JP2008523438A

JP2008523438A - 低減されたモアレ効果を有するディスプレイ

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Publication number: JP2008523438A
Application number: JP2007545059A
Authority: JP
Inventors: エリク、ファン、フェーネンダール; ヤルマル、エツァー、アイコ、ウイテマ; バス、ヤン、エミール、ファン、レンス
Original assignee: Polymer Vision BV
Current assignee: Polymer Vision BV
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2008-07-03
Also published as: US8077283B2; TWI380068B; CN101176028A; CN101176028B; WO2006061786A1; US20100277446A1; TW200627008A; KR20070085971A; EP1828835A1

Abstract

ディスプレイが、減少したモアレ干渉を有する。ディスプレイは、ピクセルの規則的な配列を有する後面と、セルの規則的な配列を有する前面とを有している。後面及び前面は、互いに積層されている。ディスプレイ上に亘る開口の分布の幅（全ピクセル領域によって割られるアクティブピクセル領域の上側の全内側セル領域）が減少させられる。分布を制御するために、正弦曲線状に湾曲させられた壁又は他の湾曲したピクセルエッジが、前面又は後面において使用され得る。

Description

本発明は、電子ディスプレイ装置に関し、特に、モアレ効果が低減され又は除去される前面及び後面により形成されるディスプレイに関する。

ディスプレイは、しばしば、エレクトロニクスを駆動するためにピクセル電極及び導体の配列を含む後面と、ディスプレイの電子光学セルがその上に配置される前面とから組み立てられる。電気泳動アクティブマトリクスディスプレイは、例えば、アクティブマトリクス後面と電気泳動前面とを有している場合がある。前面が電気泳動である必要はない。前面は、エレクトロウェッティング表示素子若しくは液晶表示素子を有していてもよく、又は、後面上に配列されたエレクトロニクスに対して位置決めされる他のタイプの光電子ピクセル素子を有していてもよい。この種のディスプレイは、例えば、ＸｉａｏｊｉａＷａｎｇらの米国公開特許出願第ＵＳ２００４／０２１９３０６Ａ号（特許文献１）から知られており、この出願は参照することにより本願に組み込まれる。この種のディスプレイの製造における最後の処理ステップのうちの一つは、前面及び後面の積層又は他の組み立てによりディスプレイのセルを形成することであり得る。

アクティブピクセル領域は、ディスプレイそれ自体のために利用できる後面ピクセルの領域であり、ディスプレイの動作中にそれらの光学的状態又は電気的状態が変化しないピクセルの領域は含まない。アクティブピクセル領域に含められない領域の例は、ピクセル行電極及び列電極並びに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。従って、ディスプレイの各表示素子は、例えば後面上の対応するピクセルの全領域（全ピクセル領域）によって割られるアクティブピクセル領域の上側の前面上の全内側セル領域として定量化できる開口を有している。

モアレ効果は、線、点又は他の繰り返し特徴の組又はパターンが互いに重ね合わされるときに生じる光又は他の放射線の干渉縞である。ディスプレイスクリーン上の配列における表示素子の開口がそのような繰り返しパターンとなる場合がある。後面を前面に対して積層することにより形成されるディスプレイは、通常、いわゆる正方形ピクセルの規則的な配列である。前面の一部である電気泳動箔又は他のタイプの箔もマイクロセル又は正方形マイクロカップ構造等の個々のセルの規則的な配列である場合には、前面及び後面の積層がモアレ効果を引き起こす場合がある。

ディスプレイにおけるモアレ効果を減少させるためにいくつかの方法が開示されてきた。これらのモアレ効果は様々な原因により生じる。例えば、ＶｉｋｔｏｒｓＢｅｒｓｔｉｓの米国公開特許出願第ＵＳ２００３／０１３２８９５号（特許文献２）及び第ＵＳ２００３／０１８４６６５号（特許文献３）は、不均一に離間されたピクセルを使用してＬＣＤ、ＬＥＤ又はＴＦＴ等の表示素子とセンサ配列とにより表示され又は検出される画像の特徴との間のモアレ効果を回避することを開示している。米国特許第６，０７５，５８１号（特許文献４）は、マトリクス状のピクセルパターンを有するＬＣＤ又は他のディスプレイにおけるモアレ効果を減少させるための光学フィルタを開示している。Ｒｏｎｇ−ＣｈａｎｇＬｉａｎｇらの国際公開出願第ＷＯ２００４／０５１３５４号（特許文献５）は、望ましくないモアレパターンの形成を避けるために下端層に対する所定の角度での上端マイクロカップ層の積層又は対称性の低いマイクロカップ配列が使用される２層構造を有する電気泳動ディスプレイを開示している。

現在利用可能な解決策は、ディスプレイ上に亘る開口の分布からモアレ効果を扱っておらず又は適切に扱っていない。そのため、前面及び後面が互いに積層されるディスプレイにおける幾何学的構造の違いにより引き起こされるモアレ効果を低減させる必要がある。
米国公開特許出願第２００４／０２１９３０６Ａ号米国公開特許出願第ＵＳ２００３／０１３２８９５号米国公開特許出願第ＵＳ２００３／０１８４６６５号米国特許第６，０７５，５８１号国際公開出願第ＷＯ２００４／０５１３５４号

発明が解決しようとする課題、及び、課題を解決するための手段

従って、本発明の目的は、例えばこの種のディスプレイにおけるモアレ効果を低減させることにより従来の技術の欠点を克服することである。この目的のため、ディスプレイは、例えばディスプレイ表面上に亘る開口の分布のサイズ又は幅が制御されるように設計されて製造される。

出願人の調査によれば、モアレ効果は、多くの場合、主にディスプレイ上に亘る開口の分布によって引き起こされる。開口の分布の幅が低減されると、モアレ効果も同様に低減させられる。

この目的及び他の目的を達成するため、本発明の一つの実施の形態では、直線壁の代わりに湾曲壁の構造体が前面におけるセルを分割することによりモアレ効果が低減される。

他の実施の形態において、前面セル壁は、例えば鋸歯パターンでギザギザのエッジを有していてもよく、又は、一つ以上の角部を含んで湾曲されてもよい。

本発明の他の実施の形態において、セルの正方形配列を有する前面は、ピクセルが湾曲ピクセルエッジを有するピクセル配列を有する後面と組み合わせられる。

他の実施の形態において、後面セル壁は、例えば鋸歯パターンでギザギザのエッジを有していてもよく、又は、一つ以上の角部を含んで湾曲させられていてもよい。

例えば、アクティブピクセル領域を変化させることにより又は表示素子間で全ピクセル領域を変化させることにより又は前面のセル間での他の形状変化により、開口を変化させるため、他の手段を採ることができる。

本発明のこれらの態様及び他の態様は後述する実施の形態から明らかであり、当該実施の形態を参照して上記態様について説明する。

図１ａは、アクティブマトリクス後面の後面ピクセル１０５の概略図である。ピクセルパッド１０２は、アクティブピクセル領域を形成している。ＴＦＴ領域１０１、列電極領域１０３、行電極領域１０４も後面セル１０５上の空間を占有している。特に二金属層構造では、アクティブマトリクス後面において、行、列、ピクセルＴＦＴがいくらかの領域を必要とするため、アクティブピクセル領域は全ピクセル領域よりも小さい。

図１ｂは、全ピクセル領域１０７を有するマイクロカップ構造を伴う電気泳動前面ピクセルセル１０６を示している。

図２ａ，図２ｂは、直線壁が湾曲壁に置き換えられる幾何学的構造を示している。モアレ効果は、湾曲壁を導入して更に均一な開口を形成することにより低減される。モアレ効果の減少は、図２ａ及び図２ｂから分かる。

図２ａにおいて、前面２１０の３０×３０セルの領域（セルサイズ２９０×２９０μｍ^２）及び後面の３０×３０ピクセル（ピクセルサイズ３００×３００μｍ^２、図２ａの２１０の後側）はオーバーレイされる。ここで、アクティブピクセル領域は、全ピクセル内の正方形領域に対応している。アクティブピクセル領域は、３００×３００μｍ^２後面ピクセルの中心の２７０×２７０μｍ^２の領域である。前面のセルは、特定の厚さの壁によって分割される。後述の実施の形態においては、壁厚が２０μｍに設定される。

図２ｂの幾何学的構造は、６０μｍの振幅を有する正弦波を伴って前面２１０’のセルが正弦曲線状に湾曲されている点を除き、図２ａの場合と同じである。図２ａ，図２ｂのｘ軸及びｙ軸は、ピクセルの寸法（μｍ）である。

図３ａ，図３ｂは、前面で覆われた３０×３０ピクセルの領域における開口分布を示している。各ピクセルのサイズは、３００×３００μｍ^２である。アクティブピクセルサイズは２７０×２７０μｍ^２である。セルは２０μｍ厚の直線壁を有している。セルサイズは２９０×２９０μｍ^２である。後面の行と前面の行とが位置合わせされる（即ち、不一致角度０°）。図３ａは、ピクセルが０．０１の間隔で同じ値の開口を有している点を結んだ線（等開口線）のプロットである。図３ｂは、ピクセル領域を横切る対角線に沿うピクセル数（ｘ軸）とそのピクセルにおける開口の値（ｙ軸）との間の関係を示すプロットである。

図４ａ，図４ｂは、前面で覆われた３０×３０ピクセルの領域における開口分布を示している。ピクセルサイズは３００×３００μｍ^２である。アクティブピクセルサイズは２７０×２７０μｍ^２である。セルサイズは２９０×２９０μｍ^２である。セルは、６０μｍの正弦波振幅及び０°の不一致角度をもって正弦曲線状に湾曲する２０μｍ厚の壁を有している。等開口線間の間隔も０．０１である。

図５ａ，図５ｂは、前面で覆われた３０×３０ピクセルの領域における開口分布を示している。ピクセルサイズは３００×３００μｍ^２であり、アクティブピクセルサイズは２７０×２７０μｍ^２であり、セルサイズは２９０×２９０μｍ^２である。セルは、厚さが２０μｍで且つ不一致角度が４５°の直線壁を有している。等開口線間の間隔は０．０１である。

図６ａ，図６ｂは、前面で覆われた３０×３０ピクセルの領域における開口分布を示している。ピクセルサイズは３００×３００μｍ^２であり、アクティブピクセルサイズは２７０×２７０μｍ^２であり、セルサイズは１４５×１４５μｍ^２である。従って、後面ピクセルは、四つの前面セルよりもわずかに大きい面積を有している。このディスプレイの四つの前面セルは、図３ａ，図３ｂのディスプレイの一つの前面セルに嵌め込まれる。セルは、不一致角度が０°の２０μｍ厚の直線壁を有している。等開口線間の間隔も０．０１である。

図７ａ，図７ｂは、前面で覆われた３０×３０ピクセルの領域における開口分布を示している。ピクセルサイズは３００×３００μｍ^２であり、アクティブピクセルサイズは２７０×２７０μｍ^２であり、セルサイズは１４５×１４５μｍ^２である。従って、後面ピクセルは、四つの前面セルよりもわずかに大きい面積を有している。このディスプレイの四つの前面セルは、図４ａ，図４ｂのディスプレイの一つの前面セルに嵌め込まれる。壁は、３０μｍの振幅をもって正弦曲線状に湾曲させられており、２０μｍの厚さを有している。不一致角度は０°である。等開口線間の間隔は０．０１である。

以下の表は、図３乃至図７の五つの幾何学的構造における最大開口及び最小開口並びに開口の分布の相対幅をまとめている。

表中の相対幅は、２×（Max_aperture−Min_aperture）／（Max_aperture＋Min_aperture）×１００％である。

以上から分かるように、開口分布の相対幅は、幾何学的構造２の場合（湾曲壁）よりも幾何学的構造１の場合（直線壁）の方がかなり低い。

幾何学的構造３（直線壁）は、前面と後面との間の不一致角度の変化が分布パターンを変化させるが開口分布の相対幅を変化させないことを示している。

湾曲壁を導入するという効果は、幾何学的構造４（直線壁）と幾何学的構造５（湾曲壁）とを比較すれば分かるように、ピクセルサイズとセルサイズとの比率に依存しない。本発明は、ディスプレイ構造にとって実用的な程度まで厚さが既に最小限に抑制され且つアクティブピクセル領域が最大にされたディスプレイにおいてモアレ効果を減少させるべく有利に使用され得る。

最後に、以上の説明は、本発明を単に例示しようとするものであり、添付の請求項を任意の特定の実施の形態又は実施の形態のグループに限定するものと解釈されるべきではない。従って、本発明は、その特定の典型的な実施の形態に関して特に詳しく説明してきたが、以下の請求項に記載される本発明の広く、意図される思想及び範囲から逸脱することなく、これらの実施の形態に対して多くの改良及び変更を行い得ることは理解されるべきである。即ち、明細書及び図面は、例示的な態様とみなされるべきであり、添付の請求項の範囲を限定しようとするものではない。

添付の請求項を解釈するにあたっては、以下のことが理解されるべきである。
ａ）用語「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、与えられた請求項に記載された要素又は行為以外の要素又は行為の存在を排除しない。
ｂ）要素に先行する用語「一つの（ａ，ａｎ）」は、そのような要素の複数の存在を排除しない。
ｃ）請求項中の任意の参照符号は、単なる例示目的であり、請求項の保護範囲を限定するものではない。
ｄ）いくつかの「手段」は、同じ項目又はハードウェア又はソフトウェア実施される構造若しくは機能によって表されてもよい。
ｅ）開示された要素のそれぞれは、ハードウェア部分（例えば別個の電子回路）、ソフトウェア部分（例えばコンピュータプログラミング）、又は、それらの任意の組み合わせからなっていてもよい。

アクティブマトリクス後面におけるピクセルレイアウトを示している。アクティブマトリクス前面における典型的な電気泳動セル構造を示している。正方形ピクセル構造を有する後面上に重ね合わせられた正方形ピクセル構造を有する前面におけるセルの概略図である。正方形ピクセル構造を有する後面上に重ね合わせられた正弦曲線状に湾曲させられた壁を有する正方形ピクセル構造の前面におけるセルの概略図である。図２に示される前面を有するディスプレイの開口分布を示している。図２に示される前面を有するディスプレイの開口分布を示している。湾曲壁を有する構造をなすディスプレイにおける開口分布を示している。湾曲壁を有する構造をなすディスプレイにおける開口分布を示している。互いに所定の角度をなす直線ピクセル壁を前面及び後面に有するディスプレイの開口分布を示している。互いに所定の角度をなす直線ピクセル壁を前面及び後面に有するディスプレイの開口分布を示している。ピクセルが直線壁を有し且つ各前面ピクセルが四つのセルを有するディスプレイにおける開口分布を示している。ピクセルが直線壁を有し且つ各前面ピクセルが四つのセルを有するディスプレイにおける開口分布を示している。前面セルが湾曲壁を有し且つ各前面ピクセルが四つのセルを有する場合の開口分布を示している。前面セルが湾曲壁を有し且つ各前面ピクセルが四つのセルを有する場合の開口分布を示している。

Claims

電子ピクセルの配列を有し、二つ以上の電子ピクセルのそれぞれがアクティブピクセル領域と全ピクセル領域とを有する後面と、
電子光学素子の配列を備える前面と、
を備え、
前記前面は、前記後面に対して固定され、
前記後面における二つ以上の電子ピクセルのうちの少なくとも二つの電子ピクセルのアクティブピクセル領域は、二つ以上の電子光学素子のうちの対応する少なくとも二つの電子光学素子のそれぞれの内側セル領域と対向するとともに、ディスプレイの少なくともそれぞれの第１及び第２の表示素子を形成し、
前記第１及び第２の表示素子は、それぞれ開口を有し、
前記第１の表示素子の開口は、前記第２の表示素子の開口とは異なる所定の値を有していることを特徴とするディスプレイ。
開口の前記所定の値は、それぞれの前記第１又は第２の表示素子の全内側セル領域面積を当該それぞれの前記第１又は第２の表示素子の全ピクセル領域面積で割った値であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
開口の分布の相対幅は、
２×１００×（Max_aperture−Min_aperture）／（Max_aperture＋Min_aperture）
に等しいパーセンテージとして決定され、
Max_apertureはディスプレイのピクセルの最大開口であり、Min_apertureはディスプレイのピクセルの最小開口であり、
ディスプレイが開口の分布の所定の相対幅を有していることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
前記電子光学素子は、一つ以上の湾曲壁を有する一つ以上の電子光学セルを備えていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
一つ以上の前記湾曲壁のうちの一つは、正弦曲線状に湾曲させられていることを特徴とする請求項４に記載のディスプレイ。
前記電子光学素子は、ギザギザのエッジを有する一つ以上の電子光学セルを備えていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
一つ以上の前記電子光学セルのうちの一つ以上は、鋸歯パターンに形成されたエッジを有していることを特徴とする請求項６に記載のディスプレイ。
一つ以上の前記電子ピクセルは、湾曲エッジを有していることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
一つ以上の前記湾曲エッジのうちの一つは、正弦曲線状に湾曲させられていることを特徴とする請求項８に記載のディスプレイ。
一つ以上の前記電子ピクセルは、ギザギザのエッジを有していることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
一つ以上の前記電子ピクセルは、鋸歯パターンに形成されたエッジを有していることを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイ。
ディスプレイの製造方法であって、
電子ピクセルの配列を有する後面を設けることと、
光電子ピクセル素子の配列を有する前面にとって望ましい幾何学的構造を決定することとを含み、前記望ましい幾何学的構造は、ディスプレイにおける開口の値に対して減少された開口を有し、ディスプレイにおける光電子ピクセル素子のセルは、矩形状をなすとともに前記電子ピクセルのセルと略対称である、
ことを特徴とする方法。
前記望ましい幾何学的構造をもって後面を前面に対して積層することを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
前記望ましい幾何学的構造の前面における光電子ピクセル素子は、湾曲壁を有する一つ以上の光電子セルを備えていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
湾曲壁を有する光電子セルの一つ以上の壁が、正弦曲線状に湾曲させられていることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
前記望ましい幾何学的構造の前面における光電子ピクセル素子は、ギザギザパターンに延在する壁を有する一つ以上の光電子セルを備えていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
ギザギザパターンに延在する壁を有する一つ以上の光電子セルのうちの一つ以上は、鋸歯パターンに延在する壁を有していることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
ディスプレイスクリーンの設計方法であって、
ディスプレイスクリーンのための二つ以上の可能なピクセル配列のピクセルの開口における変化を決定することと、
二つ以上の前記可能な配列のうちの一つをディスプレイスクリーンのために選択することとを含み、二つ以上の前記可能なピクセル配列のうちの選択された一つが、二つ以上の前記可能な配列のうちの第二の一つよりも小さい開口の相対幅を有している、
ことを特徴とする方法。
ディスプレイスクリーンのピクセルが、互いに積層される電子ピクセル及び光電子ピクセル素子を備え、ピクセルの開口は、前記電子ピクセルのアクティブピクセル領域と対向する前記光電子ピクセル素子の全内側ピクセル領域を、前記電子ピクセル素子の全ピクセル領域で割ったものであり、開口の分布の相対幅は、
２×１００×（Max_aperture−Min_aperture）／（Max_aperture＋Min_aperture）
に等しいパーセンテージとして計算され、
Max_apertureはディスプレイのピクセルの最大開口であり、Min_apertureはディスプレイのピクセルの最小開口であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。