检测显示器上环境光的电路转让专利
申请号 : CN200480031705.4
文献号 : CN100592043C
文献日 : 2010-02-24
发明人 : R·S·科克
申请人 : 伊斯曼柯达公司
摘要 :
一种用于检测显示器上环境光的电路，包括具有光电传感器的光集成光电传感器电路，其响应于环境光来周期性地产生代表环境光强度的连续的光信号；和平均电路，其用于接收连续的光信号并产生平均环境光信号，该平均环境光信号代表连续光信号的连续求平均的值。
权利要求 :
1.一种用于检测显示器上环境光的电路，包括：a)具有光电传感器的光集成光电传感器电路，其响应于环境光来 周期性地产生代表环境光强度的连续的光信号；和b)平均电路，其用于接收连续的光信号并产生平均环境光信号， 该平均环境光信号代表连续光信号的连续求平均的值，其中光电传感器电路包括传感器电容器、用于给传感器电容器施 加初始电荷的复位晶体管、和用于将传感器电容器放电的光电传感器。
2.根据权利要求1中所述的电路，其中光电传感器电路和平均电 路是集成在共同基板上的薄膜器件。
3.根据权利要求1中所述的电路，还包括用于将光电传感器连接 到传感器电容器的隔离晶体管。
4.根据权利要求1中所述的电路，其中平均电路包括用于存储平 均信号的平均电容器和用于周期性地将光信号与平均信号组合的传输 晶体管。
5.根据权利要求4中所述的电路，还包括输出晶体管放大器。
6.一种显示器，包括：
a)基板；
b)显示区域，包括形成在基板上的可寻址的发光元件阵列；和c)依照权利要求1-5的任意一个的电路，用于检测显示器上环 境光并产生平均环境光信号；和d)响应于平均环境光信号和显示控制信号来控制显示器的控制 器。
7.根据权利要求6中所述的显示器，其中显示区域是矩形的并且 光电传感器位于矩形显示区域的边缘或角处。
8.根据权利要求7中所述的显示器，还包括具有包围显示区域的 光电传感器的多个光电传感器电路。
9.根据权利要求6中所述的显示器，其中发光元件是OLED。
说明书 :
技术领域
本发明涉及光电传感器(photosensor)电路，尤其涉及具有用于 检测环境亮度的光电传感器的固态平板显示器。
背景技术
平板显示器，如液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)显 示器在多种环境条件下广泛用于各种应用中。当在较暗的环境(较少 的环境辐射)中观看时，这种显示器必定不如当在较亮的环境(较多 的环境辐射)中观察时明亮。如果周期性地调整显示器光输出来补偿 环境光条件，则显示器可在环境光和所显示的光之间保持一个固定的 比率，即使环境光发生变化。这就依次增加了显示亮度，从而提高了 明亮环境中的可视度，增加了显示器件寿命并通过在较暗环境中减小 不必要的显示亮度而减小了功率消耗。
使用光电传感器来检测环境光并响应于环境亮度来调节显示亮度 的显示器是公知的。可利用有效的硅光电传感器，其一般提供与传感 器上的入射光成比例的电流。这些光电传感器构造在硅基板上。这种 传感器可与显示器结合来提供环境检测。例如，见JP2002-297096-A， 其描述了一种用于给电致发光显示器提供环境补偿的电路。然而，如 所实施的，传感器与显示器分离并在单个点来检测光。这就增加了成 本、组件的数量和器件的尺寸；降低了传感器的灵敏度；且没有直接 测量入射到显示器本身上的光。
为了检测从显示器件本身发射的光而将光传感器集成到有源矩阵 显示器件上是公知的。例如见Young等人在2002年12月3日公开的 US,6,489,631，其描述了一种显示器，该显示器具有用于检测显示器 发光元件发射的光的集成光电传感器。然而，与光发射器耦合的传感 器的设置限制了光电传感器的尺寸和检测环境光的能力。此外，构造 在平板显示器上的这种光电传感器不具有构造在硅基板上的那些的效 率，且其不具有必须用来提供代表较低光等级的灵敏度，如 ＜100cd/m2，在这种条件下经常使用显示器。因此，可替换的电路和设 计是必需的。
当给显示器提供环境补偿时，光检测器件提供总是代表环境亮度 的连续有效输出是很重要的。如果替代地，输出是周期性无效的，则 任何补偿将是周期性错误的，并在显示中导致闪烁。可选择地，必须 增加额外的电路来采样和保持光检测器件的输出。而且，在光等级范 围上提供代表环境亮度的信号输出是有利的。
因此需要一种改善的光电传感器来检测有源矩阵平板显示器内的 环境光。
使用光电传感器来检测环境光并响应于环境亮度来调节显示亮度 的显示器是公知的。可利用有效的硅光电传感器，其一般提供与传感 器上的入射光成比例的电流。这些光电传感器构造在硅基板上。这种 传感器可与显示器结合来提供环境检测。例如，见JP2002-297096-A， 其描述了一种用于给电致发光显示器提供环境补偿的电路。然而，如 所实施的，传感器与显示器分离并在单个点来检测光。这就增加了成 本、组件的数量和器件的尺寸；降低了传感器的灵敏度；且没有直接 测量入射到显示器本身上的光。
为了检测从显示器件本身发射的光而将光传感器集成到有源矩阵 显示器件上是公知的。例如见Young等人在2002年12月3日公开的 US,6,489,631，其描述了一种显示器，该显示器具有用于检测显示器 发光元件发射的光的集成光电传感器。然而，与光发射器耦合的传感 器的设置限制了光电传感器的尺寸和检测环境光的能力。此外，构造 在平板显示器上的这种光电传感器不具有构造在硅基板上的那些的效 率，且其不具有必须用来提供代表较低光等级的灵敏度，如 ＜100cd/m2，在这种条件下经常使用显示器。因此，可替换的电路和设 计是必需的。
当给显示器提供环境补偿时，光检测器件提供总是代表环境亮度 的连续有效输出是很重要的。如果替代地，输出是周期性无效的，则 任何补偿将是周期性错误的，并在显示中导致闪烁。可选择地，必须 增加额外的电路来采样和保持光检测器件的输出。而且，在光等级范 围上提供代表环境亮度的信号输出是有利的。
因此需要一种改善的光电传感器来检测有源矩阵平板显示器内的 环境光。
发明内容
依照本发明通过提供一种用于检测显示器上环境光的电路满足了 所述需求，所述电路包括具有光电传感器的光集成光电传感器电路， 其响应于环境光来周期性地产生代表环境光强度的连续光信号；和平 均电路，其用于接收连续光信号并产生平均环境光信号，该平均环境 光信号代表连续光信号的连续求平均(running)的值。
优点
本发明的优点是一种用于在较低光环境中进行环境补偿的改善的 光电传感器电路，其很容易集成在有源矩阵平板显示器内。
优点
本发明的优点是一种用于在较低光环境中进行环境补偿的改善的 光电传感器电路，其很容易集成在有源矩阵平板显示器内。
附图说明
图1是依照本发明的光电传感器电路的示意性方块图；
图2是图1的光电传感器电路的一个实施方案的示意性电路图；
图3是在描述图2的电路操作时使用的时序图；和
图4是依照本发明的光电传感器电路和显示器件的实施方案的示 意图。
图2是图1的光电传感器电路的一个实施方案的示意性电路图；
图3是在描述图2的电路操作时使用的时序图；和
图4是依照本发明的光电传感器电路和显示器件的实施方案的示 意图。
具体实施方式
参照图1，本发明包括电路8，该电路具有与检测电路11连接的 光电传感器10。检测电路11和光电传感器10形成了与平均 (averaging)电路14连接的光电传感器电路12，所述平均电路包括 存储电路13和输出电路16。光电传感器10可以是适合用在显示系统 内的任何光敏器件。例如，可以使用硅或有机光电二极管或晶体管。 这些光电传感器和电路元件可以是离散的，或优选为与显示器集成一 起从而提供集成方案。当与显示器集成时，可以使用在平板显示器领 域中公知的薄膜晶体管和电子组件来构造一部分或全部的电路8。显示 基板可以由刚性的或柔性的玻璃或塑料制成。
参照图2，显示了更加详细的电路图。光电传感器10具有两个端 子，其中一个与给定的电压，例如地相连，另一个与隔离(isolation) 晶体管30的漏极相连。隔离晶体管30的栅极与隔离信号V隔离相连， 晶体管源极与电容器20(C传感器)相连，所述电容器用于存储代表入射 到光电传感器10上的光的电荷。电容器20具有与光电传感器10的给 定电压端相连的一个端子和与复位晶体管32的漏极相连的另一个端 子。复位晶体管32、电容器20和隔离晶体管30组成了检测电路11。 外部周期性的复位信号驱动复位晶体管32的栅极，且当复位信号导通 复位晶体管32时复位晶体管32的源极固定为能给电容器20充电的一 些已知电压(显示为Vdd)。检测电路11和光电传感器10形成了光 电传感器电路12。
周期性的复位信号将周期性地使电容器20充电到已知的电压，由 Vdd和复位晶体管32特性规定。当复位信号给电容器20充电时，隔 离晶体管30也被导通，由此也给光电传感器10充电。当给电容器20 和光电传感器10充电时，检测电路的输出是无效的，就是说，其不代 表入射到光电晶体管上的光。在断开复位信号之后，光电传感器10和 电容器20并联，当光撞击光电传感器10时，电容器20和光电传感器 10随着时间推移通过隔离晶体管30一起放电，从而产生代表在复位 信号之间的集成(integration)周期过程中入射到光电传感器10上 的光的总通量的光信号。在集成周期之后，电容器20和光电传感器10 将具有代表在集成周期过程中入射到光电传感器上的累积光的电荷。 电荷与入射到光电传感器10上的环境光成反比，因而如果存在较多的 光，电荷将较少；如果存在较少的光，则电荷会较多。测量集成的光 信号，因为随时间收集的周期性的集成的光信号比简单测量来自光电 传感器的瞬时电流的设计要敏感的多。
平均电路14包括传输晶体管34，其栅极与周期性的传输信号相 连。传输晶体管34的源极与传感器电容器20相连并接收光信号。传 输晶体管34的漏极与平均电容器22的一端相连。平均电容器22的另 一端与给定的电压(如地)相连。传输晶体管34和平均电容器22组 成了平均光信号的存储电路13。
在光集成时间周期末端处，断开隔离晶体管30并导通传输晶体 管。然后将传感器电容器20上的电荷与平均电容器22上的电荷合并， 从而形成代表平均信号的电荷。如果电容器在值上相等，则电荷是两 个电容器上电荷的平均值。如果不相等，则平均电荷是电容器尺寸与 电荷的相对比率。当电容器电荷重新分布且两个电容器两端的电压相 等时，断开传输晶体管34并导通复位晶体管和隔离晶体管(32和30)， 再次开始循环。
输出电路16包括输出晶体管36，其栅极与平均电容器22相连。 源极与电阻负载相连，所述负载电阻与电源信号，如Vdd相连，从而 形成代表入射到光电传感器10上的环境亮度的输出信号40。漏极与 给定的电压相连。如所构造的，输出电路提供了反相放大器，该反相 放大器的输入是代表连续光信号的连续求平均的平均信号，且反相放 大器产生了平均的环境光信号输出。当存储在电容器22中的电荷足够 大从而使输出晶体管36导通时，输出信号将与给定的电压连接。当存 储在电容器22中的电荷较小时，输出晶体管36将具有增加的阻抗， 且平均环境光信号40将增加到电源信号，例如Vdd的极限。
当首次给光电传感器电路加电时，落到光电传感器10上的环境光 是未知的，与电容器中的电荷和输出信号的值一样。在初始周期之后， 传感器电容器20中的电荷将正确表示入射到光电传感器10上的环境 亮度，并转移给平均电容器22。此时，在光集成周期末端处，平均电 容器22两端的电压不必等于传感器电容器20两端的电压，但比电荷 从传感器电容器20转移之前更加接近。平均电容器22两端的电压实 际上代表通过电容器20和22的相对尺寸与最初存储在它们中的电荷 加权而获得的传感器电容器20和平均电容器22中的平均电荷。在随 后每个周期时，平均电容器22两端的电压将接近传感器电容器20两 端的电压，因为电荷转移到平均电容器22或者从平均电容器22转移 电荷。最后，两个电容器两端的电压将相同。在每个周期后，平均电 容器22将存储传感器电容器20中的电荷与平均电容器22中以前电荷 的平均值(通过电容器尺寸加权的)。因而，平均电容器22中的电荷 代表在传感器电容器20内连续周期中对存储的电荷连续求平均的 值。
如果光电传感器10上的环境光变化，则传感器电容器20中的电 荷将变化，且平均电容器两端的电压也变化从而匹配。注意到平均电 容器22不需要明确(explicit)复位或将电荷沉积成已知的状态。替 代地，随着从传感器电容器20转移电荷，平均电容器22上的电荷逐 渐呈现正确的值。因此，输出电路16的输出总是有效的并逐渐呈现正 确的值而不产生突然间断的变化。此外，输出信号提供了连续的模拟 信号，其代表较宽范围上的环境亮度，其由明亮环境中传感电容器20 的饱和度和最小输出晶体管36阈值电压所限制。通过改变电容器20 和22的尺寸，可以改变电路对环境光的灵敏度范围，并通过改变电容 器尺寸的比率，可控制平均的范围。
图3中图解了该电路的定时信号，其中T表示在所示状态中施加 信号的时间长度。
分别驱动传输晶体管34和隔离晶体管30的转移和隔离信号彼此 相反；就是说，一个信号是另一个的反相。因此，信号起源于单个信 号，优选起源于隔离信号。使用电路很容易产生反相信号，所述电路 如具有晶体管的输出电路16，所述晶体管的栅极与信号相连，漏极与 已知的电压，如地相连，其源极通过负载连接到电源信号。
还可通过消除隔离晶体管30和隔离信号来简化图2的电路。在该 情形中，当传输晶体管34导通时，传感器电容器20和平均电容器22 将根据入射到光电传感器10上的环境光继续放电。因而，电压将变化 更大且输出不会稳定。
可使用可选择的光电传感器电路，其包含在本发明中。例如，可 使用在存在光时充电的光电容器(photo capacitor)来提供光信号。 在该实施方案中，必须使用复位信号来周期性地将光电容器放电。还 可以使用光电阻器(photo resistor)、光电二极管和光电晶体管来 将传感器电容器放电。
图4中所示的显示系统中使用了图1和2的光电传感器电路。参 照图4，基板50具有在显示区域52中的发光元件，例如OLED的阵列 和集成在基板50上的光电传感器电路8。光电传感器电路8给控制器 44提供输出信号40。控制器44响应于输出信号40和输入信号46而 产生驱动显示器的显示信号42。
来自薄膜光电传感器10的信号直接与其覆盖的面积和入射到其上 的环境辐射相关。通过增加集成的光电传感器10的面积，可以增加电 路8的输出信号40，而并没有显著增加显示器的尺寸。
多个光电传感器10可以共同电连接，从而提供一个集成的光信 号，或可选择地，可分别将它们寻址或组合它们的输出。较大数量或 较大尺寸的集成光电传感器10可增加信号，由此提高了环境光检测的 表示度。此外，信号将更加代表入射到显示器上的整体环境亮度，因 为如果遮蔽一部分显示器，则具有多个传感器可提供多个信号，这几 个信号可求平均来产生入射到显示区域上的整体平均亮度。实际上， 可将落到显示区域52上的任何遮蔽的位置和形状确定为有限的范 围，由此可提供进一步的用于将显示性能最佳化的信息。
本发明的光电传感器10对入射到光电传感器上的光的频率分布敏 感。该灵敏度是由材料的吸收频谱和用于构造光电传感器的层的结构 引起的。通过在光电传感器和环境辐射之间设置滤色器来改变器件的 频率灵敏度。这种滤色器可用于定制光电传感器10对环境光的响应。
本发明可用在顶部和底部发射OLED显示结构中。可以使用用于有 源矩阵OLED显示器的薄膜结构来形成光电传感器10并提供电路11和 14来产生和处理用于光电传感器10的适宜的控制信号。可使用相同 的电源和控制信号方法来操作显示器。这里还有多种方式，其中根据 各种因素，如显示器的布局和电极及信号线的导电性，来连接光电传 感器。
可以单独选择(如显示像素元件一样)或成组选择光电传感器元 件。利用现有的电子控制方法，可以使用现有的寻址线和信号线来选 择元件或将元件复位。光电传感器元件组可以物理地或逻辑地连接， 从而在较大的区域上测量入射光，因此减小了信息的特异性 (specificity)和支持逻辑及互连的需求。
还可使用本发明获得有关环境亮度颜色的信息。通过利用位于光 电传感器和环境光之间的滤色器，可以过滤环境光。滤色器沉积技术 在本领域中是非常公知的，并已经公开用于显示器。如果给多个光电 传感器提供不同的滤色器，则例如通过调整显示的颜色或白点，可使 用来自光电传感器的信号将显示最佳化。在该情形中，仅具有相同颜 色滤色器的光电传感器并联。
发光显示器可以是有机发光二极管(OLED)显示器，其包括多个 支撑层，如发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层和电子传 输层，如本领域中公知的。光电传感器电路8与有源矩阵显示器电路 在同一个步骤中沉积并可包括相同的材料，从而简化处理和制造。
光电传感器电路10、检测器电路11和平均电路14中的任何一个 或全部可直接集成到相同的基板上，如显示器件上，或其可在显示器 的外部实现。一般地，通过将电路直接与显示器件集成可获得较高的 性能和较高的精确性，但并不是所有显示器件都希望这样。
在优选的实施方案中，在包含有机发光二极管(OLED)的器件中 使用了本发明，所述有机发光二极管由小分子或聚合OLED组成，如 Tang等人在1988年9月6日公开的US4,769,292和VanSlyke等人在 1991年10月29公开的US5,061,569，但并不限于此。可以使用有机 发光显示器的一些组合和修改来制造这些器件。
部件列表
8电路
10光电传感器
11检测电路
12光电传感器电路
13存储电路
14平均电路
16输出电路
20电容器
22平均电容器
30隔离晶体管
32复位晶体管
34传输晶体管
36输出晶体管
40输出信号
42显示信号
44控制器
46输入信号
50基板
52显示区域
参照图2，显示了更加详细的电路图。光电传感器10具有两个端 子，其中一个与给定的电压，例如地相连，另一个与隔离(isolation) 晶体管30的漏极相连。隔离晶体管30的栅极与隔离信号V隔离相连， 晶体管源极与电容器20(C传感器)相连，所述电容器用于存储代表入射 到光电传感器10上的光的电荷。电容器20具有与光电传感器10的给 定电压端相连的一个端子和与复位晶体管32的漏极相连的另一个端 子。复位晶体管32、电容器20和隔离晶体管30组成了检测电路11。 外部周期性的复位信号驱动复位晶体管32的栅极，且当复位信号导通 复位晶体管32时复位晶体管32的源极固定为能给电容器20充电的一 些已知电压(显示为Vdd)。检测电路11和光电传感器10形成了光 电传感器电路12。
周期性的复位信号将周期性地使电容器20充电到已知的电压，由 Vdd和复位晶体管32特性规定。当复位信号给电容器20充电时，隔 离晶体管30也被导通，由此也给光电传感器10充电。当给电容器20 和光电传感器10充电时，检测电路的输出是无效的，就是说，其不代 表入射到光电晶体管上的光。在断开复位信号之后，光电传感器10和 电容器20并联，当光撞击光电传感器10时，电容器20和光电传感器 10随着时间推移通过隔离晶体管30一起放电，从而产生代表在复位 信号之间的集成(integration)周期过程中入射到光电传感器10上 的光的总通量的光信号。在集成周期之后，电容器20和光电传感器10 将具有代表在集成周期过程中入射到光电传感器上的累积光的电荷。 电荷与入射到光电传感器10上的环境光成反比，因而如果存在较多的 光，电荷将较少；如果存在较少的光，则电荷会较多。测量集成的光 信号，因为随时间收集的周期性的集成的光信号比简单测量来自光电 传感器的瞬时电流的设计要敏感的多。
平均电路14包括传输晶体管34，其栅极与周期性的传输信号相 连。传输晶体管34的源极与传感器电容器20相连并接收光信号。传 输晶体管34的漏极与平均电容器22的一端相连。平均电容器22的另 一端与给定的电压(如地)相连。传输晶体管34和平均电容器22组 成了平均光信号的存储电路13。
在光集成时间周期末端处，断开隔离晶体管30并导通传输晶体 管。然后将传感器电容器20上的电荷与平均电容器22上的电荷合并， 从而形成代表平均信号的电荷。如果电容器在值上相等，则电荷是两 个电容器上电荷的平均值。如果不相等，则平均电荷是电容器尺寸与 电荷的相对比率。当电容器电荷重新分布且两个电容器两端的电压相 等时，断开传输晶体管34并导通复位晶体管和隔离晶体管(32和30)， 再次开始循环。
输出电路16包括输出晶体管36，其栅极与平均电容器22相连。 源极与电阻负载相连，所述负载电阻与电源信号，如Vdd相连，从而 形成代表入射到光电传感器10上的环境亮度的输出信号40。漏极与 给定的电压相连。如所构造的，输出电路提供了反相放大器，该反相 放大器的输入是代表连续光信号的连续求平均的平均信号，且反相放 大器产生了平均的环境光信号输出。当存储在电容器22中的电荷足够 大从而使输出晶体管36导通时，输出信号将与给定的电压连接。当存 储在电容器22中的电荷较小时，输出晶体管36将具有增加的阻抗， 且平均环境光信号40将增加到电源信号，例如Vdd的极限。
当首次给光电传感器电路加电时，落到光电传感器10上的环境光 是未知的，与电容器中的电荷和输出信号的值一样。在初始周期之后， 传感器电容器20中的电荷将正确表示入射到光电传感器10上的环境 亮度，并转移给平均电容器22。此时，在光集成周期末端处，平均电 容器22两端的电压不必等于传感器电容器20两端的电压，但比电荷 从传感器电容器20转移之前更加接近。平均电容器22两端的电压实 际上代表通过电容器20和22的相对尺寸与最初存储在它们中的电荷 加权而获得的传感器电容器20和平均电容器22中的平均电荷。在随 后每个周期时，平均电容器22两端的电压将接近传感器电容器20两 端的电压，因为电荷转移到平均电容器22或者从平均电容器22转移 电荷。最后，两个电容器两端的电压将相同。在每个周期后，平均电 容器22将存储传感器电容器20中的电荷与平均电容器22中以前电荷 的平均值(通过电容器尺寸加权的)。因而，平均电容器22中的电荷 代表在传感器电容器20内连续周期中对存储的电荷连续求平均的 值。
如果光电传感器10上的环境光变化，则传感器电容器20中的电 荷将变化，且平均电容器两端的电压也变化从而匹配。注意到平均电 容器22不需要明确(explicit)复位或将电荷沉积成已知的状态。替 代地，随着从传感器电容器20转移电荷，平均电容器22上的电荷逐 渐呈现正确的值。因此，输出电路16的输出总是有效的并逐渐呈现正 确的值而不产生突然间断的变化。此外，输出信号提供了连续的模拟 信号，其代表较宽范围上的环境亮度，其由明亮环境中传感电容器20 的饱和度和最小输出晶体管36阈值电压所限制。通过改变电容器20 和22的尺寸，可以改变电路对环境光的灵敏度范围，并通过改变电容 器尺寸的比率，可控制平均的范围。
图3中图解了该电路的定时信号，其中T表示在所示状态中施加 信号的时间长度。
分别驱动传输晶体管34和隔离晶体管30的转移和隔离信号彼此 相反；就是说，一个信号是另一个的反相。因此，信号起源于单个信 号，优选起源于隔离信号。使用电路很容易产生反相信号，所述电路 如具有晶体管的输出电路16，所述晶体管的栅极与信号相连，漏极与 已知的电压，如地相连，其源极通过负载连接到电源信号。
还可通过消除隔离晶体管30和隔离信号来简化图2的电路。在该 情形中，当传输晶体管34导通时，传感器电容器20和平均电容器22 将根据入射到光电传感器10上的环境光继续放电。因而，电压将变化 更大且输出不会稳定。
可使用可选择的光电传感器电路，其包含在本发明中。例如，可 使用在存在光时充电的光电容器(photo capacitor)来提供光信号。 在该实施方案中，必须使用复位信号来周期性地将光电容器放电。还 可以使用光电阻器(photo resistor)、光电二极管和光电晶体管来 将传感器电容器放电。
图4中所示的显示系统中使用了图1和2的光电传感器电路。参 照图4，基板50具有在显示区域52中的发光元件，例如OLED的阵列 和集成在基板50上的光电传感器电路8。光电传感器电路8给控制器 44提供输出信号40。控制器44响应于输出信号40和输入信号46而 产生驱动显示器的显示信号42。
来自薄膜光电传感器10的信号直接与其覆盖的面积和入射到其上 的环境辐射相关。通过增加集成的光电传感器10的面积，可以增加电 路8的输出信号40，而并没有显著增加显示器的尺寸。
多个光电传感器10可以共同电连接，从而提供一个集成的光信 号，或可选择地，可分别将它们寻址或组合它们的输出。较大数量或 较大尺寸的集成光电传感器10可增加信号，由此提高了环境光检测的 表示度。此外，信号将更加代表入射到显示器上的整体环境亮度，因 为如果遮蔽一部分显示器，则具有多个传感器可提供多个信号，这几 个信号可求平均来产生入射到显示区域上的整体平均亮度。实际上， 可将落到显示区域52上的任何遮蔽的位置和形状确定为有限的范 围，由此可提供进一步的用于将显示性能最佳化的信息。
本发明的光电传感器10对入射到光电传感器上的光的频率分布敏 感。该灵敏度是由材料的吸收频谱和用于构造光电传感器的层的结构 引起的。通过在光电传感器和环境辐射之间设置滤色器来改变器件的 频率灵敏度。这种滤色器可用于定制光电传感器10对环境光的响应。
本发明可用在顶部和底部发射OLED显示结构中。可以使用用于有 源矩阵OLED显示器的薄膜结构来形成光电传感器10并提供电路11和 14来产生和处理用于光电传感器10的适宜的控制信号。可使用相同 的电源和控制信号方法来操作显示器。这里还有多种方式，其中根据 各种因素，如显示器的布局和电极及信号线的导电性，来连接光电传 感器。
可以单独选择(如显示像素元件一样)或成组选择光电传感器元 件。利用现有的电子控制方法，可以使用现有的寻址线和信号线来选 择元件或将元件复位。光电传感器元件组可以物理地或逻辑地连接， 从而在较大的区域上测量入射光，因此减小了信息的特异性 (specificity)和支持逻辑及互连的需求。
还可使用本发明获得有关环境亮度颜色的信息。通过利用位于光 电传感器和环境光之间的滤色器，可以过滤环境光。滤色器沉积技术 在本领域中是非常公知的，并已经公开用于显示器。如果给多个光电 传感器提供不同的滤色器，则例如通过调整显示的颜色或白点，可使 用来自光电传感器的信号将显示最佳化。在该情形中，仅具有相同颜 色滤色器的光电传感器并联。
发光显示器可以是有机发光二极管(OLED)显示器，其包括多个 支撑层，如发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层和电子传 输层，如本领域中公知的。光电传感器电路8与有源矩阵显示器电路 在同一个步骤中沉积并可包括相同的材料，从而简化处理和制造。
光电传感器电路10、检测器电路11和平均电路14中的任何一个 或全部可直接集成到相同的基板上，如显示器件上，或其可在显示器 的外部实现。一般地，通过将电路直接与显示器件集成可获得较高的 性能和较高的精确性，但并不是所有显示器件都希望这样。
在优选的实施方案中，在包含有机发光二极管(OLED)的器件中 使用了本发明，所述有机发光二极管由小分子或聚合OLED组成，如 Tang等人在1988年9月6日公开的US4,769,292和VanSlyke等人在 1991年10月29公开的US5,061,569，但并不限于此。可以使用有机 发光显示器的一些组合和修改来制造这些器件。
部件列表
8电路
10光电传感器
11检测电路
12光电传感器电路
13存储电路
14平均电路
16输出电路
20电容器
22平均电容器
30隔离晶体管
32复位晶体管
34传输晶体管
36输出晶体管
40输出信号
42显示信号
44控制器
46输入信号
50基板
52显示区域