(57)【要約】個々にアドレス可能ピクセルを使用するディスプレイによって示される視覚アーチファクトを低減するための方法及び装置が提供される。本装置はピクセル（４０）のアレイを備え、各ピクセル（３０、１０２、１０４）は可変の透過度又は輝度の切替可能領域（３２、９２−９４）と、非切替可能領域（３４、１０３、１０５）とを有する。各ピクセルの切替可能領域は、非切替可能領域の有意な部分によって少なくとも部分的に分離された少なくとも２つの同時切替可能部分に分散される。１次空間高調波及び視覚アーチファクトは有意に低減される。カラーディスプレイでは、各色のピクセル（１０２、１０４）が同様に細分される。【選択図】図２Ｃ
2008525859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）が可変の透明度又は輝度の切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２−９４）と非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）とを有するピクセル（４０）のアレイを備え、
前記ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）の少なくとも一部内の前記切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２−９４）が、前記非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）の有意な部分によって少なくとも部分的に分離された少なくとも２つの切替可能部分に分割され、
前記少なくとも２つの切替可能部分が、同時に切り替えられるように構成されている、
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項２】
前記切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２−９４）が、前記非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）の一部（３４、３４Ａ、３４Ｅ、３４Ｆ、３４Ｆ、３４Ｆ、３４Ｈ、３４Ｊ、３４Ｍ、３４Ｐ、１０３、１０５）によって分離された少なくとも２つの非接続部分（３２、３２Ａ、３２Ｅ、３２Ｆ、３２Ｈ、３２Ｊ、３２Ｍ、３２Ｎ、３２Ｐ、１０２、１０４）を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項３】
前記切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２−９４）が、前記非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）の一部分（４３ＲＥ、３４Ｃ、３４Ｄ、３４Ｊ、３４Ｋ、３４Ｌ）を部分的に囲む第１及び第２のアーム部を有する少なくとも２つの接続部分（３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｇ、３２Ｊ、３２Ｋ、３２Ｌ）を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項４】
前記切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２、９４）が、非切替可能部分（３４、３４Ｅ、３４Ｆ、３４Ｈ、３４Ｍ、３４Ｎ、３４Ｐ、１０５）によって少なくともある程度分離された３つ又はそれ以上の部分（３２、３２Ｅ、３２Ｆ、３２Ｈ、３２Ｍ、３２Ｎ、３２Ｐ、９２−９４）を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項５】
前記切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２、９４）が、前記非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）の一部（３４ＲＥ、３４Ｃ、３４Ｄ、３４Ｆ、３４Ｇ、３４Ｊ、３４Ｌ、３４Ｍ、３４Ｎ）を少なくとも部分的に囲む、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項６】
前記切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２、９４）が、前記非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）の一部分を完全に囲む、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項７】
前記非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）の少なくとも１５％が、少なくとも２つの前記切替可能部分の外周内にある、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項８】
ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）当たりに１つよりも多い共通の切替可能領域（３２、３２Ａ-３２Ｐ、９２−９４）を有する前記ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）の列及び行からなるアレイ（４０）であって、前記アレイ（４０）の列（４１）又は行に実質的に平行に測定された少なくとも１次高調波空間周波数を示す光を放出するように適合されたアレイを備え、
前記アレイの１次高調波空間周波数が、同じアパーチャレシオを有するがピクセル当たりに単一の切替可能領域（１２）のみを有するピクセル（１０）のアレイ（２０）からの１次高調波周波数（６３、６４）よりも小さい大きさを有する、
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項９】
前記ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）当たりの共通切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２−９４）が、散在する非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）と共に前記ピクセル域内に分布される、ことを特徴とする請求項８に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
前記アレイの１次高調波空間周波数が、同じアパーチャレシオを有するがピクセル当たりに単一の切替可能領域（１２）のみを有するピクセル（１０）のアレイ（２０）からの１次高調波空間周波数（６３、６４）の約２分の１よりも小さい大きさを有する、
ことを特徴とする請求項８に記載のディスプレイ。
【請求項１１】
前記アレイの１次高調波空間周波数が、同じアパーチャレシオを有するがピクセル当たりに単一の切替可能領域（１２）のみを有するピクセル（１０）のアレイ（２０）からの１次高調波空間周波数（６３、６４）の約４分の１よりも小さい大きさを有する、
ことを特徴とする請求項８に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）への入力信号に応答して画像を表示する前記ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）のアレイ（４０）を備え、
前記ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）の少なくとも一部が、前記入力信号によって作動されるように適合された切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２−９４）を有し、前記切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２−９４）が、散在した非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）と共に前記ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）内に空間的に分散された部分を有する、
ことを特徴とするディスプレイシステム。
【請求項１３】
前記切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２、９４）が、散在した非切替可能領域（３４、３４ＲＥ、３４Ａ、３４Ｅ、３４Ｆ、３４Ｈ、３４Ｊ、３４Ｍ、３４Ｎ、１０３、１０５）と共に少なくとも２つの分離領域（３２、３２Ａ、３２Ｅ、３２Ｆ、３２Ｈ、３２Ｊ、３２Ｍ、３２Ｎ、３２Ｐ、９２−９４）を備える、
ことを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイシステム。
【請求項１４】
前記切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２、９４）が、前記非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）の一部分（３４ＲＥ、３４Ｊ、３４Ｋ、３４Ｌ）が延びた凹形部分を有する、
ことを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイシステム。
【請求項１５】
前記切替可能領域（３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｇ）が、前記非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）の一部分（３４Ｃ、３４Ｄ、３４Ｇ）を囲む、
ことを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイシステム。
【請求項１６】
異なる色の画像を該色に対応する入力信号に応答して表示するように各々が適合されている、ピクセル（３０）の複数のアレイ（４０）を更に備える、
ことを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイシステム。
【請求項１７】
分散した切替可能領域（３２、３２Ａ-３２Ｐ、９２−９４）と非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）とを各々が有する画像形成ピクセル（３０）のアレイ（４０）を備え、
前記アレイ（４０）が、均一な画像を出力するように配向されたときに、０次空間周波数成分（７２）、１次高調波空間周波数成分、及び２次高調波空間周波数成分（７５、７６）を含む空間周波数成分を示し、
前記１次高調波成分の大きさが、同じ０次空間周波数成分（６２）を実質的に有する非分散切替可能領域（１２）を有する等価アパーチャレシオの方形ピクセル（１０）の１次高調波成分（６３、６４）の大きさの８０パーセント未満である、
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項１８】
前記１次高調波成分が約５０パーセント未満であることを特徴とする請求項１７に記載のディスプレイ。
【請求項１９】
前記１次高調波成分が約２５パーセント未満であることを特徴とする請求項１７に記載のディスプレイ。
【請求項２０】
前記１次高調波成分が実質的にほぼ０であることを特徴とする請求項１７に記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連特許）
本出願は、２００４年１２月２９日に出願された米国仮出願第６０／６３９，８７５号に対する恩恵を主張する。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、総括的にはディスプレイに関し、より詳細にはピクセルのアレイを備えるディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、個々にアドレス指定可能なピクセルのアレイで形成されたディスプレイを利用する多くの用途がある。これらは、説明の便宜上以下では「ピクセル式ディスプレイ」と呼ばれる。このようなディスプレイによって提示される光学像は、個々のピクセルの様々な組み合わせを作動させることによって形成される。電気信号又は他の信号によって様々なピクセルの部分がＯＮ又はＯＦＦに切り替えられるようになる。ピクセルの切り替えられた部分は、バックライトに対し透明又は不透明になるか、或いは発光又は暗くなり、利用されるピクセルのタイプに応じて決まる。多くのディスプレイタイプにおいては、例えばアナログスイッチング又はパルス幅変調により、完全なＯＮとＯＦＦとの間の中間レベルも可能である。このようにして光画像が観察者に提示される。液晶（ＬＣ）及びプラズマフラットパネルディスプレイは、こうしたピクセル式ディスプレイの非限定的な実施例である。本発明はまた、他のタイプのピクセル式ディスプレイにも適用可能であり、このようなディスプレイを含めることが意図される。従来技術及び本発明は、透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の場合について本明細書で記載されているが、これは単に説明の便宜上のものであって限定を意図するものではない。
【０００４】
図１Ａは、従来技術による透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の典型的な個々のピクセル１０を示し、図１Ｃは、図１Ａの従来技術のピクセル１０のアレイで形成された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル２０を示す。図１Ｃには、僅かなピクセルのみが示されているが、ＬＣＤディスプレイ全体又はその幾らかの小部分を表すものと考えることができる。ピクセルの正確な数は、本発明には重要ではない。個々のピクセル１０は、（例えば透過型ＬＣＤパネルにおいて）例えばピクセルの電気的作動によって透過又は発光することができる領域１２と、通常は不透明で暗く、ピクセルを駆動するのに必要な様々な導線及び他の回路構成並びにディスプレイの種々の部分を覆う遮光層を通常含む周囲領域１４とを備える。これらの遮光層は、ピクセル内のエッジ効果をマスクし、又は入射光から回路構成を遮蔽するのに使用される場合が多い。従って、ピクセル１０が作動しているか否かに応じて、領域１２は透明（発光）又は不透明（暗い）とすることができる。ＯＮとＯＦＦとで切替可能であることにより、領域１２は、ピクセルのアクティブアパーチャ又は切替可能領域と見なされる。用語「アクティブアパーチャ」及び「切替可能領域」は、その光度又は透明度を電気信号によって変えることができるピクセルの当該部分を意味するものとして本明細書で同義的に用いられる。領域１４は、一般に不透明で暗く、従って、ピクセルの非アクティブアパーチャ又は非切替可能領域である。あるディスプレイでは、領域１２は、通常は不透明（暗く）で作動時に透明（発光）になり、ディスプレイによっては領域１２は、通常は透明（発光）で作動時に不透明（暗く）になるものもある。本発明においては、何れの構成を使用するかは問題ではない。説明の便宜上、以下においては、領域１２（及び本発明におけるその均等物）は、ＯＦＦ状態のときに通常不透明（暗く）であり、作動時に、すなわちＯＮ状態に切り替えられると透明（発光）になるものと仮定されるが、これは限定を意図するものではない。図１Ｂは、アクティブアパーチャが部分１６の近傍で縮小されている点だけが図１と異なる、ピクセル１０についての別の典型的な従来技術のアパーチャ構造を表す。部分１６は、アクティブマトリクスディスプレイのアクティブピクセルアパーチャの典型的な損失を表し、この部分は、ピクセル１０を作動する小型電子ドライバ回路又は領域（例えば、ＴＦＴと呼ばれる１つ又はそれ以上の薄膜トランジスタ）、及び何れかの付随する遮光構造体によって通常占有される。部分１６の有無、及びこれがアクティブアパーチャのコーナーに影響する程度は、従来技術のディスプレイの詳細に伴って異なる。一般的には、部分１６の大きさを最小にし、これによってアクティブアパーチャを最大にすることが望ましい。ピクセルのアパーチャレシオ（ＡＲ）は、切替可能及び透明（発光）にすることができる全ピクセル面積の割合又はパーセンテージとして定義される。ピクセル１０の場合、ＡＲは、領域１２の面積を領域１２及び１４の面積の合計で除算したものであり、換言すれば、ＡＲは、全体のピクセルアパーチャに対するアクティブピクセルアパーチャ（切替可能領域）の比率であり、ここで全体のピクセルアパーチャは、アクティブアパーチャ（切替可能領域）と非アクティブアパーチャ（非切替可能領域）との合計である。他の条件が同じであれば、ＡＲによって所与の駆動レベルでのディスプレイの明るさが決定されるので、アパーチャレシオ（ＡＲ）は、ピクセル（従って全体のディスプレイ）の重要な特性である。本発明の考察において、アクティブアパーチャは、１００パーセントの透過性ではないとしても、透過性又は透明であると見なされる。アクティブアパーチャの透過率に多くの要因が影響を与える。ＬＣＤにおいて、例えば、アクティブアパーチャ領域の透過率は、偏光子、フィルタ、ピクセル電極（透明電極又は微小間隔の櫛形電極の何れか）、スペーサーボール、配向膜、微細配向特徴部、及びアクティブアパーチャの機能に本来備わる他の構造要素によって低下する可能性がある。従って、これらは、アクティブアパーチャの面積ではなく透過率に影響するものと見なされる。例えば、図１Ａ及び図１Ｂの領域１２の何れかのフィルム又は微小不透明構造体は、そのフィルム又は構造体が、アクティブアパーチャである領域１２内でデバイスの本来の動作を維持するのに必要な場合には、領域１２の面積を変えないと考えられる。
【０００５】
ピクセル式ディスプレイは固有の構造を有する。このことは、例えば図１Ｃのピクセル１０の列２１を通るライン２２に沿うような、特定の方向に沿ってディスプレイ２０の図を検討することによって理解することができる。ライン２２は、ディスプレイ２０の列２１に平行であるように示されているが、これは限定を意図するものではない。他の向きを使用してもよい。説明の便宜上、添字「Ｈ」は、ディスプレイの水平軸（例えば列）に沿った周期性を指すのに使用され、添字「Ｖ」は、ディスプレイの垂直軸（例えば行）に沿った周期性を指すのに使用される。「水平」又は「垂直」の表示は、単に直交する軸のセットとして便宜上の表記に過ぎず、必ずしも空間内のどのような特定の方向又は平面に対応するものではない点を、当業者であれば本明細書の説明に基づいて理解されるであろう。ディスプレイ２０の全てのピクセル１０がＯＮ、すなわち透明又は発光している場合、図１Ｄの光学応答プロット２４は、その物理的構造の結果としてライン２２に沿ってディスプレイにより提示される明／暗構造を示している。光信号２３（１＝ＯＮ）は、透明又は発光領域１２によって提供される。これらの信号は、不透明又は暗領域１４によって提供される暗信号２５（０＝ＯＦＦ）により分離される。図１Ｄにおける隣接する明（又は暗）領域間の光学周期２６Ｈ’は、図１Ｃにおけるディスプレイ２０のピクセル１０の物理的周期２６Ｈと同じであり、ディスプレイ２０の物理的構造の固有特性である。図１Ｅは、図１Ｃの物理周期２８Ｈに対応した、１つおきのピクセルがＯＮ（部分２３’）であり、１つおきのピクセルがＯＦＦ（部分２５’）であるときのライン２２に沿った光学周期２８Ｈ’を有する光出力２７を示している。図１Ｅにおいて、ＯＦＦ部分２５’は、暗領域１４と、作動されていないすなわちＯＦＦである介在領域１２とに対応する。周期２８Ｈ、２８Ｈ’は、ディスプレイ２０によって提示することができる、最も画像粒子が細かい、最も細部にわたる光出力を決定付ける。図１Ｃ−図１Ｅにおいては、寸法２８Ｈ、２８Ｈ’は、寸法２６Ｈ、２６Ｈ’の２倍である。方形ピクセル１０を使用するディスプレイ２０では、水平周期２６Ｈ、２８Ｈと垂直周期２６Ｖ、２８Ｖとは実質的に等しいが、これは必須ではない。
【０００６】
上述の固有構造周期は、提示が求められている情報とは無関係な、望ましくない混乱させる視覚アーチファクトをディスプレイ出力で生じさせる可能性があるので、ピクセル式ディスプレイの有意な制限事項である。こうしたアーチファクトの実施例は、モアレ・パターン、「スクリーンドア」効果、及び同様のものであり、これらは当該技術分野で公知である。これらのアーチファクトを最小にする従来技術の試みは、より小型のピクセルを使用すること、ディスプレイ出力にディフーザスクリーン又は防眩フィルムを設けること、極めて高いアパーチャレシオにすること、及び同様のことを伴っていた。これらは、固有のアーチファクトの一部の改善においては有用とすることができるが、例えば、アパーチャレシオが小さいこと、ディスプレイ効率が低いこと、複雑でコストが高いこと、及び場合によっては別の視覚アーチファクト（例えばスペックル・アピアランス）といった望ましくない副作用を有する。従って、ピクセル式ディスプレイの固有構造に起因する視覚アーチファクトを低減する必要性が引き続き存在する。
【０００７】
従って、改善されたディスプレイ及び、特にディスプレイの物理的ピクセル構造に起因する望ましくない光学的アーチファクトを低減する方法を提供することが望ましい。加えて、改善されたディスプレイ及び方法が、簡素で頑健且つ信頼性があり、処理されるピクセル数の増加を必要としないことが望ましい。更にまた、本発明の他の好ましい特徴及び特性は、添付図面並びに前述の技術分野及び背景技術と共に参照して、以下の詳細な説明及び添付の請求項から明らかとなるであろう。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，５６３，７２７号公報
【発明の開示】
【０００９】
個々にアドレス指定可能なピクセルを使用するディスプレイによって示される視覚アーチファクトを低減するための装置が提供される。本装置は、ピクセルのアレイを備え、各ピクセルは、可変の透過度又は輝度の切替可能領域と、非切替可能領域とを有する。ピクセルの少なくとも一部内の切替可能領域が分散され、すなわち非切替可能領域の有意な部分によって少なくとも部分的に分離される少なくとも２つの部分に分割される。この少なくとも２つの部分は、同時に切り替えられるように構成される。これにより視覚アーチファクトの一因となる１次空間高調波が除去され、或いは有意に低減される。カラーディスプレイでは、各ピクセルは、各色において同時に切り替えられる分散サブ領域に細分されるのが望ましい。
【００１０】
以下では、同じ数字が同様の要素を示す添付図面を参照しながら本発明を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の詳細な説明は、本質的に単なる例示に過ぎず、本発明又は本発明の応用並びに用途を限定することを意図するものではない。更にまた、前述の技術分野、背景技術、発明の開示又は以下の詳細な説明において提示される明示的又は暗示的なあらゆる理論に束縛されることは意図されない。本明細書で用いられる切替可能ピクセル素子又は領域に関する用語「ＯＮ」及び「ＯＦＦ」は、特性のあらゆるアナログレベルの変化を含み、単に２値スイッチングに限定されるものではない。
【００１２】
図２Ａは、図１Ａのものに類似した、単一ピクセル３０の簡易平面図であり、図２Ｃは、図１Ｃに類似した、図２Ａに示されるタイプの多数のピクセル３０を備えるディスプレイ４０の簡易平面図であり、図２Ｄ−図２Ｅは、図１Ｄ−図１Ｅに類似した、ライン４２（例えば、ディスプレイ４０のピクセル３０の列４１を通る）に沿った図２Ｃのディスプレイ４０の光出力４４、４７の簡易プロットであって、全ては本発明の第１の実施形態に従う。図２Ｂは、アクティブアパーチャが部分３６の近傍で減少している点で図２Ａとは異なり、図１Ｂと同じ縮尺にした比較を示している。以下の実施形態で理解されるように、従来型のアクティブアパーチャをスケーリングすることは必要ではない。説明の便宜上、図２Ａの簡素化されたアクティブアパーチャは、図２Ｃのディスプレイ４０で使用される。加えて、説明の便宜上又は限定を意図しないために、図２Ａ−図２Ｅのピクセル３０は、図１Ａ−図１Ｅのピクセル１０と同じアスペクト比を有すると仮定されるが、これは必須ではない。
【００１３】
図２Ａ−図２Ｃのピクセル３０は、各ピクセル３０が暗領域又は不透明領域３４の介在によって分離された、ＯＮ（発光又は透明になる）又はＯＦＦ（暗又は不透明になる）に同時に切り替えることができる複数の並列に結合された領域３２を有する点で図１Ａ−図１Ｃのピクセル１０と異なる。特定のピクセルの切替可能領域（アクティブアパーチャ）３２は全て、同時にＯＮ又はＯＦＦに変わり、すなわち、これらは電気的、従って光学的に並列に結合される。図２Ａ−図２Ｃの実施例では、従来技術のピクセル１０の１つの矩形の切替可能領域１２と比較して、各ピクセル１０に４つの矩形の等寸法の切替可能領域３２（例えば、３２−１、３２−２、３２−３、３２−４）が存在する。次に更に詳細に説明されるように、領域３２−１、３２−２、３２−３、３２−４、その他に相当する並列に結合された領域３２及び様々な形状及び配列の多少のものを各ピクセルで使用することができ、図２Ａ−図２Ｃに示されるピクセル毎の４つの領域３２−１、３２−２、３２−３、３２−４、３２は例示であり限定を意図するものではない。また一方で、本明細書で使用される参照番号３２は、各ピクセル３０内に備えられる多くの並列に結合された切替可能領域（アクティブアパーチャ）を含むことが意図される。各ピクセルの領域３２は並列に結合されているので、図２Ｃのディスプレイ４０は、ディスプレイのプログラミング又は駆動に関する限り従来技術のディスプレイ２０と同じ様式で機能し、すなわち、駆動エレクトロニクス又は駆動プログラムでの実質的な変更を行う必要はない。このことは、本発明の重要な利点であり、特別な機能である。しかしながら、得られる光学像は、構造に関連する光学的アーチファクトに関する限り大幅に改善された特性を有する。
【００１４】
ここで図２Ｄ−図２Ｅを参照すると、ライン４２がディスプレイ４０の列４１を通るように示されているが、これは限定を意図するものではない。他の向きを使用してもよい。全てのピクセル３０がＯＮであると、図２Ｄの光応答プロット４４は、その物理構造の結果としてディスプレイによって提示される明／暗構造を示す。明信号又は発光信号（１＝ＯＮ）４３は、ピクセル内部でアクティブアパーチャ又は切替可能領域３２とも総称される、透明又は発光領域３２によって提供される。透明又は発光領域３２からの出力信号４３は、非アクティブアパーチャ又は非切替可能領域３４とも呼ばれる不透明又は暗領域３４によって提供される黒信号又は暗信号（０＝ＯＦＦ）４５で隔てられる。図２Ｄ内の明（又は暗）領域間の光学周期４６Ｈ’は、図２Ｃのディスプレイ４０におけるピクセル３０の切替可能領域３２の物理周期４６Ｈと同じであり、ディスプレイ４０の物理構造の固有特性である。図２Ｃの実施例においては、図２Ｃ−図２Ｄの周期４６Ｈ、４６Ｈ’は、図１Ｃ−図１Ｄの類似の周期２６Ｈ、２６Ｈ’の２分の１である点に留意されたい。別の言い方をすれば、図２Ｃのディスプレイ４０によって示される構造誘起の空間周波数は、図１Ｃの従来技術のディスプレイ２０から得られるものの２倍である。図２Ｅは、１つおきのピクセルがＯＮ（部分４３’）で且つ１つおきのピクセルがＯＦＦ（部分４５’）であるときのライン４２に沿った、図２Ｃの物理周期４８Ｈに対応する光学周期４８Ｈ’を有する光出力４７を示す。図２Ｅにおいて、ＯＦＦ部分４５’は、暗領域３４と、作動されない、すなわちＯＦＦ状態にある介在領域３２とに対応する。周期４８Ｈ、４８Ｈ’は、ディスプレイ４０によって提示できる最も画像粒子が細かい、最も細部にわたる光出力を定め、同じピクセルサイズの従来技術ディスプレイ２０の場合と実質的に同じである。図２Ｃ−図２Ｅの実施例においては、寸法４８Ｈ、４８Ｈ’は、寸法４６Ｈ、４６Ｈ’のほぼ４倍であるが、これは必須ではない。同様の周期４６Ｖ、４８Ｖもまた、ディスプレイ４０の垂直（行）方向に存在する。ピクセル３０が実質的に方形であるときに、ディスプレイ４０の水平及び垂直周期（及び空間周波数）は実質的に同じであるが、これは必須ではない。
【００１５】
図３Ａ−図３Ｂは、ピクセル式ディスプレイの列及び行方向における空間周波数のプロット６０、７０であり、ここで図３Ａのプロット６０は、従来技術による図１Ｃに示されるタイプのディスプレイに関するものであり、図３Ｂのプロット７０は、図２Ｃに示されるタイプのディスプレイに関するものである。垂直軸６１、７１は、図１Ａのピクセル１０のディスプレイ２０に関して示され、図２Ａのピクセル２０のディスプレイ４０に関して示された方形アパーチャ空間パターンのフーリエ変換から求められる空間周波数成分の大きさである。変調信号パターン（例えば図１Ｄ−図１Ｅ及び図２Ｄ−図２Ｅを参照）に起因する周波数成分を得るためにフーリエ変換を使用することは、当該技術分野で公知である。図１Ａ、図２Ａのピクセル１０及び３０は、水平（列）及び垂直（行）方向に関し対称であるので、得られる空間周波数成分は対称である。図３Ａ−図３Ｂ内の基本平面のエッジは、ディスプレイ（図１Ｃ、図２Ｃを参照）の水平（列）及び垂直（行）方向での空間周波数に対応する。基本平面エッジに沿った数字（−２、−１、０、１、２）は、フーリエ変換で得られた低次周波数成分に対応し、ここで「０」は平均又は定数項であり、「１」は１次高調波、「２」は２次高調波などである。（０、０）周波数成分６２、７２（図３Ａ−図３Ｂでの高い中心カラム）の大きさは、全体のピクセル面積に対する透明（発光）面積のアパーチャレシオ又は平均割合に対応する。ピクセル１０、３０は同じアパーチャレシオを有するとされるので、カラム６２、７２は図３Ａ−図３Ｂにおける同じ大きさのものである。
【００１６】
ここで図１Ｃの従来技術の構造解析の結果を示す図３Ａを参照すると、（±１、０）及び（０、±１）項に関するカラム６３及び６４は、それぞれ水平及び垂直方向での１次空間周波数高調波の相対的な大きさを表し、ここで順序ペアは、Ｈ及びＶについての高調波次数を表す。（±２、０）及び（０、±２）位置でのカラム６５、６６は、それぞれ水平及び垂直方向における２次空間周波数高調波の相対的な大きさを表し、以下同じである。クロス項、例えば（１、−１）、（−１、−１）、（−２、−２）、（−２、−１）などもまた、従来技術の配列で存在し、プロットされていない追加の高次の高調波も同様である。存在する各高調波、とりわけ低次の高調波は、図１Ａ−図１Ｅに示されるタイプの従来技術を用いたディスプレイで観察することができるアーチファクトを生じさせる。高次の高調波は、典型的なディスプレイの場合、一般的には比較的見えにくい。
【００１７】
図３Ｂは、図２Ａで示されるタイプの本発明のピクセルを用いる図２Ｃの構造について行われた同じ解析の結果を示す。（０、０）定数項７２の大きさは変わらないが、（０、±１）項及び（±１、０）項に対応する１次高調波は、ピクセル及び各ピクセル内の複数のアクティブアパーチャ領域の対称的性質に起因して、実質的に完全に除去される。１次高調波は最も可視的な低次高調波であり、最も目につくアーチファクトを生じるので、これらの大幅な低減又は除去は、ディスプレイ品質の有意な改善をもたらし、すなわち、これらの空間周波数項に伴う視覚アーチファクトが効果的に除去される。（０、±２）項及び（±２、０）項は、図３Ａでの従来技術の結果と比較して、本発明の図３Ｂではより大きいが、より高次の空間周波数高調波は一般には非常に見えにくく、従ってこれらの成分の大きさの増大は分からない場合が多いので、これはあまり重要ではない。最も低次のクロス項（例えば（１、−１）、（−１、−１）、（−１、１）、（１、１））もまた実質的に除去され、これによって視覚アーチファクトの別の潜在的発生源が排除される。幾つかの高次のクロス項（例えば（２、２）、（２、２）、など）が増大しているが、これらは本質的に見えにくいので、これも同様に問題ではない。従って、本発明の構成によって達成されたものは、空間周波数のエネルギーを本質的に見えにくい高次項に移し、これによって可視の低次項の影響を低減させて、ディスプレイ品質の全体的な改善が得られることになる。これは非常に好ましい。
【００１８】
従来技術と比べた本発明の性能上の利点を評価する別の手法は、図４に示された変調対空間周波数のプロットを考察することである。曲線８２は、ディスプレイ内の可視と非可視の視覚アーチファクトの間の区別を概念的に示している。所与の空間周波数について曲線８２より上の変調レベルは一般的に可視であり、変調が高い程視認性の度合いが高くなる。曲線８２より下の変調レベルは一般に容易には見えず、従って無視できる。図１Ｃに示されたタイプの従来技術のディスプレイが均一な信号（例えば全て白色又は単一のカラーで完全にＯＮ）で駆動される場合、１次高調波出力は位置８３となり、一般的には容易に見える「スクリーンドア」効果を与える。２次高調波は、通常ほぼ位置８５となり、一般的には可視ではない。図２Ｃに示されたタイプの本発明のピクセルを利用するディスプレイが使用される場合、１次高調波出力は、矢印８７で示されるように大きく低下し、検出閾値曲線８２より下の位置８４以下となる。従ってこの出力は不可視である。より大きな２次高調波は矢印８８で示されるように増大して位置８６になるが、それでも検出閾値曲線８２よりも低いままである。従って、その出力は依然として不可視である。１次空間高調波が完全には除去されない場合でも、これらの大きさが低下することにより、変調が見えにくくなる。従って、本発明は、ディスプレイ構造の低次空間高調波に起因するアーチファクトを低減又は除去することによって、ディスプレイ出力品質における正味の改善を提供する。
【００１９】
図５Ａ−図５Ｈ及び図５Ｊ−図５Ｐは、図２Ａと同様の本発明による改善ピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。説明の便宜上、ピクセルの切替可能（発光）領域は、参照番号３２で識別され、不透明（暗）領域は参照番号３４で識別され、各々、図５Ａ−図５Ｐで示される領域に対応して添字Ａ−Ｐを有する。従って、図５Ａのピクセル３０Ａは、非アクティブアパーチャ又は不透明（暗）領域３４Ａによって分離され囲まれるアクティブアパーチャ又は切替可能（発光）領域３２Ａを有し、図５Ｂのピクセル３０Ｂは、不透明（暗）領域３４Ｂによって分離され囲まれる切替可能（発光）領域３２Ｂを有し、図５Ｃ−図５Ｐに関しても以下同様である。図５Ａ−図５Ｐに示される様々なタイプのピクセルで形成されるディスプレイの固有周期（及び空間周波数）は、ピクセル内の発光領域及び暗領域の数及び配列に応じて、及びこれらが水平方向及び垂直方向で対称であるかどうかによって水平及び垂直方向で異なるものとすることができる。説明の目的で限定を意図せずに、図５Ａ−図５Ｐに示される様々なタイプのピクセルのどれか１つを利用するディスプレイパネルは、同じタイプのピクセルの水平列及び垂直行の規則的アレイから構成されると設定しているが、これは必須ではない。異なるタイプのピクセルが同じディスプレイパネルで使用することができ、列及び行の構造はディスプレイの異なる位置で変わることができる。
【００２０】
図５Ａ−図５Ｐに示されるピクセルは、各ピクセルが少なくとも１つの方向（例えば水平、垂直又は他の方向）で複数の同時に切替可能（発光）な領域又はアクティブアパーチャを有する点で従来技術とは異なり、これによってこのようなピクセルで形成されるディスプレイの周期及び空間周波数が変わる。例えば、図５Ａ−図５Ｂは、水平及び垂直方向に関して非対称であり、垂直方向において少なくとも部分的に分離された２つの同時に切替可能（発光）な領域３２Ａ１、３２Ａ２及び３２Ｂ１、３２Ｂ２を有し、結果として得られるディスプレイ構造の周期及び空間周波数が垂直方向において従来技術とは異なるようにされる。図５Ａ−図５Ｂでの水平方向における差異はあまり明確ではないが、固定パターンノイズの空間周波数成分は、依然として図１Ａ−図１Ｂの従来技術に対して除去されている。このことは、垂直方向で当該部分を分離して狭小にすることによって可能とされた、水平方向におけるアクティブアパーチャの細長い性質に起因する。図２Ａ−図２Ｂ及び図５Ｃ−図５Ｄなどの他の実施例は、水平軸及び垂直軸に関して実質的に対称であり、そのため水平及び垂直方向の周期及び空間周波数は、複数のアクティブアパーチャ部分の同じメカニズムによって同しく改善されることになる。図５Ｃ−図５Ｄ及び図５Ｇは、切替可能領域３２が非切替可能領域３４の一部を囲む配列を示している。図５Ｈは、複数の同時切替可能領域の実質的にランダムな配列を示す。図５Ｊ−図５Ｌは、以下で更に検討されるように、同色又は異なる色とすることができる１つ又はそれ以上のＵ字型切替可能領域の使用を示している。
【００２１】
図２Ａ−図２Ｂ、図５Ａ−図５Ｐ（及び図７Ｂ−図７Ｃ）の領域３２は、図１Ａ−図１Ｂ（又は図７Ａ）の従来技術のピクセル１０の単一トポロジー領域１２と比べると、ピクセル全体に何らかの方法でトポロジー的に分散されている点に留意されたい。例えば、図５Ａ、図５Ｅ、図５Ｆ、図５Ｈ、図５Ｊ、図５Ｍ、図５Ｎ及び図５Ｐにおいては、切替可能領域３２Ａ、３２Ｅ、３２Ｆ、３２Ｈ、３２Ｊ、３２Ｍ、３２Ｎ、３２Ｐ（総称して領域３２）は、不透明又は暗領域の一部によってトポロジー的に分離された複数部分に細分され；図５Ｃ、５Ｄ、及び５Ｇにおいては、切替可能領域３２は、不透明又は暗領域３４の一部をトポロジー的に囲み（言い換えると、非切替可能領域３４は、切替可能領域３２の一部によってトポロジー的に分離された複数部分に細分される）；図５Ｂ、図５Ｋ及び図５Ｌにおいては、切替可能領域３２は、実質的に３つの側部で暗領域又は不透明領域３４の対応する区域３４ＲＥを囲む凹形区域３２ＲＥを有する。これらの構成の何れもが、ディスプレイ４０によって示される固有空間周期及び空間周波数を修正して、従来技術と比較して、ディスプレイによって示されるアーチファクトを少なくともある程度低減させるようにするには十分である。言い換えれば、これは、例えば、本発明のピクセルをとりわけディスプレイの列又は行に平行な方向で横断する図５Ａ−図５Ｐのライン３８Ａ−３８Ｐ（総称してライン３８）などのラインの形成において、こうしたラインが切替可能領域のある部分から切替可能領域の少なくとも別の部分まで非切替可能部分のかなりの部分を横切って通過することで十分である。当該ラインによって横断される切替可能領域の少なくとも２つの部分は、トポロジー的に分離される（例えば図２Ａ−図２Ｂ、図５Ａ、図５Ｅ、図５Ｆ、図５Ｆ、図５Ｊ、図５Ｍ、図５Ｎ及び図５Ｐ）か、或いは他の場所に結合することができる（例えば、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｇ、図５Ｋ及び図５Ｌ）。何れの配列も有用である。
【００２２】
分散部分は、切替可能領域及び非切替可能領域のトポロジー的にかなりの部分を含むことが望ましい。このことは、図２Ａ−図２Ｂ及び図５Ａ−図５Ｐにおいて２つの方法で満たされる。一般的なトポロジー原理に基づく第１の方式は、アクティブアパーチャ又は非アクティブアパーチャの何れかが、それぞれ非アクティブアパーチャ又はアクティブアパーチャの一部によってトポロジー的に分離された複数部分に細分されるようなこうした実施形態（上記で識別されたもの）に関するものである。第２の方式は、非アクティブアパーチャ（非切替可能領域）が、ピクセルについて定められたアクティブアパーチャのエンベロープ内で散在されている程度を評価する。前述のように、図５Ｅは、アクティブアパーチャ３２Ｅ及び非アクティブアパーチャ３４Ｅを含むピクセル３０Ｅを示す。図５Ｅのエンベロープ３７Ｅは、領域３２Ｅ内のポイントの全ての可能なペアを接続する全てのラインの最も外側の外周である。エンベロープ又は外周３７Ｅ、及び類似のエンベロープ３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｆ、３７Ｈ−３７Ｐ（総称してエンベロープ又は外周３７）は、ピクセルの平面内に位置するストリングによって形成されると考えられ、ピクセルのアクティブアパーチャの周りを密接に包み、ピクセルアパーチャの外側輪郭に追随しこれらの間のあらゆる間隙を架橋することができる。図５Ａ−図５Ｂ、図５Ｅ−図５Ｆ、図５Ｈ−図５Ｐにおいては、エンベロープ又は外周３７は、アパーチャの外縁から僅かに間隔を置いて示されているが、これは、こうしたエンベロープ又は外周が図中で容易に見えるようにする説明の便宜上のものに過ぎない。
【００２３】
ピクセル３０Ｅについての（同様に図５の他のピクセルについての）散在パーセンテージは、エンベロープ３７Ｅ内に含まれる非切替可能領域３４Ｅの一部を非切替可能領域３４Ｅの全体の面積で除算して得られた比率として定義される。図１Ａの従来技術のピクセルの実施例では、散在パーセンテージは０％であり、例えば図１Ｂの従来技術のピクセルでは、切欠きコーナーのほぼ半分である非切替可能領域の１３％のみが定義されたようにエンベロープ内に散在される。対照的に、図５Ｂ、図５Ｅ、図５Ｆ、図５Ｈ、及び図５Ｋの例示的な凹形ピクセルは、それぞれ３１％、３３％、６５％、６７％、及び３４％の散在パーセンテージを有する。好ましくは、有意に分散されたピクセルは、複数のアクティブアパーチャ又は非アクティブアパーチャの何れか（トポロジー接続していてもよく、していなくてもよい）、及び約１５％よりも大きい、或いはより好ましくは約２５％よりも大きい散在パーセンテージを有する。従って、本明細書で用いられる用語「有意に分散された」ピクセルとは、アクティブアパーチャ（切替可能領域）の一部の間に散在された少なくとも約１５パーセント（１５％）の非アクティブアパーチャ（非切替可能領域）を有するピクセルである。言い換えれば、「有意に分散された」ピクセルは、アクティブアパーチャの外側周囲すなわち上述の外周３７内に少なくとも１５％、好ましくは２５％の非アクティブアパーチャ（非切替可能領域）があるピクセルである。
【００２４】
本発明は、モノクロディスプレイとカラーディスプレイの双方に適用可能である。色は、様々な形式の加色法、タイムシーケンシャルカラー法、減色法或いは他の手段を含む何れかの公知の方法によって得ることができる。カラーディスプレイは、どの色が表示されていても、アーチファクトが少ないことが好ましい。図５Ｊ−図５Ｌの実施形態は、ディスプレイで使用できる緑色及び赤色構成色領域などの２色ディスプレイシステムとして使用するのに好都合である。ピクセル３０Ｊは、２つの分離したアクティブ又は切替可能領域３２Ｊを備え、これは図５Ｋ−図５Ｌにおいてもアクティブアパーチャ３２Ｋ及び３２Ｌとして別個に示されている。本発明の実施形態において、アクティブ領域３２Ｋは、緑色などの第１の構成色を提供し、同時に切替えを行い、これは、同じ制御信号が全体の領域を駆動するのに用いられ、当該領域の異なる部分が領域の他の部分とは独立してアドレスできないことを意味する。アクティブ領域３２Ｌは、赤色などの第２の構成色を提供し、同様に同時に切替を行う。ピクセル３０Ｊは、双方の構成色領域又はサブピクセルを備え、マトリックスディスプレイのある範囲の出力色度を可能にする。２つの色領域３２Ｋ及び３２Ｌは互いに独立して切替可能であり、最小切替可能画像素子として協調して機能する。上述のような領域３２Ｋ及び３２Ｌのトポロジーに起因して、構成色の各々は、ピクセル３０Ｊ−３０Ｌ内の有意に分散されたアパーチャによって特徴付けられ、これは、ピクセルのあらゆる出力色度設定に関するアクティブピクセルアパーチャが、ピクセル３０Ｊの区域内で実質的に分散されることを意味する。この分散性能は、この場合は水平軸に沿った複数の部分と、例えば図１Ａに示されるような正方開口の対象の構成色領域と同じ面積を有する、対応する対称アパーチャに対し細長い垂直軸に沿った部分とによって生じる。個々の構成色のためのアパーチャの散開又は分散から得られる性能の向上は、どのピクセル式ディスプレイについても顕著である。記載された実施形態は限定を意図するものではない。構成色は異なるものとすることができ、或いは追加の構成色を使用することもできる。構成色の一部はピクセル内で分散され、他のものは実質的に分散されなくてもよい。
【００２５】
図６は、図５Ｊのピクセル３０Ｊの２色の実施形態における図５Ｋの構成色アパーチャ３２Ｋに関して得られた空間周波数成分のフーリエ変換の結果１１０を示している。図６のチャート１１０は、図３Ａ−図３Ｂのチャート６０、７０に類似しており、本発明の利点を犠牲にすることなくアパーチャパターンに対して実施可能な修正が行えることを示している。図６の大きさの目盛り１１１は、図３Ａ−図３Ｂの多い差の目盛り６１、７１の半分である。水平１次高調波１１３（例えば、±１、０項）は、アクティブアパーチャのデュアルレッグ特徴部によって抑制されており、中心がピクセルピッチのほぼ半分で分離された、アクティブアパーチャ上に２つのレッグがあるので、２次高調波１１５（例えば、±２、０項）がこれに応じて増大している。２つのレッグ間の接続部分は、これらの間の接続を単純化し、またアパーチャレシオを増大させる。これにより１次高調波の大きさ（水平方向）が僅かに上昇するが、依然として極めて小さいままである。図３Ａ−図３Ｂとは違って、垂直方向の性能は水平方向の性能と著しく異なる。ピクセルは垂直方向で完全には平衡がとられていないが、レッグの延伸によって、垂直１次高調波の大きさ１１４（例えば０、±１項）は、（０、０）成分１１２と比較して依然として極めて小さい。この１次高調波は、同じ面積を有する方形構成色切替可能領域の１次高調波の３分の１未満である。ピクセル３０Ｋでの垂直方向におけるハーフピッチで反復特徴部が無いことから予想されるように、垂直２次高調波１１６は水平２次高調波１１５よりも明らかに小さい。
【００２６】
図７Ａ−図７Ｃは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）放出又は発光領域を有する色ストライプピクセルの実施例である。図７Ａは、不透明（暗）領域１０１によってそれぞれ分離された赤色、緑色及び青色切替可能（発光）領域９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂを有する従来技術のピクセル１００を示す。図７Ｂ−図７Ｃは、本発明の別の実施形態による色ピクセル１０２、１０４を示す。図７Ｂ−７Ｃにおいては、従来技術の単一色領域９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂが、暗領域又は不透明領域１０３、１０５によって分離された、複数の間隔を置いて配置された色領域９２、９３、９４と置き換えられており、ここで各切替可能色放出領域又はサブピクセルは、ピクセル３０における離間した部分３２−１、３２−２などに類似する、離間した少なくとも２つの部分、例えば９２−１、９２−２；９３−１、９３−２；９４−１、９４−２を有する。図７Ｃのピクセル１０４及び図７Ｂのピクセル１０２は、全カラー分散アパーチャの例示的な構成を表す。図７Ｂ及び図７Ｃにおいては、同様の参照番号を有する種々の同色の部分が同時に、すなわち全緑色部分が同時に、全赤色部分が同時に、及び全青色部分が同時に切り替えられ、一般的には、異なる構成色は独立して切替可能であるので、ピクセル１０２、１０４がディスプレイのある範囲の出力色度を提供することが可能となることは理解される。ピクセル１０４及び１０２の各々において、構成色の各々は、有意に分散されたアパーチャを有する。換言すれば、単一色のみがＯＮにされる場合であっても、アーチファクト抑制の利点は、ディスプレイのあらゆるアドレス指定可能な色又は色度にも適用される。このことは、例えば切替可能領域９１Ｇである単一色のみがＯＮとなる場合に、極めて大きな潜在的に可視の１次高調波をもたらす図７Ａの従来技術のピクセルとは著しく異なる。
【００２７】
以下の表Ｉは、種々のピクセル設計についてフーリエ解析によって得られた様々な空間高調波項の大きさを比較している。ＣＯＮＦＩＧ列は、データが取得されたピクセル構成を特定し、関連する代表的な図の番号と合わせている。例えば、構成１Ａは図１Ａのピクセル１０に関連し、構成１Ｂは図１Ｂに示されたピクセル構成に関連し、構成５Ｃは図５Ｃに示されたピクセルに関連しており、以下同様である。「ＡＲ」列欄は（０、０）項を示し、これは特定のピクセルについてのアパーチャレシオである。［Ｈ］「Ｖ」「＋＋」「＋−」列の欄の２つのグループがある。「低次高調波」で表された第１のグループは、フーリエ項の大きさの非基準化値を収めている。「方形アパーチャに対する％」で表された第２のグループは、第１のグループの値を同じアパーチャレシオの方形参照アパーチャ（例えばピクセル１０のアパーチャ１２）についての対応する大きさに対して基準化したものである。「Ｈ」列欄の入力値は、（１、０）＋（−１、０）項の大きさの和である。「Ｖ」列欄の入力値は、（０、１）＋（０、−１）項の大きさの和である。「＋＋」列欄の入力値は、（１、１）＋（−１、−１）項の大きさの和である。「＋−」列欄の入力値は、（１、−１）＋（−１、１）項の大きさの和である。図１−図５に示された様々なピクセル構成を有する表Ｉの入力値に関しては、図１−図５は尺度通りの図を意図していない点に留意されたい。この種々の構成のアパーチャレシオ（ＡＲ）の値は表Ｉに提供されている。
表Ｉ
様々なピクセル構成についての空間周波数項の大きさのフーリエ変換解析の結果
【表１】
2008525859.tif 000003
【００２８】
表ＩのＣＯＮＦＩＧ１Ａは、図３Ａから値を取得している。このＡＲ及び低次高調波の大きさは、参照として提供されているが、比較の最も簡単な基準は「方形アパーチャに対する％」部分であり、以下の論議はこれらの入力値を参照する。ＣＯＮＦＩＧ  １Ａのピクセルは方形のアパーチャを有しているので、その比較比率は定義により１（１００％）である。ＣＯＮＦＩＧ  １Ｂは、コーナーに比較的大きなノッチ１６を有する従来技術のピクセルである。シミュレートされたピクセルは０．４７ＡＲ（アパーチャレシオ）を有しているので、相対比較は０．４７方形ピクセルに対し、図３Ｂからの値を用いて計算される。残りの列の各々は、これらの列について表記されたアパーチャレシオを有する方形ピクセルに対して同様に比較される。表の入力値は、図１ＢのコーナーノッチがＨ及びＶを、匹敵する方形ピクセルの値の９３％及び８７％まで僅かに低下させることを示している。ＣＯＮＦＩＧ  ２Ａないし５Ｌ及び７Ｂ−７Ｃは全て、本発明に従って十分に分散されたアパーチャに基づいた改善である。この表は、１次高調波Ｈ及びＶの比較値の各々が、従来技術であるＣＯＮＦＩＧ  １Ａ及び１Ｂに対して改善（減少）されていることを立証している。有意な改善に相当するためには、Ｈ及びＶのパーセンテージは、好ましくは８０％未満、より好ましくは５０％未満、更により好ましくは２５％未満であり、実質的にゼロであるのが最も好ましい。２Ａから下のＣＯＮＦＩＧの全ては、アーチファクト抑制のこれらの好ましいレベルの１つ又はそれ以上を達成している。ＣＯＮＦＩＧ  ２Ａ及び５Ｄは両方の１次高調波が除去され、５Ａでは１次高調波のうちの１つが除去されている。ＣＯＮＦＩＧ  ５Ｃと５Ｄとを比較すると、アパーチャ設計に対する小さな調整によってアーチファクト抑制を更に劇的に改善することができることが、図５Ｃ−図５Ｄのアクティブアパーチャ形状から明らかである。例えば、ＣＯＮＦＩＧ  ５Ｃにおける３０％及び４０％の既に優れている１次高調波は、ＣＯＮＦＩＧ  ５Ｇの使用によって０％にまで更に低減される。０．７５のＡＲを有するＣＯＮＦＩＧ  ５Ｃは、高アパーチャ構成でも有効であることを実証している。ＣＯＮＦＩＧ  ５Ｋ及び５Ｌは、モノクロパネル、或いは２色パネルの個々の構成色領域の何れを使用しても、Ｈ及びＶを同様に極めて有効に低減させる。
【００２９】
ＣＯＮＦＩＧ  ７Ａの入力値は、図７Ａにおいて従来技術の単一色領域９１Ｒについてのシミュレート結果を提供している。予期できるように、細長い垂直ストライプの色領域は、対応する０．１５ＡＲ方形に比べて遜色がないが（３８％）、その狭い幅は方形領域よりもＨをより悪化させる（１２２％）。対比的に、本発明によるＣＯＮＦＩＧ  ７Ｂの分散ストライプは、垂直方向性能を犠牲にすることなく４％までのＨの低減をもたらす。同様の性能は、ＣＯＮＦＩＧ  ７Ｃの他のフルカラー配列についても見られ、図７Ｃの（Ｇ）アクティブアパーチャ９３及び（Ｒ）アクティブアパーチャ９２のフーリエ変換解析が当該表で要約されている。
【００３０】
状況によっては、表Ｉで＋＋及び＋−列で表される最も低次のクロス項は、一般的に１次高調波よりも高いが２次高調波よりも低い空間周波数にあるので、これらの項もまた重要となる。表Ｉは、ある構成がクロス項の抑制時に他の構成よりも良好であることを示している。＋＋クロス項は、明らかに従来技術のＣＯＮＦＩＧ  １Ｂのノッチコーナーについての欠点であり、その空間周波数及び向きでの変調が匹敵する方形アパーチャの値の１７３％まで増大している。ＣＯＮＦＩＧ  ５Ｄは、Ｈ及びＶの改善が、＋＋及び＋−も同様に低減されることは保障しないが、例えばＣＯＮＦＩＧ  ２Ａに向かって更に移動するといった設計の微調整を追加することによってクロス項のさらなる低下を容易にもたらすことができることの実施例である。本発明の多くの実施形態では、ベースラインの方形ピクセルに対して全ての１次高調波及び最低次のクロス項を改善することになる（例えば２Ａ、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｅ、５Ｇ、５Ｈ、５Ｋ、５Ｌ、７Ｂ、７Ｃ（Ｇ）、７Ｃ（Ｒ））が、これはＣＯＮＦＩＧ  １Ａ及び７Ａでは観察されない。
【００３１】
表Ｉの結果は、ＣＯＮＦＩＧ  ２Ａが、他の場合に生じる大部分の可視アーチファクトを最大限に抑制することを示している。しかしながら、利用可能なピクセル設計及び製造プロセスの性能を最大にする点においては、分散アパーチャを適応させるための多様性及び柔軟な技術が重要となる。複数領域の方法が実施可能ではない場合、５Ｂのような他の構成が有効な起点を提供することができる。５Ｋ−５Ｌは、２色システムの好ましいピクセルであり、７Ｂは３色システムの好ましいピクセルレイアウトである。様々なピクセルトポグラフィの実用性は、例えば、ディスプレイが、透過、反射、発光或いは他の手段の何れによって光を変調させるかなど、ディスプレイタイプに応じて変わる可能性がある。これら又は同様の分散アパーチャ構成の多くは、例えば、引用により本明細書に組み込まれる米国特許第５，５６３，７２７号に記載の技術を使用することによって透過型ＬＣＤにおいて作製することができる。
【００３２】
上記の論議は方形ピクセルについて示されたが、これは単に説明の便宜上のものであり、当業者であれば非方形ピクセルを使用してもよいことは理解するであろう。ピクセルは、矩形或いは有用なディスプレイパネル実装密度を可能にするあらゆる他の好都合な形状とすることができる。これらの選択は、考慮される特定のディスプレイシステムの要求に応じて左右されることになり、当業者であれば、設計している特定のディスプレイに応じてこうした選択を行う方法を理解するであろう。
【００３３】
少なくとも１つの例示的な実施形態が上記の詳細な説明で提示されたが、膨大な変形形態が存在する点は理解されたい。とりわけ、ピクセルアレイを横切る少なくとも１つの方向において、同時に切替え又は発光するピクセルの一部又は全てにおける２つ又はそれ以上の領域が存在する場合に、本発明のピクセル内の様々な切替可能（発光）領域の寸法及び形状並びに分布は変えることができる。別の言い方をすれば、本発明は、ピクセルアレイを横切る少なくとも１つの方向において、その空間周波数が測定される少なくとも１つの方向に沿って観察される個々のピクセルの少なくとも一部内で２つ以上の同時に切替られる部分を提供する結果として、ディスプレイの１次高調波空間周波数が、検出閾値近傍又はこれよりも低いピクセル構造を備える。１つ又は複数の例示的な実施形態は単なる実施例であり、本発明の範囲、適用性、又は構成をどのようにも限定するものではない点も理解されたい。むしろ、上記の詳細な説明は、１つ又は複数の例示的な実施形態を実施するための便宜上の指針を当業者に提供するものである。添付の請求項及びこれらの法的均等物に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、要素の機能及び構成において様々な変更を行い得る点を理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】従来技術による単一ピクセルの簡易平面図である。
【図１Ｂ】従来技術による単一ピクセルの簡易平面図である。
【図１Ｃ】従来技術による図１Ａに示されるタイプの多くのピクセルを備えるディスプレイの簡易平面図である。
【図１Ｄ】従来技術による特定の方向（例えばディスプレイのピクセルの列を通る）に沿った図１Ｃのディスプレイの光出力の簡易プロットである。
【図１Ｅ】従来技術による特定の方向（例えばディスプレイのピクセルの列を通る）に沿った図１Ｃのディスプレイの光出力の簡易プロットである。
【図２Ａ】図１Ａ−図１Ｂのものに類似した、本発明の第１の実施形態による単一ピクセルの簡易平面図である。
【図２Ｂ】図１Ａ−図１Ｂのものに類似した、本発明の第１の実施形態による単一ピクセルの簡易平面図である。
【図２Ｃ】図１Ｃに類似した、本発明の第１の実施形態による図２Ａに示されるタイプの多くのピクセルを備えるディスプレイの簡易平面図である。
【図２Ｄ】本発明の第１の実施形態による図２Ｃのディスプレイでのピクセルの列を通る方向に沿った図２Ｃのディスプレイの光出力の簡易プロットである。
【図２Ｅ】本発明の第１の実施形態による図２Ｃのディスプレイでのピクセルの列を通る方向に沿った図２Ｃのディスプレイの光出力の簡易プロットである。
【図３Ａ】は従来技術による図１Ｃに示されるタイプのディスプレイにおけるピクセル式ディスプレイの列及び行方向における空間周波数成分のプロットである。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態による図２Ｃに示されるタイプのディスプレイにおける、ピクセル式ディスプレイの列及び行方向における空間周波数成分のプロットである。
【図４】ピクセル式ディスプレイ及び可視性の概念上の閾値についての空間周波数に対する変調の簡易プロットである。
【図５Ａ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｂ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｃ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｄ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｅ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｆ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｇ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｈ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｊ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｋ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｌ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｍ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｎ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図５Ｐ】図２Ａに類似した本発明による改善されたピクセルの別の実施形態の簡易平面図である。
【図６】図３Ａ−図３Ｂに類似した本発明の別の実施形態のプロットである。
【図７Ａ】従来技術の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の放出領域を有する色ピクセルの実施例である。
【図７Ｂ】本発明の更に別の実施形態による赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の放出領域を有する色ピクセルの実施例である。
【図７Ｃ】本発明の更に別の実施形態による赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の放出領域を有する色ピクセルの実施例である。
【符号の説明】
【００３５】
２６Ｖ、２８Ｖ  光学周期
３２  切替可能領域
３４  非切替可能領域
４０  ディスプレイ
４１  列
４６Ｈ、４８Ｈ  物理周期
【図１Ａ】
2008525859.tif 000004
【図１Ｂ】
2008525859.tif 000005
【図１Ｃ】
2008525859.tif 000006
【図１Ｄ】
2008525859.tif 000007
【図１Ｅ】
2008525859.tif 000008
【図２Ａ】
2008525859.tif 000009
【図２Ｂ】
2008525859.tif 000010
【図２Ｃ】
2008525859.tif 000011
【図２Ｄ】
2008525859.tif 000012
【図２Ｅ】
2008525859.tif 000013
【図３Ａ】
2008525859.tif 000014
【図３Ｂ】
2008525859.tif 000015
【図４】
2008525859.tif 000016
【図５Ａ】
2008525859.tif 000017
【図５Ｂ】
2008525859.tif 000018
【図５Ｃ】
2008525859.tif 000019
【図５Ｄ】
2008525859.tif 000020
【図５Ｅ】
2008525859.tif 000021
【図５Ｆ】
2008525859.tif 000022
【図５Ｇ】
2008525859.tif 000023
【図５Ｈ】
2008525859.tif 000024
【図５Ｊ】
2008525859.tif 000025
【図５Ｋ】
2008525859.tif 000026
【図５Ｌ】
2008525859.tif 000027
【図５Ｍ】
2008525859.tif 000028
【図５Ｎ】
2008525859.tif 000029
【図５Ｐ】
2008525859.tif 000030
【図６】
2008525859.tif 000031
【図７Ａ】
2008525859.tif 000032
【図７Ｂ】
2008525859.tif 000033
【図７Ｃ】
2008525859.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月30日(2007.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）が可変の透明度又は輝度の切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２−９４）と非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）とを有するピクセル（４０）のアレイを備え、
前記ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）の少なくとも一部内の前記切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２−９４）が、前記非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）の有意な部分によって少なくとも部分的に分離された少なくとも２つの切替可能部分に分割され、
前記少なくとも２つの切替可能部分が、同時に切り替えられるように構成されている、
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項２】
ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）当たりに１つよりも多い共通の切替可能領域（３２、３２Ａ-３２Ｐ、９２−９４）を有する前記ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）の列及び行からなるアレイ（４０）であって、前記アレイ（４０）の列（４１）又は行に実質的に平行に測定された少なくとも１次高調波空間周波数を示す光を放出するように適合されたアレイを備え、
前記アレイの１次高調波空間周波数が、同じアパーチャレシオを有するがピクセル当たりに単一の切替可能領域（１２）のみを有するピクセル（１０）のアレイ（２０）からの１次高調波周波数（６３、６４）よりも小さい大きさを有する、
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項３】
ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）への入力信号に応答して画像を表示する前記ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）のアレイ（４０）を備え、
前記ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）の少なくとも一部が、前記入力信号によって作動されるように適合された切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２−９４）を有し、前記切替可能領域（３２、３２Ａ−３２Ｐ、９２−９４）が、散在した非切替可能領域（３４、３４Ａ−３４Ｐ、１０３、１０５）と共に前記ピクセル（３０、３０Ａ−３０Ｐ、１０２、１０４）内に空間的に分散された部分を有する、
ことを特徴とするディスプレイシステム。
【国際調査報告】
2008525859.tif 000035
2008525859.tif 000036
2008525859.tif 000037