JP2009164545A - 光センサ及びそれを用いた平板表示装置 - Google Patents

光センサ及びそれを用いた平板表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光センサの出力を向上させて安定的に動作できる光センサ及びそれを用いた平板表示装置。
【解決手段】第１電極は第１電源に連結、第２電極は第１ノードに連結、ゲート電極は第２ノードに連結される第１トランジスタと、第１電極は前記フォトダイオードのカソード電極に連結、第２電極は前記第２ノードに連結、ゲート電極は第１制御線に連結される第２トランジスタと、第１電極は前記第２ノードに連結、第２電極は前記第１ノードに連結、ゲート電極はリセット信号線に連結される第３トランジスタと、第１電極は前記第１ノードに連結、第２電極は第１出力端に連結、ゲート電極は前記リセット信号線に連結される第４トランジスタと、第１電極は前記第１ノードに連結、第２電極は第２出力端に連結、ゲート電極は第２制御線に連結される第５トランジスタと、第１電極は前記第１電源に連結、第２電極は前記第２ノードに連結される第１キャパシタを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、光センサ及びそれを用いた平板表示装置に関し、より詳細には、周辺光に対応して輝度が調節されるようにする光センサ及びそれを用いた平板表示装置に関する。
近年、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の短所である重さと体積を減らすことができる各種の平板表示装置が開発されている。平板表示装置としては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマ表示パネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）及び有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ）などが挙げられる。
平板表示装置のうち、有機電界発光表示装置は電子と正孔の再結合によって光を発生する有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ:ＯＬＥＤ）を用いて画像を表示する。
このような有機電界発光表示装置は、色再現性に優れているほか、薄い厚さなどの様々な利点から応用分野は携帯電話用以外にもＰＤＡ、ＭＰ３、ＤＳＣなどへ市場が大きく広がっている。
前記のような平板表示装置で表示される画像は、周辺光の輝度によってその視認性が異なる。即ち、同じ輝度で画像が表現されても、周辺光の輝度が高ければ表現される画像が更に暗く感じられ、周辺光の輝度が低ければ表現される画像が更に明るく感じられる。
即ち、視認性を良くするためには、周辺光の輝度を感知して周辺光の輝度が高ければ表現される画像の輝度を高くし、周辺光の輝度が低ければ表現される画像の輝度を低くする必要がある。また、画像の輝度が周辺光の輝度によって調節されると、不要に画像の輝度を高くする必要がなくなり、消費電力を節約できる。
従って、周辺光を感知する光センサを平板表示装置に取り付けて周辺光に対応して表現される画像の輝度を調節できるようにする方法が考案されている。
しかしながら、光センサを別途のチップの形態で実現して外部に位置させると、光センサに別途の電源が伝達され、光センサの消費電力が大きくなるという短所がある。また、光センサを内蔵すれば、光センサの出力が小さくなり、使い難いという短所がある。
特開２００５−１９２１９１号公報 特開２００５−２９５３３６号公報 米国特許第６５７６８８２号明細書
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、光センサをパネルに内蔵し、光センサの出力を向上させて光センサが安定的に動作できるようにする光センサ及びそれを用いた平板表示装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明の第１の側面は、第１電極は第１電源に連結され、第２電極は第１ノードに連結され、ゲート電極は第２ノードに連結される第１トランジスタと、第１電極は前記第１電源に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結されるフォトダイオードと、第１電極は前記フォトダイオードのカソード電極に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結され、ゲート電極は第１制御線に連結される第２トランジスタと、第１電極は前記第２ノードに連結され、第２電極は前記第１ノードに連結され、ゲート電極はリセット信号線に連結される第３トランジスタと、第１電極は前記第１ノードに連結され、第２電極は第１出力端に連結され、ゲート電極は前記リセット信号線に連結される第４トランジスタと、第１電極は前記第１ノードに連結され、第２電極は第２出力端に連結され、ゲート電極は第２制御線に連結される第５トランジスタと、第１電極は前記第１電源に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結される第１キャパシタとを備える光センサを提供することを特徴とする。
前記目的を達成するために、本発明の第２の側面は、データ信号と走査信号に対応して画像を表現する画素部と、映像信号の伝達を受けて前記データ信号を生成して前記画素部に伝達するデータ駆動部と、前記走査信号を生成して前記画素部に伝達する走査駆動部と、周辺光の輝度を感知して前記画像の輝度が周辺光の輝度に対応して調節されるようにする光センサ部を備え、前記光センサ部は、第１電極は第１電源に連結され、第２電極は第１ノードに連結され、ゲート電極は第２ノードに連結される第１トランジスタと、第１電極は前記第１電源に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結されるフォトダイオードと、第１電極は前記フォトダイオードのカソード電極に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結され、ゲート電極は第１制御線に連結される第２トランジスタと、第１電極は前記第２ノードに連結され、第２電極は前記第１ノードに連結され、ゲート電極はリセット信号線に連結される第３トランジスタと、第１電極は前記第１ノードに連結され、第２電極は第１出力端に連結され、ゲート電極は前記リセット信号線に連結される第４トランジスタと、第１電極は前記第１ノードに連結され、第２電極は第２出力端に連結され、ゲート電極は第２制御線に連結される第５トランジスタと、第１電極は前記第１電源に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結される第１キャパシタとを備えることを特徴とする。
本発明に係る光センサ及びそれを用いた平板表示装置によれば、光センサから出力される電流を増幅して電流量を高めることで、光センサのダイナミックレンジを向上させることができるという効果を奏する。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。ここで、第１構成要素と第２構成要素が連結されると説明するにあたり、第１構成要素は第２構成要素と直接連結されてもよく、第３構成要素を介して第２構成要素と間接的に連結されてもよい。また、本発明の完全な理解のための必須でない構成要素は明確性を図るために省略する。更に、同一部分には同一符号を付す。
図１は、本発明に係る平板表示装置の一例である有機電界発光表示装置の構造を示す構造図である。図１を参照して説明すれば、有機電界発光表示装置は、画素部１００、光センサ部２００、データ駆動部３００及び走査駆動部４００を備える。
画素部１００は、複数の画素１０１を備え、各画素１０１は電流の流れに対応して光を発光する有機発光ダイオード（図示せず）を備える。そして、画素部１００は、行方向に配列されて走査信号を伝達するｎ個の走査線Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ-１、Ｓｎと、列方向に配列されてデータ信号を伝達するｍ個のデータ線Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄｍ-１、Ｄｍを備える。
このような画素部１００は、第１電源ＥＬＶＤＤと第２電源ＥＬＶＳＳを外部から伝達されて駆動する。従って、画素部１００は、走査信号、データ信号、第１電源ＥＬＶＤＤ及び第２電源ＥＬＶＳＳにより発光する有機発光ダイオードを用いて映像を表示する。
光センサ部２００は、周辺光を感知して周辺光の輝度に対応して画素部１００で表現される画像の輝度が調節され得るようにする光感知信号ｌｓを生成する。光感知信号ｌｓは、データ駆動部３００に伝達されてデータ駆動部３００で光感知信号ｌｓに対応するデータ信号を生成するようにする。
データ駆動部３００はデータ信号を生成する手段であり、赤色、青色、緑色の成分を有する映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂ ｄａｔａと光感知信号ｌｓの伝達を受けてデータ信号を生成する。そして、データ駆動部３００は、画素部１００のデータ線Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄｍ-１、Ｄｍと連結されて生成されたデータ信号を画素部１００に印加する。
走査駆動部４００は走査信号を生成する手段であり、走査線Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ-１、Ｓｎに連結されて走査信号を画素部１００の特定の行に伝達する。走査信号が伝達された画素１０１にはデータ駆動部３００から出力されたデータ信号が伝達されて駆動電流が生成される。駆動電流は有機発光ダイオードに流れ、これにより、有機発光ダイオードが発光する。
図２は、図１に示した有機電界発光表示装置で採用された光センサ部の一例を示す構造図である。図２を参照すれば、光センサ部２００は、光感知部２１１、Ａ／Ｄ変換器２１２、カウンタ２１３、変換処理部２１４、レジスタ生成部２１５、第１選択部２１６、第２選択部２１７を備える。そして、光センサ部２００はガンマ補正回路６００に連結されている。
光感知部２１１は、周辺光の明るさを測定し、周辺光の明るさを複数の段階に区分して各段階の明るさに対応するアナログ感知信号を出力する。ここで、アナログ感知信号は、電流の量に応じて各段階の明るさに対応するように出力される。
Ａ／Ｄ変換器２１２は、光感知部２１１から出力されたアナログ感知信号を設定された基準電流と比較し、これに対応するデジタル感知信号を出力する。例えば、Ａ／Ｄ変換器２１２は周辺の明るさが最も明るい段階では「１１」のデジタル感知信号を出力し、周辺の明るさが多少明るい段階では「１０」のデジタル感知信号を出力する。また、Ａ／Ｄ変換器２１２は周辺の明るさが多少暗い段階では「０１」のデジタル感知信号を出力し、周辺の明るさが最も暗い段階では「００」のデジタル感知信号を出力する。
カウンタ２１３は、外部から供給される垂直同期信号Ｖｓｙｎｃにより一定時間所定の数をカウントし、それに対応するカウント信号Ｃｓを出力する。例えば、２ビットの２進数値を参照したカウンタ２１３の場合、カウンタ２１３は垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが入力されるとき、「００」に初期化され、その後、クロックＣＬＫ信号を順にシフトさせながら、「１１」までの数をカウントする。そして、再びカウンタ２１３に垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが入力されると、カウンタ２１３は初期化状態に再設定される。このような動作でカウンタ２１３は１フレーム期間に「００」から「１１」までの数を順にカウントする。このようなカウンタ２１３は、カウントされた数に対応するカウント信号Ｃｓを変換処理部２１４に出力する。
変換処理部２１４は、カウンタ２１３から出力されたカウント信号ＣｓとＡ／Ｄ変換器２１２から出力された感知信号を用いて各レジスタの設定値を選択する制御信号を出力する。即ち、変換処理部２１４はカウンタ２１３が所定の信号を出力するとき、選択されたデジタル感知信号に対応する制御信号を出力し、カウンタ２１３により１フレームの区間に出力された制御信号を維持する。そして、変換処理部２１４は次のフレームになれば、出力された制御信号をリセットし、再びＡ／Ｄ変換器２１２から出力された感知信号に対応する制御信号を出力して１フレーム区間に維持する。例えば、変換処理部２１４は周辺光が最も明るい状態であれば、「１１」の感知信号に対応する制御信号を出力し、カウンタ２１３がカウントする１フレーム区間に制御信号を維持する。また、変換処理部２１４は周辺光が最も暗い状態であれば、「００」の感知信号に対応する制御信号を出力し、カウンタ２１３がカウントする１フレーム区間に制御信号を維持する。そして、変換処理部２１４は周辺光が多少明るい状態又は周辺光が多少暗い状態にも前述した動作と同様に、それぞれ「１０」、「０１」の感知信号に対応する制御信号を出力し、これを１フレーム区間に維持する。
レジスタ生成部２１５は、周辺光の明るさを複数の段階に分けて各段階に対応する複数のレジスタ設定値を格納する。
第１選択部２１６は、レジスタ生成部２１５に格納された複数のレジスタ設定値のうち変換処理部２１４により設定された制御信号に対応するレジスタ設定値を選択してレジスタ設定値に対応する光感知信号ｌｓを出力する。
第２選択部２１７は、外部からオン、オフを調節する１ビットの設定値を入力される。このような第２選択部２１７は、設定値が「１」と選択されれば、第１選択部２１６から伝達を受けた光感知信号ｌｓを出力し、設定値が「０」と選択されれば、光センサ部２００をオフ状態と認識する。
ガンマ補正回路６００は、レジスタ設定値に対応して生成される光感知信号ｌｓに対応する複数のガンマ補正信号を生成する。このとき、光感知信号ｌｓは光感知部２１１から出力される感知信号に対応するので、ガンマ補正信号は周辺光の明るさによって異なる値を有する。前記のような動作は、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎にそれぞれ発生する。ここで、ガンマ補正回路６００は光センサ部２００に含まれているものと示されたが、ガンマ補正回路６００は光センサ部２００と別途の構成部分で形成されてもよい。
図３は、図２に示した光感知部の第１実施形態を示す回路図である。図３を参照して説明すれば、光感知部２１１は、フォトダイオードＰＤ１、第１トランジスタＭ１１、第２トランジスタＭ２１、第３トランジスタＭ３１、第４トランジスタＭ４１、第５トランジスタＭ５１及びキャパシタＣｓｔ１を備える。
フォトダイオードＰＤ１のカソード電極は第１電源ＶＤＤに連結され、アノード電極は第２トランジスタＭ２１のソース電極に連結される。フォトダイオードＰＤ１は、光が入射されれば、カソード電極方向からアノード電極方向へ電流が流れ、流れる電流の量は入射される光の輝度によって調節される。従って、フォトダイオードＰＤ１のカソード電極からアノード電極方向へ流れる電流を用いて周辺光の強度を感知できるようになる。
第１トランジスタＭ１１のソース電極は第１電源ＶＤＤに連結され、ドレイン電極は第１ノードＮ１１に連結され、ゲート電極は第２ノードＮ２１に連結される。
第２トランジスタＭ２１のソース電極はフォトダイオードＰＤ１のアノード電極に連結され、ドレイン電極は第２ノードＮ２１に連結され、ゲート電極は第１制御線ＨＯＬＤに連結される。
第３トランジスタＭ３１のソース電極は第２ノードＮ２１に連結され、ドレイン電極は第４トランジスタＭ４１のソース電極に連結され、ゲート電極はリセット信号線ＲＥＳＥＴに連結される。第３トランジスタＭ３１は漏れ電流を減らすためにデュアルゲート構造を有することも可能である。
第４トランジスタＭ４１のソース電極は第３トランジスタＭ３１のドレイン電極に連結され、ドレイン電極は第１出力端子Ｉｒｅｆに連結され、ゲート電極はリセット信号線ＲＥＳＥＴに連結される。第４トランジスタＭ４１は漏れ電流を減らすためにデュアルゲート構造を有することも可能である。
第５トランジスタＭ５１のソース電極は第１トランジスタＭ１１のドレイン電極に連結され、ドレイン電極は第２出力端子Ｉｏｕｔに連結され、ゲートはリセットバー信号線ＲＥＳＥＴＢに連結される。
キャパシタＣｓｔ１の第１電極は第１電源ＶＤＤに連結され、第２電極は第２ノードＮ２１に連結される。
図４は、図３に示した光感知部の動作を示す波形図である。図４を参照して説明すれば、光感知部は、リセット区間Ｔ１１、積算区間Ｔ２１及びサンプリング区間Ｔ３１に区分されて動作する。ここで、リセット区間Ｔ１１は、リセット信号線ＲＥＳＥＴを介して伝達されるリセット信号ｒｅｓｅｔはロー状態に維持され、リセットバー信号線ＲＥＳＥＴＢを介して伝達されるリセットバー信号ｒｅｓｅｔｂと第１制御線ＨＯＬＤを介して伝達される第１制御信号ｈｏｌｄがハイ状態に維持される区間である。そして、積算区間Ｔ２１は、リセット信号ｒｅｓｅｔはハイ状態に維持され、リセットバー信号ｒｅｓｅｔｂと第１制御信号ｈｏｌｄはロー状態に維持される区間である。また、サンプリング区間Ｔ３１は、リセット信号ｒｅｓｅｔと第１制御信号ｈｏｌｄはハイ状態に維持され、リセットバー信号ｒｅｓｅｔｂはロー状態に維持される。
リセット区間Ｔ１１ではリセット信号ｒｅｓｅｔがロー状態であり、リセットバー信号ｒｅｓｅｔｂと第１制御信号ｈｏｌｄがハイ状態であるので、第３トランジスタＭ３１と第４トランジスタＭ４１はオン状態となる。このとき、第４トランジスタＭ４１のドレイン電極に連結された第１出力端子Ｉｒｅｆを介して参照電流Ｉｒｅｆが流れると、第２ノードＮ２１は参照電流Ｉｒｅｆの電流量に対応する所定の電圧を有する。そして、このような所定の電圧はキャパシタＣｓｔ１により維持される。また、第２トランジスタＭ２１はオフ状態であるため、フォトダイオードＰＤ１に光が入射されてもカソード電極からアノード電極方向への電流の流れは現れない。
積算区間Ｔ２１では、第１制御信号ｈｏｌｄとリセットバー信号ｒｅｓｅｔｂがロー状態となり、リセット信号ｒｅｓｅｔがハイ状態となって第２トランジスタＭ２１と第５トランジスタＭ５１がオン状態となる。従って、フォトダイオードＰＤ１に入射される光によりフォトダイオードＰＤ１のカソード電極からアノード電極方向へ電流が流れる。これにより、フォトダイオードＰＤ１のカソード電極と連結されている第２ノードＮ２１の電圧が変化する。
サンプリング区間Ｔ３１では、リセット信号ｒｅｓｅｔと第１制御信号ｈｏｌｄがハイ状態となり、リセットバー信号ｒｅｓｅｔｂがロー状態であるので、第５トランジスタＭ５１がオン状態となる。従って、フォトダイオードＰＤ１と第２ノードＮ２１との間の連結が切れる。これにより、第２ノードＮ２１の電圧はこれ以上変わらなくなり、キャパシタＣｓｔ１により電圧を維持する。そして、第５トランジスタＭ５１により第２出力端Ｉｏｕｔと第１トランジスタＭ１１のドレイン電極は連結関係を維持する。従って、第１トランジスタＭ１１のソース電極からドレイン電極方向へ流れる電流は、第２ノードＮ２１の電圧に対応して第２出力端Ｉｏｕｔを介して外部に流れる。このとき、第２出力端Ｉｏｕｔを介して流れる電流を感知信号として用いる。
前記のような感知信号はフォトダイオードＰＤ１から出力される信号でなく、第１電源ＶＤＤから直接流れる電流で形成されるものであるので、電流が安定的に流れる。また、参照電流Ｉｒｅｆの大きさを用いて感知信号の電流量が調節され得るため、感知信号の電流量を十分に大きく調節できる。従って、フォトダイオードＰＤ１のダイナミックレンジが更に大きくなる。
図５は、図２に示した光感知部の第２実施形態を示す回路図である。図５を参照して説明すれば、光感知部は、フォトダイオードＰＤ２、第１トランジスタＭ１２、第２トランジスタＭ２２、第３トランジスタＭ３２、第４トランジスタＭ４２、第５トランジスタＭ５２及びキャパシタＣｓｔ２を備える。
フォトダイオードＰＤ２のカソード電極は第１電源ＶＤＤに連結され、アノード電極は第２トランジスタＭ２２のソース電極に連結される。フォトダイオードＰＤ２は光が入射されると、カソード電極方向からアノード電極方向へ電流が流れ、流れる電流の量は入射される光の輝度によって調節される。従って、フォトダイオードＰＤ２のカソード電極からアノード電極方向へ流れる電流を用いて周辺光の強度を感知できるようになる。
第１トランジスタＭ１２のソース電極は第１電源ＶＤＤに連結され、ドレイン電極は第１ノードＮ１２に連結され、ゲート電極は第２ノードＮ２２に連結する。
第２トランジスタＭ２２のソース電極はフォトダイオードＰＤ２のアノード電極に連結され、ドレイン電極は第２ノードＮ２２に連結され、ゲート電極は第１制御線ＨＯＬＤに連結される。
第３トランジスタＭ３２のソース電極は第２ノードＮ２２に連結され、ドレイン電極は第４トランジスタＭ４２のソース電極に連結され、ゲート電極はリセット信号線ＲＥＳＥＴに連結される。第３トランジスタＭ３２は漏れ電流を減らすためにデュアルゲート構造を有することも可能である。
第４トランジスタＭ４２のソース電極は第３トランジスタＭ３２のドレイン電極に連結され、ドレイン電極は第１出力端子Ｉｒｅｆに連結され、ゲート電極はリセット信号線ＲＥＳＥＴに連結される。第４トランジスタＭ４２は漏れ電流を減らすためにデュアルゲート構造を有することも可能である。
第５トランジスタＭ５２のソース電極は第１トランジスタＭ１２のドレイン電極に連結され、ドレイン電極は第２出力端子Ｉｏｕｔに連結され、ゲート電極は第２制御信号ＴＸに連結される。
キャパシタＣｓｔ２の第１電極は第１電源ＶＤＤに連結され、第２電極は第２ノードＮ２２に連結される。
図６は、図５に示した光感知部の動作を示す波形図である。図６を参照して説明すれば、光感知部は、リセット区間Ｔ１２、積算区間Ｔ２２及びサンプリング区間Ｔ３２に区分されて動作する。ここで、リセット区間Ｔ１２は、リセット信号線ＲＥＳＥＴを介して伝達されるリセット信号ｒｅｓｅｔはロー状態に維持され、第２制御線ＴＸを介して伝達される第２制御信号ｔｘと第１制御線ＨＯＬＤを介して伝達される第１制御信号ｈｏｌｄはハイ状態に維持される区間である。そして、積算区間Ｔ２２はリセット信号ｒｅｓｅｔと第２制御信号ｔｘがハイ状態を維持し、第１制御信号ｈｏｌｄがロー状態を維持する区間である。また、サンプリング区間Ｔ３２は、リセット信号ｒｅｓｅｔと第１制御信号ｈｏｌｄがハイ状態を維持し、第２制御信号ｔｘはロー状態を維持する区間である。
リセット区間Ｔ１２ではリセット信号ｒｅｓｅｔがロー状態であり、第１制御信号ｈｏｌｄと第２制御信号ｔｘがハイ状態であるので、第３トランジスタＭ３２と第４トランジスタＭ４２がオン状態となる。このとき、第４トランジスタＭ４２のドレイン電極に連結された第１出力端子Ｉｒｅｆを介して参照電流Ｉｒｅｆが流れる。これにより、第２ノードＮ２２は参照電流Ｉｒｅｆの電流量に対応する所定の電圧を有し、この電圧はキャパシタＣｓｔ２により維持される。そして、第２トランジスタＭ２２はオフ状態であるため、フォトダイオードＰＤ２に光が入射されてもフォトダイオードＰＤ２のカソード電極からアノード電極方向への電流の流れは現れない。
積算区間Ｔ２２では第１制御信号ｈｏｌｄがロー状態となり、第２制御信号ｔｘとリセット信号ｒｅｓｅｔがハイ状態となって第２トランジスタＭ２２がオン状態となる。従って、フォトダイオードＰＤ２に入射される光によりフォトダイオードＰＤ２のカソード電極からアノード電極方向へ電流が流れる。そして、これにより、フォトダイオードＰＤ２のカソード電極に連結されている第２ノードＮ２２の電圧が変化する。このとき、第５トランジスタＭ５２が第２制御信号ｔｘによりオフ状態を維持するので、第２出力端Ｉｏｕｔを介して電流が流れるのを防止する。
サンプリング区間Ｔ３２ではリセット信号ｒｅｓｅｔと第１制御信号ｈｏｌｄがハイ状態であり、第２制御信号ｔｘがロー状態であるので、第５トランジスタＭ５２がオン状態となる。従って、フォトダイオードＰＤ２と第２ノードＮ２２との間の連結が切れて第２ノードＮ２２の電圧はそれ以上変わらなくなり、キャパシタＣｓｔ２により第２ノードＮ２２の電圧が維持される。そして、第５トランジスタＭ５２により第２出力端Ｉｏｕｔと第１トランジスタＭ５２のドレイン電極は連結関係を維持する。従って、第１トランジスタＭ１２のソース電極からドレイン電極方向へ流れる電流は、第２ノードＮ２２の電圧に対応して第２出力端Ｉｏｕｔを介して外部に流れる。このとき、第２出力端Ｉｏｕｔを介して流れる電流を感知信号として用いる。
図７は、図２に示した光感知部の第３実施形態を示す回路図である。図７を参照して説明すれば、光感知部は、フォトダイオードＰＤ３、第１トランジスタＭ１３、第２トランジスタＭ２３、第３トランジスタＭ３３、第４トランジスタＭ４３、第５トランジスタＭ５３、第６トランジスタＭ６３、第１キャパシタＣｓｔ３及び第２キャパシタＣｂｏｏｓｔ３を備える。
フォトダイオードＰＤ３のカソード電極は第１電源ＶＤＤに連結され、アノード電極は第２トランジスタＭ２３のソース電極に連結される。フォトダイオードＰＤ３は光が入射されると、カソード電極方向からアノード方向へ電流が流れ、電流の量は入射される光の輝度によって調節される。従って、フォトダイオードＰＤ３のカソード電極からアノード電極方向へ流れる電流を用いて周辺光の強度を感知できるようになる。
第１トランジスタＭ１３のソース電極は第１電源ＶＤＤに連結され、ドレイン電極は第１ノードＮ１３に連結され、ゲート電極は第２ノードＮ２３に連結される。
第２トランジスタＭ２３のソース電極はフォトダイオードＰＤ３のアノード電極に連結され、ドレイン電極は第３ノードＮ３３に連結され、ゲート電極は第１制御線ＨＯＬＤに連結される。
第３トランジスタＭ３３のソース電極は第２ノードＮ２３に連結され、ドレイン電極は第４トランジスタＭ４３のソース電極に連結され、ゲート電極はリセット信号線ＲＥＳＥＴに連結される。第３トランジスタＭ３３は漏れ電流を減らすためにデュアルゲート構造を有することも可能である。
第４トランジスタＭ４３のソース電極は第３トランジスタＭ３３のドレイン電極に連結され、ドレイン電極は第１出力端子Ｉｒｅｆに連結され、ゲート電極はリセット信号線ＲＥＳＥＴに連結される。第４トランジスタＭ４３は漏れ電流を減らすためにデュアルゲート構造を有することも可能である。
第５トランジスタＭ５３のソース電極は第１トランジスタＭ１３のドレイン電極に連結され、ドレイン電極は第２出力端子Ｉｏｕｔに連結され、ゲート電極は第２制御信号線ＴＸに連結される。
第６トランジスタＭ６３のソース電極は初期化信号線Ｖｉｎｉｔに連結され、ドレイン電極はフォトダイオードＰＤ３のアノード電極に連結され、ゲート電極はリセット信号線ＲＥＳＥＴに連結される。
第１キャパシタＣｓｔ３の第１電極は第１電源ＶＤＤに連結され、第２電極は第３ノードＮ３３に連結される。
第２キャパシタＣｂｏｏｓｔ３の第１電極は第３ノードＮ３３に連結され、第２電極は第２ノードＮ２３に連結される。
図８は、図７に示した光感知部の動作を示す波形図である。図８を参照して説明すれば、光感知部は、リセット区間Ｔ１３、積算区間Ｔ２３及びサンプリング区間Ｔ３３に区分されて動作する。ここで、リセット区間Ｔ１３は、リセット信号線ＲＥＳＥＴを介して伝達されるリセット信号ｒｅｓｅｔと第１制御線ＨＯＬＤを介して伝達される第１制御信号ｈｏｌｄがロー状態を維持し、第２制御線ＴＸを介して伝達される第２制御信号ｔｘはハイ状態を維持する区間である。そして、積算区間Ｔ２３はリセット信号ｒｅｓｅｔと第２制御信号ｔｘがハイ状態を維持し、第１制御信号がロー状態を維持する区間である。また、サンプリング区間Ｔ３３はリセット信号ｒｅｓｅｔと第１制御信号ｈｏｌｄがハイ状態を維持し、第２制御信号ｔｘはロー状態を維持する区間である。
リセット区間Ｔ１３ではリセット信号ｒｅｓｅｔと第１制御信号ｈｏｌｄがロー状態であり、第２制御信号ｔｘがハイ状態であるので、第２トランジスタＭ２３、第３トランジスタＭ３３、第４トランジスタＭ４３及び第６トランジスタＭ６３がオン状態となる。従って、第３ノードＮ３３に初期化電圧が伝達されて第１キャパシタＣｓｔ３と第２キャパシタＣｂｏｏｓｔ３が初期化電圧により初期化する。そして、第４トランジスタＭ４３のドレイン電極に連結された第１出力端子Ｉｒｅｆを介して参照電流Ｉｒｅｆが流れると、第２ノードＮ２３は参照電流Ｉｒｅｆの電流量に対応する所定の電圧Ｖｒｅｆを有する。このような所定の電圧Ｖｒｅｆは、第１キャパシタＣｓｔ３と第２キャパシタＣｂｏｏｓｔ３により維持される。このとき、所定の電圧Ｖｒｅｆは参照電流Ｉｒｅｆが流れるように第１トランジスタＭ１３のゲート電極に印加される電圧である。従って、第１トランジスタＭ１３のソース電極からドレイン電極へ流れる電流は、第１トランジスタＭ１３の閾電圧は考慮しなくてもよい。
積算区間Ｔ２３では第１制御信号ｈｏｌｄがロー状態であり、第２制御信号ｔｘとリセット信号ｒｅｓｅｔがハイ状態であるので、第２トランジスタＭ２３はオン状態を維持する。従って、フォトダイオードＰＤ３に入射される光によりフォトダイオードＰＤ３のカソード電極からアノード電極方向へ電流が流れる。これにより、フォトダイオードＰＤ３のカソード電極と連結された第３ノードＮ３３に電流が流れて第３ノードＮ３３の電圧が初期化電圧＋ΔＶだけ変化する。そして、これに対応して第２ノードＮ２３の電圧もΔＶだけ変わる。従って、第２ノードＮ２３にはＶｒｅｆ＋ΔＶの電圧が印加される。そして、第５トランジスタＭ５３がオフ状態であるので、第２出力端Ｉｏｕｔを介して電流が流れるのを防止できる。
サンプリング区間Ｔ３３ではリセット信号ｒｅｓｅｔと第１制御信号ｈｏｌｄがハイ状態であり、第２制御信号ｔｘがロー状態であるので、第５トランジスタＭ５３がオン状態となる。従って、フォトダイオードＰＤ３と第３ノードＮ３３との間の連結が切れ、第１キャパシタＣｓｔ３と第２キャパシタＣｂｏｏｓｔ３により第２ノードＮ２３の電圧はそれ以上変わらなくなる。そして、第５トランジスタＭ５３により第２出力端Ｉｏｕｔと第１トランジスタＭ１３のドレイン電極が連結関係を維持するため、第１トランジスタＭ１３のソース電極からドレイン電極方向へ流れる電流は第２ノードＮ２３の電圧に対応して第２出力端Ｉｏｕｔを介して外部に流れる。このとき、第２出力端Ｉｏｕｔを介して外部に流れる電流は感知信号として用いる。
図９は、図２に示したガンマ補正回路の構造を示す構造図である。図９を参照して説明すれば、ガンマ補正回路６００は、ラダー抵抗６１、振幅調節レジスタ６２、カーブ調節レジスタ６３、第１選択器６４〜第６選択器６９及び階調電圧増幅器７０を含んで動作する。
ラダー抵抗６１は外部から供給される最上位レベル電圧ＶＨＩを基準電圧に定め、最下位レベル電圧ＶＬＯと基準電圧との間に含まれている複数の可変抵抗が直列に連結された形態で構成される。このようなラダー抵抗６１を介して複数の階調電圧が生成される。ここで、ラダー抵抗６１値を小さくする場合、振幅調整範囲は狭くなるが、調整精度は向上する。逆に、ラダー抵抗６１値を大きくする場合、振幅調整範囲は広くなるが、調整精度は低くなる。
振幅調節レジスタ６２は第１選択器６４に３ビットのレジスタ設定値を出力し、第２選択器６５に７ビットのレジスタ設定値を出力する。このとき、設定ビット数を増加させて選択できる階調数を増加させることができ、レジスタ設定値を変更して階調電圧を異なるように選択することもできる。
カーブ調節レジスタ６３は、第３選択器６６〜第６選択器６９のそれぞれに４ビットのレジスタ設定値を出力する。このとき、レジスタ設定値は変更でき、レジスタ設定値によって選択できる階調電圧を調節できる。
図２のレジスタ生成部２１５で生成されたレジスタ値の中上位１０ビットは、振幅調節レジスタ６２に入力され、下位１６ビットは、カーブ調節レジスタ６３にそれぞれ入力されてレジスタ設定値として選択される。
第１選択器６４は、ラダー抵抗６１を介して分配された複数の階調電圧のうち振幅調節レジスタ６２で設定された３ビットのレジスタ設定値に対応する階調電圧を選択してこれを最上位階調電圧として出力する。
第２選択器６５は、ラダー抵抗６１を介して分配された複数の階調電圧のうち振幅調節レジスタ６２で設定された７ビットのレジスタ設定値に対応する階調電圧を選択して最下位階調電圧として出力する。
第３選択器６６は第１選択器６４から出力された階調電圧と、第２選択器６５から出力された階調電圧との間の電圧を複数の抵抗列を通じて複数の階調電圧に分配し、４ビットのレジスタ設定値に対応する階調電圧を選択して出力する。
第４選択器６７は第１選択器６４から出力された階調電圧と、第３選択器６６から出力された階調電圧との間の電圧を複数の抵抗列を通じて分配し、４ビットのレジスタ設定値に対応する階調電圧を選択して出力する。
第５選択器６８は第１選択器６４と第４選択器６７との間の階調電圧のうち４ビットのレジスタ設定値に対応する階調電圧を選択して出力する。
第６選択器６９は第１選択器６４と第５選択器６８との間の複数の階調電圧のうち４ビットのレジスタ設定値に対応する階調電圧を選択して出力する。
前記のような動作によりカーブ調節レジスタ６３のレジスタ設定値によって中間階調部のカーブを調節して、発光素子のそれぞれの特性に合せてガンマ特性を容易に調整できる。ここで、ガンマカーブ特性を下方へ凸に調整するためには、小さな階調を表示するほど、各諧調間の電位差が大きくなるように設定すればよい。逆に、ガンマカーブ特性を上方へ凸に調節するためには、小さな階調を表示するほど、各階調間の電位差が小さくなるように各ラダー抵抗６１の抵抗値を設定すればよい。
階調電圧増幅器７０は、図１の画素部１００に表示する複数の階調のそれぞれに対応する複数の階調電圧を出力する。図９においては、６４階調分に対応する階調電圧の出力を示した。
前記動作はＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの発光素子の自体特性の変動を考慮して、Ｒ、Ｇ、Ｂがほぼ同じ輝度特性を得るように行われ得る。そのために、Ｒ、Ｇ、Ｂグループ毎にガンマ補正回路を設けてカーブ調節レジスタ６３及び振幅調節レジスタ６２を介した振幅及びカーブをＲ、Ｇ、Ｂ毎に異なるように設定できる。
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、または明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
本発明に係る平板表示装置の一例である有機電界発光表示装置の構造を示す構造図である。 図１に示した有機電界発光表示装置で採用された光センサ部の一例を示す構造図である。 図２に示した光感知部の第１実施形態を示す回路図である。 図３に示した光感知部の動作を示す波形図である。 図２に示した光感知部の第２実施形態を示す回路図である。 図５に示した光感知部の動作を示す波形図である。 図２に示した光感知部の第３実施形態を示す回路図である。 図７に示した光感知部の動作を示す波形図である。 図２に示したガンマ補正回路の構造を示す構造図である。
符号の説明
１００ 画素部
１０１ 画素
２００ 光センサ部
３００ データ駆動部
４００ 走査駆動部
Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ-１、Ｓｎ 走査線
Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄｍ-１、Ｄｍ データ線

Claims (16)

  1. 第１電極は第１電源に連結され、第２電極は第１ノードに連結され、ゲート電極は第２ノードに連結される第１トランジスタと、
    第１電極は前記第１電源に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結されるフォトダイオードと、
    第１電極は前記フォトダイオードのカソード電極に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結され、ゲート電極は第１制御線に連結される第２トランジスタと、
    第１電極は前記第２ノードに連結され、第２電極は前記第１ノードに連結され、ゲート電極はリセット信号線に連結される第３トランジスタと、
    第１電極は前記第１ノードに連結され、第２電極は第１出力端に連結され、ゲート電極は前記リセット信号線に連結される第４トランジスタと、
    第１電極は前記第１ノードに連結され、第２電極は第２出力端に連結され、ゲート電極は第２制御線に連結される第５トランジスタと、
    第１電極は前記第１電源に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結される第１キャパシタと
    を備えることを特徴とする光センサ。
  2. 第１電極は第３ノードに連結され、第２電極は初期化信号線に連結され、ゲート電極は前記リセット信号線に連結される第６トランジスタと、
    第１電極は前記第１キャパシタの第２電極と前記第２トランジスタの第２電極に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結される第２キャパシタと
    を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光センサ。
  3. 前記リセット信号線はリセット信号を伝達し、前記リセット信号は前記第３トランジスタと前記第４トランジスタがオン状態となるようにする第１区間と、前記第３トランジスタと前記第４トランジスタがオフ状態となるようにする第２区間及び第３区間を有することを特徴とする請求項１に記載の光センサ。
  4. 前記第１制御線は第１制御信号を伝達し、前記第１制御信号は前記第１区間と前記第３区間で前記第２トランジスタがオフ状態となり、前記第２区間では前記第２トランジスタがオン状態となるようにすることを特徴とする請求項３に記載の光センサ。
  5. 前記第１制御線は第１制御信号を伝達し、前記第１制御信号は前記第１及び第２区間では前記第２トランジスタがオン状態となり、前記第３区間で前記第２トランジスタがオフ状態となるようにすることを特徴とする請求項３に記載の光センサ。
  6. 前記第２制御線は第２制御信号を伝達し、前記第２制御信号は前記リセット信号の副信号であることを特徴とする請求項１に記載の光センサ。
  7. 前記第２制御線は第２制御信号を伝達し、前記第２制御信号は前記第１区間と前記第２区間で前記第５トランジスタがオフ状態となるようにし、前記第３区間で前記第５トランジスタがオン状態となるようにすることを特徴とする請求項３に記載の光センサ。
  8. データ信号と走査信号に対応して画像を表現する画素部と、
    映像信号の伝達を受けて前記データ信号を生成して前記画素部に伝達するデータ駆動部と、
    前記走査信号を生成して前記画素部に伝達する走査駆動部と、
    周辺光の輝度を感知して前記画像の輝度が周辺光の輝度に対応して調節されるようにする光センサ部を備え、
    前記光センサ部は、
    第１電極は第１電源に連結され、第２電極は第１ノードに連結され、ゲート電極は第２ノードに連結される第１トランジスタと、
    第１電極は前記第１電源に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結されるフォトダイオードと、
    第１電極は前記フォトダイオードのカソード電極に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結され、ゲート電極は第１制御線に連結される第２トランジスタと、
    第１電極は前記第２ノードに連結され、第２電極は前記第１ノードに連結され、ゲート電極はリセット信号線に連結される第３トランジスタと、
    第１電極は前記第１ノードに連結され、第２電極は第１出力端に連結され、ゲート電極は前記リセット信号線に連結される第４トランジスタと、
    第１電極は前記第１ノードに連結され、第２電極は第２出力端に連結され、ゲート電極は第２制御線に連結される第５トランジスタと、
    第１電極は前記第１電源に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結される第１キャパシタと
    を備えることを特徴とする平板表示装置。
  9. 第１電極は第３ノードに連結され、第２電極は初期化信号線に連結され、ゲート電極は前記リセット信号線に連結される第６トランジスタと、
    第１電極は前記第１キャパシタの第２電極と前記第２トランジスタの第２電極に連結され、第２電極は前記第２ノードに連結される第２キャパシタと
    を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の平板表示装置。
  10. 前記リセット信号線はリセット信号を伝達し、前記リセット信号は前記第３トランジスタと前記第４トランジスタがオン状態となるようにする第１区間と、前記第３トランジスタと前記第４トランジスタがオフ状態となるようにする第２区間及び第３区間を有することを特徴とする請求項８に記載の平板表示装置。
  11. 前記第１制御線は第１制御信号を伝達し、前記第１制御信号は前記第１区間と前記第３区間で前記第２トランジスタがオフ状態となり、前記第２区間では前記第２トランジスタがオン状態となるようにすることを特徴とする請求項１０に記載の平板表示装置。
  12. 前記第１制御線は第１制御信号を伝達し、前記第１制御信号は前記第１及び第２区間では前記第２トランジスタがオン状態となり、前記第３区間で前記第２トランジスタがオフ状態となるようにすることを特徴とする請求項１０に記載の平板表示装置。
  13. 前記第２制御線は第２制御信号を伝達し、前記第２制御信号は前記リセット信号の副信号であることを特徴とする請求項８に記載の平板表示装置。
  14. 前記第２制御線は第２制御信号を伝達し、前記第２制御信号は前記第１区間と前記第２区間で前記第５トランジスタがオフ状態となるようにし、前記第３区間で前記第５トランジスタがオン状態となるようにすることを特徴とする請求項１０に記載の平板表示装置。
  15. 前記データ駆動部はガンマ補正回路を更に備え、前記光センサ部で把握された前記周辺光の輝度に対応してガンマ補正値を異にすることを特徴とする請求項８に記載の平板表示装置。
  16. 前記ガンマ補正回路はガンマ補正値を格納する複数のガンマレジスタを備え、前記周辺光の輝度に対応して前記複数のガンマレジスタのうちの１つのガンマレジスタを選択することを特徴とする請求項１５に記載の平板表示装置。
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