CN109917567A - 视角控制膜和包括该视角控制膜的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了视角控制膜和包括该视角控制膜的液晶显示装置。一种液晶显示装置包括：液晶面板；背光单元，该背光单元位于液晶面板下方；以及视角控制膜，该视角控制膜位于液晶面板和背光单元之间，其中，视角控制膜包括多个分隔壁图案，所述多个分隔壁图案构成沿着第一轴布置的多个分隔壁组中的每一个并且各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸，其中，多个分隔壁图案的高度沿着第一轴的方向减小。

Description

视角控制膜和包括该视角控制膜的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种视角控制膜以及包括该视角控制膜的液晶显示装置。
背景技术
面对信息社会，对于显示装置的需求不断增加。近来，诸如液晶显示(LCD)装置、等离子体显示面板(PDP)装置和有机发光二极管(OLED)显示装置之类的平板显示装置被使用。
在这些显示装置当中，LCD装置由于重量轻、外形薄、功耗低等优点而被广泛使用。
近来，LCD装置已被用作车辆的信息显示装置。例如，LCD装置用作驾驶员前面的仪表板(instrument panel)，或安装在中央仪表板(center fascia)上并用作中央信息显示器(CID)，或者安装在乘客前面的控制板(dash board)上并用作环境信息显示器(AID)。
为了防止从AID显示的图像反射在乘客侧窗(或玻璃)上的现象，视角控制膜作为将视角缩小在轴(即，水平轴)上的光控制膜被应用于LCD显示装置。
然而，根据相关技术的视角控制膜将视角同等地限制在水平轴上的两个方向(即，左右方向)上。
因此，分别向位于水平轴的两个方向上的驾驶员和乘客输出的图像的亮度减小，因此驾驶员和乘客两者对图像的可视性降低。特别地，在水平轴上位于比乘客侧向地更多的驾驶员的可视性严重降低，因此在驾驶员需要观看图像的情况下，驾驶员可能无法观看到图像。
发明内容
因此，本发明涉及一种视角控制膜以及包括该视角控制膜的液晶显示(LCD)装置，其基本消除由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。
本发明的一个目的是提供一种视角控制膜和包括该视角控制膜的LCD装置，其能够不对称地控制轴上两个方向的视角。
本发明的附加特征和优点将在下文的描述中阐述，并且部分地将从说明中显而易见或者通过本发明的实践而获知。本发明的这些优点和其它优点将通过书面说明书和权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和得到。
为了实现这些和其它优点并且根据本发明的目的，如本文所实施和广泛描述地，一种液晶显示装置包括：液晶面板；背光单元，该背光单元位于液晶面板下方；以及视角控制膜，该视角控制膜位于液晶面板和背光单元之间，其中，视角控制膜包括多个分隔壁图案，所述多个分隔壁图案构成沿着第一轴布置的多个分隔壁组中的每一个，并且各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸，其中，多个分隔壁图案的高度沿着第一轴的方向减小。
另一方面，一种用于液晶显示装置的视角控制膜包括：多个分隔壁图案，所述多个分隔壁图案构成沿着第一轴布置的多个分隔壁组中的每一个，并且各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸，其中，多个分隔壁图案的高度沿着第一轴的方向减小。
另一方面，一种液晶显示装置包括：液晶面板；背光单元，该背光单元位于液晶面板下方；以及视角控制膜，该视角控制膜位于液晶面板和背光单元之间，其中，视角控制膜包括多个分隔壁图案，所述多个分隔壁图案构成沿着第一轴布置的多个分隔壁组中的每一个，并且各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸，并且其中，多个分隔壁图案的高度在所述第一轴上的左右方向之间不对称。
另一方面，一种用于液晶显示装置的视角控制膜包括：多个分隔壁图案，所述多个分隔壁图案构成沿着第一轴布置的多个分隔壁组中的每一个，并且各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸，其中，多个分隔壁图案的高度在所述第一轴上的左右方向之间不对称。
要理解的是，前面的一般性描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入并构成本说明书的一部分，附图例示了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是例示根据本发明的实施方式的LCD装置的截面图；
图2和图3是分别例示根据本发明的实施方式的视角控制膜的立体图和截面图；
图4是例示根据本发明的实施方式的通过视角控制膜的输出光路的图；以及
图5和图6是例示根据本发明的实施方式和比较例的输出光轮廓(light profile)的模拟结果的图。
具体实施方式
现在将详细参照示例性实施方式，这些实施方式的示例在附图中示出。贯穿附图可用相同标号表示相同或相似的部件。
在下面的实施方式中，可通过示例的方式说明应用于车辆的安装在乘客前方的控制板中的AID的LCD装置。根据本发明的所有实施方式的LCD装置的所有组件可操作地联接和配置。
图1是例示根据本发明的实施方式的LCD装置的截面图。
参照图1，LCD装置10可用作但不限于安装在车辆中的信息显示装置。
出于说明的目的，假设显示装置100的彼此垂直的两个侧表面分别与x轴和y轴平行，并且z轴垂直于显示装置100的平面(即，x-y平面)。另外，在LCD装置10安装在车辆中的状态下，与LCD装置10的侧表面平行的x轴可与地面基本平行地对齐。
LCD装置10可包括作为显示面板的液晶面板110、位于液晶面板110下方的背光单元120、以及位于液晶面板110和背光单元120之间的视角控制膜200(或光控膜)。
视角控制膜200可被视为包括在背光单元120中的组件。
LCD装置10可包括例如引导面板、顶壳和底盖的结构组件，以与液晶面板110、背光单元120和视角控制膜200相联接并将其模块化。
引导面板围绕液晶面板110、背光单元120和视角控制膜200的侧面，并且具有矩形框架形状。液晶面板110可放置在引导面板上，并且可使用诸如双面胶带之类的粘合构件来附接到引导面板的顶表面。
底盖保护并支撑背光单元120的底表面。底盖可包括背光单元120放置在其上的基部，以及从基部的边缘向上弯曲的侧壁部。背光单元120和视角控制膜200可放置在由基部和侧壁部限定的内部空间中。
顶壳具有矩形框架形状，并且覆盖液晶面板110的边缘部分。
可通过引导面板、底盖和顶壳来对液晶面板110、背光单元120和视角控制膜200模块化。
液晶面板110是显示图像的组件，并且包括彼此面对的第一基板112和第二基板114以及二者之间的液晶层。
在可称为下基板或阵列基板的第一基板112的内表面上，选通线和数据线彼此交叉以限定像素。
在每个像素中形成连接到对应的选通线和数据线的薄膜晶体管和连接到薄膜晶体管的像素电极。
在可称为上基板或滤色器基板的第二基板114的内表面上，可形成与每个像素相对应的滤色器图案以及围绕滤色器图案并与选通线、数据线和薄膜晶体管相对应的黑底，但本公开的实施方式不限于此。
所有类型的液晶面板可以可用作液晶显示面板110。例如，可使用IPS型液晶面板、AH-IPS型液晶面板、TN型液晶面板、VA型液晶面板或ECB型液晶面板等。
在使用IPS型或AH-IPS型的情况下，在第一基板112处形成与像素电极一起产生平面内电场的公共电极。
第一基板112和第二基板114中的每一个可包括与液晶层接触的取向层，以使液晶层的液晶分子取向。密封图案可形成在第一基板112和第二基板114的外围之间。
另外，偏振板可附接到第一基板112和第二基板114中的至少一个。
驱动液晶面板110的印刷电路板可通过柔性电路膜等连接到液晶面板110的至少一侧。
背光单元120是向液晶面板110提供背光的组件。直下型或侧光型背光单元可用作背光单元120。在本实施方式中，作为示例例示了侧光型背光单元120。
背光单元120可包括反射板121、位于反射板121上的导光板123、位于导光板123上的至少一个光学片125、以及作为光源位于与导光板123的侧表面(即，光进入表面)对应的位置的发光二极管(LED)140。
反射板121可具有白色或银色以用于光反射。反射板121位于导光板123下方，并且用于将穿过导光板123的底表面的光反射，使其朝向液晶面板110以增加亮度。
来自沿着导光板123的光进入表面的长度方向布置的LED 140的光通过导光板123的光进入表面进入导光板123，然后，通过若干次全反射在导光板123中行进以均匀地扩展，然后从导光板123朝向液晶面板110输出。
背光单元120可包括印刷电路板，在印刷电路板上安装并布置有LED 140。
光学片125可位于导光板123上。当使用多个光学片125时，作为示例，光学片125可包括漫射片125a、棱镜片125b和诸如DBEF(双亮度增强膜)之类的亮度增强片125c。
视角控制膜200可位于背光单元120和液晶面板110之间。
视角控制膜200对从背光单元120输出的光进行处理，同时控制该光的输出角度，并将该光提供给液晶面板110。
就此而言，为了限制第一轴(例如，x轴)上的视角，视角控制膜200可包括多个分隔壁图案222作为多个视角控制图案，其被配置为沿着第二轴(即，垂直于第一轴的y轴)延伸。
分隔壁图案222之间的区域可填充有空气或具有透光功能的透明材料。
沿着y轴延伸的分隔壁图案222用于阻挡沿着朝向其侧表面的路径行进的光。因此，来自背光单元120并入射在视角控制膜200上的光的输出在x轴上被限制，因此在x轴上输出的光的轮廓减小(或变窄)。
这样，视角控制膜200用于控制提供给液晶面板100的光的轮廓，因此LCD装置10的视角受到限制，并因此可实现x轴上的窄视角。
因此，当以x轴为水平轴安装LCD装置10时，可减小水平轴上两个方向的视角，并且可改善(或减少)在乘客侧窗上反射图像的现象。
此外，在本实施方式中，视角控制膜200被配置为不对称地控制在x轴上的左右方向的视角。
例如，视角控制膜200可被配置为使得朝向位于x轴上相对侧向地更多的驾驶员的方向(例如，+x方向)上的视角相对增大(或变宽)，而朝向位于x轴上与驾驶员相对的乘客的方向(例如，-x方向)的视角相对减小(或变窄)。
为此，视角控制膜200具有以不对称形式布置的分隔壁图案222。例如，分隔壁图案222可被布置为使得分隔壁图案222的高度朝向x轴上的产生相对更大的视角的方向减小。
因此，减小了朝向乘客的方向上的视角，从而可减少乘客侧窗户上的图像反射，并且增大了朝向驾驶员的方向上的视角，从而可确保驾驶员的图像可视性。
参照图2和图3进一步详细描述视角控制膜。
图2和图3是分别例示根据本发明的实施方式的视角控制膜的立体图和截面图。
参照图1至图3，视角控制膜200是用于限制x轴上的视角的光控膜，并且可减小(或变窄)输入其中的光的轮廓。因此，液晶面板110的x轴的视角变窄。
具体地，在控制x轴的视角时，视角控制膜在x轴彼此相反的两个方向(或左右方向)上不对称地进行视角控制，使得作为两个方向中的第一方向的+x方向上的视角相对较宽，而作为两个方向中的第二方向的-x方向上的视角相对较窄。
视角控制膜200可包括多个分隔壁图案222，其沿着与在其中进行视角控制的x轴垂直的y轴延伸并且彼此平行。
此外，视角控制膜200可包括彼此面对的第一基层211和第二基层212，，多个分隔壁图案222位于二者之间。
第一基层211可位于分隔壁图案222下方，第二基层212可位于分隔壁图案222上。
位于分隔壁图案222下方的第一基层211和位于分隔壁图案222上的第二基层212用来支撑和保护分隔壁图案222。
第一基层211和第二基层212可由诸如PC(聚碳酸酯)之类的聚合物制成。
每个分隔壁图案222沿着y轴方向延伸，并用来阻挡入射在其侧表面上的光的路径。
为此，分隔壁图案222可具有光吸收特性。例如，分隔壁图案222可包括诸如碳黑之类的光吸收材料。
通过分隔壁图案222，可限制与分隔壁图案222的延伸方向垂直的x轴方向上的输出光角。
相邻的分隔壁图案222之间隔开的区域225可填充有空气或透明材料。
当透明材料用于填充区域225时，可使用透明树脂作为示例。在这种情况下，视角控制膜200可具有高折射特性，因此可增加亮度。
为了使视角控制膜200不对称地且不同地控制x轴上的两个方向的视角，可限定分隔壁组220，分隔壁组220被配置有n个(3个或更多个)分隔壁图案222，这n个分隔壁图案222被布置为沿着一方向(例如，+x方向)减小厚度，并且可沿着x轴重复地布置多个分隔壁组220。
换句话说，可限定分隔壁组220，该分隔壁组220被配置有n个(3个或更多个)分隔壁图案222，这n个分隔壁图案222被布置为沿着-x方向增加厚度，并且可沿着x轴重复地布置多个分隔壁组220。
分隔壁组220可包括3个或更多个分隔壁图案222，因此可实现x轴上的分隔壁图案222的不对称结构。
就此而言，如果具有不同高度的两个分隔壁图案222构成分隔壁组220，则这导致在x轴上的左右方向之间对称的结构。因此，为了形成高度分布的左右不对称结构，优选在每个分隔壁组220中布置至少三个高度不同的分隔壁图案222。
在本实施方式中，作为示例，在分隔壁组220中形成四个分隔壁图案222，即第一分隔壁图案222a至第四分隔壁图案222d。
当分隔壁图案222被依次布置为沿着+x方向减小厚度时，两个相邻分隔壁图案222中在-x方向(即，左侧)上的一个用作相对较高的光阻挡壁，而两个相邻分隔壁图案中在+x方向(即，右侧)上的另一个用作相对较低的光阻挡壁。
因此，分隔壁组220能使作为高度减小方向的+x方向上的输出光角变宽，并且能使作为高度增加方向的-x方向上的输出光角变窄，因此能实现非对称的视角特性。
因此，在视角被限制的x轴上，可实现不对称的输出光轮廓，使得-x方向上的视角相对较窄，而+x方向上的视角相对较宽。
这参照图4，图4是例示通过根据本发明的实施方式的视角控制膜的输出光路的图。
参照图4，来自背光单元120的光入射在视角控制膜200上，并且在输入光穿过不对称分隔壁组220的同时，朝向+x方向的输出光角增加，因此x轴上的视角是不对称的。
分隔壁组220中的分隔壁图案222的高度以线性或非线性的形式减小。高度的线性减小可意味着高度沿着+x方向以规则的速率逐渐减小。高度的非线性减小可意味着高度沿着+x方向以不规则的速率逐渐减小。
例如，相对于100％的最高分隔壁图案(例如，第一分隔壁图案222a)，紧邻于最高分隔壁图案的第二高分隔壁图案(例如，第二分隔壁图案222b)可具有约60％～40％的高度，并且最低分隔壁图案(例如，第四分隔壁图案222d)可具有约10％～3％的高度。
此外，分隔壁图案222之间的间距(或分离距离)优选为相同的。另选地，间距可以不同，并且本公开的实施方式不限于此。
由于具有高度在沿着作为x轴的水平轴的一个方向上减小的非对称结构的分隔壁图案222被重复地布置，视角控制膜200能非对称地控制水平轴上的视角。
因此，一方向(例如，朝向位于x轴上相对侧向地更多的驾驶员的+x方向上)的视角相对增加，而在一方向(例如，朝向位于与驾驶员相对的乘客的-x方向上)的视角相对减小。
因此，减小了朝向乘客的方向上的视角，使得能够减少乘客侧窗户上的图像反射，并且增大了朝向驾驶员的方向上的视角，使得能够充分保证驾驶员的图像可视性。
图5和图6是例示根据本发明的实施方式和比较例的输出光轮廓的模拟结果的图。图5示出了平面图中的亮度分布，图6示出了沿着x轴(即，图5的横轴)的截面图中的亮度分布。
在图5和图6中，比较例使用具有分隔壁图案厚度相同的结构的视角控制膜。本实施方式的第一示例至第三示例各自使用具有其中分隔壁图案的厚度沿着一方向减小的不对称结构的视角控制膜。第一示例使用以40um的间距布置的七个分隔壁图案来形成分隔壁组，第二示例使用以40um的间距布置的四个分隔壁图案来形成分隔壁组，并且第三示例使用以57um的间距布置的七个分隔壁图案来形成分隔壁组。第一示例和第三示例各自使用具有相应高度：80um、40um、30um、15um、10um、8um和7um的七个分隔壁图案。
参照图5和图6，比较例在x轴上具有左右对称形式的亮度分布。
本实施方式的第一示例至第三示例在x轴上具有左右不对称形式的亮度分布。
此外，在本实施方式的第一示例至第三示例中，第一示例对于左侧的亮度阻挡效果和右侧的亮度保护是最佳的。
如上所述，在本实施方式中，使用其中高度沿着水平轴的一个方向减小的不对称结构的分隔壁图案222被重复布置的视角控制膜200。
因此，由于可将视角控制为在水平轴上不对称，所以水平轴的一个方向上的视角相对更宽，而水平轴的相反方向上的视角相对更窄。
由此，朝向乘客的相反方向上的视角被减小以使得可减少乘客侧窗户上的图像反射，并且朝向驾驶员的方向上的视角被增加以使得可充分保证驾驶员的图像可视性。
本发明的LCD装置可用作各种类型的信息显示装置，包括车辆信息显示装置或用作任何运输装置或系统中的显示器。
对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可在本发明中进行各种修改和变更。因此，本发明旨在覆盖本发明的各种修改和变更，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年12月13日提交的韩国申请No.10-2017-0171127的优先权权益，其全部内容通过引用合并与此，如同在本文中完全阐述的那样。

Claims (11)

1.一种液晶显示LCD装置，该LCD装置包括：
液晶面板；
背光单元，该背光单元位于所述液晶面板下方；以及
视角控制膜，该视角控制膜位于所述液晶面板和所述背光单元之间，
其中，所述视角控制膜包括多个分隔壁图案，所述多个分隔壁图案构成沿着第一轴布置的多个分隔壁组中的每一个并且各自沿着垂直于所述第一轴的第二轴延伸，并且
其中，所述多个分隔壁图案的高度沿着所述第一轴的方向减小。
2.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，所述多个分隔壁组中的每一个由3个或更多个分隔壁图案构成。
3.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，当所述多个分隔壁图案当中最高的分隔壁图案具有100％的高度时，紧邻所述最高的分隔壁图案的第二高的分隔壁图案具有60％至40％的高度，并且最低的分隔壁图案具有10％至3％的高度。
4.根据权利要求3所述的LCD装置，其中，所述多个分隔壁图案以相同的间距彼此间隔开。
5.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，所述背光单元包括：
导光板；
光源，该光源面向所述导光板的光进入表面；以及
至少一个光学片，该至少一个光学片位于所述导光板上。
6.一种用于液晶显示装置的视角控制膜，该视角控制膜包括：
多个分隔壁图案，所述多个分隔壁图案构成沿着第一轴布置的多个分隔壁组中的每一个并且各自沿着垂直于所述第一轴的第二轴延伸，
其中，所述多个分隔壁图案的高度沿着所述第一轴的方向减小。
7.根据权利要求6所述的视角控制膜，其中，所述多个分隔壁组中的每一个由3个或更多个分隔壁图案构成。
8.根据权利要求6所述的视角控制膜，其中，当所述多个分隔壁图案当中最高的分隔壁图案具有100％的高度时，紧邻所述最高的分隔壁图案的第二高的分隔壁图案具有60％至40％的高度，并且最低的分隔壁图案具有10％至3％的高度。
9.根据权利要求8所述的视角控制膜，其中，所述多个分隔壁图案以相同的间距彼此分隔开。
10.一种液晶显示LCD装置，该LCD装置包括：
液晶面板；
背光单元，该背光单元位于液晶面板下方；以及
视角控制膜，该视角控制膜位于所述液晶面板和所述背光单元之间，
其中，所述视角控制膜包括多个分隔壁图案，所述多个分隔壁图案构成沿着第一轴布置的多个分隔壁组中的每一个并且各自沿着垂直于所述第一轴的第二轴延伸，并且
其中，所述多个分隔壁图案的高度在所述第一轴上的左右方向之间不对称。
11.一种用于液晶显示装置的视角控制膜，该视角控制膜包括：
多个分隔壁图案，所述多个分隔壁图案构成沿着第一轴布置的多个分隔壁组中的每一个并且各自沿着垂直于所述第一轴的第二轴延伸，
其中，所述多个分隔壁图案的高度在所述第一轴上的左右方向之间不对称。
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