WO2018145974A1 - Verfahren zum betreiben einer lichtemittierenden vorrichtung - Google Patents

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WO2018145974A1
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Martin Rudolf Behringer
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • G09G2330/10—Dealing with defective pixels

Definitions

  • Another object is to provide a particularly efficient method for
  • the light-emitting device is, for example, a display device (English: display), with the
  • an LCD panel can be used.
  • the light-emitting device comprises a plurality of pixels.
  • the pixels are the
  • Each pixel emits light during operation.
  • the individual pixels of the light emitting device can be operated separately from each other, simultaneously or simultaneously in predetermined groups. Is the light emitting device one?
  • the pixels may, for example, be individual light-emitting semiconductor chips or areas of light-emitting semiconductor chips.
  • the light emitting device may comprise a plurality of pixels. Furthermore, it is possible for each pixel to comprise two or more light-emitting semiconductor chips.
  • the light-emitting semiconductor chips are, in particular, light-emitting diode chips.
  • each pixel comprises at least three subpixels which are arranged to emit pairs of light of different color.
  • the subpixels are subunits of each pixel that can be operated separately or simultaneously.
  • each pixel includes at least one subpixel that emits red light in use. This subpixel is also called a red subpixel.
  • each pixel it is possible for each pixel to comprise at least one subpixel which emits green light during operation. This subpixel is also called a green subpixel.
  • each pixel to comprise at least one subpixel in the
  • Operation emits blue light. This subpixel is in
  • each pixel comprises further subpixels, the light of further colors or white light
  • each pixel is able to emit light of different colors.
  • the light can be the colored light of each subpixel.
  • the light may be a mixed light resulting from the light of two or more
  • each pixel is formed by exactly one light-emitting semiconductor chip divided into the sub-pixels. In this case, two or more of the different colors used by the subpixels of the
  • Pixels are generated, for example, by means of the subpixel downstream conversion and / or filter elements are generated.
  • the dominant wavelength indicates which color impression the human eye perceives.
  • the dominant wavelength is on the spectral color line in the CIE XY color chart. From the color point of the generated light a straight line is drawn through the white point in the diagram and the intersection with the spectral color line, which has the smallest section to the white point, forms the dominant one
  • the pure color is that color impression, the one from the visible part of the light spectrum
  • the pixel includes a specific
  • Subpixel that produces light of a dominant wavelength corresponding to the pure color to be displayed. It would now be possible and obvious to operate only the red subpixel to produce the light of the desired pure color.
  • a method for operating a light-emitting device is specified, wherein
  • the light emitting device comprises a plurality of pixels
  • each pixel comprises at least three sub-pixels adapted to emit pairs of different color light
  • Subpixels of the pixel corresponds to the selected subpixel and at least one further subpixel of the pixel thereto is set up to emit light of a different color, operated.
  • the light-emitting device is based on the following considerations: In the production of light-emitting semiconductor components, for example light-emitting diode chips, which pixels or pixels described here
  • Subpixels can also be formed in a wafer in which a plurality of semiconductor devices of the same type is produced simultaneously, differences in the
  • Semiconductor devices emitted light.
  • Display device for example, generated homogeneous blue light, it may be visible to the naked eye that the wavelength of the blue light generated depending on the semiconductor device which generates the blue light, fluctuates over the emitting surface of the display device.
  • Method light emitting devices are operated in which to pre-sort the light-emitting
  • wavelength inhomogeneities are not prevented by pre-sorting, but are compensated by operating not only the associated subpixel to produce light of a particular wavelength, but at least another subpixel of a pixel.
  • the color space in which the light-emitting device can generate light becomes opposite to one
  • all subpixels are operated at least for some pixels in order to display each predefined color. That is, at least for some pixels of the light-emitting device is operated to display no color only a single subpixel, but all colors to be displayed by
  • a brightness of the subpixels is selected, for example, such that as far as possible all pixels of the light emitting device emit light of a selected color at the same color locus.
  • a pixel associated with the pixel at least for some pixels, a pixel associated with the pixel
  • Correction matrix provided with which the brightness of the subpixels of the pixel is adjustable.
  • a correction matrix can be provided with which the brightness of the individual subpixels can be set such that each pixel emits light of a predetermined color at the same color location.
  • the brightness becomes each
  • each pixel comprises exactly three subpixels which are arranged to emit pairs of light of different colors. These are, for example, a red subpixel, a green subpixel and a blue subpixel. For at least some pixels, the dominant wavelength of each subpixel is determined. This determination can also be made for all pixels of the light-emitting device.
  • the dominant wavelength of each subpixel is then plotted in the CIE XY color space and the dots of the subpixels of a pixel are combined into color triangles. That is, the dominant red, the dominant green and the dominant blue wavelengths are drawn on the spectral color line, for example, and connected in a color triangle. For each pixel of the considered pixel, this becomes for example the
  • Correction matrix then serves to adjust the brightness of each subpixel of a pixel so that the pixel emits light of the given color.
  • This correction matrix can be used to represent any color within the inner triangle, such as by a display system, such as
  • Corner points of this inner triangle are then used to determine the correction matrix. In this way, a correction matrix can also be generated for each pixel.
  • Datasheet be created. As to a sorting and
  • Discarding light-emitting semiconductor devices which form the pixels or the sub-pixels of the light-emitting device may be dispensed with, this is a particularly cost-effective method of operation.
  • Wavelengths of each subpixel of all pixels or some pixels are used.
  • a pixel comprises defective subpixels, which cause the vertices of the color triangle associated with the pixel to deviate greatly from the vertices of the color triangles of other pixels, the consideration of these pixels can be dispensed with. In other words, in this case, not the biggest
  • Example the largest inner triangle, which applies to at least 90% or at least 95%, in particular for at least 99% of the pixels of the light-emitting device.
  • the current intensity with which each subpixel is operated depends on entries in the correction matrix.
  • the brightness of the red, green and blue light of a given pixel prescribed by the display system is represented as a vector, which is multiplied by the correction matrix. In this way, the actual brightness that results for the red, green, and blue values of the pixel in the
  • this vector is used for the red, green and blue values each with a characteristic curve
  • a brightness correction is carried out in which for at least some or all of the pixels the brightness of the
  • Subpixel is normalized to a median value. That is, subpixels of a particular color, for example red subpixels, are powered by a stronger current to produce the same brightness with which other red subpixels produce red light at a lower current. This can
  • a monochrome image for example a
  • the number of damaged adjacent subpixels of the same color for at least some of the pixels for each subpixel, the number of damaged adjacent subpixels of the same color
  • a red subpixel has, for example, eight adjacent red subpixels, each associated with a different pixel. If the considered red subpixel is now damaged, the red subpixels arranged around the subpixel can be operated with a stronger current in order to correct the damage of the subpixel. Whether a subpixel is damaged can be decided according to a given criterion. For example, the criterion may be that the subpixel is at most M% of a particular one
  • Target power generated. M can then be 20 or 50, for example be.
  • the choice of M depends on the field of application of the light-emitting device. If, for example, the light-emitting device is mainly used in a dark environment, then a subpixel which only provides 15% or 20% of the nominal power can also be regarded as undamaged subpixel. With the procedure it is
  • FIG. 1 shows a schematic top view of a light-emitting device, which according to FIG. 1
  • Embodiment of a method described here is operated.
  • FIG. 2 shows a graphical representation for explaining an exemplary embodiment of one described here
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a light-emitting device, as with one here
  • Light emitting device comprises a plurality of
  • Pixels P are provided with the indices xy in FIG. 1 according to their position in a coordinate system spanned by the coordinates x and y.
  • Subpixels r, g, b which are red, green and blue subpixels.
  • the subpixels carry the same index as the pixels P.
  • a method of operating a light-emitting device described herein at least for some pixels representing a color corresponding to the color of a selected sub-pixel r, g, b of the pixel P, the selected sub-pixels r, g, b and at least one other Subpixel r, g, b of the pixel P, which is adapted to emit a different color operated.
  • the current intensity with which each subpixel is operated depends on entries in a correction matrix respectively.
  • Each pixel has such a correction matrix
  • corner points of a color triangle are used.
  • the color triangle G compare to Figure 2 is spanned, for example, by the vertices G E , G g , Gb.
  • Each of these vertices represents a pure color.
  • the vertex G g is represented in the CIE-XY Chart the color locus for the light-emitting
  • Correction matrix M xy is chosen so that the brightness of the red, green and blue subpixels of a setpoint value for each pixel P xy is corrected to the desired value. With the correction matrix calculated in this way, each desired value can then be converted to a corresponding actual value according to the formula:
  • Characteristic curve can be determined for each subpixel.
  • the inner triangle G can be specified from the outside and, for example, according to a known
  • the individual pixels of the light emitting device are measured. These are, for example, the dominant wavelengths every subpixel is determined.
  • the dominant wavelengths for the subpixels of the pixels Pl1 and P12 are entered in the CIE-XY diagram by way of example.
  • the dots representing the dominant wavelengths are connected to color triangles T xy .
  • the intersection of the color triangles forms the inner triangle G.
  • This method can be used for all pixels P xy the
  • Correction matrix to be selected. It is also possible that not all pixels are considered, but
  • Damaged pixels or pixels whose dominant wavelengths are significantly shifted from the remaining pixels are not used to determine the largest internal triangle G.
  • the nominally same subpixels of the individual pixels P xy of the light emitting device ie, for example, all the red subpixels of the pixels, may differ not only in the dominant wavelength, but also in their brightness when operating with a given current.
  • a brightness correction can also be carried out, for simplification it being assumed that the dominant wavelength of the light generated by a subpixel
  • Wavelength A median gray value for all subpixels of a particular color is set to 1 and it becomes one
  • correction value is the same for all relevant operating currents. Otherwise, the correction value must be considered as a function of performance.
  • the entries of the correction vector are:
  • I r is the current intensity for the red
  • Failure compensation can be performed for each subpixel. For each subpixel, the number of
  • Neighbors determined who are defective The criterion of when a subpixel is considered defective, can be chosen freely.
  • a subpixel is considered defective if it is only 50% or less at a given amperage
  • the neighboring subpixels may be the nearest neighbors.
  • this is shown in FIG. 1 for the subpixel r33
  • next but one neighbors of the subpixel can also be used.
  • the number ND of the defective neighbors of a subpixel is determined. For the subpixels with ND> 0, the neighboring subpixels must also compensate. For this purpose, the number of undamaged subpixels is determined for each defective subpixel. For eight closest neighbors, these would be 8 - N D , where N D is the number of defective neighbors of the defective subpixel. The target performance of each non-defective subpixel is then increased by (default defective subpixel) / (8-ND), passing through the adjacent subpixels
  • This procedure is performed for all subpixels of a pixel and all pixels.
  • an undamaged subpixel is operated at a current intensity which is greater, the greater the number of its damaged adjacent subpixels of the same color, in order to compensate for the power loss by the damaged subpixels.
  • Wavelength inhomogeneities are compensated and these do not lead to a reduction in quality of the
  • the light emitting device radiated light. It can be dispensed with an expensive pre-measurement and sorting of the chips and thus a particularly large part of the fabricated semiconductor devices are used to form the pixels or sub-pixels in the light-emitting device. That is, due to the described operating method, the
  • light-emitting devices for example segments of display devices, are precalibrated to the vertices of a common inner triangle G and assembled into a larger light-emitting device without undesirable inter-segmentalities

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer lichtemittierenden Vorrichtung angegeben, wobei die lichtemittierende Vorrichtung (1) eine Vielzahl von Pixel (P) umfasst, jedes Pixel (P) zumindest drei Subpixel (r, g, b) umfasst, die dazu eingerichtet sind, paarweise Licht unterschiedlicher Farbe zu emittieren, zumindest für manche Pixel ( P) zur Darstellung einer reinen Farbe, welche der dominanten Wellenlänge eines ausgewählten Subpixels (r, g, b) des Pixels (P) entspricht, das ausgewählte Subpixel (r, g, b) und zumindest ein weiteres Subpixel (r, g, b) des Pixels (P), das dazu eingerichtet ist, Licht einer andere Farbe zu emittieren, betrieben werden.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER LICHTEMITTIERENDEN VORRICHTUNG Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer lichtemittierenden Vorrichtung angegeben.
Die Druckschrift US 8,358,219 B2 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer lichtemittierenden Vorrichtung.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren
anzugeben, mit dem besonders kostengünstige lichtemittierende Vorrichtungen betrieben werden können. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein besonders effizientes Verfahren zum
Betreiben einer lichtemittierenden Vorrichtung anzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer lichtemittierenden Vorrichtung wird eine
lichtemittierende Vorrichtung bereitgestellt. Bei der
lichtemittierenden Vorrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Anzeigevorrichtung (englisch: display) , mit der
Bilder, Zeichen und/oder Symbole direkt dargestellt werden. Ferner ist es möglich, dass es sich bei der
lichtemittierenden Vorrichtung um eine
BeleuchtungsVorrichtung handelt, die zur
Allgemeinbeleuchtung, in einem Kfz-Scheinwerfer oder zur Hinterleuchtung eines bildgebenden Elements wie
beispielsweise eines LCD-Panels zum Einsatz kommen kann. Die lichtemittierende Vorrichtung umfasst eine Vielzahl von Pixeln. Bei den Pixeln handelt es sich um die
lichtemittierenden Elemente der lichtemittierenden
Vorrichtung. Jedes Pixel emittiert im Betrieb Licht. Die einzelnen Pixel der lichtemittierenden Vorrichtung können dabei getrennt voneinander, gleichzeitig oder gleichzeitig in vorgegebenen Gruppen betrieben werden. Handelt es sich bei der lichtemittierenden Vorrichtung um eine
Anzeigevorrichtung, so kann es sich bei den Pixeln
insbesondere um die bildgebenden Elemente der
Anzeigevorrichtung handeln.
Bei den Pixeln kann es sich beispielsweise um einzelne lichtemittierende Halbleiterchips oder um Bereiche von lichtemittierenden Halbleiterchips handeln. Die
lichtemittierende Vorrichtung kann insbesondere eine Vielzahl von Pixel umfassen. Ferner ist es möglich, dass jedes Pixel zwei oder mehr lichtemittierende Halbleiterchips umfasst.
Bei den lichtemittierenden Halbleiterchips handelt es sich insbesondere um Leuchtdiodenchips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst jedes Pixel zumindest drei Subpixel, die dazu eingerichtet sind, paarweise Licht unterschiedlicher Farbe zu emittieren. Bei den Subpixeln handelt es sich um Untereinheiten eines jeden Pixels, die getrennt voneinander oder gleichzeitig betrieben werden können. Zum Beispiel umfasst jedes Pixel zumindest ein Subpixel, das im Betrieb rotes Licht emittiert. Dieses Subpixel wird auch rotes Subpixel genannt. Ferner ist es möglich, dass jedes Pixel zumindest ein Subpixel umfasst, das im Betrieb grünes Licht emittiert. Dieses Subpixel wird auch grünes Subpixel genannt. Darüber hinaus ist es möglich, dass jedes Pixel zumindest ein Subpixel umfasst, das im
Betrieb blaues Licht emittiert. Dieses Subpixel wird im
Folgenden auch blaues Subpixel genannt. Weiter ist es möglich, dass jedes Pixel weitere Subpixel umfasst, die Licht weiterer Farben oder weißes Licht
emittieren. Mit den Subpixeln ist es jedem Pixel insbesondere ermöglicht, Licht unterschiedlicher Farben zu emittieren. Bei dem Licht kann es sich um das farbige Licht jedes Subpixels handeln. Ferner kann es sich bei dem Licht um ein Mischlicht handeln, das sich aus dem Licht von zwei oder mehreren
Subpixeln zusammensetzt. Dabei ist es möglich, dass jedes Subpixel durch einen
einzelnen lichtemittierenden Halbleiterchip gebildet ist. Ferner ist es möglich, dass jedes Pixel durch genau einen lichtemittierenden Halbleiterchip gebildet ist, der in die Subpixel unterteilt ist. In diesem Fall können zwei oder mehr der unterschiedlichen Farben, die von den Subpixeln des
Pixels erzeugt werden, beispielsweise mittels dem Subpixel nachgeordneter Konversions- und/oder Filterelemente erzeugt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zumindest für manche oder alle Pixel zur Darstellung einer reinen Farbe, welche der dominanten Wellenlänge eines
ausgewählten Subpixels des Pixels entspricht, das ausgewählte Subpixel und zumindest ein weiteres Subpixel des Pixels, das dazu eingerichtet ist, eine andere Farbe zu emittieren, betrieben. Die dominante Wellenlänge gibt dabei an, welchen Farbeindruck das menschliche Auge wahrnimmt. Die dominante Wellenlänge liegt auf der Spektralfarblinie im CIE-XY- Farbdiagramm. Vom Farbpunkt des erzeugten Lichts aus wird eine Gerade durch den Weißpunkt im Diagramm gezogen und der Schnittpunkt mit der Spektralfarblinie, der den kleinsten Abschnitt zum Weißpunkt hat, bildet die dominante
Wellenlänge. Unter einer „reinen Farbe" wird hier und im Folgenden
insbesondere eine Spektralfarbe verstanden. Es handelt sich bei der reinen Farbe also zum Beispiel um jenen Farbeindruck, den ein aus dem sichtbaren Teil des Lichtspektrums
ausgewähltes monochromatisches Licht erzeugt. Sie ist in jedem Farbton die intensivste Farbe.
Beispielsweise soll von einem Pixel Licht einer reinen Farbe abgestrahlt werden und das Pixel umfasst ein bestimmtes
Subpixel, das Licht einer dominanten Wellenlänge erzeugt, welche der darzustellenden reinen Farbe entspricht. Es wäre nun möglich und naheliegend, zur Erzeugung des Lichts der gewünschten reinen Farbe lediglich das rote Subpixel zu betreiben.
Gemäß dem hier beschriebenen Verfahren wird nun aber
zusätzlich zum entsprechenden Subpixel zumindest ein
andersfarbiges Subpixel des Pixels mitbetrieben, sodass vom Pixel Mischlicht emittiert wird, das einen roten Farbeindruck hat.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben einer lichtemittierenden Vorrichtung angegeben, wobei
- die lichtemittierende Vorrichtung eine Vielzahl von Pixel umfasst,
- jedes Pixel zumindest drei Subpixel umfasst, die dazu eingerichtet sind, paarweise Licht unterschiedlicher Farbe zu emittieren,
- zumindest für manche Pixel zur Darstellung einer reinen Farbe, welche der dominanten Wellenlänge eines ausgewählten
Subpixels des Pixels entspricht, das ausgewählte Subpixel und zumindest ein weiteres Subpixel des Pixels, das dazu eingerichtet ist, Licht einer andere Farbe zu emittieren, betrieben werden.
Dem hier beschriebenen Verfahren zum Betreiben einer
lichtemittierenden Vorrichtung liegen dabei unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde: Bei der Herstellung von lichtemittierenden Halbleiterbauelementen, beispielsweise von Leuchtdiodenchips, welche hier beschriebene Pixel oder
Subpixel bilden können, gibt es auch in einem Wafer, in dem eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen der gleichen Art gleichzeitig hergestellt wird, Unterschiede in der
Wellenlänge des von den lichtemittierenden
Halbleiterbauelementen emittierten Lichts. Man spricht von einem so genannten Wellenlängengang über den Wafer.
Werden die lichtemittierenden Halbleiterbauelemente
beispielsweise als Teile von Pixeln oder als Pixel in einer Anzeigevorrichtung eingesetzt, so kann dies zu ungewollten Farbunterschieden führen. Das heißt, soll von der
Anzeigevorrichtung beispielsweise homogen blaues Licht erzeugt werden, so kann es mit bloßem Auge sichtbar sein, dass die Wellenlänge des erzeugten blauen Lichts abhängig vom Halbleiterbauelement, welches das blaue Licht erzeugt, über die Abstrahlfläche der Anzeigevorrichtung schwankt.
Derart erzeugte ungewollte Farbunterschiede oder ungewollte Farbverläufe können minimiert werden, wenn die
lichtemittierenden Halbleiterchips vor ihrer Montage am
Bestimmungsort beispielsweise nach Wellenlängen und/oder weiteren Kriterien sortiert werden. Insbesondere auch, um Ausfälle zu vermeiden, werden dazu sämtliche
lichtemittierenden Halbleiterchips vermessen und nicht geeignete Halbleiterchips aussortiert. Dies führt zu einer besonders aufwändigen und kostenintensiven Herstellung von lichtemittierenden Vorrichtungen .
Im Unterschied dazu können mit einem hier beschriebenen
Verfahren lichtemittierende Vorrichtungen betrieben werden, bei denen auf eine Vorsortierung der lichtemittierenden
Halbleiterbauelemente, die beispielsweise die Pixel oder die Subpixel der lichtemittierenden Vorrichtung bilden,
verzichtet wird. Dies wird dadurch erreicht, dass zur
Darstellung einer reinen Farbe, welche der dominanten
Wellenlänge eines ausgewählten Subpixels des Pixels
entspricht, also beispielsweise zur Darstellung von rotem, grünem und blauem Licht, insbesondere von reinem rotem, grünem und blauem Licht, nicht nur das ausgewählte Subpixel betrieben wird, sondern zumindest ein weiteres Subpixel des Pixels .
Mit anderen Worten werden Wellenlängeninhomogenitäten nicht durch VorSortierung verhindert, sondern kompensiert, indem zur Erzeugung von Licht mit einer bestimmten Wellenlänge nicht nur das zugehörige Subpixel betrieben wird, sondern zumindest ein weiteres Subpixel eines Pixels.
Auf diese Weise können die Farborte des von jedem Pixel erzeugten reinen Lichts zu einem gemeinsamen Farbort
verschoben werden, der durch die Mischung des Lichts von zwei oder mehr Subpixeln unterschiedlicher Farbe erzeugt wird. Dadurch wird zwar der Farbraum, in dem die lichtemittierende Vorrichtung Licht erzeugen kann, gegenüber einer
lichtemittierenden Vorrichtung verkleinert, bei der die einzelnen Subpixel zur Erzeugung von reinem Licht einzeln betrieben werden. Jedoch ergibt sich durch das Verschieben auf einen gemeinsamen Farbort für manche oder alle Pixel der Vorteil, dass auf eine VorSortierung verzichtet werden kann. Die Regel, mit der die Farborte zur Darstellung reiner Farben verschoben werden, kann dann auf alle darzustellenden Farben angewendet werden. Auf diese Weise wird im Betrieb der
Vorrichtung Licht eines vorgegebenen Farborts von jedem Pixel mit großer Genauigkeit beim gleichen Farbort erzeugt, ohne dass die Chips, welche die Pixel oder Teile der Pixel bilden, dazu vorsortiert worden sind. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zumindest für manche Pixel zur Darstellung jeder vorgegebenen Farbe alle Subpixel betrieben. Das heißt, zumindest für manche Pixel der lichtemittierenden Vorrichtung wird zur Darstellung keiner Farbe nur ein einziges Subpixel betrieben, sondern sämtliche darzustellenden Farben werden durch
Farbmischung erzeugt. Dabei wird eine Helligkeit der Subpixel beispielsweise derart gewählt, dass möglichst alle Pixel der lichtemittierenden Vorrichtung Licht einer ausgewählten Farbe beim gleichen Farbort emittieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest für manche Pixel eine dem Pixel zugeordnete
Korrekturmatrix bereitgestellt, mit der die Helligkeit der Subpixel des Pixels einstellbar ist. Mit anderen Worten kann zu manchen, insbesondere jedem Pixel der lichtemittierenden Vorrichtung eine Korrekturmatrix bereitgestellt sein, mit der die Helligkeit der einzelnen Subpixel derart einstellbar ist, dass jedes Pixel Licht einer vorgegebenen Farbe beim gleichen Farbort emittiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zur Bereitstellung der Korrekturmatrix die Helligkeit jedes
Subpixels des Pixels ermittelt, die notwendig ist, um Licht einer vorgegebenen Farbe zu emittieren. Das heißt, es wird beispielsweise vorgegeben, dass ein bestimmter Farbort im Farbortbereich von rotem Licht zur Darstellung von reinem rotem Licht genutzt wird. Die Korrekturmatrix wird dann für jedes Pixel so gewählt, dass die Helligkeit der Subpixel derart eingestellt ist, dass vom Pixel dieses rote Licht abgestrahlt wird. Dies kann heißen, dass die Anteile des abgestrahlten roten, grünen und blauen Lichts, die notwendig sind, um das gewünschte rote Licht zu erzeugen, von Pixel zu Pixel schwanken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst jedes Pixel genau drei Subpixel, die dazu eingerichtet sind, paarweise Licht unterschiedlicher Farbe zu emittieren. Dabei handelt es sich beispielsweise um ein rotes Subpixel, um ein grünes Subpixel und um ein blaues Subpixel. Zumindest für manche Pixel wird die dominante Wellenlänge jedes Subpixels bestimmt. Diese Bestimmung kann auch für alle Pixel der lichtemittierenden Vorrichtung erfolgen.
Die dominante Wellenlänge eines jeden Subpixels wird dann im CIE-XY-Farbraum aufgetragen und die Punkte der Subpixel eines Pixels werden zu Farbdreiecken verbunden. Das heißt, die dominante rote, die dominante grüne und die dominante blaue Wellenlänge werden beispielsweise auf der Spektralfarblinie eingezeichnet und zu einem Farbdreieck verbunden. Dies wird für jedes Pixel der betrachteten Pixel zum Beispiel des
Displays durchgeführt. Im Anschluss wird paarweise das größte Innendreieck der
Farbdreiecke bestimmt, das sich durch die Schnittpunkte von jeweils zwei der betrachteten Farbdreiecke ergibt. Die
Eckpunkte im CIE-XY-Farbraum des Innendreiecks mit der größten Fläche bilden dann die vorgegebenen Farben. Die
Korrekturmatrix dient dann dazu, die Helligkeit eines jeden Subpixels eines Pixels so einzustellen, dass vom Pixel Licht mit der vorgegebenen Farbe emittiert wird.
Diese Korrekturmatrix kann zur Darstellung einer beliebigen Farbe innerhalb des Innendreiecks genutzt werden, wobei die beispielsweise durch ein Darstellungssystem, etwa ein
Videosystem, vorgegebenen Helligkeiten mittels der
Korrekturmatrix zu Zielhelligkeiten verändert werden.
Anstelle der Berechnung eines Innendreiecks ist es dabei auch möglich, ein bestimmtes Innendreieck vorzugeben. Die
Eckpunkte dieses Innendreiecks werden dann zur Bestimmung der Korrekturmatrix genutzt. Auf diese Weise kann ebenfalls für jedes Pixel eine Korrekturmatrix erzeugt werden. Ein solches Vorgehen, bei dem das Innendreieck ohne vorherige Messung an den Pixeln der lichtemittierenden Vorrichtung vorgegeben wird, ist insbesondere dann möglich, wenn eine
Schwankungsbreite bei der Herstellung der lichtemittierenden Halbleiterbauelemente, welche die Pixel oder die Subpixel der lichtemittierenden Vorrichtung bilden, bekannt ist bzw.
vorgegeben wird. Auf diese Weise kann unabhängig von den konkreten
Wellenlängen des von den Subpixeln erzeugten Lichts ein
Datenblatt erstellt werden. Da auf ein Sortieren und
Verwerfen von lichtemittierenden Halbleiterbauelementen, welche die Pixel oder die Subpixel der lichtemittierenden Vorrichtung bilden, verzichtet werden kann, handelt es sich hierbei um ein besonders kostengünstiges Betriebsverfahren. Bei dem beschriebenen Verfahren können die dominanten
Wellenlängen eines jeden Subpixels aller Pixel oder mancher Pixel herangezogen werden. Insbesondere für den Fall, dass ein Pixel fehlerhafte Subpixel umfasst, die dazu führen, dass die Eckpunkte des dem Pixel zugeordneten Farbdreiecks stark von den Eckpunkten der Farbdreiecke anderer Pixel abweichen, kann auf die Betrachtung dieser Pixel verzichtet werden. Mit anderen Worten wird in diesem Fall nicht das größte
Innendreieck aller Farbdreiecke bestimmt, sondern zum
Beispiel das größte Innendreieck, das für wenigstens 90 % oder für wenigstens 95 %, insbesondere für wenigstens 99 % der Pixel der lichtemittierenden Vorrichtung gilt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Stromstärke, mit der jedes Subpixel betrieben wird, abhängig von Einträgen in der Korrekturmatrix. Beispielsweise wird die vom Darstellungssystem vorgegebene Helligkeit des roten, grünen und blauen Lichts eines bestimmten Pixels als Vektor dargestellt, der mit der Korrekturmatrix multipliziert wird. Auf diese Weise ergibt sich die tatsächliche Helligkeit, die für die Rot-, Grün- und Blauwerte des Pixels bei der
Darstellung der gewünschten Farbe gewählt wird. Zur
Bestimmung der Stromstärke wird dieser Vektor für die roten, grünen und blauen Werte jeweils mit einer Kennlinie
multipliziert, die den funktionalen Zusammenhang zwischen der Helligkeit und der Stromstärke wiedergibt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zur Bestimmung der Stromstärke, mit der Subpixel betrieben werden, eine Helligkeitskorrektur durchgeführt, bei der für zumindest manche oder alle der Pixel die Helligkeit der
Subpixel auf einen Medianwert normiert wird. Das heißt, Subpixel einer bestimmten Farbe, zum Beispiel rote Subpixel, werden mit einem stärkeren Strom betrieben, um die gleiche Helligkeit zu erzeugen, mit der andere rote Subpixel rotes Licht erzeugen bei einem niedrigeren Strom. Dazu kann
beispielsweise ein Einfarbenbild, zum Beispiel ein
monochromes rotes Bild, bei bestimmten unterschiedlichen Stromwerten bestimmt werden. Daraus ergibt sich ein
„Grauwert" für jedes Subpixel und die jeweilige Stromstärke. Der Median aller Grauwerte (auch Mediangrauwert) bei einer bestimmten Stromstärke kann dann in einer Korrekturtabelle für die Subpixel, die diesen Grauwert haben, auf 1 normiert werden und in der Korrekturtabelle werden die Werte für alle anderen Subpixel auf den Quotienten von Mediangrauwert durch gemessenen Grauwert gesetzt. Diese Korrekturtabelle kann dann wiederum als Matrix mit Korrekturwerten für die roten, grünen und blauen Subpixel eines jeden Pixels dargestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens kann für zumindest manche der Pixel für jedes Subpixel die Anzahl der beschädigten benachbarten Subpixel der gleichen Farbe
bestimmt werden und ein unbeschädigtes Subpixel mit einer
Stromstärke betrieben werden, die umso größer ist, je größer die Anzahl seiner beschädigten benachbarten Subpixel gleicher Farbe ist. Das heißt, ein rotes Subpixel hat beispielsweise acht benachbarte rote Subpixel, die jeweils einem anderen Pixel zugeordnet sind. Ist das betrachtete rote Subpixel nun beschädigt, so können die um das Subpixel angeordneten roten Subpixel mit einem stärkeren Strom betrieben werden, um die Beschädigung des Subpixels zu korrigieren. Ob ein Subpixel beschädigt ist, kann nach einem vorgegebenen Kriterium entschieden werden. Zum Beispiel kann das Kriterium sein, dass das Subpixel höchstens M % einer bestimmten
Sollleistung erzeugt. M kann dann beispielsweise 20 oder 50 sein. Die Wahl von M hängt dabei vom Einsatzgebiet der lichtemittierenden Vorrichtung ab. Wird die lichtemittierende Vorrichtung beispielsweise hauptsächlich in einem dunklen Umfeld genutzt, so kann auch ein Subpixel, das nur noch 15 % oder 20 % der Sollleistung erbringt, als nicht beschädigtes Subpixel gewertet werden. Mit dem Verfahren ist es
insbesondere möglich, die Differenzleistung eines Subpixels auf die benachbarten Subpixel aufzuteilen, das heißt je schwächer ein Subpixel leuchtet, desto heller werden die benachbarten Subpixel betrieben, um die Beschädigung des Subpixels zu kompensieren.
Im Folgenden wird das hier beschriebene Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine lichtemittierende Vorrichtung, die gemäß einem
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens betrieben wird.
Die Figur 2 zeigt eine grafische Auftragung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen
Verfahrens .
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein. Die Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine lichtemittierende Vorrichtung, wie sie mit einem hier
beschriebenen Verfahren betrieben werden kann. Die
lichtemittierende Vorrichtung umfasst eine Vielzahl von
Pixeln P. Die Pixel P sind in der Figur 1 entsprechend ihrer Position in einem durch die Koordinaten x und y aufgespannten Koordinatensystem mit den Indizes xy versehen.
Jedes Pixel P umfasst im Ausführungsbeispiel genau drei
Subpixel r, g, b, bei denen es sich um rote, grüne und blaue Subpixel handelt. Die Subpixel tragen den gleichen Index wie die Pixel P.
Bei einer Ausführungsform eines hier beschriebenen Verfahrens zum Betreiben einer lichtemittierenden Vorrichtung wird zumindest für manche Pixel zur Darstellung einer Farbe, welche der Farbe eines ausgewählten Subpixels r, g, b des Pixels P entspricht, das ausgewählte Subpixel r, g, b und zumindest ein weiteres Subpixel r, g, b des Pixels P, das dazu eingerichtet ist, eine andere Farbe zu emittieren, betrieben.
Dabei kann die Stromstärke, mit der jedes Subpixel betrieben wird, abhängig von Einträgen in einer Korrekturmatrix
Figure imgf000015_0001
erfolgen. Jedem Pixel ist eine solche Korrekturmatrix
Figure imgf000015_0003
Figure imgf000015_0002
zugeordnet .
Zur Bestimmung der Werte der Korrekturmatrix können
Figure imgf000015_0004
beispielsweise Eckpunkte eines Farbdreiecks herangezogen werden. Das Farbdreieck G, vergleiche dazu Figur 2, wird beispielsweise durch die Eckpunkte GE, Gg, Gb aufgespannt. Jeder dieser Eckpunkte repräsentiert eine reine Farbe. So repräsentiert der Eckpunkt Gg beispielsweise im CIE-XY- Diagramm den Farbort, der für die lichtemittierende
Vorrichtung dem Farbort von reinem grünem Licht einer
bestimmten dominanten Wellenlänge entsprechen soll. Die
Korrekturmatrix Mxy wird so gewählt, dass die Helligkeit der roten, grünen und blauen Subpixel eines Sollwerts für jedes Pixel Pxy auf den gewünschten Wert korrigiert wird. Mit der derart berechneten Korrekturmatrix kann dann jeder Sollwert auf einen entsprechenden Istwert umgerechnet werden gemäß der Formel :
wobei gilt:
Figure imgf000016_0001
Die Einträge
Figure imgf000016_0003
in der Korrekturmatrix sind dann die
Figure imgf000016_0004
Korrekturwerte für jedes Pixel Pxy. Ohne eine weitere
Korrektur der Helligkeit ergibt sich die Stromstärke Ir, Ig, Ib für jedes Subpixel r, g, b dann zu
Figure imgf000016_0002
Dabei ist eine Funktion, die aus der Strom-Helligkeits-
Figure imgf000016_0005
Kennlinie für jedes Subpixel ermittelt werden kann.
Das Innendreieck G kann dabei von außen vorgegeben werden und zum Beispiel entsprechend einer bekannten
Produktionsschwankung bei der Herstellung der Halbleiterbauelemente, welche die Pixel oder die Subpixel bilden, ausgewählt werden.
Es ist jedoch auch möglich, dass zur Bestimmung des
Innendreiecks G die einzelnen Pixel der lichtemittierenden Vorrichtung vermessen werden. Dazu werden beispielsweise die dominanten Wellenlängen
Figure imgf000017_0001
jedes Subpixels bestimmt. In der Figur 2 sind die dominanten Wellenlängen für die Subpixel der Pixel Pll und P12 beispielhaft in das CIE-XY-Diagramm eingetragen. Die Punkte, welche die dominanten Wellenlängen repräsentieren, sind zu Farbdreiecken Txy verbunden. Der Schnittpunkt der Farbdreiecke bildet das Innendreieck G.
Dieses Verfahren kann für sämtliche Pixel Pxy der
lichtemittierenden Vorrichtung durchgeführt werden und das flächenmäßig größte Innendreieck G zur Bestimmung der
Korrekturmatrix ausgewählt werden. Dabei ist es auch möglich, dass nicht sämtliche Pixel betrachtet werden, sondern
beschädigte Pixel oder Pixel, deren dominante Wellenlängen gegenüber den restlichen Pixeln deutlich verschoben sind, zur Bestimmung des größten Innendreiecks G nicht herangezogen werden.
Die nominell gleichen Subpixel der einzelnen Pixel Pxy der lichtemittierenden Vorrichtung, also zum Beispiel alle roten Subpixel der Pixel, können sich jedoch nicht nur hinsichtlich der dominanten Wellenlänge voneinander unterscheiden, sondern auch hinsichtlich ihrer Helligkeit beim Betrieb mit einer bestimmten Stromstärke. Bei dem hier beschriebenen Verfahren kann daher auch eine Helligkeitskorrektur erfolgen, wobei vereinfachend davon ausgegangen wird, dass die dominante Wellenlänge des von einem Subpixel erzeugten Lichts
unabhängig von der Stromstärke ist, mit der das Subpixel betrieben wird. Zur Korrektur der Helligkeit werden zunächst Einfarbenbilder bei bestimmten, unterschiedlichen Stromwerten bestimmt und Grauwerte für jedes Subpixel und die jeweilige Stromstärke erzeugt. Der Grauwert wird dabei zur Beurteilung der
Helligkeit herangezogen und ist unabhängig von der
Wellenlänge. Ein Mediangrauwert für alle Subpixel einer bestimmten Farbe wird auf 1 gesetzt und es wird ein
Korrekturvektor Cxy für jedes Pixel bereitgestellt, bei dem gilt:
Figure imgf000018_0001
Der Einfachheit wegen wird angenommen, dass der Korrekturwert für alle relevanten Betriebsströme gleich ist. Anderfalls muss der Korrekturwert leistungsabhängig betrachtet werden.
Die Einträge des Korrekturvektors sind dabei:
Figure imgf000018_0003
Dabei ist
Figure imgf000018_0005
der Medianwert für alle roten Subpixel
Figure imgf000018_0007
alle grünen Subpixel
Figure imgf000018_0004
oder alle blauen Subpixel i=b und
Figure imgf000018_0006
ist der gemessene Grauwert für das jeweilige Subpixel bei der betrachteten Stromstärke.
Die Stromstärke für jedes Pixel ergibt sich dann zu:
Figure imgf000018_0008
Figure imgf000018_0002
Dabei ist zum Beispiel Ir die Stromstärke für das rote
Subpixel. Wie in Figur 1 dargestellt, kann weiter eine
Ausfallkompensation für jedes Subpixel durchgeführt werden. Dafür wird für jedes Subpixel zunächst die Anzahl der
Nachbarn bestimmt, die defekt sind. Dabei kann das Kriterium, wann ein Subpixel als defekt gilt, frei gewählt werden.
Beispielsweise gilt ein Subpixel als defekt, wenn es bei einer bestimmten Stromstärke nur 50 % oder weniger der
Sollleistung liefert.
Bei den benachbarten Subpixeln kann es sich dabei, wie in Figur 1 dargestellt, um die nächsten Nachbarn handeln.
Beispielhaft ist dies in Figur 1 für das Subpixel r33
gezeigt, dessen nächste Nachbarn die Subpixel
sind.
Figure imgf000019_0002
Figure imgf000019_0001
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens können auch noch die übernächsten Nachbarn des Subpixels herangezogen werden.
Bei dem Verfahren wird zunächst die Anzahl ND der defekten Nachbarn eines Subpixels bestimmt. Für die Subpixel mit ND > 0 müssen die benachbarten Subpixel mitkompensieren. Dazu wird für jeden defekten Subpixel die Anzahl der unbeschädigten Subpixel bestimmt. Bei acht nächsten Nachbarn wären das 8 - ND, wobei ND die Anzahl der defekten Nachbarn des defekten Subpixels ist. Die Solleistung eines jeden nicht defekten Subpixels wird dann um (Solleistung des defekten Subpixels) / (8 - ND) erhöht, wobei über die benachbarten Subpixel
summiert wird.
Für die derart geänderte Solleistung pneu des nicht defekten Subpixels gilt dann:
Figure imgf000020_0001
Dieses Verfahren wird für alle Subpixel eines Pixels und alle Pixel durchgeführt.
Mit anderen Worten wird ein unbeschädigtes Subpixel mit einer Stromstärke betrieben, die umso größer ist, je größer die Anzahl seiner beschädigten benachbarten Subpixel gleicher Farbe ist, um den Leistungsverlust durch die beschädigten Subpixel zu kompensieren.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren können
Wellenlängeninhomogenitäten kompensiert werden und diese führen nicht zu einer Qualitätsminderung des von der
lichtemittierenden Vorrichtung abgestrahlten Lichts. Es kann auf ein teures Vormessen und Sortieren der Chips verzichtet werden und damit ein besonders großer Teil der gefertigten Halbleiterbauelemente zur Bildung der Pixel oder Subpixel in der lichtemittierenden Vorrichtung genutzt werden. Das heißt, aufgrund des beschriebenen Betriebsverfahrens kann der
Ausschuss nicht benutzbarer lichtemittierender
Halbleiterbauelemente stark reduziert werden. Mit dem
beschriebenen Verfahren können auch Segmente größerer
lichtemittierender Vorrichtungen, zum Beispiel Segmente von Anzeigevorrichtungen, vorkalibriert werden auf die Eckpunkte eines gemeinsamen Innendreiecks G und zu einer größeren lichtemittierenden Vorrichtung zusammengefügt werden, ohne dass zwischen den kombinierten Segmenten unerwünschte
Farbunterschiede oder Farbverläufe auftreten.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Es wird die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE
102017102467.0 beansprucht, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste
Figure imgf000022_0001

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer lichtemittierenden
Vorrichtung (1) , wobei
- die lichtemittierende Vorrichtung (1) eine Vielzahl von Pixel (P) umfasst,
- jedes Pixel (P) zumindest drei Subpixel (rf g, b) umfasst, die dazu eingerichtet sind, paarweise Licht unterschiedlicher Farbe zu emittieren,
- zumindest für manche Pixel (P) zur Darstellung einer reinen Farbe, welche der dominanten Wellenlänge eines ausgewählten Subpixels (r, g, b) des Pixels (P) entspricht, das
ausgewählte Subpixel (r, g, b) und zumindest ein weiteres Subpixel (r, g, b) des Pixels (P) , das dazu eingerichtet ist, Licht einer andere Farbe zu emittieren, betrieben werden.
2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei zumindest für manche Pixel (P) zur Darstellung jeder vorgegebenen Farbe alle Subpixel (r, g, b) betrieben werden.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei zumindest für manche Pixel (P) eine dem Pixel (P) zugeordnete Korrekturmatrix bereitgestellt wird, mit der die Helligkeit der Subpixel (r, g, b) des Pixels (P) einstellbar ist.
4. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei zur Bereitstellung der Korrekturmatrix die Helligkeit jedes Subpixels (r, g, b) des Pixel (P) ermittelt wird, die notwendig ist, um Licht mit einer vorgegeben Farbe zu
emittieren.
5. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei
- jedes Pixel (P) genau drei Subpixel (r, g, b) umfasst, die dazu eingerichtet sind, paarweise Licht unterschiedlicher Farbe zu emittieren,
- zumindest für manche Pixel (P) die dominante Wellenlänge jedes Subpixels (r, g, b) bestimmt wird,
Figure imgf000024_0001
- die dominanten Wellenlängen (Ar, Ag, Ab) jedes Subpixels (r, g, b) im CIE-XY Farbraum aufgetragen und zu Farbdreiecken (T) verbunden werden,
- paarweise das Innendreieck (G) der Farbdreiecke (T)
bestimmt wird, und
- die Eckpunkte (Gr, Gg, Gb) im CIE-XY Farbraum des
Innendreiecks (G) mit der größten Fläche die vorgegebenen Farben bilden.
6. Verfahren nach einem der drei vorherigen Ansprüche, wobei die Stromstärke, mit der jeder Subpixel (r, g, b) betrieben wird, abhängig von Einträgen in der Korrekturmatrix ist.
7. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei zur Bestimmung der Stromstärke, mit der Subpixel (r, g, b) betrieben werden, eine Helligkeitskorrektur durchgeführt wird, bei der für zumindest manche der Pixel (P) die
Helligkeit der Subpixel (r, g, b) auf einen Medianwert normiert wird.
8. Verfahren nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei zur Bestimmung der Stromstärke, mit der ein Subpixel (r, g, b) betrieben wird, die Beschädigung von benachbarten Subpixel (r, g, b) der gleichen Farbe berücksichtigt wird.
9. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei
- für zumindest manche der Pixel (P) für jedes Subpixel (rf g, b) die Anzahl der beschädigten benachbarten Subpixel der gleichen Farbe bestimmt wird, und
- ein unbeschädigtes Subpixel (r, g, b) mit einer Stromstärke betrieben wird, die umso größer ist, je größer die Anzahl seiner beschädigten benachbarten Subpixel (r, g, b) gleicher Farbe ist.
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