KR20060080124A - 픽셀 발광을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

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다모더 레디
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뉴라이트 코포레이션
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Abstract

픽셀로부터의 발광이 센서에 의해 수신된다. 이 센서는 제어부에 연결되며, 제어부는 픽셀이 동작하는 동안 센서의 측정 가능한 파라미터의 값을 수신 또는 판정한다. 제어부에 목표 값이 제공되어, 제어부는 측정 가능한 센서 파라미터와 목표 값을 비교할 수 있게 된다. 제어부는 픽셀 구동기에 연결되며, 픽셀 구동기는 픽셀로부터의 발광을 변경시킨다. 픽셀 구동기는 목표 값이 달성되었다는 것을 측정 가능한 센서 파라미터가 나타낼 때까지 픽셀로부터의 발광을 변경할 수 있다. 목표 값은 센서의 보정에 기초하여 결정될 수 있다. 복수 개의 목표 값은 조사 테이블에 기억될 수 있다. 패시브 및 액티브 매트릭스 디스플레이는 본 발명의 방법 및 장치에 따라 제어될 수 있다.

Description

픽셀 발광을 제어하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING PIXEL EMISSION}
본 발명은 디스플레이 분야에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 디스플레이의 계조 또는 색 및 휘도를 제어하는 것과 이러한 디스플레이의 화소를 제어하는 것에 관한 것이다.
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2003년 6월 18일에 "Emission Feedback Stabilized Flat Panel Display"란 명칭으로 출원된 미국 가출원 일련번호 제60/479,342호, 2003년 11월 19일에 "Passive Matrix Emission Stabilized Flat Panel Display"란 명칭으로 출원된 미국 가출원 일련번호 제60/523,396호, 및 2003년 12월 22일에 "Stabilized Flat Panel Display"란 명칭으로 출원된 미국 가출원 일련번호 제60/532,034호에 대하여, 35 U.S.C. §119(e)의 규정에 따라 우선권을 주장한다. 상기 출원들에 대해서는 그 전체 내용이 참조로 하여 본 명세서에 포함되는 것으로 한다.
본 출원은 2004년 5월 6일에 "Method and Apparatus for Controlling Pixel Emission"이란 명칭으로 출원된 미국특허출원 일련번호 제10/841,198호의 일부계속출원이다. 상기 출원에 대해서는 그 전체 내용이 참조로 하여 본 명세서에 포함되는 것으로 한다.
평판 디스플레이에서는, 통상적으로 이미지 데이터가 가변 전압으로 변환되어 화소(pixel)로 구성된 어레이에 공급되며, 이에 의하여, 픽셀이 액정 디스플레이(LCD)에서와 같이 백라이트로부터 광을 통과시키거나, 예컨대 전계발광 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이에서와 같이 광을 방출시키게 된다. 화소(픽셀)에 인가되는 이미지 전압에 의해 픽셀로부터의 광의 양(광량)이 결정된다. 현재의 디스플레이 설계 기술로는, 픽셀에 전압이 인가될 때 정확한 양의 광이 전달 또는 방출되는지를 검사할 수 없다. 예를 들어, LCD 디스플레이 장치에서, 액정 셀의 양단에 인가되는 전압에 의해 백라이트로부터 소정 량의 광이 전달된다. 색 정보(color information)를 제공하는 LCD 디스플레이는 적색, 녹색, 및 청색 필터를 이용한다. LCD는 디스플레이가 높은 수준의 균일성(uniformity)을 갖는 전기적 특성이 충분한 픽셀을 제공하기 위하여 제조 공정이 일정하여야 한다. 일부 LCD 기술 및 기기의 경우에는, 목적으로 하는 기기에 대해 디스플레이 장치의 수명 주기 동안 충분한 균일성을 갖는다.
액티브 매트릭스 OLED 디스플레이의 경우에, 전압이 픽셀 내의 파워 트랜지스터의 게이트에 인가되며, 이에 의하여 OLED 픽셀에 전류가 공급된다. 게이트의 전압이 높아질수록, 전류가 높아지며 픽셀로부터의 광 방출도 커지게 된다. 균일한 픽셀을 생성하는 것은 어렵고 균일한 픽셀을 생성한다고 하더라도, 이러한 픽셀의 어레이를 포함하는 디스플레이의 수명 주기 동안 균일성을 유지하는 것이 어렵다. 제조시의 공차, 즉 허용오차(tolerances) 때문에, 트랜지스터 전류 파라미터 는 통상적으로 픽셀마다 상이하다. 또한, OLED 재료로부터 방출되는 광의 양(amount)은, OLED의 전류대 광 변환(current-to-light conversion) 효율, OLDE 재료의 수명, OLED 기반의 디스플레이에서의 각각의 픽셀이 노출되는 환경, 및 기타 요인에 따라 달라진다. 예를 들어, OLED 디스플레이의 에지 부근에 있는 픽셀은 이 디스플레이의 중심 부근의 내부에 있는 픽셀에 비해 에이징(aging)이 다를 수 있으며, 햇빛에 직접 닿는 픽셀이 그늘져 있거나 부분적으로 그늘진 부분에 있는 픽셀에 비해 그 에이징이 다를 수 있다. 발광형 디스플레이에서의 균일성의 문제를 해결하기 위하여, 최근 몇 가지 회로 구성과 방법이 이용되고 있다. 그 한가지 구성은, 파워 트랜지스터를 통해 특정의 전류가 OLED에 공급되도록 하기 위해 이미지 전류가 이용되는 픽셀에서, 이미지 전류 대신에, 전류 미러를 이용한다. 또한, 파워 트랜지스터의 임계 전압을 검사하여 그 임계 전압에 이미지 전압을 추가한 다음, 임계 전압을 감산하여, 임계 전압에서의 편차가 OLED 휘도를 변화시키지 않도록 하는 회로가 고안되어 있다. 이들 회로 구성은 제조하는 것이 복잡하고 비싸기 때문에, 만족할만한 것이라고 할 수 없다.
어떤 디스플레이에서는, 많은 수의 회색 음영(gray shade)이 하나의 회색 음영보다 더 많은 균일성을 필요로 한다. 예를 들어, 백 개의 회색 음영은 백 개의 휘도 레벨을 이용하기 위하여 1%의 디스플레이 균일성을 필요로 한다. 천 개의 그레이 레벨의 경우에는 0.1%의 휘도 균일성이 바람직하다. 대량 생산 공정 중 박막(thin film) 부위에서 0.1%의 균일성을 유지하는 것은, 그것이 불가능하지 않다고 하더라도, 매우 어렵기 때문에, 디스플레이에 대해 균일성을 강제로 갖게 하기 위 한 수단이 필요하다.
이를 위한 종래의 방법으로서, 소정의 광 피드백 회로를 이용하는 것이 있다. 이 회로는 광 다이오드 또는 광 트랜지스터로부터 특정 타입의 피드백을 제공하여, 픽셀의 광 방출의 실제 휘도에 대한 데이터를 제공하고, 축적 용량(storage capacitance)을 방전시키는 피드백 데이터를 이용하여, 파워 트랜지스터를 셧다운시키게 된다. 이를 위해서는, 각각의 픽셀에 배치되는 광 다이오드뿐만 아니라 광 다이오드에 의해 공급되는 데이터에 대응하는 수단이 필요하다. 각각의 픽셀은 방전 회로를 구비하여야 한다. 이에 따라, 각각의 픽셀은 매우 복잡한 회로를 포함하게 된다. 또한, 광 다이오드를 자체적으로 포함하는 회로는 모두 불균일성을 제공하는 변수를 이용한다. 이러한 방법에서는, 밝은 픽셀(bright pixel)은 더 빨리 셧다운되고 어두운 픽셀(dim pixel)은 더 오랫동안 유지되어 균일성을 갖지만, 정확한 휘도 레벨을 기준으로서 측정되거나 이용되는 휘도 레벨은 정확하지 않다.
다른 방법으로서, 평형 휘도(equilibrium brightness)에 도달하는 픽셀에 의존하는 광 다이오드에 차단용 트랜지스터(blocking transistor)를 추가한 것이 있는데, 여기서 평형 휘도는 픽셀 휘도, 광 다이오드의 광 응답(optical response), 및 이미지 라인의 기록 시간 동안 파워 트랜지스터에 의해 공급되는 전류를 결정하는 모든 파라미터에 의해 결정된다. 그러나, 평형 휘도는 상기 언급한 모든 파라미터에 의해 결정되며, 이들 파라미터는 픽셀마다 상이할 수 있다. 따라서, 의도한 정정(correction)은 픽셀 특정에 적합하지 않고 시간의 경과에 따라 각 픽셀에 대한 변화를 고려하지 못한다. 다른 문제점은 특정의 피드백 회로와 방법이 시스 템이 발진하도록 설정할 수 있으며, 이러한 발진(oscillation)은 라인 기록 시간 내에 감소되지 않으면, 기록 시간 종료의 시점에서 실제의 휘도와 전압이 결정되지 못한 상태가 된다.
패시브 디스플레이(passive display: 수광형 디스플레이 또는 non-emissive display라고도 함)는 한번에 하나의 라인을 처리하기 때문에, 라인은 어드레스 시간 동안에만 온 상태가 된다. 예를 들어, 디스플레이에 50개의 라인이 있으며 초당 60 프레임을 처리한다면, 어드레스 시간은 1/(60*50) = 333 마이크로 초(microseconds)가 된다. 대부분의 패시브 디스플레이는 2개 레벨의 계조(온 및 오프, 백색 또는 흑색)만을 갖는다. 패시브 디스플레이에서, 라인은 한번에 하나씩 스캔된다. 따라서, 50개의 라인을 갖는 패시브 디스플레이의 경우 초당 60개의 프레임이 스캔되기 때문에, 333 마이크로 초 동안만 온으로 된다. 스캔 속도가 높기 때문에, 라인 깜박임을 눈으로는 감지할 수 없지만, 프레임의 처리 기간 동안 평균 광 방출은 인지한다. 이것은 디스플레이가 인지된 특정의 휘도, 예컨대 100 cd/m2을 갖기 위한 것이며, 평균 휘도는 라인의 수만큼 배가되어야 한다는 것을 의미한다. 따라서, 50개의 라인을 갖는 디스플레이에서의 일시적인 라인 휘도는 5000 cd/m2이다. 이를 위하여, 디스플레이 픽셀에서 매우 높은 일시적인 전류 레벨을 필요로 하며, 이에 의하여, I2x 임피던스 법칙에 따라 픽셀 열화가 가속화되고 전류 소비가 많아지게 된다. 전력 소비가 많고 픽셀 열화가 가속화됨에 따라, 불균일성이 급격히 높아지게 된다.
또한, 통상적인 패시브 매트릭스 디스플레이에서, 열십자 모양의 와이어는 각각의 픽셀 소자의 어드레싱 처리에 따라 달라진다. 일반적인 설계에서는 제조 공정 동안 적어도 2개의 금속층을 필요로 하고, 2개의 마스크 처리된 사진평판(masked photolithographic) 단계를 필요로 한다. 각각의 사진평판 단계는 시간과 비용이 많이 드는 과정이다.
이에 따라, 디스플레이를 안정하게 하면서 광 다이오드에서의 편차 또는 그외 다른 회로 파라미터에 의해 영향을 받지 않는 장치, 시스템 및 방법이 요구된다. 본 발명의 장치, 시스템, 및 방법에서는, 시스템이 발진되지 않도록 하는 것이 바람직하고, 디스플레이의 수명 주기 동안 완전한 범위의 휘도를 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 패시브 매트릭스 디스플레이는 픽셀의 어드레스 처리를 위해 단일의 금속층만을 필요로 하는 것이 요구된다.
본 발명의 특징으로서, 미리 정해진 발광 레벨을 달성하기 위하여 발광을 제어하는 방법이 제공된다. 픽셀로부터의 발광은 픽셀 구동기(pixel driver)를 이용하여 변경된다. 픽셀로부터의 발광은 센서에서 수신된다. 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값은 수신된 발광에 따라 획득된다. 이 측정된 값은 픽셀 구동기에 제공되며, 광원으로부터의 일정한 발광을 미리 정해진 발광 레벨로 유지하기 위하여 픽셀에 대해 제어 신호가 생성된다. 측정된 값은 측정 가능한 센서 파라미터의 기준값에 비교될 수 있으며, 이 비교값은 미리 정해진 발광 레벨을 나타낸다. 센서는 기준값을 결정하기 위하여 보정될 수 있다. 일부 실시예에서는, 발광을 제어하는데 이용하기 위한 조사 테이블(look-up table)에 복수 개의 기준값이 저장된다.
본 발명의 다른 특징으로서, 제어 가능한 픽셀 시스템이 제공된다. 측정 가능한 센서 파라미터를 갖는 센서가 픽셀로부터 방출되는 방사선의 적어도 일부를 수신하기 위하여 배치된다. 픽셀 구동기는 픽셀에 접속되며, 픽셀 구동기는 픽셀로부터의 발광을 변경하기 위하여 구동 신호를 픽셀에 제공하도록 동작한다. 픽셀 구동기와 센서에 제어부가 접속되며, 이 제어부는 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값에 기초하여, 미리 정해진 광 방출 레벨이 획득되는지를 판정하고, 발광을 미리 정해진 발광 레벨로 일정하게 유지하기 위하여 픽셀 구동기에 대한 제어 신호를 생성한다.
본 발명의 특징에 의하면, 액티브 매트릭스 디스플레이에 있는 픽셀의 어레이를 미리 정해진 발광 레벨로 제어하는 방법이 제공된다. 픽셀은 복수 개의 수평열 및 복수 개의 수직열로 배치되며, 각각의 픽셀은 액티브 매트릭스 소자를 갖는다. 본 방법은 측정 가능한 센서 파라미터를 각각 갖는 복수 개의 센서와 하나 이상의 픽셀 구동기를 이용한다. 발광은 픽셀 구동기와 픽셀 내의 액티브 매트릭스 소자를 이용하여 제1 수평열에 있는 복수 개의 픽셀로부터 변경된다. 발광은 픽셀로부터 센서에 수신되며, 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값은 수신된 발광에 따라 획득된다. 복수 개의 픽셀의 각각에 대하여, 광원으로부터의 발광을 미리 정해진 발광 레벨로 일정하게 유지하기 위하여 제어 신호가 생성된다.
본 발명의 특징에 의하면, 발광을, 패시브 매트릭스 디스플레이에서 미리 정해진 발광 레벨로 제어하는 방법이 제공된다. 제1 수평열에 있는 복수 개의 픽셀로부터의 발광은 수직열의 픽셀 구동기를 이용하여 변경된다. 제1 수평열에 있는 복수 개의 픽셀로부터의 발광은 복수 개의 센서의 각각의 측정 가능한 센서 파라미터의 실제 값을 모니터링함으로써 모니터링되며, 이들 복수 개의 센서의 각각은 제1 수평열에 있는 복수 개의 픽셀 중 하나로부터의 발광의 적어도 일부를 수신하도록 배치된다. 제1 수평열에 있는 복수 개의 픽셀의 각각의 측정 가능한 센서 파라미터의 실제 값은 픽셀 구동기에 제공된다. 발광을 미리 정해진 발광 레벨로 일정하게 유지하기 위하여 제1 수평열에 있는 복수 개의 픽셀에 대해 제어 신호가 생성된다.
본 발명의 다른 특징으로서, 패시브 매트릭스 디스플레이를 제어하는 장치가 제공된다. 복수 개의 수평열과 복수 개의 수직열로 정렬된 센서 어레이가 제공되며, 각각의 센서는 측정 가능한 센서 파라미터를 가지며, 적어도 하나의 픽셀로부터 방출되는 방사선의 적어도 일부를 수신하도록 배치된다. 수평열 선택기는 센서 어레이에 접속되며 디스플레이에 접속 가능하다. 수평열 선택기는 복수 개의 수평열 중에서 적어도 하나를 선택하도록 동작한다. 복수 개의 비교기는 공통의 수직열레 위치한 복수 개의 센서에 각각 접속되며, 선택된 수평열에 있는 픽셀에 대한 측정 가능한 센서 파라미터의 목표값을 나타내는 기준 신호가 제공되고, 비교기는 센서 파라미터의 측정된 값과 기준 신호를 비교하고, 제어 신호를 생성하도록 동작한다. 복수 개의 픽셀 구동기는 각각 공통의 수직열에 위치한 픽셀에 접속되며, 복수 개의 픽셀 구동기의 각각은 복수 개의 비교기 중 선택된 비교기에 접속되고, 제어 신호를 수신하여, 픽셀로부터 방출되는 방사선의 양을 유지하도록 동작한다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 센서와 복수 개의 접촉 재료를 이용하여 다크 실드(dark shield)를 배치하는 방법이 제공된다. 이 다크 실드는 제1 면과 이에 대향하는 제2 면을 갖는 투명 기판의 제1 면상에 형성된다. 이 다크 실드의 위에 절연 재료가 형성된다. 센서를 위한 재료는 절연 재료와 광원 실드의 위에 증착된다. 전기적 접촉을 위한 재료는 센서를 위한 재료의 위에 증착된다. 기판은 전기적 접촉을 위한 재료의 위에 음성(negative) 감광제(포토레지스트)를 이용하여 코팅된다. 이 음성 감광제는 투명 기판을 통해 광이 통과하도록 배치된 광원에 노출됨으로써, 광의 일부분이 다크 실드에 의해 차단되어 현상된다. 전기적 접촉을 위한 재료는 현상된 음성 감광제를 통해 에칭됨으로써, 센서를 위한 재료의 위에 복수 개의 전기적 연결부가 형성되고, 이 복수 개의 전기적 연결부는 다크 실드와 함께 정렬된다. 이에 의하여, 센서 어레이에의 접속을 위한 단일의 금속층만을 필요로 하는 패시브 매트릭스 디스플레이가 제공될 수 있다. 크롬이나 알루미늄 등의 불투명한 도전성 재료를 이용하는 경우에, 센서 재료를 다크 실드의 형상으로 형성하기 위하여, 경화된 감광제를 다크 실드의 위에 위치시키도록 하는 후면 음성 감광제 노출을 이용하는 방법이 제공된다. 이어서, 금속층이 공지된 방법을 이용하여 증착되고 형성된다.
수직열에 있는 센서가 금속의 평행 라인에 의해 접속되는 방법이 추가로 제공되는데, 여기서 센서는 접촉용 도전 라인들 사이의 사다리형 모양의 "가로대"(rungs)를 형성한다. 따라서, 직교하는 접속용 도전 라인에서는 2개의 금속층이 아니라 단 하나의 금속층만이 필요하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 장치를 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명의 실시에에 따라, 도 1의 장치를 구현하는 예를 나타내는 개략도.
도 3A는 본 발명에 실시예에 따라 액티브 어드레스 지정 디스플레이를 나타내는 개략도.
도 3B는 본 발명의 실시예에 따라 기준 신호를 제공하는 구성요소를 포함하는 액티브 어드레스 지정 디스플레이를 나타내는 개략도.
도 3C는 본 발명의 실시예에 따라 주기적인 보정을 이용하기 위한 액티브 어드레스 지정 디스플레이를 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 센서의 어레이를 나타내는 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 패시브 어드레스 지정 디스플레이를 나타내는 개략도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 패시브 어드레스 지정 디스플레이를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 도 6에 도시된 디스플레이 실시예 중에서 4개의 픽셀을 위에서 본 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 도 7의 "A"로 표시된 부분의 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
본 발명의 실시예는 픽셀로부터의 광 방출(발광)을 제어하기 위한 시스템, 방법, 회로, 및 장치를 제공한다. 발광원(emission source)은, 공급되는 전압에 따라 광을 방사(radiation)하는 것이면 본 기술분야에서 공지된 일반적으로 어떠한 방출원이라도 가능하다. 이러한 방출원에는 발광 다이오드, 백색 유기 발광 다이오드를 갖는 임의의 파장에서의 유기 발광 다이오드가 포함된다. LCD 디스플레이 등의 일부 실시예에서, 광원은 백라이트이며, 픽셀로부터의 광 방출은 백라이트로부터 픽셀을 통과하는 광의 양을 변화시킴으로써 제어된다. 전계 발광 셀, 무기 발광 다이오드, 진공 형광 디스플레이, 전계 방출 디스플레이, 및 플라즈마 디스플레이를 포함하는 다른 광원이 이용될 수 있다. 방사(조명)원이 그래픽, 이미지, 텍스트, 또는 주로 가시 파장(일반적으로 대략 400-700 나노미터)을 보는 사용자를 위한 정보를 디스플레이하기 위한 것이지만, 본 발명은 더 짧은 파장과 더 긴 파장, 예컨대 자외선 및 적외선(다만, 이에 한정되는 것은 아님)에도 잘 적용된다는 것을 이해할 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 픽셀(100)로부터 방출되는 광이 센서(11)에 의해 수신된다. 이 센서(11)는 픽셀(100)로부터의 방사선을 수신하기에 적합한 것이면 어떠한 센서라도 가능하다. 이 센서(11)는 감광성 저항기(photo-sensitive resistor)가 될 수도 있다. 광 다이오드 및/또는 광 트랜지스터를 포함하는 그외 다른 방사선 감지 또는 광 감지용 센서가 사용될 수 있다. 다만, 상기 언급한 것 에 한정되는 것은 아니다. 이 센서(11)는 하나 이상의 측정 가능한 파라미터를 가지며, 이 측정 가능한 파리미터의 값은 픽셀(100)로부터 광의 방출을 나타낸다. 예를 들어, 센서(11)는 저항값이 입사되는 방사선 레벨에 따라 변화하는 감광성(感光性) 저항기가 될 수 있다. 감광성 저항기를 형성하는데 방사선 재료 또는 광학적으로 반응하는 재료가 이용되며, 이러한 재료는 재료의 표면상에 닿거나 침범하는 방사선의 세기(가시광의 세기 또는 휘도 등)에 따라 하나 이상의 전기적 특성을 변화시키는 것이면 어떠한 재료라도 가능하다. 이러한 재료는 비정질(非晶質)[amorphous: 비결정(非結晶) 이라고도 함] 실리콘(규소)(a-Si), 카드뮴 셀레나이드(CdSe), 실리콘(Si), 및 셀레늄(Se) 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
센서(11)는 제어부(13)에 접속되고, 제어부(13)는 픽셀(100)이 동작하는 동안 센서의 측정 가능한 파라미터의 값을 수신하거나 결정한다. 제어부(13)에는 목표값(16)이 제공되며, 제어부는 이 목표값(16)을 센서의 측정 가능한 파라미터와 비교한다. 제어부(13)는 이러한 비교에 기초하여 제어 신호를 생성하고, 픽셀(100)로부터의 광의 방출에 영향을 준다. 이 제어부(13)는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현된다. 일실시예에서, 제어부(13)는 전압 비교기로 구현된다. 그외 다른 비교 회로 또는 소프트웨어가 사용될 수도 있다.
목표값(16)은 픽셀(100)의 희망하는 방출값을 나타내는 것으로서, 센서의 측정 가능한 파라미터와 비교하기에 적합한 것이라면, 전류값, 전압값, 용량값, 또는 저항값을 포함하는 어떠한 형태도 가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(13)는 픽셀 구동기(12)에 접속된다. 이 픽셀 구동기(12)는 픽셀(100)로부터의 발광을 판정하기 위하여 픽셀(100)용의 구동 신호를 생성하도록 동작한다. 픽셀 구동기(12)는 픽셀(100)에 구동 신호를 제공하는데 적합한 것이라면, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합을 포함하는 어떠한 것으로도 구현 가능하다. 일부 실시예에서의 픽셀 구동기(12)는 픽셀(100) 영역의 외부에 배치된다. 즉, 픽셀(100)은 디스플레이 기판상에 형성될 수 있는데, 이에 대하여는 나중에 설명한다. 픽셀 구동기(12)는 디스플레이 영역의 외부에 배치되는 것이 바람직하다. 픽셀 구동기(12)는 디스플레이 기판에 통합될 수 있거나, 디스플레이 기판과 별도로 구성될 수도 있다. 일부 실시예에서, 픽셀 구동기(12)의 일부는 픽셀(100) 내에 포함되어 있다. 본 발명의 실시예는 픽셀(100)로부터의 발광과 관련하여 센서로부터 픽셀 구동기(12)에 대한 결합 정보를 제공한다.
일실시예에서, 픽셀 구동기(12)는 센서의 측정 가능한 파라미터가 목표값(16)에 도달하였다는 것을 나타낼 때까지, 픽셀(100)로부터의 발광을 변화시킨다. 이것은 그 값들이 확실성이 특정된 정도 내에 부합된다는 것 또는 그 값들이 몇 개의 미리 정해진 관련성을 획득했다는 것을 나타낼 수 있다. 제어부(13)는 제어 신호를 픽셀 구동기(12)에 제공하여, 발광의 변화를 중단시키고, 발광의 레벨을 유지한다. 따라서, 픽셀(100)에서의 변화는, 제어부(13)가 센서(11)의 측정 가능한 파라미터에 대한 비교에 기초한다는 것으로 고려된다.
일부 실시예에서, 센서(11)에서의 변화는 임의 선택적이 될 수 있지만, 광 방출 제어부(13)와 목표값(16)에 접속된 보정 테이블(17)의 사용을 감안하는 것이 바람직하다. 센서(11)는, 측정 가능한 파라미터의 하나 이상의 값이 미리 정해진 광 세기 레벨에 대해 알 수 있도록 보정된다. 따라서, 센서(11)가 감광성 저항기인 실시예에서, 센서의 저항값은 하나 이상의 관련된 광 레벨에서 결정된다. 보정 과정에 대해서는 나중에 설명한다. 보정된 값(17)은 메모리 또는 그외 다른 기억 장치 내의 조사 테이블 또는 다른 포맷으로 저장될 수 있다. 목표값(16)은 보정 테이블(17)에 제공되며, 보정된 값은 제어부(13)에 제공되어, 센서(11)의 측정 가능한 파라미터와 비교된다.
이러한 비교에 기초하여, 제어부(13)는 픽셀(100)의 발광을 변화시키는 픽셀 구동기(12)에 제어 신호를 제공한다. 이에 의하여, 픽셀(100)의 발광은, 센서(11)의 이미 알고 있는 목표값 또는 보정값에 기초하여, 특정의 방출 또는 휘도 레벨로 제어된다. 센서(11)의 제조 또는 동작에서의 변화는 센서의 보정 처리 과정 동안 생길 수 있다. 이에 대해서는 나중에 추가로 설명한다. 픽셀(100) 내에서의 광원 또는 방사원(10)의 동작은, 방사 출력이 모니터링되어, 측정된 센서 츨력의 목표값에 기초한 레벨을 유지하도록 제어된다.
본 발명에 따른 장치의 구성요소가 도 1에 도시되어 있지만, 도시된 구성요소는 다양한 방식으로 구현될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 장치의 일례를 나타낸다. 도 2에 도시된 실시예에서, 픽셀(100)은 센서(11)를 조명하도록 위치한 광원(10)을 포함한다. 센서(11)는 도 2에 도시된 바와 같이 감광성 저항기이지만, 감광성 다이오드 또는 트랜지스터도 될 수 있으며, 도 2에 도시된 것과 같이, 다른 저항(25)을 포함하는 분압기(voltage divider)(20) 내에 구현될 수 있다. 이에 따라, 노드(26)에서의 전압은 방사원(10)의 휘도 레벨이 변화함에 따라 변경된다. 제어부(13)는 노드(26)에 결합된 전압 비교기와 노드(36)에서의 목표값(16)으로서 구현된다. 목표값(16)은 단순히 하나의 목표값 또는 상기 설명한 바와 같이 보정 테이블에 의해 조정되는 목표값이 될 수 있다. 목표값(16)은 메모리 또는 조사 테이블에 의해 제공될 수 있으며, 전압 비교기(14)의 노드(36)에 제공될 수 있다. 광원(10)에는 파워 트랜지스터(21)가 연결된다. 파워 트랜지스터(21)는 광원(10)을 통해 전류를 조절한다. 파워 트랜지스터(21)의 게이트는 데이터 트랜지스터(22)에 접속된다. 데이터 트랜지스터(22)는 픽셀 구동기(12)의 일부를 형성한다. 데이터 트랜지스터(22)의 게이트는 전압 비교기(14)의 출력에 접속된다.
도 2에 도시된 실시예에서, 전압 비교기(14)는 제1 신호를 데이터 트랜지스터(22)에 출력하도록 구성되며, 이에 의하여 노드(26)에서의 전위가 노드(36)에서의 전위보다 낮은 경우에, 데이터 트랜지스터(22)를 턴온(도통)시킨다. 전압 비교기(14)는 제2 신호를 데이터 트랜지스터(22)에 출력하도록 구성되며, 이에 의하여 노드(26)에서의 전위가 노드(36)에서의 전위와 동일하거나 큰 경우에, 데이터 트랜지스터(22)를 턴오프시킨다. 전압 램프(voltage ramp: 전압 경사 또는 경사 전압이라고도 함) 등과 같이 계속해서 변화하는 전압이 노드(28)에 인가됨에 따라, 발광 다이오드(10)를 통과하는 전류는 빠르게 상승, 즉 램프업(ramp-up)되고, 발광 다이오드(10)로부터의 방출과 센서(11)에 입사하는 방사선이 증가되며, 노드(26)에서의 전압이 변경된다. 발광 다이오드(10)의 방출이 희망하는 값에 도달하게 되 면, 노드(26)에서의 전압은 노드(36)에서의 전압과 동일하게 되며, 전압 비교기(14)는 제2 신호를 데이터 트랜지스터(22)에 출력하여, 데이터 트랜지스터(22)를 턴오프시키고, 발광 다이오드(10)를 통과하는 전류가 증가하는 것을 중단시키게 된다. 스토리지 커패시터(32)는 파워 트랜지스터(21)의 게이트에 걸리는 전압을 축적하고, 방출 레벨을 희망하는 휘도 레벨로 유지한다.
이에 의하면, 광원(10)으로부터의 방출을 변화시키고, 센서의 측정된 파라미터가 목표 방출 레벨을 획득하였다는 것을 나타낼 때 발광의 변화(변경)를 정지시킴으로써 일반적으로 제어가 이루어진다. 발광은 시간 경과에 따라 임의의 방법으로 변화될 수 있다. 이러한 방법에는, 예를 들어 램프를 증가 또는 감소시키는 것, 사인파 변화, 구형파 변화, 스텝의 증가 또는 감소, 또는 시간 경과에 따른 그외 다른 임의의 변화가 포함된다. 일부 실시예에서, 발광은 광원을 한번 또는 여러 번 턴온 및 턴오프시킴으로써 변화된다. 램프 전압(선형 또는 비선형)을 이용하는 실시예는 적절하게 구현되며, 일부 실시예에서 램프 전압은 구형파 전압(스텝 전압)을 공급함으로써 생성될 수 있으며, 여기서 전압 램프는 파워 트랜지스터(TFT)의 게이트 용량 및 스토리지 커패시터에 연결된 픽셀 회로의 기생 용량 및 저항에 기인한 상승 시간(rise time)에 의해 생긴다.
이러한 변화는 목표로 하는 방출 레벨에 도달했다는 것을 센서의 측정 가능한 파라미터의 값이 나타낼 때 중단된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예는, 피드백 회로를 이용하는 종래의 시스템에서의 경우와 마찬가지로, 특정의 회로 루프 이득에 의존하는 설정 시간(settling time)을 갖지 않는 시스템을 이용하는 광원을 제 어한다.
본 발명의 실시예에 따라 광원을 안정화시키는 방법 및 장치는 전자 디스플레이에서 하나 또는 복수 개의 광원을 제어 또는 안정화하는데 유효하게 이용될 수 있다. 이러한 기술에서는, 픽셀의 휘도를 제어하기 위해 전압 또는 전류를 이용하는 어떤 타입의 디스플레이라도 이용될 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 다이오드 등을 포함하는 하나의 발광 다이오드 또는 발광 다이오드의 어레이가 본 발명의 실시예에 따라 제어될 수 있으며, 여기서 각각의 발광 다이오드는 디스플레이에서의 픽셀에 대한 광원을 나타낸다. 발광 다이오드의 제어된 어레이의 일실시예가 도 3A에 도시되어 있다. 도 3A의 실시예는 일례이지만, 당업자라면 기술한 제어 메커니즘을 얻기 위하여 그외의 다른 설계 구성이 이용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 도 3A에 도시된 실시예는 액티브 어드레스 지정 가능한 발광 다이오드를 나타낸다. 센서(11)의 어레이는, 유기 발광 다이오드(OLED)(10)의 어레이 또는 그외 다른 발광 소자, 또는 상기 언급한 것과 같은 임의의 다른 광원으로부터 방사선을 획득하도록 배치된다. 액티브 매트릭스(AM) 픽셀 트랜지스터(30, 31) 및 스토리지 커패시터(32)의 어레이는 광원(10)에 접속됨으로써, 한 쌍의 액티브 매트릭스 픽셀 트랜지스터(30, 32)가 스토리지 커패시터(32)와 함께 각각의 광원(10)을 구동시키게 된다.
광원(10)은 도 3A에 도시된 어레이 형태로 배치되는데, 수직열은 1, 2, ..., x로 나타내고, 수평열은 1, 2, ..., y로 나타내고 있다. 각각의 수평열에 동일한 개수의 광원이 있고 각각의 수직열에 동일한 개수의 광원이 있는 직교하는 수평열 및 수직열 배치가 도 3A에 도시되어 있지만, 이러한 광원의 어레이는 다른 실시예에서는 다른 순서로 배치될 수 있다. 수평열 및 수직열의 개수는 임의의 수가 가능하며, 일부 실시예에서 수평열과 수직열은 동일한 개수의 광원을 포함하지 않을 수 있으며, 일부 실시예에서 수평열과 수직열은 수직으로 되지 않거나 직선상에 놓이지 않을 수도 있다. 일부 실시예에서는 단일의 수평열과 단일의 수평열이 있을 수 있으며, 또는 모든 수평열 및 수직열이 픽셀을 포함하지 않은(몇 개의 수평열 및 수직열만 픽셀을 포함하는) 어레이가 드문드문하게 배치될 수 있다. 어레이가 아닌 구성도 구현될 수 있다.
복수 개의 센서(11)가 전압 비교기(14)에 접속된다. 도 3A에 도시된 바와 같이, 하나의 전압 비교기(14)가 단일의 수직 열(1, 2, ..., x로 표시됨)에 있는 모든 센서(11)에 연결되어 있다. 일부 실시예에서, 하나의 수직열에 있는 센서(11)에 복수 개의 전압 비교기(14)가 제공될 수 있다. 도 3A에 도시된 바와 같이, 각각의 수직열에 있는 액티브 매트릭스 픽셀 트랜지스터(31)에 전압 램프 회로(35)가 접속되어 있다. 액티브 매트릭스(AM) 소자(30, 31, 32)와 광 검출기(11)를 포함하는 각각의 광원은 전압 비교기(14)와 램프 회로(35)의 고유의 조합과 관련되어 있다. 즉, 각각의 광원(10)은 도 3A에 도시된 바와 같이, 고유의 수평열 어드레스 및 수직열 어드레스에 의해 식별된다.
센서(11)는 선형 어레이의 경우 단순한 패시브 광 저항기(optical resistor)가 될 수 있지만, 약간 많은 수의 수평열이 필요하다면, 센서들 사이에서의 누화(cross-talk)를 감소시키기 위하여 액티브 어레이로 하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 광 검출기(11)는 트랜지스터(41) 또는 그외 다른 스위치에 접속되는 감광성 저항기(40)를 포함할 수 있다. 이러한 센서 회로는 본 기술분야에서 공지된 방법에 따라 변형이 가능하다. 도 4의 박스 A 및 B는 트랜지스터(45)를 포함하는 광 저항기(11)를 구현하는 2가지 방법을 나타낸다.
광 검출기는 광 저항기 양단의 전압 등의 측정 가능한 파라미터와 입사 방사선 사이의 관련성을 판정하기 위하여 보정된다. 이에 의하여, 각각의 픽셀의 희망하는 휘도 레벨을 센서의 측정 가능한 파라미터의 값에 관련시킬 수 있다.
동작 동안, 첫 번째 수직열에 이미지 데이터가 기록된다. 수평열을 선택하는 것은, 전압 발생기(37)로부터의 전압을, 선택한 수평열에서의 박막 트랜지스터(TFT)(33)의 게이트에 인가함으로써 이루어진다. 한편, 다른 수평열에 있는 모든 TFT(33)는 오프 상태를 유지한다. 이미지 데이터는 픽셀의 희망하는 휘도를 나타내며, 희망하는 휘도를 얻기 위해 필요한 측정 가능한 센서 파라미터의 값을 나타낸다. 도 3A에 도시된 실시예에서, 이미지 데이터는 각각의 노드(36)에 접속된다. 통상적으로, 각각의 라인에 기록이 행해지게 되면, 트랜지스터(31, 33) 및 접지용 램프 전압 발생기(35)에 전압을 인가함으로써, 스토리지 커패시터(32)에 있는 기존의 전압이 먼저 소거된다. 따라서, 수평열 1에 있는 각각의 픽셀의 희망하는 휘도를 나타내는 전압 레벨은 디스플레이에서의 복수 개의 수직 열(1, 2, ..., x)에 대해 각각의 전압 비교기(14)의 핀(36)에 제공된다. 도 3A에 도시된 실시예에서, 전압 비교기(14)는, 핀(26)에 걸리는 전압이 핀(36)에 걸리는 전압보다 작게 되면, 트랜지스터(31)를 턴온시키는 전압(일례에서는 +10 볼트)을 출력하도록 구성된다. 따라서, 전압 비교기(14)는 각각의 트랜지스터(31)의 게이트에 턴온 전압을 제공한다. 전압원(37)은 트랜지스터(33)의 게이트에 턴오프 전압을 제공하고, 이에 따라 광원을 통한 방출은 시작되지 않으며, 트랜지스터(33)는 오프 상태를 유지한다.
수평열 1에 있는 광원(37)이 그 수평열 1에 있는 트랜지스터(33)의 게이트에 턴온 전압을 인가하면, 램프 전압 발생기(35)가 수평열 1에 있는 트랜지스터(33)의 드레인과 이어서 트랜지스터(31)의 드레인에 인가되는 전압을 상승(ramp)시키기 시작하고, 상기 전압은 수평열 1에 있는 스토리지 커패시터(32)와 트랜지스터(30)의 게이트에서 상승하기 시작한다. 그리고, 전압원(38)은 수평열 1에 있는 센서(11)를 포함하는 분압기에 기준 전압(예컨대, +10 볼트)을 제공한다. 이러한 설명은 이미지 데이터를 수평열 1에 기록하는 동안의 방법에 초점을 두고 있지만, 본 명세서에서 설명하고 있는 방법들을 이용하여 임의의 다른 수평열에의 기록에 대해서도 이용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
따라서, 수평열 1에 있는 파워 트랜지스터(30)의 게이트에 걸리는 전압이 램프업(ramp up: 상승)하기 시작함으로써, 수평열 1에 있는 광원(10)을 통해 전류가 흐르게 된다. 전류는 또한 수평열 1에 있는 저항기(25)와 센서(11)를 통해 흐르기 시작한다. 이에 의하여, 전압 비교기(14)의 핀(26)에 걸리는 전압이 상승한다. 광 센서(11)의 저항이 안정 상태를 유지하는 동안, 전압 비교기(14)의 핀(26)에 걸리는 데이터 전압은 안정적으로 되며, 전압 비교기(14)의 핀(36)에 걸리는 데이터 전압 이하가 된다. 그러나, OLED는 수평열 1에서의 램프 전압 발생기(35)로부터의 램프 전압에 기인한 발광을 증가시키기 때문에, 수평열 1에서의 광 검출기(11)의 저항값은 조명의 휘도에 따라 감소한다.
수평열 1에서의 광 센서(11)의 저항값이 감소하기 때문에, 전압 비교기(14)의 핀(26)에 걸리는 전압은, 저항기(25)를 통해 흐르는 높은 전류에 의해 증가한다. 수평열 1에 있는 픽셀의 휘도에 의해 핀(26)에 걸리는 전압이 결정된다. 핀(26)에 걸리는 전압이 핀(36)에 걸리는 데이터 전압과 동일한 경우, 전압 비교기(14)의 출력 전압은 트랜지스터(31)의 턴온 전압으로부터 트랜지스터(31)의 턴오프 전압으로 전환(예컨대, +10 볼트에서 -10 볼트로)된다. 이 시점에서, 수평열 1에서의 각 픽셀의 휘도는 전압 비교기(14)의 각각의 핀(36)에 걸리는 데이터 전압에 의해 결정된다.
전압 비교기(14)의 각각의 전압 출력이 턴오프 전압(일례로서, -10 볼트)으로 전환되면, 트랜지스터(21)의 게이트는 오프 상태가 되고, 램프 전압 발생기(35)는 스토리지 커패시터(32)와 파워 트랜지스터(35)의 전압을 더 이상 증가시킬 수 없기 때문에, 픽셀의 휘도가 고정된다. 모든 픽셀이 전압 비교기(25)의 핀(30)에 걸리는 데이터 전압에 의해 결정되는 휘도에 도달하는데 까지 걸리는 시간을 "라인 스캔 시간"이라고 하며, 이 시간은 초당 프레임의 개수와 라인의 개수에 의해 결정된다. 예를 들어, 초당 60개의 프레임(60 fps)의 프레임 속도인 경우, 각각의 프레임에 대해 16.7ms(밀리 초(1/1000초))가 필요하다. 수평열이 1000개가 있다면, 라인 스캔 시간은 16.7 마이크로 초(㎲)이다. 따라서, 디스플레이 회로는 일실시예에서 16.7㎲ 이내에 허용되는 최대의 휘도(최상위의 회색 음영)에 도달된다. 프 레임 속도 또는 수평열의 개수를 변경시킴으로써 회로의 속도는 늦출 수 있다. 그외 다른 속도와 정확도 간의 절충이 이루어질 수 있다.
일단 수평열 1이 완료되면, 수평열 1에서의 광원(10)은, 요구되는 게이트 전압이 파워 트랜지스터(30)에 걸리고 그것이 스토리지 커패시터(32)에 의해 유지되면서, 희망하는 휘도를 얻는다. 수평열 1에서의 전압원(37)은 수평열 1에서의 트랜지스터(33)의 게이트에 오프 전압이 걸리도록 전환된다. 이와 동시에, 수평열 1에서의 램프 전압 발생기(35)는 선택적으로 스위칭 오프(오프로 전환)되고, 전압원(38)이 오프 값으로 전환됨으로써, 수평열 1에서의 센서(11)를 턴오프시키게 된다. 이에 의하여, 트랜지스터(31)의 게이트 상태에 관계없이 수평열 1에서의 스트로지 커패시터와 게이트들에 걸리는 전압의 고정(locking)이 이루어진다. 두 번째 수평열(수평열 2)은 수평열 1과 유사한 방식으로 제어될 수 있다.
각각의 픽셀의 휘도는 이미지 데이터 전압과 연결된 접지 저항기(25) 및 광 저항기(11)의 저항값을 식별 또는 평가하는 것에 의존한다. 트랜지스터(31, 30)에서의 모든 변화는 제어에 영향을 미치지 않으며, 광원(10)의 전류 특성에 대한 광 방출 출력에서의 변화, 또는 광원(10)의 에이징 이력(aging history)에 영향을 미치지 않는다. 또한, 광 감지 회로는 주변 광 상태에 관한 정보를 제공하는데, 이 정보는 광 상태의 변경에 대한 보상을 위하여, 광원 어레이의 전체 휘도를 조절하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 광원(10)에 음영이 생기면, 음영이 생긴 광원은 어두워지며, 디스플레이의 균일한 외관을 유지하게 된다.
도 3B는 도 3A에 도시된 노드(36)에 걸리는 기준 전압을 제공하는 시스템의 실시예를 나타낸다. 아날로그/디지털(A/D) 변환기(110)에 이미지 데이터가 제공될 수 있다. 디지털 값은, 디지털 이미지 데이터에 대응하는 계조 레벨의 개수를 결정하는 선택적 계조 레벨 계산기(111)에 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 계조 레벨 계산기(111)는 필요하지 않을 수 있으며, A/D 변환기(110)의 출력은 계조 레벨을 나타낸다. 수평열 및 수직열 추적부(112)는 라인 개수와 수직열 개수를 보정 조사 테이블 어드레서(113)에 제공한다. 계조 레벨 계산기(111)는 계조 레벨을 보정 조사 테이블 어드레서(113)에 제공한다. 조사 테이블 어드레서(113)는 보정 데이터를 포함하는 보정 조사 테이블(114)에 접속된다. 어드레스가 조사 테이블(114)에 연결되면, 이 어드레스에 저장된 기준 번호가 D/A 변환기(116)에 의해 아날로그 전압으로 변환되고, 라인 버퍼(115)에 제공됨으로써, 하나 또는 복수 개의 수직열에 대해 전압 비교기의 하나 또는 복수 개의 기준 핀에 제공된다. 전압 램프 라인 선택기(120)는 각각의 수평열에서의 픽셀에 접속된다. 수평열 선택기(120)는 수평열을 선택하며, 이 선택된 수평열에 있는 픽셀에 전압 램프를 제공한다. 전압 라인 선택기(121)는 선택된 수평열에서의 센서에 전압 신호를 제공한다.
도 3B에 도시된 실시예는 디스플레이를 "실시간" 또는 연속적으로 제어하는 동안 이용될 수 있으며, 이미지 데이터가 픽셀에 공급되고, 픽셀의 휘도는 이미지 데이터 값으로 연속적으로 제어된다. 일부 실시예에서는, 픽셀 휘도 레벨의 갱신을 주기적으로 또는 이산적으로만 제공하도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 주기적인 갱신 시스템에서, 조사 테이블로부터의 이미지 데이터는 데이터 트랜지스터의 채널을 통해 파워 트랜지스터의 게이트에 직접 제공된다. 픽셀에 신호를 보내고 파워 트랜지스터에 공급되는 신호를 조정하기 위하여, 디스플레이는 비교기를 이용하여 주기적으로 스캔된다.
주기적으로 갱신 또는 제어될 수 있는 제어 가능한 디스플레이의 실시예가 도 3C에 도시되어 있다. 각각의 픽셀에 인가되는 구동 신호는 조사 테이블(125)에 저장된다. 구동 신호는 라인 버퍼(128)와 수평열 선택기(130)를 이용하는 동작 동안 각각의 픽셀에 공급된다. 수평열 선택기(130)는 수평열을 선택하고, 선택된 수평열에 있는 픽셀에 대한 구동 신호가 라인 버퍼(128)로부터 제공된다. 조사 테이블(125)에 기억된 초기값은 일반적으로 임의의 적절한 방법을 이용하여 결정될 수 있다. 디스플레이의 동작 동안, 일반적으로 임의의 주기, 즉 한번을 포함하여 주기적으로 또는 랜덤하게 보정이 이루어질 수 있다. 보정 단계 동안, 보정 데이터는, 조사 테이블(126)에 의해 공급되며, 도 3B와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이, 라인 버퍼(115)를 이용하여 전압 비교기(14)에 제공된다. 수평열 선택기(120)는 램프(ramp) 등의 가변 신호를 선택된 수평열 뿐만 아니라 보정 트랜지스터(131)에 출력한다. 앞서 설명한 바와 같이, 전압 비교기(14)는 가변 신호를 중단시키고, 픽셀의 방출이 전압 비교기에 공급되는 보정 레벨에 도달되면 일정한 방출을 유지한다. 도 3C에 도시된 실시예에서, 일정한 방출 동안의 구동 신호의 값은 보정 트랜지스터(131) 및 커패시터(132)를 통해 라인 버퍼(127)에 저장된다. 디스플레이의 계속되는 동작 동안, 보정된 이미지 데이터가 라인 버퍼(127)로부터 조사 테이블(125)로 전달된다. 보정 과정은 임의의 빈도로, 또는 랜덤하게, 예컨대 1시간에 한번, 하루에 한번, 1년에 한번, 소유자마다 한번씩, 환경 또는 애플리케이션마다 한번씩 이루어질 수 있다. 이와 다르게, 보정 과정은 디스플레이의 관리자 또는 사용자의 명령에 의해 이루어질 수도 있다.
도 3C에 도시된 디스플레이의 실시예는 집적이 가능하다. 즉, 디스플레이의 동작 동안 또는 보정 단계 동안 이용되는 구성요소를 통합시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 보정 동안 이용되는 구성요소[예컨대, 비교기(14), 수평열 선택기(120), 보정 트랜지스터(131), 및/또는 라인 버퍼(127, 115)]는 보정 모드 동안에만 픽셀과 통신이 가능하며, 보정이 이루어지고 있지 않을 때는 픽셀에 접속되지 않는다. 보정용 구성요소는, 예컨대 하나 또는 복수 개의 추가의 집적 회로에 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 패시브 어드레스 지정(passively addressed) 발광 다이오드 어레이의 실시예를 나타낸다. 센서(11)의 어레이는 유기 발광 다이오드(OLED)(10)의 어레이, 또는 다른 유기 발광 소자, 또는 앞서 설명한 것과 같은 임의의 다른 광원으로부터의 방사선을 취득하도록 배치된다. 광원(10)은 도 5에 도시된 어레이 포맷으로 배치되며, 여기서 수직열은 1, 2, ..., x로 나타내고 수평열은 1, 2, ..., y로 나타내고 있다. 각각의 수평열에 동일한 개수의 광원이 있고 각각의 수직열에 동일한 개수의 광원이 있는 직교하는 수평열 및 수직열 배치가 도 3A에 도시되어 있지만, 이러한 광원의 어레이는 다른 실시예에서는 다른 순서로 배치될 수 있다. 수평열 및 수직열의 개수는 임의의 수가 가능하며, 일부 실시예에서 수평열과 수직열은 동일한 개수의 광원을 포함하지 않을 수 있으며, 일부 실시예에서 수평열과 수직열은 수직으로 되지 않거나 직선상에 놓이 지 않을 수도 있다. 일부 실시예에서는 단일의 수평열과 단일의 수평열이 있을 수 있으며, 또는 모든 수평열 및 수직열이 픽셀을 포함하지 않은(몇 개의 수평열 및 수직열만 픽셀을 포함하는) 어레이가 드문드문하게 배치될 수 있다.
복수 개의 센서(11)가 전압 비교기(14)에 접속된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 전압 비교기(14)가 수직열(1, 2, ..., x) 중 하나에 있는 모든 센서(11)에 접속된다. 일부 실시예에서는, 하나의 수직열에 있는 센서(11)에 대해 복수 개의 전압 비교기(14)가 제공될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 수직열에 대하여, 비교기(14)에 파워 트랜지스터(30), 어드레싱 트랜지스터(31), 및 스토리지 커패시터(32)가 접속되어 있다. 접지 선택기(48)는 수평열에서 광 다이오드(10)와 접속된다. 접지 선택기(48)는 필요할 때에 다이오드를 접지시킨다. 전압 발생기(38)는 각각의 수평열에 하나씩 제공되며, 수평열에서 광 센서(11)에 접속된다. 전압 발생기(38)는 수평열에 있는 광 저항기에 전압을 공급한다.
각각의 광원 및 광 검출기(11)는 전압 비교기(14), 접지 선택기(48), 및 전압원(38)의 고유한 조합과 관련된다. 즉, 각각의 광원(10)은 도 5에 도시된 바와 같이 고유의 수평열 어드레스 및 수직열 어드레스에 의해 식별된다. 광 검출기는 광 저항기 양단의 전압 등의 측정 가능한 파라미터와 입사 방사선 사이의 관련성을 판정하기 위하여 보정된다. 이에 의하여, 각각의 픽셀의 희망하는 휘도 레벨이 센서의 측정 가능한 파라미터의 값에 관련시킬 수 있다.
동작 동안, 첫 번째 수직열에 이미지 데이터가 기록된다. 이미지 데이터는, 픽셀의 희망하는 휘도를 나타내며, 그 희망하는 휘도를 획득하기 위해 필요한 측정 가능한 센서 파라미터의 값을 나타낸다. 도 5에 도시된 실시예에서, 이미지 데이터는 각각의 노드(36)에 접속된다. 통상적으로, 각각의 라인에 기록이 행해지게 되면, 전압 발생기(50)에 의해 트랜지스터(49)의 게이트, 그리고 접지 커패시터(32)에 전압을 인가함으로써, 스토리지 커패시터(32)에 있는 기존의 전압이 먼저 소거된다. 따라서, 수평열 1에 있는 각각의 픽셀의 희망하는 휘도를 나타내는 전압 레벨은 디스플레이에서의 복수 개의 수직 열(1, 2, ..., x)에 대해 각각의 전압 비교기(14)의 핀(36)에 제공된다. 도 5에 도시된 실시예에서, 전압 비교기(14)는, 핀(26)에 걸리는 전압이 핀(36)에 걸리는 전압보다 작게 되면, 트랜지스터(31)를 턴온시키는 전압(일례에서는 +10 볼트)을 출력하도록 구성된다. 따라서, 전압 비교기(14)는 각각의 트랜지스터(31)의 게이트에 턴온 전압을 제공한다. 전압원(37)은 트랜지스터(33)의 게이트에 턴오프 전압을 제공하고, 이에 따라 광원을 통한 방출은 시작되지 않으며, 트랜지스터(33)는 오프 상태를 유지한다.
전압원(37)이 트랜지스터(33)의 게이트에 턴온 전압을 인가하면, 램프 전압 발생기(35)가 트랜지스터(33)의 드레인과 이어서 트랜지스터(31)의 드레인에 인가되는 전압을 상승(ramp)시키기 시작하고, 상기 전압은 스토리지 커패시터(32)와 트랜지스터(30)의 게이트에서 상승하기 시작한다.
전압원(38)은 선택된 수평열에 있는 광 센서(11)에 전압을 인가하고, 접지 스위치(48)는 선택된 수평열에 있는 광 다이오드를 접지시킨다. 따라서, 선택된 수평열에 있는 광 다이오드는 광을 방출하기 시작하고, 다른 수평열에 있는 광 다이오드는 광을 방출하지 않을 수 있다. 본 설명은 이미지 데이터를 수평열 1에 기 록하는 동안의 방법에 초점을 두고 있지만, 본 명세서에서 설명하고 있는 방법들을 이용하여 임의의 다른 수평열에의 기록이 가능하고 또는 임의의 다른 수평열이 선택될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
이에 따라, 선택된 수평열에서 발광 다이오드가 광을 방출함에 따라, 전류가 선택된 수평열에 있는 센서(11)를 통해 흐르기 시작한다. 이에 의하여, 전압 비교기(14)의 핀(26)에 걸리는 전압이 상승한다. 광 센서(11)의 저항이 안정 상태를 유지하는 동안, 전압 비교기(14)의 핀(26)에 걸리는 데이터 전압은 안정적이며, 전압 비교기(14)의 핀(36)에 걸리는 데이터 전압 이하가 된다. 그러나, OLED는 선택된 수평열에서의 램프 전압 발생기(35)로부터의 램프 전압에 기인한 방출을 증가시키기 때문에, 선택된 수평열에서의 광 검출기(11)의 저항값은 조명의 휘도에 따라 감소한다.
선택된 수평열에서의 광 센서(11)의 저항값이 감소하기 때문에, 전압 비교기(14)의 핀(26)에 걸리는 전압은, 저항기(25)를 통해 흐르는 높은 전류에 의해 증가한다. 선택된 수평열에 있는 픽셀의 휘도에 의해 핀(26)에 걸리는 전압이 결정된다. 핀(26)에 걸리는 전압이 핀(36)에 걸리는 데이터 전압과 동일한 경우, 전압 비교기(14)의 출력 전압은 트랜지스터(31)의 턴온 전압으로부터 트랜지스터(31)의 턴오프 전압으로 전환(예컨대, +10 볼트에서 -10 볼트로)된다. 일부 실시예에서는, 입력 핀에서의 전압이 동일할 때, 전압 비교기가 턴온 전압으로부터 턴오프 전압으로 출력 신호를 전환시키도록 구성되지만, 전압 비교기(14)는, 입력 핀이 서로 간의 임의의 관련성을 실질적으로 만족시킬 때, 본 발명의 실시예를 구현하는데 이 용되는 특정의 회로 구성에 기초하여, 출력 신호를 전환시키도록 구성될 수도 있다. 이 시점에서, 선택된 수평열에서의 각 픽셀의 휘도는 전압 비교기(14)의 각각의 핀(36)에 걸리는 데이터 전압에 의해 결정된다.
전압 비교기(14)의 각각의 전압 출력이 턴오프 전압(일례로서, -10 볼트)으로 전환되면, 트랜지스터(31)의 게이트는 오프 상태가 되고, 램프 전압 발생기(35)는 스토리지 커패시터(32)와 파워 트랜지스터(35)의 전압을 더 이상 증가시킬 수 없기 때문에, 픽셀의 휘도가 고정된다. 모든 픽셀이 전압 비교기(25)의 핀(30)에 걸리는 데이터 전압에 의해 결정되는 휘도에 도달하는데 까지 걸리는 시간을 라인 스캔 시간이라고 하며, 이 시간은 초당 프레임의 개수와 라인의 개수에 의해 결정된다. 예를 들어, 초당 60개의 프레임(60 fps)의 프레임 속도의 경우, 각각의 프레임에 대해 16.7ms(밀리 초)가 필요하다. 수평열(라인)이 100개가 있다면, 라인 스캔 시간은 167 마이크로 초(㎲)이다. 따라서, 디스플레이 회로는 일실시예에서 167㎲ 이내에 허용되는 최대의 휘도(최상위의 회색 음영)에 도달된다. 프레임 속도 또는 수평열의 개수를 변경시킴으로써 회로의 속도는 늦출 수 있다. 그외 다른 속도와 정확도 간의 절충이 이루어질 수 있다.
일단 선택된 수평열이 완료되면, 선택된 수평열에서의 픽셀은 희망하는 휘도를 갖게 되며, 그 값이 어드레스 시간 동안 스토리지 커패시터(32)에 의해 유지된다. 패시브 디스플레이의 경우, 핀(36)에 걸리는 이미지 값은 어두운 상태의 전압(dark state voltage) 또는 밝은 상태의 전압(온 또는 오프)이 될 것이다. 선택된 수평열에서 오프 상태인 픽셀의 경우, 핀(36)에 걸리는 데이터 전압은 어두운 상태 의 전압보다 낮다. 어두운 상태의 전압을 계산하기 위하여, 광 저항기(11)의 어두운 상태의 저항이, 분압 저항기(25)의 저항값과 함께 측정될 수 있으며, 노드(26)에 걸리는 전압은 이미 알고 있는 전압이 광 저항기(11)에 인가될 때 계산될 수 있다. 선택된 수평열은 어드레스 시간 동안 온 상태를 유지한다. 초당 60개의 프레임을 구동시키는 50 라인의 디스플레이에 있어서, 최대의 어드레스 시간은 333 마이크로 초이다. 자동 디스플레이의 경우, 예컨대 광 저항기(11)의 전압 및 보정은 차량에서 예상되는 가장 밝은 엠비언트 라이트(ambient light) 상태에서 픽셀의 희망하는 휘도를 나타낸다. 이 휘도 레벨이, 전압 데이터가 디스플레이에서 각각의 광 저항기(11)에 대해 갖는 레벨이다.
일단 수평열 1이 완료되면, 수평열 1에서의 광원(10)은, 요구되는 게이트 전압이 파워 트랜지스터(30)에 걸리고 그것이 스토리지 커패시터(32)에 의해 유지되면서, 희망하는 휘도를 얻는다. 두 번째 수평열 및 후속하는 수평열은 선택된 첫 번째 수평열과 유사한 방식으로 제어될 수 있다.
각각의 광 저항기(11)가 동일한 휘도에서 동일한 전압을 나타낼 것이라고 예상되지만, 실제로는 센서마다 변동이 있을 수 있다. 따라서, 센서(11)에 따라 입력되는 이미지 데이터를 조정하기 위하여 노드(36)에 접속되는 조사 테이블에 보정 전압이 저장될 수 있다.
전압원(38)에 걸리는 전압은 휘도 제어를 위하여 이용될 수 있다. 전압원(38)에 걸리는 전압을 증가시킴으로써, 전압 비교기(14)의 입력 노드(26)에서의 전압도 증가하게 된다. 이것은 선택된 수평열에 있는 휘도의 전체 휘도를 조정하는 것이다.
각각의 픽셀의 휘도는 이미지 데이터 전압과 연결된 접지 저항기(25) 및 광 저항기(11)의 저항값을 식별 또는 평가하는 것에 의존한다. 트랜지스터(31, 30)에서의 모든 변화는 제어에 영향을 미치지 않으며, 광원(10)의 전류 특성에 대한 발광 출력의 변화, 또는 광원(10)의 에이징 이력에 영향을 미치지 않는다. 또한, 광감지 회로는 주변 광 상태에 관한 정보를 제공하는데, 이 정보는 광 상태의 변경에 대한 보상을 위하여, 광원 어레이의 전체 휘도를 조절하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 광원(10)에 음영이 생기면, 음영이 생긴 광원은 어두워지며, 디스플레이의 균일한 외관을 유지하게 된다.
도 5에서의 수직열 어드레싱 및 수평열 어드레싱의 실시예는, 하나 이상의 도전 재료층을 그 구현에 이용할 수 있다. 즉, 2개의 도전성 라인이, 하나의 라인이 다른 라인의 위를 지나가도록 하지만, 서로 전기적으로 접속되지는 않도록 한 수직열 및 수평열 어드레싱 구성을 제공하기 위하여, 공지되어 있는 바와 같이, 2개의 금속층이 필요하며, 이 2개의 금속층 사이에 절연체가 위치하게 된다. 공지되어 있는 바와 같이, 복수 개의 도전층은 통상적으로 복수 개의 마스크 및 제조 단계를 이용하여 구현된다. 복수 개의 마스크 및 제조 단계에 필요한 요구 조건은 도전성 어레이의 제조 공정을 복잡하게 한다. 수직열 및 수평열 어드레싱 라인을 형성하기 위하여 단일의 도전층을 이용하여 수직열 및 수평열 어드레스 가능한 디스플레이의 일실시예가 도 6에 도시되어 있다.
패시브 디스플레이(51)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 수직열 집적 회로(59) 에 의해 수직열이 구동되고, 수평열 선택기 집적 회로(60)에 의해 수평열이 구동된다. 도 6에 도시된 픽셀 회로와 구동 회로는 도 5와 관련하여 앞서 설명한 패시브 디스플레이와 유사한 방식으로 동작한다. 그러나, 도 6에 도시된 실시예에서, 전압 발생기(38)는 수직열 집적 회로(59)에 배치되지만, 도 5에 도시된 실시예에서와 같이 수평열 선택기(60)에는 배치되지 않는다. 따라서, 도 6에 도시된 실시예는, 각각의 수평열에 대해 전압 발생기(38)를 제공하는 것이 아니라, 각각의 수평열에 있는 각각의 센서(11)에 접속되는 단일의 전압 발생기(38)를 제공한다. 또한, 도 6의 실시예에서, 센서(11)는 센서 접속 라인(85) 사이에 "사다리형" 구성으로 배치된다. 이에 의하면, 센서(11)는 분압 저항기(25)와 전압 발생기(38)에 접속된다. 그러나, 도 6에 도시된 센서 어레이(51)의 실시예는 단일의 도전층만을 이용하여 제조될 수 있기 때문에, 통상의 제조 기술을 이용하여 단일의 마스크만을 이용하면 된다.
도 6에 도시된 어레이의 동작 동안, 전압 발생기(38)는 어레이 내의 모든 센서(11)에 이미 알고 있는 전압(일례에서는 10 볼트이지만, 다른 전압도 가능하다)을 인가하지만, 활성화된 라인을 제외하고는, 모든 라인은 어두운 상태이고 실드(44)에 의해 차폐되기 때문에, 활성화된 라인에 있는 센서만 기능적으로 된다. 이 활성화된 라인은 수평열 선택 집적 회로(60)에 의해 선택된다. 조명을 수행하고 있는 중에, 광 센서(11)는 어두운 상태에 있는 광 센서(11)의 저항값(일실시예에서, 통상적으로 1000 기가옴(gigaohm))보다 저항값이 크게 낮다(일실시예에서, 통상적으로 기가옴의 범위를 가지며, 또는 통상적인 광 트랜지스터 센서의 경우에는 메가옴(megaohm)의 범위를 가짐). 따라서, 전압 발생기(28)에 의해 생성되는 전류는 대부분 활성화된 라인에 있는 하나의 광 센서를 통과하게 된다.
도 7은 도 6에 도시된 어레이(51) 중 4개의 픽셀에 대한 픽셀 구성을 나타낸다. 디스플레이의 광원 부분은 공통 접지에 해당하는 캐소드 소자(92)에 의해 정해진다. 도 7에서의 캐소드 소자(92)는, 동작 중에, 도 6에 도시된 실시예에서 수평열 선택기(60)에 전기적으로 접속된다. 수평열 선택기(60)는 발광기(10)의 캐소드를 선택적으로 접지시킨다. 다른 수평열에 있는 접지되지 않은 캐소드에 의해, 이들 수평열은 차단 상태를 유지한다. 캐소드 소자(92)는 통상적으로 금속성 소자로 형성되며, 불투명하다. 캐소드 소자(92)는, 비활성화 센서에 대해 어두운 상태를 유지하기 위하여, 불투명한 것이 바람직하며, 일부 실시예에서는 흑색(black)인 것이 바람직하다. 동작 중에, 모든 캐소드 소자(92)는 개방 상태에 있으며, 전류 흐름을 차단한다. 라인이 활성화되면, 하나의 캐소드 수평열이 접지됨으로써(도 3의 수평열 선택기(60) 참조), 그 수평열에 있는 OLED는 모두, 수직열 애노드(94)에 걸리는 양의 전압에 따라 턴온된다. 특정의 수직열 애노드(94)에 전압이 인가되는지 여부는 디스플레이 데이터에 따라 달라지며, 이 디스플레이 데이터는 어느 픽셀이 온 상태인지 아니면 오프 상태인지를 판정한다. 도 7에는 도시되어 있지 않지만, 투명 유전체는 센서(11)와 센서 도전체 라인(85)으로부터 애노드(94)를 전기적으로 절연시킨다.
도 6 및 7에 도시된 센서 어레이(51)를 형성하기 위한 공정 흐름의 예를, 도 8을 참조하여 설명하며, 도 8은 도 7의 표시된(동그라미) 영역의 단면을 나타낸다. 이 공정 흐름은 일례일 뿐이며, 본 발명의 실시예를 특정의 재료, 또는 설명한 제조 공정으로 제한하려는 것은 아니다. 센서 어레이는 기판(85)상에 형성된다. 이 기판(95)은 완전하게 또는 부분적으로 투명한 것이 바람직하며, 본 기술분야에서 잘 알려진 임의의 적절한 재료, 예컨대 유리, 석영, 산화물 또는 플라스틱으로 제고될 수 있다. 센서 어레이를 제조하기 전에, 기판을 선택적으로 세척할 수 있다. 실드(44)는 공지된 방법을 이용하여 기판(95)상에 형성된다. 바람직한 실시예에서, 실드(44)는 불투명 잉크를 이용하여 스크린 인쇄 처리된다. 다크 실드(44)의 치수는 대략 0.001" 내지 0.002"이며, 다른 실시예에서는, 다른 다크 실드의 치수를 더 크게 또는 더 작게 구현할 수 있다. 다크 실드(44)는 불투명(또는 거의 불투명)하기 때문에, OLED 소자로부터 방출되는 광을 부분적으로 차단한다. 이 차단 비율은 1인치당 100 도트를 갖는 디스플레이에서 의도한 발광의 대략 5%의 광 차단율 이하가 된다.
통상적인 반도체 침착(증착) 장비[일실시예에서는 플라즈마 화학 기상 증착(plasma enhance chemical vapor deposition: PECVD 장치가 사용됨]를 이용하여, 기판(95)상에 유전체층(96)이 증착되어, 실드(44)를 덮게 된다. 유전체층(96)은 실리콘 다이옥사이드(silicon dioxide), 및 실리콘 니트라이드(silicon nitride)를 포함하여 본 기술분야에서 공지된 임의의 적절한 유전체가 될 수 있다. 다음에, 광 센서(11)에 이용되는 감광성 재료가 증착된다. 이 감광성 재료는, 앞서 설명한 바와 같이, 비정질 실리콘, 카드뮴 셀레나이드(CdSe), 폴리 실리콘, 카드뮴 설파이드 등을 포함하여 다양한 재료 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 또한, 광 센서 (11)와 전기적으로 접촉시키는데 도움을 주도록 옴 접촉 재료(ohmic contact material)(98)가 증착된다. 예를 들어, 광학적 소자(11)로서 비정질 실리콘이 이용된다면, 옴 접촉 재료(98)는 인(phosphorous)이 도핑된 비정질 실리콘이 될 수 있다. 마지막으로, 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 다른 투명한 도전성 재료가 센서 도전체(85)를 형성하도록 증착된다. 이들 박막은 동일한 장치나 상이한 장치, 또는 상이한 설비로 증착될 수 있다.
사진평판 마스크(photolithographic mask)는 본 기술분야에서 공지된 방식으로 생성된다. 마스크는 센서(11) 및 도전성 소자(58)에 대한 패턴을 하나의 연속하는 사다리형 패턴으로 형성한다. 이 패턴에 의하여, 다크 실드가 정렬되고 도전성 패턴의 "가로대"(rungs)의 중심에 오게 된다. 모든 층은 공지되고 이용되는 재료와 두께에 대해 적절한 공정을 이용하여 에칭으로 제거된다. 그 결과로서, 센서 소자(11)가 인이 도핑된 층과 ITO 층의 아래에 매립된다. 단일의 사진평판 단계가 이용된다는 것에 주의하라.
2개의 도전체 소자(85)를 분리시키고 센서 재료(11)의 중간 부분을 노출시키기 위하여, ITO(85) 및 인이 도핑된 비정질 실리콘(98)이, 추가의 평판 단계를 이용하지 않고, 에칭으로 제거된다. 이를 위하여, 기판(51)은 공지된 방식으로 음성 감광제(negative photoresist)로 코팅(피복)된다. 모든 증착된 층들은, 불투명한 다크 실드(44)를 제외하고는 투명하다. 이 음성 감광제는 증착된 층들의 맨 위에 배치된다. 음성 감광 처리된 기판은 뒤집어져서, 뒷면이 노출된다. 감광제는 음성이기 때문에, 감광제에 있는 구멍은 다크 실드의 위에 형성된다. 이 구멍을 통 해, 짧은 ITO 층이 공지된 공정을 이용하여 에칭으로 제거된 후에, ITO 전기 도전성 소자(85)와 비정질 실리콘 센서(110) 사이에서 옴 접촉을 위해 이용되는 인이 도핑된 재료(98)를 제거하는 에칭 공정이 후속한다.
상기 공정은 전류 도전체 재료가 투명한 경우에 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 재료에는 인듐 주석 산화물(ITO)이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 크롬 금속 또는 알루미늄 금속을 포함(이에 한정되는 것은 아님)하는 불투명한 전류 도전체가 이용되는 경우에, 다음의 공정이 후속하는 것이 바람직하다. 즉, 센서 재료가 상기 설명한 바와 같이 증착된 후에, 증착된 센서 재료의 위에 양성 감광제(positive photoresist)의 코팅이 도포된다. 그 위에 물을 뿌리고 감광제가 불투명한 다크 실드의 위에 놓인 상태에서 뒷면을 노출시킨다. 이 노출된 센서 재료를 에칭으로 제거한다. 이 센서는 다크 실드의 형상에 대응하는 센서 재료의 블록으로부터 격리된다. 다음 단계는 반대 모양의 금속 접촉 패턴을 갖는 사진평판 마스크를 도포하는 것이다. 상승된 마스크의 상단부에 접촉 금속이 증착된다. 최종적으로, 양성의 금속 패턴이 센서와 접촉된 상태로, 공지된 공정을 이용하여 상승된 마스크를 웨이퍼로부터 제거한다.
최종적인 보호용 유전체층(100)은 OLED 소자(10)의 애노드로부터 센서(11)를 격리시킨다. 이 층은 본 기술분야에서 공지된 폴리이미드 재료로 할 수 있으며, 또한 실리콘 다이옥사이드 또는 센서 어레이의 상단부에 증착되어야 하는 OLDE 구조와 호환성을 갖는 그외 다른 절연성 재료 등의 증착된 유전체가 될 수 있다.
광원(10)이 다른 장소에 제공된다면, 제조 공정은 여기서 종료한다. 그러 나, 일부 실시예에서, 제조 공정은 OLED 광원(10)을 형성하면서 계속된다. 코닥(Kodak)의 저분자 유기 EL(small molecule OLED), 캠브리지 디스플레이 테크놀로지(Cambridge Display Technology: CDT) 폴리머 LED(PLED), 유니버시티 디스플레이 컴패니(UDC)의 인광 LED(PHOLED), 또는 그외 다른 타입의 OLDE 등의 OLED 타입의 재료가 증착된다. 디스플레이를 형성하기 위한 이들 재료의 이용은 본 기술분야에서 잘 알려져 있으며, OLED의 타입에 따라 달라진다. 어느 경우에서나, OLED 디스플레이의 픽셀은 센서 어레이와 정렬됨으로써, 센서(11)가 픽셀의 중심에 오게 되며, 이에 따라 하나의 수직열에 있는 센서(11)가 인접한 수직열에 있는 센서(11)의 영향을 받지 않는데 도움이 된다.
앞서 설명한 바와 같이, 센서(11)는 입사하는 방사선 레벨과 측정 가능한 센서 파라미터의 값 사이의 관계를 판정하도록 보정된다. 도 3 및 도 5의 센서 어레이 실시예를 참조하여, 광 저항기(11)를 보정하기 위한 과정의 일실시예는 다음과 같이 진행된다. 보정을 위해 요구되는 휘도의 각각의 레벨로 조정이 가능한 균일한 또는 거의 균일한 광원이 광 저항기 어레이의 영역으로 돌출된다. 보정의 특성은 광원의 균일성에 의해 영향을 받기 때문에, 광원은 보정의 요구되는 정확성 레벨에 의해 필요한 만큼 균일하여야 한다. 일실시예에서, 센서 어레이는 LCD 랩탑 등에서 이용되는 백라이트 상에 광 어레이를 중첩시킴으로써 보정된다. 이에 의하면, 광 어레이는 백라이트의 동일한 균일성을 갖게 되며, 이 균일성은 랩탑 응용기기에 충분한 것이지만, 계조의 4096 레벨(12 비트)에서는 충분하지 않을 수 있다. 이러한 응용기기는 적어도 대략 25%의 활성 영역 전체에 대해 균일성을 갖는 광원 을 이용할 수 있다. 높은 정도의 광 균일성은 시장에서 구입가능한 장치들 중에서 이용할 수 있다.
계조의 제1 레벨이 광 어레이를 조명하면, 어레이에 있는 광 저항기(11)는 광 저항기의 저항값을 용이하게 계산할 수 있는 전류 및/또는 전압원에 의해 공급되는 이미 알고 있는 전압으로, 하나씩(또는 다른 방식에 따라) 스캔된다. 이들 저항값들은 데이터 수집 회로를 이용하여 메모리에 저장된다. 이 어레이는 다음 값 및 저항값으로의 조명에 의하여 다시 스캔되고 다시 저장된다. 이 동작은 가장 어두운 계조에서부터 가장 밝은 계조까지의 풀 계조가 완성될 때까지 반복된다. 일부 실시예에서, 하나의 값만이 저장될 수 있다. 다른 실시예에서는, 5개의 저장값이 저장된다. 또 다른 실시예에서는 4096개의 값이 저장된다. 또 다른 실시예에서는, 다른 개수의 저항값이 저장될 수 있다. 일반적으로, 하나에서부터 식별 가능한 계조, 휘도 또는 색도의 개수까지의 임의의 개수의 저항값이 이용될 수 있으며, 또한 (실용성은 떨어지지만) 식별 가능한 계조, 휘도 또는 색의 개수보다 많은 저항값이 이용될 수 있다. 그 결과 값은 조사 테이블 또는 다른 메모리 데이터 구조에 저장된다. 조사 테이블에 특정적으로 저장되지 않은 값들은 하나 이상의 저장된 값들로부터 보간될 수 있다. 제조된 각각의 광 어레이는 정리될 수 있으며, 조사 데이터가 이 정리 번호와 관련하여 웹사이트에 저장된다. 바코드 등의 각각의 센서 어레이와 이 어레이에 저장된 또는 어레이를 이용하는 메모리와의 통신을 행하고, 어레이와의 통신을 위해 위치된 수신기에 조사 테이블을 전달하기 위하여, 다른 관련된 방식이 이용될 수 있으며, 그외의 다른 실시예에서는 데이터를 다른 방식으로 제공한다. 광 어레이가 디스플레이와 일치, 부합 또는 확인되면, 조사 테이블 데이터는 웹사이트(또는 다른 소스)로부터 디스플레이와 함께 이용되는 메모리 칩으로 다운로드된다.
도 3 및 도 5와 관련하여 설명된 센서 어레이를 이용하는 디스플레이는 여러 가지 방법으로 조립될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 수평열 및 수직열 어드레스 가능한 센서 어레이(11)는 유리, 폴리머 또는 다른 투명 기판 등의 투명 기판(55)상에 형성되며, 이에 대하여 도 9에 도시되어 있다. 센서 소자 어레이는 패시브 발광 디스플레이에서의 수직열의 개수와 동일한 수직 병렬 도전 라인(54)과, 디스플레이의 수평열의 개수와 동일한 수평 도전 라인(53)으로 구성된다. 수직 도전 라인과 수평 도전 라인 사이의 접합점에 센서(11)가 배치되며, 도 3 및 도 5에도 도시되어 있다.
도 9는 수직열 집적 회로(IC)(59)에 결합된 광원(58)의 어레이를 확대한 도면으로서, 수직열 집적 회로는 도 3 및 도 5에 표시된 회로를 포함할 수 있다. 수직열 IC(59)는 이미지 데이터를 인가하고 각각의 수직열에 있는 센서 및 광원으로부터 센서 데이터를 수신하도록 동작한다. 광원의 어레이(58)는 수평열 선택기(60)에 결합되며, 이 수평열 선택기는 도 3 및 도 5에 도시된 회로를 포함할 수 있다. 수평열 선택기는 이미지 데이터를 기록하거나 및/또는 센서 파라미터 값을 판독하기 위한 수평열을 선택하도록 동작한다. 도 9에 표시된 점선은 광 저항기 어레이(55)상의 전기적 접촉 패드(66, 65)를 나타내며, 디스플레이(58)상의 전기적 접촉 패드(67, 68)와 정렬될 수 있다. 도 10에서, 광 저항기 어레이(55)는 디스프 레이(58)와 접촉되어 있다. 일 실시에에서, 수직열 전기선(70, 54)은 와이어 본드(71)를 이용하여 수직열 IC(59)에 접속되며, 수평열 전기선(53, 72)은 와이어 본드(73)를 통해 수평열 선택기(60)에 접속된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 각각의 센서 어레이(55) 및 디스플레이(58)는 개별의 케이블이 부착되어 인쇄 회로 기판(PCB)에 접속되며, 수평열 선택기(60)와 수직열 IC(59)도 부착된다. 다른 공지된 접속 수단 및 방법도 이용 가능하다.
일실시예에서, 1000 레벨의 계조를 스캔하기 위해 걸리는 시간은 초당 100 프레임의 속도로 대략 10초가 된다. 이 과정에 의해 광 어레이에서의 각각의 소자에 대하여 응답 곡선을 제공한다. 디스플레이에 감마 보정 시스템을 가질 필요는 없다. 광 저항기에 대해 이용되는 반도체에서의 광 응답에 생기는 편차가 고려된다. 적색, 녹색 및 청색 광원 등의 상이한 파장을 갖는 광원이 개별적으로 보정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법 및 장치는 다양한 응용기기에 이용될 수 있다. 디스플레이의 바람직한 실시예는, 네비게이션 또는 오디오/비디오 디스플레이, 튜너 디스플레이, 주행 거리계, 및 속도계 디스플레이 등의 자동 기기에 이용될 수 있다. 다른 응용기기로는 텔레비전 디스플레이 스크린(특히 대각선 길이가 30 인치를 초과하는 대형의 TV 디스플레이 스크린), 컴퓨터 모니터, 대형 스크린에 특정된 정보 또는 데이터 디스플레이, 셀룰러 폰, 개인 휴대정보 단말기 등을 포함한다.
본 발명의 특정의 실시예가 예시적으로 설명되어 있지만, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 나타내어지는 것을 제외하고는 한정되지 않는다.

Claims (87)

  1. 미리 정해진 발광 레벨을 달성하기 위하여, 측정 가능한 센서 파라미터를 갖는 센서 및 픽셀 구동기를 이용하여 픽셀로부터의 발광을 제어하는 방법으로서,
    상기 픽셀 구동기를 이용하여 상기 픽셀로부터의 발광을 변경하는 단계;
    상기 픽셀로부터의 발광을 상기 센서가 수신하는 단계;
    상기 수신된 발광에 따른 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값을 취득하는 단계;
    상기 측정된 값을 상기 픽셀 구동기에 제공하는 단계; 및
    광원으로부터의 발광을 상기 미리 정해진 발광 레벨로 일정하기 유지하기 위해, 상기 픽셀에 대한 제어 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀은 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀 구동기는 상기 픽셀에 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀 구동기는 상기 픽셀 내에 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀은 액정 디스플레이의 픽셀인 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 광원은 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 광원은 백색 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 광원은 유기 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 감광성 저항기, 광 다이오드, 또는 광 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 감광성 저항기를 포함하며, 상기 측정 가능한 센서 파라미터는 상기 저항기 양단의 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 측정된 값을 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 기준 값과 비교하는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 기준값은 상기 미리 정해진 발광 레벨을 나타내는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기준값은 이미지 전압인 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기준값을 결정하기 위하여 상기 센서를 보정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 센서를 보정하는 단계는 보정용 광원을 이용하여 상기 센서를 조명하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 광원은 디스플레이의 픽셀인 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 유기 발광 다이오드이며, 상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 발광 다이오드를 통해 전류를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 측정된 값을 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 기준 값과 비교하는 단계는 상기 측정된 값 및 상기 미리 정해진 값을 비교기에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀 구동기는 가변 신호를 상기 픽셀에 제공하여 상기 픽셀로부터의 발광을 증가시키고, 상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 가변 신호를 일정 신호로 교체하여 상기 광원으로부터의 발광을 안정화시키는 단계를 포함하는 것을 특 징으로 하는 발광 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 가변 신호는 램프 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 램프 신호는 전압 램프(voltage ramp)를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  21. 미리 정해진 발광 레벨을 달성하기 위하여 픽셀로부터의 발광을 제어하는 장치로서,
    측정 가능한 센서 파라미터를 가지며, 상기 픽셀로부터 방출되는 방사선의 적어도 일부를 수신하도록 배치되는 센서;
    상기 픽셀에 접속되어, 상기 픽셀로부터의 발광을 변경시키는 픽셀 구동기; 및
    상기 센서에 접속되어, 제어 신호를 상기 픽셀 구동기에 제공함으로써, 상기 미리 정해진 발광 레벨이 획득되면 상기 픽셀로부터 일정한 발광을 유지하도록 하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 미리 정해진 발광 레벨 동안 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 값을 나타내는 기준 신호가 공급되어, 상기 기준 신호와 상기 측정된 값을 비교하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 제어부에 접속되며, 상기 미리 정해진 발광 레벨을 나타내는 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 하나 이상의 값을 기억하는 보정 조사 테이블을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 장치.
  24. 픽셀 소자;
    측정 가능한 센서 파라미터를 가지며, 상기 픽셀로부터 방출되는 방사선의 적어도 일부를 수신하도록 배치되는 센서;
    상기 픽셀에 접속되어, 상기 픽셀로부터의 발광을 변경시키는 위해 구동 신호를 상기 픽셀에 공급하는 픽셀 구동기; 및
    상기 픽셀 구동기 및 상기 센서에 접속되어, 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값에 기초하여, 상기 미리 정해진 발광 레벨이 획득되는지를 판정하고, 발광을 미리 정해진 발광 레벨로 일정하게 유지하기 위하여 상기 픽셀 구동기에 제공되는 제어 신호를 생성하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 제어 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 픽셀 소자는 제1 영역에 형성되며, 상기 픽셀 구동기는 상기 제1 영역의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 픽셀 제어 시스템.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 픽셀 구동기는 상기 픽셀에 가변 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 픽셀 제어 시스템.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 제어부에는 상기 미리 정해진 발광 레벨을 나타내는 기준 신호가 제공되며, 상기 제어부는 상기 미리 정해진 발광 레벨이 획득되는지를 판정하기 위하여 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값을 상기 기준 신호와 비교하는 것을 특징으로 하는 픽셀 제어 시스템.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 센서는 감광성 저항기, 다이오드, 또는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 제어 시스템.
  29. 제24항에 있어서,
    상기 픽셀 소자가 복수 개인 것을 특징으로 하는 픽셀 제어 시스템.
  30. 액티브 매트릭스 디스플레이에 있는 픽셀의 어레이를 미리 정해진 발광 레벨로 제어하는 방법으로서, 상기 픽셀이 복수 개의 수평열과 복수 개의 수직열로 정렬되고, 각각의 상기 픽셀이 액티브 매트릭스 소자를 가지며, 측정 가능한 센서 파라미터와 하나 이상의 픽셀 구동기를 각각 갖는 복수 개의 센서를 이용하는, 픽셀 어레이 제어 방법에 있어서,
    상기 하나 이상의 픽셀 구동기와 상기 액티브 매트릭스 소자를 이용하여, 제1 수평열에 있는 복수 개의 픽셀로부터 발광을 변경하는 단계;
    상기 복수 개의 센서가 상기 복수 개의 픽셀로부터 발광을 수신하는 단계;
    상기 수신된 발광에 따라, 상기 복수 개의 센서의 각각에 대한 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값을 취득하는 단계; 및
    상기 복수 개의 픽셀의 각각에 대하여, 상기 광원으로부터의 발광을 상기 미리 정해진 발광 레벨로 일정하게 유지시키는 제어 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 복수 개의 픽셀의 각각은 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 하나 이상의 픽셀 구동기는 상기 복수 개의 픽셀의 각각에 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 복수 개의 픽셀은 액정 디스플레이의 픽셀인 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 광원은 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 광원은 백색 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  36. 제31항에 있어서,
    상기 광원은 유기 발광 다이오드, 전계 발광(electroluminescence), 플라즈마 발광, 전계 방출(field emission), 또는 진공 형광을 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  37. 제30항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서의 각각은 감광성 저항기, 광 다이오드, 또는 광 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  38. 제30항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서 중 하나 이상은 감광성 저항기를 포함하며, 상기 측정 가능한 센서 파라미터는 상기 감광성 저항기 양단의 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  39. 제30항에 있어서,
    상기 측정값을 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 기준값과 비교하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 기준값은 상기 미리 정해진 발광 레벨을 나타내는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 기준값은 이미지 전압인 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 기준값을 결정하기 위하여 상기 센서를 보정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 센서를 보정하는 단계는 보정용 광원을 이용하여 상기 센서를 조명하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  43. 제31항에 있어서,
    상기 광원은 유기 발광 다이오드이며, 상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 발광 다이오드를 통해 전류를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  44. 제39항에 있어서,
    상기 측정된 값을 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 기준 값과 비교하는 단계는 상기 측정된 값 및 상기 미리 정해진 값을 비교기에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  45. 제30항에 있어서,
    상기 픽셀 구동기는 가변 신호를 상기 픽셀에 제공하여 상기 픽셀로부터의 발광을 증가시키고, 상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 가변 신호를 일정 신 호로 교체하여 상기 광원으로부터의 발광을 안정화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 가변 신호는 램프 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 램프 신호는 전압 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  48. 제46항에 있어서,
    상기 램프 신호는 스텝 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  49. 제30항에 있어서,
    제1 수평열에서의 복수 개의 픽셀에 대해 희망하는 발광 레벨을 포함하는 이미지 데이터를 수신하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 이미지 데이터는 상기 측정 가능한 센서 파라미터에 대한 목표값을 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 각각의 센서의 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 값을 상기 이미지 데이터와 비교하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  51. 제30항에 있어서,
    제2 수평열에 있는 상기 복수 개의 픽셀에 대해, 상기 변경하는 단계, 상기 수신하는 단계, 상기 취득하는 단계, 및 생성하는 단계를 반복하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이 제어 방법.
  52. 복수 개의 수평열과 복수 개의 수직열로 정렬되며, 액티브 매트릭스 소자를 각각 포함하는 픽셀 소자의 어레이를 갖는 액티브 매트릭스 디스플레이를 제어하는 장치로서,
    상기 복수 개의 수평열과 상기 복수 개의 수직열로 정렬되며, 측정 가능한 센서 파라미터를 가지고, 적어도 하나의 픽셀로부터 방출되는 방사선의 적어도 일부를 수신하도록 배치되는 센서 어레이;
    상기 센서 어레이에 접속되며, 상기 디스플레이에 접속 가능하게 되어, 상기 복수 개의 수평열 중 하나 이상을 선택하는 수평열 선택기; 및
    공통의 수직열에 위치한 복수 개의 센서에 각각 접속되고, 선택된 수평열에 서의 픽셀에 대한 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 목표값을 나타내는 기준 신호를 수신하며, 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값을 상기 기준 신호와 비교하여 제어 신호를 생성하고, 상기 액티브 매트릭스 소자에 접속되어 상기 액티브 매트릭스 소자로 하여금 상기 제어 신호를 수신하고 광원으로부터 방출되는 방사선의 양을 유지하도록 하는 복수 개의 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  53. 제52항에 있어서,
    상기 복수 개의 제어부에는 상기 선택된 수평열에 있는 각각의 픽셀에 대한 상기 미리 정해진 발광 레벨 동안 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 값을 나타내는 기준 신호가 제공되며, 상기 제어부는 상기 기준 신호와 상기 측정된 값을 비교하는 것을 특징으로 하는 장치.
  54. 제52항에 있어서,
    상기 제어부에 연결되며, 상기 미리 정해진 발광 레벨을 나타내는 상기 측정 가능한 센서 파라미터 중 적어도 하나의 값을 기억하는 보정용 조사 테이블을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 조사 테이블과 상기 제어부에 연결되는 라인 버퍼를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  56. 복수 개의 수평열과 복수 개의 수직열로 정렬되며, 픽셀을 구동시키도록 구성된 액티브 픽셀 소자를 각각 포함하는 픽셀 어레이;
    상기 복수 개의 수평열과 상기 복수 개의 수직열로 정렬되며, 측정 가능한 센서 파라미터를 가지고, 상기 픽셀 중 적어도 하나로부터 방출되는 방사선의 적어도 일부를 수신하도록 배치되는 센서 어레이;
    상기 센서 어레이와 상기 픽셀 어레이에 연결되며, 상기 복수 개의 수평열 중에서 적어도 하나를 선택하는 수평열 선택기;
    공통의 수직열에 위치한 복수 개의 센서에 각각 연결되며, 선택된 수평열에 있는 픽셀에 대한 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 목표값을 나타내는 기준 신호가 제공되고, 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값과 상기 기준 신호를 비교하여 제어 신호를 생성하는 복수 개의 제어부; 및
    상기 액티브 매트릭스 소자에 연결되며, 상기 픽셀 중 적어도 하나로부터 방출되는 방사선의 양을 변경시킴으로써, 상기 액티브 매트릭스 소자가 상기 제어 신호를 수신하여 상기 픽셀로부터 방출되는 방사선의 양을 유지하도록 하는 픽셀 구동기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 가능한 액티브 매트릭스 디스플레이.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 픽셀 구동기는 가변 신호를 상기 액티브 매트릭스 소자에 제공하는 것을 특징으로 하는 제어 가능한 액티브 매트릭스 디스플레이.
  58. 제56항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 미리 정해진 발광 레벨을 나타내는 기준 신호를 수신하여, 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값을 상기 기준 신호와 비교함으로써, 상기 미리 정해진 발광 레벨에 도달했는지를 판정하는 것을 특징으로 하는 제어 가능한 액티브 매트릭스 디스플레이.
  59. 제56항에 있어서,
    상기 센서는 감광성 저항기, 다이오드, 또는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 가능한 액티브 매트릭스 디스플레이.
  60. 복수 개의 수평열과 복수 개의 수직열로 정렬된 픽셀 소자의 어레이를 갖는 패시브 매트릭스 디스플레이에서의 미리 정해진 발광 레벨로 발광을 제어하며, 측정 가능한 센서 파라미터를 갖는 복수 개의 센서와 픽셀 구동기를 이용하는 방법에 있어서,
    제1 수평열에 있는 복수 개의 픽셀로부터의 발광을 상기 픽셀 구동기를 이용하여 변경하는 단계;
    상기 복수 개의 센서의 각각에 대한 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 실제 값을 모니터링함으로써 상기 제1 수평열에 있는 복수 개의 픽셀로부터의 발광을 모니터링하는 단계로서, 상기 복수 개의 센서의 각각이 상기 제1 수평열에 있는 복수 개의 픽셀 중 하나로부터의 발광의 적어도 일부분을 수신하도록 배치되는, 모니터링 단계;
    상기 복수 개의 픽셀의 각각의 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 실제 값을 상기 픽셀 구동기에 제공하는 단계; 및
    상기 발광을 상기 미리 정해진 발광 레벨로 일정하게 유지하기 위하여 상기 복수 개의 픽셀에 대해 제어 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  61. 제60항에 있어서,
    상기 복수 개의 픽셀의 각각은 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  62. 제60항에 있어서,
    상기 픽셀 구동기는 상기 복수 개의 픽셀의 각각에 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  63. 제60항에 있어서,
    상기 픽셀 구동기는 상기 복수 개의 픽셀 중 임의의 픽셀 내에 포함되지 않 는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  64. 제60항에 있어서,
    상기 복수 개의 픽셀은 액정 디스플레이의 픽셀인 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  65. 제61항에 있어서,
    상기 광원은 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  66. 제61항에 있어서,
    상기 광원은 백색 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  67. 제61항에 있어서,
    상기 광원은 유기 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  68. 제60항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서의 각각은 감광성 저항기, 광 다이오드, 또는 광 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  69. 제60항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서의 각각은 감광성 저항기를 포함하며, 상기 측정 가능한 센서 파라미터는 상기 감광성 저항기 양단의 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  70. 제60항에 있어서,
    상기 실제 값을 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 기준 값과 비교하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 기준 값은 상기 미리 정해진 발광 레벨을 나타내는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  71. 제70항에 있어서,
    상기 기준 값은 이미지 전압인 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  72. 제70항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서의 각각에 대해 상기 기준값을 결정하기 위해 상기 복수 개의 센서를 보정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  73. 제72항에 있어서,
    상기 센서를 보정하는 단계는 보정용 광원을 이용하여 상기 센서를 조명하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  74. 제61항에 있어서,
    상기 광원은 유기 발광 다이오드이며, 상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 발광 다이오드를 통해 전류를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  75. 제60항에 있어서,
    상기 측정된 값을 상기 기준값과 비교하는 단계는 상기 측정값 및 상기 미리 정해진 값을 비교기에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  76. 제60항에 있어서,
    상기 픽셀 구동기는 상기 제1 수평열에 있는 상기 복수 개의 픽셀의 각각에 가변 신호를 제공함으로써 상기 픽셀로부터의 발광을 증가시키고, 상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 가변 신호를 일정 신호로 교체하여 상기 제1 수평열에 있는 상기 복수 개의 픽셀의 각각으로부터의 발광을 안정화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  77. 제76항에 있어서,
    상기 가변 신호는 램프 신호인 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  78. 제77항에 있어서,
    상기 램프 신호는 전압 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  79. 제60항에 있어서,
    제2 수평열에 있는 상기 복수 개의 광원에 대해, 상기 변경하는 단계, 상기 모니터링하는 단계, 상기 제공하는 단계, 및 생성하는 단계를 반복하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 방법.
  80. 복수 개의 수평열과 복수 개의 수직열로 정렬된 픽셀의 어레이를 포함하는 패시브 매트릭스 디스플레이를 제어하는 장치로서,
    상기 복수 개의 수평열과 상기 복수 개의 수직열로 정렬되며, 측정 가능한 센서 파라미터를 가지고, 상기 픽셀 중 적어도 하나로부터 방출되는 방사선의 적어도 일부를 수신하도록 배치되는 센서 어레이;
    상기 센서 어레이와 상기 디스플레이에 연결되며, 상기 복수 개의 수평열 중에서 적어도 하나를 선택하는 수평열 선택기;
    공통의 수직열에 위치한 복수 개의 센서에 각각 연결되며, 선택된 수평열에 있는 픽셀에 대한 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 목표값을 나타내는 기준 신호가 제공되고, 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값과 상기 기준 신호를 비교하여 제어 신호를 생성하는 복수 개의 비교기; 및
    상기 공통의 수직열에 위치한 픽셀에 각각 연결되며, 상기 복수 개의 비교기 중 선택된 비교기에 각각 연결되고, 제어 신호를 수신하여 상기 픽셀로부터 방출되는 방사선의 양을 유지하는 복수 개의 픽셀 구동기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패시브 매트릭스 디스플레이를 제어하는 장치.
  81. 제80항에 있어서,
    상기 복수 개의 비교기 중 적어도 하나에 연결되며, 상기 미리 정해진 발광 레벨을 나타내는 상기 측정 가능한 센서 파라미터 중 적어도 하나의 값을 기억하는 보정용 조사 테이블을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패시브 매트릭스 디스플레이를 제어하는 장치.
  82. 제어 가능한 패시브 매트릭스 디스플레이로서,
    복수 개의 수평열과 복수 개의 수직열로 정렬되는 픽셀의 어레이;
    복수 개의 수평열과 복수 개의 수직열로 정렬되며, 측정 가능한 센서 파라미터를 가지고, 상기 픽셀 중 적어도 하나로부터 방출되는 방사선의 적어도 일부를 수신하도록 배치되는 센서 어레이;
    상기 센서 어레이와 상기 광원의 어레이에 연결되며, 상기 복수 개의 수평열 중에서 적어도 하나를 선택하는 수평열 선택기;
    공통의 수직열에 위치한 복수 개의 센서에 각각 연결되며, 선택된 수평열에 있는 픽셀에 대한 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 목표값을 나타내는 기준 신호가 제공되고, 상기 측정 가능한 센서 파라미터의 측정된 값과 상기 기준 신호를 비교하여 제어 신호를 생성하는 복수 개의 비교기; 및
    상기 복수 개의 비교기에 연결되며, 상기 공통의 수직열에 있는 상기 픽셀에 각각 연결되고, 상기 광원으로부터 방출되는 광의 양을 변경시키고, 제어 신호에 따라 상기 픽셀로부터 방출되는 광의 양을 유지하는 복수 개의 픽셀 구동기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 가능한 패시브 매트릭스 디스플레이.
  83. 제82항에 있어서,
    상기 픽셀 구동기는 가변 신호를 상기 픽셀에 제공하는 것을 특징으로 하는 제어 가능한 패시브 매트릭스 디스플레이.
  84. 제82항에 있어서,
    상기 비교기는 상기 미리 정해진 발광 레벨에 도달했는지를 판정하기 위하여 상기 측정 가능한 센서 파라미터와 상기 기준 신호를 비교하는 것을 특징으로 하는 제어 가능한 패시브 매트릭스 디스플레이.
  85. 제82항에 있어서,
    상기 센서 어레이는 감광성 저항기, 다이오드, 또는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 가능한 패시브 매트릭스 디스플레이.
  86. 센서 및 복수 개의 연결부를 갖는 다크 실드를 정렬시키는 방법으로서,
    제1 표면 및 이 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 갖는 투명 기판의 상기 제1 기판상에 상기 다크 실드를 형성하는 단계;
    상기 다크 실드의 위에 절연 재료를 증착하는 단계;
    상기 절연 재료와 상기 다크 실드의 위에 상기 센서를 위한 재료를 증착하는 단계;
    상기 센서를 위한 재료의 위에 전기적 접촉을 위한 재료를 증착하는 단계;
    상기 전기적 접촉을 위한 재료의 위에 음성 감광제로 상기 기판을 코팅하는 단계;
    상기 투명 기판을 통해 광이 통과되도록 배치된 광원에 상기 음성 감광제를 노출시켜서, 상기 광의 일부가 상기 다크 실드에 의해 차단되도록 하는 단계;
    상기 음성 감광제를 현상하는 단계; 및
    상기 현상된 음성 감광제를 통해 상기 전기적 접촉을 위한 재료를 에칭하여, 상기 복수 개의 전기적 연결부가 상기 센서를 위한 재료의 위에 형성되고, 상기 복수 개의 전기적 연결부가 상기 다크 실드와 함께 정렬되는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다크 실드의 정렬 방법.
  87. 센서 및 복수 개의 연결부를 갖는 다크 실드를 정렬시키는 방법으로서,
    제1 표면 및 이 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 갖는 투명 기판의 상기 제1 기판상에 상기 다크 실드를 형성하는 단계;
    상기 다크 실드의 위에 절연 재료를 증착하는 단계;
    상기 절연 재료와 상기 다크 실드의 위에 상기 센서를 위한 재료를 증착하는 단계;
    상기 센서를 위한 재료의 위에 양성 감광제로 상기 기판을 코팅하는 단계;
    상기 투명 기판을 통해 광이 통과되도록 배치된 광원에 상기 양성 감광제를 노출시켜서, 상기 광의 일부가 상기 다크 실드에 의해 차단되도록 하는 단계;
    상기 양성 감광제를 현상하는 단계; 및
    상기 센서를 위한 재료를 상기 다크 실드와 일치되도록 에칭하는 단계;
    상기 센서를 위한 재료의 위에 연결용 금속을 증착하는 단계; 및
    상기 연결용 금속을 에칭하여, 상기 복수 개의 전기적 연결부가 상기 복수 개의 센서에 대한 재료의 위에 형성되고 상기 재료와 정렬되는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다크 실드의 정렬 방법.
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