WO2019151603A1 - 투명 디스플레이 장치 및 이를 이용한 멀티 투명 디스플레이 장치 - Google Patents

투명 디스플레이 장치 및 이를 이용한 멀티 투명 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2019151603A1
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WO
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liquid crystal
transparent
crystal panel
display device
transparent display
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이근환
이재우
성윤환
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주식회사 위즈덤라이트코리아
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells

Definitions

  • the present invention relates to a transparent display device and a multi-transparent display device using the same.
  • LCDs liquid crystal displays
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • PDPs plasma display panels
  • field emission displays Display device (FED), an electroluminescence display device (ELD), etc., and these display devices are widely used with excellent performance of thinning, light weight, and low power consumption.
  • the transparent display device has a problem in that the visibility is severely changed by external light.
  • the transparent display device must maintain a black state in a state in which no image is implemented, and there is a problem in that the light cannot be maintained in the black state because light of the background passes through the pixel when the surroundings are bright.
  • the background image is overlapped due to the influence of external light, and the sharpness and visibility of the image are inferior.
  • An object of the present invention is to provide a transparent display device and a multi-transparent display device using the same that can solve the conventional problems.
  • the transparent display device for solving the above problems is a transparent liquid crystal panel; And a controller configured to adjust brightness of an image displayed on the transparent liquid crystal panel and transmittance of light irradiated to the transparent liquid crystal panel, wherein the transparent liquid crystal panel is disposed on a rear surface of the transparent liquid crystal panel and integrally formed with an LED bar provided along an edge line. It includes a manufactured light guide plate.
  • the liquid crystal panel comprises a first protective glass; An LCD adhered to the first protective glass; PDLC bonded to the LCD; And a second protective glass adhered to the PDLC.
  • the transparent display device includes an illuminance sensor for detecting an external illuminance; And a brightness controller configured to adjust light brightness of the LED bar according to the detected external illuminance.
  • the transparent display apparatus further includes an image input unit connected to an image input / output terminal of an external image device by a cable.
  • a multi-transparent display apparatus includes: a plurality of transparent displays having a rear perspective function; And an image processor configured to output a divided image obtained by dividing a single image to the plurality of transparent displays, wherein the transparent display comprises: a liquid crystal panel having a transparent liquid crystal layer; And a light guide plate disposed on a rear surface of the liquid crystal panel and integrally manufactured with an LED bar provided along an edge line.
  • the transparent display device When using the transparent display device according to an embodiment of the present invention, by providing a transparent display device that implements the side backlight using the LED bar, there is an effect that the image and the back can be viewed at the same time.
  • FIG. 1 is a block diagram of a transparent display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exemplary view showing a vertical cross-sectional structure of the liquid crystal panel shown in FIG.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a connection relationship between a transparent LCD, a data driver, a gate driver, and a timing controller of the transparent display device of FIG. 1.
  • FIG. 4 is an exemplary view illustrating a state change of a PDLC according to a power-on state.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating an example of a linear nanopattern of the light guide plate shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an actual photograph of the light guide plate illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a multi-transparent display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an actual photograph of the multi-transparent display device disclosed in FIG. 7.
  • FIG 9 illustrates an example computing environment in which one or more embodiments disclosed herein may be implemented.
  • FIG. 1 is a block diagram of a transparent display device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exemplary view showing a vertical cross-sectional structure of the liquid crystal panel shown in Figure 1
  • Figure 3 is a transparent LCD of the transparent display device of
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a connection relationship between a data driver, a gate driver, and a timing controller
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a state change of a PDLC according to a power-up state
  • FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating an example
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an actual photograph of the light guide plate illustrated in FIG. 5.
  • a transparent display device 100 is a device that displays an image and visually recognizes an object located on the back of the device as it has transparency. More specifically, the liquid crystal panel 200 and the control unit 300 are included.
  • the liquid crystal panel 200 is a panel displaying an image provided from the outside, and includes a first protective glass 210, a transparent LCD 220, a PDLC 230, a second protective glass 240, and a light guide plate 250. do.
  • the transparent LCD 220 receives and displays an image output from an external image device through an image input unit of the controller 300.
  • the transparent LCD 220 is a first enclosure, such as a transparent Lexan-like enclosure, Advanced Link Photonics (ALP), Inc.
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • LED light emitting diode
  • a second optical grade plastic having the same second transflective film, a third diffused surface having a surface haze of 0 to 60 percent, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or a light emitting diode (LED) surrounding the optical grade plastic, 4 Half wavelength mirrors with 15 to 60 percent mirror reluctance, such as diffuser or diffractive surfaces or devices with surface haze between 0 and 30 percent, and polarizer retardation films made by ALP, Inc.
  • a second enclosure such as a provided second polarizer retardation film and a transparent Lexan-like enclosure can be configured.
  • the PDLC 230 may be a unit that is positioned behind the transparent LCD 220 and adjusts light transmittance according to a control signal provided from the outside.
  • fine liquid crystal droplets are formed in the matrix of the polymer material so that light transmittance is changed in response to a voltage applied from the outside.
  • the PDLC 230 is adjusted to a transmittance of 1 to 100% from a completely transparent state according to the intensity of the voltage applied by the control of the control unit 300, and has a characteristic of being milky opaque state when the voltage is turned off. .
  • the PDLC 230 may adjust light transmittance based on a processing signal of the controller 300, and may be manufactured in various forms if an image beam projected on the panel is scattered and an image is formed and displayed forward. That is, the PDLC 230 may be manufactured in the form of a thin sheet or panel, or may be formed in a sheet attached to a transparent panel.
  • the light guide panel LGP 250 may be a unit that uniformly distributes light flowing from a light source positioned at a side in a desired area.
  • the light guide plate 250 is provided with an LED bar 251 as a light source on the edge line.
  • the light guide plate 250 is a light guide plate having a linear nanopattern formed thereon, wherein the periodic linear nanopattern has a pitch of 1 nm to 1000 nm, and the ratio of the pitch of the pattern to the height of the pattern is 1: 0.5. To 10.
  • the light guide plate 250 has a continuous linear pattern having a nano-level pitch, unlike a dot pattern having a discontinuous pattern shape, but does not adopt a structure that changes the density distribution of the pattern. In addition to inducing efficient dispersion of light, the light guide plate may be manufactured thinner.
  • the aforementioned "pitch" refers to the spacing between two adjacent linear patterns.
  • the linear pattern is preferably a linear pattern having the form of a linear, waveform, curved, circular linear, triangular linear, rectangular linear, hexagonal linear, etc. no.
  • the linear linear, triangular linear, rectangular linear, and hexagonal linear may be arranged in concentricity, that is, having the same center to form a periodic linear pattern.
  • a linear linear pattern is periodically formed to have a linear pattern form in which bone and acid forms are repeatedly formed.
  • the material of the light guide plate 250 is poly methyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), acrylic resin, cyclo olefin polymer (COP), polyvinyl alcohol (polyvinyl alcohol). , PVA), and polyvinyl chloride (PVC) may be one or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto.
  • the LED bar 251 is disposed on the side of the light guide plate 250 without the backlight of the back or the upper surface, and is manufactured integrally with the light guide plate, so there is no need for a separate internal space for providing a backlight as in the prior art. Accordingly, in the conventional liquid crystal display device removed, back perspective may be available as a space for the backlight.
  • the transparent display apparatus 100 may include a data driver 201, a gate driver 202, and a timing controller 203.
  • the data driver 201 drives a plurality of data lines by supplying data voltages to the plurality of data lines DL to DLm connected to the transparent LCD.
  • the gate driver 202 sequentially drives a plurality of gate lines GL1 to GLn by sequentially supplying scan signals to the plurality of gate lines GL1 to GLn.
  • the timing controller 203 controls the data driver 201 and the gate driver 202 by supplying various control signals to the data driver 201 and the gate driver 202.
  • the timing controller 203 starts scanning according to the timing implemented in each frame, converts externally input image data according to the data signal format used by the data driver 201, and outputs the converted image data.
  • the data drive is controlled according to the scan.
  • the gate driver 202 sequentially supplies a scan signal of an on voltage or an off voltage to a plurality of gate lines under the control of the timing controller 203 to sequentially drive the plurality of gate lines.
  • the gate driver 202 may be located on only one side according to a driving method or a design method of a transparent LCD, or may be located on both sides in some cases.
  • the gate driver 202 may include one or more gate driver integrated circuits.
  • Each gate driver integrated circuit is connected to a bonding pad of the transparent LCD 220 by a tape automated bonding (TAB) method or a chip on glass (COG) method, or a gate in panel (GIP). It may be implemented as a type and disposed directly on the transparent LCD 220, and in some cases, may be integrated and disposed on the transparent LCD 220.
  • TAB tape automated bonding
  • COG chip on glass
  • GIP gate in panel
  • Each gate driver integrated circuit may be implemented by a chip on film (COF) method.
  • the gate driving chip corresponding to each gate driver integrated circuit may be mounted on the flexible film, and one end of the flexible film may be bonded to the transparent LCD.
  • the data driver 201 drives a plurality of data lines by converting image data received from a timing controller into analog data voltages and supplying them to the plurality of data lines.
  • the data driver 201 may drive a plurality of data lines, including at least one source driver integrated circuit.
  • Each source driver integrated circuit may be connected to the bonding pads of the LCD and / or PLCD, or may be placed directly, in Tape Automated Bonding (TAB) or needle-on-glass (COG) In some cases, the LCD may be directly disposed on the transparent LCD.
  • TAB Tape Automated Bonding
  • COG needle-on-glass
  • each source driver integrated circuit may be implemented by a chip on film (COF) method.
  • COF chip on film
  • a source driving chip corresponding to each source driver integrated circuit is mounted on a flexible film, one end of the flexible film is bonded to at least one source printed circuit board, and the other end is bonded to the LCD. do.
  • the source printed circuit board may be connected to the control printed circuit board through a connection medium such as a flexible flat cable (FFC) or a flexible printed circuit (FPC).
  • a connection medium such as a flexible flat cable (FFC) or a flexible printed circuit (FPC).
  • the transparent display device 100 is connected to the output terminal of the image recording medium (for example, any one of the MPEG board, USB, SD card, notebook, PC / DIVX) by a cable and the recording An image stored in the medium or a real time image may be output.
  • the image recording medium for example, any one of the MPEG board, USB, SD card, notebook, PC / DIVX
  • the transparent display device 100 may further include an illuminance sensor module 400.
  • the illuminance sensor module 400 adjusts the brightness of the LED bar 251 based on the detection information detecting the illuminance of the external light.
  • the illuminance sensor module 400 may be configured as an illuminance sensor for detecting external illuminance and a brightness adjusting unit for adjusting the light brightness of the LED bar according to the detected external illuminance.
  • the illuminance sensor module 400 is an LED control sensor device that detects day and night illuminance deviations and adjusts the brightness of the screen image automatically or manually.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a multi-transparent display device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is an actual product picture of FIG. 7.
  • the multi-transparent display apparatus 2000 includes a plurality of transparent display units 2100, 2200, 2300, and 2400, and an image processor 2500.
  • Each of the plurality of transparent display units 2100, 2200, 2300, and 2400 is a device capable of rear-viewing at the same time as an image display function.
  • the first protective glass 210 and the transparent LCD 220 are shown.
  • the liquid crystal panel may include a PDLC 230, a second protective glass 240, and a light guide plate 250.
  • each of the transparent display units 2100, 2200, 2300, and 2400 may include data drivers 2101, 2201, 2301, and 2401, gate drivers 2102, 2202, 2302, and 2402, and timing controllers 2103, 2203, 2303, and 2403. ), And the functions of each data driver, gate driver, and timing controller are replaced with the description of FIG.
  • the multi-transparent display device of the present invention may be combined in a direction of up, down, left, and right, and in the present invention, a form provided with four will be described as an example. On the other hand, the present invention is not limited to this number and / or the bonding direction.
  • the image processor 2500 outputs a divided image obtained by dividing a single image provided from the outside to the plurality of transparent displays.
  • the multi-transparent display device of the present invention may include a touch panel and an interface unit interworking with touch signals of the touch panel.
  • an interactive function with the viewer can be implemented.
  • the multi-transparent display device of the present invention can display an image and an exhibit at the same time by mounting a light source device, a power supply, and a media board (image processing apparatus) in the frame and arranging the exhibit in the frame.
  • the difference between the general liquid crystal display device and the transparent display device of the present invention is whether or not the liquid crystal panel is transparent, and even the transparent panel cannot implement perspective by itself unless there is an auxiliary auxiliary light source.
  • a PDLC and a light guide plate may be attached to a transparent LCD without securing a space for a backlight on a rear surface of the transparent panel, so that an image may be output to the transparent LCD.
  • the liquid crystal panel proposed by the present invention can be implemented with a thickness of 3 cm to 7 cm.
  • FIG. 9 illustrates an example computing environment in which one or more embodiments disclosed herein may be implemented, illustrating an example of a system 1000 that includes a computing device 1100 configured to implement one or more embodiments described above.
  • the computing device 1100 may be a personal computer, server computer, handheld or laptop device, mobile device (mobile phone, PDA, media player, etc.), multiprocessor system, consumer electronics, mini computer, mainframe computer, Distributed computing environments, including, but not limited to, any of the systems or devices described above.
  • the computing device 1100 may include at least one processing unit 1110 and a memory 1120.
  • the processing unit 1110 may include, for example, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a microprocessor, an application specific integrated circuit (ASIC), field programmable gate arrays (FPGA), and the like. It may have a plurality of cores.
  • the memory 1120 may be volatile memory (eg, RAM, etc.), nonvolatile memory (eg, ROM, flash memory, etc.), or a combination thereof.
  • computing device 1100 may include additional storage 1130.
  • Storage 1130 includes, but is not limited to, magnetic storage, optical storage, and the like.
  • Storage 1130 may store computer readable instructions for implementing one or more embodiments disclosed herein, and other computer readable instructions for implementing operating systems, application programs, and the like. Computer readable instructions stored in storage 1130 may be loaded into memory 1120 for execution by processing unit 1110.
  • computing device 1100 may include input device (s) 1140 and output device (s) 1150.
  • the input device (s) 1140 may include, for example, a keyboard, mouse, pen, voice input device, touch input device, infrared camera, video input device, or any other input device.
  • output device (s) 1150 may include, for example, one or more displays, speakers, printers, or any other output device.
  • computing device 1100 may use an input device or output device included in another computing device as input device (s) 1140 or output device (s) 1150.
  • computing device 1100 may include communication connection (s) 1160 that enable computing device 1100 to communicate with another device (eg, computing device 1300).
  • the communication connection (s) 1160 may be a modem, a network interface card (NIC), an integrated network interface, a radio frequency transmitter / receiver, an infrared port, a USB connection, or other for connecting the computing device 1100 to another computing device. It may include an interface. In addition, communication connection (s) 1160 may include a wired connection or a wireless connection. Each component of the computing device 1100 described above may be connected by various interconnections such as a bus (eg, peripheral component interconnect (PCI), USB, firmware (IEEE 1394), optical bus structure, etc.). And may be interconnected by the network 1200. As used herein, terms such as “component”, “system” and the like generally refer to a computer-related entity that is hardware, a combination of hardware and software, software, or running software.
  • PCI peripheral component interconnect
  • IEEE 1394 firmware
  • optical bus structure etc.
  • a component may be, but is not limited to being, a process running on a processor, a processor, an object, an executable, a thread of execution, a program, and / or a computer.
  • an application running on a controller and the controller can be a component.
  • One or more components may reside within a thread of process and / or execution, and the components may be localized on one computer and distributed between two or more computers.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는 투명 액정패널; 및 상기 투명 액정패널에서 표시되는 영상의 밝기 및 상기 투명 액정패널에 조사된 빛의 투과도를 조절하는 제어부를 포함하고, 상기 투명 액정패널은 배면에 배치되어, 엣지 라인을 따라 구비된 LED 바와 일체형으로 제작된 도광판을 포함한다.

Description

투명 디스플레이 장치 및 이를 이용한 멀티 투명 디스플레이 장치
본 발명은 투명 디스플레이 장치 및 이를 이용한 멀티 투명 디스플레이 장치에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
이 같은 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기발광소자(Organic Light Emitting Diodes:OLED), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device:PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device:FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD) 등을 들 수 있는데, 이들 표시장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보이며 널리 사용되고 있다.
한편, 최근에는 특성상 사용자가 표시장치를 투과해 반대편에 위치한 사물 또는 이미지를 볼 수 있는 투명디스플레이장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 투명디스플레이장치는 공간 활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며 보다 넓은 영역에서 사용될 수 있도록 개발에 박차를 가하고 있다.
그러나, 투명디스플레이장치는 특성 상 외부광에 의해 시인성 변화가 심한 문제점이 있다.
이를 보다 상세히 설명하면, 투명 디스플레이장치는 화상을 구현하지 않는 상태에서 블랙상태를 유지해야 하는데, 주변이 밝을 경우 배경의 빛이 화소를 통과하기 때문에 블랙상태를 유지하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 화상을 구현할 때에도 외부광에 영향을 받아 배경의 이미지가 중첩되며 화상의 선명도 및 시인성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 문제점을 해결할 수 있는 투명 디스플레이 장치 및 이를 이용한 멀티 투명 디스플레이 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는 투명 액정패널; 및 상기 투명 액정패널에서 표시되는 영상의 밝기 및 상기 투명 액정패널에 조사된 빛의 투과도를 조절하는 제어부를 포함하고, 상기 투명 액정패널은 배면에 배치되어, 엣지 라인을 따라 구비된 LED 바와 일체형으로 제작된 도광판을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 액정패널은 제1 보호 글래스; 상기 제1 보호 글래스에 접착된 LCD; 상기 LCD와 접착된 PDLC; 및 상기 PDLC와 접착된 제2 보호 글래스를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 투명 디스플레이 장치는 외부 조도를 검출하는 조도 센서; 및 검출된 외부 조도에 따라 상기 LED 바의 광 밝기를 조절하는 밝기 조절부를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 투명 디스플레이 장치는 외부 영상기기의 영상 입출력단자와 케이블로 연결되는 영상입력부를 더 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 투명 디스플레이 장치는 후면 투시 기능을 갖는 복수 개의 투명 디스플레이; 및 단일 영상을 분할한 분할 영상을 상기 복수 개의 투명 디스플레이로 출력하는 영상처리부;를 포함하고, 상기 투명 디스플레이는 투명 액정층을 갖는 액정패널; 및 상기 액정패널의 배면에 배치되고, 엣지 라인을 따라 구비된 LED 바와 일체형으로 제작된 도광판을 포함한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치를 이용하면, LED 바를 이용하여 사이드 백라이트를 구현한 투명 디스플레이 장치를 제공함으로써 영상과 배면을 동시에 시인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정패널의 수직 단면 구조를 나타낸 예시도이다.
도 3은 도 1의 투명 디스플레이 장치의 투명 LCD, 데이터 드라이버, 게이트 드라이버 및 타이밍 컨트롤러의 연결관계를 나타낸 예시도이다.
도 4는 전원인가 상태에 따른 PDLC의 상태변화를 보여준 예시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 도광판의 선형 나노패턴일 예를 나타낸 예시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 도광판의 실제사진을 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 투명 디스플레이 장치를 나타낸 블록도이다.
도 8은 도 7에 개시된 멀티 투명 디스플레이 장치의 실제사진이다.
도 9는 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시한 도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면들에 기초하여 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치 및 이를 이용한 멀티 투명 디스플레이 장치를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 액정패널의 수직 단면 구조를 나타낸 예시도이고, 도 3은 도 1의 투명 디스플레이 장치의 투명 LCD, 데이터 드라이버, 게이트 드라이버 및 타이밍 컨트롤러의 연결관계를 나타낸 예시도이고, 도 4는 전원인가 상태에 따른 PDLC의 상태변화를 보여준 예시도이고, 도 5는 도 1에 도시된 도광판의 선형 나노패턴일 예를 나타낸 예시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 도광판의 실제사진을 나타낸 도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치(100)는 투명 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 동시에 투명도를 가짐에 따라 장치 배면에 위치한 사물을 시인하는 장치로서, 보다 구체적으로, 액정패널(200) 및 제어부(300)을 포함한다.
상기 액정패널(200)은 외부에서 제공된 영상을 표시하는 패널로서, 제1 보호 글래스(210), 투명 LCD(220), PDLC(230), 제2 보호 글래스(240) 및 도광판(250)을 포함한다.
상기 투명 LCD(220)는 외부 영상기기에서 출력된 영상을 제어부(300)의 영상입력부를 거쳐 제공받아 디스플레이한다.
참고로, 상기 투명 LCD(220)는 투명한 렉산형(Lexan-like) 인클로저 같은 제1 인클로저, Advanced Link Photonics(ALP), Inc. (캘리포니아, 얼바인)사가 제작한 편광자 지연 필름(retardation film)과 같이 15 내지 60퍼센트의 거울 릴럭턴스(reluctance)를 갖는 반파장 거울을 구비한 제1 편광자 지연 필름(retardation film), 0 내지 30퍼센트 사이의 표면 헤이즈(haze)를 갖는 제1 확산 표면이나 회절 표면 또는 소자(element), 광학 등급 플라스틱(optical grade plastic)을 둘러싸는 냉음극 형광 램프(CCFL) 또는 발광 다이오드(LED)를 구비한 제1 광학등급 플라스틱, 0 내지 60퍼센트의 표면 헤이즈를 갖는 제2확산 표면, ALP, Inc.사가 제작한 반투과 필름과 같은 제1 반투과 필름, LCD 패널, ALP, Inc사가 제작한 반투과 필름과 같은 제2 반투과 필름, 0 내지 60퍼센트의 표면 헤이즈를 갖는 제3 확산 표면, 광학 등급 플라스틱을 둘러싸는 냉음극 형광 램프(CCFL) 또는 발광 다이오드(LED)를 구비한 제2 광학등급 플라스틱, 제4 확산 표면이나 회절 표면 또는 0 내지 30퍼센트 사이의 표면 헤이즈를 갖는 소자, ALP, Inc.사가 제작한 편광자 지연 필름(film)과 같은 15 내지 60퍼센트의 거울 릴럭턴스(reluctance)를 갖는 반파장 거울을 구비한 제2 편광자 지연 필름 및 투명한 렉산형(Lexan-like) 인클로저 같은 제2 인클로저를 구성으로 할 수 있다.
상술한 구성들은 일 예일 뿐, 다른 구성으로도 대체할 수 있다.
다음으로, 상기 PDLC(Polymer Dispered Liquid Crystal: 230)은 투명 LCD(220)의 후방에 위치하고, 외부에서 제공된 제어신호에 따라 빛의 투과도를 조절하는 유닛일 수 있다.
참고로, 상기 PDLC(230)은 고분자 물질의 모체 안에 미세한 액정 방울들이 형성되어 외부에서 인가되는 전압에 반응하여 빛의 투과도가 변하게 된다.
상기 PDLC(230)은 제어부(300)의 제어에 의해 인가되는 전압의 세기에 따라 완전 투명 상태에서부터 1~100%까지의 투과도로 조절되며, 전압이 오프되면 우유 빛의 불투명 상태가 되는 특성을 갖는다.
상기 PDLC(230)은 제어부(300)의 처리신호에 기초하여 빛의 투과도가 조절될 수 있고, 그 패널에 투영된 영상 빔이 산란되어 영상이 맺혀 전방으로 표출된다면 다양한 형태로 제작되어질 수 있다. 즉, 상기 PDLC(230)은 두께가 얇은 시트(sheet) 형태나 패널(pannel) 형태로 제작되거나, 투명한 패널에 시트가 부착되는 형태로 형성되어 질 수 있다.
다음으로, 상기 도광판(Light Guide Pannel: LGP)(250)는 투명 LCD(220)은 측면에 위치한 광원으로부터 유입되는 빛을 원하는 면적에 균일하게 분재해 주는 유닛일 수 있다. 상기 도광판(250)은 엣지라인에 광원인 LED 바(251)가 구비된다.
상기 도광판(250)는 선형 나노패턴이 형성되어 있는 도광판으로서, 상기 주기적인 선형 나노패턴이 1 nm 내지 1000 nm의 피치(pitch)를 가지며, 상기 패턴의 피치:패턴의 높이의 비율이 1:0.5 내지 10일 수 있다.
상기 도광판(250)은 불연속적인 패턴 형태인 점형 패턴과 달리 나노 수준의 피치를 갖는 연속적인 선형패턴을 가짐으로써 패턴의 밀도 분포를 다르게 하는 구조를 채택하지 않음에도 불구하고, 선형의 패턴 형태를 통해 빛의 효율적인 분산을 유도할 수 있을 뿐만 아니라 도광판을 보다 얇게 제작할 수 있는 장점을 갖는다. 앞에서 언급한 "피치(pitch)"는 인접한 두 선형 패턴 사이의 간격을 의미한다
한편, 상기 선형 패턴은 바람직하기로 직선형, 파형, 곡선형, 원 형태의 선형, 삼각형 형태의 선형, 사각형 형태의 선형, 육각형 형태의 선형 등의 형태를 갖는 선형 패턴일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하기로, 상기 원 형태의 선형, 삼각형 형태의 선형, 사각형 형태의 선형, 육각형 형태의 선형은 동심(concentricity), 즉 같은 중심을 갖는 형태로 배치되어 주기적인 선형 패턴을 이룰 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 직선형의 선형 패턴이 주기적으로 형성되어 골과 산의 형태가 반복적으로 형성된 직선형 패턴 형태를 갖는다.
상기 도광판(250)의 재료는 폴리메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(poly carbonate, PC), 아크릴수지, 시클로 올레핀 수지(cyclo olefin polymer, COP), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 및 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
따라서, 종래와 같이, 후면 또는 상면의 백라이트 없이도 LED 바(251)가 도광판(250)의 측면에 배치되되, 도광판과 일체형으로 제작됨으로써 종래와 같이 백라이트를 구비하기 위한 별도의 내부공간이 필요 없으며, 이에 따라 제거된 종래 액정 디스플레이 장치에서 백라이트를 위한 공간으로 후면 투시가 가능할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치(100)는 데이터 드라이버(201), 게이트 드라이버(202) 및 타이밍 컨트롤러(203)를 포함할 수 있다.
상기 데이터 드라이버(201)는 투명 LCD와 연결된 다수의 데이터 라인(DL ~ DLm)으로 데이터 전압을 공급함으로써 다수의 데이터 라인을 구동한다.
상기 게이트 드라이버(202)는 다수의 게이트 라인(GL1 ~ GLn)으로 스캔 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL1 ~ GLn)을 순차적으로 구동한다.
상기 타이밍 컨트롤러(203)는 데이터 드라이버(201) 및 게이트 드라이버(202)로 각종 제어신호를 공급함으로써 데이터 드라이버(201) 및 게이트 드라이버(202)를 제어한다.
이러한 타이밍 컨트롤러(203)는 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 드라이버(201)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
게이트 드라이버(202)는 타이밍 컨트롤러(203)의 제어에 의해 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔신호를 다수의 게이트 라인으로 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인을 순차적으로 구동한다.
게이트 드라이버(202)는 구동 방식이나 투명 LCD의 설계 방식에 따라서 일 측에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서 양측에 위치할 수도 있다.
또한, 게이트 드라이버(202)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로(Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
각 게이트 드라이버 집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 투명 LCD(220)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 투명 LCD(220)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 투명 LCD(220)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
각 게이트 드라이버 집적회로는, 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 게이트 드라이버 집적회로에 해당하는 게이트 구동 칩은 연성 필름에 실장되고, 연성 필름의 일 단이 투명 LCD에 본딩될 수 있다.
데이터 드라이버(201)는 특정 게이트 라인이 열리면, 타이밍 컨트롤러로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인으로 공급함으로써 다수의 데이터 라인을 구동한다.
데이터 드라이버(201)는 적어도 하나의 소스 드라이버 직접회로(Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 다수의 데이터 라인을 구동할 수 있다.
각 소스 드라이버 직접회로는 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 침 온 글래스(COG) 방식으로 LCD 및/또는 PLCD의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 직접배치될 수도 있으며, 경우에 따라서 투명 LCD에 직접화되어 배치될 수도 있다.
또한, 각 소스 드라이버 집적회로는, 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 소스 드라이버 집적회로에 해당하는 소스 구동 칩은 연성 필름에 실장되고, 연성 필름의 일 단은 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판(Source Printed Circuit Board)에 본딩되고, 타 단은 LCD에 본딩된다.
소스 인쇄회로기판은 연성 플랫 케이블(FFC: Flexible Flat Cable) 또는 연성 인쇄 회로(FPC: Flexible Printed Circuit) 등의 연결 매체를 통해 컨트롤 인쇄회로기판(Control Printed Circuit Board)과 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치(100)는 영상기록매체(예컨대, MPEG 보드, USB, SD카드, 노트북, PC/DIVX 중, 어느 하나)의 출력 단자와 케이블로 연결되어 상기 기록매체에 저장된 영상 또는 실시간 영상을 출력할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치(100)는 조도 센서모듈(400)을 더 포함할 수 있다.
상기 조도 센서모듈(400)은 외부 광의 조도를 검출한 검출정보 기초하여 LED 바(251)의 밝기를 조절한다.
상기 조도센서 모듈(400)은 외부 조도를 검출하는 조도 센서 및 검출된 외부 조도에 따라 상기 LED 바의 광 밝기를 조절하는 밝기 조절부로 구성될 수 있다.
즉, 상기 조도 센서모듈(400)은 LED 조절센서 장치로서, 낮과 밤의 조도편차를 감지하여 자동 또는 수동으로 조절가능하게 하여 화면 영상의 밝기를 조절할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 투명 디스플레이 장치를 나타낸 블록도이고, 도 8은 도 7의 실제 제품사진이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 투명 디스플레이 장치(2000)는 복수 개의 투명 디스플레이부(2100, 2200, 2300, 2400) 및 영상처리부(2500)를 포함한다.
상기 복수 개의 투명 디스플레이부(2100, 2200, 2300, 2400) 각각은 영상 표시 기능과 동시에 후면 투시 가 가능한 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 보호 글래스(210), 투명 LCD(220), PDLC(230), 제2 보호 글래스(240) 및 도광판(250)으로 구성된 액정패널을 포함할 수 있다.
또한, 각 투명 디스플레이부(2100, 2200, 2300, 2400)는 데이터 드라이버(2101, 2201, 2301, 2401), 게이트 드라이버(2102, 2202, 2302, 2402) 및 타이밍 컨트롤러(2103, 2203, 2303, 2403)를 포함할 수 있고, 각 데이터 드라이버, 게이트 드라이버 및 타이밍 컨트롤러의 기능은 도 2의 설명으로 대체하도록 한다.
본 발명의 멀티 투명 디스플레이 장치는 상, 하, 좌, 우의 방향으로 결합될 수 있으며, 본 발명에서는 4개가 구비된 형태를 일 예로 설명하도록 한다. 한편, 이러한 개수 및/또는 결합 방향으로 본 발명이 한정되지 않는다.
다음으로, 상기 영상처리부(2500)는 외부에서 제공된 단일 영상을 분할한 분할 영상을 상기 복수 개의 투명 디스플레이부로 출력한다.
한편, 본 발명의 멀티 투명 디스플레이 장치는 터치 패널 및 터치 패널의 터치신호와 연동하는 인터페이스부를 포함할 수도 있다. 전면으로 터치 패널을 부착하는 경우, 시청자와의 인터렉티브 기능을 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명의 멀티 투명 디스플레이 장치는 프레임 내 광원장치, 전원장치 및 미디어 보드(영상처리장치)를 실장하고, 프레임 내에 전시물을 배치하면, 영상과 전시물을 동시에 전시할 수 있다.
여기서, 일반적인 액정 디스플레이 장치와 본 발명의 투명 디스플레이 장치의 차이점은 액정패널의 투명 여부이고, 투명 패널이라 할지라도 주변의 보조 광원이 존재하지 않으면 자체적으로 투시를 구현할 수 없다.
본 발명은 투명 패널의 배면에 백라이트를 위한 공간을 확보하지 않고, 투명 LCD에 PDLC 및 도광판을 부착하여 투명 LCD에 영상이 출력가능하게 할 수 있다. 본 발명에서 제시하는 액정패널을 3 cm ~ 7 cm 두께로 구현할 수 있다.
도 9는 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시하는 도면으로, 상술한 하나 이상의 실시예를 구현하도록 구성된 컴퓨팅 디바이스(1100)를 포함하는 시스템(1000)의 예시를 도시한다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 개인 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드헬드 또는 랩탑 디바이스, 모바일 디바이스(모바일폰, PDA, 미디어 플레이어 등), 멀티프로세서 시스템, 소비자 전자기기, 미니 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 임의의 전술된 시스템 또는 디바이스를 포함하는 분산 컴퓨팅 환경 등을 포함하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
컴퓨팅 디바이스(1100)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛(1110) 및 메모리(1120)를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛(1110)은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다.
메모리(1120)는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 추가적인 스토리지(1130)를 포함할 수 있다. 스토리지(1130)는 자기 스토리지, 광학 스토리지 등을 포함하지만 이것으로 한정되지 않는다. 스토리지(1130)에는 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예를 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 명령이 저장될 수 있고, 운영 시스템, 애플리케이션 프로그램 등을 구현하기 위한 다른 컴퓨터 판독 가능한 명령도 저장될 수 있다. 스토리지(1130)에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령은 프로세싱 유닛(1110)에 의해 실행되기 위해 메모리(1120)에 로딩될 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 입력 디바이스(들)(1140) 및 출력 디바이스(들)(1150)을 포함할 수 있다.
여기서, 입력 디바이스(들)(1140)은 예를 들어 키보드, 마우스, 펜, 음성 입력 디바이스, 터치 입력 디바이스, 적외선 카메라, 비디오 입력 디바이스 또는 임의의 다른 입력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 출력 디바이스(들)(1150)은 예를 들어 하나 이상의 디스플레이, 스피커, 프린터 또는 임의의 다른 출력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 다른 컴퓨팅 디바이스에 구비된 입력 디바이스 또는 출력 디바이스를 입력 디바이스(들)(1140) 또는 출력 디바이스(들)(1150)로서 사용할 수도 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 컴퓨팅 디바이스(1100)가 다른 디바이스(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(1300))와 통신할 수 있게 하는 통신접속(들)(1160)을 포함할 수 있다.
여기서, 통신 접속(들)(1160)은 모뎀, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 통합 네트워크 인터페이스, 무선 주파수 송신기/수신기, 적외선 포트, USB 접속 또는 컴퓨팅 디바이스(1100)를 다른 컴퓨팅 디바이스에 접속시키기 위한 다른 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 통신 접속(들)(1160)은 유선 접속 또는 무선 접속을 포함할 수 있다. 상술한 컴퓨팅 디바이스(1100)의 각 구성요소는 버스 등의 다양한 상호접속(예를 들어, 주변 구성요소 상호접속(PCI), USB, 펌웨어(IEEE 1394), 광학적 버스 구조 등)에 의해 접속될 수도 있고, 네트워크(1200)에 의해 상호접속될 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 "구성요소", "시스템" 등과 같은 용어들은 일반적으로 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행중인 소프트웨어인 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭하는 것이다.
예를 들어, 구성요소는 프로세서 상에서 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능물(executable), 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컨트롤러 상에서 구동중인 애플리케이션 및 컨트롤러 모두가 구성요소일 수 있다. 하나 이상의 구성요소는 프로세스 및/또는 실행의 스레드 내에 존재할 수 있으며, 구성요소는 하나의 컴퓨터 상에서 로컬화될 수 있고, 둘 이상의 컴퓨터 사이에서 분산될 수도 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 투명 액정패널; 및
    상기 투명 액정패널에서 표시되는 영상의 밝기 및 상기 투명 액정패널에 조사된 빛의 투과도를 조절하는 제어부를 포함하고,
    상기 투명 액정패널은
    배면에 배치되어, 엣지 라인을 따라 구비된 LED 바와 일체형으로 제작된 도광판을 포함하는 투명 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액정패널은
    제1 보호 글래스;
    상기 제1 보호 글래스에 접착된 LCD;
    상기 LCD와 접착된 PDLC; 및
    상기 PDLC와 접착된 제2 보호 글래스를 포함하는 투명 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    외부 조도를 검출하는 조도 센서; 및
    검출된 외부 조도에 따라 상기 LED 바의 광 밝기를 조절하는 밝기 조절부를 더 포함하는 투명 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    외부 영상기기의 영상 입출력단자와 케이블로 연결되는 영상입력부를 더 포함하는 투명 디스플레이 장치.
  5. 후면 투시 기능을 갖는 복수 개의 투명 디스플레이; 및
    단일 영상을 분할한 분할 영상을 상기 복수 개의 투명 디스플레이로 출력하는 영상처리부;를 포함하고,
    상기 투명 디스플레이는
    액정층을 갖는 액정패널; 및
    상기 액정패널의 배면에 배치되고, 엣지 라인을 따라 구비된 LED 바와 일체형으로 제작된 도광판을 포함하는 멀티 투명 디스플레이 장치.
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