KR20010079154A - Large screen flat panel display assembled multi panel using active fresnel lens - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A large-scaled flat display device combined with plural screens using an active Fresnel lens is provided to compensate a defect of an external appearance and improve an available observation angle by using a Fresnel lens sheet. CONSTITUTION: A plurality of LCD module(1a,1b) is adhered according to a predetermined interval. A focus of a Fresnel lens is designed for reducing a defect of a connection portion between the LCD modules(1a,1b). A Fresnel lens sheet(1c) is used for compensating a defect of an external appearance when a plurality of LCDs(1a,1b) are connected to each other. The Fresnel lens sheet(1c) has a plurality of focuses. A locally different shape and a locally different pitch are formed on a lower face the Fresnel lens sheet(1c). Accordingly, a display defect of a direction vertical to a surface of an LCD is removed.

Description

능동적 프레넬 렌즈를 이용한 복수개의 화면을 조합한 대형 평판 표시장치{Large screen flat panel display assembled multi panel using active fresnel lens}Large screen flat panel display assembled multi panel using active fresnel lens}

본 발명은 대화면 평판 표시 장치에 대한 것으로서, 구체적으로는 엘시디 및 기타 평판 디스플레이 소자를 복수 개 사용하여 이를 하나의 화면으로 구현하기 위해 연결부위의 표시 결함을 페널 간의 이격 거리 및 디스플레이 소자에 따른 시각을 고려하여 설계된 프레넬 렌즈 시트를 사용하여 관찰자의 관점에서 하나의 화상으로 인지할 수 있게 하여 고품위의 화질을 공급하기 위한 방법이다.The present invention relates to a large-screen flat panel display, and specifically, to implement a single screen using a plurality of LCDs and other flat panel display elements, the display defects of the connecting portions are separated from the panel, and the time according to the display elements is determined. It is a method for supplying high quality image quality by using a Fresnel lens sheet designed in consideration so that one image can be recognized from an observer's point of view.

현재 평판 디스플레이 장치로 일반인에게 보급을 시도하고 있는 PDP(Plasma Display Panel)는 아직 그 크기에 비해서 매우 고가의 가격이며, 이는 제조 공정상의 곤란함이나, 수요의 제한 등에 의해서 형성된 가격이다. 또한 현재 차세대 디스플레이소자의 선두로 각광을 받고 있는 엘시디소자 역시 중 소형에서는 많이 사용되고 있으나, 가정용 혹은 광고용의 대형 사이즈에 적용하는 것은 가격의 문제로 곤란한 것이 현실이다. 실제로 현재 엘시디 제조 업체에서 칼라 구현이 가능한 동화상 대응의 디스플레이의 용도로 양산하고 있는 크기는 21인치급이 현실적인 생산 및 판매의 한계이며, 이는 관려기술의 대폭적인 향상이 없이는 더 큰 크기의 디스플레이 생산이 곤란하기 때문이다. 특히 고화질의 표시 품질을 만족시키기 위해서 채용한 TFT(Thin Film Transistor) 엘시디의 경우는 대형 화면에서의 화소 수 증가에 따른 TFT 제조 수율의 화보 및 신호처리의 시간적인 문제에 의해서 구현할 수 있는 크기에 현실적 제약이 존재하는 것이 현재의 기술 수준이다.PDP (Plasma Display Panel), which is currently attempting to be distributed to the general public as a flat panel display device, is still very expensive compared to its size, which is a price formed by difficulty in manufacturing process or limitation of demand. In addition, LCD devices, which are currently receiving the spotlight as the next generation of display devices, are also widely used in small and medium sized devices. However, it is difficult to apply them to large sizes for home or commercial use due to a price problem. In fact, the current size of LCD production for the display of moving picture display that can realize color is the limit of realistic production and sales, which means that the production of larger size display is not possible without significant improvement of related technology. Because it is difficult. In particular, the TFT (Thin Film Transistor) LCD adopted to satisfy high quality display quality is realistic in size that can be realized due to the time-consuming problem of signal processing and signal processing of TFT manufacturing yield due to the increase in the number of pixels on a large screen. It is at the present level of technology that constraints exist.

최근 시장의 동향은 고급화된 제품에 대한 수요가 급증하고 있으며, 이러한 소비성향을 고려할 때 저 공간 점유형의 대화면의 박형 디스플레이 소자에 대한 요구는 계속 증대되리라 생각한다. 그러나 이러한 시장의 요구에 부응할 수 있는 적정가의 대화면 평판 디스플레이는 현재 존재하지 않으며, 이는 현재의 기술 수준에 따른 고가격에서 기인한다고 할 수 있다.Recently, the trend of the market is rapidly increasing the demand for high-end products, and considering the consumption trend, the demand for low-space occupying large display devices is expected to increase. However, there is no suitable large-screen flat panel display that can meet the demands of the market at present, which may be attributed to the high price according to the current technology level.

대화면 평판 디스플레이를 구현하기 위해서 현실적으로 생각할 수 있는 방법은 프로젝션 방식의 엘시디 및 CRT 화면으로 구현되나, 이는 크기의 확장에 따라 표시품위의 현저한 저하가 우려되며 해상도의 대폭적인 향상이 불가능 하므로 향후 차세대 대화면 디스플레이로의 대응이 곤란할 것으로 예상된다.In order to realize a large-screen flat panel display, realistically conceivable methods are implemented by projection-type LCD and CRT screens. However, as the size is expanded, the display quality may be greatly reduced and the resolution cannot be greatly improved. It is expected to be difficult to deal with.

본 발명은 이러한 추세에 발맞추어 보다 저렴한 가격의 고품위 대화면 평판 디스플레이를 구현하기 위해서 현재 생산량의 급증에 따라서 판매가의 급격한 하락이 예상되는 노트 PC용 크기의 엘시디를 복수 개 사용하여 이를 타일링 방식으로 배열한 후 엘시디와 엘시디의 사이에서 발생하는 표시 결함을 줄이기 위한 방법으로 프레넬 렌즈 시트 및 관찰자의 시각의존성을 없애기 위한 배면 투사형 스크린 구조 채용의 방법을 제시한다. 현재 본 발명에서 제시하는 사양을 만족하는 프레넬 시트의 가공은 국내외 업체에서 매우 저렴한 가격으로 생산하고 있으며, 현재의 일반적인 기술수준으로 주로 PC재질로 생산하고 있는 제품을 투과율 및 광 왜곡성이 적은 우수한 투과매체인 PMMA재질로 대체할 수 있을 것으로 생각된다. 본 발명에서는 비 표시 영역을 보상하기 위한 프레넬 렌즈 시트의 채용에 있어서 정면 관찰 기준으로 렌즈의 피치 및 형상에 대한 입체 설계를 완료한 후 관찰자의 시각 의존성을 줄이기 위한 프레넬 렌즈 시트 후면의 스크린 채용에 대한 방법을 제시하고 보다 상세하게 그 원리 및 배면 스크린 구조의 구현에 관한 기술적인 방법과 대안을 제시한다.In accordance with this trend, the present invention uses a plurality of LCDs for notebook PCs, which are expected to have a sharp drop in sales price in accordance with the current increase in production, in order to implement a lower priced high quality large screen flat panel display. A method of employing a rear projection type screen structure for eliminating the visual dependence of the Fresnel lens sheet and the observer is proposed as a method for reducing display defects occurring between LCDs and LCDs. At present, the processing of Fresnel sheet that satisfies the specifications presented in the present invention is produced at a very low price by domestic and foreign companies, and the product which is produced mainly in PC materials with the current general technical level has excellent transmittance and light distortion. It is thought that it can be replaced with PMMA material which is a transmission medium. In the present invention, the screen of the back of the Fresnel lens sheet to reduce the visual dependence of the observer after completing the three-dimensional design of the pitch and shape of the lens as the front observation criteria in the adoption of the Fresnel lens sheet to compensate for the non-display area We present a method for and in more detail the technical methods and alternatives regarding the principles and implementation of the back screen structure.

본 발명에서는 프레넬 렌즈 시트 및 후면 스크린 구조의 채용으로 복수 개의 패널을 접합시킨 경우에 발생하는 외관적인 결함의 보상과 관찰자의 시각에 의존하는 유효 관찰 각도의 개선을 위한 스크린 구조의 채용을 제시한다.The present invention proposes a screen structure for compensating for appearance defects occurring when a plurality of panels are joined by employing a Fresnel lens sheet and a rear screen structure and for improving an effective viewing angle depending on the observer's vision. .

또한 외관상의 결함을 최소화하기 위해서 프레넬 렌즈 시트의 후면에 채용한 배면투사 스크린 방식의 구현법에 대해서 자세히 설명한다.In addition, in order to minimize the appearance defects will be described in detail the implementation method of the rear projection screen employed on the back of the Fresnel lens sheet.

도 1 본 발명의 기본적인 원리로 액정 패널 1a 및 1b를 접합하여 사용하기 위해서 초점거리가 고려되어 설계된 하나의 프레넬 렌즈 1c를 사용하는 방법에 대한 기본적인 구조도1 is a basic structural diagram of a method of using one Fresnel lens 1c designed in consideration of a focal length in order to bond liquid crystal panels 1a and 1b to the basic principle of the present invention.

도 2 본 발명에 사용된 프레넬 렌즈 시트 1c의 구조로서 렌즈 하측의 표시결함 2a를 줄이기 위한 능동적인 렌즈 설계를 나타낸 상세도Fig. 2 is a detailed view showing an active lens design for reducing the display defect 2a under the lens as the structure of the Fresnel lens sheet 1c used in the present invention.

도 3 관찰자의 각도 3a, 3b에 의해서 생기는 표시 결함 2a의 노출을 나타낸 상세도Fig. 3 is a detailed view showing the exposure of the display defect 2a caused by the angles 3a and 3b of the observer.

도 4 관찰자의 각도에 따라 발생하는 표시 결함 2a를 감추기 위해 배면투사형 스크린의 구조 4c를 채용한 구조로서 관찰자의 각도 4a, 4b에 관계없이 표시 결함 2a는 노출되지 않음을 나타내는 상세도4 is a structure employing the structure 4c of the rear projection screen to conceal the display defect 2a generated according to the angle of the observer, and the detailed view showing that the display defect 2a is not exposed regardless of the angles 4a and 4b of the observer.

도 5 표시 결함을 없애기 위한 스크린 구조의 채용을 실현하는 방법으로 프레넬 렌즈의 배면에 오목 및 볼록 렌즈 형태의 입체구조를 채용하는 방법 5a 와 확산 물질의 코팅을 하는 방법 5b 및 시트형태의 확산재 채용의 방법 5c, 프레스 금형의 센딩 처리를 통해 제작된 확산 후면을 갖는 프레넬 렌즈 시트를 사용하는 방법 5d에 대한 구조도Fig. 5 A method of adopting a concave and convex three-dimensional structure on the back surface of a Fresnel lens as a method of realizing the adoption of a screen structure for eliminating display defects. Scheme 5c of the adoption, the structural diagram of the method 5d using the Fresnel lens sheet having the diffused back surface produced by the sending process of the press die

※ 도면의 주요부분에 대한 설명※ Description of the main parts of the drawings

1a 및 1b : 엘시디 및 평판 디스플레이 장치1a and 1b: LCD and Flat Panel Display Devices

1c : 대화면 실현을 위한 프레넬 렌즈1c: Fresnel lens to realize large screen

1d : 대화면 표시장치1d: big screen display

2a : 접합 부위의 표시 결함2a: Marking defect at the junction

3a : 표시장치에 수직으로 관찰한 관찰자의 시선3a: observer's eye observed perpendicular to the display device

3b : 표시장치에 일정각도로 표시결함이 관찰되는 관찰자의 시선3b: Observation of the observer who observes a display defect at a certain angle on the display device

4a 및 4b : 스크린 구조의 채용으로 관찰각도에 의존하지 않는 관찰자의 시선4a and 4b: adopting the screen structure, the observer's eye does not depend on the viewing angle

4c : 프레넬 렌즈의 후면에 채용된 스크린 구조4c: Screen structure adopted on the back of the Fresnel lens

5a : 스크린 구현을 위해 오목 혹은 볼록 렌즈 구조를 채용한 구조5a: Concave or convex lens structure for screen realization

5aa : 도 5a의 도트의 형상을 패널에 수직의 방향에서 관찰한 구조5aa: Structure in which the shape of the dot of FIG. 5A was observed in the direction perpendicular to the panel

5b : 스크린 구현을 위해 확산재 코팅을 실시한 구조5b: Structure coated with diffuser for screen realization

5c : 스크린 구현을 위해 확산시트를 점착시킨 구조5c: Bonded diffusion sheet for screen realization

5d : 스크린 구현을 위해 샌딩처리한 열 프레스 방식으로 가공된 프레넬 렌즈의 후면 갖는 구조5d: Backside structure of Fresnel lens processed by sanding heat press method for screen realization

본 발명은 복수 개의 엘시디 1a, 1b를 연결할 때 발생하는 가로 및 세로의 외관 결함 2a를 보상하기 위하여 프레넬 렌즈 시트 1c의 형상 및 피치 설계를 통하여 하나의 렌즈 시트에 복수 개의 초점을 가지는 프레넬 렌즈 시트 1c 를 사용하였으며, 구체적으로는 도 1과 같은 구조에서 발생하는 엘시디 패널 1a와 1b사이에서 발생하는 외관의 결함 2a를 보상한다. 그 기본 원리는 도 2에서 나타낸 바와 같이 한 장의 프레넬 렌즈 시트 1c의 하면에 국부적으로 다른 형상 및 피치의 프레넬 렌즈 시트 1c를 채용하며, 이를 통하여 엘시디 표시면과 정확히 수직이 되는 방향 3a에서의 표시 결함 2a를 없애는 방법을 1 단계로 실시한다.The present invention provides a Fresnel lens having a plurality of focal points in one lens sheet through the shape and pitch design of the Fresnel lens sheet 1c to compensate for the horizontal and vertical appearance defects 2a generated when connecting the plurality of LCDs 1a and 1b. Sheet 1c was used, and specifically, the defect 2a of the appearance occurring between the LCD panels 1a and 1b occurring in the structure as shown in FIG. 1 is compensated for. Its basic principle is to adopt a Fresnel lens sheet 1c of different shape and pitch locally on the lower surface of a single Fresnel lens sheet 1c as shown in Fig. 2, and thus in a direction 3a which is exactly perpendicular to the LCD display surface. The method of eliminating the display defect 2a is performed in one step.

1 단계의 광경로 해석을 통해서 제작된 한 장의 프레넬 렌즈 시트 1c를 사용하여 복수 개의 엘시디 1a, 1b를 하나의 화면으로 보일 수 있게 하는 것이 가능하나, 이 경우 도 3에서 나타낸 바와 같이 관찰자의 관찰각도 3a 및 3b에 대해서 최초 의도와는 달리 연결부위의 표시결함 2a가 관찰될 수 있다는 문제가 있다. 실제로 본 발명이 구체적으로 대상으로 하는 가정용, 혹은 광고용 디스플레이의 경우다수의 관찰자가 넓은 각도에서 관찰하게 되므로 이러한 상태로는 사용할 수 없게 된다. 따라서 2 단계의 제작 과정으로서 프레넬 렌즈 시트 1c의 후면에 확산층을 설정함으로써 이를 배면 투사형 스크린 방식으로 관찰자에게 보이게 하는 것이다. 도 4에는 이러한 스크린 방식을 채용한 구조에서 관찰자의 관찰각도에 관계없이 비 표시 영역의 외관결함 2a를 극복한 본 발명의 원리를 나타내고 있다. 도 5에서는 스크린 방식의 실질적인 구현을 위한 방법으로서 표시품위와 관찰각도의 모든 면에서 우수한 오목, 혹은 볼록 렌즈의 미세 도트 구조의 채용 5a, 5aa 및 표시 품위의 약간의 저하가 우려되나 가격면에서 장점을 갖는 확산층의 채용 5b, 5c에 대해서 소개하고 있다. 특히 도 5a 및 5aa에서 제시한 렌즈 구조의 채용에 있어서 일반적으로 PMMA수지를 사용시 450T의 사출 성형기를 기준으로 하여 복수 개 배치된 엘시디 전체의 구현 사이즈 18인치까지는 스템핑 방식과 부식 혹은 화학연마을 이용한 사출성형으로 미세 렌즈 구조의 실현이 가능하며, 이는 현재 백라이트 유니트에서 실용화하고 있다. 18인치 이상의 크기에 대해서는 위에서 제시한 방법과 같은 방법으로 제작된 롤 스템핑 방식으로 압출 원판에 대한 성형을 가함으로써 이를 실현할 수 있다. 5에서 나타낸 확산층의 코팅에 있어서는 스크린 인쇄, 혹은 스프레이 도포 및 롤 인쇄 방식을 통한 SiO2혹은 TiO2등의 분말을 첨가한 잉크의 도포나, 자체의 색으로 백색을 띈 인쇄용 잉크의 사용으로 구현할 수 있다. 5c에서 제시한 방식은 확산시트로서 생산되는 기존의 제품을 프레넬 렌즈 시트의 후면에 점착하는 방법을 제시한 것이며, 5d는 프레넬 렌즈 시트의 가공 단계에서 센딩 및 조질 처리된 금형을 이용하여 열프레스 방식으로 전사된 입체적인 확산면을 나타내고 있다. 그 방법이나 비용 및 품질에 있어서 각각 차이는 있으나, 모두 스크린 역할을 하기 위한 층으로서 존재하며, 이는 관찰자의 시각에 의존하는 프레넬 렌즈 시트에 의한 보상에 따른 표시 결함의 문제를 해결할 수 있다.It is possible to display a plurality of LCDs 1a and 1b on one screen by using a single Fresnel lens sheet 1c manufactured through the one-step optical path analysis. In this case, the observer observes as shown in FIG. 3. There is a problem that, for the angles 3a and 3b, the display defect 2a of the connecting portion can be observed, unlike the original intention. In fact, in the case of a display for home or advertising, which the present invention specifically targets, a large number of observers observe from a wide angle and thus cannot be used in such a state. Therefore, as a two-step manufacturing process, by setting a diffusion layer on the back of the Fresnel lens sheet 1c to make it visible to the viewer in a rear projection screen method. FIG. 4 illustrates the principle of the present invention, which overcomes the appearance defect 2a of the non-display area regardless of the viewing angle of the observer in the structure employing the screen method. In FIG. 5, as a method for the practical implementation of the screen method, the adoption of the fine concave or fine dot structure of the convex or convex lens in all aspects of the display quality and the viewing angle is concerned about the slight degradation of the display quality 5a, 5aa and the display quality. The adoption 5b, 5c of the diffusion layer which has the above is introduced. In particular, in the case of adopting the lens structure shown in FIGS. 5A and 5AA, when the PMMA resin is generally used, injection molding using a stamping method and corrosion or chemical polishing is carried out up to 18 inches of the whole size of LCDs arranged in a plurality of 450T injection molding machines. Molding enables the realization of a fine lens structure, which is currently used in backlight units. For sizes of 18 inches or more, this can be achieved by applying a molding to the extruded disc by a roll stamping method manufactured in the same manner as the above method. In the coating of the diffusion layer shown in Fig. 5, it can be realized by the application of ink in which powder such as SiO 2 or TiO 2 is added through screen printing or spray coating and roll printing, or the use of printing ink of white color in its own color. have. The method proposed in 5c shows a method of adhering an existing product produced as a diffusion sheet to the back of the Fresnel lens sheet, and 5d is a heat-processing mold using a die that is sent and tempered during the processing of the Fresnel lens sheet. The three-dimensional diffusion surface transferred by the press method is shown. Although there are differences in the method, cost, and quality, they all exist as layers for acting as a screen, which can solve the problem of display defects caused by compensation by the Fresnel lens sheet depending on the viewer's vision.

본 발명은 대화면 표시장치를 위한 복수 개의 디스플레이소자, 특히 엘시디의 타일링 배열에 의해서 구현되는 저가의 고 품질의 화상을 외관적 결함 없이 구현하기 위해 한 장의 프레넬 렌즈시트의 사용 및 배면 스크린구조의 채용을 통해서 관찰자의 시각 의존성 및 유효 관찰 영역의 협소함을 해결한 발명이다. 본 발명에 사용된 관련 기술들은 이미 학문적, 실제적인 재현성과 양산성에서 크게 문제가 없음이 이미 증명된 상태로 응용을 목표로 하는 연구만으로 저가의 고품위 대화면 디스플레이를 실현할 수 있으며, 무엇보다 경제적으로 최근 사회적인 요구가 증대되고 있는 대화면 평판 디스플레이의 요구에 적절히 대응할 수 있는 하나의 방법으로 활용될 수 있다는데 큰 의미가 있다.The present invention employs a single Fresnel lens sheet and employs a rear screen structure to realize a low-cost, high-quality image implemented by a tiling arrangement of LCDs for large display devices, in particular, without appearance defects. Through the invention, the invention solves the narrowness of the observer's visual dependence and effective observation area. The related technologies used in the present invention have already proved that there is no problem in academic and practical reproducibility and mass production, and it is possible to realize a low-cost, high-quality large-screen display only by research aiming at the application, and most importantly, It is significant that it can be used as a way to properly respond to the needs of the large-screen flat panel display, which is increasing social demand.

Claims (4)

복수 개의 엘시디 및 평판 디스플레이 소자를 타일링 방식으로 하나의 화면을 만들 때 엘시디 동작모드에 따른 시각을 고려한 프레넬 렌즈의 설계로 패널간의 이격거리를 관찰자가 감지할 수 없게 하는 방법 및 설계 원리Method and design principle to prevent the observer from detecting the separation distance between panels by designing Fresnel lens considering the time according to LCD operation mode when tiling a plurality of LCD and flat panel display devices 상기 1항에 있어서 관찰자의 각도에 따른 표시각도의 변화에 대응하기 위한 배면 투사형 스크린 방식의 채용The rear projection screen system according to claim 1, which corresponds to a change in display angle according to an observer's angle. 상기 2항에 있어서 확산 및 정량 굴절 구조의 구현에 관한 방법으로, 확산재의 인쇄 혹은 스프레이방식의 코팅 및 열프레스 가공방식을 위한 금형의 센딩처리, 롤스템핑 혹은 스템핑, 부식, 화학연마 방식을 이용한 렌즈형상의 미세 가공 및 표시화상의 품위를 떨어뜨리지 않는 수준의 확산시트의 렌즈시트 후면에의 점착 에 관련된 사항As a method of implementing the diffusion and quantitative refraction structure of claim 2, the die processing, roll stamping or stamping, corrosion, chemical polishing method for printing or spray coating coating and hot press processing of the diffusion material Matters related to the fine processing of the lens shape used and the adhesion of the diffusion sheet to the back of the lens sheet at a level that does not degrade the quality of the displayed image 상기 1항에 있어서 한 장으로 표시 결함을 보상하는 다 초점 프레넬 렌즈시트의 채용Use of a multifocal Fresnel lens sheet according to claim 1, which compensates for display defects in one sheet
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