KR102518828B1

KR102518828B1 - 표시장치 및 차량

Info

Publication number: KR102518828B1
Application number: KR1020170184533A
Authority: KR
Inventors: 유소희
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2023-04-05
Also published as: KR20190081768A

Abstract

본 실시예는 광 제어 필름을 포함하지 않고 시야각을 개선하는 표시장치 및 이를 포함하는 차량에 관한 것으로서, 복수의 화소들을 포함하고, 제1축과 제2축을 갖는 표시패널 및 표시패널 상에 배치되는 편광판을 포함하되, 편광판은 제1축과 제2축 중 하나와 특정한 각도로 광을 편광하는 것을 특징으로 하는 표시장치이다.

Description

표시장치 및 차량{Display Device And Vehicle}

본 실시예는 영상을 표시하는 표시장치 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.

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

이러한 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 형성되고, 데이터 라인들과 게이트 라인들이 서로 교차하는 지점에 서브픽셀들이 정의된 표시패널을 포함하고, 데이터 라인들로 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부와, 게이트 라인들로 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동부 등을 더 포함한다.

일반적으로, 영상 표시장치의 화면은 실내 또는 차량의 전면유리 등에 반사 투영된다. 야간 주행시 차량의 전면 유리에 영상 표시장치의 화면이 반사 투영되면, 운전자의 주행을 방해하여 안전상 위험할 수 있다. 이를 방지하기 위해 광 제어 필름(Light Control Flim; 이하 LCF)를 사용한다.

다만, LCF를 공정에 추가하는 것은 단가 상승의 원인이 된다. 또한, 운전자 외 탑승자가 표시장치를 시청할 때 시야각이 제한되는 단점이 있다.

본 실시예는 야간 주행시 전면 유리의 영상 반사를 최소화하거나 감소하여 운전자의 시야 방해 요인을 제거하는 표시장치 및 이를 포함하는 차량을 제공하는데 있다.

본 실시예는 야간 주행시 특정 용도의 필름을 포함하지 않아도 운전자 외 탑승자가 표시장치를 시청할 때 시야각을 제한하지 않는 표시장치 및 표시장치를 구비한 차량을 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예는 복수의 픽셀들을 포함하는 표시패널 및 표시패널 상에 배치되고, 표시패널로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 5도 내지 30도로 편광하는 편광판을 포함하는 표시장치이다.

다른 실시예는 복수의 화소들을 포함하는 표시패널과, 표시패널 상에 배치되고, 표시패널로부터 출력된 광을 입사면과 평행하게 편광하는 편광판을 포함하는 표시장치 및 전면 유리와 전면 유리와 인접하게 배치되는 표시장치를 포함하는 대시보드를 포함하는 차량이다.

본 실시예들에 의하면, 야간 주행시 전면 유리의 영상 반사를 최소화하거나 감소하여 운전자의 시야 방해 요인을 제거할 수 있는 효과가 있다.

본 실시예들에 의하면, 야간 주행시 특정 용도의 필름을 포함하지 않아도 운전자 외 탑승자가 표시장치를 시청할 때 시야각을 제한하지 않을 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 표시장치의 평면도 및 단면도이다.
도 3은 비교예로 편광판을 포함하지 않은 일반적인 표시장치가 실장된 차량의 야간 주행시 내부 상황을 도시하고 있다.
도 4는 도 3의 표시장치가 차량에 내장된 경우 표시장치와 반사 투영된 영상, 운전자의 눈의 상태적인 위치를 입체적으로 표현한 도면이다.
도 5는 굴절률이 서로 다른 두개의 매질들의 경계면에 입사한 광이 반사 및 투과하는 브루스터의 법칙(Brewster's law)을 설명한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 도 2의 편광판을 포함하지 않은 표시장치와 도 2의 편광판을 포함하는 표시장치를 각각 내장한 차량에서, 표시장치로부터 출력된 광이 전면 유리에 반사 및 투과하는 것을 도시한 도면들이다.
도 7은 도 2의 편광판의 단면도이다.
도 8a 내지 도 8d는 출사광을 입사면과 평행이 되도록 편광하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 차량의 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 11은 도 10의 차량 내부에서 표시장치의 영상 표시 환경을 도시하고 있다.

이하, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 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. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

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.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어 '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 명세서에 있어서 「필름」이나 「판」 또는 「층 」등은 본 개시와 관련된 구조를 표현할 때 모두 혼용해서 쓰는 표현이다. 따라서, 표현에 따라 별개의 구성이 되는 것은 아니다.

도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 표시장치의 평면도 및 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 표시패널(110) 및 편광판(120)을 포함한다.

표시패널(110)은 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인이 교차되어 정의되는 복수의 화소들을 포함한다. 표시패널(110)은 액정층을 구비한 액정표시패널 또는 유기발광 다이오드를 구비한 유기발광표시패널일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

표시장치(100)는 예를 들어 차량에 내장되거나, 차량의 외부에 별도의 거치대에 거치되어 차량에서 사용될 수 있다. 예를 들어 표시장치(100)가 차량의 각종 계기판과 오디오 등이 내장되는 대시보드에 운전자를 기준으로 운전대의 우측에 있을 수 있다.

편광판(120)은 표시패널(110)의 영상이 출력되는 방향으로 표시패널(110) 상에 배치된다.

편광판(120)은 표시장치(100)가 차량에 내장되거나 거치될 경우, 차량의 전면 유리에 표시장치(100)가 반사 투영되는 것을 최소화하거나 감소하도록, 표시패널(110)로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 특정한 각도로 광을 편광한다. 예를 들어, 편광판(120)은 표시패널(110)로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 5도 내지 30도로 편광한다. “평면”은 표시패널의 가로축과 세로축으로 이루어지는 면 혹은 그와 평행한 면을 의미할 수 있다. “수직축”은 상기 “평면”의 세로축을 의미할 수 있다. 5도 내지 30도의 각도는 수직축에서 시계방향으로의 각도를 의미할 수 있다.

도 3은 비교예로 편광판을 포함하지 않은 일반적인 표시장치가 실장된 차량의 야간 주행시 내부 상황을 도시하고 있다.

도 3을 참조하면, 편광판을 포함하지 않은 일반적인 표시장치(200)는 차량(240)의 각종 계기판과 오디오 등이 내장되는 대시보드(242)에 운전대(244)를 기준으로 우측에 내장될 수 있다.

야간 주행 시 차량(240)의 전면 유리(246)에 표시장치(200)가 반사 투영된 영상(248) 때문에 운전자의 주행을 방해하여 안전상 위험을 야기할 수 있다.

이를 방지하기 위해 광조절 필름(LCF)을 사용하여 상하 시야각 제어를 하게 되는데, 이는 운전자 외 탑승자가 표시장치(200)를 시청할 때 시야각을 제한하고 휘도를 저하시킬 수 있다.

도 4는 도 3의 표시장치가 차량에 내장된 경우 표시장치와 반사 투영된 영상, 운전자의 눈의 상대적인 위치를 입체적으로 표현한 도면이다.

도 4를 참조하면, 도 3의 표시장치(200)가 차량(240)에 내장된 경우, 표시장치(200)에서 출력된 광들 중 표시장치(200)로부터 전면 유리(246) 방향으로 지면에 수직한 축에 광들이 모여서 전면 유리에 반사 투영된 영상(248)을 만들게 된다.

여기서, 표시장치(200)로부터 전면 유리(246) 방향으로 지면에 수직한 축은 상대적인 개념일 수 있다. 예를 들어, 차량(240)에 내장된 표시장치(200)의 경우, 도3에 도시된 바와 같이 표시장치(200)가 장축이 가로인 직사각형이면 단축이 지면에 수직한 축이다. 반대로 단축이 가로인 직사각형 표시장치는 장축이 지면에 수직한 축에 해당한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.

차량(240)의 차체나 대시보드(242), 전면 유리(246)의 형상, 표시장치(200)의 내장된 조건 등을 고려하여, 표시장치(200)에서 영상이 방출되는 임의의 지점과 그 지점으로부터 방출되는 영상에 대응되는 반사 투영된 영상(248) 지점 사이를 잇는 선분과 운전자(250)의 눈이 이루는 평면, 즉 입사면(150)의 평균 각도는 시뮬레이션(simulation)을 통해 측정할 수 있다.

시뮬레이션 결과, 차량(240)의 차체나 대시보드(242), 전면 유리(246)의 형상, 표시장치(200)의 내장된 조건 등을 고려하더라도, 표시장치(200)에서 영상이 방출되는 임의의 지점과 그 지점으로부터 방출되는 영상에 대응되는 반사 투영된 영상(248) 지점 사이를 잇는 선분과 운전자(250)의 눈이 이루는 입사면(150)의 각도는 표시패널(110)로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 평균해서 5도 내지 30도 범위를 벗어나지 않는 것을 확인하였다.

시뮬레이션 결과, 차량(240)의 대시보드(242) 및 전면 유리(246)의 형상만을 고려할 때, 표시장치(200)에서 영상이 방출되는 임의의 지점과 그 지점으로부터 방출되는 영상에 대응되는 반사 투영된 영상(248) 지점 사이를 잇는 선분과 운전자(250)의 눈이 이루는 입사면(150)의 각도는 표시패널(110)로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 평균해서 10도 내지 20도 범위를 벗어나지 않는 것을 확인하였다.

이에 따라, 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 표시패널(110)로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 특정한 각도, 예를 들어 5도 내지 30도로 광을 편광하는 편광판(120)을 포함하므로, 표시장치(100)가 차량(240)에 내장되거나 거치될 경우, 차량(240)의 전면 유리(246)에 표시장치(100)가 반사 투영되는 것을 최소화하거나 감소할 수 있다.

시뮬레이션 결과, 차량(240)의 대시보드(242) 및 전면 유리(246)의 형상만을 고려할 때, 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 표시패널(110)로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 특정한 각도, 예를 들어 10도 내지 20도로 광을 편광하는 편광판(120)을 포함할 수도 있다.

이하에서 편광판(120)이 표시패널(110)로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 특정한 각도, 예를 들어 5도 내지 30도로 광을 편광하므로 표시장치(100)가 차량(240)에 내장되거나 거치될 경우, 차량(240)의 전면 유리(246)에 표시장치(100)가 반사 투영되는 것을 최소화하거나 감소하는 원리를 설명하고, 편광판(120)의 구체적인 구성들을 설명한다.

도 5는 굴절률이 서로 다른 두개의 매질들의 경계면에 입사한 광이 반사 및 투과하는 브루스터의 법칙(Brewster's law)을 설명한 도면이다.

도 5를 참조하면, 굴절률이 서로 다른 두개의 매질들의 경계면에 입사한 광은 브루스터의 법칙(Brewster's law)에 근거하여 입사광 성분(S파(190), P파(180))중에서 입사면과 평행한 P파(180)는 투과되고 S파(190)는 반사된다. 여기서 입사면이란 경계면에 입사한 광의 입사선분과 반사한 광의 반사선분이 이루는 평면을 의미한다.

도 6a 및 도 6b는 도 2의 편광판을 포함하지 않은 표시장치와 도 2의 편광판을 포함하는 표시장치를 각각 내장한 차량에서, 표시장치로부터 출력된 광이 전면 유리에 반사 및 투과하는 것을 도시한 도면들이다.

도 6a를 참조하면, 도 2의 편광판을 포함하지 않은 표시장치(200)를 내장한 차량(240)에서, 표시장치(200)로부터 방출된 광이 전면 유리(170)에 입사할 경우, 브루스터의 법칙(Brewster's law)에 근거하여 입사광 성분(S파(190), P파(180))중에서 입사면과 평행한 P파(180)는 투과되고 입사면과 수직한 S파(190)는 반사된다.

따라서, 야간 주행 시 표시장치(200)로부터 출력된 광들 중 차량(240)의 전면 유리(170)에 반사된 S파(190)들이 반사 투영된 영상(248)을 만들어 운전자의 주행을 방해하기 때문에 안전상 위험을 야기할 수 있다.

도 6b을 참조하면, 일 실시예의 표시장치(100)를 내장한 차량(240)에서, 표시패널(110)로부터 방출된 광은 편광판(120)을 지나면서 평면상으로 수직축으로부터 특정한 각도, 예를 들어 5도 내지 30도로 광으로 편광한다.

전술한 바와 같이 차량(240)의 차체나 대시보드(242), 전면 유리(170)의 형상, 표시장치(100)의 내장된 조건 등을 고려하더라도, 표시장치(100)에서 영상이 방출되는 임의의 지점과 그 지점으로부터 방출되는 영상에 대응되는 반사 투영된 영상(248) 지점 사이를 잇는 선분과 운전자(140)의 눈이 이루는 입사면은 표시패널(110)로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 5도 내지 30도 범위를 벗어나지 않는다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 입사면은 표시장치(100)에서 영상이 방출되는 임의의 지점과 그 지점으로부터 방출되는 영상에 대응되는 반사 투영된 영상(248) 지점 사이를 잇는 선분과 운전자(140)의 눈이 이루는 평면이다. 입사면과 평행한 광은 P파(180)이고, 입사면과 수직한 광은 S파(190)이다.

즉, 표시장치(100)로부터 방출된 광이 전면 유리(170)에 입사할 경우, 브루스터의 법칙(Brewster's law)에 근거하여 입사광 성분(S파(190), P파(180))중에서 표시장치(100)로부터 반사 투영된 영상(248) 사이 선분과 운전자(140)의 눈이 이루는 입사면과 평행한 P파(180)만이 전면 유리(170)에 도달하게 된다.

따라서, 운전자가 차량(240)을 야간 주행 시 표시장치(100)로부터 출력된 광들이 차량(240)의 전면 유리(170)에 반사 투영되지 않기 때문에 반사 투영된 영상(248)을 만들지 않게 된다

도 7은 도 2의 편광판의 단면도이다.

도 7을 참조하면, 표시패널(110)로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 5도 내지 30도로 편광하기 위해, 편광판(120)은 표시패널(110)로부터 출력된 광을 선편광하는 선편광층(120b)과, 선편광층(120b) 상에 위치하며 선평광된 광의 편광상태를 바꾸는 광학보상층(120a)을 포함한다.

선편광층(120b)는 투과축과 흡수축을 포함하며, 표시패널(110)로부터 출력된 광을 선편광한다.

전자기파인 광은 광학보상층(120a)을 통과하면 편광 방향이 광축에 평행하거나 수직한 두 성분의 합이 되고, 광학보상층(120a)의 복굴절과 두께에 따라 두 성분의 벡터합이 변하게 되므로 통과한 후의 편광방향이 달라지게 된다.

전술한 광축은 지상축(Slow Axis)와 진상축(Fast Axis)를 포함한다. 지상축과 진상축은 서로 직교하므로, 어느 축을 기준으로 하더라도 90도 차이만 존재하고 실시예들의 본질이 달라지지 않는다. 이하, 일 실시예에서 지상축을 기준으로 설명한다.

도 8a 내지 도 8d는 출사광을 입사면과 평행이 되도록 편광하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 8a를 참조하면, 표시패널(110)에서 나온 출사광(①)이 선편광층(120b)을 투과할 때, 선편광층(120b)의 투과축(②)과 동일한 진동방향의 광(④)이 투과되어 선편광된다.

선편광층(120b)에 의해 투과된 광(④)은 광학보상층(120a)의 광축(⑤)의 회전각도에 따라 선편광이나 타원편광, 원편광된다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 출사광(①), 투과축(②)과 흡수축(③), 투과축(②)과 동일한 진동방향의 광(④), 광학보상층(120a)의 광축(⑤) 및 광학보상층(120a)을 투과한 빛(⑥)은 어느 특정한 진행방향이나 각도를 이루는 것으로 나타내었다. 그러나, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 예시적인 것이며, 이에 한정 되는 것은 아니다.

도 8b 및 도 8d는 편광판에서 입사면과 평행하게 편광하도록 만드는 각도를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 선편광층(120b)의 투과축(②)이 평면상으로 수직축과 이루는 각도를 α, 입사면이 평면상으로 수직축과 이루는 각도를 θ라 한다.

선편광층(120b)의 투과축(②) 각도 α는 제1방향을 기준으로 산출된 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 어느 방향을 기준으로 하여도 같은 원리가 적용된다. 예를 들어 제2방향을 기준으로 α, θ 값을 측정하여도 후술할 관계식은 동일하다. 따라서, 제1방향을 기준으로 측정한 각도를 가지고 본 발명의 일 실시예를 설명한다.

도 8b를 참조하면, α가 θ보다 작거나 같은 경우, 선편광된 빛(④)은 제2방향쪽으로 더 회전해야 한다. 따라서, θ와 α 사이의 각도 차이 및 Re[Rad]를 2π로 나눈 값을 함께 고려하여 광학보상층(120a)의 광축(⑤)의 각도를 정할 수 있다.

면내 위상지연값(Re)은 23℃에서 파장 λ (㎚) 에 있어서의 필름의 면내의 위상차값을 말한다. Re[λ]는, 필름의 두께를 d (㎚) 로 했을 때, Re[λ] = (nx - ny) × d에 의해 구해진다. Re를 라디안으로 표현할 경우 Re[Rad] = (nx - ny) × d × (2π/λ)에 의해 구해진다.

「nx」는 면내에서 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축(Slow Axis) 방향)의 굴절률이고, 「ny」는 면내에서 지상축에 수직인 방향(즉, 진상축(Fast Axis) 방향)의 굴절률이며, 「nz」는 두께 방향의 굴절률이다.

이를 수식으로 표현하면, α + |θ-α| * Re[Rad]/(2π)로 나타낼 수 있다.

전술한 관계식을 만족하면, 광학보상층(120a)을 투과한 빛(⑥)의 각도는 θ가 된다. 따라서, 입사면과 평행하게 편광될 수 있다.

도 8c를 참조하면, α가 θ보다 큰 경우, 선편광된 빛(④)은 제1방향쪽으로 회전해야 한다. 따라서, α와 θ 사이의 각도 차이 및 Re[Rad]를 2π로 나눈 값을 함께 고려하여 광학보상층(120a)의 광축(⑤)의 각도를 정할 수 있다.

이를 수식으로 표현하면, α - |θ-α| * Re[Rad]/(2π)로 나타낼 수 있다.

광학보상층의 위상지연값(Re)는 다양한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 한파장판(Full-wave plate)는 Re(Rad) = 2π, 반파장판(Half-wave plate)은 Re(Rad) = π, 사분파장판(Quarter-wave plate)은 Re(Rad) = π/2 를 만족한다.

광학보상층(120a)이 반파장판인 경우, α가 θ보다 작거나 같으면 α + |θ-α| * (1/2) 각도, α가 θ보다 크면, α - |θ-α| * (1/2) 각도만큼 광축(⑤)을 설계할 수 있다. 그 결과, 선편광된 빛(④)은 회전편광되어 입사면과 평행한 진동방향을 갖는 빛(⑥)이 방출된다.

도 8d를 참조하여 예를 들면, α가 0도이고, θ가 평균 10~20도일 때, α + |θ-α| * (1/2) 관계식에 대입하면 광학보상층(120a)의 광축(⑤)의 각도는 α에 대하여 평균 5~10도가 된다. 평균 5~10도인 광학보상층(120a)을 투과한 빛(⑥)은 각도가 평균 10~20도인 타원편광이 되며 입사면과 평행한 진동방향을 갖는다.

가시광선 영역의 파장에 대하여 설명하면, 반파장판은 면내 위상지연값 Re[λ] = 260~280[nm]을 가지며, 광학보상층(120a)의 지상축(Slow Axis)이 평균 5~10도인 경우일 수 있다.

한편, 운전자가 선글라스를 착용하게 되면 선글라스에 포함된 편광판(120) 때문에 영상 표시장치가 어둡게 보이게 될 수 있다. 이때, 선글라스를 착용하더라도 선글라스를 착용하지 않은 것처럼 시야를 개선할 수 있는 선글라스 프리(Sunglass Free) 기능을 적용할 수 있다.

선글라스 프리 기능은 광학보상층(120a)의 두께 방향의 위상차값과 NZ 계수를 조절하여 설계하면 된다. 즉 광학보상층(120a)은 선글라스 프리가 가능하도록 두께 방향의 위상차값(Rth[λ])을 가질 수 있다.

예를 들면, 광학보상층(120a)의 반파장판은 면내 위상지연값 Re[λ] = 260~280[nm]을 가지며, 광학보상층(120a)의 지상축(Slow Axis)이 평균 5~10도인 경우일 경우, 두께 방향의 위상차값(Rth[λ])이 500nm 이상, NZ 계수는 2.35 이상이 되도록 설계할 수 있다.

두께 방향의 위상지연값(Rth)은, 23 ℃ 에서 파장 λ(㎚) 에 있어서의 필름의 두께 방향의 위상차값을 말한다. Rth[λ]는 필름의 두께를 d (㎚) 로 했을 때, Rth[λ] = |(nx+ny)/2 - nz| × d에 의해 구해진다. NZ 계수는, Rth[λ]/Re[λ] 에 의해 산출되는 값이다.

도 9은 다른 실시예에 따른 표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 9을 참조하면, 다른 실시예에 따른 표시장치(300)는 표시패널(310), 및 편광판(320), 보호필름(330)을 포함한다.

편광판(320)은 선편광층(320b)과 선편광층(320b) 상에 배치되는 광학보상층(320a)을 포함한다.

표시패널(310)과 편광판(320), 선편광층(320b), 광학보상층(320a)은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 표시패널(110)과 편광판(120), 선편광층(120b), 광학보상층(120a)과 실질적으로 동일하다.

표시장치(300)를 보호하는 보호필름(330)은 편광판(320) 상에 배치된다. 보호필름(330)은 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스 계수지나, 폴리에스테르계, 폴리비닐알코올계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리스티렌계, 폴리노르보르넨계, 폴리올레핀계, 아크릴계, 아세테이트계 등의 투명 수지로 형성될 수 있다.

또한, 보호필름(330)은 아크릴계, 우리탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지, 실록산계 폴리머 등의 유리질계 폴리머로도 형성할 수 있다.

도 10은 또 다른 실시예에 따른 차량의 내부 모습을 도시한 도면이다. 도 11은 도 10의 차량 내부에서 표시장치의 영상 표시 환경을 도시하고 있다.

도 10을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 차량(440)은 각종 계기판과 오디오 등이 내장되는 대시보드(442)에 운전자를 기준으로 운전대(444)의 우측에 내장된 표시장치(400)를 포함한다. 이 표시장치(400)는 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 표시장치들(100, 300)일 수 있다.

도 2 및 도 7과 함께 도 10 및 도 11을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 차량(440)은 복수의 화소들을 포함하는 표시패널(110), 표시패널(110) 상에 배치되고 표시패널(110)로부터 출력된 광을 입사면(452)과 평행하게 편광하는 편광판(120)을 포함하는 표시장치(400) 및 전면 유리(446)와 전면 유리(446)와 인접하게 배치되는 표시장치(400)가 내장되는 대시보드(442)를 포함할 수 있다.

차량(440)의 차체나 대시보드(442), 전면 유리(446)의 형상, 표시장치(400)의 내장된 조건 등을 고려하여, 표시장치(400)에서 영상이 방출되는 임의의 지점과 그 지점으로부터 방출되는 영상에 대응되는 반사 투영된 영상(448) 지점 사이를 잇는 선분과 운전자(450)의 눈이 이루는 평면, 즉 입사면(452)의 평균 각도는 시뮬레이션(simulation)을 통해 측정할 수 있다.

시뮬레이션 결과, 차량(440)의 차체나 대시보드(442), 전면 유리(446)의 형상, 표시장치(400)의 내장된 조건 등을 고려하더라도, 표시장치(400)에서 영상이 방출되는 임의의 지점과 그 지점으로부터 방출되는 영상에 대응되는 반사 투영된 영상(448) 지점 사이를 잇는 선분과 운전자(450)의 눈이 이루는 입사면(452)의 각도는 표시패널(110)로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 평균해서 5도 내지 30도 범위를 벗어나지 않는 것을 확인하였다.

이에 따라, 표시장치(400)는 표시패널(110)로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 특정한 각도, 예를 들어 5도 내지 30도로 광을 편광하는 편광판(120)을 포함하므로, 표시장치(400)가 차량(440)에 내장되거나 거치될 경우, 차량(440)의 전면 유리(446)에 표시장치(400)가 반사 투영되는 것을 최소화하거나 감소할 수 있다.

도 2 및 도 7를 참조하여 설명한 바와 같이, 편광판(120)은 표시장치(400)에서 방출된 광을 선편광하는 선편광층(120b)과, 선편광층(120b) 상에 위치하며 선편광된 광을 평면상으로 수직축으로부터 5도 내지 30도로 편광하도록 보상하는 광학보상층(120a)을 포함할 수 있다.

도 8b 및 도 8c를 참조하여 설명한 바와 같이, 선편광층(120b) 의 투과축(②)이 평면상으로 수직축과 이루는 각도를 α, 입사면이 평면상으로 수직축과 이루는 각도를 θ, 면내 위상지연값은 Re[Rad]로 표현할 때, 광학보상층(120a)의 광축(⑤)은, α 가 θ보다 작거나 같으면 α + |θ-α| * Re[Rad]/(2π) 각도를 만족하거나, α 가 θ보다 크면 α - |θ-α| * Re[Rad]/(2π) 각도를 만족할 수 있다.

광학보상층(120a)은 반파장판(Half-wave plate)이고, 광학보상층(120a)의 광축(⑤)은 α 가 θ보다 작거나 같으면 α + |θ-α| * (1/2) 각도를 만족하거나, α 가 θ보다 크면 α - |θ-α| * (1/2) 각도를 만족할 수도 있다.

광학보상층(120a)의 반파장판은 면내 위상지연값(Re[λ])이 260~280nm이며, α는 0도이고, θ는 평균 10~20도이며, 지상축(Slow Axis)은 α에 대하여 평균 5~10도일 수 있다.

광학 보상층(120a)은 선글라스 프리가 가능하도록 두께 방향의 위상차값(Rth[λ])을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학보상층(120a)의 반파장판은 면내 위상지연값(Re[λ])이 260~280nm이며, α는 0도이고, θ는 평균 10~20도이며, 지상축(Slow Axis)은 α에 대하여 평균 5~10도일 경우, 두께 방향의 위상차값(Rth[λ])은 적어도 500nm이고, NZ 계수은 적어도 2.35일 수 있다.

차량(440)은 모든 종류의 차량, 예들 들어 자동차나 트럭, 기차 등 표시장치(400)을 내장한 차량일 수 있다. 특히, 차량(440)은 실내 공간이 좁고 표시장치(400)을 이용하여 영상을 표시하거나 네비게이션을 하는 자동차일 수 있다.

표시장치(400)가 차량(440)에 거치되는 경우, 표시장치(400)의 편광판의 편광되는 각도를 고려하여 표시장치(400)를 차량(440)에 거치하므로 표시장치(400)가 차량(440)에 내장되는 것과 동일할 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 전술한 실시예에 따르면, 표시장치(400) 및 표시장치(400)를 구비한 차량(440)은 야간 운전시 전면 유리의 영상 반사를 방지하여 운전자의 시야 방해 요인을 제거하는 효과가 있다. 또한, 표시장치(400) 및 표시장치(400)를 구비한 차량(440)은 야간 운전시 특정 용도의 필름을 포함하지 않아 시야각을 제한하지 않는 효과가 있다. 또한, 표시장치의 제조 원가를 절감할 수 있으며, 표시장치의 박형화를 구현할 수 있는 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.

100, 200, 300, 400: 표시장치 110, 210: 표시패널
120, 320: 편광판 330: 보호필름
140, 250: 운전자 150, 452: 입사면
170, 246: 전면 유리
180: P파 190: S파
240, 440: 차량 242, 442: 대시보드
244, 444: 운전대 248, 448: 반사 투영된 영상

Claims

복수의 픽셀들을 포함하는 표시패널; 및
상기 표시패널 상에 배치되고, 상기 표시패널로부터 출력된 광을 평면상으로 수직축으로부터 5도 내지 30도로 편광하는 편광판을 포함하고,
상기 편광판은 상기 표시패널에서 방출된 광을 선편광하는 선편광층과, 상기 선편광층 상에 위치하며 선편광된 광을 평면상으로 수직축으로부터 5도 내지 30도로 편광하도록 보상하는 광학보상층을 포함하며,
상기 광학보상층은 두께 방향의 위상차값(Rth[λ])이 적어도 500nm인 표시장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 선편광층의 투과축이 상기 평면상으로 상기 수직축과 이루는 각도를 α, 입사면이 상기 평면상으로 상기 수직축과 이루는 각도를 θ, 면내 위상지연값은 Re[Rad]로 표현할 때,
광학보상층의 광축은,
α 가 θ보다 작거나 같으면 α + |θ-α| * Re[Rad]/(2π) 각도를 만족하거나,
α 가 θ보다 크면 α - |θ-α| * Re[Rad]/(2π) 각도를 만족하는 표시장치.
제3항에 있어서,
상기 광학보상층은 반파장판(Half-wave plate)이고,
상기 광학보상층의 광축은,
α 가 θ보다 작거나 같으면 α + |θ-α| * (1/2) 각도를 만족하거나,
α 가 θ보다 크면 α - |θ-α| * (1/2) 각도를 만족하는 표시장치.
제4항에 있어서,
상기 반파장판은 면내 위상지연값(Re[λ])이 260~280nm이며,
상기 α는 0도이고, 상기 θ는 평균 10~20도 이며,
지상축(Slow Axis)은 상기 α에 대하여 평균 5~10도인 것을 특징으로 하는 표시장치.
삭제
제 5항에 있어서,
상기 광학보상층은 NZ 계수가 적어도 2.35인 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 표시패널은 액정표시패널 또는 유기발광표시패널인 표시장치.
복수의 화소들을 포함하는 표시패널과 상기 표시패널 상에 배치되고 상기 표시패널로부터 출력된 광을 입사면과 평행하게 편광하는 편광판을 포함하는 표시장치; 및
전면 유리와 상기 전면 유리와 인접하게 배치되는 상기 표시장치를 포함하는 대시보드를 포함하고,
상기 편광판은 상기 표시패널에서 방출된 광을 선편광하는 선편광층과, 상기 선편광층 상에 위치하며 선편광된 광을 평면상으로 수직축으로부터 5도 내지 30도로 편광하도록 보상하는 광학보상층을 포함하며,
상기 광학보상층의 두께 방향의 위상차값(Rth[λ])은 적어도 500nm인 차량.
삭제
제9항에 있어서,
상기 선편광층의 투과축이 상기 평면상으로 상기 수직축과 이루는 각도를 α, 입사면이 상기 평면상으로 상기 수직축과 이루는 각도를 θ, 면내 위상지연값은 Re[Rad]로 표현할 때,
광학보상층의 광축은,
α 가 θ보다 작거나 같으면 α + |θ-α| * Re[Rad]/(2π) 각도를 만족하거나,
α 가 θ보다 크면 α - |θ-α| * Re[Rad]/(2π) 각도를 만족하는 차량.
제11항에 있어서,
상기 광학보상층은 반파장판(Half-wave plate)이고,
상기 광학보상층의 광축은,
α 가 θ보다 작거나 같으면 α + |θ-α| * (1/2) 각도를 만족하거나,
α 가 θ보다 크면 α - |θ-α| * (1/2) 각도를 만족하는 차량.
제12항에 있어서,
상기 반파장판은 면내 위상지연값(Re[λ])이 260~280nm이며,
상기 α는 0도이고, 상기 θ는 평균 10~20도 이며,
지상축(Slow Axis)은 상기 α에 대하여 평균 5~10도인 것을 특징으로 하는 차량.
삭제
제13항에 있어서,
상기 광학보상층은 NZ 계수가 적어도 2.35인 차량.