KR20070040252A - 평면표시장치의 휘도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면표시장치의 휘도 측정장치에 대해 개시된다. 개시된 본 발명에 따른 평면표시장치의 휘도 측정장치는, 평면표시장치에 있어서, 상기 평면표시장치의 패널의 일측 길이와 동일하게 형성되어 일 방향으로 스캐닝하면서 상기 패널의 표시소자의 픽셀 휘도를 측정하는 포토셀 어레이로 구성되는 점에 그 특징이 있다.

본 발명의 평면표시장치의 휘도 측정장치는 평면표시장치의 패널에 표시되는 영상의 각 픽셀에 대응하는 휘도를 빠르고 정확하게 측정할 수 있다.

포토셀 어레이, 수광부

Description

평면표시장치의 휘도 측정장치{BRIGHTNESS DETECTING DEVICE OF FLAT PANEL DISPLAY}

도 1은 종래에 따른 평면표시장치의 휘도 측정장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 상기 도 1의 측정장치에 의해 촬영된 소정 픽셀을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 평면표시장치에 휘도 측정장치를 위치시킨 것을 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 휘도 측정장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

300 --- 평면표시장치 301 --- 패널

310 --- 휘도 측정장치 311 --- 절연층

312 --- 수광부 313 --- 메모리

본 발명은 평면표시장치의 휘도 측정장치에 관한 것으로, 특히 평면표시장치의 패널에 표시되는 영상의 각 픽셀에 대응하는 휘도를 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 평면표시장치의 휘도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display)는 두 기판 사이에 측벽을 세워 밀폐된 용기를 제조하고, 이 용기의 내부에 적절한 소재를 배치하여 원하는 화면을 표시하는 장치로서, 최근 들어 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정디스플레이(LCD), 플라즈마 표시패널(PDP), 전자방출 표시장치(electron emission display) 등과 같은 여러 가지의 평면형 디스플레이가 개발되어 실용화되고 있다.

특히, 전자방출 표시장치는 음극선관(CRT)과 동일하게 전자선에 의한 형광체 발광을 이용함에 따라 음극선관(CRT)의 뛰어난 특성을 유지하면서도 화상의 뒤틀림이 없이 저소비전력의 평면형 디스플레이로 구현할 수 있는 가능성이 높고, 시야각, 고속응답, 고휘도, 고정세, 박형 등의 관점에서도 만족스러운 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.

일반적인 전자방출소자(Electron Emission Device)는 전자원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다. 냉음극을 이용하는 방식의 전자방출소자로는 FEA(Field Emitter Array)형, SCE(Surface Conduction Emitter)형, MIM(Metal-Insulator-Metal)형 및 MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)형, BSE(Ballistic electron Surface Emitting)형 등이 알려져 있다.

전자방출 표시장치는 캐소드, 애노드 및 게이트전극을 갖는 3극관의 구조로 이루어진다. 구체적으로, 기판위에 일반적으로 스캔 전극으로 사용되는 캐소드전극이 형성되고, 캐소드 전극위에 홀을 갖는 절연층과 일반적으로 데이터전극으로 사용되는 게이트전극이 적층된다. 그리고, 홀 내부로 전자방출원인 이미터(emitter)가 형성되어 캐소드전극에 접촉한다.

이와 같이 구성된 전자방출 표시장치는 이미터에 고전계를 집중시켜 양자역학적인 터널(tunnel) 효과에 의해 전자를 방출시키고, 이미터로부터 방출된 전자가 캐소드전극 및 애노드전극 사이에 인가된 전압에 의해 가속되어 애노드전극에 형성된 RGB 형광층에 충돌함으로써, 형광체를 발광시켜 영상을 표현한다.

상기와 같은 전자방출표시장치는 표시소자의 화소간 휘도 불균일 현상을 극복하기 위해 화소의 휘도를 정밀 측정해야 된다. 즉, 표시소자의 휘도 균일도를 측정하여 균일도 보상을 수행하게 된다.

도 1은 종래에 따른 평면표시장치의 휘도 측정장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 종래의 평면표시장치의 휘도 측정장치는 패널에 영상 데이터가 표시되면 이를 촬영하는 CCD 카메라(100)와, 상기 CCD 카메라(100)에서 촬영된 영상을 저장하는 메모리(미도시)와, 상기 저장된 영상의 픽셀 휘도와 기본 픽셀 휘도를 비교하는 비교부(미도시)로 구성되어 있다.

상기 CCD 카메라(100)는 평면표시장치(110)의 패널(111)에 영상이 표시되면 각 픽셀의 휘도를 측정하기 위해 표시되는 영상을 촬영하게 된다. 이때, 위치 이동 과정에서 포커스 제어 및 위치 오차가 발생하게 된다.

도 2는 상기 도 1의 측정장치에 의해 촬영된 소정 픽셀을 나타내는 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 측정장치는 원거리에서 상기 패널의 미세 픽셀의 포커스를 조절하기가 어렵기 때문에 상기 패널의 원 픽셀의 휘도와 상기 CCD 카메라 (100)로 촬영된 픽셀의 휘도가 다르게 나타나게 된다.

또한, 상기 CCD 카메라(100)로 상기 패널(111)을 촬영할 때 카메라 렌즈의 구면 수차에 의해 픽셀의 왜곡 및 외광 간섭등에 의한 정확한 휘도를 측정할 수 없게 된다. 즉, 영상의 외곽 영역일수록 렌즈의 구면 수차에 의한 오차가 심하게 되어 각 픽셀의 위치가 다르게 되어 각 픽셀의 휘도를 정확하게 비교할 수 없게 되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 평면표시장치의 패널에 표시되는 영상의 각 픽셀에 대응하는 휘도를 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 평면표시장치의 휘도 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 평면표시장치의 휘도 측정장치는, 평면표시장치의 패널과 동일한 크기로 형성되며, 표시소자의 픽셀 휘도를 측정하는 포토셀 어레이와; 상기 포토셀 어레이를 상기 픽셀의 피치의 크기보다 작게 이동하는 미세 이동 유닛을 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 평면표시장치의 표시소자는 m * n 배열을 가지며, 상기 포토셀 어레이는 M * N 의 포토셀로 형성된 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 포토셀 어레이는 각 포토셀 사이에 형성되어 전기적으로 절연하는 절연층과, 상기 패널의 각 픽셀에서 발광되는 빛을 수광하여 전기적 신호로 바꾸어 주는 수광부와, 상기 수광부에서 바뀐 전기적 신호를 저장하는 메모리를 포함하여 구성된다.

여기서, 특히 상기 포토셀 어레이의 각 포토셀의 수평수직 피치는 상기 패널의 픽셀의 수평수직 피치와 동일한 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 포토셀 어레이는 상기 표시소자의 픽셀에 대응하여 포토셀의 수평 또는 수직 배열 개수가 동일하거나 그 이상인 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 미세 이동 유닛은 상기 포토셀 어레이와 상기 표시소자의 광축과 수직인 평면상의 미세 이동을 수행하며, 상기 미세 이동 유닛의 미세 위치 이동 거리는 포토셀의 피치 크기의 약수에 해당 간격으로 이동하는 점에 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 평면표시장치의 휘도 측정장치 및 그 측정방법의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 평면표시장치에 휘도 측정장치를 위치시킨 것을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 휘도 측정장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 평면표시장치의 휘도 측정장치는, 평면표시장치의 패널과 동일한 크기로 형성되며, 표시소자의 픽셀 휘도를 측정하는 포토셀 어레이와; 상기 포토셀 어레이를 상기 픽셀의 피치의 크기보다 작게 이동하는 미세 이동 유닛으로 구성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 포토셀 어레이(310)는 각 픽셀사이에 형성되어 전기적으로 절연하는 절연층(311)과, 상기 패널의 각 픽셀에서 발광되는 빛을 수광하여 전기적 신호로 바꾸어 주는 수광부(312)와, 상기 수광부(312)에서 바뀐 전기적 신호를 저장하는 메모리(313)를 포함하여 구성된다.

상기 절연층(311)은 행열 메트릭스 구조를 가진 전극과 전극 사이를 절연시키게 된다.

상기 수광부(312)는 상기 패널(301)의 픽셀 영역과 동일한 사이즈로 형성하게 된다. 즉, 상기 수광부(312)도 상기 포토셀과 같게 배치되어 있으므로 상기 수광부(312)도 상기 표시소자의 픽셀에 대응하여 포토셀의 수평 또는 수직 배열 개수와 동일하거나 그 이상으로 형성된다.

보다 상세하게는, 상기 패널(301)의 표시소자가 m * n 배열을 가지며, 상기 포토셀 어레이는 M * N 의 포토셀로 형성된다. 이때, 일반적으로 M ≥ m , N ≥ n 이다. 그리고, 상기 표시소자와 상기 포토셀 어레이의 대응비는 수평으로 M/n : 1, 수직으로 N/n : 1 가 된다.

또한, 상기 포토셀 어레이의 각 포토셀의 수평수직 피치(pitch)는 상기 패널의 픽셀의 수평수직 피치와 동일하게 형성된다.

상기 패널(301)의 표시소자에 상기 포토셀 어레이(310)가 스캐닝하면서 표시소자에서 발광된 빛을 상기 수광부(312)가 그대로 받아들여 수광한다.

보다 상세히 설명하면, 상기 수광부(312)에서 수광된 빛은 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)에 의해 광자 에너지를 흡수하여 반도체의 PN 접합이나 반도체와 금속의 접합면에 전위차를 발생시켜 상기 패널의 전체 픽셀의 개별 휘도를 2차원 전압 맵핑(mapping)하게 된다.

상기 메모리(313)는 상기 수광부(312)에서 전기적 신호로 변환된 2차원 전압 맵핑된 각 픽셀별의 휘도를 저장하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 미세 이동 유닛에 의한 포토셀 어레이의 이동을 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 미세 이동 유닛(tliting-unit)에 의한 상기 포토셀 어레이를 상기 표시소자의 광축과 수직인 평면상의 미세 이동을 수행하며, 상기 미세 이동 유닛에 의한 상기 포토셀 어레이의 미세 위치 이동 거리는 포토셀의 피치 크기의 약수에 해당 간격으로 이동하게 된다.

보다 상세하게는, 상기 포토셀 어레이 소자는 전류 수송 등을 위한 전극 등에 의해 빛을 수광하지 못하는 부분이 있게 되고, 이에 따라 상기 포토셀 어레이의 개구율이 100%가 되지 못하기 때문에 상기 미세 이동 유닛에 의해 이동함으로써 표시소자의 빛을 모두 상기 수광부에 받을 수 있게 된다.

즉, 상기 포토셀 어레이를 포토셀의 피치보다 작게 움직임으로서 분해능을 높일 수 있다. 가령, 상기 포토셀 어레이의 수평, 수직 피치가 10 ㎛ 이고, 상기 미세 이동 유닛의 수평, 수직 분해능이 5 ㎛ 라고 하면 분해능은 10/5 * 10/5 = 4 가 되어 4배 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 평면표시장치의 휘도 측정방법은 먼저 평면표시장치의 패널상에 상기 포토셀 어레이를 소정간격이 이격되도록 배치한다. 여기서, 상기 포토셀 어레이의 각 포토셀과 상기 패널상의 각 화소들이 1 : 1 대응이 되도록 교정작업을 수행하게 된다.

그리고, 상기 패널에 영상이 표시되면 상기 포토셀 어레이는 일 방향으로 스 캐닝하면서 각 픽셀의 빛을 받아 그 휘도를 측정하게 된다. 보다 자세하게는, 상기 포토셀 어레이에는 수광부가 구비되어 있으며, 상기 수광부는 상기 화소별로 1 : 1 로 대응되도록 포토셀 별로 구성된다. 이때, 상기 포토셀 어레이의 포토셀의 수평 또는 수직 배열 개수는 상기 패널에 픽셀의 수와 동일하거나 그 이상으로 형성된다.

상기 수광부(312)는 상기 패널의 각 픽셀로부터 수광된 빛은 전기적 신호를 변환하게 된다. 여기서, 상기 수광부(312)에서 수광된 빛은 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)에 의해 광자 에너지를 흡수하여 반도체의 PN 접합이나 반도체와 금속의 접합면에 전위차를 발생시켜 상기 패널의 전체 픽셀의 개별 휘도를 2차원 전압 맵핑(mapping)하게 된다. 이때, 스캐닝하면서 전체 표시소자의 휘도를 측정하게 된다.

또한, 상기 미세 이동 유닛(tliting-unit)에 의해 상기 포토셀 어레이를 상기 표시소자의 광축과 수직인 평면상의 미세 이동을 수행하며, 상기 미세 이동 유닛에 의한 상기 포토셀 어레이의 미세 위치 이동 거리는 포토셀의 피치 크기의 약수에 해당 간격으로 이동하게 된다. 즉, 상기 포토셀 어레이 소자는 전류 수송 등을 위한 전극 등에 의해 빛을 수광하지 못하는 부분이 있게 되고, 이에 따라 상기 포토셀 어레이의 개구율이 100%가 되지 못하기 때문에 상기 미세 이동 유닛에 의해 이동함으로써 표시소자의 빛을 모두 상기 수광부에 받을 수 있게 된다.

그리고, 상기 포토셀 어레이(310)의 상기 메모리(313)는 상기 수광부(312)에서 전기적 신호로 변환된 2차원 전압 맵핑된 각 픽셀별의 휘도를 저장하게 된다.

상기 언급된 바와 같이, 평면표시장치의 휘도 측정장치는 평면표시장치의 패널에 표시되는 영상의 각 픽셀에 대응하는 휘도를 빠르고 정확하게 측정할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명의 평면표시장치의 휘도 측정장치는 평면표시장치의 패널에 표시되는 영상의 각 픽셀에 대응하는 휘도를 빠르고 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 렌즈 광학계가 없기 때문에 수차 왜곡이 없으며, 표시소자와 측정장치가 근접되어 있어 외광 노이즈가 측정에 개입하지 않으며, 포커스 조절이 간단하다.

Claims (7)

1. 평면표시장치의 패널과 동일한 크기로 형성되며, 표시소자의 픽셀 휘도를 측정하는 포토셀 어레이와;

   상기 포토셀 어레이를 상기 픽셀의 피치의 크기보다 작게 이동하는 미세 이동 유닛을 포함하는 평면표시장치의 휘도 측정장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 평면표시장치의 표시소자는 m * n 배열을 가지며, 상기 포토셀 어레이는 M * N 의 포토셀로 형성된 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 휘도 측정장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 포토셀 어레이는 각 포토셀 사이에 형성되어 전기적으로 절연하는 절연층과, 상기 패널의 각 픽셀에서 발광되는 빛을 수광하여 전기적 신호로 바꾸어 주는 수광부와, 상기 수광부에서 바뀐 전기적 신호를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 휘도 측정장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 포토셀 어레이의 각 포토셀의 수평수직 피치는 상기 패널의 픽셀의 수평수직 피치와 동일한 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 휘도 측정장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 포토셀 어레이는 상기 표시소자의 픽셀에 대응하여 포토셀의 수평 또는 수직 배열 개수가 동일하거나 그 이상인 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 휘도 측정장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 미세 이동 유닛은 상기 포토셀 어레이와 상기 표시소자의 광축과 수직인 평면상의 미세 이동을 수행하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 휘도측정장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 미세 이동 유닛에 의한 미세 위치 이동 거리는 포토셀의 피치 크기의 약수에 해당 간격으로 이동하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 휘도측정장치.

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