專(zhuān)利名稱(chēng)：顯示裝置和電子產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，其通過(guò)電流驅(qū)動(dòng)被布置在每個(gè)像素的發(fā)光元件來(lái)顯示
圖像。本發(fā)明還涉及一種利用這種顯示裝置的電子產(chǎn)品。具體地，本發(fā)明涉及一種所謂的 有源矩陣顯示裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其可以通過(guò)設(shè)置在每個(gè)像素電路中的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管
控制在發(fā)光元件(諸如有機(jī)EL元件)中流動(dòng)的電流量。
背景技術(shù)：
在顯示裝置中，例如，在液晶顯示器中，以矩陣狀態(tài)布置了大量像素，并且根據(jù)要 顯示的圖像信息來(lái)控制每個(gè)像素中的入射光的透射強(qiáng)度或反射強(qiáng)度以顯示圖像。這與有機(jī) EL顯示器(其中有機(jī)EL元件用于像素)相同，然而，有機(jī)EL元件是自發(fā)光元件，它與液晶 像素不同。由此，有機(jī)EL顯示器與液晶顯示器相比較而言，具有例如如下優(yōu)點(diǎn)圖像的可見(jiàn) 度更高，背光不是必需的，響應(yīng)速度更高。此外，可以通過(guò)在每個(gè)元素中流動(dòng)的電流值來(lái)控 制發(fā)光元件的亮度水平(灰度等級(jí))，并且有機(jī)EL顯示器與液晶顯示器的不同點(diǎn)在于有 機(jī)EL顯示器屬于所謂的電流控制型，液晶顯示器屬于電壓控制型。 有機(jī)EL顯示器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方式與液晶顯示器相同，包括無(wú)源矩陣型和有源矩
陣型。關(guān)于無(wú)源矩陣型，盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但是很難實(shí)現(xiàn)大尺寸和高清晰的顯示器，由此，目前
廣泛發(fā)展有源矩陣型。這種類(lèi)型中，通過(guò)設(shè)置在像素電路中的有源元件(通常是薄膜晶體
管，TFT)，控制在每個(gè)像素電路中的發(fā)光元件中流動(dòng)的電流，這在下面的專(zhuān)利文獻(xiàn)中描述。 [專(zhuān)利文獻(xiàn)1] JP-A-2003-255856 [專(zhuān)利文獻(xiàn)2] JP-A-2003-271095 [專(zhuān)利文獻(xiàn)3] JP-A-2004-133240 [專(zhuān)利文獻(xiàn)4] JP-A-2004-029791 [專(zhuān)利文獻(xiàn)5] JP-A-2004-093682 [專(zhuān)利文獻(xiàn)5]JP-A-2006-21521
發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置基本上包括屏幕單元和驅(qū)動(dòng)單元。屏幕單元包括多行的掃描
線(xiàn)、多列的信號(hào)線(xiàn)和布置在各個(gè)掃描線(xiàn)與各個(gè)信號(hào)線(xiàn)相交的部分的矩陣狀態(tài)像素。驅(qū)動(dòng)單 元布置在屏幕單元的外圍，并且包括依次向各個(gè)掃描線(xiàn)提供控制信號(hào)的掃描器和向各個(gè)信 號(hào)線(xiàn)提供視頻信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)根據(jù)從對(duì)應(yīng)的掃描線(xiàn)提供的控制信號(hào)進(jìn)行選擇時(shí)，屏幕單 元中的每個(gè)像素從對(duì)應(yīng)的信號(hào)線(xiàn)獲取視頻信號(hào)并且根據(jù)獲得的視頻信號(hào)進(jìn)行發(fā)光。 每個(gè)像素例如包括有機(jī)EL裝置作為發(fā)光元件。在發(fā)光元件中，電流/亮度特性趨 向于隨時(shí)間惡化。因此，存在問(wèn)題有機(jī)EL顯示器中的每個(gè)像素的亮度隨時(shí)間流逝而減小。 亮度減小的程度取決于每個(gè)像素的累積發(fā)光時(shí)間。當(dāng)屏幕中的各個(gè)像素的累積發(fā)光時(shí)間不 同時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)亮度非均勻性并且極有可能出現(xiàn)所謂的"老化(burn-in)"的圖像質(zhì)量障 礙。
鑒于以上內(nèi)容，期望提供一種可以補(bǔ)償像素的亮度減小的顯示裝置。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種包括屏幕單元、驅(qū)動(dòng)單元和信號(hào)處理單元的顯
示裝置。屏幕單元包括多行的掃描線(xiàn)、多列的信號(hào)線(xiàn)、矩陣狀態(tài)像素電路和光傳感器。驅(qū)動(dòng)
單元包括向掃描線(xiàn)提供控制信號(hào)的掃描器和向信號(hào)線(xiàn)提供視頻信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器。屏幕單元?jiǎng)?br> 分成各自均具有多個(gè)像素電路的多個(gè)區(qū)域。像素電路根據(jù)視頻信號(hào)進(jìn)行發(fā)光。針對(duì)每個(gè)區(qū)
域來(lái)布置光傳感器并且根據(jù)所述發(fā)光來(lái)輸出亮度信號(hào)。信號(hào)處理單元根據(jù)亮度信號(hào)校正視
頻信號(hào)并且將該信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)器。 光傳感器優(yōu)選地布置在所述區(qū)域的中心的附近。信號(hào)處理單元提供視頻信號(hào)以在 屏幕單元顯示視頻的顯示期間內(nèi)進(jìn)行顯示，并且提供視頻信號(hào)以在屏幕單元沒(méi)有顯示視頻 的檢測(cè)期間內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。信號(hào)處理單元提供視頻信號(hào)以在每幀內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)、并且僅允許檢 測(cè)目標(biāo)的像素電路進(jìn)行發(fā)光。信號(hào)處理單元根據(jù)成為檢測(cè)目標(biāo)的像素電路與光傳感器之間 的距離，設(shè)置要寫(xiě)入像素電路的、用于檢測(cè)的視頻信號(hào)的電平。信號(hào)處理單元根據(jù)成為檢測(cè) 目標(biāo)的像素電路與光傳感器之間的距離，設(shè)置一幀內(nèi)像素電路的發(fā)光時(shí)間的占用率。信號(hào) 處理單元將在第一周期內(nèi)從光傳感器輸出的第一亮度信號(hào)與在第一周期后的第二周期內(nèi) 從光傳感器輸出的第二亮度信號(hào)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果來(lái)校正視頻信號(hào)并且將該信號(hào)提 供給驅(qū)動(dòng)器。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，信號(hào)處理單元根據(jù)從光傳感器輸出的亮度信號(hào)來(lái)校正視頻 信號(hào)并且將校正的視頻信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)器。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn) 行校正可以補(bǔ)償像素的亮度惡化，結(jié)果可以防止過(guò)去出現(xiàn)的諸如"老化"的圖像質(zhì)量障礙。
具體地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，光傳感器檢測(cè)每個(gè)像素的發(fā)光亮度并且輸出對(duì)應(yīng) 的亮度信號(hào)。由于對(duì)每個(gè)像素檢測(cè)發(fā)光亮度，即使當(dāng)在屏幕中出現(xiàn)局部非均勻性時(shí)，通過(guò)對(duì) 視頻信號(hào)進(jìn)行校正可以校正局部亮度非均勻性。在本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)屏幕單元進(jìn)行劃 分，并且對(duì)每個(gè)部分布置光傳感器。在對(duì)應(yīng)光傳感器可以檢測(cè)發(fā)光亮度的范圍內(nèi)，每個(gè)部分 包括大量像素。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，不需要對(duì)應(yīng)于各個(gè)像素來(lái)提供用于檢測(cè)每個(gè)像素的 發(fā)光亮度的光傳感器，由此，可以顯著減小所需的光傳感器的數(shù)目，結(jié)果，可以簡(jiǎn)化顯示面 板結(jié)構(gòu)并且降低顯示面板的成本。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的顯示裝置的面板的框圖； 圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的像素電路圖； 圖3是解釋第一實(shí)施例的操作的時(shí)序圖； 圖4也是解釋操作的時(shí)序圖； 圖5是示出第一實(shí)施例的整個(gè)結(jié)構(gòu)的框圖； 圖6也是示出整個(gè)結(jié)構(gòu)的框圖； 圖7是面板的示意性平面視圖和截面視圖； 圖8是面板的放大截面視圖； 圖9示出顯示從光傳感器輸出的亮度信號(hào)的分布的曲線(xiàn)圖； 圖10是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光亮度檢測(cè)的點(diǎn)依次掃描的示意圖； 圖11是示出老化現(xiàn)象的示意 圖12是解釋第一實(shí)施例的操作的示意圖； 圖13是解釋第二實(shí)施例的背景的曲線(xiàn)圖； 圖14A是解釋根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的顯示裝置的操作的時(shí)序圖； 圖14B也是解釋操作的時(shí)序圖； 圖15是解釋操作的曲線(xiàn)圖； 圖16A是解釋根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的顯示裝置的操作的時(shí)序圖； 圖16B也是解釋第三實(shí)施例的操作的時(shí)序圖； 圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的顯示裝置的面板結(jié)構(gòu)的框圖 圖18是示出像素電路的結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖19是解釋操作的時(shí)序圖； 圖20是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的顯示裝置的顯示面板的框圖 圖21是根據(jù)第五實(shí)施例的像素電路圖； 圖22也是像素電路圖； 圖23是解釋第五實(shí)施例的操作的時(shí)序圖； 圖24是示出根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用例子的顯示裝置的裝置結(jié)構(gòu)的截面視圖 圖25是示出根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用例子的顯示裝置的模塊結(jié)構(gòu)的平面視圖 圖26是示出包括根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用例子的顯示裝置的電視機(jī)的透視圖 圖27是示出包括根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用例子的顯示裝置的數(shù)字相機(jī)的透視圖； 圖28是示出包括根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用例子的顯示裝置的筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)的透視 圖； 圖29是示出包括根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用例子的顯示裝置的便攜式終端裝置的示意圖； 以及 圖30是示出包括根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用例子的顯示裝置的攝像機(jī)的透視圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中解釋優(yōu)選實(shí)施例(在下面描述中稱(chēng)作實(shí)施例)。將按照下面的順序進(jìn)行 解釋。 第一實(shí)施例
第二實(shí)施例
第三實(shí)施例
第四實(shí)施例
第五實(shí)施例
應(yīng)用例子
第一實(shí)施例
[面板的整個(gè)結(jié)構(gòu)] 圖1是示出面板(即根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置的主要單元)的整個(gè)結(jié)構(gòu) 圖。如圖1所示，顯示裝置包括像素陣列單元1 (屏幕單元)和驅(qū)動(dòng)像素陣列單元1的驅(qū)動(dòng) 單元。像素陣列單元1包括多行的掃描線(xiàn)WS、多列的信號(hào)線(xiàn)SL、多個(gè)矩陣狀態(tài)像素2和多 個(gè)饋電線(xiàn)(電力線(xiàn))VL，其中矩陣狀態(tài)像素2布置在所述掃描線(xiàn)線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)相交的部分上，
6饋電線(xiàn)VL布置為對(duì)應(yīng)于各像素2的各條線(xiàn)。這個(gè)例子中，對(duì)每個(gè)像素2分配RGB三種基本 顏色的每一種顏色以實(shí)現(xiàn)彩色顯示。然而，本發(fā)明不限于此，并且還包括單色顯示裝置。驅(qū) 動(dòng)單元包括寫(xiě)掃描器4、電源掃描器6和水平選擇器(信號(hào)驅(qū)動(dòng)器)3，其中寫(xiě)掃描器4通過(guò) 依次向各個(gè)掃描線(xiàn)WS提供控制信號(hào)以逐行方式執(zhí)行像素的線(xiàn)序掃描，電源掃描儀6向各個(gè) 饋電線(xiàn)VL提供在第一電壓與第二電壓之間切換的電源電壓以對(duì)應(yīng)于所述線(xiàn)序掃描，水平 選擇器(信號(hào)驅(qū)動(dòng)器)3向多行的信號(hào)線(xiàn)SL提供用作視頻信號(hào)的信號(hào)電勢(shì)和參考電勢(shì)以對(duì) 應(yīng)于所述線(xiàn)序掃描。
[像素的電路結(jié)構(gòu)] 圖2是示出包括圖l所示的顯示裝置中的像素2的具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系的電路 圖。如圖所示，像素2包括發(fā)光元件EL、采樣晶體管Trl、驅(qū)動(dòng)晶體管Trd和像素電容Cs， 其中發(fā)光元件EL由有機(jī)EL裝置等為代表。采樣晶體管Trl的控制端(柵極)連接到對(duì)應(yīng) 的掃描線(xiàn)WS，一對(duì)電流端(源極/漏極)之一連接到對(duì)應(yīng)的信號(hào)線(xiàn)SL，并且這對(duì)電流端的 另一端連接到驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的控制端(柵極G)。驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的一對(duì)電流端(源極/ 漏極)之一連接到發(fā)光元件EL，并且這對(duì)電流端的另一端連接到對(duì)應(yīng)的饋電線(xiàn)VL。這個(gè)例 子中，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd是N溝道型，其中它的漏極連接到饋電線(xiàn)VL，源極S連接到發(fā)光元件 EL的陽(yáng)極作為輸出節(jié)點(diǎn)。發(fā)光元件EL的陰極連接到給定的陰極電勢(shì)Vcath。像素電容Cs 連接在源極S(驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的電流端之一)與柵極G(控制端)之間。
以上結(jié)構(gòu)中，采樣晶體管Trl根據(jù)從掃描線(xiàn)WS提供的控制信號(hào)變得導(dǎo)通，對(duì)從信 號(hào)線(xiàn)SL提供的信號(hào)電勢(shì)采樣以將該電勢(shì)存儲(chǔ)在像素電容Cs中。驅(qū)動(dòng)晶體管Trd接收第一 電勢(shì)(高電勢(shì)vdd)下從饋電線(xiàn)VL提供的電流，根據(jù)存儲(chǔ)在像素電容Cs中的信號(hào)電勢(shì)使驅(qū) 動(dòng)電流流入發(fā)光元件EL。寫(xiě)掃描器4向控制線(xiàn)WS輸出具有給定脈沖寬度的控制信號(hào)從而 使采樣晶體管Tr 1在信號(hào)線(xiàn)SL處于信號(hào)電勢(shì)的時(shí)隙內(nèi)導(dǎo)通，由此將信號(hào)電勢(shì)存儲(chǔ)在像素電 容Cs中以及相對(duì)于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的遷移率(mobility) y對(duì)信號(hào)電勢(shì)加入校正。然后， 驅(qū)動(dòng)晶體管Trd向發(fā)光元件EL提供與寫(xiě)入像素電容Cs中的信號(hào)電勢(shì)Vsig對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電 流，然后進(jìn)行發(fā)光操作。 除了上述的遷移率校正功能以外，像素電路2還包括閾值電壓校正功能。具體地， 電源掃描器6在采樣晶體管Trl對(duì)信號(hào)電勢(shì)Vsig采樣之前的第一時(shí)序，從第一電勢(shì)(高電 勢(shì)vdd)到第二電勢(shì)(低電勢(shì)vss)對(duì)饋電線(xiàn)VL進(jìn)行切換。寫(xiě)掃描器4允許采樣晶體管Trl 在第二時(shí)序?qū)ㄒ詫?lái)自信號(hào)線(xiàn)SL的參考電勢(shì)Vref提供給驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G，以 及在采樣晶體管Trl對(duì)信號(hào)電勢(shì)Vsig采樣之前將驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S設(shè)置為第二電 勢(shì)(Vss)。電源掃描器6在第二時(shí)序以后的第三時(shí)序從第二電勢(shì)vss到第一電勢(shì)vdd對(duì)饋 電線(xiàn)VL進(jìn)行切換，從而將與驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的閾值電壓Vth對(duì)應(yīng)的電壓存儲(chǔ)在像素電容Cs 中。根據(jù)以上的閾值電壓校正功能，顯示裝置可以消除驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的閾值電壓Vth根 據(jù)像素變化的效應(yīng)。 像素電路2還包括自舉(bootstrap)功能。也就是說(shuō)，在當(dāng)信號(hào)電勢(shì)Vsig存儲(chǔ)在 像素電容Cs中的階段中，寫(xiě)掃描器4釋放施加到掃描線(xiàn)WS的控制信號(hào)從而使采樣晶體管 Trl處于非導(dǎo)通狀態(tài)并且對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G與信號(hào)線(xiàn)SL進(jìn)行電切斷，由此允許柵 極G的電勢(shì)隨著驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S的電勢(shì)變化而改變并且保持柵極G與源極S之間 的電壓Vgs為恒定。
[時(shí)序圖1] 圖3是解釋圖2所示的像素電路2的操作的時(shí)序圖。在圖3中，在共線(xiàn)的時(shí)間軸 上表示掃描線(xiàn)WS的電勢(shì)變化、饋電線(xiàn)VL的電勢(shì)變化以及信號(hào)線(xiàn)SL的電勢(shì)變化。此外，驅(qū) 動(dòng)晶體管的柵極G和源極S的電勢(shì)變化平行于這些電勢(shì)變化而表示。 用于導(dǎo)通采樣晶體管Trl的控制信號(hào)脈沖被施加到掃描線(xiàn)WS。控制信號(hào)脈沖在 一幀(If)周期內(nèi)施加到掃描線(xiàn)WS以對(duì)應(yīng)于像素陣列單元的線(xiàn)序掃描。在1個(gè)水平掃描周 期(1H)內(nèi)，控制信號(hào)脈沖包括兩個(gè)脈沖。第一脈沖有時(shí)候稱(chēng)作第一脈沖Pl，隨后的脈沖稱(chēng) 作第二脈沖P2。另外，在一幀周期(lf)內(nèi)饋電線(xiàn)VL在高電勢(shì)Vdd與低電勢(shì)Vss之間切換。 在一個(gè)水平掃描周期(1H)內(nèi)在信號(hào)電勢(shì)Vsig與參考信號(hào)Vref之間切換的視頻信號(hào)被提 供給信號(hào)線(xiàn)SL。 如圖3的時(shí)序圖所示，像素從前一幀的發(fā)光周期進(jìn)入當(dāng)前幀的非發(fā)光周期，然后 進(jìn)入到當(dāng)前幀的發(fā)光周期。在非發(fā)光周期內(nèi)，執(zhí)行預(yù)備操作、閾值電壓校正操作、信號(hào)寫(xiě)操 作、遷移率校正操作等。 在前一幀的發(fā)光周期內(nèi)，饋電線(xiàn)VL處于高電勢(shì)Vdd，并且驅(qū)動(dòng)晶體管Trd向發(fā)光 元件EL提供驅(qū)動(dòng)電流Ids。驅(qū)動(dòng)電流Ids從處于高電勢(shì)Vdd的饋電線(xiàn)VL流過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管 Trd通過(guò)發(fā)光元件EL，然后流入陰極線(xiàn)。 隨后，在當(dāng)前幀的非發(fā)光周期內(nèi)，在時(shí)序Tl，饋電線(xiàn)VL從高電勢(shì)Vdd切換到低電勢(shì) Vss。據(jù)此，饋電線(xiàn)VL放電到Vss，另外，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S下降到Vss。相應(yīng)地，發(fā) 光元件EL的陽(yáng)極電勢(shì)(即驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極電勢(shì))處于反向偏置狀態(tài)，由此，驅(qū)動(dòng)電 流不流動(dòng)并且光截止。隨著驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S的電勢(shì)下降，柵極G的電勢(shì)也下降。
隨后，在時(shí)序T2，通過(guò)從低電平到高電平切換掃描線(xiàn)WS，采樣晶體管Trl變得導(dǎo) 通。此時(shí)，信號(hào)線(xiàn)SL處于參考電勢(shì)Vref。由此，通過(guò)導(dǎo)通的采樣晶體管Trl，驅(qū)動(dòng)晶體管 Trd的柵極G的電勢(shì)處于的信號(hào)線(xiàn)SL的參考電勢(shì)Vref 。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S處 于電勢(shì)Vss(充分低于Vref)。按照以上方式，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G與源極S之間的電 壓Vgs被初始化，從而使它變得大于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的閾值電壓Vth。從時(shí)序Tl到時(shí)序T3 的周期Tl-T3對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G與源極S之間的電壓Vgs被預(yù)先設(shè)置為Vth 或更大的預(yù)備周期。 然后，在時(shí)序T3，饋電線(xiàn)VL從低電勢(shì)Vss向高電勢(shì)Vdd轉(zhuǎn)換，并且驅(qū)動(dòng)晶體管Trd 的源極S的電勢(shì)開(kāi)始增大。然后，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G與源極S之間的電Vgs變成 閾值電壓Vth時(shí)，電流切斷。按照這種方式，與驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的閾值電壓Vth對(duì)應(yīng)的電壓 被寫(xiě)入像素電容Cs中。這是閾值電壓校正操作。此時(shí)，設(shè)置陰極電勢(shì)Vcath以切斷發(fā)光元 件EL，從而使電流完全在像素電容Cs側(cè)流動(dòng)而不會(huì)流入發(fā)光元件EL。
在時(shí)序T4，掃描線(xiàn)WS從高電平返回到低電平。換言之，釋放施加到掃描線(xiàn)WS的第 一脈沖P1以使得采樣晶體管截止。從以上解釋清楚看出，第一脈沖Pl施加到采樣晶體管 Trl的柵極以執(zhí)行閾值電壓校正操作。 然后，信號(hào)線(xiàn)SL從參考電勢(shì)Vref切換到信號(hào)電勢(shì)Vsig。隨后，在時(shí)序T5，掃描線(xiàn) WS再次從低電平上升至高電平。換言之，第二脈沖P2施加到采樣晶體管Trl的柵極。相應(yīng) 地，采樣晶體管Trl再次導(dǎo)通并且對(duì)來(lái)自信號(hào)線(xiàn)SL的信號(hào)電勢(shì)Vsig采樣。因此，驅(qū)動(dòng)晶體 管Trd的柵極G的電勢(shì)變成信號(hào)電勢(shì)Vsig。這里，由于發(fā)光元件EL首先處于斷開(kāi)狀態(tài)(高阻抗?fàn)顟B(tài))，所以在驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的漏極與源極之間流動(dòng)的電流完全流入像素電容Cs以 及發(fā)光元件EL的等效電容以開(kāi)始進(jìn)行充電。然后，當(dāng)采樣晶體管Trd截止時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管 Trd的源極S的電勢(shì)增加AV，一直到時(shí)序T6。相應(yīng)地，視頻信號(hào)的信號(hào)電勢(shì)Vsig寫(xiě)入像素 電容Cs中，其通過(guò)添加到Vth，并且從存儲(chǔ)在像素電容Cs中的電壓減去用于遷移率校正的 電壓AV。因此，從時(shí)序T5到時(shí)序T6的周期T5-T6對(duì)應(yīng)于信號(hào)寫(xiě)周期和遷移率校正周期。 換言之，當(dāng)?shù)诙}沖P2施加到掃描線(xiàn)WS時(shí)，執(zhí)行信號(hào)寫(xiě)操作和遷移率校正操作。信號(hào)寫(xiě)操 作和遷移率校正操作T5-T6等于第二脈沖P2的脈沖寬度。也就是說(shuō)，第二脈沖P2的脈沖 寬度規(guī)定了遷移率校正周期。 如上所述，在信號(hào)寫(xiě)周期T5-T6內(nèi)同時(shí)執(zhí)行信號(hào)電勢(shì)Vsig的寫(xiě)入以及校正量AV 的調(diào)整。Vsig越高，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd提供的電流Ids變得越高，并且AV的絕對(duì)值變得更 高。因此，執(zhí)行與發(fā)光亮度水平對(duì)應(yīng)的遷移率校正。當(dāng)Vsig被固定時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd 的遷移率P變高時(shí)，AV的絕對(duì)值變大。換言之，遷移率P越高，負(fù)反饋量AV變得更高， 由此，能夠消除每個(gè)像素中的遷移率P的變化。 最后，在時(shí)序T6，掃描線(xiàn)WS轉(zhuǎn)換到上述的低電平側(cè)并且采樣晶體管Trl截止。相 應(yīng)地，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G與信號(hào)線(xiàn)SL斷開(kāi)。此時(shí)，漏極電流Ids開(kāi)始在發(fā)光元件EL 中流動(dòng)。相應(yīng)地，發(fā)光元件EL的陽(yáng)極電勢(shì)根據(jù)驅(qū)動(dòng)電流Ids而增大。發(fā)光元件EL的陽(yáng)極 電勢(shì)的增大正是驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S的電勢(shì)增大。當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S的電勢(shì) 增大時(shí)，通過(guò)像素電容Cs的自舉操作，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G的電勢(shì)同樣增大。柵極電 勢(shì)的增大量將等于源極電勢(shì)的增大量。因此，在發(fā)光周期內(nèi)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G與源 極S之間的輸入電壓Vgs保持恒定。柵極電壓Vgs的值已經(jīng)接收了相對(duì)信號(hào)電勢(shì)Vsig的 閾值電壓Vth和遷移率的校正。驅(qū)動(dòng)晶體管Trd在飽和區(qū)域中操作。也就是說(shuō)，驅(qū)動(dòng)晶 體管Trd輸出與柵極G與源極S之間的輸入電壓Vgs對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流Ids。柵極電壓Vgs 的值已經(jīng)接收了相對(duì)信號(hào)電勢(shì)Vsig的閾值電壓Vth和遷移率的校正。 [OO76][時(shí)序圖2] 圖4是解釋圖2所示的像素電路2的操作的另一個(gè)時(shí)序圖。圖4基本與圖3所示 的時(shí)序圖相同，并且對(duì)應(yīng)部分給出對(duì)應(yīng)參考碼。不同點(diǎn)在于在多個(gè)水平周期內(nèi)，以時(shí)分方 式重復(fù)執(zhí)行閾值電壓校正操作。圖4的時(shí)序圖的例子中，在每個(gè)1H周期內(nèi)Vth校正操作執(zhí) 行兩次。當(dāng)屏幕單元變成高清晰屏幕單元時(shí)，像素?cái)?shù)目增加并且掃描線(xiàn)的數(shù)目同樣增加。由 于掃描線(xiàn)的數(shù)目增加，1H周期變得更短。當(dāng)以更高速度執(zhí)行線(xiàn)序掃描時(shí)，會(huì)出現(xiàn)在1H周期 內(nèi)沒(méi)有完成Vth校正操作的情況。相應(yīng)地，圖4的時(shí)序圖中，以時(shí)分方式將閾值校正操作執(zhí) 行兩次，從而驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G與源極S之間的電勢(shì)Vgs可靠地初始化為Vth。重復(fù) Vth校正的數(shù)目不限于兩次，如果需要可以增大時(shí)分的數(shù)目。 [OO 8][顯示裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)] 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)的示意性框圖。如圖5所 示，顯示裝置基本包括屏幕單元1、驅(qū)動(dòng)單元和信號(hào)處理單元10。屏幕單元(像素陣列單 元)1包括面板"O"和光傳感器8，其中面板"0"包括多行的掃描線(xiàn)、多列的信號(hào)線(xiàn)和多個(gè)矩 陣狀態(tài)像素，其中矩陣狀態(tài)像素布置在各個(gè)掃描線(xiàn)與各個(gè)信號(hào)線(xiàn)相交的部分上。驅(qū)動(dòng)單元 包括依次向各個(gè)掃描線(xiàn)提供控制信號(hào)的掃描器和向各個(gè)信號(hào)線(xiàn)提供視頻信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器。這 個(gè)實(shí)施例中，掃描器和驅(qū)動(dòng)器安裝在面板"0"上以包圍屏幕單元1。
9
當(dāng)根據(jù)從對(duì)應(yīng)的掃描線(xiàn)提供的控制信號(hào)選擇包括在屏幕單元1中的每個(gè)像素時(shí)， 像素從對(duì)應(yīng)的信號(hào)線(xiàn)獲取視頻信號(hào)并且根據(jù)獲取的視頻信號(hào)發(fā)射光。光傳感器8檢測(cè)每個(gè) 像素的發(fā)光亮度并且輸出對(duì)應(yīng)的亮度信號(hào)。這個(gè)實(shí)施例中，光傳感器8安裝在面板"0"的 反向側(cè)(與發(fā)光表面相對(duì)的一側(cè))。 信號(hào)處理單元(DSP) 10根據(jù)從光傳感器8輸出的亮度信號(hào)校正視頻信號(hào)并將校正 的視頻信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)單元中的驅(qū)動(dòng)器。這個(gè)實(shí)施例中，AD轉(zhuǎn)換器(ADC)9插入在光傳感 器8與信號(hào)處理單元10之間。ADC 9將從光傳感器8輸出的模擬亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字亮度 信號(hào)(亮度數(shù)據(jù))并且將該信號(hào)提供給數(shù)字信號(hào)處理單元(DSP)IO。 作為本發(fā)明的實(shí)施例的特征，面板"O"被劃分成屏幕單元(像素陣列單元)l中的 多個(gè)區(qū)域，并且多個(gè)光傳感器8分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)區(qū)域而布置。每個(gè)光傳感器8檢測(cè)屬于對(duì) 應(yīng)區(qū)域的像素的發(fā)光亮度并且將對(duì)應(yīng)的亮度信號(hào)提供給信號(hào)處理單元10。光傳感器8優(yōu)選 地布置在對(duì)應(yīng)區(qū)域的中心。 在顯示期間(顯示期間內(nèi)，視頻信號(hào)顯示在屏幕單元l中)期間，信號(hào)處理單元IO 向驅(qū)動(dòng)器提供普通視頻信號(hào)，并且在非顯示期間(在非顯示期間內(nèi)，不顯示視頻)包含的檢 測(cè)期間期間，向驅(qū)動(dòng)器提供用于亮度檢測(cè)的視頻信號(hào)。信號(hào)處理單元io提供視頻信號(hào)以在 每幀(或每場(chǎng))檢測(cè)。用于檢測(cè)的視頻信號(hào)僅使得一幀(或一場(chǎng))內(nèi)的檢測(cè)目標(biāo)的像素發(fā) 光并使剩余像素處于非發(fā)光狀態(tài)。信號(hào)處理單元10將初始階段(例如，產(chǎn)品出廠時(shí))從光 傳感器8輸出的第一亮度與從初始階段過(guò)去給定時(shí)間以后從光傳感器8輸出的第二亮度比 較，來(lái)計(jì)算每個(gè)像素中的發(fā)光亮度的減小量，校正視頻信號(hào)以補(bǔ)償所計(jì)算的發(fā)光亮度的減
小量以將該減小量輸出給驅(qū)動(dòng)單元中的驅(qū)動(dòng)器。 從以上解釋可以清楚看出，本發(fā)明的實(shí)施例中，光傳感器8設(shè)置在面板"0"中。利 用光傳感器8測(cè)量每個(gè)像素的亮度惡化，并且調(diào)整視頻信號(hào)的電平以對(duì)應(yīng)于惡化程度。相 應(yīng)地，可以在屏幕1顯示"老化"得到校正的圖像。具體地，這個(gè)實(shí)施例中，為多個(gè)像素布置 一個(gè)光傳感器8。相應(yīng)地，可以顯著減小光傳感器的數(shù)目，并且可以減小老化校正系統(tǒng)的成 本。[變型例子] 圖6是示出根據(jù)圖5所示的第一實(shí)施例的顯示裝置的變型例子的框圖。為了更易 理解，與圖5所示的部件對(duì)應(yīng)的部分給出對(duì)應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)。不同點(diǎn)在于光傳感器8布置在 表面?zhèn)?、而非面?0"的反向側(cè)。當(dāng)光傳感器8布置在表面?zhèn)葧r(shí)，與布置在反向側(cè)相比較而 言，優(yōu)點(diǎn)在于光接收量增大。然而，當(dāng)光傳感器"8"布置在面板"0"的表面?zhèn)葧r(shí)，缺點(diǎn)在于 犧牲了部分像素的發(fā)光。
[面板的結(jié)構(gòu)] 圖7是示出包括在圖5所示的顯示裝置中的面板結(jié)構(gòu)的示意性平面視圖和截面視 圖。如圖7所示，屏幕單元(像素陣列單元)1布置在面板"0"的中心。盡管沒(méi)有示出，但是 包括驅(qū)動(dòng)器和掃描器等的驅(qū)動(dòng)單元安裝在包圍屏幕單元1的面板"O"的外圍(框架部分)。 然而，本發(fā)明不限于上述說(shuō)明，驅(qū)動(dòng)單元可以設(shè)計(jì)為與面板"O"分離。 屏幕單元1劃分成多個(gè)區(qū)域1A。光傳感器8布置為與各個(gè)區(qū)域1A對(duì)應(yīng)。光傳感 器8檢測(cè)屬于對(duì)應(yīng)區(qū)域1A的像素2的發(fā)光亮度并且將對(duì)應(yīng)的亮度信號(hào)提供給信號(hào)處理單 元(未示出)。
所示的例子中，以15行20列的矩陣狀態(tài)布置像素。像素陣列劃分成12個(gè)區(qū)域。 每個(gè)區(qū)域1A包括5行5列的25個(gè)像素2。為25個(gè)像素2布置一個(gè)光傳感器1。與為1個(gè) 像素2形成一個(gè)光傳感器8的情況相比較，可以顯著減小所需的光傳感器8的數(shù)目。
[面板的截面結(jié)構(gòu)] 圖8示出圖7所示面板的截面結(jié)構(gòu)。面板"O"具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中下玻璃襯底 101和上玻璃襯底108堆疊在一起。集成電路102通過(guò)TFT過(guò)程形成于玻璃襯底101之上。 集成電路102是圖2所示的像素電路的集合體。在集成電路102上，分別在每個(gè)像素中形 成發(fā)光元件EL的陽(yáng)極103。還形成有將各個(gè)陽(yáng)極103連接到集成電路102側(cè)的導(dǎo)線(xiàn)106。 有機(jī)EL材料等形成的發(fā)光層104形成于陽(yáng)極103之上。陰極105進(jìn)一步形成于整個(gè)表面 之上。陰極105、陽(yáng)極103和位于它們之間的發(fā)光層104構(gòu)成發(fā)光元件。在陰極105上，玻 璃襯底108經(jīng)由密封層107接合。 有機(jī)EL發(fā)光元件是自發(fā)光裝置。發(fā)出的光主要射向面板"O"的表面方向(上玻
璃襯底108的方向)。然而，還存在傾斜發(fā)射的光和在面板"O"內(nèi)部重復(fù)反射和散射并且穿
過(guò)面板"0"的反向側(cè)(下玻璃襯底101的方向)的光。圖5所示的例子中，光傳感器安裝
在"0"的反向側(cè)，檢測(cè)從發(fā)光部件穿透到達(dá)面板"O"的反向側(cè)的發(fā)射光。這種情況下，不僅
可以測(cè)量剛好位于光傳感器之上的像素的發(fā)光，還可以測(cè)量偏離剛好在傳感器之上的位置
的外圍像素的發(fā)光亮度。[光傳感器接收的光量的分布] 圖9示出了顯示光傳感器接收的光量分布的曲線(xiàn)圖。圖9的(X)表示行方向接收 到的光的分布。水平軸指示與光傳感器之間的距離(以像素?cái)?shù)目計(jì))，垂直軸指示傳感器輸 出電壓。傳感器輸出電壓與接收的光量成正比。從這個(gè)曲線(xiàn)圖可以清楚看出，光傳感器不 僅接收位于中心的像素(剛好位于傳感器之上的像素)的發(fā)光，還在一定程度上接收遠(yuǎn)離 中心的像素的發(fā)光并輸出對(duì)應(yīng)的亮度信號(hào)。 圖9的(Y)表示沿著列方向通過(guò)光傳感器接收的光量的分布。發(fā)現(xiàn)光傳感器不僅 接收中心像素的發(fā)光、還在一定程度上接收外圍像素的發(fā)光，并且還可以輸出列方向的對(duì) 應(yīng)亮度信號(hào)，其方式與圖9的(X)所示的行方向的接收光量的分布相同。
在本發(fā)明實(shí)施例中，利用光傳感器接收的光量分布在區(qū)域中具有一定寬度這一事 實(shí)，為多個(gè)像素布置一個(gè)光傳感器。相應(yīng)地，可以減小光傳感器的數(shù)目并且顯著減小老化校 正系統(tǒng)的成本。考慮圖9所示的由光傳感器接收的光量分布(接收的光強(qiáng)分布)，期望一個(gè) 光傳感器測(cè)量的范圍(區(qū)域)是在這個(gè)范圍內(nèi)，到達(dá)光傳感器的距離在上下左右的所有方 向是相等的。換言之，期望光傳感器布置在每個(gè)劃分區(qū)域的中心。
[發(fā)光亮度的檢測(cè)操作] 圖10是示出像素亮度的檢測(cè)操作的示意圖。如圖10所示，這個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)點(diǎn) 序(dot-sequential)方法檢測(cè)每個(gè)像素的發(fā)光亮度。至于點(diǎn)序操作的前進(jìn)方向，在每個(gè)區(qū) 域1A從左上像素到右下像素利用光柵方法。 位于區(qū)域1A的左上的像素2可以在第一幀1內(nèi)發(fā)光，而屬于區(qū)域1A的所有剩余 像素處于非發(fā)光狀態(tài)。相應(yīng)地，位于區(qū)域1A的中心的光傳感器8可以檢測(cè)位于區(qū)域1A的 左上角的像素2的發(fā)光亮度。 當(dāng)進(jìn)入下一幀2時(shí)，僅距離左上的第二位置的像素2發(fā)光，并且檢測(cè)它的亮度。然
11后，操作依次前進(jìn)，并且可以在幀5內(nèi)檢測(cè)位于右上角的像素2的發(fā)光亮度。在下一幀6，檢測(cè)第二行的像素的發(fā)光亮度，然后，該過(guò)程依次從幀7進(jìn)入幀10。在幀IO，可以檢測(cè)位于頂部第二行的右端的像素2的發(fā)光亮度。相應(yīng)地，可以以點(diǎn)序方式，在幀1到幀25內(nèi)檢測(cè)屬于區(qū)域1A的25個(gè)像素的發(fā)光亮度。例如，當(dāng)幀頻是30Hz時(shí)，可以在近似一秒或更短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)屬于區(qū)域1A的所有像素2的發(fā)光亮度。在所有區(qū)域1A并行執(zhí)行點(diǎn)序方法，可以在一秒或更短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)整個(gè)面板的發(fā)光亮度。從以上解釋可以清楚看出，這個(gè)實(shí)施例中，被包含在區(qū)域1A中的、可以由一個(gè)光傳感器8接收光的像素2可以逐像素地以點(diǎn)序方式發(fā)光。在彩色顯示裝置的情況下，被包含在一個(gè)像素中的發(fā)光元件發(fā)射任何RGB光。這種情況下，期望在每種顏色的每個(gè)像素(子像素)中檢測(cè)發(fā)光亮度。有時(shí)候可以為三種顏色RGB的子像素接合在一起的像素檢測(cè)發(fā)光亮度。通過(guò)輸入到面板"0"的視頻信號(hào)，執(zhí)行點(diǎn)序檢測(cè)中的每個(gè)像素的發(fā)光控制，并且按照與普通圖像顯示相同的方式執(zhí)行像素的操作時(shí)序。也就是說(shuō)，信號(hào)處理單元提供視頻信號(hào)以用于在每幀中檢測(cè)。用于檢測(cè)的視頻信號(hào)僅允許檢測(cè)目標(biāo)的像素在一幀內(nèi)發(fā)光，并且使剩余像素處于非發(fā)光狀態(tài)。根據(jù)點(diǎn)序掃描，可以通過(guò)一個(gè)光傳感器依次獲得多個(gè)像素的亮度數(shù)據(jù)。
[老化現(xiàn)象] 圖11是解釋本發(fā)明實(shí)施例的處理目標(biāo)的"老化"的示意圖。(Al)表示作為老化原因的圖案顯示。例如，圖ll所示的窗口顯示在屏幕單元l中。白色部分窗口的一部分中的像素以高亮度持續(xù)發(fā)光，而外圍黑色框架部分中的像素進(jìn)入非發(fā)光狀態(tài)。當(dāng)這個(gè)窗口圖案長(zhǎng)時(shí)間顯示時(shí)，白色部分的像素的亮度惡化繼續(xù)，而黑色框架部分中的像素的亮度惡化進(jìn)行的相對(duì)緩慢。 (A2)表示刪除了 (Al)所示的窗口圖案顯示并且在屏幕單元1執(zhí)行整體光柵顯示的狀態(tài)。如果不存在局部惡化，當(dāng)屏幕單元1執(zhí)行光柵顯示時(shí)，可以獲得在整個(gè)屏幕上均勻的亮度分布。然而，實(shí)際上，先前顯示在白色部分的中心部分的像素的亮度惡化繼續(xù)，由此，中心部分的亮度變得低于外圍部分的亮度，并且如圖所示出現(xiàn)"老化"現(xiàn)象。
[老化校正處理] 圖12是示出圖11所示"老化"的校正操作的示意圖。(0)表示從外部輸入到顯示裝置的信號(hào)處理單元的視頻信號(hào)。這個(gè)例子中示出了整個(gè)視頻信號(hào)。 (A)表示當(dāng)(0)所示的視頻信號(hào)顯示在已經(jīng)出現(xiàn)圖11所示"老化"的屏幕單元中的亮度分布。即使當(dāng)輸入整體視頻信號(hào)時(shí)，面板的屏幕單元中仍存在部分老化，由此，中心的窗口部分的亮度要暗于外圍框架部分。 (B)表示根據(jù)各個(gè)像素的發(fā)光亮度的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)從外部輸入的視頻信號(hào)(0)校正獲得的視頻信號(hào)。在(B)所示的老化校正以后的視頻信號(hào)中，寫(xiě)入中心窗口部分的像素的視頻信號(hào)的電平被校正為相對(duì)較高，并且寫(xiě)入外圍框架部分的像素的視頻信號(hào)的電平被校正為相對(duì)較低。如上所述，執(zhí)行校正從而使視頻信號(hào)具有(B)所示的正亮度分布以抵消由于(A)所示的老化導(dǎo)致的負(fù)亮度分布。 (C)示意性表示老化校正以后的視頻信號(hào)顯示在屏幕單元中的狀態(tài)。通過(guò)用于老化校正的視頻信號(hào)，補(bǔ)償基于殘留在面板的屏幕單元中的老化導(dǎo)致的非均勻亮度分布，并且可以獲得具有均勻亮度分布的屏幕。
第二實(shí)施例
[亮度信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍] 圖13是示出從光傳感器輸出的亮度信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍的曲線(xiàn)圖。水平軸表示距離光傳感器的中心位置的距離，垂直軸表示亮度信號(hào)的輸出電壓。水平軸的距離以距離光傳感器的像素?cái)?shù)目來(lái)標(biāo)識(shí)。如圖13所示，即使當(dāng)像素亮度相同時(shí)，隨著與光傳感器的距離變長(zhǎng)，光傳感器接收的光值變小。所示例子中，中心位置的像素的亮度信號(hào)的輸出水平達(dá)到3V，而以像素?cái)?shù)目而言距離中心位置20個(gè)像素的像素的亮度信號(hào)的輸出電壓減小為0. 3V，這近似1/10。在圖5所示的老化校正系統(tǒng)中，光傳感器8的輸出被放大，然后通過(guò)ADC 9將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。通過(guò)查看輸入模擬信號(hào)的最大電壓可以確定數(shù)字信號(hào)的比特個(gè)數(shù)。因此，位于光傳感器的中心的像素中，亮度信號(hào)例如可以轉(zhuǎn)換成8比特，即256灰度級(jí)別。因此，提高了老化校正的準(zhǔn)確度。另一方面，在遠(yuǎn)離光傳感器的像素中，模擬信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換成26灰度等級(jí)水平。因此，降低了老化校正的準(zhǔn)確度。結(jié)果，有可能沒(méi)有充分地執(zhí)行老化校正。所示例子中，由于位于中心的像素的亮度信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍較大，所以該信號(hào)可以轉(zhuǎn)換成256灰度等級(jí)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。這對(duì)應(yīng)于0.4%的校正準(zhǔn)確度。另一方面，由于遠(yuǎn)離中心20個(gè)像素的像素的亮度信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍較小，所以該信號(hào)僅僅轉(zhuǎn)換成26灰度等級(jí)。這對(duì)應(yīng)于4%的校正準(zhǔn)確度。[cm3][第二實(shí)施例的操作] 圖14A是示出根據(jù)第二實(shí)施例的顯示裝置的操作的時(shí)序圖。在第二實(shí)施例中，通過(guò)改進(jìn)上述的老化校正的準(zhǔn)確度的變化，增加了老化校正的準(zhǔn)確度。圖14A表示僅對(duì)測(cè)量目標(biāo)的像素照明的點(diǎn)序掃描。如上所述，按照與圖3所示的普通視頻顯示操作相同的順序執(zhí)行點(diǎn)序掃描。也就是說(shuō)，在執(zhí)行Vth校正以后，給定電平的視頻信號(hào)被寫(xiě)入測(cè)量目標(biāo)的像素中并且執(zhí)行遷移率校正，然后像素可以發(fā)光。 圖14A所示的時(shí)序圖指示測(cè)量目標(biāo)的像素靠近光傳感器的情況。這種情況下，光傳感器可以從測(cè)量目標(biāo)的像素獲得充足的接收光量。因此，分配給一幀的發(fā)光周期可以相對(duì)較短。因此，在圖14A所示的時(shí)序圖中，在像素發(fā)光以后，饋電線(xiàn)VL在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)從高電平Vdd切換為低電平Vss以進(jìn)入非發(fā)光周期。 圖14B也是解釋根據(jù)第二實(shí)施例的顯示裝置的操作的時(shí)序圖。為了更易理解，應(yīng)用圖14A的時(shí)序圖中的相同代碼。這個(gè)時(shí)序圖示出了發(fā)光亮度的測(cè)量目標(biāo)的像素相對(duì)遠(yuǎn)離光傳感器而放置的情況。這種情況下，獲得相對(duì)較長(zhǎng)的測(cè)量目標(biāo)的像素的發(fā)光周期。因此，光傳感器可以從測(cè)量目標(biāo)的像素獲得充足的光量。 如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，信號(hào)處理單元根據(jù)測(cè)量目標(biāo)的像素與檢測(cè)該像素的發(fā)光亮度的光傳感器之間的距離，設(shè)置一幀內(nèi)該像素的發(fā)光周期的占用率。相應(yīng)地，當(dāng)像素遠(yuǎn)離光傳感器時(shí)，光傳感器接收光的時(shí)間周期變長(zhǎng)。
[亮度信號(hào)的輸出分布] 圖15是示出第二實(shí)施例獲得的亮度信號(hào)的輸出電壓分布的曲線(xiàn)圖。為了更易理解，應(yīng)用與圖13所示的曲線(xiàn)圖相同的標(biāo)注。當(dāng)距離光傳感器的距離與發(fā)光時(shí)間之間的關(guān)系設(shè)置為最優(yōu)時(shí)，光傳感器的輸出電壓將是恒定的，不論像素位置如何，如圖15的曲線(xiàn)圖所示。換言之，靠近光傳感器的像素以圖14A所示的短占空時(shí)序發(fā)光，從而使各個(gè)像素的亮度信號(hào)的電平恒定而不論距離光傳感器的距離如何。另一方面，遠(yuǎn)離光傳感器的像素以圖14B所示的長(zhǎng)占空時(shí)序發(fā)光。相應(yīng)地，由光傳感器獲得的發(fā)光亮度數(shù)據(jù)中，如圖15所示，可以獲得在各個(gè)像素中恒定的動(dòng)態(tài)范圍，不論距離光傳感器的距離如何。所示例子中，可以在所有
像素中獲得256灰度等級(jí)的分辨率，并且可以以0. 4%的準(zhǔn)確度執(zhí)行老化校正。校正系統(tǒng)中
的AD轉(zhuǎn)換器可以對(duì)所有像素以相同的灰度等級(jí)(例如，所示例子中，8比特，即256灰度等
級(jí))的準(zhǔn)確度執(zhí)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，而不論距離光傳感器的距離如何。結(jié)果，還可以提高用于測(cè)量
亮度惡化的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，并且可以高準(zhǔn)確度執(zhí)行亮度校正。 第三實(shí)施例[發(fā)光亮度的檢測(cè)的時(shí)序圖] 圖16A是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的時(shí)序圖。這個(gè)時(shí)序圖表示用于檢測(cè)像素的發(fā)光亮度的點(diǎn)序操作。這個(gè)時(shí)序圖表示測(cè)量目標(biāo)的像素靠近光傳感器而放置的情況。如圖所示，低信號(hào)電壓的視頻信號(hào)被寫(xiě)入靠近光傳感器的像素中。 圖16B也是根據(jù)第三實(shí)施例的時(shí)序圖。這個(gè)時(shí)序圖與圖16A的不同點(diǎn)在于這個(gè)時(shí)序圖表示遠(yuǎn)離光傳感器而放置的像素的發(fā)光亮度的檢測(cè)操作。如圖所示，高信號(hào)電壓的視頻信號(hào)被寫(xiě)入遠(yuǎn)離光傳感器的像素中。相應(yīng)地，當(dāng)根據(jù)距離光傳感器的距離，視頻信號(hào)的電平被設(shè)置為最優(yōu)時(shí)，各個(gè)像素的發(fā)光亮度數(shù)據(jù)可以保持恒定而不論距離光傳感器的距離如何。也就是說(shuō)，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的信號(hào)處理單元，根據(jù)檢測(cè)目標(biāo)的像素與檢測(cè)像素的發(fā)光亮度的光傳感器之間的距離，設(shè)置要寫(xiě)入像素中的、用于檢測(cè)的視頻信號(hào)的電平。結(jié)果，由于像素遠(yuǎn)離光傳感器，發(fā)光亮度增大。放大之后輸入到AD轉(zhuǎn)換器的信號(hào)的電平將是恒定的，同樣不論遠(yuǎn)離光傳感器的距離如何?？梢詾樗邢袼匕凑障嗤叶鹊燃?jí)(例如，8比特，即256灰度等級(jí))的準(zhǔn)確度執(zhí)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。結(jié)果，可以增大亮度惡化的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，并且實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度的亮度校正。 這個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)信號(hào)電壓的電平控制亮度，從而執(zhí)行發(fā)光亮度的檢測(cè)操作，而不需要像第二實(shí)施例那樣改變驅(qū)動(dòng)面板的時(shí)序。相應(yīng)地，與普通視頻顯示時(shí)的操作相比較而言，這個(gè)實(shí)施例的操作是僅信號(hào)電壓被改變的操作，由此，當(dāng)檢測(cè)發(fā)光亮度時(shí)不需要設(shè)置新時(shí)序，這簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。
第四實(shí)施例
[面板結(jié)構(gòu)] 圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的顯示裝置的面板結(jié)構(gòu)的框圖。為了更易理解，應(yīng)用與圖l所示的第一實(shí)施例的面板框圖相同的代碼。顯示裝置基本包括像素陣列單元(屏幕單元)1和驅(qū)動(dòng)像素陣列單元1的驅(qū)動(dòng)單元。像素陣列單元1包括多行的第一掃描線(xiàn)WS、相似的多行的第二掃描線(xiàn)DS、多列的信號(hào)線(xiàn)SL和多個(gè)矩陣狀態(tài)像素2，其中這些矩陣狀態(tài)像素2布置在各個(gè)第一掃描線(xiàn)WS與各個(gè)信號(hào)線(xiàn)SL相交的部分。另一方面，驅(qū)動(dòng)單元包括寫(xiě)掃描器4、驅(qū)動(dòng)掃描器5和水平選擇器3。寫(xiě)掃描器4通過(guò)向各個(gè)第一掃描線(xiàn)WS輸出控制信號(hào)逐行地對(duì)像素2執(zhí)行線(xiàn)序掃描。驅(qū)動(dòng)掃描器5同樣通過(guò)向各個(gè)第二掃描線(xiàn)DS輸出控制信號(hào)逐行地對(duì)像素2執(zhí)行線(xiàn)序掃描。寫(xiě)掃描器4和驅(qū)動(dòng)掃描器5輸出控制信號(hào)的時(shí)序不同。驅(qū)動(dòng)掃描器5位于驅(qū)動(dòng)單元中，替代第一實(shí)施例的電源掃描器6。由于去除了電源掃描器6，還從像素陣列單元1去除饋電線(xiàn)。替代此，提供固定的電源電勢(shì)Vdd(未示出)的電源線(xiàn)被設(shè)置在像素陣列單元1中。水平選擇器(信號(hào)驅(qū)動(dòng)器)3向多列的信號(hào)線(xiàn)SL提供視頻信號(hào)的信號(hào)電壓和參考電壓，以對(duì)應(yīng)于掃描器4和5的線(xiàn)序掃描。
[像素電路的結(jié)構(gòu)]
圖18示出被包含在圖17所示的第四實(shí)施例的顯示面板中的像素電路的結(jié)構(gòu)。第一實(shí)施例的像素電路具有兩個(gè)晶體管，而本實(shí)施例的像素包括三個(gè)晶體管。如圖所示，這個(gè)像素2基本包括發(fā)光元件EL、采樣晶體管Trl、驅(qū)動(dòng)晶體管Trd、開(kāi)關(guān)晶體管Tr3和像素電容Cs。采樣晶體管Trl的控制端(柵極)連接到掃描線(xiàn)WS，一對(duì)電流端(源極/漏極)之一連接到信號(hào)線(xiàn)SL，這對(duì)電流端的另一端連接到驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的控制端(柵極G)。驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的一對(duì)電流端(源極/漏極)之一 (漏極)連接到電源線(xiàn)Vdd，這對(duì)電流端的另一個(gè)(源極S)連接到發(fā)光元件EL的陽(yáng)極。發(fā)光元件EL的陰極連接到給定的陰極電勢(shì)Vcath。開(kāi)關(guān)晶體管Tr3的控制端(柵極)連接到掃描線(xiàn)DS， 一對(duì)電流端(源極/漏極)之一連接到固定電勢(shì)Vss，這對(duì)電流端的另一個(gè)連接到驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S。像素電容的一端連接到驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的控制端(柵極G)，另一端連接到驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的電流端(源極S)。驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的另一個(gè)電流端是對(duì)發(fā)光元件EL和像素電容Cs的輸出電流端。這個(gè)像素電路2中，輔助電容Csub連接在驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S與電源Vdd之間，用于輔助像素電容Cs。 在以上結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)單元側(cè)的寫(xiě)掃描器4向第一掃描線(xiàn)WS提供控制信號(hào)以執(zhí)行采樣晶體管Trl的切換控制。驅(qū)動(dòng)掃描器5向第二掃描線(xiàn)DS輸出控制信號(hào)以執(zhí)行開(kāi)關(guān)晶體管Tr3的切換控制。水平選擇器3向信號(hào)線(xiàn)SL提供在信號(hào)電勢(shì)Vsig與參考電勢(shì)Vref之間切換的視頻信號(hào)(輸入信號(hào))。掃描線(xiàn)WS、 DS和信號(hào)線(xiàn)SL的電勢(shì)根據(jù)上述的線(xiàn)序掃描而改變，然而，電源線(xiàn)固定到Vdd。陰極電勢(shì)Vcath和固定電勢(shì)Vss也是固定的。
[像素電路的操作] 圖19是解釋圖18所示的像素電路的操作的時(shí)序圖。如圖19所示，掃描線(xiàn)WS、掃描線(xiàn)DS和信號(hào)線(xiàn)SL上的電勢(shì)變化在與這些線(xiàn)共軸的時(shí)間軸上表示。采樣晶體管Trl是N溝道型，當(dāng)掃描線(xiàn)WS處于高電平時(shí)，采樣晶體管Trl導(dǎo)通。開(kāi)關(guān)晶體管Tr3也是N溝道型，當(dāng)掃描線(xiàn)DS處于高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)晶體管Tr3導(dǎo)通。另一方面，在一個(gè)水平周期(1H)內(nèi)，提供給信號(hào)線(xiàn)SL的視頻信號(hào)在信號(hào)電勢(shì)Vsig與參考電勢(shì)Vref之間切換。這個(gè)時(shí)序圖表示驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G和源極S的電勢(shì)變化，從而時(shí)間軸對(duì)應(yīng)于第一掃描線(xiàn)WS、第二掃描線(xiàn)DS和信號(hào)線(xiàn)SL的電勢(shì)變化。根據(jù)柵極G與源極S之間的電勢(shì)差Vgs，控制驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的操作狀態(tài)。 首先，當(dāng)像素從前一幀的發(fā)光周期進(jìn)入非發(fā)光周期時(shí)，掃描線(xiàn)DS在時(shí)序Tl切換到高電平，并且開(kāi)關(guān)晶體管Tr3導(dǎo)通。據(jù)此，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S的電勢(shì)被設(shè)置到固定電勢(shì)Vss。此時(shí)，固定電勢(shì)Vss設(shè)置為低于發(fā)光元件EL的閾值電壓Vthel與陰極電勢(shì)Vcath之和。也就是說(shuō)，固定電勢(shì)Vss設(shè)置為Vss < Vthel+Vcath，發(fā)光元件EL處于反向偏置狀態(tài)，由此，驅(qū)動(dòng)電壓Ids沒(méi)有流入發(fā)光元件EL。然而，從驅(qū)動(dòng)晶體管Trd提供的輸出電流Ids經(jīng)由源極S流入固定電勢(shì)Vss。 隨后，在時(shí)序T2，在信號(hào)線(xiàn)SL的電勢(shì)處于Vref的狀態(tài)下，采樣晶體管Trl導(dǎo)通。相應(yīng)地，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G被設(shè)置到參考電勢(shì)Vref 。相應(yīng)地，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G與源極S之間的電壓Vgs將是值Vref-Vss。這里，Vgs設(shè)置為Vref-Vss > Vth。如果Vref-Vss不高于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的閾值電壓Vth， 一般很難執(zhí)行隨后的閾值校正操作。然而，Vgs是Vref-Vss > Vth，由此，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd處于開(kāi)啟狀態(tài)，并且漏極電流從電源電勢(shì)Vdd流入固定電勢(shì)Vss。
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然后，在時(shí)序T3，操作進(jìn)入閾值電壓校正周期，其中開(kāi)關(guān)晶體管Tr3截止并且驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S與固定電勢(shì)Vss斷開(kāi)。這里，只要源極S的電勢(shì)(即，發(fā)光元件的陽(yáng)極電勢(shì))低于將發(fā)光元件EL的閾值電壓Vthel與陰極電勢(shì)Vcath相加獲得的值，發(fā)光元件EL就仍處于反向偏置狀態(tài)，并且僅微小漏電流流動(dòng)。因此，從電源線(xiàn)Vdd提供經(jīng)由驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的大多數(shù)電流用于對(duì)像素電容Cs和輔助電容Csub充電。由于像素電容Cs以這種方式充電，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極電勢(shì)隨時(shí)間從Vss增大。在固定時(shí)間段后，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極電勢(shì)達(dá)到電平Vref-Vth，并且Vgs剛好變成Vth。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd斷開(kāi)，并且與Vth對(duì)應(yīng)的電壓被寫(xiě)入布置在驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極S與柵極G之間的像素電容Cs。即使當(dāng)閾值電壓校正操作結(jié)束時(shí)，源極電壓Vref-Vth仍低于發(fā)光元件EL的閾值電壓Vthel與陰極電勢(shì)Vcath相加獲得的值。 隨后，在時(shí)序T4，過(guò)程進(jìn)入寫(xiě)周期/遷移率校正周期。在時(shí)序T4，信號(hào)線(xiàn)SL從參考電勢(shì)Vref切換到信號(hào)電勢(shì)Vsig。信號(hào)電勢(shì)Vsig是與灰度等級(jí)對(duì)應(yīng)的電壓。由于此刻采樣晶體管Trl處于開(kāi)啟狀態(tài)，所以驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G的電勢(shì)將是Vsig。相應(yīng)地，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd導(dǎo)通并且電流從電源線(xiàn)Vdd流動(dòng)，由此，源極S的電勢(shì)隨時(shí)間增大。由于源極S的電勢(shì)還沒(méi)有超過(guò)發(fā)光元件EL的閾值電壓Vthel與陰極電壓Vcath之和，僅微小漏電流在發(fā)光元件EL中流動(dòng)，并且從驅(qū)動(dòng)晶體管Trd提供的大多數(shù)的電流用于對(duì)像素電容Cs和輔助電容Csub充電。源極S的電勢(shì)在上述充電過(guò)程中增大。 由于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的閾值電壓校正操作已經(jīng)在寫(xiě)周期內(nèi)完成，從驅(qū)動(dòng)晶體管Trd提供的電流反映了遷移率ii。具體地，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的遷移率y為高時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管提供的電流量變高，并且源極S的電勢(shì)迅速增大。另一方面，當(dāng)遷移率P為低時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的電流提供量為低并且源極S的電勢(shì)緩慢增大。驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的輸出電流以這種方式負(fù)饋送給像素電容Cs，結(jié)果，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G與源極S的電源Vgs將是反映遷移率P的值，并且電壓Vgs將是在固定時(shí)間過(guò)去以后已完成遷移率ii校正的值。也就是說(shuō)，在寫(xiě)周期內(nèi)，通過(guò)將從驅(qū)動(dòng)晶體管Trd流出的電流負(fù)饋送給像素電容Cs，同時(shí)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的遷移率ii的校正。 最后，當(dāng)該過(guò)程在時(shí)序T5進(jìn)入當(dāng)前幀的發(fā)光周期時(shí)，采樣晶體管Trl截止，并且驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G與信號(hào)線(xiàn)SL斷開(kāi)。相應(yīng)地，柵極G的電勢(shì)可以增大，并且源極S的電勢(shì)隨著柵極G的電勢(shì)增大也增大，同時(shí)保持像素電容Cs的Vgs的值恒定。因此，抵消了發(fā)光元件EL的反向偏置狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd將與Vgs對(duì)應(yīng)的漏極電流Ids流入發(fā)光元件EL。源極S的電勢(shì)增大，直到電流流入發(fā)光元件EL，并且發(fā)光元件EL發(fā)光。這里，當(dāng)發(fā)光時(shí)間變長(zhǎng)時(shí)，發(fā)光元件的電流/電壓特征將會(huì)變化。因此，源極S的電勢(shì)同樣改變。然而，通過(guò)自舉操作，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極與源極之間的電壓Vgs保持為固定值，由此，在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流不改變。相應(yīng)地，即使在發(fā)光元件EL的電流/電壓特征惡化的情況下，固定電流Ids保持恒定流動(dòng)并且發(fā)光元件EL的亮度不改變。進(jìn)一步包含根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的老化抑制系統(tǒng)對(duì)發(fā)光元件的亮度惡化進(jìn)行補(bǔ)償。
第五實(shí)施例
[顯示面板的塊結(jié)構(gòu)] 圖20是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的顯示裝置的顯示面板的框圖。顯示裝置基本包括像素陣列單元1、掃描器單元和信號(hào)單元。掃描器單元和信號(hào)單元構(gòu)成驅(qū)動(dòng)單元。像素陣列單元1包括以行布置的第一掃描線(xiàn)WS、第二掃描線(xiàn)DS、第三掃描線(xiàn)AZ1和第四掃描 線(xiàn)AZ2、以列布置的信號(hào)線(xiàn)SL、連接到這些掃描線(xiàn)WS、 DS、 AZ1和AZ2和信號(hào)線(xiàn)SL的矩陣狀 態(tài)像素電路2、以及提供各個(gè)像素電路2的操作所需的第一電勢(shì)Vssl、第二電勢(shì)Vss2和第 三電勢(shì)Vdd的多個(gè)電源線(xiàn)。信號(hào)單元包括水平選擇器3，其向信號(hào)線(xiàn)提供視頻信號(hào)。掃描器 單元包括寫(xiě)掃描器4、驅(qū)動(dòng)掃描器5、第一校正掃描器71、第二校正掃描器72，其通過(guò)向第一 掃描線(xiàn)WS、第二掃描線(xiàn)DS、第三掃描線(xiàn)AZ1和第四掃描線(xiàn)AZ2提供控制信號(hào)以依次逐行掃 描像素電路2。[像素電路的結(jié)構(gòu)] 圖21是示出被包含圖20所示的顯示裝置中的像素結(jié)構(gòu)的電路圖。這個(gè)實(shí)施例的 特征在于包括五個(gè)晶體管。如圖所示，像素電路2包括采樣晶體管Trl、驅(qū)動(dòng)晶體管Trd、第 一開(kāi)關(guān)晶體管Tr2、第二開(kāi)關(guān)晶體管Tr3、第三開(kāi)關(guān)晶體管Tr4、像素電容Cs和發(fā)光元件EL。 采樣晶體管Trl在給定采樣周期內(nèi)，根據(jù)從掃描線(xiàn)WS提供的控制信號(hào)變得導(dǎo)通，在像素電 容Cs內(nèi)對(duì)從信號(hào)線(xiàn)SL提供的視頻信號(hào)的信號(hào)電勢(shì)進(jìn)行采樣。像素電容Cs根據(jù)采樣的視 頻信號(hào)的信號(hào)電勢(shì)，施加輸入電壓Vgs給驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G。驅(qū)動(dòng)晶體管Trd向發(fā)光 元件EL提供與輸入電壓Vgs對(duì)應(yīng)的輸出電流Ids。在給定的發(fā)光周期內(nèi)，發(fā)光元件EL通過(guò) 從驅(qū)動(dòng)晶體管Trd提供的輸出電流Ids、以與視頻信號(hào)的信號(hào)電勢(shì)相對(duì)應(yīng)的亮度發(fā)光。
第一開(kāi)關(guān)晶體管Tr2根據(jù)從掃描線(xiàn)AZ1提供的控制信號(hào)變得導(dǎo)通，并且在采樣周 期(視頻信號(hào)寫(xiě)周期)之前將柵極G(驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的控制端)設(shè)置到第一電勢(shì)Vssl。 第二開(kāi)關(guān)晶體管Tr3根據(jù)從掃描線(xiàn)AZ2提供的控制信號(hào)變得導(dǎo)通，并且在采樣周期之前將 源極S(驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的電流端之一 )設(shè)置到第二電勢(shì)Vss2。第三開(kāi)關(guān)晶體管Tr4根據(jù) 從掃描線(xiàn)DS提供的控制信號(hào)變得導(dǎo)通，并且在采樣周期之前將漏極(驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的電 流端中的另一端)連接到第三電勢(shì)Vdd，從而將與驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的閾值電壓Vth對(duì)應(yīng)的 電壓存儲(chǔ)在像素電容Cs中，以校正閾值電壓Vth的效應(yīng)。在發(fā)光周期內(nèi)，第三開(kāi)關(guān)晶體管 Tr4再次根據(jù)從掃描線(xiàn)DS提供的控制信號(hào)變得導(dǎo)通，并且將驅(qū)動(dòng)晶體管Trd連接到第三電 勢(shì)Vdd從而使輸出電流Ids流入發(fā)光元件EL。 從以上解釋可以清楚看出，像素電路2包括五個(gè)晶體管Trl到Tr4和Trd、一個(gè)像 素電容Cs和一個(gè)發(fā)光元件EL。晶體管Trl到Tr3和Trd是N溝道型多晶硅TFT。僅晶體 管Tr4是P溝道型多晶硅TFT。然而，本發(fā)明不限于此，并且可以恰當(dāng)?shù)鼗旌螻溝道型和P 溝道型TFT。發(fā)光元件EL例如是包括陽(yáng)極和陰極的二極管型有機(jī)EL裝置。然而，本發(fā)明不 限于此，發(fā)光元件包括通過(guò)電流驅(qū)動(dòng)進(jìn)行共同發(fā)光的所有類(lèi)型的裝置。
圖22是從圖21所示的顯示面板僅取一部分的像素電路2的示意圖。為了更易理 解，由采樣晶體管Trl采樣的視頻信號(hào)的信號(hào)電勢(shì)Vsig、驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的輸入電壓Vgs和 輸出電流Ids、以及包括在發(fā)光元件EL中的電容分量Coled等被寫(xiě)入。在下文中，將參照?qǐng)D 23解釋根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的像素電路2的操作。
[第五實(shí)施例的操作] 圖23是示出圖22所示的像素電路的時(shí)序圖。圖23沿著時(shí)間軸T表示施加給各 個(gè)掃描線(xiàn)WS、AZ1、AZ2和DS的控制信號(hào)的波形。為了簡(jiǎn)化注釋?zhuān)刂菩盘?hào)由與掃描線(xiàn)的代 碼相同的代碼表示。由于晶體管Trl、Tr2和Tr3是N溝道型，所以當(dāng)掃描線(xiàn)WS、AZ1、AZ2分 別處于高電平時(shí)這些晶體管導(dǎo)通，當(dāng)這些掃描線(xiàn)處于低電平時(shí)這些晶體管截止。另一方面，晶體管Tr4是P溝道型，由此，當(dāng)掃描線(xiàn)DS處于高電平時(shí)晶體管Tr4截止，并且當(dāng)掃描線(xiàn)DS 處于低電平時(shí)晶體管Tr4導(dǎo)通。除了各個(gè)控制信號(hào)WS、AZ1、AZ2和DS的波形以外，這個(gè)時(shí) 序圖還表示驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G和源極S的電勢(shì)變化。 在圖23所示的時(shí)序圖中，時(shí)序T1到T8計(jì)數(shù)為一幀(lf)。在一幀內(nèi)，依次掃描像 素陣列中的各個(gè)行一次。這個(gè)時(shí)序圖表示施加給一行的像素的各個(gè)控制信號(hào)WS、 AZ1、 AZ2 和DS的波形。 在當(dāng)前幀開(kāi)始之前的時(shí)序T0，所有的控制信號(hào)WS、AZ1、AZ2和DS處于低電平。因 此，N溝道型晶體管Trl、 Tr2和Tr3處于關(guān)閉狀態(tài)，僅P溝道型晶體管Tr4處于開(kāi)啟狀態(tài)。 由于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd經(jīng)由處于開(kāi)啟狀態(tài)的晶體管Tr4連接到電源Vdd，所以驅(qū)動(dòng)晶體管Trd 根據(jù)給定的輸入電壓Vgs，向發(fā)光元件EL提供輸出電流Ids。因此，在時(shí)序TO，發(fā)光元件EL 發(fā)光。此時(shí)，施加給驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的輸入電壓Vgs由柵極電勢(shì)(G)與源極電勢(shì)(S)之間 的差表示。 當(dāng)前幀開(kāi)始時(shí)的時(shí)序T1，控制信號(hào)DS從低電平切換為高電平。相應(yīng)地，開(kāi)關(guān)晶體 管Tr4截止并且驅(qū)動(dòng)晶體管Trd與電源Vdd斷開(kāi)，由此，停止發(fā)光并且該裝置進(jìn)入非發(fā)光周 期。因此，在時(shí)序Tl，所有的晶體管Trl到Tr4截止。 隨后，當(dāng)進(jìn)入時(shí)序T2時(shí)，控制信號(hào)AZ1和AZ2處于高電平，由此，開(kāi)關(guān)晶體管Tr2 和Tr3導(dǎo)通。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極(G)連接到參考電勢(shì)Vssl，源極S連接到參考電 勢(shì)Vss2。這里，滿(mǎn)足Vssl-Vss2 > Vth，并且允許Vssl-Vss2成為Vgs > Vth，執(zhí)行Vth校正 (將在以后時(shí)序T3執(zhí)行Vth校正)的準(zhǔn)備。換言之，周期T2到T3對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd 的復(fù)位周期。當(dāng)發(fā)光元件EL的閾值電壓是VthEL時(shí)，設(shè)置為VthEL〉Vss2。相應(yīng)地，負(fù)向 偏壓施加給發(fā)光元件EL，并且該元件變?yōu)樗^的反向偏置狀態(tài)。對(duì)于正常執(zhí)行Vth校正操 作和以后描述的遷移率校正操作，反向偏置是必需的。 在時(shí)序T3，控制信號(hào)AZ2處于低電平并且之后控制信號(hào)DS也處于低電平。相應(yīng)地， 晶體管Tr3截止，而晶體管Tr4導(dǎo)通。結(jié)果，漏極電流Ids流入像素電容Cs，并且開(kāi)始Vth 校正操作。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G保持為Vssl，并且電流Ids流動(dòng)，直到驅(qū)動(dòng)晶體 管Trd斷開(kāi)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd斷開(kāi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極電勢(shì)(S)將是Vssl-Vth。 當(dāng)漏極電流斷開(kāi)以使開(kāi)關(guān)晶體管T4截止時(shí)，在時(shí)序T4，控制信號(hào)DS返回高電平。另外，控 制信號(hào)AZ1也返回低電平，以使開(kāi)關(guān)晶體管Tr2截止。結(jié)果，Vth保持并固定在像素電容Cs 中。如上所述，從時(shí)序T3到T4的周期是檢測(cè)驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的閾值電壓Vth的周期。這 里，檢測(cè)期間T3到T4被稱(chēng)作Vth檢測(cè)期間。 按照以上方式執(zhí)行Vth校正以后，在時(shí)序T5，控制信號(hào)WS切換到高電平以開(kāi)通采 樣晶體管Trl并且將視頻信號(hào)Vsig寫(xiě)入像素電容Cs中。像素電容Cs要遠(yuǎn)小于發(fā)光元件 EL的等效電容coled。結(jié)果，大多數(shù)的視頻信號(hào)Vsig被寫(xiě)入像素電容Cs中。準(zhǔn)確地講， Vsig-Vssl(Vssl與Vsig之差)被寫(xiě)入像素電容Cs中。因此，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G與 源極S之間的電壓Vgs將是此時(shí)采樣的Vsig-Vssl與預(yù)先檢測(cè)并保持的Vth相加獲得的電 平(Vsig-Vssl+Vth)。當(dāng)假定Vssl為OV以更易進(jìn)行下面的解釋時(shí)，柵極與源極之間的電壓 Vgs將是如圖20的時(shí)序圖所示的Vsig+Vth。執(zhí)行視頻信號(hào)Vsig的采樣，直到在時(shí)序T7控 制信號(hào)WS返回低電平。也就是說(shuō)，從時(shí)序T5到T7的周期對(duì)應(yīng)于采樣周期(視頻信號(hào)寫(xiě)周 期)。
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在時(shí)序T6，時(shí)序T7之前，當(dāng)采樣周期結(jié)束時(shí)，控制信號(hào)DS處于低電平并且開(kāi)關(guān)晶 體管Tr4導(dǎo)通。相應(yīng)地，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd連接到電源Vdd，由此，像素電路從非發(fā)光周期進(jìn)入 發(fā)光周期。在T6到T7的期間，當(dāng)采樣晶體管Trl仍處于開(kāi)通狀態(tài)并且開(kāi)關(guān)晶體管Tr4導(dǎo) 通時(shí)，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的遷移率校正。也就是說(shuō)，這個(gè)例子中，在T6到T7的期間內(nèi)，當(dāng) 采樣周期的后期部分與發(fā)光周期的頭部重疊時(shí)，執(zhí)行遷移率校正。在發(fā)光周期的開(kāi)頭部分， 當(dāng)執(zhí)行遷移率校正時(shí)，發(fā)光元件EL處于反向偏置狀態(tài)，由此，該元件不發(fā)光。在遷移率校正 期間T6到T7內(nèi)，在驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極G固定為視頻信號(hào)Vsig的電平的狀態(tài)下，漏極 電流Ids在驅(qū)動(dòng)晶體管Trd中流動(dòng)。這里，由于執(zhí)行Vssl-Vth < VthEL的設(shè)置，發(fā)光元件 EL處于反向偏置狀態(tài)，發(fā)光元件EL顯示了簡(jiǎn)單的電容特性、而非二極管特性。因此，驅(qū)動(dòng)晶 體管Trd中流動(dòng)的電流Ids寫(xiě)入像素電容Cs與發(fā)光元件EL的等效電容Coled相耦合而獲 得的電容C二Cs+Coled。相應(yīng)地，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的源極電勢(shì)(S)增大。在圖23的時(shí)序圖 中，增加量由AV表示。由此，從保持在像素電容Cs中的柵極與源極之間的電壓Vgs減去 增加量AV，因此，這意味著執(zhí)行了負(fù)反饋。通過(guò)按照以上方式負(fù)饋送驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的輸 出電流Ids到同一驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的輸入電壓Vgs，可以校正遷移率ii。通過(guò)調(diào)整遷移率 校正期間T6到T7的時(shí)間寬度"t"，可以對(duì)負(fù)反饋量AV進(jìn)行優(yōu)化。 在時(shí)序T7，控制信號(hào)WS處于低電平以允許采樣晶體管Trl截止。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)晶體 管Trd的柵極G斷開(kāi)信號(hào)線(xiàn)SL。由于釋放了施加的視頻信號(hào)Vsig，驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的柵極 電勢(shì)(G)可以隨源極電勢(shì)(S)增大。在這個(gè)期間，保持在像素電容Cs中的柵極與源極之間 的電壓Vgs保持一個(gè)值(Vsig-AV+Vth)。隨著源極電勢(shì)(S)的增大，抵消了發(fā)光元件EL的 反向偏置狀態(tài)，由此，發(fā)光元件EL實(shí)際上基于輸出電流Ids的流入而開(kāi)始發(fā)光?；谠谔?征公式1中用Vsig-AV+Vth替換Vgs，可以給出此時(shí)漏極電流Ids與柵極電壓Vgs之間的 關(guān)系。 Ids = kii (Vgs-Vth)2 = kii (Vsig-A V)2 以上公式中，k = (1/2) (W/L)Cox。根據(jù)這個(gè)特征公式，可以想到Vth項(xiàng)被抵消，并 且提供給發(fā)光元件EL的輸出電流Ids不取決于驅(qū)動(dòng)晶體管Trd的閾值Vth?；旧贤ㄟ^(guò)視 頻信號(hào)的信號(hào)電壓Vsig來(lái)確定漏極電流Ids。換言之，發(fā)光元件EL按照與視頻信號(hào)Vsig 對(duì)應(yīng)的亮度發(fā)光。此時(shí)，基于負(fù)反饋量AV對(duì)Vsig校正。校正量AV發(fā)揮作用，以抵消剛 好位于特征公式的系數(shù)位置的遷移率P的效應(yīng)。因此，漏極電流Ids實(shí)質(zhì)上僅取決于視頻 信號(hào)Vsig。 最后，在時(shí)序T8，控制信號(hào)DS處于高電平并且開(kāi)關(guān)晶體管Tr4截止，然后，發(fā)光結(jié) 束并且當(dāng)前幀結(jié)束。然后，過(guò)程進(jìn)入下一幀，其中將重復(fù)Vth校正操作、遷移率校正操作和
發(fā)光操作。 應(yīng)用例子 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置具有圖24所示的薄膜裝置結(jié)構(gòu)。在圖24，TFT部 分具有底柵極結(jié)構(gòu)(柵極電極位于溝道PS層之下)。關(guān)于TFT部分，存在多種變型，例如， 夾層?xùn)艠O結(jié)構(gòu)(溝道PS層夾在上、下柵極電極之間)和頂柵極結(jié)構(gòu)(柵極電極位于溝道PS 層之上)。這幅圖示出在絕緣襯底上形成的像素的示意性截面結(jié)構(gòu)。如圖所示，像素包括晶 體管單元、電容單元、發(fā)光單元，其中晶體管單元包括多個(gè)薄膜晶體管(這幅圖中作為例子 示出了一個(gè)TFT)，電容單元包括像素電容等，發(fā)光單元包括有機(jī)EL元件等。在該襯底上，通過(guò)TFT過(guò)程形成晶體管單元和電容單元，然后，諸如有機(jī)EL元件的發(fā)光元件堆疊在它上面。 另外，透明反面襯底經(jīng)由粘合劑結(jié)合在其上以獲得平面面板。 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置包括圖25所示的平面模塊狀裝置。例如，提供了像 素陣列單元，其中各自具有有機(jī)EL元件、薄膜晶體管、薄膜電容等的多個(gè)像素以矩陣狀態(tài) 而一體形成，并且通過(guò)布置粘合劑結(jié)合由玻璃等形成的反面襯底以包圍像素陣列單元(像 素矩陣單元)以獲得顯示模塊。在透明反面襯底中，如果需要，可以設(shè)置彩色濾波器、保護(hù) 膜、屏蔽膜等。另外優(yōu)選的，顯示模塊例如提供有FPC (柔性印刷線(xiàn)路)，作為相對(duì)于像素陣 列電路從外部輸入和輸出信號(hào)等的連接器。 上述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置包括可以應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品(例如，數(shù)字相
機(jī)、筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)、蜂窩電話(huà)、攝像機(jī)等)的平面面板形狀。這種顯示裝置可以應(yīng)用于
各種領(lǐng)域的電子產(chǎn)品的顯示器，其可以顯示輸入到電子產(chǎn)品或者在電子產(chǎn)品中產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)
信號(hào)作為圖像或視頻。應(yīng)用上述顯示裝置的電子產(chǎn)品的例子將在下面示出。這種電子產(chǎn)品
基本上包括處理信息的主體和顯示輸入到主體或從主體輸出的信息的顯示器。 圖26示出了應(yīng)用本發(fā)明的電視機(jī)，包括視頻顯示屏幕11 ，視頻顯示屏幕11包括前
面板12、濾波玻璃13等，其利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置作為視頻顯示屏幕11而制作。 圖27示出了應(yīng)用本發(fā)明的數(shù)字相機(jī)，其中上面視圖是前視圖，下面視圖是后視 圖。數(shù)字相機(jī)包括成像透鏡、閃光燈的發(fā)光單元15、顯示單元16、控制開(kāi)關(guān)、菜單開(kāi)關(guān)、快門(mén) 19等，其利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置作為顯示單元16而制作。 圖28示出了應(yīng)用本發(fā)明的筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)，其中主體20包括當(dāng)輸入字符等時(shí) 被操作的鍵盤(pán)21，并且主體蓋包括顯示圖像的顯示單元22，其利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯 示裝置作為顯示單元22而制作。 圖29示出了應(yīng)用本發(fā)明的便攜式終端裝置。左側(cè)視圖表示打開(kāi)狀態(tài)并且右側(cè)視 圖表示關(guān)閉狀態(tài)。便攜式終端裝置包括上殼23、下殼24、連接單元(這種情況下為鉸鏈單 元)25、顯示器26、子顯示器27、畫(huà)面燈28、相機(jī)29等。利用本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置作為 顯示器26或子顯示器27來(lái)制作便攜式終端裝置。 圖30示出了應(yīng)用本發(fā)明的攝像機(jī)，它包括主體30、對(duì)面向前方的側(cè)表面的對(duì)象成 像的透鏡34、成像時(shí)的開(kāi)始/停止開(kāi)關(guān)35、監(jiān)視器36等。利用本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置作 為監(jiān)視器36來(lái)制作該攝像機(jī)。 本申請(qǐng)包含與2008年11月7日提交到日本專(zhuān)利局的日本優(yōu)先權(quán)專(zhuān)利申請(qǐng)JP 2008-286779中公開(kāi)的主題相關(guān)的主題，該日本優(yōu)先權(quán)專(zhuān)利申請(qǐng)通過(guò)引用而全部包含于此。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其它因素可以想到各種變型、組合、子 組合和替代，只要它們位于權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)即可。
權(quán)利要求
一種顯示裝置，包括屏幕單元；驅(qū)動(dòng)單元；以及信號(hào)處理單元，其中所述屏幕單元包括多行的掃描線(xiàn)、多列的信號(hào)線(xiàn)、矩陣狀態(tài)像素電路和光傳感器，所述驅(qū)動(dòng)單元包括向所述掃描線(xiàn)提供控制信號(hào)的掃描器和向所述信號(hào)線(xiàn)提供視頻信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器，所述屏幕單元被劃分成各自均具有多個(gè)像素電路的多個(gè)區(qū)域，所述像素電路根據(jù)所述視頻信號(hào)進(jìn)行發(fā)光，相對(duì)每個(gè)區(qū)域來(lái)布置所述光傳感器，并且根據(jù)所述發(fā)光來(lái)輸出亮度信號(hào)；以及所述信號(hào)處理單元根據(jù)所述亮度信號(hào)來(lái)校正視頻信號(hào)并且向所述驅(qū)動(dòng)器提供所述信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置， 其中所述光傳感器被布置在所述區(qū)域的中心附近。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述信號(hào)處理單元提供視頻信號(hào)以在屏幕單元顯示視頻的顯示期間內(nèi)進(jìn)行顯示， 并且提供視頻信號(hào)以在屏幕單元沒(méi)有顯示視頻的檢測(cè)期間內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中所述信號(hào)處理單元提供視頻信號(hào)以在每一幀中檢測(cè)并且僅允許成為檢測(cè)目標(biāo)的 像素電路進(jìn)行發(fā)光。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中所述信號(hào)處理單元根據(jù)檢測(cè)目標(biāo)的像素電路與光傳感器之間的距離，設(shè)置要寫(xiě)入 像素電路的、用于檢測(cè)的視頻信號(hào)的電平。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中所述信號(hào)處理單元根據(jù)檢測(cè)目標(biāo)的像素電路與光傳感器之間的距離，設(shè)置一幀內(nèi) 像素電路的發(fā)光時(shí)間的占用率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述信號(hào)處理單元將在第一周期內(nèi)從光傳感器輸出的第一亮度信號(hào)與在第一周 期以后的第二周期內(nèi)從光傳感器輸出的第二亮度信號(hào)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果來(lái)校正所述 視頻信號(hào)并且將所述信號(hào)提供給所述驅(qū)動(dòng)器。
8. —種電子產(chǎn)品，包括 主體；顯示器，顯示輸入到主體的信息或者從主體輸出的信息，以及 其中顯示器包括屏幕單元、驅(qū)動(dòng)單元和信號(hào)處理單元，屏幕單元包括多行的掃描線(xiàn)、多列的信號(hào)線(xiàn)、矩陣狀態(tài)像素電路和光傳感器， 驅(qū)動(dòng)單元包括向掃描線(xiàn)提供控制信號(hào)的掃描器和向信號(hào)線(xiàn)提供視頻信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器， 屏幕單元被劃分成各自均具有多個(gè)像素電路的多個(gè)區(qū)域，像素電路根據(jù)視頻信號(hào)進(jìn)行發(fā)光，相對(duì)每個(gè)區(qū)域來(lái)布置所述光傳感器并且根據(jù)所述發(fā)光輸出亮度信號(hào)，以及信號(hào)處理單元根據(jù)亮度信號(hào)來(lái)校正視頻信號(hào)并且向驅(qū)動(dòng)器提供所述信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種顯示裝置和電子產(chǎn)品。顯示裝置包括屏幕單元；驅(qū)動(dòng)單元；以及信號(hào)處理單元，其中屏幕單元包括多行的掃描線(xiàn)、多列的信號(hào)線(xiàn)、矩陣狀態(tài)像素電路和光傳感器，驅(qū)動(dòng)單元包括向掃描線(xiàn)提供控制信號(hào)的掃描器和向信號(hào)線(xiàn)提供視頻信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器，屏幕單元?jiǎng)澐殖擅總€(gè)均具有多個(gè)像素電路的多個(gè)區(qū)域，像素電路根據(jù)視頻信號(hào)發(fā)光，為每個(gè)區(qū)域布置所述光傳感器并且根據(jù)所述發(fā)光輸出亮度信號(hào)；以及信號(hào)處理單元根據(jù)亮度信號(hào)校正視頻信號(hào)并且向驅(qū)動(dòng)器提供所述信號(hào)。
文檔編號(hào)G06F1/16GK101739951SQ20091020790
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者內(nèi)野勝秀, 尾本啟介, 山下淳一 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社