KR20140015321A - 전계발광 디바이스의 다단계 구동 색변이 보상 - Google Patents

전계발광 디바이스의 다단계 구동 색변이 보상 Download PDF

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Abstract

모두 전류밀도에 해당하는 휘도 및 색도를 갖는 전계발광(EL) 이미터의 색변이에 대한 보상이 수행된다. 각각의 지정된 휘도 및 선택된 색도를 기초로 다른 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도가 선택되고, 각 전류밀도는 다른 2개의 전류밀도에서 방출된 광과 색이 구별되는 방출 광에 해당한다. 선택된 방출시간의 각각의 퍼센트가 지정된 휘도 및 선택된 색도를 발생하기 위해 각 전류밀도에 대해 계산된다. 전류밀도는 선택된 방출시간 동안 EL 이미터의 통합된 광출력이 지정된 휘도 및 선택된 색도와 색이 구별되지 않도록 방출시간의 계산된 각 퍼센트에 대해 EL 이미터에 제공된다.

Description

전계발광 디바이스의 다단계 구동 색변이 보상{Electroluminescent Device Multilevel-Drive Chromaticity-Shift Compensation}
발명의 명칭이 "OLED device with embedded chip driving"인 윈터스 등(Winters et al) 등에 의해 2008년 8월 14일자로 출원되고 공동으로 양도된 U.S.특허출원 No. 12/191,478(US 2010/0039030로 공개됨), 발명의 명칭이 "Compensated drive signal for electroluminescent display"인 하머 등(Hamer et al)에 의해 2008년 11월 17일자로 출원되고 공동으로 양도된 U.S.특허출원 No. 12/272,222(US 2010/0123649로 공개됨), 발명의 명칭이 "Electroluminescent device aging compensation with multilevel drive" 인 화이트 (White)에 의해 출원되고 공동으로 양도된 U.S.특허출원 No. 13/017,749를 참조로 하며, 모든 개시들은 본 명세서에 참조로 합체되어 있다.
본 발명은 유기전계발광(OLED) 디스플레이와 같은 고체상태 전계(EL) 평판 디스플레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이런 디바이스에서 이미터의 색변이를 보상하는 것에 관한 것이다.
컬러를 추가하는 디지털 이미지 디스플레이 디바이스들이 잘 알려져 있으며 음극선관, 액정 모듈레이터, 및 유기발광다이오드(OLED)와 같은 고체상태 광이미터와 같은 다양한 기술들을 기반으로 한다. 고체상태 램프와 같은 디바이스들도 또한 생산되고 있다. 통상의 컬러를 추가하는 디스플레이 디바이스에서, 픽셀은 적색, 녹색, 및 청색 서브픽셀들을 포함한다. 이들 서브픽셀들은 색영역을 정의하는 원색들에 해당한다. 이들 3개의 서브픽셀들 각각으로부터 조명을 추가로 조합함으로써, 즉, 인지시각시스템의 통합력으로, 폭넓은 컬러들이 달성될 수 있다. 한가지 기술로, OLED는 전자기 스펙트럼의 소정 부분들에 에너지를 방출하도록 도핑된 유기재료를 이용해 직접 컬러를 만들게 사용될 수 있거나, 대안으로 광대역 방출(명백히 백색의) OLED가 컬러 필터들로 적색, 녹색, 및 청색을 얻도록 감쇠될 수 있다.
시간에 걸쳐 전력효율 또는 휘도 안정성을 향상시키기 위해 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀들과 함께 백색 또는 거의 백색의 서브픽셀을 이용할 수 있다. 전력효율 또는 휘도 안정성을 향상시키기 위한 다른 가능성들은 황색 서브픽셀과 같이하나 이상의 백색이 아닌 추가 서브픽셀들의 이용을 포함한다. 그러나, 컬러 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이용으로 마련된 이미지 및 다른 데이터는 일반적으로 3개 채널들, 즉, 원색의 표준(가령, sRGB) 또는 특정(가령, 측정된 CRT 인광물질) 세트에 해당하는 3개의 신호들로 저장되거나 전송된다. 따라서, 유입하는 이미지 신호는 3개 채널 디스플레이 디바이스에 사용된 3개 서브픽셀들보다는 픽셀당 4개의 서브픽셀을 갖는 디스플레이에 사용하기 위해 변환되어야 한다.
CMYK 프린팅 분야에서, 배경색상 제거 또는 회색성분 교체로 알려진 변환들은 RGB에서 CMYK로 또는 보다 상세하게는 CMY에서 CMYK로 행해진다. 이들의 가장 기본으로, 이들 변환들은 CMY 값들의 몇몇 부분들을 빼고 그 양을 K 값에 더한다. 이들 방법들은 이들이 일반적으로 불연속 톤 시스템들을 포함하기 때문에 이미지 구조 한계들에 의해 복잡해지지만, 공제 CMYK 이미지의 백색은 프린트되는 기판에 의해 결정되기 때문에, 이들 방법들은 컬러 프로세싱에 대하여 상대적으로 간단히 유지된다. 연속 톤의 컬러 추가 시스템에서 유사한 알고리즘을 적용하기 위한 시도는 추가 원색이 디스플레이 시스템의 백색지점과 컬러가 다를 경우 색상오류(color error)를 야기할 것이다.
필드 순차 컬러 투사 시스템 분야에서, 적색, 녹색 및 청색의 원색들과 조합한 백색의 원색을 이용하는 것이 공지되어 있다. 백색은 적색, 녹색 및 청색 원색이 제공한 휘도를 증대하도록 투사되며, 본질적으로 투사되는 컬러들 중 일부 또는 모두의 색상 포화를 줄인다. 모르간 등(Morgan et al.)이 미국특허 US 6,453,067에서 제안한 방법은 적색, 녹색, 및 청색 강도의 최소화에 따른 백색 원색의 강도를 계산하고 연이어 스케일링을 통해 변경된 적색, 녹색, 및 청색 강도를 계산하는 접근법을 개시하고 있다. 그러나, 스케일링은 모든 컬러들에 대해 백색의 추가로 손실된 모든 색상 포화를 복원시킬 수 없다. 이 방법에서 공제 단계의 결핍은 적어도 몇몇 컬러들에 색상오류를 반드시 나타낸다. 추가로, 모르간의 명세서는 백색 원색이 디스플레이 디바이스의소정의 백색점과 컬러가 다를 경우에 발생하는 문제를 기술하고 있으나, 문제를 충분히 해결하지 못한다. 상기 방법은 간단히 평균 유효 백색점을 받아들이며, 이는 디바이스의 백색점 주위의 좁은 범위로 백색 원색 컬러의 선택을 유효하게 제한시킨다.
적색, 녹색, 청색 및 백색 픽셀을 갖는 컬러 액정 디스플레이를 구동시키기 위해 유사한 접근법이 리 등(Lee et al.)에 의해 설명되어 있다("TFT-LCD with RGBW Color System", SID 03 Digest, pp. 1212-1215). 리 등은 최상의 휘도 보강을 목표로 적색, 녹색, 및 청색 신호의 최소화로 백색 신호를 계산한 후 상기 적색, 녹색, 및 청색 신호를 스케일하여 전부가 아니라 일부 색상오류를 보정한다. 리 등의 방법은 모르간의 방법과 유사한 색(色)부정확성을 겪는다.
강유전성 액정 디스플레이 분야에서, 또 다른 방법이 타니오카(Tanioka)의 미국특허 5,929,843에 제시되어 있다. 타니오카의 방법은 친숙한 CMYK 접근과 유사한 알고리즘을 따르며 최소의 R, G, B 신호들을 W 신호에 할당하고 각각의 R, G, B 신호들에서 W 신호를 뺀다. 공간에 있는 인공물을 피하기 위해, 상기 방법은 낮은 휘도 레벨로 컬러를 더 부드럽게 하는 최소 신호에 적용되는 가변 스케일 팩터를 교시하고 있다. CMYK 알고리즘과 유사성으로 인해, 상술한 동일한 문제를 겪는다. 즉, 디스플레이 백색점의 컬러와 다른 컬러를 갖는 백색 픽셀로 색상오류가 유발될 것이다.
프리메라노 등(Primerano et al.)의 미국특허 US 6,885,380, 및 물도흐 등(Murdoch et al.)의 공동으로 양도된 미국특허 No. 6,897,876는 3개의 컬러입력 신호들(R,G,B)를 백색 픽셀이 디스플레이 백색점과 컬러가 다를 경우 색상오류를 유발하지 않는 4개의 컬러출력 신호들(R,G,B,W)로 변환하는 방법을 기술하고 있으며, 상기 참조문헌들은 본 명세서에 참조로 합체되어 있다. 유용하나, 이들 방법은 이미터의 컬러와 특히 W 이미터(이 경우, 백색)의 컬러가 일정한 것으로 가정한다.
리 등의 US 2006/0262053에 기술된 바와 같이, 백색방출 OLED의 컬러는 컨트롤 전압에 따라 변할 수 있다. 다시 말하면, 백색방출 OLED의 컬러는 방출 강도에 따라 변할 수 있다. 이 문제는 OLED 또는 EL 디스플레이에서 백색 서브픽셀들에 영향을 줄 수 있다. 이는 또한 하나의 매우 큰 백색 서브픽셀을 포함하도록 고려될 수 있는 OLED 또는 EL 램프에도 영향을 줄 수 있다. 다른 많은 방법들, 가령 모르간 등의 US 6,453,067, 최 등(Choi et al.)의 US 2004/0222999, 이노우에 등(Inoue et al.)의 US 2005/0285828, 반 모우리크 등(van Mourik et al.)의 WO 2006/077554, 챙 등(Chang et al.)의 US 2006/0187155, 및 백(Baek)의 US 2006/0256054이 3개의 컬러입력 신호를 4개의 컬러출력 신호로 변환하는 문제를 해결하였으나, 이들 방법들은 가변 컬러들로 백색 이미터에 대해 조절할 수 없다. 리의 방법은 가변 컬러들로 백색 이미터를 조절할 수 있으나, 이는 3개의 컬러입력 신호를 4개의 컬러출력 신호로 변환 후 보정을 적용하기 위해 6개 계수 세트를 필요로 한다. 이 방법은 계산상 메모리 집중적이며, 느리고 대형 디스플레이에 구현하기가 어려워진다. 상기 방법에 대한 데이터를 수집하는 것은 시간 소모적이며 노동집약적일 수 있는 수동 조절을 필요로 한다. 이는 스펙트럼 데이터를 수집하는 것을 필요로 하며, 색 측정보다 더 복잡하고 시간 소모적이다. 또한, 소정의 RGB 컬러와 RGBW 등가물 간에 색 일치를 수학적으로 제공하지 못한다.
발명의 명칭이 "Method for input signal transformation for RGBW displays"인 하머 등(Harmer et al.)에 의해 2007년 4월 13일자로 출원되고 동계류중인 공동으로 양도된 미국특허출원번호 No. 2008/0252797은 RGB를 RGBW로 변환하는 방법을 기술하고 있으며, 여기서 W는 구동레벨에 따라 색이 변하며, 상기 참조문헌들은 본 명세서에 참조로 합체되어 있다.
애쉬다운 등(Ashdown et al.)의 미국특허출원번호 No. 2009/0189530은 PWM 구동신호에 대한 AM 변조를 중첩시킴으로써 RGB LED의 피드백 제어를 기술하고 있다. 그러나, AM 변조는 색도 및 휘도의 컨트롤 제공하지 못한다. 이는 하나의 광센서에 의해 감지될 때 R, G, 및 B 채널을 분간하는데만 이용된다.
키노시타(Kinoshita)의 미국특허출원번호 No. 2008/0185971는 휘도를 일정하게 유지하면서 색도를 바꾸기 위해 EL 이미터의 전류 밀도 및 듀티 싸이클을 별도로 조절하는 것을 기술하고 있다. 그러나, 이 방법은 EL 이미터가 본래 발생할 수 있는 색도에만 국한된다. 이는 4컬러 디스플레이에 충분하지 않으며, 상기 디스플레이에서 소정의 색도는 EL 이미터의 색도 궤적에 놓일 수 없다.
따라서, 단색 또는 다색 EL 디바이스 또는 디스플레이에서 EL 이미터의 색변이를 보상하기 위한 향상된 방법이 필요하다.
본 발명의 일태양에 따르면,
a) 전류를 수신하고 전류밀도에 모두 해당하는 휘도 및 색도를 갖는 광을 방출하기 위한 EL 이미터를 제공하는 단계;
b) 전류를 EL 이미터에 제공하기 위한 EL 이미터에 전기연결된 구동회로를 제공하는 단계;
c) 지정된 휘도를 수신하고 EL 이미터에 대한 색도를 선택하는 단계;
d) 지정된 휘도와 선택된 색도를 기초로 다른 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도를 선택하는 단계;
e) 지정된 휘도, 선택된 색도, 블랙 휘도 및 색도, 제 1 휘도 및 색도, 및 제 2 휘도 및 색도를 이용해 선택된 방출시간의 각각의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트를 계산하는 단계;
f) 구동회로가 선택된 방출시간의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트각각에 대해 EL 이미터에 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도를 제공하게 하여, 선택된 방출시간 동안 EL 이미터의 통합된 광출력이 지정된 휘도 및 선택된 색도와 색을 구별할 수 없는 출력 휘도 및 출력 색도를 각각 가짐으로써, EL 이미터의 색변이가 보상되도록 구동회로에 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트를 제공하는 단계를 포함하고,
i) 선택된 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도에서, 방출된 광은 각각의 블랙 휘도, 제 1 휘도 및 제 2 휘도와 각각의 블랙 색도, 제 1 색도 및 제 2 색도를 가지며,
ii) 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도의 각 휘도는 다른 2개의 휘도들과 색이 구별되고, 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도의 각 색도는 다른 2개의 색도와 색이 구별되며,
iii) 블랙 휘도는 선택된 가시도 임계치 미만이며, 제 1 및 제 2 휘도는 선택된 가시도 임계치 이상이고,
블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트의 합은 100% 이하인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면,
a) 전류를 수신하고 전류밀도에 모두 해당하는 휘도 및 색도를 갖는 광을 방출하기 위한 EL 이미터를 제공하는 단계;
b) 전류를 EL 이미터에 제공하기 위한 EL 이미터에 전기연결된 구동회로를 제공하는 단계;
c) 지정된 휘도를 수신하고 EL 이미터에 대한 색도를 선택하는 단계;
d) 지정된 휘도와 선택된 색도를 기초로 다른 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도 및 제 3 전류밀도를 선택하는 단계;
e) 지정된 휘도, 선택된 색도, 블랙 휘도 및 색도, 제 1 휘도 및 색도, 및 제 2 휘도 및 색도, 제 3 휘도 및 색도를 이용해 선택된 방출시간의 각각의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트, 제 2 퍼센트 및 제 3 퍼센트를 계산하는 단계;
f) 구동회로가 선택된 방출시간의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트, 제 2 퍼센트 및 제 3 퍼센트 각각에 대해 EL 이미터에 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도, 및 제 3 전류밀도를 제공하게 하여, 선택된 방출시간 동안 EL 이미터의 통합된 광출력이 지정된 휘도 및 선택된 색도와 색을 구별할 수 없는 출력 휘도 및 출력 색도를 각각 가짐으로써, EL 이미터의 색변이가 보상되도록 구동회로에 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트, 제 2 퍼센트 및 제 3 퍼센트를 제공하는 단계를 포함하고,
i) 선택된 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도 및 제 3 전류밀도에서, 방출된 광은 각각의 블랙 휘도, 제 1 휘도, 제 2 휘도 및 제 3 휘도와 각각의 블랙 색도, 제 1 색도, 제 2 색도 및 제 3 색도를 가지며,
ii) 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도 및 제 3 전류밀도의 각 휘도는 다른 3개의 휘도들과 색이 구별되고, 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도 및 제 3 전류밀도의 각 색도는 다른 3개의 색도와 색이 구별되며,
iii) 블랙 휘도는 선택된 가시도 임계치 미만이며, 제 1, 제 2 및 제 3 휘도는 선택된 가시도 임계치 이상이고,
블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트, 제 2 퍼센트 및 제 3 퍼센트의 합은 100% 이하인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법에 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면,
a) 디스플레이측을 갖는 디스플레이 기판을 제공하는 단계;
b) 전류를 수신하고 전류밀도에 모두 해당하는 휘도 및 색도를 갖는 광을 방출하며, 디스플레이 기판의 디바이스측 위에 배치된 EL 이미터를 제공하는 단계;
c) 디스플레이 기판과 다르며 별개인 칩렛 기판을 갖는 집적회로 칩렛을 제공하는 단계;
d) EL 이미터에 대한 지정된 휘도를 수신하고 색도를 선택하는 단계;
e) 지정된 휘도 및 선택된 색도를 기초로 다른 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도를 선택하는 단계;
f) 지정된 휘도, 선택된 색도, 블랙 휘도 및 색도, 제 1 휘도 및 색도, 및 제 2 휘도 및 색도를 이용해 선택된 방출시간의 각각의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트를 계산하는 단계,
g) 구동회로가 선택된 방출시간의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트각각에 대해 EL 이미터에 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도를 제공하게 하여, 선택된 방출시간 동안 EL 이미터의 통합된 광출력이 지정된 휘도 및 선택된 색도와 색을 구별할 수 없는 출력 휘도 및 출력 색도를 각각 가짐으로써, EL 이미터의 색변이가 보상되도록 구동회로에 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트를 제공하는 단계를 포함하고,
i) 선택된 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도에서, 방출된 광은 각각의 블랙 휘도, 제 1 휘도 및 제 2 휘도와 각각의 블랙 색도, 제 1 색도 및 제 2 색도를 가지며,
ii) 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도의 각 휘도는 다른 2개의 휘도들과 색이 구별되고, 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도의 각 색도는 다른 2개 색도와 색이 구별되며,
iii) 블랙 휘도는 선택된 가시도 임계치 미만이며, 제 1 및 제 2 휘도는 선택된 가시도 임계치 이상이고,
칩렛은 EL 이미터에 전류를 제공하기 위해 EL 이미터에 전기연결된 구동회로를 포함하며, 칩렛은 디스플레이 기판의 디바이스측 위에 위치되고 부착되며,
블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트의 합은 100% 이하인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법이 제공된다.
본 발명의 이점은 광범위한 룩업테이블 없이도 디바이스에 있는 유기재료의 색변이를 보상하는 EL 디바이스이다. 본 발명의 다른 이점은 EL 램프와 같이 단색의 EL 이미터만을 갖는 EL 디바이스에 대한 색변이 보상을 보상할 수 있다는 것이다. 본 발명의 중요한 특징은 여태까지 바람직하지 못한 것으로 간주 되었던 전류밀도에 따라 색도에서의 변화를 풍부히 이용하는 것이다. 이는 색도와 별개로 휘도의 조절을 허용한다. 몇몇 실시예에서, 종래 디지털 구동 방식보다 더 낮은 비트 깊이를 이용할 수 있다. 이는 이점적으로 특별한 EL 이미터의 색도 궤적을 벗어난 색도의 재현을 허용한다.
도 1a는 노화 전후의 EL 이미터의 특징을 나타낸 예시적인 색도도이다.
도 1b는 노화 전후의 EL 이미터의 특징을 나타낸 예시적인 휘도 도표이다.
도 2a는 단일 EL 이미터의 원색들을 나타낸 예시적인 색도도이다.
도 2b는 단일 EL 이미터의 원색들을 나타낸 예시적인 휘도 도표이다.
도 3a는 다양한 실시예에 따른 구동 파형들의 도표이다.
도 3b는 다양한 실시예에 따른 구동 파형들의 도표이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 EL 이미터의 색변이를 보상하기 위한 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 5는 실시예에 다른 기판과 칩렛의 측면도이다.
도 6은 실시예에 따른 구동회로의 개략도이다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 유용한 EL 서브픽셀 및 관련된 회로도의 일실시에의 개략도이다.
도 8은 EL 램프의 실시예의 개략도이다.
도 9는 실시예에 따른 EL 디스플레이의 평면도이다.
도 9는 실시예에 따른 EL 디스플레이(10)의 평면도를 도시한 것이다. EL 디스플레이(10)는 행렬로 배열되고 다양한 컬러들을 방출하는 복수의 복수의 EL 서브픽셀들(60)의 어레이를 갖는다. 서브픽셀(60r)은 실질적으로 적색 광을 방출하고, 서브픽셀(60g)은 실질적으로 녹색 광을 방출하며, 서브픽셀(60b)은 실질적으로 청색 광을 방출하고, 서브픽셀(60w)은 황색 또는 백색과 같은 광대역의 광을 방출한다. "광대역 광"은 적색, 녹색, 또는 청색보다 더 넓은 스펙트럼 대역폭을 갖는 광, 가령, 적색, 녹색, 또는 청색의 전치반폭(FWHM)보다 더 큰 전치반폭(FWMH)을 갖는 광을 의미한다. 인접한 RGBW 서브픽셀들(60r, 60g, 60b, 60w)이 함께 픽셀(15)을 구성한다.
EL 디스플레이(10)는 복수의 행 셀렉트 라인(20)을 포함한다; EL 서브픽셀들(60)의 각 행은 대응하는 셀렉트 라인(20)을 갖는다. EL 디스플레이(10)는 복수의 데이터 라인(35)을 더 포함하며, EL 서브픽셀들(60)의 각 열은 판독을 위해 관련된 데이터 라인(35)을 갖는다. 각 서브픽셀(60)은 EL 이미터(50)를 포함한다(도 7). 각 서브픽셀은 데이터 라인들(35) 중 각각의 하나와 셀렉트 라인들(20) 중 각각의 하나에 연결된다(명확히 하기 위해, 이들 연결들 모두가 도 9에 도시되어 있지 않다). "행" 및 "열"이라는 용어는 EL 디스플레이(10)의 어떤 특별한 방위를 필요로 하지 않는다.
도 1a는 EL 이미터(50)(도 7)의 특징을 나타낸 예시적인 CIE 1931 x-y 색도도이다. EL 이미터(50)는 EL 디스플레이(10) 또는 EL 램프와 같은 EL 디바이스에서 구현될 수 있다. EL 이미터(50)는 전류를 받고 휘도(도 1b에서 Y로 표시됨) 및 색도(x,y)를 갖는 광을 방출하며, 휘도와 색도는 EL 이미터(50)를 통한 전류(J) 밀도에 따른다. 곡선(100)은 전류밀도가 변함에 따른 EL 이미터(50)의 색도를 나타낸다. EL 이미터(50)는 바람직하게는 황색 또는 백색 이미터와 같은 광대역 이미터이다. 곡선들(100,300)(도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b) 상에 전류 밀도를 증가시키는 방향이 그 위에 화살표로 나타나 있다.
각 곡선 상에 3개의 다른 전류밀도들은 일반적인 RGB 색영역과 유사한 영역을 형성하는데 사용될 수 있다. 색영역(101)은 곡선(100)으로부터 3개의 전류밀도를 사용한다. 색영역(101)내 임의의 색도는 EL 이미터(50)에 의해 재현될 수 있다.
도 1b는 전류밀도의 함수로서 EL 이미터(50)의 휘도를 곡선(130) 상에 나타낸 예시적인 도표이다. 색영역(101)은 3원색의 휘도가 서로 매우 다를 수 있다는 점에서 종래 RGB 색영역과 다를 수 있다. 이런 상황에서, 색영역(101)에 재현될 수 있는 휘도는 연속으로 검은색까지 확장될 필요는 없으나, 일반적으로 블랙 휘도를 포함한다. 도면에 도시된 바와 같이, 색영역(101)은 블랙 휘도(132)와 상기 블랙 휘도를 포함하지 않는 휘도 범위(112)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 색영역(101)은 블랙에서 선택된 피크 휘도까지 연속적으로 걸칠 수 있다. 색영역(101)의 휘도 범위(112)는 세로좌표에 나타나 있다. 색영역(101)의 휘도 범위(112)는 상기 색영역에서 (가능한 한 적은 광으로 재현하기 위해, 바람직하게는 총합이 0.05 nits 이하로 모든 3원색들을 설정함으로서 임의의 색영역에 항상 재현될 수 있는) 블랙 휘도(132)를 포함하지 않는 가장 높은 색휘도와 가장 낮은 색휘도 간의 범위이다. 휘도와 색도 모두에서 색영역(101) 내 컬러들은 후술되는 바와 같이 EL 이미터(50)만을 이용해 재현될 수 있다. 전류밀도가 변함에 따라 EL 이미터(50)가 겪는 휘도 색도 변화가 클수록, 색영역(101)도 더 클 수 있다.
도 2a는 색도(x,y) 도표이고, 도 2b는 색영역(101)의 원색을 형성하는 곡선(100 및 130)상의 특정 지점들을 나타낸 전류밀도 대 휘도 도표이다. 선택된 블랙 전류밀도(136), 제 1 전류밀도(137), 제 2 전류밀도(138), 및 제 3 전류밀도(139)에 대한 점들이 나타나 있다. 전류밀도는 하기에 더 기술된 바와 같이 EL 이미터(50)에 대해 지정된 휘도 및 선택된 색도를 기초로 선택된다. EL 이미터(50)가 블랙 전류밀도(136)를 갖는 전류로 구동되면, 방출된 광은 블랙 색도(102)(도 2a) 및 블랙 휘도(132)(도 2b)에서 색도를 갖는다. "색도"는 여기서 함께 고려되는 색도 좌표(x 및 y)를 말하는 것임에 유의하라. 제 1 전류밀도(137)에서 방출된 광은 제 1 색도(103) 및 제 1 휘도(133)를 갖는다. 제 2 전류밀도(138)에서, 방출된 광은 제 2 색도(104) 및 제 2 휘도(134)를 갖는다. 제 3 전류밀도(139)에서, 방출된 광은 제 3 색도(105) 및 제 3 휘도(135)를 갖는다. 이 예에서, 검은점은 Y=0 및 (x,y)=(0,0)에 도시되어 있으나, 이는 필요하지 않다. 몇몇 디스플레이 시스템에서, 검은 레벨은 0보다 큰 휘도, 가령 0.05 nits를 가지며, 따라서 또한 0이 아닌 색도를 갖는다.
몇몇 실시예에서, 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도만이 사용된다. 가령, 라인(108)(도 2a)은 제 1 전류밀도(137) 및 제 2 전류밀도(138)를 이용해 재현될 수 있는 색도공간에 있는 점들을 나타낸다. 상기 라인 더하기 블랙 색도(102)(블랙 전류밀도(136))는 협소하고 제한된 휘도이기는 하나 3개의 전류밀도를 이용해 재현될 수 있는 (블랙 색도(102)에 점선으로 표시된) 색영역을 정의한다. 다른 실시예에서, 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도, 및 제 3 전류밀도가 사용되고 전체 색영역(101)이 재현될 수 있다.
이하 "원색"이라는 용어는 특정 전류밀도(가령, 136)에서 재현되는 휘도(가령, 132) 및 색도(가령, 102)를 말한다. 가령, "제 1 원색"은 제 1 전류밀도(137)로 전류가 구동될 때 EL 이미터(50)에 의해 발생되는 제 1 휘도(133) 및 제 1 색도(103)를 말한다. 블랙 전류밀도(136)에서 디스플레이의 검은점을 "블랙 원색"이라 한다. 이는 해당기술분야에서 종래 "원색"의 뜻에 일치하나, 다른 원색들로서 다른 EL 이미터(50)들 만을 이용하기보다는 동일한 EL 이미터(50)의 여러 전류밀도들의 이용을 허용하도록 정의를 확대한다. "원색의 휘도"와 같은 표현은 블랙 원색, 제 1 원색, 제 2 원색, 및 몇몇 실시예에서는 제 3 원색의 각각의 휘도를 말한다. 즉, 각각의 휘도는 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도, 및 선택적으로 제 3 전류밀도에서 EL 이미터(50)에 의해 발생된다.
각 원색은 휘도 또는 색도에서 다른 원색들과 다르다. 즉, 어떠한 2개의 원색들도 정확히 동일한 휘도 및 색도를 나타내지 못한다. 이는 색영역을 제공한다. 몇몇 원색들은 색도는 동일하나 휘도가 다를 수 있고, 몇몇은 휘도가 동일하나 색도가 다를 수 있으며, 몇몇은 휘도와 색도가 다를 수 있다. 특히, 각각의 블랙 전류밀도(136), 제 1 전류밀도(137), 제 2 전류밀도(138), 및 제 3 전류밀도(139)의 각각의 휘도(132,133,134,135)는 다른 휘도들과 색이 구별되거나, 각각의 블랙 전류밀도(136), 제 1 전류밀도(137), 제 2 전류밀도(138), 및 제 3 전류밀도(139)의 각각의 색도(102,103,104,105)는 다른 색도들과 색이 구별된다. 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도를 갖는 실시예에서, 3개 색도들 각각은 다른 2개와 색이 구별되거나 3개 휘도들 각각은 다른 2개와 구별된다. 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도 및 제 3 전류밀도를 갖는 실시예에서, 4개의 색도들 각각은 다른 3개와 색이 구별되거나, 4개 휘도들 각각은 다른 3개와 색이 구별된다.
"다른" 및 "색이 구별되는" 원색들은 시각적으로 구분되는 원색들이다. 즉, 이들은 분간되는 적어도 하나의 바로 식별할 수 있는 차이(JND)이다. 가령, 원색들은 1976 CIELAB L* 스케일에 좌표화 될 수 있고, 적어도 하나의 1ΔE*씩 떨어진 원색들은 색이 구별된다. 구별되는 색도들은 또한 Δ(u',v')≥ 0.004478(레이몬드 엘. 리(Raymond L. Lee)의 1512 페이지에 인용된 the MacAdam JND, ”Mie Theory, Airy Theory, and the Natural Rainbow,” Appl. Opt. 37(9), 1506-1519 (1998), 상기 참조문헌은 본 명세서에 참조로 합체되어 있음)인 이들 점들로 CIE 1976 u'v' 도표상에 측정될 수 있으며, 여기서 Δ(u',v')는 1976 u'v' 도표상의 2개 점들 간의 유클리드 거리(Euclidian distance)이다. 2개 컬러 또는 원색들이 색이 구별되는지 판단하는 다른 방법들도 색채과학 분야에 잘 알려져 있다.
블랙 휘도(132)는 가시도(129)의 선택된 임계치 미만이고, 제 1 휘도(133), 제 2 휘도(134), 및 제 3 휘도(135)는 가시도(129)의 선택된 임계치 이상이다. 가시도의 임계치(129)는 인지시각시스템의 한계를 기반으로 한다. 가령, 가시도의 임계치(129)는 0.06 nits 또는 0.5 nits일 수 있다. 가시도의 임계치(129)는 디스플레이 피크 휘도, 디스플레이 동적 범위 및 디스플레이 특징(가령, 주변 콘트라스트비 및 표면 처리)를 기반으로 선택될 수 있다. 블랙 휘도(132)는 본 명세서에 기술된 색영역의 수학적 처리가 종래 RGB 색영역의 수학적 처리와 일치하도록 가시도의 임계치(129) 미만이다. 표준 원색 매트릭스 또는 인광물질 매트릭스("pmat") 이용시, 0의 강도는 사용자가 인식하는 것에 어떠한 휘도 또는 색도를 더하지 않는다. 다양한 실시예에서, 이 처리에서의 0의 강도는 블랙 전류밀도(136)에 해당할 수 있다. 블랙 휘도(132)는 가시도의 임계치(129) 미만이기 때문에, 블랙 휘도(132) 및 블랙 색도(102)가 사용자가 인식하는 것에 어떠한 인식가능한 휘도 또는 컬러를 더하지 않으므로, 예상되는 바와 같이 0의 강도가 작용한다. 가시도의 임계치(129) 아래로 블랙 휘도(132)를 제공하기 위해, 블랙 전류밀도(136)는 선택된 임계 전류밀도(미도시), 가령 0.02 mA/㎠ 미만일 수 있다.
색영역(101)을 이용해 컬러를 만들기 위해, 지정된 휘도가 수신되고 EL 이미터(50)의 색도가 선택된다. 일실시예에서, 색도는 디바이스의 대량 생산이 시작되기 전에 선택되고, 디바이스는 상기 디바이스 상에 다른 EL 이미터(50)로부터 소정의 방출에 해당하는 일련의 지정된 휘도를 수신한다. 지정된 휘도(이하 "Yw"라 표기함)는 해당 기술분야에 공지된 바와 같이, 가령 상기 참조문헌 US 6,885,380 및 US 6,897,876.에 나타낸 바와 같이 입력 RGB 코드 값들로 계산될 수 있다. 예컨대, 3개 한벌의 (R,G,B) 코드값이 수신되면, Yw는 R,G,B 코드값에 해당하는 최소 휘도와 같게 설정될 수 있다. 방출시간(308)(도 3a), 가령, 16⅔ms(1/60초)과 같은 프레임 타임이 선택된다.
선택된 방출시간(308)의 각각의 블랙, 제 1, 제 2, 및 몇몇 실시예에서 제 3 퍼센트는 지정된 휘도, 선택된 색도, 및 블랙, 제 1, 제 2, 및 선택적으로 제 3 휘도 및 색도를 이용해 계산된다. 블랙, 제 1, 제 2, 및 선택적으로 제 3 퍼센트의 합은 100% 이하이다. 계산된 퍼센트는 각각의 원색의 강도 [0,1] 이다. 단지 하나의 EL 이미터(50)만이 사용되고 있기 때문에, 강도는 1 미만까지의 합(100%미만까지의 퍼센트)이며, 따라서 시분할 멀티플렉싱이 이용된다. 블랙, 제 1 및 제 2 원색을 갖는 몇몇 실시예에서, 블랙, 제 1 및 제 2 퍼센트는 100%까지 합산될 수 있다. 제 3 원색을 또한 이용하는 몇몇 실시예에서, 블랙, 제 1, 제 2, 및 제 3 퍼센트는 100%까지 합산될 수 있다.
블랙, 제 1, 제 2, 및 선택적으로 제 3 퍼센트가 구동회로(700)(도 6-8)에 제공되어 상기 회로가 선택된 방출시간(308)의 블랙, 제 1, 제 2, 및 선택적으로 제 3 퍼센트 각각에 대한 블랙, 제 1, 제 2, 및 선택적으로 제 3 전류밀도를 EL 이미터(50)에 제공하게 하여, 선택된 방출시간(308) 동안 EL 이미터(50)의 통합된 광출력은 지정된 휘도 및 선택된 색도로부터 색이 구별되지 않는 즉, 1 JND 미만의 출력 휘도 및 출력 색도를 각각 가지므로, EL 이미터(50)의 색변이를 보상한다. 상술한 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 다른 것들 없이 단지 블랙, 제 1 및 제 2 전류밀도만이 구동회로(700)에 제공된다. 다른 실시예에서는, 다른 것들 없이 블랙, 제 1, 제 2, 및 제 3 전류밀도만이 구동회로(700)에 제공된다.
원색의 블랙 전류밀도(136), 제 1 전류밀도(137), 제 2 전류밀도(138), 및 제 3 전류밀도(139)가 (후술된) 지정된 휘도 및 선택된 색도를 기초로 선택된 후, 원색의 해당 휘도 및 색도는 사용될 원색의 퍼센트를 계산하는데 이용되어 지정된 휘도 및 선택된 색도를 산출한다. 제 3 전류밀도(139)를 사용하지 않는 실시예에서, 가상의 제 3 원색은 3원색 시스템을 만드는데 사용된다. 양 방향으로 무한대로 뻗어 있는 제 1 색도(103)와 제 2 색도(104) 간의 라인에 놓여 있지 않은 색도를 갖는 가상의 제 3 원색이 선택될 수 있다. 가상의 제 3 원색의 휘도는 임의로 선택될 수 있다. 가령, 지점(125)의 색도와 제 3 휘도(135)가 가상의 제 3 원색으로 선택될 수 있다.
원색 매트릭스("pmat")는 제 1, 제 2, 및 제 3 휘도와 색도를 이용해 형성된다. 원색의 휘도 및 색도는 수학식 1에서와 같이 (가령, CIE 15:2004, 3rd. ed., ISBN 3-901-906-33-9, pg. 15, Eq. 7.3의 역(逆)을 이용해) 원색의 XYZ 3자극 값들로 변환된다:
Figure pct00001
여기서, 제 1, 제 2, 또는 제 3 원색 각각에 대해 p = 1, 2 또는 3이다. 제 3 전류밀도(139)가 이용되지 않는 경우, 가상의 제 3 원색은 x3, y3, Y3에 이용된다. 3원색의 XYZ 3자극 값들은 그런 후 수학식 2에 따라 pmat로 변환된다:
Figure pct00002
종래 RGB 색영역 시스템과 달리, 이 pmat는 백색점과 정규화가 전혀 없다. (1,0,0), (0,1,0), 또는 (0,0,1)의 강도에 의해 발생된 3자극 값들은 휘도의 스케일된 버전이 아니라 단순히 원색의 휘도 및 색도에 해당하는 값들이다. 종래 pmat는 더블유.티. 하트만(W. T. Hartmann) 및 티.이. 마덴(T.E. Madden)의“Prediction of display colorimetry from digital video signals”, J. Imaging Tech, 13, 103-108, 1987에 기술되어 있으며, 상기 참조문헌은 본 명세서에 합체되어 있다.
지정된 3자극값들은 그런 후 Xd, Yd, Zd를 산출하기 위해 위의 수학식 1을 이용해 지정된 휘도 및 색도로부터 계산된다. 3원색들의 강도는 수학식 3을 이용해 계산된다:
Figure pct00003
종래 시스템에서와 같이, 범위[0,1] 밖의 임의의 강도(Ip)는 재현되지 않는다. 제 3 전류밀도(139)가 없는 실시예에서는, 가상의 제 3 원색이 사용되고 있기 때문에, (가령, [-0.01,0.01] 밖의) I3의 임의의 실질적으로 0이 아닌 값은 재현될 수 없는 컬러를 나타낸다. 3원색들의 강도(Ip)는 EL 디바이스상의 R, G, 및 B 이미터들의 강도가 아니라 상술한 바와 같이 EL 이미터(50)의 3원색들인 것에 유의하라.
I1, I2, 및 I3는 각각 구동회로(700)에 제공되는 제 1, 제 2, 및 제 3 퍼센트이다. EL 이미터(50)는 각각의 Ip에 의해 지정된 방출시간(tf)(308)의 퍼센트 동안 제 1, 제 2 및 선택적으로 제 3 전류밀도에서 광을 방출하도록 구동된다. ΣIp는 1(100%)이 될 필요가 없다; 1 미만이면, 블랙 전류밀도가 방출시간(308)의 나머지 (tr) 동안 또는 tr 미만의 시간 동안 제공될 수 있으며, tr은 수학식 4에 따라 계산된다:
Figure pct00004
이런 식으로, EL 이미터(50)의 측정된 노화를 기초로 선택된 블랙 전류밀도(136), 제 1 전류밀도(137), 제 2 전류밀도(138), 및 제 3 전류밀도(139)를 이용해 지정된 컬러가 산출된다. 따라서, 다양한 지정된 휘도들이 다르게 선택된 원색들을 이용해 선택된 색도에서 산출될 수 있다. 이는 전류밀도에 따른 EL 이미터(50)의 색변이를 보상하게 한다. 원색은 EL 이미터(50)의 지정된 휘도 및 선택적으로 선택된 색도를 선택된 블랙 전류밀도(136), 제 1 전류밀도(137), 제 2 전류밀도(138), 및 선택적으로 제 3 전류밀도(139)로 맵핑하는 룩업테이블을 이용해 선정될 수 있다. EL 디바이스는 다른 선택된 색도들에 대한 다른 룩업테이블을 포함할 수 있으며, 이 경우 각 테이블은 지정된 휘도를 선택된 전류밀도로 맵핑시킨다. 다양한 실시예에서, 3이상의 원색들이 이용된다. pmat는 3×4로 또는 더 넓게 확장되며 Ip를 계산하기 위해 백색 대체와 같은 다른 변환들이 이용된다. 다양한 실시예들에 따른 유용한 이런 기술의 예가 상기 언급된 미국특허 No. 6,885,380에 주어져 있다.
도 3a를 참조하면, 다양한 구동 파형들이 원색의 전류밀도를 방출시간(308)의 해당 퍼센트들에 대해 EL 이미터(50)에 제공하는데 사용될 수 있다. 가로좌표는 주어진 방출주기 [0,tf)에 대한 시간을 나타낸다; 세로좌표는, 가령 mA/㎠ 단위의 전류밀도를 나타낸다.
실선 파형(310)은 3원색 더하기 검은색을 이용한 구동 파형이다. 방출시간(308) 시작시, 제 1 전류밀도(137)가 제공된다. 시간(301)에서, 제 2 전류밀도(138)가 제공된다. 시간(302)에서, 제 3 전류밀도(139)가 제공된다. 시간(303)에서, 제 블랙 전류밀도(136)가 제공된다. 여기서, ΣIp<1이고, 특히 ΣIp는 시간(303)과 같다. 몇몇 실시예에서, 다른 0이 아닌 휘도들이 전체적으로 하나의 휘도를 이용해 컬러를 발생하기보다는 소정의 컬러를 발생하도록 결합될 수 있기 때문에, 파형(310)과 같은 파형들은 종래 디지털 드라이브에 필요로 하는 것보다 더 낮은 비트 깊이로 소정의 컬러를 제공한다. 가령, 저휘도 컬러들은 매우 짧은 시간동안 매우 큰 휘도가 방출되기 때문에 디지털 구동 시스템에서 매우 큰 비트 깊이를 필요로 한다. 짧은 시간은 방출시간 비율이 적으나, 이들을 표현하기 위해 매우 많은 비트들을 필요로 한다. 다양한 실시예에서, 방출시간 비율이 큰, 더 긴 시간 동안 저휘도가 방출되므로, 적은 비트들을 필요로 한다(1/2은 1비트를 필요로 하고, 1/4은 2비트를 필요로 하며, 1/8은 3비트를 필요로 하고 등등, 이렇게 1/8에서 1/4까지 최소 타임 슬라이스를 증가시킴으로써 1비트가 줄어든다).
점선 파형(320)은 전류밀도들 간에 램프(ramp)가 있는 것을 제외하고, 파형(310)과 같은 구동 파형을 나타낸다. 파형(320)에 대한 Ip값은 EL 이미터(50)에 제공되는 전류밀도가 해당 선택된 전류밀도의 실질적으로 안정된(가령, ±5%이내) 시간들이다. 예컨대, 파형(320)상의 I2는 시간(305) 빼기 시간(304)이다. 그러나, 파형(310)에 대한 I2는 시간(302) 빼기 시간(301)이다. 여기서, 방출시간 중 일부가 램프, 가령 시간(305)에서 시간(306)에 의해 차지되기 때문에, 블랙 전류밀도(136)가 수학식 4 의 시간(tr) 미만의 시간 동안 제공된다. 특히, 블랙, 제 1, 및 제 2 퍼센트의 합은 100% 미만이며, 구동회로(700)는 EL 이미터(50)에 대한 연속 전류밀도들 간에 전류 램프(ramp)를 제공한다. 램프(ramp)는 선형, 이차, 로그함수, 지수함수, 사인형 또는 기타 형태일 수 있다. 램프(ramp)의 실제 전류는 이상적인 값에서 ±10%로 변할 수 있다. 사인형 램프(sinusoidal ramp)는 사인곡선의 부분들, 가령 전류밀도 레벨들 사이에 고정되게 스케일된 [-π/2,π/2]상의 θ에 대해 sin(θ)이다. 가령, 시간(302)(t302)에 중심을 둔 시간(305)(t305)에서 시간(306)(t306)까지 제 2 전류밀도(138)(J2)에서 제 3 전류밀도(139)(J3)까지 사인형 램프의 전류밀도(J(t))는 수학식 5를 이용해 계산될 수 있다:
Figure pct00005
램프(ramp), 특히 사인형 램프는 전류밀도 변화에 따른 유도성 역전압(inductive kick)을 줄이며 전류밀도들 간에 완만한 전이를 제공한다. 일실시예에서, 직접적인 램프의 컨트롤이 전혀 제공되지 않는다. 한 전류밀도와 또 다른 전류밀도 간에, 정전용량 부하가 일정한 인가 전압 하에서 충전됨에 따라 지수함수적 램프를 포함한 전이 주기가 있다. 또 다른 실시예에서, 전이 주기는 용량성 부하가 일정한 인가 전류하에서 충전됨에 따른 선형 램프(linear ramp)를 포함한다.
도 3b는 다른 파형(330)을 도시한 것이다. 파형(310 및 320)은 각각의 미해석 시간 주기 동안 각각의 블랙 전류밀도(136), 제 1 전류밀도(137), 제 2 전류밀도(138), 및 제 3 전류밀도(139)(또는 제 3 전류밀도(139)가 이용되지 않는 실시예에서 블랙, 제 1 및 제 2 전류밀도)를 제공한다. 그러나, 파형(330)은 각 전류밀도의 시간 주기(Ip)를 여러 세그먼트들, 가령 2개의 세그먼트들로 분할한다. 총 시간(Ip)은 파형(310)(및 이들의 합은 여전히 시간(303)임)과 같으나, 각각은 반으로 분할되고 절반들은 시간상 떨어져 있다. 이는 시청자의 눈이 디스플레이 위로 움직임에 따라 동적인 거짓 윤곽(false contouring)의 발생을 줄일 수 있고 명멸을 줄일 수 있다. 이 경우, 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도, 및 선택적으로 제 3 전류밀도 각각은 방출시간(308)에서 다수의 각각 별개의 시간 세그먼트들 동안 제공된다.
몇몇 실시예에서, 휘도 범위(112)(도 1b)는 디바이스가 정확히 응답해야 하는 지정된 휘도의 전체 범위를 포함하지 않는다. 휘도 범위(112) 밖의, 다양한 파형들이 이용될 수 있다. 가령, 선택된 색도 또는 또 다른 색도에 가장 가까운 곡선(100) 상의 색도로 지정된 휘도를 제공하기 위해 해당기술분야에 공지된 바와 같이 선택된 전류밀도에서 표준 DC 동작 또는 PWM 동작이 이용될 수 있다. 대안으로, (3개 대신) 2개의 색도들이 이용될 수 있어, 3원색들 모두를 이용할 경우 이용될 수 있는 다른 휘도들로 원색들의 선택을 가능하게 한다.
지정된 휘도 및 선택된 색도(이하 "xyYd")를 기초로 다른 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도, 및 선택적으로 제 3 전류밀도들이 선택된다. 이렇게 하기 위한 한가지 방법은 대량생산 전에 EL 이미터(50)를 특징하는 것이다. 다양한 전류밀도에서 W 이미터의 휘도 및 색도의 측정을 바탕으로, 적절한 원색들이 각 xyYd에 대해 선택될 수 있다. 그러나, 전류 밀도 및 강도의 해상도(즉, 구동 비트 깊이)에 일반적으로 놓이는 한계가 주어지면, 특정하게 지정된 휘도(가령, 도 2a의 점(125))에서 선택된 색도를 정확하게 항상 재현할 수 없다. 상술한 바와 같이, 선택된 방출시간(308) 동안 EL 이미터(50)의 통합 광출력은 지정된 휘도 및 선택된 색도와 각각 똑같지는 않으나 색 구별을 할 수 없는 출력 휘도 및 출력 색도를 갖는 것으로 충분하다. 일예로, 점(125)은 Ip=[0.5, 0.4, 0.75]에 일치한다. 2비트 시스템에서, 0.4는 이용가능한 강도가 아니다; 단지 0, 0.25, 0.5, 0.75 및 1.0만이 이용될 수 있다. 그러나, Ip=[0.5, 0.4, 0.75] 및 Ip'=[0.5, 0.5, 0.75](0.4는 재현가능한 강도 0.5로 강제됨)에 해당하는 3자극 값들 간의 차가 1 JND 미만이면, 재현 Ip'은 소정의 Ip와 색을 구별할 수 없어, EL 디바이스의 사용자에 허용될 수 있다. 강도 및 전류밀도의 비트 깊이는 각 노화에 대한 적절한 원색을 선택하도록 다양한 전류밀도에서 EL 이미터(50)의 휘도 및 색도와 함께 고려되어야 한다. 1-D 또는 2-D 룩업테이블이 이용될 수 있다.
EL 이미터(50)의 측정된 노화를 기초로 블랙 전류밀도(136), 제 1 전류밀도(137), 제 2 전류밀도(138), 및 선택적으로 제 3 전류밀도(139)는 다음 같이 선택될 수 있다. 임의의 개수의 지점들의 휘도 및 색도가 수신되고, 이들 점들은 임의의 개수의 노화들에서 EL 이미터(50)의 전류밀도 스윕(sweep)에 따라 측정된다. 이들 지점들의 조합 개수는 전류 밀도가 EL 이미터(50)에 공급될 수 있는 해상도에 의해 결정된다. 가령, 2개의 2비트 전류 공급에 대해 이용가능한 전류밀도에 대해 16개의 가능한 조합들이 있다. 시도할 테스트 강도 세트가 또한 선택된다. 테스트 강도의 개수는 강도의 해상도에 의해, 즉, 방출시간(308)이 얼마나 정교하게 서브분할될 수 있는가에 의해 결정된다. 각각의 가능한 pmat에 대한 테스트 강도들에 대해 각각의 테스트 3자극 값들이 계산된다. 그 후 테스트 3자극 값들로부터 테스트 CIELAB 값들이 계산된다.
그리고 나서 목표 지정된 휘도 세트가 선택된다. 각 목표 지정된 휘도에 대해, 선택된 색도에서 전체 테스트 CIELAB 값과 목표 지정된 휘도 간에 CIELAB ΔE*가 계산된다. 가장 낮은 ΔE*를 갖는 강도는 목표 지정된 휘도에 대한 강도로 선택되고, ΔE*가 기록된다. 상기 선택에서 ΔE*는 가령, 색도 오류보다 더 중하게 휘도 오류를 가중화하도록 또는 그 반대로 가중화하도록 될 수 있다. 추가로, (가령, 1.0 보다 크거나 2.0보다 큰) ΔE* > 1 JND를 갖는 임의의 테스트 CIELAB 값(및 대응하는 테스트 강도)은 고려에서 생략될 수 있어, 그 결과 선택된 색도에서 소정의 휘도와 색을 구별할 수 없지 않게 된다. 대안으로 또는 추가로, 선택된 색도의 1 JND u'v' 내에 있지 않는 임의의 테스트 3자극 값들에 해당하는 테스트 강도들이 생략될 수 있다. 전류밀도의 특정 조합의 (미생략) 테스트 강도들에 대해 기록된 ΔE* 값들은 가령 평균 및 최대 ΔE*를 취함으로써 조합될 수 있다. 그 후, 사용하기 위한 원색 세트로서 테스트 강도들에 대한 소정의 ΔE* 특징들과의 조합이 선택된다. 가령, 가장 낮은 max(ΔE*) 또는 rms(ΔE*)와의 조합이 선택될 수 있다.
이 방법은 지정된 휘도에 사용되는 하나의 블랙, 제 1, 제 2, 및 선택적으로 제 3 원색 전류밀도를 선택하는 것이다. 대안으로, 다른 지정된 휘도 또는 지정된 색도 범위들에 대해 다른 원색들이 선택될 수 있다. 선택은 제조시간으로 수행되고 EL 디바이스(가령, EL 디스플레이(10))에 저장될 수 있거나 EL 디바이스의 동작 동안 수행될 수 있다.
선택된 원색들은 대표적인 OLED 이미터의 측정된 데이터로부터 계산된다. 이 예는 3비트 강도 및 대략 4비트 전류밀도로 계산된다. 이 예에 대한 재현가능한 휘도는 약 0 nits에서 10,840 nits이다. 색도 궤적은 표 1에 주어진 측정 지점들을 지난다.
x y
0.3399 0.3646
0.3209 0.3356
0.3137 0.3246
0.3076 0.3178
0.3021 0.3143
0.2963 0.3096
0.2937 0.3047
0.2919 0.3003
0.2904 0.2970
0.2879 0.2921
색영역(101)에 대한 pmat(스케일링 없음; nits 단위의 휘도)는 다음과 같다:
2632.821 7975.49 10603.02
2751 8205 10844
3501.838 11142.19 15064.76
이 pmat는 상술한 바와 같이 Ip 값을 계산하는데 사용될 수 있다.
가령, 4개의 의미있는 도면들에 대해, 색영역(101)에서, 강도(0.2857, 0.1429, 0)는 (x,y)=(0.2936, 0.3040)(CCT=8154K를 갖는 중립), 또는 (u’,v’)=(0.193 8, 0.4514)에서 대략 1958 nits를 발생한다. 이 점은 위의 표 1에서 인접한 점들의 각 쌍들 간에 궤적의 선형 보간에 대한 최근접 점으로부터 떨어진 Δxy=0.0002171이다. 2개의 최근접 점들은 (0.2937, 0.3047) 및 (0.2919, 0.3003)이고, (0.2936, 0.3040)에 대한 이들 사이의 선상에서 최근접 점은 (0.2934, 0.3040)이다. Δxy는 이 예에서 작으나, 0이 아니며, 특정한 EL 이미터의 색도 궤적에서 떨어져 놓인 컬러들은 상술한 바와 같이 이미터를 이용해 재현될 수 있음을 나타낸다. 임의의 특정 이미터 및 재현된 컬러에 대한 Δxy값은 궤적의 형태 및 선택된 컬러에 따른다. 가령, 반원 궤적은 궤적의 반경과 같은 궤적의 중심에서 한 점에 대한 Δxy를 갖는다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 전계발광(EL) 이미터(50)의 색변이를 보상하는 방법의 실시예의 흐름도이다. EL 이미터(50) 및 구동회로(700)가 제공된다(단계 520). 지정된 컬러, 즉, 지정된 휘도 및 색도가 해당기술분야에 공지된 바와 같이 가령 프로세서 또는 이미지처리 컨트롤러로 집적회로부터 수신된다(단계 525). 상술한 바와 같이 xyYd를 기초로 전류밀도가 선택된다(단계 530). 원색의 퍼센트(강도)가 상술한 바와 같이 계산된다(단계 540). 마지막으로, (정시에) 각각의 강도에서의 전류밀도로 EL 이미터(50)가 구동된다(단계 545).
EL 디바이스는 다양한 기술들로 다양한 디바이스 기판들에 실행될 수 있다. 가령, EL 디스플레이는 글래스, 플라스틱 또는 강철호일 디스플레이 기판상에 비정질 실리코(a-Si) 또는 저온 폴리실리콘(LTPS)을 이용해 구현될 수 있다. 일실시예에서, EL 디바이스는 디바이스 기판 위에 분포된 컨트롤 소자들인 칩렛들을 이용해 구현된다. 칩렛은 디바이스 기판에 비해 상대적으로 작은 집적회로이며 별개의 칩렛 기판상에 형성된 와이어, 연결패드, 저항이나 커패시터와 같은 패시브 구성요소들, 또는 트랜지스터나 다이오드와 같은 액티브 구성요소들을 포함하는 회로를 구비한다. 칩렛 및 칩렛을 제조하기 위한 상공정들에 대한 상세 내용들은 가령 US 6,879,098; US 7,557,367; US 7,622,367; US20070032089; US20090199960 및 US20100123268에서 찾을 수 있으며, 이들 모든 개시들은 본 명세서에 참조로 합체되어 있다.
도 5는 칩렛을 이용한 EL 디바이스의 일실시예의 측면도를 도시한 것이다. 디바이스 기판(400)은 글래스, 플라스틱, 금속호일 또는 해당기술분야에 공지된 다른 기판 타입일 수 있다. 디스플레이 기판(400)은 EL 이미터(50)가 배치되는 디바이스측(401)을 갖는다. EL 디바이스가 디스플레이인 경우, 디바이스 기판(400)은 디스플레이 기판이다. 디바이스 기판(400)과 다르고 별개인 칩렛 기판(411)을 갖는 집적회로 칩렛(410)이 디바이스 기판(400)의 디바이스측(401) 위에 위치되어 부착된다. 칩렛(410)은 가령 스핀코팅 접착을 이용해 디바이스 기판에 부착될 수 있다. 칩렛(410)은 EL 이미터(50)에 전류를 제공하기 위해 EL 이미터(50)에 전기연결된 구동회로(700)(도 6)를 포함한다. 칩렛(410)은 또한 금속일 수 있는 연결패드(412)를 포함한다. 평탄화층(402)이 칩렛(410) 위에 놓이나 패드(412) 위에 개구 또는 공도를 갖는다. 금속층(403)은 공도에서 패드(412)와 접촉하고 칩렛(410)으로 구동회로(700)로부터 EL 이미터(50)로 전류를 보낸다. 한 칩렛(410)은 전류를 하나 또는 다수의 EL 이미터들(50)에 제공할 수 있고 하나의 구동회로(700) 또는 다수의 구동회로들(700)을 포함할 수 있다. 각 구동회로(700)는 전류를 하나 또는 다수의 EL 이미터들(50)에 제공할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따라 EL 이미터(50)에 전류를 공급하기 위해 EL 이미터(50)에 전기연결된 칩렛(410)에 있는 구동회로(700)를 도시한 것이다. 구동회로(700)는 전류를 EL 이미터(50)에 공급하기 위한 구동 트랜지스터(70)를 포함한다. 구동 트랜지스터(70)의 게이트가 멀티플렉서(mux)(710)에 연결된다. Mux(710)는 아날로그 버퍼(715a, 715b, 및 715c)의 출력부에 연결된 3개의 입력부를 갖는다. 각 버퍼의 입력부는 가령 블랙 전류밀도(136), 제 1 전류밀도(137) 및 제 2 전류밀도(138)에 해당하는 구동 트랜지스터(70)의 게이트 전압을 유지하기 위해 각각의 커패시터(716a, 716b, 716c)에 연결된다. 전압은 종래의 샘플 앤 홀드회로(미도시)에 의해 커패시터에 저장될 수 있다. Mux(710)의 셀렉터 입력부는 비교기의 출력부(730a, 730b, 730c)에 연결된다. 각 비교기는 러닝 카운터(720)로부터의 출력과 각각의 레지스터(735a, 735b, 735c)에 저장된 트리거 값 또는 값들을 비교한다. 카운터 값이 특정 전류밀도에 대해 정확한 범위에 있다면, 해당 비교기는 mux가 해당 게이트 전압을 지나게 하여 해당 전류밀도를 EL 이미터(50)에 제공한다.
예컨대, 8비트 카운터는 방출주기 [0, tf)의 0에서 시작해 tf-tf/256에서 255까지 가로질러 tf에서 다시 0으로 돌아오는 256번째를 카운트할 수 있다. 카운터 값이 레지스터(735a)에 저장된 값 빼기 1에 대해 0이면, 비교기(730a)는 TRUE를 출력할 수 있고, 다른 비교기들은 FALSE를 출력할 수 있어, mux(710)가 커패시터(716a)로부터 구동 트랜지스터(70)으 게이트까지 값을 전하게 한다. 레지스터(735a) 값에서 레지스터(735b) 값 빼기 1까지, 비교기(730b)는 TRUE 값을 출력하고 다른 비교기들은 FALSE를 출력하며, 레지스터(735b) 값에서 레지스터(735c) 값까지, 비교기(730c)는 TRUE 값을 출력하고 다른 비교기들은 FALSE를 출력한다. 점선 화살표로 표시된 바와 같이, 비교기(730a, 730b 및 730c)는 다음 비교기가 TRUE를 언제 출력해야 하는지 나타내도록 서로 소통할 수 있다. 이는 다양한 실시예들로 이용될 수 있는 많은 가능한 구동회로들 중 하나이다; 도 7 및 도 8은 2개의 다른 구동회로들을 도시한 것이며, 다른 구성들도 당업자에 명백할 것이다. 가령, 다수의 구동 트랜지스터들이 이용될 수 있고, 이들의 출력은 EL 이미터(50)에 먹스(mux)될 수 있다. 다른 실시예들에서, 구동회로(700)는 LTPS 또는 비정질 실리콘 백플레인에 박막트랜지스터(TFT)를 이용해 구현될 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 칩렛(410)은 디바이스 기판(400)과 별개로 제조되고 그런 후 디바이스 기판(400)에 부착된다. 칩렛(410)은 바람직하게는 반도체 디바이스를 제조하는 알려진 공정들을 이용해 실리콘 또는 절연체 상의 실리콘(SOI) 웨이퍼를 이용해 제조된다. 그런 후 각 칩렛(410)은 디스플레이 기판(400)에 부착하기 전에 분리된다. 따라서, 각 칩렛(410)의 결정 베이스가 디스플레이 기판(400)과 떨어져 있고 칩렛 회로가 배치되는 칩렛 기판(411)으로 간주될 수 있다. 그러므로, 복수의 칩렛들(410)은 디스플레이 기판(400)과 서로 떨어져 있는 대응하는 복수의 칩렛 기판(411)을 갖는다. 특히, 별도의 칩렛 기판(411)은 픽셀이 형성되는 디스플레이 기판(400)과 떨어져 있고, 함께 취해지는 별개의 칩렛 기판(411)의 영역은 디스플레이 기판(400)보다 더 작다. 칩렛들(410)은 가령 박막 비정질 또는 다결정 실리콘 디바이스에서 발견되는 것보다 더 큰 성능의 액티브 구성요소들을 제공하는 결정 칩렛 기판(411)을 가질 수 있다. 칩렛들(410)은 바람직하게는 두께가 100㎛ 이하, 더 바람직하게는 20㎛ 이하일 수 있다. 이는 종래 스핀코팅 기술을 이용해 칩렛(410) 위에 평탄화층(402)의 형성을 용이하게 한다. 실시예에 따르면, 결정 실리콘 칩렛 기판(411)에 형성된 칩렛(410)은 기하학적 어레이로 배열되며 접착 또는 평탄화 재료로 디바이스 기판(400)에 부착된다. 칩렛(410)의 표면에 있는 연결패드(412)는 각 칩렛(410)을 신호 와이어, 파워버스 및 행렬 전극들에 연결해 픽셀(가령, 금속층(403))을 구동시키는데 이용된다. 몇몇 실시예에서, 칩렛(410)은 적어도 4개의 EL 이미터(50)를 컨트롤한다.
칩렛(410)이 반도체 기판에 형성되기 때문에, 현대 리소그래피 툴을 이용해 칩렛(410)의 회로도가 형성될 수 있다. 이런 툴들로, 0.5 마이크론 이하의 피처 크기들이 쉽게 가능해 진다. 가령, 현대 반도체 제조라인들은 90㎚ 또는 45㎚의 선폭을 달성할 수 있고 칩렛(410)을 만는데 이용될 수 있다. 그러나, 칩렛(410)은 또한 디스플레이 기판(400)상에 어셈블리 되고나서 칩렛(410) 위에 제공된 금속층(403)에 전기연결을 하기 위한 연결패드(412)를 필요로 한다. 연결패드(412)는 디스플레이 기판(400)에 사용된 리소그래피 툴들의 피처 크기(가령 5㎛) 및 금속층(403)에 임의의 패턴화 피처들(가령 ±5㎛)에 대한 칩렛들(410)의 정렬를 기반으로 한 크기이다. 따라서, 연결패드(412)는 가령 패드들(412) 간에 5㎛ 공간을 가지며 15㎛ 폭일 수 있다. 패드(412)는 따라서 일반적으로 칩렛(410)에 형성된 트랜지스터 회로보다 상당히 더 크게 된다.
패드(412)는 일반적으로 트랜지스터 위의 칩렛(410)에서 금속화층에 형성될 수 있다. 낮은 제조비용을 가능하게 하기 위해 가능한 한 작은 표면적을 갖게 칩렛(410)을 만드는 것이 바람직하다.
디바이스 기판(400)(가령, 비정질 또는 다결정 실리콘)에 직접 형성된 회로보다 성능이 더 큰 회로를 갖는 (가령, 결정 실리콘을 포함한) 별개의 칩렛 기판(411)을 갖는 칩렛(410)을 이용함으로써, 성능이 더 큰 EL 디스플레이가 제공된다. 결정 실리콘은 고성능일 뿐만 아니라 또한 훨씬 더 작은 액티브 소자들(가령, 트랜지스터들)을 갖기 때문에, 회로크기가 크게 줄어든다. 유용한 칩렛(410)이 가령, 2008년 3월 4일자 Digest of Technical Papers of the Society for Information Display, p. 13에 게제된 윤(Yoon), 이(Lee), 양(Yang), 및 장(Jang)의 논문 "A novel use of MEMs switches in driving AMOLED"에 기술된 바와 같은 마이크로전자기계(MEMS) 구조들을 이용해 또한 형성될 수 있다.
디바이스 기판(400)은 유리를 포함할 수 있고, 금속층 또는 금속층들(403)이 해당기술분야에 공지된 포토리소그래피 기술로 패턴화된 평탄화층(가령, 수지) 위에 형성된 증발되거나 스퍼터링된 금속 또는 금속 합금, 가령, 알루미늄 또는 은으로 제조될 수 있다. 칩렛들(410)은 집적회로 산업에 확립된 종래 기술들을 잘 이용해 형성될 수 있다.
전계발광(EL) 디바이스는 EL 디스플레이 및 EL 램프를 포함한다. 본 발명은 둘 다에 적용될 수 있으며, EL 디스플레이를 먼저 참조로 언급할 것이다.
도 7은 EL 디스플레이(10)(도 9) 상에 다양한 실시예들에 유용한 EL 서브픽셀 및 관련된 회로의 일실시예의 개략도를 도시한 것이다. 도 9에서, EL 서브픽셀(60)은 EL 이미터(50), 구동 트랜지스터(70), 커패시터(75) 및 셀렉트 트랜지스터(90)를 포함한다. 도 7로 이동해, 구동 트랜지스터(70)는 전류를 EL 이미터(50)에 공급하기 위해 EL 이미터(50)에 전기연결된 구동회로(700)의 일부이다. 각각의 트랜지스터들은 제 1 전극, 제 2 전극 및 게이트 전극을 갖는다. 제 1 전압소스(140)가 구동 트랜지스터(70)의 제 1 전극에 연결된다. 연결은 소자들이 또 다른 구성요소, 가령, 스위치, 다이오드, 또는 또 다른 트랜지스터를 통해 연결되거나 직접 연결된 것을 말한다. 구동 트랜지스터(70)의 제 2 전극은 EL 이미터(50)의 제 1 전극에 연결되고, 제 2 전압소스(150)가 EL 이미터(50)의 제 2 전극에 연결된다. 셀렉트 트랜지스터(90)는 데이터 라인(35)을 구동 트랜지스터(70)의 게이트 전극에 연결시켜 해당기술분야에 잘 알려진 바와 같이 선택적으로 데이터 라인(35)으로부터의 데이터를 구동 트랜지스터(70)에 제공한다. 각 행 셀렉트 라인(20)은 EL 서브픽셀(60)의 해당 행에 있는 셀렉트 트랜지스터(90)의 게이트 전극에 연결된다.
보상기(191)는 입력라인(85)에 지정된 휘도 및 선택된 색도를 수신한다. 보상기(191)는 지정된 휘도 및 선택된 색도를 이용해 원색의 전류밀도를 선택하고 지정된 휘도 및 색도와 선택된 전류밀도를 이용해 퍼센트(Ip)를 계산한다. 그런 후, 선택된 전류밀도와 계산된 퍼센트에 해당하는 정보를 컨트롤 라인(95)상에 제공한다. 소스 드라이버(155)는 정보를 수신하고 데이터 라인(35)에 구동 트랜지스터의 컨트롤 파형을 발생한다. 구동 트랜지스터의 컨트롤 파형은 상기 구동 트랜지스터가 도 3a 및 도 3b에 예시된 전류밀도 파형과 같은 전류밀도 파형을 발생하게 하는데 필요한 게이트 전압을 포함한다. 보상기(191)는 CPU, FPGA 또는 ASIC, PLD, 또는 PAL일 수 있다.
일실시예에서, 구동 트랜지스터의 컨트롤 파형은 블랙, 제 1, 및 제 2 원색에 해당하는 방출시간의 퍼센트에 대해 순차적으로 제 1 게이트 전압, 제 2 게이트 전압, 및 블랙 게이트 전압을 포함한다. 따라서, 보상기(191)는 디스플레이 처리 동안 보상 데이터를 제공할 수 있다. 해당기술분야에 공지된 바와 같이, 지정된 휘도 및 색도는 타이밍 컨트롤러(미도시)에 의해 제공될 수 있다. 지정된 휘도 및 색도는 입력 코드값에 해당할 수 있다. 입력 코드값은 디지털 또는 아날로그일 수 있고, 명령된 휘도에 대해 선형 또는 비선형일 수 있다. 아날로그이면, 입력 코드값은 전압, 전류, 또는 펄스폭변조 파형일 수 있다. 보상기(191)는 사전 선택된 원색들이 선택된 색도에 지정된 휘도에 사용될 경우 원색 그 자체와 같이 원색을 선택하는데 사용된 정보, 또는 선택된 색도 및 지정된 휘도 또는 휘도 범위를 원색에 맵핑하는 테이블을 저장하기 위해 선택적으로 메모리(195)에 연결될 수 있다. 메모리(195)는 플래시 또는 EEPROM과 같은 비휘발성 기억장치 또는 SRAM과 같은 휘발성 기억장치일 수 있다.
소스 드라이버(155)는 전류밀도 파형(가령, 도 3a 및 도 3b)이 EL 이미터(50)에 가해지게 할 수 있다면 디지털-아날로그 컨버터 또는 프로그램가능한 전압소스, 프로그램가능한 전류소스, 또는 펄스폭 변조 전압("디지털 드라이브") 또는 전류 드라이버, 또는 해당기술분야에 공지된 또 다른 타입의 소스 드라이버를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 구동회로(700)는 소스 드라이버(155), 셀렉트 트랜지스터(90), 구동 트랜지스터(70) 및 이들 3 부분들과 해당 컨트롤 라인들 간의 연결부를 포함한다.
일실시예에서, EL 디바이스의 대량생산 전에, 하나 이상의 각각의 디바이스들은 지정된 휘도 및 선택된 색도를 해당 선택된 블랙 전류밀도(136), 제 1 전류밀도(137), 제 2 전류밀도(138), 및 제 3 전류밀도(139)에 맵핑하는 제품 모델을 만들게 특징될 수 있다. 하나 이상의 제품 모델이 만들어질 수 있다. 가령, 디바이스의 다른 영역들은 다른 제품 모델들을 가질 수 있다. 제품 모델은 룩업테이블에 저장되거나 알고리즘으로 사용될 수 있다. 이들 모델들은 조합될 수 있거나, 스플라인 피팅(spline fitting)과 같은 통계분야에 알려진 회귀기술에 의해 이들 간의 경계들이 완만해질 수 있다. 보상기(191)는 가령 메모리(195)에 제품 모델(들)을 저장할 수 있다.
도 8은 EL 램프에 유용한 다른 실시예를 도시한 것이다. EL 이미터(50A 및 50B)는 직렬로 배열되어 있고 전류 소스(501)에 의해 전류가 공급된다. 구동 회로(700)는 컨트롤 라인(95)에 해당하는 EL 이미터에 전류를 공급하기 위해 각각의 EL 이미터(50A,50B)에 전기연결된 전류소스(501)를 포함한다. 보상기(191)로부터 보상된 코드값이 전압과 다른 전류를 나타내는 것을 제외하고 상술한 보상이 수행된다. 이 실시예는 또한 하나의 EL 이미터에 적용할 수 있다. EL 이미터(50A,50B)는 또한 일정 전류보다는 일정 전압에 의해 구동될 수 있다. 보상기(191), 메모리(195), 입력라인(85), 및 컨트롤 라인(95)은 도 7에 상술한 바와 같다.
바람직한 실시예에서, EL 디바이스는 미국특허 No. 4,769,292 및 미국특허 No. 5,061,569에 개시되어 있으나 이에 국한되지 않는 작은 분자 또는 풀리머 OLED로 구성된 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다. 유기발광재료의 많은 조합 및 변형들이 이런 디스플레이를 제조하는데 이용될 수 있다. 도 7을 참조하면, EL 이미터(50)가 OLED 이미터이면, EL 서브픽셀(60)은 OLED 서브픽셀이다. 무기 EL 디바이스, 가령 (예를 들어, 개시가 본 명세서에 참조로 합체되어 있는, US 2007/0057263에 개시된 바와 같은) 다결정 반도체 매트릭스에 형성된 양자도트가 또한 이용될 수 있고, 디바이스는 유기 또는 무기 전하제어층 또는 하이브리드 유기/무기 디바이스들을 이용한다.
트랜지스터(70.80.90)는 비정질 실리콘(a-Si) 트랜지스터, 저온 폴리실리콘(LTPS) 트랜지스터, 아연산화물 트랜지스터, 또는 해당기술분야에 공지된 다른 트랜지스터 타입들일 수 있다. 이런 트랜지스터들은 N채널, P채널 또는 임의의 조합일 수 있다. OLED는 EL 이미터(50)가 제 1 전압소스(140)와 구동 트랜지스터(70) 사이에 연결되는 비역전구조(미도시)이거나 역전구조일 수 있다.
본 발명은 소정의 바람직한 실시예들을 특히 상세하게 참조하여 기술되었으나, 실시예들의 조합, 변형 및 변경들도 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 달성될 수 있음을 알 것이다.
10 EL 디스플레이
15 픽셀
20 셀렉트 라인
35 데이터 라인
50, 50A, 50B EL 이미터
60 EL 서브픽셀
70 구동 트랜지스터
75 커패시터
85 입력라인
90 셀렉트 트랜지스터
95 컨트롤 라인
100 곡선
101 색영역
102 블랙 색도
103 제 1 색도
104 제 2 색도
105 제 3 색도
108 라인
112 휘도 범위
125 점
129 가시도의 임계치
130 곡선
132 블랙 휘도
133 제 1 휘도
134 제 2 휘도
135 제 3 휘도
136 블랙 전류밀도
137 제 1 전류밀도
138 제 2 전류밀도
139 제 3 전류밀도
140 제 1 전압소스
150 제 2 전압소스
155 소스 드라이버
191 보상기
195 메모리
301,302,303,304,305,306 시간
308 방출시간
310 파형
320 파형
330 파형
400 디바이스 기판
401 디바이스측
402 평탄화층
403 금속층
410 칩렛
411 칩렛 기판
412 패드
501 전류소스
520 단계
525 단계
530 단계
540 단계
545 단계
700 구동회로
710 멀티플렉서(mux)
715a, 715b, 715c 버퍼
716a, 716b, 716c 커패시터
720 카운터
730a, 730b, 730c 보상기
735a, 735b, 735c 레지스터

Claims (20)

  1. a) 전류를 수신하고 전류밀도에 모두 해당하는 휘도 및 색도를 갖는 광을 방출하기 위한 EL 이미터를 제공하는 단계;
    b) 전류를 EL 이미터에 제공하기 위한 EL 이미터에 전기연결된 구동회로를 제공하는 단계;
    c) 지정된 휘도를 수신하고 EL 이미터에 대한 색도를 선택하는 단계;
    d) 지정된 휘도와 선택된 색도를 기초로 다른 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도를 선택하는 단계;
    e) 지정된 휘도, 선택된 색도, 블랙 휘도 및 색도, 제 1 휘도 및 색도, 및 제 2 휘도 및 색도를 이용해 선택된 방출시간의 각각의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트를 계산하는 단계;
    f) 구동회로가 선택된 방출시간의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트각각에 대해 EL 이미터에 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도를 제공하게 하여, 선택된 방출시간 동안 EL 이미터의 통합된 광출력이 지정된 휘도 및 선택된 색도와 색을 구별할 수 없는 출력 휘도 및 출력 색도를 각각 가짐으로써, EL 이미터의 색변이가 보상되도록 구동회로에 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트를 제공하는 단계를 포함하고,
    i) 선택된 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도에서, 방출된 광은 각각의 블랙 휘도, 제 1 휘도 및 제 2 휘도와 각각의 블랙 색도, 제 1 색도 및 제 2 색도를 가지며,
    ii) 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도의 각 휘도는 다른 2개의 휘도들과 색이 구별되고, 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도의 각 색도는 다른 2개의 색도와 색이 구별되며,
    iii) 블랙 휘도는 선택된 가시도 임계치 미만이며, 제 1 및 제 2 휘도는 선택된 가시도 임계치 이상이고,
    블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트의 합은 100% 이하인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    구동회로는 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도만을 제공하는 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    EL 이미터는 광대역 이미터인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    블랙 전류밀도는 0.02mA/㎠ 미만인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    단계 d)는 지정된 휘도 및 선택된 색도를 선택된 블랙, 제 1 및 제 2 전류밀도로 맵핑하는 룩업테이블을 제공하는 단계를 더 포함하는 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    블랙, 제 1 및 제 2 퍼센트의 합이 100%인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    구동회로는 각각의 미해석 시간 주기동안 각각의 블랙, 제 1 및 제 2 전류밀도를 제공하는 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    블랙, 제 1 및 제 2 퍼센트의 합이 100% 미만이고, 구동회로는 연속 전류밀도들 간의 램프(ramp)를 EL 이미터에 제공하는 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    전류 램프(current ramp)는 사인형인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    EL 이미터는 유기발광다이오드(OLED) 이미터인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  11. a) 전류를 수신하고 전류밀도에 모두 해당하는 휘도 및 색도를 갖는 광을 방출하기 위한 EL 이미터를 제공하는 단계;
    b) 전류를 EL 이미터에 제공하기 위한 EL 이미터에 전기연결된 구동회로를 제공하는 단계;
    c) 지정된 휘도를 수신하고 EL 이미터에 대한 색도를 선택하는 단계;
    d) 지정된 휘도와 선택된 색도를 기초로 다른 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도 및 제 3 전류밀도를 선택하는 단계;
    e) 지정된 휘도, 선택된 색도, 블랙 휘도 및 색도, 제 1 휘도 및 색도, 및 제 2 휘도 및 색도, 제 3 휘도 및 색도를 이용해 선택된 방출시간의 각각의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트, 제 2 퍼센트 및 제 3 퍼센트를 계산하는 단계;
    f) 구동회로가 선택된 방출시간의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트, 제 2 퍼센트 및 제 3 퍼센트 각각에 대해 EL 이미터에 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도, 및 제 3 전류밀도를 제공하게 하여, 선택된 방출시간 동안 EL 이미터의 통합된 광출력이 지정된 휘도 및 선택된 색도와 색을 구별할 수 없는 출력 휘도 및 출력 색도를 각각 가짐으로써, EL 이미터의 색변이가 보상되도록 구동회로에 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트, 제 2 퍼센트 및 제 3 퍼센트를 제공하는 단계를 포함하고,
    i) 선택된 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도 및 제 3 전류밀도에서, 방출된 광은 각각의 블랙 휘도, 제 1 휘도, 제 2 휘도 및 제 3 휘도와 각각의 블랙 색도, 제 1 색도, 제 2 색도 및 제 3 색도를 가지며,
    ii) 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도 및 제 3 전류밀도의 각 휘도는 다른 3개의 휘도들과 색이 구별되고, 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 제 2 전류밀도 및 제 3 전류밀도의 각 색도는 다른 3개의 색도와 색이 구별되며,
    iii) 블랙 휘도는 선택된 가시도 임계치 미만이며, 제 1, 제 2 및 제 3 휘도는 선택된 가시도 임계치 이상이고,
    블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트, 제 2 퍼센트 및 제 3 퍼센트의 합은 100% 이하인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트, 제 2 퍼센트 및 제 3 퍼센트의 합이 100%인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    구동회로는 각각의 미해석 시간 주기동안 각각의 블랙, 제 1, 제 2 및 제 3 전류밀도를 제공하는 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    구동회로는 블랙, 제 1, 제 2 및 제 3 전류밀도만을 제공하는 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  15. a) 디스플레이측을 갖는 디스플레이 기판을 제공하는 단계;
    b) 전류를 수신하고 전류밀도에 모두 해당하는 휘도 및 색도를 갖는 광을 방출하며, 디스플레이 기판의 디바이스측 위에 배치된 EL 이미터를 제공하는 단계;
    c) 디스플레이 기판과 다르며 별개인 칩렛 기판을 갖는 집적회로 칩렛을 제공하는 단계;
    d) EL 이미터에 대한 지정된 휘도를 수신하고 색도를 선택하는 단계;
    e) 지정된 휘도 및 선택된 색도를 기초로 다른 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도를 선택하는 단계;
    f) 지정된 휘도, 선택된 색도, 블랙 휘도 및 색도, 제 1 휘도 및 색도, 및 제 2 휘도 및 색도를 이용해 선택된 방출시간의 각각의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트를 계산하는 단계,
    g) 구동회로가 선택된 방출시간의 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트각각에 대해 EL 이미터에 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도를 제공하게 하여, 선택된 방출시간 동안 EL 이미터의 통합된 광출력이 지정된 휘도 및 선택된 색도와 색을 구별할 수 없는 출력 휘도 및 출력 색도를 각각 가짐으로써, EL 이미터의 색변이가 보상되도록 구동회로에 블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트를 제공하는 단계를 포함하고,
    i) 선택된 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도에서, 방출된 광은 각각의 블랙 휘도, 제 1 휘도 및 제 2 휘도와 각각의 블랙 색도, 제 1 색도 및 제 2 색도를 가지며,
    ii) 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도의 각 휘도는 다른 2개의 휘도들과 색이 구별되고, 각각의 블랙 전류밀도, 제 1 전류밀도, 및 제 2 전류밀도의 각 색도는 다른 2개 색도와 색이 구별되며,
    iii) 블랙 휘도는 선택된 가시도 임계치 미만이며, 제 1 및 제 2 휘도는 선택된 가시도 임계치 이상이고,
    칩렛은 EL 이미터에 전류를 제공하기 위해 EL 이미터에 전기연결된 구동회로를 포함하며, 칩렛은 디스플레이 기판의 디바이스측 위에 위치되고 부착되며,
    블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트 및 제 2 퍼센트의 합은 100% 이하인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    블랙 퍼센트, 제 1 퍼센트, 및 제 2 퍼센트의 합이 100%인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    구동회로는 각각의 미해석 시간 주기동안 각각의 블랙, 제 1 및 제 2 전류밀도를 제공하는 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    블랙, 제 1 및 제 2 퍼센트의 합이 100% 미만이고, 구동회로는 연속 전류밀도들 간의 전류 램프를 EL 이미터에 제공하는 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    전류 램프는 사인형인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    EL 이미터는 유기발광다이오드(OLED) 이미터인 전계발광(EL) 이미터의 색변이를 보상하는 방법.
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