專利名稱：補(bǔ)償發(fā)光裝置顯示器的不均勻性的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)，更具體地，涉及用于補(bǔ)償發(fā)光裝置顯示器 中元件的不均勻性的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(AMOLED)顯示器是本領(lǐng)域公知的技 術(shù)。例如非晶硅，因其低成本以及廣泛安裝的由薄膜晶體管液晶顯示 器(TFT—LCD)制造的基礎(chǔ)設(shè)施，是AMOLED顯示器的有希望的材
料之一。
所有AMOLED顯示器，不論使用何種背板技術(shù)，不同像素間都會(huì) 表現(xiàn)出亮度差異，主要是因?yàn)楣に嚮蚪Y(jié)構(gòu)的不均等，或因?yàn)殡S時(shí)間的 流逝操作使用漸漸引起的老化。顯示器的亮度不均勻性也可因有機(jī)發(fā) 光二極管(OLED)材料自身化學(xué)性質(zhì)和性能的天然差異而產(chǎn)生。這些 非均勻性必須由AMOLED顯示器電子裝置處理以使顯示裝置達(dá)到市 場大量使用時(shí)的商業(yè)可接受的性能水平。
圖1示出了常規(guī)AMOLED顯示器10的運(yùn)行流程。參照?qǐng)D1，視 頻源12包括各像素的亮度數(shù)據(jù)并以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)14的形式將亮度信號(hào)發(fā) 送給數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器16。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器16可執(zhí)行數(shù)據(jù)處理功能，如 縮放分辨率或改變顯示器的顏色等。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器16將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)18 發(fā)送給數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC 20。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC 20將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)18轉(zhuǎn)換為將被 發(fā)送至像素電路24中的薄膜晶體管(TFT) 26的模擬電壓或電流22。 TFT26將該電壓或電流22轉(zhuǎn)換為流經(jīng)有機(jī)發(fā)光二極管(OLED) 30的 另一電流28。 OLED 30將電流28轉(zhuǎn)換為可見光36。 OLED 30具有 OLED電壓32，是跨越OLED的電壓降。OLED30也具有效率34，其 是發(fā)光量與經(jīng)過OLED的電流的比值。
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)14、模擬電壓/電流22、電流28以及可見光36均包含完 全相同的信息(即亮度數(shù)據(jù))。它們僅是來自視頻源12的初始亮度信
息的不同格式。理想的系統(tǒng)操作是對(duì)于視頻源12的亮度數(shù)據(jù)的給定值，
始終會(huì)產(chǎn)生相同值的可見光36。
但是，存在幾種退化因素(degradation factor)可導(dǎo)致可見光36 產(chǎn)生誤差。隨著不斷使用，對(duì)于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC20的相同輸入，TFT26 輸出的電流28會(huì)降低。隨著不斷使用，OLED30為相同輸入電流需消 耗更大電壓32。由于TFT26不是理想電流源，這實(shí)際上將稍稍減少輸 入電流28。隨著不斷使用，OLED30將失去效率34，并在相同輸入電 流下發(fā)出更少的可見光。
由于這些退化因素，可見光輸出36將隨時(shí)間的經(jīng)過而不斷減少， 即使視頻源12發(fā)送的亮度數(shù)據(jù)相同。根據(jù)顯示器的使用，不同像素可 具有不同的退化(degradation)量。
因此，視頻源12的亮度數(shù)據(jù)指定的一些像素的要求亮度與像素的 實(shí)際亮度間的誤差會(huì)與日俱增。結(jié)果是顯示器不能正常顯示所需圖像。
補(bǔ)償這些問題的一種方法是使用反饋回路。圖2示出了包括反饋 回路的常規(guī)AMOLED顯示器40的運(yùn)行流程。參照?qǐng)D2，使用光探測 器42直接測量可見光36?？梢姽?6被光探測器42轉(zhuǎn)換成測量出的信 號(hào)44。信號(hào)轉(zhuǎn)換器46將測量出的可見光信號(hào)44轉(zhuǎn)換為反饋信號(hào)48。 信號(hào)轉(zhuǎn)換器46可為模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、微型控制器、晶體管或 其它電路或裝置。使用反饋信號(hào)48來修改在其路徑(例如現(xiàn)有部件(如 12、 16、 20、 26、 30)、部件間的信號(hào)線(如14、 18、 22、 28、 36)或 其組合)的某點(diǎn)處的亮度數(shù)據(jù)。
可要求對(duì)現(xiàn)有部件和/或其它電路做出一些修改以允許基于信號(hào)轉(zhuǎn) 換器46的反饋信號(hào)48修改亮度數(shù)據(jù)。如果可見光36的亮度低于視頻 源12的所需亮度，可增加亮度信號(hào)以補(bǔ)償TFT26或OLED 30的退化。 結(jié)果是可見光36將不受退化影響保持恒定。該補(bǔ)償方案常常稱為光反 饋(OFB)。但在圖2所示系統(tǒng)中，光探測器42必須集成于顯示器上， 通常處于各像素內(nèi)，并與像素電路相耦接。即使不考慮將光探測器集 成至各像素時(shí)不可避免的生產(chǎn)問題，也需要光探測器自身不退化。但 這樣的光探測器過于昂貴，難以實(shí)施，且與當(dāng)前安裝的TFT—LCD制 造基礎(chǔ)設(shè)施不兼容。
因此，需要提供可補(bǔ)償顯示器的不均勻性而無需測量光信號(hào)的系
統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供消除或減輕現(xiàn)有系統(tǒng)的至少一個(gè)缺點(diǎn)的方法 和系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了補(bǔ)償包括多個(gè)像素和向各像素電路 提供像素?cái)?shù)據(jù)的源的發(fā)光裝置顯示器的不均勻性的系統(tǒng)，包括修改 應(yīng)用于一個(gè)或多個(gè)像素電路的像素?cái)?shù)據(jù)的模塊，包括基于從第一像 素電路的一部分讀取的測量數(shù)據(jù)來估計(jì)第一像素電路的退化的估計(jì)模 塊；以及基于第一像素電路的退化估計(jì)來校正(correct)應(yīng)用于第一或 第二像素電路的像素?cái)?shù)據(jù)的補(bǔ)償模塊。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了補(bǔ)償具有多個(gè)像素的發(fā)光裝置顯 示器的不均勻性的方法，包括以下步驟基于從第一像素電路的一部 分讀取的測量數(shù)據(jù)估計(jì)第一像素電路的退化；以及基于第一像素電路 退化的估計(jì)來校正應(yīng)用于第一或第二像素電路的像素?cái)?shù)據(jù)。
本發(fā)明內(nèi)容不必說明本發(fā)明的所有特征。


根據(jù)以下參照附圖的說明，本發(fā)明的這些及其它特征將變得更明顯。
圖1示出了常規(guī)AMOLED系統(tǒng)；
圖2示出了包括光探測器和使用光探測器的信號(hào)的反饋方案的常 規(guī)AMOLED系統(tǒng)；
圖3示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的補(bǔ)償方案的發(fā)光顯示系統(tǒng)；
圖4示出了圖3所示發(fā)光顯示系統(tǒng)的示例；
圖5示出了圖4所示像素電路的示例；
圖6示出了圖3所示發(fā)光顯示系統(tǒng)的另一示例；
圖7示出了圖6所示像素電路的示例；
圖8示出了應(yīng)用于圖4所示系統(tǒng)的補(bǔ)償方案模塊的示例；
圖9示出了圖7所示查找表和補(bǔ)償算法模塊的示例；
圖10示出了對(duì)于TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊的輸入的示例。
圖11A—11E示出了應(yīng)用于圖3所示系統(tǒng)的補(bǔ)償方案的試驗(yàn)結(jié)果；
以及
圖12示出了灰度壓縮算法的示例。
具體實(shí)施例方式
使用包括具有TFT和OLED的像素電路的AMOLED顯示器說明 本發(fā)明的實(shí)施例。但是像素電路中的晶體管可使用非晶硅、納米晶硅/ 微晶硅、多晶硅、有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)(如有機(jī)TFT)、 NMOS技術(shù)、CMOS 技術(shù)(如MOSFET)或其組合。晶體管可為p型晶體管或n型晶體管。 像素電路可包括OLED以外的發(fā)光裝置。在以下說明中，"像素"和"像 素電路"可互換使用。
圖3示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的補(bǔ)償方案的發(fā)光顯示系統(tǒng) 100的運(yùn)行。視頻源102包括各像素的亮度數(shù)據(jù)并以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)104的形 式發(fā)送亮度數(shù)據(jù)至數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106可執(zhí)行一 些數(shù)據(jù)操作功能，如縮放分辨率或改變顯示器的顏色。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理 器106發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)108至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC 110。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC 110將 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)108轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流112。模擬電壓或電流112被施加 到像素電路114。像素電路114包括TFT和OLED。像素電路li4基于 模擬電壓或電流112輸出可見光126。
圖3中，作為示例示出了一個(gè)像素電路。但是，發(fā)光顯示系統(tǒng)100 包括多個(gè)像素電路。視頻源102可與圖1和2所示的視頻源12相似。 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC 110可與圖1和2所示的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC 20相似。
為顯示器提供了補(bǔ)償功能模塊130。補(bǔ)償功能模塊130包括對(duì)像素 電路114的測量132 (稱為退化數(shù)據(jù)、測量出的退化數(shù)據(jù)、測量出的 TFT退化數(shù)據(jù)或測量出的TFT和OLED退化數(shù)據(jù))執(zhí)行算法(稱為TFT 至像素電路轉(zhuǎn)換算法)并輸出計(jì)算的像素電路退化數(shù)據(jù)136的模塊 134。注意以下說明中，"TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊"和"TFT至 像素電路轉(zhuǎn)換算法"可互換使用。
退化數(shù)據(jù)132是表示像素電路114的一部分已退化多少的電氣數(shù) 據(jù)(electrical data)。從像素電路114測量的數(shù)據(jù)可表示例如像素電路 114的一部分的一個(gè)或多個(gè)特性。
退化數(shù)據(jù)132是從例如一個(gè)或多個(gè)薄膜晶體管(TFT)、有機(jī)發(fā)光 裝置(OLED)或其組合測量的。注意，像素電路114的晶體管不限于 TFT，像素電路14的發(fā)光裝置不限于OLED。測量出的退化數(shù)據(jù)132 可為數(shù)字或模擬信號(hào)。系統(tǒng)100基于從像素電路的一部分(如TFT) 得出的測量提供補(bǔ)償數(shù)據(jù)，以補(bǔ)償顯示器的不均勻性。不均勻性可包 括亮度不均勻、顏色不均勻或其組合。導(dǎo)致不均勻性的因素可包括但 不限于顯示器中工藝或結(jié)構(gòu)不均等、像素電路的老化等。
可以定期地或在被動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的時(shí)間測量退化數(shù)據(jù)132。計(jì)算出的像 素電路退化數(shù)據(jù)136可為校正顯示器中不均勻性的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。計(jì)算出 的像素電路退化數(shù)據(jù)136可包括產(chǎn)生補(bǔ)償數(shù)據(jù)的任何參數(shù)。補(bǔ)償數(shù)據(jù) 可定期地(如每幀、規(guī)則間隔等)或在被動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的時(shí)間處使用。測 量出的數(shù)據(jù)、補(bǔ)償數(shù)據(jù)或其組合可存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器(如圖8所示142)中。
TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134或TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模 塊134與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106的組合基于測量出的退化數(shù)據(jù)132估計(jì) 整個(gè)像素電路的退化?；谠摴烙?jì)，通過在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106處調(diào) 節(jié)應(yīng)用于某個(gè)(些)像素電路的亮度數(shù)據(jù)(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)104)來補(bǔ)償像素 電路114的整個(gè)退化。
系統(tǒng)100可修改或調(diào)節(jié)應(yīng)用于退化的像素電路或沒退化的像素電 路的亮度數(shù)據(jù)104。例如，如果需要可見光126的值恒定，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處 理器106增加高度退化的像素的亮度數(shù)據(jù)，從而補(bǔ)償退化。
圖3中，TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106 被相互獨(dú)立地提供。但是，TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134可集成 于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106中。
圖4示出了圖3所示系統(tǒng)100的示例。圖4所示像素電路114包 括TFT 116和OLED 120。模擬電壓或電流112被提供給TFT 116。 TFT 116將該電壓或電流112轉(zhuǎn)換為流經(jīng)OLED 120的另一電流118。OLED 120將電流118轉(zhuǎn)換為可見光126。 OLED 120有OLED電壓122，其 是跨越OLED的電壓降。OLED120也具有效率134，是發(fā)光量與經(jīng)過 OLED 120的電流的比率。
圖4所示系統(tǒng)100僅測量TFT的退化。TFT 116和OLED 120的 退化是取決于使用的，且TFT 116和OLED 120在像素電路114中始終
相連。TFT116受壓時(shí)，OLED120也受壓。因此，TFT 116的退化與 像素電路114整體退化之間的關(guān)系可以預(yù)計(jì)。TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算 法模塊134或TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106 的組合僅基于TFT的退化來估計(jì)整個(gè)像素電路的退化。本發(fā)明的實(shí)施 例也可應(yīng)用于獨(dú)立監(jiān)控TFT和OLED退化的系統(tǒng)。
像素電路114具有可測量的部件。從像素電路114獲得的測量在 某種程度上與像素電路的退化有關(guān)。
圖5示出了圖4所示像素電路114的示例。圖5所示像素電路114 是4一T像素電路。像素電路114A包括具有TFT 150和152的開關(guān)電 路、參照TFT154、驅(qū)動(dòng)TFT156、電容器158以及OLED 160。
開關(guān)TFT 150的柵極和反饋TFT 152的柵極連于選擇線Vsd。開 關(guān)TFT 154的第一終端和反饋TFT 152的第一終端連于數(shù)據(jù)線Idata。 開關(guān)TFT 150的第二終端連于參照TFT 154的柵極和驅(qū)動(dòng)TFT 156的 柵極。反饋TFT 152的第二終端連于參照TFT 154的第一終端電容 器158連于驅(qū)動(dòng)TFT 156的柵極和地之間。OLED 160連于電壓源Vdd 和驅(qū)動(dòng)TFT156之間。其它系統(tǒng)(如漏連接格式)中，OLED160也可 連于驅(qū)動(dòng)TFT 156和地之間。
在對(duì)像素電路114A進(jìn)行編程時(shí)，Vsel較高，電壓或電流被施加到 數(shù)據(jù)線Idata。數(shù)據(jù)Idata首先流經(jīng)TFT 150并對(duì)電容器158進(jìn)行充電。 隨電容器電壓的升高，TFT154開始導(dǎo)通，Idata開始經(jīng)過TFT 152和 154流至大地。當(dāng)所有Idata流經(jīng)TFT 152和154時(shí)電容器電壓穩(wěn)定于 該點(diǎn)。流經(jīng)TFT 154的電流被鏡像于驅(qū)動(dòng)TFT 156中。
在像素電路114A中，通過設(shè)置較高的Vsel并在Idata上施加電壓， 可以測量流經(jīng)Idata節(jié)點(diǎn)的電流?；蛘?，通過設(shè)置較高的Vsd并在Idata 上施加電流，可以測量Idata節(jié)點(diǎn)處的電壓。隨著TFT的退化，測量出 的電壓(或電流)將變化，允許記錄測量出的退化。在該像素電路中， 圖4所示模擬電壓/電流112連于Idata節(jié)點(diǎn)。電壓或電流的測量可在沿 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC 110和TFT 116間的連接的任何位置進(jìn)行。
圖4中，TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法被應(yīng)用于TFT 116的測量132。 但是，也可使用從TFT116以外其它位置讀取的電流/電壓信息。例如， OLED電壓122可包括于測量出的TFT退化數(shù)據(jù)132中。
圖6示出了圖3所示系統(tǒng)100的另一示例。圖6所示系統(tǒng)100測 量OLED電壓122。因此，測量出的數(shù)據(jù)132與TFT 116和OLED 120 的退化(圖6所示測量出的TFT和OLED電壓退化數(shù)據(jù)132A)相關(guān)。 圖6所示補(bǔ)償功能模塊130對(duì)TFT退化和OLED退化有關(guān)的信號(hào)執(zhí)行 TFT至像素轉(zhuǎn)換算法134。 TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134或TFT 至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106的組合基于TFT 退化和OLED退化來估計(jì)整個(gè)像素電路的退化。TFT退化和OLED退 化可分開獨(dú)立測量。
圖7示出了圖6所示像素電路114的示例。圖7所示像素電路114B 是4一T像素電路。像素電路114B包括具有TFT 170和172的開關(guān)電 路、參照TFT 174、驅(qū)動(dòng)TFT 176、電容器178以及OLED 180。
開關(guān)TFT 170的柵極和開關(guān)TFT 172的柵極連于選擇線Vsd。開 關(guān)TFT 172的第一終端連于數(shù)據(jù)線Idata而開關(guān)TFT 170的第一終端連 于開關(guān)TFT 172的第二終端，其與參照TFT 174的柵極和驅(qū)動(dòng)TFT 176 的柵極相連。開關(guān)TFT 170的第二終端連于參照TFT 174的第--終端。 電容器178連于驅(qū)動(dòng)TFT 176的柵極和地之間。驅(qū)動(dòng)TFT 176的第一 終端連于電源電壓Vdd。參照TFT 174的第二終端和驅(qū)動(dòng)TFT 176的 第二終端都連于OLED 180。
當(dāng)對(duì)像素電路114B進(jìn)行編程時(shí)，Vsel較高，電壓或電流被施加到 數(shù)據(jù)線Idata。數(shù)據(jù)Idata首先流經(jīng)TFT 172并對(duì)電容器178進(jìn)行充電。 隨電容器電壓的升高，TFT 174開始導(dǎo)通，Idata開始經(jīng)過TFT 170和 174以及OLED 180而流到大地。所有Idata流經(jīng)TFT 152和154時(shí)電 容器電壓穩(wěn)定于該點(diǎn)。流經(jīng)TFT 154的電流鏡像于驅(qū)動(dòng)TFT 156中。 在像素電路114A中，通過設(shè)置較高的Vsel并在Idata上施加電壓，可 以測量流入Idata節(jié)點(diǎn)的電流?；蛘?，通過設(shè)置較高的Vsel并在Idata 上施加電流，可以測量Idata節(jié)點(diǎn)處的電壓。隨著TFT的退化，測量出 的電壓(或電流)將變化，允許記錄測量的退化。注意，與圖5所示 像素電路114A不同，現(xiàn)在的電流流經(jīng)OLED 180。因此，在Idata節(jié)點(diǎn) 進(jìn)行的測量與OLED電壓部分相關(guān)，該OLED電壓隨時(shí)間的經(jīng)過將衰 減。在像素電路114B中，圖6所示模擬電壓/電流112被連到Idata節(jié) 點(diǎn)上。電壓或電流的測量可在沿?cái)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC 110和TFT 116間連接
的任何位置進(jìn)行。
參照?qǐng)D3、 4禾B6，像素電路114可允許測量流出TFT116的電流， 并用作為測量出的TFT退化數(shù)據(jù)132。像素電路114可允許測量OLED 某些部分的效率，并用作測量出的TFT退化數(shù)據(jù)132。像素電路114 也可允許節(jié)點(diǎn)被充電，并測量該節(jié)點(diǎn)放電所需時(shí)間。像素電路114可 允許電測量其任何部分。同樣，給定時(shí)間的放電/充電水平也可用于老 化探測。
參照?qǐng)D8，說明了應(yīng)用于圖4所示系統(tǒng)的補(bǔ)償方案的模塊的示例。 圖8所示補(bǔ)償功能模塊130包括模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器140。 A/D轉(zhuǎn)換器 140將測量出的TFT退化數(shù)據(jù)132轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的測量出的TFT退化 數(shù)據(jù)132B。數(shù)字化的測量出的TFT退化數(shù)據(jù)132B在TFT至像素電路 轉(zhuǎn)換算法模塊134處被轉(zhuǎn)換為計(jì)算出的像素電路退化數(shù)據(jù)136。計(jì)算出 的像素電路退化數(shù)據(jù)136存儲(chǔ)于査找表142中。由于從一些像素電路 測量TFT退化數(shù)據(jù)可能花費(fèi)的時(shí)間較長，計(jì)算出的像素電路退化數(shù)據(jù) 136存儲(chǔ)于查找表142中以供使用。
圖8中，TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法134是數(shù)字算法。數(shù)字TFT至 像素電路轉(zhuǎn)換算法134可在例如微處理器、FPGA、 DSP或另一裝置上 執(zhí)行，但不限于這些示例。查找表142可通過使用存儲(chǔ)器如SRAM或 DRAM來執(zhí)行。存儲(chǔ)器可處于例如微處理器或FPGA的其它裝置中， 也可為獨(dú)立的裝置。
存儲(chǔ)于查找表142中的計(jì)算出的像素電路退化數(shù)據(jù)136對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù) 據(jù)處理器106始終可用。因此，各像素的TFT退化數(shù)據(jù)132不必在每 次數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106需要使用該數(shù)據(jù)時(shí)都測量。退化數(shù)據(jù)132可偶 爾測量(如每20小時(shí)一次，或者更少)。為退化測量使用動(dòng)態(tài)時(shí)間分 配是另一種情況，開始時(shí)抽取次數(shù)較多，老化飽和之后抽取較少。
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106可包括從視頻源102獲取像素電路1M的輸 入亮度數(shù)據(jù)并基于該像素電路或其它像素電路的退化數(shù)據(jù)修改輸入亮 度數(shù)據(jù)的補(bǔ)償模塊144。圖8中，模塊144使用查找表142的信息修改 亮度數(shù)據(jù)。
注意圖8所示結(jié)構(gòu)可用于圖3和6所示系統(tǒng)。注意，査找表142 與補(bǔ)償功能模塊130分開提供，但其也可處于補(bǔ)償功能模塊130內(nèi)。 注意査找表142與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106分開提供，但其也可處于數(shù)字 數(shù)據(jù)處理器106內(nèi)。
圖9示出了數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106的査找表142和模塊144的示例。 參照?qǐng)D9， TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134的輸出是整數(shù)值。該整數(shù) 存儲(chǔ)于查找表142A (與圖8所示142相應(yīng))中。其在查找表142A中 的位置與像素在AMOLED顯示器中的位置相關(guān)。其值為數(shù)字，并增加 到數(shù)字亮度數(shù)據(jù)104中以補(bǔ)償退化。
例如，數(shù)字亮度數(shù)據(jù)可使用8位(256個(gè)值)表示像素的亮度。值 256可表示像素的最大亮度。值128可表示約50 %的亮度。査找表142A 中的值可為增加到亮度數(shù)據(jù)104中以補(bǔ)償退化的數(shù)量。因此，數(shù)字?jǐn)?shù) 據(jù)處理器106中的補(bǔ)償模塊(圖7所示144)可由數(shù)字加法器144A執(zhí) 行。注意，數(shù)字亮度數(shù)據(jù)可根據(jù)使用的驅(qū)動(dòng)器IC而由任意數(shù)目的位表 示(例如，6位、8位、10位、14位等)。
在圖3、 4、 6、 8和9中，TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134將測 量出的TFT退化數(shù)據(jù)132或132A作為輸入，將計(jì)算出的像素電路退 化數(shù)據(jù)136作為輸出。但是，系統(tǒng)也可有其它輸入以計(jì)算補(bǔ)償數(shù)據(jù)， 如圖IO所示。圖IO示出了 TFT像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134的輸入的 示例。圖10中，TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134基于附加輸入(如 溫度、其它電壓等)、經(jīng)驗(yàn)常數(shù)192或其組合來處理測量出的數(shù)據(jù)(圖 3、 4、 8、 9所示132，圖6所示132A、圖8和9所示132B)。
附加輸入190可包括例如電流編程像素的電壓和電壓編程像素的 電流等測量出的參數(shù)。這些像素可與獲得測量出的信號(hào)的像素電路不 同。例如，從"檢測像素"獲得測量并與從"參照像素"獲得的其它 測量結(jié)合使用。如下所述，為確定如何修改像素的亮度數(shù)據(jù)，可使用 從顯示器的其它像素獲得的數(shù)據(jù)。附加輸入190可包括光測量，如房 間中的周圍環(huán)境光的測量?？墒褂闷撩嬷車姆至⒀b置或某類型的檢 測結(jié)構(gòu)測量周圍環(huán)境光。附加輸入可包括濕度測量、溫度讀數(shù)、機(jī)械 應(yīng)力讀數(shù)、其它環(huán)境應(yīng)力讀數(shù)以及屏面上檢測結(jié)構(gòu)的反饋。
其也可包括經(jīng)驗(yàn)參數(shù)192，如因效率減少而產(chǎn)生的OLED亮度損 失(AL)、隨時(shí)間的經(jīng)過OLED電壓的變化(AVoled)、 Vt變化的動(dòng) 態(tài)影響等，有關(guān)TFT性能的參數(shù)，如Vt、 AVt、遷移率(u)、像素
間不均勻性、像素電路中的DC偏壓電壓、基于電流鏡的像素電路的 變化增益、像素電路性能中基于短期和長期的變化、因IR壓降和接地 跳動(dòng)產(chǎn)生的像素電路運(yùn)行電壓變化等。
參照?qǐng)D8和9，模塊134中的TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法和數(shù)字?jǐn)?shù) 據(jù)處理器106中的補(bǔ)償算法144共同作用以將測量出的的TFE退化數(shù) 據(jù)132轉(zhuǎn)換為亮度校正因子(correction factor)。亮度校正因子具有有 關(guān)如何修改給定像素的亮度數(shù)據(jù)以補(bǔ)償像素的退化的信息。
圖9中，轉(zhuǎn)換主要由TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134完成。其 獨(dú)立計(jì)算亮度校正值，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106中的數(shù)字加法器144A僅將 亮度校正值添加到數(shù)字亮度數(shù)據(jù)104中。但，可執(zhí)行系統(tǒng)100使得TFT 至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊134僅計(jì)算退化值，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106根 據(jù)該數(shù)據(jù)計(jì)算亮度校正因子。TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法134可使用模 糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其它算法結(jié)構(gòu)以將退化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為亮度校正因子。
亮度校正因子的值可允許可見光保持恒定，不論像素電路是否退 化。亮度校正因子的值可允許退化的像素亮度不變；相反，減少?zèng)]退 化的像素的亮度。在此情況下，整個(gè)顯示器隨時(shí)間的經(jīng)過可逐漸失去 亮度，但不均勻性可能較高。
亮度校正因子的計(jì)算可根據(jù)不均勻性補(bǔ)償算法，如亮度恒定算法、 亮度減少算法或其組合來執(zhí)行。亮度恒定算法和亮度減少算法可在 TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊(如圖3所示134)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器(如 圖3所示106)上執(zhí)行。亮度恒定算法用來增加退化的像素的亮度以匹 配沒退化的像素。亮度減少算法用來減少?zèng)]退化的像素244的亮度以 匹配退化的像素。這些算法可由TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊、數(shù)字 數(shù)據(jù)處理器(如圖8所示144)或其組合執(zhí)行。注意，這些算法僅是示 例，不均勻性補(bǔ)償算法并不限于這些算法。
參照?qǐng)D11A—11E，詳細(xì)說明不均勻性補(bǔ)償算法的試驗(yàn)結(jié)果。在試 驗(yàn)中，AMOLED顯示器包括多個(gè)像素電路，由圖3、 4、 6、 8和9所 示系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。注意，驅(qū)動(dòng)AMOLED顯示器的電路在圖11A—11E中未 示出。
圖11A示意性示出了開始運(yùn)行的AMOLED顯示器240 (運(yùn)行時(shí)間 t二0小時(shí))。視頻源(圖3、 4、 7、 8和9所示102)首先向每個(gè)像素輸
出最大亮度數(shù)據(jù)。由于顯示器240是新的，沒有像素退化。結(jié)果是所
有像素輸出相同亮度，因此所有像素顯示均勻亮度。
接著，視頻源向顯示器中間的一些像素輸出最大亮度數(shù)據(jù)，如圖
11B所示。圖11B示意性示出了已運(yùn)行一定時(shí)間的AMOLED顯示器 240，最大亮度數(shù)據(jù)被應(yīng)用于顯示器的中間。視頻源將最大亮度數(shù)據(jù)輸 出到像素242，同時(shí)向繞像素242外側(cè)的像素244輸出最小亮度數(shù)據(jù)(即 零亮度數(shù)據(jù))。將這種情況保持一段較長時(shí)間，例如1000小時(shí)。結(jié)果 最大亮度的像素242將變得退化，零亮度的像素244沒有退化。
在1000小時(shí)處，視頻源向所有像素輸出最大亮度數(shù)據(jù)。根據(jù)使用 的補(bǔ)償算法，結(jié)果不同，如圖11C一11E所示。
圖IIC示意性示出了不應(yīng)用補(bǔ)償算法的AMOLED顯示器240。如 圖11C所示，如果沒有補(bǔ)償算法，退化的像素242的亮度將低于沒退 化的像素244。
圖11D 示意性示出了應(yīng)用亮度恒定算法的AMOLED顯示器240。 執(zhí)行亮度恒定算法來增大對(duì)于退化的像素的亮度數(shù)據(jù)，使得退化的像 素的亮度數(shù)據(jù)匹配沒退化的像素的亮度數(shù)據(jù)。例如，亮度增加算法為 受壓像素242提供增加的電流，而為未受壓像素244提供恒定電流。 退化和沒退化的像素具有相同亮度。因此，顯示器240是均勻的。不 同的老化被補(bǔ)償，并保持了亮度，但要求更多電流。由于增加了到一 些像素的電流，這將導(dǎo)致顯示器隨時(shí)間的經(jīng)過消耗更多電流，因此， 隨時(shí)間的經(jīng)過消耗更多電力，因?yàn)殡娏ο暮碗娏飨氖窍嚓P(guān)的。
圖11E示意性示出了應(yīng)用亮度減少算法的AMOLED顯示器240。 亮度減少算法減小對(duì)于沒退化的像素的亮度數(shù)據(jù)，使得沒退化的像素 的亮度數(shù)據(jù)匹配退化的像素。例如，亮度減少算法向受壓像素242提 供恒定OLED電流，而減少至未受壓像素244的電流。退化和沒退化 的像素具有相同亮度。因此，顯示器240均勻。不同的老化被補(bǔ)償， 且要求較低的電源電壓，但亮度隨時(shí)間的經(jīng)過減少。因?yàn)樵撍惴ú辉?加任何像素的電流，不會(huì)導(dǎo)致電力消耗增加。
參照?qǐng)D3，例如視頻源102和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC 110等部件可使用8 位或256離散亮度值。因此，如果視頻源102輸出最大亮度(亮度值 為255)，則無法增加任何附加亮度，因?yàn)橄袼匾烟幱谙到y(tǒng)部件所支持
的最大亮度。同樣，如果視頻源102輸出最小亮度(亮度值為O)，則 無法再減少任何亮度。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器106可執(zhí)行灰度壓縮算法以保 留一些灰度。圖12示出了包括灰度壓縮算法模塊250的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理 器106的執(zhí)行?；叶葔嚎s算法250獲得256個(gè)亮度值表示的視頻信號(hào)， 并將其轉(zhuǎn)換以使用較少亮度值。例如，最小亮度不是用灰度0表示， 最小亮度可用灰度50表示。同樣，最大亮度代替用灰度200表示。這 樣，為將來增加或減少保留了一些灰度。注意，灰度的變化不反映灰 度的實(shí)際所需變化。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，估計(jì)(預(yù)測)整個(gè)像素電路的退化并生成 亮度校正因子的方案確保了顯示器的均勻性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 可補(bǔ)償一些部件或整個(gè)電路的老化，從而確保顯示器的均勻性。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法允許改進(jìn)顯示器 參數(shù)，例如，包括隨時(shí)間經(jīng)過的恒定亮度均勻性和屏面顏色均勻性。 由于TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法采用附加參數(shù)，例如溫度和周圍環(huán)境光， 可補(bǔ)償因這些附加參數(shù)引起的顯示器的任何變化。
TFT至像素電路轉(zhuǎn)換算法模塊(圖3、 4、 6、 8和9所示的134)、 補(bǔ)償模塊(圖8所示144、圖9所示144A、不均勻性補(bǔ)償算法、亮度 恒定算法、亮度減少算法和灰度壓縮算法)可由具有上述功能的硬件、 軟件或硬件和軟件組合執(zhí)行。軟件代碼、指令和/或語句，可整體或部 分地，存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中。另外，可包括于載波中的表示軟 件代碼、指令和/或語句的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)可經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸。該計(jì)算 機(jī)可讀存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)和/或其載體以及硬件、軟件及其組合 也屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
已相對(duì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例說明了本發(fā)明。但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人 員來說很明顯，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行許多變化和修改，而不背離權(quán)利要求 所界定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于補(bǔ)償包括多個(gè)像素和將像素?cái)?shù)據(jù)提供給每個(gè)像素電路的源的發(fā)光裝置顯示器的不均勻性的系統(tǒng)，包括修改應(yīng)用于一個(gè)或多個(gè)像素電路的像素?cái)?shù)據(jù)的模塊，包括基于從第一像素電路的一部分讀取的測量數(shù)據(jù)來估計(jì)所述第一像素電路的退化的估計(jì)模塊；以及基于所述第一像素電路的退化的估計(jì)來校正應(yīng)用于所述第一像素電路或第二像素電路的像素?cái)?shù)據(jù)的補(bǔ)償模塊。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，修改模塊執(zhí)行亮度恒定算法， 以增大應(yīng)用于退化的像素電路的亮度數(shù)據(jù)，使得退化的像素電路的亮 度匹配沒退化的像素電路的亮度。
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，修改模塊執(zhí)行亮度減少算法， 以減小應(yīng)用于沒退化的像素電路的亮度數(shù)據(jù)，使得沒退化的像素電路 的亮度匹配沒退化的像素電路的亮度。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述估計(jì)模塊和所述補(bǔ)償模塊中的至少一個(gè)根據(jù)所述亮度恒定算法生成校正因子。
5. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述估計(jì)模塊和所述補(bǔ)償模塊中的至少一個(gè)根據(jù)所述亮度減少算法生成校正因子。
6. 如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述像素電路 包括一個(gè)或多個(gè)晶體管和一發(fā)光裝置，所述估計(jì)模塊基于從所述一個(gè) 或多個(gè)晶體管測量的電氣數(shù)據(jù)來估計(jì)所述第一像素電路的退化。.
7. 如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述像素電路 包括一個(gè)或多個(gè)晶體管和一發(fā)光裝置，所述估計(jì)模塊基于從所述一個(gè) 或多個(gè)晶體管測量的第一電子數(shù)據(jù)、從所述發(fā)光裝置測量的第二電子 數(shù)據(jù)或二者的組合來估計(jì)所述第一像素電路的退化，所述第二電子數(shù) 據(jù)的測量與所述晶體管的測量分開進(jìn)行。
8. 如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述像素電路 包括一個(gè)或多個(gè)晶體管和一發(fā)光裝置，所述估計(jì)模塊基于從所述第一 像素電路讀取并與所述一個(gè)或多個(gè)晶體管、所述發(fā)光裝置或其組合相 關(guān)聯(lián)的電子數(shù)據(jù)來估計(jì)所述第一像素電路的退化。
9. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述修改模塊動(dòng)態(tài)分配測量的 時(shí)間、校正的時(shí)間或其組合。
10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述修改模塊包括存儲(chǔ)補(bǔ)償數(shù) 據(jù)或測量值的存儲(chǔ)器。
11. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述估計(jì)模塊基于從所述第一 電路的一部分得到的測量數(shù)據(jù)以及一個(gè)或多個(gè)附加測量輸入、 一個(gè)或 多個(gè)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)或其組合來估計(jì)所述第一像素電路的退化。
12. 如權(quán)利要求ll所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)附加測量輸入 包括從一個(gè)或多個(gè)電流編程像素讀取的電壓、從一個(gè)或多個(gè)電壓編程 像素讀取的電流、周圍環(huán)境光的測量、濕度測量、溫度測量、機(jī)械應(yīng) 力測量、環(huán)境應(yīng)力測量，以及來自顯示器檢測結(jié)構(gòu)的反饋中的至少一
13.如權(quán)利要求ll所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)包括 以下參數(shù)中的至少一個(gè)因效率減少而產(chǎn)生的所述像素電路的發(fā)光裝 置的亮度損失(AL)、隨時(shí)間的經(jīng)過發(fā)光裝置二極管電壓的變化(A Voled)、閾值變化的動(dòng)態(tài)影響、有關(guān)像素晶體管性能的參數(shù)，所述有關(guān) 像素晶體管性能的參數(shù)包括閾值、閾值變化、遷移率(P)、像素間 的不均勻性、所述像素電路中的DC偏壓電壓、基于電流鏡的像素電 路的變化增益、像素電路性能的基于短期和長期的變化、因IR壓降和 接地跳動(dòng)產(chǎn)生的像素電路運(yùn)行電壓變化。
14. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)補(bǔ)償因顯示器中工藝或結(jié)構(gòu)的不均等、 一個(gè)或多個(gè)像素電路的老化或其組合引起的不均勻 性。
15. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)償模塊包括灰度壓縮模 塊，其對(duì)應(yīng)用于所述第一和第二像素電路的亮度數(shù)據(jù)執(zhí)行灰度壓縮算 法以保留灰度值。
16. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述灰度壓縮算法模塊轉(zhuǎn)換所 述亮度數(shù)據(jù)，以使用小于原始亮度數(shù)據(jù)亮度值的亮度值。
17. 如權(quán)利要求6、 7或8所述的系統(tǒng)，其中，所述晶體管為薄膜晶體 管。
18. 如權(quán)利要求6、 7或8所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)光裝置為有機(jī)發(fā) 光裝置。
19. 一種補(bǔ)償具有多個(gè)像素的發(fā)光裝置顯示器的不均勻性的方法，包 括以下步驟基于從第一像素電路的一部分讀取的測量數(shù)據(jù)來估計(jì)所述第一像 素電路的退化；以及基于對(duì)所述第一像素電路的退化的估計(jì)來校正應(yīng)用于所述第一像 素電路或第二像素電路的像素?cái)?shù)據(jù)。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述校正步驟包括 增大對(duì)于退化的像素電路的亮度數(shù)據(jù)使得所述退化的像素電路的亮度匹配沒退化的像素電路的亮度。
21. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述校正步驟包括 減小對(duì)于沒退化的像素電路的亮度數(shù)據(jù)，使得所述沒退化的像素電路的亮度匹配沒退化的像素電路的亮度。
22. 如權(quán)利要求19至21中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述像素電 路包括一個(gè)或多個(gè)晶體管和一發(fā)光裝置，所述方法包括從所述一個(gè)或多個(gè)晶體管測量電子數(shù)據(jù)的步驟， 所述估計(jì)模塊僅基于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)晶體管的測量來估計(jì)所述 第一像素電路的退化。
23. 如權(quán)利要求19至21中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述像素電 路包括一個(gè)或多個(gè)晶體管和一發(fā)光裝置，所述方法包括以下步驟從所述一個(gè)或多個(gè)晶體管測量第一電子數(shù)據(jù)， 從所述發(fā)光裝置測量第二電子數(shù)據(jù)，所述第二電子數(shù)據(jù)的測 量與所述第一電子數(shù)據(jù)的測量分開進(jìn)行，所述估計(jì)模塊基于所述第一電子數(shù)據(jù)、所述第二電子數(shù)據(jù)或其組 合來估計(jì)所述第一像素電路的退化。
24. 如權(quán)利要求19至21中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述像素電 路包括一個(gè)或多個(gè)晶體管和一發(fā)光裝置，所述估計(jì)步驟基于從所述第 一像素電路讀取并與所述一個(gè)或多個(gè)晶體管、所述發(fā)光裝置或其組合 相關(guān)聯(lián)的電子數(shù)據(jù)來估計(jì)所述第一像素電路的退化。
25. 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括動(dòng)態(tài)分配所述測量的時(shí)間、所 述校正的時(shí)間或其組合的步驟。
26. 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括對(duì)應(yīng)用于所述第一或第二像素 電路的亮度數(shù)據(jù)的灰度進(jìn)行壓縮以保留一個(gè)或多個(gè)灰度值的步驟。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述壓縮步驟包括轉(zhuǎn)換所述亮 度數(shù)據(jù)以便使用小于原始亮度數(shù)據(jù)亮度值的亮度值的步驟。
全文摘要
提供了補(bǔ)償發(fā)光裝置顯示器的不均勻性的方法和系統(tǒng)。系統(tǒng)包括基于像素電路的一部分的測量估計(jì)整個(gè)像素電路的退化的模塊?；谠摴烙?jì)，生成校正因子以校正顯示器的不均勻性。
文檔編號(hào)G09G3/20GK101194300SQ200680020908
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月12日
發(fā)明者A·內(nèi)森, C·丘奇, G·R·查吉, P·塞爾瓦蒂, R·I-H·黃, S·亞歷山大 申請(qǐng)人:伊格尼斯創(chuàng)新有限公司