CN1467787A - 具有光路改变装置的多重显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多重显示设备，包括多个平板显示器，其由于它们的侧边彼此接触而彼此连结；以及一个光路改变单元，该单元具有一个与平板显示器的边界表面对称的倾斜表面，并将平板显示器发出的光移向平板显示器之间的边界表面，使得图象无非显示区地得以显示。由此，消除了在显示屏上显示的图像的非显示区，并且扩大了视角，使得分辨率和图像质量得以提高。

Description

具有光路改变装置的多重显示设备
技术领域
本发明涉及一种具有多个平板显示器的多重显示设备(multi-displayapparatus)，并尤其涉及一种没有非显示区地提供图象的多重显示设备。
背景技术
多重显示设备是指一种通过连结多个平板显示器而形成一个屏幕区域的显示设备。在多重显示设备中，通常将折叠型显示设备用于便携装置，如笔记本电脑中，而大屏幕显示设备被广泛的用作体育场中的显示器或用作别处的广告显示器。
图1示出用作笔记本电脑的传统折叠型显示设备。如图中所示，折叠型显示设备由一个显示屏11和一个主体13组成。显示屏11由具有预定宽度d1的遮光区域15所包围。遮光区域15减小了显示屏11的宽度，使得当用户观看显示屏11时具有可视范围变窄的感觉。
图2是连结传统的两个LCD板的平板显示设备的平面图。参见附图，在两个显示屏14和16之间出现一个宽度为d2的非显示区18，该非显示区分隔图象，使得图象质量降低。
在具有多个平板显示器的传统显示设备中，显示屏对应于其中连结平板显示器的部分的边界表面由遮光元件封闭，无光线从其通过，使得不显示图象的非显示区分割图象并降低图象的分辨率，由此降低图象质量。
发明内容
为了解决上述及其它问题，本发明提供一种多重显示设备，它可以在具有彼此连结的多个平板显示器的显示设备中的一个显示屏上无非显示区地呈现图象。
根据本发明的另一方面，多重显示设备包括多个平板显示器，当它们的侧边彼此接触时，平板显示器彼此连结；一个光路改变单元，具有一个与平板显示器的边界表面对称的倾斜表面，该倾斜表面将平板显示器发出的光移向平板显示器之间的边界表面，使得显示没有非显示区的图象。
光路改变单元由一个三角形棱镜阵列形成，三角形棱镜具有关于边界表面彼此对称的倾斜表面。三角形棱镜阵列由多个阵列形成，其中上部三角形棱镜阵列的倾斜表面与下部三角形棱镜阵列的倾斜表面对称。
光路改变单元由一个具有与边界表面对称的倾斜表面的波导阵列组成。光路改变单元由一个波导阵列和一个设置在波导上表面上的三角形棱镜阵列的组件构成，其中波导阵列具有一个与边界表面对称的倾斜表面，而三角形棱镜阵列具有一个在与波导的倾斜表面相反的方向上倾斜的、且与边界表面对称的倾斜表面。
光路改变单元由一个第一三角形棱镜阵列组件、波导阵列和一个第二棱镜阵列形成，其中第一三角形棱镜阵列具有一个与边界表面对称的倾斜表面，波导阵列有一个在与第一三角形棱镜阵列相同的方向上倾斜并对称于边界表面的倾斜表面，而第二三角形棱镜阵列设置在波导的上表面上并具有一个与第一三角形棱镜阵列对称的倾斜表面。
光路改变单元是一个由三角形棱镜形成的菲涅耳透镜型三角形棱镜阵列，该三角形棱镜具有与边界表面对称的倾斜表面，且该倾斜表面关于每个平板显示器的中心同心分布。在三角形棱镜阵列中，倾斜表面的倾角随着三角形棱镜远离边界表面定位而减小。
平板显示器可以是LCD、PDP、FED和EL中的任一种。
附图说明
通过下面参考附图对优选实施例的详细描述，本发明的上述特征将变得更加清晰，其中：
图1是传统折叠型显示装置的透视图；
图2是传统大屏幕显示设备的平面图；
图3是示出根据本发明的大屏幕显示设备的透视图；
图4是示出根据本发明的大屏幕显示设备的平面图；
图5A是示出根据本发明第一优选实施例的多重显示设备的截面图；
图5B是图5A中部分A的放大视图；
图6是示出根据本发明第二优选实施例的多重显示设备的截面图；
图7是示出根据本发明第三优选实施例的多重显示设备的截面图；
图8是示出根据本发明第四优选实施例的多重显示设备的截面图；
图9是示出根据本发明第五优选实施例的多重显示设备的截面图；
图10A是示出根据本发明第六优选实施例的多重显示设备的截面图；以及
图10B是示出图10A的多重显示设备的截面图。
具体实施方式
在附图中，为了解释的方便，扩大了光路改变装置的宽度和高度。
参见图3，根据本发明优选实施例的多重显示设备的折叠型显示设备20包括两个显示屏23和25，显示屏23的一侧接触显示屏25的一侧；以及设置在显示屏23和25下表面的主体27。两个平板显示装置(未示出)在主体27的内部连结，并且连结部分仍为不透射光的遮光区域。在本发明中，光路改变装置布置在包含连结部分的平板显示器的上表面上，以将光路移到显示屏23和25之间的边界表面，使得如图所示，可以从显示屏23和25的边界表面21中消除非显示区。
在此，虽然可以将液晶显示器(LCD)、场效应显示器(FED)、等离子显示板(PDP)或电致发光显示器(EL)设置为平板显示器，但本发明不限于这些。
图4示出根据本发明的多重显示设备的大屏幕显示设备30。参见该图，多个显示屏33像棋盘一样的分布以呈现单个图象。可以看到，与图3中所示的折叠型显示装置20一样，在显示屏33之间的边界表面31中未出现非显示区。
如图3和4所示，根据本发明优选实施例的多重显示设备通过在平板显示器的上表面上提供一个光路改变装置(未示出)来实现。
图5A至图9示出根据本发明第一至第五优选实施例的多重显示设备，他们主要用作折叠型显示设备。图10A和10B示出根据本发明第六优选实施例的多重显示设备，他们主要用作大屏幕显示设备。
参见图5A，根据本发明第一优选实施例的多重显示设备包括一个产生图象的LCD装置40，以及分布在LCD装置40的上表面上、作为光路改变单元的三角形棱镜阵列43。平板显示器如FET、PDP和EL可以用于代替LCD装置40。
一般，LCD装置是一个通过利用具有介电各项异性的液晶物质透射和阻挡光线来显示图象的显示器。LCD可以分为通过透射背光光束来显示图象的透射型LCD和通过反射入射的自然光来显示图象的反射型LCD。
LCD装置40是一种透射反射型(transflective)LCD装置，包括彼此面对布置的上、下衬底48和49；一对形成在上衬底48下表面以及下衬底49上表面上的透明电极46和46′，呈带状彼此垂直分布；一对依次沉积在透明电极44和44′上的绝缘层44和44′；和一对形成在绝缘层44和44′上的校准层42和42′。在校准层42和42′之间通过将液晶物质注入到由密封剂45密封的上、下衬底48和48′之间的空间而形成一个LCD层41。偏振膜47附着到上衬底48的上表面上，透射预定的偏振光。透射反射膜43附着到下衬底49的下表面，以反射经上衬底48入射的自然光并透射背光(BL)光束。
作为光路改变单元的阵列53通过在相对于LCD装置40的边界表面51的一侧将多个具有预定角度倾斜表面的三角形棱镜53a带状布置成一行并在另一侧布置多个三角形棱镜53b而形成，使得棱镜对称。在通过LCD装置40的偏振片47之后，光线11入射到三角形棱镜53a和53b上并折射两次。由于光路向边界表面51移动，光线11向显示屏(未示出)发射。因而由于光线11的光路的移动，消除了出现在遮光区中的非显示区。遮光区由密封剂51密封，并且不透光。
图5B是图5A的部分A的放大图。在图5B中，从偏振膜47输出的光以预定的角度δ入射到三角形棱镜53a上，并且根据Snell法则以φ角度折射。然后，光随着其通过三角形棱镜53a而再次折射，并以θ角射出。假设三角形棱镜53a的折射系数和偏振膜47的折射系数分别为n和n′(＜n)，则因为三角棱镜53a的倾斜表面和偏振膜47的表面之间形成的夹角与从三角形棱镜53a输出的光线的折射角θ相等，所以可以从方程1得到角θ：
[方程1]
n′sinδ＝nsingΦ＝sinθ
如图5A和5B所示，具有以预定倾角相对于边界表面51倾斜的倾斜表面的三角形棱镜53a和53b相对于边界表面51对称布置。然后，从偏振模47输出的光线11在光路水平移向边界表面51的情况下前进，使得从显示在显示屏上的图像中消除非显示区。
图6示出根据本发明第二优选实施例的平板显示器。参见图6，根据本发明第二优选实施例的平板显示器60使用与本发明第一优选实施例的平板显示器50的LCD装置相同的装置，并且包括形成在LCD装置上作为光路改变单元的第一和第二三角形棱镜阵列63和73。
第二三角形棱镜阵列73由多个棱镜73a形成，棱镜73a布置成其倾斜表面关于边界表面51左右对称，与图5A所示的三角形棱镜阵列53类似。第一三角形棱镜阵列63以预定的间隔设置在第二三角形棱镜阵列73之下。在第一三角形阵列63中，左和右棱镜阵列63a的倾斜表面布置成彼此对称，并且还与第二三角形棱镜阵列73的倾斜表面对称。
参见图6，从偏振模47输出的光线12通过第一三角形棱镜阵列63并折射两次。在通过第二三角形棱镜阵列63的同时，光线12被两次折射并且光线12的光路水平移向边界表面51。射向显示屏(未示出)的光线12可以没有非显示区地形成图像。
图7示出根据本发明第三优选实施例的平板显示器。参见图7，根据本发明第三优选实施例的平板显示器70采用与本发明第一优选实施例的平板显示器50中的LCD装置相同的装置，并且包括作为光路改变单元的形成在LCD装置上的波导阵列75。波导阵列75包括多个彼此平行且相对于边界表面51以预定角度倾斜的波导75a。
从偏振模47输出的光线13以预定的角度入射到波导75a上，被全反射后前行。因为波导75a以相对于边界表面51预定的角度倾斜，所以通过波导75a的光线13被导向边界表面51。例如，垂直于偏振膜47的平坦表面射出的光线13被具有45°倾角的波导75a的内表面以45°角全反射，并且垂直于波导75a的表面输出。因此，可以通过消除非显示区而形成一个完整的图像。
图8示出根据本发明第四优选实施例的平板显示器。参见图8，根据本发明第四优选实施例的平板显示器80采用与本发明第一优选实施例的平板显示器50中的LCD装置相同的装置，并且包括作为光路改变单元的形成在LCD装置之上的波导阵列组件85和三角形棱镜阵列83。
波导阵列85由多个彼此平行布置且相对于边界表面51以预定角度对称倾斜的波导75a，类似于图7所示的波导阵列75。三角形棱镜阵列83由三角形棱镜83a形成，三角形棱镜83a具有相对于边界表面51倾斜预定角度的表面，这些表面关于边界表面51左、右对称地布置，与图5所示的三角形棱镜阵列53类似。光线14通过波导阵列85并在棱镜阵列83中两次折射。然后，光线14朝向显示屏(未示出)的边界表面51输出，使得实现一个没有非显示区的完整图像。
图9示出根据本发明第五优选实施例的平板显示器。参见图9，根据本发明第五优选实施例的平板显示器90采用与本发明第一优选实施例的平板显示器50中的LCD装置40相同的装置，并且包括设置在LCD装置40之上作为光路改变单元的第一三角形棱镜阵列93，设置在第一三角形棱镜阵列93之上并与之分开预定距离的波导阵列，和设置在波导阵列95上的的第二三角形棱镜阵列103的组件，以作为光路改变单元。
光线15被多个相对于边界表面51对称布置的棱镜阵列93a所形成的第一三角形棱镜阵列93两次折射并输入到由多个相对于边界表面51对称布置的波导95a形成的波导阵列95中。然后，光线15被波导95a的内表面全反射并前行入射到第二三角形棱镜阵列103，并被折射两次而射向显示屏(未示出)，其中第二三角形棱镜阵列103与第一三角形棱镜阵列93对称并同时布置在两侧的倾斜表面。
在根据本发明第一至第五优选实施例的平板显示器中，虽然三角形棱镜53a、63a、73a、83a、93a和103a的倾斜表面的倾角形成为相同，但是，优选从边界表面51向外侧减小倾角，这样可以减小图象的畸变。
在根据本发明第一至第五优选实施例的平板显示器中，因为三角形棱镜53a、63a、73a、83a、93a和103a的倾斜表面的倾角可以形成为从边界表面51向外侧减小，所以视角被扩大，并且消除了非显示区，从而图像的分辨率及质量得到提高。
图10A示出根据本发明第六优选实施例的平板显示器。图10B是图10A的平板显示器截面图。如图10A和10B所示，根据本发明第六优选实施例的平板显示器110主要使用连结多个平板显示器的大屏幕显示器。
参见图10A和10B，多个平板显示器(未示出)(此处是四个平板显示器)连结成像一个棋盘，并且多个菲涅耳透镜型的菲涅耳透镜型三角形棱镜113a共轴布置在每个平板显示器上。三角形棱镜113a关于两个显示屏彼此接触的中心部分105和边界表面111左、右对称分布，形成一个三角形棱镜阵列113。与边界表面111相邻的每个三角形棱镜113a的倾斜表面的倾角朝着每个平板显示器的中心部分减小。三角形棱镜113a不布置在显示屏的中心部分105上。
此处，通过分割多个圆形透镜形成菲涅耳透镜以产生多个平行光束。因此，三角形棱镜113a同心布置，并通过逐渐将倾斜表面的倾角从预定的角度减小到0°而使从平板显示器发出的光成为多束平行光。
接近边界表面111发出的光线16入射到菲涅耳型三角形棱镜阵列113并被折射两次，使得光线16的光路被导向边界表面111。因为三角形棱镜113a的倾角朝着显示屏的中心部分105减小，所以接近显示屏的中心部分105发出的光16的光路比边界表面111水平移动的程度低，使得图像的畸变得到避免。因为三角形棱镜113a不布置在显示屏的中心部分105，所以光线16以初始的发射角发射。上述菲涅耳透镜型三角棱镜阵列113布置在平板显示器40上，使得在多个大屏幕上显示的图像不被划分或变形，并且可以平滑地显现。
在本发明中，光路改变单元设置在多个平板显示器之上，以将平板显示器发出的光线的光路移向边界表面。由此消除了显示在屏幕上的图像的非显示区并扩大了视角，使得图像分辨率和质量得到提高。
虽然参照优选实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员应该了解，在不脱离本发明由权利要求限定的实质和范围的前提下可以对本发明做任何形式和细节上的变化。

Claims (9)

1.一种多重显示设备，包括：
多个平板显示器，由于它们的侧边彼此接触而彼此连结；以及
一个光路改变单元，其具有一个与平板显示器的边界表面对称的倾斜表面，并将从平板显示器发出的光线移向平板显示器之间的边界表面，使得图象没有非显示区地得以显示。
2.如权利要求1所述的多重显示设备，其特征在于，光路改变单元由三角形棱镜阵列形成，该三角形棱镜具有关于边界表面彼此对称的倾斜表面。
3.如权利要求2所述的多重显示设备，其特征在于，三角形棱镜阵列由多个阵列形成，其中上部三角形棱镜阵列的倾斜表面与下部三角形棱镜阵列的倾斜表面对称。
4.如权利要求1所述的多重显示设备，其特征在于，光路改变单元由具有与边界表面对称的倾斜表面的波导阵列组成。
5.如权利要求1所述的多重显示设备，其特征在于，光路改变单元由波导阵列和三角形棱镜阵列的组件构成，其中波导阵列具有与边界表面对称的倾斜表面，而三角形棱镜阵列设置在波导上表面上并具有在与波导的倾斜表面相反的方向上倾斜的、且与边界表面对称的倾斜表面。
6.如权利要求1所述的多重显示设备，其特征在于，光路改变单元由第一三角形棱镜阵列、波导阵列和第二棱镜阵列的组件形成，其中第一三角形棱镜阵列具有与边界表面对称的倾斜表面，波导阵列有在与第一三角形棱镜阵列相同的方向上倾斜并与边界表面对称的倾斜表面，而第二三角形棱镜阵列设置在波导的上表面上，并具有与第一三角形棱镜阵列对称的倾斜表面。
7.如权利要求1所述的多重显示设备，其特征在于，光路改变单元是由三角形棱镜组成的菲涅耳透镜型三角形棱镜阵列，该三角形棱镜具有与边界表面对称的倾斜表面，而倾斜表面关于每个平板显示器的中心同心布置。
8.如权利要求2、3、5、6和7中任一项所述的多重显示设备，其特征在于，在三角形棱镜阵列中，随着三角形棱镜远离边界表面定位，倾斜表面的倾角减小。
9.如权利要求1所述的多重显示设备，其特征在于，平板显示器是LCD、PDP、FED和EL中的任一种。
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