CN103329190B - 电致发光装置多级驱动色度偏移补偿 - Google Patents
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Abstract
执行对具有与电流密度相对应的亮度和色度的电致发光(EL)发光体的色度偏移的补偿。基于接收到的指定的亮度和选择的色度来选择不同的黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度,与各个电流密度相对应地发出的光与在其它两个电流密度下发出的光在比色上是可区分的。针对各个电流密度计算所选发光时间的各百分比,以产生指定的亮度和选择的色度。电流密度被提供给EL发光体达到计算出的各自百分比的发光时间,使得EL发光体在所选发光时间期间的总光输出与指定的亮度和选择的色度在比色上是无法区分的。
Description
相关申请的交叉引用
参考Winters等人于2008年8月14日提交的共同受让的公开号为US2010/0039030的发明名称为“OLEDdevicewithembeddedchipdriving”的美国专利申请No.12/191,478;Hamer等人于2008年11月17日提交的共同受让的公开号为US2010/0123649的发明名称为“Compensateddrivesignalforelectroluminescentdisplay”的美国专利申请No.12/272,222;以及White提交的共同受让的发明名称为“Electroluminescentdeviceagingcompensationwithmultileveldrive”的美国专利申请No.13/017,749,将其公开通过引入并入于此。
技术领域
本发明涉及诸如有机发光二极管(OLED)显示器这样的固态电致发光(EL)装置,具体地涉及对这种装置中发光体的色度偏移的补偿。
背景技术
加色数字图像显示设备是公知的并且基于诸如阴极射线管、液晶调制器和固态发光体(诸如有机发光二极管(OLED))这样的各种技术。还在制造诸如固态灯这样的装置。在普通的加色显示设备中,像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。这些子像素对应于定义色域的原色。通过对这三种子像素中各子像素的照度进行加性组合,即,利用人类视觉系统的统合能力,可以实现很宽广的多种色彩。在一种技术中,可以使用OLED以利用被掺杂以发射在电磁谱的期望部分中的能量的有机材料直接产生色彩;或者另选地,可以利用滤色器对宽带发光(表观白色)OLED进行衰减以实现红色、绿色和蓝色。
可以采用白色或接近白色的子像素与红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素一起,来改善随着时间推移的功率效率或亮度稳定性。用于提高功率效率或亮度稳定性的其它可能性包括使用一个或更多个附加的非白色子像素,诸如黄色子像素。然而,用于在彩色显示设备上显示的图像和其它数据通常在三个通道存储或发送,也就是说,具有与标准(例如,RGB)或特定(例如,测量出的CRT磷光体)原色集合相对应的三个信号。因此,所输入的图像数据将必须被转换以在每个像素具有四个子像素而不同于在三通道显示设备中所使用的三个子像素的显示器上使用。
在CMYK印刷领域中,从RGB到CMYK(更具体地,从CMY到CMYK)进行称作底色去除或灰色分量置换的转换。最基本地,这些转换减去CMY值的一些部分并且将该量加到K值。因为通常涉及非连续色调系统,所以这些方法由于图像结构限制而复杂化,但是因为减法CMYK图像的白色是由在上面进行印刷的载体所确定的,所以这些方法相对于色彩处理比较简单。如果附加原色在色彩上与显示系统白点不同,则尝试在连续色调加色系统中应用类似的算法将会造成色彩误差。
在顺序场彩色投影系统领域中,已知把白原色与红、绿及蓝原色组合使用。投射出白色,以增强红、绿和蓝原色提供的亮度,固有地降低一些或全部正在投影色彩的色饱和度。Morgan等人在US6,453,067中提出的方法教导了一种依赖于红、绿和蓝强度中的最小值来计算白原色的强度并且随后通过缩放来计算修改后的红色、绿色和蓝色强度的方法。然而,缩放无法针对所有色彩恢复在加入白色时损失的全部色饱和度。该方法中缺少减法步骤确保至少在一些色彩中会有色彩误差。另外,Morgan的公开描述了如果白原色在色彩上与显示设备的期望白点不同而产生的问题,但是他未充分解决该问题。该方法只接受平均有效白点,将白原色的选择有效地限制于设备白点周围的窄范围。
Lee等人(“TFT-LCDwithRGBWColorSystem”,SID03Digest,第1212-1215页)描述了一种驱动具有红、绿、蓝和白像素的彩色液晶显示器的类似方法。Lee等人按照红、绿和蓝信号的最小值来计算白信号,然后缩放红、绿和蓝信号,以校正一些而非全部色彩误差,目标是亮度加强最重要。Lee等人的方法遭受到与Morgan的方法类似的色彩不准确。
在铁电液晶显示器领域中,Tanioka在US5,929,843中提出另一种方法。Tanioka的方法遵循与熟悉的CMYK方法类似的算法:将R信号、G信号和B信号中的最小值指定为W信号并且从R信号、G信号和B信号中的每一个减去该W信号。为了避免空间伪像(spatialartifact),该方法教导了一种应用于最小信号的可变比例因子,得到在低亮度级下的更平滑的色彩。由于其与CMYK算法的类似性,所以遭受上述相同的问题,即,具有与显示器白点的色彩不同的色彩的白像素将会造成色彩误差。
Primerano等人在US6,885,380和Murdoch等人在共同受让的美国专利No.6,897,876(其公开以引证的方式并入于此)描述了用于将三色输入信号(R、G、B)变换为四色输出信号(R、G、B、W)的方法,当白色像素具有与显示器白点的色彩不同的色彩时这些方法不造成色彩误差。虽然这些方法是有用的,但是它们都假定发光体的色彩(具体地,W发光体的色彩(在这些情况下为白色))是恒定的。
如由Lee等人在US2006/0262053中描述的,白色发光OLED的色彩可以随着控制电压而变化。换言之,白色发光OLED的色彩可以随着发光强度而变化。该问题可能影响OLED或EL显示器中的白色子像素。其还可能影响被认为包括单个且非常大的白色子像素的EL灯或OLED。虽然许多其它方法已经解决了将三色输入信号变换为四色输出信号的问题(例如,Morgan等人在US6,453,067中、Choi等人在US2004/0222999中、Inoue等人在US2005/0285828中、vanMourik等人在WO2006/077554中、Chang等人在US2006/0187155中和Baek在US2006/0256054中提出的方法),但是这些方法无法针对具有可变色彩的白色发光体进行调整。虽然Lee的方法可以针对具有可变色彩的白色发光体进行调整,但是需要一组六个系数,以在将三色信号转换为四色信号之后以应用校正。该方法计算量大且内存消耗大,并且将会很慢并且难以在大型显示器中实现。为该方法收集数据需要费时费力的手动调整。其需要收集光谱数据,这与比色测量相比更加复杂并耗时。此外,没有在数学上提供RGB色彩与RGBW色彩之间的期望的比色匹配。
Hamer等人于2007年4月13日提交的共同待决的、共同受让的发明名称为“Methodforinput-signaltransformationforRGBWdisplays”的美国专利申请公开No.2008/0252797(其公开以引证的方式并入于此)描述了一种将RGB变换为RGBW的方法,其中,W的色彩随驱动电平变化。
Ashdown等人的美国专利申请公开No.2009/0189530描述了通过在PWM驱动信号上叠加AM调制对RGBLED进行反馈控制。然而,AM调制并不提供色度或亮度的控制。而仅用于当被单个光电传感器感测时区分R、G和B通道。
Kinoshita的美国专利申请公开No.2008/0185971描述了独立调整EL发光体的电流密度和占空比,以在保持亮度恒定的同时改变色度。然而,该方案仅限于EL发光体原本所能产生的色度。这对于期望色度可能不在EL发光体的色度轨迹上的全彩色显示器并不够。
因此,需要一种用于补偿单色或多色EL装置或显示器中的EL发光体的色度偏移的改进方法。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供了一种用于补偿电致发光(EL)发光体的色度偏移的方法,该方法包括以下步骤:
a)提供用于接收电流并发出亮度和色度均与所述电流的密度相对应的光的EL发光体;
b)提供电连接至所述EL发光体的、用于向所述EL发光体提供电流的驱动电路;
c)接收指定的亮度并选择用于所述EL发光体的色度;
d)基于所指定的亮度和所选择的色度,选择不同的黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度;其中
i)在所选择的黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度处,所发的光具有各自的黑亮度、第一亮度和第二亮度以及各自的黑色度、第一色度和第二色度;
ii)所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度三者中的每一个的各自亮度与其它两者的亮度在比色上是可区分的,或者所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度每一个的各自色度与其它两者的色度在比色上是可区分的;并且
iii)所述黑亮度小于所选择的可视度阈值,并且所述第一亮度和所述第二亮度大于或等于所选择的可视度阈值;
e)使用所述指定的亮度、所述选择的色度、所述黑亮度、所述第一亮度、所述第二亮度、所述黑色度、所述第一色度和所述第二色度,来计算所选择的发光时间的各个黑百分比、第一百分比和第二百分比,其中,所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的总和小于或等于100%;并且
f)将所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比提供给所述驱动电路,以使得所述驱动电路将所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度提供给所述EL发光体分别达到所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的所选择的发光时间,使得所述EL发光体在所选择的发光时间期间的总光输出具有分别与所述指定的亮度和所述选择的色度在比色上无法区分的输出亮度和输出色度,从而补偿所述EL发光体的色度偏移。
根据本发明的另一个方面,提供了一种用于补偿电致发光(EL)发光体的色度偏移的方法,该方法包括以下步骤:
a)提供用于接收电流并发出亮度和色度均与所述电流的密度相对应的光的EL发光体;
b)提供电连接至所述EL发光体的、用于向所述EL发光体提供电流的驱动电路;
c)接收指定的亮度并选择用于所述EL发光体的色度;
d)基于所指定的亮度和所选择的色度,选择不同的黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和第三电流密度;其中
i)在所选择的黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和第三电流密度处,所发出的光具有各自的黑亮度、第一亮度、第二亮度和第三亮度以及各自的黑色度、第一色度、第二色度和第三色度;
ii)所述黑电流密度、所述第一电流密度、所述第二电流密度和所述第三电流密度四者中的每一个的各自亮度与其它三者的亮度在比色上是可区分的,或者所述黑电流密度、所述第一电流密度、所述第二电流密度和所述第三电流密度四者中的每一个的各自色度与其它三者的色度在比色上是可区分的;并且
iii)所述黑亮度小于所选择的可视度阈值,并且所述第一亮度、所述第二亮度和所述第三亮度大于或等于所选择的可视度阈值;
e)使用所述指定的亮度、所述选择的色度、所述黑亮度、所述第一亮度、所述第二亮度、所述第三亮度、所述黑色度、所述第一色度、所述第二色度和所述第三色度,来计算所选择的发光时间的各个黑百分比、第一百分比、第二百分比和第三百分比,其中,所述黑百分比、所述第一百分比、所述第二百分比和所述第三百分比的总和小于或等于100%;并且
f)将所述黑百分比、所述第一百分比、所述第二百分比和所述第三百分比提供给所述驱动电路,以使得所述驱动电路将所述黑电流密度、所述第一电流密度、所述第二电流密度和所述第三电流密度提供给所述EL发光体分别达到所述黑百分比、所述第一百分比、所述第二百分比和所述第三百分比的所选择的发光时间,使得所述EL发光体在所选择的发光时间期间的总光输出具有分别与所述指定的亮度和所述选择的色度在比色上无法区分的输出亮度和输出色度,从而补偿所述EL发光体的色度偏移。
根据本发明的另一方面,提供了一种用于补偿电致发光(EL)发光体的色度偏移的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供具有装置侧的显示基板;
b)提供用于接收电流并发出亮度和色度均与电流密度对应的光的EL发光体,其中,所述EL发光体布置于所述显示基板的所述装置侧上方;
c)提供具有小芯片基板的集成电路小芯片,所述小芯片基板与所述显示基板不同且独立于所述显示基板,其中,所述小芯片包括电连接至所述EL发光体的、用于向EL发光体提供电流的驱动电路,并且所述小芯片位于所述显示基板的所述装置侧上并且固定到所述显示基板的所述装置侧;
d)接收指定的亮度并选择用于所述EL发光体的色度;
e)基于所指定的亮度和所选择的色度,选择不同的黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度,其中
i)在所选择的黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度处,所发出的光具有各自的黑亮度、第一亮度和第二亮度以及各自的黑色度、第一色度和第二色度;
ii)所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度三者中的每一个的各自亮度与其它两者的亮度在比色上是可区分的,或者所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度三者中的每一个的各自色度与其它两者的色度在比色上是可区分的;并且
iii)所述黑亮度小于所选择的可视度阈值,并且所述第一亮度和所述第二亮度大于或等于所选择的可视度阈值;
f)使用所述指定的亮度、所述选择的色度、所述黑亮度、所述第一亮度、所述第二亮度、所述黑色度、所述第一色度和所述第二色度,来计算所选择的发光时间的各个黑百分比、第一百分比和第二百分比,其中,所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的总和小于或等于100%;并且
g)将所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比提供给所述驱动电路,使得所述驱动电路将所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度提供给所述EL发光体分别达到所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的所选择的发光时间,使得所述EL发光体在所选择的发光时间期间的总光输出具有分别与所述指定的亮度和所述选择的色度在比色上无法区分的输出亮度和输出色度,从而补偿所述EL发光体的色度偏移。
本发明的优点是,在不需要大量查找表的情况下EL装置补偿了装置中的有机材料的色度偏移。进一步的优点是,可对只具有单色的EL发光体(诸如,EL灯)的EL装置提供色度偏移补偿。本发明重要的特征是,有效地使用了至今被认为是不期望的色度随电流密度的变化。其允许独立于色度来调节亮度。在一些实施方式中,与常规数字驱动方案相比,本发明可以使用更低的位深度。本发明有利地允许再现偏离特定EL发光体的色度轨迹的色彩。
附图说明
图1A是示出EL发光体在老化之前和之后的特性的示例性色度图;
图1B是示出EL发光体在老化之前和之后的特性的示例性亮度图;
图2A是示出单个EL发光体的原色的示意性色度图;
图2B是示出单个EL发光体的原色的示意性亮度图;
图3A是根据各种实施方式的驱动波形的图;
图3B是根据各种实施方式的驱动波形的图;
图4是用于补偿根据各种实施方式的EL发光体的色度偏移的方法的实施方式的流程图;
图5是根据实施方式的基板和小芯片(chiplet)的侧面图;
图6是根据实施方式的驱动电路的示意图;
图7是各种实施方式使用的EL子像素和关联电路的一个实施方式的示意图;
图8是EL灯的实施方式的示意图;以及
图9是根据实施方式的EL显示器的平面图。
具体实施方式
图9示出根据实施方式的EL显示器10的平面图。EL显示器10具有按照行和列排布的并且发出各种色彩的多个EL子像素60的阵列。子像素60r大致发出红光,子像素60g发出绿光,子像素60b发出蓝光,并且子像素60w发出宽带光,诸如黄光或白光。“宽带光”指的是具有比红光、绿光或蓝光更宽的光谱带宽的光,例如,具有比红光、绿光或蓝光的半高宽(FWHM,fullwidthathalfmaximum)大的FWHM的光。相邻RGBW子像素60r、60g、60b、60w一起构成像素15。
EL显示器10包括多条行选择线20;各行EL子像素60具有对应的选择线20。EL显示器10还包括多条数据线35,其中,各列EL子像素60具有用于读出的关联数据线35。各个子像素60包括EL发光体50(图7)。各个子像素连接到数据线35中的相应的一条和选择线20中的相应的一条(为了清楚,图9未示出所有这些连接线)。要注意的是,术语“行”和“列”不需要EL显示器10的任何特定方位。
图1A示出了示例性CIE1931x-y色度图,该图示出了EL发光体50(图7)的特性。可以在例如EL显示器10或EL灯这样的EL装置中具体实现EL发光体50。EL发光体50接收电流并发出亮度(图1B中以Y表示)和色度(x,y)均与通过EL发光体50的电流密度(J)对应的光。曲线100示出随着电流密度的变化的EL发光体50的色度。EL发光体50优选是例如黄色或白色发光体这样的宽带发光体。曲线100、130(图1A、图1B、图2A、图2B)上电流密度增大的方向由其上的箭头表示。
各条曲线上的三种不同的电流密度可用于形成与通常的RGB色域类似的色域。色域101使用来自于曲线100的三种电流密度。色域101内的任何色度都可由EL发光体50再现。
图1B是在曲线130上以电流密度的函数示出EL发光体50的亮度的示意图。色域101与常规的RGB色域不同之处在于三原色的亮度彼此可以不同。在这种情况下,可以在色域101中再现的亮度不必向下连续延伸至黑色,但是通常包括黑亮度。如这里所示,色域101包括黑亮度132和不包括黑亮度的亮度范围112。在一些实施方式中,色域101从黑色连续跨越直至所选择的峰值亮度。在纵坐标上示出了色域110的亮度范围112。色域101的亮度范围112是在该色域中可再现的最高色彩和最低色彩的亮度之间的范围,不包括黑亮度132(通过将全部三原色设置为产生尽可能少的光,优选地是总和≤0.05尼特,黑亮度在任何色域中总是可再现的)。如下面将描述的,色域101内的色彩在亮度和色度上均可以仅使用EL发光体50来再现。EL发光体50随着电流密度的改变所经历的亮度色度变化越大,色域101就会越大。
图2A是色度(x,y)图,并且图2B是电流密度-亮度图,其示出了形成了色域101的原色的曲线100和130上的多个特定点。示出了针对所选择的黑电流密度136、第一电流密度137、第二电流密度138和第三电流密度139的多个点。基于EL发光体50的指定的亮度和所选色度来选择电流密度,这将在下文进一步地说明。当用具有黑电流密度136的电流来驱动EL发光体50时,所发出的光具有在黑色度102(图2A)处的色度和黑亮度132(图2B)。要注意的是,“色度”在此是指被一起考虑的色度坐标x和y。在第一电流密度137处,所发出的光处于第一色度103和第一亮度133。在第二电流密度138处,所发出的光处于第二色度104和第二亮度134。在第三电流密度139处,所发出的光处于第三色度105和第三亮度135。在该示例中,黑点示出在Y=0且(x,y)=(0,0)处,但这不是必须的。在一些显示系统中,黑色电平具有例如0.05尼特这样的大于0的亮度,因此也具有非零色度。
在一些实施方式中,仅使用黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度。例如,线108(图2A)示出了在色度空间中使用第一电流密度137和第二电流密度138可以产生的多个点。该线加上黑色度102(黑电流密度136)定义了虽然窄且亮度有限但是可使用三种电流密度来产生的色域(由到黑色度102的虚线表示)。在其它实施方式中,使用黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和第三电流密度,并且可产生整个色域101。
下文中,术语“原色”指的是在特定的电流密度(例如,136)产生的亮度(例如,132)和色度(例如,102)。例如,“第一原色”是指EL发光体50在用第一电流密度137处的电流驱动时产生的第一亮度133和第一色度103。显示器在黑电流密度136处的黑点被称为“黑色原色”。这对应于本领域中“原色”的常规含义,但是将该定义扩展到允许使用同一EL发光体50的多个电流密度作为不同的原色,而不是仅使用不同的EL发光体作为不同的原色。例如“原色的亮度”这样的表达是表示黑色原色、第一原色、第二原色以及在一些实施方式中的第三原色各自的亮度,即,由EL发光体50在黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和可选的第三电流密度下所产生的各个亮度。
各原色在其亮度和色度上不同于其它原色。即,任何两种原色都不会产生完全相同的亮度和色度。这就提供了色域。一些原色可具有相同的色度但不同的亮度,一些原色可具有相同的亮度但不同的色度,而一些原色可具有不同的亮度和不同的色度。具体而言,黑电流密度136、第一电流密度137、第二电流密度138和第三电流密度139四者中的每一个的各自亮度(132,133,134,135)与其它三者的亮度在比色上(colorimetrically)是可区分的,或者黑电流密度136、第一电流密度137、第二电流密度138和第三电流密度139四者中的每一个的各自色度(102,103,104,105)与其它三者的色度在比色上是可区分的。在只有黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度的实施方式中,三种色度中的每一色度与其它两者在比色上是可区分的,或者三种亮度中的每一亮度有别于其它两者。在具有黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和第三电流密度的实施方式中,四种色度的每一色度与其它三者在比色上是可区分的,或四种亮度的每一亮度与其它三种亮度在比色上是可区分的。
“不同的”和“比色上可区分的(在比色上是可区分的)”的原色是视觉上可分离的原色,即,至少相分开1个最小可觉差(JND)的原色。例如,可以将原色绘制在1976CIELABL*刻度图上,且至少分开1个△E*的任何两种原色在比色上是可区分的。可区分的色度也可以在CIE1976u’v’图上被测得,作为具有△(u’,v’)≥0.004478的那些点(theMacAdamJND,在RaymondL.Lee的“MieTheory,AiryTheory,andtheNatureRainbow”,Appl.Opt.37(9),1506-1519(1998)的第1512页上所引用,将其公开通过引用并入于此),其中,△(u’,v’)是CIE1976u’v’图上的两个点之间的欧几里得距离。确定两种色彩或原色是否在比色上是否是可区分的其它方法在色彩学领域中是已知的。
黑亮度132小于所选择的可视度阈值129,而第一亮度133、第二亮度134和第三亮度135大于或等于所选择的可视度阈值129。该可视度阈值129是基于人类视觉系统的极限而选择。例如,可视度阈值129可以是0.06尼特或0.5尼特。可基于显示峰值亮度、显示动态范围和显示特性(例如,环境对比度和表面处理)来选择可视度阈值129。黑亮度132小于可视度阈值129,使得本文所描述的色域的数学处理对应于常规的RGB色域的数学处理。当使用标准原色矩阵或磷光体矩阵(“pmat”)时,强度0对用户的感知不添加亮度或色度。在各种实施方式中,该处理中的强度0可对应于黑电流密度136。由于黑亮度132小于可视度阈值129,所以黑亮度132和黑色度102对用户的感知不添加可感知的明亮度或色彩,所以强度0的表现如预期。为了提供在可视度阈值129以下的黑亮度132,黑电流密度136可小于所选择的阈值电流密度(未示出),例如,0.02mA/cm2。
为了使用色域101产生色彩,接收指定的亮度并选择用于EL发光体50的色度。在一个实施方式中,在开始大规模生产装置之前选择色度,并且装置接收与从该装置上的不同EL发光体50的期望发光相对应的、一系列的指定的亮度。如本领域已知的(例如,如在上面引用的US6,885,380和US6,897,876中所示),可以根据输入的RGB码值来计算指定的亮度(下文表示为“Yw”)。例如,当接收到一组三个(R、G、B)码值时,Yw可以被设置为等于与R、G和B码值相对应的亮度的最小值。选择例如162/3ms(1/60s)的帧时间这样的发光时间308(图3A)。
使用所指定的亮度、所选择的色度、黑亮度、第一亮度、第二亮度、可选的第三亮度、黑色度、第一色度、第二色度和可选的第三色度,来计算所选择的发光时间308的相应的黑百分比、第一百分比、第二百分比和在一些实施方式中的第三百分比。黑百分比、第一百分比、第二百分比和可选的第三百分比的总和小于或等于100%。计算出的百分比是各原色的强度[0,1]。强度总和≤1(百分比总和≤100%)是因为仅使用一个EL发光体50,并因此使用时分复用。在仅使用黑色原色、第一原色和第二原色的一些实施方式中,黑百分比、第一百分比和第二百分比的总和可以达到100%。在还使用第三原色的一些实施方式中,黑百分比、第一百分比、第二百分比和第三百分比的总和可以达到100%。
黑百分比、第一百分比、第二百分比和可选的第三百分比被提供给驱动电路700(图6-图8),以使其向EL发光体50提供黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和可选的第三电流密度分别达到黑百分比、第一百分比、第二百分比和可选的第三百分比的所选择的发光时间308,使得EL发光体50在所选择的发光时间308期间的总光输出具有分别与指定的亮度和选择的色度在比色上无法区分(即,<1JND)的输出亮度和输出色度,从而补偿EL发光体50的色度偏移。如上所述,在一些实施方式中,驱动电路700仅提供黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度而不提供其它电流密度。在其它实施方式中,驱动电路700仅提供黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和第三电流密度,而不提供其它电流密度。
在基于指定的亮度和选择的色度选择了原色的黑电流密度136、第一电流密度137、第二电流密度138和可选的第三电流密度139时(下文所述),使用原色的相应亮度和色度计算用以产生所指定的亮度和所选择的色度的原色的百分比。在不使用第三电流密度139的实施方式中,使用虚拟第三原色以形成三原色系统。该虚拟第三原色可被选择为具有不在第一色度103和第二色度104之间、在两个方向上无限延伸的线上的色度。可以任意地选择虚拟第三原色的亮度。例如,色度点125和第三亮度135可以被选择为虚拟第三原色。
使用第一亮度、第二亮度和第三亮度、第一色度、第二色度和第三色度来形成原色矩阵(“pmat”)。原色的亮度和色度被转换成原色的XYZ三刺激值(例如,使用CIE15:2004,3rd.ed.,ISBN3-901-906-33-9,pg.15,式7.3的逆),如式1所示:
Xp=xpYp/yp;Zp=(1-xp-yp)Yp/yp(式1)
其中,针对第一原色、第二原色或第三原色,p分别等于1、2或3。如果不使用第三电流密度139,则针对x3,y3,Y3采用虚拟第三原色。接着根据式2将三原色的XYZ三刺激值形成pmat:
不同于常规的RGB色域系统,这种pmat不具有白点且没有归一化。通过(1,0,0)、(0,1,0)或(0,0,1)的强度产生的三刺激值只是对应于原色的亮度和色度的三刺激值,而不是亮度的缩放版本。由W.T.Hartmann和T.E.Madden在“Predicionofdisplaycolorimetryfromdigitalvideosignals”,J.ImagingTech,13,103-108,1987中描述了常规的pamt,将其公开通过引用并入于此。
接着如上所述地使用式1根据指定的亮度和色度来计算指定的三刺激值,以产生Xd,Yd和Zd。接着使用式3计算三原色的强度:
如同在常规的系统中,在范围[0,1]以外的任何强度Ip不可再现。在不具有第三电流强度139的实施方式中,因为使用了虚拟第三原色,所以I3的任何大致非零值(例如,在[-0.01,0.01]之外)表示指示不可再现的色彩。要注意的是,如上所述,三原色的强度Ip是EL发光体50的三原色的强度,而不是EL装置上的R、G和B发光体的强度。
I1,I2和I3分别是提供给驱动电路700的第一百分比、第二百分比和第三百分比。EL发光体50被驱动以在第一电流密度、第二电流密度和可选的第三电流密度发光达到由各个Ip所指定的百分比的发光时间tf308。∑Ip不必一定是1(100%);如果小于1,则可以针对发光时间308的剩余部分tr、或小于tr的时间,提供黑电流密度,其中,根据式4来计算tr:
tr=tf-ΣIp.(式4)
以这种方式,使用基于EL发光体50的测量出的老化而选择的黑电流密度136、第一电流密度137、第二电流密度138以及可选的第三电流密度139,来产生指定的色彩。所以,使用不同的选择的原色在选择的色度处可以产生各种指定的亮度。这允许用电流密度来补偿EL发光体50的色度偏移。可以使用查找表来选择原色,其中,该查找表将EL发光体50的指定的亮度和可选的选择的色度映射至选择的黑电流密度136、第一电流密度137、第二电流密度138和可选的第三电流密度139。EL装置可以针对不同的选择的色度包括不同的查找表,在这种情况下,各个表将指定的亮度映射到所选电流密度。在各种实施方式中,使用多于三个原色。pmat被扩展至3×4或更宽,并且其它变换(诸如,白色置换)用于计算Ip。在上面引用的No.6,885,380美国专利中给出对各个实施方式有用的这种技术的示例。
参照图3A,可使用各种驱动波形将原色的电流密度提供给EL发光体50达到相应百分比的发光时间308。横坐标示出了针对给定的发光时段[0,tf)的时间;纵坐标示出了电流密度,例如,以mA/cm2为单位。
实线波形310是使用三原色加黑色的驱动波形。在发光时间308的开始处,提供第一电流密度137。在时间301,提供第二电流密度138。在时间302,提供第三电流密度139。在时间303,提供黑电流密度136。这里,∑Ip<1,具体地,∑Ip等于时间303。在一些实施方式中,由于不同的非零亮度可以组合以产生期望色彩,而不是使用整个单个亮度来产生色彩,所以诸如波形310的波形利用比常规数字驱动所需位深度低的位深度来提供期望色彩。例如,因为非常高的亮度被发射非常短的时间,所以在数字驱动系统中低亮度色彩需要非常高的位深度。短的时间是发光时间的一小部分,但是需要大量的位(bit)来表示它们。在各个实施方式中,低亮度被发射较长时间(该较长时间是发光时间的较大一部分),所以需要较少的位(二分之一需要一位,四分之一需要两位,八分之一需要三位,等等,所以将最小时间片段从八分之一增加到四分之一节省了一位)。
除了电流密度之间的斜坡之外,虚线波形320示出类似于波形310的驱动波形。针对波形320的Ip值是提供给EL发光体50的电流密度是相应的所选择的电流密度的基本稳定(例如,±5%以内)的时间。例如,波形320的I2等于时间305减去时间304。然而,波形310的I2等于时间302减去时间301。这里,因为一些发光时间被斜坡占用(例如,从时间305到时间306),所以在比式4的tr更小的时间提供黑电流密度136。具体而言,黑百分比、第一百分比和第二百分比的总和小于100%,并且驱动电路700向EL发光体50提供相继的电流密度之间的电流斜坡。斜坡可以是线性的、二次的、对数的、指数的、正弦的或其它形状。实际的电流斜坡可以从理想值的±10%变动。正弦斜坡是被缩放以在电流密度级别之间拟合的正弦波的区段(例如,sin(θ),其中θ在[-π/2,π/2])。例如,以时间302(t302)为中心从时间305(t305)到时间306(t306)的从第二电流密度138(J2)到第三电流密度139(J3)的正弦斜坡的电流密度J(t)可用式5来进行计算:
斜坡,尤其是正弦斜坡,提供电流密度之间的更平滑过渡,降低电流密度改变时的感应冲击。在实施方式中,没有提供对斜坡的直接控制。随着电容负载在恒定施加的电压下充电,在一个电流密度和另一个电流密度之间存在包括指数斜坡在内的过渡时间段。在另一个实施方式中,随着电容负载在恒定施加的电流下充电,过渡时间段包括线性斜坡。
图3B示出了另选的波形330。波形310和320在各个不间断的时间段提供黑电流密度136、第一电流密度137、第二电流密度138和第三电流密度139(或者在不使用第三电流密度139的实施方式中,黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度)。然而,波形330将各个电流密度的时段Ip划分为例如两个区段这样的多个区段。总的时间Ip与波形310相同(并且它们的总和仍是时间303),但是每个都二等分,并且每等分在时间上是分开的。这可减少随着使用者的眼睛在显示器上移动时出现的动态假轮廓,且可减少闪烁。在此情况下,黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和可选的第三电流密度在发光时间308中的各自分离的多个时段被提供。
在一些实施方式中,亮度范围112(图1B)不包括装置应当正确响应的指定亮度的全部范围。在亮度范围112之外,可以采用多种波形。例如,如本领域已知的,可以采用在所选电流密度下的标准DC操作或PWM操作,以曲线100上最接近所选色度的色度或另一个色度提供指定亮度。另选地,可以使用二个(而非三个)原色,允许选择当使用所有三个原色时可以采用的不同亮度处的原色。
基于指定的亮度和选择的色度(下文“xyYd”)来选择不同的黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和可选的第三电流密度。其一种方式是在大规模生产前对EL发光体50进行特征化。基于对W发光体在各个电流密度下的亮度和色度的测量结果,可针对各xyYd选择适当的原色。然而,鉴于通常对电流密度和强度的分辨率(即,驱动位深度)设置限制,不总是能够在具体指定的亮度(例如,图2A的点125)精确地再现所选择的色度。如上所述,EL发光体50在所选择的发光时间308期间的总光输出具有分别与指定的亮度和选择的色度在比色上虽然不相同但是无法区分的输出亮度和输出色度就足够了。在一个示例中,点125对应于Ip=[0.5,0.4,0.75]。在二比特系统中,0.4不是可用的强度;只有0、0.25、0.5、0.75和1.0是可用的。然而,如果在与Ip=[0.5,0.4,0.75]对应的三刺激值和与Ip’=[0.5,0.5,0.75](0.4被强制成为可再现的强度0.5)对应的三刺激值之间的差异小于一个JND,则再现Ip’与期望再现Ip在比色上无法区分,因此对于EL装置的使用者是可接受的。强度和电流密度的位深度应当与EL发光体50在各个电流密度下的亮度和色度一起考虑,以针对每种老化选择适当的原色。可以使用1-D查找表或2-D查找表。
基于EL发光体50的测量出的老化来选择不同的黑电流密度136、第一电流密度137、第二电流密度138和可选的第三电流密度139。接收任意数目的点的亮度和色度,那些点是在任意数目的老化沿着EL发光体50的电流密度扫描测得的。这些点的组合的数量由可以向EL发光体50提供电流密度的分辨率确定。例如,针对两个、两比特电流提供,存在电流密度的十六种可能组合。还选择用于尝试的一组测试密度。测试密度的数量由密度的分辨率确定,即,可以如何精细地细分发光时间308。针对各可能的pmat,针对测试强度计算各个测试三刺激值。然后根据测试三刺激值来计算测试(Test)CIELAB值。
然后选择目标指定亮度的集合。对于各目标指定亮度,在整个测试CIELAB值与所选色度下的目标指定亮度之间计算CIELAB△E*。选择具有最低△E*的强度组合作为用于该目标指定亮度的强度,并且记录该△E*。在选择时的△E*可以被加权,例如,对亮度误差比色度误差更多地加权,或相反地。另外,可以忽略不考虑具有△E*>1JND(例如,>1.0或>2.0)的任何测试CIELAB值(和对应的测试强度),因为该结果与选择色度下的期望亮度在比色上不是无法区分的。另选地或另外地,可以省略与不在所选色度的1JNDu’v’之内的任何测试三刺激值相对应的测试强度。例如,通过取平均和最大△E*,来组合针对电流密度的特定组合的(未忽略的)测试强度的所记录的△E*值。然后,选择具有针对测试强度的期望△E*特性的组合,作为要使用的原色集合。例如,可选择具有最低max(△E*)或rms(△E*)的组合。
该方法将选择单个黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和可选的第三电流密度,以用于指定的亮度。另选地,针对不同的指定亮度或指定亮度范围可以选择不同的原色。选择可以在制造时执行,并且存储在EL装置(例如,EL显示器10)中,或者在EL装置操作期间执行选择。
根据代表性OLED发光体的测量出的数据计算所选择的原色。利用三位的密度和大约四位的电流密度来计算该示例。该示例的可产生的亮度范围是大约0尼特至10,840尼特。色度轨迹经过表1中给出的测量点。
表1
针对色域101的pmat为(未缩放;亮度以尼特为单位):
2632.8217975.4910603.02
2751820510844
3501.83811142.1915064.76
如上所述,该pmat可用于计算Ip值。
例如,精确到四位有效数字,在色域101中,强度(0.2857,0.1429,0)在(x,y)=(0.2936,0.3040)(中性为CCT=8154K)或(u’,v’)=(0.1938,0.4514)产生大约1958尼特。该点离上述表1中每对相邻点之间的轨迹的线性内插上的最接近点的距离是△xy=0.0002171。两个最接近点是(0.2937,0.3047)和(0.2919,0.3003),并且两者之间的线上的到(0.2936,0.3040)的最接近点是(0.2934,0.3040)。虽然△xy对于该示例是小的,但是为非零,如本文描述的,这表示可以使用该发光体来再现偏离特定EL发光体的色度轨迹的色彩。对于任何特定发光体和再现色彩的△xy值依赖于轨迹形状和所选色彩。例如,半圆轨迹具有等于轨迹半径的到位于轨迹中央的点的△xy。
图4是根据各个实施方式的用于补偿电致发光(EL)发光体50的色度偏移的方法的实施方式的流程图。制备EL发光体50和驱动电路700(步骤520)。如本领域已知的,从处理器或图像处理控制器集成电路接收指定的色彩,即,指定的亮度和色度(步骤525)。如上所述,基于xyYd来选择电流密度(步骤530)。如上所述,计算原色的百分比(强度)(步骤540)。最后,以各个强度(接通时间)利用该电流密度来驱动EL发光体50(步骤545)。
可以用多种技术在多种装置基板上实现EL装置。例如,可在玻璃、塑料或钢箔(steel-foil)显示基板上使用非晶硅(a-Si)或低温多晶硅(LTPS)来实现EL显示器。在一个实施方式中,使用作为分布在装置基板上的控制元件的小芯片来实现EL装置。与装置基板相比,小芯片是相对小的集成电路,并且包括形成在独立的小芯片基板上的导线、连接焊盘、例如电阻器或电容器这样的无源元件、或例如晶体管或二极管这样的有源元件在内的电路。可以在例如US6,879,098、US7,557,367、US7,622,367、US20070032089、US20090199960和US20100123268(将其公开通过引用并入于此)中找到关于小芯片及其制造工艺的一些细节。
图5示出了使用小芯片的EL装置的一个实施方式的侧面图。装置基板400可以是玻璃、塑料、金属箔或本领域已知的其它基板形式。装置基板400具有上面布置有EL发光体50的装置侧401。当EL装置是显示器时,装置基板400是显示基板。具有与装置基板400不同且相独立的小芯片基板411的集成电路小芯片410位于装置基板400的装置侧401上并固定于装置基板400的装置侧401。可使用例如旋涂粘合剂将小芯片410固定于装置基板。小芯片410包括电连接至EL发光体50用以向EL发光体50提供电流的驱动电路700(图6)。小芯片410还包括可以是金属的连接焊盘412。平坦化层402覆盖在小芯片410上,但在焊盘412上具有开口或通孔。金属层403在通孔处与焊盘412相接触,并将来自小芯片410中的驱动电路700的电流传送给EL发光体50。一个小芯片410可以向一个或多个EL发光体50提供电流,并且可包括一个驱动电路700或多个驱动电路700。每个驱动电路700可以向一个或多个EL发光体50提供电流。
图6示出了根据实施方式的小芯片410中的驱动电路700,其电连接至EL发光体50,用以向EL发光体50提供电流。驱动电路700包括用于向EL发光体50供应电流的驱动晶体管70。驱动晶体管70的栅极连接至多路复用器(mux)710。Mux710的三个输入端连接至模拟缓冲器715a、715b和715c的输出端。每个缓冲器的输入端连接至各个电容器716a、716b和716c,用以保持与例如黑电流密度136、第一电流密度137和第二电流密度138相对应的、驱动晶体管70的栅电压。可以通过常规的采样保持电路(未示出)将这些电压存储在这些电容器上。mux710的选择器输入端连接至比较器730a、730b和730c的输出端。每个比较器将来自运行计数器720的输出与存储在各个寄存器735a、735b和735c中的触发值或多个值进行比较。当计数器的值在针对特定电流密度的正确范围之内时,相应的比较器使mux将相应的栅电压传送给驱动晶体管70,以向EL发光体50提供相应的电流密度。
例如,八位的计数器可以从0开始,在tf-tf/256跨越到255并在tf返回到0,对发光周期[0,tf)计数256次。当计数器的值为0到寄存器735a中存储的值减一时,比较器730a可输出TRUE,且其它比较器输出FALSE,以使mux710将来自于电容器716a的值传送到驱动晶体管70的栅极。从寄存器735a值到寄存器735b值减一,比较器730b可输出TRUE且其它输出FALSE,并且从寄存器735b值到寄存器735c值,比较器730c可输出TRUE且其它输出FALSE。如虚箭头所示,比较器730a、730b和730c可相互通信,以指示下一比较器应何时输出TRUE。这是可用于各个实施方式的许多可能的驱动电路中的一种。图7和图8示出了其它两种驱动电路,且其它配置对于本领域技术人员将是显而易见的。例如,可使用多个驱动晶体管,且将它们的输出多路转换至EL发光体50。在其它实施方式中,可以利用LTPS或非晶硅底板上的薄膜晶体管(TFT)来实现驱动电路700。
再次参照图5,与装置基板400分开地制造小芯片410,然后再应用到装置基板400。利用已知的制造半导体装置的工艺,优选使用硅或绝缘体上硅(SOI)晶圆来制造小芯片410。然后在附接至装置基板400之前将每个小芯片410分开。因此可以将每个小芯片410的晶体基底视为与装置基板400分开的小芯片基板411,并在其上布置有小芯片电路。多个小芯片410因此具有与装置基板400分开且彼此分开的对应的多个小芯片基板411。具体地,独立的小芯片基板411与其上形成有像素的装置基板400分开,且独立的小芯片基板411集中到一起的总面积小于装置基板400。小芯片410可具有晶体小芯片基板411,以提供比在例如薄膜非晶硅或多晶硅装置中得到的性能更高的性能的有源组件。小芯片410可以具有100μm或更小的厚度,且优选地为20μm或更小。这便于使用常规的旋涂技术在小芯片410上形成平坦化层402。根据实施方式,在晶体硅小芯片基板411上所形成的小芯片410被布置为几何阵列,并且通过粘接剂或平坦化材料附着至装置基板400。在小芯片410表面上的连接焊盘412用以将每个小芯片410连接至信号线、电源总线和行电极或列电极,以驱动像素(例如,金属层403)。在一些实施方式中,小芯片410至少控制四个EL发光体50。
因为小芯片410形成在半导体基板中,所以可使用现代的光刻工具形成小芯片410的电路。利用这些工具,容易实现0.5微米以下的特征尺寸。例如,现代的半导体生产线可以实现90nm或45nm的线宽,且可用于制造小芯片410。然而,小芯片410也需要连接焊盘412,用以在组装到装置基板400上时电连接到设置在小芯片410上的金属层403。连接焊盘412的尺寸是基于装置基板400所使用的光刻工具的特征尺寸(例如5μm)以及小芯片410与金属层403上的任何图案化特征的对准(例如±5μm)来确定的。因此,连接焊盘412可以是例如15μm宽,并且焊盘412之间的间隔为5μm。因此焊盘412通常比小芯片410中所形成的晶体管电路大很多。
一般可在晶体管上方的小芯片410上的金属化层中形成焊盘412。期望制造出表面积尽可能小的小芯片410以能够低制造成本。
通过使用具有独立小芯片基板411(例如,包括晶体硅)的、性能比装置基板400(例如,非晶硅或多晶硅)上直接形成的电路的性能更高的小芯片410,提供了具有更高性能的EL装置。由于晶体硅不仅具有更高的性能,还具有更小的有源元件(例如,晶体管),所以电路的尺寸大幅减小。也可使用微机电(MEMS)结构来形成有用的小芯片410,例如,Yoon、Lee、Yang和Jiang在DigestofTechnicalPapersoftheSocietyforInformationDisplay,2008,3.4第13页中的“AnoveluseofMEMsswitchesindrivingAMOLED”中的描述。
装置基板400可以包括玻璃,并且金属层或多个金属层403可由蒸镀或溅射金属或金属合金(例如,铝或银)来形成,其形成于用本领域已知的光刻技术所图案化的平坦化层402(例如,树脂)上。可使用集成电路工业中已很好地确立的常规技术来形成小芯片410。
电致发光(EL)装置包括EL显示器和EL灯。本发明适用于两者,并且将首先参照EL显示器进行说明。
图7示出了对于EL显示器10(图9)的各个实施方式有用的EL子像素和相关电路的一个实施方式的示意图。在图9中,EL子像素60包括EL发光体50、驱动晶体管70、电容器75和选择晶体管90。移动到图7,驱动晶体管70是电连接至EL发光体50的用以向EL发光体50提供电流的驱动电路700的一部分。每个晶体管具有第一电极、第二电极和栅极。第一电压源140连接至驱动晶体管70的第一电极。“连接”是指元件是直接连接或经由例如开关、二极管或另一晶体管这样的另一元件来连接。驱动晶体管70的第二电极连接至EL发光体50的第一电极,且第二电压源150连接至EL发光体50的第二电极。选择晶体管90将数据线35连接至驱动晶体管70的栅极,以如本领域中已知那样选择性地将数据从数据线35提供给驱动晶体管70。每条行选择线20连接至对应行的EL子像素60中的选择晶体管90的栅极。
补偿器191接收输入线85上的指定的亮度和选择的色度。补偿器191使用指定的亮度和选择的色度来选择原色的电流密度,并使用指定的亮度和色度以及所选择的电流密度来计算百分比Ip。接着,补偿器191在控制线95上提供与所选择的电流密度以及所计算出的百分比相对应的信息。源驱动器155接收该信息,并在数据线35上产生驱动晶体管控制波形。该驱动晶体管控制波形包括使驱动晶体管产生例如图3A和图3B中所例示的电流密度波形所需的栅电压。补偿器191可以是CPU、FPGA或ASIC、PLD或PAL。
在一个实施方式中,该驱动晶体管控制波形依次包括第一栅电压、第二栅电压和黑色栅电压达到与黑色原色、第一原色和第二原色相对应的百分比的发光时间。因此,补偿器191可以在显示过程中提供补偿后的数据。如本领域中已知的,可由定时控制器(未示出)提供指定的亮度和色度。指定的亮度和色度可以与输入码值相对应。对于所要求的亮度,输入码值可以是数字的或模拟的,并且可以是线性的或非线性的。如果是模拟的,则输入码值可以是电压、电流或脉宽调制波形。补偿器191可以选择性地连接到存储器195,该存储器195用于在针对在所选色度的指定亮度使用预先选择的原色的情况下存储在选择原色时使用的信息(诸如,原色本身),或者用于存储将所选色度和指定亮度或亮度范围映射到原色的表。存储器195可以是诸如闪存或EEPROM这样的非易失性存储器或诸如SRAM这样的易失性存储器。
源驱动器155可包括数模转换器或可编程电压源、可编程电流源或脉宽调制电压(“数字驱动”)或电流驱动器,或本领域中已知的另一种源驱动器,只要其能使例如图3A和图3B这样的电流密度波形施加到EL发光体50。在本实施方式中,驱动电路700包括源驱动器155、选择晶体管90、驱动晶体管70以及在这三个部件与相应控制线之间的连接线。
在一个实施方式中,在大规模生产EL装置之前,可以对一个或更多个代表性装置进行特征化,以生产将指定的亮度和所选的色度映射到对应的所选黑电流密度136、第一电流密度137、第二电流密度138和可选的第三电流密度139的产品模型。可以创建一种以上的产品模型。例如,装置的不同区域可以具有不同的产品模型。产品模型可以被存储在查找表中或用作算法。通过统计领域中已知的回归技术(诸如样条拟合),可以将这些模型组合,或使其之间的边界平滑。补偿器191可以例如在存储器195中存储产品模型。
图8示出了EL灯中使用的另选实施方式。EL发光体50A和50B被串联排列,且由电流源501供应电流。驱动电路700包括电流源501,该电流源501电连接至各个EL发光体50A和50B,用以将与控制线95上的信号对应的电流提供给EL发光体。执行上述补偿,除了来自补偿器191的补偿后的码值表示电流而不是电压之外。本实施方式还可以应用于单个EL发光体。EL发光体50A、50B还可以由恒定电压而不是恒定电流来驱动。补偿器191、存储器195、输入线85和控制线95如上针对图7所描述的。
在优选实施方式中,EL装置包括由小分子或聚合物OLED构成的有机发光二极管(OLED),如在US4,769,292以及US5,061,569中所公开的,但不限于此。可以使用有机发光材料的许多组合和变型来制造这种装置。参照图7,当EL发光体50是OLED发光体时,EL子像素60是OLED子像素。也可使用无机EL装置,例如在多晶半导体矩阵中形成的量子点(例如,如在US2007/0057263中所教导的,将其公开通过引用并入于此),以及采用有机或无机电荷控制层的装置,或有机/无机混合装置。
晶体管70、80和90可以是非晶硅(a-Si)晶体管、低温多晶硅(LTPS)晶体管、氧化锌晶体管或本领域已知的其它晶体管类型。它们可以是N沟道、P沟道或任意组合。OLED可以是非倒置结构(如图示)或是其中EL发光体50连接在第一电压源140与驱动晶体管70之间的倒置结构。
已经参照特定的优选实施方式详细地描述了本发明,但是应当理解的是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以实现实施方式的组合、变化和修改。
部件列表
10EL显示器
15像素
20选择线
35数据线
50,50A,50BEL发光体
60EL子像素
70驱动晶体管
75电容器
85输入线
90选择晶体管
95控制线
100曲线
101色域
102黑色度
103第一色度
104第二色度
105第三色度
108线
112亮度范围
125点
129可视度阈值
130曲线
132黑亮度
133第一亮度
134第二亮度
135第三亮度
136黑电流密度
137第一电流密度
138第二电流密度
139第三电流密度
140第一电压源
150第二电压源
155源驱动器
191补偿器
195存储器
301,302,303,304,305,306时间
308发光时间
310波形
320波形
330波形
400装置基板
401装置侧
402平坦化层
403金属层
410小芯片
411小芯片基板
412焊盘
501电流源
520步骤
525步骤
530步骤
540步骤
545步骤
700驱动电路
710多路复用器(mux)
715a,715b,715c缓冲器
716a,716b,716c电容器
720计数器
730a,730b,730c比较器
735a,735b,735c寄存器
Claims (18)
1.一种用于补偿电致发光EL发光体的色度偏移的方法,该方法包括以下步骤:
a)提供用于接收电流并发出亮度和色度均与所述电流的密度相对应的光的EL发光体;
b)提供电连接至所述EL发光体的、用于向所述EL发光体提供电流的驱动电路;
c)接收指定的亮度并选择用于所述EL发光体的色度;
d)基于所指定的亮度和所选择的色度,选择不同的黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度;其中
i)在所选择的黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度处,所发出的光具有各自的黑亮度、第一亮度和第二亮度以及各自的黑色度、第一色度和第二色度;
ii)所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度三者中的每一个的各自亮度与其它两者的亮度在比色上是可区分的,或者所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度三者中的每一个的各自色度与其它两者的色度在比色上是可区分的;并且
iii)所述黑亮度小于所选择的可视度阈值,并且所述第一亮度和所述第二亮度大于或等于所选择的可视度阈值;
e)使用所述指定的亮度、所述选择的色度、所述黑亮度、所述第一亮度、所述第二亮度、所述黑色度、所述第一色度和所述第二色度,来计算所选择的发光时间的各个黑百分比、第一百分比和第二百分比,其中,所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的总和小于或等于100%;并且
f)将所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比提供给所述驱动电路,以使得所述驱动电路将所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度提供给所述EL发光体分别达到所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的所选择的发光时间,使得所述EL发光体在所选择的发光时间期间的总光输出具有分别与所述指定的亮度和所述选择的色度在比色上无法区分的输出亮度和输出色度,从而补偿所述EL发光体的色度偏移,
其中,所述EL发光体是有机发光二极管OLED发光体。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述驱动电路仅提供所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述EL发光体是宽带发光体。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述黑电流密度小于0.02mA/cm2。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤d还包括提供将所述指定的亮度和所述选择的色度映射至所选择的黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度的查找表。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的总和等于100%。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述驱动电路把所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度各个在各自的不间断时间段提供。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的总和小于100%,并且所述驱动电路在相继的电流密度之间向所述EL发光体提供电流斜坡。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述电流斜坡是正弦的。
10.一种用于补偿电致发光(EL)发光体的色度偏移的方法,该方法包括以下步骤:
a)提供用于接收电流并发出亮度和色度均与所述电流的密度相对应的光的EL发光体;
b)提供电连接至所述EL发光体的、用于向所述EL发光体提供电流的驱动电路;
c)接收指定的亮度并选择用于所述EL发光体的色度;
d)基于所指定的亮度和所选择的色度,选择不同的黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和第三电流密度;其中
i)在所选择的黑电流密度、第一电流密度、第二电流密度和第三电流密度处,所发出的光具有各自的黑亮度、第一亮度、第二亮度和第三亮度以及各自的黑色度、第一色度、第二色度和第三色度;
ii)所述黑电流密度、所述第一电流密度、所述第二电流密度和所述第三电流密度四者中的每一个的各自亮度与其它三者的亮度在比色上是可区分的,或者所述黑电流密度、所述第一电流密度、所述第二电流密度和所述第三电流密度四者中的每一个的各自色度与其它三者的色度在比色上是可区分的;并且
iii)所述黑亮度小于所选择的可视度阈值,并且所述第一亮度、所述第二亮度和所述第三亮度大于或等于所选择的可视度阈值;
e)使用所述指定的亮度、所述选择的色度、所述黑亮度、所述第一亮度、所述第二亮度、所述第三亮度、所述黑色度、所述第一色度、所述第二色度和第三色度,来计算所选择的发光时间的各个黑百分比、第一百分比、第二百分比和第三百分比,其中,所述黑百分比、所述第一百分比、所述第二百分比和所述第三百分比的总和小于或等于100%;并且
f)将所述黑百分比、所述第一百分比、所述第二百分比和所述第三百分比提供给所述驱动电路,以使得所述驱动电路将所述黑电流密度、所述第一电流密度、所述第二电流密度和所述第三电流密度提供给所述EL发光体分别达到所述黑百分比、所述第一百分比、所述第二百分比和所述第三百分比的所选择的发光时间,使得所述EL发光体在所选择的发光时间期间的总光输出具有分别与所述指定的亮度和所述选择的色度在比色上无法区分的输出亮度和输出色度,从而补偿所述EL发光体的色度偏移,
其中,所述EL发光体是有机发光二极管OLED发光体。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述黑百分比、所述第一百分比、所述第二百分比和所述第三百分比的总和等于100%。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述驱动电路把所述黑电流密度、所述第一电流密度、所述第二电流密度和所述第三电流密度各个在各自的不间断时间段提供。
13.根据权利要求11所述的方法,其中,所述驱动电路仅提供所述黑电流密度、所述第一电流密度、所述第二电流密度和所述第三电流密度。
14.一种用于补偿电致发光EL发光体的色度偏移的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供具有装置侧的显示基板;
b)提供用于接收电流并发出亮度和色度均与所述电流的密度相对应的光的EL发光体,其中,所述EL发光体布置于所述显示基板的所述装置侧上;
c)提供具有小芯片基板的集成电路小芯片,所述小芯片基板与所述显示基板不同且独立于所述显示基板,其中,所述小芯片包括电连接至所述EL发光体的用于向所述EL发光体提供电流的驱动电路,并且所述小芯片位于所述显示基板的所述装置侧上并且固定到所述显示基板的所述装置侧;
d)接收指定的亮度并选择用于所述EL发光体的色度;
e)基于所指定的亮度和所选择的色度,选择不同的黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度,其中
i)在所选择的黑电流密度、第一电流密度和第二电流密度处,所发出的光具有各自的黑亮度、第一亮度和第二亮度以及各自的黑色度、第一色度和第二色度;
ii)所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度三者中的每一个的各自亮度与其它两者的亮度在比色上是可区分的,或者所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度三者中的每一个的各自色度与其它两者的色度在比色上是可区分的;并且
iii)所述黑亮度小于所选择的可视度阈值,并且所述第一亮度和所述第二亮度大于或等于所选择的可视度阈值;
f)使用所述指定的亮度、所述选择的色度、所述黑亮度、所述第一亮度、所述第二亮度、所述黑色度、所述第一色度和所述第二色度,来计算所选择的发光时间的各个黑百分比、第一百分比和第二百分比,其中,所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的总和小于或等于100%;并且
g)将所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比提供给所述驱动电路,使得所述驱动电路将所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度提供给所述EL发光体分别达到所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的所选择的发光时间,使得所述EL发光体在所选择的发光时间期间的总光输出具有分别与所述指定的亮度和所述选择的色度在比色上无法区分的输出亮度和输出色度,从而补偿所述EL发光体的色度偏移,
其中,所述EL发光体是有机发光二极管OLED发光体。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的总和等于100%。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述驱动电路把所述黑电流密度、所述第一电流密度和所述第二电流密度各个在各自的不间断时间段提供。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述黑百分比、所述第一百分比和所述第二百分比的总和小于100%,并且所述驱动电路在相继的电流密度之间向所述EL发光体提供电流斜坡。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述电流斜坡是正弦的。
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