用于在amoled显示器中热补偿的系统和方法

用于在amoled显示器中热补偿的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及用于在AMOLED显示器中热补偿的系统和方法。本发明公开了一种用于确定AMOLED显示器的温度以便校准编程数据信号的电路和技术。经由几种公开的方法中的一种来测量AMOLED显示器中的多个像素中的被选择的像素的温度。可以使用用于被选择的像素的热传感器。输出电压数据的测量可以被用来估计温度。可以基于被选择的像素的消耗的功率来使用有限元分析模型。然后被选择的像素的温度数据被插值到邻近的未被选择的像素，以便估计这些像素的温度。
【专利说明】
用于在AMOLED显示器中热补偿的系统和方法
[0001 ] 本申请是申请号为201110403023.3,申请日为2011年12月2日，题为"用于在 AMOLED显示器中热补偿的系统和方法"的中国发明专利申请的分案申请。
[0002]版权
[0003] 该专利文献的公开内容的一部分包含受到版权保护的材料。当该专利公开内容出 现在专利商标局专利文档或记录中时，版权所有者不反对任何人传真复制该专利公开内 容，但除此以外无论如何保留所有版权权利。
技术领域
[0004] 本发明一般涉及有源矩阵有机发光器件(AMOLED)显示器，并且特别地涉及确定这 种显示器的像素的热状态。
【背景技术】
[0005] 当前，正在引入有源矩阵有机发光器件（"AMOLED"）显示器。这种显示器的优点包 括与传统液晶显示器相比更低功率消耗、制造灵活以及更快的刷新速率。与传统的液晶显 示器相反，在AMOLED显示器中没有背光，因为每个像素由独立发光的不同颜色的0LED组成。 0LED基于通过驱动晶体管供给的电流而发光。每个像素中消耗的功率与该像素中产生的光 的大小有直接关系。结果，不均匀的功率消耗分布、面板的各向异性的横向热传导(例如，在 面板边缘中较低的传导）以及垂直定向上的有差异的热对流(convection)导致高度不均勾 的表面温度分布。
[0006] 温度的不均匀性通过添加视觉的时空的伪像而严重地影响了显示的质量。这是由 于像素电路的特性中的强烈的热-电-光的耦合，诸如被用作驱动晶体管的薄膜晶体管 (TFT)的电压电流特性的热依赖性以及它们的短时阈值电压老化速率。TFT的驱动电流确定 像素的0LED亮度。由于像素电路是电压可编程的，因此改变驱动晶体管的电压-电流特性的 显示表面的空间-时间的热分布影响显示的质量。薄膜晶体管器件的短时老化的速率也是 与温度有关的。如果每个像素的温度是已知的，则能够将适当的校正应用于视频流以便补 偿不需要的热驱动的视觉效果。
[0007] 然而，确定每个像素的温度存在困难，因为需要额外的诸如热传感器之类的组件 和/或额外的用于分析在显示器使用期间每个像素的性能的计算电路。因此需要精确还有 效的实时提取表面热分布。这种信息对为大面积AMOLED显示器中的热影响提供适当的补偿 来说是关键的。

【发明内容】

[0008] 本公开内容的方面包括使得能够测量温度的、电流偏置的电压编程的显示面板。 面板包括多个像素，所述多个像素中的每个像素包括驱动晶体管以及与所述驱动晶体管耦 接的有机发光器件。控制器与多个像素中的每一个耦接。控制器使得编程电压被施加到相 应的驱动晶体管的栅极，以便控制每个像素的亮度。控制器还从多个像素中的被选择的像 素读取数据，以便确定多个像素中的该被选择的像素的温度。控制器基于所确定的多个像 素中的该被选择的像素的温度来估计其它未被选择的多个像素的温度。
[0009] 本公开内容的另一个方面是确定包括多个有机发光器件像素的有源矩阵有机发 光器件显示器的温度分布的方法。每个像素具有用于确定亮度的编程电压输入。确定多个 像素中的被选择的像素的温度。该被选择的像素少于多个像素的全部。使用所确定的多个 像素中的该被选择的像素的温度，估计其余的未被选择的多个像素的温度。
[0010] 本公开内容的另一个方面是一种其上存储有指令的非短暂的机器可读介质，该指 令用于确定包括多个有机发光器件像素的有源矩阵有机发光器件显示器的温度分布。每个 像素具有用于确定亮度的编程电压输入。该指令包括机器可执行码，其在由至少一个机器 执行时使得该机器确定多个像素中的被选择的像素的温度，该被选择的像素少于多个像素 的全部。该指令还使得机器使用所确定的多个像素中的该被选择的像素的温度来估计其余 的未被选择的多个像素的温度。
[0011] 鉴于参考附图进行的各种实施例和/或方面的详细描述，本领域技术人员将明白 本发明的上述和另外的方面和实施例，接下来提供附图的简短描述。
【附图说明】
[0012] 在阅读以下详细描述时和在参考附图时本发明的上述和其它优点将变得清晰。 [0013]图1是具有温度补偿控制的AM0LED显示器的框图；
[0014]图2是驱动电路的电路图，该驱动电路包括用于图1中的AM0LED显示器中的像素中 的被选择的一个像素的热传感器；
[0015]图3是可替代的驱动电路的电路图，该驱动电路使得能够感测来自被选择的像素 的电压数据以便确定图1中的AM0LED显示器中的像素温度；
[0016]图4是示出随着到驱动晶体管的栅极的编程电压的变化，温度对0LED电流的斜度 的影响的图表；
[0017]图5A-5C是使用不同的插值方法的图1中的AM0LED显示器上的温度的分布的热图 表；
[0018]图6是对于用于图1中的AM0LED显示器的热补偿的另一个方法的等效电路模型；以 及
[0019]图7是对于用于图1中的AM0LED显示器的热补偿的一种机制的热传感器格子的示 图。
[0020] 虽然本发明易受到各种修改和可替代的形式，但是特定实施例已经在附图中通过 示例的方式而示出并且将在本申请中详细描述。然而，应当明白，本发明并不意图限于所公 开的特殊形式。相反，本发明覆盖落入如由所附权利要求所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】
[0021] 图1是具有有源矩阵区域或像素阵列102的电子显示系统100,在该像素阵列102中 像素104a_d的阵列以行和列的配置来布置。为了方便示例，仅仅示出了两行和两列。在有源 矩阵区域102的外部是外围区域106,其中布置有用于驱动和控制像素区域102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 供应电压（例如，Vdd)驱动器114。控制器112控制栅极驱动器108、源极驱动器110和供应电 压驱动器114。栅极驱动器108在控制器112的控制之下对地址线或选择线SEL[i]、SEL[i+l] 等进行操作，对于像素阵列102中的像素104a-i中的每一行有一个地址线或选择线。在下述 的像素共享的配置中，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104a-i 中的多个行(诸如像素 l〇4a-d的每两行)进行操作。源极驱动器电路110在控制器112的控制 之下对电压数据线Vdata[k]、Vdata[k+l]等进行操作，对于像素阵列102中的像素104a-i中 的每一列有一个电压数据线。电压数据线给每一个像素 l〇4a_i运送表示像素104a_i中的每 个发光器件的亮度的电压编程信息。在每个像素 l〇4a_i中的诸如电容器的存储元件存储电 压编程信息直到发射或驱动周期使发光器件导通。可选的供应电压驱动器114在控制器112 的控制之下控制供应电压(EL_Vdd)线，对于像素阵列102中的像素104a-i中的每一行有一 个供应电压线。
[0022]显示系统100还可以包括电流源电路，该电流源电路供应电流偏置线上的固定的 电流。在一些配置中，参考电流能够被供应给电流源电路。在这样的配置中，电流源控制部 分控制电流偏置线上的偏置电流的施加的定时。在其中参考电流不被供应给电流源电路的 配置中，电流源地址驱动器控制电流偏置线上的偏置电流的施加的定时。
[0023]如已知的，显示系统100中的每个像素104a_i需要被用指示像素104a_i中的发光 器件的亮度的信息来编程。一个帧限定了包括编程周期或阶段以及驱动或发射周期或阶段 的时间段，在编程周期或阶段期间用表示亮度的编程电压来对显示系统100中的每个像素 进行编程，并且在驱动或发射周期或阶段期间每个像素中的每个发光器件被导通以便以与 存储在存储元件中的编程电压相对应的亮度发光。因此帧是组成在显示系统100上显示的 完整的运动图像的许多静态图像中的一个。至少存在用于编程和驱动像素的两种方案:逐 行或者逐帧。在逐行编程中，一行像素被编程并且随后在下一行像素被编程和驱动之前被 驱动。在逐帧编程中，显示系统100中的所有行的像素都被首先编程，并且所有像素被逐行 地驱动。任一种方案都可以采用在每个帧的开始或结束处的简短的垂直消隐时间，在该垂 直消隐时间期间像素既不被编程也不被驱动。
[0024] 位于像素阵列102外面的组件可以被布置在其上布置有像素阵列102的同一个物 理衬底上的在像素阵列102周围的外围区域106中。这些组件包括栅极驱动器108、源极驱动 器110和可选的供应电压控制114。可替代地，在外围区域中的一些组件可以被布置在与像 素阵列102相同的衬底上而其它组件被布置在不同的衬底上，或者在外围区域中的所有组 件可以被布置在与其上布置有像素阵列102的衬底不同的衬底上。栅极驱动器108、源极驱 动器110和电源电压控制器114 一起构成显示驱动器电路。某些配置中的显示驱动器电路可 以包括栅极驱动器108和源极驱动器110但不包括供应电压控制114。
[0025] 为了便于温度补偿，两种一般的方法论可以被用于出于温度补偿目的的图1中的 AM0LED显示器系统100的表面温度分布的实时和有效提取。一种方法可以通过使用温度数 据提取全部温度。温度数据可以从各种电压或电流测量获得，或者从AM0LED显示器系统100 上的有限的热传感器获得。另一种方法根据来自AM0LED显示器系统100的视频数据来计算 热分布。该方法依赖于经由用于温度测量的有限的像素的选择在最小估计误差的情况下显 著地削减计算成本。方法可以由图1中的控制器112执行，但是其它硬件和/或软件可以执行 这些方法，诸如在与显示系统100耦接的设备上的视频处理器或数字信号处理器。
[0026]因此图1示出了在AM0LED显示系统100的被选择的像素104a上的诸如热传感器130 之类的有限的热传感器的使用。热传感器130可以被集成在像素阵列102上，或者可以存在 包含热传感器组件的矩阵的分离的衬底。图1示出了可选的与一组像素中的仅仅一个像素 (诸如像素阵列102中的像素104a)对应的热传感器130。热传感器130与监视线132耦接，该 监视线132与控制器112耦接。其它周围的像素(诸如像素104b-i)不具有热传感器。因此，存 在比像素104a-i少很多的热传感器130。例如，所有像素104可以被分成5乘5的段 (segments)，并且因此对于每25个像素，仅仅诸如为像素104a提供单个热传感器130。
[0027]图2示出了被集成在用于图1中的像素104a的驱动器电路200中的热传感器130的 驱动器电路200。驱动器电路200包括驱动晶体管202、有机发光器件（"0LED"）204、选择晶体 管206和源极电容器208。电压源210与驱动晶体管206耦接。选择线212与选择晶体管206耦 接。驱动器电路200包括与作为热传感器130的一部分的热晶体管220的漏极耦接的监视线 214。热晶体管220具有与温度选择线216耦接的源极。通过热晶体管220的电流与像素104a 的温度有关。在读出时间期间，选择线212被拉高，其可以与像素编程周期并行。温度选择线 216将被拉低并且因此监视线214将提供对晶体管220的电流的访问。由于晶体管220的电流 将基于温度而变化，因此可以从该电流中提取温度信息。因此，像素阵列102中的一定像素 (诸如像素 l〇4a)的温度通过经由选择线212激活监视线214而被测量。
[0028] 确定被选择的像素的温度的另一种方法是通过在不同的时间点处测量表示像素 温度的输出电压的变化。这种数据可以通过诸如由通过参考并入于此的2007年2月9日提交 的申请No. 11/673，512(公开No. 2007/0195020)中描述的用于检测由老化引起的性能上的 偏移的方法监视像素输出电压数据的变化而获得。针对老化的影响监视显示器需要以慢速 率(诸如每隔几个帧)采样来自像素的数据。然而，这种数据还可以被用于在每个帧的消隐 间隔期间基于来自被选择的像素的输出电压的变化的热测量。
[0029] 在没有图1和图2中的热传感器130的情况下，可以基于在诸如图1所示出的数据驱 动器110的驱动器电路上基于在空白帧或每个帧的消隐间隔期间施加到诸如像素 l〇4a的被 选择的像素的驱动晶体管的栅极的校准电压而测量的输出电压，来确定像素的温度。在该 示例中，数据驱动器110具有可选的用于驱动和监视输出电压的监视器134,如图1所示。可 选的提取器(extractor)模块136基于在来自输出电压线138的输出电压上产生的电压来计 算被选择的像素的温度。基于监视结果（即，输出电压的变化)来针对温度校准到像素 l〇4a-i的数据信号。监视结果可以被提供给控制器112。供应电压可以由控制器112用来驱动用于 0LED的电流，其又表示像素104的温度。
[0030] 图3示出了驱动器电路300的示例，该驱动器电路300可以被用于诸如像素104a的 被选择的像素以从分离的电压测量确定温度而消除对专用热传感器的需要。图3中的驱动 器电路300包括0LED 302、存储电容器304、开关晶体管306和驱动晶体管308。
[0031]驱动晶体管308的漏极端子与来自图1中的电压驱动114的电源线VDD连接，并且驱 动晶体管308的源极端子与0LED 302连接。开关晶体管306被连接在数据线VDATA与驱动晶 体管308的栅极端子之间。存储电容器304的一个端子与驱动晶体管308的栅极端子连接，并 且存储电容器304的另一个端子与驱动晶体管308的源极端子和0LED 302连接。
[0032]感测晶体管310将驱动晶体管308的源极端子和OLED 302连接到输出线（VOUT) 138,输出线138与图1中的数据驱动器110耦接。感测晶体管310的栅极端子与由图1中的栅 极驱动器108控制的选择线输入SEL连接。通过监视输出线138的电压来提取温度对驱动器 电路300的影响。选择线输入SEL由开关晶体管306和感测晶体管310共享。温度的测量可以 发生在其中经由数据线输入将驱动晶体管308的栅极端子充电到校准电压(VCG)的空白帧 期间。校准电压(VCG)包括基于先前温度数据计算的温度预测。在提取周期期间，驱动晶体 管308用作放大器，因为它被偏置为具有恒定电流通过输出电压(V0UT)。作为施加到其的电 流（Ic)的结果而在输出电压(V0UT)上发展的电压是(V CD+AVCD)。因此，放大了温度对像素 的影响，并且输出电压的电压的变化与温度有关。这使得能够提取非常小量的电压阈值 (VT)偏移，结果得到像素的温度的高度精确的表示。监视输出电压V0UT的变化。然后，电压 输出V0UT的变化(多个变化)被用于确定像素的温度，并且因此被用于编程电压的校准以便 补偿温度。
[0033] 驱动器电路300的正常操作包括编程周期和驱动周期。在编程周期期间，驱动晶体 管308的栅极端子被充电到使用监视结果（即，由温度引起的V0UT的变化)而校准后的编程 电压。电荷由充电电容器304保持，并且在驱动周期期间，选择线SEL为低并且驱动晶体管 308向0LED 302提供电流。该操作对于用于像素阵列102的像素的所有驱动器电路发生。使 用诸如像素 l〇4a的被选择的像素的温度以及诸如阵列102中的像素104b-i的未被选择的像 素的估计的温度来确定校准后的编程电压。
[0034]图4是驱动晶体管308的电流的斜度对比到图3中的数据线输入VDATA的编程电压 电平的影响的图表400。图表400包括在第一温度处的第一电流斜度402以及在第二温度处 的第二电流斜度404。因此由图1中的监视器134使用驱动晶体管308的电流的斜度来确定像 素的温度。如图4所示，温度通过改变由不同电平的编程电压产生的电流而显著地影响驱动 晶体管308的性能。因此，驱动晶体管308的IV特性的斜度通过温度而改变，并且因此测量两 个点处的输出电压以便确定两个点处的电流将确定该改变。通过（Ii-l2)/(V datal-Vdata2)来 计算电流的斜度，其中Ii和12是分别与第一时间点处的编程电压(V datal)和第二时间点处的 编程电压(Vdata2)有关的驱动晶体管308的电流。因此，斜度的任何变化能够被关联到像素上 的特定温度，如由图4中的不同斜度402和404所示出的.
[0035] 一旦通过热传感器或者通过如上所述地测量输出电压确定了诸如像素104a的被 选择的像素的温度，就可以使用许多不同的技术(包括最邻近、双线性、双三次或克里金)来 对在每个被选择的像素周围的阵列102中的剩余未被选择的像素的温度进行插值。
[0036] 最邻近插值法将被选择的像素周围的所有邻近像素的温度均设定为由该像素测 量的相同的温度。图5A是示出通过最邻近法确定的温度的图表500。图5A中的阴影图案表示 基于被选择的像素的温度而指定的不同的温度。被选择的像素502通过温度传感器或者经 由根据输出电压的计算而产生温度测量。被选择的像素502的周围区域504中的邻近像素的 温度被设定为与被选择的像素502相同的温度。该方法在计算上是简单的，但是不如更复杂 的插值方法那么精确。
[0037] 另一种方法是双线性插值，其中通过根据被选择的像素在x和y两个方向上线性插 值来确定像素的温度。因此，插值是连续的，如下面的公式所示。
Luujy」 TU，J;定爾按近傢系怔直U，y川^左卜的M皮测重。囹bhi不出J M皮囹衣，兵不出 了结果得到的使用根据被选择的像素的温度的双线性插值基于温度数据而被指定给阵列 中的像素的温度。被选择的像素 502结果得到比邻近法更精确的温度分布。
[0040]另一种方法是双三次插值，其结果得到比双线性插值更平滑的过渡。双三次插值 使用被选择的像素周围的四个角以及它们的一阶导数。双三次插值达到一阶导数连续，如 图5C所示，图5C示出了被选择的像素 502周围的像素上的所估计的温度。
[0041 ]双三次插值遵循公式
[0045] x和y下标表示温度在x和y方向上的导数。可以使用有限差分法根据来自被选择的 像素的测量来计算这些导数。例如，
[0047]其中dx是两个相邻的具有热传感器的被选择的像素或者具有电压读取的被选择 的像素之间的x-距离。
[0048]另一种方法是克里金(Kriging)(Wiener-Kolmogorov预测），其是将每个像素的温 度作为所有温度测量的线性加权和来进行插值的最小平方估计法，如下： 欲
[0049] ItT)二
[0050] 在该公式中，T(z*)是所关心的像素的温度，T(Zl)是由n个传感器测量的温度或者 由被选择的n个像素的电压输出导出的温度。AW)是克里金系数。克里金的假设在于，随机 场是空间相关的。当温度是在空间域中功率消耗的低通滤波的2-D信号时，对于温度分布而 言这是有根据的假设。低通滤波去除了高频谐波，并且留下具有导致接近的像素之间的高 相关性的低频谐波的热分布。像素越接近，相关性越高。
[0051 ]可以使用温度的变量图（variogram)来计算克里金系数。两个点zi和Z2之间的变量 图被定义为 丫（Z1，Z2)=E[T(Z1)_T(Z2))2]
[0053]克里金系数可以被预先计算并且存储在与控制器112耦接的存储器中，以便减少 用于如上所解释的附加公式的评价的插值计算成本。
[0054]无论使用诸如双线性的非常简单的插值方法还是使用诸如双三次的非常复杂的 插值方法，对于具有数百万像素的全面板显示器而言所要求的计算都增大。然而，温度分布 具有大的时间常数，并且因此面板的热分布可以在处理视频时被逐渐地更新。
[0055]确定像素的温度分布的一种可替代的方法根据来自AM0LED显示系统100的视频数 据来计算热分布。经由来自AM0LED显示系统100的视频数据如下地获得温度分布。由下面的 热扩散公式管理热传导和温度：
(1)
[0057]其中两个边界条件取决于封装材料和周围环境。对于绝热的条件：
(2)
[0059]并且对于对流的条件
(3)
[0061 ]其中T是单位为摄氏度的温度，P是单位为W/m3的功率密度，k是单位为W°C/m3的热
导率，p是材料密度(kg/m3)，cP是比热 匕是对流传热系数，并且m是i的表面的向 ， 外方向法线。
[0062]通过使用有限差分法(FDM)，（1)的偏微分公式可以被简化为等效电路分析问题， 并且通过图6中的模型电路600来数值地求解。在这种模型中，电容和电阻被用来对材料比 热、密度、传导和环境对流进行建模。还由电流源和节点电压来对功率消耗和温度进行建 模。以该方式，可以根据视频数据来计算热影响。视频数据确定每个像素的功率消耗，因此， 通过求解图6的等效电路，计算等效于节点电压分布的热分布。该计算可以由图1中的控制 器112来执行，但是其它硬件和/或软件可以执行计算，诸如在与显示系统100耦接的设备上 的视频处理器或数字信号处理器。
[0063] 图6示出了诸如由8个邻近的像素节点604、606、608、610、612、614、616和618包围 的像素节点602的像素（i，j)的热模型等效电路600。因此每个节点602、604、606、608、610、 612、614、616和618表示一个像素。节点602具有一系列电阻器620、622、624和626,其中每个 电阻器表示来自分别表示由节点602表示的像素周围的其它像素的其它节点610、606、612 和616的热成分的模型。
[0064]假设诸如节点602的每个像素具有w、l、t米的宽度、长度和衬底厚度。然后，消耗 Pu, j)的功率密度的像素(i，j)的温度Ta等效于该节点的电压，如果：
(4)
[0066] 在该示例中，Rx值表示电阻器620和624, Ry表示电阻器622和626,并且1^表示电阻 器628。功率密度PU,j)被建模为电源630。节点1的温度被建模为电压源632,并且通过电路 模型600而被解出。
[0067]图6中的电路600在图1中的阵列102的x和y方向上重复，直到到达面板的边缘。如 果边缘被认为是绝热的，则边缘像素处的到外部的横向电阻被设定为零。对流电阻(1^)是 温度相关的。
[0068] 一旦作出这种模型，就可以基于诸如图1中的像素104a的像素的就显示灰度级光 强度而言的功率消耗特性，来针对视频流构建热分布。然而，这种具有数百万个电学元件的 大网络的精确的节点分析在实时中是不实际的（一秒中60个图像帧或更多）。热分布在时间 和空间上都可以被认为是功率消耗分布的低通滤波的信号。热传导/对流阻抗网络能够消 除和衰减局部高功率消耗图案的热影响并且使温度分布变平(flatten)。这可以被视为在 x_y空间中功率消耗分布的低通滤波。热电容(thermal capacitance)也对衰减暂时功率消 耗尖峰的影响以及时间上的低通滤波是负有责任的。
[0069] 在稳态的情况(零热电容或不随时间变化的功率消耗分布）中，2-D系统变换函数 能够被构建来提取来自像素的稳态热分布。在该情况下，功率消耗的2 - D离散余弦变换 (DCT)被乘以这种系统变换函数。然后，这种变换的输出能够被逆离散余弦变换，以便获得 稳态热分布。可以使用热公式的基于格林函数的解来生成这种2-D系统变换函数。此外，在 暂态的情况中，可以使用用于集成电路的模型降阶技术，利用非常低阶的时域滤波器来近 似每个像素的热行为。
[0070] 由于温度分布基本上是功率消耗分布的低通滤波，在空间和时间域中，下面的算 法可以被用来显著地减少OLED显示器的热分布提取的计算成本，使得能够仅仅通过对于显 示系统100中的被选择的像素执行变换来实现实时热分布提取。图7是显示器700的图，示出 了为了从AM0LED显示器中的像素的功率水平提取热分布而划分显示器700和选择一定像素 的过程。
[0071] 显示器700的像素的阵列被分成MXK个方形702a、702b、到702n，如由图7中的实线 所示出的。M X K个方形中的每一个包含N X N个像素。从N X N个像素的方形702a中随机选择 诸如像素704a的像素。在格子方形MXK 702b…702n内具有与像素704a相同的局部位置的 像素704b…704n被选择，如由图7中的实点704b…704n所示出的。一组新的N X N个像素的方 形706a、706b."706n被创建，以使得每个被选择的像素704位于每个新的方形706a、706b---706n的中间。新的方形706a、706b'"706n由图7中的虚线示出。然后取新的帧，并且计算每个 被选择的像素704a-704n的功率消耗。
[0072]图7中的每个虚线方形706a、706b"_706n中的所有像素的功率消耗被假设为等于 被选择的（中间的）像素704a、704b…704n的功率消耗。通过应用低分辨率的基于DCT的变 换，对于图7中的假定的粗粒度(course-grain)方形706a、706b"_706n执行稳态热分析。例 如，如果显示器的2-D变换矩阵(根据基于格林函数的分析而获得)是F MxK，并且功率消耗是 PmxK，那么稳态温度是：
[0073] Ts = I DCT (DCT ( Pmxk ) *Fmxk ) +Tb
[0074] 其中Te是环境温度，并且是两个矩阵的按照元素方式进行的相乘（element-wise multiplication) ACT和 IDCT是离散余弦变换和逆 DCT 操作。
[0075]通过最邻近、双线性或双三次插值根据被选择的像素704a_704n的分布通过上面 解释的一般过程来构建对于方形706a-706n中的其它像素的全分辨率的稳态温度分布。然 后，稳态(无限时间）响应被用来通过使用降阶的时域(时间的)热模型而计算在当前帧结束 时每个像素的温度。例如，如果时间模型是一阶模型，则在当前帧结束时的温度是：
(6)
[0077] 其中T。是在帧开始时的温度分布，并且tf是帧的持续时间。然后，控制器循环回去 以便在阵列700中的格子702a-702n内随机选择另一个像素。然后，新的一组方形以随机选 择的像素为中心。以该方式，可以使由局部的温度引起的失真最小化。
[0078] 上述的确定阵列中的像素的温度的方法可以由诸如图1中的112的处理设备或者 其它这种设备执行，所述其它这种设备可以使用计算机、软件和网络领域中的技术人员将 明白的根据如在本申请中描述和示出的教导而编程的一个或更多个通用计算机系统、微处 理器、数字信号处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编 程逻辑器件(FPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)等方便地实现。
[0079] 另外，两个或更多个计算系统或设备可以代替在本申请中描述的控制器中的任何 一个。因此，还能够如所期望地实现诸如冗余、复制等的分布式处理的原理和优点，以便增 加在本申请中描述的控制器的稳健性和性能。
[0080] 可以通过机器可读指令执行示例温度确定方法的操作。在这些示例中，机器可读 指令包括由如下装置执行的算法：（a)处理器，（b)控制器，和/或(c)一个或更多个其它合适 的处理设备。算法可以被具体实现为存储在诸如闪存存储器、CD-ROM、软盘、硬盘、数字视频 (多用途)盘(DVD)之类的有形的非易失的介质或者其它存储器件上的软件，但是本领域技 术人员将容易明白整个算法和/或其部分能够可替代地由除处理器以外的设备执行和/或 以公知的方式被具体实现为固件或专用硬件(例如，它可以由专用集成电路(ASIC)、可编程 逻辑器件(PLD)、现场可编程逻辑器件(FPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、离散的逻辑等实 现）。例如，温度确定方法的组成部分的任一个或全部能够由软件、硬件和/或固件实现。此 外，表示的机器可读指令的一些或全部可以被手动地实现。
[0081] 虽然已经示出和描述了本发明的特定实施例和应用，但是应当理解，本发明不限 于在本申请中公开的精确的构造和布局，并且在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的 精神和范围的情况下各种修改、改变和变化可以根据上述描述而明白。
【主权项】
1. 一种半导体装置，包括： 多个像素，所述多个像素中的每个像素包括驱动晶体管以及与所述驱动晶体管耦接的 有机发光器件，每个驱动晶体管具有栅极，其中所述多个像素以阵列的形式被布置;以及 与所述多个像素中的每个像素耦接的控制器，所述控制器使得编程电压被施加到相应 的驱动晶体管的栅极以便控制每个像素的亮度， 在第一时间帧期间，所述控制器： 将所述阵列分成像素的多个群组，每个群组包括多个像素， 在每个群组中选择第一选择像素， 从每个第一选择像素读取数据，以便确定第一选择像素的温度， 基于所确定的第一选择像素的温度，估计其它非第一选择的多个像素的温度； 在第二时间帧期间，所述控制器： 在每个群组中选择不同的第二选择像素， 从每个第二选择像素读取数据，以便确定第二选择像素的温度， 基于所确定的第二选择像素的温度，估计其它非第二选择的多个像素的温度。2. 根据权利要求1的半导体装置，其中在每个群组中选择第一选择像素的操作包括:所 述控制器在所述多个群组中的第一群组中选择第一选择像素，并且然后在其余群组中选择 在其余群组内具有与第一选择像素在第一群组中的位置相同的相对位置的第一选择像素； 以及 其中在每个群组中选择不同的第二选择像素的操作包括:所述控制器在所述第一群组 中选择不同的第二选择像素，并且然后在其余群组中选择在其余群组内具有与第二选择像 素在第一群组中的位置相同的相对位置的第二选择像素。3. 根据权利要求2的半导体装置，其中所述第一选择像素和所述第二选择像素被随机 地确定。4. 根据权利要求2的半导体装置，其中在第一时间帧期间，所述控制器将多个像素分成 以第一选择像素为中心的第二多个群组，并且其中在第二时间帧期间，所述控制器将多个 像素分成以第二选择像素为中心的第三多个群组。5. 根据权利要求4的半导体装置，其中所述第一选择像素和所述第二选择像素被随机 地确定。6. 根据权利要求1的半导体装置，其中所述第一选择像素和所述第二选择像素被随机 地确定。7. 根据权利要求1的半导体装置，其中通过根据被选择的像素将确定的温度插值到周 围的未被选择的像素来执行估计，所述插值包括最邻近插值、双线性插值、双三次插值或克 里金插值中的一种。8. 根据权利要求1的半导体装置，其中所述第一选择像素的数量少于非第一选择的多 个像素的数量，并且其中所述第二选择像素的数量少于非第二选择的多个像素的数量。9. 根据权利要求1的半导体装置，其中所述控制器补偿所述编程电压以便抵消多个像 素中的每个像素上的确定的或估计的温度的影响。10. 根据权利要求1的半导体装置，还包括在被选择的像素附近的热传感器。11. 根据权利要求1的半导体装置，其中每个被选择的像素包括栅极与编程电压输入耦 接的驱动晶体管，并且其中校准电压产生具有数值变化的输出电压，所述数值变化用来导 出每个被选择的像素的温度。12. -种半导体装置，包括： 多个像素，所述多个像素中的每个像素包括驱动晶体管和与所述驱动晶体管耦接的有 机发光器件，每个驱动晶体管具有栅极，其中所述多个像素以阵列的形式被布置;以及 与所述多个像素中的每个像素耦接的控制器，所述控制器使得编程电压被施加到相应 的驱动晶体管的栅极以便控制每个像素的亮度，所述控制器： 将所述阵列分成像素的多个群组，每个群组包括多个像素， 在每个群组中选择第一选择像素， 从每个第一选择像素读取数据，以便确定第一选择像素的温度， 基于所确定的第一选择像素的温度，估计其它非第一选择的多个像素的温度； 所述控制器： 在每个群组中选择不同的第二选择像素， 从每个第二选择像素读取数据，以便确定第二选择像素的温度， 基于所确定的第二选择像素的温度，估计其它非第二选择的多个像素的温度。13. 根据权利要求12的半导体装置，其中通过用于将像素功率的微分方程简化为等效 电路的有限差分模型来确定每个被选择的像素的温度，所述等效电路基于测量的功率和 OLED的尺寸以便求解像素温度的电压等效模型。14. 根据权利要求12的半导体装置，其中所述控制器补偿所述编程电压以便抵消多个 像素中的每个像素上的确定的或估计的温度的影响。15. -种确定包括控制器和以阵列的形式布置的多个有机发光器件像素的有源矩阵有 机发光器件显示器的温度分布的方法，每个像素具有用于确定亮度的编程电压输入，所述 方法包括如下步骤： 在第一时间帧期间，所述控制器： 将所述阵列分成像素的多个群组，每个群组包括多个像素， 在每个群组中选择第一选择像素， 从每个第一选择像素读取数据，以便确定第一选择像素的温度， 基于所确定的第一选择像素的温度，估计其它非第一选择的多个像素的温度； 在第二时间帧期间，所述控制器： 在每个群组中选择不同的第二选择像素， 从每个第二选择像素读取数据，以便确定第二选择像素的温度， 基于所确定的第二选择像素的温度，估计其它非第二选择的多个像素的温度。16. 根据权利要求15的方法，其中在每个群组中选择第一选择像素的步骤包括:所述控 制器在所述多个群组中的第一群组中选择第一选择像素，并且然后在其余群组中选择在其 余群组内具有与第一选择像素在第一群组中的位置相同的相对位置的第一选择像素；以及 其中在每个群组中选择不同的第二选择像素的步骤包括:所述控制器在所述第一群组 中选择不同的第二选择像素，并且然后在其余群组中选择在其余群组内具有与第二选择像 素在第一群组中的位置相同的相对位置的第二选择像素。17. 根据权利要求16的方法，其中所述第一选择像素和所述第二选择像素被随机地确 定。18. 根据权利要求16的方法，还包括:在第一时间帧期间，所述控制器将多个像素分成 以第一选择像素为中心的第二多个群组，并且在第二时间帧期间，所述控制器将多个像素 分成以第二选择像素为中心的第三多个群组。19. 根据权利要求18的方法，其中所述第一选择像素和所述第二选择像素被随机地确 定。20. 根据权利要求15的方法，其中所述第一选择像素和所述第二选择像素被随机地确 定。21. 根据权利要求15的方法，其中通过根据被选择的像素将确定的温度插值到周围的 未被选择的像素来执行估计，所述插值包括最邻近插值、双线性插值、双三次插值或克里金 插值中的一种。22. 根据权利要求15的方法，其中所述第一选择像素的数量少于非第一选择的多个像 素的数量，并且其中所述第二选择像素的数量少于非第二选择的多个像素的数量。23. 根据权利要求15的方法，还包括补偿所述编程电压以便抵消多个像素中的每个像 素上的确定的或估计的温度的影响。24. 根据权利要求15的方法，其中由在被选择的像素中的一个像素附近的热传感器确 走温度。25. 根据权利要求15的方法，其中每个被选择的像素包括栅极与所述编程电压输入耦 接的驱动晶体管，并且其中校准电压产生具有数值变化的输出电压，所述数值变化用来导 出每个被选择的像素的温度。26. -种确定包括控制器和以阵列的形式布置的多个有机发光器件像素的半导体装置 的温度分布的方法，每个像素具有用于确定亮度的编程电压输入，每个像素包括驱动晶体 管和与所述驱动晶体管耦接的有机发光器件，每个驱动晶体管具有栅极，所述方法包括所 述控制器的如下操作： 将所述阵列分成像素的多个群组，每个群组包括多个像素， 在每个群组中选择第一选择像素， 从每个第一选择像素读取数据，以便确定第一选择像素的温度， 基于所确定的第一选择像素的温度，估计其它非第一选择的多个像素的温度； 在每个群组中选择不同的第二选择像素， 从每个第二选择像素读取数据，以便确定第二选择像素的温度， 基于所确定的第二选择像素的温度，估计其它非第二选择的多个像素的温度。27. 根据权利要求12的方法，其中通过用于将像素功率的微分方程简化为等效电路的 有限差分模型来确定每个被选择的像素的温度，所述等效电路基于测量的功率和OLED的尺 寸以便求解像素温度的电压等效模型。28. -种非暂态的机器可读介质，其上存储有指令，所述指令用于确定包括以阵列的形 式布置的多个有机发光器件像素的有源矩阵有机发光器件显示器的温度分布，每个像素具 有用于确定亮度的编程电压输入，所述机器可读介质包括机器可执行代码，所述机器可执 行代码在由至少一个机器执行时使得所述机器： 在第一时间帧期间： 将所述阵列分成像素的多个群组，每个群组包括多个像素， 在每个群组中选择第一选择像素， 从每个第一选择像素读取数据，以便确定第一选择像素的温度， 基于所确定的第一选择像素的温度，估计其它非第一选择的多个像素的温度； 在第二时间帧期间： 在每个群组中选择不同的第二选择像素， 从每个第二选择像素读取数据，以便确定第二选择像素的温度， 基于所确定的第二选择像素的温度，估计其它非第二选择的多个像素的温度。29. 根据权利要求28的机器可读介质，其中所述估计包括根据被选择的像素将确定的 温度插值到周围的未选择的像素，所述插值包括最邻近插值、双线性插值、双三次插值或克 里金插值中的一种。30. 根据权利要求28的机器可读介质，其中通过用于将像素功率的微分方程简化为等 效电路的有限差分模型来确定每个被选择的像素的温度，所述等效电路基于测量的功率和 OLED的尺寸以便求解像素温度的电压等效模型。31. 根据权利要求28的机器可读介质，其中所述机器可执行代码在由至少一个机器执 行时使得所述机器： 在每个群组中选择第一选择像素时，在所述多个群组中的第一群组中选择第一选择像 素，并且然后在其余群组中选择在其余群组内具有与第一选择像素在第一群组中的位置相 同的相对位置的第一选择像素； 在每个群组中选择不同的第二选择像素时，在所述第一群组中选择不同的第二选择像 素，并且然后在其余群组中选择在其余群组内具有与第二选择像素在第一群组中的位置相 同的相对位置的第二选择像素； 在第一时间帧期间，将多个像素分成以第一选择像素为中心的第二多个群组；以及 在第二时间帧期间，将多个像素分成以第二选择像素为中心的第三多个群组。
【文档编号】G09G3/3233GK105913803SQ201610285819
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2011年12月2日
【发明人】J·贾法里, 刘彤, G·查吉
【申请人】伊格尼斯创新公司