Led顯示系統的製作方法

2023-05-30 15:51:01 2

專利名稱：Led顯示系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於全色LED顯示器的信號轉換器、包括所述信號 轉換器的LED顯示系統、包括所述全色LED顯示系統的顯示設備 以及在所述全色LED顯示器上顯示輸入信號的方法。
背景技術：
US 2004/0178974A1公開了具有提高的性能的彩色OLED顯示 系統。通過控制所述色域飽和度(以下稱為飽和度)降低所述OLED 的至少一個的功耗或提高其壽命。在用於驅動所述OLED的電流密 度提高時，所述OLED的壽命降低或者所述OLED劣化的速度加快。 顯示系統包括全色顯示裝置，所述全色顯示裝置具有像素，所述像 素包括三種或更多提供三種或更多原色的發光OLED。在一個實施 例中，所述像素包括分別發射紅色、綠色、藍色和白色光的OLED。 在下文中，將這些OLED分別稱為R、 G、 B、 W-OLED。在另一個 實施例中，所述像素包括分別發射紅色、綠色、藍色和黃色或青色 光的OLEDo必須將針對所述像素中的每一個的R、 G、 B輸入信號轉化為四 種OLED所需的驅動信號，以獲得所發射的組合光的合成顏色，所 發射的組合光等於每個像素僅採用三種OLED時獲得的亮度。顏色 是指光的亮度(強度)和色度。針對四種OLED的驅動信號的多種 組合可以根據要通過像素顯示的顏色生成所需的顏色。在相同的電 流密度下，不同OLED的壽命是不同的。有人提出將不同OLED的 最大電流密度限制為不同值，從而使它們的壽命變得更為均等，由 此保持顯示器的壽命。但是，只有降低飽和度才可能限制最大電流 密度。因為，在高飽和度和高亮度下，必須發射光的大部分的OLED 的電流密度必然高於最大容許值。 本發明的目的在於提供一種LED顯示系統，可以在不必降低飽 和度的情況下優化所述LED顯示系統的壽命。本發明的第一方面提供了根據權利要求1所述的用於全色LED 顯示器的信號轉換器。本發明的第二方面提供了根據權利要求7所 述的全色LED顯示系統。本發明的第三方面提供了根據權利要求8 所述的包括全色LED顯示系統的顯示設備。本發明的第四方面提供 了根據權利要求9所述的在全色LED顯示器上顯示輸入信號的方 法。在從屬權利要求中定義了有利實施例。所述全色LED (發光器件)顯示系統具有帶有像素的顯示器， 所述像素包括至少四種LED，其分別發射具有四種原色的光。例如， 每一像素包括分別發射紅色、綠色、藍色和白色或青色光的LED。 還可以將這些LED稱為紅色、綠色、藍色、白色或青色LED。信號處理器將輸入信號轉化為所述像素的至少四種LED的驅動 信號。通常，所述輸入信號為可以是直接提供給顯示系統的紅色、 綠色、藍色信號，在所述顯示系統中，像素具有紅色、綠色、藍色 LED。但是，輸入信號也可以是複合視頻信號或YUV信號，以替代 RGB信號。現有技術中已知如何將輸入信號轉化為適於驅動至少四 種LED的四種或更多驅動信號，從而使所述至少四種LED發射的 組合光具有由所述輸入信號定義的所需顏色。將所述像素定義為包 括至少四種LED。這並不表示必須在相同的時間周期內驅動同一像 素的LED，或者必須將包括所述LED的子像素布置為直接相鄰。僅 採用這一術語表示LED的組合光輸出，以及表示所述LED的組合 壽命或劣化。所述組合光輸出為相關的，因為應當通過驅動LED使 得像素的LED的組合光輸出儘可能接近輸入信號指示的顏色。所述 組合壽命為相關的，因為根據本發明，可以通過驅動被統稱為像素 的LED的集合使所述集合中具有最低壽命的LED的壽命具有其壽 命的最大值。換言之，通過驅動所述LED的集合使得其總體壽命最 大化，其中所述總體壽命由所有的單獨子像素壽命中最低的一個決 定。所述信號轉換器決定著驅動值的可能組合。所述可能的組合提供了與輸入信號相匹配的、由像素的LED的集合發射的組合光的所 需顏色。也可以將這些可能的組合稱為有效組合。所述信號處理器還決定著針對驅動信號的可能組合而言LED的 劣化或壽命。最後，所述信號處理器還由所述可能的組合確定能夠 為所述像素提供最低的劣化或最大的總體壽命的驅動值的組合。因 此，能夠在無需降低飽和度的情況下使像素的壽命最大化。例如， 如果針對所述像素的所有LED執行上述方法，那麼能夠在所有情況 下優化像素的壽命。或者，如果已知僅由所述LED中的兩種決定像 素的壽命，那麼只須檢驗這兩種LED的劣化。例如，在OLED顯示 器的當前實踐中，相對於紅色和綠色OLED的壽命而言，藍色OLED 的壽命相對較短。通過添加青色OLED提高藍色OLED的壽命。這 樣的青色OLED的壽命比藍色OLED的壽命長，但比紅色和綠色 OLED的壽命短。現在，足以通過選擇藍色和青色OLED的驅動使 得藍色和青色OLED的組合的壽命最大化。因而，在由輸入信號決 定的界限內儘可能地控制藍色和青色OLED中的電流密度，以獲得 儘可能等同的壽命。跟蹤紅色和綠色OLED的劣化則無關緊要，因 為這些OLED將不會變為像素壽命的限制因素。因而，根據本發明，通過選擇LED的驅動使得LED的組合具 有最大壽命或最低劣化。例如，這與在不檢驗額外的第四LED是否 變成了所述壽命的限制因素就對所述第四LED進行最大化驅動，從 而使對另一LED的驅動最小化的做法相反。例如，如果存在發射紅 色、綠色、藍色和青色光的四種LED，就可能出現這種情況。必須 指出，在這一例子中，藍色LED的壽命短於其他LED的壽命。對 所述青色LED進行最大化驅動，以擴展藍色LED的壽命。但是， 現在所述青色LED的壽命可能變為最短。"最大化驅動"是指以盡 可能大的驅動信號驅動青色LED,從而仍實現由當前輸入信號定義 的所需顏色。因而，從針對所要顯示的所需(desired)亮度的所有 可能組合中選出用於四種LED的驅動信號的組合，其能夠為所述青8
色LED提供最高驅動電平。在根據本發明的顯示系統中，從可能的 組合中選出對所述LED的驅動，從而使所述顯示器的總體壽命最大。例如，所述LED可以是無機電致發光(EL)器件、冷陰極或有 機LED，例如，聚合物或小分子LED。在如權利要求2所述的根據本發明的實施例中，確定了能夠用 來獲得像素的所需顏色的、所有可能的驅動值組合構成的組。針對 每一這樣的驅動值組合確定劣化或壽命。選擇為LED的集合提供最 低總體劣化或最大總體壽命的驅動值組合。這是一種需要高計算工 作量或需要査找表格的方法，查找表格又稱為LUT，其存儲利用特 定驅動值組合得到的劣化或壽命。在如權利要求3所述的根據本發明的實施例中，計算單元為 LED計算表示劣化或壽命的劣化值。所述計算單元採用了預定劣化 函數和驅動值歷史來計算所述劣化值。事實上，劣化值是指示直到 當前時刻為止相應的LED的劣化的指標。這一劣化取決於劣化函數 定義的相應LED的劣化行為和先前的驅動值。所述劣化值還可能指 示相應LED的仍然可用的壽命。將劣化值存儲在存儲器內。所選的 驅動值的組合現在以可能的組合的劣化或壽命指標PLTi以及所存儲 的劣化值為基礎。優選通過執行選擇使像素的LED獲得最為等同的 劣化或壽命。如果假設確實通過優化先前的驅動值而得到了等同的老化，那 麼所述驅動值的歷史的採用就是任選的。當然，在實踐當中，其並 非精確地成立，但是通過考慮所述歷史，能夠獲得好得多的結果。在如權利要求4所述的根據本發明的實施例中，添加了用於測 量所述至少一個LED的亮度的光傳感器。採用所感測的一個或多個 亮度確定相應的感測劣化值，其表示由先前的驅動值導致的所述至 少一個LED的劣化或壽命。所選的驅動值的組合現在以可能的組合 的劣化或壽命指標PLTi以及所感測的劣化值為基礎。優選通過執行 選擇使像素的LED獲得最為等同的劣化或壽命。通過採用光傳感器 替代所述劣化函數能夠更為精確地確定LED的老化。根據權利要求3或權利要求4所述的實施例的兩者均考慮了這
一點，在實踐當中，解決方案自由度並未大到足以確保所有LED得 到等同的老化。因此，如果不採用根據本發明的壽命優化算法，LED 的老化就可能不同。通過將這一差別老化考慮在內，有可能調整驅 動值的選擇，從而進一步降低所述差異老化。採用所述劣化函數或 光傳感器跟蹤所述差異老化。在根據權利要求3所述的實施例中，採用了幀緩衝器，其具有 針對每一LED的條目，其中存儲所述LED的近似劣化。這一近似 的劣化是以LED的先前的驅動值和所述LED的老化特性為基礎的。 但是，就矽面積而言，幀緩衝器成本高，並且其效果高度依賴於劣 化預測的準確性。在根據權利要求4所述的實施例中，通過光傳感器實際感測所 述劣化。可以將所述光傳感器集成到像素中。可以將不同的光傳感 器用於不同的LED 。還有可能將單個光傳感器用於像素的所有LED ， 如果所述LED具有至少部分非重疊的開啟時段的話。光傳感器感測 作為輸入驅動值的函數的光的亮度。通過將這一光輸出與基準光輸 出比較，能夠知道像素的劣化。所述基準光輸出優選為開始使用LED 時LED的光輸出。預定驅動值處的實際光輸出與相同預定驅動值處 的基準光輸出的比率指示了LED的劣化。當然，可能採用其他時刻 的光輸出作為基準光輸出，但是必須針對直至所述另一時刻的使用 對其進行補償。還可能採用另一驅動值確定所述比率，但是，仍然 必須引入補償。現在，選擇針對所述LED的驅動值，從而進一步降 低不同LED的劣化差異。但是，這一方法的缺陷在於，所述像素必 須含有光傳感器，並且在顯示器中必須做好準備，從而將光傳感器 感測的信息提供給特定電路，該電路從由可能的組合構成的組中確 定與輸入信號相匹配的LED的驅動值的選擇。在根據權利要求5所述的實施例中，所述像素包括四種LED。 例如，採用了紅色、綠色、藍色和青色LED。其他顏色組合也是可 能的，例如，可以採用白色或黃色LED替代青色LED。將所述四種 LED中的三種的驅動值定義為所述四種LED中的第四種的函數，以 獲得三種驅動函數，由此確定LED的劣化或壽命。例如，所述紅色、
綠色和青色LED的驅動值為藍色LED的驅動值的函數。確定獲得 與輸入信號相匹配的所發射的組合光的所需顏色所需的四種LED的 驅動信號的有效範圍。在下文中，所述三種LED是指對於所述LED而言，將三種驅 動函數表示為第四LED的驅動值的函數。由四種劣化函數表示四種 LED的劣化。三種LED的劣化函數為常數與驅動函數的冪因子 (powerfactor)次方的乘積。第四種LED的劣化函數為常數與第四 LED的第四驅動值的冪因子次方的乘積。冪因子表示LED依賴於相 關驅動值的劣化，常數表示LED的劣化速度。接下來，針對四種劣化函數的交叉點以及第四驅動值的有效範 圍的邊界值確定所有的第四驅動值。現在，針對交叉點和邊界值的 這些第四驅動值確定四種LED的壽命或劣化。最後，由所確定的處 於這些第四驅動值的壽命或劣化選擇與所有相關子像素的最大壽命 或最低劣化相關的第四驅動值。之後，通過將這一第四驅動值代入 到所述三種驅動函數中確定其他驅動值。在根據權利要求6所述的實施例中，所選的驅動值的組合還以 相鄰像素的驅動值為基礎。因而，選擇驅動值的組合，其偏離準確 地達到最低劣化或最大壽命所需的組合，從而降低相鄰像素的老化 差異。通過下文中描述的實施例，本發明的這些和其他方面將變得顯 而易見，並且將參考下文中描述的實施例對本發明的這些和其他方 面予以說明。


在附圖中-圖1示意性地示出了根據本發明的實施例的顯示系統，其具有 包括LED的顯示屏板，圖2示出了包括光傳感器的像素驅動電路的根據本發明的實施例，圖3示出了本發明的實施例的信號轉換器的方框圖，
圖4示出了本發明的另一實施例的信號轉換器的方框圖，以及 圖5A和5B示出了說明圖4的信號轉換器的操作的曲線圖。
具體實施方式
在下述說明中，附圖標記為大寫字母，其後跟有標引，如果所 述標引為具體數字，那麼其表示特定項目，如果所述標引為小寫字 母i，那麼其對所述項目進行一般表示。例如，附圖標記PL1是指在 至少一幅附圖中通過這一附圖標記表示的LED。附圖標記PLi對 LED給出了一般表示，或者其表示在附圖中僅由特定數字表示而不 是由i表示的LED的任何子集。從上下文中可以清晰地看出所指的 項目。圖1示意性地示出了根據本發明的實施例的顯示系統，其具有 包括LED的顯示屏板。圖1僅示出了矩陣顯示屏板1的八個子像素 10。四個子像素10的集合形成了像素11。在實際的實現中，矩陣顯 示屏板1可能具有多得多的像素U。像素11有可能不按矩陣構造布 置。子像素10未必按照水平線布置。但是，為了便於解釋，在下文 中將討論矩陣顯示器。每一子像素10包括發光二極體，下文稱為 LED。所述LED的PL1、 PL2、 PL3、 PL4分別發射不同的光譜，例 如，紅色、綠色、藍色和青色光。可以採用其他原色，例如，可以 採用白色或黃色LED替代青色LED PL4 。有可能採用四種以上的不 同LED。將LED統稱為PLi。每一子像素10還包括像素驅動電路 PD1、 PD2、 PD3、 PD4，也將其統稱為PDi。像素驅動電路生成通 過LED PLi的驅動電流Ii (在所示的例子中為II到14)。例如，所 述LEDPLi可以是無機電致發光(EL)器件、冷陰極或有機LED， 例如，聚合物或小分子LED。例如，在圖1中，選擇電極SE沿行方向延伸，數據電極DE沿 列方向延伸。選擇電極SE有可能沿列方向延伸，數據電極DE有可 能沿行方向延伸。電源電極PE沿列方向延伸。電源電極PE也可以 沿行方向延伸，或者可以形成網格。單個顯示線有可能具有更多的 選擇電極SE。 處於子像素10的第一列中的像素驅動電路PD1中的每一個從 相關選擇電極SE接收選擇信號，從相關數據電極DE接收數據信號 RD1，從相關電源電極PE接收電源電壓VB，並將電流I1提供給其 相關LED PL1。處於子像素10的第二列中的像素驅動電路PD2中 的每一個從其相關選擇電極SE接收選擇信號，從其相關數據電極 DE接收數據信號GD1，從其相關電源電極PE接收電源電壓VB， 並將電流12提供給其相關LED PL2。處於子像素10的第三列中的 像素驅動電路PD3中的每一個從其相關選擇電極SE接收選擇信號， 從其相關數據電極DE接收數據信號BD1 ，從其相關電源電極PE接 收電源電壓VB，並將電流I3提供給其相關LED PL3。處於子像素 10的第四列中的像素驅動電路PD4中的每一個從相關選擇電極SE 接收選擇信號，從其相關數據電極DE接收數據信號CD1，從其相 關電源電極PE接收電源電壓VB，並將電流14提供給其相關LED PL4。儘管對於像素10的相同集合而言，採用相同的附圖標記表示 相同的元件，但是信號、電壓和數據的值可能是不同的。選擇驅動器SD將選擇信號提供給選擇電極SE。數據驅動器DD 接收信號FR、 FG、 FB、 FC，從而將數據信號RD1、 GD1、 BD1、 CD1提供給數據電極DE。也將信號FR、 FG、 FB、 FC的組合稱為 驅動信號的選擇組合DCi。在圖1所示的實施例中，假設輸入圖像信號IV包括輸入圖像分 量信號R(紅色)、G(綠色)和B (藍色)。可選的去伽馬(de-gamma) 電路DG接收輸入圖像分量信號R、 G、 B並提供經校正的信號IV'。 所述去伽馬電路DG處理輸入圖像信號IV，並從其中去除預伽馬校 正。這樣的預伽瑪校正一般都存在，其最初意在針對陰極射線管的 伽馬值對輸入信號IV進行預補償。因而，在線性光域內提供了經校 正的信號IV'。因此，有利地，在線性光域內執行通過信號處理器或 信號轉換器SC執行的信號處理。信號轉換器SC將其輸出信號，即 驅動信號FR'、 FG'、 FB'、 FC'的選擇組合DC'i提供給可選伽馬電路 GA，所述伽馬電路GA將實際驅動信號FR、 FG、 FB、 FC的選擇 組合DCi提供給數據驅動器DD。伽馬電路GA將驅動信號DC'i的
組合轉化為驅動值DCi的組合，以添加與所採用的顯示屏板匹配的 預伽瑪校正。也可以將所述去伽馬電路DG和伽馬電路GA實現為 已知的查找表格。可以省略去伽馬電路DG和伽馬電路GA。如果不 存在去伽馬電路DG和伽馬電路GA，那麼伽馬校準輸入信號IV'等 同於輸入信號IV，所選的組合DC'i等同於所選的實際驅動信號FR、 FG、 FB、 FC的組合DCi。在圖1中，數據驅動器DD接收所選擇的驅動值的組合DCi， 並將數據信號RD1、 GD1、 BD1、 CD1提供給發射具有四種原色的 光的四種LEDPLi。可以存在四種以上的不同組的LED PLi，每一 組由相應的數據信號驅動。由流經LED PLi的電流Ii的電平決定 LEDPLi的灰度級。對於LEDPL1而言，由處於與像素驅動電路PD1 相關的數據電極DE上的數據信號RD1的電平決定這一電流Il。由 流經LED PL2的電流12的電平決定LED PL2的灰度級。由處於與 像素驅動電路PD2相關的數據電極DE上的數據信號GD1的電平決 定電流12。對於另外的LED PL3和PL4依次類推。定時控制器TC接收與輸入圖像信號IV相關的同步信號SY， 並將控制信號CR提供給選擇驅動器SD，將控制信號CC提供給數 據驅動器DD。控制信號CR和CC使選擇驅動器SD和數據驅動器 DD的操作同步，從而在選擇了相關行的像素ll之後，使驅動信號 的選擇組合DCi出現在數據電極DE上。通常，定時控制器TC控 制選擇驅動器SD，從而將選擇電壓提供給選擇電極(也被通常稱為 地址線)SE，從而逐一選擇像素11的行(或對其尋址)。在實踐當 中，例如，每顯示行(一行像素ll)可以採用更多的地址線，以控 制提供給LEDPLi的電流Ii的佔空比。有可能同時選擇超過一行的 像素11。定時控制器TC控制數據驅動器DD，從而將數據信號RD1、 GD1、 BD1、 CD1並行提供給所選的像素行10。也有可能將不同的 LED布置在不同的行內，並選擇不同行的子像素0。將顯示屏板l定義為包括像素ll。在實際的實施例中，顯示屏 板1還可以包括所有的或某些驅動電路DD、 SD和TC，甚至包括信 號轉換器SC。通常將這一驅動電路和顯示屏板的組合稱為顯示模 塊。可以在很多種顯示設備中採用這一顯示模塊，例如，電視、計算機顯示設備、遊戲控制臺或者諸如PDA (個人數字助理)或移動 電話的行動裝置。信號轉換器SC包括電路RD，電路RD接收輸入信號IV或IV'， 以確定驅動值DSi的有效組合PDCi。也將這些有效組合稱為可能的 組合，因為所有的這些驅動值DSi的組合PDCi將得到由像素11的 LEDPLi生成的組合光的所需顏色(強度和光譜)。由將要顯示的輸 入信號IV的採樣決定所需顏色。可能存在很多種可能的組合PDCi， 以獲得由輸入信號IV指示的像素11的顏色。在可能的組合PDCi 中所需的驅動值DSi的數量等於像素11的不同LEDPLi的數量。電路LD接收有效組合PDCi，以確定劣化或壽命指示PLTi，其 指示對於有效組合PDCi的驅動值DSi而言，LED PLi的實際劣化或 預期壽命。電路CD接收指示PLTi和有效組合PDCi，從而從有效組合PDCi 中選擇所選的組合DCi，其能夠提供像素11的LED的總體最小劣 化或最大壽命。因而，對於可能的組合PDCi而言，首先檢驗像素 11的LED PLi的劣化或壽命PLTi如何。之後，選擇能夠使所述像 素的LED的最大劣化為最低或者使最低壽命為最大的組合。電路 CD將所選的驅動值的組合DCi提供給數據驅動器DD。在圖1中， 將所選的組合DCi的驅動值稱為FR、 FG、 FB和FC。儘管在圖1中，示出了信號轉換器SC包括電路RD、LD和CD， 但是也可以通過單個專用電路或者通過適當編程的計算機或ALU 執行這些電路的功能。因此，可以將電路讀為功能塊。圖2示出了包括光傳感器的像素驅動電路的根據本發明的實施 例。現在由標引i整體標引圖1所示的像素驅動電路PDi、發光元件 PLi和電流Ii。像素驅動電路PDi包括電晶體T2和LED PLi的主電 流路徑的串聯布局。圖示的電晶體T2為FET，但是其也可以是任何 其他的電晶體類型，將LEDPLi示為二極體，但是其也可以是其他 電流驅動發光元件。將這一串聯布局布置在電源電極PE和地(或者 是絕對地或者是諸如公共電壓的局部地)之間。將電晶體T2的控制
電極連接至電容器C和電晶體Tl的主電流路徑的端子的結。將晶 體管T1的主電流路徑的另一端子連接至數據電極DE，將電晶體T1 的控制電極連接至選擇電極SE。將電晶體T1示為FET，但是其可 以是其他電晶體類型。將電容器C仍然懸置的一端連接至電源電極 PE。現在將在下文中解釋所述電路的操作。在通過選擇電極SE上的 適當電壓選擇一行像素ll (或子像素IO)時，電晶體T1導電，其 中，所述選擇電極與該行像素ll (或子像素IO)相關。將數據信號 D提供給電晶體T2的控制電極，所述數據信號D的電平指示所需 的LEDPL的光輸出。電晶體T2根據數據電平獲得阻抗，並且所需 電流Ii開始流經LEDPLi。在該行像素10的選擇周期之後，改變選 擇電極SE上的電壓，從而使電晶體T1獲得高電阻。保持存儲在電 容器C上的數據電壓D，數據電壓D驅動電晶體T2，從而仍然獲得 通過LED PLi的所需電流Ii。在再次選擇選擇電極SE以及改變數據 電壓D時電流Ii將發生改變。必須通過電源電極PE提供電流Ii，所述電源電極PE經由電阻 器Rt接收電源電壓VB。電阻器Rt代表通往圖示的像素10的電源 電極的電阻。像素驅動電路PD可以具有與圖2所示的構造不同的另一種構 造。例如，在公開文獻"A Comparison of Pixel Circuits For Active Matrix Polymer/Organic LED Displays", D. Fish等，SID 02 Digest, 第968-971頁中公開了一些替代的像素驅動電路PD。將光傳感器PSi布置為使其接收相關LED PLi的一部分光。光 傳感器PSi可以接收像素11的一個以上的LEDPLi的光，如果這些 LED依次受到激勵的話。光傳感器PSi提供感測信號SGi，其指示 由LED PLi生成的光的強度。電路LDL接收感測信號SGi和基準信 號REFi，以提供劣化或壽命指示LTi。這一指示LTi為在將預定驅 動值DSi提供給子像素10時感測的感測信號SGi與基準信號REFi 之間的比率。基準信號REFi優選為在LED PLi的壽命最大時，在顯 示系統的第一次使用的開始，在相同的預定驅動值DSi下感測的感
測信號SGi。現在，電路CD還接收指示LTi，其用來校正所選的組 合DCi的選擇，所選的組合DCi是基於在這些可能的組合下所確定 的壽命PLTi從可能的組合PDCi中選出的。有可能改變所述選擇， 使得所選的組合DCi仍然選自可能的組合PDCi，但是現在其偏離了 僅基於所確定的壽命PLTi做出的選擇。或者，有可能僅改變所選的 組合DCi的驅動值的子集。由通過光傳感器PSi確定的像素的壽命 LTi確定所述子集的驅動值的變化，同時所選的組合仍然以所確定的 壽命PLTi為基礎。但是，現在由像素11所生成的光的亮度或顏色 偏離了輸入信號IV的採樣(sample)指定的亮度或顏色(在無光反 饋的情況下，其在實際當中通常產生於劣化)。但是，只要這一偏離 並非到達令人厭煩的可見的程度，其對於觀察者而言就不是問題。基本上，如果在a)子像素中沒有任何一個劣化，或者b)通過 選擇映射使得任何劣化的子像素都未使用的情況下，採用了所確定 的壽命PLTi，那麼將只顯示正確的顏色。當然，在採用所確定的壽 命LTi時，有可能校正映射，以確保再現所希望的顏色。圖3示出了本發明的實施例的信號轉換器的方框圖。信號轉換 器SC包括功能塊RD、 LD、 CD、 CA和ME。功能塊RD接收輸入 信號IV，並提供有效組合PDCi。塊LD接收有效組合PDCi，以確 定針對有效組合PDCi的劣化或壽命指示PLTi。塊CD接收有效組 合PDCi和壽命指示PLTi，以選擇提供最大總體壽命的選擇組合 DCi。到目前為止，塊RD、 LD和CD的組合是等同的，並且以已 經相對於圖1討論的方式操作。與圖1的差別在於，塊CD還接收 處理器SC實際上為其確定所選組合DCi的像素11的相鄰像素11 的劣化或壽命指示LTi以及驅動電平NDL。塊CA為每一 LED PLi計算劣化值DVi，其表示所述LED PLi 中對應的一個的劣化或壽命LTi。採用相應LED PLi的預定劣化函 數DFi和相應LED PLi的驅動值IV的歷史執行這一計算。劣化函數 DFi決定著作為LED PLi的驅動歷史的函數的劣化或壽命。其結果 可以是到目前為止的實際劣化或者是達到初始亮度的一半之前的仍 然可能的劣化。或者，所述結果可以是實際的已經使用的壽命部分
或者是仍然可用的壽命。劣化函數DFi可以採用所有先前的驅動值，以獲得表示劣化或壽命的值，但是對於所有的這些先前的驅動值而 言，其需要不切實際的存儲和計算工作量。因此，優選地，對於特定像素11而言，劣化函數DFi將針對這一特定像素11的輸入信號 IV的採樣的delta劣化或壽命加到劣化函數DFi的前一值上。對於 不同顏色的LEDPLi，所述劣化函數DFi可以是不同的。存儲器ME存儲通過劣化函數DFi確定的劣化值DVi，以獲得 存儲劣化值，其表示每一 LED PLi的劣化或壽命指示LTi。塊CD採用所接收的劣化或壽命指示PLTi和LTi從可能的組合 PDCi中選出驅動值的選擇組合DCi。基於所確定的劣化或壽命指示 PLTi選擇驅動值的選擇組合DCi並針對劣化或壽命指示LTi對其進 行校正，所述驅動值的選擇組合DCi在像素11的最小總體劣化或最 大總體壽命之間提供了折中考慮(compromise )。不需要為像素11的子像素10的所有LED PLi都確定劣化或壽 命指示PLTi。僅針對兩個或者不同顏色LED的另一子集檢驗指示 PLTi，以選擇針對這一子集的驅動值，從而使所述子集的LED的總 體壽命最大就足夠了。塊CD可以任選地接收相鄰像素11的驅動電平NDL，以便為實 際像素11選擇驅動值的組合DCi，從而還根據相鄰像素11的驅動 電平NDL使得通過選擇驅動值的這一組合DCi而偏離確切的最小劣 化或最大壽命，以降低相鄰像素的LEDPLi的老化差異，進而使所 謂的老化(burn-in)最小化。圖4示出了本發明的另一實施例的信號轉換器的方框圖。在這 一實施例中，像素11包括四個均由附圖標記10表示的子像素，其 分別包括LEDPL1到PL4。例如，採用了紅色、綠色、藍色和青色 LEDPL1到PL4。其他顏色組合也是可能的，例如，可以採用白色 或黃色LED替代青色LED。可以按照不同的順序布置所述顏色，其 未必按線布置。現在，功能塊RD接收輸入信號IV。現在，功能塊LD包括功 能塊FUG、 ID、 BD和LTD。
功能塊RD將三種LED PL1到PL3的驅動值DS1到DS3定義 為第四LED PL4的驅動值DS4的函數。將這些函數稱為驅動函數 FU1至U FU3。例如，紅色(R)、綠色(G)和青色(C) LED PL1 到PL3的驅動值DS1到DS3是藍色(B) LED PL4的驅動值的函數 FU1到FU3。在這一例子中，將驅動函數FU1到FU3定義為R = FU1 =al + bl*BG = FU2 = a2 + b2*BC = FU3 = a3 + b3*B 還可以將附圖標記R、 G、 C、 B的值分別稱為驅動值DS1到DS4。 由輸入信號IV的當前採樣的顏色確定包括係數al到a3的係數矩陣 a。由LED PL1到PL4的顏色點確定包括係數bl到b3的係數矩陣b。 例如，可以按照ID692833中公開的內容確定這些矩陣。功能塊RD在考慮LED PL1到PL3的有效範圍VR1到VR3(參 考圖5)的情況下確定LEDPL4的驅動值DS4的有效範圍VR4。有 效範圍VR4指示可以在驅動值DS1到DS4內選擇的可能範圍，其 用來獲得與所要顯示的輸入信號的當前採樣相匹配的、由四種LED PL1到PL4發射的組合光的所需顏色和強度。將相對於圖5A更為 詳細地描述有效範圍VR4的確定。函數FU1到FU3以及驅動值DS4 表示可能的組合PDCi,這一點將變得很清楚。對於驅動值DS4的每 —值而言，可以通過函數FU1到FU3計算驅動值DS1到DS3，以 獲得通過其獲得所需顏色的一組驅動值DS1到DS4。塊RD還生成四種劣化函數DFU1到DFU4，其分別表示四種 LED PL1至!J PL4的劣1七或壽命。LED PL1至lj PL3的劣1七函數DFU1 到DFU3為常數kl到k3分別乘以驅動函數FU1到FU3的相應冪因 子pl到p3次方。LED PL4的劣化函數DFU4為常數k4乘以LED PL4 的第四驅動值DS4的冪因子p4次方。冪因子pl到p4 (由圖4中的 pi表示)分別表示LED PL1到PL4依賴於相關驅動值DS1到DS4 的劣化。這些冪因子pi通常具有處於1.5到2.0的範圍內的值。常 數kl到k4 (在圖4中由ki表示)分別表示LED PL1到PL4的劣化 速度。劣化函數DFUi表示相應LED PLi的劣化DGRi，所述劣化函
數為-DFUl=kl(al+blB)plDFU2 = k2(a2 + b2B)p2DFU3=k3(a3+b3B)p3DFU4-k4BP4。 圖5B示出了劣化函數DFU1到DFU4的例子。塊ID接收四種劣化函數DFU1到DFU4，以確定所有使所述四 種劣化函數DFU1到DFU4在該處相交的驅動值DS4的所有值 DSI4。但是，在實際的實現中，傳輸實際的劣化函數不是最佳方式。 因而，作為替代方案或者更為切實可行的方案，可以將參數ai、 bi、 ki、 pi傳遞至塊ID。此外，如果僅將參數ai和bi從塊RD轉移至塊 ID，那麼可以將參數ki和pi直接輸入到塊ID內。塊BD在考慮四 種LEDPL1到PL4的驅動信號DS1到DS4的有效驅動範圍VR1到 VR4的情況下接收有效範圍VRi並確定驅動值DS4的邊界值DSB4。塊LTD接收值DSI4和DSB4，並針對交叉點DSI4和邊界值 DSB4的這些驅動值DS4確定四種LED PL1到PL4的劣化或壽命指 示LTi。因而，現在，針對可能的組合PDCi確定劣化或壽命指示PLTi 的塊LD包括塊ID、 BD和LTD。必須指出，現在，只需計算幾個 劣化或壽命指示PLTi:只需針對驅動值DS4的邊界值DSB4和交點 值(intersectvalue) DSI4。塊CD接收第四驅動值DSI4和DSB4、處於這些第四驅動值 DSI4和DSB4的劣化或壽命指示PLTi，以及驅動函數FU1到FU3。 現在，第四驅動值DSI4和DSB4以及驅動函數FU1到FU3形成了 可能的組合PDCi。塊CD從所確定的劣化或壽命指示LTi中選擇與 LEDL1到L4的組合的最大壽命或最低劣化相關的一個。現在，直 接知道了第四驅動值DS4，分別通過三種驅動函數FU1到FU3定義 其他驅動值DS1到DS3。為了防止因在圖中的不同位置採用相同的 附圖標記表示信號而造成混淆，分別通過FR、 FB、 FG、 FC表示所 選的驅動值DS1到DS4。將這些驅動值FR、 FB、 FG、 FC提供給 數據驅動器DD，所述數據驅動器DD將對應的數據信號RD1 、BD1 、GD1、 CD1提供給像素11的子像素10。可以根據參考圖5A給出的更為詳細的說明確定所述邊界的第 四驅動值DSB4。將參考圖5B更為詳細地說明交叉點的第四驅動值 DSI4的確定。還將參考圖5B更為詳細地描述第四驅動值DS4的最 佳值的選擇。儘管在這一實施例中針對所有的LED確定了劣化函數DFUi， 但實際上未必要求如此。針對至少兩種LED的任何數量的LED採 用相同的方法都是有效的。例如，如果已知LEDPLi中的兩種的壽 命決定了像素ll的總壽命，那麼由於其他LEDPLi具有長得多的壽 命，因而只需確定兩種快速老化的LED PLi的劣化函數DFUi。此夕卜， 只需確定這兩種劣化函數DFUi的交叉點。可以將所述功能塊實現為專用電路，或者通過適當編程的微型 計算機實現所述功能塊。圖5A和5B示出了說明圖4的信號轉換器的操作的曲線圖。圖 5A示出了驅動函數FU1到FU3，圖5B示出了劣化函數DFU1到 DFU4。圖5A示出了處於橫軸的第四LED PL4的驅動值DS4，在這一 例子中，所述第四LEDPL4發射藍光。使驅動值DS4歸一化，從而 使其最小值為0，最大值為1。在縱軸上示出了在這一例子中分別發 射紅色、綠色和青色光的第一到第三LEDPL1到PL3的驅動值DS1 到DS3。而且，使驅動值DS1到DS3也歸一化，從而使其最小值為 0，最大值為l。圖中示出了由較早給出的等式定義的驅動函數FU1 到FU3，其表現為直線。可以在圖5A中容易地發現有效範圍VRi。 所有的函數FU1到FU3的值必然保持從0到1的驅動值DS1到DS3 的範圍內。在這一例子中，通過函數FU3確定有效範圍VR4的下邊 界LBO和上邊界RBO，因為函數FU3在下邊界LBO處的值達到1 ， 在上邊界RBO處的值為0，而其他函數FU1和FU2在邊界LBO和 RBO之間則未達到極限值0或1。從圖5A中可以看出，所有可能 的組合PDCi均為驅動值DS4以及針對這一驅動值DS4的函數FU1 至UFU3的值的組合，其中，必須在起始於下邊界LBO終止於上邊 界RBO的範圍內選擇所述驅動值DS4。圖5B在橫軸上示出了歸一化驅動值DS4,在縱軸上示出了 LED PLi的歸一化劣化DGRi。圖中示出了劣化函數DFU1到DFU4的例 子。可以根據參考圖5A的討論確定驅動值DS4的邊界值LBO和 RBO。可以通過使必須確定其交點的不同劣化函數DFUi相等而從 數學上找到不同劣化函數DFU1到DFU4的交點。如果使之相等的 這些劣化函數DFUi的冪因子pi相等，那麼能夠容易地解所述等式。 如果冪因子pi不同，那麼可以採用所述劣化函數DFUi的Taylor近 似等式確定所述交點。由SP1到SP4表示處於所述交叉點的驅動值 DS4的值。可以從劣化函數DFUi容易地計算出處於交叉點驅動值 SP1到SP4以及邊界驅動值LBO和RBO處的每一 LED PLi的劣化 DGRi。由於最多只需在6個驅動值DS4處針對四種不同的LED PLi 計算劣化函數DFUi，因而其計算工作量是有限的。塊CD從驅動值LBO、 RBO、 SP1到SP4中選出在該處使像素 11的LED PLi的總體劣化最小的驅動值。在這一例子中，在LED PL3 和PL4的劣化DGRi等高，而LED PL1和PL2的劣化DGRi較低的 驅動值SP2處，產生了總體最低劣化MIN。在所有其他交叉點驅動 值SP1、 SP3、 SP4以及邊界驅動值LBO、 RBO處，總是有至少一 個LED具有高於最低劣化MIN的劣化。因而，實際上，在交叉點 驅動值SPi和邊界驅動值LBO、 RBO中，選擇使最大劣化DGRi最 小的一個驅動值。從圖5B的例子中可以清楚地看到，由劣化函數DFU1表示的 LED PL1的劣化決不會成為確定最優總體劣化的過程中的限制因 素。在這樣的情況下，更為有效的處理是，只需在最佳驅動值DS4 的確定過程中不考慮這一LED。 一旦確定了最佳驅動值DS4，就能 夠通過函數FU1到FU3容易地計算最佳驅動值DS1到DS3。應當指出，上述實施例的作用在於舉例說明，而不是對本發明 給出限制，本領域技術人員能夠在不背離權利要求的範圍的情況下 設計出很多替代實施例。在權利要求中，不應將放在括號內的任何附圖標記推斷為對權
利要求的限制。動詞"包括"及其變型的使用不排除在所權利要求 所列舉的元件或步驟之外存在其他元件或步驟。在元件之前的單數 冠詞不排除存在多個該元件。可以利用包括幾個分立元件的硬體或 利用適當編程的計算機實施本發明。在列舉了幾個機構的裝置權利 要求中，可以通過同一個硬體項目體現這些機構中的幾個。最起碼 的事實是，在互不相同的從屬權利要求中列舉的某些措施不表示不 能從有利的角度將這些措施結合使用。
權利要求
1、一種信號處理器(SC)，其用於針對全色LED顯示器的像素(11)的至少四種LED(PLi)將輸入信號(IV)的採樣轉化為驅動值的選擇組合(DCi)，從而獲得基本與所述輸入信號(IV)的採樣相匹配的、由所述四種LED(PLi)發射的組合光的所需顏色，所述信號處理器(SC)包括用於接收所述輸入信號(IV)的採樣，以確定使由所述至少四種LED(PLi)發射的組合光基本與所述輸入信號(IV)的所述採樣相匹配的驅動值的可能組合(PDCi)的裝置(RD)，用於接收所述可能組合(PDCi)，以確定針對這些可能組合的劣化或壽命指示(PLTi)的裝置(LD)，以及用於接收所述可能組合(PDCi)以及所述劣化或壽命指示(PLTi)，以將所述選擇組合(DCi)確定為在所述可能組合(PDCi)中為所述像素(11)的所述至少四種LED(PLi)提供基本上最低的總體劣化或最大的總體壽命的一個組合的裝置(CD)。
2、 根據權利要求1所述的信號處理器(SC)，其中，將所述的 用於確定所述可能組合(PDCi)的裝置(RD)布置為確定使所述至 少四種LED (PLi)發射的組合光基本與所述輸入信號(IV)的採樣 相匹配的所有可能的驅動值組合(PDCi)，並且其中，將所述的用於 確定所述劣化或壽命指示(PLTi)的裝置(LD)布置為針對所述的 可能組合(PDCi)中的每一個計算所述劣化或壽命指示(PLTi)，並 且其中，將所述的用於確定所述選擇組合(DCi)的裝置(CD)布 置為從所述可能組合(PDCi)中選擇提供所述像素(11)的最低總 體劣化或最大總體壽命的一個。
3、 根據權利要求1所述的信號處理器(SC)，還包括 計算單元(CA)，其用於採用所述LED (PLi)中相應的一種的預定劣化函數(DFi)和針對所述相應LED (PLi)的輸入信號(IV) 的採樣的歷史計算表示所述相應LED (PLi)的劣化或壽命(LTi) 的劣化值(DVi)，存儲器(ME)，其用於存儲所述劣化值(DVi)，以獲得存儲劣 化值(LTi)，其中，將所述的用於確定所述選擇組合(DCi)的裝置(CD) 布置為還接收所述存儲劣化值(LTi)，從而響應於所述存儲劣化值 (LTi)調整所述選擇組合(DCi)的選擇或者調整所述選擇組合(DCi) 的驅動值中的至少一個，從而還基於驅動值歷史使所述總體劣化最 小化，或者使所述總體壽命最大化。
4、 根據權利要求1所述的信號處理器(SC)，其中，所述像素 (11)包括用於提供表示所述LED中的至少一種的亮度的感測信號 (SGi)的光傳感器(PSi)，並且其中，所述信號處理器(SC)還包括用於接收所述感測信號(SGi)和基準信號(REFi)，以確定作為 所述感測信號(SGi)和所述基準信號(REFi)的比率的所述LED(PLi)的感測劣化或壽命指示(LTi)的裝置(LDL)，且其中，將 所述的用於確定所述選擇組合(DCi)的裝置(CD)布置為還接收 所述的感測劣化或壽命指示(LTi)，從而響應於所述的感測劣化值(LTO調整所述選擇組合(DCi)的選擇或者調整所述選擇組合(DCi) 的驅動值中的至少一個，從而還基於驅動^t歷史使所述總體劣化最 小化，或者使所述總體壽命最大化。
5、 根據權利要求1所述的信號處理器(SC)，其中所述像素(ll) 包括四種LED (PLi)，並且其中將所述用於確定可能組合(PDCi)的裝置(RD)布置為用於 將由所述四種LED (PLi)中的三種(PL1， PL2， PL3)構成的 組的驅動值(DS1， DS2， DS3)分別定義為關於所述四種LED (PLi) 中的第四種(PL4)的驅動值(DS4)的三個函數(FU1， FU2， FU3)， 在考慮所述的由三種LED (PL1， PL2， PL3)構成的組的有效 驅動範圍(VRi)的情況下，確定獲得與所述輸入信號(IV)的當前 採樣匹配的、由所述四種LED (PLi)發射的組合光的所需顏色和強 度所需的所述第四種LED (PL4)的驅動值DS4的有效範圍(VR4)， 以及通過三種劣化函數(DFU1， DFU2， DFU3)表示所述的由三種 LED (PL1， PL2， PL3)構成的組的劣化，所述三種劣化函數為一 方面表示相關LED (PL1， PL2， PL3)的劣化速度的常數(kl， k2， k3)與另一方面所述函數(FU1， FU2， FU3)的冪因子(pl， p2， p3)次方的乘積，所述冪因子決定著所述相關LED(PL1， PL2， PL3) 的劣化特性，以及通過劣化函數(DFU4)表示所述第四種LED (PL4)的劣化， 所述劣化函數(DFU4)為一方面表示所述第四種LED (PL4)的劣 化速度的常數(k4)與另一方面所述第四種LED (PL4)的第四驅 動值(DS4)的冪因子(p4)次方的乘積，所述冪因子(p4)決定 著所述第四種LED的劣化特性，並且其中，將所述的用於確定所述劣化或壽命指示(PLTi)的 裝置(LD)布置為用於針對所述四種劣化函數(DFU1， DFU2， DFU3， DFU4)的交 點確定第四驅動值(DSI4)，確定表示所述第四驅動值(DS4)的有效範圍(VRi)的邊界值 的第四驅動值(DSB4)，以及在所確定的第四驅動值(DSI4, DSB4)處，為所述四種LED (PLO確定所述劣化或壽命指示(PLTi)，並且其中，將所述的用於確定所述選擇組合(DCi)的裝置(CD) 布置為選擇所述可能組合(PDCi)之一，其對應於所確定的表示所 述像素(11)的最大壽命或最低劣化的劣化或壽命指示(PLTi)。
6、根據權利要求1所述的信號轉換器(SC)，其中，將所述的 用於確定所述選擇組合(DCi)的裝置(CD)布置為接收至少一個 相鄰像素(11)的驅動電平(NDL)，其中，從所述可能組合(PDCi) 中選擇所述選擇組合(DCi)還以所述相鄰像素(11)的驅動電平 (NDL)為基礎，其中，選擇所述驅動值(DSi)的組合(DCi)， 使之偏離確切的最低劣化或最大壽命，從而降低相鄰像素(11)的 LED (PLi)的老化差異。
7、 一種全色LED顯示系統，其用於顯示輸入信號(IV)，並且 包括具有像素(11)和根據權利要求1所述的信號轉換器(SC)的 顯示器，所述像素包括至少四種用於分別發射具有四種原色的光的 LED (PLi)。
8、 一種顯示設備，其包括根據權利要求7所述的全色LED顯 示系統。
9、 一種用於在具有像素(11)的全色LED顯示器上顯示輸入 信號(IV)的方法，所述像素包括至少四種分別發射具有四種原色 的光的LED (PLi)，所述方法包括針對同一像素(11)的所述至少 四種LED (PLi)將所述輸入信號(IV)轉化(SC)為驅動信號， 所述方法包括確定(RD)所述驅動信號(DSi)中的至少兩種的有效範圍(VRi)， 從而獲得與所述輸入信號(IV)相匹配的、所發射的組合光的顏色，在所述有效範圍(VRi)內，針對所述驅動信號(DSi)中的相 關驅動信號確定(LD)所述至少兩種LED (PLi)的劣化或壽命指 示(LTi)，以及基於所述劣化或壽命指示(LTi)確定(CD)所述驅動信號(DSi) 的值的組合(DCi)，該組合提供了所述至少兩種LED (PLi)的組 合的基本最低劣化或最大壽命。
全文摘要
討論了一種在全色LED顯示器上顯示輸入信號(IV)的方法，其中，所述顯示器具有包括至少四種分別發射具有四種原色的光的LED(PLi)的像素(11)。所述方法包括針對所述至少四種LED(PLi)將所述輸入信號(IV)轉化(SC)為驅動信號。所述轉換(SC)包括(i)確定(RD)所述驅動信號(DSi)中的至少兩種的有效範圍(VRi)，以獲得與所述輸入信號(IV)相匹配的發發射的組合光的顏色，(ii)針對所述有效範圍(VRi)內的相關驅動信號(DSi)確定(LD)所述至少兩種LED(PLi)的劣化或壽命指示(LTi)，(iii)基於所述劣化或壽命指示(LTi)確定(CD)驅動信號值(DSi)的組合(DCi)，該組合基本提供了所述至少兩種LED(PLi)的組合的最低劣化或最大壽命。
文檔編號G09G3/32GK101151649SQ200680010554
公開日2008年3月26日 申請日期2006年3月28日 優先權日2005年4月4日
發明者A·吉拉爾多, C·N·科德斯, F·P·M·布德澤拉, I·M·L·C·福格爾斯, J·J·L·霍彭布勞沃斯, N·C·范德瓦特, O·拜力克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司