特開 2022-31170 トランジスタの補正係数設定方法およびシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022031170

(43)【公開日】2022-02-18

(54)【発明の名称】トランジスタの補正係数設定方法およびシステム

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/32 20160101AFI20220210BHJP

   H01L 21/822 20060101ALI20220210BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20220210BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20220210BHJP

【ＦＩ】

G09G3/32 A

H01L27/04 T

G09G3/20 611H

G09G3/20 670J

G09G3/20 642P

H01L33/00 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021123538

(22)【出願日】2021-07-28

(31)【優先権主張番号】63/062,898

(32)【優先日】2020-08-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/070,842

(32)【優先日】2020-10-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】512187343

【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１， Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ， Ｇｉｈｅｕｎｇ－ｇｕ， Ｙｏｎｇｉｎ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002619

【氏名又は名称】特許業務法人ＰＯＲＴ

(72)【発明者】

【氏名】ゴーラフ マルホトラ

【テーマコード（参考）】

5C080

5C380

5F038

5F241

【Ｆターム（参考）】

5C080AA07

5C080DD05

5C080DD29

5C080JJ02

5C080JJ07

5C380AA03

5C380BA21

5C380BA38

5C380BA39

5C380BB03

5C380BB04

5C380BD04

5C380CA31

5C380CC26

5C380CF48

5C380CF49

5C380FA03

5C380GA17

5C380HA03

5C380HA06

5C380HA12

5F038AC00

5F038AV04

5F038DF03

5F038DT08

5F038DT10

5F038DT11

5F038DT12

5F038DT17

5F241BC05

5F241BC33

5F241BC47

(57)【要約】      （修正有）

【課題】トランジスタパラメータを推定するシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】駆動トランジスタの補正係数設定方法は、複数のトランジスタ制御電圧に対してそれぞれトランジスタ電流測定値を決定する段階３０５と、前記トランジスタ電流測定値および前記トランジスタ制御電圧に基づいてトランジスタの第１補正係数を設定する段階３１０と、そして前記第１補正係数に基づいて色値（ｃｏｌｏｒ ｖａｌｕｅ）に対応する電圧を前記トランジスタのゲートに印加する段階と、を含む。加算補正係数を設定する段階３２０をさらに含んでもよい。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のトランジスタ制御電圧に対してそれぞれトランジスタ電流測定値を決定する段階と、
前記トランジスタ電流測定値および前記トランジスタ制御電圧に基づいてトランジスタの第１補正係数を設定する段階と、
前記第１補正係数に基づいて色値（ｃｏｌｏｒ ｖａｌｕｅ）に対応する電圧を前記トランジスタのゲートに印加する段階と、
を含む、トランジスタの補正係数設定方法。

【請求項2】

加算補正係数を設定する段階をさらに含み、
前記第１補正係数は乗算補正係数であり、
前記乗算補正係数および前記加算補正係数を設定する段階は前記トランジスタの複数のパラメータを推定する段階を含む、請求項１に記載の補正係数設定方法。

【請求項3】

前記複数のパラメータはアルファ、しきい電圧および移動度を含む、請求項２に記載の補正係数設定方法。

【請求項4】

前記複数のパラメータを推定する段階は前記アルファと前記しきい電圧に対する二つの方程式を解く段階を含む、請求項３に記載の補正係数設定方法。

【請求項5】

前記二つの方程式のそれぞれは前記トランジスタの前記パラメータのうち前記アルファと前記しきい電圧にのみ依存する、請求項４に記載の補正係数設定方法。

【請求項6】

は

の５０％以内の値を有し、
Ｉ_１は前記トランジスタ電流測定値のうち第１電流であり、
Ｉ_２は前記トランジスタ電流測定値のうち第２電流であり、
Ｉ_３は前記トランジスタ電流測定値のうち第３電流であり、
Ｉ_４は前記トランジスタ電流測定値のうち第４電流であり、
Ｖｇｓ_１は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第１電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、
Ｖｇｓ_２は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第２電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、
Ｖｇｓ_３は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第３電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、
Ｖｇｓ_４は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第４電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、
Ｖ_ｔｈは前記しきい電圧であり、
αは前記アルファである、請求項４に記載の補正係数設定方法。

【請求項7】

は

の５０％以内の値を有し、
Ｉ_１は前記トランジスタ電流測定値のうち第１電流であり、
Ｉ_２は前記トランジスタ電流測定値のうち第２電流であり、
Ｖｇｓ_１は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第１電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、
Ｖｇｓ_２は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第２電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、
Ｖ_ｔｈは前記しきい電圧であり、
αは前記アルファである、請求項４に記載の補正係数設定方法。

【請求項8】

前記二つの方程式を解く段階は前記アルファと前記しきい電圧に対する近似数値解（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を求める段階を含み、
前記近似数値解は前記二つの方程式が満たされる限り誤差の程度を最小化する、請求項４に記載の補正係数設定方法。

【請求項9】

前記アルファと前記しきい電圧に基づいて最小二乗適合法（ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｆｉｔ）で前記移動度に対する解を求める段階をさらに含む、請求項４に記載の補正係数設定方法。

【請求項10】

前記パラメータはバイアス電流をさらに含む、請求項９に記載の補正係数設定方法。

【請求項11】

前記アルファ、前記しきい電圧および前記移動度に基づいて最小二乗適合法（ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｆｉｔ）で前記バイアス電流に対する解を求める段階をさらに含む、請求項１０に記載の補正係数設定方法。

【請求項12】

前記複数のパラメータを推定する段階は前記しきい電圧に対する一つの方程式を解く段階を含み、
前記一つの方程式は前記トランジスタの前記パラメータのうち前記しきい電圧にのみ依存する、請求項３に記載の補正係数設定方法。

【請求項13】

は

の５０％以内の値を有し、
Ｉ_１は前記トランジスタ電流測定値のうち第１電流であり、
Ｉ_２は前記トランジスタ電流測定値のうち第２電流であり、
Ｉ_３は前記トランジスタ電流測定値のうち第３電流であり、
Ｉ_４は前記トランジスタ電流測定値のうち第４電流であり、
Ｖｇｓ_１は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第１電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、
Ｖｇｓ_２は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第２電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、
Ｖｇｓ_３は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第３電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、
Ｖｇｓ_４は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第４電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、
Ｖ_ｔｈは前記しきい電圧である、請求項１２に記載の補正係数設定方法。

【請求項14】

前記加算補正係数を、有効しきい電圧がゼロに対応する値の２０％以内の値に設定する段階をさらに含む、請求項３に記載の補正係数設定方法。

【請求項15】

前記乗算補正係数を、基準移動度と同じ有効移動度に対応する値の２０％以内の値に設定する段階をさらに含む、請求項１４に記載の補正係数設定方法。

【請求項16】

加算補正係数を設定する段階と、
前記第１補正係数である乗算補正係数、前記加算補正係数および前記色値に基づいて前記ゲートに前記電圧を設定する段階と、
前記トランジスタが駆動する電流と基準電流の差を測定する段階と、
前記差に基づいて前記乗算補正係数および前記加算補正係数を調整する段階と、
をさらに含む、請求項１に記載の補正係数設定方法。

【請求項17】

処理回路と、
電源と、
発光素子と、
前記電源と前記発光素子の間に接続されたトランジスタと、
を含み、
前記処理回路は、
複数のトランジスタ制御電圧に対してそれぞれトランジスタ電流測定値を決定し、
前記トランジスタ電流測定値および前記トランジスタ制御電圧に基づいてトランジスタの第１補正係数を設定する、システム。

【請求項18】

前記第１補正係数は乗算補正係数であり、
前記処理回路は加算補正係数を設定し、
前記乗算補正係数および前記加算補正係数の設定は前記トランジスタの複数のパラメータを推定することを含み、
前記複数のパラメータはアルファ、しきい電圧および移動度を含む、請求項１７に記載のシステム。

【請求項19】

前記複数のパラメータを推定することは前記アルファと前記しきい電圧に対する二つの方程式を解くことを含み、
前記二つの方程式のそれぞれは前記トランジスタの前記パラメータのうち前記アルファと前記しきい電圧にのみ依存する、請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

処理手段と、
電源と、
発光素子と、
前記電源と前記発光素子の間に連結されたトランジスタと、
を含み、
前記処理手段は、
複数のトランジスタ制御電圧に対してそれぞれトランジスタ電流測定値を決定し、
前記トランジスタ電流測定値および前記トランジスタ制御電圧に基づいてトランジスタの第１補正係数を設定する、システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はトランジスタの補正係数設定方法およびシステムに関する。

【0002】

本出願は２０２０年８月７日付で米国特許庁に出願した米国特許出願番号第６３／０６２，８９８号の優先権を主張し、ここに引用することによってこの出願の全体内容を本願に含む。

【背景技術】

【0003】

不確実なパラメータを有するトランジスタを含むシステムまたは互いに異なるパラメータを有する複数のトランジスタを含むシステムでは、パラメータの不確実性または差を補正する回路でトランジスタを駆動することが有利である。これのために、トランジスタパラメータを推定するシステムおよび方法を用いることができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、トランジスタパラメータを推定するシステムおよび方法を提示することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一実施形態によるトランジスタの補正係数設定方法は、複数のトランジスタ制御電圧に対してそれぞれトランジスタ電流測定値を決定する段階、前記トランジスタ電流測定値および前記トランジスタ制御電圧に基づいてトランジスタの第１補正係数を設定する段階、及び前記第１補正係数に基づいて色値（ｃｏｌｏｒ ｖａｌｕｅ）に対応する電圧を前記トランジスタのゲートに印加する段階を含む。

【0006】

本発明の一実施形態によれば、前記方法は加算補正係数を設定する段階をさらに含み、前記第１補正係数は乗算補正係数であり、前記乗算補正係数および前記加算補正係数を設定する段階は前記トランジスタの複数のパラメータを推定する段階を含み得る。

【0007】

本発明の一実施形態によれば、前記複数のパラメータはアルファ、しきい電圧および移動度を含み得る。

【0008】

本発明の一実施形態によれば、前記複数のパラメータを推定する段階は前記アルファと前記しきい電圧に対する二つの方程式を解く段階を含み得る。

【0009】

本発明の一実施形態によれば、前記二つの方程式のそれぞれは前記トランジスタの前記パラメータのうち前記アルファと前記しきい電圧にのみ依存し得る。

【0010】

本発明の一実施形態によれば、

は

の５０％以内の値を有し、Ｉ_１は前記トランジスタ電流測定値のうち第１電流であり、Ｉ_２は前記トランジスタ電流測定値のうち第２電流であり、Ｉ_３は前記トランジスタ電流測定値のうち第３電流であり、Ｉ_４は前記トランジスタ電流測定値のうち第４電流であり、Ｖｇｓ_１は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第１電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、Ｖｇｓ_２は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第２電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、Ｖｇｓ_３は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第３電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、Ｖｇｓ_４は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第４電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、Ｖ_ｔｈは前記しきい電圧であり、αは前記アルファであり得る。

【0011】

本発明の一実施形態によれば、

は

の５０％以内の値を有し、Ｉ_１は前記トランジスタ電流測定値のうち第１電流であり、Ｉ_２は前記トランジスタ電流測定値のうち第２電流であり、Ｖｇｓ_１は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第１電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、Ｖｇｓ_２は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第２電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、Ｖ_ｔｈは前記しきい電圧であり、αは前記アルファであり得る。

【0012】

本発明の一実施形態によれば、前記二つの方程式を解く段階は前記アルファと前記しきい電圧に対する近似数値解（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を求める段階を含み、前記近似数値解は前記二つの方程式が満たされる限り誤差の程度を最小化し得る。

【0013】

本発明の一実施形態による補正係数設定方法は、前記アルファと前記しきい電圧に基づいて最小二乗適合法（ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｆｉｔ）で前記移動度に対する解を求める段階をさらに含み得る。

【0014】

本発明の一実施形態によれば、前記パラメータはバイアス電流をさらに含み得る。

【0015】

本発明の一実施形態による補正係数設定方法は、前記アルファ、前記しきい電圧および前記移動度に基づいて最小二乗適合法（ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｆｉｔ）で前記バイアス電流に対する解を求める段階をさらに含み得る。

【0016】

本発明の一実施形態によれば、前記複数のパラメータを推定する段階は前記しきい電圧に対する一つの方程式を解く段階を含み、前記一つの方程式は前記トランジスタの前記パラメータのうち前記しきい電圧にのみ依存し得る。

【0017】

本発明の一実施形態によれば、

は

の５０％以内の値を有し、Ｉ_１は前記トランジスタ電流測定値のうち第１電流であり、Ｉ_２は前記トランジスタ電流測定値のうち第２電流であり、Ｉ_３は前記トランジスタ電流測定値のうち第３電流であり、Ｉ_４は前記トランジスタ電流測定値のうち第４電流であり、Ｖｇｓ_１は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第１電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、Ｖｇｓ_２は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第２電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、Ｖｇｓ_３は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第３電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、Ｖｇｓ_４は前記複数のトランジスタ制御電圧のうち前記第４電流に対応するトランジスタ制御電圧であり、Ｖ_ｔｈは前記しきい電圧であり得る。

【0018】

本発明の一実施形態による補正係数設定方法は、前記加算補正係数を、有効しきい電圧がゼロに対応する値の２０％以内の値に設定する段階をさらに含み得る。

【0019】

本発明の一実施形態による補正係数設定方法は、前記乗算補正係数を、基準移動度と同じ有効移動度に対応する値の２０％以内の値に設定する段階をさらに含み得る。

【0020】

本発明の一実施形態によれば、前記方法は、加算補正係数を設定する段階、前記第１補正係数である乗算補正係数、前記加算補正係数および前記色値に基づいて前記ゲートに前記電圧を設定する段階、前記トランジスタが駆動する電流と基準電流の差を測定する段階、そして前記差に基づいて前記乗算補正係数および前記加算補正係数を調整する段階をさらに含み得る。

【0021】

本発明の一実施形態によるシステムは、処理回路、電源、発光素子、そして前記電源と前記発光素子の間に接続されたトランジスタを含み、前記処理回路は、複数のトランジスタ制御電圧に対してそれぞれトランジスタ電流測定値を決定し、前記トランジスタ電流測定値および前記トランジスタ制御電圧に基づいてトランジスタの第１補正係数を設定する。

【0022】

本発明の一実施形態によれば、前記第１補正係数は乗算補正係数であり、前記処理回路は加算補正係数を設定し、前記乗算補正係数および前記加算補正係数の設定は前記トランジスタの複数のパラメータを推定することを含み、前記複数のパラメータはアルファ、しきい電圧および移動度を含み得る。

【0023】

本発明の一実施形態によれば、前記複数のパラメータを推定することは前記アルファと前記しきい電圧に対する二つの方程式を解くことを含み、前記二つの方程式のそれぞれは前記トランジスタの前記パラメータのうち前記アルファと前記しきい電圧にのみ依存し得る。

【0024】

本発明の一実施形態によるシステムは、処理手段、電源、発光素子、そして前記電源と前記発光素子の間に接続されたトランジスタを含み、前記処理手段は、複数のトランジスタ制御電圧に対してそれぞれトランジスタ電流測定値を決定し、前記トランジスタ電流測定値および前記トランジスタ制御電圧に基づいてトランジスタの第１補正係数を設定する。

【発明の効果】

【0025】

このようにすることによりトランジスタパラメータを推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の一実施形態によるトランジスタを含む回路のブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態によるトランジスタを含む回路のブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態によるトランジスタパラメータ推定および補正方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

添付する図面を参照して以下に記載する詳細な説明はトランジスタパラメータ推定システムおよび方法の実施形態に関し、本発明の実施形態によって実現または利用される形態をすべて表現したものではない。以下添付する図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。しかし、互いに異なる実施形態で実現されるものと同じまたは均等の機能と構造も本発明の範囲内に含まれる。明細書全体にわたって同一または類似の構成要素に対しては同じ図面符号を付けた。

【0028】

図１を参照すると、コンピュータモニタなど映像表示装置で、複数の発光画素はそれぞれ駆動トランジスタ（ｄｒｉｖｅ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１１５を含み得、駆動トランジスタ１１５は明るさ制御信号または色値（ｃｏｌｏｒ ｖａｌｕｅ）に応答して発光ダイオード１２０など発光素子に電流を駆動する。駆動トランジスタ１１５は電源（ｐｏｗｅｒ ｓｏｕｒｃｅ）１２５に接続された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：ｆｉｅｌｄ－ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり得る。表示装置はこのような駆動トランジスタを非常に多く含み得、駆動トランジスタは完全に理想的でない場合がある。このようなシステムで（そしてトランジスタが制御されるべき他のシステムで）トランジスタパラメータの変化を補正し、実現しなければならない明るさを特定するために与えられた明るさ制御信号（例：コンピュータのビデオカードで受信したデジタル制御信号）がどの画素に印加されるかに関係なく実質的に同じ明るさを与えた方が良い。

【0029】

このようなシステムで、各トランジスタに対してパラメータを推算することができ、明るさ制御信号およびトランジスタのパラメータに基づいて各トランジスタに制御電圧を印加することができる。［例えば処理回路１０５（以下でさらに詳細に説明する）およびデジタル－アナログ変換器１１０が］制御電圧を調整して駆動するトランジスタと基準トランジスタのパラメータの間の差を補正し得る。例えば、明るさ制御信号に乗算（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｖｅ）補正係数を印加（すなわち、乗算）することができ、（明るさ制御信号と乗算補正係数の）積に追加補正係数を印加し、補正係数［すなわち、乗算補正係数と加算補正係数］が通常の値（ｎｏｍｉｎａｌ ｖａｌｕｅ）に設定された場合、同じ明るさ制御信号に対して（仮想の、「理想的な」トランジスタであり得る）基準トランジスタ（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が駆動する電流と実質的に同じ電流をそのトランジスタが駆動することができるようにする。

【0030】

複数のトランジスタ制御電圧のそれぞれに対してトランジスタが駆動する電流を測定することによって（すなわち、測定したトランジスタ電流を決定することによって）トランジスタのパラメータを推算し得る。ここで、「トランジスタが駆動する電流」はトランジスタのチャネルを介して（すなわち、ソースとドレインの間に）流れる電流である。ここで、「制御電圧」または「トランジスタ制御電圧」はゲート－ソース電圧である。

【0031】

測定したトランジスタ電流とトランジスタ制御電圧から、トランジスタのパラメータを推定することができ、このようなパラメータに基づいて補正係数（すなわち、乗算補正係数および加算補正係数）の初期値を設定し得る。このようなパラメータは、ＦＥＴの場合、しきい電圧Ｖ_ｔｈ、移動度Ｍ、アルファ（ａｌｐｈａ）αおよびバイアス電流Ｉ_ｂｉａｓを含み得る。このようなパラメータで示したトランジスタモデルは次のとおりである。

【0032】

Ｉ_ＤＳ＝Ｍ＊（Ｖ_ｇｓ－Ｖ_ｔｈ）^α＋Ｉ_ｂｉａｓ

【0033】

「アルファ」と「α」という用語は同義であり、ここでは交換的に使用され得る。上記のように、アルファはトランジスタ入力に適用される電圧とその出力における電流との関係を示す式の指数を意味する。バイアス電流は、リーク電流という場合もあり、オフ状態のトランジスタを流れる電流を意味する。

【0034】

本発明の一実施形態によれば、パラメータは複数のトランジスタ制御電圧に対してそれぞれ決定された複数のトランジスタ電流測定値から次のように推定され得る。４個のトランジスタ電流測定値をＩ_１、Ｉ_２、Ｉ_３、Ｉ_４とし、対応する制御電圧をＶｇｓ_１、Ｖｇｓ_２、Ｖｇｓ_３、Ｖｇｓ_４とする。トランジスタ電流測定値とトランジスタ制御電圧をトランジスタモデルに代入すると、次の４個の方程式になる。

【0035】

Ｉ_１＝（Ｖｇｓ_１－Ｖ_ｔｈ）^α＊Ｍ＋Ｉ_ｂｉａｓ
Ｉ_２＝（Ｖｇｓ_２－Ｖ_ｔｈ）^α＊Ｍ＋Ｉ_ｂｉａｓ
Ｉ_３＝（Ｖｇｓ_３－Ｖ_ｔｈ）^α＊Ｍ＋Ｉ_ｂｉａｓ
Ｉ_４＝（Ｖｇｓ_４－Ｖ_ｔｈ）^α＊Ｍ＋Ｉ_ｂｉａｓ

【0036】

この方程式をペアにして結合すると（例：減算）、例えば、次のようにバイアス項Ｉ_ｂｉａｓが消去された３個の方程式に到達する。

【0037】

Ｉ_２－Ｉ_１＝Ｍ＊［（Ｖｇｓ_２－Ｖ_ｔｈ）^α－（Ｖｇｓ_１－Ｖ_ｔｈ）^α］
Ｉ_４－Ｉ_２＝Ｍ＊［（Ｖｇｓ_４－Ｖ_ｔｈ）^α－（Ｖｇｓ_２－Ｖ_ｔｈ）^α］
Ｉ_４－Ｉ_３＝Ｍ＊［（Ｖｇｓ_４－Ｖ_ｔｈ）^α－（Ｖｇｓ_３－Ｖ_ｔｈ）^α］

【0038】

前記の三つの方程式は４個のトランジスタ電流測定値のうち互いに異なる２個を選択して作り得る６個（４個から２個を選択する場合の数、すなわち_４Ｃ_２）のこのような方程式のうち３個である。本発明の一実施形態によれば、四つを超えるトランジスタ電流を測定して（または以下で説明するようにより小さい数を測定し得）互いに異なるペアの集合が作られ得る。前記の三つの方程式をペアにして結合すると（例：比率を取ることができる）、例えば、移動度Ｍも消去された後二つの方程式を得ることができる。

【0039】

【0040】

このように、二つの方程式のそれぞれはトランジスタのパラメータのうちアルファとしきい電圧にのみ依存する。前記の二つの方程式は二つの未知数がある二つの独立方程式であり、未知数、Ｖ_ｔｈおよびαについて解くことができる。これは例えば、傾斜降下（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｄｅｓｃｅｎｔ）最適化を行う、又はＶ_ｔｈとαの値のグリッド（ｇｒｉｄ ｏｆ ｖａｌｕｅｓ）全体について完全探索（ｅｘｈａｕｓｔｉｖｅ ｓｅａｒｃｈ）を行い、費用関数（ｃｏｓｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を最小化する｛Ｖ_ｔｈ，α｝値の集合を見つけることによって達成することができる。ここでグリッドはＶ_ｔｈとαのそれぞれに対して可能な（ｐｌａｕｓｉｂｌｅ）値の範囲（例：Ｖ_ｔｈに対して０Ｖないし０．７Ｖの範囲、αに対して１．５ないし２．５の範囲）にわたる。このような方法によりアルファとしきい電圧に対する近似数値解（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を見つけることができ、近似数値解は費用関数を最小化し、費用関数は二つの方程式が満たされる範囲では誤差の程度であり得る。費用関数は平均二乗誤差であり、例えば次のように定義される。

【0041】

【0042】

Ｖ_ｔｈとα値は前記の方程式を満たし、例えば、Ｖ_ｔｈとαのこのような値について、

が

と同じ値を有する場合、又は本発明の一実施形態によれば、この値が若干異なる場合もあり、例えば、

が

の５０％以内である値を有する場合である。

【0043】

Ｖ_ｔｈとαの値が求められると、（一つの未知数を有する３個の方程式である）次の方程式から移動度Ｍの値を求めることができる。

【0044】

Ｉ_２－Ｉ_１＝Ｍ＊［（Ｖｇｓ_２－Ｖ_ｔｈ）^α－（Ｖｇｓ_１－Ｖ_ｔｈ）^α］
Ｉ_４－Ｉ_２＝Ｍ＊［（Ｖｇｓ_４－Ｖ_ｔｈ）^α－（Ｖｇｓ_２－Ｖ_ｔｈ）^α］
Ｉ_４－Ｉ_３＝Ｍ＊［（Ｖｇｓ_４－Ｖ_ｔｈ）^α－（Ｖｇｓ_３－Ｖ_ｔｈ）^α］

【0045】

この方程式は線形方程式の過剰決定系（ｏｖｅｒｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｓｙｓｔｅｍ）をなし、これらを次のような形態で記載することによって解を求めることができる。

【0046】

ここでｋ１＝［（Ｖｇｓ_２－Ｖ_ｔｈ）^α－（Ｖｇｓ_１－Ｖ_ｔｈ）^α］、ｋ２とｋ３は同様に定義される。

【0047】

これを解くと、以下の式が導かれる。

【0048】

【0049】

【0050】

バイアスを見つけるために、次の過剰決定系をＩ_ｂｉａｓについて解くことができる。

【0051】

【0052】

最小二乗適合法（ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｆｉｔ）を用いて本系を解くと、Ｉ_ｂｉａｓに対する解はバイアス電流４個の平均になる。［これはトランジスタモデルをバイアス電流に対して４回解くことによって求めることができるが、解くたびに（ｉ）トランジスタ電流測定値のうち異なる一つ、そして（ｉｉ）該当するトランジスタ制御電圧を使用する。］

【0053】

場合によっては、リーク電流Ｉ_ｂｉａｓを無視し得る（例：リークがない）。無バイアストランジスタモデルは次のように書くことができる。

【0054】

Ｉ_ＤＳ＝Ｍ＊（Ｖ_ｇｓ－Ｖ_ｔｈ）^α

【0055】

このモデルで、α、Ｖｔｈ，Ｍは推定すべきである未知のパラメータである。（ｉ）トランジスタ電流の最初の測定値およびこれに対応するトランジスタ制御電圧である時の無バイアストランジスタモデルに対する（ｉｉ）トランジスタ電流の二番目の測定値およびこれに対応するトランジスタ制御電圧である時の無バイアストランジスタモデルの比率を求めることによって移動度を消去することができる。

【0056】

【0057】

この方程式から、未知数Ｖ_ｔｈとαである以下の方程式が導かれる。

【0058】

【0059】

追加的なトランジスタ電流測定値とこれに対応するトランジスタ制御電圧についてはＶ_ｔｈとαを未知数とする異なる方程式を求めることができる。

【0060】

【0061】

前記の二つの方程式のそれぞれはトランジスタのパラメータのうちアルファとしきい電圧にのみ依存する。二つの方程式のそれぞれの両側にログを取ると次の方程式になる。

【0062】

【0063】

二つの方程式の比率を求めると、パラメータαを消去することができる。

【0064】

【0065】

この方程式はトランジスタのパラメータのうちしきい電圧にのみ依存し、繰り返しによりＶ_ｔｈに対する解を求めることができる［例えば、Ｖ_ｔｈの値のグリッド全体に対して完全探索（ｅｘｈａｕｓｔｉｖｅ ｓｅａｒｃｈ）を行うことによって可能であるが、グリッドはＶ_ｔｈに対して可能な（ｐｌａｕｓｉｂｌｅ）値の範囲（例：０Ｖないし０．７Ｖの範囲）にわたる］。本発明の一実施形態によれば、トランジスタ制御電圧を次のように選択することができる。

【0066】

【0067】

（例：電流はＩ_１＝１ｎＡ，Ｉ_２＝２ｎＡ，Ｉ_３＝２．５ｎＡ，Ｉ_４＝５ｎＡであるかこの値の３０％以内であり得る）。

【0068】

この場合、Ｖ_ｔｈを次のように直接求めることができる。

【0069】

【0070】

本発明の一実施形態によれば、Ｖ_ｔｈについて類似の（しかし必ずしも同じではない）値を見つけることができる。例えば、

は

の５０％以内の値を有する。

【0071】

Ｖ_ｔｈの値を使用して次のようにαとＭを求めることができる。

【0072】

【0073】

Ｖ_ｔｈとαの値は

が

の５０％以内の値を有する特性を有する。

【0074】

複数のトランジスタ電流測定値とこれに対応するトランジスタ制御電圧を使用してαとＭを計算できるので、最小二乗適合法を使用してアルファを計算することができる。

【0075】

または

【0076】

次に、αとＭは次のように求めることができる。

【0077】

【0078】

上記の方法は４個のトランジスタ電流測定値を使用する。これは、無バイアスの場合に、３個のパラメータ（Ｖ_ｔｈ、アルファ、Ｍ）のみ求めるので、この３個のパラメータを解くためは３個のトランジスタ電流測定値で十分であり、本発明の一実施形態によれば、３個のトランジスタ電流測定値のみを使用する。

【0079】

一旦、トランジスタのパラメータを推定すると、次のように補正係数（すなわち、乗算補正係数および加算補正係数）を計算することができる。図２は本発明の一実施形態によるトランジスタ制御回路を示す。基準電流源２０５は、（ｉ）Ｍ_{ｉｄｅａｌ}＊Ｃ_ｉｎ ^２［Ｍ_{ｉｄｅａｌ}は基準移動度、Ｃ_ｉｎは（要請した画素の明るさを表す）制御ワード（ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｏｒｄ）］を計算する処理回路２１０、そして（ｉｉ）電流デジタル－アナログ変換器（または「電流ＤＡＣ」）２１５を含み、関数Ｉ_ｒｅｆ＝Ｍ_{ｉｄｅａｌ} Ｋ_Ｖ２Ｉ Ｃ_ｉｎ ^２に従って基準電流を生成する。基準移動度Ｍ_{ｉｄｅａｌ}はＭの可能な値の範囲内にあるように選択できるが、例えば、製造偏差とトランジスタ特性の老化による変化がない時の移動度値に選択することができる。駆動回路２２０は（制御ワードＣ_ｉｎおよび補正係数に基づいて調整されたトランジスタ制御電圧を計算する）処理回路１０５（図１）、デジタル－アナログ変換器１１０およびトランジスタ１１５を含む。補正を印加（すなわち、乗算補正係数および加算補正係数）するために使用される処理回路１０５は（例えば、ファームウェアまたはソフトウェアで）適切に構成された処理回路であり得、「補正回路（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ）」ということができる。駆動回路２２０の処理回路１０５は基準電流源２０５の処理回路２１０と成分を共有することができる（例：同じ処理回路であり得る）。基準移動度Μ_{ｉｄｅａｌ}、Ｉ_ｒｅｆ ＤＡＣ２１５の利得Ｋ_Ｖ２Ｉ、及び駆動回路２２０のデジタル－アナログ変換器の利得Ｋ_Ｄは知られている。

【0080】

未知のパラメータはトランジスタのＶ_ｔｈ（Ｖ_{ｔｈ＿ａｃｔｕａｌ}ともいう）、すなわち実際のしきい電圧とトランジスタのＭ（Ｍ_{ａｃｔｕａｌ}ともいう）、すなわち実際の移動度を含む。このような未知のパラメータを、例えば先立って説明したようにトランジスタ電流測定値およびこれに対応するトランジスタ制御電圧から推定する。

【0081】

補正係数（すなわち、乗算補正係数Ａおよび加算補正係数Ｂ）の初期値を次のように計算することができる。

【0082】

【0083】

Ｉ_ｒｅｆ＝Ｉ_{ｐｉｘｅｌ}の場合、Ｋ_ＤＢ＝Ｖ_{ｔｈ＿ａｃｔｕａｌ}になるようにＢを選択すると、（Ｂ＝Ｖ_{ｔｈ＿ａｃｔｕａｌ}／Ｋ_Ｄに設定することによって）前記の方程式は次のようになる。

【0084】

【0085】

これをＡについて解くと、以下の式になる。

【0086】

【0087】

前記のＡ、Ｂ値を使用すると、補正回路１０５、デジタル－アナログ変換器１１０およびトランジスタ１１５の組み合わせは、しきい電圧が０であり、基準移動度を有し、同じ利得を有するデジタル－アナログ変換器１１０を介して駆動される非補正（ｕｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ）トランジスタと実質的に同じ特性を有することができる。したがって、前記のＡおよびＢ値は有効しきい電圧が０であり、有効移動度が基準移動度と同じ場合に該当する。前記で導出したＡおよびＢ値は初期値として使用することができ、補正係数（すなわち、乗算補正係数および加算補正係数）を印加する時測定される残余誤差（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｅｒｒｏｒ）［残余誤差のそれぞれは（ｉ）発光素子を介して駆動される所期の、または「基準」電流と（ｉｉ）トランジスタ駆動電流の間の測定された差］に基づいて適宜調整される。例えば、２０１９年１０月１８日付で出願された「ＥＳＴＩＭＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＩＸＥＬ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ ＣＯＥＦＦＩＣＩＥＮＴＳ ＢＹ ＡＤＡＰＴＡＴＩＯＮ」と題された米国特許出願番号第１６／６５７，６８０号（ここに引用することによって本発明の一部として含む）に記載されたとおりに適用することができる。

【0088】

図３は本発明の一実施形態によるフローチャートである。この方法では、段階３０５で、複数のトランジスタ電流測定値（例：それぞれは複数のトランジスタ制御電圧の一つに対応）を決定し、段階３１０で、（例えば電流測定値と制御電圧に基づいて）乗算補正係数および加算補正係数の初期値を設定し、例えば、段階３１５で、残余誤差を測定し、段階３２０で、乗算補正係数および加算補正係数を調整することによって、乗算補正係数および加算補正係数を適宜調整する。

【0089】

ここで、ある物の「部分（ｐｏｒｔｉｏｎ）」はそれの「少なくとも一部（ａｔ ｌｅａｓｔ ｓｏｍｅ）」を意味し、これはそれのすべてより小さいかすべてを意味し得る。このように、ある物の「部分は」特別な場合としてそれの全体を含み得る。すなわち、それの全体はそれの部分の一例である。ここで、「長方形」とは特別な場合として正方形を含む。すなわち、正方形は長方形の一例であり、「長方形の（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ）」とは「正方形の（ｓｑｕａｒｅ）」を含む。ここで、第２数字（ｎｕｍｂｅｒ）が第１数字のＹ％以内（ｗｉｔｈｉｎ）であれば、これは第２数字が第１数字の（１－Ｙ／１００）倍以上であり、第１数字の（１＋Ｙ／１００）倍以下であることを意味する。ここで、「または」という用語は「および／または」と解釈されるべきであるが、例えば、「ＡまたはＢ」は「Ａ」または「Ｂ」であるか「ＡおよびＢ」の一つを意味する。

【0090】

「処理回路」または「処理手段」という用語はここでデータまたはデジタル信号を処理するために使用するハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアの組み合わせを意味する。処理回路は例えば、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、汎用または専用中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号処理器（ＤＳＰ）、グラフィックス処理装置（ＧＰＵ）、ＦＰＧＡなどのプログラム可能な論理装置を含み得る。処理回路でそれぞれの関数はその機能を遂行する有線ハードウェアまたは非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記憶媒体に格納された命令を行うＣＰＵなどの汎用ハードウェアによって行われ得る。処理回路は一つの印刷回路基板（ＰＣＢ）に形成され、互いに接続されたＰＣＢに分散配置され得る。処理回路は他の処理回路を含み得るが、例えばＰＣＢ上で互いに接続されたＦＰＧＡとＣＰＵを含み得る。

【0091】

ここで、方法（例：調整）または第１量（ｑｕａｎｔｉｔｙ）［例：第１変数（ｖａｒｉａｂｌｅ）］が第２量（例：第２変数）に「基づく」という場合、第２量がその方法の入力であるか第１量に影響を及ぼすことを意味するが、例えば、第２量が第１量を計算する関数の入力（例：単一入力または複数入力の一つ）であるか、第１量が第２量と等しいか（ｅｑｕａｌ）、第１量が第２量と同じ（ｓａｍｅ）（例：メモリ内で同じ場所に格納）であることを意味する。

【0092】

「第１」、「第２」、「第３」などの用語を様々な要素、成分、領域、層、部分などに使用するが、これらはこのような修飾語によって限定されない。このような用語はある要素、成分、領域、層、部分を他の要素、成分、領域、層、部分と区別するために使用するものであり、本発明の趣旨と範囲を逸脱しない。

【0093】

ここで使用された用語は特定の実施形態を説明することを目的として使用するだけであり、本発明を制限することを意図するものではない。ここで「実質的に」「約」、「概して」およびこれと同様の表現は近似を示す表現であり、「程度」を示すものではなく、当業者が認識できる測定値または計算値の固有誤差を示すために使用する。

【0094】

ここで数について特に言及しなければ単数または複数の場合をすべて含む。ある特徴、段階、動作、部分、成分などを「含む」という表現は該当部分の他に他の特徴、段階、動作、部分、成分なども含み得ることを意味する。「および／または」という表現は羅列されたもの一つまたは二つ以上のすべての組み合わせを含む。羅列したリストの前に記載した「少なくとも一つ」などの表現はリスト全体を修飾するものであり、リスト内のそれぞれのものを修飾するものではない。また、本発明の実施形態を説明する際に使用する「し得る」という表現は本発明の一つ以上の実施形態に適用可能であることを意味する。「例示的な」という用語は例または図面を示す。「使用」、「利用」などはこれと類似の他の表現と共に同様の意味で使用される。

【0095】

部分、層、領域、成分などが他の部分、層、領域、成分の「上に」あるか「接続されて」いると記載する場合、「すぐ」上にあるかまたは直接接続されている場合だけでなく、中間に他の部分、層、領域、成分などがさらに介在する場合も含む。しかし「すぐ上に」あるか「直接接続」されていると記載する場合は中間に他の部分がないことを意味する。

【0096】

ここに記載した数値範囲は該当範囲内に含まれる同じ正確度のすべての部分範囲（ｓｕｂ－ｒａｎｇｅ）を含む。例えば、「１．０ないし１０．０」または「１．０と１０．０の間」の範囲は最小値１．０と最大値１０．０およびその間にあるすべての部分範囲、すなわち、１．０以上の最小値と１０．０以下の最大値を有する部分範囲、例えば２．４ないし７．６を含む。ここで言及した最大値はその中に含まれ、それより小さいすべての数値限界を含み、本明細書に記載した最小値はその中に含まれ、それより大きいすべての数値限界を含む。

【0097】

以上でトランジスタパラメータ推定システムおよび方法の実施形態について説明および図示したが、当業者であればこのような実施形態を変更および修正することができる。したがって、ここで提示した原理により構成された他のトランジスタパラメータ推定システムおよび方法も本発明に含まれる。本発明は次の特許請求の範囲およびその等価物によって定義される。

【符号の説明】

【0098】

１０５：処理回路／補正回路
１１０：デジタル－アナログ変換器
１１５：トランジスタ
１２０：発光ダイオード
２０５：基準電流源
２１０：処理回路
２１５：ＤＡＣ
２２０：駆動回路

【図1】

【図2】

【図3】