功耗降低的oled顯示器的制造方法
【專利摘要】在具有目標(biāo)顯示器白點亮度和色度并且包括限定顯示器色域的三個色域限定發(fā)射體和在顯示器色域內(nèi)的發(fā)出光的兩個或者更多個附加發(fā)射體的彩色顯示器上顯示圖像的方法；該方法包括：接收三分量輸入圖像信號；將所述三分量輸入圖像信號變換為五個或者更多個分量驅(qū)動信號；并且提供驅(qū)動信號以顯示與輸入圖像信號對應(yīng)的圖像。一種方法提供比當(dāng)利用色域限定發(fā)射體再現(xiàn)時輸入信號的三分量的各自亮度值之和更高的再現(xiàn)亮度值。另一種方法提供OLED顯示器中的降低功耗，OLED顯示器包括具有針對色域限定發(fā)射體的三個濾色器和針對三個附加色域內(nèi)發(fā)射體的兩個或者更多個附加濾色器的白光發(fā)光層。
【專利說明】功耗降低的OLED顯示器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]參照Miller等人于2009年5月12日提交的發(fā)明名稱為“ELECTRO-LUMINESCENT DISPLAY WITH ADJUSTABLE WHITE POINT”的共同受讓的共同未決美國專利申請序列 號N0.12/464，123、Cok等人的于2008年7月16日提交的發(fā)明名稱為“CONVERTING THREE-COMPONENT T0F0UR-C0MP0NENT IMAGE”的共同受讓的共同未決美國專利申 請序列號N0.12/174，085、以及2009年3月4日提交的發(fā)明名稱為“FOUR-CHANNEL DISPLAYPOffER REDUCTION WITH DESATURATION”的共同受讓的共同未決美國專利申請序列 號N0.12/397，500 ;其公開在此通過引用并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及OLED器件，更具體地，涉及白光OLED器件和用于降低器件的整體功率 要求的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]有機發(fā)光二極管器件也被稱為0LED，通常包括陽極、陰極和夾在陽極與陰極之間 的有機電致發(fā)光(EL)單元。有機EL單元通常包括空穴傳輸層(HTL)、光發(fā)射層(LEL)和電子 傳輸層(ETL)。OLED具有吸引力是因為它們的驅(qū)動電壓低、亮度高、觀看角寬以及能夠進(jìn)行 全彩色顯示和用于其它應(yīng)用的能力。Tang等人在他們的美國專利4，769，292和4，885，211 中描述了這種多層0LED。
[0005]取決于LEL的發(fā)光特性，OLED能夠發(fā)出諸如紅、綠、藍(lán)或白的不同顏色的光。具有 單獨的紅發(fā)光像素、綠發(fā)光像素、和藍(lán)發(fā)光像素(RGB 0LED)的OLED可以產(chǎn)生寬范圍的顏色 并且也稱為全彩色0LED。最近，對將寬帶(broadband)0LED并入各種應(yīng)用的需求增加，這些 應(yīng)用諸如固態(tài)光源、彩色顯示器或全彩色顯示器。寬帶發(fā)光表示OLED在整個可見光譜上發(fā) 出充分寬帶的光，使得這些光可以結(jié)合濾色器或顏色改變模塊來產(chǎn)生具有至少兩個不同顏 色的顯示或全彩色顯示。具體地，需要在光譜的紅、綠和藍(lán)部分中具有大量發(fā)射的寬帶發(fā)光 OLED (或?qū)拵?LED)，S卩，發(fā)射白光的OLED (白光0LED)。與具有單獨構(gòu)圖的紅發(fā)射體、綠發(fā) 射體和藍(lán)發(fā)射體的OLED相比，使用具有濾色器的白光OLED提供了更簡單的制造工藝。這 使得可以在制造中提高吞吐量，增加產(chǎn)量并節(jié)省成本。例如Kido等人在Applied Physics Letters, 64，815 (1994)中、J.Shi 等人在美國專利 5，683，823 中、Sato 等人在 JP07-142169 中、Deshpande 等人在 Applied Physics Letters, 75, 888 (1999)和 Tokito 等人在 Applied Physics Letters, 83, 2459(2003)中已經(jīng)描述了白光 0LED。
[0006]然而，與白光OLED相對于RGB OLED可實現(xiàn)的制造改進(jìn)相反，白光OLED在實際使 用中順困于效率損失。這是因為各子像素產(chǎn)生寬帶光或白光，但是濾色器去除了所發(fā)射的 光的很大部分。例如，在被觀察者看到的紅子像素中，理想的紅濾色器將去除白光發(fā)射體產(chǎn) 生的藍(lán)光和綠光，并且僅允許光的與對紅光的感知相對應(yīng)的波長通過。在綠子像素和藍(lán)子 像素中看到了類似損耗。使用濾色器因此將發(fā)光效率降低到白光OLED的發(fā)光效率的大約1/3。此外，可用的濾色器經(jīng)常遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是理想的，峰值透射率明顯小于100%，其中綠濾色器和 藍(lán)濾色器的峰值透射率經(jīng)常在80%以下。最終，為了提供具有高色域的顯示器，濾色器經(jīng)常 需要是較窄的帶通濾波器，因此使得它們進(jìn)一步降低發(fā)光效率。在一些系統(tǒng)中，得到的紅子 像素、綠子像素和藍(lán)子像素的發(fā)光效率有可能是白光發(fā)射體的發(fā)光效率的六分之一的數(shù)量 級。
[0007]已經(jīng)討論過用來提高使用白光發(fā)射體的OLED顯示器的效率的若干種方法。例如， Miller 等人在發(fā)明名稱為 “Color OLED display system having improvedperformance” 的美國專利N0.7，075，242中討論了應(yīng)用不濾色的白子像素以提高這種顯示器的效率。包 括 Cok 等人在發(fā)明名稱為“Color OLED device having improved performance”的美國專 利N0.7，091，523和Miller 等人在發(fā)明名稱為“Color OLEDdisplay with improved power efficiency"的美國專利N0.7，333，080在內(nèi)的其它公開討論了應(yīng)用黃光或青光發(fā)射體來 提高采用白光發(fā)射體的顯示器的發(fā)光效率。
[0008]描述了使用多個原色的顯示器的其它引用包括US7，787，702、US20070176862、 US20070236135 和 US20080158097。
[0009]盡管這些方法提高了所得到的顯示器的效率，但是對于很多應(yīng)用，改進(jìn)不及期望。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種用于在彩色顯示器上顯示圖像的方法，該方 法包括:
[0011]a)提供具有選擇的目標(biāo)顯示器白點亮度和目標(biāo)顯示器白點色度的彩色顯示器，所 述彩色顯示器包括限定顯示器色域的三個色域限定發(fā)射體和發(fā)射所述顯示器色域內(nèi)的各 個不同的色度坐標(biāo)的光的兩個或更多個附加發(fā)射體，其中，各發(fā)射體具有對應(yīng)的峰值亮度 和色度坐標(biāo)，所述色域限定發(fā)射體在所述目標(biāo)顯示器白點色度產(chǎn)生色域限定峰值亮度，并 且所述色域限定峰值亮度低于所述顯示器白點亮度；
[0012]b)接收三分量輸入圖像信號，所述圖像信號與由包括所述附加發(fā)射體中的至少一 個發(fā)射體在內(nèi)的三個發(fā)射體的組合限定的補充色域內(nèi)的色度相對應(yīng)；
[0013]c)將所述三分量輸入圖像信號變換為五分量驅(qū)動信號，使得當(dāng)在變換后的圖像信 號在顯示器上再現(xiàn)時，所述再現(xiàn)的圖像信號的再現(xiàn)亮度值比利用所述色域限定發(fā)射體在所 述顯示器上再現(xiàn)所述三分量輸入信號時的三個分量的各個亮度值之和高；以及
[0014]d)向各個色域限定發(fā)射體和附加發(fā)射體提供所述五分量驅(qū)動信號，以顯示與所述 輸入圖像信號相對應(yīng)的圖像。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種用于在具有降低的功耗的OLED顯示器上顯 示圖像的方法，該方法包括:
[0016]a、OLED顯示器,該OLED顯示器包括:
[0017]i)白光發(fā)光層；
[0018]ii)三個濾色器，所述三個濾色器用于透射與紅色域限定發(fā)射體、綠色域限定發(fā)射 體和藍(lán)色域限定發(fā)射體相對應(yīng)的光，各個發(fā)射體具有各自的色度坐標(biāo)，其中，所述色域限定 發(fā)射體的色度坐標(biāo)一起限定了顯示器色域；以及
[0019]iii)兩個或更多個附加濾色器，所述兩個或更多個附加濾色器用于過濾與具有所述顯示器色域內(nèi)的色度坐標(biāo)的三個附加色域內(nèi)發(fā)射體相對應(yīng)的光，所述三個附加發(fā)射體形 成附加色域，各個發(fā)射體具有對應(yīng)的發(fā)光效率，并且其中，各個附加發(fā)射體的發(fā)光效率高于 所述色域限定發(fā)射體中的每一個的發(fā)光效率；
[0020]b、接收三分量輸入圖像信號；
[0021]C、將所述三分量輸入圖像信號變換為六分量驅(qū)動信號；以及
[0022]d、向所述OLED顯示器的各個發(fā)射體提供所述驅(qū)動信號的六個分量以顯示與所述 輸入圖像信號相對應(yīng)的圖像，由此降低功率。
[0023]本發(fā)明的第一方面的優(yōu)點在于三分量輸入圖像信號可被轉(zhuǎn)換為五分量或更多分 量的驅(qū)動信號以在保持具有明亮、高度飽和的顏色的圖像的顏色飽和度的同時為使圖像有 優(yōu)勢而向顯示器提供較高顯示器白點亮度。本發(fā)明的第二方面的優(yōu)點在于可降低白光OLED 顯示器的功耗，并可增加顯示器壽命。本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)點是功耗降低可以減少發(fā)熱，并且 可消除目前在這種類型的一些OLED顯示器中對散熱器的需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1示出193ICIE顏色圖中的一些色域；
[0025]圖2示出顏色在高清晰電視圖像中顯示的概率；
[0026]圖3A示出可用于本發(fā)明的子像素的排列的一個基本實施方式的平面圖；
[0027]圖3B示出可用于本發(fā)明的子像素的排列的另一個基本實施方式的平面圖；
[0028]圖3C示出可用于本發(fā)明的子像素的排列的另一個基本實施方式的平面圖；
[0029]圖4示出可用于本發(fā)明的子像素的排列的另一個實施方式的平面圖；
[0030]圖5A示出可用于本發(fā)明的子像素的排列的另一個實施方式的平面圖；
[0031]圖5B示出可用于本發(fā)明的OLED器件的一個實施方式的截面圖；
[0032]圖5C示出可用于本發(fā)明的OLED器件的另一個實施方式的截面圖；
[0033]圖6示出本發(fā)明的方法的框圖；
[0034]圖7示出標(biāo)準(zhǔn)的三分量輸入圖像信號到六分量驅(qū)動信號的變換的框圖；
[0035]圖8示出標(biāo)準(zhǔn)的三分量輸入圖像信號到六分量驅(qū)動信號的變換的框圖；
[0036]圖9示出用于具有五個發(fā)射體的顯示器的色度圖；并且
[0037]圖10示出具有三個色域限定發(fā)射體和兩個附加發(fā)射體的顯示器的一部分的平面 圖。
【具體實施方式】
[0038]術(shù)語“0LED器件”按照在包括作為像素或子像素的有機發(fā)光二極管在內(nèi)的顯示裝 置的領(lǐng)域認(rèn)可的含義來使用。該術(shù)語可以表示具有單個像素或子像素的器件。各個發(fā)光單 兀至少包括空穴傳輸層、發(fā)光層和電子傳輸層。多個發(fā)光單?？梢员恢虚g的連接件分隔開。 此處所用的術(shù)語“0LED顯示器”表示包括能夠發(fā)出不同顏色的光的多個子像素的OLED器 件。彩色OLED器件發(fā)射至少一個顏色的光。術(shù)語“多色”用于描述能夠在不同區(qū)域發(fā)出不 同色調(diào)的光的顯示器面板。具體地，該術(shù)語用于描述能夠顯示不同顏色的圖像的顯示面板。 這些區(qū)域不必是連續(xù)的。術(shù)語“全彩色”用于描述能夠發(fā)射可見光譜的紅色區(qū)域、綠色區(qū)域 和藍(lán)色區(qū)域中的光并且以色調(diào)的任意組合顯示圖像的多色顯示面板。紅色、綠色和藍(lán)色組成三原色，可由顯示器從這些顏色產(chǎn)生的其它顏色可以通過適當(dāng)混合來產(chǎn)生。術(shù)語“色調(diào)” 是顏色可以被描述為與紅色、綠色、藍(lán)色和黃色(唯一色調(diào))類似或不同的程度。各個子像素 或子像素的組合具有可見光譜內(nèi)的發(fā)光強度曲線，其確定子像素或子像素的組合的感知色 調(diào)、色度和亮度。術(shù)語“像素”用于指示包括子像素的重復(fù)陣列并且能夠顯示顯示器顏色的 全色域的顯示面板的最小區(qū)域。在全彩色系統(tǒng)中，像素包括具有不同顏色的單獨可控的子 像素，通常至少包括用于發(fā)出紅光、綠光和藍(lán)光的子像素。
[0039]根據(jù)本公開，寬帶發(fā)光是指具有可見光譜的多個部分(例如，藍(lán)和綠)的明顯分量 的發(fā)出光。寬帶發(fā)光還可以包括發(fā)出光譜的紅、綠和藍(lán)部分中的光以產(chǎn)生白光的情形。白光 是被用戶感知為具有白色的光，或者具有足以與濾色器組合使用來產(chǎn)生實際全彩色顯示的 發(fā)光光譜的光。為了低功耗，經(jīng)常有利的是將發(fā)射白光的OLED的色度對準(zhǔn)接近普朗克軌跡 上的點并且優(yōu)選地接近標(biāo)準(zhǔn)CIE日光亮度，例如，CIE標(biāo)準(zhǔn)亮度D65，S卩，CIE x=0.31和CIE y=0.33的1931CIE色度坐標(biāo)。這對于具有紅子像素、綠子像素、藍(lán)子像素和白子像素的所謂 的RGBW顯示器的情況尤其如此。盡管約0.31，0.33的CIE x, CIE y坐標(biāo)在一些情形下是 理想的，但是實際坐標(biāo)可以明顯改變并且仍然非常有用。經(jīng)常期望色度坐標(biāo)“接近”普朗克 軌跡(即，在0.1CIE x，y單位內(nèi))。此處所用的術(shù)語“發(fā)射白光”是指在內(nèi)部產(chǎn)生白光的器 件，盡管這些光的一部分在觀看之前可被濾色器去除。
[0040]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1，示出了 1931CIE色度圖中的多個色域的圖。最大的三角形是代表 NTSC標(biāo)準(zhǔn)色域60的顯示器色域。中間的三角形是根據(jù)所定義的HDTV標(biāo)準(zhǔn)的顯示器色域 (Rec.1TU-R BT.709-52002, "Parameter values for the HDTV standards for production and international programme exchange, 〃1.2 項，此處稱為 Rec.709)。該三角形將被 稱為Rec.709色域20。該顯示器色域是由位于CIE x，y坐標(biāo)0.64，0.33的紅域限定發(fā)射 體25r的色度坐標(biāo)、位于坐標(biāo)0.30，0.60的綠色域限定發(fā)射體25g的色度坐標(biāo)和位于坐標(biāo) 0.15，0.06的藍(lán)色域限定發(fā)射體25b的色度坐標(biāo)創(chuàng)建的。將理解的是，在本發(fā)明的方法中可 以使用其它顯示器色域。對于本發(fā)明，術(shù)語“色域限定發(fā)射體”將被用于表示提供預(yù)定顏色 的光的發(fā)射體，所述預(yù)定顏色不能通過組合來自顯示器內(nèi)的其它發(fā)射體的光來形成。此外， 來自任何“色域限定發(fā)射體”的光可以與來自其它色域限定發(fā)射體的光進(jìn)行組合來產(chǎn)生包 括多個顏色的色域，包括該色域內(nèi)的多個顏色。紅光發(fā)射體、綠光發(fā)射體和藍(lán)光發(fā)射體是典 型的色域限定發(fā)射體，它們形成色度空間中具有三角形形狀的色域。產(chǎn)生像這樣的色域限 定發(fā)射體的一種方法是使用具有紅、綠和藍(lán)濾色器的白光發(fā)射源(例如，白光0LED)。然而， 如上所述，這表示各個色域限定發(fā)射體在轉(zhuǎn)換為可用光的功率方面是低效率的，結(jié)果，整個 顯示器效率低。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的用于在具有較高效率且因此具有降低功耗的OLED顯示器上顯示圖 像的方法的一個實施方式包括三個色域限定發(fā)射體和三個附加發(fā)射體。在一個不例中， OLED顯示器包括:三個色域限定發(fā)射體，色域限定發(fā)射體具有與Rec709色域的原色相對應(yīng) 的色度坐標(biāo)；以及三個附加發(fā)射體，附加發(fā)射體具有由原色的色度坐標(biāo)限定的色域內(nèi)的色 度坐標(biāo)，形成較小的三角形。在這個示例中，較小的三角形的三個角部是三個附加發(fā)射體的 色度坐標(biāo)，而這三個附加發(fā)射體的色度坐標(biāo)形成了附加色域70。這三個附加發(fā)射體包括具 有色度坐標(biāo)75c的青色域內(nèi)發(fā)射體、具有色度坐標(biāo)75m的品紅色域內(nèi)發(fā)射體和具有色度坐 標(biāo)75y的黃色域內(nèi)發(fā)射體。附加色域70明顯小于三個色域限定發(fā)射體的色度坐標(biāo)限定的色域(即，完整的709色域Rec.709色域20)。六個發(fā)射體中的每一個具有對應(yīng)的發(fā)光效率。 在本發(fā)明中，發(fā)光效率被定義為以380到740nm的波長范圍內(nèi)的電磁波形式從顯示器或單 個發(fā)射體傳播的能量與輸入到顯示器或單個發(fā)射體的電能的比。這個定義將發(fā)光效率限制 為僅包括從顯示器或單個發(fā)射體發(fā)出的并且能夠被人類視覺系統(tǒng)感知的能量，這是因為人 類視覺系統(tǒng)僅對380到740nm的波長靈敏。
[0042]在一個實施方式中，作為色域限定發(fā)射體的紅光發(fā)射體、綠光發(fā)射體和藍(lán)光發(fā)射 體均具有不超過總效率三分之一的平均發(fā)光效率，這是因為紅光發(fā)射體、綠光發(fā)射體和藍(lán) 光發(fā)射體發(fā)射的光的波長幾乎不交疊或根本不交疊。附加發(fā)射體的發(fā)光效率比各個色域限 定發(fā)射體的發(fā)光效率高。例如，考慮具有0.45，0.25的CIE x，y坐標(biāo)的附加品紅光發(fā)射體具 有附加色域70中的色度坐標(biāo)75m，并且可以由白光發(fā)射體和品紅濾色器來形成。品紅濾色 器將去除綠光并且使紅光和藍(lán)光通過。因而，品紅光發(fā)射體的發(fā)光效率可以至少高達(dá)2/3， 這是因為濾色器僅去除了光發(fā)射的原色分量中的一種。類似地，具有0.30，0.45的CIE X, y 坐標(biāo)的附加發(fā)射體是黃光發(fā)射體，其具有色度坐標(biāo)75y (藍(lán)光被濾除并且紅光和綠光通過)； 并且具有0.20，0.25的CIE X, y坐標(biāo)的附加發(fā)射體是青光發(fā)射體，其具有色度坐標(biāo)75c (紅 光被濾除并且綠光和藍(lán)光通過)。另外，僅去除一種原色分量的濾色器可以與去除另一單個 原色分量的類似濾色器具有明顯交疊。因而，通過使用附加的色域內(nèi)發(fā)射體而不是色域限 定發(fā)射體，可以以較高的發(fā)光效率產(chǎn)生附加色域內(nèi)的任何顏色。發(fā)射體的精確的發(fā)光效率 將取決于各個發(fā)射體的固有特性，諸如白光發(fā)射層的光譜和用于選擇附加濾色器的顏色的 濾色器的透射率。
[0043]盡管能夠改善特定發(fā)射體和顏色的發(fā)光效率是重要的，但是這種尺度并不一定與 實際應(yīng)用中顯示器產(chǎn)生有用光的效率關(guān)聯(lián)，因為發(fā)光效率不考慮人類視覺系統(tǒng)對所產(chǎn)生的 光的靈敏性。更相關(guān)的尺度是當(dāng)顯示器被用于顯示一組標(biāo)準(zhǔn)圖像時顯示器的發(fā)光效率。發(fā) 光能量的發(fā)光效率是發(fā)光功率除以對應(yīng)的發(fā)光功率的商。也就是說，發(fā)光功率通過CIE定 義的明視發(fā)光效率函數(shù)V (A)加權(quán)，以獲得發(fā)光功率。術(shù)語“發(fā)光效率”因此被定義為由 顯示器、一組發(fā)射體或單獨發(fā)射體發(fā)出的發(fā)光功率除以由顯示器、一組發(fā)射體或單獨發(fā)射 體消耗的電功率。
[0044]為了評估得到的顯示器的發(fā)光效率，識別該顯示器要用于提供的圖像的類型是很 重要的。為了展示本發(fā)明的有用性，定義一組用于確定功耗的標(biāo)準(zhǔn)圖像因此是非常有用的。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，圖2示出了在高清晰電視圖像中顯示顏色的概率的研究結(jié)果。為了進(jìn)行這個 評估，米用了按照IEC62087標(biāo)準(zhǔn)定義的名稱為“Methods of measurement for the power consumption of audio, video and related equipment (TAl) ” 的視頻。該視頻以 DVD 格 式提供并且代表一般的電視圖像。為了進(jìn)行這個分析，該DVD被轉(zhuǎn)換為大約19000個數(shù)字 圖像，這些圖像代表視頻的幀。該圖像集合內(nèi)的各RGB碼值在sRGB色空間中的概率是通過 將具有各RGB碼值組合的像素的數(shù)量相加并且除以像素的總數(shù)量而確定的。對于各RGB組 合，適當(dāng)?shù)赜嬎鉺RGB色空間中表示的碼值的1931CIE x，y色度坐標(biāo)。這個色空間的一個特 征是其限定了對應(yīng)于具有6500K的色溫的日光光源的白點色度。注意，任何顯示器具有限 定的“顯示器白點”，該顯示器白點對應(yīng)于將呈現(xiàn)真白色(對于8位顯示器的紅、綠和藍(lán)輸入 顏色通道，通常分別具有255，255和255的輸入碼值)的色度坐標(biāo)。顯示器將還將具有顯示 器白點亮度，該顯示器白點亮度是當(dāng)在顯示器上呈現(xiàn)真白色時產(chǎn)生的亮度。注意，盡管sRGB色空間將顯示器白點定義為等同于具有6500K的色溫或x=0.3128，y=0.3292的色度坐標(biāo)的 日光光源，但是顯示器即使在顯示sRGB圖像時也可以將白點色度定義在其它坐標(biāo)處。然 而，顯示器白點色度將優(yōu)選地落在黑體(bIackbody )或者普朗克軌跡上或附近。
[0045]圖2的X軸和y軸示出了來自視頻的顏色的1931色度坐標(biāo)。深色的三角形代表 可以由具有原色的三個色域限定發(fā)射體(紅、綠和藍(lán)，或者RGB，在該三角形的角部)產(chǎn)生的 色域，其中色度坐標(biāo)與在HDTV標(biāo)準(zhǔn)Rec.709色空間中定義的色度坐標(biāo)相等并且來自Rec709 色域20。
[0046]圖2中的z軸代表每個特定坐標(biāo)對與所分析的像素的總數(shù)(顯示器像素的數(shù)量乘 以所分析的圖像的數(shù)量)相比的出現(xiàn)比例。因此，z軸代表了將需要給定像素顯示給定顏 色的概率。顏色中的僅非常小的部分在時間上具有超過2%的顯示概率，這些顏色由表示三 分量輸入圖像信號的緊緊包圍所述白點的顏色的尖峰示出。這些顏色將被稱為高概率顏色 30。更大范圍的顏色在時間上具有0.2%到2%的顯示概率。這些顏色將被稱為中概率顏色 40。盡管比高概率顏色30的尖銳白峰寬，但是中概率顏色40也靠近1931CIE色空間的白 色部分適度聚集。最后，絕大部分顏色在時間上具有低于0.2%的顯示概率，而且在很多情 況下低得多。這些顏色將被稱為低概率顏色50，并且包括可提供的色域的極限附近的很多 顏色，包括具有與色域限定發(fā)射體本身相同色度的顏色。
[0047]圖2與圖1的比較示出了高概率顏色以及中概率顏色中的大部分可以由附加發(fā)射 體的組合來產(chǎn)生，通常不需要采用色域限定發(fā)射體。通常，色域限定發(fā)射體可以被保留以 用于產(chǎn)生低概率顏色。此外，即使這些顏色也經(jīng)?？梢允褂蒙蛳薅òl(fā)射體和附加發(fā)射體 的組合來形成?？傮w上，這意味著顯示器被要求在給定時段中制造以顯示的顏色中的很大 比例的顏色可以利用效率較高的附加發(fā)射體來顯示。這將提高顯示器的整體效率并降低功 耗。功耗的降低將取決于附加色域內(nèi)的中概率顏色和高概率顏色的部分并且取決于附加 發(fā)射體的效率。當(dāng)然也存在著折中，因為增加附加發(fā)射體的色域?qū)⑼ǔ＝档透郊影l(fā)射體的 發(fā)光效率或發(fā)光效率，但是將允許更大比例的顏色通過組合來自這些附加發(fā)射體的光而形 成。因此，這兩個效果能夠使顯示器具有截然相反的發(fā)光效率。效率最高的發(fā)射體將是不濾 除任何光的發(fā)射體，例如，當(dāng)下襯的發(fā)光層發(fā)射白光時的白光發(fā)射體。然而，這種發(fā)射體將 包含不了多少圖2中的中概率顏色和高概率顏色。為了包含附加色域中的更多的顏色，應(yīng) 選擇與形成白色的原色(紅、綠和藍(lán))明顯不同的發(fā)射體，例如，青色、品紅色和黃色。然而， 這些發(fā)射體仍然必須吸收一些白光并因此降低了這些發(fā)射體的效率，并且對于在1931CIE 色空間中距白光發(fā)光層的色度更遠(yuǎn)的發(fā)射體而言，這種效率降低更為嚴(yán)重。因而，隨著增加 附加色域70的大小，可以通過附加色域產(chǎn)生更多的顏色，但是附加色域的效率降低。在給 定顯示器的一些點處，將存在可通過使用附加色域而實現(xiàn)的最大的功率降低。由于大多數(shù) 應(yīng)用包括顯示具有與色域限定原色相比相對地接近顯示器白點色度的色度的有優(yōu)勢的像 素，所以由附加發(fā)射體的色度坐標(biāo)限定的附加色域?qū)⑼ǔＴ?931CIE色度圖內(nèi)具有小于或 等于由相同的色空間內(nèi)的色域限定原色限定的色域的區(qū)域的50%的區(qū)域。也就是說，顯示 器色域和附加色域在1931CIE色度圖中將具有各自的區(qū)域，并且附加色域的區(qū)域等于或小 于顯示色域的一半。實際上，當(dāng)附加色域限定原色包括通常的基于顏料或染料的濾色器時， 如那些在本領(lǐng)域中慣用的，由附加發(fā)射體的色度坐標(biāo)限定的附加色域?qū)⑼ǔＴ?931CIE色 度圖中具有小于或等于由色域限定原色限定的色域的區(qū)域的20%，并且在很多優(yōu)選實施方式中，附加色域的區(qū)域?qū)⑿∮陲@示器色域的區(qū)域的10%。
[0048]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3A，示出了可用于本發(fā)明的子像素的排列的一個基本實施方式的平面 圖。像素110分別包括色域限定紅光、綠光和藍(lán)光發(fā)射體或子像素130、170和150。像素 110還分別包括附加的青光發(fā)射體、品紅光發(fā)射體和黃光發(fā)射體或子像素160、140和180。
[0049]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3B，示出了可用于本發(fā)明的子像素的排列的另一個基本實施方式的平 面圖。像素120包括與以上的像素110相同的色域限定發(fā)射體或子像素，并且還分別包括 附加的青光發(fā)射體和品紅光發(fā)射體或子像素160和140。然而，在這個實施方式中，第三附 加發(fā)射體是白光發(fā)射體或子像素190。與像素110相比，盡管這將提供較小的附加色域，但 是能夠通過不對下面的白光發(fā)射體濾色而簡單地產(chǎn)生白光發(fā)射體190。因而，與像素110相 t匕，像素120代表了 OLED顯示器的更簡單的制造過程。此外，白光發(fā)射體或子像素190不 需要濾色器，這允許以非常高的發(fā)光效率來產(chǎn)生利用子像素190產(chǎn)生的光的特定顏色。在 特別優(yōu)選實施方式中，白光發(fā)射體190的色度坐標(biāo)和和其它附加發(fā)射體的色度坐標(biāo)(例如， 青光和品紅光發(fā)射體或子像素160和180)將創(chuàng)建包括顯示器白點的色度坐標(biāo)在內(nèi)的色域， 并且該色域更優(yōu)選地包括普通顯示器白點的坐標(biāo)，包括具有6500K到9000K之間的相關(guān)色 溫的日光光源在內(nèi)。因此，在本實施方式中，白光發(fā)射體190將因此理想地具有黃色調(diào)并且 將具有等于或大于0.3128的X坐標(biāo)和等于或大于0.3292的y坐標(biāo)。在另選實施方式中， 如圖3C所示，附加發(fā)射體可以包括品紅光發(fā)射體140和黃光發(fā)射體180以及用于發(fā)射白光 的發(fā)射體190，其中在此實施方式中，白光發(fā)射體190的顏色稍微是顯示器白點的色度坐標(biāo) 的青色，并且將優(yōu)選地具有等于或小于0.2853的X色度坐標(biāo)和等于或大于0.4152的y色 度坐標(biāo)。
[0050]為了提供高效率的顯示器，白光發(fā)光單元將優(yōu)選地包括至少三種不同發(fā)光材料， 各種材料具有不同的光譜發(fā)光峰值強度。這里使用的術(shù)語“峰值”是指將發(fā)出的可見能量 的發(fā)光強度聯(lián)系到發(fā)射該可見能量的光譜頻率的函數(shù)中的極大值。這些峰值可以是這個函 數(shù)內(nèi)的局部極大值。例如，典型的白光OLED發(fā)射體將經(jīng)常至少包括紅色雜質(zhì)、綠色雜質(zhì)和 藍(lán)色雜質(zhì)，并且這些雜質(zhì)中的每一種將產(chǎn)生白光發(fā)射體的發(fā)光光譜內(nèi)的局部極大值(因此， 峰值)。期望的白光發(fā)射體還可以包括其它雜質(zhì)，諸如黃色雜質(zhì)，或者可以包括兩種雜質(zhì)，一 種是淺藍(lán)色并且一種是黃色，均在發(fā)光光譜內(nèi)產(chǎn)生峰值。兩個或更多個濾色器將均具有各 自的光譜透射函數(shù)，其中這個光譜透射函數(shù)涉及透射穿過濾色器的發(fā)光能量的百分比作為 光譜頻率的函數(shù)。期望的是兩個或更多個濾色器的光譜透射使得在對應(yīng)于將發(fā)光強度關(guān)聯(lián) 到白光發(fā)光層內(nèi)的各不同雜質(zhì)的光譜頻率的函數(shù)中的峰值的光譜頻率處，濾色器透射的入 射能量的百分比是50%或更高。在優(yōu)選實施方式中，白光發(fā)光單元至少包括三種不同的發(fā) 光材料，各種發(fā)光材料具有的光譜發(fā)射在唯一峰值光譜頻率處在強度上具有峰值，并且其 中，這兩個或者更多個濾色器均具有使得這兩個或更多個濾色器的光譜透射在與發(fā)光材料 中的至少兩種材料的峰值強度相對應(yīng)的光譜頻率處是50%或更高的光譜透射函數(shù)。
[0051]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，示出了可用于本發(fā)明的子像素的排列的另一個實施方式的平面圖， 該實施方式具有平衡了子像素的壽命的優(yōu)點。OLED顯示器200示出紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)、 青(C)、品紅(M)和黃(Y)子像素的矩陣。CMY子像素的數(shù)量是RGB子像素的數(shù)量的三倍。 這是因為如圖1和圖2所示，在產(chǎn)生信號(例如電視傳輸)所需要的顏色時，青、品紅和黃子 像素可以更頻繁得多地被使用。如之前所指出的，像素是指包括重復(fù)的子像素陣列并且能夠顯示顯示器顏色的全色域的顯示面板的最小區(qū)域。圖4是能夠顯示顯示器顏色的全色域 的顯示器中的陣列的示例，其中該整個陣列可以被定義為“像素”。然而，這并不意味著將輸 入圖像信號中的數(shù)據(jù)的單個像素映射到這個陣列，而是利用本領(lǐng)域中通常采用的子像素插 值法，能夠?qū)⑤斎霐?shù)據(jù)的多個像素映射到該一個顯示器像素。
[0052]對于附加色域70之外的顏色的情況，將使用RGB子像素中的一個或更多個，這是 低效率的。如上所述，效率低的第一個原因是濾色器去除了由位于其下的白光發(fā)射體產(chǎn)生 的光的很大量，因此這些發(fā)射體具有較低的發(fā)光效率。第二個原因與人類視覺有關(guān)，人類視 覺在接近視覺的藍(lán)色和紅色極限時較不靈敏，這對于紅光子像素和藍(lán)光子像素尤其這樣。 這些子像素將因此不僅與不濾色的白子像素相比具有低的發(fā)光效率，而且即使具有與白光 發(fā)射體相同的發(fā)光效率，也將具有比白光發(fā)射體低的發(fā)光效率。因此，可能必須將色域限定 子像素特別是藍(lán)子像素和紅子像素驅(qū)動到更高強度，以實現(xiàn)改善的視覺響應(yīng)。因而，可能違 反直覺地在OLED顯示器200中具有比RGB子像素多的CMY子像素。然而，圖2示出如果附 加發(fā)射體(CMY子像素)可以產(chǎn)生大部分高概率和中概率顏色，則將相對不頻繁地要求色域 限定像素進(jìn)行發(fā)射。因為如此，當(dāng)需要時，有可能驅(qū)動色域限定像素到更高強度，同時僅稍 稍增大顯示器功率要求。此外，驅(qū)動色域限定子像素到更高強度可減少子像素的有效壽命。 然而，與RGB子像素是唯一的發(fā)射體的顯示器相比，對這些子像素的相對不頻繁的使用實 際上可增加它們的壽命。因而，能夠利用較大數(shù)量的CMY子像素來平衡較少的RGB子像素 的有效壽命。
[0053]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5A，示出了可用于本發(fā)明的子像素的排列的另一個實施方式的平面 圖。這種排列可以在本發(fā)明有用的OLED顯示器內(nèi)形成像素210。如圖所示，圖5A的像素 210包括兩個部分212和214。第一部分212是與圖3A所示的相同的子像素排列，具有紅 色域限定子像素216a、綠色域限定子像素224a和藍(lán)色域限定子像素220a以及青附加子像 素222a、品紅附加子像素218a和黃附加子像素226a。第二部分214包括類似的紅色域限定 子像素216b、綠色域限定子像素224b和藍(lán)色域限定子像素220b以及青附加子像素222b、 品紅附加子像素218b和黃附加子像素226b，然而，該第二部分已經(jīng)被進(jìn)行了幾何變換，使 得子像素的第一行和第二行顛倒。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，可以進(jìn)行幾何變換，諸如 圖5A例示的那樣，以獲得子像素的其它期望排列。
[0054]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5B，示出了可用于本發(fā)明的OLED裝置的一個實施方式的截面圖。圖5B 示出沿圖5A的分割線230的截面圖。OLED顯示器300包括設(shè)置在基板320上的一系列陽 極330以及與陽極330隔開的陰極390。至少一個發(fā)光層350設(shè)置在陽極330和陰極390 之間。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的不同的發(fā)光層或發(fā)光層的組合可以用作本發(fā)明中的白 光發(fā)射體。OLED裝置300還包括設(shè)置在陽極330與發(fā)光層之間的空穴傳輸層340以及設(shè)置 在陰極390與發(fā)光層之間的電子傳輸層360。OLED裝置300還可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已 知的其它層，諸如空穴注入層或電子注入層。
[0055]一系列陽極330中的每一個代表針對子像素的單獨控制。各個子像素包括濾色 器:紅濾色器325r、品紅濾色器325m、藍(lán)濾色器325b、青濾色器325c、綠濾色器325g和黃 濾色器325y。各個濾色器僅僅用于使發(fā)光層350產(chǎn)生的寬帶光的一部分通過。各個子像 素因而是色域限定RGB發(fā)射體或附加CMY發(fā)射體中的一種。例如，紅濾色器325r允許發(fā)出 的紅光395r透過。類似地，各個其它濾色器允許相應(yīng)的發(fā)出的光透過，例如，品紅色發(fā)射光395m、藍(lán)色發(fā)射光395b、青色發(fā)射光395c、綠色發(fā)射光395g和黃色發(fā)射光395y。本發(fā)明需 要對應(yīng)于紅光發(fā)射體、綠光發(fā)射體和藍(lán)光發(fā)射體的三個濾色器以及對應(yīng)于三個附加發(fā)射體 的兩個或更多個濾色器。在本實施方式中，三個附加發(fā)射體在的每一個都包括濾色器。在另 一個實施方式中，如以上所討論的，黃濾色器325y或青濾色器325c可以省略。還應(yīng)注意， 濾色器325r、325m、325b、325c、325g、325y被示出在基板320的與發(fā)光層350相反的一側(cè)。 在更典型的裝置中，濾色器325r、325m、325b、325c、325g、325y設(shè)置在基板320的與發(fā)光層 350相同的一側(cè)，并且經(jīng)常設(shè)置在基板320與陽極30之間或設(shè)置在陰極390上。然而，在其 中基板320與OLED顯示器的像素的在平面圖中的最小尺寸相比薄的OLED顯示器中，經(jīng)常 期望如圖5B所示那樣將濾色器325r、325m、325b、325c、325g、325y布置在基板320的與發(fā) 光層350相反的一側(cè)。
[0056]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5C，示出了可用于本發(fā)明的OLED裝置的另一個實施方式的截面圖。除 了用于色域限定發(fā)射體的濾色器由附加發(fā)射體的濾色器的組合形成之外(例如，已知作為 減色(subtractive color)的青色、品紅色和黃色)，OLED裝置310類似于圖5A中的OLED 裝置300。在OLED裝置310中，所發(fā)出的品紅色光395m、青色光395c和黃色光395y分別 是使用各自的品紅濾色器325m、青濾色器325c和黃濾色器325y形成的。但是，所發(fā)出的紅 光、綠光和藍(lán)光是通過上述這些濾色器的組合形成的。因而，發(fā)出的紅光395r是分別使用 品紅濾色器325m和黃濾色器325y的組合形成的。類似地，所發(fā)出的藍(lán)光395b是使用青濾 色器和品紅濾色器的組合形成的。并且所發(fā)出的綠光395g是使用青濾色器和黃濾色器的 組合形成的。
[0057]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，并且參照圖1，示出了本發(fā)明的方法400的框圖。針對這個討論，將 假定附加發(fā)射體是青色、品紅色和黃色，或者CMY。將理解，該方法可應(yīng)用于附加發(fā)射體的 其它組合。提供OLED顯示器(步驟410)，該OLED顯示器可以包括:圖5B中的白光發(fā)光層 350 ;用于發(fā)出對應(yīng)于與紅藍(lán)色域限定發(fā)射體、綠藍(lán)色域限定發(fā)射體和藍(lán)色域限定發(fā)射體相 對應(yīng)的光的三個濾色器325r、325g、325b，每個發(fā)射體具有各自的色度坐標(biāo)(例如，圖1的 25r、25g、25b)，其中圖5B中的色域限定發(fā)射體335r、335g、335b的色度坐標(biāo)限定顯示器色 域(圖1中的20);以及兩個或者更多個附加濾色器325c、325m、325y，它們用于過濾與具有 顯示器色域20內(nèi)的色度坐標(biāo)75c、75m、75y的三個附加色域內(nèi)發(fā)射體335c、335m、335y相對 應(yīng)的光，并且其中，三個附加發(fā)射體335c、335m、335y的色度坐標(biāo)75c、75m、75y形成附加的 顯示器色域70。各個過濾后的發(fā)射體335r，335g, 335b, 335c, 335m和335y具有對應(yīng)的發(fā) 光效率。如上所述，各個附加發(fā)射體335c、335m和335y的發(fā)光效率大于各個色域限定發(fā)射 體335r、335g和335b的發(fā)光效率。接收到與要在色域內(nèi)顯示的期望顏色和強度相對應(yīng)的 三分量(例如，RGB)輸入圖像信號(步驟420)。將三分量輸入圖像信號變換為六分量驅(qū)動信 號(例如，RGBCMY或RGBCMW)(步驟430)。接著，將六分量驅(qū)動信號提供到OLED顯示器的各 個發(fā)射體(步驟440)以顯示與輸入圖像信號相對應(yīng)的圖像，因而與僅驅(qū)動色域限定原色到 相同的顯示器白點亮度所需要的功率相比，功率降低。因為輸入圖像信號指示顯示器提供 的很多顏色可以僅通過更有效的附加發(fā)射體的組合來產(chǎn)生，所以這個過程將使得驅(qū)動顯示 器所需要的功率降低。
[0058]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7，更詳細(xì)地示出了圖6的步驟430。盡管這個方法可以用于將三分量 輸入圖像信號轉(zhuǎn)換為六分量或更多分量的驅(qū)動信號，但是可以使用相同的基本方法將三分量輸入圖像信號轉(zhuǎn)換為任意的五分量或更多分量的驅(qū)動信號。參照圖1，用于給定信號的三分量輸入圖像信號可以在附加色域20之內(nèi)或之外，但是通常被限定為在Rec.709色域20 內(nèi)。如果三分量輸入圖像信號的顏色在附加色域70內(nèi)(步驟450)，則青(C)光發(fā)射體、品紅 (M)光發(fā)射體、黃(Y)光發(fā)射體可以被單獨使用來形成期望的顏色，并且可以根據(jù)紅(R)、綠 (G)、藍(lán)(B)信號計算CMY發(fā)射體的強度(步驟460)。輸入信號被表示為六分量值RGB000， 意味著該信號沒有CMY分量(后三部分)。從步驟460轉(zhuǎn)換來的信號可以被表示為000CMY， 意味著信號完全由青色、品紅色和黃色強度組成。
[0059]應(yīng)理解，有很多方式將上述三分量信號變換為驅(qū)動顯示器的六分量信號。在極端情況下，可以存在空變換(null transformation),使得色域限定發(fā)射體被單獨使用來顯示期望顏色，例如，初始值RGB000。不管三分量輸入圖像信號指示的顏色如何，都可以這個變換。然而，該方法效率低并且造成高的功率消耗。
[0060]在另一極端情況下，可以這樣來變換顏色，即，使顏色將由最有效的原色形成。盡管可以使用多種方法來實現(xiàn)這個變換，但是在一個有用的方法中，可以將顯示器的色域劃分為多個不交疊的邏輯子色域。這些邏輯子色域是使用三個色域限定發(fā)射體或附加發(fā)射體的色度坐標(biāo)限定的顯示器色域的部分。這些邏輯子色域包括由具有RGBCMY發(fā)射體的顯示器內(nèi)的CMY 0咖、發(fā)射體的色度坐標(biāo)限定的區(qū)域。注意，在具有較少發(fā)射體的顯示器中，邏輯子色域的數(shù)量將減少。為了進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以使用圖7中的詳細(xì)過程來執(zhí)行步驟430。步驟430包括接收460三分量輸入圖像信號。對該三分量輸入圖像信號進(jìn)行分析以確定所指示的顏色位于哪個邏輯子色域中，并且使用本領(lǐng)域已知方法，使用與適當(dāng)邏輯子色域的色度坐標(biāo)相對應(yīng)的原色矩陣，將三分量輸入圖像信號變換為這三個信號的組合。這包括選擇原色矩陣480并且向三分量輸入圖像信號應(yīng)用將這個原色矩陣的逆以獲得強度值。當(dāng)應(yīng)用這個方法時，當(dāng)三分量輸入圖像信號對應(yīng)于具有位于附加色域內(nèi)的色度坐標(biāo)的顏色時，變換該顏色并使用附加發(fā)射體再現(xiàn)該顏色，并且實際上僅使用附加發(fā)射體來再現(xiàn)這些顏色，得到包括000CMY的驅(qū)動信號，其中CMY大于零。因此，以非常高的效率再現(xiàn)了具有位于附加色域內(nèi)的顏色的三分量輸入圖像信號。此外，變換對應(yīng)于位于顯示器色域內(nèi)但是在附加色域外的顏色的三分量輸入圖像信號被并且使用色域限定發(fā)射體和附加發(fā)射體的組合進(jìn)行再現(xiàn)。例如，可以用00BCM0來再現(xiàn)藍(lán)色，其中BCM大于O。位于由 CMB、MYR或YCG發(fā)射體的色度坐標(biāo)限定的邏輯子色域內(nèi)的三分量輸入圖像信號使用色域限定發(fā)射體中的一個與附加發(fā)射體中的兩個的組合來再現(xiàn)，而位于由BRM、RGY和GBC發(fā)射體的色度坐標(biāo)限定的邏輯子色域內(nèi)的三分量輸入圖像信號使用色域限定發(fā)射體中的兩個與附加發(fā)射體中的一個的組合來再現(xiàn)。
[0061]當(dāng)應(yīng)用這個方法時，提供了不超過三個發(fā)射體的強度值以形成任何顏色，因此，子像素中一半將是暗的。這可以導(dǎo)致對于觀眾感覺OLED顯示器上的顯示看起來很奇怪。因此，在一些情況下，當(dāng)形成顏色時，可能需要采用更大數(shù)量的子像素。當(dāng)顏色具有高亮度時， 尤其是這樣。在此情形下，計算使用色域限定原色的變換是可能的，例如，通過應(yīng)用500色域限定原色的逆原色矩陣并接著應(yīng)用520混合因數(shù)，該混合因數(shù)創(chuàng)建用于驅(qū)動顯示器的發(fā)射體的混合信號，其可以表示為R’ G’ B’ C’ M’ Y’。該混合信號基本上是從步驟490和500輸出的信號的加權(quán)平均。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以基于功率消耗和圖像質(zhì)量的期望折中來選擇 510RGB到邏輯子色域混合參數(shù)。還可以基于三分量輸入圖像信號或根據(jù)三分量輸入圖像信號計算出的參數(shù)(諸如在三分量輸入圖像信號的空間區(qū)域內(nèi)的邊緣的亮度或強度)，來選 擇510這個混合因數(shù)。這個混合信號將是0到I之間的值，并且將乘以從步驟500得到的 信號并接著加到一減去混合因數(shù)和從步驟490得到的信號的被乘數(shù)。在選擇并且應(yīng)用了這 個混合因數(shù)時，轉(zhuǎn)換處理完成。
[0062]盡管被示為決策樹，將理解的是，步驟430可以按照其它方式實現(xiàn)，例如，查找表。 在另一個實施方式中，步驟430可以實現(xiàn)為算法，該算法計算七個不交疊的邏輯子色域中 的每一個中的輸入顏色的強度并應(yīng)用具有正強度的矩陣。這將提供最低的功率消耗選擇。 在此情況下，可以選擇應(yīng)用具有完整色域20或者剩余邏輯子色域中的一個或者更多個的 混合參數(shù)，代價是具有稍高的功率消耗，如果其它特性是期望的，例如，改進(jìn)顯示器中的發(fā) 射體的壽命或改進(jìn)圖像質(zhì)量。
[0063]在本發(fā)明的方法中有用的OLED顯示器中，經(jīng)常從電力總線向發(fā)射體提供電力。通 常，總線將發(fā)射體連接到具有公共電壓的公共電源，因此能夠提供公共峰值電流和功率。當(dāng) 使用附加發(fā)射體時，這并不是嚴(yán)格必須的，并且在一些實施方式中，通過單獨的電源向附加 發(fā)射體提供電力是有益的，具有比提供給色域限定發(fā)射體低的體電壓(bulk voltage)(以 下定義)和峰值功率。
[0064]注意，在這些顯示器中，將通常向OLED顯示器內(nèi)的子像素的陰極或陽極中的任一 方提供固定電壓，而陽極和陰極另一方上的電壓將變化以創(chuàng)建OLED上的電勢以促進(jìn)電流 流動，從而發(fā)光。在有源矩陣OLED顯示器中，由有源電路提供可變電流，例如，包括薄膜晶 體管，用于當(dāng)從分布式導(dǎo)電層向OLED的另一側(cè)提供固定電壓時，調(diào)制從電源線到OLED的電 流。由于電源線將被提供恒定電壓，因此體電壓被定義為在分布式導(dǎo)電層上提供的電壓與 電源線提供的電壓之間的差。通過向電源線或?qū)щ妼臃峙洳煌碾妷?，可以調(diào)整體電壓的 大小(絕對值)以及OLED發(fā)射體上的最大電壓的大小以調(diào)整連接到電源線的任意OLED發(fā)射 體可產(chǎn)生的峰值亮度。這個大小與電源線是連接到OLED發(fā)射體的陽極還是陰極有關(guān)(即， 可以針對反相(inverted)、非反相、PMOS、NMOS和任何其它驅(qū)動構(gòu)造來計算)。
[0065]在本實施方式中，通過使電壓降低并減小電流，對附加發(fā)射體的電力減少。因此， 本發(fā)明的方法將進(jìn)一步包括向發(fā)射體提供電力，其中向色域限定發(fā)射體提供具有第一體電 壓大小的電力，并且向附加發(fā)射體提供具有第二體電壓大小的電力，其中第二體電壓大小 大于第一體電壓大小。在這個構(gòu)造中，EL顯示器將通常具有在基板上沉積的電力總線，將 在總線的第一陣列上提供第一電壓電平，并且將在電力總線的第二陣列上提供第二電壓電 平。色域限定發(fā)射體將連接到電力總線的第一陣列，并且附加發(fā)射體將連接到電力總線的 第二陣列。電力總線的第一陣列的體電壓大小(電力總線和基準(zhǔn)電極之間的電壓的絕對差) 優(yōu)選地大于電力總線的第二陣列。
[0066]在另一個實施方式中，各個發(fā)射體(S卩，色域限定發(fā)射體和附加發(fā)射體)附接到同 一電力總線，因此顯示器能夠向各發(fā)射體提供相同電力，而與發(fā)射體的效率無關(guān)。本發(fā)明的 OLED顯示器被驅(qū)動以使用其全功率范圍，因此附加發(fā)射體產(chǎn)生的顏色可具有比僅使用色域 限定發(fā)射體產(chǎn)生的明顯更高的亮度。當(dāng)在第一時間段在向三個附加發(fā)射體中的每一個施加 電流并在第二時間段在向三個色域限定發(fā)射體中的每一個施加相同電流時，第一時間段產(chǎn) 生的亮度優(yōu)選地是第二時間段產(chǎn)生的亮度的至少兩倍，更優(yōu)選的是比第二時間段產(chǎn)生的亮 度高至少四倍。在本實施方式中，驅(qū)動信號的六個分量包括驅(qū)動附加發(fā)射體以實現(xiàn)這些更高的亮度值。此外，期望向OLED顯示器的各個發(fā)射體提供驅(qū)動信號的六個分量，使得在顯 示器上再現(xiàn)與顯示器色域內(nèi)的顏色的色度坐標(biāo)相對應(yīng)的輸入信號，亮度值高于單獨通過色 域限定發(fā)射體的組合能夠在相同色度坐標(biāo)產(chǎn)生的亮度值。然而，可以使用多個方法來進(jìn)行 這些呈現(xiàn)方法中的每一種以避免降低在EL顯示器上顯示的圖像的飽和度，期望在基于圖 像的內(nèi)容呈現(xiàn)或再現(xiàn)任何顯示的圖像時調(diào)整顯示器的顯示器白點亮度，使得與要求在高強 度水平使用少量的色域限定原色的圖像相比，要求在高強度水平使用大量色域限定原色的 圖像以相對較低的顯示器白點亮度值再現(xiàn)。
[0067]圖8提供了用于根據(jù)色域限定原色的使用來調(diào)整顯示圖像的峰值亮度的具體方 法。當(dāng)把任何三分量輸入圖像信號轉(zhuǎn)換到任何五分量或六分量驅(qū)動信號時，可以應(yīng)用這個 一般方法。如圖所示，該方法包括接收600三分量輸入圖像信號并將該三分量輸入圖像信 號轉(zhuǎn)換為線性強度值。該轉(zhuǎn)換是本領(lǐng)域已知的，并且通常包括進(jìn)行非線性變換以將通常在 非線性空間中編碼的三分量輸入圖像信號轉(zhuǎn)換到對于要顯示的顏色的期望亮度而言線性 的空間。該轉(zhuǎn)換通常還包括顏色空間旋轉(zhuǎn)以將輸入圖像信號轉(zhuǎn)換為顯示器的色域限定原 色。這個轉(zhuǎn)換通常將提供如下轉(zhuǎn)換，即，當(dāng)白色是由色域限定原色的組合形成時，白色被賦 予線性強度值1.0并且黑色被賦予線性強度值O。接著，選擇640增益值。對于初始圖像， 這個增益值可以是一；然而，如進(jìn)一步討論的，選擇這個增益值以將顯示器白點亮度調(diào)整到 比使用色域限定原色的任意組合可產(chǎn)生的值更高的值。接著，將該增益值應(yīng)用620于線性 強度值。
[0068]在圖7描繪的方法在，可以接著確定630規(guī)定顏色駐留的邏輯子色域。如上所述， 選擇650原色矩陣，并且在步驟660將其應(yīng)用于增益后的線性強度值。這個步驟使用三個最 有效的發(fā)射體將原始信號轉(zhuǎn)換為三色信號。接著，選擇680混合因數(shù)。應(yīng)用690這個混合 因數(shù)以把從步驟620獲得的原始增益后的線性強度值與從步驟660獲得的最有效發(fā)射體值 混合起來。接著，對未被賦值的任何發(fā)射體賦以零值。接著，在步驟700中確定被賦予色域 限定(即，RGB)發(fā)射體的最大值。如果這些值中的任一個值大于1.0，則將所述值裁剪(710) 到1.0并且確定被裁剪的值的數(shù)量。裁剪值(710)的處理可導(dǎo)致不期望的顏色缺陷。因此， 選擇替換因數(shù)730通常是有用的。這個替換因數(shù)對應(yīng)于亮度的由于裁剪而失去的部分，該 部分將被來自附加發(fā)射體中的一個或更多個發(fā)射體的亮度替換。接著，應(yīng)用740該替換因 數(shù)以確定要向附加發(fā)射體添加以替換裁剪(720)部分的強度。這包括從步驟690獲得的色 域限定發(fā)射體值中減去從步驟710獲得的裁剪值，接著將所選擇730的替換因數(shù)應(yīng)用于該 值并且最終應(yīng)用所選擇的次發(fā)射體的比例，以替換經(jīng)裁剪的色域限定發(fā)射體值的亮度。接 著，通過將步驟740確定的值與步驟690中確定的附加發(fā)射體值相加以調(diào)整(750)用于附 加發(fā)射體的信號，以產(chǎn)生驅(qū)動信號。最終，向顯示器提供(760)得到的驅(qū)動信號。當(dāng)要顯示 下一個圖像時，必須選擇(640)新的增益值。為了進(jìn)行這個選擇，可以在這個選擇過程中使 用統(tǒng)計信息，諸如從步驟700獲得的最大色域限定發(fā)射體值以及剪裁的色域限定發(fā)射體值 的數(shù)量。例如，如果最大色域限定發(fā)射體值明顯小于1.0，則可選擇較高的增益值。然而，如 果在步驟710期間剪裁了大量的值，則可選擇較低的增益值。增益值的調(diào)整可以迅速發(fā)生 或緩慢發(fā)生。已經(jīng)觀察到，當(dāng)前一圖像是視頻的場景中的第一圖像時，期望增益值的迅速變 化或大的變化，但是當(dāng)顯示單個場景時，則期望緩慢變化或小的變化。當(dāng)期望增益值的迅速 變化或大的變化時，通過利用圖像中的最大強度值來歸一化最大的可能強度值(例如1.0)，可以獲得調(diào)整。在30fps視頻的每個視頻幀中，增益的適當(dāng)?shù)妮^慢變化的或小的變化經(jīng)常 強度值的百分之I到2變化的數(shù)量級。如所描述的，圖8描繪的方法包括變換三分量輸入 圖像信號以使得基于三分量輸入圖像信號的內(nèi)容來調(diào)整顯示器的亮度。
[0069]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，盡管圖8描繪的方法將允許將三分量輸入圖像信號變換 為用于驅(qū)動顯示器的六分量圖像信號，相同方法可以應(yīng)用于將三分量輸入圖像信號轉(zhuǎn)換為 用于驅(qū)動顯示器的五分量圖像信號。轉(zhuǎn)換為五分量圖像信號和六分量圖像信號之間的主要 差別是對于五分量圖像信號狀況存在少了一個可能的子色域，這是因為不能通過僅應(yīng)用色 域內(nèi)的發(fā)射體來形成子色域。因此，如圖6所示的用于在彩色顯示器上顯示圖像的方法(包 括圖8的更具體的步驟)包括提供具有所選擇的顯示器白點亮度和色度的彩色顯示器(圖6 中的步驟410)，在圖10中示出了該彩色顯示器的一部分850。該彩色顯示器包括三個色域 限定發(fā)射體，例如，紅光發(fā)射體860、綠光發(fā)射體864和藍(lán)光發(fā)射體875。這些發(fā)射體的色度 在圖9的色度圖800被示為紅色度坐標(biāo)805、綠色度坐標(biāo)810和藍(lán)色度坐標(biāo)815。這些色度 坐標(biāo)限定了顯示器色域820。該顯示器還包括兩個或更多個附加發(fā)射體，如圖10所示，包括 第一附加發(fā)射體855和第二附加發(fā)射體875。這兩個或更多個附加發(fā)射體855和875在顯 示器色域820內(nèi)在圖9中的不同色度坐標(biāo)825和830發(fā)光。各個發(fā)射體855、860、865、870、 875具有對應(yīng)的峰值亮度和色度坐標(biāo)。色域限定發(fā)射體805、810、815在目標(biāo)顯示器白點色 度產(chǎn)生色域限定峰值亮度，并且色域限定峰值亮度低于顯示器白點亮度。也就是說，當(dāng)應(yīng)用 色域限定發(fā)射體860、865、870以創(chuàng)建與顯示器白點色度等同的色度時，得到的亮度將低于 顯示器白點亮度。接著，接收三分量輸入圖像信號(圖6中的步驟420)，其對應(yīng)于補充色域 內(nèi)的色度，例如圖9所示的子色域835，由來自包括附加發(fā)射體855和875中至少一個的三 個發(fā)射體的光的組合限定。三分量輸入圖像信號接著被轉(zhuǎn)換為五分量驅(qū)動信號(圖6中的 步驟430)，使得當(dāng)在顯示器上再現(xiàn)變換后的圖像信號時，再現(xiàn)的亮度值高于在顯示器上利 用色域限定發(fā)射體860、865、870再現(xiàn)時輸入信號的三個分量的各個亮度值之和。最終，向 顯示器的各個色域限定發(fā)射體860、865、870以及附加發(fā)射體855、875提供(圖6中的步驟 440)五分量驅(qū)動信號，以顯示與輸入圖像信號相對應(yīng)的圖像。注意，該方法要求存在發(fā)射 體的至少兩個組合，其可用于產(chǎn)生顯示器白點色度。這兩個組合包括色域限定發(fā)射體860、 865,870和至少一個附加發(fā)射體(例如，870)，可以與兩個或者更多個色域限定發(fā)射體(例 如，855、875)組合來產(chǎn)生顯示器白點的色度(在本示例中0.3,0.3)。此外，使用附加發(fā)射體 可產(chǎn)生的顯示器白點亮度將高于僅使用色域限定發(fā)射體可產(chǎn)生的顯示器白點亮度。這是通 過提供顯示器的色域820內(nèi)的具有比色域限定原始860、865、870明顯更高的發(fā)光效率的附 加發(fā)射體855、875來實現(xiàn)的。
[0070]在這個方法中，基于三分量輸入圖像信號，并且更具體地，基于三分量輸入圖像信 號中的顏色的飽和度和明亮度，選擇針對三分量輸入圖像信號的顯示器白點亮度。
[0071]更具體地，當(dāng)接收到代表不具有明亮的完全飽和的顏色的圖像的三分量輸入信號 時，發(fā)射體的第二組合內(nèi)的顏色的亮度將比輸入了代表包含明亮的完全飽和的顏色的圖像 的三分量輸入信號時高。此外，這個亮度差可以取決于顯示明亮的完全飽和的顏色的像素 的數(shù)量，使得利用10%的像素顯示明亮的完全飽和的顏色的圖像將具有比利用小于1%的像 素顯示明亮的完全飽和的顏色的圖像高的白點亮度。這是正確的，因為如果當(dāng)顯示包含10% 或更多的明亮且完全飽和的像素的圖像時增益值很大，那么大量的像素將被裁剪。通過使用前面詳細(xì)描述的圖8所示的方法進(jìn)行變換(圖6中的步驟430)，可以獲得用于顯示器的適當(dāng)驅(qū)動信號。如以前討論的，通過選擇640增益值，選擇了顯示器白點亮度。增益值是按照使得被裁剪的增益值的數(shù)量維持在可允許限制內(nèi)的方式而選擇的。通過應(yīng)用替換因數(shù)740 來調(diào)整用于被裁剪的特定像素的驅(qū)動信號，使得亮度缺陷不令人不快。
[0072]為了例示本發(fā)明的優(yōu)點，針對四個單獨的顯示器確定功耗。包括僅具有色域限定原色的第一顯示器(顯示器I)、除了色域限定原色以外還具有單個濾色白光發(fā)射體的第二顯示器(顯示器2)。包括具有三個色域限定發(fā)射體以及三個附加發(fā)射體的第三顯示器(顯示器3)，其中一個發(fā)射體不被濾色并且剩余兩個發(fā)射體形成為包括青濾色器和品紅濾色器。 除了包括更多的濾色的附加發(fā)射體之外，顯示器3類似于顯示器2。還包括第四顯示器(顯示器4)，其中在顯示器3的不被濾色的附加發(fā)射體上還包括黃濾色器以及與顯示器3不同的品紅濾色器。各顯示器具有相同的色域限定原色并且除了附加原色的數(shù)量之外相同。附加濾色器是一般可用的濾色器，沒有以任何方式針對本申請而優(yōu)化。紅、綠和藍(lán)色域限定發(fā)射體的x，y色度坐標(biāo)分別是0.665,0.331 ；0.204, 0.704 ;和0.139,0.057。這些色域限定發(fā)射體限定的色域在1931CIE色度圖內(nèi)是0.1613。白光發(fā)射體被形成為包括白光發(fā)光層內(nèi)的四種發(fā)光材料。
[0073]表I示出針對四個顯示器中的各附加發(fā)射體(El、E2、E3)的色度坐標(biāo)(x，y)以及顯示器色域和附加色域的面積。如所示出的，顯示器3的附加色域具有占顯示器色域的面積的約4.6%的面積，并且顯示器4的附加色域具有占顯示器色域的面積的約7.7%的面積。 因此，根據(jù)本發(fā)明限定的各顯示器的附加色域明顯小于顯示器色域的10%.[0074][表I]模型顯示器的CIEx，y坐標(biāo)
[0075]
【權(quán)利要求】
1.一種在彩色顯示器上顯示圖像的方法，該方法包括:a)提供具有選擇的目標(biāo)顯示器白點亮度和目標(biāo)顯示器白點色度的所述彩色顯示器，所述彩色顯示器包括限定顯示器色域的三個色域限定發(fā)射體和發(fā)射所述顯示器色域內(nèi)的各個不同的色度坐標(biāo)的光的兩個或更多個附加發(fā)射體，其中，各個發(fā)射體具有對應(yīng)的峰值亮度和色度坐標(biāo)，所述色域限定發(fā)射體在所述目標(biāo)顯示器白點色度產(chǎn)生色域限定峰值亮度， 并且所述色域限定峰值亮度低于所述顯示器白點亮度；b)接收三分量輸入圖像信號，所述三分量輸入圖像信號與由包括所述附加發(fā)射體中的至少一個在內(nèi)的三個發(fā)射體的組合限定的補充色域內(nèi)的色度相對應(yīng)；c)將所述三分量輸入圖像信號變換為五分量驅(qū)動信號，使得變換后的圖像信號在所述顯示器上被再現(xiàn)時的再現(xiàn)亮度值高于僅具有色域限定發(fā)射體的顯示器的再現(xiàn)亮度值；以及d)向各個色域限定發(fā)射體和附加發(fā)射體提供所述五分量驅(qū)動信號以顯示與所述輸入圖像信號相對應(yīng)的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟c還包括基于所述三分量輸入圖像信號選擇所述白點売度。
3.一種以降低的功耗在OLED顯示器上顯示圖像的方法，該方法包括:a.0LED顯示器,包括i)白光發(fā)射層；ii)三個濾色器，用于透射與紅色域限定發(fā)射體、綠色域限定發(fā)射體和藍(lán)色域限定發(fā)射體相對應(yīng)的光，各個發(fā)射體具有各自的色度坐標(biāo)，其中，所述色域限定發(fā)射體的色度坐標(biāo)共同限定了顯示器色域；以及iii)兩個或更多個附加濾色器，用于過濾與具有所述顯示器色域內(nèi)的色度坐標(biāo)的三個附加色域內(nèi)發(fā)射體相對應(yīng)的光，其中，所述三個附加發(fā)射體形成附加色域，各個發(fā)射體具有對應(yīng)的發(fā)光效率，并且其中，各個附加發(fā)射體的發(fā)光效率高于所述色域限定發(fā)射體中的每一個的發(fā)光效率； b.接收三分量輸入圖像信號；c.將所述三分量輸入圖像信號變換為六分量驅(qū)動信號；以及d.向所述OLED顯示器的各個發(fā)射體提供所述驅(qū)動信號的六個分量以顯示與所述輸入圖像信號相對應(yīng)的圖像，藉此降低功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，步驟a)包括僅提供與所述附加發(fā)射體中的兩個附加發(fā)射體相對應(yīng)的兩個附加濾色器，并且其中，第三附加發(fā)射體不被濾色。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第三附加發(fā)射體具有等于或小于6500K的相關(guān)色溫，所述OLED顯示器僅包括兩個附加濾色器，并且所述兩個附加濾色器是青濾色器和品紅濾色器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第三附加發(fā)射體具有等于或大于9000K的相關(guān)色溫，所述OLED顯示器僅包括兩個附加濾色器，并且所述兩個附加濾色器是黃濾色器和品紅濾色器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，步驟a)包括準(zhǔn)確地提供與相應(yīng)的附加發(fā)射體對應(yīng)的三個附加濾色器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，與所述附加發(fā)射體相對應(yīng)的所述三個濾色器包括青色、品紅色和黃色。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述三個附加發(fā)射體分別發(fā)射青光、品紅光和黃光。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述顯示器附加地具有帶有限定的色度坐標(biāo)的白點，并且其中，所述附加發(fā)射體的色度坐標(biāo)形成三角形，該三角形包括所限定的白點的色度坐標(biāo)。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，步驟c)包括變換所述三分量輸入信號，使得使用所述附加發(fā)射體再現(xiàn)與所述附加色域內(nèi)的色度坐標(biāo)相對應(yīng)的輸入信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，步驟c)包括變換所述三分量輸入信號，使得僅使用所述附加發(fā)射體再現(xiàn)與所述附加色域內(nèi)的色度坐標(biāo)相對應(yīng)的輸入信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，步驟c)包括變換所述三分量輸入信號，使得使用所述色域限定發(fā)射體和所述附加發(fā)射體的組合來再現(xiàn)與位于所述顯示器色域內(nèi)但在所述附加色域外的色度坐標(biāo)相對應(yīng)的輸入信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，步驟c)包括變換所述三分量輸入信號，使得使用所述色域限定發(fā)射體中的一個和所述附加發(fā)射體中的兩個的組合來再現(xiàn)與位于所述顯示器色域之內(nèi)但在所述附加色域外的色度坐標(biāo)相對應(yīng)的輸入信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，該方法還包括由所述附加發(fā)射體的所述濾色器的組合形成針對所述色域限定發(fā)射體的一個或更多個濾色器。
16.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述顯示器色域和所述附加色域在1931CIE色度圖中具有各自區(qū)域，并且所述附加色域的面積等于或小于所述顯示器色域的面積的一半。
17.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，該方法還包括向所述發(fā)射體提供電力，其中，向所述色域限定發(fā)射體提供具有第一電壓大小的電力，并且向所述附加發(fā)射體提供具有第二電壓大小的電力，其中，所述第二電壓大小與所述第一電壓大小不同。
18.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，步驟c)包括將所述三分量輸入信號中的至少一個所述三分量輸入信號變換為六分量驅(qū)動信號，使得在所述顯示器上再現(xiàn)對應(yīng)顏色，并且亮度高于以單獨通過所述色域限定發(fā)射體的組合在相同色度坐標(biāo)處能夠再現(xiàn)的亮度。
19.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述OLED顯示器具有白點亮度，并且其中，步驟c)包括基于所述三分量輸入圖像信號選擇所述顯示器的所述白點亮度。
20.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述白發(fā)射層包括至少三種不同的發(fā)光材料， 各發(fā)光材料具有包括唯一峰值光譜頻率處的峰值強度的光譜發(fā)射，并且其中，所述兩個或更多個附加濾色器均具有各自的光譜透射函數(shù)，使得在與所述發(fā)光材料中的至少兩種發(fā)光材料的峰值強度相對應(yīng)的光譜頻率處，所述兩個或更多個濾色器的光譜透射是50%或更聞。
【文檔編號】G09G3/36GK103460273SQ201180069997
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月22日
【發(fā)明者】J·W·哈默, M·E·米勒, J·魯?shù)戮S奇 申請人:全球Oled科技有限責(zé)任公司