KR20150065651A - Ｍｅｍｓ／ｉｍｏｄ 구성요소들을 포함하는 높은 동적 범위 디스플레이들 - Google Patents

Ｍｅｍｓ／ｉｍｏｄ 구성요소들을 포함하는 높은 동적 범위 디스플레이들 Download PDF

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KR20150065651A
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돌비 레버러토리즈 라이쎈싱 코오포레이션
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Abstract

백라이트 소스, 제 1 변조기, 제 2 변조기 및 제어기를 포함하는 디스플레이 시스템들의 여러 실시예들이 개시된다. 백라이트 소스는 또한 이중 또는 다중 변조기 디스플레이 시스템에 대한 필드-순차 일루미네이션에 영향을 주도록 제어될 수도 있는 에지-리트 백라이팅 소스를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 디스플레이 시스템은, 각각 색 영역을 포함하는 2개 이상의 컬러 프라이머리 이미터들을 포함할 수 있다. 색 영역들이 필드 순차 패턴으로 구동될 때, 결과적인 전체 색역은 실질적으로 넓다. 다양한 3D 시청 실시예들에 영향을 주는 다른 디스플레이 시스템들 및 방법들이 본원에 개시된다. MEMS 및/또는 IMOD들을 포함하는 디스플레이 시스템들의 동적 범위, 색 영역 및 비트 정밀도를 증가시키기 위한 시스템들, 방법들 및 기술들이 제시된다.

Description

ＭＥＭＳ／ＩＭＯＤ 구성요소들을 포함하는 높은 동적 범위 디스플레이들{HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAYS COMPRISING MEMS/IMOD COMPONENTS}
관련 출원들에 대한 상호-참조
본원은, 그 전체가 여기에 참조로서 통합되는, 2012년 7월 12일 출원된 미국 계속(CIP, Continuation-in-Part) 출원 제 13,547,770 호 및 2011년 9월 9일 출원된 미국 우선 출원 제 13/228,807 호에 대한 우선권을 청구한다.
본 발명은 디스플레이 시스템들에 관한 것으로, 특히, 마이크로 전자기계식 시스템들("MEMS", Micro-Electro-Mechanical systems) 및/또는 간섭계 변조기("IMOD", interferometric modulator)를 이용하는 새로운 하이 다이내믹 디스플레이 시스템들(high dynamic display systems)에 관한 것이다.
MEMS 및/또는 IMOD 기술을 포함하는 디스플레이들의 분야에 있어서, 다음과 같은 것들이 이 기술분야에 공지되어 있다: (1) 2011년 10월 27일 공개되고 발명의 명칭이 "화소-레벨 전압 부스팅을 위한 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD FOR PIXEL-LEVEL VOLTAGE BOOSTING)"인 고빌(Govil) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20110261046 호; (2) 2012년 6월 21일 공개되고 발명의 명칭이 "홀로그램의 밝기 강화 필름(HOLOGRAPHIC BRIGHTNESS ENHANCEMENT FILM)"인 그럴케(Gruhlke) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20120154881 호; (3) 2012년 5월 17일 공개되고 발명의 명칭이 "광 안내 코팅에 의한 일루미네이션 디바이스(ILLUMINATION DEVICE WITH LIGHT GUIDE COATING)"인 사사가와(Sasagawa) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20120120682 호; (4) 2012년 5월 10일 공개되고 발명의 명칭이 "디스플레이-통합형 광학 가속도계(DISPLAY-INTEGRATED OPTICAL ACCELEROMETER)"인 마틴(Martin) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20120116709 호; (5) 2012년 3월 29일 공개되고 발명의 명칭이 "광대역 특성들을 갖는 간섭계 광학 디스플레이 시스템(INTERFEROMETRIC OPTICAL DISPLAY SYSTEM WITH BROADBAND CHARACTERISTICS)"인 고세브(Gousev) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20120075313 호; (6) 2011년 2월 17일 공개되고 발명의 명칭이 "쌍안정 디스플레이를 위한 제어기 및 구동기 특징들(CONTROLLER AND DRIVER FEATURES FOR BI-STABLE DISPLAY)"인 마일스(Miles)에 의한 미국 특허 출원 제 20110037907 호; (7) 2009년 9월 10일 공개되고 발명의 명칭이 "송신 모드에서의 간섭계 변조기(INTERFEROMETRIC MODULATOR IN TRANSMISSION MODE)"인 간티(Ganti) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20090225395 호('395 출원); (8) 2011년 3월 31일 공개되고 발명의 명칭이 "간섭계 반사기를 갖는 간섭계 디스플레이(INTERFEROMETRIC DISPLAY WITH INTERFEROMETRIC REFLECTOR)"인 마인코에트(Mienkoet) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20110075241 호('241 출원); (9) 2011년 11월 24일 출원되고 발명의 명칭이 "컬러 채도를 변경할 수 있는 방법 및 구조(METHOD AND STRUCTURE CAPABLE OF CHANGING COLOR SATURATION)"인 리우(Liu) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20110286072 호; (10) 2012년 3월 1일 공개되고 발명의 명칭이 "IMOD 디스플레이를 위한 유전 강화 미러(DIELECTRIC ENHANCED MIRROR FOR IMOD DISPLAY)"인 미그나드(Mignard) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20120050299 호); (11) 2007년 12월 13일 공개되고 발명의 명칭이 "통합 광학 소자를 갖는 MEMS 디바이스(MEMS DEVICE WITH INTEGRATED OPTICAL ELEMENT)"인 즈홍(Zhong) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20070285761 호; (12) 2011년 11월 10일 공개되고 발명의 명칭이 "디스플레이용 백라이트(BACKLIGHT FOR A DISPLAY)"인 머즈(Merz) 등에 의한 미국 특허 출원 제 2011273377 호―이들 모두는 그 전체가 참조로서 통합된다.
하이 콘트라스트, 에너지 효율성, 넓은 색 영역 디스플레이들의 분야에 있어서, 개별 독립적으로 제어가능한 이미터들(예를 들면, LED들―무기 및 유기 모두)의 백라이트를 포함하는 디스플레이들 및 고해상도 LCD 패널을 생성하는 것이 공지되어 있다. 저해상도 백라이트 및 고해상도 LCD 패널의 조합(즉, "이중 변조기 디스플레이들")이 공동 소유로 다음에 더 개시되어 있다: (1) 발명의 명칭이 "HDR 디스플레이들 및 그 제어 시스템들(HDR DISPLAYS AND CONTROL SYSTEMS THEREFOR)"인 미국 특허 제 7,753,530 호; (2) 발명의 명칭이 "디스플레이 디바이스들에서의 HDR 구현을 위한 다양한 실시예들의 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS IN VARIOUS EMBODIMENTS FOR HDR IMPLEMENTATION IN DISPLAY DEVICES)"인 미국 특허 출원 공보 제 2009322800 호; (3) 발명의 명칭이 "높은 동적 범위 백라이트 디스플레이들 및 다른 디바이스들을 위한 어레이 스케일링(ARRAY SCALING FOR HIGH DYNAMIC RANGE BACKLIGHT DISPLAYS AND OTHER DEVICES)"인 미국 특허 출원 공보 제 2009284459 호; (4) 발명의 명칭이 "광 추정 제어기들을 갖는 HDR 디스플레이들(HDR DISPLAYS HVAING LIGHT ESTIMATING CONTROLLERS)"인 미국 특허 출원 공보 제 2008018985 호; (5) 발명의 명칭이 "상이한 해상도들을 갖는 이중 변조기들을 구비한 HDR 디스플레이들(HDR DISPLAYS WITH DUAL MODULATORS HAVING DIFFERENT RESOLUTIONS)"인 미국 특허 출원 공보 제 20070268224 호; (6) 발명의 명칭이 "개별적으로 제어가능한 컬러 백라이트들을 갖는 HDR 디스플레이들(HDR DISPLAYS WITH INDIVIDUALLY-CONTROLLABLE COLOR BACKLIGHTS)"인 미국 특허 출원 공보 제 20070268211 호; (7) 발명의 명칭이 "이중 변조기 디스플레이들에서 광원 변조를 제공하기 위한 장치(APPARATUS FOR PROVIDING LIGHT SOURCE MODULATION IN DUAL MODULATOR DISPLAYS)"인 미국 특허 출원 공보 제 20100214282 호; (8) 발명의 명칭이 "비디오 신호들의 시간적 필터링(TEMPORAL FILTERING OF VIDEO SIGNALS)"인 미국 특허 출원 공보 제 20090201320 호; (9) 발명의 명칭이 "넓은 색 영역 디스플레이들(WIDE COLOR GAMUT DISPLAYS)"인 미국 특허 출원 공보 제 20070268695 호("'695 출원"); (10) 2007년 12월 13일 공개되고 발명의 명칭이 "키 프레임들을 이용하는 이중 변조 디스플레이 시스템들의 구동(DRIVING DUAL MODULATION DISPLAY SYSTEMS USING KEY FRAMES)"인 시츠엔(Seetzen)에 의한 미국 특허 출원 제 20070285587 호; (11) 2008년 2월 21일 공개되고 발명의 명칭이 "중첩 이중 변조에 의한 HDR 디스플레이들(HDR DISPLAYS WITH OVERLAPPING DUAL MODULATION)"인 화이트헤드(Whitehead) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20080043303 호; (12) 2008년 7월 31일 공개되고 발명의 명칭이 "이중-변조기 디스플레이들에서의 신속한 이미지 렌더링을 위한 장치 및 방법들(APPARATUS AND METHODS FOR RAPID IMAGE RENDERING ON DUAL-MODULATOR DISPLAYS)"인 화이트헤드 등에 의한 미국 특허 출원 제 20080180465 호; (13) 2008년 7월 31일 공개되고 발명의 명칭이 "이중-변조기 디스플레이들에서의 신속한 이미지 렌더링(RAPID IMAGE RENDERING ON DUAL-MODULATOR DISPLAYS)"인 화이트헤드 등에 의한 미국 특허 출원 제 20080180466 호; (14) 2010년 11월 4일 공개되고 발명의 명칭이 "LCD 플레어의 완화(MITIGATION OF LCD FLARE)"인 워드(Ward) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20100277515 호; (15) 2010년 12월 30일 공개되고 발명의 명칭이 "백라이트 및 LCD 조정을 위한 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD FOR BACKLIGHT AND LCD ADJUSTMENT)"인 데이비스(Davies) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20100328537 호; (16) 2011년 2월 10일 공개되고 발명의 명칭이 "디스플레이 교정을 위한 보류 및 다른 메커니즘들 또는 처리들(RETENTION AND OTHER MECHANISMS OR PROCESSES FOR DISPLAY CALIBRATION)"인 애트킨스(Atkins)에 의한 미국 특허 출원 제 20110032248 호; (17) 2011년 7월 14일 공개되고 발명의 명칭이 "높은 밝기 및 높은 동적 범위 디스플레이들을 위한 이미지 처리시 적응적 감마를 적용하기 위한 시스템 및 방법들(SYSTEM AND METHODS FOR APPLYING ADAPTIVE GAMMA IN IMAGE PROCESSING FOR HIGH BRIGHTNESS AND HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAYS)" 인 워르너(Wallener) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20110169881 호; (18) 2011년 8월 11일 공개되고 발명의 명칭이 "비선형 응답 곡선들을 갖는 디바이스들에 대한 구동 신호들의 효과적인 연산(EFFICIENT COMPUTATION OF DRIVING SIGNALS FOR DEVICES WITH NON-LINEAR RESPONSE CURVES)"인 롱허스트(Longhurst)에 의한 미국 특허 출원 제 20110193610 호; (19) 2011년 9월 22일 공개되고 발명의 명칭이 "클러스터링된 광원들을 이용하는 커스텀 PSFS(CUSTOM PSFS USING CLUSTERED LIGHT SOURCES)"인 워르너에 의한 미국 특허 출원 제 20110227900 호; (20) 2011년 11월 10일 공개되고 발명의 명칭이 "컬러 디스플레이들을 위한 장치 및 방법들(APPARATUS AND METHODS FOR COLOR DISPLAYS)"인 워드 등에 의한 미국 특허 출원 제 20110273495 호; (21) 2011년 11월 17일 공개되고 발명의 명칭이 "콘트라스트 및 해상도를 증가시키기 위해 필터리스 LCD(들)를(을) 이용하는 높은 동적 범위 디스플레이들(HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAYS USING FILTERLESS LCD(S) FOR INCREASING CONTRAST AND RESOLUTION)"인 에린지퍼라스(Erinjippurath) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20110279749 호; (22) 2012년 3월 15일 공개되고 발명의 명칭이 "에지 리트 디스플레이들을 위한 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR EDGE LIT DISPLAYS)"인 에린지퍼라스 등에 의한 미국 특허 출원 제 20120062607 호; (23) 2012년 3월 29일 공개되고 발명의 명칭이 "공간적 광 변조기 디스플레이들에서 구동 신호들을 제어하기 위한 시스템들 및 방법들(SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING DRIVE SIGNALS IN SPATIAL LIGHT MODULATOR DISPLAYS)"인 메스머(Messmer)에 의한 미국 특허 출원 제 20120075360 호; (24) 2012년 4월 19일 공개되고 발명의 명칭이 "에지-리트 로컬 조광 디스플레이들, 디스플레이 구성요소들 및 관련 방법들(EDGE-LIT LOCAL DIMMING DISPLAYS, DISPLAY COMPONENTS AND RELATED METHODS)"인 시츠엔에 의한 미국 특허 출원 제 20120092395 호; (25) 2012년 5월 10일 공개되고 발명의 명칭이 "전력 감소된 디스플레이들(REDUCED POWER DISPLAYS)"인 마르검(Margerm) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20120113167 호; (26) 2012년 5월 10일 공개되고 발명의 명칭이 "광 변조 디스플레들에서 2차원 촬상 소자들의 어레이의 제어(CONTROL OF ARRAY OF TWO-DIMENSIONAL IMAGING ELEMENTS IN LIGHT MODULATING DISPLAYS)"인 마르검 등에 의한 미국 특허 출원 제 20120113498 호; (27) 2012년 5월 31일 공개되고 발명의 명칭이 "컬러 및 루미넌스 보상을 위한 공간적으로 가변하는 반사율/흡수율 변화도들을 갖는 반사기들(REFLECTORS WITH SPATIALLY VARYING REFLECTANCE/ABSORPTION GRADIENTS FOR COLOR AND LUMINANCE COMPENSATION)"인 쾅(Kwong)에 의한 미국 특허 출원 제 20120133689 호; (28) 2012년 6월 7일 공개되고 발명의 명칭이 "디스플레이 백라이트들 및 그것을 통합한 디스플레이들에 대한 광학적 혼합 및 성형 시스템(OPTICAL MIXING AND SHAPING SYSTEM FOR DISPLAY BACKLIGHTS AND DISPLAYS INCORPORATING THE SAME)"인 시츠엔 등에 의한 미국 특허 출원 제 20120140446 호; (29) 2012년 2월 2일 공개되고 발명의 명칭이 "다중 비디오 스트림들을 생성하거나 승인하는 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD OF CREATING OR APPROVING MULTIPLE VIDEO STREAMS)"인 애트킨스 등에 의한 미국 특허 출원 제 20120026405 호; (30) 2012년 3월 15일 공개되고 발명의 명칭이 "멀티-다이 LED 패키지 및 그것을 이용하는 백라이트 유닛(MULTI-DIE LED PACKAGE AND BACKLIGHT UNIT USING THE SAME)"인 애트킨스에 의한 미국 특허 출원 제 20120063121 호; (31) 2007년 11월 22일 공개되고 발명의 명칭이 "위치 고유 변조를 행하는 HDR 디스플레이들(HDR DISPLAYS HAVING LOCATION SPECIFIC MODULATION)"인 화이트헤드 등에 의한 미국 특허 출원 제 20070268577 호; (32) 2010년 4월 15일 공개되고 발명의 명칭이 "다중 변조기 디스플레이들 및 관련 방법(MULTIPLE MODULATOR DISPLAYS AND RELATED METHOD)"인 하이드리치(Heidrich) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20100091045 호; (33) 2012년 3월 15일 공개되고 발명의 명칭이 "에지 리트 디스플레이들을 위한 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR EDGE LIT DISPLAYS)"인 에린지퍼라스 등에 의한 미국 특허 출원 제 20120062607 호 - 이들 모두는 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다.
컬러 이미지들을 렌더링하기 위한 기술로서, 필드 순차 처리가 이 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들면, 다음은 이러한 필드 순차 디스플레이 시스템들의 예들이다: (1) 발명의 명칭이 "높은 프레임 움직임 보상된 컬러 시퀀싱 시스템 및 방법(HIGH FRAME MOTION COMPENSATED COLOR SEQUENCING SYSTEM AND METHOD)"인 미국 특허 출원 공보 제 20080253455 호; (2) 발명의 명칭이 "필드 순차 컬러형의 액정 디스플레이 및 그것을 구동하기 위한 방법(LIQUID CRYSTAL DISPLAY OF FIELD SEQUENTIAL COLOR TYPE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME)"인 미국 특허 출원 공보 제 20070152945 호; (3) 발명의 명칭이 "필드 순차 액정 디스플레이에서 잘못된 컬러 효과들을 감소시키기 위한 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING ERRONEOUS COLOR EFFECTS IN A FIELD SEQUENTIAL LIQUID CRYSTAL DISPLAY)"인 미국 특허 출원 공보 제 20110063330 호; (4) 발명의 명칭이 "컬러 순차 디스플레이 및 그의 전력 절약 방법(COLOR SEQUENTIAL DISPLAY AND POWER SAVING METHOD THEREOF)"인 미국 특허 출원 공보 제 20110063333 호 - 이들 모두는 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다.
일반적인 필드 순차 디스플레이 시스템들은 (동시에 나타낸다면, 백색을 형성하기 위해 일반적으로 조합할 수도 있는) 서로 다른 단일 프라이머리 컬러 프레임들의 시퀀스를 제공하려고 하고, 결과적인 이미지들의 시퀀스가 시청자에게 즐거움을 주는―적절하게는 높은 프레임 레이트에서―(액정 디스플레이(LCD)와 같이) 변조기를 구동시키기 위해 이미지 데이터가 분석되도록 한다. 이러한 종류의 이미지 렌더링은 종종 색 분리(color break-up)와 같은 불편한 시청 아티팩트들(unpleasant viewing artefacts)을 나타내고, 일부 디스플레이 시스템들은, 매우 높은 프레임 레이트들을 이용하는 것을 포함하는, 다양한 기술들에 의해 이러한 영향들을 감소시키거나 최소화하는 것을 시도한다는 것이 이 기술분야에 공지되어 있다.
디스플레이 시스템들 및 그 제조 및 이용 방법들의 몇몇 실시예들이 본원에 개시된다.
하나의 실시예에서, 디스플레이 시스템은 백라이트, MEMS 및/또는 IMOD 백플레인 및 제 1 변조기를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 디스플레이 시스템은 백라이트 소스, 제 1 변조기, 제 2 변조기 및 제어기를 포함한다. 백라이트 소스는 또한 이중 또는 다중 변조기 디스플레이 시스템에 대한 필드-순차 일루미네이션에 영향을 주도록 제어될 수도 있는 에지-리트 백라이팅 소스를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 디스플레이 시스템은, 각각 색 영역(color gamut)을 포함하는 컬러 프라이머리 이미터들의 2개 이상의 세트들을 포함할 수 있다. 색 영역들이 필드 순차 패턴으로 구동될 때, 결과적인 전체 색역(the resulting overall gamut)은 실질적으로 더 넓어진다.
또 다른 실시예에서, 디스플레이 시스템은 오토스테레오스코피 3D 시청에 영향을 주는 렌티큘러 렌즈 시트(lenticular lens sheet)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 디스플레이 시스템은 이미지의 3D 시청에 영향을 주는 독립형 편광 시청 안경과 함께 동작하도록 하기 위해 디스플레이 시스템에서 광을 조절하기 위한 매칭된 편광기를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 디스플레이 시스템은 독립형 액티브 셔터 안경을 포함할 수도 있고, 액티브 셔터 안경은 이미지들의 3D 시청에 영향을 주기 위해서 제 2 변조기의 서브화소들과 동기화되도록 한다.
또 다른 실시예에서, 디스플레이 시스템은: 광학 경로에 광을 제공하는 백라이트 소스; 백라이트 소스로부터 수광하여 광학 경로로 광을 변조하는 MEMS/IMOD 변조기; MEMS/IMOD 변조기로부터 수광하여 그 광을 투과시키는 제 2 변조기; 및 상기 시스템에서 렌더링될 입력 이미지 데이터를 수신하고 MEMS/IMOD 변조기 및 제 2 변조기에 신호들을 전송하는 제어기를 포함할 수 있다.
본 시스템의 다른 특징들 및 이점들은, 본원 내에 제시되는 도면들과 함께 이해할 때 다음의 상세한 설명에서 제시된다.
예시적인 실시예들은 도면들의 참조부호들로 예시된다. 본원에 개시되는 실시예들 및 수치들은 제한적이라기보다는 예시적인 것으로 고려된다.
도 1a는 필드 순차 백라이트 및 2개의 LCD 변조기들을 포함하는 높은 동적 범위를 위해 만들어진 디스플레이의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 1b는 도 1a의 실시예에 따라 만들어진 디스플레이에 대한 이미지 처리 파이프라인의 하나의 실시예를 도시하는 도면.
도 1c는 도 1a의 실시예에 따라 만들어진 디스플레이에 대한 이미지 처리 파이프라인의 또 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 디스플레이 시스템에 대한 에지-조명을 구현하기 위한 백라이팅 시스템 및 방법의 하나의 실시예를 도시하는 도면.
도 3은 도 2의 백라이팅 시스템 및 방법을 이용하는 시간적 처리 방법의 하나의 실시예를 도시하는 도면.
도 4a 및 도 4b는 2개의 상이한 시간 기간들 동안 도 2의 백라이팅 시스템 및 방법의 색역 효과들(gamut effects)을 도시하는 도면들.
도 5는 도 2의 백라이팅 시스템의 전체 색역 성능(overall gamut performance)을 도시하는 도면.
도 6 내지 도 9는 도 2의 백라이팅 시스템을 이용하는 시간적 백라이팅 방법들의 상이한 실시예들 및 변형예들을 도시하는 도면들.
도 10은 3D 시각 효과들에 입체적으로 영향을 미치는 이중 또는 다중 변조기 디스플레이 시스템의 하나의 실시예를 도시하는 도면.
도 11은 멀티-뷰 오토스테레오스코피를 위한 렌티큘러 렌즈 어레이를 포함하는 이중 또는 다중 변조기 디스플레이 시스템의 하나의 실시예를 도시하는 도면.
도 12는 3D 시청에 영향을 주기 위해 액티브 셔터 안경을 이용하는 이중 또는 다중 변조기 디스플레이 시스템의 하나의 실시예를 도시하는 도면.
도 13은 도 11에 도시되어 있는 것과 같은 디스플레이 상에서 다중 뷰들을 생성하기 위해 입력 입체 비디오 시퀀스 또는 정지 이미지 프레임이 이용될 수도 있는 하나의 실시예를 도시하는 도면.
도 14는 도 13의 시스템이 또한 멀티-뷰 오토스테레오스코피 비디오 시퀀스들 및 프레임들을 디스플레이하기 위한 멀티-뷰 코덱을 포함하는 하나의 실시예를 도시하는 도면.
도 15는 표준 LCD들에 이용되는 종래의 CCFL 백라이트 및 종래의 컬러 필터 어레이들의 스펙트럼 콘텐트 및 성능을 도시하는 도면.
도 16은 넓은 스펙트럼에 걸쳐 고른 일루미네이션을 제공하기 위해 컬러 필터들을 매칭하는 것과 함께 OLED 이미터들의 스펙트럼 성능, 즉, 넓은 스펙트럼 또는 RGB 중 하나의 하나의 실시예를 도시하는 도면.
도 17은 이중 및/또는 멀티-변조기 디스플레이에서 변조기들 중 하나로서 MEMS/IMOD 구성요소를 포함하는 하나의 가능한 디스플레이 시스템을 도시하는 도면.
도 18은 MEMS/IMOD 반사형 구성요소를 포함하는 디스플레이 서브-시스템을 도시하는 도면.
도 19는 MEMS/IMOD 투과형 구성요소를 포함하는 디스플레이 시스템을 도시하는 도면.
도 20 및 도 22는 상이한 스펙트럼 속성들을 갖는 2개 이상의 IMOD 구성요소들에 의해 백플레인을 분할할 수도 있는 디스플레이 시스템의 두 실시예들을 도시하는 도면들.
도 21a는 종래의 IMOD 반사형 구성요소의 일 스펙트럼 응답을 도시하는 도면.
도 21b는 간섭계 반사기 기반의 3 피크 스펙트럼의 스펙트럼 응답을 도시하는 도면.
도 23은 디스플레이가 IMOD 구성요소 및 LCD 서브화소 간의 원하는 정렬을 포함하는 디스플레이 시스템의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 24 내지 도 26은 디스플레이 시스템들의 몇몇 실시예들에 대해 충분할 수도 있는 종래 기술의 MEMS/IMOD 구성요소들을 도시하는 도면들.
도 27a 및 도 27b는 MEMS/IMOD 변조기들과 함께 가능한 복수의 스펙트럼들을 도시하는 도면들.
도 28은 컬러 LCD 변조기의 스펙트럼 응답의 하나의 예를 도시하는 도면.
도 29는 컬러 LCD 변조기를 통한 MEMS/IMOD 변조기로부터의 결과적인 스펙트럼을 도시하는 도면.
다음 상세한 설명 전반에 걸쳐서, 당업자들에게 더 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적인 세부사항들이 기술된다. 그러나, 공지되어 있는 요소들은 본 개시의 불필요한 모호함을 피하기 위해서 상세히 제시되거나 기술되지 않을 수 있다. 따라서, 상세한 설명 및 도면들은 제한적이라기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
높은 동적 범위 디스플레이 시스템들은 점점 소비자 디스플레이 제품들이 되어가고 있다. 몇몇 상이한 디스플레이 시스템 구성들은 높은 동적 범위에 영향을 주도록 시도해 왔다. 하나의 이러한 구성이 상술된 '695 출원의 도 1에 도시되어 있다. 이러한 구성은 고해상도 LCD 패널의 한쪽에 조명을 비추는 컬러 LED 백라이트들의 저해상도 어레이이다. 개별적으로 변조되는 LCD 패널과 개별적으로 변조되는 LED 백라이트들의 조합은 매우 높은 동적 범위의 디스플레이를 생성한다. 그러나, 이러한 디스플레이에 따른 비용은, 부분적으로는, 이중 변조형 디스플레이를 구현하기 위해 필요한 처리 요건들 및 LED 백라이트들의 비용에 의해 발생된다. 이러한 시스템의 처리 요건들은 또한 광이 LCD 패널의 임의의 소정의 서브화소를 투과할 수도 있는 상이한 LED들의 수에 의존한다. 경험적으로, LCD 서브화소에 조명을 비추는 LED들이 많을수록, 렌더링된 이미지를 정밀하고 정확하게 재생하기 위해서는 더 많은 처리가 필요하게 된다.
에지-리트 이중 패널 디스플레이 시스템(Edge-lit Dual Panel Display System)의 실시예
컬러 LED들의 어레이를 포함하는 백라이트의 비용 없이, 유사한 높은 동적 범위를 나타내는 디스플레이를 생성하기 위해서, 다양한 구성들이 가능하다.
도 1a는 개별적으로 변조되는 백라이트 없이 높은 동적 범위를 달성하는 디스플레이 시스템(100)의 일 실시예이다. 대체로, 디스플레이 시스템(100)은 (백라이트(106)로부터 나오는 화살표로 표기된) 광학 경로로 광을 방출하는 필드 순차 백라이트(106)를 포함한다. 이 광학 경로에서의 광은 제 1 변조기(110)에 의해 변조된 다음 제 2 변조기(114)에 의해 변조된다. 이하 더 상세히 논의되는 것과 같이, 이 실시예는 에지-리트 디스플레이를 형성하는 가능하게는 소수의 이미터들을 이용함으로써 (상술된 것과 같이, 따로따로 제어가능한 LED 이미터들의 어레이를 포함하는 백라이트를 갖는) 이전의 높은 동적 범위 디스플레이 시스템들의 대표적인 고 비용을 피한다.
적어도 2개의 LCD 패널들을 포함하는 이러한 높은 동적 범위 디스플레이들의 다른 예들로는 다음의 공동 소유의 출원들이 있다: (1) 2010년 5월 14일 출원되고 발명의 명칭이 "콘트라스트 및 해상도를 증가시키기 위해 필터리스 LCD(들)를(을) 이용하는 높은 동적 범위 디스플레이들(HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAYS USING FILTERLESS LCD(s) FOR INCREASING CONTRAST AND RESOLUTION)"인 미국 특허 출원 제 12/780,740 호(대리인 관리 번호 제 D10026US01 호); (2) 2011년 4월 28일 출원되고 발명의 명칭이 "교차 BEF 시준기 및 편광-보존 확산기를 갖는 이중 패널 디스플레이(DUAL PANEL DISPLAY WITH CROSS BEF COLLIMATOR AND POLARIZATION-PRESERVING DIFFUSER)"인 미국 특허 임시 출원 제 61/479,966 호(대리인 관리 번호 제 D11006USP1 호; (3) 2011년 3월 9일 출원되고 발명의 명칭이 "높은 콘트라스트 그레이스케일 및 컬러 디스플레이들(HIGH CONTRAST GRAYSCALE AND COLOR DISPLAYS)"인 미국 특허 임시 출원 제 61/450,802 호(대리인 관리 번호 제 D11011USP1)―이들 모두는 그 전체가 참조로서 통합된다. 이들 다른 디스플레이들은 또한 간단한 백라이팅 방법과 함께 이중 변조기 패널들을 이용한다.
도 1a의 실시예의 논의를 계속하면, 디스플레이 시스템의 더 완전한 설명이―디스플레이의 내부 구성요소들부터 보여지는 부분의 순서로―이어진다. 구동 회로(104)는 이미터들(106A)(예를 들면, LED 또는 이 기술분야에 공지되어 있는 다른 적절한 이미터들)을 구동한다. 이미터들(106A)로부터의 광은 광 도파관(106B)에 의해 확산된다. 광학 경로와 떨어져 이동하는 광은 반사기(105)(예를 들면, ESR 필름, 데이라이트 필름 등)에 의해 경로로 반사될 수 있다.
광 시준 스택(108)은 벌크 확산기(107), BEF 또는 프리즘 필름(108A), 교차 BEF 또는 프리즘 필름(108B)(가능하게는 필름(108A)에 대해 90도), DBEF 필름 또는 반사 편광자(108C)를 포함할 수 있다. 제 1 변조기(110)는 (가능하게는 +45도의) 편광자(110A), 제 1 변조기 패널(110B)(예를 들면, LCD 패널 등) 및 (가능하게는 -45도의) 편광자(110C)를 포함할 수 있다.
제 1 변조기(110) 이후에, 광은 제 2 변조기(114)를 통과하기 전에 (편광 보존 또는 홀로그램 확산기일 수도 있는) 확산기(112)를 통과할 수 있다. 제 2 변조기(114)는 (가능하게는 -45도의) 편광자(114A), 제 2 변조기 패널(114B)(예를 들면, LCD 패널 등) 및 (가능하게는 +45도의) 편광자(114C)를 포함할 수 있다. 제 2 변조기(114)로부터 방출되는 광은 도시된 것과 같이 바로 시청 가능하다.
하나의 실시예에서, 제 1 변조기 패널(110B) 및 제 2 변조기 패널(114B)은 모두 에지-리트 방식으로 정렬된 컬러 LED들과 함께 동작하는 모노크롬 LCD 패널들일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제 1 변조기 패널(110B) 및 제 2 변조기 패널(114B) 중 하나 또는 둘 모두는 에지-리트 방식으로 정렬된 컬러 LED 들 또는 백색 LED들 중 어느 하나와 함께 동작하는 컬러 서브화소들을 포함할 수 있다. LCD 패널들 모두가 모노크롬이면, 컬러 필터 어레이(CFA)가 없거나 컬러 서브화소 필터들이 회피되기 때문에, 디스플레이 시스템으로부터의 광의 스루풋(throughput)이 증가된다. 2개의 모노크롬 LCD들이 화소 단위로 실시간으로 협력하여 구동된다면, 이러한 밝기 및 에너지 효율성 증가들은 더욱 향상될 수 있다.
부가적으로, 이러한 디스플레이 시스템에 의해 매우 높은 콘트라스트가 달성될 수 있다. 2개의 모노크롬 LCD들의 광학적 곱셈 동작에 의해 얻어진 높은 콘트라스트는 광원 변조 없이 높은 동적 범위 움직임 형상화의 정확한 표현을 가능하게 할 수 있다. 그러나, 넓은 색 영역(WCG)의 정확한 표현을 위해서, 광원을 변조하는 것은 단일 또는 다중 주 파장들을 갖는 광원들을 이용할 때 고도로 포화된 색들의 디스플레이를 가능하게 한다.
하나의 실시예에서, 광원들은 LED들의 세트를 포함할 수 있다. 그러나, 이들 LED들은 유기 LED들(OLED), 양자 점들(QD) 또는 고체 상태 레이저들(SSL)과 같이 상업적으로 생산되는 다른 광 이미터들로 대체될 수 있다. 또한, 실시예들의 다향한 설명들에 있어서, 모노크롬 LCD들은 액티브 매트릭스 LCD들, 투과형 LCD들, 윈도우 LCD들을 포함할 수 있다는 것이 인식될 것이다.
에지-리트 이중 패널 디스플레이에 의한 필드 순차 색 처리
이 실시예의 계속되는 논의를 참조하여, 백라이트가 에지-리트 방식으로 정렬된 컬러 LED들을 포함하는 것으로 가정될 것이다. 동작에 있어서, 이미지 데이터가 제어기(102)에 입력되고, 특정 이미지 처리 단계들(예를 들면, 이 기술분야에 공지되어 있는 것과 같이, 색역 매핑 알고리즘들(GMA: Gamut Mapping Algorithms) 또는 서브화소 렌더링 알고리즘들(SPR)) 이후에, 이 제어기(102)는 이미지 데이터 및 제어 신호들을 구동 회로(104) 및 제 1 변조기 패널(110B)과 제 2 변조기 패널(114B)로 전송할 수 있다.
하나의 실시예에서, 에지-리트 백라이트(106)는 컬러 이미터들의 세트―예를 들면, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED 이미터들(및 다른 컬러 이미터들도 가능하지만, 예시의 목적들을 위해서 지금은 R, G, B 이미터들만 고려한다)를 포함할 수도 있고―여기서, 각 R 이미터는 실질적으로 적색 스펙트럼에서 하나의 프라이머리 컬러이고, 각 G 이미터는 실질적으로 녹색 스펙트럼에서 하나의 프라이머리 컬러이고, 각 B 이미터는 실질적으로 청색 스펙트럼에서 하나의 프라이머리 컬러이다(즉, 제조 허용오차들의 특정 정도 내에서). 이러한 디스플레이 시스템에 있어서, 제어기(102)는―원하는 이미지를 정확히 렌더링하기 위해 각 적색, 녹색 및 청색 필드 동안 적절한 투과성으로 설정하도록 변조기들(예를 들면, 개개의 서브화소들)을 적절히 조정하기 위해―제어 신호들을 제 1 변조기 패널(110B) 및 제 2 변조기 패널(114B)로 전송하기 위한 이미지 데이터를 분석할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 컬러 이미터들의 세트―예를 들면, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED 이미터들(및 다른 색의 이미터들도 가능하지만, 설명의 목적들을 위해서, 지금은 R, G, B 이미터들만을 고려한다)―를 포함하는 에지-리트 백라이트(106)를 이용하는 것이 가능하다. 그러나, 이미터마다 실질적으로 하나의 프라이머리 컬러(예를 들면, 각 R 이미터는 실질적으로 적색 스펙트럼에서 하나의 프라이머리 컬러이다)를 이용하는 대신, 백라이트(106)는, 예를 들면, 디스플레이 시스템의 광 경로에서 "적색" 컬러를 생성하기 위해 적색 스펙트럼 구역에서 2개 이상의 프라이머리 컬러들을 포함할 수 있다. 서브세트 또는 원하는 개별 스펙트럼 구역들 각각에서 2개 이상의 프라이머리 컬러들(예를 들면, 원하는 것으로서 2개 이상의 상이한 "적색" 이미터들, "녹색" 이미터들, "청색" 이미터들, "노란색" 이미터들, "청록색" 이미터들 등)을 이용하는 것 또한 가능하다. 2개 이상의 "적색" 이미터들의 적절한 선택은 적색 이미터들의 적절한 비닝(binning) 및 컬러 출력에 따른 분리에 의해 달성될 수 있다.
이러한 디스플레이 구성에 의하면, 종래의 필드 순차 시스템과 비교하여, 더 넓은 색 영역을 갖는 필드 순차 방법에 영향을 주기 위해 다양한 방식들 및 조합들로 상이한 이미터들을 함께 그룹화하는 것이 가능하다. 단지 예시적인 목적들을 위해서, 백라이트는 2개의 "적색들"(R1 및 R2), 2개의 "녹색들"(G1 및 G2) 및 2개의 "청색들"(B1 및 B2)을 포함하는 것으로 가정한다. 그 경우에, [R1, G1, B1] 및 [R2, G2, B2]의 이미터들의 세트들에 의해 2개의 백색 광 스펙트럼들이 생성될 수 있다. R, G 및 B만을 선택하는 것으로 제한되지 않고, 임의의 다른 세트의 컬러 이미터들(노란색, 청록색, 자홍색 등)이 같은 방식으로 이용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 또한, 상이한 세트들의 컬러 이미터들의 변화들은 백색 광을 생성하기 위해―필드 순차 방식에 영향을 주기 위해―동적으로 이용될 수 있다. 제어기(102)는 백라이트 어레이 및 2개의 모노크롬 LCD들에 대한 제어 신호들을 생성시킨다. 디스플레이 상에서의 재생을 위해 비디오 시퀀스에서 인입 입력 이미지 프레임에 기초하여 멀티-프라이머리 광 이미터들을 구동하는 최적의 순서를 결정하기 위한 장면 분석을 이용할 수 있다.
도 1b는 광 이미터 구동기들(104) 및 2개의 모노크롬 LCD들(110, 114)에 대한 구동 신호들을 생성시키는 제어기(102)에 의해 영향을 받을 수도 있는 실시예의 이미지 처리 파이프라인(또는 그렇지 않으면 흐름도)의 일 예를 도시한다. 디스플레이 실시예에서 시청될 비디오 시퀀스로부터의 인입 이미지 프레임은 먼저 선형 공간에서 이미지 화소 데이터를 나타내기 위해 역 감마 보정(130) 함수를 거칠 수 있다. 보정된 이미지는 이어서 R, G 및 B 컬러 채널들에 대한 히스토그램들을 생성시키기 위해 이미지 히스토그램 생성기(132)에 의해 처리될 수 있다(또는 어떤 컬러 채널들이든 디스플레이 시스템에 의해 제공된다). 히그토그램들에 기초하여, 특정 프레임에 대한 상이한 컬러 채널 LED들의 최적의 신호를 결정하기 위해 예비 장면 분석이 동적 레벨러(leveler) 모듈(136)에 의해 실행된다. 이 신호에 기초하면, 별개의 구동 값은 RGB 컬러 광 이미터들 각각의 값이다. 개별 채널들에 대한 구동 값들 및 피크 구동 값에 기초하여, 독립된 컬러 채널 이미지들이 동적 리스케일러(rescaler)(138)에서 리스케일링될 수 있다. 리스케일러의 출력은 선형 구동 값들을 생성시키기 위해 (예를 들면, 제곱근 함수 등에 영향을 미칠 수도 있는) 이중 LCD 분할(140)을 진행한다. 그러나, 모노크롬 LCD들은 피크 광 투과의 퍼센티지인 광을 투과시키기 위해 입력 구동 값을 변환하는 개별 LCD 투과율 함수들을 가질 수 있다. 이들 투과 함수들을 역전시킴으로써, 구동기들(144, 146) 각각은 2개의 모노크롬 LCD들(110, 114)에 대한 신호들을 각각 생성시킨다.
색 분리의 영향을 감소시키기 위한 또 다른 방법은 "가상 프라이머리들(virtual primaries)"을 이용하는 것이다―여기서는, 2개 이상의 상이한 컬러 이미터들(예를 들면, 녹색 및 청색)이 새로운 "가상" 프라이머리(예를 들면, 본 예에서는 청록색)를 동적으로 만들기 위해 동시에 조명을 받을 수 있다. 이러한 가상 프라이머리들은 현재 렌더링되고 있는 이미지 프레임의 이미지 처리 분석에 따라 생성될 수 있다. 가상 프라이머리들을 이용하는 필드 순차 처리 기술들은 공지되어 있고, 또한, 발명의 명칭이 "다중 분할된 백라이트를 갖는 높은 동적 콘트라스트 디스플레이 시스템(HIGH DYNAMIC CONTRAST DISPLAY SYSTEM HAVING MULTIPLE SEGMENTED BACKLIGHT)"인 미국 특허 출원 공보 제 20090174638 호 및 발명의 명칭이 "프린징 감소를 위한 컬러 변환 유닛(COLOR CONVERSION UNIT FOR REDUCED FRINGING)"인 미국 특허 출원 공보 제 20080253445 호에 논의되어 있고, 이들은 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다. 실제로, 부가적인 넓은 색 영역 성능을 얻기 위해 가상 프라이머리들의 기술들과 함께 다중 프라이머리 세트들의 다양한 기술들을 조합하는 것이 가능하다.
가상 프라이머리들의 개념은 이중 모노 LCD 기반 FSC 시스템으로 매우 효과적으로 확장될 수 있다. 도 1c의 실시예에 도시되어 있는 것과 같이, 색역 매핑 알고리즘 모듈(GMA(134))은, 동적 레벨러(136)와 함께 이용될 때, 포화도 저하의 레벨들을 변화시키는 것에 의해 가상 프라이머리들을 생성하기 위해 프라이머리들의 세트와 조합될 수 있다. 또한, 백라이트 LED 구동기들이 펄스 폭 변조(PWM)에 의해 제어되면, 이러한 방식으로 특정 시간 기간 동안 스크린 상의 특정 구역에 대한 어드레스 가능한 컬러 공간을 제어하는 것이 가능할 수 있다. 또한, LED 백라이트 구동기들 및 최적의 가상 프라이머리들의 선택을 위한 동적 레벨러(136), 및 LCD 구동 값들의 최적의 선택을 위한 동적 리스케일러(138)의 조합은 문헌에서 기술된 것과 같이 FSC 시스템에 의한 두드러진 문제점인 플리커 감소를 가능하게 할 수 있다. 서브화소 렌더링(SPR) 알고리즘 모듈(142)을 포함하는 것은 또한, 이 기술분야에 공지되어 있는 것과 같이, 개별 서브화소 제어 신호 값들을 제어함으로써, 디스플레이 시스템으로부터의 마지막 렌더링된 이미지의 양호한 루미넌스 및 색차 균형을 제공하기 위한 이 실시예와 함께 구성된 디스플레이의 시청 경험을 강화할 수 있다.
도 2는 이러한 디스플레이 시스템에서 다중 프라이머리 세트들에 영향을 주기 위한 백라이트 방법(200)의 일 실시예이다. 디스플레이 시스템이 2개의 백색 광 스펙트럼들(상술된 것과 같이 [R1, G1, B1] 및 [R2, G2, B2])을 포함하는 것으로 가정하면, 제어기(102)는, 이미지 데이터를 분석한 후에, 프라이머리들의 이들 2개의 세트들―P1(204) 및 P2(206)이라고 표기됨―에 각각 제어 신호들을 전송할 수 있다. 백라이트(208)는 필드 순차 처리 동안 전체 디스플레이에 걸쳐 만족스러운(및 균일한) 백색 조명에 영향을 주기 위해 상이한 컬러 이미터들(208A, 208B 등)을 적절히 조화롭게 할 수 있다.
이들 이미터들은―협대역, 구체적으로는 비닝형 LED 이미터들, 양자 점, 양자 점 강화 필름(예를 들면, QDEFTM), 레이저 광원들 등과 같이―많은 상이한 종류들의 협대역 컬러 소스들 중 하나를 포함할 수 있다는 것이 인식될 것이다.
백라이트를 따른 이미터들의 이러한 물리적 분포를 가정할 때, 시간적 처리의 일 실시예가 도 3에서 도시된 것과 같이 진행될 수 있다. 도 3은 CIE 1931 색 공간 및 이 예에서는 PS1 프라이머리들(302) 및 PS2 프라이머리들(304)로 나타낸 2개의 개별적인 색 영역들을 도시하고 있다. 이제 실현 가능한 이들 2개의 개별적인 색 영역들에 의해, (디스플레이가 단 하나의 색 영역, 즉, PS1만을 가지고 있는 것보다) 디스플레이 시스템에 대한 전체의 넓은 색 영역에 영향을 주기 위해 시간적 방식으로 그것들을 이용하는 것이 가능하다.
도 4a 및 도 4b는 2개의 개별적인 시간 기간들을 도시한다―하나의 시간 기간은 PS1(302)이 (예를 들면, 적어도 3개의 프레임들의 하나의 시간 간격동안 [R1, G1, B1]을 이용하는) 디스플레이 시스템의 활성 색 영역이고, 또 다른 시간 기간은 PS2(304)가 (예를 들면, 적어도 3개의 프레임들의 이 제 2 시간 간격 동안 [R2, G2, B2]를 이용하는) 디스플레이 시스템의 활성 색 영역이다.
이러한 시간적 필드 순차 처리의 전체적인 효과는 도 5에 도시되어 있다. 이 디스플레이 시스템의 색역(500)은 이제 프라이머리 지점들(R1, R2, G1, G2, B1, B2)에 대응하는 실질적으로 6개의 정점들(구역들(502, 504, 506)에서)을 갖는 것으로 나타난다는 것을 유념해야 한다. 이 넓은 색역은, 6 프라이머리 색 영역과 같이, 극장용 콘텐트(theatrical content)에서 발견되는 색 영역 표현들을 더욱 정확히 근사할 수 있다.
이러한 필드 순차 디스플레이 시스템과 함께 많은 다른 변형들 및 설명들이 가능하다. 도 6 내지 도 9는 필드 순차 처리의 공지된 바람직하지 않은 효과들을 감소시키기 위한 필드 순차 처리 방법들의 상이한 실시예들이다. 도 6은 RGBW 백라이팅 방법이 도시되는 일 실시예이다. RGBW 백라이팅은 색 분리의 공지되고 바람직하지 않은 효과를 감소시키고/감소시키거나 개선하기 위한 기회를 제공할 수 있다. 도 6에서, 백색 광(W)은 루미넌스의 기반을 제공하는 한편, R, G 및 B 이미터들은 결과 이미지에서 부가적인 색차를 공급할 수 있다. 이 W 광은 기존의 R, G, B 이미터들에 의해 제공될 수 있다(또는 개별 백색 이미터들을 포함하여, 컬러 이미터들은 모두 백라이트에 존재한다).
도 7은 RGBW 필드 순차 처리를 위한 또 다른 방법을 도시하고, 여기서는 시간 슬롯들 중 하나가 W 필드에 예약되어 있다. 도 8은 색 분리의 효과들을 감소시키는데 도움을 줄 수도 있는 또 다른 필드 순차 방법이다. 이 실시예에서, G 필드는 필드 시퀀스에서 반복된다. 색 분리를 감소시키기 위해 반복되는 녹색 프라이머리들을 이용하는 이러한 개념은 도 2 및 도 3에서 기술된 실시예들로 확장될 수 있다. (예를 들면, 가상 프라이머리로서, 녹색 또는 다른 밝은 프라이머리 컬러와 같이) 루미넌스가 높은 컬러 필드는, 다른 루미넌스가 낮은 컬러 필드들(예를 들면, 청색 또는 적색) 보다 색 분리를 완화하는데 도움을 주기 위해 제어기에 의해 영향을 받는 모든 일루미네이션 방법에서 높은 주파수를 갖는 것으로 충분하다.
도 9는 G 필드가 반복되는 또 다른 실시예이지만; 이때에는 2개 이상의 컬러 프라이머리 세트들, 예를 들면, P1 및 P2와 관련된다. 이러한 멀티-프라이머리 백라이팅 방법들에 있어서, 백라이팅 리프레시율을 증가시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, LCD 디스플레이들이 240㎐의 비율이 되면, 백라이트는 최소한 초당 240개의 프레임들로 리프레시될 수 있다. 특정 블루 상 모드의 LCD들은 이러한 높은 프레임률들에서 클럭킹할 수 있는 것으로 예시되어 있다.
확장된 3D 시각적 효과들에 대한 실시예들
에지-리트 백라이트들을 갖는 이중 변조기 디스플레이 시스템의 다양한 실시예들에 의하면, 오토스테레오스코피 효과들을 포함하여, 확장된 3D 시각적 효과들에 대한 시스템들 및 기술들을 개시하는 것이 가능하다.
도 10은 도 1a의 디스플레이 시스템에서 기술된 것과 동일한 많은 소자들을 공유하는 이중 변조기 디스플레이 시스템(1000)의 일 실시예이다. 2개의 디스플레이 시스템들 간의 한 가지 상이한 점은 제 2 변조기(114)에서 발견된다. 제 2 변조기(114)는 매칭된 편광 분석기(1002) 및 모노크롬 액정(1004)을 포함할 수 있다.
매칭된 편광기(1002)는 각각의 좌우 채널들에 대한 이미지들을 출력하도록 제어될 수 있다. 채널들은, 예를 들면, 왼쪽 눈 및 오른쪽 눈에 대해 상이한 필터들을 포함하는 독립형 시청 안경(1006)에 의한 시청을 위해 분리될 수도 있는 왼쪽 눈 시청 채널 또는 오른쪽 눈 시청 채널일 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(1000)는 3D 이미지의 왼쪽 뷰 및 오른쪽 뷰를 교대로 디스플레이하도록 전원이 공급될 수 있다. 이미지들은 이어서 시청 채널과 일치하는 이미지들 각각을 편광시키기 위해 부가적인 제어가능한 편광기에 전원을 공급함으로써 상이한 대응 시청 채널들로 분리될 수 있다. 예를 들면, 왼쪽 및 오른쪽 편광 시청 시스템에 있어서, 안경(1006)은 왼족 눈의 렌즈에 대해 P 편광 필터를 오른쪽 눈의 렌즈에 대해 S 편광 필터를 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 제어가능한 패널(1002)에는, 왼쪽 이미지 데이터로 변조된 광을 P 편광으로 통과/변환하고 오른쪽 이미지 데이터로 변조된 광을 S 편광으로 통과/변환하도록 전원이 공급될 수 있다.
또 다른 예에서, 광은 분리된 왼쪽 또는 오른쪽 이미지 데이터로 변조될 수도 있고(예를 들면, 임의의 소정의 시간에 디스플레이로부터 방출되는 광은 왼쪽 및 오른쪽 채널 이미지 모두의 일부분들을 포함한다), 제어가능한 편광기 패널은 또한 개별적으로 전원을 공급받고 왼쪽 및 오른쪽 시청 채널들에 의해 편광 필터들을 통해 부분적인 이미지들을 적절한 편광 및 후속하는 시청으로 변환하기 위해 디스플레이된 이미지 부분들과 동기화된다.
도 11은 시청자가 쓰고 있는 안경의 매칭 세트의 필요없이 높은 동적 범위를 갖고 3D 이미지들에 영향을 줄 수 있는 이중 변조기 디스플레이 시스템(1100)의 또 다른 실시예이다. 이 기술분야에 공지되어 있는 것과 같이, 오토스테레오스코피 방식으로 3D 시청에 영향을 주는 것이 가능하다. 몇몇 공지되어 있는 시스템들은 다음 특허문헌에 개시되어 있다: (1) 발명의 명칭이 "오토스테레오스코피 디스플레이 장치에서 이용되는 분할된 렌티큘러 어레이(SEGMENTED LENTICULAR ARRAY USED IN AUTOSTEREOSCOPIC DISPLAY APPARATUS)"인 미국 특허 출원 공보 제 20110038043 호; (2) 발명의 명칭이 "2D/3D 오토스테레오스코피 멀티뷰 디스플레이를 위한 백라이팅 시스템(BACKLIGHTING SYSTEM FOR A 2D/3D AUTOSTEREOSCOPIC MULTIVIEW DISPLAY)"인 미국 특허 출원 공보 제 20100118218 호; (3) 발명의 명칭이 "2D/3D 전환가능한 오토스테레오스코피 디스플레이 장치 및 방법(2D/3D SWITCHABLE AUTOSTEREOSCOPIC DISPLAY APPARATUS AND METHOD)"인 미국 특허 출원 공보 제 20100079584 호; (4) 발명의 명칭이 "최적의 시청 거리의 적응에 의한 오토스테레오스코피 디스플레이를 위한 방법 및 디바이스(METHOD AND DEVICE FOR AUTOSTERIOSCOPIC DISPLAY WITH ADAPTATION OF THE OPTIMAL VIEWING DISTANCE)"인 미국 특허 출원 공보 제 20090207237 호; (5) 발명의 명칭이 "오토스테레오스코피(AUTOSTEREOSCOPIE)"인 미국 특허 출원 공보 제 20030025995 호―이들 모두는 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다.
도 11의 이러한 실시예에서, 도 2에 도시되어 있는 것과 같은 에지-리트 필드 순차 백라이팅 시스템과 같은 백라이트 소스(1102) 또는 임의의 다른 적절한 백라이트는, 예를 들면, 도 1a에 도시되어 있는 것과 같은 또는 상기 참조로서 통합된 공동 소유의 특허 출원들 중 임의의 출원에서의 임의의 또 다른 이중 변조기 디스플레이에서 예시되는 것과 같은 이중 변조기 시스템을 위한 백라이트를 제공할 수 있다.
제 1 및/또는 프라이머리 변조기(예를 들면, 모노크롬 LCD)에서의 각 화소 구조(1104)는 왼쪽(L), 중앙(C) 또는 오른쪽(R) 시청을 위한 것으로서 지정될 수도 있지만, 많은 상이한 시청 영역들이 지정된다. 이들 화소 구조들(1104)로부터의 광은 제 2 및/또는 세컨더리 변조기(예를 들면, 또 다른 모노크롬 LCD)에서의 화소 구조들과 매칭된다.
광은 세컨더리 화소 구조(secondary pixel structure)(1106)로부터 방출되기 때문에, 광은 또한 렌티큘러 렌즈 어레이 및/또는 시트(1108)에 의해 조절된다. 렌티큘러 어레이(1108)는 다양한 시청 영역들―예를 들면, 시청자가 보는 것처럼 왼쪽, 중앙 및 오른쪽 시청 영역들―에 대한 다양한 광 경로들에 영향을 미친다. 인식될 수도 있는 것과 같이, 모노크롬 서브화소들을 포함하는 2개의 변조기들과 함께 이중 변조기를 포함하는 이 디스플레이 시스템은 컬러 서브화소들로부터의 일상적인 밝기 감소의 부족으로 인해 더 밝은 이미지를 가능하게 한다. 또한, LCR 서브화소들의 존재는 디스플레이된 이미지들의 해상도를 감소시키지 않고 3개의 개별적인 뷰들을 효과적으로 제공한다. 또한, 확장된 색역 성능(enhanced gamut performance)을 갖는 확장된 시간적 및/또는 필드 순차 백라이트들에 의하면, 충실도가 시청자의 경험의 일부가 되는 영화들 및 다른 이미지 소스들에 대해 높은 색차 충실도를 가능하게 할 수 있다. 렌티큘러 어레이/시트(lenticular array/sheet) 내의 렌즈들의 해상도 및/또는 차원들은 렌즈들이 실질적으로 서브화소 폭과 동일한 크기가 되도록 최적화될 수 있다.
도 12는 적절한 백라이트(1202)로부터의 광이 제 1 또는 프라이머리 모노크롬 화소(1204)를 통해 투과된 다음 세컨더리 모노크롬 화소(1206)를 통해 투과되는 이중 변조기 디스플레이 시스템(1200)의 또 다른 실시예이다. 세컨더리 모노크롬 LCD 화소는 프라이머리 모노크롬 LCD 화소의 다중(일 예로는 2배) 프레임 레이트에서 스위치[ON/OFF]로서 기능할 수 있다. 셔터 LCD는 교호하는 화소들이 3D 시청 경험을 생성하기 위해 눈들 중 어느 한쪽 눈에 의해 보여지도록 액티브 셔터 안경(1208)과 동기화될 수 있다. 대안적으로, 세컨더리 모노크롬 LCD는 LonRoff, LoffRoff 및 LoffRon 사이에서 교호하는 3-상태에서 기능할 수 있다. 이것은 액티브 셔터 안경 기반 3D 시청에서 누화 감소를 가능하게 할 수 있다.
도 13 및 도 14는 예를 들면, 도 11의 오토스테레오스코피 시스템들 또는 도 12에서와 같은 시스템에서 기술된 것과 같은 3D 이미지들을 렌더링할 수도 있는 이중 변조기 디스플레이 시스템에 대한 이미지 처리 파이프라인의 두 실시예들이다. 이미지 파이프라인(1300)은 합성을 위해 비디오 시퀀스로부터 스테레오 프레임을 입력하고, 도 11의 실시예들을 이용하는 특정 멀티뷰 3D 시스템에 대해 최적화될 수도 있는 장면의 다중 뷰들을 렌더링한다.
공간 처리기(1302)는 이미지 데이터의 다중 채널들―이 실시예에서는, 5개의 채널들: L2, L1, C, R1, R2―을 출력하여, 오토스테레오스코리를 위한 5개의 뷰들을 생성한다. 이들 5개의 채널들은, 이 기술분야에 공지되어 있는 것과 같이, 3D 시청에 영향을 주기 위해 상이한 뷰들로서 이용될 수 있다.
도 14는 이미지 처리 파이프라인(1400)의 또 다른 실시예이고, 여기서,―입체 3D 시청에서 행해지는 것과 같이―비디오 장면의 하나의 뷰보다 많은 것을 나타내는 비트스트림들을 구성하기 위해 MVC 디코더(1402)가 선처리 단계로서 부가된다. MVC 디코더(1402)는 장면의 16개까지의 뷰들을, 예를 들면, 도 11에서 기술된 것과 같이, 오토스테레오스코피 디스플레이에서 표현되는 N개의 뷰들(여기서, N은 16 이하의 임의의 수일 수 있다)로 디코딩한다.
새로운 백색 광 배경 에지 조명 기술들
2개의 모노크롬 LCD들 및 백색 광(또는 넓은 스펙트럼)의 광원을 포함하는 이중 변조기 디스플레이 시스템들과 관련하여 상기를 참조하여 계속된다. 도 15는 종래의 CCFL 백색 광의 스펙트럼을 도시한다. 이러한 CCFL 스펙트럼과 연관된 몇 개의 피크들 및 스루가 존재한다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 15는 컬러 서브화소들을 갖는 종래의 LCD로부터의 일반적인 컬러 필터 응답을 보여준다. 하나의 컬러 대역(예를 들면, 청색)의 몇몇 부분들에서 또 다른 컬러 대역(예를 들면, 녹색 서브화소)으로 및 그를 통해 일루미네이션의 누화(또는 블리드-스루(bleed-through))가 존재한다는 것을 알 수 있다. 그러한 결과는―즉, CCFL 광이 LCD에서 종래의 컬러 서브화소들에 의해 필터링될 때―결과적인 일루미네이션이 컬러 스펙트럼 일루미네이션의 어떤 피크들 및 스루들을 나타내면서 전체적으로는 여전히 불균일할 수 있다는 것이다. 이러한 시스템에 의해 표현되는 색 영역은 LCD에서 컬러 필터들의 선택으로 제한되지 않을 수 있다.
도 16은 조명을 위해 협대역 또한 광대역 이미터들 중 어느 하나를 이용하는 백라이트들에서 특정 컬러 필터들을 이용하는 하나의 가능한 실시예이다. 협대역의 경우에 있어서, 이미터들은 LED, OLED, 레이저, 양자 점 강화 필름들 등일 수 있다. 광대역의 경우에 있어서, 이미터들은 LED, OLED, CCFL 등일 수 있다. 이들 이미터들의 스펙트럼들이 조합될 때, 그 결과는 실질적으로 백색 소스 또는 광의 넓은 스펙트럼 소스이다. 예를 들면, 도 16은 도시된 것과 같이 가시 스펙트럼에 걸쳐 특정 피크들 및 스루들을 나타내는 OLED 이미터들에 의해 생성되는 백색 스펙트럼을 도시한다. 적절한 컬러 필터들이 상호 보완적인 방식으로 이 OLED 백색 소스에 대해 이용되면―즉, 예를 들면, B1, B2, G1, G2, R1, R2 필터들을 선택함으로써 광원들에 대한 대역 통과를 동조하여, 가시 스펙트럼에서의 피크들 및 스루들이 원하는 대역 통과에 의해 보상될 수도 있도록 한다면―적절히 선택된 컬러 필터들과 함께 백색 소스 OLED 이미터들의 조합 응답은 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 상당히 부드러운 일루미네이션을 나타낼 수 있다.
상기 도 2를 참조하여 기술될 수도 있는 것과 같이, 프라이머리 컬러 필터들의 2개 이상의 세트들이 각 세트가 넓은(예를 들면, 백색) 스펙트럼을 생성할 수도 있도록 구성되면, 프라이머리 컬러 필터들의 이들 2개 이상의 세트들은 새로운 필드-순차 일루미네이션들을 제공할 수 있다. 프라이머리 컬러 필터들의 이들 세트들 각각의 결과적인 전체 색역은, 디스플레이 시스템이 프라이머리 컬러 필터들의 이들 세트들 중 단 하나만을 이용하는 경우보다 더 넓은 색역 성능을 제공할 수 있다.
본원에 기술된 많은 실시예들은 에지-리트 백라이팅 시스템들에 적용될 수 있지만, 이들 시스템들 및 기술들 중 많은 것들은 또한 필드-순차 일루미네이션에 영향을 줄 가능성이 있을 수도 있는 다이렉트-뷰 백라이팅(direct-view backlighting)에 적용될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
하나의 실시예에서, 프라이머리 컬러 필터들의 2개의 세트들은 구체적으로 스펙트럼 분리 3D 시청을 가능하게 하기 위해 상호 보완적으로 그들의 대역 통과들에서 선택될 수 있다. 이러한 경우에, 스펙트럼 분리 안경을 쓰고 있는 시청자들은 이러한 디스플레이 시스템에서 3D로 이미지들을 시청할 수 있다. 스펙트럼 분리 3D 시청 및 시스템들은 이 기술분야에 공지되어 있다―예를 들면, 발명의 명칭이 "3D 입체 디지털 시네마 표현을 위한 스펙트럼 분리 필터들(SPECTRAL SEPARATION FILTERS FOR 3D STEREOSCOPIC D-CINEMA PRESENTATION)"인 미국 특허 출원 공보 제 20110205494 호에 공지되어 있으며, 이는 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다.
MEMS 및/또는 IMOD 구성요소들을 갖는 개선된 디스플레이
이것은 디스플레이들을 생성하기 위해―광학 스택과 함께―MEMS 및/또는 IMOD 구성요소들, 기판들 및/또는 백플레인들을 이용하도록 하는 '241 출원 및 '395 출원(이 둘 모두 위에서 참조로서 통합되어 있다)에 공지되어 있다. 본원에 개시되어 있는 많은 실시예들에서, 이러한 MEMS 및/또는 IMOD 백플레인은―예를 들면, 본원의 도 1a 및 도 10에서의―실시예들에서 제시된 것과 유사한 높은 동적 범위를 나타낼 수도 있는 구성에 이용될 수 있다.
에지-리트 백라이트 실시예들
도 17은 MEMS/IMOD 백플레인(1702), 백라이트 모듈(1704) 및 변조기 스택 모듈(1706)을 포함하는 디스플레이(1700)의 하나의 실시예이다. 하나의 실시예에서, 백라이트 모듈은 백색 광 소스―예를 들면, CCFL, 백색 LED들, 백색 OLED, 양자 점 기반 등―를 포함할 수 있다. 이러한 백색 광 소스는, 이 기술분야에 공지되어 있는 것과 같이, 에지 리트 구성으로 구현될 수도 있고, 완전해지거나, 전반적으로 흐릿해지거나 또는 국부적으로 흐릿해지도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 백라이트 모듈은 컬러 광원들의 세트―예를 들면, 컬러 LED 세트들 또는 어레이들―을 포함할 수 있다. 그것들은 또한, 이 기술분야에 공지되어 있는 것과 같이, 에지 리트 방식으로 구성될 수도 있고, 완전해지거나, 전반적으로 흐릿해지거나 또는 국부적으로 흐릿해지도록 구성될 수 있다.
변조기 스택(1706)은 하나, 2개 또는 그 이상의 변조기들(예를 들면, LCD 변조기들 등)을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 다른 광학 소자들과 함께 하나의 LCD 변조기는 MEMS/IMOD 백플레인(1702)으로부터 반사된 광을 수광하도록 구성되는 광학 스택을 포함한다. MEMS/IMOD 백플레인은 (본원에서 더 상세히 논의될 것과 같이) 백라이트로부터 방출되는 광의 제 1 변조에 영향을 주고,―예를 들면, 높은 동적 범위 디스플레이 시스템을 생성하기 위해―이러한 변조된 광을 변조기 스택(1706)에 투과시키도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 넓은 색 영역 디스플레이 시스템은, 가능하게는, 상술된 것과 같은 필드 순차 방식을 이용하는 이러한 디스플레이에 의해 영향을 받을 수 있다.
도 18은 본원의 원리들에 따라 만들어진 디스플레이 서브-시스템의 또 다른 실시예이다. 디스플레이(1800)는 백라이트 제어기(1802), MEMS/IMOD 백플레인(1804), 백라이트(1806), 확산기(1808), 분석 편광기(1810), LCD 변조기(1812) 및 리얼라이저 편광기(1814)를 포함할 수 있다. 서브-시스템은, 입력 이미지 데이터를 수신하고, 디스플레이의 시청자에 대해 높은 동적 범위 이미지들을 충분히 렌더링하도록 백라이트 제어기(1802) 및 LCD 변조기(1812)를 구동하기 위해 처리기 제어 하에서 충분한 처리를 제공하는 (도 1a 및 도 19에서의 제어기(102)와 같이) 처리기 제어하에 있을 수 있다. MEMS/IMOD 구조는 LCD 변조기와는 다른 해상도를 가질 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
도 18에서, 백라이트(1806)(예를 들면, 에지 LED 어레이)로부터 나오는 광은 MEMS/IMOD 백플레인(1804)에 입사된다. 백플레인(1804)은, '241 출원 및 '395 출원에 기술되어 있는 것과 같이, 간섭계 반사율 변조기로서 작동할 수 있다. 백플레인(1804)은 간섭계 변조기의 광학 공진 공동을 동조시킴으로써 스펙트럼의 선택적인 부분들을 반사하도록 이용될 수 있다.
확산기(1808)의 전면에서의 광은 넓은 색 영역 능력에 대해 스펙트럼 분리될 수 있다. 간섭계 반사기들을 갖는 간섭계 변조기들을 이용하는 것은 또한 스펙트럼 분리를 가능하게 할 수 있다. 이 광은 LCD 변조기 및/또는 더 높은 동적 범위 디스플레이 능력을 제공하기 위해 세컨더리 변조기로서 작동할 수도 있는 패널(1812)에 입사된다. 하나의 실시예에서, 변조기(1812)는 수색성 LCD 패널일 수 있다. 대안적으로, 변조기(1812)는 몇몇 컬러 서브화소 패턴―예를 들면, 줄무늬, 펜타일, RGB 프라이머리, RGBW 프라이머리, n-컬러 프라이머리(여기서, n은 3 이상의 수)―을 포함하는 LCD 패널일 수 있다.
언급된 것과 같이, 백라이트 구동기 및/또는 제어기는 에지 LED들 및 간섭 변조기에 대한 제어를 구동할 수 있다. 따라서, 이 구동기는 확산기의 전면에서 출력된 백라이트의 강도 및 스펙트럼을 변조하기 위해 이용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 백라이트 제어기는 선택적 센서(1814)와 통합될 수도 있고, 그에 의해, 에지 리트 LED들을 구동하는 전류가 주변 광량에 기초하여 변조될 수도 있어서, 디스플레이된 콘텐트의 밝기가 주변 광 조건들과 상관없이 정확한 루미넌스 레벨로 유지될 수도 있도록 한다. 확산기로부터 출력된 광은 또한 높은 콘트라스트의 디스플레이를 위해 수색성 LCD 화소들에 의해 변조될 수 있다.
백라이트 실시예들
'395 출원에 개시되어 있는 것과 같이, MEMS/IMOD 구성요소들은 투과 모드(즉, 반사 모드와 대조되는 것)에서 동작하도록 구성될 수 있다. 도 19는 백리트 디스플레이 시스템의 하나의 실시예를 도시한다. 디스플레이(1900)는 백라이트 제어기(1902), 백라이트(1904), 선택적 시준기 필름들(1906), 투과성 MEMS/IMOD 구성요소(1908), 다른 선택적 투과성 MEMS/IMOD 구성요소들(1910) 및 광학 경로에서 또 다른 변조기로서의 LCD 층 및/또는 스택(1912)을 포함할 수 있다. 언급된 것과 같이, 디스플레이 시스템은 제어기(102)에 의한 제어 하에 있을 수도 있어서, 이미지 데이터를 받아들이고 디스플레이 시스템에서 액티브 소자들―예를 들면, 백라이트, 투과성 MEMS/IMOD 구성요소들, LCD들 등―에게 제어 신호들을 제공하도록 한다.
백라이트(1904)는 임의의 적절한 백라이팅―예를 들면, LED들의 어레이(백색 및/또는 컬러), CCFL, OLED, 양자 점 등―을 포함할 수 있다. 백라이트로부터의 광은 투과성 MEMS/IMOD 구성요소(1908)에 나쁜 영향을 미친다―여기서, 광에는 구성요소(1908)에 의한 제 1 변조가 행해질 수 있다. 본원에서 더 논의될 것과 같이, MEMS/IMOD 구성요소(1908)는 상이한 스펙트럼 특성들에 영향을 줄 수도 있는 상이한 실시예들 및 구성들을 가질 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 광의 부가적인 변조들을 제공하기 위해서 광학 경로에 또 다른 하나 이상의 선택적 투과성 MEMS/IMOD 구성요소(1910)가 존재할 수 있다. 이러한 선택적 변조 이후에, 광은 LCD 변조기 스택(1912)을 통해 투과될 수도 있고, 상기 스택은 LCD 패널 자체를 증가시킬 수도 있는 선택적 광학 소자들(예를 들면, 편광기들, 피니셔들(finishers) 등)을 갖는다.
다른 실시예들에서, MEMS/IMOD 구성요소들은―참조로서 본원에 통합되는, 예를 들면, 2009년 5월 21일 공개되고 발명의 명칭이 "액티브 디스플레이에서의 동시 집광 및 일루미네이션(SIMULTANEOUS LIGHT COLLECTION AND ILLUMINATION ON AN ACTIVE DISPLAY)"인 카제니(Khazeni) 등에 의한 미국 특허 출원 제 20090126777 호에 개시되어 있는 것과 같이―반투과형 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다.
넓은 색 영역 실시예들
많은 실시예들에서, 상이한 MEMS/IMOD 백플레인들은 원하는 파장들을 반사하도록 구성될 수도 있지만, 원하는 파장들에 대해 집중된 다소 상이하게 성형된 피크들을 갖는다.
도 20은 이러한 하나의 상이한 MEMS/IMOD 백플레인을 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 백플레인의 행들은 상이한 간섭 특성들을 갖는 상이한 간섭 변조기들(IMODs)을 포함할 수 있다. 이들 구성요소들은 디스플레이 평면을 따라 수평 줄무늬들로서 놓여있을 수 있다. 각 수평 줄무늬는 상이한 공동 깊이 및 상이한 두께 및/또는 재료를 갖는 간섭계 구성요소를 갖춘 IMOD들에 이용될 수 있다. 이러한 구성은 더욱 스펙트럼 분리된 광원을 생성할 수도 있고, 따라서, 백라이트에서 넓은 색 영역 표현을 가능하게 한다.
도 20을 참조하여 거기에 도시되어 있는 것과 같이, 백플레인(2000)은 복수의 상이한 MEMS/IMOD 구성요소들―예를 들면, 도시되어 있는 것과 같은 IMOD1(2002) 및 IMOD2(2004)―을 포함할 수 있다. 상이한 MEMS/IMOD 백플레인들은 상이한 스펙트럼 특성들을 나타낼 수 있다―따라서, MEMS/IMOD 백플레인이 균일한 구성요소 구성으로 이루어져 있는 것보다 넓은 색 영역의 변조된 백라이트를 유발한다. 알 수 있는 것과 같이, MEMS/IMOD 백플레인은 MEMS/IMOD 구성요소들의 교호하는 줄무늬들로 구성될 수 있다. 이들 구성요소들은 크기가 (0.1 마이크론에서 100s 마이크론으로) 변할 수도 있기 때문에, MEMS/IMOD 백플레인은 구성요소들의 선택 및 그들의 물리적 치수에 따라서 해상도 및/또는 색 영역이 변할 수 있다.
도 22는 MEMS/IMOD 백플레인(2200) 구성의 또 다른 예를 도시한다. 백플레인(2200)은 복수의 잠재적으로는 상이한 MEMS/IMOD 구성요소들(예를 들면, 각각 2202 및 2204)의 체커보드를 포함할 수 있다. 상술된 것과 같이, 해상도 및/또는 색 영역은 구성요소들의 선택 및 그들의 물리적 치수에 따라서 변할 수 있다. 줄무늬들, 체커보드 패턴들, 펜타일 패턴들, 임의의 공간적 멀티플렉싱 패턴들, 백플레인의 다른 분할들 등을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는, (가능하게는 상이한 스펙트럼 특성들을 갖는) 복수의 MEMS/IMOD 구성요소들의 패턴 및 배치가 고려된다는 것이 인식될 것이다. 본원에서 기술되는 것과 같이, 각 패턴, 일부분 및/또는 분할의 서브세트는 상이한 스펙트럼 특성들을 갖는 MEMS/IMOD 구성요소들로 이루어질 수 있다.
도 22의 구성은 또한 부가적인 실시예를 개시하기 위해 이용될 수 있다. 백플레인(2200)은―다수의 조정가능한 에탈론 기반 바이크로믹 셀들(2202)로 구성될 수도 있는―n×n "MEMS 화소"로 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, (바이크로믹 셀들의 n×n 어레이로 구성되는) 백플레인(2200)은 개별 바이크로믹 셀보다 높은 비트 해상도들을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 용인되는 공간적 해상도들에서 IMOD-기반 디스플레이들의 높은 비트 깊이 콘텐트의 정확한 표현을 가능하게 하기 위해 공간적 및 비트 해상도들의 원하는 트레이드오프를 설계하는 것이 가능할 수 있다.
도 23은 이러한 셀들을 포함하는 하나의 디스플레이 실시예를 도시한다. 도시되어 있는 것과 같이, 바이크로믹 셀(2302)과 투과형 IMOD의 바이크로믹 셀 또는 LCD의 하나 이상의 수색성 서브화소들(2308) 사이에 실질적으로 양호한 경계 정렬(가능하게는 하나의 셀 및 하나의 서브화소나 서브화소들의 그룹에 대한 1:1 정렬) 및 (2306으로 나타낸 것과 같은) 결합을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 부가적인 광 확산기(2304)가 사이에 배치될 수 있다. 도 23의 디스플레이는 향상된 레벨 정밀도에 의해 고해상도의 효과적인 높은 동적 범위 디스플레이를 달성할 수 있다.
상이한 MEMS/IMOD 구성요소들의 스펙트럼 성능
도 21a는, '241 출원의 도 11a에 관한 논의에 상세히 기술되어 있는 것과 같이, IMOD의 이러한 하나의 스펙트럼 응답을 도시한다. '241 출원에서의 논의에 따르면: 도 11a는 간섭계 반사기를 포함하는 간섭계 변조기의 기판 측으로부터 반사되는 광에 대한 광 반사율 곡선을 도시하는 도면이라는 것이 개시되어 있다. 도 11a는 또한 간섭계 반산기를 통해 통과하는 광에 대한 광 투과율 곡선을 도시한다. 도 11a를 만들기 위해 이용되는 간섭계 변조기는 약 50 옹스트롬 두께의 흡수 층 및 약 2440 옹스트롬 두께의 광학 공진 공동을 포함한다. 간섭계 반사기는 약 15 옹스트롬의 두께를 갖는 알루미늄으로 형성된 제 1 반사 층, 약 1300 옹스트롬의 두께를 갖는 SiON으로 형성된 광학 공진층 및 약 30 옹스트롬의 두께를 갖는 알루미늄으로 형성된 제 2 반사 층을 포함한다. 광 반사율 곡선은 딥을 포함하고 광 투과율 곡선은 피크를 포함한다.
다른 실시예들에서, 간섭계 반사기를 간섭계 변조기의 후방에 도입하는 것은, 삼중 또는 다중 피크의 스펙트럼을 생성하기 위해 반사율 스펙트럼의 더욱 미세한 동조를 가능하게 할 수도 있고, 여기서, 피크들의 규모 및 절반 규모에서의 전체 폭[FWHM]은 다음을 동조시킴으로써 제어될 수 있다: (1) IMOD의 광학 공진 공동의 두께; (2) 흡수 층의 두께; (3) 간섭 반사기에서의 제 1 및 제 2 반사기의 두께 및/또는 (4) 간섭 반사기의 광학 공진층의 두께. 도 21b는 3중 피크의 스펙트럼의 하나의 이러한 스펙트럼 응답을 도시하고, IMOD1 및 IMOD2 백플레인 구조로부터 6개의 피크들을 포함할 수 있다. 반사기로서 작동하는 것 외에, '395 출원은 이들 IMOD 구조들이 투과형 모드에서 작동할 수 있다는 것을 개시한다. 따라서, 에지-리트 백라이트와 함께 본원에 개시된 디스플레이 시스템의 실시예들 모두는 투과형 IMOD 구조 뒤에 백라이트를 위치시킬 수도 있고, 그 광은 LCD 변조기에 의한 광학 경로 아래에서 처리되게 된다.
도 24 내지 도 26은 본원의 목적들에 대해 충분할 수도 있는 종래 기술의 MEMS/IMOD 구조들이다. 도 24의 구조는 '241 출원의 도 8a에 도시되어 있는 구조와 유사하다. '241 출원의 서술의 이해를 용이하게 하기 위해서, 도 24의 다음 요소들은 다음과 같이 도 8a의 요소들에 매핑된다: (2400, 800), (2410, 801), (2420, 803), (2430, 805), (2440, 821), (2450, 809), (2460, 821).
그에 관한 논의가 다음에서 이루어지며, 도 24(도 8a)는 간섭계 변조기("IMOD")(811)를 포함하는 간섭계 디스플레이(800)의 실시예의 단면도이다. IMOD(811)는 기판 층(801)에 인접하여 배치될 수 있다. 기판(801)은 임의의 적절한 기판, 예를 들면, 아크릴, 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET") 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트글리콜("PET-G")을 포함할 수 있다. IMOD(811)는 흡수 층(803), 반사 층(809), 및 흡수 층(803)과 반사 층(809) 사이에 규정되는 광학 공진 공진층(821)을 포함할 수 있다. 반사 층(809)은, 도 1을 참조하여 상술된 것과 같이, 개방 상태(도시되어 있음)와 폐쇄 상태 간에 일반적으로 흡수체에 수직인 방향에서 에어 갭(807)을 통해 움직일 수 있다. 간섭계 변조기(811)는 반사기(809)가 개방 상태에 있을 때 기판(801) 측으로부터 한 명 이상의 시청자들 쪽으로 컬러, 예를 들면, 적색, 녹색 또는 청색을 반사하고, 반사기가 활성 상태에 있을 때는 어두운 컬러, 예를 들면, 흑색 또는 어두운 청색을 반사하도록 구성될 수 있다.
도 8a에 도시되어 있는 실시예에서, 흡수 층(803)은 광학 공진 공동(821)의 상부를 규정하고, 반사 층(809)은 광학 공진 공진 공동(821)의 하부를 규정한다. 흡수 층(803) 및 반사 층(809)의 두께는 간섭계 반사기(811)에 의해 반사되는 광 및 간섭계 변조기(811)를 통해 투과되는 광의 상대 양들을 제어하도록 선택될 수 있다. 흡수 층(803)의 두께는 약 40A 내지 약 500A의 ±rom 범위일 수 있다. 반사 층(809)의 두께는 약 40A 내지 약 500A의 ±rom 범위일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 흡수 층(803) 및 반사 층(809)은 반사성 및 전도성인 재료들을 포함할 수 있다. 흡수 층(803) 및 반사 층(809) 모두는 금속을 포함할 수 있고, 이 둘 모두는 부분적으로 투과성일 수 있다. 흡수 층(803)은 다양한 재료들, 예를 들면, 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및 크롬(Cr)과, 합금들, 예를 들면, MoCr 또는 PbSe를 포함할 수 있다. 반사 층(809)은 다양한 재료들, 예를 들면, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 및 크롬(Cr)과, 합금들, 예를 들면, MoCr을 포함할 수 있다.
반사 층(809)을 통해 반사되거나 투과되는 광량은 반사 층(809)의 두께 및 조성을 변화시킴으로써 상당히 증가되거나 감소될 수 있다. 간섭계 변조기로부터 반사된 광의 결과적인 컬러는 광학 공진 공동(821)의 크기(예를 들면, 두께) 및 흡수 층(803)의 재료 속성들에 의해 영향을 받는 광 간섭 원리들에 기초한다. 반사 층(809)의 두께를 변경하는 것은 반사된 컬러의 강도에 영향을 줄 것이고, 따라서, 반사 층(809)을 통한 투과의 강도에 영향을 미친다.
IMOD들의 몇몇 실시예들에서, 광학 공진 공동(821)은 고체 층, 예를 들면, 광학적으로 투명한 유전층(예를 들면, SiON), 또는 복수의 층들에 의해 규정된다. 다른 IMOD들에 있어서, 광학 공진 공동(821)은 에어 갭, 또는 광학적으로 투명한 층(805) 및 에어 갭(807)의 조합에 의해 규정된다. 광학 공진 공동(821)의 두께는 하나 이상의 특정 컬러들이 IMOD로부터 반사되는 것을 최대화 또는 최소화하기 위해 동조될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 광학 공진 공동(821)의 두께는 약 1000 옹스트롬 내지 약 5000 옹스트롬 이상의 범위일 수 있다. 광학 공진 공동(821)의 물리적 두께는 그것을 형성하는 재료(들)에 의존할 수 있다. 예를 들면, 공기 공동은 동등한 광학 두께를 위해 SiON으로 형성된 공동보다 물리적으로 두꺼울 수 있으며, 이는 SiON이 공기보다 굴절률이 높기 때문이다. 몇몇 실시예들에서, 광학 공진 공동(821)의 설정된 두께는 공동(821)의 광학 두께에 기초하여 선택될 수 있다. 본원에서 이용되는 것과 같이, "광학 두께"는 IMOD(811)로부터의 피크 반사의 파장에 대해 측정된 공동(821)의 동등한 광학 경로 길이를 나타낸다. 다시 말해서, 공동(821)의 디자인은 광학 두께(예를 들면, 다수의 파장들)로서 유용하게 명시될 수 있고, 이는, 실제 물리적 간격이 IMOD(811)의 디자인 및 선택된 재료(들)에 의존하여 상당히 변할 수 있기 때문이다. 몇몇 실시예들에서, 광학 공진 공동(821)의 광학 두께는 IMOD(811)의 반사 피크 파장의 약 1/4 내지 약 10배의 범위일 수 있다. 따라서, IMOD에 의해 반사된 컬러(또는 컬러들)는 광학 공진 공동(821)이 특정 두께를 갖도록 구성함으로써 선택될 수 있다.
도 25는 '241 출원에서의 도 9a의 종래기술의 구조이다. 상기 논의된 것과 같이, 도 24 및 도 8a에 대해 상술된 것과 같은 방식으로, 도 25의 요소들이 도 9a의 요소들에 매핑될 수 있다. '241 출원에서 도 9a와 관련된 다음 논의들에 따르면, 도 9a(즉, 본원에서는 도 25)는 간섭계 디스플레이(800)의 일부분의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도이다. 도 9a는 도 8a에 도시되어 있는 반사기(809) 대신 간섭계 반사기(813)를 포함한다. 간섭계 반사기(813)는, 상이한 스펙트럼 폭들, 위치들, 또는 진폭들을 갖는, 결과적으로는 시청자 쪽으로 반사된 광의 스펙트럼에서 대응하는 딥들이 되는, 투과 피크들을 유도하도록 동조될 수 있다. 따라서, 본원에서 이용되는 용어 "간섭계 반사기"는 그 자신에 대해 광의 특정 파장들을 선택적으로 투과시키거나 반사시키는 소자를 말하고, 전체로서 디스플레이로부터 광의 특정 파장들을 선택적으로 반사시키거나 투과시키기 위해 간섭계 디스플레이 내에서 이용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 간섭계 반사기(813)는 패브리-페로 에탈론(Fabry-Perot etalon) 또는 에탈론의 공진에 대응하는 투과 피크들을 나타낼 수 있는 에탈론 반사기와 유사할 수 있다.
간섭계 반사기(813)는 상부 반사 층(815), 하부 반사 층(819), 및 상부 반사 층과 하부 반사 층 사이에 배치된 광학 공진층(817)을 포함한다. 간섭계 반사기(813)에 의해 유도된 투과 피크들은 광학 공진층의 두께 또는 굴절률을 변화시킴으로써 및/또는 상부 및 하부 반사 층들(815, 819)의 반사율을 변화시킴으로써 선택(또는 동조)될 수 있다. 상부 및 하부 반사 층들(815, 819)의 반사율은 층들의 두께들에 의해 및/또는 층들을 형성하기 위해 선택된 재료들에 의해 영향을 받을 수 있다.
도 26의 구조는 '395 출원의 도 10에서 논의된 구조와 유사하다. 도 24 및 도 25에서 이전에 행해진 것과 같이, 도 26의 요소들을 도 10의 요소들에 매핑시키는 것이 행해질 수 있다. '395 출원의 도 10의 논의에 따르면, 도 26(도 10)은 도 10에 도시되어 있는 것과 같이 투과성 간섭계 변조기(74)의 또 다른 실시예이다. 투과성 간섭계 변조기(74)는 갭(82)(예를 들면, 에어 갭)에 의해 분리된 2개의 광학 스택들(75, 77)을 포함한다. 고정된 광학 스택(75)은 기판 층(76A), 은 층(80A), 및 SiO2 층(78A)을 포함한다. 이동가능한 광학 스택(77)은 기판 층(76B), 은 층(80B) 및 SiO2 층(78B)을 포함한다. 각 광학 스택에 있어서, 은 층(80A, 80B)은 에어 갭(82)에 접하고, SiO2 층(78A, 78B)은 은 층(80A, 80B)과 기판(76A, 76B) 사이에 끼워진다. 도 10의 도시된 실시예에서, SiO2 층들(78A, 78B) 각각은 94㎚의 두께를 갖고, 은 층들(80A, 80B) 각각은 35㎚의 두께를 갖는다.
스펙트럼 분리
이제, 도 27a, 도 28 및 도 29를 참조하면, 본원에서 논의된 많은 디스플레이 시스템들에서 구현될 수도 있는 여러 개의 스펙트럼들이 도시되어 있다. 도 27a는 도 20에서 기술된 것과 같은 공간적으로 멀티플렉싱된 구성을 따르는 IMOD1 및 IMOD2로부터의 개별 스펙트럼들을 나타낸다. 선들은 (실선으로 나타낸) IMOD1 영역에서 IMOD들의 집합으로부터 개별 프라이머리 피크들을 나타낸다. 이 스펙트럼들은 (원형 점들로 나타낸) IMOD2 영역에서 IMOD들의 스펙트럼으로부터 공간적으로 분리되어 있는 것을 보여준다. 도 27a에서의 점선은 IMOD1 및 IMOD2 스펙트럼들의 부가이다.
도 27b는―각 영역에서 개별 IMOD 스펙트럼들을 부가한 결과인 IMOD1 및 IMOD2의 조합 스펙트럼을 기술하는―다소 상이한 스펙트럼을 갖는 디스플레이 시스템의 또 다른 실시예이다. IMOD들은 반사형, 반투과형 또는 투과형 중 어느 하나일 수 있다. 또한, IMOD1은 반사형 IMOD일 수 있는 반면, IMOD2는 투과형 IMOD일 수 있거나, 또는 그 반대이다―또는 서로 관계없이 반사형, 반투과형 또는 투과형 중에서 선택될 수 있다.
이제, 본원에 개시된 많은 실시예들을 구현하는 것과 관련하여, 도 28은 3개의 상이한 컬러 필터들을 나타내는 3개의 스펙트럼 영역들을 갖는 컬러 LCD의 단지 하나의 샘플 측정 스펙트럼이다. 컬러 필터 포인트들 및 가능하게는 레이아웃 선택(예를 들면, RGB 줄무늬, 펜타일, RGBW, RGBY, 또는 공지되어 있는 임의의 멀티-프라이머리 레이아웃)에 따라서 다른 스펙트럼들이 가능하다는 것이 인식될 것이다.
완성된 디스플레이 시스템에 있어서, 결과적인 광은 제 1 MEMS/IMOD 변조기 및 LCD 변조기의 콘벌루션이 되는 경향이 있을 수 있다. 도 29는 (도 28에서 나타낸 것과 같이) 컬러 LCD의 컬러 필터들을 이용하여 (도 27b에서 나타낸 것과 같이) IMOD 출력을 필터링하는 출력의 결과 스펙트럼을 나타낸다. 알 수 있는 것과 같이, 결과 스펙트럼들은 멀티-피크일 수 있다―또한, 피크들은 날카로운 피크형 또는 덜 날카로운 피크형 중 어느 하나가 되도록 설계될 수 있다.
MEMS/IMOD들을 포함하는 필드 순차 디스플레이 시스템들
MEMS/IMOD 변조기들은 인간 시각 시스템(HVS, Human Visual System) 응답 시간과 호환 가능할 수도 있는 시간에 따라 응답하기 때문에, 필드 순차(FS) 처리를 나타내는 디스플레이 시스템을 생성하기 위해 다소 상이한 멀티-프라이머리 LED들의 뱅크들에 대해 앞서 논의된 시스템들, 방법들 및 기술들을 조합하는 것이 가능할 수 있다―또한 MEMS/IMOD 변조기 기반 디스플레이들의 실시예들 중 임의의 실시예에 적용하는 것이 가능할 수 있다. 실제로, 제어기는 입력 이미지 데이터를 분석하고 상기 디스플레이 시스템들에 대해 FS 처리를 적용하도록 프로그램될 수 있다.
하나의 실시예에서, MEMS/IMOD 백플레인은 다중 피크 스펙트럼이 백플레인에 가능하도록 적절한 분할을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 이러한 분할은 다중-피크(예를 들면, 4개 이상의 피크들)의 스펙트럼들―예를 들면, 도 27a 및 도 27b에 도시되어 있는 것과 같이 6 피크 스펙트럼들―에 영향을 줄 수 있다. 다중 피크 스펙트럼들 중 적어도 서브세트들을 선택하는 것이―또한, 따로따로 그 색 영역을 나타내는 하나의 서브세트(예를 들면, 백색 광을 생성할 수 있는 각 서브세트)를 디스플레이하는 것이―가능하다. 예를 들면, 하나의 서브세트는 R1, G1 및 B1일 수 있고, 또 다른 서브세트는 R2, G2 및 B2일 수 있다. 백플레인이 충분히 빠르게 스위치되면, FS 처리는 디스플레이 시스템에서 가능하다. 또한, 이러한 디스플레이 시스템은―컬러 LED들의 이용과 관련하여 앞서 논의된 것과 유사한―넓은 색 영역을 나타낼 수 있다. 상술된 것과 같이, 임의의 서브세트는―다른 서브세트들에 대한 선택과 무관하게―반사형, 반투과형 또는 투과형 중에서 선택될 수 있다.
부가적인 실시예들
MEMS/IMOD 구성요소들에 대한 모든 가능한 변형들에 있어서, 본원에서는 가능한 실시예들로서 몇몇 조합들이 언급된다:
(1) 백색 광 백라이트(예를 들면, CCFL, 백색 LED, OLED, 양자 점―에지-리트나 후방 투과형 IMOD 중 하나), IMOD(에지-리트에 의한 반사 또는 백라이팅에 의한 투과 중 하나), LCD 변조기(예를 들면, 색차 또는 수색성)
(2) 컬러 백라이트(예를 들면, 컬러 LED들, OLED들, 양자 점들―점―에지-리트 또는 후방 투과형 IMOD 중 하나), IMOD(에지-리트에 의한 반사 또는 백라이팅에 의한 투과 중 하나), LCD 변조기(예를 들면, 색차 또는 수색성)
상기 가능한 물리적 조합들의 수에 의해, 디스플레이 시스템들의 수는 또한 디스플레이 시스템의 선택적 특징으로서 FS 처리를 포함할 가능성에 따라 증가한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들의 상세한 설명은 제공된 본 발명의 원리들을 도시하는 첨부 도면들과 함께 이해한다. 본 발명은 이러한 실시예들과 함께 기술되지만, 본 발명은 어떠한 실시예로도 제한되지 않는다는 것이 인식될 것이다. 본 발명의 범위는 청구항들에 의해서만 제한되고, 본 발명은 다수의 대안들, 수정들 및 등가물들을 포함한다. 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 본 상세한 설명에서는 다수의 특정 세부사항들이 제시되었다. 이들 세부사항들은 예시의 목적으로 제공되었고, 본 발명은 일부 또는 모든 이들 특정 세부사항들 없이 청구항들에 따라 실시될 수 있다. 명확성을 위해서, 본 발명과 관련된 기술분야들에 공지되어 있는 기술 자료들은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 하기 위해 상세히 기술되지 않았다.
100: 디스플레이 시스템 102: 제어기
104: 광 이미터 구동기 106: 필드 순차 백라이트
107: 벌크 확산기 108: 광 시준 스택
132: 이미지 히스토그램 생성기 136: 동적 레벨러
801: 기판 층 803: 흡수 층
809: 반사 층 813: 간섭계 반사기
1000, 1200: 이중 변조기 디스플레이 시스템 1108: 렌티큘러 어레이
1302: 공간 처리기
1400: 이미지 처리 파이프라인 1402: MVC 디코더
1702, 1804: MEMS/IMOD 백플레인 1704: 백라이트 모듈
1706: 변조기 스택 모듈
1802, 1902: 백라이트 제어기 1806, 1904: 백라이트
1808: 확산기 1810: 분석 편광기
1812: LCD 변조기 1814: 리얼라이저 편광기

Claims (18)

  1. 디스플레이 시스템에 있어서:
    광학 경로로 광을 제공하는 백라이트 소스;
    상기 백라이트 소스로부터 광을 수광하여 상기 광학 경로 상에서 상기 광을 변조하는 MEMS/IMOD 변조기;
    상기 MEMS/IMOD 변조기로부터 광을 수광하여 상기 광을 투과시키는 제 2 변조기;
    제어기로서, 상기 디스플레이 시스템에서 렌더링될 이미지 데이터를 입력하고 신호들을 상기 MEMS/IMOD 변조기 및 상기 제 2 변조기로 전송하는, 상기 제어기를 포함하며;
    넓은 색 영역(WCG: Wide Color Gamut)을 달성하기 위해 각각의 구별되는 스펙트럼 영역 내에 2 이상의 프라이머리 컬러들을 포함하는 양자 점들로부터 방출되는 복수의 주된 파장들(multiple dominant wavelengths)을 포함하는 백라이트 소스를 변조하는, 디스플레이 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 변조기는, 모노크롬 LCD 디스플레이(monochrome LCD display), 컬러 LCD 디스플레이 및 MEMS/IMOD 변조기를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 MEMS/IMOD 변조기는, MEMS/IMOD 반사 변조기, MEMS/IMOD 투과성 변조기 및 MEMS/IMOD 반투과성 변조기를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 변조기 및 상기 제 2 변조기 모두는 모노크롬 LCD 디스플레이들을 포함하고, 상기 모노크롬 LCD 디스플레이들은 또한 모노크롬 서브화소들을 포함하는, 디스플레이 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 소스는 또한 에지-리트 백라이트(edge-lit backlight)를 포함하고, 상기 MEMS/IMOD 변조기는, MEMS/IMOD 반사성 변조기 및 MEMS/IMOD 반투과성 변조기를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 에지-리트 백라이트는, 백색 LED들, 백색 CCFL, 백색 OLED들, 백색 양자 점 강화 필름, 컬러 LED들 및 컬러 OLED들을 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 소스는 또한 백리트 백라이트(backlit backlight)를 포함하고, 상기 MEMS/IMOD 변조기는, MEMS/IMOD 투과성 변조기 및 MEMS/IMOD 반투과성 변조기를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 에지-리트 백라이트는, 백색 LED들, 백색 CCFL, 백색 OLED들, 백색 양자 점 어레이, 컬러 LED들 및 컬러 OLED들을 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 MEMS/IMOD 변조기는 또한 분할된 백플레인을 포함하고, 상기 분할된 백플레인은 상이한 스펙트럼 특성들을 갖는 복수의 MEMS/IMOD 변조기들을 포함하는, 디스플레이 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분할된 백플레인은, 줄무늬들, 체커보드 패턴 및 펜타일 패턴을 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 분할된 백플레인은 또한 n×n 화소들을 포함하고, 각 상기 화소는 또한 에탈론-기반 바이크로믹 셀들(etalon-based bichromic cells)을 포함하는, 디스플레이 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 바이크로믹 셀들은 복수의 LCD 서브화소들 중 하나와 정렬되어 있는, 디스플레이 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상이한 스펙트럼 특성들을 갖는 상기 복수의 MEMS/IMOD 변조기들은 또한 MEMS/IMOD 변조기들의 적어도 2개의 서브세트들을 포함하고, 각 상기 서브세트는 백색 광을 생성할 수 있는, 디스플레이 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어기는 필드 순차 디스플레이에 영향을 주기 위해 MEMS/IMOD 변조기의 상기 적어도 2개의 서브세트들에 신호들을 전송할 수 있는, 디스플레이 시스템.
  15. 디스플레이 시스템에 있어서:
    광학 경로로 광을 제공하는 백라이트 소스;
    백플레인(backplane)으로서, 적어도 2개의 서브세트들로의 분할을 포함하고, 각 서브세트는 MEMS/IMOD 변조기들을 포함하고, 상기 백라이트 소스로부터 광을 수광하여 상기 광학 경로 상에서 상기 광을 변조하는, 상기 백플레인;
    상기 백플레인으로부터 광을 수광하여 상기 광을 투과시키는 제 2 변조기;
    제어기로서, 상기 디스플레이 시스템에서 렌더링될 이미지 데이터를 입력하고 신호들을 상기 백플레인 및 상기 제 2 변조기로 전송하는, 상기 제어기를 포함하고;
    넓은 색 영역(WCG: Wide Color Gamut)을 달성하기 위해 각각의 구별되는 스펙트럼 영역 내에 2 이상의 프라이머리 컬러들을 포함하는 양자 점들로부터 방출되는 복수의 주된 파장들(multiple dominant wavelengths)을 포함하는 백라이트 소스를 변조하는, 디스플레이 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    적어도 2개의 서브세트들 각각은 MEMS/IMOD 변조기들의 제 1 서브세트 및 MEMS/IMOD 변조기들의 제 2 서브세트를 포함하여, 상기 제 1 서브세트가 제 1 색역(gamut)을 생성할 수 있도록 하고 상기 제 2 서브세트가 제 2 색역을 생성할 수 있도록 하는, 디스플레이 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 색역 및 상기 제 2 색역은 백색 점을 포함하는, 디스플레이 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 디스플레이 시스템은 입력 이미지들의 필드 순차 디스플레이들에 영향을 주기 위해 상기 제 1 색역과 상기 제 2 색역 사이에서 스위칭할 수 있는, 디스플레이 시스템.
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