专利名称：显示设备，显示设备驱动方法和计算机程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示设备，显示设备驱动方法，更具体地说，涉及有源矩阵型显示设
备，所述有源矩阵型显示设备被配置成以致按预定扫描周期选择像素的扫描线、提供用于 驱动像素的亮度信息的数据线、和根据亮度信息控制数据量并使发光元件按照数据量发光 的像素电路被布置成矩阵结构，以及所述显示设备的驱动方法。
背景技术：
使用液晶的液晶显示设备和使用等离子体的等离子体显示设备作为平而薄的显 示设备已得到实际应用。 液晶显示设备提供背光，并通过借助电压的施加改变液晶分子的排列，透过或阻 挡来自背光的光线来显示图像。另外，等离子体显示设备通过对封闭在面板内的气体施加 电压，导致发生等离子体状态，由当从等离子体状态返回初始状态时发生的能量产生的紫 外线光在荧光体的照射下变成可见光，从而显示图像。 同时，近年来，采用当施加电压时，元件本身发光的有机电致发光(EL)元件的自 发光型显示器已取得进展。当有机EL元件通过电解获得能量时，它从基态变成激发态，在 从激发态恢复基态时，能量差以光的形式被发出。有机EL显示设备是使用这些EL元件显 示图像的显示设备。 与要求背光的液晶显示设备不同的自发光型显示设备不需要背光，因为元件本身 发光，从而与液晶显示设备相比，能够使结构更薄。另外，由于运动特性，视角特性，色彩再 现性能等优于液晶显示设备，因此有机EL显示设备作为下一代的平薄显示设备正在引起 人们的关注。 但是，如果连续施加电压的话，有机EL元件的发光特性恶化，以致即使输入相同
的电流，亮度也会逐渐降低。这意味在非常频繁地从特定像素发光的情况下，该特定像素的
发光特性比其它像素的发光特性恶化得更严重，引起称为烧屏(burn-in)现象的问题。 在液晶显示设备和等离子体显示设备中也会发生烧屏现象，但是由于这些显示设
备通过施加交流电压来显示图像，因此它们需要调节所施加电压的单元。相反，在自发光型
显示设备中，使用一种通过控制电流量来补偿烧屏的方法。专利文献1是公开一种补偿自
发光型显示设备中的烧屏的技术的文献例子。 专利文献1 :日本专利申请公开JP-A-2005-27518
发明内容
但是，在专利文献1中公开的方法中，进行控制以致由每个像素或每个子像素发 出的光的累积量是均匀的，从而分配给存在少许恶化的那部分发光体的值大于基本输入数 据。于是可能实现发出的光量的均衡，但是产生发光体更快地恶化，发光体的寿命被縮短的 问题。 因此，本发明专注于上述问题，提供新的改进的显示设备，显示设备驱动方法和计算机程序，在如有机EL显示设备中一样，具有按照电流量发光的发光元件的显示设备中， 通过计算根据视频信号发出的光的量并控制视频信号，所述显示设备，显示设备驱动方法 和计算机程序能够抑制屏幕上的烧屏现象。 为了解决上面说明的问题，按照本发明的一个方面，提供一种显示设备，它包括其 中具有按照电流量发光的发光元件的多个像素被排列成矩阵形式的显示部分，按规定的扫 描周期向像素供给选择将发光的像素的选择信号的扫描线，和向像素供给视频信号的数据 线。显示设备还包括存储部分，所述存储部分保存和对应于显示部分中的多个位置的发光 量有关、并且根据多帧的视频信号累积的数据，和亮度控制部分，所述亮度控制部分根据和 发光量有关、并且保存在存储部分中的数据的峰值进行控制，以致供给显示部分的视频信 号的最大亮度被限制。 按照这种结构，存储部分保存和对应于显示部分中的多个位置的发光量有关，并 且根据多帧的视频信号累积的数据，亮度控制部分根据和发光量有关，并且保存在存储部 分中的数据的峰值进行控制，以致供给显示部分的视频信号的最大亮度被限制。这种结构 使得能够根据视频信号累积发光量，并通过根据累积的发光量控制视频信号，抑制屏幕上 的烧屏现象。 亮度控制部分还可包括发光量计算部分，所述发光量计算部分接受具有线性特性 的视频信号作为输入，并计算每一个像素或每个包括多个像素的像素组的发光量，发光量 参数计算部分，所述发光量参数计算部分根据由发光量计算部分计算的发光量，计算与每 一个像素或每个像素组的发光量对应的发光量参数，峰值检测部分，所述峰值检测部分检 测与所有的像素或像素组对应并且累积在存储部分中的发光量参数中的峰值，系数计算部 分，所述系数计算部分根据峰值检测部分检测的峰值，计算调节亮度的系数，和系数乘法部 分，所述系数乘法部分把视频信号乘以由系数计算部分计算的系数，并输出相乘后的视频 信号。 按照这种结构，发光量计算部分接受具有线性特性的视频信号作为输入，并计算
每一个像素或每个包括多个像素的像素组的发光量，发光量参数计算部分根据由发光量计
算部分计算的发光量，计算与每一个像素或每个像素组的发光量对应的发光量参数，发光
量参数累积部分与所述一个像素或一个像素组关联地累积由发光量参数计算部分计算的
发光量参数，峰值检测部分检测与所有的像素和像素组对应并且累积在发光量参数累积部
分中的发光量参数中的峰值，系数计算部分根据峰值检测部分检测的峰值，计算调节亮度
的系数，系数乘法部分把视频信号乘以由系数计算部分计算的系数，并输出相乘后的视频
信号。这种结构使得通过计算调节累积的发光量参数的值是最大的所述一个像素或像素组
的亮度的系数，并把视频信号乘以所述系数，能够抑制屏幕上的烧屏现象。 显示设备还可包括把具有Y特性的视频信号转换成具有线性特性的视频信号的
线性变换部分。线性变换部分把具有Y特性的视频信号转换成具有线性特性的视频信号。
这使得能够容易地进行视频信号的各种信号处理。 显示设备还可包括转换来自系数乘法部分的具有线性特性的输出信号，以致所述 输出信号具有Y特性的Y变换部分。按照这种结构，Y变换部分转换来自系数乘法部分 的具有线性特性的输出信号，以致所述输出信号具有Y特性。由于视频信号具有Y特性， 因此显示部分具有的Y特性能够被消除，显示部分能够具有线性特性，以致在显示部分内部的自发光型元件按照信号的电流发光。 系数计算部分也可至少计算限制最大亮度的第一系数，和限制具有峰值的所述一 个像素或像素组的亮度的第二系数，以致具有峰值的所述一个像素或像素组的亮度小于另 一像素的亮度。这使得通过降低整个屏幕的亮度，还降低具有发光量参数的峰值的所述一 个像素或像素组的亮度，能够在显示设备上显示自然的图像，而不会过度降低屏幕的一部 分的亮度。 系数乘法部分也可把输入到所有像素的视频信号乘以第一系数，把已乘以第一系 数，并把输入到具有峰值的所述一个像素或像素组的视频信号乘以第二系数。系数乘法部 分也可把输入到除具有峰值的所述一个像素或像素组外的所有像素的视频信号乘以第一 系数，把输入到具有峰值的所述一个像素或像素组的视频信号乘以第二系数。
显示设备还可包括切换是否使用由系数计算部分计算的系数的设置切换部分。显 示设备还可包括显示控制部分，所述显示控制部分使供所述设置切换部分切换是否使用所 述系数的屏幕被显示。这使得在不希望降低亮度来抑制烧屏的情况下，能够切换设置，并根 据视频信号显示图像。还使得能够通过把所述屏幕显示在显示设备上，实现设置的切换。
显示设备还可包括切换是否使用由系数计算部分计算的第一系数和第二系数的 设置切换部分。显示设备还可包括显示控制部分，所述显示控制部分使供所述设置切换部 分切换是否使用所述第一系数和第二系数的屏幕被显示。这使得在不希望降低亮度来抑制 烧屏的情况下，能够切换设置，并根据视频信号显示图像。还使得能够通过把所述屏幕显示 在显示设备上，实现设置的切换。 系数计算部分还可根据包含在围绕具有峰值的所述一个像素或像素组的指定区 域中的像素的发光量的平均值，计算所述系数。 此外，为了解决上述问题，按照本发明的另一方面，提供一种显示设备的驱动方
法，所述显示设备包括其中具有按照电流量发光的发光元件的多个像素被排列成矩阵形式
的显示部分，按规定的扫描周期向像素供给选择将发光的像素的选择信号的扫描线，和向
像素供给视频信号的数据线。所述驱动方法包括保存和对应于显示部分中的多个位置的发
光量有关并且根据多帧的视频信号累积的数据的步骤，还包括根据保存的和发光量有关的
数据的峰值进行控制，以致供给显示部分的视频信号的最大亮度受到限制的步骤。 按照这种结构，和对应于显示部分中的多个位置的发光量有关，并且根据多帧的
视频信号累积的数据被保存，根据保存的和发光量有关的数据的峰值进行控制，以致供给
显示部分的视频信号的最大亮度受到限制。这使得能够根据视频信号累积发光量，并通过
根据累积的发光量控制视频信号，抑制屏幕上的烧屏现象。 另外，为了解决上述问题，按照本发明的另一方面，提供一种计算机程序，所述计 算机程序使计算机实现显示设备的控制，所述显示设备包括其中具有按照电流量发光的发 光元件的多个像素被排列成矩阵形式的显示部分，按规定的扫描周期向像素供给选择将发 光的像素的选择信号的扫描线，和向像素供给视频信号的数据线。所述计算机程序包括保 存和对应于显示部分中的多个位置的发光量有关并且根据多帧的视频信号累积的数据的 步骤，还包括根据保存的和发光量有关的数据的峰值进行控制，以致供给显示部分的视频 信号的最大亮度受到限制的步骤。 按照这种结构，和对应于显示部分中的多个位置的发光量有关，并且根据多帧的视频信号累积的数据被保存，根据保存的和发光量有关的数据的峰值进行控制，以致供给 显示部分的视频信号的最大亮度受到限制。这使得能够根据视频信号累积发光量，并通过 根据累积的发光量控制视频信号，抑制屏幕上的烧屏现象。 按照上面说明的本发明，提供新的改进的显示设备，显示设备驱动方法和计算机 程序，在如有机EL显示设备中一样，具有按照电流量发光的发光元件的显示设备中，通过 检测电流量和控制电流量，所述显示设备，显示设备驱动方法和计算机程序能够抑制屏幕 上的烧屏现象。
图1是解释按照本发明的一个实施例的显示设备100的结构的说明图。 图2A是以曲线图形式解释流入按照本发明的实施例的显示设备100的信号的特
性的转变的说明图。 图2B是以曲线图形式解释流入按照本发明的实施例的显示设备100的信号的特 性的转变的说明图。 图2C是以曲线图形式解释流入按照本发明的实施例的显示设备100的信号的特 性的转变的说明图。 图2D是以曲线图形式解释流入按照本发明的实施例的显示设备100的信号的特 性的转变的说明图。 图2E是以曲线图形式解释流入按照本发明的实施例的显示设备100的信号的特 性的转变的说明图。 图2F是以曲线图形式解释流入按照本发明的实施例的显示设备100的信号的特 性的转变的说明图。 图3是表示设置在面板158中的像素电路的横截面结构的例子的截面图。
图4是5Tr/lC驱动电路的等效电路图。
图5是5Tr/lC驱动电路的驱动时间图。 图6A是表示5Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图6B是表示5Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图6C是表示5Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图6D是表示5Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图6E是表示5Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图6F是表示5Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图6G是表示5Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图6H是表示5Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图61是表示5Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图7是2Tr/lC驱动电路的等效电路图。
图8是2Tr/lC驱动电路的驱动时间图。 图9A是表示2Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图9B是表示2Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图9C是表示2Tr/lC驱动电 中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图9D是表示2Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图9E是表示2Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图9F是表示2Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等的说明图。
图10是4Tr/lC驱动电路的等效电路图。
图11是3Tr/lC驱动电路的等效电路图。 图12是解释按照本发明的第一实施例的信号电平校正单元128的结构的说明图。
图13是表示显示在按照本发明的第一实施例的显示设备100上的图像的例子的 说明图。 图14A是解释由按照本发明的第一实施例的危险水平计算单元166的危险水平计 算的例子的说明图。 图14B是解释由按照本发明的第一实施例的危险水平计算单元166的危险水平计 算的例子的说明图。 图15是解释按照本发明的第一实施例的危险水平图的说明图。 图16是解释按照本发明的第一实施例的显示设备100的驱动方法的流程图。 图17是以曲线图形式表示按照本发明的第一实施例的信号电平校正单元128中
的输入亮度和输出亮度之间的关系的说明图。 图18是以曲线图形式表示按照本发明的第一实施例的信号电平校正单元128中 的输入亮度和增益之间的关系的说明图。 图19是以曲线图形式表示按照本发明的第一实施例，用于计算增益的危险水平 值和增益开始减小的信号电平之间的关系的说明图。 图20是解释按照本发明的第二实施例的信号电平校正单元228的结构的说明图。
图21是解释关于其在按照本发明的第二实施例的区域平均值计算单元265中确 定发光量的平均值的区域的说明图。 图22是解释按照本发明的第二实施例的区域增益的特性的例子的说明图。
图23是解释按照本发明的第二实施例，利用区域增益确定的危险水平值的特性 的说明图。 图24是表示按照本发明的第三实施例，进行亮度调节设置的屏幕的例子的说明 图。 100显示设备 104控制单元 106记录单元 110信号处理集成电路 112边缘模糊单元 1141/F单元 116线性变换单元 118图案生成单元 120色温调节单元 122静止图像检测单元 124长期色温校正单元
126发光时间控制单元 128信号电平校正单元 130不均匀性校正单元 132 y变换单元 134抖动处理单元 136信号输出单元 138长期色温校正检测单元 140选通脉冲输出单元 142 y电路控制单元 150存储单元 152数据驱动器 154 y电路 156过电流检测单元 158面板 162亮度计算单元 164发光量计算单元 166危险水平计算单元 168危险水平更新单元 170峰值检测单元 172、272增益计算单元 174乘法器 265区域平均值计算单元
具体实施例方式
下面参考附图，详细说明本发明的优选实施例。注意，在说明书和附图中，具有基 本相同功能和结构的结构元件用相同的附图标记表示，这些结构元件的重复说明被省略。
第一实施例 首先，说明按照本发明的第一实施例的显示设备的结构。图1是解释按照本发明 的第一实施例的显示设备100的结构的说明图。下面参考图1说明按照本发明的第一实施
例的显示设备ioo的结构。 如图1中所示，按照本发明的第一实施例的显示设备100包括控制单元104，记录 单元106，信号处理集成电路IIO，存储单元150，数据驱动器152， y电路154，过电流检测 单元156和面板158。 信号处理集成电路110包括边缘模糊单元112， I/F单元114，线性变换单元116， 图案生成单元118，色温调节单元120，静止图像检测单元122，长期色温校正单元124，发光 时间控制单元126，信号电平校正单元128，不均匀性校正单元130， y变换单元132，抖动 处理单元134，信号输出单元136，长期色温校正检测单元138，选通脉冲输出单元140和y 电路控制单元142。 当收到视频信号时，显示设备IOO分析视频信号，按照分析的内容接通布置在后面提及的面板158中的像素，以便通过面板158显示视频。 控制单元104控制信号处理集成电路110，并且往来于1/F单元114发送和接收信 号。另外，控制单元104对从I/F单元114接收的信号进行各种信号处理。例如，在控制单 元104中进行的信号处理包括用于调整显示在面板158上的图像的亮度的增益的计算。
记录单元106用于保存控制控制单元104中的信号处理集成电路110的信息。最 好使用即使显示设备100的电源被关闭，也能够保存信息，而不删除信息的存储器作为记 录单元106。理想的是使用能够以电子方式重写内容的EEPROM(电可擦可编程只读存储器) 作为可用作记录单元106的存储器。EEPROM是一种在EEPROM被封装在基板上的情况下，能 够写入或删除数据，并且适合于保存显示设备100的时刻变化的信息的非易失性存储器。
信号处理集成电路110输入视频信号，并对输入的视频信号进行信号处理。在本 实施例中，输入信号处理集成电路110的视频信号是数字信号，信号宽度为10比特。将对 输入的视频信号进行的信号处理是在信号处理集成电路110的各个部分中进行的。
边缘模糊单元112对输入的视频信号进行模糊边缘的信号处理。具体地说，边缘 模糊单元112有意地移动图像，并模糊其边缘，以便防止面板158上的图像的烧屏现象。
线性变换单元116进行把其输出相对于输入具有Y特性的视频信号转换成具有 线性特性的视频信号的信号处理。当线性变换单元116执行信号处理，以致输出相对于输 入具有线性特性时，对显示在面板158上的图像的各种处理变得容易。线性变换单元116 中的信号处理把视频信号的信号宽度从10比特扩展到14比特。 一旦视频信号已被线性变 换单元116转换，以致它具有线性特性，所述视频信号就在后面说明的Y变换单元132中 被转换，以致它具有Y特性。 图案生成单元118生成将用于显示设备100内的图像处理的测试图案。例如，将 用于显示设备100中的图像处理的测试图案包括用于面板158的显示检查的测试图案。
色温调节单元120调节图像的色温，和调节将显示在显示设备100的面板158上 的颜色。尽管图1中未示出，不过，显示设备IOO包括调节色温的色温调节部分，当用户操 作色温调节部分时，能够人工调节显示在屏幕上的图像的色温。 长期色温校正单元124校正随着时间的增长，由有机EL元件的相应颜色R(红)、 G(绿)和B(蓝)的亮度/时间特性(LT特性)的变化引起的恶化。由于有机EL元件具有 R、G和B的不同LT特性，因此随着发光时间的过去，色平衡恶化。长期色温校正单元124校 正色平衡。 发光时间控制单元126计算在面板158上显示图像时的脉冲的占空比，并控制有 机EL元件的发光时间。在脉冲处于HI状态的时候，显示设备100对有机EL元件施加电流， 以使有机EL元件发光和显示图像。 信号电平校正单元128校正视频信号的电平，并调节将显示在面板158上的视频 的亮度，以防止图像烧屏现象。就图像烧屏现象来说，在特定像素的发光频率高于其它像素 的发光频率的情况下发生发光特性的恶化，导致与未被恶化的其它像素相比，发光特性恶 化的像素的亮度的降低，与未被恶化的周围部分的亮度差变大。由于这种亮度差，文本似乎 被烧进屏幕中。 信号电平校正单元128根据视频信号和由发光时间控制单元126计算的脉冲的占 空比，计算相应像素或像素组的发光量，并根据计算的发光量按照需要计算用于降低亮度的增益，以便把视频信号乘以计算的增益。信号电平校正单元128的结构将在后面详细说 明。 长期色温校正检测单元138检测供长期色温校正单元124中的校正之用的信息。 长期色温校正检测单元138检测的信息经1/F单元114被发送给控制单元104，并经控制单 元104被记录在记录单元106中。 不均匀性校正单元130校正显示在面板158上的图像和视频的不均匀性。在不均 匀性校正单元130中，根据输入信号的电平和坐标位置，校正面板158的横条纹和竖条纹， 以及整个屏幕的不均匀性。 Y变换单元132执行信号处理，用于把由线性变换单元116变换成具有线性特性 的信号的视频信号转换成具有y特性的信号。在y变换单元132中进行的信号处理是消 除面板158的y特性，并把信号转换成具有线性特性的信号，以致面板158中的有机EL元 件按照信号的电流发光的信号处理。当y变换单元132进行信号处理时，信号宽度从14 比特变成12比特。 抖动处理单元134对由y变换单元132转换的信号进行抖动处理。所述抖动提 供可显示颜色被组合，以便在可用颜色的数目较小的环境中表达中间色的显示。通过由抖 动处理单元134进行抖动，能够模拟和表达固有地不能显示在面板上的颜色。通过抖动处 理单元134中的抖动，信号宽度从12比特变成10比特。 信号输出单元136把由抖动处理单元134进行抖动之后的信号输出给数据驱动器 152。从信号输出单元136发送给数据驱动器152的信号是与关于相应颜色R、 G和B的发 光量的信息相乘的信号，乘以发光时间信息的信号以脉冲的形式从选通脉冲输出单元140 输出。 选通脉冲输出单元140输出控制面板158的发光时间的脉冲。从选通脉冲输出单 元140输出的脉冲是由发光时间控制单元126根据占空比计算的脉冲。来自选通脉冲输出 单元140的脉冲确定面板158上的每个像素的发光时间。 y电路控制单元142把设置值给予y电路154。由y电路控制单元142提供的
设置值是将给予包含在数据驱动器152内的D/A转换器的梯形电阻的基准电压。 存储单元150是本发明的参数累积部分的例子，它相互关联地保存发出超过规定
亮度的光的一个像素或一组像素的有关信息，和超过规定亮度的量的信息。当在信号电平
校正单元128中校正亮度时，需要这两种信息。不同于记录单元106，当关闭电源时，内容
被删除的存储器可被用作存储单元150，例如，最好使用SDRAM(同步动态随机存取存储器)
作为这种存储器。 在因基板短路等产生过电流的情况下，过电流检测单元156检测过电流，并通知 选通脉冲输出单元140。在产生过电流的情况下，过电流检测单元156进行的过电流检测和 通知能够防止过电流被施加于面板158。 数据驱动器152对从信号输出单元136接收的信号进行信号处理，并把用于在面 板158上显示视频的信号输出给面板158。数据驱动器152包括图中未示出的D/A转换器， 所述D/A转换器把数字信号转换成模拟信号，并输出所述模拟信号。 Y电路154向包含在数据驱动器152内的D/A转换器的梯形电阻提供基准电压。 将提供给梯形电阻的基准电压由y电路控制单元142产生。
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面板158接受来自数据驱动器152的输出信号，和来自选通脉冲输出单元140的 输出脉冲作为输入，按照输入的信号和脉冲使有机EL元件(它们是自发光型元件的例子) 发光，从而显示运动图像和静止图像。在面板158中，显示图像的表面的形状为平面。有机 EL元件是当被施加电压时发光的自发光型元件，其发光量与电压成正比。从而，有机EL元 件的IL特性(电流/发光量特性)也具有比例关系。 在面板158中，通过按矩阵模式进行排列，构成图中未示出的按预定扫描周期选 择像素的扫描线，提供用于驱动像素的亮度信息的数据线，和根据亮度信息控制电流的量 并使作为发光元件的有机EL元件按照电流的量发光的像素电路。按照这种方式的扫描线、 数据线和像素电路的构造使显示设备100能够按照视频信号显示视频图像。
上面参考图1说明了按照本发明的第一实施例的显示设备100的结构。图1中描 述的按照本发明的第一实施例的显示设备100利用线性变换单元116，把视频信号转换成 具有线性特性的信号，之后把转换后的视频信号输入图案生成单元118，不过图案生成单元 118和线性变换单元116可被互换。 下面说明流入按照本发明的第一实施例的显示设备100的信号的特性转变。图
2A-2F是以曲线图形式解释流入按照本发明的第一实施例的显示设备100的信号的特性的
转变的说明图。在图2A-2F的各个图中，水平轴表示输入，垂直轴表示输出。 图2A图解说明当被摄体被输入时，线性变换单元116把其输出A相对于被摄体的
光量具有Y特性的视频信号乘以逆Y曲线(线性Y)，以便把视频信号转换成其输出相对
于被摄体的光量具有线性特性的视频信号。 图2B图解说明Y变换单元132把被转换成以致输出B相对于被摄体的光量的输 入具有线性特性的视频信号乘以Y曲线，以便把视频信号转换成其输出相对于被摄体的 光量的输入具有Y特性的视频信号。 图2C图解说明数据驱动器152把被转换成以致输出C相对于被摄体的光量的输 入具有Y特性的视频信号D/A转换成模拟信号。在D/A转换中，输入和输出之间的关系具 有线性特性。从而，数据驱动器152对视频信号进行D/A转换，并且当被摄体的光量被输入 时，输出电压具有Y特性。 图2D图解说明当经过D/A转换的视频信号被输入包括在面板158中的晶体管中 时，两种Y特性都被消除。晶体管的VI特性是具有与输出电压相对于被摄体的光量的输 入的Y特性相反的曲线的Y特性。从而，当被摄体的光量被输入时，能够再次进行转换， 以致输出电流具有线性特性。 图2E图解说明当被摄体的光量被输入时，其输出电流具有线性特性的信号被输 入面板158中，具有线性特性的信号被乘以具有线性特性的有机EL元件的IL特性。
结果，如图2F中所示，当被摄体的光量被输入时，面板(0LED ;有机发光二极管) 的发光量具有线性特性，从而通过在线性变换单元116中转换视频信号，以便具有线性特 性，能够在作为线性区的从图1中所示的信号处理集成电路110中的线性变换单元116到 Y变换单元132的区间进行信号处理。 上面说明了流入按照本发明的第一实施例的显示设备100的特性转变。
像素电路结构 下面，说明布置在图1中所示的面板158中的像素电路的结构的一个例子。
图3是表示设置在图1中所示的面板158中的像素电路的横截面结构的一个例子 的截面图。如图3中所示，置于面板158中的像素电路具有在玻璃基板1201上顺序形成绝 缘膜1202，绝缘整平膜1203和窗口绝缘膜1204的结构，在玻璃基板1201中形成包括驱动 晶体管1022等的驱动电路，有机EL元件1021被置于窗口绝缘膜1024中的凹部1204A中。 这里，在驱动电路的各个结构元件中，只描述了驱动晶体管1022，省略了其它结构元件的表 示。 有机EL元件1021由阳极电极1205，在阳极电极1205上形成的有机层(电子输 送层，发光层，和空穴输送层/空穴注入层)1206，和阴极电极1207构成，阳极电极1205由 在窗口绝缘膜1205中的凹部1204A的底部形成的金属等构成，阴极电极1207由在有机层 1206上的所有像素上公共形成的透明导电膜等构成。 在有机EL元件1021中，通过在阳极电极1205上顺序沉积空穴输送层/空穴注入 支2061，发光层2062，电子输送层2063和电子注入层(未图解说明)，形成有机层1206。因 此，当由于在驱动晶体管1022的电流驱动下，电流从驱动晶体管1022经阳极电极1205流 到有机层1206的缘故，有机层1206中的发光层2062中的电子和空穴发生电子空穴重新组 合时，发出光。 驱动晶体管1022由栅电极1221，布置在半导体层1222的一侧的源极/漏极区 1223，和布置在半导体层1222的另一侧的漏极/源极区1224，和半导体层1222的面对栅电 极的那部分的沟道形成区1225构成。源极/漏极区1223经接触孔与有机EL元件1021的 阳极电极1205电连接。 因此，如图3中所示，在其中形成包括驱动晶体管1022的驱动电路的玻璃基板 1201上，经绝缘膜1202，绝缘整平膜1203和窗口绝缘膜1204，以像素为单位形成有机EL元 件1021之后，借助钝化膜1208，用粘结剂1210粘合密封基板1209，有机EL元件1021被密 封基板1209密封，从而形成面板158。
驱动电路 下面，说明布置在图1中所示的面板158中的驱动电路的结构的一个例子。
作为驱动拥有有机EL元件的发光单元ELP的驱动电路，存在在图4等中所示的 各种电路，不过下面首先说明为基本由五个晶体管/一个电容器构成的驱动电路(下面在 一些情况下可被称为5Tr/lC驱动电路)，基本由四个晶体管/ 一个电容器构成的驱动电路 (下面在一些情况下可被称为4Tr/lC驱动电路)，基本由三个晶体管/ 一个电容器构成的 驱动电路(下面在一些情况下可被称为3Tr/lC驱动电路)，基本由两个晶体管/一个电容 器构成的驱动电路(下面在一些情况下可被称为2Tr/lC驱动电路)所共有的事项。
为了方便起见，构成驱动电路的每个晶体管原则上被描述成由n沟道型薄膜晶体 管(TFT)构成。不过注意视情况而定，晶体管的一部分也可由p沟道型TFT构成。注意也可 使用在半导体基板上等形成晶体管的结构。构成驱动电路的晶体管的结构并不特别受限。 在下面的说明中，构成驱动电路的晶体管被描述成增强型晶体管，不过并不局限于此。可以 使用耗尽型晶体管。另外，构成驱动电路的晶体管可以是单栅极型晶体管，或者可以是双栅 极型晶体管。 在下面的说明中，显示设备由排列成二维矩阵模式的(N/3) XM像素构成，一个像 素被认为由三个子像素构成(发红光的红色发光子像素，发绿光的绿色发光子像素，和发蓝光的蓝色发光子像素)。另外，认为构成每个像素的发光元件是按行序驱动的，显示帧速 率为FR(次/秒)。即，排列在第m列(m= 1，2，3， ... ， M)中的(N/3)像素，更具体地说， 分别由N个子像素构成的发光元件同时被驱动。换句话说，在构成一列的各个发光元件中， 以其所属的列为单位控制它们的发光/不发光计时。注意关于构成一列的各个像素写入视 频信号的处理可以是同时对所有像素写入视频信号的处理(下面在一些情况下简单地称 为同时写入处理)，或者可以是对每个相应像素写入顺序视频信号的处理(下面在一些情 况下简单地称为顺序写入处理)。可按照驱动电路的结构恰当地选择使用哪种写入处理。
这里，原则上描述与位于第m列和第n行(n = 1， 2， 3， . . . ， N)的发光元件相关的 驱动和操作，不过下面这样的发光元件指的是第(n，m)发光元件或者第(n，m)子像素。因 此，执行各种处理(后面说明的阈值电压消除处理，写入处理和迁移率校正处理)，直到布 置在第m列中的相应像素的水平扫描期间(第m水平扫描期间)结束为止。注意在第m水 平扫描期间内进行写入处理和迁移率校正处理是必需的。另一方面，取决于驱动电路的类 型，可在第m水平扫描期间之前进行阈值电压消除处理和伴随它的预处理。
因此，在完全完成上面说明的各种处理之后，使构成布置在第m列中的各个发光 元件的发光单元发光。注意在完全完成上面说明的各种处理之后，可使发光单元立即发光， 或者可使发光单元在过去预定时间(例如，几列的预定水平扫描期间)之后发光。可按照显 示设备的规范或者驱动电路的结构等恰当地设置该预定时间。注意在下面的说明中，为了 便于说明，认为使发光元件在各种处理结束之后立即发光。因此，在布置在第(m+m')列中 的各个发光元件的水平扫描期间开始之前，构成布置在第m列中的各个发光元件的发光单 元的发光一直继续。这里，"m"是按照显示设备的设置规范确定的。S卩，构成布置在第m列 中的各个发光元件的发光单元的发光一直继续，直到第(m+m' -l)水平扫描期间为止。另 一方面，从第(m+m')水平扫描期间的开始期间起，使构成布置在第m列中的各个发光元件 的发光单元原则上保持不发光状态，直到完成后续显示帧中的第m水平扫描期间内的写入 处理和移动率校正处理为止。通过确定上述不发光状态的期间(下面在一些情况下简单地 称为不发光期间)，伴随有源矩阵驱动的残像模糊被减少，能够使运动图像质量更优秀。不 过注意，相应子像素(发光元件)的发光/不发光状态并不局限于上述状态。另外，水平扫 描期间的时间长度是小于(1/FR) X (1/M)秒的时间长度。在(m+m')的值超过M的情况 下，超出部分的水平扫描期间在下一显示帧中被处理。 就具有一个晶体管的两个源极/漏极区来说，术语"一侧的源极/漏极区"在一些 情况下用于表示在与电源单元连接的一侧的源极/漏极区。另外，晶体管处于on状态意 味其中在源极/漏极区之间形成沟道的状态。电流是否从晶体管的一侧的源极/漏极区流 到另一侧的源极/漏极区是无关紧要的。另一方面，晶体管处于off状态意味其中在源极 /漏极区之间未形成沟道的状态。另外，指定晶体管的源极/漏极区与另一晶体管的源极 /漏极区连接包括其中指定晶体管的源极/漏极区和另一晶体管的源极/漏极区占据相同 区域的模式。此外，源极/漏极区不仅可由包含杂质的多晶硅、非晶硅等构成，而且可由金 属、合金、导电微粒、它们的层状结构、或者由有机材料(导电聚合物)组成的多层构成。另 外，就在下面的说明中使用的时间图来说，指示每个期间的水平轴的长度是示意性的，并不 指示每个期间的时间长度的比例。 在图4等中示出的驱动电路中采用的发光单元ELP的驱动方法由下述步骤构成
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(a)进行预处理，从而对第一节点ND工施加第一节点ND工初始化电压，和对第二节 点ND2施加第二节点ND2初始化电压，以致第一节点ND工和第二节点ND2之间的电位差超过 驱动晶体管TRD的阈值电压，此外，第二节点ND2和布置在发光单元ELP上的阴极电极之间 的电位差不超过发光单元ELP的阈值电压，随后 (b)在保持第一节点ND工的电位的状态下，进行阈值电压消除处理，使第二节点柳2 的电位朝着通过从第一节点NDJ勺电位减去驱动晶体管TR。的阈值电压而获得的电位变化， 之后 (c)执行写入处理，从而经由来自扫描线SCL的信号切换为"on"状态的写入晶体 管TRW，从数据线DTL对第一节点ND工应用视频信号，随后 (d)通过用来自扫描线SCL的信号，把写入晶体管TRw切换为"off"状态，使第一 节点ND工进入浮动状态，并按照第一节点ND工和第二节点ND2之间的电位差的数值，使电流 从电源单元2100经驱动晶体管TRD流向发光单元ELP，来驱动发光单元ELP。
如上所述，在保持第一节点ND工的电位的状态下，步骤(b)执行阈值电压消除处 理，从而使第二节点ND2的电位朝着通过从第一节点ND工的电位减去驱动晶体管TRD的阈值 电压而获得的电位变化。更具体地说，为了使第二节点ND2的电位朝着通过从第一节点ND工 的电位减去驱动晶体管TR。的阈值电压而获得的电位变化，对驱动晶体管TR。的一侧的源极 /漏极区施加电压，该电压超过步骤(a)中，把驱动晶体管TR。的阈值电压与第二节点ND2的 电位相加得到的电压。定性地，在阈值电压消除处理中，第一节点叫和第二节点ND2之间 的电位差(换言之，驱动晶体管TRD的栅电极和源区域之间的电位差)逼近驱动晶体管TRD 的阈值电压的程度受阈值电压消除处理的时间影响。从而，在确定足够长的阈值电压消除 处理时间的模式下，第二节点柳2的电位达到通过从第一节点ND工的电位中减去驱动晶体管 TRD的阈值电压而获得的电位。因此，第一节点叫和第二节点ND2之间的电位差达到驱动 晶体管TRD的阈值电压，驱动晶体管TR。变成"off"状态。另一方面，在阈值电压消除处理 的时间不得已必须被设置成较短的模式下，可能发生第一节点NDJP第二节点ND2之间的电 位差变得大于驱动晶体管TRD的阈值电压，驱动晶体管TRD不变成"off "状态的情况。作为 阈值电压消除处理的结果，驱动晶体管TR。不一定需要变成"off"状态。
下面，详细说明每个相应驱动电路的驱动电路结构，和在这些驱动电路中采用的 发光单元ELP的驱动方法。
5Tr/lC驱动电路 图4中表示了 5Tr/lC驱动电路的等效电路图，图5中示意描述了图4中图解说明 的5Tr/lC驱动电路的驱动时间图，图6A-6I中示意描述了 5Tr/lC驱动电路的每个晶体管 的on/off状态等。 5Tr/lC驱动电路由五个晶体管构成写入晶体管TRW，驱动晶体管TRD，第一晶体管 TRp第二晶体管TI^和第三晶体管TR3。它还由一个电容器Q构成。注意，写入晶体管TRw， 第一晶体管T&，第二晶体管TR2和第三晶体管TR3可由P沟道型TFT构成。另外注意，图4 中所示的驱动晶体管TRD等同于图3中所示的驱动晶体管1022。
第一晶体管TRi 第一晶体管T^的一侧的源极/漏极区与电源单元2100(电压Vcc)连接，第一晶 体管TI^的另一侧的源极/漏极区与驱动晶体管TR。的一侧的源极/漏极区连接。另外，第一晶体管的on/off操作由从第一晶体管控制电路2111延伸出并与第一晶体管的 栅电极连接的第一晶体管控制线Cl^控制。提供电源单元2100，以便向发光单元ELP提供 电流，并使发光单元ELP发光。
驱动晶体管TR。 如上所述，驱动晶体管TRD的一侧的源极/漏极区与第一晶体管TI^的另一侧的源
极/漏极区连接。另一方面，驱动晶体管TRD的另一侧的源极/漏极区与下述连接 (1)发光单元ELP的阳极电极， (2)第二晶体管TR2的另一侧的源极/漏极区，禾口 (3)电容器Q的一个电极， 并构成第二节点柳2。另外，驱动晶体管TR。的栅电极与下述连接
(1)写入晶体管TRw的另一侧的源极/漏极区，
(2)第三晶体管TR3的另一侧的源极/漏极区，禾口
(3)电容器Q的另一个电极，
并构成第一节点ND" 这里，在发光元件的发光状态下，驱动晶体管TR。是按照下面的等式(1)驱动的， 以使漏电流Ids流动。在发光元件的发光状态下，在驱动晶体管TRD的一侧的源极/漏极区 起漏极区作用，另一侧的源极/漏极区起源极区作用。为了便于说明，在下面的说明中，在 一些情况下，驱动晶体管TRD的一侧的源极/漏极区可被简单地称为漏极区，另一侧的源极 /漏极区可被称为源极区。注意
ii :有效迁移率
L:沟道长度
W:沟道宽度 Vgs :栅电极和源极区之间的电位差
Vth:阈值电压 C。x :(栅极绝缘层的相对介电常数)X (电常数)/(栅极绝缘层的厚度) k三(1/2) (W/L) C。x被认为成立 Ids = k* i！ (Vgs_Vth)2 (1) 由于漏电流Ids流过发光单元ELP，因此发光单元ELP发光。发光单元ELP的发光
状态(亮度)由漏电流Ids的值的大小控制。
写入晶体管TRw 如上所述，写入晶体管TRW的另一侧的源极/漏极区与驱动晶体管TRD的栅电极连 接。另一方面，写入晶体管TRW的一侧的源极/漏极区与从信号输出电路2102延伸出的数 据线DTL连接。从而，用于控制发光单元ELP的亮度的视频信号VSig经数据线DTL被供给 一侧的源极/漏极区。注意可经数据线DTL向一侧的源极/漏极区供给除V^之外的各种 信号或电压(用于预先充电驱动的信号或各种参考电压等)。另外，写入晶体管TRw的on/ off操作由从扫描电路2101延伸出并与写入晶体管TRW的栅电极连接的扫描线SCL控制。
第二晶体管TR2 如上所述，第二晶体管TR2的另一侧的源极/漏极区与驱动晶体管TR。的源极区连 接。另一方面，用于初始化第二节点柳2的电位(即，驱动晶体管TR。的源极区的电位)的电压Vss被提供给第二晶体管TR2的一侧的源极/漏极区。另外，第二晶体管TR2的on/off 操作由从第二晶体管控制电路2112延伸出并与第二晶体管TR2的栅电极连接的第二晶体 管控制线A^控制。
第三晶体管TR3 如上所述，第三晶体管TR3的另一侧的源极/漏极区与驱动晶体管TR。的栅电极连 接。另一方面，用于初始化第一节点NDJ勺电位(S卩，驱动晶体管TR。的栅电极的电位)的 电压V。fs被提供给第三晶体管TR3的一侧的源极/漏极区。另外，第三晶体管TR3的on/off 操作由从第三晶体管控制电路2113延伸出并与第三晶体管TR3的栅电极连接的第三晶体 管控制线AZ3控制。
发光单元ELP 如上所述，发光单元ELP的阳极电极与驱动晶体管TRD的源极区连接。另一方面，
电压V^被施加于发光单元ELP的阴极电极。发光单元ELP的电容用符号C^表示。另夕卜，
认为对发光单元ELP的发光来说必需的阈值电压被假定为Vthi。 S卩，当在发光单元ELP的
阳极电极和阴极电极之间施加电压Vthi或更高的电压时，发光单元ELP发光。 在下面的说明中，电压或电位的值如下所述，不过这些值只是用于说明的数值，对
这些数值没有任何限制。 VSig :用于控制发光单元ELP的亮度的视频信号 0 10伏 Vcc :电源单元2100的电压 20伏 V。fs :用于初始化驱动晶体管TRD的栅电极的电位(第一节点ND工的电位)的电压
0伏 Vss :用于初始化驱动晶体管TRD的源极区的电位(第二节点ND2的电位)的电压
-10伏 vth :驱动晶体管TRD的阈值电压 3伏 VCat :施加于发光单元ELP的阴极电极的电压
0伏 Vthi :发光单元ELP的阈值电压
3伏 下面说明5Tr/lC驱动电路的操作。注意，如上所述，说明的是在各种处理(阈值 电压消除处理，写入处理和迁移率校正处理)结束之后，立即开始发光状态，不过对此没有 任何限制。对后面说明的4Tr/lC驱动电路，3Tr/lC驱动电路和2Tr/lC驱动电路同样如此。
期间-TP(5)—i(参见图5和图6A) 例如，[期间_TP(5)—J是前一显示帧中的操作，是其中在以前的各种处理结束之 后，第(n，m)发光元件处于发光状态的期间。S卩，根据后面说明的等式(5)，漏电流I' ^流 入构成第(n，m)子像素的发光元件中的发光单元ELP中，构成第(n， m)子像素的发光元件 中的发光单元ELP的亮度是与漏电流I' ds对应的值。这里，写入晶体管TRw，第二晶体管 TR2和第三晶体管TR3处于"off"状态，第一晶体管和驱动晶体管TRD处于"on"状态。
17第(n，m)发光元件的发光状态继续下去，直到布置在第(m+m')列中的发光元件的水平扫 描期间开始为止。 图5中描述的[期间_TP(5)。]到[期间-TP(5)4]是从在以前的各种处理结束之 后的发光状态后到紧接执行下一写入处理之前为止的操作期间。即，[期间-TP(5)。]到 [期间_TP(5)4]是从前一显示帧中的第(m+m')水平扫描期间的开始期间到第(m_l)水 平扫描期间的结束期间为止的指定时间长度的期间。注意，可认为[期间-TP(5)J到[期 间_TP(5)4]被构成为包括在当前显示帧中的第m水平扫描期间中。 因此，在[期间_TP(5)。]到[期间-TP(5)4]中，第(n， m)发光元件原则上处于不 发光状态。即，在[期间-TP (5) o]到[期间-TP (5) J和[期间-TP (5) 3]到[期间-TP (5) J 中，第一晶体管TI^处于"off"状态，从而发光元件不发光。注意在[期间-TP(5^]中，第 一晶体管TI^处于"on"状态。不过，在该期间中，执行后面说明的阈值电压消除处理。如 在阈值电压消除处理的说明中详细所述，如果假定后面说明的等式(2)被满足，那么发光 元件不发光。 下面首先说明[期间-TP(5)。]到[期间-TP(5)J中的各个期间。注意可按照显示 设备的设计恰当地设置[期间-TP(5)J的开始期间，和[期间-TP(5)J到[期间-TP(5)J
中的各个期间的长度。
期间-TP(5)。 如上所述，在[期间_TP(5)。]中，第(n， m)发光元件处于发光状态。写入晶体管 TRw，第二晶体管TR2和第三晶体管TR3处于"off"状态。另外，在从[期间-TP(5)—J过渡 到[期间-TP(5)。]时，由于第一晶体管TI^变成"off"状态，因此第二节点ND2(驱动晶体 管TR。的源极区或发光单元ELP的阳极电极)的电位降到(Vthi+U，发光单元ELP变成 不发光状态。另外，处于浮动状态的第一节点NDJ驱动晶体管TR。的栅电极)的电位也降 低，以便跟随第二节点ND2的电位的降低。
期间-TP (5) i (参见图6B和图6C) 在[期间-TP(5)J中，执行用于实现后面说明的阈值电压消除处理的预处理。艮P， 在开始[期间-TP(5)J时，通过把第二晶体管控制线AZ2和第三晶体管控制线AZ3置于高 电平，使第二晶体管TR2和第三晶体管TR3处于"on"状态。其结果是，第一节点ND工的电位 变成V。fs(例如，0伏)。另一方面，第二节点叫的电位变成Vss(例如，-IO伏)。因此，在 [期间_TP(5)J结束之前，通过把第二晶体管控制线AZ2置于低电平，使第二晶体管TR2处 于"off"状态。注意可同时使第二晶体管TR2和第三晶体管TR3处于"on"状态，可首先使 第二晶体管TR2处于"on"状态，或者可首先使第三晶体管TR3处于"on"状态。
由于上述处理的缘故，驱动晶体管TRD的栅电极和源极区之间的电位差变成Vth或 者更高。驱动晶体管TR。变成"on"状态。
期间-TP (5) 2 (参见图6D) 接下来，进行阈值电压消除处理。即，通过在使第三晶体管TR3保持"on"状态的 时候，把第一晶体管控制线置于高电平，使第一晶体管处于"on"状态。其结果是， 第一节点的电位不变化(保持V。fs = 0伏)，第二节点ND2的电位朝着通过从第一节点 叫的电位中减去驱动晶体管TR。的阈值电压Vth而获得的电位变化。艮卩，处于浮动状态的第 二节点ND2的电位升高。因此，当驱动晶体管TRD的栅电极和源极区之间的电位差到达Vth时，驱动晶体管TR。变成"off"状态。具体地说，处于浮动状态的第二节点柳2的电位逼近 (V0fs_Vth = _3伏> Vss)，最终变成(V。fs_Vth)。这里，如果下面的等式(2)成立，换句话说，如 果电位被选择和确定成满足等式(2)，那么发光单元ELP不发光。
(V。fs-Vth) < (Vth—EL+VCat) (2) 在[期间-TP (5)2]中，第二节点ND2的电位最终变成(V0fs_Vth)。即，第二节点ND2 的电位是仅仅根据驱动晶体管TRD的阈值电压Vth和用于初始化驱动晶体管TRD的栅电极的 电压V。fs确定的。换句话说，与发光单元ELP的阈值电压Vthi无关。
期间TP-(5)3(参见6E) 之后，通过在使第三晶体管TR3保持"on"状态的时候，把第一晶体管控制线置 于低电平，使第一晶体管TI^处于"off"状态。其结果是，使第一节点N^的电位保持不变 (保持V0fs = 0伏)，第二节点ND2的电位也保持不变(V0fs-Vth = -3伏)。
期间TP-(5)4(参见6F) 之后，通过把第三晶体管控制线AZ3置于低电平，使第三晶体管TR3处于"off"状 态。其结果是，第一节点ND工和第二节点ND2的电位基本不变化。实际上，由于寄生电容等 的静电耦合，会发生变化，不过通常这些变化可被忽略。 下面，说明[期间-TP(5)s]到[期间-TP(5)7]中的各个期间。注意，如后所述，在 [期间-TP(5)s]中进行写入处理，在[期间-TP(5)e]中进行迁移率校正处理。如上所述，在 第m水平扫描期间内进行多组这些处理是必需的。为了便于说明，开始期间[期间-TP (5) 5] 和结束期间[期间-TP(5)e]被解释成分别与第m水平扫描期间的开始期间和结束期间相 符。 期间-TP (5) 5 (参见图6G) 之后，关于驱动晶体管TRD执行写入处理。具体地说，通过在保持第一晶体管T&， 第二晶体管TR2和第三晶体管TR3的"off "状态的时候，把数据线DTL的电位置为用于控制 发光单元ELP的亮度的视频信号VSig，随后把扫描线SCL置于高电平，使写入晶体管TRW进 入"on"状态。其结果是，第一节点ND！的电位升高到V一。 这里，电容器Q的电容用值Ci表示，发光单元ELP的电容(^用值(^表示。因此， 驱动晶体管TRD的栅电极和源极区之间的寄生电容的值被认为是cgs。当驱动晶体管TRD的 栅电极的电位从V。fZ变到V^OV。J时，电容器Q的两端的电位(第一节点ND^P第二节 点叫的电位)原则上发生改变。艮卩，以驱动晶体管TR。的栅电极的电位的变化量(VSig-V。fs) 为基础的电荷被分配给电容器Q，发光单元ELP的电容C^和驱动晶体管TR。的栅电极与源 极区之间的寄生电容。不过，如果与值q和值c^相比，值(^足够大，那么以驱动晶体管TRD 的栅电极的电位的变化量(VSig_V。fs)为基础的驱动晶体管TR。的源极区(第二节点ND》的 电位的变化较小。因此一般来说，发光单元ELP的电容的电容值q大于电容器Q的电 容值Cl和驱动晶体管TRD的寄生电容的值cgs。在这点上，为了便于说明，除了特别需要的 情况之外，将在不考虑由第一节点ND工的电位变化造成的第二节点柳2的电位变化的情况下 进行说明。对其它驱动电路来说同样如此。注意就图5中描述的驱动时间图来说，同样是 在未考虑由第一节点ND工的电位变化造成的第二节点柳2的电位变化的情况下进行说明的。 当驱动晶体管TR。的栅电极(第一节点ND》的电位被认为是 ，驱动晶体管TR。 源极区 (第二节点ND》的电位被认为是Vs时，Vg的值和Vs的值如下变化。从而，第一节点ND工和第二节点柳2之间的电位差，换句话说，驱动晶体管TR。的栅电极和源极区之间的电位差V^ 可用下面的等式(3)表示。
Vg = VSig
vs — v0fs-vth
Vgs — VSig-(Vofs-Vth) (3) g卩，由关于驱动晶体管TRD的写入处理获得的Vgs仅仅取决于用于控制发光单元 ELP的亮度的视频信号VSig，驱动晶体管TRD的阈值电压Vth，和用于初始化驱动晶体管TRD的 源极区的电位的电压V。fs。因此，与发光单元ELP的阈值电压Vthi无关。
期间-TP (5) 6 (参见图6H) 之后，根据驱动晶体管TRD的迁移率y的大小，进行驱动晶体管TRD的源极区(第 二节点ND2)的电位的校正(迁移率校正处理)。 通常，当用多晶硅薄膜晶体管等制备驱动晶体管TRD时，难以避免发生晶体管之间 迁移率P的变化。从而，即使对其中存在迁移率P的差异的多个驱动晶体管TR。的栅电 极施加具有相同值的视频信号V^，在流经具有大迁移率的驱动晶体管TR。的漏电流Ids 和流经具有小迁移率P的驱动晶体管TR。的漏电流Ids之间也会出现差异，因此，当出现这 种差异时，失去了显示设备的屏幕的均匀性。 从而，具体地说，在保持写入晶体管TRW的"on"状态的时候，通过把第一晶体管控 制线Cl^置于高电平，使第一晶体管TI^进入"on"状态，随后在过去预定时间(t。)之后，通 过把扫描线SCL置于低电平，使写入晶体管TRW进入"off "状态，使第一节点ND工(驱动晶体 管TR。的栅电极)进入浮动状态。因此，在由于上述的结果，驱动晶体管TR。的迁移率ii的 值变大的情况下，驱动晶体管TR。的源极区的电位的增长量AV(电位校正值)变大，在由 于上述的结果，驱动晶体管TR。的迁移率ii的值变小的情况下，驱动晶体管TR。的源极区的 电位的增长量AV(电位校正值)变小。这里，驱动晶体管TR。的栅电极和源极区之间的电 位差V^从等式(3)变换成下面的等式(4)。
Vgs — VSig-(V0fs-Vth)-AV (4) 注意，用于执行迁移率校正处理的预定时间([期间-TP(5)e]的总时间t。)可在显
示设备的设计期间被预先确定为设计值。另外，确定[期间-TP(5)e]的总时间t。，以致此
时在驱动晶体管TR。的源极区的电位(V。fs_Vth+AV)满足下面的等式(2')。从而归因于
此，在[期间-TP(5)e]中，发光单元ELP不发光。此外，同时用这种迁移率校正处理执行系
数k(三(1/2) (W/L) C。x)的变化的校正。 (V0fs_Vth+AV) < (Vth—EL+VCat) (2') 期间-TP(5)7(参见图61) 上面的操作完成了阈值电压消除处理，写入处理和迁移率校正处理。顺便提及，由 于扫描线SCL变成低电平，写入晶体管TRW变成"off"状态，第一节点ND"即，驱动晶体管 TRD的栅电极变成浮动状态。另一方面，第一晶体管保持"on"状态，驱动晶体管TRD的 漏极区处于和电源单元2100连接的状态(电压Vcc，例如20伏)。从而，由于上面所述的
20结果，第二节点柳2的电位升高。 这里，如上所述，驱动晶体管TR。的栅电极变成浮动状态，此外，由于存在电容器 Q，因此在驱动晶体管TRD的栅电极出现和称为自举电路中的现象类似的现象，第一节点 NDJ勺电位也升高。从而，驱动晶体管TR。的栅电极和源极区之间的电位差U呆持等式(4) 的值。 另外，第二节点柳2的电位升高，超过(Vthi+U，从而发光单元ELP开始发光。此 时，流经发光单元ELP的电流是从驱动晶体管TRD的漏极区流到驱动晶体管TRD的源极区的 漏电流L，从而可用等式(1)表示。这里，根据等式(1)和(4)，等式(1)可被变换成下面 的等式(5)。 Ids = k. ii (VSig-V0fs_AV)2 (5) 从而，例如，在V。fs被设为0伏的情况下，流经发光单元ELP的漏电流Ids正比于通 过从用于控制发光单元ELP的亮度的视频信号VSig的值中减去在第二节点ND2 (驱动晶体 管TR。的源极区)的由驱动晶体管TR。的迁移率i！引起的电位校正值AV的值而获得的数 值的平方。换句话说，流经发光单元ELP的电流Ids既不取决于发光单元ELP的阈值电压 Vthi，又不取决于驱动晶体管TR。的阈值电压Vth。 S卩，发光单元ELP的发光量(亮度)不受 发光单元ELP的阈值电压Vthi影响，也不受驱动晶体管TRD的阈值电压Vth影响。从而，第 (n， m)发光元件的亮度是和漏电流Ids对应的值。 此外，驱动晶体管TR。的迁移率i！越大，电位校正值AV变得越大，从而，等式 (4)左侧的V^的值变得越小。于是，在等式(5)中，由于即使当迁移率P的值较大时， (V^-V。fs-AV)1勺值也变小，因此能够校正漏电流Ids。即，即使在具有不同迁移率P的驱 动晶体管TRD中，如果视频信号VSig的值相同，那么漏电流Ids变得基本相同，从而，使流经发 光单元ELP并控制发光单元ELP的亮度的漏电流Ids均匀。即，能够校正由迁移率P的变 化(此外，k的变化)引起的亮度的变化。 继续发光单元ELP的发光状态，直到第(m+m' _1)水平扫描期间为止。该时间点 对应于[期间-TP(5)—J的终止。 上述操作完成构成第(n， m)子像素的发光元件10的发光操作。
下面说明2Tr/lC驱动电路。
2Tr/lC驱动电路 图7中描述了 2Tr/lC驱动电路的等效电路图，图8中示意描述了驱动时间图，图
9A-9F中示意描述了 2Tr/lC驱动电路中的每个晶体管的on/off状态等。 2Tr/lC驱动电路中省略了上述5Tr/lC驱动电路中的三个晶体管，S卩，第一晶体管
T&，第二晶体管TR2和第三晶体管TR3。 S卩，2Tr/lC驱动电路由两个晶体管，即写入晶体管
TRw和驱动晶体管TRD构成，还由一个电容器Q构成。另外注意图7中所示的驱动晶体管
TRD等同于图3中所示的驱动晶体管1022。 驱动晶体管TR。 驱动晶体管TRD的结构和关于5Tr/lC驱动电路描述的驱动晶体管TRD的结构相 同，从而省略详细说明。不过注意，驱动晶体管TR。的漏极区与电源单元2100连接。另外注 意，使发光单元ELP发光的电压Vrc—H和控制驱动晶体管TRD的源极区的电位的电压是 从电源单元2100供给的。这里，举例来说，使用下述电压值作为电压Vcc—H和的值，不过对这些值没有任何限制
Vcc—h二20伏
Vcc—l = -10伏
写入晶体管TRw 写入晶体管TRW的结构和关于5Tr/lC驱动电路描述的写入晶体管TRW的结构相
同，从而省略详细说明。 发光单元ELP 发光单元ELP的结构和关于5Tr/lC驱动电路描述的发光单元ELP的结构相同，从而省略详细说明。 下面说明2Tr/lC驱动电路的操作
期间-TP (2) —!(参见图8和图9A)[期间-TP (2) —J例如是前一显示帧中的操作，基本上和关于5Tr/lC驱动电路描述的[期间-TP(5)—J的操作相同。 图8中描述的[期间_TP(2)。]到[期间_TP(2)2]是与图5中描述的[期间-TP(5)。]到[期间-TP(5)J对应的期间，是紧接在执行下一写入处理之前的工作期间。因此，类似于5Tr/lC驱动电路，在[期间-TP(2)。]到[期间-TP(2)2]中，第(n， m)发光元件原则上处于不发光状态。不过注意在2Tr/lC驱动电路的操作中，如图8中所示，除[期间-TP(2)3]之外，也包括第m水平扫描期间的[期间-TP(2)J到[期间-TP(2)2]的事项不同于5Tr/lC驱动电路的操作。另外注意为了便于说明，开始期间[期间-TP(2)J和结束期间[期间_TP(2)3]被解释成分别与第m水平扫描期间的开始期间和结束期间相符。
下面说明[期间_TP(2)。]到[期间_TP(2)2]中的各个期间。注意与关于5Tr/lC驱动电路解释的相类似，可按照显示设备的设计恰当地设置[期间-TP(2)J到[期间-TP(2h]中的各个期间的长度。
期间-TP (2)。(参见图9B)[期间_TP(2)。]是从前一显示帧到当前显示帧的操作。S卩，[期间_TP(2)。]是从前一显示帧的第(m+m')水平扫描期间到当前显示帧的第(m-l)水平扫描期间的时间。因此，在[期间-TP(2)。]中，第(n，m)发光元件处于不发光状态。这里，在从[期间-TP(2) —J变到[期间-TP(2)。]的时刻，从电源单元2100供给的电压从V『h转换成Vc^。其结果是，第二节点柳2的电位降到Vc^，发光单元ELP变成不发光状态。因此，第一节点NDJ驱动晶体管TRD的栅电极)的电位也降低，以跟随第二节点ND2的电位的降低。
期间-TP(2、(参见图9C) 因此，在当前显示帧中开始第m水平扫描期间。在[期间-TP(2)J中，执行实现阈值电压消除处理的预处理。在开始[期间-TP(2)J时，通过把扫描线SCL置于高电平，使写入晶体管TRw进入"on"状态。结果，第一节点叫的电位变成V。fs(例如，0伏)。第二节点ND2的电位保持Vcc—J例如，-10伏)。 由于上述操作的缘故，驱动晶体管TR。的栅电极和源极区之间的电位差变成Vth或更高，驱动晶体管TRD变成"on "状态。
期间-TP (2) 2 (参见图9D) 随后，进行阈值电压消除处理。SP，在保持写入晶体管TRW的"on"状态的时候，把从电源单元2100供给的电压从Vc^转换成V^H。其结果是，第一节点ND工的电位不变化(保持V。fs = 0伏)，第二节点ND2的电位朝着通过从第一节点ND工的电位中减去驱动晶体管TR。的阈值电压Vth而获得的电位变化。8卩，处于浮动状态的第二节点柳2的电位升高。因此，当驱动晶体管TRD的栅电极和源极区之间的电位差达到Vth时，驱动晶体管TRD变成"off"状态。具体地说，处于浮动状态的第二节点ND2的电位逼近(V。fs-Vth = -3伏)，最后变成(V。fs_Vth)。这里，如果下面的等式(2)被满足，换句话说，如果电位被选择和确定成满足等式(2)，那么发光单元ELP不发光。 在[期间-TP (2)2]中，第二节点ND2的电位最终变成(V0fs_Vth)。即，第二节点ND2的电位是仅仅根据驱动晶体管TRD的阈值电压Vth，和用于初始化驱动晶体管TRD的栅电极的电压V。fs确定的。因此，与发光单元ELP的阈值电压Vthi无关。
期间-TP (2) 3 (参见图9E) 随后执行关于驱动晶体管TRD的写入处理，并根据驱动晶体管TRD的迁移率y的大小，进行驱动晶体管TR。的源极区(第二节点ND》的电位的校正(迁移率校正处理)。具体地说，在保持写入晶体管TRW的"on"状态的时候，数据线DTL的电位被置于用于控制发光单元ELP的亮度的视频信号VSig。其结果是，第一节点ND工的电位升高到V^，驱动晶体管TR。变成"on"状态。注意通过临时使写入晶体管TRw进入"off"状态，把数据线DTL的电位改变成用于控制发光单元ELP的亮度的视频信号V^，之后把扫描线SCL置于高电平，使写入晶体管TRW进入"on"状态，可使驱动晶体管TRD进入"on"状态。 与关于5Tr/lC驱动电路所述的不同，从电源单元2100对驱动晶体管TRD的漏极区施加电位V『H，从而驱动晶体管TR。的栅电极的电位升高。在过去预定时间(t。)之后，通过把扫描线SCL置于低电平，使写入晶体管TRW进入"off "状态，并使第一节点ND工(驱动晶体管TRD的栅电极)进入浮动状态。注意[期间_TP(2)3]的总时间t。可在显示设备的设计期间作为设计值被预先确定，以致第二节点ND2的电位变成(V。fs-Vth+A V)。
在[期间_TP(2)3]中，在驱动晶体管TRD的迁移率y的值较大的情况下，驱动晶体管TR。的源极区的电位的增大量AV也较大，在驱动晶体管TRD的迁移率的值较小的情况下，驱动晶体管TRD的源极区的电位的增大量A V也较小。
期间-TP (2) 4 (参见图9E) 上述操作完成了阈值电压消除处理，写入处理和迁移率校正处理。因此，执行和关于5Tr/lC驱动电路描述的[期间-TP(5)J相同的处理，第二节点ND2的电位升高，超过(Vthi+U，从而，发光单元ELP开始发光。此时，利用等式(5)能够获得流经发光单元ELP的电流，从而，流经发光单元ELP的漏电流Ids不依赖于发光单元ELP的阈值电压Vthi，也不依赖于驱动晶体管TR。的阈值电压Vth。 S卩，发光单元ELP的发光量(亮度)不受发光单元ELP的阈值电压Vthi影响，也不受驱动晶体管TRD的阈值电压Vth影响。此外，能够抑制由迁移率P的变化引发的漏电流L的变化。 因此，发光单元ELP的发光状态继续下去，直到第(m+m' -1)水平扫描期间为止。该时间点对应于[期间-TP(2)—J的终止。 上述操作完成构成第(n， m)子像素的发光元件10的发光操作。 上面给出了基于理想例子的说明，按照本发明的驱动电路的结构并不局限于此。
构成显示设备，发光元件和驱动电路的各种组成元件的构造和结构，以及关于各个例子说明的发光单元的驱动方法中的各个步骤都是范例，能够被恰当地改变。例如，在图10中描述的4Tr/lC驱动电路或在图11中描述的3Tr/lC驱动电路可被用作驱动电路。
另外，在5Tr/lC驱动电路的操作的说明中，写入处理和迁移率校正处理是离散进行的，不过对此没有任何限制。可以使用在写入处理中还进行迁移率校正处理的结构，类似于2Tr/lC驱动电路的操作的说明。具体地说，可以使用在发光控制晶体管T^c处于"on"状态的时候，从数据线DTL经写入晶体管TSig对第一节点施加视频信号Vsig m的结构。
下面，说明按照本发明的第一实施例的信号电平校正单元128的结构。图12是解释按照本发明的第一实施例的信号电平校正单元128的结构的说明图。下面利用图12，说明按照本发明的第一实施例的信号电平校正单元128的结构。 如图12中所示，按照本发明的第一实施例的信号电平校正单元128是本发明的亮度控制部分的例子，被配置成包括亮度计算单元162，发光量计算单元164，危险水平计算单元166，危险水平更新单元168，峰值检测单元170，增益计算单元172和乘法器174。
亮度计算单元162接受由线性变换单元116转换，从而具有线性特性的视频信号的输入，并根据输入的视频信号计算亮度。 发光量计算单元164接受由亮度计算单元162计算的亮度，和由发光时间控制单元126计算的脉冲占空比作为输入。发光量计算单元164通过把亮度乘以占空比(亮度X占空比)，计算每个像素每一帧的发光量。在OLED面板中的有机EL元件中，电流和发光量之间存在线性关系。于是，根据视频信号计算亮度，并把计算的亮度和脉冲占空比输入发光量计算单元164中使得能够根据关于每一帧输入的视频信号发光，并且能够关于面板158中的每个像素，计算每一帧的发光量。 危险水平计算单元166是本发明的发光量参数计算部分的例子，它根据发光量计算单元164计算的发光量，计算对应于发光量的发光量参数。发光量参数指示一个像素或一组像素的烧屏危险度。下面，由危险水平计算单元166计算的发光量参数将被称为危险水平。由危险水平计算单元166计算的危险水平被发送给危险水平更新单元168。
危险水平更新单元168获得危险水平计算单元166分别关于所述像素或所述一组像素中的每个计算的危险水平，并把其保存在存储单元150中，存储单元150是本发明的发光量参数累积部分的一个例子。累积危险水平计算单元166分别关于所述像素或所述一组像素中的每个计算的危险水平使得能够了解危险水平分别与所述像素或所述一组像素中的每个之间的关系。分别关于每个所述像素或所述一组像素的危险水平信息被称为危险水平图。 当定义像素组时，对像素分组的方式可按照显示设备的设计自由确定，本发明并不局限于对像素分组的任何具体方式。像素组可被定义成以致它在垂直方向和水平方向上都具有相同数目的像素，也可被定义成以致它在垂直方向和水平方向上具有不同数目的像素。 存储单元150是本发明的参数累积部分的例子，它累积由危险水平计算单元166计算的危险水平，并把它们保存为危险水平图。在显示设备ioo工作时，危险水平被顺序累积，当显示设备100的电源被关闭时，累积的危险水平被重置。于是，如前所述，理想的是使用当电源被关闭时内容被删除的存储器(比如SDRAM)作为存储单元150。
下面，说明在按照本发明的第一实施例的危险水平计算单元166中计算危险水平
24的方法。 图13是表示在特定时间，显示在按照本发明的第一实施例的显示设备100上的图 像的例子的说明图。图5是解释按照本发明的第一实施例的危险水平计算单元166进行的 危险水平计算的例子的说明图。图14A和14B通过专注于面板158中的一个具体像素，说 明如何通过检测由发光量计算单元164计算的发光量，计算危险水平。图15是解释按照本 发明的第一实施例的危险水平图的说明图。 例如，如果在特定时间，按照视频信号的输入发光的像素或一组像素的发光量为 500-600，那么确定烧屏的危险水平的等级为等级A，把所述像素或一组像素的危险水平的 历史增加值2。此外，如果在特定时间，按照视频信号的输入发光的像素或一组像素的发光 量为300-500，那么确定烧屏的危险水平的等级为等级B，把所述像素或一组像素的危险水 平的历史增加值l。 另一方面，如果在特定时间，按照视频信号的输入发光的像素或一组像素的发光 量为100-300，那么确定烧屏的危险水平的等级为等级C，把所述像素或一组像素的危险水 平的历史减去值1。此外，如果在特定时间，按照视频信号的输入发光的像素或一组像素的 发光量为0-100，那么确定烧屏的危险水平的等级为等级D，把所述像素或一组像素的危险 水平的历史减去值2。 从而，持续规定的时间间隔，检测以所述像素或一组像素为单位的发光量，在显示 设备100的电源接通的时间内，通过根据检测的发光量，反复增加和减小所述像素或一组 像素的危险水平的历史，不断计算整个屏幕的危险水平。可对每一帧进行发光量的检测，也 可每隔规定数目的帧进行发光量的检测。 计算整个屏幕的危险水平使得能够计算所有的像素或像素组的危险水平。此外，
使危险水平与屏幕上像素或像素组的位置关联使得能够创建危险水平图。 为了对此进行说明，利用图13中所示的图像作为例子，图13中的图像的左上侧的
时间显示被持续显示在屏幕上。此外，以相当高的亮度持续显示该时间显示，从而对于显示
时间的像素来说，烧屏的危险水平等级较高，只要时间继续被显示，那么随着时间的过去，
危险水平将升高。 图15表示在危险水平图中，显示时间的像素的危险水平已增大。对于在时间显示 之外的像素，显示的图像不断变化，从而危险水平的增加量不是很大，不过只要时间继续被 显示，那么随着时间的过去，时间显示中的像素的危险水平升高，从而在危险水平图中，时 间显示中的像素的危险水平的值变得更大。 注意为了更易于理解，以危险水平图的形式说明了危险水平和像素或像素组的位 置之间的关系，不过在存储单元150中，像素或像素组的位置信息和危险水平信息是相互 关联地保存的。 注意，发光量和危险水平之间的关系，以及危险水平和历史之间的关系显然并不 局限于上面说明的关系。可按照显示设备的设计，随意确定关于特定范围的发光量设置的 危险水平，和相对于历史进行的相加和相减。 上面说明了在按照本发明的第一实施例的危险水平计算单元166中计算危险水 平的方法。注意在关于其计算危险水平的单位是像素组的情况下，发光量计算单元164关 于其计算发光量的单位也可以是像素组。
峰值检测单元170从存储单元150接受通过累积危险水平而产生的危险水平图作 为输入，并且根据输入的危险水平图，峰值检测单元170检测并输出具有峰值危险水平的 像素或像素组的位置，和危险水平的值。峰值检测单元170检测的像素或像素组的位置和 危险水平值被输出给增益计算单元172。 增益计算单元172是本发明的系数计算部分的例子，它接受亮度计算单元162计 算的亮度，峰值检测单元170检测的峰值，和保存在存储单元150中的危险水平作为输入。 根据输入的信息，增益计算单元172计算用于在乘法器174中与视频信号相乘的增益。增 益计算单元172计算的增益被输入到乘法器174，对输入到乘法器174的视频信号进行校 正。后面详细说明在增益计算单元172中计算增益的方法。 乘法器174接受视频信号和增益计算单元172计算的增益作为输入，把视频信号 乘以增益，并输出相乘后的视频信号。 上面利用图12说明了按照本发明的第一实施例的信号电平校正单元128的结构。 下面，说明按照本发明的第一实施例的显示设备100的驱动方法。 图16是解释按照本发明的第一实施例的显示设备100的驱动方法的流程图。下 面，利用图16，详细说明按照本发明的第一实施例的显示设备100的驱动方法。
首先，线性变换单元116进行具有Y特性的视频信号的转换处理，以致所述视频 信号具有线性特性(步骤S102)。在本实施例中，线性变换单元116的转换处理把视频信号 从10比特扩展到14比特。 被转换以致具有线性特性的视频信号被输入发光量计算单元164。发光量计算单 元164根据输入的视频信号，计算发光量(步骤S104)。输入发光量计算单元164的视频信 号具有线性特性，从而根据信号的大小能够确定面板158中的发光量。
关于每个像素或包含规定数目的像素的每个像素组确定发光量。确定的发光量与 所述像素或像素组关联地被发送给危险水平计算单元166。危险水平计算单元166检测所 述像素或像素组的发光量是否超过规定值，如果发光量超过规定值，那么超出值被计算为 危险水平(步骤S106)。 —旦危险水平计算单元166计算了危险水平，计算的危险水平就被发送给危险水 平更新单元168。危险水平更新单元168以上面说明的危险水平图的形式，把每个像素或每 个像素组的危险水平累积在存储单元150中(步骤S108)。在显示设备100的电源接通期 间，每个像素或每个像素组的危险水平被顺序累积在存储单元150中。累积的危险水平被 发送给危险水平更新单元168，并被用于调节显示在面板158上的图像的亮度。
—旦危险水平被累积在存储单元150中，就根据通过危险水平的累积而创建的危 险水平图中的信息，进行显示在面板158上的图像的亮度的调节。创建的危险水平图从危 险水平更新单元168被发送给峰值检测单元170，峰值检测单元170检测在危险水平图中具 有峰值危险水平的所述像素或像素组(步骤S110)。 —旦峰值检测单元170检测到在危险水平图中具有峰值危险水平的所述像素或 像素组，视频信号、危险水平和具有峰值危险水平的像素或像素组被输入增益计算单元 172，在增益计算单元172，利用输入的信息计算增益(步骤S112)。 增益计算单元172计算的增益是用于把具有峰值危险水平的像素或像素组的亮 度降低到不会发生烧屏现象的程度的增益。除了关于具有峰值危险水平的像素或像素组的增益之外，还计算降低整个屏幕的亮度的增益。 —旦增益计算单元172计算了增益，计算的增益就被输入乘法器174，在乘法器 174，视频信号被乘以所述增益(步骤114)。在除了关于具有峰值危险水平的像素或像素组 的增益之外，增益计算单元172还计算了降低整个屏幕的亮度的增益的情况下，乘法器174 把视频信号乘以降低整个屏幕的亮度的增益，还把视频信号乘以关于具有峰值危险水平的 像素或像素组的增益。 在计算了降低整个屏幕的亮度的增益(下面称为第一系数)，和关于具有峰值危 险水平的像素或像素组的增益(下面称为第二系数)的情况下，输入到所有像素中的视频 信号可被乘以第一系数，乘以第一系数的视频信号可被输入到具有峰值危险水平的像素或 像素组，并且可被乘以第二系数，另一方面，输入到除具有峰值危险水平的像素或像素组之 外的所有像素中的视频信号可被乘以第一系数，输入到具有峰值危险水平的像素或像素组 中的视频信号可被乘以第二系数。 按照这种方式，在危险水平图中具有峰值危险水平的像素或像素组的检测，和将
降低所述像素或像素组的亮度的增益的计算使得能够抑制连续发出亮光的像素的烧屏现
象。此外，另外计算降低整个屏幕的亮度的增益使得能够避免视频图像因只对(具有峰值
危险水平的)特定像素或像素组降低亮度而变得不自然。 下面更详细地说明在增益计算单元172中计算增益的方法的例子。 图17是以曲线图形式表示输入到按照本发明的第一实施例的信号电平校正单元
128的视频信号的亮度(输入亮度)和从信号电平校正单元128输出的视频信号的亮度(输
出亮度)之间的关系的例子的说明图。在本实施例中，在增益计算单元172中进行增益的
计算，以致创建图17中所示的输入/输出关系。 在本实施例中，如图17中所示，计算增益，以致在输入亮度达到Xth之前，输入亮度
和输出亮度都相同。不过，当输入亮度达到Xth时，计算所述增益，以致输入亮度和输出亮度
之间的关系变成二次曲线。 在图17中，增益开始逐渐减小的输入亮度被定义为Xth(视频信号和亮度之间的关 系具有线性特性，从而亮度正比于输入到亮度计算单元162的视频信号的信号电平)。xth 的值随着危险水平的值而动态变化。如果riskpeak是危险水平的峰值，riskpeakjiiax是 用于计算增益的危险水平的峰值的最大值，那么能够表示riskpeak'(用于计算增益的危 险水平的峰值)，以致它不大于riskpeakjiiax的值。
等式1 riskpeak' = riskpeak(riskpeak《riskpeak—max) riskpeak' = riskpeak—max(riskpeak > riskpeak—max) (6) 如果使用riskpeak'(危险水平的峰值)，那么能够表示risk'(用于计算增益
的危险水平值)，以致它不大于riskpeak'的值。 等式2 risk' = risk (risk > riskpeak') risk' = riskpeak' (risk《riskpeak' ) (7) 这意味由于增益开始逐渐减小的信号电平xth按照risk'(危险水平的值)动态 变化，因此xth可被表示成risk'的函数，即，Xth(riSk')。通过把xth max用于当危险水平
27达到最大时的xth的值，把risk-stt用于当增益开始逐渐减小时的危险水平的值，把risk_ max用于危险水平的最大值，能够如下表示函数Xth(riSk')。
等式3 xth(risk ' ) = l-((risk ' -risk) / (risk_max_risk_stt)) X (l_xth—隨) (risk' > risk-stt)xth(risk' )=l(risk' < risk—stt) (8)
因此，增益计算单元172计算的增益变化，以致不大于xth。 图18是以曲线图形式表示输入到按照本发明的第一实施例的信号电平校正单元 128的视频信号的亮度(输入亮度)和增益之间的关系的例子的说明图。如图18中所示，如 果输入亮度的信号电平小于Xth，那么增益为l，即，输入亮度在不被降低的情况下被输出。
另一方面，如果输入亮度的值不小于Xth，那么增益的值随着亮度增大而降低。 图19是以曲线图形式表示按照本发明的第一实施例，用于计算增益的危险水平 值risk'和增益开始减小的信号电平Xth之间的关系的例子的说明图。如图19中所示，在 risk'的值达到risk-stt(增益开始减小的危险水平值)之前，xth的值为1. 0，即，和输入 到信号电平校正单元128的视频信号的信号电平相同的值。 一旦risk'的值变得不小于 risk-stt (增益开始减小的危险水平值)，xth的值就逐渐降低。 于是，如果向屏幕上的一个像素或一组像素不断输出不小于规定亮度的图像，那 么危险水平增大，增益开始减小的信号电平Xth随危险水平增大而降低。换句话说，在图17
中，随着危险水平增大，Xth的位置朝左移动，从而如果危险水平增大，那么在增益计算单元
172中计算增益，以便降低输出的视频信号的亮度，即使输入到信号电平校正单元128的视 频信号的亮度(输入亮度)较低。 上面说明了在增益计算单元172中计算增益的方法。注意在增益计算单元172中 计算增益的方法显然并不局限于上面说明的例子。在计算了降低整个屏幕的亮度的增益 (第一系数)和关于具有峰值危险水平的像素或像素组的增益(第二系数)的情况下，两 个危险水平值可被设为增益开始逐渐减小的参考点。此外，分别关于具有峰值危险水平的 像素或像素组，和其它像素或其它像素组计算增益，并且随后把计算的增益发送给乘法器 174，这使得不仅能够降低具有峰值危险水平的像素或像素组的亮度，而且能够降低整个屏 幕的亮度，从而抑制烧屏现象，而不会使观看显示设备100上的图像的用户感到存在任何 问题。 注意在图16中，说明了按照本发明的第一实施例的显示设备100的驱动方法的顺 序流程，不过如上所述，在按照本发明的第一实施例的显示设备100的驱动方法中，只要显 示设备100的电源接通，就每隔规定的时间间隔计算和累积危险水平。
上面说明了按照本发明的第一实施例的显示设备100的驱动方法。注意也可通过 在显示设备100的内部记录介质(例如，记录单元106)中预先记录已创建的实现按照本发 明的第一实施例的显示设备100的驱动方法的计算机程序，随后使计算装置(例如，控制单 元104)顺序读取和执行该计算机程序，实现上面说明的按照本发明的第一实施例的显示 设备100的驱动方法。 如上所述，根据按照本发明的第一实施例的显示设备IOO，和根据显示设备100的 驱动方法，根据视频信号和脉冲计算每个像素的发光量，计算增益以致对于超过规定的发光量发光的像素或像素组，发光量将被减小，和把视频信号乘以计算的增益，使得能够抑制 屏幕上的烧屏现象，使得能够减缓发光元件的恶化。 此外，随着危险水平值的累积，增益计算单元172逐渐减小增益，能够避免使正在 观看显示设备100上的视频图像的用户感到显示在屏幕上的视频图像的亮度的任何变化。
此外，在诸如有机EL元件之类的自发光型发光元件中，电流和发光量之间的关系 具有线性特性，从而知道电流量即能够确定发光元件的发光量。于是，和抑制烧屏现象的 已知显示设备不同，检测发光量就能够通过预先确定电流量，抑制烧屏现象，而不必进行反 馈。 第二实施例 在本发明的第一实施例中，说明了计算降低整个屏幕的亮度的增益(第一系数) 和关于具有峰值危险水平的像素或像素组的增益(第二系数)的情况，不过在按照这种方 式计算第一系数和第二系数的情况下，可能发生下面说明的现象。 例如，在把视频信号乘以所述两种增益的情况下，如果输入视频信号，以致整个屏 幕显示明亮的平面图像，那么具有乘以第二系数的峰值危险水平的所述像素或像素组可能 看起来好像被烧屏。 因此，在本发明的第二实施例中，将说明一种显示设备，其中当计算第二系数时， 计算围绕具有峰值危险水平的像素或像素组的像素的发光量的平均值，根据计算的平均值 计算第二系数，使得能够抑制所述烧屏。 图20是解释按照本发明的第二实施例的信号电平校正单元228的结构的说明图。 下面，利用图20说明按照本发明的第二实施例的信号电平校正单元228的结构。
如图20中所示，信号电平校正单元228被配置成包括亮度计算单元162，发光量计 算单元164，危险水平计算单元166，危险水平更新单元168，峰值检测单元170，增益计算单 元272，乘法器174，和区域平均值计算单元265。 其中，亮度计算单元162，发光量计算单元164，危险水平计算单元166，危险水平 更新单元168，峰值检测单元170和乘法器174与关于本发明的第一实施例所述的相同，从 而，这里将说明增益计算单元272和区域平均值计算单元265，它们是与本发明的第一实施 例不同的结构元件。 区域平均值计算单元265使用由发光量计算单元164关于每个像素计算的发光量 来计算包括目标像素的指定区域中的发光量的平均值(区域平均值)。图21是解释关于其 在按照本发明的第二实施例的区域平均值计算单元265中确定发光量的平均值的区域的 说明图。在本实施例中，如图21中所示，计算宽32个像素，高32行，并且目标像素位于其 中心的区域的发光量的平均值。区域平均值计算单元265计算的发光量的区域平均值被输 入增益计算单元272。注意关于其计算发光量的区域平均值的区域并不局限于宽32个像 素，高32行的区域。 增益计算单元272是本发明的系数计算部分的例子，它接受亮度计算单元162计 算的亮度，峰值检测单元170检测的峰值，保存在存储单元150中的危险水平，和区域平均 值计算单元265计算的发光量的区域平均值作为输入。根据输入的信息，增益计算单元272 计算用于在乘法器174中乘以视频信号的增益。 上面说明了按照本发明的第二实施例的信号电平校正单元228的结构。下面说明按照本发明的第二实施例的系数计算方法。 在本发明的第一实施例中，如等式(7)中所示，比较risk(危险水平)和 riskpeak'(危险水平的峰值)，两者中的较大者被用于增益的计算，不过在本发明的第二 实施例中，通过考虑由区域平均值计算单元265计算的发光量的区域平均值，进行增益的 计算。 在增益计算单元272中，确定riskpeak'(用于计算增益的危险水平的峰值) 的方法按照和本发明的第一实施例中相同的方式，使用riskpeak(危险水平的峰值)和 riskpeakjiiax(危险水平的峰值的最大值)。 本发明的第二实施例的一个特征在于利用由区域平均值计算单元265计算的发 光量的区域平均值，确定第三系数(下面称为区域增益)，第三系数按照区域平均值的值， 改变第二系数。 区域增益可以具有直接正比于发光量的区域平均值的特性，区域增益也可具有当 发光量的区域平均值的值从0到规定值时，区域增益为1. 0，而当发光量的区域平均值的值 大于规定值时，区域增益直接正比于发光量的区域平均值的值的特性。图22是解释按照本 发明的第二实施例的区域增益的特性的例子的说明图。在图22中所示的图中，水平轴为 area_ave (发光量的区域平均值)，垂直轴为area_gain (区域增益)。 如图22中所示，当area_ave从0到1时，area—gain为1. 0。当area_ave变成至
少avel时，area—gain的值降低，当area_ave变成ave2时，area—gain的值达至lj 0。禾U用
按照这种方式确定的area—gain的值，计算用于计算增益的危险水平值risk'。 利用area—gain(从区域平均值得到的区域增益)确定的危险水平的值被称为
risk_new。 risk_new的值由下面的等式定义。 等式4 risk—new = (riskpeak' -risk)Xarea—gain+riskpeak' (9)
图23是解释按照本发明的第二实施例，利用区域增益确定的危险水平值的特性 的说明图。在图23中所示的图中，水平轴是area—ave(发光量的区域平均值)，垂直轴是 risk_neW(利用区域增益确定的危险水平值)。 如图23中所示，当area_ave从0至lj 1时，risk_new的值保持不变。当area_ave 变成至少avel时，risk_new的值降低，当area_ave变成ave2时，risk_new的值变成禾口 riskpeak'的值相同。 g卩，在area_ave的值较低的情况下，换句话说，在对于围绕具有峰值危险水平的 像素或像素组的区域来说，发光量的平均值较低的情况下，和risk的值相同的值被用于计 算增益。当area—ave的值变大时，从risk的值逐渐降低的值被用于计算增益。随后，当 area—ave的值至少变成规定值时，换句话说，在对于围绕具有峰值危险水平的像素或像素 组的区域来说，发光量的平均值较高的情况下，使用riskpeak'的值来计算增益。
哪个值riskpeak'或risk_neW将被用于risk'(用于计算增益的危险水平的 值)的选择是由risk的值和riskpeak'的值之间的关系确定的。risk'(用于计算增益 的危险水平)的值被表示成如下所示。
等式5 <formula>formula see original document page 30</formula>
risk' = riskpeak(risk《riskpeak' ) (10) 在本发明的第一实施例中说明了根据如等式(10)中所示表达的risk'的值，计 算系数的方法，并且由于根据risk'的值计算系数的方法相同，因此将省略详细说明。
确定按照区域平均值的值改变第二系数的第三系数，和用第二系数降低显示在具 有峰值危险水平的像素或像素组中的图像的亮度，使得能够抑制屏幕的烧屏，并且即使在 输入视频信号，以致整个屏幕显示明亮的平面图像的情况下，也能够避免具有峰值危险水 平的像素或像素组好像被烧屏。
第三实施例 在本发明的第一实施例和第二实施例中，说明了通过确定降低整个屏幕的亮度的 第一系数，和降低具有峰值危险水平的像素或像素组的亮度的第二系数，抑制屏幕上的烧 屏现象的显示设备。在本发明的第三实施例中，将说明一种显示设备，其中能够有选择地设 定是否利用第一系数和第二系数进行亮度的调节。 图24是表示按照本发明的第三实施例，进行亮度调节设置的屏幕的例子的说明 图。当用户对显示设备设备100进行指定操作(例如，遥控器发出显示设置屏幕的命令，按 下设置在显示设备100的主体中的按钮，等等)时，通过具有本发明的显示控制部分的功能 的控制单元104，图24中所示的屏幕被显示在面板158上。可以作为覆盖图显示在根据视 频信号显示的图像上的屏幕显示(0SD)的形式，显示图24中所示的屏幕，也可在不显示基 于视频信号的图像的情况下，独立显示图24中所示的屏幕。 当在图4中所示的屏幕上选择"自动亮度差调节"时，亮度调节的设置由三种选择 "强"、"弱"和"关闭"之一实现。如果选择了"强"，那么当进行亮度调节时，亮度的调节是利 用第一系数和第二系数完成的。如果选择了"弱"，那么当进行亮度调节时，亮度的调节是仅 仅利用第一系数完成的。如果选择了"关闭"，那么不进行信号电平校正单元128(和信号电 平校正单元228)的亮度调节。 具有本发明的设置切换部分的功能的控制单元104通过I/F单元114把设置通知 信号电平校正单元128 (和信号电平校正单元228)。信号电平校正单元128 (和信号电平校 正单元228)通过按照收到的设置，进行信号电平的校正，实现显示在面板158上的图像的 亮度的调节。 从而，在本发明的第三实施例中，能够按照用户的愿望，有选择地设定是否利用第 一和第二系数进行亮度的调节。显示设备100也能够按照用户选择的设置，确定是否进行 亮度的调节。 上面参考
了本发明的优选实施例，不过本发明显然并不局限于所给出的 例子。本领域的技术人员应明白根据设计要求和其它因素，可产生各种修改、组合、子组合 和变更，只要它们在附加的权利要求或其等同物的范围之内。 例如，在上面说明的实施例中，通过计算所有像素的危险水平创建危险水平图，关 于具有峰值危险水平的像素或像素组计算用于降低亮度的增益，不过本发明并不局限于该 例子。例如，也可通过仅仅关于屏幕上的指定区域计算危险水平，创建危险水平图，也可关 于屏幕上的多个区域独立地创建危险水平图。
权利要求
一种显示设备，它包括其中具有按照电流量发光的发光元件的多个像素被排列成矩阵形式的显示部分、按规定的扫描周期向像素供给选择将发光的像素的选择信号的扫描线和向像素供给视频信号的数据线，所述显示设备包括存储部分，所述存储部分保存和对应于显示部分中的多个位置的发光量有关、并且根据多帧的视频信号累积的数据；和亮度控制部分，所述亮度控制部分根据和发光量有关、并且保存在存储部分中的数据的峰值进行控制，以致供给显示部分的视频信号的最大亮度受到限制。
2. 按照权利要求1所述的显示设备，其中亮度控制部分包括发光量计算部分，所述发光量计算部分接受具有线性特性的视频信号作为输入，并计算每一个像素或每个包括多个像素的像素组的发光量，发光量参数计算部分，所述发光量参数计算部分根据由发光量计算部分计算的发光量，计算与每一个像素或每个像素组的发光量对应的发光量参数，峰值检测部分，所述峰值检测部分检测与所有的像素或像素组对应并且累积在存储部分中的发光量参数中的峰值，系数计算部分，所述系数计算部分根据峰值检测部分检测的峰值，计算调节亮度的系数，和系数乘法部分，所述系数乘法部分把视频信号乘以由系数计算部分计算的系数，并输出相乘后的视频信号。
3. 按照权利要求2所述的显示设备，其中系数计算部分至少计算限制最大亮度的第一系数，禾口限制具有峰值的所述一个像素或像素组的亮度的第二系数，以致具有峰值的所述一个像素或像素组的亮度小于另一像素的亮度。
4. 按照权利要求3所述的显示设备，其中系数乘法部分把输入到所有像素的视频信号乘以第一系数，把已乘以第一系数并把输入到具有峰值的所述一个像素或像素组的视频信号乘以第二系数。
5. 按照权利要求3所述的显示设备，其中系数乘法部分把输入到除具有峰值的所述一个像素或像素组外的所有像素的视频信号乘以第一系数，把输入到具有峰值的所述一个像素或像素组的视频信号乘以第二系数。
6. 按照权利要求2所述的显示设备，还包括切换是否使用由系数计算部分计算的系数的设置切换部分。
7. 按照权利要求6所述的显示设备，还包括显示控制部分，所述显示控制部分使供所述设置切换部分切换是否使用所述系数的屏幕被显示。
8. 按照权利要求3所述的显示设备，还包括切换是否使用由系数计算部分计算的第一系数和第二系数的设置切换部分。
9. 按照权利要求8所述的显示设备，还包括显示控制部分，所述显示控制部分使供所述设置切换部分切换是否使用所述第一系数和第二系数的屏幕被显示。
10. 按照权利要求2所述的显示设备，其中系数计算部分根据包含在围绕具有峰值的所述一个像素或像素组的指定区域中的像素的发光量的平均值，计算所述系数。
11. 按照权利要求l所述的显示设备，还包括把具有Y特性的视频信号转换成具有线性特性的视频信号的线性变换部分。
12. 按照权利要求l所述的显示设备，还包括转换来自系数乘法部分的具有线性特性的输出信号，以致所述输出信号具有Y特性的Y变换部分。
13. —种显示设备的驱动方法，所述显示设备包括其中具有按照电流量发光的发光元件的多个像素被排列成矩阵形式的显示部分、按规定的扫描周期向像素供给选择将发光的像素的选择信号的扫描线和向像素供给视频信号的数据线，所述驱动方法包括下述步骤保存和对应于显示部分中的多个位置的发光量有关、并且根据多帧的视频信号累积的数据；和根据保存的和发光量有关的数据的峰值进行控制，以致供给显示部分的视频信号的最大亮度受到限制。
14. 一种计算机程序，所述计算机程序使计算机实现显示设备的控制，所述显示设备包括其中具有按照电流量发光的发光元件的多个像素被排列成矩阵形式的显示部分、按规定的扫描周期向像素供给选择将发光的像素的选择信号的扫描线和向像素供给视频信号的数据线，所述计算机程序包括下述步骤保存和对应于显示部分中的多个位置的发光量有关、并且根据多帧的视频信号累积的数据；和根据保存的和发光量有关的数据的峰值进行控制，以致供给显示部分的视频信号的最大亮度受到限制。
全文摘要
提供一种显示设备，它包括根据具有线性特性的视频信号，计算发光量的发光量计算部分，根据计算的发光量，计算与一个像素或包含多个像素的像素组的发光量对应的发光量参数的发光量参数计算部分，与所述一个像素或像素组关联地累积发光量参数的发光量参数累积部分，检测与全部的所述像素或像素组对应的累积发光量参数中的峰值的峰值检测部分，根据检测的峰值计算调节亮度的系数的系数计算部分，和把视频信号乘以计算的系数，并输出相乘后的视频信号的系数乘法部分。
文档编号G09G3/30GK101711404SQ20088001927
公开日2010年5月19日 申请日期2008年6月2日 优先权日2007年6月8日
发明者井上泰夫, 伊东真博, 大角东洋, 森秀人, 目黑刚也, 菊地健, 设乐英彦, 齐藤荣一 申请人:索尼株式会社