KR100860982B1 - 광경로 이동수단을 가지는 다중표시장치 - Google Patents

Abstract

광경로 이동수단을 가지는 다중표시장치가 개시된다. 개시된 다중표시장치는, 어느 일변이 서로 접하여 연결되는 복수개의 평판표시소자와, 평판표시소자의 경계면에 대해 서로 대칭인 경사면을 가지고 상기 평판표시소자로부터 출사되는 광을 상기 평판표시소자 사이의 경계면 쪽으로 이동시킴으로써 비표시영역이 없는 화상을 표현하는 광경로 이동수단을 구비한다. 화면에 비표시영역을 제거하여 완전한 화상을 표현할 수 있어 해상도와 화질을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Description

광경로 이동수단을 가지는 다중표시장치{Multi display apparatus with optical path moving means}

도 1은 종래의 접는 표시장치를 간략히 나타낸 사시도,

도 2는 종래의 대화면 표시장치를 간략히 나타낸 평면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 접는 표시장치를 간략히 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 대화면 표시장치를 간략히 나타낸 평면도,

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 다중 표시장치를 나타낸 단면도,

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 다중 표시장치를 나타낸 단면도,

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 다중 표시장치를 나타낸 단면도,

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 다중 표시장치를 나타낸 단면도,

도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 다중 표시장치를 나타낸 단면도,

도 10a는 본 발명의 제6실시예에 따른 다중 표시장치를 나타낸 평면도,

도 10b는 본 발명의 제6실시예에 따른 다중 표시장치를 나타낸 단면도,

<도면의 주요부분에 대한 설명>

11, 14, 16, 23, 25, 33 ; 화면 15, 18 ; 비표시영역

13, 27 ; 본체 21, 31, 51 ; 경계면

45 ; 실란트 48, 49 ; 기판

53, 63, 73, 83, 93, 103 ; 삼각 프리즘 어레이

53a, 63a, 73a, 83a, 93a ; 삼각 프리즘

75, 85 , 95 ; 도파로 어레이

75a, 85a, 95a ; 도파로

113 ; 프레넬 렌즈형 프리즘 어레이 113a ; 프레넬 렌즈형 프리즘

본 발명은 평판표시소자를 포함하는 다중표시장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 비표시영역이 없는 화상을 제공하는 다중표시장치에 관한 것이다.

다중표시장치란 복수개의 평판표시소자가 연결되어 한 화면을 구성하는 표시장치를 의미한다. 다중표시장치 중 접는 표시장치는 일반적으로 노트북 형식의 휴대용 기기로 많이 사용되며, 대화면 표시장치는 경기장 화면 또는 광고판 등으로 많이 활용되고 있다.

도 1은 종래의 노트북형식의 접는 표시장치를 간략히 보이고 있다. 도시된 바와 같이 접는 표시장치는 화면(11)과 본체(13)로 간단히 구성되며, 화면(11)은 소정 폭(d1)을 가지는 광차단영역(15)으로 둘러싸인다. 이러한 광차단영역(15)은 화면(11)의 폭을 감소시켜 사용자가 화면을 볼 때 시각적으로 답답함을 느끼게 한다.

도 2는 기존의 액정 판넬을 두 개 연결한 평판표시소자의 평면도이다. 도 2 를 참조하면, 두 화면(14, 16)이 연결된 부분에 폭(d2)의 비표시영역(18)이 나타나 화면(14, 16)에 표현되는 화상을 분할시켜 화질을 떨어뜨린다.

종래의 복수개의 평판표시소자를 구비하는 표시장치는 평판표시소자의 연결부분의 광이 통과하지 않는 영역에 해당하는 화면의 경계면을 광차폐부재로 마감하여 화상이 표현되지 않는 비표시영역이 나타나 화상을 분할하고 해상도를 떨어뜨려 화질을 열화시킨다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 복수개의 평판표시소자가 연결되는 표시장치에서 화면에 비표시영역이 없는 화상을 표현할 수 있는 다중표시장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 어느 일변이 서로 접하여 연결되는 복수개의 평판표시소자;와 상기 평판표시소자의 경계면에 대해 서로 대칭인 경사면을 가지고 상기 평판표시소자로부터 출사되는 광을 상기 평판표시소자 사이의 경계면 쪽으로 이동시킴으로써 비표시영역이 없는 화상을 표현하는 광경로 이동수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중표시장치를 제공한다.

상기 광경로 이동수단은 상기 경계면에 대해 서로 대칭인 경사면을 가지는 삼각 프리즘 어레이로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 삼각 프리즘 어레이는 상부 삼각 프리즘 어레이와 하부 삼각 프리즘 어레이의 경사면이 서로 대칭인 복수개의 어레이로 이루어질 수 있다.

다른 예로 상기 광경로 이동수단은 상기 경계면에 대해 서로 대칭인 경사면을 가지는 도파로 어레이로 이루어질 수 있다.

또 다른 예로 상기 광경로 이동수단은, 상기 경계면에 대해 서로 대칭인 경사면을 가지는 도파로 어레이와, 상기 도파로 어레이의 상면에 위치하며 상기 도파로 어레이의 경사면과 반대 방향이고 상기 경계면에 대해 서로 대칭인 경사면을 가지는 삼각 프리즘 어레이의 조합체로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 광경로 이동수단은, 상기 경계면에 대해 서로 대칭인 경사면을 가지는 제1삼각 프리즘 어레이와, 상기 제1삼각 프리즘 어레이의 상부에 위치하며 상기 제1삼각 프리즘 어레이와 동일한 방향이고 상기 경계면에 대해 서로 대칭인 경사면을 가지는 도파로 어레이 및, 상기 도파로 어레이의 상면에 위치하며 상기 제1삼각 프리즘 어레이와 서로 대칭인 경사면을 가지는 제2삼각 프리즘 어레이의 조합체로 이루어질 수 있다.

상기 광경로 이동수단은 상기 경계면에 대해 서로 대칭인 경사면을 가지고 상기 평판표시소자의 중심에 대해 동심원으로 배열되는 삼각 프리즘으로 이루어진 프레넬 렌즈형 삼각프리즘 어레이로 이루어질 수 있다.

상기 삼각 프리즘 어레이는 상기 경계면에서 멀어질수록 경사각이 감소하는 것이 바람직하다.

상기 평판표시소자는 LCD, PDP, FED 및, EL 중 어느 하나가 될 수 있다.

본 발명은 평판표시소자를 출사하는 광의 경로를 경계면쪽으로 이동시켜 화면에 비표시영역이 나타나지 않도록 하여 화질을 향상시킬 수 있는 다중표시장치를 제공한다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 광경로 이동수단을 구비한 다중표시장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 광경로 이동수단의 폭과 높이등은 설명을 위해 과장되게 도시되었음에 유의해야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중표시장치 중 접는 표시장치(20)를 간략히 보인 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 접는 표시장치(20)는 어느 한 변이 서로 접하는 두 개의 화면(23, 25)과 화면(23, 25)의 저면에 위치하는 본체(27)로 이루어진다. 본체(27)의 내부에는 두 개의 평판표시소자(미도시)가 연결되고 연결부분은 광이 투과하지 않는 광차폐영역으로 존재하게 된다. 본 발명은 상기 연결부분을 포함하여 평판표시소자의 상면에 광경로 이동수단을 배치하여 광로를 화면(23, 25)의 경계면(21)으로 이동시킴으로써, 도시된 바와 같이, 화면(23)의 경계면(21)에 비표시영역을 제거할 수 있다.

여기서, 평판표시소자로는 액정 표시장치(LCD; Liquid Crystal Display), 전계 효과 표시장치(FET; Field Effect Display), 플라즈마 표시장치 패널(PDP; Plasma Display Panel) 또는 전계 발광 표시장치(EL; Electroluminescent display)등을 구비할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중표시장치 중 대화면 표시장치(30)를 간략히 보인다. 도 4를 참조하면, 복수개의 화면(33)이 바둑판모양으로 배열되어 하나의 화상을 표현하고 있으며, 도 3에 도시된 접는 표시장치(20)와 마찬가지로 화면(33) 사이의 경계면(31)에 비표시영역이 나타나지 않는 것을 볼 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 다중표시장치는 평판표시소자의 상면에 광경로 이동수단(미도시)을 배치함으로써 구현된다.

도 5 내지 도 9는 접는 표시장치로 주로 이용되는 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 다중표시장치를 도시하며, 도 10a 및 도 10b는 대화면 표시장치로 주로 이용되는 본 발명의 제6실시예에 따른 다중표시장치를 도시한다.

도 5a는 본 발명의 제1실시예에 따른 다중 표시장치를 나타낸 단면도이다.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 다중 표시장치는, 화상을 생성하는 액정표시소자(40)와, 광경로 이동수단으로 액정표시소자(40)의 상면에 배치되는 삼각프리즘 어레이(43)를 구비한다. 액정표시소자(40)대신에 상술한 FET, PDP, EL등과 같은 평판표시소자를 사용할 수 있음은 물론이다.

일반적으로 액정표시소자는 유전 이방성을 갖는 액정 물질을 이용하여 광을 투과 및 차단시킴으로써 화상을 표시하는 디스플레이로서, 백라이트광을 투과시켜 화상 표시가 이루어지게 하는 투과형과, 외부에서 입사한 자연광을 반사시켜 화상 표시가 이루어지게 하는 반사형으로 크게 구분될 수 있다.

도시된 액정표시장치(40)는 반투과형 액정장치로 서로 대향되게 배치된 상부 및 하부 기판(48), (49)과, 상부 기판(48)의 저면과 하부 기판(49)의 상면에 서로 직교하게 형성된 스트라이프형의 한 쌍의 투명전극(46, 46')과, 투명전극(46, 46')의 상면에 순차적으로 적층된 한 쌍의 절연층(44, 44')과, 절연층(44, 44')의 상면에 형성된 한 쌍의 배향층(42, 42')을 포함한다. 배향층(42, 42')의 사이에 위치하는 액정층(41)은 실란트(45)에 의해 봉합된 상부 및 하부 기판(48, 48')의 사이의 공간에 액정 물질을 주입하여 형성한다. 상부 기판(48)의 상면에는 편광판(47)이 부착되어 소정 편광광만을 투과시키고 하부 기판(49)의 저면에는 반투과 반사막(43)이 부착되어 상부 기판(48)을 통해 입사한 자연광을 반사시키고 백라이트(BL) 광을 투과시킨다.

광경로 이동수단인 삼각 프리즘 어레이(53)는 소정 각도의 경사면을 가지는 복수의 스트라이프형 프리즘(53a)을 평판표시소자(40)의 경계면(51)을 중심으로 일측에 일렬로 배열한 다음, 좌우 대칭(mirror projection)이 되도록 타측에 일렬로 복수의 프리즘(53b)을 배열하여 형성된다. 광(l1)은 평판표시소자(40)의 편광판(47)을 통과하여 삼각 프리즘들(53a, 53b)에 입사한 다음, 두 번 굴절하면서 광경로가 경계면(51)을 향해 이동되어 화면으로 출사한다. 광(l1)의 경로 이동으로 인해 실란트(51)로 봉합되어 광이 투과하지 못하는 광차폐 부분에 나타나던 비표시영역이 사라진다.

도 5b는 도 5a의 A를 확대한 도면이다. 도 5b에서 편광막(47)을 출사한 광은 삼각 프리즘(53a)에 소정 각도(δ)로 입사한 다음, 스넬의 법칙에 따라 각(φ)로 굴절되고 삼각 프리즘(53a)을 통과하면서 다시 굴절되어 각도(θ)로 출사한다. 삼각 프리즘(53a)의 굴절률을 n, 편광막(47)의 굴절률을 n'(<n)이라면, 삼각 프리즘(53a)의 경사면이 편광막(47)의 표면과 이루는 각은 삼각 프리즘(43a)을 출사하는 광의 굴절각(θ)과 동일하므로 수학식 1에 의해 각(Θ)를 구할 수 있다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 경계면(51)을 중심으로 소정 각도로 기울어진 경사면을 가지는 삼각 프리즘(53a, 53b)들을 경계면(51)에 대해 대칭으로 배열하면, 편광막(47)을 출사한 광(l1)은 광경로가 경계면(51)쪽으로 수평이동되어 진행하므로 화면에 나타나는 화상에서 비표시영역이 사라지게 된다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 평판표시장치를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 평판표시장치(60)는 본 발명의 제1실시예에 따른 평판표시장치(50)의 액정표시소자와 동일한 소자를 사용하고 그 상부에 광경로 이동수단으로 제1 및 제2삼각 프리즘 어레이(63, 73)를 구비한다.

제2삼각 프리즘 어레이(73)는 도 5a에 도시된 삼각 프리즘 어레이(53)와 유사하게 경계면(51)에서 접하면서 경사면이 좌우 대칭이 되도록 배열되는 복수의 프리즘(73a)으로 이루어지고, 제1삼각 프리즘 어레이(63)는 제2삼각 프리즘 어레이(73)의 하부에 소정 간격을 두고 위치하며 좌우 프리즘 어레이들(63a)의 경사면이 서로 대칭을 이루는 동시에 제2삼각 프리즘 어레이(73)의 경사면과도 대칭을 이루도록 배열된다.

도 6을 참조하면, 편광막(47)을 출사한 광(l2)은 제1삼각 프리즘 어레이(63)를 통과하면서 두 번 굴절되고 다시 제2삼각 프리즘 어레이(63)를 통과하면서 두 번 굴절되어 경계면(51)쪽으로 광경로가 수평이동된다. 이로부터 화면(미도시)으로 출사되는 광(l2)은 비표시영역이 없는 화상을 재현할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 평판표시장치를 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 평판표시장치(70)는 본 발명의 제1실시 예에 따른 평판표시장치(50)의 액정 표시소자와 동일한 소자를 사용하고 그 상부에 광경로 이동수단으로 도파로 어레이(75)를 구비한다. 도파로 어레이(75)는 경계면(51)에 대해 소정 각도 기울어진 복수개의 도파로(75a)가 나란히 배열되어 이루어진다.

편광막(47)을 출사한 광(l3)은 도파로(75a)의 내부로 소정 각도로 입사한 다음 전반사하며 진행한다. 도파로(75a)는 경계면(51)에 대해 소정 각도로 기울어져 있어 도파로(75a)를 통해 진행하는 광(l3)을 경계면(51)쪽으로 유도한다. 예를 들어, 편광막(47)의 평면에 대해 수직으로 출사한 광(l3)은 45도의 경사각을 가지는 도파로(75a) 내면에서 45도로 전반사하며 진행하여 도파로(75a)의 표면에 대해 수직으로 출사함으로써 비표시영역을 제거하여 완전한 화상을 재현할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 평판표시장치를 나타낸 단면도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 평판표시장치(80)는 본 발명의 제1실시예에 따른 평판표시장치(50)의 액정표시소자와 동일한 소자를 사용하고 그 상부에 광경로 이동수단으로 도파로 어레이(85)와 삼각 프리즘 어레이(83)의 조합체를 구비한다.

도파로 어레이(85)는 도 7에 도시된 도파로 어레이(75)와 유사하게 경계면(51)에 대해 소정 경사각을 가지며 대칭으로 기울어진 복수개의 도파로(75a)가 나란히 배열되어 이루어지며, 삼각 프리즘 어레이(83)는 도 5에 도시된 삼각 프리즘 어레이(53)와 유사하게 경계면(51)에 대해 소정 각도 기울어진 경사면이 경계면(51)을 중심으로 좌우 대칭으로 배열된 삼각 프리즘(73a)들로 이루어진다. 광(l4)은 도파로 어레이(85)를 통과하여 프리즘 어레이(83)에서 두 번 굴절되어 화면(미도시)의 경계면(51)쪽으로 유도되어 출사함으로써 비표시영역이 없는 완전한 화상을 구현한다.

도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 평판표시장치를 나타낸 단면도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 평판표시장치(90)는, 본 발명의 제1실시예에 따른 평판표시장치(50)의 액정표시소자와 동일한 액정표시소자(40)와, 그 상부에 배치되는 광경로 이동수단으로 제1삼각 프리즘 어레이(93)와, 그 상부에 소정 간격 이격되어 위치하는 도파로 어레이(95)와, 그 상면에 배열되는 제2삼각 프리즘 어레이(103)의 조합체를 구비한다.

광(l5)은 경계면(51)을 중심으로 대칭으로 배열된 복수의 프리즘 어레이(93a)로 이루어진 제1삼각 프리즘 어레이(93)를 두 번 굴절한 다음, 경계면(51)을 중심으로 대칭으로 배열된 복수개의 도파로(95a)로 이루어진 도파로 어레이(95)로 입사한다. 그런 다음 광(l5)은 도파로(95a)의 내면에 대해 전반사하여 진행하여 제1삼각 프리즘 어레이(93)과 대칭인 경사면을 가지도록 배열된 동시에 좌우 대칭으로 배열된 제2삼각 프리즘 어레이(103)에 입사하여 다시 두 번 굴절한 다음 화면(미도시)으로 방출된다.

본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 평판표시소자에서 삼각 프리즘(53a, 63a, 73a, 83a, 93a, 103a)들의 경사면의 경사각이 동일하게 형성될 수도 있으나 경사각을 경계면에서 멀어질수록 감소시킴으로써 화면의 왜곡을 감소시킬 수도 있다.

본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 평판표시소자는 삼각 프리즘(53a, 63a, 73a, 83a, 93a, 103a)들의 경사면의 경계면(51)에 대한 경사각이 경계면(51)에서 멀어질수록 감소되어 시야각을 확대시킴으로써 비표시영역을 제거하여 해상도와 화질을 높일 수 있다.

도 10a는 광경로 이동수단을 보인 본 발명의 제6실시예에 따른 평판표시장치를 나타낸 평면도이며, 도 10b는 동일물의 단면도이다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 본 발명의 제6실시예에 따른 평판표시장치(110)는 복수의 평판표시소자가 연결되는 대화면 표시장치로 주로 이용된다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 복수개, 여기서는 네 개의 평판표시소자(미도시)가 바둑판형태로 연결된 상부에 프레넬 렌즈(Fresnel lens)형의 삼각 프리즘 어레이(113a)가 동심원으로 배열된다. 삼각 프리즘 어레이(113)는 두 화면이 만나는 경계면(111)을 중심으로 좌우 대칭으로 배열된다. 삼각 프리즘(113a)의 경사면의 경사각은 경계면(111)에서 멀어질수록 감소된다. 화면의 중심부(105)에는 삼각 프리즘(113a)이 배열되지 않는다.

여기서, 프레넬 렌즈란 평행광선을 생성하도록 복수개의 원형 렌즈가 분할되어 해치된 렌즈이다. 따라서, 프레넬 렌즈형 삼각 프리즘 어레이(113)는 동심원으로 배열되며 경사면의 경사각을 소정 각도에서 0도까지 점진적으로 감소시켜 평판표시소자를 출사하는 광을 평행광으로 형성시킨다.

경계면(111)에 가깝게 출사하는 광(l6)은 프레넬형 삼각 프리즘 어레이(113)에 입사한 다음 두 번 굴절되면서 광경로가 경계면(111)쪽으로 유도된다. 경계면(111)보다는 화면의 중심부쪽에 가깝게 출사하는 광(l6)은 화면의 중심부로 근접할수록 삼각 프리즘(113a)의 경사각이 감소되므로 광경로의 수평이동 정도가 둔화되면서 화상의 왜곡을 방지한다. 화면의 중심부에는 삼각 프리즘(113a)을 배치하지 않아 광(l6)이 원래의 출사각 대로 출사하게 한다. 이러한 형태의 프레넬 렌즈형 삼각 프리즘 어레이(113)는 평판표시소자(40)의 상부에 배치되어 복수의 대화면에 표현되는 화상을 분할하거나 왜곡하지 않고 매끄럽게 표현할 수 있다.

본 발명은 복수개의 평판표시소자의 상부에 광경로 이동수단을 구비하여 평판표시소자를 출사하는 광의 광경로를 경계면을 향해 수평으로 이동시켜 화면에 표시되는 화상의 비표시영역을 제거하고 시야각을 확대함으로써 해상도를 높여 화질을 향상시킬 수 있다.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

예를 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상에 의해 프리즘과 도파로와 같은 다양한 광경로 이동수단을 구비한 액정표시장치를 제작할 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 평판표시장치의 장점은 복수개의 평판표시소자가 연결되는 경계면 쪽으로 평판표시소자로부터 방출되는 광의 경로를 이동시키는 광경로 이동수단을 구비함으로써 화면에 비표시영역이 없는 완전한 화상을 구현하여 해상도와 화질을 향상시킬 수 있다는 것이다.

Claims (9)

1. 어느 일변이 서로 접하여 연결되는 복수개의 평판표시소자;

   상기 평판표시소자의 경계면에 대해 서로 대칭인 경사면을 가지며 상기 평판표시소자로부터 출사되는 광을 상기 경계면 쪽으로 이동시키는 것으로, 상기 평판표시소자의 중심에 대해 동심원으로 배열되고 상기 경사면의 경사각이 상기 경계면에서 멀어질수록 감소하는 삼각 프리즘으로 이루어진 프레넬 렌즈형 삼각프리즘 어레이;를 포함하며,

   상기 평판표시소자의 중심부에 대응하는 영역에는 삼각프리즘이 배열되지 않는 것을 특징으로 하는 다중표시장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 평판표시소자는 LCD, PDP, FED 및, EL 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중표시장치.

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