KR20020032989A - 액정판넬을 여러개 연결한 대화면 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본발명은 액정판넬을 여러장 연결한 대화면 액정표시소자에 관한 것으로, 액정판넬과 액정판넬 사이의 비표시영역(7)을 없앤 것이다. 종래의 액정판넬을 여러개 연결한 대화면 액정표시소자는 신호선 패드(1)와 주사선 패드(2) 때문에 액정판넬(10)과 액정판넬 사이에 비표시영역(7)이 생겨 연속적인 문자표현이 어려웠다. 본 발명에서는 액정판넬 앞에 광도파관(20,30,40,50)을 두어, 광도파관을 통화여 액정판넬을 지나온 빛을 비표시영역으로 나오게하여, 광도파관 끝부분에서 문자나 영상을 연속적으로 나타나게 하였다. 본발명에서의 광도파관은 플라스틱 외부에 금속막을 입혀, 경제적으로 만들 수 있게 하였다. 또한 광도파관 끝 부분을 비대칭으로 만들어 특정 방향으로 빛이 많이 나가도록 하여 휘도를 높였다. 본발명의 대화면 액정표시소자는 실내 및 실외 대형 문자 및 영상을 비표시영역이 없이 연속적으로 나타낼 수 있다.

Description

액정판넬을 여러개 연결한 대화면 액정표시소자 { Large Size LCD with Tiled LC Panels }

본발명은 액정판넬을 여러장 연결한 대화면 액정표시소자에 관한 것으로, 액정판넬과 액정판넬 사이의 비표시영역(7)을 없애, 글자나 영상을 연속적으로 표시할 수 있게 하였다.

액정판넬(10)은 주사선과 신호선의 전압파형을 조절하여 신호를 걸어준다. 도1은 액정판넬의 평면도로 신호선 패드(1)는 상단에, 주사선 패드(2)는 좌단에 나타나 있다. 주사선을 순차 주사하면서 신호선에 신호파형을 걸어준다. 도2는 액정판넬을 4장을 쓴 종래의 대화면 액정표시소자의 한 예이다. 액정판넬과 액정판넬 사이에는 신호선(1)과 주사선(2) 때문에 영상이나 문자를 나타낼 수 없는 비표시영역(7)이 생긴다. 비표시영역(7)은 액정판넬과 액정판넬이 접하는 부분을 중심으로 보통 폭은 1cm 미만이다. 종래의 대화면 액정표시소자는 비표시영역 때문에 문자나 영상을 연속적으로 표시할 수 없었다.

본발명에서는 액정판넬을 지나온 빛을 광도판을 통하여 비표시영역(7)으로 나오게하여 문자나 영상을 연속적으로 나타나게 하였다.

도1 액정판넬의 평면도이다.

도2 종래의 대화면 액정표시소자의 한 예이다.

도3 본발명의 대화면 액정표시소자의 단면도이다.

도4 본발명의 대화면 액정표시소자의 단면도이다.

도5 광도파관의 한 예의 평면도이다.

도6 도5의 광도파관의 단면도이다.

도7 광도파관의 한 예의 평면도이다.

도8 광도파관의 한 예의 평면도이다.

도9 비대칭 도파관에서의 빛의 경로이다.

도10 액정판넬에 단위화면(6)이다.

도11 확대된 단위화면(9)의 영역이다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 주사선패드 2 : 신호선패드 3 : 광도파로 4 : 반사막

5 : 흡수막 6 : 분할화면 7 : 비표시영역 9 : 확대화면

10 : 액정판넬 20,30,40,50 : 광도파관

광도판은 빛의 손실이 없이, 들어온 빛을 특정한 곳으로 이동시키는 역할을한다. 글자나 영상을 나타내는 액정판넬의 기본 화소(빨간색과 초록색과 파란색을 나타내는 기본 단위)에 모두 대응되는 광도파관을 두어, 광도파관 방향과 길이를 조절하여, 액정판넬과 액정판넬 사이의 주사선과 신호선이 있는 비표시영역 부위 앞으로 빛이 나가게하면, 문자나 영상을 연속적으로 나타낼 수 있다. 본발명에서 쓰는 도파관은 기본적으로 광도파로(3)에 반사막(4)과 흡수막(5)을 입힌 것이다. 도5와 도6은 광도파관의 한 예의 평면도와 단면도이다. 도5에서 액정판넬과 접하는 부분의 광도파로의 단면은 직사각형이고, 빛이 나오는 부분은 구형이다. 빛이 나오는 광도파로는 구형으로 만들어야 빛이 골고루 퍼지므로 시야각이 넓다. 광도파로에는 반사막(4)이 없으면 빛이 인접하는 광도파로를 지나므로 글자나 문자의 해상도가 떨어진다. 반사막은 주로 알루미늄이나 크롬 등의 금속막이다. 흡수막(5)은 외부에서 광도파로로 들어오는 빛을 차단하고, 또한 반사막에서 새는 빛을 흡수하여 명암대비를 크게한다. 흡수막은 광도파로 전부 또는 일부분에만 피막할 수 있다. 도7은 광도파로 내부를 파낸 것이다. 광도파로가 빛을 많이 흡수하는 경우, 도7과 같이 액정판넬과 접하는 부분의 광도파로 내부를 공동(空洞)으로 두면, 광도파로에서 빛의 흡수를 줄여, 광투과율을 높일 수 있다.

도3과 도4는 본발명의 대화면 액정표시소자의 한 예의 단면도이다. 도3은 액정판넬 3개로 구성된 대화면 표시소자이다. 가운데 액정판넬의 광도파관(20)의 도파로는 모두 정면방향으로 고정되어있고, 윗 액정판넬의 광도파관(30)의 도파로는 아래 방향으로 고정되어있고, 아래 액정판넬의 광도파관(40)의 도파로는 윗방향으로 고정되어있다. 액정판넬에서 맺힌 상은 각각의 화소에 대응되는 광도파관을지나서 광도파관 끝에서 여러 방향으로 퍼진다. 따라서 이동된 상은 도3의 광도파로의 끝 부분인 CC'면에 놓인다. 광도파로의 길이가 5cm이고 비표시 영역의 폭이 1cm인 경우, 도3의 윗 액정판넬과 아래 액정 판넬 앞에 있는 광도파로의 경사각은 약 10°정도이다. 도3에서는 광도파관을 통하여 액정판넬의 화면을 비표시영역(7)으로 이동한 것이다. 도3과 같이 광도파관을 배치하면 광도파관의 경사각 때문에 밝기가 경계면에서 많이 달라질 수 있다. 또한 액정 판넬이 많아지는 경우 가운데 액정 판넬을 기준으로 멀어지는 액정판넬일수록 광도파로의 경사각이 커지는 단점이 있다.

도4는 액정 판넬 한 장을 기준으로 모두 같게 광도파관을 설계한 것이다. 액정판넬 한 가운데 화소는 정면으로 향하도록 광도파로가 설계 되어있다. 정면에서 멀어질수록 광도파로의 경사각이 커진다. 광도파로의 길이가 5cm이고 비표시 영역의 폭이 1cm인 경우, 광도파로의 경사각은 약 6°정도이다. 또한 도4의 경우 액정판넬의 수에 관계없이 광도파로의 경사각이 일정하다. 도4에서는 광도파관을 통하여 액정판넬의 화면이 확대 이동한 것이다.

도4와 같이 광도파로를 구성하려면 광도파로의 모양이 도8처럼 액정판넬과 접하는 부분의 단면적이 빛이 나오는 부분의 단면적보다 작게 만들어야한다. 도8과 같은 광도파관을 좌우상하로 적층하면, 도4에 나온 광도파관(50)이 된다. 도4에서는 액정판넬 한 장을 기본 단위로 광도파관을 설계했다. 이 경우 적층해야하는 광도파관의 수가 많아지므로, 액정판넬을 몇개의 분할화면(6)으로 나누어, 분할화면(6)을 기준으로 광도판을 설계한다. 도11은 도10처럼 분할화면을 기준으로 했을 때의 분할화면(6)이 광도파관을 지나 확대화면(9)이 된다.

대화면 액정표시소자는 주로 실내외의 광고판으로 많이 활용된다. 광고판의 위치가 보통 2∼3m로 사람의 키보다 높기 때문에 광도파관에서 위로 나온 빛은 효용성이 없으므로 가급적 빛을 사람의 눈에 들어오는 아래 방향으로 향하도록 설계해야한다. 광도파관 끝을 도9처럼 아래 방향이 나오게 상하로 비대칭으로 만들면 빛은 아래 방향으로 많이 향하게 된다. 빛이 나오는 광도판 끝면의 법선을 기준으로 빛의 입사각을 θ라하면 빛의 나오는 방향의 굴절각φ는 Snell 법칙으로부터 계산할 수 있는데, 공기 굴절률이 플라스틱보다 작기 때문에 도9와 같이 아래 방향으로 빛이 퍼지게 된다. 광도파관은 한글이나 한자를 나타내는 기본인 16 ×16으로한다. 즉 세로 및 가로로 각각 16개씩 256개를 기본으로 배열한다.

본 발명의 대화면 액정표시소자는 글자나 영상을 나타내는 단위화소의 크기가 0.5cm 정도이므로 노트북이나 모니터에 쓰이는 액정판넬과 같이 화소가 0.1mm 정도로 작은 경우에는 각각의 화소를 독립적으로 구동하기 보다는 같은 색을 나타내는 신호선은 인접 신호선끼리 묶어서 구동파형을 걸어주는 것이 보다 경제적이다. 또한 주사선도 인접 여러 주사선을 묶어서 구동파형을 걸어주는 것이 경제적이다.

휘도를 보다 높게하기 위해서는 액정판넬과 광도파로(3)를 UV 경화제나 기타 투명한 접착제를 써서 붙이는 것이 좋다. 액정판넬의 편광판과 광도파로는 보통 굴절률이 1.5로, 그사이에 공기층이 높이면 반사로 인하여 5% 이상 휘도가 줄어든다. 따라서 굴절률이 1.5 근방인 경화제를 써서 액정판넬과 광도파로를 붙이면 투과율을 5% 정도 높일 수 있다.

본발명은 액정판넬을 여러장 연결한 대화면 액정표시소자는 액정판넬과 액정판넬 사이의 비표시영역(7)이 없으므로 글자나 영상을 연속적으로 표시할 수 있어, 화질을 높였다. 또한 광도파관을 비대칭으로 만들어 특정 방향으로 빛을 많이 내보냄으로써 상대적인 휘도를 높였다.

Claims (12)

1. 다수의 액정판넬(10)로 구성이 되고; 액정판넬 앞에 다수의 광도파관(20,30,40,50)이 놓이고, 액정판넬(10)을 지나온 일부분의 빛이 광도파관을 지나 비표시영역 부위(7)로 나오는 것을 특징으로하는 액정표시소자.
2. 제1항에 있어서, 같은 색을 나타내는 인접하는 다수의 신호선(1)을 연결하여 동일한 신호가 인가되는 액정표시소자.
3. 제1항에 있어서, 인접하는 다수의 주사선(2)을 연결하여, 동일한 신호가 인가되는 액정표시소자.
4. 제1항에 있어서 광도파관(20,30,40,50)과 액정판넬(10)이 투명한 매질로 접착된 것을 특징으로하는 액정표시소자
5. 제1항에 있어서 광도파로(3)의 재질이 플라스틱이고, 외부에는 반사막(4)이 입혀진 것을 특징으로하는 액정표시소자.
6. 제5항에 있어서 광도파로 내부가 비어있는 것을 특징으로하는 액정표시소자
7. 제5항에 있어서 광도파로의 단면의 모양이 사각형 또는 구형인 것을 특징으로하는 액정표시소자.
8. 제7항에 있어서, 광도파로의 단면의 면적이 빛이 입사되는 부분이 빛이 나오는 부분보다 작은 것을 특징으로하는 액정표시소자.
9. 제5항에 있어서 광도파관의 반사막 외부 전체 또는 일부분에 빛을 흡수하는 매질(5)이 입힌 것을 특징으로하는 액정표시소자.
10. 제5항에 있어서 빛이 나오는 부분의 광도파로의 모양이 상하 방향으로 비대칭인 것을 특징으로하는 액정표시소자.
11. 제1항에 있어서, 분할영역(6) 또는 하나의 액정판넬(10)을 기준으로 각각에 대응되도록 광도파관이 여러개 있는 것을 특징으로하는 액정표시소자.
12. 제1항에 있어서, 광도파관이 가로 세로 모두 16개씩 배열한 것을 기본단위인 것을 특징으로하는 액정표시소자.