KR20210032737A

KR20210032737A - 반도체 발광 소자를 이용한 회전형 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20210032737A
Application number: KR1020190114132A
Authority: KR
Inventors: 이성환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2021-03-25
Also published as: EP4033478A4; US20220406229A1; EP4033478A1; WO2021054506A1

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 반도체 발광 소자인 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 회전형 디스플레이 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 발광 소자를 이용한 회전형 디스플레이 장치에 있어서, 모터를 포함하는 고정부; 상기 고정부 상에 위치하고 상기 모터에 의하여 회전하는 회전부; 및 상기 회전부에 결합되고 방사상으로 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 또는 원통형의 면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 및 상기 각 패널 상에 개별 화소들이 길이 방향으로 배치되는 제1 발광 소자 어레이를 포함하는 광원 모듈을 포함하고, 상기 제1 발광 소자 어레이의 상기 개별 화소를 이루는 서브 화소는 상기 길이방향에 수직한 방향으로 배치될 수 있다.

Description

반도체 발광 소자를 이용한 회전형 디스플레이 장치 {ROTATION TYPE DISPLAY DEVICE USING SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 반도체 발광 소자인 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 회전형 디스플레이 장치에 관한 것이다.

최근에는 디스플레이 기술 분야에서 박형, 플렉서블 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이에 반해, 현재 상용화된 주요 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display)와 OLED(Organic Light Emitting Diodes)로 대표되고 있다.

그러나, LCD의 경우에 빠르지 않은 반응 시간과, 플렉서블의 구현이 어렵다는 문제점이 있고, OLED의 경우에 수명이 짧고, 양산 수율이 좋지 않다는 문제점이 있다.

한편, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 것으로 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다. 따라서, 상기 반도체 발광 소자를 이용하여 디스플레이를 구현하여, 전술한 문제점을 해결하는 방안이 제시될 수 있다. 이러한 반도체 발광 소자는 필라멘트 기반의 발광 소자에 비해 긴 수명, 낮은 전력 소모, 우수한 초기 구동 특성, 및 높은 진동 저항 등의 다양한 장점을 가진다.

한편, 이러한 발광 소자를 1차원적으로 배열한 발광 모듈을 회전시키는 동시에 각도에 따라 고속으로 구동시키면 인간의 잔상 효과에 의해 각종 문자나 그래픽은 물론 동영상까지 재생될 수 있다.

보통, 초당 24장 이상의 정지 영상을 연속적으로 관찰하게 될 때 시청자는 동영상으로 인식하게 되는데, 기존의 CRT, LCD, PDP 등과 같은 영상 표시 장치의 경우, 초당 30 내지 60 프레임의 정지 영상을 표출하여 시청자로 하여금 동영상으로 인식할 수 있도록 구비된다. 이때 초당 더 많은 정지 영상을 연속적으로 관찰할 경우 관찰자는 더 부드러운 영상 감을 느낄 수 있으며, 초당 표출되는 정지 영상의 수가 작아질수록 영상이 매끄럽게 표현되기 어려워지게 된다.

회전형 잔상 디스플레이 장치는 서브 화소의 크기 및 배치에 따라 발광하는 면적이 다르며, 인접 픽셀과의 혼색방지를 위하여 미점등 구간이 필요하다.

즉, 회전형 잔상 디스플레이 장치는 서브 화소의 배열 방법에 따라 화소 크기 대비 회전 방향으로의 서브 화소 크기가 달라지며, 이러한 차이는 실제 점등 시간의 차이를 발생시키며 디스플레이 최대 밝기(휘도) 감소의 원인이 될 수 있다.

이에 따라, 표현할 수 있는 휘도에 한계가 있고, 광원을 일 방향으로 배치하는데 배선 등의 공간이 필요하여 해상도를 향상시키는데 한계가 있을 수 있다.

따라서, 이러한 회전형 디스플레이 장치의 휘도 및 해상도의 한계를 극복하기 위한 방안이 요구된다.

본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 회전형 디스플레이 장치의 휘도를 향상시킬 수 있는 반도체 발광 소자를 이용한 회전형 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 회전형 디스플레이 장치의 해상도 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 반도체 발광 소자를 이용한 회전형 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 발광 소자를 이용한 회전형 디스플레이 장치에 있어서, 모터를 포함하는 고정부; 상기 고정부 상에 위치하고 상기 모터에 의하여 회전하는 회전부; 및 상기 회전부에 결합되고 방사상으로 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 또는 원통형의 면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 및 상기 각 패널 상에 개별 화소들이 길이 방향으로 배치되는 제1 발광 소자 어레이를 포함하는 광원 모듈을 포함하고, 상기 제1 발광 소자 어레이의 상기 개별 화소를 이루는 서브 화소는 상기 길이방향에 수직한 방향으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 서브 화소는 개별 화소 내에서 순차적으로 발광할 수 있다.

또한, 상기 길이 방향에 평행한 방향으로 개별 화소들이 길이 방향으로 배치되는 제2 발광 소자 어레이를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 발광 소자 어레이의 개별 화소들은 상기 길이 방향에 대하여 각각 상기 제1 발광 소자 어레이의 개별 화소의 사이에 위치할 수 있다.

또한, 상기 이웃하는 제1 발광 소자 어레이와 제2 발광 소자 어레이는 순차적으로 발광할 수 있다.

또한, 상기 고정부와 상기 회전부는 무선 전력 전송방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 무선 전력 전송방식은, 상기 고정부에 구비되는 무선 전력 전송부; 상기 무선 전력 전송부에 연결되는 전송 코일; 상기 전송 코일과 마주보는 위치에 위치하는 수신 코일; 및 상기 수신 코일과 연결되는 무선 전력 수신부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 광원 모듈에는 상기 제1 발광 소자 어레이를 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동부는 상기 제1 발광 소자 어레이가 설치된 상기 패널의 반대면에 구비될 수 있다.

또한, 상기 구동부에 제어 신호를 전달하는 영상처리부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 영상처리부는, 상기 각각의 제1 발광 소자 어레이에서 표시되는 특정 프레임의 영상 데이터를 지연 표시하도록 제어하는 신호를 전달할 수 있다.

또한, 상기 영상처리부는, 상기 제1 발광 소자 어레이가 순차적으로 구동되도록 제어하는 신호를 전달할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 발광 소자를 이용한 회전형 디스플레이 장치에 있어서, 모터를 포함하는 고정부; 상기 고정부 상에 위치하고 상기 모터에 의하여 회전하는 회전부; 및 상기 회전부에 결합되고 방사상으로 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 또는 원통형의 면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 및 상기 각 패널 상에 개별 화소들이 길이 방향으로 배치되는 제1 발광 소자 어레이 및 상기 길이 방향에 평행한 방향으로 일정 거리 이격되어 개별 화소들이 길이 방향으로 배치되는 제2 발광 소자 어레이를 포함하는 광원 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 발광 소자 어레이 및 상기 제2 발광 소자 어레이의 상기 개별 화소를 이루는 서브 화소는 상기 길이방향에 수직한 방향으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 광원 모듈은, 상기 제1 발광 소자 어레이와 상기 제2 발광 소자 어레이를 구동하는 구동부; 및 상기 구동부에 제어 신호를 전달하는 영상처리부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 영상처리부는, 상기 제1 발광 소자 어레이와 상기 제2 발광 소자 어레이가 순차적으로 구동되도록 제어하는 신호를 전달할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기와 같은 효과가 있다.

먼저, 본 발명에 의하면, 서브 화소들 사이의 물리적인 위치의 한계가 해소될 수 있다. 즉, 서브 화소들은 일정 화소 영역 내에 위치할 필요가 없어진다.

실제로, 회전형 디스플레이 장치는 광원 모듈이 일 회전할 때 하나의 프레임을 표시하게 되므로, 서브 화소 사이의 거리의 제약은 무시될 수 있게 된다. 이에 따라 휘도가 개선될 수 있다. 또한, 서브 화소들은 인접 배치할 필요 없이, 예를 들면, 평행이동시킨 위치에서 더 밀집하게 배치할 수 있으므로 정밀도 및 해상도가 향상될 수 있는 것이다.

또한, 서브 화소들을 개별 구동함으로써 개별 서브 화소들은 서로 다른 화소 공간에 위치할 수 있다. 따라서, 넓은 공간을 활용하여 회로 배선 및 광원 실장 영역을 확보할 수 있다.

이에 따라, 회전 잔상을 이용하여 회전 속도에 따른 서브 화소 사이의 타이밍을 조절하여 개별 구동할 수 있고, 관찰자는 이를 하나의 화소 공간에 위치하는 것으로 인식할 수 있는 것이다.

나아가, 본 발명은 여기에서 언급하지 않은 추가적인 기술적 효과들도 있으며, 이러한 효과들을 당업자는 명세서 및 도면의 전취지를 통해 이해할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 광원 모듈의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 광원 모듈의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 3의 A 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 광원 모듈의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 회전형 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 8은 통상적인 회전형 디스플레이 장치의 화소 구조를 나타내는 평면도이다.
도 9는 회전형 디스플레이 장치는 서브 화소(Sub-pixel)의 배치에 따른 점등 시간을 표의 형태로 나타내는 도이다.
도 10은 도 9의 (a)에 해당하는 화소의 배열 상태를 나타내는 개략도이다.
도 11은 도 10의 화소 배열 상태에 따른 발광 패턴 및 발광 시간을 나타내는 도이다.
도 12는 도 9의 (b)에 해당하는 화소의 배열 상태를 나타내는 개략도이다.
도 13은 도 12의 화소 배열 상태에 따른 발광 패턴 및 발광 시간을 나타내는 도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에서 서브 화소를 개별 구동하는 상태를 나타내는 개념도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에서 서브 화소의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 서브 화소(Sub-pixel)의 배치에 따른 점등 시간을 표의 형태로 나타내는 도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 화소의 배열 상태를 나타내는 개략도이다.
도 18은 도 17의 화소 배열 상태에 따른 발광 패턴 및 발광 시간을 나타내는 도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 의한 화소의 배열 상태를 나타내는 개략도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 화소의 배열 상태를 나타내는 개략도이다.
도 21은 본 발명의 회전형 디스플레이 장치에서 해상도(정밀도)를 향상시키기 위한 서브 화소의 배치 상태의 예를 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

나아가, 설명의 편의를 위해 각각의 도면에 대해 설명하고 있으나, 당업자가 적어도 2개 이상의 도면을 결합하여 다른 실시예를 구현하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.

또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치는 단위 화소 또는 단위 화소의 집합으로 정보를 표시하는 모든 디스플레이 장치를 포함하는 개념이다. 따라서 완성품에 한정하지 않고 부품에도 적용될 수 있다. 예를 들어 디지털 TV의 일 부품에 해당하는 패널도 독자적으로 본 명세서 상의 디스플레이 장치에 해당한다. 완성품으로는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 피씨(Slate PC), Tablet PC, Ultra Book, 디지털 TV, 데스크 탑 컴퓨터 등이 포함될 수 있다.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품 형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술 분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

또한, 당해 명세서에서 언급된 반도체 발광 소자는 LED, 마이크로미터 단위 크기의 LED 등을 포함하는 개념이며, 혼용되어 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.

도 1은 원통형 면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 패널(310, 320, 330)에 각각 발광 소자 어레이(311; 도 3 참조)가 각 패널의 길이 방향으로 구비되는 원통형의 회전형 디스플레이 장치를 도시하고 있다.

이러한 회전형 디스플레이 장치는, 크게, 모터(110; 도 7 참조)를 포함하는 고정부(100), 이 고정부(100) 상에 위치하고 모터(110)에 의하여 회전하는 회전부(200), 그리고 회전부(200)에 결합되고 패널(310, 320, 330)에 설치된 발광 소자 어레이(311)를 포함하며 회전에 의하여 잔상을 표시하여 디스플레이를 구현하는 광원 모듈(300)을 포함할 수 있다.

이때, 광원 모듈(300)은 원통형의 외주면에 일정 간격으로 구비되는 적어도 하나 이상의 막대 형상의 패널(310, 320, 330)에 길이 방향으로 실장된 발광 소자 어레이(311)를 포함할 수 있다.

도 1에서, 광원 모듈(300)은 발광 소자 어레이(311; 이하, 제1 발광 소자 어레이)가 구비되는 세 개의 패널(310, 320, 330)을 포함할 수 있다. 그러나 이는 하나의 예로서, 광원 모듈(300)은 하나 또는 그 이상의 패널을 포함할 수 있다.

이러한 제1 발광 소자 어레이(311)에는 각 패널(310, 320, 330) 상에 개별 화소(Pixel)들이 길이 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 개별 화소를 이루는 서브 화소(Sub-pixel)들은 이러한 길이방향에 수직한 방향으로 배치될 수 있다.

또한, 이러한 서브 화소들은 개별 화소 내에서 순차적으로 발광할 수 있다.

이러한 광원 모듈(300)에 구비되는 제1 발광 소자 어레이(311)의 구체적인 설명은 자세히 후술한다.

광원 모듈(300)을 구성하는 각 패널(310, 320, 330)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)을 이룰 수 있다. 즉, 각 패널(310, 320, 330)은 인쇄 회로 기판의 기능을 포함할 수 있다. 이러한 각 패널(310, 320, 330)에 발광 소자 어레이가 개별 단위 화소를 구현하여 패널의 길이 방향으로 배열될 수 있다.

이러한 발광 소자 어레이가 구비된 패널은 회전하면서 잔상을 이용하여 디스플레이가 구현될 수 있다. 잔상 디스플레이의 구현에 대해서는 이하 자세히 후술한다.

위에서 언급한 바와 같이, 광원 모듈(300)은 다수의 패널(310, 320, 330)들로 이루어질 수 있으나, 발광 소자 어레이가 구비된 하나의 패널로도 구현 가능하다. 다만, 광원 모듈(300)이 도 1의 예와 같이 다수의 패널로 구현되는 경우에는 하나의 프레임 영상을 다수의 패널이 분할하여 구현할 수 있으므로 동일한 프레임의 영상을 구현할 때 보다 낮은 회전 속도 회전이 가능하다.

한편, 고정부(100)는 프레임 구조를 이룰 수 있다. 즉, 고정부(100)는 서로 분할되어 설계되어 결합된 다수의 프레임(101)을 포함할 수 있다.

이러한 프레임 구조는 모터(110)가 설치될 수 있는 공간을 제공하고, 전력 공급부(120), 리모컨부(126; 도 7 참조) 등이 설치되는 공간을 제공할 수 있다.

또한, 고정부(100)에는 회전부(200)의 고속 회전에 의한 영향을 줄이기 위하여 무게추(도시되지 않음)가 설치될 수 있다.

마찬가지로, 회전부(200)는 프레임 구조를 이룰 수 있다. 즉, 회전부(200)는 서로 분할되어 설계되어 결합된 다수의 프레임(201)을 포함할 수 있다.

이러한 프레임 구조는 디스플레이를 구현하기 위하여 발광 소자 어레이(311)를 구동하는 구동 회로(210)가 설치되는 공간을 제공할 수 있다.

이때, 모터(110)의 구동축은 회전부(200)의 프레임(201)에 형성된 축 고정부(도시되지 않음)와 고정될 수 있다. 이와 같이, 모터(110)의 구동축과 회전부(200)의 회전의 중심은 동일 축 상에 위치할 수 있다.

또한, 프레임(201)의 상측에는 광원 모듈(300)이 고정되어 설치될 수 있다.

한편, 이러한 고정부(100)와 회전부(200) 사이에는 무선 전력 전송 방식으로 전력이 전달될 수 있다. 이를 위하여, 고정부(100)의 상측에는 무선 전력을 전송하는 전송 코일(130)이 설치될 수 있고, 회전부(200)의 하측에는 전송 코일(130)과 마주보는 위치에 위치하는 수신 코일(220)이 설치될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 날개형 패널(340, 350, 360)에 각각 발광 소자 어레이(311; 도 3 참조)가 각 패널의 길이 방향으로 구비되는 회전형 디스플레이 장치를 도시하고 있다.

이러한 회전형 디스플레이 장치는, 크게, 모터(110; 도 7 참조)를 포함하는 고정부(102), 이 고정부(102) 상에 위치하고 모터(110)에 의하여 회전하는 회전부(202), 그리고 회전부(202)에 결합되고 발광 소자 어레이(311)를 포함하며 회전에 의하여 잔상을 표시하여 디스플레이를 구현하는 광원 모듈(301)을 포함할 수 있다.

도시하는 바와 같이, 광원 모듈(301)은 회전의 중심점으로부터 방사상으로 배치되는 적어도 하나 이상의 막대 형상의 패널(340, 350, 360) 및 각 패널(340, 350, 360) 상에 길이 방향으로 배치되는 제1 발광 소자 어레이(311)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 발광 소자 어레이(311)가 배열된 패널(340, 350, 360)들로 광원 모듈(301)이 이루어질 수 있다.

광원 모듈(301)은 다수의 패널(340, 350, 360)들로 이루어질 수 있으나, 발광 소자 어레이가 구비된 하나의 패널로도 구현 가능하다. 다만, 광원 모듈(301)이 도 2의 예와 같이 다수의 패널로 구현되는 경우에는 하나의 프레임 영상을 다수의 패널이 분할하여 구현할 수 있으므로 동일한 프레임의 영상을 구현할 때 보다 낮은 회전 속도 회전이 가능하다

이러한 제1 발광 소자 어레이(311)에는 각 패널(340, 350, 360) 상에 개별 화소(Pixel)들이 길이 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 개별 화소를 이루는 서브 화소(Sub-pixel)들은 이러한 길이방향에 수직한 방향으로 배치될 수 있다.

이러한 광원 모듈(301)에 구비되는 제1 발광 소자 어레이(311)의 구체적인 설명은 자세히 후술한다.

한편, 고정부(102)는 프레임 구조를 이룰 수 있다. 즉, 고정부(102)는 서로 분할되어 설계되어 결합된 다수의 프레임(103)을 포함할 수 있다.

또한, 고정부(102)에는 회전부(202)의 고속 회전에 의한 영향을 줄이기 위하여 무게추(도시되지 않음)가 설치될 수 있다.

마찬가지로, 회전부(202)는 프레임 구조를 이룰 수 있다. 즉, 회전부(202)는 서로 분할되어 설계되어 결합된 다수의 프레임(203)을 포함할 수 있다.

이때, 모터(110)의 구동축은 회전부(202)의 프레임(203)에 형성된 축 고정부(도시되지 않음)와 고정될 수 있다. 이와 같이, 모터(110)의 구동축과 회전부(202)의 회전의 중심은 동일 축 상에 위치할 수 있다.

또한, 프레임(203)의 상측에는 광원 모듈(301)이 고정되어 설치될 수 있다.

이상, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명하였으나, 광원 모듈(301)의 구성의 차이 외에는 실질적으로 제1 실시예와 동일할 수 있다. 따라서, 여기서 설명되지 않은 부분은 제1 실시예의 구성이 동일하게 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 광원 모듈의 전면을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 광원 모듈의 후면을 나타내는 사시도이다.

도 3 및 도 4는 제1 실시예의 제1 패널(310)을 예로 설명하나, 다른 패널(320, 330)에도 동일하게 적용될 수 있으며, 또한, 제2 실시예의 패널(340, 350, 360)에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 제1 실시예 및 제2 실시예에서 광원 모듈은 동일한 구성을 가질 수 있다.

도 3을 참조하면, 광원 모듈(300)을 이루는 하나의 패널(310)을 도시하고 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 이러한 패널(310)은 인쇄 회로 기판(PCB)일 수 있다. 이러한 패널(310) 상에는 다수의 발광 소자(312; 도 5 참조)가 화소를 이루어 일 방향으로 배열되어 설치되어 발광 소자 어레이(311)를 이룰 수 있다. 여기서, 발광 소자는 발광 다이오드(Light emitting diode; LED)를 이용할 수 있다.

즉, 하나의 패널(310) 상에는 일 방향으로 발광 소자(312)가 개별 화소를 이루면서 배열되어 선형으로 설치되는 발광 소자 어레이(311)가 구비될 수 있다.

도 4는 패널(310)의 후면을 나타내고 있다. 이러한 광원 모듈을 이루는 패널(310)의 후면에는 발광 소자(312)를 구동하기 위한 구동부(Driver; 314)가 설치될 수 있다.

이와 같이, 구동부(314)는 패널(310)의 후면에 설치되므로 발광 면을 방해하지 않을 수 있고, 간섭 등에 의하여 광원(발광 소자; 312)의 점등에 미치는 영향을 최소화할 수 있으며, 최소한의 면적으로 패널(310)을 구성할 수 있다. 이러한 좁은 면적의 패널(310)은 디스플레이의 투명도를 향상시킬 수 있다.

한편, 발광 소자 어레이(311)가 설치되는 패널(310)의 전면은 디스플레이의 명암비, 색감 등의 향상을 위하며 어두운 색상(예를 들어, 검정)으로 처리하여 광원의 효과를 극대화할 수 있다.

도 5는 도 3의 A 부분 확대도이고, 도 6은 본 발명의 광원 모듈의 단면도이다.

도 5를 참조하면, 개별 발광 소자(312)가 일 방향(패널의 길이 방향)으로 선형으로 설치되는 것을 알 수 있다. 이때, 발광 소자(312)의 외측에는 발광 소자(312)의 보호를 위한 보호부(313)가 위치할 수 있다.

이러한 발광 소자(312)는 천연 색상을 구현할 수 있도록 적색, 녹색 및 청색 발광 소자(312)가 하나의 화소를 이루고, 이들 개별 화소가 패널(310) 상에 일 방향으로 설치될 수 있다.

도 6을 참조하면, 발광 소자(312)는 보호부(313)에 의하여 보호될 수 있다. 또한, 위에서 설명한 바와 같이, 구동부(314)는 패널(310)의 후면에 설치되어 화소 단위 또는 서브 화소 단위로 발광 소자(312)를 구동할 수 있다. 이때, 하나의 구동부(314)는 적어도 하나 이상의 화소를 개별적으로 구동할 수 있다.

도 7은 본 발명의 회전형 디스플레이 장치의 블록도이다.

이하, 도 7을 참조하여 회전형 디스플레이 장치의 구동을 위한 구성을 간략히 설명한다. 이러한 구성은 위에서 설명한 제1 실시예를 중심으로 설명하나, 제2 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

먼저, 고정부(100)에는 구동 회로(210)가 설치될 수 있다. 이러한 구동 회로(120)는 전원 공급부(Power supply)를 포함할 수 있다. 구동회로(120)는 무선 전력 전송부(Wireless power transmitter; 121), DC-DC 컨버터(122) 및 개별 전압을 공급하는 전압 생성부(123)를 포함할 수 있다.

외부 전력은 이러한 구동 회로(120)와 모터(110)에 공급될 수 있다.

또한, 고정부(100)에는 리모컨부(RF module; 126)가 구비되어 외부로부터 전송되는 신호에 의하여 디스플레이가 구동될 수 있다.

한편, 고정부(100)에는 회전부(200)의 회전을 감지하기 위한 수단이 구비될 수 있다. 이러한 회전을 감지하는 수단으로서 적외선을 이용할 수 있다. 이에 따라, 고정부(100)에는 적외선 방출부(IR emitter; 125)가 설치될 수 있고, 이러한 적외선 방출부(125)에서 방출되는 해당 위치의 회전부(200)에는 적외선 수신부(215; IR receiver)가 설치될 수 있다.

또한, 고정부(100)에는 이러한 구동회로(120), 모터(110), 적외선 방출부(125) 및 리모컨부(126)를 제어하는 제어부(124)가 구비될 수 있다.

한편, 회전부(200)에는 무선 전력 전송부(121)의 신호를 수신하는 무선 전력 수신부(Wireless power receiver; 211), DC-DC 컨버터(212) 및 개별 전압을 공급하는 전압 생성부(LDO; 213)를 포함할 수 있다.

회전부(200)에는 디스플레이되는 영상의 RGB 데이터를 이용하여 발광 소자 어레이를 통하여 영상을 구현할 수 있도록 처리하는 영상처리부(216)가 설치될 수 있다. 영상처리부(216)에서 처리된 신호는 광원 모듈의 구동부(314)로 전달되어 영상이 구현될 수 있다.

또한, 회전부(200)에는 이러한 무선 전력 수신부(211), DC-DC 컨버터(212), 전압 생성부(LDO; 213), 적외선 수신부(215), 영상처리부(216)를 제어하는 제어부(214)가 설치될 수 있다.

이러한 영상처리부(216)는 출력을 원하는 영상 데이터를 바탕으로 광원 모듈의 광원의 발광을 제어하는 신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 광원 모듈의 발광을 위한 데이터는 내부 또는 외부의 데이터일 수 있다.

내부(회전부; 200)에 저장된 데이터는 영상처리부(216)에 함께 실장된 메모리(SD-card) 등과 같은 저장장치에 미리 저장된 영상 데이터일 수 있다. 영상처리부(216)는 이러한 내부 데이터를 바탕으로 발광 제어 신호를 발생시킬 수 있다.

영상처리부(216)는, 각각의 제1 발광 소자 어레이(S1, S3, S5 등; 도 19 참조) 및 제2 발광 소자 어레이(S2, S4, S6 등; 도 19 참조)에서 표시되는 특정 프레임의 영상 데이터를 지연 표시하도록 제어하는 신호를 구동부(314)에 전달할 수 있다.

또한, 영상처리부(216)는, 각각의 제1 발광 소자 어레이(S1, S3, S5 등) 및 제2 발광 소자 어레이(S2, S4, S6 등)가 순차적으로 구동되도록 제어하는 신호를 구동부(314)에 전달할 수 있다. 이에 따라, 광원 모듈(300)의 회전 시에 제2 발광 소자 어레이(S2, S4, S6 등)는 각각 대응되는(이웃하는) 제1 발광 소자 어레이(S1, S3, S5 등)가 구동되는 위치에서 구동될 수 있다.

한편, 영상처리부(216)는 고정부(100)로부터 영상 데이터를 전달받을 수 있다. 이때, 포토 커플러 등과 같은 원리의 광학식 데이터 전송 장치, 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wifi) 등과 같은 RF 방식의 데이터 전송 장치를 통하여 외부의 데이터를 출력할 수 있다.

이때, 위에서 언급한 바와 같이, 회전부(200)의 회전을 감지하기 위한 수단이 구비될 수 있다. 즉, 회전부(200)의 회전시 각 회전 위치(속도)에 맞는 광원 데이터를 출력하기 위하여 회전에 대한 절대 위치 및 상대 위치 등 회전에 대한 위치(속도)를 인지할 수 있는 수단으로서, 적외선 방출부(125) 및 적외선 수신부(215)가 구비될 수 있다. 한편, 엔코더, 리졸버, 홀 센서를 통하여 동일한 기능을 구현할 수 있다.

한편, 디스플레이 구동에 필요한 데이터는 포토 커플러(Photo coupler)의 원리를 이용하여 광학적으로 저비용으로 신호를 전달할 수 있다. 즉, 고정부(100)와 회전부(200)에 발광 소자 및 수광 소자를 위치시키면 회전부(200)가 회전하는 경우에도 끊김 없이 데이터의 수신이 가능할 수 있다. 이때, 이러한 데이터 전송을 위하여 위에서 설명한 적외선 방출부(125) 및 적외선 수신부(215)가 이용될 수도 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 무선 전력 전송(wireless power transfer, WPT)을 이용하여 고정부(100)와 회전부(200) 사이에 전력을 전송할 수 있다.

무선 전력 전송은 코일의 공진 현상을 이용하여 전선의 연결 없이 전력을 공급할 수 있다.

이를 위하여, 무선 전력 전송부(121)에서는 전원을 특정 주파수의 RF 신호로 변환하고, 전송 코일(130)을 통하여 흐르는 전류로 발생하는 자기장이 수신 코일(220)에 유도 전류를 발생시킬 수 있다.

이때, 코일의 고유 주파수와 실제 에너지를 전달하는 전송 주파수가 다를 수 있다(자기유도방식).

한편, 전송 코일(130)과 수신 코일(220)의 공진 주파수가 모두 동일(자기공진방식)할 수 있다.

무선 전력 수신부(211)에서는 수신 코일(220)로부터 입력되는 RF 신호를 직류로 변환하여 부하에 요구전력을 전달할 수 있다.

도 8은 통상적인 회전형 디스플레이 장치의 화소 구조를 나타내는 평면도이다.

도 8을 참조하면, 개별 화소(Pixel)는 일정 크기의 폭(W)과 높이(H)를 가지며, 개별 화소 내에는 천연 컬러 색상을 표현하기 위한 다수의 서브 화소(Sub-pixel)가 포함될 수 있다. 보통, 서브 화소는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소를 포함하여, 이들 빛의 삼원색에 의하여 컬러 색상을 구현할 수 있다. 여기서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소는 음영으로 구분되어 표시되어 있으며, 본 명세서 및 도면 전체를 통하여 동일한 음영은 동일한 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소를 나타낼 수 있다. 따라서, 이하의 도면에서 각 색상의 기호는 생략한다.

통상적인 회전형 디스플레이 장치에서 서브 화소의 배열은 패널의 길이 방향으로 배열될 수 있다. 즉, 도 8에서 높이(H) 방향은 패널의 길이 방향일 수 있다.

회전형 디스플레이 장치는 서브 화소(Sub-pixel)의 배열(배치) 방법에 따라 화소 크기 대비 회전 방향으로의 서브 화소(Sub-pixel)의 크기가 달라진다. 이러한 서브 화소(Sub-pixel)의 크기 차이는 실제 점등 시간의 차이를 발생시키며 디스플레이 최대 밝기(휘도) 감소의 원인이 될 수 있다.

보통, 디스플레이 장치는 무수히 많은 점(pixel)들이 각 위치에 대응되는 정보에 해당하는 광을 발광함으로써 영상을 면 형태로 표현한다. 이러한 무수히 많은 점들은 화소(픽셀; pixel)로 표현되는 개별 광원 요소이며, 개별 광원 요소(pixel)는 RGB 등의 서브 화소(Sub-pixel)로 구성되어 있다.

개별 화소는 균일한 영상 표현을 위하여 1 대 1(1:1)의 가로세로 비율을 가지도록 설계되는 것이 일반적이며, 이를 위하여 RGB 서브 화소(Sub-pixel)는 직사각형 형상을 가지게 된다.

이러한 직사각형 형태의 서브 화소(Sub-pixel)는 설계 목적에 따라 여러 가지 방법으로 배치될 수 있다.

인간의 눈은 인치당 픽셀 수(pixel per inch; PPI)가 높을수록 실사에 가깝게 느끼기 때문에 보통 높은 PPI를 갖는 디스플레이가 요구된다. 이러한 높은 PPI를 갖는 디스플레이를 구현하기 위해서는 화소의 크기가 작아질 수 있는데, 이러한 화소의 크기는 광원을 구성하는 RGB 서브 화소가 합쳐진 크기 이하로는 구현될 수 없다.

전통적인 디스플레이에서는 기타의 방법으로 배치된 서브 화소의 크기가 실제 발광 영역과 동일하나, 본 발명과 같은 잔상을 이용한 회전형 디스플레이 장치에서는 시간에 따라 서브 화소의 위치가 이동하므로 실제 발광 영역(Active pixel)은 아래의 수학식 1과 같이 변화하게 된다.

<수학식 1>

회전의 접선 방향으로의 서브 화소 크기(가로방향) × 이동 시간

이와 같은 잔상 디스플레이의 특성으로 인하여 인접 화소와 혼색이 발생 될 수 있다. 따라서, 회전형 디스플레이 장치에서는 화소 간 혼색 방지를 위해서 미점등 구간이 필요하다.

이러한 혼색 방지를 위하여 필요한 최소 미점등 구간은 서브 화소의 회전 방향 길이에 해당한다.

도 9는 회전형 디스플레이 장치는 서브 화소(Sub-pixel)의 배치에 따른 점등 시간을 표의 형태로 나타내는 도이다.

위에서 설명한 바와 같이 회전형 잔상 디스플레이 장치는 서브 화소의 크기 및 배치에 따라 발광하는 면적이 다르며, 인접 픽셀과의 혼색방지를 위하여 미점등 구간이 필요하다.

도 9는 동일한 화소 크기를 가지는 경우에 서브 화소의 배치에 따른 점등시간의 차이를 나타내고 있다.

도 9의 (a)는 도 8과 같이 서브 화소를 수직 방향(즉, 패널의 길이 방향)으로 배치한 예를 나타내고 있다. 이때, 각 화소당 총 점등할 수 있는 시간이 T라면, 미점등 구간은 F1에 해당한다. 즉, O1에 해당하는 시간만큼 점등이 이루어질 수 있다. 이러한 점등시간을 화소당 총 점등할 수 있는 시간(T)의 비율로 나타내면 66.7%에 해당할 수 있다.

도 9의 (b)는 서브 화소를 수평 방향(즉, 패널의 길이 방향에 대한 수직 방향)으로 배치한 예를 나타내고 있다. 이때, 각 화소당 총 점등할 수 있는 시간이 T라면, 미점등 구간은 F2에 해당한다. 즉, O2에 해당하는 시간만큼 점등이 이루어질 수 있다. 이러한 점등시간을 화소당 총 점등할 수 있는 시간(T)의 비율로 나타내면 15.3%에 해당할 수 있다.

도 9의 (c)는 서브 화소를 수평 방향과 수직 방향을 혼합한 방향으로 배치한 예를 나타내고 있다. 이때, 각 화소당 총 점등할 수 있는 시간이 T라면, 미점등 구간은 F3에 해당한다. 즉, O3에 해당하는 시간만큼 점등이 이루어질 수 있다. 이러한 점등시간을 화소당 총 점등할 수 있는 시간(T)의 비율로 나타내면 24.3%에 해당할 수 있다.

따라서, 회전 이동을 고려한 실제 화소(active pixel)의 가로 길이가 짧은 방향으로 배열하면 각 서브 화소의 점등 시간이 증가하며, 따라서 디스플레이의 휘도 개선 효과를 가질 수 있다.

RGB 서브 화소들이 하나의 화소 크기 공간 안에 위치해야 하는 경우 최대 휘도를 위한 광원의 배치는 서브 화소의 가로 길이가 가장 짧은 방향인 발광 소자(LED)가 수직 방향(즉, 패널의 길이 방향)으로 배열된 화소 배치 구조이다.

도 10은 도 9의 (a)에 해당하는 화소의 배열 상태를 나타내는 개략도이다.

도 10은 서브 화소들이 수직 방향(즉, 패널의 길이 방향)으로 배열된 화소 배치 구조를 나타내고 있다. 즉, 화소(P1, P2, ..., P16)의 배치 방향과 서브 화소의 배치 방향은 동일함을 알 수 있다. 이때, 구동부(14)는 단위 개수의 화소를 구동할 수 있다. 도 10에서 단위 개수는 16개를 의미할 수 있다.

도 11은 도 10의 화소 배열 상태에 따른 발광 패턴 및 발광 시간을 나타내는 도이다.

도 11(a)은 도 10의 화소 배열 상태에 따른 발광 패턴을 나타내고 있다. 또한, 도 11(b)은 도 10의 화소 배열 상태에 따른 발광 시간을 나타내고 있다.

회전에 따른 각 화소의 위치(V1, V2, V3, V4)에 따라 각 서브 화소의 점등 및 소등이 반복적으로 일어날 수 있다. 이때, 상대적으로 넓은 범위에서 상대적으로 긴 시간 동안 점등이 일어날 수 있다.

도 12는 도 9의 (b)에 해당하는 화소의 배열 상태를 나타내는 개략도이다.

도 12는 서브 화소들이 수평 방향(즉, 패널의 길이 방향에 수직인 방향)으로 배열된 화소 배치 구조를 나타내고 있다. 즉, 화소(Q1, Q2, ..., Q16)의 배치 방향과 서브 화소의 배치 방향은 서로 수직임을 알 수 있다. 이때, 구동부(14)는 단위 개수의 화소를 구동할 수 있다. 도 11에서 단위 개수는 16개를 의미할 수 있다.

도 13은 도 12의 화소 배열 상태에 따른 발광 패턴 및 발광 시간을 나타내는 도이다.

도 13(a)은 도 12의 화소 배열 상태에 따른 발광 패턴을 나타내고 있다. 또한, 도 13(b)은 도 12의 화소 배열 상태에 따른 발광 시간을 나타내고 있다.

회전에 따른 각 화소의 위치(V1, V2, V3, V4)에 따라 각 서브 화소의 점등 및 소등이 반복적으로 일어날 수 있다. 이때, 상대적으로 좁은 범위에서 상대적으로 짧은 시간 동안 점등이 일어날 수 있다.

이와 같이, 서브 화소 크기 대비 화소의 크기가 작을수록 실제 점등 시간은 짧아질 수 있다. 이는 광원의 크기가 동일한 경우 디스플레이의 정밀도(PPI)가 높아질수록(픽셀 크기가 작아질수록) 실제 점등 시간은 짧아진다는 의미이다(디스플레이의 휘도 감소).

그러나 광원(LED) 크기의 축소 없이 광원의 배열이나 구동 방법을 개선하여 실제 발광하는 서브 화소 크기를 줄인다면 화소의 점등 시간은 증가할 수 있다. 이에 따라 디스플레이의 휘도가 개선될 수 있다.

동일 크기의 LED를 사용하는 경우, 회로 구성의 제약이 동일하다면, 아래와 같은 두 가지 경우에 휘도 및 정밀도(PPI) 개선 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 실제 화소의 가로 길이가 짧은 방향으로 배열

(2) 서브 화소를 개별 구동

따라서, 본 발명은 위의 두 가지 경우를 고려하고 적용하여 휘도 및 정밀도(PPI)를 개선할 수 있는 회전형 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.

이와 같이, 회전형 잔상 디스플레이의 구현 시, 서브 화소를 개별 구동하면 이러한 디스플레이를 관찰하는 관찰자는 서로 다른 위치에 있는 서브 화소(R, G, B)가 하나의 화소 공간에 위치하는 것으로 인식 가능하다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에서 서브 화소를 개별 구동하는 상태를 나타내는 개념도이다. 또한, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전형 디스플레이 장치에서 서브 화소의 배치를 나타내는 평면도이다.

도 14에서, 큰 사각형은 개별 화소 영역을 의미할 수 있다. 먼저, 해당 서브 화소는 발광 모듈이 회전하여 이 화소 영역에 위치할 때 점등할 수 있다.

즉, 도 14(a)를 참조하면, 먼저, 적색 (서브) 화소가 이 화소 영역에 위치하게 되어 점등할 수 있다. 이후, 일정 각도 더 회전하여 녹색 화소가 이 화소 영역에 위치하게 되면, 적색 화소는 꺼지고 녹색 화소가 점등할 수 있다. 이후, 일정 각도 더 회전하여 청색 화소가 이 화소 영역에 위치하게 되면, 녹색 화소는 꺼지고 청색 화소가 점등할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 서브 화소들이 순차적으로 일정 화소 영역에서 발광하도록 개별 구동될 수 있다. 그러면, 서브 화소들 사이의 물리적인 위치의 한계가 해소될 수 있다. 즉, 서브 화소들은 일정 화소 영역 내에 위치할 필요가 없어진다.

예를 들면, 도 15에서 도시하는 바와 같이, 개별 서브 화소 사이의 거리에 대한 제약이 사라지고 한 세트의 서브 화소는 기존의 개별 화소 폭(W)보다 넓은 폭(W5) 내에 배치될 수 있는 것이다. 즉, 각각의 서브 화소들 사이의 거리는 서브 화소들이 동시에 발광하는 경우의 서브 화소들 사이의 거리보다 클 수 있다. 부연하면, 서브 화소들은 회전형 잔상 디스플레이 장치의 잔상허용거리만큼 서로 이격되어 위치할 수 있다.

실제로, 회전형 디스플레이 장치는 광원 모듈이 일 회전할 때 하나의 프레임을 표시하게 되므로, 서브 화소 사이의 거리의 제약은 무시될 수 있게 된다. 이에 따라 휘도가 개선될 수 있다. 또한, 서브 화소들은 인접 배치할 필요 없이, 예를 들면, 평행이동시킨 위치에서 더 밀집하게 배치할 수 있으므로 정밀도가 향상될 수 있는 것이다.

이하, 이러한 예를 더 구체적으로 설명한다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 서브 화소(Sub-pixel)의 배치에 따른 점등 시간을 표의 형태로 나타내는 도이다.

도 16에서, (a) 내지 (c)는 도 9에서 도시한 바와 동일하다. 도 16(d)은 위에서 설명한 서브 화소를 개별구동하는 경우의 서브 화소의 배치의 예를 나타낸다.

이 경우, 서브 화소는 (b)의 경우와 유사하게 패널의 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 배치될 수 있다. 따라서 개별 서브 화소는 (a) 내지 (c)의 세 가지 경우보다 더 좁아진 화소 폭(W4)을 가지게 된다.

그러나 이들 서브 화소는 개별구동(순차구동)될 수 있으므로, 실질적으로 각 화소당 총 점등할 수 있는 시간이 T라면, 미점등 구간은 F4에 해당한다. 즉, O4에 해당하는 시간만큼 점등이 이루어질 수 있다. 이러한 점등시간을 화소당 총 점등할 수 있는 시간(T)의 비율로 나타내면 72.9%에 해당할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 회전형 디스플레이 장치의 휘도가 향상될 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 화소의 배열 상태를 나타내는 개략도이다. 즉, 도 17은 도 16의 (d)에 해당하는 서브 화소 배열에 따른 화소의 배열 상태의 일례를 나타내고 있다.

도 17은 서브 화소들이 수평 방향(즉, 패널의 길이 방향에 수직인 방향)으로 배열된 화소 배치 구조를 나타내고 있다. 즉, 화소(R1, R2, ..., R16)의 배치 방향과 서브 화소의 배치 방향은 서로 수직임을 알 수 있다.

이때, 각 구동부(314a, 314b, 314c)는 단위 개수의 각 색상의 서브 화소를 구동할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동부(314a)는 단위 개소의 화소 내에서 제1 타이밍에 적색 서브 화소를 구동할 수 있다. 또한, 제2 구동부(314b)는 단위 개소의 화소 내에서 제2 타이밍에 녹색 서브 화소를 구동할 수 있다. 또한, 제3 구동부(314c)는 단위 개소의 화소 내에서 제3 타이밍에 청색 서브 화소를 구동할 수 있다. 도 17에서 단위 개수는 16개를 의미할 수 있다.

여기서, 제1 타이밍, 제2 타이밍 및 제3 타이밍은 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소가 회전 방향에 대하여 동일한 위치(화소 영역)에서 발광하는 타이밍일 수 있다.

도 18은 도 17의 화소 배열 상태에 따른 발광 패턴 및 발광 시간을 나타내는 도이다.

도 18(a)은 도 17의 화소 배열 상태에 따른 발광 패턴을 나타내고 있다. 또한, 도 18(b)은 도 17의 화소 배열 상태에 따른 발광 시간을 나타내고 있다.

회전에 따른 각 화소의 위치(V1, V2, V3, V4)에 따라 각 서브 화소의 점등 및 소등이 반복적으로 일어날 수 있다.

이때, 위에서 설명한 바와 같이, 제1 타이밍에 적색 (서브) 화소가 하나의 화소 영역에 위치하게 되어 점등할 수 있다. 이후, 일정 각도 더 회전하여 녹색 화소가 이 화소 영역에 위치하게 되면, 제2 타이밍에 적색 화소는 꺼지고 녹색 화소가 점등할 수 있다. 이후, 일정 각도 더 회전하여 청색 화소가 이 화소 영역에 위치하게 되면, 제3 타이밍에 녹색 화소는 꺼지고 청색 화소가 점등할 수 있다.

여기서, 제1 타이밍, 제2 타이밍 및 제3 타이밍은 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소가 회전 방향에 대하여 동일한 위치(화소 영역)에서 발광하는 타이밍일 수 있다. 이때, 각 타이밍 사이의 시간(D)은 실제 화소의 배치 및 회전형 디스플레이의 회전 속도에 따라 결정될 수 있다.

도 19는 본 발명의 다른 실시예에 의한 화소의 배열 상태를 나타내는 개략도이다. 즉, 도 19는 도 16의 (d)에 해당하는 서브 화소 배열에 따른 화소의 배열 상태의 다른 예를 나타내고 있다. 도 19를 참조하면, 패널의 길이 방향을 따라 배열되는 제1 발광 소자 어레이가 T2 위치에 위치하는 상태에서, 이 길이 방향에 평행한 방향으로 일정 거리 이격되어 (T1 라인을 따라) 개별 화소들이 길이 방향으로 배치되는 제2 발광 소자 어레이가 더 구비될 수 있다.

즉, 위에서 설명한 제1 발광 소자 어레이가 T2 라인에 위치하는 화소들, S1, S3, S5, ... , S31에 해당하고, 제2 발광 소자 어레이는 T1 라인에 위치하는 화소들, S2, S4, S6, ... , S32에 해당할 수 있다.

이때, 도시하는 바와 같이, 제2 발광 소자 어레이의 개별 화소(S2, S4, S6, ... , S32)들은 패널의 길이 방향에 대하여 각각 제1 발광 소자 어레이의 개별 화소(S1, S3, S5, ... , S31)들의 사이에 위치할 수 있다.

일반적으로, 하나의 발광 소자 어레이에서 인접하는 두 화소 사이의 간격, 예를 들면, 제1 발광 소자 어레이의 첫 번째 화소(S1)와 두 번째 화소(S3) 사이에는 각 서브 화소를 이루는 광원(LED)의 연결 배선 등에 의하여 일정 거리 이상의 간격이 위치할 수밖에 없다. 즉, 두 인접 화소를 최대한 밀집하여 배치하는데 한계가 있을 수 있다.

그러나, 위에서 설명한 바와 같이, 서브 화소들을 개별 (순차) 구동하여 서브 화소들의 공간적 제약이 없어졌으므로 이들 개별 화소 사이의 위치에 추가적으로 화소를 배치할 수 있는 것이다.

즉, 첫 번째 화소(S1)와 두 번째 화소(S3) 사이에 일정 거리 이격하여 공간적 제약이 없는 위치에 추가적으로 화소(S2)를 배치할 수 있다. 따라서, 화소의 정밀도가 향상될 수 있고, 이에 따라 디스플레이의 해상도를 향상시킬 수 있는 것이다.

이때, 각 구동부(314a, 314b, 314c)는 단위 개수의 각 색상의 서브 화소를 구동할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동부(314a)는 단위 개소의 화소 내에서 제1 타이밍에 제1 발광 소자 어레이의 적색 서브 화소를 구동할 수 있고 제2 타이밍에 제2 발광 소자 어레이의 적색 서브 화소를 구동할 수 있다. 또한, 제2 구동부(314b)는 단위 개소의 화소 내에서 제1 타이밍에 제1 발광 소자 어레이의 녹색 서브 화소를 구동할 수 있고 제2 타이밍에 제2 발광 소자 어레이의 녹색 서브 화소를 구동할 수 있다. 또한, 제3 구동부(314c)는 단위 개소의 화소 내에서 제1 타이밍에 제1 발광 소자 어레이의 청색 서브 화소를 구동할 수 있고 제2 타이밍에 제2 발광 소자 어레이의 청색 서브 화소를 구동할 수 있다.

도 19에서 단위 개수는 32개를 의미할 수 있다. 즉, 동일한 수준의 구동부를 이용하는 경우에 해상도 및 정밀도가 두 배로 향상될 수 있다.

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 화소의 배열 상태를 나타내는 개략도이다. 즉, 도 20은 도 16의 (d)에 해당하는 서브 화소 배열에 따른 화소의 배열 상태의 또 다른 예를 나타내고 있다. 도 20을 참조하면, 패널의 길이 방향을 따라 배열되는 제1 발광 소자 어레이가 T2 위치에 위치하는 상태에서, 이 길이 방향에 평행한 방향으로 일정 거리 이격되어 (T1 라인을 따라) 개별 화소들이 길이 방향으로 배치되는 제2 발광 소자 어레이가 더 구비될 수 있다.

이때, 각 구동부(314d, 314d)는 단위 개수의 각 색상의 서브 화소를 개별 타이밍에 구동할 수 있다. 예를 들어, 제4 구동부(314d)는 단위 개소의 화소 내에서 제1 타이밍(T2)에 제1 발광 소자 어레이의 서브 화소들을 구동할 수 있다. 또한, 제5 구동부(314e)는 단위 개소의 화소 내에서 제2 타이밍(T1)에 제2 발광 소자 어레이의 서브 화소들을 구동할 수 있다.

즉, 제4 구동부(314d)는 제1 발광 소자 어레이의 서브 화소들을 동시에 (또는 순차적으로) 구동할 수 있고, 제5 구동부(314e)는 제2 발광 소자 어레이의 서브 화소들을 동시에 (또는 순차적으로) 구동할 수 있다.

도 20에서 단위 개수는 32개를 의미할 수 있다. 즉, 동일한 수준의 구동부를 이용하는 경우에 해상도 및 정밀도가 두 배로 향상될 수 있다.

도 21은 본 발명의 회전형 디스플레이 장치에서 해상도(정밀도)를 향상시키기 위한 서브 화소의 배치 상태의 예를 나타내는 개략도이다.

도 19 및 도 20은 개별 화소 영역이 일정 거리 이격되어 위치하는 예를 도시하고 있으나, 도 21은 각 서브 화소들이 일정 거리 이격되어 위치하는 예를 나타내고 있다.

즉, 길이 방향으로 배치되는 제1 청색 화소 사이에 일정 거리 이격되어 각각의 제1 청색 화소 사이에 제2 청색 화소가 위치할 수 있다. 이후, 길이 방향으로 배치되는 제1 녹색 화소 사이에 일정 거리 이격되어 각각의 제1 녹색 화소 사이에 제2 녹색 화소가 위치할 수 있다. 이후, 길이 방향으로 배치되는 제1 적색 화소 사이에 일정 거리 이격되어 각각의 제1 적색 화소 사이에 제2 적색 화소가 위치할 수 있다.

이와 같이, 회전형 잔상 디스플레이 장치에 있어서, 서브 화소의 순차적 구동으로 인하여 공간적 제약이 해소되고, 이에 따라 다양한 형태로 서브 화소들을 더 밀집하게 배치할 수 있어, 정밀도 및 해상도를 향상시킬 수 있는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 102: 고정부 200, 202: 회전부
300, 301: 광원 모듈
310, 320, 330, 340, 350, 360: 패널
311: 발광 소자 어레이
314, 314a, 314b, 314c, 314d, 314e: 구동부

Claims

발광 소자를 이용한 회전형 디스플레이 장치에 있어서,
모터를 포함하는 고정부;
상기 고정부 상에 위치하고 상기 모터에 의하여 회전하는 회전부; 및
상기 회전부에 결합되고 방사상으로 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 또는 원통형의 면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 및 상기 각 패널 상에 개별 화소들이 길이 방향으로 배치되는 제1 발광 소자 어레이를 포함하는 광원 모듈을 포함하고,
상기 제1 발광 소자 어레이의 상기 개별 화소를 이루는 서브 화소는 상기 길이방향에 수직한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 서브 화소는 순차적으로 발광하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 길이 방향에 평행한 방향으로 개별 화소들이 길이 방향으로 배치되는 제2 발광 소자 어레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제3항에 있어서, 상기 제2 발광 소자 어레이의 개별 화소들은 상기 길이 방향에 대하여 각각 상기 제1 발광 소자 어레이의 개별 화소의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 발광 소자 어레이와 상기 제2 발광 소자 어레이는 순차적으로 발광하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 고정부와 상기 회전부는 무선 전력 전송방식으로 전기적으로 연결되는것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제6항에 있어서, 상기 무선 전력 전송방식은,
상기 고정부에 구비되는 무선 전력 전송부;
상기 무선 전력 전송부에 연결되는 전송 코일;
상기 전송 코일과 마주보는 위치에 위치하는 수신 코일; 및
상기 수신 코일과 연결되는 무선 전력 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 모듈에는 상기 제1 발광 소자 어레이를 구동하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제8항에 있어서, 상기 구동부는 상기 제1 발광 소자 어레이가 설치된 상기 패널의 반대면에 구비되는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제8항에 있어서, 상기 구동부에 제어 신호를 전달하는 영상처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제10항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 각각의 제1 발광 소자 어레이에서 표시되는 특정 프레임의 영상 데이터를 지연 표시하도록 제어하는 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제11항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 제1 발광 소자 어레이가 순차적으로 구동되도록 제어하는 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
발광 소자를 이용한 회전형 디스플레이 장치에 있어서,
모터를 포함하는 고정부;
상기 고정부 상에 위치하고 상기 모터에 의하여 회전하는 회전부; 및
상기 회전부에 결합되고 방사상으로 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 또는 원통형의 면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 패널 및 상기 각 패널 상에 개별 화소들이 길이 방향으로 배치되는 제1 발광 소자 어레이 및 상기 길이 방향에 평행한 방향으로 일정 거리 이격되어 개별 화소들이 길이 방향으로 배치되는 제2 발광 소자 어레이를 포함하는 광원 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제13항에 있어서, 상기 제1 발광 소자 어레이 및 상기 제2 발광 소자 어레이의 상기 개별 화소를 이루는 서브 화소는 상기 길이방향에 수직한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제13항에 있어서, 상기 제2 발광 소자 어레이의 개별 화소들은 상기 길이 방향에 대하여 각각 상기 제1 발광 소자 어레이의 개별 화소의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제13항에 있어서, 상기 제1 발광 소자 어레이와 상기 제2 발광 소자 어레이는 순차적으로 발광하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제13항에 있어서, 상기 고정부와 상기 회전부는 무선 전력 전송방식으로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제13항에 있어서, 상기 광원 모듈은,
상기 제1 발광 소자 어레이와 상기 제2 발광 소자 어레이를 구동하는 구동부; 및
상기 구동부에 제어 신호를 전달하는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제18항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 제1 발광 소자 어레이와 상기 제2 발광 소자 어레이에서 표시되는 특정 프레임의 영상 데이터를 지연 표시하도록 제어하는 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.
제18항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 제1 발광 소자 어레이와 상기 제2 발광 소자 어레이가 순차적으로 구동되도록 제어하는 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 회전형 디스플레이 장치.