KR20140071483A - 만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 장치 커버 및 베젤이 없는 디스플레이 장치 - Google Patents

만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 장치 커버 및 베젤이 없는 디스플레이 장치 Download PDF

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미카엘 에티엔
잭쿠에스 골리에르
다니엘 아로이스우스 놀란
웬델 포터 윅스
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 커버 및 디스플레이 장치가 개시된다. 일 실시예에서, 베젤과, 디스플레이 페널을 포함하는 디스플레이 장치에 연결되는 베젤 은폐식 디스플레이 커버는 제 1 표면 및 제 2 표면을 가진 만곡형 주변부를 포함하고, 상기 만곡형 주변부는 가변 갭(GA)에 의해 상기 디스플레이 장치의 베젤로부터 오프셋되도록 구성된다. 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버는 상기 만곡형 주변부의 제 1 표면 또는 제 2 표면 중 적어도 하나 상에 위치한 제 1 어레이 프리즘을 더 포함한다. 상기 제 1 어레이 프리즘은 상기 만곡형 주변부의 에지로부터 거리(L)까지 뻗어나간다. 상기 제 1 프리즘 어레이 중 프리즘 각각은 프리즘 각도(θ)를 진다. 상기 제 1 어레이 프리즘 및 만곡형 주변부는 상기 디스플레이 패널에 의해 만들어지는 베젤 근방의 이미지의 일부를 이동시켜서, 상기 이동된 이미지 일부가 상기 베젤을 넘어 관찰자에게 나타나도록 구성된다.

Description

만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 장치 커버 및 베젤이 없는 디스플레이 장치{CURVED BEZEL-CONCEALING DISPLAY DEVICE COVERS AND BEZEL-FREE DISPLAY DEVICES}
관련 출원에 대한 상호 참조문
본 출원은 35 U.S.C. § 119 하에 따라, 2011년 10월 12일에 출원된 미국 가출원 제61/546296호와, 그리고 2012년 3월 9일에 출원된 미국 가출원 제61/608995호의 우선권 주장 출원이며, 이들 가출원은 본원에 참조로서 통합된다.
본 발명은, 텔레비전과, 베젤이 없는 디스플레이 장치 등의 디스플레이 장치에 대한 만곡형 프로파일을 가진 베젤 은폐식 디스플레이 커버에 관한 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "디스플레이 장치"는, 랩탑, 노트북, 태블릿 및 데스크탑을 포함한 컴퓨터와, 모바일 텔레폰과, 그리고 텔레비전(TV)을 포함하지만 이에 제한되지 않은, 시각적인 콘텐츠를 표시할 수 있는 모든 장치들을 포함할 수 있다. 상술된 장치들 각각은 개별적인 구성요소들이 존재하는 물리적인 케이스 또는 캐비닛, 회로 보드, 회로 소자, 예를 들면 집적 전자 구성요소, 그리고 물론 디스플레이 패널 그 자체의 집적 전자 구성요소를 포함한 다수의 구성요소 부분들을 포함한다. 현재, 이러한 디스플레이 패널들은, 액정 디스플레이 소자, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 소자 또는 플라즈마 디스플레이 소자, 그리고 이러한 다수의 소자들이 배치되고, 그리고/또는 둘러싸이는 유리 또는 플라스틱 기판을 포함한 평평한 디스플레이 패널이다. 통상적으로, 평평한 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치 그 자체의 에지부는 디스플레이 패널의 동작과 관련된 전기 리드 및 다양한 다른 전자 구성요소, 예를 들면, 패널 픽셀을 구동시키는 회로, 나아가 액정 디스플레이(LCD) 디스플레이 패널의 경우에 LED 조명 장치를 위해 사용된다. 이는 평평한 디스플레이 패널 제조사가 베젤 내에서 그리고/또는 베젤 뒤에서 에지부를 감싸서, 상술된 구성요소들을 은폐시키고 디스플레이 패널의 에지부를 덮어, 전제 이미지 크기를 줄이는 결과를 초래해 왔다.
미적인 이유로 해서, 평평한 패널 디스플레이 제조업체는 이미지 시야 영역을 최대화시키고 미적으로 만족스러운 외형을 최대화시키려고 하고 있으며, 이에 따라서, 이미지를 둘러싸는 베젤의 크기를 최소화시킨다. 그러나, 이러한 최소화에 대해서는 실제적인 제한점이 있으며, 현재 베젤 크기의 폭 역시 3 mm 내지 10 mm 정도이다.
그러므로, 베젤이 전혀 없는 궁극적인 목적을 달성하기 위해, 광학적인 해결책이 제안되어 왔으며, 이러한 제안은, 이미지가 전체 패널 표면을 차지하면서, 동시에 이미지 형성 디스플레이 패널과 디스플레이 커버 사이의 갭을 줄일 수 있는 인상을 관찰자에게 제공할 것이다.
일반적으로, 본원에서 기술된 실시예들은, 디스플레이 장치에 실질적으로 베젤이 없는 외형을 제공하는 만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 커버(curved bezel-concealing display covers)에 관한 것이다. 베젤 은폐식 디스플레이 장치는 디스플레이 장치의 베젤 가까이에 있는 이미지의 일부를 이동시켜서, 상기 이동된 이미지 일부가 상기 베젤을 넘어 관찰자에게 나타나며, 이로 인해, 베젤의 외형은 최소화가 될 수 있다.
일 양태에서, 베젤과, 디스플레이 페널을 포함하는 디스플레이 장치에 연결되는 베젤 은폐식 디스플레이 커버는 제 1 표면 및 제 2 표면을 가진 만곡형 주변부를 포함하고, 상기 만곡형 주변부는 가변 갭(GA)에 의해 상기 디스플레이 장치의 베젤로부터 오프셋되도록(offset) 구성된다. 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버는 상기 만곡형 주변부의 제 1 표면 또는 제 2 표면 중 적어도 하나 상에 위치한 제 1 어레이 프리즘(array of prisms)을 더 포함한다. 상기 제 1 어레이 프리즘은 상기 만곡형 주변부의 에지로부터 거리(L)까지 뻗어나간다. 상기 제 1 프리즘 어레이 중 프리즘 각각은 프리즘 각도(θ)를 가진다. 상기 제 1 어레이 프리즘 및 만곡형 주변부는 상기 디스플레이 패널에 의해 만들어지는 베젤 근방의 이미지의 일부를 이동시켜서, 상기 이동된 이미지 일부가 상기 베젤을 넘어 관찰자에게 나타나도록 구성된다.
일부 예시들에서, 상기 만곡형 주변부는 상기 디스플레이 패널에 대해 오목형 만곡부(concave curve)를 포함하고, 그 결과 상기 갭(GA)은 상기 만곡형 주변부의 에지로부터 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 중심을 향한 방향으로 감소되되, 상기 거리(L)까지 감소된다. 일부 예시들은 상기 만곡형 주변부에 경계를 이룬 중심 영역을 포함하고, 상기 중심 영역과 상기 디스플레이 패널 간의 갭(GA)은, 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버가 상기 디스플레이 장치에 연결될 시에 약 0이 된다. 상기 만곡형 주변부의 에지에서 상기 만곡형 주변부에 대한 접선은 상기 디스플레이 패널의 평면과 각이진 각도를 가지고, 이때 상기 각도는 일부 예시들에서 20°이하이다. 일부 예시들에서, 상기 제 1 프리즘 어레이는 상기 만곡형 주변부의 제 1 표면 상에 위치하고, 상기 만곡형 주변부의 제 1 표면은 관찰자를 향한다. 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버는 상기 만곡형 주변부 상의 제 2 프리즘 어레이를 더 포함할 수 있고, 상기 제 1 및 제 2 프리즘 어레이는 상기 만곡형 주변부의 제 1 및 제 2 표면 상에 각각 위치한다. 상기 제 1 프리즘 어레이의 개별적인 프리즘의 공간 주파수는 상기 제 2 프리즘 어레이의 개별적인 프리즘의 공간 주파수와는 다를 수 있다.
일부 예시들에서, 상기 만곡형 주변부는 상기 디스플레이 패널에 대해 볼록형 만곡부(convex curve)를 포함하고, 그 결과 상기 갭(GA)은 상기 만곡형 주변부의 에지로부터 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 중심을 향한 방향으로 증가되되, 길이(L)까지 증가한다. 상기 제 1 프리즘 어레이의 프리즘 각도(θ)는 상기 디스플레이 장치의 에지에서 최대 프리즘 각도(θ1)로부터 줄어들 수 있다. 일부 예시들에서, 만곡형 주변부는 상기 베젤의 표면으로부터 뻗어나간 제 1 직선부와, 상기 제 1 직선부의 말단으로부터 뻗어나가며, 상기 제 1 프리즘 어레이가 위치하는 볼록형 만곡부와, 그리고 상기 볼록형 만곡부의 말단으로부터 뻗어나가며, 상기 디스플레이 패널과 평행을 이룬 제 2 직선부를 더 포함한다. 상기 제 1 직선부는 일부 실시예들에서, 상기 베젤과 수직을 이룬 평면에 대해 각이질 수 있다. 상기 제 1 어레이 프리즘은 상기 만곡형 주변부의 제 2 표면 상에 위치하고, 상기 만곡형 주변부의 제 2 표면은 상기 디스플레이 패널을 향할 수 있다. 일부 예에서, 상기 프리즘은 상기 커버의 제 2 면 상에 위치될 수 있고, 상기 프리즘의 제 1 패시트는 상기 프리즘에 전파되는 광과 수직을 이룬 곳에서 +/-20 도 내에 있고, 상기 프리즘의 제 2 패시트는 상기 프리즘에 전파되는 광과 평행을 이룬 곳에서 +/-20 도 내에 있다.
일부 예시들에서, 상기 만곡형 주변부는 볼록형 만곡부 및 오목형 만곡부를 포함하고, 그 결과 상기 오목형 만곡부는 상기 베젤 근방에 상기 디스플레이 장치의 에지로부터 뻗어나가서, 최대 갭(GA)은 상기 오목형 만곡부 내에서 일어나며, 그리고 상기 볼록형 만곡부는 상기 오목형 만곡부로부터 뻗어나가고, 상기 볼록형 만곡부의 종료지점에서는 갭이 없다.
또 다른 양태에서, 디스플레이 장치는 베젤 은폐식 디스플레이 커버와, 백라이트와, 디스플레이 패널과, 그리고 상기 디스플레이 패널의 주변부 에지 주위에 배치된 폭(W)을 갖는 베젤을 포함한다. 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버는 만곡형 주변부 및 상기 만곡형 주변부에 경계를 이룬 중심 영역과, 제 1 표면 및 제 2 표면과, 그리고 상기 제 1 표면 또는 제 2 표면 중 적어도 하나 상에 배치된 제 1 어레이 프리즘을 포함하며, 상기 제 1 어레이 프리즘은 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 에지로부터 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 중심 영역을 향하여 거리(L)까지 뻗어나간다. 디스플레이 패널은 상기 백라이트와 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버 사이에 위치되고, 그 결과 갭(GA)은 상기 디스플레이 패널과 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 제 2 표면 사이에 존재한다. 상기 디스플레이 패널은 이미지를 표시하기 위해 구성된다. 상기 만곡형 주변부는 상기 디스플레이 패널을 향하여 내부 방향으로 만곡되고, 상기 갭(GA)은 거리(L) 이후에 실질적으로 0이 된다.
일부 예시들에서, 상기 디스플레이 장치는 상기 만곡형 주변부와 상기 디스플레이 패널 사이에 배치된 폴리머 물질을 더 포함하며, 그리고 상기 폴리머 물질은 그 안에 퍼져있는 확산 미립자 물질을 포함한다. 일부 예시들에서, 베젤 은폐식 디스플레이 커버는 상기 만곡형 주변부 상에 제 2 프리즘 어레이를 포함하며, 그리고 상기 제 1 및 제 2 프리즘 어레이는 상기 만곡형 주변부의 제 1 및 제 2 표면 상에 각각 위치한다.
또 다른 양태에서, 디스플레이 장치는 베젤 은폐식 디스플레이 커버와, 백라이트와, 디스플레이 패널과, 그리고 상기 디스플레이 패널의 주변부 에지 주위에 배치된 폭(W)을 갖는 베젤을 포함한다. 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버는 만곡형 주변부 및 상기 만곡형 주변부에 경계를 이룬 중심 영역과, 제 1 표면 및 제 2 표면과, 그리고 상기 제 1 표면 또는 제 2 표면 중 적어도 하나 상에 배치된 어레이 프리즘을 포함하며, 그리고 어레이 프리즘은 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 에지로부터 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 중심 영역을 향하여 거리(L)까지 뻗어나간다. 상기 디스플레이 패널은 상기 백라이트와 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버 사이에 위치되고, 그 결과 갭(GA)은 상기 디스플레이 패널과 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 제 2 표면 사이에 존재한다. 상기 디스플레이 패널은 이미지를 표시하기 위해 구성된다. 상기 만곡형 주변부는 상기 디스플레이 패널로부터 외부 방향으로 만곡되고, 상기 갭(GA)은 거리(L) 이후에 최대가 된다.
일부 예시들에서, 상기 프리즘 어레이의 개별적인 프리즘의 프리즘 각도(θ)는 상기 디스플레이 장치의 에지에서 최대 프리즘 각도(θ1)로부터 줄어든다. 어레이 프리즘은 일부 예시들에서, 상기 만곡형 주변부의 제 2 표면 상에 위치하고, 상기 만곡형 주변부의 제 2 표면은 상기 디스플레이 패널을 향할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 디스플레이 커버는 디스플레이의 좌우 영역에서만 만곡되고, 여기서 좌우는 디스플레이 커버를 등분하는 가상 수직선에 대한 위치를 나타낸다.
프리즘 어레이는 만곡된 좌우 영역들에서 커버의 제 2 표면 상에 위치할 수 있는 반면, 다른 프리즘들은 상기 디스플레이 커버의 직선(비-만곡) 상부 및 하부 영역들에서 디스플레이 커버의 제 1 표면 상에 위치할 수 있다.
이해하여야 하는 바와 같이, 본 발명은 수평 또는 수직 방향으로 나란하게 위치된("타일형") 디스플레이 장치의 어레이를 포함하는 실시예들을 포함한다
이러한 양태 및 다른 양태는 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 이해할 시에 이해될 수 있고, 상기 도면에서:
도 1a는 디스플레이 패널 및 베젤을 포함한 디스플레이 장치의 앞면도;
도 1b는 디스플레이 장치의 타일형 어레이의 앞면도;
도 2는 베젤을 은폐하는 프리즘 영역을 포함한 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 앞면도;
도 3a는 개별적인 프리즘들을 도시하는 프리즘 영역의 일부의 개략적인 도면;
도 3b는 디스플레이 장치 상에 위치 함수로서 프리즘 각도(θ)를 도시한 그래프;
도 4는, 베젤 은폐식 디스플레이 커버로 덮여진 디스플레이 장치의 디스플레이 패널로부터 멀리 있는 관찰자를 개략적으로 도시한 도면;
도 5는 베젤 은폐식 디스플레이 커버 상의 위치 대 디스플레이 장치 상의 위치의 표시도;
도 6은 프리즘 각도(θ)의 함수로서, 베젤 폭(W)에 대한 갭 거리(D)의 비의 표시도;
도 7은, 프리즘들을 포함하며 프리즘 위치에서 국부적인 이미지 확대(밴딩, banding)을 도시한 디스플레이 커버의 일부를 통해 도시된 이미지 도면;
도 8은, 적색, 녹색, 및 청색(RGB) 픽셀의 어레이의 개략도로서, 픽셀이 밴딩 감소를 위해 프리즘 어레이의 프리즘들의 긴 축에 대해 수직으로 배치된 개략도;
도 9는 밴딩 감소를 위해 배치된 RGB 픽셀의 어레이의 개략도;
도 10은, 프리즘들을 포함하는 디스플레이 커버를 통해 본 이미지의 일부의 도면으로서, 프리즘들이 없는 일부와, 프리즘들이 있지만 국부적으로 흐려짐(blurring)이 없는 일부와, 그리고 프리즘들 및 국부적인 흐려짐이 있는 일부를 도시한 도면;
도 11은 만곡된 앞 패시트를 포함한 프리즘의 개략도;
도 12는 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 에지로부터 길이(L) 상에 분포된 프리즘들의 어레이를 포함한 평평한 베젤 은폐식 디스플레이 커버와, 그리고 디스플레이 패널 및 베젤의 개략도;
도 13은 양의 시야 각도 및 음의 시야 각도와, 갭(GA)을 보여주는 도 12의 프리즘들의 어레이의 단일 프리즘과, 그리고 디스플레이 패널 및 베젤의 개략도;
도 14는 프리즘 각도(θ)의 함수로서 갭/베젤 폭 비의 그래프;
도 15는 베젤의 시야를 야기시키는 프리즘들 내의 내부 반사를 보여주는 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 관찰자 측 상에 배치된 프리즘들의 어레이의 개략도;
도 16은, 관찰자가 2 개의 앞 패시트들을 통하여 이미지를 보아, 베젤의 시야를 가능케 하도록, 프리즘 세트의 각도를 보여주는 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 관찰자 측 상에 배치된 프리즘들의 어레이의 개략도;
도 17은 프리즘 각도(θ)의 함수로서 (베젤을 향한)잘못된 방향으로 관찰자 시야의 퍼센트 그래프;
도 18은 프리즘 각도의 함수로서 전반사(total internal reflection)가 일어나는 시야 각도의 그래프;
도 19는 만곡형 주변부를 포함한 디스플레이 커버와, 그리고 디스플레이 패널 및 베젤의 일부의 단면 측면도;
도 20은 도 19의 디스플레이 커버 상에 배치된 프리즘 어레이의 단일 프리즘의 개략도로서, 패시트(표면)가 디스플레이 패널과 평행하지 않도록 프리즘이 회전하는 것을 보여준 개략도;
도 21은, 디스플레이 패널 및 베젤과, 그리고 디스플레이 커버의 일부의 개략도로서, 디스플레이 커버가 디스플레이 커버의 양 측면들 상에 프리즘들을 포함한 개략도;
도 22는, 디스플레이 패널 및 베젤과, 그리고 만곡부를 포함한 디스플레이 커버의 일부의 개략도로서, 디스플레이 커버와 디스플레이 패널 간의 갭의 일부가 폴리머 물질(예를 들면 에폭시)로 충전되는 개략도;
도 23은 충전 갭(filled gap) 및 비충전 갭에 대한 프리즘 각도의 함수로서, 갭-베젤 폭 비의 그래프;
도 24는, 디스플레이 패널 및 베젤과, 그리고 만곡부를 포함한 디스플레이 커버의 일부의 개략도로서, 디스플레이 커버와 디스플레이 패널 간의 갭의 일부가 폴리머 물질(예를 들면 에폭시)로 충전되고, 상기 폴리머 물질이 미립자 산란 입자를 포함하는 개략도;
도 25는 디스플레이 패널 및 베젤과, 그리고 디스플레이 커버의 일부의 개략도로서, 상기 디스플레이 커버가 디스플레이 패널로부터 만곡된 만곡부를 포함하는 개략도;
도 26은, 제 1 및 제 2 직선부과, 그리고 만곡부를 가진 만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 일부의 개략도;
도 27은, 다양한 시야 각도에 대한 베젤 은폐식 디스플레이 커버 상의 위치 대 디스플레이 장치 상의 위치를 표시한 그래프로서, 상기 프리즘들은 32°의 각도를 가지는 그래프;
도 28은 도 27에 표시된 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 프로파일을 도시한 그래프;
도 29는 다양한 시야 각도에 대한 베젤 은폐식 디스플레이 커버 상의 위치 대 디스플레이 장치 상의 위치를 표시한 그래프로서, 상기 프리즘들은 32°의 각도를 가지고, 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 직선부는 20°로 각진 그래프;
도 30은 도 29에 표시된 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 프로파일을 도시한 그래프;
도 31은 다양한 시야 각도에 대한 베젤 은폐식 디스플레이 커버 상의 위치 대 디스플레이 장치 상의 위치를 표시한 그래프로서, 상기 프리즘들은 가변 각도를 가지고, 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 직선부는 20°로 각진 그래프;
도 32는 도 31에 표시된 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 프로파일을 도시한 그래프;
도 33은 만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 만곡형 프리즘부의 프로파일의 개략도;
도 34는 만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 프로파일 측정을 도시한 그래프;
도 35는 도 34에 표시된 만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 국부적인 곡률 진전을 도시한 그래프;
도 36은, 베젤이 보이지 않게 30°로 된 설정 시야 각도에 대하여, 외부 방향으로 만곡된 디스플레이 커버 에지부에 대한 배율 상수(magnification factor)의 함수로서, 갭-베젤 폭 비 및 L/베젤 폭 비의 그래프;
도 37은, -50°의 음의 시야 각도에 대하여, 외부 방향으로 만곡된 디스플레이 커버 에지부에 대한 배율 상수의 함수로서, 갭-베젤 폭 비 및 L/베젤 폭 비의 그래프;
도 38은, 볼록형 만곡부 및 오목형 만곡부를 가진 만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 개략도; 및
도 39는 도 38에 도시된 바와 같이 연결되어 구성된 2 개의 만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 커버 및 디스플레이 장치의 개략도이다.
예시들은 이제, 예시 실시예들이 제시된 첨부 도면을 참조하여 이하에서 보다 완벽하게 기술할 것이다. 동일 참조 번호는 도면에서 동일 또는 유사 부품을 나타내기 위해 사용된다. 그러나, 양태들은 다수의 서로 다른 형태로 구현될 수 있고, 본원에서 설명된 실시예에 한정되는 것으로 구성되지 않아야 한다
디스플레이 장치의 미적 특질, 예를 들면, 텔레비전 디스플레이 패널들, 컴퓨터 모니터들, 및 랩탑 디스플레이 패널들은 상기와 같은 디스플레이 장치들의 주변부 주위에 존재하는 베젤의 크기 및 외형에 영향을 받는다. 디스플레이 장치의 베젤은 예를 들면 디스플레이 패널의 픽셀을 구동시키는 전자 부품을 덮기 위해, 이뿐 아니라, 특정 예시에서, 디스플레이 장치에 백라이트를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, LCD 텔레비전 디스플레이 패널은 디스플레이 장치의 베젤 영역 내에 유지되는 복수의 백라이트 발광 다이오드들(LED들)을 포함할 수 있다.
지난 수년간의 경향을 보면, 베젤이 점점 소형화된다는 것을 알 수 있다. 현재의 베젤 폭은 3.0 mm 내지 10 mm 정도 된다. 그러나, 매우 큰 디스플레이 패널들을 가진 텔레비전 모델들은 적어도 2 개의 보더들(borders) 폭이 2 mm이고, 적어도 2 개의 다른 보더들 폭이 4 mm인 베젤 영역들을 이룬다. 그러나, 베젤의 존재는 작을지라도, 여전히 산만하게 보일 수 있는데, 특히, 디스플레이 장치들이 매우 크게 표시되는 이미지를 형성하기 위해 타일형 배치로 조립될 시에 그러하다. 상기와 같은 타일형 디스플레이 장치들의 베젤은 이음선(seams) 없는 큰 결합 이미지보다는 오히려 이미지 "그리드(grid)"의 바람직하지 않은 외형을 제공한다. 눈은, 상기와 같은 이미지를 보기 흉하게 만드는, 타일형 디스플레이 장치들을 분리하는 블랙 라인의 존재에 매우 민감하다.
본원의 실시예들은, 베젤을 은폐시키는 프리즘들의 하나 이상의 어레이를 가진 만곡형 주변부를 가진 성형 베젤 은폐식 디스플레이 커버들을 포함하고, 그 결과 베젤의 존재는 보이지 않거나, 예측 가능한 시야 각도 내에서 관찰자가 적어도 알아보지 못한다. 상기와 같은 디스플레이 커버는 예를 들면, 유리로부터 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유리는 화학적으로 강화된 유리일 수 있다.
이제, 도 1a를 참조해 보면, 평평한 디스플레이 패널 텔레비전으로 구성된 디스플레이 장치(10)가 도시된다. 다음 설명은 텔레비전에 관해 주로 설명되지만, 주목해야 하는 바와 같이, 본원에서 기술된 실시예는 다른 디스플레이 장치에 적합할 수도 있기 때문에, 기술된 실시예들은 텔레비전에 한정되지 않는다. 디스플레이 장치(10)는, 주변부 주위에 위치한 베젤(14)을 가진 디스플레이 패널(12)을 포함한다. 베젤(14)은 베젤부들(14a - 14d)을 포함한다. 베젤부들(14a - 14d)은 디스플레이 구동 전자부품들, 나아가 디스플레이 패널부(12)를 백라이트할 수 있는 백라이트 하드웨어, 예를 들면, 에지 발광 다이오드들(LED들)을 둘러쌀 수 있다. 베젤부들(14a - 14d)은 예를 들면, 3 mm 내지 10 mm 등의 특정 폭을 가질 수 있다. 베젤부들(14a - 14d)은 시청자가 집중을 하지 못하도록 할 수 있고, 특히, 여러 개의 디스플레이 장치가 도 1b에 도시된 바와 같이, 전체 이미지를 보기 위해 매트릭스로 배치되는 경우에 특히나 그러할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)를 개략적으로 도시한다. 제시된 실시예의 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)는 디스플레이 장치(예를 들면, 도 1a에 도시된 바와 같은 디스플레이 장치(10))에 기계적으로 연결되도록 구성된다. 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)는 디스플레이 장치(10) 상에 장착되어야 하고, 그 결과 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)와 디스플레이 장치(10)의 표면 사이에는 갭(예를 들면, 낮은 인덱스 갭(index gap) 또는 에어 갭)이 있다. 일 실시예에서, 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)는, 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 코너에서 투명 필러들(transparent pillars)(미도시)에 의해 디스플레이 장치(10)에 연결된다.
베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)는 예를 들면, 디스플레이 커버의 주변부에 인접한 4 개의 프리즘부들(18a - 18d)을 포함한 주변부(17)를 포함할 수 있다. 이하에서 더 상세하게 기술되는 바와 같이, 프리즘부들(18a - 18d)은, 관찰자에 대해 베젤부들(14a - 14d) 뒤에 위치한 디스플레이 패널(12)의 영역을, 광 굽힘(굴절) 필터(light bending filter)로 작동시키는 어레이에 배치된 다수의 프리즘들을 포함한다. 디스플레이 커버 및 프리즘부들(18a - 18d)에 의해 제공된 광 굽힘 필터는 베젤을 은폐시키는 것이 가능하고, 그 결과 베젤의 존재는 보이지 않거나, 적어도 적어도 예측 가능한 시야 각도 내에서 관찰자에게 손쉽게 나타나지 않는다.
일부 실시예들에서, 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)는, 어떠한 프리즘들을 포함하지 않아 실질적으로 평평한 프리즘부들(18a - 18d)에 의해 경계가 이루어진, 육안으로 투명한 중심 영역(20)을 더 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)는 주변부(17)에 의해 정의된 프레임이 단지 제공되도록 중심 영역을 포함하지 않는다.
베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)는 유리로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 유리는, 이온 교환 유리, 산-세척 유리 또는 이 둘 다 등의 화학적으로 강화된 유리일 수 있다. 프리즘부들(18a - 18d)은 예를 들면, 3M 사에서 제조된 비쿠이티(Vikuiti) 이미지 유도 막(IDF II) 등의 디스플레이 커버에 고정될 수 있는, 상업적으로 이용 가능한 광 굽힘 필터 물질로 만들어질 수 있다. 이해하여야 하는 바와 같이, 비쿠이티는 다수의 가능한 광 굽힘 필터 해결책 중 하나이기 때문에, 단지 비-제한적인 예시로서 본원에서 나타난다. 또 다른 예시에서, 광 굽힘 필터들은 디스플레이 커버(16)에 직접 통합될 수 있다. 예를 들면, 프리즘들은 디스플레이 커버 물질에 직접 형성될 수 있다. 이하에서 보다 상세하게 기술된 바와 같이, 전문화된 광 굽힘 필터들은 관찰자로부터 베젤을 은폐시키려는 목적에 대해 최적화되고 개발될 수 있다. 주목하는 바와 같이, 비쿠이티 광 굽힘 필터를 사용할 시에, 원하는 측 방향 이동은 약 2.7 배의 갭을 필요로 할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 프리즘들은 디스플레이를 둘러싸고 플라스틱 또는 유리 등의 투명 물질로 구현된 프레임의 부분일 수도 있다. 프레임은 예를 들면, 인젝션 몰딩에 의해 제조될 수 있고, 상기 몰딩 그 자체는 원하는 광학 효과를 만들어 내기 위해 필요한 마이크로프리즘 구조를 포함할 수 있다. 상기와 같은 실시예들에서, 중심 영역(20)은 공간이 없을 수 있다.
이제, 도 3a를 참조하면, 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16) 상에 위치한 프리즘부(18)의 일부가 제시된다. 프리즘부(18)는 삼각형인 다수의 프리즘들(22)을 포함한다. 프리즘들(22)은 도면에서, (관찰자를 향한) 디스플레이 커버(16) 상의 외부 표면 상에 위치한다. 프리즘들(22)은, 베젤 근방의 이미지가 이동되도록 하는 프리즘 각도(θ)를 포함하고, 상기 프리즘 각도는 광 대부분이 프리즘을 통과하는 프리즘의 면들(패시트들)에 의해 경계가 지어진 각도이다. 도 3b는 디스플레이 장치(10) 상의 위치 함수로서 프리즘 각도(θ)를 보여주는 그래프이다. 일반적으로, 프리즘들(22)의 각도(θ)는 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 에지에서 최대로 되고, 디스플레이 커버의 에지로부터 떨어질 시에 0으로 떨어져야 한다(즉, 프리즘들이 전형 없음). 이에 따라서, 디스플레이 패널(12)에 의해 만들어진 이미지의 작은 부분만이 이동될 것이다. 프리즘들의 어레이의 주파수, 즉 프리즘들의 주기성은 최종 이미지에서 얼라이어싱(aliasing)을 방지하기 위해, 디스플레이 패널의 픽셀의 주파수보다 커야 한다. 일반적으로, 프리즘들은 디스플레이 패널의 픽셀보다 작은 크기를 가져야 한다. 예를 들면, 개별적인 프리즘들은 디스플레이 패널의 단일 픽셀의 크기의 1/10만큼 작아질 수 있다.
실 곡선(solid curve)(24)은 거리(L)에 걸쳐, 프리즘들의 각도(θ)가 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 에지들로부터 선형적으로 감소되어 중심 영역에서 0으로 떨어지는 예시를 도시한다. 파선 곡선(26)은 프리즘들의 각도(θ)가 거리(L)에 걸쳐 비-선형적으로 변화하는 예시를 도시한다. 파선 곡선(26)의 보다 복잡한 프로파일은 방해하는 이미지의 불연속성을 피하는 목적으로 고려될 수 있다.
도 4는 디스플레이 장치(10)의 디스플레이 패널(12)로부터 멀리 위치한 관찰자(O)를 개략적으로 도시하고, 이때 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)는 디스플레이 패널과 관찰자(O) 간에 위치한다. 갭(GA)은 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)와 디스플레이 패널(12) 간에 존재한다. 시뮬레이션은 디스플레이 패널(12)로부터 관찰자(O)로 발광된 광선을 추적하고, 디스플레이 패널(12) 상의 주어진 위치 X1와, 그리고 상기 광선이 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)에 부딪친 위치 X2를 나타낸다. 일 시뮬레이션에서, 프리즘들은 관찰자(O)를 향하고, 프리즘들의 프리즘 각도는 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 맨 가장자리(very) 에지에서 (즉, above a portion of 베젤(14)의 일부 상에서) 32°로부터 디스플레이 커버(16)의 외부 에지로부터 약 10 mm 떨어진 거리에서 0°로 선형으로 변화한다. 시뮬레이션에서 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 굴절률은 1.5이고, 갭(GA)은 약 15 mm이다.
도 5는, 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)(X2=0)의 맨 가장가리 에지에서, 관찰자(O)가 보는 디스플레이 장치(10)의 디스플레이 패널(12) 상의 위치 X1가 디스플레이 커버(16)의 에지로부터 약 4.8 mm 떨어진 것을 도시한 시뮬레이션 결과의 그래프이다. 이에 따라서, 베젤(14)은, 크기(폭)이 4.8 mm보다 작은 경우, 관찰자에 보이지 않을 것이다.
프리즘에 의해 만들어질 수 있는 빔 편향량은 프리즘의 각도(θ) 함수이다. 도 6에 도시된 그래프는 프리즘 각도(θ) 함수로서, 베젤 폭(W)에 대한 갭(GA)의 비를 도시하고, 이때 굴절률은 1.5라 하며, 그리고 추가로 베젤이 20°의 시야 각도에 대해서는 기본적으로 보이지 않는다고 가정한다. 제한적이지 않은 예시로서, 45 도의 프리즘 각도(θ)를 사용함으로써, 갭은 베젤 폭의 적어도 4 배가 필요하다(GA/W 비는 4).
본원에서 기술된 베젤 은폐식 디스플레이 커버들의 도입은 관찰자에 보일 수 있는 디스플레이 장치에 의해 표시된 이미지에 인공물 및/또는 왜곡물을 도입시킬 수 있다. 이하에서 기술된 것은 도입될 수 있는 여러 개의 이미지 인공물이고, 나아가 상기와 같은 이미지 인공물 및/또는 왜곡물의 외형을 최소화시키기 위해 최적화될 수 있는 설계 파라미터들이다.
디스플레이 장치(10) 등의 디스플레이 장치의 베젤 근방의 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 선행 예시들에 의해 제공된 국부적인 광 굽힘 필터들은 국부적인 이미지 확대를 만들어 낼 수 있다. 상기 국부적인 확대의 제 1 영향은, 이미지 왜곡 보정 알고리즘을 사용하여, 부분적으로 보상될 수 있는 이미지 변형을 도입시킬 수 있다. 이미지 왜곡 보정 알고리즘은 확대 외형을 최소화시키기 위해 디스플레이 패널(12)에 의해 표시된 이미지를 조종할 수 있다. 그러나, 이미지의 왜곡이 시야 각도(γ) 함수이기 때문에(예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같음), 이미지는 주어진 시야 각도에 대해 단지 보상될 수 있다(예를 들면, 디스플레이는 수직 입사에서 보이거나 다른 일부 정지 시야 각도(γ)에서 보일 시).
국부적인 확대에 관련된 또 다른 이미지 인공물로 인해, 개별적인 픽셀들의 이미지는 크게 확대될 수 있어, 이미지에 색상 또는 블랙 밴드들(band)의 도입을 초래한다. 도 7은 픽셀 단위로 보이는 스크린(pixilated screen) 앞에 위치한 가변 각도 프리즘 구조를 사용함으로써, 국부적으로 이미지가 확대되는 경우를 도시한다. 확대로 인하여, 픽셀들 간의 공간으로부터 얻어진 영역(30) 내에 넓은 어두운 밴드들(28)이 크게 확대되고, 이로 인해, 이미지에서 육안으로 보이는 주목할만한 블랙 라인들이 초래된다. 이러한 효과는 "밴딩(banding)"이라 한다.
예시로서, 밴딩은 동일한 색상의 픽셀들 간의 공간을 최소화시킴으로써 감소되거나 제거될 수 있다. 도 8은, 디스플레이 패널(10)의 적색, 녹색 및 청색 픽셀들(32, 34 및 36 각각)이 프리즘들의 긴 축(37) 방향에 대해 직각으로 정렬되는 예시를 도시한다. 또 다른 접근법은 도 9에 도시된다. 이러한 접근법은 서로에 대해 큰 각도로(예를 들면, 약 45 도) 픽셀들(예를 들면, 적색, 녹색 및 청색 픽셀(32, 34 및 36) 각각)을 정렬시키는 것, 그리고 색상이 입혀진 다른 모든 라인을 이동시키는 것을 포함한다. 상기의 경우에서, 색상이 입혀진 밴드 또는 블랙 밴드는 다른 모든 라인에 이동되고, 그러므로, 덜 보이게 된다.
추가적으로, 개별적인 픽셀들의 크기는 확대 효과를 최소화시키기 위해 조종될 수 있다. 55 인치(약 1.4 m)의 대각선 디스플레이 등의 큰 디스플레이에서 전형적인 단일 픽셀 크기는 해상도에 의존하여 약 0.7 mm이며, 이는 5의 배율 상수로 픽셀이 손쉽게 보일 수 있다는 것을 의미한다. 이는, 디스플레이 패널의 픽셀들을 작게 하거나, 서로 다른 기하학적인 형상을 가지게 함으로써 방지될 수 있다. 5의 배율 상수에 대하여, 5 배가 더 작을 수 있는 서브-픽셀을 이용하는 것은 인지 밴딩을 제거할 수 있다. 전자적인 관점으로 보면, 서브-픽셀의 각 세트는 동일한 트랜지스터에 의해 여전하게 구동될 수 있고, 이로 인해, 보다 복잡한 전자 회로를 피할 수 있다.
베젤 은폐식 디스플레이 커버는 또한 밴딩을 감소 또는 제거하기 위해 수정될 수도 있다. 예를 들면, 밴딩은, 프리즘들의 패시트들 상에 거칠기를 도입시켜 단일 픽셀의 이미지를 다소 흐릿하게 함으로써, 또는 평평한 것 대신에 다소 만곡된 표면을 만듦으로써(즉, 프리즘에 렌즈 구성요소들을 추가), 감소 또는 제거될 수 있다. 적합한 거칠기는 예를 들면, 마스터와, 상기 마스터의 마이크로 복제(replication)를 생성하는 다이아몬드 선회 기술에 의해 얻어질 수 있다. 도 10은, 프리즘들의 일부(40)가 곡률(부분적으로, 흐릿한 존)을 가지고, 프리즘들이 단지 평평한 패시트들(흐릿한 존이 없음)을 가진 또 다른 부분(42)이 있는 이미지를 도시한다. 볼 수 있는 바와 같이, 픽셀들 간의 넓고 어두운 라인들은 부분(42)에서 제거된다. 부분(44)은 프리즘들이 없는 것을 보인 것이다. 도 11은 만곡부(46)을 포함한 프리즘(22)의 개략적인 도면이다.
관찰자가 수직 입사로 디스플레이 장치(10)를 볼 수 없을 시에, 베젤(14)은 관찰자에게 부분적으로 또는 전체적으로 보일 수 있다. 특히, 관찰자(O)가 디스플레이 장치(10)에 매우 가깝게 위치할 시에, 관찰자는 높은 입사 각도로 디스플레이 커버의 에지 모두를 볼 수 있으며, 이때 상기 높은 입사 각도는 베젤부들 모두가 보일 수 있고, 예를 들면, 박스 내부의 텔레비전의 인상을 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 증가된 시야 각도에서의 베젤의 가시성의 감소는, 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 프리즘부들(18a - 18d) 상에 확산 직물(diffusing texture)을 추가함으로써 달성될 수 있다. 이미지는 베젤부들(14a - 14d)에 가까운 이러한 영역에서 부분적으로 흐려질 수 있는데, 이는 상기 이미지의 부분이 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16) 그 자체 상에서 발생될 수 있기 때문이다. 그러나, 큰 텔레비전에 대해 흐릿한 영역을 10 mm 가지는 것은 현저한 시각적인 방해일 수 없는데, 이는, 관찰자가 일반적으로 이미지의 중심 근방에서 이들의 관심사를 볼 수 있으며, 주변 정보가 중요하지 않기 때문이다. 일부 예시들에서, 프리즘부들(18a - 18d)은 시야 각도를 크게 하기 위해, 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 각 측면 상에 프리즘들을 가질 수 있다.
이제, 도 12를 참조해 보면, 관찰자(O)가 디스플레이 패널(12)에 대한 법선에 대해 γ의 시야 각도로 디스플레이 장치(10)(예를 들면, 텔레비전)를 본다고 하자. 베젤(14)이 시야 각도(γ)에서 보이지 않기 위해서는, 디스플레이 커버(16) 상에 위치된 프리즘들(22)에 의해 도입된 편향 각도(δ)가 다음과 같이 필요로 한다:
δ = γ + arctan(W/GA) (1)
또는
GA = W/ tan(δ-γ)
여기서, δ는 프리즘 편향 각도이고, γ는 시야 각도이고, W는 베젤 폭이며, 그리고 GA는 디스플레이 패널(12)과 디스플레이 커버(16) 사이의 갭의 거리이다. 도 12는 또한 프리즘들이 위치하여 디스플레이 커버의 에지로부터 디스플레이 커버의 내부를 향해 연장되는 다음의 최소 거리(L)를 보여준다:
L = W + GAtan(γ) (2)
식 1은 프리즘 편향 각도(δ)가 증가될 시에 또는 시야 각도(γ)가 감소될 시에 갭(GA)이 감소되는 것을 보여주고 있으며, 이는 베젤(14)이 보다 작은 시야 각도에서 관찰자에게 보일 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 식 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 베젤을 은폐시키기 위해 디스플레이 커버의 에지로부터 프리즘들(22)의 분포의 필요한 길이(L)는 작은 갭(GA)을 위해 감소될 수 있고, 이는 이미지 인공물이 디스플레이 장치의 에지에 근접한 이미지의 작은 부분 내에 국부적으로 남아 있다는 것을 의미한다. 이제, 도 13을 참조해 보면, 관찰자(O)는 폭(W)을 가진 베젤(14)에 의해 둘러싸인 디스플레이 패널(12)을 갖춘 디스플레이 장치(10)를 보고 있다. 프리즘들의 어레이 중 단일 프리즘(22)이 도시된다. 프리즘(22)은 앞 패시트(front facet)(56), 비-통과 패시트(48), 및 뒷 패시트(50)를 가진다. 뒷 패시트(56) 및 앞 패시트(50)는 프리즘 각도(θ)를 정의한다. 프리즘들(22)이 관찰자(O)를 향해 있다고 하면(유리 커버의 관찰자 측 상), 편향 각도(δ)는, 시야 각도를 서로 다른 값에 고정시키는 동안 판별된 베젤 폭에 대한 갭의 비(GA/W)와, 프리즘 각도(θ)에 대해 계산될 수 있다.
도 14는, +30 도의 양의 시야 각도(+γ) 까지 베젤이 보이지 않게 유지되는 것이 바람직하다는 가정 하에, 최소 갭 - 베젤 폭의 비(GA/W)를 도시한 그래프이다. 프리즘들에 대한 굴절률은 1.56 이라 하자. 도 14에서 볼 수 있는 바와 같이, 프리즘 각도(θ)는 관찰자에게 베젤이 보이지 않게 유지하기 위해, 그리고 적정한 갭(GA)을 유지하기 위해 적어도 55°가 되어야 한다. 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 구성에 대한 최적의 설계는 이하에서 보다 상세하게 기술된 다른 이미지 인공물의 함수일 수 있다.
도 15는 작은 프리즘 각도(θ)를 가진 프리즘들(22)을 사용할 시의 결과물을 도시하며, 이때 비-통과 패시트(48)(광 선이 통과하지 않은 패시트)는, 광선이 통과하는 앞 패시트(50) 근방에서 서로 마주하여 90°로 설정된다(즉, 각도 β만큼 형성된 직각 삼각형). 선(52)을 따라 디스플레이 패널 이미지를 볼 시에, 선(52)은 전반사를 통하여 비-통과 패시트(48)에 의해 반사되고, 베젤(14)이 보이도록 하는 방향으로 전파된다. 예시로서, 프리즘 각도(θ)가 55°이면, 프리즘에 입사하는 선의 약 40%는 잘못된 방향으로 전파된다.
대안적으로, 프리즘(22)의 각도(β)로 인하여, 프리즘(22)의 비-통과 패시트(48)는 프리즘의 내부의 통과 선(54)과 평행하다(도 16에 도시됨). 그러나, 광의 부분이 이제 프리즘(22)의 패시트들(48) 중 하나에 의해 직접 전송될 시에, 55°의 프리즘 각도(θ)에 대해 프리즘을 통과하는 광의 약 40%는 잘못된 방향으로 여전하게 전파될 것이다. 도 17의 그래프는 프리즘 각도(θ) 함수로서 잘못된 방향으로 굴절되는 광의 양을 도시하며, 약 55°의 프리즘 각도(θ)에 대해, 광선의 약 40%가 잘못된 패시트(즉, 패시트(48))로 진행하는 것을 도시하고, 이는 관찰자(O)가 볼 수 있는 이미지가 에지에서 보다 흐릿하게 보인다는 것을 의미한다. 40%가 대부분의 관찰자에게 인지될 수 있는 반면, 40% 보다 큰, 잘못된 편향 광의 양이 시각적으로 인지될 수 없다고 하자. 결과적으로, 늘어난 이미지는 그의 에지에 보다 흐릿해질 것이며, 55°의 프리즘 각도(θ)는 40% 아래로의 밝기 감소를 유지하기 위한 최대 프리즘 각도이다.
다시, 도 13을 참조해 보면, 프리즘(22)이 관찰자(O)를 향하고 평평한 유리 기판 상에 위치될 시에, 뒷 패시트(56)(디스플레이 커버(16)에서의 패시트)는 디스플레이 패널(12)의 평면과 평행하다. 큰 음의 시야 각도(-γ)에서, 뒷 패시트(56)에서의 광선의 입사 각도는 매우 크게 되고, 상기 광선은 뒷 패시트(56)에서 전반사로 반사된다. 도 18의 그래프는 프리즘 내의 전반사의 시작을 위해 시야 각도(γ) 함수로서 프리즘 각도(θ)를 도시하고, 약 55°의 프리즘 각도(θ)에 대해 전반사가 약 -31°의 시야 각도(γ)로 시작되는 것을 보여준다. 약 -31°보다 작은 음의 시야 각도(-γ)에 대해서, 프리즘(22)은 확산 반사체처럼 보일 것이다.
본원에서 기술된 베젤 은폐식 디스플레이 커버들은 만곡형 주변부들을 가지고, 그 결과 프리즘의 어레이를 포함한 주변부는 디스플레이 장치를 향한 내부 방향으로 만곡되거나, 또는 디스플레이 장치로부터 벗어난 외부 방향으로 만곡된다. 디스플레이 커버의 만곡부들은 프리즘의 각도를 변화시키는 유연성을 제공할 수 있고, 이뿐 아니라 갭(GA)의 크기도 제공할 수 있다. 그러므로, 만곡형 주변부들을 가진 베젤 은폐식 디스플레이 커버들은 평평한 주변부들을 가진 베젤 은폐식 디스플레이 커버들에 대해 가시성 각도를 증가시킬 수 있다. 평평한 커버 시트 설계에서, 갭(GA)은 베젤 은폐식 디스플레이 커버와 디스플레이 장치 사이 어디서나 위치하는데, 이는 55 인치(약 1.4 m)의 얇은 유리 시트가 매우 유연하기 때문에 파손 문제가 있을 수 있다. 도 19는 디스플레이 패널(12)에 대해 오목한 주변부(17)(즉, 디스플레이 커버(16)의 곡률이 디스플레이 패널(12)을 향해 내부 방향으로 만곡됨)를 가진 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)를 개략적으로 도시하며, 이때, 상기 디스플레이 커버(16)는 디스플레이 패널(12)을 디스플레이 패널(12)의 실질적인 모든 표면 상에 접촉시킨다(또는 거의 접촉시킨다). 즉, "실질적인 모든"이 의미하는 것은, 디스플레이 커버가 디스플레이의 에지에 인접한 만곡형 주변부(17)를 제외하고, 디스플레이 패널(12)과 접촉한다는 것(거의 접촉한다는 것)이다. 가변 각도(φ)는, 베젤(14) 및 디스플레이 패널(12)에 의해 정의된 평면과 오목형 주변부(17) 사이에서 존재한다. 디스플레이 커버(16)가 오목하기 때문에, 갭(GA)은 길이(L)를 따라 디스플레이 장치(10)의 에지로부터 감소된다.
디스플레이 커버의 관찰자 측 상에 위치한 프리즘들(22)에 대해서, 기하학적인 문제는 상술된 평평한 디스플레이 커버 예시들과 유사하되, 프리즘들이 디스플레이 커버의 각도로 인해 에지에서 회전된다는 점을 제외하고는 유사하다. 도 13과 유사하게, 도 20은 폭(W)을 가진 베젤(14)에 의해 둘러싸인 디스플레이 패널(12)을 갖춘 디스플레이 장치(10)를 보고 있는 관찰자(O)를 도시한다. 도 12에서 도시된 오목형 주변부(17)의 관찰자를 향한 표면 상에 위치한 프리즘들의 어레이 중 단일 프리즘(22)이 도시된다. 프리즘(22)은 뒷 패시트(56), 비-통과 패시트(48), 및 앞 패시트(50)를 가진다. 뒷 패시트(56) 및 앞 패시트(50)는 프리즘 각도(θ)를 정의한다. 프리즘들(22)이 관찰자를 향한다고 하면(유리 커버의 관찰자 측 상), 편향 각도(δ)는, 시야 각도를 서로 다른 값에 고정시키는 동안 판별된 베젤 폭에 대한 갭의 비(GA/W)와, 프리즘 각도(θ)에 대해 계산될 수 있다.
도 13에 대해 상술된 바와 같이, 프리즘(22)이 관찰자(O)를 향해 있을 시에, 뒷 패시트(56)(오목하고 만곡된 표면 상의 디스플레이 커버(16)에서의 패시트)는 디스플레이 패널(12)의 평면에 대해 각이져 있다. 뒷 패시트(56) 상의 입사 각도(α)는 화살표 A에 의해 나타난 바와 같이, 오목형 표면으로 인해 변화하게 된다. 동일한 편향에 대해서, 앞 패시트(50) 상에서의 광선 각도는 프리즘의 각도 변위가 증가함에 따라 증가한다. 결과적으로, 전반사가 일어나는 음의 시야 각도가 감소될 것이다. 이에 따라서, 디스플레이 패널(12)의 평면(87)과 디스플레이 커버의 만곡부의 에지에 대한 접선(85) 사이의 각도(φ)는 가능한 작아야 한다.
예시 1
본 예시에서, 디스플레이 커버의 에지에서 디스플레이 커버 접선의 각도(φ)는 10 도이고, 에지에서의 최대 갭(GA)은 10 mm이다. 프리즘 각도(θ)는 14 mm의 거리(L)에 걸쳐 65°로부터 0°로 선형적으로 감소된다. 디스플레이 장치의 베젤 폭(W)은 4 mm이다. 베젤이 보이지 않는 시야 각도 범위는 약 -20° 내지 약 +30°에서 관측되었다.
상술된 바와 같이, 오목한 곡률에 대해서, 전반사는 보다 일반적일 수 있는데, 이는 커버 유리의 경사가 프리즘들(22)의 출구 면 상에서 입사 각도를 증가시키기 때문이다. 일부 실시예들에서, 입사 각도의 증가는 (디스플레이 패널(12)을 향한) 디스플레이 커버(16)의 뒷 표면(즉, 제 2 표면)에 제 2 프리즘 어레이를 추가시킴으로써 피할 수 있고, 그 결과 프리즘들(22)의 뒷 패시트들(56)은 도 21에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(10)의 평면과 평행하게 만들어질 수 있다. 도 21에서, 제 1 프리즘 어레이 중 단일 앞면 프리즘은 참조 번호를 22a라 표기하고, 제 2 프리즘 어레이 중 단일 뒷면 프리즘은 참조 번호를 22b라 표기한다. 이러한 방식으로, 진입 입사 각도(α) 및 출구 입사 각도(φ) 둘 다는 제어될 수 있고, 평평한 디스플레이 커버 작동을 초래한다. 그러나, 특히, 2 개의 프리즘 어레이가 유사한 공간 주기로 겹쳐질 시에, 보일 수 있는 모아레 효과(moire effects)가 일어날 수 있다. 결과적으로, 서로 다른 공간 주파수는 2 개의 프리즘 어레이에 대해 선택될 수 있고, 그 결과 모아레 효과는 극도로 높은 공간 주파수에서 일어나게 된다. 추가적으로, 프리즘들의 위치를 임의로 정하는 것은 주기적인 이미지 결함을 제거하는데 도움을 줄 수도 있다.
이제, 도 22를 참조해보면, 일부 실시예들에서, 플라스틱 물질(86)(예를 들면, 에폭시)은 만곡형 디스플레이 커버(16)의 뒷 표면 상에 인젝션 몰딩에 의해 제공될 수 있다. 도 22에 도시된 바와 같이, 출력은, 전반사가 매우 좋은 상황에 있는 디스플레이와 병행하게 된다. 그럼에도 불구하고, 갭이 디스플레이 커버(16)와 디스플레이 패널(12) 사이에 존재할 시에, 프리즘들의 양 패시트들은 광 굽힘에 기여한다. 플라스틱 또는 에폭시로 충전하면, 단지 앞면은 증가된 갭(GA)에 대해 필요성을 이끄는 것에 기여한다. 도 23은 +30°의 시야 각도까지 베젤이 없는 인상을 유지하기 위한 필요성이 있을 수 있는 프리즘 각도(θ) 함수로서, 갭-베젤 폭의 비(GA/W)의 표기를 도시한다. 도 23의 표기에 의해 도시되 바와 같이, 프리즘 각도가 55°이면, 갭이 에폭시로 충전될 시에 갭/베젤 폭의 비는 약 4이고(곡선(88), 갭이 공기로 충전될 시에는 약 2이다(곡선 90).
일부 실시예들에서, 이미지는, 관찰자에게 인지할 수 있는 큰 산만함 없이 에지에서 완벽하게 흐려질 수 있다. 우선, 실제 이미지, 예를 들면, 영화 같은 경우, 일반적으로 영화에는 이미지의 에지에 약간의 정보를 가지고 있고, 대부분의 동작은 디스플레이 장치의 중심 영역에서 집중된다. 또한, 관찰자는 이미지의 중심에서 관찰자의 관심을 집중하는 경향이 있으며, 에지를 상기 관찰자의 시야 밖으로 둔다.
이에 따라서, 람베르 표면 확산기(Lambertian surface diffusers)가 관심 결과물을 제공하는 것처럼 보이긴 하지만, 표면 확산기는 주변 광의 산란으로 인해 백색 외형으로 에지를 제공한다. 게다가, 10 mm 미만(< 10 mm)으로 갭이 감소하는 것은 이미지의 밝기를 감소시키는 경향이 있다. 일부 실시예들에서, 도 24에 도시된 바와 같이, 뿌연 것(haze)은 퍼져 있는 확산 입자를 포함한 에폭시(86)로 갭을 충전함으로써, 제거될 수 있고, 상기 입자는 산란 중심으로서 실행된다. 산란 중심을 설계함으로써, 후방 산란은 최소화되고, 상기 뿌연 것은 방지될 수 있다. 산란에 관련된 평균 자유 통로 길이(mean free path length)가 에폭시의 두께보다 커서, 다수의 산란 이벤트가 일어나지 않는다고 가정하자. 게다가, 이미지는 갑작스런 급증(abrupt jump) 없이 비-흐릿한 것으로부터 흐릿한 것으로 서서히 진행된다. 나아가, 백라이트 파라미터 일부를 조정하는 것은 낮은 밝기 문제를 만들어 낼 수 있다. 예를 들면, 백라이트 광원(예를 들면, 발광 다이오드)에 의해 발광된 광 일부는 통상적으로 전반사 모드에서 있지 않고, 그 결과 상기 광 일부는 광 안내 판의 맨 가장자리 에지에서 광 안내 판으로부터 누설된다. 상기 광이 방해가 되는 대신에, 상기 광은 확산기로 지향될 수 있고, 에지에서 이미지 밝기를 증가시킬 수 있다.
상술된 바와 같이, 갭(GA)을 최소화하기 위해, 프리즘 각도(θ)는 증가되어야 한다. 그러나, 이는 이미지 인공물을 도출해낼 수 있고, 디스플레이 패널에 대한 입사 법선에서 볼 시에도 그러하다. 예시에서, 프리즘 각도(θ)가 55°에서 시작하는 평평한 커버 유리 설계에 있어서, 기대할 수 있는 바와 같이, 광의 40%가 잘못된 방향으로 편향된다.
도 25는 디스플레이 커버(16)가 에지에서 볼록형 만곡형 주변부를 가지는 실시예를 도시한다. 즉, 만곡부들은 디스플레이 패널(12)로부터 외부 방향으로 만곡된다. 도 25는 수직 입사로 볼록형 만곡부를 강타하는 광선을 도시한다. 프리즘들(22)의 어레이는 디스플레이 패널(12)을 향하는 디스플레이 커버(16)의 제 2 표면 상에 위치한다. 광선은 큰 각도로 디스플레이 커버(16)의 디스플레이 패널 측 상의 프리즘들 상에 입사하고, 광선은 매우 크게 편향된다. 또한, 디스플레이 커버(12)의 관찰자 측 상에는 프리즘들이 없기 때문에, 잘못된 프리즘 패시트 상으로 입사하는 광선은 걱정하지 않아도 된다. 결과적으로, 큰 광선 편향은 이 실시예에서, 이미지에 영향 끼침 없이(확대 및/또는 밴딩 무시) 허용될 수 있다.
디스플레이 커버(16)의 디스플레이 패널 측면 상의 프리즘 각도(θ)는, 앞 패시트 상의 광선의 각도가 (시청자가 수직 입사에서 있을 시에) 수직 입사에 가까워지도록 정의된다. 그렇게 함으로써, 베젤(14)이 여전하게 보일 수 없는 음의 시야 각도는 증가될 수 있고, 전반사도 피할 수 있게 된다. 대부분의 광선 편향은 디스플레이 커버(12) 그 자체(프리즘이 없음)의 관찰자 측에 의해 도입된다. 적어도 수직 입사에서의 이미지는 실질적으로 인공물이 없을 것이며, 비록 보다 작은 갭(GA)이 포함되지 않긴 하더라도 그러하다.
이제, 도 26을 참조해 보면, 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)는 성형 커버 유리(70)와, 상기 유리에 고정된 각진 필터 막(80)을 포함한다. 커버 유리(70)는 디스플레이 장치(10)의 베젤(14)과 디스플레이 패널(12) 간의 갭을 제공하는 높이(h)에서 제 1 직선부(71)를 가진다. 커버 유리(70)는 반경(R)을 가진 만곡부(72)와, 그리고 디스플레이 장치(10)의 중심부 상에서 뻗어나간 제 2 직선부(73)를 더 포함한다. 일 실시예에서, 커버 유리(70)는 화학적으로 강화된 유리이다. 상술된 바와 같이, 프리즘들의 어레이를 포함하는 각진 필터 막(80)은 커버 유리(70)의 밑면(즉, 제 2 표면)에 고정될 수 있고, 이와 유사하게, 제 1 직선부(81)와, 프리즘들을 가진 만곡부(82)와, 그리고 제 2 직선부(83)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 각진 필터 막(80)은 단지 만곡부(82)에서 제공된다. 제시된 실시예에서, 프리즘들은 도 25에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(12)을 향해 있고, 그 결과 각진 필터 막(80)의 평평한 부분은 커버 유리(70)에 고정된다. 다른 실시예들에서, 굴절률 정합 접착제(index-matching adhesive)는 각진 필터 막(80)의 각이진 측면을 커버 유리(70)에 고정시키거나, 또는 각각의 측면 상에서 프리즘들을 가진 각진 필터 막을 고정시키기 위해 이용될 수 있다.
상술된 바와 같이, 프리즘들의 각도는 디스플레이 장치(10)의 에지에 가까운 곳에서 최대가 되어야 하며, 그리고 디스플레이 장치(10)의 에지로부터 일부 거리에서 최소로(예를 들면, 0) 떨어져야 한다. 주목하는 바와 같이, 일부 시야 각도에서, 만곡부는 프리즘들이 전반사 상황에서 동작되도록 할 수 있고, 이로 인해 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 부분들이 미러와 같이 보이도록 할 수 있다. 상술된 바와 같이, 전반사, 나아가 시야 각도 범위를 증가시키는 것을 설명하기 위한 일 방식은 각진 필터 막(80)의 만곡부(82)에서(또는 프리즘들이 유리에 직접 형성되는 실시예들에서 커버 유리(70)의 만곡부(72)에서) 프리즘들의 각도 변화 프로파일을 최적화시키는 것이다. 하술된 것은 만곡형 주변부(17)를 가진 디스플레이 커버(16)의 여러 개의 예시들이다. 아래의 예시들은, 프리즘들이 디스플레이 장치(10)를 향해 있고, 은폐되는 베젤 크기가 3 mm이며, 그리고 최대 시야 각도가 40°인 경우로 한정된다.
예시 2
도 27 및 28은, 프리즘들의 각도가 32°로 일정하고, 높이(h)가 8.5 mm이며, 그리고 반경(R)이 7.0 mm인 시뮬레이션의 결과를 도시한다. 도 27에서, 수직 축은 디스플레이 패널(12) 상에 위치를 둔 X1(밀리미터)이다. 수평 축은, 광선이 디스플레이 커버(12)를 강타하는 곳에 위치를 둔 X2이다. 곡선(C0)은 0°의 시야 각도(γ)이고, 곡선(C20)은 20°의 시야 각도(γ)이며, 그리고 곡선(C40)은 40°의 시야 각도(γ)이다. 도 28은 베젤 은폐식 디스플레이 커버(12)의 프로파일 및 광선(60)의 전파를 도시한다. 도 27의 그래프에서 도시된 바와 같이, 이러한 구성에서, 베젤(14)은 시야 각도를 단지 20° 아래로 하여 보이지 않게 했는데, 이는 디스플레이 장치 상의 위치가 3 mm 베젤 크기보다 크게 된 상태이기 때문이다(파선으로 표기됨).
예시 3
도 29 및 30은, 제 1 직선부(71/81)가 20°각도로 설정되는 시뮬레이션의 결과를 도시한다. 도 29의 그래프는 또한 10°의 시야 각도에 대응하는 곡선(C10)을 포함한다. 이러한 경우에서, 베젤(14)은 수직 입사에서 바라볼 시에 직선부(71/81)를 통하여 보일 수 있게 된다. 그러나, 프리즘들은 베젤의 크기가 3의 팩터(factor) 만큼 거의 감소되도록 축소를 도입한다. 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 곡률에 의해 도입된 일부 혼란에 부가된 이러한 축소는 관찰자가 베젤(14)을 검출하기에 매우 어렵도록 한다. 이에 따라서, 제 1 직선부(71/81)를 각지게 하는 것은 베젤(14)이 40° 시야 각도까지 보일 수 없도록 한다. 주목하는 바와 같이, 베젤은 비-가시성 웅덩이 효과(invisibility pool effect)로 인해 X1 = 0이 되는 시야 각도에서 보일 수 없다.
예시 4
또 다른 최적화는 가변 프리즘 각도를 가진 프리즘 어레이를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 도 31 및 32는, 프리즘 각도(θ)가 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 맨 가장자리 에지에서의 60°(즉, 최대 프리즘 각도(θ))로부터 상기 에지로부터 12 mm 떨어진 거리(즉, L = 12 mm)에서 0으로 선형적으로 변화하는 경우를 도시한다. 직선부의 높이(h)는 감소될 수 있고, 8.5 mm의 에어 갭을 초래한다. 볼 수 있는 바와 같이, 도 31의 곡선은 도 29의 곡선과 유사하지만, 에어 갭이 현저하게 감소된다.
도 33은 성형 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 대표적인 굽힘 프로파일을 도시한다. 평평하고 균일한 중심부는 대부분의 디스플레이 표면 A-B(예를 들면, 250 mm 내지 1650 mm)를 커버한다. 만곡부는 B-D의 0으로부터 C에서의 최대 R까지의 범위에 속한 반경의 연속체(continuum)를 나타낸다. 곡률 반경은 현저하게 변화될 수 없고, F로부터 G까지의 R에 가깝다. 제한되지 않은 예시에 있어서, R에 대한 통상적인 값은 3 내지 10 mm일 수 있다. 평평한 섹션(D-E)은 굽어진 섹션으로부터 뻗어나간다. 이러한 평평한 섹션의 길이는 변화될 수 있고, 예를 들면, 2로부터 10 mm까지 변화될 수 있다. 도 34는 만곡형 베젤 은폐식 디스플레이 커버(16)의 대표적인 프로파일 측정을 도시하는 반면, 도 35는 도 34에 도시된 프로파일의 국부적인 곡선 진전을 도시한다.
커버 유리(270)는 다수개의 적합한 3 차원 유리 성형 기술에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 본원 전체에 참조로서 병합되고, 2011년 11월 23일에 출원된 미국 특히 출원 제13/303685호는 적합한 방법을 기술한다. 일반적으로, 유리 시트는 우선 절단되고, 에지들은 얻어질 최종 디스플레이 커버의 개발된 크기에 대해 마무리된다. 이러한 유리 모재(preform)는 적어도 2 개의 영역들로 나뉠 수 있다: 평평하게 남아 있는 중심 영역, 및 예측된 3 차원 설계를 얻기 위해 성형 공정을 하는 동안 영구적으로 변형될 수 있는 유리 모재의 에지를 따른 적어도 하나의 영역. 통상적으로, 2 개의 마주하는 에지들이 변형된다. 유리 모재는 평평한 세터 부재(flat setter member)(예를 들면, 유리 시트로 도입될 형상에 상호 보완적인 형상을 가짐) 상에 위치한다. 유리 시트의 중심 영역은 상기 세터에 의해 지지되고, 이때 상기 유리의 에지 또는 에지들은 상기 세터에 돌출된다(overhanging). 세터 및 유리 시트는 유리의 변형점(strain point)과 어닐링점(annealing point) 사이의 예열 온도(preheating temperature)로, 그리고 약 1x1010 Poise 내지 1x1015 Poise 범위에 속한 점도에 대응하도록 (예를 들면, 레어(lehr)에서 또는 오븐에서) 전체적으로 가열된다. 다음으로, 변형될(만곡된 형상으로 굽어질) 유리 시트의 에지 또는 에지들은, 1x108 Poise 내지 109 Poise 범위에 속한 점도에 대응하는 온도로, 예를 들면, 복사 히터들을 사용하여 국부적으로 가열된다. 제한적이지 않은 예시에 있어, Corning code 2319 유리 같은 경우, 예열 온도는 약 600℃ 내지 약 660℃에 속하며, 그리고 국부적인 가열 온도는 약 750℃ 내지 약 800℃에 속한다. 국부적인 히터는 에지 또는 에지들을 가열하기 위해 구성되고, 그 결과 에지 또는 에지들의 단면을 따른 열적(또는 점도) 프로파일은 필요한 변형(곡률 프로파일)을 가능케 할 것이다. 에지들의 영역에서 필요한 점도 레벨에 이르게 될 시에, 유리 시트는 시행된 열적 프로파일에 대응하는 곡률로 변형된다. 이러한 변형은, 변형될 유리 시트의 영역들을 접촉시키는 하나 이상의 액추에이터를 사용함으로써, 또는 단지 중력(슬럼핑, slumping)에 의해 얻어질 수 있다. 하나 이상의 액추에이터는 유리 에지의 궤적을 최종 위치에 둘 수 있다. 원하는 굽힘이 얻어질 시에, 전체 시스템은 실온까지 아래로 냉각된다.
유리 시트의 선택된 영역들에서 곡률을 형성하는 대안적인 방법 또한 사용될 수 있다. 예를 들면, 유리 시트는 2 개의 상호 보완적인 몰드들 사이에서 가압될 수 있거나, 또는 서로 분리된 성형 에지는 중심 영역을 형성하는 평평한 유리 시트 상에서 조립될 수 있다. 또 다른 방법에서, 에지들의 형성은, 본원 전체에 참조로서 병합되고, 2010년 7월 8일에 출원된 WIPO 공개물의 WO12/004625에 기술된 바와 같이, 국부적인 에지 롤링 부재들에 의해 하부인발 유리 리본 형성 장치에 관한 인발 공정 동안 달성될 수 있다. 다른 방법은 유리 시트 롤링 방법과, 그리고 적합하게 구성된 지지체에 관한 성형 단계 및 연마 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 이상적인 디스플레이 커버 형상, 나아가 프리즘 각도를 자동으로 계산할 수 있는 반복적인 공정은 이제 기술된다. 반복적인 공정을 시작하기 위해서, 다음의 입력 파라미터들이 정의된다: 베젤이 보이지 않게 하여야 하는 양의 시야 각도와, 허용 가능한 이미지 배율 상수(M)와, 그리고 이미지의 에지에서의 디스플레이 커버의 각도(△0)(도 25 참조).
반복적인 공정은 X2=0에서 시작되고, 여기서, X2는 L을 따른 중심 영역을 향한 디스플레이 커버의 에지로부터의 수직 거리이며, 그리고 베젤이 보이지 않게 하도록 시야 각도(γ)에서 이미지를 볼 수 있는 관찰자가 고려된다. 초기 각도(△0)가 선택되고, 여기서 △는 디스플레이 패널의 평면에 대해 디스플레이 커버 에지의 만곡부의 볼록한 곡률과의 접선 각도이다(도 25에 도시됨). 디스플레이 커버의 관찰자 측에서의 편향이 계산되고, 베젤이 보이지 않는 상태가 되도록 확보하는, 이미지와 디스플레이 커버 사이의 거리(y0)가 판별된다.
다음으로, 디스플레이 커버의 디스플레이 패널 측면 상에 프리즘들을 위한 프리즘 각도(θ)가 계산되고, 그 결과 광선은 수직 입사로 프리즘의 뒷 패시트와 수직을 이룬다. 그 후, 상기 공정은 다음 위치인 X2 = X2 + dx로 이동하고, 여기서 dx는 임의의 짧은 거리이다. 디스플레이 커버 각도(△0)를 알면, 새로운 위치인 y = y0 + dx*tan(△0)가 판별된다. 원하는 이미지 배율 상수(M)를 알면, 상기 빔이 디스플레이 패널을 강타하기에 바람직한 위치가 계산될 수 있다. 이로써, 원하는 대상물을 충족시키기에 필요한 편향량이 계산된다. 이렇게 계산된 편향 값으로부터, 상기 편향을 제공할 수 있는 새로운 디스플레이 커버 각도(△)가 계산될 수 있다. 유리 내의 광의 각도인 새로운 값인 α를 이용하여, 상기 빔이 수직 입사로 뒷 패시트와 수직을 이루도록 디스플레이 커버의 뒷면 상의 프리즘 각도(θ)가 계산된다.
도 36은, 베젤이 30°에 대해 보이지 않는 상태가 된 시야 각도(γ)를 고정시키고, 커버 유리 각도(△0)를 80°로 시작할 시에, 배율 상수(M) 함수로서 갭(GA)의 진전을 보여준다. 곡선(200)은 갭/베젤 폭의 비를 나타내는 반면, 곡선(202)은 베젤 폭에 대한 L의 비를 나타낸다.
상술된 공정을 적용하면, 프리즘 각도(θ)가 작아지는, 상대적으로 큰 갭(GA) 및 긴 길이를 도출할 수 있다. 예시에 있어서, 배율이 약 3인 경우, 양 파라미터들은 베젤 폭(W)에 대해 약 6 내지 7 배이다. 이러한 설계를 시뮬레이션할 시에, 상기와 같은 해결책은 극도의 음의 시야 각도, 예를 들면, -75°에 대한 전반사를 없게 하는 것이다. 게다가, 상기 선행 공정은, 디스플레이 패널에 대해 법선을 이룬 시야 각도(γ)로 디스플레이 패널을 바라볼 시에 상기 광선이 뒷 패시트와 수직을 이루도록 디스플레이 커버의 디스플레이 패널 측면 상에 프리즘들을 위한 프리즘 각도(θ)가 계산될 수 있다는 제약을 포함한다. 대안적으로, 또 다른 시야 각도가 선택될 수 있고, 예를 들면, 음의 시야 각도(예를 들면 -50°)가 선택되어 상기 설계가 그 제한 점까지 전반사 없도록 하는 것이 확보된다.
상술된 공정을 적용함으로써, 고유의 디스플레이 커버 형상뿐만 아니라, 다음 3 개의 기준치에 대한 시각적인 최상의 결과물을 제공하는 프리즘 각도(θ)가 계산될 수 있다: (1) 주어진 시야 각도 내의 주어진 제한점보다 배율 상수가 낮은 상태의 밴딩; (2) 주어진 제한점까지 양의 시야 각도에 대해 보이지 않는 상태가 되는 베젤; 및 (3) 주어진 음의 시야 각도 제한점까지 전반사 상황 밖으로 나간 프리즘들.
도 37은 이미지 배율 상수의 함수로서, 베젤 폭(W)에 대한 갭(GA)의 비, 및 베젤 폭(W)에 대한 프리즘 길이(L)의 비를 도시한다. 결함이 없는 시야 각도는 -50°(전반사)로부터 +30 도(베젤 가시성)로 변화될 수 있다. 3의 배율 상수가 이룰 수 있는 최고치라 가정하면, 앞선 비율은 약 4.4가 된다. 곡선(204)은 갭/베젤 폭의 비를 나타내는 반면, 곡선(206)은 베젤 폭에 대한 L의 비를 나타낸다.
전반사가 나타내는 최소 음의 각도의 함수로서, 그리고 또한 이미지 배율 상수의 함수로서 베젤 폭(GA/W)에 대한 갭(GA) 비의 변화는, 베젤이 보이지 않은 상태가 되는 최대 양의 각도(30°로 고정)에 대해 표기되지만, 최종물은 제한된 설계 공간이다. 한편으로, 3보다 큰 배율 상수를 사용하면, 밴딩의 허용 불가능한 레벨을 도출할 수 있고, 음으로 -50 도보다 큰 시야 각도를 늘리려고 할 시에 갭(GA)은 현저하게 증가한다.
도 38은, 베젤(들)(14)에 매우 근접하게 위치한 디스플레이 장치의 디스플레이 패널(12)의 일부와, 베젤(들)(14)을 단지 덮을 수 있는 베젤 은폐식 디스플레이 커버(100a)를 도시한다. 도 38은 디스플레이 장치(10)의 상부 베젤(14)에 연결된 베젤 은폐식 디스플레이 커버(100a)의 프로파일 도면이다. 곡형 베젤 은폐식 디스플레이 커버(100a)는 디스플레이 장치(10)에 의해 발광된 광이 굽어지도록 마이크로-복제 프리즘들을 가진 투명 물질(예를 들면, 유리 또는 플라스틱)을 포함하고, 그 결과 베젤 은폐식 디스플레이 커버(100a)에 의해 영향을 받은 광이 베젤(들)(14) 상에서 이미지를 만들어낸다(예를 들면, 광선(60 및 61)). 도 38에 도시된 대표적인 베젤 은폐식 디스플레이 커버(100a)는, 우선 디스플레이 장치(10)로부터 외부 방향으로 만곡되고, 그 후에, 디스플레이 장치(10)를 향하여 내부 방향으로 만곡되는 볼록형 만곡부(102)를 포함한다. 볼록형 만곡부(102)는, 디스플레이 장치(10)의 디스플레이 패널(12)을 향하여 만곡되는 오목형 만곡부(104)로 변화한다. 그 후, 베젤 은폐식 디스플레이 커버(100a)는 실질적으로 갭이 없는 디스플레이 패널(12)의 전체적으로 잔류한 부분을 덮을 수 있거나, 또는 디스플레이 패널(12)의 잔류 부분이 베젤 은폐식 디스플레이 커버(100a)에 의해 덮여지지 않도록 마무리될 수 있다. 베젤 은폐식 디스플레이 커버(100a)와 디스플레이 장치(10) 간의 최대 갭(GA)은 볼록형 만곡부(102)의 정점(peak)에서 일어난다.
이제, 도 39를 참조해 보면, 상부 베젤(14a) 및 하부 베젤(14b)을 포함한 단 2 개의 베젤들을 가진, 대표적인 디스플레이 장치(10)가 도시된다. 디스플레이 장치의 측면들(15a 및 15b)은 베젤이 없다. 상부 베젤(14a) 및 하부 베젤(14b)은 상부 베젤 은폐식 디스플레이 커버(100a) 및 하부 베젤 은폐식 디스플레이 커버(100b) 각각에 의해 덮여진다. 도 38에 도시된 바와 같이 구성될 수 있는 상부 및 하부 베젤 은폐식 디스플레이 커버들(100a, 100b)은 상부 및 하부 베젤들(14a, 14b) 각각에 부착될 수 있되, 자기 체결, 기계적인 체결, 접착제 사용을 포함하지만 이에 제한되지 않은 임의의 방법으로 부착될 수 있다.
본 발명의 실시예를 기술 및 정의하는 목적에 있어서, 주목하는 바와 같이, 용어 "실질적으로", "대략" 및 "약"은 양적 비교, 값, 측정 또는 다른 표시에 기인할 수 있는, 불확실성의 내재 정도를 나타내기 위해 본원에서 사용된다.
주목하는 바와 같이, 본원의 특정 실시예의 구성요소에서 특정 방식으로 또는 특정 속성을 구체화하기 위해, 또는 특정 방식으로 기능하기 위해 언급된 "구성되는(configured)"은 의도된 사용 설명과 대응되는 것으로, 구조적인 설명 부분이다. 보다 구체적으로, 구성 요소가 "구성되고" 방식에 대한 본원의 참조물은 구성 요소의 물리적인 조건을 나타내고, 상기와 같은 것은 구성 요소의 구조적인 특성의 분명한 설명으로 간주되어야 한다.
또한, 주목하는 바와 같이, 특정 구성요소 또는 소자를 기술하는 "적어도 하나의" 어구의 사용은, 기술된 다른 구성요소 또는 소자를 기술하는 용어 "부정관사(a)"의 사용이 특정 구성요소 또는 소자에 대해 하나 이상의 사용을 제외하는 것을 의미하지 않는다. 보다 구체적으로, 구성요소가 "a"를 사용하여 기술될지라도, 이것이 단지 하나의 구성요소로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
특정 실시예들이 본원에서 기술되고 제시되는 반면, 이해하여야 하는 바와 같이, 다양한 다른 변화 및 변형은 청구항의 주제 내용의 권리 범위 및 기술 사상으로부터 벗어남 없이 만들어질 수 있다. 보다 구체적으로, 기술된 실시예들의 일부 양태가 본원에서 바람직하게 또는 특별하게 이점이 있는 것으로 확인되었지만, 청구항 내용은 이러한 바람직한 양태에 반드시 한정될 필요가 없다는 것을 숙고하여야 한다.

Claims (20)

  1. 베젤과, 디스플레이 페널을 포함하는 디스플레이 장치에 연결되는 베젤 은폐식 디스플레이 커버에 있어서,
    제 1 표면 및 제 2 표면을 포함하며, 그리고 가변 갭(GA)에 의해 상기 디스플레이 장치의 베젤로부터 오프셋되도록 구성된 만곡형 주변부; 및
    상기 만곡형 주변부의 제 1 표면 또는 제 2 표면 중 적어도 하나 상에 위치하며, 그리고 상기 만곡형 주변부의 에지로부터 거리(L)까지 뻗어나간 제 1 프리즘 어레이;를 포함하며,
    상기 제 1 프리즘 어레이 중 프리즘 각각은 프리즘 각도(θ)를 가지며, 그리고
    상기 제 1 프리즘 어레이 및 상기 만곡형 주변부는 상기 디스플레이 패널에 의해 만들어지는 베젤 근방의 이미지의 일부를 이동시켜서, 상기 이동된 이미지 일부가 상기 베젤을 넘어 관찰자에게 나타나도록 구성되는 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 만곡형 주변부는 상기 디스플레이 패널에 대해 오목형 만곡부를 포함하고, 그 결과 상기 갭(GA)은 상기 만곡형 주변부의 에지로부터 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 중심을 향한 방향으로 감소되되, 상기 거리(L)까지 감소되는 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버는 상기 만곡형 주변부에 경계를 이룬 중심 영역을 더 포함하고,
    상기 중심 영역과 상기 디스플레이 패널 간의 갭(GA)은, 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버가 상기 디스플레이 장치에 연결될 시에 약 0인 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 만곡형 주변부의 에지에서 상기 만곡형 주변부에 대한 접선은 상기 디스플레이 패널의 평면과 각이진 각도를 가지고, 이때 상기 각도는 20°이하인 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 프리즘 어레이는 상기 만곡형 주변부의 제 1 표면 상에 위치하고, 상기 만곡형 주변부의 제 1 표면은 관찰자를 향하는 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버는 상기 만곡형 주변부 상의 제 2 프리즘 어레이를 더 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 프리즘 어레이는 상기 만곡형 주변부의 제 1 및 제 2 표면 상에 각각 위치하는 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  7. 청구항 6 에 있어서,
    상기 제 1 프리즘 어레이의 개별적인 프리즘의 공간 주파수는 상기 제 2 프리즘 어레이의 개별적인 프리즘의 공간 주파수와는 다른 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 만곡형 주변부는 상기 디스플레이 패널에 대해 볼록형 만곡부를 포함하고, 그 결과 상기 갭(GA)은 상기 만곡형 주변부의 에지로부터 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 중심을 향한 방향으로 증가되되, 길이(L)까지 증가되는 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 1 프리즘 어레이의 프리즘 각도(θ)는 상기 디스플레이 장치의 에지에서 최대 프리즘 각도(θ1)로부터 줄어드는 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 만곡형 주변부는:
    상기 베젤의 표면으로부터 뻗어나간 제 1 직선부;
    상기 제 1 직선부의 말단으로부터 뻗어나가며, 상기 제 1 프리즘 어레이가 위치하는 볼록형 만곡부; 및
    상기 볼록형 만곡부의 말단으로부터 뻗어나가며, 상기 디스플레이 패널과 평행을 이룬 제 2 직선부;를 더 포함하는 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 1 직선부는 상기 베젤과 수직을 이룬 평면에 대해 각이진 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 1 프리즘 어레이는 상기 만곡형 주변부의 제 2 표면 상에 위치하고, 상기 만곡형 주변부의 제 2 표면은 상기 디스플레이 패널을 향하는 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 만곡형 주변부는 볼록형 만곡부 및 오목형 만곡부를 포함하는 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 오목형 만곡부는 상기 베젤 근방에 상기 디스플레이 장치의 에지로부터 뻗어나가고, 그 결과 최대 갭(GA)은 상기 오목형 만곡부 내에서 일어나며, 그리고
    상기 볼록형 만곡부는 상기 오목형 만곡부로부터 뻗어나가고, 그 결과 상기 볼록형 만곡부의 종료지점에서는 갭이 없는 베젤 은폐식 디스플레이 커버.
  15. 베젤 은폐식 디스플레이 커버로서:
    만곡형 주변부 및 상기 만곡형 주변부에 경계를 이룬 중심 영역;
    제 1 표면 및 제 2 표면; 및
    상기 제 1 표면 또는 제 2 표면 중 적어도 하나 상에 배치되며, 그리고 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 에지로부터 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 중심 영역을 향하여 거리(L)까지 뻗어나간 제 1 프리즘 어레이;를 포함하는, 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버;
    백라이트;
    디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널의 주변부 에지 주위에 배치된 폭(W)을 갖는 베젤;을 포함하며, 그리고
    상기 디스플레이 패널은 상기 백라이트와 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버 사이에 위치되고, 그 결과 갭(GA)은 상기 디스플레이 패널과 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 제 2 표면 사이에 존재하고,
    상기 디스플레이 패널은 이미지를 표시하기 위해 구성되고,
    상기 만곡형 주변부는 상기 디스플레이 패널을 향하여 내부 방향으로 만곡되고, 상기 갭(GA)은 거리(L) 이후에 실질적으로 0이 되는 디스플레이 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 상기 만곡형 주변부와 상기 디스플레이 패널 사이에 배치된 폴리머 물질을 더 포함하며, 그리고
    상기 폴리머 물질은 퍼져있는 확산 미립자 물질을 포함하는 디스플레이 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 상기 만곡형 주변부 상에 제 2 프리즘 어레이를 더 포함하며, 그리고
    상기 제 1 및 제 2 프리즘 어레이는 상기 만곡형 주변부의 제 1 및 제 2 표면 상에 각각 위치하는 디스플레이 장치.
  18. 베젤 은폐식 디스플레이 커버로서:
    만곡형 주변부 및 상기 만곡형 주변부에 경계를 이룬 중심 영역;
    제 1 표면 및 제 2 표면; 및
    상기 제 1 표면 또는 제 2 표면 중 적어도 하나 상에 배치되며, 그리고 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 에지로부터 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 중심 영역을 향하여 거리(L)까지 뻗어나간 프리즘 어레이;를 포함하는, 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버;
    백라이트;
    디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널의 주변부 에지 주위에 배치된 폭(W)을 갖는 베젤;을 포함하며, 그리고
    상기 디스플레이 패널은 상기 백라이트와 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버 사이에 위치되고, 그 결과 갭(GA)은 상기 디스플레이 패널과 상기 베젤 은폐식 디스플레이 커버의 제 2 표면 사이에 존재하고,
    상기 디스플레이 패널은 이미지를 표시하기 위해 구성되고,
    상기 만곡형 주변부는 상기 디스플레이 패널로부터 외부 방향으로 만곡되고, 상기 갭(GA)은 거리(L) 이후에 최대가 되는 디스플레이 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 프리즘 어레이의 개별적인 프리즘의 프리즘 각도(θ)는 상기 디스플레이 장치의 에지에서 최대 프리즘 각도(θ1)로부터 줄어드는 디스플레이 장치.
  20. 청구항 18 또는 청구항 19에 있어서,
    상기 프리즘 어레이는 상기 만곡형 주변부의 제 2 표면 상에 위치하고, 상기 만곡형 주변부의 제 2 표면은 상기 디스플레이 패널을 향하는 디스플레이 장치.
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