CN101887688A - 显示装置、光检测方法和电子装置 - Google Patents

显示装置、光检测方法和电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101887688A
CN101887688A CN2010101756889A CN201010175688A CN101887688A CN 101887688 A CN101887688 A CN 101887688A CN 2010101756889 A CN2010101756889 A CN 2010101756889A CN 201010175688 A CN201010175688 A CN 201010175688A CN 101887688 A CN101887688 A CN 101887688A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
signal output
detection signal
transistor
output transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010101756889A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101887688B (zh
Inventor
山本哲郎
内野胜秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Design And Development Contract Society
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN101887688A publication Critical patent/CN101887688A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101887688B publication Critical patent/CN101887688B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3233Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the current through the light-emitting element
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0421Structural details of the set of electrodes
    • G09G2300/0426Layout of electrodes and connections
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/04Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/043Preventing or counteracting the effects of ageing
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/145Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen
    • G09G2360/147Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen the originated light output being determined for each pixel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

这里公开了一种显示装置,包括:多个像素电路,其以矩阵布置在多个信号线和多个扫描线相互交叉的位置,并分别包括发光元件;发光驱动部分,用来将信号值施加到每个所述像素电路,以使得像素电路发出对应于信号值的亮度的光;以及光检测部分,包括光检测元件,其通过将光检测元件在导通状态和截止状态之间切换而起作用为切换元件,并且在截止状态下起作用为检测来自发光元件的光的光传感器,所述光检测部分还包括在光检测部分中形成的检测信号输出电路,用于输出来自光检测元件的光检测信息。

Description

显示装置、光检测方法和电子装置
技术领域
本发明涉及其中在像素电路中使用如例如有机电致发光器件(有机EL器件)的自发光器件的显示装置和电子装置,以及用于在像素电路中提供的光检测部分的光检测方法。
背景技术
在其中有机电致发光(EL:电致发光)发光元件用作像素的有源矩阵型的显示装置中,流到每个像素电路中的发光元件的电流通过有源器件(通常,在每个像素电路中提供的薄膜晶体管(TFT))控制。由于有机EL器件是电流发光元件,因此通过控制流到EL器件的电流量来获得色彩形成的灰度。
具体地,在包括有机EL器件的像素电路中,对应于施加的信号值电压的电流提供到有机EL器件,以根据信号值执行灰度的发光。
在使用自发光器件的显示装置(如使用如上所述的这种有机EL器件的显示装置)中,抵消像素之间的发光亮度的分散以消除屏幕上出现的不一致是重要的。
尽管像素之间的发光亮度的分散在面板制造时的初始状态下也出现,但是该分散由依赖于时间的变化导致。
随时间经过,有机EL器件的发光效率劣化。具体地,即使相同电流流动,发光亮度也随时间经过一起劣化。
结果,如果在黑色背景上显示白色窗口图案、然后在全屏上显示白色,例如如图37A所示,则屏幕烧坏,然后显示窗口图案的部分的亮度降低。
针对如上所述的这种情况的对策在JP-T-2007-501953或JP-T-2008-518263(此后分别称为专利文献1和2)中公开。具体地,专利文献1公开了一种装置,其中在每个像素电路中布置光传感器,并且将光传感器的检测值反馈到该系统以校正发光亮度。专利文献2公开了一种装置,其中检测值从光传感器反馈到系统,以执行发光亮度的校正。
发明内容
本发明贯注于这样的显示装置,其中对像素电路提供用于检测来自像素电路的发光元件的光的光检测部分。实现该显示装置,其中根据由光检测部分检测的光量信息校正信号值,以防止如上所述的这种屏幕烧坏。本发明还提供了一种光检测部分,其可以以高精度执行检测,并且可以从少量元件和少量控制线来配置。
根据本发明实施例,提供了一种显示装置,包括:
多个像素电路,其以矩阵布置在多个信号线和多个扫描线相互交叉的位置,并分别包括发光元件;
发光驱动部分,用来将信号值施加到每个所述像素电路,以使得像素电路发出对应于信号值的亮度的光;以及
光检测部分,包括光检测元件,其通过将光检测元件在导通状态和截止状态之间切换而起作用为切换元件,并且在截止状态下起作用为检测来自像素电路的发光元件的光的光传感器,所述光检测部分还包括在光检测部分中形成的检测信号输出电路,用于输出来自光检测元件的光检测信息。
根据本发明另一实施例,提供了一种用于显示装置的光检测方法,该显示装置包括具有发光元件的像素电路、和用于检测来自像素电路的发光元件的光并输出光检测信息的光检测部分,所述方法包括步骤:在所述传感器-开关兼用元件处于截止状态时,输出对应于流到传感器-开关兼用元件的电流的变化量的光检测信息,所述传感器-开关兼用元件通过在导通状态和截止状态之间切换而起作用为切换元件,并且在截止状态下起作用为检测来自像素电路的发光元件的光的光传感器,并且所述传感器-开关兼用元件提供在光检测部分中。
根据本发明另一实施例,提供了一种电子装置,包括:多个像素电路,其以矩阵布置在多个信号线和多个扫描线相互交叉的位置,并分别包括发光元件;发光驱动部分,用来将信号值施加到每个所述像素电路,以使得像素电路发出对应于信号值的亮度的光;以及光检测部分,包括传感器-开关兼用元件,其通过将传感器-开关兼用元件在导通状态和截止状态之间切换而起作用为切换元件,并且在截止状态下起作用为检测光的光传感器,所述光检测部分还包括在光检测部分中形成的检测信号输出电路,用于输出来自所述传感器-开关兼用元件的光检测信息。
根据本发明另一实施例,提供了一种显示装置,包括:像素电路,包括发光元件;以及光检测部分,包括光检测晶体管、检测信号输出晶体管和电源线。所述光检测晶体管连接在所述检测信号输出晶体管的栅极和所述电源线之间。所述检测信号输出晶体管根据到栅极的电势,变化在漏极和源极之间流动的电流。第一电势提供到所述电源线,并且还通过所述光检测晶体管提供到所述检测信号输出晶体管的栅极。在所述光检测晶体管置于第二状态内的检测时段内,第二电势提供到所述电源线,同时所述检测信号输出晶体管的栅极电势响应于所述发光元件的光朝向第二电势变化。
根据本发明另一实施例,提供了一种显示装置,包括:像素电路,包括发光元件;以及光检测部分,包括光检测晶体管、检测信号输出晶体管、电源线和电容元件。所述光检测晶体管连接在所述检测信号输出晶体管的栅极和所述电源线之间。所述检测信号输出晶体管根据到栅极的电势,变化在漏极和源极之间流动的电流。所述电容元件连接在所述光检测晶体管的栅极和所述检测信号输出晶体管的栅极之间。预定电势提供到所述电源线。在所述光检测晶体管置于第一状态内的检测准备时段内,预定电势通过所述光检测晶体管提供到所述检测信号输出晶体管的栅极。所述检测信号输出晶体管的栅极电势通过所述光检测晶体管从第一状态到第二状态的转换而变化。在所述光检测晶体管置于第二状态内的检测时段内,所述检测信号输出晶体管的栅极电势响应于所述发光元件的光而朝向预定电势变化。
在该显示装置、光检测方法和电子装置中,下述传感器-开关兼用元件用作光检测部分的光检测元件,该传感器-开关兼用元件通过将其在导通状态和截止状态之间切换而起作用为切换元件,并且在截止状态下起作用为检测来自发光元件的光的光传感器。因此,可以通过单个元件实现用于光检测部分中的检测信号输出电路的预定检测的准备操作和检测操作。
利用该显示装置、光检测方法和电子装置,可通过使用传感器-开关兼用元件作为光检测元件,简化检测信号输出电路的配置,使得当传感器-开关兼用元件处于导通状态时,其用作切换器件,而当其处于截止状态时,其用作光检测元件。例如,可以减少组成检测信号输出电路的晶体管的数量。结果,可实现产量的提高,并且可以实现具有高精度的检测操作。此外,通过使用光检测的结果执行信号校正等,可实现针对由发光元件的效率劣化导致的画面质量的缺陷(如屏幕烧坏)的对策。
本发明的上述和其他目的、特征和优点将从下面结合附图进行的描述和权利要求变得明显,在附图中,相同的部分或元件由相同的参考符号表示。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的显示装置的框图;
图2是示出图1的显示装置中的光检测部分的布置的示例的示意图;
图3是示出在到达本发明的过程中(in the course to the present invention)已经考虑的配置的电路图;
图4是图示图3的电路的操作的波形图;
图5是示出在到达本发明的过程中已经考虑的另一配置的电路图;
图6是图示图5的电路的操作的波形图;
图7到9是图示图5的电路的操作的等效电路图;
图10是示出根据本发明第一实施例的像素电路和光检测部分的电路图;
图11A、11B、12A和12B是图示通过图10所示的光检测部分的光检测操作时段的示意图;
图13是图示通过图10所示的光检测部分的光检测时的操作的波形图;
图14到17是图示通过图10所示的光检测部分的光检测时的操作的等效电路图;
图18是示出对图10所示的像素电路和光检测部分的修改的电路图;
图19是图示通过图18所示的修改的光检测部分的光检测操作的波形图;
图20是示出根据本发明第二实施例的显示装置的框图;
图21是示出图20所示的像素电路和光检测部分的电路图;
图22是图示通过图20所示的光检测部分的光检测时段的波形图;
图23是图示通过图20所示的光检测部分的光检测操作的波形图;
图24到28是图示通过图20所示的光检测部分的光检测时的操作的等效电路图;
图29是图示通过对第二实施例的修改I的光检测时段的波形图;
图30是图示对第二实施例的修改I的光检测操作的波形图;
图31是示出对第二实施例的修改II的电路图;
图32是图示通过对第二实施例的修改II的光检测时段的波形图;
图33是图示对第二实施例的修改II的光检测操作的波形图;
图34是示出对第二实施例的修改III的电路图;
图35A和35B是图示对第二实施例的修改IV的光检测操作的波形图;
图36A和36B是示出本发明的应用的示例的示意图;以及
图37A和37B是图示针对屏幕烧坏的校正的示意图。
具体实施方式
在下面,以下述顺序描述本发明实施例。
<1.显示装置的配置>
<2.在到达本发明的过程中所考虑的>
<3.第一实施例>
[3-1.电路配置]
[3-2.光检测操作时段]
[3-3.光检测操作]
[3-4.对第一实施例的修改]
<4.第二实施例>
[4-1.电路配置]
[4-2.光检测操作]
[4-3.对第二实施例的修改]
<5.应用>
<1.显示装置的配置>
图1中示出根据本发明实施例的有机EL显示装置的配置。
有机EL显示装置包括多个像素电路10,其每个包括有机EL器件作为用于根据有源矩阵方法执行发光驱动的发光元件。有机EL显示装置作为显示设备并入各种电子装置中。具体地,有机EL显示装置并入如例如电视接收器、监视器装置、记录和再现装置、通信装置、计算机装置、音频装置、视频装置、游戏机和家庭电子装置的各种电子装置中。
参照图1,有机EL显示装置包括像素阵列20,其中大量像素电路10在行方向和列方向(即,以m行×n列)以矩阵排列。注意到,每个像素电路10起作用为R(红)、G(绿)和B(蓝)的发光像素之一,并且彩色显示装置通过根据预定规则排列各个颜色的像素电路10来配置。
作为用于驱动像素电路10发光的组件,提供水平选择器11和写入扫描器12。
在像素阵列20上,在列方向上排列信号线DTL(具体地,DTL1、DTL2、...),其通过水平选择器11来选择,用于将根据亮度信号的信号值(即,灰度值)的电压作为显示数据提供到像素电路10。信号线DTL1、DTL2、...的数量等于像素阵列20中的矩阵中布置的像素电路10的列数。
此外,在像素阵列20上,在行方向上排列写入控制线WSL,即WSL1、WSL2、...。写入控制线WSL的数量等于在像素阵列20上的行方向上矩阵中布置的像素电路10的数量。
写入控制线WSL(即WSL1、WSL2、...)由写入扫描器12驱动。写入扫描器12将扫描脉冲WS连续提供到各行中布置的写入控制线WSL1、WSL2、...,以便以行为单位线序扫描像素电路10。
水平选择器11以与通过写入扫描器12的线序扫描的定时关系,将信号值电势Vsig作为到像素电路10的输入信号提供到在列方向中布置的信号线DTL1、DTL2、...。
对应于每个像素电路10提供光检测部分30。光检测部分30在其内部包括作为此后描述的传感器兼用晶体管T10的起作用为光传感器的元件、以及包括该元件的检测信号输出电路。光检测部分30输出对应像素电路10的发光元件的发光量的检测信息。
此外,提供用于控制光检测部分30的操作的检测操作控制部分21。控制线TLa(即,TLa1、TLa2、...)和控制线TLb(即,TLb1、TLb2、...)从检测操作控制部分21延伸到光检测部分30。
尽管此后描述光检测部分30的检测信号输出电路的配置,但是控制线TLa起作用为将用于光检测部分30中的切换晶体管T3的导通/截止控制的控制脉冲pT3提供到切换晶体管T3。同时,控制线TLb起作用为将用于光检测部分30中的传感器兼用晶体管T10的导通/截止控制的控制脉冲pT10提供到传感器兼用晶体管T10。
此外,对光检测部分30排列用于提供光检测部分30的操作电源电压的电源线VL(即,VL1,VL2,...)。检测操作控制部分21将从操作电源电压Vcc和参考电势Vini形成的脉冲电压施加到电源线VL,即,VL1,VL2,...。
此外,对光检测部分30例如在列方向布置光检测线DETL,即DETL1,DETL2,...。光检测线DETL用作用于输出电压作为通过光检测部分30的检测信息的线。
光检测线DETL(即DETL1,DETL2,...)连接到光检测驱动器22。光检测驱动器22执行关于光检测线DETL的电压检测,以通过光检测部分30检测光量检测信息。
光检测驱动器22将通过光检测部分30关于像素电路10的光量检测信息施加到水平选择器11中的信号值校正部分11a。
信号值校正部分11a基于光量检测信息,判断像素电路10中的有机EL器件的发光效率的劣化度,并根据判断的结果执行要施加到像素电路10的信号值Vsig的校正处理。
有机EL器件的发光效率随时间经过而劣化。具体地,即使提供相同电流,随时间经过,发光亮度也降低。因此,在根据本实施例的显示装置中,检测每个像素电路10的发光量,并基于检测的结果判断发光亮度的劣化。因此,响应于劣化度校正信号值Vsig自身。例如,在要施加作为一定电压值V1的信号值Vsig的情况下,执行校正,使得设置基于发光亮度的劣化度确定的校正值α,并施加作为电压值V1+α的信号值Vsig。
通过将以如上所述这种方式检测的每个像素电路10的发光亮度的劣化反馈到信号值Vsig,补偿该劣化,以减少屏幕烧坏。
具体地,例如,在如图37A所示出现屏幕烧坏的情况下,如图37B所示减少屏幕烧坏。
注意到,尽管图1中没有示出,但是用于提供作为要求的固定电势的阴极电势Vcat的电势线连接到像素电路10和光检测部分30(图10所示)。
此外,图1示出根据本发明第一实施例的显示装置的配置,并且此后参照图20描述根据本发明第二实施例的显示装置。
顺便提及,虽然对每个像素电路10提供单个光检测部分30,但是不必对每个像素电路10提供一个光检测部分30。
换句话说,可应用另一配置,其中一个光检测部分30对多个像素电路10执行光检测,例如,类似图2所示的配置,其中对四个像素电路10布置一个光检测部分30。例如,可采用这样的技术,其中执行如图2所示的关于四个像素电路10a、10b、10c和10d的光检测,同时按顺序连续驱动像素电路10a、10b、10c和10d发光,通过布置在像素电路10a、10b、10c和10d之间的中心位置的光检测部分30a连续执行光检测。或可采用另一技术,其中尽管同时驱动多个像素电路10发光,但是以例如包括像素电路10a、10b、10c和10d的像素块为单位检测光量。
<2.在到达本发明的过程中已经考虑到的配置>
这里,在描述本发明实施例的电路配置和操作之前,描述在到达本发明的过程中已经考虑的光检测部分,以便利本实施例的理解。
图3示出为减少屏幕烧坏而设计的像素电路10和光检测部分100。
参照图3,像素电路10包括驱动晶体管Td、采样晶体管Ts、保持电容器Cs和有机EL元件1。以下更具体地描述具有该配置的像素电路10。
为了补偿像素电路10的有机EL元件1的发光效率的下降,提供光检测部分100,其包括光检测元件或光传感器S1、以及插入在电源电压Vcc和固定光检测线DETL之间的切换晶体管T1。
在该实例中,例如光电二极管形式的光传感器S1提供对应于来自有机EL元件1的发光量的漏电流。
通常,当二极管检测光时,其电流增加。此外,电流的增加量依赖于入射到二极管的光量而变化。具体地,如果光量大,则电流的增加量大,并且如果光量小,则电流的增加量小。
如果使得切换晶体管T1导通,则流过光传感器S1的电流流到光检测线DETL。
连接到光检测线DETL的外部驱动器101检测从光传感器S1提供到光检测线DETL的电流量。
通过外部驱动器101检测的电流值转换为检测信息信号,并且提供到水平选择器11。水平选择器11从检测信息信号判断检测电流值是否对应于提供到像素电路10的信号值Vsig。如果有机EL元件1的发光亮度指示劣化级别,则检测电流量指示降低级别。在此实例中,校正信号值Vsig。
图4中图示光检测操作波形。这里,光检测部分100输出检测电流到外部驱动器101的时段被确定为一帧。
在图4所示的信号写入时段内,像素电路10中的采样晶体管Ts利用扫描脉冲WS展现导通状态,并且从水平选择器11施加到信号线DTL的信号值Vsig输入到像素电路10。信号值Vsig输入到驱动晶体管Td的栅极,并保持在保持电容器Cs中。因此,驱动晶体管Td将对应于其栅极-源极电压的电流提供到有机EL元件1,使得有机EL元件1发光。例如,如果在当前帧内对于白色显示提供信号值Vsig,则有机EL元件1在当前帧内发出白电平的光。
在发出白电平的光的帧内,利用控制脉冲pT1使得光检测部分100中的切换晶体管T1导通。因此,接收有机EL元件1的光的光传感器S1的电流的变化反映在光检测线DETL上。
例如,如果流过光传感器S1其上的电流量等于最初应当发出的光量,并通过如图4中的实线指示,则如果通过有机EL元件1的劣化减少了发光量,则其如通过图4中的虚线指示。
由于对应于发光亮度的劣化的电流的变化出现在光检测线DETL上,因此外部驱动器101可以检测电流量,并获得劣化度的信息。然后,信息反馈到水平选择器11,以校正信号值Vsig来执行亮度劣化的补偿。因此,可以降低屏幕烧坏。
然而,如上所述的这种光检测系统导致下面的缺点。
具体地,光传感器S1接收有机EL元件1的发出的光,并增加其电流。对于如光传感器S1的二极管,优选地,使用其截止区域,其中展现大电流变化,即,施加的负值的电压逼近零。这是因为可相对精确地检测电流变化。
然而,即使此时的电流值指示增加,由于其关于导通电流非常低,因此如果意图以高精度检测亮度变化,则为充电光检测线DETL的寄生电容可能需要长时间段。例如,难以在一帧中以高精度检测电流变化。
作为对策,增加光传感器S1的大小以增加电流量是可能的构思。然而,随着大小增加,光检测部分100在像素阵列20中占据的面积的比增加。
因此,已经设计了如图5所示的这种光检测部分200。
参照图5,作为光检测部分200的检测信号输出电路包括光传感器S1、电容器C1、n沟道TFT形式的检测信号输出晶体管T5、切换晶体管T3和T4、以及晶体管的二极管连接形式的二极管D1。
光传感器S1连接在电源电压Vcc和检测信号输出晶体管T5的栅极之间。
光传感器S1使用PIN二极管或非晶硅产生。
布置光传感器S1,以便检测从有机EL元件1发出的光。光传感器S1的电流响应于检测光量增加或减少。具体地,如果有机EL元件1的发光量大,则电流增加量大,但是如果有机EL元件1的发光量小,则电流增加量小。
电容器C1连接在电源电压Vcc和检测信号输出晶体管T5的栅极之间。
检测信号输出晶体管T5在其漏极连接到电源电压Vcc,并且在其源极连接到切换晶体管T3。
切换晶体管T3连接在检测信号输出晶体管T5的源极和光检测线DETL之间。利用从控制线TLx提供到其栅极的控制脉冲pT3,导通/截止切换晶体管T3。当切换晶体管T3导通时,检测信号输出晶体管T5的源极电势输出到光检测线DETL。
二极管D1连接在检测信号输出晶体管T5的源极和阴极电势Vcat之间。
切换晶体管T4在其漏极和源极连接在检测信号输出晶体管T5的栅极和参考电势Vini之间。利用从控制线TLy提供到其栅极的控制脉冲pT4,导通/截止切换晶体管T4。
当切换晶体管T4导通时,参考电势Vini输入到切换晶体管T5的栅极。
光检测驱动器201包括电压检测部分201a,用于检测每个光检测线DETL的电势。电压检测部分201a检测从光检测部分200输出的检测信号电压,并将检测的检测信号电压作为有机EL元件1的发光量信息(其是亮度劣化的信息)提供到水平选择器11。
图6图示在光检测操作时的操作波形。
具体地,图6图示用于将信号值Vsig写入到像素电路10的扫描脉冲WS、用于光检测部分200的控制脉冲pT4和pT3、检测信号输出晶体管T5的栅极电压、和出现在光检测线DETL上的电压。
在光检测部分200中,首先作为检测准备时段,分别用控制脉冲pT4和pT3导通切换晶体管T3和T4。图7中图示此时的状态。
当切换晶体管T4导通时,参考电势Vini输入到检测信号输出晶体管T5的栅极。
参考电势Vini设置为利用其导通检测信号输出晶体管T5和二极管D1的电平。具体地,参考电势Vini高于检测信号输出晶体管T5的阈值电压VthT5、二极管D1的阈值电压VthD1和阴极电势Vcat的和,即,VthT5+VthD1+Vcat。因此,由于电流Iini如图7所示流动,此外切换晶体管T3导通,因此电势Vx输出到光检测线DETL。
在检测准备时段内,如图6所示,获得检测信号输出晶体管T5的栅极电势=Vini、和光检测线DETL的电势=Vx。
对于一帧的时段内的显示,在像素电路10中执行信号写入。具体地,在图6的信号写入时段内,扫描脉冲WS置为H(高)电平,以使得采样晶体管Ts导通。此时,水平选择器11将用于白色显示的灰度的信号值Vsig提供到信号线DTL。因此,在像素电路10中,有机EL元件1根据信号值Vsig发光。此时的状态在图8中图示。
此时,光传感器S1接收从有机EL元件1发出的光,并且其漏电流变化。然而,由于切换晶体管T4处于导通状态,因此检测信号输出晶体管T5的栅极电压保持参考电势Vini。
在信号写入结束后,像素电路10中的采样晶体管Ts截止。
同时,在光检测部分200中,控制脉冲pT4置为L(低)电平以截止切换晶体管T4。该状态在图9中图示。
当切换晶体管T4截止时,光传感器S1接收从有机EL元件1发出的光,并将漏电流从电源电压Vcc提供到检测信号输出晶体管T5的栅极。
通过该操作,如图6所示,检测信号输出晶体管T5的栅极电压从参考电势Vini逐渐上升,并且与此同时,光检测线DETL的电势也从电势Vx上升。光检测线DETL的这种电势变化通过电压检测部分201a检测。检测的电势对应于有机EL元件1的发光量。换句话说,如果通过像素电路10执行如例如白色显示的特定灰度显示,则检测的电势表示有机EL元件1的劣化度。例如,通过图6中的实线表示的光检测线DETL的电势差表示当有机EL元件1完全不劣化时的电势差,而通过图6中的虚线表示的电势差表示当有机EL元件1遭受劣化时的电势差。
在经过固定时间段之后,控制脉冲pT3置入L电平,以由此截止切换晶体管T3来终止检测操作。
例如,以如上所述的这种方式执行关于一帧内的有关的线中的像素电路10的检测。
光检测部分200的检测信号输出电路具有源极跟随器电路的配置,并且如果检测信号输出晶体管T5的栅极电压变化,则该变化从检测信号输出晶体管T5的源极输出。换句话说,通过光传感器S1的漏电流的变化的检测信号输出晶体管T5的栅极电压的变化从检测信号输出晶体管T5的源极输出到光检测线DETL。
同时,设置检测信号输出晶体管T5的栅极-源极电压Vgs,以便高于检测信号输出晶体管T5的阈值电压Vth。因此,从检测信号输出晶体管T5输出的电流值远远高于参照图3在上面描述的电路配置的电流值,并且即使光传感器S1的电流值低,由于其经过检测信号输出晶体管T5,因此发光量的检测信息也可输出到光检测驱动器201。
因此,尽管高精度的光检测操作是可能的,但是从增加数量的元件形成光检测部分200。具体地,光检测部分200可能需要光传感器S1、四个晶体管T3、T4、T5和D1以及电容器C1,并且这造成了每个像素的元件的数量的增加和包括像素电路10的晶体管的比率的增加。这成为了低产量的原因。
因此,考虑到上述,本实施例简化了光检测部分的配置,以实现高产量,同时维持如光检测部分200的好的光检测。
<3.第一实施例>
[3-1.电路配置]
图10中示出图1所示的实施例的像素电路10和光检测部分30的配置。
参照图10,所示的像素电路10包括n沟道TFT形式的采样晶体管Ts、保持电容器Cs、p沟通TFT形式的驱动晶体管Td和有机EL元件1。
如图1所示,在信号线DTL和写入控制线WSL之间的交叉点布置像素电路10。信号线DTL连接到采样晶体管Ts的漏极,并且写入控制线WSL连接到采样晶体管Ts的栅极。
驱动晶体管Td和有机EL元件1串联连接在电源电压Vcc和阴极电势Vcat之间。
采样晶体管Ts和保持电容器Cs连接到驱动晶体管Td的栅极。驱动晶体管Td的栅极-源极电压通过Vgs表示。
在像素电路10中,当水平选择器11施加对应于亮度信号的信号值到信号线DTL时,如果写入扫描器12将写入控制线WSL的扫描脉冲WS置为H电平,则使得采样晶体管Ts导通,并且信号值写入到保持电容器Cs。写入保持电容器Cs的信号值电势变为驱动晶体管Td的栅极电势。
如果写入扫描器12将写入控制线WSL的扫描脉冲WS置为L电平,则尽管信号线DTL和驱动晶体管Td彼此电断开,驱动晶体管Td的栅极电势也通过保持电容器Cs稳定保持。
然后,驱动电流Ids流到驱动晶体管Td和有机EL元件1,以便从电源电压Vcc导向阴极电势Vcat。
此时,驱动电流Ids展现对应于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs的值,并且有机EL元件1以对应于电流值的亮度发光。
简而言之,在像素电路10中,信号值电势从信号线DTL写到保持电容器Cs中,以变化驱动晶体管Td的栅极施加电压,从而控制流到有机EL元件1的电流的值,以便获得色彩形成的灰度。
由于设计p沟道TFT形式的驱动晶体管Td使得其在其源极连接到电源电压Vcc,使得驱动晶体管Td通常工作在其饱和区内,因此驱动晶体管Td用作具有通过如下表达式(1)给出的值的恒流源:
Ids=(1/2)·μ·(W/L)·Cox·(Vgs-Vth)2  (1)
其中,Ids是工作在其饱和区的晶体管的漏极和源极之间流动的电流,μ是迁移率,W是沟道宽度,L是沟道长度,Cox是栅极电容,并且Vth是驱动晶体管Td的阈值电压。
如从上面的表达式(1)显而易见的,在饱和区内,通过栅极-源极电压Vgs控制驱动晶体管Td的漏极电流Ids。由于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs保持固定,因此驱动晶体管Td操作为恒流源,并且可使得有机EL元件1以固定亮度发光。
通常,有机EL元件1的电流-电压特性随时间经过劣化。因此,在像素电路10中,驱动晶体管Td的漏极电压与有机EL元件1的依赖于时间的变化一起变化。然而,由于在像素电路10中驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs是固定的,因此固定电流量流到有机EL元件1,并且发光亮度不变化。简而言之,可预期稳定化的灰度控制。
然而,随着时间经过,不仅驱动电压、而且有机EL元件1的发光效率劣化。换句话说,即使相同电流提供到有机EL元件1,有机EL元件1的发光亮度也随时间一起下降。结果,出现如参照图37A在上面描述的这种屏幕烧坏。
因此,提供光检测部分30,使得执行对应于发光亮度的劣化的校正或补偿。
作为本实施例中的光检测部分30的检测信号输出电路包括传感器兼用晶体管T10、电容器C2、n沟道TFT形式的检测信号输出晶体管T5、和切换晶体管T3,如图10所示。
传感器兼用晶体管T10连接在电源线VL和检测信号输出晶体管T5的栅极之间。
提供传感器兼用晶体管T10替代参照图5在上面描述的配置中的二极管形式的光传感器S1,并且在导通状态和截止状态之间转换,以便起作用为切换元件,此外,在其截止状态下起作用为光传感器。
TFT具有这样的结构,其中通过在沟道层上布置栅极金属、源极金属等来形成。形成传感器兼用晶体管T10,以便具有这样的结构,其中例如在沟道层之上,形成源极和漏极的金属层不相对地截断到沟道层的光。换句话说,应当形成TFT,使得可允许外部光进入沟道层。
布置传感器兼用晶体管T10以便检测从有机EL元件1发出的光。然后,在传感器兼用晶体管T10的截止状态下,其漏电流响应于发光量而增加或减少。具体地,如果有机EL元件1的发光量大,则漏电流的增加量大,而如果发光量小,则漏电流的增加量小。
传感器兼用晶体管T10在其栅极连接到控制线TLb。因此,利用上面参照图1所述的检测操作控制部分21的控制脉冲pT10,导通/截止传感器兼用晶体管T10。当传感器兼用晶体管T10导通时,电源线VL的电势输入到检测信号输出晶体管T5的栅极。
注意到,如上所述,可采取电源电压Vcc和参考电势Vini的两个值的脉冲电压从检测操作控制部分21提供到电源线VL。
电容器C2连接在阴极电势Vcat和检测信号输出晶体管T5的栅极之间。提供电容器C2,以保持检测信号输出晶体管T5的栅极电压。
检测信号输出晶体管T5在其漏极连接到电源线VL。检测信号输出晶体管T5在其源极连接到切换晶体管T3。
切换晶体管T3连接在检测信号输出晶体管T5的源极和光检测线DETL之间。切换晶体管T3在其栅极连接到控制线TLa,并因此用上面参照图1所述的检测操作控制部分21的控制脉冲pT3导通/截止。当切换晶体管T3导通时,流到检测信号输出晶体管T5的电流输出到光检测线DETL。
光检测驱动器22包括电压检测部分22a,用于检测每个光检测线DETL的电势。电压检测部分22a检测从光检测部分30输出的检测信号电压,并且将检测信号电压作为有机EL元件1的发光量信息(即,作为有机EL元件1的亮度劣化的信息)提供到上面参照图1描述的水平选择器11,具体地,提供到信号值校正部分11a。
注意到,例如二极管连接的晶体管的形式的二极管D1连接到光检测线DETL,以便为电流路径提供例如阴极电势Vcat的固定值。
据此,图5所示的光检测部分200中的二极管D1布置在像素阵列20之外,即,在光检测驱动器22一侧,并且这成为减少本示例的光检测部分30的元件的数量的因素。
以此方式,通过提供传感器兼用晶体管T10和通过外部布置二极管D1,本示例的光检测部分30从三个晶体管T3、T5和T10和电容器C2配置。
[3-2.光检测操作时段]
尽管通过上面参照图10描述的光检测部分30执行检测像素电路10的有机EL元件1的发光量的光检测操作,但是这里描述光检测部分30的光检测操作等的执行时段。
图11A图示在普通图像显示后执行的光检测操作。
注意到,下面使用的术语“普通图像显示”表示这样的状态,其中基于提供到显示装置的图像信号的信号值Vsig提供到每个像素电路10,以执行通常的动态图像或静态图像的图像显示。
假设在图11A中,在时间t0接通到显示装置的电源。
这里,在时间t1之前,执行接通电源时的各种初始化操作,并且在时间t1开始普通图像显示。然后,在时间t1之后,执行视频图像的帧F1、F2...的显示,作为普通图像显示。
在此时段中,光检测部分30不执行光检测操作。
在时间t2,普通图像显示结束。这例如对应于这样的情况:执行电源的关断操作。
在图11A的示例中,光检测部分30在时间t2之后执行光检测操作。
在该实例中,例如在一帧的时段内,对于一行的像素执行光检测操作。
例如,当开始光检测操作时,水平选择器11使得第一帧Fa内的像素电路10执行这样的显示:第一行通过白色显示显示,如图11B所示。简而言之,信号值Vsig施加到像素电路10,使得第一行中的像素电路10执行白色显示,即,高亮度灰度显示,同时所有其他像素电路10执行黑色显示。
在帧Fa的时段内,对应于第一行中的像素的光检测部分30检测对应像素的发光量。光检测驱动器22执行各列的光检测线DETL的电压检测,以获得第一行中的像素的发光亮度信息。然后,发光亮度信息反馈到水平选择器11。
在下一帧Fb中,水平选择器11使得像素电路10执行如图11B所示在第二行中执行白色显示的这种显示。换句话说,水平选择器11使得第二行中的像素电路10执行白色显示,即高亮度灰度显示,但是使得所有其他像素电路10执行黑色显示。
在帧Fb的时段内,对应于第二行中的像素的光检测部分30检测对应像素的发光量。光检测驱动器22执行各列的光检测线DETL的电压检测,以获得第二行中的像素的发光亮度信息。然后,发光亮度信息反馈到水平选择器11。
如上所述的这种操作序列重复直到最后行。在最后行的像素的发光亮度信息被检测并反馈到水平选择器11的阶段,光检测操作结束。
水平选择器11基于像素的发光亮度信息,执行信号值校正处理。
当在时间t3完成上述光检测操作时,执行需要的处理,如例如关断到显示装置的电源。
注意到,在对每行的光检测操作中选择对应于该行中的像素的光检测部分30的同时,用检测操作控制部分21的控制脉冲pT3执行选择。
具体地,由于在对应于相关行的像素的光检测部分30中导通晶体管T3,因此其他行中的光检测部分30的信息不输出到光检测线DETL,因此,可执行相关行的像素的光量检测。
图12A图示在普通图像显示的执行期间的一定时段内执行的光检测操作。
假设例如在时间t10开始普通图像显示。在开始普通图像显示之后,在一帧的时段内,对于一行执行通过光检测部分30的光检测操作。换句话说,执行类似于在从图11A的时间t2到时间t3的时段内执行的检测操作的检测操作。然而,每个像素电路10中的显示是通常情况下的图像显示,而不是对于图11B的光检测操作的显示。
当对第一行到最后一行结束光检测操作时,光检测部分30结束光检测操作一次。
在每个预定时段之后执行光检测操作,并且如果假设检测操作时段的定时到达一定时间t12,则类似执行从第一行到最后行的光检测操作。然后,在光检测操作完成后,在预定时间段内不执行光检测操作。
例如,在普通图像显示的执行期间,可在预定时段内并行执行光检测操作。
图12B图示当电源接通时执行的光检测操作。
假设在时间t20接通到显示装置的电源。这里,紧接在当使得电源可用时执行的各种初始化操作(如启动)之后,从时间t21起执行光检测操作。具体地,执行类似于在从图11的时间t2到时间t3的时段内执行的操作的检测操作。此外,每个像素电路10执行光检测操作的显示,用于对于每一帧,通过白色显示显示一行。
在完成第一行到最后一行的光检测操作后,水平选择器11使得像素电路10在时间t22开始普通图像显示。光检测部分30不执行光检测操作。
例如,如果在普通图像显示到达结束之后、在普通图像显示的执行期间、在开始通常图像显示之前或在如上所述的一些其他定时,执行光检测操作,并且执行基于检测的信号值校正处理,则可处理发光亮度的劣化。
注意到,可例如在普通图像显示结束之后和开始通常图像显示之前的两个定时执行光检测操作。
在普通图像显示结束之后和开始通常图像显示之前的定时之一或两者执行光检测操作的情况下,由于可执行如图11B所示对于光检测操作的这种显示,因此存在可用如白色显示的情况下的高灰度的发光执行检测的优点。此外,可执行任意灰度的显示,以检测每个灰度的劣化度。
另一方面,在普通图像显示的执行期间执行光检测操作的情况下,由于实际显示的图像的实质是无穷的,因此不可能指定执行光检测操作的灰度。因此,需要判断检测值作为采取发光灰度确定的值(即,然后施加到考虑的检测对象的像素的信号值Vsig)并执行信号值校正处理。注意到,由于在普通图像显示的执行期间可重复执行光检测操作和校正处理,因此存在可基本正常地处理有机EL元件1的亮度劣化的优点。
[3-3.光检测操作]
参照图13到17描述通过本实施例的光检测部分30的光检测操作。在图11A和11B的普通图像显示到达结束之后执行光检测操作。
图13示出关于光检测部分30的操作的波形。具体地,图13示出要从写入扫描器12施加到像素电路10(具体地,施加到采样晶体管Ts)的扫描脉冲WS。
图13还分别图示要从检测操作控制部分21施加到控制线TLb和TLa的控制脉冲pT10和pT3。光检测部分30的传感器兼用晶体管T10响应于控制脉冲pT10导通/截止。此外,光检测部分30的切换晶体管T3响应于控制脉冲pT3导通/截止。
图13还图示电源线VL的电源脉冲。如图13所示,检测操作控制部分21在光检测时段之前的检测准备时段内施加参考电势Vini到电源线VL,但在执行光检测的时段内施加电源电压Vcc到电源线VL。
图13还图示检测信号输出晶体管T5的栅极电压和光检测线DETL上出现的电压。
假设一个光检测部分30在图13所示的一帧的时段内,执行关于对应的一个像素电路10的光量检测。
对于光检测部分30,在包括检测准备时段的从时间tm0到时间tm6的时段内,检测操作控制部分21首先将电源线VL设置为参考电势Vini。
然后,在从时间tm1到时间tm5的时段内执行检测准备。检测操作控制部分21在时间tm1,首先将控制脉冲pT10设置为H电平,以导通传感器兼用晶体管T10。此外,在时间tm2,检测操作控制部分21将控制脉冲pT3设置为H电平,以导通切换晶体管T3。该实例下的状态在图14中图示。
在电源线VL设置为参考电势Vini的时间tm1导通传感器兼用晶体管T10的情况下,参考电势Vini输入到检测信号输出晶体管T5的栅极。然后,当切换晶体管T3导通时,检测信号输出晶体管T5的源极连接到光检测线DETL。
这里,参考电势Vini具有利用其导通检测信号输出晶体管T5的电平。具体地,参考电势Vini高于检测信号输出晶体管T5的阈值电压VthT5、连接到光检测线DETL的二极管D1的阈值电压VthD1和二极管D1的源极电势(其是例如阴极电势Vcat)的和。即,参考电势Vini是Vini>VthT5+VthD1+Vcat。
此后,如图14所示,电流Iini流动,并且光检测线DETL具有一定电势Vx。由于在检测准备时段内执行如上所述的这种操作,因此检测信号输出晶体管T5的栅极电势变为等于参考电势Vini,并且光检测线DETL的电势变为等于电势Vx,如图13所示。
在从图13的时间tm3到时间tm4的时段内,对一帧时段的显示执行将信号值Vsig写入到像素电路10中。
具体地,在图13的信号写入时段内,扫描脉冲WS设置为H电平,以使得采样晶体管Ts导通。此时,水平选择器11将例如白色显示灰度的信号值Vsig施加到信号线DTL。因此,在像素电路10中,有机EL元件1根据信号值Vsig发光。在此实例下的状态在图15中图示。
此时,由于传感器兼用晶体管T10导通,因此检测信号输出晶体管T5的栅极电压保持等于参考电势Vini。
在信号写入结束之后,在时间tm4,像素电路10中的采样晶体管Ts截止。
同时,在光检测部分30中,在时间tm5,控制脉冲pT10置为L电平,以截止传感器兼用晶体管T10。该状态在图16中图示。
在传感器兼用晶体管T10截止的情况下,对应于电容器C2和传感器兼用晶体管T10的寄生电容之间的电容比的耦合量ΔVa’输入到检测信号输出晶体管T5的栅极。因此,光检测线DETL的电压也变化为由Vx-ΔVa给出的电势。
通过该耦合,电势差出现在传感器兼用晶体管T10的源极和漏极之间,并且依赖于接收的光量变化传感器兼用晶体管T10的泄漏量。然而,此时的漏电流很少使检测信号输出晶体管T5的栅极电压变化。这源自于传感器兼用晶体管T10的源极和漏极之间的电势差小、以及在将电源线VL从参考电势Vini变化到电源电压Vcc的下一操作之前的时间短的事实。
在固定时间段经过之后的时间tm6,检测操作控制部分21将电源线VL的电势从参考电势Vini改变到电源电压Vcc。
通过该操作,来自电源线VL的耦合输入到检测信号输出晶体管T5的栅极,因此,检测信号输出晶体管T5的栅极电势上升。由于电源线VL的电势变化为高电势,因此传感器兼用晶体管T10的源极和漏极之间的大电势差出现,并且响应于接收的光量,漏电流从电源线VL流到检测信号输出晶体管T5的栅极。
该状态在图17中图示。通过所述操作,检测信号输出晶体管T5的栅极电压从Vini-ΔVa’变化到Vini-ΔVa’+ΔV’。图13图示了在时间tm6之后、检测信号输出晶体管T5的栅极电势从Vini-ΔVa’逐渐上升到Vini-ΔVa’+ΔV’的方式。
与此同时,光检测线DETL的电势也从电势Vx-ΔVa上升到V0+ΔV。注意到,电势V0是低灰度显示状态(即,黑色显示状态)下的光检测线DETL的电势。由于随着由传感器兼用晶体管T10接收的光量增加、流到传感器兼用晶体管T10的电流量增加,因此在高灰度显示时的光检测线DETL的电压高于低灰度显示时的电压。
光检测线DETL的这种电势变化由电压检测部分22a检测。该检测电压对应于有机EL元件1的发光量。换句话说,如果像素电路10正执行如例如白色显示的特定灰度显示,则检测电势代表有机EL元件1的劣化度。
在经过固定时间间隔之后,在时间tm7,控制脉冲pT3设为L电平,以截止切换晶体管T3,从而结束检测操作。因此,没有更多电流提供到光检测线DETL,并且电势变为等于Vcat+VthD1。注意到,VthD1表示二极管D1的阈值电压。
例如,以下述方式执行关于一帧内的相关行的像素电路10的检测。
执行如上所述这种光检测操作的本实施例中的光检测部分30可以类似于上面参照图5描述的光检测部分200,以高精度执行光检测操作。
具体地,光检测部分30的检测信号输出电路配置为源极跟随器电路,并且如果检测信号输出晶体管T5的栅极电压变化,则该变化从检测信号输出晶体管T5的源极输出。因此,通过传感器兼用晶体管T10的漏电流的变化的检测信号输出晶体管T5的栅极电压的变化从传感器兼用晶体管T10的源极输出到光检测线DETL。
此外,检测信号输出晶体管T5的栅极-源极电压Vgs设置为高于检测信号输出晶体管T5的阈值电压Vth。因此,从检测信号输出晶体管T5输出的电流值远远高于参照图3在上面描述的电路配置的电流值。因此,即使传感器兼用晶体管T10的电流值低,在电流流过检测信号输出晶体管T5的情况下,发光量的检测信息也可适当地输出到光检测驱动器22。
此外,可减少形成光检测部分30的晶体管的数量,并可实现高产量。
此外,还为像素阵列20上的元件的安排提供了空间,并且这对于设计是适当的。
此外,在光检测驱动器22将检测光量信息作为用于信号值Vsig的校正的信息反馈到水平选择器11的情况下,可采取针对如屏幕烧坏的画面质量的缺陷的对策。
[3-4.对第一实施例的修改]
尽管作为第一实施例在上面描述了使用传感器兼用晶体管T10的配置,但是描述了对本第一实施例的修改。
图18中示出修改的配置。在图18所示的修改中,连接到光检测驱动器22中的光检测线DETL的二极管D1用开关SW和固定电源(如例如阴极电势Vcat)替代。
开关SW用来自检测操作控制部分21的控制信号pSW接通/关断。
此外,在本配置的情况下,可类似地执行光量检测。
参照图19描述通过图18中所示的配置的操作的示例。
首先,在从时间tm10到时间tm11的检测准备时段内,用控制脉冲pT10导通传感器兼用晶体管T10,以在电源线VL设置为参考电势Vini的状态下,将参考电势Vini输入到检测信号输出晶体管T5的栅极。
此外,在时间tm11,用控制脉冲pT10导通切换晶体管T3,并且用控制信号pSW接通开关SW。
通过到目前为止的操作,检测信号输出晶体管T5的栅极电势初始化为参考电势Vini,并且光检测线DETL的电势初始化为阴极电势Vcat。
然后,在时间tm12,截止传感器兼用晶体管T10,并且在时间t13,光检测线DETL的电势从参考电势Vini改变为电源电压Vcc,以执行光检测。
然后,在经过固定时间段之后的时间tm14设为光检测时段开始时间,并且关断开关SW,使得电压检测部分22a开始光检测。
在图18所示的配置中,通过导通传感器兼用晶体管T10,固定电势(即,参考电势Vini)输入到检测信号输出晶体管T5的栅极以执行阈值电压校正操作。
此外,通过本系统,对应于有机EL元件1的发光的电压输出到光检测线DETL。
作为另一修改,可应用下面的示例。
此外,变化光检测部分30中的传感器兼用晶体管T10的灵敏度,以便将要从检测不同波长的光的光检测部分30输出到光检测线DETL的电压电平固定是适当的。
具体地,用于检测具有高能量的光的传感器兼用晶体管T10的灵敏度设为低,而用于检测具有低能量的光的另一传感器兼用晶体管T10的灵敏度设为高。作为示例,为了改变光的灵敏度,应当改变通过作为传感器兼用晶体管T10的晶体管的沟道长度或沟道宽度或沟道材料的膜厚度确定的晶体管大小。
具体地,检测具有较高能量的光(如B光)的光检测部分30的传感器兼用晶体管T10的沟道膜厚度设置为薄,而传感器兼用晶体管T10的沟道宽度设为小。相反,检测具有低能量的光的传感器兼用晶体管T10的沟道膜厚度设为薄,而传感器兼用晶体管T10的沟道宽度设为大。
例如,在对应于B光像素、G光像素和R光像素的光检测部分30中,用于检测B光的传感器兼用晶体管T10的沟道膜厚度设为最薄,而用于检测R光的传感器兼用晶体管T10的沟道膜厚度设为最厚。或者,用于检测B光的传感器兼用晶体管T10的沟道宽度设为最小,而用于检测R光的传感器兼用晶体管T10的沟道宽度设为最大。或者采用两个对策。
通常,随着要接收的光的波长变得更短,即,随着光的能量增加,光检测元件提供更大量的漏电流。因此,通过响应于要接收的光的波长设置每个传感器兼用晶体管T10的灵敏度,可以使得每个光检测部分30中的检测信号输出晶体管T5的栅极电势的变化为固定值,而无论要接收的光的能量。结果,要输出到光检测线DETL的电压可设置为不依赖于发光波长而变化的相等电压。因此,可预期光检测驱动器22的简化。
注意到,如上所述的这种观点可类似地应用到此后描述的本发明的第二实施例。
此外,像素电路10的配置完全不限于上面描述的示例,并且可采用各种其他配置。具体地,上面描述的第一实施例可广泛应用到采用执行发光操作的像素电路的显示装置,而不管上面参照图10描述的像素电路的配置,并且包括用于检测像素电路的发光量的、在像素电路外提供的光检测部分。这点也与第二实施例相同。
<4.第二实施例>
[4-1.电路配置]
描述本发明的第二实施例。根据第二实施例的有机EL显示装置的配置在图20中示出,并且下面描述与参照图1在上面描述的有机EL显示装置的配置的不同。注意到,本实施例的有机EL显示装置包括若干与第一实施例的组件共同的组件,并且这里省略共同组件的重复描述以避免冗余。
图20的装置与图1的装置的不同在于,其不包括从检测操作控制部分2延伸到光检测部分30的电源线VL。
在上述第一实施例中,检测操作控制部分21将作为电源电压Vcc的脉冲电压和参考电势Vini通过电源线VL施加到光检测部分30。相反,在第二实施例中,下面参照图21描述的具有固定电势的电源线引入到每个光检测部分30中。简而言之,没有从检测操作控制部分21提供脉冲功率作为电源。这意味着在检测操作控制部分21中不需要用于生成电源脉冲的驱动器。
图21示出像素电路10和光检测部分30的配置。
注意到,图21示出连接到相同信号线DTL的两个像素电路10(即,10-1和10-2)、以及分别对应于像素电路10-1和10-2并且连接到相同光检测线DETL的两个光检测部分30(即,30-1和30-2)。在下面的描述中,除了需要具体区分的情况,它们统称为“像素电路10”和“光检测部分30”。
像素电路10的电路配置与上面参照图3描述的电路配置类似。如上所述,像素电路10的配置不限于附图中所示。
第二实施例中,作为光检测部分30的检测信号输出电路包括传感器兼用晶体管T10、电容器C2和C3、n沟道TFT形式的检测信号输出晶体管T5、以及切换晶体管T3。简而言之,作为组件,电容器C3额外提供到上述第一实施例中的组件。
传感器兼用晶体管T10连接在具有固定参考电势Vini的电源线(以下简称为“参考电势Vini”)和检测信号输出晶体管T5的栅极之间。传感器兼用晶体管T10不仅在导通和截止状态之间切换以便用作切换元件,而且在其截止状态起作用为光传感器,类似于上述第一实施例。
布置传感器兼用晶体管T10,以便检测从有机EL元件1发出的光。然后,在截止状态,响应于通过传感器兼用晶体管T10的接收光量,传感器兼用晶体管T10的漏电流增加或减小。具体地,如果有机EL元件1的发光量大,则漏电流的增加量大,而如果有机EL元件1的发光量小,则漏电流的增加量小。
此外,传感器兼用晶体管T10在其栅极连接到控制线TLb(在图21中,传感器兼用晶体管T10在其栅极连接到控制线TLb1和TLb2)。因此,传感器兼用晶体管T10用图20所示的检测操作控制部分21的控制脉冲pT10导通/截止。当传感器兼用晶体管T10导通时,参考电势Vini输入到检测信号输出晶体管T5的栅极。
电容器C2连接在阴极电势Vcat和检测信号输出晶体管T5的栅极之间。
电容器C3连接在检测信号输出晶体管T5的栅极和传感器兼用晶体管T10的栅极之间。
检测信号输出晶体管T5在其漏极连接到参考电势Vini,并且在其源极连接到切换晶体管T3。
切换晶体管T3连接在检测信号输出晶体管T5的源极和光检测线DETL之间。切换晶体管T3在其栅极连接到控制线TL2,在图21中,连接到控制线TLa1或TLa2,因此,用图20所示的检测操作控制部分21的控制脉冲pT3接通/截止。
当切换晶体管T3导通时,流到检测信号输出晶体管T5的电流输出到光检测线DETL。
光检测驱动器22包括电压检测部分22a,用于检测每个光检测线DETL的电势。电压检测部分22a检测从光检测部分30输出的检测信号电压,并且将检测信号电压作为有机EL元件1的发光量信息(即,亮度劣化的信息)提供到图20所示的水平选择器11,具体地,提供到信号值校正部分11a。
此外,类似于参照图10在上面描述的情况,例如具有二极管连接的晶体管的形式的二极管D1连接到光检测线DETL,以便将电流路径提供到固定电势,如例如阴极电势Vcat。
[4-2.光检测操作]
描述第二实施例的光检测操作。注意到,检测时段可以是如参照图11A和11B或12A和12B在上面描述的。
图22图示到像素电路10-1和10-2的扫描脉冲WS、到光检测部分30-1的控制脉冲pT3和pT10、以及到光检测部分30-2的控制脉冲pT3和pT10。例如,如图11A和11B所示,在普通图像显示结束后或在一些其他定时,对每一行执行光检测,并且在一帧内执行单个检测操作。
具体地,在像素电路10-1中,执行信号值Vsig的写入,以便在一定定时执行一帧的发光,此时,在光检测部分30-1中,用控制脉冲pT3和pT10执行检测准备和光检测。
在下一帧时段内,通过像素电路10-2在一定定时对一帧执行信号值Vsig的写入,以执行发光,并且此时,光检测部分30-2分别用控制脉冲pT3和pT10执行检测准备和光检测。
考虑到像素电路10-1和光检测部分30-1参照图23到28描述了光检测操作。
图23图示作为关于光检测部分30-1的操作的波形的、从写入扫描器12提供到像素电路10-1(具体地,提供到采样晶体管Ts)的扫描脉冲WS。
图23还图示要分别施加到控制线TLb1和TLa1的控制脉冲pT10和pT3。光检测部分30的传感器兼用晶体管T10用控制脉冲pT10导通/截止。同时,光检测部分30的切换晶体管T3用控制脉冲pT3导通/截止。
此外,图23还图示检测信号输出晶体管T5的栅极电压和光检测线DETL上出现的电压。
对于光检测部分30-1,在时间tm20,检测操作控制部分21将控制脉冲pT10设为H电平,以导通传感器兼用晶体管T10。此外,在时间tm21,控制脉冲pT3设为高电平,以导通切换晶体管T3。此时的状态在图24中图示。
由于传感器兼用晶体管T10连接到参考电势Vini,因此当在时间tm20传感器兼用晶体管T10导通时,参考电势Vini输入到检测信号输出晶体管T5的栅极。然后,当切换晶体管T3导通时,检测信号输出晶体管T5的源极连接到光检测线DETL。
此时,如果参考电势Vini具有用于提供电流到检测信号输出晶体管T5的值,则电流Iini流动,如图24所示,并且光检测线DETL具有一定电势Vx。
具体地,确定参考电势Vini以便满足其高于检测信号输出晶体管T5的阈值电压VthT5、连接到光检测线DETL的二极管D1的阈值电压VthD1、和连接到二极管D1的源极的电源(如,例如阴极电势Vcat)的和的条件。简而言之,电流Iini在Vini>VthT5+VthD1+Vcat的条件下流动。
在从图23的时间tm22到时间tm23的时段内,对于一帧时段的显示执行将信号值Vsig写入到像素电路10-1。
具体地,在图23的信号写入时段内,扫描脉冲WS设为H电平,以使得采样晶体管Ts导通。此时,水平选择器11将例如白色显示灰度的信号值Vsig提供到信号线DTL。因此,像素电路10中的有机EL元件1响应于信号值Vsig发光。此时的状态在图25中图示。
此时,由于传感器兼用晶体管T10导通,因此检测信号输出晶体管T5的栅极电压保持参考电势Vini。光检测线DETL的电势也保持电势Vx,并且不变。
在信号写入结束之后,在时间tm23,像素电路10-1中的采样晶体管Ts截止。
在光检测部分30-1中,在时间tm24,控制脉冲pT10设为L电平,以截止传感器兼用晶体管T10。此时的状态在图26中图示。
在此实例中,施加到传感器兼用晶体管T10的栅极的控制脉冲PT10的电压从高电势(H)变为低电势(L),并且该电压变化通过电容器C3施加到检测信号输出晶体管T5的栅极。因此,检测信号输出晶体管T5的栅极电势从参考电势Vini变化为Vini-ΔVa’的电势。这里,“-Δva”是由从控制脉冲pT10的H电平到L电平的电压变化和电容器C3和C2之间的电容比提供的栅极电压下降量。
设置电势Vini-ΔVa’,使得如上所述其高于检测信号输出晶体管T5的阈值电压VthT5、二极管D1的阈值电压VthD1和连接到二极管D1的源极的电源(Vcat)之和。换句话说,设计参考电势Vini、电容器C2和C3等以便满足Vini-ΔVa’>VthT5+VthD1+Vcat。因此,电流Iini流动,并且光检测线DETL的电势从Vx变为Vx-ΔVa。这里,“-ΔVa”是对应于检测信号输出晶体管T5的栅极电压的变化“-ΔVa’”的光检测线DETL的电势变化量。
如上所述,通过当传感器兼用晶体管T10截止时的这种耦合,在传感器兼用晶体管T10的漏极和源极之间出现电势差ΔVa’。
如果该电势差ΔVa’大,则传感器兼用晶体管T10依赖于从而接收的光量变化其漏电流,并且变化检测信号输出晶体管T5的栅极电势。
通过上述操作,在经过固定时间间隔之后,如图27所示,检测信号输出晶体管T5的栅极电势变为Vini-ΔVa’+ΔV’。该“+ΔV’”是由流到截止状态下的传感器兼用晶体管T10的漏电流导致的检测信号输出晶体管T5的栅极电势的变化量。通过检测信号输出晶体管T5的栅极电势的变化,光检测线DETL的电势也变为Vx-ΔVa+ΔV。
图23图示其中在时间tm24之后、检测信号输出晶体管T5的栅极电势从Vini-ΔVa’上升到Vini-ΔVa’+ΔV’、并且光检测线DETL的电势从Vx-ΔVa上升到Vx-ΔVa+ΔV的方式。
在低灰度显示状态(即,黑色显示状态)下的光检测线DETL的电势由V0表示的情况下,电势V0通过V0=Vx-ΔVa给出。因此,由于随着传感器兼用晶体管T10接收的光量增加、流到传感器兼用晶体管T10的电流量增加,因此高灰度显示状态下的光检测线DETL的电压高于低灰度显示状态下的电压,其是V0+ΔV。
光检测线DETL的这种电势变化由电压检测部分22a检测。检测电压对应于从有机EL元件1发出的光量。
换句话说,发光亮度可从电势ΔV检测。此外,如果通过像素电路10执行如例如白色灰度的特定灰度的显示,则检测电势表示有机EL元件1的劣化度。
在经过固定时间段之后,在时间tm25,控制脉冲pT3设为L电平,并且切换晶体管T3截止,以结束检测操作,如图28所示。因此,停止提供电流到光检测线,并且光检测线的电势变化为Vcat+VthD1。注意到,VthD1是二极管D1的阈值电压。
以如上所述的方式执行关于例如一帧内的相关行的像素电路10的检测。
此外,在切换晶体管T3截止之后,检测信号输出晶体管T5的栅极电势逐渐上升,并且最终变为等于参考电势Vini。
在具有如上所述配置的第二实施例中,光检测部分30可从三个晶体管(T3、T5和T10)以及两个电容器(C2和C3)以及两个控制线(TLa和TLb)和一个固定电源(参考电势Vini)形成。
具体地,配置电源线,使得其不提供参考电势Vini的脉冲功率/电源电压Vcc而提供固定参考电势Vini到传感器兼用晶体管T10。
在第一实施例中,电源线VL提供参考电势Vini的脉冲功率/电源电压Vcc,使得当传感器兼用晶体管T10截止时,在传感器兼用晶体管T10的漏极和源极之间出现电势差以便生成漏电流。相反,在第二实施例中,上述电势变化“-ΔVa’”通过电容器C2和C3生成,使得可在传感器兼用晶体管T10的漏极和源极之间出现电势差,从而生成漏电流。
在本第二实施例中,不仅可类似于第一实施例的情况采用针对如屏幕烧坏的画面质量的缺陷的对策,而且可减少到光检测部分30的控制线的数量。简而言之,在参考电势Vini提供为电源时,不需要提供脉冲电源电压。因此,检测操作控制部分21需要包括用于到控制线TLa和TLb的控制脉冲pT3和pT10的驱动器,但是不需要第一实施例中的电源线VL的驱动器。因此,可实现配置的简化和成本的减少。
此外,光检测部分30中的两个电容器C2和C3具有类似于第一实施例中的电容器C2的保持检测信号输出晶体管T5的栅极电势的作用。因此,电容器C2和C3不必具有增加的电容,但是电容器C2和C3的和值可设为基本等于第一实施例中的电容器C2。因此,即使电容器的数量增加,产量也不显著下降。
注意到,尽管本发明应用到其中有机EL元件1与图像信号写入同时发光的像素电路10,但是其可应用到其中通过开关或电源线控制发光和不发光的像素电路。在此实例下,即使当不发光时,也执行光检测准备操作,并且在传感器兼用晶体管T10截止后,发光操作开始执行光检测操作,可没有任何问题地执行光检测。
[4-3.对第二实施例的修改]
下面描述对第二实施例的若干修改。
首先,参照图29和30描述修改I。注意到,本修改I具有类似于参照图21在上面描述的电路配置,但是在控制定时上不同。
图29和30图示类似于图21和22的信号波形。
在图22的信号波形中,控制脉冲pT3具有H电平的时段的一部分与控制脉冲pT10具有H电平的时段的一部分重叠。相反,在图29的信号波形中,控制脉冲pT3具有H电平的时段在时间上不与控制脉冲pT10具有H电平的时段重叠。
换句话说,传感器兼用晶体管T10导通的时段(即,检测准备时段)与切换晶体管T3导通的时段(即,光检测时段)是彼此不同的时段,彼此在时间上没有重叠。
参照图30描述光检测操作。
在时间tm20,控制脉冲pT10置为H电平,以导通传感器兼用晶体管T10,因此,检测信号输出晶体管T5的栅极电压变为等于参考电势Vini。
在从时间tm22到tm23的时段内,扫描脉冲WS接通,并且信号值Vsig写入像素电路10。
此后,在时间tm24,控制脉冲pT10置为L电平,以截止传感器兼用晶体管T10。从而,通过在传感器兼用晶体管T10截止的定时出现的通过电容器C3的耦合,检测信号输出晶体管T5的栅极电压下降到参考电势Vini-ΔVa’。
通过由此出现的传感器兼用晶体管T10的漏极和源极之间的电势差ΔVa’,光漏电流从参考电势Vini线流过传感器兼用晶体管T10。因此,响应于由传感器兼用晶体管T10接收的光量,检测信号输出晶体管T5的栅极电压变化。
在经过固定时间间隔之后的时间t26,控制脉冲pT3置为H电平,以导通切换晶体管T3。
随着切换晶体管T3导通,响应于流到检测信号输出晶体管T5的电流,光检测线DETL的电势变化。具体地,如图30所示,在时间tm26之后,光检测线DETL的电势响应于检测信号输出晶体管T5的栅极电势而上升。
由于此时的检测信号输出晶体管T5的栅极电势的值展现依赖于传感器兼用晶体管T10接收的光量的变化,如上所述,因此从参考电势Vini线流过检测信号输出晶体管T5的电流也受检测信号输出晶体管T5的栅极电势的值的变化影响。具体地,当有机EL元件1的光的亮度高时的检测电压高于当有机EL元件1的光的亮度低时的检测电压。
因此,电压检测部分22a可从来自电势V0的变化量ΔV来检测有机EL元件1的发光量,该电势V0是低灰度显示状态下的光检测线DETL的电势。
此后,在时间tm27,控制脉冲pT3置为L电平,以截止切换晶体管T3,从而结束光检测。
在本修改I中,直通电流从参考电势Vini线通过光检测线DETL流到二极管D1的源极电势(例如,流到阴极电势Vcat线)的时段可减少为从时间tm26到时间tm27的光检测时段。结果,可实现光检测部分30的功耗的减少。
图31示出修改II的配置。
在图31所示的修改II中,连接到光检测驱动器22中的光检测线DETL的二极管D1用开关SW和固定电源(如例如阴极电势Vcat)替代。
开关SW用例如来自检测操作控制部分21的控制信号pSW控制接通/关断。此外,利用所述配置,可类似地执行光量检测。
图32和33图示类似于图22和23中的那些的信号波形,并且还图示了控制信号pSW。
此外,作为示例,光检测操作时段设为一帧(1F)。如图32所示,如图32中所示的一帧的时段内对每行执行光检测操作。
参照图33描述光检测操作。
在时间tm30,传感器兼用晶体管T10用控制脉冲pT10导通,使得检测信号输出晶体管T5的栅极电压变为等于参考电势Vini。
在时间tm31,用控制脉冲pT3导通切换晶体管T3。此外,接通控制信号pSW,以将光检测线DETL充电到阴极电势Vcat。假设在此实例下的开关SW的接通电阻低到可以忽略。此外,尽管作为示例光检测线DETL的初始化电势是有机EL元件1的阴极电势Vcat,但是初始化电压不限于此,并且例如,可对初始化电势准备分开的电源。
在从时间tm32到tm33的时段内,执行将信号值Vsig写入像素电路10,然后,执行通过像素电路10的发光。
此时,设置检测信号输出晶体管T5的栅极-源极电压,以便高于检测信号输出晶体管T5的阈值电压。
在此状态下,在时间tm34,用控制脉冲pT10截止传感器兼用晶体管T10。因此,检测信号输出晶体管T5的栅极电压变为Vini-ΔVa’。此外,传感器兼用晶体管T10的源极-漏极电压变为等于ΔVa’。
由于传感器兼用晶体管T10截止,因此光漏电流从参考电势Vini线流过传感器兼用晶体管T10,并且检测信号输出晶体管T5的栅极电势开始响应于由传感器兼用晶体管T10接收的光量而变化。
此后,在时间tm35,用控制信号pSW关断开关SW。
此时,如果检测信号输出晶体管T5的栅极-源极电压Vgs高于检测信号输出晶体管T5的阈值电压,则光检测线DETL的电势在执行检测信号输出晶体管T5的阈值校正的方向上逐渐增加。
在经过固定时间段之后,检测信号输出晶体管T5的栅极电压从Vini-ΔVa’变化为Vini-ΔVa’+ΔV’,并且与此同时,检测线的电势也变为等于V0+ΔV。此时,由于随着传感器兼用晶体管T10接收的光量增加、流到作为光检测元件的传感器兼用晶体管T10的电流量增加,因此高灰度显示状态下的检测电压高于低灰度显示状态下的电压。该电压变化通过电压检测部分22a检测。
在时间tm36,控制脉冲pT3设为L电平,以截止切换晶体管T3,从而结束光检测时段。
图34中示出修改III。修改III的配置与上面参照图21所示的不同仅在于相互独立地形成电源。
检测信号输出晶体管T5在其漏极连接到第一电源V1,并且在其栅极通过电容器C2连接到第二电源V2。
传感器兼用晶体管T10在其漏极连接到第三电源V3。
以此方式,电源V1、V2和V3可形成为相互独立的不同固定电源。可设计电源电势,使得上述光检测操作可执行到结束。
注意到,在如上参照图21到28作为第二实施例描述的示例中,可以考虑设置电源V1、V2和V3以便满足V1=V3以及Vini和V2=Vcat。
简而言之,第一和第三电源都设置为固定参考电势Vini,使得当传感器兼用晶体管T10置为导通状态时,参考电势Vini提供到检测信号输出晶体管T5的栅极节点。
此外,尽管未示出,但是第一电源V1、第二电源V2和第三电源V3可以是相等的固定参考电势。此外在此实例中,当传感器兼用晶体管T10置为导通状态时,作为参考电势的第三电源V3提供到检测信号输出晶体管T5的栅极节点。
作为修改IV,关于多行的光检测可在相同定时执行,或对于不同行的多个光检测时段可相互重叠。由于通过采用这种定时关系的任一可增加光检测元件的数量,因此可以增加光检测精度并进一步减少光检测时段。
图35A图示用于两行的控制脉冲pT3和pT10。例如,通过将如图35A所示的这种控制脉冲pT3和pT10施加到光检测部分30-1和30-2,通过光检测部分30-1和30-2同时执行光检测操作。例如,当驱动像素电路10-1发光时,通过光检测部分30-1和30-2同时执行关于发光亮度的检测操作。
通过以此方式使用多个光检测部分30执行检测,可增加光检测精度。此外,由于可以用电流Iini加速光检测线DETL的充电操作以减少充电时间,因此还可以减少光检测时段。
图35B图示其中光检测时段相互重叠的示例。在光检测时段相互重叠而不使得它们完全相互重叠的情况下,可实现检测精度的改进和检测时段的减少。
这种修改自然可应用到三行或更多行的光检测部分30,其中多个光检测部分如上所述同时地或以彼此在时间上重叠的关系输出光检测信息。
其中,在当对特定行检测EL元件的发光亮度时,在多行的光检测时段相互重叠的情况下,可以提高光检测灵敏度或减少光检测时段或减少光检测元件的大小。结果,可实现产量的提高,此外,可采用针对由于发光元件的效率的劣化的画面质量的缺陷(如屏幕烧坏)的对策。
<5.应用>
现在,描述本发明的应用。
本发明可应用到这样的电子装置,其中光从外部照射到屏幕上以执行信息输入。
例如,图36A图示其中用户操作激光指示器1000以将激光光束导引向显示面板1001的状态。
显示面板1001可以是上面参照图1和20所述的任何有机EL显示面板。
例如,当整个屏幕显示黑色时,使用激光指示器1000的光在显示面板1001上绘制圆圈。因此,在显示面板1001的屏幕上显示圆圈。
具体地,通过像素阵列20上的光检测部分30检测激光指示器1000的光。然后,光检测部分30将激光的检测信息传输到水平选择器11,具体地,传输到信号值校正部分11a。
水平选择器11将预定亮度的信号值Vsig施加到与通过其检测激光的光检测部分30对应的像素电路10。
因此,在激光的照射位置,可从显示面板1001的屏幕生成高亮度的光。简而言之,通过激光照射可执行如在面板上绘制图形画面、字符、符号等的显示。
图36B图示其中检测通过激光指示器1000的输入方向的示例。
参照图36B,激光光束从激光指示器1000照射,使得其例如从右边移动到左边。由于作为显示面板1001上的光检测部分30的检测结果,可检测屏幕上的激光照射位置的变化,因此可检测通过用户导引激光的方向。
例如,执行显示内容等的转换,使得该方向可识别为操作输入。
自然地,可以通过将激光光束导引到屏幕上显示的操作图标等来识别操作内容。
以此方式,可以将来自外部的光识别为显示面板1001上输入的坐标,以便应用到各种操作和应用。
此外,在如上所述的画面绘制或操作输入的这种应用中,如果多个光检测部分30同时或以相互在时间上重叠的关系输出光检测信息,如上述修改IV,则可有利地改进外部光的检测能力。
例如,当检测到从外部提供的光时,可通过对相互重叠的多行形成光检测时段来提高光检测灵敏度,并且可以减少光检测时段或减少光检测元件的大小。结果,可实现产量的提高,此外,可采用针对由于发光元件的效率的劣化的画面质量的缺陷(如屏幕烧坏)的对策。
本申请包含涉及于2009年5月12日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-115192、和2010年1月7日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-001879中公开的主题,在此通过引用并入其全部内容。
尽管已经使用具体术语描述了本发明的优选实施例,但是这样的描述仅是用于说明目的,并且要理解,可以进行改变和变化,而不背离权利要求的精神或范围。

Claims (20)

1.一种显示装置,包括:
多个像素电路,其以矩阵布置在多个信号线和多个扫描线相互交叉的位置,并分别包括发光元件;
发光驱动部分,用来将信号值施加到每个所述像素电路,以使得像素电路发出对应于信号值的亮度的光;以及
光检测部分,包括光检测元件,其通过将光检测元件在导通状态和截止状态之间切换而起作用为切换元件,并且在截止状态下起作用为检测来自像素电路的发光元件的光的光传感器,所述光检测部分还包括在光检测部分中形成的检测信号输出电路,用于输出来自光检测元件的光检测信息。
2.如权利要求1所述的显示装置,其中组成所述光检测部分的所述检测信号输出电路包括检测信号输出晶体管,用于输出对应于在截止状态下的所述光检测元件的电流变化量的光检测信息。
3.如权利要求2所述的显示装置,其中组成所述光检测部分的所述检测信号输出电路通过将所述光检测元件切换到导通状态,将预定参考电势提供到所述检测信号输出晶体管的栅极节点;以及
当所述光检测元件处于截止状态时,将根据从发光元件接收的光的电流提供到所述检测信号输出晶体管的栅极节点,以变化所述检测信号输出晶体管的栅极电势,使得所述检测信号输出晶体管根据栅极电势的变化输出光检测信息。
4.如权利要求3所述的显示装置,其中用于可切换地提供预定操作电源电势和参考电势的电源线连接到组成所述光检测部分的所述检测信号输出电路,
所述光检测元件和所述检测信号输出晶体管连接到所述电源线,
当所述电源线提供参考电势时,当所述光检测元件置于导通状态时,参考电势提供到所述检测信号输出晶体管的栅极节点,并且
当所述光检测元件置于截止状态并且所述电源线提供操作电源电势时,在接收到来自所述发光元件的光时由所述光检测元件生成的电流提供到所述检测信号输出晶体管的栅极节点,以变化所述检测信号输出晶体管的栅极电势,使得所述检测信号输出晶体管根据栅极电势的变化输出光检测信息。
5.如权利要求4所述的显示装置,其中配置所述光检测部分的所述检测信号输出电路还包括切换晶体管,用于将所述检测信号输出晶体管的输出端子连接到光检测线;以及
所述检测信号输出晶体管在所述切换晶体管处于导通状态的时段内,输出光检测信息到光检测线。
6.如权利要求2所述的显示装置,其中组成所述光检测部分的所述检测信号输出电路配置为使得:
所述检测信号输出晶体管连接到第一电源;
第一电容器连接在所述检测信号输出晶体管的栅极和第二电源之间;
所述光检测部分还包括传感器-开关兼用元件,其连接在所述检测信号输出晶体管的栅极和第三电源之间;
第二电容器连接在所述传感器-开关兼用元件的栅极和所述检测信号输出晶体管的栅极之间;
当所述传感器-开关兼用元件处于导通状态时,所述第三电源的电压提供到所述检测信号输出晶体管的栅极节点;以及
当所述传感器-开关兼用元件处于截止状态时,响应于从所述发光元件接收的光而生成的电流提供到所述检测信号输出晶体管的栅极节点,以变化所述检测信号输出晶体管的栅极电势,使得所述检测信号输出晶体管根据栅极电势的变化输出光检测信息。
7.如权利要求6所述的显示装置,其中组成所述光检测部分的所述检测信号输出电路还包括切换晶体管,用于将所述检测信号输出晶体管的检测信号输出端子连接到光检测线;并且
在所述切换晶体管置于导通状态的时段内,所述检测信号输出晶体管输出光检测信息到所述光检测线。
8.如权利要求6所述的显示装置,其中当所述传感器-开关兼用元件置于截止状态时,通过所述第二电容器,在作为所述传感器-开关兼用元件的晶体管的源极和漏极之间生成电势差。
9.如权利要求6所述的显示装置,其中所述第一电源和所述第三电源形成为固定参考电势;以及
当所述传感器-开关兼用元件置于导通状态时,参考电势提供到所述检测信号输出晶体管的栅极节点。
10.如权利要求6所述的显示装置,其中所述第一、第二和第三电源确定为相同固定参考电势,并且
当所述传感器-开关兼用元件置于导通状态时,参考电势提供到所述检测信号输出晶体管的栅极节点。
11.如权利要求7所述的显示装置,其中所述传感器-开关兼用元件置于导通状态的时段和所述切换晶体管置于导通状态的时段相互不同,并且在时间上不相互重叠。
12.如权利要求1所述的显示装置,其中所述光检测部分对应于每个所述像素电路,并且配置为使得形成所述传感器-开关兼用元件的晶体管的沟道膜厚度或晶体管大小响应于由对应像素电路发出的光的波长而设置。
13.如权利要求1所述的显示装置,还包括校正信息产生部分,用于将从所述光检测部分输出的光检测信息作为用于校正信号值的信息提供到所述发光驱动部分。
14.如权利要求1所述的显示装置,其中在通过像素电路开始普通图像显示之前或结束普通图像显示之后,所述光检测部分执行光检测操作。
15.如权利要求1所述的显示装置,其中所述光检测部分在普通图像显示时段内的断续时段内执行光检测操作。
16.如权利要求1所述的显示装置,其中提供并分别驱动和控制多个这种光检测部分,以便同时或以时间上相互重叠的关系输出光检测信息。
17.一种用于显示装置的光检测方法,该显示装置包括具有发光元件的像素电路、和用于检测来自像素电路的发光元件的光并输出光检测信息的光检测部分,所述方法包括步骤:
在传感器-开关兼用元件处于截止状态时,输出对应于流到所述传感器-开关兼用元件的电流的变化量的光检测信息,所述传感器-开关兼用元件通过在导通状态和截止状态之间切换而起作用为切换元件,并且在截止状态下起作用为检测来自像素电路的发光元件的光的光传感器,并且所述传感器-开关兼用元件提供在光检测部分中。
18.一种电子装置,包括:
多个像素电路,其以矩阵布置在多个信号线和多个扫描线相互交叉的位置,并分别包括发光元件;
发光驱动部分,用来将信号值施加到每个所述像素电路,以使得像素电路发出对应于信号值的亮度的光;以及
光检测部分,包括传感器-开关兼用元件,其通过将传感器-开关兼用元件在导通状态和截止状态之间切换而起作用为切换元件,并且在截止状态下起作用为检测光的光传感器,所述光检测部分还包括在光检测部分中形成的检测信号输出电路,用于输出来自所述传感器-开关兼用元件的光检测信息。
19.一种显示装置,包括:
像素电路,包括发光元件;以及
光检测部分,包括光检测晶体管、检测信号输出晶体管和电源线;
所述光检测晶体管连接在所述检测信号输出晶体管的栅极和所述电源线之间;
所述检测信号输出晶体管根据到栅极的电势,变化在漏极和源极之间流动的电流;
第一电势提供到所述电源线,并且还通过所述光检测晶体管提供到所述检测信号输出晶体管的栅极;并且
在所述光检测晶体管置于第二状态的检测时段内,第二电势提供到所述电源线,同时所述检测信号输出晶体管的栅极电势响应于所述发光元件的光朝向第二电势变化。
20.一种显示装置,包括:
像素电路,包括发光元件;以及
光检测部分,包括光检测晶体管、检测信号输出晶体管、电源线和电容元件;
所述光检测晶体管连接在所述检测信号输出晶体管的栅极和所述电源线之间;
所述检测信号输出晶体管根据到栅极的电势,变化在漏极和源极之间流动的电流;
所述电容元件连接在所述光检测晶体管的栅极和所述检测信号输出晶体管的栅极之间;
预定电势提供到所述电源线;
在所述光检测晶体管置于第一状态的检测准备时段内,预定电势通过所述光检测晶体管提供到所述检测信号输出晶体管的栅极;
所述检测信号输出晶体管的栅极电势通过所述光检测晶体管从第一状态到第二状态的转换而变化;以及
在所述光检测晶体管置于第二状态的检测时段内,所述检测信号输出晶体管的栅极电势响应于所述发光元件的光而朝向预定电势变化。
CN2010101756889A 2009-05-12 2010-05-05 显示装置、光检测方法和电子装置 Active CN101887688B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP115192/09 2009-05-12
JP2009115192 2009-05-12
JP2010001879A JP2010286814A (ja) 2009-05-12 2010-01-07 表示装置、光検出方法、電子機器
JP001879/10 2010-01-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101887688A true CN101887688A (zh) 2010-11-17
CN101887688B CN101887688B (zh) 2013-03-27

Family

ID=43068157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101756889A Active CN101887688B (zh) 2009-05-12 2010-05-05 显示装置、光检测方法和电子装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8698848B2 (zh)
JP (1) JP2010286814A (zh)
CN (1) CN101887688B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102122485A (zh) * 2010-01-07 2011-07-13 索尼公司 显示装置、光检测方法以及电子设备
CN104700761A (zh) * 2015-04-03 2015-06-10 京东方科技集团股份有限公司 一种检测电路及其检测方法和驱动系统
CN105516824A (zh) * 2015-12-10 2016-04-20 小米科技有限责任公司 调整电视屏幕亮度的方法和装置
CN108877653A (zh) * 2018-06-29 2018-11-23 京东方科技集团股份有限公司 像素电路、显示装置及其制造方法
CN109817136A (zh) * 2018-08-22 2019-05-28 友达光电股份有限公司 显示装置及其操作方法
CN112735337A (zh) * 2021-01-11 2021-04-30 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 像素驱动电路
CN112997097A (zh) * 2018-12-11 2021-06-18 索尼半导体解决方案公司 光检测设备和距离测量设备
CN114420051A (zh) * 2022-01-28 2022-04-29 京东方科技集团股份有限公司 一种人机交互像素电路及oled显示屏
WO2022116306A1 (zh) * 2020-12-02 2022-06-09 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 像素电路及显示面板
CN115066720A (zh) * 2020-02-12 2022-09-16 华为技术有限公司 驱动显示设备的方法、显示设备驱动装置、显示设备及显示方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5920733B2 (ja) * 2013-10-31 2016-05-18 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置
KR20160117817A (ko) * 2015-03-31 2016-10-11 삼성디스플레이 주식회사 화소 및 이를 이용한 표시 장치
US20170289805A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 Motorola Mobility Llc Embedded active matrix organic light emitting diode (amoled) fingerprint sensor and self-compensating amoled
JP6767886B2 (ja) 2017-01-19 2020-10-14 株式会社Joled 光検出回路、及び光検出装置
US20180323243A1 (en) * 2017-05-02 2018-11-08 Boe Technology Group Co., Ltd. Array substrate, image collection method and display device
KR102508792B1 (ko) * 2018-08-07 2023-03-13 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
KR20210059075A (ko) * 2019-11-13 2021-05-25 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
WO2022110015A1 (zh) * 2020-11-27 2022-06-02 京东方科技集团股份有限公司 显示基板、显示面板、显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040174354A1 (en) * 2003-02-24 2004-09-09 Shinya Ono Display apparatus controlling brightness of current-controlled light emitting element
JP2005165251A (ja) * 2003-11-10 2005-06-23 Sony Corp アクティブマトリクス型有機el表示装置
CN1685390A (zh) * 2002-09-23 2005-10-19 皇家飞利浦电子股份有限公司 带有光敏单元的矩阵显示器件
CN1833268A (zh) * 2003-08-08 2006-09-13 皇家飞利浦电子股份有限公司 场致发光显示器
CN101452175A (zh) * 2004-05-24 2009-06-10 精工爱普生株式会社 显示面板以及电子机器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6720942B2 (en) * 2002-02-12 2004-04-13 Eastman Kodak Company Flat-panel light emitting pixel with luminance feedback
JP2007501953A (ja) 2003-08-08 2007-02-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ エレクトロルミネセント表示装置
GB0424112D0 (en) 2004-10-29 2004-12-01 Koninkl Philips Electronics Nv Active matrix display devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1685390A (zh) * 2002-09-23 2005-10-19 皇家飞利浦电子股份有限公司 带有光敏单元的矩阵显示器件
US20040174354A1 (en) * 2003-02-24 2004-09-09 Shinya Ono Display apparatus controlling brightness of current-controlled light emitting element
CN1833268A (zh) * 2003-08-08 2006-09-13 皇家飞利浦电子股份有限公司 场致发光显示器
JP2005165251A (ja) * 2003-11-10 2005-06-23 Sony Corp アクティブマトリクス型有機el表示装置
CN101452175A (zh) * 2004-05-24 2009-06-10 精工爱普生株式会社 显示面板以及电子机器

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102122485A (zh) * 2010-01-07 2011-07-13 索尼公司 显示装置、光检测方法以及电子设备
CN104700761A (zh) * 2015-04-03 2015-06-10 京东方科技集团股份有限公司 一种检测电路及其检测方法和驱动系统
WO2016155177A1 (zh) * 2015-04-03 2016-10-06 京东方科技集团股份有限公司 一种检测电路、检测方法和驱动系统
US10102798B2 (en) 2015-04-03 2018-10-16 Boe Technology Group Co., Ltd. Detection circuit, detection method and drive system
CN105516824A (zh) * 2015-12-10 2016-04-20 小米科技有限责任公司 调整电视屏幕亮度的方法和装置
US11404002B2 (en) 2018-06-29 2022-08-02 Boe Technology Group Co., Ltd. Pixel unit, compensation method of pixel unit, display device and manufacturing method of display device
CN108877653A (zh) * 2018-06-29 2018-11-23 京东方科技集团股份有限公司 像素电路、显示装置及其制造方法
CN109817136A (zh) * 2018-08-22 2019-05-28 友达光电股份有限公司 显示装置及其操作方法
CN109817136B (zh) * 2018-08-22 2021-12-21 友达光电股份有限公司 显示装置及其操作方法
CN112997097A (zh) * 2018-12-11 2021-06-18 索尼半导体解决方案公司 光检测设备和距离测量设备
CN115066720A (zh) * 2020-02-12 2022-09-16 华为技术有限公司 驱动显示设备的方法、显示设备驱动装置、显示设备及显示方法
WO2022116306A1 (zh) * 2020-12-02 2022-06-09 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 像素电路及显示面板
CN112735337A (zh) * 2021-01-11 2021-04-30 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 像素驱动电路
CN114420051A (zh) * 2022-01-28 2022-04-29 京东方科技集团股份有限公司 一种人机交互像素电路及oled显示屏
CN114420051B (zh) * 2022-01-28 2023-08-22 京东方科技集团股份有限公司 一种人机交互像素电路及oled显示屏

Also Published As

Publication number Publication date
CN101887688B (zh) 2013-03-27
US8698848B2 (en) 2014-04-15
JP2010286814A (ja) 2010-12-24
US20100289829A1 (en) 2010-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101887688B (zh) 显示装置、光检测方法和电子装置
CN102122486B (zh) 显示装置、光检测方法以及电子装置
US11062655B2 (en) Pixel circuit, display panel and driving method thereof
CN1989539B (zh) 显示驱动装置、显示装置及其驱动控制方法
CN104751777B (zh) 像素电路、像素及包括该像素的amoled显示装置及其驱动方法
CN101887690B (zh) 显示装置、控制光检测操作的方法
KR101646812B1 (ko) 표시 장치 및 그 구동 방법
KR102615016B1 (ko) 유기 발광 표시 장치 및 그 구동방법
CN102122485B (zh) 显示装置、光检测方法以及电子设备
EP3242287B1 (en) Pixel circuit and drive method therefor, and active matrix organic light-emitting display
CN101887687B (zh) 像素电路、显示装置和用于像素电路的驱动方法
US10380940B2 (en) Organic light-emitting diode display
CN101127187A (zh) 显示设备和电子器件
KR20080041278A (ko) 표시장치 및 표시장치의 구동방법
US20140333214A1 (en) Pixel circuit and driving method thereof
CN101548311A (zh) 显示驱动装置、显示装置及其驱动控制方法
KR20160069986A (ko) 표시 장치 및 표시 방법
CN105206224B (zh) 一种具有反馈通道的显示系统
KR101038460B1 (ko) 스파클링 효과를 가지는 디스플레이 디바이스와 그 구동방법
US11869435B2 (en) Display device and proximity sensor control method
CN110264958B (zh) 显示装置
CN102110414B (zh) 驱动电路和显示设备
JP2011141419A (ja) 表示装置、光検出方法、電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: JANPAN ORGANIC RATE DISPLAY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SONY CORP

Effective date: 20150806

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150806

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: JOLED Inc.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Sony Corp.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231201

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Japan Display Design and Development Contract Society

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: JOLED Inc.