KR20160148587A - 이음매 없는 디스플레이를 위한 그림자 투사 정렬 기법 - Google Patents

이음매 없는 디스플레이를 위한 그림자 투사 정렬 기법 Download PDF

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KR20160148587A
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베남 바스타니
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엑스 디벨롭먼트 엘엘씨
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Abstract

다층 디스플레이의 광학 층들을 정렬시키기 위한 방법은 스페이싱 영역들에 의해 서로 분리된 복수의 투과 픽셀 어레이들 각각에 어두운 스크린 이미지를 표시하는 단계를 포함한다. 투과 픽셀 어레이들은 다층 디스플레이의 디스플레이 층 상에 배치된다. 디스플레이 층은 디스플레이 층 뒤에 배치된 조명 층의 복수의 조명원들로 조명된다. 조명원들 각각은 투과 픽셀 어레이들 중 하나에 대응하여 투과 픽셀 어레이들 중 대응하는 하나를 조명한다. 디스플레이 층의 앞에 배치된 스크린 층 상에 조명 패턴이 투사된다. 조명 패턴은 투과 픽셀 어레이들 중 인접한 것들로부터 투사된 중첩하는 조명으로 인한 밝은 영역들을 포함한다. 디스플레이 층과 조명 층 사이의 오정렬들을 식별하기 위해 스크린 층 상에 투사된 조명 패턴의 밝은 영역들이 분석된다.

Description

이음매 없는 디스플레이를 위한 그림자 투사 정렬 기법{SHADOW CASTING ALIGNMENT TECHNIQUE FOR SEAMLESS DISPLAYS}
본 개시내용은 일반적으로 광학 디스플레이들에 관한 것이고, 특히 그러나 비배타적으로, 광학 디스플레이들의 이음매 없는 타일링(seamless tiling)에 관한 것이다.
대형 벽 디스플레이들은 디스플레이 패널들을 제조하는 비용이 모놀리식 디스플레이 영역과 함께 기하급수적으로 상승함에 따라 엄청나게 비쌀 수 있다. 이러한 비용의 기하급수적 상승은 대형 모놀리식 디스플레이들의 증가된 복잡성, 대형 디스플레이들과 관련된 수율의 감소(대형 디스플레이들의 경우에는 더 많은 수의 컴포넌트들이 결함이 없어야 한다), 및 증가된 선적, 배송, 및 설치 비용들로 인해 발생한다. 더 작은 디스플레이 패널들을 타일링하여 더 큰 멀티-패널 디스플레이들을 형성하는 것은 대형 모놀리식 디스플레이들과 관련된 비용들 중 많은 부분을 줄이는 데 도움이 될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 다수의 더 작은, 덜 비싼 디스플레이 패널들(100)을 함께 타일링하는 것이 어떻게, 대형 벽 디스플레이로서 이용될 수 있는, 대형 멀티-패널 디스플레이(105)를 달성할 수 있는지를 보여준다. 각각의 디스플레이 패널(100)에 의해 표시되는 개개의 이미지들은 멀티-패널 디스플레이(105)에 의해 집합적으로 표시되는 더 큰 전체 합성 이미지의 하위 부분(sub-portion)을 구성할 수 있다. 멀티-패널 디스플레이(105)가 비용을 줄일 수는 있지만, 시각적으로 그것은 중대한 결점을 가지고 있다. 각각의 디스플레이 패널(100)은 그것의 주변부(periphery) 둘레에 베젤(110)을 포함한다. 베젤(110)은 디스플레이 픽셀들이 배치되는 픽셀 영역(115)을 하우징하는 기계적 구조물이다. 근년에, 제조업체들은 베젤(110)의 두께를 2 mm 미만까지 상당히 줄였다. 그러나, 이러한 얇은 베젤 트림들(bezel trims)조차 육안으로 볼 때 여전히 매우 눈에 띄고, 관찰자를 산만하게 하고, 다르게 전체 시각적 경험을 떨어뜨린다. 고품질 멀티-타일 디스플레이를 달성하기 위해서는, 이미지 부분들 사이의 전이는 높은 정렬도(degree of alignment)를 갖고서 전형적인 관찰 거리로부터 실질적으로 감지할 수 없어야 한다.
제한적이지 않고 총망라하는 것이 아닌 본 발명의 실시예들이 이하의 도면들을 참조하여 설명되며, 도면들에서 동일한 참조 번호들은 다르게 명시되지 않는 한 다양한 도면들 전체에 걸쳐 동일한 부분들을 지시한다. 도면들은 반드시 일정한 축척으로 작성된 것은 아니며, 대신에 설명되는 원리들을 예시하는 데 역점을 둔다.
도 1a 및 도 1b(종래 기술)는 종래의 디스플레이 패널 타일링을 보여준다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른, 다층 디스플레이 타일의 기능 층들을 보여주는 사시도이다.
도 3a는 본 개시내용의 실시예에 따른, 이미지 부분들 간의 중첩하는 조명을 보여주는 다층 디스플레이 타일의 기능 층들의 단면도이다.
도 3b는 본 개시내용의 실시예에 따른, 다수의 디스플레이 타일들을 포함하는 대형의 이음매 없는 디스플레이가 어떻게 달성될 수 있는지를 보여주는 2개의 디스플레이 타일의 평면도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른, 그림자 투사 기법(shadow casting technique)을 이용하여 조명 층과 디스플레이 층 사이의 대강의 정렬(gross alignment)을 위한 프로세스를 보여주는 순서도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시내용의 실시예에 따른, 대강의 정렬 동안의 정렬 패턴의 사용을 보여준다.
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른, 그림자 투사 기법을 이용하여 조명 층과 디스플레이 층 사이의 미세 정렬(fine alignment)을 위한 프로세스를 보여주는 순서도이다.
도 7은 본 개시내용의 실시예에 따른, 대칭적인 밝은 영역들을 갖는 양호한 정렬을 나타내는 조명 패턴을 보여준다.
도 8은 본 개시내용의 실시예에 따른, 밝은 영역들에서 불균일성들(non-uniformities)을 갖는 불량한 정렬을 나타내는 조명 패턴을 보여준다.
도 9는 본 개시내용의 실시예에 따른, 밝은 영역들에서 불균일성들을 갖는 불량한 정렬을 나타내는 조명 패턴을 보여준다.
본 명세서에서는 다층 디스플레이의 광학 층들을 정렬시키기 위한 시스템, 장치, 및 방법의 실시예들이 설명된다. 이하의 설명에서는 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정한 상세들이 제시된다. 그러나, 관련 기술분야의 기술자는 본 명세서에 설명된 기법들이 그 특정한 상세들 중 하나 이상이 없이도, 또는 다른 방법들, 컴포넌트들, 재료들 등으로 실시될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 다른 예들에서, 소정의 양태들을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 널리 공지된 구조들, 재료들, 또는 동작들은 상세히 도시되거나 설명되지 않는다.
본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급은 그 실시예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 여러 곳들에서의 어구 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"의 출현은 반드시 모두가 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 더욱이, 그 특정한 특징들, 구조들, 또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
도 2 및 도 3a는 본 개시내용의 실시예에 따른, 다층 디스플레이 타일(200)의 기능 층들을 보여준다. 도 2는 디스플레이 타일(200)의 층들의 사시도인 반면 도 3a는 그것의 단면도이다. 디스플레이 타일(200)의 예시된 실시예는 조명 층(205), 디스플레이 층(210), 및 스크린 층(215)을 포함한다. 조명 층(205)의 예시된 실시예는 조명원들(220)의 어레이 및 렌징 층(lensing layer)(221)(명료함을 위해 도 3a에만 예시됨)을 포함한다. 디스플레이 층(210)의 예시된 실시예는 스페이싱 영역들(spacing regions)(235)에 의해 서로 분리된 투과 픽셀 어레이들(230)을 포함한다. 스크린 층(215)의 예시된 실시예는 전체 통합된 이미지의 이미지 부분들(250)을 표시하기 위한 영역들로 나누어진다. 다층 디스플레이 타일(200)은 복수의 픽슬렛(pixlet)으로 구성되고, 이들 픽슬렛은 각각 조명원(220), 픽셀 어레이(230), 및 다층 디스플레이 타일(200)을 통하여 열(column) 내에 정렬된 이미지 부분(250)을 표시하기 위한 스크린 영역을 포함한다.
예시된 실시예에서, 각각의 조명원(220)은 대응하는 픽셀 어레이(230) 아래에 정렬되어 램프 광으로 대응하는 픽셀 어레이의 배면(backside)을 조명한다. 조명원들(220)은 디스플레이 층(210) 상에 위에 존재하는 그들의 대응하는 투과 픽셀 어레이(230)를 완전히 조명하기 위해 규정된 각도 퍼짐 또는 원추로 광을 방출하는 독립적인 광원들(예컨대, 컬러 또는 단색 LED들, 양자점들 등)로서 구현될 수 있다. 조명 층(205)과 디스플레이 층(210)은 고정된 거리(245)(예컨대, 8 mm)만큼 서로 분리된다. 이러한 분리는 투명한 매개체(예컨대, 유리 또는 플라스틱 층들)를 이용하여 달성될 수 있고, 조명원들(220)로부터 방출된 램프 광의 각도 범위 및 단면 형상을 제어 또는 조작하기 위한 하나 이상의 렌징 층들(221)(렌즈들, 애퍼처들(apertures), 빔 한정기들(beam confiners) 등을 포함함)을 추가로 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 조명 컨트롤러가 조명원들(220)에 연결되어 그들의 조명 강도를 제어할 수 있다. 조명 층(205)은 조명원들(220)이 그 위에 배치되는 기판을 포함하고/하거나 각각의 조명원(220)의 개개의 위치들의 미세한 측방향 X-Y 조정들을 용이하게 하는 기계적 구조를 포함할 수 있다.
투과 픽셀 어레이들(230)이 디스플레이 층(210) 상에 배치되고 각각은 투과 픽셀들의 어레이를 포함한다(예컨대, 100개 픽셀 × 100개 픽셀). 일 실시예에서, 투과 픽셀들은 백라이트(backlit) 액정 픽셀들로서 구현될 수 있다. 각각의 투과 픽셀 어레이(230)는 디스플레이 층(210) 상의 스페이싱 영역들(235)에 의해 인접한 투과 픽셀 어레이들(230)로부터 분리되는 독립적인 디스플레이 어레이이다. 인접한 픽셀 어레이들(230)을 서로 분리하는 내부 스페이싱 영역들(235)은 주어진 픽셀 어레이(230)를 디스플레이 층(210)의 외측 에지로부터 분리하는 주연부(perimeter) 스페이싱 영역들(235)의 폭의 2배일 수 있다. 일 실시예에서, 내부 스페이싱 영역들(235)은 4 mm의 폭을 갖는 반면 주연부 스페이싱 영역들(235)은 2 mm의 폭을 갖는다. 물론, 다른 치수들이 구현될 수도 있다.
예시된 바와 같이, 투과 픽셀 어레이들(230)은 디스플레이 층(210)을 가로질러 행렬로 이격되며, 이때 스페이싱 영역들(235)이 각각의 투과 픽셀 어레이(230)를 분리한다. 일 실시예에서, 투과 픽셀 어레이들(230)은 각각 디스플레이 픽셀들(예컨대, 백라이트 LCD 픽셀들)의 개별적이고 독립적인 어레이를 나타낸다. 스페이싱 영역(235)은 주어진 투과 픽셀 어레이(230)의 픽셀들 사이의 픽셀 간 분리보다 상당히 더 크다. 스페이싱 영역들(235)은 라우팅 신호 라인들 또는 디스플레이 컨트롤러와 같은 부가 회로의 포함을 위해 개선된 유연성을 제공한다. 디스플레이 층(210)의 외부 주연부를 따라 존재하는 스페이싱 영역들(235)은 또한 디스플레이 타일(200)의 베젤 트림(206)을 위한 공간도 제공한다. 베젤 트림(206)은 디스플레이 타일(200)을 위한 하우징의 측부들로서 기능한다. 외부 주연부를 따라 존재하는 스페이싱 영역들(235)은 또한 전력 및/또는 통신 포트들을 위한 공간도 제공한다.
도 2는 디스플레이 층(210)을 2개의 행(row) 및 3개의 열로 배열된 6개의 투과 픽셀 어레이들(230)을 포함하는 것으로 보여주지만, 디스플레이 타일(200)의 다양한 구현들은 행들 및 열들의 상이한 조합들로 조직된 더 많은 또는 더 적은 투과 픽셀 어레이들(230)을 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다. 그렇기 때문에, 조명원들(220) 대 투과 픽셀 어레이들(230)의 비율이 일대일인 실시예들에서, 조명 층(205) 상의 조명원들(220)의 수 및 레이아웃도 달라질 수 있다. 도 2는 명료함을 위해 3개의 예시된 층들 사이에 개재하는 층들을 예시하지 않지만, 실시예들은 렌즈 어레이들, 기계적 강성 및 광학 오프셋들을 제공하는 투명한 기판들, 스크린 층(215) 위의 보호 층, 또는 다른 것과 같은, 다양한 개재하는 광학 또는 구조적 하위 층들을 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다.
투과 픽셀 어레이들(230)은 디스플레이 컨트롤러의 제어하에서 스위칭되어 램프 광을 변조하고 이미지 부분들(250)을 스크린 층(215)의 배면 상에 투영한다. 일 실시예에서, 스크린 층(215)은 기계적 지지를 제공하는 투명한 기판 상에 코팅되는 후방 투영에 적합한 무광택(matte) 재료로 제조된다. 이미지 부분들(250)은 집합적으로 스크린 층(215) 상에서 함께 융합하여 실질적으로 이음매가 없는 스크린 층(215)의 관찰 측으로부터 관찰자에게 통합된 이미지를 제공한다. 다시 말해서, 투과 픽셀 어레이들(230)에 의해 생성된 이미지들은 그것들이 디스플레이 층(210)과 스크린 층(215) 간의 분리(255)(예컨대, 2 mm)를 가로질러 투영됨에 따라 확대된다. 이미지 부분들(250)은 스페이싱 영역들(235) 위로 연장되고 그 영역들을 커버하기에 충분히 확대되어 이음매 없는 통합된 이미지를 형성한다. 확대율(magnification factor)은 분리(255) 및 조명원들(220)에 의해 방출된 램프 광의 각도 퍼짐에 의존한다. 일 실시예에서, 이미지 부분들(250)은 대략 1.5배만큼 확대된다. 통합된 이미지는 내부 스페이싱 영역들(235)을 커버할 뿐만 아니라, 주연부 스페이싱 영역들(235)도 커버한다. 그렇기 때문에, 디스플레이 타일(200)은 다른 디스플레이 타일들(200)에 인접하게 위치되고 통신적으로 연결되어 더 큰 합성의 이음매 없는 디스플레이들을 형성할 수 있고, 그 경우 단일의 디스플레이 타일에 의해 생성된 통합된 이미지는 멀티-타일 통합된 이미지의 하위 부분이 된다(예컨대, 도 3b 참조).
도 3a는 디스플레이 타일(200)의 다수의 기능 층들의 단면도이다. 예시된 바와 같이, 투과 픽셀 어레이들(230) 및 스크린 층(215)에 대한 조명원들(220)의 위치 및 빔 퍼짐은 투과 픽셀 어레이들(230)이 인접한 이웃들의 이미지 부분들과 중첩하는 이미지 부분들(250)을 투영 또는 투사하도록 설계된다. 스크린 층(215)의 배면 상에 투영된 이러한 이미지 부분들(250)의 중첩하는 영역들은 중첩 영역들로 지칭된다.
중첩 영역들은 수개의 픽셀들 폭일 수 있고(예컨대, 2개 내지 10개 이미지 픽셀들 폭, 그러나 더 많은 또는 더 적은 중첩이 구현될 수도 있다) 인접한 투과 픽셀 어레이들(230)(및 대응하는 조명원들(220)) 양쪽 모두가 스크린 층(215) 상으로의 광에 기여하는 스크린 층(215) 상의 영역을 제공할 수 있다. 제조 공차들에 대한 세심한 제어가 인접한 이미지 부분들(250) 사이의 적정한 정렬을 제공할 수 있지만, 이러한 이음매들은 상당한 제조 비용 없이는 완전히 안 보이지 않을 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 기법들은 인접한 투과 픽셀 어레이들(230)로부터 투사된 중첩하는 조명(도 3a 및 도 3b 참조)을 이용하여 스페이싱 영역들(235)을 커버하고 광학 컴포넌트들의 물리적 정렬에 도움을 준다. 중첩하는 조명은 인접한 이미지 부분들(250)을 거의 이음매 없는(near seamless) 통합된 이미지로 이음매 없이 함께 봉합하기 위한 다양한 융합 기법들의 이용을 가능하게 한다. 인접한 투과 픽셀 어레이들(230)을 통하여 투사된 중첩하는 조명은 밝은 영역들(251)의 조명 패턴을 생성한다. 이러한 밝은 영역들(251)은 조명 층들(205)과 디스플레이 층(210) 사이의 대강의 정렬과 미세 정렬 양쪽 모두에 이용될 수 있다. 특히, 조명 패턴의 밝은 영역들(251)은, 오정렬들을 식별하기 위해, 비대칭적인 조명 패턴들과 같은, 불균일성들에 대해 분석될 수 있다. 균일한(예컨대, 대칭적인) 조명 패턴은 주어진 조명원(220) 및 렌징 층(221)의 개재하는 렌즈 요소가 그들의 대응하는 투과 픽셀 어레이(230)와 광학적으로 정렬될 때 달성된다. 이웃하는 픽슬렛들의 광학 컴포넌트들이 정렬될 때, 디스플레이 층들(210)을 통하여 투사된 조명 패턴은 균일하다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른, 그림자 투사 기법을 이용하여 조명 층(205)의 컴포넌트들과 디스플레이 층(210)의 컴포넌트들 사이의 대강의 정렬을 위한 프로세스(400)를 보여주는 순서도이다. 프로세스 블록들의 일부 또는 전부가 프로세스(400)에서 나타나는 순서는 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 오히려, 본 개시내용의 혜택을 입은 본 기술분야의 통상의 기술자는 프로세스 블록들의 일부가 예시되지 않은 다양한 순서들로, 또는 심지어 동시에 실행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
프로세스 블록 405에서, 디스플레이 층(210)을 일시적으로 조명 층(205) 위에 배치하여 다층 디스플레이 타일(200)의 2개의 층들 사이의 초기 대강의 정렬을 수행한다. 이 초기 대강의 정렬은 디스플레이 층(210)의 위에 스크린 층(215)을 배치하지 않고 수행된다. 조명 층(205) 및 디스플레이 층(210)을 일시적으로 함께 샌드위칭한 상태에서, 조명 층(205) 및 디스플레이 층(210)에 전력을 공급하고 디스플레이 층(210)을 정렬 패턴으로 구동한다(프로세스 블록들 410 및 415). 도 5a 및 도 5b는 실시예에 따른, 다수의 투과 픽셀 어레이들(230)을 가로질러 표시된 예시적인 정렬 패턴을 보여준다. 예시된 바와 같이, 정렬 패턴은 조명 패턴의 밝은 영역들(251)을 둘러싸도록 각각의 투과 픽셀 어레이(230)에 의해 표시된 정렬 마커들(501)을 포함한다. 정렬 패턴 둘레에 투사된 광의 균일성(또는 불균일성)을 분석함으로써(프로세스 블록 420), 조명 층(205)과 디스플레이 층(210) 사이의 대강의 정렬이 결정될 수 있다(판정 블록 425). 예를 들어, 인접한 투과 픽셀 어레이들(230)로부터의 정렬 마커들(501)이 그들의 개재하는 밝은 영역(251)을 대칭적으로 둘러싸지 않는다면(도 5a 참조), 조명 층(205)과 디스플레이 층(210) 사이의 대강의 오정렬이 추론될 수 있다. 대응하여, 정렬 마커들(501)이 그들의 개재하는 밝은 영역들(251)을 균일하게(예컨대, 대칭적으로) 둘러싼다면, 조명 층(205)과 디스플레이 층(210) 사이의 대강의 정렬이 추론될 수 있다. 이 2개의 층들은 최선의 균일성 또는 허용 가능한 균일성이 달성될 때까지(판정 블록 425) 서로에 대해 조정될 수 있다(프로세스 블록 430). 일 실시예에서, 이 조정들은 이차원 평면(예컨대, x 및 y 차원들)을 따라 이루어진다. 대강의 정렬이 달성되면(판정 블록 425), 주어진 부품의 차후의 조립을 위해 조명 층(205)에 대한 디스플레이 층(210)의 상대적 위치를 기록한다(프로세스 블록 435).
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른, 그림자 투사 기법을 이용하여 조명 층(205)과 디스플레이 층(210) 사이의 미세 정렬을 위한 프로세스(600)를 보여주는 순서도이다. 프로세스 블록들의 일부 또는 전부가 프로세스(600)에서 나타나는 순서는 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 오히려, 본 개시내용의 혜택을 입은 본 기술분야의 통상의 기술자는 프로세스 블록들의 일부가 예시되지 않은 다양한 순서들로, 또는 심지어 동시에 실행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
프로세스(600)는 프로세스(400)와 비교되는 미세 정렬 절차이다. 프로세스(400)는 전체 조명 층(205)을 디스플레이 층(210)에 대해 대강 정렬시키는 역할을 한다. 프로세스(400)는 캐리어 기판의 위치를 조정하며, 이는 모든 조명원들(220)을 한 번에 이동시킨다. 대조적으로, 프로세스(600)는 각각의 조명원(220)의 위치들을 개별적으로 조정함으로써 조명 층(205)을 디스플레이 층(210)에 대해 미세하게 정렬시키는 역할을 하며, 일부 실시예들에서, 렌징 층(221)의 렌즈 요소들도 개별적으로 조정 및 정렬될 수 있다. 이러한 조정들은 미크론-레벨 변위들과 같은, 미세 조정들이다.
프로세스 블록 605에서, 스크린 층(210)을 디스플레이 층(210)에 부착하여 상부 샌드위치 모듈을 생성한다. 일 실시예에서, 이 부착은 접착제 또는 다른 기계적 파스너들(fasteners)을 포함할 수 있다. 프로세스 블록 610에서, 상부 샌드위치 모듈을 조명 층(205) 위에 배치한다. 조명 층(205)은 대강의 정렬 프로세스(400)에서 결정되고 기록된 대강의 정렬 위치에 따라 배치될 수 있다. 조립되면, 조명 층(205)이 활성화되고(프로세스 블록 615) 디스플레이 층(210)이 어두운 스크린 이미지로 구동되어, 모든 투과 픽셀 어레이들(230)이 블랙 스크린 이미지 부분들과 같은, 균일한 어두운 이미지 부분들을 표시하게 된다(프로세스 블록 620).
이러한 블랙 스크린 이미지 부분들은 이미지 부분들(예컨대 이미지 부분들(250)) 사이의 전이들 또는 이음매들에서 밝은 영역들에 의해 둘러싸인 스크린 층(215)의 배면 상에 그림자들을 투사한다. 이러한 그림자들 및 밝은 영역들은 집합적으로 스크린 층(215) 상에 조명 패턴을 형성하고, 이는 정렬을 위해 이용된다. 이러한 밝은 영역들의 형상, 또는 조명 패턴의 균일성은 조명 층(205)의 광학 컴포넌트들을 개별적으로 정렬시키는 데 이용될 수 있다. 도 7, 도 8, 및 도 9는 본 명세서에 설명된 바와 같은 그림자 투사 기법들을 이용하여 조명 층(205)의 광학 컴포넌트들을 미세하게 정렬시키는 동안 스크린 층(215) 상에 투사된 조명 패턴들을 보여준다. 도 7은 양호한 정렬을 나타내는 조명 패턴(700)을 보여주고, 도 8 및 도 9는 불량한 정렬을 나타내는 조명 패턴들(800 및 900)을 각각 보여준다.
프로세스 블록 625에서, 정렬(또는 오정렬)을 결정하기 위해 균일성(또는 불균일성)에 대해 스크린 층(215) 상에 투사된 조명 패턴을 분석한다. 개개의 조명원들(220) 및 렌징 층(221)의 개재하는 렌즈 요소들이 그들의 대응하는 투과 픽셀 어레이들(230)과 정확하게 정렬된다면, 조명 패턴(700)과 유사한 조명 패턴이 스크린 층(215) 상에 투사된다(판정 블록 630). 밝은 영역들(701)이 어두운 이미지 부분들(702) 사이에 대칭적인 전이들을 형성하기 때문에, 조명 패턴(700)은 균일하다. 이러한 시나리오에서는, 프로세스 블록 635에서 정렬이 완전한 것으로 간주될 것이다.
그러나, 개개의 조명원들(220) 및/또는 렌징 층(221)의 개재하는 렌즈 요소들이 그들의 대응하는 투과 픽셀 어레이들(230)과 오정렬된다면, 어느 하나의 조명 패턴들(800 또는 900)과 유사한 조명 패턴이 스크린 층(215) 상에 투사된다(판정 블록 630). 예시된 바와 같이, 오정렬들은 어두운 이미지 부분들(802 및 902)을 둘러싸는 불균일한 밝은 영역들을 야기한다. 이 특정한 불균일한 밝은 영역은 어느 조명원(220) 및/또는 렌즈 요소가 조정될 필요가 있는지의 표시와 조정의 방향 양쪽 모두를 제공한다. 따라서, 프로세스 블록 635에서, 스크린 층(215) 상에 투사된 불균일성들을 줄이거나 제거하기 위해 특정한 조명원(220) 및/또는 렌즈 요소의 위치를 조정한다. 이러한 조정들은 주어진 조명원(220) 및/또는 렌징 층(221) 상의 그것의 대응하는 렌즈 요소의 마이크로 위치 조정들 또는 넛지들(nudges)을 포함할 수 있다. 조명원들(220) 및/또는 렌징 층(221)에 대한 위치 조정들은 불균일성들의 양 또는 정도가 임계 레벨 아래로 떨어지거나(예컨대, 허용 가능하게 균일하거나) 조명 패턴의 균일성이 실질적으로 더 개선될 수 없다고 결정될 때까지 계속될 수 있다.
상기 설명된 프로세스들은 컴퓨터 소프트웨어 및 하드웨어의 면에서 설명된다. 설명된 기법들은 유형 또는 비일시적 머신(예컨대, 컴퓨터) 판독가능 저장 매체 내에 구현된 머신-실행가능 명령어들을 구성할 수 있으며, 이 명령어들은 머신에 의해 실행될 때 머신으로 하여금 설명된 동작들을 수행하게 할 것이다. 게다가, 이 프로세스들은 "ASIC"(application specific integrated circuit) 또는 다른 것과 같은, 하드웨어 내에서 구현될 수 있다.
유형 머신-판독가능 저장 매체는 머신(예컨대, 컴퓨터, 네트워크 디바이스, 개인 휴대 정보 단말기, 제조 툴, 하나 이상의 프로세서의 세트를 갖는 임의의 디바이스 등)에 의해 액세스 가능한 비일시적 형태의 정보를 제공하는(즉, 저장하는) 임의의 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 머신-판독가능 저장 매체는 기록 가능한/기록 불가능한 매체(예컨대, ROM(read only memory), RAM(random access memory), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 디바이스들 등)를 포함한다.
요약서에 설명된 것을 포함하여, 본 발명의 예시된 실시예들에 대한 상기 설명은 총망라하는 것으로 또는 본 발명을 개시된 정확한 형태들로 제한하려는 것은 아니다. 본 발명의 특정한 실시예들, 및 그에 대한 예들이 본 명세서에서 예시 목적으로 설명되었지만, 관련 기술분야의 기술자들이 인지할 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서 다양한 수정들이 가능하다.
이러한 수정들은 상기 상세한 설명을 고려하여 본 발명에 대해 이루어질 수 있다. 이하의 청구항들에서 사용되는 용어들은 본 발명을 본 명세서에 개시된 특정한 실시예들로 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 본 발명의 범위는 전적으로 이하의 청구항들에 의해 결정되어야 하며, 청구항들은 청구항 해석의 확립된 원칙들에 따라 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 다층 디스플레이의 광학 층들을 정렬시키기 위한 방법으로서,
    스페이싱 영역들(spacing regions)에 의해 서로 분리된 복수의 투과 픽셀 어레이들 각각에 어두운 스크린 이미지를 표시하는 단계 - 상기 투과 픽셀 어레이들은 디스플레이 층 상에 배치됨 -;
    상기 디스플레이 층 뒤에 배치된 조명 층의 복수의 조명원들로 상기 디스플레이 층을 조명(illuminating)하는 단계 - 상기 조명원들 각각은 상기 투과 픽셀 어레이들 중 하나에 대응하여 상기 투과 픽셀 어레이들 중 상기 대응하는 하나를 조명함 -;
    상기 디스플레이 층의 앞에 배치된 스크린 층 상에 조명 패턴을 투사(casting)하는 단계 - 상기 조명 패턴은 상기 투과 픽셀 어레이들 중 인접한 것들로부터 투사된 중첩하는 조명으로 인한 밝은 영역들을 포함함 -; 및
    상기 디스플레이 층과 상기 조명 층 사이의 오정렬들을 식별하기 위해 상기 스크린 층 상에 투사된 상기 조명 패턴의 상기 밝은 영역들을 분석하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밝은 영역들은 상기 디스플레이 층 상의 인접한 투과 픽셀 어레이들 및 상기 조명 층 상의 대응하는 조명원들에 의해 상기 스크린 층 상에 투사된 이미지 부분들 사이의 상기 스크린 층 상의 전이 영역들(transition regions)이고, 상기 전이 영역들은 상기 디스플레이 층 상의 스페이싱 영역들 위에 배치되는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 투과 픽셀 어레이는 1000개 이상의 디스플레이 픽셀들을 포함하고, 상기 중첩하는 조명은 상기 스크린 층 상에 2개 내지 10개 이미지 픽셀들 폭을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 오정렬을 식별하기 위해 상기 스크린 층 상에 투사된 상기 조명 패턴의 상기 밝은 영역들을 분석하는 단계는 상기 밝은 영역들에서의 불균일성들을 식별하기 위해 상기 밝은 영역들을 분석하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 밝은 영역들에서의 불균일성들은 비대칭적인 밝은 영역들을 포함하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    주어진 밝은 영역이 임계 레벨을 초과하는 불균일성을 갖는 것을 결정하는 단계; 및
    상기 불균일성을 줄이기 위해 상기 주어진 밝은 영역 상에 광을 투사하는 것에 기여하는 상기 조명원들 중 적어도 하나의 조명원의 위치를 조정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스크린 층 상에 투사된 상기 조명 패턴의 상기 밝은 영역들 전부가 허용 가능하게 균일할 때까지 상기 조명원들 중 하나 이상의 조명원의 위치들을 조정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    주어진 밝은 영역이 임계 레벨을 초과하는 불균일성을 갖는 것을 결정하는 단계; 및
    상기 불균일성을 줄이기 위해 상기 조명원들과 상기 투과 픽셀 어레이들 사이에 배치된 적어도 하나의 렌즈 요소의 위치를 조정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스크린 층을 상기 디스플레이 층에 부착하기 전에 상기 조명 층 위에 상기 디스플레이 층을 배치하는 단계;
    상기 스크린 층을 상기 디스플레이 층에 부착하기 전에 상기 투과 픽셀 어레이들을 가로질러 정렬 패턴을 표시하고 상기 투과 픽셀 어레이들을 조명하는 단계; 및
    상기 조명 층에 대한 상기 디스플레이 층의 대강의 정렬(gross alignment)을 결정하기 위해 상기 정렬 패턴 둘레에 투사된 광의 불균일성을 분석하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 정렬 패턴 둘레에 투사된 광의 상기 불균일성을 줄이기 위해 상기 디스플레이 층에 대한 상기 조명 층의 정렬을 조정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  11. 머신에 의해 실행될 때, 상기 머신으로 하여금 동작들을 수행하게 할 명령어들을 제공하는 적어도 하나의 머신-액세스 가능한 저장 매체로서, 상기 동작들은:
    스페이싱 영역들에 의해 서로 분리된 복수의 투과 픽셀 어레이들 각각에 어두운 스크린 이미지를 표시하는 것 - 상기 투과 픽셀 어레이들은 다층 디스플레이 타일의 디스플레이 층 상에 배치됨 -;
    상기 디스플레이 층 뒤에 배치된 조명 층의 복수의 조명원들로 상기 디스플레이 층을 조명하는 것 - 상기 조명원들 각각은 상기 투과 픽셀 어레이들 중 하나에 대응하여 상기 투과 픽셀 어레이들 중 상기 대응하는 하나를 조명함 -;
    상기 디스플레이 층의 앞에 배치된 스크린 층 상에 조명 패턴을 투사하는 것 - 상기 조명 패턴은 상기 투과 픽셀 어레이들 중 인접한 것들로부터 투사된 중첩하는 조명으로 인한 밝은 영역들을 포함함 -; 및
    상기 디스플레이 층과 상기 조명 층 사이의 오정렬들을 식별하기 위해 상기 스크린 층 상에 투사된 상기 조명 패턴의 상기 밝은 영역들을 분석하는 것을 포함하는, 머신-액세스 가능한 저장 매체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 밝은 영역들은 상기 디스플레이 층 상의 인접한 투과 픽셀 어레이들 및 상기 조명 층 상의 대응하는 조명원들에 의해 상기 스크린 층 상에 투사된 이미지 부분들 사이의 상기 스크린 층 상의 전이 영역들이고, 상기 전이 영역들은 상기 디스플레이 층 상의 스페이싱 영역들 위에 배치되는, 머신-액세스 가능한 저장 매체.
  13. 제12항에 있어서, 각각의 투과 픽셀 어레이는 1000개 이상의 디스플레이 픽셀들을 포함하고, 상기 중첩하는 조명은 상기 스크린 층 상에 2개 내지 10개 이미지 픽셀들 폭을 포함하는, 머신-액세스 가능한 저장 매체.
  14. 제11항에 있어서, 오정렬을 식별하기 위해 상기 스크린 층 상에 투사된 상기 조명 패턴의 상기 밝은 영역들을 분석하는 것은 상기 밝은 영역들에서의 불균일성들을 식별하기 위해 상기 밝은 영역들을 분석하는 것을 포함하는, 머신-액세스 가능한 저장 매체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 밝은 영역들에서의 불균일성들은 비대칭적인 밝은 영역들을 포함하는, 머신-액세스 가능한 저장 매체.
  16. 제14항에 있어서, 상기 머신에 의해 실행될 때, 상기 머신으로 하여금,
    주어진 밝은 영역이 임계 레벨을 초과하는 불균일성을 갖는 것을 결정하는 것; 및
    상기 불균일성을 줄이기 위해 상기 주어진 밝은 영역 상에 광을 투사하는 것에 기여하는 상기 조명원들 중 적어도 하나의 조명원의 위치를 조정하는 것
    을 포함하는 추가 동작들을 수행하게 할 명령어들을 추가로 제공하는, 머신-액세스 가능한 저장 매체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 머신에 의해 실행될 때, 상기 머신으로 하여금,
    상기 스크린 층 상에 투사된 상기 조명 패턴의 상기 밝은 영역들 전부가 허용 가능하게 균일할 때까지 상기 조명원들 중 하나 이상의 조명원의 위치들을 조정하는 것
    을 포함하는 추가 동작들을 수행하게 할 명령어들을 추가로 제공하는, 머신-액세스 가능한 저장 매체.
  18. 제14항에 있어서, 상기 머신에 의해 실행될 때, 상기 머신으로 하여금,
    주어진 밝은 영역이 임계 레벨을 초과하는 불균일성을 갖는 것을 결정하는 것; 및
    상기 불균일성을 줄이기 위해 상기 조명원들과 상기 투과 픽셀 어레이들 사이에 배치된 적어도 하나의 렌즈 요소의 위치를 조정하는 것
    을 포함하는 추가 동작들을 수행하게 할 명령어들을 추가로 제공하는, 머신-액세스 가능한 저장 매체.
  19. 제11항에 있어서, 상기 머신에 의해 실행될 때, 상기 머신으로 하여금,
    상기 스크린 층을 상기 디스플레이 층에 부착하기 전에 상기 조명 층 위에 상기 디스플레이 층을 배치하는 것;
    상기 스크린 층을 상기 디스플레이 층에 부착하기 전에 상기 투과 픽셀 어레이들을 가로질러 정렬 패턴을 표시하고 상기 투과 픽셀 어레이들을 조명하는 것; 및
    상기 조명 층에 대한 상기 디스플레이 층의 대강의 정렬을 결정하기 위해 상기 정렬 패턴 둘레에 투사된 광의 불균일성을 분석하는 것
    을 포함하는 추가 동작들을 수행하게 할 명령어들을 추가로 제공하는, 머신-액세스 가능한 저장 매체.
  20. 제19항에 있어서, 상기 머신에 의해 실행될 때, 상기 머신으로 하여금,
    상기 정렬 패턴 둘레에 투사된 광의 상기 불균일성을 줄이기 위해 상기 디스플레이 층에 대한 상기 조명 층의 정렬을 조정하는 것
    을 포함하는 추가 동작들을 수행하게 할 명령어들을 추가로 제공하는, 머신-액세스 가능한 저장 매체.
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