CN101105913A - 包括发光元件的显示板的老化补偿 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种显示板(30)，它包括发光元件(31)阵列、用图像数据驱动发光元件(31)的驱动装置(32)和老化确定装置(33)。老化确定装置(33)包括用于发射表示由显示板(30)的发光元件(31)所发射光的光的一个或多个发光元件，以及在显示板(30)使用过程中未被驱动的至少一个参考发光元件(35)。在中间校准时，用校准数据驱动至少一个参考发光元件(35)，并测量由参考发光元件(35)发射的光以及表示由发光元件所发射光的光。由至少一个参考发光元件(35)发射的光与表示由发光元件所发射光的光之间的差是阵列发光元件(31)的老化程度的量度。
Description
技术领域
本发明涉及包括发光元件的显示板及其构建和操作方法，尤其涉及这种显示板的发光元件的老化及其考虑了老化的操作方法。
背景技术
电子显示器可用透光或发光材料来产生图像或光。发光材料通常是磷光材料或电致发光材料。示例是诸如在薄膜或厚膜电致发光显示器(EL显示器，例如由Sharp、Planar、LiteArray或iFire/Westaim制造的薄膜TFEL显示器)或发光二极管(LED)中应用的无机电致发光材料。另一类是分层沉积成包括小分子或聚合物技术、或其中电致发光材料掺杂有磷光材料的磷光OLED的有机电致发光材料(例如有机发光二极管或OLED材料)。再一类材料是磷光体，通常用于良好构建的阴极射线管(CRT)或等离子显示器(PDP)、甚至用于像激光二极管投射显示器(其中激光光束用于激发嵌入投射屏中的磷光体)的新兴技术。
存在两种基本类型的显示器：固定格式显示器，包括可单独寻址的“单元”或“像素”的矩阵或排列，各个“单元”或“像素”在较小区域上产生或控制光；以及不具有这种固定格式的显示器，诸如例如CRT显示器的扫描电子束显示器。固定格式涉及显示的像素化，并且涉及将图像信号的各个部分分配给显示器中的特定像素的事实。
拼接显示器包括由本身拼接成超模块的拼接阵列组成的模块。诸如拼接LED或OLED显示器的模块或拼接发光显示器由组合成较大块的较小模块或显示板制成。这些拼接发光显示器或显示器块被制造成可进一步与其它显示块组合以产生任意大小和形状的显示器的完整单元。
显示板和显示块上的所有发光元件可从不同批次形成，可具有不同的生产日期、不同的运行时间等等，即它们可具有不同的性质。在工厂中，即在实际使用之前，所有发光元件产品都在受控环境下校准。然而，存在一个只能根据统计数据而非实际数据补偿的参数，即发光元件使用时的老化或退化。老化差异发生是由于例如各个发光元件的变化导通时间(即发光元件激活的时间量)以及给定显示区域内的温度变化。
对于其中显示器由一组拼接显示板构成的大屏幕应用，由于其发光元件的变化导通时间和/或温度差异，存在一个显示器以比另一显示器更快的速率老化的可能性。通常，当制造拼接显示器时，对均匀图像进行校准。包括发光元件的显示器中的挑战是使其光输出均匀，即，使得显示板上的所有发光元件甚至在使用过之后都具有相同的亮度。
在EP 1 158 483中描述了对显示器中像素的老化进行校正的系统10。该系统10包含固态显示设备12。系统10使用参考像素14来启动像素性能的测量，并使反馈机构能响应于测量像素性能改变显示设备10的操作特征(参照图1)。参考像素14的特征由测量电路18测量，而且由此产生的信息连接于分析电路20。该分析电路20产生提供给控制电路22的反馈信号。控制电路22通过控制线24更改图像显示器10的操作特征。
根据EP 1158 483，测量电路18监视参考像素14的性能。所测得的性能值通过分析电路20与期望或所需性能进行比较。这些比较可基于装置12特征的现有知识，或简单地与经验上给出良好性能的一些任意值进行比较。在任一情形中，一旦确定需要更改装置12的性能，则分析电路20向反馈和控制机构发送信号，然后该反馈和控制机构开始该更改。
然而，在根据EP 1 158 483的系统10中，测量电路18的误差导致校正或改变中的误差。此外，测量性能值与之相比较的值并不是在与测量性能值相同的环境下精确测量的，因此可能包括与可在与该性能值相同的环境下测量的参考值的较小偏离。这可导致校正或变化中的误差。
发明内容
本发明的一个目的是提供良好的显示板和用于确定该显示板中发光元件老化的好方法。
以上目的通过根据本发明的方法和设备实现。
在第一方面中，本发明提供包括可寻址发光元件阵列和用图像数据驱动发光元件的驱动装置的显示板。该显示板还包括老化确定装置，该装置包括：
至少一个参考发光元件，驱动装置适于用校准数据驱动至少一个参考发光元件；
光测量装置，用于测量由参考发光元件发射的光，并用于测量表示由发光元件所发射光的光；以及
比较装置，用于将测量到的由参考发光元件发射的光与测量到的表示由发光元件所发射光的光进行比较，并基于比较结果判定阵列中发光元件的老化。
表示由发光元件所发射光的光可以是由发光元件自身发射的光。或者它可以是由参考发光元件发射的光。
在本发明的各个实施方式中，发光元件和至少一个参考发光元件可以是不同类型，即各发光元件具有不同的性能属性。例如，显示板的发光元件可以是大功率LED且至少一个参考发光元件可以是诸如SMD LED的便宜类型LED。
在本发明的另一实施方式中，显示板的发光元件和至少一个参考发光元件可以是相同类型，即具有相同的性能属性。它们可以例如都是大功率LED，或者它们都是SMD LED。
在一实施方式中，本发明提供一种显示板，它包括可寻址发光元件阵列和用图像数据驱动发光元件的驱动装置。显示板还包括老化确定装置，该装置包括：
-至少第一和第二参考发光元件，驱动装置适于在第一时刻用等于从用于驱动阵列发光元件的图像数据导出的值的参考数据驱动第一参考发光元件，以及在第二时刻用第一校准数据驱动第一参考发光元件，并且适于在第二时刻用第二校准数据驱动第二参考发光元件；
-光测量装置，用于测量由第一和第二参考发光元件发射的光，以及
-比较装置，用于将测量到的由第一参考发光元件发射的光与测量到的由第二参考发光元件发射的光进行比较，并且基于比较结果判定阵列中发光元件的老化。
“第一时刻”表示显示器运行的时刻，换言之是阵列发光元件用图像数据驱动时。“第二时刻”表示进行中间校准的时刻。
根据本发明各实施方式的显示板的一个优点是参考值和老化值两者都在同一显示板上确定。这导致相对于其中老化值与预定值作比较的现有技术设备更可靠和更准确的老化确定。
根据本发明各实施方式，从图像数据导出的值可以是图像数据的平均值。
显示板还可包括用于基于对老化的判定补偿阵列中发光元件的老化的补偿装置。然而，根据其它实施方式还可将补偿装置置于显示板外。
关于此的优点是在每一时刻，都可进行对阵列发光元件之间老化差异的补偿。
显示板还包括用于控制驱动装置的控制器。
根据本发明的各个实施方式，发光元件阵列可设置在显示板的第一侧，且第一和第二参考发光元件可设置在显示板的第二侧，第二侧与第一侧相反。
关于此的优点是添加第一和第二参考发光元件不改变显示板的大小，且因为它不是显示元件阵列的一部分，所以不干扰图像。
根据本发明的其它实施方式，发光元件阵列可设置在显示板的第一侧，且第一参考发光元件可设置在显示板的第一侧而第二参考发光元件可设置在显示板的第二侧，第二侧与第一侧相反。
根据本发明的其它实施方式，第一和第二参考发光元件可设置在显示板上与发光元件阵列相同的一侧。
根据一些实施方式，第一参考发光元件可以是发光器件阵列的一部分。
在特定实施方式中，第一和第二参考发光元件可耦合到同一光测量装置。
关于此的优点是不仅补偿显示发光元件的老化，而且也补偿诸如光电二极管或光电晶体管的光测量装置的老化漂移。这是因为如果由同一光测量装置进行的测量之间产生差异，则来自光测量装置的可能误差可得以消除。
光测量装置可包括至少一个光电探测器或光电晶体管。
根据本发明各实施方式，显示板可包括不同颜色的发光元件，且可对每种色彩设置第一和第二参考发光元件。
根据本发明的其它实施方式，显示板可包括多色发光元件，且老化确定装置可包括一个第一参考发光元件和一个第二参考发光元件，该第一和第二发光元件可以是多色发光元件。
阵列的发光元件可以是LED。
根据本发明各实施方式的显示板可被结合在显示块中。
多个显示块可形成一个显示器。
在第二方面中，本发明提供了一种用于确定显示板老化的方法，该显示板包括发光元件阵列、用图像数据驱动发光元件的驱动装置和至少一个参考发光元件。该方法包括：
测量表示由发光元件所发射光的光；
用校准数据驱动参考发光元件并测量由该参考发光元件发射的光；以及
将表示由发光元件所发射光的光与由参考发光元件发射的光进行比较，并基于比较结果判定阵列中发光元件的老化。
本发明各实施方式的一个优点是基本上未被驱动、因此未出现老化效应的参考发光元件在显示板上。这种参考发光元件可以是与显示板发光元件相同的类型或不同的类型。
测量表示由发光元件所发射光的光可包括测量由发光元件自身发射的光。
在另一实施方式中，测量表示由发光元件所发射光的光可包括测量由参考发光元件发射的光。在该实施方式中，提供了一种用于确定显示板老化的方法，该显示板包括发光元件阵列、用图像数据驱动发光元件的驱动装置以及至少第一和第二参考发光元件。该方法包括：
-用第一校准数据驱动第一参考发光元件并测量由第一参考发光元件发射的光；
-用第二校准数据驱动第二参考发光元件并测量由第二参考发光元件发射的光；以及
-将由第一发光元件发射的光与由第二发光元件发射的光进行比较，并基于比较结果判定阵列中发光元件的老化。
根据本发明各实施方式的方法的一个优点是参考值和老化值两者都在同一显示板上确定。这导致比相对于其中老化值与预定值进行比较的现有技术设备更可靠和更准确的老化确定。
第一校准数据可以与第二校准数据相等或不同。
该方法可包括在分别用第一和第二参考数据驱动第一和第二参考发光元件之前，用图像数据驱动显示板的发光元件并用从图像数据导出的值驱动第一参考发光元件。
根据本发明各实施方式，从图像数据导出的值可以是图像数据的平均值。
在本发明的再一方面，提供了一种用于校准显示板的方法，该显示板包括发光元件阵列。该方法包括：
-根据本发明各实施方式的方法确定阵列发光元件的老化程度；以及
-基于所确定的老化程度对阵列中发光元件的老化进行补偿。
补偿阵列中发光元件的老化可通过调节阵列发光元件的驱动参数来实现。
根据本发明各实施方式，驱动参数可以是电压。
根据本发明的其它实施方式，驱动参数可以是电流。
本发明的特定和较佳方面在所附的独立和从属权利要求中阐述。从属权利要求的特征可在适当时与独立权利要求的特征以及其它从属权利要求的特征组合，而不仅仅如权利要求书中所明确阐述的。
虽然本领域中设备一直在改进、变化和发展，但是相信本发明的概念代表了实质上新颖的改进，包括与现有实践的偏离，从而提供更有效、更稳定和更可靠的此类装置。
通过以下详细描述并参照作为示例示出本发明原理的附图，本发明的以上和其它特征、性质和优点变得显而易见。本说明书仅为示例目的给出，而不限制由权利要求书所限定的本发明范围。以下引用的参考图是指附图。
附图说明
图1示出根据现有技术的显示设备。
图2是根据本发明各实施方式的设备的示意框图。
图3A和图3B示出根据本发明一实施方式的显示板。
图4A和图4B示出根据本发明另一实施方式的显示板。
图5示出根据本发明又一实施方式的显示板。
图6示出根据本发明再一实施方式的显示板。
图7是根据本发明各实施方式的一种方法的流程图。
图8是根据本发明各实施方式的一种方法的初始化阶段的流程图，其中第一和第二参考LED是与显示LED相同的类型。
图9是在与图8相同的环境中根据本发明一实施方式的现场(in-field)重新校准的流程图。
图10是根据本发明各实施方式的一种方法的初始化阶段流程图，其中参考LED是与显示LED不同的类型。
图11是在与图10相同的环境中根据本发明一实施方式的现场重新校准的流程图。
在不同附图中，相同的参考标号指代相同或类似的元件。
具体实施方式
将参考特定实施方式和某些附图描述本发明，但是本发明并不局限于此而仅由权利要求书限定。所述附图仅仅是示意性的而非限制。在附图中，为说明目的，一些元件的大小被放大而并未按比例绘制。尺寸和相对尺寸并不与实施本发明的实际缩小版相对应。
此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似元件而不必描述顺序或次序。应该理解，如此使用的术语在适当环境下可互换，而且本文所述的本发明实施方式能以不同于本文描述或示出的其它顺序操作。
注意：权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为受限于之后列出的装置；它不排除其它元件或步骤。因此应该解释为指定所涉及的所述特征、整数、步骤或部件的出现，但是不排除出现或添加一个或多个其它特征、整数、步骤或部件及其组合。因此，表述“包括装置A和B的装置”不应该限制于仅由部件A和B构成的装置。它表示对于本发明，该装置的最相关部件是A和B。
本发明中“光”表示波长在375nm与1000nm之间的电磁辐射，即可见光、红外辐射、近红外和紫外辐射。
现在通过对本发明的若干实施方式的详细描述来描述本发明。应该清楚，本发明的其它实施方式可根据本领域中技术人员的认知来配置而不背离本发明的真实的精神或技术示教，本发明仅由所附权利要求书的权项限定。
在其实施方式中，本发明提供包括诸如LED的发光元件阵列和老化确定装置的显示板，以及用于检测显示板老化的方法。根据本发明各实施方式的方法产生可用于调节诸如LED的阵列发光元件的驱动的数据，从而校正由于诸如LED的阵列发光元件老化导致的光强降低。
本发明各实施方式可应用于无源或有源矩阵显示器、以及单色或彩色显示器。此外，显示器可以是平面或弯曲显示器。在这种显示器中可任选地使用的板和/或块自身也可以是平面或弯曲的。
当在说明书或权利要求书中涉及诸如LED的发光元件阵列时，结构表示其中诸如LED的发光元件逻辑地排列成行和列。术语“列”和“行”用于描述链接在一起的诸如LED的发光元件阵列集合。该链接可以是行和列的笛卡尔阵列形式，然而本发明并不局限于此。如本领域技术人员应该理解的，列和行可以容易地互换，并且在本公开中这些术语旨在可互换。而且，非笛卡尔阵列可被构建并包含在本发明的范围内。因此，术语“行”和“列”应该宽泛地解释。诸如LED的各个显示元件可单独地寻址。根据本发明的各个实施方式，显示板可包括电流寻址或电压寻址的发光元件，例如LED。
在下文中，本发明通过作为发光元件的LED进行描述。这不以任何方式限制本发明；本领域技术人员公知的任何适当发光元件可用于本发明。
在说明书或权利要求书中使用术语“发光元件”时，它表示涵盖可电学寻址的有源发光元件且包括以下可能性：一般的EL(电致发光器件)、TFEL(薄膜EL)、LED(发光二极管)、OLED(有机发光二极管)和PLED(聚合物发光二极管)。
本发明主要参照LED描述，但是本发明并不局限于此。
如图2所示，本发明的一个实施方式提供一种显示板30，它包括诸如LED 31的发光元件阵列、用图像数据驱动LED 31的驱动装置32和老化确定装置33。根据本发明各实施方式，老化确定装置33至少包括第一参考LED 34和第二参考LED35。第一和第二参考LED 34、35可最佳地与显示板30上阵列LED 31来自同一批次。
在显示板30发挥作用的过程中，第一参考LED 34通过参考数据驱动，该参考数据等于例如通过一种算法从用于驱动显示板30上阵列的LED 31的图像数据导出的值。根据本发明各实施方式，该算法可包括导出图像数据的平均值。根据其它实施方式，该算法包括导出图像数据的峰值。根据另外的其它实施方式，该算法可包括导出峰值和平均值的组合，或者换言之用图像数据的峰值偏置图像数据的平均值。在以下描述中，用于驱动第一参考LED 34的参考数据可指等于用于驱动LED 31阵列的图像数据的平均值。应该理解，这不以任何方式限制本发明，而且如上所述的其它算法也可根据本发明各实施方式用于确定参考数据的值。这表示第一参考LED 34具有与显示板30上的LED 31阵列基本上相同的使用率，因此呈现基本上相同的老化。在显示板30的使用期中，第一参考LED 34与LED 31的平均实际历史相对应。在显示板30的中间校准时，即当显示板30在其特定时期后的使用过程中被校准时，第一参考LED 34用第一校准数据来驱动。
第二参考LED 35通常不使用。该LED 35与具有显示板30的LED 31的初始状态的LED相对应。这表示在显示板30发挥作用的过程中，当显示板30上阵列的LED 31在使用时并因此当用与通过一种算法从用于驱动阵列LED 31的图像数据导出的值相等的参考数据驱动第一参考LED 34时，第二参考LED 35未被驱动。第二参考LED 35仅在中间校准时刻使用并且用第二校准数据驱动。第二参考LED35是与工厂校准时显示板30上阵列的LED 31的“新状态”相对应的LED。根据本发明各实施方式，第一和第二校准数据可相同或者不同。当第一和第二校准数据相同时，期望第一和第二参考LED 34、35具有相同的输出。然而，在一些情形中，第一和第二参考LED 34、35的输出可以不同。该差异是校准差并且不造成老化，但是在确定阵列LED 31的老化时应该进行校正。对校准差的校正可通过特定软件来完成。
老化确定装置33还包括用于在中间校准过程中测量由第一和第二参考LED34、35所发射光的光测量装置36、和用于将由第一参考LED 34发射的光与由第二参考LED 35发射的光进行比较并且基于比较结果判定显示板30上阵列LED 31的老化的比较装置37。光测量装置36适于测量第一和第二参考LED 34、35的亮度级。光测量装置36可以是光电二极管。该光测量装置较佳地具有在待测量光谱上尽可能平坦的光转换曲线。测量分辨率较佳地足够高以测量第一和第二参考LED 34、35所发射光之间的足够小的差。
图7示意性示出本发明各实施方式的原理。在显示板30的使用过程中，即在显示图像将要被至少一个观众观看时，包括LED 31的阵列的显示板30通过驱动装置32用图像数据驱动。同时，驱动装置32也用与用于驱动阵列LED 31的图像数据的平均值相等的参考数据驱动第一参考LED 34。在例如每次设备启动的确定时段之后，或者在预定的导通小时数(例如20小时)流逝之后，可进行显示板30上阵列LED 31的中间校准。为此目的，用第一校准数据驱动第一参考LED 34并且通过第一光测量装置36测量由第一参考LED 34发射的光，该第一光测量装置可以是例如光电探测器、光电晶体管、光电池、光电二极管等。然后，基本上同时或者之前或之后不久，用第二校准数据驱动第二参考LED 35并且通过第二光测量装置测量由第二参考LED 35发射的光，该第二光测量装置可以是例如光电探测器、光电晶体管、光电池、光电二极管等。较佳地，第一校准数据等于第二校准数据，虽然原理上它们可以不相同。根据特定实施方式并如图2所示，第一和第二光测量装置可以相同。然而，根据其它实施方式(未示出)，第一和第二参考LED 34、35可各自耦合于不同的光测量装置。注意，当根据本发明各实施方式用不同的光测量装置36测量第一和第二参考LED 34、35的输出时，驱动并测量第一参考LED 34的步骤可与驱动并测量第二参考LED 35的步骤并行地进行。然而，当第一和第二参考LED 34、35的输出由同一光测量装置36测量时，驱动并测量第一和第二参考LED 34、35的步骤不能并行地进行，且驱动并测量第一参考LED 34可在驱动并测量第二参考LED 35之前进行，或者反之。
在下一步中，通过比较装置37将由第一参考LED 34发射的光与由第二参考LED 35发射的光进行比较。由第一参考LED 34发射的光与由第二参考LED 35发射的光之间的差是显示板30上阵列LED 31老化状态的指示。
然后，如上所述地获得的由第一参考LED 34发射的光与由第二参考LED 35发射的光之间的差可用于考虑实际LED老化而校正用于调节LED 31驱动参数的总校准值。这可通过改变驱动装置32的驱动参数由控制器38实现。例如，当显示板30上阵列的LED 31是电压驱动时，对老化的校正可通过基于校正值将驱动LED31所用的电压调节成没有由于LED 31的老化而发生亮度损失来完成。当显示板30上阵列的LED 31是电流驱动时，驱动LED 31所用的电流可基于校准值调节成没有由于LED 31的老化而发生的亮度损失。
根据本发明的显示板30和方法的一个优点是由第一参考LED 34发射的光和由第二参考LED 35发射的光两者在同一显示板30上确定，或者换言之，两者在同一环境下测量。因此，与其中将由参考LED发射的光与设备特征的现有认知比较、或者简单地与经验上给出良好性能的某些任意值比较的现有技术相比，本发明各实施方式可导致对LED 31老化问题的更可靠、更新颖的确定，因此可导致随后的补偿。
此外，当使用单个光测量装置36确定由第一参考LED 34和第二参考LED 35发射的光时，假设在由第一参考LED 34发射的光与由第二参考LED 35发射的光之间产生差异，则来自光测量装置36的可能误差可得到最小化、甚至消除。
各特定实施方式的一附加优点，即其中由第一参考LED 34发射的光通过与由第二参考LED 35发射的光相同的光测量装置36测量的实施方式的一附加优点是也可对例如光电探测器、光电晶体管、光电池、光电二极管等的光测量装置36的老化漂移进行补偿，因为该部件的漂移可总是通过在由光测量装置36测量的由第一参考LED 34发射的光与由同一光测量装置36测量的由第二参考LED 35发射的光之间产生差而重新归一化。
根据本发明各实施方式的过程的扩展版在下文中参照图8和图9示出。
阶段1是初始阶段，如图8的流程图中所示。这是板30的测量和校准阶段(色彩和亮度)。以与诸如LED 31的显示发光元件相同的电平驱动诸如LED 34、35的第一和第二参考发光元件。在步骤82和83，对第一和第二参考LED 34、35的初始亮度进行测量并任选地存储。在步骤84，根据测量到的初始亮度值，将两次测量之间的光耦合差确定为恒定误差值。该过程确定第一和第二参考LED 34、35之间的初始差，它包括在相同驱动参数下第一和第二参考LED 34、35之间的亮度差、以及由测量装置36测量的由于第一参考LED 34与测量装置36以及第二参考LED35与测量装置36的不同光耦合导致的差(步骤84)。
阶段2是显示板30的常规使用期。用与从用于驱动阵列LED 31的图像数据导出的值相等的参考数据驱动第一参考LED 34，例如以显示LED31的平均值驱动。第二参考LED 35未被驱动。该第二参考LED仅在执行现场重新校准时使用。
阶段3是现场重新校准阶段，在图9的流程图中示出。在某一时刻，显示LED31由于显示板30的使用/运行达到可见水平而显著老化。本发明各实施方式的目标是使显示LED 31返回到其初始出厂性能。该过程的阶段3，即现场重新校准过程可在步骤90初始化。在该过程中，第一和第二参考LED 34、35对诸如R、G、B和W的不同颜色以相同方式驱动。接通第一参考LED 34(步骤91)，并且测量其亮度(步骤92)，然后关断第一参考LED(步骤96)。第一和第二参考LED 34、35的亮度可一个接一个地测量，即可先测量任一个。或者，如果两个分开的测量装置36用于测量第一和第二参考LED 34、35的亮度，则该测量可并行地进行。第一和第二参考LED 34、35亮度级之间的差被确定(步骤97)。由于第二参考LED35从未被使用，它本质上表示0使用时间下显示LED 31的初始状态。由于已经用与通过一种算法从用于驱动显示板30上阵列的LED 31的图像数据导出的值相等的参考数据驱动第一参考LED 34，参考LED 34具有基本上相同的使用率，因此呈现与显示板30上阵列的LED 31基本上相同的老化。由第一参考LED 34发射的光与由第二参考LED 35发射的光之间的差是显示板30上阵列LED 31老化状态的指示。众所周知测量装置36可随时间和温度改变属性。由于第一和第二参考LED34、35之间的初始差以及测量装置36对第一和第二参考LED 34、35的测量值的光学测量差从阶段1已知，因此可对测量装置36的光学差进行补偿(步骤98)，并计算所造成的老化。显示LED 31的驱动参数可对所确定的老化进行补偿。
本发明各实施方式的概念是实际的初始参考在显示板30上(通过第二参考LED 35)，并且通过在现场重新校准过程中重新测量第二参考LED 35测量装置36的电漂移得以消除。测量之间的唯一差就是由第一参考LED 34/光测量装置36与第二参考LED 35/光测量装置36之间的光耦合差导致的光学差。由于后者是恒定的，所以保留第一和第二参考LED 34、35之间的老化差。该调节造成显示板30上LED 31的1级调节、以及第一和第二参考LED 34、35的驱动电平。
下文中将讨论根据本发明的显示板30的可能实现的一些示例。
根据特定实施方式，至少第一和第二参考LED 34、35可设置在显示板30的与示出待观看图像的一侧相反的一侧。这在图3A和3B中示出，其中分别示出根据本发明各实施方式的显示板30的前侧和背侧。在图3B中，为简单起见，仅示出第一和第二参考LED 34、35以及光测量装置36。最佳地，如上所述，第一和第二参考LED 34、35可在分别由第一和第二校准数据驱动时耦合于同一光测量装置36，该光测量装置36用于测量由第一和第二参考LED 34、35发射的光。然而，根据其它实施方式，第一和第二参考LED 34、35可各自耦合于不同的光测量装置36。
图3A和3B所示示例的一个优点是老化确定装置33的配备并不改变显示板30的大小，因为它被设置在显示板30的背侧。此外，至少第一和第二参考LED 34、35的配备不干扰在显示板30上提供的图像，因为至少第一和第二参考LED 34、35都不是显示板30上LED 31阵列的一部分。
图3A和3B所示实施方式的另一优点是它们可更容易地用于拼接显示器。
根据其它实施方式，并如图4A和4B所示，第一参考LED 34可以是在显示板30前侧的作为LED 31阵列一部分的LED，并因此也可以设置在显示板30的前侧(参照图4A)。第二参考LED 35可设置在与设置有第一参考LED 34的一侧相反的一侧，并因此设置在显示板30的背侧(参照图4B)。再一次，第一和第二参考LED 34、35可最佳地耦合于较佳地位于显示板30背侧的同一光测量装置36。第一参考LED 35可通过例如用于将由第一参考LED 34发射的光从显示板30前侧耦合到显示板30背侧的光管(未在附图中示出)耦合于光测量装置36。根据其它实施方式，第一和第二参考LED 34、35可各自耦合于可位于显示器前侧或背侧的不同光测量装置36。
根据其它实施方式，如图5所示，第一和第二参考LED 34、35都可设置在显示板30的与LED 31阵列相同的一侧。与图4A和4B所示实施方式相似，第一参考LED 34可由作为显示板30上LED 31阵列的一部分的LED形成。第二参考LED35可靠近LED 31阵列设置，也可设置在显示板30的前侧。根据本发明各实施方式，可将靠近LED 31阵列、设置有第二参考LED 35的部分覆盖以隐藏参考LED35(未示出)。最佳地，将第一和第二参考LED 34、35耦合于同一光测量装置36，该光测量装置36较佳地靠近LED 31阵列设置，如图5所示。根据其它实施方式，第一和第二参考LED 34、35可各自耦合于不同的光测量装置36。
如图4A、4B和5所示的各个实施方式的缺点是由与驱动阵列LED 31所用的图像数据的平均值相等的参考数据驱动的第一参考LED 34由作为该阵列一部分的LED形成。因此，这可能会干扰在显示板30上形成的图像。为了避免如此，第一参考LED 34可通过例如不透光的覆盖装置隐藏而不能直接看到。
根据本发明的其它实施方式，第一和第二参考LED 34、35都可靠近LED 31阵列设置在显示板30的前侧，如图6所示。最佳地，第一和第二参考LED 34、35可耦合于同一光测量装置36，根据其它实施方式，第一和第二参考LED 34、35可各自耦合于另一光测量装置36。
根据图6所示实施方式的显示板30的缺点是向显示板30配备老化确定装置33会改变显示板30的大小。然而，因为第一和第二参考LED 34、35都不是LED31阵列的一部分，所以老化确定装置32的配备不会以任何方式干扰由显示板30提供的图像。
显示板30的边缘可由盖子39覆盖，如图6所示。这样，可覆盖并隐藏第一和第二参考LED 34、35以及光测量装置36，并且保护其免受环境影响。
上述实施方式都涉及包括一种LED的显示板30，即显示板30上的所有LED都是同一颜色，因此上述实施方式都涉及单色显示板，从而仅需要一个第一参考LED 34和一个第二参考LED 35。
然而，根据本发明其它实施方式，显示板30可包括不同颜色的LED 31。已知具有不同颜色的LED以不同的方式老化。因此，对于每种颜色，老化确定装置33可包括第一参考LED 34和第二参考LED 35。例如，如果显示板30包括红色、绿色和蓝色LED，则老化确定装置33可包括红色的第一和第二参考LED、绿色的第一和第二参考LED、以及蓝色的第一和第二参考LED。
根据本发明的其它实施方式，显示板30可包括多色LED，每个LED包括例如三种颜色。这样，可仅设置一个第一参考LED 34和一个第二参考LED 35，其中第一和第二参考LED 34、35是与显示板30上阵列的多色LED 31相同的多色LED。
根据其它实施方式，并非所有的诸如LED的发光元件都是相同类型。例如，显示LED 31可以是通常应用于例如LED用来形成显示板30的像素的室外显示应用的显示应用中的大功率LED。大多数情况下由于这种大功率LED比其它LED昂贵得多，因此在显示LED 31上也设置作为大功率LED的第一和第二参考LED34、35就过于昂贵了。当然，如果不反对将显示板30扩展成具有第一和第二参考“大功率LED”34、35，则可使用以上阐述的本发明实施方式中的老化补偿的基本原理。然而，在基于大功率LED应用的情形中，大功率LED形式下的第一和第二参考LED 34、35可大大增加显示板30的成本。因此，根据本发明各实施方式，第一和第二参考LED 34、35可由更便宜的替代物代替。仅需要设置一个便宜的参考LED；然而，也可以设置多个参考LED。一个或多个参考LED应示出与显示LED 31相同的老化特征。该实施方式要求测量装置36可对大功率LED 31的光以及更便宜的参考LED 35的光进行采样。该过程也包括3个阶段：
阶段1是初始阶段并在图10的流程图中示出。这是显示板30的测量和校准阶段。在步骤101，根据本领域技术人员公知的任何通用过程接通大功率LED 31并进行测量和校准。一旦该过程完成，就设定驱动参数用于驱动第二参考LED 35和大功率显示LED 31(步骤102)。激活测量装置36以测量一个或多个大功率LED31的光输出(步骤103)。这是实际大功率LED 31的0小时参考。然后，测量装置36测量第二参考LED 35的亮度(步骤104)。两次测量的顺序可转换。或者，如果单独的测量装置用于对一个或多个大功率LED 31和第二参考LED 35进行测量，则两次测量可并行地进行。确定两次测量之间的光耦合差，例如作为恒定误差值(步骤105)。在本实施方式中第二参考LED 35是较便宜的LED，例如RGB高效率SMD LED。两次测量之间的差与初始测量误差相对应(光学和效率方式)。这些误差在显示板30的整个使用期中保持恒定，因为从大功率LED 31和第二参考LED 35到测量装置36的光耦合不变，且第二参考LED 35基本上不老化因为除了在进行现场重新校准时的极短时间外它从不使用。因此第二参考LED 35的运行时间可忽略。一旦以上的差被确定，该系统就已可使用。
阶段2是显示板30的常规使用期。大功率LED 31常规地驱动。第二参考LED35则完全未被驱动。
阶段3是现场重新校准阶段，在图11的流程图中示出。当激活现场校准步骤(步骤110)时，执行以下过程。接通一个或多个大功率LED 31(是显示LED)(步骤111)且通过测量装置36例如在R、G、B和W测量(步骤112)。一个或多个大功率LED 31的亮度的测量可任选地包括平均动作。关断一个或多个大功率LED 31(步骤113)。接通一个或多个第二参考LED 35(是例如单个或多个低功率SMD RGB LED)(步骤114)。测量装置36测量第二参考LED或多个LED 35在例如RGB和W上的亮度级(步骤115)。关断一个或多个第二参考LED 35(步骤116)。
将第二参考LED 35的测量结果与可存储在存储器中的初始值进行比较(步骤118)。这些值之间的差确定测量装置36的漂移，这也可用于大功率LED测量。
确定第二参考LED 35与大功率LED 31的亮度级之间的差(步骤117)。
将第二参考LED 35的亮度级与大功率LED 31的亮度级进行比较(步骤119)。可对光耦合差进行补偿。用同一测量装置36测量大功率LED 31和第二参考LED 35两者的值完全消除了测量装置36的漂移。光耦合差为已知并在整个使用期中恒定，并且在补偿计算中予以考虑，从而产生对大功率LED 31驱动的校正以补偿其老化(以及因此的运行时间)(步骤120)。
再一次地，本实施方式的概念是实际初始参考在显示板30上(通过参考LED35)，并且通过现场重新校准过程中重新测量参考LED 35，测量装置36的电漂移得以消除。应该理解，虽然较佳实施方式、具体构造和配置以及材料已经在本文中针对根据本发明实施方式的装置进行了讨论，但是可在不背离所附权利要求书限定的本发明范围和精神的情况下进行形式和细节上的各种变化或更改。
Claims (27)
1.一种显示板(30)，包括可寻址发光元件(31)的阵列和用图像数据驱动所述发光元件(31)的驱动装置(32)，所述显示板(30)还包括老化确定装置(33)，所述老化确定装置(33)包括：
至少一个参考发光元件(35)，所述驱动装置(32)适于用校准数据驱动所述至少一个参考发光元件(35)；
光测量装置(36)，用于测量由所述参考发光元件(35)发射的光，并用于测量表示由所述发光元件(31)所发射光的光；以及
比较装置(37)，用于将所测量的由所述参考发光元件(35)发射的光与所测量的表示由所述发光元件(31)所发射光的光进行比较，并基于比较结果确定所述阵列中所述发光元件(31)的老化。
2.如权利要求1所述的显示板(30)，其特征在于，所述发光元件(31)和所述至少一个参考发光元件(35)是不同类型。
3.如权利要求1所述的显示板(30)，其特征在于，所述发光元件(31)和所述至少一个参考发光元件(35)是相同类型。
4.如权利要求3所述的显示板(30)，其特征在于，
所述至少一个参考发光元件包括至少第一和第二参考发光元件(34，35)，所述驱动装置(32)适于在第一时刻用参考数据驱动所述第一参考发光元件(34)，所述参考数据与从用于驱动所述阵列发光元件(31)的图像数据导出的值相等，并在第二时刻用第一校准数据驱动所述第一参考发光元件(34)，以发射表示由所述发光元件(31)所发射光的光，并且用于在第二时刻用第二校准数据驱动所述第二参考发光元件(35)，
其中所述光测量装置适于测量由所述第一和第二参考发光元件(34，35)发射的光，以及
其中所述比较装置(37)适于将所测量的由所述第一参考发光元件(34)发射的光与所测量的由所述第二参考发光元件(35)发射的光进行比较，并基于比较结果确定所述阵列中所述发光元件(31)的老化。
5.如权利要求4所述的显示板(30)，其特征在于，从所述图像数据导出的所述值是所述图像数据的平均值。
6.如权利要求1所述的显示板(30)，其特征在于，所述显示板(30)还包括补偿装置，用于基于对所述老化的判定来补偿所述阵列中所述发光元件(31)的老化。
7.如权利要求1所述的显示板(30)，其特征在于，所述显示板(30)还包括控制器(38)，用于控制所述驱动装置(32)。
8.如权利要求1所述的显示板(30)，其特征在于，所述发光元件(31)的阵列设置在所述显示板(30)的第一侧，其中所述至少一个参考发光元件(34，35)设置在所述显示板(30)的第二侧，所述第二侧与所述第一侧相反。
9.如权利要求4所述的显示板(30)，其特征在于，所述发光元件(31)的阵列设置在所述显示板(30)的第一侧，其中所述第一参考发光元件(34)设置在所述显示板(30)的所述第一侧，而所述第二参考发光元件(35)设置在所述显示板(30)的第二侧，所述第二侧与所述第一侧相反。
10.如权利要求1所述的显示板(30)，其特征在于，所述至少一个参考发光元件(34、35)设置在所述显示板(30)的与所述发光元件(31)阵列相同的一侧。
11.如权利要求4所述的显示板(30)，其特征在于，所述第一和第二参考发光元件(34、35)耦合于同一光测量装置(36)。
12.如以上权利要求中的任一项所述的显示板(30)，其特征在于，所述光测量装置(36)包括至少一个光电探测器或光电晶体管。
13.如权利要求1至11中的任一项所述的显示板(30)，其特征在于，所述显示板(30)包括不同颜色的发光元件(31)，其中对每种颜色设置至少一个参考发光元件(34、35)。
14.如权利要求1至11中的任一项所述的显示板(30)，其特征在于，所述显示板(30)包括多色发光元件(31)，其中所述老化确定装置(32)的所述至少一个参考发光元件(34、35)是多色发光元件。
15.如权利要求1至11中的任一项所述的显示板(30)，其特征在于，所述阵列的所述发光元件(31)是LED。
16.如权利要求1至11中的任一项所述的显示板(30)，其特征在于，所述显示板(30)被结合在显示块中。
17.如权利要求16所述的显示板(30)，其特征在于，多个显示块形成显示器。
18.一种用于确定显示板(30)的老化的方法，所述显示板(30)包括发光元件(31)的阵列、用图像数据驱动所述发光元件(31)的驱动装置(32)，和至少一个参考发光元件(35)，所述方法包括：
测量表示由所述发光元件(31)所发射光的光；
用校准数据驱动所述参考发光元件(35)，并测量由所述参考发光元件(35)发射的光；以及
将表示由所述发光元件(31)所发射光的光与由所述参考发光元件(35)发射的光进行比较，并基于比较结果确定所述阵列中所述发光元件(31)的老化。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，测量表示由发光元件(31)所发射光的光包括测量由所述发光元件(31)发射的光。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述显示板包括至少第一参考发光元件(34)和第二参考发光元件(35)，
其中测量表示由所述发光元件(31)所发射光的光，包括用第一校准数据驱动所述第一参考发光元件(34)，并测量由所述第一参考发光元件(34)发射的光，以及
用校准数据驱动所述参考发光元件(35)并测量由所述参考发光元件(35)发射的光，包括用第二校准数据驱动所述第二参考发光元件(35)，并测量由所述第二参考发光元件(35)发射的光。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一校准数据等于所述第二校准数据。
22.如权利要求20或21的任一项所述的方法，其特征在于，包括在分别用所述第一和第二校准数据驱动所述第一和第二参考发光元件(34、35)之前，用所述图像数据驱动所述显示板(30)的所述发光元件(31)，并用通过一种算法从所述图像数据导出的值驱动第一参考发光元件(34)。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述算法包括导出从所述图像数据导出的值，所述值是所述图像数据的平均值。
24.一种用于校准显示板(30)的方法，所述显示板(30)包括发光元件(31)的阵列，所述方法包括：
根据如权利要求18至21中的任一项所述的方法确定所述阵列中所述发光元件(31)的老化程度；以及
基于所确定的老化程度补偿所述阵列的所述发光元件(31)的老化。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，补偿所述阵列中所述发光元件(31)的老化，是通过调节所述阵列的所述发光元件(31)的驱动参数进行的。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述驱动参数是电压。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述驱动参数是电流。
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