FR2713812A1

FR2713812A1 - Modular liquid crystal display screen for large video display

Info

Publication number: FR2713812A1
Application number: FR9314721A
Authority: FR
Inventors: Boissier Alain
Original assignee: MATRA DEFENSE
Current assignee: MATRA DEFENSE
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1995-06-16
Anticipated expiration: 2013-12-08
Also published as: FR2713812B1

Abstract

The modular display includes a screen having several liquid crystal modules. Each forms a display matrix having elements arranged in a regular two-dimensional pattern. The modules may be assembled together in order to form a larger display panel. Each module includes a connection region (16) situated along one edge of the module, with a control circuit linked by a flexible connection to this edge. The modules may then be placed immediately adjacent, with the flexible connection to the control circuit being folded back behind the main surface of the panel.

Description

DXSP0SZTZF D'APPfCHACE MODULA: 3 A CRISTAUX LXQUXDHS
La présente invention concerne les dispositifs d'affichage modulaire comprenant un écran en plusieurs modules à cristaux liquides, chacun à affichage matriciel, correspondant à des parties adjacentes de l'image à afficher sur écran. DXSP0SZTZF OF APPfCHACE MODULA: 3 TO CRYSTALS LXQUXDHS
The present invention relates to modular display devices comprising a screen made of several liquid crystal modules, each with a matrix display, corresponding to adjacent parts of the image to be displayed on the screen.

Parmi les applications de l'invention, on peut citer la réalisation de dispositifs d'affichage destinés à présenter des images générées par informatique ou de type vidéo sur des surfaces importantes, allant de quelques décimètres carrés à plusieurs dizaines de mètres carrés, à laide d'écrans individuels de petite taille. Among the applications of the invention, there may be mentioned the production of display devices intended to present computer-generated or video-type images on large surfaces, ranging from a few square decimetres to several tens of square meters, using '' small individual screens.

On connaît déjà des dispositifs d'affichage modulaire permettant de présenter au public des images fixes ou animées. On peut notamment citer l'affichage d'horaires, l'affichage d'informations urbaines dans les rues, laffi- chage de messages publicitaires, la présentation d'indications cartographiques et/ou symboliques dans les salles de contrôle, l'affichage d'images de type télévision. Modular display devices are already known which make it possible to present fixed or animated images to the public. Mention may in particular be made of the display of timetables, the display of urban information in the streets, the display of advertising messages, the presentation of cartographic and / or symbolic indications in control rooms, the display of television type images.

La plupart des dispositifs existants présentent un grave inconvénient : les bords des modules adjacents, occupés entre autres par des circuits de connexion et de commande, constituent un quadrillage obscur. Pour éviter cet inconvénient, on a déjà proposé des dispositifs d'affichage dans lesquels chaque module est séparé d'une fraction de l'écran à laquelle elle correspond par une galette de fibres optiques élargissant l'image. Une telle disposition est décrite dans l'article A Continuous Very Large Area Liquid
Crystal Color Displaye de Matsukawa et autres, SID 1985,
Volume XVI, pages 58-61.Most of the existing devices have a serious drawback: the edges of the adjacent modules, occupied inter alia by connection and control circuits, constitute an obscure grid. To avoid this drawback, display devices have already been proposed in which each module is separated from a fraction of the screen to which it corresponds by a wafer of optical fibers widening the image. Such an arrangement is described in the article A Continuous Very Large Area Liquid
Crystal Color Displaye by Matsukawa et al., SID 1985,
Volume XVI, pages 58-61.

Cette disposition présente elle aussi des défauts. Les galettes de fibres optiques, même de faible épaisseur, ont une masse considérable. Elles réduisent le flux lumineux. This arrangement also has faults. The optical fiber slabs, even of thin thickness, have a considerable mass. They reduce the luminous flux.

Les lampes fluorescentes d'éclairage qui doivent être placée à distance notable des modules donnent au dispositif un encombrement élevé en profondeur.The fluorescent lighting lamps which must be placed at a significant distance from the modules give the device a high bulk in depth.

La présente invention vise notamment à fournir un dispositif du genre ci-dessus défini dont l'épaisseur peut être rendue faible, dont les séparations entre modules sont peu visibles aux distances habituelles d'observation et dont le rendement lumineux n'est pas réduit pour autant. The present invention aims in particular to provide a device of the kind defined above, the thickness of which can be made small, the separations between modules are hardly visible at the usual viewing distances and the light efficiency of which is not reduced. .

Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif caractérisé en ce que chaque module comporte un afficheur dont la zone de connexion est située d'un seul côté de l'afficheur et reliée à son circuit de commande par exemple à laide d'un circuit souple et en ce que les modules sont placés les uns par rapport aux autres de façon que chaque zone de connexion d'un afficheur soit recouverte par la partie terminale d'un afficheur adjacent, les zones latérales des afficheurs (qui sont dépourvues de connexions) étant jointives. To this end, the invention proposes in particular a device characterized in that each module includes a display, the connection area of which is located on one side of the display and connected to its control circuit, for example using a flexible circuit and in that the modules are placed in relation to each other so that each connection area of a display is covered by the terminal part of an adjacent display, the lateral areas of the displays (which have no connections ) being contiguous.

L'invention s'applique aussi bien aux écrans modulaires éclairés par l'avant qu'aux écrans éclairés par l'arrière. The invention applies to both front-lit modular screens and rear-lit screens.

La répartition des pixels sur chaque module peut être choisie de façon que la distance entre pixels soit pratiquement la même pour deux pixels jointifs situés sur le même module et pour deux pixels situés sur deux modules placés côte-à-côte. L'électronique de commande de chaque afficheur peut être implantée sur une carte de circuit imprimé disposée perpendiculairement à l'écran de façon à ne pas créer un effet d'ombre appréciable dans le cas d'un éclairage par l'arrière. The distribution of the pixels on each module can be chosen so that the distance between pixels is practically the same for two contiguous pixels located on the same module and for two pixels located on two modules placed side by side. The control electronics of each display can be installed on a printed circuit board arranged perpendicular to the screen so as not to create an appreciable shadow effect in the case of lighting from the rear.

Le montage ci-dessus, que l'on peut qualifier de montage en 'tuiles', ne dégrade pas sensiblement l'image telle que l'apprécie un observateur aussi longtemps que l'épaisseur de la zone d'un module qui recouvre un autre module ne dépasse pas le quart environ de la distance entre deux pixels, ce qui veut dire que la distance minimale entre pixels sera de l'ordre de 8 mm pour une épaisseur de recouvrement de 2 mm. The above arrangement, which can be described as a 'tile' arrangement, does not significantly degrade the image as appreciated by an observer as long as the thickness of the area of a module which covers another modulus does not exceed about a quarter of the distance between two pixels, which means that the minimum distance between pixels will be of the order of 8 mm for an overlap thickness of 2 mm.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels
- La figure 1 est une représentation simplifiée d'un écran matriciel modulaire selon un premier mode de réalisation de l'invention, utilisable en particulier lorsqu'il est éclairé depuis l'avant
- la figure 2, similaire à une fraction de la figure 1, montre une constitution utilisable notamment lorsque l'écran est éclairé par l'arrière
- la figure 3 est une vue en coupe d'un écran suivant la figure 2, comportant des moyens d'atténuation de laffai- blissement d'éclairage de la partie basse de chaque module
- la figure 4, similaire à la figure 3, montre une variante de réalisation
- la figure 5 est une vue de face d'un écran rétroéclairé du genre montré en figure 2. constitué de façon à compenser l'affaiblissement d'éclairement à la partie basse de chaque module.The invention will be better understood on reading the following description of a particular embodiment, given by way of non-limiting example. The description refers to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a simplified representation of a modular matrix screen according to a first embodiment of the invention, usable in particular when it is lit from the front
- Figure 2, similar to a fraction of Figure 1, shows a constitution usable especially when the screen is backlit
- Figure 3 is a sectional view of a screen according to Figure 2, comprising means for attenuating the lighting weakening of the lower part of each module
- Figure 4, similar to Figure 3, shows an alternative embodiment
- Figure 5 is a front view of a backlit screen of the kind shown in Figure 2. formed so as to compensate for the weakening of illumination at the bottom of each module.

L'écran montré schématiquement en figure 1 peut être regardé comme comprenant plusieurs rangées horizontales de modules tous identiques. Alors que les modules d'affichage à cristaux liquides classiques comportent des zones mortes, destinées aux connexions et/ou à l'électronique de commande, de chaque côté. chacun des modules destinés à la mise en oeuvre de l'invention ne comporte une zone morte que d'un seul côté. Plus précisément. chacun des modules 10 comporte une cellule ou afficheur à cristaux liquides 14 pouvant avoir une constitution classique, mais telle que la zone de connexions 16. Mais le substrat ne déborde latéralement de la cellule que d'un seul côté (vers le haut sur la figure 1). Cette zone de connexion 16 est reliée à un circuit souple 18 de liaison. Ce circuit souple relie les connexions de commande de la cellule à une carte de circuit imprimé 20 portant les micro-circuits nécessaires et un connecteur de liaison 22. The screen shown schematically in Figure 1 can be viewed as comprising several horizontal rows of all identical modules. Whereas conventional liquid crystal display modules have dead zones, intended for connections and / or control electronics, on each side. each of the modules intended for implementing the invention has a dead zone on one side only. More precisely. each of the modules 10 comprises a cell or liquid crystal display 14 which may have a conventional constitution, but such that the connection zone 16. However, the substrate projects laterally from the cell only on one side (upwards in the figure 1). This connection area 16 is connected to a flexible connection circuit 18. This flexible circuit connects the control connections of the cell to a printed circuit board 20 carrying the necessary micro-circuits and a connection connector 22.

Les modules d'une même bande sont disposés de façon que leurs cellules 14 soient jointives, comme indiqué sur la figure 1. Les modules d'une bande sont placés de façon à recouvrir la zone de connexion du module placé immédiatement en dessous, afin que les pixels de la rangée inférieure du module supérieur soient disposés tangentiellement aux pixels de la rangée supérieure du module inférieur. The modules of the same strip are arranged so that their cells 14 are contiguous, as shown in FIG. 1. The modules of a strip are placed so as to cover the connection area of the module placed immediately below, so that the pixels of the lower row of the upper module are arranged tangentially to the pixels of the upper row of the lower module.

Lorsque le dispositif est destiné à être éclairé par lavant, il suffit qu'un écran opaque et diffusant soit collé à l'arrière de chaque afficheur pour masquer les zones de connexion. Les cartes de circuits imprimés 18 peuvent avoir n'importe quelle orientation. When the device is intended to be illuminated by the front, it suffices that an opaque and diffusing screen is glued to the back of each display to hide the connection areas. The printed circuit boards 18 can have any orientation.

Le dispositif d'affichage montré en figure 2 est destiné à être éclairé depuis l'arrière, par exemple par des lampes 24 de forme allongée. A condition qu'il y ait autant de groupes de lampes que de bandes, il est possible d'éclairer l'ensemble des pixels d'un même afficheur, exception faite des pixels les plus bas, qui ne reçoivent qu'un flux lumineux susceptible d'être affaibli par la zone de connexion de l'afficheur placé au-dessus, même lorsque les circuits souples sont pliés à 900 ou même davantage, comme indiqué sur la figure 2. The display device shown in Figure 2 is intended to be lit from the rear, for example by lamps 24 of elongated shape. Provided that there are as many groups of lamps as there are strips, it is possible to illuminate all the pixels of the same display, except for the lowest pixels, which receive only a luminous flux capable of to be weakened by the connection area of the display placed above, even when the flexible circuits are bent to 900 or even more, as shown in Figure 2.

Ce défaut, qui se traduit par l'existence de lignes moins claires sur le dispositif, à la jonction entre deux bandes, peut être écarté par des mesures correctrices simples. This defect, which results in the existence of less clear lines on the device, at the junction between two bands, can be eliminated by simple corrective measures.

Dans le cas illustré en figure 3, un petit espace a est ménagé entre les deux afficheurs superposés, afin de permettre aux rayons lumineux provenant de chaque lampe 24 d'éclairer la partie basse de l'afficheur correspondant. In the case illustrated in FIG. 3, a small space a is provided between the two superimposed displays, in order to allow the light rays coming from each lamp 24 to illuminate the lower part of the corresponding display.

Pour qu'il n'y ait pas un décalage trop accentué, en vision latérale, entre les pixels superposés situés sur deux modules adjacents dans le sens vertical, l'espace s doit rester nettement inférieur à la dimension d'un pixel.So that there is not an excessively accentuated offset, in lateral vision, between the superimposed pixels situated on two adjacent modules in the vertical direction, the space s must remain clearly less than the dimension of a pixel.

Dans une variante de réalisation, montrée en figure 4, un guide divergent de lumière étale vers le bas le flux lumineux provenant de la lampe. Là encore, un décalage horizontal est à prévoir entre deux afficheurs superposés. In an alternative embodiment, shown in FIG. 4, a divergent light guide spreads down the light flux coming from the lamp. Again, a horizontal offset is to be expected between two superimposed displays.

Une autre solution encore consiste à augmenter latéralement la surface d'ouverture des pixels de la rangée inférieure, pour égaliser le flux lumineux total qui traverse chaque pixel, comme indiqué schématiquement sur la figure 5. Il est également possible de placer un filtre atténuateur d'apodisation sur le trajet du flux lumineux qui atteint les pixels autres que ceux de la rangée basse, mais cette solution a l'inconvénient de réduire la brillance. Yet another solution consists in increasing the aperture surface of the pixels of the lower row laterally, in order to equalize the total light flux which passes through each pixel, as shown diagrammatically in FIG. 5. It is also possible to place a filter for attenuating apodization on the path of the light flux which reaches the pixels other than those of the low row, but this solution has the disadvantage of reducing the brightness.

I1 n'est pas nécessaire de décrire ici le dispositif de commande électronique du dispositif, étant donné qu'il peut être similaire à des dispositifs déjà connus, tels que celui décrit dans le document FR-A-2 607 301, auquel on pourra se reporter. I1 is not necessary to describe here the electronic control device of the device, since it can be similar to already known devices, such as that described in the document FR-A-2 607 301, which can be report.

Les diverses dispositions qui viennent d'être décrites sont utilisables chaque fois que les pixels ont une dimension qui n'est pas trop inférieure à l'épaisseur d'un afficheur. Dans la pratique, un décalage vertical ne dépassant pas un quart de pixel ne perturbe pas l'image. A l'heure actuelle, l'épaisseur minimale des afficheurs & cristaux liquides est d'environ 2 mm. Un observateur voyant l'écran sous un angle de 450 depuis le bas, ce qui dans la pratique est le cas limite d'observation, perçoit alors un décalage vertical de 2 mm entre les deux rangées de pixels adjacentes. Ce décalage sera peu sensible chaque fois que l'écran présente des pixels d'une dimension au moins égale à 8 mm, ce qui est en particulier le cas des afficheurs horaires habituels de gares ou d'aéroports. The various arrangements which have just been described can be used whenever the pixels have a dimension which is not too much less than the thickness of a display. In practice, a vertical offset of no more than a quarter of a pixel does not disturb the image. At present, the minimum thickness of displays & liquid crystal is approximately 2 mm. An observer seeing the screen at an angle of 450 from below, which in practice is the limiting observation case, then perceives a vertical offset of 2 mm between the two rows of adjacent pixels. This offset will be insensitive each time the screen has pixels with a dimension at least equal to 8 mm, which is in particular the case with the usual time displays of stations or airports.

Claims

1. Modular display device comprising a screen having several liquid crystal modules, each having a matrix display, arranged in a regular two-dimensional network, the modules corresponding to mutually adjacent parts of the image to be displayed,

characterized in that each module has a connection zone (16) of its display which is situated on one side of the display (14) and which is connected to a control circuit (20) and in that the modules are placed relative to each other so that each connection area of a display is covered by the terminal part of an adjacent display, the lateral areas of the displays', without connections, being contiguous.

2. Device according to claim 1, characterized in that said connection zone is connected to the control circuit via a flexible circuit.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the control circuit consists of a printed circuit board placed at least orthogonally to the modules.

4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the modules are placed so that the distance between pixels is practically the same for two contiguous pixels located on the same module and for two pixels located on two modules placed side by side -by side or for two pixels located on two modules having an overlap.

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the thickness of a module which covers another module does not exceed about a quarter of the distance between two pixels on a module.

6. Device according to any one of the preceding claims, with rear lighting, by lamps arranged parallel to the strips of directly adjacent modules, characterized in that an interval is provided between the connection area of each display and the part that covers it with another display.

7. Device according to claim 6, characterized in that it comprises light guides (26) for spreading the light flux towards the part of each display which covers a connection area.