CN1826627A - 用于控制像素发射的方法和设备 - Google Patents

Abstract

由传感器接收来自像素的发射。该传感器耦合到控制单元，该控制单元在像素操作期间接收或确定传感器的可测量参数的值。目标值耦合到控制单元，允许控制单元比较可测量传感器参数和目标值。控制单元耦合到像素驱动器，该像素驱动器可用于改变来自像素的发射。像素驱动器可以改变来自像素的发射，直到可测量传感器参数指示已经达到了目标值。可以基于传感器的校准而确定目标值。多个目标值可以被存储在查找表中。可以根据本发明的方法和设备来控制被动和主动矩阵显示器。

Description

用于控制像素发射的方法和设备

与相关申请的相互引用

本发明要求2003年6月18日申请的美国临时申请60/479,342，题为“发射反馈稳定化的平板显示器(Emission Feedback StabilizedFlat Panel Display)”、2003年11月19日申请的美国临时申请60/523,396，题为“被动矩阵发射稳定化的平板显示器(Passive MatrixEmission Stabilized Flat Panel Display)”、以及2003年12月22日申请的美国临时申请60/532,034，题为“稳定化的平板显示器(StabilizedFlat Panel Display)”基于35U.S.C.§119(e)的申请日的优先权，在此将以上所有申请的全文引作参考。

本申请是2004年5月6日申请的美国专利申请10/841,198，题为“用于控制像素发射的方法和设备(Method and Apparatus forControlling Pixel Emission)”的部分继续，在此将该申请的全文引作参考。

技术领域

本发明主要涉及显示器，更具体地，涉及显示器的灰度或颜色和亮度的控制以及这种显示器的图像元素。

背景技术

平板显示器典型地将图像数据转换为馈送到图像元素(像素)阵列的变化电压，使得这些像素或者如液晶显示器(LCD)中一样使来自背光的光通过，或者如在例如电致光发射或有机光发射二极管(OLED)显示器中一样发射光。施加在图片元素(像素)上的图像电压确定来自像素的光量。现有显示器设计没有规定检查当电压设置在像素上时是否传输了或发射了正确量的光。例如，在LCD显示装置中，在液晶元件两端设置电压，其中该液晶元件从背光传输一定量的光。提供颜色信息的LCD使用红色、绿色和蓝色滤波器。LCD依赖于统一的制作过程产生电特性足够接近的像素，使得显示器具有高度统一性。对于某些LCD技术和应用，对所意图的应用来说，在装置寿命期间的统一性就足够了。

在主动矩阵OLED显示器的情况下，电压被设置在像素中的功率晶体管的栅极，它将电流馈送到OLED像素。栅极电压越高，电流越高，且来自像素的光发射越强。很难制造统一像素，并且即使能够制造这种统一像素，也很难在包括这种像素阵列的显示器的寿命期间维持统一性。作为生产公差的结果，晶体管电流参数典型地在像素与像素之间不同。取决于OLED的电流-光转换效率、OLED材料的使用年限、基于OLED的显示器的单个像素所暴露的环境、以及其他因素，OLED材料发射的光的量也不同。例如，OLED显示器的边沿处的像素可能与接近中心的内部的像素的老化不同，且接受阳光直射的像素可能与在遮光处或部分在遮光处的像素的老化不同。在试图克服发射显示器统一性问题的尝试中，如今使用若干电路方案和方法。一种方案在像素处使用电流镜，在该像素处使用图像电流而不是图像电压迫使特定电流穿过馈送OLED的功率晶体管。也已经设计了电路，该电路检测功率晶体管门限电压，并且接着将图像电压加到该门限电压上，从而减去门限电压，使得门限电压中的变化不改变OLED亮度。这些电路方案制造起来复杂、昂贵，并且不能完全令人满意。

需要大量灰度阴影的显示器需要比一个灰度阴影更大的统一性。例如，一百个灰度阴影需要1％的显示器统一性，以使用一百个亮度级别。对于一千灰度级别，期望0.1％的亮度统一性。如果并非不可能，由于很难具有在薄膜区域中保持0.1％的统一性的批量生产处理，必须寻找在显示器上促进统一性的另一种手段。

一种现有途径是使用某种光学反馈电路，从光学二极管或光学晶体管提供特定类型的反馈，试图提供关于像素光发射的实际亮度的数据，并且使用该反馈数据引起存储电容器放电，从而关断该功率晶体管。这要求在每个像素处布置光电二极管，以及对光电二极管提供的数据进行反应的装置。每个像素必须具有放电电路。从而，每个像素必须包括高复杂度的电路。进一步地，包括光电二极管的电路元件本身都引入变化，这引入了不统一性。进一步地，由于亮像素关断得更快，而暗像素仍然接通的时间较长，此途径仅意图引起统一性，但是并没有测量或使用确切亮度级别作为参考。

第二种途径在光学二极管上添加了依赖于像素达到均衡亮度的阻挡晶体管，其中该均衡亮度由像素亮度、二极管的光学响应、以及确定在图像线的写时间期间由功率晶体管提供的电流的所有参数来确定。然而，均衡亮度由上述所有参数确定，且这些参数可以对于每个像素不同。从而，所尝试的修正不是像素特定的，并且没有考虑每个像素经过时间的变化。另一个问题是，特定的反馈电路和方法会将系统置于振荡，如果不在线的写时间内抑制该振荡，则该振荡将使实际亮度和电压在写时间截止点不确定。

被动显示器每次对一条线进行寻址，从而该线仅在寻址时间期间是接通的。例如，如果显示器具有五十行，并且以60帧每秒运转，则寻址时间为1/(60*50)＝333微秒。多数被动显示器仅具有两种级别的灰度等级(接通或关断，白或黑)。在被动显示器中，各条线每次被扫描一条线。因而，对于以60帧每秒扫描的五十行被动显示器，每一条线只接通333微秒。由于扫描速率高，眼睛并不感觉线闪烁，而是感觉到在一帧的持续时间内的平均光发射。这意味着，为了使显示器具有特定感觉亮度，例如100cd/m²，必须用平均亮度乘以线数。因此，50行显示器中的瞬时线亮度为5000cd/m²。这需要显示器像素中非常高的瞬时电流电平，造成I²x阻抗定律引起的加速像素恶化和高功率消耗。高功率消耗和加速的像素恶化使得非均匀度快速发展。

进一步地，常规被动矩阵显示器中，依赖于十字线对每个像素单元寻址。典型设计在装配期间需要至少两个金属层，这需要两个经过掩膜的光刻步骤。每个光刻步骤都耗费时间且昂贵。

从而，需要一种设备、系统和方法来稳定显示器，但有利地不被光电二极管或其他电路参数的变化影响。此设备、系统和方法应该优选地不允许系统进入振荡，并且应该允许在显示器的寿命期间使用整个亮度范围。进一步地，需要被动矩阵显示器有利地仅需要单个金属层用于对像素寻址。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种用于控制发射以达到预定发射级别的方法。利用像素驱动器改变来自像素的光发射。在传感器接收来自像素的光发射。响应于接收的光发射，获得可测量的传感器参数的测量值。该测量值被耦合到像素驱动器，并且产生用于该像素的控制信号，以将来自光源的恒定发射维持在预定发射级别。测量值可以与可测量传感器参数的参考值比较，该参考值表示预定发射级别。传感器可以被校准，以确定参考值。在一些实施例中，多个参考值存储在查找表中用于控制发射。

在本发明的另一个方面，提供了一种受控像素系统。具有可测量传感器参数的传感器被安置得接收从像素发射的辐射的至少一部分。像素驱动器耦合到像素，该像素驱动器可用于将驱动信号提供给像素，以改变来自像素的光发射。控制单元耦合到像素驱动器和传感器，该控制单元可用于基于可测量传感器参数的测量值确定获得了预定发射级别，并且形成用于像素驱动器的控制信号，以将恒定光发射维持在预定发射级别。

根据本发明的又一个方面，提供了一种将主动矩阵显示器中的像素阵列控制为预定发射级别的方法。这些像素被布置为多行和多列，每个像素具有主动矩阵元素。该方法使用多个传感器，每一个具有可测量的传感器参数和至少一个像素驱动器。使用像素驱动器和像素中的主动矩阵元素改变来自第一行中的多个像素的光发射。在传感器处接收来自像素的光发射，并且获得响应于接收到的光发射的可测量传感器参数的测量值。对于多个像素的每一个，为像素产生控制信号以将来自光源的恒定发射维持在预定发射级别。

根据本发明的再一个方面，提供了一种在被动矩阵显示器中将光发射控制在预定发射级别的方法。使用列像素驱动器改变来自第一行中的多个像素的光发射。通过监视多个传感器的每一个的可测量传感器参数的实际值，监视来自第一行中的多个像素的光发射，多个传感器的每一个定位得接收至少来自第一行中的多个像素之一的光发射的至少一部分。第一行中的多个像素的每一个的可测量传感器参数的实际值耦合到像素驱动器。为第一行中的多个像素产生控制信号，以将恒定发射维持在预定发射级别。

在另一个方面，提供了一种用于控制被动矩阵显示器的设备。设置了布置为多行和多列的传感器阵列，每个传感器具有可测量的传感器参数，并且定位得接收从至少一个像素发射的辐射的至少一部分。行选择器耦合到传感器阵列，并且可以耦合到显示器。行选择器用于选择多行中至少之一。多个比较器的每一个耦合到位于共同列中的多个传感器以及表示所选行中的像素的可测量传感器参数的目标值的参考信号，该比较器用于将传感器参数的测量值与参考信号比较，并且产生控制信号。多个像素驱动器的每一个耦合到位于共同列中的像素，多个像素驱动器的每一个耦合到多个比较器中所选的一个，并且用于接收控制信号并维持从像素发射的辐射的量。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于使黑暗遮光器(darkshield)与传感器和多个接触点对准的方法。该黑暗遮光器形成在透明基板的第一表面上，该透明基板具有与第一表面相反的第二表面。绝缘材料形成在黑暗遮光器上。用于传感器的材料淀积在该绝缘材料和光源屏蔽之上。用于电接触点的材料淀积在用于传感器的材料之上。该基板在用于电接触点的材料之上涂覆有负光致抗蚀剂。通过定位得使光通过透明基板的光源，负性光致抗蚀剂被曝光，使得光的一部分被黑暗遮光器阻挡，并且显影。用于电接触点的材料通过显影的负光致抗蚀剂而被蚀刻，使得多个电接触点形成在用于传感器的材料之上，并且该多个电接触点与黑暗遮光器对准。以这种方式，可以提供一种被动矩阵显示器，它仅需要用于连接到传感器阵列的单个金属层。在使用不透明导体材料例如铬或铝的情况下，提供了一种使用后正性光致抗蚀剂曝光的方法，使得变硬的光致抗蚀剂位于黑暗遮光器之上，以将传感器材料限定为黑暗遮光器的几何形式。接着使用工业上公知的方法淀积并限定该金属层。

进一步提供了一种方法，其中一列中的传感器通过平行的金属线连接，其中该传感器在接触的导线之间形成阶梯形状的“横档”；从而只需要一个金属层而不是如在正交连接导线中的两个金属层。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的设备的示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的图1中的设备的实施的示意图。

图3A是根据本发明的一个实施例的主动寻址显示器的示意图。

图3B是根据本发明的一个实施例的包括提供参考信号的部件的主动寻址显示器的示意图。

图3C是根据本发明的一个实施例的与定期校准共同使用的主动寻址显示器的示意图。

图4是根据本发明的一个实施例的传感器阵列的示意图。

图5是根据本发明的一个实施例的被动寻址显示器的示意图。

图6是根据本发明的一个实施例的被动寻址显示器的图。

图7是根据本发明的一个实施例的来自图6所示的显示器实施例的四个像素的顶视图。

图8是根据本发明的一个实施例的图7中标记“A”的区域的剖视图。

图9是根据本发明的一个实施例的显示器的图。

图10是根据本发明的一个实施例的显示器的图。

具体实施方式

本发明的实施例提供了用于控制来自像素的发射的系统、方法、电路以及设备。放射源通常可以是本领域中已知的响应于所提供的电压产生辐射的任何源—包括任何波长的光发射二极管和有机光发射二极管，包括白有机光发射二极管。在诸如LCD显示器的一些实施例中，光源是背光，且来自像素的光发射通过改变从背光穿过像素的光量来控制。可以使用其他光源，包括电致光发射元件、无机光发射二极管、真空荧光显示器、场致发射显示器和等离子显示器。虽然意图显示图形、图像、文本或其它数据或信息用于人类观看的辐射(或光发射)源将主要在视觉波长中(通常大约400-700毫微米)，应该理解，本发明也应用于更短的和更长的波长，例如但不局限于紫外和红外辐射。

如图1所示，来自像素100的发射由传感器11接收。传感器11可以是任何适合于接收来自像素100的辐射的传感器。传感器11可以是光敏电阻器。也可以或可选地使用其他辐射或光敏传感器，包括但不局限于光学二极管和/或光学晶体管。传感器11至少具有一个可测量参数，其中可测量参数的值表示来自像素100的辐射发射。例如，传感器11可以是光敏电阻器，其电阻随入射辐射级别改变。用于形成光敏电阻的辐射或光学敏感材料可以是根据落入或冲击到该材料表面的辐射强度(诸如可见光的强度或亮度)而改变一种或多种电特性的任何材料。这种材料例如包括但不局限于无定形硅(a-Si)、硒化镉(CdSe)、硅(Si)以及硒(Se)。

传感器11耦合到控制单元13，使得控制单元13在像素100的操作期间接收或确定传感器的可测量参数的值。目标值16也耦合到控制单元13，允许控制单元比较可测量传感器参数和目标值16。控制单元13基于此比较产生控制信号以影响来自像素100的光发射。控制单元13可实施为硬件、软件或它们的组合。在一个实施例中，控制单元13实施为电压比较器。还可以使用其他比较电路或软件。

目标值16表示像素100的所需的发射，并且可以采取任何形式，包括但不局限于适合于与可测量传感器参数比较的电流值、电压值、电容值或电阻值。

控制单元13耦合到像素驱动器12。像素驱动器12用于形成像素100的驱动信号，以确定来自像素100的光发射。像素驱动器12可以包括适合于将驱动信号提供给像素100的任何硬件、软件、固件或它们的组合。一些实施例中的像素驱动器12位于像素100的区域之外。即，像素100可以形成在显示器基板上，如下面进一步所述。像素驱动器12优选地位于显示器区域之外。像素驱动器12可以与显示器基板集成在一起，或者可以与显示器基板分离。在一些实施例中，像素驱动器12的各部分包含在像素100中。本发明的各实施例为将来自传感器的关于来自像素100的光发射的信息耦合到像素驱动器12作了准备。

在一个实施例中，像素驱动器12改变来自像素100的光发射，直到可测量传感器参数指示已经达到了目标值16。这可能表示这些值在特定确定度之内匹配，或者这些值已经获得某种预定关系。控制单元13接着将控制信号耦合到像素驱动器12，以改变光发射的停止，并维持光发射级别。因此，由于控制单元13使其比较基于传感器11的可测量传感器参数，补偿了像素100的改变。

在一些实施例中，可选地但有利地可以通过使用耦合到发射控制13和目标值16的校准表17，进一步补偿传感器11的改变。校准传感器11，使得对于预定光强度级别，知道可测量参数的一个或多个值。因此，在传感器11是光敏电阻器的实施例中，在所关心的一个或多个光级别处确定传感器的阻抗。下面进一步描述校准过程。校准表17例如可以以查找表或其他格式存储在存储器或其他存储装置中。目标值16耦合到校准表17，且校准值被提供到控制单元13，用于与传感器11的可测量传感器参数进行比较。

基于此比较，控制单元13将控制信号耦合到改变像素100的发射的像素驱动器12。以这种方式，基于传感器11的已知目标值或校准值，像素100的发射被控制为特定发射或亮度级别。可以在传感器11的校准处理过程中补偿传感器11的装配或操作的变化，这将在下面进一步描述。像素100中的光或辐射源10的操作被控制如下：基于所测量的传感器输出的目标值，辐射输出被监视并保持在一个级别。

虽然根据本发明的设备的各部件在图1中示出，应该理解，图示的部件可以通过多种方式实施。图2示出了根据本发明的实施例的设备的一个实施例。在图2所示的实施例中，像素100包括定位得照亮传感器11的光源10。传感器11是如图2所示的光敏电阻器，但是也可以是光敏二极管或晶体管，并且可以如图2所示与第二电阻器25一起在分压器20中实施。从而，节点26的电压随辐射源10的亮度级别改变而改变。控制单元13实施为耦合到节点26和节点36处的目标值16的电压比较器14。目标值16可以简单地是一个目标值，或者可以是校准表调整过的目标值，如上所述。目标值16可以由存储器或查找表提供，并且被提供给比较器14的节点36。功率晶体管21耦合到光源10。功率晶体管21对通过光源10的电流进行整流。功率晶体管21的栅极耦合到数据晶体管22。数据晶体管22形成像素驱动器12的一部分。数据晶体管22的栅极耦合到电压比较器14的输出。

在图2所示的实施例中，比较器14配置得向晶体管22输出第一信号，当节点26处于比节点36的电位低的电位时，该第一信号导通晶体管22。比较器14配置得向晶体管22输出第二信号，当节点26的电位等于或大于节电36的电位时，该第二信号关断晶体管22。当持续变化的电压诸如倾斜电压施加在节点28上时，通过光发射二极管10的电流倾斜上升，增加了来自二极管10的光发射和入射在传感器11上的辐射，改变了节点26处的电压。当二极管10的发射达到所需的值时，节点26处的电压等于节点36处的电压，并且比较器14向晶体管22输出第二信号，该第二信号关断晶体管22，从而停止通过二极管10的电流的增长。存储电容器32存储功率晶体管21的栅极上的电压，从而维持所需的亮度级别的发射级别。

以这种方式，一般通过改变来自光源10的光发射并且当所测量的传感器参数指示已经达到目标发射级别时停止光发射的改变，从而提供控制。可以以任何方式在时间上改变光发射—例如包括倾斜上升或下降、正弦变化、方波变化、阶梯上升或下降、或基本上随时间的任何其他变化。在一些实施例中，通过一次或多次接通和关断光源来改变光发射。引入了倾斜电压(线性或非线性)的实施例实施方便，并且在一些实施例中，可以通过提供方波电压(阶梯电压)来产生倾斜电压，其中通过与存储电容器耦合的像素电路的寄生电容和电阻以及功率TFT的栅极电容引起的上升时间产生该倾斜电压。

当可测量传感器参数的值指示已经达到目标发射级别时，改变停止。本发明的实施例从而使用不具有依赖于特定电路环增益的稳定时间来控制系统光源，如同使用反馈电路的常规系统中的情况。

根据本发明的实施例的用于稳定光源的方法和设备可以有利地用来控制或稳定电子显示器中的一个或多个光源。使用电压或电流控制像素亮度的任何类型的显示器都可以与这些技术共同使用。例如，一个或一个阵列的光发射二极管可以根据本发明的实施例进行控制，其中所述光发射二极管例如包括有机光发射二极管，其中每个光发射二极管表示显示器中一个像素的光源。受控光发射二极管阵列的一个实施例如图3A所示。虽然图3A描述了示例性的实施例，本领域的技术人员将意识到，可以使用其他设计配置来实现所述的控制机构。图3A所示的实施例示出了主动寻址光发射二极管。传感器11的阵列定位得捕捉来自有机光发射二极管OLED 10或其他光发射元件的阵列或任何其他光源的辐射，如上所述。主动矩阵(AM)像素晶体管30和31的阵列、以及存储电容器32耦合到光源10，使得一对主动矩阵像素晶体管30和31与存储电容器32一起驱动各个光源10。

光源10以图3A所示的阵列形式排列，其中各列标注1、2到x，并且各行标注1、2到y。虽然图3A示出的正交行列布局中，每行中具有相等数目的光源且每列中具有相等数目的光源，应该理解，在其他实施例中光源阵列可以不是这样排列的。可以有任何行数和列数，并且在一些实施例中，各行和各列可以不包括相等数目的光源，并且在一些实施例中，行和列可以不正交，或者可以不布置为直线。在一些实施例中，可以只有单独一行或者单独一列，或者是稀疏布置的阵列，其中不是每一行和每一列都包含像素。也可以或可选地实施非阵列配置。

多个传感器11耦合到电压比较器14。如图3A所示，一个电压比较器14耦合到单独一列(标号为1、2到x)中的所有传感器11。在一些实施例中，可以为一列中的传感器11设置多个电压比较器14。电压倾斜电路35设置得耦合到每一行中的主动矩阵像素晶体管31，如图3A所示。每个光源连同其AM元件30、31和32以及光学检测器11与电压比较器14和倾斜电路35的唯一组合相关联。即，每个光源10由唯一的行和列地址标识，如图3A所示。

传感器11可以是用于线性阵列的简单被动光敏电阻器，但是如果期望比几行更多，则主动阵列在降低传感器间串扰方面是有优势的。从而，一个或更多个光学检测器11可以包括耦合到晶体管41的光学敏感电阻40，或不同的开关，如图4所示。根据本领域中的公知方法，传感器阵列的电路可以改变。图4中的框A和B示出了用晶体管41实施光敏电阻器11的两种方法。

光学检测器被校准，以确定诸如在光敏电阻器两端的电压的可测量参数和入射辐射之间的关系。以这种方式，可以使每个像素的所需的亮度级别与可测量传感器参数的值相关。

在操作过程中，图像数据写入到第一行。通过将来自电压产生器37的电压施加在正在被选择的行中的TFT 33的栅极而选择一行。同时，其他行中的所有TFT 33保持关断状态。图像数据指示像素的所需亮度，并且表示获得所需的亮度所需要的可测量传感器参数的值。在图3A所示的实施例中，图像数据耦合到每个节点36。典型地当写入每一行中时，首先通过将一电压布置在晶体管31和33的栅极上并且将倾斜产生器35接地而擦除存储电容器32上的任何预先存在的电压。从而，对于显示器中的多个列，从1、2、...、x，表示第一行中每个像素的所需的亮度的电压级别被下载到每个电压比较器14的引脚36。在图3A所示的实施例中，电压比较器14被设计得当引脚26的电压小于引脚36的电压时输出导通晶体管31的电压(在一个实施例中为+10V)。因此，电压比较器14将导通电压传递给每一个晶体管31的栅极。电压源37将关断电压传递给晶体管33的栅极，从而晶体管33保持关断的期间，光发射不开始通过光源。

当第一行中的电压源37将导通电压布置在第一行的晶体管33的栅极上时，倾斜产生器35开始使施加在第一行的晶体管33的漏极上的电压倾斜，因而施加在晶体管31的漏极上的电压也倾斜，从而，电压开始在第一行的存储电容32和仅第一行的晶体管30的栅极上升高；并且电压源38在第一行中的包括传感器11的分压器上布置参考电压(例如+10伏特)。虽然此描述针对将图像数据写到第一行过程中的方法，应该理解，可以使用在此描述的方法写入任何行。

从而，第一行中的功率晶体管30的栅极上的电压开始倾斜上升，使得电流流过第一行中的光源10。电流还开始流过第一行中的传感器11和电阻器25。这引起电压在电压比较器14的引脚26上升。只要光学传感器11的电阻保持稳定，电压比较器14的引脚26的电压就稳定，并且低于布置在电压比较器14的引脚36上的数据电压。然而，由于来自第一行的倾斜产生器35的倾斜电压引起OLED增加它们的光发射，第一行中的光学检测器11的电阻根据照明的亮度而下降。

由于第一行中的光学传感器11的电阻下降，更高的电流流经电阻器25而引起电压比较器14的引脚26的电压增加。第一行中的像素亮度确定引脚26上的电压。当引脚26上的电压等于布置在引脚36上的数据电压时，电压比较器14的输出电压从晶体管31的导通电压切换到晶体管31的关断电压(例如从+10伏特到-10伏特)。在这一点上，第一行中每个像素的亮度由布置在每个电压比较器14的引脚36上的数据电压确定。

当电压比较器14的每一个的电压输出切换到关断电压(在一个实施例中为-10伏特)时，晶体管21的栅极布置在关断条件下，且倾斜产生器35不再能够提高存储电容器32和功率晶体管30上的电压，从而冻结了像素的亮度。允许所有像素达到由布置在电压比较器25的引脚30的数据电压所确定的亮度的时间称为线扫描时间，并且由每秒的帧数目和线数目确定。例如，60fps的帧速率为每一帧花费16.7ms。如果有1000行(线)，线扫描时间为16.7微秒(μs)。因此，在一个实施例中，显示器电路被有利地设计成使得在小于16.7μs内达到所允许的最大亮度(最高灰度阴影)。也可以通过改变帧速率或行数目而使用更慢的电路。也可以做出速度上和精确度上的其他折衷。

一旦第一行完成，第一行光源10处于其所需的亮度，同时所需的栅极电压布置在功率晶体管30上并由存储电容器32维持。现在切换第一行的电压源37，以将关断电压布置在第一行的晶体管33的栅极。同时，第一行的倾斜产生器35可选地关断，并且电压源38切换到关断值，关断了第一行的传感器11。这完成了布置在第一行的栅极和存储电容器上的电压的锁定，而与晶体管31的栅极状态无关。现在可以用与第一行相似的方式控制第二行。

每个像素的亮度从而依赖于知道或估计与图像数据电压耦合的光学电阻器11和接地电阻器25的电阻。晶体管31和30的所有变化不影响控制，光源10的发射输出对电流的特性的变化或光源10的老化历史也不影响控制。进一步地，光学传感电路也给出关于环境光条件的信息，该信息可以用于调整光源阵列的总体亮度，以补偿变化的光条件。例如，如果阴影落在光源10的一个或更多个上，这些阴影中的光源变暗，维持了显示器的统一外观。

图3B示出了向图3A中的节点36提供参考电压的系统的实施例。图像数据可以提供给模数转换器(A/D)110。数字值可以接着耦合到可选的灰度级别计算器111，该计算器确定对应于数字图像数据的灰度级别的数目。在一些实施例中，不需要灰度级别计算器111，且A/D转换器110的输出指示灰度级别。行列跟踪器单元112将线数目和列数目耦合到校准查找表寻址器113。灰度级别计算器111进一步将灰度级别耦合到校准查找表寻址器113。查找表寻址器113耦合到包括校准数据的校准查找表114。当地址被耦合到查找表114时，存储在该地址的参考数目由DAC 116转换为模拟电压，并且耦合到线缓冲器115，并且接着耦合到用于一列或多列的电压比较器14上的一个或多个参考引脚。以这种方式，用于所选行的图像数据耦合到电压比较器。电压倾斜线选择器120被设置得耦合到每行中的像素。行选择器120选择一行，并且将电压倾斜耦合到所选行中的像素。电压线选择器121将电压信号耦合到所选行中的传感器。

图3B中所示的实施例可以在“实时”期间使用，或者在连续的显示器控制中使用，其中图像数据被提供给像素，且将像素亮度连续控制为图像数据值。在一些实施例中，仅提供像素亮度级别定期的或离散的更新可能是有利的。在这种定期更新系统中，来自查找表的图像数据通过数据晶体管的沟道直接布置在功率晶体管的栅极。定期地，使用比较器扫描显示器，以询问像素并调整提供给功率晶体管的信号。

图3C示出了可以定期更新或受控的受控显示器的实施例。将要施加给每个像素的驱动信号存储在查找表125中。在使用线缓冲器128和行选择器130的操作期间，驱动信号被提供给每个像素。当用于所选行中的一个像素的驱动信号从线缓冲器128耦合时，行选择器130选择一行。存储在查找表125中的初始值一般可以通过任何合适的方法确定。在显示器操作期间，校准通常可以周期性地发生在任何间隔或发生在随机间隔，也包括仅发生一次。在校准阶段中，校准数据通过查找表126提供，并且使用线缓冲器115提供到比较器14，如前面关于图3B所述。行选择器120将诸如倾斜的变化信号输出到所选行以及校准晶体管131。如上所述，比较器14被设置得一旦像素发射达到提供给比较器的校准级别，则停止变化信号并且维持恒定发射。在图3C所示的实施例中，恒定发射期间的驱动信号的值通过校准晶体管131和电容器132，进一步存储在线缓冲器127中。在显示器的进一步操作期间，校准图像数据从线缓冲器127传递到查找表125。校准程序可以以任何频率发生或随机发生—包括但不限于每小时一次、每天一次、每年一次、每个所有者一次、每个环境或应用一次。可供替换地，校准程序可以根据显示器的使用者或管理者的命令而发生。

图3C所示的显示器的实施例可以是集成的—即，在校准阶段期间和显示器操作期间使用的部件可以封装在一起。在一些实施例中，校准期间使用的各部件(诸如比较器14、行选择器120、校准晶体管131和/或线缓冲器127和115)仅在校准模式期间与像素进行通信，并且当不发生校准时不耦合到像素。例如可以在一个或多个附加集成电路上设置校准部件。

图5示出了根据本发明的一个实施例的光发射二极管的被动寻址阵列的实施例。如上所述，传感器11的阵列定位成捕捉来自有机光发射二极管OLED 10或其他有机光发射元件的阵列或任何其他光源的辐射。光源10被布置为图5所示的阵列格式，其中各列标注1、2到x，并且各行标注1、2到y。虽然图5示出的正交行列布局中，每行中具有相等数目的光源且每列中具有相等数目的光源，应该理解，在其他实施例中光源阵列可以不是这样排列的。可以有任何数目的行和列，并且在一些实施例中，各行和各列可以不包括相等数目的光源，并且在一些实施例中，行和列可以不正交，或者可以不布置为直线。在一些实施例中，可以只有单独一行或者单独一列，或者是稀疏布置的阵列，其中不是每一行和每一列都包含像素。

多个传感器11耦合到电压比较器14。如图5所示，一个电压比较器14耦合到单独一列(标号为1、2到x)中的所有传感器11。在一些实施例中，可以为一列中的传感器11设置多个电压比较器14。如图5所示，功率晶体管30、寻址晶体管31和存储电容器32被设置得耦合到用于每一列的比较器14。如图5所示，电压倾斜电路35设置得耦合到每一列中的数据晶体管31。接地选择器48耦合到一行中的光学二极管10。需要时，接地选择器48将二极管接地。为每一行设置一个电压产生器38，该电压产生器耦合到该行中的光学传感器11。电压产生器38将电压提供给该行中的光敏电阻器。

每个光源和光学检测器11都与电压比较器14和接地选择器48和电压源38的唯一组合相关联。即，每个光源10由唯一的行和列地址标识，如图5所示。可以校准光学检测器以确定诸如在光敏电阻器两端的电压的可测量参数和入射辐射之间的关系。以这种方式，每个像素的所需的亮度级别可以与可测量传感器参数的值相关。

在操作过程中，图像数据写入到第一行。图像数据指示像素的所需的亮度，并且表示获得所需的亮度所需要的可测量传感器参数的值。在图5所示的实施例中，图像数据耦合到每个节点36。典型地，当写入每一条线时，首先通过电压产生器50将一电压设置在晶体管49的栅极上而擦除存储电容器32上的任何预先存在的电压，因而将电容器32接地。从而，对于显示器中的多个列，从1、2、...、x，表示第一行中每个像素的所需亮度的电压级别被下载到每个电压比较器14的引脚36。在图5所示的实施例中，电压比较器14被设计得当引脚26的电压小于引脚36的电压时输出导通晶体管31的电压(在一个实施例中为+10V)。因此，电压比较器14将导通电压传递给每一个晶体管31的栅极。电压源37将关断电压传递给晶体管33的栅极，从而晶体管33保持关断期间，光辐射不开始通过光源。

当电压源37将导通电压布置在晶体管33的栅极上时，倾斜产生器35开始使施加在晶体管33的漏极上的电压倾斜，因而施加在晶体管31的漏极上的电压也倾斜，从而，存储电容器32和晶体管30的栅极上的电压开始上升。

电压源38将一电压布置在所选行中的光学传感器11上，并且接地开关48将所选行中的光学二极管接地。从而，所选行中的光学二极管开始光发射，同时其他行中的光学二极管可以不光发射。虽然此描述针对将图像数据写入第一行过程中的方法，应该理解，可以使用在此描述的方法写入或选择任意行。

从而，随着所选行中的光发射二极管光发射，电流开始流经所选行中的传感器11。这引起电压比较器14的引脚26上的电压上升。只要光学传感器11的电阻保持稳定，电压比较器14的引脚26上的电压就稳定，并且低于布置在电压比较器14的引脚36上的数据电压。然而，由于来自所选行的倾斜产生器35的倾斜电压引起OLED增加它们的光发射，所选行中的光学检测器11的电阻根据照明的亮度而下降。

由于所选行中的光学传感器11的电阻下降，更高的电流流经电阻器25引起电压比较器14的引脚26的电压增加。所选行中的像素的亮度确定引脚26上的电压。当引脚26上的电压等于布置在引脚36上的数据电压时，电压比较器14的输出电压从晶体管31的导通电压切换到晶体管31的关断电压(例如从+10伏特到-10伏特)。虽然在一些实施例中，比较器设计得当输入引脚的电压相等时将输出信号从导通电压切换到关断电压，比较器14可以基于用于实施本发明的实施例的特定电路配置而被设计得当输入引脚彼此基本上满足任何关系时切换输出信号。在这一点上，所选行中的每个像素的亮度由布置在每个电压比较器14的引脚36上的数据电压确定。

当每一个电压比较器14的电压输出切换到关断电压(在一个实施例中为-10伏特)时，晶体管31的栅极布置在关断条件，并且倾斜产生器35不再能够提高存储电容器32和功率晶体管30上的电压，从而冻结了像素的亮度。允许所有像素达到由布置在电压比较器25的引脚30上的数据电压确定的亮度的时间称为线扫描时间，并且由每秒的帧数目和线数目确定。例如，60fps的帧速率为每一帧花费16.7ms。如果有100行(线)，线扫描时间为167微秒(μs)。因此，在一个实施例中，显示器电路被有利地设计成使得在小于167μs内达到所允许的最大亮度(最高灰度阴影)。也可以通过改变帧速率或行数目而使用较慢的电路。也可以做出速度和精确度上的其他折衷。

一旦完成所选的行，在寻址时间期间，所选行中的像素就处于所需的亮度，并且由存储电容器32保持。在被动显示器中，布置在引脚36的图像值将典型地或者是黑暗状态电压或者是光发射状态电压(导通或关断)。对于那些在所选行中关断的像素，引脚36上的数据电压低于黑暗状态电压。为了计算黑暗状态电压，可以测量光敏电阻器11的黑暗状态电阻，并且当已知电压施加在光敏电阻器11上时，可以通过分压器电阻器25的电阻计算节点26处的电压。在寻址时间期间，所选行将保持导通。在以60帧每秒运行的50线显示器中，最大寻址时间为333微秒。例如对于汽车用显示器，光敏电阻器11的电压和校准表示交通工具中所预期的最亮环境光条件下的导通像素的所需亮度。在是在这种亮度水平下，为显示器中的每个光敏电阻器11取电压数据。

一旦第一行完成，随着所需的栅极电压布置在功率晶体管30上并且由存储电容器32保持，第一行光源10处于其所需的亮度。现在可以用与第一所选行相似的方式控制第二行及随后各行。

虽然期望每个光敏电阻器11可以在相同亮度下展示相同电压，但实际上，可能存在传感器与传感器之间的差异。因此，可以将校准电压存储在耦合到节点36的查找表中，以根据传感器11调整进入的图像数据。

布置在电压源38上的电压可以用作亮度控制。通过增加电压源38上的电压，比较器14的输入节点26的电压也增加。这调整了所选行中的像素的总体亮度。

每个像素的亮度从而依赖于知道或估计与图像数据电压耦合的光敏电阻器11和接地电阻25的阻抗。晶体管31和30的所有变化都不影响控制，光源10的发射输出对电流的特征的变化或是光源10的老化历史也不影响控制。进一步地，光传感电路也给出了关于环境光条件的信息，该信息可以用来调整光源阵列的整体亮度，从而补偿变化的光条件。例如如果阴影投在一个或更多光源10上，这些在阴影中的光源变暗，保持了显示器的统一外观。

图5中所示的列和行寻址的实施例在实施中可以使用多于一个导电材料层。即，如本领域中所公知的，其间放置一绝缘体的两个金属层可能是必要的，用于提供列和行寻址方案，其中两条导线可以彼此跨越，但是彼此不应电连接。如本领域中所公知，典型地使用多个掩膜和装配步骤来实施多个导体层。多个掩膜和装配步骤的需要使阵列的装配复杂化。因此，有利地仅使用单个导体层掩膜和层来装配阵列。图6示出了仅使用单个导体层来形成列和行寻址线的可列和行寻址的显示器的一个实施例。

如图6所示，被动显示器51由列集成电路59列驱动，并且由行选择器集成电路60行驱动。图6所示的像素电路和驱动电路以和上述关于图5的被动显示器相似的方式运转。然而，在图6所示的实施例中，电压产生器38位于列集成电路59中，而不是如图5的实施例在行选择器60中。因此，图6所示的实施例设置了耦合到每一行中的每一个传感器11的单个电压产生器38，而不是为每一行设置一个电压产生器38。因此，在图6所示的实施例中，传感器11以“阶梯形”配置位于传感器连接线85之间。以这种方式，传感器11耦合到分压电阻器25和电压产生器38。然而，可以仅使用单个导电层装配图6所示的传感器阵列51的实施例，因此仅需要使用常规装配技术的单个掩膜。

在图6所示的阵列操作期间，电压产生器38将已知电压(在一个实施例中是10伏特，然而可以使用其他电压)布置在阵列中的所有传感器11上，但是由于除了被激活的线，所有线都处于黑暗状态并且由遮光器44遮光，因此只有那些在被激活的线中的传感器是起作用的。行选择集成电路60选择被激活的线路。在光照下，光学传感器11的阻抗(在一个实施例中典型地在千兆欧姆范围内，或者对于典型光学晶体管传感器，在兆欧姆范围内)显著地低于黑暗状态下的光学传感器11的阻抗(在一个实施例中，典型地为千兆欧姆的一千倍)。因此，由电压产生器28产生的电流大部分通过激活的行中的一个光学传感器。

图7示出了图6所示的阵列51的四个像素的像素结构。显示器的光源部分由阴极元件92限定，其为共同的地。在图6所示的实施例中，在运转中，图7中的阴极92将电连接到行选择器60。行选择器60选择性地将光发射器10的阴极接地。其他行中的未接地的阴极使得这些行保持关断。阴极元件92典型地由金属元件形成，并且是不透明的。在一些实施例中，阴极元件92为不透明、黑色是有利的，这是为了保持非激活传感器的黑暗状态。在运转中，所有阴极元件92都处于开路条件，阻断任何电流流过。当一条线路被激活时，一个阴极行接地(见图3的行选择器60)，使得该行中的任何OLED能够根据布置在列阳极94上的正电压而导通。电压是否施加在任何特定列阳极94上取决于显示器数据，该显示器数据确定哪个像素导通或关断。图7中未示出的是透明电介质，它使得阳极94与传感器11和传感器电连接器线路85电绝缘。

参考图8描述图6和7中所示的用于形成传感器阵列51的示例性处理流程，图8示出了图7中标记了44的区域的横截面。处理流程仅是示例性的，并且并不意图将本发明的实施例限制为所描述的任何具体设备材料或装配工艺。传感器阵列装配在基板95上。基板95有利地完全或部分透明，并且通常可以由本领域中公知的任何适合的材料—诸如玻璃、石英、氧化物或塑料制成。装配传感器阵列之前，可选地清洁基板。使用本领域中公知的方法，将遮光器44装配在基板95上。在优选实施例中，遮光器44是使用不透明油墨丝网印刷的。在一个实施例中，黑暗遮光器44的尺寸是0.001”到0.002”的量级，然而也可以实施其他尺寸更大或更小的黑暗遮光器。由于黑暗遮光器44是不透明的(或基本上不透明的)，它部分地阻挡了OLED元件发射的光。这小于每英寸100点的显示器中所意图的发射的约5％光阻挡。

使用典型的半导体淀积设备(在一个实施例中，使用了等离子增强化学气相淀积PECVD机器)，电介质层96淀积在基板95上，覆盖遮光器44。电介质层96一般可以是本领域中公知的任何适合的电介质，包括二氧化硅和氮化硅。接着淀积光学传感器11中所使用的光敏材料。该光敏材料可以包括各种材料中的任意材料，包括无定形硅、硒化镉、多晶硅、硫化镉、以及更多，如上所述。进一步地，淀积了欧姆接触材料98以帮助制造与光学传感器11的电接触点。例如，如果无定形硅用于光学元件11，欧姆接触材料98可以是掺杂磷的无定形硅。最后，淀积氧化铟锡(ITO)或其他透明导电材料以形成传感器导体85。这些薄膜可以淀积在相同机器或不同机器，或不同设施中。

如本领域公知的，产生光刻掩膜。该掩膜以一个连续阶梯状图案描绘用于传感器11和导电元件58的图案。应用该图案使得黑暗遮光器对准并集中在导体图案的“横挡”上。所有层都使用本领域内公知的、且适合于所用的材料和厚度的工艺蚀刻掉。结果是，传感器元件11被埋入掺杂磷的层和ITO层下。回想一下，仅使用了单个光刻步骤。

为了分离两个导体元件85并且使传感器材料11的中间部分曝光，ITO 85和掺杂磷的无定形硅98被蚀刻掉，而不使用进一步的光刻步骤。为了实现这一点，基板51涂覆有本领域中公知的负性光致抗蚀剂。除了不透明的黑暗遮光器44，所有淀积的层都是透明的。光致抗蚀剂在淀积的各层的顶端。光致抗蚀剂基板被翻过来，并且从背面曝光。由于光致抗蚀剂是负的，在黑暗遮光器上方显影光致抗蚀剂中的一个洞。通过这个洞，使用本领域中公知的工艺蚀刻掉短路的ITO层，之后是除去用于ITO导电元件85和无定形硅传感器11之间的欧姆接触点的掺杂磷材料98的蚀刻处理。

当电流导体材料是透明的时，有利地使用以上工艺。这种材料将包括但不限于铟锡氧化物(ITO)。在使用包括但不限于铬金属或铝金属的不透明电流导体的情况下，以下处理是优选的：如上所述淀积传感器材料之后，在淀积的传感器材料之上施加正性光致抗蚀剂的涂层。从背面翻转并使晶片曝光，使得光致抗蚀剂留在不透明黑暗遮光器之上。现在曝光的传感器材料被蚀刻掉了。现在，传感器是对应于黑暗遮光器的几何形状的孤立传感器材料块。下一步骤是应用具有相反金属接触图案的光刻掩膜。这产生了本领域中公知的提升掩膜(liftmask)。该接触金属现在淀积在提升掩膜的顶端。最后，使用本领域中公知的工艺从晶片除去提升掩膜，留下正金属图案以和传感器进行接触。

最终保护电介质层100隔离了传感器11和OLED元件10的阳极。该层可以是本领域中公知的聚酰亚胺材料制成的，也可以是仍要淀积在传感器阵列顶端的诸如二氧化硅或可与OLED结构相容的其他绝缘材料的淀积的电介质。

如果在别处设置光源10，装配在此结束。然而，在一些实施例中，随着OLED源10的形成，装配继续。淀积诸如Kodak小分子OLED、Cambridge显示器技术(CDT)聚合物LED(PLED)、或UniversalDisplay公司(UDC)的磷光LED(PHOLED)或任何其他类型的OLED的任何OLED类型材料。这些材料形成显示器的应用已经在本领域中公知，并且该应用根据OLED的类型是不同的。在任何情况下，OLED显示器中的像素与传感器阵列对准，使得传感器11集中于像素，因而帮助一列中的传感器11孤立而不影响相邻列的传感器11。

如上所述，传感器11被校准，以确定入射辐射级别和可测量传感器参数值之间的关系。参考图3和5中的传感器阵列实施例，用于校准光敏电阻器11的程序的一个实施例如下进行。可以调整为校准所需的每一个亮度级别的统一或基本上统一的光源投射在光敏电阻器阵列的区域上。校准的质量受光源的统一性影响，因此光源应该与所需的校准精确级别所要求的统一。在一个实施例中，通过将光学阵列覆盖在诸如用于LCD膝上型计算机中的背光上而校准传感器阵列。这将给予光学阵列与背光相同的统一性，这对于膝上型计算机应用就足够了，但是可能对于例如4096个灰度级别(12比特)是不够的。这种应用可能使用跨越主动区域的统一性为至少约0.025％的光源。这种高度的光统一性可以从市场上可商业地获得的设备和方法之中获得。

一旦第一级别的灰度照亮光学阵列，按由电压源提供的已知电压和/或可以从其容易计算光敏电阻器的电阻的电流对阵列中的光敏电阻器11进行逐一(或根据其他方案)扫描。这些电阻值存储在使用数据收集电路的存储器中。用转向下一值和电阻值的亮度再次扫描该阵列，并且再次存储。重复该操作，直到已经完成从最暗到最亮的完全灰度。在一些实施例中，可以仅存储一个值。在其他实施例中，存储5个电阻值。在其他实施例中，存储4096个值。在其他实施例中，可以存储其他数目的电阻值。一般来说，可以使用从一到可辨认灰度、亮度或颜色值数目的任何数目的电阻值，并且进一步地(虽然实用价值很小)，甚至可以使用多于可辨认灰度、亮度或颜色值数目的电阻值数目。所得的值存储在查找表或其他存储数据结构中。没有具体存储在查找表中的值可以从一个或更多存储的值进行插值。所制造的每个光学阵列可以被串行化，并且查找数据可以存储在与串行化数据相关联的网站上。可以使用其他关联方案与每个传感器阵列的查找表通信—包括条形码、存储在阵列上的或用阵列存储的存储器、将查找表发送到定位成与该阵列通信的接收机，并且还有其他实施例以其他方式提供数据。当光学阵列被与显示器搭配、匹配、或者以显示器标识时，查找表数据从网站(或其他源)下载到例如与显示器共同使用的存储芯片。

可以用各种不同方式装配使用关于图3和图5描述的传感器阵列的显示器。在本发明的一个实施例中，如图9所示，传感器11的行和列可寻址阵列形成在诸如玻璃、聚合体或其他透明基板的透明基板55上。传感器元件阵列由数目等于被动发射显示器中的列数的垂直平行导线54、以及数目等于该显示器中的行数的水平导线53组成。也如图3和5所示，在垂直和水平导线的连结处布置传感器11。

图9示出了耦合到列集成电路(IC)59的光源58的阵列的组件分解图，它可以包括图3和5中指出的电路。列IC 59用于将图像数据施加到每列中的传感器和光源，并且从每列中的传感器和光源接收传感器数据。光源阵列58进一步耦合到行选择器60，它可以包括图3和5中指出的电路。行选择器用于选择用来写图像数据和/或读传感器参数值的行。光源阵列58定位得照亮传感器阵列55。图9中的虚线指示，光敏电阻器阵列55上的电接触衬垫66和65可以与显示器58上的电接触衬垫67和68对准。在图10中，光敏电阻器阵列55与显示器58接触。在一个实施例中，列电线70和54利用引线接合71连接到列IC 59，且行电线53和72通过引线接合73连接到行选择器60。在本发明的另一个实施例中，每个传感器阵列55和显示器58可以附加有分离的电缆，所述电缆将连接到印刷电路板(PCB)，所述印刷电路板(PCB)也附加有行选择器60和列IC 59。也可替换地使用本领域中公知的其他连接装置和方法。

在一个实施例中，将用来扫描1000个灰度级别的时间在每秒100帧下将是大约10秒。此程序将给出对光学阵列中每个元素的光学响应曲线。在显示器中将不需要具有gamma修正系统。将补偿用于光敏电阻器的半导体中的光学响应的变化。可以分别地校准诸如红色、绿色、和蓝色光源的不同波长光源。

根据本发明的实施例的方法和设备在很多应用中都具有用处。显示器的优选实施例可以应用于汽车的应用，诸如导航或音频/视频显示器、调谐器显示器、里程计和速度计显示器。其他应用包括电视显示器屏幕(特别是诸如图片对角线大于30英寸的大电视显示器屏幕)、计算机监视器、大屏幕科学信息或数据显示器、蜂窝电话、个人数据助理等。

从前述描述可理解，虽然在此出于说明阐释的目的已经描述了本发明的具体实施例，然而可以做出各种修改，而不偏离本发明的精神和范围。因此，除了由所附权利要求书限制以外，本发明不被限制。

Claims (87)

1.一种使用像素驱动器和具有可测量传感器参数的传感器来控制来自像素的发射以实现预定发射级别的方法，该方法包括：

使用像素驱动器改变来自像素的光发射；

在传感器处接收来自像素的光发射；

获得响应于所接收的光发射的可测量传感器参数的测量值；

将测量值耦合到像素驱动器；以及

产生用于像素的控制信号，以将来自光源的恒定发射维持在预定发射级别。

2.根据权利要求1所述的方法，其中该像素包括光源。

3.根据权利要求1所述的方法，其中该像素驱动器为该像素提供电压。

4.根据权利要求1所述的方法，其中该像素驱动器不包含在该像素中。

5.根据权利要求1所述的方法，其中该像素是液晶显示器的像素。

6.根据权利要求2所述的方法，其中该光源包括光发射二极管。

7.根据权利要求2所述的方法，其中该光源包括白色光发射二极管。

8.根据权利要求2所述的方法，其中该光源包括有机光发射二极管。

9.根据权利要求1所述的方法，其中该传感器包括光敏电阻器、光学二极管或光学晶体管。

10.根据权利要求1所述的方法，其中该传感器包括光敏电阻器，且该可测量传感器参数包括该电阻器两端的电压。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括将测量值与可测量传感器参数的参考值比较，该参考值表示预定发射级别。

12.根据权利要求11所述的方法，其中该参考值是图像电压。

13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括校准传感器以确定该参考值。

14.根据权利要求13所述的方法，其中校准传感器的行为包括用校准光源照亮该传感器。

15.根据权利要求2所述的方法，其中该光源是显示器的像素。

16.根据权利要求1所述的方法，其中该光源是有机光发射二极管，且产生控制信号的行为包括增加通过光发射二极管的电流。

17.根据权利要求11所述的方法，其中将测量值与参考值比较的行为包括将测量值和预定值耦合到比较器。

18.根据权利要求1所述的方法，其中该像素驱动器将变化信号提供给该像素，以引起来自该像素的光发射增长，并且其中，产生控制信号的行为包括用恒定信号代替变化信号，以引起来自该光源的稳定光发射。

19.根据权利要求18所述的方法，其中变化信号包含倾斜信号。

20.根据权利要求19所述的方法，其中该倾斜信号包含电压倾斜。

21.一种用于控制来自像素的发射以实现预定发射级别的设备，该设备包括：

具有可测量传感器参数的传感器，该传感器定位成接收从该像素发射的辐射的至少一部分；

可耦合到该像素的像素驱动器，用于改变来自该像素的光发射；以及

耦合到传感器的控制单元，用于当达到预定发射级别时，将控制信号耦合到该像素驱动器，以维持来自该像素的恒定发射。

22.根据权利要求21所述的设备，该控制单元在预定发射级别期间进一步耦合到表示可测量传感器参数的值的参考信号，该控制单元用于比较参考信号和测量值。

23.根据权利要求21所述的设备，进一步包括耦合到控制单元的校准查找表，该校准查找表存储表示预定发射级别的至少一个可测量传感器参数值。

24.一种受控像素系统，该系统包括：

像素单元；

具有可测量传感器参数的传感器，该传感器定位成接收从该像素发射的辐射的至少一部分；

耦合到该像素的像素驱动器，该像素驱动器用于将驱动信号提供给该像素，以改变来自该像素的光发射；以及

耦合到该像素驱动器和传感器的控制单元，该控制单元用于基于可测量传感器参数的测量值确定达到了预定发射级别，并且形成用于该像素驱动器的控制信号，以将恒定光发射维持在预定发射级别。

25.根据权利要求24所述的受控像素系统，其中该像素单元形成在第一区域，且该像素驱动器在该第一区域之外。

26.根据权利要求24所述的受控像素系统，其中该像素驱动器向该像素提供变化信号。

27.根据权利要求24所述的受控像素系统，其中所述控制单元进一步耦合到表示预定发射级别的参考信号，该控制单元进一步用于将可测量传感器参数的测量值与该参考信号比较，以确定达到了预定发射级别。

28.根据权利要求24所述的受控像素系统，其中所述传感器包括光敏电阻器、二极管或晶体管。

29.根据权利要求24所述的受控像素系统，进一步包括多个像素单元。

30.一种将主动矩阵显示器中的像素阵列控制为预定发射级别的方法，这些像素被布置为多行和多列，每个像素具有主动矩阵元素，该方法使用多个传感器和至少一个像素驱动器，每个传感器具有可测量传感器参数，该方法包括：

使用该至少一个像素驱动器和主动矩阵元件改变来自第一行中的多个像素的光发射；

在该多个传感器处接收来自该多个像素的光发射；

获得响应于所接收的光发射的多个传感器的每一个的可测量传感器参数的测量值；以及

对于该多个像素的每一个，产生用于像素的控制信号，以将来自光源的恒定发射维持在预定发射级别。

31.根据权利要求30所述的方法，其中该多个像素的每一个包括光源。

32.根据权利要求30所述的方法，其中该至少一个像素驱动器将电压提供给该多个像素的每一个。

33.根据权利要求30所述的方法，其中该多个像素是液晶显示器的像素。

34.根据权利要求31所述的方法，其中该光源包括光发射二极管。

35.根据权利要求31所述的方法，其中该光源包括白色光发射二极管。

36.根据权利要求31所述的方法，其中该光源包括有机光发射二极管、电致光发射、等离体子发射、场致发射或真空荧光。

37.根据权利要求30所述的方法，其中该多个传感器的每一个包括光敏电阻器、光学二极管或光学晶体管。

38.根据权利要求30所述的方法，其中该多个传感器中至少之一包括光敏电阻器，且该可测量传感器参数包括该电阻器两端的电压。

39.根据权利要求30所述的方法，进一步包括将测量值与可测量传感器参数的参考值比较，该参考值表示预定发射级别。

40.根据权利要求39所述的方法，其中该参考值是图像电压。

41.根据权利要求40所述的方法，进一步包括校准传感器以确定该参考值。

42.根据权利要求41所述的方法，其中校准传感器的行为包括用校准光源照亮该传感器。

43.根据权利要求31所述的方法，其中该光源是有机光发射二极管，且产生控制信号的行为包括增加通过光发射二极管的电流。

44.根据权利要求39所述的方法，其中将测量值与参考值比较的行为包括将测量值和预定值耦合到比较器。

45.根据权利要求30所述的方法，其中该像素驱动器将变化信号提供给该像素，以引起来自该像素的光发射增加，并且其中产生控制信号的行为包括用恒定信号代替变化信号，以引起来自该像素的稳定光发射。

46.根据权利要求45所述的方法，其中变化信号包含倾斜信号。

47.根据权利要求46所述的方法，其中该倾斜信号包含电压倾斜。

48.根据权利要求46所述的方法，其中该倾斜信号包含阶梯电压。

49.根据权利要求30所述的方法，进一步包括：接收包括用于第一行中的多个像素的所需发射级别的图像数据，该图像数据包括用于可测量传感器参数的目标值。

50.根据权利要求49所述的方法，进一步包括将每个传感器的可测量传感器参数与图像数据比较。

51.根据权利要求30所述的方法，进一步包括对第二行中的多个像素重复改变、接收、获得和产生的行为。

52.一种设备，用于控制包括布置为多行和多列的像素阵列的主动矩阵显示器，每个像素单元包括主动矩阵元件，该设备包括：

布置为多行和多列的传感器阵列，每个传感器具有可测量传感器参数，并且定位成接收从至少像素之一发射的辐射的至少一部分；

耦合到该传感器阵列且可耦合到显示器的行选择器，用于选择该多行中至少之一；以及

多个控制单元，每一个耦合到位于共同列中的多个传感器以及表示用于所选行中的像素的可测量传感器参数的目标值的参考信号，该控制单元用于将传感器参数的测量值与参考信号比较，并且产生控制信号，该控制单元进一步耦合到主动矩阵元件，使得主动矩阵元件接收控制信号并且维持从光源发射的辐射量。

53.根据权利要求52所述的设备，该多个控制单元的每一个在用于所选行中的每一个像素的预定发射级别期间进一步耦合到表示可测量传感器参数值的参考信号，该控制单元用于比较参考信号和测量值。

54.根据权利要求52所述的设备，进一步包括耦合到控制单元的校准查找表，该校准查找表存储表示预定发射级别的至少一个可测量传感器参数值。

55.根据权利要求54所述的设备，进一步包括耦合到查找表和控制单元的线缓冲器。

56.一种受控主动矩阵显示器，包括：

布置为多行和多列的像素阵列，每个像素单元包括配置成用于驱动像素的主动像素单元；

布置为多行和多列的传感器阵列，每个传感器具有可测量传感器参数，并且定位成接收从至少像素之一发射的辐射的至少一部分；

耦合到该传感器阵列和像素阵列的行选择器，并且用于选择多行中至少之一；

多个控制单元，每一个耦合到位于共同列中的多个传感器以及表示用于所选行中的像素的可测量传感器参数的目标值的参考信号，该控制单元用于将传感器参数的测量值与参考信号比较，并且产生控制信号；以及

耦合到主动矩阵元件的像素驱动器，该像素驱动器耦合到主动矩阵元件，并且用于改变从至少一个像素发射的辐射量，该主动矩阵元件用于接收控制信号，并且维持从像素发射的辐射量。

57.根据权利要求56所述的受控主动矩阵显示器，其中该像素驱动器向该主动矩阵元件提供变化信号。

58.根据权利要求56所述的受控主动矩阵显示器，其中所述控制单元进一步耦合到表示预定发射级别的参考信号，该控制单元进一步用于将可测量传感器参数的测量值与该参考信号比较，以确定达到预定发射级别。

59.根据权利要求56所述的受控主动矩阵显示器，其中所述传感器包括光敏电阻器、二极管或晶体管。

60.一种在具有布置为多行和多列的像素单元阵列的被动矩阵显示器中，将光发射控制为预定发射级别的方法，该方法使用具有可测量传感器参数的多个传感器和像素驱动器，该方法包括：

使用该像素驱动器改变来自第一行中的多个像素的光发射；

通过监视多个传感器的每一个的可测量传感器参数的实际值，监视来自第一行中的多个像素的光发射，该多个传感器的每一个定位成接收来自第一行中多个像素之一的光发射的至少一部分；

将多个像素的每一个的可测量传感器参数的实际值耦合到像素驱动器；以及

产生用于多个像素的控制信号，以将来自恒定发射维持在预定发射级别。

61.根据权利要求60的方法，其中该多个像素的每一个包括光源。

62.根据权利要求60所述的方法，其中该像素驱动器将电压提供给该多个像素的每一个。

63.根据权利要求60所述的方法，其中该像素驱动器不包括在该多个像素的任何一个中。

64.根据权利要求60所述的方法，其中该多个像素是液晶显示器的像素。

65.根据权利要求61所述的方法，其中该光源包括光发射二极管。

66.根据权利要求61所述的方法，其中该光源包括白色光发射二极管。

67.根据权利要求61所述的方法，其中该光源包括有机光发射二极管。

68.根据权利要求60所述的方法，其中该多个传感器的每一个包括光敏电阻器、光学二极管或光学晶体管。

69.根据权利要求60所述的方法，其中该多个传感器的每一个包括光敏电阻器，且该可测量传感器参数包括在该电阻器两端的电压。

70.根据权利要求60所述的方法，进一步包括将实际值与可测量传感器参数的参考值比较，该参考值表示预定发射级别。

71.根据权利要求70所述的方法，其中该参考值是图像电压。

72.根据权利要求70所述的方法，进一步包括校准该多个传感器以确定该多个传感器的每一个的参考值。

73.根据权利要求72所述的方法，其中校准传感器的行为包括用校准光源照亮该传感器。

74.根据权利要求61所述的方法，其中该光源是有机光发射二极管，且产生控制信号的行为包括增加通过光发射二极管的电流。

75.根据权利要求60所述的方法，其中将测量值与参考值比较的行为包括将测量值和预定值耦合到比较器。

76.根据权利要求60所述的方法，其中该像素驱动器将变化信号提供给第一行中的该多个像素的每一个，以引起来自该像素的光发射增加，并且其中产生控制信号的行为包括用恒定信号代替变化信号，以引起来自第一行中的多个像素的每一个的稳定光发射。

77.根据权利要求76所述的方法，其中变化信号包含倾斜信号。

78.根据权利要求77所述的方法，其中该倾斜信号包含电压倾斜。

79.根据权利要求60所述的方法，进一步包括对第二行中的多个光源重复改变、监视、耦合和产生的行为。

80.一种设备，用于控制包括布置为多行和多列的像素阵列的被动矩阵显示器，该设备包括：

布置为多行和多列的传感器阵列，每个传感器具有可测量传感器参数，并且定位成接收从至少像素之一发射的辐射的至少一部分；

耦合到传感器阵列并且可耦合到显示器的行选择器，用于选择多行中至少之一；

多个比较器，每一个耦合到位于共同列中的多个传感器以及表示所选行中的像素的可测量传感器参数的目标值的参考信号，该比较器用于将传感器参数的测量值与参考信号比较，并且产生控制信号；以及

多个像素驱动器，每一个耦合到位于共同列中的像素，该多个像素驱动器的每一个耦合到该多个比较器中所选的一个，并且用于接收控制信号并且维持从像素发射的辐射量。

81.根据权利要求80所述的设备，进一步包括耦合到多个比较器中至少之一的校准查找表，该校准查找表存储表示预定发射级别的至少一个可测量传感器参数值。

82.一种受控被动矩阵显示器，包括：

布置为多行和多列的像素阵列；

布置为多行和多列的传感器阵列，每个传感器具有可测量参数，并且定位成接收从至少像素之一发射的辐射的至少一部分；

耦合到传感器阵列和光源阵列的行选择器，用于选择多行中至少之一；

多个比较器，每一个耦合到位于共同列中的多个传感器以及表示用于所选行中的像素的可测量传感器参数的目标值的参考信号，该比较器用于将传感器参数的测量值与参考信号比较，并且产生控制信号；以及

耦合到多个比较器的多个像素驱动器，每个像素驱动器进一步耦合到共同列中的像素，该像素驱动器用于改变从光源发射的光量，并且响应于控制信号，维持从像素发射的光量。

83.根据权利要求82所述的受控被动矩阵显示器，其中该像素驱动器向像素提供变化信号。

84.根据权利要求82所述的受控被动矩阵显示器，该比较器进一步用于将可测量传感器参数的测量值与参考信号比较，以确定达到了预定发射级别。

85.根据权利要求82所述的受控像素系统，其中所述传感器阵列包括光敏电阻器、二极管或晶体管。

86.一种用于将黑暗遮光器对准传感器和多个接触点的方法，该方法包括：

在透明基板的第一表面上形成黑暗遮光器，该透明基板具有和第一表面相对的第二表面；

在黑暗遮光器之上淀积绝缘材料；

在绝缘材料和黑暗遮光器之上淀积用于传感器的材料；

在用于传感器的材料之上淀积用于电接触点的材料；

在用于电接触点的材料之上，用负性光致抗蚀剂涂覆基板；

用定位成使光通过透明基板的光源曝光该负性光致抗蚀剂，使得光的一部分被黑暗遮光器阻挡；

显影该负性光致抗蚀剂；以及

通过显影的负性光致抗蚀剂，蚀刻用于电接触点的材料，使得多个电接触点形成在用于传感器的材料之上，并且该多个电接触点与黑暗遮光器对准。

87.一种用于将黑暗遮光器对准传感器和多个接触点的方法，该方法包括：

在透明基板的第一表面上形成黑暗遮光器，该透明基板具有和第一表面相对的第二表面；

在黑暗遮光器之上淀积绝缘材料；

在绝缘材料和黑暗遮光器之上淀积用于传感器的材料；

在传感器材料之上，用正性光致抗蚀剂涂覆基板；

用定位成使光通过透明基板的光源曝光该正性光致抗蚀剂，使得光的一部分被黑暗遮光器阻挡；

显影该正性光致抗蚀剂；

蚀刻传感器材料以符合黑暗遮光器；

在传感器材料之上淀积接触金属；以及

蚀刻接触金属，使得多个电接触点形成在用于多个传感器的材料之上，并且对准该用于多个传感器的材料。

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