DE10360816A1

DE10360816A1 - Schaltung und Ansteuerverfahren für eine Leuchtanzeige

Info

Publication number: DE10360816A1
Application number: DE10360816A
Authority: DE
Inventors: Thilo Marx
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2005-07-28
Also published as: CN1894736A; US7876295B2; WO2005064582A2; KR20060134957A; CN1894736B; WO2005064582A3; KR101127212B1; JP2007518118A; US20070120796A1; EP1697918A2

Abstract

Es wird eine Schaltung für ein Element 3 einer Leuchtanzeige vorgeschlagen. Das Element umfasst ein Stromsteuermittel 4, erste und zweite Schaltmittel 12, 10 und ein Leuchtmittel 8. In einer Ausführungsform ist ein Signalhaltemittel 6 vorgesehen. Weiterhin wird eine Leuchtanzeige mit mehreren Elementen 3 vorgeschlagen. Außerdem wird ein Verfahren zur Ansteuerung der Elemente 3 und der Leuchtanzeige vorgeschlagen sowie ein Steuersignal zur Verwendung mit dem Verfahren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung für ein Element einer Leuchtanzeige und eine Schaltung für eine Leuchtanzeige mit mehreren Elementen. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Ansteuerung der Elemente einer Leuchtanzeige und ein Signal zur Verwendung in dem Verfahren.
In Leuchtanzeigen, welche mittels stromdurchflossener Leuchtelemente Licht erzeugen, ist eine Vielzahl von Leuchtelementen in einer geeigneten Anordnung vorgesehen. Die Leuchtelemente geben dabei einen von dem sie durchfließenden elektrischen Strom abhängigen Lichtstrom ab. Der Begriff Lichtstrom beschreibt die gesamte Strahlungsleistung der Lichtquelle. Im folgenden wird der Begriff Strom stellvertretend für den elektrischen Strom verwendet. Im Falle einer Matrixanordnung mehrerer Leuchtelemente werden monochrome oder polychrome Bilder mit mehreren Bildpunkten dargestellt. Im Falle von monochromen Bildern werden die Bilder in individuelle Grauwerte für die Bildpunkte gerastert. Die Grauwerte sind hierbei verschiedene Lichtstromwerte. Die verschiedenen Lichtstromwerte werden durch entsprechende Ströme durch die Leuchtelemente erzeugt. Im Falle einer polychromen Leuchtanzeige wirken üblicherweise mehrere Leuchtelemente verschiedener Farben zusammen. Mittels additiver Farbmischung für jeden Bildpunkt lassen sich von den ursprünglichen Farben der Leuchtelemente verschiedene Farben darstellen. Die Leuchtelemente umfassen unter anderem Leuchtdioden. Leuchtdioden sind auf der Basis von halbleitenden Materialien (z.B. Silizium, Germanium) herstellbar, es sind jedoch auch Leuchtdioden auf der Basis von organischen Materialien (OLED: "Organic Light Emitting Diode") verfügbar. Allen diesen Leuchtdioden ist gemeinsam, dass der abgegebene Lichtstrom von dem elektrischen Strom durch das Leuchtelement abhängt.
Insbesondere bei organischen Leuchtdioden (OLED) ist die Strom-Spannungs-Kennlinie stark von der Alterung und von Prozessparametern während der Herstellung abhängig.
In organischen Leuchtdioden wird zur Lichterzeugung ein Gleichstrom durch das organische Diodenmaterial geleitet. Die organische Leuchtdiode ist dabei in Flussrichtung geschaltet. Es hat sich gezeigt, dass die Vorwärtsspannung der OLED von Pixel zu Pixel variieren kann und mit der Zeit zunimmt. Es hat sich ebenfalls gezeigt, dass der Strom zum Erzeugen eines bestimmten Lichtstroms über die Zeit relativ stabil bleibt.
Bei einer Ansteuerung über eine Steuerspannung muss demzufolge die alterungsbedingte Veränderung der Vorwärtsspannung der OLED berücksichtigt werden.
Es hat sich gezeigt, dass bei bestimmten Herstellungsverfahren für organische Leuchtdioden die elektrooptischen Eigenschaften einzelner Leuchtelemente bereichsweise im wesentlichen gleich sind. Der Begriff elektrooptische Eigenschaften bezieht sich hierbei auf die Strom-Spannungskennlinie und die damit verbundenen Lichtströme. Durch geeignete Steuerung der Herstellungsverfahren sind diese Bereiche im wesentlichen gleicher elektrooptischer Eigenschaften so formbar, dass diese Bereiche sich über in Zeilen und/oder Spalten angeordnete Leuchtelemente erstrecken. Bei der Ansteuerung kann somit ein Korrekturwert für die jeweiligen Bereiche im wesentlichen gleicher elektrooptischer Eigenschaften vorgesehen werden.
Eine andere Methode zur Kompensation der zeitabhängigen elektrooptischen Eigenschaften besteht darin, die Ansteuerung über Steuerströme vorzunehmen. Dazu wird jedem Leuchtelement, also beispielsweise jeder organischen Leuchtdiode, ein erstes Stromsteuermittel vorgeschaltet. Das erste Stromsteuermittel wird so mit einem zweiten Stromsteuermittel verbunden, dass sich eine Stromspiegelschaltung ergibt. Bei der Stromspiegelschaltung wird das zweite Stromsteuermittel von einem Referenzstrom durchflossen, wobei sich an einer Steuerelektrode des zweiten Stromsteuermittels ein entsprechendes Steuersignal einstellt. Dieses Steuersignal wird der Steuerelektrode des ersten Stromsteuermittels zugeführt. Wenn das erste und zweite Stromsteuermittel im wesentlichen gleiche Eigenschaften aufweisen, entspricht der Strom durch das erste Stromsteuermittel dem Strom durch das zweite Stromsteuermittel. Die gleichen Eigenschaften der beiden Stromsteuermittel kompensieren thermische, herstellungsbedingte und alterungsbedingte Veränderungen.
Bei einer anderen Ausführungsform von Stromspiegeln ist es möglich, den gespiegelten Strom in ein bestimmtes Verhältnis zum Referenzstrom zu setzen. Diese Ausführungsform eines Stromspiegels soll anhand von 4 erläutert werden. In der 4 ist ein Stromsteuermittel 2 gezeigt, das von einem Referenzstrom i_ref durchflossen wird. Die Steuerelektrode des Stromsteuermittels 2 ist mit den Steuerelektroden weiterer Stromsteuermittel 4, 4', 4'' verbunden. Die gespiegelten Ströme durch die weiteren Stromsteuermittel 4, 4', 4'' sind in der Figur mit dem Bezugszeichen i_m, i_m', i_m'' bezeichnet. Wenn die weiteren Stromsteuermittel 4, 4', 4'' identisch sind, sind die durch sie hindurchfließenden Ströme ebenfalls identisch. Wenn das Stromsteuermittel 2 zu den weiteren Stromsteuermitteln ebenfalls identisch ist, sind alle Ströme identisch. Ein gewünschter gespiegelter Strom ist nunmehr durch Addition der gespiegelten Ströme einstellbar.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Stromspiegels sind die Eigenschaften des Stromsteuermittels 2 und Eigenschaften der Stromsteuermittel 4, 4', 4'' so gewählt, dass die Ströme i_ref, i_m, i_m' und i_m'' jeweils in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.
Durch die Verwendung eines entsprechenden Stromspiegels, können die zur Steuerung benötigten Ströme und die Ströme durch die Leuchtelemente unabhängig voneinander gewählt werden. Auf diese Weise lassen sich z. B. die zur Steuerung benötigten Ströme erhöhen, während die Ströme durch die Leuchtelemente in einem günstigen Bereich liegen. Außerdem können auf diese Weise Bereiche mit verschiedenen elektrooptischen Eigenschaften individuell so eingestellt werden, dass der erforderliche Bereich der Steuerströme begrenzt bleibt und trotzdem alle Elemente vollständig ansteuerbar sind.
Bei Leuchtanzeigen zur Wiedergabe großflächiger Bilder, z.B. in Fernsehgeräten, werden die Bilder voll- oder halbbildweise erzeugt. Voll- oder Halbbilder werden auch als "Frames" und "Fields" bezeichnet. Die Bildfläche ist dabei virtuell und/oder physikalisch in Zeilen und/oder Spalten aufgeteilt. Bei der Bildwiedergabe mittels Halbbildern wird dann zunächst ein Teilbild wiedergegeben, welches z.B. nur die geraden oder nur die ungeraden Zeilen des gesamten Bildes umfasst. Anschließend wird das andere Halbbild wiedergegeben. Bei der Vollbildwiedergabe wird das gesamte Bild aufgebaut. Die Halbbildwiedergabe wird auch als "interlaced scan" bezeichnet, die Vollbildwiedergabe wird als "progressive scan" bezeichnet. Bei der Wiedergabe von bewegten Bildern werden zudem die Voll- oder Halbbilder in regelmäßigen Abständen von jeweils anderen Bildern ersetzt, welche einen veränderten Bildinhalt aufweisen, um dadurch den Eindruck von flüssigen Bewegungen zu erzeugen. Die Bildwiederholfrequenz ist dabei z.B. von einer jeweiligen Fernsehnorm abhängig.
In heutigen Leuchtanzeigen, welche in einer Matrixanordnung angeordnete Leuchtelemente mit individuellen Stromsteuermitteln umfassen, werden die einzelnen Leuchtelemente zeilen- oder spaltenweise nacheinander angesteuert. Ein Leuchtelement für eine derartige Ansteuerung ist in 1 gezeigt. Ein Stromsteuermittel 4 ist mit einem Leuchtelement 8 seriell zwischen eine Betriebsspannung VDD und Masse geschaltet. Einem Steuereingang des Stromsteuermittels 4 ist über einen Schalter 12 ein Steuersignal zugeführt. Das Steuersignal ist in diesem Fall eine Steuerspannung U_Set. Der Schalter 12 wird dabei so gesteuert, dass jeweils nur ein einzelnes Leuchtelement einer Anordnung von Leuchtelementen angesteuert wird. Bei der für diese Schaltung notwendigen Ansteuerung ist die Zeitdauer, während welcher die Leuchtdiode Licht abstrahlt, relativ kurz. Je nach dem, wie viele Leuchtelemente in der Anordnung der Leuchtanzeige vorhanden sind, reduziert sich die aktive Zeitdauer. Da das menschliche Auge ein natürliches System mit Tiefpassverhalten darstellt, ist es möglich die kurze aktive Zeitdauer durch entsprechende Erhöhung des Lichtstroms während der aktiven Zeitdauer auszugleichen.
Es sind auch Leuchtanzeigen denkbar, bei denen jedes Stromsteuermittel permanent mit einem Steuersignal angesteuert wird. Der Schalter 12 kann dann entfallen. Die Vielzahl der notwendigen Steuerleitungen verringert jedoch die für den Lichtaustritt verfügbare Fläche auf dem Bildschirm.
Bei dem in 2 dargestellten Leuchtelement wurde der vorstehend beschriebenen Schaltung ein Signalhaltemittel 6 zwischen der Steuerelektrode des Stromsteuermittels 4 und der Betriebsspannung VDD zugefügt. Das Signalhaltemittel 6 hält das bei geschlossenem Schalter 12 angelegte Steuersignal U_Set bei geöffnetem Schalter solange konstant, bis ein neues Steuersignal U_Set angelegt wird. Dadurch ist es möglich, die aktive Zeitdauer, während der das Leuchtelement 8 Licht abstrahlt, zu verlängern. Die aktive Zeitdauer umfasst nunmehr fast die gesamte Periode, während der ein Bild aufgebaut wird. Dadurch verringert sich der benötigte Lichtstrom, welcher während der aktiven Zeitdauer abgestrahlt werden muss. Da das Auge des Betrachters nunmehr einen geringeren Lichtstrom über einen längeren Zeitraum aufintegrieren kann, wird die gleiche Lichtmenge aufgenommen, und es entsteht der gleiche Bildeindruck wie unter 1 beschrieben.
In der 3 ist ein Element einer Leuchtanzeige dargestellt, wie es in 2 beschrieben wurde. Das Element ist mit einem gestrichelten Rahmen 1 gekennzeichnet. Das Steuersignal S ist hierbei von der Steuerelektrode eines Stromsteuermittels 2 abgenommen. Das Stromsteuermittel 2 bildet bei geschlossenem Schalter 12 eine Stromspiegelschaltung mit dem Stromsteuermittel 4 des Elementes 1. In einer Leuchtanzeige, welche aus mehreren Elementen 1 in einer Rasteranordnung besteht, wird abhängig vom Bildinhalt jedem Element 1 ein individuelles Steuersignal zugeführt. Hierzu wird dem Stromsteuermittel 2 jeweils ein Steuerstrom i_prog eingeprägt. Eine Steuerschaltung, welche nicht in der 3 dargestellt ist, steuert dabei die Schalter 12 der verschiedenen Elemente 1 der Leuchtanzeige nacheinander an.
Es ist nunmehr wünschenswert, die Ansteuerung von Leuchtanzeigen mit Leuchtelementen der vorstehend beschriebenen Art zu vereinfachen. Weiterhin ist es wünschenswert, ein verbessertes Steuersignal zur Ansteuerung von Leuchtelementen anzugeben. Schließlich ist es wünschenswert, ein verbessertes Verfahren zur Ansteuerung von Leuchtelementen anzugeben.
Ein Element einer erfindungsgemäßen Leuchtanzeige weist dazu ein Stromsteuermittel auf, welches in Serie mit einem Leuchtmittel geschaltet ist. In einer Steuerleitung des Stromsteuermittels sind ein erstes und ein zweites Schaltmittel seriell angeordnet. Bei einer weiteren Ausführungsform ist dem Stromsteuermittel zusätzlich ein Signalhaltemittel zugeordnet. Bei geschlossenem erstem und zweitem Schaltmittel wird ein erfindungsgemäßes Steuersignal an das Stromsteuermittel angelegt. Bei in einem Spalten- und Zeilenraster angeordneten Elementen selektiert je ein Schaltmittel die Zeile und ein Schaltmittel die Spalte, in welcher das Element angeordnet ist. Das Stromsteuermittel steuert einen elektrischen Strom, der durch das Leuchtmittel fließt. Das Leuchtmittel sendet einen von dem elektrischen Strom abhängigen Lichtstrom aus. Wenn der Lichtstrom eine gewünschte Größe erreicht, wird eines der beiden Schaltmittel geöffnet. Bei zeilenweiser Ansteuerung wird dasjenige Schaltmittel zuerst geöffnet, welches die Spalte selektiert. Bei spaltenweiser Ansteuerung entsprechend dasjenige Schaltmittel, welches die Zeile selektiert.
Das verwendete Steuersignal weist einen stetig ansteigenden Verlauf auf, zum Beispiel eine Rampenform. Zwischen zwei Zyklen zur Ansteuerung können Totzeiten vorgesehen sein, während derer das Steuersignal im wesentlichen unverändert bleibt.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben werde. In der Zeichnung zeigt
1 eine Schaltung für Element einer Leuchtanzeige wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist;
2 eine weitere bekannte Schaltung für ein Element einer Leuchtanzeige;
3 eine dritte bekannte Schaltung für ein Element einer Leuchtanzeige;
4 eine Stromspiegelschaltung wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist;
5 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung für ein Element einer Leuchtanzeige;
6 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elementes einer Leuchtanzeige;
7 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elementes einer Leuchtanzeige;
8 eine Ausführungsvariante der Stromspiegelschaltung mit Elementen einer erfindungsgemäßen Leuchtanzeige;
9 eine Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Leuchtanzeige;
10 ein konkretisiertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elementes aus 7;
11a ein Steuersignal zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren;
11b das Steuersignal aus 11a in einem bestimmten Betriebszustand;
12 mehrere in einer Zeile angeordnete Elemente einer erfindungsgemäßen Leuchtanzeige;
13 mehrere erfindungsgemäße Elemente einer Leuchtanzeige in einer Matrixanordnung zur Wiedergabe von Farbbildern;
14 eine schematische Darstellung der zeilen- und spaltenweise Anordnung einer Ausführungsform von Elementen einer Leuchtanzeige zur Steuerung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
15 eine schematische Darstellung der zeilen- und spaltenweisen Anordnung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elemente einer Leuchtanzeige;
16 eine teilweise Darstellung einer Leuchtanzeige gemäß der Erfindung; und
17 eine teilweise Darstellung einer Variante der erfindungsgemäßen Leuchtanzeige.
In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Komponenten bzw. Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die 1 bis 4 sind weiter oben in der Beschreibungseinleitung bereits erwähnt worden. Sie werden im folgenden nicht näher erläutert.
In 5 ist ein erfindungsgemäßes Element einer Leuchtanzeige schematisch dargestellt. Ein Stromsteuermittel 4 ist mit einem Anschluss an eine Betriebsspannung VDD angeschlossen. Ein weiterer Anschluss des Stromsteuermittels 4 ist mit einem ersten Anschluss eines Leuchtmittels 8 verbunden. Das Leuchtmittel 8 ist mit einem zweiten Anschluss mit einem Massepunkt verbunden. Bei dem Stromsteuermittel 4 handelt es sich beispielsweise um einen Transistor. Das Leuchtmittel 8 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Leuchtdiode, aber die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Leuchtdioden beschränkt. Eine Steuerelektrode des Stromsteuermittels 4 ist über ein erstes Schaltmittel 12 und ein zweites Schaltmittel 10 mit einem ersten Steuersignal U_ramp verbunden. Das Steuersignal U_ramp ist beispielsweise eine Steuerspannung wie sie in dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet wird. Der gestrichelte Rahmen 3 deutet an, dass die vorstehend beschriebenen Komponenten ein Element einer Leuchtanzeige gemäß der Erfindung bilden.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zur zyklischen Ansteuerung des in 5 dargestellten Elements 3 einer Leuchtanzeige beschrieben. Das Element 3 ist ein Teil einer Leuchtanzeige, welche beispielsweise mehrere in Zeilen und Spalten angeordnete Elemente 3 umfasst. Zunächst werden beide Schaltmittel 10, 12 des Elements 3 geschlossen. Beispielsweise dient das erste Schaltmittel 12 zur Selektion der Spalte, und das zweite Schaltmittel 10 zur Selektion der Zeile, in welcher das Element 3 angeordnet ist. Eine Vertauschung der Zuordnung der Schaltmittel 10, 12 ist für das Verfahren unerheblich. Das Steuersignal U_ramp wird nun an alle zweiten Schaltmittel 10 angelegt. Es gelangt an die Steuerelektroden derjenigen ersten Stromsteuermittel 4, bei welchen beide in der Verbindung zur Steuerelektrode liegenden erste und zweite Schaltmittel 10, 12 geschlossen sind. Das Steuersignal U_ramp wird von einem Startwert aus stetig erhöht. Zu einem bestimmten Zeitpunkt erreicht der von dem Leuchtelement 8 abgestrahlte Lichtstrom eine gewünschte Größe. Zu diesem Zeitpunkt wird eines der Schaltmittel geöffnet. Wenn Zeilen der Leuchtanzeige aufeinanderfolgend angesteuert werden, wird zuerst das erste Schaltmittel 12 geöffnet, welches die Spalte selektiert. Das Steuersignal U_ramp wird weiter stetig erhöht, bis es einen vorbestimmten Endwert erreicht: Die ersten Schaltmittel 12 der anderen Elemente 3 der aktuell angesteuerten Zeile werden entsprechend zu jeweiligen bestimmten Zeitpunkten geöffnet. Der Ansteuerzyklus der aktuellen Zeile ist beendet, wenn das Steuersignal U_ramp seinen vorbestimmten Endwert erreicht hat. Nun werden alle zweiten Schaltmittel 10 der aktuellen Zeile geöffnet und das erfindungsgemäße Verfahren für die nächste Zeile wiederholt. Wenn alle Zeilen angesteuert wurden, beginnt die Ansteuerung wieder bei der ersten Zeile. Bei einer spaltenweisen Ansteuerung ist die Reihenfolge des Öffnens der Schaltmittel entsprechend zu vertauschen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren bewirkt in jedem Leuchtelement 8 der Elemente 3 nur solange das Abstrahlen von Licht, bis eines der beiden Schaltmittel 10, 12 geöffnet wird. Um bei einer flächenhaften Leuchtanzeige einen entsprechenden Bildeindruck hervorzurufen, muss der von jedem Element 3 für eine bestimmte Zeit abgestrahlte Lichtstrom einem gewünschten Helligkeitswert des Bildes entsprechen. Da die Ansteuerung nur während eines Teils des Ansteuerzyklus der gesamten Leuchtanzeige das Abstrahlen von Licht bewirkt, muss der Lichtstrom in der kurzen Zeit entsprechend größer sein. Die Integration der Lichtmenge zu einem flächenhaften Bildeindruck, wird, wie schon weiter oben erwähnt, im Auge des Betrachters durchgeführt. Die parallele Ansteuerung der Elemente einer Zeile oder Spalte verlängert jedoch die effektive Leuchtdauer der Elemente und reduziert den maximal benötigten Ansteuerstrom in vorteilhafter Weise gegenüber einer sequentiellen Ansteuerung jedes einzelnen Elementes der Zeile.
In 6 ist eine weitere Ausführung eines Elementes einer Leuchtanzeige gemäß der Erfindung dargestellt. Die in der 6 gezeigte Schaltung entspricht weitgehend der Schaltung wie sie in der 5 beschrieben wurde. Zusätzlich ist ein Signalhaltemittel 6 zwischen der Steuerelektrode des ersten Stromsteuermittels 4 und der Betriebsspannung VDD angeordnet. Das Signalhaltemittel hält das Steuersignal U_ramp aufrecht, wenn ein oder beide Schaltmittel 12, 10 geöffnet sind, bis beide Schaltmittel wieder geschlossen sind und ein neues Steuersignal anliegt. Das Signalhaltemittel ist beispielsweise ein Kondensator, welcher eine Steuerspannung aufrecht erhält, bis eine neue Steuerspannung angelegt wird. Hierbei kann in vorteilhafter Weise der Zeitraum, während dessen Licht abgestrahlt wird, gegenüber der Schaltung aus 5 weiter erhöht werden.
Das Ansteuerverfahren, wie es für die Schaltung aus 5 beschrieben wurde, findet für die Schaltung aus 6 in ähnlicher Weise Anwendung. Bei dem hier zu verwendenden Verfahren sind im wesentlichen die Zeitpunkte zu verändern, zu denen die ersten Schaltmittel 12 geöffnet werden. Da das Signalhaltemittel 6 den Stromfluss durch das Leuchtmittel 8 aufrechterhält, bis ein neuer Zyklus ein neues Steuersignal an die Steuerelektrode des jeweiligen ersten Stromsteuermittels anlegt, kann der jeweilige Strom geringer sein. Die im Auge des Betrachters stattfindende Integration des Lichtstroms kann den aufgrund des geringeren Stromes geringeren Lichtstrom über einen längeren Zeitraum aufintegrieren und somit zu derselben aufgenommenen Lichtmenge und demselben Bildeindruck führen.
Es versteht sich, dass zur Wiedergabe von Farbbildern Elemente 3 für die Grundfarben Rot, Grün und Blau zur additiven Farbmischung Anwendung finden können. Andere Farbkombinationen sind je nach dem gewünschten Eindruck denkbar. In beiden Fällen sind Gruppen entsprechender Elemente 3 eines Bildpunktes so anzusteuern, dass durch die Farbmischung für jeden Bildpunkt die gewünschte Farbe erzeugt wird. Die vorstehend bei den 5 und 6 beschriebenen Verfahren sind analog anwendbar.
In 7 ist ein Element einer Leuchtanzeige gemäß der Erfindung dargestellt. Die Komponenten des Elementes, welche sich in dem gestrichelt dargestellten Rahmen 3 befinden, entsprechen im wesentlichen den Komponenten aus der 6. Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elementes einer Leuchtanzeige ist das Steuersignal von der Steuerelektrode eines zweiten Stromsteuermittels 2 abgenommen. Das zweite Stromsteuermittel 2 ist in der Figur durch einen Transistor gebildet, beispielsweise durch einen Feldeffekttransistor (FET). Bei geschlossenen ersten und zweiten Schaltmitteln 12 und 10 bilden das erste und das zweite Stromsteuermittel 4 und 2 eine Stromspiegelschaltung. In diesem Fall stellt ein in das zweite Stromsteuermittel 2 eingeprägter Strom i_ramp ein Stellsignal dar. Durch den eingeprägten Strom i_ramp stellt sich an der Steuerelektrode des zweiten Stromsteuermittels 2 ein Steuerpotential ein, welches als Steuersignal S über die ersten und zweiten Schaltmittel 12 und 10 an die Steuerelektrode des ersten Stromsteuermittels angelegt ist. Der eingeprägte Strom i_ramp kann als Stellsignal auch in der Schaltung ohne Signalhaltemittel 6 Verwendung finden. Die Schaltzeitpunkte der Schaltmittel 10 und 12 sind dann entsprechend anzupassen.
Das zweite Stromsteuermittel 2 ist in der 7 als aus einem einzelnen Transistor bestehend dargestellt. Um ein bestimmtes Verhältnis des eingeprägten Stroms i_ramp zum gespiegelten Strom i_OLED einzustellen ist es auch möglich, das zweite Stromsteuermittel 2 aus mehreren parallel verschalteten Transistoren aufzubauen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein zweites Stromsteuermittel mehrere erste Stromsteuermittel ansteuert. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Transistoren identische Eigenschaften auf. In 8 ist diese Ausführungsform beispielhaft dargestellt. Das Element 3 entspricht dem Element 3 aus 7. Das von dem gestrichelten Rahmen umschlossene Stromsteuermittel 2 ist in diesem Beispiel durch mehrere zusammengeschaltete Transistoren 21, 22, 23 gebildet. Zusätzlich zu dem Element 3 ist ein Element 3' gezeigt, welchem das Steuersignal S parallel zu dem Element 3 zugeführt ist. Die Komponenten des Elements 3' entsprechen in der 8 grundsätzlich den jeweiligen Komponenten des Elements 3 und sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Wenn Komponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden, kann dies beispielsweise durch entsprechende Anpassung der Stromsteuermittel kompensiert werden.
In 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Elementes einer Leuchtanzeige dargestellt. Bei zeilen- und spaltenweiser Anordnung einzelner Elemente 3 können die ersten Stromsteuermittel mehrerer Elemente einer Zeile und/oder einer Spalte gruppenweise mit einem gemeinsamen zweiten Stromsteuermittel 2 verbunden sein. Ein drittes Schaltmittel 13 ist vorgesehen, welche die zweiten Stromsteuermittel 2 schaltbar mit dem Stellsignal i_ramp verbindet. Vorzugsweise wird zu jeder Zeit jeweils nur ein zweites Stromsteuermittel 2 mit dem Stellsignal i_ramp verbunden. Das Ansteuerverfahren sieht dann beispielsweise vor, zunächst eine Zeile zu selektieren und dann die Gruppen von Elementen 3 der selektierten Zeile nacheinander anzusteuern.
Bei entsprechender Ansteuerung der ersten und zweiten Schaltmittel kann bei geöffnetem dritten Schaltmittel 13 auch das Signalhaltemittel gezielt in einen bestimmten Zustand versetzt werden. Somit ist beispielsweise ein Rücksetzen der Steuersignale U_ramp, S einzelner oder mehrerer Elemente möglich. Das Rücksetzen erfolgt dann beispielsweise über die Rückwärtsdiode in einem der als zweite Stromsteuermittel 2 verwendeten Feldeffekttransistoren.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elementes 3 ist ein viertes Schaltmittel als Rücksetzmittel dem Signalhaltemittel 6 zugeordnet, so dass das in dem Signalhaltemittel 6 gehaltene Steuersignal U_ramp, S definiert rücksetzbar ist. Dieses weitere, nicht in den Figuren dargestellte Schaltmittel kann aber auch dem Steueranschluss des zweiten Stromsteuermittels 2 zugeordnet sein. In diesem Fall sind die Signalhaltemittel 6 eines oder mehrerer Elemente 3 mittels eines einzigen Rücksetzmittels in vorteilhafter Weise zurücksetzbar, indem die entsprechenden ersten und zweiten Schaltmittel der Elemente 3 in geeigneter Reihenfolge geschaltet werden. Das Rücksetzmittel kann beispielsweise eine in einem als Signalhaltemittel 6 wirkenden Kondensator gespeicherte Ladung gegen Masse bzw. die Betriebsspannung VDD ableiten.
In 10 ist eine konkretisierte Ausführung der Schaltung aus 7 dargestellt. Die ersten und zweiten Schaltmittel 12 und 10 sind hierbei durch Transistoren 16 und 14 realisiert. Den Transistoren ist an ihrer Steuerelektrode jeweils ein Signal Sel1_1 und Sel1_2 zugeführt.
In 11a ist eine beispielhafte schematische Kennlinie eines Zyklus des Steuersignals für ein Element einer Leuchtanzeige gemäß der Erfindung und zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. In der Figur ist ein von einem Startwert bei t0 mit der Zeit stetig ansteigender Strom i_prog bzw. eine von einem Startwert stetig ansteigende Spannung u_prog wiedergegeben. Die Ordinate ist in der 11a die Zeitachse. Der stetige Anstieg des Steuersignals endet zum Zeitpunkt t1, an welchem ein neuer Zyklus der Ansteuerung für das Element der Leuchtanzeige beginnt. Die Kurvenform des Steuersignals muss nicht zwingend der in der Figur dargestellten Sägezahnform entsprechen. Es sind hierbei beliebige stetig ansteigende Signale denkbar, zum Beispiel ein exponentieller oder ein logarithmischer Anstieg. Weiterhin ist es nicht zwingend erforderlich, den Beginn eines Zyklus unmittelbar an das Ende eines Zyklus anschließen zu lassen. Es ist ebenfalls denkbar, zwischen dem Ende eines Zyklus und dem Beginn eines neuen Zyklus eine Totzeit vorzusehen. Die Totzeit kann dabei entweder am Beginn oder am Ende eines Zyklus liegen. Bei einer Totzeit am Beginn eines Zyklus wird das Ausgangssignal gehalten, anderenfalls das jeweils eingestellte Signal.
Das erfindungsgemäße Steuersignal ist beispielsweise mittels eines entsprechend angesteuerten Digital-Analog-Wandlers oder einem entsprechend gesteuerten Pulsweiten- oder Pulsdichtemodulator erzeugbar. Eine Steuerschaltung erzeugt dazu Pulse bestimmter Länge und fester Frequenz oder Pulse fester Länge und variabler Frequenz, welche integriert werden und dann das Steuersignal bilden. Bei der Erzeugung mittels Pulsweiten- oder Pulsdichtemodulation muss das gepulste Steuersignal mittels geeigneter Filter geglättet werden. Es ist aber auch möglich, das Steuersignal mittels einer Analogschaltung zu erzeugen, bei der beschriebenen Sägezahnform beispielsweise mittels einer Konstantstromquelle, welche einen Kondensator auflädt, und einem Schalter, welcher am Ende eines Zyklus den Kondensator entlädt. In diesem Fall wird zur Ansteuerung kein Digital-Analog-Wandler benötigt, sondern lediglich Schaltleitungen, welche Signale an die ersten und zweiten Schaltmittel 12 und 10 anlegen. In einer Weiterentwicklung der vorstehenden Schaltung ist ein Analog-Digital-Wandler vorgesehen, welcher das Steuersignal abtastet und den jeweils abgetasteten Wert an eine Steuerschaltung übergibt. Die Steuerschaltung erzeugt aus dem abgetasteten Momentanwert die Steuersignale für die ersten und zweiten Schaltmittel. Auf diese Weise können in vorteilhafter Weise unerwünschte Schwankungen bei der Signalerzeugung kompensiert werden.
In der 11b ist ein beispielhafter Verlauf des Steuersignals an der Steuerelektrode des ersten Stromsteuermittels dargestellt. Das Steuersignal folgt über die geschlossenen ersten und zweiten Schaltmittel 12 und 10 dem Verlauf des Steuersignals von 11a. Zum Zeitpunkt t2 öffnet eines der ersten oder zweiten Schaltmittel 12 oder 10 und das Signalhaltemittel 6 hält die Größe des Steuersignals zu diesem Zeitpunkt u/i₁ an der Steuerelektrode des ersten Stromsteuermittels konstant. Am Ende eines abgelaufenen Zyklus bei t1 und somit zum Beginn eines neuen Zyklus werden wieder alle Schaltmittel 12 und 10 geschlossen und das Steuersignal steigt wieder von einem Ausgangswert stetig an. Wenn eine Totzeit zwischen zwei Zyklen liegt, werden während dieser Zeit beispielsweise alle Stromsteuermittel in einen definierten Zustand versetzt. In einer Variante des Ansteuerverfahrens ist die Totzeit im Verhältnis zur Zyklenzeit relativ lang. In diesem Fall werden die Elemente der Leuchtanzeige innerhalb einer kurzen Zeit angesteuert. Während eines großen Teils der Totzeit am Ende des Ansteuerzyklus halten die Signalhaltemittel der Elemente den eingestellten Lichtstrom aufrecht. Erst zum Ende der Totzeit und vor Beginn eines neuen Ansteuerzyklus werden die Elemente in einen definierten Anfangszustand versetzt. Durch die im Verhältnis zur Einstellzeit lange Zeitdauer ohne Veränderungen lässt sich ein ruhigerer Bildeindruck erreichen. Zum besseren Verständnis sind in der vorstehend beschriebenen Figur keine Ausgleichsvorgänge dargestellt, welche in realen Schaltungen auftreten können.
In 12 ist ein Teil einer Leuchtanzeige mit mehreren erfindungsgemäßen Elementen 3 dargestellt. Die Elemente 3 beinhalten in der Darstellung erste Stromsteuermittel 104, 204, 304. Ein von einer Versorgungsspannung VDD durch die Stromsteuermittel 104, 204, 304 fließender Strom i_OLED1, i_OLED2, i_OLED3 fließt durch Leuchtelemente 108, 208 und 308 gegen Masse. An die Steuerelektroden der Stromsteuermittel 104, 204, 304 sind Signalhaltemittel 106, 206, 306 angeschlossen. Ein Steuersignal S ist den Steuerelektroden der Stromsteuermittel 104, 204, 304 über jeweilige erste und zweite Schaltmittel 114, 116, 214, 216 und 314, 316 zugeführt. Die ersten und zweiten Schaltmittel der Elemente 3 werden von Schaltsignalen Sel1 bis Sel6 angesteuert. Die Elemente 3 sind jeweils durch gestrichelte Rahmen angedeutet. Das Steuersignal S wird an der Steuerelektrode eines zweiten Stromsteuermittels 102 abgegriffen. Das zweite Stromsteuermittel 102 bildet bei geschlossenen Schaltmitteln 114, 116, 214, 216, 314, 316 mit den jeweiligen ersten Stromsteuermitteln 104, 204, 304 der Elemente 3 jeweils eine Stromspiegelschaltung. Das Steuersignal S wird dabei von einem Steuerstrom i_ramp erzeugt, der in das zweite Stromsteuermittel 102 eingeprägt wird.
In 13 sind mehrere erfindungsgemäße Elemente einer Leuchtanzeige in einer Matrixanordnung zur Wiedergabe von Farbbildern dargestellt. Insgesamt sind sechs erfindungsgemäße Elemente 3 in der 13 gezeigt. Die Elemente 3 sind jeweils von gestrichelten Rahmen umgeben. Jedes der Elemente 3 entspricht im wesentlichen den Elementen aus der 10. In diesem Beispiel sind zur Wiedergabe von Farbbildern für einen Bildpunkt drei Elemente 3 vorgesehen, wobei je ein Element 3 für die Grundfarben Rot, Grün bzw. Blau vorgesehen ist. In der 13 sind zwei Bildpunkte bestehend aus jeweils drei Elementen 3 dargestellt. Ein Steuersignal S steht an einem Steuereingang eines zweiten Stromsteuermittels 402 an. Das Steuersignal wird durch einen eingeprägten Strom i_ramp durch das zweite Stromsteuermittel 402 hervorgerufen. Jedes der Elemente 3 weist ein erstes und ein zweites Schaltmittel 416, 414, 516, 514, 616, 614, 716, 714, 816, 814 und 916, 914 auf. Über die zunächst geschlossenen ersten und zweiten Schaltmittel der Elemente 3 sind die Steuerelektroden erster Stromsteuermittel 404, 504, 604, 704, 804 und 904 der Elemente 3 jeweils in einer Stromspiegelanordnung mit dem zweiten Stromsteuermittel 402 verbunden. Die beiden von jeweils drei Elementen 3 gebildeten Bildpunkte liegen beispielsweise in einer Zeile einer Leuchtanzeige, welche aus mehreren in Zeilen und Spalten angeordneten Bildpunkten gebildet ist. Über einen Steuereingang Line werden jeweils die ersten Schaltmittel 416, 516, 616, 716, 816 und 916 der Elemente 3 parallel angesteuert. Die jeweils zweiten Schaltmittel 414, 514, 614, 714, 814 und 914 der Elemente 3 sind über individuelle Schaltsignale Sel1_R, Sel1_G, Sel1_8, Sel2_R, Sel2_G und Sel2_B angesteuert.
In einer Weiterentwicklung der Schaltung aus 13 sind die Stromsteuermittel der jeweiligen Farben so ausgelegt, dass eine unterschiedliche Empfindlichkeit der Leuchtmittel der einzelnen Farben berücksichtigt ist. Somit können mit einem einzigen Steuersignal S die jeweiligen Leuchtmittel für die verschiedenen Farben optimal ausgesteuert werden. Eine mögliche Realisierung dieser Weiterentwicklung nutzt dabei die Eigenschaften der Stromspiegelschaltung aus, wie sie bei 4 beschrieben wurden. Den jeweiligen Leuchtmitteln für die verschiedenen Farben werden in diesem Fall Stromsteuermittel zugeordnet, welche den Referenzstrom mit jeweils einem bestimmten Faktor gewichtet reproduzieren.
In 14 sind mehrere in Zeilen und Spalten angeordnete Elemente 1 einer Leuchtanzeige dargestellt. Die Elemente 1 entsprechen den in 1 bzw. 2 gezeigten, aus dem Stand der Technik bekannten Elementen. Ein erfindungsgemäßes Steuersignal S ist parallel allen Elementen 1 zugeführt. Jedes der Elemente ist weiterhin mit einem individuellen Schaltsignal Sel1 bis Sel15 verbunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung dieser Leuchtanzeige entspricht im wesentlichen dem bei 5 beschriebenen Verfahren. Das stetig ansteigende Steuersignal S ist allen Elementen 1 der Leuchtanzeige gleichzeitig zugeführt. Jedes der Elemente 1 entspricht beispielsweise dem Element 1 aus 3 und umfasst unter anderem ein Schaltmittel 12. Die jeweiligen Schaltmittel 12 der Elemente 1 werden zunächst alle geschlossen. Dann wird ein Zyklus des erfindungsgemäßen Steuersignals S gestartet. Zu bestimmten Zeitpunkten werden jeweils die Schaltmittel 12 der einzelnen Elemente 1 geöffnet, so dass die Gesamtheit der Elemente 1 ein gewünschtes Bild wiedergibt. Ein neuer Ansteuerzyklus beginnt hierbei nicht nach der Ansteuerung einer Zeile oder einer Spalte, sondern nach der Ansteuerung eines kompletten Bildes.
Es ist auch vorstellbar, dass die Elemente 1 keine Signalhaltemittel 6 aufweisen. Das Verfahren zur Ansteuerung entspricht dann im wesentlichen dem vorstehend beschriebenen Verfahren. Lediglich die Zeitpunkte, zu denen jeweils die Schaltmittel geöffnet werden, unterscheiden sich.
Die vorstehend zur 14 beschriebenen Verfahren sind besonders geeignet, wenn die Leuchtanzeige eine kleinere Anzahl von Bildpunkten oder Elementen umfasst. Vorteilhaft ist in diesem Fall der Verzicht auf eine spezielle Spalten- und Zeilenansteuerung. Das Verfahren und die Schaltung sind jedoch nicht auf kleine Leuchtanzeigen beschränkt.
In 15 ist ein Teil einer Leuchtanzeige dargestellt, welche aus in Zeilen und Spalten angeordneten erfindungsgemäßen Elementen 3 besteht. Den Elementen 3 ist ein erfindungsgemäßes Steuersignal S parallel zugeführt. Weiterhin ist den Elementen 3, welche in einer Zeile angeordnet sind, ein Schaltsignal Line1, Line2 und Line 3 jeweils parallel zugeführt. In ähnlicher Weise ist den Elementen 3, welche in einer Spalte angeordnet sind, jeweils ein Schaltsignal Col1 bis Col5 parallel zugeführt. Somit ist durch eine geeignete Kombination der Schaltsignale für Zeilen und Spalten jedes Element 3 individuell ansteuerbar.
Bei dieser Leuchtanzeige findet ein Verfahren zur Ansteuerung Anwendung, wie es bei 5 oder 6 beschrieben wurde. Zu Beginn eines Ansteuerzyklus sind alle Schaltmittel der Elemente 3 einer Zeile oder Spalte geschlossen. Die einzelnen Elemente werden zunächst jeweils zeilen- oder spaltenweise gemeinsam von dem Steuersignal S angesteuert, bis entsprechend spalten- oder zeilenweise einzelne Schaltmittel 10, 12 der Elemente 3 die Verbindung mit dem Steuersignal S unterbrechen. Somit sind alle Elemente 3 der Leuchtanzeige individuell ansteuerbar. Zur Durchführung einer bevorzugten Variante des Verfahrens wird zunächst eine Zeile der Leuchtanzeige mit dem entsprechenden Schaltsignal Line1, Line2, Line3 selektiert. Dann werden alle Spalten mit dem entsprechenden Schaltsignal Col1 bis Col6 selektiert. Nun wird das erfindungsgemäße Steuersignal S an alle Elemente 3 angelegt. Es gelangt jedoch nur an die Steuerelektroden derjenigen ersten Stromsteuermittel 4, welche in Elementen der selektierten Zeile angeordnet sind. Jeweils bei Erreichen eines bestimmten gewünschten Signalwertes unterbrechen die Schaltsignale für die Spalten die Verbindung des Steuersignals S mit einzelnen Elementen 3. Das Steuersignal S steigt weiter stetig an, bis es einen vorbestimmten Endwert erreicht. Der Ansteuerzyklus für die ausgewählte Zeile ist nun beendet. Eine neue Zeile wird selektiert und das Verfahren von neuem ausgeführt. Wenn alle Zeilen der Leuchtanzeige nacheinander angesteuert wurden, beginnt die Ansteuerung von neuem bei der ersten Zeile.
In 16 ist eine Weiterentwicklung der Leuchtanzeige aus 15 teilweise gezeigt. In der erfindungsgemäßen Leuchtanzeige sind jeweils mehrere Elemente 3-1, 3-2, 3-3 und 3-4 in Gruppen zusammengefasst. Die Elemente entsprechen beispielsweise den bei 10 beschriebenen Elementen. Jeder Gruppe ist jeweils ein zweites Stromsteuermittel 2-1, 2-2, 2-3 und 2-4 über Schaltmittel 13-1, 13-2, 13-3 und 13-4 schaltbar zugeordnet. Den Schaltmitteln ist jeweils ein Zeilenansteuersignal Line n bzw. Line n + 1 zugeführt, welches auch an die entsprechenden Schaltmittel der Elemente 3-1, 3-2, 3-3 und 3-4 angelegt ist. In der beispielhaften Darstellung sind die nebeneinander liegenden Gruppen mit dem Gruppenindex -1 und -2 mit demselben Zeilenansteuersignal Line n verbunden. Die nebeneinander liegenden Gruppen mit dem Gruppenindex -3 und -4 sind mit dem Zeilenansteuersignal Line n + 1 verbunden. Die übereinander liegenden Gruppen mit dem Gruppenindex 3-1 und 3-3 sowie 3-2 und 3-4 sind mit Stellsignalen i_ramp1 und i_ramp2 verbunden. Weiterhin ist jedem der Elemente 3-1, 3-2, 3-3 und 3-4 noch ein Spaltenansteuersignal Col m bis Col m + 5 und ein Steuersignal S-1, S-2, S-3 bzw. S-4 zugeführt.
Bei zeilenweiser Ansteuerung wird zunächst eine Zeile mit dem Zeilenansteuersignal Line selektiert. Dadurch werden die Schaltmittel 13 der jeweiligen Zeile geschlossen. Die entsprechenden Schaltmittel zur Zeilenselektion der in der selektierten Zeile angeordneten Elemente 3 werden ebenfalls geschlossen. Danach werden auch die Schaltmittel zur Spaltenselektion der Elemente 3 geschlossen. In der selektierten Zeile sind nunmehr alle Elemente 3 mit jeweiligen Steuersignalen S verbunden, welche an einer Steuerelektrode der jeweiligen Stromsteuermittel 2 anstehen. Ein an entsprechende Leitungen angelegtes Stellsignal i_ramp1, i_ramp2 gelangt an denjenigen zweiten Stromsteuermittel, welche über die geschlossenen Schaltmittel 13 mit den Leitungen verbunden sind. Hierdurch ist sichergestellt, dass jedes Stellsignal i_ramp1, i_ramp2 nur an jeweils eine Gruppe von Elementen 3 angelegt ist. Durch die geschaltete Abtrennung weiterer Elemente und der zugehörigen Verbindungsleitungen reduziert sich die kapazitive Belastung der Stellsignale i_ramp1, i_ramp2 Eine kapazitive Belastung kann bei sehr kleinen Stellsignalen zu Verfälschungen der Signale führen. Die Stellsignale i_ramp1, i_ramp2 bewirken jeweils stetig ansteigende Steuersignale S. Die Spaltenansteuersignale Col m bis Col m + 5 öffnen bei Erreichen eines gewünschten Lichtstroms der jeweiligen Elemente 3 entsprechende Schaltmittel in den Elementen 3. Bei Erreichen eines vorbestimmten Endwertes der Stellsignale i_ramp1, i_ramp2 beginnt ein neuer Ansteuerzyklus, bei zeilenweise paralleler Ansteuerung beispielsweise in der nächsten Zeile.
Die Anzahl der in Gruppen zusammengefassten Elemente ist nicht auf drei festgelegt. Prinzipiell sind beliebige Anzahlen von Elementen zu Gruppen kombinierbar. Es ist folglich auch möglich, jedem Element 3 ein individuelles zweites Stromsteuermittel 2 zuzuordnen, d.h. eine Gruppe mit nur einem Element zu bilden. Dabei erhöht sich naturgemäß die Anzahl der Steuerleitungen, es ergeben sich aber auch größere Freiheitsgrade in der Ansteuerung einzelner Elemente.
Es ist auch möglich, nur das Stellsignal i_ramp1 ZU erzeugen und beispielsweise über einen Multiplexer an die Leitung für das zweite Stellsignal i_ramp2 anzulegen. Die Ansteuerung der Gruppen erfolgt dann beispielsweise nicht zeilenweise parallel, sondern zeilenweise sequentiell.
In 17 ist ein Ausschnitt aus einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leuchtanzeige dargestellt. Wie zuvor bei 16 beschrieben sind jeweils mehrere Elemente 3-1, 3-2, 3-3 und 3-4 zu Gruppen mit Gruppenindizes -1, -2, -3 und -4 zusammengefasst. Den Gruppen von Elementen sind jeweils zweite Stromsteuermittel 2-1, 2-2, 2-3 und 2-4 zugeordnet. Den Elementen 3-1, 3-2, 3-3 und 3-4 der Gruppen sind weiterhin Steuersignale 5-1, S-2, S-3 und S-4, Zeilenansteuersignale Line n und Line n + 1 sowie Spaltenansteuersignale Col m bis Col m + 5 zugeführt. Die zweiten Stromsteuermittel sind jeweils über Schaltmittel 13-1, 13-2, 13-3 und 13-4 an eine Leitung für das Stellsignal i_ramp1 schaltbar angeschlossen. Den Schaltmitteln 13-1, 13-2, 13-3 und 13-4 sind dabei individuelle Schaltsignale G-1 bis G-4 zugeführt. Bei in Zeilen und Spalten angeordneten Gruppen ist somit jede Gruppe individuell selektierbar, so dass das einzige Stellsignal i_ramp1 allen Gruppen individuell zuführbar ist.
Bei entsprechender Schaltung der einzelnen Schaltmittel der Elemente 3 ist bei der Ausführungsform von 17 ein von der Zeilenselektion unabhängiges Löschen des in dem Signalhaltemittel 6 der Elemente gespeicherten Signals S möglich.
Auch in dieser Ausführungsform ist die Anzahl der Elemente 3 einer Gruppe nicht auf drei festgelegt. Sie kann beliebige sinnvolle Werte annehmen.
Weiterhin können auch in dieser Ausführungsform mehrere Stellsignale i_ramp1, i_ramp2 verwendet werden, wie sie bei 16 beschrieben wurden. Es ergeben sich dadurch weitere Freiheitsgrade in der Ansteuerung.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Leuchtanzeige der 16 und 17 zur Farbwiedergabe sind jeweils die zu einem Bildpunkt gehörigen Subpixel für die Grundfarben Rot, Grün und Blau in einer Gruppe zusammengefasst.
Bei der gruppenweisen Ansteuerung mehrerer Elemente mittels eines zweiten Stromsteuermittels kann in vorteilhafter Weise die Zusammenschaltung mehrerer Stromsteuermittel angewendet werden, wie sie in 8 dargestellt ist. Es ist jedoch auch denkbar, die in der 8 dargestellten, zusammengeschalteten Stromsteuermittel 21, 22, 23 direkt den jeweiligen Elementen 3 zuzuordnen. Durch die räumlich nahe Zuordnung wird die erwünschte enge Kopplung der elektrischen Eigenschaften der ersten und zweiten Stromsteuermittel weiter verbessert.
Die vorstehend beschriebenen Schaltungen für Elemente von Leuchtanzeigen, die Leuchtanzeigen und das zugehörige Verfahren und seine Abwandlungen sind nicht nur für ein sequentielles Ansteuern von Zeilen oder Spalten geeignet. Auch ein Zeilensprungverfahren kann zur Ansteuerung verwendet werden. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Kompatibilität mit bestehenden Normen der Bildübertragung, wobei eine Zwischenspeicherung von Teilbildern entfällt. Weitere besondere Ansteuermuster sind vorstellbar, beispielsweise mit von beiden Seiten zur Mitte gleichzeitig angesteuerten Spalten.
Die vorstehend anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsformen der Stromsteuermittel der Schaltung sind mittels p-Kanal Feldeffekttransistoren aufgebaut. Es ist aber auch möglich, die Schaltungen mittels n-Kanal Feldeffekttransistoren aufzubauen. Das Steuersignal und die Anordnung des Signalhaltemittels sowie des Leuchtmittels sind dann entsprechend anzupassen.
Die Verwendung von Feldeffekttransistoren für die Stromsteuermittel ist dann vorteilhaft, wenn das Signalhaltemittel 6 beispielsweise ein Kondensator ist. Sind keine derartigen Signalhaltemittel 6 vorgesehen, ist auch die Verwendung von Bipolartransistoren vorstellbar.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind für die Schaltmittel Transistoren verwendet worden, wobei zum Schalten sowohl Bipolartransistoren als auch Feldeffekttransistoren verwendet werden können. Die erfindungsgemäße Schaltung ist jedoch nicht auf Transistoren als Schalter beschränkt. Es ist auch vorstellbar, mechanische, mikromechanische, magnetische oder optische Schalter zu verwenden.
Grundsätzlich eignen sich die Schaltung und das Verfahren für beliebige Leuchtmittel, welche über einen Strom in ihrem Lichtstrom eindeutig steuerbar sind. Die Erfindung ist nicht auf die in der Beschreibung der Ausführungsformen genannten OLED oder Leuchtdioden (LED: Light Emitting Diode) beschränkt.
Die vorstehend zu einer Verfahrensvariante beschriebene Totzeit zwischen zwei Ansteuerzyklen ist nicht auf diese Variante beschränkt. Eine Totzeit zwischen zwei Zyklen kann bei allen vorstehend beschriebenen Verfahren vorgesehen sein.
Das vorstehend zu einer Ausführungsform eines Elementes 3 beschriebene vierte Schaltmittel als Rücksetzmittel und die entsprechende Ansteuerung kann bei allen Ausführungsformen mit Signalhaltemitteln 6 vorteilhaft verwendet werden.

Claims

Element einer Leuchtanzeige mit einem Leuchtmittel (8), welches Licht aussendet, wenn es von einem Strom (i_OLED) durchflossen wird, mit einem ersten Stromsteuermittel (4), welches in Serie mit dem Leuchtmittel (8) geschaltet ist, wobei ein Steuersignal einer Steuerelektrode des ersten Stromsteuermittels (4) zugeführt ist, und mit einem von einem ersten Schaltsignal gesteuerten ersten Schaltmittel (12), welches in der Zuführung zu der Steuerelektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einem zweiten Schaltsignal gesteuertes zweites Schaltmittel (10) in Reihe mit dem ersten Schaltmittel (12) in der Zuführung zu der Steuerelektrode des ersten Stromsteuermittels (4) angeordnet ist.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerelektrode eines zweiten Stromsteuermittels (2) über das erste und das zweite Schaltmittel (10, 12) mit der Steuerelektrode des ersten Stromsteuermittels (4) schaltbar verbunden ist.
Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Stromsteuermittel (4, 2) eine Stromspiegelschaltung bilden.
Element nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellsignal (i_ramp) dem zweiten Stromsteuermittel (2) über drittes Schaltmittel (13) schaltbar zugeführt ist.
Element nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signalhaltemittel (6) so mit der Steuerelektrode des ersten Stromsteuermittels (4) verbunden ist, dass das Steuersignal gehalten wird, wenn das erste und/oder das zweite Schaltmittel (10, 12) die Zuführung des Steuersignals zu der Steuerelektrode des ersten Stromsteuermittels (4) unterbricht.
Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal und/oder das von dem Signalhaltemittel gehaltene Signal über ein viertes Schaltmittel in einen vorherbestimmten Zustand versetzbar ist.
Leuchtanzeige, dadurch gekennzeichnet, dass Elemente nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche in Zeilen und/oder Spalten angeordnet sind.
Leuchtanzeige nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal mehreren Elementen einer Zeile und/oder einer Spalte parallel zugeführt ist.
Leuchtanzeige nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren ersten Schaltmitteln (12) von Elementen einer Zeile und/oder einer Spalte ein gemeinsames erstes Schaltsignal zugeführt ist.
Verfahren zum Betrieb eines Elementes einer Leuchtanzeige gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Schließen des ersten Schaltmittels (12) zu Beginn eines Zyklus; – Anlegen eines von einem vorherbestimmten Startwert aus stetig ansteigenden Steuersignals an das erste Stromsteuermittel (4); – Öffnen des ersten Schaltmittels (12), wenn der von dem Leuchtmittel (8) ausgesendete Lichtstrom eine gewünschte Größe erreicht; und – Einleiten eines neuen Zyklus, wenn das angelegte Steuersignal einen vorherbestimmten Endwert erreicht.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Element der Leuchtanzeige ein mit dem ersten Schaltmittel (12) in Reihe geschaltetes zweites Schaltmittel (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren außerdem die folgenden Schritte umfasst: – Schließen des zweiten Schaltmittels (10) vor oder nach dem Schließen des ersten Schaltmittels (12); und – Öffnen des zweiten Schaltmittels (10) vor dem Einleiten eines neuen Zyklus.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem ersten und dem zweiten Schaltmittel (12, 10) Elemente aus einer Vielzahl von in Spalten oder Zeilen angeordneten Elementen selektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leuchtelemente einer Spalte oder einer Zeile parallel angesteuert werden und dass die Spalten oder Zeilen sequentiell angesteuert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Anlegen des von einem Startwert aus stetig ansteigenden ersten Steuersignals das Einprägen eines Stroms (i_ramp) in ein mit dem ersten Stromsteuermittel (4) schaltbar verbundenes zweites Stromsteuermittel (2) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vorübergehend ein viertes Schaltsignal an ein viertes Schaltmittel angelegt wird, mittels dessen ein in Signalhaltemitteln (6) gehaltenes Signal in einen definierten Zustand gesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Zyklen eine Totzeit vorgesehen ist.