KR102485634B1 - Liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는, 도광판에서 출사된 광의 진행경로를 측방향으로 제어하는 출광제어광학부재와, 출광제어광학부재에 의해 측방향으로 경로가 제어된 광 중 특정 편광을 투과하는 편광판과, 특정 편광과의 편광 매칭이나 비매칭에 따라 진행 경로를 정면이나 측방향으로 제어하는 액정렌즈를 사용하여, 시야각을 정면 뿐만 아니라 측면 방향으로도 형성할 수 있다.
이에 따라, 정면이나 측면의 시청 방향으로 시야각을 제어할 수 있게 되어, 종래에서 시야각 방향이 정면으로 고정됨에 의해 시청 방향이 측면인 경우에 불필요하게 소비전력이 증가하는 문제를 효과적으로 개선할 수 있게 된다.In the present invention, a light emission control optical member for controlling the propagation path of light emitted from the light guide plate in the lateral direction, a polarizing plate for transmitting a specific polarized light among the light whose path is controlled in a lateral direction by the light emission control optical member, and a specific polarization A viewing angle may be formed not only in the frontal direction but also in the lateral direction by using a liquid crystal lens that controls the traveling path in the frontal or lateral direction according to polarization matching or mismatching.
Accordingly, it is possible to control the viewing angle in the front or side viewing direction, effectively improving the problem of unnecessarily increasing power consumption when the viewing direction is the side by conventionally fixing the viewing angle direction to the front. .

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}Liquid crystal display device {Liquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 시야각을 조절할 수 있고 소비전력을 절감할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle and reducing power consumption.

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.As the information society develops, the demand for display devices for displaying images is increasing in various forms. Recently, liquid crystal display devices (LCDs), plasma display devices (PDPs), organic Various flat display devices such as organic light emitting diodes (OLEDs) are being utilized.

이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.Among these flat panel display devices, liquid crystal display devices are widely used because of their advantages of miniaturization, light weight, thinness, and low power consumption.

일반적으로 액정표시장치는 시야각이 화면 정면으로 고정되어 있다. 이때, 화면 정면과 달리 측면 방향에 시청자가 위치하는 경우에 시청자가 화면을 인식하기 어려운 문제가 있는데, 이와 관련하여 도 1을 참조하여 설명한다.In general, a liquid crystal display device has a viewing angle fixed to the front of the screen. At this time, there is a problem that it is difficult for the viewer to recognize the screen when the viewer is located in the lateral direction, unlike the front of the screen. This will be described with reference to FIG. 1 .

도 1은 종래의 액정표시장치를 자동차의 내부 센터 정보 표시장치로 사용한 경우를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a case in which a conventional liquid crystal display device is used as an internal center information display device of a vehicle.

도 1을 참조하면, 자동차 내부의 센터 정보 표시장치(Center Information Display: CID)의 위치를 기준으로 하여, 시청자인 운전자나 동승자는 센터 정보 표시장치인 액정표시장치의 측면 방향에 위치하게 된다.Referring to FIG. 1 , based on the location of a center information display (CID) inside a vehicle, a driver or passenger as a viewer is located in a lateral direction of a liquid crystal display device as a center information display device.

이때, 액정표시장치는 시야각이 정면이므로 대부분의 광은 정면으로 나아가게 되고 측면 방향에서의 휘도는 매우 낮아 화면을 인식하기 어렵다. 이에 따라, 측면 시청 방향에서 필요한 휘도 확보를 위해서는 백라이트의 휘도를 높여야 하며, 이로 인해 소비전력이 증가하는 문제가 발생하게 된다.At this time, since the viewing angle of the liquid crystal display is frontal, most of the light goes to the front, and the luminance in the side direction is very low, making it difficult to recognize the screen. Accordingly, in order to secure required luminance in the side viewing direction, the luminance of the backlight must be increased, resulting in an increase in power consumption.

본 발명은 액정표시장치의 시야각을 조절할 수 있고 소비전력을 절감할 수 있는 방안을 제공하는 것에 과제가 있다. An object of the present invention is to provide a method capable of adjusting a viewing angle of a liquid crystal display device and reducing power consumption.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 도광판과, 상기 도광판의 제1입광면을 마주보는 제1광원과, 상기 도광판 상면에서 출사된 광의 진행 경로를 측방향으로 제어하는 출광제어광학부재와, 상기 출광제어광학부재에서 출사된 광 중 제1편광을 출사하는 편광판과, 상기 편광판 상에, 상기 제1편광의 진행 경로를 정면 방향이나 측방향으로 제어하는 액정렌즈와, 상기 액정렌즈 상의 액정패널을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a light guide plate, a first light source facing a first light incident surface of the light guide plate, and a light emission control optical member for laterally controlling the traveling path of light emitted from the upper surface of the light guide plate. And, a polarizing plate for emitting a first polarized light among the lights emitted from the light emission control optical member, a liquid crystal lens for controlling a traveling path of the first polarized light in a frontal direction or a lateral direction on the polarizing plate, and a liquid crystal lens on the liquid crystal lens A liquid crystal display device including a liquid crystal panel is provided.

여기서, 상기 제1입광면 반대에 위치하는 상기 도광판의 제2입광면을 마주보는 제2광원을 더 포함할 수 있다.Here, a second light source facing the second light incident surface of the light guide plate positioned opposite the first light incident surface may be further included.

상기 출광제어광학부재는, 상기 도광판 상면에 구비된 출광제어패턴과, 상기 도광판 상에 위치하는 출광제어시트를 포함할 수 있다.The light emission control optical member may include a light emission control pattern provided on an upper surface of the light guide plate and a light emission control sheet positioned on the light guide plate.

상기 출광제어패턴은 반구 형상이나 폴리곤 형상을 갖고, 상기 출광제어시트는 프리즘패턴을 가질 수 있다.The light emission control pattern may have a hemispherical or polygonal shape, and the light emission control sheet may have a prism pattern.

상기 출광제어시트의 프리즘패턴은 꼭지각이 90도~150도를 가질 수 있다.The prism pattern of the light emission control sheet may have an apex angle of 90 degrees to 150 degrees.

상기 편광판은 반사형 편광판일 수 있다.The polarizing plate may be a reflective polarizing plate.

상기 액정렌즈는, 서로 마주보는 제1,2렌즈기판과, 상기 제1,2렌즈기판 각각의 내면 상의 제1,2전극과, 상기 제1전극 상에, 프리즘 형상을 갖고 제1굴절률을 갖는 제1절연층과, 상기 제1절연층과 제2전극 사이에, 제1굴절율과 제1굴절률 보다 큰 제2굴절률을 갖는 액정층을 포함할 수 있다.The liquid crystal lens has first and second lens substrates facing each other, first and second electrodes on the inner surface of each of the first and second lens substrates, and on the first electrode, a prism shape and a first refractive index. A first insulating layer and a liquid crystal layer having a first refractive index and a second refractive index greater than the first refractive index may be included between the first insulating layer and the second electrode.

본 발명에서는, 도광판에서 출사된 광의 진행경로를 측방향으로 제어하는 출광제어광학부재와, 출광제어광학부재에 의해 측방향으로 경로가 제어된 광 중 특정 편광을 투과하는 편광판과, 특정 편광과의 편광 매칭이나 비매칭에 따라 진행 경로를 정면이나 측방향으로 제어하는 액정렌즈를 사용하여, 시야각을 정면 뿐만 아니라 측면 방향으로도 형성할 수 있다.In the present invention, a light emission control optical member for controlling the propagation path of light emitted from the light guide plate in the lateral direction, a polarizing plate for transmitting a specific polarized light among the light whose path is controlled in a lateral direction by the light emission control optical member, and a specific polarization A viewing angle may be formed not only in the frontal direction but also in the lateral direction by using a liquid crystal lens that controls the traveling path in the frontal or lateral direction according to polarization matching or mismatching.

이에 따라, 정면이나 측면의 시청 방향으로 시야각을 제어할 수 있게 되어, 종래에서 시야각 방향이 정면으로 고정됨에 의해 시청 방향이 측면인 경우에 불필요하게 소비전력이 증가하는 문제를 효과적으로 개선할 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to control the viewing angle in the front or side viewing direction, effectively improving the problem of unnecessarily increasing power consumption when the viewing direction is the side by conventionally fixing the viewing angle direction to the front. .

도 1은 종래의 액정표시장치를 자동차의 내부 센터 정보 표시장치로 사용한 경우를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판의 편광 및 반사 특성을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정렌즈 구조의 일예를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 제1측면 시청 모드로 구동한 경우의 광경로를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5b는 본 발명의 실시예의 액정표시장치가 자동차 내부 센서 정보 표시장치로 사용된 경우에 제1측면 시청 모드가 구동된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 제1,2측면 시청 모드로 구동한 경우의 광경로를 개략적으로 도시한 단면도.
도 6b는 본 발명의 실시예의 액정표시장치가 자동차 내부 센서 정보 표시장치로 사용된 경우에 제1,2측면 시청 모드가 구동된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 정면 시청 모드로 구동한 경우의 광경로를 개략적으로 도시한 단면도.
도 7b는 본 발명의 실시예의 액정표시장치가 자동차 내부 센서 정보 표시장치로 사용된 경우에 정면 시청 모드가 구동된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서의 시야각 제어 실험예를 나타낸 도면.1 is a diagram schematically illustrating a case in which a conventional liquid crystal display device is used as an internal center information display device of a vehicle.
2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
3 schematically illustrates polarization and reflection characteristics of a reflective polarizer according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of a liquid crystal lens structure according to an embodiment of the present invention.
5A is a cross-sectional view schematically illustrating an optical path when a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention is driven in a first-side viewing mode;
FIG. 5B is a diagram schematically showing a state in which a first side view mode is driven when the liquid crystal display according to an embodiment of the present invention is used as an in-vehicle sensor information display device.
6A is a cross-sectional view schematically illustrating an optical path when a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention is driven in first and second side viewing modes;
FIG. 6B is a diagram schematically showing first and second side viewing modes being driven when the liquid crystal display according to an embodiment of the present invention is used as an in-vehicle sensor information display device.
7A is a cross-sectional view schematically illustrating an optical path when a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention is driven in a front view mode;
FIG. 7B is a diagram schematically showing a state in which a front view mode is driven when the liquid crystal display according to an embodiment of the present invention is used as an in-vehicle sensor information display device.
8 is a view showing an experimental example of controlling a viewing angle in a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 액정패널(110)과, 액정패널(110) 하부의 백라이트유닛(120)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a liquid crystal display device 100 according to an embodiment of the present invention may include a liquid crystal panel 110 and a backlight unit 120 under the liquid crystal panel 110 .

여기서, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 액정표시장치(100)는 액정패널(110) 및 백라이트유닛(120)과 결합하여 모듈화하기 위한 기구물로서 예를 들면 가이패널, 탑케이스, 보텀커버를 포함할 수 있다.Here, although not specifically shown, the liquid crystal display device 100 is a mechanism for modularization in combination with the liquid crystal panel 110 and the backlight unit 120, and may include, for example, a guy panel, a top case, and a bottom cover. .

가이드패널은 액정패널(110)과 백라이트유닛(120)의 측면을 둘러싸는 사각테 형상으로 구성될 수 있다. 가이드패널(130) 상에는 액정패널(110)이 안착될 수 있는데, 이때 액정패널(110)은 양면접착테이프와 같은 접착부재를 통해 가이드패널 상면에 부착될 수 있다.The guide panel may be formed in a square frame shape surrounding side surfaces of the liquid crystal panel 110 and the backlight unit 120 . The liquid crystal panel 110 may be seated on the guide panel 130. At this time, the liquid crystal panel 110 may be attached to the upper surface of the guide panel through an adhesive member such as double-sided adhesive tape.

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)을 수용할 수 있다.The bottom cover protects and supports the rear surface of the backlight unit 120 surrounded by the guide panel. The bottom cover may include a plate-shaped base portion on which the backlight unit 120 is seated and a sidewall portion vertically bent upward from the corner of the base portion, and is an internal accommodation space defined by the base portion and the sidewall portion, and the backlight unit (120) can be accommodated.

탑케이스는 액정패널(110)의 가장자리를 덮는 사각테 형상으로 구성될 수 있다.The top case may be configured in a square frame shape covering an edge of the liquid crystal panel 110 .

이와 같은 가이드패널, 보텀커버, 탑케이스를 통해 액정패널(110)과 백라이트유닛(120)은 모듈화될 수 있게 된다.Through such a guide panel, bottom cover, and top case, the liquid crystal panel 110 and the backlight unit 120 can be modularized.

액정패널(110)은 영상을 표시하는 구성으로서, 서로 마주보면 합착된 제1,2기판(112,114)과 이 두 기판(112,114) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다. The liquid crystal panel 110 is configured to display an image, and includes first and second substrates 112 and 114 bonded together when facing each other and a liquid crystal layer (not shown) interposed between the two substrates 112 and 114.

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. Although not specifically shown, on the inner surface of the first substrate 112, which is called a lower substrate or an array substrate, pixels are defined by crossing a plurality of gate wires and data wires, and each pixel has a thin film transistor connected to a corresponding gate wire and data wire. and a pixel electrode connected to the thin film transistor may be formed.

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. And, on the inner surface of the second substrate 114, which is called an upper substrate or a color filter substrate as a counter substrate facing the first substrate 112, a color filter pattern corresponding to each pixel and a color filter pattern are wrapped around the gate wiring and A black matrix may be formed to cover non-display elements such as data wires and thin film transistors.

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.At this time, all types of liquid crystal panels may be used as the liquid crystal panel 110, for example, all types of liquid crystal panels such as IPS type, AH-IPS type, TN type, VA type, and ECB type may be used. Here, when the IPS method or the AH-IPS method is used, a common electrode forming a lateral electric field together with the pixel electrode may be formed on the first substrate 112 .

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.In addition, an alignment film may be formed at the interface between the first and second substrates 112 and 114 and the liquid crystal layer to determine the initial molecular alignment direction of the liquid crystal, and to prevent leakage of the liquid crystal layer filled between the first and second substrates 112 and 114. For this purpose, seal patterns may be formed along the edges of the two substrates 112 and 114 .

또한, 제1기판(112)이나 제2기판(114)의 외면에는 특정 편광을 선택적으로 투과시키는 편광판이 부착될 수도 있다.In addition, a polarizing plate selectively transmitting specific polarized light may be attached to the outer surface of the first substrate 112 or the second substrate 114 .

또한, 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프캐리어패키지와 같은 연결부재를 매개로 인쇄회로기판이 연결되어 모듈화 과정에서 보텀커버의 배면으로 젖혀 밀착되도록 구성될 수 있다. In addition, along at least one edge of the liquid crystal panel 110, a printed circuit board may be connected via a connecting member such as a flexible circuit board or a tape carrier package, and may be configured to be folded and adhered to the rear surface of the bottom cover during modularization.

백라이트유닛(120)은 반사판(121)과, 반사판(121) 상의 도광판(123)과, 도광판(123) 상의 출광제어시트(125)와, 출광제어시트(125) 상의 반사형 편광판(127)과, 반사형 편광판(127) 상의 액정렌즈(130)와, 도광판(123)의 서로 반대되는 양측면에 각각 대응하여 위치하는 광원으로서 예를 들어 제1,2LED(141,142)를 포함할 수 있다.The backlight unit 120 includes a reflector 121, a light guide plate 123 on the reflector 121, a light emission control sheet 125 on the light guide plate 123, a reflective polarizer 127 on the light emission control sheet 125, , The liquid crystal lens 130 on the reflective polarizing plate 127 and the light guide plate 123 may include, for example, first and second LEDs 141 and 142 as light sources corresponding to opposite sides of the light guide plate 123 .

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. The reflector 121 has a white or silver color for reflective properties. The reflector 121 is positioned at the rear of the light guide plate 123 to reflect the light passing through the rear surface of the light guide plate 123 toward the liquid crystal panel 110 to improve luminance.

반사판(121) 상부에 위치하는 도광판(121)은 제1,2LED(141,142)로부터 입사된 광이 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 균일하게 퍼지도록 한다.The light guide plate 121 positioned above the reflector 121 allows light incident from the first and second LEDs 141 and 142 to spread uniformly over a wide area of the light guide plate 123 while traveling inside the light guide plate 123 by multiple total reflections. do.

도광판(121)의 서로 반대되는 양측면으로서 즉 제1,2입광면 각각에 대면하여 제1,2LED(141,142)가 위치할 수 있다. The first and second LEDs 141 and 142 may be located on opposite side surfaces of the light guide plate 121 , that is, face each of the first and second light incident surfaces.

다수의 제1LED(141)는 도광판(123)의 제1입광면의 길이 방향을 따라 배치될 수 있으며, 다수의 제2LED(142)는 도광판(123)의 제2입광면의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다. 한편, 도시하지는 않았지만, 다수의 제1LED(141)가 실장되어 배치되는 인쇄회로기판과, 다수의 제2LED(142)가 실장되어 배치되는 인쇄회로기판이 구비될 수 있다.The plurality of first LEDs 141 may be disposed along the longitudinal direction of the first light incident surface of the light guide plate 123, and the plurality of second LEDs 142 may be disposed along the longitudinal direction of the second light incident surface of the light guide plate 123. It can be. Meanwhile, although not shown, a printed circuit board on which a plurality of first LEDs 141 are mounted and disposed, and a printed circuit board on which a plurality of second LEDs 142 are mounted and disposed may be provided.

여기서, 본 실시예에서는 시청 모드에 따라 제1,2LED(141,142)의 발광 상태를 제어할 수 있다. 이와 관련하여 예를 들면, 정면이 시야각이 되는 정면 시청 모드의 경우에 제1,2LED(141,142) 모두를 발광하거나 이들 중 하나를 발광할 수 있다. 그리고, 제1측면으로서 예를 들어 제2LED(142)가 위치하는 측면 쪽이 시야각이 되는 제1측면 시청 모드에서는 제2LED(142)와 반대편에 위치한 제1LED(141)가 발광하도록 하고 제2LED(142)는 비발광 상태로 할 수 있다. 또한, 제2측면으로서 예를 들어 제1LED(141)가 위치하는 측면 쪽이 시야각이 되는 제2측면 시청 모드에서는 제1LED(141)와 반대편에 위치한 제2LED(142)가 발광하도록 하고 제1LED(141)는 비발광 상태로 할 수 있다.Here, in this embodiment, the light emitting states of the first and second LEDs 141 and 142 can be controlled according to the viewing mode. In this regard, for example, in the case of a front view mode in which the front is the viewing angle, both of the first and second LEDs 141 and 142 may emit light or one of them may emit light. And, as the first side, for example, in the first side viewing mode in which the side on which the second LED 142 is located is the viewing angle, the first LED 141 located opposite the second LED 142 emits light, and the second LED ( 142) can be set to a non-emission state. In addition, as the second side, for example, in the second side viewing mode in which the side on which the first LED 141 is located is the viewing angle, the second LED 142 located opposite the first LED 141 emits light, and the first LED ( 141) can be set to a non-emission state.

이처럼, 제1,2LED(141,142)를 사용하게 되면 양측면에서 시청 모드가 구현될 수 있다.As such, when the first and second LEDs 141 and 142 are used, a viewing mode can be implemented on both sides.

한편, 도광판(123)의 상면 즉 출광면에는 출광 각도 즉 출광 프로파일(profile)을 제어하기 위한 출광제어패턴(124)이 구비될 수 있다. Meanwhile, a light emission control pattern 124 for controlling a light emission angle, that is, a light emission profile, may be provided on an upper surface of the light guide plate 123, that is, a light emission surface.

이와 관련하여, 출광제어패턴(124)은 측면 방향으로의 출광 기능을 수행하게 된다. 이를 위해, 출광제어패턴(124)은 도광판(123) 상면에서 상부로 돌출된 형상을 갖게 되는데, 예를 들면 반구(hemi-sphere) 형상이나 다각형(polygon) 형상을 갖도록 구성될 수 있다.In this regard, the light emission control pattern 124 performs a light emission function in a lateral direction. To this end, the light emission control pattern 124 has a shape protruding upward from the upper surface of the light guide plate 123, and may be configured to have, for example, a hemi-sphere shape or a polygon shape.

출광제어패턴(124)은 예를 들면 인쇄 방식이나 사출 방식을 통해 도광판(123) 상면에 형성될 수 있다.The light emission control pattern 124 may be formed on the upper surface of the light guide plate 123 by, for example, a printing method or an injection method.

도광판(123)의 상부의 출광제어시트(125)는 출광제어패턴(124)과 함께 출광 프로파일을 제어하는 기능을 수행하게 된다. 이처럼, 본 실시예에서는, 출광제어광학수단 또는 출광제어광학부재로서 출광제어시트(125) 및 출광제어패턴(124)을 함께 사용한 경우를 예로 든다.The light emission control sheet 125 on the upper part of the light guide plate 123 serves to control the light emission profile together with the light emission control pattern 124 . In this way, in the present embodiment, a case in which the light emission control sheet 125 and the light emission control pattern 124 are used together as the light emission control optical means or the light emission control optical member is taken as an example.

이와 같은 출광제어시트(125)는 출광제어패턴(124)에 의해 1차적으로 측방향으로 출광된 광에 대해 2차적으로 측방향 출광이 되도록 즉 측면 시청 모드에서의 시야각 방향으로 광 진행 경로를 제어하는 작용을 하게 된다.The light emission control sheet 125 controls the light propagation path in the viewing angle direction in the side viewing mode so that the light emitted primarily in the side direction by the light emission control pattern 124 is secondarily emitted in the side direction. It works.

이를 위해, 출광제어시트(125)는 상면에 일방향을 따라 연장된 프리즘패턴(126)을 갖도록 구성될 수 있으며, 프리즘패턴(126)의 연장방향은 도광판(123) 입광면의 길이방향에 해당된다. 이처럼, 출광제어시트(125)로서 프리즘패턴(126)이 형성된 프리즘시트가 사용될 수 있다.To this end, the light emission control sheet 125 may be configured to have a prism pattern 126 extending along one direction on its upper surface, and the extending direction of the prism pattern 126 corresponds to the longitudinal direction of the light incident surface of the light guide plate 123. . As such, a prism sheet having a prism pattern 126 may be used as the light emission control sheet 125 .

위와 같은 출광제어패턴(124) 및 출광제어시트(126)의 출광 제어 기능과 관련하여 제1LED(124)에서 출사된 광인 제1광(L1)의 진행 경로를 예로 들어 살펴보면, 제1LED(141)로부터 출사되어 도광판(123)에 입사된 제1광(L1)은 출광제어패턴(124)에 의해 특정 출광각으로 1차적으로 측면 방향으로 출광되고 출광제어시트(125)에 입사된다. 그 후에, 제1광(L1)은 출광제어시트(125)에 의해 특정 출사각으로 제2차적으로 측면 방향으로 출광되며, 이때 출광제어시트(125)에 의한 특정 출사각은 제1LED(141)를 사용한 경우의 해당 측면 시청 모드인 제1측면 시청 모드의 시야각에 해당된다.Regarding the light emission control function of the light emission control pattern 124 and the light emission control sheet 126 as described above, taking the path of the first light L1 emitted from the first LED 124 as an example, the first LED 141 The first light L1 emitted from the light guide plate 123 and incident on the light emission control pattern 124 is primarily emitted in a lateral direction at a specific light emission angle by the light emission control pattern 124 and is incident on the light emission control sheet 125 . After that, the first light L1 is secondarily emitted in the lateral direction at a specific emission angle by the light emission control sheet 125, and at this time, the specific emission angle by the light emission control sheet 125 is the first LED 141 Corresponds to the viewing angle of the first side-viewing mode, which is the corresponding side-viewing mode in the case of using .

여기서, 출광제어패턴(124) 및 출광제어시트(125)의 출광각과 관련하여 일예를 들면, 출광제어패턴(124)의 출광각 범위는 예를 들어 대략 80도~88도 일 수 있고 출광제어시트(125)의 출광각 범위는 예를 들어 대략 30도~80도 일 수 있다. 이때, 출광제어시트(125)의 프리즘패턴(126)의 꼭지각은 예를 들어 대략 90도~150도 일 수 있다.Here, in relation to the light emission angles of the light emission control pattern 124 and the light emission control sheet 125, for example, the light emission angle range of the light emission control pattern 124 may be, for example, approximately 80 degrees to 88 degrees, and light emission control The light emission angle range of the sheet 125 may be, for example, approximately 30 degrees to 80 degrees. At this time, the vertex angle of the prism pattern 126 of the light emission control sheet 125 may be, for example, approximately 90 degrees to 150 degrees.

물론, 위와 같은 출광각 범위는 일예로서, 요구되는 측면 시청 모드에서의 시청각에 맞게 변경될 수 있음은 자명하다.Of course, it is obvious that the above light-output angle range can be changed according to the audio-visual requirements in the side-viewing mode, as an example.

출광제어시트(125) 상에는 반사형 편광판(127)이 배치될 수 있다. 반사형 편광판(127)은 입사된 광에 대해, 특정 편광으로서 제1편광 성분의 광을 통과시키고 이 특정 편광과 수직한 편광으로서 제2편광 성분의 광은 반사시키는 기능을 수행할 수 있다.A reflective polarizer 127 may be disposed on the light emission control sheet 125 . The reflective polarizer 127 may perform a function of passing light of a first polarization component as a specific polarization and reflecting light of a second polarization component as a polarization perpendicular to the specific polarization of the incident light.

이와 관련하여 도 3을 참조할 수 있는데, 반사형 편광판(127)은 예를 들면 이의 평면에 평행한 편광인 제2편광 즉 S파 편광을 반사하고 제1편광에 수직한 제1편광 즉 P파 편광을 통과시키도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 제1광(L1) 중 P파 편광인 제1편광(L1p)은 반사형 편광판(127)을 통과하게 되고, S파 편광인 제2편광(L1s)은 반사형 편광판(127)에 의해 반사된다.In this regard, reference may be made to FIG. 3 . The reflective polarizer 127 reflects, for example, second polarization, that is, S-wave polarization, which is polarization parallel to its plane, and first polarization, that is, P-wave, perpendicular to the first polarization. It can be configured to pass polarized light. In this case, among the first light L1, the first polarized light L1p, which is P-wave polarized light, passes through the reflective polarizer 127, and the second polarized light L1s, which is S-wave polarized light, passes through the reflective polarizer 127. is reflected by

이때, 반사된 제2편광(L1s)은 반사형 편광판(127)과 반사판(121) 사이에서의 반사에 의해 제1편광(L1p)으로 변환되어 반사형 편광판(127)을 통과하게 된다. 이처럼, 반사형 편광판(127)을 사용하게 되면 광 리사이클링(recycling)이 수행될 수 있게 되므로, 실질적으로 LED(141,142)에서 출광된 모든 광을 액정패널(110) 방향으로 전달할 수 있게 되어 광효율이 극대화될 수 있다.At this time, the reflected second polarized light L1s is converted into first polarized light L1p by reflection between the reflective polarizing plate 127 and the reflecting plate 121 and passes through the reflective polarizing plate 127 . As such, since light recycling can be performed when the reflective polarizer 127 is used, substantially all light emitted from the LEDs 141 and 142 can be transmitted toward the liquid crystal panel 110, thereby maximizing light efficiency. It can be.

물론, 광효율의 측면을 고려하지 않는다면, 반사형 편광판(127) 대신에 투과형 편광판을 사용할 수도 있다.Of course, if light efficiency is not considered, a transmissive polarizer may be used instead of the reflective polarizer 127 .

한편, 반사형 편광판(127)으로서 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)이 사용될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.Meanwhile, a dual brightness enhancement film (DBEF) may be used as the reflective polarizer 127, but is not limited thereto.

반사형 편광판(127) 상에는 액정렌즈(130)가 배치될 수 있다. 액정렌즈(130)는 특정 편광의 입사광에 대해 그 경로를 제어하여 광경로를 조절하는 작용을 수행하게 된다. A liquid crystal lens 130 may be disposed on the reflective polarizer 127 . The liquid crystal lens 130 performs an action of adjusting an optical path by controlling the path of incident light having a specific polarization.

이와 관련하여 도 2를 참조하여 살펴보면, 액정렌즈(130)가 예를 들어 오프(off) 상태인 경우에 액정렌즈(130)는 그 입사광인 특정 편광에 대해 등방성 물질로 기능하여 입사광을 경로 변경 없이(즉, 굴절 없이) 그대로 통과시키고, 온(on) 상태인 경우에 액정렌즈(130)는 그 입사광인 특정 편광에 대해 렌즈로 기능하게 되어 입사광을 정면 방향으로 굴절시켜 경로를 변경하는 작용을 수행할 수 있다.In this regard, referring to FIG. 2, when the liquid crystal lens 130 is, for example, in an off state, the liquid crystal lens 130 functions as an isotropic material for a specific polarization of the incident light, so that the incident light does not change its path. (That is, without refraction), and when in the on state, the liquid crystal lens 130 functions as a lens for the specific polarized light, which is the incident light, and refracts the incident light in the front direction to change the path. can do.

이러한바, 반사형 편광판(127)을 통과한 제1편광(L1p)에 대해, 액정렌즈(130)가 오프(off) 상태인 경우에, 해당 제1편광(L1p)은 실질적으로 입사 경로 그대로 액정렌즈(130)를 통과할 수 있다. 이에 따라, 제1편광(L1p)은 해당 측면 시청 모드의 시야각 방향으로 진행하여 액정패널(110)에 입사되고, 해당 측면 시청 모드가 구현될 수 있게 된다.As such, with respect to the first polarized light L1p that has passed through the reflective polarizer 127, when the liquid crystal lens 130 is in an off state, the first polarized light L1p is substantially the same as the incident path of the liquid crystal It may pass through the lens 130 . Accordingly, the first polarized light L1p travels in the viewing angle direction of the corresponding side view mode and is incident on the liquid crystal panel 110, and the corresponding side view mode can be implemented.

반면에, 반사형 편광판(127)을 통과한 제1편광(L1p)에 대해, 액정렌즈(130)가 온(on) 상태가 되면, 해당 제1편광(L1p)은 경로가 정면 방향으로 변경되어 액정렌즈(130)에서 출사된다. 이에 따라, 제1편광(L1p)은 정면 시청 모드의 시야각 방향인 정면 방향으로 진행하여 액정패널(110)에 입사되고, 해당 정면 시청 모드가 구현될 수 있게 된다.On the other hand, for the first polarized light L1p that has passed through the reflective polarizer 127, when the liquid crystal lens 130 is turned on, the path of the corresponding first polarized light L1p is changed to the front direction, It is emitted from the liquid crystal lens 130. Accordingly, the first polarized light L1p travels in the front direction, which is the viewing angle direction of the front view mode, and is incident on the liquid crystal panel 110, and the corresponding front view mode can be implemented.

도 4를 참조하여 본 실시예의 액정렌즈(130) 구조의 일예를 살펴보면, 액정렌즈(130)는 서로 마주보는 제1,2렌즈기판(131,132)과, 제1,2렌즈기판(131,132) 내면 상에 각각 형성된 제1,2전극(134,135)과, 제1전극(134) 상에 형성된 프리즘 형상의 절연층(138)과, 절연층(138)과 제2전극(135) 사이에 충진된 액정층(137)을 포함할 수 있다. 한편, 도시하지 않았지만, 액정층(137)의 배향을 위한 배향막이 각각 제1기판(131)의 절연층(138) 상부과 제2기판(132)의 제2전극(135) 상부에 형성될 수 있다.Looking at an example of the structure of the liquid crystal lens 130 of this embodiment with reference to FIG. 4, the liquid crystal lens 130 is formed on the first and second lens substrates 131 and 132 facing each other and the inner surface of the first and second lens substrates 131 and 132. The first and second electrodes 134 and 135 respectively formed on the first electrode 134, the prism-shaped insulating layer 138 formed on the first electrode 134, and the liquid crystal layer filled between the insulating layer 138 and the second electrode 135. (137). Meanwhile, although not shown, an alignment film for alignment of the liquid crystal layer 137 may be formed on an upper portion of the insulating layer 138 of the first substrate 131 and an upper portion of the second electrode 135 of the second substrate 132, respectively. .

이때, 절연층(138)은 제1굴절률(일예로, 1.5)을 가질 수 있다. 그리고, 액정층(137)은 굴절률 이방성 물질로서, 절연층(138)의 굴절률인 제1굴절률과 이보다 큰 제2굴절률(일예로, 1.7)을 갖도록 구성될 수 있다. 이때, 액정 물질로서 예를 들면 리액티브 메조겐(reactive mesogen)이 사용될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.In this case, the insulating layer 138 may have a first refractive index (eg, 1.5). Further, the liquid crystal layer 137 is a refractive index anisotropic material, and may be configured to have a first refractive index that is the refractive index of the insulating layer 138 and a second refractive index greater than the second refractive index (eg, 1.7). At this time, as the liquid crystal material, for example, reactive mesogen may be used, but is not limited thereto.

여기서, 액정렌즈(130)의 오프 상태로서 제1,2전극(134,135) 사이에 전계가 발생하지 않는 상태에서는 제1편광(L1p)의 편광 방향으로 제1굴절률을 갖도록 액정층(137)의 액정분자가 배열되며, 온 상태로서 제1,2전극(134,135) 사이에 전계가 발생된 상태에서는 제1편광(L1p)의 편광 방향으로 제2굴절률을 갖도록 액정층(137)의 액정분자가 배열될 수 있다. 이때, 제2굴절률을 갖도록 액정분자가 배열된 상태는 편광 매칭(matching) 상태에 해당되며, 제1굴절률을 갖도록 액정분자가 배열된 상태는 편광 비매칭(non-matching) 상태에 해당된다.Here, in a state where the liquid crystal lens 130 is off and no electric field is generated between the first and second electrodes 134 and 135, the liquid crystal of the liquid crystal layer 137 has a first refractive index in the polarization direction of the first polarized light L1p. Molecules are arranged, and in a state in which an electric field is generated between the first and second electrodes 134 and 135 in an on state, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 137 are arranged to have a second refractive index in the polarization direction of the first polarized light L1p. can At this time, a state in which liquid crystal molecules are arranged to have a second refractive index corresponds to a polarization matching state, and a state in which liquid crystal molecules are arranged to have a first refractive index corresponds to a polarization non-matching state.

이와 같은 경우에, 액정렌즈(130)의 온 상태 즉 편광 매칭 상태가 발현되면, 제1편광(L1p)은 절연층(138)에서 액정층(137)으로 입사하면서 절연층(138)의 제1굴절률보다 큰 제2굴절률을 느끼게 되어, 스넬의 법칙(Snell's Law)에 따라 정면 방향으로 광경로가 변경된다. In this case, when the on state of the liquid crystal lens 130, that is, the polarization matching state is expressed, the first polarized light L1p is incident from the insulating layer 138 to the liquid crystal layer 137 while the first polarized light L1p of the insulating layer 138 The second refractive index greater than the refractive index is felt, and the optical path is changed in the front direction according to Snell's Law.

반면에, 액정렌즈(130)의 오프 상태 즉 편광 비매칭 상태가 발현되면, 제1편광(L1p)은 절연층(138)에서 액정층(137)으로 입사하면서 절연층(138)의 제1굴절률과 동일한 제1굴절률을 느끼게 되어, 광경로 변경 없이 진행하게 된다.On the other hand, when the off state of the liquid crystal lens 130, that is, the polarization mismatching state occurs, the first polarized light L1p is incident from the insulating layer 138 to the liquid crystal layer 137, and the first refractive index of the insulating layer 138 The same first refractive index is felt, and proceeds without changing the optical path.

이하, 위와 같이 구성된 액정표시장치(100)에서 시야각 제어를 통한 정면 시청 모드와 측면 시청 모드를 구현하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of implementing a front viewing mode and a side viewing mode through viewing angle control in the liquid crystal display device 100 configured as above will be described.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 제1측면 시청 모드로 구동한 경우의 광경로를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5b는 본 발명의 실시예의 액정표시장치가 자동차 내부 센서 정보 표시장치로 사용된 경우에 제1측면 시청 모드가 구동된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 제1,2측면 시청 모드로 구동한 경우의 광경로를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 6b는 본 발명의 실시예의 액정표시장치가 자동차 내부 센서 정보 표시장치로 사용된 경우에 제1,2측면 시청 모드가 구동된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 정면 시청 모드로 구동한 경우의 광경로를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 7b는 본 발명의 실시예의 액정표시장치가 자동차 내부 센서 정보 표시장치로 사용된 경우에 정면 시청 모드가 구동된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.5A is a cross-sectional view schematically illustrating an optical path when a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention is driven in a first-side viewing mode, and FIG. It is a diagram schematically showing how the first side view mode is driven when used as a display device. 6A is a cross-sectional view schematically illustrating an optical path when a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention is driven in first and second side viewing modes, and FIG. It is a diagram schematically showing how the first and second side viewing modes are driven when used as a sensor information display device. 7A is a cross-sectional view schematically illustrating an optical path when a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention is driven in a front view mode, and FIG. It is a diagram schematically showing how the front view mode is driven when used as .

여기서, 설명의 편의를 위해, 제1측면 시청 모드는 제2LED(142)가 배치된 제1측면 방향이 시청 방향인 시청 모드라 하며 제2측면 시청 모드는 제1LED(141)가 배치된 제2측면 방향이 시청 방향인 시청 모드라고 한다.Here, for convenience of description, the first side viewing mode is referred to as a viewing mode in which the first side direction in which the second LED 142 is disposed is the viewing direction, and the second side viewing mode is the second side viewing mode in which the first LED 141 is disposed. This is referred to as a viewing mode in which the side direction is the viewing direction.

먼저, 제1측면 시청 모드 구동과 관련하여 도 5a 및 5b를 참조하면, 제1측면 방향과 반대되는 제2측면 방향에 위치하는 제1LED(141)를 온 상태로 하여 발광시키고, 제1측면 방향에 위치하는 제2LED(142)는 오프 상태로 하여 비발광한다.First, referring to FIGS. 5A and 5B in relation to driving the first side viewing mode, the first LED 141 located in the second side direction opposite to the first side direction is turned on to emit light, and The second LED 142 positioned at is turned off and does not emit light.

이에 따라, 제1LED(141)에서 출사된 광인 제1광(L1)은 도광판(123)으로 입사되고, 그 후에 출광제어패턴(124)에 의해 제1측면 방향으로 1차적으로 출광되고 출광제어패턴(125)에 의해 제1측면 방향으로 2차적으로 출광되어 반사형 편광판(127)에 입사된다. Accordingly, the first light L1, which is the light emitted from the first LED 141, is incident on the light guide plate 123, and then is primarily emitted toward the first side by the light emission control pattern 124, and the light emission control pattern Light is secondarily emitted in the first side direction by 125 and is incident on the reflective polarizing plate 127 .

반사형 편광판(127)에 입사된 제1광(L1) 중 제1편광(L1p)이 통과되고 제1편광(L1p)과 편광 방향이 수직한 제2편광은 반사된다.Of the first light L1 incident on the reflective polarizer 127 , the first polarized light L1p passes through, and the second polarized light having a polarization direction perpendicular to the first polarized light L1p is reflected.

반사형 편광판(127)에서 출사된 제1편광(L1p)은 편광 스위칭(switching) 작용을 하는 액정렌즈(130)에 입사된다. 이때, 액정렌즈(130)는 오프 상태가 되는데, 즉 액정렌즈(130)의 액정층(137)의 배열은 편광 비매칭 상태가 된다. The first polarized light L1p emitted from the reflective polarizer 127 is incident on the liquid crystal lens 130 that performs polarization switching. At this time, the liquid crystal lens 130 is in an off state, that is, the arrangement of the liquid crystal layer 137 of the liquid crystal lens 130 is in a polarization mismatching state.

이에 따라, 제1편광(L1p)은 실질적으로 광경로 변경 없이 액정렌즈(130)를 그대로 통과하여 액정패널(110)에 입사되고 액정패널(110)을 그 진행 방향으로 통과하게 된다.Accordingly, the first polarized light L1p passes through the liquid crystal lens 130 without substantially changing the optical path, is incident on the liquid crystal panel 110, and passes through the liquid crystal panel 110 in its traveling direction.

이와 같은 과정을 통해, 제1측면에 시야각이 생성되는 제1측면 시청 모드가 효과적으로 구현될 수 있게 된다.Through this process, a first side viewing mode in which a viewing angle is created on the first side can be effectively implemented.

도 5b에는 제1측면 시청 모드 구동시의 광 분포도가 함께 첨부되어 있는데, 이를 보면 좌측인 제1측면에서 높은 휘도의 광 분포가 발생하여 시야각이 형성됨을 알 수 있다.5B, a light distribution diagram when driving in the first-side viewing mode is attached. Looking at this, it can be seen that a high luminance light distribution occurs on the left first side, forming a viewing angle.

이처럼, 본 실시예의 측면 시청 모드는 광경로 조절을 통해 효과적으로 구현될 수 있게 되므로, 종래와 같이 불필요하게 소비전력이 소모되는 것을 개선할 수 있다.As such, since the side view mode of the present embodiment can be effectively implemented by adjusting the light path, unnecessary power consumption as in the prior art can be reduced.

한편, 위 제1측면 시청 모드와 유사한 방법으로, 제2측면에 시야각이 생성되는 제2측면 시청 모드가 구현될 수 있는데, 이 경우에는 제1LED(141)를 오프 상태로 하고 제2LED(142)를 온 상태로 하여 제2측면에 시야각이 생성되는 제2측면 시청 모드가 구현될 수 있다.Meanwhile, in a similar way to the above first side viewing mode, a second side viewing mode in which a viewing angle is created on the second side may be implemented. In this case, the first LED 141 is turned off and the second LED 142 is turned off. A second side viewing mode in which a viewing angle is created on the second side by turning on may be implemented.

다음으로, 제1,2측면 시청 모드 구동 즉 양측면 시청 모드 구동과 관련하여 도 6a 및 6b를 참조할 수 있는데, 이 경우에는 제1,2LED(141,142)를 모두 온 상태로 하고 액정렌즈(130)를 오프 상태로 하여 양측면 시청 모드를 구동할 수 있다.Next, reference may be made to FIGS. 6A and 6B in relation to driving the first and second side viewing modes, that is, driving the both side viewing mode. In this case, both the first and second LEDs 141 and 142 are turned on and the liquid crystal lens 130 By turning off, the both-sided viewing mode can be driven.

여기서, 제2LED(142)에서 출사된 제2광은 L2이며, 제2광(L2) 중 반사형 편광판(130)을 투과한 제1편광은 L2p이다. Here, the second light emitted from the second LED 142 is L2, and the first polarized light transmitted through the reflective polarizer 130 among the second light L2 is L2p.

도 6b에는 양측면 시청 모드 구동시의 광 분포도가 함께 첨부되어 있는데, 이를 보면 좌측 및 우측인 제1,2측면에서 높은 휘도의 광 분포가 발생하여 시야각이 형성됨을 알 수 있다.In FIG. 6B , a light distribution diagram when driving in viewing mode on both sides is attached. Looking at this, it can be seen that light distribution with high luminance occurs on the left and right first and second sides, forming a viewing angle.

다음으로, 정면 시청 모드 구동과 관련하여 도 7a 및 7b를 참조하면, 제1,2LED(141) 중 적어도 하나를 온 상태로 하여 발광시키게 된다. 본 실시예에서는, 제1,2LED(141,142)를 모두 발광시킨 경우를 예로 든다. 여기서, 제1,2LED(141,142)를 모두 발광하게 되면 광량이 증가하여 영상 휘도가 높아질 수 있는데 이 경우는 주변 환경이 밝은 경우에 영상의 시인성을 향상시킬 수 있다. 한편, 제1,2LED(141,142) 중 하나를 발광하게 되면 영상 휘도가 상대적으로 감소하나 소비전력을 절감할 수 있고 또한 주변 환경이 어두워 밝은 휘도가 요구되지 않는 경우에 유용하게 적용될 수 있다.Next, referring to FIGS. 7A and 7B in relation to driving in the front viewing mode, at least one of the first and second LEDs 141 is turned on to emit light. In this embodiment, a case in which both the first and second LEDs 141 and 142 emit light is taken as an example. Here, when both the first and second LEDs 141 and 142 emit light, the amount of light is increased and the image luminance can be increased. In this case, the visibility of the image can be improved when the surrounding environment is bright. On the other hand, when one of the first and second LEDs 141 and 142 is emitted, the image luminance is relatively reduced, but power consumption can be reduced, and it can be usefully applied when the surrounding environment is dark and bright luminance is not required.

제1,2LED(141,142)에서 출사된 광(L1,L2)은 도광판(123)과 출광제어패턴(124)과 출광제어시트(125)를 거쳐 반사형 편광판(127)에 입사되고, 제1광(L1) 중 제1편광(L1p)과 제2광(L2) 중 제1편광(L2p)이 출사되어 액정렌즈(130)에 입사된다.The light L1 and L2 emitted from the first and second LEDs 141 and 142 pass through the light guide plate 123, the light emission control pattern 124, and the light emission control sheet 125 and is incident on the reflective polarizer 127, and the first light The first polarized light L1p of L1 and the first polarized light L2p of the second light L2 are emitted and incident on the liquid crystal lens 130 .

이때, 액정렌즈(130)는 온 상태가 되는데, 즉 액정렌즈(130)의 액정층(137)의 배열은 편광 매칭 상태가 된다. At this time, the liquid crystal lens 130 is in an on state, that is, the arrangement of the liquid crystal layer 137 of the liquid crystal lens 130 is in a polarization matching state.

이에 따라, 제1,2광(L1,L2)의 제1편광(L1p,L2p)은 광경로가 정면 방향으로 변경되어 액정패널(110)에 입사되고 액정패널(110)을 그 진행 방향으로 통과하게 된다. Accordingly, the optical paths of the first and second polarized lights L1p and L2p of the first and second lights L1 and L2 are changed to the front direction, are incident on the liquid crystal panel 110, and pass through the liquid crystal panel 110 in the traveling direction. will do

이와 같은 과정을 통해, 정면에 시야각이 생성되는 정면 시청 모드가 구현될 수 있게 된다.Through this process, a front viewing mode in which a viewing angle is created in the front can be implemented.

도 7b에는 정면 시청 모드 구동시의 광 분포도가 함께 첨부되어 있는데, 이를 보면 정면에서 높은 휘도의 광 분포가 발생하여 시야각이 형성됨을 알 수 있다.7B, a light distribution diagram when driving in the front view mode is attached, and it can be seen from this that a high luminance light distribution is generated from the front and a viewing angle is formed.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서의 시야각 제어 실험예를 나타낸 도면이다.8 is a view showing an experimental example of controlling a viewing angle in a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 8에서는 출광제어시트(도 2의 125)의 프리즘패턴(도 2의 126)의 구조 즉 꼭지각 및 밑각에 따른 배광 분포와, 수평/수직(horizontal/vertical) 방향에서의 광 프로파일과, 휘도를 나타내고 있다. 여기서, 제1,2,3실험예 각각은 꼭지각이 90도,85도,80도이며 2개의 밑각 중 하나가 45도,35도,38도인 경우의 실험예이다. In FIG. 8, the structure of the prism pattern (126 in FIG. 2) of the light emission control sheet (125 in FIG. 2), that is, the light distribution according to the vertex angle and the base angle, the light profile in the horizontal/vertical direction, and the luminance indicates Here, the first, second and third experimental examples are experimental examples in which the apex angles are 90 degrees, 85 degrees, and 80 degrees, and one of the two base angles is 45 degrees, 35 degrees, and 38 degrees.

그리고, 비교예는 시야각 제어 기능이 없이 정면 시야각을 갖는 종래의 일반적인 액정표시장치에 대한 것으로서, 정면(0도)에서의 휘도는 9301이며 이때의 휘도를 100%라고 한다.And, the comparative example is for a conventional general liquid crystal display having a front viewing angle without a viewing angle control function, and the luminance at the front (0 degree) is 9301, and the luminance at this time is 100%.

제1실험예의 경우에, 일측면 방향인 하부 수직 방향 28도에서 17423의 피크 휘도를 갖게 되는데 이는 비교예 대비 187%로 매우 높은 휘도이며, 정면(0도)에서는 1666으로 매우 낮은 휘도를 갖게 된다.In the case of the first experimental example, it has a peak luminance of 17423 at 28 degrees in the lower vertical direction, which is one side direction, which is a very high luminance of 187% compared to the comparative example, and has a very low luminance of 1666 in the front (0 degree) .

제2실험예의 경우에, 일측면 방향인 하부 수직 방향 54도에서 13709의 피크 휘도를 갖게 되는데 이는 비교예 대비 147%로 상당히 높은 휘도이며, 정면(0도)에서는 1305으로 매우 낮은 휘도를 갖게 된다.In the case of the second experimental example, it has a peak luminance of 13709 at 54 degrees in the lower vertical direction, which is one side direction. .

제3실험예의 경우에, 일측면 방향인 하부 수직 방향 58도에서 9138의 피크 휘도를 갖게 되는데 이는 비교예 대비 98%로 거의 동일한 휘도이며, 정면(0도)에서는 2484로 매우 낮은 휘도를 갖게 된다.In the case of the third experimental example, it has a peak luminance of 9138 at 58 degrees in the lower vertical direction, which is one side direction. .

이처럼, 출광제어시트를 사용하여 측면 방향으로 시청각을 형성할 수 있으며, 출광제어시트의 구조를 조절함으로써 요구되는 시청각을 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.As such, it can be confirmed that the audiovisual can be formed in the side direction using the light emission control sheet, and the required audiovisual can be realized by adjusting the structure of the light emission control sheet.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 도광판에서 출사된 광의 진행경로를 측방향으로 제어하는 출광제어광학부재와, 출광제어광학부재에 의해 측방향으로 경로가 제어된 광 중 특정 편광을 투과하는 편광판과, 특정 편광과의 편광 매칭이나 비매칭에 따라 진행 경로를 정면이나 측방향으로 제어하는 액정렌즈를 사용하여, 시야각을 정면 뿐만 아니라 측면 방향으로도 형성할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the light emission control optical member for controlling the propagation path of the light emitted from the light guide plate in the lateral direction, and the transmission of a specific polarized light among the light whose path is controlled in the lateral direction by the light emission control optical member. A viewing angle may be formed not only in the frontal direction but also in the lateral direction by using a polarizing plate and a liquid crystal lens that controls a traveling path in a frontal or lateral direction according to polarization matching or mismatching with a specific polarization.

이에 따라, 정면이나 측면의 시청 방향으로 시야각을 제어할 수 있게 되어, 종래에서 시야각 방향이 정면으로 고정됨에 의해 시청 방향이 측면인 경우에 불필요하게 소비전력이 증가하는 문제를 효과적으로 개선할 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to control the viewing angle in the front or side viewing direction, effectively improving the problem of unnecessarily increasing power consumption when the viewing direction is the side by conventionally fixing the viewing angle direction to the front. .

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.The above-described embodiment of the present invention is an example of the present invention, and free modification is possible within the scope included in the spirit of the present invention. Accordingly, this invention covers the modifications and variations of this invention within the scope of the appended claims and their equivalents.

100: 액정표시장치 110: 액정패널
112: 제1기판 114: 제2기판
120: 백라이트유닛 121: 반사판
123: 도광판 124: 출광제어패턴
125: 출광제어시트 126: 프리즘패턴
127: 반사형 편광판 130: 액정렌즈
131: 제1렌즈기판 132: 제2렌즈기판
134: 제1전극 135: 제2전극
137: 액정층 138: 절연층
141: 제1LED 142: 제2LED
L1,L2: 제1,2광
L1p,L1s: 제1광의 제1편광,제2편광
L2p; 제2광의 제1편광100: liquid crystal display device 110: liquid crystal panel
112: first substrate 114: second substrate
120: backlight unit 121: reflector
123: light guide plate 124: light emission control pattern
125: light emission control sheet 126: prism pattern
127: reflective polarizer 130: liquid crystal lens
131: first lens substrate 132: second lens substrate
134: first electrode 135: second electrode
137: liquid crystal layer 138: insulating layer
141: first LED 142: second LED
L1, L2: 1st, 2nd light
L1p, L1s: first polarization, second polarization of the first light
L2p; 1st polarization of 2nd light

Claims (7)

도광판과;
상기 도광판의 제1입광면을 마주보는 제1광원과;
상기 도광판 상면에서 출사된 광의 진행 경로를 측방향으로 제어하는 출광제어광학부재와;
상기 출광제어광학부재에서 출사된 광 중 제1편광을 출사하는 편광판과;
상기 편광판 상에, 상기 제1편광의 진행 경로를 정면 방향이나 측방향으로 제어하는 액정렌즈와;
상기 액정렌즈 상의 액정패널
을 포함하는 액정표시장치.
a light guide plate;
a first light source facing the first light incident surface of the light guide plate;
a light emission control optical member for laterally controlling a traveling path of light emitted from the upper surface of the light guide plate;
a polarizing plate for emitting a first polarized light among the lights emitted from the light emission control optical member;
a liquid crystal lens on the polarizing plate for controlling a traveling path of the first polarized light in a frontal direction or a lateral direction;
The liquid crystal panel on the liquid crystal lens
A liquid crystal display device comprising a.
 제 1 항에 있어서,
상기 제1입광면 반대에 위치하는 상기 도광판의 제2입광면을 마주보는 제2광원을 더 포함하는
액정표시장치.
According to claim 1,
Further comprising a second light source facing the second light incident surface of the light guide plate positioned opposite the first light incident surface
liquid crystal display.
 제 1 항에 있어서,
상기 출광제어광학부재는, 상기 도광판 상면에 구비된 출광제어패턴과, 상기 도광판 상에 위치하는 출광제어시트를 포함하는
액정표시장치.
According to claim 1,
The light emission control optical member includes a light emission control pattern provided on an upper surface of the light guide plate and a light emission control sheet positioned on the light guide plate.
liquid crystal display.
 제 3 항에 있어서,
상기 출광제어패턴은 반구 형상이나 폴리곤 형상을 갖고,
상기 출광제어시트는 프리즘패턴을 갖는
액정표시장치.
According to claim 3,
The light emission control pattern has a hemispherical or polygonal shape,
The light emission control sheet has a prism pattern.
liquid crystal display.
 제 4 항에 있어서,
상기 출광제어시트의 프리즘패턴은 꼭지각이 90도~150도를 갖는
액정표시장치.
According to claim 4,
The prism pattern of the light emission control sheet has an apex angle of 90 degrees to 150 degrees.
liquid crystal display.
 제 1 항에 있어서,
상기 편광판은 반사형 편광판인
액정표시장치.
According to claim 1,
The polarizer is a reflective polarizer.
liquid crystal display.
 제 1 항에 있어서,
상기 액정렌즈는,
서로 마주보는 제1,2렌즈기판과;
상기 제1,2렌즈기판 각각의 내면 상의 제1,2전극과;
상기 제1전극 상에, 프리즘 형상을 갖고 제1굴절률을 갖는 제1절연층과;
상기 제1절연층과 제2전극 사이에, 제1굴절율과 제1굴절률 보다 큰 제2굴절률을 갖는 액정층을 포함하는
액정표시장치.According to claim 1,
The liquid crystal lens,
first and second lens substrates facing each other;
first and second electrodes on inner surfaces of the first and second lens substrates;
a first insulating layer having a prism shape and a first refractive index on the first electrode;
Between the first insulating layer and the second electrode, comprising a liquid crystal layer having a first refractive index and a second refractive index greater than the first refractive index
liquid crystal display.
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