CN102663976A - 用于发光器件显示器中的不均匀性的补偿的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于发光器件显示器中的不均匀性的补偿的系统和方法。提供了一种用于即使在显示器中的一些像素随着时间的推移而退化时也以恒定亮度操作显示器的系统和方法。所述显示器中的每个像素被配置为当向像素的驱动电路供应电压时发射光，该电压使得电流流动通过发光元件。通过为它们各自的驱动电路供应更大的电压来补偿退化的像素。所述显示器数据通过小于1的压缩因子来缩放，以便保留一些电压等级以用于补偿退化的像素。在像素变得更加退化并且要求额外的补偿时，减小所述压缩因子以便保留额外的电压等级以用于补偿。

Description

用于发光器件显示器中的不均匀性的补偿的系统和方法
技术领域
本发明涉及显示技术，更具体地涉及用于对发光器件显示器中的元件的不均匀性进行补偿的系统和方法。
背景技术
有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器为公知的技术。例如，由于非晶硅的低成本和来自薄膜晶体管液晶显示器(TFTLCD)制造的大量的安装的基础结构(infrastructure)，因此非晶硅是一种有前途的用于AMOLED显示器的材料。
所有的AMOLED显示器，不管使用什么背板技术，都在各个像素间表现出亮度的差异，这主要是作为处理或结构的不均衡的结果，或者是由于随着时间的推移由操作使用引起的老化。在显示器中的亮度的不均匀性也可能是由来自OLED材料自身的化学和性能的自然差异而引起的。这些不均匀性必须通过AMOLED显示电子设备来管理，以便显示器件达到用于大规模市场使用的商业上可以接受的性能水平。
图1示出了传统的AMOLED显示器10的操作流程。参考图1，视频源12包含每个像素的亮度数据，并以数字数据14的形式将亮度数据发送到数字数据处理器16。数字数据处理器16可以执行一些数据处理功能，例如缩放(scale)分辨率或改变显示的颜色。数字数据处理器16发送数字数据18到数据驱动器集成电路(IC)20。数据驱动器IC 20将该数字数据18转换为模拟电压或电流22，该模拟电压或电流22被发送到像素电路24中的薄膜晶体管(TFT)26。TFT 26将该电压或电流22转换为流动通过有机发光二极管(OLED)30的另一个电流28。OLED 30将电流28转换为可见光36。OLED 30具有OLED电压32，该OLED电压32是OLED两端的电压降。OLED 30还具有效率34，该效率34是发光量与通过OLED的电流的比率。
数字数据14、模拟电压/电流22、电流28和可见光36都包含完全相同的信息(即亮度数据)。它们只是来自视频源12的原始亮度数据的不同格式。系统的期望操作是，来自视频源12的给定值的亮度数据总是得到相同值的可见光36。
然而，存在可能导致可见光36上的误差的若干退化因素。随着持续的使用，TFT对于来自数据驱动器IC 20的相同的输入将输出更低的电流28。随着持续的使用，OLED 30对于相同的输入电流将消耗更大的电压32。由于TFT 26不是完美的电流源，因此这实际上将轻微地减小输入的电流28。随着持续的使用，OLED 30将损失效率34，并对于相同的电流发射更少的可见光。
由于这些退化因素，即使从视频源12发送相同的亮度数据，随着时间的推移可见光输出36也将更小。根据显示器的使用，不同的像素可能具有不同的退化量。
因此，在由视频源12中的亮度数据所指定的一些像素的所需的亮度与像素的实际亮度之间将存在不断增大的误差。结果是被减小的图像不会在显示器上正确地示出。
补偿这些问题的一种方式是使用反馈环。图2示出了包括反馈环的传统AMOLED显示器40的操作流程。参考图2，光检测器42被用来直接测量可见光36。光检测器42将可见光36转换为测量的信号44。信号转换器46将测量的可见光信号44转换为反馈信号48。信号转换器46可以是模数转换器、数模转换器、微控制器、晶体管或者其它的电路或器件。反馈信号48被用来在沿着其路径的某一点(诸如，现有组件(例如，12、16、20、26、30)、组件之间的信号线(例如，14、18、22、28、36)、或其组合)处修改亮度数据。
可以要求对现有组件的一些修改和/或额外的电路，以便允许基于来自信号转换器46的反馈信号48来修改亮度数据。如果可见光36低于来自视频源12的期望的亮度，则可以增大亮度信号，以便补偿TFT 26或OLED 30的退化。这使得不管退化如何可见光36都将恒定。这个补偿方案通常被称作光学反馈(OFB)。然而，在图2的系统中，光检测器42必须被集成到显示器上，通常在每个像素内并且耦接到像素电路。不考虑在将光检测器集成到每个像素中时不可避免的产量的问题，期望具有自身不退化的光检测器，但是实现这种光检测器是代价高的，并且这种光检测器与当前安装的TFT-LCD制造基础结构是不兼容的。
因此，需要提供一种可以在不测量光信号的情况下补偿显示器中的不均匀性的方法和系统。
AMOLED显示器传统地是根据来自视频源的数字数据进行操作的。显示器中的OLED可以被编程为发射具有根据编程电压或编程电流的亮度的光。编程电流或编程电压传统地由显示器驱动器来设定，该显示器驱动器将数字数据作为输入，并且具有用于将编程电流或编程电压发送到像素电路的模拟输出。像素电路被配置为基于编程电流或编程电压来驱动通过OLED的电流。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种消除或减轻现有系统的至少一个缺点的方法和系统。
根据本发明的一方面，提供了一种用于补偿发光器件显示器中的不均匀性的系统，该发光器件显示器包括多个像素和用于将像素数据提供到每个像素电路的源。所述系统包括：用于修改应用于一个或多于一个像素电路的所述像素数据的模块，用于基于从第一像素电路的一部分读取的测量数据来估计所述第一像素电路的退化的估计模块，以及用于基于所述第一像素电路的退化的估计来校正应用于第一像素电路或第二像素电路的所述像素数据的补偿模块。
根据本发明的另一方面，提供了一种补偿具有多个像素的发光器件显示器中的不均匀性的方法，其包括以下步骤：基于从第一像素电路的一部分读取的测量数据来估计所述第一像素电路的退化，以及基于第一像素电路的退化的估计来校正应用于第一像素电路或第二像素电路的像素数据。
本公开提供了一种维持AMOLED显示器的均匀的光度(luminosity)的方法。AMOLED显示器包括具有发光器件的像素的阵列。发光器件被配置为根据来自视频源的数字输入而发射光。视频源包括与在AMOLED显示器中的每个像素的期望亮度对应的数字数据。随着时间的推移，发光器件内的方面和它们的相关的驱动电路退化，并且更求补偿以便对于给定的数字输入继续发射具有相同亮度的光。
通过根据测量或估计的像素的退化增大所述像素的数字输入，来补偿发光显示器中的像素的退化。为了允许补偿的发生，数字输入被压缩到小于可用范围的范围的值。根据压缩因子来执行对所述数字输入的压缩，所述压缩因子为小于1的数。在本公开的实施中，数字输入乘以压缩因子，该压缩因子将所述数字输入压缩到小于可用范围的范围。数字范围的剩余部分可以被用于基于测量的或估计的像素的退化来提供对退化的像素的补偿。本公开提供了用于设定和调节所述补偿因子的方法，以便静态地或动态地调节所述补偿因子，并在信号被发送到所述驱动电路之前，通过增大该数字信号来提供对显示器的补偿。
鉴于参考附图进行的各种实施例和/或方面的详细描述，本领域技术人员将明白本发明的上述和另外的方面和实施例，接下来提供附图的简短描述。
附图说明
根据接下来的参考附图的描述，本发明的这些和其它特征将变得更加清晰。
图1示出了传统的AMOLED系统。
图2示出了包括光检测器和使用来自光检测器的信号的反馈方案的传统的AMOLED系统。
图3示出了应用有按照本发明实施例的补偿方案的发光显示系统。
图4示出了图3的发光显示系统的示例。
图5示出了图5的像素电路的示例。
图6示出了图3的发光显示系统的另一个示例。
图7示出了图6的像素电路的示例。
图8示出了用于应用于图4的系统的补偿方案的模块的示例。
图9示出了图7的补偿算法模块和查找表的示例。
图10示出了TFT到像素电路的转换算法模块的输入的示例。
图11A示出了，视频源对于每个像素输出相等的亮度数据持续零小时的使用时间的实验结果。
图11B示出了，视频源向一些像素输出最大亮度数据而向其它像素输出零亮度数据持续1000小时的使用时间的实验结果。
图11C示出了，在没有应用补偿算法时，在一些像素接收到最大亮度数据而其它像素接收到零亮度数据持续1000小时的使用时间之后，视频源对于每个像素输出相等的亮度数据的实验结果。
图11D示出了，在应用恒定亮度补偿算法时，在一些像素接收到最大亮度数据而其它像素接收到零亮度数据持续1000小时的使用时间之后，视频源对于每个像素输出相等的亮度数据的实验结果。
图11E示出了，在应用减小亮度补偿算法时，在一些像素接收到最大亮度数据而其它像素接收到零亮度数据持续1000小时的使用时间之后，视频源对于每个像素输出相等的亮度数据的实验结果。
图12示出了灰度级压缩算法的示例。
图13是示出了用于驱动AMOLED显示器的光度输入数据的压缩和补偿的数据流程图。
图14是示出了根据显示要求和像素电路的设计来选择压缩因子的方法的流程图。
图15是示出了根据预定的净空(headroom)调节分布图(profile)来选择压缩因子的方法的流程图。
图16是示出了根据超过在先前补偿之上的阈值的退化数据的动态测量来选择压缩因子的方法的流程图。
图17是示出了根据超过先前测量的最大值的退化数据的动态测量来选择压缩因子的方法的流程图。
虽然本发明易受到各种修改和可替代的形式，但是特定实施例已经在附图中通过示例的方式而示出并且将在本申请中详细描述。然而，应当明白，本发明并不意图限于所公开的特殊形式。相反，本发明覆盖落入如由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。
具体实施方式
使用包括具有TFT和OLED的像素电路的AMOLED显示器来描述本发明的实施例。但是，像素电路中的晶体管可以使用非晶硅、纳米/微米晶体硅、多晶硅、有机半导体技术(例如，有机TFT)、NMOS技术、CMOS技术(例如，MOSFET)或其组合来制造。晶体管可以是p型晶体管或n型晶体管。像素电路可以包括除了OLED以外的发光器件。在下面的描述中，“像素”和“像素电路”可以互换地使用。
图3示出了应用有按照本发明实施例的补偿方案的发光显示系统100的操作。视频源102包含用于每个像素的亮度数据，并以数字数据104的形式将亮度数据发送到数字数据处理器106。数字数据处理器106可以执行一些数据处理功能，例如缩放分辨率或改变显示的颜色。数字数据处理器106将数字数据108发送到数据驱动器IC 110。数据驱动器IC 110将数字数据108转换为模拟电压或电流112。模拟电压或电流112被应用于像素电路114。像素电路114包括TFT和OLED。像素电路114基于模拟电压或电流112输出可见光126。
在图3中，作为示例示出了一个像素电路。但是，发光显示系统100包括多个像素电路。视频源102可以与图1和图2的视频源12类似。数据驱动器IC110可以与图1和图2的数据驱动器IC 20类似。
为显示器设置补偿功能模块130。补偿功能模块130包括用于对来自像素电路114的测量值132(被称为退化数据、测量的退化数据、测量的TFT退化数据或测量的TFT和OLED退化数据)执行算法(被称为TFT到像素电路的转换算法)的模块134，并且补偿功能模块130输出计算出的像素电路退化数据136。注意，在下面的描述中，可以互换地使用“TFT到像素电路的转换算法模块”和“TFT到像素电路的转换算法”。
退化数据132是表示像素电路114的一部分已经退化多少的电数据。从像素电路114测量的数据可以表示，例如，像素电路114的一部分的一个或更多个特征。
可以从例如一个或更多个薄膜晶体管(TFT)、有机发光二极管(OLED)器件或其组合来测量退化数据132。注意，像素电路114的晶体管不限于TFT，而且像素电路114的发光器件不限于OLED。测量出的退化数据132可以是数字的或模拟的数据。系统100基于来自像素电路的一部分(例如，TFT)的测量值来提供补偿数据，以便补偿显示器中的不均匀性。不均匀性可以包括亮度不均匀性、颜色不均匀性或其组合。引起这些不均匀性的因素可以包括但是不限于，显示器中的处理或结构不均衡、像素的老化、等等。
可以在规律的定时或动态调整的定时处测量退化数据132。计算的像素电路退化数据136可以是用于校正在显示器中的不均匀性的补偿数据。计算的像素电路退化数据136可以包括用于产生补偿数据的任何参数。可以在规律的定时(例如，每一帧，规律的间隔，等等)或动态调整的定时处使用补偿数据。测量的数据、补偿数据或其组合可以被存储在存储器(例如图8的142)中。
TFT到像素电路的转换算法模块134或者TFT到像素电路的转换算法模块134和数字数据处理器106的组合基于测量的退化数据132来估计整个像素电路的退化。基于该估计，通过在数字数据处理器106处调节应用于一定的像素电路的亮度数据(数字数据104)来补偿像素电路114的整个退化。
系统100可以修改或调节应用于退化的像素电路或未退化的像素电路的亮度数据104。例如，如果可见光126的恒定值是期望的，则数字数据处理器106增大用于高度退化的像素的亮度数据，由此补偿退化。
在图3中，TFT到像素电路的转换算法模块134与数字数据处理器106分开地设置。但是，TFT到像素电路的转换算法模块134可以被集成到数字数据处理器106中。
图4示出了图3的系统100的示例。图4的像素电路114包括TFT 116和OLED 120。模拟电压或电流112被提供给TFT 116。TFT 116将该电压或电流112转换为流动通过OLED 120的另一个电流118。OLED 120将电流118转换为可见光126。OLED 120具有OLED电压122，该OLED电压122是OLED两端的电压降。OLED 120还具有效率134，该效率134是发光量与通过OLED120的电流的比率。
图4的系统100仅仅测量TFT的退化。TFT 116和OLED 120的退化是与使用相关的，并且TFT 116和OLED 120在像素电路114中总是被连结(link)。每当TFT 116受应力时，OLED 120也受应力。所以，在TFT 116的退化与像素电路114的整体的退化之间存在可预测的关系。TFT到像素电路的转换算法模块134或TFT到像素电路的转换算法模块134和数字数据处理器106的组合仅仅基于TFT的退化来估计整个像素电路的退化。本发明的实施例也可以被应用于独立地监视TFT和OLED退化两者的系统。
像素电路114具有可以被测量的组件。从像素电路114获得的测量值以某种方式与像素电路的退化相关。
图5示出了图4的像素电路114的示例。图5的像素电路114是4-T像素电路。像素电路114A包括具有TFT 150和152的切换电路、参考TFT 154、驱动TFT 156、电容器158以及OLED 160。
开关TFT 150的栅极和反馈TFT 152的栅极被连接到选择线Vsel。开关TFT 154的第一端子和反馈TFT 152的第一端子被连接到数据线Idata。开关TFT 150的第二端子连接到参考TFT 154的栅极和驱动TFT 156的栅极。反馈TFT 152的第二端子连接到参考TFT 154的第一端子。电容器158连接在驱动TFT 156的栅极和地之间。OLED 160连接在电压源Vdd和驱动TFT 156之间。在其它的系统中，OLED 160也可以连接在驱动TFT 156和地之间(即，漏极连接形式)。
当对像素电路114A进行编程时，Vsel为高，并且电压或电流被应用于数据线Idata。数据Idata初始流动通过TFT 150并对电容器158充电。随着电容器的电压升高，TFT 154开始导通，并且Idata开始通过TFT 152和154流到地。当所有的Idata流动通过TFT 152和154时，电容器电压稳定在某点处。流动通过TFT 154的电流在驱动TFT 156中被镜像。
在像素电路114A中，通过将Vsel设为高和将电压放在Idata上，可以测量流入Idata节点的电流。可替代地，通过将Vsel设为高和将电流放在Idata上，可以测量在Idata节点处的电压。在TFT退化时，测量的电压(或电流)将改变，允许记录对退化的测量。在该像素电路中，图4中示出的模拟电压/电流112连接到Idata节点。对电压或电流的测量可以发生在沿着数据驱动器IC110和TFT116之间的连接的任何地方。
在图4中，将TFT到像素电路的转换算法应用于来自TFT 116的测量值132。但是，可以使用从除了TFT 116之外的各个位置读取到的电流/电压信息。例如，OLED电压122可以被包括在测量的TFT退化数据132中。
图6示出了图3的系统100的另一个示例。图6的系统100测量OLED电压122。因此，测量的数据132与TFT 116和OLED 120的退化有关(图6中的“测量的TFT和OLED电压退化数据132A”)。图6的补偿功能模块130对与TFT退化和OLED退化两者有关的信号实施TFT到像素电路的转换算法134。TFT到像素电路的转换算法模块134或TFT到像素电路的转换算法模块134和数字数据处理器106的组合基于TFT退化和OLED退化来估计整个像素电路的退化。TFT退化和OLED退化可以被分开地和独立地测量。
图7示出了图6的像素电路114的示例。图7的像素电路1141B是4-T像素电路。像素电路114B包括具有TFT 170和172的切换电路、参考TFT 174、驱动TFT 176、电容器178以及OLED 180。
开关TFT 170的栅极和开关TFT 172的栅极连接到选择线Vsel。开关TFT172的第一端子连接到数据线Idata，而开关TFT 170的第一端子连接到开关TFT 172的第二端子，该开关TFT 172的第二端子连接到参考TFT 174的栅极和驱动TFT 176的栅极。开关TFT 170的第二端子连接到参考TFT 174的第一端子。电容器178连接在驱动TFT 176的栅极和地之间。驱动TFT 176的第一端子连接到电压源Vdd。参考TFT 174的第二端子和驱动TFT 176的第二端子连接到OLED 180。
当对像素电路114B进行编程时，Vsel为高，并且电压或电流被应用于数据线Idata。数据Idata初始流动通过TFT 172并对电容器178充电。随着电容器的电压升高，TFT 174开始导通，并且Idata开始通过TFT 170和174以及OLED180流到地。当所有的Idata流动通过TFT 170和174时，电容器电压稳定在某点处。流动通过TFT 174的电流在驱动TFT 176中被镜像。在像素电路114B中，通过将Vsel设为高和将电压放在Idata上，可以测量流入Idata节点的电流。可替代地，通过将Vsel设为高和将电流放在Idata上，可以测量在Idata节点处的电压。在TFT退化时，测量的电压(或电流)将改变，允许记录对退化的测量。注意，与图5的像素电路114A不同，电流现在流动通过OLED 180。因此在Idata节点处进行的测量现在与OLED电压部分地相关，该OLED电压将随着时间而退化。在像素电路114B中，图6中示出的模拟电压/电流112连接到Idata节点。对电压或电流的测量可以发生在沿着数据驱动器IC 110和TFT116之间的连接的任何地方。
参考图3、图4和图6，像素电路114可以允许TFT 116输出的电流被测量，并且被用作测量的TFT退化数据132。像素电路114可以允许OLED效率的某部分被测量，并且被用作测量的TFT退化数据132。像素电路114还可允许对节点充电，并且测量值可以是这个节点放电所花的时间。像素电路114可以允许其任何部分被电学地测量。此外，在给定的时间期间的放电/充电水平可以被用于老化检测。
参考图8，描述了用于应用于图4的系统的补偿方案的模块的示例。图8的补偿功能模块130包括模拟/数字(A/D)转换器140。A/D转换器140将测量的TFT退化数据132转换为数字的测量的，图4中示出的TFT电压/电流112连接到Idata节点。电压或电流的测量可以发生在沿着数据驱动器IC 110和TFT116之间的连接的任何地方。
在图4中，将TFT到像素电路的转换算法应用于来自TFT 116的测量值132。但是，可以使用从除了TFT 116之外的各个位置读取到的电流/电压信息。例如，OLED电压122可以被包括在测量的TFT退化数据132中。
图6示出了图3的系统100的另一个示例。图6的系统100测量OLED电压122。因此，测量的数据132与TFT 116和OLED 120的退化有关(图6中的“测量的TFT和OLED电压退化数据132A”)。图6的补偿功能模块130对与TFT退化和OLED退化两者有关的信号实施TFT到像素电路的转换算法134。TFT到像素电路的转换算法模块134或TFT到像素电路的转换算法模块134和数字数据处理器106的组合基于TFT退化和OLED退化来估计整个像素电路的退化。TFT退化和OLED退化可以被分开地和独立地测量。
图7示出了图6的像素电路114的示例。图7的像素电路114B是4-T像素电路。像素电路114B包括具有TFT 170和172的切换电路、参考TFT 174、驱动TFT 176、电容器178以及OLED 180。
开关TFT 170的栅极和开关TFT 172的栅极连接到选择线Vsel。开关TFT172的第一端子连接到数据线Idata，而开关TFT 170的第一端子连接到开关TFT 172的第二端子，该开关TFT 172的第二端子连接到参考TFT 174的栅极和驱动TFT 176的栅极。开关TFT 170的第二端子连接到参考TFT 174的第一端子。电容器178连接在驱动TFT 176的栅极和地之间。驱动TFT 176的第一端子连接到电压源Vdd。参考TFT 174的第二端子和驱动TFT 176的第二端子连接到OLED 180。
当对像素电路114B进行编程时，Vsel为高，并且电压或电流被应用于数据线Idata。数据Idata初始流动通过TFT 172并对电容器178充电。随着电容器的电压升高，TFT 174开始导通，并且Idata开始通过TFT 170和174以及OLED180流到地。当所有的Idata流动通过TFT 152和154时，电容器电压稳定在某点处。流动通过TFT 154的电流在驱动TFT 156中被镜像。在像素电路114A中，通过将Vsel设为高和将电压放在Idata上，可以测量流入Idata节点的电流。可替代地，通过将Vsel设为高和将电流放在Idata上，可以测量在Idata节点处的电压。在TFT退化时，测量的电压(或电流)将改变，允许记录对退化的测量。注意，与图5的像素电路114A不同，电流现在流动通过OLED 180。因此在Idata节点处进行的测量现在与OLED电压部分地相关，该OLED电压将随着时间而退化。在像素电路114B中，图6中示出的模拟电压/电流112连接到Idata节点。对电压或电流的测量可以发生在沿着数据驱动器IC 110和TFT116之间的连接的任何地方。
参考图3、图4和图6，像素电路114可以允许TFT 116输出的电流被测量，并且被用作测量的TFT退化数据132。像素电路114可以允许OLED效率的某部分被测量，并且被用作测量的TFT退化数据132。像素电路114还可允许对节点充电，并且测量值可以是这个节点放电所花的时间。像素电路114可以允许其任何部分被电学地测量。此外，在给定的时间期间的放电/充电水平可以被用于老化检测。
参考图8，描述了用于应用于图4的系统的补偿方案的模块的示例。图8的补偿功能模块130包括模拟/数字(A/D)转换器140。A/D转换器140将测量的TFT退化数据132转换为数字的测量的TFT退化数据132B。该数字的测量的TFT退化数据132B在TFT到像素电路的转换算法模块134处被转换为经计算的像素电路退化数据136。经计算的像素电路退化数据136被存储在查找表142中。由于从一些像素电路测量TFT退化数据可能花费较长的时间，因此经计算的像素电路退化数据136被存储在查找表142中以供使用。
在图8中，TFT到像素电路的转换算法134是数字的算法。数字的TFT到像素电路的转换算法134可以在例如微处理器、FPGA、DSP或其它器件上实现，但是不限于这些示例。查找表142可以通过使用存储器(例如SRAM或DRAM)来实现。该存储器可以在其它器件(例如微处理器或FPGA)中，或可以是独立的器件。
存储在查找表142中的经计算的像素电路退化数据136对于数字数据处理器106总是可用的。因此，并不是每当数字数据处理器106需要使用数据时就必须对每个像素的TFT退化数据132进行测量。可以不频繁地(例如，每20小时一次，或更少)测量退化数据132。另一种情况是对于退化测量使用动态时间分配，在开始的时候比较频繁的提取，在老化饱和之后较不频繁的提取。
数字数据处理器106可以包括补偿模块144，所述补偿模块144用于从视频源102获得用于像素电路114的输入亮度数据，并基于该像素电路或其它像素电路的退化数据来修改它。在图8中，模块144使用来自查找表142的信息来修改亮度数据。
注意，图8的配置可以应用于图3和图6的系统。注意，查找表142与补偿功能模块130分开地设置，但是，其可以在补偿功能模块130中。注意，查找表142与数字数据处理器106分开地设置，但是，其可以在数字数据处理器106中。
图9示出了数字数据处理器106的模块144和查找表142的一个示例。参考图9，TFT到像素电路的转换算法模块134的输出为整数值。这个整数被存储在查找表142A(对应于图8的142)中。其在查找表142A中的位置与像素在AMOLED显示器上的位置相关。其值是一个数，并被加到数字的亮度数据104以补偿退化。
例如，数字的亮度数据可以被表示为将8比特(256个值)用于像素的亮度。值246可表示像素的最大亮度。值128可表示大约50％的亮度。在查找表142A中的值可以是被加到亮度数据104上以补偿退化的数。因此，数字数据处理器106中的补偿模块(图7的144)可以通过数字加法器144A来实现。注意，数字的亮度数据可以通过取决于所使用的驱动器IC的任意数量的比特(例如，6比特、8比特、10比特、14比特、等等)来表示。
在图3、图4、图6、图8和图9中，TFT到像素电路的转换算法模块134具有测量的TFT退化数据132或132A作为输入，以及计算的像素电路退化数据136作为输出。但是，也可以存在用于计算补偿数据的系统的其它输入，如图10所示。图10示出了TFT到像素电路的转换算法模块134的输入的示例。在图10中，TFT到像素电路的转换算法模块134基于额外的输入190(例如，温度、其它电压等等)、经验常数192或其组合来处理测量的数据(图3、图4、图8和图9的132；图5的132A；图8和图9的132B)。
额外的输入190可以包括测量的参数，例如从电流编程像素读取的电压和从电压编程像素读取的电流。这些像素可以与从其获得测量的信号的像素电路不同。例如，可以从“测试下的像素”获取测量值，并将该测量值与来自“参考像素”的另一个测量值结合地使用。如下所述，为了确定如何修改像素的亮度数据，可以使用来自显示器中的其它像素的数据。额外的输入190可以包括光测量值，例如房间内的环境光的测量值。围绕面板周边的某种测试结构或分立器件可以被用来测量环境光。额外的输入可以包括湿度测量值、温度读数、机械应力读数、其它环境应力读数以及来自面板上的测试结构的反馈。
它也可以包括经验参数192，例如由降低效率引起的OLED中的亮度损失(ΔL)、OLED电压的随时间的漂移(ΔVoled)、Vt漂移的动态效应、与TFT性能相关的参数(例如Vt、ΔVt、迁移率(μ))、像素间的不均匀性、像素电路中的DC偏置电压、基于电流镜的像素电路的增益改变、像素电路性能的基于短期和长期的漂移、由IR降引起的像素电路操作电压变化以及接地反弹(ground bounce)。
参考图8和图9，在模块134中的TFT到像素电路的转换算法与在数字数据处理器106中的补偿算法144一起工作，以便将测量的TFT退化数据132转换为亮度校正因子。亮度校正因子具有关于要如何修改用于给定像素的亮度数据以便补偿在像素中的退化的信息。
在图9中，这个转换的大部分是由TFT到像素电路的转换算法模块134来进行的。其完全地计算亮度校正值，并且数字数据处理器106中的数字加法器144A简单地将亮度校正值加到数字亮度数据104上。但是，系统100可以被实现为使得TFT到像素电路的转换算法模块134仅仅计算退化值，而数字数据处理器106根据该数据来计算亮度校正因子。TFT到像素电路的转换算法134可以采用模糊逻辑、神经网络或其它算法结构来将退化数据转换为亮度校正因子。
亮度校正因子的值可以允许不管在像素电路中的退化如何可见光都保持恒定。亮度校正因子的值可以允许退化的像素的亮度一点都不被改变；相反，未退化的像素的亮度降低。在这种情况下，整个显示器可能随着时间的推移逐渐失去亮度，但是均匀性可以较高。
亮度校正因子的计算可以根据不均匀性补偿的算法(例如恒定亮度算法、减小亮度算法或其组合)来实现。恒定亮度算法和减小亮度算法可以在TFT到像素电路的转换算法模块(例如，图3的134)或数字数据处理器(例如，图3的106)上实现。提供恒定亮度算法以用来增大退化的像素的亮度从而匹配未退化的像素。提供减小亮度算法以用来降低未退化的像素244的亮度从而匹配退化的像素。这些算法可以由TFT到像素电路的转换算法模块、数字数据处理器(例如，图8的144)或其组合来实现。注意，这些算法仅仅是示例，并且不均匀性补偿的算法不限于这些算法。
参考图11A-11E，详细描述了不均匀性补偿的算法的实验结果。在试验中，AMOLED显示器包括多个像素电路，并且由如图3、图4、图6、图8和图9所示的系统来驱动。注意，驱动AMOLED显示器的电路没有在图11A-11E中示出。
图11A示意性地示出了开始操作的AMOLED显示器240(操作时期t＝0小时)。视频源(图3、图4、图7、图8和图9的102)初始将最大亮度数据输出到每个像素。由于显示器240是新的，因此没有像素是退化的。结果是，所有像素输出相等的亮度，并且因此所有像素示出了均匀的亮度。
接下来，视频源将最大亮度数据输出到在显示器中间的一些像素，如图11B所示。图11B示意性地示出了AMOLED显示器240，该AMOLED显示器已经操作了一定时期，其中最大亮度数据被应用于显示器中间的像素。视频源将最大亮度数据输出到像素242，同时其将最小亮度数据(例如，零亮度数据)输出到像素242外围的像素244。其将此维持一段较长的时间，例如1000小时。结果是，处于最大亮度的像素242将退化，而处于0亮度的像素244将没有退化。
在1000小时，视频源将最大亮度数据输出到所有的像素。根据使用的补偿算法，结果是不同的，如图11C-11E所示。
图11C示意性地示出了AMOLED显示器240，该AMOLED显示器240没有应用补偿算法。如图11C所示，如果没有补偿算法，则退化的像素242将具有比未退化的像素244低的亮度。
图11D示意性地示出了AMOLED显示器240，该AMOLED显示器应用了恒定亮度算法。恒定亮度算法被实施以用于增大退化的像素的亮度数据，以使得退化的像素242的亮度数据匹配未退化的像素244的亮度数据。例如，增大亮度算法为受应力的像素242提供增大的电流，并且为不受应力的像素244提供恒定的电流。退化的像素和未退化的像素两者具有相同的亮度。因此，显示器240是均匀的。补偿了有差别的老化，并且维持了亮度，但是需要更多的电流。由于一些像素的电流不断的增大，因此这将导致显示器随时间消耗更多的电流，并且因此随时间消耗更多的功率，因为功率消耗与电流消耗相关。
图11E示意性地示出了AMOLED显示器240，该AMOLED显示器应用了减小亮度算法。减小亮度算法减小未退化的像素的亮度数据，以使得未退化的像素244的亮度数据匹配退化的像素242的亮度数据。例如，减小亮度算法为受应力的像素242提供恒定OLED电流，而为未受应力的像素244提供减小的电流。退化的像素和未退化的像素两者具有相同的亮度。因此，显示器240是均匀的。补偿了有差别的老化，并且其要求较低的Vsupply，但是随时间亮度降低。由于该算法没有增大任何像素的电流，因此其不会导致增大功率消耗。
参考图3，组件(例如视频源102和数据驱动器IC 110)可以仅仅使用8比特或256个离散的亮度值。所以，如果视颜源102输出最大亮度(255的亮度值)，则没有办法增加任何额外的亮度，因为像素已经处于系统中的组件所支持的最大亮度。同样地，如果视频源102输出最小亮度(0的亮度值)，则没有办法减去任何亮度。数字数据处理器106可以实施灰度级压缩算法来保留一些灰度级。图12示出了包括灰度级压缩算法模块250的数字数据处理器106的实施。灰度级压缩算法250获取由256个亮度值表示的视频信号104(251)，并对其进行变换以使用较少的亮度值(252)。例如，最小亮度可以用灰度级50来表示，而不是用灰度级0来表示最小亮度。同样地，最大亮度可以用灰度级200来表示。通过这种方式，有一些灰度级被保留以用于将来的增大(254)和减小(253)。注意，灰度级的变动不反映实际的预期的灰度级的变动。
根据本发明的实施例，估计(预测)整个像素电路的退化并产生亮度校正因子的方案确保了显示器中的均匀性。根据本发明的实施例，一些组件或整个电路的老化可以被补偿，由此确保了显示器的均匀性。
根据本发明的实施例，TFT到像素电路的转换算法允许改善显示参数，例如，包括随着时间的推移的整个面板上的恒定亮度均匀性和颜色均匀性。由于TFT到像素电路的转换算法接受额外的参数，例如，温度和环境光，因此可以补偿由于这些额外的参数引起的显示器中的任何改变。
TFT到像素电路的转换算法模块(图3、图4、图6、图8和图9的134)、补偿模块(图8的144，图9的144A)、不均匀性补偿算法、恒定亮度算法、减小亮度算法和灰度级压缩算法可以由具有以上描述的功能的任何硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现。软件代码、指令和/或语句的全部或部分可以被存储在计算机可读存储器中。另外，可以嵌入在载波中的表示软件代码、指令和/或语句的计算机数据信号可以经由通信网络传输。这样的计算机可读存储器和计算机数据信号和/或其载体、以及硬件、软件及其组合也在本发明的范围内。
再次参考图3，图3示出了通过将补偿算法应用于数字数据104的发光显示系统100的操作。特别地，图3示出了在有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器中的像素的操作。显示系统100包括像素阵列。视频源102包括用于像素的亮度输入数据。亮度数据被以数字输入数据104的形式发送到数字数据处理器106。数字输入数据104可以是表示为存在于0到255之间的整数值的8比特的数据，其中较大的整数值对应于较高的亮度等级。数字数据处理器106可以可选地通过例如将视频源102的分辨率缩放到固有的屏幕分辨率、调节颜色平衡、或对视频源102应用伽玛校正来处理数字输入数据104。数字数据处理器106也可以基于退化数据136来对数字输入数据104应用退化校正。在处理之后，数字数据处理器106将结果数字数据108发送到数据驱动器集成电路(IC)110。数据驱动器IC 110将数字数据108转换为模拟电压或电流输出112。数据驱动器IC 110可以被实现为例如包括数模转换器的模块。模拟电压或电流112被提供给像素电路114。像素电路114可以包括有机发光二极管(OLED)和薄膜晶体管(TFT)。像素电路114中的TFT中的一个TFT可以是向OLED供应驱动电流的驱动TFT。响应于流到OLED的驱动电流，OLED发射可见光126。以与通过驱动TFT流到OLED的电流的量相关的亮度发射可见光126。
在模拟电压或电流112是编程电压的配置中，像素电路114中的驱动TFT可以通过例如用编程电压偏置驱动TFT的栅极来根据模拟电压或电流112供应OLED。像素电路114也可以在模拟电压或电流112是应用于每个像素的编程电流而不是编程电压的情况下操作。利用编程电流的显示系统100可以使用在每个像素电路114中的电流镜来根据应用于每个像素的编程电流通过驱动TFT将驱动电流应用于OLED。
发射的可见光126的亮度受像素电路114中的方面(包括像素电路114内的硬件的逐渐退化)的影响。驱动TFT具有阈值电压，并且由于驱动TFT的受应力和老化，阈值电压会随着时间而变化。发射的可见光126的亮度可以受到驱动TFT的阈值电压、OLED两端的电压降和OLED的效率的影响。OLED的效率是发射的可见光126的亮度与流动通过OLED的驱动电流的比率。此外，退化一般可以是由于例如驱动TFT和OLED的制造容差以及显示系统100中的像素的有差别的老化而引起的整个显示系统100上的不均匀。显示器100中的不均匀性通常被称为显示云纹(mura)或缺陷。在具有OLED阵列的显示器100中，其中OLED阵列具有均匀的发光效率和由具有均匀的栅极阈值电压的TFT驱动的阈值电压，当显示器中的所有像素都用相同的模拟电压或电流112来编程时，显示器的亮度将是均匀的。但是，当相同地编程时，随着每个像素中的OLED和TFT老化并且退化特性改变，显示器的亮度不再是均匀的。
可以通过增大发送通过像素电路114中的OLED的驱动电流量来补偿退化。根据本公开的一个实施方式，可以通过调节从数字数据处理器106输出的数字数据108来实现对显示器100的退化的补偿。数字数据处理器106从补偿模块130接收退化数据136。补偿模块130接收基于像素电路114内的参数的测量值的退化数据132。可替代地，发送给补偿模块130的退化数据132可以基于像素电路114中的硬件方面的预期性能的估计。补偿模块130包括用于实施算法134(例如TFT到像素电路的转换算法)的模块134。退化数据132可以是表示像素电路114的硬件方面已经退化多少的电数据。从像素电路114测量或估计的退化数据132可以表示像素电路114的一个或更多个特征。
在模拟电压或电流112是编程电压的配置中，编程电压通常由数字输入数据104来确定，数字输入数据104在数据驱动器IC 110中被转换为电压。本公开提供了补偿影响从每个像素发射的可见光126的亮度的每个像素电路114中的不均匀特征的方法。在数字数据108传输到数据驱动器IC 110之前，通过在数字数据处理器106中调节数字输入数据104来执行补偿。
图13是示出了用于驱动AMOLED显示器的光度输入数据304的压缩和补偿的数据流程图。图13所示的数据流程图包括数字数据处理器模块306，其可以看做是图3中示出的数字数据处理器106的一种实施方式。再次参考图13，视频源提供光度输入数据304。输入数据304是一组8比特的整数值。输入数据304包括存在于0到255之间的整数值，其中这些值表示AMOLED显示器中的像素的256个可能的可编程的光度值。例如，255可以对应于用最大亮度编程的像素，以及127可以对应于用最大亮度的大概一半编程的像素。输入数据304与图3中示出的数字输入数据104类似。再次参考图13，输入数据304被发送到数字数据处理器模块304。在数字数据处理器模块304中，输入数据304乘以4(310)，以便将8比特的输入数据304转化为10比特的结果数据312。在乘以4(310)之后，结果数据312是一组存在于0到1020之间的10比特的整数。
通过将8比特的输入数据304转化为10比特的结果数据312，结果数据312可以被处理用于以与能够应用于8比特的输入数据304的相比更精细的步骤来补偿亮度退化。10比特的结果数据312还可以被更精确地转化为根据伽马校正的编程电压。伽马校正是显示技术领域中已知的一种非线性的幂律(power law)校正。对输入数据应用伽马校正例如对于负担人类眼睛中的感知光度的对数特性而言可以是有利的。根据本公开的一方面，将输入数据304乘以4(310)的操作将输入数据304转化到更高的量化域中。尽管本公开包括乘以4(310)，但是在一种实施方式中，输入数据304可以乘以任意的数，以便将输入数据310转化到更高的量化域中。转化有利地可以利用与2的幂数(例如4)的相乘，但是本公开不限于此。此外，本公开可以在不将输入数据304转化到更高量化域的情况下被实施。
将结果数据312乘以压缩因子K(314)。压缩因子K是具有小于1的值的数。将结果数据312乘以K(314)允许将10比特的结果数据312缩放为经压缩的数据316。经压缩的数据316是一组具有范围从0到K与1020的乘积的值的10比特的整数。接下来，经压缩的数据316被补偿显示器硬件的退化(318)。通过将额外的数据增量加到与每个像素亮度对应的整数上来补偿经压缩的数据316(318)。根据发送到数字数据处理器模块306的退化数据336来执行对退化的补偿。退化数据336是表示根据显示器硬件中的对应于每个像素的退化要在数字数据处理器模块306内应用于经压缩的数据316的补偿量的数字数据。在退化补偿(318)之后，输出经补偿的数据308。经补偿的数据208是一组具有0-1023之间的可能值的10比特的整数值。经补偿的数据308与图3中的从数字数据处理器106输出的数字数据108在某些方面是类似的。再次参考附图13，经补偿的数据308被供应给显示器驱动器，例如包括数模转换器的显示器驱动器，以便为AMOLED显示器中的像素创建编程电压。
显示器硬件的退化可以来自云纹缺陷(不均匀性)、OLED电压降、驱动TFT的电压阈值和OLED发光效率的变化。显示器硬件的退化通常均对应于为了补偿退化而应用于像素电路的额外的电压增量。对于特定的像素，为补偿硬件退化所需的额外的电压的增量可以被称为：Vmura、VTh、VOLED和Vefficiency。根据Vmura、VTh、VOLED和Vefficiency的函数D(Vmura，VTh，VOLED，Vefficiency)，每个硬件退化可以被映射于数据步骤中的相应增量。例如，关系可以由表达式1：D(Vmura，VTh，VOLED，Vefficiency)＝int[(2nBits-1)(Vmura+VTh+VOLED+Vefficiency)/VMax]给出，其中nBits是被补偿的数据组中的比特的数量，以及VMax是最大的编程电压。在表达式1中，int[]是函数，其评估括号的内容并返回最接近的整数。发送到数字数据处理器模块306的退化数据336可以是根据表达式1中提供的关系D(Vmura，VTh，VOLED，Vefficiency)来创建的数字数据。在本公开的一实施方式中，退化数据336可以是数字数据的阵列，该数字数据对应于要应用于AMOLED显示器中的每个像素的经压缩的数据的补偿量。该数字数据阵列是一组可以通过将偏移增量加到每个像素的经压缩的数据或者从每个像素的经压缩的数据中减去偏移增量而应用于经压缩的数据的偏移增量。该组偏移增量通常可以是一组数字数据，该组数字数据具有与应用于AMOLED显示器中的每个像素所需的补偿量对应的条目。补偿量可以是根据表达式1的为了补偿退化所需的在数据步骤中的增量。在配置中，在退化数据阵列336中的位置可以对应于像素在AMOLED显示器中的位置。
例如，下面的表1提供了根据图13的输入数据的压缩的数值示例。表1提供了在乘以4(310)和乘以K(314)之后的一组输入数据304的示例值。在表1提供的示例中，K的值为0.75。在表1中，第一列提供了该组输入数据304中的整数的示例值。第二列提供了通过将对应的输入数据值乘以4(310)而创建的该组结果数据312中的整数的示例值。第三列提供了通过将对应的结果数据312的值乘以K而创建的该组经压缩的数据316中的数的示例值，其中的K的示例值为0.75。最后一列是在没有应用补偿时对应于第三列中示出的示例性的经压缩的数据316的输出电压。最后一列为具有最大编程电压为18V的示例显示系统而创建。在表1示出的数值示例中，与具有最大输入255的输入数据对应的编程输出电压比最大电压低4.5V以上。4.5V可以看做是显示系统的补偿预算，并且可以称为电压净空Vheadroom。根据本公开的一方面，4.5V用来补偿AMOLED显示器中的像素的退化。
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表1：输入数据压缩的数值示例
根据本公开的一实施方式，用于提供补偿退化的可用电压的量为Vheadroom。Vheadroom的量可以有利地被保留用来补偿AMOLED显示器中具有最严重亮度退化的像素的退化。通过保留用于补偿最严重退化的像素的Vheadroom的量，可以有利地维持显示器的相对光度。用于补偿AMOLED显示器中的具有最大退化量的像素所需的Vheadroom的量由如下的表达式2给出：Vheadroom＝max[Vmura+VTh+VOLED+Vefficiency]。在表达式2中，Vmura、VTh、VOLED和Vefficiency中的每一个可以是与补偿显示器中的像素所需的额外电压的量对应的值的阵列，并且在该值的阵列中的条目可以对应于显示器中的各个像素。也就是说，Vmura可以是为补偿显示器云纹或不均匀的缺陷所需的电压的阵列；VTh可以是显示器中的像素的驱动TFT的电压阈值的阵列；VOLED可以是显示器中的像素的OLED电压的阵列；以及Vefficiency可以是为补偿显示器中的像素的OLED效率退化所需的电压的阵列。在表达式2中，max[]是函数，其评估括号内的值的阵列并返回阵列中的最大值。
如参照图13和表1可以明白的，K的选择影响可用于补偿显示器中的退化的Vheadroom的量。选择越小的K值导致越大的Vheadroom的量。在其中由于显示器的老化而使对于补偿的需求随着时间的推移而增大的本公开的配置中，根据显示器的随着时间的推移的退化，K的值可以有利地随着时间的推移而减小。减小K使得能够进行在整个显示器之上的均匀性补偿，以使得接收相同的数字输入数据的像素实际上发射相同亮度的光，但是均匀性补偿是以降低整个显示器的总体亮度为代价的。图14-17提供了用来选择和调节K的方法。
图14是示出了用于根据显示器要求和像素电路的设计来选择压缩因子的方法的流程图。在图14的流程图所示出的方法的操作时，显示器要求和显示器的像素电路设计被分析，以便估计用于显示器中的像素的Vmura、VTh、VOLED和Vefficiency的最大值(405)。估计(405)可以基于例如来自与包括与显示器100中的像素电路类似的像素电路的显示器的老化相关的实验结果的经验数据来实现。可替代地，估计(405)可以基于显示器100中的像素电路的预期性能的数值模型或基于软件的仿真模型来实现。估计(405)还可以考虑净空电压的额外的安全裕度，以便考虑显示器100中的像素电路之间的统计地可预测的变化。响应于估计(405)，计算所需的电压净空(410)。根据表达式2来计算所需的电压净空Vheadroom。一旦计算了Vheadroom，就根据表达式3：K＝1-Vheadroom/VMax来计算(415)压缩因子K，其中VMax是显示器100的最大编程电压。然后设定(420)压缩因子K，该压缩因子K用于压缩和补偿算法，如图13的数据流程图所示出的压缩算法。
图15是示出了根据预定净空调节分布图来选择压缩因子的方法的流程图。选择净空调节分布图(505)。图15的流程图中的第一模块505图形地示出了三个可能的净空调节分布图，作为分布图1、分布图2、分布图3。示出的分布图是K随时间变化的曲线图。时间轴可以是，例如，显示器100的使用的小时数。在所有3个分布图中，K随着时间的推移而减小。通过随着时间的推移来减小K，电压(Vheadroom)的额外量可用于补偿。在第一模块505中的示例分布图包括分布图1，其将K维持为恒定水平直到到达时间阈值，并且此后K随着使用时间线性地减小。分布图2是阶梯式分布图，其将K维持为恒定水平一段时间，然后将K减小到较小的值，并维持它直到另一个其再次减小的时间点。分布图3是线性减小分布图，其将K设置为随着使用时间逐渐线性减小。分布图可以根据用户的针对显示器的寿命期间使用的补偿技术的偏好通过用户分布图设定来选择。例如，用户可能希望在降低亮度之前，维持显示器的总体最大亮度达到特定的使用小时数。从显示器的使用期的开始逐渐地降低亮度对于其它的用户而言可能是合适的。
一旦选择了净空调节分布图(505)，就监视(510)显示器使用时间。在给定的使用时间处，根据使用时间和选择的分布图来确定压缩因子K的值(515)。然后设定了压缩因子K(520)，并且继续监视显示器使用时间(510)。在设定了K(520)之后，K可以用于压缩和补偿算法，例如图13的数据流程图示出的压缩算法。根据本公开的一方面，图15中示出的设定和调节K的方法是设定和调节K的动态方法，因为K的值根据显示器100的使用时间，随着时间的推移而更新。
图16是示出了根据超过在先前补偿之上的阈值的退化数据的动态测量值来选择压缩因子的方法的流程图。从显示器100中的像素的像素电路的部分来进行测量，以便测量Vmura、VTh、VOLED和Vefficiency(605)并且根据表达式2计算Vheadroom。然后，通过计算差值来比较当前在时间t2计算的Vheadroom的值和在较早时间t1计算的Vheadroom的值之间的差值(610)。差值是ΔVheadroom，并且根据表达式5：ΔVheadroom＝(Vheadroom)t2-(Vheadroom)t1来计算。在表达式5中，t1是用来调节补偿因子K的上次时间，并且t2是当前的时间。表达式5的右手边中的下标表示括号内的量的评估的时间。
然后比较计算得到的ΔVheadroom的值和补偿阈值Vthresh(615)。如果ΔVheadroom超过Vthresh，则修改K(620)。如果ΔVheadroom小于或等于Vthresh，则不修改K。可以根据表达式6：Knew＝Kold/A-B来修改K的值，其中Knew是K的新值，Kold是K的老值，并且A和B是针对应用和不同的技术而设定的值。例如，A和B可以基于经验结果来设定，所述经验结果来自检查由于与显示器100中的用来驱动每个像素中的OLED的像素电路类似的像素电路的老化而引起的特性退化的实验。类似的测量或用户输入也可以用来设定Vthresh。然后，设定(625)压缩因子K以用于压缩和补偿算法，例如图13中的数据流程图示出的压缩算法。继续测量退化测量(605)，继续计算ΔVheadroom(610)，并且每当ΔVheadroom超过Vthresh时根据表达式6来更新K(620)。根据本公开的一方面，图16中示出的调节K的方法是调节K的动态方法，因为根据从显示器100内的像素电路收集的退化测量值来随着时间的推移更新K的值。
可替代地，可以基于测量的Vheadroom根据表达式3来修改(620)压缩因子。根据图16中示出的流程图中提供的方法的一方面，维持K的值直到阈值事件发生(615)，此时修改K(620)。实施图16中提供的用于调节压缩因子K的方法可以使得根据阶梯式分布图随着时间的推移来减小K。
图17是示出了根据超过先前测量的最大值的退化数据的动态测量值来选择压缩因子的方法的流程图。从显示器100中的像素的像素电路的部分来进行测量，以便测量Vmura、VTh、VOLED和Vefficiency(605)。Vmura、VTh、VOLED和Vefficiency的测量值被称为退化测量值。选择退化测量值的最大值(710)。退化的最大值可以根据表达式2来选择。测量退化测量值(605)和选择最大值(710)的组合用来确定应用于显示器中的像素的最大补偿。比较最大值与先前测量的退化测量值的先前测量的最大值(715)。如果当前测量的最大值超过先前测量的最大值，则基于当前的退化测量值根据表达式2来计算(410)Vheadroom。接下来，根据表达式3来确定(720)压缩因子K。设定压缩因子(725)，并更新最大值以用于与新的最大值进行比较(715)。设定压缩因子(725)以用于压缩和补偿算法，例如图13中的数据流程图示出的压缩算法。类似于图16中提供的方法，图17中的流程图示出的方法是基于从显示器100中的像素电路持续地收集的退化测量值来调节K的动态方法。
本公开可以通过结合上面公开的为了创建适当量的允许在其传递到数据驱动器IC之前要应用于数字数据的补偿的电压净空量而设定和调节压缩因子K的方法来实施。例如，根据图16或图17的设定和调节K的方法也可以并入如图15中的用户选择的分布图。
在本公开的一实施方式中，图14-17中提供的选择和调节压缩因子K的方法可以与图13中示出的数字数据处理结合地使用，来操作显示器，同时维持显示器的均匀光度。在配置中，上面描述的方法通过补偿显示器中的像素的退化而允许维持显示器的相对光度。在配置中，上面描述的方法通过补偿像素的像素电路内的退化而允许对于给定的数字输入维持显示器阵列中的像素的光度。
本公开描述了维持AMOLED显示器的均匀的光度，但是所公开的技术并不限于此。本公开适用于包括具有响应于数据输入而受刺激的特性的器件的阵列的系统的范围，并且其中寻求均匀地维持所述特性。例如，本公开适用于传感器阵列、存储单元和固态发光二极管显示器。本公开用于修改刺激感兴趣的特性的数据输入，以便维持均匀性。虽然用于压缩和补偿数字光度数据以维持AMOLED显示器的光度的本公开被描述为利用TFT和OLED，但是本公开适用于类似的具有包括发光器件阵列的显示器的设备。
虽然已经示出和描述了本发明的特定实施例和应用，但是应当理解，本发明不限于在本申请中公开的精确的构造和布局，并且在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下各种修改、改变和变化可以根据上述描述而明白。

Claims (55)

1.一种对像素的退化进行补偿的方法，所述像素具有用于基于输入来驱动通过发光器件的电流的驱动电路，所述方法包括：
接收光度数据；
通过压缩因子来缩放所述光度数据，以便创建经压缩的数据；
通过调节所述经压缩的数据以创建经补偿的数据来补偿所述像素的退化；以及
基于所述经补偿的数据来供应所述驱动电路。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过将所述光度数据乘以恒定整数以创建具有更大比特数的结果数据以及将所述结果数据乘以所述压缩因子来实现所述缩放。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述光度数据是8比特的整数以及所述经压缩的数据是10比特的整数。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述驱动电路包括至少一个薄膜晶体管(TFT)。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述至少一个TFT为n型TFT。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述至少一个TFT被用于驱动通过所述发光器件的电流，并且其中所述退化归因于所述至少一个TFT的电压阈值，或者归因于所述至少一个TFT的电压阈值的漂移。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述发光器件是有机发光二极管(OLED)。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述退化归因于所述OLED的偏置电压，或者归因于所述OLED的偏置电压的漂移。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述退化归因于补偿所述OLED的低效率所需的电压，或者归因于补偿所述OLED的低效率所需的电压的漂移。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述压缩因子是基于用户选择的分布图和所述像素的使用时间来确定的。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述压缩因子是基于所述像素的退化的估计和显示器的要求来确定的，并且其中所述估计基于所述像素和所述驱动电路的硬件方面的设计。
12.一种操作具有多个像素的显示器以对所述显示器中的像素的退化进行补偿的方法，所述像素具有用于基于输入来驱动通过发光器件的电流的驱动电路，所述输入由显示器驱动器供应给所述驱动电路，所述方法包括：
接收光度数据；
通过压缩因子来缩放所述光度数据，以便创建经压缩的数据；
通过基于所述显示器中的像素的退化调节所述经压缩的数据以便创建经补偿的数据来对所述退化进行补偿；以及
将所述经补偿的数据发送到所述显示器驱动器。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括：
确定应用于所述多个像素的最大补偿；和
基于所确定的最大补偿来调节所述压缩因子。
14.如权利要求12所述的方法，进一步包括：
通过基于所述显示器中的多个像素的退化调节所述经压缩的数据以便创建经补偿的数据来补偿所述退化。
14、如权利要求13所述的方法，其中通过计算所确定的最大补偿与所述输入的最大可分配值的比率以及将所述压缩因子更新为1减去所计算的比率来实现所述调节。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述光度数据包括8比特的整数，并且其中通过将所述光度数据乘以恒定整数以创建具有更大比特数的结果数据以及将所述结果数据乘以所述压缩因子来实现所述缩放。
16.如权利要求12所述的方法，其中所述驱动电路中的至少一个包括至少一个薄膜晶体管(TFT)。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述至少一个TFT为n型TFT。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述至少一个TFT被用于驱动通过所述发光器件中的至少一个的电流，并且其中所述退化归因于所述至少一个TFT的电压阈值或者归因于所述至少一个TFT的电压阈值的漂移。
19.如权利要求12所述的方法，其中所述发光器件中的至少一个是有机发光二极管(OLED)。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述退化归因于所述OLED的偏置电压或者归因于所述OLED的偏置电压的漂移。
21.如权利要求19所述的方法，其中所述退化归因于补偿所述OLED的低效率所需的电压或者归因于补偿所述OLED的低效率所需的电压的漂移。
22.如权利要求12所述的方法，其中所述压缩因子是基于用户选择的分布图和所述显示器的使用时间来确定的。
23.如权利要求12所述的方法，其中所述压缩因子是基于所述显示器的退化的估计以及基于所述显示器的要求和所述显示器内的硬件方面的设计来确定的。
24.一种操作具有多个像素的显示器以对所述多个像素的退化进行补偿的方法，其中所述多个像素具有用于基于输入来驱动通过发光器件的电流的驱动电路，所述方法包括：
根据第一压缩因子，通过如下步骤来操作所述显示器：
接收用于所述多个像素的第一组光度数据；
通过所述第一压缩因子来缩放所述第一组光度数据，以便创建第一组经压缩的数据；
通过基于第一组偏移增量调节所述第一组经压缩的数据以便创建第一组经补偿的数据来补偿所述多个像素的第一退化；和
基于所述第一组经补偿的数据来供应所述驱动电路；
基于所述多个像素的第二退化来确定第二压缩因子；和
根据第二压缩因子，通过如下步骤来操作所述显示器：
接收用于所述多个像素的第二组光度数据；
通过所述第二压缩因子来缩放所述第二组光度数据，以便创建第二组经压缩的数据；
通过基于第二组偏移增量调节所述第二组经压缩的数据以便创建第二组经补偿的数据来补偿所述多个像素的第二退化；以及
基于所述第二组经补偿的数据来供应所述驱动电路。
25.如权利要求24所述的方法，进一步包括：
在根据第一压缩因子操作所述显示器之前，基于所述多个像素的第一退化来确定第一压缩因子。
26.如权利要求24所述的方法，其中通过将所述第一组偏移增量加到所述第一组经压缩的数据以创建第一组经补偿的数据来实现所述调节第一组经压缩的数据的步骤，并且其中通过将所述第二组偏移增量加到所述第二组经压缩的数据以创建第二组经补偿的数据来实现所述调节第二组经压缩的数据的步骤。
27.如权利要求24所述的方法，其中通过从所述第一组经压缩的数据中减去所述第一组偏移增量以创建第一组经补偿的数据来实现所述调节第一组经压缩的数据的步骤，并且其中通过从所述第二组经压缩的数据中减去所述第二组偏移增量以创建第二组经补偿的数据来实现所述调节第二组经压缩的数据的步骤。
28.如权利要求25所述的方法，其中通过确定所述第一组偏移增量中的最大值并且计算所确定的最大值与最大可分配输入值的比率来实现确定第一压缩因子的步骤，并且其中所述第一组偏移增量是基于所述多个像素的退化的估计来确定的。
29.如权权要求25所述的方法，其中通过确定所述第一组偏移增量中的最大值并且计算所确定的最大值与最大可分配输入值的比率来实现确定第一压缩因子的步骤，并且其中所述第一组偏移增量是基于多个像素的退化的测量来确定的。
30.如权利要求24所述的方法，其中通过确定所述第二组偏移增量中的最大值并且计算所确定的最大值与最大可分配输入值的比率来实现确定第二压缩因子的步骤，并且其中所述第二组偏移增量是基于多个像素的退化的估计来确定的。
31.如权利要求24所述的方法，其中通过确定所述第二组偏移增量中的最大值并且计算所确定的最大值与最大可分配输入值的比率来实现确定第二压缩因子的步骤，并且其中所述第二组偏移增量是基于多个像素的退化的测量来确定的。
32.如权利要求24所述的方法，其中所述第一组光度数据和第二组光度数据包括8比特的整数，并且其中通过如下步骤来实现缩放所述第一组光度数据的步骤：
将第一组光度数据乘以恒定整数来创建第一组结果数据，所述结果数据包括具有比特数大于8的整数；以及
将第一组结果数据乘以第一压缩因子，并且其中通过如下步骤来实现缩放第二组光度数据的步骤：
将第二组光度数据乘以恒定整数来创建第二组结果数据，所述结果数据包括具有比特数大于8的整数；以及
将第二组结果数据乘以第二压缩因子。
33.一种用于对显示器中的多个像素的退化进行补偿的显示器退化补偿系统，其中所述多个像素具有用于驱动通过发光器件的电流的驱动电路，所述显示器退化补偿系统包括：
数字数据处理器模块，所述数字数据处理器模块用于接收光度数据，根据压缩因子压缩所述光度数据，以及通过调节经压缩的数据以创建经补偿的数据来对所述多个像素的退化进行补偿；以及
显示器驱动器，所述显示器驱动器用于接收所述经补偿的数据以及将输入供应给所述驱动电路，所述驱动电路被配置用于基于所接收到的经补偿的数据来将驱动电流递送到所述发光器件。
34.如权利要求33所述的显示器退化补偿系统，其中根据所述多个像素的退化的测量来实现调节经压缩的数据。
35.如权利要求33所述的显示器退化补偿系统，其中所述数字数据处理器模块包括数字加法器，所述数字加法器用于调节经压缩的数据以创建经补偿的数据。
36.如权利要求33所述的显示器退化补偿系统，进一步包括：
用于确定所述压缩因子的补偿模块。
37.如权利要求36所述的显示器退化补偿系统，其中所述补偿模块被配置用于根据包括所述多个像素的退化的测量的函数来确定所述压缩因子。
38.如权利要求36所述的显示器退化补偿系统，其中所述补偿模块被配置用于根据用户指定的输入和根据所述显示器的使用时间来动态调节所述压缩因子。
39.如权利要求36所述的显示器退化补偿系统，其中所述补偿模块被配置用于根据包括所述多个像素的退化的测量的函数来动态调节所述压缩因子。
40.如权利要求33所述的显示器退化补偿系统，其中所述数字数据处理器模块被配置用于接收8比特的亮度数据并且输出10比特的经补偿的数据。
41.如权利要求33所述的显示器退化补偿系统，其中所述发光器件中的至少一个是有机发光二极管。
42.如权利要求33所述的显示器退化补偿系统，其中所述驱动电路中的至少一个包括至少一个薄膜晶体管。
43.一种操作具有多个像素的显示器以对所述多个像素的退化进行补偿的方法，其中所述多个像素具有用于基于输入来驱动通过发光器件的电流的驱动电路，所述方法包括：
接收具有用于所述多个像素的一组灰度级值的视频信号；
将所述灰度级值压缩到小于可用范围的范围，并保留剩余量的灰度级值以用于调节；以及
将经压缩的灰度级值输出到用于对所述多个像素的驱动电路进行编程的显示器驱动器。
44.如权利要求43所述的方法，其中所述一组灰度级值是8比特的数据，并且其中根据灰度级压缩算法来实现所述压缩，所述灰度级压缩算法转化具有200个值的范围的该组经压缩的灰度级值。
45.如权利要求43所述的方法，其中在所述可用范围的高端处保留所述剩余量的灰度级值，以便提供增大所调节的像素的光度的调节。
46.如权利要求43所述的方法，其中在所述可用范围的低端处保留所述剩余量的灰度级值，以便提供减小所调节的像素的光度的调节。
47.如权利要求43所述的方法，进一步包括：
根据减小亮度算法，调节该组灰度级值中的与所述多个像素中的至少一个对应的值。
48.如权利要求43所述的方法，进一步包括：
根据恒定亮度算法，调节该组灰度级值中的与所述多个像素中的至少一个对应的值。
49.一种用于补偿具有多个像素的显示器中的不均匀性的系统，所述多个像素中的至少一个包括具有发光器件的像素电路，所述像素电路被配置用于基于亮度数据来驱动所述像素，所述系统包括：
用于修改应用于一个或多于一个的像素的像素数据的模块，所述模块包括：
估计模块，所述估计模块用于基于从第一像素电路读取的测量数据来估计所述第一像素电路的退化；
灰度级压缩模块，所述灰度级压缩模块用于根据灰度级压缩算法来压缩所述亮度数据以便保留灰度级值；以及
补偿模块，所述补偿模块用于基于所述第一像素电路的退化的估计来校正应用于第一像素电路或第二像素电路的经压缩的亮度数据；以及
显示器驱动器，所述显示器驱动器用于接收经校正的亮度数据，并基于经校正的亮度数据来为像素电路供应模拟电压或电流。
50.如权利要求49所述的系统，其中所述灰度级压缩模块变换所述亮度数据，以便使用小于原始亮度数据的亮度值的亮度值。
51.如权利要求49所述的系统，其中所述亮度数据是8比特的数据，并且其中在灰度级压缩模块中实现所述压缩以便将所述亮度数据变换到200个值的范围。
52.如权利要求49所述的方法，其中所保留的灰度级值被保留在可用范围的高端处，以便允许提供对所述经压缩的亮度数据的校正，所述校正增大所校正的像素的光度。
53.如权利要求49所述的方法，其中所保留的灰度级值被保留在可用范围的低端处，以便允许提供对所述经压缩的亮度数据的校正，所述校正减小所校正的像素的光度。
54.如权利要求49所述的方法，其中所述补偿模块根据减小亮度算法来校正所述亮度数据。
55.如权利要求49所述的方法，其中所述补偿模块根据恒定亮度算法来校正所述亮度数据。
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