KR20140037760A - 양자점/리모트 인광 디스플레이 시스템 개선 - Google Patents

양자점/리모트 인광 디스플레이 시스템 개선 Download PDF

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돌비 레버러토리즈 라이쎈싱 코오포레이션
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Abstract

디스플레이 시스템은, 제 1 스펙트럼 파워 분포를 갖는 제 1 광을 방출하도록 구성되는 광원들; 제 1 광에 의해 활성화되어 제 1 광의 적어도 일부 및 재사용 광을 제 2 광으로 변환하도록 구성되는 광 재생 층들로서, 제 2 광은 (a) 원색들에 대응하는 1차 스펙트럼 성분들 및 (b) 원색들에 대응하지 않는 2차 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 광 재생 층들; 및 제 2 광의 일부를 수광하고 제 2 광의 일부로부터 2차 스펙트럼 성분들을 필터링하도록 구성되는 노치 필터 층들;을 포함한다. 제 2 광의 일부는 디스플레이 시스템의 뷰어에게로 향할 수 있고 이미지들을 뷰어에게 보일 수 있게 렌더링하도록 구성될 수 있다.

Description

양자점/리모트 인광 디스플레이 시스템 개선{QUANTUM DOT/REMOTE PHOSPHOR DISPLAY SYSTEM IMPROVEMENTS}
본 발명은 일반적으로 디스플레이 기술들에 관한 것으로, 특히, 광 재생 물질들(light regeneration materials)을 사용하는 디스플레이 기술들에 관한 것이다.
LCD 및 OLED 디스플레이들에 있어서의 색 필터 어레이들은 보통 LCD 또는 OLED의 LCD 및 OLED 패널 생산 공정의 일부로서 포토리소그래픽 기술들 또는 프린팅 기술들에 의해 생산된다.
LCD 및 OLED 디스플레이들과 같은 발광형 디스플레이들에서의 색 필터들은 일반적으로 적색, 녹색 및 청색 필터들로 이루어진다. 색 필터들은 화소 소자들로 하여금 단지 강도 대신에 색에 의해 방출 광을 변조할 수 있도록 하기 위해 화소 어레이 위에서 패터닝된다. 동작에 있어서, 광대역 광원은, 예를 들어, LCD 디스플레이 시스템들에서 화소 소자들에 광을 제공한다. 대안적으로, 광대역 광은 OLED 디스플레이 시스템들에서 백색 OLED 화소 소자들에 의해 생성된다. 화소 소자는 화소 소자 밖으로 투과되는 광대역 광의 강도를 변화시킬 수 있다. 각 화소 소자의 강도-변조된 광대역 광은 또한 위에 덮인 색 필터에 의해 색-필터링될 수 있다. 광은, 예를 들어, 광대역 광원으로부터 적색광, 녹색광 및 청색광을 생성하기 위해서 차단될 것이기 때문에 색 필터들에 의해 많이 낭비된다.
부가적으로, 일반적인 디스플레이 시스템은 많은 패시브 광 필터링 구성요소들을 포함하기 때문에, 디스플레이 시스템에서의 광원에 의해 생성된 광의 많은 부분(예를 들어, 95% 이상)은 비효율적으로 낭비될 뿐만 아니라 디스플레이 시스템의 성능 및 수명을 저하시키는 유해열로 변환된다.
따라서, 넓은 색역(color gamut) 및 고 휘도를 갖는 디스플레이 시스템을 제작하는 것은 많은 디스플레이 제조업자들에게는 고비용의 노력으로서 인식되어 왔다. 수반되는 많은 수의 비교적 고비용의 광학, 오디오, 전자 및 기계 구성요소들 및 단일 시스템에 그것들 모두를 집적시키는데 있어서의 복잡도 때문에, 제대로 된 디스플레이 시스템을 제조하는 비용은 일반적으로 매우 높다.
이 섹션에서 기술된 접근법들은 추구될 수 있는 접근법들이지만, 반드시 이전에 생각되었거나 추구되었던 접근법들은 아니다. 따라서, 달리 나타내지 않는다면, 이 섹션에서 기술되는 접근법들 중 임의의 접근법이 단지 이 섹션에 포함되는 것으로 인해 종래 기술로서 자격을 갖는 것으로 가정되어서는 안 된다. 마찬가지로, 달리 나타내지 않는다면, 하나 이상의 접근법들에 대해 식별되는 이슈들은 이 섹션에 기초하여 임의의 종래 기술로 인지되는 것으로 간주되지 않아야 한다.
리모트 인광(RP)/양자점(QD) 기반 디스플레이 개선 기술들과 관련되는 예시적인 가능한 실시예들이 본원에서 기술된다. 다음의 기술에서, 설명의 목적상, 본 발명의 포괄적인 이해를 제공하기 위해 많은 구체적인 세부사항들이 제시된다. 그러나, 본 발명은 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 다른 경우들에 있어서, 본 발명을 불필요하게 가리거나 차단하거나 불명확하게 하는 것을 피하기 위해서, 공지되어 있는 구조들 및 디바이스들은 완전히 상세히 기술되지는 않는다.
본 발명은 첨부 도면들의 특징들을 예시적이지만 제한적이지 않은 방식으로 설명되며, 도면들에서 유사한 참조 부호들은 유사한 소자들을 나타낸다.
도 1a 내지 도 1c는 예시적인 디스플레이 시스템 구성들을 도시하는 도면.
도 2a는 색 필터들에 대한 예시적인 투과율들 대 파장들을 도시하는 도면.
도 2b 및 도 2c는 예시적인 스펙트럼 파워 분포들을 도시하는 도면.
도 3a 내지 도 3c는 노치 필터들에 관한 예시적인 디스플레이 시스템 구성들을 도시하는 도면.
도 4a는 노치 필터들에 대한 예시적인 투과율들 대 파장들을 도시하는 도면.
도 4b는 노치 필터들의 존재에 따른 예시적인 광 스펙트럼 파워 분포를 도시하는 도면.
도 5a 내지 도 5c는 통과 대역 필터들에 관한 예시적인 디스플레이 시스템 구성들을 도시하는 도면.
도 6은 광원들의 예시적인 광 스펙트럼 파워 분포들 및 광 재생 재료들과 비교하여, 통과 대역 필터들에 대한 예시적인 투과율 대 파장들을 도시하는 도면.
도 7a 및 도 7b는 예시적인 광 유닛들을 도시하는 도면.
도 8은 광원들의 하나 이상의 세트들의 예시적인 광 스펙트럼 파워 분포들을 도시하는 도면.
도 9a 내지 도 9d는 예시적인 화소 구조들을 도시하는 도면.
도 10a 내지 도 10f는 부가적인 예시적인 화소 구조들을 도시하는 도면.
도 11은 협대역 레이저원으로부터 스펙트럼 파워 분포를 성형하는 예를 도시하는 도면.
도 12는 광 재생 시트들이 적층되는 예시적인 구성을 도시하는 도면.
도 13은 양자점 또는 인광 물질들을 포함하는 예시적인 색 어레이 패널을 도시하는 도면.
도 14는 색 어레이 패널을 구성하는데 있어서의 예시적인 단계들을 도시하는 도면.
도 15는 디스플레이 시스템에서의 디스플레이 로직의 예시적인 구성을 도시하는 도면.
도 16은 본원에 도시되어 있는 것과 같은 컴퓨터 또는 컴퓨팅 디바이스가 구현될 수도 있는 예시적인 하드웨어 플랫폼을 도시하는 도면.
예시적인 실시예들은 본원에서 다음의 개요에 따라 기술된다:
1. 일반적인 개요
2. 구조 개요
3. 노치 필터들
4. 통과 대역 필터들
5. 광원들
6. 화소 구조들
7. 스펙트럼 파워 분포들의 성형
8. 색 어레이 패널들
9. 광원 제어 로직
10. 구현 메커니즘들 - 하드웨어 개요
11. 등가물들, 확장들, 대안들 및 기타
1. 일반적인 개요
이 개요는 본 발명의 가능한 실시예의 몇몇 양태들의 기본적인 서술을 제시한다. 이 개요는 가능한 실시예의 양태들의 광범위한 또는 완전한 요약이 아니라는 것을 유념해야 한다. 또한, 이 개요는 가능한 실시예의 임의의 특별히 중요한 양태들 또는 요소들을 식별하는 것으로서 이해되어서는 안 되고, 특히 가능한 실시예 또는 일반적으로 본 발명의 임의의 범위를 제한하기 위한 것으로서 이해되어서도 안 된다는 것을 유념해야 한다. 이 개요는 단지 요약되고 간략화된 포맷으로 예시적인 가능한 실시예와 관련된 몇몇 개념들을 나타내고, 단지 다음에 이어지는 예시적인 가능한 실시예들의 더욱 상세한 서술에 대한 개념적인 서론으로서 이해되어야 한다.
디스플레이 시스템에 있어서, 뷰어에게 이미지를 렌더링하는 광은 많은 광학층들, 모듈들, 구조들, 구성요소들 등을 통해 광원들로부터 뷰어에게로 이동하고, 광원들로부터의 전체 광 출력의 일부만을 구성한다. 전체 광 출력의 상당한 부분은 다양한 이유들로 인해 뷰어에게 도달하는데 실패한다. 일 예에서, 화소가 렌더링될 이미지에서 적색 화소 값을 나타낸다고 하면, 비-적색 색들의 광은 화소에 대해 거부되거나 흡수된다. 또 다른 예에서, 화소가 렌더링될 이미지에서 비교적 어두운 화소 값을 나타낸다고 하면, 화소의 액정 셀과 같은 광 변조 층 상에 입사되는 광의 많은 부분은 광 변조 층을 통해 투과될 수 없게 되고, 이는 액정 셀이 비교적 어두운 화소 값에 기초하여 비교적 덜 투명한 상태로 설정되기 때문이다.
광 재생 물질들은, 예를 들어, 그 내용들이 본원에서 완전히 제시되는 것처럼 모든 목적들을 위해 참조로서 본원에 통합되는, 2011년 5월 13일 출원되고 발명의 명칭이 "양자점들에 대한 기술들(TECHNIQES FOR QUANTUM DOTS)"인 미국 가출원 제 61/486,160 호; 2011년 5월 13일 출원되고 발명의 명칭이 "양자점 일루미네이션들을 위한 기술들(TECHNIQUES FOR QUANTUM DOT ILLUMINATIONS)"인 미국 가출원 제 61/486,166 호; 2011년 5월 13일 출원되고 발명의 명칭이 "디스플레이 패널들에 대한 양자점(QUANTUM DOT FOR DISPLAY PANELS)"인 미국 가출원 제 61/486,171 호에 기술되어 있는 것과 같이, 디스플레이 시스템들의 광학 효율성들을 향상시키기 위해서 디스플레이 시스템과 함께 준비될 수 있다.
광 재생 층은 광원들로부터의 광에 의해서만이 아니라 재사용 광(recycled light)에 의해 활성화될 수 있다. 더 짧은-파장 광은 광 재생 층에 의해 더 긴-파장 광으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 광원들로부터 뷰어로의 광학 경로들을 따라 거부된 UV 또는 청색 광의 적어도 일부는 녹색 또는 적색 광으로 재사용될 수 있고, 이는 녹색 또는 적색 색 필터들을 통해 투과되거나 뷰어에게 도달할 수 있도록 할 수 있다.
그러나, 광 재생 광을 활성화시키는 재사용 광의 스펙트럼 파워 분포는 일반적으로 광원들에 의해 방출되는 광의 스펙트럼 파워 분포와는 상이하다. 예를 들어, 재사용 광은 광원들에 의해 방출된 광에 비해 비교적 낮은 광 파장들의 비교적 많은 양들 및 로컬 피크들을 포함할 수 있다. 따라서, 사용 가능한 광량이 증가하더라도, 광 재사용은 또한 디스플레이 시스템의 원색들 사이의 중간 색들의 광을 생성할 수 있다. 결과적으로, 개별 화소들에 대한 최대 휘도가 광 재사용에 의해 증가될 수 있다고 할지라도, 이들 화소들로부터 뷰어가 인지하는 광은 원색들의 포화도를 감소시키고 넓은 색역의 디스플레이 동작들에 대해 부정적인 영향을 미치는 중간 색들을 포함한다.
본원에서 기술되는 기술들 하에서, 재사용 광으로부터 광 재생 층에 의해 부분적으로 생성된 중간 색들은 광 재생 층의 전면에(뷰어와 가깝게) 배치된 노치 필터들에 의해 제거될 수 있다. 노치 필터들은 중간 색들과 연관된 특정 광 파장들을 거부하도록 구성될 수 있다.
재사용 광에 의해 야기되는 색 변이(color shift)(예를 들어, 노란색이 더해진 백색 광 등)는 직하형(direct-lit) 광원들을 사용하는 디스플레이 시스템들에서 광 이미터들의 점 분산 함수들(point spread functions)의 중심 부분들 주변에서 특히 중요할 수 있다. 본원에서 사용되는 것과 같이, 용어 "직하형"은 뷰어에 대해 직접적인 또는 실질적으로 직접적인 방향으로 광 이미터들(예를 들어, LED들 등)에 의한 광 입사를 나타낸다. 부가적으로, 선택적으로 또는 대안적으로, 재사용 광에 의해 부분적으로 야기되는 중간 색들은 광 재생 층 뒤에(뷰어로부터 더 멀리) 배치된 통과 대역 필터들을 사용함으로써 감소되거나 회피될 수 있다. 이색성 미러들을 포함하지만 이것만으로 제한되지는 않는 통과 대역 필터들은―예를 들어―광원들과 연관되는 특정 광 파장들을 통과시키도록 구성될 수 있다. 통과 대역 필터들의 존재는 통과 대역 필터들의 한 측 상의 특별한 광 재사용 영역에서 특정 광 파장들의 광(예를 들어, 광원들과 연관된 UV 광, 청색 광 등)을 국한시키고, 통과 대역 필터들의 다른 측 상에서 다른 파장들의 광(예를 들어, 광원들과 연관되지 않은 녹색, 적색 등)을 제한한다. 결과적으로, 광원들로부터 뷰어로의 일반적인 광학 경로들은 다른 파장들의 재사용 광에 의해 덜 지배됨으로써, 직하형 광원들을 사용하는 디스플레이 시스템에서 광 이미터들의 점 분산 함수들의 특히 중심 부분들에서 색 변이의 상당한 감소를 가져온다.
노치 필터들 및 통과 대역 필터들은 광 재생 층들과 함께 디스플레이 시스템에서 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 이들 필터들은 또한 디스플레이 시스템의 상이한 개별 부분들에 배치될 수 있다. 일 예에서, 노치 필터들이나 통과 대역 필터들 중 어느 하나 또는 두 종류들의 필터들 모두는 광원들에서 광 재생 층들과 공동으로 구현될 수 있다. 또 다른 예에서, 노치 필터들이나 통과 대역 필터들 중 어느 하나, 또는 두 종류들의 필터들 모두는 광 유닛들 및 광 변조층들 사이의 하나 이상의 광학 스택들에서 광 재생 층들과 공동으로(예를 들어, 함께) 구현될 수 있다. 또 다른 예에서, 노치 필터들이나 통과 대역 필터들 중 어느 하나, 또는 두 종류들의 필터들 모두는 뷰어 및 하나 이상의 광 변조 층들 사이의 하나 이상의 광학 스택들에서 광 재생 층들과 공동으로 구현될 수 있고; 이러한 광학 스택들은 색 필터들 및/또는 액정 셀들을 포함하는 화소 구조의 일부로서 구현될 수도 있지만 이것으로 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예들에 있어서, 노치 필터들 및/또는 통과 대역 필터들을 갖는 광원들이 원색들의 다수의(예를 들어, 2개 등) 독립 세트들의 광을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 원색들의 제 1 세트에서의 원색의 광 및 원색들의 제 2 세트에서의 대응하는 원색의 광은 좁은 파장 범위들을 가질 수 있고 및/또는 광 파장들에서 약간의 상호 중첩이 거의 없거나 전혀 없을 수 있다. 따라서, 광 파장들에 약간의 상호 중첩이 있거나 상호 중첩이 없는 원색들의 다수의 세트들의 광은 디스플레이 시스템에서 동시에 방출될 수 있다. 원색들의 제 1 세트는 왼쪽 눈 시각을 위한 이미지를 렌더링하도록 사용될 수 있고, 원색들의 제 2 세트는 오른쪽 눈 시각을 위한 대응하는 이미지를 렌더링하도록 사용될 수 있다. 두 이미지들은 동시에 또는 프레임 순차 방식으로 함께 3-차원(3D) 이미지를 형성할 수 있다. 따라서, 원색들의 제 1 세트에 대해서는 투명하지만 원색들의 제 2 세트에 대해서는 불투명한 왼쪽 눈 렌즈 및 원색들의 제 2 세트에 대해서는 투명하지만 원색들의 제 1 세트에 대해서는 불투명한 오른쪽 눈 렌즈를 갖는 3D 안경을 쓰는 뷰어는 디스플레이 시스템의 이미지 렌더링 동작들과 동기화할 필요없이 동시에 또는 프레임 순차 방식으로 렌더링된 3D 이미지를 인지할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 방법은 본원에 기술된 것과 같은 디스플레이 시스템을 제공하는 것을 포함한다. 몇몇 가능한 실시예들에 있어서, 본원에서 기술되는 메커니즘들은, 휴대용 디바이스, 태블릿 컴퓨터, 극장 시스템, 옥외 디스플레이, 게임기, 텔레비전, 랩탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 셀룰러 무선 전화, 전자 서적 리더, POS 단말기, 데스크탑 컴퓨터, 컴퓨터 워크스테이션, 컴퓨터 키오스크, PDA 및 다양한 다른 종류들의 단말기들 및 디스플레이 유닛들을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 디스플레이 시스템의 일부를 형성한다.
본원에서 기술되는 바람직한 실시예들 및 일반적인 원리들 및 특징들에 대한 다양한 수정들이 당업자들에게 있어서는 자명할 것이다. 따라서, 본 개시는 제시되는 실시예들로 제한되는 것이 아니라, 본원에 기술되는 원리들 및 특징들과 일치하는 광범위한 범위에 따른다.
2. 구조 개요
하나 이상의 광 재생 층들(필름들, 시트들 등)은 디스플레이 시스템의 광학 구성에 사용될 수 있다. 광 재생 층은 (예를 들어, 기존의 또는 새로운) 광학 층에 QD, RP 또는 다른 광 재생 물질들을 부가함으로써 형성될 수도 있지만 이것으로 제한되는 것은 아니다. 광 재생 물질들은 광학 층의 상부 표면, 하부 표면 또는 두 표면들 모두 상에 코팅되거나, 부착되거나, 도핑되거나, 또는 달리 배치될 수 있다. 광 재생 물질들은 또한 광학 층 내에 삽입될 수 있다. 광 재생 물질들은 다양한 배치 방법들의 임의의 조합 또는 임의의 순서로 광학 층과 함께 배치될 수 있다.
도 1a는 백라이트 유닛(110)(BLU), 광학 스택 1(108), 광 재생 층(106), 광학 스택 2(104), 및 색 필터 층(102)을 포함하는 예시적인 디스플레이 시스템 구성을 도시한다. 화소 구조들은 도 1a의 도시되어 있는 층들 중 하나 이상에서 구현될 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 투과성 광의 광 강도를 조절하기 위해 사용되는 화소 구조들이 (대응하는 서브화소들에 대한 상이한 색들의 필터들을 포함할 수도 있는) 색 필터 층 및 (대응하는 서브화소들에 대한 액정 유닛 구조들을 포함할 수도 있는) 광학 스택 2에 삽입된다.
도 1b는 예시적인 측면형(side-lit) 디스플레이 시스템 구성을 도시한다. 도 1c는 예시적인 직하형 디스플레이 시스템 구성을 도시한다. 몇몇 실시예들에 있어서, 2012년 8월 10일 출원되고 발명의 명칭이 "광 지향성 변조 디스플레이들(LIGHT DIRECTED MODULATION DISPLAYS)"이며 본원에서 완전히 제시되는 것처럼 모든 목적들을 위해 그 내용들이 참조로서 본원에 통합되는 미국 가출원 제 61/681,870 호에 기술되어 있는 것과 같은 광원들이 본원에서 기술되는 디스플레이 시스템과 함께 사용될 수 있다. 도 1b에 도시되어 있는 것과 같이, 하나 이상의 광원들(112-1)은, 화소들이 측면형 디스플레이 시스템에서 투과성 광에 의해 조명을 받는 투광 방향(예를 들어, 투광 방향과 수직인)과는 다른 측면 방향으로 BLU(110-1)내의 광 가이드에 광을 입사시키도록 구성된다. 대조적으로, 도 1c에 도시되어 있는 것과 같이, 하나 이상의 광원들(112-2)은, 화소들이 직하형 디스플레이 시스템에서 투과성 광에 의해 조명을 받는 광 투과 방향과 유사한(예를 들어, 투광 방향과 실질적으로 평행한) 방향으로 BLU(110-2) 내의 광 가이드로 광을 입사시키도록 구성된다. 측면형 및 직하형 광 입사 방법들 모두를 조합하는 것을 포함하지만 이것으로 제한되지는 않는 다른 광 입사 방법들이 본원에서 기술되는 디스플레이 시스템에 사용될 수 있다.
본원에서 기술되는 광원(예를 들어, 112-1, 112-2 등)에 의해 입사되는 광은 하나 이상의 다양한 광 파장 분포 패턴들(1㎚ 미만, 5㎚ 미만, 5㎚ 내지 30㎚, 30㎚ 이상 등의 스펙트럼 성분들)을 포함할 수 있다. BLU(110)에 입사된 광은: 청색광, 보라색 광, (근(약 400 내지 300㎚); 중간(약 299 내지 200㎚); 원(약 199 내지 122㎚)을 포함하는) 자외선 광 등 중 하나 이상을 포함할 수도 있지만 이것으로 제한되지는 않는다.
몇몇 실시예들에 있어서, 도 1b 및 도 1c의 광원들(112-1 및 112-2)은 청색광을 방출하도록 구성되고; 광 재생 층(106)은 청색광을 녹색 및 적색 광으로 변환하도록 구성되는 광 재생 물질들을 포함한다.
디스플레이 시스템들(예를 들어, LCD 디스플레이 시스템들)에서의 색 필터들은 벤더들마다 다를 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 색 필터들은 색 필터들의 통과 대역들에서 파장들을 갖지 않는 광의 많은 부분을 흡수하도록 미리 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 색 필터들은 색 필터들의 통과 대역들에서 파장들을 갖지 않는 광의 많은 부분을 거부하도록 미리 구성될 수 있다. 도 2a는 각각 청색, 녹색 및 적색 색 필터들에 대한 예시적인 투과율들(212, 214, 및 216) 대 파장들을 도시한다. 색 필터들이 일반적으로 투광에 대해 서로 최적화되지만 색역에 대해서는 최적화되지 않기 때문에, 투과율들(212, 214, 및 216)은, 서로 중첩하는 비교적 큰 파장 범위들에 대해 비교적 큰 평탄 응답들(flat responses)을 가질 수 있다. 결과적으로, 특정 색(예를 들어, 청색, 녹색, 적색 등)의 색 필터는 특정 색과는 다른 색들의 혼합물을 통과시키는 경향이 있어서, 특정 색의 포화도 저하를 유발한다.
양자점들과 같은 광 재생 물질들이 특정 대역폭 폭들에서 광을 생성하기 위해 선택될 수 있다. 얼마 정도는 광 생성 물질들이 일반적으로 대역폭 폭들이 넓을 때 더 저렴하다. 도 2b는 광 펌프/이미터(예를 들어, LED, 광원들(112-1), 광원들(112-2) 등)로부터의 청색 광, 광 재생 층(예를 들어, 106)에 의해 청색 광으로부터 변환된 녹색 광, 및 광 재생 층(106)에 의해 청색 광으로부터 변환된 적색 광 각각에 대해 예시적인 광 스펙트럼 파워 분포들(202, 204, 및 206)을 도시한다. 적색, 녹색 및 청색 이외의 다른 원색들이 또한 사용될 수 있다는 것을 유념해야 한다. 3개보다 적은, 3개의, 3개보다 많은 원색들이 디스플레이 시스템에 의해 채택된 색 시스템에서 사용될 수 있다는 것을 유념해야 한다.
BLU로부터 도 1a 내지 도 1c의 상부에 위치되는 (도시되지 않은) 뷰어에게로 투과성 광이 이동할 때, 디스플레이 시스템에서 상이한 종류들의 광 매체의 계면들 주위에서 광이 반사되거나 바운드될 수 있다. 부가적으로, 선택적으로 또는 대안적으로, 광 반사기들, 광 산란 소자들, 광학 지연 막들, 광학 파장판들, 반사 향상 막들, 프리즘들 등은 광을 재사용하기 위해 디스플레이 시스템 내에서 구성될 수 있다. 일부 거부된 광은 광학적 비효율성으로 인해 손실될 것이지만, 일부 다른 거부된 광은 도 1b의 측면형 디스플레이 시스템의 BLU(110-1) 내의 광 가이드 내부에서, 광학 스택 1(108) 내의 또는 광학 스택 1(108)에서, 광 재생 층(106) 내의 또는 광 재생 층(106)에서, 광학 스택 2(104)에서 또는 광학 스택 2(104)에서 재사용될 수 있다. 재사용 광은 도 2b의 202와는 다른 (예를 들어, 원색들 사이의 다르게 감쇄된/거부된 중간 색들 등을 포함하는) 광 스펙트럼 파워 분포로 이루어질 수 있으며, 도 2b의 202는 광 펌프/이미터(예를 들어, LED, 광원들(112-1), 광원들(112-2) 등)로부터의 청색 광의 광 스펙트럼 파워 분포를 나타낸다.
재사용 광이 광 재생 층(106) 상에 입사될 때, 재사용 광의 일부는 광 재생 층(106)에 의해 재사용 광의 것과는 다른(예를 들어, 입사광보다 긴, 등) 파장들의 광으로 변환될 것이다. 변환된/재생된 광의 일부는 화소들을 통과하여 뷰어에게로 투과될 것이지만, 재생된 광의 다른 부분들은 추가로 거부되어 추가로 재사용될 수 있다.
도 2c는, 재사용 광을 고려하여, 각각의 청색, 녹색 및 적색 필터들을 통해 뷰어가 보는 예시적인 광 스펙트럼 파워 분포들(222, 224, 및 226)을 도시한다. 디스플레이 스크린의 전면에서 뷰어가 인지하는 원색 광은 광 스펙트럼 파워 분포들(202, 2O4, 및 206)에 의해 표현되는 것과 같은 포화된 색 광이 아니라, 오히려, 원색들의 피크들 사이의 중간 색들의 범프들(예를 들어, 로컬 피크들 또는 로브들)을 포함하는 광 스펙트럼 파워 분포들(222, 224, 및 226)에 의해 표현되는 것과 같은 상당히 포화도 저하된 색 광이다.
몇몇 실시예들에 있어서, 광원들(예를 들어, 112-1, 112-2 등)에 의해 방출되는 청색 광, 광 재생 층(106)에 의해 청색 광으로부터 변환된 녹색 광, 및 광 재생 층(106)에 의해 청색 광으로부터 변환된 적색 광에 각각 대응하는, 도 2b에 도시되어 있는 광 스펙트럼 파워 분포들(202, 204, 및 206)은 광 파장들에서 상호 중첩이 적거나 전혀 없을 수 있다. 대조적으로, (예를 들어, 색 필터 층(102)에서) 색 필터들을 통해 투과되는 청색, 녹색 및 적색 광에 각각 대응하는, 도 2c에 도시되어 있는 광 스펙트럼 파워 분포들(222, 224, 및 226)은 광 파장들에 있어서의 상당한 상호 중첩들을 포함한다. 광 재생 층(106)으로 또는 광 재생 층(106)에 입사되는 실제 광은 광 이미터들로부터의 청색 광 및 재사용되는 광선들을 모두 포함하기 때문에, 상호 중첩들이 존재한다. 광 재생 층(106)을 활성화시키는 (효과적인) 광 스펙트럼 파워 분포는 광원들(예를 들어, 112-1, 112-2 등)의 광 스펙트럼 파워 분포(202)와 같지 않을 수 있다. 청색 광은 비-청색 광보다 더욱 쉽게 양자점들과 같은 광 재생 물질들을 여기시키고, 따라서, 비-청색 광보다 더욱 쉽게 광의 다른 색들로 변환된다. 대조적으로, 녹색 및 적색 광과 같은 비-청색의 광은 청색 광 만큼 광 재생 물질들을 여기시키지 않고, 따라서, 광이 디스플레이 시스템의 다양한 부분들에서 재사용될 때 청색 광 보다 더욱 넓게 분산된다. 이것은 광 이미터들의 점 분산 함수들의 중앙 부분들에서의 색 변이들, 및 그 중심 부분들로부터 떨어진 곳에서의 노란색 테일들(yellow tails)을 유발할 수 있다. 대안적인 실시예에 있어서, 광 스펙트럼 파워 분포(202)는 광 재생 층(106)에 의해 청색으로 변환되는 UV 소스, 넓은 광원 등의 것일 수 있다. 따라서, 이 대안적인 실시예에 있어서, 재사용 광은 UV 또는 넓은 광원일 수 있지만 청색은 아니다.
3. 노치 필터들
하나 이상의 노치 필터 층들(예를 들어, 막들, 시트들 등)이 디스플레이 시스템의 광학 구성에 사용될 수 있다. 도 3a는 BLU(110), 광학 스택 1(108), 노치 필터 층(302), 광 재생 층(106), 광학 스택 2(104) 및 색 필터 층(102)을 포함하는 예시적인 디스플레이 시스템 구성을 도시한다. 도 3b는 하나 이상의 노치 필터 층들(예를 들어, 302)을 포함하는 예시적인 측면형 디스플레이 시스템 구성을 도시한다. 도 3c는 하나 이상의 노치 필터 층들(예를 들어, 302)을 포함하는 예시적인 직하형 디스플레이 시스템 구성을 도시한다. 도 4a는 노치 필터 층(302)의 예시적인 투과율(402)을 도시한다. 노치 필터 층(302)의 투과율(402)은 하나 이상의 노치들(예를 들어, 404-1, 404-2 등)로 미리 구성된다. 일 예에서, 노치(404-1)는 청색 및 녹색 광 스펙트럼 파워 분포들(202 및 204) 사이, 또는 청색 및 녹색 투과율들(212 및 214) 사이의 대역폭 영역에서 미리 구성될 수 있다. 또 다른 예에서, 노치(404-2)는 녹색 및 적색 광 스펙트럼 파워 분포들(204 및 206) 사이, 또는 녹색 및 적색 투과율들(214 및 216) 사이의 대역폭 영역에서 미리 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 노치 필터 층은 특정 파장 범위들의 투과율 응답에서 노치들 이외의 부가적인 광학 속성들로 구성될 수 있다.
다른 노치들은 또한 가능한 다양한 구현들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 색 시스템(예를 들어, RGB 시스템, RGB+ 시스템 등)에서 원색들(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색)을 생성하기 위해 UV 광원들이 사용되는 실시예들에 있어서, 청색 광 재생 물질들은 광 재생 층(예를 들어, 106)과 함께 구성될 수도 있고; 하나 이상의 노치들은 UV 파장들 및 청색 광 파장들 간에 노치 필터 층(예를 들어, 302)과 함께 구성될 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 노치 필터 층(예를 들어, 302)은 광 재생 층(예를 들어, 106) 위에 배치되고, 광 재생 층(106)보다 뷰어에게 더 가깝다. 노치 필터 층(302)의 존재는 노치들(예를 들어, 404-1, 404-2 등)에 대응하는 파장들에서 광의 투과를 거부하거나 감소시킨다. 노치 필터 층(302)에 의해 거부된 광은 재사용될 수도 있고, 곧 노치 필터 층(302)을 통해 투과될 수 있는 파장들에서의 광으로 변환되거나 흡수될 수 있다.
도 4b는, 각각의 청색, 녹색 및 적색 색 필터들을 통해 뷰어가 보는 (실선의 곡선들로 표시된) 예시적인 광 스펙트럼 파워 분포들(422, 424 및 426)을 도시한다. 뷰어가 인지하는 색 광은 이제, (도 4b에서 점선 곡선들로 표시된) 도 2c의 광 스펙트럼 파워 분포들(222, 224 및 226)에 의해 표현되는 포화도 저하된 색 광 대신, 광 스펙트럼 파워 분포들(202, 204 및 206)에 의해 표현되는 것과 유사한 상당히 포화된 색 광이다. 예를 들어, 도 4b에 도시되어 있는 것과 같이, 도 2c의 광 스펙트럼 파워 분포들(222, 224 및 226)에 존재하는 청색 녹색 및 녹색 적색 광과 같은 중간 색들은 노치 필터 층(302)에 의해 거부된다. 광 손실을 피하거나 감소시키기 위해서, 노치 필터 층(302)은 추가적인 광 재사용을 위해 뷰어로부터 떨어져 있는 거부된 광을 방향설정하기 위한 거부 시트 또는 또 다른 광 거부 메커니즘(예를 들어, 이색성 미러들 등)을 포함할 수 있다. 디스플레이 시스템에는 적어도 하나의 광 재생 층(예를 들어, 106 등)이 있기 때문에, 거부된 광이 광 재생 층(106)에 부딪힐 때, 거부된 광은 더 긴 파장들의 광으로 재변환된다. 어떤 광은 노치 필터 층(302) 및 색 필터 층(102)의 통과 대역들에서 적합하고, 노치 필터 층(302) 및 색 필터 층(102)을 통과하고, 넓은 색역 디스플레이 동작들을 지원하기 위해 포화된(또는 순수한) 색들을 생성한다. 노치 필터 층(302) 및 색 필터 층(102)의 통과 대역들에서 적합하지 않은(및 노치들에서 적합한) 다른 광은 광 재생/재변환 처리를 반복한다.
몇몇 실시예들에 있어서, 노치 필터 층은 상이한 색 필터들의 투과율들 간의 상호 중첩들에서 가능한 한 많은 광 파장들을 필터링하도록 구성되거나 또는 미리 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 노치 필터 층은 제조 공정들, 비용들, 색역 요건들 등과 관련된 추가적인 고려사항들에 대해 적어도 부분적으로 기초하여 설계될 수 있다.
색 포화도를 향상시키고 넓은 색역을 지원하는 다른 방법들은 하나 이상의 노치 필터 층들의 사용과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 광 재생 물질들은 입사된 및 재생된 광 모두에서 상이한 원색들(RGB 색 시스템에서 적색, 녹색 및 청색 등) 간의 넓은 분해에 의해 선택될 수 있다. 광원들의 광 스펙트럼 파워 분포들은 또한 구체적으로 노치 필터 층들에 의해 필터링될 범프들을 감소시키도록 조정될 수 있다. 일 예에서, 광원들에 의해 방출된 UV 광, 청색 광 등과 같은 활성 광은 청색 광으로부터 광 재생 층(106)에 의해 재생되는 것과 같은 녹색 및 적색 광 스펙트럼 파워 분포들로부터 떨어져 있는 비교적 짧은 파장들로 구성될 수 있다(예를 들어, 비교적 짧은 파장들로 이동될 수 있다). 또 다른 예에서, 광 재생 층(106)에 의해 재생되는 적색 광은 광 재생 층(106)에 의해 재생되는 것으로부터 떨어져 있는 비교적 긴 파장들로 구성될 수 있다(예를 들어, 비교적 긴 파장들로 이동될 수 있다).
4. 통과 대역 필터들
하나 이상의 대역 통과 필터 층들(막들, 시트들 등)이 디스플레이 시스템의 광학 구성에 사용될 수 있다. 이들 대역 통과 필터들은 하나 이상의 특정 파장 범위들(통과 대역들)에서 광을 통과시키도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 특정 파장 범위들은 UV 광원들이 디스플레이 시스템에서 광 재생 물질들을 여기시키기 위해 사용된다면 UV 광원들에 대한 UV 파장 범위일 수 있다. 또 다른 예에서, 특정 파장 범위들은 청색 광원들이 디스플레이 시스템에서 광 재생 물질들을 여기시키기 위해 사용된다면 청색 광원들에 대한 청색 파장 범위일 수 있다. 다른 광원들이 사용된다면, 특정 파장 범위들은 다른 광원들에 의해 지원되는 파장 범위들에 부합하도록 선택될 수 있다.
도 5a는 BLU(110), 광학 스택 1(108), 광 재생 층(106), 대역 통과 필터 층(502), 광학 스택 2(104), 및 색 필터 층(102)을 포함하는 예시적인 디스플레이 시스템 구성을 도시한다. 도 5b는 하나 이상의 대역 통과 필터 층들(예를 들어, 502)을 포함하는 예시적인 측면형 디스플레이 시스템 구성을 도시한다. 도 5c는 하나 이상의 대역 통과 필터 층들(예를 들어, 302)을 포함하는 예시적인 직하형 디스플레이 시스템 구성을 도시한다. 도 6은 대역 통과 필터 층(502)의 예시적인 투과율(602)을 도시한다. 대역 통과 필터 층(502)의 투과율(602)은 하나 이상의 통과 대역들로 미리 구성된다. 청색 광원들이 사용되는 예시적인 실시예들에 있어서, 청색 통과 대역은 대역 통과 필터 층(502)의 투과율(602)에 대해 구성된다. 다른 통과 대역들은 또한 가능한 다양한 구현들로 구성될 수 있다. 예를 들어, UV 광원들이 색 시스템(예를 들어, RGB 시스템, RGB+ 시스템 등)에서 원색들(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색)을 생성하기 위해 사용되는 실시예들에 있어서, 청색 광 재생 물질들은 광 재생 층(예를 들어, 106)으로 구성될 수도 있고; 하나 이상의 통과 대역들은 UV 파장 범위들에서 대역 통과 필터 층(예를 들어, 502)으로 구성될 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 대역 통과 필터 층(예를 들어, 502)은 광 재생 층(예를 들어, 106) 아래에 배치되고, 또한 광 재생 층(106)보다 뷰어로부터 멀리 떨어져 있다. BLU(110)로부터의 광은 초기에 대역 통과 필터 층(502)을 통과한다. 초기 광(예를 들어, 청색 등)의 일부는 광 재생 층(106)에 의해 녹색 및 적색 광으로 변환되지만, 변환되지 않는 초기 광의 다른 부분은 청색 광으로서 광 재생 층(106)을 통과한다. 청색광 및 변환된 광은 뷰어에게로 투과될 수도 있거나; 또는 거부되어, 반사되고 및/또는 BLU(110) 쪽으로 재방향설정될(redirected) 수 있다. 예를 들어, 적색 및 녹색 필터들은 뷰어의 방향에서 떨어져 있는 초기 및 변환된 광의 하나 이상의 부분들을 거부하여 BLU(110) 쪽으로 되돌릴 수 있다. 만약 있다면, 뷰어 쪽으로의 광학 경로들에서의 부가적인 광학 매체 변경들은 초기 및 변환된 광의 하나 이상의 부분들이 BLU(110) 쪽으로 재방향설정되도록 할 수 있다.
통과 대역 필터(502)의 광학 속성들(예를 들어, 투과율(602))로 인해, 통과 대역들 내의 광만이 통과하고, 통과 대역들 내에 있지 않은 광은 다시 거부된다. 따라서, 통과 대역 필터(502)의 존재는 통과 대역 필터(502) 위에서 백색 광을 유지하고, 통과 대역 필터(502) 아래에서 특정 통과 대역들 내의 광을 유지한다. 예를 들어, 청색 광원들이 사용되는 실시예들에 있어서, 통과 대역 필터(502)의 존재는 통과 대역 필터(502) 위에서 백색 광을 유지하고, 통과 대역 필터(502) 아래에서 청색 광을 유지한다. 따라서, 광 변환은 통과 대역들에 있지 않은 광이 가두어지는 특정 공간 영역으로 국소화된다.
UV 광원들이 사용되는 실시예들에 있어서, UV 광만이 통과 대역 필터(502) 및 BLU(110) 사이의 광 재사용 영역으로 전달된다. UV 광으로부터 재생된 색 광은 통과 대역 필터(502)에 의해 거부되고 뷰어 쪽으로 재방향설정된다. 청색 광원들이 사용되는 실시예들에 있어서, 청색 광만이 통과 대역 필터(502)와 BLU(110) 사이의 광 재사용 영역으로 전달된다. 다른(예를 들어, 녹색 및 적색) 색 광은 통과 대역 필터(502)에 의해 거부되어 뷰어쪽으로 재방향설정된다. 대역 통과 필터(502)의 존재는, 뷰어 쪽으로의 (광 재생 층(106)에 의해 재생되는) 변환된 광의 양을 재사용하고, 따라서 증가시킨다. 변환된 광은 대역 통과 필터의 존재에 의해, 존재하지 않는 경우보다 뷰어에게 도달하는데 있어서 훨씬 더 짧은 광학 경로를 이동한다. 통과 대역 필터가 존재하지 않으면, 변환된 광(예를 들어, 비-UV 광, 비-청색 광 등)의 일부 부분들은 비교적 긴 광학 경로들을 이동할 것이고, 광원들과 가까운 또는 광원들에서의 공간 영역들로 재방향설정되고, 넓은 각도들 및 면적들에서 공간적으로 확장될 것이어서, BLU(110)로부터의 초기 광의 광 입사 방향들로부터 더 멀리 분산된 거부된 변환된 광으로서 색 변이들(예를 들어, 노란색 테일들)을 유발할 것이다. 본원에 기술되는 기술들 하에서 통과 대역 필터가 존재하지 않으면, 색 변이 저하는 직하형 시스템에서 특히 주목할 만하거나 심지어는 시각적으로 두드러질 수 있다. 이러한 시스템에서, 예를 들어, 직하형 광 이미터의 점 분산 함수의 중심에서의 제 1 통과 광은 대부분 변환될 수도 있지만, 거부된 광 성분은 광 이미터의 점 분산 함수의 중심으로부터 외부 둘레들까지의 거리가 증가함에 따라 다시 안으로 바운드되고 더 적은 녹색 및 적색으로 변환되어, 점 분산 함수에 대한 색 변이를 증가시킬 것이다.
5. 광원들
본원에서 기술되는 기술들은 색 시스템에서 원색들의 2개 이상의 세트들을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 원색들의 2개 이상의 세트들은, 적어도 예를 들어, RGB 또는 RGB+ 색 시스템에서 제 1 원색인 적색(R1), 제 1 원색인 녹색(G1), 제 1 원색인 청색(B1) 등의 원색들의 제 1 세트; 및 예를 들어, RGB 또는 RGB+ 색 시스템에서 제 2 원색인 적색(R2), 제 2 원색인 녹색(G2), 제 2 원색인 청색(B2) 등의 원색들의 제 2 세트를 포함한다.
도 7a는 하나 이상의 제 1 광원들(112-3) 및 하나 이상의 제 2 광원들(112-4), 하나 이상의 제 1 광 재생 층들(106-1), 하나 이상의 제 2 광 재생 층들(106-2), 하나 이상의 제 1 필터 층들(302-1), 하나 이상의 제 2 필터 층들(302-2), 및 (몇몇 구현들에서는 광 가이드일 수도 있는) 광 재사용 영역(702)을 포함하는 예시적인 (전방 또는 후방) 광 유닛(110-3)을 도시한다. 본원에서 기술되는 광원들(예를 들어, 112-3, 112-4 등)은 동일한 측면/벽, 하나 이상의―예를 들어, 2개, 3개, 4개 등―측면(들)/벽(들) 중 임의의 것에서 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 7b는 광 유닛(110-3)에서 광원들(112-2 및 112-4)이 동일한 측면/벽을 따라 위치되는 대안적인 구성을 도시한다.
광 유닛(110-3)은 원색들의 하나 이상의 세트를 방출하고 및/또는 재생하도록 구성될 수 있다. 광 재사용 영역(702)은 광 재사용 영역에서의 생성된 및 재생된 광을 광 유닛(110-3)에 의해 동작하는 디스플레이 시스템의 뷰어 쪽으로 향하도록 하기 위한 하나 이상의 광 방향 설정 구성요소들로 구성될 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 광 유닛(110-3)은 상기 언급된 것과 같은 원색들의 제 1 및 제 2 세트들을 생성하도록 구성된다. 하나 이상의 제 1 광원들(112-3), 하나 이상의 제 1 광 재생 층들(106-1) 및 하나 이상의 제 1 필터 층들(302-1)은 원색들의 제 1 세트를 생성하거나 재생성하도록 구성되지만, 하나 이상의 제 2 광원들(112-4), 하나 이상의 제 2 광 재생 층들(106-2) 및 하나 이상의 제 2 필터 층들(302-2)은 원색들의 제 2 세트를 생성하거나 재생하도록 구성된다.
몇몇 실시예들에 있어서, 하나 이상의 광원들(112-3)은 제 1 청색 광(B1)의 파장들을 커버하는 파장 성분의 청색 광을 방출하도록 구성되고; 하나 이상의 제 1 광 재생 층들(106-1)은 제 1 적색 광(R1)의 파장들을 커버하는 파장 성분의 적색 광 및 제 1 녹색 광(G1)의 파장들을 커버하는 파장 성분의 녹색 광을 재생하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에 있어서, 하나 이상의 제 2 광원들(112-4)은 제 2 청색 광(B2)의 파장들을 커버하는 파장 성분의 청색 광을 방출하도록 구성되고; 하나 이상의 제 2 광 재생 층들(106-2)은 제 2 적색 광(R2)의 파장들을 커버하는 파장 성분의 적색 광 및 제 2 녹색 광(G2)의 파장들을 커버하는 파장 성분의 녹색 광을 재생하도록 구성된다. 다양한 실시예들에 있어서, 광 이미터들로부터의 초기 광의 다른 변경들(색 조성) 및 광 재생 물질들로부터의 변환된 광(색 조성)이 원색들의 제 1 및 제 2 세트들을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
도 8은 각각 제 1 광원들(112-3) 및 제 2 광원들(112-4)에 의해 생성되는 예시적인 광 스펙트럼 파워 분포들(202-1 및 202-2); 각각 제 1 광 재생 층들(106-1) 및 제 2 광 재생 층들(106-2)에 의해 생성되는 예시적인 광 스펙트럼 파워 분포들(204-1 및 204-2); 각각 제 1 광 재생 층들(106-1) 및 제 2 광 재생 층들(106-2)에 의해 생성되는 예시적인 광 스펙트럼 파워 분포들(206-1 및 206-2); 및 각각 제 1 필터 층들(302-1) 및 제 2 필터 층들(302-2)의 예시적인 투과율들(402-1 및 402-2)을 도시한다. 3D 또는 비-3D 디스플레이 동작들에 대해 본원에서 기술되는 기술들은 대역폭들이 상호 중첩하는 (예를 들어, 도 2a의 투과율들(212, 214 및 216)을 가질 수도 있는) 것을 포함하는 다양한 색 필터들과 함께 사용될 수 있다는 것을 유념해야 한다.
몇몇 실시예들에 있어서, 제 1 필터 층들(302-1)의 투과율(402-1)은 하나 이상의 제 1 불투명한 또는 저 투과율 범위들(예를 들어, 제 1 노치들 등)로 구성되거나 미리 구성된다. 일 예에서, 제 1 저 투과율 범위들은 제 1 청색 및 녹색 광 스펙트럼 파워 분포들(202-1 및 204-1) 사이 및 제 1 녹색 및 적색 광 스펙트럼 파워 분포들(204-1 및 206-1) 사이에서 구성되거나 미리 구성될 수 있다. 마찬가지로, 제 2 필터 층들(302-2)의 투과율(402-2)은 하나 이상의 제 2 불투명한 또는 저 투과율 범위들(예를 들어, 제 2 노치들 등)로 구성되거나 미리 구성될 수 있다. 일 예에서, 제 2 저 투과율 범위들은 제 2 청색 및 녹색 광 스펙트럼 파워 분포들(202-2 및 204-2) 사이 및 제 2 녹색 및 적색 광 스펙트럼 파워 분포들(204-2 및 206-2) 사이에서 구성되거나 미리 구성될 수 있다.
다른 종류들의 필터들이 또한 가능한 다양한 구현들에서 구성되거나 미리 구성될 수 있다. 예를 들어, 색 시스템(예를 들어, RGB 시스템, RGB+ 시스템 등에서) 원색들(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색)의 세트들을 생성하기 위해 UV 광원들이 사용되는 실시예들에 있어서, 2개의 상이한 종류들의 청색 광 재생 물질들은 상이한 종류들의 녹색 광 재생 물질들 및 상이한 종류들의 적색 광 재생 물질들에 더하여 광 재생 층들(예를 들어, 106-1 및 106-2)로 구성될 수도 있고; 불투명한 또는 저 투과율 영역들은 원색들의 2개의 세트들에서 각각의 상이한 색들 간의 불투명한 또는 저 투과율 영역들에 더하여 UV 파장들 및 상이한 종류들의 청색 광 파장들 간에 필터 층들(예를 들어, 302-1 및 302-2)로 구성될 수 있다.
부가적으로, 선택적으로 또는 대안적으로, 통과 대역 필터 층들이 광원들(112-3, 112-4 등) 및 광 재생 층들(302-1, 302-2 등) 사이에 제공될 수 있다. 이들 통과 대역 필터 층들은 광 재사용 영역(702) 내에서 광 재생 층들(302-1, 302-2 등)로부터의 변환된 광을 가두거나/유지함으로써 효율성을 증가시킬 수 있어서, 변환된 광은 광 재사용 영역(702)에서 뷰어에게로 재방향설정될 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 도시되어 있는 것과 같은 필터 층들을 사용하면, 각각의 청색, 녹색 및 적색 색필터들을 통해 뷰어가 보게 되는 원색들은 이제 매우 포화된 색 광이다. 포화도가 저하된 원색들을 유발하는, 도 2c에 도시되어 있는 중첩된 파장들 및/또는 노치들이 회피되거나 충분히 감소될 수 있어서, 결과적으로, 넓은 색역 디스플레이 동작들의 상당한 개선을 가져온다.
각각 색 시스템에서 원색의 풀 세트를 포함하는 원색들의 2개의 상이한 세트들이 3-차원(3D) 디스플레이 동작들을 지원하기 위해 사용될 수 있다. 원색들의 제 1 세트(예를 들어, R1, G1, B1 등)는 왼쪽 뷰 이미지를 렌더링하기 위해 사용될 수 있고, 원색들의 제 2 세트(예를 들어, R2, G2, B2 등)는 오른쪽 뷰 이미지를 렌더링하기 위해 사용될 수 있다. 왼쪽 뷰 및 오른쪽 뷰 이미지들은 함께 3D 이미지를 형성한다.
몇몇 실시예들에 있어서, 원색들의 제 1 세트(R1, G1 및 B1)의 광 파장들은 원색들의 제 2 세트(R2, G2 및 B2)의 광 파장들과 전혀 중첩하지 않거나 조금 중첩한다. 뷰어는 원색들의 제 1 및 제 2 세트들 중 한 세트에 대해서는 투과되지만 원색들의 제 1 및 제 2 세트들 중 다른 세트에 대해서는 불투명하도록 구성되는 왼쪽 시각, 및 원색들의 제 1 및 제 2 세트들 중 한 세트에 대해서는 불투명하지만 원색들의 제 1 및 제 2 세트들 중 다른 세트에 대해서는 투과되도록 구성되는 오른쪽 시각을 갖는 안경을 착용할 수 있다. 본원에서 기술되는 기술들 하에서, 뷰어의 안경 및 3D 디스플레이 시스템의 이미지 렌더링 동작들 간의 동기화는 3D 디스플레이 어플리케이션들에서 필요하지 않다.
6. 화소 구조들
하나 이상의 광 재생 층들은 디스플레이 시스템 내에서 (예를 들어, 광 유닛 외부 또는 내부에 배치되는) 화소 구조들의 내부뿐만 아니라 화소 구조들의 외부에 통합될 수 있다. 도 9a는 복수의 화소들(그 중 하나는 화소(906-1)이다)을 포함하는 예시적인 화소 구조를 도시한다. 단지 예시의 목적상, 화소(906-1)는 3개의 서브화소들을 포함하고, 서브화소들 각각은 색 필터(예를 들어, 902) 및 액정 셀(904)을 포함한다. 색 필터(902)는 색 필터 어레이의 일부이고, 액정 셀(904)은 액정 셀 어레이의 일부이다. 액정 셀(904)은 도 9a의 상부 방향을 따라 뷰어에게로 향하는 백색 투과성 광을 변조하도롤 구성된다. 변조된 백색 투과성 광은 후속하여 RGB 또는 RGB+ 색 시스템에서 적색과 같은 원색을 전달하도록 구성될 수도 있는 색 필터(902)에 부딪힌다. 변조된 백색 투과성 광의 일부는 뷰어에게로 향하는 필터링된 광(예를 들어, 적색 광)이 되지만, 변조된 백색 투과성 광의 나머지 부분(예를 들어, 청색 광, 녹색 광, 적색 광의 일부 등)은 색 필터(902)에 의해 흡수되고 및/또는 거부된다. 따라서, 상당한 양(>>50%)의 광이 손실되어, 결과적으로는 광학적으로 비효율적인 디스플레이 시스템을 초래한다.
도 9b는 색 필터들 및 액정 셀들 사이에 광 재생 층(908-1)으로 구성되는 복수의 화소들(그 중 하나는 화소(906-2)이다)을 포함하는 예시적인 화소 구조를 도시한다. 광 재생 층(908-1)은 특정 파장들의 입사광을 특정 다른 파장들의 재생된 광으로 변환하기 위한 광 재생 물질들로 구성된다. 예를 들어, 광 재생 층(908-1)은 UV를 청색, 녹색 및 적색 광으로 변환하고, 청색 광을 녹색 광으로 변환하고, 청색 광을 적색 광으로 변환하고, 및/또는 녹색 광을 적색 광으로 변환하도록 구성되는 균일한 조성/구조를 포함한다. 부가적으로, 선택적으로 또는 대안적으로, 광 재생 층(908-1)은 색 필터 어레이의 것과 유사한 또는 그 확장으로서의 블랙 매트릭스를 포함한다. 블랙 매트릭스는 상이한 서브화소들 사이 및/또는 상이한 화소들 사이에서 광 누설을 방지하도록 구성될 수 있다.
도 9a와 유사한 제 1 구현 예에 있어서, 도 9b의 액정 셀(904)은 상부 방향을 따라 뷰어에게로 향하는 백색 투과성 광을 수광하여 변조하도록 구성된다. 변조된 백색 투과성 광은 후속하여 광 재생 층(908-1)에 부딪힌다. 광 재생 층(908-1)은 변조된 백색 광(예를 들어, 청색 및/또는 녹색 광)의 일부분으로부터 녹색 및 적색 광을 생성시키고 변조된 백색 광의 나머지 부분을 통과시키도록 구성된다. 변조된 백색 광 및 재생된 녹색 및 적색 광의 통과된 부분은, RGB 또는 RGB+ 색 시스템에서 적색과 같은 원색을 전달하도록 구성될 수도 있는 색 필터(902)에 부딪힌다. 색 필터(902)에서 입사광의 일부는 뷰어에게로 향하는 필터링된 광(예를 들어, 적색 광)이 되고, 필터링된 광 또는 색 필터(902)에 의해 거부되는 흡수로 인한 광 손실 이외의, 입사광의 나머지 부분(예를 들어, 청색 광, 녹색 광, 적색 광의 일부 등) 은 적어도 부분적으로 재사용되고 광 재생 층(908-1)에 의해 사용 가능한 광(예를 들어, 색 필터(902) 및 액정 셀(904)을 포함하는 서브화소에 대한 적색 광)으로 변환되어, 결과적으로, 도 9a의 디스플레이 시스템에 비해 광학적으로 효율적인 디스플레이 시스템을 초래한다.
제 2 구현 예에 있어서, 액정 셀(904)은 도 9a의 상부 방향을 따라 뷰어에게로 향하는 청색 투과성 광을 수광하여 변조하도록 구성된다. 변조된 청색 투과성 광은 후속하여 광 재생 층(908-1)에 부딪힌다. 광 재생 층(908-1)은 청색 광의 일부로부터 녹색 및 적색 광을 재생하고 청색 광의 나머지 부분을 통과시키도록 구성된다. 청색 광 및 재생된 녹색 및 적색 광은, RGB 또는 RGB+ 색 시스템에서 적색과 같은 원색을 전달하도록 구성될 수도 있는 색 필터(902)에 부딪힌다. 색 필터(902)에서 입사광의 일부는 뷰어에게로 향하는 필터링된 광(예를 들어, 적색 광)이 되지만, 입사광의 나머지 부분은 색 필터(902)에 의해 흡수되고 및/또는 거부된다. 색 필터(902)에 의해 거부되는, 흡수에 의해 손실되지 않은 입사광은 광 재생 층(908-1)에 의해 적어도 부분적으로 재사용되고 사용 가능한 광(예를 들어, 색 필터(902) 및 액정 셀(904)을 포함하는 서브화소에 대한 적색광)으로 변환되어, 결과적으로, 도 9a의 디스플레이 시스템에 비해 광학적으로 효율적인 디스플레이 시스템을 초래한다.
제 3 구현 예에 있어서, 도 9b의 액정 셀(904)은 상부 방향을 따라 뷰어에게로 향하는 UV 광을 수광하여 변조하도록 구성된다. 변조된 UV 투과성 광은 후속하여 광 재생성 층(908-1)에 부딪힌다. 광 재생 층(908-1)은 변조된 UV 광 및 다른 입사광(예를 들어, UV, 청색 및/또는 녹색 광)으로부터 청색, 녹색 및 적색 광을 재생하도록 구성된다. 재생된 청색, 녹색 및 적색 광은, RGB 또는 RGB+ 색 시스템에서 적색과 같은 원색을 전달/통과시키도록 구성될 수도 있는 색 필터(902)에 부딪혀서 적어도 부분적으로 통과한다. 색 필터(902)에서 입사광의 일부는 뷰어에게로 향하는 필터링된 광(예를 들어, 적색 광)이 되고, 색 필터(902)에 의해 거부되는, 필터링된 광 또는 흡수로 인한 광 손실 이외의, 입사광의 나머지 부분(예를 들어, 청색 광, 녹색 광, 적색 광의 일부 등)은 광 재생 층(908-1)에 의해 적어도 부분적으로 재사용되어 사용 가능한 광(예를 들어, 색 필터(902) 및 액정 셀(904)을 포함하는 서브화소에 대한 적색 광)으로 변환되어, 결과적으로, 도 9a의 디스플레이 시스템에 비해 광학적으로 효율적인 디스플레이 시스템을 초래한다.
도 9c는 색 필터들 및 액정 셀들 사이의 광 재생 층(908-2)으로 구성되는 복수의 화소들(그 중 하나는 화소(906-2)이다)을 포함하는 예시적인 화소 구조를 도시한다. 광 재생 층(908-2)은 특정 파장들의 입사광을 특정 다른 파장들의 재생된 광으로 변환하기 위한 광 재생 물질들로 구성된다. 예를 들어, 광 재생 층(908-2)은 색 필터들 및 액정 셀들의 서브화소 또는 화소 구조에 대응하는 패터닝된 조성/구조를 포함한다. 적색 서브화소 또는 화소에서 색 필터(902) 및 액정 셀(904)에 대응하는 (광 재생 층(908-2)에서의) 광 재생 유닛(910)은 UV, 청색 및/또는 녹색 광과 같은 다른 광을 적색 광으로 변환하도록 구성될 수 있다. 녹색 서브화소 또는 화소에서 (광 재생 층(908-2)에서의) 광 재생 유닛은 UV 및/또는 청색 광과 같은 다른 광을 녹색 광으로 변환하도록 구성될 수 있다. 청색 서브화소 또는 화소에서 (광 재생 층(908-2)에서의) 광 재생 유닛은 UV 광과 같은 다른 광을 청색 광으로 변환하고 및/또는 청색 광을 통과시키도록 구성될 수 있다. 부가적으로, 선택적으로 또는 대안적으로, 광 재생 층(908-1)은 색 필터 어레이의 것과 유사한 또는 그 확장으로서의 블랙 매트릭스를 포함한다. 블랙 매트릭스는 상이한 서브화소들 사이 및/또는 상이한 화소들 사이에서 광 누설을 방지하도록 (예를 들어, 불투명한 금속성 또는 비-금속성 물질들, 비가시적인 적외선 광을 생성시키는 광 재생 물질들 등으로) 구성될 수 있다.
도 9c에서의 액정 셀들은 하나 이상의 상이한 종류들의 투과성 광(예를 들어, UV 광, 청색 광 등)에 의해 조명될 수 있다. 광 재생 층(908-2)의 존재로 인해, 필터링된 광 또는 색 필터에 의해 거부되는 흡수로 인한 광 손실 이외의, 입사광의 나머지 부분은 광 재생 층(908-2)에 의해 적어도 부분적으로 재사용되며 사용 가능한 광으로 변환되어, 결과적으로, 도 9a의 디스플레이 시스템에 비해 광학적으로 효율적인 디스플레이 시스템을 초래한다. 도 9d는 도 9c에 도시되어 있는 화소 구조에 대한 대안적인 예시적인 화소 구조를 도시한다. 광 재생 층((908-2)은 액정 셀들 및 색 필터들 아래에 위치될 수 있다. 따라서, 액정 셀들 및 색 필터들은 LCD 패널을 형성한다. 광 재생 층(908-2)은 상이한 색들의 광 재생 유닛들이 각각 상이한 색들의 색 필터들과 정렬되는 화소 구조를 포함한다. 또한, 광 재생 층 위 또는 아래에 (선택적으로) 개재층들(예를 들어, BEF/DBEF 등)이 존재할 수 있다. 광 재생 유닛들을 나타내기 위해 도 9c 및 도 9d에서 사용되는 직사각형 형상들은 단지 예시의 목적들을 위한 것이라는 것을 유념해야 한다. 광 재생 유닛들을 구현하기 위해 다른 형상들이 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 예를 들어, 본원에서 기술되는 광 재생성 층에서의 광 재생 유닛들의 형상들은 색 필터들 쪽으로 광을 집중/시준하기 위해서 렌티큘러로 구성될 수 있다.
부가적으로, 선택적으로 또는 대안적으로, 본원에서 기술되는 블랙 매트릭스는 청색, 녹색 및/또는 적색 광을 더 긴 파장들(예를 들어, 적외선과 같은 비가시광의 파장들 등)로 변환하는 광 재생 물질들로 구성될 수도 있어서, 상이한 서브화소들 사이 및/또는 상이한 화소들 사이의 광 누설들을 방지한다. 몇몇 실시예들에 있어서, 블랙 매트릭스가 색 필터 어레이에서 색 필터들 사이에 배치된다. 블랙 매트릭스는 가시광을, 광 흡수 물질들에 더하여 또는 그 대신 적외선 광과 같은 비가시광으로 변환하는 광 재생 물질들로 구성될 수 있다. (예를 들어, 폐쇄된 상태로, 어두운 상태로 등) 액정 셀을 통해 누설되는 광은 블랙 매트릭스로 우회될 수 있다. 하나 이상의 광 우회 메커니즘들은, 디스플레이 시스템에서 렌더링될 이미지 데이터에서 어두운 화소 값들을 나타내는 서브화소들 또는 화소들에서 더 깊은 블랙 레벨들을 생성하기 위해서 어두운 상태의 액정 셀들로부터 블랙 매트릭스로 광을 우회시키기 위하여 화소 구조 내에서 구성될 수 있다.
부가적으로, 선택적으로 또는 대안적으로, 본원에서 기술되는 광 재생 층에서 사용되는 광 재생 물질들은 광대역 색들, 중간 대역 색들, 협대역 색들, 상기의 조합들 등을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 넓은 색역 또는 3D 디스플레이 어플리케이션들을 지원하도록 구성되는 협대역 색 광을 방출하기 위해 액상 재생 물질들이 선택될 수 있다.
부가적으로, 선택적으로 또는 대안적으로, 노치 필터들 및 통과 대역 필터들은 도 9b 및 도 9c에 도시되어 있는 것과 같은 서브화소 또는 화소 구조들로 구현되는 광 재생 층으로 구성될 수 있다. 이들 노치 필터들 및 통과 대역 필터들은 광학 효율성 및/또는 색역을 향상시키고, 포화된 색들을 생성하고, 3D 디스플레이 어플리케이션들을 지원하기 위해서 사용될 수 있다.
도 10a는 화소에서 적색, 녹색 및 청색 서브화소들을 커버하는 색 필터들(1002-1, 1002-2 및 1002-3)을 갖는 예시적인 화소를 도시한다. ITO 막과 같은 투명한 도전층이 색 필터들(1002-1, 1002-2 및 1002-3) 위에 형성될 수 있다. 색 필터들 및 상이한 서브화소들의 색 필터들을 분리하는 블랙 매트릭스는 포토리소그래피를 사용하여 스트라이프형으로 패터닝될 수 있다. 색 필터들(1002-1, 1002-2 및 1002-3)은 전면 기판(예를 들어, 유리 등) 상에 또는 근처에 형성되거나 배치될 수 있다. (액정 셀들 및 BLU 사이의 또 다른 기판과 함께) 전면 기판은 액정 셀들에서 액정 물질들을 봉입하기 위해 사용될 수 있다. 액정 셀들은 백색 광에 의해 조명될 수 있다. 색 필터들(1002-1, 1002-2 및 1002-3)은 높은 콘트라스트 디스플레이 동작들을 지원하는 패시브 색 안료들을 포함할 수 있다.
도 10b는 화소에서 적색, 녹색 및 청색 서브화소들을 커버하는 색 및 무색(colorless) 필터들(1002-4, 1002-5 및 1002-6)을 갖는 예시적인 화소를 도시한다. 색 필터들(1002-4 및 1002-5)은 각각 적색 및 녹색 광 재생 물질들을 포함하고; 각각 화소에서 적색 및 녹색 서브화소들을 커버한다. 무색 필터(1002-6)(예를 들어, 투명한 바인더 물질)는 화소에서 청색 서브화소를 커버하기 위해 사용될 수 있다. 액정 셀들은 백색 광 대신 청색 광에 의해 조명될 수 있다.
도 10c는 예시적인 화소를 도시한다. ITO 층은 중간-유리의 상부 상에 편광층을 갖는 중간-유리 상에 패터닝될 수 있다. 청색 이색성 미러 또는 노란색 안료들을 포함하는 상부(인접하는) 필터 층이 적색 광 재생 층(적색 LRL) 및 녹색 광 재생 층(녹색 LRL) 근처에 또는 위에 배치되거나 형성된다. 적색 및 녹색 LRL들은 모든 방향들에서 광을 방출할 수 있지만; 상부 필터 층은 적색 및 녹색 광을 (도 10c의 상부 방향을 따라) 전방 방향으로 재방향설정하도록 (예를 들어, 광-재방향설정 미세구조들 등으로) 구성될 수 있다. 노란색 이색성 미러를 포함하는 하부 (인접하는) 필터 층은 적색 LRL, 녹색 LRL 및 화소의 청색 화소에서의 투명층 근처에 또는 아래에 배치되거나 형성된다. 하부 필터 층은 청색 광을 통과시키도록 구성되고, 따라서, 청색 서브화소에서는 어떠한 필터링 효과도 없다. 몇몇 실시예들에 있어서, 블랙 매트릭스 소자들은 청색 서브화소에서 투명한 층 주변에 존재할 수도 있지만 반드시 그런 것은 아니다. 상부 필터 층은 상부로부터 입사되는 주변광을 흡수하고, 적색 및 녹색 LRL들에서 광 생성 물질들의 활성화를 방지하거나 줄이며; 그렇지 않으면, 주변광에 의해 적색 및 녹색 LRL들에서 광 생성 물질들의 활성화들은 달성 가능한 가장 낮은 어두운 레벨의 상승을 유발할 수 있고, 이는 차례로 디스플레이 동작들에서 콘트라스트를 감소시킬 수 있다. 편광층들 및 반사 방지(AR, anti-reflection) 층들의 배치들은 예시의 목적들로만 도시된다. 도 10c 또는 다른 도면들에 도시되어 있는 것 이외의 다른 배치 선택들 및 공간 배열들이 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 화소의 청색 화소에서 하부 필터 층 위에 하나 이상의 투명한 물질들이 배치될 수 있다.
도 10d는 도 10c에 도시되어 있는 화소의 구성에 대한 대안적인 구성을 도시한다. 도 10d의 화소는 도 10c에 도시되어 있는 것과 같은 적색 및 녹색 서브화소들 모두에 대한 노란색 이색성 미러 대신 각각 적색 및 녹색 서브화소들에서 2개의 개별적인 적색 및 녹색 이색성 미러들을 포함한다. 적색 및 녹색 이색성 미러들의 투과율들은, 도 10d의 화소 구성을 구현하는 디스플레이 시스템에서 색역을 향상시키기 위해서, 적색 및 녹색 LRL들에 의해 재생되는 광의 좁은 주파수 대역으로 조정될 수 있다.
도 10e는 도 10c에 도시되어 있는 화소의 구성에 대한 대안적인 구성을 도시한다. 도 10e의 화소는 도 10c에 도시되어 있는 것과 같은 적색 및 녹색 서브화소들에서의 노란색 이색성 미러 대신 적어도 적색 및 녹색 서브화소들에서 UV 차단층을 포함한다. UV 차단층은 주변광이 적색 및 녹색 LRL을 활성화시키는 것을 방지한다. 이것은 변조된 투과성 광이 최저 레벨(최저 달성 가능한 어두운 레벨)에 있을 때 주변광에 의해 야기되는 적색 및 녹색 LRL로부터의 광 방출들을 감소시킨다. 따라서, 디스플레이 동작들에서 콘트라스트 및 동적 범위 모두가 향상될 수 있다.
도 10f는 도 10c에 도시되어 있는 화소의 구성에 대한 대안적인 구성을 도시한다. 도 10c의 상부 유리는 UV 차단층으로 대체된다. 도 10c의 상부 필터층은 제거된다. 도 10e에서와 같이, UV 차단층의 존재는 변조된 투과성 광이 최저 레벨(최저 달성 가능한 어두운 레벨)에 있을 때 주변광에 의해 야기되는 적색 및 녹색 LRL로부터의 광 방출들을 감소시킨다. 따라서, 디스플레이 동작들에서 콘트라스트 및 동적 범위 모두가 향상될 수 있다. 도 10f의 화소 구성은 비교적 높은 콘트라스트를 만들고 생성하기 위한 저비용 해결책일 것이다.
본원에서 기술되는 것과 같이, 기판 또는 유리(예를 들어, 상부 유리, 커버 유리 등)는 (활성화시키는 및 활성화되는 광 모두에 대해) 크로스토크 또는 광 누설을 회피하거나 감소시키기 위해 비교적 얇을 수 있다. 기판 또는 유리는 고릴라형(Gorilla type) 또는 다른 종류들의 기판들 또는 유리들을 사용하는 대형 TV 크기로 구현될 수 있다. 부가적으로, 선택적으로 또는 대안적으로, 노란색 이색성 미러들은 색 필터들 및 평활층이 뒤따르는 커버 유리 상에 코팅될 수 있다.
본원의 도면들에서의 디스플레이 시스템 구성들, 광 유닛 구성들 및 화소 구성들은 단지 예시의 목적들을 위해 제공된다는 것을 유념해야 한다. 다른 구성들, 변경들, 조합들, 구성요소들이나 층들의 종류들 등이 본원에서 기술되는 기술들을 구현하는데 사용될 수 있다.
투사 및 디스플레이 목적들을 위해서, 광원의 스펙트럼 파워 분포(SPD)에 대한 제어를 행하는 것이 바람직할 수 있다. 일반적인 접근법들에 있어서, 광원의 SPD는, 예를 들어, 광원의 물리적 또는 화학적 조성으로 인해 고정된다. RGB LED 시스템을 사용할 때에도, 구성요소 LED들의 SPD들의 상대 강도들만이 변경될 수 있지만, 전체 파워 스펙트럼의 분포(예를 들어, LED들 중 하나의 피크 파장의 변이)는 변경될 수 없다.
본원에서 기술되는 기술들 하에서, 광 재생 층(예를 들어, 공간 구배 양자점들 시트/막, 특정 스펙트럼 분포들의 광 재생 물질들 및 밀도들/농도들 등)이 광원의 SPD를 성형하기 위해 사용될 수 있다. 이들 기술들 하에서의 접근법은 다른 접근법들의 한계들을 갖지 않는데, 왜냐하면 이는 광원의 SPD가, 더 상세히 논의될 것과 같이, 예를 들어, 공간적으로 변조된 광을 스펙트럼적으로 변조된 광으로 변환하도록 구성될 수도 있는 공간 광 변조 디바이스 및 광 재생 층을 사용함으로써 그 접근법 하에서 임의적으로 성형될 수 있기 때문이다.
레이저-기반 광원의 협 대역폭 SPD를 광 대역폭 SPD의 광으로 넓힘으로써 동일한 기술들이 레이저들을 얼룩제거(de-speckle)하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 레이저원으로부터의 협대역 광은 양자점들에 의해 광대역 시준광으로 변환될 수 있다.
7. 스펙트럼 파워 분포들의 성형
도 11은 협대역 레이저원으로부터의 광에 의해 SPD를 성형하는 것을 도시한다. 단계 1에서 도시된 단파장 레이저(예를 들어, 청색)는 협대역(단색) 빔을 방출한다. 이 빔은 단계 2에서 (예를 들어, 균일하게, 불균일하게 등) 확대되고,―디지털 미러 디바이스 또는 DMD 등일 수 있는―단계 3에서 도시된 공간 광 변조 디바이스 상에 투사된다. 부가적으로, 선택적으로 또는 대안적으로,―검류계, 이동/발진 MEMS 디바이스 등일 수 있는―레이저 스캐닝 디바이스가, 청색 레이저 빔을 공간적으로 변조하기 위해 단계 2에서의 빔 확장 광학계 대신 또는 그에 부가하여 사용될 수 있다. DMD 또는 검류계는, 시스템의 에너지 스루풋뿐만 아니라 요구되는 복잡도에 의존하여, 1D 또는 2D일 수 있다.
공간적으로 변조된 광은 구배 양자점 시트 상에 투사된다(단계 4). 이 문맥에서의 '구배'는 양자점들의 재생된 광 파장 속성들이 시트의 영역에 따라 공간적으로 변한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 시트의 왼쪽에 부딪히는 단색 청색 레이저 광에 대해서(A), 양자점 속성들은 400㎚로 변환하도록 설정될 수 있지만, 동일한 입력 광은 시트의 오른쪽 상에서는 780㎚로 변환될 수 있다(B). A와 B 사이의 공간적 영역들은 400 내지 780㎚ 사이의 파장 대역들을 커버할 수 있다. 공간 양자점 구배는 균일해야 하거나 심지어는 단조적으로 증가해야 하는 것은 아니라는 것을 유념해야 한다. 대신, 디지털 투사 시스템들에서 사용되고 임의의 소정의 공간적 위치에서 더 넓은 주파수 대역들을 갖는 재생된 광에서의 원색들의 가중과 같은 임의의 종류의 구배 분포가 가능하다. 예를 들어, A 측에 가까운 영역들은 입력 단색 레이저 광을 CIE 발광체 A로 변환할 수 있지만, B 측에 가까운 영역들은 입력 단색 레이저 광을 CIE 발광체 D65로 변환할 수 있음으로써, 시스템의 총 에너지 스루풋을 최적화한다. 구배 양자점 시트를 떠나는 광은 이제 단계 3에서 기술되는 검류계 또는 DMD의 공간적 셋업의 함수로서 스펙트럼 변조된다.
구배 양자점 시트들은 출력 광을 상이한 공간적 방향들 또는 방향 범위들로 어느 정도 산재시킬 수 있다. 산재된 광은 에너지 손실을 회피하거나 감소시키기 위해서 및 효율성을 향상시키기 위해서 시준될 수 있다. 이것은 단계 5에서 예시된 광섬유 시준기를 사용하여 달성될 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 공간 배향 및 위치는 더 이상 중요하지 않을 수도 있고; 임의의 종류의 광 시준(예를 들어, 렌즈들, 미러들, 상이한 형태들의 총 내부 반사 등)이 구현될 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 광 시스템의 소망의 출력은 검류계 또는 DMD의 공간적 설정에 의해 정의되는 소망의 SPD를 갖는 광의 공간적으로 균일한 빔이다. 단계 6에서 나타낸 미러는 원래의 레이저의 광학 경로 방향으로 광을 다시 반사시키기 위한 광대역 미러이지만, 남아있거나 또는 렌즈들이나 광학 필터들과 같은 다른 광학 소자들로 대체될 수 있다.
예시적인 SPD들이 도 11에 도시되어 있다. 도시되어 있는 것과 같이, 협대역폭 청색 레이저 빔은 CCFL 광원의 SPD로 변환된다.
검류계 또는 DMD와 같은 복합 공간적 광 변조 디바이스를 사용하는 것에 대한 대안적인 형태는, 예를 들어, 레이저 빔을 양자점 시트 상의 특정(균일한, 비 구배) 영역으로 물리적으로 전환하기 위해 사용될 수 있는 광 경로 스위치를 사용하는 것이다. 이 대안적인 접근법에 의하면, 디스플레이 시스템의 백색 점을, 예를 들어, D65에서 D50으로 변경하는 것은 광 에너지를 희생시키지 않고 구현할 수 있는데, 왜냐하면 이는 본원에서 기술되는 기술들을 구현하지 않는 다른 접근법들 하에서의 일반적인 경우일 수 있기 때문이다.
본원에서 기술되는 기술들은 투사 시스템들 또는 백라이트 시스템들에서 구현될 수 있다. 구배 양자점 시트의 공간적 조성은 특정 디스플레이 어플리케이션으로 유연하게 최적화될 수 있기 때문에, 광원은 매우 효율적일 수 있고, 따라서, 비용 효율적이다.
색 디스플레이 시스템들에서 색들을 전달하기 위해 사용되는 색 필터 어레이들 대신, 양자점 색 어레이들 또는 인광 색 어레이들을 사용함으로써 효율성이 향상될 수 있다. 적색 양자점 또는 인광 물질은 녹색 및 청색 광과 같은 더 높은 에너지들 또는 더 짧은 파장들의 광을 흡수하고 적색 광은 방출한다. 녹색 양자점 또는 인광 물질은 청색 광은 흡수하고 녹색 광은 방출한다. (패시브 안료계) 적색 필터를 적색 양자점 또는 적색 인광 물질들로, 녹색 필터를 녹색 양자점 또는 녹색 인광 물질들로, 청색 필터를 클리어 필터로 대체하여, 청색 LED들을 갖는 백라이트 디스플레이 시스템과 함께 또는 청색 OLED를 사용하는 디스플레이 시스템과 함께 동작함으로써 더 높은 시스템 효율성이 달성될 수 있다. 광대역 광을 생성한 다음 소망의 색들을 생성하기 위해 색 필터들에 의해 차단되는 대신, 적색 및 녹색 광은 청색 광원으로부터의 변환에 의해 방출될 수 있고 청색 광은 청색 광원으로부터 필터링 없이 직접 방출된다.
양자점들 및 인광체들은 포토리소그래픽 기술들에 의해 처리될 수 있다. 색 필터 물질들은 색 필터 구성 동안 포토리소그래픽 공정에서 포토레지스트 물질들에 혼합되는 불활성 또는 패시브 안료들 또는 염료들일 수 있다. 그에 반해서, 양자점들 및 인광 물질들은 활성 상태이고 환경 및 주위 화학물질들에 민감한 경향이 있다. 프린팅 기술들, 포토리소그래픽 기술들 등을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 다양한 기술들이 양자점 또는 인광체를 색 어레이 패턴들에 증착시키기 위해 사용될 수 있다.
8. 색 어레이 패널들
본원에서 기술되는 기술들은 양자점들 또는 인광체들을 갖는 물질들의 얇은 시트들을 처리함으로써 양자점들 또는 인광체들의 스트립들을 갖는 색 어레이 패널들을 구성하기 위해 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에 있어서, 물질들의 시트들은 타겟 디스플레이의 서브화소 피치와 일치하는 시트 두께들을 갖고, 각 화소는 색 어레이 패널을 구성하기 위해 순차적으로 적층될 수 있는 다수의 서브화소들을 포함한다. 제 1 시트는 적색 양자점 또는 인광 물질들을 함유하고 시트 R이라고 언급한다. 제 2 시트는 녹색 양자점 또는 인광 물질들을 함유하고 시트 G라고 언급한다. 양자점들 또는 인광체들이 없는 패시브 필러 시트는 시트 W라고 언급한다. 도 12는 시트들이 시트 R, 시트 G 및 시트 W의 순서로 적층되는 예시적인 구성을 도시하고, 시트 R, 시트 G 및 시트 W의 각각의 시트 두께들은 화소들의 적색, 녹색 및 청색 서브화소들의 각각의 서브화소 피치들과 일치한다.
색 어레이 패널은 색 LCD 또는 OLED 디스플레이에서 색 필터 어레이를 대체하기 위해 사용될 수 있다. 시스템 효율성은 낭비되는 광을 감소시킴으로써 상당히 향상될 수 있다. 일 예에서, LCD 패널은 색 필터들 없이 청색 백라이트에 의해 백라이트되는 단색 패널로서 제조될 수 있다. 또 다른 예에서, OLED 디스플레이는 색 필터들을 갖는 백색 OLED 대신 단지 청색 OLED 패널로서 구성될 수 있다. 양자점 또는 인광 물질들을 포함하는 색 어레이 패널은 (도 13에 도시되어 있는 것과 같이) 전면에, 단색 LCD 패널 뒤에 또는 심지어는 광학 필름(예를 들어, DBEF(Dual Brightness Enhancement Films), 반사 편광자들 등) 뒤에 부가될 수 있다. 유사하게, OLED 디스플레이에 대해서, 양자점 또는 인광 물질들을 포함하는 색 어레이 패널이 (도 13에 도시되어 있는 것과 같이) 전면에 부가될 수 있다.
도 14는 본원에서 기술되는 색 어레이 패널을 구성하는데 있어서의 예시적인 단계들을 도시한다. 도 14의 단계 1에서, 원래의 시트들은 타겟 서브화소 피치들과 일치하는 두께들로 감소된다. 이 단계는 시트들을 가열된 롤러들을 통과시킴으로써 달성될 수 있다. 롤러 온도, 롤 레이트, 롤러 분리 등과 같은 작동 파라미터들은 목표 두께들을 달성하기 위해 산업 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. 원래의 시트들의 예들로는 양자점들 또는 인광체들을 함유하는 플라스틱들을 포함하지만 이것으로 제한되는 것은 아니다. 도 14의 단계 1은 임의의 양자점들 또는 인광체들을 함유하지 않는 필러 시트들 뿐만 아니라 양자점들 또는 인광체들을 함유하는 상이한 색 시트들 모두에 적용된다.
도 14의 단계 2에서, 도 14의 단계 1에 의해 처리된 시트들이 (예를 들어, 상이한 색 서브화소들의 순서와 일치하는) 소망의 순서로 적층되어 접착된다. 스택 두께는 상이한 색 시트들 각각 및 필러 시트로부터의 총 두께와 동일하다. 스택 두께는 상이한 색 서브화소들(예를 들어, RGB 색 시스템에서의 RGB 서브화소들, 비-RGB 색 시스템에서의 다른 색 서브화소들 등) 각각으로부터의 총 두께와 동일한 타겟 화소 피치와 일치하는 것을 보장하기 위해 더욱 감소될 수 있다. 품질 제어를 위한 광학 측정들이 도 14의 단계 2에서 이루어질 수도 있어서 스택 두께 및 시트 두께들이 화소 피치 및 서브화소 피치들과 일치하는 것을 보장하도록 한다.
도 14의 단계 3에서, 스택은 균일한 폭들의 스트립들로 분할된다. 스트립 폭은 색 어레이 패널의 최종 두께를 결정한다. 절단은 물질과의 물리적 접촉을 수반하는 기계적 수단에 의해 또는 레이저 절단에 의해 달성될 수 있다.
도 14의 단계 4에서, 스트립들은 축 방향으로 90° 회전된 다음, 회전된 스트림들이 (최종) 색 어레이 패널을 형성하기 위해 적층된다. 이 공정은 원래의 물질들의 연속하는 롤들에 적용될 수 있다.
디스플레이 동작들에 있어서, LCD의 백라이트로부터의 또는 청색 OLED로부터의 청색 광은 적색 스트립에 의해 적색광으로 변환되거나 녹색 스트립에 의해 녹색 광으로 변환되고, 및/또는 필러 스트립을 통해 확산된다. 색 어레이 패널의 두께는 색 어레이 패널을 포함하는 디스플레이 패널의 미리 구성된 백색 점을 제어하기 위한 설계 파라미터로서 사용될 수 있다. 패널 두께는 광학 경로 길이들 및 입사 청색 광이 적색 및 녹색 광으로 변환될 수도 있는 가능성에 영향을 준다. 따라서, 도 14에서의 색 어레이 패널의 예시적인 구성 공정의 단계 3에서의 스트립 폭은 소망의 백색 점을 실현하도록 디스플레이 패널을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
색 어레이 패널들은 상이한 화소 피치들에 적응되도록 제조될 수 있으며, 이는 소정의 디스플레이 크기에 대해, 대개 이용 가능한 디스플레이 해상도의 범위가 있기 때문이다. 또한, 동일한 화소 피치의 LCD 및 OLED에 대해서, 색 어레이 패널이 선택될 수 있고 추가적인 맞춤 없이 어떠한 디스플레이에도 적용될 수 있다는 것을 유념해야 한다.
9. 광원 제어 로직
도 15는 본 발명의 몇몇 가능한 실시예들에 따라 본원에서 기술되는 디스플레이 시스템에서의 디스플레이 로직(1502)의 예시적인 구성을 도시한다. 몇몇 가능한 실시예들에 있어서, 디스플레이 로직(1502)은 부가적으로 및/또는 선택적으로 디스플레이 시스템의 광원(예를 들어, BLU(110))에서 구성요소(들)를 제어하도록 구성되는 광원 제어 로직(1504)을 포함할 수 있다. 디스플레이 로직(1502)은 이미지 데이터 소스(1506)(예를 들어, 셋-톱 박스, 네트워크된 서버, 저장 매체 등)와 동작 가능하게 연결될 수도 있고, 이미지 데이터 소스(1506)로부터 이미지 데이터를 수신하도록 구성된다. 이미지 데이터는 공중을 통한 방송, 또는 이더넷, 고선명 멀티미디어 인터페이스(HDMI), 무선 네트워크 인터페이스, 디바이스들(예를 들어, 셋-톱 박스, 서버, 저장 매체 등) 등을 포함하는 다양한 방식들로 이미지 데이터 소스(1506)에 의해 제공될 수 있다. 내부 또는 외부 소스로부터의 이미지 데이터로부터 수신되거나 생성된 이미지 프레임들은 디스플레이 시스템에서 광원을 구동하기 위해 디스플레이 로직(1502)에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 로직(1502)은 특정 강도를 갖는 하나 이상의 화소들 또는 서브-화소들을 조명한 광원을 제어하도록 구성될 수 있다. 이미지 프레임들은 본원에서 기술되는 이미지 렌더링 표면 상에서 다양한 해상도들로 다양한 프레임들에서 개별 또는 집합 화소 값들을 유도하기 위해 디스플레이 로직(1502)에 의해 사용될 수 있다.
10. 구현 메커니즘들 - 하드웨어 개요
일 실시예에 따르면, 본원에서 기술되는 기술들은 하나 이상의 특수 목적의 컴퓨팅 디바이스들에 의해 구현된다. 특수 목적의 컴퓨팅 디바이스들은 기술들을 수행하기 위해 유선연결될 수도 있거나(hard-wired), 또는 기술들을 수행하기 위해 영속적으로 프로그램된 하나 이상의 주문형 집적 회로들(ASIC들) 또는 필드 프로그램 가능 게이트 어레이들(FPGA들)과 같은 디지털 전자 디바이스들을 포함할 수도 있거나, 또는 펌웨어, 메모리, 다른 저장소 또는 그 조합으로 프로그램 명령들에 따라 기술들을 수행하도록 프로그램된 하나 이상의 범용 하드웨어 처리기들을 포함할 수 있다. 이러한 특수 목적의 컴퓨팅 디바이스들은 또한 기술들을 달성하기 위해 주문형 유선연결된 로직, ASIC들, 또는 FPGA들을 주문형 프로그래밍과 결합할 수 있다. 특수 목적의 컴퓨팅 디바이스들은 데스크탑 컴퓨터 시스템들, 휴대용 컴퓨터 시스템들, 핸드헬드 디바이스들, 네트워킹 디바이스들 또는 기술들을 구현하기 위해 유선연결된 및/또는 프로그램 로직을 통합하는 임의의 다른 디바이스일 수 있다.
예를 들어, 도 16은 본 발명의 실시예가 구현될 수도 있는 컴퓨터 시스템(1600)을 도시하는 블록도이다. 컴퓨터 시스템(1600)은 정보를 통신하기 위한 버스(1602) 또는 다른 통신 메커니즘, 및 정보를 처리하기 위해 버스(1602)에 연결되는 하드웨어 처리기(1604)를 포함한다. 하드웨어 처리기(1604)는, 예를 들어, 범용 마이크로처리기일 수 있다.
컴퓨터 시스템(1600)은 또한 처리기(1604)에 의해 실행될 정보 및 명령들을 저장하기 위해 버스(1602)에 연결되는, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다른 동적 저장 디바이스와 같은 메인 메모리(1606)를 포함한다. 메인 메모리(1606)는 또한 처리기(1604)에 의해 실행될 명령들의 실행 동안 임시 변수들 또는 다른 중간 정보를 저장하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 명령들은, 처리기(1604)에 액세스 가능한 비-일시적 저장 매체에 저장될 때, 컴퓨터 시스템(1600)으로 하여금 명령들에서 명시된 동작들을 수행하기 위해 커스토마이징되는 특수 목적의 머신이 되도록 한다.
컴퓨터 시스템(1600)은 또한 처리기(1604)에 대한 정적 정보 및 명령들을 저장하기 위해 버스(1602)에 연결되는 판독 전용 메모리(ROM)(1608) 또는 다른 정적 저장 디바이스를 포함한다. 자기 디스크 또는 광학 디스크와 같은 저장 디바이스(1610)가 제공되고 정보 및 명령들을 저장하기 위해 버스(1602)에 연결된다.
컴퓨터 시스템(1600)은 컴퓨터 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위해 액정 디스플레이와 같은 디스플레이(1612)에 버스(1602)를 통해 연결될 수 있다. 영문 숫자 및 다른 키들을 포함하는 입력 디바이스(1614)가 정보 및 명령 선택들을 처리기(1604)와 통신하기 위해 버스(1602)에 연결된다. 다른 종류의 사용자 입력 디바이스는, 방향 정보 및 명령 선택들을 처리기(1604)와 통신하고 디스플레이(1612) 상에서 커서 움직임을 제어하기 위한, 마우스, 트랙볼 또는 커서 방향 키들과 같은 커서 제어부(1616)가 있다. 이 입력 디바이스는 일반적으로, 디바이스로 하여금 평면에서 위치들을 특정할 수 있도록 하는, 제 1 축(예를 들어, x) 및 제 2 축(예를 들어, y)의 2개의 축들에서 2 개의 자유도를 갖는다.
컴퓨터 시스템(1600)은, 컴퓨터 시스템과 협력하여 컴퓨터 시스템(1600)으로 하여금 특수 목적의 머신이 되도록 하거나 프로그램하는 맞춤화된 유선연결 로직, 하나 이상의 ASIC들 또는 FPGA들, 펌웨어 및/또는 프로그램 로직을 사용하여 본원에서 기술되는 기술들을 구현할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 본원에서 기술되는 기술들은 메인 메모리(1606)에 포함된 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들을 실행하는 처리기(1604)에 응답하여 컴퓨터 시스템(1600)에 의해 수행된다. 이러한 명령들은 저장 디바이스(1610)와 같은 또 다른 저장 매체로부터 메인 메모리(1606)로 판독될 수 있다. 메인 메모리(1606)에 포함된 명령들의 시퀀스들의 실행은 처리기(1604)로 하여금 본원에 기술된 처리 단계들을 수행하도록 한다. 대안적인 실시예들에 있어서, 유선연결된 회로는 소프트웨어 명령들 대신 또는 그와 함께 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "저장 매체"는 머신으로 하여금 특정 방식으로 동작하도록 하는 데이터 및/또는 명령들을 저장하는 임의의 비-일시적인 매체를 말한다. 이러한 저장 매체는 비-휘발성 매체 및/또는 휘발성 매체를 포함할 수 있다. 비-휘발성 매체는, 예를 들어, 저장 디바이스(1610)와 같은 광학 또는 자기 디스크들을 포함한다. 휘발성 매체는 메인 메모리(1606)와 같은 동적 메모리를 포함한다. 저장 매체의 공통적인 형태들은, 예를 들어, 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드디스크, 고체 상태 드라이브, 자기 테이프, 또는 임의의 다른 자기 데이터 저장 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학 데이터 저장 매체, 홀들의 패턴들을 갖는 임의의 물리 매체, RAM, PROM, 및 EPROM, FLASH-EPROM, NVRAM, 및 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지를 포함한다.
저장 매체는 송신 매체와는 별개이지만 송신 매체와 함께 사용될 수 있다. 송신 매체는 저장 매체 간에 정보를 전달하는데 참여한다. 예를 들어, 송신 매체는 버스(1602)를 포함하는 와이어들을 포함한 동축 케이블들, 동선 및 광섬유를 포함한다. 송신 매체는 또한 무선파(radio-wave) 및 적외선 데이터 통신들 동안 생성되는 것과 같은 음향 또는 광파들의 형태를 취할 수 있다.
실행을 위해 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들을 처리기(1604)에 전달하는데 다양한 형태들의 매체가 관련될 수 있다. 예를 들어, 명령들은 초기에 원격 컴퓨터의 자기 디스크 또는 고체 상태 드라이브로 전달될 수 있다. 원격 컴퓨터는 명령들을 동적 메모리에 로드하고 모뎀을 사용하여 전화선을 통해 명령들을 전송한다. 컴퓨터 시스템(1600)에 국부적인 모뎀은 전화선 상에서 데이터를 수신할 수 있고, 데이터를 적외선 신호로 변환하기 위해 적외선 송신기를 사용할 수 있다. 적외선 검출기는 적외선 신호로 전달된 데이터를 수신할 수 있고 적절한 회로가 데이터를 버스(1602) 상에 둘 수 있다. 버스(1602)는 메인 메모리(1606)에 데이터를 전달하고, 그로부터 처리기(1604)가 명령들을 검색하고 실행한다. 메인 메모리(1606)에 의해 수신된 명령들은 처리기(1604)에 의한 실행 이전에 또는 이후에 선택적으로 저장 디바이스(1610) 상에 저장될 수 있다.
컴퓨터 시스템(1600)은 또한 버스(1602)에 연결된 통신 인터페이스(1618)를 포함한다. 통신 인터페이스(1618)는 로컬 네트워크(1622)에 접속되는 네트워크 링크(1620)와 연결되는 양방향 데이터 통신을 제공한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(1618)는 ISDN(integrated services digital network) 카드, 케이블 모뎀, 위성 모뎀, 또는 대응하는 종류의 전화선에 대한 데이터 통신 접속을 제공하기 위한 모뎀일 수 있다. 또 다른 예로서, 통신 인터페이스(1618)는 호환성 LAN에 대한 데이터 통신 접속을 제공하기 위한 LAN(local area network) 카드일 수 있다. 무선 링크들이 또한 구현될 수 있다. 임의의 이러한 구현에 있어서, 통신 인터페이스(1618)는 다양한 종류들의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림들을 전달하는 전기, 전자기 또는 광학 신호들을 전송 및 수신한다.
네트워크 링크(1620)는 일반적으로 데이터 통신을 하나 이상의 네트워크들을 통해 다른 데이터 디바이스들로 제공한다. 예를 들어, 네트워크 링크(1620)는 로컬 네트워크(1622)를 통해 호스트 컴퓨터(1624) 또는 인터넷 서비스 제공자(ISP, Internet Service Provider)(1626)에 의해 운영되는 데이터 장비에 대한 접속을 제공할 수 있다. ISP(1626)는 대개 "인터넷"(1628)이라고 하는 월드 와이드 패킷 데이터 통신 네트워크를 통해 데이터 통신 서비스들을 차례로 제공한다. 로컬 네트워크(1622) 및 인터넷(1628) 모두는 디지털 데이터 스트림들을 전달하는 전기, 전자기 또는 광학 신호들을 사용한다. 컴퓨터 시스템(1600)으로 및 그로부터의 디지털 데이터를 전달하는, 다양한 네트워크들을 통한 신호들 및 네트워크 링크(1620) 상의 및 통신 인터페이스(1618)를 통한 신호들은 송신 매체의 예시적인 형태들이다.
컴퓨터 시스템(1600)은 네트워크(들), 네트워크 링크(1620) 및 통신 인터페이스(1618)를 통해, 프로그램 코드를 포함한, 메시지들을 전송하고 데이터를 수신할 수 있다. 인터넷 예에 있어서, 서버(1630)는 인터넷(1628), ISP(1626), 로컬 네트워크(1622) 및 통신 인터페이스(1618)를 통해 어플리케이션 프로그램에 대한 요청된 코드를 송신할 수 있다.
수신된 코드는 수신시에 처리기(1604)에 의해 실행될 수도 있고, 및/또는 나중의 실행을 위해 저장 디바이스(1610) 또는 다른 비-휘발성 저장소에 저장될 수 있다.
11. 등가물들, 확장들, 대안들 및 기타
상기 명세에 있어서, 본 발명의 가능한 실시예들은 구현마다 변할 수도 있는 다수의 특정 세부사항들을 참조하여 기술되었다. 따라서, 무엇이 본 발명이고 출원인들에 의해 본 발명이 되는 것으로 여겨지는 것인지의 유일하고 독점적인 지표는 임의의 후속하는 정정을 포함하는 특정 형태로 본원에서 제시되는 청구항들의 세트이다. 이러한 청구항들에 포함되는 용어들에 대한 본원에서 명확히 제시되는 임의의 정의들은 청구항들에서 사용되는 것과 같은 이러한 용어들의 의미를 좌우해야 한다. 따라서, 청구항에서 명확히 언급되지 않는 제한, 소자, 속성, 특징, 이점 및 특성은 어쨌든 이러한 청구항의 범위를 제한해서는 안 된다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적이기보다는 예시적인 것으로 여겨질 것이다.
따라서, 본 발명은, 본 발명의 일부 부분들의 구조, 특징들, 및 기능들을 기술하는 다음의 열거된 예시적인 실시예들(EEEs)을 포함하지만 이에 국한되지 않는, 본 명세서에 기술된 임의의 형태로 구현될 수 있다.
EEE 1 : 디스플레이 시스템에 있어서,
제 1 스펙트럼 파워 분포(spectral power distribution)를 갖는 제 1 광을 방출하도록 구성되는 하나 이상의 광원들;
상기 제 1 광에 의해 활성화되고 상기 제 1 광의 적어도 일부 및 재사용 광(recycled light)을 제 2 광으로 변환하도록 구성되는 하나 이상의 광 재생 층들로서, 상기 제 2 광은 (a) 하나 이상의 원색들에 대응하는 1차 스펙트럼 성분들 및 (b) 상기 하나 이상의 원색들에 대응하지 않는 2차 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 하나 이상의 광 재생 층들; 및
상기 제 2 광의 일부를 수광하고 상기 제 2 광의 상기 일부로부터 상기 2차 스펙트럼 성분들을 필터링하도록 구성되는 하나 이상의 노치 필터 층들로서, 상기 제 2 광의 상기 일부는 상기 디스플레이 시스템의 뷰어에게로 향하고 이미지들을 상기 뷰어에게 보일 수 있게 렌더링하도록 구성되는, 상기 하나 이상의 노치 필터 층들;을
포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 2 : EEE 1에 있어서,
상기 제 1 광은 UV 스펙트럼 성분들 또는 청색 광 스펙트럼 성분들 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 3 : EEE 1에 있어서,
상기 하나 이상의 광원들은 레이저 광원들, 발광 다이오드들(LED들), 또는 냉음극 형광성 광들(CCFL들, cold cathode fluorescent lights) 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 4 : EEE 1에 있어서,
상기 광 재생 층들 중 적어도 하나는 양자점 물질들 또는 리모트 인광 물질들 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 5 : EEE 1에 있어서,
상기 디스플레이 시스템의 복수의 서브화소들에서 개별 서브화소들을 통해 투과하는 광을 변조하도록 구성되는 하나 이상의 광 변조 층들;
상기 복수의 서브화소들에서 상기 개별 서브화소들에 대해 지정된 원색들을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 색 필터 층들; 및
0개 이상의 부가적인 광학 스택들;을 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 6 : EEE 1에 있어서,
상기 하나 이상의 광원들 중 적어도 하나, 상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나, 및 상기 하나 이상의 노치 필터 층들 중 적어도 하나는 상기 디스플레이 시스템에 대한 광 유닛을 형성하는, 디스플레이 시스템.
EEE 7 : EEE 1에 있어서,
상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나 및 상기 하나 이상의 노치 필터 층들은 상기 디스플레이 시스템에 대한 임의의 광 유닛에 속하지 않는, 디스플레이 시스템.
EEE 8 : EEE 1에 있어서,
상기 1차 스펙트럼 성분들은 원색들의 적어도 2개의 세트들을 나타내고, 상기 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 각 세트는 원색 시스템의 완전한 전량을 지원하도록 구성되고, 복수의 1차 스펙트럼 성분들은 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에 대응하고, 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 상기 복수의 1차 스펙트럼 성분들 각각은 상기 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에서 각각의 광 파장 범위 내에 있는, 디스플레이 시스템.
EEE 9 : EEE 1에 있어서,
상기 디스플레이 시스템은, 상기 하나 이상의 광원들로부터 비롯되는 광, 상기 하나 이상의 광 재생 층들에 의해 재생되는 광, 또는 상기 디스플레이 시스템의 하나 이상의 구성요소들에 의해 반사되는 광 중 하나 이상을 포함하는 투과성 광의 적어도 일부를 재사용하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
EEE 10 : 디스플레이 시스템에 있어서:
적어도,
제 1 스펙트럼 파워 분포를 갖는 제 1 광을 방출하도록 구성되는 하나 이상의 광원들로서, 상기 제 1 스펙트럼 파워 분포는 하나 이상의 제 1 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 하나 이상의 광원들;
상기 하나 이상의 제 1 스펙트럼 성분들에 의해 표현되는 하나 이상의 제 1 파장 대역들의 광을 통과시키고, 하나 이상의 원색들의 광을 반사하도록 구성되는 하나 이상의 통과 대역 필터 층들로서, 상기 하나 이상의 원색들의 상기 광은 상기 하나 이상의 제 1 파장 대역들 밖의 파장들을 포함하는, 상기 하나 이상의 통과 대역 필터 층들; 및
상기 하나 이상의 통과 대역 필터에 의해 필터링되는 상기 제 1 광에 의해 활성화되고 상기 필터링된 제 1 광의 적어도 일부 및 재사용 광을 제 2 광으로 변환하도록 구성되는 하나 이상의 광 재생 층들로서, 상기 제 2 광은 상기 하나 이상의 원색들을 포함하는 1차 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 하나 이상의 광 재생 층들;을
포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 11 : EEE 10에 있어서,
상기 제 1 광은 UV 스펙트럼 성분들, 또는 청색 광 스펙트럼 성분들 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 12 : EEE 10에 있어서,
상기 하나 이상의 광원들은 레이저 광원들, 발광 다이오드들(LED들), 또는 냉음극 형광성 광들(CCFL들) 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 13 : EEE 10에 있어서,
상기 광 재생 층들 중 적어도 하나는 양자점 물질들 또는 리모트 인광 물질들 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 14 : EEE 10에 있어서,
상기 디스플레이 시스템의 복수의 서브화소들에서 개별 서브화소들을 통해 투과하는 광을 변조하도록 구성되는 하나 이상의 광 변조 층들;
상기 복수의 서브화소들에서 상기 개별 서브화소들에 대해 지정된 원색들을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 색 필터 층들; 및
0개 이상의 부가적인 광학 스택들;을 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 15 : EEE 10에 있어서,
상기 하나 이상의 광원들 중 적어도 하나, 상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나, 및 상기 하나 이상의 통과 대역 필터 층들 중 적어도 하나는 상기 디스플레이 시스템에 대한 광 유닛을 형성하는, 디스플레이 시스템.
EEE 16 : EEE 10에 있어서,
상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나 및 상기 하나 이상의 통과 대역 필터 층들은 상기 디스플레이 시스템에 대한 임의의 광 유닛에 속하지 않는, 디스플레이 시스템.
EEE 17 : EEE 10에 있어서,
상기 1차 스펙트럼 성분들은 원색들의 적어도 2개의 세트들을 나타내고, 상기 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 각 세트는 원색 시스템의 완전한 전량을 지원하도록 구성되고, 복수의 1차 스펙트럼 성분들은 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에 대응하고, 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 상기 복수의 1차 스펙트럼 성분들 각각은 상기 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에서 각각의 광 파장 범위 내에 있는, 디스플레이 시스템.
EEE 18 : EEE 10에 있어서,
상기 제 2 광은 상기 하나 이상의 원색들에 대응하지 않는 2차 스펙트럼 성분들을 더 포함하고, 상기 디스플레이 시스템은 상기 제 2 광의 일부를 수광하고 상기 제 2 광의 상기 일부로부터 상기 2차 스펙트럼 성분들을 필터링하도록 구성되는 하나 이상의 노치 필터 층들을 더 포함하고, 상기 제 2 광의 상기 일부는 상기 디스플레이 시스템의 뷰어에게로 향하고 이미지들을 상기 뷰어에게 보일 수 있게 렌더링하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
EEE 19 : 디스플레이 시스템에 있어서:
적어도,
투과성 광을 변조하도록 구성되는 하나 이상의 광 변조 층들;
복수의 원색들에서 하나 이상의 원색들의 광을 통과시키고 상기 디스플레이 시스템의 뷰어 쪽으로의 상기 복수의 원색들에서 하나 이상의 다른 원색들의 광을 거부하도록 구성되는 하나 이상의 색 필터 층들로서, 하나 이상의 원색들의 상기 광은 상기 하나 이상의 색 필터 층들을 통해 필터링되는 상기 투과성 광의 적어도 일부를 포함하는, 상기 하나 이상의 색 필터 층들; 및
하나 이상의 광 재생 층들로서, 상기 하나 이상의 광 변조 층들 및 상기 하나 이상의 색 필터 층들 사이에 배치되고, 상기 하나 이상의 광 재생 층들의 적어도 한 측으로부터 상기 하나 이상의 광 재생 층들을 통해 투과되는 광의 하나 이상의 특정 스펙트럼 성분들에 의해 활성화되어 광의 상기 하나 이상의 특정 스펙트럼 성분들의 적어도 일부를 제 2 광으로 변환하도록 구성되고, 상기 제 2 광은 상기 하나 이상의 원색들을 포함하는 1차 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 하나 이상의 광 재생 층들;을
포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 20 : EEE 19에 있어서,
상기 하나 이상의 광 재생 층들은 복수의 서브 화소들에서 상이한 원색들의 서브화소들에 걸쳐 광 재생 물질들의 균일한 분포를 갖는 상기 복수의 서브화소들을 가로질러 연장하는 적어도 하나의 광 재생 층을 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 21 : EEE 19에 있어서,
상기 하나 이상의 광 재생 층들은 복수의 서브화소들에서 대응하는 원색들의 서브화소들에 걸쳐 상기 하나 이상의 원색들을 생성하도록 구성되는 광 재생 물질들의 비-균일한 분포를 갖는 상기 복수의 서브화소들을 가로질러 연장하는 적어도 하나의 광 재생 층을 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 22 : EEE 19에 있어서,
상기 하나 이상의 색 필터 층들은 상기 하나 이상의 다른 원색들의 상기 광을 반사하는 이색성 미러를 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 23 : EEE 19에 있어서,
상기 디스플레이 시스템은 상기 하나 이상의 광 재생 층들 및 상기 하나 이상의 광 변조 층들 사이에 배치되는 하나 이상의 제 2 색 필터 층들을 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 24 : EEE 19에 있어서,
상기 하나 이상의 제 2 색 필터 층들은 상기 하나 이상의 원색들의 광을 거부하도록 구성되는 균일 이색성 미러를 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 25 : EEE 19에 있어서,
상기 하나 이상의 제 2 색 필터 층들은 상기 복수의 서브화소들에서 대응하는 원색들의 서브화소들에 걸쳐 상기 하나 이상의 원색들의 광을 통과시키도록 구성되는 비-균일 이색성 미러를 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 26 : 디스플레이 시스템에 있어서:
적어도,
투과성 광을 변조하도록 구성되는 하나 이상의 광 변조 층들;
주변 광을 감쇄시키도록 구성되는 하나 이상의 광학 층들; 및
하나 이상의 광 재생 층들로서, 상기 하나 이상의 광 변조 층들 및 상기 하나 이상의 광학 층들 사이에 배치되고, 상기 하나 이상의 광 재생 층들의 적어도 한 측으로부터 상기 하나 이상의 광 재생 층들을 통해 투과되는 광의 하나 이상의 특정 스펙트럼 성분들에 의해 활성화되어 광의 상기 하나 이상의 특정 스펙트럼 성분들의 적어도 일부를 제 2 광으로 변환하도록 구성되고, 상기 제 2 광은 하나 이상의 원색들을 포함하는 1차 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 하나 이상의 광 재생 층들;을
포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 27 : EEE 26에 있어서,
상기 하나 이상의 광학 층들은 하나 이상의 편광 층들, 하나 이상의 반사 방지 코팅 층들 또는 하나 이상의 UV 차단 층들 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 28 : EEE 26에 있어서,
상기 하나 이상의 광 재생 층들은 복수의 서브화소들에서 대응하는 원색들의 서브화소들에 걸쳐 상기 하나 이상의 원색들을 생성하도록 구성되는 광 재생 물질들의 비-균일 분포를 갖는 상기 복수의 서브화소들을 가로질러 연장하는 적어도 하나의 광 재생 층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 광 재생 층은 상기 적어도 하나의 광 재생 층의 서브화소 부분들 사이에 블랙 매트릭스를 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 29 : EEE 28에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 원색들의 광을 비가시광으로 변환하도록 구성되는 광 재생 물질들을 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 30 : 광원에 있어서:
적어도,
제 1 스펙트럼 파워 분포를 갖는 광의 제 1 빔을 방출하도록 구성되는 하나 이상의 광원들;
상기 제 1 스펙트럼 파워의 광에 의해 활성화되어 상기 제 1 스펙트럼 파워 분포의 상기 광을 제 2 스펙트럼 파워 분포의 제 2 광으로 변환하도록 구성되는 하나 이상의 광 재생 층들로서, 상기 하나 이상의 광 재생 층들은 광 재생 물질들의 구배 분포들 또는 광 재생 물질들의 다른 공간적 분포들 중 하나의 적어도 하나의 광 재생 층을 포함하는, 상기 하나 이상의 광 재생 층들; 및
광의 상기 제 1 빔을 상기 하나 이상의 광 재생 층들의 수광면으로 재방향설정하도록(redirect) 구성되는 하나 이상의 광학 구성요소들;을
포함하는, 광원.
EEE 31 : EEE 30에 있어서,
상기 하나 이상의 광학 성분들의 하나 이상의 광 재방향설정 속성들을 설정하도록 구성되는 제어 메커니즘을 더 포함하고; 상기 하나 이상의 광 재방향설정 속성들은 광 재생 물질들의 구배 분포들 또는 광 재생 물질들의 다른 공간적 분포들 중 하나, 상기 제 1 스펙트럼 파워 분포, 및 상기 제 2 스펙트럼 파워 분포를 포함하는 입력 파라미터들에 기초하여 설정되고; 상기 하나 이상의 광 재방향설정 속성들은 단위 시간 내에 상기 하나 이상의 광 재생 층들의 상이한 부분들에 의해 수광되는 특정 조사량들을 결정하는, 광원.
EEE 32 : EEE 30에 있어서,
상기 하나 이상의 광학 구성요소들은 정지 빔 확장 광학 구성요소들 또는 비-정지 빔 재방향설정 구성 요소들 중 하나 이상을 포함하는, 광원.
EEE 33 : 방법에 있어서:
2개 이상의 스택 시트들의 각 스택 시트를 각각의 두께로 개별적으로 감소시키는 단계로서, 상기 2개 이상의 스택 시트들 중 적어도 하나는 광 재생 물질들을 포함하고, 상기 2개 이상의 스택 시트들의 각 스택 시트는 복수의 서브화소 종류들에서 각 서브화소 종류에 대응하는, 상기 감소시키는 단계;
상기 복수의 서브화소 종류들이 하나 이상의 디스플레이 패널들에 적층되는 순서와 일치하는 순서로 상기 2개 이상의 스택 시트들을 적층하는 단계;
상기 2개 이상의 적층된 시트들의 평면 방향들 중 하나를 따라, 특정 전체 두께로 적층된 상기 2개 이상의 스택 시트들에 대해 기계적 압력을 인가하는 단계;
상기 2개 이상의 스택 시트들 각각을 가로질러 상기 2개 이상의 적층된 시트들의 평면 방향들 중 한 방향을 따라, 상기 적층된 2개 이상의 스택 시트들을 적층 세그먼트들로 반복적으로 절단하는 단계로서, 상기 적층 세그먼트들 각각은 동일한 특정 두께를 갖는, 상기 반복적으로 절단하는 단계;
상기 적층 세그먼트들을 상기 2개 이상의 적층된 시트들의 평면 방향들 중 상기 한 방향 주위로 90도 만큼 회전시키는 단계; 및
평면 방향들 중 상기 한 방향을 따라 상기 2개 이상의 스택 시트들의 특정 피치를 포함하는 광 재생 층을 형성하기 위해 평면 방향들 중 상기 한 방향을 따라 상기 적층 세그먼트들을 하나를 다른 하나의 상부에 적층하는 단계로서, 상기 광 재생 층에서 상기 2개 이상의 스택 시트들의 상기 특정 피치는 상기 하나 이상의 디스플레이 패널들 내에서 상기 복수의 서브화소 종류들의 피치와 일치하는, 상기 적층하는 단계;를
포함하는, 방법.
EEE 34 : EEE 33에 있어서,
상기 광 생성 물질들은 양자점 물질들 또는 리모트 인광 물질들 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
EEE 35 : EEE 33에 있어서,
상기 복수의 서브화소 종류들에서의 각 서브화소 종류는 색 시스템에서 각각의 원색을 제공하는, 방법.
EEE 36 : EEE 33 내지 EEE 35에 따른 상기 방법들 중 임의의 방법으로 제조되는, 하나 이상의 광 재생 층들.
EEE 37 : EEE 33 내지 EEE 35에 따른 방법들 중 임의의 방법으로 제조되는 하나 이상의 광 재생 층들을 포함하는, 디스플레이 시스템.
EEE 38 : 방법에 있어서:
하나 이상의 광원들에 의해 제 1 스펙트럼 파워 분포를 갖는 제 1 광을 방출하는 단계;
상기 제 1 광의 적어도 일부 및 재사용 광을 제 2 광으로 변환하기 위해 상기 제 1 광으로 하나 이상의 광 재생 층들을 활성화시키는 단계로서, 상기 제 2 광은 (a) 하나 이상의 원색들에 대응하는 1차 스펙트럼 성분들 및 (b) 상기 하나 이상의 원색들에 대응하지 않는 2차 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 활성화시키는 단계; 및
하나 이상의 노치 필터 층들에 의해 상기 제 2 광의 일부를 수광하는 단계로서, 상기 하나 이상의 노치 필터 층들은 상기 제 2 광의 상기 일부로부터 상기 2차 스펙트럼 성분들을 필터링하고, 상기 제 2 광의 상기 일부는 디스플레이 시스템의 뷰어에게로 향하고, 이미지들을 상기 뷰어에게 보일 수 있게 렌더링하도록 구성되는, 상기 수광하는 단계를 포함하는, 방법.
EEE 39 : EEE 38에 있어서,
상기 제 1 광은 UV 스펙트럼 성분들 또는 청색 광 스펙트럼 성분들 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
EEE 40 : EEE 38에 있어서,
상기 하나 이상의 광원들은 레이저 광원들, 발광 다이오드들(LED들), 또는 냉음극 형광성 광들(CCFL들) 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
EEE 41 : EEE 38에 있어서,
상기 광 재생 층들 중 적어도 하나는 양자점 물질들 또는 리모트 인광 물질들 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
EEE 42 : EEE 38에 있어서,
하나 이상의 광 변조 층들에 의해, 상기 디스플레이 시스템의 복수의 서브화소들에서 개별 서브화소들을 통해 투과되는 광을 변조하는 단계;
지정된 원색들을 하나 이상의 색 필터 층들을 통해 상기 복수의 서브화소들에서 상기 개별 서브화소들에 제공하는 단계;를 더 포함하는, 방법.
EEE 43 : EEE 38에 있어서,
상기 하나 이상의 광원들 중 적어도 하나, 상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나, 및 상기 하나 이상의 노치 필터 층들 중 적어도 하나는 상기 디스플레이 시스템에 대한 광 유닛을 형성하는, 방법.
EEE 44 : EEE 38에 있어서,
상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나 및 상기 하나 이상의 노치 필터 층들은 상기 디스플레이 시스템에 대한 임의의 광 유닛에 속하지 않는, 방법.
EEE 45 : EEE 38에 있어서,
상기 1차 스펙트럼 성분들은 원색들의 적어도 2개의 세트들을 나타내고, 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 각 세트는 원색 시스템의 완전한 전량을 지원하도록 구성되고, 복수의 1차 스펙트럼 성분들은 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에 대응하고, 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 상기 복수의 1차 스펙트럼 성분들 각각은 상기 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에서 각각의 광 파장 범위 내에 있는, 방법.
EEE 46 : EEE 38에 있어서,
상기 디스플레이 시스템은, 상기 하나 이상의 광원들로부터 비롯되는 광, 상기 하나 이상의 광 재생 층들에 의해 재생되는 광, 또는 상기 디스플레이 시스템에서 하나 이상의 성분들에 의해 반사되는 광 중 하나 이상을 포함하는 투과성 광의 적어도 일부를 재사용하도록 구성되는, 방법.
EEE 47 : 방법에 있어서,
하나 이상의 광원들에 의해 제 1 스펙트럼 파워 분포를 갖는 제 1 광을 방출하는 단계로서, 상기 제 1 스펙트럼 파워 분포는 하나 이상의 제 1 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 제 1 광을 방출하는 단계;
하나 이상의 통과 대역 필터 층들에 의해, 상기 하나 이상의 제 1 스펙트럼 성분들에 의해 표현되는 하나 이상의 제 1 파장 대역들의 광을 통과시키고 하나 이상의 원색들의 광을 반사시키는 단계로서, 상기 하나 이상의 원색들의 상기 광은 상기 하나 이상의 제 1 파장 대역들 밖의 파장들을 포함하는, 상기 통과시키고 반사시키는 단계; 및
상기 하나 이상의 통과 대역 필터에 의해 필터링된 상기 제 1 광에 의해, 상기 필터링된 제 1 광의 적어도 일부 및 재사용 광을 제 2 광으로 변환하도록, 하나 이상의 광 재생 층들을 활성화시키는 단계로서, 상기 제 2 광은 상기 하나 이상의 원색들을 포함하는 1차 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 활성화시키는 단계;를
포함하는, 방법.
EEE 48 : EEE 47에 있어서,
상기 제 1 광은 UV 스펙트럼 성분들 또는 청색 광 스펙트럼 성분들 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
EEE 49 : EEE 47에 있어서,
상기 하나 이상의 광원들은 레이저 광원들, 발광 다이오드들(LED들), 또는 냉음극 형광성 광들(CCFL들) 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
EEE 50 : EEE 47에 있어서,
상기 광 재생 층들 중 적어도 하나는 양자점 물질들 또는 리모트 인광 물질들 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
EEE 51 : EEE 47에 있어서,
하나 이상의 광 변조 층들에 의해, 상기 디스플레이 시스템의 복수의 서브화소들에서 개별 서브화소들을 통해 투과되는 광을 변조하는 단계;
하나 이상의 색 필터 층들에 의해 상기 복수의 서브화소들에서 상기 개별 서브화소들에 지정된 원색들을 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
EEE 52 : EEE 47에 있어서,
상기 하나 이상의 광원들 중 적어도 하나, 상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나, 및 상기 하나 이상의 통과 대역 필터 층들 중 적어도 하나는 상기 디스플레이 시스템에 대한 광 유닛을 형성하는, 방법.
EEE 53 : EEE 47에 있어서,
상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나 및 상기 하나 이상의 통과 대역 필터 층들은 상기 디스플레이 시스템에 대한 임의의 광 유닛에 속하지 않는, 방법.
EEE 54 : EEE 47에 있어서,
상기 1차 스펙트럼 성분들은 원색들의 적어도 2개의 세트들을 나타내고, 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 각 세트는 원색 시스템의 완전한 전량을 지원하도록 구성되고, 복수의 1차 스펙트럼 성분들은 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에 대응하고, 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 상기 복수의 1차 스펙트럼 성분들 각각은 상기 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에서 각각의 광 파장 범위 내에 있는, 방법.
EEE 55 : EEE 47에 있어서,
상기 제 2 광은 상기 하나 이상의 원색들에 대응하지 않는 2차 스펙트럼 성분들을 더 포함하고, 상기 디스플레이 시스템은 상기 제 2 광의 일부를 수광하여 상기 제 2 광의 상기 일부로부터 상기 2차 스펙트럼 성분들을 필터링하도록 구성되는 하나 이상의 노치 필터 층들을 더 포함하고, 상기 제 2 광의 상기 일부는 상기 디스플레이 시스템의 뷰어에게로 향하고 이미지들을 상기 뷰어에게 보일 수 있게 렌더링하도록 구성되는, 방법.
EEE 56 : 방법에 있어서:
하나 이상의 광 변조 층들에 의해 투과성 광을 변조하는 단계;
하나 이상의 색 필터 층들에 의해, 복수의 원색들에서 하나 이상의 원색들의 광을 통과시키고 상기 디스플레이 시스템의 뷰어 쪽으로의 상기 복수의 원색들에서의 하나 이상의 다른 원색들의 광을 거부하는 단계로서, 하나 이상의 원색들의 상기 광은 상기 하나 이상의 색 필터 층들을 통해 필터링되는 상기 투과성 광의 적어도 일부를 포함하는, 상기 통과시키고 거부하는 단계; 및
상기 하나 이상의 광 변조 층들 및 상기 하나 이상의 색 필터 층들 사이에 배치되는 하나 이상의 광 재생 층들을, 광의 상기 하나 이상의 특정 스펙트럼 성분들의 적어도 일부를 제 2 광으로 변환하기 위해 상기 하나 이상의 광 재생 층들의 적어도 한 측으로부터 상기 하나 이상의 광 재생 층들을 통해 투과되는 광의 상기 하나 이상의 특정 스펙트럼 성분들에 의해 활성화시키는 단계로서, 상기 제 2 광은 상기 하나 이상의 원색들을 포함하는 1차 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 활성화시키는 단계;를
포함하는, 방법.
EEE 57 : EEE 57에 있어서,
상기 하나 이상의 광 재생 층들은 상기 복수의 서브화소들에서 상이한 원색들의 서브화소들에 대해 광 재생 물질들의 균일 분포를 갖는 복수의 서브화소들을 가로질러 연장하는 적어도 하나의 광 재생 층을 포함하는, 방법.
EEE 58 : EEE 57에 있어서,
상기 하나 이상의 광 재생 층들은 상기 복수의 서브화소들에서 대응하는 원색들의 서브화소들에 대해 상기 하나 이상의 원색들을 생성하도록 구성되는 광 재생 물질들의 비-균일 분포를 갖는 복수의 서브화소들을 가로질러 연장하는 적어도 하나의 광 재생 층을 포함하는, 방법.
EEE 59 : EEE 57에 있어서,
상기 하나 이상의 색 필터 층들은 상기 하나 이상의 다른 원색들의 상기 광을 반사하는 이색성 미러를 포함하는, 방법.
EEE 60 : EEE 57에 있어서,
상기 디스플레이 시스템은 상기 하나 이상의 광 재생 층들 및 상기 하나 이상의 광 변조 층들 사이에 배치되는 하나 이상의 제 2 색 필터 층들을 더 포함하는, 방법.
EEE 61 : EEE 60에 있어서,
상기 하나 이상의 제 2 색 필터 층들은 상기 하나 이상의 원색들의 광을 거부하도록 구성되는 균일 이색성 미러를 포함하는, 방법.
EEE 62 : EEE 60에 있어서,
상기 하나 이상의 제 2 색 필터 층들은 상기 복수의 서브화소들에서 대응하는 원색들의 서브화소들에 대해 상기 하나 이상의 원색들의 광을 통과시키도록 구성되는 비-균일 이색성 미러를 포함하는, 방법.
EEE 63 : 방법에 있어서:
하나 이상의 광 변조 층들에 의해 투과성 광을 변조하는 단계;
하나 이상의 광학 층들에 의해 주변 광을 감쇄시키는 단계; 및
상기 하나 이상의 광 변조 층들 및 상기 하나 이상의 광학 층들 사이에 배치되는 하나 이상의 광 재생 층들을, 광의 상기 하나 이상의 특정 스펙트럼 성분들의 적어도 일부를 제 2 광으로 변환하기 위해 상기 하나 이상의 광 재생 층들의 적어도 한 측으로부터 상기 하나 이상의 광 재생 층들을 통해 투과하는 광의 하나 이상의 특정 스펙트럼 성분들에 의해 활성화시키는 단계로서, 상기 제 2 광은 하나 이상의 원색들을 포함하는 1차 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 활성화시키는 단계;를
포함하는, 방법.
EEE 64 : EEE 63에 있어서,
상기 하나 이상의 광학 층들은 하나 이상의 편광 층들, 하나 이상의 반사 방지 코팅 층들 또는 하나 이상의 UV 차단 층들 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
EEE 65 : EEE 63에 있어서,
상기 하나 이상의 광 재생 층들은 복수의 서브화소들에서 대응하는 원색들의 서브화소들에 대해 상기 하나 이상의 원색들을 생성하도록 구성되는 광 재생 물질들의 비-균일 분포를 갖는 상기 복수의 서브화소들을 가로질러 연장하는 적어도 하나의 광 재생 층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 광 재생 층은 상기 적어도 하나의 광 재생 층의 서브화소 부분들 사이에 블랙 매트릭스를 포함하는, 방법.
EEE 66 : EEE 65에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 원색들의 광을 비가시광으로 변환하도록 구성되는 광 재생 물질들을 포함하는, 방법.
EEE 67 : 방법에 있어서:
하나 이상의 광원들에 의해, 제 1 스펙트럼 파워 분포를 갖는 광의 제 1 빔을 방출하는 단계;
상기 제 1 스펙트럼 파워의 상기 광을 제 2 스펙트럼 파워 분포의 제 2 광으로 변환하기 위해 상기 제 1 스펙트럼 파워 분포의 광으로 하나 이상의 광 재생 층들을 활성화시키는 단계로서, 상기 하나 이상의 광 재생 층들은 광 재생 물질들의 구배 분포들 또는 광 재생 물질들의 광의 다른 공간적 분포들 중 하나를 갖는 적어도 하나의 광 재생 층을 포함하는, 상기 활성화시키는 단계; 및
하나 이상의 광학 구성요소들에 의해, 광의 상기 제 1 빔을 상기 하나 이상의 광 재생 층들의 수광면으로 재방향설정하는 단계;를
포함하는, 방법.
EEE 68 : EEE 67에 있어서,
구성된 제어 메커니즘에 의해, 상기 하나 이상의 광학 구성요소들의 하나 이상의 광 재방향설정 속성들을 설정하는 단계를 더 포함하고; 상기 하나 이상의 광 재방향설정 속성들은 광 재생 물질들의 구배 분포들 또는 광 재생 물질들의 광의 다른 공간적 분포들 중 하나, 상기 제 1 스펙트럼 파워 분포, 및 상기 제 2 스펙트럼 파워 분포를 포함하는 입력 파라미터들에 기초하여 설정되고; 상기 하나 이상의 광 재방향설정 속성들은 단위 시간 내에 상기 하나 이상의 광 재생 층들의 상이한 부분들에 의해 수광되는 특정 조사량들을 결정하는, 방법.
EEE 69 : EEE 67에 있어서,
상기 하나 이상의 광학 구성요소들은 정지 빔 연장 광학 구성요소들 또는 비-정지 빔 재방향설정 구성요소들 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
EEE 70 : 처리기를 포함하고, EEE 38 내지 EEE 69 중 어느 하나에 따른 상기 방법을 수행하도록 구성되는, 장치.
EEE 71 : 하나 이상의 처리기들에 의해 실행될 때, EEE 38 내지 EEE 69 중 어느 하나에 따른 상기 방법들이 수행되도록 하는 소프트웨어 명령들을 저장하는, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
EEE 72 : 하나 이상의 처리기들, 및 상기 하나 이상의 처리기들에 의해 실행될 때, 38 내지 EEE 69 중 어느 하나에 따른 상기 방법이 수행되도록 하는 명령들의 세트를 저장하는 하나 이상의 저장 매체를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
102 : 색 필터 104 : 광학 스택 2
106 : 광 재생 층 108 : 광학 스택 1
302 : 노치 필터 502 : 통과 대역 필터
1602 : 버스 1604 : 처리기
1606 : 메인 메모리 1610 : 저장 디바이스
1612 : 디스플레이 1614 : 입력 디바이스
1616 : 커서 제어 1618 : 통신 인터페이스
1620 : 네트워크 링크 1622 : 로컬 네트워크
1624 : 호스트 1628 : 인터넷
1630 : 서버

Claims (18)

  1. 디스플레이 시스템에 있어서:
    제 1 스펙트럼 파워 분포(spectral power distribution)를 갖는 제 1 광을 방출하도록 구성되는 하나 이상의 광원들;
    상기 제 1 광에 의해 활성화되고 상기 제 1 광의 적어도 일부 및 재사용 광(recycled light)을 제 2 광으로 변환하도록 구성되는 하나 이상의 광 재생 층들로서, 상기 제 2 광은 (a) 하나 이상의 원색들에 대응하는 1차 스펙트럼 성분들 및 (b) 상기 하나 이상의 원색들에 대응하지 않는 2차 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 하나 이상의 광 재생 층들; 및
    상기 제 2 광의 일부를 수광하고 상기 제 2 광의 상기 일부로부터 상기 2차 스펙트럼 성분들을 필터링하도록 구성되는 하나 이상의 노치 필터 층들로서, 상기 제 2 광의 상기 일부는 상기 디스플레이 시스템의 뷰어에게로 향하고 이미지들을 상기 뷰어에게 보일 수 있게 렌더링하도록 구성되는, 상기 하나 이상의 노치 필터 층들;을
    포함하는, 디스플레이 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광은 UV 스펙트럼 성분들 또는 청색 광 스펙트럼 성분들 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광원들은 레이저 광원들, 발광 다이오드들(LED들), 또는 냉음극 형광성 광들(CCFL들, cold cathode fluorescent lights) 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 재생 층들 중 적어도 하나는 양자점 물질들 또는 리모트 인광 물질들 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 시스템의 복수의 서브화소들에서 개별 서브화소들을 통해 투과하는 광을 변조하도록 구성되는 하나 이상의 광 변조 층들;
    상기 복수의 서브화소들에서 상기 개별 서브화소들에 대해 지정된 원색들을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 색 필터 층들; 및
    0개 이상의 부가적인 광학 스택들;을 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광원들 중 적어도 하나, 상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나, 및 상기 하나 이상의 노치 필터 층들 중 적어도 하나는 상기 디스플레이 시스템에 대한 광 유닛을 형성하는, 디스플레이 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나 및 상기 하나 이상의 노치 필터 층들은 상기 디스플레이 시스템에 대한 임의의 광 유닛에 속하지 않는, 디스플레이 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 스펙트럼 성분들은 원색들의 적어도 2개의 세트들을 나타내고, 상기 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 각 세트는 원색 시스템의 완전한 전량을 지원하도록 구성되고, 복수의 1차 스펙트럼 성분들은 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에 대응하고, 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 상기 복수의 1차 스펙트럼 성분들 각각은 상기 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에서 각각의 광 파장 범위 내에 있는, 디스플레이 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 시스템은, 상기 하나 이상의 광원들로부터 비롯되는 광, 상기 하나 이상의 광 재생 층들에 의해 재생되는 광, 또는 상기 디스플레이 시스템의 하나 이상의 구성요소들에 의해 반사되는 광 중 하나 이상을 포함하는 투과성 광의 적어도 일부를 재사용하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
  10. 방법에 있어서:
    하나 이상의 광원들에 의해 제 1 스펙트럼 파워 분포를 갖는 제 1 광을 방출하는 단계;
    상기 제 1 광의 적어도 일부 및 재사용 광을 제 2 광으로 변환하기 위해 상기 제 1 광으로 하나 이상의 광 재생 층들을 활성화시키는 단계로서, 상기 제 2 광은 (a) 하나 이상의 원색들에 대응하는 1차 스펙트럼 성분들 및 (b) 상기 하나 이상의 원색들에 대응하지 않는 2차 스펙트럼 성분들을 포함하는, 상기 활성화시키는 단계; 및
    하나 이상의 노치 필터 층들에 의해 상기 제 2 광의 일부를 수광하는 단계로서, 상기 하나 이상의 노치 필터 층들은 상기 제 2 광의 상기 일부로부터 상기 2차 스펙트럼 성분들을 필터링하고, 상기 제 2 광의 상기 일부는 디스플레이 시스템의 뷰어에게로 향하고, 이미지들을 상기 뷰어에게 보일 수 있게 렌더링하도록 구성되는, 상기 수광하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 광은 UV 스펙트럼 성분들 또는 청색 광 스펙트럼 성분들 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광원들은 레이저 광원들, 발광 다이오드들(LED들), 또는 냉음극 형광성 광들(CCFL들) 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 광 재생 층들 중 적어도 하나는 양자점 물질들 또는 리모트 인광 물질들 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    하나 이상의 광 변조 층들에 의해, 상기 디스플레이 시스템의 복수의 서브화소들에서 개별 서브화소들을 통해 투과되는 광을 변조하는 단계;
    지정된 원색들을 하나 이상의 색 필터 층들을 통해 상기 복수의 서브화소들에서 상기 개별 서브화소들에 제공하는 단계;를 더 포함하는, 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광원들 중 적어도 하나, 상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나, 및 상기 하나 이상의 노치 필터 층들 중 적어도 하나는 상기 디스플레이 시스템에 대한 광 유닛을 형성하는, 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광 재생 층들 중 적어도 하나 및 상기 하나 이상의 노치 필터 층들은 상기 디스플레이 시스템에 대한 임의의 광 유닛에 속하지 않는, 방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 1차 스펙트럼 성분들은 원색들의 적어도 2개의 세트들을 나타내고, 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 각 세트는 원색 시스템의 완전한 전량을 지원하도록 구성되고, 복수의 1차 스펙트럼 성분들은 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에 대응하고, 원색들의 상기 적어도 2개의 세트들에서의 상기 복수의 1차 스펙트럼 성분들 각각은 상기 복수의 비-중첩 광 파장 범위들에서 각각의 광 파장 범위 내에 있는, 방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 디스플레이 시스템은, 상기 하나 이상의 광원들로부터 비롯되는 광, 상기 하나 이상의 광 재생 층들에 의해 재생되는 광, 또는 상기 디스플레이 시스템에서 하나 이상의 성분들에 의해 반사되는 광 중 하나 이상을 포함하는 투과성 광의 적어도 일부를 재사용하도록 구성되는, 방법.
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