РЕКОНФИГУРИРУЕМЫЙ ЦВЕТНОЙ ЭКРАН
RECONFIGURABLE COLOUR SCREEN

Уровень техники
Одна из технологий производства реконфигурируемых цветных экранов (дисплеев) предусматривает включение упорядоченного массива первичных цветовых фильтров в состав пикселированного дисплея, содержащего массив независимо управляемых пикселей. Массив пикселей разбит на группы пикселей, причем каждый пиксель каждой группы ассоциирован с соответствующим первичным цветовым фильтром (красным, синим или зеленым). Варьирование относительной яркости выходных сигналов пикселей в группе пикселей применительно к одной или более группам пикселей позволяет получать различные выходные цветовые сигналы.
Раскрытие изобретения
Была идентифицирована задача разработать альтернативную технологию получения реконфигурируемых цветных дисплеев. Изобретение направлено на решение именно этой задачи.
Изобретение предлагает способ, включающий следующие операции:
обеспечивают наличие пикселированного дисплейного блока, содержащего массив пикселей с независимым управлением оптическим выходным сигналом каждого пикселя;
накладывают на рабочую поверхность пикселированного дисплейного блока первый накладной компонент с цветовыми фильтрами, задающий первый цветовой паттерн, содержащий одну или более областей, имеющих единственный цвет, причем единственная или каждая из указанных областей перекрывает множество пикселей;
управляют пикселированным дисплейным блоком таким образом, чтобы сформировать в указанном первом цветовом паттерне зоны, различающиеся по яркости;
отделяют первый накладной компонент с цветовыми фильтрами от рабочей поверхности дисплейного блока;
накладывают на рабочую поверхность указанного дисплейного блока второй накладной компонент с цветовыми фильтрами, задающий второй цветовой паттерн, и
управляют пикселированным дисплейным блоком таким образом, чтобы сформировать в указанном втором цветовом паттерне зоны, различающиеся по яркости.
В одном варианте первый и второй цветовые паттерны различаются по цвету для одного или более пикселей.
Предлагается также способ, включающий следующие операции:
обеспечивают наличие пикселированного дисплейного блока, содержащего массив пикселей с независимым управлением оптическим выходным сигналом каждого пикселя;
накладывают на рабочую поверхность пикселированного дисплейного блока первый накладной компонент с цветовыми фильтрами, задающий первый цветовой паттерн;
управляют пикселированным дисплейным блоком таким образом, чтобы сформировать в указанном первом цветовом паттерне зоны, различающиеся по яркости;
отделяют первый накладной компонент с цветовыми фильтрами от рабочей поверхности дисплейного блока;
накладывают на рабочую поверхность указанного дисплейного блока второй накладной компонент с цветовыми фильтрами, задающий второй цветовой паттерн, при этом первый и второй цветовые паттерны различаются по цвету для одного или более пикселей; и
управляют пикселированным дисплейным блоком таким образом, чтобы сформировать в указанном втором цветовом паттерне зоны, различающиеся по яркости.
Согласно одному варианту операция управления пикселированным дисплейным блоком таким образом, чтобы сформировать в указанных цветовых паттернах зоны, различающиеся по яркости, включает управление пикселированным дисплейным блоком так, чтобы изменить яркость по меньшей мере одной зоны цветового паттерна относительно по меньшей мере одной другой зоны того же цветового паттерна.
Согласно следующему варианту пикселированный дисплейный блок содержит монохромный дисплейный блок.
Согласно еще одному варианту операция наложения накладных компонентов с цветовыми фильтрами на рабочую поверхность пикселированного дисплейного блока включает прикрепление накладных компонентов с цветовыми фильтрами к рабочей поверхности посредством адгезива.
Согласно другому варианту накладные компоненты с цветовыми фильтрами содержат гибкие пластиковые пленки.
Согласно еще одному варианту усилие, требуемое, чтобы отделить первый накладной компонент с цветовыми фильтрами от пикселированного дисплейного блока, не превышает примерно 1 г/мм.
Предлагается также устройство, содержащее:
пикселированный дисплейный блок, содержащий массив пикселей с независимым управлением оптическим выходным сигналом каждого пикселя, и
накладной компонент с цветовыми фильтрами, задающий цветовой паттерн, содержащий одну или более областей, имеющих единственный цвет, причем единственная или каждая из указанных областей перекрывает множество пикселей.
При этом указанный накладной компонент с цветовыми фильтрами наложен на рабочую поверхность пикселированного дисплейного блока с возможностью быть отделенным от нее, а пикселированный дисплейный блок способен формировать в цветовом паттерне, заданном накладным компонентом с цветовыми фильтрами, зоны различной яркости.
Согласно одному варианту устройства пикселированный дисплейный блок способен изменять яркость по меньшей мере одной зоны цветового паттерна относительно по меньшей мере одной другой зоны цветового паттерна.
Согласно другому варианту пикселированный дисплейный блок содержит монохромный дисплейный блок.
Согласно варианту изобретения накладной компонент с цветовыми фильтрами прикреплен к рабочей поверхности пикселированного дисплейного блока посредством адгезива.
Согласно еще одному варианту накладной компонент с цветовыми фильтрами содержит гибкую пластиковую пленку.
Согласно следующему варианту усилие, требуемое для того, чтобы отделить первый накладной компонент с цветовыми фильтрами от пикселированного дисплейного блока, не превышает 1 г/мм.
Краткое описание чертежей
Далее, только в качестве примера, будет подробно описан, со ссылками на прилагаемые чертежи, вариант изобретения.
На фиг. 1 показана часть устройства согласно варианту изобретения.
Фиг. 2 дополнительно иллюстрирует устройство по фиг. 1, а также способ его использования согласно варианту изобретения.
Фиг. 3 иллюстрирует конкретный пример реализации изобретения, проиллюстрированного на фиг. 1 и 2.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг. 1 и 2, активное матричное дисплейное устройство согласно варианту изобретения содержит активный матричный дисплейный блок 28 и накладной компонент 26 с цветовыми фильтрами, прикрепленный к рабочей поверхности активного матричного дисплейного блока. Накладной компонент 26 с цветовыми фильтрами содержит тонкую гибкую пластиковую пленку 24 (например из полиэтилентерефталата), образующую цветовой паттерн, и временный клеящий слой адгезива 22 с низкой адгезией, прикрепленный к нижней поверхности цветовой пластиковой пленки. Такое выполнение позволяет надежно зафиксировать накладной компонент 26 на рабочей поверхности активного матричного дисплейного блока 28, в то же время делая возможным отделение этого компонента от активного матричного дисплейного блока без какого-либо повреждения этого блока.
Активный матричный дисплейный блок содержит: кросс-плату 30 управления с активным матричным контуром, находящимся на подложке 2 (выполненной, например, из гибкого пластика), и переднюю панель 20 из оптического материала, перманентно ламинированную на кросс-плату 30 управления. Сила адгезии между оптической передней панелью 20 и кросс-платой 30 управления сильнее, чем между передней панелью 20 и накладным компонентом 26 с цветовыми фильтрами.
Кросс-плата 30 управления содержит проводящий слой со сформированным в нем паттерном, задающим контур с электродами истока и стока, содержащий электроды 4 истока и электроды 6 стока для массива тонкопленочных транзисторов (ТПТ, thin-film transistor). Каждая из линий адресации истоков соединена с электродами истока соответствующей строки ТПТ и подключена к соответствующему терминалу у кромки устройства. С электродом стока каждого ТПТ связан проводник, соединяющий этот электрод с соответствующей контактной площадкой, служащей основанием для соответствующей межслоевой перемычки 16, проходящей к находящемуся над ней соответствующему пиксельному электроду 18. Структурированный полупроводниковый слой 8 из органического полимера формирует соответствующие полупроводниковые каналы между парами электродов истока и стока для каждого ТПТ. Для всех ТПТ над всей областью, в которой находятся контур из электродов истока и стока и структурированный полупроводниковый слой, сформирован непрерывный диэлектрический затворный слой 10 из органического полимера. Структурированный проводящий слой (т.е. слой, в котором сформирован паттерн) образует массив параллельных затворных линий 12, каждая из которых образует затворный электрод для соответствующего столбца ТПТ. Непрерывный изолирующий слой 14 из органического полимера сформирован над всеми затворными линиями 12 так, что данный слой изолирует затворные линии 12 от расположенных над ними пиксельных электродов 18. Межслойные отверстия (сформированные, например, посредством лазерной абляции или фотолитографии) проходят сквозь изолирующие слои 10» 14 до соответствующих проводников стока. На всю открытую область изолирующих слоев 10, 14 нанесено непрерывное покрытие из электропроводного материала, чтобы сформировать проводящий слой, электрически связанный через межслойные отверстия с проводниками стока. Затем этот электропроводный слой преобразуют в массив участков пиксельных электродов 18, причем каждый такой участок электрически связан с проводником стока соответствующего ТПТ. Электрическим потенциалом на каждом пиксельном электроде 18 можно независимо управлять путем приложения напряжения включения последовательно к каждой затворной линии с целью последовательного перевода столбцов ТПТ во включенное состояние, и одновременного независимого приложения напряжений к массиву линий адресации истоков. При каждом подключении новой затворной линии напряжения, приложенные к линиям адресации истоков, изменяют в соответствии с электрическими потенциалами, требуемыми для пиксельных электродов ТПТ, ассоциированных с новой "включенной" затворной линией.
Передняя панель 20 из оптического материала может, например, содержать электрофоретическую краску, способность которой возвращать падающий свет обратно через рабочую поверхность можно варьировать путем управления напряжением, прикладываемым к оптическому материалу. Это напряжение, в свою очередь, можно варьировать, управляя электрическими потенциалами на пиксельных электродах 18. В отсутствие накладного компонента 26 с цветовыми фильтрами оптический выходной сигнал дисплейного устройства 28 соответствует монохромному, черно-белому экрану.
Сетка, показанная в верхней части фиг. 2, схематично задает различные участки оптического материала (пиксели), оптическим выходным сигналом которых (т.е. способностью которых возвращать падающий свет обратно через рабочую поверхность) можно управлять независимо путем управления электрическим потенциалом на соответствующем пиксельном электроде 18. На фиг. 2 показано только относительно малое количество пикселей; однако, типичное дисплейное устройство будет содержать намного большее их количество. Нижняя часть фиг. 2 иллюстрирует два очень простых примера выполнения накладных компонентов 26а, 26b с цветовыми фильтрами. В первом примере накладной компонент 26а с цветовыми фильтрами формирует цветовой паттерн, содержащий красную область 32, зеленую область 34 и желтую область 36. Во втором примере накладной компонент 26b с цветовыми фильтрами формирует цветовой паттерн, содержащий красные области 38, синие области 40 и бесцветную область 42. Как это видно из фиг. 2, каждая из этих областей охватывает много пикселей, т.е. непрерывно продолжается по большому количеству пикселей.
Например, каждый пиксель, покрытый красной областью, может давать красный свет с желательным уровнем яркости в пределах от наименьшей яркости (черный цвет) до более высоких ее уровней; каждый пиксель, покрытый бесцветной областью, может давать белый свет с желательным уровнем яркости в пределах от наименьшей яркости (черный цвет) до более высоких ее уровней (различных уровней серого, вплоть до яркобелого) и т.д. Варьируя уровень яркости одного или более пикселей в одной или более областях цветового паттерна, можно получить динамический дисплей. Например, соответствующим образом сконструированный накладной компонент 26 с цветовыми фильтрами может быть использован в комбинации с активным матричным дисплейным блоком 28, чтобы создать динамическое изображение термометра, показание которого при изменении отображаемой температуры изменяется как по положению, так и по цвету (например от синего к красному). Другой пример соответствует генерированию различных текстовых изображений в одном или более цветовых полях.
Накладные компоненты с цветовыми фильтрами типа показанного на фиг. 1 задают очень простые цветовые паттерны; однако, в зависимости от потребностей пользователя, накладной компонент данного типа способен сформировать и намного более сложный цветовой паттерн. Например, накладной компонент с цветовыми фильтрами способен образовать многокрасочный логотип.
Стрелки на фиг. 2 иллюстрируют возможность отделения накладного компонента 26 с цветовыми фильтрами от активного матричного дисплейного блока 28 без какого-либо повреждения этого блока и замены этого компонента отличающимся от него накладным компонентом 26 с цветовыми фильтрами, задающим другой паттерн цветовых фильтров. В результате цветовой выходной сигнал одного или более пикселей может быть легко изменен, т.е. цветной дисплей может быть реконфигурирован желательным образом при использовании того же самого активного матричного дисплейного блока.
Как было упомянуто выше, чтобы облегчить замену одного накладного компонента 26 с цветовыми фильтрами другим, для прикрепления накладного компонента 26 с цветовыми фильтрами к рабочей поверхности активного матричного дисплейного блока 28 используется временный адгезив 22 с низкой адгезией. Адгезив 22 может быть выбран, например, таким, что усилие, требуемое для отделения (отрыва) накладного компонента 26 с цветовыми фильтрами от рабочей поверхности активного матричного дисплейного блока 28, не превышает примерно 1 г/мм (по результатам измерений в ходе испытания адгезии на отслаивание под углом 90° со скоростью 305 мм/мин).
Фиг. 3 иллюстрирует пример конкретного осуществления устройства, описанного выше. Активный матричный дисплейный блок 80 содержит подложку 52 (например, из гибкого пластика), которая несет активный матричный массив ТПТ и пикселированный монохромный оптический материал, управляемый активным матричным массивом ТПТ. Активная матрица ТПТ и оптический материал совместно изображены на фиг. 3 в виде элемента 54, верхняя поверхностная область которого задает активную (т.е. управляемую) область дисплейного блока 80. Активная матрица ТПТ и оптический материал совместно инкапсулированы на подложке 52 с помощью защитного покрытия и/или защитной пленки 56. Полученная таким образом структура помещена в корпус 58, стенки которого отходят от всех четырех сторон подложки 52 и частично расположены над ней, образуя рамку 61, обрамляющую активную область.
Этот дисплейный блок 80 используется в комбинации с накладным компонентом 90 с цветовыми фильтрами, содержащим распечатанный прозрачный цветной слой 64, который задает цветовой паттерн по меньшей мере в зоне, соответствующей по меньшей мере части активной области. Распечатанный прозрачный цветной слой 64 зажат между верхней пленкой-окном 62 и непрозрачным обрамляющим слоем 66, который содержит материал, блокирующий прохождение света во всем видимом диапазоне. В непрозрачном слое 66 образовано окно 68, которое может быть согласовано по положению с активной областью дисплейного блока 80. Однако в других вариантах данный слой может частично закрывать активную область дисплейного блока. Окно 68 может содержать прозрачную бесцветную пленку, толщина которой точно соответствует толщине непрозрачного слоя 66. Это способствует планаризации задней (нижней) стороны накладного компонента 90 и может уменьшить риск появления пузырьков на краях активной области. Нижняя поверхность накладного компонента с цветовыми фильтрами покрыта адгезивом 70 описанного типа, имеющего низкую адгезию и самосмачивающегося. Адгезив 70 защищен отслаиваемой защитной пленкой 72. При использовании устройства защитную пленку 72 отделяют (отслаивают) и ламинируют накладной компонент 90 с цветовыми фильтрами на дисплейный блок 80. Рамка 61 корпуса 58 дисплейного блока 80 может быть снабжена средствами 60 позиционирования, чтобы облегчить правильное наложение накладного компонента 90 с цветовыми фильтрами на дисплейный блок 80.
Если потребуется обеспечить иной цветовой паттерн, используемый накладной компонент 90 с цветовыми фильтрами отделяют (отклеивают) от дисплейного блока 80 и на тот же самый дисплейный блок ламинируют новый накладной компонент 90 с цветовыми фильтрами, задающий иной цветовой паттерн (и, возможно, содержащий также непрозрачный обрамляющий слой другой формы и/или конструкции).
В дополнение к контроллеру для управления активной матрицей ТПТ и оптическим материалом, периферийная часть подложки 52 (снаружи активной области) может нести блок беспроводной коммуникации (например блок Wi-Fi или блок Bluetooth с низким энергопотреблением), чтобы обеспечить возможность обновления выходного сигнала дисплейного блока 80 при смене накладного компонента с цветовыми фильтрами. Дисплейный блок 80 может содержать также датчики, чтобы детектировать присутствие человека, рассматривающего дисплей (например датчики движения, оптические или тепловые датчики), а контроллер активной матрицы ТПТ может быть сконфигурирован с возможностью генерировать активный оптический выходной сигнал, только если определено, что кто-то может смотреть на дисплей. В случае бистабильного оптического материала (такого как электрофоретическая краска) контроллер активной матрицы ТПТ может быть сконфигурирован с возможностью задавать изменения в оптическом выходном сигнале дисплея, только если контроллер определит, что кто-то может смотреть на дисплей.
Непрозрачный обрамляющий слой 66 может использоваться, чтобы выход дисплейного блока 80 казался имеющим размеры, превышающие реальные, за счет такого дизайна рабочей поверхности данного слоя, который делает более заметным выходной сигнал дисплейного блока 80. Например, непрозрачный обрамляющий слой 66 и распечатанный прозрачный цветной слой 64 могут быть распечатаны одновременно, чтобы облегчить комбинирование, без промежуточных зон, ярких цветных статических изображений и графики, обеспечиваемых обрамляющим слоем 66, с динамическим цветовым выходным сигналом, обеспечиваемым дисплейным блоком 80 и распечатанным прозрачным цветным слоем 64.