CN105706157A - 显示系统及生产显示系统的方法 - Google Patents

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D·麦斯
C·泰德特盖特
J·布兰兹
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Abstract

本发明涉及一种显示系统，包括：具有图像形成设备(5)和用于驱动所述图像形成设备(5)的电子驱动系统(3,4)的显示设备；照亮所述显示设备的代表性部分的光源(10)；以及包括光学孔径以及至少一个光电传感器(11)的光学传感器单元，所述光学传感器单元被安排成对所述代表性部分所反射的光进行光学测量以及被配置成从中生成光学测量信号。所述光源(10)和所述光学传感器单元位于所述显示设备的一侧上。所述光源(10)和所述光学传感器单元与所述显示设备集成在一起。本发明还涉及一种用于生产这样的显示系统的方法、一种用于校准所述显示设备的方法、以及一种具有柔性第二基板的显示设备。

Description

显示系统及生产显示系统的方法
发明领域
本发明关于显示系统、用于生产显示系统的方法、以及用于校准显示系统中的显示设备的方法。本发明尤其允许校正显示设备上显示的图像的灰度和/或色彩。
现有技术讨论
大型拼接显示器已经用液晶(LC)、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)以及最近用电泳(EP)面板得以实现。这些面板是N×M个图像元素或像素的阵列显示器。如果可用矩阵结构(有源或无源矩阵)驱动显示器，则可减少驱动器和互连线的数量。但即使这样，设置像素要求驱动M+N条导线以便控制像素的状态(例如M条选择信号线以及N条视频信号线)。这些线与驱动器电路(在本文的剩余部分可被称为芯片或IC)以及LC、OLED或EP元件一起占据了基板上的空间。由M+N条导电轨迹以及驱动器芯片所占据的空间通常为非显示区域，即用LC、OLED或EP面板实现的拼接块的一部分中将不显示它们可控制的任何图像元素。
非显示区域的问题具有多种原因。其中之一(如关于LC显示器的US6,147,724中所描述的)是驱动电路和互连线。
液晶显示(LCD)设备包括用于显示图像的LCD面板以及驱动电路。驱动电路被提供在LCD面板周围，并构成对显示不起作用的非显示区域(所谓的图像框区域)。在拼接显示器中，围绕LC或EP面板的非显示区域将促成存在于相邻拼接块上的显示区域之间的接缝。为了不使图像质量劣化，不得不使接缝尽可能小，尤其是尽可能窄。某些图像框缩减技术已被用来减少非显示区域。这样的图像框缩减技术被公开在日本专利申请号75019/1994(JPH07-281183)和297234/1995(JPH09-138404)中，且在某种程度上已获得成功。然而当需要没有可辩别的接缝的拼接显示器时，这些解决方案并不令人满意。
如在例如日本未审查专利公开(KOKAI)号JPH05-107551中那样，已经使用了柔性基板来增加显示区域在整个液晶面板中的比率，其中显示器具有这样的结构，在该结构中多个IC芯片以及IC芯片的连接端子被安排在直线上，而柔性基板以与所述端子和IC芯片重叠的关系被安置。
该结构允许玻璃基板的周边部分的区域被减少，因为柔性基板仅以与所述端子和IC芯片重叠的关系被安置。
然而，该结构的问题是在柔性基板与IC芯片和端子重叠之后，将柔性基板与端子进行连接的操作变得复杂，从而增加了装配过程的难度。
然而，本发明的发明人已经发现在使显示区域比常规设备的显示区域更大且图像框区域比常规设备的图像框区域更小时仍然有问题留待解决。
题为“Flexibleprintedwiringboard,electro-opticaldevice,andelectronicequipment”(柔性印刷接线板、电光器件以及电子设备)的EP1039788A2公开了能够简化端子连接过程并增加显示区域的比率的光电器件。连接至扫描驱动器IC芯片的连接端子被安排在LCD面板中的第二基板的接线连接区域的短边上，而安排在第一基板的接线连接区域的长边上的连接端子从同一方向与单个柔性印刷接线板相连接。出于此原因，可提高柔性印刷接线板的方便性。此外，可能减少第一基板的接线连接区域的投影尺寸，而整个LC面板中显示区域的比率可增加。然而，驱动器IC和某些互连线仍然占据将促成存在于通过如EP1039788A2中所描述的那样拼接光电器件而获得的拼接显示器中的接缝的图像框区域。
更糟糕的是，拼接显示器应配备有反馈系统来监视显示面板的亮度、灰度级等随时间的变化。
已提出不同技术以便通过监视例如测试像素的温度、驱动电流(像素的幅度和/或时间响应......)来间接地评估这些变化。这些方法通常依赖于面板的模型。模型仅仅是现实的近似，因此对于高端应用或者在新的显示技术在本领域中的使用期限上几乎没有或没有经验地引入该新的显示技术时，利用这些模型的补偿方法的性能并不总是够用。
从而已经开发了通过直接监视面板的参数(如亮度、灰度级等)来监视这些参数随之间的变化的方法。
在转让给本申请人的题为“Methodandsystemforrealtimecorrectionofanimage”(用于图像的实时校正的方法和系统)的US7,166,829B2中，传感器被置于LC面板的前面。尽管传感器所占据的区域小于显示区域的1％；这足以使得这种解决方案对于本发明所考虑的显示器类型不合适。
属于本申请人所有的EP2332138A1涉及用于补偿在显示设备上显示图像的像素输出的老化效应的方法。该方法包括在显示设备上的具有第一多个像素的有效显示区域上显示第一图像；在所述显示设备的具有第二多个像素的子区域上显示第二图像，所述有效显示区域大于所述子区域，所述第二图像小于所述第一图像且具有比所述有效显示区域少的像素；用代表或表示所述有效显示区域中的像素的像素值驱动所述子区域的像素；对从所述子区域发出的光进行光学测量并从中生成光学测量信号，以及根据所述子区域的所述光学测量信号来控制所述图像在所述有效显示区域上的显示。所提出的方法的优点在于被监视的子区域具有与有效显示区域完全相同的特性，两个区域都是同一面板的一部分，因为它们经受完全相同的制造过程。但是测试区域促成图像框，且对于图像框区域和布局施加了较低的限制。
在题为“Lightsourcecontroldevice,illuminationdevice,andliquidcrystaldisplaydevice”(光源控制设备、照明设备以及液晶显示设备)的US7,839,091中，一种光源控制设备包括光电传感器，所述光电传感器检测发出不同颜色的光的多个光源的发射亮度，以及基于光检测设备的检测结果控制所述多个光源中至少一个光源的发光亮度。光源控制设备被配置成使得：向反射构件提供通孔，所述反射构件朝着液晶面板的方向反射从光源发出的光；越过所述反射构件，所述光检测设备被提供在所述光源测的相对侧上；以及光导被提供至所述通孔，通过所述光导来自所述光源的光可被传播到光电传感器。光传播构件与通孔使得该解决方案对于观看者最低程度地侵扰和不可见，但是没有获得关于光值本身的任何信息：可实现的灰度级、响应时间等不能被评估。
US2005/0219272描述了具有自动灰度级控制的电泳显示设备。该显示设备具有设置在所述设备的邻近于像素部分的储集部分中的光电传感器。光电传感器监视散射光的量。根据现有技术的储集类型的电泳显示器的像素包括像素部分和储集部分。显示器是通过多个这样的像素元件来构建的，这些像素元件由有源阵列驱动来驱动。被驱动的像素元件包括被安排在前层和作为有源板的后层之间的电泳材料层，诸如承载暗色吸收颗粒的透明、半透明或亮色的溶液。在像素部分中，在所述后层上安排反射元件以便反射落到显示器上冰通过电泳层进入的环境光，而在储集部分中，在所述前层上安排阻挡元件以便阻挡环境光直接进入显示设备的储集部分。根据驱动状态，电泳层的有色颗粒可以移进和移出可见像素部分，从而生成像素部分的所希望的可见灰度。如上所指示的，在该显示器中，允许环境光穿过电泳层并到达作为有源板的后层上。根据该发明，可以测量落到像素部分上的入射光的强度，这是像素的灰度级水平的度量。这可以通过使用光电传感器来完成。光电传感器可以设置在显示元件的与像素部分相邻的储集部分中。在该情况下，光在被像素部分中的反射元件反射之后由光电传感器检测。一部分入射光被存在于像素部分中的有色颗粒吸收，且因此检测到的光电传感器信号将取决于像素部分中存在的有色颗粒的量。
取决于制造电泳板所使用的技术；可能或可能不能将光电传感器集成在像素中。因为环境光的水平是可变的，也可能难以将光电传感器信号的幅度链接到像素的特性的改变或连接到撞击到显示器上的环境光水平的改变。从而US2005/0219272中所提出的解决方案并不总是可适用。
WO2003/100514A1公开了使用光学传感器来检测每个像素的光学状态，且这被用于控制像素驱动信号。该方法要求补偿环境光水平。这可用另外的环境光传感器来实现，否则在操作显示器之前，像素光传感器可被用作环境光传感器。这意味着需要大量附加电路或者不得不实现复杂的驱动方案。
WO2008/018016A1描述了一种包括显示像素的行列阵列的有源阵列电泳显示设备。每个像素包括用于检测电泳显示颗粒的移动的多个传感器，不同的传感器检测到达该像素内不同区域的颗粒移动。该发明使用多个像素内传感器，并通过使用与环境光无关的传感器输出之间的关系来确定像素光学状态。以此方式，环境光补偿与像素的寻址同时执行，而不要求专门的环境光传感器。该方法的主要缺陷是显示器背板显著增加的复杂性。每个像素中需要多个传感器，以及需要每列多个传感线以及多个选择晶体管来选择某一行传感器。而且，实际用途是值得怀疑的。理想情况下，可能想要将显示器驱动为更暗或更亮，直到传感器反馈所希望的灰度。但是如果停止驱动，则具有一定速度的颗粒将仍然移动一点儿，因此总将超出目标。将需要受控减速。然而，电泳显示器的相应相当慢，逐行解决并等待每一行稳定将是不可接受的；因为每行将花费超过100ms，更新整个显示器将花费数秒。
因此，需要对现有技术进行改进。
发明概述
本发明的实施例的目的是克服上述缺点中的至少一些。
根据本发明的一方面，提供了一种显示系统，包括：具有图像形成设备和用于驱动所述图像形成设备的电子驱动系统的显示设备；照亮所述显示设备的代表性部分的光源；以及包括光学孔径以及至少一个光电传感器的光学传感器单元，所述光学传感器单元被安排成对所述代表性部分所反射的光进行光学测量以及被配置成从中生成光学测量信号；其中所述光源和所述光学传感器单元位于所述显示设备的一侧上；以及其中所述光源和所述光学传感器单元与所述显示设备集成在一起。
所述显示设备，尤其是所述图像形成设备，可具有用于显示图像的有效显示区域。因此，图像可被显示在所述图像形成设备的一部分上，所述部分从而形成所述有效显示区域。所述显示设备的所述代表性部分可以是所述图像形成设备的不属于所述有效显示区域的一部分。在一个较佳实施例中，所述有效显示区域和所述代表性部分是一起制造的设备(即所述代表性部分和所述有效显示区域来自“同一批次”)。在另一较佳实施例中，所述代表性部分是所述有效显示区域在一个集成的图像形成设备上的延续。换言之，代表所述显示设备的所述部分和所述有效显示区域可以是同一图像形成设备的一部分，尤其是同一电泳层的一部分。在板状图像形成设备(像例如电子纸)的情况下，代表所述图像显示设备的所述部分和所述显示区域较佳地是同一板的一部分。
所述光源和所述光学传感器单元可与所述显示设备永久地集成在一起。
本发明从而允许通过光学反馈来校正反射性显示设备上所显示的图像的灰度和/或色彩。
在根据本发明的显示系统的一实施例中，所述光源和所述光学传感器单元被配置成在所述显示设备的操作参数随时间改变时更新表征所述显示设备尤其是表征所述图像形成设备的光学测量信号。
本实施例的一优点在于可贯穿所述显示设备的操作参数的变化而保持所希望的图像质量。
根据本发明的显示系统的一实施例，所述光学传感器单元和所述光源通过外壳免受环境光。
本实施了的一优点在于校准质量(以及从而可实现的图像质量)不受环境光条件的影响。
在根据本发明的显示系统的一实施例中，所述光学传感器单元包括光电二极管、光栅、光敏电阻器、或光电晶体管。
在根据本发明的显示系统的一实施例中，所述光电传感器单元包括光电二极管阵列。
这些组件可有利地被用于将变化量的传入光转变成变化的电信号。
在根据本发明的显示系统的一实施例中，所述光电传感器中的至少一个被滤色器覆盖。
在该实施例中，撞击到所述至少一个光电传感器上的光的谱可被使得与撞击到其他光电传感器上的光的谱不同，且可对不同的色彩通道准确地执行校准。
在根据本发明的显示系统的一实施例中，所述有效显示区域位于所述显示设备的第一侧上，而所述代表性部分位于所述显示设备的第二侧上。
代表所述图像形成设备的所述部分可被安置在所述显示区域的另一侧，朝向所述显示设备的背面或第二侧。换言之，从看所述显示区域上所显示的图像的观看者的角度而言，代表所述图像形成设备的所述部分可被安置在所述显示区域之后。更为一般地，代表所述图像形成设备的所述部分可位于所述显示区域的平面之外。
在根据本发明的显示系统的一实施例中，所述代表性部分是所述图像形成设备的以相对于所述有效显示区域的表面的某一角度安排的一部分。
在光电层是板状材料的情况下，所述显示设备的所述代表性部分可通过将所述板以与所述图像形成设备的第一侧(有效显示区域)某一角度弯曲来形成。
这些实施例的一优点在于被用于校准目的且“不再用于”成像目的的所述代表性部分不消耗显示平面中的任何有用部分或不妨碍实际图像。
在根据本发明的显示系统的一实施例中，所述图像形成设备和被配置成驱动所述图像形成设备的第一像素电极阵列被安排在基本平面的第一基板上，向所述像素电极施加电压信号的互连线被安排在所述第一基板的互连侧上；所述系统进一步包括柔性第二基板，在所述第二基板的第一侧上具有第二像素电极阵列，所述第二基板在所述互连线的至少一个上延伸，所述第二基板的第二侧与所述第一基板的所述互连侧接触，所述图像形成设备在所述第二像素电极阵列上延伸。
本实施例的一优点在于多个显示设备的几乎无缝拼接变得可能，因为通常由驱动器或驱动器连接线占据的显示设备的周边处的空间可被至少部分地用作成像区域的一部分。
所述显示设备可进一步包括用于控制施加到所述第一像素电极阵列的电压信号的一个或多个驱动器电路。为了减少由于互连线的存在而造成的非显示区域，具有带有在所述互连线的至少一个上延伸的第二像素电极阵列的电路的外围柔性基板被安置在所述显示基板的第一侧上。外围柔性电路具有第一侧和第二侧，第一侧面对所述图像形成设备，而第二侧面对所述显示基板的第一侧。电压信号被施加给所述第二像素电极阵列以驱动所述图像形成设备的直接位于所述第二电极阵列之上的至少一部分。
由于所述外围、第二电路是柔性的，就可能将任何所需的连接安排在图像被形成于其中的平面之外，从而避免了对显示设备的显示区域的负贡献。
额外的互连线可被添加在所述显示基板的第一侧上。这些额外的互连线通过例如所述柔性基板中的导电通孔的方式被连接至所述柔性基板的所述第一侧上的像素电极。
导电轨迹可被形成在所述柔性基板的所述第二侧上，并经由各向异性导电胶膜被连接至所述显示基板的所述第一侧上的互连线。
具有导电轨迹的柔性基板的一部分在显示基板的边缘上延伸，并提供至驱动器电路的连接。这些驱动器电路可位于柔性基板本身上，或者位于柔性基板所连接的一分开的印刷电路板上。
在一特定实施例中，信号被施加给所述第二像素电极阵列以驱动所述图像形成设备的直接位于所述第二像素电极阵列之上的至少一部分。
在一特定实施例中，所述第二像素电极阵列中的至少一个像素电极连接至形成在所述第一基板上的互连线。
在一特定实施例中，在所述第一基板的所述互连侧上形成TFT有源矩阵，以便经由一组行和列互连线来对所述第一像素电极阵列寻址。
在一更具体的实施例中，TFT有源矩阵的一部分也对所述第二像素电极阵列寻址，而所述第二基板将所述第二像素电极阵列与所述TFT有源矩阵的所述部分相连接。
在一特定实施例中，所述第二基板的一部分弯曲离开图像要在其中被显示的平面，其中所述图像形成设备和所述第二像素电极阵列基本上覆盖或隐藏所述第一基板以及所述第二基板的弯曲部分。
这些实施例表现出实现使用第二、柔性基板的本发明的变型的有利方式。
根据本发明的一方面，提供了一种生产显示系统的方法，所述显示系统包括：具有图像形成设备和用于驱动所述图像形成设备的电子驱动系统的显示设备；照亮所述显示设备的代表性部分的光源；以及包括光学孔径以及至少一个光电传感器的光学传感器单元，所述光学传感器单元被配置成通过光学测量生成光学测量信号；所述方法包括：将所述光源和所述光学传感器单元安排在所述显示设备的一侧上，使得所述光学传感器单元被安排成对所述显示设备的代表性部分所反射的光进行光学测量；以及将所述光源和所述光学传感器单元与所述显示设备集成在一起。
所述光源和所述光学传感器单元可与所述显示设备永久地集成在一起。根据本发明的方法生产的显示系统可更具体地为根据本文所述的实施例中的任何实施例的显示系统。
根据本发明的一方面，提供了一种用于校准上述显示系统的显示设备的方法，所述方法包括使用所述光学测量信号来确定要被应用于被提供给驱动电子设备的后续图像信号的补偿因素。
本申请还公开了一种用于减少显示设备的非显示区域的系统，该系统可独立于本发明的上述方面被应用。从而，公开了一种显示设备，包括：基本平面的第一基板、图像形成设备以及驱动所述图像形成设备的第一像素电极阵列、以及将电压信号施加给安排在所述第一基板的互连侧上的像素电极的互连线；其中柔性第二基板在所述互连线的至少一个上延伸，所述柔性第二基板在所述第二基板的第一侧上具有第二像素电极阵列，所述第二基板的第二侧与所述第一基板的所述互连侧接触，且其中所述图像形成设备在所述第二像素电极阵列上延伸。
在所述显示设备的一实施例中，信号被施加给所述第二像素电极阵列以驱动所述图像形成设备的直接位于所述第二像素电极阵列之上的至少一部分。
在所述显示设备的一实施例中，所述第二像素电极阵列中的至少一个像素电极连接至形成在所述第一基板上的互连线。
在所述显示设备的一实施例中，在所述第一基板的所述第一侧上形成TFT有源矩阵，以便经由一组行和列互连线来对所述第一像素电极阵列寻址。在一特定实施例中，所述TFT有源矩阵也对所述第二像素电极阵列寻址，而所述第二基板将所述第二像素电极阵列与所述TFT有源矩阵的所述部分相连接。
通过细节上必要的修改，上述的显示设备的各实施例的技术效果和优点对应于根据本发明的显示系统的对应实施例的那些技术效果和优点。
附图简述
现在将参考附图更详细地描述本发明的这些和其他特征和优点，附图中：
图1示意性地例示出根据本发明的一实施例的有源显示拼接块；
图2提供了表示一示例性校准循环的流程图；
图3例示出LCD显示拼接块的周边处的驱动器电路和互连线；
图4例示出显示拼接块的侧边的横截面；
图5例示出简单的有源矩阵结构；以及
图6提供了图2的校准循环中所涉及的电子设备的框图。
实施例的详细描述
下文将参考包括显示设备或“显示拼接块”的显示系统来描述本发明。该显示设备包括图像形成设备5。在本发明的实施例中，该图像形成设备5可实质上包括光电层，尤其是电泳板或面板，更具体的是反射类型的电泳板或面板。
如图1上所见，显示设备或“显示拼接块”包括具有第一侧和第二侧的基板1。像素电极4的阵列2形成在基板1的第一侧上。基板由例如玻璃制成。取决于对像素电极阵列的寻址方案，也可使用环氧树脂或任何其他合适的材料。像素电极阵列由驱动器电路或“驱动器”3驱动。驱动器3可被安置成远离基板1或者在基板1的第二侧上。在驱动器3被远离安置的情况下，驱动器3至基板1的第一侧上的阵列2的连接可用后文将描述的柔性基板来完成。诸如柔性反射电泳板或面板之类的图像形成设备5被放置在阵列2上。图像形成设备5与保护箔6以及透明前电极7一起供给。有效显示区域由图像形成设备5的可由阵列2的像素电极4驱动的区域确定。
在所例示出的实施例中，图像形成设备5的部分8围裹基板1的边缘。至少一个校准电极9已被形成在基板1的后侧，例如在图像形成设备5的部分8所围裹的基板1的边缘附近。图像形成设备5的部分8在所述至少一个像素电极9的至少一部分上延伸。光源10或用于提供光的装置被安置在图像形成设备5的部分8的附近。光源10在校准电极9的位置处投射到图像形成设备5的部分8上的光朝向光传感器11反射。光传感器11可以是例如光电二极管、光栅、光敏电阻器或光电晶体管；光电二极管、光栅、光敏电阻器或光电晶体管的阵列，或者尤其是分光仪。光传感器11可被配置成仅测量反射光的强度；或者也给出关于反射的光的颜色的信息。在必要的情况下，可与传感器11一起使用滤色器来允许进行取决于颜色的强度测量。外壳12保护图像形成设备5的部分8、光源10、以及光传感器11免受杂散光，例如环境光。
图像形成设备5通过密封组件13(例如胶)固定在基板1的第二侧上，且免受诸如水分进入之类的环境影响。胶通常被施加在保护板6的延伸到部分8的边缘之外的一部分，如图1B上所见。公共电极7经由基板1的第二侧上形成的电极14连接至驱动器电路。
如果基板1并非是不透明的，则在基板的后侧与所述至少一个校准电极9之间形成遮罩以便防止撞击到基板1的第一侧上的光进入外壳12。
在部分8代表图像形成设备5的有效显示区域的前提下，部分8可被用于得出与有效显示区域有关的测量值并相应地校正被显示在图像形成设备5的显示区域上的图像的灰度和/或颜色。
为此，所述至少一个校准电极9以不同的电压电平和/或脉冲持续时间被驱动，以便在图像形成设备5的部分8的所述至少一个校准电极9上实现不同的灰度。在图像形成设备5的校准期间，光源10在外壳12中发出恒定级别的光。
光源10发出的光在校准电极9的位置处被图像形成设备5的部分8朝向传感器10反射。
图像形成设备5的部分8的第一灰度级响应由控制该显示拼接块的控制器存储为例如第一查找表。第一查找表用于驱动像素电极4以及以预期的灰度和/或颜色在有效显示区域上显示图像。
挡板10a可围绕传感器10。挡板将例如传感器的视角限制于部分8中可通过驱动所述至少一个校准电极9来设置为不同灰度的那部分，并防止从光源11发出的光直接入射到传感器10上。
可作出多种多样的改进来减少外壳12的壁向传感器反射的光的影响。第一可选改进包括用像例如黑色亚光涂料那样的光吸收层覆盖外壳12的内壁。第二可选改进包括测量已进入外壳12的环境光或杂散光的级别并将其从测量值中减去，如后文将细化的。在过滤之后，与对应于所述至少一个校准电极9的区域所反射光有关的信号将保留，且环境光或杂散光的任何影响将已被消除或至少被减少。
为了尽可能代表有效显示区域，部分8应经受相同的物理应力。并不一定这样；尤其是对于温度。事实上，尽管图像形成设备5的大部分将被暴露于直射阳光；但是通过基板1和外壳12，部分8将保持免受直射阳光。由于基板1通常由玻璃或环氧树脂制成，且图像形成设备5是不良热导体，因此可认为部分8与面板的其余部分热隔离。由于护罩12，面板的前面与部分8之间通过空气进行的热传导也被减少。
如果基板的材料允许，在基板1中的校准电极9附近的通孔的帮助下，可增加基板1的第一侧和第二侧之间的热传导。这将帮助使得在校准电极9的附近，基板的第一侧和第二侧之间的温度梯度最小化。
加热电阻器可被放置在部分8的附近。加热电阻器可被放置成非常靠近部分8，例如薄膜电阻器可被安置在部分8之下。替代地，加热电阻器散发的热量可通过风扇或传导利用强制对流分散在整个外壳12上。可用珀耳帖元件替换加热电阻器，以便适应基板1的第一侧和第二侧之间的负和正温度梯度两者。
在一实施例中，第一温度传感器监视部分8或部分8的附近的温度。第二温度传感器被放置在基板1的第一侧上，例如在图像形成设备5之下。尤其是，温度传感器可用基板1上的一个或多个薄膜晶体管来合成。控制环调节部分8的附近的温度，以匹配由第二温度传感器测量的图像形成设备5的有效显示区域附近的温度。
在施加电压V达时间周期t之后，图像形成设备5的灰度级响应取决于若干因素，尤其是以下中的一个或多个：
‐像素的开始状况；
‐电压脉冲的持续时间t、幅度V以及极性；
‐图像形成设备5的厚度和介电常数；
‐在有电泳颗粒的情况下，电泳颗粒的电荷；
‐在有电泳颗粒的情况下，液体中电泳颗粒的迁移率。
后三个参数可受到生产过程、材料性质、温度以及老化(age)等的影响。
对于每一个显示区域，需要执行校准过程。为了减轻温度以及潜在的老化效应的影响，本发明提出了一种正规的且自动化的校准过程。
在下文中，假设用具有适当极性的固定幅度V的电压以脉宽调制(PWM)模式驱动图像形成设备5。然而，当以恒定持续时间和可变电压电平的电压脉冲驱动图像形成设备5时，类似的方法也将可适用。
从而，出于下文说明的目的，假设驱动器提供具有电压+V或–V或0的给定持续时间的脉冲。驱动条件因此完全由脉冲持续时间和极性来定义。
在校准过程期间，图像形成设备5的灰度级响应被表征并被存储在查找表中。当前一图像(X)的输入图像数据(像素的开始状况)与当前图像(Y)的输入图像数据(像素的所希望的结束状况)都被提供在查找表的输入处时，可在输出处读取脉冲持续时间和极性。
如果在将图像形成设备5驱动到所希望的灰度级之前施加重置为已知状态(黑或白)，则在查找表的输入处仅具有当前输入图像数据就足够了。
对于作出的每个测量，首先读取光学传感器，而不激活光源。这么做是为了消除到达传感器的任何残余环境光的影响。然后，在光源激活的情况下来重复该测量。两个值之间的差指示出对来自光源的光的响应。尽管测量时顺序执行的，两个测量之间的时间间隔将足够小，使得将不发生环境光级别的显著改变。可进行多个测量并应用中值过滤以避免环境光的偶然的快速波动(例如来自飞过的鸟的影子)。
校准循环的一示例被例示在图2中。在图2中，X表示输入值，即施加至所述至少一个像素电极9的电压脉冲的幅度，而Y表示输出值，即由所述至少一个校准电极9驱动的灰度级(或更为一般地为图像形成设备5的部分8按照光源10发出的光的一小部分所反射的光的量)。首先，测量极值状态(即黑和白)的反射率。这些值用于使进一步测量的响应归一化(黑色状态＝最小Y值，白色状态＝最大Y值)。
在施加了具有给定持续时间和极性的脉冲之后从某一X值获得的Y值将取决于图像形成设备5的操作参数。这恰恰是要执行校准的原因，但是由于图像形成设备5的响应是未知的，也不可能以计划的且有序的方式执行校准。因此，提出了如下所述的按照半随机走查的方式执行校准过程以表征从灰度X到灰度Y的所有转换。
在重置为黑色之后，初始脉冲被施加到图像形成设备5。该初始脉冲的持续时间和极性被选择，使得将获得从黑到灰的转换。该脉冲被施加至所述至少一个校准电极9，且由光电传感器11以光源10发出的给定且恒定级别的光测量灰度。归一化的灰度Y被计算。
例如，如果Y是8位值；则最小Y值0与黑色有关，而最大Y值255与白色有关。如果测得等于黑色级+黑与白之间的差的1/3的灰度，则归一化的Y值将为255的1/3＝85。
现在我们知道当我们从灰度X＝0开始且我们施加具有极性P的脉冲持续时间D时，我们获得灰度Y。在具有输入值X＝0、D、P的表中，我们存储值Y。该过程现在向开始值X的所有有效脉冲持续时间/极性组合的完成迈进了一步，且计数器Completed增一。
不管所获得的Y值是什么，由于这取决于图像形成设备5的操作条件，它就变为用于接下来的校准步骤的新X值。在下一次执行校准时，Y可不同，例如因为环境温度不同。只要没有填入针对某一开始值X的所有最终值Y，则再次选择半随机脉冲持时间/极性组合，唯一条件是它不同于具有已知结果Y的脉冲持续时间/极性组合。
因此，我们以随机顺序在灰度之间来回跳跃。最终目的是对于每一个开始值X以及所希望的最终值Y，我们确切地知道我们需要什么脉冲持续时间和极性用于该驱动电压。
对于某一开始位置X，当所有有效脉冲持续时间/极性组合都具有已知结果Y时，该X值被标记为完成。且计数器Xcompleted增一。然后，选择一脉冲持续时间-极性组合以驱动至还未被标记为完成的X值。此后，该脉冲被施加，再次选择半随机脉冲持时间/极性组合，唯一条件是它不同于具有已知结果Y的脉冲持续时间/极性组合。校准过程继续。当所有X值都被标记为已完成时，校准循环结束。
现在查找表可被反转以便按照(X,Y)的函数来示出脉冲持续时间极性输出，并被加载到电子驱动系统用于处理输入图像。当对于某一开始值X多个脉冲持续时间都能有效地实现最终值Y时，平均脉冲持续时间被计算并舍入。
在图6中，例示出电子设备的框图。控制器30执行校准过程。控制器30为校准电极9提供驱动信号，读取来自传感器单元11的测量信号35。控制器还发送信号33来控制光源10的激活。控制器可由微控制器或诸如FPGA或微处理器和存储器之类的任何其他合适的电子设备来提供。
显示控制器32将驱动信号提供至像素电极4的矩阵2。在输入处，存在图像输入数据37以及前一图像数据38。前一图像数据是从图像帧缓冲存储器中获得的。两个输入都被提供至查找表31。在该查找表31的输出处，存在关于需要被生成的驱动信号的脉冲持续时间和极性的信息。
每次控制器30完成一校准循环，新内容36就可被加载到查找表31中。
较佳地，新查找表数据的加载保持不可见。因此，新数据较佳地在没有新图像数据被写入显示器的时间周期中被加载。替代地，实现两个查找表，以便能够在写入第二查找表的同时读取第一查找表，反之亦然。
如图3上例示出的那样，LCD显示拼接块的周边处的驱动器电路和互连线对于显示区域并不起作用，且就其本身而言，它们促成相邻显示拼接块上的显示区域之间的接缝。电泳显示器具有类似的问题。信号必须沿导电轨迹被布线至驱动图像形成设备的像素电极的阵列2。在柔性基板将导电轨迹连接至驱动器电路之前，导电轨迹通常在所述拼接块的周边处被束集在一起。因此在互连导电轨迹所占据的那些周边区域处可能没有像素电极。本发明的实施例通过被安置在互连线17上的外围柔性基板21来解决该问题。
如图4上所见，通过使用放置在基板1顶上的一分开的基板21，减少了非显示区域的大小。像素电极22形成在基板21上。在像素电极22与互连线17之间作出连接23，从而允许互连线17所传递的信号驱动像素电极22并在互连线17之上的图像形成设备5上形成对应的图像。可通过从分开的基板21的一侧延伸到基板21的另一层的通孔(未示出)来作出连接23。分开的基板21有利的是柔性的，使得其表面的一部分可弯曲离开图像要被显示在其中的平面。
外围柔性电路21具有第一侧和第二侧，第一侧面对图像形成设备，而第二侧面对显示基板的第一侧。
导电轨迹可被形成在柔性基板的第二侧上，并连接至显示基板的第一侧上的互连线。
在TFT(薄膜晶体管)有源矩阵被形成在显示基板1上的情况下，用于开关柔性电路21上的像素电极22的薄膜晶体管仍然被集成在显示基板1上。
具有导电轨迹的柔性基板的一部分在显示基板的边缘上延伸，并提供至驱动电路的连接。
有两种选择来放置驱动电路。它们可被放置在柔性电路21本身上，或者它们可被放置在一远程印刷电路板上，柔性电路21通过形成在柔性基板21上的柔性箔连接器或导电轨迹连接至所述远程印刷电路板。
像素电极22被安置在互连线17之上，并在显示拼接块中的周边驱动图像形成设备5，从而减少了非显示区域的大小。
分开的基板21可以是采用合适材料(像例如聚酰亚胺)的柔性基板。
柔性基板21可在第一侧上具有像素电极22，而在第二侧上具有导电轨迹25。导电轨迹25连接至基板1的第一侧上的互连线17。
根据基板1的周边处互连电极17的束集的尺寸，分开的基板21可容纳一行或多行像素电极22。
现在将描述图4中所例示出的实施例的另外一些方面。用诸如由E-ink(电子墨水)公司提供的光电箔层叠在包含有源矩阵TFT背板的玻璃基板1上。该箔的顶部是覆盖有透明公共电极6的透明柔性基板7。在该箔之上，涂敷了微囊密封的电泳材料层。从而，具有电泳材料的光电箔形成图像形成设备5。在光电层的背面中提供自粘层。
在显示拼接块的中央，利用包含像素电极4的TFT背板，光电层被层叠在玻璃基板1之上。光电层由像素电极4与公共电极6之间的电场来寻址。
在显示器的侧边，柔性互连电路21被安排(较佳地被层叠)在玻璃基板1之上。
柔性互连电路21用于接触有源矩阵的行或列线以及将这些连接分别延伸至远程的行和列驱动器电路3的目的。为了建立这些连接，使用诸如3MECATT9703之类的各向异性导电胶膜。
图像形成设备5在该柔性互连电路21上延伸，使得该区域现在也可用有效图像信息来驱动。这里，图像形成设备5将被稍微抬高。现在像素电极22被提供在柔性互连电路21的顶上。对于相同的驱动电压，柔性互连电路顶上的像素电极22与透明保护箔7上的公共电极6之间的电场将类似于显示拼接块的中央处的电场。
还经由玻璃基板1上的迹线(trace)作出柔性互连电路21上的像素电极22与玻璃基板上的薄膜晶体管之间的连接，该迹线通过相同的各向异性导电胶接触柔性互连电路21底部处的迹线。穿过柔性互连电路21的通孔于是将该连接延伸至上部像素电极22。
尽管互连电路21和采用电泳层或面板5形式的光电层两者都是柔性的，也需要考虑最小弯曲半径。例如，介于0.5mm与1mm之间的半径。该弯曲半径可再次增加相邻拼接块之间有效显示区域之间的间隙。
有利的是，使图像形成设备5和像素电极22在基板1上以及在柔性互连电路的弯曲区域上延伸，使得两个相邻拼接块之间的未寻址区域被进一步最小化。
取决于视角，弯曲区域将变得或多或少地对观看者可见。因此，显示拼接块之间的相交部较佳地被选择为使得两个相邻的显示拼接块的弯曲区域都是同一(子)像素的一部分。在该情况下，在一个显示拼接块的弯曲区域变得较不可见时，相邻显示拼接块的弯曲区域变得更可见。对于观看者来说，具有恒定表面(且因此恒定亮度)的(子)像素继续被观察到，而不管他的观看位置如何。
所有(子)像素都被设计成使得它们所包含的有效显示区域是恒定的，而不管它们位于拼接块的中央还是位于拼接块之间的相交部。像素间距(两个相邻像素的中心之间的距离)尽可能被维持恒定。
在图像形成设备5从接触玻璃基板1转换到接触柔性互连电路21的情况下，所产生的跨采用电泳层或面板形式的光电层的电场可能偏离，且可能易受对准和工艺容差的影响。因此，较佳的是与相邻(子)像素电极之间的非有效区域一致地做出这种转换。
所提出的解决方案对于具有相当大的像素间距的显示拼接块来说是有利的。例如，我们考虑6mm的像素间距，每个像素包含红、绿、蓝和白色子像素。于是子像素具有3×3mm的大小。使用双面柔性互连电路21，其具有大约100μm的厚度。层叠在基板1顶上的图像形成设备5也具有大约100μm的厚度。推荐的是柔性互连电路的弯曲半径至少是柔性互连电路的高度的6倍。弯曲半径因此较佳地为至少0.5mm。
为了使得在以某一角度观看时弯曲半径的影响最小化，拼接块边界被设置成将一子像素区域一分为二。在显示拼接块的四边附接柔性电路。在拼接块边界处，与拼接块的中央区域相比，每个子像素的可见区域的投影于是保持相等，且在每一视角都是这样。每一半个子像素于是是1.5mm宽。玻璃基板与柔性互连电路之间的重叠区被选择以便包含一个完整的与一个半个子像素减去弯曲半径，从而延伸超过4mm。这应足以可靠地将柔性电路与玻璃基板、其有源矩阵以及两个子像素相固定和互连。
图像形成设备5然后被密封到柔性互连电路21。公共电极6经由柔性互连电路21上形成的电极14连接至驱动器电路。
图像形成设备5仍然可进一步在柔性互连电路21上延伸以在该柔性互连电路上包括校准电极9，如上所讨论的那样。这样的校准系统(具有光源10和光传感器11)然后可被安置在显示拼接块的背部。
替代地，可能选择对灰度级的半色调驱动，而不是模拟灰度级驱动。在此，子像素区域被进一步划分成与灰度级中的位一样多的区域。每个相应细分的区域对应于这些位的二进制权重。例如，为了允许5位灰度级，每个子像素将有五个区域：
MSB 1/2子像素区域
MSB-1 1/4子像素区域
MSB-2 1/8子像素区域
MSB-3 1/16子像素区域
LSB 1/32子像素区域
对于每个子像素，现在有至少五个TFT开关用于开关不同区域以及用于这些TFT开关中的每一个的行选择线。
一简单地有源矩阵结构被例示于图5。全像素电极4以及部分像素电极4′被形成在基板1上，基板1通常是玻璃基板。每个像素电极4经由薄膜晶体管(TFT)31连接至列互连线32。TFT31的栅极连接至行选择互连线33。柔性印刷电路板21被用于将行和列互连线连接至远程驱动器电路3。像素电极在显示拼接块4′的周边的位置与柔性互连电路21重叠。在图9中，重叠区比一像素的一半略小，且在像素电极4′与像素电极4之间终止。然而，重叠区也可包括附加的像素电极4。为了允许在重叠区中对(诸)像素寻址，像素电极22的第二阵列被应用在柔性互连电路21的顶部。这些顶部像素电极在图5中未被示出，但是大部分与像素电极4′的位置一致，区别在于它们在基板1的边缘上延伸，以便允许超过曲率半径对图像形成设备5的驱动，如先前所讨论的那样。从像素电极到对应的TFT开关的连接也是经由柔性互连电路21作出的。因此，柔性互连电路具有居于行和列互连线至远程驱动器电路3的传统延伸之后的两个附加功能：
1.在顶部提供像素电极以驱动外围像素(至少部分地)
2.将这些外围像素的驱动器TFT连接至这些电极。
在基板1的角部，柔性行互连电路21a和柔性列互连电路21b形成45度角。该45度角略微延伸到基板1之外以适应弯曲半径。当使得相邻显示拼接块的四个角彼此紧靠时，这些角一起将构成一完整的像素区域。
尽管本发明易受各种修改和替代形式的影响，但是具体事例被示于附图中并被详细描述。然而，应理解本发明不限于所公开的特定形式或方法。相反，本发明旨在涵盖在权利要求范围之内的所有修改、等效方案和替换方案。

Claims (25)

1.一种显示系统，包括：
‐显示设备，具有
·图像形成设备(5)以及
·用于驱动所述图像形成设备(5)的电子驱动系统(3,4)；
‐照亮所述显示设备的代表性部分的光源(10)；以及
‐包括光学孔径以及至少一个光电传感器(11)的光学传感器单元，所述光学传感器单元被安排成对所述代表性部分所反射的光进行光学测量以及被配置成从中生成光学测量信号；
其中所述光源(10)和所述光学传感器单元位于所述显示设备的一侧上；以及
其中所述光源(10)和所述光学传感器单元与所述显示设备集成在一起。
2.根据权利要求1的显示系统，其中所述代表性部分是所述图像形成设备(5)的延续(8)。
3.根据权利要求1或2的显示系统，其中所述光源(10)和所述光学传感器单元被配置成随着所述显示设备的操作参数随时间改变而更新所述光学测量信号。
4.根据前述权利要求中任一项的显示系统，其中所述光学传感器单元和所述光源(10)通过外壳(12)免受环境光。
5.根据前述权利要求中任一项的显示系统，其中所述光学传感器单元包括光电二极管(11)、光栅、光敏电阻器、或光电晶体管。
6.根据前述权利要求中任一项的显示系统，其中所述光学传感器单元包括光电二极管(11)的阵列。
7.根据前述权利要求中任一项的显示系统，其中所述光电传感器(11)中的至少一个被滤色器覆盖。
8.根据前述权利要求中任一项的显示系统，其中所述图像形成设备(5)具有用于显示图像的有效显示区域，且其中所述显示设备(5)的所述代表性部分是所述图像形成设备(5)的不属于所述有效显示区域的一部分。
9.根据权利要求8的显示系统，其中所述有效显示区域位于所述显示设备的第一侧上，而所述代表性部分位于所述显示设备的第二侧上。
10.根据权利要求8的显示系统，其中所述代表性部分是所述图像形成设备(5)的以相对于所述有效显示区域的表面的一角度安排的一部分(8)。
11.根据前述权利要求中任一项的显示系统，其中所述图像形成设备(5)和被配置成驱动所述图像形成设备(5)的第一像素电极(4)阵列被安排在基本平面的第一基板(1)上，
其中将电压信号施加给所述像素电极(4)的互连线(17)被安排在所述第一基板(1)的互连侧上；
所述系统进一步包括柔性第二基板(21)，在所述第二基板(21)的第一侧上具有第二像素电极(22)阵列，所述第二基板(21)在所述互连线(17)的至少一个上延伸，所述第二基板的第二侧与所述第一基板(1)的所述互连侧接触，以及
其中所述图像形成设备(5)在所述第二像素电极(22)阵列上延伸。
12.根据权利要求11的显示系统，其中信号被施加给所述第二像素电极(22)阵列以驱动所述图像形成设备(5)的直接位于所述第二像素电极(22)阵列之上的至少一部分。
13.根据权利要求11或12的显示系统，其中所述第二像素电极(22)阵列中的至少一个像素电极连接至形成在所述第一基板(1)上的互连线(17)。
14.根据权利要求11至13中任一项的显示系统，其中在所述第一基板(1)的所述互连侧上形成TFT有源矩阵以便经由一组行和列互连线(17)对所述第一像素电极(4)阵列寻址。
15.根据权利要求14的显示系统，其中所述TFT有源矩阵的一部分也对所述第二像素电极(22)阵列寻址，而所述第二基板(21)将所述第二像素电极(22)阵列与所述TFT有源矩阵的所述部分相连接。
16.根据权利要求11至15中任一项的显示系统，其中所述第二基板(21)的一部分弯曲离开所述图像要被显示在其中的平面，其中所述图像形成设备(5)和所述第二像素电极(22)阵列基本上覆盖或隐藏所述第一基板(1)以及所述第二基板(21)的弯曲部分。
17.一种用于生成显示系统的方法，所述显示系统包括：
‐显示设备，具有：
·图像形成设备(5)以及
·用于驱动所述图像形成设备(5)的电子驱动系统(3,4)；
‐照亮所述显示设备的代表性部分的光源(10)，以及
‐包括光学孔径以及至少一个光电传感器(11)的光学传感器单元，所述光学传感器单元被配置成通过光学测量生成光学测量信号；
所述方法包括：
‐将所述光源(10)和所述光学传感器单元安排在所述显示设备的一侧上，使得所述光学传感器单元被安排成对所述显示设备的代表性部分所反射的光进行光学测量，以及
‐将所述光源(10)和所述光学传感器单元与所述显示设备集成在一起。
18.一种用于校准根据权利要求1至16中任一项的显示系统的显示设备的方法，所述方法包括使用所述光学测量信号来确定要被应用于被提供给所述电子驱动系统(3,4)的后续图像信号的补偿因素。
19.一种显示设备，包括：
‐基本平面的第一基板(1)，
‐安排在所述第一基板(1)上的图像形成设备(5)以及驱动所述图像形成设备(5)的第一像素电极(4)阵列，以及
‐被安排在所述第一基板的互连侧上的将电压信号施加给所述像素电极(4)的互连线(17)；
其中一柔性第二基板(21)在所述互连线(17)的至少一个上延伸，所述第二基板(21)的第一侧上具有第二像素电极(22)阵列，所述第二基板(22)的第二侧与所述第一基板(1)的所述互连侧接触，以及
其中所述图像形成设备(5)在所述第二像素电极(22)阵列上延伸。
20.根据权利要求19的显示设备，其中信号被施加给所述第二像素电极(22)阵列以驱动所述图像形成设备(5)的直接位于所述第二像素电极(22)阵列之上的至少一部分。
21.根据权利要求19或20的显示设备，其中所述第二像素电极(22)阵列中的至少一个像素电极连接至形成在所述第一基板(1)上的互连线(17)。
22.根据权利要求19至21中任一项的显示设备，其中在所述第一基板(1)的所述第一侧上形成TFT有源矩阵以便经由一组行和列互连线(17)对所述第一像素电极(4)阵列寻址。
23.根据权利要求22的显示设备，其中所述TFT有源矩阵的一部分也对所述第二像素电极(22)阵列寻址，而所述第二基板(21)将所述第二像素电极(22)阵列与所述TFT有源矩阵的所述部分相连接。
24.根据权利要求19至23中任一项的显示系统，其中所述第二基板(21)的一部分弯曲离开所述图像要被显示在其中的平面，其中所述图像形成设备(5)和所述第二像素电极(22)阵列基本上覆盖或隐藏所述第一基板(1)以及所述第二基板(21)的弯曲部分。
25.一种用于权利要求1至16中任一项的显示系统或根据权利要求19至24中任一项的显示设备的控制器。
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