KR101518057B1 - 컬러 필터 및 전자적으로 정렬된 광전자-방출 엘리먼트를 포함하는 디스플레이 디바이스 - Google Patents
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Abstract
디스플레이 디바이스는 픽셀 (1) 의 매트릭스로 달성된다. 각 픽셀 (1) 은, 하나 또는 2 개의 방향에서 픽셀 (1) 내에 구성되는 복수의 서브픽셀 (2) 을 포함한다. 각 서브픽셀 (2) 은, 복수의 광전자-방출 (photo-emissive) 엘리먼트 (5) 에 대면하여 배열된 컬러 필터 (3) 를 포함하고, 불투명 영역 (7) 이 컬러 필터 (3) 를 분리시킨다. 픽셀 (1) 의 구성 방향 각각에 있어서, 광전자-방출 엘리먼트 (5) 는, 컬러 필터 (3) 의 피치보다 2 배 작은 반복 피치 (repetition pitch) 를 갖는다. 각 컬러 필터 (3) 의 크기는, 이 픽셀 (1) 의 구성 방향 각각에서 광전자-방출 엘리먼트 (5) 의 크기 이하이다. 디스플레이 디바이스는, 각 픽셀 (1) 의 컬러 필터 (3) 에 대면하여 위치된 광전자-방출 엘리먼트 (5) 를 선택하는 수단을 포함한 광전자-방출 엘리먼트 (5) 의 공급 제어 회로를 포함한다.
광전자-방출 엘리먼트, 컬러 필터, 디스플레이 디바이스, 유기 발광 다이오드, 오정렬, 반복 피치
Description
본 발명은, 픽셀의 매트릭스에 기초한 디스플레이 디바이스로서, 각 픽셀은, 사전설정된 피치로 적어도 하나의 구성 방향에서 이 픽셀 내에 구성된 복수의 서브픽셀을 포함하고, 각 서브픽셀은, 동일한 피치로, 적어도 하나의 광전자-방출 엘리먼트에 대면하여 배열된 컬러 필터를 포함하고, 불투명 영역이 컬러 필터를 분리시키고, 이 디스플레이 디바이스는 광전자-방출 엘리먼트의 전력 공급의 제어 회로를 포함하는, 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
통상적으로, 디스플레이 디바이스는 복수의 원색의 서브픽셀로 각각 구성되는 독립적인 컬러 픽셀의 매트릭스를 포함한다. 그러므로, 각 원색의 서브픽셀은 사전정의된 컬러의 광을 공급하는 방출 엘리먼트를 나타낸다. 이 타입의 디바이스는, 예를 들어 서브픽셀을 각각 구성하는 착색 유기 발광 다이오드의 매트릭스로 달성된다.
소형 크기 및/또는 고해상도의 디스플레이 디바이스에 있어서, 즉 통상적으 로 50 ㎛ 미만의 피치를 갖는 픽셀에 있어서, 유기 발광 다이오드의 제조 방법은, 상이한 컬러 색조 (color hue) 의 서브픽셀이 달성되는 것을 가능하게 하지 않는다.
그러면, 이들 디스플레이 디바이스에 있어서, 컬러 필터의 매트릭스와 백색 컬러를 방출하는 발광 다이오드를 결합시킴으로써, 컬러 서브픽셀의 형성이 수행된다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 디스플레이 디바이스는 통상적인 방식으로 로우 및 칼럼으로 구성된 픽셀 (1) 의 매트릭스를 포함한다. 각 픽셀 (1) 은 복수의 컬러 서브픽셀 (2), 예를 들어 청색, 적색, 녹색 및 백색 서브픽셀로 형성된다. 통상적으로, 픽셀 (1) 의 매트릭스 및 그에 따른 서브픽셀 (2) 의 매트릭스는, 복수의 광전자-방출 엘리먼트 (5) 를 지지하는 기판 (4) 위에 컬러 필터 (3) 의 매트릭스를 배치함으로써 달성된다. 각 컬러 필터 (3) 는 일 서브픽셀 (2) 에 속하고, 그에 따라 서브픽셀의 피치는 컬러 필터의 피치 (PF) 와 동일하다.
광전자-방출 엘리먼트 (5) 는, 광 방사선 (light radiation) 을 방출할 수 있으며, 필요한 집적 밀도로 집적되는 임의의 엘리먼트로 형성된다. 광전자-방출 엘리먼트 (5) 는, 예를 들어 기판 (4) 상에 통상적인 방식으로, 예를 들어 2 개의 전극들, 즉 각 서브픽셀에 대한 특정 캐소드와 대체로 연속적인 애노드 사이에 배열된 유기층의 연속적인 스택에 의해 형성된 유기 발광 다이오드이다. 광전자-방출 엘리먼트 (5) 모두는, 50 ㎛ 미만의 반복 피치가 다이오드들 사이에서 획득되는 것을 가능하게 하는 동일한 컬러, 바람직하게는 백색 광을 방출한다. 컬러 필터 (3) 의 매트릭스는, 임의의 적합한 기술에 의해, 예를 들어 포토리소그래피에 의해 투명 기판 (6) 상에 생성된 다음, 예를 들어 기판 (4) 상으로 접착함으로써 조립된다.
픽셀 (1) 내에서, 픽셀 구성에 독립적으로, 서브픽셀 (2) 의 상이한 구성이 가능하다. 서브픽셀 (2) 은 컬러 필터 (3) 와 연관되고, 동일한 컬러 필터 구성은 각 서브픽셀 구성에 대응한다. 픽셀 (1) 내에서, 컬러 필터 (3) 는 1 차원 또는 2 차원으로, 즉 선 또는 면으로 구성될 수 있다.
픽셀 (1 및 1') 에 있어서, 스트라이프로 나란히 배열된 컬러 필터 (3) 의 1 차원 구성의 일 실시예가 도 2 에 도시되어 있다. 이 구성에 있어서, 3 개의 서브픽셀 (2R, 2G, 2B) 및 대응 컬러 필터 (3R, 3G, 3B) 는, 칼럼으로 또는 (도 2 에서 X-축을 따른) 선에서 단일 구성 방향으로, 피치 (PFX) 로 나란히 배열된 인접 컬러 스트라이프를 형성한다. 유리하게는, 컬러 필터 (3R, 3B 및 3G) 는 구성 방향 (도 2 에서 X-축) 에 평행한 단변을 갖는 장방형이고, 이는 컬러 필터 (3) 의 피치 (PFX) 를 정의한다.
컬러 필터 (3) 의 2 차원 구성의 일 실시예는, 도 3 에서 사각형 (정방형) 매트릭스 구성으로 표현되어 있다. 이 구성에 있어서, 각 픽셀의 4 개의 컬러 필터 (3R, 3B, 3G, 3Y) 는, 2 개의 방향 (수직의 X 축 및 Y 축) 으로 정의된 평면에서 피치 (PFX 및 PFY) 로 사각형으로 배열된다 (도 3 참조). 유리하게는, 컬러 필터는 정방형이다.
광전자-방출 엘리먼트 (5) 의 피치 (PE) 는, 구성 방향 각각에서 컬러 필터 (3) 의 피치 (PF) 와 동일하다 (PEX = PFX 및 PEY = PFY). 그러면, 임의의 통상적인 정렬 기술을 이용하여 광전자-방출 엘리먼트 (5) 위에 컬러 필터 (3) 의 매트릭스의 배치가 수행된다.
컬러 필터의 사용은, 단지 기판 상에 단일 타입의 유기 발광 다이오드를 형성해야 하는 이점을 제공하는데, 이는 제조 방법을 용이하게 하고, 고집적 밀도가 획득되는 것을 가능하게 한다.
그러나, 이 접근법은, 컬러 필터의 매트릭스가 유기 발광 다이오드를 지지하는 기판에 대해 완전히 정렬되는 것을 요구한다. 그러나, 기판 정렬 머신은 통상적으로 약 1 미크론의 정렬 정밀도를 갖는다. 임의의 오정렬 (misalignment) 을 완화시키고, 그에 따라 상이한 서브픽셀들 사이의 정보의 임의의 믹싱을 방지하기 위해서, 서브픽셀들 사이에 안전 마진 (safety margin) 이 제공되어야 한다. 그러면, 불투명 영역 (7) 이 컬러 필터들 사이에 배열된다. 이들 불투명 영역 (7) 은 통상적으로 반사 엘리먼트에 의해, 또는 유리하게는 흑색 착색제를 갖는 흡수성 필터에 의해, 또는 예를 들어 크롬, 크롬 산화물, 또는 크롬/SiO2 서멧 (cermet) 으로 이루어진 흡수성 금속층에 의해 달성된다. 이들 불투명 영역의 크기는, 사용된 머신의 정밀도와 동일한 정도 (order of magnitude), 통상적으로 1 내지 2 미크론이다. 그러므로, 매트릭스 픽셀 반복 피치가 감소하는 경우, 불투명 영역에 의해 점유되는 표면의 비율은 증가하고, 신호는 감소한다.
본 발명의 목적은, 구현이 용이하며 소형 치수 및/또는 고해상도의 디스플레이 디바이스를 제공하여, 정렬 방법에 대한 제약을 완화시키는 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스는, 첨부된 특허청구범위, 특히 각 서브픽셀은 적어도 2 개의 광전자-방출 엘리먼트를 포함하고, 광전자-방출 엘리먼트는, 픽셀 구성 방향 각각에서 컬러 필터의 피치보다 2 배 작은 반복 피치를 갖고, 각 컬러 필터의 크기는, 이 픽셀 구성 방향 각각에서 광전자-방출 엘리먼트의 크기 이하이고, 제어 회로는, 일 픽셀의 각 컬러 필터에 대면하여 위치된 광전자-방출 엘리먼트를 선택하는 수단을 포함한다는 사실을 특징으로 한다.
다른 이점 및 특징은, 단지 비제한적인 예시를 목적으로 제공되며 첨부 도면에 표현된 본 발명의 특정 실시형태의 다음의 설명으로부터 보다 자명해질 것이다.
이러한 본 발명에 따르면, 구현이 용이하며 소형 치수 및/또는 고해상도의 디스플레이 디바이스를 제공하여, 정렬 방법에 대한 제약을 완화시킬 수 있는 효과가 있다.
픽셀 (1) 내에서, 컬러 필터 (3) 와 광전자-방출 엘리먼트 (5) 의 각각의 크기에 종속하여, 또한 정렬 수단의 정밀도에 종속하여, 단일 방향으로 (예를 들어, X 축을 따라) 또는 2 개의 방향으로 (즉, X-축 및 Y-축을 따라) 오정렬이 존재할 수 있다.
컬러 필터 (3) 의 1 차원 구성을 갖는, 즉 X 축을 따라 나란히 정렬된 컬러 필터 (도 2 참조) 를 갖는 픽셀 (1) 은, 단지 단일 방향으로만 오정렬을 겪고, 이 방향 (X-축) 을 따라 그 서브픽셀 (2) 이 구성된다. 또한, 컬러 필터 (3) 의 2 차원 구성을 갖는 픽셀 (1) 은 통상적인 방식으로 2 개의 방향으로 오정렬을 겪는다.
컬러 필터의 매트릭스 및 광전자-방출 엘리먼트의 매트릭스는, 픽셀 매트릭스 및 이들 픽셀 내의 서브픽셀의 구성을 고려하는, 스트라이프, 삼각형 또는 사각형의 동일한 일반적인 구성을 갖는다.
컬러 필터 (3) 의 매트릭스와 광전자-방출 엘리먼트 (5) 의 매트릭스 사이의 정렬에 관한 제약을 완화시키기 위해서, 광전자-방출 엘리먼트 (5) 는, 픽셀 내의 컬러 필터의 구성 방향 각각에서 컬러 필터 (3) 의 반복 피치 (PF) 보다 2 배 작은 반복 피치 (PE) 를 나타낸다 (PFX = 2PEX 및 PFY = 2PEY). 그러므로, 각 픽셀 구성 방향에서 컬러 필터 (3) 보다 2 배 많은 광전자-방출 엘리먼트 (5) 가 존재한다.
그러므로, 컬러 필터 (3R, 3B, 3G) 가 단지 방향 X 로만 배열되는 1 차원 구성을 갖는 픽셀에 있어서, 그에 따라 서브픽셀 (2) 마다 2 개의 광전자-방출 엘리먼트 (5) 가 존재한다. 마찬가지로, 컬러 필터 (3) 가 2 개의 방향 X 및 Y 로 사각형으로 배열되는 사각형 매트릭스 타입의 2 차원 구성에 있어서, 그에 따라 서 브픽셀 (2) 마다 4 개의 광전자-방출 엘리먼트 (5) 가 존재한다.
또한, 픽셀 (1) 의 구성 방향 각각에 있어서, 컬러 필터 (3) 는, 광전자-방출 엘리먼트의 대응하는 크기 이하인 크기를 갖는다. 그러므로, 컬러 필터 (3) 가 광전자-방출 엘리먼트 (5) 의 피치 (PE) 보다 큰 피치 (PF) 를 가짐에 따라, 컬러 필터 (3) 는 결합되지 않는다. 그러면, 2 개의 인접 픽셀 또는 동일한 픽셀 (1) 의 인접 컬러 필터 (3) 주위에, 비착색 (non-colored) 영역이 존재하는데, 이 영역은 컬러 필터를 분리시키고, 이 영역을 통해 미광 방출 (stray light emission) 이 일어날 수 있다. 이 미광 방출을 방지하기 위해서, 컬러 필터 (3) 주위에 위치된 이 영역 (7) 은, 임의의 적합한 수단으로, 바람직하게는 종래 기술의 디바이스를 제조하는데 사용되는 흡수성 필름과 유사한 흡수성 필름으로, 방출된 광 방사선의 반사 또는 흡수에 의해 불투명으로 이루어진다. 이 영역 (7) 은, 흑색 착색제를 갖는 흡수성 필터에 의해, 또는 예를 들어 크롬, 크롬 산화물, 또는 크롬/SiO2 서멧으로 이루어진 흡수성 금속층에 의해 달성될 수 있다.
컬러 필터 (3) 는 광전자-방출 엘리먼트 (5) 의 피치 (PE) 보다 2 배 큰 피치 (PF) 를 갖고, (고려되는 구성 방향에서) 흡수성 영역의 크기 (L) 는 컬러 필터 (3) 의 크기 이상이다. 다시 말하면, 구성 방향 각각에서의 컬러 필터 (3) 의 크기 (L) 는 항상 이 동일한 방향에서의 서브픽셀 (2) 의 피치 (PF) 의 절반 이하이다.
픽셀의 컬러 필터 (3) 가 X-축을 따라 나란히 배열되는 도 4 에 도시된 1 차원 구성에 있어서, 불투명 영역 (7) 은 각 컬러 필터 (3) 의 각 측면에 배열되고, 각 컬러 필터의 폭 (LX) 은, 2LX ≤ PFX 가 되도록 이루어진다.
도 5 에 도시된 사각형 매트릭스 타입의 2 차원 구성에 있어서, 컬러 필터 (3) 는 평면 (X, Y) 에서 사각형으로 배열된다. 이용된 방향 (X, Y) 모두에 있어서, 컬러 필터 (3) 의 크기 (L) 는, 수반된 방향에서 서브픽셀 (2) 의 피치 (PF) 보다 적어도 2 배 작다. 따라서, 2LX ≤ PFX 이고, 2LY ≤ PFY 이다. 그러면, 불투명 영역 (7) 이, 컬러 필터 (3) 를 둘러싸는 픽셀의 전체 표면을 채운다.
모든 경우에, 컬러 필터의 매트릭스는, 예를 들어, 컬러 필터가 제조되기 이전에, 그 동안에 또는 그 이후에, 예를 들어 포토리소그래피에 의해 달성될 수 있는 불투명 영역 (7) 에 의해 분리되는, 청색, 녹색 및 적색 컬러 필터 (3B, 3G, 3R) 를 포함한다.
컬러 필터 (3) 및 광전자-방출 엘리먼트 (5) 는 상이한 반복 피치 (PF, PE) 를 갖고, 그러면 각 서브픽셀 (2) 은 컬러 필터 (3) 에 대면하여 배열된 복수의 광전자-방출 엘리먼트 (5) 를 포함한다. 그러면, 서브픽셀 (2) 과 연관된 상이한 광전자-방출 엘리먼트 (5) 의 동시 동작이 강요되어야 한다.
1 차원 구성에 있어서, 각 서브픽셀 (2) 은 2 개의 광전자-방출 엘리먼트 (5) 와 연관된 컬러 필터 (3) 를 포함한다. 말단 서브픽셀은 단일 광전자-방출 엘리먼트 (5) 만을 포함할 수도 있다. 모든 광전자-방출 엘리먼트는 동일하고, 피치 (PEX) 로 X-축을 따라 나란히 배열된다.
도 6 및 도 7 은 픽셀 (1) 의 3 개의 컬러 필터 (3) 와 7 개의 인접 광전자-방출 엘리먼트 (5a 내지 5g) 사이의 2 가지 상이한 오정렬을 도시한 도면이다. 이상적으로, 픽셀의 3 개의 컬러 필터는 6 개의 광전자-방출 엘리먼트 (5a 내지 5f) 에 대해 정렬되어야 한다. X 를 따른 제 1 오정렬이 도 6 으로 도시되어 있다. 이 경우, 좌측으로 가장 멀리 있는 2 개의 광전자-방출 엘리먼트 (5a 및 5b) 는 컬러 필터 (3B) 에 의해 부분적으로 커버된다. 다음의 2 개의 광전자-방출 엘리먼트 (5c 및 5d) 는 중앙 컬러 필터 (3R) 에 의해 부분적으로 커버되고, 그 다음의 2 개의 광전자-방출 엘리먼트 (5e 및 5f) 는 컬러 필터 (3G) 에 의해 부분적으로 커버된다. 픽셀 (1) 의 불투명 영역 (7) 은 나머지 광전자-방출 엘리먼트 (5a 내지 5f) 를 커버한다.
그에 따라, 도 6 에 도시된 오정렬에 있어서, 광전자-방출 엘리먼트 (5a 및 5b) 는 쌍을 이루고, 컬러 필터 (3B) 와 연관되고, 광전자-방출 엘리먼트 (5c 및 5d) 는 쌍을 이루고, 컬러 필터 (3R) 와 연관되고, 광전자-방출 엘리먼트 (5e 및 5f) 는 쌍을 이루고, 컬러 필터 (3G) 와 연관된다. 광전자-방출 엘리먼트 (5g) 는 고려되는 픽셀과 연관되지 않지만, 고려되는 픽셀의 우측에 위치된 인접 픽셀과 연관된다. 광전자-방출 엘리먼트 (5g) 의 작은 부분은 고려되는 픽셀의 불투명 영역에 의해 커버되는 한편, 광전자-방출 엘리먼트 (5a) 의 작은 부분에 상당하는 부분은 고려되는 픽셀 우측에 위치된 픽셀의 불투명 영역 (도시되지 않음) 에 의해 커버된다.
도 7 로 도시된 X-축을 따른 제 2 오정렬에 있어서, 광전자-방출 엘리먼트 (5b 및 5c) 는 컬러 필터 (3B) 에 의해 부분적으로 커버되고, 광전자-방출 엘리먼트 (5d 및 5e) 는 컬러 필터 (3R) 에 의해 부분적으로 커버되고, 광전자-방출 엘리먼트 (5f 및 5g) 는 컬러 필터 (3G) 에 의해 부분적으로 커버된다. 도 7 에 도시된 오정렬에 있어서, 광전자-방출 엘리먼트 (5b 및 5c) 는 쌍을 이루고, 컬러 필터 (3B) 와 연관되고, 광전자-방출 엘리먼트 (5d 및 5e) 는 쌍을 이루고, 컬러 필터 (3R) 와 연관되고, 광전자-방출 엘리먼트 (5f 및 5g) 는 쌍을 이루고, 컬러 필터 (3G) 와 연관된다. 이 경우, 광전자-방출 엘리먼트 (5a) 는 더 이상 고려되는 픽셀과 연관되지 않지만, 고려되는 픽셀의 좌측에 위치된 인접 픽셀과 연관된다.
따라서, 컬러 필터 (3) 의 매트릭스와 광전자-방출 엘리먼트 (5) 를 포함한 기판 (4) 사이에 존재하는 오정렬에 따르면, 픽셀의 동일한 컬러 필터 (3) 는 항상 동일한 광전자-방출 엘리먼트 (5) 를 커버하지는 않는다. 그러나, 2 개의 인접 광전자-방출 엘리먼트들 사이에 포함된 간격이 고려되지 않는 한 어떠한 오정렬이라도, 각 컬러 필터는 전적으로 고려되는 컬러 필터의 치수를 갖는 광전자-방출 엘리먼트의 등가물에 대면하여 위치된다. 그러므로, 컬러 필터 (3) 및 광전자-방출 엘리먼트 (5) 는 완전히 정렬될 필요는 없다. 그러나, 각 컬러 필터에 의해 효과적으로 커버되며 각 서브픽셀 (2) 과 연관되는 인접 광전자-방출 엘리먼트 (5) 는 디바이스의 후속 사용시 선택되어야 한다. 이 선택은, 각 컬러 필터 (3) 가 커버하는 광전자-방출 엘리먼트에 대한 각 컬러 필터 (3) 의 전자적 정렬 (electronic alignment) 에 동화될 수 있다. 이는, 픽셀의 각 컬러 필터에 대면하여 위치된 광전자-방출 엘리먼트를 선택하는 수단을 포함한 광전자-방출 엘리먼트의 공급 제어 회로에 의해 수행된다.
도 8 에 도시된 광전자-방출 엘리먼트의 공급 제어 회로는, 도 6 및 도 7 에 도시된 3 개의 서브픽셀을 각각 갖는 픽셀 (1) 의 로우에 대응한다. 공급 제어 회로는, 공급될 픽셀의 로우에 대응하는 로우 커맨드 (CL), 및 이 로우의 상이한 서브픽셀의 공급을 제어하는 칼럼 커맨드 (CC) 를 포함한다.
칼럼 커맨드 (CC1) 와 연관된 제 1 전자 스위치 (T1) 는, 제 2 전자 스위치 (T2) 의 제어 전극과 칼럼 커맨드 (CC1) 사이에 접속된다. 제 1 전자 스위치 (T1) 의 제어 전극은 로우 커맨드 (CL) 에 접속된다.
각 칼럼 커맨드 (CC) 는 상기 특정된 바와 같이 제 1 전자 스위치 및 제 2 전자 스위치에 접속되고, 제 2 전자 스위치 (T2) 는 모두 로우 커맨드 (CL) 에 접속된다.
각 제 2 전자 스위치 (T2) 는 4 개의 제 3 전자 스위치 (T3 ; T3a 내지 T3d) 및 공급 단자 (Vdd) 에 접속된다. 각 제 3 전자 스위치 (T3) 는, 각 광전자-방출 엘리먼트 (5) 가 2 개의 제 3 전자 스위치 (T3) 에 접속되도록 광전자-방출 엘리먼트에 접속된다. 따라서, 칼럼 커맨드 (CC1) 와 연관된 전자 스위치 (T2) 는 전자 스위치 (T3a) 를 통해 광전자-방출 엘리먼트 (5a) 에 접속되고, 전자 스위치 (T3b 및 T3c) 를 통해 광전자-방출 엘리먼트 (5b) 에 접속되고, 전자 스위치 (T3d) 를 통해 광전자-방출 엘리먼트 (5c) 에 접속된다. 또한, 광전자-방출 엘리먼트 (5c) 는 칼럼 커맨드 (CC2) 와 연관된 전자 스위치 (T2) 에 접속된다.
그러므로, 각 서브픽셀 (2) 은 칼럼 커맨드 (CC) 와 연관되고, 각 칼럼 커맨드 (CC) 는 3 개의 직인접 (immediately adjacent) 광전자-방출 엘리먼트에 접속된다. 따라서, 칼럼 커맨드 (CC1) 는 광전자-방출 엘리먼트 (5a/5b/5c) 에 접속되고, 칼럼 커맨드 (CC2 및 CC3) 각각은 전자 스위치에 의해 광전자-방출 엘리먼트 (5c/5d/5e) 및 광전자-방출 엘리먼트 (5e/5f/5g) 에 접속된다. 칼럼 커맨드 (CC4) 는 직인접 픽셀에 대응하고, 특히 광전자-방출 엘리먼트 (5g) 에 접속된다.
광전자-방출 엘리먼트 (5) 는 반대 상태에 있는 2 개의 선택 커맨드 (CS1 및 CS2) 에 의해 2 개씩 칼럼 커맨드 (CC) 와 연관된다. 2 개의 인접 광전자-방출 엘리먼트 (5) 만을 단일 칼럼 커맨드 (CC) 와 연관시키기 위해서, 선택 커맨드 (CS) 는 사전정의된 배선도에 따라 제 3 전자 스위치 (T3) 의 제어 전극에 접속된다. 선택 커맨드 (CS1) 는 전자 스위치 (T3a 및 T3b) 의 제어 전극에 접속되는 한편, 선택 커맨드 (CS2) 는 전자 스위치 (T3c 및 T3d) 의 제어 전극에 접속된다. 유리하게는, 광전자-방출 엘리먼트 (5b) 는 제 2 전자 스위치 (T2) 에 직접적으로, 즉 제 3 전자 스위치 (T3b 및 T3c) 없이 접속된다. 광전자-방출 엘리먼트 (5d 및 5f) 에 대한 경우도 동일하다.
선택 커맨드 (CS1) 가 하이 상태에 있는 경우, 광전자-방출 엘리먼트 (5a 및 5b) 를 칼럼 커맨드 (CC1) 에 접속시키는 전자 스위치 (T3a 및 T3b) 는 턴온되고, 전자 스위치 (T3c 및 T3d) 는 턴오프된다. 이는, 칼럼 커맨드 (CC1) 신호가 인 가되는 경우에 광전자-방출 엘리먼트 (5a 및 5b) 의 동시 동작을 야기한다. 동일한 방식으로, 그 다음에, 광전자-방출 엘리먼트 (5c 및 5d) 의 동작은 칼럼 커맨드 (CC2) 의 상태에 종속하고, 광전자-방출 엘리먼트 (5e 및 5f) 의 동작은 칼럼 커맨드 (CC3) 의 상태에 종속한다.
이에 반해, 선택 커맨드 (CS2) 가 하이 상태에 있는 경우, 광전자-방출 엘리먼트 (5b 및 5c) 를 칼럼 커맨드 (CC1) 에 접속시키는 전자 스위치 (T3c 및 T3d) 는 턴온되고, 전자 스위치 (T3a 및 T3b) 는 턴오프된다. 이는, 칼럼 커맨드 (CC1) 신호가 인가되는 경우에 광전자-방출 엘리먼트 (5b 및 5c) 의 동시 동작을 야기한다. 동일한 방식으로, 그 다음에, 광전자-방출 엘리먼트 (5d 및 5e) 의 동작은 칼럼 커맨드 (CC2) 의 상태에 종속하고, 광전자-방출 엘리먼트 (5f 및 5g) 의 동작은 칼럼 커맨드 (CC3) 의 상태에 종속한다.
그러므로, 선택 커맨드 (CS1 및 CS2) 신호의 값에 종속하여, 칼럼 커맨드 (CC1) 와 연관된 서브픽셀의 광전자-방출 엘리먼트는 상이한데, 즉 CS1 이 하이 상태에 있는 경우에는 5a 및 5b 이고, CS2 가 하이 상태에 있는 경우에는 5b 및 5c 이다. 그러므로, 도 6 내지 도 8 로 도시된 1 차원 구성에 있어서, 각 서브픽셀 (2) 은, 이 서브픽셀과 연관된 칼럼 커맨드 (CC) 에 접속되는 2 개의 선택된 광전자-방출 엘리먼트와 연관된 컬러 필터로 형성된다.
대응하는 서브픽셀의 컬러 필터에 대면하여 배열되는 선택된 광전자-방출 엘리먼트 (5) 에 대해 활성화될 선택 커맨드 (CS) 를 선택하기 위해서, 연속적으로 선택 커맨드 (CS1 및 CS2) 각각을 하이 상태로 스위칭하고, 획득된 이미지의 품질 을 모니터링함으로써, 컬러 필터와 광전자-방출 엘리먼트 사이의 오정렬의 판정이 수행된다. 그 다음에, 제로 오정렬에 대응하는 선택 커맨드 (CS) 가 하이 상태로 유지된다. 이와 같이, 광전자-방출 엘리먼트 (5) 와 컬러 필터 (3) 사이에서 전자적으로 정렬이 수행된다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 별개의 선택 커맨드 (CS) 가 각 픽셀 라인과 연관되는 경우, 디스플레이 디바이스의 각 라인에 대해 독립적으로 전자적 정렬이 수행된다. 또한, 서브픽셀이 칼럼으로 구성되는 경우, 칼럼에서의 정렬도 가능하다.
또한, 2 개의 반대의 선택 커맨드 (CS1 및 CS2) 는 디스플레이 디바이스의 로우 또는 칼럼의 전체 세트를 위해 또는 디스플레이 디바이스의 일부의 변형으로서 이용될 수 있는데, 즉 디스플레이 디바이스는 예를 들어 2 개, 3 개 또는 4 개의 로우 또는 칼럼 그룹으로 분할되고, 그 다음에 각 로우 또는 칼럼 그룹은 2 개의 선택 커맨드를 포함한다. 도 9 에 도시된 제어 회로에 있어서, 제어 회로의 칼럼 커맨드 (CC) 와 각 컬러에 대응하는 비디오 신호 (VG, VB, VR) 사이에 선택이 수행되고, 각 칼럼 커맨드는 광전자-방출 엘리먼트의 칼럼과 연관된다 (도 9 참조). 따라서, 칼럼 커맨드 (CCa 내지 CCg) 는 디스플레이 디바이스의 동일한 칼럼의 모든 광전자-방출 엘리먼트 (5a 내지 5g) 각각의 동작을 제어한다.
도 9 에 도시된 실시형태에 있어서, 비디오 신호 (예를 들어, VR) 와 4 개의 전자 스위치 (T5a 내지 T5d) 사이에 전자 스위치 (T4) 가 접속된다. 각 전자 스위치 (T5) 는, 하나의 동일한 칼럼의 모든 광전자-방출 엘리먼트를 각각 제어하는 대응 칼럼 커맨드 (전자 스위치 (T5a 내지 T5d) 를 위한 CCa 내지 CCc) 에 접속된다. 선택 커맨드 (CS1) 는 전자 스위치 (T5a 및 T5b) 의 제어 전극에 접속되는 한편, 선택 커맨드 (CS2) 는 전자 스위치 (T5c 및 T5d) 의 제어 전극에 접속된다. 이와 같이, 선택 커맨드 (CS1) 가 활성화되는 경우, 전자 스위치 (T5a 및 T5b) 를 통해 비디오 신호 (VR) 가 2 개의 칼럼 커맨드 (CCa 및 CCb) 에 인가되어, 광전자-방출 엘리먼트 (5a 및 5b) 모두를 제어한다. 한편, 선택 커맨드 (CS2) 가 활성화되는 경우, 전자 스위치 (T5c 및 T5d) 를 통해 비디오 신호 (VR) 가 2 개의 칼럼 커맨드 (CCb 및 CCc) 에 인가되어, 광전자-방출 엘리먼트 (5b 및 5c) 모두를 제어한다. 마찬가지로, 선택 커맨드 (CS1) 가 활성화되는 경우에는, 비디오 신호 (VB) 가 칼럼 커맨드 (CCc 및 CCd) 에 인가되고, 선택 커맨드 (CS2) 가 활성화되는 경우에는, 비디오 신호 (VB) 가 칼럼 커맨드 (CCd 및 CCe) 에 인가된다. 비디오 신호 (VG) 는, 칼럼 커맨드 (CCe 및 CCf) 또는 칼럼 커맨드 (CCf 및 CCg) 중 어느 하나에 인가된다. 따라서, 시프트 레지스터 (8) 로부터의 신호가 각각 각종 비디오 신호와 연관된 전자 스위치 (T4) 의 제어 전극에 연속적으로 인가되는 경우, 선택된 광전자-방출 엘리먼트가 활성화된다. 유리하게는, 칼럼 커맨드 (CCb, CCd 및 CCf) 는 대응하는 비디오 신호에 직접적으로 접속된다.
일반적으로, 광전자-방출 엘리먼트를 선택하는 수단은, 서브픽셀 (2) 이 포 함하는 광전자-방출 엘리먼트 (5) 의 개수와 같은 개수의 선택 커맨드를 포함한다. 따라서, 2 차원 사각형 매트릭스 구성에 있어서, 각 서브픽셀은 2 개의 방향으로 오정렬 관리된 4 개의 광전자-방출 엘리먼트 (5) 를 포함한다. 그러면, 광전자-방출 엘리먼트를 선택하는 수단은 4 개의 선택 커맨드를 포함한다.
도 10 에 도시된 이러한 2 차원 사각형 매트릭스 구성에 있어서, 광전자-방출 엘리먼트를 선택하는 수단은 1 차원 구성의 경우에 설명된 선택 수단과 유사하다. 그러나, 그러면, X-축을 따른 정렬을 수행하는데 2 개의 선택 커맨드가 이용되고, Y-축을 따른 정렬을 위해 2 개의 다른 선택 커맨드가 이용된다.
제 1 정렬은 픽셀의 광전자-방출 엘리먼트의 모든 로우 상에서 X-축을 따라 수행될 수 있고, 그 다음에 Y-축을 따른 제 2 정렬은 광전자-방출 엘리먼트의 칼럼 상에서 수행되고, 또는 이와 반대로 제 1 정렬 및 제 2 정렬이 수행된다.
모든 경우에, 선택 커맨드는, 광전자-방출 엘리먼트 (5) 및 대응하는 컬러 필터 (3) 가 전자적으로 정렬되는 것을 가능하게 하고, 이는 광전자-방출 엘리먼트가 고려되는 컬러 필터에 대면하여 효과적으로 배열된다고 결정한다.
도 1 은 종래 기술에 따른 디바이스의 픽셀을 도시한 개략적인 단면도.
도 2 및 도 3 은 종래 기술에 따른 디바이스의 픽셀에서의 컬러 필터의 상이한 구성을 도시한 상면도.
도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 디바이스의 픽셀에서의 컬러 필터의 상이한 구성을 도시한 상면도.
도 6 및 도 7 은 도 4 에 따른 픽셀의 광전자-방출 엘리먼트와 컬러 필터 사이의 X 축을 따른 2 가지 오정렬을 도시한 저면도.
도 8 및 도 9 는 본 발명에 따른 디바이스의 제어 회로의 2 가지 실시형태를 도시한 도면.
도 10 은 도 5 에 따른 픽셀에 대한 각각의 정렬을 도시한 저면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 픽셀 2: 서브픽셀
3: 컬러 필터 4: 기판
5: 광전자-방출 엘리먼트 6: 투명 기판
7: 불투명 영역 8: 시프트 레지스터
Claims (8)
- 픽셀 (1) 의 매트릭스에 기초한 디스플레이 디바이스로서,각 픽셀 (1) 은, 사전설정된 피치로 적어도 하나의 구성 방향에서 상기 픽셀 (1) 내에 구성된 복수의 서브픽셀 (2) 을 포함하고,각 서브픽셀 (2) 은, 동일한 피치 (PF) 로, 적어도 하나의 광전자-방출 (photo-emissive) 엘리먼트 (5) 에 대면하여 배열된 컬러 필터 (3) 를 포함하고,불투명 영역 (7) 이 상기 컬러 필터들 (3) 을 분리시키고,상기 디스플레이 디바이스는 상기 광전자-방출 엘리먼트들 (5) 의 전력 공급의 제어 회로를 포함하고,각 서브픽셀 (2) 은 적어도 2 개의 광전자-방출 엘리먼트들 (5) 을 포함하고,상기 광전자-방출 엘리먼트들 (5) 은, 상기 픽셀 (1) 의 구성 방향들 각각에서 상기 컬러 필터들 (3) 의 피치 (PF, PFX, PFY) 보다 2 배 작은 반복 피치 (repetition pitch ; PE, PEX, PEY) 를 갖고,각 컬러 필터 (3) 의 크기는, 상기 픽셀 (1) 의 구성 방향들 각각에서 상기 광전자-방출 엘리먼트 (5) 의 치수 이하이고,상기 제어 회로는, 일 픽셀 (1) 의 각 컬러 필터 (3) 에 대면하여 위치된 상기 광전자-방출 엘리먼트들 (5) 을 선택하는 스위치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 픽셀 (1) 에 있어서, 상기 컬러 필터들 (3) 은 1 차원 구성을 갖고, 각 서브픽셀 (2) 은 2 개의 광전자-방출 엘리먼트들 (5) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 픽셀 (1) 에 있어서, 상기 컬러 필터들 (3) 은 2 차원 구성을 갖고, 각 서브픽셀 (2) 은 4 개의 광전자-방출 엘리먼트들 (5) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 광전자-방출 엘리먼트들 (5) 을 선택하는 스위치들은, 상기 서브픽셀 (2) 이 포함하는 광전자-방출 엘리먼트들 (5) 의 개수와 같은 개수의 선택 커맨드 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
- 제 4 항에 있어서,상기 선택 커맨드 라인들은, 상기 디스플레이 디바이스의 복수의 로우들 및/또는 복수의 칼럼들과 접속되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
- 제 5 항에 있어서,상기 선택 커맨드 라인들은, 상기 디스플레이 디바이스의 모든 로우들 및/또는 모든 칼럼들과 접속되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,별개의 선택 커맨드 라인들이 각 로우 및/또는 칼럼과 접속되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
- 제 1 항에 기재된 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법으로서,상기 광전자-방출 엘리먼트들 (5) 위에 컬러 필터들 (3) 의 매트릭스를 배열하는 단계,선택 커맨드 라인들을 연속적으로 공급하는 단계,상기 선택 커맨드 라인들 각각에 대한 오정렬 (misalignment) 을 판정하는 단계, 및제로 오정렬에 대응하는 상기 선택 커맨드 라인을 선택하는 단계를 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
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