KR20010086733A - 밝기의 변화가 없는 대화면 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정판넬(100)을 여러개 부착한 투사형 액정표시소자에 있어서, 투사된 화면의 연결부에서의 연속성을 좋게한 것이다.

종래의 액정판넬을 여러개 부착한 투사형 액정표시소자는 액정판넬과 액정판넬의 비표시영역을 없애기 위하여 확대 광학부(500)를 써서 표시화면(7)을 확대하고, 표시화면의 상이 맺히는 부분에 스크린부(600)을 두어, 스크린부에서 확대된 상이 맺게하여, 비표시영역이 없이 화상을 연속적으로 나타나게 하였다. 그러나 종래의 방법은 인접 액정판넬의 투과율과 문턱치 전압 등의 차이로 투사된 화면의 연결부에서의 연속성이 떨어졌다. 본발명에서는 인접 액정판넬의 화면이 스크린에서 겹치게 광학계를 구성하여 밝기의 균일성을 높였다. 겹치는 부분의 화면을 나타내는 액정판넬의 광투과율과 겹치지 않는 부분의 화면을 나타내는 액정판넬의 광투과율이 다르게 하여, 스크린부에서 화질의 균일성을 높였다.

본 발명의 대화면 액정표시소자는 주로 대형 강연회장의 발표화면과 실내 체육관의 대형 표시 장치로 활용된다.

Description

밝기의 변화가 없는 대화면 액정표시소자 {Large Size Liquid Crystal Display with Uniform Brightness}

본 발명은 액정판넬(100)을 여러개 부착한 투사형 액정표시소자에 있어서, 투사된 화면의 연결부에서의 연속성을 좋게한 것이다. 종래의 액정판넬을 여러개 부착한 투사형 액정표시소자는 액정판넬과 액정판넬의 비표시영역을 없애기 위하여 확대 광학부(500)를 써서 표시화면(7)을 확대하고, 표시화면의 상이 맺히는 부분에 스크린부(600)을 두어, 스크린부에서 확대된 상이 맺게하여, 비표시영역이 없이 화상을 연속적으로 나타나게 하였다. 그러나 종래의 방법은 인접 액정판넬의 투과율과 문턱치 전압 등의 광특성의 차이로 투사된 화면 연결부에서의 밝기가 급격히 변하므로 화질이 떨어졌다.

도 1은 액정판넬의 평면도이다. 신호선 패드(1)에는 신호선 전극이 그리고 주사선 패드(3)에는 주사선 전극이 있어 외부의 구동 IC와 연결된다. 주사선 전극과 신호선 전극은 표기상 도면에서 생략하였다. 신호선 패드의 폭이 b, 주사선 패드의 폭이 a로 표기되어 있다. 신호선과 주사선의 패드 폭은 회사마다 제품모델마다 다르지만, 약 4∼5mm 정도이다. 유리기판의 모서리부터 표시화면(active area)(7)까지는 빛 차단막(5)이 칼라필터기판(10)에 만들어져 있다. 빛 차단막(5)의 폭은 c로 표기되어 있다. 빛 차단막(5)은 Cr과 같은 금속이거나 또는 빛을 흡수하는 물질이 섞인 수지로 만든다. 빛 차단막의 폭은 약 3mm 이하이다. 실제 화상은 표시화면(7)에만 나타난다. 도 2는 도 1의 액정판넬(100)을 절단선 BB′에서 본 것이다. 액정판넬은 능동소자기판(20)과 칼라필터기판(10) 사이에 액정이 채워진 구조이다. 능동소자기판(20)과 칼라필터기판(10)은 시일재(6)로 서로 붙어있다. 각각의 기판 외부에는 편광판(12)과 검광판(11)이 붙어있다. 칼라필터기판이 외부에 노출되어있고, 능동소자기판은 백라이트부에 접해 있다. 신호선 패드에는 신호선이 형성되어 있다. 신호선은 빨간색(R)과 초록색(G) 그리고 파란색(B)을 구동하는 전극들이 교대로 있다. 현재 상용되고 있는 모니터용 LCD 화면의 한 화소의 피치는 약 100㎛ 정도로 작기 때문에, 멀리서 볼 수 있는 대화면을 실현하려면 같은 색의 신호선들을을 여러개 묶어 구동하여 화소의 피치(pitch)를 크게 한다.

도 1과 같은 액정판넬(100)을 여러개 부착하여 대화면을 만든다. 도 3은 대화면 액정표시소자의 액정판넬의 배치도이다. 도 3에서 액정판넬과 판넬 사이의 화상을 나타낼 수 없는 비표시 영역의 폭은 두 액정판넬의 표시 영역 사이의 거리이다. 비표시영역을 완전히 없애기 위해서는 표시화면(7)을 확대하는 확대 광학부(500)를 도입하여 비표시영역이 없도록 화면을 확대하고, 상이 맺히는 부분에 빛이 여러 방향으로 퍼지는 스크린부(600)를 두면, 연속적인 화상을 실현할 수 있다. 도 4는 종래의 액정판넬을 여러개 쓴 투사형 대화면 액정표시소자 한 예의단면도이다. 제일 밑에는 액정판넬부(400)에 빛을 보내는 백라이트부(200)가 있고, 액정판넬부(400)와 백라이트부(200) 사이에는 전극연결부(300)가 놓인다. 전극연결부의 연결선들은 액정판넬과 접속단자(2)를 통해서 전기적으로 연결된다. 액정판넬부(400) 앞에는 표시영역을 지난 빛만 투과되고, 비표시영역을 지나온 빛들은 차단되도록 광차단막(40)을 둔다. 확대 광학부(500)는 도 5와 같은 볼록렌즈(60)를 많이 쓴다. 도 4에서는 대화면 액정표시소자의 두께를 줄이기 위하여 확대광학부에 프레넬렌즈를 도입한 것이다. 프레넬렌즈는 볼록렌즈(60)를 여러 영역으로 나누어 볼록렌즈의 곡면을 얇게 떠서 얇은 평면위에 투사 시켜서 만든 것이다.

도 6은 볼록렌즈와 물체와의 상이 맺히는 관계를 나타낸 것이다. 물체와 볼록렌즈 사이의 걸리를 fi라고하고, 볼록렌즈에서 상이 맺히는 거리를 fo라고 하면, 볼록렌즈의 초점거리(f)와 fi에 따라서 배율과 볼록렌즈로부터 상이 맺히는 거리(fo)가 결정된다. fi가 볼록렌즈의 초점보다 작거나 또는 초점거리의 두 배보다 크면 허상이 맺거나 또는 배율이 1보다 작아지므로, fi는 f와 2f 사이의 값이어야한다. (참고문헌 OPTICS 145쪽 ; 저자 HECHIT, ADDISON-WESLEY 출판사) 볼록렌즈를 한 개 쓰면 역상이 생기므로 이 경우에는 별도의 신호처리가 필요하다.

화면을 확대하도록 렌즈등의 광학부품으로 이루어진 것이 확대 광학부(500)이다. 확대 광학부를 써서 액정판넬의 표시영역의 화면을 액정판넬의 비표시 영역이 포함하는 면적보다 크게 확대하고, 표시영역의 상이 맺는 부분에 빛이 여러 방향으로 퍼지도곡 스크린부(600)를 둔다.

종래의 액정판넬을 여러개 부착한 투사형 액정표시소자는 액정판넬과 액정판넬의 비표시영역을 없애기 위하여 확대 광학부(500)를 써서 표시화면(7)을 확대하고, 표시화면의 상이 맺히는 부분에 스크린부(600)을 두어, 스크린부에서 확대된 상이 맺게하여, 비표시영역이 없이 화상을 연속적으로 나타나게 하였다. 그러나 종래의 방법은 인접 액정판넬의 투과율과 문턱치 전압 등의 차이로 화면 연결부에서의 연속성이 떨어졌다. 종래에는 도 6과 같이 스크린부(600)에서 인접 액정판넬의 화상을 겹치지 않고 연속 연결하였다. 액정판넬을 만드는 공정에서 액정셀의 두께나 배선의 저항과 배향막의 두께 등의 차이로 광학적 특성이 다르다. 인접 액정판넬의 투사된 화면이 만나는 특정 스크린부에서는 광학특성이 급격히 달라지므로 눈에 바로 띄게 된다.

본발명에서는 인접 액정판넬의 화면이 스크린에서 겹치게 구성하여 투사된 화면의 위치에 따른 광학특성의 변화를 완만하게 주어 사람의 눈에 잘 띄지 않게 하였다.

도 1은 액정판넬의 평면도이다.

도 2는 액정판넬의 단면도이다.

도 3은 종래의 대화면 액정표시소자에 쓰이는 액정판넬의 배치도이다.

도 4는 종래의 대화면 액정표시소자의 단면도이다.

도 5은 볼록렌즈를 쓸 때의 상의 확대모습이다.

도 6는 종래의 투사형 대화면 액정표시소자의 광학계이다.

도 7은 본발명의 투사형 대화면 액정표시소자의 광학계이다.

도 8는 본발명의 액정판넬의 표시영역의 구분이다.

도 9는 본발명의 액정판넬의 위치에 따른 광투과도이다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 신호선 패드 2 : 접속단자 3 : 주사선 패드

5 : 빛 차단막 7 : 표시영역 10 : 칼라필터기판

20 : 능동소자기판 40 : 광차단부 41 : 광투과부

60 : 볼록렌즈 100 : 액정판넬

110 : 상이 겹치는 부분의 액정판넬 120 :상이 겹치지 않는 부분의 액정판넬

200 : 백라이트부 300 : 전극연결부 400 : 액정판넬부

500 : 확대 광학부 600 : 스크린부

610 : 상이 겹치는 부분의 스크린

620 : 상이 겹치지 않는 부분의 스크린

도 7은 본발명의 투사형 대화면 액정표시소자의 광학계이다. 인접 액정판넬의 화면이 스크린에서 겹치게 구성하여 인접 액정판넬의 광특성의 차이에 의한 광특성의 변화를 화면이 겹치는 부분(610)에서 서서히 달라지게하여 사람의 눈에 띄지 않게 하였다. 상이 겹치는 부분의 최소 폭은 화면의 모드와 배율에 따라서 다르지만 전체화면의 면적의 50% 이상이 되어야 눈이 잘 인식하지 못한다. 겹치는부분의 면적이 크면 밝기의 균일성은 좋아지지만 확대를 크게해야하므로 대화면 액정표시소자의 두께가 증가하는 문제가 있다. 도8는 본발명의 액정판넬의 표시영역의 구분이다. 내부(120)는 상이 겹치지 않는 액정판넬의 영역이고, 외부(110)는 상이 겹치는 액정판넬의 영역이다. 상이 겹치는 부분의 액정판넬과 상이 겹치지 않는 부분에서의 액정판넬에서 광투과율을 서서히 달라지게 해야한다. 도 9는 인접 액정판넬의 겹치는 부분에서 화소의 위치에 따른 광투과율 변화의 예를 나타낸 것이다. N-1번째 액정판넬의 A부분은 N번째 액정판넬의 a부분과 겹치고, N-1번째 액정판넬의 B부분은 N번째 액정판넬의 b부분과 겹치고, ..., N-1번째 액정판넬의 G부분은 N번째 액정판넬의 g부분과 겹친다. 두 화면이 겹치는 부분은 개구율을 조절하여 화면의 밝기와 광특성의 변화를 조절한다. 이와같이 액정판넬의 위치에 따라 개구율을 달리하여 광투과율을 조절하여 화면을 겹치게 구성하면 화면의 균일성을 높일 수 있다.

본발명의 영상을 나타내는 대화면 액정표시소자는 화면의 대각 방향이 1m이상이고, 화면의 모드가 QVGA(320 ×240)인 경우 화소 피치가 1mm 이상이다. 종래 노트북이나 모니터용 액정판넬을 이용하여 본 발명의 대화면 액정표시소자를 만드는 경우에는 각각의 신호선과 주사선을 따로 따로 독립 구동하는 것 보다는, 같은 색을 구동하는 인접 신호선 여러개를 묶고, 또한 인접 주사선을 여러 개 묶어 동일 주사 전압을 걸어주는 것이 회로구성이 간편하다. 전기적으로 서로 접촉하여 쓰는 신호선의 평균 숫자는 화면의 모드와 액정판넬의 피치에 따라서 달라지는데, 보통 주사선과 신호선 모두 10개 이상 연결하여 구동한다.

본발명에서는 인접 액정판넬의 화면이 스크린에서 겹치게 구성하여 밝기의 균일성을 높였다. 겹치는 부분의 화면을 나타내는 액정판넬의 광투과율과 겹치지 않는 부분의 화면을 나타내는 액정판넬의 광투과율이 다르게 하여, 스크린부에서 화질의 균일성을 높였다. 본발명은 대화면 투사형 액정표시소자의 화질을 높여 실내외의 대형 화면소자로 쓸 수 있게 하였다.

Claims (4)

1. 다수의 액정 판넬로 구성되는 액정판넬부(400)와;

   액정 판넬의 화면을 확대하는 확대 광학부(500)와;

   인접하는 화면의 확대된 상이 스크린부(600)에 겹쳐 맺히는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
2. 제1항에 있어서 겹치는 부분의 화면을 나타내는 액정판넬(110)의 광투과율과 겹치지 않는 부분의 화면을 나타내는 액정판넬의 광투과율(120)이 다른 것을 특징으로하는 액정표시소자.
3. 제2항에 있어서 겹치는 부분의 화면을 나타내는 액정판넬의 광투과율이 위치에 따라서 최소한 두 단계 이상으로 차이가 나는 것을 특징으로하는 액정표시소자.
4. 제1항에 있어서 같은 색을 나타내는 인접 화소의 다수의 신호선에 동일 신호전압이 걸리는 액정판넬부(400)를 포함하는 것을 특징으로하는 액정표시소자.