KR100816176B1 - 이미지 디스플레이 - Google Patents

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KR100816176B1
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이스트맨 코닥 캄파니
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Abstract

본 발명인 이미지 디스플레이는 기판과, 상기 기판상에 형성된 발광기와, 상기 기판상에 형성되어 있으면서 상기 발광기에 직접 광학적으로 결합되어 있는 광센서를 포함하고 있다.

Description

이미지 디스플레이{A FLAT-PANEL DISPLAY WITH LUMINANCE FEEDBACK}
도 1은 본 발명에 따른 피드백 및 제어 회로를 가진 디스플레이 장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 바람직한 실시예의 단면도,
도 3는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 대체 실시예의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 다른 대체 실시예의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 발광 및 흡광을 예시하는 개략도,
도 6은 본 발명에 따른 대체 디스플레이 장치의 발광 및 흡광을 예시하는 개략도,
도 7은 본 발명에 따른 아날로그 교정 회로(analog corrective circuitry)를 구비한 디스플레이 장치의 개략도,
도 8은 본 발명에 따른 디지털 교정 회로(digital corrective circuitry)를 구비한 디스플레이 장치의 개략도,
도 9는 본 발명에 따른 교정값의 계산을 예시하는 흐름도,
도 10은 본 발명에 따른 교정값의 계산을 예시하는 아날로그 회로에 대한 개략도, 및
도 11은 종래 기술의 발광 LED의 회로도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 디스플레이 시스템 12 : 디스플레이
14 : 피드백 제어 장치 16 : 제어기
18 : 메모리 20 : CUP
22 : 데이터 신호 24 : 어드레스 신호
26 : 제어 신호 28 : 디멀티플렉서
30 : 피드백 신호
본 발명은 솔리드 스테이트(solid-state) 반도체 평면 디스플레이 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 각각의 픽셀로부터의 광학 피드백 정보를 이용하여 디스플레이내의 각각의 픽셀의 발광을 최적화하는 수단을 구비한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
솔리드 스테이트 유기 발광 다이오드(OLED) 이미지 디스플레이 장치는 우수한 평면 디지털 디스플레이 장치로서 대단한 관심을 끌고 있다. 이러한 디스플레이 장치는 전류를 유기 물질인 박막에 통과시켜 광을 발생시킨다. 방출되는 광의 컬러와, 전류에서 광으로의 에너지 변환의 효율성은 유기 박막 물질의 조성에 의해 결정된다. 또한, 디스플레이 장치는 OLED 디스플레이 장치 위와 아래에 다른 광학 장치를 집적화하는 것을 지원하는 전용 투명 물질(exclusively transparent materials)로 구성될 수 있다. 1998년 7월 7일 공고된 Hung 등에 의한 미국 특허 제 5,776,623 호는 이러한 장치를 개시하고 있다.
OLED 물질은 전자 조사에 또한 반응하며, 전기 회로내에서 적절히 바이어싱될 때, 주변의 광에 따라 전류를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 1999년 7월 27일공고된 Wei 등에 의한 미국 특허 제 5,929,845 호는 유기 전자 발광 장치를 이용하여 광을 방출 및 검출하는 시스템이 기재되어 있다. 투명 유기 발광 물질이 제한된 주파수 범위의 광을 발광하지만, 광폭의 스펙트럼을 흡수하고 광에 광학 전기적으로 반응하도록 다른 흡광 물질이 OLED 장치 구조물에 부가될 수 있다. 실리콘 광다이오드와 같은 다른 장치 및 물질이 또한 광에 광학적으로 반응한다.
종종, OLED 장치의 발광 효율은 유기 물질의 불안정성으로 인한 연속 동작시에 상당히 감소한다. 이러한 불안정성은 노화, 온도 변화, 습도, 또는 다른 환경적인 스트레스에 기인한다. 발광 효율은 제곱미터 당 칸델라 단위의 발광 출력과 제곱미터 당 OLED에 흐르는 암페어 단위의 전류와의 비율로서 규정된다. 따라서, OLED 발광 효율성의 감소는 동일 발광을 얻기 위해서는 이용시에 보다 많은 전류가 OLED를 통과하여야 한다는 것을 의미한다. 또한, 디스플레이 장치의 전류 제어는 특히, 전압 제어와 비교하면, 보다 많은 회로를 필요로 하고 이에 따라 디스플레이내의 지원 전자 장치가 복잡해 지는 문제점이 있다.
상술한 문제점의 일부를 해결하기 위해 종래 기술에서는 특정 디스플레이 시스템을 최적화하려고 노력하였다. 예를 들어, 1993년 6월 1일 공고된 Webb 등에 의한 미국 특허 제 5,216,504 호에는 사람의 입력이나 자동화된 컴퓨터 제어로, 디스플레이를 조정하거나 최적화하는 비디오 모니터내의 디지털 제어 장치가 기재되어 있다.
일부 시스템은 사용자 제어식 제어 메카니즘을 내장하여, 다양한 상황하에서 보다 유연한 동작 또는 최적의 사용을 제공한다. 예를 들어, 휘도 및 콘트라스트 제어는 CRT 및 LCD 디스플레이 장치에 이용가능하다. 이러한 제어는 디스플레이내의 기준 픽셀을 이용하여, 디스플레이 장치 자체로부터의 정보를 기초로 하고 있다. 1992년 10월 20일 공고된 Eaton 등에 의한 미국 특허 제 5,157,525 호에는 LCD 기준 소자를 포함하는 피드백 장치를 이용하여 콘트라스트 또는 절대 휘도에 대한 사전 선택된 값을 유지하도록 기준 픽셀을 개별 제어하는 것에 대하여 기재되어 있다. 피드백 정보는 광검출기를 이용하여 LCD 물질의 평균 투과율을 측정함으로써 결정된다. 1999년 6월 8일 공고된 Hansen 등에 의한 미국 특허 제 5,910,792 호에는, 온도에 의한 휘도 변화를 피드백 보상하기 위해서 저항층의 전류와 전류원의 전류를 비교하는 것에 대하여 기재되어 있다. 이러한 방법의 한가지 문제점은 피드백이 픽셀 자체의 투과율에 직접으로 반응하지 않는다는 것 또는 디스플레이 내의 상이한 유형(예, 컬러)의 픽셀에 관한 어드레스 문제점이다. 디스플레이 장치로부터의 광 출력을 측정하고 그 장치에 사용되는 조정표를 구성하는 외부 센서를 이용하여 디스플레이 장치를 조정하는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 1994년 12월 6일 공고된 Bohan 등에 의한 미국 특허 제 5,371,537 호를 참조하면, 이 방법은 센서 장치가 조정동안에 디스플레이를 어둡게 하여 실시간 동작을 제공할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 발광에 대한 개선된 검출 방법 및 발광 디스플레이에 대한 제어가 필요하다.
이러한 필요성은, 기판, 기판상에 형성된 발광기, 및 기판상에 형성되어 있으면서 발광기에 광학적으로 직접 연결되어 있는 광센서를 포함하는 이미지 디스플레이를 제공하는 본 발명에 의해 충족시킬 수 있다.
본 발명의 장점은 개선된 성능을 가진 발광 디지털 이미지 디스플레이 장치를 제공한다는 것이다. 피드백 로직과 함께 광 검출 기능을 통합하여 발광기의 동작 특성을 제어함으로써, 수명, 휘도, 발광의 균일성, 및 소비 전력을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 디스플레이 상에 통합되어 디스플레이의 발광기와 광학적으로 직접 연결되어 있는 광학 검출기를 이용하여 종래 기술의 문제점을 해결하는 어드레스가능 발광 픽셀을 가진 솔리드 스테이트 디스플레이 장치에 관한 것이다. 광학 검출기는 발광기로부터 발광되는 광에 따라서 전류를 생성한다. 이러한 전류는 피드백 메카니즘으로서 사용되어 발광 픽셀에 흐르는 전류를 제어함으로써 소망의 광 출력을 얻는다.
본 장치는 다음과 같이 동작한다. 도 1의 디스플레이 시스템(10)은 피드백 제어 장치(14) 및 제어기(16)와 함께 디스플레이를 구동하는 디스플레이(12)를 포함하고 있다. 제어기(16)는 아날로그 장치일 수 있거나, 도시된 바와 같이, 명령어 및 데이터를 위한 메모리(18) 및 CPU(20)를 구비한 컴퓨터일 수 있다. 제어기는 각각 신호(22, 24, 26)로 표시되는 데이터, 어드레스 및 제어 신호를 이용하여 특정 디스플레이 구성 요소에 데이터를 기록한다. 어드레스 라인은 디멀티플렉서(28)를 이용하여 디코딩된다. 디스플레이내의 광센서에 의해 생성되는 피드백 신호(30)는 피드백 회로(14)로 전달되어 처리되고, 그 처리된 최종 신호(32)는 제어기로 전달된다. 디스플레이내의 발광 픽셀은 라인(34)을 통해 전원이 공급되고, 도 11의 Vdd 라인(100)에 연결되어 있다. 도 11은 종래의 단순한 발광 LED 회로를 도시하고 있으며, 여기서, Vdd 전력선(100)은 드라이브 트랜지스터(104)를 통해 LED(102)에 전원을 공급한다. 드라이브 트랜지스터(104)는, 각각 데이터 라인(22) 및 선택 라인(110) 상의 신호에 응답하여, 트랜지스터(108)에 의해 충전되는 커패시터(106)에 저장되는 전하에 반응한다. 선택 라인(110) 상의 신호는 종래 방식으로 어드레스 라인(24) 및 제어 라인(26) 각각의 신호로부터 형성된다.
광학적으로 결합된 광 감응성 물질(photo-responsive materials)을 도 2, 도 3, 또는 도 4 중 하나에 도시된 디스플레이 장치에 인접하게 배치함으로써 광센서가 구현된다. 이러한 도면에서, 발광층(44)은 광센서 층(50)에 광학적으로 연결되어 있다. 이러한 층 각각은 양 측면에 전극을 구비하며, 발광층은 42와 46을, 또한 광센서층은 48과 52를 가지고 있다. 이러한 전극 구성 요소는 기판(40) 상에 증착되고 커버 플레이트(54)에 의해 캡슐화된다. 광센서 층에 대한 발광층의 물리적인 배치는 제조 과정, 여러 물질, 및 회로 설계에 따라서 변할 수 있다. 도 2에서, 발광 물질은 광센서 물질(50)과 기판(40) 사이에 도시되어 있다. 도 3는 광 센서층(50) 옆의 발광층(44)을 도시하고 있다. 도 4는 발광층(44)와 기판(40) 사이에 광센서 물질이 도시되어 있으며, 이 경우에, 발광층의 일부만을 커버한다. 기판(40) 또는 커버(54)는 발광층으로부터 나오는 광을 볼 수 있도록 투명해야 한다. 동일한 이유로, 광이 통과해야 하는 전극은 또한 투명해야 한다. 투명 전극은 인듐 주석 산화물로 구성될 수 있으며, 공지되어 있다. 투명하지 않은 층(40 또는 54)은 광을 최대로 이용하기 위해서 반사성을 가질 수 있다.
발광 물질은 실질적으로 하나 이상의 보조층, 예를 들어, 정공 이동층(hole transport layer) 및 발광층으로 구성될 수 있으며, 이러한 층들은 모두 단일층(44)으로 표현된다. 공지되어 있는 바와 같이, 발광 물질은 개별적인 발광 영역으로 픽셀화되고, 전극은 픽셀의 행과 열을 연결함으로써 개별적인 픽셀을 어드레스하는데 사용된다. 여러 전극은 픽셀을 선택하는데 사용되고, 도 1의 신호 라인(22, 24, 26)으로부터의 입력을 이용하여 정보를 기록하는데 사용된다.
또한, 광센서 물질은 복수의 층으로 구성될 수 있다. 전극(48, 52)은 도 1의 피드백 신호(30)를 제공하는데 사용된다. 주목해야 할 것은, 도 2에서, 광센서 물질(50)와 전극(48, 52)은 점선에 의해 개별적으로 어드레스 가능한 구성 요소로 분할되는 적절한(possible) 구획(partition)을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 픽셀들 사이에 공통으로 또는 개별적으로 가지고 있는 광센서 층을 갖는 장치를 개시한다.
바람직한 실시예에서, 발광 물질(44)은 유기 LED 물질로 구성되어 있다. 커버 플레이트(54)는 예를 들어, 에나멜 코팅의 강판(steel plate), 플라스틱 또는 유리일 수 있다. 광센서 물질(50)은 증착 및 처리가 디스플레이 요소와 호환되는, 예를 들어, 종래의 크리스탈 실리콘, 폴리 실리콘 또는 비정질 실리콘 물질의 반도체 물질로 구성될 수 있다. 다른 호환성의 광센서 물질이 또한 사용될 수 있으며, 예를 들어, 층(50)은 전극(48)과 전극(52) 사이에 배치되어 광에 반응하는 유기 물질로 구성될 수 있다. 사용되는 제조 과정에 따라서, 광센서층이 먼저 구성되는 것이 바람직할 수 있다. 더욱이, 도 2에서 전극(46)과 전극(48) 사이에, 그리고 도 4에서 전극(42)와 전극(52) 사이에 부가적인 투명한 전기 절연층, 예를 들어, 유리가 요망된다. 대안으로, 2개의 연속 전극층이 발광 및 광센서층에 공급되는 신호의 성질과 극성에 따라서 하나의 층으로 결합될 수 있다. 어떠한 경우도, 집적화 과정은 소자 제조를 간단하게 하며, 최종 장치의 강고함(robustness)을 개선시킨다.
능동화(activate) 된 경우, 도 2에 대응하는 개략화된 도 5에 도시된 바와 같이, 발광 물질(44)은 접점(42, 46)에 의해 전압이 인가된다. 발광 물질(44)로부터 발광되는 광(60)의 일부가 발광되고, 남은 광은 광센서 물질에 의해 직접 흡광된다. 또한, 광은 디스플레이의 기판(40) 또는 커버(54)로부터 반사하고, 발광 물질(44)을 역으로 관통하여 광센서 물질(50)에 흡광된다. 최종 전류는 전극(48, 52)을 통해 수집된다. 광센서는 총 내부 반사(광선(62)과 같이 방사된 각도에 의함)를 통해, 또는 표면판과 발광층사이의 계면으로부터의 반사(광선(64)과 같이)에 의해, 또는 표면판과 공기 사이의 계면으로부터의 반사(광선(66)과 같이)에 의해, 또는 다른 광학 결합 메카니즘을 통해 발광기에 광학적으로 결합되어 있다. 전극(도 4에서는 도시 생략)은 또한 반사 장치로서의 기능을 한다.
주변의 광(70)은 발광층, 기판, 또는 커버를 통과해 광센서 물질(50)로 또한 진행할 수 있다. 광학적으로 결합된 광과 주변의 광은 광센서 물질(50)에 의해 흡광되고, 검출된 광의 발광도에 따라 전류를 생성한다. 이 전류가 도 2의 피드백 신호(30)이다. 도 6은 도 5에 대응하는 유사한 구조를 도시하고 있다. 주목해야 할 것은, 어떠한 경우에도, 광은 어떠한 층이 투명한 지에 따라서 기판(40) 또는 커버(54)를 통해 방출될 수 있다는 것이다.
공지되어 있는 바와 같이, 디스플레이 장치내의 각각의 픽셀은 어드레스 신호에 의해 선택된다. 또한, 각각의 광센서 소자는 동일 또는 상이한 어드레스 신호를 이용하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 종래의 디스플레이 장치, 메모리 장치, 또는 CCD와 같은 이미징 장치는 모두 유사한 기술을 이용한다. 광센서 소자는 개별적으로(디스플레이 픽셀 소자로서) 또는 그룹으로 선택될 수 있다. 광센서 소자 그룹은 보다 큰 영역에 걸쳐서 입사광을 측정하기 위해 물리적 또는 논리적으로 결합될 수 있으며, 그 결과, 정보의 특이성(specificity)과 로직 및 상호결합을 지원할 필요성이 모두 감소될 수 있다. (이것은 도 2에서 점선으로 도시되어 있다.) 특이한 경우에, 광센서 소자는, 전체적으로 전류가 디스플레이 장치의 광학적으로 결합된 광을 나타내는 하나의 대규모 장치내에 결합될 수 있다.
광센서 소자로부터 검출된 전류는 검출된 광으로부터의 피드백을 제공하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 발생된 전류는 원하는 발광도에서 발생된 전류의 프라이어리 지식(priorl knowledge)(기준)와 비교된다. 디스플레이 물질을 구동하는 전류는, 광센서 층으로부터의 전류가 소망의 전류와 일치할 때까지 증가 또는 감소하게 된다. 일치하는 경우에, 발광기에 의해 발생된 광은 소망 레벨이 된다. 주목해야 할 것은, 발광기가 시간이 지남에 따라 노화되어, 효율성이 적어지고, 발광이 적어짐에 따라, 최종 광전류는 감소할 것이고, 감소된 광 출력을 보상하기 위해서 구동 전류를 증가시킨다는 것이다.
디지털 이미지 디스플레이 장치는 일반적으로, 여러 레벨 또는 휘도, 전형적으로 256 또는 1024 레벨(종래의 2진 디지털 컴퓨터 시스템에서는 8 비트 또는 10 비트)에서 발광하는데 사용된다. 각각의 레벨은 대응하는 휘도를 생성하는데 필요한 특정양의 전력과 관련되어 있으며, 기준 레벨은 각각의 디스플레이 레벨에 대하여 발생되어, 각각의 휘도 레벨에 대한 소망의 광 출력을 매우 정확하게 제어할 수 있다. 이러한 기준은 특정 발광 디스플레이 물질에 대한 휘도/전력 곡선에서의 불규칙성을 또한 보상할 수 있다. 기준값은 여러 소스로부터, 발광기의 동작 모델로부터, 예시적인 디스플레이 상의 측정값으로부터, 또는 과거의 유사한 디스플레이가 가지고 있는 경험치로부터 얻을 수 있다.
상이한 컬러 광을 생성하기 위해 상이한 디스플레이 물질이 사용되며, 이러한 상이한 물질은 상이한 효율과 노화 특성을 가질 수 있다. 각각의 휘도 레벨이 개별적인 기준을 가짐에 따라, 각각의 컬러는 유사하게 조정될 수 있다. 단일 피드백 광센서 소자의 경우에, 동시에 단지 하나의 컬러에 단순히 전압을 인가함으로써, 각각의 컬러에 대하여 적절한 기준값을 측정할 수 있다. 디지털로 구현되는 경우에, 컬러 및 휘도 조정은 종래의 매우 일반적인 기술인 256×3 입력 조사표(3원색을 가진 8비트 시스템에 대하여)를 이용하여 간단히 구현된다. 광센서 소자가 서브그룹의 픽셀과 관련되어 있는 경우에, 피드백 교정 메카니즘(예를 들어, 조사표)은 그 서브그룹과 관련되어 있어야 한다.
피드백 제어를 제공하는 적어도 2개의 바람직한 메카니즘이 있다. 도 7에 도시된 첫번째 메카니즘에서, 디스플레이로부터의 피드백 전류(30)는 피드백 회로(14)에 의해 단일 피드백 신호(32)로 모이게 된다. 그 다음, 이러한 신호는 제어기(16)에 의해 디스플레이의 소망의 발광출력을 나타내는 표준 신호와 비교된다. Vdd 신호(34)의 전압은 소망의 발광도와 피드백 전류에 도달할 때까지 상승되거나 하강된다. 이 경우에, 신호(34)는 제어 장치(16)에 의해 조정되고, 전압 제어기(80)와 같은 아날로그 회로를 이용하여 제어될 수 있다. 유사하게, 가장 단순한 경우에, 예시적인 디스플레이 장치의 최적의 동작 전압을 나타내는 고정값으로 또는 다른 기준에 의해 선택된 몇몇 다른 값으로 설정되는 연산 증폭기(82)에 의해 행해질 수 있다.
피드백 신호는 상이한 방식으로 모일 수 있다. 가장 단순한 경우에, 발광할 수 있는 각각의 흑백 레벨에 대한 디스플레이의 휘도를 나타내는 각각의 휘도값에 대하여 단일값이 생성된다. 이러한 휘도가 디스플레이의 예상 휘도와 일치하는 경우에, 변경할 필요는 없다. 노화 물질 또는 다른 이유로 인해, 디스플레이가 적절한 양의 광을 방출할 수 없는 경우에, 데이터 값은 디스플레이가 보다 많은 양의 광을 방출할 수 있도록 변경될 수 있다. 도 8를 참조하면, 이러한 변경은 공지된 기술인 조사표(84)를 이용하여 행할 수 있다.
보상 신호는 픽셀 요소에 대응하여야 하며, 그 피드백은 픽셀 요소를 표시한다. 단지 하나의 신호가 전체적으로 디바이스의 출력을 나타내는 경우에, 모든 데이터 값은 고정된 양에 의해 조정될 수 있다. 개별적인 피드백 값이 각각의 휘도 레벨에 대하여 얻어지는 경우에, 각각의 휘도 레벨에 대응하는 데이터 값은 조정될 수 있다. 개별적인 피드백 값이 각 컬러에 대해 얻어지는 경우, 각각의 컬러는 고정된 양에 의해 조정될 수 있다. 이러한 여러 데이터 값이 그 얻어진 피드백에 따라서 여러 방식으로 결합될 수 있다. 또한, 피드백 값은 픽셀에 대하여 휘도 레벨 단독적인 것보다는 디스플레이내의 픽셀의 어드레스에 따라서 얻어질 수 있다. 각각의 픽셀은 그 출력에 맞는 개별적인 표를 가질 수 있다. 그러나, 주목해야 할 것은, 이러한 표의 사이즈가 급격히 커진다는 것이다. 조사표가 바람직하지 않은 경우에, 원하는 동작을 모델링하는 수학식을 이용하여 교정치를 계산하는 것도 가능하다. 이러한 방법은 메모리의 용량을 감소시키지만, 속도 성능에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 이러한 조사표와 계산 방법은 모두 공지되어 있으며, 대부분의 컴퓨터 제어식 시스템의 표준 영역이다. 일반적으로, 디바이스가 사용중이거나 부팅 또는 셋업 시간인 동안에, 피드백 교정이 연속적 또는 주기적으로 행해질 수 있다. 단지 요건은 디바이스가 기지의 휘도값에서 디스플레이되는 동안에 피드백 측정이 취해져여야 한다는 것이다.
주목해야 할 것은, 본 발명에 의해 기존의 전류 제어기를 이용하여 디스플레이 물질을 제어할 필요가 없어지며, 대신에 전압 제어를 통해 디스플레이를 구동할 수 있다는 것이며, 따라서, 디스플레이 물질의 효율의 면에서 발생 가능한 변경을 보상할 뿐만 아니라 제어 전자 장치를 간단하게 할 수 있다는 것이다.
광센서 물질이 디스플레이로부터의 광학적인 결합과 주변의 광에 노출될 수 있다는 것을 아는 것이 중요하다. 이러한 상황에 대하여 적절한 보상이 행해져야 한다. 주변의 광과 디스플레이 광을 적절히 구별하는 가장 단순한 메카니즘은 먼저 주변의 광 전류를 측정하는 것이다. 이것은 0 전류를 발광 픽셀에 인가하여 픽셀이 광을 발광하지 않게 함으로써 간단히 행해진다. 광전류가 잔류하는 원인은 주변의 방사선으로 인한 것이며, 기준 비교는 이러한 잔류 전류에 대하여 조정해야 한다. 이러한 기준 조정은 디스플레이 장치가 파워 업되는 시간에 또는 사용중에 주기적으로 행해질 수 있다.
이러한 기준 조정은 주변 환경의 변화를 자동으로 보상하는데 또한 사용될 수 있다. 어두운 환경(주변의 방사가 적은)에서 보는 경우에, 디스플레이 장치는 밝은 환경(주변의 방사가 많은)에서 볼 때 만큼 밝을 필요가 없다. 디스플레이 장치의 광 출력이 주기적으로 재조정되는 경우에, 주변의 광이 변할지라도, 주변의 광과 디스플레이되는 광 사이의 고정된 차이를 유지할 수 있다. 또한, 어두운 환경에서 불필요한 디스플레이 휘도를 감소시킴으로써 디스플레이 장치의 수명을 증가시킬 수 있으며, 밝은 환경에서 디스플레이 장치의 가시성을 증가시킬 수 있다. 휘도 보상이 픽셀 어드레스에 근거해 행해지는 경우에, 디스플레이의 상이한 부분을 상이한 방식으로 교정하는 것이 가능하며, 예를 들어, 음영이 부분적으로 존재할 수 있는 디스플레이에 대하여 교정하는 것이 가능하다.
도 9의 흐름도는 각각의 휘도 레벨에 대한 조사표의 값을 계산하는 단순한 프로세스를 도시하고 있다. 먼저, 디스플레이 장치는 턴 온되고(120), 블랭크(흑색) 이미지 또는 스크린을 디스플레이하도록 설정된다(122). 피드백 전류가 측정되고(124), 주변의 광을 나타낸다. 그 다음, 디스플레이는 방출할 수 있는 각각의 레벨로 휘도 출력(124)과 각각의 레벨에 대하여 피드백 전류(실제 전류)(128)의 측정이 반복된다. 이러한 피드백 전류는 주변의 광과 임의의 주어진 휘도 레벨로 방사된 광의 합을 나타낸다. 그 다음, 소망의 광 레벨과 주변의 전류의 합에 대응하는 소망의(기준) 전류에서 실제 전류를 감산시켜 교정 전류를 얻는다(130). 이러한 교정 전류는 기준 전류에 가산되고, 그 합은 대응하는 휘도 레벨로 변환되고(132), 측정된 원 휘도 레벨에 대해 조사표(134)내에 배치된다. 그 다음, 디스플레이는 교정된 휘도 레벨을 이용하여 동작된다(136). 주변의 전류가 0이고 실제 전류가 기준값과 같다면, 조사표의 값은 기준값과 같아지고, 즉, 조사표의 값은 이상적인 값이 되며, 교정은 행해지지 않는다(조사표의 출력은 조사표의 입력과 같다). 다음의 수학식은 함수(F)가 전류 측정치에서 그 대응하는 휘도 레벨(i)으로의 변환을 나타내는 계산을 나타내고 있다.
Figure 112001025046057-pat00001
이러한 계산은 제어 회로(16)와 그 부품(18, 20)에 의해 행해질 수 있다.
전압 제어기가 사용되고 단일 피드백 값이 사용되는 경우에, 전체적인 교정 계산은 아날로그 소자(예를 들어, 도 7에 도시된 연산 증폭기 및 전압 제어기)를 이용하여 행해질 수 있다. 도 10은 이러한 전체적인 교정 계산을 상세히 도시하고 있다. 실제값(32)은 이상적인 기준값(90)과 주변값(92)의 합에서 감산되고, 전압 제어기가 설정(set)되는 공칭 전압으로의 교정 입력으로서 사용된다. 이러한 아날로그 계산 기술 및 장치는 모두 공지되어 있다. 주변 발광을 보상하고자 하면, 상술한 바와 같이 제어기를 이용하여 먼저 값을 수집하여 저장하여야 한다. 디지털 또는 아날로그 교정을 이용하여, 교정값을 연속적으로 조정함으로써 계산은 반복적으로 또한 행해질 수 있다. 이러한 경우에, 실제 측정값은 실제의 교정값 및, 계산되어 적용된 이 교정값에 대한 차이값으로 취해진다.
디스플레이 소자 아래의 광센서 영역을 픽셀의 서브 세트만으로 제한하는 것이 또한 가능하다. 이로써, 피드백을 지원하는데 필요한 논리적인 인프라구조물을 감소시키지만, 디스플레이의 한 부분에 대한 교정이 다른 부분에도 동일하게 적용된다는 것을 예상할 수 있다.
피드백 회로는 디스플레이 장치와 동일한 기판상에 직접 집적화되거나, 디스플레이의 외부에 구현될 수 있다. 일반적으로, 집적 회로 디스플레이 장치와 일체화함으로써 보다 높은 성능과 보다 높은 정확도를 얻을 수 있지만, 모든 디스플레이 장치에 대해 바람직한 것은 아니다. (예를 들어, 픽셀 기술과 제조 프로세스는 회로와 로직의 일체화를 막을 수 있다.) 본 발명은 능동 및 수동 매트릭스 디스플레이 장치 모두에 적용될 수 있다.
제한되는 것은 아니지만, 1998년 9월 6일 공고된 Tang 등에 의한 미국 특허 제 4,769,292 호 및 1991년 10월 29일 공고된 VanSlyke 등에 의한 미국 특허 제 5,061,569 호에 기재되어 있는 소분자 중합체 OLED를 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)는, 적절한 디스플레이 장치를 생성할 수 있는 기술적인 기반을 제공한다. OLED 물질의 여러 결합 및 변경은 당업자에게는 자명하고 이러한 장치를 제조하는데 사용되며, 본 발명에 포함된다.
본 발명은 발광 디스플레이 장치에 광학적인 피드백을 제공하는 상당히 집적화된 소형 경량의 수단을 제공한다. 이러한 피드백은 디스플레이 장치의 수명을 연장시키며, 소비 전력을 감소시키고, 유연하게 적용할 수 있다.

Claims (1)

  1. a) 기판과,
    b) 상기 기판상에 형성된 어드레스 가능한 발광기로서, 기판상에 증착되어, 발광층과, 그 발광층의 양 측면 상에 놓이는 전극층을 구비하는 상기 발광기의 어레이와,
    c) 이미지 형상의 패턴으로 발광하도록 상기 발광기를 구동하는 구동 회로와,
    d) 상기 기판상에 형성되는 광센서로서, 기판상에 증착되어, 광센서층과, 그 광센서층의 양 측면 상에 놓이는 전극층을 구비하며, 상기 광센서층은 상기 어레이 내의 상기 발광기의 발광층에 직접적이고 광학적으로 결합되어, 상기 발광기에 의해 방출되는 광을 검출하고, 그 검출에 응답하여 피드백 신호를 생성하는 하나 이상의 광센서와,
    e) 디스플레이의 각 휘도 레벨에 대해 소망의 광 출력을 제어하도록 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 구동 회로를 제어하는 피드백 제어 회로
    를 포함하는 이미지 디스플레이.
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