一种亮度反馈平板显示器制造技术

一种图像显示器，包括基底；排列于基底上的发光器；和排列于基底上并直接与发光器光耦合的光传感器。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

Brightness feedback flat panel display

An image display includes a substrate, a light emitting device arranged on the substrate, and an optical sensor arranged on the substrate and directly coupled to the light emitting device.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到固态平板显示设备，特别是这种显示设备具有利用每一个像素的光学反馈信息来优化显示器中每一个像素亮度的功能。
技术介绍
作为一种优良的平板数字显示设备，固态有机发光二极管(OLED)图像显示设备受到大量关注。这种显示设备利用电流通过有机材料薄膜而发光。所发射光的颜色和电流到光的能量转换效率由有机薄膜材料的组成决定。而且，专有地，这种显示设备可以由支持其他与OLED显示设备类似的光学设备组合的透明材料制成。在1998年7月7日授予Hung等人的美国专利5,776,623中，描述了这样一个系统。OLED材料也可以响应电磁辐射，当它在电路中有适当偏移时，可以产生一个依赖于外界光照的电流。例如，在1999年7月27日授予Wei等人的美国专利5,929,845中，描述了一个利用有机场致发光工具可同时发射和探测光的系统。尽管透明有机发射材料可能只能发射频率范围有限的光，但可以在OLED设备结构中加入其他吸收材料以吸收非常宽的光谱并对光产生光电响应。其他设备和材料，如硅光二极管也对光对有光反应。由于有机材料的不稳定性，在连续操作的情况下，OLED设备的发光效率经常会大幅下降。这种不稳定性可能是由于扰动，温度变化，湿度或其他环境压力而造成的。发光效率可定义为每平方米以坎德拉为单位的光输出量与每平方米以安培为单位的流经OLED的电流之比。这样，OLED发光效率的降低意味着为了达到相同的亮度，必须加大流经OLED的电流。而且，显示设备电流的控制是有问题的，特别是与电压控制相比，电流控制线路更复杂，这就增大了显示器中支撑电子技术的复杂度。为解决上述的一些问题，现有技术对优化具体的显示系统作了一些尝试。例如，1993年6月1日授予Webb等人的美国专利5,216,504中，描述了一种用于视频监视器的可以校准或优化显示的数字控制设备，这种设备可以人工输入，也可以由计算机自动控制。一些系统集成了用户控制的控制机能使得操作更有灵活性或在不同条件下性能更佳。例如，在CRT和LCD显示设备中，经常需要有亮度和对比度控制。这些控制通过利用显示器内的参考像素，由设备本身提供的信息来完成。1992年10月20日授予Eaton等人的美国专利5,157,525中，描述了采用包含LCD参考元素的反馈排列控制独立的参考像素以维持对比度或绝对亮度的预选值的方法。这种反馈信息由LCD光探测器材料的平均传递性决定，传递性的测量由光探测器完成。1999年6月8日授予Hansen等人的美国专利5,910,792中，比较了电流流经抵抗层时和采用了为温度降低提供反馈补偿的电流源时亮度的不同。这种方法的一个问题是这种反馈不能直接反映出像素本身的发射率，或是显示器中像素不同类型(如颜色)的寻址问题。通过测量显示设备输出的光并构造设备用校准表的外设传感器，也可以校准显示设备。以1994年11月6日授予Bohan等人的美国专利5,371,537为例。这种方法的问题在于在校准过程中，传感器设备造成显示模糊，操作不具备实时性。专利技术概述因此，在发射显示中，需要一种改进的探测方法用于光的发射和控制。根据本专利技术，满足需要的一种图像显示器包括基底；排列于基底上的发光器和排列于基底上，直接与发光器光学耦合的光传感器。本专利技术的优点在于改进了发射数字图像显示设备的性能。通过集成光探测能力与反馈逻辑来控制发射器的操作特性，可以提高设备寿命，亮度，发光一致性并降低功耗。附图简述附图说明图1为根据本专利技术的一种具有反馈和控制电路的显示设备示意图；图2为根据本专利技术显示设备的一种优选实施例剖面图；图3为根据本专利技术显示设备的一种供选择实施例剖面图4为根据本专利技术显示设备的另一种供选择实施例剖面图；图5为根据本专利技术的一种显示设备中发光和吸收光的示意图；图6为根据本专利技术的另一种显示设备中发光和吸收光的示意图；图7为根据本专利技术带有模拟补偿电路的显示设备示意图；图8为根据本专利技术带有数字补偿电路的显示设备示意图；图9为根据本专利技术计算补偿值的流程图；图10为根据本专利技术的模拟补偿电路中计算补偿值的示意图；图11为现有技术中一种发射LED的电路图。专利技术详述本专利技术是一种具有可寻址发光像素的固体显示设备，本专利技术通过使用集成于显示器中的光探测器直接与显示器中发光二极管光耦合，克服了现有技术的一些问题。光探测器依靠发光器发射的光来产生电流。作为一种反馈机制，这个电流用于控制流经发光像素的电流以完成预期的光输出。设备操作过程如下。图1的显示系统10包括有反馈控制设备14的显示器12和驱动显示器的控制器16。如图所示，控制器16可以是模拟设备，如图，也可以是包括存储指令集和数据的存储器18和中央处理单元20的计算机。控制器通过分别用信号22，24，26表示的数据，地址和控制信号，将数据写入特定的显示器单元。多路信号分解器28用于地址线的解码。显示器中光传感器产生的反馈信号30加入反馈电路40，作用，输出信号32加入控制器。显示器中发光像素的电源由线路34提供并与图11中的Vdd线路相连。图11所示为一种简单的发射LED线路，其中Vdd电源线通过驱动晶体管104为LED102供电。驱动晶体管104用于响应电容106中存储的电荷，电容106中存储的电荷由晶体管108分别响应数据线22和选择线110上的信号积累而成。选择线110上的信号分别由地址线24和控制线26上的信号以传统方式形成。如图2，3或4任意所示，光传感器通过在与显示设备相邻的位置上放置光耦合光响应材料而工作。在这些图中，发射层44与光传感器层50光耦合在一起。在每一层的任意一侧有电极；42和46用于发射层，48和52用于光传感层。这些部分沉积于基底40上，并由外罩54密封起来。考虑到光传感层，发射层的物理布局根据制作流程，材料和电路设计的不同而有所区别。在图2中，发射材料排列于光传感材料50和基底40之间。图3所示发射层44紧邻于光传感层50。图4所示光传感材料在发射层44和基底40之间，在这种情况下，外罩只是发射层的一部分。要么基底40要么外罩54必须是透明的以保证来自发射层的光能够透过。出于相同原因，光透过的任意电极都必须是透明的。透明电极可以由氧化锡稼和其他众所周知的材料制成。为了最大化的利用光，层40或54采用不透明，反射性的材料制成。实际上发光材料可以组成一种以上的辅助层，例如，空穴传送层和发射层，这些均用专一层44表示。众所周知的，发光材料是独立发光区域的像素，通过联接像素的行和列，电极用于独立像素的编址。在图1中，不同的电极用于选择像素并通过信号线22，24和26的输入将信息写入像素点。同样的，光传感材料也可以组成若干层。在图1中，反馈信号30由电极48和52产生。注意在图2中，用点划线将光传感材料50与电极48和52分为几部分，这代表可以将可设定地址的元件分成独立的几部分。不难看出，本专利技术公开的设备光传感层或者是约束像素的，或者是独立的。在优选实施例中，发光材料44由有机LED材料制成。例如，外罩板54可以是涂以瓷釉的钢板，塑料或玻璃。光传感材料50可以由半导体材料组成，其沉积物和处理与显示元素兼容，如传统的结晶硅，合成硅或无定型硅。也可以使用任何与光传感材料兼容的材料，例如，层50可以由排列于电极48和52之间的有机材料组成以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像显示器，包括： ａ） 基底； ｂ） 排列于基底上的可寻址发光器阵列； ｃ） 在图像方式模式下，驱动发光器发光的驱动电路； ｄ） 排列于基底上的一个或多个光传感器，可直接与阵列中的发光器光耦合以探测发光器发射的光并产生响应那里的反馈信号；和 ｅ） 反馈控制电路，响应反馈信号以控制驱动电路。

【技术特征摘要】
US 2000-9-29 09/6753461.一种图像显示器，包括a)基底；b)排列于基底上的可寻址发光器阵列；c)在图像方式模式下，驱动发光器发光的驱动电路；d)排列于基底上的一个或多个光传感器，可直接与阵列中的发光器光耦合以探测发光器发射的光并产生响应那里的反馈信号；和e)反馈控制电路，响应反馈信号以控制驱动电路。2.根据权利要求1的图像显示器，其中的基底为透明的且发光器发出的光穿过透明基底。3.根据权利要求1的图像显示器，其中的透明外罩将图像显示器密封起来且发光器发出的光穿过透明外罩。4.根据权利要求1的图像显示器，其中的光传感器为有机光导体。5.根据权利要求1的图像显示器，其中的光传感器由硅材料制成。6.根据权利要求1的图像显示器，其中的发光器为有机发光二极管。7.根据权利要求1的图像显示器，其中的发光器为光学透明的。8.根据权利要求1的图像显示器，其中的光传感器为光学透明的。9.根据权利要求1的图像显示器，其中的发光器的阵列和一个或多个光传感器在基底上彼此相邻排列。10.根据权利要求1的图像显示器，其中的发光器排列于一个或多个光传感器和基底之间。11.根据权利要求1的图像显示器，其中的一个或多个光传感器排列于发光器和基底之间。12.根据权利要求1的图像显示器，其中的一个或多个光传感器与发光器被光学透明材料隔离开。13.根据权利要求12的图像显示器，其中的光学透明材料是电绝缘的。14.根据权利要求12的图像显示器，其中的光学透明材料是导电的。15.根据权利要求1的图像显示器，其中的反馈控制电路将反馈信号与参考信号相比较并产生一个修改信号值，此值用于驱动电路修改发光器的输出。...

【专利技术属性】
技术研发人员：RS科克，邓青云，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]