KR100765291B1 - 평판 이미지 디스플레이 구조들 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

개선된 빔 조종 및 스캐닝 장치들은 논리 트리 구조로부터 분기들(1 내지 16)에 배치된 콜레스테릭 액정(CLC) 소자들(60)을 사용한다. 그의 각 분기는 능동(18) 및 수동(19) CLC 소자들을 포함하고, 전자는 반파 리타더(61) 및 전극(62)를 더 포함하고, 후자는 단지 CLC 소자만 더 포함한다. 각각의 연속하는 분기는 선행하는 프로그램 가능 펄스원(27)의 제어 하에서, 능동 CLC 소자 전극들을 활성화함으로써, 분기보다 2배 더 많은 분기들을 포함하고, 논리 트리의 제 1 스테이지에 인가된 입력들은 논리 트리의 마지막 스테이지의 이미지 셀들에 전자기 에너지 또는 빛의 스캔 라인으로써 운반된다. 각 트리에 대해 방사원(17)을 갖는 동일 논리 트리 구조들을 적층함으로써, 평판 이미지 배열 또는 디스플레이 패널은 투과 강도 손실들(transmission intensity losses)이 최소화되도록 형성된다. 유사한 이미지 배열에서, 입력 논리 트리가 유사한 논리 트리들에 대해 수직으로 위치된, 논리 트리들의 입력들-출력들 상호연결은 표준 텔레비전 카메라 및 스테레오-배치 이미지들을 캡쳐하도록 설계된 카메라들로부터 방사원으로의 변조를 적용시킴으로써 2-D 및 3-D 이미지들을 산출하는데 각각 사용될 수 있다.
빔 조종, 스캐닝 장치, 콜레스테릭 액정 소자, 능동 CLC 소자, 수동 CLC 소자, 반파 리타더, 방사원, 투과 강도 손실

Description

평판 이미지 디스플레이 구조들 및 제조 방법{Flat panel image display structures and method of manufacture}
본 발명은 일반적으로 투과 세기 손실들 및 요구되는 에너자이징(예를 들어, 레이저 빔) 소스들의 수를 최소화하는 방식으로 전자기 에너지 빔들(예를 들어, 평행한 레이저 빔들)이 평평하거나 또는 실질적으로 평탄한 구조 내에서 조종되거나 반사되는 개선된 이미지 디스플레이 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 저렴한 대량 생산 방식으로 개선된 이미지 디스플레이 시스템들 및 장치를 제조하는 신규한 방법에 관한 것이다.
시각 디스플레이를 위한 이미지들을 생성할 필요성은 현 사회에서 확산되고 있다. 수십년 동안, 비디오 신호에 따라 이미지를 형성하기 위해서 형광(phosphor) 디스플레이 스크린에 전자(즉, 음극선) 빔을 스캔하는 데에 음극선관(CRT)이 사용되어 왔다. 물리적인 필요성에 의해, 이러한 전자 빔들은 순차 디스플레이되는 이미지를 나타내는 비디오 신호에 의해 시간에 따라 가변하는 자계 및/또는 전계를 사용하여 CRT 내에서 편향되었다.
CRT 디스플레이 장치에 대한 대안으로서, 전자 빔이 아닌 레이저 빔을 디스플레이 표면에 걸쳐 공간을 통해 스캐닝함으로써 디스플레이 표면 상에 이미지를 형성하는 것이 가능하다. 레이저 광 쇼(show)에서는 디스플레이 표면이 천장 표면 혹은 대기중의 증기라는 것을 제외하면, 이러한 방식은 기존의 레이저 광 쇼에서 채용된 것과 유사한 것이다. 이러한 디스플레이 표면에 레이저 빔을 스캐닝하는 것은 여러 가지 전기기구 혹은 전자-음향 스캐닝 기술을 사용하여 달성될 수 있으며, 이에 대한 많은 예가 미국 워싱턴, 벨링햄, SPIE Optical Engineering Press에 의해 1992년 11월에 나온, Leo Beiser의 "Laser Scanning Notebook"에 상세히 기술되어 있다. 그러나, CRT 디스플레이 시스템처럼, 종래의 레이저 스캐닝 디스플레이 시스템은 물리적으로 콤팩트하게 만들 수도 없고, 갈바노메트릭 및 전자-음향 스캐닝 장치의 사용을 피할 수도 없다. 이러한 이미지 디스플레이 기술은 많은 단점과 결점이 있다. 특히, 이들 기술을 채용하는 디스플레이 구조는 광 빔이 편향될 수 있는 각도가 작기 때문에 큰 공간을 필요로 한다. 이에 따라 길이 B를 스캔하고자 한다면, 편향장치는 1보다 큰 A/B 비를 제공하도록 어떤 거리 A를 두고 배치되어야 하며, 불가능하지는 않지만 컬러 이미지 디스플레이용의 평판형 디스플레이 패널 구조를 구성하는 것을 어렵게 한다.
지난 수십 년간, 평평한 패널 표면 특성 및 두께가 얇은 이미지 디스플레이 장치의 필요성이 제기되어 왔다. 이러한 특성을 갖는 많은 이미지 디스플레이 시스템이 개발되었다. 일반적으로, 이러한 시스템은 비디오 신호에 따라 활성화된 이산 화소로부터 나오는 광선으로 구성된 이미지를 생성하는 디스플레이 표면을 화소화해왔다. 디스플레이 표면을 따라 각 화소에 대한 비디오 신호로부터 전압이 도출되고, 도출된 전압은 관련 화소의 광학적인 혹은 전기적인 특성을 변경하는데 사용된다. LCD 패널의 경우, 이러한 화소의 광학적 특성의 변경으로, 디스플레이 표면 뒤로부터 나온 광이 선택적으로 통과할 수 있게 된다. 플라즈마 디스플레이 패널의 경우, 엔케이스 플라즈마 가스의 전기적인 특성 변경으로, 활성화된 화소로부터 광이 방출하게 된다.
이들 종래 기술의 디스플레이 기술이 두께가 매우 얇은 평판 디스플레이 장치를 제작함에 따라 CRT 디스플레이 장치와 관련된 주요 결점을 극복할 수 있게 하는 반면, 그럼에도 불구하고 종래 기술의 평판 장치 기술은 매우 현저한 단점 및 결점이 있다. 특히, 현재의 LCD 기술을 사용하여 대면적의 평판 디스플레이 패널을 제작하는 것은 현재로서는 불가능하다. 더욱이, 종래의 평판 디스플레이 패널은 에너지 사용면에서 매우 비효율적이다. 결국, 종래의 평판 디스플레이 기술이 적용될 수 있는 용도는 부득이 제한되었다.
여기 참고로 포함시킨, S.M Fasi의 미국 특허 5,459,591의 교시된 바에 의거한 국제 PCT 공개번호 WO 95/24671에서, 출원인은 종래 기술의 평판 디스플레이 기술에 연관된 전술한 문제를 처리하였다. 이것은 어레이 형태로 배열된 복수의 이미지형성 셀을 포함하는 대형의 평탄한 디스플레이 구조를 제작하는 방법을 교시함으로써 행해졌으며, 여기서 각각의 이미지 형성 셀은 고체상태 콜레스테릭 액정(CLC) 소자, 전기적으로 제어되는 가변 반파 리타더 및 원형 편광원을 포함한다. CLC 소자는 편광원으로부터의 광이 투사되는 경로에 대해 경사지게 (45°)로 배치되고, 소정 파장의 광의 원형 편광은 반사시키고 다른 것은 투과하게 설계된다. 이러한 특성을 사용하여, 한 편광상태 혹은 다른 편광상태의 광이 가변 리타더에 제공되고 동작 여부에 따라 또 다른 직교 경로로 스위칭되거나 원래의 경로에 남아있게 된다. 또 다른유사한 이미지형성 셀이 직교경로에 배치되었을 때, 그 셀에 입사하는 광 또한 상기 또 다른 이미지 형성 셀에 연관된 반파 리타더의 제어 하에 또 다른경로로 스위칭되거나 직교경로를 따라 투과할 수 있다. 각각의 셀에 연관된 반파 리타더를 선택적으로 활성화시킴으로써, 단일원 혹은 복수원으로부터의 모노크로마틱 혹은 폴리크로마틱 광이 선택된 셀 쪽으로 보낼 질 수도 있고 연관된 CLC 소자 혹은 소자들로부터 반사될 수 있다. 어레이 내의 연속한 셀들을 이용하고, 변조된 빔 혹은 빔들의 반사를 유발시켜, 종래의 텔레비전에 의해 생성된 것과 유사하고 통합된 화상으로 볼 수 있는 이미지 디스플레이 프레임이 생성된다. 연속 이미지 디스플레이 프레임이 생성될 때, 동화상이 평판 디스플레이 구조로부터 디스플레이된다.
출원인의 종래기술의 이미지 디스플레이 시스템이 종래기술의 평판 디스플레이 기술에 연관된 많은 문제를 처리하였으나, 그럼에도 불구하고 지금까지 이의 광범위한 상업적인 응용을 실행할 수 없게 한 몇 가지 단점 및 결점이 있다.
특히, 출원인의 종래기술의 평판 디스플레이 시스템 설계 내에서, 레이저 광 빔은 빔 조종(steering) 및 투과 조작 중에 매우 높은 강도 손실이 지속되어, 높은 파워 레이저 광원을 사용하지 않고는 밝은 이미지 생성을 매우 어렵게 하고 있다. 더욱이, 출원인의 종래 평판 디스플레이 시스템 설계 내에서, 많은 레이저 광원이 필요하여 제조비용이 높다.
이에 따라, 종래기술의 장치 및 방법의 단점 및 결점을 피하면서 컬러 이미지를 생성하도록 평판 디스플레이 구조 내에서 전자기 빔을 조종시키는 향상된 방법 및 장치의 필요성이 있다.
<발명의 개시>
따라서, 본 발명의 주 목적은 종래기술의 시스템 및 방법의 단점 및 결점을 극복하는 향상된 평판 디스플레이 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 투과손실 및 필요한 에너지원의 개수를 감소시키는 신규한 이미지형성 어레이가 채용된 평판 디스플레이 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 필요한 전자기 에너지원을 하나의 에너지원으로 감소시키는 동시에 투과손실을 줄이는 이미지형성 어레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 직시 혹은 투사 동작모드로 2-D 및 3-D 이미지를 생성할 수 있는 향상된 평판 디스플레이 구조를 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 저렴하고 대량생산으로 평판 디스플레이 구조를 제조하는 신규한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 진공 엔벨로프나 지나친 고전압이 필요없는 평판 디스플레이 구조를 제공하는 신규하고 저렴한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, CLC 소자 및 제어가능한 리타더 어레이가 패널형 디스플레이에서 점에서 점으로 원형 편광된 빔을 스캔하도록 구성되거나 이미지형성 셀 어레이 상의 임의의 위치로부터 나올 수 있게 원형 편광 입력 빔을 조종시키도록 구성되는 평판 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 1보다 훨씬 작은 A/B 비를 갖는 평판 디스플레이 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 스캐닝 속도를 마이크로초 범위에서 행할 수 있게 하는 평판형 스캐닝 구성을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전기기구 혹은 전기-음향 소자를 사용하지 않고, 복수의 경로를 따라 전자기 빔을 스캐닝 혹은 조종시킬 수 있는 레이저 빔 스캐닝 어레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단일 점 빔의 소스로부터 나온 평행한 레이저 빔이 대향 디스플레이 표면영역에 걸쳐 컬러 이미지를 형성하도록 공간 내 복수의 전파경로 중 하나를 따라 선택적으로 조종될 수 있는 1차원(즉, 선형) 레이저 빔 스캐닝 어레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 CLC 소자의 투과 및 반사 능력의 잇점을 모두 취하면서, 순간마다, 평행한 레이저 빔의 경로를 변경하도록 전기적으로 제어가능한 리타더가 사용되는 레이저 빔 스캐닝 어레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 얇은 두께를 가지며, 본 발명의 신규한 레이저 빔 조종 어레이를 채용한 평탄한 디스플레이 패널을 구비한 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 직시 응용 혹은 투사 응용에서 이미지를 디스플레이하는데 사용하기 위한 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 진공 엔벨로프, 전자 빔 스캐닝, 및 백라이트형 구조에 대한 필요성이 모두 제거된 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 가시대역 내 다른 스펙트럼 성분을 갖는 레이저 빔이 콜레스테릭 액정(CLC) 막 물질의 반사-투과 특성을 갖는 빔 조종 셀 어레이를 사용하여 이미지 디스플레이 장치 내에서 조종되는 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전기적으로 제어 가능한 리타더 및 연관된 편광 반사 소자를 사용하여 실시간으로 비디오 이미지 디스플레이 성능을 위해 평판 이미지 디스플레이 장치 내에서 점에서 점으로 레이저 빔을 조종시키는 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 레이저 빔의 단면 크기를 충분히 작게 하여, 빔 조종 셀의 공간 주기를 랩톱 컴퓨터 시스템 등과 같은 고해상도 디스플레이 표면 응용에 맞도록 충분히 작은 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 레이저 빔이 생성되고 이미지 디스플레이 장치 외부에서 그 세기가 변조되고 유연한 광섬유 케이블 등의 디바이스에 의해 그에 결합된 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스플레이 표면이 광 분산 화소의 화소화된 패널을 포함하고, 각각은 변조된 레이저 빔이 뷰어의 방향으로 디스플레이 표면으로부터 나올 때 이 빔의 스펙트럼 성분을 분산시켜 디스플레이된 이미지를 모든 각도에서 볼 수 있게 하는 랜덤하게 분산된 마이크로프리즘으로 구성된 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 시스템의 디스플레이 표면으로부터 나올 때 레이저 빔의 파장이 시프트 되게 한 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스플레이 표면의 물리적인 크기를 충분히 크게 하여 스타디움, 테마파크 및 기타 신호계 응용에서 경험될 때, 디스플레이된 이미지를 직접 공중용으로 볼 수 있게 한 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이 기술에 공지된 시간 다중화, 공간 다중화, 혹은 스펙트럼 다중화 기술을 사용하여 입체 이미지를 볼 수 있게 쉽게 적응될 수 있는 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 레이저 빔 스캐닝 응용 및 이미지 디스플레이 응용을 위해 근본적으로 평판 구조 내에서 평행한 레이저 빔을 조종하는 신규한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 평탄 이미지 디스플레이 구조를 포함하여, 여러 가지 유형의 전기-광학 시스템 및 장치를 구성하는데 사용될 수 있는 개선된 빔 조종 기구를 제공하는 것이다. 빔 조종 기구는 이하 "논리 트리 구조"라고 하는 트리형 구조를 형성하기 위해 분기로 배열된 능동 및 수동 CLC 소자를 이용한다. 논리 트리 구조의 각각의 분기는 능동 및 수동 CLC 소자를 포함한다. 능동 CLC 소자는 반파 리타더 및 전극을 포함한다. 논리 트리 구조의 각 연속 분기는 선행 분기의 2 배의 분기를 포함하고, 프로그램 가능 펄스발생원의 제어 하에서 CLC소자 전극을 활성화시킴으로써, 논리 트리 구조의 제 1 스테이지에 인가된 입력은 논리 트리 구조의 최종 스테이지의 이미지형성 셀에 전자기 에너지 혹은 광의 스캐닝 라인으로서 전달된다. 동일한 논리 트리 구조를 각 트리 구조용 레이저원과 함께 적응함으로써, 빔 세기 손실이 투과 시 최소화되는 평판 이미지형성 어레이 혹은 디스플레이 장치를 형성할 수 있다.
유사한 이미지형성 어레이를 사용하여, 전에 복수의 레이저가 필요하였던, 이미지형성 어레이에의 입력으로서 작용하는 출력을 갖는 논리 트리 구조를 사용함으로써 투과 손실이 더 감소될 수 있다. 입력 논리 트리 구조를 이미지형성 어레이를 포함하는 유사한 논리 트리 구조에 수직하게 배치함으로써, 단일 에너지원(예를 들어, 레이저빔)은 이미지형성 어레이의 연관된 논리 트리 구조에 입력으로서 작용하는 이미지형성 셀 각각에 출력을 제공한다.
따라서, 스캐닝 라인은 입력 논리 트리 구조의 각각의 이미지형성 셀로부터 관련 논리 트리 구조 어레이의 제 1 능동 소자로 전달된다. 이로부터, 프로그램 가능 펄스 발생기의 제어 하에, 스캐닝 라인의 부분들은 논리 트리 구조 어레이의 각각의 출력 이미지형성 셀로 보내진다. 연속하여 각각의 논리 트리 구조 어레이의 이미지형성 셀을 활성화하고 이러한 식으로 2차원 이미지가 형성된다.
3차원 이미지는 제 1 이미지로 어레이의 제 1 및 모든 다른 논리 트리 구조와 스테레오 변위 이미지로 제 2 및 모든 다른 논리 트리 구조를 활성화하여 이미지형성 어레이의 출력 이미지형성 셀에 3-D 카메라로부터의 스테레오 변위 이미지를 삽입함으로써 전술한 것과 유사한 방식을 사용하여 얻어질 수 있다. 각 눈에 다른 편광에 응답하는 안경이 3-D 효과를 생성하는데 필요하다. 2-D 및 3-D 이미지는 표준 텔레비전 카레라, 및 스테레오 변위 이미지를 제공하도록 설계된 카메라로부터의 레이저에 변조를 가함으로써 제공된다.
3-D 이미지를 제공하는 어레이에서, 이미지 및 스테레오 변위 이미지는 각각다른 원형 편광 상태를 갖는 원하는 이미지를 제공하도록 인터리브된다.
본 발명은 상기 기술된 특징을 제공하는 구조를 제조하는 방법에 관한 것이다. 논리 트리 구조의 모든 스테이지는 이들이 포함하는 분기 수만이 다르기 때문에, 예를 들어 레이저 빔으로부터 인가된 광 빔은 최소 분산으로 많은 스테이지를 통과하고 비교적 큰 구조가 이의 위치를 제어하는데 사용될지라도 그의 원 위치를 유지할 수 있을 것이다. 이것은 각각의 논리 트리 구조 내 이산 소자로 분할될 필요가 없는 CLC 소자, 전극 및 반파 리타더 물질을 사용할 수 있게 한다. 따라서, 각각의 CLC소자, 각각의 전극 및 각각의 리타더 물질은 이미지형성 어레이의 각각의 스테이지에서 위에서 아래로 혹은 측방향으로 확장될 수 있다.
각각의 논리 트리 구조의 스테이지는 절연 물질 및 CLC 물질을 45°각도로 슬라이스함으로써 제조될 수 있다. 절연 물질의 두께는 결과적인 CLC소자들간 간격을 제어한다. 인듐 주석 산화물과 같은 투명층은 이격된 CLC 소자들을 포함하는 층 혹은 층들의 양측에 형성된다. 포토리소그래픽 기술을 사용하여, 일측이 마스크 및 에칭되어 모든 다른 CLC소자 상에 전극을 형성한다. 전극이 에칭된 각 층이 주변에 고정된 스페이서 소자는 반파 리타더 물질이 액체 형태로 도입되는 용적을 형성한다. 결과로 나온 스테이지는 이어서 필요한 만큼 많은 수를 사용하여 적층되어 원하는 수의 이미지형성 셀을 갖는 이미지형성 어레이를 형성한다. 상이하게 이격된 CLC 소자를 포함하는 슬라이스인 스테이지들을 적응하는 것은 출력 이미지형성 셀에 스캐닝 라인을 전하는 논리 트리 구조를 자동으로 제공한다. 방법은 대량생산 기술을 사용하고 저렴한 평판 디스플레이가 된다. 따라서, 2, 4, 8, 16, CLC 소자 등을 포함하는 스테이지가 대량으로 제조되었다. 이어서 스테이지는 적층되어 각각의 스테이지는 선행 스테이지 CLC 소자보다 2배 포함하여, 어레이를 형성하는 이미지형성 셀을 포함하는 논리 트리 구조를 형성하였다.
본 발명의 이들 및 다른 목적은 다음에 그리고 본 발명의 청구범위에서 명백하게 될 것이다.
도 1은 논리 트리 구조의 제 1 스테이지에의 단일 입력이 논리 트리 구조의 최종 스테이지의 출력 중 어느 하나로 전달될 수 있도록 구성된 능동 및 수동 콜레스테릭 액정(CLC) 소자의 논리 트리 구조의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 것과는 다른 편광을 갖는 출력을 생성하도록 CLC 부재의 편광이 가변될 수 있음을 도시한 도 1에 도시한 것과 유사한 논리 트리 구조의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따라 논리 트리 구조 당 하나의 전자기 방사원을 사용하여 64 개의 출력을 제공하는 적층 배치된 8개의 논리 트리 구조의 정사영이다.
도 4는 복수의 전자기 방사원 대신, 도 1에 도시한 것과 같은 논리 트리 구조와 도 3의 적층 논리 트리 구조에 수직하게 배치된 것을 조합하여 단일의 방사원만이 필요한 것을 제외하고 도 3과 유사한 정사영이다.
도 5는 안경과 스테레오 변위 이미지와 함께 3-D 디스플레이를 제공하는 이미지형성 어레이 및 이의 연관된 전자장치의 정사영이다.
도 6은 SiO2와 같은 절연 물질의 복수의 층 및 절연 물질 층들이 사이에 삽입된 CLC 물질의 복수의 층들의 단면 정사영이며 이 인터리브된 층은 45°각도로 슬라이스된다.
도 7은 CLC 부재가 45°각도로 배치되어 있고 거리 t만큼 이격된 절연 물질층의 단면도이다.
도 8은 CLC 부재가 45°각도로 배치되어 있고 CLC 부재가 거리 t/2만큼 이격된 것을 제외하면 도 7과 유사한 절연 물질층의 단면도이다.
도 9는 CLC부재가 거리 t/4만큼 이격된 것을 제외하고 도 7에 도시한 것과 유사한 단면도이다.
도 10은 도 8에 도시한 것처럼 45°각도로 CLC 부재가 배치된 절연층의 단면 정사영으로 이의 바닥 위에 배치된 접지면을 더 포함한다.
도 11은 모든 다른 CLC 부재 상에 배치된 전극을 더 포함하는 것을 제외하고 도 10과 유사한 단면 정사영이다.
도 12는 절연 물질층의 주변 주위에 배치된 스페이서를 더 포함하여 그 결과 둘러싸인 용적에 액체형태로 위상 시프터 물질이 채워진 도 11에 도시한 것과 유사한 단면도이다.
도 13은 도 4, 5에 도시한 것처럼 어레이를 형성하도록 적층되어 정렬된 후에 도 7-12에 도시한 것과 같이 층들로 구성된 논리 트리 구조의 평면도이다.
첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 최적의 실시형태를 이하 상세히 기술하며, 도면에서 동일한 구성 및 소자는 동일한 참조부호로 표시하였다.
도 1은 대형 평탄 이미지 디스플레이 구조를 포함하여 다양한 유형의 전기-광학 시스템 및 장치를 구성하는 데 사용될 수 있는 본 발명에 따른 논리 트리 구조의 개략도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 논리 트리 구조는 이 논리 트리 구조의 능동 CLC 소자들에 연관된 전기적으로 제어되는 반파 리타더를 적합하게 스위칭함으로써 논리 트리 구조의 제 1 단(stage)에의 단일 입력이 논리 트리 구조의 마지막 단의 출력 중 어떤 한 출력으로 전달될 수 있게 배열 및 제어되는 능동 및 수동 콜레스테릭 액정(CLC) 소자를 포함한다. 논리 트리 구조의 각 단의 반파 리타더의 스위칭을 프로그램함으로써, 논리 트리 구조의 제 1 단에의 레이저 입력은 예를 들어 이 입력이 스캐닝된 것이 논리 트리 구조의 마지막 단의 출력들에 제공될 수 있다. 스캐너로서 논리 트리 구조의 적용에 대해 다음에 상세히 기술한다. 동일 실시예가 다는 응용을 갖는다는 것이 또한 명백해 질 것이다.
도 1을 보다 상세히 고찰하면, STAGE1-STAGE4로 표시한 복수의 단으로 구성된 논리 트리 구조(1)가 도시되어 있는데, 여기서 각 단은 각각이 능동 및 수동 CLC 소자로 구성된 하나 이상의 분기를 포함한다. 이와 같이 하여, STAGE1은 분기(2)로 구성되고, 이 분기는 능동 CLC 소자(18) 및 수동 CLC 소자(19)를 포함하고, STAGE2는 분기(3, 4)를 포함하며, 전자의 분기는 능동 CLC 소자(21) 및 수동 CLC 소자(22)를 포함하며 후자의 분기는 능동 CLC 소자(23) 및 수동 CLC 소자(24)를 포함한다. STAGE3은 4개의 분기(5-8)로 구성되고, 그 각각은 능동 및 수동 CLC 소자(31, 33, 35, 37) 및 (32, 34, 36, 38)로 각각 구성된다. 마찬가지로, STAGE4는 8개의 분기(9-16)로 구성되고 각각의 분기는 전술한 분기처럼, 능동 및 수동 CLC 소자(41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55) 및 (42, 44, 46, 48, 50, 54, 56)을 각각 포함한다. 여기서, 많은 그 이상의 단들은 다음 단이 선행 단의 분기의 2 배를 가지면서 트리 1이 더해짐을 알 수 있을 것이다. 이러한 방식을 사용하여, 도 1에서 STAGE4는 2n-1 분기를 가지며, 여기서 n은 단 번호이다. 이에 따라, STAGE4는 24-1혹은 8개의 분기를 갖는다. 각각의 분기는 2개의 CLC소자를 가지므로, 각 단은 2n 소자를 가지며 STAGE4의 경우 16개의 소자를 갖는다. 따라서, 예를 들어 STAGE10은 소자 당 하나의 광입력 혹은 1024 출력을 제공하는 210 혹은 1024 CLC소자를 가질 것이다.
도 1은 논리 트리 구조(1)가 단 수에 관계없이 동작하는 방법을 나타낸 것으로, 단일의 전자기 에너지원으로부터의 입력에 의해 활성화되는 복수의 소자들로부터의 스캐닝된 광 출력을 제공하는 데에 있어 이러한 논리 트리 구조가 어떻게 사용될 수 있는가를 명백하게 설명하기 위해 단지 4개의 단만을 포함시켰다.
도 1의 동작을 기술하기에 앞서, 도 1에서 각 분기의 능동 CLC 소자들은 여기 참고로 포함시키는 S.M. Faris의 "Electromagnetic Energy Beam Steering Devices" 명칭의 미국특허 5,459,591의 도 1에 도시한 유사한 능동 소자에서 벗어나지 않는다는 것을 알아야 할 것이다. 본 발명의 수동 CLC 소자는 수동 CLC 소자들이 전기적으로 제어되는 가변 반파 리타더 혹은 π-셀을 포함하지 않는다는 점에서 능동 CLC 소자와 상이하다. 따라서, 도 1의 분기(2)로 나타낸 논리 트리 구조(1)의 각 분기는 능동 CLC 소자(18)와 수동 CLC 소자(19)를 포함한다. 전자는 콜레스테릭 액정 부재(60), 투명전극(62), 접지면(도시없음), 및 제어가능 반파 리타더(61)를 포함하며, 후자는 부재(60)와 동일한 콜레스테릭 액정 부재를 포함한다. 분기(3, 4, 5-8, 9-16) 각각은 도 1의 분기(2)와 동일하기 때문에, 각각의 분기의 각각의 콜레스테릭 액정 소자 및 각각의 반파 리타더는 동일 참조부호 60, 61과 각각 동일하다.
도 1에서, 분기(2)의 능동 CLC 소자(18) 및 수동 CLC 소자(19) 모두는 각각의 소자(18, 19) 내에, 각도, 예를 들어 45°로 배치된 콜레스테릭 액정 부재(60)를 포함한다. 부재(60)는 헬리컬 피치 P로 좌방향 나선 혹은 우방향 나선의 광학적 활성 구조로 시가형 분자가 자발적으로 정렬되게 하는 키럴 첨가제 혹은 폴리실록산 사이드-체인을 갖는 네마틱 액정 물질로부터 만들어진다. 나선의 트위스트 방향 및 피치 P는 첨가제의 특성과 농도에 의해 결정된다. 부재(60)와 같은 CLC 부재의 모든 나선은 일 방향으로 정렬되어 있고 특징적 파장 혹은 파장 대역을 갖는 일 원형 편광을 갖는 광을 반사시킬 수 있다. 본 발명의 실시에서 사용되는 콜레스테릭 액정(CLC) 부재(60) 및 이들의 제조 방법은 S.M.Faris의 1991년 7월 5일에 출원되어 1993년 6월 22일에 공고된 미국특허 5,221,982에 개시되어 있다. 이 특허를 여기 참고로 포함시킨다. CLC 부재(60)를 단일 소자로서 도 1에 도시되었으나, 복수의 전자기 방사원에 의해 제공되는 복수의 파장 혹은 파장 대역을 갖는 원형 편광 방사의 반사 및 투과를 제공하도록 부재(60) 각각을 복수의 CLC 부재(60)로 대치할 수도 있음을 알 것이다. 본 발명의 실시예에서, 부재(60)는 전계 혹은 자계를 인가함으로써 전자기 에너지를 반사 및/또는 투과시키도록 스위칭될 수 있는 임의의 물질로 만들어질 수 있다.
도 1에 개략적으로 도시된 반파 리타더 혹은 π-셀(61)은 T.S.Buzak의 1985년 3월 14일에 출원되어 1987년 6월 2에 공고된 미국특허 4,670,744에 개시되어 있는 유형의 것이며, 본 발명의 실시에 이용될 수 있다. Buzak 특허를 참고로 여기 포함시킨다. 대안으로, CLC막 대신 편광 반사기, 편광 프리즘 혹은 맥네닐 프리즘이 본 발명의 실시에 이용될 수 있고 구매할 수 있다. 단일 파장 이상의 전자기 방사가 도 1의 구성에서 사용될 때, 각 파장에 대해 동일한 세기의 레벨을 유지하기 위해 각 파장의 반파 지연을 제공하도록 광대역 π-셀이 이용될 수 있다.
도 1의 논리 트리 구조(1)는 레이저 혹은 임의의 다른 방사원일 수 있는 전자기 방사원(17)으로부터 활성화되며, 이 방사원의 출력은 광학 기술에 숙련된 자들에 공지된 방식으로 1/2파 판(도시없음)에 의해 선형 편광 방위로부터 원형 편광 방위로 변환될 수 있다. 결과로 나온 출력이 적합하게 편광되지 않았으면, 일 원형 편광으로부터 다른 편광으로의 변환을 제공하기 위해서 반파 리타더가 이용될 수 있다.
본 애플리케이션의 목적으로, 방사원(17)으로부터 나오는 방사는 시계방향 혹은 반시계 방향으로 원형으로 편광된다. 구매가능한 레이저는 가시, 적외 혹은 자외 스펙트럼 내에 드는 출력을 제공하는데 이용될 수 있다. 방사원(17)이 도 1에는 단일 소스로서 도시되었으나, 각각이 다른 파장을 갖는 복수의 방사원을 나타낼 수 있음을 알 것이다. 따라서, 방사원(17)은 투사된 방사 빔이 단색 혹은 이들 파장의 조합을 갖는 광 빔이 되도록 적색, 녹색 및 청색 파장의 가시 스펙트럼으로 방사하는 레이저를 포함할 수 있다.
방사원(17)은 세기가 변조될 수 있는 레이저 혹은 다른 전자기 방사원을 포함할 수 있다. 그러므로, 방사원의 출력은 세기가 제로 세기에서 최대 세기까지 범위 내 모든 계조를 포함하여 제로에서 최대 세기까지 가변될 수 있다.
도 1에는, 방출된 방사의 편광에 따라 투과되거나 반사되는 분기(2)의 능동 소자(18)의 부재(60)에 직접 전자기 방사원(17)이 조사하는 것으로 도시되어 있다. 방사원(17)으로부터 방사된 방사는 단일의 세기를 가질 수 있거나 혹은 텔레비전 카메라(25) 등에 의해 제공된 세기가 변조된 신호일 수도 있다. π-셀 혹은 반파 리타더(61)를 적합하게 프로그래밍함으로써, 비변조된 혹은 세기가 변조된 신호는 STAGE4의 분기(9-16)의 능동 및 수동 CLC 소자(41-56)에 스캐닝 방식으로 전달된다. 이러한 식으로, 방사의 비변조된 혹은 세기가 변조된 빔은 소자(41-56)들에 스캐닝되고 이들 소자는 모든 면에서 기존의 텔레비전의 단일 스캔 라인과 유사한 출력을 제공한다.
입력이 디지털 형태로 제공된다면, 디지털 아날로그 변환기(26)가 공지의 방식으로 카메라(25)와 방사원(17) 간에 개재될 수 있다.
도 1에서, 가변 반파 리타더(61)는 상호접속(28)을 통해 카메라로부터 타이밍 정보를 얻는 프로그램 가능 펄스발생원(27)에 의해 활성화된다. 복수의 드라이버 상호접속(29)은 별도의 전극(62)에 접속되고 이 전극은 펄스발생원(27)에 의해 활성화되었을 때 관련된 반파 리타더(61)에 전계를 인가한다. 도 1에서, 각각이 펄스를 받았을 때, 별도의 가변 반파 리타더(61)를 활성화시키는 15개의 드라이버 상호접속(29)이 이용될 것이다.
동작에서, 논리 트리 구조(1)는 방사원(17)이 활성화되었을 때 활성화된다. 목적은 단일 입력으로부터 논리 트리 구조(1)의 STAGE4의 복수의 출력에 스캐닝 출력을 제공하는 것이다. 그러므로, 능동 및 수동 소자(41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55) 및 (42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56) 각각이 활성화되어 이들 소자들로부터 출력이 도 1에 도시한 순서로 얻어지도록 해야 한다. 소자(41)는 제 1 출력을 제공하기 때문에, 입력신호가 우측 원형 편광(RCP) 방사이고 모든 부재(60)가 좌측 원형 편광(LCP) 방사를 반사하도록 설계되어 있다면, 능동 소자(18, 21, 31, 41)가 LCP방사는 반사하고 RCP 방사는 투과시키므로 RCP광은 방해받지 않고 이들 소자를 통과한다.
다음 시간 주기에서, 소자(41)의 반파 리타더(61)가 전극(62)에의 상호접속(29)을 통해 펄스발생원(27)으로부터의 펄스에 의해 활성화되어 능동 소자(18, 21, 31)을 통과한 입력 RCP 방사에 반파 지연이 유발되게 하므로, RCP 방사는 LCP 방사로 변환하게 된다. 이어서 LCP방사는 LCP 방사를 반사시키는 소자(42)의 부재(60)를 향하여 LCP 방사를 반사시키는 소자(41)의 부재(60)로부터 반사한다. 이어서 입력되는 LCP 방사는 소자(42)의 출력 포트로 반사된다.
다음 시간 주기에서는, 능동 소자(43)의 출력 포트로부터 출력이 목적이다. 이것을 달성하기 위해서, STAGE3의 능동 소자(31)의 입력과 STAGE4의 능동 소자(43)의 입력에서 리타더(61)들이 이들의 연관된 투명 전극(62)에 펄스를 인가함으로써 활성화된다.
일단 이것이 행해지면, 능동 소자(31)의 입력에서 RCP 방사는 LCP 방사로 변환되고, LCP 반사부재(60)로부터 수동 소자(32)의 반사부재(60)로 반사하며 수동 소자(32)에서는 능동 소자(43)로 반사시킨다. 능동 소자(43)에 LCP 입력은 반파 리타더(61)를 거치게 되어 RCP 방사로 변환된다. 그러면 후자는 능동 소자(43)의 CLC 부재(60)가 LCP 방사만을 반사시키기 때문에 능동 소자(43)의 출력 포트로 변하지 않고 통과한다.
다음 시간 간격에서, 펄스발생원(27)은 능동 소자(43)에 연관된 반파 리타더(61)를 비활성화시키며 능동 소자(31)에 연관된 반파 리타더(61)를 계속 활성화시킨다. 그러므로, 소자(43)에 입력되는 LCP 방사는 지연이 없게 되므로 LCP 반사로서 남아있게 되고 이어서 수동 소자(44)를 향하여 소자(43)의 LCP 반사부재(60)로부터 반사된다. 이와 같이 하여 반사된 LCP 방사는 소자(44)의 LCP 반사부재(60)로부터 이의 출력 포트로 반사된다.
모든 소자를 통하는 모든 경로를 지루하게 기술하기보다는, 도 1에 도시한 앞의 설명 및 도면으로부터 입력에서 출력 포트로 모든 경로가 수집될 수 있으므로 반파 리타더(61)의 활성화 순서를 기술한다. 능동 소자(45)에서 출력을 얻기 위해서, 능동 소자(21, 33)에 관련된 가변 반파 리타더(61)만이 활성화되어야 한다. 능동 소자(46)에서 출력을 얻기 위해서, 능동 소자(21, 33, 45)에 관련된 가변 반파 리타더(61)만이 활성화되어야 한다. 능동 소자(47)에서 출력을 얻기 위해서, 능동 소자(21, 47)에 관련된 가변 반파 리타더만이 활성화되어야 한다. 수동 소자(48)에서 출력을 얻기 위해서, 능동 소자(21)에 관련된 가변 반파 리타더만이 활성화되어야 한다. 능동 소자(49)에서 출력은 능동 소자(18, 23)에 관련된 가변 반파 리타더를 활성화시킴으로써 얻어질 수 있다. 수동 소자(50)에서 출력은 능동 소자(18, 23, 49)에 관련된 가변 반파 리타더를 활성화시킴으로써 얻어질 수 있다. 능동 소자(51)에서 출력을 얻기 위해서, 능동 소자(18, 35, 51)에 관련된 반파 리타더가 활성화되어야 한다. 출력은 능동 소자(18, 23, 35)에 관련된 가변 반파 리타더를 활성화시킴으로써 얻어질 수 있다. 능동 소자(53)에서 출력을 얻기 위해서, 능동 소자(18, 37)에 관련된 반파 리타더(61)가 활성화되어야 한다. 수동 소자(54)에서 출력은 능동 소자(18, 37, 53)에 관련된 반파 리타더(61)를 활성화시킴으로써 얻어질 수 있다. 능동 소자(55)에서 출력을 얻기 위해서, 능동 소자(18, 55)에 관련된 반파 리타더(61)가 활성화된다. 마지막으로, 능동 소자(56)는 능동 소자(18)에 관련된 반파 리타더(61)를 활성화시킴으로써 얻어진다.
전술한 바와 같이 프로그램 가능 펄스발생원(27)으로부터 투명전극(62)에 펄스를 인가하여 반파 리타더(61)가 일단 활성화되면, 능동 및 수동 소자(41 내지 56) 각각에서 세기가 변하는 스캐닝된 출력이 얻어진다. 출력들 모두가 동일한 편광을 갖는 것은 아니고, 도 1의 실시예에 있어서는, 좌측에서 우측으로 소자들이 스캐닝될 때 교번하는 RCP 및 LCP의 편광패턴을 갖는다. 이러한 변화가 존재한다는 것을 인지하는 것이 중요하고 여기서 동일한 원형 편광을 갖는 출력이 바람직하거나 필요하므로 모든 편광이 동일한 편광으로 변환되도록 고정된 반파 리타더를 배치한다. 이에 따라, 도 1에서, 예를 들어, 능동 소자(41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55)의 RCP 출력을 LCP로 변환하기 위해서 이들 소자의 출력에 고정된 반파 리타더(63)가 배치될 수 있다. 이러한 변환을 행하는 능력이 3-D 출력을 제공하는 구성에서 특히 중요한데, 왜냐하면 3-D 인지는 각각 다른 편광을 갖는 2개의 공간적으로 변위된 이미지들에 기반하여 이루어지기 때문이다.
도 1에서 능동 CLC 소자(18)에의 입력이 LCP로 변경되고 논리 트리 구조(1) 내 모든 CLC 부재(60)가 RCP를 반사하도록 변경되면, 얻어진 출력은 도 1에 도시한 것과 정확하게 일치한다.
도 1에 도시한 것과 동일한 출력패턴은 입력이 LCP이고 모든 부재(60)가 LCP를 반사시키는 경우 얻어질 수 있다.
도 1에 도시한 것에 대향하는 패턴은 입력이 RCP이고 모든 부재(60)가 RCP를 반사시키는 경우 얻어질 수 있다.
도 2는 도 1에 도시한 것과 유사한 논리 트리 구조(1)의 개략도이다. 이것은 관련된 레이저 및 전자장치 없이 논리 트리 구조만을 도시한 것이다. 목적은 다른 편광을 반사시키는 부재(60)의 편광이 도 1에 도시한 것과는 다른 편광을 갖는 출력을 생성하도록 가변될 수 있음을 보이는 것이다. 도 2에서 능동 및 수동 소자를 나타내는 상자 각각은 그 안에 CLC 부재(60)가 좌측 혹은 우측 원형 편광을 반사시키는 것을 나타내는 L 혹은 R 글자를 포함한다. 상세히 설명하지 않고, 도 1에 도시한 출력은 도 1에 관련하여 기술된 것과 동일한 순서로 리타더(61)가 스위칭될 때 LRRL RLLR RLLR LRRL의 편광 패턴을 갖는 LCP 입력으로부터 얻어지는 것이라고 기재하는 것으로 충분하다.
위에 보인 것과 다른 패턴은 입력 편광이 RCP로 변경되었고 논리 트리 구조(1)의 부재(60)가 도 2에 도시한 것과는 반대되는 편광을 반사시킨다면 얻어질 것이다. 출력패턴은 RLLR LRRL LRRL RLLR이다.
전술한 바는 가변 반파 리타더(61)를 제어하는 키를 사용하여 정보가 편광 부호화 혹은 스크램블되고 전송되어 디코드 혹은 언스크램블되는 응용에 있어서 출력편광 제어 방법을 예시한 것이다.
이하 제조 공정을 기술할 때 알게 되겠지만, 제조의 용이함 면에서 동일한 CLC 부재(60)를 갖는 논리 트리 구조가 가장 잇점이 있다.
도 1의 구성은 가장 먼 이미지형성 셀(1)(이하의 특허에서)에서 출력을 제공하도록 1024 x 1024 어레이에서 1024 CLC 부재(2)(이하의 특허에서)를 입력 광이 통과해야 하는 미국특허 5,459,591에 개시된 스캐닝 구성에 비해 잇점을 제공한다. 각각의 CLC 부재가 투과성(T)을 갖는다면, 최종의 이미지형성 셀은 (T)1024의 투과성을 가질 것이다. 따라서, 1에 가까운, 즉 0.999의 투과성이라도, 1024TH 이미지형성 셀에서의 출력은 (0.999) 1024가 될 것이며 이것은 사실상 제로이다.
본 발명은 이와는 반대로 1024 x 1024 어레이에서 최종 출력을 제공하기 위해서, 단지 20개의 CLC 부재(60) 혹은 스테이지 당 2개만이 (T)20의 투과성을 제공하도록 통과될 필요가 있다. 이들 조건 하에서 1024번째 출력은 T = 0.999이라 할 때, (0.999)20이 될 것이고 이것은 입력 세기의 대략 90%이다. 10개 스테이지 어레 이에 대한 최소 투과성은 (T)10 혹은 스테이지 당 1 트랜지션(transition)이 될 것이다.
도 1의 논리 트리 구조가 출력 광 세기 면에서 종래기술에 비해 개선을 나타내나, 각각의 논리 트리 구조(1)는 이 자신의 입력 레이저 혹은 전자기 방사원(17)을 필요로 한다는 것이 전술한 바로부터 명백하다. 따라서, 8 x 8 어레이를 제공하기 위해서, 예를 들어, 8개의 논리 트리 구조(1)는 도 3에 도시한 방식으로 적층되어야 할 것이다.
도 3은 서로 적층된 8개의 논리 트리 구조(1)의 정사영으로, 본 발명에서 교시하는 바에 따라 64 출력을 제공한다. 논리 트리 구조(1) 당 하나의 전자기 방사원(17)이 필요하다.
공간이 제한되기 때문에, 도 3에 도시된 것은 도 1의 STAGE를 단지 3개 사용하는 것으로 제한되었다. 또한, 도 3에서 논리 트리 구조(1) 각각은 다른 논리 트리 구조(1)와 동일하기 때문에, CLC 부재(60) 및 가변 반파 리타더(61)를 갖는 맨위의 트리 W만이 도시되었다. 또한, 이하 명백하게 되겠지만, 도시된 크기는 축적에 맞게 도시된 것은 아니다.
도 3에서, 서로 적층된 8개의 논리 트리 구조(1)를 포함하는 8 x 8 어레이(70)가 도시되었다. 각각의 논리 트리 구조(1)는 3개의 스테이지, STAGE1, STAGE2, STAGE3으로 구성된다. 도 1에 도시한 바와 같이 STAGE1은 분기(2)를 포함하고, STAGE2는 분기(3, 4)를 포함하고 STAGE3은 분기(5-8)를 포함한다. 각각의 분기는 도 1의 STAGE1-3에 도시한 것과 유사한 능동 및 수동 CLC 소자를 포함하며, 능동 및 수동 소자 각각은 어레이(70)의 각각의 능동 및 수동 소자 내에 45°의 각도로 배치되는 콜레스테릭 액정 부재(60)을 포함한다. 또한, 도 3에는 도 1의 STAGE1-3에서 가변 리타더(61)과 같이 배열된 가변 반파 리타더(61)가 포함된다. 도 3에서, 각각의 논리 트리 구조(1)는 연관된 전자기 방사원(17), 바람직하게는 레이저로 활성화되며, 따라서 총 8개의 방사원(17)이 필요하다. 각각의 레이저가 활성화되었을 때, 가변 반파 리타더(61)는 앞에서 도 1에 관련하여 기술한 바와 같이 활성화되며 각각의 레이저(17)의 출력은 각각의 논리 트리 구조(1)의 이미지형성 셀(71)의 출력에서 좌측에서 우측으로 가는 스캐닝된 변조된 신호로서 나타난다. 도 3에 도시한 구성에서, 방사원(17) 및 리타더(61)는 연속적으로 혹은 동시에 활성화될 수 있다. 방사원(17)의 출력이 우측 원형 편광(RCP)으로 변환되고 모든 CLC 부재(60)가 좌측 원형 편광(LCP)을 반사시킨다면, 도 3의 각 논리 트리 구조(1)의 출력은 도 1에 도시한 것과 동일할 것이다. 즉, RLRL RLRL이다.
도 1에 대한 설명에 관련하여 시사된 바와 같이, 고정된 반파 리타더는 모든 출력이 동일한 편광을 갖도록 적합하게 배치될 수 있다.
논리 트리 구조 당 손실 트랜지션 수가 종래기술에 보인 것에 비해 감소되었지만, 이것은 어레이(70)에 포함된 각각의 논리 트리 구조(1)용의 방사원(17)의 사용에 의해 달성되었다. 도 3에 도시한 것과 같은 구성을 1024 x 1024 어레이로 확장하였을 때, 예를 들어, 1024개의 방사원(17)이 필요하게 될 것이다. 이러한 요건은 제거될 수 있고 방사원 수는 도 1에 도시한 것처럼 논리 트리 구조(1)을 사용함으로써 한 개로 줄일 수 있고, 그 출력은 단일 방사원(17)으로부터 제공되는 것으로 도 3에 도시한 것처럼 어레이(70)에 입력으로 작용한다.
이것은 복수의 방사원(17) 대신, 도 1에 도시한 것처럼 논리 트리 구조(1)와 조합하여 도 3의 논리 트리 구조(1)에 수직하게 배치된 단지 하나의 방사원(17)만이 요구되는 것을 제외하고 도 3과 유사하게 정사영인 도 4의 고찰로부터 명백하게 될 것이다.
도 4를 보다 상세히 고찰하면, 어레이(70)는 도 3에 도시한 어레이(70)와 동일하다. 또한, 도 4에서 전자기 방사원(17)은 도 3에 도시한 방사원(17)과 유사하다. 도 4에서, 입력 논리 트리 구조(72)는 각각의 이미지형성 셀(71) 혹은 논리 트리 구조(72)가 어레이(70)의 관련된 논리 트리 구조(1)에의 입력으로서 작용하도록 어레이(70)와 방사원(17) 사이에 배치된 것으로 도시되었다. 이에 따라, 입력 논리 트리 구조(72)의 맨위의 이미지형성 셀(71)은 어레이(70)의 맨위의 논리 트리 구조(1)의 맨 좌측의 소자에 입력을 제공한다. 방사원(17)으로부터 세기가 변조된 신호일 수 있는 이 입력은 텔레비전 프레임의 스캔과 유사한 방식으로 어레이(70)의 맨위의 논리 트리 구조(1)의 이미지형성 셀(71)들을 스캐닝한다. 맨위의 논리 트리 구조(1)의 스캐닝 출력이 마지막 이미징형성 셀(71)에 도달하였을 때, 방사원(17)의 출력은 논리 트리 구조(72)의 다음 이미지형성 셀(71)(맨위의 이미지형성 셀(71) 바로 밑의)로 스위칭된다. 다음 이미지형성 셀의 출력은 어레이(70)의 맨위의 논리 트리 구조(1) 바로 밑의 논리 트리 구조(1)에의 입력으로서 작용한다. 마지막으로 언급된 논리 트리 구조(1)에의 입력은 텔레비전 스캔 라인과 유사하게 세기가 변조된 스캐닝 신호를 제공하는 좌에서 우로 차례대로 이미지형성 셀(71) 혹은 그 논리 트리 구조(1)로 전해진다.
입력 논리 트리 구조(72)의 나머지 이미지형성 셀(71) 각각은 도 1에 관련하여 앞에서 기술한 바와 동일하게 논리 트리 구조(72)에 연관된 전극(62) 및 가변 반파 리타더(61)를 프로그래밍함으로써 활성화된다. 유사하게, 어레이(70)의 각각의 논리 트리 구조(1)는 입력 논리 트리 구조(72)의 관련 이미지형성 셀(71)로부터의 출력들에 의해 활성화된다. 이어서, 프로그래밍된 전극(62) 및 반파 리타더(61)의 제어 하에, 연관된 논리 트리 구조(1)에의 이들 입력, 즉 현재 입력은 이미지형성 셀(71)에서 이지미형성 셀(71)로 전해진다. 이러한 식으로, 예를 들어, 도 4에서, 맨위에서 맨아래로 논리 트리 구조(1)를 엑세스함으로써, 이미지형성 셀 밀도에 따라 극히 높은 해상도의 이미지를 제공할 수 있는 이미지가 형성된다.
전술한 바로부터, 단일 방사원(17), 바람직하게는 레이저의 변조 출력이 도 4에서 어레이(70)과 같은 복수의 적층된 논리 트리 구조(1)의 이미지형성 셀(71)로 전해질 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 입력 논리 트리 구조(72)가 사용되므로 도 3에 도시한 복수의 방사원(17)과는 반대로 단일 방사원(17)이 사용될 수 있다. 도 4에 도시한 구성의 가치는 도 3과 같은 1024 x 1024 어레이 실시예에 있어서는 1024개의 레이저가 필요하게 됨을 상기할 때 보다 명백할 것이다. 이에 따라, 도 3의 실시예에 의해 제공되는 바와 같은 손실 트랜지션 수의 감소 외에, 도 4에 도시한 실시예는 필요 방사원(17)의 수를 절대 최소수 1로 감소시킨다. 도 3 및 4에 도시한 것과 같은 디스플레이를 동작시키는데 필요한 전자장비를 도시하지 않았지만, 도 1에 도시한 바와 동일하고 이미지형성 기술에 공지된 구성성분이 본 발명의 실시에서 이용될 수 있음을 알 것이다. 이에 따라, 예를 들어, 카메라(25)로부터 얻어진 타이밍 정보는 프로그램 가능 펄스발생원(27)에 상호접속(28)을 통해 인가된다. 그러면 후자는 스위칭 신호를 논리 트리 구조(72) 및 각각의 논리 트리 구조(1)에 인가하여 이들의 전극(62) 및 반파 리타더(60)를 적합하게 제어함으로써 스캐닝 에너지 출력이 각 논리 트리 구조(1) 및 입력 논리 트리 구조(72)의 이미지형성 셀(71)로부터 전해질 수 있다.
도 5에, 안경(viewing glasses) 및 스테레오 변위 이미지와 조합하여, 3-D 입체 디스플레이 시스템을 제공하는 이미지형성 어레이의 정사영이 도시되어 있다.
도 5에서, 입력 트리 구조는 상호접속(74)을 통해 입체 텔레비전 카메라(73)의 출력들에 의해 변조되는 전자기 방사원(17)에 의해 액세스된다. 스테레오 카메라(73)로부터의 2개의 출력은 이들이 편광과 같은 어떤 특징에 의해 서로 분리된다면, 2개의 결과적인 이미지가 하나씩 각 눈에 전해져(적합한 안경을 사용하여) 인간의 머리(brain)에서 조합하여 3차원 이미지를 제공하도록 스테레오 변위된다.
이미지 중 하나는 상호접속(74)을 통해 스테레오 카메라(73)로부터 레이저(17)로 스캐닝 라인을 인가함으로써 제공된다. 이어서 후자의 출력은 입력 논리 트리 구조(72)에 인가되고 이 구조로부터 스캐닝 라인 출력들은 상호접속(76)을 통해 가변 반파 리타더(61)를 작동시키는 프로그램 가능 펄스발생원(75)의 제어 하에 맨위 및 교호 이미지형성 셀(71)로부터 전달된다. 입력 논리 트리 구조(72)의 이미지형성 셀(71)의 맨위로부터의 출력은 논리 트리 구조(1)의 맨위의 맨 좌측 부재(60)에 소정의 간격 동안 인가된다. 동시에, 프로그램 가능 펄스발생원(27)의 제어 하에 가변 반파 리타더(61)는 스테레오 카메라(73)로부터 스캐닝 라인의 일부가 어레이(70)의 맨위의 논리 트리 구조(1)의 이미지형성 셀(71) 각각으로 전달되도록 적합하게 작동된다.
도 5의 경우에, 어레이(70)의 각각의 이미지형성 셀(71)은 카메라(73)로부터 스캐닝 라인의 소정의 간격의 1/8 시간 동안 조사된다. 1024 x 1024 어레이에 있어서, 조사시간은 스캐닝 라인 간격의 1/1024가 될 것이다.
제 1 이미지는 입력 논리 트리 구조(72)의 제 1 이미지형성 셀(71) 다음 교번하여 각각의 이미지형성 셀(71)로 각각의 교번하는 간격 동안 레이저(17)를 변조하는, 상호접속(74)를 통해 스테레오 카메라(73)로부터의 스캐닝 라인을 인가함으로써 완성된다. 각각의 스캐닝 라인은 어레이(70)의 맨위의 논리 트리 구조(1)로 제 1 스캐닝 라인의 전달과 관련하여 기술된 바와 동일한 방식으로 어레이(70)의 각 교번 논리 트리 구조(1)의 이미지형성 셀(71)에 전해진다.
스테레오 카메라(73)로부터의 스테레오 변위 이미지는 레이저(17)로 상호접속(74)을 통해 스캐닝 라인으로서 전달되고 이들은 레이저(17)의 출력을 변조시킨다. 스테레오 변위된 스캐닝 라인 출력들은 제 2 및 제 2 간격 다음 교번하는 간격 동안 레이저(17)로 전달된다. 입력 논리 트리 구조(72)의 가변 반파 리타더(61)를 적합하게 작동시키는 프로그램 가능 펄스발생원(75)의 제어 하에, 레이저(17)로부터의 제 1 스테레오 변위 출력은 스캐닝 라인으로서 논리 트리 구조(72)의 이미지형성 셀(71)의 맨위에서 두번째 셀로 전달된다. 어레이(70)의 논리 트리 구조(1)의 맨위에서 두 번째의 맨 좌측 CLC 부재(60)의 입력으로서 작용하는 상기 마지막으로 언급된 출력은 프로그램 가능 펄스발생원(27)의 제어 하에 레이저(17)의 스캐닝 라인 출력의 일부로서 어레이(70)의 논리 트리 구조(1)의 맨위에서 두 번째의 이미지형성 셀(71)로 전달된다.
제 1 이미지 발생과 같이, 스테레오 변위 이미지의 이미지형성 셀(71)은 스캐닝 라인의 소정의 간격의 1/8과 동일한 시간 동안 조사된다.
스테레오 변위 이미지는 제 2 간격 후의 각 교번 간격 동안 스테레오 카메라(73)로부터 레이저(17)로의 상호접속(74)을 통해 입력 논리 트리 구조(72)의 제 2 이미지형성 셀(71) 다음의 각 교번 이미지형성 셀(71)로 스캐닝 라인을 인가함으로써 완성된다. 각각의 스테레오 변위 스캐닝 라인은 어레이(70)의 논리 트리 구조의 맨위로부터 두 번째로 제 1 스테레오 변위 스캐닝 라인의 전달에 관련하여 기술된 바와 동일한 방식으로 어레이(70)의 제 2 및 교번 논리 트리 구조(1)들의 이미지형성 셀(71)에 전달된다.
논리 트리 구조(1)에 인가된 빔의 편광상태가 RCP이고 부재(60)가 LCP를 반사하도록 설계되었다면, 논리 트리 구조(1)는 도 1과 관련하여 기술된 바와 동일하게 이미지형성 셀(71)에 이미지를 제공하고 결과적인 출력은 도 1에 도시한 것처럼 편광을 갖게 될 것이다. 논리 트리 구조(1)의 각각에 대한 STAGE3에서의 편광은 RLRL RLRL이다.
그러나, 이러한 결과를 얻기 위해서, 입력 논리 트리 구조(72)는 이의 모든 이미지형성 셀(71)에 RCP를 제공해야한다. 이것은 레이저(71)로부터의 RCP 입력, LCP를 반사시키는 소자들을 구비한 논리 트리 구조 및 LCP 출력을 제공하는 이미지형성 셀(71) 다음에 배치된 고정된 반파 리타더(63)를 필요로 한다.
어레이(70)의 제 1 및 교번 논리 트리 구조(1)의 모든 출력들에 대해 단일의 편광, 예를 들어 RCP를 얻기 위해서, 이들 논리 트리 구조(1)의 LCP 출력은 RCP로 변환되어야 한다. 이것은 LCP 출력을 갖는 이미지형성 셀(71) 상에 고정된 반파 리타더(63) 개재시킴으로써 달성된다.
유사하게, 제 2 및 교번 논리 트리 구조(1)의 모든 출력들에 대해 단일의 편광, 예를 들어 LCP를 얻기 위해서, 이들 논리 트리 구조(1)의 RCP 출력은 LCP로 변환되어야 한다. 이것은 RCP 출력을 갖는 이미지형성 셀(71) 상에 고정된 반파 리타더(63) 개재시킴으로써 달성된다.
이 때, 2개의 스테레오 변위 이미지는 어레이(70)의 출력 이미지형성 셀(71)에 나타난다. 한 이미지는 RCP 편광을 가지는 반면 다른 이미지는 LCP 편광을 갖는다. 그러면, RCP를 통과시키는 렌즈와 LCP를 통과시키는 다른 렌즈를 갖는 안경을 사용하여 시청자가 인지한다.
도 5의 3-D 실시예에 관련하여, 스테레오 카메라(73)로부터 출력은 디지털 혹은 아날로그 형태라는 것을 알 것이다. 전자인 경우, 디지털 신호는 공지의 방법으로 디지털 아날로그 변환기를 사용하여 아날로그 신호로 변환된다. 또한, 논리 트리 구조(1)에 이미지 및 스테레오 변위 이미지의 스캐닝 라인을 나타내는 신호가 제공되는 범위로, 이들 신호는 어레이(70)의 이미지형성 셀(71)에 두 개의 스테레오 변위 이미지가 형성될 때까지 연속하여 논리 트리 구조(1)의 각각을 번갈아 가며 교번하여 액세스하도록 구성된다. 이미지 및 스테레오 변위 이미지의 스캐닝 라인은, 두 개의 이미지가 형성될 때까지, 방사원(17)이 먼저 스캐닝 이미지를 나타내는 신호들에 의해 변조되고 이어서 스캐닝 스테레오 변위 이미지를 나타내는 신호에 의해 변조되고, 연속하여 변조되도록 전자적으로 인터레이스된다.
도 5로부터, 3-D 어레이에 있어서, 두 개의 4 x 8 인터리브된 어레이가 필요한데, 이 중 하나는 이미지용으로 다른 하나는 스테레오 변위 이미지용으로 필요함을 알 수 있다. 이 정보를 실제 레벨로 외삽 추적하면, 1024 이미지형성 셀이 각각의 이미지마다 필요하다면, 2048 x1024 이미지형성 셀의 어레이가 필요하게 될 것이다. 도 5에 나타낸 바와 동일한 방식을 사용하면, 얼마간의 해상도를 희생하고 두 개의 512 x 1024 인터리브된 어레이가 사용될 수 있다. 도 5에서, 논리 트리 구조(1)는 용이한 제조를 위해 수평으로 인터리브 되었지만, 이들은 본원의 정신으로부터 벗어남이 없이 수직으로 인터리브될 수도 있다.
도 6은 SiO2, 폴리카보네이트, 아크릴 혹은 임의의 다른 적합한 광학적으로 투명한 물질과 같은 절연 물질의 복수의 층(80), 및 층(80) 사이에 삽입된 콜레스테릭 액정(CLC) 물질의 복수의 층(80)의 단면 정사영을 도시한 것이다.
도 6에서, 층(80)은 어떤 각도, 바람직하게는 45°로 층(80)을 절단하는 슬라이스 조작을 받는다. 층(80, 81)은 도 7에 도시한 바와 같은 절연 물질에 45°각도로 배치된 CLC 부재(60)를 포함하는 층(82)을 제공하도록 톱, 레이저, 젯트 혹은 그 외 적합한 도구로 절단될 수 있다.
도 7은 45°각도로 CLC 부재(60)가 배치된 절연 물질 층의 단면도이다. CLC 부재(60)의 간격은 도 6의 슬라이스 단계에 앞서 절연층(80)의 두께를 제어함으로써 결정된다. 스테이지 간에 전자기 에너지를 전함에 있어 CLC 부재(60)들을 정렬시키는 것이 중요하기 때문에, 부재(60)의 간격은 주의깊게 제어되어야 한다. 따라서, 도 7에서, CLC 부재(60)간 간격은 t 단위이고, 예를 들어 도 4의 어레이(70)의 STAGE1을 포함할 수 있을 것이다.
도 8은 45°각도로 부재(60)가 배치된 절연 물질층의 단면도로서, 부재(60)가 t/2 단위만큼 이격된 것을 제외하면 도 7과 유사하다. 층(82) 등은 절연 물질의 층(80)의 두께가 도 6에 도시한 것의 반으로 감소된 것을 제외하면 도 6에 도시한 것과 같은 구성을 슬라이스하여 제조된다. 도 6에 도시한 것과 같은 적층을 슬라이스한 후에, 부재(60)들 간 t/2 간격의 결과적형광 층(82)은 예를 들어 도 4의 어레이(70)의 STAGE2를 포함할 수 있을 것이다.
도 9은 45°각도로 부재(60)가 배치된 절연 물질층의 단면도로서, 부재(60)가 t/4 단위만큼 이격된 것을 제외하면 도 7과 유사하다. 도 9의 층(82)은 층(80)의 두께가 도 6에 도시한 것의 1/4로 감소되는 것을 제외하면 도 6에 도시한 것과 같은 구성을 슬라이스하여 제조된다. 도 6에 도시한 것과 같은 적층을 슬라이스한 후에, 부재(60)들 간 t/4 간격의 결과적형광 층(82)은 예를 들어 도 4의 어레이(70)의 STAGE3를 포함할 수 있을 것이다.
부재(60)의 간격은 추가로 스테이지가 더해질 때 항상 반만큼 감소되므로 보다 더 높은 해상도가 얻어질 수 있다. 따라서, 10개의 스테이지를 가진 어레이에 있어서, CLC 부재(60)간 간격은 t/512 유닛이 될 것이다.
도 6에 도시한 것과 같은 구성을 슬라이스하고 층(80)의 두께를 제어함으로써, 도 7-9에 도시한 것처럼 다른 길이만큼 이격된 부재(60)를 구비한 층(82)이 쉽게 얻어질 수 있다. 후술하는 바와 같이, 적절히 이격된 부재(60)를 구비한 층(82)들이 도 4에 도시한 것과 같은 어레이(70) 혹은 원하는 수의 스테이지를 갖는 어레이를 생성하도록 적층될 수 있다. 이것은 도 7-9의 층(82)과 같은 수 천 장의 층을 생성하도록 대량생산으로 행해질 수 있다.
도 10은 45°각도로 배치된 CLC부재(60)를 포함하는 층(82)의 단면, 정사영을 도시한 것이다. 도 10의 층(82)은 접지면(83)이 층(82)의 바닥에 증착 혹은 형성되는 것을 제외하고 도 8의 층(82)과 유사하다. 층(83)은 투명하며 금속성이고, 가변 반파 리타더(61)를 활성화시키는 나중에 증착된 전극을 위한 접지면으로서 작용한다. 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 물질이 도 10의 층(82)의 바닥에 공지의 방법으로 증착 혹은 형성될 수 있다. 물론, ITO의 투명성은 스테이지간에 광이 세기의 거의 혹은 전혀 손실없이 투과되게 한다.
도 11은, 도 4에 도시한 바와 같은 어레이(70)에 STAGE2로서 도 11의 층(83)이 이용된다면 나타나게 되는 바와 같이, 전극(84)이 하나 건너 하나의 CLC 부재(60)에 배치된 것으로 도시된 것을 제외하면 도 10과 유사하게 단면 정사영을 도시한 것이다. 이러한 전극 간격의 패턴은 어느 스테이지가 고려되는가에 관계없이 항상 동일할 것이다. 각각의 스테이지가 항상 능동 및 수동 CLC 소자로 구성된 적어도 하나의 분기를 포함하기 때문에 도 1을 다시 살펴보면, 이것이 참이라는 것을 알 수 있다. 전극(84)(도 1에서 62)은 가변 반파 리타더(61)의 일부에 항상 관련되고 이 부분을 형성하며, 이 부분은 임의의 분기의 능동 CLC 소자에 항상 연관된다. 접지면(83)처럼, 전극(84)은 이용되는 전자기 방사에 투명한 인듐 주석 산화물(ITO) 물질로 구성된다. 도 11에 도시한 형태의 전극(84)을 얻기 위해서, 인듐 주석 산화물은 층(82)에 형성되고, 공지의 리소그래픽, 마스킹 및 에칭 기술을 사용하여, 전극(84)은 모든 다른 CLC 부재(60) 위에 적합하게 배치된다. 접지면(83) 및 전극(84)에 대해 두 번의 개별적인 증착단계를 수행하기보다는, ITO 물질은 층(82)의 각 측에 동시에 형성될 수 있다. 이어서, 포토리소그래픽, 마스킹 및 에칭 단계가 수행된다.
도 12는 층(82)의 외연 주위에 스페이서가 부가되고 스페이서에 둘러싸인 용적이 액상의 위상 시프터 물질(phase-shifter material)로 채워진 것을 제외하면, 도 11에 도시한 것과 유사한 층(82)의 단면도를 도시한 것이다.
도 12에서, 스페이서(85)는 예를 들어 층(82)의 에지 주위에 절연 물질의 스페이서(85)를 접착시켜 층(82)의 주변 주위에 형성된다. 스페이서(85)는 층(82)을 위에 놓인 다른 층들로부터 분리시키고 위상 시프트 물질(86)이 배치될 용적을 형성한다.
도 13은 도 7-12에 도시한 것과 같은 층(82)으로 구성된 논리 트리 구조(1)의 평면도이다. 도 13의 구성은 본원에서 교시한 바에 따라 제조된 후에 도 4의 맨위의 논리 트리 구조(1)를 도시한 것이다. 도 13은 구조가 논리 트리 구조(1)의 구조에서 전혀 벗어나지 않기 때문에 입력 논리 트리 구조(72)의 측면도 간주될 수도 있다.
도 13의 구조를 조립하는 한가지 방법은 도 13의 저면에 도시된 바와 같은 완성된 층(82) 상에 도 12에 도시한 바와 같은 완성된 층(82)을 적층하는 것이다. 도 13의 상단에 도시된 것과 같은 또 다른 층(82)이 도 12의 완성된 층(82)의 상단에 적층된다. 층들은 최상단 층(82)에 함께 접착되어 도 4에 도시한 STAGE1을 형성하고, 중간층(82)은 도 4에 도시한 바와 같은 STAGE2를 형성하며, 맨 밑의 층(82)은 도 4에 도시한 STAGE3를 형성한다. 이에 따라, 맨위의 층(82)의 맨좌측의 CLC 부재(60)에 제공된 입력은, 펄스발생원(27)로부터 전극(84)에의 입력의 제어 하에, 변조 혹은 변조되지 않은 광의 스캐닝 라인으로서 맨 밑의 층(82)의 CLC 부재(60)로부터 나타난다.
어레이에 있어서, 일단 적층되면, 이의 최상단 및 최하단은 절연층들로 피복되고, 이 중 하나는 전극(84) 및 접지면(83)의 양 단에 일치하는 구멍을 포함한다. 이에 따라, 논리 트리 구조(1)가 이용되고 있지 않을 때라도, 어레이(70)의 맨 위에서 맨 아래로 이어지는 이들의 연관된 전극(84)이 도 5에 도시한 바와 같이 전기적으로 접속되고 동시에 에너지를 받는다.
적층된 논리 트리 구조(1)에의 입력은 입력 논리 트리 구조(72)의 이미지형성 셀(71)로부터 도 4에 도시한 바와 같이 제공된다. 어레이(70)에 관하여 입력 논리 트리 구조(72)의 배치는 도 13의 구성에서 전혀 벗어나지 않는 도 4에 잘 나타나 있다. 도 13은 보다 효과적으로 구조를 상세히 도시한 것이다. 따라서, 도 4에서 전술한 바와 같이, 입력 논리 트리 구조(72)의 이미지형성 셀(71)로부터의 출력은 트리(72)의 위에서 아래로 스캐닝되고, 각각의 출력은 맨 위의 논리 트리 구조(1)에서 어레이(70)의 맨 밑의 논리 트리 구조(1)로 진행하는 복수의 좌에서 우로의 스캔으로서 이미지형성 셀(71) 혹은 어레이(70)에 출력들이 나타나게 관련된 논리 트리 구조(1)의 맨 좌측의 부재(60)을 액세스한다.
입력 논리 트리 구조(72)는 90°회전된 어레이(70)의 형태를 취할 수도 있으므로 이의 이미지형성 셀(71)은 도 3에 도시한 바와 같은 층(17)과 같은 논리 트리 구조(1) 각각의 맨 좌측의 리타더(61)와 일치한다. 이 경우, 회전된 어레이(70)의 단일의 논리 트리 구조(1)만이 활성화된다.
대안으로, 도 13에 도시한 어레이는 위상 시프터 물질(86)를 도입함이 없이 제조될 수 있다. 도 13의 구조는 표면에 평행한 방향으로 슬라이스되어 도 4에 도시한 입력 논리 트리 구조(72)와 유사한 구조로 된다. 결과로 나온 슬라이스는 절연층 위에 배치되고 그에 본딩된다. 전극(84) 및 접지면(83)과 일치하는 구멍이 있는 절연 물질의 커버층은 드릴 혹은 공지의 포토리소그래픽 기술을 사용한 에칭에 의해 제조된다. 절연층으로 둘러싸인 용적은 액체 위상 시프터 물질(86)로 채워진다. 이 커버 층은 논리 트리 구조 슬라이스의 타 측에 부착된다. 이어서 알루미늄과 같은 금속층이 커버 층의 표면 상에 그리고 사전에 형성된 구멍 내에 증착된다. 이어서, 공지의 포토리소그래픽 마스킹 및 에칭 기술을 사용하여, 접지면(83) 내 전극(84)에의 도전체가 형성된다.
더 자세히 설명하지 않아도, 도 4의 입력 논리 구조(72)의 일측은 어레이(70)의 뒤에 접하여 있을 수 있음을 알 것이다. 그러므로, 도 4의 구성의 전체 두께가 감소된다. 어레이(70)의 뒤에 접하였을 때 트리(72)의 이미지 형성 셀(71)로부터 나오는 광에 대해 반사기를 사용한 공지의 광학 기술을 사용하여 90 °회전을 적용할 수 있다.
전극(84)은 예를 들어 도 13에 도시한 바와 같은 각각의 논리 트리 구조(1)에서 앞에서 뒤로 뻗어있기 때문에, 이들은 도 4에 도시한 바와 같이 어레이(70)의 표면에 절연 이격되어 금속라인(29)을 가진 어레이의 앞 혹은 뒤로부터 예를 들어 펄스발생원(27)에 접속될 수 있는 플러그로 가장 잘 액세스된다. 이것은 공지의 포토리소그래픽 및 에칭 기술을 사용하여 달성될 수 있다.
도 6-2에 도시한 구성은 다음과 같은 전형적인 크기를 가질 수 있다.
층(82) 0.5mm 두께 이상
전극(84) 500Å 내지 1000Å
접지면(83) 500Å 내지 100Å의 두께
스페이서(85) 1μ내지 10μ두께
소자(60) 2μ 내지 30μ 두께
셀(71) 0.5mm 폭 이상(10cm를 초과할 수 있음)
전극(84)에 인가되는 전형적인 전압은 5V 내지 100V 범위일 수 있다.
전술한 바로부터, 어레이(70)는 가정에서 사용되는 텔레비전의 전형적인 것부터 여러 종류의 스타디움에서 사용되는 것과 유사한 디스플레이에 이르기까지 크기의 범위가 정해질 수 있음이 명백할 것이다. 결과적인 어레이는 평탄하고, 경량이며, 단일의 레이저 방사원 혹은 복수의 레이저 방사원이 필요하지만 저렴하며 쉽게 제조된다.
어떤 응용에서, 본 발명의 평탄 이미지 디스플레이 장치의 디스플레이 면 앞에 있는 동안 사용자가 넓은 범위의 시야각으로 디스플레이되는 이미지를 사용자가 볼 수 있게 하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 응용에서, 화소화된 광 분산층을 빔 조종 셀의 어레이에 실장하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 광 분산층, 혹은 패널의 공간주기는 하기의 빔 조종 어레이의 공간 주기와 동일하게 선택될 것이다. 광분산 층은 레이저 빔의 광선이 디스플레이 표면으로부터 나올 때 이 광선을 분산시키는 랜덤 마이크로-프리즘을 포함할 수 있다.
어떤 응용에서, 참고로 여기 포함시키는 출원인의 국제공개 WO 95/24671에 교시된 바와 같은 이미지형성(즉, 빔 조종 어레이) 위에 형광 층(phosphor layer)을 실장하여, 레이저 빔이 형광 층과 상호작용할 때 활성화된 빔 조종 셀에서, 투과된 가시광이 소정의 시간 기간 동안 유지되도록 하는 것이 바람직할 수도 있다. 이러한 형광체는 인간의 시각 시스템의 망막 잔상 특성을 이용할 수 있으며, 따라서 빔 주사 속도를 보다 느리게 할 수 있으면서도 수락할 수 있는 이미지 디스플레이 성능을 달성한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 인간의 시각 시스템에 보이지 않는 레이저 빔을 사용하는 것이 바람직하거나 필요할 수도 있다. 이러한 응용에서, 출원인의 국제출원 번호 WO95/24671호에 교시된 바와 같이, 형광층 혹은 패널이 빔 조종 셀의 어레이에 실장될 수 있다. 그러므로, 레이저 빔이 형광층을 통과할 때, 파장 시프트가 자연히 발생하고 그로부터 나오는 광은 전자기 스펙트럼의 가시 대역 내에 있다. 이러한 광학 구성의 상세는 텔레비전 및 조명 기술에 공지된 것이다.
본 발명의 임의의 디스플레이 시스템은 출원인의 국제출원 번호 WO95/24671호에 교시된 바와 같이, 여기 개시된 임의의 이미지 디스플레이 패널 구조의 디스플레이 표면 위 혹은 앞에 투사 소자(예를 들어, 홀로그래픽 렌즈, 프레스넬 렌즈, 혹은 그 외의 광학 소자)를 간단히 실장하는 것에 의해 원거리에서 보는 면(예를 들어, 투사 스크린, 벽면 등)에 고해상도의 컬러 이미지를 투사하도록 수정될 수 있다. 화소화된 광 분산 패널, 인 코팅, 및 형광 층을 포함하여, 앞에서 기술된 광 생성 혹은 분산 매체 중 어느 하나는 디스플레이 표면과 물론 특정 응용에 따라 채용된 투사 소자 사이에 실장될 수 있다.
더욱이, 상표명 μPol 옵틱스의 뉴욕, 엘름스포드의 Reveo사에서 판매하는 유형의 것으로 여기 참조로 포함시키는 WO 97/16762 WIPO 공보에 개시된 마이크로편광 패널을, 앞에서 기술된 이미지 디스플레이 구조 중 임의의 것의 디스플레이 표면에 직접 적층하여, 뉴욕, 엘름스포드의 VRex사로부터 구매할 수 있는 공간-다중화 기술에 사용하기 위한 입체 디스플레이 패널을 제공할 수 있다. 전기적으로 수동형의 편광 안경류는 극장, 스타디움, 공연장 등에서 시청자에게 3-D 입체 관람 경험을 할 수 있게 분배될 수 있다.
본 발명의 이미지 디스플레이 방법에 의해 생성될 수 있는 이미지의 크기는 인간의 시각 시스템의 잔상시간(retention time)에 의해서만 한정된다. 전술한 인 코팅의 사용은 이러한 면에서 도움이 될 수 있다. 또한, 실로 커다란 이미지가 생성되어야 한다면, 원하는 이미지의 부분을 분할하고 여기 교시된 바와 같이 개별 이미지 디스플레이 구조를 사용하여 각각의 이미지 부분을 동시에 발생시키면서, 각각의 이러한 이미지 디스플레이 구조가 출원인의 국제출원 번호 WO95/24671호에 교시된 바와 같이 중앙 디스플레이 제어기의 제어 하에 동작되게 하는 것이 가능하다.
대안으로, 빔 주사 장치는 이를테면 바 코드 심볼 스캐너, 이미지 스캐너, 광학 상호접속 장치, 공간 세기 변조기, 등의 다른 시스템에서 사용될 수 있다.
실시예에 대한 수정이 이 기술에 숙련된 자들에 쉽게 일어날 수 있음을 알 것이다. 모든 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 청구범위에 정해진 본 발명의 범위 및 정신 내에 있는 것이다.

Claims (90)

  1. 전자기 에너지 빔을 조종하는 논리 트리 구조 분기(logic tree structure branch)에 있어서,
    상기 전자기 에너지 빔을 제 1 및 제 2 경로들 중 한 경로로 향하게 하기 위한 능동 소자와;
    상기 전자기 에너지 빔이 상기 제 2 경로로 향하게 된 경우 상기 전자기 에너지 빔을 상기 제 1 경로에 평행한 경로로 향하게 하는, 상기 제 2 경로 내에 배치된 수동 소자를 포함하는, 논리 트리 구조 분기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 능동 소자에 관련된 원형 편광 및 소정의 파장을 갖는 상기 전자기 에너지 빔의 소스를 더 포함하는, 논리 트리 구조 분기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 능동 소자는 상기 소정의 파장 및 원형 편광은 투과하고 상기 소정의 파장 및 상기 원형 편광에 대향하는 편광은 반사하는 소자를 포함하는, 논리 트리 구조 분기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 수동 소자는 상기 소정의 파장 및 상기 원형 편광에 대향하는 편광을 반사하는 소자를 포함하는, 논리 트리 구조 분기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 능동 소자는 상기 전자기 에너지 빔의 소스와 상기 능동 소자 간에 배치된 위상 시프터 수단(phase shifter means)을 포함하는, 논리 트리 구조 분기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 능동 소자는 콜레스테릭 액정 물질(cholesteric liquid crystal material)로 만들어진 소자를 포함하는, 논리 트리 구조 분기.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 수동 소자는 콜레스테릭 액정 물질로 만들어진 소자를 포함하는, 논리 트리 구조 분기.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 능동 소자에 접속된 프로그램 가능 펄스원(programmable pulse of source)을 더 포함하는, 논리 트리 구조 분기.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자기 에너지 빔의 소스에 접속되어 상기 전자기 에너지 빔의 소스를 변조하는 수단을 더 포함하는, 논리 트리 구조 분기.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 위상 시프터 수단은 다른 전위 레벨들에 응답하여 상기 원형 편광 또는 상기 대향하는 편광을 갖는 전자기 에너지 빔을 제공하는 위상 시프팅 물질을 스위칭하기 위한 위상 시프팅 물질을 포함하는, 논리 트리 구조 분기.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 위상 시프터 수단은 상기 위상 시프터 물질에 상기 상이한 전위 레벨들을 인가하기 위한 전극 수단을 더 포함하는, 논리 트리 구조 분기.
  12. 전자기 에너지 빔을 조종하는 논리 트리 구조에 있어서,
    복수의 스테이지를 포함하며, 상기 스테이지들 중 제 1 스테이지는 상기 전자기 에너지 빔을 각각의 계속되는 스테이지 내의 유사한 분기로 향하게 하기 위한 분기를 포함하며, 상기 스테이지들 각각은 2n-1개의 분기들을 포함하고 여기서 n은 스테이지 수인, 논리 트리 구조.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 분기들 각각은:
    상기 전자기 에너지 빔을 제 1 및 제 2 경로들 중 한 경로로 향하게 하기 위한 능동 소자와,
    상기 제 2 경로 내에 배치되어, 상기 전자기 에너지 빔이 상기 제 2 경로로 향하게 되는 경우 상기 제 1 경로와 평행한 경로로 상기 전자기 에너지 빔을 향하게 하기 위한 수동 소자를 포함하는, 논리 트리 구조.
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  25. 전자기 에너지 빔을 조종하여 이미지들을 생성하기 위한 평판 디스플레이 구조에 있어서,
    복수의 제 1 논리 트리 구조들의 어레이를 포함하며, 상기 각 제 1 논리 트리 구조는
    복수의 스테이지들과;
    단일 입력 포트와;
    복수의 출력 포트들을 갖고,
    상기 어레이는 2m ×2n 출력 포트들을 가지며 m과 n은 스테이지들의 수인, 평판 디스플레이 구조.
  26. 제 25 항에 있어서,
    복수의 전자기 방사원들을 더 포함하며, 상기 각 방사원은 연관된 제 1 논리 트리 구조의 상기 단일 입력 포트에 전자기적으로 결합되고 소정의 파장 및 원형 편광을 갖는, 평판 디스플레이 구조.
  27. 제 25 항에 있어서,
    복수의 스테이지들, 단일 입력 포트 및 복수의 출력 포트들을 갖는 제 2 논리 트리 구조를 더 포함하고, 상기 제 2 논리 트리 구조의 상기 출력 포트들 각각은 상기 복수의 제 1 논리 트리 구조의 상기 입력 포트들 중 다른 포트에 접속되는, 평판 디스플레이 구조.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 복수의 스테이지들 중 상기 제 1 스테이지는 상기 전자기 방사원의 방사를 각각의 계속되는 스테이지 내의 유사한 분기로 향하게 하기 위한 분기를 포함하며, 상기 스테이지들 각각은 2n-1 분기들을 포함하고, 여기서 n은 스테이지 수인, 평판 디스플레이 구조.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 2 논리 트리 구조의 상기 입력 포트에 전자기적으로 결합된 적어도 단일의 전자기 방사원을 더 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 논리 트리 구조들의 상기 출력 포트들 중 선택된 포트들에 전자기적으로 결합된 반파 리타더(half-wave retarder)를 더 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  31. 삭제
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 논리 트리 구조들의 상기 복수의 출력 포트들은 직선 어레이(rectilinear array) 형태로 배치된, 평판 디스플레이 구조.
  33. 제 27 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 논리 트리 구조들 및 상기 제 2 논리 트리 구조들은 직교 관계로 배치된, 평판 디스플레이 구조.
  34. 제 27 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 논리 트리 구조들은 상기 제 1 논리 트리 구조들 중 다른 논리 트리 구조들과 적층 관계로 배치된, 평판 디스플레이 구조.
  35. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 2 논리 트리 구조의 상기 복수의 출력 포트들은 상기 복수의 제 1 논리 트리 구조들의 상기 단일 입력 포트 각각으로부터 멀리 떨어져 있는, 평판 디스플레이 구조.
  36. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 2 논리 트리 구조의 상기 단일 입력 포트에 광학적으로 결합된 적어도 단일의 전자기 방사원 및 상기 적어도 단일의 전자기 방사원을 변조하기 위한 상기 적어도 단일의 방사원에 접속된 수단을 더 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  37. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 논리 트리 구조의 상기 복수의 스테이지들 중 상기 제 1 스테이지들과 상기 제 2 논리 트리 구조의 제 1 스테이지는 상기 방사를 각각의 계속되는 스테이지 내의 유사 분기로 향하게 하기 위한 분기를 포함하며, 상기 스테이지들 각각은 2n-1 분기들을 포함하고, 여기서 n은 스테이지 수인, 평판 디스플레이 구조.
  38. 제 28 항에 있어서,
    상기 분기들 각각은 상기 전자기 에너지 빔을 제 1 및 제 2 경로들 중 하나의 경로로 향하게 하기 위한 능동 소자 및 상기 제 2 경로 내에 배치되어, 상기 방사가 상기 제 2 경로로 향하게 되는 경우 상기 제 1 경로에 평행한 경로로 상기 방사를 향하게 하기 위한 수동 소자를 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 능동 소자는 상기 소정의 파장 및 원형 편광을 투과하고 상기 소정의 파장 및 상기 소정의 원형 편광에 대향하는 원형 편광을 반사하는 소자를 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 수동 소자는 상기 소정의 파장 및 상기 원형 편광에 대향하는 원형 편광을 반사하는 소자를 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 능동 소자는 상기 능동 소자와 전자기적으로 결합된 위상 시프터 수단을 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  42. 제 38 항에 있어서,
    상기 능동 소자는 콜레스테릭 액정 물질로 만들어진 소자를 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  43. 제 38 항에 있어서,
    상기 수동 소자는 콜레스테릭 액정 물질로 만들어진 소자를 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  44. 제 28 항에 있어서,
    상기 능동 소자에 접속된 프로그램 가능 펄스원을 더 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  45. 제 28 항에 있어서,
    상기 전자기 방사원에 접속되어 상기 전자기 방사원을 변조하기 위한 수단을 더 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  46. 제 38 항에 있어서,
    상기 능동 및 수동 소자들로부터 방사하는 상기 전자기 에너지 빔을 단일의 원형 편광으로 변환하기 위해 상기 복수의 스테이지들 중 최종 스테이지의 상기 능동 및 수동 소자들 중 선택된 소자들과 전자기적으로 결합된 반파 리타더들을 더 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  47. 제 37 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 논리 트리 구조들의 상기 분기들 각각은 상기 전자기 에너지 빔을 제 1 및 제 2 경로들 중 하나의 경로로 향하게 하기 위한 능동 소자 및 상기 제 2 경로 내에 배치되어, 상기 전자기 에너지 빔이 상기 제 1 경로로 향하게 되는 경우 상기 방사를 상기 제 1 경로와 평행한 경로로 향하게 하기 위한 수동 소자를 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  48. 제 38 항에 있어서,
    상기 능동 소자는 상기 파장 및 원형 편광을 투과하고 상기 소정의 파장 및 상기 원형 편광에 대향하는 원형 편광을 반사하는 소자를 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  49. 제 38 항에 있어서,
    상기 수동 소자는 상기 소정의 파장 및 상기 원형 편광에 대향하는 원형 편광을 반사하는 소자를 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  50. 제 38 항에 있어서,
    상기 능동 소자는 상기 능동 소자와 전자기적으로 결합된 위상 시프터 수단을 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  51. 제 38 항에 있어서,
    상기 능동 소자는 콜레스테릭 액정 물질로 만들어진 소자를 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  52. 제 38 항에 있어서,
    상기 수동 소자는 콜레스테릭 액정 물질로 만들어진 소자를 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  53. 제 38 항에 있어서,
    상기 능동 소자에 접속된 프로그램 가능 펄스원을 더 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  54. 제 37 항에 있어서,
    상기 전자기 방사원에 접속되어 상기 전자기 방사원을 변조하기 위한 수단을 더 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  55. 제 38 항에 있어서,
    상기 능동 및 수동 소자들로부터 방사하는 상기 전자기 에너지 빔을 단일의 원형 편광으로 변환하기 위해, 상기 복수의 스테이지들 중 최종 스테이지의 상기 전자기 에너지를 변환하는 상기 복수의 스테이지들 중 최종 스테이지의 상기 능동 및 수동 소자 중 선택된 소자들과 전자기적으로 결합된 반파 리타더를 더 포함하는, 평판 디스플레이 구조.
  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 삭제
  59. 삭제
  60. 빔 조종 어레이를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 복수의 절연 매질(media)를 형성하는 단계로서, 상기 매질에는 복수의 파장 및 편광 소자가 상기 매질의 표면에 대해 일정한 각도로 내장되어 소자들간 간격이 상기 복수의 매질의 각각 다른 매질에 대해 반이 되는 상기 매질 형성 단계와,
    (b) 도전성 물질의 일부는 상기 매질의 상기 표면 중의 일 표면에 각 매질 내의 상기 소자 중 하나 건너 하나의 소자 상에 배치되고, 도전성 물질의 다른 부분은 상기 표면 중의 다른 쪽 표면에 상기 모든 소자와 겹쳐서 배치되는 위상 시프터 장치와, 적어도 상기 하나 건너 하나의 소자 상에 배치된 위상 시프팅 물질을 형성하는 단계와,
    (c) 맨 위의 절연 매질이 2개의 소자를 갖고 각각의 다음 매질은 선행 매질보다 두배 많은 소자들을 갖도록 상기 복수의 매질을 적층하는 단계를 포함하는, 빔 조종 어레이 제조 방법.
  61. 제 60 항에 있어서,
    복수의 절연 매질을 형성하는 단계는:
    (1) 절연 물질과 파장 및 편광 감광성 물질이 교대되는 층을 적층하는 단계로서, 상기 절연 물질 층들의 두께가 상기 소자들 간의 간격을 결정하는, 상기 단계와,
    (2) 상기 복수의 절연 매질을 형성하기 위해 일정한 각도로 상기 층을 슬라이스하는 단계로서, 상기 소자들이 상기 절연 매질 내에 내장되는, 상기 층 슬라이스 단계를 포함하는, 빔 조종 어레이 제조 방법.
  62. 제 60 항에 있어서,
    위상 시프터 장치를 형성하는 단계는:
    (1) 상기 절연 매질의 상기 표면들 상에 투명, 도전층들을 증착하는 단계와;
    (2) 포토리소그래피에 의해 상기 각 매질의 상기 표면들 중 상기 일 표면 상에 상기 도전 물질의 상기 부분들을 형성하는 단계와;
    (3) 상기 각 매질의 상기 표면들 중 상기 일 표면의 외연에 대하여 절연 물질의 스페이서(spacer)를 부착하는 단계와;
    (4) 상기 각 매질의 상기 표면들 중 상기 일 표면 상에 위상 시프팅 물질을 도입하는 단계를 포함하는, 빔 조종 어레이 제조 방법.
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  66. 제 60 항에 있어서,
    상기 소자들은 콜레스테릭 액정 물질로 만들어지는, 빔 조종 어레이 제조 방법.
  67. 제 60 항에 있어서,
    상기 각도는 45°인, 빔 조종 어레이 제조 방법.
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  75. 뷰어가 볼 수 있게 시각적 이미지들을 생성하기 위한 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템에 있어서,
    실질적으로 평행한 빔 특성들을 갖는 전자기 빔을 생성하는 전자기 빔 생성 수단과;
    디스플레이될 이미지를 나타내는 비디오 신호들에 응답하여 전기 제어 신호들을 생성하는 제어 신호 생성 수단과;
    이미지 디스플레이 장치로서,
    실질적으로 평탄한 표면 특성을 갖는 디스플레이 표면과,
    논리 트리 구조 형태로 배열된 빔 조종 소자들의 어레이로서, 상기 각각의 빔 조종 소자는 수동 CLC 소자와 전기적 능동 CLC 소자를 포함하고, 상기 이미지 디스플레이 장치 내에서 상기 전자기 빔을 조종하도록 제어가능한, 상기 빔 조종 소자들의 어레이를 갖는, 상기 이미지 디스플레이 장치를 포함하며,
    상기 제어 신호 생성 수단에 의해 생성된 상기 전기 제어 신호들에 응답하여 하나 이상의 상기 빔 조종 소자들이 상기 전자기 빔을 조종함으로써, 상기 뷰어가 볼 수 있게 가시 스펙트럼 내의 광선들이 상기 디스플레이 표면으로부터 나와 상기 디스플레이 표면 상에 상기 이미지를 생성하는, 전기-광학 이미지 디스플레이 시스템.
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  87. 실질적으로 평탄한 표면 특성들을 갖는 디스플레이 표면, 및 분기들을 갖는 논리 트리 구조 형태로 배열된 빔 조종 소자들의 어레이를 갖는 이미지 디스플레이 패널 구조 상에 이미지들을 생성하는 방법으로서, 상기 각 빔 조종 소자는 상기 이미지 디스플레이 패널 구조 내의 전자기 빔을 조종하기 위해 전기적으로 제어 가능한, 상기 이미지 생성 방법에 있어서,
    (a) 실질적으로 평행한 빔 특성을 갖는 전자기 빔을 생성하는 단계와;
    (b) 디스플레이될 이미지를 나타내는 비디오 신호들에 응답하여 전기 제어 신호들을 생성하는 단계와;
    (c) 상기 전기 제어 신호들의 생성에 응답하여 상기 빔 조종 소자들이 상기 하나 이상의 분기들을 따라 상기 전자기 빔을 조종함으로써, 상기 전자기 빔이 최소의 강도 손실로 상기 이미지 디스플레이 패널 내에서 진행되고, 상기 뷰어가 볼 수 있도록 가시 스펙트럼 내의 광선들이 상기 디스플레이 표면으로부터 나와 상기 디스플레이 표면 상에 상기 이미지를 생성하도록 하는 단계를 포함하는, 이미지 생성 방법.
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  89. 이미지들을 생성하기 위한 전기-광학 시스템에 있어서,
    실질적으로 평탄한 표면 특성을 갖는 디스플레이 표면을 갖고, 분기들을 갖는 논리 트리 구조 형태로 배치된 빔 조종 소자들의 어레이를 더 포함하는 이미지 디스플레이 패널로서, 각각의 상기 빔 조종 소자는 상기 이미지 디스플레이 패널 내에서 전자기 빔을 조종하기 위해 전기적으로 제어 가능한, 상기 이미지 디스플레이 패널과;
    실질적으로 평행한 빔 특성을 갖는 전자기 빔을 발생하기 위한 빔 발생기와;
    상기 디스플레이 표면 상에 디스플레이될 이미지를 나타내는 비디오 신호들에 응답하여 전기 제어 신호들을 발생하기 위한 제어 신호 발생기를 포함하고,
    상기 전기 제어 신호들의 발생에 응답하여 상기 빔 조종 소자들이 상기 하나 이상의 분기들을 따라 상기 전자기 빔을 조종함으로써, 상기 전자기 빔이 최소의 강도 손실로 상기 이미지 디스플레이 패널 내에서 진행하고, 상기 뷰어가 볼 수 있도록 상기 가시 스펙트럼 내의 광선들이 상기 디스플레이 표면으로부터 나와 상기 디스플레이 표면 상에 상기 이미지를 생성하는, 전기-광학 시스템
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