JP6486333B2 - 大型ピクセルマトリクスを備える電気光学装置 - Google Patents

Description

本発明の分野は、大型マトリクス電気光学装置、より詳しくは、アクティブマトリクス型装置の分野である。

本発明は、とりわけ、発光ダイオード表示スクリーン、特に有機発光ダイオードを有するスクリーンに応用可能である。それはまた、他の種類の電気光学装置、例えばイメージセンサや照明装置にも応用可能である。

技術的問題の概要
大型の電気光学装置においては、マトリクス内のピクセルの各々への電力分配に関する問題が生じる。この電力分配は電力導体平板によって提供され、これはピクセルマトリクスの表面を覆い、各々が平板の縁にわたって分散されている１つまたは複数の電気接点において、一般に終端インピーダンスの低いフレキシブルコネクタを介して電源に接続される。

これらの導体平板は多数のピクセルに同時に電流を供給しなければならないため、実際にはそれらの表面抵抗によって電圧が降下し、これは、通常であれば個々のピクセルを駆動するのに十分であるものより高い電圧を印加することによって補償しなければならない。

導体平板の構造と材料（複数の場合もある）は、主に関連する装置の技術とトポロジから生じる制約によって決まり、これらはとりわけ、導体平板が導光路上にあるか否か、マトリクスの積層体の中の導体平板の位置、および特に導体平板を高温工程等の特定の製造工程を利用できない理由となるような脆い層の上に形成しなければならないか否かに依存する。導体平板の製造においては、これらの制約のすべてを考慮に入れながら、その一方で単位表面積あたりの抵抗をできるだけ小さくするように努める必要がある。提案される用途からはそのほかの制約も生じるかもしれず、例えば照明装置では、ごく低コストにするという目的によって導電性材料の選択が制約され、その導電性が損なわれる。

大型のアクティブマトリクスに対する別の制約はアドレス線の密度に関係し、これによって電力導体平板の周辺全体に沿って電源との接続点を提供することができなくなる。

最後に述べた問題点の理解を助けるために、図１は、アクティブピクセルマトリクスｐ_ｉ，ｊの概略図を示している。各ピクセルｐ_ｉ，ｊは、ピクセル要素とそれに関連する基本的制御回路を含む。各ピクセルｐ_ｉ，ｊは従来、マトリクスの行ｌ_ｉと列ｃｏｌ_ｊの交点に位置付けられる（ｉは１〜ｎの整数であり、ｊは１〜ｍの整数である）。マトリクスは、一般にアクティブゾーンと呼ばれる、ＺＡで示される長方形の領域内に含められる。行と列のアドレス指定回路ＳＥＬＸおよびＳＥＬＹは、このアクティブゾーンＺＡの周辺に、図中のアクティブゾーンＺＡの上縁と左縁に対応する２つの隣接する縁ｂ１およびｂ２に沿って配置される。

これらのアドレス指定回路ＳＥＬＸおよびＳＥＬＹはピクセルアドレス線に接続され、アドレス指定回路ＳＥＬＸは、その各々がピクセルの対応する行ｌ_ｉの選択を可能にする選択線ｓｅｌ_ｉを駆動し、アドレス指定回路ＳＥＬＹは、その各々が表示データ要素のピクセルの対応するコラムｃｏｌ_ｊへの送信を可能にするデータ線ｄａｔ_ｊを駆動し、このデータ要素は行ｌ_ｉと列ｃｏｌ_ｊの交差点のピクセルｐ_ｉ，ｊのピクセル要素に、ピクセルの基本制御回路（アクティブマトリクス）を介して送信される。

大型マトリクスの場合、回路ＳＥＬＸおよびＳＥＬＹによって駆動されるアドレス線ｓｅｌ_ｉおよびｄａｔ_ｊの密度とこれらの回路に求められる電気的性能に関連する制約から、電源を、これらの回路がそこに沿って設置されている縁を介して導体平板に接続できない。それゆえ、導体平板はアドレス指定回路がそこに沿って配置されている縁ｂ１およびｂ２の反対にある２つの隣接する縁ｂ３およびｂ４を介してでなければ電源に接続できない。

これは、図２に概略的に示されている。長方形の電力導体平板Ｐ１はアクティブゾーンＺＡの表面を覆う。これは、マトリクスのピクセルの各々に印加されるべき電圧ＶＤＤを供給する電圧源ＡＬＩＭに接続される。図１および２には示されていない他の導体平板、すなわちアース平板は共通のアース電位ＶＳＳをピクセルに供給する。電源との接続は１つまたは複数の電気接点によって提供可能であり、この例において、これらは点ｃ１、ｃ２、ｃ３、およびｃ４として示され、導体平板Ｐ１の周辺の、縁ｂ３およびｂ４に沿ってのみ位置付けられている。各ピクセルと電源との間の距離はマトリクス内のピクセルの位置によって変化し、結果として生じる電圧降下は、接点からより遠い、マトリクスの左上に配置されたピクセル、例えばピクセルｐ_１，１において、これらの点に近い、右下に配置されたピクセル、例えばピクセルｐ_ｎ，ｍよりはるかに顕著である。

電源との接続点から最も離れたピクセルにおける電圧降下を補償するために、電源により供給される電圧ＶＤＤは、１つのピクセルを制御するために通常必要とされるものより高いレベルに設定されて、最も遠いピクセルであっても、制御でき、所望の輝度が得られることが確実にされる。

電圧ＶＤＤを供給する導体平板の固有抵抗による電圧降下の問題は、十分な導電率を有するアース平板を形成できなければ、アース平板側でも同様に存在し、すなわち、接点から遠くに配置されたピクセルが受ける電圧はＶＤＤより低く、その一方で、反対側から受ける電圧はＶＳＳより高く、発光素子が有機または無機発光ダイオードである場合、その端子間電圧が、それを下回るとピクセルが発光できなくなる閾値より低くなるリスクがある。

電力分配のこれらの問題は、とりわけ大型のアクティブマトリクスＯＬＥＤ装置を開発する上での障害の１つであるが、本発明は無機ＬＥＤマトリクスに応用可能である。

図３は、アクティブマトリクスＯＬＥＤのピクセルｐ_ｉ，ｊの従来の図を示す。ピクセルｐ_ｉ，ｊは有機発光ダイオードＤ_{（ＯＬＥＤ）}を含み、これは実際には１つまたは直列の複数のダイオードを含み、有機層の積層体と、有機積層体の下に（透明基板上に）形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（Ｔ１およびＴ２）に基づく基本制御回路により形成され、この回路はそれぞれのアドレス線ｓｅｌ_ｉとｄａｔ_ｊにより駆動される。アクティブマトリクスの概念は、各ピクセルの領域につき１つの、マトリクスに統合される基本制御回路の集合に対応し、それによってピクセルが駆動される。

基本制御回路は、
− ゲートｇ１が行選択線ｓｅｌ_ｉに接続され、ソース／ドレイン電極がデータ線ｄａｔ_ｊに接続された選択トランジスタＴ１（図１および２の表記法を使用）と、
− そのゲートｇ２が選択トランジスタＴ１のもう一方のソース／ドレイン電極に接続された電流制御トランジスタＴ２と、を含む。この制御トランジスタＴ２は、ダイオードＤ_{（ＯＬＥＤ）}に、発光に必要な電流を供給できる供給電圧源ＶＤＤと電気アース平板ＧＮＤに接続された基準電位ＶＳＳとの間に直列接続される。この例において、制御トランジスタＴ２の１つのソース／ドレイン電極はそれゆえ、ダイオードの電極（陽極）に接続され、もう一方は供給電圧源ＶＤＤに接続される。

保持容量Ｃ_ｓもまた、一般的に制御トランジスタのゲート２と、ダイオードの電極に接続されていないソース／ドレイン電極との間に提供される。この容量は、画像フレーム全体にわたってトランジスタＴに印加される表示制御電圧を保持する（選択線は１本ずつ逐次的に選択される）。

図３の略図は例として提供されている。それはより複雑であるかもしれず、不均一性を補正し、または性能のずれを補償するための装置が組み込まれる場合があるが、何れの場合でも、直列のＯＬＥＤと制御トランジスタを有するブランチが存在する。

ピクセル表示コマンドは次のように実行される。すなわち、線ｓｅｌ_ｉへの選択信号の印加によって、表示のためのピクセルｐ_ｉ，ｊが選択され、トランジスタＴ１が導通状態となり、制御トランジスタＴ２のゲートｇ２に、回路ＳＥＬＹがこのピクセルのために受け取った表示データ要素に対応する、線ｄａｔ_ｊに印加された制御電圧を伝送する。このようにバイアスされたトランジスタＴ２は電流ｉを取り込み、それがダイオードに流れ、これはその後、対応する量の光を発することができる。この電流は電源ＶＤＤにより供給され、アース平板ＧＮＤを通って流れる。

それゆえ、電流はＯＬＥＤダイオードを形成する有機積層体のそれぞれの側に配置される２つの導体平板によってピクセルに供給される。上側導体平板は有機積層体の上に形成される。下側導体平板は一般に、アクティブマトリクスを形成する薄膜、したがってトランジスタ、選択線ｌ_ｉおよび、制御回路を駆動するデータ線ｄａｔ_ｊと統合され、および／またはこれらと共に製造される。

発光の種類（上から、または下から）を問わず、下側導体平板は厚い金属グリッドでの形態で作製されてもよく、メッシュはピクセルのピッチに対応して、アクティブマトリクスのトポロジに対応する。それはゲート金属またはソース／ドレイン金属で作製され、したがってその抵抗は小さい（０．２オーム毎スクエア）。しかしながら、グリッドの構造により、この導体平板の実際の単位表面積あたりの抵抗は、２０％の表面占有率につき約１オーム毎スクエアだけ高くなる。下からの発光の場合、なるべく高い方が好ましいピクセル開口率と最小化されることが好ましいピクセル上での電圧降下との間の妥協点を見つけなければならない（開口率が大きくなると電流密度が低くなり、それによってそのピクセル内の電圧降下が増大するからである）。

上側導体平板は有機積層体上に形成される。発光が下向きの場合、この導体平板は透明でなくてもよい。するとこれは、一般的に表面抵抗が非常に低いアルミニウム製の厚い金属層として一般に形成される。

しかしながら、上向き発光の場合、この導体平板は少なくとも部分的に透明でなくてはならない。有機層は脆いため、これはマスクを通じた真空蒸着により形成される。この方法を使用する場合、この導体平板を厚い金属グリッドの形態で作製することはできない。それゆえ、上側導体平板は、導電性で、少なくとも部分的に透明な固体板構造を有していなければならない。インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化物を、この材料の約９０％という高い透明度の特性を保持しながら、低温で成膜できるとしても、これらの使用条件によって良好な導電率特性を得ることができない。実際には、最良でも単位表面積あたりの抵抗が約２０オーム毎スクエアである。

それゆえ、導体平板を非常に良好な導体である金属、例えば金の薄層の形態とすることが好ましい。すると、透明な導体平板（透過率は８０％を超える）を得ることができ、表面抵抗は約４オーム毎スクエアである。

光透過率、有機層の脆弱さ、およびこれらのＯＬＥＤスクリーン内のアクティブマトリクストポロジに関するこれらの様々な制約により、特に上向き発光の場合、先行技術では抵抗が十分に低い導体平板を作製することができない。下向き発光の場合、導体平板はより抵抗が低く、脆いＯＬＥＤ層を成膜する前にフォトリソグラフィによりグリッドの形態で構成されてもよいが、一方でアクティブマトリクスにより、他方でこれらが光を透過させなければならないという事実から、グリッドは表面の一部しか占有できない。導体平板の抵抗は、その表面占有率に反比例して増大する。さらに、ＯＬＥＤにより発せられる光度を増大させることによって発光面の損失を補償し、良好な輝度特性を得る必要があり、これは耐用年数に影響を与えうる。

どちらの場合も、表示輝度の損失を避けるために、電源ＶＤＤまたはＶＳＳを過大設計し、２つの導体平板間に印加される電位差によって、マトリクスの各ピクセルのダイオードと電流制御トランジスタを、このマトリクス内のこのピクセルの位置（選択線および対応するデータ線により特定される）に関係なく、バイアスさせることができる。

これが行われた場合、最大給電電力が低下する。さらに、これはピクセルの端子に印加される電圧の不均等分配、したがって結果として得られる輝度の漸次的変化に影響を与えない。

例えば、ＯＬＥＤダイオードが２つまたは３つの有色ダイオードの積層体によって形成され、白色光を発生する上向き発光ＯＬＥＤスクリーンを考える。供給電圧ＶＤＤは、ＯＬＥＤダイオードと電流制御トランジスタが表示される画像に関係なく、とりわけ、表示されるべき画像が全体に白色で、ダイオードの最大電流消費に対応する時に、導電状態にバイアスされるよう設定されなければならず、すなわち、これらの条件において、導体板の電圧降下もまた最高となる。

一般に、白色発光のために、２つまたは３つの有色ダイオードの積層体で形成されたＯＬＥＤダイオードの場合、ピクセル（ダイオードと制御トランジスタ）のバイアス電圧はしたがって、少なくとも７．５ボルトでなければならない。閾値電圧の変動に対応できるようにするために、とりわけ、より高い電圧設定、例えば１０ボルトが使用される。

全体が白い画像を、１５．４インチの大型スクリーン上に１平方メートル当たり６００カンデラの標的明度で表示すると仮定する。

ＯＬＥＤダイオードの効率が２０カンデラ毎アンペアであり、上側導体平板の表面抵抗が４オーム毎スクエアで、２つの隣接する縁（図２のｂ３およびｂ４）を介して電源供給される場合、２つの縁ｂ３、ｂ４と反対の左上の角に配置されるピクセルｐ_１，１の電極間を１０ボルトとするためには、実際に、１６ボルトの、より高い供給電圧ＶＤＤを提供する必要がある。電力消費は約２４３ワットであり、これは電圧ＶＤＤを供給する上側導体平板（アースに接続された平板内の電圧は無視する）についての３３ワットとダイオード内の２１０ワットに分けることができる。すべてのピクセルに１０ボルトの最小電圧で均一に電源供給することが可能であると仮定すると、電力消費は約１５８ワットとなる。

図４は、ピクセルの端子における、マトリクス内のそれらの位置に応じた、それゆえ導体平板の電源ＶＤＤ（１６ボルト）との接続点からのそれらの距離および、アース平板が同等の抵抗を有する場合に、アース平板ＧＮＤとの接続点からのそれらの距離に応じた供給電圧（ＶＤＤ−ＶＳＳ）の分布を示す。この分布は、各ピクセルにおける電流消費のモデリングに基づく推定であり、接続点から電圧源までの距離に応じたピクセル間の漸次的損失していることを示しており、これはまた、輝度の漸次的損失としても表される。

導体平板の電圧降下のこの問題を克服するために、ある研究者らは異なるピクセル制御を研究し、また別の研究者らは、その表面抵抗を低下させることのできる導体平板のための構造と材料を模索している。

本発明の目的は、現在のＯＬＥＤスクリーン技術に容易に応用可能な、単純なソリューションを見つけることである。

特許請求の範囲に記載されているように、本発明は、第一および第二の供給電圧をマトリクスの各ピクセルに供給する第一および第二の導体平板を有し、第一の導体平板は長方形であり、主に２つの隣接する縁を介して電源供給されるピクセルマトリクス電気光学装置に関し、これは、第一の導体平板に供給される電力が少なくとも２つの隣接する縁の各々に沿って分散された一連の個別の電圧源から提供され、この電圧源が平板の２つの隣接する縁の各々に提供された一連の接点にそれぞれ異なる電圧を印加するようになされていることと、電圧源によってこれらの接点に印加される電圧が、２つの隣接する縁間の接合部に近い端における第一の接点での第一の数値と、縁の各々のもう一方の端の最終地点での第二の数値との間で単調に変化し、電流を供給する電力導体平板については単調増加し、電流を消費する電力導体平板については単調減少することを特徴とする。「主として２つの隣接する縁を介して電源供給される」という表現は、他の電源供給接続、例えば導体平板の角を介した接続を含む装置が、特許請求されている発明により提供される保護範囲から除外されないと解釈されるものとする。

電圧源の数値は、２つの隣接する縁間の接合部に近い端での第一の数値と縁の各々の反対の端での第二の数値との間で単調に変化し、より正確には、電流を供給する電力導体平板については単調増加し、電流を受ける電力導体平板については単調減少する。

好ましくは、電圧源の数値は第一の数値と第二の数値との間で、単調増加式（電流を供給する電力導体平板の場合）または単調減少式（電流を消費する電力導体平板の場合）に変化させられる。

本発明の第二の実施形態によれば、電圧源により供給される電圧が、表示されるべき画像の内容に合わせて調整され、電気光学装置の全ての点における導体平板間の電位差が最適化される。電圧は電気光学装置の全ての点における導体平板間の電位差を最適化するように、表示される画像そのものに応じて変化されることになり、それは、この画像がより明るい、またはより暗い領域を含んでいるかもしれず、これらはそれぞれ、より多くの、またはより少ない電流を消費するからである。それゆえ、画像に関係なく、消費される電力量が最小限となる。したがって、縁に沿った電圧の分配はどのような形態を通ってもよく、電圧源のいくつかを単純に切断する可能性もこれに含まれる。

すべてのピクセルにおいて均一な色相を有することになる画像が表示される場合、所定の数値は２つの隣接する縁間の接合部に近い端での第一の数値と縁の各々の反対の端での第二の数値との間で単調に変化（必要に応じて増加または減少）する。ピクセルは一般に、２つの導体平板、すなわち電圧ＶＤＤの電源平板と電圧ＶＳＳのアース平板から電源供給されなければならないため、次の２つのソリューションが提供されてもよい。
− 電圧源の数値の変化は２つの導体平板の一方のみの縁において生じ、この導体平板上の電圧降下を許容でき、もう一方の導体平板は十分な導電性を有し、その抵抗による電圧降下は無視できる。
− 電圧源の数値の変化は両方の導体平板の縁で生じ、２つの導体平板の抵抗による電圧降下を許容できる。

これは、本発明の２つの実施形態に適用可能である。

本発明のある実施形態によれば、そこを通じて平板に電源供給される第一の導体平板の２つの縁が切り抜かれて、相互に局所的に絶縁され、規則的に離間された電気接点が形成され、各々にそれぞれ個別の電圧源から電源供給される。

個々の電源から印加される電圧が各縁に沿って単調に変化する場合、この変化は好ましくは線形である。ある変化形態において、これらは各縁に沿って放物曲線に従って変化する。

ある変化形態において、個別の制御手段は、これらの電源の各々の切断とオンへの切り替えを可能にする。とりわけ、個別の電圧源は、表示されるべき画像の内容に応じてオフに切り替えることができる（すなわち、電源の出力を高インピーダンスモードにするか、または導体平板から局所的に絶縁することができる）。オフに切り替えられると、電源はそれが連結されている接点から切断される。

上述のように、第二の電力導体平板が提供され、第二の供給電圧をピクセルの各々に供給する。本発明によれば、第一の平板のそれと同様の配置を提供することができ、すなわち、第二の平板は長方形で、第一の導体平板の２つの隣接する縁に対応する２つの隣接する縁により電源供給される。これらの縁はまた、切り抜かれて、第二の供給電圧に接続するための接点が形成されてもよい。第二の平板の接点の各々は好ましくは、第一の導体平板の２つの接点間のギャップと対向するように重ねられる。

本発明の１つの態様によれば、第二の導体平板はアース平板であり、１つのアース電位が第二の導体平板の接点の各々に印加される。あるいは、一連の電位が第二の導体平板の接点の各々に印加される。

導体平板は透明でも透明でなくてもよく、本発明は特に、これらが透明である場合に適用可能であり、これは、その抵抗が不透明平板（アルミニウムで作製されてもよい）のそれより高いからである。平板は、均一な層の形態で成膜されてもよく、または各ピクセルの反対が穿孔されてもよい（グリッド様の平板が形成される）。

本発明は特に、発光ダイオードを使用する、とりわけ有機発光ダイオードを使用するピクセルマトリクスを備える電気光学装置に適用可能である。

本発明の他の特徴と利点は、次のような添付の図面を参照しながらの以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。

アクティブピクセルマトリクスのブロック図である。 この種のマトリクス内で電源に接続された導体平板による供給電圧の分配を示す。 基本制御回路を備えるＯＬＥＤピクセル（アクティブマトリクス）の基本的レイアウトを示す。 電源までの距離に応じたピクセル間の電圧の不均一な分布を示す。 ピクセルに電源供給するための導体平板を示し、その２つの隣接する縁が切り抜かれて、同じ数の電気接点が形成され、その各々し本発明により個別の電圧源に接続されるように意図される。 電力導体平板とアースに接続された導体平板が、切り抜かれた同じ２つの隣接する縁を有する本発明の実施形態を示し、一方の切り抜き部は、上面図において、他方の切り抜き部に適合されて、電気アースに接続された接点が、２つの接点間に設置され、その各々がそれぞれの個別の電圧源に接続される。 明示された増加する単調関数に従って供給電圧を供給するための個別の電圧源の制御回路のブロック図である。 本発明の例示的な実施形態である。 供給電圧源を制御して、電圧源の各々が表示されるべきビデオ画像の内容に応じてオンまたはオフに切り替えることができるようにするための個別の手段を提供する、本発明の変化形態を示すブロック図である。 これらの手段の用例を示す。

慣例により、図面に共通する要素を示すのに同じ表記が用いられる。導体平板とアクティブゾーンＺＡは上下に積み重ねられた長方形の平板であるため、同じ表記ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を使ってそれぞれの対応する縁を示している。

図５は、図１〜４を参照しながら上で説明したように、アクティブマトリクスのピクセルの各々に電源電圧を供給するための電気光学装置内に設置された電源用導体平板Ｐ１を示している。

これは、長方形の平板であり、その寸法は、それが電源供給する必要のあるピクセルマトリクスの寸法に対応する。

平板には基本的に２つの異なる領域、すなわち、ピクセルマトリクスのアクティブゾーンＺＡを覆う中央領域Ａと２つの隣接する縁ｂ３およびｂ４に沿って配置された周辺領域Ｂがある。

領域Ａは、平板Ｐ１が板状かグリッド構造であるかに応じて、中実部品でも穿孔部品でもよい。

領域Ｂは、平板の縁ｂ３およびｂ４を含むストリップを形成し、これは周期的なパターンで切り抜かれて、相互に絶縁され、規則的に離間された複数の接点（少なくとも５つであるが、好ましくは数十）が形成される。この領域Ｂはアクティブゾーンの外側に配置される。

とりわけ、上向き発光のＯＬＥＤマトリクスの例を考えると、このストリップは有機層のアクティブゾーンの外側にある。これは、その上にある場合がある脆弱層に損傷を与える危険性のない何れの適当な方法によって切り抜かれてもよい。これは、マスクを通じた金属の真空蒸着によって形成されてもよい。

これらの接点の各々は、個別の電圧源に接続される。２つの隣接する縁ｂ３およびｂ４の各々に沿って、提供される個別の電源の数は領域Ｂの切り抜きによって形成される接点の数と等しい。これらの個別の電圧源は、異なる数値の電圧を有する。本明細書で説明される例において、電圧源の数値は、２つの隣接する縁間の接合部Ｊ（図中の平板の右下角に対応する）に近い端での低い方の数値と、縁の各々のもう一方の端での高い方の数値との間で単調増加式に変化する（ここでは、ピクセルに電流を供給する電源平板ＶＤＤだけが考慮されており、ピクセルから電流を受け取る、または消費する電源供給平板ＶＳＳの場合は減少する）。

縁ｂ３の場合、２つの縁ｂ３とｂ４との間の接合部Ｊから始まり、縁ｂ３とｂ２との接合部に対応する反対の端に向かって進むと、複数の接点ｃ_ｈ１〜ｃ_ｈ６があり、各々がそれぞれの個別の電圧源ｓ_ｈ１〜ｓ_ｈ６に接続され、これらは異なる供給電圧ｖ_ｈ１〜ｖ_ｈ６を供給し、ｖ_ｈ１＜ｖ_ｈ２．．．＜ｖ_ｈ６である。

縁ｂ４の場合、２つの縁ｂ３とｂ４との間の接合部Ｊから始まり、縁ｂ４とｂ１との接合部に対応する反対の端に向かって進むと、複数の接点ｃｖ１〜ｃ_ｖ６があり、各々がそれぞれの個別の電圧源ｓ_ｖ１〜ｓ_ｖ６に接続され、これらは異なる供給電圧ｖ_ｖ１〜ｖ_ｖ６を供給し、ｖ_ｖ１＜ｖ_ｖ２．．．＜ｖ_ｖ６である。

平板の切り抜きの大きさ（深さと幅）は、先行技術により、２つの隣接する接点間の短絡をすべて防止するように決定される。これらの点の各々と個別の電源との間の接続は、先行技術により、終端インピーダンスが最小になるように行われる。

上述の原理に従って切り抜かれ、電源供給される導体平板により、導体平板Ｐ１への電圧供給は、縁ｂ３およびｂ４に沿って単調に分配され、この分配は、平板がピクセルに電流を供給するか、ピクセルから受け取った電流を消費するかに応じた単調増加または単調減少である。この単調分配は、２つの隣接する接点に印加される電圧間の電圧差が、これら２つの点間の短絡の発生を防止するのに十分に小さい、というものである。

ピクセルに図３および４を参照して説明した２つの導体平板により電源供給され、第一の導体平板が電源ＶＤＤに接続され、第二の導体平板が共通の電気アースに接続されている用途の場合、第一の導体平板は、図５を参照して説明したように、本発明により形成され、電源供給される。

単調関数は一次関数であってもよく、縁に沿った個別の電圧源は電圧勾配を印加するように設計される。

単調関数はまた、放物曲線を画定してもよい。これは、線形増加と比較して、消費電力をさらに数ワット節減できることがわかっている。

実際には、この単調関数と最小および最大電圧は、関係する技術におけるピクセルの動作に必要な電圧に応じて、および少なくとも第一の導体平板の大きさと、単位表面積あたりの抵抗に応じて設定される。より高度な方式によれば、第二の導体平板の大きさと単位表面積あたりの抵抗および、したがって、ＶＤＤとＶＳＳ間の電位差の変化を許容できる。

有利な点として、図６に示されているように、ピクセルを共通の電気アースに接続するためのもう一方の導体平板Ｐ２は導体平板Ｐ１と同様の方法で形成され、縁ｂ３およびｂ４に沿って切り抜かれて、これらの縁に平板Ｐ１と同じ数の電気接点が形成される。第二の平板上に形成されたこれらの接点は、すべて共通の電位、一般的には電気アースに接続される。あるいは、平板Ｐ２が電源の負側を形成する場合、２つの隣接する縁ｂ３およびｂ４の間の接合部から減少する単調な電圧を印加することも可能であろう。

２つの平板は実際には上下に重ねられるため、第二の平板の切り抜き部分はもう一方の平坦のそれらに関して、各縁においてずれ、平板Ｐ２の各接点が平板Ｐ１の２つの接点間のギャップの中に配置されるようになっている。

本発明を、ピクセルへの電力の分配が２つの電力導体平板を使用し、一方が供給電圧ＶＤＤに接続され、もう一方がすべてのピクセルに共通の電気アース（電圧ＶＳＳ）に接続される電気光学デバイスについて説明した。

本発明は必ずしもこの構成に限定されない。これはより一般的に、２つの電力導体平板を使用するデバイスに適用可能であり、そのうちの一方は電流を供給し、もう一方は電流を消費する。

個別の電圧源は、実際には、高い電流を供給するようになされた（電流をピクセルに供給する電力導体平板については正の電流、またはピクセルから受け取る電流を消費する導体平板については負の電流）演算増幅器により形成されてもよい。その出力電圧は、例えばこの縁の所望の単調関数を再現するように構成された適当な回路、問えば抵抗分割回路、またはデジタル−アナログ変換器によって提供される。実際には、図７に示されているように、縁ｂ３を介して平板に電源供給する電源Ｓ_ｈ１〜Ｓ_ｈ６のすべてについてのこの種の装置１０と、縁ｂ４を介して平板に電源供給する電源Ｓ_ｖ１〜Ｓ_ｖ６のすべてについてのこの種のもうひとつの装置１０’がある。この例では、装置１０および１０’の両方が同じ電源（Ｖｅｘｔ）に接続される。

電気接点の、およびしたがって個別の電圧源の数は、上述し、図示した例では、縁ｂ３およびｂ４の両方について同じであるが、この数は、平板の寸法とピクセル間の抵抗損失の推定に応じて縁の各々について決定される。

図３に関するマトリクス上の電圧分配と電力消費の影響を説明するために用いた１５．４インチのＯＬＥＤスクリーンを例にとると、縁ｂ３と縁ｂ４を含む縁取りＢにより電源供給される長方形の導体平板は、例えば、図８に示さるように切り抜かれて、電源供給されてもよい。
− 第一の縁ｂ３は、１５の規則的に離間された接点を形成して、これらが、１つの接点につき１つ、１５種類の電圧を供給するように構成された同じ数の個別の電圧源に接続される切り抜き部を有し、第二の縁ｂ４は、２１の規則的に離間された接点を形成して、これらが、１つの接点につき１つ、２１種類の電圧を供給するように構成された同じ数の個別の電圧源に接続される切り抜き部を有することになる。

この例では、電圧の２つの集合の各々が、それぞれの縁に沿って、この例では一次関数（電圧勾配）である増加する単調関数によって最低値と最大値の間で変化し、これらは縁の各々について異なっていてもよく、とりわけ、その構造と使用される材料に応じた導体平板の寸法と導電特性に依存する。図の例に置いて、最大値は２つの縁について等しい。

図の例において、導体平板はグリッドの形態であり、すなわち、すべてが相互に接続された行と列の網状組織であり、アクティブゾーンをカバーする領域（図５の領域Ａ）内のメッシュがピクセルのピッチに対応し、縁取りＢが縁ｂ３およびｂ４に沿って、本発明による切り抜き部を有する、より広いストリップとして形成される。

図を単純化するために、グリッドのメッシュは、接点のピッチと同じピッチを有するように示されている。

現実には、グリッドのメッシュは、接点のピッチよりはるかに近接している。

図の電圧により、１５．４インチのＯＬＥＤスクリーンに真っ白な画像を、図４を参照して上述したものと同じ条件と同じパラケータで表示するために、消費電力２２３ワットが必要であり、これはダイオードの１９０ワットと導体平板の３３ワットで構成される。それゆえ、電力消費は、先行技術により１６ボルトで平板に均一に供給する場合に１０％改善される。

上述の例において、縁に印加される一連の電圧は、電流を供給する電源平板ＶＤＤでは単調増加し（電流を消費する電源供給平板ＶＳＳの場合は単調減少する）、関係する平板の抵抗を許容できる。増加する／減少する単調関数は、実際には、マトリクスの各ピクセルの電位差を最適化するように決定され、そこを通って平板に電源供給される接点からのその距離に対応できる。

しかしながら、本発明は、より一般的に、必ずしも単調ではない何れの電圧変動、特に表示されるべき画像の内容に応じて決定される変動にも適用可能であり、導体平板のすべての点における供給電圧が最小化される。導体平板のすべての点における電位分配の予備分析によって、接点に印加される電圧を最適化し、ピクセルのすべてにおいて、確実にＬＥＤの動作に必要最低限の電圧がそれらに印加されるようにできる。それゆえ、画像に関係なく、導体平板間の電位差が装置のすべてのピクセルにおいて最適化されて、最小限の電力消費が実現される。これは、電圧源の数値を変更することによるか、または場合により、電源のいくつかを（高い出力インピーダンスまたは局所的絶縁を提供することによって）単純に切断することにより行われてもよい。

一連の接点間で非単調に変化可能な電圧を得るために、一連のデジタル−アナログ変換器と、その各々に続く電力増幅器を使用することができる。変換器は、所望の電圧値に応じて、テーブルから、またはメモリからデジタルデータを受信してもよい。

表示されるべき画像の色相が均一である場合、単調な電圧変化が縁に沿って見られる。

表示されるべき画像の色相が漸次的に変化する場合、これらの変化は何れの種類であってもよい。

これらのデジタルデータは、実際には、表示されるべき画像を分析し、導体平板の一方または両方の抵抗を許容できるようになされた画像処理マイクロプロセッサによって供給される。この実施形態には、プログラミングを容易にするという利点がある。留意すべき点として、この便宜は、これらの変換器とそれに関連するプログラミング手段を使って、第一の実施形態の単調増加または減少する一連の電圧を供給することによっても十分同様に利用できる。

ある改良形態において、表示されるべき画像の内容を分析するようになされた画像処理マイクロプロセッサ（図９）に、電圧源を個別にオンまたはオフに切り替えるための制御信号を供給させることができ、これらは、図７に示されているように、縁ｂ３に沿った電源Ｓ_ｈ１〜Ｓ_ｈ６への信号ｃｏｍ_ｈ１〜ｃｏｍ_ｈ６と、縁ｂ４に沿った電源Ｓ_ｖ１〜Ｓ_ｖ６のための信号ｃｏｍ_ｖ１〜ｃｏｍ_ｖ６である。

とりわけ、電圧源はそれゆえ、表示されるべき画像の内容に応じてオフに切り替えることができる。オフに切り替えられると、電源はそれが連結されている接点から切断される。

図１０は、この可能性を示しており、表示される画像Ｉはスクリーンの右下部分の領域Ｉ１における白い領域を１つだけ含み、画像の残りはすべて黒であるため、マイクロプロセッサは、各縁に沿った電源のいくつかをオフに切り替えることができる。

個別の電圧源を制御するこの可能性は、とりわけ、アクティブマトリクス照明装置の制御に非常に適しており、異なる照明パターンを作り出すことかできる。

上述の本発明は大型アクティブマトリクス電気光学装置、特に発光ダイオード、とりわけ有機発光ダイオードを利用する装置に適用可能である。

Claims (17)

1. アクティブゾーン（ＺＡ）においてピクセルのマトリクスを備え、第一および第二の供給電圧をマトリクスの各ピクセルに供給するための第一および第二の導体平板（Ｐ１、Ｐ２）を有し、前記第一の供給電圧を供給するための第一の導体平板は、アクティブゾーンのそれに対応する長方形の形状を有する中央ゾーンと、アクティブゾーンの外側の２つの隣接する縁（ｂ３、ｂ４）の周辺ストリップ縁ゾーン（Ｂ）とを備え、第一の導体平板は、主に２つの隣接する縁（ｂ３、ｂ４）を介して、前記２つの隣接する縁の各々に沿って分散された一連の個別の電圧源（ｓ_ｖ１〜ｓ_ｖ６、ｓ_ｈ１〜ｓ_ｈ６）から供給され、前記電圧源が前記第一の導体平板の前記２つの隣接する縁の各々に提供された一連の電気接点にそれぞれ異なる電圧を印加するようになされており、前記電圧源によってこれらの接点に印加される前記電圧が、前記２つの隣接する縁間の接合部に近い端における第一の接点での第一の数値（ｖ_ｈ１、ｖ_ｖ１）から、前記縁の各々のもう一方の端の最終地点での第二の数値（ｖ_ｈ６、ｖ_ｖ６）へ単調に変化し、第一の導体平板がマトリクスのピクセルに電流を供給するものである場合に単調増加し、または第一の導体平板がマトリクスのピクセルから電流を消費するものである場合に単調減少して、平板が供給される接点からの距離に対する許容とともに、マトリクスのあらゆるピクセルでの電位差を最適化するようになされているピクセルマトリクス電気光学装置。
2. 前記個別の電圧源により印加される前記電圧は、各縁に沿って線形に変化する、請求項１に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
3. 前記個別の電圧源により印加される前記電圧は、各縁に沿って放物曲線に従って変化する、請求項１に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
4. 前記第一の導体平板が主として電源供給される前記２つの縁（ｂ３、ｂ４）が、局所的に相互に絶縁され、規則的に離間された電気接点が形成されるように切り抜かれ、電気接点の各々がそれぞれの個別の電圧源から電源供給される、請求項１〜３の何れか１項に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
5. 前記第二の導体平板（Ｐ２）は長方形であり、主として、前記第一の導体平板の前記２つの隣接する縁に対応する２つの隣接する縁であって、前記第二の供給電圧に接続されるための接点が形成されるように切り抜かれた２つの隣接する縁を介して電源供給されることを特徴とする、請求項４に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
6. 前記第一および第二の導体平板（Ｐ１、Ｐ２）は上下に積み重ねられ、それらの切り抜かれた縁は、前記第二の平板の前記接点の各々が前記第一の導体平板の２つの接点間のギャップと対向して重ねられることを特徴とする、請求項５に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
7. 前記第二の導体平板はアース平板であり、単独のアース電位（ＧＮＤ）が前記第二の導体平板の前記接点の各々に印加されることを特徴とする、請求項５または６の何れか１項に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
8. 前記電圧源の各々を個別にカットオフし、および／またはオンに切り替えるようになされた個別の制御手段（ｃｏｍ_ｈ１、ｃｏｍ_ｖ１）を含む、請求項１〜７の何れか１項に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
9. 発光ダイオードを使用する、とりわけ有機発光ダイオードを使用するピクセルマトリクスを備える、請求項１〜８の何れか１項に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
10. 少なくとも１つの導体平板は少なくとも部分的に透明であることを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
11. 少なくとも１つの導体平板は、アクティブゾーンのそれに対応する長方形の形状を有する中央ゾーン（Ａ）がピクセルのピッチに対応するメッシュとともにグリッドの形態であり、隣接する縁に沿って幅があるストリップの形態の縁ゾーン（Ｂ）が、絶縁され、規則的に離間された一連の接点を形成するように切り抜かれている平板であることを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
12. アクティブゾーン（ＺＡ）においてピクセルのマトリクスを備え、第一および第二の供給電圧をマトリクスの各ピクセルに供給するための第一および第二の導体平板（Ｐ１、Ｐ２）を有し、前記第一の供給電圧を供給するための第一の導体平板は、アクティブゾーンのそれに対応する長方形の形状を有する中央ゾーンと、アクティブゾーンの外側の２つの隣接する縁（ｂ３、ｂ４）の周辺ストリップ縁ゾーン（Ｂ）とを備え、第一の導体平板は、主に２つの隣接する縁（ｂ３、ｂ４）を介して供給され、少なくとも前記第一の導体平板への電力供給が、前記２つの隣接する縁の各々に沿って分散された一連の個別の電圧源（ｓ_ｖ１〜ｓ_ｖ６、ｓ_ｈ１〜ｓ_ｈ６）から提供され、前記電圧源が前記第一の導体平板の前記２つの隣接する縁の各々に提供された一連の電気接点にそれぞれ異なる電圧を印加して、前記導体平板のすべての点における前記供給電圧を最小化するようになされているピクセルマトリクス電気光学装置。
13. 前記電圧源により供給される前記電圧が、表示されるべき画像の内容に応じて決定され、前記ピクセルマトリクス電気光学装置のすべての点における前記第一および第二の導体平板間の電位差が最適化されることを特徴とする、請求項１２に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
14. 前記第一の導体平板が主として電源供給される前記２つの隣接する縁（ｂ３、ｂ４）が、局所的に相互に絶縁され、規則的に離間された電気接点が形成されるように切り抜かれ、電気接点の各々がそれぞれの個別の電圧源から電源供給される、請求項１２または１３の何れか１項に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
15. 少なくとも１つの導体平板は、アクティブゾーンのそれに対応する長方形の形状を有する中央ゾーン（Ａ）がピクセルのピッチに対応するメッシュとともにグリッドの形態であり、隣接する縁に沿って幅があるストリップの形態の縁ゾーン（Ｂ）が、絶縁され、規則的に離間された一連の接点を形成するように切り抜かれている平板であることを特徴とする、請求項１２〜１４の何れか１項に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
16. 前記電圧源の各々を個別にカットオフし、および／またはオンに切り替えるようになされた個別の制御手段（ｃｏｍ_ｈ１、ｃｏｍ_ｖ１）を含む、請求項１〜１５の何れか１項に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。
17. 発光ダイオードを使用する、とりわけ有機発光ダイオードを使用するピクセルマトリクスを備える、請求項１〜１６の何れか１項に記載のピクセルマトリクス電気光学装置。

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