KR20180068293A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1축 방향을 따라 배열된 다수의 표시영역을 포함하는 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 배치된 백라이트유닛과; 상기 액정패널과 백라이트유닛 사이에 배치된 시야각조절유닛을 포함하고, 상기 시야각조절유닛은, 상기 다수의 표시영역 각각에 대응하는 다수의 분할영역을 포함하고 상기 다수의 분할영역 각각은 온(on)/오프(off) 모드 구동에 따라 산란도가 조절되도록 구성된 시야각조절시트를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치에 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), 유기발광소자(OLED : organic light emitting diode)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.
이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.
최근들어, 자동차의 정보 표시를 위한 수단으로 액정표시장치가 사용되고 있다. 이와 관련하여, 액정표시장치는 운전자(driver) 전방의 계기판으로 사용될 수 있으며, 나아가 센터페시아(center fascia)에 장착되어 센터 정보 표시장치(CID: center information display)로서 사용되고, 또한 동승자(passenger) 전방의 대시보드에 장착되어 주변적 정보 표시장치(AID: ambient information display)로서 사용된다.
센터 정보 표시장치나 주변적 정보 표시장치에는, 여러 정보 영상들이 분할된 표시영역들에서 동시에 표시될 수 있다. 예를 들면, 내비게이션 영상과 같이 운전에 필요한 정보 영상 뿐만 아니라 동영상과 같은 동승자용 영상이 함께 표시될 수 있다.
그런데, 종래의 액정표시장치는 표시영역별로 시야각 조절 기능을 구비하고 있지 않으므로, 운전 중에 운전자는 자신에게 불필요한 동승자용 영상이 시인되어 운전에 위험 요인으로 작용하게 된다.
본 발명은 액정표시장치의 표시영역별로 시야각을 개별적으로 조절할 수 있는 방안을 제공하는 것에 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 제1축 방향을 따라 배열된 다수의 표시영역을 포함하는 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 배치된 백라이트유닛과; 상기 액정패널과 백라이트유닛 사이에 배치된 시야각조절유닛을 포함하고, 상기 시야각조절유닛은, 상기 다수의 표시영역 각각에 대응하는 다수의 분할영역을 포함하고 상기 다수의 분할영역 각각은 온(on)/오프(off) 모드 구동에 따라 산란도가 조절되도록 구성된 시야각조절시트를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 시야각조절시트는, 폴리머매트릭스에 분산된 액정분자들을 포함하는 액정층과; 상기 액정층을 사이에 두고 배치된 제1,2구동전극을 포함하고, 상기 제1,2구동전극 중 적어도 하나는, 상기 다수의 분할영역 각각에 대응하는 다수의 분할전극을 포함할 수 있다.
상기 제1,2구동전극 중 하나는 상기 다수의 분할영역 각각에 대응하는 다수의 분할전극을 포함하고, 상기 제1,2구동전극 중 다른 하나는 상기 다수의 분할영역에 대응하도록 구성될 수 있다.
상기 분할전극에 전압을 온/오프하여 해당 분할영역을 온/오프 모드로 구동할 수 있다.
상기 분할영역은, 오프 모드 구동시에 온 모드 구동시 보다 산란도가 높을 수 있다.
상기 시야각조절유닛은 상기 시야각조절시트 상에 배치된 제2시야각제어시트를 포함하고, 상기 제2시야각제어시트는, 상기 제1축을 따라 연장된 다수의 제2시야각제어패턴을 포함할 수 있다.
상기 시야각조절유닛은 상기 시야각조절시트 하부에 배치된 제1시야각제어시트를 포함하고, 상기 제1시야각제어시트는, 상기 제1축 방향과 수직한 제2축 방향을 따라 연장된 다수의 제1시야각제어패턴을 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 제1축 방향을 따라 배열된 다수의 표시영역을 포함하는 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 배치된 백라이트유닛과; 상기 액정패널과 백라이트유닛 사이에 배치된 시야각조절유닛을 포함하고, 상기 시야각조절유닛은, 상기 다수의 표시영역 각각에 대응하는 다수의 분할영역을 포함하며, 폴리머매트릭스에 분산된 액정분자들을 포함하는 액정층과, 상기 액정층을 사이에 두고 배치된 제1,2구동전극을 구비한 시야각조절시트를 포함하고, 상기 제1,2구동전극 중 적어도 하나는, 상기 다수의 분할영역 각각에 대응하는 다수의 분할전극을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 제1,2구동전극 중 하나는 상기 다수의 분할영역 각각에 대응하는 다수의 분할전극을 포함하고, 상기 제1,2구동전극 중 다른 하나는 상기 다수의 분할영역에 대응하도록 구성될 수 있다.
상기 분할전극에 전압을 온/오프하여 해당 분할영역을 온/오프 모드로 구동할 수 있다.
상기 분할영역은, 오프 모드 구동시에 온 모드 구동시 보다 산란도가 높을 수 있다.
상기 시야각조절유닛은 상기 시야각조절시트 상에 배치된 제2시야각제어시트를 포함하고, 상기 제2시야각제어시트는, 상기 제1축을 따라 연장된 다수의 제2시야각제어패턴을 포함할 수 있다.
상기 시야각조절유닛은 상기 시야각조절시트 하부에 배치된 제1시야각제어시트를 포함하고, 상기 제1시야각제어시트는, 상기 제1축 방향과 수직한 제2축 방향을 따라 연장된 다수의 제1시야각제어패턴을 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 액정패널과 백라이트유닛 사이에 시야각조절유닛을 배치하며, 이 시야각조절유닛은 영역별로 시야각을 조절할 수 있는 시야각조절시트를 구비하게 된다.
이에 따라, 자동차에 장착된 정보 표시장치로서의 액정표시장치에 다수의 정보 영상이 표시되는 경우에, 운행 환경에 따라 동승자용 정보 영상에 대한 운전자의 시인성을 조절할 수 있게 되어, 운행 중 위험 요인을 제거할 수 있게 된다.
또한, 시야각조절유닛에는 수평방향의 시야각이나 수직방향의 시야각을 제어하는 시야각제어시트가 구비될 수 있다.
이에 따라, 자동차의 동승자 유리나 전방 유리에 영상 비침이 발생하는 현상을 개선할 수 있다.
도 1 및 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1시야각제어시트를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2시야각제어시트를 개략적으로 도시한 사시도.
도 5 및 6은 각각 본 발명의 실시예에 따른 시야각조절시트를 개략적으로 도시한 분해 사시도 및 단면도.
도 7 및 8은 본 발명의 실시예에 따른 시야각조절시트의 다른 예들을 개략적으로 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예와 비교예의 액정표시장치의 출광 프로파일에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 주변 정보 표시장치로서 이용한 경우에 운전자와 동승자에 시인되는 영상을 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
이하의 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 자동차의 센터페시아에 장착된 센터 정보 표시장치나 동승자 전방의 대시보드에 장착된 주변적 정보 표시장치로 적용된 액정표시장치를 예로 들어 설명한다.
도 1 및 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(10)는 자동차에 장착된 정보 표시장치로 사용될 수 있다.
액정표시장치(10)에는 수평방향(즉, x축 방향)을 따라 배치되며 서로 다른 정보 영상을 표시하는 다수의 표시영역(D1 내지 D3)이 정의될 수 있다. 다수의 표시영역(D1 내지 D3)은 개별적으로 시야각이 조절될 수 있어, 운행 환경에 따라 운전자에게 시인되는 정보 영상들을 조절할 수 있게 된다.
이와 같은 액정표시장치(10)는, 액정패널(110)과, 액정패널(110) 하부의 백라이트유닛(120)과, 액정패널(110) 및 백라이트유닛(120) 사이에 배치된 시야각조절유닛(200)을 포함할 수 있다.
여기서, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 액정표시장치(100)는 액정패널(110), 백라이트유닛(120), 시야각조절유닛(200)과 결합하여 모듈화하기 위한 기구물로서 예를 들면 가이드패널, 탑케이스, 보텀커버를 포함할 수 있다.
가이드패널은 액정패널(110), 백라이트유닛(120), 시야각조절유닛(200)의 측면을 둘러싸는 사각테 형상으로 구성될 수 있다. 가이드패널 상에는 액정패널(110)이 안착될 수 있는데, 이때 액정패널(110)은 양면접착테이프와 같은 접착부재를 통해 가이드패널 상면에 부착될 수 있다.
보텀커버는 가이드패널에 의해 둘러싸여진 백라이트유닛(120)의 배면을 보호하고 지지하게 된다. 보텀커버는 백라이트유닛(120)이 안착되는 판 형상의 기저부와 기저부의 모서리에서 상방으로 수직하게 절곡된 측벽부를 포함하도록 구성될 수 있으며, 기저부와 측벽부에 의해 정의되는 내부의 수용 공간으로 백라이트유닛(120)과 시야각조절유닛(200)을 수용할 수 있다.
탑케이스는 액정패널(110)의 가장자리를 덮는 사각테 형상으로 구성될 수 있다.
이와 같은 가이드패널, 보텀커버, 탑케이스를 통해 액정패널(110)과 백라이트유닛(120)과 시야각조절유닛(200)은 모듈화될 수 있게 된다.
액정패널(110)은 영상을 표시하는 구성으로서, 서로 마주보며 합착된 제1,2기판(112,114)과 이 두 기판(112,114) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.
구체적으로 도시하지는 않았지만, 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판(112) 내면 상에는 다수의 게이트배선과 데이터배선이 교차하여 화소가 정의되고, 각 화소에는 대응되는 게이트배선 및 데이터배선과 연결된 박막트랜지스터와 박막트랜지스터와 연결된 화소전극이 형성될 수 있다.
그리고, 제1기판(112)에 대향하는 대향기판으로서 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제2기판(114)의 내면 상에는 각 화소에 대응되는 컬러필터패턴과, 컬러필터패턴을 두르며 게이트배선과 데이터배선 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스가 형성될 수 있다.
이때, 액정패널(110)로는 모든 종류의 액정패널이 사용될 수 있는데, 예를 들면 IPS 방식, AH-IPS 방식, TN 방식, VA 방식, ECB 방식 등 모든 형태의 액정패널이 사용될 수 있다. 여기서, IPS 방식이나 AH-IPS 방식이 사용되는 경우에, 제1기판(112)에는 화소전극과 함께 횡전계를 형성하는 공통전극이 형성될 수 있다.
또한, 제1,2기판(112,114)과 액정층의 경계면에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 배향막이 형성될 수 있으며, 제1,2기판(112,114) 사이로 충진된 액정층의 누설을 방지하기 위해 두 기판(112,114)의 가장자리를 따라 씰패턴이 형성될 수 있다.
또한, 제1기판(112)과 제2기판(114)의 외면에는 특정 편광을 선택적으로 투과시키는 편광판이 부착될 수도 있다.
또한, 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로필름을 통해 인쇄회로기판이 연결될 수 있다.
액정패널(110)은 서로 다른 다수의 영상을 서로 다른 표시영역(D1 내지 D3)에 표시할 수 있다. 예를 들면, 액정표시장치(10)가 자동차에 장착된 상태에서, 액정패널(110)의 화면은 수평방향을 따라 다수의 표시영역 예를 들어 제1 내지 3표시영역(D1 내지 D3)으로 논리적으로 분할될 수 있고, 제1 내지 3표시영역(D1 내지 D3)에는 서로 다른 정보 영상들이 표시될 수 있다.
백라이트유닛(120)은 액정패널(110)에 백라이트를 공급하는 구성으로서, 직하형이나 에지형 백라이트유닛이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 에지형 백라이트유닛이 사용된 경우를 예로 든다.
이 경우에, 백라이트유닛(120)은 반사판(121)과, 반사판(121) 상의 도광판(123)과, 도광판(123) 상의 적어도 하나의 광학필름(125)과, 도광판(123) 측면에 대응하여 위치하는 광원으로서 예를 들어 LED(light emitting diode)(140)를 포함할 수 있다.
반사판(121)은 반사 특성을 위해 백색 또는 은색을 갖게 된다. 반사판(121)은 도광판(123)의 후방에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 광을 액정패널(110) 방향으로 반사시키는 작용을 하여 휘도를 향상시키게 된다.
반사판(121) 상부에 위치하는 도광판(123)은 이의 입광면에 배치된 다수의 LED(140)로부터 입사된 광이 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 균일하게 퍼지도록 한다.
한편, 도시하지는 않았지만, 다수의 LED(140)가 실장되어 배치되는 인쇄회로기판이 구비될 수 있다.
도광판(123) 상에는 적어도 하나의 광학필름(125)이 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 다수의 광학필름(125)이 배치된 경우를 예로 든다. 일예로, 도광판(123) 상에는 확산필름(125a)과 프리즘필름(125b)이 배치될 수 있고, 이에 더하여 DBEF(dual brightness enhancement film)와 같은 휘도향상용 필름(125c)이 배치될 수 있다.
시야각조절유닛(200)은 백라이트유닛(120)에서 출사된 광을 가공하여 이의 출광각을 제어하여 액정패널(110)에 공급하게 된다. 이처럼, 시야각조절유닛(200)은 액정패널(110)에 공급되는 광의 출광프로파일을 조절함으로써, 액정표시장치(10)의 시야각이 조절될 수 있게 된다.
특히, 본 실시예의 시야각조절유닛(200)은, 액정패널(110)의 다수의 표시영역(D1 내지 D3)에 각각 대응하는 제1 내지 3분할영역(A1 내지 A3)으로 분할되고, 분할영역별로 출광각을 조절하도록 동작할 수 있으며, 이에 따라 표시영역별로 시야각이 조절될 수 있게 된다.
이와 같은 시야각조절유닛(200)에 대해 보다 상세하게 설명한다.
시야각조절유닛(200)은, 제1시야각제어시트(210)와 제2시야각제어시트(220)와 시야각조절시트(또는 시야각스위칭시트)(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 제1시야각제어시트(210)와 제2시야각제어시트(220)는 각각 서로 수직한 방향의 시야각들을 조절하게 된다. 이와 관련하여, 액정패널(110)의 평면에 평행한 평면(즉, xy 평면) 상에서 서로 수직한 2개의 제1,2축을 x축 및 y축이라고 하며, x축은 액정패널(110)의 일변에 평행하고 y축은 액정패널(110)의 일변에 수직한 타변에 평행하다고 한다. 그리고, x축은 액정표시장치(10)가 자동차에 장착된 상태에서 지면에 평행한 축이라고 한다. 또한, z축은 xy 평면에 수직한 즉 액정패널(110)의 평면에 수직하다.
이와 같은 경우에, 제1시야각제어시트(210)는 x축 방향에서의 시야각을 제한하는 기능을 수행하게 된다. 즉, 제1시야각제어시트(210)는 입사된 광에 대해 이의 광 프로파일을 x축 방향으로 줄이는(즉, 좁히는) 기능을 하게 된다. 이에 따라, 액정패널(110)의 x축 방향의 시야각은 좁아지게 된다.
이와 같은 시야각 제어를 위해, 제1시야각제어시트(210)는 y축 방향으로 연장되며 서로 평행하게 이격된 다수의 제1시야각제어패턴(또는 제1루버(louver)패턴)을 포함할 수 있다.
이와 관련하여 도 3을 참조할 수 있는데, 제1시야각제어시트(210)는 서로 마주보는 제1,2베이스층(211a,211b)과, 제1,2베이스층(211a,211b) 사이에 y축 방향으로 연장된 다수의 제1시야각제어패턴(212)을 포함할 수 있다.
제1,2베이스층(211a,211b)은 각각 제1시야각제어패턴(212)의 하단 및 상단에 접촉하도록 배치되어 이를 지지하고 보호할 수 있다. 제1,2베이스층(211a,211b)은 폴리카보네이트(PC) 등의 폴리머로 형성될 수 있다.
제1시야각제어패턴(212)은 y축 방향으로 연장되도록 형성되며, 이의 측면으로 입사되는 광의 진행을 차단하게 된다. 이를 위해, 제1시야각제어패턴(212)은 광흡수 특성을 가질 수 있다. 일예로, 제1시야각제어패턴(212)은 블랙 카본과 같은 광흡수 물질을 포함할 수 있다.
이와 같은 제1시야각제어패턴(212)에 의해, 이의 연장방향에 수직한 x축 방향의 출광각은 제한될 수 있게 된다.
한편, 제1시야각제어패턴(212) 사이의 이격된 영역(213)은 공기나 투명한 절연물질로 채워질 수 있다.
제2시야각제어시트(220)는, 제1시야각제어시트(210)와는 반대로, y축 방향에서의 시야각을 제한하는 기능을 수행하게 된다.
즉, 제2시야각제어시트(220)는 입사된 광에 대해 이의 광 프로파일을 y축 방향으로 줄이는(즉, 좁히는) 기능을 하게 된다. 이에 따라, 액정패널(110)의 y축 방향의 시야각은 좁아지게 된다.
이와 같은 시야각 제어를 위해, 제2시야각제어시트(220)는 x축 방향으로 연장되며 서로 평행하게 이격된 다수의 제2시야각제어패턴(또는 제2루버패턴)을 포함할 수 있다.
이와 관련하여 도 4를 참조할 수 있는데, 제2시야각제어시트(220)는 서로 마주보는 제3,4베이스층(221a,221b)과, 제3,4베이스층(221a,221b) 사이에 x축 방향으로 연장된 다수의 제2시야각제어패턴(222)을 포함할 수 있다.
제3,4베이스층(221a,221b)은 각각 제2시야각제어패턴(222)의 하단 및 상단에 접촉하도록 배치되어 이를 지지하고 보호할 수 있다. 제3,4베이스층(221a,221b)은 폴리카보네이트(PC) 등의 폴리머로 형성될 수 있다.
제2시야각제어패턴(222)은 x축 방향으로 연장되도록 형성되며, 이의 측면으로 입사되는 광의 진행을 차단하게 된다. 이를 위해, 제2시야각제어패턴(222)은 광흡수 특성을 가질 수 있다. 일예로, 제2시야각제어패턴(222)은 블랙 카본과 같은 광흡수 물질을 포함할 수 있다.
이와 같은 제2시야각제어패턴(222)에 의해, 이의 연장방향에 수직한 y축 방향의 출광각은 제한될 수 있게 된다.
한편, 제2시야각제어패턴(222) 사이의 이격된 영역(223)은 공기나 투명한 절연물질로 채워질 수 있다.
위와 같이, 제1,2시야각제어시트(210,220)를 배치하게 되면, 백라이트유닛(120)에서 출광된 광은 제1,2시야각제어시트(210,220)를 통해 광 프로파일이 좁아지게 되어, 대부분 정면 방향으로 제한된 광이 액정패널(110)로 제공될 수 있게 된다. 이에 따라, 정면 방향으로 제한된 협시야각으로 영상을 표시할 수 있게 된다.
이와 같은 시야각 제한에 의해, 자동차의 정면 유리 비침이나 동승자측 유리 비침 현상이 개선될 수 있다.
이와 관련하여, x축 방향을 수평방향으로 하여 자동차에 장착된 상태에서, 제1시야각제어시트(210)에 의해 수평방향에서의 시야각이 좁아지게 됨에 따라, 동승자측 유리로 입사되는 광은 감소될 수 있다. 이에 따라, 동승자측 유리에 영상이 비치는 현상은 개선될 수 있다.
그리고, 제2시야각제어시트(220)에 의해 y축 방향 즉, 수직방향에서의 시야각이 좁아지게 됨에 따라, 정면 유리로 입사되는 광은 감소될 수 있다. 이에 따라, 정면 유리에 영상이 비치는 현상은 개선될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 제1,2시야각제어시트(210,220) 사이에 시야각조절시트(300)가 배치되어, 이의 하부에 위치하는 제1시야각제어시트(210)에 의해 제한된 시야각을 유지하거나 이를 확장하는(즉, 넓히는) 기능을 하게 된다. 즉, 제1시야각제어시트(210)는 x축 방향의 시야각을 제어하게 되므로, 시야각조절시트(300)는 x축 방향의 시야각을 조절하는 기능을 수행하게 된다.
특히, 시야각조절시트(300)는 x축 방향으로 배열된 다수의 분할영역(A1 내지 A3)으로 분할되고, 분할영역별로 시야각을 개별적으로 조절할 수 있게 되는데, 이에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 5 및 6은 각각 본 발명의 실시예에 따른 시야각조절시트를 개략적으로 도시한 분해 사시도 및 단면도이다.
도 5 및 6을 참조하면, 시야각조절시트(300)는 서로 마주보는 2개의 베이스층인 제5,6베이스층(301,302)과, 제5,6베이스층(301,302)의 내면 각각에 배치되어 서로 마주보는 제1,2구동전극(311,312)과, 제1,2구동전극(311,312) 사이에 배치된 액정층(320)을 포함할 수 있다.
제5,6베이스층(301,302)은 각각 액정층(320)의 하단 및 상단에 배치되어 이를 지지하고 보호할 수 있다. 제5,6베이스층(301,302)은 PET 등의 폴리머로 형성될 수 있다.
액정층(320)은 폴리머매트릭스(325)와, 폴리머매트릭스(325) 내에 분산된 액정분자들(321)을 포함할 수 있다.
여기서, 액정분자들(321)은 초기 상태가 랜덤하게 배열되며, 전기장이 인가되면 전기장 방향을 따라 정렬될 수 있다.
여기서, 일예로 인접한 액정분자들(321)은 액적(droplet)(322)을 구성하고, 이와 같은 액적(322)이 폴리머매트릭스(325) 내에 분산되어 배치될 수 있다.
제1,2구동전극(311,312)은 이들 사이에 배치된 액정층(320) 내의 액정분자(321)를 구동하기 위한 전기장을 발생시키기 위해, 해당 구동전압(V1,V2)을 인가받을 수 있다.
이와 관련하여 예를 들면, 시야각조절시트(300)가 온(on) 모드로 구동되면, 제1,2구동전극(311,312)에 서로 다른 전위의 제1,2구동전압(V1,V2)이 인가되고, 이들 사이의 전압차에 의해 전기장이 발생되어 액정층(320) 내의 액정분자(321)가 전기장 방향으로 정렬될 수 있다.
이와 같이 액정분자(321)가 정렬 상태가 되면, 시야각조절시트(300)는 실질적인 산란 특성을 갖지 않게 되어, 입사된 광은 실질적인 광경로 변경 없이 시야각조절시트(300)를 통과할 수 있다.
이처럼, 온 모드 구동에서, 시야각조절시트(300)는 산란도(즉, 헤이즈 값)가 무시할 만한 수준으로서 실질적으로 광투과 특성의 광학시트로 기능하게 되므로, 제1시야각제어시트(210)에 의해 제한된 x축 방향의 시야각은 유지될 수 있다.
반면에, 시야각조절시트(300)가 오프(off) 모드로 구동되면, 제1,2구동전극(311,312)에는 해당 구동전압(V1,V2)이 인가되지 않고, 이들 사이에는 전기장이 발생되지 않아 액정층(320) 내의 액정분자(321)는 초기 상태로서 랜덤(random)하게 배열된다.
이와 같이 액정분자(321)가 랜덤 배열 상태가 되면, 시야각조절시트(300)는 산란 특성을 갖게 되는데, 즉 시야각조절시트(300)는 특정 산란도(일예로, 90%의 헤이즈 값)의 산란 특성을 갖도록 광학 특성이 변경된다. 이에 따라, 입사된 광은 산란에 의해 광경로가 변경되어 시야각조절시트(300)를 통과할 수 있다.
이처럼, 오프 모드 구동에서, 시야각조절시트(300)는 온 모드에 비해 높은 산란도를 갖는 실질적으로 산란 특성의 광학시트로 기능하게 되므로, 제1시야각제어시트(210)에 의해 제한된 x축 방향의 시야각은 넓어질 수 있다.
위와 같이, 시야각조절시트(300)의 구동 모드에 따라, 시야각조절시트(300)의 산란 특성을 조절함으로써, 시야각을 스위칭할 수 있게 된다.
이와 같은 시야각 스위칭을 영역별로 조절하기 위해, 제1,2구동전극(311,312) 중 적어도 하나는 분할되도록 구성될 수 있다.
이와 관련하여, 시야각조절시트(300)는 x축 방향으로 배열되고 분할된 제1 내지 3분할영역(A1 내지 A3)으로 구분된 경우에, 제1구동전극(311)은 제1 내지 3분할영역(A1 내지 A3) 각각에 대응하는 3개의 제1 내지 3분할전극(311a 내지 311c)으로 분할될 수 있다. 이와 같은 제1 내지 3분할전극(311a 내지 311c)은 서로 이격되도록 물리적으로 분할되어 개별적으로 구동전압(V1)이 인가될 수 있다.
그리고, 제2구동전극(312)은 제1 내지 3분할영역(A1 내지 A3) 전체에 대응하는 하나의 단일전극으로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 경우에, 제1 내지 3분할전극들(311a 내지 311c) 각각에 대해 해당 제1구동전압(V1)의 인가를 온/오프 함으로써, 해당 제1 내지 3분할영역(A1 내지 A3)의 시야각을 독립적으로 조절할 수 있게 된다.
한편, 다른 예로서, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1구동전극(311)은 제1 내지 3분할영역(A1 내지 A3) 전체에 대응하는 하나의 단일전극으로 구성되고, 제2구동전극(312)은 제1 내지 3분할영역(A1 내지 A3) 각각에 대응하는 3개의 제4 내지 6분할전극(312a 내지 312c)으로 분할될 수 있다.
이와 같이 구성된 경우에, 제4 내지 6분할전극들(312a 내지 312c) 각각에 대해 해당 제2구동전압(V2)의 인가를 온/오프 함으로써, 해당 제1 내지 3분할영역(A1 내지 A3)의 시야각을 독립적으로 조절할 수 있게 된다.
한편, 또 다른 예로서, 도 8에 도시한 바와 같이, 제1구동전극(311)은 제1 내지 3분할영역(A1 내지 A3) 각각에 대응하는 제1 내지 3분할전극(311a 내지 311c)으로 분할될 수 있고, 제2구동전극(312)은 제1 내지 3분할영역(A1 내지 A3) 각각에 대응하는 제4 내지 6분할전극(312a 내지 312c)으로 분할될 수 있다.
이와 같이 구성된 경우에, 제1 내지 3분할전극들(312a 내지 312c) 각각에 대해 해당 제1구동전압(V1)의 인가를 온/오프하고 제4 내지 6분할전극들(312a 내지 312c) 각각에 대해 해당 제2구동전압(V1)의 인가를 온/오프 함으로써, 해당 제1 내지 3분할영역(A1 내지 A3)의 시야각을 독립적으로 조절할 수 있게 된다.
여기서, 제1구동전극(311)이나 제2구동전극(312)의 분할을 위해, 예를 들면, 레이저 조사를 통한 레이저컷팅 방식 등이 이용될 수 있다.
위와 같이, 본 실시예에서는 영역별로 구동 모드를 조절할 수 있는 시야각조절시트(300)를 사용함에 따라, 이를 구비한 액정표시장치(10)는 영역별로 영상의 시야각을 조절할 수 있게 된다.
이에 따라, 자동차에 장착된 정보 표시장치로서의 액정표시장치에 다수의 정보 영상이 표시되는 경우에, 운행 환경에 따라 동승자용 정보 영상에 대한 운전자의 시인성을 조절할 수 있게 되어, 운전 중 위험 요인을 제거할 수 있게 된다.
이와 관련하여, 도 9 및 10을 함께 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예와 비교예의 액정표시장치의 출광 프로파일에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 그리고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 주변 정보 표시장치로서 이용한 경우에 운전자와 동승자에 시인되는 영상을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 비교예는 시야각조절시트(300)가 구비되지 않은 액정표시장치의 출광 프로파일을 나타내며, 이때 대부분의 광은 중앙 부분으로 집중되어 협시야각이 구현됨을 알 수 있다.
한편, 실시예에 따라 시야각조절시트(300)를 이용한 액정표시장치에 대해, 시야각조절시트(300)가 온 모드가 되면, 실질적인 시야각 조절은 발생되지 않아, 비교예와 동일하게 협시야각을 구현하게 된다.
그리고, 시야각조절시트(300)가 오프 모드가 되면, 자동차에 장착된 상태에서의 수평방향으로 시야각이 넓어지게 된다.
도 10을 참조하면, 주변 정보 표시장치인 액정표시장치(10)에서 분할된 2개의 제1,2표시영역(D1,D2)이 정의된 경우에, 제1,2표시영역(D1,D2) 각각에서 내비게이션 영상과 동영상을 동시에 표시하고 있다.
이때, 운전 중에는, 제1표시영역(D1)에 대응되는 시야각조절시트(300)의 제1분할영역(A1)은 오프 모드로 하고, 제2표시영역(D2)에 대응되는 시야각조절시트(300)의 제2분할영역(A2)을 온 모드로 하게 된다.
이 상태에서는, 동승자는 제1,2표시영역(D1,D2)에서 표시되는 영상들을 모두 시인할 수 있다. 운전자는 시야각이 넓어진 제1표시영역(D1)의 내비게이션 영상은 시인할 수 있으나 협시야각의 제2표시영역(D2)의 동영상은 시인할 수 없게 된다.
한편, 정차 중에는, 시야각조절시트(300)의 제1,2분할영역(A1) 모두를 오프 모드로 하게 된다.
이 상태에서는, 운전자는 시야각이 넓어진 제1,2표시영역(D1,D2)에서 표시되는 영상들을 모두 시인할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 액정패널과 백라이트유닛 사이에 시야각조절유닛을 배치하며, 이 시야각조절유닛은 영역별로 시야각을 조절할 수 있는 시야각조절시트를 구비하게 된다.
이에 따라, 자동차에 장착된 정보 표시장치로서의 액정표시장치에 다수의 정보 영상이 표시되는 경우에, 운행 환경에 따라 동승자용 정보 영상에 대한 운전자의 시인성을 조절할 수 있게 되어, 운행 중 위험 요인을 제거할 수 있게 된다.
또한, 시야각조절유닛에는 수평방향의 시야각이나 수직방향의 시야각을 제어하는 시야각제어시트가 구비될 수 있다.
이에 따라, 자동차의 동승자 유리나 전방 유리에 영상 비침이 발생하는 현상을 개선할 수 있다.
한편, 본 실시예의 액정표시장치는 자동차용 정보 표시장치 뿐만 아니라 모든 종류의 정보 표시장치에 활용될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
10: 액정표시장치 110: 액정패널
112: 제1기판 114: 제2기판
120: 백라이트유닛 121: 반사판
123: 도광판 125: 광학필름
140: LED 200: 시야각조절유닛
210: 제1시야각제어시트 211a,211b: 제1,2베이스층
212: 제1시야각제어패턴 213: 이격영역
220: 제2시야각제어시트 221a,221b: 제3,4베이스층
222: 제2시야각제어패턴 223: 이격영역
300: 시야각조절시트 301,302: 제5,6베이스층
311,312: 제1,2구동전극 320: 액정층
321: 액정분자 322: 액적
325: 폴리머매트릭스
D1 내지 D3: 제1 내지 3표시영역
A1 내지 A3: 제1 내지 3분할영역

Claims (13)

  1. 제1축 방향을 따라 배열된 다수의 표시영역을 포함하는 액정패널과;
    상기 액정패널 하부에 배치된 백라이트유닛과;
    상기 액정패널과 백라이트유닛 사이에 배치된 시야각조절유닛을 포함하고,
    상기 시야각조절유닛은,
    상기 다수의 표시영역 각각에 대응하는 다수의 분할영역을 포함하고 상기 다수의 분할영역 각각은 온(on)/오프(off) 모드 구동에 따라 산란도가 조절되도록 구성된 시야각조절시트를 포함하는
    액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시야각조절시트는,
    폴리머매트릭스에 분산된 액정분자들을 포함하는 액정층과;
    상기 액정층을 사이에 두고 배치된 제1,2구동전극을 포함하고,
    상기 제1,2구동전극 중 적어도 하나는, 상기 다수의 분할영역 각각에 대응하는 다수의 분할전극을 포함하는
    액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1,2구동전극 중 하나는 상기 다수의 분할영역 각각에 대응하는 다수의 분할전극을 포함하고,
    상기 제1,2구동전극 중 다른 하나는 상기 다수의 분할영역에 대응하도록 구성된
    액정표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 분할전극에 전압을 온/오프하여 해당 분할영역을 온/오프 모드로 구동하는
    액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분할영역은, 오프 모드 구동시에 온 모드 구동시 보다 산란도가 높은
    액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시야각조절유닛은 상기 시야각조절시트 상에 배치된 제2시야각제어시트를 포함하고,
    상기 제2시야각제어시트는, 상기 제1축을 따라 연장된 다수의 제2시야각제어패턴을 포함하는
    액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 시야각조절유닛은 상기 시야각조절시트 하부에 배치된 제1시야각제어시트를 포함하고,
    상기 제1시야각제어시트는, 상기 제1축 방향과 수직한 제2축 방향을 따라 연장된 다수의 제1시야각제어패턴을 포함하는
    액정표시장치.
  8. 제1축 방향을 따라 배열된 다수의 표시영역을 포함하는 액정패널과;
    상기 액정패널 하부에 배치된 백라이트유닛과;
    상기 액정패널과 백라이트유닛 사이에 배치된 시야각조절유닛을 포함하고,
    상기 시야각조절유닛은,
    상기 다수의 표시영역 각각에 대응하는 다수의 분할영역을 포함하며, 폴리머매트릭스에 분산된 액정분자들을 포함하는 액정층과, 상기 액정층을 사이에 두고 배치된 제1,2구동전극을 구비한 시야각조절시트를 포함하고,
    상기 제1,2구동전극 중 적어도 하나는, 상기 다수의 분할영역 각각에 대응하는 다수의 분할전극을 포함하는
    액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1,2구동전극 중 하나는 상기 다수의 분할영역 각각에 대응하는 다수의 분할전극을 포함하고,
    상기 제1,2구동전극 중 다른 하나는 상기 다수의 분할영역에 대응하도록 구성된
    액정표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분할전극에 전압을 온/오프하여 해당 분할영역을 온/오프 모드로 구동하는
    액정표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 분할영역은, 오프 모드 구동시에 온 모드 구동시 보다 산란도가 높은
    액정표시장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 시야각조절유닛은 상기 시야각조절시트 상에 배치된 제2시야각제어시트를 포함하고,
    상기 제2시야각제어시트는, 상기 제1축을 따라 연장된 다수의 제2시야각제어패턴을 포함하는
    액정표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 시야각조절유닛은 상기 시야각조절시트 하부에 배치된 제1시야각제어시트를 포함하고,
    상기 제1시야각제어시트는, 상기 제1축 방향과 수직한 제2축 방향을 따라 연장된 다수의 제1시야각제어패턴을 포함하는
    액정표시장치.
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