KR20010113927A - 노화 및 주변광에 따라 휘도를 보정하는 전자 발광디스플레이 디바이스 - Google Patents

노화 및 주변광에 따라 휘도를 보정하는 전자 발광디스플레이 디바이스 Download PDF

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마르크 테. 욘손
이아인 엠. 훈테르
에트바르트 베. 아. 요웅
아트리아누스 젬펠
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

LED 디스플레이에서, 광센서(photosensor)(14)가 디스플레이(1){의 주변 장치(periphery)}에 추가되어 주변(ambient)광을 검출하며, 구동 신호를 조정함으로써 이것을 보상하는 수단(20)이 제공된다.

Description

노화 및 주변광에 따라 휘도를 보정하는 전자 발광 디스플레이 디바이스{ELECTROLUMINESCENT DISPLAY DEVICE WITH LUMINANCE CORRECTION IN DEPENDENCE ON AGE AND AMBIENT LIGHT}
전자 발광에 기초한 그러한 디스플레이 디바이스는 (폴리머) 반도체성 유기 물질에 점점 더 기초하고 있다. 상기 디스플레이 디바이스는 세그멘트화된 픽셀(또는 솔리드 패턴)을 통해 발광할 수도 있으나, 매트릭스 패턴에 의한 디스플레이 역시 가능하다. 픽셀에 대한 조정은 픽셀에 의해 방출될 광의 강도를 한정한다. 상기 조정은 수동적이거나 능동적인 구동(가외의 스위칭 소자)을 통해 일어날 수 있다.
상기 디스플레이 디바이스를 적용할 적당한 분야는 예를 들면, 이동 전화, 오거나이저(organizers) 등이 있다.
개시절에서 언급한 타입의 디스플레이 디바이스는 EP 0 923 067에 설명되어 있다. 상기 문서는 그러한 디스플레이 디바이스의 노화 문제를 설명한다. 노화 효과(전압/전류 특성 변화, 광 효율성의 변화)를 없애기 위해 상기 문서에서 제안한 조치 중 하나는 전자 발광 다이오드(픽셀)에 의해 방출된 광이 광전류(photocurrent)를 생성하는 감광(photosensitive) 다이오드를 제공하는 것이다. 감광 다이오드에서 생성된 광전류는 전자 발광 다이오드에 걸린 전압을 보정하기 위한 피드백 파라미터로서 사용된다.
문제는, 상기 광센서에서의 전자 발광 다이오드(들)에 의해 방출된 광으로 인해 전류가 생성될 뿐만 아니라, 또한, 상기 광센서가 입사하는 주변광으로 인해 전류 운반을 개시한다는 것이다. 상기 주변광은 노화와는 무관하게 이러한 전류를 증가시킬 것이고, 한편, 상기 피드백 역시, 광전류가 감소하는 경우에 (노화에 의해 야기됨)상기 전자 발광 다이오드를 통과하는 전류를 증가시키는데 주안을 둔다. 더 높은 전류에서의 동일한 피드백의 결과로서, 디스플레이 디바이스는 주변광의 증가로 인하여 상기 전자 발광 다이오드(들)를 통과하여 너무 적은 전류 운반을 시작할 것이다(디스플레이가 충분히 발광하지 않는다). 주변광을 감소시켜서, 광전류를 줄이게 되면, 다이오드를 통과하는 전류는 노화와는 무관하게 증가할 것인데, 이는 가외의 손실(dissipation)을 가져오게 할 뿐만 아니라, 노화를 가속시키기도 한다. 특별한 조치 없이는, 상기 피드백은 이 경우, 역효과를 가진다.
본 발명은 전자 발광(electroluminescent) 픽셀과 구동 소자를 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 상기 구동 소자는 상기 픽셀에 원하는(desired) 조정을 제공하는 수단 및 상기 디스플레이 디바이스의 노화(age)에 따라 상기 조정을 보정하는 보정 수단을 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 부분에 대한 개략적인 평면도.
도 2는 픽셀의 부분에 대한 개략적인 횡단면도.
도 3 및 4는 픽셀의 전기적 등가 회로도를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 응용을 개략적으로 도시한 도면.
상기 도면들은 개략적이지, 축적대로 그려지지 않았다. 대응하는 구성품은 일반적으로 같은 참조 번호로 표시하였다.
특히, 본 발명의 목적은 상기 언급된 문제에 해결책을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 이러한 해결책을 활용하여, 가능하다면, 디스플레이 디바이스의 기능성을 개선시켜서, 그것이 사용될 가능성을 높이는 것이다.
이 때문에, 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스는 상기 보정 수단이 적어도 하나의 기준 광센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 기준 광센서(예를 들면, 광다이오드, 광레지스터 또는 다른 적당한 소자)에 의해, 주변광이 예를 들면, 이미지를 "실제로 디스플레이"하기 전에 측정된다. 측정된 광의 양에 따라, 전자 발광 다이오드(들)에 대한 조정이 보정된다. 따라서, 주변광(또는 그로 인해 생성된 광전류)은 기준으로서의 역할을 한다.
상기 기준 광센서는 전자 발광 픽셀에 의해 방출될 방사(radiation)로부터 차단되는(shielded) 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 주변광에 지속적으로 적응(adaptation)하는 것이 가능하다.
이러한 관점에서, 본질적으로는 WO 99/53472로부터, 주변광을 측정하는 가외의 광검출기를 제공하는 것이 알려져 있지만, 여기서 다시, 디스플레이 디바이스의 강도(휘도)는 주변광의 증가와 함께 높아진다는 것이 주시될 것이다. 불리한 결과는 위에서 설명하였다.
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 바람직한 실시예는, 보정 수단이 복수의 기준 광센서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이어서, 상기 보정은 예를 들면, 측정된 주변광의 평균값을 참조하여 결정된다. 이러한 보정은 (예를 들면, 디스플레이 디바이스의 가까운 부분에서) 대안적으로, 로컬하게 실현될 수 있다. 주변광의 평균값을 결정할 때(예를 들면, 지문 센서와, 측정 중에 광검출기를 손가락으로 터치하는 것을 결합해 사용하여) 대단히 큰 편차값은 무시될 수 있다. 필요하다면, 이어서, 구동 소자에는 기준 광센서를 통해 얻어진 광전류(파라미터)값에서계산 동작을 수행하는 수단이 제공된다. 상기 계산 동작은 기준 광센서가 일부를 형성하는 추가의 기능 유니트 안에서 수행될 수도 있다. 예를 들면, 지문 센서, 터치 스크린, 문서 스캐너에서의 응용 및 CCDs와 결합된 응용이 가능하다.
본 발명의 이러한 양상 및 다른 양상들이 이후에 설명되는 실시예를 참조하여 자명해지고 또한 설명될 것이다.
도 1은 개략적인 평면도로, 디스플레이 디바이스(1)의 부분에 대한 개략적인 횡단면도이다. 상기 디바이스(도 2)는 예를 들면, 유리로 된 투명한 기판(2)을 포함하는데, 상기 기판의 표면(3)에는 본 예에서, ITO{인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide)}로 이루어진 약 150 nm 두께인 종래의, 제 1 투명한 전극층(4)이 광-방출 다이오드의 영역에 제공된다. 상기 ITO 전극은 픽셀(6)의 영역에서 픽셀(6) 부분(도 1)을 한정하며, 수동 구동의 경우에 있어서는, 예를 들면, 행(row) 트랙(4)을 한정한다. 필요하다면, 상기 트랙(4)은 저-저항(low-ohmic) 물질로 이루어진 층이 적당한 영역에 코팅된다. 상기 제 1 전극층(4)에는 전자 발광 물질(8), 예를 들면, 반도체성 유기 전자 발광 물질로 된 층이 제공된다. 이러한 예에서, 상기 층(8)은 예를 들어, 각각 폴리(p-페닐렌 비닐렌) 또는 PPV 및 폴리에틸렌 다이옥시티오펜(PEDOT: polyethylene dioxythiophene)으로 된 두 하부층(8a, 8b)으로 구성된다. 전자 발광 물질 층에는 제 2 전극층(7)이 제공되는데, 상기 제 2 전극층(7)은 수동 구동의 경우, 열(column) 전극의 패턴 부분을 형성한다(도 1). 전극층(4,7) 및 그 중간에 있는 전자 발광 물질(8)은 연대하여(jointly) 광-방출 다이오드 즉 LED를 구성하는데, 상기 광-방출 다이오드 또는 LED에서, 예를 들면, ITO층(4)은 양극(anode) 접촉부로서의 역할을 하고, 전극층(7)은 음극(cathode) 접촉부로서의 역할을 한다(하나의 픽셀을 위한 개략적인 전기적 등가 회로도가 도 3에 도시되어 있음; 광-방출 다이오드는 참조 번호 5로써 표시됨). 도 1의 평면도에서, 픽셀들(6) 사이에서 수평으로 연장하는 ITO 트랙(4)의 부분(개략적으로 도시됨)은 예를 들면, 행 전극을 형성하며, 열 전극은 수직으로 연장하는 금속 전극(7)으로써 형성된다.
선택하는 동안, 행 전극은 음(negative) 전압을 충분히 수용하여, 같은 행 내의 전류원-제어 LEDs가 원하는 전류 공급량을 갖도록 한다.
LEDs는 능동 매트릭스의 부분을 형성할 수도 있는데, 여기서, 선택은 다시선택 또는 행 전극(4)을 통해 발생하는 한편, 정보는 열 또는 데이터 전극(7)을 통해 제공된다(하나의 픽셀을 위한 개략적인 전기적 등가 회로도가 지금 도 4에 도시된다; 광-방출 다이오드는 다시 참조 번호 5로써 표시된다). 선택을 하는 동안, 커패시턴스(capacitance)(10)는 디스플레이될 정보에 따라, TFT 트랜지스터(9)를 통해 충전된다. 상기 커패시턴스(10)에 걸린 전하는 마찬가지로, 접속 포인트(12)에서의 전압에 따라, 트랜지스터(11) 및 광-방출 다이오드(5)를 통과하는 전류를 제한한다. 선택 기간의 종료 시, 커패시턴스(10)는, 예를 들면, 트랜지스터(11)가 켜지지 않아서 다이오드(5) 역시 도통되지 않는(광을 방출하지 않음), 전하를 수용한다.
도 3 또는 도 4에 도시된 디스플레이 소자를 지닌 디스플레이 디바이스에서, 별도의 행 전극(4)은 어드레스 레지스터(13), 예컨대 쉬프트(shift) 레지스터 또는 멀티플렉스 유닛에 의해 활성화되며, 디스플레이될 정보는 쉬프트 레지스터 또는 데이터 레지스터(14)를 통해 열 전극(7)에 제공된다. 상호 동기화(mutual synchronization)는 개략적으로 도시된 제어부(15)를 통해 일어난다. 제어부와 결합된 매트릭스의 추가 소자(특히, 능동 매트릭스에서 스위칭 온 및 스위칭 오프를 위한 가외의 트랜지스터)는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있지 않다.
개시절에서 설명한 대로, 그러한 디스플레이 디바이스에는 종종 하나의(또는 하나 이상의) 감광 다이오드(들)(18)(광검출기 또는 광센서)가 장착되는데, 상기 디스플레이 디바이스에서, 전자 발광 다이오드(픽셀)에 의해 방출된 광은 광전류를 생성한다. 감광 다이오드에서 생성된 광전류는 전자 발광 다이오드에 걸린 전압을보정하는 피드백 파라미터로서 사용된다. 이들 감광 다이오드는 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 비록 디스플레이 디바이스의 실현에 따라, 광전류 측정이 레지스터(13,14)를 통해 이루어질 수도 있으나, 이것은 제어부(15)에 접속된 측정 라인(19)에 의해 도 1의 디스플레이 디바이스에서 단순화된 형태로 도시된다. 다이오드(5)에 의해 방출된 광의 강도는 제어부(15) 안의 이러한 감광 다이오드를 통해, 조정될 값과 비교된다. 편차가 너무 큰 경우에는, 예를 들면, 레지스터(14)에서의 데이터 전압의 조정은 광이 원하는 강도로 방출되는 방법으로 보정된다. 그때, 주변광은 실제의 측정을 교란시킬 수 있다.
본 발명에 따라, 가외의 기준 광센서(16)(예를 들면, 광다이오드, 광레지스터 또는 다른 적당한 소자)가 디스플레이 디바이스(1)에 제공되어, 이러한 교란을 제거하도록 한다. 다이오드(5)에 의해 방출된 광은 이들 기준 광센서(16)(본 예에서, 광다이오드)에 입사하지 않는데, 예를 들면, 이는 광센서와 실제 디스플레이 섹션{매트릭스(4)} 사이에 광 장벽이 존재하기 때문이다. 관련 실시예에서, 기준 광센서(16)는 매트릭스(4)로부터 충분히 멀리 떨어져 있어, 다이오드(5)에 의해 방출된 광이 광다이오드(16)에서 광전류를 생성하지 않도록 한다. 이런 방법으로, 주변광은 따로 측정되어, 제어부(15)에서 보정될 수 있다. 이를 위해, 제어부(15)에는 계산부(20), 예컨대 데이터 레지스터(14)로 제공될(디지털 또는 아날로그 형태로) 값이 정보 라인(21) 상의 입력 신호의 값 및 라인(17)을 통해 기준 광센서(16)로부터 나오는 정보에 의해 결정되는 룩-업 테이블(look-up table)이 제공된다. 상기 계산부는 서로 다른 방식으로 형성될 수 있다. 주변광은 예컨대, 이미지를 "실제로 디스플레이"하기 전에 측정된다. 상기 측정된 광의 양에 따라, 전자 발광 다이오드(들)의 조정이 보정된다. 대개, 이러한 측정에 대해 하나의 광다이오드(16)로 충분하다. 따라서, 이 경우, 상기 주변광(또는 그로 인해 생성된 광전류)은 기준으로서의 역할을 한다. 디스플레이 디바이스는 복수의 기준 광센서(16)를 포함하는 것이 바람직하다. 이어서, 상기 보정을 위해, 상기 측정된 주변광의 평균값이 계산부(20)에서 결정된다. 주변광의 평균값을 결정할 때, 매우 큰 편차값(예컨대, 측정하는 동안, 광검출기를 손가락으로 터치하는 지문 센서와 함께 사용할 때에)은 무시될 수 있다.
도 5는 상기 기준 광센서(16)가 부분을 형성하는 추가 기능 유니트(22)에 (고정 또는 고정되지 않게) 연결된 디스플레이 디바이스(1)의 개략적인 평면도이다. 예로는 지문 센서, 터치 스크린 및 문서 스캐너가 있다. CCD 센서 사용 역시 가능한데, 거기서 하나 이상의 CCD 소자가 기준 광센서의 역할을 한다. 계산 동작은 다시 계산부(20)에서 수행되는데, 상기 계산부(20)는 (탈착 가능한) 기능 유니트(22)의 부분을 다시 형성한다. 다른 참조 번호는 이전의 실시예에서와 같은 부분을 표시한다. 참조 번호(23)는 절선(broken lines)을 표시하고, 디스플레이 디바이스(1)와 상기 추가 기능 유니트(22) 사이의 접속이 전기적으로(전자적으로)만 또는 기계적(mechanically) 및 전기적으로 차단될 수 있음을 나타낸다.
본 발명은 물론, 도시된 실시예에만 국한되지 않으며, 수 개의 변형이 본 발명의 범위 내에서 가능하다. 예를 들면, 만약 상기 기능 유니트(22)가 감광 소자의 매트릭스로 이루어진다면, 예를 들어서, 렌즈 시스템이 상기 기능 유니트에 추가되어 하나의(또는 하나 이상의) 문서{사진(photos)}가 저장될 수 있게 할 수 있다.
본 발명의 보호 범위는 설명된 실시예로 제한되지는 않는다. 본 발명은 신규의 특징적 특성들 각각 및 모두에, 그리고 특성들의 조합의 각각 및 모두에 있다. 청구항에서 참조 번호는 청구항의 보호 범위를 제한하지 않는다. 동사 "포함하는" 및 그 활용형을 사용하는 것은 청구항에 기술된 요소 외에 다른 요소가 존재함을 배제하지 않는다. 요소에 대한 단수적 표현은 그러한 요소가 복수 존재하는 것을 배제하지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전자 발광(electroluminescent) 픽셀과 구동 소자를 포함하는 디스플레이 디바이스에 이용된다.

Claims (8)

  1. 전자 발광 픽셀과,
    상기 픽셀에 원하는 조정(the desired adjustments)을 제공하는 수단 및 디스플레이 디바이스의 노화에 따라 상기 조정을 보정하는 수단을 포함하는 구동 소자를
    포함하는 디스플레이 디바이스로서,
    상기 보정 수단은 적어도 하나의 기준 광센서(reference photosensor)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준 광센서는 전자 발광 픽셀에 의해 방출될 방사(radiation)로부터 차단되는(shielded) 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 수단은 복수의 기준 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 구동 소자는 상기 기준 광센서를 통해 얻은 광전류(파라미터)값에 의거하여 계산 동작을 수행하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 디바이스는 상기 기준 광센서가 부분을 형성하는 추가 기능 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 추가 기능 유니트는 상기 디스플레이 디바이스로부터 적어도 임시적으로 탈착 가능한 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 픽셀은 매트릭스의 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 픽셀은 스위치를 통해 행(row) 또는 열(column) 전극에 접속되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
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