KR20070083782A - 고 균일도 패널 라이트를 위한 광 보정 - Google Patents

고 균일도 패널 라이트를 위한 광 보정 Download PDF

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KR20070083782A
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제리트 베르스트래이트
탐 김프
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바르코 엔.브이.
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Abstract

디스플레이는 입력 신호에 따라 각 픽셀의 휘도를 동적으로 제어하기 위한 공간 광 변조기(10)를 가지고, 이 공간 광 변조기는 비 균일 공간 특성을 가지며, 디스플레이도, 비 균일 공간 특성에 대해 적어도 부분적으로 보정하도록 휘도를 변경하기 위한 공간 패턴을 가지는, 광 필터(20)를 가진다. 전자 신호 프로세싱 요소는, 비 균일 공간 특성에 대해 높은 공간 주파수에서 현저하게 선 보정을 할 수 있다. 이러한 동적 및 광 보정은 여러 최적의 튜닝 또는 시간에 따른 변화에 대한 보정의 튜닝을 가능하게 할 수 있다. 백라이트는 광원 및 광 필터를 가지고, 이 소스는 비 균일 공간 특성을 가지는 컬러 출력을 가지며, 광 필터는 비 균일 공간 특성에 대해 적어도 부분적으로 보정하도록 컬러를 변경하기 위한 공간 패턴을 가진다.
공간 광 변조기(spatial light modulator), 광 필터(optical filter), 백라이트(backlight), 비-균일 공간 광 컬러 특성

Description

고 균일도 패널 라이트를 위한 광 보정{OPTICAL CORRECTION FOR HIGH UNIFORMITY PANEL LIGHTS}
본 발명은 디스플레이 및 패널 광원(panel light source)에 관한 것으로, 예를 들어, 디스플레이에 대한 백라이트(backlight) 및 이에 대응하는 방법에 관한 것이다.
패널 광원이 특정 컬러, 및 소스의 표면 영역에 대하여 균일한 발광(luminescence) 및 컬러를 가지는 데에는 일반적인 조건이 있다. 종래 기술은 다른 컬러의 라이트 에미터(emitter), 예를 들어, 원색(primary colour) 또는 컬러 필터, 특정 컬러를 만들기 위한 컬러 필터, 특정 컬러 온도의 백색을 사용한다. 균일한 발광을 제공하기 위해 다양한 기술, 예컨대, 산광기(diffuser)의 사용이 이용되고 있다.
고 균일도 디스플레이 시스템을 얻기 위한 수많은 종래 기술이 있다. 한 가지 방법은 영상 신호의 전자 선-보정(electronic pre-correction)을 사용하는 방법이다. 이 방법은 픽셀 레벨 정도까지 가능할 수 있다. 이는 프레임 버퍼의 값을 변경하는 것을 수반한다. 완성 디스플레이 상의 좀 더 균일한 영상을 얻기 위해 각 픽셀에 대해 해당 픽셀로 보내지는 픽셀 데이터가 조절되는 것을 의미한다.
그러나, 비균일에 대한 전자 보정은 몇 가지 중요한 문제를 가져온다. 첫번째 문제는 디스플레이의 명암비(contrast ratio)의 큰 손실이다. 이는, 균일한 영상을 발생시키기 위해서, 가장 휘도가 높은 비디오 레벨은 감소되어야 하고 가장 낮은 비디오 레벨은 증가되어야 하기 때문이다. 가장 낮은 비디오 레벨의 경우, 가장 낮은 구동 신호는 0이기 때문에(데이터 드라이브 레벨 DDL=0), 가장 높은 휘도를 디스플레이의 가장 어두운 부분의 휘도로 낮추는 것은 불가능하다. 따라서, 유일한 해결책은 어두운 부분의 휘도를 가장 밝은 부분의 휘도까지 증가시키는 것이다. 물론 명암비는 크게 감소한다. 동일한 원리가 가장 높은 비디오 레벨에 대해서도 유효하게 적용된다.
두 번째 문제는 디스플레이 상의 일부 픽셀 위치에서 그레이(gray) 레벨의 과도한 감소이다. 실제 디스플레이 픽셀은 최소 값(예를 들어 0) 및 최대 값(예를 들어 1023) 사이를 넘지 않기 때문에, 디스플레이될 수 있는 그레이 스케일의 개수는 픽셀의 위치에 따른다. 일 예에서, 픽셀 1은 (수정된) 값 3 및 1020 사이에 구동되고, 따라서 1018 그레이 스케일 단계를 가진다. 픽셀 2는 (수정된) 값 0 및 900사이에 위치하고 따라서 901 그레이 스케일 단계를 가진다. 상기 문제는 일부 그레이들의 가시도(visibility) 손실을 가져오는데, 즉 픽셀 동작에서 "0 변이(zero transitions)"가 있을 수 있다. 픽셀의 다이내믹 범위 상에 1024개의 그레이 스케일을 모두 맵핑하는 것은 불가능하고, 따라서 일부 (픽셀 레벨에서의) 그레이스케일 변환은 가시화될 수 없다.
예컨대, LCD 디스플레이를 사용하는데 있어, 백라이트의 광 출력을 좀 더 균 일하게 하기 위해 패턴으로 된 백색 도트(white dot)를 가지는 광 필터층(optical filter layer)을 사용하는 방법이 공지되어 있다.
또 다른 문제는 디스플레이를 가로지르는 컬러의 균일도이다. 이것은 형광 램프에 대한 대체물이고 백라이트의 광원인 LED와 같은 복수의 이산(discrete) 광원을 이용하는 디스플레이에 있어서 중요한 문제이다. 백라이트는, 액체 크리스탈 디스플레이와 같은 투광성(transmissive) 패널 디스플레이에 대한 광원이다. 예를 들어, 디스플레이 어플리케이션에서, 각각 서로 다른 컬러를 내는 3가지 이상의 LED 사용이 주요 관심사이다. 컬러는 일반적으로 원색이다. 통상 적색, 녹색, 청색 LED를 선택하여 사용하는데, 이들이 추가적인 컬러 혼합에 사용되는 삼원색에 해당하고, 많은 여러가지 컬러를 디스플레이할 수 있기 때문이다.
LED는 통상적으로 방출 스펙트럼(emission spectrum)에 하나의 상대적으로 작은 피크를 가지고 있어서, 고도로 포화된 적색, 녹색 및 청색 광을 방출하는 LED를 제작할 수 있다. 자신의 유리 벽에 형광체 혼합 코팅을 한 종래의 형광 램프가 사용되는 백라이트 보다 고도로 포화된 R, G, B LED의 혼합으로부터 더 넓은 컬러 범위를 얻을 수 있다. 이러한 포화된 LED는 예를 들어 Lumileds 회사로부터 입수가능한데, 각각의 R,B 및 G LED로 입수할 수 있고, 일반적으로 서로 9mm 거리를 두고 배치되는 다른 컬러의 LED 배열인 모듈 상의 혼합으로도 입수할 수 있다.
3가지 다른 컬러의 LED 사용은, 적절히 3가지 유형의 LED의 전류 구동을 조절하여, 백라이트를 나가는 혼합 컬러가 컬러 트라이앵글(color triangle) 내의 넓은 범위 영역 내의 임의의 점에 놓이도록 선택될 수 있는, 추가적인 장점을 가진 다. 따라서 임의의 원하는 색온도(color temperature) 백색광을 발생시키는 것이 가능하며, 디스플레이 사용자의 필요에 따라 색온도를 변경하는 것이 가능하다. 이것은 컬러 디스플레이에 대해서뿐만 아니라, 의료 어플리케이션에도 종종 사용되는 모노크롬(monochrome) LCD에 대해서도 중요하다. 이 방법은, 백라이트에 R, G, 및 B LED을 시간상 순차적으로 주입하여 모노크롬 LCD 패널 상의 여러가지 컬러의 디스플레이를 가능하게 한다. 그러나, LCD의 응답시간이 빨라서 시퀀싱(sequencing)이 디스플레이 상의 흔들림(flicker)을 막을 정도로 충분히 빨리 이루어질 수 있을 때에만 가능하다.
상기 모든 이유로 볼 때, R, G 및 B LED의 혼합은, 디스플레이의 백라이트 내의 모노크롬 백색 LED를 사용하는데 바람직하다. (Lumileds 회사로부터 또한 입수가능한) 백색 전력 LED는 일반적으로 청색에서 작은 피크를 방출하고, 청색 광자(photon)의 일부를 황색의 넓은 스펙트럼 대역으로 전환하는 형광체(phosphor)로 코팅된다. 이 스펙트럼은 컬러 LCD의 컬러 필터(color filter)의 일반적 투과 특성에 거의 매치되지 않고, 효율을 떨어뜨리며, 디스플레이될 수 있는 컬러의 범위를 매우 감소시킨다.
여러가지 유형의 컬러의 LED를 가지는 백라이트를 구현하는데 한가지 실질적인 문제는, 혼합 결과가 백라이트 밖에서 결합되기 전에 모든 컬러가 매우 잘 혼합되고 디스플레이 패널로 보내져야 한다는 점이다.
혼합이 공간에서 잘 이루어지지 않으면, 백색 혼합 결과의 컬러는 디스플레이의 액티브 영역 상에서 균일하지 않을 것이고, 사람의 눈은 백색 필드 상의 색좌 표(color coordinate)의 조그마한 변화에도 민감하기 때문에, 이를 디스플레이 사용자가 금방 알아차릴 것이다. 컬러 혼합 문제는, 파워 LED가 사용되는 경우에 이들은 발생한 열을 발산하고 가라앉히기 위해 상대적으로 서로 멀리 (Luminleds의 LED 배열 모듈의 경우 9mm) 떨어져 있기 때문에, 대부분의 백라이트 경우에서처럼, 간단한 방법에 의해 쉽게 해결될 수 없다. 공간에서 컬러를 혼합하는 문제는 시간에서 컬러 시퀀싱이 사용되면 사라지지 않는다.
현재 기술에서, 백라이트에서 컬러 혼합 문제는, LED 소스로부터 오는 모든 광선이 백라이트 밖에서 결합될 수 있기 전에 최소 거리를 일부 혼합 매체를 통과하여 이동하도록 보장함으로써, 부분적으로 해결된다. 에지-릿(edge-lit) 유형의 백라이트에서, 이것은 여러가지 방법으로 이루어질 수 있다. 2개의 반대 에지에 비추어지는 단일 가이드 대신에, 각각 하나의 에지에 비추어지는 두 개의 광 가이드를 이용하는 것이 가능하다. 두 광 가이드 각각에서, 아웃커플링(outcoupling)수단(예를 들어, 뒤 표면의 백색으로 칠해진 도트)은 액티브 영역의 중간 부근에서만 시작하며, 따라서, 이들이 광의 일부가 커플링 아웃되는 것을 허용하는 아웃커플링 피쳐를 만나기 전에, 광선은 내부 전반사(total internal reflection)에 의해 가이드에 구속되면서 적어도 가이드 길이의 1/3을 통해 이동해야 한다. 전체 디스플레이 영역을 비추기 위해, 액티브 영역의 가운데의 두 광 가이드의 아웃커플링 수단들 사이에 일부 오버랩이 있어야 한다. 이 방법에 있어 여러 단점이 있다: 백라이트의 두께 및 무게는 거의 두 배이고 비용도 증가한다; LED의 광 혼합의 백색 밸런스가 각 별개의 광 가이드를 비추는 두 LED 배열들에 대해 완벽하게 동일하지 않으면, 화면의 중심부에서 컬러의 불연속성이 인지될 수 있을 것이다. 모든 시야각(viewing angle)에 대하여 스크린의 가운데서 휘도 연속성을 얻는 것도 어렵다; 두 LED 배열들의 전류가 온-액시스 뷰(on-axis view)에 대해(스크린에 수직하게) 휘도 균일성을 가지도록 조절되더라도, 구조가 대칭이 아니기 때문에, 휘도는 큰 시야각에서 볼 때 가운데서 균일할 것이라는 보장이 없다: 하나의 광 가이드는, 시차(parallax)를 만들면서, 다른 가이드보다 패널로부터 멀리 떨어지고, 이의 방사된 광은 산광기에 닿기 전에 다른 가이드를 통해 먼저 이동해야 한다. 이 토폴로지는 Lumiled 회사의 일부 시연자(demonstrator)에의 의해 제안되었다.
US 미국 출원 2004179028에 컬러 무라(mura)를 보정하는 방법이 공지되어 있는데, 여기서 컬러 무라 필름은 영상 디스플레이 장치에 더해지고, 디스플레이 영상의 컬러 무라의 보색은 필름을 보정하는 컬러 무라에서 생성되며, 따라서 디스플레이 장치의 컬러 무라는 눈에 띄지 않게 만들어진다. 무라는 포토마스크(photomask)와 같은 디스플레이 구성요소 내의 시스템적 편차(deviation)에 의해 발생하고, 줄(stripe)로 보여질 수 있다. 무라는 완성된 디스플레이의 영상 품질을 손상시킨다. 보통 무라를 발생시키는 편차는 수백 나노미터 아래 정도로 매우 적다. 넓은 영역에 걸쳐 있는 이 정도 크기의 편차는 측정으로는 탐지하기 어려울 수 있다.
본 발명의 목적은 개선된 디스플레이 특히 패널 광원, 예컨대 디스플레이에 대한 백라이트 및 이에 대응하는 방법을 마련하는 것이다. 본 발명의 장점은 한편으로는 바람직한 컬러 균일도를 제공하는 것이고, 다른 한편으로는 두께가 얇고 가벼우며 저렴한 디스플레이를 제공하는 것이다.
첫번째 특성으로, 본 발명은:
어드레스가능한(addressable) 픽셀을 포함하고, 입력 신호에 따라 각 픽셀의 휘도(luminance)를 동적으로 제어하는 공간 광 변조기(spatial light modulator)를 가지는 디스플레이로서, 상기 공간 광 변조기는 비-균일 공간 광 특성을 가지고, 상기 디스플레이는 또한 광 필터(optical filter)를 가지고, 비-균일 광 공간 특성에 대해 적어도 부분적으로 보정하기(compensate) 위해 휘도 및/또는 컬러를 변경하기 위한 공간 패턴(spatial pattern)을 가지며, 입력 신호의 비 균일 공간 광 특성에 대하여 일부 선-보정(pre-compensation)을 하도록 배열된 전자 신호 프로세싱 요소를 가지는 디스플레이.
휘도 및/또는 컬러의 변경을 통해 디스플레이 요소에 대해 좀더 균일한 광 출력 및 좀 더 균일한 색을 제공한다.
광 필터의 장점은, 전자 보정만을 하는 것에 비하여, 명암비, 그레이 레벨, 휘도 및 컬러 균일도(uniformity) 모두 또는 이들 중 하나의 손실이 감소되어 균일도가 향상될 수 있다는 점이다. 광 필터에 사용되는 재료는 흡수하거나, 반사하거나, 방사할 수 있다. 다이크로익(dichroic) 및 바이크로모포릭(bichromophoric) 재료가 특히 바람직하다. 동적 및 고정 보정의 조합은, 여러가지 최적화에 대한 튜닝(tuning) 또는 시간상 편차에 대한 보정에 있어서, 전반적인 보정을 유연하게 할 수 있다. 공간 광 변조기는 반사(예를 들어, DMD), 투과(예를 들어, LCD) 또는 발광(예를 들어, LED) 디스플레이 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의 유형의 장치가 될 수 있다. 특히 디스플레이는 고정된 포맷 디스플레이가 될 수 있다.
또 다른 추가적인 특징은, 선-보정이 보정하는 공간 패턴의 공간 주파수보다 현저하게 높은 공간 주파수로 이루어진다는 점이다.
또 다른 추가적인 특징은, 공간 광 변조기가 반사 또는 투과 장치를 포함하고, 상기 디스플레이가 광원을 포함한다는 점이다.
또 다른 추가적인 특징은, 광원이 제2 비-균일 공간 광 특성을 가지고, 광 필터가 제2 비-균일 공간 광 특성을 적어도 부분적으로 보정하도록 배열되는 점이다.
또 다른 추가적인 특징은, 공간 광 변조기가 픽셀 어드레스가능 발광 소자를 포함하는 점이다.
또 다른 추가적인 특징은, 광 필터가 도트(dot), 예를 들어 인쇄된 도트를 가지는 층을 포함하고, 필터의 투과 특성을 변경하도록 가해진다는 점이다. 도트는 디스플레이 요소에 따라 크기 및/또는 공간 밀도가 변화한다.
또 다른 추가적인 특징은, 광 필터가 필터의 투과 특성을 변경하도록 가해지는 라인(line)을 가지는 층을 포함한다는 점이다. 라인은 디스플레이 요소에 따라 두께 및/또는 공간 밀도가 변화한다. 라인 패턴은 도트로부터 만들어질 수 있다.
또 다른 추가적인 특징은, 광 필터가 동적으로 변경가능한 공간 패턴을 포함하는 점이다. 이것으로 보정이 동적으로 변경될 수 있다.
또 다른 추가적인 특징은, 광 필터가 백라이트 및 전송 층 사이에 배열된다는 점이다.
또 다른 추가적인 특징은, 광 필터가 공간 광 변조기의 하방(downstream)에 배열된다는 점이다.
또 다른 추가적인 특징은, 비-균일 광 공간 특성이 명암비, 휘도, 및 컬러 포인트 중 임의를 포함한다는 점이다.
이러한 특징을 통해, 어드레스가능한 픽셀을 포함하고, 입력 신호에 따라 각 픽셀의 휘도를 동적으로 제어하는 공간 광 변조기(spatial light modulator)를 가지는 디스플레이로서, 상기 공간 광 변조기는 비-균일 공간 광 특성을 가지고, 상기 디스플레이는 또한, 상기 요소와 동일한 광 경로에 광 필터(optical filter)를 가지고, 비-균일 광 공간 특성을 적어도 부분적으로 보정하기(compensate) 위해 휘도, 컬러 또는 휘도 및 컬러를 변경하기 위한 공간 패턴(spatial pattern)을 가지는 디스플레이를 제공할 수 있다.
두번째 특성으로 투과 또는 반사 픽셀 어드레스가능 공간 광 변조기와 함께 사용하는 광원이 있는데, 예를 들어, 광원은 디스플레이의 백라이트와 같은 패널 라이트가 될 수 있고, 광원은 비-균일 공간 광 특성을 가지는 컬러 출력을 가지며, 광 필터는, 상기 비 균일 공간 광 특성에 대해 적어도 부분적으로 보정하도록 컬러를 변경하는 공간 패턴을 가진다. 컬러를 변경하여 패널 라이트에 대해 좀더 균일한 컬러를 제공할 수 있다. 이를 통해 패널 라이트, 예컨대 백라이트가 좀 더 효과적으로 균일하게 되거나, 덜 균일한 광원도 사용할 수 있게 한다. 이것은 약간의 컬러 혼합만을 필요로 하고, 따라서 일부 유형의 패널 라이트의 두께를 줄이거나 간단하게 한다. 공지의 컬러 무라(mura) 보정은 디스플레이 컬러 변조기 무라에 대해 보정하지만, 임의의 백라이트를 보정하지 않는다.
종속항의 추가적인 특징은, 광원이 이산 컬러 광원, 예컨대 LED, OLED를 포함하는 것이다.
또 다른 추가적인 특징은, 광 필터가 두 개 이상의 착색(colored) 영역, 예를 들어, 황색, 청록색(cyan) 및/또는 자주색 영역을 가지는 점이다. 이것들은 일반 적색, 녹색 및 청색 광원을 수정하고 흡수하는데 가장 효과적이다.
또 다른 추가적인 특징은, 패턴이 컬러 및/또는 휘도의 비-균일을 보정하도록 배열된다는 것이다.
또 다른 추가적인 특징은, 광 필터가 인쇄된 도트를 가지는 층을 포함하는 것이다.
또 다른 추가적인 특징은, 공간 패턴이 복수의 층을 가지는 것이다. 이것은 보정이 단계적으로 실행될 수 있도록 하고, 좀 더 확산되도록 하지만 아티팩트(artefact)는 줄어들도록 한다.
또 다른 추가적인 특징은, 패턴이 공간 광 변조기의 공간 비-균일도를 선 보정하도록 추가적으로 배열될 수 있다는 것이다. 이것은 전반적인 디스플레이의 균일도를 향상시킬 수 있다.
또 다른 추가적인 특징은, 백라이트가 후면(backwall)을 가진다는 것인데, 광원은 후면에 실질적으로 평행하도록 배열되어 빛을 쏘고, 후면은 빛을 백라이트 밖으로 재지정(redirect)하기 위한 반사기(reflector)를 가지며, 광 필터는 후면에 위치한다. 이것은 백라이트가 계속 얇게 유지되도록 하고, 아티팩트를 줄이기 위해 필터가 변조기로부터 멀리 떨어지게 할 수 있다.
세 번째 특성으로, 하나 이상의 픽셀의 휘도 및/또는 컬러를 동적으로 제어하기 위한 디스플레이 요소의 휘도 또는 컬러의 비-균일도를 보정하기 위한 광 필터 및 어드레스가능 픽셀을 가지는 디스플레이를 구성하는 방법으로서, 필터 없이 다른 픽셀에 대한 출력을 측정하는 단계, 측정에 따라 필터의 패턴을 판단하는 단계, 전자 선-보정량을 판단하는 단계, 필터를 만드는 단계 및 디스플레이에 대한 전자 선-보정을 구성하는 단계를 포함하는 방법이 있다.
이것은 제조 편차(manufacturing variation)의 영향에 대해 보정을 할 수 있게 한다. 이것은 제조 공차(manufacturing tolerance)를 감소시킬 수 있고, 비용을 줄이거나 생산량을 높일 수 있다.
추가적인 특징은 필터를 가한 상태에서 여러가지 픽셀에 대한 출력을 측정하는 단계, 측정에 따라 추가적인 필터에 대한 패턴을 판단하는 단계, 추가적인 필터를 만드는 단계 및 디스플레이에 추가적인 필터를 더하는 단계를 더 포함하는 것이다.
이것은 반복하는(iterative) 방법으로 고려될 수 있는데, 이는 보정을 계산하기 어려운 경우, 예를 들면, 반사의 효과를 정확하게 모델링하기 어려운 경우에 적합하다.
임의의 추가적인 특징들이 함께 조합될 수 있고 임의의 특성과 조합될 수 있다. 당업자라면 종래 기술을 통해 다른 장점들을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 청구항의 범위를 넘지 않는 범위에서 다양한 변화 및 수정을 가할 수 있다. 따라서, 본 명세서의 예시적인 것이고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 보아서는 안된다.
본 발명이 어떻게 유효하게 되는지는 첨부된 도면에 관한 예에 의해 기술될 것이다. 도면에서:
도 1-3은 개략도 형태의 본 발명의 실시예를 도시한 도면.
도 4-8은 본 발명의 실시예의 사용에 대한 특성 또는 패턴을 도시한 도면.
도 9 및 10은 실시예가 적용될 수 있는 백라이트 배치를 도시한 도면.
도 11은 광 필터의 패턴 및 컬러 LED 배열의 평면도를 도시한 도면.
본 발명은 특정 도면 및 특정 실시예에 관하여 기술될 것이지만, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니고 청구항에 의해서만 한정된다. 도시된 도면은 개략적이고 한정적인 것이 아니다. 도면에서, 요소 중 일부 크기는 설명을 목적으로 실제 크기가 아닌 과장되어 그려질 수 있다. "포함하는"이라는 용어가 본 명세서 및 청구항에서 사용되는데, 이것이 다른 요소나 단계를 제외시키는 것은 아니다.
도 1-3은 본 발명의 실시예의 개략도이다.
도 1은 공간 광 변조기(spatial light modulator)에 결합되고 광원(30)을 가지는 디스플레이(10) 및 보정 공간 패턴을 가지는 광 필터(20)의 일 실시예의 개략 도를 도시한다. 공간 광 변조기는 반사(예컨대, DMD), 투과(예컨대, LCD) 또는 방사 변조기(예를 들어, LED 또는 OLED 디스플레이)가 될 수 있다. 공간 광 변조기 뿐만 아니라 선택적으로 광원은, 균일하지 않은 휘도(lumiance), 컬러 또는 명암비(contrast ratio)와 같은 공간 광 특성을 가진다. 필터의 공간 패턴은, 디스플레이 요소의 비-균일 공간 광 출력 특성에 대해서 적어도 부분적으로 보정하기 위해 휘도를 변경하도록 배열될 수 있다. 디스플레이 요소의 비-균일 공간 광 출력 특성에 대하여 입력 신호의 일부 보정을 수행하기 위해 (적절한 디지털 또는 아날로그) 신호 프로세싱 부분이 선-보정을 행한다(40). 상기는 본 명세서에서는 자세히 기술될 필요없는 기존의 원리를 따른 공지의 신호 프로세싱 하드웨어를 이용하여 구현될 수 있다. 전자 보정은 예를 들어 프레임 버퍼를 이용할 수 있고, 더 높은 공간 주파수에 대하여 사용될 수 있는 반면, 더 낮은 공간 주파수에 대해서는 광 필터에 의해 보정된다. 공간 광 변조기는 반사 또는 투과 장치, 발광 장치 또는 이들의 조합을 포함하는 임의의 유형의 장치가 될 수 있다. 광 필터는 물론 투과, 반사, 적응(adaptive), 능동 또는 수동, 형광성 등의 특성을 가질 수 있다.
디스플레이의 일부 유형에서, 광 변조 기능은 광원(예를 들어, 수 mm의 피치를 가지는 수백 개의 작은 LED로 된 LED 백라이트)에 의해 효과적으로 실행된다. 이 경우, 디지털 선 보정을 광원에 가할 수 있다.
도 2는 도 1에 기초한 또 다른 실시예를 보여주는데, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조 번호가 사용되었다. 이 경우 필터는 공간 광 변조기 다음에 있거나 아래에 있다. 이 도면에서, 출력을 측정하고 공간 패턴 및 전자 선-보정량 에 따라 어떤 보정을 해야하는지 판단하는 수단(50)이 또한 도시되어 있다.
도 3은 도 2의 실시예에 대응하는 또 다른 실시예를 도시하는데, 이 경우 전자 선-보정이 없다. 공간 광 변조기(10)는 공간적으로 비-균일한 휘도를 가지고, 광 필터(20)는 휘도 공간 패턴을 보정하도록 배열된다. 선택적으로 필터는 광원의 비 균일도에 대해 보정을 할 수 있다. 필터는 공간 광 변조기의 앞에 위치할 수 있다.
휘도 균일도 보정을 광 보정 및 전자 보정으로 나눔으로써, 균일도를 높게 유지하면서 명암비를 크게 향상시킬 수 있다. 추가적인 특징은 보정을 고주파 및 저주파 부분으로 나누는 것이다. 저주파 보정은, 변경된 백라이트 시스템에 의해 또는 포일(foil)과 같은 광 스택에 위치한 광 요소에 의해 구현될 수 있다. 고주파 보정은 디스플레이 장치에서 전자적으로 구현될 수 있다. 일반적으로 저주파 보정은 예컨대, 20%-30% 피크 투 피크(peak to peak) 휘도 보정 정도까지 될 수 있는데, 예를 들면, 디스플레이의 경계(border)에 가깝다. 도 4는 일차원, 예컨대 x축 상에서 본, 보정 전의 비-균일 공간 특성의 예를 도시한다. 본 발명의 실시예는, 패널 라이트 및/또는 디스플레이의 비-균일도를 보정하기 위해, 광 특성이 공간적으로 변화하는 필터를 사용한다. 이러한 필터를 제작하는 임의의 방법은 본 발명의 범위 내에서 포함되는데, 예를 들면, 사진 필름, 페이트 층, 도트 패턴이 있다.
예로서, 도 5는 비-균일도를 보정하기 위해, 빛이 더 적게 통과하도록 중앙에 도트를 집중적으로 가지는 필터 패턴을 도시한다. 도 6은 부분적인 보정 후에 좀 더 균일한 공간 특성을 도시한다. 상기는 플러스 마이너스 5% 휘도 차이를 가져오는데, 만약 종래의 전자 수단에 의해 보정된다면, 대응하는 5%의 명암비 손실을 의미한다.
이 광범위한 보정은, 모든 보정이 전자적으로 이루어진 경우 높은 명암비 손실의 주요 원인이 된다. 만약 출력이 비-균일하지만 전체 디스플레이 시스템의 역 비-균일도(inverse non-uniformity)를 포함하도록 백라이트 시스템의 광 설계가 변경된다면, 큰 휘도 차이에 대해 전자적으로 보정을 할 필요가 없다. 고주파 부분만이 전자적으로 보정될 수 있고 이는 일반적으로 20%-30%가 아닌 수 퍼센트 정도가 될 수 있다. 따라서, 명암비는 수 퍼센트 정도만으로 감소될 것이다.
본 발명의 일면에 따라, 커플링 아웃(coupling out)되는 빛의 공간 분포가 저주파 균일도 보정을 구현하도록, LED 백라이트의 백라이트를 변경하는 것은 빛을 커플링 아웃하는 도트-패턴을 변경함으로써 이루어진다. 이 도트 패턴은 분산 효과(diffusing effect)를 가질 수 있다. 또 다른 가능 수단은 종래의 백라이트 설계를 유지하고 포일을 사용하여 디스플레이로 가는 빛을 광학적으로 선-보정하는 것이다. LCD의 경우, 이 포일은 백라이트 및 LCD 패널 사이, 예를 들어 임의의 밝기 향상 포일(Bightness Enhancement Foil; BEF) 층 앞에 최적으로 위치할 수 있다. 어떤 경우에도, 결과적으로 전자적 보정은 보다 적게 필요하고, 따라서 주어진 균일도에 대한 명암비의 감소가 줄어든다.
한가지 문제점은 적절한 균일도 보정은 비디오 레벨에 의존할 수 있다는 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 최적화 또는 트레이드-오프(trade-off)는 최저 및 최대 비디오 레벨의 균일도 특성에 기초한 도트 패턴으로 만들어진다.
광 필터를 만드는데 사용되는 재료는 흡수하거나, 반사하거나, 방사할(형광을 발할) 수 있다. 특히, 다이크로익(dichroic) 또는 바이크로모포릭(bichromophoric) 재료가 바람직하다. 다이크로익 재료는 특정 파장을 반사하고 나머지는 투과시킨다. 반사된 빛은 백라이트로 다시 들어갈 수 있고, 뒤 거울에 의해 반사될 수 있으며, 디스플레이의 다른 부분에서 재활용될 수 있다. 바이크로모포릭 재료는 제1 파장에서 빛을 흡수하고, 다른 파장에서 방사한다(형광재료). 이러한 재료는 N.L Vekshin, SPIE, 1997 "고분자에서의 에너지 전송(Energy transfer in macromolecules)"에 기술되어 있다. 이 변환은 매우 효율적이고 따라서 에너지 손실이 거의 없다. 예를 들어, 도트 패턴의 경우 반사, 투과 및/또는 방사 도트가 사용될 수 있다. 단지 백라이트를 더 밝게 함으로써 빛은 다시 증가될 수 있기 때문에, 예컨대, 의료 디스플레이의 경우 임의의 빛의 감소는 그리 큰 문제가 아니다. 명암비가 더 큰 문제이다. 착색 도트는 예컨대, 실크 스크린 프린팅 프로세스, 잉크 젯 프린팅, 제로그래픽 프린팅, 데칼코마니 또는 임의의 다른 형태의 전송 프린팅 등에 의해 여러 표면에 가해질 수 있다. 본 발명의 실시예는 안료(pigment)의 사용에 제한되지 않고, 착색 다이(die)를 포함한다. 또한 본 발명에 따라 착색 필터를 만드는 다른 방법, 예를 들어 사진 필름으로부터 착색 필터를 만드는 방법이 포함된다.
저주파 보정 부분은 특정 프로덕트 유형 내에서 거의 동일하다. 이것은 완전한 제작 과정에 대해 또는 동일한 유형의 모든 디스플레이에 대해 예컨대 동일한 저주파 보정 포일을 설계하는 것을 의미한다. 제조 편차(manufacturing variation)에도 불구하고, 상기 포일은 모든 장치에 대하여 사용되고 디스플레이는 여전히 고-명암비 및 고 균일도를 가진다. LED 백라이트의 경우 고성능을 위해, 커스텀(custom) 도트 패턴, 예를 들어 포일 상의 전용 프린팅이, 각 디스플레이에 대해 사용된다. 이는 명암비가 1000:1을 넘고 균일도가 95% 초과되는 결과를 가져온다.
보정을 광 및 전자 부분으로 나누는 것은 비트 깊이(bit depth)의 감소를 또한 줄일 것이다. 그러나 추가 해결책은 픽셀의 실제 최소 및 최대 구동 레벨에 따른 여러가지 디더링(dithering) 기법을 사용하는 것이다. 예를 들어, 만약 제1 픽셀이 DDL 64 및 DDL 192 사이에 구동되고 제2 픽셀이 DDL 0 및 DDL 255 사이에서 구동된다면, 제1 픽셀도 256개의 단계를 가지도록 제1 픽셀의 단계를 반으로 나누는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예는 컬러 디스플레이에 대해 특히 유용하다. 명암비 문제는 좀 더 복잡한데, 예를 들어, 피크 백색 온도를 정확하게 유지하기 위해, 적색/녹색 및 청색 구동 신호를, 전자 균일도 보정을 사용할 때의 위 셋의 최악의 상태까지로 감소시키는 것이 필요하다. 세가지 컬러판(color plane)에 대한 균일도 보정 때문에, 대응하는 명암비 손실 및 컬러 염료의 감소는 더 높아질 것이다. 또한 매우 정확한 컬러 재생의 요구는 매우 정밀한 컬러 단계를 요구할 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 착색 도트 패턴이, 전자 균일도 보정으로 인한 명암비 손실을 피하기 위해, 광 선-보정을, 예컨대 세가지 컬러판에서, 수행하는데 사용된다. 이 원 리는 휘도 균일도를 요구하지 않고 컬러 등위(coordinate) 균일도를 얻는데 역시 사용될 수 있다. 동일한 장점, 즉 높은 명암비, 비트 깊이의 제어가 유효하다.
도 7은 컬러의 비-균일 공간 특성을 가지는 디스플레이의 예를 도시한다. 한 코너는 다른 영역보다 더욱 녹색을 띄고, 나머지 세 코너는 더 어둡다. 도 8은 보정하기 위해 공간 패턴을 가지는 광 필터의 한 예를 도시한다. 한 코너의 녹색 영역을 보정을 행하기 위한 자주색 도트 영역이 제공된다. 다른 코너에는 흰색 도트가 거의 없어서, 더 많은 빛이 통과하여 더 어두운 코너를 보정한다.
본 발명의 실시예는 전자 보정 없이 광 보정에 사용될 수 있다. 일 실시예는 일반적 사용의 라이트 패널의 제작에 있다. 이 경우 균일도는 향상되지만 비-균일도가 5% 미만이 되는 정도까지는 아니다. 각 디스플레이 시스템에 대해 최적의 광 선-보정 패턴을 계산하고 측정하거나, 디스플레이 그룹, 예컨대 묶음 또는 유형에 대해 동일한 보정 패턴을 사용하거나, 심지어 특정 백라이트 유형 또는 LCD 패널을 가지는 모든 디스플레이에 대해 동일한 보정 패턴을 사용할 수 있다.
특히, 균일도는 비디오 레벨에 의존하고, 따라서 백색 피크와 흑색 피크 사이의 레벨과 같은 현실적인 레벨에서 테스트되어야 한다. 패턴은 필요하면 백색 및 착색 도트들의 조합을 포함할 수 있다. 컬러 및 휘도 강도 차이는 단지 주목할 만한 차이(Just Noticeable Differences; JND) 용어로 정의된다. 패턴은, 어플리케이션에 적합하게 하기 위해 요구되는 바와 같이, 컬러 및/또는 휘도 대신에 JND (휘도 및/또는 컬러) 균일도 또는 명암비를 최적화하도록 설계될 수 있다.
또 다른 특징은 백라이트와 같은 패널 라이트를 조정하는 것이다. 이 패널 라이트는 예컨대 LED와 같은, 적어도 두 가지의 컬러의 광원 및 착색 도트를 포함하는, 복수의 이산 광원을 사용할 수 있거나, 패널 라이트는 개별적인 LED, OLED, EL 등을 사용할 수 있다. 예컨대, 의료 어플리케이션의 경우, 백라이트 또는 디스플레이는 일정한 색온도 컬러 패널로 최적화 될 수 있다. (넓은 범위의) 컬러 팔레트(palette)가 제공될 수 있다. 포일이, (컬러) 균일도 대신에 GSDF를 조정하기 위해 사용될 수 있다. 포일은, 일정한 명암비를 제공하거나 디스플레이 영역에 대한 임의의 비져블(visible) 컬러 비-균일도 또는 휘도 비-균일도를 제거하도록 배열될 수 있다.
상기 기술된 백라이트의 실시예들은, 남아있는 작은 컬러 차이를 보정함으로써, 컬러 균일도를 향상시키는 것과 관련되어 있다. 이들은, 슬림한(즉 낮은 깊이 또는 두께) 백라이트로도, 슬림 하이브리드 백라이트에서 우수한 컬러 균일도를 가지는 밝은 백라이트를 얻는 것을 가능하게 도와준다. 예컨대 상기 기술된 R-G-B LED 백라이트 토폴로지(topology)와 같은, 두 가지 이상의 컬러를 포함하는 백라이트에 남아있는 상대적으로 작은 컬러 비-균일도를 보정하기 위해, 특수하게 구성된 착색 도트 또는 라인 패턴 형태의 광 필터가 제공된다. 이것은 백라이트의 광 요소들 중 하나의 적어도 한 표면에 제공될 수 있고, 컬러가 필름 상에서 매 포인트마다 변화하는, 백라이트의 일부 위치의 추가 필름 상에 제공될 수 있다.
착색 도트 또는 착색 필름은 입사하는 빛의 대부분을 반사하거나 투과시키고, 또는 만약 도트가 형광성(fluorescent)이면, 방사할 수 있지만, 스펙트럼 응답은 평평하지 않다. 즉, 패턴은 백색, 회색 또는 흑색을 띄지 않고, 착색 외형을 가진다. 이러한 효과를 얻는 한가지 쉬운 방법은 컬러로 칠해진 도트 또는 컬러 필름을 사용하는 것인데, 이 두 방법은 스펙트럼의 일부를 흡수하고 가시(visual) 스펙트럼의 나머지 부분을 반사하거나 투과시키거나 방사시킨다. 착색 도트는 예컨대, 실크 스크린 프린팅 프로세스, 잉크 젯 프린팅, 제로그래픽 프린팅, 데칼코마니 또는 임의의 다른 형태의 전송 프린팅 등에 의해 여러 표면에 가해질 수 있다. 본 발명의 실시예는 안료의 사용에 한정되지 않고 착색 염료(dye)를 포함한다. 착색 외관(appearance)은, 입사하는 빛의 일부를 흡수하거나 스펙트럼의 일부를 투과시키고, 나머지 부분은 가시 스펙트럼에서 현저한 흡수 없이 반사시킴으로써 얻을 수 있다. 상기 표시된 바와 같이, 한 파장에서 빛을 방사하고 다른 파장에서 빛을 흡수하는 형광 다이(fluorescent die)가 역시 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따라 예컨대 사진 필름으로부터 착색 필터를 만드는 것과 같은, 착색 필터를 만드는 다른 방법이 있다. R, G 및 B LED가 사용되는 경우, 황색, 청록색 및 자주색 필터를 이용해 컬러 비-균일도에 대한 보정을 매우 효과적으로 할 수 있다. 예를 들어, 황색, 청록색 및 자주색 도트, 즉 흡수, 투과, 방사 도트가, 간단히 광 요소 중 하나에 적용된다. 이러한 컬러는 원색인 청색, 적색 또는 녹색 중 적어도 하나를 선택적으로 흡수하거나 반사한다. 예를 들어, 황색 도트는 청색으로 보이는 곳에 적용되고, 청록색 도트는 적색으로 보이는 곳에 적용되며, 자주색 도트는 녹색으로 보이는 곳에 적용된다.
현재의 고 효율 고 전력 LED 기술 수준에서, 백라이트 내의 적색, 녹색 및 청색 LED 사이의 비율은 일반적으로 1R : 2G : 1B가 된다. LED의 절반이 녹색이기 때문에, 적색 및 청색 LED는 평균적으로 더 멀리 떨어져서 배치되고, 따라서 녹색 LED의 균일도는 적색 또는 청색 LED의 균일도보다 더 좋을 것이다. 결과적으로, 컬러 비-균일은 일반적으로 녹색이 아닌 적색 또는 청색에서 나타날 것이다. 컬러 보정은, 예컨대, 황색 및 청록색 필터와 같은, 두 가지 컬러의 필터를 사용하여 성공적으로 이루어질 수 있다.
본 실시예들의 장점은, 예컨대 R, G, B LED 백라이트를 사용하는 도 9 및 10의 실시예에 잘 나타나 있는데, 이들은 개선된 컬러 균일도 뿐만 아니라 백라이트 두께의 감소를 보여준다. 일 실시예들을 통해, 컬러 비-균일도를 받아들이지 않는 특징을 가지는 더 얇은 백라이트를 설계하는 것이 가능하다.
착색 필터의 실시예는 예컨대 투명 판의 한쪽 사이드에 칠해진 도트의 형태가 될 수 있고, 측면-방사(side-emitting) 이산 광원, 예컨대, LED에 의해 비추어지는 캐비티(cavity)의 최상단부에 놓이는, 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethylmathacrylate; PMMA)와 같은 투명한 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 바람직하게 필터는 LED를 마주하는 쪽에 놓이는데, LED 렌즈 바로 위의 라이트-블로커(light-blocker)도 역시 이 쪽에 놓이기 때문이다. 이 라이트 블로커는 원칙적으로 고도로 반사하는 페인트로 역시 만들어질 수 있다. 그러나, 칠해진 도트와 같은 필터는, LED가 포핑(popping)하는 백라이트 캐비티 아래 부분의 고도 반사 필름에 가해질 수 있다. 이들은 캐비티 맨 위의 산광기에 가해질 수 있지만, 패턴 구조가 매우 미세하지 않는 한, 도트는 이 경우 디스플레이에 더욱 가깝기 때문에, 광 아티팩트(artefact)의 위험은 더 커진다. 하나 초과의 표면에 도트처리 된(dotted) 구조의 조합도 물론 가능하다.
도 10의 실시예에서, LCD의 모양으로 백라이트 및 공간 광 변조기가 도시되어 있다. 백라이트는 LED 배열의 모양으로 광원을 가진다. 각 LED는 백라이트 캐비티의 후면(backwall)의 니치(niche)에 위치한다. 대부분의 빛은 후면에 평행하게 방사되고, 후면의 원뿔 모양의 빛 산광기 및 후면의 백색 산란 반사 필름(white diffuse reflecting film)에 의해 캐비티 밖으로 반사된다. 거울 반사기(specular reflector)가 캐비티 측면에 제공될 수 있다. 통상적으로 캐비티를 가능한 얇게 만드는 것이 바람직하다. 캐비티로부터, 빛은 (피라미드 모양의) 얕은 표면 인쇄(shallow surface imprint)를 가지는 산란기 플레이트(plate)를 통과하고, 수많은 BEF 층들을 통과하여 LCD에 도달한다. 빛을 산란시키는 반사 없이 LED로부터 캐비티 밖으로 직접 빛이 통과하는 것을 막기 위해 라이트 블로커가 제공될 수 있다. 백라이트의 LED는 MCPCB 위, 열 전도 갭(gap) 필터 위, 열 발산판(heat sink)의 맨 위에 놓인다. 히트싱크의 반대 편에는 LED 드라이버 회로가 놓인다. 물론 다른 배열도 가능하다.
광 필터는 백라이트의 여러 부분에서 배열될 수 있다. 착색 필터, 예를 들어 착색 도트들은 바람직하게 백색 산란 반사 필름 위에 놓일 수 있지만, 이들은 빛을 가이드하는 캐비티의 다른 표면들 중 하나 위에도 놓일 수 있다. 특수하게 구조화된 표면 패턴을 가지는 필터를 표면 위에 놓을 수 있지만 일반적으로 별로 실용적이지 못하다. 필터, 예컨대 도트들은 라이트 가이드의 맨 위의 산란기 플레이트 위에 놓일 수 있지만, 제조된 구조가 필터와 더 가까워질수록, 예컨대 착색 도트가 LCD 패널에 가까워질수록, 광 아티팩트의 가능성이 높아진다. 대부분 투명하지만 약간 채색되어 있고 따라서 필름의 위치에 따라 가시 스펙트럼의 일부를 약간 흡수하는 추가 필름을 포함할 수도 있다. 이러한 필름은 라이트 가이드 및 산란기 플레이트 사이에 위치할 수 있다.
다른 실시예에서, 보정 수단은 백라이트를 얇게 하는데 기여를 덜 하지만, 이들은, 혼합 구역(mixing zone)이 짧게 만들어지거나, R-G-B LED 백라이트를 구비하는 대부분의 디스플레이의 액티브 영역의 가장자리 중 적어도 한 부분에서 여전히 볼 수 있는 컬러 비-균일도를 현저하게 개선하도록 도와줄 수 있다.
캐비티의 가장자리 라이팅(edge lighting)을 가지는 실시예에서, 혼합 구역은 디스플레이 길이의 거의 절반이 될 수 있고, 보정 수단이 많이 필요없다. 아티팩트는 다른 종류이다. 백라이트의 최초 컬러 균일도가 좋을수록, 착색 보정 수단의 밀도가 낮아질 수 있고, 따라서 전체 빛 흡수량이 줄어들고 전반적인 광 효율이 올라가게 된다.
광 시뮬레이션 또는 시행착오(try and error)가 컬러 비-균일도를 보정하기 위해 필터의 색채된 특징의 최적 패턴을 판단하는데 사용될 수 있다. 시행착오 프로세스에서, 반복 회수는, 도 10의 실시예의 정면도를 보여주는 도 11에 도시된 바와 같이, 논리적 추론(logical reasoning)에 의해 줄어들 수 있다.
도 10의 실시예인 도 11의 대각선 LED 구성에서, 청색 LED 열에 그려진 가상의 선에서 z 색좌표(CIE1931 색좌표 시스템)가 스크린의 나머지 부분의 색좌표보다 평균 0.05만큼 높고, 적색 LED 상의 x 색좌표가, 예컨대 착색 도트와 같은 황색 또 는 청록색 보정 필터를 가하지 않은 원래 구성의 스크린의 나머지 부분의 평균 색좌표보다 0.03 만큼 더 크다고 가정하자. 또한 도 11에 나타난 바와 같이, 착색 도트와 같은 필터를 가하여, 청색 LED의 z 색좌표가 스크린의 평균 색좌표보다 0.025 만큼 높고, 적색 LED 상의 x 색좌표가, 스크린의 평균 색좌표보다 더 이상 높지 않다면, 다음번에 황색 도트와 같은 황색 필터의 밀도를 2배로 하고 청록색 도트와 같은 청록색 필터의 밀도를 유지하는 것이 논리적이다.
본 발명의 실시예는 사진 필름을 보기위한 또는 다른 목적의 패널 라이트를 포함하는 모든 종류의 백라이트에 유용하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 LED를 광원으로 하지 않는 백라이트에 적용될 수 있다. 백라이트에 남아있는 컬러 비-균일도를 보정하기 위해, 여러가지 색의 착색 페인트와 같은 착색 필터의 사용은, LED 백라이트 만에 한정되지 않고, OLED 또는 그 밖의 이산 광원이 사용되는, 예컨대 둘 또는 세 가지 컬러의 형광 램프가 광원으로 사용되는, 백라이트에 역시 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 일반 라이팅(lighting) 사용을 위한 패널 라이트에 유용하게 적용될 수 있다.

Claims (21)

  1. 어드레스가능(addressable) 픽셀을 포함하고, 입력 신호에 따라 각 픽셀의 휘도(luminance)를 동적으로 제어하는 공간 광 변조기(spatial light modulator)를 가지는 디스플레이로서,
    상기 공간 광 변조기는 비-균일(non-uniform) 공간 광 특성을 가지고, 상기 디스플레이도 역시 광 필터(optical filter)를 가지고 비-균일 광 공간 특성에 대해 적어도 부분적으로 보정하도록 상기 휘도 및/또는 컬러를 변경하기 위한 공간 패턴(spatial pattern)을 가지며, 상기 입력 신호의 상기 비 균일 공간 광 특성에 대하여 일부 선-보정(pre-compensation)을 하도록 배열된 전자 신호 프로세싱 요소를 가지는 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선-보정은 상기 공간 패턴의 공간 주파수(spatial frequency)보다 현저하게 더 높은 공간 주파수로 이루어지는 디스플레이.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 반사 또는 투과 장치를 포함하고, 상기 디스플레이는 광원을 포함하는 디스플레이.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광원은 제2 비-균일 공간 광 특성을 가지고, 상기 광 필터는 상기 제2 비-균일 공간 광 특성에 대하여 적어도 부분적으로 보정하도록 배열되는 디스플레이.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 픽셀 어드레스가능 발광 소자를 포함하는 디스플레이.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 광 필터는 인쇄된 도트(dot)들을 포함하는 디스플레이.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 광 필터는 라인 패턴(line pattern)을 가지는 층을 포함하는 디스플레이.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 광 필터는 동적으로 변경가능한 공간 패턴을 포함하는 디스플레이.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 광 필터는 상기 공간 광 변조기의 하방(downstream)에 배치되는 디스플레이.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 비-균일 공간 광 특성은 명암비(contrast ratio), 휘도 및 컬러 포인트 중 임의의 것을 포함하는 디스플레이.
  11. 어드레스가능 픽셀을 포함하고, 입력 신호에 따라 각 픽셀의 휘도를 동적으로 제어하는 공간 광 변조기를 가지는 디스플레이로서,
    상기 공간 광 변조기는 비-균일 공간 광 특성을 가지고, 상기 디스플레이도 역시, 상기 요소와 동일한 광 경로에서 광 필터를 가지고, 상기 비-균일 광 공간 특성에 대해 적어도 부분적으로 보정하도록 상기 휘도를 변경하기 위한 공간 패턴을 가지는 디스플레이.
  12. 디스플레이에 대한 백라이트(backlight)로서,
    상기 백라이트는, 비-균일 공간 광 특성을 가지는 컬러 출력을 가지고, 상기 비-균일 광 공간 특성에 대해 적어도 부분적으로 보정하도록 상기 컬러를 변경하기 위한 공간 패턴을 가지는 광 필터를 가지는 백라이트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 백라이트는 컬러 LED 또는 OLED를 포함하는 백라이트.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 광 필터는 황색, 청록색 및 자주색 영역 중 적어도 두 영역을 가지는 백라이트.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 패턴은 비-균일 공간 광 특성을 추가적으로 보정하도록 배열된 백라이트.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 필터는 도트를 가지는 층을 포함하는 백라이트.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 패턴은 복수 층을 가지는 백라이트.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 패턴은 공간 광 변조기의 공간 비-균일도에 대해 선-보정을 하도록 추가적으로 배열되는 백라이트.
  19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 백라이트는 후면(backwall)을 가지고, 광원은 상기 후면에 실질적으로 평행하게 배열되어 빛을 쏘고, 상기 후면은 상기 빛을 상기 백라이트 바깥으로 재지정(redirect)하는 반사기(reflector)를 포함하며, 상기 광 필터는 상기 후면에 위치하는 백라이트.
  20. 하나 이상의 픽셀의 휘도 및/또는 컬러를 동적으로 제어하기 위한 디스플레이 요소의 휘도 또는 컬러의 비-균일도를 보정하기 위한 광 필터 및 어드레스가능 픽셀을 가지는 디스플레이를 구성하는 방법으로서,
    상기 필터 없이 여러 픽셀에 대한 출력을 측정하는 단계;
    상기 측정에 따라 상기 필터의 패턴을 판단하는 단계;
    전자 선-보정량을 판단하는 단계;
    상기 필터를 만드는 단계; 및
    상기 디스플레이에 대한 상기 전자 선-보정을 구성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 필터를 사용하여 여러 픽셀의 출력을 측정하는 단계;
    상기 측정에 따라 추가적인 필터의 패턴을 판단하는 단계; 및
    상기 디스플레이의 추가적인 필터를 만드는 단계
    를 더 포함하는 방법.
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