KR20050014827A - 자동 그레이 스케일 제어를 하는 비-방출 디스플레이디바이스 - Google Patents

자동 그레이 스케일 제어를 하는 비-방출 디스플레이디바이스

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KR20050014827A
KR20050014827A KR10-2004-7018937A KR20047018937A KR20050014827A KR 20050014827 A KR20050014827 A KR 20050014827A KR 20047018937 A KR20047018937 A KR 20047018937A KR 20050014827 A KR20050014827 A KR 20050014827A
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light
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KR10-2004-7018937A
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마크 티. 존슨
알렉산더 브이. 헨젠
휴고 예이. 코르넬리센
구오-푸 조우
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 전기-광학 모드를 이용하여 동작하도록 배열되는 비-방출 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 상기 디스플레이 디바이스는 적어도 하나의 개별적으로 어드레싱가능한 픽셀(1, 10)을 포함하며, 여기서 광의 산란 및 흡수 중 적어도 하나는 상기 픽셀 내에서 발생하도록 배치된다. 상기 디바이스는 상기 적어도 하나의 픽셀(1, 10) 내에서 그레이 스케일 레벨(8b, 8c, 8d, 8e, 15)을 감시하는 수단과, 상기 픽셀(1, 10)의 그레이 스케일 레벨(20, 21)을 조정하는 수단과, 상기 조정 수단을 제어하기 위해 그레이 스케일 정보를 상기 감시 수단으로부터 상기 조정 수단으로 공급하는 수단을 포함한다. 본 발명은 또한 그러한 비-방출 디스플레이 디바이스의 픽셀을 구동하는 방법에 관한 것이다.

Description

자동 그레이 스케일 제어를 하는 비-방출 디스플레이 디바이스{NON-EMISSIVE DISPLAY DEVICE WITH AUTOMATIC GREY SCALE CONTROL}
폴리머 분산 액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal), 콜레스테릭 텍스춰 액정(CTLC: Cholesteric Textured liquid Crystal), 게스트-호스트 시스템(G-H) 전기 변색 시스템, "자이리콘(Gyricon)" 시스템(제록스사의 상표명) 및 하이브리드 스위칭가능한 미러 시스템(HM)에 기초한 디스플레이와 같은 비-방출 디스플레이의 유용성을 개선시키기 위해, 그레이스케일(greyscale)이 제공되어야 한다. 전술한 모든 디스플레이 유형에서, 그레이 스케일 레벨을 정확히 설정하고, 그레이 스케일이 디스플레이에 걸쳐 균일하고, 시간에 따라 드리프트(drift)하지 않는 것을 보장하는 데 있어서 문제점이 발생할 수 있다. 이것은 전기 이동(electrophoretic) 디스플레이에서의 상황을 참조함으로써 잘 예시되어 있다. 종래 기술의 전기 이동 디스플레이에서, 그레이 스케일은 규정된 시간 기간 동안 전압펄스를 인가함으로써 생성된다. 그러나, 그러한 디스플레이는 온도, 디스플레이의 리셋 상태, 및 전기 이동 포일(foil)의 이질성(inhomogeneity)과 같은 외부 인자에 의해 크게 영향을 받고, 더욱이, 그러한 디스플레이는 시간에 따라 드리프트하여 잔류 DC 전압에 응답하고 이미지 보유(retention)를 나타내는 것으로 관찰된다. 그레이 스케일 성능을 제공하는 다른 방법은 특허 문서 US 5 254 981에 기재되어 있으며, 상기 특허 문서에서 복수의 인접한 픽셀은 검은색 및 백색 디지털 패턴으로 된 패턴들을 형성하도록 구동되고, 여기서 그 조합은 원하는 가시 그레이 스케일 레벨을 초래한다.
그러나, 이러한 종래 기술의 디스플레이가 갖는 문제는, 상기 디스플레이가 불충분한 그레이 스케일 정밀도를 나타내고, 더욱이 그레이 스케일이 시간에 따라 드리프트하는 경향을 나타낸다는 것이다.
본 발명은 전기-광학(electro-optical) 모드를 이용하여 동작하는 비-방출(non-emissive) 디스플레이에 관한 것으로, 상기 디스플레이는 적어도 하나의 개별적으로 어드레싱가능한 픽셀을 포함하고, 여기서 광의 산란 및/또는 흡수가 픽셀 셀 내에서 발생한다. 본 발명은 또한 그러한 디스플레이 구동 방법에 관한 것이다.
도 1a 내지 도 1e는 종래 기술의 디스플레이(도 1a), 및 본 발명의 제 1 실시예의 4개의 대안(도 1b 내지 도 1e)의 개략적인 단면도.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 제 2 실시예의 2개의 대안을 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 그레이 스케일을 한정하기 위해 광-센서 피드백을 실현하기 위한 개략적인 회로도.
도 4a는 디스플레이 균일성을 개선시키기 위해 통합 광-센서를 갖는 전기 이동 디스플레이 픽셀의 개략적인 회로도.
도 4b는 픽셀 어드레싱 전압의 변화를 나타내는 그래프.
따라서, 본 발명의 목적은 전기-광학 모드를 이용하여 동작하는 비-방출 디스플레이를 제공하는 것이며, 여기서 광의 산란 및/또는 흡수는 픽셀 셀 내에서 발생하도록 배열되고, 이는 개선된 그레이 스케일 정밀도 및 감소된 그레이 스케일 드리프트를 갖는다.
상기 목적 및 다른 목적은, 도입부에 의해 전술한 비-방출 디스플레이 디바이스에 의해 본 발명에 의해 달성되며, 상기 디바이스는, 상기 적어도 하나의 픽셀 내에서 그레이 스케일 레벨을 감시하는 수단과, 상기 픽셀의 그레이 스케일 레벨을 조정하는 수단과, 상기 조정 수단을 제어하기 위해 그레이 스케일 정보를 상기 감시 수단으로부터 상기 조정 수단으로 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 그레이 스케일 정밀도가 개선되고, 그레이 스케일 드리프트가 감소된다. 전술한 바와 같이, 본 발명이 사용될 수 있는 그러한 비-방출 디스플레이 디바이스는 예를 들어 폴리머 분산 액정(PDLC), 콜레스테릭 텍스춰 액정(CTLC), 게스트-호스트 시스템(G-H), 전기 변색 시스템, "자이리콘" 시스템(제록스사의 상표명) 및 하이브리드 스위칭가능한 미러 시스템(HM)에 기초하는 디바이스이다.
적합하게, 상기 디스플레이 디바이스는 쌍-안정 특성을 갖는다. 그러한 디바이스의 예는 전기 이동(EP) 물질, 전기 변색(EC) 물질, 콜레스테릭 텍스춰 액정(CTLC), 하이브리드 스위칭가능한 미러(HM) 및 몇몇 유형의 게스트-호스트 시스템(G-H)에 기초한 디바이스이다. 바람직하게, 상기 디스플레이 디바이스는 전기 이동 디스플레이 디바이스이다.
바람직하게, 상기 감시 수단은 광-감지 디바이스(photo-sensitive device)를 포함하는데, 상기 광-감지 디바이스는 상기 픽셀 내에 배열되고, 전기 이동 디스플레이에서 쉽게 구현될 수 있는, 상기 그레이 스케일 레벨을 감시하는 간단한 방식이다.
본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따라, 상기 디스플레이 디바이스는 저장 용기(reservoir) 유형이며, 여기서 픽셀은 연관된 저장 용기를 갖고, 상기 광-감지 디바이스는 상기 픽셀의 반사 요소와 근접하게 배치된다. 그 결과, 흡수되지 않은 광의 양은 직접 측정될 수 있고, 더욱이, 이러한 구조는, 반사 요소가 활성 플레이트 상에 공통적으로 배치되기 때문에, 디스플레이의 활성 플레이트의 트랜지스터가그레이 스케일 및 피드백 회로의 감시를 실현하는데 사용될 수 있는 것을 용이하게 한다. 바람직하게, 상기 광-감지 디바이스는 상기 반사 요소의 표면상에 배치되는 구조화된(structured) 디바이스이다. 이것은, 픽셀에서 평균적인 광 흡수의 우수한 측정을 제공한다는 장점을 갖는다.
제 2 바람직한 실시예에 따라, 상기 디스플레이 디바이스는 전자 잉크 디스플레이 디바이스이다. 그러한 전기 이동 "전자 잉크" 디스플레이 디바이스는 예를 들어 E-Ink사에 의해 제공된다. 여기서, 대전 입자는 액체에서 분산되고, 캡슐 내에 수용되며, 이것은 높은 안정성을 갖는 강력한 디스플레이를 초래한다. 이 경우에, 상기 광-감지 디바이스는 상기 픽셀로부터 산란된 광량을 감시하도록 배치된다(이러한 배치는 제 1 바람직한 실시예에서 또한 가능하다). 이러한 실시예는 투명 상태를 갖지 않는 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다.
바람직하게, 상기 조정 수단은, 원하는 그레이 스케일 레벨을 완전히 설정하고, 이미 설정된 그레이 스케일 레벨을 미세-동조(fine-tune)하거나, 설정된 그레이 레벨이 시간에 따라 더 드리프트하지 못하게 하도록 배치된다. 따라서, 본 발명은 복수의 방식으로 사용될 수 있는 유연한 해결책을 제공한다.
추가 실시예에서, 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스, 및 특히 전기 이동 디스플레이 디바이스는 복수의 개별적으로 어드레싱된 픽셀을 포함하고, 상기 디스플레이는 상기 디스플레이 디바이스 상에 입사하는 주변 광의 세기를 측정하는 수단을 더 포함하며, 여기서 주변 광 세기에 관한 정보는 그레이 스케일 레벨에 대한 기준으로서 사용될 수 있다. 이것은 디스플레이의 유용성을 더 개선시킨다. 바람직하게, 주변 광의 세기를 측정하는 상기 수단은 상기 디스플레이 디바이스의 주변 둘레에서와 같이 상기 디스플레이 디바이스에 배치되는 복수의 광 다이오드를 포함한다. 이러한 방식으로, 디스플레이에 걸쳐 주변 광 세기에서의 변동이 설명될 수 있다.
본 발명의 상기 목적 및 다른 목적은 또한 전기-광학 모드를 이용하여 동작하는 비-방출 디스플레이 디바이스의 픽셀을 구동하는 방법에 의해 달성되며, 여기서 광의 산란 및/또는 흡수는 전술한 픽셀 셀 내에서 발생하며, 상기 방법은:
- 감시 수단에 의해 상기 픽셀의 그레이 스케일 레벨을 감시하는 단계와,
- 상기 감시 수단에 의해 제공된 그레이 스케일 레벨 정보를 상기 픽셀에 대해 배치된 픽셀 그레이 스케일 조정 수단에 공급하는 단계와,
- 상기 그레이 스케일 레벨 정보에 기초하여 상기 픽셀의 그레이 스케일 레벨을 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가 실시예는 추가 종속항, 도면 및 설명으로부터 명백해진다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 예로서 이후에 설명될 것이다.
본 발명의 제 1 주 실시예는 이제 도 1a 내지 도 1e를 참조하여 이제 설명될 것이다. 도 1a는, 여기서 종래 기술에 따른 저장 용기 유형의 전기 이동 디스플레이인 비-방출 디스플레이의 디스플레이 요소의 단면도를 도시하며, 상기 디스플레이는 픽셀부(1) 및 저장 용기부(2)를 포함한다. 디스플레이는 능동 매트릭스 구동에 의해 구동되는 복수의 그러한 픽셀 요소에 의해 구성된다. 구동된 픽셀 요소는, 검게 채색된 흡수 입자를 운반하는 투명, 반투명 또는 광 채색 용액과 같은 전기 이동 물질 층(5)을 포함하며, 상기 물질은 활성 플레이트인 전면 층(3)과 후면 층(4) 사이에 배치된다. 픽셀부(1)에서, 상기 후면 층상에서, 반사 요소(6)는, 디스플레이 상에 입사하고 전기 이동 층(5)에 들어가는 주변 광을 반사하도록 배치되고, 저장 용기부(2)에서, 상기 전면 층상에서, 차단 요소(7)는 주변 광이 디스플레이 디바이스의 저장 용기부에 직접 들어가지 못하게 차단하도록 배치된다. 구동 상태에 따라, 전기 이동 층(5)의 채색 입자는 가시 픽셀부 안팎으로 이동할 수 있어서, 픽셀부의 원하는 가시 그레이 레벨을 생성시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 디스플레이에서, 주변 광은 전기 이동 층(5)을 통과하여 활성 플레이트인 후면 층상으로 통과하게 된다. 본 발명에 따라, 픽셀부(1)상에 입사하는 주변 광의세기는 측정될 수 있고, 이것은 픽셀의 그레이 스케일 레벨의 척도이다. 이것은 광-센서(8b, 8c, 8d, 8e)를 이용하여 이루어질 수 있다.
제 1 대안에 따라, 도 1b에 도시된 바와 같이, 광-센서(8b)는 픽셀부(1)에 인접한, 디스플레이 요소의 저장 용기부(2)에 위치할 수 있다. 이러한 경우에, 광은 픽셀부(2)에서 반사 요소(6)에 의해 반사된 후에 광-센서(8b)에 의해 검출된다. 입사 광의 일부분은, 픽셀부에 존재하는 채색 입자에 의해 흡수되어, 이에 따라 검출된 광-센서 신호는 픽셀부(2)에 존재하는 채색 입자의 양에 따를 것이다.
제 2 대안에 따라, 도 1c에 도시된 바와 같이, 광-센서(8c)는 디스플레이 디바이스의 후면 층(4) 상에서 반사 요소(6)에 인접하게 위치한다. 입사광의 일부는 픽셀부(1)에 존재하는 채색 입자에 의해 흡수될 것이고, 이에 따라 검출된 광-센서 신호는 변경될 것이다. 바람직하게, 광-센서(8c)는 픽셀의 에지, 또는 광 손실이 한정되는 심지어 픽셀부 내의 전극의 상부에 위치한다. 이러한 대안은, 광-센서(8c)가 활성 기판 상에 위치하여, 통합이 가능하다는 장점을 갖는다.
제 3 대안에 따라, 도 1d에 도시된 바와 같이, 광-센서(8d)는 픽셀부(1)의 반사 요소 바로 위에 배치된다. 이러한 대안은, 광-센서(8d)가 픽셀부의 모든 부분에 입사하는 광을 검출할 수 있어서, 광-센서(8d)는 픽셀의 실제 총 광 흡수를 측정할 수 있다는 장점을 갖는다.
제 4 대안에 따라, 도 1e에 도시된 바와 같이, 광-센서(8e)는 그리드 또는 다른 패턴의 형태로 픽셀부(1)의 반사 요소 바로 위에 배치된다. 이러한 경우에, 광-센서(8e)는, 픽셀의 밝기를 최소한으로만 감소시키면서, 픽셀에서의 평균 광 흡수의 우수한 측정을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 2 주 실시예는 이제 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명될 것이다.
도 2a 및 도 2b 모두는 전자 잉크 유형의 전기 이동 디스플레이의 디스플레이 요소 또는 픽셀(10)의 단면을 도시한다. 이러한 디스플레이 요소는 복수의 마이크로캡슐을 포함하는 층(11)을 포함하며, 상기 층(11)은 픽셀을 형성하는, 능동 매트릭스 구동을 위해 배치된 제 1 및 제 2 전극(12, 13) 사이에 배치된다. 각 마이크로캡슐은 채색된 광을 운반하는 투명 액체 뿐 아니라 검게 채색된 입자와 같은 일정 양의 전기 이동 물질을 포함하며, 이 물질은 대향되게 대전된다(또한 상보 칼라의 유체와 함께 밝게 대전된 입자 및 검게 대전된 입자를 이용할 수 있다). 이를 통해, 마이크로캡슐 내의 밝은 및/또는 어두운 입자의 위치는 그 위에 전계를 인가함으로써 변경될 수 있어서, 픽셀이 밝아야 하는지{마이크로캡슐의 시청(viewing) 측 상에 위치한 광 입자 및/또는 마이크로캡슐의 시청 측으로부터 떨어져 위치한 어두운 입자] 또는 어두워야 하는지(마이크로캡슐의 시청 측 상에 위치한 어두운 입자 및/또는 마이크로캡슐의 시청 측으로부터 떨어져 위치한 밝은 입자)가 제어될 수 있다.
더욱이, 제 1 전극은 광 포일(14) 상에 배치되고, 제 2 전극(13)은 TFT 기판(17) 상에 배치된다. 전자 잉크 유형의 전기 이동 디스플레이에서, 일반적으로, 입사광이 전기 이동 층을 통과하는 것이 가능하지 않으므로, 디스플레이의 그레이 스케일 레벨의 측정은 바람직하게 픽셀로부터의 산란광의 양을 측정함으로써 이루어진다.
제 1 대안에 따라, 광-센서(15)는 디스플레이의 포일 측 상에서 제 1 전극(12) 위에 위치한다. 광-센서(15)는, 광-센서 상의 직접 입사 광의 검출을 방지하기 위해 상기 광-센서(15) 위에 위치한 블랙 매트릭스(16)에 의해 보호된다. 이를 통해, 픽셀 영역에서 마이크로캡슐의 백색 입자로부터 산란된 광은 광-센서(15)에 의해 검출되도록 배치된다. 입사 광의 부분이 픽셀에서 어두운 입자에 의해 흡수될 수 있기 때문에, 산란광의 양은 픽셀 영역에서의 검은색 입자의 양에 따라 변할 것이다.
제 2 주 실시예의 제 2 대안에 따라, 광-센서(15)는 TFT 기판(17) 상의 픽셀 전극에 위치하거나, 이 픽셀 전극에 인접하게 위치한다. 이러한 경우에, 디스플레이는 디스플레이 디바이스의 TFT 기판 측으로부터 보여질 수 있다. 전술한 바와 같이, 직접 광의 검출은 광-센서를 보호하는 블랙 매트릭스에 의해 방지된다. 전술한 바와 같이, 입사광 일부는 픽셀에서 검은색 입자에 의해 흡수될 것이므로, 산란된 광의 양 및 광-센서 신호는 이에 따라 변경된다. 바람직하게, 광-센서는 픽셀의 에지, 또는 심지어 픽셀 내의 전극의 상부에 위치한다. 이러한 대안은, 광-센서가 픽셀부의 모든 부분에 입사하는 광을 검출할 수 있어서, 광-센서가 픽셀의 실제 총 광 흡수를 측정할 수 있다는 장점을 갖는다. 더욱이, 광-센서는 도 1e에서와 동일한 방식으로 그리드 또는 다른 패턴의 형태로 상기 픽셀 바로 위에 배치될 수 있다. 이러한 경우에, 광-센서는 픽셀의 밝기를 최소한으로만 감소시키면서, 픽셀에서 평균 광 흡수의 우수한 측정을 제공할 수 있다.
몇몇 응용에 있어서, 주변 광 세기에 따라 디스플레이를 정정하는데 적합할 수 있고, 이를 위해, 2개의 가능한 해결책이 이후에 설명될 것이다.
바람직한 실시예에 따라, 인입 광의 세기는, 디스플레이에 걸쳐 입사광의 국부적 밝기가 무엇인지 결정하기 위해 디스플레이의 주변 둘레에 배치된 복수의 광 다이오드에 의해 감시된다. 광 다이오드는 심지어 디스플레이 내에 배치될 수 있지만, 전기 이동 입자에 의해 커버되지 않을 수 있다.
대안적으로, 입사광 분산은, 디스플레이로부터 모든 전기 이동 입자를 제거하고, 픽셀 그레이 레벨을 설정하도록 기준으로서 이러한 측정을 이용함으로써 그레이 레벨이 설정되기 바로 전에 전체 디스플레이 영역에 걸쳐 측정될 수 있다. 이 경우에, 픽셀 메모리 유닛은 그레이 스케일 레벨 설정 동안 기준 레벨과의 비교를 수행하기 위해 디스플레이에 병합될 것이다. 픽셀 메모리를 포함하는 방법은 예를 들어 바람직한 폴리-Si 기술에 잘 알려져 있으므로, 본 명세서에 더 구체적으로 설명되지 않을 것이다.
본 발명에 따라 전기 이동 디스플레이에서 그레이 레벨을 설정하기 위해 전술한 광-센서로부터 광-센서 피드백을 인가하는 방법이 이후에 설명될 것이다. 유사한 접근법은, 본 발명의 범주 내에 있는, 전술한 다른 임의의 쌍-안정 디스플레이, 즉 전기 변색(EC) 디스플레이, 콜레스테릭 텍스춰 액정(CTLC) 디스플레이, 하이브리드 스위칭가능한 미러(HM) 디스플레이 및 몇몇 유형의 게스트-호스트 시스템에 광-센서 피드백을 적용하기 위해 구상될 수 있다.
전기 이동 디스플레이(종래 기술에 개시됨)에서 그레이 레벨을 생성하는 몇가지 방식이 있더라도, 이것은, 대전 입자가 전계 및 그 극성에 반응하여, 전계가 인가될 때 픽셀이 더 밝아지거나 더 어두워지는 지를 전계의 극성이 결정한다는 기본 원리에 모두 좌우된다. 본 발명의 일실시예에 따라, 상기 광-센서로부터의 출력은 인가된 전계의 극성을 결정하는데 사용된다. 이러한 동작을 수행하는 개략적인 회로의 일례는 도 3에 도시된다.
피드백의 동작은 다음과 같이 처리될 수 있다.
단계 1
새로운 그레이 레벨이 이전 그레이 레벨보다 더 밝거나 더 어두워지는 지를 결정한다.
제 1 실시예에 따라, 이것은, 새로운 그레이 레벨 값이 프레임 메모리에 저장되는 현재 그레이 레벨 값과 비교되는 신호 처리 접근법에 의해 결정될 수 있다.
제 2 실시예에 따라, 현재 그레이 레벨은 먼저 광-센서의 실제 출력을 이용하여 측정될 수 있고, 이를 새로운 그레이 레벨과 비교할 수 있다. 이것은 한번에 한 픽셀씩, 또는 바람직하게 한 번에 한 행씩 수행될 수 있고, 이것은 훨씬 더 작은 픽셀/행 메모리 및 외부 비교기를 필요로 한다.
제 3 실시예에 따라, 새로운 그레이 레벨 데이터와 현재 그레이 레벨 데이터의 비교는 픽셀 레벨에 직접 수행될 수 있으며, 이것은 어떠한 외부 메모리 또는 비교기도 필요로 하지 않는다.
단계 2
픽셀을 구동 전압의 적절한 극성에 연결한다.
일단 단계 1의 결과가 결정되면, 픽셀 전극은 양 또는 음의 전압에 연결된다. 도 3의 예에서, 이것은 스위칭 TFT(TFT1 또는 TFT2) 중 하나에 어드레싱함으로써 달성된다. 이 구현에 따라, 이것은 단일 어드레싱 라인 또는 2개의 개별적인 어드레싱 라인에 어드레싱함으로써 수행될 수 있다.
단계 3
그레이 스케일 레벨을 감시한다.
여기서, 광-센서의 출력은 새로운 그레이 레벨에 대한 예측된 출력과 비교되고, 필요시 전술한 바와 같이 주변 광에 대해 조정된다.
단계 4
새로운 그레이 레벨을 정한다.
광-센서의 출력이 새로운 그레이 레벨에 대한 예측값에 도달할 때, 전압은 픽셀로부터 제거된다. 이것은 구현에 따라 전력 라인으로부터의 픽셀을 단절하거나, 전력 라인을 스위칭 오프함으로써 달성된다.
필요시, 그레이 레벨이 정해진 후에 광-센서 출력을 계속해서 감시할 수 있다. 이 경우에, 예를 들어 미리 결정된 그레이 레벨 범위를 넘어 그레이 레벨에서의 임의의 드리프트가 보고되면, 동일한 이미지 데이터를 이용하여 전술한 단계 1 내지 단계 4를 반복함으로써 원하는 그레이 레벨을 다시 한 번 복구할 수 있다. 광-센서 피드백은 또한 본 발명에 따른 비-방출 디스플레이, 특히 전기 이동 디스플레이에서 더 균일한 그레이 레벨을 제공하는데 사용될 수 있다. 이 경우에, 광-센서의 출력은 도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 픽셀 어드레싱 전압을 변경하는데 사용된다.
평균적으로 더 밝은 픽셀은 평균적으로 더 어두운 픽셀보다 광-센서에서 더 높은 광-전류를 생성할 것이다. 이러한 전류의 일부가 픽셀(및 이와 연관된 저장 커패시터) 양단의 전압을 방전하는데 사용되면, 너무 밝은 이러한 픽셀은 평균적으로 더 낮은 전압을 수신할 것인데, 이는 그 픽셀 전압이 더 빠르게 감소할 것이기 때문이다. 이는, 상기 픽셀로 하여금 덜 빠르게 스위칭 오프하도록 하여, 픽셀이 구동 기간 마지막에 정상보다 더 낮은 밝기에 도달할 것이다. 이에 반해, 너무 어두운 그러한 픽셀은 평균적으로 더 높은 전압을 수신할 것인데, 이는 그 픽셀 전압이 더 느리게 감소할 것이기 때문이다. 이는, 픽셀로 하여금 더 빨리 스위칭하도록 하여, 픽셀이 구동 기간 마지막에 정상보다 더 높은 밝기에 도달하기 때문이다. 이러한 방식으로, 밝은 픽셀이 어두워지고 어두운 픽셀이 밝아지기 때문에, 디스플레이의 인식된 균일성은 개선된다. 이러한 경우에, 절대 광 출력을 측정하고 이를 기준값과 비교하는 것이 필요 없게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 비-방출 디스플레이 디바이스, 및 특히 전기 이동 디스플레이 디바이스가 달성되며, 이는, 픽셀 내의 그레이 스케일 레벨을 감시하고 그레이 스케일을 원하는 레벨로 설정하기 위해 연관된 광 피드백 신호를 이용함으로써, 그레이 스케일 정밀도 및 드리프트가 갖는 문제를 해결한다. 피드백은 그레이 스케일을 설정하는데 완전히 사용될 수 있거나, 이미 설정된 그레이 레벨을 미세 동조하는데 사용될 수 있거나, 설정된 그레이 레벨이 시간에 따라 추가 드리프트하지 못하게 하는데 사용될 수 있다. 이는, 비-방출 디스플레이, 특히 본 발명에따른 전기 이동 디스플레이가 구동을 위해 능동 매트릭스를 이용할 수 있고, 활성 플레이트의 트랜지스터가 그레이 스케일 검출 및 피드백 회로를 실현하는데 사용될 수 있기 때문에 가능할 것이다. 이는 특히 폴리-Si 프로세스가 능동 매트릭스를 형성하는데 사용되는데 특히 적합한데, 이는 CMOS 트랜지스터(p-형 및 n-형) 및 광 다이오드가 쉽게 이용가능하지만, 또한 다이오드 또는 MIM 다이오드를 이용하거나 단결정 Si(예를 들어 마이크로-디스플레이 응용에서)를 이용함으로써 Si 기술에서 구현될 수 있기 때문이다.
상기 그레이 레벨만이 논의되지만, 본 발명은 또한 총 천연색 디스플레이 디바이스, 특히 총 천연색 디스플레이를 제공하기 위해 픽셀의 고유 채색 또는 칼라 필터 접근법(예를 들어 전기 이동 디스플레이 내에서 상이한 칼라 입자를 이용함으로써)을 이용하는 전기 이동 총 천연색 디스플레이에 적용가능하다.
본 발명에 사용된 비-방출 디스플레이 디바이스라는 용어는, 전기-광학 모드를 이용하여 동작함으로써, 광의 산란 및/또는 흡수가 픽셀 셀 내에서 발생하도록 하는 디스플레이 디바이스로서 해석되어야 한다는 것이 주지될 것이다. 또한, 본 발명이 전술한 전기 이동 디스플레이가 아닌 여러 종류의 비-방출 디스플레이에 사용될 수 있다는 것이 주지될 것이다. 예를 들어, 본 발명은, 예를 들어 특허 출원(PCT/IB01/02516)에 기재된 바와 같이, 폴리머 분산 액정(PDLC), 콜레스테릭 텍스춰 액정(CTLC), 게스트-호스트 시스템(G-H) 전기 변색 시스템, "자이리콘" 시스템(제록스사의 상표명) 및 하이브리드 스위칭가능한 미러 시스템(HM)에 기초한 디스플레이에 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전기-광학(electro-optical) 모드를 이용하여 동작하는 비-방출(non-emissive) 디스플레이 등에 이용되며, 상기 디스플레이는 적어도 하나의 개별적으로 어드레싱가능한 픽셀을 포함하고, 여기서 광의 산란 및/또는 흡수가 픽셀 셀 내에서 발생한다. 본 발명은 또한 그러한 디스플레이 구동 방법 등에 이용된다.

Claims (17)

  1. 전기-광학 모드를 이용하여 동작하도록 배치된 비-방출(non-emissive) 디스플레이 디바이스로서, 상기 디스플레이 디바이스는 적어도 하나의 개별적으로 어드레싱가능한 픽셀을 포함하며, 여기서 광의 산란 및 흡수 중 적어도 하나는 상기 픽셀 내에서 발생하도록 배치되는, 비-방출 디스플레이 디바이스에 있어서,
    상기 디바이스는, 상기 적어도 하나의 픽셀 내에서 그레이 스케일 레벨을 감시하는 수단과, 상기 픽셀의 상기 그레이 스케일 레벨을 조정하는 수단과, 상기 조정 수단을 제어하기 위해 그레이 스케일 정보를 상기 감시 수단으로부터 상기 조정 수단으로 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 쌍-안정 특성을 갖는, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 전기 이동(electrophoretic) 디스플레이 디바이스인, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감시 수단은 상기 픽셀 내에 배치된 광-감지 디바이스를 포함하는, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 저장 용기(reservoir) 유형이고, 여기서 상기 픽셀은 연관된 저장 용기를 갖고, 상기 광-감지 디바이스는 상기 픽셀의 반사 요소와 근접하게 배치되는, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 광-감지 디바이스는 상기 반사 요소의 표면상에 배치되는 구조화된 디바이스인, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 전자 잉크 디스플레이 디바이스인, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  8. 제 5항 또는 제 7항에 있어서, 상기 광-감지 디바이스는 상기 픽셀로부터 산란된 광의 양을 감시하도록 배치되는, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정 수단은, 원하는 그레이 스케일 레벨을 완전히 설정하고, 이미 설정된 그레이 스케일 레벨을 미세 동조(fine-tune)시키거나, 설정된 그레이 레벨을 시간에 따라 추가로 드리프팅(drifting)하지 못하게 하도록 배치되는, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 개별적으로 어드레싱된픽셀을 포함하고, 상기 디스플레이 디바이스 상에 입사하는 주변 광의 세기를 측정하는 수단을 더 포함하며, 여기서 상기 주변 광 세기에 관한 정보는 상기 그레이 스케일 레벨에 대한 기준으로서 사용될 수 있는, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광-감지 디바이스의 출력 신호를 기준 신호와 비교하는 비교기 수단을 포함하는 픽셀 제어 회로를 더 포함하는, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 비교기 수단의 출력은 상기 픽셀의 구동 신호를 변형시키도록 배치되는, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 픽셀 회로는 상기 픽셀 전압을 감소시키거나 방전하도록 배치되는 광-감지 디바이스를 포함하는, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  14. 제 10항에 있어서, 주변 광 세기를 측정하는 상기 수단은 상기 디스플레이 디바이스에 배치되는 복수의 광 다이오드를 포함하는, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는칼라 디스플레이 디바이스인, 비-방출 디스플레이 디바이스.
  16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 기재된 비-방출 디스플레이 디바이스의 개별적으로 어드레싱가능한 픽셀에서 주변 광을 감시하기 위한 광 다이오드의 사용 방법.
  17. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 기재된, 전기-광학 모드를 이용하여 동작하도록 배치되는 비-방출 디스플레이 디바이스의 픽셀을 구동하는 방법으로서, 광의 산란 및/또는 흡수가 상기 픽셀 내에서 발생하도록 배치되는, 비-방출 디스플레이 디바이스의 픽셀 구동 방법에 있어서,
    - 감시 수단에 의해 상기 픽셀의 그레이 스케일 레벨을 감시하는 단계와,
    - 상기 감시 수단에 의해 제공된 그레이 스케일 레벨 정보를 상기 픽셀에 대해 배치된 픽셀 그레이 스케일 조정 수단에 공급하는 단계와,
    - 상기 그레이 스케일 레벨 정보에 기초하여 상기 픽셀의 그레이 스케일 레벨을 조정하는 단계를
    포함하는, 비-방출 디스플레이 디바이스의 픽셀 구동 방법.
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