提取有机发光器件的相关曲线的系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求于2014年7月2日提交的美国专利申请14/322, 443的优先权，在这 里将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
[0003] 本发明大体上涉及使用诸如0LED之类的发光器件的显示器，且更具体地涉及为 了补偿发光器件的老化而在此类显示器中提取不同应力条件下的特性相关曲线。
【背景技术】
[0004] 相对于常规液晶显示器，有源矩阵有机发光器件（AM0LED)显示器提供了更低的 功耗、制造灵活性和更快的刷新速率的优点。与常规液晶显示器相比，AM0LED显示器中不 存在背光，这是因为每个像素由独立发光的不同颜色的0LED构成。0LED基于由驱动晶体管 提供的电流发光。驱动晶体管通常是薄膜晶体管（TFT)。每个像素的功耗与该像素中产生 的光的大小具有直接的关系。
[0005] 在有机发光二极管器件的运行期间，其遭受劣化，这导致恒定电流下的光输出随 着时间减小。0LED器件还遭受电学劣化，这导致恒定偏置电压下的电流随着时间降低。这 些劣化基本上是由与0LED上的施加电压的大小和持续时间以及由此在该器件中产生的电 流相关的应力引起的。这类劣化由于诸如温度、湿度或氧化剂的存在之类的环境因素的随 时间的贡献而混合在一起。薄膜晶体管器件的老化速率也依赖于环境和应力（偏置）。针 对先前数次存储的像素历史数据来校准像素，以确定像素上的老化效应，从而可适当地确 定像素晶体管和0LED的老化。因此，在显示装置的整个寿命期间需要精确的老化数据。
[0006] 在一种0LED显示器补偿技术中，提取像素面板的老化（和/或均匀性）并将其作 为原始的或经处理的数据存储在查找表中。接着，补偿模块使用所存储的数据来补偿0LED 的电学参数和光学参数的任何偏移（例如，0LED运行电压和光学效率的偏移）以及背板的 电学和光学参数的任何偏移（例如，TFT的阈值电压偏移），因而根据所存储的数据和视频 内容来修改每个像素的编程电压。补偿模块按照使足够的电流经过0LED以针对每个灰度 水平保持相同的亮度水平的方式修改驱动TFT的偏置。换句话说，合适的编程电压适当地 抵消了 0LED的电学老化和光学老化以及TFT的电学劣化。
[0007] 在显示器的寿命期间，通过基于电学反馈的测量电路持续地监测并提取背板TFT和0LED器件的电学参数。进一步，根据0LED的电学劣化数据来估计0LED器件的光学老化 参数。然而，0LED的光学老化效应也取决于单独像素上的应力条件，且由于应力在像素间 变化，所以不能确保精确的补偿，除非确定出适合于具体应力水平的补偿。
[0008] 因此，对于有源像素上的应力条件，需要有效地提取精确的光学参数和电学参数 的特性相关曲线以用于补偿老化效应和其它效应。对于有源像素在显示器的运行期间可能 经受的各种应力条件，需要具有各种特性相关曲线。对于基于显示器的有机发光器件中的 像素，还需要精确的补偿系统。
【发明内容】
[0009] 根据一个实施例，提供了一种用于补偿像素的阵列的输入信号的系统，所述像素 包括在不同的环境和应力条件下有差异地老化的半导体器件，所述系统用于：针对所述半 导体器件的不同应力条件，创建补偿曲线库；基于所述半导体器件中的至少被选定的半导 体器件的至少一个参数的变化速率或绝对值，识别至少所述被选定的半导体器件的应力条 件；基于所识别的应力条件，选择所述被选定的半导体器件的补偿曲线；基于所选择的补 偿曲线，计算所述被选定的半导体器件的补偿参数；以及基于所计算的补偿参数，补偿所述 被选定的半导体器件的输入信号。
[0010] 可选择地，可基于所述半导体器件中的至少被选定的半导体器件的至少一个参数 的变化速率或绝对值与另一半导体器件的至少一个参数的变化速率或绝对值的比较来识 别应力条件。
[0011] 鉴于参考附图进行的各种实施例的详细描述，本领域技术人员将明白本发明的各 方面，其中将在下面给出这些附图的简要。
【附图说明】
[0012] 通过参考下面的结合附图进行的说明可以最好地理解本发明。
[0013] 图1是具有补偿控制的AM0LED显示器系统的框图。
[0014] 图2是用于基于测量数据来修改特性相关曲线的图1中的参考像素中的一者的电 路图。
[0015] 图3是从有源像素发出的亮度的曲线图，该曲线图反映出可需要不同补偿的随时 间的不同水平的应力条件。
[0016] 图4是不同特性相关曲线的曲线图以及使用预定应力条件来确定补偿的技术的 结果的曲线图。
[0017] 图5是基于预定应力条件下的参考像素组来确定和更新特性相关曲线的过程的 流程图。
[0018] 图6是使用预定的特性相关曲线来补偿显示器上的有源像素的编程电压的过程 的流程图。
[0019] 图7是0LED效率劣化与0LED电压的变化的关联性曲线。
[0020] 图8是0LED应力历史与应力强度的曲线图。
[0021] 图9A是不同的应力条件下的0LED电压变化与时间的曲线图。
[0022] 图9B是不同的应力条件下的0LED电压变化速率与时间的曲线图。
[0023] 图10是不同的应力条件下的0LED电压变化速率与0LED电压变化的曲线图。
[0024] 图11是根据诸如0LED电压之类的0LED参数的变化来提取0LED效率劣化的过程 的流程图。
[0025] 图12是0LED电信号和效率劣化的0LED关联性曲线。
[0026] 图13是从测试器件提取关联性曲线的过程的流程图。
[0027] 图14是从库中计算关联性曲线的过程的流程图。
[0028] 图15A和15B是基于器件或另一器件的参数的变化速率或绝对值来识别该器件的 应力条件的过程的流程图。
[0029] 图16是受到三种不同应力条件的0LED的IV特性的示例。
[0030] 虽然本发明易受到各种修改和替代形式，但是在附图中已经通过实例的方式示出 了特定实施例并在本文中详细说明。然而，应当理解，本发明并不意图限于所公开的特定形 式。相反，本发明覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同 物和替代方案。
【具体实施方式】
[0031] 图1是具有有源矩阵区域或像素阵列102的电子显示器系统100,在该有源矩阵 区域或像素阵列102中，以行和列的配置布置有有源像素104的阵列。为方便图示，仅示出 了两行和两列。在有源矩阵区域（像素阵列102)的外部是外围区域106,在外围区域106 中布置有用于驱动和控制像素阵列102的区域的外围电路。外围电路包括栅极或地址驱动 器电路108、源极或数据驱动器电路110、控制器112和可选的电压源（例如，EL_Vdd)驱动 器114。控制器112控制栅极驱动器108、源极驱动器110和电压源驱动器114。在控制器 112的控制下，栅极驱动器108对地址或选择线SEL[i]、SEL[i+l]等进行操作，其中在像素 阵列102中的像素104的每一行中存在一条地址或选择线。在下述像素共用配置中，栅极 或地址驱动器电路108还可以可选地对全局选择线GSEL[j]且可选地对/GSEL[j]进行操 作，全局选择线GSEL[j]或/GSEL[j]对像素阵列102中的像素104中的多个行（例如，像 素104的每两行）进行操作。在控制器112的控制下，源极驱动器电路110对电压数据线 Vdata[k]、Vdata[k+1]等进行操作，其中在像素阵列102中的像素104的每一列中存在一 条电压数据线。电压数据线向每个像素104运送用于表示像素104中的每个发光器件的亮 度的电压编程信息。每个像素104中的存储元件（例如，电容器）存储电压编程信息，直到 发光或驱动周期开启发光器件。在控制器112的控制下，可选的电压源驱动器114控制电 压源（EL_Vdd)线，其中在像素阵列102中的像素104的每一行中存在一条电压源线。控制 器112还连接到存储器118,存储器118用于存储下面将说明的像素104的各种特性相关曲 线以及老化参数。存储器118可以是闪速存储器、SRAM、DRAM、它们的组合和/或其它存储 器中的一者或更多者。
[0032] 显示器系统100还可以包括电流源电路，该电流源电路在电流偏置线上提供固定 电流。在一些配置中，能够向电流源电路提供参考电流。在这类配置中，电流源控制部控制 在电流偏置线上施加偏置电流的时序。在不向电流源电路提供参考电流的配置中，电流源 地址驱动器控制在电流偏置线上施加偏置电流的时序。
[0033] 已知的是，对于显示器系统100中的每个像素104,需要使用用于表示该像素104 中的发光器件的亮度的信息来对其编程。帧定义了包括编程周期或阶段以及驱动或发光周 期或阶段的时间段，其中在编程周期或阶段期间，使用用于表示亮度的编程电压来编程显 示器系统100中的每个像素，并且在驱动或发光周期或阶段期间，每个像素中的每个发光 器件被开启以按照与存储在存储元件中的编程电压相对应的亮度发光。因此，帧是组成显 示器系统100上所显示的完整的运动图片的许多静态图像中的一个。存在至少两种用于编 程和驱动像素的方案：逐行或者逐帧。在逐行编程时，对一行像素进行编程，并接着在对下 一行像素进行编程和驱动之前驱动该行像素。在逐帧编程时