Led显示系统的制作方法

专利名称：Led显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于全色LED显示器的信号转换器、包括所述信号 转换器的LED显示系统、包括所述全色LED显示系统的显示设备 以及在所述全色LED显示器上显示输入信号的方法。
背景技术：
US 2004/0178974A1公开了具有提高的性能的彩色OLED显示 系统。通过控制所述色域饱和度(以下称为饱和度)降低所述OLED 的至少一个的功耗或提高其寿命。在用于驱动所述OLED的电流密 度提高时，所述OLED的寿命降低或者所述OLED劣化的速度加快。 显示系统包括全色显示装置，所述全色显示装置具有像素，所述像 素包括三种或更多提供三种或更多原色的发光OLED。在一个实施 例中，所述像素包括分别发射红色、绿色、蓝色和白色光的OLED。 在下文中，将这些OLED分别称为R、 G、 B、 W-OLED。在另一个 实施例中，所述像素包括分别发射红色、绿色、蓝色和黄色或青色 光的OLEDo必须将针对所述像素中的每一个的R、 G、 B输入信号转化为四 种OLED所需的驱动信号，以获得所发射的组合光的合成颜色，所 发射的组合光等于每个像素仅采用三种OLED时获得的亮度。颜色 是指光的亮度(强度)和色度。针对四种OLED的驱动信号的多种 组合可以根据要通过像素显示的颜色生成所需的颜色。在相同的电 流密度下，不同OLED的寿命是不同的。有人提出将不同OLED的 最大电流密度限制为不同值，从而使它们的寿命变得更为均等，由 此保持显示器的寿命。但是，只有降低饱和度才可能限制最大电流 密度。因为，在高饱和度和高亮度下，必须发射光的大部分的OLED 的电流密度必然高于最大容许值。 本发明的目的在于提供一种LED显示系统，可以在不必降低饱 和度的情况下优化所述LED显示系统的寿命。本发明的第一方面提供了根据权利要求1所述的用于全色LED 显示器的信号转换器。本发明的第二方面提供了根据权利要求7所 述的全色LED显示系统。本发明的第三方面提供了根据权利要求8 所述的包括全色LED显示系统的显示设备。本发明的第四方面提供 了根据权利要求9所述的在全色LED显示器上显示输入信号的方 法。在从属权利要求中定义了有利实施例。所述全色LED (发光器件)显示系统具有带有像素的显示器， 所述像素包括至少四种LED，其分别发射具有四种原色的光。例如， 每一像素包括分别发射红色、绿色、蓝色和白色或青色光的LED。 还可以将这些LED称为红色、绿色、蓝色、白色或青色LED。信号处理器将输入信号转化为所述像素的至少四种LED的驱动 信号。通常，所述输入信号为可以是直接提供给显示系统的红色、 绿色、蓝色信号，在所述显示系统中，像素具有红色、绿色、蓝色 LED。但是，输入信号也可以是复合视频信号或YUV信号，以替代 RGB信号。现有技术中已知如何将输入信号转化为适于驱动至少四 种LED的四种或更多驱动信号，从而使所述至少四种LED发射的 组合光具有由所述输入信号定义的所需颜色。将所述像素定义为包 括至少四种LED。这并不表示必须在相同的时间周期内驱动同一像 素的LED，或者必须将包括所述LED的子像素布置为直接相邻。仅 采用这一术语表示LED的组合光输出，以及表示所述LED的组合 寿命或劣化。所述组合光输出为相关的，因为应当通过驱动LED使 得像素的LED的组合光输出尽可能接近输入信号指示的颜色。所述 组合寿命为相关的，因为根据本发明，可以通过驱动被统称为像素 的LED的集合使所述集合中具有最低寿命的LED的寿命具有其寿 命的最大值。换言之，通过驱动所述LED的集合使得其总体寿命最 大化，其中所述总体寿命由所有的单独子像素寿命中最低的一个决 定。所述信号转换器决定着驱动值的可能组合。所述可能的组合提供了与输入信号相匹配的、由像素的LED的集合发射的组合光的所 需颜色。也可以将这些可能的组合称为有效组合。所述信号处理器还决定着针对驱动信号的可能组合而言LED的 劣化或寿命。最后，所述信号处理器还由所述可能的组合确定能够 为所述像素提供最低的劣化或最大的总体寿命的驱动值的组合。因 此，能够在无需降低饱和度的情况下使像素的寿命最大化。例如， 如果针对所述像素的所有LED执行上述方法，那么能够在所有情况 下优化像素的寿命。或者，如果已知仅由所述LED中的两种决定像 素的寿命，那么只须检验这两种LED的劣化。例如，在OLED显示 器的当前实践中，相对于红色和绿色OLED的寿命而言，蓝色OLED 的寿命相对较短。通过添加青色OLED提高蓝色OLED的寿命。这 样的青色OLED的寿命比蓝色OLED的寿命长，但比红色和绿色 OLED的寿命短。现在，足以通过选择蓝色和青色OLED的驱动使 得蓝色和青色OLED的组合的寿命最大化。因而，在由输入信号决 定的界限内尽可能地控制蓝色和青色OLED中的电流密度，以获得 尽可能等同的寿命。跟踪红色和绿色OLED的劣化则无关紧要，因 为这些OLED将不会变为像素寿命的限制因素。因而，根据本发明，通过选择LED的驱动使得LED的组合具 有最大寿命或最低劣化。例如，这与在不检验额外的第四LED是否 变成了所述寿命的限制因素就对所述第四LED进行最大化驱动，从 而使对另一LED的驱动最小化的做法相反。例如，如果存在发射红 色、绿色、蓝色和青色光的四种LED，就可能出现这种情况。必须 指出，在这一例子中，蓝色LED的寿命短于其他LED的寿命。对 所述青色LED进行最大化驱动，以扩展蓝色LED的寿命。但是， 现在所述青色LED的寿命可能变为最短。"最大化驱动"是指以尽 可能大的驱动信号驱动青色LED,从而仍实现由当前输入信号定义 的所需颜色。因而，从针对所要显示的所需(desired)亮度的所有 可能组合中选出用于四种LED的驱动信号的组合，其能够为所述青8
色LED提供最高驱动电平。在根据本发明的显示系统中，从可能的 组合中选出对所述LED的驱动，从而使所述显示器的总体寿命最大。例如，所述LED可以是无机电致发光(EL)器件、冷阴极或有 机LED，例如，聚合物或小分子LED。在如权利要求2所述的根据本发明的实施例中，确定了能够用 来获得像素的所需颜色的、所有可能的驱动值组合构成的组。针对 每一这样的驱动值组合确定劣化或寿命。选择为LED的集合提供最 低总体劣化或最大总体寿命的驱动值组合。这是一种需要高计算工 作量或需要査找表格的方法，查找表格又称为LUT，其存储利用特 定驱动值组合得到的劣化或寿命。在如权利要求3所述的根据本发明的实施例中，计算单元为 LED计算表示劣化或寿命的劣化值。所述计算单元采用了预定劣化 函数和驱动值历史来计算所述劣化值。事实上，劣化值是指示直到 当前时刻为止相应的LED的劣化的指标。这一劣化取决于劣化函数 定义的相应LED的劣化行为和先前的驱动值。所述劣化值还可能指 示相应LED的仍然可用的寿命。将劣化值存储在存储器内。所选的 驱动值的组合现在以可能的组合的劣化或寿命指标PLTi以及所存储 的劣化值为基础。优选通过执行选择使像素的LED获得最为等同的 劣化或寿命。如果假设确实通过优化先前的驱动值而得到了等同的老化，那 么所述驱动值的历史的采用就是任选的。当然，在实践当中，其并 非精确地成立，但是通过考虑所述历史，能够获得好得多的结果。在如权利要求4所述的根据本发明的实施例中，添加了用于测 量所述至少一个LED的亮度的光传感器。采用所感测的一个或多个 亮度确定相应的感测劣化值，其表示由先前的驱动值导致的所述至 少一个LED的劣化或寿命。所选的驱动值的组合现在以可能的组合 的劣化或寿命指标PLTi以及所感测的劣化值为基础。优选通过执行 选择使像素的LED获得最为等同的劣化或寿命。通过采用光传感器 替代所述劣化函数能够更为精确地确定LED的老化。根据权利要求3或权利要求4所述的实施例的两者均考虑了这
一点，在实践当中，解决方案自由度并未大到足以确保所有LED得 到等同的老化。因此，如果不采用根据本发明的寿命优化算法，LED 的老化就可能不同。通过将这一差别老化考虑在内，有可能调整驱 动值的选择，从而进一步降低所述差异老化。采用所述劣化函数或 光传感器跟踪所述差异老化。在根据权利要求3所述的实施例中，采用了帧缓冲器，其具有 针对每一LED的条目，其中存储所述LED的近似劣化。这一近似 的劣化是以LED的先前的驱动值和所述LED的老化特性为基础的。 但是，就硅面积而言，帧缓冲器成本高，并且其效果高度依赖于劣 化预测的准确性。在根据权利要求4所述的实施例中，通过光传感器实际感测所 述劣化。可以将所述光传感器集成到像素中。可以将不同的光传感 器用于不同的LED 。还有可能将单个光传感器用于像素的所有LED ， 如果所述LED具有至少部分非重叠的开启时段的话。光传感器感测 作为输入驱动值的函数的光的亮度。通过将这一光输出与基准光输 出比较，能够知道像素的劣化。所述基准光输出优选为开始使用LED 时LED的光输出。预定驱动值处的实际光输出与相同预定驱动值处 的基准光输出的比率指示了LED的劣化。当然，可能采用其他时刻 的光输出作为基准光输出，但是必须针对直至所述另一时刻的使用 对其进行补偿。还可能采用另一驱动值确定所述比率，但是，仍然 必须引入补偿。现在，选择针对所述LED的驱动值，从而进一步降 低不同LED的劣化差异。但是，这一方法的缺陷在于，所述像素必 须含有光传感器，并且在显示器中必须做好准备，从而将光传感器 感测的信息提供给特定电路，该电路从由可能的组合构成的组中确 定与输入信号相匹配的LED的驱动值的选择。在根据权利要求5所述的实施例中，所述像素包括四种LED。 例如，采用了红色、绿色、蓝色和青色LED。其他颜色组合也是可 能的，例如，可以采用白色或黄色LED替代青色LED。将所述四种 LED中的三种的驱动值定义为所述四种LED中的第四种的函数，以 获得三种驱动函数，由此确定LED的劣化或寿命。例如，所述红色、
绿色和青色LED的驱动值为蓝色LED的驱动值的函数。确定获得 与输入信号相匹配的所发射的组合光的所需颜色所需的四种LED的 驱动信号的有效范围。在下文中，所述三种LED是指对于所述LED而言，将三种驱 动函数表示为第四LED的驱动值的函数。由四种劣化函数表示四种 LED的劣化。三种LED的劣化函数为常数与驱动函数的幂因子 (powerfactor)次方的乘积。第四种LED的劣化函数为常数与第四 LED的第四驱动值的幂因子次方的乘积。幂因子表示LED依赖于相 关驱动值的劣化，常数表示LED的劣化速度。接下来，针对四种劣化函数的交叉点以及第四驱动值的有效范 围的边界值确定所有的第四驱动值。现在，针对交叉点和边界值的 这些第四驱动值确定四种LED的寿命或劣化。最后，由所确定的处 于这些第四驱动值的寿命或劣化选择与所有相关子像素的最大寿命 或最低劣化相关的第四驱动值。之后，通过将这一第四驱动值代入 到所述三种驱动函数中确定其他驱动值。在根据权利要求6所述的实施例中，所选的驱动值的组合还以 相邻像素的驱动值为基础。因而，选择驱动值的组合，其偏离准确 地达到最低劣化或最大寿命所需的组合，从而降低相邻像素的老化 差异。通过下文中描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显 而易见，并且将参考下文中描述的实施例对本发明的这些和其他方 面予以说明。


在附图中-图1示意性地示出了根据本发明的实施例的显示系统，其具有 包括LED的显示屏板，图2示出了包括光传感器的像素驱动电路的根据本发明的实施例，图3示出了本发明的实施例的信号转换器的方框图，
图4示出了本发明的另一实施例的信号转换器的方框图，以及 图5A和5B示出了说明图4的信号转换器的操作的曲线图。
具体实施方式
在下述说明中，附图标记为大写字母，其后跟有标引，如果所 述标引为具体数字，那么其表示特定项目，如果所述标引为小写字 母i，那么其对所述项目进行一般表示。例如，附图标记PL1是指在 至少一幅附图中通过这一附图标记表示的LED。附图标记PLi对 LED给出了一般表示，或者其表示在附图中仅由特定数字表示而不 是由i表示的LED的任何子集。从上下文中可以清晰地看出所指的 项目。图1示意性地示出了根据本发明的实施例的显示系统，其具有 包括LED的显示屏板。图1仅示出了矩阵显示屏板1的八个子像素 10。四个子像素10的集合形成了像素11。在实际的实现中，矩阵显 示屏板1可能具有多得多的像素U。像素11有可能不按矩阵构造布 置。子像素10未必按照水平线布置。但是，为了便于解释，在下文 中将讨论矩阵显示器。每一子像素10包括发光二极管，下文称为 LED。所述LED的PL1、 PL2、 PL3、 PL4分别发射不同的光谱，例 如，红色、绿色、蓝色和青色光。可以采用其他原色，例如，可以 采用白色或黄色LED替代青色LED PL4 。有可能采用四种以上的不 同LED。将LED统称为PLi。每一子像素10还包括像素驱动电路 PD1、 PD2、 PD3、 PD4，也将其统称为PDi。像素驱动电路生成通 过LED PLi的驱动电流Ii (在所示的例子中为II到14)。例如，所 述LEDPLi可以是无机电致发光(EL)器件、冷阴极或有机LED， 例如，聚合物或小分子LED。例如，在图1中，选择电极SE沿行方向延伸，数据电极DE沿 列方向延伸。选择电极SE有可能沿列方向延伸，数据电极DE有可 能沿行方向延伸。电源电极PE沿列方向延伸。电源电极PE也可以 沿行方向延伸，或者可以形成网格。单个显示线有可能具有更多的 选择电极SE。 处于子像素10的第一列中的像素驱动电路PD1中的每一个从 相关选择电极SE接收选择信号，从相关数据电极DE接收数据信号 RD1，从相关电源电极PE接收电源电压VB，并将电流I1提供给其 相关LED PL1。处于子像素10的第二列中的像素驱动电路PD2中 的每一个从其相关选择电极SE接收选择信号，从其相关数据电极 DE接收数据信号GD1，从其相关电源电极PE接收电源电压VB， 并将电流12提供给其相关LED PL2。处于子像素10的第三列中的 像素驱动电路PD3中的每一个从其相关选择电极SE接收选择信号， 从其相关数据电极DE接收数据信号BD1 ，从其相关电源电极PE接 收电源电压VB，并将电流I3提供给其相关LED PL3。处于子像素 10的第四列中的像素驱动电路PD4中的每一个从相关选择电极SE 接收选择信号，从其相关数据电极DE接收数据信号CD1，从其相 关电源电极PE接收电源电压VB，并将电流14提供给其相关LED PL4。尽管对于像素10的相同集合而言，采用相同的附图标记表示 相同的元件，但是信号、电压和数据的值可能是不同的。选择驱动器SD将选择信号提供给选择电极SE。数据驱动器DD 接收信号FR、 FG、 FB、 FC，从而将数据信号RD1、 GD1、 BD1、 CD1提供给数据电极DE。也将信号FR、 FG、 FB、 FC的组合称为 驱动信号的选择组合DCi。在图1所示的实施例中，假设输入图像信号IV包括输入图像分 量信号R(红色)、G(绿色)和B (蓝色)。可选的去伽马(de-gamma) 电路DG接收输入图像分量信号R、 G、 B并提供经校正的信号IV'。 所述去伽马电路DG处理输入图像信号IV，并从其中去除预伽马校 正。这样的预伽玛校正一般都存在，其最初意在针对阴极射线管的 伽马值对输入信号IV进行预补偿。因而，在线性光域内提供了经校 正的信号IV'。因此，有利地，在线性光域内执行通过信号处理器或 信号转换器SC执行的信号处理。信号转换器SC将其输出信号，即 驱动信号FR'、 FG'、 FB'、 FC'的选择组合DC'i提供给可选伽马电路 GA，所述伽马电路GA将实际驱动信号FR、 FG、 FB、 FC的选择 组合DCi提供给数据驱动器DD。伽马电路GA将驱动信号DC'i的
组合转化为驱动值DCi的组合，以添加与所采用的显示屏板匹配的 预伽玛校正。也可以将所述去伽马电路DG和伽马电路GA实现为 已知的查找表格。可以省略去伽马电路DG和伽马电路GA。如果不 存在去伽马电路DG和伽马电路GA，那么伽马校准输入信号IV'等 同于输入信号IV，所选的组合DC'i等同于所选的实际驱动信号FR、 FG、 FB、 FC的组合DCi。在图1中，数据驱动器DD接收所选择的驱动值的组合DCi， 并将数据信号RD1、 GD1、 BD1、 CD1提供给发射具有四种原色的 光的四种LEDPLi。可以存在四种以上的不同组的LED PLi，每一 组由相应的数据信号驱动。由流经LED PLi的电流Ii的电平决定 LEDPLi的灰度级。对于LEDPL1而言，由处于与像素驱动电路PD1 相关的数据电极DE上的数据信号RD1的电平决定这一电流Il。由 流经LED PL2的电流12的电平决定LED PL2的灰度级。由处于与 像素驱动电路PD2相关的数据电极DE上的数据信号GD1的电平决 定电流12。对于另外的LED PL3和PL4依次类推。定时控制器TC接收与输入图像信号IV相关的同步信号SY， 并将控制信号CR提供给选择驱动器SD，将控制信号CC提供给数 据驱动器DD。控制信号CR和CC使选择驱动器SD和数据驱动器 DD的操作同步，从而在选择了相关行的像素ll之后，使驱动信号 的选择组合DCi出现在数据电极DE上。通常，定时控制器TC控 制选择驱动器SD，从而将选择电压提供给选择电极(也被通常称为 地址线)SE，从而逐一选择像素11的行(或对其寻址)。在实践当 中，例如，每显示行(一行像素ll)可以采用更多的地址线，以控 制提供给LEDPLi的电流Ii的占空比。有可能同时选择超过一行的 像素11。定时控制器TC控制数据驱动器DD，从而将数据信号RD1、 GD1、 BD1、 CD1并行提供给所选的像素行10。也有可能将不同的 LED布置在不同的行内，并选择不同行的子像素0。将显示屏板l定义为包括像素ll。在实际的实施例中，显示屏 板1还可以包括所有的或某些驱动电路DD、 SD和TC，甚至包括信 号转换器SC。通常将这一驱动电路和显示屏板的组合称为显示模 块。可以在很多种显示设备中采用这一显示模块，例如，电视、计算机显示设备、游戏控制台或者诸如PDA (个人数字助理)或移动 电话的移动设备。信号转换器SC包括电路RD，电路RD接收输入信号IV或IV'， 以确定驱动值DSi的有效组合PDCi。也将这些有效组合称为可能的 组合，因为所有的这些驱动值DSi的组合PDCi将得到由像素11的 LEDPLi生成的组合光的所需颜色(强度和光谱)。由将要显示的输 入信号IV的采样决定所需颜色。可能存在很多种可能的组合PDCi， 以获得由输入信号IV指示的像素11的颜色。在可能的组合PDCi 中所需的驱动值DSi的数量等于像素11的不同LEDPLi的数量。电路LD接收有效组合PDCi，以确定劣化或寿命指示PLTi，其 指示对于有效组合PDCi的驱动值DSi而言，LED PLi的实际劣化或 预期寿命。电路CD接收指示PLTi和有效组合PDCi，从而从有效组合PDCi 中选择所选的组合DCi，其能够提供像素11的LED的总体最小劣 化或最大寿命。因而，对于可能的组合PDCi而言，首先检验像素 11的LED PLi的劣化或寿命PLTi如何。之后，选择能够使所述像 素的LED的最大劣化为最低或者使最低寿命为最大的组合。电路 CD将所选的驱动值的组合DCi提供给数据驱动器DD。在图1中， 将所选的组合DCi的驱动值称为FR、 FG、 FB和FC。尽管在图1中，示出了信号转换器SC包括电路RD、LD和CD， 但是也可以通过单个专用电路或者通过适当编程的计算机或ALU 执行这些电路的功能。因此，可以将电路读为功能块。图2示出了包括光传感器的像素驱动电路的根据本发明的实施 例。现在由标引i整体标引图1所示的像素驱动电路PDi、发光元件 PLi和电流Ii。像素驱动电路PDi包括晶体管T2和LED PLi的主电 流路径的串联布局。图示的晶体管T2为FET，但是其也可以是任何 其他的晶体管类型，将LEDPLi示为二极管，但是其也可以是其他 电流驱动发光元件。将这一串联布局布置在电源电极PE和地(或者 是绝对地或者是诸如公共电压的局部地)之间。将晶体管T2的控制
电极连接至电容器C和晶体管Tl的主电流路径的端子的结。将晶 体管T1的主电流路径的另一端子连接至数据电极DE，将晶体管T1 的控制电极连接至选择电极SE。将晶体管T1示为FET，但是其可 以是其他晶体管类型。将电容器C仍然悬置的一端连接至电源电极 PE。现在将在下文中解释所述电路的操作。在通过选择电极SE上的 适当电压选择一行像素ll (或子像素IO)时，晶体管T1导电，其 中，所述选择电极与该行像素ll (或子像素IO)相关。将数据信号 D提供给晶体管T2的控制电极，所述数据信号D的电平指示所需 的LEDPL的光输出。晶体管T2根据数据电平获得阻抗，并且所需 电流Ii开始流经LEDPLi。在该行像素10的选择周期之后，改变选 择电极SE上的电压，从而使晶体管T1获得高电阻。保持存储在电 容器C上的数据电压D，数据电压D驱动晶体管T2，从而仍然获得 通过LED PLi的所需电流Ii。在再次选择选择电极SE以及改变数据 电压D时电流Ii将发生改变。必须通过电源电极PE提供电流Ii，所述电源电极PE经由电阻 器Rt接收电源电压VB。电阻器Rt代表通往图示的像素10的电源 电极的电阻。像素驱动电路PD可以具有与图2所示的构造不同的另一种构 造。例如，在公开文献"A Comparison of Pixel Circuits For Active Matrix Polymer/Organic LED Displays", D. Fish等，SID 02 Digest, 第968-971页中公开了一些替代的像素驱动电路PD。将光传感器PSi布置为使其接收相关LED PLi的一部分光。光 传感器PSi可以接收像素11的一个以上的LEDPLi的光，如果这些 LED依次受到激励的话。光传感器PSi提供感测信号SGi，其指示 由LED PLi生成的光的强度。电路LDL接收感测信号SGi和基准信 号REFi，以提供劣化或寿命指示LTi。这一指示LTi为在将预定驱 动值DSi提供给子像素10时感测的感测信号SGi与基准信号REFi 之间的比率。基准信号REFi优选为在LED PLi的寿命最大时，在显 示系统的第一次使用的开始，在相同的预定驱动值DSi下感测的感
测信号SGi。现在，电路CD还接收指示LTi，其用来校正所选的组 合DCi的选择，所选的组合DCi是基于在这些可能的组合下所确定 的寿命PLTi从可能的组合PDCi中选出的。有可能改变所述选择， 使得所选的组合DCi仍然选自可能的组合PDCi，但是现在其偏离了 仅基于所确定的寿命PLTi做出的选择。或者，有可能仅改变所选的 组合DCi的驱动值的子集。由通过光传感器PSi确定的像素的寿命 LTi确定所述子集的驱动值的变化，同时所选的组合仍然以所确定的 寿命PLTi为基础。但是，现在由像素11所生成的光的亮度或颜色 偏离了输入信号IV的采样(sample)指定的亮度或颜色(在无光反 馈的情况下，其在实际当中通常产生于劣化)。但是，只要这一偏离 并非到达令人厌烦的可见的程度，其对于观察者而言就不是问题。基本上，如果在a)子像素中没有任何一个劣化，或者b)通过 选择映射使得任何劣化的子像素都未使用的情况下，采用了所确定 的寿命PLTi，那么将只显示正确的颜色。当然，在采用所确定的寿 命LTi时，有可能校正映射，以确保再现所希望的颜色。图3示出了本发明的实施例的信号转换器的方框图。信号转换 器SC包括功能块RD、 LD、 CD、 CA和ME。功能块RD接收输入 信号IV，并提供有效组合PDCi。块LD接收有效组合PDCi，以确 定针对有效组合PDCi的劣化或寿命指示PLTi。块CD接收有效组 合PDCi和寿命指示PLTi，以选择提供最大总体寿命的选择组合 DCi。到目前为止，块RD、 LD和CD的组合是等同的，并且以已 经相对于图1讨论的方式操作。与图1的差别在于，块CD还接收 处理器SC实际上为其确定所选组合DCi的像素11的相邻像素11 的劣化或寿命指示LTi以及驱动电平NDL。块CA为每一 LED PLi计算劣化值DVi，其表示所述LED PLi 中对应的一个的劣化或寿命LTi。采用相应LED PLi的预定劣化函 数DFi和相应LED PLi的驱动值IV的历史执行这一计算。劣化函数 DFi决定着作为LED PLi的驱动历史的函数的劣化或寿命。其结果 可以是到目前为止的实际劣化或者是达到初始亮度的一半之前的仍 然可能的劣化。或者，所述结果可以是实际的已经使用的寿命部分
或者是仍然可用的寿命。劣化函数DFi可以采用所有先前的驱动值，以获得表示劣化或寿命的值，但是对于所有的这些先前的驱动值而 言，其需要不切实际的存储和计算工作量。因此，优选地，对于特定像素11而言，劣化函数DFi将针对这一特定像素11的输入信号 IV的采样的delta劣化或寿命加到劣化函数DFi的前一值上。对于 不同颜色的LEDPLi，所述劣化函数DFi可以是不同的。存储器ME存储通过劣化函数DFi确定的劣化值DVi，以获得 存储劣化值，其表示每一 LED PLi的劣化或寿命指示LTi。块CD采用所接收的劣化或寿命指示PLTi和LTi从可能的组合 PDCi中选出驱动值的选择组合DCi。基于所确定的劣化或寿命指示 PLTi选择驱动值的选择组合DCi并针对劣化或寿命指示LTi对其进 行校正，所述驱动值的选择组合DCi在像素11的最小总体劣化或最 大总体寿命之间提供了折中考虑(compromise )。不需要为像素11的子像素10的所有LED PLi都确定劣化或寿 命指示PLTi。仅针对两个或者不同颜色LED的另一子集检验指示 PLTi，以选择针对这一子集的驱动值，从而使所述子集的LED的总 体寿命最大就足够了。块CD可以任选地接收相邻像素11的驱动电平NDL，以便为实 际像素11选择驱动值的组合DCi，从而还根据相邻像素11的驱动 电平NDL使得通过选择驱动值的这一组合DCi而偏离确切的最小劣 化或最大寿命，以降低相邻像素的LEDPLi的老化差异，进而使所 谓的老化(burn-in)最小化。图4示出了本发明的另一实施例的信号转换器的方框图。在这 一实施例中，像素11包括四个均由附图标记10表示的子像素，其 分别包括LEDPL1到PL4。例如，采用了红色、绿色、蓝色和青色 LEDPL1到PL4。其他颜色组合也是可能的，例如，可以采用白色 或黄色LED替代青色LED。可以按照不同的顺序布置所述颜色，其 未必按线布置。现在，功能块RD接收输入信号IV。现在，功能块LD包括功 能块FUG、 ID、 BD和LTD。
功能块RD将三种LED PL1到PL3的驱动值DS1到DS3定义 为第四LED PL4的驱动值DS4的函数。将这些函数称为驱动函数 FU1至U FU3。例如，红色(R)、绿色(G)和青色(C) LED PL1 到PL3的驱动值DS1到DS3是蓝色(B) LED PL4的驱动值的函数 FU1到FU3。在这一例子中，将驱动函数FU1到FU3定义为R = FU1 =al + bl*BG = FU2 = a2 + b2*BC = FU3 = a3 + b3*B 还可以将附图标记R、 G、 C、 B的值分别称为驱动值DS1到DS4。 由输入信号IV的当前采样的颜色确定包括系数al到a3的系数矩阵 a。由LED PL1到PL4的颜色点确定包括系数bl到b3的系数矩阵b。 例如，可以按照ID692833中公开的内容确定这些矩阵。功能块RD在考虑LED PL1到PL3的有效范围VR1到VR3(参 考图5)的情况下确定LEDPL4的驱动值DS4的有效范围VR4。有 效范围VR4指示可以在驱动值DS1到DS4内选择的可能范围，其 用来获得与所要显示的输入信号的当前采样相匹配的、由四种LED PL1到PL4发射的组合光的所需颜色和强度。将相对于图5A更为 详细地描述有效范围VR4的确定。函数FU1到FU3以及驱动值DS4 表示可能的组合PDCi,这一点将变得很清楚。对于驱动值DS4的每 —值而言，可以通过函数FU1到FU3计算驱动值DS1到DS3，以 获得通过其获得所需颜色的一组驱动值DS1到DS4。块RD还生成四种劣化函数DFU1到DFU4，其分别表示四种 LED PL1至!J PL4的劣1七或寿命。LED PL1至lj PL3的劣1七函数DFU1 到DFU3为常数kl到k3分别乘以驱动函数FU1到FU3的相应幂因 子pl到p3次方。LED PL4的劣化函数DFU4为常数k4乘以LED PL4 的第四驱动值DS4的幂因子p4次方。幂因子pl到p4 (由图4中的 pi表示)分别表示LED PL1到PL4依赖于相关驱动值DS1到DS4 的劣化。这些幂因子pi通常具有处于1.5到2.0的范围内的值。常 数kl到k4 (在图4中由ki表示)分别表示LED PL1到PL4的劣化 速度。劣化函数DFUi表示相应LED PLi的劣化DGRi，所述劣化函
数为-DFUl=kl(al+blB)plDFU2 = k2(a2 + b2B)p2DFU3=k3(a3+b3B)p3DFU4-k4BP4。 图5B示出了劣化函数DFU1到DFU4的例子。块ID接收四种劣化函数DFU1到DFU4，以确定所有使所述四 种劣化函数DFU1到DFU4在该处相交的驱动值DS4的所有值 DSI4。但是，在实际的实现中，传输实际的劣化函数不是最佳方式。 因而，作为替代方案或者更为切实可行的方案，可以将参数ai、 bi、 ki、 pi传递至块ID。此外，如果仅将参数ai和bi从块RD转移至块 ID，那么可以将参数ki和pi直接输入到块ID内。块BD在考虑四 种LEDPL1到PL4的驱动信号DS1到DS4的有效驱动范围VR1到 VR4的情况下接收有效范围VRi并确定驱动值DS4的边界值DSB4。块LTD接收值DSI4和DSB4，并针对交叉点DSI4和边界值 DSB4的这些驱动值DS4确定四种LED PL1到PL4的劣化或寿命指 示LTi。因而，现在，针对可能的组合PDCi确定劣化或寿命指示PLTi 的块LD包括块ID、 BD和LTD。必须指出，现在，只需计算几个 劣化或寿命指示PLTi:只需针对驱动值DS4的边界值DSB4和交点 值(intersectvalue) DSI4。块CD接收第四驱动值DSI4和DSB4、处于这些第四驱动值 DSI4和DSB4的劣化或寿命指示PLTi，以及驱动函数FU1到FU3。 现在，第四驱动值DSI4和DSB4以及驱动函数FU1到FU3形成了 可能的组合PDCi。块CD从所确定的劣化或寿命指示LTi中选择与 LEDL1到L4的组合的最大寿命或最低劣化相关的一个。现在，直 接知道了第四驱动值DS4，分别通过三种驱动函数FU1到FU3定义 其他驱动值DS1到DS3。为了防止因在图中的不同位置采用相同的 附图标记表示信号而造成混淆，分别通过FR、 FB、 FG、 FC表示所 选的驱动值DS1到DS4。将这些驱动值FR、 FB、 FG、 FC提供给 数据驱动器DD，所述数据驱动器DD将对应的数据信号RD1 、BD1 、GD1、 CD1提供给像素11的子像素10。可以根据参考图5A给出的更为详细的说明确定所述边界的第 四驱动值DSB4。将参考图5B更为详细地说明交叉点的第四驱动值 DSI4的确定。还将参考图5B更为详细地描述第四驱动值DS4的最 佳值的选择。尽管在这一实施例中针对所有的LED确定了劣化函数DFUi， 但实际上未必要求如此。针对至少两种LED的任何数量的LED采 用相同的方法都是有效的。例如，如果已知LEDPLi中的两种的寿 命决定了像素ll的总寿命，那么由于其他LEDPLi具有长得多的寿 命，因而只需确定两种快速老化的LED PLi的劣化函数DFUi。此夕卜， 只需确定这两种劣化函数DFUi的交叉点。可以将所述功能块实现为专用电路，或者通过适当编程的微型 计算机实现所述功能块。图5A和5B示出了说明图4的信号转换器的操作的曲线图。图 5A示出了驱动函数FU1到FU3，图5B示出了劣化函数DFU1到 DFU4。图5A示出了处于横轴的第四LED PL4的驱动值DS4，在这一 例子中，所述第四LEDPL4发射蓝光。使驱动值DS4归一化，从而 使其最小值为0，最大值为1。在纵轴上示出了在这一例子中分别发 射红色、绿色和青色光的第一到第三LEDPL1到PL3的驱动值DS1 到DS3。而且，使驱动值DS1到DS3也归一化，从而使其最小值为 0，最大值为l。图中示出了由较早给出的等式定义的驱动函数FU1 到FU3，其表现为直线。可以在图5A中容易地发现有效范围VRi。 所有的函数FU1到FU3的值必然保持从0到1的驱动值DS1到DS3 的范围内。在这一例子中，通过函数FU3确定有效范围VR4的下边 界LBO和上边界RBO，因为函数FU3在下边界LBO处的值达到1 ， 在上边界RBO处的值为0，而其他函数FU1和FU2在边界LBO和 RBO之间则未达到极限值0或1。从图5A中可以看出，所有可能 的组合PDCi均为驱动值DS4以及针对这一驱动值DS4的函数FU1 至UFU3的值的组合，其中，必须在起始于下边界LBO终止于上边 界RBO的范围内选择所述驱动值DS4。图5B在横轴上示出了归一化驱动值DS4,在纵轴上示出了 LED PLi的归一化劣化DGRi。图中示出了劣化函数DFU1到DFU4的例 子。可以根据参考图5A的讨论确定驱动值DS4的边界值LBO和 RBO。可以通过使必须确定其交点的不同劣化函数DFUi相等而从 数学上找到不同劣化函数DFU1到DFU4的交点。如果使之相等的 这些劣化函数DFUi的幂因子pi相等，那么能够容易地解所述等式。 如果幂因子pi不同，那么可以采用所述劣化函数DFUi的Taylor近 似等式确定所述交点。由SP1到SP4表示处于所述交叉点的驱动值 DS4的值。可以从劣化函数DFUi容易地计算出处于交叉点驱动值 SP1到SP4以及边界驱动值LBO和RBO处的每一 LED PLi的劣化 DGRi。由于最多只需在6个驱动值DS4处针对四种不同的LED PLi 计算劣化函数DFUi，因而其计算工作量是有限的。块CD从驱动值LBO、 RBO、 SP1到SP4中选出在该处使像素 11的LED PLi的总体劣化最小的驱动值。在这一例子中，在LED PL3 和PL4的劣化DGRi等高，而LED PL1和PL2的劣化DGRi较低的 驱动值SP2处，产生了总体最低劣化MIN。在所有其他交叉点驱动 值SP1、 SP3、 SP4以及边界驱动值LBO、 RBO处，总是有至少一 个LED具有高于最低劣化MIN的劣化。因而，实际上，在交叉点 驱动值SPi和边界驱动值LBO、 RBO中，选择使最大劣化DGRi最 小的一个驱动值。从图5B的例子中可以清楚地看到，由劣化函数DFU1表示的 LED PL1的劣化决不会成为确定最优总体劣化的过程中的限制因 素。在这样的情况下，更为有效的处理是，只需在最佳驱动值DS4 的确定过程中不考虑这一LED。 一旦确定了最佳驱动值DS4，就能 够通过函数FU1到FU3容易地计算最佳驱动值DS1到DS3。应当指出，上述实施例的作用在于举例说明，而不是对本发明 给出限制，本领域技术人员能够在不背离权利要求的范围的情况下 设计出很多替代实施例。在权利要求中，不应将放在括号内的任何附图标记推断为对权
利要求的限制。动词"包括"及其变型的使用不排除在所权利要求 所列举的元件或步骤之外存在其他元件或步骤。在元件之前的单数 冠词不排除存在多个该元件。可以利用包括几个分立元件的硬件或 利用适当编程的计算机实施本发明。在列举了几个机构的装置权利 要求中，可以通过同一个硬件项目体现这些机构中的几个。最起码 的事实是，在互不相同的从属权利要求中列举的某些措施不表示不 能从有利的角度将这些措施结合使用。
权利要求
1、一种信号处理器(SC)，其用于针对全色LED显示器的像素(11)的至少四种LED(PLi)将输入信号(IV)的采样转化为驱动值的选择组合(DCi)，从而获得基本与所述输入信号(IV)的采样相匹配的、由所述四种LED(PLi)发射的组合光的所需颜色，所述信号处理器(SC)包括用于接收所述输入信号(IV)的采样，以确定使由所述至少四种LED(PLi)发射的组合光基本与所述输入信号(IV)的所述采样相匹配的驱动值的可能组合(PDCi)的装置(RD)，用于接收所述可能组合(PDCi)，以确定针对这些可能组合的劣化或寿命指示(PLTi)的装置(LD)，以及用于接收所述可能组合(PDCi)以及所述劣化或寿命指示(PLTi)，以将所述选择组合(DCi)确定为在所述可能组合(PDCi)中为所述像素(11)的所述至少四种LED(PLi)提供基本上最低的总体劣化或最大的总体寿命的一个组合的装置(CD)。
2、 根据权利要求1所述的信号处理器(SC)，其中，将所述的 用于确定所述可能组合(PDCi)的装置(RD)布置为确定使所述至 少四种LED (PLi)发射的组合光基本与所述输入信号(IV)的采样 相匹配的所有可能的驱动值组合(PDCi)，并且其中，将所述的用于 确定所述劣化或寿命指示(PLTi)的装置(LD)布置为针对所述的 可能组合(PDCi)中的每一个计算所述劣化或寿命指示(PLTi)，并 且其中，将所述的用于确定所述选择组合(DCi)的装置(CD)布 置为从所述可能组合(PDCi)中选择提供所述像素(11)的最低总 体劣化或最大总体寿命的一个。
3、 根据权利要求1所述的信号处理器(SC)，还包括 计算单元(CA)，其用于采用所述LED (PLi)中相应的一种的预定劣化函数(DFi)和针对所述相应LED (PLi)的输入信号(IV) 的采样的历史计算表示所述相应LED (PLi)的劣化或寿命(LTi) 的劣化值(DVi)，存储器(ME)，其用于存储所述劣化值(DVi)，以获得存储劣 化值(LTi)，其中，将所述的用于确定所述选择组合(DCi)的装置(CD) 布置为还接收所述存储劣化值(LTi)，从而响应于所述存储劣化值 (LTi)调整所述选择组合(DCi)的选择或者调整所述选择组合(DCi) 的驱动值中的至少一个，从而还基于驱动值历史使所述总体劣化最 小化，或者使所述总体寿命最大化。
4、 根据权利要求1所述的信号处理器(SC)，其中，所述像素 (11)包括用于提供表示所述LED中的至少一种的亮度的感测信号 (SGi)的光传感器(PSi)，并且其中，所述信号处理器(SC)还包括用于接收所述感测信号(SGi)和基准信号(REFi)，以确定作为 所述感测信号(SGi)和所述基准信号(REFi)的比率的所述LED(PLi)的感测劣化或寿命指示(LTi)的装置(LDL)，且其中，将 所述的用于确定所述选择组合(DCi)的装置(CD)布置为还接收 所述的感测劣化或寿命指示(LTi)，从而响应于所述的感测劣化值(LTO调整所述选择组合(DCi)的选择或者调整所述选择组合(DCi) 的驱动值中的至少一个，从而还基于驱动^t历史使所述总体劣化最 小化，或者使所述总体寿命最大化。
5、 根据权利要求1所述的信号处理器(SC)，其中所述像素(ll) 包括四种LED (PLi)，并且其中将所述用于确定可能组合(PDCi)的装置(RD)布置为用于 将由所述四种LED (PLi)中的三种(PL1， PL2， PL3)构成的 组的驱动值(DS1， DS2， DS3)分别定义为关于所述四种LED (PLi) 中的第四种(PL4)的驱动值(DS4)的三个函数(FU1， FU2， FU3)， 在考虑所述的由三种LED (PL1， PL2， PL3)构成的组的有效 驱动范围(VRi)的情况下，确定获得与所述输入信号(IV)的当前 采样匹配的、由所述四种LED (PLi)发射的组合光的所需颜色和强 度所需的所述第四种LED (PL4)的驱动值DS4的有效范围(VR4)， 以及通过三种劣化函数(DFU1， DFU2， DFU3)表示所述的由三种 LED (PL1， PL2， PL3)构成的组的劣化，所述三种劣化函数为一 方面表示相关LED (PL1， PL2， PL3)的劣化速度的常数(kl， k2， k3)与另一方面所述函数(FU1， FU2， FU3)的幂因子(pl， p2， p3)次方的乘积，所述幂因子决定着所述相关LED(PL1， PL2， PL3) 的劣化特性，以及通过劣化函数(DFU4)表示所述第四种LED (PL4)的劣化， 所述劣化函数(DFU4)为一方面表示所述第四种LED (PL4)的劣 化速度的常数(k4)与另一方面所述第四种LED (PL4)的第四驱 动值(DS4)的幂因子(p4)次方的乘积，所述幂因子(p4)决定 着所述第四种LED的劣化特性，并且其中，将所述的用于确定所述劣化或寿命指示(PLTi)的 装置(LD)布置为用于针对所述四种劣化函数(DFU1， DFU2， DFU3， DFU4)的交 点确定第四驱动值(DSI4)，确定表示所述第四驱动值(DS4)的有效范围(VRi)的边界值 的第四驱动值(DSB4)，以及在所确定的第四驱动值(DSI4, DSB4)处，为所述四种LED (PLO确定所述劣化或寿命指示(PLTi)，并且其中，将所述的用于确定所述选择组合(DCi)的装置(CD) 布置为选择所述可能组合(PDCi)之一，其对应于所确定的表示所 述像素(11)的最大寿命或最低劣化的劣化或寿命指示(PLTi)。
6、根据权利要求1所述的信号转换器(SC)，其中，将所述的 用于确定所述选择组合(DCi)的装置(CD)布置为接收至少一个 相邻像素(11)的驱动电平(NDL)，其中，从所述可能组合(PDCi) 中选择所述选择组合(DCi)还以所述相邻像素(11)的驱动电平 (NDL)为基础，其中，选择所述驱动值(DSi)的组合(DCi)， 使之偏离确切的最低劣化或最大寿命，从而降低相邻像素(11)的 LED (PLi)的老化差异。
7、 一种全色LED显示系统，其用于显示输入信号(IV)，并且 包括具有像素(11)和根据权利要求1所述的信号转换器(SC)的 显示器，所述像素包括至少四种用于分别发射具有四种原色的光的 LED (PLi)。
8、 一种显示设备，其包括根据权利要求7所述的全色LED显 示系统。
9、 一种用于在具有像素(11)的全色LED显示器上显示输入 信号(IV)的方法，所述像素包括至少四种分别发射具有四种原色 的光的LED (PLi)，所述方法包括针对同一像素(11)的所述至少 四种LED (PLi)将所述输入信号(IV)转化(SC)为驱动信号， 所述方法包括确定(RD)所述驱动信号(DSi)中的至少两种的有效范围(VRi)， 从而获得与所述输入信号(IV)相匹配的、所发射的组合光的颜色，在所述有效范围(VRi)内，针对所述驱动信号(DSi)中的相 关驱动信号确定(LD)所述至少两种LED (PLi)的劣化或寿命指 示(LTi)，以及基于所述劣化或寿命指示(LTi)确定(CD)所述驱动信号(DSi) 的值的组合(DCi)，该组合提供了所述至少两种LED (PLi)的组 合的基本最低劣化或最大寿命。
全文摘要
讨论了一种在全色LED显示器上显示输入信号(IV)的方法，其中，所述显示器具有包括至少四种分别发射具有四种原色的光的LED(PLi)的像素(11)。所述方法包括针对所述至少四种LED(PLi)将所述输入信号(IV)转化(SC)为驱动信号。所述转换(SC)包括(i)确定(RD)所述驱动信号(DSi)中的至少两种的有效范围(VRi)，以获得与所述输入信号(IV)相匹配的发发射的组合光的颜色，(ii)针对所述有效范围(VRi)内的相关驱动信号(DSi)确定(LD)所述至少两种LED(PLi)的劣化或寿命指示(LTi)，(iii)基于所述劣化或寿命指示(LTi)确定(CD)驱动信号值(DSi)的组合(DCi)，该组合基本提供了所述至少两种LED(PLi)的组合的最低劣化或最大寿命。
文档编号G09G3/32GK101151649SQ200680010554
公开日2008年3月26日 申请日期2006年3月28日 优先权日2005年4月4日
发明者A·吉拉尔多, C·N·科德斯, F·P·M·布德泽拉, I·M·L·C·福格尔斯, J·J·L·霍彭布劳沃斯, N·C·范德瓦特, O·拜力克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司