專利名稱：用于具有各像素發(fā)光度檢測和控制的高性能顯示裝置的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本申請一般涉及發(fā)射平板顯示器，更具體地，涉及用于制造、校準和操作發(fā)射像素平板顯示器以便最初并且在其使用壽命內(nèi)在顯示器的表面上提供均勻光發(fā)射電平和色彩以及用來延長此類顯示器的使用壽命的系統(tǒng)、裝置和方法。
背景技術：
特別地，有源矩陣(AM)發(fā)射顯示器和有源矩陣有機發(fā)光二極管(AMOLED)顯示器依賴發(fā)光二極管中的電流電平生成像素矩陣中的發(fā)光度級(光發(fā)射電平)。每個像素是一個單獨的發(fā)光二極管，發(fā)光二極管是直接尋址的，其中每個像素有一個采樣與保持電路，從而可以在幀的持續(xù)時間內(nèi)連續(xù)地向有機發(fā)光二極管(OLED)顯示驅動器施加電壓。
平板顯示器的功能是，利用與表示原始圖像或計算機軟件創(chuàng)建的圖像的電壓電平一致的各種明暗陰影產(chǎn)生圖像。當通過使用不同顏色的發(fā)射像素或二極管，或通過使用相同顏色或白色像素和濾波器，把這些明暗陰影繪制成諸如紅色、藍色和綠色的不同像素類型時，它們可以形成或生成彩色。有時，利用其各自光子通量的相加性結合來共同繪制彩色的三個像素的集合稱為子像素，但是在下面的描述中，幾乎不區(qū)分像素和子像素，因為子像素本身就是像素，而像集合那樣被控制的像素集合只不過是子像素的合作集合。用于產(chǎn)生彩色的像素或發(fā)射器的集合的操作是技術人員熟知的，因此不再贅述。從電壓圖像數(shù)據(jù)到電流生成的OLED光子發(fā)射(通量)電平的轉換引起若干復雜問題，包括顯示器的生產(chǎn)，運行期間顯示器的老化以及用戶或消費者的現(xiàn)場使用。
在典型常規(guī)OLED顯示器的情況中，圖像或數(shù)據(jù)電壓被放置到顯示像素中的功率晶體管(電流電源)的柵極上，柵極提供并控制到達OLED像素的電流量或大小。柵極電壓越高，電流越高，因此，像素越亮或發(fā)光度越強。通常，利用提供給具有源極、漏極和柵極的薄膜半導體晶體管(TFT)的電壓(信號數(shù)據(jù))來控制到達像素發(fā)射裝置的電流，以繪制適合的灰度級或像素圖像發(fā)光度。
迄今為止，常規(guī)實現(xiàn)中使用的電路、控制方法、甚至材料具有許多限制，所以OLED顯示板性能忍受并限制以消費者可接受的價格將此類OLED技術應用于更大的高性能顯示器。
此類系統(tǒng)和設備的主要問題是，通過使用按上述方式向TFT施加的電壓圖像數(shù)據(jù)，通常很難(如果不是不可能)為顯示器中的各像素生成一致的電流。該問題變得特別尖銳，由于顯示器的物理尺寸變得更大，具有更多像素，迫使更高的電流和發(fā)光度，和/或連續(xù)地或間歇地運行，以獲得更長的時間段(它們老化)。該問題至少部分起因于，在特定柵極電壓下的TFT供給的電流取決于許多參數(shù)，如TFT閾值電壓，有效電子遷移率以及TFT裝置的電流增益(隨TFT裝置的不同而不同，是由生產(chǎn)變化、操作期間的環(huán)境照射和/或操作歷史造成的)。反過來，這三個參數(shù)(閾值電壓，有效電子遷移率和電流增益)取決于例如晶粒間和晶粒內(nèi)的陷阱密度，半導體厚度和半導體對柵極的介電陷阱密度。其它因素包括柵極介電厚度，絕緣體的介電常數(shù)，TFT的幾何形狀，電子/空穴遷移率和其它因素以及其組合。
問題是，如何確定要施加的電壓(如TFT電壓)，如何將該電壓接到功率TFT以引起正確的電流電平，從而生成正確灰度級。某些研究提出特定方式，使用特定的像素發(fā)光度來校正提供給像素功率TFT的電壓(例如，參見發(fā)明人為Kimura且轉讓給精工—愛普生的美國專利號6,518,962 B2；轉讓給飛利浦的美國專利號6,542,138B1和6,489,631B2，以及麻省理工學院Eko T.Lisuwandi的論文(參見“Feedback Circuit for Organic LED Active-Matrix Display Drivers”，作者Eko T.Lisuwandi，麻省理工學院電氣和計算機科學系電氣工程和計算機科學工程碩士論文，2002年5月10日)。然而，用于改善OLED(甚或其它有源發(fā)射顯示技術)的這些常規(guī)努力并不完全有效，有這樣或那樣的缺陷。
例如，美國專利號6,542,138 B1(轉讓給飛利浦)描述了以下方法，該方法至多試圖在幀持續(xù)時間上在某種程度上使像素均勻，但是并未描述或提出可以控制與一系列灰度級相對應的精確發(fā)射電平。本專利中描述的發(fā)明例如使用與信號保持電容并聯(lián)的光敏放電裝置，信號保持電容在幀時間期間保持驅動TFT的OLED電流上的柵極電壓。來自OLED的光子發(fā)射使光敏放電裝置釋放保持電容器上電壓，從而切斷驅動TFT的電流，并使OLED熄滅。熄滅速度依賴于光子發(fā)射的電平；因此，如果像素生成過量的光子發(fā)射，則該OLED將比光子發(fā)射生成不足的像素更快地熄滅。作為此類系統(tǒng)的另一個改進，光敏放電裝置是光電晶體管，其柵極是用通過OLED的電流控制的。設計該電路的目的是，當高電流通過OLED時，光電晶體管處于斷開狀態(tài)，這是由于高OLED電流的緣故，到達光電晶體管的柵極的電壓與地線接近，但是在處于斷開狀態(tài)時，光電晶體管象一個反向偏壓光電二極管，并且保持電容器上的電荷緩慢泄露到地線上，使得通過OLED的電流減少，因為電流在減少。由于儲能電容器上的不斷下降的電壓，光電晶體管上柵極上的電壓上升。當電流減少到某個點時，會超過光電晶體管的閾值電壓，使得光電晶體管接通并轉儲儲能電容器中的剩余電荷，由此切斷OLED。于是，其快速性，感覺到的OLED的發(fā)光度是由OLED的發(fā)光度級確定的。OLED的發(fā)光度越高，OLED的切斷速度越快。
該方案有幾個缺陷。首先，為切斷OLED而接通光電晶體管取決于光電晶體管的閾值電壓。認為該方案改正的一個問題是，像素電路中使用的TFT的可變閾值電壓。這意味著OLED的切斷時間隨像素變化，因此，實際上促成顯示器的不同像素之間的不均勻性。其次，處于低發(fā)射值時，施加到光電晶體管的柵極上電壓接近于幀時間開始時的閾值電壓。因此，閾值電壓的任何變化被大大放大，并且根本不能很好地控制實際的發(fā)光度值的不確定性。第三，觀眾感覺到的實際亮度依賴于幀期間的總的光子發(fā)射。幀期間的總的光子發(fā)射至少部分依賴于向儲能電容器提供的數(shù)據(jù)電壓的初始值，光電晶體管斷開期間的儲能電容器的放電速度(依賴于初始電壓引起的OLED的發(fā)射電平)，用于控制用儲能電容器上存儲的電壓控制其柵極的TFT的電流的閾值電壓，控制TFT的電流的電流增益，控制TFT的電流的有效電子遷移率，OLED材料的老化點，OLED材料的色譜以及光電晶體管的閾值電壓。制造工藝不能很好地控制所有這些提及的控制參數(shù)，因此，通過使用美國專利號6,542,138 B1(飛利浦)參考文獻描述或指出的結構和方法不能很好地控制像素均勻性。
發(fā)明人為Kimura的美國專利號6,518,962 B2(轉讓給精工-愛普生)描述了利用與某一個像素關聯(lián)的傳感器在分配用來進行測量的短的尋址時間內(nèi)獲取電流電平的電路。本質(zhì)上，這些是瞬時測量，并且測量時間太短以至于不能給出實際上可接受的信噪比，以從該測量中抽取用于確定將向TFT(或OLED像素)提供的電壓或電流的有用信息。預計抽取的信號的數(shù)量級為幾毫微伏(10-9伏)，預計噪聲的數(shù)量級為幾伏，這是由于長導線實質(zhì)上是由開路終止的，所以信噪比(SNR)小于百分之0.1。此外，可以預計顯示器的不同區(qū)域有不同的噪聲特性，原因在于不同的局部化的電磁場和處于不同時間的相同像素。
Kimura等人的(美國專利號6,518,962 B2)的另一個限制是，所描述的系統(tǒng)和方法把預定信號應用于信號數(shù)據(jù)線，然后利用電壓控制單元改變該信號以使光度接近參考值。因此，預定數(shù)據(jù)信號引起的發(fā)光度似乎是不正確的發(fā)光度，因為它不同于參考值，隨后需要用電壓調(diào)整單元進行修改以生成僅僅“接近”參考值的發(fā)光度。因此，Kimura的專利實際上與參考值或任何其它目標發(fā)光度不匹配。
一般地，其概念與美國專利號6,518,962 B2類似的Lisuwandi等人的研究工作具有非常長的反饋穩(wěn)定時間(大于150ms)，所以不實用，特別是對于其各幀有不同動態(tài)內(nèi)容的普通計算機屏幕、電視機和類似應用的顯示。
基本上，試圖控制像素發(fā)光度的常規(guī)系統(tǒng)和方法，試圖測量瞬時光或發(fā)光度級，而瞬時光或發(fā)光度級太小且噪聲太大，以至于不能準確地、精確地提供此類控制。因此，它們是無效的，并且隨著OLED顯示器的尺寸和性能預期的增加，其限制將更加嚴重。
當使用非晶硅(a-Si)用于顯示電子裝置時，這些性能問題或許更加嚴重。非晶硅是LCD行業(yè)使用的半導體，并且已經(jīng)在其基礎設施方面投資了數(shù)十億美圓。因此，大部分顯示器制造商希望使用非晶硅。早期研制的OLED有源矩陣顯示器使用多晶硅，由于多晶硅具有更快的速度和更好的穩(wěn)定性。與非晶硅相比，在多晶硅基礎設施方面的投資非常少，所以成本較高。
我們記得電子集成電路通常使用三種形式的硅。晶體硅用在單塊集成電路(IC)中。這種類型的硅沒有晶界，因為該材料是固體晶體。這種類型的硅(x-Si)只有一個電荷聚集區(qū)域，該區(qū)域是柵極介質(zhì)和與該介質(zhì)接觸的硅表面之間的接觸面。該接觸面區(qū)域僅僅是柵極尺寸的寬度和長度。
多晶硅(p-Si)是由彼此之間有或多或少的密切接觸的粗硅粒組成的。為了使電子從一個硅粒到達另一個硅粒，進而通過場效應晶體管(FET)中的p-Si溝道，必須增加某些能量。同時，晶粒間的接觸面可以聚集雜散電荷(正(空穴)和負(電子)雜散電荷)，就像介質(zhì)和x-Si材料中的硅晶體之間的接觸面一樣，但是，現(xiàn)在該區(qū)域已經(jīng)變得很大。p-Si中的晶粒間的區(qū)域與晶粒尺寸成反比。因此，晶粒尺寸越小，接觸區(qū)域越大，雜散電荷累積的可能性越大。
在非晶硅(a-Si)的情況中，晶界區(qū)域的大小大于p-Si的晶界區(qū)域的大小。收集器電荷通常是確定a-Si裝置的電子遷移率和閾值電壓的主要特性，因此，與多晶硅(p-Si)或晶體硅(x-Si)相比，晶界間的電荷密度的變化引起的電子遷移率和閾值電壓的波動對非晶硅(a-Si)的影響更大。
隨著顯示尺寸增加，更希望使用非晶硅而非多晶硅或晶體硅。然而，由于電子和空穴遷移率特性、雜散電荷聚集特性以及閾值電壓特性的差異和波動，并且隨著顯示裝置使用非晶硅，越來越難以在任何一個瞬間在一個較大的顯示表面上保持所需的均勻的顯示發(fā)光度特性。
人們進行了各種嘗試以克服發(fā)射顯示器中均勻性問題，包括某些涉及基于電路的嘗試，某些嘗試今天仍在使用。某些嘗試并不成功，并且不能滿足當今和下一代發(fā)射顯示應用特別是OLED顯示應用的需要和應用需求。
一個方案試圖對像素使用所謂的“電流反射鏡”以控制光子發(fā)射，而非使用圖像電壓來驅動或控制通過OLED的電流，進而控制OLED像素發(fā)光度。在一個嘗試中，使用圖像電流迫使發(fā)光度級電流通過給OLED提供電源的功率TFT。
另一個方案通過提供一個電路來補償TFT閾值變化，該電路確定功率TFT閾值電壓， 然后向圖像數(shù)據(jù)電壓中增加TFT閾值電壓以補償閾值電壓，所以TFT閾值電壓的變化或改變不會引起向OLED像素發(fā)光度提供的電流的變化。
這些基于電路的方法不僅復雜而且制造費用昂貴，并且在保持像素發(fā)光度均勻性方面難以令人滿意，因為它們不補償OLED材料降級，而是僅僅補償TFT方面的某些有限變化。
可以理解，對于其中使用OLED或其它發(fā)射像素的某些裝置而言，與諸如蜂窩電話或個人數(shù)字助理(PDA)設備的帶有顯示屏的設備的壽命相比，累積的像素點亮時間較短，因為只是有呼叫或用戶交互時，顯示屏才點亮。比較起來，用于平板電視的OLED顯示器每天要顯示動態(tài)變化的圖像達5到10小時。與能夠在比較低的級別上令人滿意地提供發(fā)光度均勻性和色彩準確度的小蜂窩電話顯示屏相比，用于電視的發(fā)光度和色彩均勻性需求更大，電視機必須繪制準確的連續(xù)色調(diào)的圖像。
本領域技術人員知道，其三種彩色子像素集合的紅色發(fā)射器、綠色發(fā)射器和藍色發(fā)射器使用不同材料的OLED顯示器會以不同速率老化或降級，所以在運行一段時間之后，顯示器中的像素(在不校正的情況下)具有能夠觀察到的色彩偏移或色差，這取決于像素發(fā)光度值。同時，可以理解，由于色彩和發(fā)光度變化是各像素(子像素)特有的，所以全面或普遍改變具體彩色通道驅動電路通常是無效的，除非各像素上的累積影響是相同的。
其它方案試圖通過基于測量的發(fā)光度與參考發(fā)光度的比較進行校正，實現(xiàn)均勻性的測量。已經(jīng)相對于發(fā)明人為Kimura且轉讓給精工愛普生的美國專利號6,518,962 B2描述了這類方案中的一個方案。根據(jù)該方面描述的方案，測量像素的亮度并與參考像素亮度的亮度進行比較，以生成一個差分信號或差分值。(請注意，盡管通常使用術語“亮度”，但是亮度是一個主觀度量，并且需要考慮觀眾的理解，而發(fā)光度是一個客觀度量。)然后，使用差分信號或差分值來改變用來驅動向像素提供電流的TFT的信號電壓，目的是調(diào)整像素亮度，以便最終的或“固定”亮度(實際上是發(fā)光度)“接近”參考值。該方案有許多問題，并且沒有解決均勻性問題。該方法的三個主要問題是(i)在穩(wěn)定到固定值之前像素亮度(實際上是發(fā)光度)變化或“激振(ringing)”，(ii)由于低信噪比級別和噪聲引起的不準確性，以及(iii)由于缺乏像素隔離造成的分辨率不足。通過考察Kimura像素結構的某個結構，可以更好地理解上述問題。
Kimura等人的(美國專利號6,518,962)用框圖方式說明了(參見Kimura圖19)與其發(fā)明的第十二實施例一致的顯示裝置的完整排列并且包括像素的電路圖。重新繪制并用圖1A所示的方式重新標記了Kimura的像素電路結構61，以便隨后與本發(fā)明的像素電路結構62的實施例進行適當比較。請注意，Kimura的光電二極管D1與電壓電源線相連，以獲取其電壓。至少從像素發(fā)光度穩(wěn)定性和可重復性的觀點看，該方案是有問題的，因為該電壓電源線上的精確電壓依賴于靠近用于該電壓的電壓電源的線路使用的電流，因為與該線路(該列中的)相連的所有像素都是使該線路上的電壓下降的拉伸電流。該電壓下降依賴于哪些像素是接通的，以及它們經(jīng)歷的電流拉伸的電平。換句話說，驅動各Kimura像素的電壓取決于供該顯示器的其它像素顯示的圖像數(shù)據(jù)。同時，請注意，Kimura像素缺少與薄膜二極管的隔離。這意味著該列中的所有傳感器光電二極管同時影響傳感器讀取線路上的電流。
此外，包含它的光電二極管配置和像素結構是有問題的，因為沒有該電流(或電荷，電壓)來自何處的信息。參照Kimura的原圖19，Kimura建議所有的傳感器讀取線路進入移位寄存器，并且采用與下一條線路串行(而非并行)的方式讀取每條線路。每條線路的串行讀取操作必須在尋址時間內(nèi)進行，這意味著非常快的讀取速率并且只允許非常短的時間進行電流測量。這種短暫測量是不精確的，容易受到噪聲的影響，并且通常僅僅支持非常小的信噪比。
其它常規(guī)方法也不能克服常規(guī)限制。特定發(fā)光度級在傳感器中引起光電流，光電流的大小或數(shù)量表示(在某些實例中，與發(fā)光度成比例或成正比例)發(fā)光度(通過傳感器的光子通量)。利用要測量的電流引起的通過電阻元件(如電阻器)的電流或電壓標識發(fā)光度。
首先，在穩(wěn)定和到達穩(wěn)定發(fā)光點之前，像素發(fā)光度會在參考值周圍“激振”或振蕩一段時間。穩(wěn)定需要時間，時間是重要的，并且比短尋址時間(tA)允許的時間更長，對于大部分顯示應用(如具有640×480像素陣列的OLED顯示器)，尋址時間為顯示幀時間(tf)除以顯示行數(shù)(NL)。對于諸如首持計算機或信息設備中使用的比較小的160×120像素顯示屏，尋址時間約為0.13ms，對于諸如膝上型計算機中使用的比較大的800×600像素顯示屏，尋址時間約為0.027ms。比較起來，由MIT的Eko T.Lisuwandi計算的此類反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定時間(ts)(參見“Feedback Circuit for Organic LED Active-MatrixDisplay Drivers”，作者Eko T.Lisuwandi，麻省理工學院電氣和計算機科學系電氣工程和計算機科學工程碩士論文，2002年5月10日)超過100ms。因此，該穩(wěn)定時間是不可接受的，對有源矩陣類型的顯示器太長。上面描述的問題和限制是常規(guī)閉環(huán)反饋系統(tǒng)和方法特有的，在這些系統(tǒng)和方法中，測量、檢測或讀取參數(shù)或值，并將讀數(shù)反饋給控制裝置，后者改變讀取的參數(shù)(或根據(jù)它導出的參數(shù))，應用或使用改變后的參數(shù)進行操作。在該特定顯示器上下文中，對用于顯示不斷變化的顯示內(nèi)容的任何顯示器而言，幀速率必須超過30幀每秒以才能防止閃爍。對于顯示運動圖像的大部分顯示器，幀速率為60幀每秒(fps)。幀持續(xù)時間(fps的倒數(shù))將小于20ms，如Kimura描述的閉環(huán)反饋控制方法不能用于實現(xiàn)其顯示內(nèi)容的變化速率超過的顯示器，電視機、計算機顯示器的視頻速度比6-8fps更快。
該方案的第二個問題是，該方法依賴于利用其物理位置位于顯示區(qū)域之外(與玻璃分離)的電流測量電路直接讀取該像素中的光傳感器。按照慣例，電流測量電流需要位于顯示區(qū)域之外，因為直接在顯示玻璃上集成高速電路增大產(chǎn)量損失的費用，并且會增加實際使用的費用；所以其所處位置不僅僅是一個設計選擇。這些常規(guī)裝置使用反向偏置PIN二極管作為傳感器。由于傳感器的高阻抗值(通常在1000兆歐和1兆歐之間)，所以與傳感器相連進而與遠離玻璃的測量線路相連的線路或導體拾取的噪聲將嚴重影響準確讀取像素發(fā)光度。例如，檢測的信號可能是其范圍為幾毫伏(mv)的信號電壓，對于該信號上的噪聲，當它到達測量裝置時通常在幾毫伏到幾伏的范圍內(nèi)。由于8比特灰度級顯示器的像素均勻性需求可能是百分之0.4，所以超過它的任何噪聲將阻止實現(xiàn)所需的均勻性。由于信號電壓為幾毫伏，毫伏對伏的噪聲級遠遠超過僅僅準確測量所需的信噪比(不能低于1比1)。第三，該方案通常特別是美國專利號6,518,962 B2(Kimura)描述的方案沒有描述并且考慮用于各行的傳感器的隔離，因此，不能隔離傳感器的讀數(shù)，因為顯示陣列的某一列中的所有傳感器讀數(shù)被組合成一個電流，該電流傳導到與玻璃分離的測量電路。在有源矩陣顯示器中(與每次只有一行接通的無源矩陣顯示器相比)，某一列中的所有像素都是接通的；因此，由于傳感器線路沿垂直方向向上掃描顯示器，所以一列中的所有傳感器均與該列的傳感器線路相連，并且每個像素的傳感器將影響該傳感器線路的總電流，從而不能確定任何一個像素對該電流的影響。
因此，需要能夠解決上述問題和現(xiàn)有技術中的限制的系統(tǒng)、裝置、方法以及計算機程序和計算機程序產(chǎn)品，上述問題包括常規(guī)閉環(huán)控制的穩(wěn)定時間、噪聲干擾和傳感器隔離問題發(fā)明內(nèi)容用于制造、校準和操作平板顯示器以便最初并且在顯示器的使用壽命內(nèi)在顯示器的表面上提供均勻像素和顯示器發(fā)光度發(fā)射級(有時稱為亮度)與色彩以及用來延長此類顯示器的使用壽命的系統(tǒng)、裝置和方法。
用于在顯示裝置中維持均勻像素發(fā)光度的穩(wěn)定反饋顯示系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括具有多個發(fā)射圖形元素(像素)的顯示裝置，每個圖形元素是由至少一個電路裝置形成的；顯示驅動電路，接收來自外部圖像源的原始輸入圖像信號并將經(jīng)過修正的圖像信號應用于顯示；顯示發(fā)光度檢測器，生成至少一個顯示裝置發(fā)光度值；以及處理邏輯單元，接收該至少一個顯示裝置發(fā)光度值并向該顯示驅動電路傳送信息，該顯示驅動電路使用該傳送的信息生成變換，以便根據(jù)該原始輸入圖像信號生成該經(jīng)過修正的圖像信號。
用于控制顯示器中的像素的發(fā)光度的系統(tǒng)和方法。該方法包括存儲數(shù)字圖像灰度級值與生成與數(shù)字灰度級值相對應的像素的發(fā)光度的顯示驅動信號之間的變換；識別用于特定像素的目標灰度級值；基于存儲的變換生成與識別的目標灰度級相對應的顯示驅動信號并且在第一顯示幀期間用驅動信號驅動特定像素；在該第一時間后的第二時間測量表示特定像素的實際測量的發(fā)光度的參數(shù)；確定識別的目標發(fā)光度和實際測量的發(fā)光度之間的差值；基于確定的差值修改存儲的用于特定像素的變換；以及存儲并使用修改的變換生成第一幀時間后的幀時間期間的特定像素的顯示驅動信號。用于控制顯示裝置中的像素的發(fā)光度的控制系統(tǒng)和電路。
用于操作有源矩陣發(fā)射像素顯示裝置的系統(tǒng)、裝置和方法。該方法包括存儲各像素的校準值和內(nèi)存中的各像素顯示的灰度級；在內(nèi)存中存儲轉換以便把灰度級值的第一表示轉換成第二表示；接收圖像像素灰度級值的第一灰度級表示；把第一表示轉換成各像素的第二表示；生成圖像數(shù)據(jù)和控制信號以便在本顯示幀時間期間驅動各像素；生成顯示器中各像素的積分光子通量信號，該信號表示本顯示幀時間的部分時間期間的積分光子通量；以每個像素為基礎比較多個積分光子通量信號與校準值，并生成表示差值的多個比較結果；以及識別各像素的偏差并指示在后續(xù)時間期間應用所存儲的變換的變化。系統(tǒng)提供灰度級邏輯，校準存儲器，比較器和像素偏差邏輯。
具有積分發(fā)光度傳感器的發(fā)射像素裝置，以及操作具有積分發(fā)光度或光子通量傳感器的發(fā)射像素裝置的方法。該裝置包括光或光子發(fā)射裝置；驅動電路，生成電流以驅動發(fā)光裝置到達與圖像電壓相對應的預定發(fā)光度，并且在幀時間期間向發(fā)光裝置施加驅動電流；光電傳感器，響應于靠近該發(fā)光裝置的入射光子通量的變化，展示電特性的變化，以便在發(fā)光裝置處于發(fā)射狀態(tài)時截取可測量的光子通量；與傳感器相連的電荷存儲裝置，用于存儲或釋放電荷，并且同時展示電容電荷和與該電荷成比例的電壓；以及控制電路，響應于在幀時間的至少一部分期間的傳感器的電特性的變化，控制電荷存儲裝置的充電和放電。
自校準發(fā)射像素電路、裝置和用于操作像素的方法。用于操作的方法包括在預定起始電壓建立傳感電容器；向光子發(fā)射裝置提供電流以便以預定的目標光子發(fā)射電平發(fā)射光子；在至少一部分顯示幀時間期間，使其電特性隨傳感器上的光子通量變化的傳感器受到發(fā)射的光子發(fā)射；允許傳感電容器經(jīng)由該傳感器從預定起始狀態(tài)充電或放電，從而該部分幀時間和部分幀時間期間的電阻確定傳感電容器上的電荷量；在該部分幀時間結束時測量傳感電容器上的剩余電壓或電荷，作為積分光子通量和像素發(fā)光度的讀數(shù)；以及通過使用測量的電壓作為反饋參數(shù)，在后續(xù)顯示幀時間期間修改施加到像素上的圖像電壓和/或電流。
信息電器設備和用于操作與信息設備關聯(lián)的顯示器的方法。信息設備包括顯示裝置，包括以二維陣列的方式排列的多個有源矩陣像素，每個像素包括一個光子發(fā)射器，發(fā)射器驅動電路，用于接收每個像素的輸入圖像數(shù)據(jù)并生成像素驅動信號，目的是在幀時間期間生成相對應的目標像素發(fā)光度，以及發(fā)射器發(fā)光度傳感器和測量電路，用于測量表示部分測量顯示幀時間上的每個像素的實際發(fā)光度的電子參數(shù)；以及與顯示器相連的顯示邏輯，用于接收各像素的與像素發(fā)光度有關的電子參數(shù)，并且基于目標像素發(fā)光度與測量的像素發(fā)光度之間的差值生成校正，以便在后續(xù)時間段內(nèi)應用于各像素的輸入圖像數(shù)據(jù)。光子發(fā)射器可以是OLED，電致發(fā)光的，等離子體或平板顯示器中的其它發(fā)射裝置。信息設備包括電視監(jiān)控器，電視接收機，CD播放器，DVD播放器，計算機監(jiān)控器，計算機系統(tǒng)，汽車儀表盤，航空器儀表顯示盤，視頻游戲機，蜂窩電話，個人數(shù)字助理(PDA)，電話，圖形系統(tǒng)，打印系統(tǒng)，記分板系統(tǒng)，娛樂系統(tǒng)，家庭或家用電器，復印機，全球定位系統(tǒng)導航顯示屏，動態(tài)藝術顯示裝置，和/或這些裝置和系統(tǒng)組合成的裝置。


圖1A和圖1B是表示典型常規(guī)像素結構與根據(jù)本發(fā)明之實施例的像素結構的比較的圖示；圖2是表示SteadylightTM發(fā)射像素與顯示校準和穩(wěn)定電路的實施例的圖示；圖3是表示用于操作具有相應像素傳感器積分通量檢測反饋的有源矩陣顯示裝置的反饋控制系統(tǒng)的第一實施例的圖示；圖4是表示用于操作具有相應像素積分通量檢測反饋的有源矩陣顯示裝置且包括用于修改和控制灰度級邏輯單元的操作的校準存儲器和像素偏差存儲器的反饋控制系統(tǒng)的第二實施例的圖示；圖5是表示像素傳感器與積分光子通量檢測和使用電壓檢測放大器的測量電路的實施例的圖示；圖6是表示像素傳感器與積分光子通量檢測和使用電荷放大器轉移阻抗放大器的測量電路的實施例的圖示；圖7是表示包含發(fā)射器、傳感器和光子通量積分元件的有源矩陣像素的第一實施例的圖示；圖8是表示包含發(fā)射器、傳感器和光子通量積分元件的有源矩陣像素的第二實施例的圖示；圖9是表示可以執(zhí)行的用于在顯示器生產(chǎn)過程中校準根據(jù)本發(fā)明的有源矩陣顯示器的第一校準過程的實施例的圖示；圖10是表示可以執(zhí)行的用于在諸如第一次啟動或加電期間的在生產(chǎn)顯示器之后校準根據(jù)本發(fā)明的有源矩陣顯示器的第二校準過程的實施例的圖示；圖11是表示用于操作根據(jù)本發(fā)明之實施例的顯示器的過程的實施例的圖示；以及圖12是表示包含有本發(fā)明的功能特征的有源矩陣發(fā)射像素顯示裝置的實施例的圖示。
具體實施例方式
本發(fā)明的目的是，用于制造、校準和操作平板顯示器以便最初并且在顯示器的使用壽命內(nèi)在顯示器的表面上提供均勻發(fā)光度發(fā)射級與色彩以及用來延長此類顯示器的使用壽命的系統(tǒng)、裝置和方法。
申請日期為2004年5月6日，發(fā)明人為Damoder Reddy和W.Edward Naugler，Jr.，題目為Method and Apparatus for ControllingPixel Emission的美國實用專利申請序列號10/872,268(代理人卷號34133/US/2[474125-8])(本文全文引用該申請作為參考)描述并教導了傳感器陣列的價值，提高有機發(fā)光二極管(OLED)或其它發(fā)射像素圖像質(zhì)量，增加顯示器壽命和降低生產(chǎn)成本。該專利申請中描述的創(chuàng)新通過使用光敏電阻和/或光電二極管和光電晶體管生成發(fā)射測量，以便向位于顯示基片外的數(shù)據(jù)處理電路發(fā)送電壓或電流信號。
在其中描述和圖2所示的一個電路中，也稱為SteadylightTM校準和穩(wěn)定電路40(Steadylight是Nuelight公司的商標)，在薄膜晶體管TFT的源極T1 41上施加電壓斜線上升55。來自電壓比較器VC143的輸出管腳P3 42的電壓為高電壓，從而TFT T1 41把電壓斜線上升傳導到TFT的柵極T2 46和儲能電容器C1 47。這使得OLED D148發(fā)射強度越來越強的光，這使得光學傳感器S1 50的電阻49不斷下降。當傳感器S1 50的電阻下降時，通過接地電阻R1 51的電壓不斷下降，從而把不斷增加的電壓施加到電壓比較器VC1 43的管腳P144上。在尋址周期開始時，把參考電壓46施加到電壓比較器VC1的管腳P2 47上。參考電壓代表來自OLED D1 48的所需發(fā)射值。當管腳P2 47上的電壓達到與管腳P2上的參考電壓相同的電壓時，管腳P3 42上輸出電壓從正的“接通”電壓切換到負的“斷開”電壓，由此切斷TFT T1 41并凍結到達TFT的柵極T2 46的電壓，因此，把OLEDD1 48的發(fā)射凍結到所需的發(fā)射電平上。一個困難是，光學傳感器的電阻S1 50在兆歐姆范圍內(nèi)，使得通過接地電阻R1 51的電壓可能隨靠近該電路的電壓噪聲波動。一個最大的電壓噪聲源來自于用來處理光學傳感器S1的數(shù)據(jù)的數(shù)字處理電路。其原因在于，在高阻抗電路中，生成較大電壓所需的電流通常非常小。因此，應把阻抗限制在該像素的位置，才能進行沒有噪聲的測量。
現(xiàn)在描述的本發(fā)明提供用于克服一般與常規(guī)有源矩陣顯示器關聯(lián)，更具體地，與任何發(fā)射顯示方式(包括例如電致發(fā)光裝置，等離子發(fā)射裝置，或任何其它可控制的發(fā)射裝置)關聯(lián)，特別是與有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器關聯(lián)的限制的裝置、系統(tǒng)、方法和其它裝置，其實現(xiàn)方法是，提供裝置以測量和跟蹤像素的光子發(fā)射或發(fā)光度(所定義的時間段上的積分光子通量)并且使用該信息以確保所有的降級機制得到補償，不管它們是由于如非晶硅情況中的柵極閾值漂移引起的像素驅動電路降級，還是OLED材料本身的降級。
考慮到這里提供的描述，可以理解，即使當發(fā)射裝置是有關發(fā)光二極管(OLED)時，也有幾種類型，包括但不限于小分子OLED，聚合物OLED(PLED)，磷光OLED(PHOLED)，和/或以單層或多層有機材料和電極的任意組合的方式用任何有機材料構造的任何其它有機發(fā)光二極管。
在本發(fā)明的優(yōu)點中，本發(fā)明提供用于測量時間(幀的持續(xù)時間)上的發(fā)光度或光子通量并存儲該信息以供顯示器稍后用來保持均勻性、顏色平衡和用來延長使用壽命的系統(tǒng)和方法。通過使用光子通量積分(傳感器S1與特定電路結構中的電容器C2相連)降低在反饋系統(tǒng)上發(fā)現(xiàn)的噪聲，反饋系統(tǒng)用瞬時光電流和瞬時反饋影響電壓驅動系統(tǒng)。
在本發(fā)明的優(yōu)點中，本發(fā)明認識到，像素中的OLED材料發(fā)射的光(實際上，發(fā)射的光子通量)生成的瞬時光電流太小以至于不能用來控制像素上的電壓，因此，我們設計了像素內(nèi)的光子通量積分器，從而本發(fā)明提供用來計算光子通量在顯示幀的時間長度上的積分的裝置，而不是試圖測量像素發(fā)射的瞬時光子通量。這能夠消除幀時間上的光子通量中的隨機瞬時噪聲波動。同時，本發(fā)明提供使用該像素裝置結構的系統(tǒng)和顯示板，以及用于校準、控制和操作該顯示器的方法。因此，本發(fā)明能夠克服與常規(guī)系統(tǒng)和方法關聯(lián)的問題，其中常規(guī)系統(tǒng)和方法試圖使用低數(shù)量級的、有噪聲的、在上下波動的情況下測量的瞬時光或發(fā)光度測量來控制像素發(fā)光度。像素內(nèi)的積分光子通量測量也可以補償像素裝置材料和電氣性能，操作環(huán)境和操作歷史。
在本發(fā)明的至少一個實施例中，特定發(fā)光度在傳感器中生成光電流，該光電流的大小或數(shù)量指示發(fā)光度(通過傳感器的光子通量)。在本發(fā)明的至少一個實施例中，光電流與發(fā)光度成比例(線性或非線性)，并且在至少一個實施例中，光電流與發(fā)光度成正比例，或者在可接受的非線性誤差內(nèi)，與其成線性比例。在一個實施例中，測量電流通過電阻元件(如電阻器)產(chǎn)生的電流或電壓，以標識該發(fā)光度。在其它實施例中，測量諸如電容器的電荷存儲裝置上聚集的電壓，以標識該發(fā)光度。
本發(fā)明的實施例能夠在顯示器的壽命內(nèi)把像素光子通量保持在絕對光子通量參考電平的一個灰度級內(nèi)(如果增加位級，可以獲得更高的精度，增加位級是成本問題)，并且把像素對像素的光子通量均勻性保持在相同精度內(nèi)。同時，發(fā)明的系統(tǒng)、裝置和方法能夠在比常規(guī)系統(tǒng)和方法更長的時間段上調(diào)整每個像素元件的積分光子通量電平(因此也能調(diào)整像素顏色和顯示顏色平衡)，從而可以延長顯示器的使用壽命(和/或用預先計劃的方式控制老化或降級)，而不管眾所周知的OLED顯示器的降級特性。
與定義顯示器的使用壽命關聯(lián)的一個約定是，使用從發(fā)光度為最大值的初始時刻(t0)開始到發(fā)光度降到初始發(fā)光度的一半時的半衰期時刻(tx)的時間。因此，如果顯示器的使用壽命為10,000小時(時刻tx)，它通常意味著顯示器將是開始時(時刻t0)的亮度的一半(或具有一半發(fā)光度)。
通過延長到達最大發(fā)光度的一半的時間的長度(通過補償導致一半發(fā)光度的降級)，發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法實際上可以延長顯示器和顯示系統(tǒng)的實際使用壽命。例如，發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以把到達半衰期的時間段延長2倍，3倍，4倍或更多倍(變成2tx，3tx，4tx或更長)。在一個實施例中，其實現(xiàn)方式是對顯示器進行編程，以便隨時間的推移對降級進行控制。我們記得，發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法實際上可以100％補償發(fā)光度的降級(當然，可以補償數(shù)量更少的降級)，但是如果允許顯示器緩慢降級，顯示器將更耐久。實現(xiàn)100％補償要求把附加電壓應用于驅動TFT的OLED電流的柵極?？捎秒妷捍_定可以完整地補償多長的降級。然而，如果老化被部分補償，則顯示器將最終到達一半發(fā)光度，但是是比無補償?shù)娘@示器更長的時間。
這里使用的均勻性意指，普通或一般觀眾通常不會在視覺上發(fā)現(xiàn)異常像素相對于顯示器中的其它像素的發(fā)光度(其中在某些常規(guī)系統(tǒng)中，使用發(fā)光度或更寬松的“亮度”來描述其特性)或積分光子通量(作為刻畫詳細說明書中描述的本發(fā)明的實施例的發(fā)光度的特殊方式)的差異或色差。在將要描述的本發(fā)明的上下文中，本發(fā)明的實施例能夠保持校準，從而所有像素與參考電平的差值不會超過一個灰度級的一半。在一個實施例中，假設每個彩色數(shù)據(jù)的每個像素為8比特(256級灰度)，則均勻性保持在或好于一個灰度級或±0.4％。這是像素量化水平上的顯示器校準，其中如果確定該像素的發(fā)光度或積分光子通量與參考發(fā)光度或積分光子通量不同，則該系統(tǒng)和方法驅動該像素到達與該參考值最接近的灰度級發(fā)光度或積分光子通量。本發(fā)明的其它實施例可以在更精細的校準水平上進行量化，但是，即使視頻顯示器中有二分之一的灰度級差異時，人的視覺系統(tǒng)通常也不會發(fā)現(xiàn)其變化。
我們記得“亮度”是一個主觀術語。發(fā)光度是一個客觀術語，有其物理含義和實際物理單位。最常見的今天仍在使用的實際物理單位是cd/m2(燭光每平方米)，就是所謂的“尼特”。在本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法中，傳感器的作用是，截取光子并將它們變成電荷載體(空穴和電子)，使得傳感器的材料成為良導體，因此具有比較低的電阻。在本發(fā)明的一個實施例中，比較低的傳感器電阻排出電容器(C2)上的電荷。排出的電荷量與在幀時間期間擊中該傳感器的光子的數(shù)量成正比。亦即，在幀時間期間計數(shù)(積分)光子。該積分光子計數(shù)是可以計量的。
現(xiàn)在在不使用嚴格理論的情況下提供數(shù)值示例，并且舉例說明本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)的實施例的操作的各個方面。傳感電容器(C2)的電容在皮可法拉(pf)，即1×10-12法拉范圍內(nèi)。如果電容器的電容為1×10-12法拉，并且如果電容器C2把幀開始時10伏特的初始電壓變成幀結束時4伏特的結束電壓，則通過該傳感器將6×10-12庫侖的電荷傳送到地線上。(實際上，起始和結束電壓可以選擇任意值，然而，通常電壓數(shù)值在1到10伏特的范圍內(nèi)。)對應的電荷量為6×10-12庫侖。這約等于37,745,000個電子。由于它只需0.25電子伏特把電子引入到導帶中，并且每個可見(light)光子的能量約為2到3電子伏特(取決于例如光子波長或能量)，可以計算，紅色光子可以使約8個電子進入導帶，藍色光子可以使約12個電子進入導帶。這意味著37,745,000個電子，意指約4,681,000個紅色光子在16.7ms的幀時間內(nèi)擊中該傳感器，或約3,121,000個藍色光子在相同幀時間內(nèi)擊中該傳感器。上述數(shù)值和數(shù)目是以例子的方式提供的，目的是為了理解其原理，它們不是以通過嚴格計算確定的準確值的方式提供的。實際上，使電子進入導帶取決于許多因素。其中最重要的是量子效率，亦即，使電子進入導帶的光子能量與轉化用來使半導體材料發(fā)射的光子能量的比值。
因此，可以理解，本發(fā)明用作為用于電容器、傳感器和幀持續(xù)時間積分時間的光子通量積分器。光子通量是通過單位面積(傳感器的面積)的光子的流量，總光子計數(shù)是光子通量在傳感器面積上和在幀或其它適合的部分幀或其它積分時間上的積分。同時，本發(fā)明提供隔離，從而測量一個像素的參數(shù)并不影響測量另一個像素的參數(shù)。
本發(fā)明有多個方面，可以獨立使用這些方面，或者為了獲得最佳效果，進行組合以提供更大的協(xié)同效應。以下列出這些方面的某些方面，通過閱讀本發(fā)明的實施例的描述和附圖，其它方面將是顯然的。
在一個方面，本發(fā)明提供用于高性能穩(wěn)定有源矩陣發(fā)射顯示器的反饋控制系統(tǒng)和方法。在另一方面，本發(fā)明提供用于反饋穩(wěn)定的平板顯示器的有源矩陣顯示器和像素體系結構。在另一方面，本發(fā)明提供用于校準有源矩陣顯示器和像素的方法。特別地，可以有利地組合這三個方面，從而可以利用與顯示玻璃(或其它顯示基片)分離的電路，如與顯示器分離的集成電路(IC)，操作具有所發(fā)明的像素與傳感器體系結構和電路的顯示板，以提供均勻、穩(wěn)定的顯示系統(tǒng)。
仍然在另一方面，本發(fā)明提供用于有源矩陣發(fā)射反饋穩(wěn)定的平板顯示器的高阻抗到低阻抗轉換系統(tǒng)。
還是在另一方面，本發(fā)明提供用于有源矩陣顯示像素和傳感器的高阻抗到低阻抗轉換電路。
在另一方面，本發(fā)明提供用于供反饋控制系統(tǒng)使用的高穩(wěn)定性集成光傳感器的結構及其設計方法和制造方法。
仍然在另一方面，本發(fā)明提供經(jīng)久耐用的高穩(wěn)定性的反饋穩(wěn)定的基于非晶硅光電導體的OLED顯示器。
在另一方面，本發(fā)明提供計算機程序，計算機程序產(chǎn)品，數(shù)據(jù)結構，以及可以包含在有形介質(zhì)或存儲設備中并且可以在計算機或其它處理器或硬件上執(zhí)行或存儲的其它計算機構造和方法，其中硬件包括處理器和與處理器相連的通用或專用計算機的存儲器。
考慮到這里提供的描述和引用的附圖，本發(fā)明的這些和其它方面和功能特征將變得明顯。
首先，把注意力集中到發(fā)明的顯示像素的實施例與常規(guī)像素結構的比較上，以便在描述控制其操作的方式之前理解發(fā)明的像素的各方面。接著，描述可以用于發(fā)明的顯示器與像素結構和體系結構以及用于其它顯示器和像素結構的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的各方面。然后，描述可以與發(fā)明的控制系統(tǒng)一起使用的幾個典型像素結構，每一個都有一個發(fā)射器和一個傳感器。接著，描述為建立基準積分光子通量電平而校準傳感器的方法，以及為提供所需的操作并支持發(fā)明的校準與操作程序和方法而設計具有適合電容與明暗電阻的傳感器的某些設計方法。接著，描述為保持穩(wěn)定的一致的操作而校準顯示器和電子儀器的操作。
當像素接通并發(fā)射時，它以特定速率發(fā)射光子，從而在任意時間點上總有瞬時發(fā)光度。在現(xiàn)有技術中，“亮度”指測量的瞬時亮度。正如在背景技術部分中指出的那樣，與常規(guī)系統(tǒng)和方法關聯(lián)的一個問題是，像素中的傳感器截取的光子的功率是如此小以至隨機和/或非隨機噪聲源淹沒該瞬時信號。特別地，當像素的讀取時間小時，這是有問題的，當不能區(qū)分來自一個像素與來自其它像素的讀取信號時，此類問題是復合問題。請注意，功率是能量相對于時間的比率，與本發(fā)明相比，在現(xiàn)有技術中，功率是一個問題。光子通量和發(fā)光度是或多或少可互換的術語，因為兩個術語都是功率術語。
進一步參照圖1A，我們記得，Kimura等人的像素結構將光電二極管D1連接到電壓電源線以獲取其電壓，該方案是有問題的，因為電壓電源線上的精確電壓依賴于與同一列中的線路相連的所有其它像素引起的電流。有一個電壓下降，后者依賴于該顯示列中的其它像素的接通斷開狀態(tài)和灰度級值。同時我們記得，Kimura像素缺少與不同像素的光電二極管TFT的隔離。這意味著該列中的所有傳感器光電二極管同時影響到達傳感器讀取線路的電流，所以不能確定各像素傳感器的值。最后，我們記得，Kimura像素和顯示器構造僅允許非常短的時間來進行電流測量(本質(zhì)上，電流測量是瞬時的)，由于低功率，低信號強度和高噪聲級的緣故，瞬時測量是不精確的。
比較起來，圖1B中的發(fā)明像素的實施例至少克服了這些問題。發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法解決了與向發(fā)射二極管提供電壓有關的問題，傳感器隔離問題，以及噪聲和低功率問題。在該說明書中的其它地方詳細描述該像素的結構和操作。
光子通量積分器運行以便在電容器中存儲OLED向傳感器提供的能量(功率的積分)。其含義是，在顯示幀時間的持續(xù)時間上對微弱光子通量進行積分，例如，對光子能量進行的積分達16.7毫秒(16.7ms)，即16700微秒(16700μs)。在常規(guī)裝置和系統(tǒng)中，能量是在行尋址時間的一部分上測量的，通常為5微秒(5μs)。這意味著在發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法中，已經(jīng)把信號的功率放大了16.7ms除以5μs的倍數(shù)，增益系數(shù)約為3,333倍。這代表約35db的增益。
此外，在信噪比增加了35db的增益的時候，有效地消除隨機噪聲，這是因為平均而言，在如此長的積分時間期間，通常可以大致認為正噪聲的影響和負噪聲的影響一樣多。通過在時間上對信號進行積分，可以消除隨機噪聲。這些是超越常規(guī)系統(tǒng)和方法的主要優(yōu)勢，常規(guī)系統(tǒng)和方法需要并試圖獲得瞬時發(fā)光度的精密測量，然而，它們不能成功獲得精密測量，因為要檢測的信號總要加上或減去隨機噪聲，并且隨機噪聲的大小與要測量的信號的大小至少是類似的。另外，如果該像素中使用的光電傳感器具有的阻抗的數(shù)量級為或千兆歐姆(109歐姆)或在更大范圍內(nèi)，則電壓噪聲可能在伏特級，這將是信號的1000倍。
正如在詳細說明書中的其它地方描述的那樣，與常規(guī)方法相比，發(fā)明的設備、系統(tǒng)和方法與常規(guī)方法之間的附加差別在于，本發(fā)明不再嘗試在完全相同的像素寫入時間或周期期間控制像素的發(fā)光度。事實上，在本發(fā)明的實施例中，以表示一個顯示幀時間(或顯示幀時間的一部分時間)期間的像素發(fā)光度的方式確定的積分光子通量，被用來控制某些后續(xù)顯示像素幀時間(或此類像素顯示幀時間的一部分時間)期間的積分光子通量(并且通過擴充，控制像素發(fā)光度)。在一個實施例中，后續(xù)顯示時間是下一個幀時間或其一部分，而在其它實施例中，它可以是任何未來顯示時間，如該像素的幀時間的整數(shù)倍時間，或諸如顯示器加電之類的事件觸發(fā)的后續(xù)時間。因此，盡管該控制和調(diào)整看起來是實時的并且顯示器的用戶不能辨別(例如，可以滯后一個幀時間，如16.7ms幀時間)，不能辨別基于反饋的實時測量和控制，但是某些解釋表明它不是實時的。另一方面，在一個幀寫入周期內(nèi)的測量以及在下一個幀寫入周期內(nèi)使用該測量生成像素驅動信號在時間上十分接近，以至其它解釋可以認為此類操作是實時的或幾乎是實時的。其中積分光子通量的測量與考慮該測量對像素驅動信號的調(diào)整之間允許的時間可以是許多分鐘、許多小時或許多天，因此，不太可能用實時方式來刻畫該裝置、系統(tǒng)和方法。
可以理解，由于顯示器中使用的OLED像素(以及其它有源光子或發(fā)光發(fā)射器)通常在從先前的工作特性起的數(shù)十或數(shù)百小時內(nèi)變化，所以在調(diào)整特定像素之后，更新每幀的像素的驅動特性的需求減少。因此，對每幀進行測量和調(diào)整通常不是必要的。
1.典型控制系統(tǒng)和方法描述在圖3的反饋系統(tǒng)的第一實施例中說明典型顯示系統(tǒng)200，該系統(tǒng)包括兩個主要元件，具有多個圖形元素或像素202和光子通量積分器電路203的顯示裝置201，以及驅動和控制顯示裝置201的顯示驅動和控制電子電路(可選地，包括軟件和/或固件)204。驅動和控制電子電路負責把圖像數(shù)據(jù)205轉換成用于像素202的適合的像素驅動和控制信號206，從而該圖像內(nèi)的表觀灰度級或積分光子通量(以及用于彩色顯示器的顏色)是正確的或與指示的積分光子通量和顏色匹配?？梢岳斫?，在適當選擇OLED材料的基礎集合的地方，通過保持合適的彩色基礎集合(如紅，綠，藍)，積分光子通量也會保持像素的顏色平衡。顯示裝置201還包括傳感器，傳感器與電容器相連，以形成與各個像素關聯(lián)的新穎是光子通量積分器電路(在一個實施例中，傳感器S1與電容器C2相連)，用于基于積分周期TPFI上的積分光子通量測量發(fā)光度的感知特性。傳感器203生成傳感器輸出信號207(在一個實施例中，多個傳感器生成多個傳感器信號)，將該信號傳送到顯示驅動和控制電子電路204，必要時，驅動和控制電子電路204使用該信號來修改像素驅動和控制信號206，以實現(xiàn)并保持各像素光子通量電平，實現(xiàn)顯示器的多個像素之間的均勻性性能。在一個實施例中，存在與各像素202關聯(lián)并且位于該像素內(nèi)或與該像素鄰近的傳感器203，所以像素積分光子通量和均勻性是以每個像素為基礎實現(xiàn)的，而非全局性地處理整個顯示器。
有利地，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法也可以分別提供各像素的積分光子通量的測量，并且此類測量不限于一行像素，一列像素或像素的任何其它集合的測量。同時，本發(fā)明的實施例提供獨立的像素傳感器輸出信號，從而不需要在公用傳感器線路上逐次檢測或測量電流，電壓或其它的光子通量讀數(shù)，積分光子通量或發(fā)光度。
逐一像素的方案特別有利，因為它允許對每個像素進行調(diào)整和校正，以解決每個像素的運行歷史差異，從而盡管有這些歷史運行差異，也能實現(xiàn)相同的或所需的像素積分光子通量。對于其任意時間點的積分光子通量和其它運行參數(shù)高度依賴于各像素級別的往昔運行歷史的OLED顯示像素或其它顯示類型，這解決了顯示器老化，顯示器和像素“預燒(burn-in)”問題，以及其它與運行和老化有關的問題。
本發(fā)明的另一個實施例包括圖3的實施例的至少某些功能特征以及附加功能特征。在該實施例中，圖像數(shù)據(jù)205是從模擬圖像源208接收的或由其生成的，模擬圖像源208提供模擬信號，如RGB復合信號，單獨的合成紅(R)、綠(G)、藍(B)信號，單色或黑/白信號，或任何其它信號源或類型的圖形、文本、符號、圖像、圖畫或其它數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以是動態(tài)的(隨時間變化)或靜態(tài)的。此類圖像數(shù)據(jù)的例子是電視(TV)模擬或數(shù)字信號，計算機顯示信號(如half-VGA，VGA，super-VGA，任意一種數(shù)字顯示接口等)，蜂窩或移動電話顯示數(shù)據(jù)，手表，儀表，汽車電子顯示數(shù)據(jù)(例如，汽車儀表，導航和娛樂)，機載航空電子設備和飛行娛樂，固定和便攜游戲設備，廣告牌和其它大顯示器，以及任何其它類型的顯示和數(shù)據(jù)。
當圖像數(shù)據(jù)是順序或連續(xù)幀或模擬數(shù)據(jù)段(如常規(guī)電視信號)的形式時，利用串并(S/P)和模數(shù)(A/D)處理電路或邏輯209處理數(shù)據(jù)信號205(參見圖3)以生成數(shù)字紅色(RD)，數(shù)字綠(GD)和數(shù)字藍色(BD)信號?？梢岳斫?，通過為鄰近的R、G、B發(fā)射器或像素(有時稱為RGB子像素)提供相同的積分光子通量電平，彩色顯示器可以實現(xiàn)單色或黑/白信號?？蛇x地，如果提供僅單色顯示器時，則需要表示該顯示圖像的唯一一個像素信號，而非三個(RGB)信號。此外，如果該圖像數(shù)據(jù)已經(jīng)是并行和/或數(shù)字形式，則可以消除串并轉換或模數(shù)處理，或消除二者。對以下描述來說，為了方便描述，假設顯示器是彩色顯示器并使用紅210-1，綠210-2和藍210-3信號，為方便起見稱為數(shù)字圖像輸入數(shù)據(jù)210；然而，本發(fā)明應用于有唯一一個數(shù)字輸入數(shù)據(jù)信號的單色顯示器也是顯然的。同時，該描述將使用更常見的術語R，G，B或簡單的RGB信號來描述通常與彩色顯示器或圖像關聯(lián)的三個信號或數(shù)據(jù)集?？梢詮拿枋龅纳舷挛目闯鲞@些信號或數(shù)據(jù)是模擬的還是數(shù)字的。RGB術語也可以代表著色、熒光材料、濾波器或形成一種顏色或多種顏色的材料的任意集合，或用來制造真、假或偽彩色顯示器的其它基礎集合(不依賴彩色基礎成分的數(shù)目)。
利用圖4中的塊，即，模擬圖像數(shù)據(jù)208，圖像A/D轉換器209，灰度級邏輯Z103(經(jīng)過修改以接受本發(fā)明的輸入)，顯示控制器Z104，列驅動器238，行選擇240和有源矩陣發(fā)射顯示器292、293、294，執(zhí)行正常顯示操作?？蛇x地，可以用數(shù)字圖像數(shù)據(jù)塊208a代替模擬圖像數(shù)據(jù)塊208和圖像A/D轉換器209。在兩種情況中，都需要向灰度級邏輯塊提供數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
提供圖4的實施例中的各個塊的頂級描述，然后是附加細節(jié)。顯示控制器Z104控制所有定時信號，將圖像電壓數(shù)據(jù)轉換為顯示電壓數(shù)據(jù)。列驅動器238把顯示電壓下裝到行中或者向行傳遞顯示電壓。行選擇邏輯240每次啟用一行，以接收來自列驅動器的數(shù)據(jù)。當行選擇邏輯對各行尋址時，采樣與保持塊Z101對各行的傳感器數(shù)據(jù)進行采樣與保持。模數(shù)(A/D)轉換器270負責把采樣與保持塊Z101的模擬數(shù)據(jù)轉換成數(shù)字數(shù)據(jù)。復用器(MUX)270a把A/D轉換器的并行數(shù)據(jù)轉換成串行數(shù)據(jù)流。校準存儲器250按照像素和按照灰度級存儲第一次生產(chǎn)顯示器時記錄的原始檢測數(shù)據(jù)。比較器260負責比較(如大小或差值算術比較)像素發(fā)射數(shù)據(jù)和校準數(shù)據(jù)。數(shù)字或像素偏差存儲器Z102存儲各像素和灰度級與校準的偏差。灰度級邏輯塊Z103負責(i)確定灰度級策略(僅電壓，空間和/或瞬時抖動等以實現(xiàn)所需的發(fā)光度)，(ii)用于確定何時向顯示驅動控制器發(fā)送校正，以及(iii)用于確定或識別如何使用數(shù)字偏差存儲器中存儲的數(shù)據(jù)校正顯示驅動控制器。模擬圖像數(shù)據(jù)塊208作為模擬格式的圖像數(shù)據(jù)的信源，當用該方式提供數(shù)據(jù)時(正在變得過時)。數(shù)字圖像數(shù)據(jù)208a作為數(shù)字格式的圖像數(shù)據(jù)的信源(現(xiàn)今越來越普遍)。圖像A/D轉換器209把模擬圖像數(shù)據(jù)轉換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
灰度級邏輯塊Z103把數(shù)字圖像數(shù)據(jù)轉換成有源矩陣發(fā)射顯示器可以使用的格式，以便如實重建與該圖像數(shù)據(jù)相對應的圖像。盡管技術人員熟知具有本發(fā)明的灰度級邏輯塊的某些功能特征的功能塊，但是它們與發(fā)明的系統(tǒng)和方法中使用的功能塊不同，至少部分在于，發(fā)明的灰度級邏輯塊Z103包括用于接收來自像素偏差存儲器Z102(以下將進行詳細描述)的值的輸入，以及通過使用圖像A/D轉換器209的輸出和來自像素偏差存儲器Z102的輸出向顯示控制器Z104提供新的輸入的結構和方法手段。
灰度級像素邏輯功能塊Z103是，能夠把按照輸入的圖像數(shù)據(jù)確定的數(shù)字灰度級轉換成計算的電壓以使指定像素發(fā)射與該圖像所需的灰度級相同的發(fā)光度的任何電路、邏輯、數(shù)字功能(可選地，包括軟件和/或固件)或任何其它硬件、軟件或混合硬件/軟件裝置。
應該懂得，根據(jù)本文提供的描述，有許多方法來重新格式化該圖像數(shù)據(jù)，以便用合適的灰度級和顏色來生成顯示圖像。例如，灰度級邏輯塊可以包括伽馬函數(shù)，該函數(shù)將圖像電壓數(shù)據(jù)轉換成顯示電壓數(shù)據(jù)，顯示電壓數(shù)據(jù)將生成從一個灰度級到另一個灰度級的合適的發(fā)光度變化?；叶燃夁壿媺K中可選擇包含的另一個函數(shù)是通過使用瞬時抖動實現(xiàn)灰度級的系統(tǒng)；亦即，把每個幀分成兩個或多個子幀。當使用僅一個子幀對x個灰度級起作用時(其它的總是保持黑暗狀態(tài))，通過在接通狀態(tài)中使用兩個子幀可以使級數(shù)翻番?；叶燃夁壿媺K也可以約定對灰度級使用空間抖動。這意味著每個像素將有一組子像素，將根據(jù)灰度級接通或斷開各個子像素。該方法的某些有限形態(tài)是已經(jīng)使用的彩色顯示器，通過使用三種原色生成可見光譜內(nèi)的所有顏色?；叶燃夁壿媺K也可以使用瞬時抖動和空間抖動的組合，以實現(xiàn)該灰度級函數(shù)。從灰度級邏輯塊中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)被發(fā)送到顯示控制器塊。照字面意義，顯示控制器塊控制顯示器。它提供用來控制向列驅動器發(fā)送顯示電壓數(shù)據(jù)的所有定時信號，并且它提供行選擇驅動器的定時，以便為正在從列驅動器下裝到顯示器的特定數(shù)據(jù)行選擇正確的行?；叶燃夁壿媺KZ103確定下裝多少電壓，而顯示控制器確定何時下裝電壓。列驅動器接收用于幀的第一行的數(shù)字電壓電平，將數(shù)字數(shù)據(jù)轉換成模擬數(shù)據(jù)，并且在顯示控制器的控制下，將該數(shù)據(jù)下裝到其間由行選擇驅動器選擇的第一行像素。由于這是一個有源矩陣顯示器，數(shù)據(jù)電壓存儲在儲能電容器上并到達控制TFT的電流的門電路，由此接通該像素中的OLED。接著，顯示控制器發(fā)送下一行數(shù)據(jù)并選擇顯示器的下一行，直至該幀中的所有行均已啟動。接著，折回到第一行，并且顯示控制器開始下裝下一幀。這些方面的顯示器操作是技術人員熟知的，因此不再贅述。
分別或一并與本發(fā)明的各個方面有關的功能塊和結構是，采樣與保持Z101，A/D轉換器270，復用器(MUX)270a，比較器260，校準存儲器(Cal Mem)250，以及像素偏差存儲器Z102?；叶燃夁壿媺KZ103還是常規(guī)灰度級邏輯的改進，因為它包括允許它接受并利用像素偏差存儲器的輸出的結構和方法組件，其本身基于比較器260的結果。在本發(fā)明的該實施例中，有兩個存儲塊—校準存儲器250和像素偏差存儲器Z102。在其它實施例中，存儲塊可以更多或更少。為了降低成本，存儲器越少越好。然而，為了方便理解本發(fā)明的原理，將引用該實施例中的兩個存儲塊。其它實施例可以使用單一存儲器。在本發(fā)明中，在像素中添加稱為光子通量積分器的光電傳感器系統(tǒng)。當利用列驅動器發(fā)送的數(shù)據(jù)啟動該像素時，OLED發(fā)射其形式為光子通量的光。光子通量積分器中的光敏材料截取該光子通量的一部分，將其轉換成電子并利用光子通量積分器中的電容器進行收集。光電子的收集在幀的完整持續(xù)時間內(nèi)繼續(xù)(當幀速率為60Hz時，持續(xù)時間為16.7ms)。在下一幀上，利用位于顯示區(qū)域之外的采樣與保持功能讀取光子通量積分器電容器上的電荷或電壓。在一個實施例中，讀取電容器上的電壓，在另一個實施例中，讀取電容器上的電荷。電容器上的電荷和電壓與幀時間期間的像素的發(fā)光度成比例，在某些實施例中，與其成正比例。
技術人員熟知可以用多種方式讀取電壓和電荷，圖5和圖6給出兩個實施例的例子。相對于圖7和圖8中的實施例描述這些電路及其變更。可以理解，用于讀取電壓和電荷(或電流)的電路和方法是技術人員熟知的，并且這里描述的電路和方法可以應用于多種不同的像素電路和結構，包括不同的像素發(fā)射器電路，像素傳感器電路，和/或像素光子通量積分器電路。
圖5中的實施例是電壓讀取電路。線路L1同時給功率晶體管T2和傳感器S1提供電壓。當關掉像素時，傳感器S1的暗電阻非常高并且傳感電容器C2通過S1接收非常少的電荷。在OLED或其它發(fā)射裝置或二極管D1(如OLED)處于接通狀態(tài)并且S1接收光子通量的幀時間期間，S1的傳導率顯著增加并允許電荷流入傳感電容器C2中，使得C2上出現(xiàn)相對于地線的電壓。(請注意，在該電路的剩余部分中的傳感器S1和傳感電容器C2的組合是起作用的，以形成光子通量積分裝置。)該電壓與D1發(fā)射的光子通量電平成比例。為了讀取C2上電壓，通過給線路L2施加電壓(這是在啟動行時發(fā)生的)，接通傳感器TFT晶體管T3。隨后，把傳感電容器C2的電壓施加到運算放大器(op amp)OA1或等效放大器電路的正電極上。運算放大器OA1的負電極與諸如地線G2的參考點相連。該電壓的放大倍數(shù)為電阻R2(在電壓讀取放大器中)與L4的線電阻的比率，其中L4與運算放大器OA1的正輸入相連。例如，如果線路L4的線電阻為3K歐姆而電阻器R2的電阻為3兆歐姆，則電容器C2上的電壓被放大30dB(1000倍)，該電壓出現(xiàn)在節(jié)點P4上。把經(jīng)過放大的電壓發(fā)送到采樣與保持電路，以便進一步處理。
圖6表示另一個實施例。在該實施例中，當向電荷放大器CA1的正電極施加例如10伏特的電壓時，線路L4也快速上升到10伏特。在電荷放大器的負輸入電極和位于節(jié)點P3的輸出之間連接電阻R1，并且以并聯(lián)方式連接電容C3和電阻R3。在節(jié)點P3上出現(xiàn)的電壓為偏移電壓，它是由電荷放大器CA1的特性和L4上的泄露電流確定的。該泄露電流通常是由以下事實引起的，在多行顯示器中，每一行都有與線路L4相連的晶體管T3，盡管除啟動行之外的每一行中的T3均處于斷開狀態(tài)，但是仍然存在與每個T3關聯(lián)的斷開狀態(tài)電流泄露。當T3接通時，電容器C2被充電，直至到達CA1的正電極上的電壓。進入C2的電荷使C3減少相同數(shù)量的電荷，并且節(jié)點P3上的電壓上升。電阻R1通常是一個大電阻，該電阻能夠在下次讀取時恢復C3上減少的電荷。實際上，在接通晶體管T3之前讀取P3是有利的，以便測量偏移電壓。接著，在T3接通之后進行另一個讀取，并且從第二個讀數(shù)中減去第一個讀數(shù)，以給出進入C2的電荷量的數(shù)值。因此，正如在圖5的電路的實施例中那樣，在幀持續(xù)時間期間，來自D1的光子通量使得電荷從C2移動到地線上。當為下一幀再次選擇線路L2時，利用電荷放大器電路讀取C2上的電荷。
列驅動單元238與行緩沖器236和行選擇單元240一起運行，以便順序選擇并向該顯示器的每個后續(xù)行發(fā)送像素信號。通常，列驅動單元238和行選擇單元240的操作是技術人員熟知的，因此不再贅述。
傳感器294位于或者被布置在像素292內(nèi)或其附近，從而當利用其電平可以使像素292發(fā)射的列驅動電路驅動該像素時，它可以接收從該像素發(fā)出所有的光、光子或其它發(fā)射的至少一部分。傳感器294也可以響應于環(huán)境光或輻射電平。傳感器294可以是響應于不同級的入射光或輻射經(jīng)歷可測量的物理或電特性變化的任何類型的傳感器。
因此，傳感器294生成一個電信號，其形式為光電流，光電流是測量的幀時間的周期期間傳感器上的入射光子通量的量度或其表示。在本發(fā)明的一個實施例中，傳感器在定義的時間段上測量積分光子通量。在本發(fā)明的至少一個實施例中，定義的時間段為幀周期。請注意，大部分顯示器的幀速率至少為60Hz，從而顯示的內(nèi)容(如圖像)看起來才不會閃爍。實質(zhì)上，60Hz的幀速率相當于16.7ms的幀時間或幀周期。其它顯示器可以在更高頻率下運行，以進一步降低可能的閃爍。實質(zhì)上，100Hz的幀速率相當于10ms的幀時間或幀周期。
本發(fā)明并不限于任何特定幀速率，并且適用于非隔行和隔行顯示器類型。此外，盡管許多描述指出光子通量是在嚴格的真實的顯示幀時間的周期上進行積分的，為什么光子通量積分需要延續(xù)到整個幀時間上是沒有原因的，只是時間要足夠長，以提供相對于噪聲而言其絕對值足夠大的積分光子通量，從而在所需余量內(nèi)消除隨機噪聲的正負影響?？梢灶A料，可以使用其數(shù)量級在幀時間的至少四分之一與一個幀時間之間的光子通量積分時間，也可以使用約為幀時間的十分之一(如1.67ms)的光子通量積分時間，因為與先前的例子中解釋的現(xiàn)有技術中的典型的5μs的瞬時測量時間相比，仍然可以提供333倍的增益。即使在幀時間的百分之一與十分之一之間的光子通量積分時間也可以提供令人滿意的性能。通常，積分時間是一個幀時間，從而一組控制和定時信號可以用于像素寫入操作和積分光子通量傳感器讀取操作。可以預料，通過使用噪聲消除電路，即使與行尋址時間相同的時幀也是可行的。
請注意，大部分顯示器是在至少60Hz的幀速率下運行的，從而顯示的內(nèi)容(如圖像)看起來才不會閃爍。實質(zhì)上，60Hz的幀速率相當于16.7ms的幀時間或幀周期。其它顯示器可以在更高頻率下運行，以進一步降低可能的閃爍。實質(zhì)上，100Hz的幀速率相當于10ms的幀時間或幀周期。本發(fā)明并不限于任何特定幀速率，并且適用于非隔行和隔行顯示器類型。
如果光子通量是按照光子/秒/平方米測量的，則傳感器積分或計數(shù)在該時段內(nèi)傳感器面積上截取的光子的總數(shù)，從而傳感器作為光子計數(shù)器，而不是作為光子、電子或其它能量或粒子的瞬時檢測器。時間上的積分允許獲取其大小足以克服可能存在的瞬時噪聲的信號，獲取在逐幀之間相對穩(wěn)定的信號，假設顯示像素或驅動該顯示像素的電子電路沒有變化。
可以理解，每個顯示行內(nèi)的每個像素(實際上，當用三色RGB彩色顯示器實現(xiàn)時，每個子像素)都有相關聯(lián)的獨立傳感器294，并且每個傳感器294生成并向顯示玻璃以外的電子電路傳送傳感器輸出信號207。在一個實施例中，該傳感器輸出信號為電壓(V)，但是在其它實施例中，該傳感器信號為電流(I)。可以在像素或子像素內(nèi)，在顯示器內(nèi)，或者在顯示玻璃之外的處理電路內(nèi)，提供附加信號處理結構或電路，以便把一個信號類型轉換成另一個信號類型，和/或從原始傳感器信號中導出不同的信號。為了簡化討論，本描述限于以下形式，通過驅動和控制電子電路204處理來自單一特定傳感器的傳感器信號207，以實現(xiàn)所需的操作和顯示均勻性。實際上，每個像素(和子像素)有一個傳感器，用于生成并向顯示以外的電子電路傳送傳感器輸出信號207，從而可以實現(xiàn)每個像素(和每個子像素)的測量和基于反饋的校正。在該描述的一個獨立部分中，校正和操作程序將描述以下方式，使用像素傳感器數(shù)據(jù)校正顯示器的不均勻性。
傳感器輸出信號207(顯示器中的每一列有一個)被采樣與保持Z101捕獲，同時由模數(shù)(A/D)轉換器270和MUX 270a進行處理，以便把標準的并行模擬信號207轉換成串行數(shù)字信號或值V 276。該數(shù)字傳感器信號276是由信號比較單元260接收的，該單元負責比較測量的像素積分光子通量(如傳感器輸出信號276指示的那樣)與參考像素積分光子通量值251，參考像素積分光子通量值251與校準存儲器250中存儲的預期像素灰度級相對應。可以理解，可以對信號電平進行縮放或其它處理，從而比較單元260比較具有相同比例或范圍的信號，所以可以精確地、準確地計算差額。參考值與特定像素的檢測值之間的差額稱為差值或Δ灰度級ΔGs量，將其發(fā)送到像素偏差存儲器Z102。
校準存儲器250中存儲的參考電壓可以用多種不同方式生成。在一個實施例中，放入到校準存儲器250中的值是在有源矩陣底板已完成生產(chǎn)但是在該底板上部署OLED材料之前生成的。此時，有源矩陣完全暴露在環(huán)境照度下。因此，可以時顯示器順序暴露在校準的灰度級下，各傳感器就像在正常操作中那樣進行掃描，并用電子方式存儲測量的傳感器值，稍后導入到校準存儲器250中。另一個實施例使用以下過程，在顯示器生產(chǎn)完成時，調(diào)整灰度級邏輯塊Z103，通過使用業(yè)界熟知的準則生成所需的顏色混合和發(fā)光度均勻性。在顯示器第一次開機或加電時，它進入校準模式，在該模式中，假設第一個傳感器值是正確的，因為顯示器沒有老化歷史。把第一個值存儲到校準存儲器中，隨后利用它們來保持顯示器的初始條件。
像素偏差存儲器Z102包含關于初始條件或關于生產(chǎn)過程中的初始校準的所有像素的狀態(tài)。灰度級邏輯功能塊Z103的目的是，生成能夠在顯示器上如實再現(xiàn)該圖像數(shù)據(jù)的正確的數(shù)字電壓。在顯示行業(yè)中，其實現(xiàn)過程是眾所周知的，因此不再贅述。
在本發(fā)明的實施例中，利用像素偏差存儲器中存儲的數(shù)據(jù)修改灰度級邏輯功能所做的判斷。例如，在一個實施例中，如果像素偏差存儲器中的數(shù)據(jù)指示該像素降低了兩個灰度級，則灰度級邏輯功能在為該圖像數(shù)據(jù)確定的正常數(shù)字電壓電平中增加兩種灰度標度(grayscale)。另一個實施例將從所有其它像素中減去兩個灰度級，由此保持顏色平衡，但是這會降低顯示器的動態(tài)范圍。另一個實施例使用以下方法，增加降級像素的接通時間，以便把感覺到的發(fā)光度增加兩個灰度級。其它實施例包括通過使用業(yè)界熟知的技術進行空間和/或瞬時抖動。
本發(fā)明的實施例依據(jù)某些規(guī)則、策略或計劃自動在任何時候執(zhí)行校準，或者由用戶手動執(zhí)行校準。自動校準是首選。兩個特定方案是，每幀執(zhí)行校準，在某些整數(shù)幀間隔時執(zhí)行校準，其中間隔可以是任何數(shù)值，在開機時，在關機時，在某些經(jīng)過的時間間隔(例如，每1小時)或依據(jù)任何其它方案?？梢岳斫?，用戶不知道校準正在發(fā)生，并且在用于執(zhí)行校準的結構就位之后，沒有或基本沒有與校準關聯(lián)的損耗或系統(tǒng)開銷。諸如存儲器的附加寫入操作的操作和/或附加切換或邏輯操作代表唯一的附加活動，但是與發(fā)生的其它操作相比，這些操作是微不足道的。
可以在與顯示器相同的基片(如顯示玻璃)上，或者在與顯示器分離的獨立基片上，用集成電路的方式實現(xiàn)這里描述的這些和其它電路。通常，在顯示基片之外提供控制系統(tǒng)元件是有利的。特別地，發(fā)明的控制系統(tǒng)和電路的實施例提供采樣與保持電路Z101，模數(shù)轉換器電路270，復用器270a，比較器電路260，校準存儲器250，以及像素偏差存儲器Z102a和像素偏差存儲器Z102b。有利地，也可以在顯示基片之外用一個或多個集成電路的方式實現(xiàn)顯示控制器Z104，灰度級邏輯Z103以及圖像A/D轉換器209。下文詳細描述的像素電路的實施例是用顯示器玻璃或基片上的各像素的結構的方式實現(xiàn)的。
2.典型像素裝置結構和電路本發(fā)明的一個方面提供從高阻抗到低阻抗的轉換。從高阻抗到低阻抗的轉換的出現(xiàn)至少部分在于傳感電容器的結構，配置和/或操作。對傳感電容器C2進行充放電的傳感器操作是高阻抗操作，因為傳感器的電阻為千兆歐姆。在充放電期間，利用傳感器晶體管T3使傳感器線路與高阻抗隔離。在讀取期間，傳感器晶體管T3打開，從而把傳感電容器C2(與傳感器線路L4隔離)連接到傳感器線路L4。
傳感電容器C2與傳感器線路L4之間的阻抗僅僅是傳感器線路的電阻，對于典型實現(xiàn)，其值通常僅為3千歐姆。因此，阻抗差異的數(shù)量級為一百萬比一(106∶1)。噪聲干擾導致毫微安培的電流，在千兆歐姆的阻抗系統(tǒng)中，噪聲的數(shù)量級為伏特，但是在千歐姆的阻抗系統(tǒng)中，噪聲的數(shù)量級為微伏。由于在典型顯示器實現(xiàn)中正是傳感器線路L4的過長長度拾取噪聲干擾，所以當傳感器線路與高阻抗系統(tǒng)相連時，最好不要進行測量。當利用傳感器TFT T3隔離傳感器S1時，由非常短的像素電路線路拾取影響傳感器S1的噪聲；因此，非常少的噪聲(如果有的話)影響傳感電容器的充放電。這些切換和阻抗特性影響像素和傳感器電路的成功操作。
現(xiàn)在描述可以與發(fā)明的顯示器、顯示控制系統(tǒng)和方法以及傳感器讀出電路和方法一起使用的帶有傳感器電路的兩個典型像素。盡管相對于這兩個實施例描述特定像素發(fā)射器、傳感器和電路拓撲，但是應該理解，本發(fā)明并不限于僅這些特定電路或裝置結構，并且可以變更其設計和修改特定電子電路裝置，如把控制器的類型變成不同的特殊晶體管、TFT、二極管或其它，并替換所有兩極或三極控制或開關裝置。盡管把晶體管表示成TFT類型的晶體管，但是本發(fā)明并不限于僅TFT類型的晶體管。此外，可以對像素電路拓撲進行其它改動，如通過增加附加電路，這并不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。也可以把發(fā)射裝置的類型修改成不同于OLED發(fā)射器的類型，例如可以使用有源發(fā)射器，包括但不限于無機光子發(fā)射裝置或結構；并且可以修改傳感器的特性，從而除光電阻或光電導裝置之外，可以替換成經(jīng)受響應入射光子通量的變化的任何傳感裝置。
相對于圖7和圖8中的實施例描述的兩個電路的一個優(yōu)點是，它們提供用于諸如OLED顯示器的有源矩陣發(fā)射反饋穩(wěn)定的平板顯示器的高阻抗到低阻抗的轉換系統(tǒng)。圖7和圖8中的電路提供該轉換的方式是，在幀時間期間發(fā)生的光子通量積分操作期間，隔離顯示玻璃或基片之外的電路(如電壓比較放大器VC1和開關晶體管TFT T4)與該像素中的傳感器S1的高阻抗。當傳感器電路L4與高阻抗信源相連時，這種電路設計可以防止在傳感器線路L4上產(chǎn)生噪聲。
關于這一點，與高阻抗相連的導線將拾取來自環(huán)境的電磁干擾是眾所周知的。通過觀察在空中敞開其正負導線的電壓表的行為，容易證明這一點。由于無線電和電視干擾，電壓將在正負幾伏特的范圍內(nèi)連續(xù)變化。由于S1的電阻在千兆歐姆的范圍內(nèi)或更高，所以對于傳感器線路L4它像一個開路，如果不利用傳感電容器C2直接連接L4與傳感器S1的話。在光子通量積分時間期間，傳感器TFT T3斷開。在該像素電路結構中，盡管電源線L1不與傳感器S1隔離，但是電源線L1上的噪聲不影響該像素或顯示器的操作，因為功率TFT T2正在飽和模式下運行，因此，由于噪聲引起的功率TFT T2上的電壓變化(即使其數(shù)量級為伏特)不會改變通過T2的電流，因此，從該顯示器的所有像素的像素二極管發(fā)射器D1發(fā)射的光子保持穩(wěn)定。
此外，當通過傳感器S1對傳感電容器C2充電時，在幀時間期間電源線L1拾取的噪聲在零伏特周圍波動(平均起來，它有圍繞零伏特的基本相等的正負波動)；因此，噪聲消除，并且在截取光子時，在幀時間之后的傳感電容器C2上的電壓是由僅傳感器S1的放電率引起的。在行尋址時間期間，當線路選擇電壓線路L2上的電壓升高并接通驅動TFT T1和傳感器TFT T3時，用電壓比較放大器VC1讀取傳感電容器C2上電壓，作為P1上的傳感器輸入。比較位于P1的傳感器輸入與其其它輸入上的位于P2的參考電壓，以便在輸出P3生成差值或誤差電壓。在讀取傳感電容器C2上的電壓期間，噪聲沒有干擾，因為由噪聲引起的電流在毫微安培范圍內(nèi)，至多引起電容器C2上的電荷的輕微變化，但是由于實質(zhì)上沒有電流通過該高阻抗，所以低級的噪聲干擾不產(chǎn)生電壓。
圖7和圖8的實施例的電路之間的一個主要區(qū)別是，在圖7的電路實施例中，傳感電容器C2上的電壓在幀開始時為零伏特，并且是在行尋址時間期間在讀取時間結束時通過接通接地TFT T4提供的。另一方面，傳感電容器C2的電壓為線路L1的電壓，它是到達功率晶體管T2的電源電壓，例如為+10伏。當傳感器S1與傳感電容器C2一起在幀時間上計算來自OLED D1的光子通量的積分時，位于C2與T3之間的點P5上的電壓朝L1上的電源電壓方向(即，朝+10伏方向)上升。傳感器S1接收的并用傳感器S1與傳感電容器C2之組合計算其積分的光子越多，傳感電容器C2與傳感器晶體管T3之間的電壓越接近線路L1上的電源電壓。盡管該電路比常規(guī)電路和方法有許多優(yōu)點，但是在其實際實現(xiàn)中該電路的該特定實施例的一個可能缺點是，由于像素數(shù)目和用L1供電的各像素的OLED發(fā)射電平的緣故，線路L2上的電源電壓可能有一個小的波動。由于這可能是像素和發(fā)射電平的任意組合，所以傳感電容器C2上的電壓讀數(shù)理論上有某些輕微的不定性，但是該不定性通常較小，因此與常規(guī)電路和方法相比，其性能仍然能夠得到改善。
另一方面，圖8描述的電路380以地線和Vcap 355的電壓為基準，該電壓是在尋址時間期間通過傳感器TFT T3 330和TFT T4 340晶體管提供或傳送到傳感電容器C2 327。
盡管兩個電路有略微不同的結構和操作，但是它們有某些相同特征。在每個電路中，與地線相連的發(fā)射裝置(如OLED二極管)是用可控電流源(如TFT晶體管T2)驅動的。把電壓形式的像素數(shù)據(jù)值應用到控制電極(TFT柵極)上，從而像素發(fā)射(光子數(shù))與其預期的積分光子通量相關。我們記得，把傳感器S1 324和電容器C2 327連接起來作為帶有像素發(fā)射元件(OLED二極管)的光子通量積分器裝置339(連同支持電路一起)，以便從發(fā)射器發(fā)射的有代表性的可測量的光子數(shù)投射到傳感器上，并且傳感器與電容器的組合生成光子計數(shù)。傳感器S1和電容器C2的組合積分或計數(shù)它在定義的時段內(nèi)收集的光子的總數(shù)(在一個實施例中，顯示幀時間為16.7毫秒)。該積分光子通量是一個有用測量，因為它可以比任何瞬時測量提供更大的可重復性和對噪聲的免疫性，提供更大的信號幅度，并且光子通量的積分性質(zhì)很可能是觀察者感覺到的積分光子通量的更好的表示，這是因為人的視覺系統(tǒng)有比較慢的響應和等待時間的緣故。
在建立了參考積分光子通量后，向控制系統(tǒng)傳送該傳感器信號，并與該參考值一起使用，以調(diào)整將在下一個校準時段(如下一幀)期間應用于該控制器的數(shù)據(jù)信號，從而實際像素積分光子通量(OLED二極管或其它發(fā)射器發(fā)射的有效光子)與所需的積分光子通量(校準期間確定的光子數(shù))匹配。
在描述了像素電路結構和操作的某些共同方面之后，現(xiàn)在把注意力集中到圖7和圖8所示的兩個實施例的更詳細的描述上。
現(xiàn)在相對于圖7描述帶有發(fā)射器、傳感器、光子通量積分和控制部件的有源矩陣顯示像素的實施例。在其漏極(DT1)端子311，像素二極管驅動晶體管T1 310與圖像電壓線路L3 301相連，在其源極(ST1)端子312，與儲能電容器C1 314的第一端子315以及功率控制晶體管TFT T2 320的柵極端子(GT2)323相連，在其柵極(GT1)或控制端子313，與線路選擇電壓線路L2 302相連。在其漏極端子321，功率TFT晶體管T2 320與電源電壓線路L1 301相連，同時，該漏極端子在一個公共結點與傳感器S1 324的第一端子325和傳感電容器C2 327的第一端子328相連。儲能電容器C1 324的第二端子316與功率TFT T2 320的源極端子322和發(fā)射器(OLED二極管)336的輸入端子337相連。OLED發(fā)射器336的輸出端子337與地線305相連。傳感器S1 324的第二端子326與傳感電容器C2 327的第二端子329相連。在結點P5 334測量或讀取校準讀取電壓(Vcal)，結點P5 334是通過按以下描述的方式連接傳感器S1輸出326和傳感電容器端子329限定的。結點P5還與傳感器TFT T3 330的第二端子331相連。同時，傳感器TFT T3 330在其源極端子332與傳感器線路L4304相連，傳感器線路L4 304在電壓比較器VC1 350的輸入端口P1351提供一個輸入信號。電壓比較器350在第二輸入端口352上接收參考電壓，并生成一個差值或誤差信號P3 353，該信號是以P1 351與P2 352輸入之間的差值的方式計算的。在本實施例中，同時，在公共結點351上，施加作為電壓比較器VC1 350的輸入施加的傳感器輸出，作為接地TFT T4 340的漏極端子341輸入。TFT T4 340的源極端子342與地線306相連，并且在其柵極端子343上接收控制信號344。這些晶體管提供開關，以便不時連接像素元件，并且在相同或不同時刻隔離其它像素元件，從而可以精確地、準確地實現(xiàn)小電壓、電流、電荷和/或光子計數(shù)的嚴格管理、控制和/或測量。請注意，依據(jù)用于晶體管的n型或p型材料，可以顛倒TFT的源極和漏極。
在描述的電路的某些元件彼此合作并影響像素發(fā)射器的操作、像素光子通量積分器以及測量和校準操作的時候，可以開發(fā)出某些近似類別以幫助讀者理解本發(fā)明的各個方面；然而，這些類別并不是用來限制本發(fā)明的范圍的，這是因為正如在本說明書中詳細描述的那樣，描述的電路元件有時影響不止一個類別，而在另外場合根本沒有任何影響?？紤]到這一點，驅動TFT T1、儲能電容器C1、功率控制TFTT2和二極管D1主要影響OLED二極管發(fā)射器的操作；傳感器S1、傳感電容器C2和傳感器TFT T3主要影響確定或生成積分光子通量測量的操作；在本實施例中，電壓比較器VC1和接地TFT T4主要影響讀取積分光子通量測量和確定測量值和參考值之間的差值，從而可以應用校正，以便按測量的積分光子通量的指示調(diào)整像素發(fā)射器發(fā)光度。
在描述了圖7中的電路元件的一般拓撲和連通性之后，現(xiàn)在把注意力集中到其操作上，以便更好地理解本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點。把通常在10到15伏特范圍內(nèi)的電源電壓(VPS)施加到線路L1 301上，作為用于OLED D1 336的電源和用于傳感電容器C2 327的充電電源。本發(fā)明并不限于任何特定范圍，可以使用與裝置特性一致的更高或更低的電壓。同時，向線路L2 302施加線路選擇電壓(VLS)，以使數(shù)據(jù)驅動TFT T1 301接通。同時，向線路L3 303施加代表要顯示的圖像且稱為圖像電壓的圖像電壓(VIM)，由于數(shù)據(jù)驅動TFT T1 301是接通的(即，導電)，所以TFT T1將該圖像電壓(VIM)傳送到功率控制TFT T2 320的柵極GT2323和儲能電容器C1 314。這使得將由TFT T2 320傳送的裝置電流(ID1)到達OLED D1 336，并且從OLED D1 336發(fā)射特定的光發(fā)射電平，該發(fā)射電平是計算的圖像所需的合適的光發(fā)射(ECALC)。當顯示器是新顯示器并且由廠商進行初始調(diào)整時，圖像電壓將生成正確的像素/OLED發(fā)射值。在一個實施例中，傳感器S1 324所處物理位置與OLED D1 336的陽極接觸以便獲得最佳的光耦合，從而在OLED發(fā)射時，傳感器S1收集或截取OLED發(fā)射的光子的至少一部分，優(yōu)選地，盡可能收集或截取同樣的發(fā)射光子，以提高積分光子計數(shù)和信號強度。就發(fā)光度而言，在本實施例中，傳感器S1接收與OLED像素發(fā)射的發(fā)光度相同或基本相同的發(fā)光度，這是因為總體上擊中該像素(該像素的傳感器部分)的通量密度與該像素(該像素的發(fā)射器部分)發(fā)射的通量密度相同，因為優(yōu)選地這些部分是(但未必是)接觸的。(其它實施例提供其物理位置與OLED接近的但不與OLED D1的陽極接觸的傳感器S1，從而它收集或截取足夠的光子，以提供有用的傳感器信號。) 在一個實施例中，傳感器S1為光電阻(或光電導)傳感器，其中隨OLED發(fā)射器發(fā)射的光子通量密度的增加，其電阻降低(即，電導率增加)。
在幀持續(xù)時間(TFR)期間(在60幀每秒(fps)時幀持續(xù)時間為16.7ms)，從OLED D1 336發(fā)射的光照射到傳感器S1 324上，使得傳感器S1 324的電阻(Rs1)347元件的電阻下降，其下降與光(光子)發(fā)射的強度成比例。在顯示幀時間期間，傳感電容器C2 327是通過傳感器S1 324進行充電的。幀持續(xù)時間和幀時間期間的傳感器S1的平均電阻(Rave)348確定傳感電容器C2放電的電荷量。傳感電容器C2釋放的電荷量是一個重要參數(shù)，因為它控制或確定連傳感電容器C2和傳感器TFT T3的結點P5上電壓(VCAL)。該讀取的校準電壓將是需要發(fā)送到確定校正的電路或其它邏輯的讀數(shù)值，其中在正常操作期間，利用該校正來校準和維持顯示器的均勻性和顏色平衡。(本發(fā)明的不同實施例提供不同的讀取電路，這些讀取電路是在本詳細說明書的其它地方描述的。)重要的是請注意，在傳感電容器C2與傳感器TFT T3之間的結點P5上測量的電壓越高，傳感器S1檢測或截取的光子通量(像素發(fā)光度)的數(shù)值越高。其發(fā)生的原因在于，S1的電阻值越低，傳感電容器C2與傳感器TFT T3之間的結點P5上的電壓與L1上電源電壓越接近(其差值越小)。
參照圖8，該圖說明本發(fā)明的第二實施例。本詳細說明書中編號相同的元件的操作相同或相似，除非描述此類差異。兩個電路之間有許多相似性，并且此處不再重復這些元件的完整拓撲和連通性。在該實施例中，正如在使用電源線充電的圖7的第一實施例中那樣，首先把傳感電容器C2 327充電到預定電壓，但是在該實施例中，利用TFTT4 340和比較器充電電壓電源(Vcap)355通過傳感器線路對傳感電容器C2 327進行充電，例如，充電到+10伏特(或任何其它電壓值)。(我們記得，圖7的實施例不是如此利用電容器充電電壓Vcap的，并且請注意，TFT T4晶體管能夠在電壓比較器350的P1輸入與Vcap355之間而非在P1輸入與地線306之間交相感應。)在幀時間期間(例如，對于60幀/秒(fps)的系統(tǒng)，幀時間約為16.7ms)，來自OLED D1的光或光子使得傳感器S1 324的電阻值下降，從而會加快傳感電容器C2 327到接地的放電。與圖7的實施例相比，在圖8的實施例中，傳感電容器C2 336上的電壓朝著位于G1 305的接地電壓(或其它電壓)的方向移動，而不是象圖7的實施例中那樣朝著正向電源電壓的方向移動。因此，從OLED D1發(fā)射的光子通量越多，傳感器S1的電阻值越低，幀時間期間的放電電流越高，并且當在讀取時間期間測量傳感電容器C2時，傳感電容器C2上的剩余的電壓越低。因此，圖8的實施例優(yōu)于圖7的實施例，因為與在電源電壓線L1上相比，在傳感器線路L4上可以更好地控制充電電壓，但是，兩個實施例都是有用的，并且明顯優(yōu)于常規(guī)電路和方法。通常，對于實際實現(xiàn)，電源電壓線L1上的電壓隨線路L1輸送的電流量和正在測量的行變化。對于許多顯示器體系結構而言，行數(shù)越高，該行與電源線L1的距離越遠，并且到達該行的電源線中的電流乘電阻(I*R)的電壓降落越多。比較起來，在該實施例中，因為在進行讀取或測量時或者在對傳感電容器C2再充電時傳感器線路L4僅僅輸送電流，所以電壓非常穩(wěn)定，不會像電源電壓線那樣常有變化。
可以在與顯示器相同的基片(如顯示器玻璃)上，或者在與顯示器分離的獨立基片上，用集成電路的方式實現(xiàn)這里描述的這些和其它電路。
3.傳感器和電路的校準的實施例顯示器校準可以在完成顯示器之前的制造期間(制造之前的校準)或在完成制造之后(或者在兩個時刻之間的選定階段)。校準的第一實施例是制造期間的校準。圖9是表示用于制造之前的校準的校準流程圖的實施例的圖示。校準時刻在完成有源矩陣和傳感器電路之后，但是在把OLED結構放置到有源矩陣底板上之前。此時，把完成的有源矩陣底板插入到測試夾具上，測試夾具把除L1電源電壓之外的所有顯示輸入均連接到顯示控制板上，顯示控制板驅動有源矩陣底板，就如同在具有與顯示器相同的全部操作中一樣。不需要連接到L1，因為底板上尚未集成OLED D1。該校準過程是相對于參照圖8說明和描述的像素電路的第二實施例描述的，其中電容器C2通過傳感器線路和Vcap進行充電。
第一(步驟801)，把有源矩陣底板(am底板)加載到與顯示控制系統(tǒng)相連的測試夾具上，顯示控制系統(tǒng)如圖4所示的控制系統(tǒng)。
第二(步驟802)，利用發(fā)光度等于灰度級標度(gray scale)發(fā)光度1的經(jīng)過校準的實驗室均勻光源均勻照射am底板。(該步驟的執(zhí)行方式可以是，利用發(fā)光度等于不同級的灰度級發(fā)光度的光源均勻照射該底板，不同級的灰度級發(fā)光度如另一個低級發(fā)光度，只要該級是已知的并且校準過程考慮該不同級即可，但是該方法不是首選的。)第三(步驟803)，顯示控制器Z104向行選擇240發(fā)送選擇行1，以接通顯示器的行1中的所有的晶體管T3。
第四(步驟804)，由于第三步驟(步驟803)接通行1中的所有的晶體管T3，所以電荷從傳感器線路L4進入電容器C2，將其充電到某一電壓，例如充電到10伏特。
第五(步驟805)，當電容器C2充電時，運算放大器(OP amp)檢測其電流以生成VC1，并且對于行1中的每個像素，用Z101對該值進行采樣與保持。
第六(步驟806)，利用A/D轉換器207對采樣與保持的電壓進行數(shù)字化，利用MUX 207a將其復用(MUX)為串行數(shù)據(jù)流?？梢曰QD/A和MUX的順序，這并不影響性能。
第七(步驟807)，顯示控制器Z104指示將該串行數(shù)據(jù)流存儲到校準存儲器(Cal Mem)250中，作為第零行。稱為第零行是因為該數(shù)據(jù)在尚未在完整幀時間上對灰度級進行光子通量積分的傳感器上。
接著(步驟808)，對需要校準的顯示器中的所有行(通常是每一行)重復步驟803至步驟807，直至對該幀中的所有行進行了采樣。此時，S1和C2已經(jīng)在完整的幀時間上計算了第一行的第一灰度級的發(fā)射的積分。
在針對灰度級1值校準了所有行之后，下一步驟(步驟809)針對要校準的下一個灰度級重復步驟803至步驟807，在優(yōu)選實施例中，下一個灰度級通常是灰度級2。步驟806確定的采樣與保持值是用于第一灰度級的特征值，并且在步驟807中存儲到用于灰度級1的第一行值中。
最后(步驟810)，重復前九個步驟(步驟801至步驟809)中的每個步驟，直至對所有灰度級進行了采樣并存儲到校準存儲器(CalMem)205中。請注意，在一個實施例中，最后的或最高的灰度級(例如，對8比特系統(tǒng)而言，灰度級256)可以用于或涉及兩幀，因為在第256個幀的開始記錄的灰度級值用于第255個灰度級，這確保把最終的值存儲到校準存儲器250中。
用于校準的第二實施例(在制造之后的校準)，校準生產(chǎn)完成的顯示器，例如在顯示器第一次加電時，在系統(tǒng)開始工作時，或者在初始化或第一次使用時。該校準系統(tǒng)假設，在向顯示器用戶銷售或向其它設備的OEM制造商發(fā)貨之前，制造商采用常見方式對顯示器進行調(diào)整。因此，就像業(yè)界中的慣常作法一樣，已經(jīng)把用來操作顯示器的電壓放到伽馬表或其它查找表中。這意味著測量的第一個傳感器值是自動校準的。本實施例利用制造商的校準。以下參照圖10所示的實施例描述在生產(chǎn)之后的校準的細節(jié)。
第一(步驟831)，模擬圖像數(shù)據(jù)功能邏輯塊208向A/D轉換器209發(fā)送第一行(行1)中的第一個像素(像素1)的第一灰度級1圖像電壓，其中在A/D轉換器209中，把模擬電壓數(shù)字化為灰度級1數(shù)字值。(如果灰度級圖像值已經(jīng)是數(shù)字形式，則該模數(shù)轉換是不必要的。)第二(步驟832)，把該數(shù)字化的灰度級1電壓值發(fā)送或輸送到灰度級邏輯功能塊Z103。
第三(步驟833)，灰度級邏輯功能塊Z103組合來自(i)制造商的(或用別的方式生成的或可用的)伽馬表Z103b與來自(ii)像素偏差邏輯塊內(nèi)的像素偏差存儲器Z102的信息，但是由于像素偏差存儲器中尚未存儲任何值或僅存儲了默認值，所以依據(jù)伽馬表確定的制造商的值沒有變化。(以下會更詳細地描述像素偏差邏輯塊和像素偏差存儲器及其存儲的值。)第四(步驟834)，把數(shù)字灰度級1電壓發(fā)送到顯示控制功能邏輯塊Z104。
第五(步驟835)，顯示控制功能邏輯塊Z104將數(shù)字灰度級1電壓值轉發(fā)到功能邏輯塊238內(nèi)的顯示器的第一個列驅動器(列驅動器1)。
第六(步驟836)，對第一行中的所有像素重復步驟831至步驟835，直至把行1內(nèi)的所有的像素數(shù)據(jù)加載到列驅動器238的行緩沖器中。
第七(步驟837)，在顯示控制器Z104的控制下，把行1中的像素數(shù)據(jù)下裝到位于各列的最前面的一連串數(shù)模轉換器(DAC)中，其中在數(shù)模轉換器中，把每個數(shù)字像素電壓轉換成模擬電壓并裝載到用于各列像素的線路L3。
第八(步驟838)，在等待列線路L3上的模擬電壓穩(wěn)定之后，顯示控制器Z104向行選擇功能邏輯塊240發(fā)送選擇行1信號。
第九(步驟839)，行選擇功能邏輯塊240向線路L2施加高電壓，由此接通行1中的所有晶體管T1的所有柵極，使得當線路L2上的電壓下降時線路L3上的顯示電壓進入到保持電壓的電容器C1中；同時，晶體管T3接通，使得電荷從傳感器線路L4進入到電容器C2中。
第十(步驟840)，進入電容器C2的電荷的移動，引起要在功能邏輯塊Z 101中進行采樣與保持的電壓，并且讀取用于行1中的各個傳感器S1的值。
第十一(步驟841)，利用A/D轉換器207和復用器(MUX)207a對采樣與保持的電壓進行數(shù)字化并復用(或先復用然后再數(shù)字化)為串行數(shù)據(jù)流。
第十二(步驟842)，顯示控制器Z104指示在校準存儲器(CalMem)250的行1中存儲該串行傳感器數(shù)據(jù)流，用于灰度級0。
第十三(步驟843)，重復步驟836至步驟843，直至對該幀中的所有行進行了采樣和存儲，以便用于灰度級0。
第十四(步驟844)，對灰度級2重復步驟831至步驟843。在該幀上讀取的傳感器值用于前一個灰度級1，并存儲到校準存儲器(Cal Mem)250中，作為用于第一個灰度級即灰度級1的值。
第十五(步驟845)，重復步驟831至步驟844，直至對所有灰度級進行了采樣并保存到校準存儲器(Cal Mem)250中。請注意，正如在制造之前的校準過程中那樣，最后的灰度級涉及兩幀，從而把最終的值存儲到校準存儲器(Cal Mem)250中。
在上面的校準過程中提到過像素偏差存儲器。在一個實施例中，像素偏差存儲器存儲用來指示變化、差額、歷史、老化的數(shù)據(jù)或其它信息或與顯示操作和校準有關的其它數(shù)據(jù)或信息?？梢杂枚喾N方法來使用諸如像素偏差存儲器Z102中存儲的老化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
例如，在一個實施例中，可以提高其發(fā)光度降低的老化像素的電壓，以使它們恢復正確的發(fā)光度。在某些實施例中，一個可能的缺點是，必須在列驅動器238的列驅動器內(nèi)部加入電壓峰值儲備，以充分利用這種類型的校正或補償。在另一個實施例中，使用像素偏差存儲器中的數(shù)據(jù)的另一個方法是，降低老化程度較低(或降級程度較低)的像素的灰度級的數(shù)值。另一個方法是，在標稱8比特的系統(tǒng)中使用9比特灰度級，以允許最高灰度級超過灰度級256，從而可以有效地把老化像素驅動到灰度級257(或其它所需的灰度級值)，所以它將在為灰度級256規(guī)定的發(fā)光度下發(fā)光。因此，該像素的所有圖像灰度級將提高一個(或適當數(shù)值的)灰度級。另一個方法使用空間抖動，一個眾所周知的灰度標度方法，以便在不從邏輯上增加比特數(shù)的情況下增加有效的灰度級數(shù)?？蛇x地，可以使用熟知的用于常規(guī)顯示器的瞬時抖動，或者可以使用空間抖動和瞬時抖動的組合。可以單獨或彼此組合或與其它技術組合使用這些不同的方法或與此類方法關聯(lián)的技術和結構。
4.傳感器讀取電路和方法的實施例圖5表示電壓檢測放大器讀取電路的典型實施例。當行選擇240選擇行時，線路L2上的電壓升高，使得晶體管T3接通，從而電容器C2上電壓傳遞到運算放大器OA1的正電極。依照電阻R2與線路L4的電阻(RL4)的比率，對該電壓進行放大。通常，線路L4的電阻RL4的數(shù)量級為幾千歐姆(≈103歐姆)。因此，如果電阻R2為幾兆歐姆(≈106歐姆)，則放大系數(shù)為30dB，即1000∶1。因此，電容器C2上1毫伏讀數(shù)，在管腳或結點P4上為1伏特，并且將其發(fā)送到采樣與保持功能塊Z101。該電路的一個可能缺點是，在讀出時間期間，線路L4上的任何寄生電容會降低電容器C2上的電壓。因此，該電路最好用于行數(shù)較少的顯示器，因此，最好用于分辨率較低的顯示器，但是在任何情況下，即使有此可能存在的限制，相對于其常規(guī)電路和方法而言，也可以改善其性能，這里僅指出此潛在限制，以便全面理解第二實施例的優(yōu)點。
圖6表示讀取電路的第二實施例，并且稱為電荷放大器/轉移阻抗(transimpedance)放大器。其得名源自以下事實，把電容器C2再充電到滿電壓所需的電荷是用該電路測量的，并且該電路的輸入(電荷放大器CA1上的負輸入)在千兆歐姆或更高范圍內(nèi)且位于管腳或結點P3的輸出幾乎為零歐姆。事實上，有時可以把位于P3的結點視為假接地。
現(xiàn)在參照圖6描述該電路的該實施例的操作。把例如10伏特(或其它確定值)的電壓施加到第一電荷放大器CA1的正輸入管腳上。由于最初負輸入管腳上沒有電壓，所以10伏特立即出現(xiàn)在管腳P3上通過C3傳遞到負輸入管腳。隨后，從第一電荷放大器CA1的正輸入管腳上的10伏特中減去負管腳上出現(xiàn)的10伏特，使得管腳P3上的電壓變成零(或基本為零)，但是負管腳上的10伏特電壓繼續(xù)存在，因為如果負輸入管腳上的電壓下降某個電壓量(如下降1伏特)，則管腳P3上出現(xiàn)該電壓差(1伏特)，從而把負管腳上的電壓提升到10伏特(或其它確定值)。這類似于電荷泵的工作原理。
當電路穩(wěn)定時，電荷放大器CA1的兩個輸入管腳上的電壓為10伏特(或其它確定值)，且管腳P3上的電壓為零伏特。由于某些原因，結點或管腳P3幾乎從來不會恰好為0伏特。首先，電荷放大器CA1所屬的運算放大器系列通常有一個偏移電壓，這是因為構成運算晶體管的一對內(nèi)部晶體管其特性或性能可能不完全相同，其差異表現(xiàn)為偏移電壓。P3上的電壓不為零的另一個原因是，L4與該列中的所有T3晶體管相連。例如，對于具有1000行的高分辨率顯示器，可以有1000個T3晶體管，對于更大和/或分辨率更高的顯示器，其數(shù)目更大。每個T3通常都有數(shù)量級為幾微微安培(10-12安培)的電流泄露，這往往會降低電荷放大器CA1的負管腳上的電壓，使得管腳P3上出現(xiàn)在上述偏移電壓之上的電壓。運行時，在線路L2上的電壓升高之前，對管腳P3上的電壓進行采樣，以便確定線路L4上的偏移電壓和泄露電流引起的電壓。有利地，在線路L2上的電壓升高之后，再次對管腳P3進行采樣，并計算兩個電壓的差(通過使用業(yè)界通用的邏輯函數(shù))以生成電壓差。兩個讀數(shù)之間的差是為把線路L4和電容器C2提升到本例中使用的10伏特(或其它確定值)的電壓而進入到電容器C2中的電荷的度量。
該實施例的一個優(yōu)點是，利用管腳P3上的電壓變化讀取的電荷獨立于(或基本獨立于)線路L4上的電容。第一電荷放大器CA1不斷對線路L4充電，以保持其正(+)輸入管腳上的電壓。如果一個電子離開L4，則從電容器C3中移出一個電子取代它，從電容器C2中移出電子會使得電荷放大器CA1的負輸入管腳上的電壓下降，管腳P3上會有相應的電壓變化。在一個實施例中，選擇的C3電容量值與C2電容量值在同一數(shù)量級上；因此，如果電容器C2的電容量約為皮可法拉，則也應選擇其電容量約為皮可法拉的C3，但是它們不需要完全相同。電荷放大器可以是業(yè)界中使用的典型運算放大器。通過考慮線路L4上的泄露，確定電荷放大器的大小(其額定功率)。例如，有利地，如果1000個T3晶體管的泄露為幾毫微安培，則電荷放大器CA1能夠提供幾毫微安培，并且優(yōu)選地，該數(shù)量具有某些安全系數(shù)。本發(fā)明的實施例提供為泄露電流之兩倍或三倍的安全系數(shù)，但是可以實現(xiàn)更低或更高的安全系數(shù)。
上述論述專注于發(fā)明的傳感器電路及其操作?？梢岳斫猓瑐鞲衅骺梢允褂萌魏喂怆妼?或光電阻)材料，例如，包括非晶硅、多晶硅、硒化鎘或技術人員熟知的或將來開發(fā)的其它光電導或光電阻材料。同時，可以了解，基于多晶硅的傳感器可以比基于非晶硅的傳感器提供固有的更穩(wěn)定的操作，在顯示器中使用多晶硅也會帶來更高的生產(chǎn)成本，因為平板顯示器的生產(chǎn)基礎設施是為使用非晶硅建立的，但是為使用多晶硅而進行的重建費用要數(shù)十億美圓。因此，允許在其校準與反饋穩(wěn)定化和控制過程中使用非晶硅材料的發(fā)明的系統(tǒng)、結構和方法可以提供截然不同的優(yōu)點。在本詳細說明書的其它地方描述與晶體硅(x-Si)、多晶硅(p-Si)和非晶硅(a-Si)之間的差別有關的問題。
5.操作顯示裝置和系統(tǒng)的方法的實施例在描述了本發(fā)明的系統(tǒng)、裝置和校準方法以及與其有關的技術的許多功能特征之后，進一步將注意力集中到顯示器的操作方面。把注意力集中到使用圖6的實施例的讀取電路和圖8的實施例的像素電路的實施例，其中在圖8中，用圖6中的電荷放大器CA1取代VC1和T4。顯然，對于本領域的一般技術人員，根據(jù)這里提供的描述，已經(jīng)描述的不同實施例的其它組合可以用于顯示裝置和系統(tǒng)。
現(xiàn)在參照圖11的流程圖描述用于操作顯示器和顯示系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法的實施例。這些步驟(包括可選步驟)的順序是示范性的，并且顯然可以用某些方式重新排列這些步驟的順序，且可以并行執(zhí)行其它步驟，這并不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
第一(步驟851)，模擬圖像數(shù)據(jù)功能邏輯塊208把第一行中的第一個像素(像素1，行1)的圖像電壓發(fā)送到圖像A/D轉換器209，在圖像A/D轉換器209中，把圖像模擬電壓轉換成代表圖像灰度級的數(shù)值，其中在8比特灰度級系統(tǒng)中，該數(shù)值在0到255之間。對于支持不同比特數(shù)的像素灰度級數(shù)據(jù)的灰度級系統(tǒng)，該數(shù)值對應于該范圍或更小的范圍，如果實際使用少于所有可能的灰度級的話。對本描述來說，假設各彩色通道為帶有256個灰度級的8比特灰度級系統(tǒng)，但是這決不是用來限制本發(fā)明的。(請注意，該過程或任何其它過程的執(zhí)行以第一行的第一個像素開始，然后是第一行的后續(xù)像素，然后是所有其它各行，這是邏輯意義上的，但是該過程不要求這種起始點或順序，實際上，只要其邏輯被設計成用描述的方式校準和/或操作每個像素，也可以使用任何排序。)第二(步驟852)，把介于0到255之間的該圖像灰度級值發(fā)送到灰度級邏輯功能塊Z103。
第三(步驟853)，灰度級邏輯功能塊Z103把第一行中的第一個像素(像素1，行1)的灰度級值轉換成應用于該像素的數(shù)字電壓，以使OLED D1發(fā)射其發(fā)光度等于在第一步驟中輸入到顯示系統(tǒng)中的圖像灰度級的光子通量。該電壓是通過使用制造商的伽馬表中的信息和像素偏差存儲器Z102中的信息確定的。最初，顯示器是新的，像素偏差存儲器中沒有偏差數(shù)據(jù)或者存儲的值為默認值，所以這些值實際上不會改變制造商的伽馬表值，但是隨著顯示器老化，會在像素偏差存儲器Z102中生成像素偏差值。
第四(步驟854)，把用于第一行的第一個像素(像素1，行1)的數(shù)字電壓發(fā)送到顯示控制器Z104。
第五(步驟855)，顯示控制器Z104把用于第一行中的第一個像素(像素1，行1)的數(shù)字電壓轉發(fā)或用其它方式輸送到列驅動器238的行緩沖器中。用于顯示器的行緩沖器是技術人員熟知的，因此不再贅述。把用于第一行中的第一個像素(像素1，行1)的像素電壓加載到位于第一列位置(列位置1)的行緩沖器中。
第六(步驟856)，對該行中的所有像素重復步驟851至步驟855，直至把該行中的所有像素加載到列驅動器238的行緩沖器中。
第七(步驟857)，在顯示控制器Z104的控制下，把第一行(行1)像素數(shù)據(jù)下裝到一連串的并聯(lián)DAC(顯示器中的每一列有一個DAC)，DAC把數(shù)字像素電壓轉換成應用于所有L3(每一列一個)的模擬電壓。
第八(步驟858)，在等待施加到L3上的電壓足夠穩(wěn)定之后，顯示控制器Z104向行選擇邏輯塊240發(fā)送選擇行1信號。
第九(步驟859)，行選擇邏輯塊240在用于行1的線路L2上施加高電壓，由此接通第一行中的所有T1晶體管，將施加到線路L3上的電壓傳送到第一行中的所有像素中的C1電容器。反過來，這使得功率TFT晶體管T2向第一行中的D1 OLED二極管提供電流。同時或大致同時，所有的傳感器TFT T3接通，促使電荷流入電容器C2中，直至電容器C2到達再充電電壓，例如，在較早的例子中，其典型值為10V。
第十(步驟860)，進入電容器C2的電荷的移動，引起用于該行中的每個像素的要在功能邏輯塊Z101中進行采樣與保持的電壓。
第十一(步驟861)，用A/D轉換器207對采樣與保持的電壓進行數(shù)字化，并用復用器MUX 207a復用為串行數(shù)據(jù)流(可以顛倒數(shù)字化和復用處理的，而不會造成性能損失)。
第十二(步驟862)，顯示控制器Z104指示該串行傳感器數(shù)據(jù)和來自校準存儲器(Cal Mem)250的校準數(shù)據(jù)流在比較器260相遇，以生成用于像素的串行傳感器數(shù)據(jù)與校準數(shù)據(jù)的比較結果。
第十三(步驟863)，比較器250從校準數(shù)據(jù)中減去傳感器數(shù)據(jù)(即生成其差值)，并將結果發(fā)送到第一行(行1)的像素偏差存儲器Z102，在像素偏差存儲器Z102中，依據(jù)像素號和行(或任何其它方法)，并按照在第一步驟(步驟851)中建立的像素的灰度級，存儲該數(shù)據(jù)，其中灰度級是代表圖像灰度級的數(shù)值。
第十四(步驟864)，對所有行重復步驟856至步驟863，直至下裝完該幀中的所有行以及確定并在像素偏差存儲器中存儲了偏差(如果有的話)。
第十五(步驟865)，對每一幀(或根據(jù)建立的操作方案對任意指定幀)重復步驟851至步驟864。盡管一個實施例對每一幀執(zhí)行該過程，但是這不是必須的，因為像素不會常老化或以此速率變化。選擇方法包括，在任何預定數(shù)目的幀中，在設備加電時，在時鐘確定的一段運行之間之后，響應于自動或手動生成的信號或其它事件，重復該過程。在一個實施例中，一旦確定了該電路和方法，就對每一幀重復該過程，為每一幀執(zhí)行該過程是沒有費用的。
6.顯示系統(tǒng)的實施例圖12是表示根據(jù)本發(fā)明之各個方面的顯示系統(tǒng)的一個實施例的圖示。在諸如監(jiān)視器機架、機殼或其它設備的機座604內(nèi)，固定或安裝其內(nèi)部用陣列的方式安排了所述類型的多個發(fā)射像素603的顯示屏602，并且顯示圖像605或其它二維圖形。(請注意，通過使用本發(fā)明的功能特征也可以制造一維顯示器，盡管一維顯示器可能是有用的，但不是令人感興趣的。)在顯示器基片(通常是玻璃或聚合物材料)上制作的電路或裝置稱為玻璃上的電路和裝置，而不在顯示器基片上制作的那些電路和裝置稱為玻璃之外的電路和裝置。包括像素發(fā)射器D1、傳感器S1、傳感電容器C2以及在每個顯示像素內(nèi)制作的其它元件的像素是在玻璃上制作的。其它元件可以是依照常規(guī)顯示設計原則在玻璃之外制作的。玻璃上的電路和裝置通過接口608連接到玻璃之外的電路和元件，如顯示驅動和控制電子電路606。可以在監(jiān)視器外殼604的內(nèi)部或其外部安裝這些顯示驅動和控制電子電路606，但是通常在其內(nèi)部安裝，從而用戶可以插入一個或多個(模擬或數(shù)字)視頻或圖像源(例如，DVD播放器610，計算機612，視頻或數(shù)字照相機614，或存儲卡616)，然后播放圖像或視頻。作為選擇或另外，顯示系統(tǒng)600可以在該系統(tǒng)的內(nèi)部包括圖像發(fā)生器，如TV調(diào)諧器或接收器618或其它內(nèi)部發(fā)生器。當然，可以有各種其它有線或無線接口，用于向系統(tǒng)600發(fā)送數(shù)據(jù)以便顯示。提供開關裝置SW 620，以便手動或自動選擇播放哪個信號源，并且可以同時播放多個信號源，如通過使用畫中畫技術。該系統(tǒng)也可以支持各種形式的圖像處理和增強。
這僅僅是把顯示技術應用于圖像處理應用的一個例子，應該理解，盡管該技術的主要應用是針對平板顯示器的，但是發(fā)明的技術同樣可以應用于具有曲面的顯示器?？梢詰冒l(fā)明的技術顯示應用有無窮變化。以下舉例列出某些應用，但這些應用并非限制性的；它們包括各種信息設備，電視監(jiān)控器，CD播放機，DVD播放機，計算機監(jiān)視器，計算機系統(tǒng)，汽車儀表盤，航空儀表顯示盤，視頻游戲，蜂窩電話，個人數(shù)字助理(PDA)，電話，圖形系統(tǒng)，打印系統(tǒng)，記分板系統(tǒng)，文件和圖像掃描儀，娛樂系統(tǒng)，家庭或家用電器，復印機，全球定位系統(tǒng)導航顯示屏，動態(tài)藝術顯示裝置，數(shù)字或視頻攝像機，及其任意組合。
7.具有特定功能特征組合的典型實施例在該詳細說明書中描述并在附圖中說明了各種結構、裝置、系統(tǒng)、體系結構、方法、過程和計算機程序。根據(jù)該描述，可以理解，本發(fā)明提供可以獨立使用或用各種方式組合使用的許多不同的功能特征和元件。這部分描述闡述具有或需要本發(fā)明的功能特征和元件的特定組合的某些特定實施例。闡述的組合僅僅是示范性的，總的來說，可以獨立或組合使用在該部分中或者在該詳細說明書中描述的任何功能特征和元件。同時，應該理解，詳細說明書中列出的節(jié)標題或次標題的目的僅僅是充當讀者指南，本發(fā)明的不同方面、功能特征及其元件是在整個說明書中闡述的。
在一個方面，本發(fā)明提供用于長壽命發(fā)光反饋穩(wěn)定的顯示板的系統(tǒng)和方法。在第一實施例中，本發(fā)明提供穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，包括具有多個發(fā)射圖形元素(像素)的顯示裝置，其中每個圖形元素是由至少一個電子電路裝置組成的；顯示驅動電路，用于接收來自外部圖像源的原始輸入圖像信號，并向顯示器施加校正的圖像信號；顯示發(fā)光度檢測器，用于生成至少一個顯示裝置發(fā)光度值；以及處理邏輯單元，用于接收至少一個顯示裝置發(fā)光度值，并向該顯示驅動電路傳送信息，該顯示驅動電路使用該傳送的信息生成一個變換，用于根據(jù)該原始輸入圖像信號生成該校正的圖像信號。
在該系統(tǒng)的第二特定實施例中，每個像素包括采樣與保持電路；該采樣與保持電路控制的電流源；由該電流源供電的光子發(fā)射裝置；以及其所處位置與該光子發(fā)射裝置有一個間距的發(fā)光度檢測裝置，用于檢測該光子發(fā)射裝置發(fā)射的光子。
在第三實施例中，每個像素包括光子發(fā)射器；以及布置在該像素內(nèi)的光子通量積分器，用于在指定的時間期間截取來自該光子發(fā)射器的光子的通量，響應于截取的光子經(jīng)受電特性變化，積分或計數(shù)在該時間期間截取的光子數(shù)目，并且生成用來表示在該指定的時間期間的總的積分光子通量的信號。在第四實施例中，該光子通量積分器包括由光電裝置構成的傳感器，響應于變化的或可變光子通量，展示變化的或可變特性；適合于存儲或釋放電荷的電荷存儲裝置；以及控制電路，響應于該傳感器的電阻或電導的變化，把電荷輸送到該電荷存儲裝置中或使電荷離開該電荷存儲裝置。在第五實施例中，該電荷存儲裝置包括電容器。在第六實施例中，該控制電路包括晶體管。在第七實施例中，該光電裝置包括光敏電阻，光敏電阻隨照射到其表面上的光子通量的變化改變其電阻值或電導。在第八實施例中，光電裝置包括光電二極管，其泄露隨照射到其表面上的光子通量的變化而增加或降低。在第九實施例中，光電二極管泄露包括電壓泄露、電流泄露或電荷泄露中的一個或多個泄露。在第十實施例中，該光電裝置包括光電晶體管，其電流隨照射到該光電晶體管表面上的光子通量的變化而增加或降低。
在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該發(fā)光度檢測器包括光子通量積分器。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該圖形元素(像素)包括特定的光子通量積分器，該積分器積分與該光子通量積分器一樣的像素內(nèi)的光子發(fā)射裝置發(fā)射的光子通量。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，每個光子通量積分器包括隔離開關裝置，用于隔離第一電路結點與第二電路結點，并有一個輸出端(結點)；光敏單元，具有與該隔離開關裝置的輸出端(結點)相連的輸入和與參考電壓結點相連的輸出；以及電荷存儲裝置，具有與該隔離開關的第一端相連的第一電極和與該參考電壓結點相連的第二電極。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該電荷存儲裝置包括電容器。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該隔離開關包括晶體管。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該隔離開關是在諸如薄膜晶體管(TFT)的基片上制作的。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該薄膜晶體管是由非晶硅構成的。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該薄膜晶體管是由多晶硅構成的。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該薄膜晶體管是由硒化鎘構成的。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該薄膜晶體管是由任意半導體材料構成的。
在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該薄膜晶體管包括在材料中定義的一個溝道，并且該材料是從由以下溝道組成的材料集合中選擇的非晶硅溝道，多晶硅溝道，硒化鎘溝道，砷化鎵溝道，以及在任何其它半導體材料上制作或定義的溝道。
在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該顯示裝置包括用平面陣列的方式安排的多個圖形元素。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，眾多獨立圖形元素是按列和行尋址的。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該指定的時間小于等于行尋址時間。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該指定的時間介于行尋址時間的0.01倍(百分之一)和行尋址時間之間。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該指定的時間介于行尋址時間的0.1倍(百分之十)和行尋址時間之間。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該指定的時間小于等于幀時間。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該指定的時間大于行尋址時間的0.01倍且小于等于幀時間。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該指定的時間等于幀時間的數(shù)倍。
在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該顯示發(fā)射裝置是有機發(fā)光二極管(OLED)。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是小分子OLED。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是聚合物OLED(PLED)。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是磷光OLED(PHOLED)。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是以單層或多層有機材料和電極的任意組合的方式用任何有機材料構造的。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是有源矩陣OLED。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該顯示發(fā)射裝置是電致發(fā)光裝置。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該顯示發(fā)射裝置是等離子發(fā)射裝置。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該顯示發(fā)射裝置是任何可控制的光子發(fā)射裝置。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該有源矩陣是由非晶硅構成的。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該有源矩陣是由多晶硅構成的。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該有源矩陣是由硒化鎘構成的。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該有源矩陣是由任何類型的半導體材料構成的。
在另一方面，本發(fā)明提供用于使顯示系統(tǒng)穩(wěn)定的方法，包括提供具有多個發(fā)射圖形元素的顯示裝置，其中每個圖形元素是由至少一個電子電路裝置組成的；由顯示驅動電路接收來自外部圖像源的原始輸入圖像信號，并向顯示器施加校正的圖像信號；檢測顯示發(fā)光度并且生成至少一個顯示裝置發(fā)光度值；以及由處理邏輯單元接收至少一個顯示裝置發(fā)光度值，并向該顯示驅動電路傳送信息，使用該傳送的信息生成一個變換，用于根據(jù)該原始輸入圖像信號生成該校正的圖像信號。
在另一方面，本發(fā)明提供用于操作和單獨控制有源矩陣發(fā)射顯示裝置中的每個像素的發(fā)光度的方法。在該方法的一個實施例中，本發(fā)明提供用于控制顯示裝置中的圖形元素(像素)的發(fā)光度的方法，該方法包括存儲數(shù)字圖像灰度級值與顯示驅動信號之間的變換，其中該顯示驅動信號生成與該數(shù)字灰度級值相對應的像素的發(fā)光度；識別特定像素的目標灰度級值；基于存儲的變換生成與識別的目標灰度級相對應的顯示驅動信號，并且在第一顯示幀期間用該驅動信號驅動該特定像素；在第一顯示時間結束時測量表示該特定像素的實際測量的發(fā)光度的參數(shù)；確定識別的目標發(fā)光度與該特定像素的實際測量的發(fā)光度之間的差值；基于確定的差值修改用于該特定像素的存儲的變換；以及存儲并使用修改的變換，以便生成在第一幀時間之后的幀時間期間的該特定像素的顯示驅動信號。
在該方法的另一個實施例中，第一顯示幀是由軟件編程或由顯示器用戶抑或由編程和用戶的組合指定的任意顯示幀。在該方法的另一個實施例中，在第一幀之后的幀時間為任意后續(xù)幀時間。在該方法的另一個實施例中，第一顯示幀是由軟件編程或由顯示器用戶抑或由編程和用戶的組合指定的任意顯示幀。在該方法的另一個實施例中，第一顯示時間或者是單一連續(xù)時間段，或者由多個不連續(xù)的時間段組成，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。在該方法的另一個實施例中，用于生成該特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用是在單一幀的任何后續(xù)部分上或在不同幀上施加的。在該方法的另一個實施例中，用于生成該特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用或者是在單一連續(xù)時間段上進行的，或者是在由多個不連續(xù)的時間段組成的時間段是進行的，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。在該方法的另一個實施例中，用于生成特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用或者是在單一連續(xù)時間段上進行的，或者是在由多個不連續(xù)的時間段組成的時間段是進行的，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。
在該方法的另一個實施例中，存儲的變換包括在顯示系統(tǒng)的灰度級邏輯功能塊中存儲的變換。在該方法的另一個實施例中，存儲的變換包括在顯示裝置的伽馬表中存儲的變換。在該方法的另一個實施例中，代表在第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的測量的參數(shù)包括，與電荷存儲裝置上積聚的或其釋放出的電子數(shù)相對應的電壓測量。在該方法的另一個實施例中，代表在第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的測量的參數(shù)包括，與電荷存儲裝置上積聚的或其釋放出的電子數(shù)相對應的電流測量。在該方法的另一個實施例中，代表在第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的測量的參數(shù)包括，與電荷存儲裝置上積聚的或其釋放出的電子數(shù)相對應的電荷測量。在該方法的另一個實施例中，電荷存儲裝置包括電容器。在該方法的另一個實施例中，積聚或釋放的電子與傳感器元件的電阻率或傳導率成比例，其中傳感器元件的電阻率或傳導率隨照射到該傳感器上的光子的通量而變化。在該方法的另一個實施例中，該比例是正比例。
在該方法的另一個實施例中，在第一幀時間之后的幀時間是下一個后續(xù)幀時間。在該方法的另一個實施例中，在第一幀時間之后的幀時間是任意的后續(xù)幀時間。在該方法的另一個實施例中，在第一幀時間之后的幀時間是顯示設備的下一次加電時間。在該方法的另一個實施例中，在第一幀時間之后的幀時間是相隔預定或動態(tài)確定的時間間隔的幀時間。在該方法的另一個實施例中，為顯示設備中的每個像素存儲不同的變換。在該方法的另一個實施例中，為每個可以顯示的不同的灰度級存儲不同的變換，每個可顯示的不同的灰度級用于該顯示設備中每個可獨立尋址的像素。在該方法的另一個實施例中，第一顯示時間是在顯示器中點亮像素的持續(xù)時間。在該方法的另一個實施例中，該顯示時間實質(zhì)上是介于8毫秒與36毫秒之間的任何時間。在該方法的另一個實施例中，該顯示時間實質(zhì)上是介于10毫秒與20毫秒之間的任何時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括行尋址時間。在該方法的另一個實施例中，該指定的時間小于等于行尋址時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.01倍(百分之一)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.1倍(百分之十)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分大于行尋址時間的0.01倍且小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分等于幀時間的數(shù)倍。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間與幀時間之間的時間。
在該方法的另一個實施例中，表示第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的參數(shù)的測量包括，測量朝著已知電壓的方向進行充電或從已知電壓開始放電的電容器上存儲的電壓，并且充電或放電的電量與從該特定像素內(nèi)的發(fā)射器發(fā)射到同一特定像素內(nèi)的傳感器上的光子通量成比例。
在該方法的另一個實施例中，對于該顯示器中的每個像素，重復用于識別、生成、測量、確定、修改和使用的步驟。在該方法的另一個實施例中，基于在制造期間或在最初使用時執(zhí)行的顯示器校準過程中確定的特定像素傳感器上的參考積分光子通量，確定識別的目標發(fā)光度與該特定像素的實際測量的發(fā)光度之間的差值。在該方法的另一個實施例中，該方法還包括顯示器校準過程，該過程確定并存儲可控制該顯示器顯示的每個像素和每個灰度級的初始變換。
在另一方面，本發(fā)明提供用于控制顯示裝置內(nèi)的圖形元素(像素)的發(fā)光度的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括存儲的用于可對其進行控制以便顯示的每個像素和每個灰度級的像素灰度級到顯示像素驅動信號的變換，存儲的變換基于在前一個顯示幀時間周期期間的顯示像素的性能特征；響應于控制的顯示驅動信號發(fā)生器，用于接收命令以顯示處于特定像素位置的特定灰度級，并在第一幀時間期間通過使用存儲的變換生成用于該特定像素的驅動信號；用于該顯示器中的每個獨立像素的發(fā)光度測量電路，用于測量表示在第一顯示時間結束時的多個特定像素中的每一個的實際測量的發(fā)光度的參數(shù)；比較器電路，用于確定識別的目標發(fā)光度與該特定像素的實際測量的發(fā)光度之間的差值；變換更新邏輯，用于在第一幀時間的一部分期間，基于確定的差值修改用于每個特定像素的存儲的變換；以及使用修改的變換，以便在第一幀時間之后的第二幀時間的一部分期間生成用于該特定像素的顯示驅動信號。
在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，存儲的變換包括在顯示系統(tǒng)的灰度級邏輯功能塊中存儲的變換。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，存儲的變換包括在顯示設備的伽馬表中存儲的變換。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，發(fā)光度測量電路測量表示第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的參數(shù)，并且包括與分別用于顯示器的每個像素的電荷存儲裝置上積聚的或從中釋放的電子數(shù)相對應的電壓測量。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，電荷存儲裝置包括電容器。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，積聚或釋放的電子與傳感器元件的電阻率或傳導率成比例，其中傳感器元件的電阻率或傳導率隨照射到該傳感器上的光子的通量變化。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，該比例是正比例。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，在第一幀時間之后的第二幀時間是下一個后續(xù)幀時間的一部分。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，在第一幀時間的一部分之后的第二幀時間的一部分是后續(xù)幀時間的任何一個或多個幀時間中的一部分。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，在第一幀時間之后的幀時間是顯示設備的下一次加電時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，在第一幀時間之后的幀時間是相隔預定或動態(tài)確定的時間間隔的幀時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，為該顯示設備中的每個像素存儲不同的變換。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，為每個可以顯示的不同的灰度級存儲不同的變換，每個可顯示的不同的灰度級用于該顯示設備中每個可獨立尋址的像素。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，第一顯示時間是在顯示器中點亮像素的持續(xù)時間。
在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，該顯示時間實質(zhì)上是介于8毫秒與36毫秒之間的任何時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，該顯示時間實質(zhì)上是介于10毫秒與20毫秒之間的任何時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括行尋址時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間與幀時間之間的時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括行尋址時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于行尋址時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.01倍(百分之一)和行尋址時間之間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.1倍(百分之十)和行尋址時間之間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于幀時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分大于行尋址時間的0.01倍且小于等于幀時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分等于幀時間的數(shù)倍。在該控制系統(tǒng)和方法的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間的0.01倍與幀時間之間的時間。
在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，表示第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的參數(shù)的測量包括，測量朝著已知電壓的方向進行充電或從已知電壓開始放電的電容器上存儲的電壓，并且充電或放電的電量與從該特定像素內(nèi)的發(fā)射器發(fā)射到同一特定像素內(nèi)的傳感器上的光子通量成比例。
在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，對于該顯示器中的每個像素，重復用于識別、生成、測量、確定、修改和使用的步驟。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，基于在制造期間或在最初使用時執(zhí)行的顯示器校準過程中確定的特定像素傳感器上的參考積分光子通量，確定識別的目標發(fā)光度與該特定像素的實際測量的發(fā)光度之間的差值。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，該控制系統(tǒng)還包括顯示器校準過程，該過程確定并存儲可控制該顯示器顯示的每個像素和每個灰度級的初始變換。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，代表在第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的測量的參數(shù)包括，與電荷存儲裝置上積聚的或其釋放出的電子數(shù)相對應的電流測量。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，代表在第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的測量的參數(shù)包括，與電荷存儲裝置上積聚的或其釋放出的電子數(shù)相對應的電荷測量。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，第一顯示幀是由軟件編程或由顯示器用戶抑或由編程和用戶的組合指定的任意顯示幀。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，在第一幀之后的幀時間為任意后續(xù)幀時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，第一顯示幀是由軟件編程或由顯示器用戶抑或由編程和用戶的組合指定的任意顯示幀。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，第一顯示時間或者是單一連續(xù)時間段，或者由多個不連續(xù)的時間段組成，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。
在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，用于生成該特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用是在單一幀的任何后續(xù)部分上或在不同幀上施加的。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，用于生成該特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用或者是在單一連續(xù)時間段上進行的，或者是在由多個不連續(xù)的時間段組成的時間段是進行的，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，用于生成特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用或者是在單一連續(xù)時間段上進行的，或者是在由多個不連續(xù)的時間段組成的時間段是進行的，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。
在另一方面，本發(fā)明提供用于操作高性能的穩(wěn)定的有源矩陣發(fā)射顯示器的反饋控制系統(tǒng)和方法。在該方法的一個實施例中，本發(fā)明提供用于操作具有多個像素的有源矩陣OLED顯示設備或其它發(fā)射顯示設備的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的外部信號源相連的灰度級邏輯，該灰度級邏輯包括一個變換，用于把圖像像素灰度級值的第一表示變換成同一圖像灰度級像素值的第二表示；顯示控制器，能夠接收來自該灰度級邏輯的輸入，并向顯示矩陣行選擇和列驅動電路傳送圖像和控制信號，行選擇和列驅動器能夠在用于多個像素的幀時間期間促成圖像的顯示；多個像素的每個像素包括一個像素光子通量發(fā)射器和一個像素光子通量接收器，接收器在該像素顯示幀時間的一部分期間計算從該發(fā)射器發(fā)射的光子通量的至少一部分的積分，并生成表示該積分光子通量的輸出信號；校準存儲器，存儲用于每個像素和該像素可以顯示的每個像素值的校準值；比較器，接收來自多個像素的每個像素和該校準存儲器的輸出信號，比較接收的輸出信號與類似的來自該校準存儲器的多個對應信號，以計算每個像素的差分信號；以及像素偏差邏輯，接收來自該比較器的差分信號，并且對至少像素位置和其校準值與測量值之間有差值的像素灰度級值，控制該灰度級邏輯變換的變化。
在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該像素偏差邏輯包括像素偏差存儲器，用于存儲校準的像素發(fā)光度值與測量的像素發(fā)光度值之間的偏差。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該校準值是電壓值，表示該積分光子通量的輸出信號是電壓，并且該比較器是電壓比較電路。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該校準值是電流值，表示該積分光子通量的輸出信號是電流，并且該比較器是基于電流的電荷放大器/阻抗變換電路。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該校準值是電荷值，表示該積分光子通量的輸出信號是電荷，并且該比較器是基于電荷的比較電路。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該校準值是電壓值，表示該積分光子通量的輸出信號是電荷，并且該比較器是電壓比較電路。
在該系統(tǒng)的另一個實施例中，表示該積分光子通量的輸出信號是模擬信號，并且該系統(tǒng)還包括采樣與保持電路，對模擬信號進行采樣，作為代表在該像素顯示幀時間的一部分期間的每像素積分光子通量的電壓，并保持該采樣信號以轉換成數(shù)字值；模數(shù)轉換器，把采樣與保持的模擬信號轉換成數(shù)字值；以及與該模數(shù)轉換器相連的復用器，接收數(shù)字值，并依照預定格式和順序把它們傳送到該比較器。
在該系統(tǒng)的另一個實施例中，表示該積分光子通量的輸出信號是模擬信號，并且該系統(tǒng)還包括采樣與保持電路，對模擬信號進行采樣，作為代表在該像素顯示幀時間的一部分期間的每像素積分光子通量的電壓，并保持該采樣信號；與該采樣與保持電路相連的復用器，接收采樣與保持的模擬值；以及模數(shù)轉換器，用于轉換從該復用器那里接收的采樣與保持的模擬信號，將該模擬值轉換成數(shù)字值，并依照預定格式和順序把它們傳送到該比較器。
在該系統(tǒng)的另一個實施例中，該系統(tǒng)還包括數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的外部信號源。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的外部信號源包括數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的信號源，或模擬圖像數(shù)據(jù)與圖像模數(shù)轉換器之組合。
在該系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分包括行尋址時間或更短的時間段。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。在該系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分至少為1毫秒。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括行尋址時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間與幀時間之間的時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括行尋址時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于行尋址時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.01倍(百分之一)和行尋址時間之間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.1倍(百分之十)和行尋址時間之間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于幀時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分大于行尋址時間的0.01倍且小于等于幀時間。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分等于幀時間的數(shù)倍。在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間的0.01倍與幀時間之間的時間。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供用于操作具有多個像素的有源矩陣顯示設備的方法，該方法包括在校準存儲器中存儲用于每個像素和每個像素可以顯示的每個灰度級值的校準值；在變換存儲器中存儲變換，用于把圖像像素灰度級值的第一表示變換成用于每個像素和該顯示器中的每個像素可以顯示的每個灰度級的同一圖像灰度級像素值的第二表示；從外部信息源接收用于多個像素的圖像像素灰度級值的第一灰度級表示；根據(jù)存儲的變換，把該第一灰度級表示變換成數(shù)目相等的用于每個像素的第二灰度級表示；根據(jù)該圖像灰度級像素值的第二表示，生成圖像數(shù)據(jù)和控制信號，以便在當前顯示幀時間期間驅動矩陣顯示設備中的像素元素；生成用于該顯示器中的多個像素的每個像素的積分光子通量信號，該信號表示在當前顯示幀時間的一部分期間該顯示器中的多個像素的每個像素上的積分光子通量；以每個像素為基礎，比較所控制的灰度級的多個積分光子通量信號與每個像素的同一灰度級的校準值，并生成用來表示所控制的灰度級與測量的灰度級之間的差值的多個比較結果；以及基于該比較結果識別每個像素的任何一個偏差，并且對至少像素位置和其校準值與測量值之間有差值的像素灰度級值，在后續(xù)顯示幀時間期間控制存儲的變換的變化。
在該方法的一個實施例中，識別任何一個偏差的步驟包括，在像素偏差存儲器中存儲校準像素發(fā)光度值與測量的像素發(fā)光度值之間的像素偏差。
在該方法的一個實施例中，該校準值是電壓值，該積分光子通量值是電壓，并且該比較包括比較電壓。在該方法的一個實施例中，該校準值是電流值，該積分光子通量值是電流，并且該比較包括比較電流。在該方法的一個實施例中，該校準值是電荷值，該積分光子通量值是電荷，并且該比較包括比較電荷。
在該方法的一個實施例中，該積分光子通量值是模擬信號，并且該方法還包括對模擬信號進行采樣，作為代表在該像素顯示幀時間的一部分期間的每像素積分光子通量的電壓，并保持該采樣信號以轉換成數(shù)字值；以及把該模擬采樣信號轉換成數(shù)字信號。
在該方法的一個實施例中，該積分光子通量值是模擬信號，并且該方法還包括對模擬信號進行采樣，作為代表在該像素顯示幀時間的一部分期間的每像素積分光子通量的電荷，并保持該采樣信號以轉換成數(shù)字值；以及把該模擬采樣信號轉換成數(shù)字信號。
在該方法的一個實施例中，該積分光子通量值是模擬信號，并且該方法還包括對模擬信號進行采樣，作為代表在該像素顯示幀時間的一部分期間的每像素積分光子通量的電流，并保持該采樣信號以轉換成數(shù)字值；以及把該模擬采樣信號轉換成數(shù)字信號。
在該方法的一個實施例中，該方法還包括生成用于多個像素的圖像像素灰度級值的第一灰度級表示。在該方法的一個實施例中，該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)包括數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，或利用圖像模數(shù)轉換器轉換成數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬圖像數(shù)據(jù)。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分包括一個小于等于行尋址時間的時間。
在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分至少為1毫秒。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間與幀時間之間的時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括行尋址時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于行尋址時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.01倍(百分之一)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.1倍(百分之十)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分大于行尋址時間的0.01倍且小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分等于幀時間的數(shù)倍。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間的0.01倍與幀時間之間的時間。
在該方法的另一個實施例中，后續(xù)顯示幀時間是在當前顯示幀時間之后的下一個顯示時間。在該方法的另一個實施例中，后續(xù)顯示幀時間是在當前顯示幀時間之后的任何一個顯示幀時間。在該方法的另一個實施例中，后續(xù)顯示幀時間是顯示器初始化或加電時的幀時間。在該方法的另一個實施例中，該圖像數(shù)據(jù)和控制信號包括，能夠在多個像素的幀時間期間促成圖像顯示的顯示矩陣行和列控制與驅動信號。
在該方法的另一個實施例中，該像素包括由非晶硅構成的至少一個薄膜晶體管。在該方法的另一個實施例中，該像素包括由多晶硅構成的至少一個薄膜晶體管。在該方法的另一個實施例中，該像素包括由硒化鎘構成的至少一個薄膜晶體管。在該方法的另一個實施例中，該像素包括由半導體材料構成的至少一個薄膜晶體管。
在該方法的另一個實施例中，當前顯示幀時間的一部分小于等于行尋址時間。在該方法的另一個實施例中，當前顯示幀時間的一部分小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，當前顯示幀時間的一部分等于幀時間的數(shù)倍。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分至少為1毫秒。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間與幀時間之間的時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括行尋址時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于行尋址時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.01倍(百分之一)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.1倍(百分之十)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分大于行尋址時間的0.01倍且小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分等于幀時間的數(shù)倍。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間的0.01倍與幀時間之間的時間。
在該方法的另一個實施例中，顯示裝置是有機發(fā)光二極管(OLED)像素顯示裝置。在該方法的另一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是小分子OLED。在該方法的另一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是聚合物OLED(PLED)。在該方法的另一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是磷光OLED(PHOLED)。在該方法的另一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)以單層或多層有機材料和電極的任意組合的方式用任何有機材料構造的。在該方法的另一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是有源矩陣OLED。在該方法的另一個實施例中，該顯示裝置是電致發(fā)光裝置。在該方法的另一個實施例中，該顯示裝置是等離子體發(fā)射裝置。在該方法的另一個實施例中，該顯示裝置是任何可控制的光子發(fā)射裝置。在該方法的另一個實施例中，該有源矩陣顯示裝置是由非晶硅構成的。在該方法的另一個實施例中，該有源矩陣顯示裝置是由多晶硅構成的。在該方法的另一個實施例中，該有源矩陣顯示裝置是由硒化鎘構成的。在該方法的另一個實施例中，該有源矩陣顯示裝置是由任何類型的半導體材料構成的。
在另一方面，本發(fā)明提供用于反饋穩(wěn)定的平板顯示器的有源矩陣顯示器和像素結構。在一個實施例中，本發(fā)明提供具有集成的發(fā)光度傳感器的發(fā)射像素裝置，該像素裝置包括發(fā)光裝置；驅動電路，用于生成電流以把該發(fā)光裝置驅動到與圖像電壓相對應的預定發(fā)光度，并且在幀時間期間向該發(fā)光裝置施加該驅動電流；光電傳感器，響應于靠近該發(fā)光裝置的入射光子通量的變化，展示電特性的變化，以便在該發(fā)光裝置處于發(fā)射狀態(tài)時截取可測量的光子通量；與該傳感器相連的電荷存儲裝置，用于聚集或釋放電荷，并且同時展示電容電荷和與該電荷成比例的電壓；以及控制電路或其它控制裝置，響應于在幀時間的至少一部分期間的傳感器的電特性的變化，控制電荷存儲裝置的充電和放電。
在該裝置的一個實施例中，該裝置還包括電壓讀取電路，用于測量在顯示幀時間的至少一部分的結束時該電荷存儲裝置上的電壓，測量的電壓表示在幀時間的一部分期間的像素的測量的發(fā)光度。
在該裝置的一個實施例中，該裝置還包括電流讀取電路，用于測量在顯示幀時間的至少一部分的結束時該電荷存儲裝置上的電流，測量的電流表示在幀時間的一部分期間的像素的測量的發(fā)光度。
在該裝置的一個實施例中，該裝置還包括電荷讀取電路，用于測量在顯示幀時間的至少一部分的結束時該電荷存儲裝置上的電荷，測量的電荷表示在幀時間的一部分期間的像素的測量的發(fā)光度。
在這些裝置的另一個實施例中，該裝置還包括反饋控制電路，用于在后續(xù)幀時間期間校正該像素驅動電路，從而與測量幀時間期間的測量的發(fā)光度相比，在后續(xù)幀時間期間的測量的發(fā)光度和參考發(fā)光度之間的變化更小。
在該裝置的一個實施例中，該電荷存儲裝置上的電壓代表控制電路允許在其間對該電荷存儲裝置進行充放電的幀時間的一部分期間的積分光子通量。在該裝置的一個實施例中，該電壓讀取電路還包括電壓比較電路，該電路接收該電荷存儲裝置上的電壓和與目標發(fā)光度相對應的參考電壓，并生成用來表示目標發(fā)光度和測量的發(fā)光度之間的差值的差分信號。在該裝置的一個實施例中，該電流讀取電路還包括電流比較電路，該電路接收該電荷存儲裝置上的電流和與目標發(fā)光度相對應的參考電流，并生成用來表示目標發(fā)光度和測量的發(fā)光度之間的差值的差分信號。在該裝置的一個實施例中，該電荷讀取電路還包括電荷比較電路，該電路接收該電荷存儲裝置上的電荷和與目標發(fā)光度相對應的參考電荷，并生成用來表示目標發(fā)光度和測量的發(fā)光度之間的差值的差分信號。在該裝置的一個實施例中，該讀取電路被配置成電荷放大器/具有電荷放大器電路的轉移阻抗放大器。在該裝置的一個實施例中，電荷放大器/轉移阻抗放大器測量把該儲能電容器再充電到滿電荷電壓所需的電荷，并且該電荷放大器電路的倒相(-)輸入的阻值至少為1千兆歐姆，而該電荷放大器電路的輸出的阻值介于0歐姆與100歐姆之間。在該裝置的一個實施例中，該電荷放大器電路的輸出的阻值實質(zhì)上介于0歐姆與10歐姆之間。在該裝置的一個實施例中，該控制電路包括至少一個晶體管。在該裝置的一個實施例中，該電荷存儲裝置包括至少一個電容器。在該裝置的一個實施例中，該電荷存儲裝置包括多個電容器。在該裝置的一個實施例中，該傳感裝置包括其電阻率或傳導率隨照射到其上的光子的數(shù)目而變化的光電阻或光電導裝置。在該裝置的一個實施例中，該發(fā)光裝置發(fā)射光子。在該裝置的一個實施例中，該發(fā)光裝置包括發(fā)光二極管。在該裝置的一個實施例中，該發(fā)光裝置包括有機發(fā)光二極管。在該裝置的一個實施例中，該發(fā)光裝置包括無機發(fā)光二極管。在該裝置的一個實施例中，該發(fā)光裝置是以二維陣列的方式排列的多個發(fā)光裝置中的一個，其中二維陣列被排列成行和列。在該裝置的一個實施例中，該發(fā)光裝置包括發(fā)光二極管。
在該裝置的一個實施例中，該發(fā)光裝置包括有機發(fā)光二極管。在該裝置的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是小分子OLED。在該裝置的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是聚合物OLED(PLED)。在該裝置的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)磷光OLED(PHOLED)。在該裝置的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是以單層或多層有機材料和電極的任意組合的方式用任何有機材料構造的。在該裝置的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是有源矩陣OLED。在該裝置的一個實施例中，該顯示裝置是電致發(fā)光裝置。在該裝置的一個實施例中，該顯示裝置是等離子發(fā)射裝置。在該裝置的一個實施例中，該顯示裝置是任何可控制的光子發(fā)射裝置。
在該裝置的一個實施例中，該有源矩陣顯示裝置是由非晶硅構成的。在該裝置的一個實施例中，該有源矩陣顯示裝置是由多晶硅構成的。在該裝置的一個實施例中，該有源矩陣顯示裝置是由硒化鎘構成的。在該裝置的一個實施例中，該有源矩陣顯示裝置是由任何類型的半導體材料構成的。
在該裝置的一個實施例中，該光電傳感器元件包括一個電阻元件，并且其電阻變化與照射到其上的光子通量成比例。在該裝置的一個實施例中，該光電傳感器元件包括光電二極管，光電二極管響應于照射到其上的光子通量展示電阻和/或電導的變化。在該裝置的一個實施例中，該光電傳感器元件包括光電晶體管，光電晶體管響應于照射到其上的光子通量展示電阻和/或電導的變化。在該裝置的一個實施例中，該光電傳感器截取該發(fā)光裝置發(fā)射的光子，并將它們轉換為載荷子(charge carrier)，使得傳感器的材料成為更好的電流導體，因此具有更低的電阻。在該裝置的一個實施例中，電阻較低的光電傳感器排出與該傳感器的兩端的電阻元件并聯(lián)的電容器上存儲的電荷。在該裝置的一個實施例中，該像素電路包括光子通量計數(shù)積分器，后者包括具有電阻元件和電容器的傳感器。在該裝置的一個實施例中，排出的電荷量與在幀時間的一部分期間照射到該傳感器上的光子數(shù)成比例，并且在幀時間的一部分的結束時，該電容器上的電壓是在幀時間的一部分期間計數(shù)或積分的光子的指示器。
在該裝置的一個實施例中，特定發(fā)光度在該傳感器中引起光電流，光電流的大小充當發(fā)光度指示(通過該傳感器的光子通量)。在該裝置的一個實施例中，光電流與發(fā)光度成比例。在該裝置的一個實施例中，光電流與發(fā)光度成正比例。在該裝置的一個實施例中，感光元件被布置在與該發(fā)光二極管相同的像素內(nèi)。在該裝置的一個實施例中，把感光元件和該發(fā)光二極管集成起來，從而該發(fā)光二極管發(fā)射的全部或大致全部的光子通量照射到該感光元件上。在該裝置的一個實施例中，該感光元件具有其所處物理位置與該發(fā)光裝置的半導體陽極側接觸的表面或分層。
在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分包括行尋址時間或更短的時間段。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分至少為1毫秒。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分小于等于行尋址時間。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間與幀時間之間的時間。在該裝置的另一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括行尋址時間。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分小于等于行尋址時間。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.01倍(百分之一)和行尋址時間之間。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.1倍(百分之十)和行尋址時間之間。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分小于等于幀時間。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分大于行尋址時間的0.01倍且小于等于幀時間。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分等于幀時間的數(shù)倍。在該裝置的一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間的0.01倍與幀時間之間的時間。
在另一方面，本發(fā)明提供用于操作具有集成的發(fā)光度傳感器的發(fā)射像素裝置的方法，該方法包括生成電流以驅動發(fā)光裝置到達與圖像電壓相對應的預定發(fā)光度，并且在幀時間期間向該發(fā)光裝置施加該驅動電流；與傳感器相連的電荷存儲裝置，用于存儲或釋放電荷，并且同時展示電容電荷和與該電荷成比例的電壓；照射光電傳感器，響應于幀時間期間該發(fā)光裝置發(fā)射的光子的入射光子通量的變化，展示其電特性的變化；向與該傳感器相連的電荷存儲裝置中聚集(充電)或從中排出(放電)電荷，該傳感器包括用于在幀時間期間控制電荷的聚集或釋放速度的元件；在幀時間的一部分的結束時測量因該電荷存儲裝置上存在電荷引起的電壓，測量的電壓表示在幀時間的一部分期間的實際發(fā)光度；比較與測量的電壓有關的發(fā)光度與用于該像素發(fā)射器圖像電壓和像素發(fā)射器驅動電流的參考目標發(fā)光度，以生成差值；以及應用該差值作為校正電路的反饋輸入，其中校正電路在后續(xù)幀時間期間修改同一像素的圖像電壓和驅動電流。
在該方法的一個實施例中，該發(fā)光裝置包括無機發(fā)光二極管。在該方法的一個實施例中，該發(fā)光裝置包括有機發(fā)光二極管(OLED)。在該方法的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是小分子OLED。在該方法的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是聚合物OLED(PLED)。在該方法的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是磷光OLED(PHOLED)。在該方法的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是以單層或多層有機材料和電極的任意組合的方式用任何有機材料構造的。在該方法的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是有源矩陣OLED。在該方法的一個實施例中，該顯示發(fā)射裝置是電致發(fā)光裝置。在該方法的一個實施例中，該顯示發(fā)射裝置是等離子體發(fā)射裝置。在該方法的一個實施例中，該顯示發(fā)射裝置是任何可控制的光子發(fā)射裝置。
在該方法的一個實施例中，該有源矩陣是由非晶硅構成的。在該方法的一個實施例中，該有源矩陣是由多晶硅構成的。在該方法的一個實施例中，該有源矩陣是由硒化鎘構成的。在該方法的一個實施例中，該有源矩陣是由任何類型的半導體材料構成的。
在該方法的一個實施例中，該光電傳感器截取該發(fā)光裝置發(fā)射的光子，并將它們轉換為載荷子，使得傳感器的材料成為更好的電流導體，因此具有更低的電阻。在該方法的一個實施例中，聚集或排出的電荷量與在幀時間的一部分期間照射到該傳感器上的光子數(shù)成比例，并且在幀時間的一部分的結束時，該電容器上的電壓是在幀時間的一部分期間計數(shù)或積分的光子的指示器。在該方法的一個實施例中，特定發(fā)光度在該傳感器中引起光電流，光電流的大小充當發(fā)光度指示(通過該傳感器的光子通量)。在該方法的一個實施例中，感光元件被布置在與該發(fā)光二極管相同的像素內(nèi)。
在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分包括行尋址時間或更短的時間段。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分至少為1毫秒。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分小于等于行尋址時間。
在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間與幀時間之間的時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括行尋址時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于行尋址時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.01倍(百分之一)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.1倍(百分之十)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分大于行尋址時間的0.01倍且小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分等于幀時間的數(shù)倍。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間的0.01倍與幀時間之間的時間。
在另一方面，本發(fā)明提供用于操作自校準發(fā)射像素的裝置和方法。在一個實施例中，本發(fā)明提供用于操作自校準像素的發(fā)射像素裝置和方法，該方法包括建立具有預定啟動電壓的傳感電容器；給光子發(fā)射裝置提供電流，以便在預定的目標光子發(fā)射電平上發(fā)射光子；照射其電性能隨其上的光子通量而變化的傳感裝置，以便在幀時間的至少一部分期間發(fā)射光子；允許該傳感電容器通過該傳感裝置從預定啟動電壓開始充電或放電，從而幀時間的一部分和在幀時間的一部分期間的傳感器的平均電阻確定該傳感電容器上的電荷量；在幀時間的一部分的結束時測量該傳感電容器上的剩余電壓或電荷，作為用于測量的在幀時間的一部分期間的積分光子通量和像素發(fā)光度的指示；以及通過使用測量的傳感電容器電壓作為反饋參數(shù)，修改將在后續(xù)顯示幀時間期間應用于同一像素和灰度級的圖像電壓和電流。
在該方法的一個實施例中，該傳感器包括光電阻裝置。在該方法的一個實施例中，該傳感器包括光電導裝置。在該方法的一個實施例中，該傳感器包括光電二極管、光電阻、光電導體和光電晶體管中的至少一種。在該方法的一個實施例中，該傳感器包括光電晶體管。在該方法的一個實施例中，該傳感器包括光電二極管。在該方法的一個實施例中，建立的電容器啟動電壓是通過把傳感電容器充電到預定充電電壓而建立的。在該方法的一個實施例中，建立的電容器啟動電壓實質(zhì)上為零伏特。在該方法的一個實施例中，預定電容器啟動電壓是一個具有電壓量的非零電壓。在該方法的一個實施例中，對于充電到非零預定啟動電壓后允許其放電的傳感電容器，通過該傳感電容器保持的電壓差指示在幀時間的一部分期間的總的光子積分通量。
在該方法的一個實施例中，對于大致為零伏特的不帶電的或在不同電壓下充電后允許其在幀積分時間的一部分期間放電的傳感電容器，通過該傳感電容器的啟動電壓與結束電壓的差值指示在幀時間的一部分期間的總的光子積分通量。
在該方法的一個實施例中，修改將在后續(xù)顯示幀期間應用于同一像素和灰度級的圖像電壓和電流的步驟還包括，比較測量的傳感電容器電壓與存儲器中存儲的參考校準電壓，以及通過使用這些電壓之間的差值生成校正。
在該方法的一個實施例中，對于二維有源矩陣像素陣列的每個像素，該方法實質(zhì)上是并行執(zhí)行的。
在該方法的一個實施例中，通過向控制設備施加電壓提供電流，該控制設備向光子發(fā)射裝置提供與該電壓相對應的電流，以便以預定的目標光子發(fā)射電平發(fā)射光子。
在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分包括行尋址時間或更短的時間段。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分至少為1毫秒。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分小于等于行尋址時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.01倍(百分之一)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.1倍(百分之十)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分大于行尋址時間的0.01倍且小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分等于幀時間的數(shù)倍。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間的0.01倍與幀時間之間的時間。
在該方法的一個實施例中，該方法還包括，在積分幀時間之前，利用晶體管和電容器充電電壓電源，通過傳感器線路，把與傳感器相連的電容器充電到第一預定電壓。在該方法的一個實施例中，通過傳感器線路施加電容器充電電壓，僅在測量傳感電容器電壓時，或者僅在對傳感電容器進行再充電并且電壓非常穩(wěn)定且沒有變化時，傳感器線路才提供電流。
在另一方面，本發(fā)明提供用于計算機、信息設備和娛樂系統(tǒng)的高性能發(fā)射顯示設備。在一個實施例中，本發(fā)明提供一種信息設備，包括包含有以二維陣列的方式排列的多個有源矩陣像素的平板或其它顯示設備，每個像素包括一個有機發(fā)光二極管發(fā)射器，一個發(fā)射器驅動電路，用于接收每個像素的輸入圖像數(shù)據(jù)，并生成像素驅動信號，以在幀時間期間生成相對應的目標像素發(fā)光度，以及一個發(fā)射器發(fā)光度傳感器和測量電路，測量用來表示測量顯示幀時間的一部分上的每個像素的實際發(fā)光度的電動參數(shù)；以及與該平板顯示設備相連的顯示邏輯子系統(tǒng)，用于接收每個像素的與像素發(fā)光度有關的電參數(shù)，并且基于目標像素發(fā)光度與測量的像素發(fā)光度之間的差值，生成將在測量顯示幀時間之后的幀時間期間應用于每個像素的輸入圖像數(shù)據(jù)的校正。
在一個實施例中，該信息設備還包括至少一個以下設備電視監(jiān)控器，電視接收機，CD播放器，DVD播放器，計算機監(jiān)控器或顯示器，計算機系統(tǒng)，汽車儀表盤，航空器儀表顯示盤，視頻游戲機，蜂窩電話，個人數(shù)字助理(PDA)，電話，圖形系統(tǒng)，打印系統(tǒng)，記分板系統(tǒng)，娛樂系統(tǒng)，家庭或家用電器，復印機，全球定位系統(tǒng)導航顯示屏，動態(tài)藝術顯示裝置，照相機，以及其任意組合。
在該信息設備的一個實施例中，每個像素包括一個發(fā)光裝置；一個驅動電路，用于生成電流以把該發(fā)光裝置驅動到與圖像電壓相對應的預定發(fā)光度，并且在幀時間期間向該發(fā)光裝置施加該驅動電流；一個光電傳感器，響應于靠近該發(fā)光裝置的入射光子通量的變化，展示電特性的變化，以便在該發(fā)光裝置處于發(fā)射狀態(tài)時截取可測量的光子通量；與該傳感器相連的電荷存儲裝置，用于聚集或釋放電荷，并且同時展示電容電荷和與該電荷成比例的電壓；控制電路，響應于在幀時間的至少一部分期間的傳感器的電特性的變化，控制該電荷存儲裝置的充電和放電；電壓讀取電路，在顯示幀時間的至少一部分的結束時測量該電荷存儲裝置上的電壓，測量的電壓表示在幀時間的一部分期間的像素的測量的發(fā)光度；以及反饋控制電路，用于在后續(xù)幀時間期間校正該像素驅動電路，從而與測量幀時間期間的測量的發(fā)光度相比，在后續(xù)幀時間期間的測量的發(fā)光度和參考發(fā)光度之間的變化更小。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供用于操作具有以二維陣列的方式排列的多個有源矩陣像素的類型的顯示設備的方法，每個像素包括一個發(fā)光二極管發(fā)射器，和一個發(fā)射器驅動電路，用于接收每個像素的輸入圖像數(shù)據(jù)，并生成像素驅動信號，以在每個幀顯示時間期間生成相對應的目標像素發(fā)光度；該方法的特征在于該方法還包括測量用來表示在第一幀時間的至少一部分期間由發(fā)射器發(fā)光度測量電路截取的光子通量的電壓；以及比較與測量的發(fā)光度相對應的測量的電壓和與參考發(fā)光度相對應的參考電壓，以生成一個差分信號，通過使用該差分信號修改在后續(xù)幀顯示時間期間的每個像素的輸入圖像數(shù)據(jù)，從而在后續(xù)顯示幀時間期間的像素發(fā)光度將更接近該參考發(fā)光度。
在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分包括行尋址時間或更短的時間段。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分至少為1毫秒。在該方法的一個實施例中，幀時間的一部分小于等于行尋址時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.01倍(百分之一)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分介于行尋址時間的0.1倍(百分之十)和行尋址時間之間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分大于行尋址時間的0.01倍且小于等于幀時間。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分等于幀時間的數(shù)倍。在該方法的另一個實施例中，幀時間的一部分包括介于行尋址時間的0.01倍與幀時間之間的時間。
在該方法的一個實施例中，后續(xù)幀顯示時間是緊接第一顯示時間之后的幀顯示。在該方法的一個實施例中，后續(xù)幀顯示時間是進行發(fā)光度測量的第一幀顯示時間之后的預定顯示幀數(shù)的幀顯示，并且其中預定幀數(shù)是任意整數(shù)幀數(shù)N。在該方法的一個實施例中，后續(xù)幀顯示時間是預定或動態(tài)確定的事件發(fā)生時的幀顯示。
在該方法的一個實施例中，發(fā)生的預定或動態(tài)確定的事件是從顯示器初始化事件，顯示器加電事件，顯示器操作時間事件，用戶發(fā)起的事件，基于任何自動策略或規(guī)則的事件以及這些事件的組合中選擇的。
在該方法的一個實施例中，該顯示裝置包括作為完整系統(tǒng)中的組成部分的平板顯示裝置，其中該系統(tǒng)是從由以下系統(tǒng)組成的一組系統(tǒng)中選擇的任何一種信息設備，電視監(jiān)控器，CD播放器，DVD播放器，計算機監(jiān)控器，計算機系統(tǒng)，汽車儀表盤，航空器儀表顯示盤，視頻游戲機，蜂窩電話，個人數(shù)字助理(PDA)，電話，圖形系統(tǒng)，打印系統(tǒng)，記分板系統(tǒng)，娛樂系統(tǒng)，家庭或家用電器，復印機，全球定位系統(tǒng)導航顯示屏，動態(tài)藝術顯示裝置，照相機，以及其任意組合。
在該信息設備和方法的一個實施例中，該發(fā)光裝置包括有機發(fā)光二極管(OLED)。在該信息設備和方法的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是小分子OLED。在該信息設備和方法的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是聚合物OLED(PLED)。在該信息設備和方法的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是磷光OLED(PHOLED)。在該信息設備和方法的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是以單層或多層有機材料和電極的任意組合的方式用任何有機材料構造的。在該信息設備和方法的一個實施例中，該有機發(fā)光二極管(OLED)是有源矩陣OLED。在該信息設備和方法的一個實施例中，該發(fā)光裝置是電致發(fā)光裝置。在該信息設備和方法的一個實施例中，該發(fā)光裝置是等離子體發(fā)射裝置。在該信息設備和方法的一個實施例中，該發(fā)光裝置是任何可控制的光子發(fā)射裝置。
在該信息設備和方法的一個實施例中，該顯示裝置是由非晶硅構成的。在該信息設備和方法的一個實施例中，該顯示裝置是由多晶硅構成的。在該信息設備和方法的一個實施例中，該顯示裝置是由硒化鎘構成的。在該信息設備和方法的一個實施例中，該顯示裝置是由任何類型的半導體材料構成的。
在另一方面，本發(fā)明提供一種集成電路。在一個實施例中，該集成電路包括采樣與保持電路，從多個顯示像素那里接收用來特征化積分光子通量和發(fā)光度測量的模擬電壓信號；模數(shù)轉換器，用于接收采樣與保持的模擬電壓信號，并將該模擬信號轉換成數(shù)字信號；校準值存儲器，用于存儲每個像素和需要該像素顯示的每個灰度級值的參考值；至少一個比較器，接收用來指示特定的測量的像素發(fā)光度的至少一個轉換的數(shù)字信號值和用來指示同一像素的參考發(fā)光度的至少一個參考信號值，并且生成用來指示該測量的像素發(fā)光度與該參考像素發(fā)光度的偏差的差分信號；以及包含有像素偏差存儲器的像素偏差邏輯，像素偏差存儲器用于存儲像素的偏差指示。在該集成電路的另一個實施例中，該像素偏差存儲器和該校準值存儲器邏輯上是在公用物理存儲器中定義的。在該集成電路的另一個實施例中，該像素偏差存儲器和該校準值存儲器是在不同的物理存儲器內(nèi)定義的。
在非常詳細地描述了幾種方法之后，應該理解，這些描述包括可以進行組合的可選裝置、裝置、系統(tǒng)和方法步驟(功能)，從而可以實現(xiàn)比提及的功能數(shù)更少的功能數(shù)，以實現(xiàn)相同或基本相同的結果。同時，應該理解，在許多場合中，可以修改方法權利要求中的步驟的順序，以實現(xiàn)相同或基本相同的結果，并且可以經(jīng)常修改這些電路和裝置的連通性，而仍能實現(xiàn)本發(fā)明的性能。
通過上面的描述可以理解，盡管這里舉例描述了本發(fā)明的特定實施例，但是可以做出各種修改而并不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
權利要求
1.一種穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，包括具有多個發(fā)射圖形元素(像素)的顯示裝置，其中每個圖形元素是由至少一個電子電路裝置形成的；顯示驅動電路，用于接收來自外部圖像源的原始輸入圖像信號，并向顯示器施加校正的圖像信號；顯示發(fā)光度檢測器，用于生成至少一個顯示裝置發(fā)光度值；以及處理邏輯單元，用于接收至少一個顯示裝置發(fā)光度值，并向該顯示驅動電路傳送信息，該顯示驅動電路使用該傳送的信息生成一個變換，用于根據(jù)該原始輸入圖像信號生成該校正的圖像信號。
2.如權利要求1中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中每個像素包括采樣與保持電路；該采樣與保持電路控制的電流源；由該電流源供電的光子發(fā)射裝置；以及其所處位置與該光子發(fā)射裝置有一個間距的發(fā)光度檢測裝置，用于檢測該光子發(fā)射裝置發(fā)射的光子。
3.如權利要求1中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中每個像素包括光子發(fā)射器；以及布置在該像素內(nèi)的光子通量積分器，以便在指定的時間期間截取來自該光子發(fā)射器的光子的通量，響應于截取的光子，經(jīng)受電特性變化，積分或計數(shù)在該時間期間截取的光子數(shù)目，并且生成用來表示在該指定的時間期間的總的積分光子通量的信號。
4.如權利要求3中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該光子通量積分器包括由光電裝置構成的傳感器，響應于變化的或可變光子通量，展示變化的或可變特性；適合于存儲或釋放電荷的電荷存儲裝置；以及控制電路，響應于該傳感器的電阻或電導的變化，把電荷輸送到該電荷存儲裝置中或使電荷離開該電荷存儲裝置。
5.如權利要求4中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該電荷存儲裝置包括電容器。
6.如權利要求4中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該控制電路包括晶體管。
7.如權利要求4中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該光電裝置包括光敏電阻，光敏電阻隨照射到其表面上的光子通量的變化改變其電阻或電導。
8.如權利要求4中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該光電裝置包括光電二極管，其泄露隨照射到其表面上的光子通量的變化而增加或降低。
9.如權利要求8中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該光電二極管泄露包括電壓泄露、電流泄露或電荷泄露中的一個或多個泄露。
10.如權利要求4中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該光電裝置包括光電晶體管，其電流隨照射到該光電晶體管表面上的光子通量的變化而增加或降低。
11.如權利要求1中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該發(fā)光度檢測器包括光子通量積分器。
12.如權利要求1中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該圖形元素(像素)包括特定的光子通量積分器，它積分在與該光子通量積分器一樣的像素內(nèi)的光子發(fā)射裝置發(fā)射的光子通量。
13.如權利要求3中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中每個光子通量積分器包括隔離開關裝置，用于隔離第一電路結點與第二電路結點，并有一個輸出端(結點)；光敏單元，具有與該隔離開關裝置的輸出端(結點)相連的輸入和與參考電壓結點相連的輸出；以及電荷存儲裝置，具有與該隔離開關的第一端相連的第一電極和與該參考電壓結點相連的第二電極。
14.如權利要求4中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該電荷存儲裝置包括電容器。
15.如權利要求4中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該隔離開關包括晶體管。
16.如權利要求4中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該隔離開關是在諸如薄膜晶體管(TFT)的基片上制作的。
17.如權利要求16中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該薄膜晶體管是由非晶硅構成的。
18.如權利要求16中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該薄膜晶體管是由多晶硅構成的。
19.如權利要求16中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該薄膜晶體管是由硒化鎘構成的。
20.如權利要求16中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該薄膜晶體管是由任意半導體材料構成的。
21.如權利要求1中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該薄膜晶體管包括在材料中定義的一個溝道，并且該材料是從由以下溝道組成的材料集合中選擇的非晶硅溝道，多晶硅溝道，硒化鎘溝道，砷化鎵溝道，以及在任何其它半導體材料上制作或定義的溝道。
22.如權利要求1中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該顯示裝置包括用平面陣列的方式安排的多個圖形元素。
23.如權利要求1中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中眾多獨立像素是按列和行尋址的。
24.如權利要求3中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該指定的時間小于等于行尋址時間。
25.如權利要求3中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該指定的時間小于等于幀時間。
26.如權利要求3中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該指定的時間等于幀時間的數(shù)倍。
27.如權利要求1中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該顯示發(fā)射裝置是有機發(fā)光二極管(OLED)。
28.如權利要求27中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是小分子OLED。
29.如權利要求27中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是聚合物OLED(PLED)。
30.如權利要求27中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是磷光OLED(PHOLED)。
31.如權利要求27中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是以單層或多層有機材料和電極的任意組合的方式用任何有機材料構造的。
32.如權利要求27中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是有源矩陣OLED。
33.如權利要求1中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該顯示發(fā)射裝置是電致發(fā)光裝置。
34.如權利要求1中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該顯示發(fā)射裝置是等離子體發(fā)射裝置。
35.如權利要求1中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該顯示發(fā)射裝置是任何可控制的光子發(fā)射裝置。
36.如權利要求32中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該有源矩陣是由非晶硅構成的。
37.如權利要求32中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該有源矩陣是由多晶硅構成的。
38.如權利要求32中的穩(wěn)定的反饋顯示系統(tǒng)，其中該有源矩陣是由硒化鎘構成的。
39.一種使顯示系統(tǒng)穩(wěn)定的方法，該方法包括提供具有多個發(fā)射圖形元素(像素)的顯示裝置，其中每個圖形元素是由至少一個電子電路裝置組成的；由顯示驅動電路接收來自外部圖像源的原始輸入圖像信號，并向顯示器施加校正的圖像信號；檢測顯示發(fā)光度并且生成至少一個顯示裝置發(fā)光度值；以及由處理邏輯單元接收至少一個顯示裝置發(fā)光度值，并向該顯示驅動電路傳送信息，使用該傳送的信息生成一個變換，用于根據(jù)該原始輸入圖像信號生成該校正的圖像信號。
40.一種用于控制顯示裝置中的圖形元素(像素)的發(fā)光度的方法，該方法包括存儲數(shù)字圖像灰度級值與顯示驅動信號之間的變換，其中該顯示驅動信號生成與該數(shù)字灰度級值相對應的像素的發(fā)光度；識別特定像素的目標灰度級值；基于存儲的變換生成與識別的目標灰度級相對應的顯示驅動信號，并且在第一顯示幀期間用該驅動信號驅動該特定像素；在第一顯示時間之后測量表示該特定像素的實際測量的發(fā)光度的參數(shù)；確定識別的目標發(fā)光度與該特定像素的實際測量的發(fā)光度之間的差值；基于確定的差值修改用于該特定像素的存儲的變換；以及存儲并使用修改的變換，以便生成在第一幀時間之后的幀時間期間的該特定像素的顯示驅動信號。
41.如權利要求40中的方法，其中第一顯示幀是由軟件編程或由顯示器用戶抑或由編程和用戶的組合指定的任意顯示幀。
42.如權利要求40中的方法，其中在第一幀之后的幀時間為任意后續(xù)幀時間。
43.如權利要求40中的方法，其中第一顯示幀是由軟件編程或由顯示器用戶抑或由編程和用戶的組合指定的任意顯示幀。
44.如權利要求40中的方法，其中第一顯示時間或者是單一連續(xù)時間段，或者由多個不連續(xù)的時間段組成，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。
45.如權利要求40中的方法，其中用于生成該特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用是在單一幀的任何后續(xù)部分上或在不同幀上施加的。
46.如權利要求40中的方法，其中用于生成該特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用或者是在單一連續(xù)時間段上進行的，或者是在由多個不連續(xù)的時間段組成的時間段是進行的，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。
47.如權利要求44中的方法，其中用于生成特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用或者是在單一連續(xù)時間段上進行的，或者是在由多個不連續(xù)的時間段組成的時間段是進行的，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。
48.如權利要求40中的方法，其中存儲的變換包括在顯示系統(tǒng)的灰度級邏輯功能塊中存儲的變換。
49.如權利要求40中的方法，其中存儲的變換包括在顯示裝置的伽馬表中存儲的變換。
50.如權利要求40中的方法，其中代表在第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的測量的參數(shù)包括，與電荷存儲裝置上積聚的或其釋放出的電子數(shù)相對應的電壓測量。
51.如權利要求40中的方法，其中代表在第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的測量的參數(shù)包括，與電荷存儲裝置上積聚的或其釋放出的電子數(shù)相對應的電流測量。
52.如權利要求40中的方法，其中代表在第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的測量的參數(shù)包括，與電荷存儲裝置上積聚的或其釋放出的電子數(shù)相對應的電荷測量。
53.如權利要求50中的方法，其中電荷存儲裝置包括電容器。
54.如權利要求53中的方法，其中積聚或釋放的電子與傳感器元件的電阻率或傳導率成比例，其中傳感器元件的電阻率或傳導率隨照射到該傳感器上的光子的通量而變化。
55.如權利要求54中的方法，其中該比例是正比例。
56.如權利要求40中的方法，其中在第一幀時間之后的幀時間是下一個后續(xù)幀時間。
57.如權利要求40中的方法，其中在第一幀時間之后的幀時間是任意的后續(xù)幀時間。
58.如權利要求40中的方法，其中在第一幀時間之后的幀時間是顯示設備的下一次加電時間。
59.如權利要求40中的方法，其中在第一幀時間之后的幀時間是相隔預定或動態(tài)確定的時間間隔的幀時間。
60.如權利要求40中的方法，其中為顯示設備中的每個像素存儲不同的變換。
61.如權利要求40中的方法，其中為每個可以顯示的不同的灰度級存儲不同的變換，每個可顯示的不同的灰度級用于該顯示設備中每個可獨立尋址的像素。
62.如權利要求40中的方法，其中第一顯示時間是在顯示器中點亮像素的持續(xù)時間。
63.如權利要求40中的方法，其中該顯示時間實質(zhì)上是介于8毫秒與36毫秒之間的任何時間。
64.如權利要求40中的方法，其中該顯示時間實質(zhì)上是介于10毫秒與20毫秒之間的任何時間。
65.如權利要求40中的方法，其中幀時間的一部分實質(zhì)上包括行尋址時間。
66.如權利要求40中的方法，其中幀時間的一部分包括介于行尋址時間與幀時間之間的時間。
67.如權利要求40中的方法，其中表示第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的參數(shù)的測量包括，測量朝著已知電壓的方向進行充電或從已知電壓開始放電的電容器上存儲的電壓，并且充電或放電的電量與從該特定像素內(nèi)的發(fā)射器發(fā)射到同一特定像素內(nèi)的傳感器上光子通量成比例。
68.如權利要求40中的方法，其中對于該顯示器中的每個像素，重復用于識別、生成、測量、確定、修改和使用的步驟。
69.如權利要求40中的方法，其中基于在制造期間或在最初使用時執(zhí)行的顯示器校準過程中確定的特定像素傳感器上的參考積分光子通量，確定識別的目標發(fā)光度與該特定像素的實際測量的發(fā)光度之間的差值。
70.如權利要求40中的方法，還包括顯示器校準過程，該過程確定并存儲可控制該顯示器顯示的每個像素和每個灰度級的初始變換。
71.一種用于控制顯示裝置內(nèi)的像素的發(fā)光度的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括存儲的用于可對其進行控制以便顯示的每個像素和每個灰度級的像素灰度級到顯示像素驅動信號的變換，存儲的變換基于在前一個顯示幀時間周期期間的顯示像素的性能特性；響應于控制的顯示驅動信號發(fā)生器，用于接收命令以顯示處于特定像素位置的特定灰度級，并在第一幀時間期間通過使用存儲的變換生成用于該特定像素的驅動信號；用于該顯示器中的每個獨立像素的發(fā)光度測量電路，用于測量表示在第一顯示時間結束時的多個特定像素中的每一個的實際測量的發(fā)光度的參數(shù)；比較器電路，用于確定識別的目標發(fā)光度與該特定像素的實際測量的發(fā)光度之間的差值；變換更新邏輯，用于在第一幀時間的一部分期間，基于確定的差值修改用于每個特定像素的存儲的變換；以及使用修改的變換，以便在第一幀時間之后的第二幀時間的一部分期間生成用于該特定像素的顯示驅動信號。
72.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中存儲的變換包括在顯示系統(tǒng)的灰度級邏輯功能塊中存儲的變換。
73.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中存儲的變換包括在顯示設備的伽馬表中存儲的變換。
74.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中發(fā)光度測量電路測量表示第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的參數(shù)，并且包括與分別用于顯示器的每個像素的電荷存儲裝置上積聚的或從中釋放的電子數(shù)相對應的電壓測量。
75.如權利要求74中的系統(tǒng)，其中電荷存儲裝置包括電容器。
76.如權利要求75中的系統(tǒng)，其中積聚或釋放的電子與傳感器元件的電阻率或傳導率成比例，其中傳感器元件的電阻率或傳導率隨照射到該傳感器上的光子的通量變化。
77.如權利要求76中的系統(tǒng)，其中該比例是正比例。
78.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中在第一幀時間之后的幀時間是下一個后續(xù)幀時間。
79.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中在第一幀時間的幀時間是任何一個后續(xù)幀時間。
80.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中在第一幀時間之后的幀時間是顯示設備的下一次加電時間。
81.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中在第一幀時間之后的幀時間是相隔預定或動態(tài)確定的時間間隔的幀時間。
82.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中為該顯示設備中的每個像素存儲不同的變換。
83.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中為每個可以顯示的不同的灰度級存儲不同的變換，每個可顯示的不同的灰度級用于該顯示設備中每個可獨立尋址的像素。
84.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中第一顯示時間是在顯示器中點亮像素的持續(xù)時間。
85.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中該顯示時間實質(zhì)上是介于8毫秒與36毫秒之間的任何時間。
86.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中該顯示時間實質(zhì)上是介于10毫秒與20毫秒之間的任何時間。
87.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中幀時間的一部分實質(zhì)上包括行尋址時間。
88.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中幀時間的一部分包括介于行尋址時間與幀時間之間的時間。
89.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中表示第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的參數(shù)的測量包括，測量朝著已知電壓的方向進行充電或從已知電壓開始放電的電容器上存儲的電壓，并且充電或放電的電量與從該特定像素內(nèi)的發(fā)射器發(fā)射到同一特定像素內(nèi)的傳感器上的光子通量成比例。
90.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中對于該顯示器中的每個像素，重復用于識別、生成、測量、確定、修改和使用的步驟。
91.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中基于在制造期間或在最初使用時執(zhí)行的顯示器校準過程中確定的特定像素傳感器上的參考積分光子通量，確定識別的目標發(fā)光度與該特定像素的實際測量的發(fā)光度之間的差值。
92.如權利要求71中的系統(tǒng)，還包括顯示器校準過程，該過程確定并存儲可控制該顯示器顯示的每個像素和每個灰度級的初始變換。
93.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中代表在第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的測量的參數(shù)包括，與電荷存儲裝置上積聚的或其釋放出的電子數(shù)相對應的電流測量。
94.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中代表在第一顯示時間結束時的特定像素的實際測量的發(fā)光度的測量的參數(shù)包括，與電荷存儲裝置上積聚的或其釋放出的電子數(shù)相對應的電荷測量。
95.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中第一顯示幀是由軟件編程或由顯示器用戶抑或由編程和用戶的組合指定的任意顯示幀。
96.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中在第一幀之后的幀時間為任意后續(xù)幀時間。
97.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中第一顯示幀是由軟件編程或由顯示器用戶抑或由編程和用戶的組合指定的任意顯示幀。
98.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中第一顯示時間或者是單一連續(xù)時間段，或者由多個不連續(xù)的時間段組成，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。
99.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中用于生成該特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用是在單一幀的任何后續(xù)部分上或在不同幀上施加的。
100.如權利要求71中的系統(tǒng)，其中用于生成該特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用或者是在單一連續(xù)時間段上進行的，或者是在由多個不連續(xù)的時間段組成的時間段是進行的，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。
101.如權利要求98中的系統(tǒng)，其中用于生成特定像素的顯示驅動信號的修改的變換的存儲和/或使用或者是在單一連續(xù)時間段上進行的，或者是在由多個不連續(xù)的時間段組成的時間段是進行的，其中連續(xù)時間段或不連續(xù)時間段可以出現(xiàn)在單一幀時間期間或出現(xiàn)在多個幀時間上。
102.一種用于操作具有多個像素的有源矩陣OLED顯示裝置的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的外部信號源相連的灰度級邏輯，該灰度級邏輯包括一個變換，用于把圖像像素灰度級值的第一表示變換成同一圖像灰度級像素值的第二表示；顯示控制器，能夠接收來自該灰度級邏輯的輸入，并向顯示矩陣行選擇和列驅動電路傳送圖像和控制信號，行選擇和列驅動器能夠在用于多個像素的幀時間期間促成圖像的顯示；多個像素的每個像素包括一個像素光子通量發(fā)射器和一個像素光子通量接收器，接收器在該像素顯示幀時間的一部分期間計算從該發(fā)射器發(fā)射的光子通量的至少一部分的積分，并生成表示該積分光子通量的輸出信號；校準存儲器，存儲用于每個像素和該像素可以顯示的每個像素值的校準值；比較器，接收來自多個像素的每個像素和該校準存儲器的輸出信號，比較接收的輸出信號與類似的來自該校準存儲器的多個對應信號，以計算每個像素的差分信號；以及像素偏差邏輯，接收來自該比較器的差分信號，并且對至少像素位置和其校準值與測量值之間有差值的像素灰度級值，控制該灰度級邏輯變換的變化。
103.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中該像素偏差邏輯包括像素偏差存儲器，用于存儲校準的像素發(fā)光度值與測量的像素發(fā)光度值之間的偏差。
104.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中該校準值是電壓值，表示該積分光子通量的輸出信號是電壓，并且該比較器是電壓比較電路。
105.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中該校準值是電流值，表示該積分光子通量的輸出信號是電壓，并且該比較器是電荷放大器/阻抗變換電路。
106.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中該校準值是電壓值，表示該積分光子通量的輸出信號是電流，并且該比較器是電壓比較電路。
107.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中該校準值是電壓值，表示該積分光子通量的輸出信號是電荷，并且該比較器是電壓比較電路。
108.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中表示該積分光子通量的輸出信號是模擬信號，并且該系統(tǒng)還包括采樣與保持電路，對模擬信號進行采樣，作為代表在該像素顯示幀時間的一部分期間的每像素積分光子通量的電壓，并保持該采樣信號以轉換成數(shù)字值；模數(shù)轉換器，把采樣與保持的模擬信號轉換成數(shù)字值；以及與該模數(shù)轉換器相連的復用器，接收數(shù)字值，并依照預定格式和順序把它們傳送到該比較器。
109.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中表示該積分光子通量的輸出信號是模擬信號，并且該系統(tǒng)還包括采樣與保持電路，對模擬信號進行采樣，作為代表在該像素顯示幀時間的一部分期間的每像素積分光子通量的電壓，并保持該采樣信號；與該采樣與保持電路相連的復用器，接收采樣與保持的模擬值；以及模數(shù)轉換器，用于轉換從該復用器那里接收的采樣與保持的模擬信號，將該模擬值轉換成數(shù)字值，并依照預定格式和順序把它們傳送到該比較器。
110.如權利要求102中的系統(tǒng)，還包括數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的外部信號源。
111.如權利要求110中的系統(tǒng)，其中數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的外部信號源包括數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的信號源，或模擬圖像數(shù)據(jù)與圖像模數(shù)轉換器之組合。
112.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中幀時間的一部分包括行尋址時間或更短的時間段。
113.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。
114.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。
115.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。
116.如權利要求102中的系統(tǒng)，其中幀時間的一部分至少為1毫秒。
117.一種用于操作具有多個像素的有源矩陣顯示設備的方法，該方法包括在校準存儲器中存儲用于每個像素和每個像素可以顯示的每個灰度級值的校準值；在變換存儲器中存儲變換，用于把圖像像素灰度級值的第一表示變換成用于每個像素和該顯示器中的每個像素可以顯示的每個灰度級的同一圖像灰度級像素值的第二表示；從外部信息源接收用于多個像素的圖像像素灰度級值的第一灰度級表示；根據(jù)存儲的變換，把該第一灰度級表示變換成數(shù)目相等的用于每個像素的第二灰度級表示；根據(jù)該圖像灰度級像素值的第二表示，生成圖像數(shù)據(jù)和控制信號，以便在當前顯示幀時間期間驅動矩陣顯示設備中的像素；生成用于該顯示器中的多個像素的每個像素的積分光子通量信號，該信號表示在當前顯示幀時間的一部分期間該顯示器中的多個像素的每個像素上的積分光子通量；以每個像素為基礎，比較所控制的灰度級的多個積分光子通量信號與每個像素的同一灰度級的校準值，并生成用來表示所控制的灰度級與測量的灰度級之間的差值的多個比較結果；以及基于該比較結果識別每個像素的任何一個偏差，并且對至少像素位置和其校準值與測量值之間有差值的像素灰度級值，在后續(xù)顯示幀時間期間控制存儲的變換的變化。
118.如權利要求117中的方法，其中識別任何一個偏差的步驟包括，在像素偏差存儲器中存儲校準像素發(fā)光度值與測量的像素發(fā)光度值之間的像素偏差。
119.如權利要求117中的方法，其中該校準值是電壓值，該積分光子通量值是電壓，并且該比較包括比較電壓。
120.如權利要求117中的方法，其中該校準值是電流值，該積分光子通量值是電流，并且該比較包括比較電流。
121.如權利要求117中的方法，其中該校準值是電荷值，該積分光子通量值是電荷，并且該比較包括比較電荷。
122.如權利要求117中的方法，其中該積分光子通量值是模擬信號，并且該方法還包括對模擬信號進行采樣，作為代表在該像素顯示幀時間的一部分期間的每像素積分光子通量的電壓，并保持該采樣信號以轉換成數(shù)字值；以及把該模擬采樣信號轉換成數(shù)字信號。
123.如權利要求117中的方法，其中該積分光子通量值是模擬信號，并且該方法還包括對模擬信號進行采樣，作為代表在該像素顯示幀時間的一部分期間的每像素積分光子通量的電荷，并保持該采樣信號以轉換成數(shù)字值；以及把該模擬采樣信號轉換成數(shù)字信號。
124.如權利要求117中的方法，其中該積分光子通量值是模擬信號，并且該方法還包括對模擬信號進行采樣，作為代表在該像素顯示幀時間的一部分期間的每像素積分光子通量的電流，并保持該采樣信號以轉換成數(shù)字值；以及把該模擬采樣信號轉換成數(shù)字信號。
125.如權利要求117中的方法，還包括生成用于多個像素的圖像像素灰度級值的第一灰度級表示。
126.如權利要求125中的方法，其中該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)包括數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，或利用圖像模數(shù)轉換器轉換成數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬圖像數(shù)據(jù)。
127.如權利要求117中的方法，其中幀時間的一部分包括一個小于等于行尋址時間的時間。
128.如權利要求117中的方法，其中幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。
129.如權利要求117中的方法，其中幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。
130.如權利要求117中的方法，其中幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。
131.如權利要求117中的方法，其中幀時間的一部分至少為1毫秒。
132.如權利要求117中的方法，其中后續(xù)顯示幀時間是在當前顯示幀時間之后的下一個顯示時間。
133.如權利要求117中的方法，其中后續(xù)顯示幀時間是在當前顯示幀時間之后的任何一個顯示幀時間。
134.如權利要求117中的方法，其中后續(xù)顯示幀時間是顯示器初始化或加電時的幀時間。
135.如權利要求117中的方法，其中該圖像數(shù)據(jù)和控制信號包括，能夠在多個像素的幀時間期間促成圖像顯示的顯示矩陣行和列控制與驅動信號。
136.如權利要求117中的方法，其中該像素包括由非晶硅構成的至少一個薄膜晶體管。
137.如權利要求117中的方法，其中該像素包括由多晶硅構成的至少一個薄膜晶體管。
138.如權利要求117中的方法，其中該像素包括由硒化鎘構成的至少一個薄膜晶體管。
139.如權利要求117中的方法，其中該像素包括由半導體材料構成的至少一個薄膜晶體管。
140.如權利要求117中的方法，其中當前顯示幀時間的一部分小于等于行尋址時間。
141.如權利要求117中的方法，其中當前顯示幀時間的一部分小于等于幀時間。
142.如權利要求117中的方法，其中當前顯示幀時間的一部分等于幀時間的數(shù)倍。
143.如權利要求117中的方法，其中該顯示裝置是有機發(fā)光二極管(OLED)像素顯示裝置。
144.如權利要求143中的方法，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是小分子OLED。
145.如權利要求143中的方法，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是聚合物OLED(PLED)。
146.如權利要求143中的方法，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是磷光OLED(PHOLED)。
147.如權利要求143中的方法，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)以單層或多層有機材料和電極的任意組合的方式用任何有機材料構造的。
148.如權利要求143中的方法，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是有源矩陣OLED。
149.如權利要求117中的方法，其中該顯示裝置是電致發(fā)光裝置。
150.如權利要求117中的方法，其中該顯示裝置是等離子發(fā)射裝置。
151.如權利要求117中的方法，其中該顯示裝置是任何可控制的光子發(fā)射裝置。
152.如權利要求148中的方法，其中該有源矩陣顯示裝置是由非晶硅構成的。
153.如權利要求148中的方法，其中該有源矩陣顯示裝置是由多晶硅構成的。
154.如權利要求148中的方法，其中該有源矩陣顯示裝置是由硒化鎘構成的。
155.如權利要求148中的方法，其中該有源矩陣顯示裝置是由任何類型的半導體材料構成的。
156.一種具有集成的發(fā)光度傳感器的發(fā)射像素裝置，該像素裝置包括發(fā)光裝置；驅動電路，用于生成電流以把該發(fā)光裝置驅動到與圖像電壓相對應的預定發(fā)光度，并且在幀時間期間向該發(fā)光裝置施加該驅動電流；光電傳感器，響應于靠近該發(fā)光裝置的入射光子通量的變化，展示電特性的變化，以便在該發(fā)光裝置處于發(fā)射狀態(tài)時截取可測量的光子通量；與該傳感器相連的電荷存儲裝置，用于聚集或釋放電荷，并且同時展示電容電荷和與該電荷成比例的電壓；以及控制電路，響應于在幀時間的至少一部分期間的傳感器的電特性的變化，控制電荷存儲裝置的充電和放電。
157.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，還包括電壓讀取電路，用于測量在顯示幀時間的至少一部分的結束時該電荷存儲裝置上的電壓，測量的電壓表示在幀時間的一部分期間的像素的測量的發(fā)光度。
158.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，還包括電流讀取電路，用于測量在顯示幀時間的至少一部分的結束時該電荷存儲裝置上的電流，測量的電流表示在幀時間的一部分期間的像素的測量的發(fā)光度。
159.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，還包括電荷讀取電路，用于測量在顯示幀時間的至少一部分的結束時該電荷存儲裝置上的電荷，測量的電荷表示在幀時間的一部分期間的像素的測量的發(fā)光度。
160.如權利要求157中的發(fā)射像素裝置，還包括反饋控制電路，用于在后續(xù)幀時間期間校正該像素驅動電路，從而與測量幀時間期間的測量的發(fā)光度相比，在后續(xù)幀時間期間的測量的發(fā)光度和參考發(fā)光度之間的變化更小。
161.如權利要求157中的發(fā)射像素裝置，其中該電荷存儲裝置上的電壓代表控制電路允許在其間對該電荷存儲裝置進行充放電的幀時間的一部分期間的積分光子通量。
162.如權利要求157中的發(fā)射像素裝置，其中該電壓讀取電路還包括電壓比較電路，該電路接收該電荷存儲裝置上的電壓和與目標發(fā)光度相對應的參考電壓，并生成用來表示目標發(fā)光度和測量的發(fā)光度之間的差值的差分信號。
163.如權利要求158中的發(fā)射像素裝置，其中該電流讀取電路還包括電流比較電路，該電路接收該電荷存儲裝置上的電流和與目標發(fā)光度相對應的參考電流，并生成用來表示目標發(fā)光度和測量的發(fā)光度之間的差值的差分信號。
164.如權利要求159中的發(fā)射像素裝置，其中該電荷讀取電路還包括電荷比較電路，該電路接收該電荷存儲裝置上的電荷和與目標發(fā)光度相對應的參考電荷，并生成用來表示目標發(fā)光度和測量的發(fā)光度之間的差值的差分信號。
165.如權利要求157中的發(fā)射像素裝置，其中該讀取電路被配置成電荷放大器/具有電荷放大器電路的轉移阻抗放大器。
166.如權利要求165中的發(fā)射像素裝置，其中該電荷放大器/轉移阻抗放大器測量把該儲能電容器再充電到滿電荷電壓所需的電荷，并且該電荷放大器電路的倒相(-)輸入的阻值至少為1千兆歐姆，而該電荷放大器電路的輸出的阻值介于0歐姆與100歐姆之間。
167.如權利要求166中的發(fā)射像素裝置，其中該電荷放大器電路的輸出的阻值實質(zhì)上介于0歐姆與10歐姆之間。
168.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該控制電路包括至少一個晶體管。
169.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該電荷存儲裝置包括至少一個電容器。
170.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該電荷存儲裝置包括多個電容器。
171.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該傳感裝置包括其電阻率或傳導率隨照射到其上的光子的數(shù)目而變化的光電阻或光電導裝置。
172.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該發(fā)光裝置發(fā)射光子。
173.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該發(fā)光裝置包括發(fā)光二極管。
174.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該發(fā)光裝置包括有機發(fā)光二極管。
175.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該發(fā)光裝置包括無機發(fā)光二極管。
176.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該發(fā)光裝置是以二維陣列的方式排列的多個發(fā)光裝置中的一個，其中二維陣列被排列成行和列。
177.如權利要求176中的發(fā)射像素裝置，其中該發(fā)光裝置包括發(fā)光二極管。
178.如權利要求176中的發(fā)射像素裝置，其中該發(fā)光裝置包括有機發(fā)光二極管。
179.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是小分子OLED。
180.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是聚合物OLED(PLED)。
181.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)磷光OLED(PHOLED)。
182.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是以單層或多層有機材料和電極的任意組合的方式用任何有機材料構造的。
183.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是有源矩陣OLED。
184.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該顯示裝置是電致發(fā)光裝置。
185.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該顯示裝置是等離子發(fā)射裝置。
186.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該顯示裝置是任何可控制的光子發(fā)射裝置。
187.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該有源矩陣顯示裝置是由非晶硅構成的。
188.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該有源矩陣顯示裝置是由多晶硅構成的。
189.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該有源矩陣顯示裝置是由硒化鎘構成的。
190.如權利要求178中的發(fā)射像素裝置，其中該有源矩陣顯示裝置是由任何類型的半導體材料構成的。
191.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該光電傳感器元件包括一個電阻元件，并且其電阻變化與照射到其上的光子通量成比例。
192.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該光電傳感器元件包括光電二極管，光電二極管響應于照射到其上的光子通量展示電阻和/或電導的變化。
193.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該光電傳感器元件包括光電晶體管，光電晶體管響應于照射到其上的光子通量展示電阻和/或電導的變化。
194.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該光電傳感器截取該發(fā)光裝置發(fā)射的光子，并將它們轉換為載荷子，使得傳感器的材料成為更好的電流導體，因此具有更低的電阻。
195.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中電阻較低的光電傳感器排出與該傳感器的兩端的電阻元件并聯(lián)的電容器上存儲的電荷。
196.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該像素電路包括光子通量計數(shù)積分器，后者包括具有電阻元件和電容器的傳感器。
197.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中排出的電荷量與在幀時間的一部分期間照射到該傳感器上的光子數(shù)成比例，并且在幀時間的一部分的結束時，該電容器上的電壓是在幀時間的一部分期間計數(shù)或積分的光子的指示器。
198.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中特定發(fā)光度在該傳感器中引起光電流，光電流的大小充當發(fā)光度指示(通過該傳感器的光子通量)。
199.如權利要求179中的發(fā)射像素裝置，其中光電流與發(fā)光度成比例。
200.如權利要求180中的發(fā)射像素裝置，其中光電流與發(fā)光度成正比例。
201.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中感光元件被布置在與該發(fā)光二極管相同的像素內(nèi)。
202.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中把感光元件和該發(fā)光二極管集成起來，從而該發(fā)光二極管發(fā)射的全部或大致全部的光子通量照射到該感光元件上。
203.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中該感光元件具有其所處物理位置與該發(fā)光裝置的半導體陽極接觸的表面或分層。
204.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中幀時間的一部分包括行尋址時間或更短的時間段。
205.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。
206.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。
207.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。
208.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中幀時間的一部分至少為1毫秒。
209.如權利要求156中的發(fā)射像素裝置，其中幀時間的一部分小于等于行尋址時間。
210.一種用于操作具有集成的發(fā)光度傳感器的發(fā)射像素裝置的方法，該方法包括生成電流以驅動發(fā)光裝置到達與圖像電壓相對應的預定發(fā)光度，并且在幀時間期間向該發(fā)光裝置施加該驅動電流；電荷存儲裝置與傳感器相連，用于存儲或釋放電荷，并且同時展示電容電荷和與該電荷成比例的電壓；照射光電傳感器，響應于在幀時間期間該發(fā)光裝置發(fā)射的光子的入射光子通量的變化，展示其電特性的變化；向與該傳感器相連的電荷存儲裝置中聚集(充電)或從中排出(放電)電荷，該傳感器包括用于在幀時間期間控制電荷的聚集或釋放速度的元件；在幀時間的一部分的結束時測量因該電荷存儲裝置上存在電荷引起的電壓，測量的電壓表示在幀時間的一部分期間的實際發(fā)光度；比較與測量的電壓有關的發(fā)光度與用于該像素發(fā)射器圖像電壓和像素發(fā)射器驅動電流的參考目標發(fā)光度，以生成差值；以及應用該差值作為校正電路的反饋輸入，其中校正電路在后續(xù)幀時間期間修改同一像素的圖像電壓和驅動電流。
211.如權利要求189中的方法，其中該發(fā)光裝置包括無機發(fā)光二極管。
212.如權利要求189中的方法，其中該發(fā)光裝置包括有機發(fā)光二極管(OLED)。
213.如權利要求212中的方法，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是小分子OLED。
214.如權利要求212中的方法，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是聚合物OLED(PLED)。
215.如權利要求212中的方法，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是磷光OLED(PHOLED)。
216.如權利要求212中的方法，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是以單層或多層有機材料和電極的任意組合的方式用任何有機材料構造的。
217.如權利要求212中的方法，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是有源矩陣OLED。
218.如權利要求210中的方法，其中該顯示發(fā)射裝置是電致發(fā)光裝置。
219.如權利要求210中的方法，其中該顯示發(fā)射裝置是等離子發(fā)射裝置。
220.如權利要求210中的方法，其中該顯示發(fā)射裝置是任何可控制的光子發(fā)射裝置。
221.如權利要求217中的方法，其中該有源矩陣是由非晶硅構成的。
222.如權利要求217中的方法，其中該有源矩陣是由多晶硅構成的。
223.如權利要求217中的方法，其中該有源矩陣是由硒化鎘構成的。
224.如權利要求217中的方法，其中該有源矩陣是由任何類型的半導體材料構成的。
225.如權利要求210中的方法，其中該光電傳感器截取該發(fā)光裝置發(fā)射的光子，并將它們轉換為載荷子，使得傳感器的材料成為更好的電流導體，因此具有更低的電阻。
226.如權利要求210中的方法，其中聚集或排出的電荷量與在幀時間的一部分期間照射到該傳感器上的光子數(shù)成比例，并且在幀時間的一部分的結束時，該電容器上的電壓是在幀時間的一部分期間計數(shù)或積分的光子的指示器。
227.如權利要求210中的方法，其中特定發(fā)光度在該傳感器中引起光電流，光電流的大小充當發(fā)光度指示(通過該傳感器的光子通量)。
228.如權利要求210中的方法，其中感光元件被布置在與該發(fā)光二極管相同的像素內(nèi)。
229.如權利要求210中的方法，其中幀時間的一部分包括行尋址時間或更短的時間段。
230.如權利要求210中的方法，其中幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。
231.如權利要求210中的方法，其中幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。
232.如權利要求210中的方法，其中幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。
233.如權利要求210中的方法，其中幀時間的一部分至少為1毫秒。
234.如權利要求210中的方法，其中幀時間的一部分小于等于行尋址時間。
235.一種用于操作自校準像素的方法，該方法包括確定具有預定啟動電壓的傳感電容器；給光子發(fā)射裝置提供電流，以便在預定的目標光子發(fā)射電平上發(fā)射光子；照射其電特性隨其上的光子通量而變化的傳感裝置，以便在幀時間的至少一部分期間發(fā)射光子；允許該傳感電容器通過該傳感裝置從預定啟動電壓開始充電或放電，從而幀時間的一部分和在幀時間的一部分期間的傳感器的平均電阻確定該傳感電容器上的電荷量；在幀時間的一部分的結束時測量該傳感電容器上的剩余電壓或電荷，作為在用于測量的幀時間的一部分期間的積分光子通量和像素發(fā)光度的指示；以及通過使用測量的傳感電容器電壓作為反饋參數(shù)，修改將在后續(xù)顯示幀時間期間應用于同一像素和灰度級的圖像電壓和電流。
236.如權利要求235中的方法，其中該傳感器包括光電阻裝置。.
237.如權利要求235中的方法，其中該傳感器包括光電導裝置。
238.如權利要求235中的方法，其中該傳感器包括光電二極管、光電阻、光電導體和光電晶體管中的至少一種。
239.如權利要求235中的方法，其中該傳感器包括光電晶體管。
240.如權利要求235中的方法，其中該傳感器包括光電二極管。
241.如權利要求235中的方法，其中建立的電容器啟動電壓是通過把傳感電容器充電到預定充電電壓而確定的。
242.如權利要求235中的方法，其中建立的電容器啟動電壓實質(zhì)上為零伏特。
243.如權利要求235中的方法，其中預定電容器啟動電壓是一個具有電壓量的非零電壓。
244.如權利要求235中的方法，其中對于充電到非零預定啟動電壓后允許其放電的傳感電容器，通過該傳感電容器保持的電壓差指示在幀時間的一部分期間的總的光子積分通量。
245.如權利要求235中的方法，其中對于大致為零伏特的不帶電的或在不同電壓下充電后允許其在幀積分時間的一部分期間放電的傳感電容器，通過該傳感電容器的啟動電壓與結束電壓的差值指示在幀時間的一部分期間的總的光子積分通量。
246.如權利要求235中的方法，其中修改將在后續(xù)顯示幀期間應用于同一像素和灰度級的圖像電壓和電流的步驟還包括，比較測量的傳感電容器電壓與存儲器中存儲的參考校準電壓，以及通過使用這些電壓之間的差值生成校正。
247.如權利要求235中的方法，其中對于二維有源矩陣像素陣列的每個像素，該方法實質(zhì)上是并行執(zhí)行的。
248.如權利要求235中的方法，其中通過向控制設備施加電壓提供電流，該控制設備向光子發(fā)射裝置提供與該電壓相對應的電流，以便以預定的目標光子發(fā)射電平發(fā)射光子。
249.如權利要求235中的方法，其中幀時間的一部分包括行尋址時間或更短的時間段。
250.如權利要求235中的方法，其中幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。
251.如權利要求235中的方法，其中幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。
252.如權利要求235中的方法，其中幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。
253.如權利要求235中的方法，其中幀時間的一部分至少為1毫秒。
254.如權利要求235中的方法，其中幀時間的一部分小于等于行尋址時間。
255.如權利要求235中的方法，其中該方法還包括，在積分幀時間之前，利用晶體管和電容器充電電壓電源，通過傳感器線路，把與傳感器相連的電容器充電到第一預定電壓。
256.如權利要求255中的方法，其中通過傳感器線路施加電容器充電電壓，僅在測量傳感電容器電壓時，或者僅在對傳感電容器進行再充電并且電壓非常穩(wěn)定且沒有變化時，傳感器線路才提供電流。
257.一種信息設備，包括包含有以二維陣列的方式排列的多個有源矩陣像素的平板顯示裝置，每個像素包括一個有機發(fā)光二極管發(fā)射器，一個發(fā)射器驅動電路，用于接收每個像素的輸入圖像數(shù)據(jù)，并生成像素驅動信號，以在幀時間期間生成相對應的目標像素發(fā)光度，以及一個發(fā)射器發(fā)光度傳感器和測量電路，測量用來表示測量顯示幀時間的一部分上的每個像素的實際發(fā)光度的電參數(shù)；以及與該平板顯示設備相連的顯示邏輯子系統(tǒng)，用于接收每個像素的與像素發(fā)光度有關的電參數(shù)，并且基于目標像素發(fā)光度與測量的像素發(fā)光度之間的差值，生成將在測量顯示幀時間之后的幀時間期間應用于每個像素的輸入圖像數(shù)據(jù)的校正。
258.如權利要求257中的信息設備，其中該信息設備還包括至少一個以下裝置電視監(jiān)控器，電視接收機，CD播放器，DVD播放器，計算機監(jiān)控器，計算機系統(tǒng)，汽車儀表盤，航空器儀表顯示盤，視頻游戲機，蜂窩電話，個人數(shù)字助理(PDA)，電話，圖形系統(tǒng)，打印系統(tǒng)，記分板系統(tǒng)，娛樂系統(tǒng)，家庭或家用電器，復印機，全球定位系統(tǒng)導航顯示屏，動態(tài)藝術品展示設備，以及這些設備的組合。
259.如權利要求257中的信息加電，其中每個像素包括一個發(fā)光裝置；一個驅動電路，用于生成電流以把該發(fā)光裝置驅動到與圖像電壓相對應的預定發(fā)光度，并且在幀時間期間向該發(fā)光裝置施加該驅動電流；一個光電傳感器，響應于靠近該發(fā)光裝置的入射光子通量的變化，展示電特性的變化，以便在該發(fā)光裝置處于發(fā)射狀態(tài)時截取可測量的光子通量；與該傳感器相連的電荷存儲裝置，用于聚集或釋放電荷，并且同時展示電容電荷和與該電荷成比例的電壓；控制電路，響應于在幀時間的至少一部分期間的傳感器的電特性的變化，控制該電荷存儲裝置的充電和放電；電壓讀取電路，在顯示幀時間的至少一部分的結束時測量該電荷存儲裝置上的電壓，測量的電壓表示在幀時間的一部分期間的像素的測量的發(fā)光度；以及反饋控制電路，用于在后續(xù)幀時間期間校正該像素驅動電路，從而與測量幀時間期間的測量的發(fā)光度相比，在后續(xù)幀時間期間的測量的發(fā)光度和參考發(fā)光度之間的變化更小。
260.一種用于操作具有以二維陣列的方式排列的多個有源矩陣像素的類型的顯示裝置的方法，每個像素包括一個發(fā)光二極管發(fā)射器，和一個發(fā)射器驅動電路，用于接收每個像素的輸入圖像數(shù)據(jù)，并生成像素驅動信號，以在每個幀顯示時間期間生成相對應的目標像素發(fā)光度；該方法的特征在于該方法還包括測量用來表示在第一幀時間的至少一部分期間由發(fā)射器發(fā)光度測量電路截取的光子通量的電壓；以及比較與測量的發(fā)光度相對應的測量的電壓和與參考發(fā)光度相對應的參考電壓，以生成一個差分信號，通過使用該差分信號修改在后續(xù)幀顯示時間期間的每個像素的輸入圖像數(shù)據(jù)，從而在后續(xù)顯示幀時間期間的像素發(fā)光度將更接近該參考發(fā)光度。
261.如權利要求260中的方法，其中幀時間的一部分包括行尋址時間或更短的時間段。
262.如權利要求260中的方法，其中幀時間的一部分實質(zhì)上包括整個幀時間。
263.如權利要求260中的方法，其中幀時間的一部分包括整個幀時間的至少50％。
264.如權利要求260中的方法，其中幀時間的一部分至少介于整個幀時間的90％與100％之間。
265.如權利要求260中的方法，其中幀時間的一部分至少為1毫秒。
266.如權利要求260中的方法，其中后續(xù)幀顯示時間是緊接第一顯示時間之后的幀顯示。
267.如權利要求260中的方法，其中幀時間的一部分小于等于行尋址時間。
268.如權利要求260中的方法，其中后續(xù)幀顯示時間是進行發(fā)光度測量的第一幀顯示時間之后的預定顯示幀數(shù)的幀顯示，并且其中預定幀數(shù)是任意整數(shù)幀數(shù)N。
269.如權利要求260中的方法，其中后續(xù)幀顯示時間是預定或動態(tài)確定的事件發(fā)生時的幀顯示。
270.如權利要求269中的方法，其中發(fā)生的預定或動態(tài)確定的事件是從顯示器初始化事件，顯示器加電事件，顯示器操作時間事件，用戶發(fā)起的事件，基于任何自動策略或規(guī)則的事件以及這些事件的組合中選擇的。
271.如權利要求260中的用于操作顯示裝置的方法，其中該顯示裝置包括作為完整系統(tǒng)中的組成部分的平板顯示裝置，其中該系統(tǒng)是從由以下系統(tǒng)組成的一組系統(tǒng)中選擇的任何一種信息設備，電視監(jiān)控器，CD播放器，DVD播放器，計算機監(jiān)控器，計算機系統(tǒng)，汽車儀表盤，航空器儀表顯示盤，視頻游戲機，蜂窩電話，個人數(shù)字助理(PDA)，電話，圖形系統(tǒng)，打印系統(tǒng)，記分板系統(tǒng)，娛樂系統(tǒng)，家庭或家用電器，復印機，全球定位系統(tǒng)導航顯示屏，動態(tài)藝術顯示裝置，以及其組合。
272.如權利要求259中的信息設備，其中該發(fā)光裝置包括有機發(fā)光二極管(OLED)。
273.如權利要求272中的信息設備，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是小分子OLED。
274.如權利要求272中的信息設備，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是聚合物OLED(PLED)。
275.如權利要求272中的信息設備，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是磷光OLED(PHOLED)。
276.如權利要求272中的信息設備，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是以單層或多層有機材料和電極的任意組合的方式用任何有機材料構造的。
277.如權利要求272中的信息設備，其中該有機發(fā)光二極管(OLED)是有源矩陣OLED。
278.如權利要求259中的信息設備，其中該發(fā)光裝置是電致發(fā)光裝置。
279.如權利要求259中的信息設備，其中該發(fā)光裝置是等離子發(fā)射裝置。
280.如權利要求259中的信息設備，其中該發(fā)光裝置是任何可控制的光子發(fā)射裝置。
281.如權利要求259中的信息設備，其中該顯示裝置是由非晶硅構成的。
282.如權利要求259中的信息設備，其中該顯示裝置是由多晶硅構成的。
283.如權利要求259中的信息設備，其中該顯示裝置是由硒化鎘構成的。
284.如權利要求259中的信息設備，其中，該顯示裝置是由任何類型的半導體材料構成的。
全文摘要
用于顯示設備的系統(tǒng)和方法，用于操作具有集成的發(fā)光度或光子通量傳感器的發(fā)射像素顯示器，用于控制顯示器中的像素發(fā)光度，保持均勻的像素發(fā)光度和校準。顯示器包括像素陣列，每個像素均包括光子發(fā)射器，發(fā)射器可以是OLED，電致發(fā)光的，等離子或任何其它發(fā)射器。發(fā)射器驅動電路，用于接收每個像素的輸入圖像數(shù)據(jù)并生成像素驅動信號，以便在給定的幀時間期間生成目標像素發(fā)光度，發(fā)射器發(fā)光度傳感器和測量電路，用于測量表示測量顯示幀時間的一部分上的像素的實際發(fā)光度的電動參數(shù)；以及顯示邏輯，用于接收與每個像素的電動參數(shù)有關的像素發(fā)光度，基于目標和測量的像素發(fā)光度之間的差值，生成在后續(xù)時間段內(nèi)應用于每個像素的輸入圖像數(shù)據(jù)的校正。信息設備如計算機監(jiān)視器，或具有顯示板的任何其它設備。
文檔編號H01L27/32GK101014991SQ200580025912
公開日2007年8月8日 申請日期2005年6月29日 優(yōu)先權日2004年6月29日
發(fā)明者達莫德·雷迪, 愛德華·W.·瑙格勒 申請人:彩光公司