具有用于性能表征的专用发光二极管的系统的制作方法

具有用于性能表征的专用发光二极管的系统
1.背景
2.本公开的各方面涉及表征led阵列中发光二极管(led)的性能。例如，led阵列可用于各种显示技术中。当显示器被操作时，led阵列内的led经历老化，这可能导致所有led中的一些led的性能下降。这会降低显示器寿命期间的用户体验。
3.概述
4.本公开大体上涉及具有用于性能表征的专用测试led的系统。根据本发明的一个方面，一种系统包括：多个第一发光二极管(led)，每个第一led被布置在二维led阵列内的外周边区域；多个第二led，每个第二led被布置在二维led阵列内的内部区域；第一可控电流源，其被配置成生成用于驱动该多个第一led中的第一第一led和该多个第二led中的多个第一第二led的第一偏置电流；第一测量电路，其被配置成测量该多个第一led中的第一第一led的第一电流-电压(i-v)性能特性；以及透镜，其被布置成接收来自该多个第二led的光。第一偏置电流的性质根据第一测量电路对多个第一led中的第一第一led的第一i-v性能特性的至少两次测量确定。在将第一偏置电流施加到多个第一led中的第一第一led和多个第二led中的多个第一第二led时，获取对多个第一led中的第一第一led的第一i-v性能特性的至少两个测量值。在不同的时间获取多个第一led中的第一第一led的第一i-v性能特性的至少两个测量值。
5.系统还可以包括光圈，该光圈防止来自多个第一led的光到达透镜。光圈可以包括布置在二维led阵列和透镜之间的板，并且该板可以具有使来自多个第二led的光传递到透镜的开口。可替代地或附加地，光圈可以包括多个第一led的发光表面上的油墨、涂料和/或金属。
6.多个第一led可以布置在由透镜限定的视场之外。系统还可以包括多个传感器，该多个传感器被配置成测量从多个第一led输出的光。
7.对第一led中的第一第一led的第一i-v性能特性的至少两次测量可以包括在器件制造完成时进行的第一测量和在接通器件时进行的第二测量。可替代地或附加地，对第一led中的第一第一led的第一i-v性能特性的至少两次测量可以包括在关断器件之后进行的第三测量。可替代地或附加地，对第一led中的第一第一led的第一i-v性能特性的至少两次测量可以包括在第二测量和第三测量之间进行的多个第四测量，其中多个第四测量具有随时间减小的频率。
8.系统还可以包括多个第二测量电路，该多个第二测量电路被配置成测量多个第一led中的多个第二第一led的多个第二电流-电压(i-v)性能特性。第一可控电流源可以被配置成生成用于驱动多个第一led中的每个第一led和多个第二led中的每个第二led的第一偏置电流。第一偏置电流的性质可以根据第一测量电路对多个第一led中的第一第一led的第一i-v性能特性的至少两次测量和多个第二测量电路对多个第一led中的多个第二第一led的多个第二i-v性能特性中的每一个的至少两次测量来确定。当第一偏置电流被施加到多个第一led中的多个第二第一led和多个第二led时，可以获取多个第一led中的多个第二第一led的多个第二i-v性能特性中的每一个的至少两个测量值。可以在不同的时间获取多
个第一led中的第二第一led的多个第二i-v性能特性中的每一个的至少两个测量值。第一偏置电流的性质可以被确定为第一测量电路对多个第一led中的第一第一led的第一i-v性能特性的至少两个测量值和多个第二测量电路对多个第一led中的多个第二第一led的多个第二i-v性能特性中的每一个的至少两个测量值的平均值。
9.系统还可以包括：第二可控电流源，该第二可控电流源被配置成生成用于驱动多个第一led中的第二第一led和多个第二led中的多个第二第二led的第二偏置电流；以及第二测量电路，该第二测量电路被配置成测量多个第一led中的第二第一led的电流-电压(i-v)性能特性。第二偏置电流的性质可以根据第二测量电路对多个第一led中的第二第一led的i-v性能特性的至少两次测量来确定。当将第二偏置电流施加到多个第一led中的第二第一led和多个第二led中的多个第二第二led时，可以获取多个第一led中的该第二第一led的i-v性能特性的至少两个测量值。可以在不同时间获取多个第二led中的第二第二led的i-v性能特性的至少两个测量值。
10.第一偏置电流的性质可以是施加第一偏置电流的时间长度。可替代地或附加地，第一偏置电流的性质可以是第一偏置电流的大小。可替代地或附加地，第一偏置电流的性质可以包括对应于由第一偏置电流提供的目标亮度的数据值。可替代地或附加地，第一偏置电流的性质可以根据第一led中的第一第一led的第一i-v性能特性的至少两个测量值之间的差来确定。
11.多个第二led中的多个第一第二led可以被布置成行或列。第一测量电路可以包括比较器和转换器，转换器可以包括模数转换器或数模转换器。系统还可以包括光波导，光波导被布置成接收来自透镜的光并将光引导到用户的眼睛。
12.附图简述
13.参考以下附图描述说明性实施例：
14.图1示出了可以使用所公开技术的示例制造的示例led器件的横截面图。
15.图2a、图2b、图2c和图2d是可以使用所公开技术的示例制造的示例显示器的示意图。
16.图3示出了根据所公开技术的示例的包括耦合到波导的三个led阵列的显示设备的示例。
17.图4示出了根据所公开技术的示例的包括耦合到波导的三个led阵列的显示设备的示例。
18.图5示出了包括具有多个显示led和多个测试led的led阵列的系统的示例。
19.图6a和图6b示出了根据所公开技术的示例的用于测量测试led的i-v性能特性的设备的示例。
20.图7示出了根据所公开技术的示例的基于dac的测量电路的具体实现。
21.附图仅出于说明的目的描绘了本公开的实施例。本领域的技术人员将从以下描述中容易地认识到，在不脱离本公开的原理或所推崇的益处的情况下，可以采用所示结构和方法的替代实施例。
22.在附图中，相似的部件和/或特征可以具有相同的附图标记。此外，可以通过在附图标记之后用短划线和在相似部件之间进行区分的第二标记来区分相同类型的各种部件。如果在说明书中仅使用第一附图标记，则该描述适用于具有相同第一附图标记的任何一个
相似部件，而与第二附图标记无关。
23.详细描述
24.在以下描述中，为了解释的目的而阐述了具体细节，以便提供对某些创造性实施例的透彻理解。然而，将明显的是，各种实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。附图和描述不意图是限制性的。
25.当今常见的显示技术范围从液晶显示器(lcd)到更新的有机发光二极管(oled)显示器和有源矩阵有机发光二极管(amoled)显示器。基于卓越的电池性能和增强的亮度，无机发光二极管(iled)正在成为第三代平面显示图像发生器。本文所述的“μled”、“uled”或“microled”是指特定类型的iled，其具有小有效发光区域(例如，小于2000μm2)，并且在一些示例中，能够产生定向光以增加从小有效发光区域发射的光的亮度水平。在一些示例中，微led(micro-led)可以指具有小于50μm、小于20μm或小于10μm的有效发光区域的led。在一些示例中，线性尺寸可以小到2μm或4μm。在一些示例中，线性尺寸可以小于2μm。对于本公开的其余部分，“led”可以指μled、iled、oled或任何类型的led器件。
26.公开的示例可以包括人工现实系统或结合人工现实系统来被实现。人工现实是一种在呈现给用户之前已经以某种方式进行了调整的现实形式，其可以包括例如虚拟现实(vr)、增强现实(ar)、混合现实(mixed reality，mr)、混杂现实(hybrid reality)或其某种组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全生成的内容或者与所捕获的(例如，真实世界)内容组合地生成的内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈、或它们的某种组合，其中任何一个都可以在单个通道中或在多个通道中被呈现(例如向观看者产生三维效果的立体视频)。另外，在一些示例中，人工现实还可以与应用、产品、附件、服务或其某种组合相关联，这些应用、产品、附件、服务或其某种组合用于例如在人工现实中创建内容和/或在人工现实中以其他方式被使用(例如在人工现实中执行活动)。提供人工现实内容的人工现实系统可以在各种平台上实现，这些平台包括连接到主计算机系统的头戴式显示器(hmd)、独立的hmd、移动设备或计算系统、或者能够向一个或更多个观看者提供人工现实内容的任何其他硬件平台。
27.在一些示例中，led阵列可用于显示设备中，该显示设备可结合在人工现实系统中。当显示设备被操作时，led阵列内的led经历老化，这可能导致所有led中的一些led的性能下降。例如，led发出的光的大小和波长可以随着时间的推移而变化。这会在显示设备的寿命期间降低用户体验。本发明的实施例可以通过监视led的性能和调整led的操作条件来补偿这些变化。这可以随着时间的推移保持显示设备的光输出的稳定性。
28.图1示出了根据本公开的一些示例的μled 100的横截面图。如图1所示，μled 100包括基底102、设置在基底102上的半导体外延层104等。外延层104可以成形为台面106。台面106中可以包括有源层108，该有源层108可以包括量子阱结构，该量子阱结构被配置为当被激活时发射预定波长范围的光。台面106具有被p型触点焊盘(contact pad)110覆盖的截顶，而台面106外部的外延层104的一部分可以被n型触点焊盘112覆盖。电信号可以施加在p型触点焊盘110和n型触点焊盘112上，以激活有源层108以发射光114。此外，台面106也具有近抛物线的形状以形成反射外壳。在晶圆处理步骤期间，台面106的近抛物线结构可以直接蚀刻到led晶片上。典型μled的台面106可以具有大约50微米(μm)或更小的直径，而p型触点焊盘110和n型触点焊盘112中的每一个可以具有大约20μm的直径。
29.从有源层108发射的光114可以以足以使光逸出μled晶片100的角度(即，在全内反射角度内)从台面106的内壁向发光表面116反射。当光从发光表面116射出时，光114可以形成类准直(quasi-collimated)光束。
30.图2a和图2b示出了根据本公开的一些示例的μled显示装置200的示例。尽管图2a和图2b的示例基于μled器件，但是应当理解，图2a和图2b的示例也适用于其他类型的led器件。图2a示出了显示装置的横截面图，而图2b示出了显示装置的俯视图。如图2a所示，μled显示器200可以包括μled晶片202的阵列，包括例如组装在背板(backplane)204上的μled晶片202a、μled晶片202b和μled晶片202c。
31.背板204可以包括用于附接多个μled晶片的结构，以便为多个μled器件提供电连接和结构支撑。如本文所用，“背板”可以指提供用于附接多个led器件(其可以包括如本公开中所述的μled器件)以及用于向多个led器件提供电信号的表面(可以是平面的、弯曲的等)的任何结构。背板可以被配置为显示背板以形成显示设备。例如，背板可以容纳形成显示元件的led器件的组件，并且背板还可以包括迹线，以向led器件提供电信号，从而控制由显示元件显示的信息。背板204可以包括迹线，迹线可以连接到其他部件。背板204还可以包括电触点，例如金属焊盘，其可以提供对迹线的访问。例如，如图2a和图2b所示，背板204包括电迹线206a、206b和206c，以分别与μled晶片202a、μled晶片202b和μled晶片202c电连接。电迹线206a、206b和206c允许通过施加不同信号来单独控制μled晶片202a、μled晶片202b和μled晶片202c中的每一个。背板204还包括电迹线208，用作μled晶片202a、μled晶片202b和μled晶片202c中的每一个的返回电流路径。背板204可以包括不同种类的材料，诸如薄膜晶体管(tft)玻璃基底、聚合物、多氯联苯(pcb)等。尽管图2a示出背板204具有矩形形状，但是应当理解，背板204可以具有各种形状和尺寸。
32.μled晶片202a、μled晶片202b和μled晶片202c中的每一个都可以具有类似于图1的μled晶片100的结构。图2a和图2b中的每个μled晶片可以包括基底102、外延层104、台面106和有源层108。此外，每个μled晶片包括器件侧凸块210和器件侧凸块212。虽然图2a和图2b示出了凸块是矩形形状，但是应当理解，凸块可以采用其他形状，包括例如圆形形状、圆顶形形状等。器件侧凸块210可以连接到p型触点焊盘110(未在图2a和图2b中示出)，而器件侧凸块212可以连接到n型触点焊盘112(也未在图2a和图2b中示出)。此外，背板204在每个位置处包括用于放置μled晶片的背板侧凸块。例如，背板204包括用于μled晶片202a的背板侧凸块214和216。背板204还包括金属焊盘(未在图2a中示出)，其用作背板侧凸块214和216沉积在其上的底基(foundation)，并提供与迹线206和208的电接触。导电键合(bonding)(例如，金属键合)可以形成在μled晶片的凸块和触点之间，以在μled晶片和背板204之间提供电路径。
33.在一些示例中，μled显示装置200可以被配置为扫描显示器，其中被配置为发射特定颜色光的led被形成为条带(strip)(或多个条带)。例如，如图2c所示，包括μled晶片202a、μled晶片202b和μled晶片202c等的多个μled晶片可以沿着x轴组装以形成被配置为在背板204上发射绿光的μled条带220。此外，背板204还包括被配置成发射红光的μled条带230和被配置成发射蓝光的led条带240。
34.μled条带220、230和240以及红色、绿色和蓝色μled的附加条带可以作为平行条带沿着y轴组装在背板204上，以形成扫描显示器。图2d示出了包括μled显示装置200、反射镜
252和透镜254的扫描显示器250的示例。在扫描显示器250中，led的每个条带可以被配置成发射特定颜色(例如，红色、绿色或蓝色之一)的光。例如，μled条带220可以发射绿光260，μled条带230可以发射红光270等。这些光可以由透镜254会聚并由反射镜252反射到人的眼球256中。为了执行顺序扫描，可以控制μled的每个条带发光，以将图像的一行像素投射到眼球256的视网膜上。每行像素的投射可以是连续的。通过反射镜252的旋转动作，每一行像素可以在不同的时间投射在视网膜上的不同点上，以产生图像的感知。
35.图3示出了包括耦合到波导的三个led阵列的显示设备300的示例。led可以是μled。如图3的左手侧所示，显示设备300可以包括被配置为发射红光的第一led阵列305、被配置为发射绿光的第二led阵列310和被配置为发射蓝光的第三led阵列315。如图3的右手侧所示，可以提供准直透镜320来准直来自led阵列305、310和315中的每一个的光。可以为每个led阵列305、310和315提供一个准直透镜320。此外，可以提供单个波导325来接收来自准直透镜320的光，并将光导向用户的眼睛330。
36.图4示出了包括耦合到波导的三个led阵列的显示设备400的示例。led可以是μled。如图4的顶部所示，显示设备400可以包括第一晶片420、第二晶片425和第三晶片430，它们通过i/o凸块465安装在背板460上。晶片420、425和430可以是led晶片。被配置成发射红光的第一led阵列405可以安装在第一晶片420上，第一晶片420可以包括用于该第一led阵列405的驱动器电路。被配置成发射绿光的第二led阵列410可以安装在第二晶片425上，第二晶片425可以包括用于该第二led阵列410的驱动器电路。被配置成发射蓝光的第三led阵列415可以安装在第三晶片430上，第三晶片430可以包括用于该第三led阵列415的驱动器电路。晶片420、425和430被配置为沿着z方向共面，但是可以沿着x方向和/或y方向以任何合适的配置交错。可以在第一晶片420和背板460之间提供第一附加层435，例如第一扇出电路。可以在第二晶片425和背板460之间提供第二附加层440，例如第二扇出电路。可以在第三晶片430和背板460之间提供第三附加层445，例如第三扇出电路。背板460可以具有驱动器和图形功能。背板460可以包括背板晶片450，其位于晶片420、425或430中的至少一个的下方，并且驱动晶片420、425和430。
37.图4的底部示出了沿图4的顶部标记的线a-a截取的横截面。如图4的底部所示，可以提供再分布层455以允许晶片420、425和430与背板460对接，使得晶片420、425和430不需要完全或精确地位于背板460的顶部。附加的i/o凸块470可以设置在背板460的下侧，以便在背板460和传感器聚集芯片(sensor aggregation chip)(未示出)之间提供连接，并且向包括晶片420、425和430的集成电路供电。
38.图5示出了包括led阵列505的系统500的示例，该led阵列505具有多个显示led和多个测试led。led可以是μled。例如，led阵列505可以是包括1080
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1920个led的矩形led阵列。每个led可以被配置成发射红光、绿光或蓝光。如上所述，led阵列505可安装在晶片510上，晶片510可以包括用于led阵列505的驱动器电路。
39.布置在led阵列505的内部区域515内的led子集可以是用于向用户眼睛提供光的显示led。内部区域515可以相对于led阵列505的中心移位，并且可以具有八边形形状。内部区域515的位置可以通过透镜相对于led阵列505的对准来确定。例如，透镜可以是图3所示的准直透镜320之一。透镜的向眼睛330提供光的部分可以定义视场520，如图5所示。led阵列505的内部区域515可以在视场520内。led阵列505内的其余led可布置在外周边区域内，
该外周边区域可被定义为led阵列505在内部区域515之外的部分。
40.外周边区域内的部分或全部led可用作测试led。每个测试led可以对应于一个或更多个显示led。测试led与一个或更多个显示led之间的关联可以是暂时的或永久的。例如，测试led最初可与显示led的子组相关联，随后可与显示led的不同子组相关联。在一些示例中，第一测试led可以对应于成行或成列布置的多个显示led。
41.光圈525可用于阻止来自外周边区域内的led的光到达透镜并导致不想要的光到达用户的眼睛。在图5所示的示例中，光圈可以是布置在led阵列505和透镜之间的板。板可以具有开口，该开口将来自显示led的光传递到透镜，但阻止来自至少一些测试led的光到达透镜。板还可以阻止从晶片510的表面反射的光到达透镜。此外，板可以阻止来自显示设备外部的光到达透镜。测试led可以位于led阵列505的被光圈525阻挡的拐角530内。每个拐角530可以包括至少4到16个led，无论透镜相对于led阵列505的对准如何，这些led总是可用作测试led，因为来自这些led的光不能到达透镜。在其他示例中，光圈525可以通过将油墨、涂料和/或金属施加到测试led的发光表面来提供，使得光被油墨、涂料和/或金属反射或吸收。例如，油墨、涂料和/或金属可以通过喷墨印刷或丝网印刷施加到测试led的发光表面。
42.对于每个测试led，可控电流源用于生成驱动测试led和相应显示led的偏置电流。单个可控电流源可用于驱动所有测试led，或者多个可控电流源可用于驱动测试led的子集。在一个示例中，可以为每个测试led提供单独的可控电流源。因为测试led和相应的显示led是用相同的偏置电流驱动的，所以它们预计会以类似的方式老化。可以提供测量电路以测量测试led的电流-电压(i-v)性能特性，该i-v性能特性被假定代表每个相关联的显示led的i-v性能特性。单个测量电路可用于测量所有测试led，或者多个测量电路可用于测量测试led的子集。在一个示例中，可以为每个测试led提供单独的测量电路。测试led的i-v性能特性的测量方法将在下面进一步详细讨论。
43.由led阵列505中的每个led输出的光的各种特性，例如光的波长和大小，可以随着显示设备的使用而改变。例如，测试led的i-v性能特性的变化可以代表测试led的光输出的变化。因此，测试led的i-v性能特性可以在显示设备寿命期间的不同时间测量。例如，测试led的i-v性能特性可以在显示设备的制造完成时、在接通显示设备时和在关断显示设备后测量。此外，可以在接通显示设备和关断显示设备之间获得测试led的i-v性能特性的一系列测量值。因为i-v性能特性可能在显示设备接通后立即发生最大的变化，所以可以以随时间减小的频率获得i-v性能特性的一系列测量值。例如，i-v性能特性可以每秒测量一次，然后每分钟测量一次，然后每30分钟测量一次，然后每小时测量一次。
44.测试led的i-v性能特性的作为时间函数的测量值可用于补偿相关显示led的光输出的变化。例如，led的颜色应该保持匹配，光输出的强度应该保持均匀。可以比较测试led的i-v性能特性的至少两个测量值，以识别测试led的光输出中的任何变化。例如，在显示设备的制造完成时，可以获得i-v性能特性的第一测量值，并且可以在接通显示设备时进行i-v性能特性的第二测量。
45.本发明的实施例可以通过调整led的操作条件来补偿这些变化。被施加到led的偏置电流的各种性质可以变化。例如，偏置电流可以施加较长时间或较短时间。可替代地或附加地，可以增大或减小偏置电流的大小。可替代地或附加地，可以调整对应于由偏置电流提
供的目标亮度的数据值。例如，像素的亮度由流过led的偏置电流及其持续时间控制。数据电压是施加到驱动晶体管栅极的电压，其控制偏置电流。因此，较高的数据电压意味着较高的偏置电流，较低的数据电压意味着较低的偏置电流。这些变化可以应用于单个显示led、显示led的子集或所有显示led。
46.在一些示例中，可以提供传感器以测量从显示led输出的光。例如，亮度计可用于测量来自显示led之一、显示led的子集或所有显示led的亮度。测量的亮度也可用于调节led的操作条件。
47.图6a和图6b示出根据本公开的实施例的用于测量测试led的i-v性能特性的设备的示例。例如，图6a和图6b示出了显示驱动器集成电路(ddic)610和有源阵列620。ddic指的是向有源阵列中的led提供驱动电流的显示驱动器电路。在本公开中使用的术语“ddic”不一定指与有源阵列分开的单独集成电路。实际上，ddic和有源阵列可以键合在一起，形成一个单片集成电路芯片。ddic 610是向有源阵列620提供偏置电流ibias的可控电流源。如图6a和图6b所示，ddic 610可以包括三个晶体管m1、m2和m3。晶体管m1控制偏置电流ibias，晶体管m2控制脉宽调制(pwm)脉冲，晶体管m3用于复位。驱动电压vdd用于驱动ddic 610，该ddic 610在晶体管m3的源极节点处连接到地。有源阵列620包括多维led阵列，例如2d led阵列。led可以是微led。每个微led pij连接到相应的开关晶体管stij以形成像素。在一个示例中，可以实现包括1080
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1920个led的有源阵列620。为了便于解释，一个维度可以被称为“列”，而另一个维度可以被称为“行”，即使标签“列”和“行”可以互换，并且它们不一定规定有源阵列620的取向。在此示例中，可能有1080个列和1920个行。在其他示例中，可能有不同数量的列和/或行。显示器可以包括三个有源阵列620，使得为诸如红色、绿色和蓝色的三种颜色中的每一种提供一个有源阵列620。
48.根据各种实施例，可以在任何给定时间并行驱动每行led中的多个led。一个行可以在另一个行被驱动之后顺序地被驱动。因此，在1080
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1920的示例中，驱动电流可以同时提供给特定行中的1080个led。这可以通过使用扫描线信号来实现。例如，参考图6a，“scan 1(扫描1)”信号可以被接通以将来自ddic 610的用于当前列的驱动电流ibias引导到当前行中的特定led。同时，其他扫描线信号(例如，“scan 2(扫描2)”、“scan 3(扫描3)”等)可以被关断，以便使同一列中的其他led与驱动电流ibias断开。可替代地，驱动电流可以同时被提供给特定行中的1080个led中的54个，然后可以使用具有20：1开关的多路复用器来改变正在被驱动的led。20：1开关允许一行中的所有1080个led由54个驱动电流驱动，因为20x 54＝1080。
49.如所讨论的，ddic 610可以是与有源阵列620分开的单独集成电路芯片，或者可以与阵列本身集成。当ddic 610和有源阵列620被单独构建时，它们可以被键合在一起，形成单片集成电路芯片。ddic 610和有源阵列620之间的互连的各种实施例是可能的。有源阵列620可以具有两个相对侧，即发光侧和触点侧。每个led pij可以由外延层状结构形成，并且具有p触点和n触点，通过p触点和n触点可以施加电流以激活led pij。led pij可以被布置成在发光侧发光，同时使其p触点和n触点暴露在有源阵列620的触点侧。有源阵列620的触点侧可以例如使用金属凸块或通过其他方式键合到包括ddic 610的背板。这种背板可以被称为ddic背板，并且可以使用例如基于cmos的集成电路技术来实现。根据一个实施例，键合在一起的有源阵列620和ddic背板形成单个led集成芯片。多个这样的led集成芯片可以组
合以形成显示器。
50.测量过程的示例如下：偏置电流ibias通过开关晶体管stij施加到led pij，scan1信号使测量电路630能够感测缓冲器640输入端处的电压vmeas，可以假定该电压vmeas接近led pij的电压vmeas。例如，缓冲器640的输入端处的电压vmeas可以等于led pij的电压vmeas，或者可以与led pij的电压vmeas相差几毫伏(mv)。这样，可以获得包括偏置电流ibias和电压vmeas的数据对。然后增大偏置电流ibias，再次测量电压vmeas。这样就可以收集整个i-v曲线。在一个示例中，最大偏置电流ibias是6μa，偏置电流ibias的最小电流步长是63na，提供大约100个电流点供测量。测量电路230将电压vmeas的数字表示输出到测量系统，测量系统收集、处理和保存电压测量值。测量系统可以包括存储器设备，用于将每个偏置电流ibias和电压vmeas存储为数据对，从而形成用于led pij的i-v曲线。
51.图6a和图6b示出了用于获得表示所测量电压vmeas的数字值的两个替代测量设备。图6a示出了使用基于dac的测量电路630的设备600，并且图6b示出了使用基于adc的测量电路631的设备605。如图6a所示，基于dac的测量电路630利用缓冲器640、数模转换器(dac)660和比较器670。在该配置中，基于dac的测量电路630感测电压vmeas并将电压vmeas与参考电压vref进行比较。vref是数字化控制的并使用dac 660生成，它是“斜坡(ramp)”上升的。vref增大直到它等于或大于vmeas，然后比较器670改变其输出状态。这种指示模拟值vref≥vmeas的触发条件使得测量系统记录在比较器670改变其输出状态的时刻被提供给dac 660的数字值。数字值因此反映电压测量值vmeas。10位dac 660可以通过210个电平(或1024个电平)将参考电压vref从0v斜坡上升到5v，以便识别所测量的电压vmeas。基于dac的测量电路630可以使用2n个时钟周期来实现n位的分辨率。测量系统可以包括存储器设备，用于将数字化的电压vmeas和偏置电流ibias存储为数据对，并用于将多个数据对存储为i-v曲线。
52.相比之下，图6b中示出的基于adc的测量电路631利用缓冲器671和adc 650。例如，基于adc的测量电路631可以使用m个时钟周期执行所测量电压vmeas的二分搜索(binary search)以实现n位(n≤m≤2n)分辨率或精度。同样，测量系统可以包括存储器设备，用于将数字化的电压vmeas和偏置电流ibias存储为数据对，并用于将多个数据对存储为i-v曲线。
53.图7呈现了根据本公开的实施例的基于dac的测量电路700的具体实现。这里，测量来自有源阵列的多个列的led电压vc1
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vcn。在该特定示例中，被测量的每个列具有专用比较器770
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771和用于锁存比较器770
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771输出的锁存器780
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781。然而，在多列之间只有一个dac 760和一个上行计数器790被共享。该特定设计利用了这样一个事实，即由上行计数器790生成的数字斜坡795以及由dac 760提供的斜坡信号的模拟形式可以在被测量的多列led之间共享。在该实现中，不需要针对不同列单独生成数字斜坡信号795或模拟斜坡信号。然而，在将偏置电流步进到下一阶/电平以生成i-v曲线之前，在数字斜坡795可以复位之前，所有比较器必须跳闸或改变状态。在其他示例中，可为每一列或多个列分组中的每一个提供一个单独的dac 760。
54.本公开的实施例的前述描述为了说明的目的被提出；它并不意图为无遗漏的或将本公开限制到所公开的精确形式。相关领域中的技术人员可以认识到，按照上面的公开，许多修改和变化是可能的。
55.本描述的一些部分从对信息的操作的算法和符号表示方面描述了本公开的实施
例。数据处理领域的技术人员通常使用这些算法描述和表示来向本领域的其他技术人员有效地传达他们工作的实质。这些操作虽然在功能上、计算上或逻辑上进行了描述，但应理解为将由计算机程序或等效电路、微代码等来实现。此外，将操作的这些布置视为模块有时也被证明是方便的而不失一般性。所描述的操作和它们的相关模块可以体现在软件、固件和/或硬件中。
56.可以利用一个或更多个硬件或软件模块单独地或与其他设备组合地来执行或实现所描述的步骤、操作或过程。在一些实施例中，利用包括包含计算机程序代码的计算机可读介质的计算机程序产品来实现软件模块，计算机程序代码可以由计算机处理器执行，用于执行所描述的任何或全部步骤、操作或过程。
57.本公开的实施例也可以涉及用于执行所描述操作的装置。该装置可以为所需目的而专门构造，和/或它可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性激活或重新配置的通用计算装置。这种计算机程序可以存储在非暂时性的有形的计算机可读存储介质中，或者适于存储电子指令的任何类型的介质中，这些介质可以耦合到计算机系统总线。此外，说明书中提到的任何计算系统可以包括单个处理器，或者可以是采用多个处理器设计以增加计算能力的体系结构。
58.本公开的实施例也可以涉及由本文所述的计算过程产生的产品。这样的产品可以包括从计算过程获得的信息，其中信息被存储在非暂时性的、有形的计算机可读存储介质上并且可以包括计算机程序产品或本文所述的其他数据组合的任何实施例。
59.在说明书中使用的语言主要出于可读性和指导性的目的而被选择，并且它可以不被选择来描绘或限制发明的主题。因此，意图是本公开的范围不由该详细描述限制，而是由在基于其的申请上发布的任何权利要求限制。因此，实施例的公开意图对本公开的范围是说明性的，而不是限制性的，在所附权利要求中阐述了本公开的范围。