显示装置、控制光检测操作的方法

专利名称：显示装置、控制光检测操作的方法
技术领域：
本发明涉及一种在像素电路中使用自发光器件(例如，有机电致发光器件(有机 EL器件))的显示装置以及一种用于控制在像素电路中提供的光检测部件的光检测操作的 方法。
背景技术：
在有源矩阵型的显示装置(其中有机电致发光(EL 电致发光)发光元件被用作 像素)中，通过有源器件(通常是在每个像素电路中提供的薄膜晶体管(TFT))来控制流入 每个像素电路中的发光元件的电流。由于有机EL器件是电流发光元件，因此通过控制流入 EL器件的电流量来获得显色(colordevelopment)的灰度。具体地，在包括有机EL器件的像素电路中，将对应于所施加的信号值电压的电流 提供给有机EL器件，以便执行根据该信号值的灰度(gradation)的发光。在使用自发光器件的显示装置(例如使用如上所述的有机EL器件的显示装置) 中，重要的是，抵消(cancel)像素间的发光亮度的散射(dispersion)，以便消除屏幕上显 现的不均勻性。在像素间的发光亮度的散射也出现在面板制造时的初始状态下时，该散射由时间 相关的变化造成。有机EL器件的发光效率随着时间的流逝而下降。具体地，即使相同电流流动时， 发射的光亮度也随着时间的流逝而一起下降。结果，屏幕燃烧(screen burn)，如果在黑背景上显示白WINDOW图案并且随后全 屏显示白色(例如图17A所示)，则显示WINDOW图案所在的部分处的亮度下降。应对上面所述情形的措施被公开在JP-T-2007-501953或JP-T-2008-518263 (下 文中分别是指专利文献1和2)。具体地，专利文献1公开了一种在每个像素电路中布置光 传感器并且将光传感器的检测值反馈回系统以校正发射光亮度的装置。专利文献2公开了 一种将检测值从光传感器反馈回系统以执行发射光亮度的校正的装置。

发明内容
本发明提供了一种用于在像素电路中检测来自像素电路的发光元件的光的光检 测部件。该显示装置被假设为其中根据光检测部件检测到的光量信息来校正信号值，以防 止如上所述的那种屏幕燃烧。本发明还提供了一种能够高精确度地进行检测的光检测部 件。根据本发明的实施例，提供了一种显示装置，包括多个像素电路、发光驱动部件、 光检测部件、校正信息生成部件和初始化控制部件。多个像素电路在多条信号线和多条扫 描线彼此交叉的位置处以矩阵布置，并且每个像素电路包括发光元件。发光驱动部件被适 配成将信号值施加到每个所述像素电路，以便发射对应于该信号值的灰度的光。光检测部 件包括用于检测来自每个所述像素电路的所述发光元件的光的光传感器，并且具有形成于其中的检测信号输出电路，该检测信号输出电路用于将所述光传感器的光检测信息输出到 光检测线。校正信息生成部件被适配成检测输出到所述光检测线的光检测信息，并且将用 于校正与检测的结果对应的信号值的信息提供给所述发光驱动部件。初始化控制部件被适 配成在所述光检测部件不进行光检测操作的期间内将所述检测信号输出电路的所有节点 设置为相同电势。根据本发明的另一实施例，提供了一种用于显示装置的光检测操作的控制方法。所述显示装置包括多个像素电路、发光驱动部件、光检测部件、校正信息生成部件和初始化 控制部件。多个像素电路在多条信号线和多条扫描线彼此交叉的位置处以矩阵布置，并且 每个像素电路包括发光元件。发光驱动部件被适配成将信号值施加到每个所述像素电路， 以便发射对应于该信号值的灰度的光。光检测部件包括用于检测来自每个所述像素电路的 所述发光元件的光的光传感器，并且具有形成于其中的检测信号输出电路，该检测信号输 出电路用于将所述光传感器的光检测信息输出到光检测线。校正信息生成部件被适配成检 测输出到所述光检测线的光检测信息，并且将用于校正与检测的结果对应的信号值的信息 提供给所述发光驱动部件。所述控制方法包括步骤在所述光检测部件不进行光检测操作 的期间内将所述检测信号输出电路的所有节点设置为相同电势。在显示装置和用于光检测操作的控制方法中，能够在光检测部件不进行光检测操 作的期间内防止电压被施加到组成光检测部件的检测信号输出电路的一个或多个晶体管 以及光传感器。利用显示装置和用于光检测操作的控制方法，在光检测部件不进行光检测操作的 期间内，光检测部件的检测信号输出电路的所有节点被设置为相同电势。因此，可以防止电 压被施加到组成光检测部件的检测信号输出电路的一个或多个晶体管以及光传感器。因 此，在不进行光检测的期间内，可以防止一个或多个晶体管以及光检测元件的电气特性发 生变化。从而，在光检测操作时，能够检测光检测信息并且有规律地进行反馈用以信号值的 校正，因此可以获得没有屏幕燃烧的均勻画面质量。本发明的上面和其它目的、特征和优点将从结合附图的下面描述以及所附权利要 求中变得明显，附图中相同部分或元件用相同的附图标记指代。


图1是示出根据本发明实施例的显示装置的方框图；图2是示出图1的显示装置中的光检测部件的布置的实例的概略视图；图3是示出根据本发明实施例的像素电路和光检测部件的电路图；图4A、图4B、图5A和图5B是图示根据本发明实施例的光检测部件的光检测操作 期间的概略视图；图6是图示根据本发明实施例的光检测部件在光检测时的操作的波形图；图7到图9是图示根据本发明实施例的光检测部件在光检测时的操作的等效电路 图；图10是图示图2的像素电路和光检测部件的初始化状态的电路图；图11是图示用于形成图10中图示的初始化状态的操作的等效电路图；图12是图示用于形成图10中图示的初始化状态的操作控制的波形图13是图示图2的光检测部件的操作的另一实例的波形图；图14是示出根据本发明另一实施例的像素电路和光检测部件的电路图；图15是示出本发明过程中所考虑的配置的电路图；图16是图示图15的电路的操作的波形图；和图17A和图17B是图示校正相对于屏幕燃烧的示意图。
具体实施例方式下文中，本发明的实施例以下列顺序进行描述[1.显示装置的配置][2.本发明过程中所考虑的配置][3.本实施例的电路配置][4.光检测操作期间][5.光检测操作和初始化操作1[6.变形例][1.显示装置的配置]图1中示出了根据本发明实施例的有机EL显示装置的配置。该有机EL显示装置包括多个像素电路10，每个像素电路10包括有机EL器件作为 用于根据有源矩阵方法执行发光驱动的发光元件。参考图1，有机EL显示装置包括像素阵列20，其中大量像素电路10在行方向和列 方向上以矩阵(即m行Xn列)布置。将要注意，每个像素电路10用作R(红)、G(绿)和 B (蓝)发光像素之一，并且通过按照预定的规则布置各个颜色的像素电路10来配置彩色显
示装置。作为用于驱动像素电路10发光的组件，提供水平选择器11和写扫描器12。信号线DTL(具体地，DTL1、DTL2、…)布置在像素阵列20上的列方向上，该信号 线DTL由水平选择器11选择，该水平选择器11用于根据亮度信号的信号值(即灰度值) 将电压作为显示数据提供给像素电路10。信号线DTL1、DTL2、…的数量等于在像素阵列20 上以矩阵布置的像素电路10的列数。而且，在像素阵列20上，写控制线WSL(即WSL1、WSL2、…)布置在行方向上。写 控制线WSL的数量等于在像素阵列20的行方向上以矩阵布置的像素电路10的行数。写控制线WSL(即WSL1、WSL2、…)由写扫描器12驱动。写扫描器12将扫描脉冲 WS顺序地提供给以行布置的写控制线WSL1、WSL2、…，以便以行为单位线顺序地扫描像素 电路10。桉照通过写扫描器12的线顺序扫描的时序关系，水平诛择器11将信号值电势 Vsig作为到像素电路10的输入信号提供给布置在列方向上的信号线DTL1、DTL2、…。光检测部件30被提供为对应于每个像素电路10。光检测部件30包括在其内部的 光传感器以及包括该光传感器的检测信号输出电路。光检测部件30输出相应像素电路10 的发光元件的发射光量的检测信息。而且，提供了用于控制光检测部件30的操作的检测操作控制部件21。控制线 TLa(即，TLaU TLa2、…)和控制线TLb (即，TLbl、TLb2、…)从检测操作控制部件21延伸到光检测部件30。
尽管下文中描述了光检测部件30的检测信号输出电路的配置，但是控制线TLa所 起的作用是将用于光检测部件30中的第一开关晶体管T3的导通/截止控制的控制脉冲 PT3提供给第一开关晶体管Τ3。同时，控制线TLb所起的作用是将用于光检测部件30中的 第二开关晶体管Τ4的导通/截止控制的控制脉冲ρΤ4提供给第二开关晶体管Τ4。而且，光检测线DTEL (即DETLl、DETL2、…)对于光检测部件30例如被布置在列 方向上。光检测线DETL被用作用于将电压作为光检测部件30的检测信息进行输出的线。光检测线DETL(即DETL1、DETL2、…)连接到光检测驱动器22。光检测驱动器22 执行关于光检测线DETL的电压检测，以便检测光检测部件30的光量检测信息。光检测驱动器22将光检测部件20的关于像素电路10的光量检测信息施加到水 平选择器11中的信号值校正部件11a。信号值校正部件Ila基于所述光量检测信息来判定像素电路10中的有机EL器件 的发光效率的劣化程度，并且根据判定的结果执行要被施加到像素电路10的信号值Vsig 的校正处理。有机EL器件的发光效率随着时间流逝而劣化。具体地，即使提供相同的电流，发 光亮度也随着时间流逝而降低。因此，在根据本实施例的显示装置中，检测每个像素电路10 的发射光量，并且根据检测结果来判定发光亮度的劣化。然后，响应于劣化的程度而校正信 号值Vsig自身。例如，在将要施加信号值Vsig(作为某一电压值VI)的情况下，进行校正 使得基于发光亮度的劣化的程度而确定的校正值α被设置并且施加作为电压值Vl+α的 信号值Vsig。通过将如刚刚所述的方式检测的每个像素电路10的发光亮度的劣化反馈回信号 值Vsig，来补偿所述劣化，从而降低了屏幕燃烧。具体地，例如，在其中屏幕燃烧如图17A中所见发生的情形中，屏幕燃烧如图17B 中所见得以降低。将要注意，尽管图1中未示出，但是，用于经其提供所需的操作电源电压的电源线 和用于经其提供参考电势的参考电势线连接到像素电路10和光检测部件30，它们示于图3 中。检测操作控制部件21使用控制信号pSW还来执行对电源线、参考电势线等等的电 势到光检测部件30的切换控制。顺便提及，尽管对于每个像素电路10提供单个光检测部件30，但是不必对于每个 像素电路10提供一个光检测电路30。换句话说，可以应用另一种配置，其中一个光检测部件30对于多个像素电路10进 行光检测，例如，类似图2中所示的配置，其中对于四个像素电路布置一个光检测部件30。 例如，可以考虑以下技术，即，其中在按顺序依次驱动像素电路10a、10b、10c和IOd发光的 同时，执行关于图2中所示的四个像素电路10a、10b、10c和IOd的光检测，通过在像素电路 10a、10b、10c和IOd中的中央位置放置的光检测部件30a来依次执行光检测。或者可以采 取另一种技术，即，在同时驱动多个像素电路10发光的同时，以像素块(例如包括像素电路 10a、10b、IOc和IOd)为单位检测光量。[2.本发明过程中考虑的配置]
这里，在描述本发明的实施例的电路配置和操作之前，描述本发明过程中已考虑 的光检测部件，以便于理解本实施例。图15示出了为减少屏幕燃烧而设计的像素电路10和光检测部件100。参考图3，像素电路10包括驱动晶体管Td、取样晶体管Ts、保持电容器Cs和有机 EL元件1。下文更详细地描述具有所述配置的像素电路10。为了补偿像素电路10的有机EL元件1的发光效率的下降，光检测部件10被提供 为包括光检测元件或光传感器Sl和开关晶体管Tl，所述开关晶体管Tl介于固定电源电压 Vcc与光检测线DETL之间。在该实例中，例如，光传感器Sl以光电二极管的形式提供与来自有机EL元件1的 发射光量对应的漏电流。通常，当二极管检测到光时，其电流增加。而且，电流的增加量根据入射到二极管的光量而变化。具体地，如果光量较大，则电流的增加量较大，如果光量较小，则电流的增加
量较小。如果造成开关晶体管Tl导通，则流经光检测器Sl的电流流入光检测线DETL。连接到光检测线DETL的外部驱动器101检测从光传感器Sl提供给光检测线DETL 的电流量。外部驱动器101检测到的电流值被转换为检测信息信号并且被提供给水平选择 器11。水平选择器11根据检测信息信号判定检测电流值是否对应于提供给像素电路10的 信号值Vsig。如果有机EL元件1的发射光的亮度表示降低的电平，则检测电流量表示减少 的级别。在该实例中，信号值Vsig被校正。图16中图示了光检测操作波形。这里，光检测部件100将检测电流输出到外部驱 动器101的期间被确定为一帧。在图16中图示的信号写期间内，像素电路10中的取样晶体管Ts利用扫描脉冲WS 展示导通状态，并且从水平选择器11施加到信号线DTL的信号值Vsig被输入到像素电路 10。信号值Vsig被输入到驱动晶体管Td的栅极并且被保留给保持电容器Cs。因此，驱动 晶体管Td将对应于其栅极-源极电压的电流提供给有机EL元件1，从而有机EL元件1发 光。例如，如果在当前帧内对于白显示而提供信号值Vsig，则有机EL元件1在当前帧内发 射白电平的光。在其中发射白电平的光的帧内，利用控制脉冲pTl造成光检测部件100中的开关 晶体管Tl导通。因此，接收有机EL元件1的光的光传感器Sl的电流的变化反映在光检测 线 DETL ± ο例如，如果流经光传感器Sl的电流量等于应当最初发射的光量并且如图16中实 线所示，则如果发射光量由于有机EL元件1的劣化而减少，则这如图16中的虚线所示的那样。由于与发射光的亮度的劣化对应的电流变化出现在光检测线DETL上，因此外部 驱动器101可以检测该电流量并且获得劣化程度的信息。然后，该信息被反馈回水平选择 器11以校正信号值Vsig，从而进行对亮度劣化的补偿。因此，可以减少屏幕燃烧。然而，如上所述的这种光检测系统会引起下列不足。具体地，光传感器Sl接收有机EL元件1的发射光并且增加其电流。对于作为光传感器Sl的二极管，优选地使用展示大电流变化(即，施加的负值电压近似为零)的其截 止区。这是因为可以相对精确地检测到电流变化。然而，即使这时的电流值表示增加，由于它相对于导通电流非常小，如果试图高精 确度地检测亮度变化，则可能需要一段长时间来对光检测线DETL的寄生电容充电。例如， 难以在一帧内高精确度地检测电流变化。作为一种应对措施，可能的思路是增加光传感器Sl的尺寸以增加电流量。然而， 随着尺寸增加，光检测部件100在像素阵列20中占据的面积的比例会增加。在本实施例中，考虑了上面的因素而提供能够高精确度地检测光的光检测部件 30。最后，采用一种应对措施来使得即使光传感器Sl的尺寸没有增加并且此外在每 个光检测部件30不进行检测操作的期间内防止光传感器Sl和晶体管的特性变化，也能够 将适当的光量信息输出到光检测线DETL。[3.本实施例的电路配置]图10中示出了图1中所示的实施例的像素电路10和光检测部件30的配置。参考图10，所示的像素电路10包括形式为η-沟道TFT的取样晶体管Ts、保持电 容器Cs、形式为ρ-沟道TFT的驱动晶体管Td和有机EL元件1。如图1所见，像素电路10被布置在信号线DTL和写控制线WSL之间的交叉点处。 信号线DTL连接到取样晶体管Ts的漏极，以及写控制线WSL连接到取样晶体管Ts的栅极。驱动晶体管Td和有机EL元件1串联于电源电压Vcc与阴极电势Vcat之间。取样晶体管Ts和保持电容器Cs连接到驱动晶体管Td的栅极。驱动晶体管Td的 栅极-源极电压表示为Vgs。在本像素电路10中，当水平选择器11将与亮度信号对应的信号值施加到信号线 DTL时，如果写扫描器12将写控制线WSL的扫描脉冲WS置于H电平，则造成取样晶体管Ts 导通，并且信号值被写入保持电容器Cs。在保持电容器Cs中写入的信号值电势变成驱动晶 体管Td的栅极电势。如果写扫描器12将写控制线WSL的扫描脉冲WS置于L电平，则尽管信号线DTL 和驱动晶体管Td彼此断开电连接，驱动晶体管Td的栅极电势仍由保持电容器Cs稳定地保持。然后，驱动电流Ids流入驱动晶体管Td和有机EL元件1，从而从电源电压Vcc被 导引为地电势。这时，驱动电流Ids展示与驱动晶体管Td的栅极_源极电压Vgs对应的值，并且 有机EL元件1利用与电流值对应的亮度发光。简言之，在像素电路10中，将信号值电势从信号线DTL写入到保持电容器Cs以改 变驱动晶体管Td的栅极施加电压，从而控制流入有机EL元件1的电流值，以获得显色的灰度。由于形式为ρ-沟道TFT的驱动晶体管Td被设计成使得其在源极处连接到电源电 压Vcc从而驱动晶体管Td在其饱和区内正常地操作，所以驱动晶体管Td用作恒流源，其具 有通过下列表达式(1)给出的值Ids = (1/2) · μ · (ff/L) .Cox · (Vgs-Vth)2 (1)其中，Ids 是在其饱和区中操作的晶体管的漏极与源极之间流动的电流，μ是迁移率，W是沟道宽度，L是沟道长度，Cox 是栅极电容，Vth是驱动晶体管Td的阈值电压。从上面的表达式(1)明显地得出，在饱和区内，驱动晶体管Td的漏极电流Ids由 栅极_源极电压Vgs控制。由于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs保持为固定的，因此 驱动晶体管Td操作为恒流源，并且可以促使有机EL元件1以固定的亮度发光。通常，有机EL元件1的电流-电压特性随时间逝去而劣化。因此，在像素电路10 中，与有机EL元件1的时间相关变化一起，驱动晶体管Td的漏极电压发生变化。然而，由 于驱动晶体管Td的栅极-源极电压Vgs在像素电路10中被固定，因此固定的电流量流入 有机EL元件1，并且发射光亮度不发生变化。简言之，可以预料稳定的灰度控制。
然而，随着时间流逝，不仅有机EL元件1的驱动电压劣化，而且有机EL元件1的 发光效率也劣化。换句话说，即使相同的电流被提供给有机EL元件1，有机EL元件1的发 射光亮度也随着时间一起下降。结果，这种屏幕燃烧出现。因此，提供光检测部件30，从而执行与发射光亮度的劣化对应的校正或补偿。检测信号输出电路(作为本实施例中的光检测部件30)包括光传感器Si、电容器 Cl、检测信号输出晶体管T5 (其形式为η-沟道TFT)、以及如图3中所见的第一开关晶体管 Τ3、第二开关晶体管Τ4、晶体管Τ6。光传感器Sl连接于电源线VLl与检测信号输出晶体管Τ5的栅极之间。尽管通常可以使用PIN 二极管或者非晶硅元件来制造光传感器Si，但是对于光传 感器Sl可以使用任何元件，只要其中流动的电流量随光而变化。在本实施例中，光传感器 Sl例如由二极管连接的晶体管形成。光传感器Sl被布置成检测从有机EL元件1发射的光。光传感器Sl的电流响应 于检测光量而增加或较少。具体地，如果有机EL元件1的发射光量大，则电流增加量大，但 是如果有机EL元件1的发射光量小，则电流增加量小。电容器Cl连接于电源线VLl与检测信号输出晶体管Τ5的栅极之间。检测信号输出晶体管Τ5在其漏极处连接到电源线VLl且在其源极处连接到开关 晶体管Τ3。开关晶体管Τ3连接于检测信号输出晶体管Τ5的源极与光检测线DETL之间。开 关晶体管Τ3在其栅极处连接到控制线TLa，因此它响应于图1中所示的检测操作控制部件 21的控制脉冲pT3而导通/截止。当开关晶体管Τ3导通时，检测信号输出晶体管Τ5的源 极电势被输出到光检测线DETL。晶体管Τ6具有二极管连接的形式并且连接于检测信号输出晶体管Τ5的源极与阴 极电势Vcat之间。开关晶体管Τ4在其源极和漏极处连接在参考电势线VL2和输出晶体管Τ5的栅极 之间。开关晶体管Τ4利用从控制线TLb提供到其栅极的控制脉冲ρΤ4而导通/截止。当 开关晶体管Τ4导通时，参考电势线VL2被输入到开关晶体管Τ5的栅极。光检测驱动器22包括电压检测部件22a，用于检测每条光检测线DETL的电势。电 压检测部件22a检测从光检测部件30输出的检测信号电压并且将该检测信号电压作为有 机EL元件1的发射光量信息(即，作为有机EL元件1的亮度劣化的信息)提供给上面参 考图1描述的水平选择器11，具体地提供给信号值校正部件11a。
对于电源线VLl，电源电压Vcc和阴极电势Vcat通过开关SWl来选择性地提供。同时，对于参考电势线VL2，参考电压Vini和阴极电势Vcat通过开关SW2来选择 性地提供。而且，对于光检测线DETL，当开关SW3导通时提供阴极电势Vcat0
三个开关SW1、SW2和SW3分别由来自检测操作控制部件21的控制信号pSWl、pSW2 和pSW3控制进行切换。将要注意，尽管电源线VLl的电势由开关SWl在电源电压Vcc与阴极电势Vcat之 间进行切换(作为用于解释的实例)，但是通过开关SWl的电源线VLl的电势切换实际上可 以通过检测操作控制部件21的内部处理来进行。具体地，检测操作控制部件21可被配置 成响应于一个期间将电源电压Vcc和阴极电势Vcat提供给电源线VLl。这也类似地应用于 对参考电势线VL2的电势切换，即，开关SW2的操作。[4.光检测操作期间]在通过此上参考图3描述的光检测部件30执行检测像素电路10的有机EL元件1 的发射光量的光检测操作的同时，此处描述光检测部件30的光检测操作的执行期间等等。图4A图示了在通常图像显示之后执行的光检测操作。将要注意，下文中使用的术 语“通常图像显示”是指其中基于提供给显示装置的图像信号的信号值Vsig被提供给每个 像素电路10以执行一般动态图像或静止图像的图像显示的状态。假设，在图4A中，在时间t0，接通到显示装置的电源。此处，在时间tl执行接通电源时的各种初始化操作，并且在时间tl开始通常图像显不。在本实例的情况中，光检测部件30在到设备的电源变得可用之后在开始通常图 像显示之前的期间内进行此后描述的初始化。初始化是指将光检测部件30中的所有节点 设置为相同电势(在本实例中，为阴极电势Vcat)的操作。然后，在时间tl之后，视频图像帧F1、F2、…的显示被执行为通常图像显示。在 这个期间中，光检测部件30保持初始化状态。在时间t2，通常图像显示结束。这对应于以下的情况例如，进行对电源的断开操作。在图4A的实例中，光检测部件30在时间t2之后进行光检测操作。在该实例中，对于一条线的像素(例如在一帧的期间内)进行光检测操作。例如，当开始光检测操作时，水平选择器11促使像素电路10在第一帧Fa内进行 以下显示以白显示来显示第一线，如图IlB所见。简言之，信号值Vsig被施加到像素电路 10，从而在所有其它像素电路10进行黑显示的同时，第一线中的像素电路10进行白显示， 艮口，高亮度灰度显示。在帧Fa的期间内，对应于第一线中的像素的光检测部件30检测相应像素的发射 光量。光检测驱动器22进行列的光检测线DETL的电压检测，以获得第一线中的像素的发 射光亮度信息。然后，将发射光亮度信息反馈回水平选择器11。在下一帧Fb中，水平选择器11促使像素电路11执行如下显示在第二线中执行 白显示，如图4B所见。换句话说，水平选择器11促使第二线中的像素电路10来执行白显 示，即，高亮度灰度显示，但是促使所有其它像素电路10进行黑色显示。
在帧Fb的期间内，对应于第二线中的像素的光检测部件30检测相应像素的发射 光量。光检测驱动器22进行列的光检测线DETL的电压检测，以获得第二线中的像素的发 射光亮度信息。然后，将发射光亮度信息反馈回水平选择器11。重复如上所述的这种操作顺序，直到最后线。在其中最后线的像素的发射光亮度 信息被检测到并且被反馈回水平选择器11的阶段，光检测操作结束。水平选择器11基于像素的发射光亮度信息来执行信号值校正处理。当上述的光检测操作在时间t3完成时，执行例如切断到显示装置的电源的必需处理。将要注意，在于针对每一线的光检测操作中选择对应于线中的像素的光检测部件 30的同时，使用检测操作控制部件21的控制脉冲pT3来执行选择。具体地，由于在对应于相关线的像素的光检测部件30中导通了开关晶体管Τ3，因 此其它线上的光检测部件30的信息未被输出到光检测线DETL，因此可以执行相关线的像 素的光量检测。图5Α图示了在通常图像显示的执行期间在某一时间段中执行的光检测操作。假设，例如，在时间tlO开始通常图像显示。在开始通常图像显示之后，在一帧的 期间内对于一条线进行光检测部件30的光检测操作。换句话说，执行与在图4A的从时间 t2到时间t3的期间内执行的检测操作类似的检测操作。然而，每个像素电路10的显示是 通常情况下的图像显示，而不是对于如在图4B中的光检测操作的显示。在完成对第一线到最后线的光检测操作之后，在时间til执行光检测操作30的初 始化。之后，维持初始化状态预定时间期间。在每一预定期间之后进行光检测操作，并且如果假设检测操作期间的定时到达某 一时间tl2，则类似地进行从第一线到最后线的光检测操作。然后，在完成光检测操作之后， 在时间tl3进行光检测操作30的初始化。之后，维持初始化状态预定时间期间。例如，在通常图像显示的执行期间，可在预定期间并行地进行光检测操作。图5B图示了当电源接通时执行的光检测操作。假设在时间t20接通到显示装置的电源。此处，刚好在当电源变得可用时进行各 种初始化操作(例如启动)之后，从时间t21进行光检测操作。具体地，进行与在从图4A 的时间t2到时间t3的期间内执行的操作类似的检测操作。而且，每个像素电路10进行对 光检测操作的显示，以对于每一帧通过白显示而显示一条线，如图4B所示。在完成对第一线到最后线的光检测操作之后，水平选择器11促使像素电路10在 时间t22开始通常图像显示。在时间tl3进行光检测部件30的初始化。之后，维持初始化 状态预定时间期间。例如，如果在通常图像显示达到结束之后进行光检测操作，在通常图像显示的执 行期间，在开始通常图像显示之前或者在如上所述的某一其它定时并且随后进行基于检测 的信号值校正处理，可以应对发射光亮度的劣化。将要注意，例如，可以在通常图像显示结束之后和在通常图像显示开始之前的两 个定时执行光检测操作。在通常图像显示结束之后和在通常图像显示开始之前的两个定时或一个定时进 行光检测操作的情况下，由于可以执行针对图4B中所示的光检测操作的这种显示，因此有利的是，如在白显示的情况下，使用高灰度的发射光可以进行检测。而且，可能的是，执行任 意灰度的显示以便检测每个灰度的劣化的程度。另一方面，在执行通常图像显示期间进行光检测操作的情况下，由于实际正被显 示的图像的实质是不确定的，因此不能指定一个灰度来进行光检测操作。因此，必须将检测 值判定为考虑发射光灰度而确定的值，即，随后被施加到检测目标的像素的信号值Vsig，并 且必须进行信号值校正处理。将要注意，由于在通常图像显示的执行期间可以重复地进行 光检测操作和校正处理，因此有利的是，可以基本正常地应对有机EL元件1的亮度劣化。[5.光检测操作和初始化操作]描述了光检测部件30的光检测操作和初始化操作。首先，参考图6到图9来描述光检测操作。假设，例如，在通常图像显示结束之后(如图4A所见)进行光检测操作。图6图示了光检测操作时的操作波形。具体地，图6图示了写扫描器12的扫描脉冲WS、检测操作控制部件21的控制脉冲 pT4和ρΤ3、检测信号输出晶体管Τ5的栅极电压和光检测线DETL上出现的电压。如此上参考图4Α和图4Β所述，在光检测操作时，一条线上的像素电路10被驱动 来在一帧期间内执行白光发射，并且通过与像素电路10对应的光检测部件30来进行发射 光量检测。图6图示了到被选择为检测目标的一个像素电路10的扫描脉冲WS的波形以及 与像素电路10对应的光检测部件30的操作波形。在光检测部件30中，首先作为检测准备期间，将控制脉冲ρΤ4和ρΤ3设置为H电 平以分别导通开关晶体管Τ4和Τ3。图7中图示了这时的状态。将要注意，当开始检测准备期间时，使用来自检测操作控制部件21的控制信号 pSWl、pSW2和pSW3以如图7所见的方式分别控制开关SW1、SW2和SW3。具体地，电源线VLl 被设置为电源电压Vcc，参考电势线VL2被设置为参考电压Vini。而且，光检测线DETL与 阴极电势Vcat断开连接。当开关晶体管T4导通时，参考电势Vini被输入到检测信号输出晶体管T5的栅 极。参考电势Vini被设置为导通检测信号输出晶体管T5和晶体管T6的电平。具体 地，参考电势Vini大于检测信号输出晶体管T5的阈值电压VthT5、晶体管T6的阈值电压 VthT6和阴极电势Vcat之和，S卩，VthT5+VthT6+Vcat。因此，由于电流Iini如图中所见流 动并且开关晶体管T3也导通，因此电势Vx被输出到光检测线DETL。在检测准备期间内，如图6中所见得到检测信号输出晶体管T5的栅极电势=Vini 以及光检测线DETL的电势=Vx。为了一帧期间内的显示，在像素电路10中进行信号写。具体地，在图6的信号写 期间内，写扫描器12将目标线的像素电路10的扫描脉冲WS设置为H电平，以造成取样晶 体管Ts导通。这时，水平选择器11将白显示的灰度的信号值Vsig提供给信号线DTL。因 此，在像素电路10中，有机EL元件1发射白灰度的光。这时的状态如图8中所示。这时，光传感器Sl接收从有机EL元件1发射的光，并且其漏电流变化。然而，由于 开关晶体管T4处于导通状态，因此检测信号输出晶体管T5的栅极电压保持参考电势Vini。在信号写结束之后，写扫描器12将扫描脉冲WS设置为L电平以截止取样晶体管Ts0同时，检测操作控制部件21将控制脉冲pT4设置为L电平以截止开关晶体管Τ4。 该状态如图9所示。当开关晶体 管Τ4截止时，光传感器Sl接收从有机EL元件1发射的光，并且将来 自电源电压Vcc的漏电流提供给检测信号输出晶体管Τ5的栅极。通过这一操作，检测信号输出晶体管Τ5的栅极电压从参考电势Vini逐渐增加，如 图6所见，并且与此一起，光检测线DETL的电势也从电势Vx增加。光检测线DETL的这种 电势变化由电压检测部件201a检测。检测到的电势对应于有机EL元件1的发射光量。换 句话说，如果像素电路10执行特定灰度显示(例如白显示)，则检测到的电势表示有机EL 元件1的劣化的程度。例如，图6中实线表示的光检测线DETL的电势差表示当有机EL元 件1根本没有劣化时的电势差，而图6中虚线表示的电势差表示当有机EL元件1遭到劣化 时的电势差。将要注意，由于随着光传感器Sl接收到的光量增加，流经光传感器Sl的电流量增 力口，因此高灰度显示(例如白显示)上的检测电压高于低灰度显示上的电压。换句话说，高 灰度显示更有利于精确检测。在一段固定时间期间逝去之后，检测操作控制部件21将控制脉冲pT3设置为L电 平以截止开关晶体管Τ3，从而结束检测操作。以如上所述的那种方式执行例如在一帧内关于相关线中的像素电路10的检测。光检测部件200的检测信号输出电路具有源跟随器(source-follower)电路的配 置，并且如果检测信号输出晶体管T5的栅极电压变化，则从检测信号输出晶体管T5的源极 输出该变化。换句话说，检测信号输出晶体管T5的栅极电压由于光传感器Sl的漏电流的 变化引起的变化从检测信号输出晶体管T5的源极输出到光检测线DETL。同时，检测信号输出晶体管T5的栅极_源极电压Vgs被设置为高于检测信号输出 晶体管T5的阈值电压Vth。因此，从检测信号输出晶体管T5输出的电流值比此上参考图 15所述的电路配置的电流值高得多，并且即使光传感器Sl的电流值低，由于它通过检测信 号输出晶体管T5，因此发射光量的检测信息可被输出到光检测驱动器22。此处，研究了组成光检测部件30的检测信号输出电路的光传感器Sl以及晶体管 T3、T4、T5 和 Τ6。通常，晶体管的阈值电压和迁移率响应于向其施加的电压、对其入射的光等等而 变化。具体地，如果晶体管处于导通状态，则其阈值电压在正方向上移动，但是如果晶体管 处于截止状态，则其阈值电压在负方向上移动。因此，输出到外部光检测驱动器22的电压有时响应于组成用于进行光检测和反 馈的光检测部件30的晶体管的阈值电压或迁移率的变化而不同。换句话说，即使有机EL 元件1的发射光亮度相等，也可以输出不同的电压，导致相对于屏幕燃烧进行错误的校正。而且，如图4Α、4Β、5Α和5Β所示，在通常图像显示结束之后或者在通常图像显示开 始之前或者此外在通常图像显示执行期间，在预定的期间内进行光检测操作。在该实例中， 光传感器Sl处于截止状态的期间在通常图像显示执行期间(在该期间有机EL元件1发光) 变得非常长。结果，晶体管的阈值电压或迁移率很可能变化，并且即使有机EL元件1的发 射光亮度相等也可能输出不同的电压、从而导致相对于屏幕燃烧执行错误校正的可能性变得更高。因此，在本实施例中，在不执行光检测操作的期间内，进行将光检测部件30的检 测信号输出电路的所有节点设置为相同电势的初始化。换句话说，在此上参考图4A、图4B、图5A和图5B所述不执行光检测操作的期间 内，执行将所有节点设置为相同电势的初始化。处于初始化状态的像素电路10和光检测部件30如图10所示。参考图10，一旦初始化，分别通过来自检测操作控制部件21的控制信号pSWl、 PSW2和pSW3，如图10所示地控制开关SW1、SW2和SW3。具体地，电源线VLl被设置为阴极 电势Vcat，参考电势线VL2被设置为阴极电势Vcat0而且光检测线DETL被设置为阴极电 势 Vcat0在光检测部件30中，检测信号输出晶体管T5的栅极节点和源极节点以及开关晶 体管T3和T4的栅极节点都被设置为阴极电势Vcat，如图10所示。这是以下一种状态，即， 其中光检测部件30的检测信号输出电路的所有节点被初始化为阴 极电势Vcat。将要注意，阴极电势Vcat是一个电势实例。至少，对于所有节点必须具有相同的 电势。为了实现如上所述的初始化状态，检测操作控制部件21在此上参考图4A、图4B、 图5A和图5B所述的初始化时进行图12所示的控制。具体地，参考图12，使用控制信号pSW3将开关SW3接通以便将光检测线DETL设置 为阴极电势Vcat。将要注意，例如将控制信号pSW3施加到形成开关SW3的晶体管的栅极， 而阴极电势Vcat被设置为截止电势作为该晶体管的栅极电势，因此开关SW3的栅极、漏极 和源极都展现阴极电势Vcat。而且，尽管未示出，但是检测操作控制部件21以如上所述的那种方式控制开关 Sffl和SW2，以便将电源线VLl设置为阴极电势Vcat，并且将参考电势线VL2设置为阴极电 势 Vcat。然后，控制脉冲pT4和ρΤ3被设置为H电平以分别导通开关晶体管Τ4和Τ3。这种 状态下的光检测部件30如图11所示。参考图11，当开关晶体管Τ3导通时，施加到光检测线DETL的阴极电势Vcat被输 入到检测信号示出晶体管Τ5的源极节点。而且，当开关晶体管Τ4导通时，施加到参考电势线VL2的阴极电势Vcat被输入到 检测信号输出晶体管Τ5的栅极节点。之后，检测操作控制部件21将控制脉冲ρΤ4和ρΤ3设置为L电平，即阴极电势 Vcat，如图12所见。阴极电势Vcat被设置为开关晶体管T3和T4的截止电势。结果，开关晶体管T3和T4的栅极节点也被控制为阴极电势Vcat。换句话说，图 10的状态形成。通过使用如图10所见的这种电压设置，在光检测部件30不操作的期间内没有将 电压施加到晶体管T3、T4、T5和T6以及光传感器Si，因此，如晶体管的阈值电压和迁移率 之类的电气特性在所述期间内根本没有展示任何变化。因此，当光检测操作时，不会发生以下情形即使有机EL元件1的发射光亮度相 等，作为光传感器Si的特性变化的结果，不同的电压被输出。
如上所述，在本实施例中，在光检测部件30不进行光检测操作的期间内，没有电 压被施加到组成光检测部件30的电路的晶体管T3、T4、T5和T6以及光传感器Si，并且所 述组件的电气特性根本没有变化。结果，有规律地进行光检测操作，并且可以有规律地进行 对屏幕燃烧的校正。因此，可以获得没有屏幕燃烧的均勻画面质量。而且，由于晶体管T3、T4、T5和T6以及光传感器Sl的电气特性没有变化，因此不 必另外提供用于补偿特性变化的电路配置，光检测部件30的元件数量不会增加。因此可以 实现高成品率。[6.修改]尽管上面描述了本发明的实施例，但是本发明不限于该特定实施例，而是能够以 各种修改的形式来实现。例如，在如图5Α所见的通常图像显示期间的预定期间中执行光检测操作的情况 下，可以使用如图13中图示的所述操作波形。具体地，参考图13，当在通常图像显示的执行期间进行光检测操作时，电源线VLl 被设置为电源电压Vcc，并且参考电势线VL2被设置为参考电压Vini。然后，在对应于检测准备期间内的目标像素的光检测部件30中，分别利用控制脉 冲ρΤ3和ρΤ4来导通开关晶体管Τ3和Τ4，以便形成此上参考图7描述的状态。将要注意， 图13中的扫描脉冲WS被用来执行对于像素电路10的线扫描，用以通常显示。然后，在通过线扫描将信号值Vsig写入像素电路10并且像素电路10开始如图8 中所见的发光之后，开关晶体管Τ4截止以形成此上参考图9所述的状态，从而以如上所述 的类似方式进行光检测操作。如上所述的操作顺序被执行为针对一条线的光检测，例如，在一帧的期间内，并且 在完成对最后线的光检测操作之后，将电源线VLl设置为阴极电势Vcat，并且还将参考电 势线VL2设置为阴极电势Vcat。然后，开关晶体管T3和T4导通以向光检测部件30输入阴 极电势Vcat。之后，还将待分别施加到开关晶体管T4和T3的栅极的控制脉冲pT4和pT3 设置为阴极电势Vcat。结果，形成初始化状态。该状态可以维持直到开始下一光检测操作 为止。图14示出了光检测部件30的电路配置的修改。参考图14，在修改的光检测部件30中，晶体管T6不连接到每个光检测部件30而 是连接到光检测线DETL，该光检测线DETL连接到光检测部件。换句话说，从每个光检测部 件30中去除晶体管T6。通过所述的配置，光检测部件30的配置得以简化，并且像素阵列 20中的元件数量得以减少并且像素阵列20中的排列配置得以简化。而且，像素电路10的配置根本不限于此上描述的实例，而且可以采用各种其他配 置。具体地，上述的本实施例可被广泛应用于采用以下像素电路的显示装置，即，所述像素 电路不管参考图10上述的像素电路的配置如何而进行发光操作并且包括在像素电路外提 供的用于检测像素电路的发射光量的光检测部件。本申请包含与2009年5月12日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-115194中公开的主题相同的主题，其整体内容并入于此作为参考。尽管使用特定术语已经描述了本发明的优选实施例，但是所述描述仅是图示意 图，并且应当理解，在不背离所附权利要求的精神或范畴的情况下可以进行改变和变化。
权利要求
一种显示装置，包括多个像素电路，其在多条信号线和多条扫描线彼此交叉的位置处以矩阵布置，并且每个像素电路包括发光元件；发光驱动部件，其被适配成将信号值施加到每个所述像素电路，以便在各像素电路中发射对应于该信号值的灰度的光；光检测部件，其包括用于检测来自每个所述像素电路的所述发光元件的光的光传感器，并且具有形成于其中的检测信号输出电路，该检测信号输出电路用于将所述光传感器的光检测信息输出到光检测线；校正信息生成部件，其被适配成检测输出到所述光检测线的光检测信息，并且将用于校正与检测的结果对应的信号值的信息提供给所述发光驱动部件；和初始化控制部件，其被适配成在所述光检测部件不进行光检测操作的期间内将所述检测信号输出电路的所有节点设置为相同电势。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，组成所述光检测部件的所述检测信号输出 电路包括检测信号输出晶体管，用于将与所述光传感器的电流变化量对应的检测信号输出 到所述光检测线。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，组成所述光检测部件的所述检测信号输出 电路还包括第一开关晶体管，用于将所述检测信号输出晶体管的检测信号输出端连接到所述光检 测线；和第二开关晶体管，用于将所述检测信号输出晶体管的栅极节点连接到被设置为预定检 测参考电势的参考电势提供线，以便将所述检测信号输出晶体管的栅极电势设置为参考电 势。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述初始化控制部件将到所述检测信号输 出电路的电源电压提供线的电势、所述参考电势提供线的电势和所述光检测线的电势设置 为相同的预定电势，导通所述第一开关晶体管和第二开关晶体管，并且随后也设置控制线 电势用以将所述第一开关晶体管和第二开关晶体管控制为所述预定电势，从而将所述检测 信号输出电路的所有节点设置为相同的电势。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其中，每个所述像素电路包括有机电致发光元件 作为所述发光元件，并且在所述光检测部件不进行光检测操作的期间内，所述初始化控制 部件将所述检测信号输出电路的所有节点设置为与所述有机电致发光元件的阴极电势相 同的电势。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光检测部件在像素电路开始通常图像 显示之前或者在像素电路结束通常图像显示之后进行光检测操作。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光检测部件在通常图像显示期间内的 间歇期间内进行光检测操作。
8.一种用于显示装置的光检测操作的控制方法，所述显示装置包括多个像素电路， 其在多条信号线和多条扫描线彼此交叉的位置处以矩阵布置，并且每个像素电路包括发光 元件；发光驱动部件，其被适配成将信号值施加到每个所述像素电路，以便发射对应于该信 号值的灰度的光；光检测部件，其包括用于检测来自每个所述像素电路的所述发光元件的光的光传感器，并且具有形成于其中的检测信号输出电路，该检测信号输出电路用于将所 述光传感器的光检测信息输出到光检测线；和校正信息生成部件，其被适配成检测输出到 所述光检测线的光检测信息，并且将用于校正与检测的结果对应的信号值的信息提供给所 述发光驱动部件，所述控制方法包括步骤在所述光检测部件不进行光检测操作的期间内将所述检测信号输出电路的所有节点 设置为相同电势。
全文摘要
此处公开了一种显示装置，包括像素电路，其在多条信号线和多条扫描线彼此交叉的位置处以矩阵布置，并且每个像素电路包括发光元件；发光驱动部件，其被适配成将信号值施加到每个所述像素电路；光检测部件，其具有光传感器；校正信息生成部件，其被适配成检测输出到所述光检测线的光检测信息，并且将用于校正与检测的结果对应的信号值的信息提供给所述发光驱动部件；和初始化控制部件，其被适配成在所述光检测部件不进行光检测操作的期间内将所述检测信号输出电路的所有节点设置为相同电势。
文档编号G09G3/32GK101887690SQ201010178638
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者内野胜秀, 山本哲郎 申请人:索尼公司