(57)【要約】アクティブマトリクスＬＥＤディスプレイ装置は、画素駆動トランジスタ（２）を制御するための光フィードバックを使用する。ＬＥＤディスプレイ装置はパルス出力を供給するよう制御され、光フィードバック素子（６６，６８）は、周期の間の光フィードバック素子（６６，６８）の一定照射のために、ネット出力電荷フローが実質的に零であるように、周期的に制御される。この配置は、パルス光出力を使用し、対応するパルス光入力にのみ応答して動作するよう光フィードバックを配置する。このようにして、動作の周期の時間期間に亘って一様である周辺光は、光フィードバックシステムに影響を及ぼさない。このようにして、システムは、周辺光の状態によって影響を及ぼされない。
2009500650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画素の配列を有するアクティブマトリクスディスプレイ装置であって、
夫々の画素は：
電流によって駆動される発光表示素子；
前記表示素子の輝度を検出し、前記表示素子の前記輝度に依存して出力電荷フローを供給する光依存性のデバイス配置；及び
前記表示素子に電流を流す駆動トランジスタ，
を有し、
前記駆動トランジスタは、前記光依存性のデバイス配置の出力に応答して制御され、
前記電流によって駆動される発光表示素子は、パルス出力を供給するよう制御され、
前記光依存性のデバイス配置は、周期の間の前記光依存性のデバイス配置の一定照射のために、実質的に零のネット出力電荷フローが存在するように、周期的に制御される、アクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項２】
前記光依存性のデバイス配置は、前記表示素子に対するパルスタイミング制御信号と同じタイミングを有する制御信号によって制御される、請求項１記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項３】
共有される制御信号は、前記パルスタイミング制御及び周期的な制御を提供する、請求項２記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項４】
前記光依存性のデバイス配置は、電力線の間に直列に第１及び第２のフォトダイオードを有し、前記第１及び第２のフォトダイオードの間の接点において前記配置からの出力を受け、
前記周期的な制御は、交互に前記フォトダイオードを作動させる、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項５】
前記光依存性のデバイス配置は、前記フォトダイオードの作動を提供するために夫々のフォトダイオードに夫々直列な第１及び第２のトランジスタを更に有する、請求項４記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項６】
前記駆動トランジスタ、前記表示素子、及びパルストランジスタは、電力線の間で直列であり、
前記パルストランジスタは、パルスタイミング制御信号によって切り替えられる、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項７】
前記光依存性のデバイス配置は、動作周期に依存して対向方向に光電流を供給するよう制御されるフォトトランジスタを有する、請求項１記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項８】
前記フォトトランジスタは、フォトトランジスタ制御ラインと、前記配置の出力との間に接続され、
前記フォトトランジスタのゲートは、周期的な制御信号を供給される、請求項７記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項９】
前記駆動トランジスタ、前記表示素子、及びパルストランジスタは、電力線の間で直列であり、
前記パルストランジスタは、パルスタイミング制御信号によって切り替えられる、請求項７又は８記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記周期的な制御信号は、前記表示素子の端子の１つにある電圧を有する、請求項９記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記表示画素の配列は、少なくとも第１及び第２の組の表示画素を有し、
１つの組の表示画素のパルス出力は、他の組の表示画素のパルス出力とは位相がずれている、請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項１２】
夫々の画素のパルス出力は、夫々の側にある前記画素のパルス出力とは位相がずれている、請求項１１記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項１３】
夫々の画素のパルス出力は、前記配列において上下にある前記画素のパルス出力とは位相がずれている、請求項１１又は１２記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項１４】
１つの組の表示画素のパルス出力は、他の組の表示画素のパルス出力とは９０度位相がずれている、請求項１１乃至１３のうちいずれか一項記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記表示画素の配列は、少なくとも第１及び第２のグループの表示画素を有し、
１つのグループの表示画素のパルス出力は、他のグループの表示画素のパルス出力とは異なる周波数にある、請求項１乃至１４のうちいずれか一項記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項１６】
１つのグループの各画素のパルス出力は、他のグループの各画素のパルス出力の２倍の周波数にある、請求項１５記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記発光表示素子は電界発光表示素子を有する、請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載のアクティブマトリクスディスプレイ装置。
【請求項１８】
画素の配列を有するアクティブマトリクスディスプレイ装置の前記画素を駆動する方法であって：
パルスの連続として前記画素の電流駆動式の発光表示素子に電流を流すステップ；
周期的に制御され、且つ、前記表示素子の輝度に依存して出力電荷フローを供給する光依存性のデバイス配置によって、前記表示素子の輝度を検出するステップ；及び
前記光依存性のデバイス配置の出力に応答して前記表示素子を流れる前記電流の駆動を制御するステップ，
を有し、
周期の間の前記光依存性のデバイス配置の一定照射のために、実質的に零のネット出力電荷フローが存在する、方法。
【請求項１９】
前記表示素子に対するパルスタイミング制御信号と同じタイミングを有する制御信号によって、前記光依存性のデバイスを制御するステップを更に有する、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記光依存性のデバイス配置を周期的に制御するステップは、電力線の間で直列な第１及び第２のフォトダイオードの間の接点において前記配置からの出力を有して、前記第１及び第２のフォトダイオードを交互に作動させるステップを有する、請求項１８又は１９記載の方法。
【請求項２１】
前記フォトダイオードを交互に作動させるステップは、前記フォトダイオードの作動を提供するために夫々のフォトダイオードに夫々直列な第１及び第２のトランジスタを交互に切り替えるステップを有する、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記光依存性のデバイス配置を周期的に制御するステップは、動作周期に依存して対向方向に光電流を供給するようフォトトランジスタを制御するステップを有する、請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
パルスの連続として前記画素の電流駆動式の発光表示素子に電流を流すステップは、パルスタイミング制御信号によりパルストランジスタを切り替えるステップを有し、
前記駆動トランジスタ、前記表示素子、及び前記パルストランジスタは、電力線の間で直列である、請求項１８乃至２２のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２４】
画素の１つの組の表示画素のパルス出力を、表示画素の他の組の表示画素のパルス出力とは位相がずれて供給するステップを更に有する、請求項１８乃至２３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２５】
表示画素の１つのグループの表示画素のパルス出力を、表示画素の他のグループの表示画素のパルス出力とは異なる周波数で供給するステップを更に有する、請求項１８乃至２４のうちいずれか一項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界発光ディスプレイ装置、具体的に、電界発光表示素子及び薄膜トランジスタを含む画素の配列を有するアクティブマトリクスディスプレイ装置に関する。より具体的には、しかし、それに限定されずに、本発明は、表示素子によって放射された光に応答し、表示素子の通電の制御に使用されるところの光検知素子を含む画素を有するアクティブマトリクス電界発光ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界発光や光放射型の表示素子を用いるマトリクスディスプレイ装置が良く知られる。表示素子は、一般的に、ポリマー材料（ＰＬＥＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む、有機薄膜電界発光素子（ＯＬＥＤ）を有する。以下で使用される用語「ＬＥＤ」は、かかる可能性の全てを包含するよう意図される。かかる材料は、通常、一対の電極の間に挟まれた半導体共役高分子の１又はそれ以上の層を有する。一対の電極の１つは透明であり、他は空孔又は電子を高分子層に入れるのに適した物質から成る。
【０００３】
このようなディスプレイ装置における表示素子は電流により駆動され、従来のアナログ駆動方式は、表示素子へ制御可能な電流を供給する。通常、電流源トランジスタが画素構造の一部として設けられ、この電流源トランジスタへ供給されるゲート電圧は、電界発光（ＥＬ）表示素子を流れる電流を決める。蓄積コンデンサは、アドレス指定相の後にゲート電圧を保持する。このような画素回路の例がＥＰ−Ａ−０７１７４４６（特許文献１）に記載されている。
【０００４】
このようにして、夫々の画素は、ＥＬ表示素子と、関連するドライバ回路とを有する。ドライバ回路は、行導電体上の行アドレスパルスによってオンされるアドレストランジスタを有する。アドレストランジスタがオンされると、列導電体上のデータ電圧は残りの画素へ伝わることができる。具体的に、アドレストランジスタは、列導電体電圧を、駆動トランジスタと、駆動トランジスタのゲートへ接続された蓄積コンデンサとを有する電流源へ供給する。列データ電圧は駆動トランジスタのゲートへ供給され、ゲートは、行アドレスパルスが終了した後でさえ、蓄積コンデンサによってこの電圧に保たれる。この回路における駆動トランジスタはｐチャネルＴＦＴ（薄膜トランジスタ）として実施され得るので、蓄積コンデンサはゲート−ソース間電圧を一定に保つ。これにより、駆動トランジスタを流れる一定のソース−ドレイン間電流が得られる。従って、駆動トランジスタは、画素の所望の電流源動作を提供する。ＥＬ表示素子の輝度は、表示素子を流れる電流にほぼ比例する。
【０００５】
上記基本的な画素回路で、所与の駆動電流に関して画素の輝度レベルの低減をもたらす、ＬＥＤ材料の差異エージング又は劣化は、ディスプレイ全体で画像品質の変動を生じさせ得る。頻繁に使用されてきた表示素子は、めったに使用されない表示素子よりも、ずっと薄暗い。また、表示不均一性の問題が、駆動トランジスタの特性、特に閾値レベルのばらつきに起因して起こり得る。
【０００６】
ＬＥＤ材料のエージング及びトランジスタ特性のばらつきを補償可能な改善された電圧アドレス型画素回路が提案されてきた。これらは、表示素子の光出力に応答する光検知素子を有する。光検知素子は、画素の最初のアドレス指定の後の駆動期間の間に表示素子の総体的な光出力を制御するように、光出力に応答して蓄積コンデンサに蓄えられた電荷を漏出するよう動作する。このような形式の画素構造の例は、ＷＯ０１／２０５９１（特許文献２）及びＥＰ１，０９６，４６６（特許文献３）に詳細に記載されている。例となる実施形態で、画素内のフォトダイオードは、蓄積コンデンサに蓄積されているゲート電圧を放電し、駆動トランジスタのゲート電圧が閾値電圧に達すると、蓄積コンデンサは放電を停止し、ＥＬ表示素子は発光をやめる。電荷がフォトダイオードから漏出する速度は表示素子出力の関数であり、従って、フォトダイオードは感光性フィードバックデバイスとして働く。
【０００７】
この配置により、表示素子からの光出力はＥＬ表示素子の効率とは無関係であり、それによって、エージング補償が提供される。このような技術は、時間期間にわたる不均一性をそれほど欠点としない高品位ディスプレイの実現において有効であることが示されてきた。しかし、この方法は、フレーム時間において画素からの適当な平均輝度を達成するために、高い瞬時ピーク輝度レベルを必要とする。これは、ＬＥＤ材料が結果としてより急速に劣化する可能性が高いので、ディスプレイの動作に有益でない。
【０００８】
代替のアプローチで、光フィードバックシステムは、表示素子が動作するデューティーサイクルを変更するために使用される。表示素子は一定輝度へと駆動され、光フィードバックは、即座に駆動トランジスタをオフするトランジスタスイッチをトリガするために使用される。これは、高い瞬時輝度レベルの必要性を除くが、更なる複雑性を画素に導入する。
【０００９】
光フィードバックシステムの使用は、ＬＥＤ表示素子の差異エージングを解消する有効な方法と考えられる。
【特許文献１】ＥＰ−Ａ−０７１７４４６
【特許文献２】ＷＯ０１／２０５９１
【特許文献３】ＥＰ１，０９６，４６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
かかる補償方式による１つの問題は、感光性素子が周辺光を感知し、従って、周辺光のレベルが光フィードバック・スキーマに影響を及ぼしうる点である。周辺光からの遮蔽が存在するように、画素設計の一部として光遮断層を使用することによって、当該問題を解消することが提案されてきた。これは、更なる複雑性を画素の設計及び製造に導入する。
【００１１】
他の問題は、隣接する画素間のクロストークに関する。光の経路は、フィードバック・スキーマの動作のために、ＬＥＤ表示素子と、感光性デバイスとの間に設けられるべきである。感光性デバイスによって吸収されない如何なる迷光も、異なる画素の感光性デバイスによって捕捉され得る。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従って、表示画素の配列を有するアクティブマトリクスディスプレイ装置であって、夫々の画素は：
電流によって駆動される発光表示素子；
前記表示素子の輝度を検出し、前記表示素子の前記輝度に依存して出力電荷フローを供給する光依存性のデバイス配置；及び
前記表示素子に電流を流す駆動トランジスタ，
を有し、
前記駆動トランジスタは、前記光依存性のデバイス配置の出力に応答して制御され、
前記電流によって駆動される発光表示素子は、パルス出力を供給するよう制御され、
前記光依存性のデバイス配置は、周期の間の前記光依存性のデバイス配置の一定照射のために、実質的に零のネット出力電荷フローが存在するように、周期的に制御される、アクティブマトリクスディスプレイ装置が提供される。
【００１３】
この配置は、パルス光出力を使用し、対応するパルス光入力にのみ応答して動作する光フィードバックを配置する。このようにして、動作の周期の時間期間に亘って一様である周辺光は、光フィードバックシステムに影響を及ぼさない。このようにして、システムは、周辺光の状態によって影響を及ぼされない。
【００１４】
前記光依存性のデバイス配置は、前記表示素子に対するパルスタイミング制御信号と同じタイミングを有する制御信号によって制御され得る。これは、表示素子の出力の特性に対する光フィードバックの依存に結びつく。共有される制御信号は、前記パルスタイミング制御及び周期的な制御を提供することができる。
【００１５】
前記光依存性のデバイス配置は、電力線の間に直列に第１及び第２のフォトダイオードを有し、前記第１及び第２のフォトダイオードの間の接点において前記配置からの出力を受け、前記周期的な制御は、交互に前記フォトダイオードを作動させる。前記フォトダイオードは、電荷フローが一定の照射キャンセルによりもたらされるように、対向方向で前記電荷フローを供給する。トランジスタは、前記フォトダイオードの作動を提供するために使用され得る。
【００１６】
前記光依存性のデバイス配置は、代わりに、前記動作周期に依存して対向方向に光電流を供給するよう制御されるフォトトランジスタを有することができる。
【００１７】
前記駆動トランジスタ、前記表示素子、及びパルストランジスタは、電力線の間に直列に設けられ得、前記パルストランジスタは、パルスタイミング制御信号によって切り替えられる。これは、簡単な方法で表示素子出力のパルス制御を提供する。
【００１８】
前記表示画素の配列は、第１及び第２の組の表示画素として配置され得、１つの組の表示画素のパルス出力は、他の組の表示画素のパルス出力とは位相がずらされ得る。これは、光フィードバック動作にも影響を及ぼしうる隣接する画素間の光クロストークが低減されることを可能にする。例えば、各画素のパルス出力は、夫々の側にある及び／又は配列において上下にある画素のパルス出力とは位相がずれている。１つの組の表示画素のパルス出力は、他の組の表示画素のパルス出力とは９０度位相がずれている。
【００１９】
前記表示画素の配列は、また、第１及び第２のグループの表示画素において配置され得、１つのグループの表示画素のパルス出力は、他のグループの表示画素のパルス出力とは異なる周波数にある。
【００２０】
これは、画素間の光クロストークを回避する他の方法を提供する。
【００２１】
本発明は、また、画素の配列を有するアクティブマトリクスディスプレイ装置の前記画素を駆動する方法であって：
パルスの連続として前記画素の電流駆動式の発光表示素子に電流を流すステップ；
周期的に制御され、且つ、前記表示素子の輝度に依存して出力電荷フローを供給する光依存性のデバイス配置によって、前記表示素子の輝度を検出するステップ；及び
前記光依存性のデバイス配置の出力に応答して前記表示素子を流れる前記電流の駆動を制御するステップ，
を有し、
周期の間の前記光依存性のデバイス配置の一定照射のために、実質的に零のネット出力電荷フローが存在する、方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ここで、本発明の実施例について、添付の図面を参照して詳細に記載する。
【００２３】
全ての図面を通して、同じ参照番号は同一の又は類似する部品を表すために使用される。
【００２４】
図１は、既知のアクティブマトリクス電界発光ディスプレイ装置を示す。ディスプレイ装置は、規則正しく間隔を空けられた画素の行及び列のマトリクス配列を有するパネルを有する。画素は、ブロック１によって表わされ、結合される切り替え手段と共に電界発光（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）表示素子２を有し、行（選択）及び列（データ）のアドレス導電体４及び６の交差する組の間の共通部分に置かれている。簡単のため、数個の画素しか図１には示されていない。実際には、画素の数百の行及び列が存在しうる。画素１は、行走査ドライバ回路８及び列データドライバ回路９を含む周辺の駆動回路によって、行及び列のアドレス導電体の組を介してアドレス指定される。これらのドライバ回路は、導電体の夫々の組の終端に接続されている。
【００２５】
電界発光表示素子２は、ここではダイオード素子（ＬＥＤ）として表わされ、有機電界発光物質の１又はそれ以上のアクティブ層がその間に挟まれた一対の電極を有する有機発光ダイオードを有する。配列の表示素子は、結合されるアクティブマトリクス回路と共に絶縁支持材の一方の側に載せられている。表示素子の陰極又は陽極のいずれか一方は、透明な導電物質で形成されている。支持材は、例えばガラスのような透明な物質から作られ、基板に最も近い表示素子２の電極は、例えばＩＴＯのような透明な導電物質から成っても良い。従って、電界発光層より発せられる光は、支持材の他の側において観測者に対して可視的であるように、これらの電極及び支持材を介して伝達される。
【００２６】
図２は、電圧アドレス式動作を提供する最も基本的な画素及び駆動回路配置を簡単な回路図形式で示す。夫々の画素１は、ＥＬ表示素子２と、結合されるドライバ回路とを有する。ドライバ回路は、行導電体４の行アドレスパルスによりオンされるアドレストランジスタ１６を有する。アドレストランジスタ１６がオンされると、列導電体６の電圧は、残りの画素へ伝わることができる。具体的には、アドレストランジスタ１６は、列導電体電圧を電流源２０へ供給する。電流源２０は、駆動トランジスタ２２と、蓄積コンデンサ２４とを有する。列電圧は、駆動トランジスタ２２のゲートへ供給され、ゲートは、行アドレスパルスが終了した後でさえ、蓄積コンデンサ２４によってこの電圧に保たれる。
【００２７】
この回路内の駆動トランジスタ２２はｐ形ＴＦＴとして実施されているので、蓄積コンデンサ２４はゲート−ソース間電圧を一定に保つ。これにより、トランジスタ２２を流れる一定のソース−ドレイン間電流が得られる。従って、トランジスタ２２は、画素の所望の電流源動作を提供する。
【００２８】
上記基本的な画素回路では、ポリシリコンに基づく回路に関して、トランジスタのチャネルにおけるポリシリコン粒子の統計的分布に起因して、トランジスタの閾値電圧にばらつきが存在する。しかし、ポリシリコントランジスタは、電流及び電圧ストレスの下で極めて安定しているので、閾値電圧は実質的に一定のままである。
【００２９】
閾値電圧のばらつきは、少なくとも基板上の短距離に亘って、アモルファスシリコントランジスタでは小さいが、閾値電圧は電圧ストレスに対して極めて敏感である。駆動トランジスタに必要とされる閾値を超える高電圧の印加は、閾値電圧において大きな変化を引き起こす。この変化は、表示される画像の情報コンテンツに依存する。従って、常にオンであるアモルファスシリコントランジスタの閾値電圧では、そうではないトランジスタに比べて大きな差異が存在しうる。この差異エージングは、アモルファスシリコントランジスタにより駆動されるＬＥＤディスプレイでは深刻な問題である。
【００３０】
トランジスタ特性のばらつきに加えて、ＬＥＤ自体の差異エージングも存在する。これは、電流ストレス後に発光物質の効率が下がることに起因する。ほとんどの場合において、ＬＥＤを流れる電流及び電荷が多くなればなるほど、効率はますます低くなる。
【００３１】
図３乃至５は、エージング補償を提供するよう光フィードバックを備えた画素レイアウトの例を示す。
【００３２】
図３の画素回路で、フォトダイオード２７は、コンデンサ２４に蓄積されたゲート電圧を放電し、輝度を低減させる。表示素子２は、駆動トランジスタ２２（Ｔｄｒｉｖｅ）のゲート電圧が閾値電圧に達すると、もはや発光しない。次いで、蓄積コンデンサ２４は放電をやめる。電荷がフォトダイオード２７から放出される割合は表示素子出力の関数であるから、フォトダイオード２７は光受フィードバックデバイスとして機能する。駆動トランジスタ２２がオフに切り替えられると、表示素子の陽極電圧は下がり、放電トランジスタ２９はオンする。従って、蓄積コンデンサ２４の残りの電荷は急速に失われ、発光はオフされる。この放電トランジスタは実際には任意であり、次のアドレス指定相の前に画素のリセットを確実にするために用いられるが、これは必要とされないこともある。
【００３３】
駆動トランジスタ２２のゲート−ソース間電圧を保持するコンデンサが放電されるので、表示素子２に対する駆動電流は徐々に下がる。従って、輝度は次第に小さくなる。このことは、より低い平均光度をもたらす。
【００３４】
図４は、本願出願人によって提案された回路を示す。かかる回路は一定の光出力を有し、光出力に依存して１度に電源を切る。
【００３５】
駆動トランジスタ２２のゲート−ソース間電圧は、先と同じく、蓄積コンデンサ２４に保持される。しかし、この回路では、このコンデンサ２４は、充電トランジスタ３４を用いて、充電ライン３２から一定電圧へと充電される。従って、駆動トランジスタ２２は、表示素子２が光るべき場合に、画素へ入力されるデータとは無関係な一定レベルへと駆動される。輝度は、デューティーサイクルを変えることによって、具体的に、駆動トランジスタ２２がオフされる時間を変えることによって、制御される。
【００３６】
駆動トランジスタ２２は、蓄積コンデンサ２４を放電する放電トランジスタ３６を用いてオフされる。放電トランジスタ３６がオンされると、コンデンサ２４は急速に放電され、駆動トランジスタ２２はオフされる。
【００３７】
放電トランジスタ３６は、そのゲート電圧が十分な電圧に達する場合にオンされる。フォトダイオード２７は表示素子２によって照射され、先と同じく、表示素子２の光出力に依存して光電流を発生させる。この光電流は放電コンデンサ４０を充電し、ある時点で、コンデンサ４０の両端の電圧は、放電トランジスタ３６の閾値電圧に達して、放電トランジスタ３６をオンに切り替える。この時間は、コンデンサ４０にもともと蓄積されている電荷と、光電流とに依存する。また、光電流は、表示素子２の光出力に依存する。最初に、放電コンデンサ４０はデータ電圧を蓄える。従って、初期データ及び光フィードバックは、両方とも、回路のデューティーサイクルに影響を及ぼす。
【００３８】
図５は、画素の光フィードバック部分（フォトダイオード２７及び関連するコンデンサ４２）が、列データライン６を用いて外部回路へ情報を提供するところの配置を示す。光フィードバック情報は監視され、この情報は、異なる補償効果を提供するよう画素へ印加されるデータを変更するために使用される。光フィードバック情報は、アドレストランジスタ１６ａによってデータ列から分離された画素により得られ、この配置は、データがフィードバック相の間に列へ供給されることを可能にするよう第２のアドレストランジスタ１６ｂを有する。画素回路は、また、断路トランジスタ３０を有する。断路トランジスタ３０は、リセット中及びデータが画素へロードされている間に、表示素子からの如何なる光出力も阻止するために使用される。図５の断路トランジスタ３０は、図４の回路でも使用され得る。
【００３９】
光フィードバックを備えた画素回路について多数の代替の実施形態が存在する。図３乃至５はｐ形トランジスタによる実施を示すが、例えばアモルファスシリコントランジスタに関して、ｎ形トランジスタによる実施も存在する。
【００４０】
ここで、本発明について、概して図６を参照して説明する。
【００４１】
図６の回路は、外部照射の影響が除去されることを可能にする汎用回路を示す。
【００４２】
画素回路は、電流によって駆動される発光表示素子２と、駆動トランジスタ２２と、断路トランジスタ３０とを有する。駆動トランジスタ２２のゲートへ印加される電圧を制御するよう、汎用回路ブロック６０が示されており、この汎用回路ブロック６０は、光依存性のデバイス配置６２から電荷フローを受け取る。光依存性のデバイス配置６２は、表示素子の輝度を検出する。コンデンサ６３は、光依存性のデバイス配置６２に結合されている。
【００４３】
この回路で、断路トランジスタ３０は、表示素子からパルス光出力を供給するために使用される。光依存性のデバイス配置６２は、また、周期の間の光依存性のデバイス配置６２の一定照射のためにネット出力電荷フローが実質的に零であるように、周期的に制御される。
【００４４】
これを達成するために、配置６２は、両方の方向において出力ノード６４へ／から電荷フローを供給することができる。図６の例で、光依存性のデバイス配置６２は、電力線の間に同じ極性を有して直列に配置された第１及び第２のフォトダイオード６６、６８を有する。出力ノード６４は、フォトダイオードの間の接点にある。フォトダイオードは両方とも、それらが接続されている電力線によって逆バイアスをかけられるが、電荷フロー経路は、１度に１つの電力線にしか提供されない。従って、少数キャリア電流は、１度に１つのフォトダイオードにしか流れることができない。示されるように、各フォトダイオードは、夫々のトランジスタ６６ａ、６８ａを介してその電力線へ接続されており、これらのトランジスタは、相補的に切り替えられる。これを実現する１つの方法は、反対のタイプのトランジスタを設け、且つ、共通の制御信号を有することである。
【００４５】
共通の制御信号は、周期的に交互にフォトダイオードを作動させる。２つのフォトダイオードに一定の照射がある場合、周期の当該期間に亘って平均されるコンデンサ６３へのネット電荷フローは零である。
【００４６】
しかし、表示素子の出力はパルス切替えをなされており、従って、表示素子の出力は、常に、フォトダイオードの唯１つの作動にタイミングが合っている。従って、表示出力によって、コンデンサ６３への、又はコンデンサ６３からのネット電荷フローが存在し、フィードバック・スキーマが実施され得る。
【００４７】
この配置は、パルス光出力を使用し、対応するパルス光入力にのみ応答して動作するよう光フィードバックを配置する。このようにして、動作の周期の時間期間に亘って一様である周辺光は、光フィードバックシステムに影響を及ぼさない。このようにして、システムは、周辺光の状態によって影響を及ぼされない。
【００４８】
図６の例で、トランジスタ６６ａ、６８ａは、断路トランジスタ３０を制御するために使用される同じ制御信号によって制御される。断路トランジスタ３０は、表示素子に対するパルスタイミング制御信号を供給する。これは、光出力の特性に対する光フィードバックの依存に結びつく。
【００４９】
この共有される制御ラインは、特定の周波数の矩形波により動作する。
【００５０】
汎用回路ブロック６０は、例えば、図２乃至５の回路を実施するよう、多種多様な方法で実施され得る。図７に示される最も簡単な実施では、ブロック６０は、単に、ノード６４と、駆動トランジスタ２２のゲートとの間の接続である。この最も基本的な回路実施は、放電トランジスタ２０を用いない図３の回路に対応する。
【００５１】
図８は、どのようにブロック６０が、図４を参照して説明される動作に対応する回路動作を提供するよう実施されるかを示す。
【００５２】
図７及び８に示される回路は、断路トランジスタ３０が印加される矩形波制御信号を有する場合に、光出力を変調する。光出力が十分に高い周波数にあるならば、これは目には見えない。しかし、図７における最も基本的な回路は、極めて急な光度減衰を有するので、図８のスナップオフ回路と同様に動作することができない。
【００５３】
図９は、図５を参照して説明された外部監視技術に基づく本発明の実施を示す。図９の回路は、ディスプレイが、例えば当該ディスプレイのスイッチオン又はスイッチオフで、通常使用にない場合に測定相を実行することによって、当該回路が光出力を変調しないように配置される。この測定相は、表示素子及び駆動トランジスタのより長期のエージング効果を補償するために使用される場合、高い周波数を有して実施される必要はない。
【００５４】
上記回路は全て、電荷フローの相殺を提供するためにダブル・フォトダイオードを使用する。この概念は、代わりに、単一の感光性の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって実施されても良い。
【００５５】
図１０は、感光性トランジスタの使用のための汎用回路を示す。感光性トランジスタは、動作周期に依存して対向方向で光電流を供給するよう制御され得る。
【００５６】
フォトトランジスタ８０は、先と同じく、コンデンサ６３を充電又は放電するよう、ノード６４へ電流を、あるいはノード６４からドレイン電流を供給する。ソース端子及びドレイン端子のバイアスに依存して、トランジスタ８０はいずれか一方の方向で導通することができ、感光性漏れ電流は、このようにして、いずれか一方の方向で流され得る。これは、ゲート電圧と同様にソース−ドレイン間電圧の制御を必要とする。これを達成するために、トランジスタ８０は、ノード６４と位相ライン８２との間に接続されている。
【００５７】
ＴＦＴ８０は、１つの相ではノード６４へ電流を供給し、他の相ではノード６４から電流を吸い込むように配置される。表示素子２からの光は、照射相の間、ＴＦＴ８０に入射し、外部光（ＥＸＴ）は、また、その間ずっとフォトＴＦＴ８０に入射する。位相ライン８２は、ＴＦＴ８０のバイアスを制御する。ＴＦＴ８０は、適切なゲート制御信号によって常にオフを保たれる。
【００５８】
位相ラインの電圧がノード電圧を上回ると、ＴＦＴ８０は電流をノードに供給する。他の相で、位相ラインの電圧はノード電圧を下回っており、従って、ＴＦＴ８０はノードからの電流を吸い込む。これは、ゲート電圧を極めて低く保つことによって達成され得る。しかし、これは、各相の間でバイアス状態を変化させ、画素の動作に悪影響を及ぼしうる。
【００５９】
理想的な状態は、各相に関して同じゲート−ソース間電圧を保つよう、直接にゲート電圧を制御することである。
【００６０】
図１０は、この理想的な状態を達成する１つの方法を示す。図１０で、ゲート電圧は、表示素子２の陽極へ接続されている。一例として、電源電圧は１０Ｖであり、ノード電圧は約５Ｖ（なお、この電圧は、画素動作の間変動しうる。）であるよう配置されるとする。その場合、位相ライン８２は、ＴＦＴ８０が正確に電流を供給し且つ吸い込むことを確実にするよう、１０Ｖから０Ｖの間を動くことができる。その場合、ゲート電圧は、理想的には５Ｖから０Ｖの間を動き、ＴＦＴにおいて同じゲート−ソース間状態を提供する。即ち、ゲート電圧は、ｎ形ＴＦＴをまさにオフに保つためにソース電圧に等しい。表示素子２の陽極は、ＬＥＤ２がオンである場合に約５Ｖにあり、ＬＥＤ２がオフである場合には０Ｖにある。従って、表示素子２の陽極は、このような正確なバイアスをおおよそ与えることができる。
【００６１】
上述される回路は、発振の期間に亘って一定である外部光のみを相殺することができ、これは、パルス／周期制御ラインにおける矩形波期間がほぼライン時間（例えば、１０マイクロ秒。）程度である場合に、ほぼ全ての種類の外部光に関して十分である。しかし、他の画素にある表示素子は、まさに同じ周波数で変調光を生成しており、これは、このような光が他の画素に達することができる場合に相殺され得ない。
【００６２】
画素間で光を遮断することは、画素設計の物理的構造を用いて達成され得る。しかし、これは、以下で説明されるように、フィードバック方式を変更することによって回避され得る。
【００６３】
具体的に、隣り合う画素は、関心のある画素にある感光性デバイスに光を漏らすことがある。他の解決法は、全ての隣り合う画素が、異なる位相を用いてそれらの光出力を変調するように、画素を配置することである。
【００６４】
具体的に、１つの画素が、隣の画素とは位相が９０度ずれて動作する場合、その１つの画素の出力は、照射時間の半分が、隣の画素の１つの作動しているフォトダイオードに対応し、照射時間の残り半分が、他の作動しているフォトダイオードに対応するように、タイミングを合わせられる。
【００６５】
このアプローチを実施するよう、異なるグループの画素は、単に、位相がずれたパルス及びフィードバック制御（制御ラインＡ３）を必要とする。従って、２つの組の画素は、異なるタイミングの光パルス及びフィードバック制御を有して定義される。
【００６６】
隣接する画素間に有効な遮蔽を提供するよう、２つの組の画素は、図１１に示されるように、格子状のパターンを有することができる。１つの組の画素は＋記号によって表され、他の組の画素は−記号によって表される。図１１は、また、３つのＲＧＢサブピクセルの線形配列として形成される画素を示し、位相パターンは、個々のサブピクセルレベルにおいて適用される。
【００６７】
これは、各画素のパルス出力が、夫々の側にある画素及び配列において上下にある画素のパルス出力とは位相がずれることを可能にする。１つの組の表示画素のパルス出力は、他の組の表示画素のパルス出力とは位相が９０度ずれることができる。
【００６８】
このようなクロストークの除去は、例えば異なる行といった、異なるグループの画素において発振の周波数を変更することによって、より向上し得る。行ｎで、パルス／周期制御ラインが周波数ｆで発振する場合、ラインｎ−１及びｎ＋１で、パルス／周期制御ラインは周波数２ｆ又はｆ／２で発振することができる。
【００６９】
本発明の駆動方式は、パルスの連続として画素の電流駆動式の発光表示素子に電流を流すことと、光依存性のデバイス配置を用いて前記表示素子の輝度を検出することとを含み、前記光依存性のデバイス配置は、周期的に制御され、前記表示素子の輝度に依存して出力電荷フローを供給する。前記表示素子を流れる電流の駆動は、前記光依存性のデバイス配置の出力に応答して制御され、この出力は、周辺の又は他の実質的に時間一定の照射に影響されない。
【００７０】
上記から明らかなように、フォトダイオード光センサ、又はアモルファスシリコンフォトＴＦＴが使用され得る。かかるＴＦＴにおいて、ソースとドレインとの間のチャネルで吸収される光子は、ソース電極及びドレイン電極によって検知され得る光電流を生成する。光電流は、また、アモルファスシリコン層の上部においてゲート電極によって影響を及ぼされ、従って、動作の均衡を保つことができる。低温ポリシリコンフォトＴＦＴは、また、感光性のデバイスとして使用され得る。
【００７１】
本発明のディスプレイ装置は、持ち運び可能な用途（携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ）で、（ラップトップ）モニタで、及びテレビで、フラットパネルディスプレイとして特定の用途を見出す。
【００７２】
本発明のディスプレイ装置の製造に含まれる工程は、それらが所謂当業者にとって周知であるので、本願では記載されない。アモルファスシリコン、ポリシリコン、微結晶性シリコン又は他の半導体トランジスタ技術が採用されても良い。本発明は、感光性デバイスが夫々の画素に関してフィードバック素子として使用されるところの如何なる画素回路へも適用され得る。
【００７３】
本開示を読むことで、他の変形例が当業者には明らかであろう。かかる変形例は、アクティブマトリクスＥＬディスプレイ装置及びその構成要素部の分野で既に知られており、本願に記載される特徴に代わって、あるいはそれらに加えて使用され得る他の特徴を含んでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】アクティブマトリクスＥＬディスプレイ装置の実施形態の簡単化された概要図である。
【図２】画素回路の既知の形態を表す。
【図３】第１の既知の光フィードバック画素設計を示す。
【図４】第２の既知の光フィードバック画素設計を示す。
【図５】第３の既知の光フィードバック画素設計を示す。
【図６】本発明の第１の形態のディスプレイ装置の画素を図式的に示す。
【図７】図６の本発明の画素構成の第１のより詳細な例を示す。
【図８】図６の本発明の画素構成の第２のより詳細な例を示す。
【図９】図６の本発明の画素構成の第３のより詳細な例を示す。
【図１０】本発明の第２の形態のディスプレイ装置の画素を図式的に示す。
【図１１】クロストーク非感受性を実施する方法を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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