KR100663220B1

KR100663220B1 - 다중 화면 디스플레이

Info

Publication number: KR100663220B1
Application number: KR1020040068374A
Authority: KR
Inventors: 킨다이애나울리치; 마더조나단; 스티븐슨헤더; 왈튼엠마제이.
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2003-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2007-01-03
Also published as: CN1667693A; JP4530267B2; CN100397478C; KR20050021964A; JP2005078080A

Abstract

상이한 시청 영역 내에 관련되지 않은 영상을 표시하기 위한 이중 화면 디스플레이와 같은 다중 화면 디스플레이가 제공된다. 디스플레이는 비대칭 시야각 특성을 갖는 화소(101, 102)를 갖는 액정 표시 장치(20 - 28)를 포함한다. 디스플레이는 제1 시청 방향으로는 제1 영상을 표시하고 제2의 상이한 시청 방향으로는 제2 영상을 표시하도록 화소를 구동하기 위한 구동 장치(29)를 또한 포함한다. 제1 영상을 표시하는 화소(101)는 제2 방향으로 어둡게 나타나고, 제2 영상을 표시하는 화소(102)는 제1 방향으로 어둡게 나타난다.

다중 화면 디스플레이, 화소, 액정, 시청 영역, 시야각

Description

다중 화면 디스플레이{Multiple View Display}

도1 내지 도3은 다중 화면 디스플레이의 용도를 도시하는 도면.

도4는 본 발명의 일 실시예를 구성하는 디스플레이의 단면도.

도5는 도4의 디스플레이의 구성요소들의 배향을 도시하는 분해도.

도6은 상이한 시야각에서의 표시 콘트라스트 비율을 도시하는 극선도.

도7은 도4의 디스플레이의 상이한 그레이 레벨에 대한 시야각에 대한 강도의 그래프.

도8은 두 개의 상이한 시야각에서의 그레이 레벨에 대한 강도의 그래프.

도9는 두 개의 상이한 전압 범위를 도시하는 전압에 대한 휘도의 그래프.

도10은 상이한 시야각 및 상이한 화소 컬러에 대한 그레이 레벨에 대한 강도의 그래프.

도11은 상이한 컬러에 대한 그레이 스케일 교정의 결과를 도시하는 영상 그레이 레벨에 대한 교정된 그레이 레벨의 그래프.

도12는 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 디스플레이의 단면도.

도13은 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 디스플레이의 단면도.

도14는 화소화된 지연기를 만드는 방법을 도시하는 도식적인 단면도.

도15는 두 개의 상이한 시청 방향에 대한 전압에 대한 투과율의 그래프.

도16은 디스플레이의 시간 멀티플렉싱 작동 모드를 도시하는 도면.

도17은 디스플레이의 조합된 공간 및 시간 멀티플렉싱 작동 모드를 도시하는 도면.

도18은 이상적인 디스플레이 구동 계획을 도시하는 인가 전압에 대한 휘도의 그래프.

도19는 본 발명의 또 다른 실시예를 구성하는 디스플레이의 단면도.

도20 및 도21은 도19의 디스플레이의 작동을 도시하기 위한 전압에 대한 투과율의 그래프.

도22는 디스플레이의 작동을 도시하는 전압에 대한 투과율의 그래프와 함께 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 디스플레이의 일부를 도식적으로 도시하는 도면.

도23은 도22의 디스플레이의 단일 화면 작동 모드에 대한 투과율에 대한 전압의 그래프.

도24는 본 발명의 일 실시예를 구성하는 또 다른 디스플레이 및 디스플레이의 작동을 도시하는 전압에 대한 투과율의 그래프를 도식적으로 도시하는 도면.

도25는 도24의 디스플레이의 단일 화면 작동 모드를 도시하는 전압에 대한 투과율의 그래프.

도26은 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 디스플레이의 단면도.

도27은 상이한 크기의 디스플레이들과 그들의 시청 조건을 도시하는 도면.

도28은 본 발명의 일 실시예를 구성하는 디스플레이의 단면도.

도29는 도28의 디스플레이의 구성요소들의 배향을 도시하는 분해도.

도30 및 도31은 장치 구성에 대한 전압에 대한 투과되는 휘도를 설명하는 도면.

도32는 전압에 의한 휘도 비율의 변화를 설명하는 도면.

도33은 디스플레이 구성요소들의 배향을 도시하는 분해도.

도34 및 도35는 장치 구성에 대한 전압에 대한 투과되는 휘도를 설명하는 도면.

도36은 전압에 의한 휘도 비율의 변화를 설명하는 도면.

도37은 이중 화면 디스플레이 용도를 도시하는 도면.

도38은 상이한 LC 재료들을 분리하기 위한 중합체 벽의 사용을 설명하는 도면.

도39는 중심 혼선 영역을 갖는 이중 화면 표시 장치의 작동을 설명하는 도면.

도40은 중심 혼선 영역을 사용하는 이중 화면 디스플레이의 작동을 설명하는 도면.

도41 및 도42는 네 개의 장치 구성의 용도를 설명하는 도면.

도43은 본 발명의 일 실시예를 구성하는 디스플레이의 단면도.

도44는 도43의 디스플레이의 일례의 구성요소들의 배향을 도시하는 분해도.

도45 및 도46은 도43의 디스플레이의 LCD에 대한 전압에 대한 투과율의 그래프.

도47은 중간 편광기가 생략된 도43에 도시된 유형의 디스플레이에 대한 전압에 대한 투과율의 그래프.

도48은 도43의 디스플레이의 LCD에 대한 구동 계획을 도시하는 도9와 유사한 두 개의 그래프.

도49는 본 발명의 일 실시예를 구성하며 단일 세트의 컬러 필터를 갖는 디스플레이를 도식적으로 도시하는 도면.

도50은 본 발명의 일 실시예를 구성하며 두 세트의 컬러 필터를 갖는 디스플레이를 도식적으로 도시하는 도면.

도51은 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 디스플레이의 단면도.

도52는 화소 및 컬러 필터 배열의 일례를 도시하는 도면.

도53은 본 발명의 일 실시예를 구성하는 시계열 디스플레이를 도식적으로 도시하는 도면.

도54는 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 디스플레이의 단면도.

도55는 도54의 디스플레이의 다른 작동 모드를 도시하는 도면.

도56 및 도57은 도54의 디스플레이의 시계열 작동 모드를 도시하는 도면.

도58은 도54의 디스플레이의 고해상도 단일 화면 작동 모드를 도시하는 도면.

도59는 도58에 도시된 모드의 변형된 형태를 도시하는 도면.

도60은 시계열 작동 모드를 도식적으로 도시하는 도면.

도61은 중간 편광기가 없는 두 개의 TVAN LCD를 포함하는 디스플레이에 대한 전압에 대한 투과율의 두 개의 그래프.

도62는 중간 편광기를 갖는 두 개의 TVAN LCD를 포함하는 디스플레이에 대한 전압에 대한 투과율의 두 개의 그래프.

도63은 다른 시계열 작동 모드를 갖는 디스플레이를 도시하는 도면.

도64는 시청 방향들 사이의 각도를 조정하기 위해 각을 이루거나 평행하지 않은 LCD의 사용을 도시하는 도면.

도65는 시차 장벽을 포함하며 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 디스플레이의 단면도.

도66은 본 발명의 일 실시예를 구성하는 디스플레이의 구성요소들의 배향을 도시하는 도5와 유사한 도면.

도67은 도66의 디스플레이의 작동을 도시하는 전압에 대한 발광의 그래프.

도68 및 도69는 도30 및 도31과 유사하지만 상이한 시야각에 대한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 디스플레이

101, 102 : 화소

20 : 편광기

21 : 기판

22 : 전극

23 : 정렬 층

24 : 액정 층

25 : 정렬 층

26 : TFT 및 전극 층

27 : 기판

28 : 편광기

29 : 구동 장치

본 발명은 다중 화면 디스플레이에 관한 것이다. 그러한 디스플레이는 실질적으로 서로 다른 영상을 포함하는 둘 이상의 화면을 표시하도록 사용될 수 있다. 그러한 디스플레이는 다른 시청자들이 서로 관련되지 않은 다른 영상을 볼 수 있게 한다.

첨부된 도면의 도1은 이러한 예에서 이중 화면 디스플레이를 포함하는 다중 화면 디스플레이의 개념을 도시한다. 시청 위치 1 및 2에 위치된 시청자 1 및 2가 이중 화면 디스플레이(10)를 본다. 디스플레이(10)는 실질적으로 상이한 영상들이 표시될 수 있는 개별 화면 영역을 갖는다. 예를 들어, 시청자 1은 영화를 관람할 수 있고, 시청자 2는 지도를 읽을 수 있다. 그러한 예는 예를 들어 자동차 용도의 디스플레이에 적용될 수 있어서, 운전자는 네비게이션 정보를 볼 수 있고 동시에 승객은 영화를 본다.

첨부된 도면의 도2는 이중 화면 디스플레이(10)의 용도의 다른 예를 도시한 다. 이러한 경우에, 디스플레이는 책상 또는 계산대(11)의 평면 내에 장착되어, 책상 또는 계산대의 반대 측면 상의 시청자 1 및 2가 다른 화면을 볼 수 있다. 유사하게, 도3은 이러한 경우에 디스플레이의 네 측면 상의 시청자 1 내지 4에 대해 네 개의 관련되지 않은 화면을 표시하는 수평으로 배향된 다중 화면 디스플레이를 도시한다.

꼬임 네마틱(twisted nematic: TN) 액정(liquid crystal: LC) 모드의 시야각 특성이 공지되어 있고, 그러한 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD)의 시야각 특성은 존 윌리 앤드 손즈 인크.(John Wiley and Sons Inc.)에서 1999년에 발간된 P. Yeh 및 C. Gu의 "액정 표시 장치의 광학 특성(Optics of Liquid Crystal Displays)" 제9장에 개시되어 있다. 이러한 특성은 통상 수평 시야각 방향으로 비교적 균일하지만, 수직 시야각 방향으로는 비대칭이다. 동일한 영상이 넓은 범위의 각도로부터 보이게 하기 위한 LCD의 시야각 특성을 최적화하기 위한 기술이 공지되어 있다.

다중 화면 비디오 디스플레이는 JP 06-236152호에 개시되어 있다. 이러한 예에서, 용도는 상이한 시청 영역들을 발생시키기 위한 렌즈의 모드이다.

TN 및 게스트-호스트(guest-host: GH) LCD의 방향성 시야 특성은 JP 2-146087호, JP 60-211418호, JP 60-211420호, JP 60-211428호, 및 Okada 등의 전자 장치에 대한 IEEE 트랜잭션(IEEE Transaction on Electron Devices) 제45권 제7호(1988년) 1445면 내지 1452면에 등재된 "꼬임 네마틱 액정 셀의 시야각 의존성의 사용에 의한 입체 표시의 가능성(Possibility of Stereoscopic Displays by using a viewing Angle Dependence of Twisted Nematic Liquid Crystal Cells)"에 개시되어 있다. 이러한 문헌들은 다른 영상을 표시하기 위한 화소와 다른 정렬을 갖는 영상들 중 하나를 표시하기 위한 화소를 갖는 LCD 상에서 두 개의 영상을 공간적으로 멀티플렉싱하는 것을 개시한다. 이러한 문헌들은 통상 3차원 디스플레이를 제공하도록 관련 영상들을 표시하기 위한 자동 입체 또는 입체 디스플레이를 언급한다.

JP 08-101367호는 이중 층 자동 입체 디스플레이를 개시한다. 하나의 층은 자동 입체 표시를 위해 영상들을 상이한 시청 영역들 내로 유도하기 위한 방향 제어 층으로서 작용하는 다른 층 후방에서 공간적으로 멀티플렉싱된 영상을 표시한다.

이러한 문헌들은 하나의 영상을 표시하기 위한 화소들이 다른 화상을 표시하기 위한 화소들과 동일한 구성인 배열을 개시한다. 그러나, 하나의 영상을 위한 화소들은 효과적으로 회전되거나 표시되는 다른 영상을 위한 화소들의 효과적인 거울상이다.

Chen 등의 일본 응용 물리학회지(Japanese Journal of Applied Physics) 제36권(1997년) L1685면 내지 L1688면에 등재된 "단순 다중 모드 입체 액정 표시 장치(Simple Multimode Stereoscopic Liquid Crystal Display)"는 수동 공간 패턴화 액정 층이 공간적으로 멀티플렉싱된 좌우측 눈 영상을 표시하는 영상 패널 상에 중첩되는 배열을 개시한다. 수동 층은 꼬임 네마틱 액정 영역과, 하나의 화면을 위한 광의 편광은 회전시키고 다른 화면을 위한 광의 편광은 회전시키지 않기 위한 프레데릭츠(Freederickesz) 모드 액정 영역을 포함한다. 영상은 시청 보조구가 없이 자동 입체적으로 또는 편광 유리를 사용하여 입체적으로 시청될 수 있다.

JP 60-211428호는 한 쌍의 적층된 게스트-호스트 액정 장치를 포함하는 입체 디스플레이를 개시한다. 각각의 장치는 각각의 화면을 표시하고, 장치 정렬은 서로에 대해 직교하여 배향된다. 따라서 좌우측 화면들은 서로에 대해 직교하여 편광되고, 편광 유리는 디스플레이를 입체적으로 시청하도록 사용된다.

미국 특허 제6,424,323호는 둘 이상의 2차원 또는 3차원 영상을 제공하기 위한 수정체(lenticular) 스크린을 사용하는 배열을 개시한다.

EP 1 250 013호는 표시 스크린이 공간적으로 멀티플렉싱된 좌우측 영상을 표시하고 표시 스크린 전방의 복수의 추가 장치가 관찰자의 좌우측 눈에 의한 영상의 가시도를 제어하는 배열을 개시한다.

JP 09-043540호는 시차 장벽의 유효 위치를 병진 이동시키기 위해 두 개의 액정 장벽의 전자식 절환을 사용하는 입체 디스플레이를 개시한다. 이는 자동 입체 3차원 표시 배열을 생성한다.

WO 95/27973호는 최대 콘트라스트 비율의 방향을 두 개의 시청 영역들 사이의 중간으로 제어함으로써 두 명의 시청자에게 하나의 패널로부터의 하나의 영상을 최적으로 표시하기 위한 꼬임 네마틱 액정 모드의 사용을 개시한다.

WO 99/45527호는 꼬임 네마틱 액정 모드의 사용을 개시한다. 사용되는 전압 범위를 변경함으로써, 콘트라스트 비율이 식별 가능한 영상을 생성하기에 충분한 시야각 범위의 정도가 모든 시청자가 하나의 영상을 볼 수 있는 공동 모드와, 수직 입사각의 시청자만이 하나의 영상을 볼 수 있는 개인 시청 모드 사이의 절환을 허용한다.

미국 특허 제5,059,957호는 최대 콘트라스트 비율의 영역을 승객의 시청 위치를 향해 변위시킴으로써 차량용 TV로부터의 영상이 운전자에게 도달하는 것을 방지하기 위한 LC 층의 사용을 개시한다.

미국 특허 제5,526,065호 및 미국 특허 출원 제2003-0007227호는 영상이 운전자에게 흑색으로 보이도록 LC 층을 절환함으로써 차량용 TV로부터의 영상이 운전자에게 도달하는 것을 방지하기 위한 LC 층의 사용을 개시한다.

미국 특허 제5,936,596호는 하나의 디스플레이로부터 상이한 영상들을 상이한 시야각 범위 내로 표시하기 위해 상이한 시야각 특성을 갖는 화소의 사용을 개시한다. 이는 또한 전압을 인가함으로써 화소의 시야각 특성을 변화시키는 것을 개시한다.

미국 특허 제6,593,904호는 액정의 전압 의존성 광학 꼬임의 사용을 개시한다. 사용되는 전압 범위를 변화시키는 것은 시야각을 변화시켜서, 하나의 디스플레이로부터 하나의 영상이 하나의 시야각 범위에서 보이고 제2 화상이 다른 시야각 범위에서 보이는 것을 가능케 한다.

미국 특허 제6,724,450호는 하나의 도메인이 하나의 영상을 표시하고 다른 도메인이 제2 영상을 표시할 수 있도록 분리되어 전기적으로 제어 가능한 이중 도메인 화소의 사용을 개시한다. 각각의 도메인 사이에서 액정의 상이한 기울기 또는 꼬임을 갖는 것은 상이한 영상이 상이한 시야각 범위에서 표시되게 한다.

WO 04/036286 A1호는 비월되어 다중 화면 디스플레이를 생성하는 적어도 두 개의 상이하게 규정된 시야각 화소의 사용을 개시한다. 하나 이상의 디스플레이층이 존재할 수 있다.

액정 표시 장치(LCD) 화소(화상 요소)에 적용되었을 때의 "상이한 구성의"라는 개념은 화소들이, 액정 기판 경계면들 중 하나 또는 모두에서의 예비 기울기; 벌크 액정 도파기 배향; 액정 두께; 도파기 꼬임; 키랄 첨가물, 염료 또는 중합체 재료에 의한 액정 재료의 도핑; 편광기 투과 축 배향; 방위각 및/또는 천정각 고정 강도; 지연 층 크기 및/또는 광학 축 배향; 보상 층 효과; 액정 재료; 및 구동 계획 중 하나 또는 이들의 조합에 대해 상이하지만, 하나의 화소가 다른 화소의 회전 또는 거울상인 경우를 제외하는 것을 의미하도록 정의된다.

액정 표시 장치 화소에 적용되었을 때의 "상이한 LC 모드의"라는 개념은 화소들이, 액정 기판 경계면들 중 하나 또는 모두에서의 예비 기울기; 벌크 액정 도파기 배향; 액정 두께; 도파기 꼬임; 방위각 및/또는 천정각 고정 강도; 편광기들이 액정 셀 내에 배치되는 편광기 투과 축 배향; 지연기 또는 보상기가 액정 셀 내에 배치되는 지연 또는 보상 효과; 액정 재료; 및 키랄 첨가제, 염료 또는 중합체 재료에 의한 액정 재료의 도핑 중 하나 또는 이들의 조합에 대해 상이하지만, 하나의 화소가 다른 화소의 회전 또는 거울상인 경우를 제외하는 것을 의미하도록 정의된다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 비대칭 시야각 특성을 갖는 복수의 화소를 포 함하는 적어도 하나의 액정 표시 장치와, 제1 시청 방향으로는 제1 영상을 표시하고 제1 시청 방향과 다른 제2 시청 방향으로는 제2 영상을 표시하도록 화소를 구동하는 구동 장치를 포함하고, 구동 장치는 제1 영상을 표시하는 화소들이 제2 방향으로 어둡게 나타나고 제2 영상을 표시하는 화소들이 제1 방향으로 어둡게 나타나도록 적어도 하나의 표시 장치와 협동하는 다중 화면 디스플레이가 제공된다.

제1 및 제2 영상을 표시하는 화소들은 각각 제2 및 제1 방향으로 최대로 어둡게 나타날 수 있다. 제1 및 제2 영상을 표시하는 화소들에 의해 각각 제2 및 제1 방향으로 공급되는 광의 강도는 제1 및 제2 영상을 표시하는 화소들이 제1 및 제2 방향으로 각각 공급할 수 있는 광의 최대 강도의 X%보다 작을 수 있고, X는 20보다 작은 실수이다. X는 10과 동일할 수 있다. X는 3.5와 동일할 수 있다. X는 1과 동일할 수 있다.

제1 및 제2 영상들은 서로에 대해 관련되지 않을 수 있다.

제1 및 제2 방향들은 적어도 하나의 장치의 표시 표면에 대해 직교하며 최대 시야각 비대칭의 방향을 포함하는 평면 내에 있을 수 있다. 제1 및 제2 방향들은 표시 표면에 대한 수직선의 대향 측면들 상에 있을 수 있다. 제1 및 제2 방향들은 수직선에 대해 대체로 대칭일 수 있거나, 수직선에 대해 비대칭일 수 있다.

제1 영상을 표시하는 화소는 제1 방향으로 제1 콘트라스트 비율과 제2 방향으로 1과 대체로 동일한 콘트라스트 비율을 제공하도록 배열될 수 있고, 제2 영상을 표시하는 화소는 제2 방향으로 제2 콘트라스트 비율과 제1 방향으로 1과 대체로 동일한 콘트라스트 비율을 제공하도록 배열될 수 있다.

제1 및 제2 방향들 사이의 각도는 대체로 10°이상일 수 있다.

적어도 하나의 장치는 화소의 세트를 포함할 수 있고, 각각의 세트의 화소들은 동일한 컬러이며 다른 세트의 화소들과 다른 컬러일 수 있다. 적어도 하나의 장치는 상이한 컬러의 화소에서 상이한 두께를 갖는 액정 층을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 장치는 상이한 지연 영역들이 상이한 컬러의 상기 화소와 광학적으로 정렬되어 있는 패턴화된 지연기를 포함할 수 있다. 상이한 지연 영역들은 컬러 필터로서 작용하기 위해 상기 상이한 컬러의 염료를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 장치는 투과 모드 장치일 수 있다.

적어도 하나의 표시 장치는 균일한 정렬 및 비대칭 시야각 특성을 갖는 비대칭 액정 모드를 가질 수 있고, 구동 장치는 적어도 하나의 장치를 제1 영상을 표시하기 위한 제1 구동 계획 및 제2 영상을 표시하기 위한 제1 구동 계획과 다른 제2 구동 계획으로 구동하도록 배열될 수 있다.

제1 및 제2 구동 계획은 각각 서로 다른 제1 및 제2 전압 범위를 포함할 수 있다.

액정 모드는 꼬임 네마틱, 하이브리드 정렬 네마틱(hybrid aligned nematic), 및 꼬임 수직 정렬 네마틱(twisted vertically aligned nematic) 중 하나일 수 있다.

제1 및 제2 화면들은 적어도 하나의 장치 상에서 공간적으로 멀티플렉싱될 수 있다. 적어도 하나의 표시 장치는 액정 층과, 균일한 입력 및 출력 편광기들 사이에 배치된 적어도 하나의 균일한 지연기를 포함할 수 있다. 지연기는 편광기 들 중 인접한 하나의 상기 투과 축에 대해 지연기의 평면 내에서 대체로 45°로 배향되고 지연기 평면에 대한 수직선에 대해 대체로 67°로 배향된 광학축을 가질 수 있다. 지연기는 대체로 494 nm의 지연을 가질 수 있다. 적어도 하나의 장치는 제1 및 제2 화면을 위한 제1 및 제2 영역을 각각 갖는 패턴화된 편광기를 포함할 수 있고, 제1 영역의 상기 투과 축은 제2 영역의 투과 축과 다르다. 제1 영역의 투과 축은 제2 영역의 투과 축에 대해 대체로 직교할 수 있다.

적어도 하나의 장치는 패턴화된 지연기를 포함할 수 있다. 패턴화된 지연기는 단일 화면 작동 모드를 위한 대체로 0인 지연으로 절환될 수 있다.

적어도 하나의 장치는 시차 장벽을 포함할 수 있다.

제1 및 제2 화면들은 적어도 하나의 장치 상에서 시간적으로 멀티플렉싱될 수 있다. 적어도 하나의 장치는 절환 가능한 지연기를 포함할 수 있다. 지연기의 지연은 가시광에 대한 홀수의 반파장과 짝수의 반파장 사이에서 절환될 수 있다.

적어도 하나의 장치는 제1 비대칭 시야각 특성을 갖는 제1 구성을 갖는 제1 화소와, 제1 비대칭 시야 특성과 다르게 배향된 제2 비대칭 시야 특성을 갖는 제1 구성과 다른 제2 구성을 갖는 제2 화소를 포함할 수 있고, 구동 장치는 제1 영상을 표시하기 위해 제1 화소를 그리고 제2 영상을 표시하기 위해 제2 화소를 구동하도록 배열될 수 있다.

제1 및 제2 영상들은 제1 및 제2 방향 사이의 제3 시청 방향으로 보일 수 있다.

제1 화소는 상기 제2 화소와 함께 공간적으로 산재될 수 있다.

제1 및 제2 비대칭 시야 특성은 대체로 대향 방향으로 배향될 수 있다.

제1 및 제2 화소들은 각각 서로 다른 제1 및 제2 액정 모드를 가질 수 있다. 제1 및 제2 모드 중 적어도 하나는 꼬임 네마틱, 하이브리드 정렬 네마틱, 꼬임 수직 정렬 네마틱, 프레데릭츠, 수직 정렬 네마틱, 및 pi-셀 중 하나일 수 있다. 제1 및 제2 화소들은 인가되는 전기장의 부재 시에 상이한 액정 도파기 꼬임을 가질 수 있다. 상이한 꼬임은 상이한 크기를 가질 수 있다. 상이한 꼬임은 상이한 꼬임 방향을 가질 수 있다. 상이한 꼬임들 중 하나는 0°일 수 있다.

제1 및 제2 화소들은 적어도 하나의 액정 기판 경계면에서 상이한 액정 도파기 예비 기울기를 가질 수 있다. 상이한 예비 기울기는 상이한 크기를 가질 수 있다. 상이한 예비 기울기는 상이한 방향을 가질 수 있다.

제1 및 제2 화소들은 상이한 벌크 액정 도파기 배향을 가질 수 있다. 제1 및 제2 화소들은 적어도 하나의 액정 기판 경계면에서 상이한 표면 고정 강도를 가질 수 있다.

제1 및 제2 화소들은 상이한 액정 재료를 가질 수 있다.

제1 및 제2 화소들 중 적어도 하나는 키랄 도핑제(chiral dopant), 중합체 네트워크 및 염료 중 적어도 하나를 포함하는 액정 재료를 가질 수 있다.

제1 및 제2 화소들은 상이한 두께의 액정 층을 가질 수 있다.

제1 화소는 투과 축이 제1 화소의 액정 광학축에 대해 제1 각도로 배향된 제1 편광기를 갖고, 제2 화소는 투과 축이 제2 화소의 액정 광학축에 대해 제1 각도와 다른 제2 각도로 배향된 제2 편광기를 가질 수 있다.

제1 및 제2 화소들은 상이한 지연의 제1 및 제2 지연기를 가질 수 있다.

제1 및 제2 화소들은 상이한 보상 효과를 제공하는 제1 및 제2 보상 층을 가질 수 있다.

구동 장치는 상이한 전압 범위로 상기 제1 및 제2 화소들을 구동하도록 배열될 수 있다.

적어도 하나의 장치는 시차 장벽을 포함할 수 있다.

디스플레이는 최초 언급된 장치를 통해 보일 수 있고 상기 최초 언급된 장치로 시계열적으로 작동하도록 배열된 추가적인 액정 장치를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 장치는 제1 비대칭 시야 특성을 갖는 제1 비대칭 액정 모드를 갖는 제1 액정 장치와, 제1 비대칭 시야 특성과 다르게 배향된 제2 비대칭 시야 특성을 갖는 제2 비대칭 액정 모드를 갖는 제2 액정 장치를 포함하고, 구동 장치는 제1 영상을 표시하기 위해 제1 구동 계획으로 제1 장치를 구동하고 제2 영상을 표시하기 위해 제2 구동 계획으로 제2 장치를 구동하도록 배열된다.

제1 및 제2 구동 계획은 각각 제1 및 제2 전압 범위를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전압 범위는 대체로 동일할 수 있다.

제2 장치는 상기 제1 장치를 통해 볼 수 있다. 제2 장치는 제1 장치와 배경 조명 사이에 배치될 수 있다.

제1 및 제2 장치들은 대체로 서로 평행할 수 있다.

제1 및 제2 장치는 각각 균일한 정렬을 가질 수 있다.

제1 및 제2 장치는 각각 투과 모드 장치일 수 있다.

제1 및 제2 액정 모드는 동일한 유형일 수 있다.

제1 및 제2 비대칭 시야 특성은 대체로 대향하는 방향으로 배향될 수 있다.

제1 및 제2 장치들은 대체로 대향하는 방향으로 배향된 정렬을 가질 수 있다.

제1 및 제2 액정 모드 중 적어도 하나는 꼬임 네마틱, 하이브리드 정렬 네마틱, 및 꼬임 수직 정렬 네마틱 중 하나일 수 있다.

제1 및 제2 장치는 각각 상이한 화소의 세트를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 장치들 중 하나는 적색, 녹색 및 청색의 화소의 세트를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 장치들 중 다른 하나는 시안, 마젠타 및 황색의 화소의 세트를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 장치는 제1 및 제2 방향을 포함하는 평면에 대해 대체로 평행하게 연장되는 컬러 필터 스트라이프(stripe)를 포함할 수 있다.

디스플레이는 다중 컬러 시계열 배경 조명을 포함할 수 있고, 구동 장치는 제1 및 제2 장치들을 컬러 시계열적으로 구동하도록 배열된다.

구동 장치는 제1 및 제2 장치에 시간적으로 멀티플렉싱된 영상을 공급하고 동시에 방향 절환 가능한 배경 조명을 제어하도록 배열될 수 있다. 제1 및 제2 장치는 각각 공간 위상 변조기를 포함할 수 있다.

디스플레이는 디스플레이의 다중 화면 모드를 위한 대체로 산란되지 않은 상태와 디스플레이의 단일 화면 모드를 위한 산란 상태 사이에서 절환 가능한 광 산란기를 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 균일한 정렬 및 비대칭 시야각 특성을 갖는 비대칭 액정 모드를 갖는 액정 표시 장치와, 제1 시청 방향으로 제1 영상을 표시하도록 제1 구동 계획으로 상기 장치를 구동하고 제1 방향과 다른 제2 방향으로 제2 영상을 표시하도록 제1 구동 계획과 다른 제2 구동 계획으로 상기 장치를 구동하는 구동 장치를 포함하는 다중 화면 디스플레이가 제공된다.

본 발명의 제3 태양에 따르면, 제1 비대칭 시야각 특성을 갖는 제1 구성을 갖는 제1 화소와, 제1 비대칭 시야 특성과 다르게 배향된 제2 비대칭 시야 특성을 갖는 제1 구성과 다른 제2 구성을 갖는 제2 화소를 포함하는 액정 장치와, 제1 시청 방향으로 제1 영상을 표시하도록 제1 화소를 구동하고 제1 방향과 다른 제2 시청 방향으로 제2 영상을 표시하도록 제2 화소를 구동하는 구동 장치를 포함하는 다중 화면 디스플레이가 제공된다.

본 발명의 제4 태양에 따르면, 제1 비대칭 시야각 특성을 갖는 제1 구성을 갖는 제1 화소와, 제1 구성과 다른 제2 구성을 갖는 제2 화소를 포함하는 액정 장치와, 제1 및 제2 시청 방향으로 제1 영상을 표시하도록 제1 화소를 구동하고 제2 시청 방향으로 제2 영상을 표시하도록 제2 화소를 구동하는 구동 장치를 포함하는 다중 화면 디스플레이가 제공된다.

본 발명의 제5 태양에 따르면, 제1 비대칭 시야각 특성을 갖는 제1 비대칭 액정 모드를 갖는 제1 액정 장치와, 제1 비대칭 시야 특성과 다르게 배향된 제2 비대칭 시야 특성을 갖는 제2 액정 장치와, 제1 시청 방향으로 제1 영상을 표시하기 위한 제1 구동 계획으로 제1 화소를 구동하고 제1 시청 방향과 다른 제2 시청 방향으로 제2 영상을 표시하기 위한 제2 구동 계획으로 제2 화소를 구동하기 위한 구동 장치를 포함하는 다중 화면 디스플레이가 제공된다.

따라서 상이한 영상들이 비교적 높은 콘트라스트 비율로 상이한 방향으로 보이게 하는 다중 화면 디스플레이를 제공하는 것이 가능하다. 이는 표시되는 영상 품질의 개선으로 이어진다.

도4는 도1 및 도2에 각각 도시된 바와 같이, 두 개의 화면 내의 관련되지 않을 수 있는 영상들을 시청자 1 및 2를 위한 시청 영역 1 및 2 내로 유도하기 위한 이중 화면 박막 트랜지스터(TFT) 능동 매트릭스 LCD를 도시한다. 디스플레이는 기판(21)의 외측 표면에 부착되거나 그 위에 형성된 전방 선형 편광기(20)를 포함한다. 기판(21)은 유리 또는 충분한 안정성의 임의의 적합한 투명 비복굴절 재료로 만들어질 수 있다. 기판(21)은 그의 내측 표면 상에 예를 들어 인듐 주석 산화물(indium tin oxide: ITO)로 만들어진 투명 전극(22)을 보유한다. 전극(22)은 능동 매트릭스를 위한 상대 전극으로서 작용하며, 디스플레이(10)의 전체 활성 영역을 균일하게 덮는다. 예를 들어 마찰 폴리아마이드의 정렬 층(23)과 같은 정렬 표면이 전극(22) 상에 형성되어, 디스플레이(10)의 활성 영역 전체에 걸쳐 동일하고 균일한 정렬 방향을 갖도록 균일하게 마찰된다.

제2 기판(27)은 후방 선형 편광기(28)와, TFT 및 전극 층(26)을 보유한다. 층(26)의 전극은 화소(화상 요소)를 한정하도록 패턴화된다. 그러한 TFT 및 전극 배열은 공지되어 있으며 더욱 설명되지 않을 것이다. 예를 들어 마찰 폴리아마이드의 정렬 층(25)과 같은 정렬 표면이 층(26) 상에 형성된다. 정렬 층(25)은 또한 디스플레이(10)의 활성 영역 전체에 걸쳐 균일한 정렬 방향을 제공한다.

기판(21, 27)들은 층(22, 23, 25, 26)을 구비하여 형성되고, 그들 사이에 액정 층(24)을 갖는 액정 셀을 한정하도록 정렬 층(23, 25)과 함께 서로 대면하여 모인다. 층(24)의 액정은 예를 들어 머크 유케이(Merck UK)로부터 구입 가능한 ZLI4792를 포함하는 네마틱 액정이다. 편광기(20, 28)는 액정 셀이 형성되기 전에 또는 그 후에 형성되거나 제공될 수 있다. 층(26)은 그레이 스케일을 한정하는 전압으로 개별 화소를 주소 지정하도록 적절한 신호를 제공하기 위해 29로 도시된 구동 장치를 포함하거나 그에 연결될 수 있다. 구동 장치(29)는 표시되어야 하는 제1 및 제2 영상을 위한 제1 및 제2 구동 계획을 제공하기 위해 전체적으로 또는 부분적으로 외부 구성요소로 형성될 수 있다. 또는, 구동 장치(29)는 패널 상에 통합될 수 있다.

도5는 편광기(20, 28) 및 층(23 내지 25)을 분해도로 도식적으로 도시한다. 도5는 또한 도1에 도시된 바와 같은 디스플레이(10)의 직각 배향에 대한 수직 방향과 수평 방향을 도시한다. 수직 상향 기준 방향은 0°로 언급되고, 수평 직각 방향은 90°로 언급된다. 도5에 도시된 구성요소들에 대해 도시된 다양한 방향은 상향 수직 0°방향으로 언급된다.

전방 편광기(20)는 상향 수직 방향에 대해 +90°각도로 배향된 투과 축(30)을 갖는다. 정렬 층(23)은 상향 수직 방향에 대해 -45°각도로 배향된 균일한 정렬 방향(33)을 갖는다. 정렬 층(25)은 상향 수직 방향에 대해 +45°로 배향된 균일한 정렬 방향(35)을 갖는다. 편광기(28)는 상향 수직 방향에 대해 +180°로 배 향된 투과 축(38)을 갖는다. 따라서 디스플레이(10)의 도시된 정상 백색 작동 모드에 대해, 편광기(20, 28)들의 투과 축은 서로에 대해 직교한다. 유사하게, 정렬 방향(33, 35)들은 서로에 대해 직교한다. 화소를 가로질러 인가되는 전압의 부재 시에, 액정 층(24)은 편광기(28)에 의해 편광되는 입사광이 층(24)에 의해 회전된 편광 방향을 갖고 편광기(20)에 의해 통과되도록 90°꼬임으로 정렬된다.

충분히 큰 전기장이 화소를 가로질러 인가되면, 그러한 화소 내의 액정 입자의 도파기는 층(24)의 표면에 대해 대체로 직교하게 배향되어 디스플레이를 통과하는 광의 편광에 대해 영향을 거의 미치지 않거나 전혀 미치지 않는다. 따라서, 후방 편광기(28)에 의해 통과되는 광은 전방 편광기(20)에 의해 대체로 소멸되고, 화소는 최대로 어둡거나 흑색으로 보인다. 인가되는 중간값의 전기장에 대해, 편광기(28)로부터의 광의 편광은 양을 변화시킴으로써 회전되며 전방 편광기(20)에 의해 분석되어, 흑백 레벨을 갖는 그레이 스케일을 구성하는 복수의 그레이 레벨을 제공한다.

도6은 도4 및 도5에 도시된 디스플레이(10)의 상이한 시야각에서의 콘트라스트 비율의 변화를 도시한다. 디스플레이(10)는 비대칭 시야각 방향이 대체로 수평이도록 TN LCD의 전형적인 배향과 비교하여 90°만큼 효과적으로 회전된다. 이러한 예에서, 디스플레이는 디스플레이 수직 방향의 수평면 내의 각 측면 상에서 -30°및 +30°에서 보이도록 배열된다.

디스플레이(10)의 시야각 특성은 도7에 도시되어 있으며, -30°및 +30°의 시야각에서의 특성이 강조되어 있다. 디스플레이는 불연속적인 그레이 레벨 0 내 지 255가 주소 지정 가능한 유형이며, 도7은 다양한 시야각에서의 그레이 레벨의 선택 강도를 도시하며 디스플레이를 축 상에서 보았을 때 대체로 균일하게 이격된 그레이 레벨을 제공하도록 의도된 종래의 구동 계획에 대해 도시한다.

도8은 투과율을 -30°및 +30°시청 방향에 대한 그레이 레벨에 대한 강도로서 도시한다. 예를 들어, 그레이 레벨(96)이 표시될 때, 이러한 레벨을 표시하는 그러한 화소들은 +30°시청 영역으로부터 대체로 흑색으로 보일 것이지만, -30°시청 영역으로부터 보았을 때 최대 밝기의 절반 바로 아래에서 보일 것이다. 제1 및 제2 영상을 위한 제1 및 제2 구동 계획에 따라 그레이 레벨을 선택하도록 사용되는 전압 레벨을 적절하게 선택함으로써, 제1 영상이 대체로 제1 시청 영역 내에서만 보일 수 있고 제2 영상이 대체로 제2 시청 영역 내에서만 보일 수 있는 것이 가능하다. 구동 계획은 의도된 시청 방향 내에 각각의 영상을 표시하기에 적절한 콘트라스트 비율 그리고 다른 시청 영역 내에 매우 낮거나 대체로 0인 콘트라스트 비율을 생성하도록 선택된다.

적합한 구동 계획은 -30°및 +30°로부터 보았을 때 표시되어야 하는 그레이 레벨을 선택하기 위해 화소에 인가되는 전압에 대한 (투과 모드에서의) 휘도를 도시하는 도9에 도식적으로 도시되어 있다. 제1 영상을 표시해야 하는 그러한 화소를 주소 지정할 때 40으로 도시된 영상 1 전압 범위를 사용함으로써, 제1 영상은 -30°시청 방향으로 보일 수 있지만, 제1 영상을 표시하는 화소는 +30°시청 영역 내에서 흑색으로 나타난다. 역으로, 제2 영상을 표시하고 있는 그러한 화소에 대해 영상 2 전압 범위(41)를 사용함으로써, 제2 영상은 +30°시청 영역 내에서 보일 수 있지만, 그러한 화소는 -30°시청 방향으로 백색으로 나타난다. 따라서 디스플레이(10)는 임의의 시차 광학 장치를 요구하지 않고서 그리고 상이한 영상을 표시하는 화소들에 대한 상이한 정렬이 있는 다중 도메인 액정 기술을 사용하지 않고서 시청자들이 그들 각각의 시청 영역에서 관련되지 않은 영상 또는 일련의 영상을 시청하게 하는 두 개의 시청 영역을 생성한다. 그러므로 디스플레이는 제조하기 더 쉽고 더 저렴하다.

풀 컬러 LCD를 제공할 수 있도록, LC 모드에 대한 컬러의 효과가 제1 및 제2 영상을 위한 구동 계획을 선택할 때 고려되어야 한다. 전형적인 컬러 디스플레이에서, 컬러 필터가 각각의 화소 세트로부터의 광을 필터링한다. 컬러는 적색, 녹색, 및 청색, 또는 시안, 마젠타 및 황색일 수 있다. 액정 층(24)의 분산 때문에, LCD 내에서 사용되는 액정 모드의 광학 특성은 광의 파장에 의해 변한다. 예를 들어, 도10은 적색, 녹색 및 청색 화소에 대한 -30°및 +30°시청 방향에 대한 변화를 개별 컬러에 대한 그레이 레벨에 대한 강도로서 도시한다.

양호한 컬러 이중 화면 디스플레이를 제작하기 위해, 그레이 스케일 곡선에 대한 액정 모드의 분산 효과가 컬러 성분 각각에 대해 개별적으로 그레이 스케일의 신중한 매핑을 수행함으로써 극복될 수 있다. 도11은 동일한 그레이 레벨이 선택되어 각각의 컬러에 대해 표시되게 하기 위한 그러한 매핑 절차의 결과를 도시한다. 따라서 영상의 강도는 어떤 컬러가 영상을 표시하는 지에 관계없이 주어진 그레이 레벨에 대해 동일하다.

컬러 매핑은 디스플레이의 용도에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 동일한 용도에 대해, 하나의 또는 양쪽 영상 내에서 적색 및/또는 청색에 비해 더 높은 상대 강도의 녹색 광을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 매핑은 그러한 요구를 고려하여 선택될 수 있다.

도12는 컬러 영상을 표시하기 위한 다른 이중 화면 디스플레이를 도시한다. 도12의 디스플레이는 컬러 필터(45)가 기판(21)의 내측 표면 상에 제공되어 있으며 액정 층 두께(46)가 상이한 컬러 화소에 대해 상이한 점에서 도4의 디스플레이와 다르다.

화소의 광학 특성은 화소에서의 액정 층(24)의 지연에 의해 결정된다. 지연은 액정 층(24)의 복굴절 및 두께(46)의 산물이다. 따라서 상이한 컬러 화소들에 대해 층(24)의 두께를 변경함으로써, 각각의 화소는 그의 특성을 최적화하거나 적어도 표시해야 하는 컬러 또는 컬러의 범위에 대해 개선될 수 있다.

또는, 상이한 복굴절값을 갖는 액정 재료들이 중합체 벽에 의해 분리되어 사용될 수 있다. 지연은 각각의 컬러 화소의 파장에 정합된다.

도12의 디스플레이는 상이한 컬러의 화소들에 대해 불연속적인 단차형 두께를 갖는다. 이러한 특정 예에서, 이는 단차부의 상부 상에 형성된 정렬 층(25)을 갖는 TFT 기판(26, 27) 상의 47과 같은 중합체 단차부를 형성함으로써 달성된다. 그러한 단차부는 정렬 층 아래의 다른 기판 상에 또는 양쪽 기판 상에 형성될 수 있다. 단차부(47)는 적합한 저항 재료의 광 리소그래피 처리에 의해 형성될 수 있다. 또는, 단차부(47)는 각각의 기판 상에 직접 적합한 중합체 재료를 스크린 인쇄함으로서 형성될 수 있다. 다른 대안에서, 컬러 필터(45)는 단차형 두께를 가질 수 있다. 다른 예에서, 액정 층 두께의 변화는 적합한 구배의 쐐기형 구조물 또는 단차부의 예리한 모서리에 의해 야기되는 LC의 임의의 오정렬의 효과를 감소시키기 위한 예리한 모서리가 없는 유사한 구조물을 사용함으로써 달성될 수 있다.

도13은 액정 분산을 보상하기 위한 다른 기술을 도시한다. 이러한 디스플레이에서, 화소화된 지연기(50)가 제공된다. 지연기의 각각의 "화소 영역"은 관련 화소의 액정의 분산 효과를 실질적으로 보상하는 지연량을 제공한다. 시차를 감소시키기 위해, 화소화된 지연기(50)는 기판(21 및 26, 27)들 사이에 배치된다. 도13에서, 지연기(15)는 TFT 기판(26, 27) 상에 위치되는 것으로 도시되어 있지만, 지연기는 컬러 필터 기판(21) 상에 위치될 수도 있다.

다양한 기술이 화소화된 지연기(50)를 만들기 위해 이용 가능하다. 그러한 기술의 예는 잔드(Zande) 등의 Sid 03 Digest의 194면 내지 197면의 "패턴화된 광학 호일을 위한 기술(Technologies towards Patterned Optical Foils)"에 개시되어 잇다. 적합한 기술의 특정 예가 도14에 도시되어 있으며 예를 들어 머크 유케이로부터 구입 가능한 RMM 34인 반응성 메소젠(mesogen)과 같은 중합 가능한 액정을 사용한다.

기판(53)은 반응성 메소젠의 광학 축을 정렬하기 위해 정렬 층(52)과 같은 정렬 표면을 구비하여 준비된다. 그 다음 반응성 메소젠은 스핀 코팅과 같은 임의의 적합한 기술에 의해 정렬 층(52) 상에 코팅된다. 반응성 메소젠은 중합되지 않았을 때 온도에 따라 변하는 복굴절을 가지며 자외선과 같은 광에 대한 노광 시에 중합되어 광학 축의 배향을 고정시키는 유형이다.

제1 컬러에 대한 지연기의 영역을 형성하기 위해, 층(51)은 광 마스크(52)를 통해 자외선에 노광되고, 층(51)은 그의 복굴절을 제어하기에 적합한 온도로 유지된다. 제1 영역은 최대의 지연 및 복굴절을 요구하는 것이다.

제1 자외선 중합 이후에, 층(51)은 마무리된 지연기의 제2 영역에 대해 원하는 복굴절을 제공하기 위해 제2 온도로 가열된다. 이는 도14에서 55로 도시되어 있다. 따라서, 중합되지 않은 반응성 메소젠의 복굴절은 원하는 값으로 감소되고, 그 후에 다음의 컬러를 위한 제2 영역이 제2 광 마스크(56)를 통해 자외선에 노광된다. 따라서, 제2 영역이 중합되고 그의 특성이 고정된다.

그 다음 온도는 제3 마스크(58)를 통한 자외선에 대한 노광에 의해 중합되는 나머지 중합되지 않은 영역의 복굴절을 감소시키기 위해 57로 도시된 바와 같이 다시 증가된다. 그 다음 지연기는 효과적으로 사용할 준비가 되고 도13에 도시된 유형의 디스플레이 내에 포함되도록 기판(53) 및 정렬 층(52)으로부터 제거될 수 있다. 또는, 지연기는 액정 셀을 형성하기 위해 상부 기판 및 그의 관련 층과 함께 사용되기 전에, 도14에서 59로 도시된 바와 같이 정렬 층이 그의 상부 표면 상에 형성된 채로 TFT 기판 상에 직접 만들어질 수 있다.

또한, 디스플레이를 위한 컬러 필터를 형성하기 위해 중합 가능한 액정에 적합한 염료를 추가하는 것이 가능할 수 있다. 그러한 경우에, 지연기 및 컬러 필터는 디스플레이 내에 요구되는 층의 개수를 감소시키기 위해 단일 층 내에 만들어질 수 있으며, 이는 제조를 단순화하며 필요한 정렬 단계의 개수를 감소시킨다.

편광기(20) 및/또는 편광기(28)의 시야각 특성은 성능, 특히 디스플레이의 시청 영역 내의 영상 품질을 개선하기 위해 광의 비수직 입사에 대해 선택되거나 최적화될 수 있다.

상이한 화면을 위한 그레이 레벨을 주소 지정하기 위해 사용되는 전압은 기술 분야에 공지되어 있으며 예를 들어 www.imforamp.net/~poynton/에서 이용 가능한 Charles Poynton의 "감마에 대해 자주 묻는 질문(Frequently Asked Questions about Gamma)"에 설명되어 있는 감마 교정과 유사한 기술에 의해 선택되거나 최적화될 수 있다. 이는 먼저 각각의 화면의 원래의 영상 내의 그레이 레벨을 그러한 화면을 위한 시청 영역으로부터 보일 수 있는 그레이 레벨에 재매핑함으로써 행해질 수 있다. 재매핑은 단일 선형 범위 또는 둘 이상의 범위의 강도 레벨일 수 있다. 그 다음 영상의 표현을 개선하기 위해 시청 영역으로부터의 영상의 표현에 따라 조정이 이루어진다. 이는 영상 데이터의 적합한 감마 교정에 의해 수행될 수 있다. 이러한 유형의 교정은 그러한 화면을 위한 기존의 그레이 스케일 범위 밖의 그레이 스케일을 취하지 않을 수 있다. 임의의 적합한 감마값이 달성하기 원하는 효과에 따라 사용될 수 있다. 예를 들어, 2.2의 값이 사용될 수 있거나, 1.7과 같은 감마 교정의 더 낮은 값이 사용될 수 있다. 영상이 컬러 교정된 후에 영상에 대해 감마 교정을 적용하는 것은 양호한 결과를 생성하기 어렵다. 그러므로, 감마 교정은 컬러 교정 곡선에 대해 또는 컬러 교정 이전의 원래의 영상에 대해 적용될 수 있다.

"히스토그램 균등화"와 같은 다른 영상 강도 조정 기술이 사용될 수 있다.

제1 및 제2 시청 영역에 대한 화소의 그레이 레벨 범위는 적합하게 선택되거 나 최적화될 수 있다. 예를 들어, 그레이 레벨 범위는 영상이 시청되어야 하는 시청 영역 내에서 양호한 영상 품질을 제공하기 위해 그리고 화소를 각각의 다른 시청 범위로부터 보았을 때 대체로 흑색이거나 대체로 백색일 수 있으며 그레이 스케일 범위 전체에 걸쳐 최소의 콘트라스트 비율을 갖는 가장 양호한 그레이 레벨 상태를 제공하기 위해 선택될 수 있다.

구동 장치(29)는 각각의 화소가 표시되도록 선택된 영상을 위한 적절한 전압을 받도록, 전술한 바와 같은 전압 범위와 같은 상이한 구동 계획에 따라 화소를 구동할 수 있도록 요구된다. 단일 화면 작동 모드를 허용하도록 설계된 디스플레이의 경우에, 다른 전압 범위와 같은 다른 구동 계획이 사용될 수 있으며, 또한 구동 장치(29)는 각각의 화소에 적절한 전압을 공급할 수 있어야 한다.

전술한 실시예들이 꼬임 네마틱 액정 모드에 기초하지만, 적절한 비대칭 시야각을 생성하는 임의의 액정 모드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 적합한 스멕틱 또는 강유전성 액정 모드가 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어 EP 1103840에 개시된 바와 같은 하이브리드 정렬 네마틱(HAN) 모드 또는 꼬임 수직 정렬 네마틱(TVAN) 모드와 같은 다른 꼬임 네마틱 모드가 사용될 수 있다. TVAN 모드는 절환을 위한 임계 전압 아래에서 기판에 대해 대체로 꼬이지 않은 수직 구조를 갖는다. 이러한 임계 전압 위에서, 이러한 모드는 임계 전압 아래의 꼬임 네마틱 모드의 구조와 유사한 더욱 평탄한 꼬임 구조로 점진적으로 절환된다. -30°및 +30° 시야각을 위한 TVAN 모드 액정 장치의 투과 전압 특성의 예가 도15에 도시되어 있으며, 그러한 모드는 전술한 바와 같이 그레이 레벨의 적절한 매핑에 의해 이중 화면 디 스플레이로서 사용될 수 있다.

전술한 바와 같은 이중 화면 디스플레이와 같은 다중 화면 디스플레이의 경우에, 영상들은 각각의 영상에 대해 적절한 화소 세트를 할당함으로써 디스플레이의 활성 영역을 가로질러 공간적으로 멀티플렉싱될 수 있다. 예를 들어, 영상들은 화소들의 비월 수직 스트립 또는 칼럼으로서 표시될 수 있다. 비디오 영상의 경우에, 필드 또는 프레임 속도는 변화되지 않지만, 각각의 영상의 공간 해상도는 화소들이 영상들 사이에서 대체로 동일하게 분할된다고 가정하면 표시되는 영상의 개수로 나눠진 디스플레이의 공간 해상도와 동일하다. 대안으로서, 정상 비디오 필드 또는 프레임 속도보다 더 높은 리프레시 속도(refresh rate)로 작동할 수 있는 디스플레이의 경우에, 영상들은 시간적으로 멀티플렉싱될 수 있다. 이러한 경우에, 영상들은 두뇌가 각각의 화면의 단속적으로 표시되는 영상들을 융합시키기에 충분히 빠른 반복 사이클로 차례로 표시된다. 디스플레이 리프레시 속도는 가시적인 깜빡임이 회피될 수 있도록 충분히 높아야 한다.

시간 멀티플렉싱을 사용하는 것은 각각의 영상이 디스플레이의 최대 공간 해상도로 표시되게 한다. 그러나, 각각의 영상이 단지 부분 시간 동안만 표시되기 때문에, 각각의 화면에 대해 인지되는 밝기는 주어진 조사 레벨에 대해 감소된다.

시간 멀티플렉싱 또는 "시계열" 작동은 도16에서 도4에 도시된 디스플레이(10)에 대해 도시되어 있다. 도9의 전달 특성은 화면 1 및 2를 위한 화상 1 및 화상 2에 대한 전압 범위가 도시되어 있는 70에 도시되어 있다.

"시간 1"로서 언급된 주기에서, 영상 1은 71로 도식적으로 도시된 바와 같이 표시된다. 그러므로, 제1 시청 영역 내의 시청자는 영상 1을 보고, 제2 시청 영역 내의 시청자는 흑색의 디스플레이를 본다.

"시간 2"로 표시된 제2 주기 중에, 영상 2는 72에 도시된 바와 같이 표시된다. 이러한 경우에, 제1 시청 영역 내의 시청자는 백색의 디스플레이를 보고, 제2 시청 영역 내의 시청자는 영상 2를 본다.

이러한 사이클은 정지 또는 활동 영상에 대해 두뇌가 영상들의 융합을 수행하기에 충분히 신속하게 반복된다. 따라서, 제1 시청 영역 내의 시청자는 교대로 표시되는 영상 1 및 디스플레이의 백색 표현을 융합하여, 영상 1을 감소된 콘트라스트 비율로 인지한다. 역으로, 제2 시청 영역 내의 시청자는 영상 2 및 디스플레이의 흑색 표현을 융합하여, 단지 영상 2만을 인지한다.

도17은 시간 멀티플렉싱이 공간 멀티플렉싱과 조합된 다른 작동 모드를 도시한다. 각각의 프레임 주기 중에, 영상들은 전술한 바와 같이 그리고 73 및 74에서 시간 주기(시간 1, 시간 2)에 대해 도시된 바와 같이 디스플레이를 가로질러 비월되는 수직 스트립으로 분할된다. 그러나, 시간 1 주기에서, 영상 1의 스트립은 홀수의 화소 칼럼에 의해 표시되고, 영상 2의 스트립은 짝수의 화소 칼럼에 의해 표시된다. 역으로, 시간 2 주기에서, 영상 2의 스트립은 홀수의 화소 칼럼에 의해 표시되고, 영상 1의 스트립은 짝수의 화소 칼럼에 의해 표시된다. 전술한 바와 같이, 제1 시청 영역 내의 시청자는 영상 1의 비월 스트립과 백색을 보고, 제2 시청 영역 내의 시청자는 영상 2의 비월 스트립과 흑색을 본다. 따라서, 도17에 도시된 모드는 각각의 영상 프레임을 두 개의 시계열적으로 표시되는 필드로 분할하는 것 에 상응한다.

전술한 실시예들의 단점은 시청자들 중 한 명이 다른 시청자에 대해 의도된 영상을 표시하는 화소를 백색으로 보는 것이다. 이는 영상의 콘트라스트 비율을 감소시키는 효과를 갖는다. 그러므로, 각각의 시청자가 다른 시청자에 대해 의도된 영상을 표시하는 화소를 흑색으로 보는 작동 모드를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어, 도18은 이를 효과적으로 달성하는 구동 계획의 두 가지 예를 도시한다. 이러한 유형의 구동 계획은 액정 장치를 갖는 지연기를 사용함으로써 달성될 수 있으며, 이의 예는 도19에 도시되어 있다.

도19의 디스플레이(10)는 도16에 도시된 시간적으로 멀티플렉싱되거나 시계열 모드로 작동하며, 전방 편광기(20)와 기판(21) 사이에 절환 가능한 지연기(80)를 포함한다. 절환 가능한 지연기(80)는 기판(81, 82), 전극(83, 84), 정렬 층(85, 86), 및 액정 층(87)을 포함한다. 전극(83, 84)은 평면 전극이고, 액정 층(87) 전체를 제1 및 제2 상태 사이에서 절환하기 위해 디스플레이의 전체 활성 영역에 걸쳐 연장된다. 인가되는 전기장의 부재 시에, 정렬 층(85, 86)은 액정 층(87)의 적절한 정렬을 제공하고, 이는 절환 임계값보다 더 큰 전압이 전극(83, 84)을 가로질러 인가될 때 변화된다. 절환은 전극(83, 84)에 적절한 전압을 공급하는 구동 장치(29)에 의해 제어된다.

절환 가능한 지연기(80)는 가시광 주파수에서 홀수의 반파장 지연을 제공하는 제1 상태와 가시광 주파수에서 짝수의 반파장 지연을 제공하는 제2 상태 사이에서 절환 가능한 임의의 적합한 액정 모드를 사용할 수 있다. 예를 들어, 절환 가 능한 지연기(80)는 반파장 지연을 제공하는 것과 대체로 0인 지연을 제공하는 것 사이에서 절환 가능한 반파장판(half waveplate)을 포함할 수 있다. 이러한 용도에 적합한 액정 모드는 수직 정렬 네마틱 모드 및 프레데릭츠 모드를 포함하고, 이들은 기술 분야에 공지되어 있다. 도20은 연속된 쌍의 시간 주기 중의 작동 원리를 도시한다. 제1 시간 주기 중에, -30°시야각의 시청자를 위한 제1 영상이 절환 가능한 지연기(80)가 대체로 0인 지연을 제공하도록 절환된 채로 표시된다. 화소들은 +30°시청 방향으로 흑색으로 나타난다.

제2 시간 주기 중에, 지연기(80)는 반파장 지연을 제공하도록 절환되고, +30°시청 방향으로 보이기 위한 영상 2가 표시된다. 디스플레이는 -30°시청 방향으로 흑색으로 나타난다.

도21은 도19에 도시된 실시예의 특정 예에 대한 성능을 도시하고, 절환 가능한 지연기(80)는 서로에 대해 직교하는 편광기(20, 28)들의 투과 축에 대해 45°인 광학 축을 갖는 반파장 두께의 수직 정렬 네마틱 장치를 포함한다. 부품(20 내지 28)을 포함하는 디스플레이는 액정 층(24)의 광학 축이 편광기(20, 28)의 투과 축에 대해 45°로 배향된 꼬임 수직 정렬 네마틱 타입이다. 액정 층(24)은 5 마이크로미터의 두께를 갖고, 층(24, 87)의 액정 재료는 음의 유전 이방성을 갖는다.

시계열의 제1 시간 주기 중에, 지연기(80)의 전극(83, 84)들 사이에 인가 전압이 제공되지 않는다. 따라서, 층(87)의 액정 도파기는 대체로 수직으로 정렬된다. 장치(20 내지 28)는 30°방향으로 보이기 위한 영상을 표시하고, 장치는 -30°시청 방향으로 대체로 흑색으로 나타난다. 제2 시간 주기 중에, 예를 들어 23 볼트의 인가 전압이 전극(83, 84)들 사이에 인가되어, 층(87)의 액정 도파기가 대체로 평탄하게 된다. 디스플레이(20 내지 28)는 -30°시청 방향으로 보이도록 의도된 영상을 표시하고, +30°시청 방향으로부터 흑색으로 나타난다.

도19에 도시된 실시예는 전술한 액정 모드로 제한되지 않는다. 예를 들어, 이는 TN 및 프레데릭츠, TN 및 VAN, 그리고 TVAN 및 프레데릭츠의 조합에 의해 실시될 수 있다.

도22는 다른 시청 영역에 대해 의도된 영상을 표시하는 화소가 흑색 또는 대체로 흑색으로 나타나게 하기 위해 공간적으로 멀티플렉싱되는 디스플레이와 함께 사용하기 위한 다른 기술을 도시한다. 디스플레이는 도4에 도시된 유형이지만 편광기(28)가 패턴화된 편광기이다. 제1 영상을 표시하기 위한 화소 세트 1은 교차되거나 직교하는 편광기 영역들 사이에 배치되고, 제2 영상을 표시하기 위한 화소 세트 2는 평행한 편광기 영역들 사이에 배치된다. 장치는 액정 층(24)이 5 마이크로미터의 두께 및 음의 유전 이방성을 갖는 90°TVAN 모드를 사용한다. 도22의 그래프는 두 개의 화소 세트에 대해 전압에 대한 투과율을 도시한다. 제1 시청 영역 내에 제1 영상을 표시하기 위한 화소 세트 1은 제2 시청 영역으로부터 보면 흑색으로 나타난다. 제2 시청 영역 내에 제2 영상을 표시하기 위한 화소 세트 2는 제1 시청 영역에서 비교적 흑색으로 나타나지만 이러한 흑색 표현은 그레이 레벨 범위의 적절한 최적화 및 선택에 의해 개선될 수 있다.

액정 화소와 패턴화된 편광기(28) 사이의 시차의 영향을 감소시키기 위해, 그들 사이의 공간은 충분히 작게 만들어져야 한다. 예를 들어, 패턴화된 편광기 (28)는 기판(27)의 내부 상에 배치될 수 있거나, 기판(27)은 비교적 얇게 만들어질 수 있다.

도22에 도시된 디스플레이는 수직 입사각에서의 시청을 위해 의도된 단일 시청 모드로 작동하도록 배열될 수 있다. 특히, 교차 및 평행 편광기의 정상 백색 또는 정상 흑색 TVAN 모드는 도23에 도시된 바와 같이 수직 입사각 시청에 대해 거의 상반되는 그레이 스케일 곡선을 갖는다. 디스플레이를 수직 입사각 시청을 위해 작동시키기 위해, 교차 편광기 영역들 사이의 제1 화소 세트에 대한 그레이 레벨 전압은 증가되고 제2 화소 세트에 대한 그레이 레벨 전압은 감소되어, 동일한 영상이 디스플레이의 모든 화소에 의해 표시된다. 이러한 작동 모드는 다른 액정 모드에 대해 사용될 수 있다.

공간적으로 멀티플렉싱되는 유형의 디스플레이와 함께 사용될 수 있는 다른 기술은 TN 및 TVAN과 같은 액정 모드의 경우에 편광기(20, 28)들 사이에 패턴화된 반파장판과 같은 패턴화된 지연기를 포함하는 것이다. 도24는 광학 축이 교차 편광기에 대해 45°로 배향된 90°TVAN 모드를 사용하는 그러한 디스플레이의 일례를 도시한다. 액정 층은 5 마이크로미터의 두께 및 음의 유전 이방성을 갖는다. 반응성 메소젠 지연기는 장치 기판들 사이에 위치되어, 제2 화소 세트에 대해 반파장의 지연을 제공하고 제1 화소 세트에 대해 대체로 0의 지연을 제공하도록 패턴화된다. 이는 반파장 층(90)으로서 도식적으로 도시되어 있다.

교차 편광기에 의해, 제1 화소 세트는 정상 흑색 모드로 작동하고, 제2 화소 세트에서의 반파장의 존재는 이들을 정상 백색 모드로 작동하게 한다. 도24의 투 과율 그래프는 각각의 시청 영역 내에서, 상이한 시청 영역 내에서 보이기 위한 영상을 표시하는 화소들이 검정색 또는 대체로 흑색으로 나타나도록 하는 그의 효과를 도시한다.

콘트라스트 비율을 개선하는 것에 부가하여, 패턴화된 지연기는 시야각 및 그레이 스케일 특성을 변형시키거나 최적화하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 목적으로, 패턴화된 지연기는 제1 화소 세트와 정렬된 0이 아닌 지연 영역을 가질 수 있다. 또한, 하나 이상의 지연기 층이 디스플레이의 색 성능을 개선하기 위해 제공될 수 있다. 제2 지연기 층은 균일하거나 패턴화될 수 있으며, 각각의 패턴화된 지연기는 시차 효과를 감소시키도록 디스플레이 기판들 사이에 배치될 수 있다.

그러한 용도에 적합한 패턴화된 지연기는 다양한 방법에 의해 만들어질 수 있다. 예를 들어, 반응성 메소젠과 같은 중합 가능한 액정이 스크린 인쇄에 의해 선택적으로 적층된 다음 예를 들어 자외선 광에 대한 노광에 의해 중합될 수 있다. 적합한 기술의 예는 EP 0 887692호 및 GB 2384318호에 개시되어 있다.

이러한 디스플레이는 또한 수직 입사각에서 또는 그 근방에서의 시청을 위한 단일 영상 표시 모드에서 사용될 수 있다. 정상 백색 및 정상 흑색 TVAN 모드는 도25에 도시된 바와 같이 수직 입사각 시청에 대해 거의 상반되는 그레이 스케일 곡선을 갖는다. 그러한 시청을 위해, 구동 계획은 정상 흑색 화소에 대해 증가된 그레이 스케일 출력을 제공하기 위해 전압을 증가시키고 정상 백색 화소에 대해 감소된 그레이 스케일 출력을 제공하기 위해 전압을 감소시키도록 바뀔 수 있다. 동 일한 영상이 디스플레이의 활성 영역의 모든 화소에 의해 표시된다.

단일 화면 작동 모드로 절환 가능한 디스플레이를 제공하기 위한 다른 기술에서, 패턴화된 지연기는 예를 들어 VAN 모드 또는 프레데릭츠 모드를 사용하는 절환 가능한 유형일 수 있다. 단일 화면 작동이 요구될 때, 지연기는 모든 화소를 정상 흑색 또는 정상 백색 작동으로 변환하도록 절환된다.

단일 화면 작동 모드로 절환 가능한 디스플레이를 제공하기 위한 추가의 기술에서, 동일한 영상이 단일 화면이 요구될 때 양쪽 화면에 대해 표시될 수 있다.

하나의 시청 영역 내에 영상을 표시하는 화소들이 다른 시청 영역 내에서 백색 화소로서 나타나는 것을 방지하기 위한 다른 접근은 도26에 도시된 바와 같은 시차 장벽(95)의 사용이다. 그러한 장벽(95)은 화소들의 시야각을 제한하도록 배열되어, 영상을 시청 영역 내에서 보일 수 있게 표시하도록 의도된 그러한 화소들만이 대체로 그러한 영역 내에서 보일 수 있고 다른 화소들은 차폐된다.

시차 장벽은 예를 들어 유제로부터 만들어질 수 있다. 그러나, 시차 장벽에 대해 사용된 종래의 유제는 디스플레이의 밝기를 감소시킨다. 개선된 밝기 및 콘트라스트를 제공하기 위해 부분 투과식 장벽을 사용하는 것이 대안일 수 있다. 시차 장벽은 예를 들어 GB 2 390 172호에 개시된 바와 같이 패턴화된 지연기로부터 만들어질 수 있다. 절환 가능한 지연기가 사용될 때, 장벽은 수직 입사각에서 또는 그 근방에서의 시청하는 단일 화면 작동 모드를 제공하도록 꺼질 수 있다.

상이한 화면들의 영상을 위해 사용되는 화소의 개수는 동일할 필요는 없지만, 동일한 개수는 동일한 공간 해상도가 각각의 영상에 대해 요구되는 경우에 유 리하다. 또한, 상이한 화면들을 표시하기 위해 할당된 화소들의 분포는 디스플레이에 걸쳐 균일하거나 변경될 필요가 없다. 예를 들어, 작은 폰트 크기의 문장을 표시하기 위해 화면들 중 하나에 대해 고해상도 영역을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 그러한 영역의 증가된 개수의 화소가 그러한 화면에 배당될 것이다. 몇몇 실시예에서, 다중 화면 효과는 기본적으로 균일할 수 있는 디스플레이의 구동에 의존한다. 따라서, 디스플레이의 각각의 화소는 화면들 중 하나에 배당될 수 있고, 이는 임의의 시간에 적절한 인가 전압 범위를 선택함으로서 변화될 수 있다.

이중 화면 디스플레이가 사람에 의해 시청될 때, 패널의 크기 및 패널로부터의 사람의 거리는 도27에 도시된 바와 같이 패널의 양극단 모서리가 그러한 사람의 눈과 만드는 각도에 영향을 미친다. 8 cm 폭 패널(100)의 경우에, 그레이 스케일 교정이 작동하는 각도 범위는 23°내지 35°이어야 하지만, 30 cm 폭 패널(101)에 대해서는 이는 16°내지 41°로 증가한다. 각도 범위가 증가함에 따라, 소프트웨어 영상 교정 기술은 영상의 극단에서 변화가 관찰되는 것을 방지하도록 사용될 수 있다.

도28은 도1 및 도2에 각각 도시된 바와 같이 두 개의 화면 내의 관련되지 않을 수 있는 영상 1 및 2를 시청자 1 및 2를 위한 시청 영역 1 및 2 내로 유도하기 위한 이중 화면 박막 트랜지스터(TFT) 능동 매트릭스 LCD를 도시한다. 디스플레이는 기판(21)의 외측 표면에 부착되거나 그 위에 형성된 전방 선형 편광기(20)를 포함한다. 기판(21)은 유리 또는 충분한 안정성의 임의의 적합한 투명 비복굴절 재 료로 만들어질 수 있다. 기판(21)은 그의 내측 표면 상에 예를 들어 인듐 주석 산화물(ITO)로 만들어진 투명 전극(22)을 보유한다. 전극(22)은 능동 매트릭스에 대한 상대 전극으로서 작용하며, 디스플레이(10)의 전체 활성 영역을 균일하게 덮는다. 예를 들어 마찰 폴리아마이드의 정렬 층(23)과 같은 정렬 표면이 전극(22) 상에 형성된다.

제2 기판(27)은 후방 선형 편광기(28)와, TFT 및 전극 층(26)을 보유한다. 층(26)의 전극은 화소(화상 요소)를 한정하도록 패턴화된다. 그러한 TFT 및 전극 배열은 공지되어 있으며 더욱 설명되지 않을 것이다. 예를 들어 마찰 폴리아마이드의 정렬 층(25)과 같은 정렬 표면이 층(26) 상에 형성된다.

기판(21, 27)들은 층(22, 23, 25, 26)을 구비하여 형성되고, 그들 사이에 액정 층(24)을 갖는 액정 셀을 한정하도록 정렬 층(23, 25)과 함께 서로 대면하여 모인다. 층(24)의 액정은 네마틱 액정이다. 편광기(20, 28)는 액정 셀이 형성되기 전에 또는 그 후에 형성될 수 있다. 층(26)은 그레이 스케일을 한정하는 전압으로 개별 화소를 주소 지정하도록 적절한 신호를 제공하기 위해 29로 도시된 구동 장치를 포함하거나 그에 연결될 수 있다. 구동 장치(29)는 표시되어야 하는 제1 및 제2 영상을 위한 제1 및 제2 구동 계획을 제공하기 위해 전체적으로 또는 부분적으로 외부 구성요소로 형성될 수 있다. 또는, 구동 장치(29)는 예를 들어 연속 입자 실리콘을 사용하여 패널 상에 통합될 수 있다.

LCD는 영상 1 및 2를 상이한 방향으로 보이도록 표시하기 위한 제1 및 제2 화소 세트(101, 102)를 제공하도록 화소화된다. 화소(101, 102)들은 각각의 영상 이 디스플레이의 전체 표시 표면에 걸쳐 그의 시청 방향으로부터 보일 수 있도록 서로 공간적으로 멀티플렉싱되거나 산재된다. 예를 들어, 화소(101, 102)들은 바둑판 패턴으로 또는 하나 이상의 화소 칼럼의 교대하는 수직 스트립으로서 배열될 수 있다.

화소(101)들은 제1 구성이고, 화소(102)들은 제1 구성과 다른 제2 구성이다. 상이한 구성들은 다음의 특징들 중 하나 이상에서 차이를 보일 수 있다. 액정 층(24)의 한 표면 또는 양 표면에서의 예비 기울기, 층(24) 내에서의 벌크 액정 도파기 배향, 층(24)의 두께, 인가되는 전기장의 부재 시의 꼬임, 액정 층(24)의 도핑, 편광기(20, 28)들 중 하나 또는 모두의 투과 축의 배향, 정렬 층(23, 25)에서의 액정 기판 경계면의 방위각 및 천정각 고정, (도28에 도시되지 않은) 지연기 및/또는 보상 필름, 액정 층(24)의 재료, 및 구동 장치(29)에 의해 제공되는 전압 범위와 같은 구동 계획.

예비 기울기가 화소(101, 102)들에 대해 상이한 실시예에서, 정렬 층(23, 25)들 중 하나 또는 모두는 화소(101, 102)들에 대해 상이한 예비 기울기를 제공하도록 적절하게 패턴화된다. 예비 기울기는 크기 또는 방향 또는 이들 모두에 대해 상이할 수 있다.

벌크 액정 도파기 배향이 화소(101, 102)들 사이에서 상이할 때, 정렬 층(23, 25)은 액정 층 표면에서 상이한 예비 기울기 및/또는 정렬 방향을 제공하도록 패턴화될 수 있다. 예비 기울기 특성과 정렬 방향의 조합은 벌크 액정 층(24) 내에서 액정 도파기 배향을 결정한다.

화소(101, 102)에서의 액정 층(24)의 두께는 서로 다를 수 있다. 이는 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.

꼬임이 화소(101, 102)들 사이에서 상이한 경우에, 전극(22, 26)들 사이에 인가되는 전기장의 부재 시에, 꼬임의 각도 및/또는 화소들 사이의 꼬임 방향, 즉 시계 방향 또는 반시계 방향의 차이가 있을 수 있다. 또한, 전극(22, 26)들 사이에 인가되는 전기장의 부재 시에, 예를 들어 화소(101) 내에 꼬임이 없을 수 있으며 화소(102) 내에 꼬임이 있을 수 있다.

액정 층(24)은 키랄 도핑제를 포함할 수 있다. 화소(101, 102)들 사이의 두께 및 정렬 방향의 차이는 그러한 키랄 도핑제의 효과와 함께 예를 들어 소정의 경도 및 피치를 갖는 꼬임 구조를 형성하도록 그를 억제하는 층(24) 내의 벌크 도파기 배향에 영향을 미친다.

LC 층(24)은 LCD의 시야 특성을 증진시키기 위해 염료 또는 중합체 재료와 같은 도핑제를 또한 포함할 수 있다.

편광기(20) 및/또는 편광기(28)는 화소의 층(24)의 광학 축에 대한 화소(101)의 편광기 영역의 투과 축이 화소(102)에 대한 것과 상이할 수 있도록 패턴화될 수 있다.

하나의 또는 양쪽 정렬 층(23, 25)과 인접한 액정 층(24) 재료 사이의 경계면에서의 액정 도파기의 고정 강도의 차이를 제공함으로써, 인가 전압의 존재 시의 액정 재료의 절환 특성은 화소(101, 102)들 사이에서 상이하도록 만들어질 수 있다.

도28에 도시되지 않았지만, 지연기 및/또는 보상 필름이 화소(101, 102)들 중 하나 또는 모두에 대해 제공될 수 있다. 예를 들어, 패턴화된 지연기 및/또는 보상 필름은 화소(101, 102)들 사이의 상이한 지연 또는 보상 효과를 가지고 사용될 수 있다.

이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 상이한 액정 재료들이 화소(101, 102)에 대해 사용될 수 있다. 상이한 재료들을 사용함으로써, 복굴절, 탄성 상수, 및 유전 상수가 적절하게 선택될 수 있으며 화소(101, 102)에 대해 상이할 수 있다.

액정 도파기 구조 및 고정의 차이는 상이한 전압 범위가 화소(101, 102)에 대해 사용되도록 유전 및 탄성 상수의 차이와 조합될 수 있다. 따라서, 구동 장치(29)는 제1 및 제2 영상의 그들 각각의 시청 영역 내에서의 영상 품질을 최적화하면서 다른 시청 영역 내의 콘트라스트 비율을 최소화하고 화소들이 다른 영역 내에서 비교적 어둡거나 흑색으로 나타나게 하기 위해, 상이한 전압 범위와 같은 적절한 구동 계획을 제공한다.

도29는 꼬임 수직 정렬 네마틱(TVAN) 액정 모드를 사용하는 도28에 도시된 디스플레이(10)의 특정 실시예에 대한 편광기(20, 28) 및 층(23 내지 25)을 분해도로 도식적으로 도시한다. 도29는 또한 도1에 도시된 바와 같은 디스플레이(10)의 직각 배향에 대한 수직 방향과 수평 방향을 도시한다. 수직 상향 기준 방향은 0°로 언급되고, 수평 직각 방향은 90°로 언급된다. 도29에 도시된 구성요소들에 대해 도시된 다양한 방향은 상향 수직 0°방향으로 언급된다.

전방 편광기(20)는 상향 수직 방향에 대해 +180°(도시된 바와 같이 0°에 상응함)로 배향된 투과 축(30)을 갖는다. 정렬 층(23)은 상향 수직 방향에 대해 +90°로 배향된 화소(101)에 대한 정렬 방향(33a)과, 상향 수직 방향에 대해 +70°로 배향된 화소(102)에 대한 정렬 층(33b)을 갖는 패턴화된 정렬 방향을 갖는다. 정렬 층(25) 또한 화소(101)에 대해 상향 수직 방향에 대해 +180°로 배향된 정렬 방향(35a)과 화소(102)에 대해 상향 수직 방향에 대해 0°로 배향된 정렬 방향(35b)으로 패턴화된다. 편광기(28)는 상향 수직 방향에 대해 +90°로 배향된 투과 축(38)을 갖는다. 따라서, 편광기(20, 28)는 균일하고 패턴화되지 않는다.

도28 및 도29에 도시된 디스플레이의 특정 예에서, 액정 층(24)은 화소(101)의 영역(34a) 내에서 3.7 마이크로미터의 두께와 화소(102)의 영역(34b) 내에서 4.0 마이크로미터의 두께를 갖는다. 액정은 머크 유케이로부터 구입 가능한 MJ97174로 알려진 유형이다.

패턴화된 정렬 층(23, 25)은 예를 들어 Harrold 등의 1999년 8월자 샤프(Sharp) 기술 저널 제74호의 "유럽의 샤프 실험실에서의 3차원 표시 시스템 하드웨어 연구(3D display system hardware research at Sharp Laboratories of Europe, 개정판)"에 개시된 바와 같이 다중 마찰 기술에 의해 형성될 수 있다.

듀폰 유케이(Dupont UK)로부터 구입 가능한 폴리아마이드 PI2555와 같은 재료는 예를 들어 스핀 코팅에 의해 기판 상으로 코팅된다. 층은 예를 들어 열처리에 의해 대체로 경화되고, 그 다음 궁극적으로 액정 재료와 접촉했을 때 일정한 정렬 방향 및 예비 기울기를 한정하도록 균일하게 마찰된다. 쉬플리 유케이(Shipley UK)로부터 구입 가능한 S1865와 같은 포토레지스트가 마찰 폴리아미드 층 상에 코팅된다. 포토레지스트는 예를 들어 화소(101)에 대응하는 영역은 노광되고 화소(102)에 대응하는 다른 영역은 노광되지 않도록 적합한 마스크를 통해 자외선에 노광된다. 레지스트는 화소의 세트들 중 하나를 위한 정렬 층의 영역이 포토레지스트에 의해 보호되고 다른 화소의 영역은 노광되도록 현상된다. 추가의 마찰 작업은 상이한 정렬 방향 및 예비 기울기를 생성하기 위해 제1 마찰 작업과 다른 방향으로 그리고 상이한 마찰 강도로 수행된다. 그 다음 포토레지스트는 상이한 정렬 방향 및 예비 기울기를 갖는 화소(101, 102)를 위한 영역의 두 개의 세트를 제공하기 위해 제거된다.

또는, 광 정렬 기술이 마찰 기술 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 의 균일한 노광 이후에, 제1 노광의 정렬 방향 및 예비 기울기를 바꾸기 위해 제2의 패턴화된 노광이 뒤따를 수 있다. 광 정렬은 결합 파괴, 결합 형성에 의하거나 아조계 염료(azo dye)와 같은 광 재배향성 재료를 이용하는 것일 수 있다.

대안으로서, 마찰 및 광 정렬의 조합은 패턴화된 정렬 층의 정렬 방향 및 예비 기울기를 한정하도록 사용될 수 있다.

추가의 가능성으로서, GB 238418호에 개시된 유형의 미세 구조 정렬 표면이 제공될 수 있다.

광 리소그래피 및 중합체의 엠보싱과 같은 다른 기술이 동시에 예를 들어 미세 구조 정렬 표면을 제공하고 상이한 세트의 화소(101, 102)들 사이에서 중합체 층의 두께 내에 단차부를 형성하도록 사용될 수도 있다. 그러한 기술은 정렬 층의 형성을 지나 임의의 추가 처리 단계를 요구하지 않고서 상이한 액정 층 두께의 화소를 제공하도록 사용될 수 있다.

도28 및 도29의 디스플레이는 화소(101, 102)들이 전극(22, 26)들 사이에 인가되는 전기장의 부재 시에, 그들 각각의 시청 방향으로 최대로 어둡거나 "흑색으로" 나타나는 점에서 정상 흑색 타입이다. 이러한 경우에, 액정 층(24)은 대체로 수직으로 정렬된다. 전압이 화소(101, 102)들 중 하나의 액정 층을 가로질러 인가되면, 광은 화소의 시청 방향으로 투과된다. 화소(101, 102)의 전달 기능은 도30 및 도31에서 각각 수평면 내의 디스플레이 표면에 대한 수직선에 대한 -30°및 +60°의 시청 방향에 대해 인가 전압에 대한 투과되는 휘도로서 도시되어 있다. 구동 장치(29)는 +60°방향으로 그레이 스케일을 생성하기 위한 범위 내의 전압을 공급하고, 이러한 화소(101)는 -30°방향으로 대체로 흑색으로 나타난다. 역으로, 구동 장치(29)는 화소(102)에 대해 -30°시청 방향으로 그레이 레벨을 선택하기 위한 전압을 공급하고, 이러한 화소는 +60°시청 방향으로 대체로 흑색으로 나타난다.

도32는 화소(101)에 대해 인가 전압에 대한 휘도 비율을 도시하고, 특히 -30°에서 흑색 상태의 휘도에 의해 나눠진 +60°로부터 시청된 화상에 대한 휘도 비율을 도시한다. 이러한 비율은 매우 높고, 예를 들어 25% 투과율까지 100을 초과한다.

도33은 프레데릭츠 또는 꼬이지 않은 평면 정렬 네마틱 모드로 작동하는 화소(101) 및 꼬임 네마틱 모드로 작동하는 화소(102)를 갖는 도28에 도시된 디스플레이의 다른 실시예를 도시한다. 전방 편광기(20)는 상향 수직 방향에 대해 +180 °로 배향된 투과 축을 갖는다. 정렬 층(23)은 상향 수직 방향에 대해 +45°로 배향된 정렬 방향(33a)을 갖는 화소(101)에 대응하는 영역과 상향 수직 방향에 대해 +90°로 배향된 정렬 방향(33b)을 갖는 화소(102)에 대응하는 영역으로 패턴화된다. 정렬 층(25)은 상향 수직 방향에 대해 +45°로 배향된 정렬 방향(35a)을 갖는 화소(101)에 대응하는 영역과 상향 수직 방향에 대해 +180°로 배향된 정렬 방향(35b)을 갖는 화소(102)에 대응하는 영역으로 유사하게 패턴화된다. 편광기(28)는 균일하고 상향 수직 방향에 대해 +90°로 배향된 투과 축(38)을 갖는다. 액정 층(24)은 예를 들어 2 마이크로미터의 균일한 두께이며, 머크 유케이로부터 구입 가능한 E7으로 알려진 재료를 포함할 수 있다.

도28 및 도33에 도시된 디스플레이는 정상 백색 모드로 작동한다. 전극(22, 26)들 사이에 인가되는 전압의 부재 시에, 액정 층(24)은 화소(101)에 대해 평탄한 꼬이지 않은 정렬로 그리고 화소(102)에 대해 평탄한 90°꼬임으로 정렬된다. 따라서, 액정 층(24)은 그를 통과하는 광의 편광 방향을 90°만큼 회전시킨다. 전압이 화소(101, 102)들 중 하나를 위해 전극(22, 26)들 사이에 인가되면, 화소는 광을 투과시키고 인가 전압에 따라 그레이 스케일을 제공한다. 화소(101, 102)의 전달 기능은 도34 및 도35에서 각각 +60°및 -30°의 시야각에서 인가 전압에 대한 투과되는 휘도로서 도시되어 있다. 구동 장치(29)는 그레이 스케일 영상이 -30°방향으로 보일 수 있게 표시되지만 이러한 화소들이 +60°방향으로는 대체로 흑색으로 나타나도록 하는 전압 범위 내에서 화소(101)에 전압을 공급한다. 역으로, 구동 장치(29)는 +60°방향으로 그레이 스케일 영상을 표시하기 위해 화소(102)에 전압을 공급하고, 이러한 화소는 -30°시청 방향으로 대체로 흑색으로 나타난다. 프레데릭츠 화소(101) 및 꼬임 네마틱(TN) 화소(102)에 대한 (위에서 정의된) 휘도 비율은, 휘도 비율이 매우 높고 예를 들어 두 유형의 화소에 대한 20% 투과 위에서 적어도 200이라는 것을 지시하는 도36에 도시되어 있다.

도37은 액정 층(24)이 상이한 화소(101, 102)에 대해 상이한 두께인 디스플레이(10)를 도식적으로 도시한다. 상이한 두께는 예를 들어 본원에 개시된 임의의 적합한 기술에 의해 달성될 수 있다. 도37은 또한 화소(101, 102)의 세트에 의해 표시되는 영상에 대해 디스플레이의 수직선에 대한 수평면 내에서 상이한 시야각 방향(a₁, a₂)을 도시한다. 통상, 시야각(a₁, a₂)은 자동 입체 디스플레이에 대해 종래에 사용된 것보다 실질적으로 더 크게 요구된다. 예를 들어, 전형적인 자동 입체 디스플레이에 대해, 시청 방향들 사이의 각도는 10°정도일 수 있다. 두 명의 상이한 시청자에 대해 관련되지 않거나 비입체적인 영상을 표시하는 디스플레이에 대해, 시청 방향들 사이의 각도 분리는 통상 이보다 훨씬 더 크고, 비대칭(a₁이a ₂와 동일하지 않음)일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(10)가 시청자들이 상이한 높이에 있을 수 있어서 디스플레이로부터 상이한 거리에 앉을 수 있는 차량의 대시 보드 내에서 사용되면, 시야각(a₁, a₂)은 상이한 크기일 수 있다. 또한, 상이한 시청자 위치를 수용하기 위해 다양한 시야각에 대한 디스플레이의 작동을 최적화하는 것이 가능하다.

예를 들어 전술한 바와 같은 공지된 유형의 패턴화된 정렬 또는 다중 도메인 배열은 요구되는 비교적 넓거나 큰 시야각에서 최적화되거나 충분한 영상 품질을 제공할 수 없다. 본원에 개시된 기술은 이를 허용하고, 또한 화소가 그러한 화소의 의도되지 않은 시청 방향으로부터 시청될 때 비교적 흑색으로 나타나게 한다.

액정 재료 및 정렬 표면의 조합은 최후의 벌크 액정 도파기 구성에 대한 실질적인 영향을 갖는다. 상이한 화소에 대해 상이한 재료를 제공하고 정렬 표면을 형성하기 위해 이를 사용함으로써, 고정 강도(천정각 및/또는 방위각)의 차이가 얻어질 수 있으며, 액정 도파기 구조의 차이와 하나의 유형의 화소(101)로부터 다른 유형의 화소(102)로의 절환 거동을 생성할 수 있다. 이는 각각의 세트가 그의 시청 방향으로 그레이 스케일 영상을 표시하고 다른 시청 방향으로 어둡거나 흑색으로 나타나도록 단일 액정 장치 내에 둘 이상의 화소를 제공하도록 사용될 수 있다.

상이한 액정 층 두께의 화소를 제공하기 위해, 단차부가 예를 들어 적합한 중합체 재료의 엠보싱과 같은 기술에 의해, 유리 기판을 에칭함으로써, 또는 다른 적합한 기술에 의해 광 리소그래피로 하나의 또는 양쪽 기판 상에 형성될 수 있다. 그 다음 정렬 표면은 단차형 표면 상에 형성될 수 있다. 두 개의 단차형 기판 또는, 하나의 단차형 기판 및 하나의 균일한 상대 기판이 화소(101, 102)를 위한 액정 층의 상이한 두께를 갖는 액정 셀을 형성하도록 사용될 수 있다.

상이한 액정 재료가 상이한 화소(101, 102)에 대해 사용되는 디스플레이에서, 각각의 액정 재료를 한정하고 이를 각각의 액정 재료로부터 분리하는 것이 필요하다. 이는 예를 들어 마이크로켐(Microchem)으로부터 구입 가능한 SU8과 같은 고도의 2원 레지스트 재료의 광 리소그래피에 의해 하나 또는 양쪽 기판 상에 중합 체 벽을 형성함으로써 달성될 수 있다. 도38은 중합체 벽(110)이 제1 액정 재료(LC1)를 위한 충전 구멍(111) 및 제2 액정 재료(LC2)를 위한 충전 구멍(112)을 남겨둔 채로 사행 경로에서 대체로 수직으로 연장되는 유형의 배열을 도시한다.

예를 들어, 액정 재료들 중 하나(LC1)는 일정한 꼬임 방향을 한정하도록 키랄 도핑제로 도핑될 수 있고, 다른 재료(LC2)는 도핑되지 않을 수 있다. 이는 정렬 조건이 꼬임이 축퇴되는 경우에 하나의 꼬임 방향이 우세하게 선택되게 한다. 또는, 상이한 도핑이 상이한 재료에 대해 사용될 수 있다. 하나의 재료는 양의 유전 이방성을 가질 수 있고, 다른 재료는 음의 유전 이방성을 가질 수 있다. 상이한 복굴절 및/또는 상이한 탄성 상수를 갖는 액정 재료가 사용될 수 있다.

도39는 실질적으로 단일한 개별 화면만이 보일 수 있는 시청자 1 및 2를 위한 시청 영역에 부가하여, 화소(101, 102)의 시야각 특성의 중첩 때문에 영상 1 및 2 모두가 보일 수 있는 "혼선 영역(115)"이 있는 이중 화면 디스플레이(10)를 도시한다. 몇몇 용도에서, 혼선 영역(115)은 바람직하지 않고, 디스플레이(10)는 혼선을 최소화하도록 설계되거나 최적화된다. 몇몇 용도에서, 혼선 영역은 흑색의 중심 영역에 의해 대체될 수 있다. 그러나, 다른 용도에서, 혼선 영역(115)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 사무실 프레젠테이션 또는 한 사람이 다른 사람에게 랩탑 또는 PC 모니터 상에서 정보를 표시하기를 원하는 경우의 고객과의 용도에 대해, 한 사람(시청자 1)은 도40에 도시된 바와 같이 혼선 영역으로부터 디스플레이(10)를 시청할 수 있다. 그러므로, 시청자 1은 서로 효과적으로 중첩된 영상 1 및 2를 볼 수 있고, 이러한 용도를 위해, 디스플레이는 예를 들어 시청 영역 1 내의 화상 품질을 희생하여 영역(115) 내의 중첩된 화상을 개선하도록 제어되거나 최적화될 수 있다. 시청 영역 2 내의 시청자 2는 대체로 그에게 의도된 영상만을 본다. 예를 들어, 시청자 1이 시범을 보이는 경우에, 영상 1은 시청자 2에게 보여지는 영상 데이터가 선택되게 하기 위한 프레젠테이션 또는 메뉴 선택을 위한 프롬프트와 같은 영상 2에 대한 추가의 세부 사항을 포함할 수 있다. 디스플레이(10)는 또한 시범이 종료되면, 디스플레이가 예를 들어 수직 입사각 시청에 대해 최적화된 이중 "불연속" 화면 디스플레이 또는 높은 공간 해상도의 단일 화면 디스플레이로서 작동할 수 있도록 제어될 수 있다.

또 다른 용도에서, 영상 1 및 2만이 각각 시청자 1 및 2에게 보일 수 있는 시청 영역 1 및 2와, 양쪽 영상이 동시에 보일 수 있는 혼선 영역(115)을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이의 예는 혼선 영역(115) 내의 플레이어가 모든 영상 데이터를 보고 다른 측면 상의 구역 내의 플레이어는 단지 부분적인 영상 데이터만을 보는 상대방의 영역 내의 플레이어는 부분적인 영상 정보만 보는 멀티 플레이어 게임에 대한 것이다.

전술한 디스플레이는 관련되지 않은 두 개의 영상이 예를 들어 두 명의 시청자가 상이한 시청 영역으로부터의 상이한 영상을 동시에 보도록 예를 들어 비입체적으로 표시되는 유형이다. 그러나, 시야각 특성의 최적화에 의해, 혼선 영역은 둘 이상의 화면을 제공하는 디스플레이가 표시되게 하도록 충분히 감소되거나 실질적으로 제거될 수 있다. 예를 들어, 도41에 도식적으로 도시된 바와 같이, 액정 장치 내에 네 가지 다른 유형의 화소 구성을 사용함으로써, 네 개의 서로 관련되지 않거나 (관련된) 영상은 네 명의 시청자가 동일한 장치 상에 동시에 표시되는 상이한 영상들을 볼 수 있도록 네 개의 시청 영역으로 유도될 수 있다.

대안으로서 그리고 도42에 도시된 바와 같이, 네 가지 장치 구성(120)은 두 개의 액정 장치(121, 122)에 의해 표시될 수 있으며, 장치들은 하나의 장치(122)가 다른 장치(121)를 통해 보일 수 있도록 적층된다. 예를 들어, 장치들은 하나의 시간 프레임 내에서 장치들 중 하나가 두 개의 시청 영역에 영상을 그리고 다른 영역에 흑색을 공급하고, 제2 시간 프레임 내에서 액정 장치가 역전되도록 시계열적으로 작동될 수 있다. 그러한 배열은 도41에 도시된 배열과 비교하여 (모든 영상이 동일한 공간 해상도로 표시된다고 가정하면) 두 배의 공간 해상도로 화상을 제공한다.

적합한 홀로그램이 혼선 영역을 제거하거나 감소시키도록 사용될 수 있다.

도27과 관련하여 전술한 변화를 방지하거나 감소시키기 위해, 소프트웨어 교정 기술에 대체하여 또는 추가하여, 정렬 층의 패턴화가 패널을 가로지른 위치에서 최적화될 수 있다. 이는 예를 들어 화소(101, 102)의 각각의 세트에 대한 패널을 가로지른 꼬임의 각도를 예를 들어 선택된 시청 방향에 의존하여 반대 방향으로 변경하도록 사용될 수 있다. 하나의 화소 세트에 대한 패널을 가로지른 각도의 변경은 노광 에너지에 의한 광 정렬 방향의 각도 변경의 효과를 사용함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 이는 광 정렬 층 상으로 입사하는 주사된 자외선 광원에 의해 그리고 표면을 가로지른 각도의 변화를 생성하기 위해 비임이 표면을 가로질러 주사될 때 자외선 플럭스를 변경함으로써 달성될 수 있다. 다른 영역은 이러한 공정 중에 마스킹될 수 있다. 자외선 광원은 편광될 수 있다.

대안으로서, 가변 진폭 마스크가 균일한 자외선 노광 광원과 함께 사용될 수 있다. 다른 대안으로서, 광 마스크가 예를 들어 상이하게 배향된 파장판(waveplate)에 의해 패널을 가로질러 정렬이 형성되는 각도를 회전시키기 위해 사용될 수 있다. 이는 결합 파괴 또는 결합 형성 광 정렬과 함께 사용될 수 있다.

또는, 상이한 액정 재료가 영상 품질을 최적화하기 위해 패널에 걸쳐 사용될 수 있다.

화소(101)에 대해 사용되는 그레이 레벨과 화소(102)에 대해 사용되는 그레이 레벨이 최적화될 수 있다. 예를 들어, 최적화는 각각의 화소가 영상을 표시하고 다른 시청 방향에 대해 대체로 흑색과 같은 가장 양호한 그레이 레벨 상태를 제공하기 위한 것인 시청 방향으로 가장 양호한 영상 품질을 제공하는 것일 수 있다. 상이한 전압 범위가 이중 또는 다중 화면 디스플레이에 대해 요구되고 그리고/또는 그러한 장치를 단일 화면 수직 입사각 모드로 작동시키기 위해 요구되는 경우에, 구동 장치(29)는 적절한 전압 범위를 제공하도록 요구된다.

이중 화면 디스플레이는 단일 화면 또는 2차원 디스플레이로서 사용될 수 있다. 그러한 디스플레이가 수직 입사각 시청을 위해 사용될 때, 단일 화면이 양호한 영상 품질로 보일 수 있는 수직 및 수평 각도의 범위는 종래의 단일 화면 유형의 디스플레이와 비교하여 감소될 수 있다. 다중 화면 디스플레이의 수직 입사각 시청을 개선하기 위해, 단일 화면이 수용 가능한 품질로 보일 수 있는 범위를 개선하거나 최적화하기 위한 상이한 구성 때문에 상이한 화소 세트들이 상이하게 구동 되어야 할 필요가 있을 수 있다.

요구되는 시야각 특성을 제한된 범위에 걸쳐 조정하는 데 있어서의 유연성은 영상이 사용되는 그레이 스케일을 변화시킴으로써 최적화되는 각도를 영상이 사용자에 대해 올바르거나 최적이 될 때까지 조정함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 그러한 디스플레이가 차량의 대시 보드 내에서 사용되는 경우에, 이는 운전자 또는 승객이 시트 및 후사경을 조정함과 동시에 행해질 수 있다. 또는, 차량 내의 시청자(들)의 위치는 상이한 시야각에 대한 보상이 자동으로 수행될 수 있도록 적합한 추적 장치를 사용하여 찾아질 수 있다.

단일 화면이 다중 화면 시청 영역 내에서 보일 수 있도록 요구되지만 디스플레이의 수직 입사각에서는 보일 수 있도록 요구되지 않는 용도에서, 모든 화소의 세트는 동일한 영상을 표시할 수 있다. 이는 예를 들어 화소 세트에 대해 사용되는 전압 범위에 대한 임의의 변화를 요구하지 않는다. 그러나, 각각의 시청자는 모든 화소가 단일 영상을 표시하도록 사용되는 실시예와 비교하여 감소된 공간 해상도로 동일한 영상을 본다.

풀 컬러 LCD를 제공할 수 있도록, 전술한 도10 내지 도14에 도시된 기술이 사용될 수 있다.

두 세트의 화소(101, 102)를 갖는 실시예가 TVAN, TN 및 프레데릭츠 액정 모드를 기초로 하지만, 적절한 비대칭 시야각을 생성하는 임의의 액정 모드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 적합한 스멕틱 또는 강유전성 액정 모드가 사용될 수 있다. 또한, 하이브리드 정렬 네마틱(HAN) 모드 또는 pi-셀 모드와 같은 다른 꼬임 네마 틱 모드가 사용될 수 있다.

시야각 보상 필름은 공지되어 있으며, 예를 들어 피. 반 드 비테(P. Van de Witte) 등의 일본 응용 물리학회지 제39권(2000년) 101 내지 108면에 등재된 "양의 복굴절을 갖는 층에 기초한 액정 표시 장치를 위한 시야각 보상기(Viewing angle compensators for liquid crystal displays based on layers with a positive birefringence)"에 개시되어 있다. 그러한 필름은 예를 들어 시야각 특성 및 흑색/백색 및 그레이 레벨 상태와 같은 액정 모드의 특성을 최적화하도록 사용될 수 있다. 공지된 단일 화면 디스플레이에서, 그러한 필름은 수직 및 수평 방향에 대해 가능한 한 균일한 시야각 특성을 생성하고 그레이 레벨을 최적화하기 위해 사용될 수 있다.

본원에 개시된 다중 화면 디스플레이에 대해, 액정 모드의 그레이 스케일 시야각 특성에 대한 상이한 요구는 공지된 배열로부터 상이한 최적화를 요구하며, 따라서 그러한 필름이 사용되는 시야각 보상 필름의 상이한 설계를 요구한다. 그러한 시야각 보상 필름의 요구 조건은 각각의 영상을 그의 시청 방향으로 보았을 때 최적화하고, 다른 방향으로 보이기 위한 영상을 표시하는 화소의 표시를 가능한 한 흑색으로 만드는 것이다.

하나 이상의 지연기 층이 영상의 색 특성을 개선하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 지연기가 사용될 수 있고, 각각은 패턴화되거나 균일할 수 있다. 그러한 지연기는 액정 중합체 또는 반응성 메소젠과 같은 중합 가능한 액정으로부터 만들어질 수 있으며, 시차 효과를 감소시키거나 제거하기 위해 액정 셀 내부에 사용될 수 있다. 또는, 얇은 기판이 패턴화된 지연기와 액정 층 사이에서 사용될 수 있다.

대안으로서, 그러한 지연기는 액정 셀의 외부에 있을 수 있다. 다른 대안으로서, 균일한 지연기가 셀의 외부에 라미네이팅(laminating)되거나 고정될 수 있다.

패턴화된 지연기는 임의의 적합한 기술에 의해 만들어질 수 있고, 몇몇 기술의 공지된 예가 GB 2384318호 및 EP 0887692호에 개시되어 있다.

도43은 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 두 개의 화면 내의 관련되지 않을 수 있는 영상들을 시청자 1 및 2를 위한 시청 영역 1 및 2 내로 유도하기 위한 두 개의 박막 트랜지스터(TFT) 능동 매트릭스 꼬임 수직 정렬 네마틱(TVAN) LCD를 포함하는 이중 화면 디스플레이(10)를 도시한다. 제1 LCD는 기판(21)의 외측 표면에 부착되거나 그 위에 형성된 전방 선형 편광기(20)를 포함한다. 기판(21)은 유리 또는 충분한 강도의 임의의 적합한 투명 비복굴절 재료로 만들어질 수 있다. 기판(21)은 그의 내측 표면 상에 예를 들어 인듐 주석 산화물(ITO)로 만들어진 투명 전극(22)을 보유한다. 전극(22)은 능동 매트릭스에 대한 상대 전극으로서 작용하고 디스플레이(10)의 전체 활성 영역을 균일하게 덮는다. 예를 들어 마찰 폴리아마이드의 정렬 층(23)과 같은 정렬 표면이 전극(22) 상에 형성되어, 디스플레이(10)의 활성 영역 전체에 걸쳐 동일하고 균일한 정렬 방향을 갖도록 균일하게 마찰된다.

제2 기판(27)은 중간 선형 편광기(28)와, TFT 및 전극 층(26)을 보유한다. 층(26)의 전극은 화소(화상 요소)를 한정하도록 패턴화된다. 그러한 TFT 및 전극 배열은 공지되어 있으며 더욱 설명되지 않을 것이다. 예를 들어 마찰 폴리이미드의 정렬 층(25)과 같은 정렬 표면이 층(26) 상에 형성된다. 정렬 층(25) 또한 디스플레이(10)의 활성 영역 전체에 걸쳐 균일한 정렬 방향을 제공한다.

기판(21, 27)들은 층(22, 23, 25, 26)을 구비하여 형성되고, 그들 사이에 액정 층(24)을 갖는 액정 셀을 한정하도록 정렬 층(23, 25)과 함께 서로 대면하여 모인다. 층(24)의 액정은 예를 들어 머크 유케이로부터 구입 가능한 MJ97174를 포함하는 네마틱 액정이다. 편광기(20, 28)는 액정 셀이 형성되기 전에 또는 그 후에 형성되거나 제공될 수 있다. 층(22, 26)은 그레이 스케일을 한정하는 전압으로 개별 화소를 주소 지정하도록 적절한 신호를 제공하기 위해 29로 도시된 구동 장치를 포함하거나 그에 연결될 수 있다. 구동 장치(29)는 전체적으로 또는 부분적으로 외부 구성요소로 형성될 수 있다. 또는, 구동 장치(29)는 예를 들어 연속 입자 실리콘을 사용하여 패널 상에 통합될 수 있다.

제2 LCD는 대응하는 구성요소(21 내지 28)와 동일한 유형의 기판(21'), 전극(22'), 정렬 층(23'), 액정 층(24'), 정렬 층(25'), TFT 및 전극 층(26'), 기판(27'), 및 편광기(28')를 포함한다. 층(22', 26')들은 구동 장치(29)에 연결된다. 디스플레이는 구동 장치(29)에 의해 제어될 수 있는 배경 조명(30)을 구비한다.

구동 장치(29)는 제1 및 제2 LCD 상에 표시되어야 하는 제1 및 제2 영상을 위한 제1 및 제2 구동 계획을 제공한다. 이러한 구동 계획은 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.

제1 및 제2 LCD가 상호 연결된 실질적으로 독립된 장치들로서 도시되었지만, LCD는 단일 통합 장치에 의해 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판(27, 21')은 단일 공통 중간 기판에 의해 대체될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 중간 편광기(28)는 생략될 수 있다.

도44는 편광기(20, 28, 28') 및 층(23 내지 25, 23' 내지 25')을 분해도로 도식적으로 도시한다. 도44는 또한 도1에 도시된 바와 같이 디스플레이(10)의 직각 배향에 대한 수직 방향과 수평 방향을 도시한다. 수직 상향 기준 방향은 0°로서 언급되고, 수평 직각 방향은 90°로서 언급된다. 도44에 도시된 구성요소들에 대해 도시된 다양한 방향은 상향 수직 0°방향으로 언급된다.

전방 편광기(20)는 상향 수직 방향에 대해 +90°각도로 배향된 투과 축(31)을 갖는다. 정렬 층(23)은 상향 수직 방향에 대해 +90°각도로 배향된 균일한 정렬 방향(32)을 갖는다. 정렬 층(25)은 상향 수직 방향에 대해 0°로 배향된 균일한 정렬 방향(33)을 갖는다. 편광기(28)는 상향 수직 방향에 대해 +180°로 배향된 투과 축(34)을 갖는다. 정렬 층(23')은 상향 수직 방향에 대해 +270°로 배향된 균일한 정렬 방향(35)을 갖는다. 정렬 층(25')은 상향 수직 방향에 대해 +180°로 배향된 균일한 정렬 방향(36)을 갖는다. 편광기(28')는 상향 수직 방향에 대해 +90°로 배향된 투과 축(37)을 갖는다.

도43 및 도44에 도시된 배열은 정상 흑색 작동 모드에서 작동하는 두 개의 TVAN(꼬임 수직 정렬 네마틱) LCD를 포함한다. 액정 층(24, 24')들 중 하나를 가로질러 인가되는 전압의 부재 시에, 액정은 대체로 수직으로 정렬되어 광이 투과되지 않는다. 층(24, 24')들 모두가 그들을 가로질러 인가되는 충분히 큰 전압을 가 지면, 광이 투과된다. 그러나, 액정 층(24')을 가로지른 전압이 감소됨에 따라, 다른 액정 층(24)으로 진입하는 광량이 점진적으로 감쇄되어, 표시될 수 있는 그레이 레벨의 범위가 점진적으로 감소된다. 액정 층(24)을 가로지른 전압이 감소될 때 유사한 효과가 발생한다.

이의 효과가 도45 및 도46에 도시되어 있다. 도45는 액정 층(24')이 디스플레이에 대한 수직 방향에 대한 -30°의 시야각 방향에 대한 전압의 선택 시에 절환될 때의 인가 전압에 대한 액정 층(24)을 통한 광 투과율을 도시한다. 역으로, 도46은 액정 층(24)이 +30°의 시야각 방향으로의 전압의 선택 시에 절환될 때의 액정 층(24')을 통한 투과율을 도시한다.

도47은 중간 편광기(28)를 제거하거나 생략하는 효과를 도시한다. 전압이 층(24)과 같은 층들 중 하나를 가로질러 인가되고 다른 층(24')은 인가 전압을 갖지 않으면, 디스플레이는 정상 백색 TVAN LCD로서 거동한다. 절환을 위한 임계값보다 높은 전압이 층(24')에 인가되면, 디스플레이는 정상 흑색 TVAN LCD를 점점 더 닮아간다. 도47은 층(24')이 -30°의 시야각에 대한 전압의 선택 시에 절환될 때의 전압에 대한 액정 층(24)을 통한 투과율의 측면에서 이를 도시한다.

다른 액정 층을 통해 이용 가능한 광에 영향을 미치는 하나의 액정 층의 절환의 문제점을 극복하거나 감소시키기 위한 기술이 이하에서 설명된다.

전술한 바와 같은 도6 내지 도9는 도43 및 도44에 도시된 것과 유사하지만 꼬임 네마틱(TN) 모드로 작동하는 단일 LCD의 특성을 도시한다.

도48은 도43에 도시된 바와 같이 디스플레이를 형성하는 두 개의 LCD를 위해 사용될 수 있는 구동 계획을 도시한다. LC 층(24)을 포함하는 상부 LCD를 위한 구동 계획은 42에 도시되어 있고, LC 층(24')을 포함하는 하부 LCD에 대한 구동 계획은 43에 도시되어 있다. LCD들은 동일한 유형이며 서로에 대해 대체로 동일하지만, 하부 LCD는 상부 LCD에 대해 180°만큼 효과적으로 회전된다. 따라서, 정렬 층(23', 25')들의 정렬 방향은 각각 정렬 층(23, 25)들의 정렬 방향에 대해 (또는 대향하여) 180°만큼 회전된다.

전압 범위(40)는 LCD 각각을 위한 구동 계획으로서 사용될 수 있다. 따라서, 42에 도시된 바와 같이, 상부 LCD는 범위(40) 내의 전압을 적절한 그레이 레벨에 적합하게 매핑함으로써 영상을 표시하도록 사용될 수 있고, 결과적인 영상은 -30°시청 방향으로 보일 수 있다. 그러나, 상부 LCD의 화소들은 +30°방향으로 보았을 때 콘트라스트 비율이 1과 대체로 동일하게 대체로 흑색으로 나타난다.

동일한 구동 계획이 43에 도시되어 있지만, 시청 방향은 하부 LCD의 시청 방향에 대응한다. 따라서, +30°시청 방향으로, 하부 LCD는 시청자에게 보일 수 있는 영상을 표시한다. 그러나, 하부 LCD는 -30°시청 방향으로 콘트라스트 비율이 1과 대체로 동일하게 대체로 흑색으로 나타난다. 따라서, 디스플레이(10)는 임의의 시차 광학 장치를 요구하지 않고서 그리고 상이한 영상을 표시하는 화소들을 위한 상이한 정렬을 갖는 다중 도메인 액정 기술을 사용하지 않고서 시청자가 그들 각각의 시청 영역 내에서 관련되지 않은 영상 또는 일련의 영상을 보게 하는 두 개의 시청 영역을 생성한다. 그러므로, 그러한 디스플레이는 제조하기가 더 쉽고 더 저렴하다. 다른 액정 층을 통해 이용 가능한 광에 영향을 미치는 하나의 액정 층 의 절환의 문제점을 극복하거나 감소시키기 위한 기술이 이하에서 설명된다.

전술한 구동 계획에 대한 대안으로서, 전압 범위(41)가 LCD 각각에 대해 사용될 수 있다. 그러한 경우에, 상부 LCD는 +30°시청 방향으로 보일 수 있는 영상을 표시하지만, -30°시청 방향으로는 밝거나 "백색"으로 나타난다. 역으로, 하부 LCD는 -30°시청 방향으로 보일 수 있는 영상을 표시하지만, +30°시청 방향으로는 백색으로 나타난다.

디스플레이(10)를 통한 광 경로 내에 두 개의 "적층된" 또는 "순차적인" LCD를 사용하기 때문에, 컬러 디스플레이를 제공하기 위해 컬러 필터를 사용하는 것이 고려되어야 한다. LCD들 중 단지 하나만이 컬러 필터를 구비하면, 다른 LCD로부터의 광은 표시하는 영상을 잘못 착색하는 것을 회피하기 위해 올바른 방식으로 컬러 필터를 통과해야 한다. 예를 들어, 도49는 제한된 액정 층 분리(44)가 있는 액정 층(24, 24')을 도식적으로 도시한다. LCD들은 예를 들어 도45에 도시된 바와 같이 동일한 화소 피치로 화소화된다. 디스플레이는 제1 및 제2 시야각이 대체로 동일하며 각각 최소 각도(a) 및 대응하는 최대 각도(b)에 의해 한정되는 유형이다. 광이 디스플레이를 통해 올바른 광 경로(46, 47)를 따라 통과하는 것을 보장하기 위해, 흑색 마스크(48, 49)의 일부로서 도시된 흡수 영역이 적어도 다소간의 잘못된 광 경로를 차단하기 위해 제공된다. 도50은 LCD 모두가 컬러 필터를 갖는 실시예를 도시한다. 각각의 컬러에 대한 필터는 액정 층(24, 24')에서 동일한 교차 해칭에 의해 도시되어 있다. 화소(50)를 통과하는 광은 대응하는 컬러에 의해 엔코딩되고 상부 LCD의 컬러 필터 상으로 입사된다. 광이 입사되는 컬러 필터의 컬러에 의존하여, 광은 투과되거나 흡수될 것이다. 도50은 화소(50)의 필터와 동일한 컬러의 필터를 갖는 화소(51, 52)를 갖는 두 개의 LCD를 위한 컬러 필터의 상대 위치를 도시한다.

도49에 도시된 바와 같이, 도50은 화소(50)로부터의 광에 대한 화소(51)를 통한 1차 각도 범위를 도시한다. 이는 층(24, 24')들의 컬러 화소들의 피치 사이의 관계 및 LCD 의 액정 층들 사이의 분리(44)에 의해 대략적으로 한정될 수 있다. 분리(44)는 광이 표시되는 영상을 형성하기 위한 데이터로 엔코딩되도록 층(24')에 도달할 수 있어야 하기 때문에 중요하다. 그러므로, 이는 주어진 컬러 화소 피치에 대해 층들 사이의 분리(44)를 구속한다. 통상, 실질적인 목적으로, 분리(44)는 비교적 작게 요구되고, 도43에 도시된 바와 같이 종래의 LCD 구성요소들에 대해 일반적으로 가능한 것보다 더 작을 수 있다.

두께를 감소시키기 위해, 두 개의 기판(27, 21')은 중간 편광기가 없는 실시예 대해 도51에서 55로 도시된 바와 같이 공통 기판에 의해 대체될 수 있다. 공통 기판(55)은 정렬 및 전극 층(25, 26, 22', 23')을 제공하도록 양 측면 상에서 처리된다. 두 개의 LCD를 위한 컬러 필터가 56 및 57에 도시되어 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 중간 기판(들)은 매우 얇은 유리로부터 형성될 수 있다. 적합한 유리는 "마이크로시트"로 알려져 있으며 독일의 쇼트(Schott)사로부터 구입 가능하다.

특정 컬러의 광이 양쪽 LCD를 통과할 수 있는 각도의 유연성을 허용하는 다양한 여러 화소 구성이 있다. 예를 들어, 도50에 도시된 구성이 사용될 수 있다. 200 마이크로미터의 화소 피치 및 700 마이크로미터의 액정 층 분리(44)에 대해, 약 12°내지 약 61°의 공기 중 각도 범위 내의 광이 층(24, 24') 내의 동일한 컬러의 컬러 필터를 통과한다. 화소(50)로부터의 광이 동일한 컬러의 화소(52)에 의해 통과되지만 이러한 광이 유리-공기 경계면에서 전적으로 내부에서 반사되는 2차 각도 범위가 있다. 상이한 굴절 지수의 매체들 사이의 경계면의 효과를 고려함으로써, 원하는 1차 각도 범위 내에 있지 않은 광이 바람직하지 않은 시각 효과를 회피하기 위해 전적으로 내부에서 반사되는 배열을 제작하는 것이 가능하다.

도50에 도시된 배열에서, 액정 층은 각각 예를 들어 각각의 층이 적색, 녹색 및 청색 필터를 갖도록 동일한 유형의 필터링을 구비한다. 그러나, LCD는 예를 들어 LCD들 중 하나를 위한 필터가 적색, 녹색 및 청색 필터를 포함할 수 있지만 다른 LCD를 위한 필터는 시안, 마젠타 및 황색 필터를 포함할 수 있도록 상이한 컬러의 필터링을 구비할 수 있다.

도52는 개별 컬러 필터가 디스플레이의 폭 전체에 걸쳐 연장되는 수평 스트라이프를 포함하는 컬러 필터링의 다른 형태를 도시한다. 예를 들어, 도52에 도시된 바와 같이, 컬러 필터는 적색(60), 녹색(61) 및 청색(62) 필터의 반복되는 그룹을 포함한다. 두 개의 LCD를 위한 개별 컬러 필터들은 상부 LCD를 위한 적색 필터가 하부 LCD를 위한 적색 필터 바로 위에 있도록 서로 정렬된다. 그러므로, 그러한 배열은 광의 투과를 위한 디스플레이에 비해 수평면 내에서 더 넓은 범위의 시야각을 허용하지만, 그 자체로는 부적절한 각도로의 광의 전파를 방지하지 않는다.

컬러 필터의 기하학적 형상을 고려해야 하는 것을 회피하기 위해, 디스플레 이는 시계열 컬러 기술을 사용하여 실시될 수 있다. 이러한 경우에, 컬러 필터링은 필요하지 않고, 이는 LCD가 연속된 시간 프레임 또는 슬롯 내에서 상이한 컬러 성분 영상을 표시하며 절환식 다중 컬러 배경 조명이 사용되기 때문이다. 예를 들어, 컬러 성분 영상들이 사람의 눈에 의해 풀 컬러 영상으로 융합되기에 충분히 높은 프레임 속도를 달성하기 위해, 컬러 발광 다이오드가 배경 조명을 형성하도록 사용될 수 있으며 적색, 녹색 및 청색 다이오드가 주기적으로 작동된다.

또는, 컬러 휠 배열 및 백색 광원이 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 그러한 배열은 도53에 도시되어 있으며, 백색 광원(30a) 및 컬러 휠(30b)의 형태인 배경 조명을 구비한 디스플레이 구성요소(20 내지 28, 21' 내지 28')를 포함한다. 휠(30b)은 동일한 크기의 섹터의 형상인 세 가지 컬러 필터를 포함하고, 휠은 각각의 컬러 필터들이 차례로 광원(30a)과 디스플레이의 잔여부 사이를 통과하도록 회전하도록 배열된다.

다른 대안으로서, 시계열 컬러 디스플레이와 관련될 수 있는 컬러 분산 문제를 회피하기 위해, 컬러의 스크롤 밴드가 사용될 수 있다. 그러한 배열은 예를 들어 카토 등의 유로디스플레이(Eurodisplay) 2002, LN-5의 "단일 CG-실리콘 TFT-LCD 및 광학 영상 변위 장치를 사용한 신규한 고선명 투사 시스템(A Novel High-Definition Projection System using Single CG-Silicon TFT-LCD and an Optical Image Shift Device)"에 개시되어 있다.

그러한 시계열 컬러 실시예에서, 단지 하나의 컬러만이 각각의 시간 슬롯 내에서 표시되기 때문에, 각각의 시간 슬롯 내에서 사용되는 그레이 스케일 교정은 LCD 내의 컬러 분산을 보상하기 위해 각각의 컬러에 대해 상이할 수 있다.

전술한 실시예에서, 두 개의 영상을 갖는 디스플레이를 통과하는 광을 가변적으로 감쇄시키는 두 개의 LCD의 효과가 고려되어야 한다. 이러한 곤란함을 감소시키거나 회피하기 위해, 두 개의 LCD는 도54에 도시된 바와 같이 편광기들 사이에서 두 개의 공간 위상 변조기로서 작용하도록 배열될 수 있다. 이러한 배열에서, LCD는 편광기(20, 28')들 사이에 배치된 공간 위상 변조기(170, 171, spatial phase modulation: SPM)를 포함하고, 변조기(170, 171)는 a 내지 l로 도시된 화소를 제공하도록 화소화된다. 그 다음 디스플레이는 공간 위상 변조와, R1 및 R2와 같은 제1 방향 및 L1 및 L2와 같은 제2 방향으로 디스플레이를 통과하는 광의 강도 변조를 제공하도록 제어될 수 있다. 특히, 변조기(170, 171)를 적절하게 제어함으로써, 제1 및 제2 방향으로 전파되는 광은 서로 독립적으로 변조될 수 있다. 양쪽 영상들은 변조기(170, 171) 각각의 공간 해상도와 동일한 공간 해상도로 형성된다.

"좌측" 영상을 위해 L1 방향으로 전파되어 화소(b)를 통과하는 광은 또한 화소(c)를 통과한다. 결과적인 강도는 화소(b, c)들에 의해 유도된 위상 변화의 조합이다. 유사하게, L2 방향으로 전파되는 광은 화소(d, e)들에 의해 유도된 위상 변화의 조합으로부터 생성된 강도를 갖는다. "우측" 영상에 대해, 방향(R1, R2)으로 전파되는 광은 각각 화소(b, a) 및 화소(d, c)의 위상 변화의 조합에 의해 영향을 받는다. 각각의 화소는 대체로 180°에 걸친 위상 변화의 범위를 제공할 수 있다.

각각의 변조기(170, 171)의 제1 또는 최종 화소에 대해 일 방향에 대한 경계 조건을 선택하는 것이 필요하다. 이는 충분히 큰 세트의 연립 방정식을 풀어서 개별 영상 화소 강도가 서로 독립적으로 제어되게 한다. 예를 들어, 도54에 도시된 전파 경로(L1, L2, R1, R2)에 대해, 생성되는 광 강도(I)는 다음과 같은 연립 방정식으로서 표현될 수 있다.

I(R1) = C(A(a) + A(b))

I(R2) = C(A(c) + A(d))

I(L1) = C(A(b) + A(c))

I(L2) = C(A(d) + A(e))

여기서, A는 각각의 화소에 의해 생성된 위상 변화이고, C는 상수이다. 위상 변화의 값은 표시되는 두 개의 영상의 강도들이 서로 독립적으로 선택될 수 있도록 구해질 수 있다.

상기 세트의 연립 방정식은 다섯 개의 변수를 갖는 네 개의 방정식을 포함한다. 그러나, 화소(a)가 변조기(170)의 최종 화소이고 예를 들어 두 방향으로 통과하는 광의 위상을 제어하는 화소(c)와 달리 단지 일 방향으로 통과하는 광의 위상을 변화시키도록 요구되는 경우에, 화소(a)는 좌측 영상에 대한 (경계)값으로 설정될 수 있어서, 예를 들어 좌측 영상에 대해 이론적인 흑색 화소를 제공한다. 이러한 경우에, 화소(a)의 위상 변화(A(a))는 nπ로 설정될 수 있으며, n은 정수이다. 이는 제5 방정식을 제공하여, 연립 방정식의 세트가 다섯 개의 변수에 대해 풀리는 것을 가능케 한다.

위상 변화는 양호하게는 액정 층의 시야각 의존성을 고려하기 위해 광이 액 정 층을 통과하는 각도에 대해 최적화된다. 위상 변화는 양호하게는 또한 액정 층을 통과하는 광의 파장에 대해 최적화된다. 이는 사용되는 각각의 LCD에 대해 동일하거나 상이할 수 있다. 성능은 양호하게는 특정 각도의 시청 위치에 대해 최적화되어 시야각의 범위에 대해 대체로 올바를 것이다.

시청 영역들 사이의 분리는 LCD들 사이의 거리를 변화시킴으로써 변화될 수 있다.

화소들의 피치는 시청 창이 올바르게 형성되도록 배열하기 위해 조정될 수 있다.

LCD의 화소들 사이에 "흑색 마스크"의 불투명 영역이 있을 수 있다. 흑색 마스크의 폭을 증가시키는 것은 잘못된 영상 데이터가 표시되는 각도 범위가 대체로 차단될 수 있도록 시청 창의 크기를 증가시키도록 사용될 수 있다.

예를 들어 도55에 도시된 바와 같이 표시되는 두 개의 화면에 대한 시청 방향들 사이의 각도를 바꾸기 위해 화소들의 상이한 조합이 사용될 수 있다. 시청 방향의 각도 분리를 증가시키기 위해, 각각의 변조기의 각각의 화소는 다른 변조기의 가장 가까운 화소와 협동하지 않지만, 대신에 다음으로 가까운 화소와 협동한다. 따라서, 우측 영상의 하나의 화소의 강도는 도54에 도시된 c 및 d에 대향한 화소(c, f)의 영향에 의해 결정된다. 사실, 화면 분리의 상이한 각도들 사이의 절환은 변조기(170, 171)가 최적화되는 각도 범위를 변화시킴으로써 전자식으로 수행될 수 있다.

도56은 더 넓은 각도 범위가 시간 멀티플렉싱 및 방향성 배경 조명의 사용에 의해 어떻게 달성될 수 있는 지를 도시한다. (도시되지 않은) 방향성 배경 조명은 상이한 시간에 단지 특정한 상이한 각도 범위에서 조사를 제공하도록 되어 있다.

예를 들어, 도56의 상부에 도시된 바와 같은 시간 프레임 1 중에, 배경 조명은 우측 영상 1 및 좌측 영상 2의 방향으로만 화면을 조사하도록 설정된다. 이러한 프레임 중에, 변조기(170, 171)는 도55에 도시된 작동에 따라 작동한다. 다음의 시간 프레임 2 중에, 배경 조명은 우측 영상 2 및 좌측 영상 1의 방향으로만 화면을 조사하도록 설정된다. 이러한 시간 프레임 중에, 변조기(170, 171)는 도54에 도시된 바와 같이 작동한다.

그러한 배열은 네 개의 화면이 상이한 시청 방향으로 보이게 한다. 이는 다중 화면 디스플레이를 제공하도록 사용될 수 있거나 이중 자동 입체 3차원 디스플레이를 형성하도록 사용될 수 있다. 다른 대안으로서, 그러한 배열은 우측 영상 1 및 2가 동일하고 좌측 영상 1 및 2가 동일한 경우에 이중 화면 디스플레이의 시청 범위를 증가시키도록 사용될 수 있다.

대안으로서, 화면들은 예를 들어 도57에 도시된 바와 같이 상이한 순서로 표시될 수 있다.

그러한 배열은 도58에 도시된 바와 같이 다른 고해상도 단일 화면 모드에서 사용될 수 있다. 각각의 영상 화소를 위한 광은 각각의 변조기(170, 171) 내의 화소를 통과한다. 변조기(170, 171)의 경계 화소로부터 멀리, 각각의 화소는 두 개의 영상 화소를 위한 광을 변조한다. 모든 영상 화소들이 서로 독립적으로 제어될 수 있도록 전술한 바와 같은 연립 방정식이 세워져서 풀릴 수 있다. 수직 입사 각 도 범위 내로부터 디스플레이를 시청하는 시청자는 변조기(170, 171) 각각의 두 배의 공간 해상도를 갖는 영상을 본다.

영상의 올바른 시청은 예를 들어 디스플레이의 수직 입사각 시청 근방의 특정한 각도 범위 내에서 일어날 것이다. 각도 범위를 증가시키기 위해, 산란기 또는 확산기(175)가 도59에 도시된 바와 같이 디스플레이 전방에 배치될 수 있다. 산란기(175)는 다중 화면 작동 모드로 복귀하기 위해 비산란 모드로 절환될 수 있다.

도60은 풀어야 하는 연립 방정식을 요구하지 않는 다른 시계열 절환 작동 모드를 도시한다. 각각의 시간 프레임 내에서, LCD들 중 하나는 영상을 표시하고, 다른 LCD는 균일한 지연기 또는 수직 층과 같은 균일한 구성으로 절환된다. 각각의 LCD는 그의 영상을 교대하는 시간 프레임 내에 표시한다. 따라서, 도60에 도시된 바와 같이, 홀수의 시간 프레임 내에서, LCD들 중 하나는 제1 시청 방향으로는 볼 수 있지만 제2 시청 방향으로는 흑색으로 나타나는 영상을 표시한다. 짝수의 시간 프레임 내에서, 다른 LCD는 제2 시청 방향으로는 볼 수 있지만 제1 시청 방향으로는 흑색으로 나타나는 영상을 표시한다. 충분히 높은 프레임 속도를 선택함으로써, 영상들은 시청자에 의해 각각의 시청 방향으로 융합된다.

LCD들을 그들 사이에 편광기를 갖거나 갖지 않을 수 있다. LCD는 정상 흑색 또는 정상 백색 TN 또는 정상 백색 또는 정상 흑색 TVAN(꼬임 수직 정렬 네마틱)과 같은 액정 모드로 작동할 수 있다. 예를 들어, 도61은 편광기가 없고 90°꼬임을 갖는 TVAN LCD에 대한 상이한 시야각에 대해 그레이 스케일을 인가 전압에 대한 투 과율로서 도시한다. 도62는 90°꼬인 TVAN들 사이의 편광기의 효과를 도시한다.

LCD들 사이에 편광기가 있고 LCD들 중 하나가 다른 LCD에 의해 생성된 영상이 보일 수 있기에 충분한 광을 투과시키지 않도록 절환되는 상황을 회피하는 것이 고려되어야 한다.

다른 단일 화면 작동 모드에서, 대체로 수직 입사각시청에 대해, LCD들 중 하나는 균일한 층으로서 작용하도록 절환되어 유지될 수 있고, 영상은 다른 LCD에 의해 표시될 수 있다. 균일한 층은 대체로 평탄한 정렬을 가질 수 있으며, 이러한 경우에 LCD는 균일한 지연기로 작용하거나, 대체로 수직일 수 있거나, 이러한 두 가지 상태들 중 하나로 절환될 수 있다. 도61 및 도62는 영상을 표시하지 않는 LCD가 0°로 표시된 곡선에 대해 대체로 수직인 경우의 성능을 도시한다.

디스플레이를 단일 화면 시계열 모드로 사용할 때, 영상이 생성되는 평면은 디스플레이를 형성하는 두 개의 LCD에 대해 상이하다. 이는 시청자가 위치를 변경할 때 영상들 사이의 시차를 생성한다. 이러한 문제점은 전술한 바와 같이 절환 가능한 산란기를 사용함으로써 또는 도63에 도시된 바와 같이 절환 가능한 렌즈를 사용함으로써 극복되거나 감소될 수 있다. 도63에 도시된 디스플레이는 광원(180)의 형태인 배경 조명과 시준기(181)를 포함한다. 절환 가능한 렌즈 배열부(182)는 시준기(181)와 LCD(170, 171) 사이에 배치되어, 각각 도63의 좌측 및 우측 부분에 도시된 바와 같이 제1 시간 프레임 내의 비활성 모드와 제2 시간 프레임 내의 활성 모드 사이에서 절환 가능하다. 비활성 모드에서, 렌즈 배열부(182)는 시준기(181)로부터 시준된 광에 대해 대체로 영향을 미치지 않기 위해 인접한 매체에 대해 굴 절 지수가 정합된다. 활성 모드에서, 굴절 지수 정합은 렌즈가 수렴 렌즈로서 작용하도록 사용되지 않는다.

제1 시간 프레임 내에서, LCD(170)는 수직 입사각 시청을 위한 영상을 표시하고, LCD(171)는 균일한 지연기로서 작용한다. 제2 시간 프레임 내에서, 렌즈(182)는 활성화되어 LCD(171)의 화소를 LCD(170)의 화소가 이전의 시간 프레임 내에서 초점이 맞춰졌던 것과 동일한 평면으로 초점을 맞춘다. LCD(170)는 이제 균일한 지연기로서 작용한다. 그러므로, 영상은 시차 문제를 회피하기 위해 두 유형의 시간 프레임에 대해 동일한 평면 내에 형성된다.

도64는 183에서 전술한 실시예에서와 같이 서로에 대해 대체로 평행하게 배치된 LCD(170, 171)를 도시한다. 장치에 대한 수직선으로부터 30°와 같은 비교적 큰 최적 시야각을 갖는 개별 LCD에 대해, 이는 시야각들 사이에 비교적 큰 각도 분리를 제공한다. 그러나, 최적 시야각들 사이에 더 작은 차이를 제공하기 위해 이러한 유형의 LCD를 사용하는 것이 바람직한 경우에, LCD들은 도65에서 184에 도시된 바와 같이 서로에 대해 평행하지 않게 배향될 수 있다. 이러한 예에서, LCD(170, 171)들은 각각의 수직선을 향해 수평면 내에서 대향 방향으로 5°씩 회전된다. 따라서, 최적 시청 방향들 사이의 각도는 60°로부터 50°로 감소된다.

도65는 디스플레이가 이중 자동 입체 디스플레이로서 기능하도록 제1 및 제2 시청 방향으로 두 쌍의 자동 입체 영상을 형성하도록 사용될 수 있는 이중 화면 디스플레이를 도시한다. 디스플레이는 시차 장벽(185)이 LCD들 사이에 배치된 점에서 전술한 실시예와 다르다. 시차 장벽(185)은 구성요소(21, 24, 27)를 포함하는 LCD에 대해 후방 시차 장벽으로서 그리고 구성요소(21', 24', 27')를 포함하는 LCD에 대해 전방 시차 장벽으로서 작용한다. 적절한 값이 시차 장벽 피치 및 액정 층(24, 24')에서 화소 평면 각각으로부터의 시차 장벽(185)의 이격에 대해 선택된다. 상이한 화소 피치가 LCD에 대해 필요할 수 있다. 전방 및 후방 시차 장벽 자동 입체 디스플레이의 작동은 공지되어 있으며 더욱 설명되지 않을 것이다.

도10 내지 도15를 참조하여 전술한 기술들 중 하나가 디스플레이(20 - 28, 21' - 28')들 중 하나 또는 모두에 적용될 수 있다.

이중 화면 디스플레이의 각각의 LCD를 작동하기 위해 선택된 전압 범위는 사용되는 액정 모드의 특성에 의존한다. 예를 들어, 각각의 LCD는 상이한 전압 범위로 구동될 수 있다. 또는, 양쪽 LCD는 대체로 동일한 전압 범위로 구동될 수 있다. 이중 화면 작동 및 적절하다면 단일 화면 또는 이중 자동 입체 화면 모드에 대한 적절한 전압 범위는 구동 장치(29)에 의해 제공된다.

전술한 이중 LCD 실시예가 TN 및 TVAN 모드에 기초하지만, 적절한 비대칭 시야각을 생성하는 임의의 액정 모드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 적합한 스멕틱 또는 강유전성 액정 모드가 사용될 수 있다. 또한, 하이브리드 정렬 네마틱(HAN) 모드와 같은 다른 꼬임 네마틱 모드가 사용될 수 있다.

적합한 액정 모드를 사용함으로써, 디스플레이의 각각의 LCD는 상이한 시야각을 가질 수 있다. 이는 디스플레이의 각각의 특정 용도에 대해 조정될 수 있다. 이는 시야각 특성을 달성하고 조정하는 데 있어서 증가된 유연성을 제공한다. 예를 들어, 각각의 화면은 상이한 각도에 대해 최적화될 수 있고, 이는 자동차 용도 와 같은 몇몇 용도에서 양호할 수 있다. 적합한 액정 모드에서, 사용되는 그레이 스케일 범위를 조정함으로써, 최적화되는 시야각은 특정 시청자에 대해 최적으로 조정될 수 있다.

시차 광학 장치 또는 패턴화된 층을 사용하지 않는 장점은 LCD에 대한 정렬 단계가 요구되지 않는 것이다. 시차 광학 장치 또는 패턴화된 층의 LCD와의 정렬은 통상 시간이 소모되며 비용이 든다. 균일한 TN 또는 TVAN과 같은 LC 모드를 사용하는 균일한 LC 패널은 추가의 균일한 파장판에 의해, 화소 1이 화면 1에 대해 영상을 그리고 화면 2에 대해 흑색을 표시하고 화소 2가 화면 2에 대해 영상을 그리고 화면 1에 대해 흑색을 표시하도록 만들어질 수 있다.

도66은 그러한 LCD를 형성하는 편광기 및 층을 분해도로 도식적으로 도시한다. 또한, 디스플레이의 직각 배향에 대한 수직 방향과 수평 방향이 도시되어 있다. 수직 상향 기준 방향은 0°로 언급되고, 수평 직각 방향은 90°로 언급된다. 도66에 도시된 구성요소들에 대해 도시된 다양한 방향은 상향 수직 0°방향으로 언급된다.

전방 편광기(20)는 상향 수직 방향에 대해 +90°각도로 배향된 투과 축(30)을 갖는다. 정렬 층(23)은 상향 수직 방향에 대해 0°각도로 배향된 균일한 정렬 방향(33)을 갖는다. 정렬 층(25)은 상향 수직 방향에 대해 +90°로 배향된 균일한 정렬 방향(35)을 갖는다. 편광기(28)는 상향 수직 방향에 대해 +180°로 배향된 투과 축(38)을 갖는다. 층(24)의 액정은 예를 들어 머크사로부터 구입 가능한 E7과 같은 네마틱 액정이다.

추가의 균일한 파장판(200)이 편광기(20)와 액정 층(24) 사이에 배치된다. 균일한 파장판(200)은 그의 광학 축(210)이 상향 수직 방향에 대해 315°각도로 배향되고, 494 nm의 복굴절을 가지며, 광학 축은 디스플레이의 평면에 대한 수직선에 대해 64°의 각도로 지연기 평면으로부터 외부로 경사진다. 이는 디스플레이의 평면에 대한 수직선에 대해 +30°및 -30°각도의 경사에서 상향 수직 방향을 따라 시청 방향에 대해 도67(인가 전압에 대한 휘도)에 도시된 바와 같은 디스플레이의 작동을 생성한다.

도67은 약 4V까지의 (약 1.5V에서의) 두 개의 곡선의 교차 지점으로부터 +30°플롯에 대해서는 대체로 균일한 흑색 상태가 있고 -30°에 대해서는 증가하는 휘도의 범위가 있다는 것을 도시한다. 이는 영상이 -30°에 대해서는 표시될 수 있고 대체로 일정한 흑색 상태가 +30°에 대해 제공된다는 것을 의미한다. 약 1.5V에서 약 0.75V로의 교차 지점으로부터, -30°에 대해 대체로 균일한 흑색 상태가 있으며 +30°에 대해서는 증가하는 휘도의 범위가 있다. 이는 영상이 +30°에 대해서는 표시될 수 있고 대체로 일정한 흑색 상태가 -30°에 대해 제공된다는 것을 의미한다. 따라서, 상이한 높은 콘트라스트의 영상이 각각의 시청 방향으로 동시에 제공될 수 있다.

각각의 경우에 달성된 흑색 상태는 최적의 흑색이 아니다. 흑색 상태는 파장판의 특성의 변경에 의해 더욱 최적화될 수 있다. 또는, 두 개의 파장판이 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 파장판들의 광학 축은 서로에 대해 직교할 수 있다. 광학 축들의 방향의 신중한 선택에 의해, 하나의 파장판은 하나의 시청 방 향을 최적화하도록 사용될 수 있고, 다른 파장판은 다른 시청 방향을 최적화하도록 사용될 수 있다. 또는, 두 개의 파장판이 양쪽 시청 방향을 동시에 보상하도록 사용될 수 있다. 또는, 둘 이상의 파장판이 상이한 시청 방향들을 보상하도록 사용될 수 있다. 흑색 상태를 최적화하는 것에 부가하여, 투과 색도가 보상될 수 있다. 또한, 시스템이 보상되는 시야각의 범위 또한 추가의 파장판의 사용에 의해 최적화될 수 있다.

균일한 파장판은 고정된 지연 필름과 같은 고정된 층일 수 있거나, 액정 층과 같은 절환 가능한 층일 수 있다. 절환 가능한 층일 때의 추가의 장점은 2차원 작동 시에 사용되었을 때, 높은 콘트라스트의 이중 화면 영상을 제공하는 것으로부터 더욱 균일한 시야각 특성을 생성하기 위한 보상 층을 제공하는 것으로 절환될 수 있다는 것이다. 절환은 셀의 두께를 가로지르거나 평면 내에 있을 수 있다.

또는, 두 개의 절환 가능한 시야각 보상기가 영상 제공 LCD와 함께 이중 화면 디스플레이를 생성하도록 사용될 수 있다. 절환 가능한 시야각 보상기는 시계열적으로 사용될 수 있다. 시간 프레임 1 내에서, 시야각 보상기 1은 화면 1에 대해 흑색을 제공하고 화면 2에 대해 영상을 제공하도록 화소를 보상한다. 시야각 보상기 2는 광학 시스템에 영향을 미치지 않는 구성으로 절환된다. 시간 프레임 2 내에서, 시야각 보상기 2는 화면 2에 대해 흑색을 제공하고 화면 1에 대해 영상을 제공하도록 화소를 보상한다. 시야각 보상기 1은 광학 시스템에 영향을 미치지 않는 구성으로 절환된다. 또는, 시야각 보상기 1 및 2는 그들의 조합된 효과가 각각의 화면에 대해 높은 콘트라스트의 영상을 제공하도록 되어 있는 두 개의 구성들 사이에서 절환될 수 있다. 시야각 보상기 1 및 2는 또한 개선된 2차원 모드를 생성하도록 작용하는 제3 구성으로 절환될 수 있다.

도30 및 도31은 -30°및 +60°의 시야각에 대한 TVAN에 기초한 디스플레이의 성능을 도시한다. 도68 및 도69는 -30°및 +30°의 시야각에 대한 동일한 디스플레이의 성능을 도시한다. 따라서, 디스플레이는 실질적인 작동 각도 범위에 걸쳐 사용될 수 있다.

도4 및 도5의 실시예에서, 제1 화소는 화면 1에 대해 영상을 표시하며 화면 2에 대해 흑색을 표시하고, 제2 화소는 화면 2에 대해 영상을 표시하고 화면 1에 대해 백색을 표시한다. 제2 화소 2는 예를 들어 도19에 도시된 바와 같이 추가의 절환 가능한 지연기를 사용함으로써 화면 1 내에서 백색으로 나타내는 것으로부터 흑색으로 변환될 수 있다.

큰 영역의 화소들이 제1 화소로서 배당되고 다른 큰 영역이 제2 화소로서 배당되면, 절환 가능한 지연기는 제2 화소 2에 대해 반파장판을 제공하지만 제1 화소에 대해서는 제공하지 않도록 절환될 수 있다. 이는 제2 화소로부터의 백색을 흑색으로 변환하여, 콘트라스트 비율을 개선한다. 큰 영역이 사용되어 시차 효과가 무시할 만 하므로, LCD 패널 내부에 절환 가능한 지연기를 제공할 필요가 없다. 영역은 사용자가 선택할 수 있으며, 이러한 경우에 절환 가능한 지연기의 영역은 선택적으로 절환 가능할 필요가 있다. 화소들은 임의의 시간에 임의의 구성으로 각 화면에 배당될 수 있다. 또는, 화소들은 미리 한정될 수 있으며, 이러한 경우에 고정된 지연기가 사용될 수 있다.

다양한 변형이 본 발명의 범위 내에서 만들어질 수 있다.

1. 영상 품질이 양호한 좁은 시야각 범위가 있는 경우에, 각각의 시청자의 눈의 위치의 추적은 시청자의 눈이 양호한 영상 품질의 영역 내에 유지되도록 최적화된 각도가 구동의 변화에 의해 조정될 수 있도록 수행될 수 있다.

2. TN 또는 TVAN 패널에서, 이중 화면으로부터 2차원 모드로의 절환 시에, 패널은 시야각의 최대 비대칭 방향이 수직이 되도록 90°회전될 수 있고, 이중 화면 보상 수단은 수평 시청 방향으로의 최대 균일성을 제공하기 위해 꺼질 수 있다.

3. 하나 이상의 감마 교정이 사용될 수 있다.

4. 그레이 레벨의 개수는 이중 화면과 2차원 모드 사이의 절환 시에 변화될 필요가 없다. 대신에, 각각의 그레이 레벨에 대해 사용되는 전압 범위가 새로운 전압 범위 내에 동일한 개수의 그레이 레벨을 수용하도록 조정될 수 있다. 이는 각각의 경우에 최대 개수의 그레이 레벨을 제공한다. 그러나, 이는 더욱 복잡한 구동 및 회로를 요구한다. 대신에, 사용되는 그레이 레벨의 개수는 단순히 이중 화면과 2차원 모드 사이의 절환 시에 변화될 수 있어서, 구동 또는 회로의 복잡한 변화를 포함하지 않는다.

5. 센서가 디스플레이를 이중 화면을 작동시킬 지 또는 2차원 모드로 작동시킬 지를 검출하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서는 자동차 내에 한 사람만이 있는 지 그리고 2차원 영상을 최대 해상도로 승객에게 제공할 지를 결정할 수 있다. 승객이 자동차로 들어와서 자동차 패널 상에서 전자 우편을 보고 싶어 할 때, 디스플레이는 운전자가 집중할 수 있도록 이중 화면 모드로 자동으로 절환될 것이 다.

6. 시간 멀티플렉싱이 사용될 때, 각각의 화면의 밝기는 감소될 것이다. 이는 패널이 이중 화면 모드로 작동될 때 (다른 배경 조명 또는 추가의 배경 조명을 사용하는 것과 같이) 배경 조명 밝기를 증가시킴으로써 보상될 수 있다.

7. 이중 화면 디스플레이는 각각의 화면 내에 동일한 영상을 표시함으로써 균일한 작동 모드로 효과적으로 절환될 수 있다. 이는 추가의 광학 장치를 요구하지 않으며 덜 복잡한 구동에 의해 비용을 감소시킨다.

8. 적합한 홀로그램, 콜레스테르 액정(cholesteric liquid crystal) 또는 렌즈가 혼선 영역을 감소시키도록 사용될 수 있다.

9. 표준 LCD가 이중 화면 디스플레이를 제공하기 위해 시차 장벽과 함께 사용될 수 있다. 그러나, 시차 장벽이 본 실시예에서 LCD와 함께 사용되면, 패널의 광학 특성이 수직 입사각보다는 축을 벗어난 이중 화면 위치에 대해 최적화되는 장점을 갖는다. 따라서, 표준 LCD 및 시차 장벽에 비해 각각의 시청자에 대한 밝기 및 혼선의 개선이 이루어질 수 있다.

10. 절환 가능한 산란 층 또는 확산기(예를 들어, 중합체 분산 액정)가 이중 화면 모드와 2차원 작동 모드 사이에서 절환하도록 사용될 수 있다.

11. 둘 이상의 패널, 예를 들어 네 개의 패널이 전술한 유형의 다중 화면 디스플레이를 제공하도록 사용될 수 있다. 추가의 패널을 사용하는 것은 해상도의 증가를 허용할 수 있다. 패널은 패턴화되거나 균일할 수 있다.

12. 반사 또는 투과 반사식 LCD 패널이 시야각의 방향을 제어하기 위해 비대 칭 산란 또는 반사 지점과 함께 사용될 수 있다.

13. 상이한 두께의 영역들이 형성되어야 하는 경우에, 적합한 중합체가 기판 상으로 코팅될 수 있으며, 동시에 단차부 및 격자 정렬 표면이 중합체 내에 엠보싱될 수 있다.

14. 최대 개수의 그레이 레벨이 달성될 수 있도록, 화면 1을 위한 화소들이 화면 1을 위한 영상을 제공하면서 화면 2 내에서 흑색으로 나타나는 (역도 또한 같음) 전압 범위를 최대화하는 것이 필요하다. 그레이 레벨 당 최소 전압 증분은 사용되는 구동 기술에 의해 부분적으로 결정될 것이며, 또한 그레이 레벨의 개수를 제한할 것이다.

15. 시차 장벽은 또한 패턴화된 액정 구성을 갖는 실시예에서 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 다중 화면 디스플레이는 상이한 영상들이 비교적 높은 콘트라스트 비율로 상이한 방향으로 보이게 할 수 있으며, 이는 영상 품질의 개선으로 이어진다.

Claims

비대칭 시야각 특성을 갖는 복수의 화소를 포함하는 적어도 하나의 액정 표시 장치와,

제1 시청 방향으로는 제1 영상을 표시하고 상기 제1 시청 방향과 다른 제2 시청 방향으로는 제2 영상을 표시하도록 상기 화소를 구동하는 구동 장치를 포함하고,

상기 구동 장치는 상기 적어도 하나의 표시 장치와 협동하여 상기 화소들 중 상기 제1 영상을 표시하는 화소는 상기 제2 방향으로 어둡게 나타나고 상기 화소들 중 상기 제2 영상을 표시하는 화소는 상기 제1 방향으로 어둡게 나타나는 다중 화면 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 영상을 표시하는 상기 화소들은 다른 방향들에 비교하여 상기 제2 및 제1 방향으로 각각 최대로 어둡게 나타나는 다중 화면 디스플레이.
제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 영상을 표시하는 상기 화소들에 의해 각각 상기 제2 및 제1 방향으로 공급되는 광의 강도는 상기 제1 및 제2 영상을 표시하는 상기 화소들이 상기 제1 및 제2 방향으로 각각 공급할 수 있는 광의 최대 강도의 X%보다 작고, X는 20보다 작고 음수가 아닌 수인 다중 화면 디스플레이.
제3항에 있어서, X는 10과 동일한 다중 화면 디스플레이.
제3항에 있어서, X는 3.5와 동일한 다중 화면 디스플레이.
제3항에 있어서, X는 1과 동일한 다중 화면 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 영상들은 서로에 대해 관련되지 않는 다중 화면 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는 표시 표면을 갖고, 상기 제1 및 제2 방향들은 상기 표시 표면에 대해 직교하는 평면 내에 있으며 상기 표시 표면에 직교하는 동일 평면 내의 다른 방향들에 비교하여 최대인 시야각 비대칭의 방향을 포함하는 평면 내에 있는 다중 화면 디스플레이.
제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향들은 상기 표시 표면에 대한 수직선의 대향 측면들 상에 있는 다중 화면 디스플레이.
제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향들은 상기 수직선에 대해 대칭인 다중 화면 디스플레이.
제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향들은 상기 수직선에 대해 비대칭인 다중 화면 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 제1 영상을 표시하는 상기 화소는 상기 제1 방향으로 1보다 큰 제1 콘트라스트 비율과 상기 제2 방향으로 1과 동일한 콘트라스트 비율을 제공하도록 배열되고, 상기 제2 영상을 표시하는 상기 화소는 상기 제2 방향으로 1보다 큰 제2 콘트라스트 비율과 상기 제1 방향으로 1과 동일한 콘트라스트 비율을 제공하도록 배열되는 다중 화면 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향들 사이의 각도는 10° 이상인 다중 화면 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는 상기 화소의 세트를 포함하고, 각각의 상기 세트의 화소들은 동일한 컬러이며 다른 세트의 화소들과 다른 컬러인 다중 화면 디스플레이.
제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는 상기 상이한 컬러의 상기 화소에서 상이한 두께를 갖는 액정 층을 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는, 상이한 지연 영역들이 상기 상이한 컬러의 상기 화소와 광학적으로 정렬되어 있는 패턴화된 지연기를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제16항에 있어서, 상기 상이한 지연 영역들은 컬러 필터로서 작용하기 위해 상기 상이한 컬러의 염료를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는 투과 모드 장치인 다중 화면 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 표시 장치는 균일한 정렬 및 비대칭 시야각 특성을 갖는 비대칭 액정 모드를 갖고, 상기 구동 장치는 상기 제1 영상을 표시하기 위한 제1 구동 계획 및 상기 제2 영상을 표시하기 위한 상기 제1 구동 계획과 다른 제2 구동 계획으로 상기 적어도 하나의 장치를 구동하도록 배열되는 다중 화면 디스플레이.
제19항에 있어서, 상기 제1 및 제2 구동 계획은 서로 다른 제1 및 제2 전압 범위를 각각 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제19항에 있어서, 상기 액정 모드는 꼬임 네마틱, 하이브리드 정렬 네마틱, 및 꼬임 수직 정렬 네마틱 중 하나인 다중 화면 디스플레이.
제19항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화면들은 상기 적어도 하나의 장치 상에서 공간적으로 멀티플렉싱되는 다중 화면 디스플레이.
제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 표시 장치는 액정 층과, 균일한 입력 및 출력 편광기들 사이에 배치된 적어도 하나의 균일한 지연기를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제23항에 있어서, 상기 편광기는 투과 축을 갖고, 상기 적어도 하나의 지연기는, 상기 편광기들 중 인접한 하나의 상기 투과 축에 대해 상기 적어도 하나의 지연기의 평면 내에서 45°로 배향되고 상기 지연기 평면에 대한 수직선에 대해 67°로 배향된 광학 축을 갖는 다중 화면 디스플레이.
제24항에 있어서, 상기 지연기는 494 nm의 지연을 갖는 다중 화면 디스플레이.
제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는 상기 제1 및 제2 화면을 위한 제1 및 제2 영역을 각각 갖는 패턴화된 편광기를 포함하고, 상기 제1 영역의 상기 투과 축은 상기 제2 영역의 투과 축과 다른 다중 화면 디스플레이.
제26항에 있어서, 상기 제1 영역의 상기 투과 축은 상기 제2 영역의 상기 투과 축에 대해 직교하는 다중 화면 디스플레이.
제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는 패턴화된 지연기를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제28항에 있어서, 상기 패턴화된 지연기는 단일 화면 작동 모드를 위한 0인 지연으로 절환 가능한 다중 화면 디스플레이.
제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는 시차 장벽을 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제19항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화면들은 상기 적어도 하나의 장치 상에서 시간적으로 멀티플렉싱되는 다중 화면 디스플레이.
제31항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는 절환 가능한 지연기를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제32항에 있어서, 상기 지연기는 가시광에 대한 홀수의 반파장과 짝수의 반파장 사이에서 절환 가능한 지연을 갖는 다중 화면 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는 제1 비대칭 시야각 특성을 갖는 제1 구성을 갖는 제1 화소와, 상기 제1 비대칭 시야 특성과 다르게 배향된 제2 비대칭 시야 특성을 갖는 상기 제1 구성과 다른 제2 구성을 갖는 제2 화소를 포함하고, 상기 구동 장치는 상기 제1 화소를 구동하도록 배열되어 상기 제1 영상을 표시하고 상기 제2 화소를 구동하도록 배열되어 상기 제2 영상을 표시하는 다중 화면 디스플레이.
제34항에 있어서, 상기 제1 및 제2 영상들은 상기 제1 방향과 제2 방향 사이의 제3 시청 방향으로 보일 수 있는 다중 화면 디스플레이.
제34항에 있어서, 상기 제1 화소는 상기 제2 화소와 함께 공간적으로 산재되는 다중 화면 디스플레이.
제34항에 있어서, 상기 제1 및 제2 비대칭 시야 특성은 대향 방향으로 배향되는 다중 화면 디스플레이.
제34항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소들은 서로 다른 제1 및 제2 액정 모드를 각각 갖는 다중 화면 디스플레이.
제38항에 있어서, 상기 제1 및 제2 모드 중 적어도 하나는 꼬임 네마틱, 하이브리드 정렬 네마틱, 꼬임 수직 정렬 네마틱, 프레데릭츠, 수직 정렬 네마틱 및 pi-셀 중 하나인 다중 화면 디스플레이.
제38항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소들은 인가되는 전기장의 부재 시에 상이한 액정 도파기 꼬임을 갖는 다중 화면 디스플레이.
제40항에 있어서, 상기 상이한 꼬임은 상이한 크기를 갖는 다중 화면 디스플레이.
제40항에 있어서, 상기 상이한 꼬임은 상이한 꼬임 방향(sense)을 갖는 다중 화면 디스플레이.
제40항에 있어서, 상기 상이한 꼬임들 중 하나는 0°인 다중 화면 디스플레이.
제38항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소들은 적어도 하나의 액정 기판 경계면에서 상이한 액정 도파기 예비 기울기를 갖는 다중 화면 디스플레이.
제44항에 있어서, 상기 상이한 예비 기울기는 상이한 크기를 갖는 다중 화면 디스플레이.
제44항에 있어서, 상기 상이한 예비 기울기는 상이한 방향을 갖는 다중 화면 디스플레이.
제38항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소들은 상이한 벌크 액정 도파기 배향을 갖는 다중 화면 디스플레이.
제38항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소들은 적어도 하나의 액정 기판 경계면에서 상이한 표면 고정 강도를 갖는 다중 화면 디스플레이.
제38항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소들은 상이한 액정 재료를 갖는 다중 화면 디스플레이.
제38항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소들 중 적어도 하나는 키랄 도핑제, 중합체 네트워크 및 염료 중 적어도 하나를 포함하는 액정 재료를 갖는 다중 화면 디스플레이.
제38항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소들은 상이한 두께의 액정 층을 갖는 다중 화면 디스플레이.
제34항에 있어서, 상기 제1 화소는 투과 축이 상기 제1 화소의 액정 광학 축에 대해 제1 각도로 배향된 제1 편광기를 갖고, 상기 제2 화소는 투과 축이 상기 제2 화소의 액정 광학 축에 대해 상기 제1 각도와 다른 제2 각도로 배향된 제2 편광기를 갖는 다중 화면 디스플레이.
제34항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소들은 상이한 지연의 제1 및 제2 지연기를 갖는 다중 화면 디스플레이.
제34항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소들은 상이한 보상 효과를 제공하는 제1 및 제2 보상 층을 갖는 다중 화면 디스플레이.
제34항에 있어서, 상기 구동 장치는 상이한 전압 범위로 상기 제1 및 제2 화소들을 구동하도록 배열되는 다중 화면 디스플레이.
제34항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는 시차 장벽을 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제34항에 있어서, 상기 최초 언급된 장치를 통해 보일 수 있으면서 시계열적으로 작동하도록 배열되어 있는 추가 액정 장치를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 장치는 제1 비대칭 시야 특성을 갖는 제1 비대칭 액정 모드를 갖는 제1 액정 장치와, 상기 제1 비대칭 시야 특성과 다르게 배향된 제2 비대칭 시야 특성을 갖는 제2 비대칭 액정 모드를 갖는 제2 액정 장치를 포함하고, 상기 구동 장치는 상기 제1 영상을 표시하기 위해 제1 구동 계획으로 상기 제1 장치를 구동하고 상기 제2 영상을 표시하기 위해 제2 구동 계획으로 상기 제2 장치를 구동하도록 배열되는 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 제1 및 제2 구동 계획은 각각 제1 및 제2 전압 범위를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제59항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전압 범위는 동일한 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 상기 제2 장치는 상기 제1 장치를 통해 볼 수 있는 다중 화면 디스플레이.
제61항에 있어서, 배경 조명을 포함하고, 상기 제2 장치는 상기 제1 장치와 상기 배경 조명 사이에 배치되는 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 상기 제1 및 제2 장치들은 서로 평행에서 5° 범위 이내인 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 상기 제1 및 제2 장치는 각각 균일한 정렬을 갖는 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 상기 제1 및 제2 장치는 각각 투과 모드 장치인 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 상기 제1 및 제2 액정 모드는 동일한 유형인 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 상기 제1 및 제2 비대칭 시야 특성은 대향하는 방향으로 배향되는 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 상기 제1 및 제2 장치들은 대향하는 방향으로 배향된 정렬을 갖는 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 상기 제1 및 제2 액정 모드 중 적어도 하나는 꼬임 네마틱, 하이브리드 정렬 네마틱 및 꼬임 수직 정렬 네마틱 중 하나인 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 상기 제1 및 제2 장치들 중 하나는 상기 화소의 세트를 포함하고, 각각의 상기 세트의 상기 화소들을 동일한 컬러이며 다른 세트의 화소와 다른 컬러인 다중 화면 디스플레이.
제70항에 있어서, 상기 제1 및 제2 장치들 중 하나는 적색, 녹색 및 청색의 상기 화소의 세트를 포함하고, 상기 제1 및 제2 장치들 중 다른 하나는 시안, 마젠타 및 황색의 상기 화소의 세트를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제70항에 있어서, 제1 및 제2 장치는 각각 상기 제1 및 제2 방향을 포함하는 평면에 대해 평행하게 연장되는 컬러 필터 스트라이프를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 다중 컬러 시계열 배경 조명을 포함하고, 상기 구동 장치는 상기 제1 및 제2 장치들을 컬러 시계열적으로 구동하도록 배열되는 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 방향 절환 가능한 배경 조명을 포함하고, 상기 구동 장치는, 상기 제1 및 제2 장치에 일시적으로 멀티플렉싱된 영상을 공급하도록 배열되고 상기 방향 절환 가능한 배경 조명을 동기적으로 제어하도록 배열되는 다중 화면 디스플레이.
제58항에 있어서, 상기 제1 및 제2 장치는 각각 공간 위상 변조기를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이의 다중 화면 모드를 위한 산란되지 않은 상태와 상기 디스플레이의 단일 화면 모드를 위한 산란 상태 사이에서 절환 가능한 광 산란기를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
균일한 정렬 및 비대칭 시야각 특성을 갖는 비대칭 액정 모드를 갖는 액정 표시 장치와,

제1 시청 방향으로 제1 영상을 표시하도록 제1 구동 계획으로 상기 장치를 구동하고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 제2 영상을 표시하도록 상기 제1 구동 계획과 다른 제2 구동 계획으로 상기 장치를 구동하는 구동 장치를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제1 비대칭 시야각 특성을 갖는 제1 구성을 갖는 제1 화소와, 상기 제1 비대칭 시야 특성과 다르게 배향된 제2 비대칭 시야 특성을 갖는 상기 제1 구성과 다른 제2 구성을 갖는 제2 화소를 포함하는 액정 장치와,

제1 시청 방향으로 제1 영상을 표시하도록 상기 제1 화소를 구동하고 상기 제1 방향과 다른 제2 시청 방향으로 제2 영상을 표시하도록 상기 제2 화소를 구동하는 구동 장치를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제1 비대칭 시야각 특성을 갖는 제1 구성을 갖는 제1 화소와, 상기 제1 구성과 다른 제2 구성을 갖는 제2 화소를 포함하는 액정 장치와,

제1 및 제2 시청 방향으로 제1 영상을 표시하도록 상기 제1 화소를 구동하고 상기 제2 시청 방향으로 제2 영상을 표시하도록 상기 제2 화소를 구동하는 구동 장치를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제1 비대칭 시야각 특성을 갖는 제1 비대칭 액정 모드를 갖는 제1 액정 장치 와,

상기 제1 비대칭 시야 특성과 다르게 배향된 제2 비대칭 시야 특성을 갖는 제2 액정 장치와,

제1 시청 방향으로 제1 영상을 표시하도록 제1 구동 계획으로 상기 제1 장치를 구동하고 상기 제1 시청 방향과 다른 제2 시청 방향으로 제2 영상을 표시하도록 제2 구동 계획으로 상기 제2 장치를 구동하는 구동 장치를 포함하는 다중 화면 디스플레이.
제63항에 있어서, 상기 제1 및 제2 장치들은 서로 평행한 다중 화면 디스플레이.