特表 2023-554362 外れ値ピクセル動的抵抗を考慮したマイクロＬＥＤ電力

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-27

(54)【発明の名称】外れ値ピクセル動的抵抗を考慮したマイクロＬＥＤ電力

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/325 20200101AFI20231220BHJP

   H05B 45/37 20200101ALI20231220BHJP

【ＦＩ】

H05B45/325

H05B45/37

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023536155

(86)(22)【出願日】2021-11-30

(85)【翻訳文提出日】2023-08-10

(86)【国際出願番号】 US2021061271

(87)【国際公開番号】W WO2022132426

(87)【国際公開日】2022-06-23

(31)【優先権主張番号】17/123,021

(32)【優先日】2020-12-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500507009

【氏名又は名称】ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ロペス ジュリア，アントニオ

(72)【発明者】

【氏名】ソン，ジー フゥア

【テーマコード（参考）】

3K273

【Ｆターム（参考）】

3K273PA01

3K273PA04

3K273PA07

3K273RA13

3K273SA08

3K273SA35

3K273SA46

3K273TA07

3K273TA08

3K273TA15

3K273TA37

3K273UA22

(57)【要約】

本明細書では、ｕＬＥＤダイの駆動されていない又は駆動不足のｕＬＥＤの数を低減するためのシステム、デバイス、方法及びコンピュータ読取可能媒体について説明する。方法は、マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ダイのコントローラによって、ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤの動的直列抵抗（Ｒ_ｄ）又は順方向電圧（Ｖ_ｆ）を識別するステップと；コントローラによって、識別されたＲ_ｄ又はＶ_ｆに基づいて、ｕＬＥＤダイに結合されたｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）よりも小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択するステップと；コントローラによって、選択された電流レベルにおける電流を、ｕＬＥＤドライバに供給させるステップと；を含むことができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ダイのコントローラによって、前記ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤの動的直列抵抗（Ｒ_ｄ）又は順方向電圧（Ｖ_ｆ）を識別するステップと、
前記コントローラによって、前記識別されたＲ_ｄ又はＶ_ｆに基づいて、前記ｕＬＥＤダイに結合されたｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）よりも小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択するステップと、
前記コントローラによって、前記選択された電流レベルにおける電流を、前記ｕＬＥＤドライバに供給させるステップと、
を含む、方法。

【請求項2】

Ｉ_{ＰＷＭ＿０}を選択したこと応答して、前記コントローラによって、前記ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間を増加させるステップを更に含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

テスト機器によって前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤをテストして、前記ｕＬＥＤが、指定された閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含むかどうかを判断するステップを更に含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記ｕＬＥＤダイのコントローラによってアクセス可能なメモリに、前記指定された閾値より大きいＲ_ｄを含む前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤの識別（ＩＤ）を示すデータを記憶するステップを更に含む、
請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記識別されたＲ_ｄに基づいて、前記ｕＬＥＤの前記Ｖ_ｆが最大供給電圧（Ｖ_ＬＥＤ）より小さい（又は等しい）ようにＩ_{ＰＷＭ＿０}を決定するステップを更に含む、
請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記コントローラは、前記指定された閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含む前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤについてＩ_{ＰＷＭ＿０}を選択する、
請求項３に記載の方法。

【請求項7】

前記指定された閾値は、前記ｕＬＥＤダイのすべてのｕＬＥＤにわたるＲ_ｄ値又はＶ_ｆ値の指定された百分位数である、
請求項３に記載の方法。

【請求項8】

前記ｕＬＥＤダイに結合されたｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）よりも小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択するステップは、外れ値ｕＬＥＤのＲ_ｄ又はＶ_ｆと、前記ｕＬＥＤダイの非外れ値ｕＬＥＤの平均Ｒ_ｄ又はＶ_ｆとの間の差に基づいており、前記外れ値ｕＬＥＤは、前記ｕＬＥＤの前記平均Ｒ_ｄ又はＶ_ｆより大きい標準偏差の指定された数より大きいＲ_ｄを含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項9】

システムであって、
マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）と、それぞれのｕＬＥＤドライバとを含むｕＬＥＤダイと、
前記ｕＬＥＤダイに結合された電源と、
前記ｕＬＥＤダイに結合されたコントローラと、を備え、前記コントローラは、
前記ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤの動的直列抵抗（Ｒ_ｄ）又は順方向電圧（Ｖ_ｆ）を識別し、
前記識別されたＲ_ｄ又はＶ_ｆに基づいて、前記ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）よりも小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択し、
前記電源に、前記選択された電流レベルにおける電流を、前記ｕＬＥＤドライバに供給させる、
ように構成される、システム。

【請求項10】

前記コントローラは、Ｉ_{ＰＷＭ＿０}を選択したこと応答して、前記ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間を増加させるように更に構成される、
請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤをテストして、前記ｕＬＥＤが、指定された閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含むかどうかを判断するように構成されるテスト機器を更に含む、
請求項９に記載のシステム。

【請求項12】

前記指定された閾値より大きいＲ_ｄを含む前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤの識別（ＩＤ）を示すデータを記憶するために、前記ｕＬＥＤダイの前記コントローラによってアクセス可能なメモリを更に含む、
請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記コントローラは、前記識別されたＲ_ｄに基づいて、前記ｕＬＥＤの前記Ｖ_ｆが最大供給電圧（Ｖ_ＬＥＤ）より小さい（又は等しい）ようにＩ_{ＰＷＭ＿０}を決定するように更に構成される、
請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記コントローラは、前記指定された閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含む前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤについてＩ_{ＰＷＭ＿０}を選択する、
請求項１１に記載のシステム。

【請求項15】

機械によって実行されると、該機械に、
マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ダイのｕＬＥＤの動的直列抵抗（Ｒ_ｄ）又は順方向電圧（Ｖ_ｆ）を識別するステップと、
前記識別されたＲ_ｄ又はＶ_ｆに基づいて、前記ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）よりも小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択するステップと、
電源に、前記選択された電流レベルにおける電流を、前記ｕＬＥＤドライバに供給させるステップと、
を含む動作を実行させる命令を含む、機械読取可能媒体。

【請求項16】

前記動作は、
Ｉ_{ＰＷＭ＿０}を選択したこと応答して、コントローラによって、前記ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間を増加させるステップを更に含む、
請求項１５に記載の機械読取可能媒体。

【請求項17】

前記動作は、
前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤをテストして、前記ｕＬＥＤが、指定された閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含むかどうかを判断するステップを更に含む、
請求項１５に記載の機械読取可能媒体。

【請求項18】

前記動作は、
前記指定された閾値より大きいＲ_ｄを含む前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤの識別（ＩＤ）を示すデータをメモリに記憶するステップを更に含む、
請求項１７に記載の機械読取可能媒体。

【請求項19】

前記指定された閾値は、前記ｕＬＥＤダイのすべてのｕＬＥＤにわたるＲ_ｄ値又はＶ_ｆ値の指定された百分位数である、
請求項１７に記載の機械読取可能媒体。

【請求項20】

前記ｕＬＥＤダイに結合されたｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）よりも小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択するステップは、外れ値ｕＬＥＤのＲ_ｄ又はＶ_ｆと、前記ｕＬＥＤダイの非外れ値ｕＬＥＤの平均Ｒ_ｄ又はＶ_ｆとの間の差に基づいており、前記外れ値ｕＬＥＤは、前記ｕＬＥＤの前記平均Ｒ_ｄ又はＶ_ｆより大きい標準偏差の指定された数より大きいＲ_ｄを含む、
請求項１５に記載の機械読取可能媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権の主張
本出願は、２０２０年１２月１５日に出願された米国特許出願第１７／１２３，０２１号の優先権の利益を主張するものであり、この出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

技術分野
本開示は、発光ダイオード（ＬＥＤ）の異常に高い動的直列抵抗によって経験される暗収差を低減又は除去するように構成される発光装置及び発光装置制御システムに関する。

【背景技術】

【0003】

家庭又は商業照明のようないくつかの用途では、照明の可視効果に関するユーザ経験が非常に重要である。自動車照明は、ユーザ経験が非常に重要なもう１つの用途である。発光ダイオード（ＬＥＤ）の動的直列抵抗が高い場合、ＬＥＤの順方向電圧が供給電圧より高くなる可能性があり、ＬＥＤは期待通りに動作しない可能性が高い。このようなＬＥＤは、点灯されたＬＥＤの中で黒又は暗いスポットとして現れる可能性がある。

【図面の簡単な説明】

【0004】

図は、いくつかの実施形態による、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）から発せられる光を変化させることができる制御システムを含む、装置、システム又は方法の様々な図を示す。用語「前部」、「後部」、「上部」、「側部」及び他の方向用語は単に、装置及びシステム及び他の要素を説明する際の便宜のために使用されており、いかなる方法においても限定するものとして解釈されるべきではない。

【0005】

【図1】マイクロＬＥＤ（ｕＬＥＤ）のマトリクスを含むダイを駆動するシステムの実施形態の論理ブロック図を一例として示す図である。

【0006】

【図2】駆動されていない（undriven）及び／又は駆動不足（underdriven）のｕＬＥＤを含むｕＬＥＤダイの実施形態の斜視図を一例として示す図である。

【0007】

【図3】ドライバ回路の効率対外れ値ｕＬＥＤの相対動的直列抵抗のグラフの実施形態の図を一例として示す図である。

【0008】

【図4】ｕＬＥＤのマトリクス及び対応するドライバ回路を含むパッケージの実施形態の概念ブロック図を一例として示す図である。

【0009】

【図5】ｕＬＥＤピクセル（ｕＬＥＤドライバ回路及び対応するｕＬＥＤ）の実施形態の回路図を一例として示す図である。

【0010】

【図6】ｕＬＥＤのマトリクスを駆動するために外れ値ピクセル動的直列抵抗（Ｒ_ｄ）を考慮するシステムの実施形態の論理回路図を一例として示す図である。

【0011】

【図7】複数のｕＬＥＤマトリクスダイに対するＲ_ｄ分布の実施形態のグラフを一例として示す図である。

【0012】

【図8】ｕＬＥＤピクセルの実施形態の回路図を一例として示す図である。

【0013】

【図9】ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤのＲ_ｄを分析するためのシステムの実施形態の図を一例として示す図である。

【0014】

【図10】外れ値Ｒ_ｄを有するｕＬＥＤと、より低いＲ_ｄを有するｕＬＥＤの電流対電圧のグラフを一例として示す図である。

【0015】

【図11】ピークドライバ電流（％）対ｕＬＥＤの動的直列抵抗のグラフを一例として示す図である。

【0016】

【図12】Ｖ_ＬＥＤ対外れ値Ｒ_ｄを有するｕＬＥＤの相対動的抵抗のグラフを一例として示す図である。

【0017】

【図13】ｕＬＥＤマトリクスダイを駆動する方法の実施形態の図を一例として示す図である。

【0018】

【図14】例えば図６～図１３に関連して説明されるような機能性をサポートするシステムのチップレベル実装の実施形態をより詳細に示す図である。

【0019】

【図15】ｕＬＥＤパッケージに含めることができる回路を含むシステムの論理ブロック図を一例として示す図である。

【0020】

【図16】１つ以上の実施形態を実装するための機械（例えばコンピュータシステム）の実施形態のブロック図を一例として示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

ｕＬＥＤダイ上のマイクロＬＥＤ（「ｕＬＥＤ」として示されることもある）のアレイのようなコンパクトなピクセル化ＬＥＤは、大きなモノリシックダイエリアを含むことができる。ｕＬＥＤアレイは、ヘッドライト、テールライト、パーキングライト、フォグランプ、ディレクションライト等のような自動車照明に使用されることができる。このような用途は単なる例であり、ｕＬＥＤアレイの他の多くの用途が可能である。

【0022】

ｕＬＥＤアレイは、個々のピクセルの明るさの制御のためのドライバエレクトロニクスとハイブリッド形成されたｕＬＥＤのダイを含むことができる。ドライバエレクトロニクスは、例えば相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）材料又はプロセス、あるいは他の半導体製造プロセスを使用して製造されることができる。

【0023】

いくつかの実施形態において、ドライバエレクトロニクス（ｕＬＥＤドライバ）は、線形駆動スキームを実装することができる。線形駆動スキームは、そのような制御エレクトロニクス、特に大きなｕＬＥＤアレイ構成のための１つの実用的な解決策である。しかしながら、ドライバエレクトロニクスへの電圧供給を制御するために、安定したｕＬＥＤ電流供給と許容可能な熱損失の両方を提供することのように、線形駆動スキームでは特別な注意が要求される。より多くのｕＬＥＤドライバがその適合電圧（ドライバによって駆動されている対応するｕＬＥＤに十分な電力を供給する電圧）を超えて動作することを確実にするのを助けるために、ドライバエレクトロニクスへの電圧供給は、一般に、アレイ内のｕＬＥＤの最高順方向電圧（Ｖ_ｆ）を超えて設定される。しかしながら、そのような設定は、温度又はエネルギー効率が良くない。

【0024】

モノリシックｕＬＥＤチップの利点は、それらがｕＬＥＤ集団の間の順方向電圧（Ｖ_ｆ）の狭い分散（例えば標準偏差＜１００ミリボルト）を支持することである。この順方向電圧（Ｖ_ｆ）の均一性は、例えば供給される電圧とｕＬＥＤの順方向電圧（Ｖ_ｆ）との間の電圧差を低減させること等によって、熱損失を低減させる。残念ながら、順方向電圧（Ｖ_ｆ）が過度に高い（例えば２０％、２５％より多い、より多く又はより少ないパーセンテージ又はその間のパーセンテージがｕＬＥＤの平均順方向電圧（Ｖ_ｆ）よりも高い）、少数ではあるが関連する一群の外れ値ｕＬＥＤが依然として存在する可能性がある。

【0025】

十分な供給電圧を提供するための１つの解決策は、外れ値を含むダイ上のすべてのｕＬＥＤに対して最も高いＶ_ｆより大きい（又はそれに等しい）供給電圧を提供することを含む。この解決策を使用すると、外れ値を含むすべてのｕＬＥＤが適切に駆動されるであろう。しかしながら、ドライバエレクトロニクス間の電圧降下が平均して増加するので、熱損失は増加する（一部の実際のケースでは禁止レベルまで）。

【0026】

別の解決策は、外れ値ｕＬＥＤに対する考慮を含まない。このような外れ値のスキップは、供給電圧を低く維持することを可能にし、それによって、ｕＬＥＤ間の狭い順方向電圧（Ｖ_ｆ）分散から利益を得る。この解決策では、外れ値のＶ_ｆの１つ以上を説明するために電圧供給電圧を増加させる解決策と比べて、熱損失は低減される。しかしながら、そのような解決策を使用すると、いくつかの外れ値ｕＬＥＤが駆動されないか又は駆動不足になる可能性が高い。そのような駆動されない及び／又は駆動不足のｕＬＥＤは、ｕＬＥＤアレイ上に暗いスポットとして現れる可能性がある。外れ値のより大きな集団（population）は、いくつかの用途において、特に駆動されていない及び／又は駆動不足のｕＬＥＤが可視のままである場合には、禁止される可能性がある。

【0027】

実施形態は、対応するｕＬＥＤが熱損失又は動作効率に対するわずかな影響で点灯することができるように、外れ値ｕＬＥＤドライバに電圧コンプライアンス（voltage compliance）を提供する（例えば単純な）駆動スキームを含むことができる。実施形態によって提供される利点は、線形ドライバスキームで駆動されるピクセル化マトリクスＬＥＤの以下の課題のうちの１つ以上に対処することができる：（１）マトリクスｕＬＥＤのコスト効率のよい駆動スキームを提供すること；（２）ドライバ効率の制限を克服すること；（３）電圧コンプライアンスの制限を克服すること；又は（４）外れ値が電圧コンプライアンス又はドライバ効率のいずれかを損なう場合に、ピクセルの集団にわたる順方向電圧分散に対処すること。

【0028】

実施形態において、異常に高いＶ_ｆは、ｕＬＥＤの動的直列抵抗の積であり得る。動的直列抵抗は、金属－半導体接触のような素子の品質に影響を与えるプロセス公差に起因する可能性がある。これらの考慮に基づいて、実施形態は、熱損失に対するわずかな影響で正常に動作するか又は実質的に点灯（動的直列抵抗を考慮せずに指定されるルーメンの指定された数又はパーセンテージ内の強度まで点灯）することができる外れ値ｕＬＥＤに電圧コンプライアンスを提供する、電流ドライバ（ｕＬＥＤドライバ）を含むことができる。

【0029】

実施形態は、感知電圧によって外れ値ピクセルを識別し（例えば図９を参照されたい）、そのように分類することができる、ｕＬＥＤドライバ制御技術を提供することができる。これは、ｕＬＥＤダイのアセンブリプロセス中に又は周期的に、例えば診断モード中に行うことができる。実施形態は、パルス幅変調（ＰＷＭ）電流のプリセットオン電流値（preset on-current value）を、Ｖ_ｆが平均集団のコンプライアンス電圧を（例えば指定された量だけ）上回るそれらの識別された外れ値ｕＬＥＤについて調整することができる、ｕＬＥＤドライバ制御スキームを提供することができる。これは、ｕＬＥＤダイのアセンブリプロセス中に又は周期的に、例えばｕＬＥＤダイの加工後の診断モード中に行うことができる。

【0030】

実施形態は、外れ値ピクセルのＶ_ｆがＶ_ＬＥＤより十分に低くなるように、ＰＷＭ電流のプリセットオン電流値を最大ＰＷＭ電流（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）より低くする、ドライバ制御技術を提供することができる。これにより、ローカルｕＬＥＤドライバユニットをコンプライアンス電圧モードにすることができる。
実施形態は、ＰＷＭ電流のプリセットオン電流値をＩ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}より低い新しい値Ｉ_{ＰＷＭ＿Ｏ}まで低下させるドライバ制御技術を提供することができ、この値は、外れ値ｕＬＥＤと平均集団の値との間の直列動的抵抗（Ｒ_ｄ）の差から近似的に及び／又は部分的に推定される。Ｒ_ｄは、異なる電流レベル（例えば目標Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}の周辺）でピクセルを駆動することによって、アセンブリプロセス中に又は診断モード中に周期的に特徴付けられ得る。Ｒｄは、Ｖ_ｆｍａｘとＶ_ｔｈ（例えば図１０を参照されたい）との間の差をＩ_ＰＷＭで割ったものとして決定することができる。したがって、Ｒｄのランド（rand）を、［Ｒ_ｄｌｏｗ， Ｒ_{ｄｈｉｇｈ}］として定義することができる。Ｒ_ｄｌｏｗ＝（Ｖ_ｆｍａｘ－Ｖ_ｔｈ）／Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}である。同様に、Ｒ_{ｄｈｉｇｈ}＝（Ｖ_ｆｍａｘ－Ｖ_ｔｈ）／Ｉ_{ＰＷＭ＿０}である。なお、Ｖ_ｔｈ及びＩ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}は、技術、設計及び動作条件によって与えられる。これらを固定することにより、Ｖ_ｆｍａｘ（例えば供給電圧）とＲ_ｄとの間に直接的な関係が得られる。

【0031】

図１は、一例として、ｕＬＥＤ制御システム１００の実施形態の図を示す。図示されるシステム１００は、複数のＬＥＤドライバによって分配された電力をｕＬＥＤ１０４のマトリクスに提供する電圧源１０２を含む。電圧源１０２は、一定の直流（ＤＣ）電圧Ｖ_ＬＥＤ１０６及び一定の基準電圧Ｖ_ＧＮＤ１０８を提供する。電圧源１０２は、電圧源をＶ_ＬＥＤ１０６のＤＣレベルに固定することができる。この電圧は、負荷線応答（ｕＬＥＤ１０４のアレイの負荷）によって動的に変化しない。したがって、Ｖ_ＬＥＤ１０６は、電流ドライバ信号のパルス幅変調（ＰＷＭ）期間中に動的に変化しない。

【0032】

前述したように、Ｖ_ＬＥＤ１０６が、ｕＬＥＤ１０４のアレイの外れ値ピクセルを考慮するように設定される場合、ｕＬＥＤのドライバ内の熱損失は高くなる（法外に高くさえなる）。反対に、Ｖ_ＬＥＤ１０６が、外れ値ｕＬＥＤのＶｆを考慮せずに設定される場合、外れ値ｕＬＥＤは、駆動されないか又は駆動不足のままであり得る。このような駆動されない又は駆動不足のＬＥＤは、ｕＬＥＤ１０４のマトリクス内に暗いスポットとして現れる可能性がある。

【0033】

図２は、一例として、外れ値ｕＬＥＤのＶ_ｆを考慮することなく駆動されるｕＬＥＤ２００のアレイの実施形態の図を示す。図から分かるように、いくつかのｕＬＥＤは駆動されない又は駆動不足のままであり、その結果、ｕＬＥＤ２００のアレイ内の黒又は暗いスポット２２０となる。

【0034】

図３は、一例として、ドライバ回路の効率対外れ値ｕＬＥＤの相対動的直列抵抗（ｕＬＥＤ２００のアレイ内のすべてのｕＬＥＤの％として）のグラフ３００の実施形態の図を示す。図から分かるように、外れ値と考えられるｕＬＥＤの動的抵抗が増加すると、ドライバ回路の電気効率は低下する。目標は、電気効率を、例えば８５％、８０％より高く、より少ないパーセンテージ又はそれらの間の何らかのパーセンテージより高く維持することとすることができる。電気効率は、電力出力を、提供される電力で割ったものとして定義される。例えば外れ値Ｒ_ｄが、ｕＬＥＤ１０４のマトリクス内のＬＥＤの集団に対して２０％増加する場合、ドライバ効率は８６％（外れ値を考慮しない基準効率）から８２％まで低下する。

【0035】

図４は、一例として、ｕＬＥＤ１０４のマトリクスに電気的に結合された電気バックプレーンを含むシステム４００の実施形態の論理ブロック図を示す。電気バックプレーンは、ｕＬＥＤドライバ４４４及び電力提供回路を含む。ｕＬＥＤドライバ４４４の線形ドライババージョンの更なる詳細は、図５に関して提供される。電力提供回路は、電圧源からのＶ_ＬＥＤ１０６及び基準電圧Ｖ_ＧＮＤ１０８を含む。Ｖ_ＬＥＤ１０６は、電力プレーン４４２に提供される。Ｖ_ＧＮＤ１０８は、グラウンドプレーン４４０に提供される。ｕＬＥＤドライバ４４４は、電力プレーン４４２からＶ_ＬＥＤ１０６を使用して電力供給される。ｕＬＥＤドライバ４４４は、電気相互接続４４６を介して、ｕＬＥＤ１０４のマトリクス内の個々の又はグループのｕＬＥＤを制御する。ｕＬＥＤドライバ４４４は、ｕＬＥＤがオン、オフ、デューティサイクル又はｕＬＥＤ１０４の他の電力制御のいずれであるかを制御することができる。

【0036】

ｕＬＥＤ１０４のマトリクスは、電気相互接続４４６を介して（それぞれの）ｕＬＥＤドライバ４４４に電気的に結合される。ｕＬＥＤ１０４のマトリクスは、他の電気相互接続４４８を介してグラウンドプレーン４４０に電気的に結合される。誘電体４５０は、ｕＬＥＤドライバ４４４をグラウンドプレーン４４０から電気的及び物理的に分離する。すなわち、誘電体４５０は、ｕＬＥＤドライバ４４４とグラウンドプレーン４４０との間に（例えば直接的に）及びグラウンドプレーン４４０と電力プレーン４４２との間に（例えば直接的に）位置する。

【0037】

図５は、一例として、ｕＬＥＤドライバ４４４とｕＬＥＤ１０４のマトリクスのｕＬＥＤ５５０とを含むシステム５００の一実施形態の論理回路図を示す。ｕＬＥＤドライバ４４４は、電気相互接続４４６上の電気信号５５４を制御する。ｕＬＥＤドライバ４４４は、電気信号５５４を制御することによって、ｕＬＥＤ５５０への電流の流れを抑制又は許容することができる。この制御を使用して、ｕＬＥＤドライバ４４４は、最終的に、個々の又はグループのｕＬＥＤ５５０がオンであるか否か及びいつオンであるか、並びにｕＬＥＤのデューティサイクルを制御することができる。

【0038】

他のｕＬＥＤ駆動スキームの制限を克服し、ｕＬＥＤ１０４のマトリクスの電気効率を増加させるために、いくつかの改良された駆動スキームが提供される。実施形態は、個々にアドレス可能なピクセルを有するｕＬＥＤダイを考慮する。ｕＬＥＤダイは、ＰＷＭモードで動作する線形ドライバアーキテクチャを含む、ｕＬＥＤドライバ４４４を含む。制御スキームは、少なくとも部分的に、ランダム化されているｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号の位相によって、電圧源１０２によって駆動される総自乗平均平方根（ＲＭＳ、root mean square）及び高調波電流を最小化するのを助けることができる。

【0039】

実施形態は、電圧源１０２を含むことができ、その出力電圧は、十分な帯域幅応答で、負荷（例えば負荷のコントローラ９９０（図９を参照されたい））によって動的に変調及び制御され得る。実施形態は、ｕＬＥＤ１０４のマトリクスのランタイム前又はランタイム中に、外れ値ピクセルを識別する（例えば感知電圧によって識別し、そのように分類する（図９を参照されたい））ことができる制御スキームを含むことができる。コントローラ９９０は、電圧源１０２からの電圧を、ドライバのＰＷＭ信号の１サイクルごと又は数サイクルごとの間に、ｕＬＥＤの動的抵抗（Ｒ_ｄ）の関数として、指定された電圧値まで増加させることができる。より高い電圧を、外れ値ｕＬＥＤの動的直列抵抗の関数として指定することができる。

【0040】

実施形態は、ドライバのＰＷＭ信号の１サイクルごと又は数サイクルごとの間に、電圧供給を、指定された電圧値まで繰り返し（例えば所定の間隔で周期的に）増加させる制御スキームを含むことができる。そのようなより高く設定された電圧を、外れ値ピクセルの順方向電圧（Ｖ_ｆ）の関数として指定することができる。ＬＥＤの順方向電圧（Ｖ_ｆ）は、ＬＥＤが点灯している間のＬＥＤにわたる電圧降下である。

【0041】

実施形態は、ｕＬＥＤ５５０のｕＬＥＤドライバ４４４によって提供される電圧及び電流を変更するための制御スキームを含むことができる。実施形態は、外れ値ピクセルの修正可能なセット電流を含む制御スキームを提供することができる。

【0042】

図６は、一例として、ｕＬＥＤ１０４のマトリクスを駆動するために外れ値ピクセルＲ_ｄを考慮するシステム６００の実施形態の論理回路図を示す。システム６００は、ｕＬＥＤ制御システム１００と同一又は同様であり、システム６００は、Ｒ_ｄに基づいてｕＬＥＤドライバ４４４（図４を参照されたい）に電力を提供させる制御コマンド６６０を提供する回路を含む。制御コマンド６６０は、ｕＬＥＤ１０４のマトリクスの特定のｕＬＥＤ５５０の動的直列抵抗に基づく電圧又は電流を示すことができる。制御コマンド６６０は、ｕＬＥＤドライバ４４４に供給すべき電圧を示す。制御コマンド６６０は、ｕＬＥＤドライバ４４４に結合されたコントローラ９９０によって発行され得る。

【0043】

コントローラ９９０は、メモリ９８８（図９を参照されたい）を含むことができ、あるいは、少なくとも、異常に高いＲ_ｄを有する各ｕＬＥＤについて、Ｒ_ｄ、デューティサイクル、ＰＷＭ周期等を示すデータを含むメモリへのアクセスを有することができる。コントローラ９９０は、このデータを使用して、ｕＬＥＤドライバ４４４への電圧を減少させ、したがってｕＬＥＤドライバ４４４によって供給される電流を減少させるコマンド６６０を提供することができる。電流は、順方向電圧（Ｖ_ｆ）が供給電圧Ｖ_ＬＥＤの最大値よりも小さくなるように設定されることができる。

【0044】

図７は、一例として、複数のｕＬＥＤマトリクスダイに関する動的直列抵抗（Ｒ_ｄ）分布の実施形態のグラフ７００を示す。分布７７４のうちの１つは、下位３つの四分位７７０にあるＲ_ｄと、上位の四分位７７２にあるＲ_ｄを有する、大多数のｕＬＥＤを含む。外れ値ｕＬＥＤは、外れ値Ｒ_ｄ７７６を含む。外れ値Ｒ_ｄは、Ｒ_ｄによってランク付けされたｕＬＥＤ１０４のマトリクスのｕＬＥＤの最も高い百分位数（例えば７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、より高いパーセンテージ、又はその間の何らかのパーセンテージ）、指定された閾値より大きいＲ_ｄ（例えば指定された百分位数におけるＲ_ｄ、平均を上回る標準偏差の指定された数のＲ_ｄ等）を有するｕＬＥＤ１０４のマトリクスのｕＬＥＤとして定義され得る。

【0045】

Ｖ_ＬＥＤ１０６が、Ｒ_ｄに基づいてｕＬＥＤの指定された百分位数をカバーするレベルに設定される場合、外れ値Ｒ_ｄ７７６を有するｕＬＥＤ５５２は、駆動されないか又は駆動不足であり得る。前述したように、この駆動されていない状態又は駆動不足状態は、ｕＬＥＤ１０４のマトリクスによって生成される画像において、暗いスポット又は他の収差を生じる可能性がある。

【0046】

図８は、一例として、ｕＬＥＤピクセル（ｕＬＥＤ５５０及び対応するｕＬＥＤドライバ４４４（例えば単一のｕＬＥＤ５５０又は少数グループのｕＬＥＤ（１０個未満のｕＬＥＤ）のみを駆動するｕＬＥＤドライバ４４４））の一実施形態の回路図を示す。図８の回路図８００において、ｕＬＥＤドライバ４４４は、ｕＬＥＤのＲｄに依存する電圧ＶＣＳ８８０を用いて駆動される。ＶＣＳ８８０は、様々なＶＣＳ８８０の値を提供するように動作する回路（例えば抵抗ラダー及びマルチプレクサ）からのものとすることができる。コントローラ９９０は、Ｖ_ｆをＶＬＥＤ１０６未満に減少させるように、ｕＬＥＤのＲｄに対応するＶＣＳ８８０を選択することができる。駆動電圧（ＶＣＳ８８０）におけるこの減少は、ｕＬＥＤドライバ４４４によって提供される駆動電流を減少させる。駆動電流における減少は、次に、ｕＬＥＤ５５０の強度の低減を引き起こす。コントローラ９９０は、ｕＬＥＤ５５０のデューティサイクルを増加させることによって強度の減少を補償することができる。

【0047】

図９は、一例として、ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤの動的抵抗（Ｒｄ）を分析するためのシステム９００の実施形態の図を示す。実施形態を使用するために、上述したように、コントローラ９９０を、ｕＬＥＤ１０４のマトリクスの一部として使用することができる。コントローラ９９０は、メモリ９８８へのアクセスを有するか又はメモリ２１２を含むことができる。

【0048】

メモリ９８８は、どのｕＬＥＤが異常に高いＲ_ｄ（及び対応する異常に高いＶ_ｆ）を有するかを示すデータを記憶することができる。ｕＬＥＤ９９６が異常に高いＲ_ｄを有するかどうかを判断するために、テスト機器９９２によって電気刺激９９４をｕＬＥＤドライバ４４４に提供することができる。テスト機器９９２は、電圧源１０２と同様の電源を含むことができる。テスト機器９９２は、刺激９９４として供給される電流又は電圧の振幅、周波数又は他のパラメータを変化させるように動作可能であり得る。

【0049】

刺激９９４は、ほとんどの時間、ｕＬＥＤドライバ４４４を駆動するために使用されることになる電圧（ＶＬＥＤ１０６）を含むことができる。十分な応答９９８が検出された場合、ｕＬＥＤ９９６は正常であると考えることができる。不十分な応答９９８が検出された場合、ｕＬＥＤ９９６は外れ値Ｒ_ｄを有すると考えることができる。

【0050】

不十分な応答９９８（期待される（閾値）電流を下回る電流）に応答して、テスト機器９９２は、ｕＬＥＤ９９６の識別（例えば行及び列などのｕＬＥＤのマトリクス内の位置によるか又は他の識別）をコントローラ９９０のメモリ９８８（又はコントローラ９９０によってアクセス可能なメモリ）に記憶させることができる。このようにして、コントローラ９９０は、いつｕＬＥＤドライバ４４４に、低減された電流でｕＬＥＤを駆動させるかを決定することができる。図９の動作のうちの１つ以上を、製造中に、パッケージング後に、あるいは製造又は流通の何らかの他の段階の間に、あるいはそれらの組合せの間に実行することができる。

【0051】

コントローラ９９０は、その動作を実行するように構成された電気構成要素又は電子構成要素を含むことができる。電気構成要素又は電子構成要素は、１つ以上のトランジスタ、抵抗器、キャパシタ、ダイオード、インダクタ、オシレータ、スイッチ、論理ゲート（例えばＡＮＤ、ＯＲ、ＸＯＲ、ネゲート（negate）、バッファ等）、マルチプレクサ、アナログ－デジタル変換器、デジタル－アナログ変換器、増幅器、整流器、変調器、復調器、プロセッサ（例えば中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィクス処理ユニット（ＧＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等）、メモリデバイス（例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）等）等を含むことができる。

【0052】

ドライバ４４４は、ｕＬＥＤ１０４のマトリクス（ｕＬＥＤダイと呼ばれることもある）のｕＬＥＤへの電力プロビジョンを実装するように構成される電気構成要素又は電子構成要素を含むことができる。電気構成要素又は電子構成要素は、１つ以上のトランジスタ、抵抗器、キャパシタ、ダイオード、インダクタ、オシレータ、スイッチ、論理ゲート、マルチプレクサ、アナログ－デジタル変換器、デジタル－アナログ変換器、増幅器、整流器、変調器、復調器、プロセッサ、メモリデバイス等を含むことができる。

【0053】

図１０は、一例として、外れ値Ｒ_ｄを有するｕＬＥＤ及びより低いＲ_ｄを有するｕＬＥＤの電流対電圧のグラフ１０００を示す。実線１０１０は、通常のＲ_ｄを有するｕＬＥＤに対応し、破線１０１２は、外れ値Ｒ_ｄを有するｕＬＥＤに対応する。図から分かるように、線１０１０、１０１２間の主な違いはＲ_ｄ（線１０１０、１０１２の傾きの逆）である。図１０において、ｕＬＥＤが両方とも同じ温度で動作すると仮定すると（これは必要条件ではなく、ｕＬＥＤのＶｔｈは異なる可能性があることに留意されたい）、閾値電圧１０２２（バンドギャップと呼ばれることもある）はｕＬＥＤに対して同じであるか又は類似している。これらのｕＬＥＤを同じオン状態電流Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}で駆動させると、順方向電圧はＶ_ｆｏ１０１８～Ｖ_ｆｍａｘ１０２０だけ異なる。この差は、ｕＬＥＤにおけるＲ_ｄ差によって規定される。

【0054】

実施形態は、外れ値ピクセルを駆動する電流を電流レベルＩ_{ＰＷＭ＿０}１０１６まで低下させる。外れ値の電圧がＶ_ｆ０から電圧コンプライアンスＶ_ｆｍａｘまで低下するように、外れ値ピクセルをより低い電流レベルＩ_{ＰＷＭ＿０}１０１６で駆動する。Ｖ_ｆｍａｘは、電圧源１０２によって生成される最大Ｖ_ＬＥＤに対応する。

【0055】

図８のドライバ図において、これは、制御電圧Ｖ_ｃｓをＲ_ｄの関数とすることによって達成される。Ｖ_ｃｓは、ｕＬＥＤに提供される電流（Ｉ_ＰＷＭ）を制御する電圧信号である。

【0056】

ＬＥＤアレイのための最新技術の線形電流ドライバでは、Ｖ_ｃｓは一定であり、すべてのＬＥＤの間で実質的に同じである。対照的に、実施形態は、外れ値Ｒ_ｄを有するｕＬＥＤについて、Ｖ_ｃｓを異なるように（例えばｕＬＥＤごとに）設定することを可能にする。これにより、ＰＷＭオン状態電流（Ｉ_ＰＷＭ）が、Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}（Ｖ_ＬＥＤを用いてｕＬＥＤドライバ４４４を駆動することに応答して生成されるドライバ電流）よりも低くなる。図１０に示される低い電流は、Ｉ_{ＰＷＭ＿０}１０１６である。供給電圧の変化に従って、Ｖ_ｃｓの新しい値は、外れ値Ｒ_ｄを有するｕＬＥＤの順方向電圧（Ｖ_ｆ）がＶ_ＬＥＤよりも低くなるように、順方向電圧（Ｖ_ｆ）を低くすることを可能にする。

【0057】

図１１は、一例として、ピークドライバ電流（％）対ｕＬＥＤの動的直列抵抗のグラフ１１００を示す。これを実現するために、外れ値ｕＬＥＤの検出と、選択的に、かつこの検出に従ってＶ_ｃｓを低下させる手順が存在する。Ｒ_ｄとＰＷＭオン状態電流の必要な局所的減少との間の準線形関係が図１１に示されている。これは、ピクセルの平均集団を駆動するために決定されたものを超えてＶ_ＬＥＤ（したがって、ドライバ損失）を増加させることを回避するために、外れ値ピクセルに課される最大電流能力を確立する。例えば図１１によれば、平均集団のＲｄに対して３０％の増加は、その外れ値ｕＬＥＤのＰＷＭオン状態電流を約２３％減少させる。この提案された手段がなければ、ｕＬＥＤに十分な電流が供給されることを確実にするのを助けるために、供給電圧Ｖ_ＬＥＤ１０６は、Ｒ_ｄ及び対応するドライバ電流に従って増加する可能性がある。

【0058】

図１２は、一例として、Ｖ_ＬＥＤ１０６対外れ値Ｒ_ｄを有するｕＬＥＤの相対動的抵抗のグラフ１２００を示しており、これにコントローラ９９０が続く場合には、外れ値を含むすべてのｕＬＥＤに対するドライバ電圧コンプライアンスを保証するのに役立つ。対応する効率ペナルティは図３（実線）に示されている。実施形態の解決策を使用する場合、効率は、図３に破線で示されるように、順方向電圧（Ｖ_ｆ）に依存しないままである。

【0059】

提案されるピーク電流制限の対象となる外れ値ｕＬＥＤは、デューティサイクル補正（ＰＷＭオン状態電流の減少に応答してデューティサイクルを増加させる）のための十分な時間マージンが与えられると、適切に駆動され続けることができる。駆動不足の外れ値の数は、ターゲット光プロファイル及び特定のｕＬＥＤダイに依存する。適用における典型的な光プロファイルは、不均一な光パターン（不均一な色の光パターン）に対応する。したがって、多数のｕＬＥＤが、ドライバ電流の減少に応答して（例えば低又は中程度のデューティサイクルレベルで）補正可能なデューティサイクルで動作することが期待される。そのようなプロファイルが与えられると、どのくらいの駆動されていないピクセル及び駆動不足のピクセルが見出され得るかを、Ｒ_ｄ及び外れ値の数の関数として、統計的に推定することが可能である。

【0060】

図１３は、一例として、ｕＬＥＤマトリクスダイを駆動するための方法１３００の実施形態の図を示す。方法１３００は、少なくとも部分的に、電圧源１０２、ｕＬＥＤのマトリクス１０４、コントローラ９９０、ドライバ４４４、他の構成要素又はそれらの組合せによって実行されることができる。方法１３００は、図示されるように、動作１３０２において、マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ダイのコントローラによって、ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤの動的直列抵抗（Ｒ_ｄ）又は順方向電圧（Ｖ_ｆ）を識別するステップと；動作１３０４において、コントローラによって、識別されたＲ_ｄ又はＶ_ｆに基づいて、ｕＬＥＤダイに結合されたｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）より小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択するステップと；動作１３０６において、コントローラによって、選択された電流レベルにおける電流をｕＬＥＤドライバに供給させるステップとを含む。

【0061】

方法１３００は、Ｉ_{ＰＷＭ＿０}を選択したことに応答して、コントローラによって、ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間（on-time）を増加させるステップを更に含むことができる。方法１３００は、テスト機器によって、ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤをテストして、ｕＬＥＤが特定の閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含むかどうかを判断するステップを更に含むことができる。方法１３００は、ｕＬＥＤダイのコントローラによってアクセス可能なメモリに、指定された閾値より大きいＲ_ｄを含むｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤの識別（ＩＤ）を示すデータを記憶するステップを更に含むことができる。方法１３００は、識別されたＲ_ｄに基づいて、ｕＬＥＤのＶ_ｆが最大供給電圧（Ｖ_ＬＥＤ）よりも小さい（又はそれに等しい）ようにＩ_{ＰＷＭ＿０}を決定するステップを更に含むことができる。

【0062】

方法１３００は、コントローラが、指定された閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含むｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤに対してＩ_{ＰＷＭ＿０}を選択することを更に含むことができる。方法１３００は、識別された閾値が、ｕＬＥＤダイのすべてのｕＬＥＤにわたるＲ_ｄ値又はＶ_ｆ値の指定された百分位数であることを更に含むことができる。方法１３００は、外れ値ｕＬＥＤのＲ_ｄ又はＶ_ｆと、ｕＬＥＤダイの非外れ値ｕＬＥＤの平均Ｒ_ｄ又はＶ_ｆとの間の差に基づいて、ｕＬＥＤダイに結合されたｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）より小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択するステップを更に含み、外れ値ｕＬＥＤは、ｕＬＥＤの平均Ｒ_ｄ又はＶ_ｆより大きい標準偏差の指定された数より大きいＲ_ｄを含む。

【0063】

以下は、ｕＬＥＤ１０４のマトリクスに関するいくつかの詳細及びいくつかの実施例に続くいくつかの適用考察である。

【0064】

図１４は、例えば図６～図１３に関連して説明したような機能性をサポートする、システム１４００のチップレベル実装の実施形態をより詳細に示す。システム１４００は、図６～図１３及び本明細書の他の箇所に関連して説明されるような回路及び手順のための振幅及びデューティサイクルのピクセル又はグループピクセルレベル制御を実装することができるコマンド及び制御モジュール１４１６（コントローラと呼ばれることもあり、図９のコントローラ９９０と類似又は同一であってよい）を含む。いくつかの実施形態では、システム１４００は、ｕＬＥＤ１４２０のマトリクスに供給することができる生成又は処理された画像を保持するためのフレームバッファ１４１０を更に含む。他のモジュールは、制御データ又は命令又は応答データを送信するように構成されたシリアルバス（例えば集積回路間（Ｉ^２Ｃ）シリアルバス）又はシリアル周辺インタフェース（ＳＰＩ）（１４１４）のようなデジタル制御インタフェースを含むことができる。

【0065】

動作において、システム１４００は、ＳＰＩインタフェース１４１４を介して到着する車両又は他のソースから画像又は他のデータを受け入れることができる。連続する画像又はビデオデータを画像フレームバッファ１４１０に記憶することができる。画像データが利用可能でない場合、スタンバイ画像バッファ１４１１に保持されている１つ以上のスタンバイ画像を画像フレームバッファ１４１０に向けることができる。このようなスタンバイ画像は、例えば車両の法的に許可されたロービームヘッドランプ放射パターンと一致する強度及び空間パターン、あるいは建築照明又はディスプレイ用のデフォルト光放射パターンを含むことができる。

【0066】

動作において、画像内のピクセルは、アクティブ中の対応するＬＥＤピクセルの応答を定義するために使用され、ＬＥＤピクセルの強度及び空間変調は画像に基づいている。データレートの問題を低減するために、いくつかの実施形態では、ピクセルのグループ（例えば５×５ブロック）を単一ブロックとして制御することができる。いくつかの実施形態では、高速かつ高データレート動作がサポートされ、連続する画像からのピクセル値を、３０Ｈｚ～１００Ｈｚの間（６０Ｈｚが典型的である）のレートで画像シーケンス内の連続するフレームとしてロードすることができる。ＰＷＭを使用して、画像フレームバッファ１４１０に保持された画像に少なくとも部分的に依存するパターン及び強度で光を放出するように各ピクセルを制御することができる。

【0067】

いくつかの実施形態において、システム１４００は、Ｖ_ｄｄピン及びＶ_ｓｓピンを介して論理電力を受け取ることができる。アクティブマトリクスは、複数のＶＬＥＤ及びＶ_{Ｃａｔｈｏｄｅ}ピンによってＬＥＤアレイ制御のための電力を受け取る。ＳＰＩ１４１４は、単一のマスタを有するマスタ－スレーブアーキテクチャを使用して全二重モード通信を提供することができる。マスターデバイスは、読み出しと書き込みのためのフレームを発信する。複数スレーブデバイスは、個々のスレーブ選択（ＳＳ）ラインによる選択を通してサポートされる。入力ピンは、マスタ出力スレーブ入力（ＭＯＳＩ）、マスタ入力スレーブ出力（ＭＩＳＯ）、チップ選択（ＳＣ）及びクロック（ＣＬＫ）を含むことができ、これらはすべてＳＰＩインタフェース１４１４に接続される。ＳＰＩインタフェース１４１４は、アドレス生成器、フレームバッファ及びスタンバイフレームバッファに接続する。ピクセルは、コマンド及び制御モジュールによって（例えばフレームバッファへの入力前に電力ゲーティングにより、あるいはパルス幅変調又は電力ゲーティングを介してフレームバッファからの出力後に）設定されたパラメータと修正された信号又は電力を有することができる。ＳＰＩインタフェース１４１４をアドレス生成モジュール１４１８に接続することができ、アドレス生成モジュール１４１８は次いで、行及びアドレス情報をアクティブマトリクス１４２０に提供する。次に、アドレス生成モジュール１４１８はフレームバッファアドレスをフレームバッファ１４１０に提供することができる。

【0068】

いくつかの実施形態において、コマンド及び制御モジュール１４１６は、シリアルバス１４１２を介して外部的に制御されることができる。７ビットアドレス指定などのクロック（ＳＣＬ）ピン及びデータ（ＳＤＡ）ピンをサポートすることができる。コマンド及び制御モジュール１４１６は、デジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）及び２つのアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を含むことができる。ＤＡＣ及びＡＤＣは、それぞれ、接続されたアクティブマトリクスに対してＶ_ｂｉａｓを設定し、最大Ｖ_ｆを決定するのを助け、システム温度を決定するために使用される。アクティブマトリクス１４２０に対してパルス幅変調振動（ＰＷＭＯＳＣ）を設定するためのオシレータ（ＯＳＣ）も接続される。一実施形態では、診断、較正又はテストの目的で、アクティブマトリクス内の個々のピクセル又はピクセルブロックのアドレスを可能にするバイパスラインも存在する。アクティブマトリクス１４２０は、個々のピクセルをアドレス指定するために使用される行及び列選択によって更にサポートされことができ、そのような個々のピクセルには、データライン、バイパスライン、ＰＷＭＯＳＣライン、Ｖ_ｂｉａｓライン及びＶ_ｆラインが供給される。

【0069】

当業者によって理解されるように、いくつかの実施形態において、記載された回路及びアクティブマトリクス１４２０は、パッケージングされることができ、任意選択的に、半導体ＬＥＤによる光生成に電力を供給し、かつ制御するために接続される、サブマウント又はプリント回路基板を含むことができる。特定の実施形態では、プリント回路基板は、電気ビア、ヒートシンク、グラウンドプレーン、電気トレース及びフリップチップ又は他の取り付けシステムも含むことができる。サブマウント又はプリント回路基板は、セラミック、シリコン、アルミニウム等のような任意の適切な材料で形成され得る。サブマウント材料が導電性である場合、絶縁層が基板材料上に形成され、金属電極パターンが絶縁層上に形成される。サブマウントは、機械的支持体として機能することができ、ＬＥＤ上の電極と電源との間に電気的インタフェースを提供し、ヒートシンクも提供することができる。

【0070】

いくつかの実施形態において、アクティブマトリクス１４２０は、様々なタイプ、サイズ及びレイアウトの発光素子から形成されることができる。一実施形態では、個々にアドレス可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）の一次元又は二次元マトリクスアレイを使用することができる。一般に、Ｎ及びＭがそれぞれ２～１０００の間であるＮ×Ｍアレイを使用することができる。個々のＬＥＤ構造は、正方形、長方形、六角形、多角形、円形、弓形又は他の表面形状を有することができる。ＬＥＤアセンブリ又は構造体のアレイを、幾何学的に直線の行及び列、ねじれ型の行又は列、曲線、あるいは半ランダム又はランダムなレイアウトで配置することができる。ＬＥＤアセンブリは、個々にアドレス可能なピクセルアレイもサポートされるように形成された複数のＬＥＤを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＬＥＤへの導電線の放射状又は他の非矩形グリッド配置を使用することができる。他の実施形態では、ＬＥＤへの導電線の曲線、巻線、蛇行及び／又は他の適切な非線形配置を使用することができる。

【0071】

いくつかの実施形態では、マイクロＬＥＤ（μＬＥＤ又はｕＬＥＤ）のアレイを使用することができる。ｕＬＥＤは、１００μｍ×１００μｍ未満の横方向寸法を有する高密度ピクセルをサポートすることができる。いくつかの実施形態では、直径又は幅が約５０μｍ以下の寸法を有するｕＬＥＤを使用することができる。そのようなｕＬＥＤは、赤、青及び緑波長を含むｕＬＥＤを近接して整列させることによってカラーディスプレイの製造に使用することができる。他の実施形態では、ｕＬＥＤは、モノリシック窒化ガリウム（ＧａＮ）又は他の半導体基板上に定義され、セグメント化された、部分的に又は完全に分割された半導体基板上に形成され、あるいは個々に形成されるか又はｕＬＥＤのグループとして組み立てられたパネルであり得る。いくつかの実施形態では、アクティブマトリクス（ｕＬＥＤ１０４のマトリクス）は、センチメートルスケールエリア又はそれより大きい基板上に配置された少数のｕＬＥＤを含むことができる。いくつかの実施形態において、アクティブマトリクス１４２０は、センチメートルスケールエリア基板又はそれより小さい基板上に一緒に配置された数百、数千又は数百万のＬＥＤを有するｕＬＥＤピクセルアレイをサポートすることができる。いくつかの実施形態では、ｕＬＥＤは、３０ミクロン～５００ミクロンのサイズのＬＥＤを含むことができる。いくつかの実施形態では、発光ピクセルアレイにおける発光ピクセルの各々は、疎なＬＥＤアレイを形成するために、少なくとも１ミリメートル離れて配置され得る。他の実施形態では、発光ピクセルの疎なＬＥＤアレイは、１ミリメートル未満の間隔で配置されることができ、３０ミクロン～５００ミクロンの範囲の距離だけ離間させることができる。ＬＥＤを、固体又は可撓性基板に埋め込むことができ、この基板は、少なくとも部分的に透明にすることができる。例えば発光ピクセルアレイを、ガラス、セラミック又はポリマー材料に少なくとも部分的に埋め込むことができる。

【0072】

本明細書で議論されるような発光マトリクスピクセルアレイは、光分布の細かい強度の空間的及び時間的な制御から利益を得る用途をサポートすることができる。これには、限定ではないが、ピクセルブロック又は個々のピクセルから放出される光の正確な空間パターン化が含まれ得る。用途に応じて、放出された光は、スペクトル的に区別され、経時的に適応的であり、かつ／又は環境的に応答性であり得る。発光ピクセルアレイは、様々な強度、空間的又は時間的パターンで予めプログラムされた光分布を提供し得る。放出された光は、少なくとも部分的に受信されたセンサデータに基づいてもよく、光無線通信に使用されてもよい。関連する光学系は、ピクセル、ピクセルブロック又はデバイスレベルで別個であってもよい。例示的な発光ピクセルアレイは、関連する共通光学系を有する高輝度ピクセルの共通制御された中央ブロックを有するデバイスを含んでよく、一方、エッジピクセルは個々の光学系を有してよい。発光ピクセルアレイによってサポートされる一般的な用途には、ビデオ照明、自動車ヘッドライト、建築及びエリア照明、街路照明及び情報ディスプレイが含まれる。

【0073】

発光マトリクスピクセルアレイは、改善された視覚ディスプレイのために建物又はエリアを選択的かつ適応的に照明し、あるいは照明コストを低減するために使用され得る。加えて、発光ピクセルアレイは、装飾的な動き又はビデオ効果のためのメディアファサードを投影するために使用され得る。追跡センサ及び／又はカメラとともに、歩行者周辺領域の選択的照明が可能であり得る。スペクトル的に異なるピクセルが、照明の色温度を調整し、並びに波長特有の園芸照明（wavelength specific horticultural illumination）をサポートするために使用され得る。

【0074】

街路照明は、発光ピクセルアレイの使用から利益を得ることができる用途である。単一の発光アレイを使用して、様々な街路灯のタイプを模倣することができ、例えば選択されたピクセルの適切なアクティブ化又は非アクティブ化によってタイプＩの線形街路灯とタイプＩＶの半円形街路灯との間の切り替えを可能にする。加えて、環境条件や使用時間に応じて光ビームの強度又は分布を調整することにより、街路照明コストが低減され得る。例えば歩行者がいないときには、光の強度及び分布エリアを低減させてもよい。発光ピクセルアレイのピクセルがスペクトル的に異なる場合、光の色温度は、それぞれの日中条件、夕暮れ条件又は夜間の条件に従って調整され得る。

【0075】

発光アレイは、直接ディスプレイ又は投影ディスプレイを必要とする用途をサポートするのにも適している。例えば警告、緊急又は情報標識はすべて、発光アレイを使用して表示又は投影され得る。これにより、例えば色の変化又は点滅する出口標識を投影することができる。発光アレイが多数のピクセルから構成される場合、テキスト又は数値情報が提示されてもよい。方向矢印又は同様のインジケータも提供されてよい。

【0076】

車両ヘッドランプは、大きなピクセル数と高いデータリフレッシュレートを必要とする発光アレイ用途である。車道の選択された部分のみを能動的に照明する自動車ヘッドライトは、対向するドライバのグレア又はまぶしさに関連する問題を低減するために使用され得る。センサとして赤外線カメラを使用して、発光ピクセルアレイは、車道を照らすのに必要なこれらのピクセルのみをアクティブにし、一方、歩行者又は対向車両のドライバをまぶしくする可能性があるピクセルを非アクティブにする。加えて、オフロードの歩行者、動物又は標識を選択的に照明して、ドライバの環境認識を向上させることができる。発光ピクセルアレイのピクセルがスペクトル的に異なる場合、光の色温度は、それぞれの日中条件、夕暮れ条件又は夜間条件に従って調整され得る。いくつかのピクセルは、光無線車両間通信に使用され得る。

【0077】

ＬＥＤ光モジュールは、単独で、あるいはレンズ又はリフレクタを含む一次又は二次光学系とともに、マトリクスＬＥＤを含むことができる。全体的なデータ管理要件を低減するために、光モジュールは、オン／オフ機能性又は比較的少ない光強度レベル間の切り替えに限定される可能性がある。光強度の完全なピクセルレベル制御は必ずしもサポートされない。

【0078】

動作中、画像内のピクセルは、ピクセルモジュール内の対応するＬＥＤピクセルの応答を定義するために使用され、ＬＥＤピクセルの強度及び空間変調は画像に基づいている。データレートの問題を低減するために、いくつかの実施形態では、ピクセルのグループ（例えば５×５ブロック）を単一ブロックとして制御することができる。高速かつ高データレート動作がサポートされ、連続する画像からのピクセル値を、３０Ｈｚ～１００Ｈｚの間の（６０Ｈｚが典型的である）レートで画像シーケンス内の連続するフレームとしてロードすることができる。パルス幅変調モジュールと関連して、ピクセルモジュール内の各ピクセルは、画像フレームバッファ内に保持された画像に少なくとも部分的に依存するパターンと強度で光を放出するように動作することができる。

【0079】

前述の実施形態では、ｕＬＥＤの強度は、適切な照明ロジック、制御モジュール及び／又はＰＷＭモジュールを使用して、各ＬＥＤピクセルに対して適切なランプ時間及びパルス幅を設定することによって、別個に制御及び調整されることができる。外れ値ピクセル電圧管理は、信頼できるパターン化された照明を提供するために、ＬＥＤピクセルアクティブ化を提供することができる。電圧源１０２電圧管理を提供することができる制御システム１５００が図１５に図示されている。図１５に見られるように、マトリクスマイクロＬＥＤアレイ１５２０は、能動的に発光し、かつ個々に制御される、数千から数百万の微小ＬＥＤピクセルの１つ以上のアレイを含むことができる。画像の表示をもたらすパターン又はシーケンスで光を放出するために、アレイ上の異なる位置にあるマイクロＬＥＤピクセルの電流レベルは、特定の画像に応じて個々に調整される。これは、特定の周波数でピクセルをターンオン／オフするＰＷＭを含むことができる。ＰＷＭの動作中、ピクセルを通る平均ＤＣ電流は、電流振幅とＰＷＭデューティサイクルとの積であり、これは、伝導時間と周期又はサイクル時間との比である。

【0080】

図１５は、一例として、ｕＬＥＤパッケージに含めることができる回路を含むシステム１５００の論理ブロック図を示す。システム１５００の効率的な使用を促進する処理モジュールが図１５に示されている。システム１５００は、図６～図１４に関して説明したような回路及び手順のための振幅及びデューティサイクルのピクセル又はグループピクセルレベル制御を実装することができる制御モジュール１５１６を含む。いくつかの実施形態では、システム１５００は、画像を生成、処理又は送信するための画像処理モジュール１５０４と、制御データ及び／又は命令を送信するように構成される、集積回路間（Ｉ２Ｃ）、シリアル周辺インタフェース（ＳＰＩ）、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、ユニバーサル非同期受信機送信機（ＵＡＲＴ）等のようなデジタル制御インタフェース１５１３とを更に含む。デジタル制御インタフェース１５１３及び制御モジュール１５１６は、システムマイクロコントローラと、外部デバイスから制御入力を受信するように構成される任意のタイプの有線又は無線モジュールを含み得る。一例として、無線モジュールは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｚ波、メッシュ、ＷｉＦｉ、近距離無線通信（ＮＦＣ）を含んでよく、かつ／又はピアツーピアモジュールが使用されてもよい。マイクロコントローラは、ＬＥＤ照明システムに組み込まれ、かつ有線又は無線モジュール又はＬＥＤシステム内の他のモジュールから入力を受信して、それに基づいて他のモジュールに制御信号を提供するように構成されるか又は構成可能であり得る、任意のタイプの専用コンピュータ又はプロセッサであってよい。マイクロコントローラ又は他の適切な制御モジュール１５１６によって実装されるアルゴリズムは、特殊目的プロセッサによる実行のための非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体に組み込まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア又はファームウェアにおいて実装されてもよい。非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体の例には、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ及び半導体メモリデバイスが含まれる。メモリは、マイクロコントローラの一部として含まれてよく、プリント回路又は電子回路基板の上又はその外部の他の箇所で実装されてもよい。

【0081】

本明細書で使用されるとき、モジュールという用語は、１つ以上の電子回路基板にはんだ付けされ得る、個々の回路基板上に配置される電気及び／又は電子構成要素を指すことがある。しかしながら、モジュールという用語は、同様の機能性を提供するが、同じ領域又は異なる領域内の１つ以上の回路基板に個々にはんだ付けされ得る、電気及び／又は電子構成要素を指すこともある。

【0082】

制御モジュール１５１６（コントローラ９９０と同様又は同じ）は、画像処理モジュール１５０４と、Ｉ^２Ｃのようなデジタル制御インタフェース１５１３を更に含むことができる。理解されるように、いくつかの実施形態において、画像処理計算は、変調された画像を直接生成することを通して、制御モジュール１５１６によって行われてもよい。代替的には、標準画像ファイルを処理するか又は他の方法で変換して、画像に適合する変調を提供することができる。主にＰＷＭデューティサイクル値を含む画像データを、画像処理モジュール１５０４内のすべてのピクセルについて処理することができる。振幅は固定値であるか又はめったに変更されない値であるため、振幅関連コマンドを、Ｉ^２Ｃのようなより単純なデジタルインタフェースを介して個別に与えることができる。制御モジュール１５１６は、デジタルデータを解釈し、該デジタルデータは、ＰＷＭ発生器１５１０によってピクセルに対するＰＷＭ信号を発生するために使用され、デジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）１５１２によって必要な電流源振幅を得るための制御信号を発生するために使用されることができる。

【0083】

いくつかの実施形態では、図１５のマトリクスマイクロＬＥＤアレイ１５２０は、ｍ個の共通陽極ＬＥＤを含むｍ個のピクセルを含むことができる。１つの例示的な実施形態では、ピクセルユニットは、単一のＬＥＤ、ＬＥＤ１と、３つのトランスコンダクタンスデバイス（ＭＯＳＦＥＴスイッチ）Ｍ１～Ｍ３とを含み、電圧源Ｖ１（Ｖ_ＬＥＤとも呼ばれる）によって供給される。Ｍ３はＮチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であり、そのゲートは振幅制御信号に結合されて必要な電流源振幅を生成する。ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ Ｍ１は、ＬＥＤ１と並列であり、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ Ｍ２とトーテムポール対を形成する。Ｍ１及びＭ２トランジスタ対のゲートは、ともに接続され、ＰＷＭ信号に結合される。したがって、ＰＷＭが高であるとき、Ｍ１はターンオフされ、Ｍ２はターンオンされる。電流は、Ｍ３ゲートに結合された振幅制御信号によって決定される値で、ＬＥＤ１、Ｍ２及びＭ３を流れる。ＰＷＭが低であるとき、Ｍ１はターンオンされ、Ｍ２はターンオフされる。その結果、Ｍ３の電流源は遮断され、ＬＥＤはＭ１を介して高速放電されることになる。

【0084】

図１６は、一例として、１つ以上の実施形態を実装するためのマシン１６００（例えばコンピュータシステム）の実施形態のブロック図を示す。マシン１６００は、ｕＬＥＤダイの駆動不足又は非駆動ｕＬＥＤを管理するための技術を実装することができる。コントローラ９９０、テスト機器９９２、電圧源１０２又はその構成要素は、マシン１６００の構成要素のうちの１つ以上を含むことができる。コントローラ９９０、テスト機器９９２、電圧源１０２又はそれらの構成要素のうちの１つ以上は、少なくとも部分的に、マシン１６００の構成要素を使用して実装されることができる。１つの例示的なマシン１６００（コンピュータの形態）は、処理ユニット１６０２、メモリ１６０３、リムーバブルストレージ１６１０及び非リムーバブルストレージ１６１２を含み得る。例示的なコンピューティングデバイスは、マシン１６００として図示及び説明されているが、コンピューティングデバイスは、異なる実施形態では異なる形態であってもよい。例えばコンピューティングデバイスは、その代わりに、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ又は図１６に関して図示及び説明したものと同一又は同様の要素を含む他のコンピューティングデバイスであってもよい。スマートフォン、タブレット、スマートウォッチのようなデバイスは、一般にまとめてモバイルデバイスと呼ばれる。さらに、様々なデータ記憶要素がマシン１６００の一部として図示されているが、ストレージは、インターネットのようなネットワークを介してアクセス可能なクラウドベースの記憶装置も含むか、代替的に含んでもよい。

【0085】

メモリ１６０３は、揮発性メモリ１６１４及び不揮発性メモリ１６０８を含んでよい。マシン１６００は、揮発性メモリ１６１４及び不揮発性メモリ１６０８、リムーバブルストレージ１６１０及び非リムーバブルストレージ１６１２のような様々なコンピュータ読取可能媒体を含むか、又はこれらを含むコンピュータ環境へのアクセスを有し得る。コンピュータストレージは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）＆電気的消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又は他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又は本明細書に記載される機能を実行するためのコンピュータ読取可能命令を記憶することができる他の磁気記憶装置を含む。

【0086】

マシン１６００は、入力１６０６、出力１６０４及び通信接続１６１６を含むか又はそのコンピューティング環境へのアクセスを有し得る。出力１６０４は、入力装置としても機能し得る、タッチスクリーンのようなディスプレイ装置を含み得る。入力１６０６は、タッチスクリーン、タッチパッド、マウス、キーボード、カメラ、１つ以上の装置固有のボタン、マシン１６００内に統合されるか、マシン１６００に有線又は無線データ接続を介して結合された１つ以上のセンサ、及び他の入力装置のうちの1つ以上を含み得る。コンピュータは、通信接続を使用してネットワーク環境で動作し、クラウドベースのサーバ及びストレージを含むデータベースサーバのような１つ以上のリモートコンピュータに接続してよい。リモートコンピュータは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイス又は他の共通ネットワークノード等を含み得る。通信接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、セルラ、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１（Ｗｉ-Ｆｉ（登録商標））、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は他のネットワークを含んでよい。

【0087】

コンピュータ読取可能記憶装置に記憶されたコンピュータ読取可能命令は、マシン１６００の処理ユニット１６０２（処理回路と呼ばれることもある）によって実行可能である。ハードドライブ、ＣＤ－ＲＯＭ及びＲＡＭは、記憶装置のような非一時的コンピュータ読取可能媒体を含む物品のいくつかの例である。例えばコンピュータプログラム１６１８を使用して、処理ユニット１６０２に、本明細書に記載される１つ以上の方法又はアルゴリズムを実行させることができる。非一時的とは、動くことができない（移動することができない）ことを意味しない。

【0088】

本明細書に開示される装置及び関連する方法を更に説明するために、実施例の非限定的なリストを以下に提供する。以下の非限定的な実施例の各々は、単独で存在することができ、又は他の実施例のいずれか１つ以上と任意の順列又は組合せで組み合わせることができる。

【0089】

例１において、方法は、マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ダイのコントローラによって、前記ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤの動的直列抵抗（Ｒ_ｄ）又は順方向電圧（Ｖ_ｆ）を識別するステップと、前記コントローラによって、前記識別されたＲ_ｄ又はＶ_ｆに基づいて、前記ｕＬＥＤダイに結合されたｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）よりも小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択するステップと、前記コントローラによって、前記選択された電流レベルにおける電流を、前記ｕＬＥＤドライバに供給させるステップとを含む。

【0090】

例２において、例１は、Ｉ_{ＰＷＭ＿０}を選択したこと応答して、前記コントローラによって、前記ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間を増加させるステップを更に含むことができる。

【0091】

例３において、例１又は例２の少なくとも一方は、テスト機器によって前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤをテストして、前記ｕＬＥＤが、指定された閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含むかどうかを判断するステップを更に含むことができる。

【0092】

例４において、例３は、前記ｕＬＥＤダイのコントローラによってアクセス可能なメモリに、前記指定された閾値より大きいＲ_ｄを含む前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤの識別（ＩＤ）を示すデータを記憶するステップを更に含むことができる。

【0093】

例５において、例４は、前記識別されたＲ_ｄに基づいて、前記ｕＬＥＤの前記Ｖ_ｆが最大供給電圧（Ｖ_ＬＥＤ）より小さい（又は等しい）ようにＩ_{ＰＷＭ＿０}を決定するステップを更に含むことができる。

【0094】

例６において、例３乃至例５のいずれか１つは、前記コントローラが、前記指定された閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含む前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤについてＩ_{ＰＷＭ＿０}を選択することを更に含むことができる。

【0095】

例７において、例３乃至例６のいずれか１つは、前記指定された閾値が、前記ｕＬＥＤダイのすべてのｕＬＥＤにわたるＲ_ｄ値又はＶ_ｆ値の指定された百分位数（percentile）であることを更に含むことができる。

【0096】

例８において、例１乃至例７のいずれか１つでは、前記ｕＬＥＤダイに結合されたｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）よりも小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択するステップは、外れ値ｕＬＥＤのＲ_ｄ又はＶ_ｆと、前記ｕＬＥＤダイの非外れ値ｕＬＥＤの平均Ｒ_ｄ又はＶ_ｆとの間の差に基づいており、前記外れ値ｕＬＥＤは、前記ｕＬＥＤの前記平均Ｒ_ｄ又はＶ_ｆより大きい標準偏差の指定された数より大きいＲ_ｄを含む。

【0097】

例９は、マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）と、それぞれのｕＬＥＤドライバとを含むｕＬＥＤダイと、前記ｕＬＥＤダイに結合された電源と、前記ｕＬＥＤダイに結合されたコントローラとを備えたシステムを含むことができ、前記コントローラは、前記ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤの動的直列抵抗（Ｒ_ｄ）又は順方向電圧（Ｖ_ｆ）を識別し、前記識別されたＲ_ｄ又はＶ_ｆに基づいて、前記ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）よりも小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択し、前記電源に、前記選択された電流レベルにおける電流を、前記ｕＬＥＤドライバに供給させるように構成される。

【0098】

例１０において、例９は、前記コントローラが、Ｉ_{ＰＷＭ＿０}を選択したこと応答して、前記ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間を増加させるように更に構成されることを更に含むことができる。

【0099】

例１１において、例９又は例１０の少なくとも一方は、前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤをテストして、前記ｕＬＥＤが、指定された閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含むかどうかを判断するように構成されるテスト機器を更に含むことができる。

【0100】

例１２において、例１１は、前記指定された閾値より大きいＲ_ｄを含む前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤの識別（ＩＤ）を示すデータを記憶するために、前記ｕＬＥＤダイの前記コントローラによってアクセス可能なメモリを更に含むことができる。

【0101】

例１３において、例１２は、前記コントローラが、前記識別されたＲ_ｄに基づいて、前記ｕＬＥＤの前記Ｖ_ｆが最大供給電圧（Ｖ_ＬＥＤ）より小さい（又は等しい）ようにＩ_{ＰＷＭ＿０}を決定するように更に構成されることを更に含むことができる。

【0102】

例１４において、例１１乃至例１３のうちの少なくとも１つは、前記コントローラが、前記指定された閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含む前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤについてＩ_{ＰＷＭ＿０}を選択することを更に含むことができる。

【0103】

例１５は、機械によって実行されると、該機械に、マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ダイのｕＬＥＤの動的直列抵抗（Ｒ_ｄ）又は順方向電圧（Ｖ_ｆ）を識別するステップと、前記識別されたＲ_ｄ又はＶ_ｆに基づいて、前記ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）よりも小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択するステップと、電源に、前記選択された電流レベルにおける電流を、前記ｕＬＥＤドライバに供給させるステップとを含む動作を実行させる命令を含む、機械読取可能媒体を含む。

【0104】

例１６において、例１５は、前記動作が、Ｉ_{ＰＷＭ＿０}を選択したこと応答して、コントローラによって、前記ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間を増加させるステップを更に含むことを更に含むことができる。

【0105】

例１７において、例１５又は例１６の少なくとも一方は、前記動作が、前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤをテストして、前記ｕＬＥＤが、指定された閾値より大きいＲ_ｄ又はＶ_ｆを含むかどうかを判断するステップを更に含むことを更に含むことができる。

【0106】

例１８において、例１７は、前記動作が、前記指定された閾値より大きいＲ_ｄを含む前記ｕＬＥＤダイの各ｕＬＥＤの識別（ＩＤ）を示すデータをメモリに記憶するステップを更に含むことを更に含むことができる。

【0107】

例１９において、例１７又は例１８の少なくとも一方は、前記指定された閾値が、前記ｕＬＥＤダイのすべてのｕＬＥＤにわたるＲ_ｄ値又はＶ_ｆ値の指定された百分位数であることを更に含むことができる。

【0108】

例２０において、例１５乃至例１９のうちの少なくとも１つは、前記ｕＬＥＤダイに結合されたｕＬＥＤドライバによって供給される最大電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿ＭＡＸ}）よりも小さい電流レベル（Ｉ_{ＰＷＭ＿０}）を選択するステップは、外れ値ｕＬＥＤのＲ_ｄ又はＶ_ｆと、前記ｕＬＥＤダイの非外れ値ｕＬＥＤの平均Ｒ_ｄ又はＶ_ｆとの間の差に基づいており、前記外れ値ｕＬＥＤは、前記ｕＬＥＤの前記平均Ｒ_ｄ又はＶ_ｆより大きい標準偏差の指定された数より大きいＲ_ｄを含むことを更に含むことができる。

【0109】

本開示の主題の例示的実施形態を本明細書に示して説明してきたが、そのような実施形態が例示としてのみ提供されていることは当業者には明らかであろう。開示された主題から逸脱することなく、本明細書に提供された材料を読んで理解することにより、当業者には多数の変形、変更及び置換が思い浮かぶであろう。本明細書に記載される開示された主題の実施形態に対する様々な代替が、本主題の様々な実施形態を実施する際に使用され得ることを理解されたい。以下の特許請求の範囲は、開示された主題事項の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲内の方法及び構造並びにそれらの均等物は、それによって包含されることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【国際調査報告】