源矩陣顯示器進行重復掃描，以呈現(xiàn)穩(wěn)定圖像的印象。其他無源顯示器包括分段顯示器，其中多個分段共享公共電極，并可以通過向分段的其他電極施加電壓，來點亮該分段。不需要對簡單的分段顯示器進行掃描，但是在包括多個分段區(qū)的顯示器中，可以將電極復用(以減少電極數(shù)目)，然后對其進行掃描。
圖1a示出了穿過OLED器件100示例的垂直橫截面。在有源矩陣顯示器中，像素面積的一部分被關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電路(圖1a中未示出)占據(jù)。為了說明的目的，稍微簡化了該器件的結(jié)構(gòu)。
OLED 100包括基板102，基板102典型地是0.7mm或1.1mm的玻璃，但是也可選擇清澈的塑料或某些實質(zhì)上透明的其他材料。陽極層104沉積在基板上，典型地包括大約150nm厚的ITO(銦錫氧化物)，在其一部分上設(shè)置有金屬接觸層。該接觸層典型地包括大約500nm的鋁、或夾在鉻層之間的鋁層，這有時稱作陽極金屬。涂覆有ITO和接觸金屬的玻璃基板可從Corning，USA獲得。ITO上的接觸金屬有助于提供具有減小電阻路徑，在該路徑上陽極連接不必是透明的，尤其對于到該器件的外部接觸。通過光刻、然后進行蝕刻的標準工藝，從ITO中不需要接觸金屬的位置，尤其是不去除則可能使顯示模糊的位置，去除該接觸金屬。
在陽極層上沉積實質(zhì)上透明的空穴傳輸層106，之后是場致發(fā)光層108和陰極110。例如，場致發(fā)光層108可以包括PPV(聚(p-phenylenevinylene))，空穴傳輸層106有助于匹配陰極層104和場致發(fā)光層108的空穴能級，并可以包括導電透明聚合物，例如，德國Bayer AG的PEDOTPSS(聚苯乙烯-磺酸鹽-摻雜的聚乙烯-二氧噻吩烷)。在典型的基于聚合物的器件中，空穴傳輸層106可以包括大約200nm的PEDOT；發(fā)光聚合物層108的厚度典型地是大約70nm?？梢酝ㄟ^旋轉(zhuǎn)涂敷(spin coating)(之后，通過等離子態(tài)蝕刻或激光燒蝕，從不需要的區(qū)域中去除材料)或通過噴墨印刷，沉積這些有機層。在后一情況下，例如，可以使用光刻膠在基板上形成堤(bank)112，以限定向其中可以沉積有機層的井。這種井限定顯示器的發(fā)光區(qū)或像素。
陰極層110典型地包括覆蓋有較厚的覆蓋鋁層的、諸如鈣或鋇等的低功函金屬(例如，通過物理汽相沉積而沉積的)。可選地，可以與場致發(fā)光層直接相鄰地設(shè)置諸如氟化鋰之類的附加層，以改善電子能級匹配?？梢酝ㄟ^使用陰極分離器(圖1a中未示出)，實現(xiàn)或增強陰極線的相互電隔離。
對于小分子和樹枝狀聚合物器件，也可以采用相同的基本結(jié)構(gòu)。典型地，將多個顯示器制造在單個基板上，并在制造過程結(jié)束時對基板進行劃線，并在向每個顯示器附著封裝容器(can)之前將顯示器分離，以防止氧化和濕氣進入。
圖1a中由電池118表示，以說明在陽極與陰極之間施加OLED電能。在圖1a所示示例中，通過透明陽極104和基板102發(fā)射光，陰極一般是反射性的；這種器件稱作“底部發(fā)射體(bottom emitter)”。也可以構(gòu)造通過陰極發(fā)光的器件(“頂部發(fā)射體(top emitter)”)，例如通過將陰極層110的厚度保持在小于50-100nm左右，從而陰極實質(zhì)上是透明的。
可以將有機LED以像素矩陣形式沉積在基板上，以形成單色或多色像素化的顯示器?？梢允褂冒l(fā)射紅、綠和藍光的像素組構(gòu)造多色顯示器。在這種顯示器中，一般通過激活行(或列)線選擇像素，對單獨的元件進行尋址，并對像素行(或列)進行寫操作，以創(chuàng)建顯示。所謂的有源矩陣顯示器具有與每個像素關(guān)聯(lián)的存儲元件，典型的是存儲電容器和晶體管，而無源矩陣顯示器不具有這種存儲元件，取而代之的是對無源矩陣顯示器進行重復掃描，有些類似于TV畫面，以呈現(xiàn)穩(wěn)定圖像的印象。
現(xiàn)在參照圖1b，圖1b示出了穿過無源矩陣OLED顯示設(shè)備150的簡化橫截面，其中用相同的參考數(shù)字指示與圖1a中相同的元件。如圖所示，在分別限定于陽極金屬104和陰極層110中的相互垂直的陽極和陰極線的交叉處，將空穴傳輸層106和場致發(fā)光層108再分為多個像素152。在圖中，限定于陰極層110中的導線延伸進入頁面，并示出了穿過與陰極線成直角的多根陽極線158之一的橫截面。可以通過在相關(guān)線之間施加電壓，對陰極和陽極線交叉處的場致發(fā)光像素152進行尋址。陽極金屬層104提供至顯示器150的外部接觸，并可以用于與OLED的陽極和陰極連接(通過在陽極金屬引出線上形成陰極層圖形)。上述OLED材料，尤其是發(fā)光聚合物和陰極，易受到氧化和濕氣影響，所以將器件封裝在金屬容器111中，通過UV可固化環(huán)氧膠水113將金屬容器111黏附到陽極金屬層104上，膠水內(nèi)的小玻璃珠防止金屬容器觸及并使接觸短路。
現(xiàn)在參考圖2，圖2從概念上示出了針對圖1b所示類型的無源矩陣OLED顯示器150的驅(qū)動設(shè)置。設(shè)置多個恒定電流產(chǎn)生器200，每個與電源線202和多根列線204之一相連，其中為了清楚起見，只示出了一根。還設(shè)置有多根行線206(只示出了一根)，每根行線可以選擇性地通過開關(guān)連接210與接地線208相連。如圖所示，如果電源線202相對于接地線208為負，則會使連接反向，盡管如此，當在線202上施加正電源電壓時，列線204包括陽極連接158，行線206包括陰極連接154。
如圖所示，向顯示器的像素212施加電能，從而將其照亮。為了創(chuàng)建圖像，保持行連接210，同時依次激活列線中的每一根，直到已對整行進行了尋址，然后選擇下一行，重復該過程。然而，優(yōu)選地，為了允許單獨的像素能在更長時間內(nèi)保持開狀態(tài)(on)，從而降低整個驅(qū)動電平，選擇行，并行地對所有列進行寫操作，即，同時向每根列線施加驅(qū)動電流，以使行中的每個像素以所需亮度發(fā)光。在對下一列進行尋址之前，可以依次對列中的每個像素進行尋址，但是，特別是由于行電容效應(yīng)，這不是優(yōu)選的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在無源矩陣OLED顯示器中，哪些電極標記為行電極以及哪些電極標記為列電極是任意的，在本說明書中，“行”和“列”是可互換使用的。
因為OLED的亮度由流經(jīng)器件的電流確定，這確定器件產(chǎn)生的光子數(shù)目，所以通常向OLED提供電流控制而不是電壓控制的驅(qū)動。在電壓控制配置中，在顯示區(qū)中，亮度可能隨著時間、溫度和使用年限而變化，從而難以預測像素在受到給定電壓驅(qū)動時的亮度如何。在彩色顯示器中，也可能影響顏色表征的精度。
改變像素亮度的常規(guī)方法是使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)，按時改變像素。在常規(guī)PWM方案中，像素是全開或全關(guān)的，但是由于觀察者眼睛內(nèi)的整合作用(integration)，像素的表觀亮度發(fā)生變化?？蛇x方法是改變列驅(qū)動電流。
圖3示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)、用于無源矩陣OLED顯示器的普通驅(qū)動器電路的示意圖300。OLED顯示器由虛線302指示，包括多根(n根)行線304，每一根具有對應(yīng)的行電極接觸306；以及多根(m根)列線308，具有對應(yīng)的多個列電極接觸310。在所示配置中，OLED連接在每對行線和列線之間，其陽極與列線相連。y驅(qū)動器314以恒定電流對列線308進行驅(qū)動，x驅(qū)動器316對行線304進行驅(qū)動，選擇性地將行線與地相連。y驅(qū)動器314和x驅(qū)動器316典型地受到處理器318的控制。電源320向電路提供電能，尤其向y驅(qū)動器314提供電能。
US 6,014,119、US 6,201,520、US 6,332,661、EP 1,079,361A和EP 1,091,339A中描述了OLED顯示驅(qū)動器的一些示例，采用PWM的OLED顯示驅(qū)動器集成電路由Clare Micronix of Clare，Inc.，Beverly，MA，USA銷售。在本申請人的共同待審申請WO 03/079322和WO 03/091983中描述了改進的OLED顯示驅(qū)動器的一些示例。尤其是作為參考結(jié)合在此的WO 03/079322，描述了一種具有改進的適應(yīng)性的數(shù)字可控可編程電流產(chǎn)生器。
對于能夠改進OLED顯示器的使用壽命的技術(shù)，一直存在需求。因為與有源矩陣顯示器相比，制造無源矩陣顯示器要便宜得多，所以特別需要可用于無源矩陣顯示器的技術(shù)。降低OLED的驅(qū)動電平(從而減小亮度)可以顯著增強器件的使用壽命，例如，將OLED的驅(qū)動/亮度減半，可以使其使用壽命增加為原來的4倍。發(fā)明人已認識到可以采用多線尋址技術(shù)來降低尤其是無源矩陣OLED顯示器中的峰值顯示驅(qū)動電平，從而延長顯示器使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種尤其是發(fā)射性顯示器的驅(qū)動方法，所述顯示器包括可通過行電極和列電極對每一個進行尋址的多個像素，所述方法包括用第一列驅(qū)動信號集對多個所述列電極進行驅(qū)動；并在用所述第一列驅(qū)動信號驅(qū)動所述列電極的同時，用第一行驅(qū)動信號集對兩個或更多的所述行電極進行驅(qū)動；然后用第二列驅(qū)動信號集(以及可選的后續(xù)集)對所述多個列電極進行驅(qū)動；并在用所述第二(以及可選的后續(xù))列驅(qū)動信號進行所述列電極驅(qū)動的同時，用第二行驅(qū)動信號集(以及可選的后續(xù)集)對所述兩個或更多行電極進行驅(qū)動。
所述方法的實施例使顯示器中兩行或更多行中每一行的多個像素同時發(fā)光，從而能夠減小顯示器OLED像素的峰值亮度，并延長顯示器的使用壽命。此外，由于驅(qū)動電壓降低，電容性損失減小，所以也降低了功耗。
一般而言，通過同時對成組的行和列進行驅(qū)動，而不是像常規(guī)驅(qū)動方案中一樣依次進行驅(qū)動，可以從不同行中的像素發(fā)光之間的相關(guān)中獲得優(yōu)勢，從而在多個線掃描周期上構(gòu)造每一行(線)的所需發(fā)光輪廓(profile)，而不是作為單個線掃描周期中的脈沖(雖然在實施例中，可以采用相同的線掃描周期總數(shù)，例如，三個周期針對三行)。
通過在多個線掃描周期上構(gòu)造發(fā)光輪廓，可以減少每個線掃描周期期間的像素驅(qū)動。減少程度取決于一并受到驅(qū)動的線組之間的相關(guān)性，因此，優(yōu)選地，基于兩行(線)或更多行的組之間的相關(guān)或期望相關(guān)，對其進行選擇。例如，在“Windows”(注冊商標)類型的顯示器中，線中的多根具有相關(guān)值；類似地，對于構(gòu)成文本(例如，考慮字母“A”中的對角線筆劃)的像素線，這也成立。
在其他配置中，分為一組并同時受到驅(qū)動的行電極可以包括具有彩色像素的顯示器的原色子像素的電極。一般而言，例如彩色像素的紅色、綠色和藍色子像素之間存在相對較高的相關(guān)，這是因為它們都有助于該彩色像素的整體發(fā)光。
優(yōu)選地，選擇第一和第二列驅(qū)動信號以及第一和第二行驅(qū)動信號，從而通過由第一行和列驅(qū)動信號確定的發(fā)光和由第二行和列驅(qū)動信號確定的發(fā)光的實質(zhì)上的線性和，獲得由行和列電極驅(qū)動的OLED像素(或子像素)的所需發(fā)光。當一并驅(qū)動三個行電極時，所述方法包括如下三個步驟分別用第一、第二和第三行/列驅(qū)動信號集，對行和列電極進行驅(qū)動。
當行驅(qū)動信號集對由行和列電極驅(qū)動的OLED像素的整體所需發(fā)光的貢獻較小時，即，當行/列驅(qū)動信號集對前述線性和的貢獻較小時，可以忽略該貢獻，并省去對應(yīng)的行/列驅(qū)動步驟。這樣，可以提高有效幀頻(因為減少了線掃描周期總數(shù))，從而提高了針對(整合)人眼的顯示器表觀亮度，并可以進一步降低峰值驅(qū)動信號。當針對前述線性和而確定行和列驅(qū)動信號時，可以考慮上述內(nèi)容。
類似地，當對于行中的大部分或所有像素，兩行或更多行的像素具有實質(zhì)上相同的所需發(fā)光時，只需要施加單個公共的行驅(qū)動信號集，可以省去針對兩行或更多行的行和列驅(qū)動信號的第二集；這也具有提高幀頻或等效地允許延長相同的整體幀頻的新周期。
優(yōu)選地，第一和第二行和列驅(qū)動信號包括電流驅(qū)動信號，這是因為OLED具有對于這種電流驅(qū)動的實質(zhì)上線性的響應(yīng)，從而當一并驅(qū)動兩行或更多行時，方便了對適合的行和列驅(qū)動信號的確定?？梢酝ㄟ^包括電流源或電流宿的(可控)恒定電流產(chǎn)生器，方便地提供這種電流驅(qū)動信號。附加地或可選地，第一和第二行和列驅(qū)動信號可以包括脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動信號；一般而言，可以采用能夠?qū)LED的亮度進行修改的任何變量，改變行/列驅(qū)動。
如上所述，在實施例中，選擇第一和第二行和列驅(qū)動信號，以使受驅(qū)動像素的峰值發(fā)光比分離地驅(qū)動行電極時的峰值發(fā)光小。同時受到驅(qū)動的像素行可以包括顯示器上的相鄰像素線，或可以包括因彼此之間相對增大的相關(guān)而兩行、三行或更多行成組的行。例如，當頻繁使用抖動時，可以同時對兩個或更多交替行的集進行尋址。
在視頻的情況下，可以對該原理進行擴展，以在空域之外附加地或可選地在時域中對行進行分組，即，成組的行可以包括在連續(xù)顯示的圖像幀中的相同行，從而在多個連續(xù)幀上構(gòu)造所需的發(fā)光輪廓。
無論是否采用脈沖寬度調(diào)制和/或可變電流驅(qū)動，與用行驅(qū)動信號集對兩行或更多行電極進行驅(qū)動一樣地同時對列電極集進行驅(qū)動的效果是，根據(jù)由行驅(qū)動信號定義的比率，劃分行之間的列驅(qū)動。換言之，施加于每一行的驅(qū)動信號的比例確定了每一行接收的公共列驅(qū)動信號的比例。
在上述方法中，要理解行和列驅(qū)動信號是可以互換角色的。所述方法的實施例對于無源矩陣顯示器尤其有用，雖然如此，它們可以應(yīng)用于有源矩陣顯示器。
本發(fā)明還提供了一種發(fā)射性、特別是OLED顯示驅(qū)動器，包括實現(xiàn)上述方法實施例的裝置。這種裝置可以包括離散的組件和/或一個或多個集成電路，或者ASIC(專用集成電路)或FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)，或者具有適當處理器控制代碼(或微代碼)專用處理器，以及它們的任何組合。
因此，本發(fā)明還提供了一種發(fā)射性、特別是OLED顯示驅(qū)動器，用于對發(fā)射性顯示器進行驅(qū)動，所述發(fā)射性顯示器包括多個像素，其中可通過行電極和列電極對每一個像素進行尋址，所述顯示驅(qū)動器包括用第一列驅(qū)動信號集對多個所述列電極進行驅(qū)動的裝置；在用所述第一列驅(qū)動信號進行所述列電極驅(qū)動的同時、用第一行驅(qū)動信號集對兩個或更多的所述行電極進行驅(qū)動的裝置；用第二列驅(qū)動信號集對所述多個列電極進行驅(qū)動的裝置；以及在用所述第二列驅(qū)動信號進行所述列電極驅(qū)動的同時、用第二行驅(qū)動信號集對所述兩個或更多行電極進行驅(qū)動的裝置。
本發(fā)明還提供了一種發(fā)射性、特別是OLED顯示驅(qū)動器電路，用于對發(fā)射性、特別是OLED顯示器進行驅(qū)動，可通過行電極及其對應(yīng)的列電極對顯示器的像素(OLED)進行尋址，所述顯示驅(qū)動器包括一個或多個列驅(qū)動器，用于同時對多個所述列電極進行驅(qū)動；以及一個或多個行驅(qū)動器，用于在進行所述列電極驅(qū)動的同時，同時對與所述列電極相對應(yīng)的多個所述行電極進行驅(qū)動，以便在多個所述行驅(qū)動器之間共享針對所述列電極的驅(qū)動。
優(yōu)選地，所述行和列驅(qū)動器包括實質(zhì)上恒定電流產(chǎn)生器(源或宿)；可通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器對這些產(chǎn)生器進行控制或編程。
本發(fā)明還提供了一種處理器控制代碼、以及承載所述代碼以實現(xiàn)上述方法和顯示驅(qū)動器的載體介質(zhì)。所述代碼可以包括例如針對數(shù)字信號處理器(DSP)的常規(guī)程序代碼、微碼、用于設(shè)置或控制ASIC或FPGA的代碼、或者VeriLog(注冊商標)等硬件描述語言的代碼；這種代碼可以分布在多個耦合的組件之間。所述載體可以包括諸如盤之類的任何常規(guī)存儲介質(zhì)、諸如固件之類的編程存儲器、或者諸如光或電信號載體等的數(shù)據(jù)載體。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種集成電路晶片芯片，其包括多個驅(qū)動器，被配置來同時對OLED顯示器的多個電極進行驅(qū)動；以及顯示驅(qū)動處理電路，被配置來確定針對所述多個電極的驅(qū)動信號；其中所述晶片具有長度比寬度大于10∶1的縱橫比，優(yōu)選地大于15∶1。
本發(fā)明中已認為顯示驅(qū)動處理電路可以結(jié)合到常規(guī)驅(qū)動器芯片中，僅略微增大或不會增大硅面積。這是因為一般在物理上將驅(qū)動器芯片配置為一長列實質(zhì)上等同的驅(qū)動器，但是由于可以將芯片切割到的物理寬度具有最小值，所以經(jīng)常出現(xiàn)相對較大而實際上未用的死區(qū)。例如，驅(qū)動器芯片的晶片可以長20mm，由此具有大約1mm的最小寬度。發(fā)明人已認識到，采用這種長且薄的驅(qū)動器芯片物理配置，可以有效地利用空間，以實現(xiàn)有助于上述方法實施例的性能的處理電路。
更具體地，如稍后所述，可以通過包括矩陣計算的計算來實現(xiàn)所述方法的優(yōu)選實施例。可以利用來自合適的庫中的常規(guī)信號處理塊來實現(xiàn)這種矩陣計算，所述合適的庫一般是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，稱作“知識產(chǎn)權(quán)”。如果所需的額外硅不超過可用“死區(qū)(dead space)”，則使用驅(qū)動器集成電路晶片的一個或兩個邊沿對芯片制造成本的影響很小或沒有影響。這可以通過將實現(xiàn)的方法實施例限制在兩個和四個或不多于兩個同時受驅(qū)動的行，來便利地實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明方面的多色顯示器也可以通過采用具有濾色鏡的白色發(fā)光子像素來提供。
本發(fā)明還提供了一種多色有機場致發(fā)光顯示器，包括像素矩陣，每一個像素具有至少三個子像素，其中第一子像素包括第一顏色子像素，第二子像素包括第二顏色子像素，第三子像素包括第三顏色子像素，所述第三顏色與所述第一顏色和所述第二顏色交迭或包括第一和第二顏色以及可選的附加顏色的混合色。
優(yōu)選地，第三子像素包括被配置來發(fā)射第一和第二子像素的色域內(nèi)的光。也可以包括第四顏色(例如，第一、第二和第三顏色以及可選的附加顏色的混合色)的第四子像素。第三子像素可以包括白色子像素、以及/或者可以被配置來發(fā)射第一、第二和第四子像素的色域內(nèi)的光(即，第三子像素可以具有與第一、第二和第四顏色交迭的顏色、以及/或者以與第一、第二和第四像素所發(fā)射的波長交迭的波長發(fā)光)。所有子像素可以具有實質(zhì)上相同的面積，或者第三子像素可以具有比其他子像素大的面積。
本發(fā)明還提供了一種延長多色有機場致發(fā)光顯示器的使用壽命的方法，所述顯示器包括像素矩陣，每一個像素具有至少三個子像素，其中第一子像素包括第一顏色子像素，第二子像素包括第二顏色子像素，第三子像素包括第三顏色子像素，所述第三顏色與所述第一顏色和所述第二顏色交迭或包括第一和第二顏色以及可選的附加顏色的混合色，所述方法包括確定作為第一子像素的光輸出分量和第二子像素的光輸出分量的第三子像素的光輸出；確定針對給定顏色、使用所述第三子像素可發(fā)射的光輸出的最大部分；以及從第一子像素光輸出和第二子像素光輸出中減去對應(yīng)的光輸出分量。
通過將附加的有色子像素結(jié)合到每一個有色像素中，上述顯示器和方法的實施例能夠同時延長使用壽命、增大彩色色域，并降低功耗。特別是結(jié)合白色像素，顯著降低了在顯示主要為白色的背景時對藍色像素(具有最短的使用壽命)的需求。因為相比于具有等同光輸出以產(chǎn)生相同白色亮度的藍色OLED，白色發(fā)光OLED可以具有實質(zhì)上更長的使用壽命，所以有利于延長顯示器使用壽命。例如，在實施例中結(jié)合青色、洋紅和/或黃色等其他顏色的子像素可以獲得更大的彩色色域。例如，這對于圖版工藝中采用的專用顯示器是有利的。


現(xiàn)在參照附圖，僅通過示例對本發(fā)明的上述和其他方面進行進一步描述，附圖中圖1a和1b分別示出了穿過OLED器件的垂直橫截面、以及穿過無源矩陣OLED顯示器的簡化橫截面。
圖2從構(gòu)思上示出了用于無源矩陣OLED顯示器的驅(qū)動配置；圖3示出了公知的無源矩陣OLED顯示驅(qū)動器的方框圖；圖4a到4c分別示出了針對彩色OLED顯示器的用于實現(xiàn)MLA尋址方案的顯示驅(qū)動器的第一和第二示例的方框圖、以及這種方案的時序圖；圖5a到5g分別示出了具體實現(xiàn)本發(fā)明方面的顯示驅(qū)動器、列和行驅(qū)動器、圖5a中顯示驅(qū)動器的示例數(shù)模電流轉(zhuǎn)換器、具體實現(xiàn)本發(fā)明方面的可編程電流鏡、具體實現(xiàn)本發(fā)明方面的第二可編程電流鏡、以及根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電流鏡的方框圖；圖6示出了結(jié)合有多線尋址顯示信號處理電路和驅(qū)動器電路的集成電路晶片的布局；圖7示出了脈沖寬度調(diào)整MLA驅(qū)動方案的示意圖；圖8a到8d示出了分別針對常規(guī)驅(qū)動方案和多線尋址驅(qū)動方案的行、列和圖像矩陣、以及典型像素在幀周期上的對應(yīng)亮度曲線；圖9a到9b分別示出了圖像矩陣的SVD和NMF因子分解；圖10示出了使用圖9矩陣的用于驅(qū)動顯示器的示例列和行驅(qū)動配置；圖11示出了使用圖像矩陣因子分解對顯示器進行驅(qū)動的流程圖；以及圖12示出了使用圖像矩陣因子分解所獲得的顯示圖像的示例。
具體實施例方式
考慮包括第一行A和第二行B的無源矩陣OLED顯示器的一對行。在常規(guī)無源矩陣驅(qū)動方案中，可以如下表1所示地對行進行驅(qū)動，每一行處于全開狀態(tài)(1.0)或全關(guān)狀態(tài)(0.0)。
表1

考慮比率A/(A+B)；在上表1的示例中，該比率為0或1，但是如果兩行中相同列的像素均不是全開，則可以降低該比率，而仍然提供所需的像素亮度。這樣，可以降低峰值驅(qū)動電平，延長像素使用壽命。
在第一線掃描中，亮度可以是第一周期0.0 0.361 0.650 0.954 0.00.0 0.015 0.027 0.039 0.0第二周期0.2 0.139 0.050 0.046 0.00.7 0.485 0.173 0.161 0.0可見1.在單個掃描周期中，兩行之間的比率相等(對于第一掃描周期是0.96，對于第二掃描周期是0.222)。
2.兩行之間的亮度合計達到所需值。
3.峰值亮度等于或小于標準掃描期間的亮度。
上述示例說明了簡單的兩線情況下的技術(shù)。如果在兩線之間亮度數(shù)據(jù)的比率相似，則獲得更多益處。根據(jù)對圖像數(shù)據(jù)的計算類型，可以將亮度降低平均30％或更多，這對像素使用壽命具有非常有益的效果。將該技術(shù)擴展到同時考慮更多行，可以帶來更大益處。
以下給出使用SVD圖像矩陣分解的多線尋址示例。
將驅(qū)動系統(tǒng)作為矩陣乘法進行描述，其中I是圖像矩陣(位圖文件)，D是顯示圖像(應(yīng)該與I相同)，R是行驅(qū)動矩陣，C是列驅(qū)動矩陣。R的列描述了在‘線周期’中對行的驅(qū)動，行或R代表受到驅(qū)動的行。因此，一次一行的系統(tǒng)是單位矩陣。對于6×4顯示棋盤格顯示器D(R，C):＝R·CI:=101010010101101010010101]]>C:＝1R:=1000010000100001]]>R·C=101010010101101010010101]]>這與圖像相同。
現(xiàn)在考慮使用兩幀驅(qū)動方法C:=101010010101]]>
R:=10011001]]>R·C=101010010101101010010101]]>這也與圖像矩陣相同。
如下通過使用奇異值分解(使用Mathcad命名法)，可以計算驅(qū)動矩陣X:＝svd(IT)(給定U和V)Y:＝svds(IT)(給定S為對角線元素矢量)注意Y只有兩個元素，即兩幀Y=2.4492.44900]]>U:＝submatrix(X，0，5，0，3)(即，頂部6行)V:＝submatrix(X，6，9，0，3)T(即，下面4行)
W:＝diag(Y)(即，將Y格式化為對角矩陣)W=2.44900002.4490000000000]]>D:＝(U·W·V)T檢查DD=101010010101101010010101]]>R:＝(W·V)TR=1.73200001.732001.73200001.73200]]>(注意最末為空的2列)R:＝submatrix(R，0，3，0，1)(選擇非空列)
R=1.732001.7321.732001.732]]>C:＝UTC=0.57700.57700.577000.57700.57700.5770.8160-0.4080-0.408000.8164.57×10-14-0.408-4.578×10-14-0.408]]>(因為減小R，所以C減小到只有頂部的行)C:＝submatrix(C，0，1，0，5)C=0.57700.57700.577000.57700.57700.577]]>R·C=101010010101101010010101]]>這與所需圖像相同。
現(xiàn)在考慮更一般的情況，字母“A”的圖像I:=001100010010111111100001]]>X:＝svd(IT)Y:＝svds(IT)(注意Y只有兩個元素，即，三幀)Y=2.8281.4141.4140]]>
U:＝submatrix(X，0，5，0，3)V:＝submatrix(X，6，9，0，3)TW:＝diag(Y)D:＝(U·W·V)TD=001100010010111111100001]]>(檢查D)R:＝(W·V)TR=-0.8161.15500-0.816-0.57710-2.449000-0.816-0.577-10]]>(注意最末空列)R:＝submatrix(R，0，3，0，2)V=-0.289-0.289-0.866-0.2890.816-0.4080-0.40800.7070-0.7070.50.5-0.50.5]]>R=-0.8161.1550-0.816-0.5771-2.44900-0.816-0.577-1]]>C:＝UTW=2.82800001.41400001.41400000]]>
C=-0.408-0.408-0.408-0.408-0.408-0.408-0.289-0.2890.5770.577-0.289-0.289-0.50.5000.5-0.50.671-0.224000.224-0.671]]>(因為減小R，所以C減小到只有頂部的行)C:＝submatrix(C，0，2，0，5)C=-0.408-0.408-0.408-0.408-0.408-0.408-0.289-0.2890.5770.577-0.289-0.289-0.50.5000.5-0.5]]>R·C=001100010010111111100001]]>這與所需圖像相同。
在這種情況下，R和C中有負數(shù)，對于驅(qū)動無源矩陣OLED顯示器，這是不希望的。從檢查可見，可以進行正因子分解R:=100010111001]]>C:=001100010010100001]]>R·C=001100010010111111100001]]>非負矩陣因子分解(NMF)提供了一種在一般情況下實現(xiàn)上述因子分解的方法。在非負矩陣因子分解中，將圖像矩陣I因子分解為I＝W·H (方程3)
以下參考文獻中描述了NMF技術(shù)的一些示例，將其全部合并在此，作為參考D.D.Lee，H.S.Seung.Algorithm for non-negative matrix factorization；P.Paatero，U.Tapper.Least squares formulation of robust non-negativefactor analysis.Chemometr.Intell.Lab.37(1997)，23-25；P.Paatero.Aweighted non-negative least squares algorithm for three-way‘PARAFAC’factor analysis.Chemometr.Intell.Lab.38(1997)，223-242；P.Paatero，P.K.Hopke，etc.Understanding and controlling rotations in factor analyticmodels.Chemometr.Intell.Lab.60(2002)，253-264；J.W.Demmel.Appliednumerical linear algebra.Society for Industrial and Applied Mathematics，Philadelphia.1997；S.Juntto，P.Paatero.Analysis of daily precipitationdata by positive matrix factorization.Environmetrics，5(1994)，127-144；P.Paatero，U.Tapper.Positive matrix factorizationa non-negative factormodel with optimal utilization of error estimates of data values.Environmetrics，5(1994)，111-126；C.L.Lawson，R.J.Hanson.Solvingleast squares problems.Prentice-Hall，Englewood Cliffs，NJ，1974；Algorithms for Non-negative Matrix Factorization，Daniel D.Lee，H.Sebastian Seung，556-562頁，Advances in Neural InformationProcessing Systems 13，Papers from Neural Information ProcessingSystems(NIPS)2000，Denver，CO，USA.MIT Press 2001；以及WenguoLiu和Jianliang Yi所著的Existing and New Algorithms for Non-negativeMatrix Factorization(www.dcfl.gov/DCCI/rdwg/nmf.pdf；所述算法的源代碼可以在http://www.cs.utexas.edu/users/liuwg/383CProject/CS_383C_Project.htm找到)。
圖9b中以圖解方式示出了NMF因子分解過程。
一旦實現(xiàn)了上述基本方案，可以使用其他技術(shù)，以獲得附加的益處。例如，可以同時對Windows(注冊商標)類型的應(yīng)用中不常見的雙行像素進行寫操作，以減少線周期的數(shù)目，從而縮短幀周期，并減小獲得相同合成亮度所需的峰值零度。一旦獲得了SVD分解，因為只有較小(驅(qū)動)值的下面的行對于最終圖像質(zhì)量的重要性降低，所以可以忽略它們。如上所述，上述多線尋址技術(shù)應(yīng)用于單個顯示幀，但是將認識到，除空域之外或可選地，還可以在時域上構(gòu)造一行或更多行的發(fā)光輪廓。這可以通過采用幀間時間插值的運動圖像壓縮技術(shù)來方便地實現(xiàn)。
上述MLA技術(shù)的實施例在彩色OLED顯示器中特別有用，在這種情況下，針對紅(R)、綠(G)和藍(B)色子像素組以及可選的在像素行之間，優(yōu)選地采用該技術(shù)。這是因為圖像趨向于包含顏色相似的塊，并且因為R、G和B子像素驅(qū)動之間的相關(guān)通常高于分離的像素之間的相關(guān)。因此，在該方案的實施例中，將多線尋址的行分組為R、G和B行，三行定義完整像素，并通過同時選擇R、G和B行的組合，構(gòu)造圖像。例如，如果待顯示圖像的重要區(qū)是白色，則可以通過首先一并選擇R、G和B行的組并同時向列驅(qū)動器施加適當信號，構(gòu)造圖像。
將MLA方案應(yīng)用于彩色顯示器還具有其他優(yōu)點。在常規(guī)彩色OLED顯示器中，像素行具有模式“RGBRGB...”，從而當使該行有效時，分離的列驅(qū)動器可以同時對R、G和B子像素進行驅(qū)動，以提供全亮的彩色像素。但是，這三行可以具有配置“RRRR...”、“GGGG...”和“BBBB...”，單個列對R、G和B子像素進行尋址。例如，因為可以按照單個長槽(通過陰極分離器與相鄰槽分離開來)而不是按照限定每一行中三種不同顏色材料的區(qū)域而所需的分離的“井”來(噴墨)印刷紅色像素行，所以這種配置簡化了OLED顯示器的應(yīng)用。這能夠消除因子分解步驟，并增大了像素孔徑比(即，有效像素所占的顯示區(qū)的百分比)。因此，在另外的方面，本發(fā)明提供了這種類型的顯示器。
圖4a示出了這種方案的示例顯示器/驅(qū)動器硬件配置400的方框圖。圖中可見，單個列驅(qū)動器402對紅色404、綠色406和藍色408像素行進行尋址。使用行選擇器/復用器410，或者可選地通過稍后所述的用于控制每一行的電流宿，對紅色、綠色和藍色行的置換進行尋址。從圖4a中可見，該配置允許以每一個共享公共電極的線性槽(而不是井)來印刷紅色、綠色和藍色子像素。這減小了基板圖案形成和印刷的復雜度，并提高了孔徑比(從而通過減小必要的驅(qū)動而間接地延長了使用壽命)。采用圖4a的物理器件布局，可以實現(xiàn)多個不同的MLA驅(qū)動方案。
在第一示例驅(qū)動方案中，通過如下所示地依次對行組進行尋址，構(gòu)造圖像1.白色分量選擇和一并驅(qū)動R，G和B2.一并驅(qū)動紅色+藍色3.一并驅(qū)動藍色+綠色4.一并驅(qū)動紅色+綠色5.只驅(qū)動紅色6.只驅(qū)動藍色7.只驅(qū)動綠色只執(zhí)行必要的顏色步驟，以使用最少數(shù)目的顏色組合來構(gòu)造圖像。根據(jù)應(yīng)用要求，可以對組合進行優(yōu)化，以延長使用壽命和/或降低功耗。
在可選的顏色MLA方案中，RGB行的驅(qū)動分為三個線掃描周期，每一個線周期對一種原色進行驅(qū)動。原色是R、G和B的組合，選擇R、G和B的組合，以沿顯示器的線或行形成涵蓋所有所需顏色的彩色色域在一種方法中，原色是R+aG＝aB，G+bR+bB，B+cR+cG，其中0＞＝a，b，c＞＝1，在仍然涵蓋其彩色色域內(nèi)所有所需顏色的同時，將a，b和c選擇為最大可能值(a+b+c＝最大值)。
在另一方法中，采用最大改善顯示器的整體性能的方案，選擇a，b和c。例如，如果藍色使用壽命是限制因素，則可以在對c不利的情況下，使a和b最大化；如果紅色功耗是問題，則可以將b和c最大化。這是因為發(fā)出的整體亮度應(yīng)該等于固定值?？紤]b＝c＝0的示例。在這種情況下，在第一掃描周期中必須完全達到紅色亮度。但是，如果b，c＞0，則在多個掃描周期上逐漸構(gòu)造紅色亮度，從而降低峰值亮度，并提高紅色子像素的使用壽命和效率。
在另一變體方案中，可以調(diào)整各個掃描周期的長度，以優(yōu)化使用壽命或功耗(例如，以提供增加的掃描時間)。
在另一變體方案中，可以任意選擇原色，但是該選擇要定義最小可能彩色色域，該彩色色域仍然涵蓋顯示器線上的所有顏色。例如，在極端情況下，如果可再現(xiàn)彩色色域上只有綠色色調(diào)。
圖4b示出了顯示驅(qū)動器硬件450的第二示例，其中用類似的參考數(shù)字示出了與圖4a類似的元件。在圖4b中，顯示器包括附加的白色(W)像素行412，當與三種原色相組合地受到驅(qū)動時，該附加的白色(W)像素行412也用于構(gòu)造彩色圖像。
一般而言，包括白色子像素減小了對藍色像素的需求，從而延長顯示器使用壽命；可選地，根據(jù)驅(qū)動方案，可以降低給定顏色顯示的功耗?？梢园ㄑ蠹t、青色和/或黃色等白色之外的其他顏色的發(fā)光子像素，以增大彩色色域。不同的有色子像素不需要具有相同面積。
如圖4b所示，每一行包括單色子像素，這與參照圖4a所述的一樣，但是要理解，也可以采用常規(guī)像素布局，沿每一行依次是R、G、B和W像素。在這種情況下，用四個分離的列驅(qū)動器對列進行驅(qū)動，每一個列驅(qū)動器針對四種顏色中的每一種。
可以理解，可以與圖4b的顯示器/驅(qū)動器設(shè)置相結(jié)合地采用上述多線尋址方案，使用針對每根線的行復用器(如圖所示)或電流宿，以不同的置換和/或不同的驅(qū)動比率，對R、G、B和W行的組合進行尋址。如上所述，通過依次對不同的行組合進行驅(qū)動，構(gòu)造圖像。
如上簡要描述以及以下更詳細的描述，一些優(yōu)選的驅(qū)動技術(shù)采用對OLED顯示像素進行可變電流驅(qū)動。但是，根據(jù)上述第一示例顏色顯示驅(qū)動方案，使用一個或多個行選擇器/復用器來單獨地或組合地選擇顯示器的行，可以實現(xiàn)無需行電流鏡的更簡單的驅(qū)動方案。
圖4c示出了這種方案中的行選擇的時序。根據(jù)脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動時序，在第一周期460中，選擇和一并驅(qū)動白色、紅色、綠色和藍色行；在第二周期470中，只驅(qū)動白色，在第三周期480中只驅(qū)動紅色。
接著參考圖5a，圖5a示出了用于實現(xiàn)上述MLA尋址方案的無源矩陣OLED驅(qū)動器500的實施例的示意圖。
在圖5a中，無源矩陣OLED顯示器與參照圖3所述的類似，具有由行驅(qū)動器電路512驅(qū)動的行電極306和由列驅(qū)動器510驅(qū)動的列電極310。圖5b示出了這些行和列驅(qū)動器的細節(jié)。列驅(qū)動器510具有用于設(shè)置對一個或更多列電極的電流驅(qū)動的列數(shù)據(jù)輸入端509；類似地，行驅(qū)動器512具有用于設(shè)置對兩個或更多行的電流驅(qū)動的行數(shù)據(jù)輸入端511。優(yōu)選地，輸入509和511是數(shù)字輸入端，以方便進行接口操作；優(yōu)選地，列數(shù)據(jù)輸入端509設(shè)置針對顯示器302的所有m列的電流驅(qū)動。
顯示數(shù)據(jù)提供在可以是串行或并行的數(shù)據(jù)控制總線502上?？偩€502提供至幀存儲存儲器503的輸入端，幀存儲存儲器503存儲顯示器每一個像素的亮度數(shù)據(jù)，或者在顏色顯示中每一個子像素的亮度信息(可以作為分離的RGB顏色信號、作為亮度和色度信號或以其他方式進行編碼)。幀存儲器503中存儲的數(shù)據(jù)確定顯示器中每一個像素(或子像素)的所需表觀亮度，顯示驅(qū)動處理器506可以通過第二讀取總線505，讀出該信息(在實施例中，可以省去總線505，而使用總線502)。
例如，可以完全以硬件、或以使用數(shù)字信號處理核的軟件、或以兩者組合，例如采用專用硬件來加速矩陣運算，來實現(xiàn)顯示驅(qū)動處理器506。但是，一般而言，顯示驅(qū)動處理器506是至少部分地采用存儲的程序代碼或存儲在程序存儲器507中的微代碼來實現(xiàn)的，并在時鐘508的控制下，結(jié)合工作存儲器504進行操作?？梢詫⒊绦虼鎯ζ?07中的代碼設(shè)置在數(shù)據(jù)載體或可拆卸存儲器507a上。
程序存儲器507中的代碼被配置來使用常規(guī)編程技術(shù)，實現(xiàn)上述多線尋址方法中的一種或多種。在一些實施例中，可以使用標準數(shù)字信號處理器和以任何常規(guī)編程語言運行的代碼，實現(xiàn)這些方法。在這種情況下，例如，可以采用常規(guī)的DSP例程庫，實現(xiàn)奇異值分解，或者可以為此目的而寫入專用代碼，或者可以實現(xiàn)不采用SVD的其他實施例，例如以上相對于驅(qū)動彩色顯示器而描述的技術(shù)。
現(xiàn)在參照圖5b，圖5b示出了圖5a中列510和行512驅(qū)動器的細節(jié)。列驅(qū)動器電路510包括多個可控參考電流源516，每一個針對每一根列線，并分別受到各個數(shù)模轉(zhuǎn)換器514的控制。圖5c中示出了這些可控參考電流源516的示例實現(xiàn)的細節(jié)，其中可見可控參考電流源516包括以電流鏡形式配置的、與電源線518相連的晶體管對522和524。在該示例中，因為列驅(qū)動器包括作為與正電源線相連的PNP雙極性晶體管的電流源；采用接地的NPN晶體管，以提供電流宿；在其他配置中，使用MOS晶體管。每個數(shù)模轉(zhuǎn)換器514包括多個(在本示例中是3個)FET開關(guān)528、530和532，其中每一個與各個電源534、536和538相連。柵極連接529、531和533提供數(shù)字輸入，用于將各個電源切換到對應(yīng)的電流設(shè)置(current set)電阻器540、542和544，每個電阻器與電流鏡516的電流輸入526相連。電源具有以2為冪縮放的電壓，即，每一個電壓是下一最低電壓減去Vgs壓降的兩倍，以便將FET柵極連接上的數(shù)字值轉(zhuǎn)換為線526上的對應(yīng)電流；可選地，電源可以具有相同電壓，而可以對電阻器540、542和544進行縮放。圖5c還示出了可選的D/A控制電流源/宿546；在示出了多個晶體管的這種配置中，可以取而代之地采用單個尺寸適當?shù)妮^大晶體管。
行驅(qū)動器512也結(jié)合有兩個(或更多)數(shù)字可控電流源515和517，可以通過采用電流宿而不是電流源鏡，以與圖5c中所示配置相似的配置來實現(xiàn)數(shù)字可控電流源515和517。這樣，可以將可控電流宿517編程為以對應(yīng)于行驅(qū)動電平比率的所需比率來吸收電流。因為，可控電流宿517與比率控制電流鏡550相連，比率控制電流鏡550具有用于接收第一參考電流的輸入552、以及用于接收(吸收)一個或更多(負)輸出電流的一個或更多輸出554，輸出電流與輸入電流的比率由控制輸入的比率確定，控制輸入的比率由可控電流產(chǎn)生器517根據(jù)線509上的行數(shù)據(jù)來定義。設(shè)置兩個行電極復用器556a和556b，以允許選擇一個行電極來提供參考電流，而另一行電極來提供“輸出”電流；可選地，可以設(shè)置另外的選擇器/復用器556b和來自550的鏡像輸出。如圖所示，行驅(qū)動器512允許從四個行電極塊中選擇用于并發(fā)驅(qū)動的兩行，但是在實際中，可以采用可選的選擇配置，例如，在一個實施例中，通過12-64路復用器從64個行電極中選擇12行(一個參考，11個鏡像)；在另一配置中，可以將64行劃分成多個塊，每個塊具有能夠選擇同時驅(qū)動的多個行的關(guān)聯(lián)行驅(qū)動器。
圖5d示出了圖5b中可編程比率控制電流鏡550的實現(xiàn)細節(jié)。在該示例實現(xiàn)中，采用具有所謂β助手(beta helper)(Q5)的雙極性電流鏡，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，也可以使用其他許多類型的電流鏡電路。在圖5d的電路中，V1是典型的3V左右的電源，I1和I2定義Q1和Q2的集電極中的電流比率。兩根線552和554中的電流成比率I1∶I2，從而以該比率在兩個選擇的行之間劃分給定的總的列電流。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，通過重復地實現(xiàn)虛線558內(nèi)的電路，可以將該電路擴展到任意數(shù)目的鏡像行。
圖5e示出了針對圖5b中行驅(qū)動器512的可編程電流鏡的可選實施例。在該實施例中，每一行具有與圖5d的虛線558內(nèi)的電路相對應(yīng)的電路，即，具有電流鏡輸出級，一個或更多行選擇器將這些電流鏡輸出級中所選的那些與一個或更多的各個可編程參考電流源(源或宿)相連。另一選擇器選擇用作至電流鏡的參考輸入的行。
在上述行驅(qū)動器的實施例中，因為可以針對整個顯示器的每一行或針對顯示器的行塊中的每一行，設(shè)置分離的電流鏡輸出，所以不需要進行行選擇。當進行行選擇時，可以將行分組成塊，例如，當采用具有三個輸出的電流鏡并選擇性地與例如12行的組相連時，可以依次選擇三個連續(xù)行的集，以為該12行提供三線MLA。可選地，可以使用涉及待顯示的線圖像的先驗知識，將行分組，例如，在已知圖像的特定子部分因為所顯示數(shù)據(jù)的特性(行之間的顯著相關(guān))而將受益于MLA的情況下。
圖5f和5g示出了分別具有接地參考和正電源參考的、根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電流鏡配置，示出了對輸入和輸出電流的方向(sense)?？梢姡@些電流均在相同方向上，但是可以為正或為負。
圖6示出了組合有圖5a中行驅(qū)動器512和顯示驅(qū)動處理器506的集成電路晶片600的布局。該晶片具有例如尺寸為20mm×1mm的伸長矩形的形狀，并具有針對驅(qū)動器電路長列的第一區(qū)602，該驅(qū)動器電路長列包括實質(zhì)上相同的器件集的重復實現(xiàn)；以及相鄰區(qū)304，用于實現(xiàn)MLA顯示處理電路。因為存在可以將芯片切割到的最小物理寬度，否則區(qū)604將成為未用空間。
上述MLA顯示驅(qū)動器采用可變電流驅(qū)動來控制OLED亮度，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，可以附加地或可選地采用對至OLED像素的驅(qū)動進行改變的其他手段，尤其是PWM。
圖7示出了用于多線尋址的脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動方案的示意圖。在圖7中，與兩個或更多行電極702同時地向列電極700提供脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動，以實現(xiàn)所需的亮度模式。在圖7的示例中，通過逐漸將第二行脈沖移向稍后的時間，可以將所示0值平滑地改變直到0.5；一般而言，可以通過控制行和列脈沖的交迭程度，來施加至像素的可變驅(qū)動。
現(xiàn)在將更加詳細地描述采用矩陣因子分解的一些優(yōu)選MLA方法。
參照圖8a，該圖示出了一次驅(qū)動一行的常規(guī)驅(qū)動方案中的行R、列C和圖像矩陣I。圖8b示出了多線尋址方案中的行、列和圖像矩陣。圖8c和8d針對顯示圖像的典型像素，示出了在幀周期上該像素的亮度或等效地對該像素的驅(qū)動，并示出了通過多線尋址而實現(xiàn)的峰值像素驅(qū)動的降低。
圖9a以圖解形式示出了根據(jù)以下方程2的圖像矩陣I的奇異值分解(SVD)I＝U×S×Vm×n m×p p×p p×n方程2該顯示可以由U、S和V的任何組合來驅(qū)動，例如，用V驅(qū)動行US和列，或用 驅(qū)動行或用 驅(qū)動列?？梢圆捎闷渌嚓P(guān)技術(shù)，例如QR分解和LU分解。例如，“Numerical Recipes in CThe Artof Scientific Computing”，Cambridge University Press 1992中描述了適合的數(shù)值技術(shù)；許多程序代碼庫也包括適合的例程。
圖10示出了與參照圖5b到5e所述的行和列驅(qū)動器類似并適合于驅(qū)動具有因子分解的圖像矩陣的顯示器的行和列驅(qū)動器。列驅(qū)動器1000包括可調(diào)的實質(zhì)上恒定的電流源1002集，這些電流源1002成組在一起，并被提供有對進入每個列電極的電流進行設(shè)置的可變參考電流Iref。該參考電流是通過從諸如圖9b中矩陣H的行pi之類的因子矩陣的行中導出的每一列的差值而受到脈沖寬度調(diào)制的。行驅(qū)動1010包括與圖5e所示相似的可編程電流鏡1012，但是優(yōu)選地具有針對顯示器每一行或同時受到驅(qū)動的行塊中每一行的一個輸出。行驅(qū)動信號是從諸如圖9b中矩陣W的列pi之類的因子矩陣的列中導出的。
圖11示出了使用諸如NMF等矩陣因子分解的圖像顯示示例過程的流程圖，該流程可以采用圖5a中顯示驅(qū)動處理器506的程序存儲器507中存儲的程序代碼來實現(xiàn)。
在圖11中，該過程首先讀取幀圖像矩陣I(步驟S1100)，然后使用NMF將該圖像矩陣因子分解為因子矩陣W和H，或者采用SVD將其分解為其他因子矩陣，例如U、S和V(步驟S1102)。可以在顯示較早幀的期間，計算該因子分解。然后，該過程在步驟1104用p個子幀對該顯示器進行驅(qū)動。步驟1106示出了子幀驅(qū)動過程。
子幀過程設(shè)置W列pi→R，以形成行矢量R。這通過圖10的行驅(qū)動器配置和縮放因子x自動歸一化為單元1，因此，通過對R進行歸一化導出R←xR，以便元素之和為單元1。對于H類似地，行pi→C，形成列矢量C。對其進行縮放，以便最大元素值是1，給定縮放因子y，C←yC。確定幀縮放因此f=pm,]]>參考電流由Iref=I0·fxy]]>設(shè)置，其中I0與常規(guī)一次掃描一根線的系統(tǒng)中達到完全亮度所需的電流相對應(yīng)，x和y因子補償由驅(qū)動配置引入的縮放效果(當采用其他驅(qū)動配置時，x和y因子中的一個或兩個均可以省去)。
之后，在步驟S1108，圖10所示顯示驅(qū)動器在整個幀周期的l/p上，用C對顯示器的列進行驅(qū)動，用R對顯示器的行進行驅(qū)動。對于每個子幀重復該過程，然后輸出下一幀的子幀數(shù)據(jù)。
圖12示出了根據(jù)上述方法的實施例而創(chuàng)建的圖像示例；該格式與圖9b的格式相對應(yīng)。圖12中的圖像由50×50圖像矩陣定義，其中，在該示例中，使用15個子幀(p＝15)來顯示該圖像矩陣。子幀的數(shù)目可以根據(jù)顯示圖像的特性而預先確定或隨之變化。
對于由數(shù)字攝像機等消費電子圖像設(shè)備執(zhí)行的操作，要執(zhí)行的圖像處理操作在其一般特征上是相似的，在這些設(shè)備中可以方便地實現(xiàn)該方法的實施例。
在其他實施例中，可以在專用集成電路、采用門陣列、以數(shù)字信號處理器上的軟件或以它們的一些組合，實現(xiàn)該方法。
上述技術(shù)可應(yīng)用于有機和無機的基于LED的顯示器。所述TMA方案在一個軸上具有脈沖寬度調(diào)制列驅(qū)動(時間控制)，在另一軸上具有電流劃分比率(電流控制)。對于無機LED，電壓與對數(shù)電流成比例(從而電壓積由對數(shù)電流之和給定)，而對于OLED，存在二次電流-電壓依賴關(guān)系。因此，當使用上述技術(shù)對OLED進行驅(qū)動時，采用PWM是比較重要的。這是因為即使采用電流控制，也存在對給定電流所需的像素兩端的電壓進行限定的特性，并且只采用電流控制，無法必要地對子幀中每個像素施加正確電壓。盡管如此，因為對行進行驅(qū)動以獲得所需電流，并采用PWM時間對列進行驅(qū)動，實際上將列和行驅(qū)動去耦合，從而通過提供兩個分離的控制變量來將電壓和電流變量去耦合，所以所述TMA方案對于OLED正確工作。
再次參照圖像矩陣的NMF因子分解，在本申請人于2004年12月23日提交的共同待審美國專利申請no.0428191.1中描述了一些特別優(yōu)選的快速NMF矩陣因子分解技術(shù)，其全部內(nèi)容合并在此，作為參考。
一些其他優(yōu)化如下因為行之間共享電流，如果一行中的電流增加，則其他行中的電流減小，所以優(yōu)選地(雖然不是必需的)，對參考電流和子幀時間進行縮放，以進行補償。例如，可以調(diào)整子幀時間，以達到使每個子幀中的峰值像素亮度相等(也減小最差情況/峰值亮度老化)的目的。實際上，這受到最短可選子幀時間和最大列驅(qū)動電流的限制，但是，因為該調(diào)整僅是第二階優(yōu)化(second order optimization)，所以這不會成為問題。
稍后的子幀施加逐漸減小的校正，因此，它們趨向于整體變暗，而較早的子幀趨向于變亮。采用PWM驅(qū)動，可以通過對PWM周期的開始進行隨機抖動，減小峰值電流，而不是總是使PWM周圍的開始為該周期的“開”部分。在簡單直接的實際實現(xiàn)中，通過在關(guān)時間大于50％的情況下在可用周期結(jié)束時開始針對PWM周期的一半的“開”部分時間，可以較小復雜度獲得相似益處。這能夠潛在地將峰值行驅(qū)動電流減小50％。
當行包括紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)(子)像素(即，RGB、RGB、RGB行模式)時，因為每個(子)像素具有不同特性，所以施加到行上的給定電壓可能無法達到針對不同顏色的OLED(子)像素的精確所需的驅(qū)動電流。因此，優(yōu)選地采用具有可分離驅(qū)動的紅色、綠色和藍色(子)像素的行(即，模式分別為RRRR...、GGGG...和BBBB...模式的三行的組)。以上已提及了這種配置對于方便制造的優(yōu)點。
具體參照基于OLED的顯示器描述了本發(fā)明實施例。但是在此描述的技術(shù)也可應(yīng)用于其他類型的發(fā)射性顯示器，包括但不限于真空熒光顯示器(VFD)、等離子體顯示板(PDP)和諸如厚型和薄型的薄膜場致發(fā)光顯示器之類的其他類型的場致發(fā)光顯示器，例如，一般有iFire(RTM)顯示器、大型無機顯示器和無源矩陣驅(qū)動顯示器。
無庸置疑，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，還存在許多其他有效的可選方案。要理解，本發(fā)明不限于上述實施例，而涵蓋落入所附權(quán)利要求精神和范圍內(nèi)的、對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的修改。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動發(fā)射性顯示器的方法，所述顯示器包括多個像素，可通過行電極和列電極對所述多個像素的每一個進行尋址，所述方法包括用第一列驅(qū)動信號集對多個所述列電極進行驅(qū)動；在用所述列驅(qū)動信號驅(qū)動所述列電極的同時，用第一正向偏置行驅(qū)動信號集對兩個或更多的所述行電極進行驅(qū)動；然后用第二列驅(qū)動信號集對所述多個列電極進行驅(qū)動；以及在用所述第二列驅(qū)動信號進行所述列電極驅(qū)動的同時，用第二正向偏置行驅(qū)動信號集對所述兩個或更多行電極進行驅(qū)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇所述第一和第二列驅(qū)動信號以及所述第一和第二行驅(qū)動信號，從而通過由所述第一行和列驅(qū)動信號確定的亮度和由所述第二行和列驅(qū)動信號確定的亮度的實質(zhì)上的線性和，獲得由所述行和列電極驅(qū)動的OLED像素的所需發(fā)光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中選擇所述第一和第二列驅(qū)動信號以及所述第一和第二行驅(qū)動信號，以使由所述行和列電極驅(qū)動的所述像素的峰值亮度比分離地驅(qū)動所述行電極時的所述峰值亮度小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3之一所述的方法，還包括對于具有實質(zhì)上相同的所需亮度的兩個或更多像素行，省去用所述第二行和列驅(qū)動信號進行的所述驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一所述的方法，其中所述兩個或更多行電極對所述像素的相鄰行進行驅(qū)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一所述的方法，其中所述兩個或更多行電極對所述像素的分離或交替行進行驅(qū)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6之一所述的方法，其中利用在顯示在所述發(fā)射性顯示器上的兩個或更多連續(xù)圖像幀中的一個或更多行電極取代所述兩個或更多行電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7之一所述的方法，還包括當所述第二行驅(qū)動信號實質(zhì)上全部小于閾值驅(qū)動值時，省去對所述兩個或更多行電極的驅(qū)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8之一所述的方法，其中所述第一和第二行驅(qū)動信號以及所述第一和第二列驅(qū)動信號均包括脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動信號。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述第一和第二行和列驅(qū)動信號包括電流驅(qū)動信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括使用可控分流器對所述第一和第二行電極進行驅(qū)動，以便根據(jù)所述第一行驅(qū)動信號在所述兩行或更多行之間劃分所述第一列電流驅(qū)動信號，并根據(jù)所述第二行驅(qū)動信號在所述兩行或更多行之間劃分所述第二列電流驅(qū)動信號。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中每一個所述像素包括至少兩種不同顏色的至少兩個子像素，可通過所述行和列電極對每一個子像素進行尋址，以及對所述兩個或更多行電極的所述驅(qū)動包括對公共像素的所述兩個或更多子像素的行電極進行驅(qū)動。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中每一個所述像素包括至少兩種不同顏色的至少兩個子像素，可通過所述行和列電極對每一個子像素進行尋址，以及對所述兩個或更多行電極的所述驅(qū)動包括對相同顏色的子像素的行電極進行驅(qū)動。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，還包括從三行或更多相鄰行的電極的組中的行電極中選擇所述兩個或更多行電極。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述行電極驅(qū)動包括用所述第一和第二行驅(qū)動信號集對所述行電極中的三個或更多個進行驅(qū)動，所述方法還包括用第三列驅(qū)動信號集對所述多個列電極進行驅(qū)動，并實質(zhì)上同時地用第三行驅(qū)動信號集對所述三個或更多行電極進行驅(qū)動。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述發(fā)射性顯示器是OLED顯示器。
17.一種處理器控制代碼，當運行時，實現(xiàn)權(quán)利要求1到16之一所述的方法。
18.一種載體，用于承載權(quán)利要求17所述的處理器控制代碼。
19.一種OLED顯示驅(qū)動器，包括用于實現(xiàn)權(quán)利要求1到16之一所述的方法的裝置。
20.一種發(fā)射性顯示驅(qū)動器，用于對發(fā)射性顯示器進行驅(qū)動，所述發(fā)射性顯示器包括多個像素，其中可通過行電極和列電極對每一個像素進行尋址，所述顯示驅(qū)動器包括用第一列驅(qū)動信號集對多個所述列電極進行驅(qū)動的裝置；在用所述第一列驅(qū)動信號驅(qū)動所述列電極的同時、用第一正向偏置行驅(qū)動信號集對兩個或更多的所述行電極進行驅(qū)動的裝置；用第二列驅(qū)動信號集對所述多個列電極進行驅(qū)動的裝置；以及在用所述第二列驅(qū)動信號進行所述列電極驅(qū)動的同時、用第二正向偏置行驅(qū)動信號集對所述兩個或更多行電極進行驅(qū)動的裝置。
21.一種發(fā)射性顯示驅(qū)動器電路，用于對發(fā)射性顯示器進行驅(qū)動，可通過行電極及其對應(yīng)的列電極對顯示器的像素進行尋址，所述顯示驅(qū)動器包括一個或多個列驅(qū)動器，用于同時對多個所述列電極進行驅(qū)動；以及一個或多個行驅(qū)動器，用于在進行所述列電極驅(qū)動的同時，同時對與所述列電極相對應(yīng)的多個所述行電極進行驅(qū)動，以便在多個所述行驅(qū)動器之間共享針對所述列電極的驅(qū)動。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的發(fā)射性顯示驅(qū)動器，其中所述行和列驅(qū)動器包括用于提供可控的實質(zhì)上恒定的電流的電路。
23.根據(jù)權(quán)利要求20到22之一所述的發(fā)射性顯示驅(qū)動器，其中所述發(fā)射性顯示器是OLED顯示器。
24.一種集成電路晶片芯片，包括多個驅(qū)動器，被配置來同時對OLED顯示器的多個電極進行驅(qū)動；以及顯示驅(qū)動處理電路，被配置來確定針對所述多個電極的驅(qū)動信號；其中所述晶片具有長度比寬度大于10∶1的縱橫比。
25.一種延長多色有機場致發(fā)光顯示器的使用壽命的方法，所述顯示器包括像素矩陣，每一個像素具有至少三個子像素，其中第一子像素包括第一顏色子像素，第二子像素包括第二顏色子像素，第三子像素包括第三顏色子像素，所述第三顏色與所述第一顏色和所述第二顏色交迭或包括第一和第二顏色以及可選的附加顏色的混合色，所述方法包括確定作為第一子像素的光輸出分量和第二子像素的光輸出分量的第三子像素的光輸出；確定針對給定顏色、使用所述第三子像素可發(fā)射的光輸出的最大部分；以及從第一子像素光輸出和第二子像素光輸出中減去對應(yīng)的光輸出分量。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用多線尋址(MLA)技術(shù)對發(fā)射性、特別是有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器進行驅(qū)動的方法和設(shè)備。本發(fā)明實施例尤其適合與所謂的無源矩陣OLED顯示器一起使用。一種發(fā)射性顯示器的驅(qū)動方法，所述顯示器包括可通過行電極和列電極對每一個進行尋址的多個像素，所述方法包括利用第一列驅(qū)動信號集對多個所述列電極進行驅(qū)動；在用所述列信號驅(qū)動信號進行所述列電極驅(qū)動的同時，用第一正向偏置行驅(qū)動信號集對兩個或更多的所述行電極進行驅(qū)動；然后用第二和后續(xù)列驅(qū)動信號集對所述多個列電極進行驅(qū)動；并在用所述第二列驅(qū)動信號進行所述列電極驅(qū)動的同時，用第二和后續(xù)正向偏置行驅(qū)動信號集對所述兩個或更多行電極進行驅(qū)動。
文檔編號G09G3/20GK101069228SQ200580040960
公開日2007年11月7日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者伊萬·克里斯托弗·史密斯, 保羅·理查德·羅特利, 喬納森·詹姆斯·M·霍爾斯 申請人:劍橋顯示技術(shù)公司