具有像素补偿的基于OLED的显示器及方法与流程

背景技术：

1、本发明涉及图像显示技术，且更具体来说，涉及基于有机发光二极管(oled)的显示器内的oled像素的视觉性能补偿。

2、有机发光二极管(oled)显示器包含像素阵列，像素中的每一者通常包含用于提供光的至少一个oled。每一oled包含定位在阴极与阳极之间的发光性有机材料的发光层(或多个子层)。响应于施加到阴极及阳极的电信号，发光性有机材料发射光。通过将适当驱动信号施加到像素，由显示器产生所要图像。

3、如所属领域的技术人员所熟知，随着oled元件的使用时间累积，其经受显现为亮度损失的降级。因此，归因于每一者随着时间的推移经受的应力量的差异以及所述应力的累积持续时间，跨显示器的基于oled的像素的亮度变化将随着时间的推移而出现。例如，在一些情况中，归因于固定符号、图案或图标，显示器内的一些oled经受大于其它oled的应力。不幸的是，在未感测个别像素的情况下，无法识别像素当中的降级的位置及严重性。

4、然而，归因于典型像素驱动电路中的固有信号特性(例如毫微安培范围(na)的小电振幅)，补偿oled显示器中的像素亮度的降级是挑战性的。使问题进一步复杂化的是，在像素区域中可用的空间量是有限的，特别是对于所使用的高密度显示器，例如，在例如增强现实(ar)及虚拟现实(vr)装置的近眼应用中的微显示器(例如，每寸具有超过几千个点的微显示器)。通常，这些像素区域归因于其所需的高密度电组件(例如，晶体管、电容器等)而已为空间有限的。因此，在没有不利地影响整体信号完整性或制造产量的情况下添加额外组件进行像素补偿是困难的(如果不是不可能)。

5、用于视觉性能补偿的常规途径在显示器的有源像素区域(即，显示区域)外部的区域中采用内建到显示器背板中的感测单元。一个示范性途径包含将参考像素(或多于一个)放置在恰好在显示区域外部的有源像素阵列的衬底上。跨参考像素的电压改变经测量，且用于根据所测量的改变来补偿显示区域内的像素。例如，在第7,321,348号美国专利(库克(cok)等人)中描述这些途径，所述专利以引用的方式全部并入本文中。

6、用于补偿的另一示范性现有技术途径包含测量显示区域中的每一有源像素的初始状态，经由系统的背板上的反馈环路测量其当前值，且将其存储在存储器中。对应于oled降级的电阻改变可通过观察电流反馈来确定且用于设置每一oled的补偿水平。例如在第2005/0110420号美国专利公开案(阿诺德(arnold)等人)中描述这些途径，所述专利公开案以引用的方式全部并入本文中。

7、不幸的是，这些现有技术补偿途径不足以用于许多应用，且显著增加显示器及其背板技术的成本及复杂性。

8、以实用、低成本的方式在基于oled的显示器中提供视觉性能补偿的需求在现有技术中仍尚未得到满足。

技术实现思路

1、本公开涉及以不影响显示器的背板中的有源像素区域的方式对基于oled的显示器进行视觉性能补偿。使用背板外部的感测装置及用于检测降级及其已发生程度的补偿方法来实现补偿。因此，本文中的教示能够在不使用背板硅面积的情况下实现改进视觉性能补偿。

2、说明性实施例包括定位在oled发射区域附近的多个传感器装置，其中传感器经配置以从发射窗检测亮度。确定每一像素的初始照度，此后由显示器投射一组固定图案图像。传感器检测像素当中的亮度差异，从而能够识别其亮度已从其初始值降低的像素。在下一开/关序列，由输入处理单元将补偿施加到降级像素。

3、在一些实施例中，由显示器产生包含多个像素的输出的测试图像。所述方法通过确定超过阈值照度的开启传感器的非降级像素的数量而开始。传感器输出可为电参数中的一者(例如电压)，且针对阈值照度被记录。因此，在传感器的操作区域中记录像素的数量及对应输出。通常，降级像素定位在符号或图标上，且经受相同老化应力，而正常像素不在符号上。所述方法继续首先对相同数量的降级像素进行分组，且每次添加一个降级像素，直到达到阈值照度。接着，记录降级像素的数量。如果降级像素的数量不足以开启阈值照度，那么添加良好像素，直到达到阈值照度。如果在测试图像中良好像素与降级像素混合，那么可使用比例方法以仅从降级像素决定传感器输出。确定参考像素与降级像素之间的差异，且将所述差异除以降级像素的数量。因此，估计每一像素的相对降级水平。接着，将降级像素的降级水平及位置发送到输入处理单元用于调整每一像素的输入水平(即，补偿)。

4、在一些情况中，测试图像包括单个像素的输出。

5、是否在测试图像中使用一个像素或多于一个像素的选择通常是基于一或多个光检测器的灵敏度。根据本公开的方法具有减轻灵敏度差异的灵活性。如果由传感器检测到单个像素的降级，那么测试图像可由单个像素组成。

6、在本发明的第一示范性实施例中，提供一种具有对亮度损失的视觉性能像素补偿的有机发光二极管(oled)显示系统。所述显示系统包含：多个显示像素，每一显示像素包括多个oled子像素及像素驱动电路；感测系统，其包含多个传感器及可操作地连接到所述传感器中的每一者的模/数转换(adc)电路，所述adc电路为所述传感器中的每一者提供传感器信号。提供处理器以将图像数据驱动信号提供到所述显示像素中的每一者，针对每一传感器接收来自所述adc电路的所述传感器信号，估计所述显示像素中的至少一者的降级状态，确定对具有估计降级状态的每一显示像素的驱动信号补偿，且基于对具有估计降级状态的每一显示像素的所述驱动信号补偿而将所述图像数据驱动信号补偿到具有估计降级状态的每一显示信号。

7、所述处理器可包含在所述显示系统本地的硬件。所述处理器可包含在所述显示系统本地的固件。所述传感器可为光学传感器，例如光检测器。所述传感器可围绕由所述显示像素界定的外围布置。由所述显示像素界定的所述外围外部的区域可为背板，其中所述传感器在所述背板中。所述传感器中的每一者可正交于所述多个像素的衬底的平面定向。所述图像数据信号可提供测试图像。

8、在本发明的第二示范性实施例中，提供一种补偿显示器中的图像的至少一个像素的方法。所述方法包含以下步骤：存储所述显示器的显示区域的像素图，所述像素图具有多个非降级像素及至少一个降级像素；在所述显示区域上投射至少一个固定图案；确定开启感测系统所需的非降级像素的数量(no)，其中所述数量的非降级像素具有超过足以开启所述感测系统的阈值发光的发光；将计数值(i)设置为零；通过将等于i的数量的降级像素通电来产生符号s；及测量所述感测系统的发光输出以确定所述感测系统是否开启。如果所述感测系统未开启，那么所述方法继续以下步骤：将i加1；及通过将一个额外降级像素通电来重新产生s。如果所述感测系统开启，那么所述方法继续以下步骤：基于no及s来确定降级水平；基于s的当前值及所述降级水平来更新所述像素图；及产生用于在所述显示器中形成补偿图像的图像数据。

9、所述传感器输出可为电压。所述降级水平可通过公式(i/no)x 100％来确定。

10、所述一个固定图案可包含单个像素的测试图案。

11、在本发明的第三示范性实施例中，提供一种补偿显示器中的图像的至少一个像素的方法。这个方法包含以下步骤：存储所述显示器的显示区域的像素图，所述像素图具有多个非降级像素及至少一个降级像素；在所述显示区域上投射至少一个固定图案；确定开启感测系统所需的非降级像素的数量(no)，其中所述数量的非降级像素具有超过足以开启所述感测系统的阈值发光的发光；及确定存在于所述所存储像素图中的降级像素的数量(n1)。所述方法继续以下步骤：将计数值(i)设置为零；及通过将初始数量的降级像素通电来产生符号s。接着，所述方法继续测量所述感测系统的发光输出以确定所述感测系统是否开启的步骤。如果在步骤所述感测系统未开启，那么将所述计数值i加1，且通过将一个额外降级像素通电来重新产生s，且所述方法返回到测量步骤。如果所述感测系统开启，那么所述方法继续基于no及s的当前值来确定降级水平的步骤。最后，所述方法继续以下步骤：基于s及所述降级水平来更新所述像素图；及产生用于在所述显示器中形成补偿图像的图像数据。

12、所述传感器输出可为电压。所述降级水平可通过公式((n1–(no-i))/(n0-i))x100％来确定。所述固定图案可为单个像素的测试图案。