KR102344296B1 - 다중 패널 표시장치 및 그를 위한 판상 광학 부재 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예들은, 다수의 개별 표시장치가 연결되어 형성되는 다중 패널 표시장치에서, 외각이 내각보다 큰 프리즘 패턴이 형성된 경사면과 상면 가장자리에 배치되는 확대 렌즈부를 포함하는 판상 광학부재를 다중 패널 표시장치의 상부에 배치함으로써 큰 수평 시야각 및 정면 시야각 모두에서 패널 연결부분에서의 이미지 연속성을 확보한다.

Description

다중 패널 표시장치 및 그를 위한 판상 광학 부재{Display Device having Multiple Display Panel and Plate-type Optical Member therefor}

본 발명의 실시예들은 다수의 개별 표시장치가 연결되어 하나의 대형 영상 출력 장치로 사용되는 다중 패널 표시장치에서, 개별 표시장치들의 연결부분에서 이미지의 연속성을 확보할 수 있는 다중 패널 표시장치 및 그를 위한 판상 광학 부재에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(Plasma Display Device), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device)와 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.

한편, 상업적인 목적 등에 의하여 대형 사이즈의 표시장치가 필요하다.

그러나, 현재 기술에 의하면 표시장치를 구성하는 표시 패널의 크기에 한계가 있기 때문에, 대형 표시장치를 구형하기 위하여, 표시패널 또는 개별 표시장치들을 다수 연결하여 하나의 영상을 표현하는 다중 패널 표시장치가 사용되고 있다. 이러한 다중 패널 표시장치는 비디오월(Video Wall) 등으로 표현되기도 한다.

한편, 이러한 다중 패널 표시장치를 구성하는 각각의 표시패널 또는 개별 표시장치는 이미지가 표시되는 중앙의 표시영역과, 표시영역 주위에 배치되되 이미지가 표시되지 않는 비표시 영역을 포함한다.

이러한 비표시 영역은 표시패널의 가장자리를 둘러싸면서 일정한 폭을 가지도록 형성되는 일종의 프레임 형상을 가지고, 이러한 비표시 영역은 베젤(Bezel)로 표현될 수도 있다. 이러한 비표시 영역 또는 베젤 영역은 표시패널을 구동하기 위한 게이트 구동회로, 데이터 구동회로 또는 각종 신호선이 형성되는 필수불가결한 부분이다.

최근 표시장치에서 이러한 베젤 영역을 최소화하여 내로우 베젤(Narrow Bezel)을 구현하기 위한 연구가 진행되고 있으나 베젤 영역의 폭을 일정 크기 이하로 구현하는 데에는 한계가 있다.

한편, 다중 패널 표시장치의 경우 다수의 개별 표시장치가 연결되어 형성되므로, 개별 표시장치들의 연결부위에서는 개별 표시장치의 베젤 영역이 이중으로 배치되며, 따라서 개별 표시장치들의 연결부위에서 비표시 영역이 커지게 된다. 이로 인하여 하나의 이미지를 다중 패널 표시장치에 표시하는 경우, 그러한 연결부분에서 이미지가 끊어져 보이는 문제가 발생된다.

즉, 이상적으로 제로 베젤(Zero Bezel)인 경우를 제외하고는, 다수의 개별 표시장치를 연결하여 구현되는 다중 패널 표시장치의 경우, 패널 연결부위에서 이미지의 불연속 현상이 나타나는 문제가 있으며, 이를 위한 해결이 요구된다.

한편, 이러한 다중 패널 표시장치의 패널 연결부분에서의 이미지 불연속 문제를 해결하기 위하여, 패널 연결부분에 일정한 광학 수단을 배치하는 연구가 진행되고는 있으나, 이러한 기술에서도 정면 또는 정면 부근의 시야각에서는 이미지 불연속 현상이 일부 개선되지만, 시야각이 커지는 경우 이미지 불연속 현상은 여전히 존재하는 문제가 있다.

이에 본 발명의 실시예들의 목적은, 개별 표시장치의 연결부분에서의 이미지 불연속 문제가 개선된 다중패널 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예들의 다른 목적은 수평 시야각 및 정면 시야각 모두에서 개별 표시장치의 연결부분에서의 이미지 불연속 문제가 개선된 다중 패널 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예들의 또다른 목적은 프리즘 패턴이 형성된 경사면과, 상면에 형성된 확대 렌즈부를 포함하는 판상 광학부재를 다중 패널 표시장치의 상부에 배치함으로써 정면 및 측면 시야각에서도 패널 연결부분에서의 이미지 연속성을 확보할 수 있는 다중 패널 표시장치를 제공하는 것이다.

또한, 개별 표시장치의 표시패널의 가장자리에 고해상도 영역을 배치하여, 다중 패널 표시장치의 연결부분 부근에서의 이미지의 해상도 및 화질을 보상함으로써, 다중 패널 표시장치에 표시되는 이미지 전체의 해상도 또는 화질을 균일하게 유지하는 효과가 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의하면, 다수의 개별 표시장치가 연결되되, 상기 개별 표시장치의 비표시 영역이 연결 배치되는 연결부분을 포함하는 표시패널부와; 상기 표시패널부 상부에 배치되는 판상 광학 부재로서, 상기 연결부분의 전부와 상기 연결부분에 인접한 표시영역의 제1부분을 커버하고 상기 표시패널부의 상면과 제1경사각을 가지도록 경사지고 내각 및 상기 내각보다 큰 외각을 가지는 프리즘 패턴이 배치된 경사면과, 상기 연결부분의 전부와 상기 연결부분에 인접한 표시영역의 제2부분을 커버하도록 상기 판상 광학부재의 상면에 배치되는 확대 렌즈부를 포함하는 상기 판상 광학 부재;를 포함하는 다중 패널 표시장치를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 다수의 개별 표시장치가 연결되되, 상기 개별 표시장치의 비표시 영역이 연결 배치되는 연결부분을 포함하는 다중 패널 표시장치의 상부에 배치되는 판상 광학부재로서, 상기 판상 광학 부재는. 상기 연결부분의 전부와 상기 연결부분에 인접한 표시영역의 제1부분을 커버하고 상기 표시패널부의 상면과 제1경사각을 가지도록 경사지고 내각 및 상기 내각보다 큰 외각을 가지는 프리즘 패턴이 배치된 경사면; 및 상기 연결부분의 전부와 상기 연결부분에 인접한 표시영역의 제2부분을 커버하도록 상기 판상 광학부재의 상면에 배치되는 확대 렌즈부;를 포함하는 판상 광학 부재를 제공한다.

도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 다중 패널 표시장치를 도시하는 것으로서,(a)는 평면도이고, (b)는 다중 패널 표지상치의 각 패널 연결부분의 확대 단면도이다.
도 2는 다중 패널 표시장치의 연결부분을 확대 표시하는 굴절 광학부재의 일 예와, 그를 이용하는 경우 정면 시야에서의 이미지를 도시한다.
도 3은 도 2와 같은 굴절 광학부재가 사용되는 경우 시야각이 일정 이상인 사선 시선 방향에서의 광경로와 그에 따라 사용자에게 인식되는 이미지의 일 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 광학부재로서, 내각이 외각보다 작은 프리즘 패턴이 형성된 경사면과, 상면에 배치되는 확대 렌즈부를 포함하는 구성을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 광학부재의 확대 단면도로서, 광학부재에서 상면에 형성된 확대 렌즈부인 프레넬 렌즈부와 경사면의 배치 및 크기 관계를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 광학부재에서, 경사면의 제1경사각과, 경사면에 형성된 프리즘 패턴의 내각 및 외각의 관계를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 광학부재의 상면에 형성되는 확대 렌즈부의 세부 구성으로서, 도 7의 (a)는 프레넬 렌즈, 도 7의 (b)는 컨벡스 렌즈를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 판상 광학부재가 사용된 경우, 표시패널의 화소로부터의 광이 전달되는 광경로를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 광학부재의 효과를 도시하기 위한 것으로서, 프레넬 렌즈만 사용된 경우(a)와, 프리즘 패턴이 형성된 경사면만 구비된 경우(b)와 비교하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 적용될 수 있는 개별 표시장치의 표시패널로서, 가장자리의 고해상도 영역과 중앙부분의 저해상도 영역을 포함하는 구성을 도시한다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 판상 광학부재의 경사면에 형성된 프리즘 패턴의 여러 실시예를 도시한다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 다중 패널 표시장치를 도시하는 것으로서,(a)는 평면도이고, (b)는 다중 패널 표시장치의 각 패널 연결부분의 확대 단면도이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 다중 패널 표시장치(100)는 다수의 개별 표시장치(200)가 연결되어 형성되며, 개별 표시장치(200) 들이 연결되는 연결부분(300)이 형성된다.

각각의 개별 표시장치(200)는 단독으로 하나의 완전한 표시장치를 이루는 것으로서, 액정표시장치(LCD), 유기전계발광 표시장치(OLED) 등으로 구현될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 개별 표시장치는 다중 패널 표시장치를 구성하는 하나의 표시장치를 의미하며, 이러한 개별표시장치는 경우에 따라서 개별 패널, 패널 등의 다른 표현으로 정의될 수 있다.

도 1의 (b)과 같이, 각 개별 표시장치(200)는 패널 중앙에서 이미지가 표시되는 표시영역(Active Area; A/A; 212)과, 표시영역 가장자리를 둘라싸는 영역으로서 이미지가 표시되지 않는 비표시 영역(N/A; 210)을 포함한다. 각 개별 표시장치(200)의 비표시 영역(210)은 베젤 영역 등으로 달리 표현될 수 있다.

한편, 각각의 개별 표시장치(200)는 다시 표시패널(222)과, 표시패널 하부에 배치되어 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛(224)과, 표시장치 전체를 둘러싸는 지지구조(226)를 포함하여 구성될 수 있다.

표시패널(222)은 통상 박막 트랜지스터 등이 형성되어 화소영역이 정의되는 어레이기판인 제1기판과, 블랙매트릭스 및/또는 칼라필터층 등이 형성된 상부 기판으로서의 제2기판이 합착되어 제조된다. 물론, OLED 표시장치에 의한 패널인 경우에는 상기 제2기판은 보호기판으로서의 기능만 할 수도 있다.

또한, 백라이트 유닛(224)은 LED 등의 광원과 광원을 고정하기 위한 홀더 및 광원 구동 회로 등을 포함하는 광원 모듈과, 광을 패널 영역 전체로 확산시키기 위한 도광판(LGP) 또는 확산판과, 빛을 표시패널 방향으로 반사하기 위한 반사판과, 광원의 On/Off 등을 제어하기 회로인 LED 연성회로와, 도광판 상부에 배치되어 휘도 향상, 광의 확산 및 보호 등의 용도로 배치되는 1 이상의 광학필름 또는 시트(Sheet) 등과 같은 서브 유닛들을 포함할 수 있다.

또한, 표시장치를 커버하는 외부 지지부재(226)는 표시장치 단위에서 백라이트 유닛(224) 및 표시패널(222)을 둘러싸서 보호하는 커버 버텀(Cover Bottom) 및/또는 가이드 패널(guide Panel) 등은 물론, 표시장치를 포함하는 최종 전자제품인 세트 전자장치 단위에서의 백 커버 등이 될 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 개별 표시장치(200)은 가장자리의 일정 영역에서 이미지가 표시되지 않는 비표시 영역(N/A; 210)을 포함하며, 다중 패널 표시장치는 이러한 개별 표시장치(200)가 다수 연결되어 형성되므로, 다중 표시패널에서 각 개별표시장치가 연결되는 연결부분(300)에는 이미지가 표시되지 않는 현상이 발생한다.

한편, 각 개별표시장치(200)의 비표시 영역(N/A; 210)은 표시패널(222) 자체의 비표시 영역과, 기타 백라이트 유닛(224)에 의하여 가려지는 부분, 또는 표시장치 전면을 커버하는 케이스 탑(Case Top) 또는 프론트 커버 등에 의하여 형성될 수 있다.

따라서, 도 1과 같은 다중 패널 표시장치 또는 비디오월(Video Wall)에 단일의 이미지를 표시하는 경우, 연결부분(300)에서는 이미지가 표시되지 않는 이미지 단절 현상이 발생하며, 이를 해결할 방안이 필요하게 되었다.

도 2는 다중 패널 표시장치의 연결부분을 확대 표시하는 굴절 광학부재의 일 예와, 그를 이용하는 경우 정면 시야에서의 이미지를 도시한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 다중 패널 표시장치의 연결부분에서의 이미지 단절 현상을 극복하기 위한 하나의 방안으로서, 다중 패널 표시장치 상부에 배치되어 연결부분 근처에서의 광경로를 굴절 또는 확대하는 굴절 광학부재를 사용하는 기술이 고려될 수 있다.

도 2는 그러한 굴절 광학수단으로서 다중 패널 표시장치 상부에 배치되는 렌즈 플레이트를 이용한 구성을 도시한다.

도 2에 사용되는 굴절 광학부재인 렌즈 플레이트(240)는 일종의 광투과성 스크린으로서, 일정한 두께를 가지는 일반적인 광투과성 판상 재료인 베이스 플레이트(242)와 다중 패널 표시장치의 연결부분(300) 부근에 형성된 렌즈부(244)를 포함한다.

렌즈 플레이트(240)에 형성된 렌즈부(244)는 연결부분(300) 인근에서의 광경로를 굴절시킬 용도로 사용되는 것으로서, 프레넬 렌즈(Fresnel Lens) 등이 사용될 수 있으나 그에 한정된 것은 아니다.

도 2에 도시된 바와 같이, 연결부분(300) 정면에 사용자(250)가 있는 경우에는 다중 패널 표시장치의 연결부분 상에 형성되는 렌즈 플레이트(240)의 렌즈부(244)에 의하여 인접한 표시영역의 화소(P1~P4)로부터 광이 렌즈부(240)에 굴절되어 사용자 시야로 입사된다.

따라서, 다중 패널 표시장치의 정면에서 바라보게 되면, 도 2의 하부 도면과 같이, 연결부분(300)에서도 인접한 화소의 이미지가 굴절 투사됨으로써 일정한 이미지가 표시되게 되고, 따라서 패널 연결부분에서의 이미지 단절 현상이 어느 정도 보상되는 효과가 있다.

이와 같이, 다중 패널 표시장치 상부에 광경로 굴절이 가능한 프레넬 렌즈 플레이트 등을 배치함으로써 패널 연결부분에서의 이미지 단절 문제를 일부 극복하기 위한 여러 다양한 시도가 이루어지고 있지만, 이러한 기존의 굴절 광학부재를 이용하는 경우에는 정면 시야에서만 그러한 효과를 가진다는 한계가 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 프레넬 렌즈 플레이트를 다중 패널 표시장치 상부에 배치하더라도 사용자의 시야각이 정면(시야각=0)에서 벗어나서 약45도 이상(α)이 되면 도 2에 도시한 바와 같은 광경로가 형성되지 않고, 패널 연결부분(300)이 그대로 보이게 된다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 시야각이 α(α>약45도)인 경우 연결부분 근처의 화소로부터 광 중 일부는 비스듬히 보고 있는 사용자에게 입사되지 않고, 결과적으로 각 개별 표시장치의 베젤이 그대로 보이게 된다는 것이다.

따라서, 도 3의 하부에 도시한 바와 같은 패널 연결부분에서의 이미지 단절 현상이 그대로 발생하게 된다.

본 발명의 실시예는 이와 같이 일정 각도 이상의 시야각에서도 다중 패널 표시장치의 연결부분에서 발생하는 이미지 단절 현상을 보상하기 위하여 제안된 것이다.

이를 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 다중 패널 표시장치의 경우, 다중 패널 표시장치의 패널 연결부분 전부와 그에 인접한 화소영역을 일부 커버하는 전면 영역에 확산 패턴부가 형성된 경사면을 가지는 광학 부재를 배치한다.

이 때, 경사면은 다중 패널 표시장치를 구성하는 개별 표시장치의 베젤을 가리면서, 경사면에 형성된 확산 패턴부가 개별 표시장치의 표시영역 외곽의 화소로부터의 광을 시야각 방향으로 확산 또는 산란시켜 표시장치 외부로 출사한다.

따라서, 다중 패널 표시장치를 일정 이상의 시야각에서 관찰하더라도 다중 패널 표시장치의 비표시영역인 연결부분에서의 이미지 단절 현상을 최소화할 수 있다.

이하에서는 도 4 내지 도 11을 참고로 본 발명의 실시예에 의한 다중 패널 표시장치의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 광학부재로서, 내각이 외각보다 작은 프리즘 패턴이 형성된 경사면과, 상면에 배치되는 확대 렌즈부를 포함하는 구성을 도시한다.

도 4에 의한 실시예에 의한 다중 패널 표시장치는 다수의 개별 표시장치가 연결되되, 상기 개별 표시장치의 비표시 영역이 연결 배치되는 연결부분을 포함하는 표시패널부(1400)와, 표시패널부 상부에 배치되는 판상 광학 부재(1500)를 포함하여 구성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 다중 패널 표시장치는 다수의 개별 표시장치(410)가 연결되어 형성되는 대형 표시장치로서, 개별 표시장치의 비표시 영역(414)이 연결 배치되는 연결부분(300)을 포함하는 표시패널부(400)와, 표시패널 상부에 배치되되 프리즘 패턴이 형성된 측면 경사면과 상면에 배치되는 확대 렌즈부를 가지는 판상 광학 부재(1500)를 포함한다.

표시패널부(400)는 다수의 개별 표시장치(410)가 연결되어 단일의 이미지를 표시하게 되는 다중 패널 표시장치의 디스플레이 부분에 대응되는 것으로서, 개별 표시장치들이 연결되는 부분에는 각 개별 표시장치의 베젤 또는 비표시영역(414; NA)이 연결 형성되어 이미지가 표시되지 않는 부분이 존재하게 된다. 본 명세서에서는 이러한 개별 표시장치가 연결되는 경계영역을 연결부분(300)으로 정의한다.

즉, 다중 패널 표시장치의 연결부분(300)은 다중 패널 표시장치의 전면에 걸쳐 격자형으로 형성되는 비표시 영역으로서, 연결부분(300)의 폭은 각 개별 표시장치(410)의 비표시영역(414)의 2배 크기를 가지게 된다.

이러한 연결부분(300)에서는 이미지가 표시되지 않는 이미지 단절현상이 생기며, 이런 문제를 해결하기 위하여 본 실시예에서는 후술할 바와 같은 프리즘 패턴이 형성된 측면 경사면과 상면에 배치되는 확대 렌즈부를 가지는 판상 광학 부재(1500)를 이용하는 것이다.

본 발명의 실시예에 사용될 수 있는 개별 표시장치(410)는 액정 표시장치일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 플라즈마 디스플레이, 유기전계발광소자(OLED) 표시장치 등 모든 형태의 표시장치를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명의 실시예에 적용되는 개별 표시장치(410)는 다시 화소가 형성되는 표시패널과, 커버버텀 등과 같이 표시패널을 지지하는 패널 지지구조를 포함할 수 있다. 물론, 개별 표시장치(410)는 단순한 표시패널 및 그 구동회로만으로 이루어진 모듈이고, 케이스 등의 지지구조는 다중 패널 표시장치 전체 단위로 형성될 수도 있을 것이다.

즉, 본 명세서에서의 "개별 표시장치"는 분리되어 단독으로 완전한 표시장치로 기능할 수 있는 것으로서, 어레이 기판과 상부 기판 및 그 사이에 배치되는 표시재료층(액정재료 또는 유기발광재료 등)을 포함하는 표시패널과, 그 표시패널을 구동하기 위한 구동회로부 등을 포함하는 것으로 충분하며, 바텀 커버 등의 지지구조는 포함하지 않을 수도 있다.

또한, 개별 표시장치(410)가 액정 표시 장치인 경우에는 상기 표시패널은 액정 패널이며, 액정 패널 하부에 배치되어 액정 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 추가로 포함할 수 있다.

한편, 개별 표시장치(410)가 액정 표시패널을 포함하는 액정표시장치인 경우, 액정표시패널에는 다시 다수의 게이트 라인과 데이터 라인 및 그 교차 영역에 정의되는 픽셀(Pixel)과, 각 픽셀에서의 광투과도를 조절하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정물질층을 포함하여 구성될 수 있으며, 터치 윈도우가 표시패널의 상부 전면에 추가로 배치될 수 있다.

물론, 본 발명의 실시예에 적용되는 개별 표시장치가 유기전계 발광 표시장치(OLED)인 경우의 표시패널은 다수의 게이트 라인과 데이터 라인 및 그 교차 영역에 정의되는 픽셀(Pixel)과, 각 픽셀에 제공된 유기전계 발광 재료층에 선택적으로 전기적 신호를 인가하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 어레이 기판과, 상부 보호 기판 등으로 구성될 수 있다.

본 실시예에 의한 판상 광학부재(1500)는 측면에 하부로 경사진 경사면(1520)과, 상면 가장자리에 형성되는 확대 렌즈부(1540)를 포함하며, 경사면(1520)은 연결부분(300)의 전부와 연결부분에 인접한 표시영역의 제1부분(a1)을 커버하고 상기 표시패널부의 상면과 제1경사각(θ1)을 가지도록 경사지게 형성된다.

또한, 경사면(1520)에는 내각(θi) 및 상기 내각보다 큰 외각(θo) 을 가지는 프리즘 패턴(1530)이 형성되어 있다.

한편, 확대 렌즈부(1540)는 연결부분(300)의 전부와 연결부분(300)에 인접한 표시영역의 제2부분(a2)을 커버하도록 판상 광학부재의 상면에 형성되며, 도 4에서는 확대 렌즈부(1540)의 예로서 프레넬 렌즈부가 도시되어 있다.

확대렌즈부(1540)는 이러한 프레넬 렌즈에 한정되는 것은 아니며, 표시영역의 제2부분(a2)에 있는 화소의 영상을 확대하여 표시할 수 있는 모든 형태의 렌즈 부재가 사용될 수 있으며, 컨벡스 렌즈 등이 사용될 수도 있다.

도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 판상 광학부재(1500)는 개별 표시장치에 대응되는 다수의 단위 광학 부재(1500')가 연결되어 구성될 수 있으며, 단위 광학 부재(1500')는, 개별 표시장치(410)의 전면 전체를 커버하는 베이스 플레이트(1510)와, 베이스 플레이트의 측면에 형성되는 경사면(1520)과, 베이스 플레이트의 상면 가장자리에 배치되는 확대 렌즈부(1540)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 단위 광학 부재(1500')을 다수개 연결하여 최종적인 판상 광학부재(1500)를 제작함으로써, 개별 표시장치와의 정렬이 용이하고, 판상 광학부재(1500)의 제작의 편의성을 도모할 수 있다.

도 4의 (b)는 이러한 판상 광학부재(1500)를 구성하는 각각의 단위 광학 부재(1500') 하나만을 도시한 것으로서, 단위 광학부재(1500')는 하나의 개별 표시장치 전면을 커버하는 크기를 가지는 베이스 플레이트(1510)를 포함하며, 베이스 플레이트(510)의 4개의 변에는 아래 방향으로 일정 각도로 경사 절단되어 형성되는 측면 하부 절단면이 구비된다.

이러한 측면 하부 절단면이 단위 광학부재(1500')의 경사면(1520)을 이루고, 그 경사면에는 도 5 등에 도시된 바와 같은 일정한 형태의 프리즘 패턴이 형성되어 있다.

한편, 프리즘 패턴이 형성된 단위 광학부재의 경사면(1520)은 해당되는 개별 표시장치의 비표시영역(414)의 전부와 비표시영역에 인접하는 표시영역의 화소 일부를 포함하는 제1부분(도 5의 a1)을 커버할 수 있도록 형성되며, 경사면은 개별 표시장치의 상면과 제1경사각(θ1)을 형성한다.

즉, 본 명세서에서 판상 광학부재(1500)에 구비되는 프리즘 패턴이 형성된 경사면(1520)의 기울어진 정도는 경사면과 개별 표시장치의 상면 사이의 각도인 제1경사각(θ1)으로 정의된다.

한편, 이러한 경사면(1520)은 연결부분(300)을 모두와 표시영역의 일부까지 커버할 정도의 영역으로 형성되므로, 경사면의 제1경사각(θ1)은 광학부재의 두께 T와 일정한 관계를 가지게 된다.

이 때 광학부재의 두께 T는 베이스 플레이트의 두께이며, 광학부재(1500)의 두께 T 및 경사면(1520)의 제1경사각(θ1)은 아래 수학식 1에 의하여 결정될 수 있다.

[수학식 1]

T × tanθ = 도 5의 A1 > D_NA (개별 표시장치의 비표시영역 NA의 폭)

즉, 개별 표시장치(410)의 비표시영역(414; NA)의 폭인 D_NA (즉, 연결부분 폭의 1/2)에 따라 상기 수학식 1을 만족할 수 있도록 광학부재(1500)의 두께 T 및 경사면(1520)의 제1경사각(θ1)이 결정될 수 있다.

한편, 경사면(1520)의 제1경사각은 요구되는 광경로 특성과 허용 가능한 광학부재의 두께(T) 또는 크기 및 비표시 영역의 폭(D_NA) 등에 따라 결정될 수 있으며, 구체적으로는 60도 이하이며, 더 구체적으로는 약30 내지 35도인 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에 의한 판상 광학부재(1500)의 상면 가장자리 일부에는 프레넬 렌즈 또는 컨벡스 렌즈와 같은 확대 렌즈부(1540)가 배치되며, 이에 대한 상세한 구성은 도 7을 참고로 아래에서 더 설명한다.

본 발명의 실시예에 의한 판상 광학 부재는 경사면이 커버하는 표시영역의 제1부분(도 5의 a1)에 있는 화소의 광을 경사면의 프리즘 패턴(1530)이 좌우 측면 시야방향으로 고르게 확산시키고, 프리즘 패턴에 의하여 확산된 광 중 일부와 프레넬 렌즈부가 커버하는 표시영역의 제2부분(도 5의 a2)에 배치된 화소의 광을 프레넬 렌즈부(1540)가 전면으로 확대 전파함으로써, 다중 패널 표시장치의 정면 시야 및 측면 시야 모두에서 연결부분이 시인되지 않게 하여, 결과적으로 심리스한 영상 제공이 가능해진다.

한편, 본 실시예에 의한 판상 광학부재(1500)는 광투과성 재료로 제조되며, 광투과성 재료는 베이스 플레이트는 폴리메타크릴산 메틸(poly-methyl metha crylate; PMMA), 폴리카보네이트(Poly Carbonate; PC), 폴리에테르 술폰(Poly Ether Sulfone; PES), 메타크릴레이트스티렌(Methacrylate Styrene; MS) 중 1 이상의 고분자 합성수지이거나, 글래스 등일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 광학부재의 확대 단면도로서, 광학부재에서 상면에 형성된 확대 렌즈부인 프레넬 렌즈부와 경사면의 배치 및 크기 관계를 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 광학부재(1500)의 경사면(1520)는 표시패널부(400)의 상면과 제1경사각(θ1)을 가지도록 경사져 있으며, 제1경사각(θ1)은 60도 이하로 설정되는 것이 바람직하다.

경사면의 제1경사각(θ1)이 60도 이상이 되면 경사면 하부로부터의 광이 전반사되어 광학부재 상부로 전달되지 않을 뿐 아니라, 광학부재의 두께가 커지는 문제가 발생한다.

따라서, 본 실시예에서는 경사면(1520)의 제1경사각(θ1)을 60도 이하, 더 바람직하게는 약30 내지 35도 범위로 설정함으로써, 광학부재의 두께를 적절하게 유지하면서도, 경사면에 의하여 커버되는 표시영역의 화소로부터의 광을 굴절시켜 광학부재의 상부로 전달되도록 하는 효과가 있다.

한편, 경사면(1520)에는 다수의 음각형태의 프리즘 패턴(1530)이 반복 형성되어 있으며, 각 프리즘 패턴은 좌우 비대칭형상을 가진다. 물론, 프리즘 패턴이 음각형태에 한정되는 것은 아니며, 경사면의 정의에 따라서 양각형태일 수도 있다. 즉, 프리즘 패턴(1530)의 산(peak)부분을 연결한 면을 경사면으로 정의할 때에는 프리즘 패턴은 음각형태로 표현될 수 있고, 프리즘 패턴의 골(Valley)을 연결한 면을 경사면으로 정의할 때에는 프리즘 패턴은 양각형태로 표현될 수 있을 것이다.

이 때, 프리즘 패턴이 음각형태로 표현되는 경우를 가정하여, 프리즘 패턴(1530)의 좌측면(1532; 패널 중앙 방향에 있는 면)과 경사면 연장선이 이루는 각도(예각)를 내각 θi, 프리즘 패턴의 우측면(1534; 내널의 외곽 방향에 있는 면)과 경사면 연장선이 이루는 각도(예각)를 외각 θo로 표현하는 경우, 프리즘 패턴의 내각 θi 및 외각 θo은 서로 상이한 값을 가지며, 특히 프리즘 패턴의 내각 θi이 외각 θo보다 작은 것이 바람직하다. 물론, 프리즘 패턴를 양각 형태로 정의하는 경우라면, 상기 내외각의 정의는 반대가 될 수 있으나, 본 명세서에서는 프리즘 패턴이 음각형태인 경우를 대표적으로 설명한다.

이와 같이, 프리즘 패턴(1530)의 내각 θi이 외각 θo보다 작게 형성함으로써, 경사면 하부에 배치된 화소로부터의 광을 프리즘 패턴의 좌우로 고르게 굴절 전파시켜, 좌측 및 우측 시야각 모두에서 균일하게 시인되도록 할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 도 6을 참고로 더 상세하게 설명한다.

한편, 경사면(1520)은 연결부분, 즉 개별표시장치의 비표시영역(414)를 모두 커버하며, 더 나아가서 비표시영역에 인접한 표시영역의 일부분인 제1부분(a1)까지 커버하도록 형성된다.

즉, 도 5와 같이, 경사면(1520)의 시작 지점이 표시패널에 투영된 지점인 Q3는 표시영역에 위치한다.

이와 같이 구성함으로써, 경사면(1520)의 하부에 있는 화소(도 5의 P1, P2)로부터의 영상을 경사면의 프리즘 패턴(1530)에서 굴절시켜 광학부재 상부로 표시되며, 이로써 연결부분에서의 이미지 불연속 현상을 보상할 수 있게 되는 것이다.

한편, 판상 광학부재(1500)의 상면 가장자리에는 프레넬 렌즈와 같은 확대 렌즈부(1540)가 형성되며, 확대 렌즈부(1540)는 프리즘 패턴으로부터 굴절되어 입사된 광을 정면 방향으로 확대시켜 출사시키고, 경사면에 의하여 커버되지 않는 화소(도 5의 P3, P4)로부터의 광까지 정면 방향으로 확대시켜 출사시켜 정면 시야에서의 심리스한 영상을 제공하는 기능을 한다.

이 때, 확대 렌즈부(1540)의 커버 면적은 경사면의 커버 면적의 약100% 내지 300%인 것이 바람직하다.

즉, 확대 렌즈부인 프레넬 렌즈부가 표시패널에 투영되는 면적이 경사면의 표시패널 투영 면적의 약1배 내지 3배가 되어야 한다.

다시 표현하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 확대 렌즈부(1540)의 표시패널 투영면적인 A2가 경사면(1520)의 표시패널 투영면적인 A1보다 약1 내지 3배가 되어야 한다는 것이다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 경사면(1520)의 시작 지점이 표시패널에 투영된 지점 Q3보다 프레넬 렌즈부의 단부의 표시패널 투영 지점인 Q5가 표시영역의 더 안쪽에 위치하여야 한다.

마찬가지로, 경사면(1520)이 커버하는 표시영역의 제1부분(a1)보다 확대 렌즈부(1540)가 커버하는 표시영역의 제2부분(a2)이 더 커야 한다.

확대 렌즈부(1540)는 경사면의 프리즘 패턴에서 굴절되어 입사된 광을 전방으로 확대 출력하며, 경사면에 의하여 커버되지 않는 화소(P3, P4)로부터의 광까지 전방으로 확대 출력하는 기능을 한다.

따라서, 확대 렌즈부(1540)의 표시패널 투영면적인 A2가 경사면(1520)의 표시패널 투영면적인 A1보다 작은 경우에는, 경사면에 의하여 커버되지 않는 화소의 영상을 확대시킬 수 없게 되므로, 전방에서 관찰했을 연결부분으로 가면서 P4, P3의 영상이 시인되다가 갑자기 P2, P1의 영상이 확대 출력됨으로써 이미지의 불연속성이 커질 수 있다.

또한, 확대 렌즈부(1540)의 표시패널 투영면적인 A2가 경사면(1520)의 표시패널 투영면적인 A1의 3배(300%)보다 커지면, 프레넬 렌즈에 의한 확대 영역이 너무 커지게 된다. 즉, 표시영역의 상당히 안쪽 화소까지 확대 표시됨으로써, 개별 표시장치의 영상 중 상당부분이 확대 표시되므로 바람직하지 않다.

따라서, 확대 렌즈부(1540)의 배치 면적을 경사면이 표시패널부에 투영된 면적의 100% 내지 300%로 형성함으로써, 경사면의 프리즘 패턴에 의한 좌우 확산 광과 추가적인 일부 화소로부터의 광을 전방으로의 확대 출력함으로써, 이미지의 연속성이 향상될 수 있다.

또한, 확대 렌즈부(1540)의 확대 배율은 아래에서 설명할 바와 같이, 프레넬 렌즈의 리지(Ridge;도 7의 1542)와 사선면(도 7의 1544)의 구조를 설계함으로써 결정될 수 있다.

또한, 확대렌즈부가 도 7의 (b)와 같은 컨벡스 렌즈(Convex Lens)인 경우에는 라운딩부(도 7의 1546)의 형상 및 구조를 설계함으로써, 컨벡스 렌즈의 확대 배율을 조정할 수 있다.

이 때, 본 실시예에 의한 판상 광학부재(1500)에 사용되는 확대 렌즈부(1540)의 확대 배율은 2배를 넘지 않는 것이 바람직하다.

만일, 확대 렌즈부(1540)의 확대 배율이 2배를 초과하는 경우, 경사면 또는 확대 렌즈부에 의하여 커버되는 표시영역의 화소의 영상이 너무 크게 확대됨으로써, 인접한 정상 표시 화소와의 이미지 불연속성이 증가하게 된다.

따라서, 확대 렌즈부(1540)의 확대 배율을 2배 이하로 함으로써, 확대 영상과 정상 표시 영상의 연결부분에서의 이미지 불연속 현상을 최소화할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 광학부재도에서, 경사면의 제1경사각과, 경사면에 형성된 프리즘 패턴의 내각 및 외각의 관계를 도시한다.

도 6 (a)에서는 프리즘 패턴의 내각 θi과 외각 θo이 동일한 경우로서, 이 경우에는 도시된 바와 같이, 경사면 하부의 화소로부터 전달된 광 중 프리즘 패턴의 내측면(1532)에 입사되는 광 S6은 좌측으로 심하게 굴절되고, 반면 프리즘 패턴의 외측면(1534)에 입사되는 광 S5는 거의 정면으로 굴절되어 진행한다.

따라서, 결과적으로 화소로부터의 광이 좌우로 고르게 전파되지 않고, 좌측 시야각으로만 많이 진행하게 되므로, 우측 시야각에서는 화소의 영상이 거의 시인되지 않게 된다.

반면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 프리즘 패턴의 내각 내각 θi을 외각 θo보다 작게 형성하는 경우에는, 경사면 하부의 화소로부터 전달된 광 중 프리즘 패턴의 내측면(1532)에 입사되는 광 S8은 좌측으로 약간 굴절(S8')되고 프리즘 패턴의 외측면(1534)에 입사되는 광 S7는 우측으로 동일한 정도로 굴절(S7')됨으로써, 좌우측으로 고른 광확산이 이루어진다.

따라서, 본 발명의 일실시예와 같이, 경사면(1520)에 형성된 프리즘 패턴의 내각 θi을 외각 θo보다 작게 함으로써, 경사면 하부에 있는 화소로부터의 광이 영상이 좌우로 고르게 전파됨으로써, 좌우 시야각에서 거의 대칭적인 이미지 보상이 이루어지는 장점이 있다.

한편, 내각 θi과 외각 θo의 각도 차이는 경사면의 제1경사각(θ1)과 관련되어 설정될 수 있으며, 경사면의 제1경사각(θ1)이 클수록 내각 θi과 외각 θo의 각도 차이도 커지는 것이 바람직하다.

실험결과, 경사면의 제1경사각(θ1)이 약33도일 때, 외각 θo이 내각 θi의 약2배 정도가 되는 것이 바람직했으며, 구체적으로는 내각 θi이 약25도, 외각 θo가 약50도로 설정하는 경우 가장 심리스한 영상 제공이 가능함을 확인하였다.

이상과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 판상 광학부재(1500)에서는 측부의 경사면에 형성된 프리즘 패턴에 의하여 경사면 하부의 화소 영상이 좌우로 고르게 확산되어 연결부분 대신 시인되도록 함으로써, 측면 시야각에서의 이미지 보상이 가능해지고, 상면에 형성된 확대 렌즈부가 프리즘 패턴으로부터 굴절된 광과 경사면이 커버하지 않는 일부 화소로부터의 광을 전방으로 확대 방출함으로써 정면 시야각에서의 이미지 보상도 가능해진다.

따라서, 프레넬 렌즈나 컨벡스 렌즈와 같은 확대 렌즈만 사용되는 경우의 측면 시야각에서의 연결부분 시인 현상이나, 확대 패턴이 형성된 경사면만을 가지는 경우의 정면 시야각에서의 이미지 보상 부족 문제를 모두 해결할 수 있게 되는 것이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 광학부재의 상면에 형성되는 확대 렌즈부의 세부 구성으로서, 도 7의 (a)는 프레넬 렌즈, 도 7의 (b)는 컨벡스 렌즈를 도시한다.

본 실시예에 사용되는 확대 렌즈부(1540)는 일반적인 선형 프레넬 렌즈 구조로 형성될 수 있으며, 이러한 프레넬 렌즈는 다수의 리지(Ridge; 1542)와 각 리지로부터 렌즈 플레이트 상면까지 연장되는 사선면(1544)으로 이루어지는 프레넬 패턴이 복수회 반복적으로 형성된 구조일 수 있다.

한편, 프레넬 렌즈의 리지(1542)는 연결부분의 중간, 즉 판상 광학부재의 가장자리에서 가장 높으며 각 개별 표시장치의 중앙 영역으로 이동할수록 리지가 점점 더 작아지는 것이 바람직하다.(도 7의 (a)에서 R1>R2>R3)

이러한 프레넬 렌즈의 사선면(1544)는 아래 수학식 2의 곡면 방정식에 의하여 결정될 수 있다.

[수학식 2]

상기 수학식 2에서 r은 렌즈의 곡률반경, k는 코닉 상수, A, B, C, D는 구면 상수이다.

한편, 본 실시예에 의한 프레넬 렌즈의 각 패턴의 피치, 즉 인접한 리지들 사이의 이격 거리는 약30~500μm이며, 최외곽 프레넬 패턴의 리지의 높이는 약300μm 이하인 것이 바람직하다.

도 7의 (b)는 다른 실시예에 의한 확대 렌즈부(1540)로서 컨벡스(Convex) 렌즈(1540')가 사용되는 경우를 도시한다.

본 실시예에 의한 확대 렌즈부(1540)로 사용될 수 있는 컨벡스 렌즈(1540')는, 각 개별 표시장치의 표시영역의 일정 영역에서 곡면을 이루기 시작하여 표시패널부(400)의 연결부분(300)의 중앙 영역, 즉 단위 광학부재(1500')의 단부에서 가장 작은 두께를 가지도록 연속적인 곡면을 형성하는 구조일 수 있다.

즉, 이러한 컨벡스 렌즈(1540')에 의한 확대 렌즈부(1540) 역시 프리즘 패턴(1530)으로부터 굴절된 광과 경사면(1520)이 커버하지 않는 일부 화소로부터의 광을 전방으로 확대 방출함으로써 정면 시야각에서의 이미지 보상을 확보하는 기능을 한다.

한편, 도 7의 (a) 및 (b)에서와 같이 확대 렌즈부(1540)가 단위 광학 부재(1500)의 베이스 플레이트(1560) 상의 일부 영역에 직접적으로 형성될 수도 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다.

즉, 일측에 프레넬 렌즈 또는 컨벡스 렌즈와 같은 확대 렌즈부(1540)가 형성된 플레이트 또는 필름 부재를 따로 마련하고, 그를 경사면(1520)이 형성된 베이스 플레이트(1560)의 상면에 접착하여 구성할 수도 있다.

본 실시예에서 확대렌즈부(1540)의 일예로 사용될 수 있는 프레넬 렌즈 구조와 컨벡스 렌즈 구조를 비교하면, 프레넬 렌즈는 컨벡스 렌즈에 비하여 얇은 렌즈 두께가 가능하다는 장점이 있으며, 컨벡스 렌즈는 두께가 다소 커지지만 연속적인 렌즈 구조의 특성상 연결부분(300)에서 이미지의 연속성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

이러한 구조의 선형 프레넬 렌즈 또는 컨벡스 렌즈 구조는 광의 확대 및/또는 굴절을 위하여 다른 분야에서도 사용되는 기술이므로 본 명세서에서는 더 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 의한 확대 렌즈부(1540)는 전술한 프레넬 렌즈 구조나 컨벡스 렌즈 구조에 한정되는 것은 아니며, 다중 패널 표시장치의 연결부분(300)에서 광굴절에 의하여 인접 화소로부터의 광을 외부로 투과시킬 수 있는 모든 광학부재가 사용될 수 있을 것이다.

이상과 같이, 판상 광학부재(1500)의 상면 가장자리에 형성된 확대 렌즈부(1540)는 경사면의 프리즘 패턴(1530)으로부터 굴절된 광과 경사면(1520)이 커버하지 않는 일부 화소로부터의 광을 전방으로 확대 방출함으로써 정면 시야각에서의 이미지 보상 성능을 향상시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 판상 광학부재가 사용된 경우, 표시패널의 화소로부터의 광이 전달되는 광경로를 도시한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 판상 광학부재(1500)를 이용하면, 경사면의 하부에 배치되는 화소 P1, P2로부터의 광 S1, S2이 프리즘 패턴에 의하여 좌우로 확산되어 S1'S1"', S2', S2"'로 진행하여 측면 시야각에서 연결부분 대신 시인됨으로써, 연결부분에서의 이미지 불연속 현상이 개선될 수 있다.

또한, 프리즘 패턴에 의하여 좌우로 확산된 광 S1' S2'중 일부는 확대 렌즈부에서 다시 굴절되어 전방으로 확대 방출되며, 경사면에 의하여 커버되지 않는 더 안쪽 화소인 P3, P4로부터의 광 중 일부도 확대 렌즈부에서 굴절되어 전방으로 확대 방출됨으로써, 전방 시야에서 연결부분 대신 시인된다.

즉, 본 실시예에 의한 판상 광학부재(1500)의 경사면에 형성된 프리즘 패턴에 의하여 좌우 시야각으로 영상이 전달되고, 광학부재의 상면에 형성된 확대 렌즈부에 의하여 전면으로 영상이 전달된다. 따라서, 정면 및 측면 시야각 모두에서 연결부분 대신 화소 P1~P4의 영상이 시인됨으로써, 연결부분에서의 심리스한 이미지 제공이 가능해진다.

도 9는 본 발명의 실시예에 의한 광학부재의 효과를 도시하기 위한 것으로서, 프레넬 렌즈만 사용된 경우(a)와, 프리즘 패턴이 형성된 경사면만 구비된 경우(b)와 비교하여 설명한다.

도 9의 (a)와 같이, 광학부재의 상면에 확대렌즈부(프레넬 렌즈)만 형성된 경우에는, 연결부분에 인접한 화소로부터 전달된 광이 전방이나 우측 일부로만 진행하게 되며, 따라서 전방 및 우측 일부에서만 광로브(LOBE1)가 형성된다.

따라서, 앞서 설명한 바와 같이, 확대 렌즈만 사용되는 경우에는 측면 시야각, 특히 좌측 시야각으로는 화소의 영상이 제공되지 않으므로, 좌측 시야각에서는 연결부분이 그대로 시인되는 문제가 있다.

또한, 도 9의 (b)와 같이, 프리즘 패턴이 형성된 경사면만 구비된 경우에는, 도 6에서 설명한 바와 같이, 경사면 하부의 화소로부터의 광이 좌우로 확산되어 전파되므로, 좌측 및 우측으로만 강하고 정면으로는 약한 광로브(LOBE2)가 형성된다.

따라서, 프리즘 패턴이 형성된 경사면만 구비하는 경우에는 좌우측 시야각에서의 이미지 보상은 가능하지만, 정면 시야에서는 연결부분이 일부 시인될 우려가 있다.

반면, 도 9의 (c)와 같이, 내각이 외각보다 작은 프리즘 패턴이 형성된 경사면과, 상면의 확대 렌즈부를 모두 구비한 본 실시예에 의한 광학부재를 이용하게 되면, 경사면에 형성된 프리즘 패턴에 의하여 좌우 시야각으로 영상이 전달되고, 광학부재의 상면에 형성된 확대 렌즈부에 의하여 전면으로 영상이 전달됨으로써, 측면 및 정면에서 균일한 강도의 광로브(LOBE3)가 형성된다.

따라서, 본 실시예에 의한 판상 광학부재를 이용하게 되면, 정면 및 측면 시야각 모두에서 연결부분 대신 경사면 또는 확대 렌즈부에 의하여 커버되는 화소의 영상이 시인됨으로써, 연결부분에서의 심리스한 이미지 제공이 가능해진다.

이상과 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 개별 표시장치들이 연결되는 연결부분(300)에 인접하는 화소로부터의 광을 확산 및 확대시켜 관찰자 방향으로 출사하는 방식을 이용하고 있다.

이 때, 경사면(1520)에 형성된 프리즘 패턴부(1530) 및 상면에 형성된 확대 렌즈부(1540)는 그 특성상 입사광을 확산(산란)시킬 뿐 아니라 확대시키거나 흐리게 할 수 있다. 따라서, 다중 패널 표시장치의 연결부분(300) 이외의 영역, 예를 들면, 각 개별표시장치의 표시영역 등에서의 이미지에 비하여, 연결부분(300) 부근에서의 이미지는 휘도나 선명도 등이 떨어질 가능성이 있다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에서는 개별 표시장치에 포함되는 표시패널의 화소 구조를 구성함에 있어서, 연결부분(300) 부근에서의 고해상도 영역(1450)과 중앙 영역에서의 저해상도 영역(1440)으로 구분되도록 한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 개별 표시장치의 표시패널로서, 가장자리의 고해상도 영역과 중앙부분의 저해상도 영역을 포함하는 구성을 도시한다.

도 10의 (a)에 의하면, 다중 패널 표시장치를 구성하는 각 개별 표시장치(410)의 표시패널은 가장자리에 배치되는 고해상도 영역(1450)과, 상기 중앙영역에 배치되는 저해상도 영역(1440)을 포함하여 구성된다.

고해상도 영역(1450)과 저해상도 영역(1440)은 각 영역에 배치되는 화소의 크기에 의하여 구분될 수 있다. 최근 TV 패널을 예로 들면, 저해상도 영역(1440)은 풀 HD 해상도를 구현할 수 있는 화소 크기 및 배열을 가지며, 고해상도 영역(1450)은 울트라 HD 해상도를 구현할 수 있는 화소 크기 및 배열을 가질 수 있다.

도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 저해상도 영역(1440)에는 일반적인 크기의 저해상도 화소 (1442; P_L)이 형성되고, 고해상도 영역(1450)에는 저해상도 화소 (1442; P_L)보다 작은 크기를 가지는 고해상도 화소 (1452; P_H)가 형성될 수 있다.

한편, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 고해상도 영역(1450)은 개별 표시장치(410)의 표시패널의 가장자리에 형성되며, 표시패널의 표시영역의 가장자리로부터 표시영역의 일정 지점(Q₂')까지 형성될 수 있다.

이 때, 고해상도 영역은 적어도 확대 렌즈부(1540)의 표시패널 투영영역을 모두 커버하도록 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 고해상도 영역과 저해상도 영역의 경계 지점인 Q2'는 확대 렌즈부가 끝나는 지점 보다 더 표시패널의 중앙영역쪽에 배치되는 것이 바람직하다는 것이다.

도 10과 같은 구성을 사용함으로써, 개별 표시장치의 표시패널의 가장자리에 고해상도 영역을 배치함으로써, 다중 패널 표시장치의 연결부분(300) 부근에서의 이미지의 해상도 및 화질을 그 외 영역의 이미지와 균일하게 유지할 수 있게 된다.

도 11의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 일실시예에 의한 판상 광학부재의 경사면에 형성된 프리즘 패턴의 여러 실시예를 도시한다.

본 발명의 실시예들에 의한 판상 광학부재의 경사면(1520)에 형성되는 프리즘 패턴은 기본적으로는 도 4 및 도 5와 같이 일정 크기의 단위 프리즘 패턴이 경사면 전체에 반복 형성될 수 있다. 즉, 삼각 단면 형상을 가지는 다수의 프리즘 패턴이 광학부재 경사면(1520)을 따라 형성될 수 있다.

즉, 프리즘 패턴(1530)은 동일한 형태의 단위 패턴이 반복 구성되는 구조일 수 있으며, 이 때 반복되는 개별 패턴을 단위 프리즘 패턴으로 표현한다.

물론, 도 11의 (a)와 같이 단위 프리즘 패턴이 계속 반복되지 않고 단위 프리즘 패턴들 사이에 일정 길이의 직선부(1536)가 형성될 수도 있다.

또한, 도 11의 (b)와 같이, 단위 프리즘 패턴이 반복되다가 경사면의 하측 또는 상측에 일정 길이의 직선부(1536)가 형성될 수도 있다, 이와 같이, 반복되는 단위 프리즘 패턴의 일측에 일정한 길이의 직선부(1536)를 형성함으로써, 광학부재의 제작 편의성을 향상시킬 수 있을 것이다.

이러한 프리즘 패턴(1530)은 사출, 압출 또는 임프린팅 방식 등에 의하여 베이스 플레이트(1510)의 경사면(1520) 상에 형성될 수 있으나, 그러한 방식에 한정되는 것은 아니다.

이 때, 프리즘 패턴을 구성하는 각각의 단위 프리즘 패턴의 높이는 300μm 이하인 것이 바람직하다.

또한, 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이, 프리즘 패턴이 판상 광학부재의 베이스 플레이(1510)의 경사면(1520) 상에 직접 형성되지 않고, 프리즘 패턴이 형성된 별도의 필름 또는 시트 형태로 제작한 후 베이스 플레이트(1510)의 경사면(1520)에 접착될 수도 있다. 이 때, 경사면과 필름/시트 형태의 별도 프리즘 패턴 시트(1530')를 접착하기 위하여 OCA (Optical clear adhesive) 또는 OCR (Optical clear resin)과 같은 투명 광학 접착재료가 이용될 수 있다.

또한, 도 11의 (d)와 같이, 광학부재 전체 부분 중에서 경사면(1520)이 형성된 베이스 플레이트의 상부 부분(1510')에는 확산 성능을 향상시키기 위한 확산입자(1528)가 추가로 포함될 수 있다.

이 때, 확산입자(1528)는 베이스 플레이트(1510)의 기본 재료의 굴절율과는 상이한 재료의 비드 형태일 수 있다.

베이스 플레이트(1510)의 기본 재료의 굴절율은 약1.4 내지 1.55이며, 이 때 확산입자의 굴절율은 이보다 큰 것이 바람직하다.

즉, 확산입자(1528)는 PMMA, 실리카, PC 중 적어도 하나의 물질로 이루어지며, 비드의 형상은 원형, 사각뿔(피라미드) 형상 등일 수 있다.

또한, 경우에 따라서 확산 성능을 향상시키기 위하여 비드 또는 확산입자는 각각 다른 굴절율 및/또는 크기를 가지는 2종류 이상의 확산입자가 사용될 수도 있을 것이다. 예를 들면, 1㎛ 내지 10㎛의 직경과 제1굴절율을 가지는 제1비드와, 20㎛ 내지 80㎛의 직경을 가지되 제1굴절율보다 0.02~0.2만큼 작은 제2굴절율을 가지는 제2비드를 포함할 수 있다. 이 때, 제1비드와 제2비드의 단위 체적당 분포 밀도를 조절함으로써 원하는 확산 성능을 확보할 수 있을 것이다.

한편, 판상 광학부재의 경사면 상부에 분포되는 확산입자가 반드시 레진 재료일 필요는 없으며, 베이스 플레이트의 내부에 형성되고 베이스 플레이트의 광 굴절률과 다른 광 굴절률을 갖는 1 이상의 공기 캐비티(Air Cavity)일 수도 있다.

이상과 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 다수의 개별 표시장치가 연결되어 구성되는 다중 패널 표시장치에 있어서, 확산패턴부가 형성된 경사면을 포함하는 광학부재를 다중 패널 표시장치의 전면에 배치함으로써 큰 수평 시야각에서도 패널 연결부분에서의 이미지 연속성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 내각이 외각보다 작은 프리즘 패턴이 형성된 경사면과, 상면 가장자리에 배치되는 확대 렌즈부를 포함하는 판상 광학부재를 이용함으로써, 측면 시야 및 정면 시야 모두에서 연결부분에서의 이미지 연속성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 개별 표시장치의 표시패널의 가장자리에 고해상도 영역을 배치하여, 다중 패널 표시장치의 연결부분 부근에서의 이미지의 해상도 및 화질을 보상함으로써, 다중 패널 표시장치에 표시되는 이미지 전체의 해상도 또는 화질을 균일하게 유지하는 효과가 있다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.

400 : 표시패널부 410 : 개별 표시장치
300 : 연결부분 1500 : 광학부재
1520 : 경사면 1530 : 프리즘 패턴
1440 : 저해상도 영역 1450 : 고해상도 영역
1540 : 확대 렌즈부 1532, 1534 : 내측면, 외측면

Claims (12)

1. 다수의 개별 표시장치가 연결되되, 상기 개별 표시장치의 비표시 영역이 연결 배치되는 연결부분을 포함하는 표시패널부;
   상기 표시패널부 상부에 배치되는 판상 광학 부재로서, 상기 연결부분의 전부와 상기 연결부분에 인접한 표시영역의 제1부분을 커버하고 상기 표시패널부의 상면과 제1경사각을 가지도록 경사지고 내각 및 상기 내각보다 큰 외각을 가지는 프리즘 패턴이 배치된 경사면과, 상기 연결부분의 전부와 상기 연결부분에 인접한 표시영역의 제2부분을 커버하도록 상기 판상 광학부재의 상면에 배치되는 확대 렌즈부를 포함하는 상기 판상 광학 부재;를 포함하고,
   상기 프리즘 패턴이 위치된 영역과 대응되는 상기 표시영역의 상기 제1 부분의 면적은 상기 확대 렌즈부가 위치된 영역과 대응되는 상기 표시영역의 상기 제2 부분의 면적보다 작은 다중 패널 표시장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 판상 광학부재는 상기 개별 표시장치에 대응되는 다수의 단위 광학 부재가 연결되어 구성되며, 상기 단위 광학 부재는, 상기 개별 표시장치 전면 전체를 커버하는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 측면에 배치된 상기 경사면과, 상기 베이스 플레이트의 상면에 배치되는 상기 확대 렌즈부를 포함하는 다중 패널 표시장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1경사각은 60도 이하인 다중 패널 표시장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 확대 렌즈부는 프레넬 렌즈부 또는 컨벡스 렌즈부인 다중 패널 표시장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 확대 렌즈부의 배치 면적은 상기 경사면이 상기 표시패널부에 투영된 면적의 100% 내지 300%인 다중 패널 표시장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 확대 렌즈부의 확대 배율은 2 이하인 다중 패널 표시장치.
7. 다수의 개별 표시장치가 연결되되, 상기 개별 표시장치의 비표시 영역이 연결 배치되는 연결부분을 포함하는 표시패널부를 구비한 다중 패널 표시장치의 상부에 배치되는 판상 광학부재로서, 상기 판상 광학 부재는.
   상기 연결부분의 전부와 상기 연결부분에 인접한 표시영역의 제1부분을 커버하고 상기 표시패널부의 상면과 제1경사각을 가지도록 경사지고 내각 및 상기 내각보다 큰 외각을 가지는 프리즘 패턴이 배치된 경사면; 및
   상기 연결부분의 전부와 상기 연결부분에 인접한 표시영역의 제2부분을 커버하도록 상기 판상 광학부재의 상면에 배치되는 확대 렌즈부;를 포함하고,
   상기 프리즘 패턴이 위치된 영역과 대응되는 상기 표시영역의 상기 제1 부분의 면적은 상기 확대 렌즈부가 위치된 영역과 대응되는 상기 표시영역의 상기 제2 부분의 면적보다 작은 판상 광학 부재.
8. 제7항에 있어서,
   상기 판상 광학부재는 상기 개별 표시장치에 대응되는 다수의 단위 광학 부재가 연결되어 구성되며, 상기 단위 광학 부재는, 상기 개별 표시장치 전면 전체를 커버하는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 측면에 배치된 상기 경사면과, 상기 베이스 플레이트의 상면에 배치되는 상기 확대 렌즈부를 포함하는 판상 광학 부재.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1경사각은 60도 이하인 판상 광학 부재.
10. 제9항에 있어서,
    상기 확대 렌즈부는 프레넬 렌즈부 또는 컨벡스 렌즈부인 판상 광학 부재.
11. 제10항에 있어서,
    상기 프레넬 렌즈부의 배치 면적은 상기 경사면이 상기 표시패널부에 투영된 면적의 100% 내지 300%인 판상 광학 부재.
12. 제10항에 있어서,
    상기 확대 렌즈부의 확대 배율은 2 이하인 판상 광학 부재.

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