KR20190070529A - 시야각 제어 필름 및 액정표시장치 - Google Patents

시야각 제어 필름 및 액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190070529A
KR20190070529A KR1020170171127A KR20170171127A KR20190070529A KR 20190070529 A KR20190070529 A KR 20190070529A KR 1020170171127 A KR1020170171127 A KR 1020170171127A KR 20170171127 A KR20170171127 A KR 20170171127A KR 20190070529 A KR20190070529 A KR 20190070529A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
barrier rib
liquid crystal
viewing angle
axis
control film
Prior art date
Application number
KR1020170171127A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102496169B1 (ko
Inventor
김자현
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020170171127A priority Critical patent/KR102496169B1/ko
Priority to CN201811472533.4A priority patent/CN109917567B/zh
Priority to US16/213,820 priority patent/US10712593B2/en
Publication of KR20190070529A publication Critical patent/KR20190070529A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102496169B1 publication Critical patent/KR102496169B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0083—Details of electrical connections of light sources to drivers, circuit boards, or the like
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • 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
    • G02F1/1323—Arrangements for providing a switchable viewing angle
    • 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
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • 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
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051—Diffusing sheet or layer

Abstract

본 발명은 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 배치된 백라이트유닛과; 상기 액정패널과 백라이트유닛 사이에 배치된 시야각제어필름을 포함하고, 상기 시야각제어필름은, 제1축을 따라 배열된 각 격벽그룹을 구성하고 상기 제1축에 수직한 제2축을 따라 연장된 격벽패턴들을 포함하고, 상기 격벽패턴들은 상기 제1축의 일방향을 따라 높이가 감소하도록 배치된 액정표시장치를 제공한다.

Description

시야각 제어 필름 및 액정표시장치{Viewing angle control film and liquid crystal display device including the same}
본 발명은 시야각 제어 필름 및 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.
한편, 주변적 정보 표시장치에서 표시되는 영상이 동승자측 윈도우에 비치는 현상을 방지하기 위해, 일축 즉 수평축으로 시야각을 좁게하는 광제어필름 즉 시야각제어필름이 액정표시장치에 적용되고 있다.
그러나, 종래의 시야각제어필름은 수평축 상의 양방향 즉 좌우방향에 대해 동일하게 시야각을 제한하게 된다.
이에 따라, 수평축의 양방향에 위치하는 운전자 및 동승자를 향해 출력되는 영상의 휘도가 낮아지게 되어, 운전자 및 동승자 모두 영상에 대한 시인성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 수평축 상에서 상대적으로 측면에 더 치우쳐 위치하는 운전자에 대해서는 시인성이 심각하게 저하되어, 운전자가 영상을 시청할 필요가 있는 상황에서 이를 시인할 수 없게 된다.
본 발명은, 일축 상의 양방향에 대한 시야각을 비대칭 형태로 제어하는 방안을 제공하는 것에 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 배치된 백라이트유닛과; 상기 액정패널과 백라이트유닛 사이에 배치된 시야각제어필름을 포함하고, 상기 시야각제어필름은, 제1축을 따라 배열된 각 격벽그룹을 구성하고 상기 제1축에 수직한 제2축을 따라 연장된 격벽패턴들을 포함하고, 상기 격벽패턴들은 상기 제1축의 일방향을 따라 높이가 감소하도록 배치된 액정표시장치를 제공한다.
상기 격벽그룹에는 3개 이상의 격벽패턴들이 포함될 수 있다.
상기 격벽패턴들 중, 최고 높이의 격벽패턴을 기준으로 이에 최인접한 차고 높이의 격벽패턴은 60%~40%의 높이를 갖고, 최저 높이의 격벽패턴은 10%~3%의 높이를 가질 수 있다.
상기 격벽패턴들은 동일한 피치로 이격될 수 있다.
상기 백라이트유닛은, 도광판과; 상기 도광판의 입광면을 마주보는 광원과; 상기 도광판 상의 광학시트를 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 액정표시장치용 시야각제어필름으로서, 제1축을 따라 배열된 각 격벽그룹을 구성하고 상기 제1축에 수직한 제2축을 따라 연장된 격벽패턴들을 포함하고, 상기 격벽패턴들은 상기 제1축의 일방향을 따라 높이가 감소하는 형태로 배치된 시야각제어필름을 제공한다.
상기 격벽그룹에는 3개 이상의 격벽패턴들이 포함될 수 있다.
상기 격벽패턴들 중, 최고 높이의 격벽패턴을 기준으로 이에 최인접한 차고 높이의 격벽패턴은 60%~40%의 높이를 갖고, 최저 높이의 격벽패턴은 10%~3%의 높이를 가질 수 있다.
상기 격벽패턴들은 동일한 피치로 이격될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 배치된 백라이트유닛과; 상기 액정패널과 백라이트유닛 사이에 배치된 시야각제어필름을 포함하고, 상기 시야각제어필름은, 제1축을 따라 배열된 각 격벽그룹을 구성하고 상기 제1축에 수직한 제2축을 따라 연장된 격벽패턴들을 포함하고, 상기 격벽패턴들은 상기 제1축을 따라 높이가 좌우 비대칭 형태를 갖도록 배치된 액정표시장치를 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 액정표시장치용 시야각제어필름으로서, 제1축을 따라 배열된 각 격벽그룹을 구성하고 상기 제1축에 수직한 제2축을 따라 연장된 격벽패턴들을 포함하고, 상기 격벽패턴들은 상기 제1축을 따라 높이가 좌우 비대칭 형태를 갖도록 배치된 시야각제어필름을 제공한다.
본 발명에서는, 높이가 수평축의 일방향을 따라 감소하는 비대칭 구조의 격벽패턴들이 반복 배치된 시야각제어필름을 사용하게 된다.
이에 따라, 수평축 상에서 비대칭 형태로 시야각이 제어될 수 있게 되어, 수평축의 일방향으로의 시야각이 상대적으로 넓어지고, 이와 반대되는 타방향으로의 시야각이 상대적으로 좁아질 수 있다.
따라서, 수평축의 타방향인 동승자 방향에서 시야각이 좁아져 이의 윈도우에서의 영상 비침을 개선하면서, 수평축의 일방향인 운전자 방향에서 시야각이 확장되어 운전자의 영상 시인성이 충분히 확보될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2 및 3은 각각 본 발명의 실시예에 따른 시야각제어필름의 사시도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시야각제어필름을 통한 출광 경로를 도시한 도면.
도 5 및 6은 각각 비교예와 본 발명의 실시예에서의 출광프로파일에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
이하의 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 자동차의 동승자 전방의 대시보드에 장착된 주변적 정보 표시장치로 적용된 액정표시장치를 예로 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(10)는 자동차에 장착된 정보 표시장치로 사용될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
구체적인 설명에 앞서, 액정표시장치(10)의 서로 수직한 2개의 측면은 각각 서로 수직한 2개의 축인 x축 및 y축에 평행하고, 액정표시장치(10)의 평면 즉 xy 평면에 수직한 축을 z축이라고 한다. 그리고, 액정표시장치(10)가 자동차에 장착된 상태에서, 액정표시장치(10)의 일측면에 평행한 x축은 실질적으로 지면에 평행하게 배치될 수 있다.
이와 같은 액정표시장치(10)는, 액정패널(110)과, 액정패널(110) 하부의 백라이트유닛(120)과, 액정패널(110) 및 백라이트유닛(120) 사이에 배치된 시야각제어필름(200)(또는 광제어필름(200))을 포함할 수 있다.
한편, 시야각제어필름(200)은 백라이트유닛(120)에 포함되는 구성으로 볼 수도 있다.
구체적으로 도시하지는 않았지만, 액정표시장치(100)는 액정패널(110), 백라이트유닛(120), 시야각제어필름(200)과 결합하여 모듈화하기 위한 기구물로서 예를 들면 가이패널, 탑케이스, 보텀커버를 포함할 수 있다.
가이드패널은 액정패널(110), 백라이트유닛(120), 시야각제어필름(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 시야각제어필름(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 시야각제어필름(200)은 모듈화될 수 있게 된다.
액정패널(110)은 영상을 표시하는 표시패널로서, 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 다수의 데이터배선이 교차하여 매트릭스 형태로 배치된 다수의 화소가 정의된다.
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 있다. 예를 들면, IPS(in plane switching) 방식, AH-IPS(advanced high performance-IPS) 방식, TN(twisted nematic) 방식, VA(vertical alignment) 방식, ECB(electrically controlled birefringence) 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 외면 각각에는 특정 편광을 선택적으로 투과시키는 편광판이 부착될 수 있다.
또한, 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로필름을 통해 액정패널(110)을 구동하는 인쇄회로기판이 연결될 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 광학시트(125)와, 도광판(123)의 측면 즉 입광면에 대응하여 위치하는 광원으로서 예를 들어 LED(light emitting diode)(140)를 포함할 수 있다.
반사판(121)은 반사 특성을 위해 백색 또는 은색을 가질 수 있다. 반사판(121)은 도광판(123)의 후방에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 광을 액정패널(110) 방향으로 반사시키는 작용을 통해 휘도를 향상시키게 된다.
반사판(121) 상부에 위치하는 도광판(123)은, 이의 입광면의 길이방향을 따라 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 광학시트(125)가 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 다수의 광학시트(125)가 배치된 경우를 예로 든다. 일예로, 도광판(123) 상에는 확산시트(125a)와 프리즘시트(125b)가 배치될 수 있고, 이에 더하여 DBEF(dual brightness enhancement film)와 같은 휘도향상용 시트(125c)가 배치될 수 있다.
시야각제어필름(200)은 백라이트유닛(120)과 액정패널(110) 사이에 배치된다.
이와 같이 배치된 시야각제어필름(200)은 백라이트유닛(120)에서 출사된 광을 가공하여 이의 출광각을 제어하여 액정패널(110)에 공급하게 된다.
이와 관련하여, 시야각제어필름(200)은 제1축으로서 예를 들어 x축 상에서의 시야각을 제한하기 위해, 제1축에 수직한 제2축인 y축으로 연장된 형태의 다수의 시야각제어패턴(222)인 다수의 격벽패턴(222)을 구비할 수 있다.
한편, 격벽패턴(222) 사이의 이격된 영역에는 공기나 광투과성의 투명한 물질로 채워질 수 있다.
이와 같이, y축을 따라 연장된 격벽패턴(222)은, 이의 측면을 향한 경로로 진행하는 광을 차단하는 기능을 수행하게 된다.
이에 따라, 백라이트유닛(120)으로부터 시야각제어필름(200)에 입사된 광은 x축 방향으로의 출광이 제한되어 x축 상에서의 출광프로파일이 좁아지게 된다.
이처럼, 시야각제어필름(200)은 액정패널(110)에 공급되는 광의 프로파일을 제어함으로써, 액정표시장치(10)의 시야각이 제한되어 해당 x축에서 협시야각이 구현될 수 있다.
따라서, 액정표시장치가 x축을 수평축으로 하여 자동차에 장착된 경우에, 수평축의 양방향에서 시야각은 좁아질 수 있게 되고, 동승자 측 윈도우에 영상이 비쳐지는 현상이 개선될 수 있게 된다.
더욱이, 본 실시예에서는, 시야각제어필름(200)이 x축 상에서 좌우 비대칭 형태로 시야각을 제어할 수 있도록 구성하게 된다.
이와 관련하여 예를 들면, x축 상에서 상대적으로 측면에 더 치우쳐 위치하는 운전자 방향(일예로, +x 방향)으로의 시야각을 상대적으로 넓게 하고, 운전자와 반대에 위치하는 동승자 방향(일예로, -x 방향)으로의 시야각을 상대적으로 좁게 하도록, 시야각제어필름(200)을 구성할 수 있다.
이를 위해, 시야각제어필름(200)은, 격벽패턴(222)을 비대칭 형태로 배치하게 되는데, 예를 들면, x축 상의 일방향으로서 상대적으로 넓은 시야각이 발생되는 방향을 향해 높이가 감소되는 형태로 격벽패턴(222)을 배치할 수 있다.
이에 따라, 동승자 방향에서 시야각이 좁아져 동승자 윈도우에서의 영상 비침을 개선하면서도, 운전자 방향에서 시야각이 확장되어 운전자의 영상 시인성이 확보될 수 있게 된다.
이와 같은 시야각제어필름(200)에 대해 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
도 2 및 3은 각각 본 발명의 실시예에 따른 시야각제어필름의 사시도 및 단면도로서, 도 3은 x축 상의 시야각제어필름의 단면을 도시하고 있다.
도 1과 함께 도 2 및 3을 참조하면, 시야각제어필름(200)는 x축에서의 시야각을 제한하는 기능을 수행하는 광제어필름으로서, 이에 입사된 광에 대해 이의 광프로파일을 x축 상에서 좁히는(즉, 줄이는) 기능을 하게 된다. 이에 따라, 액정패널(110)의 x축의 시야각은 좁아지게 된다.
특히, 시야각제어필름(200)은 x축의 시야각을 제어함에 있어 x축의 서로 반대되는 양방향(또는 좌우방향)에서의 시야각 제어를 비대칭 형태로 하여, 양방향 중 제1방향인 +x 방향의 시야각을 상대적으로 넓게 제어하고 이와 반대되는 제2방향인 -x 방향의 시야각을 상대적으로 좁게 제어하게 된다.
이와 같은 시야각 제어를 구현하는 시야각제어필름(200)은, 시야각이 제어되는 x축과 수직한 y축을 따라 연장되며 서로 평행하게 이격된 다수의 격벽패턴(222)을 포함할 수 있다.
그리고, 시야각제어필름(200)은, 다수의 격벽패턴(222)을 사이에 두고 서로 마주보는 제1베이스층(211) 및 제2베이스층(212)을 포함할 수 있다.
제1베이스층(211)은 격벽패턴(222)의 하부에 배치될 수 있고, 제2베이스층(212)은 격벽패턴(222)의 상부에 배치될 수 있다.
이와 같이 격벽패턴(222)의 하부 및 상부에 배치된 제1베이스층(211) 및 제2베이스층(212)은, 격벽패턴(222)을 지지하고 보호하게 된다.
제1베이스층(211) 및 제2베이스층(212)은 폴리카보네이트(PC) 등의 폴리머(polymer)로 형성될 수 있다.
각 격벽패턴(222)은 y축 방향으로 연장되도록 형성되며, 이의 측면으로 입사되는 광의 진행을 차단하게 된다.
이를 위해, 격벽패턴(222)은 광흡수 특성을 가질 수 있다. 일예로, 격벽패턴(222)은 블랙 카본과 광흡수 물질을 포함할 수 있다.
이와 같은 격벽패턴(222)에 의해, 이의 연장방향에 수직한 x축의 출광각은 제한될 수 있게 된다.
격벽패턴(222) 사이의 이격된 영역(225)은 공기나 광투과성의 투명한 물질로 채워질 수 있다. 보다 상세하게는, 격벽패턴(222)은 실질적으로 공기나 투명한 물질로 둘러싸여지도록 구성될 수 있다.
광투과성의 투명한 물질이 사용되는 경우에 일예로 투명 레진(resin)이 사용될 수 있으며, 이 경우에 시야각제어필름(200)에 대해 고굴절성이 확보되어 휘도가 향상될 수 있다.
이때, 시야각제어필름(200)이 x축 상에서 비대칭 형태로 양방향의 시야각을 다르게 제어하기 위해, 일방향으로서 예를 들어 +x방향을 따라 높이가 낮아지는 형태로 배열된 n개의 격벽패턴들(222)이 단위 격벽그룹(220)을 형성하고, 이 단위 격벽그룹(220)이 x축을 따라 반복적으로 배열되도록 구성될 수 있다.
다시 말하면, -x방향을 따라 높이가 높아지는 형태로 배열된 격벽패턴들(222)이 단위 격벽그룹(220)을 형성하고, 이 격벽그룹(220)이 x축을 따라 반복적으로 배열되도록 구성될 수 있다.
여기서, 격벽그룹(220)에는 높이가 다른 3개 이상의 격벽패턴(222)이 포함되며, 이에 따라 x축 상에서 격벽패턴(222)의 비대칭 구조가 구현될 수 있게 된다.
이와 관련하여, 만약 높이가 서로 다른 2개의 격벽패턴(222)이 격벽그룹(220)을 구성한다고 가정하면 이는 실질적으로 x축 상의 좌우방향이 서로 대칭되는 구조가 된다 할 것이다. 따라서, 높이 분포의 좌우 비대칭 구조를 구현하기 위해 각 격벽그룹(220)에는 높이가 서로 다른 적어도 3개의 격벽패턴(222)이 배치되는 것이 바람직하다 할 것이다.
본 실시예에서는, 높이가 서로 다른 4개의 제1 내지 제4격벽패턴(222a 내지 222d)으로 격벽그룹(220)이 형성된 경우를 예로 들어 도시하고 있다.
이처럼, 격벽그룹(220) 내에 배치된 격벽패턴들(222)이 +x방향을 따라 높이가 낮아지도록 순차적으로 배치되면, 이웃하는 격벽패턴들(222) 중 -x방향의(즉, 좌측의) 격벽패턴은 상대적으로 높은 광차단 장벽으로 기능하고, +x방향의(즉, 우측의) 격벽패턴은 상대적으로 낮은 광차단 장벽으로 기능하게 된다.
따라서, 격벽그룹(220)은 높이가 감소하는 방향인 +x방향으로의 광출사각을 상대적으로 넓히고, 높이가 증가하는 방향인 -x방향으로의 광출사각을 상대적으로 좁히는 비대칭 시야각 특성을 가질 수 있게 된다.
이에 따라, 시야각이 제한되는 x축 상에서, -x방향은 시야각이 상대적으로 좁고 이에 비해 +x방향은 시야각이 상대적으로 넓은 비대칭 형태의 출광프로파일이 구현될 수 있게 된다.
이와 관련하여 도 4를 참조할 수 있는데, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시야각제어필름을 통한 출광 경로를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 백라이트유닛(120)으로부터 광은 시야각제어필름(200)에 입사되고, 비대칭 구조의 격벽그룹(220)을 통과하면서 상대적으로 +x방향으로 출광각이 증가하여, x축 상에서 시야각이 비대칭 형태를 갖게 된다.
한편, 격벽그룹(220)을 구성하는 격벽패턴들(222)은 높이 감소의 경향성이 선형적이거나 비선형적일 수 있다. 여기서, 선형적인 높이 감소는 +x 방향을 따라 일정한 비율로 순차적으로 높이가 감소하는 것을 의미하며, 비선형적인 높이 감소는 +x 방향을 따라 일정하지 않은 비율로 순차적으로 높이가 감소하는 것을 의미한다.
일예로, 최고 높이의 격벽패턴(예를 들어 222a)을 기준으로(100%)할 때, 이에 최인접한 차고 높이의 격벽패턴(예를 들어 222b)은 60%~40%의 높이를 가질 수 있고, 최저 높이의 격벽패턴(예를 들어 222d)은 10%~3%의 높이를 가질 수 있다.
또한, 격벽패턴들(222) 간의 피치(또는 이격간격)는 실질적으로 동일한 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.
위와 같이, 높이가 x축인 수평축의 일방향을 따라 높이가 감소하는 비대칭 구조의 격벽패턴들(222)이 반복 배치됨으로써, 시야각제어필름(200)은 수평축 상에서 비대칭 형태로 시야각을 제어할 수 있게 된다.
이에 따라, x축 상에서 상대적으로 측면에 더 치우쳐 위치하는 운전자 방향 일예로 +x 방향으로의 시야각이 상대적으로 넓어지고, 운전자와 반대에 위치하는 동승자 방향 일예로 -x 방향으로의 시야각이 상대적으로 좁아질 수 있다.
이에 따라, 동승자 방향에서 시야각이 좁아져 동승자측 윈도우에서의 영상 비침을 개선하면서, 운전자 방향에서 시야각이 확장되어 운전자의 영상 시인성이 충분히 확보될 수 있게 된다.
도 5 및 6은 각각 비교예와 본 발명의 실시예에서의 출광프로파일에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 이때, 도 5는 평면적 휘도 분포를 도시하고 있으며, 도 6은 x축(즉, 도 5에서의 수평축)을 따르는 단면적 휘도 분포를 도시하고 있다.
도 5 및 6에서, 비교예는 동일한 높이의 격벽패턴들이 배치된 구조의 시야각제어필름을 사용하였다. 그리고, 실시예에서는 높이가 일방향을 따라 감소하는 격벽패턴들이 배치된 비대칭 구조의 시야각 제어필름을 사용하였는데, 이때 실시예의 제1예는 격벽그룹에 7개의 격벽패턴이 40um의 피치로 배치된 경우이고, 실시예의 제2예는 격벽그룹에 4개의 격벽패턴이 40um의 피치로 배치된 경우이며, 실시예의 제3예는 격벽그룹에 7개의 격벽패턴이 57um의 피치로 배치된 경우이다. 여기서, 7개의 격벽패턴이 배치된 경우에, 이들 각각의 높이는 80um,40um,30um,15um,10um,7um,8um이다.
도 5 및 6을 살펴보면, 비교예의 경우에는 x축 휘도 분포가 실질적으로 좌우방향으로 대칭되는 형태를 갖게 됨을 확인할 수 있다.
한편, 실시예의 경우에는 x축 휘도 분포가 좌우방향으로 비대칭 형태를 갖게 됨을 확인할 수 있다.
그리고, 실시예의 제1예 내지 제3예 중 제1예의 경우에, 좌측 휘도 차단 효과가 가장 크고 우측 휘도 확보가 가장 우수함을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 높이가 수평축의 일방향을 따라 감소하는 비대칭 구조의 격벽패턴들이 반복 배치된 시야각제어필름을 사용하게 된다.
이에 따라, 수평축 상에서 비대칭 형태로 시야각이 제어될 수 있게 되어, 수평축의 일방향으로의 시야각이 상대적으로 넓어지고, 이와 반대되는 타방향으로의 시야각이 상대적으로 좁아질 수 있다.
따라서, 수평축의 타방향인 동승자 방향에서 시야각이 좁아져 이의 윈도우에서의 영상 비침을 개선하면서, 수평축의 일방향인 운전자 방향에서 시야각이 확장되어 운전자의 영상 시인성이 충분히 확보될 수 있게 된다.
한편, 본 실시예의 액정표시장치는, 주변적 정보 표시장치를 포함한 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: 시야각제어필름
211: 제1베이스층 212: 제2베이스층
220: 격벽그룹 222: 격벽패턴
222a 내지 222d: 제1 내지 제4격벽패턴
225: 이격영역

Claims (11)

  1. 액정패널과;
    상기 액정패널 하부에 배치된 백라이트유닛과;
    상기 액정패널과 백라이트유닛 사이에 배치된 시야각제어필름을 포함하고,
    상기 시야각제어필름은, 제1축을 따라 배열된 각 격벽그룹을 구성하고 상기 제1축에 수직한 제2축을 따라 연장된 격벽패턴들을 포함하고,
    상기 격벽패턴들은 상기 제1축의 일방향을 따라 높이가 감소하도록 배치된
    액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 격벽그룹에는 3개 이상의 격벽패턴들이 포함된
    액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 격벽패턴들 중, 최고 높이의 격벽패턴을 기준으로 이에 최인접한 차고 높이의 격벽패턴은 60%~40%의 높이를 갖고, 최저 높이의 격벽패턴은 10%~3%의 높이를 갖는
    액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 격벽패턴들은 동일한 피치로 이격된
    액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트유닛은,
    도광판과;
    상기 도광판의 입광면을 마주보는 광원과;
    상기 도광판 상의 광학시트를 포함하는
    액정표시장치.
  6. 액정표시장치용 시야각제어필름으로서,
    제1축을 따라 배열된 각 격벽그룹을 구성하고 상기 제1축에 수직한 제2축을 따라 연장된 격벽패턴들을 포함하고,
    상기 격벽패턴들은 상기 제1축의 일방향을 따라 높이가 감소하는 형태로 배치된
    시야각제어필름.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 격벽그룹에는 3개 이상의 격벽패턴들이 포함된
    시야각제어필름.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 격벽패턴들 중, 최고 높이의 격벽패턴을 기준으로 이에 최인접한 차고 높이의 격벽패턴은 60%~40%의 높이를 갖고, 최저 높이의 격벽패턴은 10%~3%의 높이를 갖는
    시야각제어필름.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 격벽패턴들은 동일한 피치로 이격된
    시야각제어필름.
  10. 액정패널과;
    상기 액정패널 하부에 배치된 백라이트유닛과;
    상기 액정패널과 백라이트유닛 사이에 배치된 시야각제어필름을 포함하고,
    상기 시야각제어필름은, 제1축을 따라 배열된 각 격벽그룹을 구성하고 상기 제1축에 수직한 제2축을 따라 연장된 격벽패턴들을 포함하고,
    상기 격벽패턴들은 상기 제1축을 따라 높이가 좌우 비대칭 형태를 갖도록 배치된
    액정표시장치.
  11. 액정표시장치용 시야각제어필름으로서,
    제1축을 따라 배열된 각 격벽그룹을 구성하고 상기 제1축에 수직한 제2축을 따라 연장된 격벽패턴들을 포함하고,
    상기 격벽패턴들은 상기 제1축을 따라 높이가 좌우 비대칭 형태를 갖도록 배치된
    시야각제어필름.
KR1020170171127A 2017-12-13 2017-12-13 시야각 제어 필름 및 액정표시장치 KR102496169B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170171127A KR102496169B1 (ko) 2017-12-13 2017-12-13 시야각 제어 필름 및 액정표시장치
CN201811472533.4A CN109917567B (zh) 2017-12-13 2018-12-04 视角控制膜和包括该视角控制膜的液晶显示装置
US16/213,820 US10712593B2 (en) 2017-12-13 2018-12-07 Viewing angle control film and liquid crystal display device including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170171127A KR102496169B1 (ko) 2017-12-13 2017-12-13 시야각 제어 필름 및 액정표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190070529A true KR20190070529A (ko) 2019-06-21
KR102496169B1 KR102496169B1 (ko) 2023-02-03

Family

ID=66696628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170171127A KR102496169B1 (ko) 2017-12-13 2017-12-13 시야각 제어 필름 및 액정표시장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10712593B2 (ko)
KR (1) KR102496169B1 (ko)
CN (1) CN109917567B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113917716A (zh) * 2020-07-10 2022-01-11 群创光电股份有限公司 显示装置
CN113281897B (zh) * 2021-05-19 2023-05-19 京东方科技集团股份有限公司 一种光线控制膜及其制备方法、显示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050174529A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-11 Sharp Kabushiki Kaisha Viewing angle control element and image display based on same
KR20110007618A (ko) * 2008-05-16 2011-01-24 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 축외에서 보이는 표지를 갖는 광 제어 필름

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101370857B (zh) 2006-01-12 2012-09-05 3M创新有限公司 光准直薄膜
KR20100116079A (ko) * 2009-04-21 2010-10-29 삼성전자주식회사 가변 확산 필름을 갖는 표시장치
WO2010148082A2 (en) 2009-06-18 2010-12-23 3M Innovative Properties Company Light control film
KR102060221B1 (ko) * 2013-07-08 2019-12-27 클리어잉크 디스플레이스, 인코포레이티드 Ｔｉｒ 조절된 광 시야 각도 디스플레이
KR20150142891A (ko) * 2014-06-12 2015-12-23 삼성디스플레이 주식회사 입체영상 표시장치
CN106773180A (zh) * 2017-01-16 2017-05-31 京东方科技集团股份有限公司 视角切换结构和显示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050174529A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-11 Sharp Kabushiki Kaisha Viewing angle control element and image display based on same
KR20110007618A (ko) * 2008-05-16 2011-01-24 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 축외에서 보이는 표지를 갖는 광 제어 필름

Also Published As

Publication number Publication date
CN109917567B (zh) 2021-11-19
KR102496169B1 (ko) 2023-02-03
US10712593B2 (en) 2020-07-14
CN109917567A (zh) 2019-06-21
US20190179179A1 (en) 2019-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10613360B2 (en) Liquid crystal display device
US9217894B2 (en) Backlight assembly and display apparatus having the same
US10345507B2 (en) Lighting device and display device
US20150168767A1 (en) Display device
US9588272B2 (en) Lighting device and display device
US20100079698A1 (en) Display device
US11506928B2 (en) Display device with a plurality of light guides in a one-to-one correspondence with a plurality of displays
KR102174819B1 (ko) 표시장치
CN108205223B (zh) 液晶显示装置
KR102078026B1 (ko) 액정표시장치
KR102459047B1 (ko) 터치패널 부착형 액정표시장치
US10345508B2 (en) Display device with first member having a plurality of partitions and a plurality of second members, each second member disposed in between adjacent partitions
CN109917567B (zh) 视角控制膜和包括该视角控制膜的液晶显示装置
KR102485634B1 (ko) 액정표시장치
KR20120116290A (ko) 액정표시장치
TW202131073A (zh) 背光模組以及顯示器之視角調整方法
KR20150063835A (ko) 광학시트 및 이를 포함하는 액정표시장치모듈
KR20190052471A (ko) 광학 필름 및 이를 포함하는 표시 장치
US20200132924A1 (en) Lighting device and display device
KR20180049372A (ko) 액정표시장치
US10338418B2 (en) Light emitting module and display device including the same
KR102600188B1 (ko) 액정표시장치
US20130120686A1 (en) Display device
KR102530804B1 (ko) 액정표시장치
KR102573441B1 (ko) 액정표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant