KR20250163243A - 디스플레이 디바이스, 디스플레이 시스템, 다기능 요소, 및 디스플레이 디바이스를 생산하기 위한 방법 - Google Patents

디스플레이 디바이스, 디스플레이 시스템, 다기능 요소, 및 디스플레이 디바이스를 생산하기 위한 방법

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KR20250163243A
KR20250163243A KR1020250060505A KR20250060505A KR20250163243A KR 20250163243 A KR20250163243 A KR 20250163243A KR 1020250060505 A KR1020250060505 A KR 1020250060505A KR 20250060505 A KR20250060505 A KR 20250060505A KR 20250163243 A KR20250163243 A KR 20250163243A
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다니엘 요흐
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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
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Abstract

디스플레이 디바이스는 복수의 디스플레이 요소와, 서로 다르고 분리된 디스플레이 요소 하위 세트들을 서로 연결하도록 구성된 상호 연결 디바이스를 포함한다. 하위 세트의 디스플레이 요소들은 상호 연결 디바이스를 통해 함께 구동될 수 있다.

Description

디스플레이 디바이스, 디스플레이 시스템, 다기능 요소, 및 디스플레이 디바이스를 생산하기 위한 방법 {DISPLAY DEVICE, DISPLAY SYSTEM, MULTIFUNCTIONAL ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING A DISPLAY DEVICE}
본 발명은 디스플레이 디바이스, 이러한 디스플레이 디바이스를 갖는 디스플레이 시스템, 디스플레이 시스템을 갖는 다기능 요소, 그리고 디스플레이 디바이스를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 간단한 기호의 표현에 관한 것이다.
고해상도 디스플레이를 위한 디스플레이 기술과 관련하여, 발광 영역(픽셀)을 개별적으로 구동하는 해법이 바람직하다. 여기에는 발광 또는 밝기 조절 요소(발광 다이오드/LED, 유기 발광 다이오드/OLED, 액정/LC)의 애노드와 캐소드 사이에 원하는 전압을 직접 인가하여 빛의 방출 또는 투과를 가능하게 하는 수동 매트릭스 디스플레이가 포함된다([1], 도 12 및 도 8과 관련하여 도 13 참조). 이 경우, [1], 도 13에서 볼 수 있듯이, 단 하나의 라인만 능동적으로 발광하며, 전체 이미지는 사람의 눈이나 능동 요소(예: 잔광 LED, 리셋 LC)의 관성을 이용하여 라인 간의 빠른 스위칭을 통해 획득된다. 대형 디스플레이 요소의 경우 깜빡임 없이 완전한 화면을 구현하기 위해, 인가된 픽셀 전압과 발광 요소의 밝기는 구동 요소(트랜지스터)와 저장 커패시터를 포함하는 보조 회로를 통해 라인이 다시 기록될 때까지 유지된다. 대응하는 상호 연결을 능동 매트릭스 회로라고 한다([1], 도 14 및 도 16 참조).
두 가지 매트릭스 드라이버 변형 모두 각 라인과 각 열에 대한 연결 라인을 갖는다, n×k 발광 요소의 경우, 이는 해당 드라이버 회로(IC)에 의해 시간 동기화된 방식으로 공급되는 n+k 구동 라인을 초래한다([1], 도 11). 이러한 디스플레이를 사용하면 해상도에 따라 정적 또는 동적 이미지(비디오)를 원하는 대로 표시할 수 있다. 공통 소스에서 컨디셔닝하고 에너지를 공급하기 위해 추가 IC 모듈이 필요하다([1], 도 20 및 [2], 도 1).
간단한 정보 재생 및 가변성 및 유연성에 대한 요구 감소의 경우 자유롭게 정의 가능한 출력이 필요하지 않다면 직접 구동 발광 요소가 적합한 해법이다. 이를 위해 이미지 요소(기호) 자체([1], 도 5) 또는 기호의 하나 이상의 부분([1], 도 4)을 나타내는 하나 이상의 발광 영역이 구동된다. 후자의 요소는 예를 들어 시간 표시(예: 전자레인지, 디지털 LCD 알람 등의 경우)를 위해 7세그먼트 디스플레이로 널리 사용되며, 다양한 기호 조합을 선택하여 감소된 발광 영역 세트로 다양한 기호(적어도 0-9, 추가적으로 문자 등)를 표시한다(7). 직접 구동 디스플레이의 공통적인 특징은 각각의 발광 영역에 접지 라인 외에 정확히 하나의 제어 라인이 있다는 것이다([1], 도 4). 그러나 발광 요소는 전체적으로만 활성화되거나 비활성화될 수 있으므로 [1], 도 5에 표시된 기호는 일반적으로 서로 옆에 배치해야 한다.
선택적 구동 또는 컬러링이 있는 기호를 표현하는 또 다른 방법은 타코미터 디스플레이나 푸시 버튼 등에 설치된 템플릿을 통해 표현할 수 있다. 여기서, 템플릿은 발광 영역을 정의하는 역할을 한다. 배경 조명 켜기/끄기 또는 컬러 1/컬러 2/끄기는 하나 이상의 기호 10021 내지 10026을 표현하도록 설정된, 문맥 종속 정보 재현을 가능하게 한다(도 8 참조). 즉, 도 8은 [3]에 따른 동작 유닛의 백라이트 템플릿을 보여준다.
앞서 언급한 고해상도 디스플레이는 복잡한 디바이스인 반면, 도 8에 따른 디스플레이 디바이스는 비교적 적은 표현 가능성을 제공하지만 많은 양의 공간을 필요로 한다.
따라서, 적은 공간으로 비교적 많은 기호를 표현하고 동시에 디바이스의 복잡성을 낮게 유지할 수 있는 디스플레이 디바이스, 디스플레이 시스템, 디스플레이 시스템을 갖춘 다기능 요소, 및 디스플레이 디바이스를 제공하는 방법이 바람직할 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 적은 공간 차지와 낮은 복잡성으로 여러 기호를 표시할 수 있는 디스플레이 디바이스, 디스플레이 시스템, 디스플레이 시스템을 갖춘 다기능 요소, 및 디스플레이 디바이스를 제공하는 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 독립 청구항의 요지에 의해 달성된다.
본 발명의 핵심 아이디어는 기호를 인식하는 데 행렬 디스플레이에서 픽셀의 하위 픽셀과 같은 미리 정의된 하위 세트만 사용하고, 디스플레이 요소들을 분리된 하위 세트로 그룹화하여 개별 기호가 분리된 하위 세트로 구동(또는 활성화)될 수 있도록 하는 것만으로도 충분할 수 있다는 것을 인식하는 것이고 이는 용이하게 가능하다. 동시에, 필요한 경우 이러한 그룹화를 기반으로 디스플레이 요소들의 인터리빙을 수행하여, 많은 양의 기호를 공간 절약 방식으로 표현할 수 있으며, 복잡성을 크게 증가시키지 않는다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 디바이스는 복수의 디스플레이 요소와, 서로 다르고 분리된 디스플레이 요소들의 하위 세트들을 서로 연결하도록 구성된 상호 연결 디바이스를 포함한다. 하위 세트의 디스플레이 요소들은 상호 연결 디바이스를 통해 함께 구동될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 시스템은 이러한 디스플레이 디바이스와, 디스플레이 요소의 하위 세트 중 적어도 하나를 구동을 위한 선택된 하위 세트로 선택하고, 상호 연결 디바이스를 통해 선택된 적어도 하나의 하위 세트를 함께 구동하도록 구성된 제어 디바이스를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 다기능 요소는 이러한 디스플레이 시스템을 포함하고, 다기능 요소가 사용되는 시스템의 작동 상태에 따라 작동 상태와 연관된 디스플레이 요소의 하위 세트를 구동하도록 구성되어, 디스플레이 디바이스가 작동 상태와 연관된 패턴을 표현한다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 디바이스를 생산하는 방법은 복수의 디스플레이 요소를 배열하는 단계, 및 하위 세트의 디스플레이 요소들이 상호 연결 디바이스를 통해 함께 구동될 수 있도록 복수의 디스플레이 요소를 서로 다르고 분리된 하위 세트로 상호 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가적인 유리한 실시예들은 종속 청구항의 주제이다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명될 것이다.
도 1a는 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 개략적인 평면도를 도시하고;
도 1b-c는 일 실시예에 따른 디스플레이 요소의 상호 연결에 대한 개략적인 평면도 및 측면 단면도를 도시하고;
도 2a는 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 개략적인 평면도를 도시하며, 4행 4열의 규칙적인 배열로 배열될 수 있는 여러 개의 픽셀을 포함하고;
도 2b는 도 2a의 디스플레이 디바이스의 픽셀의 개략적인 확대 평면도를 도시하고;
도 3a는 도 2b에 따른 픽셀의 개략적인 블록도를 도시하며, 일 실시예에 따른 각각의 디스플레이 요소는 발광 요소를 갖고;
도 3b는 일 실시예에 따른 픽셀의 개략적인 블록도를 도시하며, 도 3a와 비교하여 변형된 형태로, 3×3 배열의 9개 디스플레이 요소가 각각의 하위 픽셀로서 픽셀을 형성하고;
도 4a-d는 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스와, 미리 정의된 패턴을 표현하기 위해 디스플레이 요소들을 서로 다른 하위 세트로 그룹화한 것을 도시하고;
도 4e는 픽셀의 하위 픽셀 상호 연결의 개략적인 표현을 나타내고;
도 5a-d는 본 명세서에 기재된 디스플레이 디바이스와 제어 디바이스를 포함하는, 일 실시예에 따른 디스플레이 시스템의 개략적인 블록도를 나타내고;
도 6a는 제 1 동작 상태에 있는 일 실시예에 따른 다기능 요소의 개략적인 블록도를 나타내고;
도 6b는 다른 동작 상태에 있는 도 6a의 다기능 요소의 개략적인 블록도를 나타내고;
도 7a는 일 실시예에 따른 방법의 개략적인 흐름도를 나타내고;
도 7b는 일 실시예에 따른 추가 방법의 개략적인 흐름도를 나타내고;
도 8은 동작 유닛 내의 공지된 백라이트 템플릿의 그림을 나타낸다.
본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 아래에 상세히 설명하기에 앞서, 서로 다른 도면에서 동일하거나 기능적으로 동일하거나 동일하게 작용하는 요소, 물체 및/또는 구조에는 동일한 참조 번호를 부여하여 서로 다른 실시예에 도시된 이들 요소에 대한 설명이 상호 교환 가능하거나 서로 적용될 수 있도록 한다는 점을 지적한다.
아래에 설명되는 실시예들은 여러 세부 사항과 관련하여 설명될 것이다. 그러나, 이러한 세부적인 특징 없이도 실시예들을 구현할 수 있다. 또한, 이해를 돕기 위해, 실시예들은 세부적인 표현 대신 블록도를 사용하여 설명될 것이다. 또한, 개별 실시예들의 세부 사항 및/또는 특징들은 반대되는 내용이 명시적으로 설명되지 않는 한 서로 용이하게 결합될 수 있다.
다음 실시예들은 예를 들어 픽셀 및 하위 픽셀과 같은 용어를 참조하여 설명될 것이다. 이 경우, 픽셀 또는 이미지 요소는 여러 하위 픽셀로 구성될 수 있으며, 이는 예를 들어 매트릭스 기반 디스플레이에서 사용된다. 매트릭스 기반 디스플레이 구성으로부터 시작하여, 실시예들은 서로 다른 하위 픽셀을 서로 다른 패턴에 연관시키거나, 픽셀의 서로 다른 하위 픽셀을 서로 다른 패턴에 사용하거나, 하나 이상의 하위 픽셀을 사용하지 않거나, 적어도 디스플레이에 대해 제대로 작동하지 않도록 구성하는 것과 관련될 수 있으며, 이는 이 시점에서 센서 디바이스의 배열을 배제하는 것은 아니다. 이 경우, 픽셀 및 하위 픽셀이라는 용어는 단지 실시예의 명확성을 위해 선택되었으며, 매트릭스 기반 디스플레이의 공지된 제조 공정으로부터 시작하여 사용될 수 있다. 그러나, 이는 본 발명의 요지를 이러한 구성으로 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다.
도 1a는 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스(10)의 개략적인 평면도를 나타낸다. 디스플레이 디바이스(10)는 복수의 디스플레이 요소(121 내지 1220)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 복수의 디스플레이 요소(121 내지 1220)는 복수의 행과 복수의 열을 갖는 규칙적인 어레이로 배열된다. 따라서, 디스플레이 요소(121 내지 1220)는 매트릭스와 같은 배열로 배치될 수 있으며, 이는 필수적이지 않다. 이러한 점에서, 행과 열 형태의 배열이 구현될 수 있지만, 다른 형태의 배열도 구현될 수 있다. 또한, 복수의 디스플레이 요소(121 내지 1220)는 표면적 또는 그룹별 디스플레이 표면 형상 및/또는 표면적에 대해 대응하는 디스플레이 요소를 가질 수 있다. 즉, 디스플레이 요소(121 내지 1220) 각각은 모양, 기하학, 표면적에 관해서뿐만 아니라 정보가 표시되거나 빛이 출력되는 컬러 및/또는 밝기와 같은 다른 속성에 관해서도 개별적으로 또는 그룹이나 디스플레이 요소에서 전체적으로 동일하게 구성될 수 있다.
디스플레이 디바이스(10)는 서로 다르고 분리된 디스플레이 요소들의 하위 세트들을 상호 연결하도록 구성된 상호 연결 디바이스(14)를 더 포함한다. 따라서, 예를 들어, 디스플레이 요소(121, 127, 1213, 및 1219)는 구동 라인(161)의 신호를 통해 함께 구동될 수 있는 제 1 디스플레이 요소 그룹을 형성할 수 있다. 즉, 본 명세서에서, 디스플레이 요소(121, 127, 1213, 및 1219)는 서로 고정적으로 연결되어 함께 구동된다, 즉, 함께 활성 또는 비활성 상태이다.
디스플레이 요소(123, 124, 125, 1212, 및 1217)의 분리된 하위 세트는 상호 연결 디바이스(14)의 추가 구동 라인(162)을 통해 구동될 수 있다, 즉, 디스플레이 요소(123, 124, 125, 1212, 및 1217)는 서로 고정적으로 연결되어 함께 활성화되거나 비활성화된다.
분리된 하위 세트로의 상호 연결은 디스플레이 요소(121 내지 1220)가 최대 하나의 하위 세트에 연결되거나 최대 하나의 구동 라인(16)을 통해 구동될 수 있도록 한다.
각각의 디스플레이 요소(121 내지 1220)가 하위 세트에 연결될 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다.
일 실시예에 따르면, 상호 연결 디바이스(14)는 디스플레이 요소의 하위 세트를 항상 서로 상호 연결하도록 구성되며, 이는 고정 배선이라고도 한다.
일 실시예에 따르면, 한편으로는 하위 세트(121, 127, 1213, 및 1219), 다른 한편으로는 하위 세트(123, 124, 125, 1212, 및 1217) 각각은 하위 그룹에 명확하게 연결된 구동 라인(161 또는 162)을 통해 명확하게 구동될 수 있다.
이 시점에서, 하위 그룹의 디스플레이 요소의 위치 및/또는 개수뿐만 아니라 디스플레이 디바이스(10) 내 하위 그룹의 개수 및 디스플레이 요소의 개수는 원하는 대로 구성될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 디스플레이 요소의 개수는 바람직하게는 적어도 3개, 적어도 5개, 10개 초과, 100개 초과, 또는 훨씬 더 크다. 하위 그룹당 디스플레이 요소의 수는 적어도 2개이지만, 바람직하게는 그보다 더 많아야 하며, 예를 들어 적어도 10개, 적어도 20개 또는 적어도 100개이다. 하위 그룹의 수는 2개에 해당할 수 있지만, 바람직하게는 그보다 더 많아야 하며, 예를 들어 적어도 3개, 적어도 5개, 적어도 10개 또는 적어도 20개이어야 한다.
유리한 구현에서, 각각의 하위 세트는 디스플레이 디바이스(10)에 의해 표현될 미리 정의된 패턴에 명확하게 연관되거나, 각각의 하위 세트는 디스플레이 디바이스에 의해 표현될 미리 정의된 패턴에 명확하게 연관된다. 디스플레이 디바이스(10)는 디스플레이 요소들의 공통 구동을 통해 하위 세트와 연관된 미리 정의된 패턴을 표현하도록 구성될 수 있다. 이는 표현될 패턴이 디스플레이 요소(121 내지 1220)의 하위 세트에 연관된 구동 라인(161 또는 162)을 주소 지정함으로써 표현될 수 있음을 의미한다. 그러나, 특히 더 많은 수의 하위 세트와 더 많은 수의 구동 라인(16)을 사용하는 경우, 디스플레이 디바이스(10)가 여러 구동 라인(16)을 구동함으로써 조합 패턴을 출력할 수 있다.
본 명세서에 설명된 일부 실시예와 관련하여, 픽셀의 일부를 형성하는 하위 픽셀을 참조하고, 여기서 서로 다른 픽셀의 하위 픽셀은 상호 연결되어 하위 픽셀의 하위 세트를 형성할 수 있으며, 이 하위 세트는 상호 연결을 기반으로 공동 구동될 수 있다. 하위 픽셀을 구동하기 위한 상호 연결이라는 용어는 본질적으로 도체 트랙을 통해 하위 픽셀의 연결이 이루어진다는 의미로 이해될 수 있다. 도 1b와 도 1c는 본 실시예의 틀 내에서 가능하지만 필수적인 것은 아닌 상호 연결 구현의 개략적인 평면도와 개략적인 측면 단면도를 보여준다.
광-방출 요소 또는 발광 요소(24)는 애노드와 같은 제 1 전극(32)과 캐소드와 같은 제 2 전극(34) 사이에 배치될 수 있다. 광-방출 요소(24)는 절연체(19)의 개구부 또는 오목부(17) 구역에서 전극(32)과 전기적으로 접촉될 수 있다. 하위 픽셀 연결부(21)는 전기 라인으로서 그룹 또는 하위 세트에 대한 공통 구동 라인(16)과의 전기적 연결을 생성할 수 있으며, 여기서 구동 라인(16)과 하위 픽셀 연결부는 동일 재료 또는 상이한 재료 및/또는 하나 이상의 구조 또는 조각으로 구성될 수 있다.
하위 픽셀 또는 디스플레이 요소 그룹을 구동하는 데에는 여러 가지 가능성이 있다.
가능한 구현에서, 각각의 하위 픽셀은 제어 라인(16)을 통해 선택된 분리된 하위 픽셀 그룹 중 하나에 명확하게 할당되거나 연결된다. 픽셀이 조명되는지 여부에 대한 결정은 유리한 구현의 틀 내에서 아래를 통해 이루어질 수 있다:
하위 픽셀 연결부(21)의 상호 연결, 배열 또는 실행 또는 비실행을 통해,
연결부(21)를 저항성 요소와 같은 프로그래밍 가능 요소로의 교체를 통해,
전극이 없을 경우 일부 영역이 발광과 관련하여 기능할 수 없도록 하는 것과 같이, 하위 픽셀 위치에서 전극(32)의 실행 또는 비실행을 통해,
OLED 디스플레이와 같은 디스플레이 디바이스의 구현에서와 같이, 개구부가 없을 경우 일부 영역이 발광과 관련하여 기능할 수 없도록 하는 것과 같이, 절연층의 개구부(17)의 실행 또는 비실행을 통해,
μLED 디스플레이 구현에서와 같이, 발광 요소가 없을 경우 일부 영역이 발광과 관련하여 기능할 수 없게 하는 것과 같이, 발광 요소(24)의 실행 또는 비실행을 통해; 및/또는
하위 픽셀 위, 즉 전극(32)에서 멀어지는 발광 요소(24)의 면(일반적으로 관찰자가 위치하는 면)에 광학적으로 고밀도의 밝기 필터를 적용하여, 요소가 발광할 수는 있지만 발광하지는 않도록 하는 방식을 통해.
이러한 각각의 메커니즘은 실시예의 틀 내에서 상호 연결로 이해되거나 포괄될 수 있으며, 따라서 하위 픽셀 연결부(21)는 가능하지만 필수적인 구현은 아니다.
도 2a는 실시예에 따른 디스플레이 디바이스(20)의 개략적인 평면도를 보여준다. 이는 예를 들어 픽셀(181 내지 1816)을 포함하며, 각각의 픽셀은 4행 4열의 규칙적인 배열로 배열될 수 있고, 여기서 픽셀 수, 열 수 및 행 수는 단지 예시일 뿐이며, 서로 다른 값, 특히 더 큰 값을 가질 수 있다.
도 2b는 디스플레이 디바이스(20)의 픽셀(18)의 개략적인 평면도를 나타낸다. 픽셀(18)은 예를 들어 4개의 디스플레이 요소(121 내지 124)를 포함하며, 이는 2열 2행의 2×2 배열로 배열될 수 있으며, 여기서도 열의 수, 행의 수 및/또는 디스플레이 요소의 수는 다르게 구현될 수 있으며, 예를 들어, 단 하나의 행 또는 대안적으로 단 하나의 열, 또는 2행 초과 및/또는 2열 초과로 구현될 수 있다. 다이오드 기호 221 내지 224를 통해 도시된 바와 같이, 각각의 디스플레이 요소(121 내지 124)는 개별적으로 구동될 수 있으며, 예를 들어 발광 다이오드(LED)가 적합할 수 있는 전기 신호에 응답하여 광학 정보를 출력하거나 빛을 방출할 수 있지만, 전적으로 그런 것은 아니다. 디스플레이 요소(121 내지 124)를 픽셀로 보거나 할당할 때, 디스플레이 요소(121 내지 124)는 픽셀의 하위 픽셀로 간주될 수 있다. 예를 들어, 각각의 하위 픽셀(121 내지 124)은 발광 다이오드(LED)와 같은 적어도 하나의 발광 요소를 포함할 수 있다.
도 2a와 함께 살펴보면, 디스플레이 디바이스(10)의 상호 연결 디바이스(14)를 갖춘 개별 픽셀(181 내지 1816)은 각각의 기호에 대해 다르게 사용될 수 있으며, 각각의 기호에 대해 단 하나의 구동 라인(161/162)을 사용하거나, 선택적으로 개별 또는 결합된 복귀 라인과 조합하여 디스플레이 또는 디스플레이 디바이스에 각각의 기호를 간단하게 표현할 수 있다는 것이 명확해진다.
도 3a는 도 2b에 따른 픽셀(18)의 개략적인 블록도를 도시하며, 각각의 디스플레이 요소 또는 하위 픽셀(121 내지 124)은 광-방출 요소(241 내지 244)를 포함한다. 예를 들어, 색 혼합을 표현하거나 밝기를 증가시키기 위해, 예를 들어, 직렬 또는 병렬로 연결된 추가 발광 요소는 실시예에 따라 배제되지 않는다.
도 3b는 도 3a와 비교하여 변형된 픽셀(18')의 개략적인 블록도를 도시하며, 3x3 배열의 9개 디스플레이 요소(121 내지 129)가 각각의 하위 픽셀로서 픽셀(18')을 형성한다. 실시예에 따라, 다른 개수의 행 및/또는 다른 개수의 열, 그리고 매트릭스 배열과 다른 배열은 배제되지 않는다.
도 4a는 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스(40)의 개략적인 표현을 도시하며, 예를 들어, 도 2b 및 도 3a에 따른 픽셀의 각각의 구성을 갖는 16개의 픽셀(181 내지 1816)을 포함한다. 이 경우 픽셀 수는 단지 예시로서 선택되었으며, 특히 상당히 더 많을 수 있다. 각각의 픽셀(181 내지 1816)은 디스플레이 요소(12i,j)를 포함하며, 여기서 파라미터 i는 디스플레이 요소의 픽셀을 나타내고, 파라미터 j는 픽셀(18) 내의 시퀀스 번호를 나타낸다.
디스플레이 디바이스(40)는 예시로서 디스플레이 요소(12i,j)를 사용하여 네 개의 패턴(261, 262, 263, 및 264)을 나타내도록 구성될 수 있으며, 여기서 패턴(261 내지 264)은 단지 예시로서 선택되었으며, 본 발명의 이점을 더 설명하기 위하여 제한된 방식으로 선택된 것은 아니다.
예를 들어, 디스플레이 디바이스(40)의 디스플레이 요소(12i,1)는 서로 상호 연결되어 제 1 하위 세트를 형성할 수 있으며, 이 하위 세트는 제 1 구동 라인(161)을 통해 구동되어, 예를 들어, 관찰자에게 직사각형 패턴 또는 정사각형 패턴(261)을 인지할 수 있도록 한다. 구동 라인(161, 162, 163, 및 164)에 의해 각각 구동될 수 있는 하위 세트의 공통 복귀 라인(28)은 패턴(261 내지 264) 중 일부 또는 전부를 표현하기 위해 접촉될 수 있다.
예를 들어, 패턴(261)의 경우, 모든 디스플레이 요소(12i,1)가 상호 연결 디바이스(14)와 접촉하여 구동 라인(161)에 의해 구동될 수 있지만, 다른 패턴, 예를 들어 패턴(262)의 경우, 픽셀 하위 세트 중 하나의 디스플레이 요소(12i,j)만 접촉될 수 있다. 따라서, 예를 들어 픽셀(181, 186, 1811, 및 1816)의 디스플레이 요소(12i,2)는 상호 연결되어 제 2 하위 세트를 형성할 수 있으며, 이는 구동 라인(162)을 통해 구동되어 패턴(262)의 대각선을 나타낼 수 있다.
도 4c는 픽셀(184, 187, 1810, 및 1813)의 디스플레이 요소(12i,3)의 상호 연결을 보여주고, 이는 구동 라인(163)을 통해 공동으로 구동되어 관찰자에게 동일한 대각선을 패턴(263)으로 인식할 수 있도록 한다. 패턴(263)은, 예를 들어, 디스플레이 요소의 배열로 인해 패턴(262)에 대해 90도 정도 기울어진다.
실시예에 따르면, 구동 디바이스는 특정 시점에 구동 라인(161 내지 164) 중 하나만 구동하거나, 구동 라인(161 내지 164) 중 어느 것도 구동하지 않을 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 제어 디바이스는 특정 시점에 여러 구동 라인(161 내지 164)을 구동하도록 구성된다. 따라서, 예를 들어, 구동 라인(162 및 163)을 함께 구동함으로써 관찰자에게 x 패턴을 표현할 수 있다.
도 4는 픽셀(183, 186, 187, 1811, 및 1815)의 디스플레이 요소(12i,4)가 서로 연결되어 관절 구동 라인(164)을 통해 구동될 때 관찰자에게 패턴(264)을 "1"처럼 표현하도록 하는 또 다른 제 4 디스플레이 요소 하위 세트의 상호 연결을 보여 준다.
패턴(261 및 264)의 경우 픽셀(183), 패턴(262 및 264)의 경우 픽셀(186), 패턴(262 및 264)의 경우 픽셀(1811)과 같이, 픽셀은 각각 여러 표현 가능한 패턴의 일부가 될 수 있다. 각각의 서로 다른 패턴에 대해, 픽셀(18)의 서로 다른 디스플레이 요소(12)는 서로 다른 구동 라인(161 내지 164)을 통해 구동되어 활성화될 수 있다.
각각의 디스플레이 요소(261 내지 264)가 더 작게 구성될수록, 관찰자는 디스플레이 디바이스에 더 가까이 다가가면서 동시에 패턴(261 내지 264)을 양호한 품질로 인식할 수 있다. 정보가 안정적으로 재생된다는 점에서 품질 손실은 감수할 수 있다. 디스플레이 요소의 발광 영역은 원하는 대로 선택될 수 있으며, 바람직한 실시예에서는, 예를 들어 50~100μm² 범위의 크기를 가질 수 있다. 따라서, 예를 들어, 마이크로-LED(μLED)를 디스플레이 요소로 사용할 수 있으며, 이 경우 광-방출 영역의 에지 길이가 약 10μm 범위에 있을 수 있다. 그러나, 디스플레이에 더 중요한 것은 디스플레이 포인트의 밀도이며, 실시예에서는 적어도 300dpi(인치당 포인트/도트), 적어도 400dpi, 또는 적어도 500dpi일 수 있다.
그러나, 이 경우, 디스플레이 디바이스(40)에 네 개의 패턴(261 내지 264)을 표현할 수 있는 가능성과 함께 네 개의 디스플레이 요소(12)를 픽셀(18)에 연결하는 것은 단지 예시일 뿐이며, 제한적인 것은 아니다. 디스플레이 디바이스(40)는 또한, 예를 들어, 디스플레이 디바이스의 제 2 열에 적어도 제 5 패턴(예: 수직선)을 표현하도록 구성될 수 있는데, 이는 픽셀(182)과 픽셀(186, 1810, 및 1813)이 모두 패턴(261 내지 264) 중 어느 것과도 아직 연관되지 않은 디스플레이 요소를 포함하고 있기 때문이다.
또한, 픽셀 내 디스플레이 요소 위치를 특정 패턴에 고정적으로 연결하는 것은 예시적이고 또한 간단하며 따라서 생산에 유리할 수 있지만, 이러한 구성에서 벗어나는 것도 충분히 가능하다. 따라서, 예를 들어, 패턴(264)의 경우, 디스플레이 요소(1215.4) 대신 디스플레이 요소(1215.2)를 용이하게 사용할 수 있다. 마찬가지로, 다른 디스플레이 요소들도 원하는 패턴에 연결될 수 있으며, 여기서 디스플레이 요소는 구동 라인(161 내지 164)을 통해 각각 구동되는 하나의 하위 세트에만 연결되고, 해당 하위 세트의 디스플레이 요소들은 서로 분리되는 것이 바람직하다.
디스플레이 디바이스(40)를 참조하여 추가적인 유리한 구현에 대해 설명한다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 디바이스가 제공되는데, 여기서 제 1 컬러 필터는 제 1 디스플레이 요소 하위 세트의 하나, 여러 개 또는 모든 디스플레이 요소에 대해 배치된다. 이는 패턴(261 내지 264) 중 적어도 하나의 컬러링 또는 컬러 조작에 사용될 수 있다. 선택적으로, 제 2 컬러 필터는 제 2 디스플레이 요소 하위 세트의 디스플레이 요소에 대해 배치될 수 있다. 사용되는 하나 이상의 컬러 필터는 예를 들어 투과 파장, 투과율 및/또는 작동 상태(예: 켜짐/꺼짐)에 대해 제어될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 디스플레이 디바이스(40)의 구현은 패턴(261 내지 264) 중 하나가 여러 번 표현될 수 있고 각각의 표현이 다른 컬러 필터와 결합되도록 될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이러한 구성에서 벗어나는 것은 적어도 하나의 컬러 필터가 제공되는 것인데, 이 컬러 필터는 적어도 하나의 디스플레이 요소에 대해 배치되고 디스플레이 디바이스의 시야 방향, 즉 광-방출 요소와 관찰자 사이에 반대쪽에 배치된다. 컬러 필터는 디스플레이 요소에 의해 제공되는 광을 필터링하도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 디스플레이 디바이스는 하위 세트의 디스플레이 요소가 공통 접촉부, 예를 들어 구동 라인(161, 162, 163, 또는 164)을 갖도록 구성된다. 공통 접촉부가 배선되면, 하위 세트의 디스플레이 요소가 전혀 활성화되지 않거나 하위 세트의 모든 디스플레이 요소가 활성화된다.
이 경우, 예를 들어 구동 라인(161 내지 164)은 각각의 하위 세트의 순방향 라인과 복귀 라인 중 하나를 제공할 수 있으며, 나머지 요소, 예를 들어 복귀 라인 또는 대안적으로 순방향 라인은 여러 하위 세트 또는 모든 하위 세트에 대해, 예를 들어, 복귀 라인(28)에서 결합될 수 있는데, 이는 그룹 단위로 개별 구동을 가능하게 하기 때문이다.
일 실시예에 따르면, 각각의 디스플레이 요소가 제 1 전기 연결부 및 제 2 전기 연결부를 갖는 디스플레이 디바이스가 제공된다. 도 3b를 참조하면, 이는 예를 들어 다이오드/LED의 애노드(32)일 수 있다. 이에 따라, 캐소드(34) 또는 캐소드 연결부가 제 2 연결부로 배치될 수 있다. 다른 요소에는 다른 전기 연결부 또는 전기 극의 다른 명칭이 사용될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 디스플레이 요소 하위 세트의 서로 다른 디스플레이 요소들의 제 1 연결부는 상호 연결 디바이스(14)를 통해 서로 상호 연결될 수 있으며, 다른 하위 세트의 디스플레이 요소들의 제 1 연결부와 전기적으로 분리될 수 있다. 예를 들어 서로 다른 하위 세트의 디스플레이 요소의 음극 연결부(34)와 같은 제 2 연결부는 상호 연결 디바이스(14)를 통해 서로 상호 연결될 수 있으며, 예를 들어, 도 4a-d의 공통 복귀 라인(28)을 통해 접촉할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 디스플레이 요소는 더 작은 복수의 픽셀로 그룹화된 복수의 하위 픽셀이다. 각각의 하위 픽셀은 최대 하나의 그룹/하위 세트에 할당되는 것이 바람직한다. 각각의 디스플레이 요소 하위 세트는 바람직하게는 픽셀의 최대 하나의 하위 픽셀을 포함한다. 이는 각각의 디스플레이 요소 하위 세트가 하위 픽셀을 포함하지 않거나 픽셀의 하위 픽셀을 정확히 하나만 포함함을 의미한다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 디바이스는 서로 다른 디스플레이 요소 하위 세트를 구동할 때 픽셀의 서로 다른 하위 픽셀이 구동되도록 구성되고, 예를 들어, 패턴(261 및 262)을 표현하기 위해 구동 라인(161 및 162)을 함께 구동할 때 디스플레이 요소(121,1 및 121,2)가 구동되도록 구성된다.
디스플레이 디바이스의 간단한 생산을 위해, 디스플레이 디바이스의 각각의 픽셀이 일치하는 개수의 하위 픽셀을 갖는 것이 유리할 수 있다. 디스플레이 디바이스(40)에서는, 예를 들어 4개의 픽셀이 사용되고, 도 3b의 픽셀(18')에서는 예를 들어 9개의 하위 픽셀이 사용된다. 이미 논의된 바와 같이, 이러한 개수에서 벗어나 행 및/또는 열의 개수를 원하는 대로 선택할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 디바이스의 복수의 디스플레이 요소는 일치하는 디스플레이 밝기, 그룹으로 일치하는 디스플레이 밝기, 또는 개별 디스플레이 밝기를 제공하도록 구성된다. 이는, 예를 들어, 표현될 패턴에 따라 선택될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 저항성 요소가 사용될 수 있는데, 이는 예를 들어 공급 라인 또는 구동 라인(161 내지 164)의 일부이거나 이와 직렬로 연결되어 디스플레이 요소 하위 세트 중 적어도 하나의 회로에 연결된다. 저항성 요소를 사용하여 디스플레이 요소의 밝기를 설정할 수 있으며, 밝기는 예를 들어 옴 저항이 증가함에 따라 감소할 수 있다. 특히 바람직한 실시예에 따르면, 저항성 요소는 제어 가능한 요소, 특히 프로그래밍 가능한 저항성 요소이다. 이는, 예를 들어, 제어 디바이스에 의해 구동되어 표현된 패턴 외에도 표현된 패턴의 밝기를 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 디바이스는 적어도 하나의 디스플레이 요소에 대해 시야 방향의 반대쪽에 배치되고, 시야 방향의 반대쪽에 디스플레이 요소에 의해 제공되는 밝기, 즉 관찰자가 인지하는 밝기를 감쇠하도록 구성된 밝기 감쇠 요소를 포함한다. 특히 바람직한 실시예에 따르면, 밝기 감쇠 요소는 예를 들어 디스플레이 디바이스에 연결된 제어 디바이스에 의해 디스플레이 요소의 밝기가 감쇠되는 감쇠 정도에 따라 제어될 수 있다.
도 4a-d를 참조하여 더욱 유리한 구현에 대해 논의한다. 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스는 적어도 하나의 센서 요소, 바람직하게는 복수의 센서 요소, 예를 들어 광검출기 요소를 포함할 수 있으며, 여기서 센서 요소는 디스플레이 요소의 하위 세트와 정확히 연결된다. 복수의 센서 요소를 사용하는 경우, 각각의 센서 요소는 디스플레이 요소의 하위 세트와 정확히 연결될 수 있으며, 여기서 디스플레이 요소의 하위 세트는 센서 요소를 포함하지 않거나, 하나 또는 여러 개로 구성될 수 있다. 사용되는 센서 요소는 동일한 유형이거나 서로 다른 유형일 수 있다. 센서 요소의 한 유형은 예를 들어 광검출기 요소일 수 있다. 대안적으로 또는 이에 더하여, 근접 감지 또는 터치 감지 센서 요소, 예를 들어 터치 센서와 같은 정전식 센서도 사용할 수 있다. 이러한 센서는 평가/판독, 예를 들어 제스처 제어에 사용될 수 있다. 이러한 요소는 다양한 방식으로 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 평가 디바이스 또는 제어 디바이스를 통해 물체 또는 사용자가 디스플레이의 특정 영역(예: 왼쪽 절반 또는 오른쪽 절반 앞)에 있는지 여부를 구분할 수 있다. 대안적으로, 카메라 기능 등을 구현할 수도 있다.
대안적으로 또는 이에 더하여, 예를 들어, 제어 가능한 추가 밝기 소스를 제공함으로써, 밝기 제어 또는 밝기 조절을 구현할 수도 있다. 이러한 소스는 예를 들어 LCD 픽셀을 포함하여 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 이에 더하여, 예를 들어, 광도를 제어하기 위해, 주변 밝기를 감지할 수 있다.
생산 과정의 관점에서는 픽셀(18)을 동일하게 구성하고 상호 연결을 기준으로 이를 다르게 하거나 서로 다른 하위 세트에 연관시키는 것이 선호되지만, 서로 다른 픽셀은 디스플레이 요소 및/또는 센서 요소의 배열 및/또는 센서 요소의 유형에 따라 다를 수도 있다.
도 4e는 픽셀 상호 연결의 개략적 표현을 보여주는데, 더 나은 명확성을 위해, 하나의 픽셀(18)만 표시되어 있으며, 이 픽셀은 디스플레이 요소(121 내지 123)를 가질 수도 있고 다른 개수를 가질 수도 있고, 또한, 센서 요소(23)는 각각의 픽셀 또는 여러 픽셀에 배열되어 있으며, 구동 라인(161 내지 163)과 유사한 제어 라인(25)을 통해 주소 지정이 가능하다. 디스플레이 디바이스의 서로 다른 하위 영역을 다르게 구동하기 위해, 제어 라인(25)의 적어도 하나의 인터럽션(27)을 제공하여 두 개 이상의 세그먼트(251 및 252)를 생성할 수 있으며, 이 세그먼트들은 개별적으로 접촉될 수 있다. 센서 시스템은 예를 들어 도시된 바와 같이 픽셀의 제 4 하위 픽셀마다, 즉 분리된 그룹 내에 배치될 수 있으므로, 처음에는, 예를 들어, 라인(25)을 통해 명확하게 구분된 연결을 가질 수 있다. 공간 해상도는 예를 들어 서로 다른 하위 픽셀 그룹, 예를 들어 왼쪽 이미지 절반과 오른쪽 이미지 절반의 하위 픽셀 그룹을 개별적으로 또는 대응하여 더 미세한 해상도로 결합함으로써 달성될 수 있다. 서로 다른 픽셀의 센서 요소(23)는 적어도 하나 또는 여러 개의 센서 요소 그룹 중 하나로 상호 연결될 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 디바이스(40)를 참조하면, 패턴(261 내지 264) 중 하나에 디스플레이 요소가 필요하지 않은 디스플레이 디바이스의 위치는 센서 요소, 예를 들어 디스플레이 요소(121.4)의 위치로 대체될 수 있다. 이러한 경우, 이러한 센서 요소는 설치 공간으로 사용 가능한 것보다 더 작은 그리드 배열 크기를 사용할 수도 있다. 센서 요소를 사용하는 일 실시예에 따르면, 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 2×2 픽셀 배열의 1 사분면, 2 사분면 또는 3 사분면에 디스플레이 요소 및 센서 요소를 구비한 적어도 하나의 사분면을 장착할 수 있다. 다른 배열, 예를 들어 도 3b에 따른 배열 또는 기타 배열은 매트릭스 배열에서 벗어나 디스플레이 요소를 배열하는 것뿐만 아니라 추가적인 구현 가능성을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 미사용 디스플레이 요소의 설치 공간을 센서 요소로 사용하는 것 외에도, 디스플레이 디바이스(40)의 해당 구역 또는 표면 구역을 다른 방식으로 사용할 수 없게 만들 수 있으며, 이는 오류 발생에 대한 높은 내성을 제공한다. 이러한 일 실시예에 따르면, 디스플레이 디바이스는 매트릭스 배열과 같은 디스플레이 요소의 배열의 적어도 하나의 하위 구역을 제공하는데, 이 하위 영역은 배열 내의 디스플레이 요소와 연관되어 디스플레이 기능과 관련하여 기능할 수 없도록 형성된다. 이는 그룹 내에서 활성화되지 않은 복수의 디스플레이 요소가 실제 디스플레이 요소, 즉 구동 라인에 의해 연결되거나 접촉되지 않은 제조된 디스플레이 요소일 수 있음을 의미한다. 대안적으로, 이러한 디스플레이 요소는 연결되지만, 절연층 등을 통해 의도적으로 개구부를 생략하는 것과 같이 설계상 기능할 수 없도록 처리될 수 있다. 이로 인해 픽셀 내 개별 하위 픽셀과 관련된 특정 위치의 설계로 인해 디스플레이에 물리적 하위 픽셀을 찾을 수 없는 픽셀/하위 픽셀 또는 영역이 발생할 수 있다. 제조 공정에 따라, 광-방출 구역을 작동 불가능하게 구현하거나 배선, 즉 구동 라인을 그에 따라 재설계하는 것이 더 쉬울 수 있다. 한편으로는 하위 픽셀이 작동하지 않고 다른 한편으로는 접촉이 없는 두 경우 모두, 해당 위치에서의 광 방출을 방지할 수 있다.
도 5a-d는 일 실시예에 따른 디스플레이 시스템(50)의 개략적인 블록도를 보여준다. 디스플레이 시스템(50)은 본 명세서에 설명된 디스플레이 디바이스, 예를 들어 디스플레이 디바이스(40)를 포함하며, 디스플레이 디바이스(10 또는 20)도 용이하게 사용될 수 있다. 또한, 제어 디바이스(36)가 제공되는데, 이 제어 디바이스는 작동 상태 또는 표시될 정보, 사용자 신호 등에 기초하여 디스플레이 요소의 하위 세트 중 적어도 하나를 구동을 위한 선택된 하위 세트로 선택하도록 구성된다. 제어 디바이스는 상호 연결 디바이스(14)를 통해 적어도 하나의 선택된 하위 세트를 함께 구동하도록 구성된다. 따라서, 예를 들어, 패턴(261)을 표현하기 위해, 구동 라인(161)과 복귀 라인(28)이 접촉될 수 있다. 패턴(262)을 예시하기 위해, 구동 라인(162)과 복귀 라인(28)이 접촉될 수 있다. 패턴(263)을 예시하기 위해, 구동 라인(163)과 복귀 라인(28)이 접촉될 수 있다. 패턴(264)을 예시하기 위해, 구동 라인(164)과 복귀 라인(28)이 구동될 수 있다. 도 4a-d와 관련하여 설명된 바와 같이, 제어 디바이스(36)는 예를 들어 여러 패턴(261 내지 264)의 오버레이를 표현하기 위해 특정 시점에 여러 구동 라인(161 내지 164)을 동시에 구동할 수도 있다. 이는 특히 하나 이상의 패턴이 제어 디바이스(36)에 의해 구동될 수 있는 컬러 필터 및/또는 밝기 감쇠기와 함께 투사될 때 특히 유리하다.
일 실시예에 따르면, 제어 디바이스(36)는 선택된 하위 세트와 명확하게 연결된 상호 연결 디바이스(14)의 공통 스위칭 접점(161 내지 164)을 통해 선택된 하위 세트를 구동하도록 구성된다.
대안적으로 또는 추가적으로 구현될 수 있는 일 실시예에 따르면, 제어 디바이스(36)는 예를 들어, 선택적인 컬러 필터 및/또는 밝기 감쇠기를 구동함으로써 디스플레이 디바이스에 표현된 패턴의 밝기 및/또는 컬러를 제어하도록 구성된다.
도 6a는 일 실시예에 따른 다기능 요소(60)의 개략적인 블록도를 나타낸다. 다기능 요소(60)는 시스템, 예를 들어 버튼이나 손잡이와 같은 조작 요소에 사용하기에 적합할 수 있다. 다른 다기능 요소는 예를 들어 플랩, 레귤레이터, 슬라이드 등을 포함할 수 있다. 다기능 요소(60)는 본 명세서에 설명된 디스플레이 시스템, 예를 들어 디스플레이 시스템(50)을 포함한다. 다기능 요소는 시스템의 작동 상태에 따라 작동 상태와 관련된 디스플레이 요소의 하위 세트를 구동하도록 구성되어, 디스플레이 디바이스가 작동 상태와 관련된 패턴을 표시하도록 한다. 예를 들어, 다기능 요소는 도 6a에 나타난 작동 상태에서 "A"로 표시된 제 1 패턴(261)을 표시할 수 있다.
도 6b는 시스템의 다른 작동 상태에서 다기능 요소(60)의 개략적인 블록도를 보여주며, "B"로 표시된 또 다른 패턴(262)은 디스플레이 시스템(50)을 통해 도시된다.
즉, 본 명세서에 설명된 실시예의 기술은 예를 들어 디바이스의 다기능 버튼에 적합하다. 여러 기능이 버튼에 통합되어 있고, 예를 들어 버튼을 돌리거나 눌러서 버튼 사이를 앞뒤로 전환할 수 있는 경우, 본 명세서에 제시된 디스플레이 기술을 버튼에 설치하여 선택된 기능에 대한 해당 기호를 항상 표시할 수 있다.
본 명세서에 설명된 다기능 요소는 다양한 응용 분야에 사용될 수 있다. 예를 들어, 제어 버튼과 같은 작동 요소는 공조 시스템의 제 1 작동 상태에서 제 1 패턴(261)으로 표시되는 온도 그리고 다른 작동 상태에서는 다기능 요소 위 또는 내부에 표시되는 또 다른 패턴(262)으로 표시되는 유량을 제어할 수 있다. 해당 다기능 요소, 특히 작동 버튼은 공간 절약적인 방식으로 여러 정보를 표시하는 데 사용될 수 있다.
도 7은, 예를 들어, 본 명세서에 설명된 디스플레이 디바이스를 생산하는 데 사용될 수 있는 일 실시예에 따른 방법(700)의 개략적인 흐름도를 나타낸다. 단계 710에서, 복수의 디스플레이 요소들이 배열된다. 단계 720에서, 복수의 디스플레이 요소들은 서로 분리된 서로 다른 하위 세트로 상호 연결되어, 하위 세트의 디스플레이 요소들이 상호 연결 디바이스를 통해 함께 구동될 수 있도록 한다. 바람직하게는, 하위 세트를 구동하는 동안, 이러한 디스플레이 요소들이 연관된 하위 세트들이 도 4a-5d와 관련하여 설명된 바와 같이 조합 방식으로 구동되지 않는다면, 다른 하위 세트의 디스플레이 요소들은 비활성 상태로 유지되거나 구동되지 않는다. 단계 710과 720의 순서는 필요에 따를 수 있으며, 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수도 있다. 예를 들어, 도 1b-c에서 발광 요소(24)를 배치하지 않거나 도 1b-c에서 절연체(17)를 개방하지 않는 것처럼 μLED를 생략하는 경우, 상호 연결은 수행되지만 활성 발광 요소는 생략될 수 있으며, 이 경우 단계 720을 단계 710 전에 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 단계 760을 포함하는 방법(750)에 관한 것으로, 이 방법에서는 표현될 기호를 포함하는 레이아웃을 생성하는 것과 같이 표현될 디스플레이 디바이스의 이미지 콘텐츠를 정의한다. 단계 770에서, 이미지 콘텐츠는 μLED 또는 OLED와 같은 디스플레이 디바이스 기술, 즉 디스플레이 디바이스를 생산하는 기술로 구현되며, 따라서 이미지 콘텐츠는 고정되고 아마도 불변하게 정의된다. 이러한 방법은 도 7b에 도시되어 있다.
방법(700)의 선택적 구현에 따르면, 하위 세트의 디스플레이 요소에 대한 균일한 컬러 필터는 인쇄 방법 또는 전사 기술을 사용하여 배열된다.
예를 들어, 균일한 컬러 필터의 배열은 서로 다른 각각의 균일한 컬러 필터가 인쇄 방법 또는 동일하거나 서로 다른 전사 기술을 사용하는 것과 같이, 서로 다른 디스플레이 요소의 하위 세트에 배열되도록 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방법(700)은 복수의 디스플레이 요소 중 적어도 하나에 대해 밝기 감쇠 요소를 배열하는 선택적 단계로 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 실시예들은 제한된 설치 공간에서 허용 가능한 해상도와 충분한 표현 가능성을 갖춘 디스플레이 기술을 제공하는 기술적 과제를 해결한다. 고급 디스플레이 기술은 복잡한 구동 전자 장치를 필요로 하며, 이는 최종 제품의 더 넓은 면적과 부피를 요구한다. 또한, 비용 때문에, 이러한 기술은 고가 또는 고품질 제품에만 사용될 수 있다. 이와 대조적으로, 소위 7-세그먼트 디스플레이와 같은 간단한 디스플레이는 표현 가능성이 매우 제한적이기 때문에 매우 소수의 적용 방식에만 적합한다. 이러한 단점은 본 명세서에 설명된 실시예들을 통해 해소된다. 본 실시예들은 직접 구동 디스플레이의 간단한 통합 가능성과 매트릭스 기반 디스플레이의 고해상도 기능을 결합한다. 고해상도 덕분에, 하위 픽셀 사용과 관련하여 설명된 바와 같이, 개별 기호를 사실상 동일한 위치에 표시할 수 있다. 이를 위해, 인접한 픽셀들은 각각 바람직하게는 고정되고 규칙적인 패턴에 따라 서로 다른 기호와 연관된다. 구동은 항상 연관된 열을 통해 이루어진다. 표현될 기호의 모양과 설계는 비교적 자유로우며, 광범위한 이미지를 구현할 수 있다. 개별 이미지는 픽셀 내의 하위 픽셀을 사용하여 디스플레이에서 구현될 수 있고, 이에 대한 자세한 내용은 도 4a 및 도4b를 참조한다.
생산 기술 또는 기술에서는, 이미지를 표현하는 데 필요한 해당 발광 영역이 픽셀 단위로 제공된다. 어떤 하위 픽셀을 어떤 이미지에 사용하거나 필요로 하는지는 해당 레이아웃에서 미리 정의할 수 있으므로 각각의 이미지를 고정할 수 있다. 각각의 하위 픽셀의 개별 발광 영역의 구현 또는 모양 또한 개별적으로 조정하여 표시된 이미지를 더욱 정밀하게 표현할 수 있다.
픽셀당 하위 픽셀 수는 해당 디스플레이 또는 픽셀로 표현할 수 있는 이미지 수를 결정한다. 이러한 고정된 연관 관계가 필요하거나 구현되는 경우, 예를 들어 도 3b에 따르면 도 3a에 따른 실시예에서 보다 픽셀당 더 많은 이미지를 표현할 수 있다.
이러한 사전 정의되고 중첩된 이미지는 구동을 가능하게 하며, 이는 기존 개념에 비해 복잡성이 크게 감소한다. 표시된 각각의 이미지에는 해당 하위 픽셀을 구동하는 하나의 접점과 LED의 캐소드(예: 복귀 라인(28))를 연결하는 하나의 접점만 필요하다. 이에 상응하는 역방향 구동도 용이하게 가능하다. 디스플레이 디바이스(40)와 관련하여 예시로 설명된 4×4 픽셀 매트릭스의 경우, 캐소드 또는 캐소드 연결을 모든 하위 픽셀에 동일하게 구현하거나 서로 연결할 수 있으므로, 디스플레이에 5개의 공급 라인만 있으면 충분한다.
각각의 하위 픽셀의 개별 발광 영역의 밝기는 동일하거나 다양한 기술적 가능성에 따라 달라질 수 있다. 이미지와 마찬가지로, 밝기는 기술 또는 생산 기술을 통해 설정될 수 있다. 여기에는, 픽셀 표현과 마찬가지로, 발광 영역의 모양 및/또는 크기가 포함되며, 이는 개별적으로 조정될 수 있다. 이러한 조정 기능은 하위 픽셀별 밝기 또는 공급 라인과 직렬로 연결된 저항성 요소와 같은 정의된 프로그래밍 가능 요소를 정의하는 데에도 사용될 수 있다. 또한, 프로그래밍 가능한 저항성 요소를 전원선과 직렬로 연결하여 디스플레이 작동 중에 밝기를 설정할 수 있다. 이 저항성 요소는 EPROM(소거 가능 프로그래밍 가능 읽기 전용 메모리), EEPROM(전기적으로 소거 가능 프로그래밍 가능 읽기 전용 메모리), 플래시 트랜지스터 또는 강유전체 트랜지스터 유형일 수 있다. 또한, 이러한 저항성 요소는 상변화 메모리 또는 다른 비휘발성 물리적, 화학적, 광학적 또는 기타 구성 요소이거나 이를 포함할 수도 있다. 이러한 저항성 요소는 디스플레이 요소를 스위칭하도록, 즉, 예를 들어, 설정된 저항 값에 따라 작동 상태를 "켜짐(on)"과 "꺼짐(off)"으로 변경하도록 구성될 수 있다. 여기에는 밝기를 최대 꺼짐 상태까지 감소시키는 조정이 포함된다. 대안적으로, 또는 이에 더하여, 표시된 기술은 발광 영역의 방출 방향으로 개별적으로 적용될 수 있는 밝기 감쇠 요소와 함께 사용될 수 있으며, 각각의 발광 영역의 밝기도 정의될 수 있다.
각각의 예시 이미지의 컬러링과 관련하여, 연관된 구동 라인의 각각의 발광 요소, 디스플레이 요소는 가능한 한 균일한 컬러 이미지로 표현될 수 있다. 이러한 컬러 필터는 한편으로는 잉크 확산 및 건조 거동을 제어하는 대응 디바이스를 갖춘 인쇄 방식, 특히 잉크젯 인쇄를 통해 구현될 수 있다. 이 경우, 각각의 발광 요소는 개별적으로 또는 공통 공정으로 여러 요소를 인쇄할 수 있다. 다른 한편으로는, 해당 필터 요소는 전사 기술을 통해 하나, 여러 개 또는 각각의 발광점에 배치될 수 있으며, 이는 하위 픽셀별로 또는 병렬화된 방식으로 수행될 수도 있다.
본 명세서에 제안된 디스플레이 디바이스/디스플레이의 또 다른 특징은 더욱 복잡한 매트릭스 디스플레이를 제작할 수 있는 직접적인 호환성이다. 픽셀의 크기가 동일하므로, 열 라인 그룹만 결합하여 공통 공급 연결을 형성하는 것으로 충분할 수 있다. 추가적인 메모리/드라이버 요소와 행 라인이 필요하지 않으므로 제조 공정이 크게 간소화된다.
본 명세서에 설명된 디스플레이 기술은 다양한 기판 표면에도 구현될 수 있다. 따라서, 이후 적용 분야와 관련하여, 예를 들어, 유리 기판을 이용한 투명성, 예를 들어, 폴리머 기판을 이용한 신축성, 가요성과 같은 추가적인 특성을 적절한 선택에 의해 통합하고 및/또는 기타 요구 사항을 고려할 수 있다.
이 기술의 중요한 장점은 구동 복잡성이 낮다는 점인데, 이는 7세그먼트 디스플레이보다 낮을 수 있다. 각각의 표시된 이미지에 대해 하나의 공급 라인만 필요하다. 디스플레이 동작에 필요한 음극은 모든 이미지에 사용될 수 있다. 7세그먼트 디스플레이에서는 각각의 세그먼트가 하나의 공급 라인으로 구동되며, 일반적으로 기호를 생성하기 위해 여러 개의 세그먼트가 필요하다. 더욱이, 이러한 디스플레이의 표현 가능성은 크게 제한되지만, 본 명세서에 설명된 디스플레이 디바이스를 구현하면 거의 모든 기호를 고해상도로 생성할 수 있다. 이는 수동 매트릭스 디스플레이 또는 능동 매트릭스 디스플레이를 사용할 필요가 없다는 이점을 제공하는데, 이는 복잡성 및 생산 비용 측면에서 본 명세서에 설명된 실시예를 훨씬 능가한다.
구동 복잡성이 낮으면서도 고해상도를 동시에 구현할 수 있기 때문에, 설치 공간이 매우 제한된 적용 분야에 디스플레이를 통합할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 해당 기판 재료를 사용하여 투명한 적용 분야나 곡면 통합도 구현할 수 있다.
본 실시예들은 특히 제한된 설치 공간에 디스플레이 기술을 사용하는 데 적합하며, 추가적인 공간 절약이나 전자 장비 요소의 업그레이드에도 활용할 수 있다. 서로 인접하여 배치된 여러 디스플레이는 디스플레이를 이용하여 디스플레이 요소, 특히 자동차 분야에서, 예를 들어, 표시등에 구현될 수 있다. 본 적용 사례에 따르면, 버튼과 제어 유닛을 업그레이드하고 해당 기능에 해당하는 기호를 표시할 수 있다. 또한, 본 기술은 비용 부담으로 인해 기술적으로 복잡한 디스플레이를 사용할 필요가 없는 모든 응용 분야에 적합한다.
일부 측면은 디바이스와 관련하여 설명되었지만, 이러한 측면은 해당 방법에 대한 설명을 나타내므로 디바이스의 블록 또는 구성 요소도 해당 방법 단계 또는 방법 단계의 특징으로 이해되어야 한다. 유사하게, 방법 단계와 관련하여 또는 방법 단계로 설명된 측면들은 해당 디바이스의 해당 블록, 세부 사항 또는 특징에 대한 설명을 나타낸다.
상기 설명된 예시적인 실시예들은 단지 본 발명의 원리를 예시한 것이다. 본 명세서에 설명된 구성 및 세부 사항의 수정 및 변형은 당업자에게 자명할 것임을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 하기 청구항의 보호 범위에 의해서만 제한되는 것으로 의도되며, 실시예의 설명 및 해설을 바탕으로 본 명세서에 제시된 구체적인 세부 사항에 의해서는 제한되지 않는다.
참조 문헌(References)
[1] Direct Drive, Multiplex, and Passive Matrix, Karlheinz Blankenbach, Andreas Hudak and Michael Jentsch, Handbook of Visual Display Technology, DOI 10.1007/978-3-319-14346-0_33
[2] Active Matrix Driving, Karlheinz Blankenbach in Handbook of Visual Display Technology, DOI 10.1007/978-3-319-14346-0_34
[3] Internet source:
https://www.marquardt.com/solutions/bedienelemente-hmi/touchbedieneinheiten

Claims (30)

  1. 디스플레이 디바이스(10; 20; 40)로서,
    복수의 디스플레이 요소(12);
    상기 디스플레이 요소(12)의 서로 다르고 분리된 하위 세트들을 상호 연결하도록 구성된 상호 연결 디바이스(14);를 포함하고,
    상기 하위 세트의 디스플레이 요소(12)는 상기 상호 연결 디바이스(14)의 수단에 의해 함께 구동될 수 있는, 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상호 연결 디바이스(14)는 상기 하위 세트들을 서로 변함없이 상호 연결하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 디스플레이 요소(12)는 복수의 열과 복수의 행을 갖는 규칙적인 어레이로 배열되는, 디스플레이 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하위 세트들 각각은 상기 디스플레이 디바이스에 의해 표현될 미리 정의된 패턴(26)에 명확하게 연관되고, 상기 디스플레이 디바이스는 상기 디스플레이 요소(12)의 공통 구동의 수단을 통해 상기 하위 세트와 연관된 상기 미리 정의된 패턴(26)을 표현하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 요소(12)의 상기 하위 세트 각각은 상기 하위 그룹과 명확하게 연관된 상기 상호 연결 디바이스(14)의 구동 라인(16)을 통해 명확하게 구동될 수 있는, 디스플레이 디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 컬러 필터는 디스플레이 요소(12)의 제 1 하위 세트의 디스플레이 요소(12)에 대해 배열되고; 제 2 컬러 필터는 디스플레이 요소(12)의 제 2 하위 세트의 디스플레이 요소(12)에 대해 배열되는, 디스플레이 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 디스플레이 요소(12)에 대해 시야 방향과 반대 방향으로 배열되고, 상기 디스플레이 요소에 의해 제공되는 광을 필터링하도록 구성된 적어도 하나의 컬러 필터를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하위 세트의 상기 디스플레이 요소(12)는 공통 접촉부(16)를 포함하고, 상기 공통 접촉부(16)가 배선되면, 상기 하위 세트의 디스플레이 요소(12) 중 어느 것도 활성화되지 않거나, 상기 하위 세트의 모든 디스플레이 요소(12)가 활성화되는, 디스플레이 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 디스플레이 요소(12)는 제 1 전기 연결부(32)와 제 2 전기 연결부(34)를 포함하고, 상기 디스플레이 요소(12)의 하위 세트의 서로 다른 디스플레이 요소(12)의 제 1 연결부(32)는 상기 상호 연결 디바이스(14)의 수단을 통해 서로 상호 연결되고, 다른 하위 세트의 디스플레이 요소(12)의 제 1 연결부(32)와 전기적으로 분리되고, 서로 다른 하위 세트의 디스플레이 요소(12)의 제 2 연결부(34)는 상기 상호 연결 디바이스(14)의 수단을 통해 서로 상호 연결되는, 디스플레이 디바이스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 디스플레이 요소(12)는 제 1 복수의 하위 픽셀이고,
    상기 복수의 하위 픽셀은 제 2 복수의 픽셀로 그룹화되고,
    상기 디스플레이 요소(12)의 각각의 하위 세트는 픽셀의 최대 하나의 하위 픽셀을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 디스플레이 요소(12)의 서로 다른 하위 세트를 구동할 때, 픽셀의 서로 다른 하위 픽셀이 구동되는, 디스플레이 디바이스.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 복수의 픽셀의 각각의 픽셀은 일치하는 개수의 하위 픽셀을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 디스플레이 요소(12)는 표면적에 대해 일치하는 디스플레이 표면 기하 구조 및/또는 표면적, 또는 개별 디스플레이 표면 기하 구조 및/또는 표면적을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 디스플레이 요소(12)는 일치하는 디스플레이 밝기, 그룹으로 일치하는 디스플레이 밝기, 또는 개별 디스플레이 밝기를 제공하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 요소(12)의 하위 세트 중 적어도 하나의 공급 라인의 일부로서 또는 직렬로 연결되고, 상기 디스플레이 요소의 밝기를 설정하거나 상기 디스플레이 요소를 스위칭하도록 구성된 저항성 요소를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 저항성 요소는 제어 가능한 요소, 특히 프로그래밍 가능한 저항성 요소인, 디스플레이 디바이스.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 요소(12) 중 적어도 하나에 대해 시야 방향과 반대쪽에 배치되고 상기 시야 방향과 반대쪽에 있는 상기 디스플레이 요소에 의해 제공되는 밝기를 감쇠시키도록 구성된, 적어도 하나의 밝기 감쇠 요소를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 밝기 감쇠 요소는 상기 디스플레이 요소(12)의 밝기가 감쇠되는 감쇠 정도에 따라 제어 가능한, 디스플레이 디바이스.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 센서 요소를 포함하고, 상기 복수의 센서 요소의 각각의 센서 요소는 디스플레이 요소(12)의 하위 세트와 정확히 연관되거나, 적어도 하나의 센서 요소 그룹 중 하나에 상호 연결되는, 디스플레이 디바이스.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이 요소(12) 배열의 적어도 하나의 하위 영역을 포함하고, 상기 하위 영역은 상기 배열 내의 디스플레이 요소와 연관되고 디스플레이 기능과 관련하여 기능할 수 없도록 형성되는, 디스플레이 디바이스.
  21. 디스플레이 시스템(50)으로서,
    제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 디바이스(10; 20; 40); 및
    상기 디스플레이 요소(12)의 하위 세트 중 적어도 하나를 구동을 위한 선택된 하위 세트로 선택하고 상기 상호 연결 디바이스(14)의 수단을 통해 상기 선택된 하위 세트를 함께 구동하도록 구성된, 제어 디바이스(36)를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스(36)는 상기 선택된 하위 세트에 명확하게 연관된 상기 상호 연결 디바이스(14)의 공통 스위칭 접점(16)의 수단을 통해 상기 선택된 하위 세트를 구동하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스(36)는 상기 디스플레이 디바이스(10; 20; 40)로 표현되는 패턴(26)의 밝기 및/또는 색상을 제어하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
  24. 시스템용 다기능 요소(60)로서,
    제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 시스템(50)을 포함하고,
    상기 다기능 요소(60)는 상기 시스템의 작동 상태에 따라 상기 작동 상태와 연관된 디스플레이 요소(12)의 하위 세트를 구동하여, 상기 디스플레이 디바이스(10, 20, 40)가 상기 작동 상태와 연관된 패턴(26)을 나타내도록 구성되는, 다기능 요소.
  25. 제 24 항에 있어서,
    작동 버튼인, 다기능 요소.
  26. 디스플레이 디바이스를 생산하기 위한 방법(700)으로서,
    복수의 디스플레이 요소를 배열하는 단계(710);
    상기 복수의 디스플레이 요소를 서로 다르고 분리된 하위 세트로 상호 연결하는 단계(720)를 포함하여,
    상기 상호 연결 디바이스(14)의 수단을 통해 하위 세트의 디스플레이 요소(12)가 함께 구동될 수 있는, 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    인쇄법 또는 전사 기술을 사용하여 하위 세트의 디스플레이 요소(12)에 대해 균일한 컬러 필터를 배열하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    서로 다른 하위 세트의 디스플레이 요소(12)에 대해 서로 다른 균일한 컬러 필터가 배열되는, 방법.
  29. 제 26 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 디스플레이 요소(12) 중 적어도 하나에 밝기 감쇠 요소를 배치하는 단계를 포함하는, 방법.
  30. 디스플레이 디바이스를 생산하기 위한 방법(750)으로서,
    디스플레이 디바이스의 이미지 콘텐츠를 정의하는 단계(760);
    상기 디스플레이 디바이스의 기술로 상기 이미지 콘텐츠를 구현하는 단계(770)를 포함하는, 방법.
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