KR100942334B1 - 발광형 디스플레이용 색상 분리기 - Google Patents

발광형 디스플레이용 색상 분리기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화상 디스플레이용으로 형성된 가변 피치 색상 선택 마스크(30)에 관한 것이다. 인광계 레드, 그린 및 블루 부화소를 갖는 광 굴절층(46)에 의해 덮인다. 색상 선택 마스크(30) 층은 광 굴절층 상에서 인쇄되고, 마스크 층은 제1 비임(14)으로부터 블루 및 그린 부화소를 차폐하고, 제2 비임(14)으로부터 레드 및 그린 부화소를 차폐하고, 제3 비임(14)으로부터 레드 및 블루 부화소를 차폐하도록 형성된다.
화상 디스플레이, 색상 분리기, 부화소, 광 굴절층, 색상 선택 마스크, 잉크젯 인쇄

Description

발광형 디스플레이용 색상 분리기 {COLOR SEPARATOR FOR EMISSIVE DISPLAY}
본 발명은 일반적으로 화상 디스플레이에 관한 것이다.
화상 디스플레이는 음극선관계 텔레비전 및 컴퓨터 모니터에 사용되는 인광 디스플레이(phosphor display)와 같은 발광형 디스플레이와, 대형 스크린 텔레비젼용으로 사용되는 프로젝션 디스플레이와 같은 투과형형 디스플레이(transmissive display)를 포함한다. 발광형 디스플레이는 예컨대, 전자 비임 또는 형광성 램프에 의해 여기되는 화소로부터 가시 광선을 발광하여 작동한다. 종래의 전자 비임계 디스플레이의 경우에, 전자 비임은 요구된 화상을 생성하도록 화소를 여기시키기에 적절하게 화소를 가로질러 주사된다. 플라즈마 디스플레이와 같은 형광성 램프계 디스플레이의 경우, 가스 방전으로부터의 자외선 광이 서로에 대해 물리적으로 차폐된 적절한 화소로 유도되며, 요구되는 화상을 생성하는데 필요한 화소 조명 패턴은 램프로부터의 간단한 방전인 UV광을 주사하는 것이 아니라, 소정의 화소에만 영향을 미치도록 UV 광을 적절하게 차단함으로써 형성될 수 있다. 상기 두 발광형 디스플레이들은 장치 내부가 진공이어야 하며, 이는 제조를 복잡하게 하고 비용을 증가시킬 수 있다.
예컨대, 40인치 내지 60인치 이상의 크기를 갖는 디스플레이인 대형 스크린 디스플레이의 경우에 몇몇 발광형 디스플레이의 중량은 실현 불가능하게 커지기 때문에, 프로젝션 디스플레이를 일예로하는 상기 투과형 디스플레이가 제공되었다. 프로젝션 디스플레이는 광을 관찰자에게 "투과"시키는, 비교적 대형인 프로젝터 상으로 비교적 작은 소스로부터의 픽셀레이트된(pixelated) 광을 투사하여 작동한다.
본 원에 개시된 바와 같이, 현재의 대형 스크린 프로젝션형 디스플레이는 작은 발광형 디스플레이에 의해 제공되는 화상 품질에 비해 화상 품질이 상대적으로 낮은 단점을 갖는다. 반면에, 상술된 바와 같이 기존의 발광형 디스플레이 기술은 중량 및 다른 실용적인 제한으로 인해 대형 스크린 디스플레이를 형성하는데 사용하기 쉽지 않다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 매우 큰 투과형 디스플레이의 화상 품질 단점을 극복하기 위해 대형 스크린 발광형 디스플레이를 제공하는 것이 바람직하다는 점을 인지하였다.
화상 디스플레이용으로 형성된 색상 분리기는 인광계(燐光系) 레드, 그린 및 블루 부화소(phosphor-based red, green and blue subpixel)를 갖는 기판과, 부화소들을 덮는 적어도 하나의 광 굴절층을 포함한다. 마스크 층은 광 굴절층 상에 위치하여, 제1 비임으로부터 블루 및 그린 부화소를 차폐하고, 제2 비임으로부터 레드 및 그린 부화소를 차폐하고, 제3 비임으로부터 레드 및 블루 부화소를 차폐하도록 형성된다.
양호한 실시예에서, 디스플레이는 대기압에서 작동하는 대형 스크린 인광 디스플레이이다. 마스크는 광 굴절층 상에 잉크젯 인쇄될 수 있다. 양호한 마스크는 디스플레이에 대한 각각의 여기 광 개구의 위치를 기초로 하여 형성된 변하는 피치를 형성하는 복수의 여기 광 개구를 형성한다.
다른 태양에 있어서, 요구되는 화상을 생성하기 위한 분리기는 인광 디스플레이와 병치된 마스크를 포함한다. 마스크는 인접한 여기 광 개구들과의 사이에 피치가 형성된 여기 광 개구를 갖는다. 적어도 하나의 피치는 다른 피치와 다르다.
본 발명의 상세한 설명은 그 구조 및 작동 모두에 대해서, 유사한 참조 번호가 유사한 부분을 지칭하는 첨부된 도면을 참조하여 가장 잘 이해될 수 있다.
도1은 인광 스크린을 사용하는 본 발명의 발광성 디스플레이의 개략도이다.
도2는 가변 피치 마스크의 개략도이다.
도3은 다른 인광 스크린 조립체의 개략도이다.
도1을 우선 참조하면, 전체가 도면번호 10으로 나타내어진, 복수의 화소가 형성된 발광형 디스플레이 기판(12)을 포함하는 화상 디스플레이가 도시되어 있으며, 각각의 화소는 본 기술 분야에 공지된 발광성 디스플레이 원리에 따라 3개의 부화소, 즉 레드, 그린 및 블루 부화소에 의해 형성된다. 예시적이며 본 발명을 제한하지 않는 도1에 도시된 실시예에서, 디스플레이 기판(12)은 대형 스크린 인광 디스플레이이며, 그 화소들은 예컨대, 아연 황화물을 포함할 수 있다. "대형 스크린"은 디스플레이 기판(12)의 작동 "D"가 적어도 40인치(40")(약 100cm)이며 60인치(60")(약 150cm) 이상일 수 있다는 것을 의미한다. 하지만, 본원에서 고도한 원리는 작은 디스플레이뿐만 아니라 플라즈마 디스플레이와 같은 다른 발광형 디스플레이에 적용될 수 있다. 임의의 경우에서, 후술되는 구조로 인해, 디스플레이 기판(12)은 대기압에서 작동한다. 즉 디스플레이 기판(12)은 작동을 위해 진공을 요구하지 않는다.
도1을 참조하면 이해될 수 있는 바와 같이, 디스플레이 기판(12)은 복수의 이동하는 광 비임(14)에 의해 조사된다. 양호한 실시예에서, 제1 내지 제3 비임(14)이 사용된다. 후술되는 바와 같이, 비임(14)의 제1 비임은 단지 레드 부화소만을 조사할 수 있으며, 비임(14)의 제2 비임은 단지 그린 부화소만을 조사할 수 있으며, 비임(14)의 제3 비임은 단지 블루 부화소만을 조사할 수 있다. 본 양호한 실시예에서, 비임(14)은 자외선(UV) 비임이며, 더 양호하게는 레이저(16)로부터 발광된 UV 레이저 비임이다.
도1을 설명하면, 레이저(16)로부터 소스 비임(18)이 출사되고, 상기 소스 비임(18)은 비임 분리기(beamsplitter)(20)에 의해 3개의 비임으로 분리된다. 비임 분리기(20)는 2개의 비임 분리기를 포함할 수 있고, 2개의 비임 분리기 중 하나는 소스 비임(18)을 둘로 분리하고, 다른 하나는 소스 비임(18)으로부터 분리된 2개의 비임 중 1개의 비임을 2개의 비임으로 분리함으로써 도시된 3개의 비임 배열이 양호하게 형성된다.
따라서, 3개의 비임(14)은 각각의 광 밸브(22)로 전달된다. 양호한 실시예에서, 광 밸브(22)는 그레이팅 라이트 밸브(grating light valve)(GLV)이다. 본 발명을 제한하지 않는 실시예에서, GLV는 본원에 참조로서 합체된 미국 특허 제5,311,360호에 개시된 것일 수 있다.
따라서, 광 밸브(22)는 본 기술 분야에 공지된 광 밸브 원리에 따라 그들 각각의 비임(14)을 반사한다. 특히, 각 광 밸브(22)는 광을 반사할 수 있는 가동 거울의 1차원 열을 포함할 수 있다. 본 발명을 제한하지 않는 양호한 특정 실시예에서, 화소당 6개의 인접한 거울들이 사용된다. 프로세서(24)는 예컨대, 텔레비젼 튜너, 컴퓨터 또는 다른 비디오 소스로부터 수신되는 요구된 화상을 기초로 하여 각각의 광 밸브(22)가 그 각각의 비임(14)을 변조하도록 광 밸브(22)와 작동 가능하게 결합된다. 즉, 광 밸브(22)의 거울들이 각 비임(14)을 반사하거나 또는 반사하지 않기에 적절하도록 이동되어 요구된 화상의 소정의 프레임에 대해 광 밸브(22)에 의해 형성된 차원에서 비임의 위치를 형성한다.
따라서, 비임(14)은 본질적으로는 요구된 화상에 따라 1차원으로 주사된다. 필요한 2차원 주사를 달성하기 위해, 각각의 비임(14)은 각각의 광 밸브(22)로부터 각각의 주사 거울(26)로 전달되고, 각각의 주사 거울(26)은 각각의 모터(28)에 의해, 광 밸브(22)의 차원에 수직인 차원에서 구동되고, 그 자체의 축을 중심으로 요동(oscillate) 한다. 프로세서(24)는, 요구되는 화상을 기초로하여 주사 거울(26)을 제어할 필요가 없고, 주사 거울(26)에 의해 제공되는 비임(14)의 수직 주사를 고려하여, 요구된 화상이 생성되도록 광 밸브(22) 만을 제어한다.
필요한 경우, 마스크(30)는 인접한 화소들 사이에 광 배리어(light barrier)를 형성하도록 주사 거울(26)과 디스플레이 기판(12) 사이에 개재될 수 있다. 마스크(30)는 상이한 크기의 여기 광 개구(32)의 2차원 그리드를 형성한다. 마스크(30)는 불투명 기판을 포함할 수 있고 여기 광 개구(32)는 상기 기판의 개구에 의해 형성될 수 있다. 다르게는, 마스크(30)는 투명 기판을 포함할 수 있고 개구는 기판의 비인쇄 부분이 개구를 형성하는 상태로 기판 상에 불투명 패턴을 잉크젯 인쇄하여 형성될 수 있다.
도2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 여기 광 개구(32)의 크기 및/또는 피치(즉, 인접한 여기 광 개구(32)들 사이의 공간)는 디스플레이 기판(12)에 대한 각각의 여기 광 개구(32)의 위치를 기초로 하여 형성된다. 특히, 디스플레이 기판(12)의 중심부 부근의 화소와 디스플레이 기판(12)의 모서리 부근에서 화소의 방사 강도가 균일할 수 있도록, 여기 광 개구(32)의 크기 및/또는 피치는 디스플레이 기판(12)의 중심부로부터 외부로 변화될 수 있다. 따라서, 본 발명을 제한하지 않는 실시예에서 디스플레이 기판(12)의 중심부 부근의 여기 광 개구(32)들 사이의 공간 및/또는 여기 광 개구(32)의 크기는 디스플레이 기판(12)의 모서리에 더 인접한 여기 광 개구(32)들 사이의 공간 및/또는 여기 광 개구(32)의 크기보다 작을 수 있다. 특정한 여기 광 개구 크기/피치 변화는 화상 디스플레이(10)의 기하학적 구조를 기초로 하여 형성될 수 있다.
도3은 일반적으로 도면부호 40으로 나타내어졌으며, 예컨대 유리인 투명한 디스플레이 기판(42) 및 디스플레이 기판(42) 상에 형성되는 복수의 레드, 그린 및 블루 부화소(44)를 포함하는 다른 디스플레이를 도시한다. 3개의 인접한 부화소가 화소를 형성하는 것이 이해될 것이다. 투명한 광 굴절층(46)은 도시된 바와 같이, 화소를 덮고 기판에 대향한다. 필요한 경우, 층(46)은 예컨대, 단지 레드 부화소만을 여기시키는 비임을 굴절시키기 위한 제1 부층과, 단지 그린 부화소만을 여기시키는 비임을 굴절시키기 위한 제2 부층과 단지 블루 부화소만을 여기시키는 비임을 굴절시키기 위한 제3 부층인 복수의 부층(sublayer)으로 이루어 질 수 있다.
도3에 도시된 바와 같은 임의의 경우에, UV 비임(14)은 광 굴절층(46)에 대해 유도된다. 프로세서(24)에 의해 제공된 광 밸브 제어 및 디스플레이 기판(12)에 대한 광 밸브(22)의 위치 및 형상은 단지 레드 부화소만을 여기시키기 위해 비임을 반사하는 광 밸브(22)가 광 굴절층(46)의 평면에 대해 한 세트의 각 α로 비임을 반사하고, 단지 그린 부화소만을 여기시키기 위해 비임을 반사하는 광 밸브(22)가 한 세트의 각 β로 비임을 반사하고, 단지 블루 부화소만을 여기시키기 위해 비임을 반사하는 광 밸브(22)가 한 세트의 각 γ로 비임을 반사하게 하며, 임의의 화소에 대한 각 α, β, γ는 서로 다르다. 따라서, 3개의 비임은 각각 레드, 그린 및 블루 부화소(44) 상에서만 광 굴절층(46)에 의해 상이한 각으로 반사된다.
3개의 비임이 단지 그들의 의도된 부화소에 대해서만 영향을 미치게 하도록, 색상 선택 마스크 층(48)은 제1 비임으로부터 블루 및 그린 부화소를 차폐하고, 제2 비임으로부터 레드 및 그린 부화소를 차폐하고, 제3 비임으로부터 레드 및 블루 부화소를 차폐하기 위해 광 굴절층(46)과 병치될 수 있다. 색상 선택 마스크 층(48)은 광 굴절층(46) 상에 예컨대 필름을 잉크젯 인쇄하여, 하나 이상의 얇은 필름으로서 광 굴절층(46) 상에 증착될 수 있다. 도1에 도시된 마스크(30)와 유사하게, 색상 선택 마스크 층(48)은 디스플레이 기판(42)의 중심에 대한 여기 광 개구(50)의 위치를 기초로 가변 피치 및/또는 가변 크기를 갖는 여기 광 개구(50)를 형성할 수 있다.
본원에 도시되고 상세하게 설명된 "발광형 디스플레이용 색상 분리기를 제조하기 위한 특정한 방법"은 본 발명의 상술된 목적을 완전히 달성할 수 있지만, 이는 본 발명의 양호한 실시예이며, 따라서 본 발명에 의해 광의로 의도된 발명의 요지의 대표적인 실시예이며, 본 발명의 범주는 본 기술 분야의 숙련자에게 명확하게 될 수 있는 다른 실시예를 완전히 포함하며, 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 청 구항에 의해서만 제한되며, 단수인 요소에 대한 참조는 명확하게 언급되지 않는 한 "하나 및 오직 하나"를 의미하지 않으며, 오히려 "하나 이상"을 의미한다. 본 기술 분야의 숙련자들에게 공지되었거나 공지될 상술된 양호한 실시예에 대한 모든 구조 및 기능적 동등물은 참조로서 본원에 명료하게 합체되고 본원의 청구항에 의해 포함되도록 의도되었다. 또한, 소정의 장치 및 방법이 본원의 청구항에 의해 해결되도록 조사된 모든 각각의 문제를 언급하는 것은 불필요하며, 이것은 본원의 청구범위에 의해 완수된다. 또한, 본원에 개시된 요소, 부품 또는 방법 단계는 그 요소, 부품 또는 방법 단계가 청구항에 명확하게 개시되었는가에 상관없이 제공되도록 의도되지는 않았다. 요소가 어구 "~을 위한 수단"를 사용하여 명확하게 기재되지 않거나, 방법항의 경우 요소가 "작용" 대신에 "단계"로 기재되지 않았으면, 본원의 청구 요소는 35 U.S.C. §112조 제6항 하에서 해석되지 않는다.

Claims (11)

  1. 화상 디스플레이(10, 40)용으로 형성된 색상 분리기이며,
    인광계 레드, 그린 및 블루 부화소를 갖는 디스플레이 기판(12, 42)과,
    부화소를 덮는 적어도 하나의 광 굴절층과,
    제1 비임(14)으로부터 블루 및 그린 부화소를 차폐하고, 제2 비임(14)으로부터 레드 및 그린 부화소를 차폐하고, 제3 비임(14)으로부터 레드 및 블루 부화소를 차폐하도록 형성된, 광 굴절층 상의 마스크 층(30)을 포함하는 색상 분리기.
  2. 제1항에 있어서, 화상 디스플레이(10, 40)는 대형 스크린 디스플레이인 색상 분리기.
  3. 제1항에 있어서, 화상 디스플레이(10, 40)는 인광 디스플레이인 색상 분리기.
  4. 제3항에 있어서, 인광 디스플레이는 대기압에서 작동하는 색상 분리기.
  5. 제1항에 있어서, 마스크(30)는 광 굴절층 상에 잉크젯 인쇄된 색상 분리기.
  6. 제1항에 있어서, 마스크(30)는 복수의 여기 광 개구(32, 50)를 형성하고, 상기 광 개구들 사이의 피치는 디스플레이 기판(12, 42)에 대한 각각의 여기 광 개구(32, 50)의 위치를 기초로 하여 상기 디스플레이 기판(12, 42)의 중심부로부터 디스플레이 기판(12, 42)의 모서리로 갈수록 커지는 색상 분리기.
  7. 제1항에 있어서, 제1, 제2 및 제3 비임의 소스는 레이저(16)인 색상 분리기.
  8. 요구된 화상을 생성하기 위한 색상 분리기이며,
    인광 디스플레이와 병치되어, 인접한 여기 광 개구들 사이의 피치들 중 적어도 하나의 피치가 다른 피치와 상이한 피치들을 형성하는 여기 광 개구(32)를 갖는 마스크(30)를 포함하는 색상 분리기.
  9. 제8항에 있어서, 광 비임은 요구된 화상을 생성하도록 제어되는 복수의 광 밸브(22)로부터 여기 광 개구를 통해 디스플레이로 유도되는 색상 분리기.
  10. 제8항에 있어서, 마스크(30)는 디스플레이 상에서 잉크젯 인쇄된 색상 분리기.
  11. 제9항에 있어서, 마스크(30)는 제1 비임으로부터 디스플레이의 블루 및 그린 부화소를 차폐하고, 제2 비임으로부터 레드 및 그린 부화소를 차폐하고, 제3 비임으로부터 레드 및 블루 부화소를 차폐하도록 형성된 색상 분리기.
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