KR20050098915A - 광학적으로 어드레스 가능한 매트릭스 디스플레이 - Google Patents

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마르셀리뉴 피. 씨. 엠. 크리즌
프란시스큐 피. 엠. 버드젤라아르
쥬겐 제이. 엘. 호펜브루버
마우리지오 마이애니
요하네스 제이. 더블유. 엠. 로싱크
바트 에이. 살터스
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

매트릭스 디스플레이 디바이스는 감광 소자(LSij) 및 픽셀광 생성소자(LGij)를 포함하는 광학적으로 어드레스가능한 픽셀(Pij) 매트릭스를 포함한다. 광 생성소자(LGij)는 감광 소자(LSij)의 상태에 의존하는 밝기를 갖는 픽셀광(LMij)을 생성할 것이다. 감광 소자(LSij)의 상태는 이 소자에 충돌하는 광량에 의존한다. 픽셀광 생성소자(LGij)의 실제 밝기는 또한 이 소자를 통과하는 전압에 의존할 수 있다. 픽셀(Pij)은, 픽셀광 생성소자(LGij)에 의해 생성되는 픽셀광(PLMij)의 일부가 픽셀(Pij)의 관련있는 감광 소자(LSij)에 도달하도록 구성된다. 감광 소자(LSij)는, 픽셀광(PLMij)의 일부의 감광 소자(LSij)로의 피드백을 얻기 위해 픽셀광(PLMij)의 일부에 민감하다. 이와 같은 피드백은 픽셀(Pij)의 메모리 동작을 달성하거나 픽셀(Pij)의 고유한 메모리 동작에 영향을 주는데 사용될 수 있다.

Description

광학적으로 어드레스 가능한 매트릭스 디스플레이{AN OPTICALLY ADDRESSABLE MATRIX DISPLAY}
본 발명은 능동 매트릭스 디스플레이, 및 매트릭스 디스플레이를 포함하는 디스플레이 장치에 대한 것이다.
US-B-6,215,462는 복수의 픽셀 행을 구비하는 매트릭스 디스플레이 디바이스를 개시한다. 매트릭스 디스플레이 행은 하나씩 선택된다. 각 행은 제1 발광소자에 의해 생성되는 광을 그 행의 픽셀에 전송하는 광 도파관과 관련있다. 관련있는 선택된 발광소자가 광을 생성하는 경우 특정 행이 선택된다; 모든 다른 행은 그와 관련있는 선택된 발광소자가 광을 생성하지 않기 때문에 선택되지 않는다.
각 픽셀은 감광 소자와 픽셀 발광소자의 직렬 배열을 포함한다. 디스플레이될 이미지 데이터에 따른 데이터 전압이 열 컨덕터를 통해 직렬 배열에 공급된다. 선택된 픽셀 행에서, 선택된 행과 관련있는 선택된 발광소자에 의해 생성되는 광이 관련있는 광 도파관을 통해, 선택된 행 픽셀에 도달한다. 결과적으로, 선택된 행의 픽셀의 감광 소자가 낮은 임피던스를 가지며, 데이터 전압이 선택된 행의 픽셀의 픽셀 발광소자에 대해 실질적으로 발생한다. 따라서, 선택된 픽셀 행은 각각이 픽셀 열에 연결되는 열 컨덕터 상에 나타나는 이미지 데이터에 따라 일정량의 광을 생성할 것이다. 선택되지 않은 행에서, 선택된 발광소자는 광을 생성하지 않으며, 따라서 선택되지 않은 픽셀의 감광 소자의 임피던스는 높다. 이들 픽셀에서, 데이터 전압이 고 임피던스의 감광 소자의 양단간에 실질적으로 발생하며, 결과적으로, 픽셀 발광소자가 광을 생성하지 않도록 픽셀 발광소자 양단간의 전압이 임계치 이하일 것이다.
도 1은 픽셀의 메모리 효과를 획득하기 위해 광학 피드백을 구비하는 광학적으로 어드레스된 디스플레이 셀을 구비하는 매트릭스 디스플레이 장치의 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 셀의 실시예를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 디스플레이 셀의 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이 셀의 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 디스플레이 셀이 레이저로 어드레스지정되는 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 매트릭스 디스플레이에 증가된 밝기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 측면은 청구항 1에 청구한 바와 같은 매트릭스 디스플레이를 제공한다. 본 발명의 제2 측면은 청구항 10에 청구한 바와 같은 디스플레이 장치를 제공한다. 유리한 실시예는 종속항에 규정된다.
본 발명의 제1 측면에 따른 매트릭스 디스플레이 디바이스는 광학적으로 어드레스 가능한 픽셀 매트릭스를 포함한다. 픽셀은 감광 소자 및 픽셀광 생성소자를 포함한다. 광 생성소자는 특정 픽셀의 감광 소자의 상태에 의존하는 밝기를 갖는 픽셀광을 생성한다. 감광 소자의 상태는 그 소자에 충돌하는 광의 밝기에 의존한다. 픽셀광 생성소자의 실제 밝기는 또한 픽셀의 양단간의 픽셀 전압에 의존한다.
픽셀은, 픽셀에서 픽셀광 생성소자에 의해 생성되는 픽셀광의 일부가 픽셀의 관련있는 감광 소자에 도달하도록 구성된다. 감광 소자는 픽셀광의 일부의 감광 소자로의 피드백을 얻기 위해 픽셀광에 민감하다.
이와 같은 피드백은 픽셀의 메모리 동작을 달성하기 위해 또는 픽셀의 메모리 동작에 영향을 주기 위해 사용될 수 있다. 종래 기술 US-B-6,215,462에 대해, 픽셀의 메모리 동작은 어드레싱 기간동안 스위치 온 되는 픽셀로 하여금 어드레싱 기간 후에 온을 유지하도록 야기할 것이다. 픽셀은 어드레싱 기간 동안만이 아니라 실질적으로 전체 프레임 기간 동안 광을 생성할 것이며, 결국 그 밝기가 증가한다.
광학 피드백은 또한 픽셀의 정전 용량에 의해 야기되는 픽셀의 고유한 메모리 동작에 영향을 주는데 사용될 수 있다. 청구항 5의 본 발명의 실시예에 규정된 것과 같이, 감광 소자에 충돌하는 광의 일부는 정전 용량을 방전하는데 사용된다.
청구항 2에 청구한 바와 같은 본발명에 따른 실시예에서, 픽셀 전압이, 임피던스가 감광 소자의 상태에 의존하는 임피던스 소자와 픽셀광 생성소자의 직렬 배열을 통해 공급된다. 픽셀 전압이 충분히 높은 레벨을 갖고 있으며 임피던스 소자의 임피던스가 낮은 경우, 픽셀 전압이 실질적으로 픽셀광 생성소자 양단간에 나타나기 때문에 이 생성소자는 광을 생성할 것이다. 픽셀 전압이 충분히 높은 레벨을 갖고 있으며 임피던스 소자의 임피던스가 높은 경우, 픽셀 전압이 실질적으로 감광 소자 양단간에 나타나기 때문에 픽셀광 생성소자는 광을 생성하지 않을 것이다.
관련있는 감광 소자에 충돌하는 픽셀광 생성소자에 의해 생성되는 광의 일부의 밝기는, 픽셀광 생성소자의 임피던스에 대해 임피던스 소자의 임피던스를 비교적 낮게 유지하기에 충분히 높다. 따라서, 픽셀 발광소자가 광을 방출하는 상태로 되는 경우, 이 광의 일부는 픽셀 발광 소자가 발광 상태로 유지하는 상태로 감광 소자를 유지하거나 초래한다.
청구항 3에 규정된 본 발명에 따른 실시예에서, 감광 소자 그 자체가 픽셀광 생성소자와 직렬로 배열된다. 감광 소자의 임피던스가 픽셀광-생성소자의 임피던스에 대해 낮은 경우, 감광 소자와 픽셀광 생성소자의 직렬 배열에 공급되는 픽셀 전압은 실질적으로 픽셀광 생성소자 양단간에 발생할 것이며 따라서 그 밝기를 정한다. 광 감지소자의 임피던스가 픽셀광 생성소자의 임피던스에 대해 높은 경우, 픽셀 전압은 실질적으로 감광 소자의 양단간에 발생할 것이며 픽셀광 생성소자는 실질적인 0 밝기를 가질 것이다.
감광 소자의 임피던스가 낮으면, 픽셀광 생성소자는 일부가 감광 소자에 의해 수신되는 광을 생성한다. 광의 이 부분이 감광 소자의 임피던스를 낮게 유지하기에 충분함에 따라, 메모리 동작이 달성된다. 따라서, 픽셀광 생성소자가 광을 생성하는 경우, 감광 소자의 상태는 픽셀광 생성소자를 발광 상태로 유지하는 상태로 유지될 것이다. 따라서, 다른 픽셀 라인이 어드레스될 때 픽셀은 계속해서 광을 생성할 것이며 결국, 디스플레이의 밝기가 개선된다.
따라서, 픽셀 발광소자가 광을 방출하는 상태로 되는 경우, 이 광의 일부가 , 픽셀 발광소자가 발광 상태에 있는 상태에서 감광 소자를 유지하거나 초래할 것이다.
청구항 4에 규정된 본 발명에 따른 실시예에서, 스위칭 소자는 감광 소자에 연결된 제어 전극 및 픽셀광 생성소자와 직렬로 배열된 주요 전류 경로를 구비한다. 이는 감광 소자의 임피던스가 덜 중요하다는 장점을 갖는다. 픽셀광 생성소자의 광이 감광 소자에 충돌하는 경우 그 임피던스가 변하는데, 이것이 스위칭 소자로 하여금 낮은 임피던스를 얻는 것을 야기한다. 따라서, 또한 픽셀의 메모리 동작이 획득된다.
청구항 5에 규정된 본 발명에 따른 실시예에서, 매트릭스 디스플레이는 픽셀의 감광 소자측으로 향하는 제어광을 생성하는 제어광 생성 디바이스를 더 포함한다. 제어광 생성 디바이스는 광을 생성해야 하는 픽셀의 감광 소자에 광을 공급하며, 제어광 생성소자는 광을 생성하지 않아야 하는 픽셀의 감광 소자에 어떠한 광도 공급하지 않는다.
픽셀광 생성소자의 직렬 배열 및 모든 픽셀의 직렬 임피던스 양단간에 동일 전압을 공급하는 것이 가능하다. 직렬 임피던스는 감광 소자에 의해 제어되는 스위치의 주요 전류 경로 또는 감광 소자일 수 있다. 픽셀은 쌍안정 방식으로 구동될 수 있다. 즉, 특정 픽셀의 감광 소자가 제어광 생성 디바이스로부터 광을 수신하는 경우, 대응하는 픽셀광 생성소자가 광을 생성할 것이고, 특정 픽셀의 감광 소자가 제어광 생성 디바이스로부터 어떠한 광도 수신하지 않는 경우, 대응하는 픽셀광 생성소자는 광을 생성하지 않을 것이다. 픽셀당 픽셀광 생성소자에 의해 생성되는 밝기를 바꾸도록 픽셀당 직렬 배열 양단간의 픽셀 전압을 바꾸는 것이 가능하다.
청구항 6에 규정된 본 발명에 따른 실시예에서, 복수의 제어광 생성소자에 의해 생성되는 광은 광 도파관을 통해 픽셀 라인으로 전송된다. 각각의 픽셀 라인에 대해 하나의 제어광 생성소자만이 사용된다. 제어광 생성소자에 의해 생성되는 제어광은 픽셀 라인의 선택을 수행하는데 사용될 수 있다. 제어광 생성소자 중 하나와 관련있는 픽셀 라인은 매트릭스 디스플레이의 행 또는 열방향으로 확장할 수 있다.
완전한 픽셀 매트릭스의 어드레싱이 이제 다음에서 설명된다. 예컨대, 설명의 용이함을 위해, 광 도파관은 열 방향으로 확장하고, 매트릭스 디스플레이의 행은 픽셀 전압으로 하나씩 선택된다. 행은 선택된 행의 픽셀의 직렬 임피던스 및 픽셀 광 생성소자의 직렬 배열을 통해 고레벨의 픽셀 전압을 공급함으로써 선택된다. 저레벨의 픽셀 전압이 선택되지 않은 행의 픽셀의 직렬 배열을 통해 공급되기 때문에 다른 행은 선택되지 않는다. 행 및 열은 교환될 수 있다. 고레벨 픽셀 전압이 선택되어 제어광을 수신하는 픽셀의 픽셀광 생성소자가 광을 방출할 것인 반면에 제어광을 수신하지 않는 픽셀의 픽셀광 생성소자는 광을 방출하지 않을 것이다. 저전압이 선택되어 광을 생성하기 위해 더욱 이전에 어드레스지정된 픽셀이 여전히 광을 생성할 것인 반면에 광을 생성하지 않도록 더욱 이전에 어드레스지정된 픽셀은 광을 생성하기 시작하지 않을 것이다. 따라서, 선택된 행 내의 픽셀이 제어광에 의해 온 또는 오프로 스위치될 수 있는 반면에, 선택되지 않은 행 내의 픽셀 상태는 바뀌지 않을 것이다.
청구항 7에 규정된 본 발명에 따른 실시예에서, 제어광 생성 디바이스는 픽셀의 감광 소자를 따라 스캐닝하기 위한 레이저를 포함한다. 레이저는 다수의 광 생성소자 및 광 도파관이 달리 요구되는 것을 제거한다.
청구항 8에 규정된 본 발명에 따른 실시예에서, 제어광 생성 디바이스는 제어광을 추가적인 감광 소자측으로 향하게 한다. 제어광 생성 디바이스로부터의 단광 펄스(short light pulse)는 추가적인 스위칭 소자를 통해 커패시터를 충전하는데 충분하다. 커패시터는 픽셀광 생성소자로부터 픽셀광의 일부를 수신하는 감광 소자에 의해 방전된다.
이와 같은 방식으로, 음극선관의 인광체의 동작이 모방된다. 즉, 제어광 펄스에 응답해서, 픽셀이 높은 밝기로 시작하는데 이 밝기는 점진적으로 감소한다. 커패시터의 값은 밝기가 0으로 감소하는 동안의 시간을 정한다. 제어광 펄스의 밝기 및/또는 지속기간이 픽셀의 피크 밝기를 정한다. 또한, 픽셀광-생성소자가 (폴리) LED(발광다이오드)인 경우 픽셀의 밝기가 픽셀광-생성소자의 품질과 실질적으로 무관하다는 것이 장점이다. (폴리) LED가 잘 기능하지 않는 경우, 커패시터를 방전하는데 더 오래 걸릴 것이며, 따라서, 생성되는 최종적인 광량은 실질적으로 동일하다.
따라서, 이제 픽셀의 고유한 메모리 동작이, 감광 소자에 충돌하는 픽셀광생성소자에 의해 생성되는 광의 일부의 피드백에 의해 영향받는다.
본 발명의 이들 및 다른 측면은 이후 설명되는 실시예로부터 명백하며 실시예를 참조해서 명료해질 것이다.
상이한 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 신호를 가리키거나 동일한 기능을 수행하는 동일한 요소를 가리킨다.
도 1은 픽셀의 메모리 효과를 획득하기 위해 광학 피드백을 구비하는 광학적으로 어드레스된 디스플레이 셀을 구비하는 매트릭스 디스플레이 장치의 실시예를 도시한다.
매트릭스 디스플레이는 광 도파관(LWj)(LW1부터 LWn)과 두 개의 행의 전극(REi1, REi2)의 세트의 교차와 관련있는 픽셀(Pij)(P11부터 Pmn) 매트릭스를 포함한다. 지수(i)는 매트릭스 디스플레이의 행 번호를 나타내며, 지수(j)는 이 디스플레이의 열 번호를 나타낸다. 행 전극(REi1 및 REi2)은 x-방향으로 확장하고, 광 도파관(LWj)은 y-방향으로 확장한다. 전치된(transposed) 매트릭스 디스플레이에서, x와 y 방향은 위치가 바뀌어 나타난다.
선택 구동기(SD)는 행 전극(REi1)에 행 전압(Vi1)을 공급하고 행 전극(REi2)에 행 전압(Vi2)을 공급한다. 픽셀 전압(SVi)은 i번째 행의 행 전극(REi1)과 행 전극(REi2) 사이에서 발생한다.
데이터 구동기(DD)는 디스플레이될 입력 데이터(ID)와 제어광 생성소자(ALj)를 수용하는데 이 소자는 입력 데이터(ID)에 따른 밝기를 갖는 제어광(Lj)을 생성하며 생성된 제어광(Lj)을 픽셀(Pij)의 감광 소자(LSij, FLSij)(도 2 내지 도 4 참조)에 공급하기 위해 광 도파관(LWj)과 협력한다.
제어 회로(CO)는 픽셀(Pij)의 행(LRi)을 하나씩 선택하도록 선택 구동기(SD)에 제어 신호(CS1)를 공급하고, 선택된 행(LRi)에 데이터를 공급하도록 데이터 구동기(DD)에 제어 신호(CS2)를 공급하기 위해 동기화 정보(SY)를 수신한다.
픽셀(Pij)은 기판(미도시) 내에 형성될 수 있으며, 행 전극(REi1) 및 행 전극(REi2)은 기판의 대향 측면에 존재할 수 있다. 행 전극(REi1 또는 REi2) 중 하나는 행 방향으로 확장하는 분리된 전극 대신에 전극판으로 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 셀의 실시예를 도시한다. 도 2에서, 디스플레이 셀 또는 픽셀(Pij)은 임피던스가 수신된 광의 밝기에 의존하는 감광 소자(LSij)와 픽셀광 생성소자(LGij)의 직렬 배열을 포함한다. 픽셀광 생성소자(LGij) 와 감광 소자(LSij)의 직렬 배열은 픽셀 전압(SVi)을 수신하기 위해 제1 행 전극(REi1)과 제2 행 전극(REi2) 사이에 배열된다. 제1 행 전극(REi1) 상의 전압은 Vi1으로 표시되고, 제2 행 전극(REi2) 상의 전압은 Vi2로 표시되며, 픽셀 전압(SVi)은 전압(Vi1)과 전압(Vi2)의 차이다. 픽셀광 생성소자(LGij)에 의해 생성되는 픽셀광(PLMij)의 일부는 감광 소자(LSij)에 도달할 것이다.
픽셀(Pij)의 동작은 이제 다음에서 설명된다. 감광 소자(LSij) 상에 가해지는 광의 밝기는 픽셀(Pij)이 어드레스지정되는 동안의 어드레싱 기간 동안의 제어광(Lj)과 픽셀광 생성소자(LGij)에 의해 생성되는 픽셀광(PLMij)의 일부의 조합이다.
초기에, 상당한 픽셀 전압(SVi)이 직렬 배열에 존재하는 경우조차도 , 픽셀(Pij)은 오프 상태에 있다. 감광 소자(LSij)의 높은 임피던스는 픽셀 전압(SVi)으로 하여금 감광 소자(LSij)에 실질적으로 존재하도록 야기하며, 따라서 실질적으로 0V가 픽셀광 생성소자(LGij)를 통과해 존재한다.
픽셀(Pij) 행이 어드레스지정될 때 어드레싱 기간 동안 특정 픽셀(Pij)이 광을 생성해야 하는 경우, 제어광 생성소자(ALj)는 감광 소자(LSij)에 도달하는 제어광(Lj)을 방출할 것이다. 감광 소자(LSij)의 임피던스가 픽셀광 생성소자(LGij)의 임피던스에 대해 낮아질 것이며, 픽셀 전압(SVi)이 실질적으로 픽셀광 생성소자(LGij) 양단간에 존재할 것이다. 픽셀광 생성소자(LGij)는 픽셀광(LMij)을 방출하기 시작할 것이다. 제어광(Lj)을 스위치 오프하는 경우, 픽셀광 생성 소자(LGij)에 의해 생성되는 광(PLMij)의 일부가 임피던스를 낮게 유지하는 감광 소자(LSij)에 의해 포획되기 때문에, 픽셀(Pij)은 온-상태로 남아 있는다. 픽셀(Pij)은 픽셀 전압(SVi)을 임계치 미만으로 낮춤으로써 스위치 오프될 수 있다. 따라서 픽셀(Pij)은 감광 소자(LSij)로의 광학 피드백에 의해 야기되는 내장형 메모리(in-built memory)를 갖는다.
픽셀 행이 어드레스지정될 때 어드레싱 기간 동안 특정 픽셀(Pij)이 광을 생성하지 않아야 하는 경우, 제어광 생성소자(ALj)는 제어광(Lj)을 방출하지 않을 것이며, 감광 소자(LSij)의 임피던스는 높은 채로 있을 것이다.
비디오 신호로 완전한 매트릭스 디스플레이를 구동하기 위해, 모든 픽셀(Pij)은 필드 기간 동안 입력 비디오 데이터(ID) 필드를 픽셀(Pij)에 제공하기 위해 이 필드 기간 동안 어드레스지정되어야 한다. 입력 데이터(ID)의 다음 필드가 다음 필드 기간 동안 픽셀(Pij)에 공급된다. 한 필드 동안 매트릭스 디스플레이 행이 하나씩 선택된다.
데이터를 픽셀(Pij)에 써넣기 전에 우선 어떠한 광도 생성하지 않도록 모든 픽셀(Pij)이 리셋되어야 한다. 이는 모든 행에 대해 픽셀 전압(SVi)을 임계치 미만으로 낮춤으로써 가능하다. 이후, 충분히 높은 행에 픽셀 전압(SVi)을 공급함으로써 (또한 라인 어드레스 기간, 또는 픽셀의 어드레싱 기간으로도 언급되는) 라인 선택 기간 동안에 특정 행이 선택된다. 동시에 픽셀광 생성소자(LGij)가 광을 방출해야 하는 온-상태로 스위치되는데 필요한 어드레스지정된 행 내의 픽셀 위치에 대응하는 열에 대해 제어광(Lj)을 생성하도록 제어광 생성소자(ALj)가 활성화된다. 다음으로, 라인 선택 기간 말에, 픽셀 전압(SVi)이 픽셀(Pij)을 이 행 내에 유지하는데 충분하나, 픽셀(Pij)을 재어드레스하기에는 너무 낮은 값으로 낮추어진다. 따라서 선택되지 않은 행 내의 픽셀 전압(SVi)은 픽셀(Pij)의 상태를 바꾸기에는 너무 낮지만 픽셀이 리셋되기에는 낮지 않다.
더욱 많은 그레이 스케일이 필요한 경우 잘 알려진 서브-필드 구동 방법을 사용하는 것이 가능하다. 필드 기간의 각 서브필드는 필드 기간에 대해 위에서 설명된 것과 동일한 방식으로 어드레스될 수 있다.
픽셀광 생성소자(LGij) 및 제어광 생성소자(ALj)는 예컨대, 소형 레이저, LED(발광 다이오드), OLED(유기 LED), 폴리 LED, 소형 백열등 또는 형광등, 또는 플라즈마 디스플레이에서 사용되는 것과 같은 광 생성소자를 포함할 수 있다. 감광 소자는 예컨대, LDR(light dependent resistor), 또는 LAS(광 사이리스터 또는 다른 광 전자 스위치)를 포함할 수 있다.
이러한 광학 어드레스 디스플레이는 LCD에 비해 비교적 제조하기 쉬우며 값이 싸다. 크기는 쉽게 가변적이며, 단지 간단한 두 단말 메모리 소자가 필요하며, 높은 루멘 효과가 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 디스플레이 셀의 다른 실시예를 도시한다. 픽셀광 생성소자(LGij)가 제1 행 전극(REi1)과 제2 행 전극(REi2) 사이에 있는 트랜지스터(TR1ij)의 주요 전류 경로와 직렬로 배열된다. 제1 행 전극(REi1) 상의 전압은 Vi1로 표시되며, 제2 행 전극(REi2) 상의 전압은 Vi2로 표시되고, 픽셀 전압(SVi)은 전압(Vi1)과 전압(Vi2)의 차이다. 감광 소자(LSij)는 트랜지스터(TR1ij)의 제어 전극과 제1 행 전극(REi1) 사이에 배열된다. 광학 커패시터(C1ij)는 트랜지스터(TR1ij)의 제어 전극과 제2 행 전극(REi2) 사이에 배열된다. 광학 누설 저항(RLij)은 또한 트랜지스터(TR1ij)의 제어 전극과 제2 행 전극(REi2) 사이에 배열된다.
제어광(Lj)이 감광 소자(LSij)에 충돌하는 경우, 트랜지스터(TR1ij)가 낮은 저항으로 되고 픽셀광(LMij)을 방출하기 시작하는 픽셀광 생성소자 양단간에 픽셀 전압(SVi)이 실질적으로 존재한다. 픽셀광(PLMij)의 일부가 광 감지소자(LSij)에 충돌하고 따라서 제어 광(Lj)이 더 이상 공급되지 않을 때조차 픽셀을 온-상태로 유지할 것이다. 픽셀 전압(SVi)이 특정 값 이하로 떨어질 때 픽셀광 생성소자(LGij)는 광을 방출하는 것을 중지할 것이다. 픽셀광 생성소자(LGij)는 또한 전압(Vi3)으로 스위치 오프(또는 온)될 수 있다.
커패시터(C1ij)는 전압을 트랜지스터(TR1ij)의 제어 전극 상에 버퍼링하여 메모리 동작을 제공한다. 저항(RLij)은 커패시터를 방전시키고 따라서 메모리의 시상수를 정한다.
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이 셀의 다른 실시예를 도시한다. 픽셀광 생성소자(LGij)가 제1 행 전극(REi1)과 제2 행 전극(REi2) 사이에 있는 트랜지스터(TR1ij)의 주요 전류 경로와 직렬로 배열된다. 행 전극(REi1) 상의 전압은 Vi1로 표시되며, 행 전극(REi2) 상의 전압은 Vi2로 표시되고, 픽셀 전압(SVi)은 전압(Vi1)과 전압(Vi2)의 차이다. 감광 소자(LSij)는 트랜지스터(TR1ij)의 제어 전극과 행 전극(REi1) 사이에 배열된다. 광학 커패시터(C2ij)는 트랜지스터(TR1ij)의 제어 전극과 행 전극(REi1) 사이에 배열된다. 트랜지스터(TR2ij)의 주요 전류 경로는 트랜지스터(TR1ij)의 제어 전극과 제2 행 전극(REi2) 사이에 배열된다. 감광 소자(FLSij)는 트랜지스터(TR2ij)의 제어 전극과 행 전극(REi1) 사이에 배열된다.
짧은 제어광 펄스(Lj)가 감광 소자(FLSij)에 충돌하는 경우, 트랜지스터(TR2ij)는 낮은 저항으로 되며 커패시터(C2ij)는 픽셀 전압(VSi)으로 충전된다. 트랜지스터(TR1ij)가 전도하기 시작하며 픽셀광 생성소자(LGij)가 픽셀광(LMij)을 방출하기 시작한다. 커패시터(C2ij) 상의 전하가 트랜지스터(TR1ij)를 전도성 있는 상태로 유지할 것이다. 픽셀광(PLMij)의 일부가 감광 소자(LSij)에 충돌하여 커패시터(C2ij)를 방전시킬 것이다. 트랜지스터(TR1ij)의 임피던스가 점진적으로 증가할 것이다. 이와 같은 방식으로, 음극선관의 인광체의 동작이 모방된다. 즉, 제어광 펄스(Lj)에 응답해서, 픽셀(Pij)이 높은 밝기로 시작하는데 이 밝기는 점진적으로 감소한다. 커패시터(C2ij)의 값은 밝기가 0으로 감소하는 동안의 시간을 정한다. 제어광 펄스(Lj)의 밝기 및/또는 지속기간이 픽셀(Pij)의 피크 밝기를 정한다. 또한, 픽셀광 생성소자가 (폴리) LED(발광다이오드)인 경우 픽셀(Pij)의 밝기가 실질적으로 이 소자의 품질과 무관하다는 것이 장점이다. (폴리)LED가 잘 기능하지 않는 경우, 필시 커패시터(C2ij)를 방전하는데 보다 오래 걸릴 것이며, 따라서, 생성되는 최종적인 광량은 실질적으로 동일하다.
트랜지스터(TR2ij)의 제어 전극에서 전압(Vi3)으로 픽셀(Pij)을 스위치 오프하는 것이 가능하다.
커패시터(C3ij)와 저항(R3ij)의 선택적인 병렬 배열이 트랜지스터(TR2ij)의제어 전극과 전극(REi2) 사이에 배열된다. 이와 같은 병렬 배열은 광펄스(Lj)의 효과를 통합한다.
도 5는 디스플레이 셀이 레이저로 어드레스지정되는 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다. 광학 어드레스가능한 디스플레이 디바이스(OAD)는 도 1에 도시된 바와 같이 행 전극(REi1 및 REi2) 및 픽셀(Pij)를 포함한다. 통상적으로 픽셀(Pij)은 기판(SU)에 통합되는 반면에 행 전극(REi1 및 REi2)은 기판(SU)의 대향 측면에 존재한다. 광 도파관(LWj)은 존재하지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 실시예에서, 픽셀(Pij)의 광학 상태는 제어광 생성소자(ALj)에 의해 생성되는 제어광(Lj)에 의해 제어되는데 제어광(Lj)은 광 도파관(LWj)을 통해 도 2의 감광 소자(LSij) 또는 도 4의 감광 소자(FLSij)로 전송된다.
도 5에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 실시예에서, 레이저(LAS)는 도 2의 감광 소자(LSij) 또는 도 4의 감광 소자(FLSij)에 충돌해야 하는 제어광(Lj)을 생성한다. 레이저(LAS)에 의해 생성되는 레이저 빔(LB)의 스캐닝은 x/y 스캐너로(SCA)로 제어될 수 있다. 이 x/y 스캐너(SCA)는 디스플레이(OAD)의 감광 소자(LSij 또는 FLSij)를 따라서 레이저 빔(LB)을 스캔하도록 기계적으로 이동가능하다. 바람직하게는, 레이저 빔(LB)은 픽셀(Pij)의 행(LRi)에 대해 하나씩 스캔한다. 또한, 하나를 초과하는 레이저 빔(LB)을 사용할 수 있다.
광 도파관(LWj) 및 다수의 제어광 생성소자(ALj)가 필요하지 않기 때문에 레이저 스캐닝은 디스플레이의 구성을 단순화시킨다. 또한, 각 제어광 생성소자(ALj)에 대해 하나인, 대량의 구동 신호 대신에 단일 레이저(LAS)에 대한 단일 구동 신호가 생성되어야 함에 따라 데이터 구동기(DD)가 덜 복잡해진다. 바람직한 실시예에서, 레이저(LAS)는 픽셀(Pij)을 어드레스지정하는데만 사용되며 그레이 스케일을 생성하는데는 사용되지 않는다. 결국, 단순한 다이오드 레이저로 충분하다.
디스플레이(OAD)는 단순한 구성을 가지며 따라서 쉽고 저렴하게 생산될 수 있다. 디스플레이(OAD)는 심지어 포일일 수 있다. 레이저(LAS)는 디스플레이(OAD)의 배면 또는 전면을 스캔할 수 있다. 배면 프로젝션은 외래광이 감광 소자(LSij 또는 FLSij)에 도달하는 것을 방지하기 쉽다는 장점을 갖는다. 전면 프로젝터에서, 디스플레이(OAD)의 필터층은 외래광이 충분히 차단되어 픽셀(Pij)의 상태에 영향을 주지 않는 반면, 픽셀(Pij)의 상태를 제어할 수 있기 위해 레이저 빔이 필터를 충분히 통과할 수 있을 정도로, 감광 소자(LSij 또는 FLSij)를 덮어야 한다. 또한 레이저 광에는 민감하나 외래광에는 민감하지 않은 감광 소자(LSij)를 사용하는 것이 가능하다.
컬러 디스플레이에서, 비디오 정보에 대응하는 레이저 빔(LB)의 세기를 디스플레이(OAD)의 적, 녹 및 청 픽셀의 위치와 일치시키기 위해 디스플레이 스크린 상의 레이저 빔(LB)의 위치가 알려질 필요가 있다.
위에서 언급된 실시예는 본 발명을 제한하기보다는 예시하는 것이며, 당업자는 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않고 많은 대안적인 실시예를 설계할 수 있을 것이라는 점이 주목되어야 한다.
예컨대, MOSFET로 도시되는 트랜지스터는 또한 바이폴러 트랜지스터일 수 있다. 모든 트랜지스터는 정반대의 전도성 유형일 수 있으며, 회로는 숙련자에게 알려진 방식으로 적응되어야 한다. 트랜지스터는 (실리콘과 같은) 무기 재료 또는 유기 재료를 기초로 할 수 있다.
청구항에서, 괄호 사이에 위치되는 임의의 참조 부호는 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않을 것이다. "포함하는"이라는 단어는 청구항에 나열된 요소나 단계 이외의 것의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 여러 가지 다른 요소를 포함하는 하드웨어에 의해, 그리고 적절하게 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 여러 가지 수단을 열거하는 디바이스 청구항에서, 이들 수단 중 몇 가지는 하나의 하드웨어 항목에 의해 실시될 수 있다. 일부 수단이 상호간에 다른 종속항에열거된다는 단순한 사실이, 이들 수단의 조합이 유리하게 하는데 이용될 수 없다는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명은 능동 매트릭스 디스플레이, 및 매트릭스 디스플레이를 포함하는 디스플레이 장치에 이용 가능하다.

Claims (11)

  1. 픽셀광(LMij)을 생성하기 위한 픽셀광 생성소자(LGij), 및 픽셀광(LMij)에 민감한 감광 소자(LSij)를 포함하는 광학적으로 어드레스지정 가능한 픽셀(Pij) 매트릭스를 구비하는 매트릭스 디스플레이 디바이스로서, 픽셀광 생성소자(LGij)로부터의 픽셀광(PLMij)의 일부의 감광 소자(LSij)로의 광학 피드백을 얻도록 픽셀광 생성소자(LGij)에 의해 생성되는 픽셀광(LMij)이 감광 소자(LSij)에 도달하는 것을 가능하게 하기 위해 감광 소자(LSij)와 픽셀광 생성소자(LGij)가 서로에 대해 배치되는, 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    픽셀광 생성소자(LGij)와 임피던스 소자(LSij; TR1ij)가 직렬로 배열되고, 임피던스 소자(LSij; TR1ij)의 임피던스가 감광 소자(LSij)의 상태에 의존하며, 임피던스 소자(LSij; TR1ij)와 픽셀광 생성소자(LGij)의 직렬 배열에 픽셀 전압(SVi)을 공급하기 위해 매트릭스 디스플레이는 픽셀 구동기(SD, DD)를 더 포함하는, 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  3. 제1 항에 있어서,
    임피던스 소자(LSij; TR1ij)는 감광 소자(LSij)를 포함하고, 감광 소자(LSij)에 도달하는 픽셀광(PLMij)의 일부가, 감광 소자(LSij)의 임피던스를 픽셀광 생성소자(LGij)의 임피던스에 대해 비교적 낮게 유지하는데 충분한, 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  4. 제2 항에 있어서,
    임피던스 소자는, 픽셀광 생성 소자(LGij)와 직렬로 배열되는 주요 전류 경로를 구비하고, 감광 소자(LSij)에 연결되는 제어 전극을 구비하는 스위칭 소자(TR1ij)를 포함하며, 감광 소자(LSij)에 도달하는 픽셀광(PLMij)의 일부가, 픽셀광 생성소자(LGij)의 임피던스에 대해 비교적 낮은 스위칭 소자(TR1ij)의 임피던스를 얻는데 충분한, 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  5. 제1 항 또는 제4 항에 있어서,
    픽셀(Pij)을 어드레스지정하도록 광학적으로 어드레스지정가능한 픽셀(Pij)의 감광 소자(LSij)측으로 보내지는 제어광(Lj)을 생성하기 위해 디스플레이 디바이스는 제어광 생성 디바이스(ALj; LAS)를 포함하는, 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  6. 제5 항에 있어서,
    제어광 생성 디바이스(ALj)는, 복수의 광 생성소자(ALj)에 의해 생성되는 광(Lj)을 픽셀(Pij) 라인(LVj)에 전송하기 위한 복수의 광 도파관(LWj) 및 광 생성소자(ALj)를 포함하는, 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  7. 제5 항에 있어서,
    제어광 생성 디바이스(ALj; LAS)는 레이저 빔을 생성하기 위한 레이저(LAS), 및 픽셀(Pij)의 감광 소자(LSij)를 따라서 레이저 빔을 스캔하기 위한 편향 수단(SCA)을 포함하는, 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  8. 제4 항을 따르는 제5 항에 있어서,
    디스플레이 디바이스는 픽셀(Pij)을 어드레스지정하도록 광학적으로 어드레스지정가능한 픽셀(Pij)측으로 향하는 제어광(Lj)을 생성하기 위한 제어광 생성소자(ALj)를 포함하며, 픽셀(Pij)은,
    제어광(Lj)을 수신하기 위한 추가적인 감광 소자(FLSij),
    스위칭 소자(TR1ij)의 제어 전극에 연결되는 커패시터(C2ij), 및
    추가적인 감광 소자(FLSij)에 연결되는 제어 전극 및 제1 언급된 스위칭 소자(TR1ij)의 제어 전극에 연결되는 주요 전류 경로를 구비하는 추가적인 스위칭 소자(TR2ij)를 더 포함하는, 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  9. 제1 항에 있어서,
    감광 소자(LSij)는 광-의존 저항 또는 광 스위치인, 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  10. 제1 항에 청구한 바와 같은 매트릭스 디스플레이를 포함하는 디스플레이 장치에 있어서,
    픽셀(Pij)은 제1 방향(x)으로 확장하는 연속 라인(LRi)에 배열되고, 추가적인 광 생성소자(Lj)는 제1 방향(x)에 실질적으로 수직인 제2 방향(y)으로 확장하는 픽셀(Pij)의 라인(LVj)과 관련있으며, 디스플레이 장치는,
    제1 방향(x)으로 확장하는 픽셀(Pij) 라인(LRi)의 픽셀(Pij)을 라인별로 선택하도록 제1 방향(x)으로 확장하는 픽셀(Pij) 라인(LRi)의 픽셀(Pij)에 픽셀 전압(SVi)을 공급하기 위한 선택 구동기(SD), 및
    제2 방향(y)으로 확장하는 픽셀(Pij) 라인(LVj)의 감광 소자(LSij)에, 디스플레이될 디스플레이 데이터(ID)에 따라 광을 공급하도록 추가적인 광 생성소자(ALj)를 활성화시키기 위한 데이터 구동기(DD)를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  11. 제9 항에 청구한 바와 같은 디스플레이 장치에 있어서,
    라인(LRi) 중에서 선택된 하나와 관련있는 픽셀 전압(SVi) 중 하나가, 픽셀광 생성소자(LGij)로 하여금 추가적인 광 생성소자(ALj)의 광(Lj)이 관련있는 감광 소자(LSij)에 도달할 때 광(LMij; FLMij)을 생성하는 것을 가능하게 하고, 어떠한 광도 추가적인 광 생성소자(ALj)로부터 수신되지 않을 때 어떠한 광도 생성하지 않는 것을 가능하게 하기에 충분히 높게 선택되는 반면, 선택되지 않은 라인(LRi)과 관련있는 픽셀 전압(SVi)은 관련있는 픽셀광 생성소자(LGij)의 상태를 바꾸기에 너무 낮지 않고 충분히 높지도 않은, 디스플레이 장치.
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