KR102334856B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사생활 보호 기능을 갖는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 백라이트 유닛이 측면에 복수개의 집광 렌즈가 마련된 도광판, 및 상기 복수개의 집광 렌즈와 마주보도록 위치하고 상기 사생활 보호 모드 및 상기 일반 모드에 따라 선택적으로 점등되는 복수개의 광원을 구비할 수 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사생활 보호 기능을 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지고 있다. 이에 따라 기존의 표시 장치인 브라운관(Cathod Ray Tube: CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판 디스플레이 장치(Flat Panel Display: FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다.
평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시 소자(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기 영동 표시 소자(Electrophoresis, EPD) 등이 있다.
이러한 평판 표시 장치에 개인의 사생활 보호를 위한 제품들이 개발되고 있다. 예를 들어, 금융 기관의 ATM이나, 노트북, 태블릿 PC와 같은 기기들은 사생활 보호를 위해 좌우 또는 상하 방향에서 협시야각이 요구된다. 종래에 알려진 협시야각 기술로는 시야각 제어 필름을 부착하는 방식과, 시야각 제어 패널을 더 구비하는 방식이 있다.
시야각 제어 필름을 부착하는 방식은 3M 사에서 최초 개발한 것으로, 협시야각을 형성하는 사생활 보호 기판을 액정 패널의 전면에 부착하는 방식이다. 사생활 보호 기판은 폴리 카보네이트(poly carbonate) 재질의 더블 스킨 레이어(double skin layer) 사이에 격벽(louver layer)을 형성하고, 상기 격벽의 간격 및 높이를 조절하여 특정 각도에서 입사되는 빛을 차단함으로써 시야각을 제어한다.
시야각 패널을 더 구비하는 방식은 영상이 표시되는 액정 패널과는 별도로 전면에 시야각 제어용 액정 패널을 배치하는 방식이다. 시야각 제어용 액정 패널은 액정층의 움직임을 가변하여 광시야각과 협시야각을 구현한다.
그런데, 상기한 바와 같은 종래의 협시야각 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 시야각 제어 필름을 부착하는 방식은 3M 사의 독점 생산으로 인해 가격이 높다. 또한, 시야각 제어 필름을 액정 패널에 수동으로 탈부착해야 하는 번거로움이 있다.
둘째, 시야각 패널을 더 구비하는 방식은 액정 패널과는 별도로 시야각 제어용 액정 패널을 구비하므로 구조가 복잡하고 소비 전력이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 사생활 보호 기능을 제공하고, 비용이 절감되며, 구조가 단순한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 백라이트 유닛이 측면에 복수개의 집광 렌즈가 마련된 도광판, 및 상기 복수개의 집광 렌즈와 마주보도록 위치하고 상기 사생활 보호 모드 및 상기 일반 모드에 따라 선택적으로 점등되는 복수개의 광원을 구비할 수 있다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 백라이트 유닛이 액정 패널의 배면에 수직된 방향을 갖는 직진광을 상기 액정 패널의 배면에 조사하는 동작과, 방사형으로 확산되는 확산광을 액정 패널에 조사하는 동작을 전환함으로써 사생활 보호 모드 또는 일반 모드를 구현한다. 이러한 본 발명은 사생활 보호를 위해 시야각 제어 필름을 부착하는 방식에 비해 비용을 절감할 수 있다. 또한, 사생활 보호 기능과 일반 모드를 전환함에 있어서 구조가 간단하고 시야각 제어 필름으로 인한 휘도 손실이 없어 소비 전력이 절감되는 장점이 있다.
위에서 언급된 본 발명의 효과 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 사생활 보호 모드를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일반 모드를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 사생활 보호 모드 및 일반 모드시 백라이트 유닛의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 백라이트 유닛을 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 9는 집광 시트(360)를 적용하지 않은 상태에서의 사생활 보호 모드를 나타낸 개념도이다.
도 10은 집광 시트(360)를 적용한 상태에서의 사생활 보호 모드를 나타낸 개념도이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제 3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 사생활 보호 모드를 설명하기 위한 개념도이다. 도 3은 본 발명의 일반 모드를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하기 위한 액정 패널(100)과, 액정 패널(100)을 구동하기 위한 패널 구동부(200)와, 액정 패널(100)로 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛(300)과, 백라이트 유닛(300)을 구동하기 위한 광원 구동부(400)를 포함한다.
액정 패널(100)은 백라이트 유닛(300)이 제공하는 광의 특성에 따라 사생활 보호 모드 및 일반 모드 중에서 선택된 어느 하나로 구동된다.
도 2를 참조하면, 사생활 보호 모드에서는 백라이트 유닛(300)이 액정 패널(100)의 배면에 수직된 방향을 갖는 직진광을 액정 패널(100)의 배면에 조사한다. 이에 따라, 사생활 보호 모드에서는 액정 표시 장치의 표시 패널, 즉 액정 패널(100)을 정면에서 바라보는 사용자만 프라이버시 영상을 볼 수 있고, 액정 패널(100)을 좌측 또는 우측에서 바라보는 사용자는 블랙 영상 또는 노이즈 영상을 보게 된다. 여기서, 프라이버시 영상은 사용자가 보안 또는 사생활 보호 등을 위해 타인에게는 보이지 않게 하고 싶은 영상을 말한다.
도 3을 참조하면, 일반 모드에서는 백라이트 유닛(300)이 방사형으로 확산되는 확산광을 액정 패널(100)의 배면에 조사한다. 따라서, 일반 모드에서 사용자는 액정 패널(100)을 바라보는 위치(각도)에 상관없이 영상을 볼 수 있다. 이러한 일반 모드는 영상을 표시하는 일반적인 상황으로서 광시야각 모드에 해당된다.
액정 패널(100)은 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic: TN), 횡전계(In Plane Switching: IPS) 및 수직 배향(Vertical Alignment: VA) 모드에 상관없이 적용이 가능하다.
액정 패널(100)을 이루는 다수의 화소(P)는 행과 열(Column)을 이루는 매트릭스 형태로 배열되며, 각각의 화소는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러 중에서 선택된 하나를 갖는다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 화소는 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 백색(W) 컬러 중에서 선택된 하나를 가질 수 있다.
패널 구동부(200)는 액정 패널(100)의 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)을 각각 구동하기 위한 게이트 드라이버(210)와 데이터 드라이버(220), 타이밍 컨트롤러(230), 감마 전압 발생부(240) 등을 포함한다.
게이트 드라이버(210)는 타이밍 컨트롤러(230)로부터 공급되는 게이트 제어 신호에 따라 게이트 라인(GL)에 순차적으로 스캔 신호를 공급한다.
데이터 드라이버(220)는 타이밍 컨트롤러(230)로부터 공급되는 데이터 제어 신호에 응답하여 타이밍 컨트롤러(230)로부터 신호 변환부(250)를 거쳐 입력되는 화소 데이터(그레이 레벨)를 이미지 신호로 변환한다. 그리고 데이터 드라이버(220)는 변환된 이미지 신호를 데이터 라인(DL)에 공급한다.
여기서, 이미지 신호는 감마 전압 발생부(240)로부터 공급되는 감마 전압들 중 외부로부터 입력되는 적색, 녹색, 청색의 화소 데이터에 대응하여 선택되는 감마 전압이다.
타이밍 컨트롤러(230)는 외부에서 입력되는 적색, 녹색, 청색의 화소 데이터를 출력하고, 수직 및 수평 동기 신호(Vsync, Hsync), 클럭 등을 이용하여 게이트 드라이버(210)와 데이터 드라이버(220)의 구동 타이밍을 각각 제어하는 게이트 제어 신호와 데이터 제어 신호를 생성한다.
타이밍 컨트롤러(230)는 게이트 드라이버(210)와 데이터 드라이버(220)의 구동 타이밍에 동기하여 백라이트 제어 신호를 생성한다. 백라이트 제어 신호는 광원 구동부(400)가 백라이트 유닛(300)을 구동하는 타이밍을 제어하기 위한 것이다.
감마 전압 발생부(240)는 계조 범위 내에서 데이터 드라이버(220)의 디지털/아날로그 변환에 필요한 감마 전압들을 생성하여 데이터 드라이버(220)로 공급한다.
백라이트 유닛(300)은 에지형 방식으로 구성된다. 에지형 방식의 백라이트 유닛(300)은 액정 패널(100)의 하부에 도광판(310)이 마련되고, 도광판(310)의 측면과 마주보도록 광원이 배치되는 방식이다. 이하의 실시 예에서 광원은 LED 어레이인 것으로 한다. 그러나, 본 발명의 광원은 LED 어레이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛(300)은 직진광을 액정 패널(100)에 조사하는 동작과 확산광을 액정 패널(100)에 조사하는 동작을 선택 전환함으로써 사생활 보호 모드와 일반 모드의 전환이 가능하게 한다.
광원 구동부(400)는 타이밍 컨트롤러(230)로부터 공급되는 백라이트 제어 신호에 응답하여 백라이트 유닛(300)을 구동한다. 광원 구동부(400)는 패널 구동부(200)의 모드 선택에 동기하여 백라이트 유닛(300)을 선택적으로 구동한다. 즉, 백라이트 유닛(300)이 직진광을 액정 패널(100)에 조사하는 동작과 확산광을 액정 패널(100)에 조사하는 동작의 전환은 타이밍 컨트롤러(230)에 의해 제어될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 5a 및 도 5b는 사생활 보호 모드 및 일반 모드시 백라이트 유닛의 동작을 설명하기 위한 단면도이다. 구체적으로, 도 5a는 사생활 보호 모드시 백라이트 유닛의 동작을 설명하고 있다. 그리고 도 5b는 일반 모드시 백라이트 유닛의 동작을 설명하고 있다.
이하, 도 1 및 도 4를 결부하여 본 발명의 액정 표시 장치의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.
액정 패널(100)은 상부 기판(101), 하부 기판(102), 상부 기판(101)의 상부에 배치된 상부 편광 부재(103), 하부 기판(102)의 하부에 배치된 하부 편광 부재(104), 상부 및 하부 기판(102) 사이에 충진된 액정층을 포함한다.
상부 기판(101)은 컬러 필터, 공통 전극, 블랙 매트릭스 등을 포함할 수 있다. 공통 전극은 액정 패널(100)의 액정 구동 방식에 따라 하부 기판(102)에 배치될 수 있다. 이러한 상부 기판(101)은 액정층을 투과하여 입사되는 광을 컬러 필터를 이용하여 소정의 컬러 광으로 변환하고, 변환된 컬러 광을 외부로 방출시킨다.
하부 기판(102)은 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL) 등의 신호 배선이 형성된다. 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차부에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되고, 박막 트랜지스터(TFT)는 각 화소에 배치된 화소 전극과 접속된다. 화소 전극은 공통 전압이 공급되는 공통 전극과 함께 액정층에 전계를 인가한다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)으로부터 제공된 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터 제공된 이미지 신호를 화소 전극에 공급한다. 액정층은 화소 전극에 인가된 이미지 신호에 따른 데이터 전압과 공통 전극에 인가된 공통 전압 간의 차전압에 대응하여 광 투과율을 조절한다.
하부 기판(102)의 일측 가장자리에는 각 신호 라인에 접속된 패드부가 마련되고, 패드부에는 구동부에 접속되는 인쇄 회로 기판이 본딩될 수 있다. 하부 기판(102)의 일측 단변 또는 양측 단변의 비표시 영역에는 게이트 라인(GL)에 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(210)가 형성될 수 있다. 게이트 드라이버(210)는 각 게이트 라인(GL)에 접속되도록 상기 각 화소의 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 공정에서 형성된다.
상부 편광 부재(103)는 상부 기판(101)의 상부에 부착되어 상부 기판(101)을 투과하여 외부로 방출되는 컬러 광을 편광시키는 편광 필름으로 구성될 수 있다.
한편, 다른 실시 예의 상부 편광 부재(103)는 상부 기판(101)의 상면에 부착되어 상부 기판(101)을 투과하여 외부로 방출되는 컬러 광을 편광 시키는 상부 편광 필름 및 상기 상부 편광 필름의 상면에 부착되어 디스플레이 패널(100)에서 표시되는 3차원 영상, 즉 좌안 영상과 우안 영상을 서로 다른 편광 상태로 분리하는 리타더 필름(Retarder Film)을 포함하여 구성될 수 있다.
하부 편광 부재(104)는 하부 기판(102)의 하부에 부착되어 백라이트 유닛(300)으로부터 액정 패널(100)에 조사되는 광을 편광시키는 편광 필름으로 구성될 수 있다.
백라이트 유닛(300)은 도광판(310)과, 도광판(310)의 일측에 마련된 복수개의 광원(320, 330)과, 도광판(310)의 하부에 배치된 반사 시트(340)을 구비한다.
도광판(310)은 복수개의 광원(320, 330)으로부터 제공된 제공된 광을 가이드하여 상부면으로 출사한다. 이러한 도광판(310)의 하부에는 도시하지 않는 반사형 패턴이 마련된다. 반사형 패턴은 도광판(310)의 내부로 진입한 광을 상부면으로 반사시키는 프리즘 패턴으로 구성될 수 있다.
본 발명의 도광판(310)은 측면에 복수개의 집광 렌즈(350)가 마련된다. 복수개의 집광 렌즈(350)는 사생활 보호 모드시 점등된 복수개의 제 1 광원(320)으로부터 출사된 광을 집광시켜 도광판(310)의 내부로 입사되는 광이 도광판(310)의 측면에 수직된 방향을 갖도록 한다. 이러한 복수개의 집광 렌즈(350)에 관하여서는 도 6 및 도 7을 참조하여 구체적으로 후술하기로 한다.
복수개의 광원(320, 330)은 도광판(310)의 측면에 마련된 집광 렌즈(350)와 마주보도록 위치한다. 복수개의 광원(320, 330)은 사생활 보호 모드 및 일반 모드에 따라 선택적으로 점등된다.
구체적으로, 복수개의 광원(320, 330)은 사생활 보호 모드에서 점등되고 일반 모드에서 소등되는 복수개의 제 1 광원(320)과, 일반 모드에서 점등되고 사생활 보호 모드에서 소등되는 복수개의 제 2 광원(330)을 포함한다.
이러한 복수개의 광원(320, 330)을 LED 어레이로 구성되며, 제 1 및 제 2 광원(320, 330)은 LED로 구성될 수 있다.
제 1 및 제 2 광원(320, 330)은 동일한 구조 및 성능을 갖고 있으나, 도광판(310)의 측면에 마련된 집광 렌즈(350)를 기준하여 어느 곳에 위치하는지에 따라 종류가 구별된다. 이와 관하여서는 도 6 및 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
다만, 도 4 및 도 5a 및 도 5b에서는 개념적 설명을 위해 제 1 광원(320)을 도광판(310)의 일측에 도시하고, 제 2 광원(330)을 도광판(310)의 타측에 도시하였다. 하지만, 실제로는 본 발명의 제 1 및 제 2 광원(310, 320)은 도 6에 도시한 바와 같이 도광판(310)의 일측에서 서로 교번적으로 배치된다. 따라서, 본 발명을 이해함에 있어서 제 1 및 제 2 광원(310, 320)이 도광판(310)의 서로 다른 측면에 배치되는 것이 아닌 점을 주의해야 한다.
도 5a를 참조하면, 복수개의 제 1 광원(320)은 사생활 보호 모드시 점등되어 도광판(310)의 측면에 광을 조사한다. 이때, 제 1 광원(320)으로부터 출사된 광은 도광판(310)의 측면에 마련된 집광 렌즈(350)에 의해 굴절되어 도광판(310)의 내부로 입사된다. 이때, 도광판(310)의 내부로 입사된 광은 직진광으로서 도광판(310)의 측면에 수직된 방향을 갖게 된다. 도광판(310)의 내부로 입사된 직진광은 도광판(310)의 하부에 마련된 반사형 패턴에 의해 도광판(310)의 상부로 출사된다. 도광판(310)의 상부로 출사되는 광은 직진광으로서 액정 패널(100)의 배면에 수직된 방향을 갖게 된다.
이와 같이, 도광판(310)의 상부면으로 액정 패널(100)의 배면에 수직된 직진광이 액정 패널(100)에 공급되면 액정 패널(100)로부터 표시되는 영상은 협시야각을 갖게 된다. 따라서, 사생활 보호 기능이 구현된다.
도 5b를 참조하면, 복수개의 제 2 광원(330)은 일반 모드시 점등되어 도광판(310)의 측면에 광을 조사한다. 이때, 제 2 광원(330)으로부터 출사된 광은 도광판(310)의 측면에 마련된 집광 렌즈(350)에 의해 굴절되어 도광판(310)의 내부로 입사된다. 이때, 도광판(310)의 내부로 입사된 광은 확산광으로서 방사형 형태를 갖는다. 도광판(310)의 내부로 입사된 확산광은 도광판(310)의 하부에 마련된 반사형 패턴에 의해 도광판(310)의 상부로 출사된다. 도광판(310)의 상부로 출사되는 광은 확산광으로서 액정 패널(100)의 배면에 공급된다.
이와 같이, 도광판(310)의 상부면으로 액정 패널(100)의 배면에 방사형으로 확산되는 확산광이 액정 패널(100)에 공급되면 액정 패널(100)로부터 표시되는 영상은 광시야각을 갖게 된다. 따라서, 일반적인 영상을 표시하는 일반 모드가 구현된다.
한편, 반사 시트(340)는 도광판(310)의 하부에 배치되어 도광판(310)으로부터 하부로 향하는 광을 반사한다. 이러한 반사 시트(340)는 광 효율을 향상시키는 역할을 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 사시도이다. 도 7은 도 6에 도시된 백라이트 유닛을 도시한 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 도광판(310)의 측면에는 복수개의 집광 렌즈(350)가 반복적으로 형성된다.
복수개의 집광 렌즈(350) 각각은 도광판(310)과 단일로 구성되고 도광판(310)의 측면으로부터 돌출된 복수개의 제 1 프리즘 산을 포함한다. 복수개의 제 1 프리즘 산은 프레넬 렌즈 형태로 돌출된다. 구체적으로, 복수개의 제 1 프리즘 산 각각은 중심 방향으로 기울어진 형태를 갖는다. 그리고 제 1 프리즘 산의 각도는 양측으로부터 상기 중심 방향으로 갈수록 기울기가 점차 감소하는 형태를 갖는다. 따라서, 복수개의 제 1 프리즘 산 중에서 양측 끝에 위치하는 제 1 프리즘 산의 기울기가 가장 크고 상기 중심에 위치한 제 1 프리즘 산은 기울기가 가장 작거나 없다.
한편, 복수개의 광원은 전술한 바와 같이 복수개의 집광 렌즈(350)와 마주보도록 배치된다.
구체적으로, 복수개의 광원에 구성된 제 1 광원(320)들은 각 집광 렌즈(350)의 중심과 마주보도록 위치한다. 이에 따라, 제 1 광원(320)으로부터 출사되는 광은 방사형으로 출사된 다음 집광 렌즈(350)의 표면에서 굴절되어 도광판(310)의 측면에 수직된 방향으로 도광판(310) 내부에 입사된다. 이에 따라, 도광판(310)은 상부면을 통해 액정 패널에 수직된 직진광을 출사하게 되고, 결과적으로 표시 영상은 협시야각이 되어 사생활 보호 모드를 구현하게 된다.
또한, 복수개의 광원에 구성된 제 2 광원(330)들은 이웃한 집광 렌즈(350)의 경계와 마주보도록 위치한다. 이에 따라, 제 2 광원(330)으로부터 출사되는 광은 방사형으로 출사된 다음 집광 렌즈(350)의 표면에서 굴절되어 방사형으로 도광판(310) 내부에 입사된다. 이에 따라, 도광판(310)은 상부면을 통해 방사형의 확산광을 출사하게 되고, 결과적으로 표시 영상은 광시야각이 되어 사생활 보호 모드를 구현하게 된다.
상기 실시 예에서는 본 발명의 집광 렌즈(350)가 프레넬 렌즈로 구성된 것으로 설명하였다. 하지만, 본 발명의 집광 렌즈(350)는 프레넬 렌즈로 구성된 것에 국한되지 않으며, 집광 기능을 한다면 어떤 형태여도 상관 없다. 예를 들어, 본 발명의 집광 렌즈(350)는 굴절형 렌즈, 반사형 렌즈, 굴절 반사 혼합형 렌즈 등으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 실시 예에서는 본 발명의 집광 렌즈(350)가 도광판(310)의 측면을 성형함으로써 형성되는 것으로 설명하였다. 즉, 상기 설명에서는 집광 렌즈(350)가 도광판(310)과 단일로 구성되어 있으나, 집광 렌즈(350)는 도광판(310)과 별도로 구성되어도 상관 없다. 예를 들어, 집광 렌즈(350)는 복수개의 광원과 도광판(310)의 측면 사이에 별도로 마련된 것일 수 있다. 이 경우, 집광 렌즈(350)는 복수개의 렌즈가 적층된 구조를 갖거나, 단층 구조를 갖도록 구성된 렌즈일 수 있다.
한편, 전술한 복수개의 광원 각각은 LED 패키지로 구성될 수 있다. 이 경우, LED 패키지는 당 업계에 공지된 다양한 형태를 가질 수 있다. 특히, LED 패키지가 당 업계에 공지된 칩 스케일 패키지(Chip-Scale Package)로 구현될 경우 도광판(310)의 측면에 입사되는 광의 직진성을 더욱 높일 수 있어 전술한 협시야각 구현이 더 용이해질 수 있다. 여기서, 칩 스케일 패키지 방식은 LED 패키지의 전체의 크기를 줄이는 기술이다. 이러한 칩 스케일 패키지 방식에 따르면 LED 패키지의 크기가 광을 방출하는 LED 칩 크기에 가까운 크기로 구현된다. 칩 스케일 패키지 LED는 당 업계에 공지된 기술이므로 더 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예는 사생활 보호 모드시 시야각을 더욱 좁히기 위하여 도광판(310)의 상부에 위치하는 집광 시트(360)를 더 구비할 수 있다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예는 도광판(310)의 상부에 집광 시트(360)가 더 구비된다.
상기 집광 시트(360)는 사생활 보호 모드시 도광판(310)으로부터 상부면으로 출사되는 직진광을 굴절시켜 액정 패널로부터 표시되는 영상이 더욱 협시야각이 되도록 한다.
이를 위해, 집광 시트(360)는 베이스 필름과, 베이스 필름 상에 일방향으로 배열된 복수개의 제 2 프리즘 산으로 구성된다. 복수개의 제 2 프리즘 산은 단일 프레넬 렌즈를 구성한다. 이때, 복수개의 제 2 프리즘 산에 의해 구성되는 단일 프레넬 렌즈는 액정 패널을 정면에서 바라보는 특정 시점에 초점(103)이 위치한다.
구체적으로, 복수개의 제 2 프리즘 산 각각은 양측 방향으로 기울어진 형태를 갖는다. 그리고 제 2 프리즘 산의 각도는 양측으로부터 상기 중심 방향으로 갈수록 기울기가 점차 감소하는 형태를 갖는다. 따라서, 복수개의 제 2 프리즘 산 중에서 양측 끝에 위치하는 제 2 프리즘 산의 기울기가 가장 크고 상기 중심에 위치한 제 2 프리즘 산은 기울기가 가장 작거나 없다.
이러한 집광 시트(360)는 도광판(310)으로부터 상부면으로 출사되는 광이 직진광인 경우에만 상기 직진광을 집광시켜 협시야각을 만드는 역할을 한다. 즉, 도광판(310)으로부터 상부면으로 출사되는 광이 확산광인 경우, 상기 확산광은 집광 시트(360)를 투과한 이후에도 확산광 형태를 갖는다. 따라서, 집광 시트(360)는 도광판(310)으로부터 상부면으로부터 직진광이 출사되는 사생활 보호 모드에서만 광을 집광시킨다.
이하, 상기 집광 시트(360)를 도광판(310)의 상부면에 배치한 경우에 사생활 보호 기능이 더 잘 구현됨을 설명한다.
도 9는 집광 시트(360)를 적용하지 않은 상태에서의 사생활 보호 모드를 나타낸 개념도이다. 도 10은 집광 시트(360)를 적용한 상태에서의 사생활 보호 모드를 나타낸 개념도이다.
도시한 도면에 따르면, 액정 표시 장치는 노트북 컴퓨터(1000)에 적용되고 있다. 노트북 컴퓨터(1000)의 정면 바로 앞에 사용자(V1)가 위치한다. 그리고 상기 사용자(V1)의 좌측 및 우측 각각에 제 1 및 제 2 주변인(V2, V3)이 위치하고, 상기 사용자(V1)의 후방에는 제 3 및 제 4 주변인(V4, V5)이 위치한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 전술한 집광 시트(360)가 도광판의 상부면에 배치되지 않은 상태에서 사생활 보호 기능을 구현한 경우, 노트북 컴퓨터(1000)로부터 표시되는 화면은 노트북 컴퓨터(1000)의 정면 방향으로만 제공된다. 따라서, 상기 사용자(V1)의 좌측 및 우측 각각에 위치한 제 1 및 제 2 주변인(V2, V3)은 상기 화면을 시청할 수 없다. 즉, 노트북 컴퓨터(1000)로부터 표시되는 화면을 볼 수 있는 시청 영역(VZ)은 노트북 컴퓨터(1000)의 화면의 법선으로터 특정 각도 범위 이내에만 형성된다. 그리고 노트북 컴퓨터(1000)의 화면의 법선으로터 특정 각도 범위를 벗어난 영역은 상기 노트북 컴퓨터(1000)의 화면을 볼 수 없는 미시청 영역(NVZ)이 된다.
그런데, 도 9에서 도시한 예는, 사생활 보호 기능을 구현하더라도 사용자(V1)의 후방에 위치한 제 3 및 제 4 주변인(V4, V5)이 노트북 컴퓨터(1000)의 화면을 볼 수 있다. 따라서, 상기 예에 따른 사생활 보호 기능은 사용자(V1)의 후방에 위치한 주변인들(V4, V5)이 프라이버시 영상을 시청하고자 할 경우 이를 막지 못한다.
한편, 도 10에 도시한 바와 같이, 전술한 집광 시트(360)가 도광판의 상부면에 배치된 상태에서 사생활 보호 기능을 구현한 경우, 노트북 컴퓨터(1000)로부터 표시되는 화면은 노트북 컴퓨터(1000)의 정면 방향의 특정 지점으로 집중된다.
따라서, 상기 사용자(V1)의 좌측 및 우측 각각에 위치한 제 1 및 제 2 주변인(V2, V3)뿐만 아니라, 사용자(V1)의 후방에 위치한 제 3 및 제 4 주변인(V4, V5)도 상기 화면을 시청할 수 없다. 즉, 노트북 컴퓨터(1000)로부터 표시되는 화면을 볼 수 있는 시청 영역(VZ)은 노트북 컴퓨터(1000)의 화면으로부터 특정 초점 거리 이내에만 형성된다. 그리고 노트북 컴퓨터(1000)의 화면으로부터 상기 초점 거리를 벗어난 영역은 노트북 컴퓨터(1000)의 화면을 볼 수 없는 미시청 영역(NVZ)이 된다.
따라서, 도 10에서 도시한 예는, 사용자(V1)의 좌측 및 우측에 위치한 주변인뿐만 아니라 사용자(V1)의 후방에 위치한 주변인까지 프라이버시 영상을 볼 수 없게 할 수 있으므로, 보다 향상된 사생활 보호 기능을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 백라이트 유닛이 액정 패널의 배면에 수직된 방향을 갖는 직진광을 상기 액정 패널의 배면에 조사하는 동작과, 방사형으로 확산되는 확산광을 액정 패널에 조사하는 동작을 전환함으로써 사생활 보호 모드 또는 일반 모드를 구현한다. 이러한 본 발명은 사생활 보호를 위해 시야각 제어 필름을 부착하는 방식에 비해 비용을 절감할 수 있다. 또한, 사생활 보호 기능과 일반 모드를 전환함에 있어서 구조가 간단하고 시야각 제어 필름으로 인한 휘도 손실이 없어 소비 전력이 절감되는 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 액정 패널
200: 패널 구동부
300: 백라이트 유닛
310: 도광판
350: 집광 렌즈

Claims (6)

  1. 액정 패널; 및
    상기 액정 패널의 배면에 배치된 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은
    도광판;
    상기 도광판의 측면에 연속하여 배치되고, 제1 프리즘 패턴을 구비한 복수 개의 집광 렌즈;
    상기 집광 렌즈들의 각 중심부와 마주보도록 위치한 복수 개의 제1 광원; 및
    상기 집광 렌즈들 사이의 각 경계부와 마주보도록 위치한 복수의 제2 광원을 구비하며,
    상기 제1 프리즘 패턴은,
    상기 경계부에서 상기 중심부로 갈수록 기울기가 점차 감소하는 형태를 가져,
    상기 경계부에 위치에서 가장 큰 기울기를 갖고, 상기 중심부에서 가장 작은 기울기를 갖는, 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    사생활 보호 모드에서 상기 액정 패널의 배면에 수직된 방향을 갖는 직진광을 상기 액정 패널의 배면에 조사하고, 일반 모드에서 방사형으로 확산되는 확산광을 상기 액정 패널의 배면에 조사하는, 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 광원들은 상기 사생활 보호 모드에서 점등되며, 상기 제2 광원들은 상기 일반 모드에서 점등되는, 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 광원 각각은 LED 패키지로 구성되는, 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 도광판의 상부에 위치하고, 베이스 필름 및 상기 베이스 필름 상에 일방향으로 배열된 복수개의 제 2 프리즘 산으로 구성된 집광 시트를 더 구비하고,
    상기 복수개의 제 2 프리즘 산은 단일 프레넬 렌즈를 구성하는, 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수개의 제 2 프리즘 산이 구성하는 상기 단일 프레넬 렌즈는 상기 액정 패널을 정면에서 바라보는 특정 시점에 초점이 위치하는, 액정 표시 장치.
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