KR20070085971A - 감소된 무아레 효과를 가진 디스플레이 - Google Patents

감소된 무아레 효과를 가진 디스플레이 Download PDF

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에릭 반 비넨달
흐얄머 에드져 아이코 후이테마
바스 제이. 이. 손
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

디스플레이는 감소된 무아레 간섭을 가진다. 이 디스플레이는 규칙적인 어레이의 픽셀을 가진 후면과 규칙적인 어레이의 픽셀을 가진 전면을 가지고 있다. 후면과 전면은 서로 적층된다. 디스플레이 상의 개구의 분포의 폭(전체 픽셀 영역에 의해 나누어지는 능동 픽셀 영역 위의 전체 내부 셀 영역)이 감소된다. 사인 곡선형의 벽 또는 다른 곡선형의 픽셀 에지는 이 분포를 제어하기 위해 전면 또는 후면에서 사용될 수 있다.

Description

감소된 무아레 효과를 가진 디스플레이{DISPLAY WITH REDUCED MOIRE EFFECT}
본 발명은 전자 디스플레이 디바이스에 관한 것이며, 특히 무아레 효과가 감소되거나 제거되는, 전면과 후면으로부터 제조된 디스플레이에 대한 것이다.
디스플레이는 전자 장치를 구동하기 위한 픽셀 전극의 어레이와 컨덕터를 포함하는 후면과, 디스플레이의 전자-광학 셀이 위치되는 전면으로부터 종종 조립된다. 예를 들면, 전기영동 능동-매트릭스 디스플레이는 능동-매트릭스 후면과 전기영동 전면을 가지질 수 있다. 전면은 전기영동일 필요가 없다. 전면은 전자 습식 또는 액정 디스플레이 요소 또는 후면 상에 배열된 전자장치에 대해 위치된 다른 종류의 광-전자 픽셀 요소를 가질 수 있다. 이러한 종류의 디스플레이는 예를 들면, 참조에 의해 본 명세서에 병합되는, Xiaojia Wang 등의 공개된 출원 US2004/0219306A로부터 알려져 있다. 이런 종류의 디스플레이를 제조하는 마지막 처리 단계 중의 하나는 전면과 후면의 적층 또는 다른 조립에 의해 디스플레이의 셀을 만드는 것일 수 있다.
능동 픽셀 영역은 디스플레이 자체에 대해 이용가능한 후면 픽셀의 영역이고, 디스플레이의 동작 동안에 그 광학 또는 전기적 상태를 변경시키지 않는 픽셀의 영역을 포함하지 않는다. 능동 픽셀 영역 내에 포함되지 않은 영역의 예는 픽셀 행과 열 전극과 박막 트랜지스터(TFT)이다. 따라서 디스플레이의 각 디스플레이 요소는, 예를 들면 후면 상의 그 대응하는 픽셀의 전체 영역(전체 픽셀 영역)에 의해 나누어지는 능동 픽셀 영역 위의 전면 상의 전체 내부 영역으로서 한정될 수 있는 개구를 가진다.
무아레 효과는 라인, 도트 또는 다른 반복적인 특징부의 세트 또는 패턴이 서로 겹쳐질 때 발생하는 광 또는 다른 방사의 간섭 패턴이다. 디스플레이 스크린 상의 어레이에서 디스플레이 요소의 개구는 이러한 반복적인 패턴일 수 있다. 후면을 전면에 적층하여 형성되는 디스플레이는, 일반적으로 말해서, 정사각형 픽셀의 규칙적인 어레이이다. 만약 전면의 일부인 전기영동 또는 다른 종류의 포일은 마이크로셀 또는 정사각형 마이크로컵 구조와 같은 개별 셀의 규칙적인 어레이라면, 전면 또는 후면의 적층은 무아레 효과를 발생시킬 수 있다.
여러 방법이 디스플레이에서 무아레 효과를 감소시키기 위해 개시되어 왔다. 이러한 무아레 효과는 다양한 원인에 의해 기인한다. 예를 들면, Viktors Berstis의 공개된 미국 특허 출원 US 2003/0132895와 US 2003/0184665는 LCD, LED 또는 TFT와 같은 디스플레이 요소와 디스플레이되고 있는 이미지 또는 센서 어레이에 의해 검출되는 특징부 사이에서 무아레 효과를 회피하기 위해 균일하지 않게 이격된 픽셀을 사용하는 방법을 개시한다. US 특허 6,075,581은 LCD 또는 매트릭스와 같은 픽셀 패턴을 갖는 다른 디스플레이에서 무아레 효과를 감소시키기 위한 광 필터를 개시한다. Rong-Chang Liang 등의 공개된 출원 WO2004/051354는 이층 구조를 가진 전기영동 디스플레이를 개시하는데, 이 구조에서, 하나의 각도로 기울여서 또는 보 다 덜 대칭인 마이크로컵 어레이에서 상위 마이크로컵 층을 하위층에 적층하는 것이 바람직한 무아레 패턴의 형성을 방지하기 위해 사용된다.
현재 이용가능한 해결책은 디스플레이 상에서 개구의 분포로부터의 무아레 효과를 다루지 않거나, 적절하게 다루지 않는다. 따라서, 전면과 후면이 함께 적층되는 디스플레이 내의 형상에서 그러한 차이에 의한 무아레 효과를 감소시키기 위한 필요가 존재한다.
따라서, 본 발명의 목적은 이러한 종류의 디스플레이에서 무아레 효과를 감소시켜서 종래 기술의 단점을 극복하는 것이다. 이 목적을 위해, 디스플레이는 예를 들면, 디스플레이 표면 상에서 개구의 분포의 폭의 크기가 제어되는, 디스플레이가 설계되고 제조된다.
출원인의 연구는 무아레 효과가 종종 주로 디스플레이 상의 개구의 분포에 의해 야기되는 것을 보였다. 만약 개구의 분포의 폭이 감소되면, 무아레 효과도 또한 감소된다.
이 목적 및 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서, 무아레 효과는 일직선의 벽 대신에, 전면 내의 셀을 나누는 곡선형의 벽의 구조에 의해 감소된다.
다른 실시예에서, 전면 셀 벽은 예를 들면, 톱니 패턴의 톱니 모양의 에지이거나, 하나 이상의 코너(corner)를 포함하는 곡선형일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 셀의 정사각형 어레이를 가진 전면은, 픽셀이 곡선형의 픽셀 에지를 가지는, 픽셀 어레이를 가진 후면과 함께 결합될 수 있다.
다른 실시예에서, 후면 셀 벽은 예를 들면 톱니 패턴의 톱니 모양의 에지일 수 있거나, 하나 이상의 코너를 포함하는 곡선형일 수 있다.
다른 처치가, 예를 들면, 능동 픽셀 영역을 변경시키거나, 디스플레이 요소로부터 디스플레이 요소로 전체 픽셀 영역을 변경시키거나, 전면 셀로부터 셀로 형태의 다른 변경에 의해 개구를 변경시켜서 수행될 수 있다.
본 발명의 이러한 양상 및 다른 양상은 차후에 설명되는 실시예(들)를 참조해서 명백하고 명료하게 될 것이다.
도 1a는 능동-매트릭스 후면에서의 픽셀 배치를 도시한 도면.
도 1b는 능동-매트릭스 전면에서 전형적인 전기영동 셀 구조를 도시한 도면.
도 2a는 정사각형 픽셀 구조를 가진 후면 상에 겹쳐진 정사각형 픽셀 구조를 가진 전면 내의 셀의 개략도.
도 2b는 정사각형 픽셀 구조를 가진 후면 상에 겹쳐진 사인 곡선형의 벽을 가진 픽셀 구조를 가진 전면 내의 셀의 개략도.
도 3a와 도 3b는 도 2a에서 도시된 전면을 가진 디스플레이 내의 개구 분포를 설명하는 도면.
도 4a와 도 4b는 곡선형의 벽을 가진 구조를 가진 디스플레이 내의 개구 분포를 설명하는 도면.
도 5a와 도 5b는 서로에 대해 하나의 각도로 벌어진, 전면과 후면에서 일직 선의 픽셀 벽을 가진 디스플레이 내의 개구 분포를 설명하는 도면.
도 6a와 도 6b는 픽셀이 일직선의 벽을 가지며, 각 전면 픽셀은 4개의 셀을 갖는, 디스플레이에 대한 개구 분포를 설명하는 도면.
도 7a와 도 7b는 전면 셀이 곡선형의 벽을 가지고, 각 전면 픽셀은 4개의 셀을 갖는, 개구 분포를 설명하는 도면.
도 1a는 능동 매트릭스 후면 내의 후면 픽셀(105)의 개략도이다. 픽셀 패드(102)는 능동 픽셀 영역을 구성한다. TFT 영역(101), 열 전극 영역(103)과 행 전극 영역(104)는 또한 후면 셀(105) 상의 공간을 차지한다. 이중-금속(two-metal) 층 설계에서, 특히, 능동-매트릭스 후면에 대해, 능동 픽셀 영역은 전체 픽셀 영역보다 작은데, 그 이유는 행, 열 및 픽셀 TFT는 일정한 영역을 요구하기 때문이다.
도 1b는 전체 픽셀 영역(107)을 가지는 마이크로컵 구조를 가진 전기영동 전면 픽셀의 셀(106)을 도시한다.
도 2a와 도 2b는 일직선 벽이 곡선형의 벽에 의해 대체되는 형상을 예시한다. 무아레 효과는 보다 균일한 개구를 생성하기 위해 곡선형의 벽을 도입함으로써 감소된다. 무아레 효과의 감소는 도 2a와 도 2b로부터 볼수 있다.
도 2a에서, 전면(210) 내의 30x30 셀의 영역(290x290 ㎛2의 셀 크기)과, 후면 내의 30x30 픽셀{도 2a에서 전면(210) 뒤의 300x300 ㎛2의 픽셀 크기}은 중첩된다. 여기서, 능동 픽셀 영역은 전체 픽셀 내의 정사각형 영역에 대응한다. 능동 픽 셀 영역은 300x300 ㎛2의 후면 픽셀의 중앙 내의 270x270 ㎛2의 영역이다. 전면 내의 셀은 특정 두께의 벽에 의해 나누어진다. 아래서 논의되는 실시예에서, 벽 두께는 20 ㎛로 설정된다.
도 2b의 형상은, 전면(210') 내의 셀이 사인곡선형이고, 그 사인파형은 60㎛의 진폭을 가지는 것을 제외하고는 도 2a의 형상과 동일하다. 도 2a와 도 2b의 x-축과 y-축은 ㎛의 픽셀의 크기이다.
도 3a와 도 3b는 전면으로 덮여진 30x30 픽셀의 영역에 대한 개구 분포를 보여준다. 각 픽셀의 크기는 300x300 ㎛2이다. 능동 픽셀 크기는 270x270 ㎛2이다. 셀은 20㎛ 두께의 일직선의 벽을 가진다. 셀 크기는 290x290 ㎛2이다. 후면과 전면 행은 정렬된다(즉, 부정합 각도는 0°). 도 3a는 픽셀이 0.01의 간격으로 개구의 동일한 값을 가지는, 라인(유사-개구 라인) 결합 점들의 표시(plot)이다. 도 3b는 그 픽셀의 개구의 값(y-축 상에서)에 대해 픽셀 영역을 가로지르는 대각선을 따라 픽셀 개수(x-축 상에)의 표시이다.
도 4a와 도 4b는 전면으로 덮인 30x30 픽셀의 영역에 대한 개구 분포를 도시한다. 픽셀 크기는 300x300 ㎛2이다. 능동 픽셀 크기는 270x270 ㎛2이다. 셀 크기는 290x290 ㎛2이다. 셀은 20 ㎛ 두께의 사인곡선형의 벽을 가지고, 이 사인 곡선의 진폭은 60 ㎛이고, 부정합 각도는 0°이다. 유사-개구(iso-aperture) 라인 간의 분할은 또한 0.01이다.
도 5a와 도 5b는 전면으로 덮인 30x30 픽셀의 영역에 대한 개구 분포를 도시한다. 픽셀 크기는 300x300 ㎛2이고, 능동 픽셀 크기는 270x270 ㎛2이며, 셀 크기는 290x290 ㎛2이다. 셀은 20 ㎛의 두께와, 45°의 부정합 각도를 가지는 일직선 벽을 가진다. 유사-개구 라인간의 분할은 0.01이다.
도 6a와 도 6b는 전면으로 덮인 30x30 픽셀의 영역에 대한 개구 분포를 도시한다. 픽셀 크기는 300x300 ㎛2이고, 능동 픽셀 크기는 270x270 ㎛2이며, 셀 크기는 145x145 ㎛2이다. 따라서, 후면 픽셀은 4개의 전면 셀보다 약간 더 큰 영역을 가진다. 이 디스플레이의 4개의 전면 셀은 도 3a와 도 3b의 디스플레이의 하나의 전면 셀에 맞추어진다. 셀은 20 ㎛의 두께와, 0°의 부정합 각도를 가지는 일직선 벽을 가진다. 유사-개구 라인간의 분할은 0.01이다.
도 7a와 도 7b는 전면으로 덮여진 30x30 픽셀의 영역에 대한 개구 분포를 도시한다. 픽셀 크기는 300x300 ㎛2이고, 능동 픽셀 크기는 270x270 ㎛2이며, 셀 크기는 145x145 ㎛2이다. 따라서, 후면 픽셀은 4개의 전면 셀보다 약간 더 큰 영역을 가진다. 이 디스플레이의 4개의 전면 셀은 도 4a와 도 4b의 디스플레이의 하나의 전면 셀에 맞추어진다. 벽은 진폭은 30 ㎛의 진폭을 가진 사인곡선형이고, 20 ㎛의 두께를 가진다. 부정합 각도는 0°이다. 유사-개구 라인 간의 분할은 0.01이다.
아래의 표는 도 3 내지 도 7의 5개의 형상에 대한 최대 및 최소 개수와, 개 구의 분포의 상대적인 폭을 요약한다.
형상 최대 개구 최소 개구 상대 폭
1. 셀 290 ㎛; 일직선; 각도 0° (도 3a, 도 3b) 0.780 0.694 11.7%
2. 셀 290 ㎛; 곡선형; 각도 0 °(도 4a, 도 4b) 0.683 0.654 4.3%
3. 셀 290 ㎛; 일직선형; 각도 45°(도 5a, 도 5b) 0.729 0.648 11.8%
4. 셀 145 ㎛; 일직선; 각도 0° (도 6a, 도 6b) 0.695 0.588 16.7%
5. 셀 145 ㎛; 곡선형; 각도 0° (도 7a, 도 7b) 0.562 0.518 8.1%
표 1에서 상대적인 폭은 2x(Maxaperture - Minaperture) / (Maxaperture + Minaperture) x 100% 이다.
상기로부터 알 수 있듯이, 개구 분포의 상대적인 폭은 형상2(곡선형의 벽)에 대해서보다 형상1(일직선의 벽)에 대해서 훨씬 더 낮다.
형상3(일직선 벽)은 전면과 후면 간의 부정합 각도의 변경은 분포 패턴을 변경시키지만, 개구 분포의 상대적인 폭을 변경시키지 않는다는 것을 보여 준다.
곡선형 벽을 도입하는 것의 효과는 형상4(일직선 벽)와 형상5(곡선형 벽)를 비교해서 볼 수 있는 것처럼, 픽셀 크기와 셀 크기의 비율에 종속적이지 않다. 본 발명은 디스플레이에서 무아레 효과를 감소시키기 위해 이롭게 사용될 수 있는데, 이 디스플레이에서 그 디스플레이 설계에 대해 실질적인 정도로, 벽 두께가 이미 최소화되었고, 능동 픽셀 영역은 최대화되었다.
마지막으로, 상기 논의는 본 발명을 단지 예시로서 의도되고, 임의의 특정 실시예 또는 실시예의 그룹으로 첨부된 청구항들을 제한하는 것으로 해석되지 말아야 한다. 따라서, 본 발명이 특정 예시적인 실시예들을 참조해서 특별히 상세하게 설명되었지만, 다수의 수정과 변경이 아래에 나오는 청구항들에서 진술된 것과 같은 본 발명의 더 폭 넓고 의도된 정신과 범위로부터 벗어나지 않으면서 상기 특정 예시적인 실시예들에 행해질 수 있다는 것이 또한 인식되어야 한다. 마찬가지로, 본 명세서와 도면들은 예시적인 방식이라고 간주되며, 첨부된 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
첨부된 청구항들을 해석함에 있어서:
a) 단어 "포함하는"은 주어진 청구항에서 열거된 것과는 다른 요소 또는 동작을 배제하지 않고;
b) 단수 요소는 이러한 요소의 복수의 존재를 배제하지 않는 것과;
c) 청구항들에서 임의의 참조 번호는 단지 예시적인 목적을 위한 것이며, 그 보호 범위를 제한하지 않는 것과;
d) 다수의 "수단"은 동일한 항목 또는 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 구현되는 구조 또는 기능에 의해 나타낼 수 있으며;
e) 개시된 요소의 각각은 하드웨어 부분(예, 분리된 전자 회로), 소프트웨어 부분(예, 컴퓨터 프로그래밍), 또는 이것들의 임의의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명은 전자 디스플레이 디바이스에 이용가능하며, 특히 무아레 효과가 감소되거나 제거되는, 전면과 후면으로부터 제조된 디스플레이에 이용가능하다.

Claims (19)

  1. 디스플레이로서,
    전자 픽셀의 어레이를 갖는 후면으로서, 두 개 이상의 상기 전자 픽셀의 각각은 능동 픽셀 영역과 전체 픽셀 영역을 가지는, 전자 픽셀의 어레이를 갖는 후면과;
    전자-광학 요소의 어레이를 포함하는 전면을 포함하고,
    전면은 후면에 고정되고,
    후면 내의 두 개 이상의 전자 픽셀 중의 적어도 두 개의 전자 픽셀의 능동 픽셀 영역은 두 개 이상의 전자-광학 요소의 대응하는 적어도 두 개의 요소의 제각기의 내부 셀 영역 반대쪽에 있고, 디스플레이의 적어도 제각기 제1 및 제2 디스플레이 요소를 형성하고,
    제1 및 제2 디스플레이 요소 각각은 개구를 가지고,
    제1 디스플레이 요소의 개구는 제2 디스플레이 요소의 개구와 다른 미리 결정된 값을 가지는, 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서, 개구의 미리 결정된 값은 그 제각기의 제1 또는 제2 디스플레이 요소의 전체 픽셀 영역에 의해 나누어지는 제각기의 제1 또는 제2 디스플레이 요소의 전체 내부 셀 영역인, 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서, 개구의 분포의 상대적인 폭은:
    2x100x(Maxaperture-Minaperture)/(Maxaperture+Minaperture)와 동일한 백분율로서 결정되고, Maxaperture는 디스플레이의 픽셀의 최대 개구이고, Minaperture는 디스플레이의 픽셀의 최소 개구이고; 디스플레이는 개구의 분포의 미리 결정된 상대적인 폭을 가지는, 디스플레이.
  4. 제1항에 있어서, 전자-광학 요소는 하나 이상의 곡선형의 벽을 가지는 하나 이상의 전자-광학 셀을 포함하는, 디스플레이.
  5. 제4항에 있어서, 하나 이상의 곡선형의 벽 중의 하나는 사인 곡선형인, 디스플레이.
  6. 제1항에 있어서, 전자-광학 요소는 톱니같은(jagged) 에지를 가지는 하나 이상의 전자-광학 셀을 포함하는, 디스플레이.
  7. 제6항에 있어서, 하나 이상의 전자-광학 셀 중의 하나 이상이 톱니 패턴으로 형성되는 에지를 가지는, 디스플레이.
  8. 제1항에 있어서, 전자 픽셀 중의 하나 이상은 곡선형의 에지를 가지는, 디스 플레이.
  9. 제8항에 있어서, 하나 이상의 곡선형의 에지 중의 하나는 사인곡선형인, 디스플레이.
  10. 제1항에 있어서, 전자 픽셀 중의 하나 이상은 톱니 같은 에지를 가지는, 디스플레이.
  11. 제10항에 있어서, 전자 픽셀 중의 하나 이상은 톱니 패턴으로 형성되는 에지를 가지는, 디스플레이.
  12. 디스플레이를 제조하는 방법으로서,
    전자 픽셀의 어레이를 갖는 후면을 제공하는 단계와;
    광학-전자 픽셀 요소의 어레이를 갖는 전면에 대해 원하는 외형을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 원하는 외형은 디스플레이 내의 개구의 값에 대해 감소된 개구를 가지고, 이 디스플레이 내에서 광-전자 픽셀 요소의 셀은 직사각형이고, 전자 픽셀의 셀과 실질적으로 대칭인, 디스플레이를 제조하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 후면을 원하는 형상을 가진 전면에 적층시키는 단계를 포 함하는, 디스플레이를 제조하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 원하는 형상의 전면에서 광-전자 픽셀 요소가 곡선형의 벽을 가진 하나 이상의 광학-전자 셀을 포함하는, 디스플레이를 제조하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 곡선형의 벽을 가진 광-전자 셀의 하나 이상의 벽은 사인곡선형인, 디스플레이를 제조하는 방법.
  16. 제12항에 있어서, 원하는 형상의 전면에서 광-전자 픽셀 요소는 톱니 모양의 패턴으로 연장하는 벽을 가진 하나 이상의 광-전자 셀을 포함하는, 디스플레이를 제조하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 톱니 모양의 패턴으로 연장하는 벽을 가진 하나 이상의 광-전자 셀 중의 하나 이상의 셀은 톱니 패턴으로 연장하는 벽을 가진, 디스플레이를 제조하는 방법.
  18. 디스플레이 스크린을 설계하는 방법으로서,
    디스플레이 스크린에 대해 두 개 이상의 가능한 픽셀 어레이 중의 픽셀의 개구에서의 변화를 결정하는 단계와;
    두 개 이상의 가능한 어레이 중의 하나를 디스플레이 스크린에 대해 선택하 는 단계로서, 선택된 두 개 이상의 가능한 픽셀 어레이 중의 하나는 두 개 이상의 가능한 어레이 중의 제2 어레이 보다 짧은 개구의 상대적인 폭을 갖는, 선택하는 단계를 포함하는, 디스플레이 스크린을 설계하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 디스플레이 스크린의 픽셀은 함께 적층된 전자 픽셀과 광학-전자 픽셀 요소를 포함하고, 픽셀의 개구는 전자 픽셀 요소의 전체 픽셀 영역에 의해 나누어진 전자 픽셀 능동 픽셀 영역의 반대쪽에 광학-전자 픽셀 요소의 전체 내부 픽셀 영역이고, 개구의 상대적인 폭은:
    2x100x(Maxaperture-Minaperture)/(Maxaperture+Minaperture)와 동일한 백분율로서 계산되고, Maxaperture는 디스플레이의 픽셀의 최대 개구이고, Minaperture는 디스플레이의 픽셀의 최소 개구인, 디스플레이 스크린을 설계하는 방법.
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