KR100760683B1 - 시야각 제어장치 - Google Patents

시야각 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100760683B1
KR100760683B1 KR1020050091282A KR20050091282A KR100760683B1 KR 100760683 B1 KR100760683 B1 KR 100760683B1 KR 1020050091282 A KR1020050091282 A KR 1020050091282A KR 20050091282 A KR20050091282 A KR 20050091282A KR 100760683 B1 KR100760683 B1 KR 100760683B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
liquid crystal
viewing angle
less
regions
Prior art date
Application number
KR1020050091282A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060051847A (ko
Inventor
아이라 호타
마사오 다나카
고키 다카토
Original Assignee
가부시끼가이샤 도시바
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시끼가이샤 도시바 filed Critical 가부시끼가이샤 도시바
Publication of KR20060051847A publication Critical patent/KR20060051847A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100760683B1 publication Critical patent/KR100760683B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1323Arrangements for providing a switchable viewing angle
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • G02F1/133757Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle with different alignment orientations
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13471Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

제1배향막은 복수의 제1영역 및 제2영역을 포함하고 있다. 제2배향막은 복수의 제3영역 및 제4영역을 포함하고 있다. 제3영역은 제1영역에 대응하고, 제4영역은 제2영역에 대응한다. 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역의 배향방향은 서로 다르다. 전압을 인가함으로써, 제1영역과 제2영역의 투과율비는 정규방향(엄밀하게는, 법선방향)으로부터 30°이상, 40°이하의 각도범위에서 5 이상으로 되고, 법선방향으로부터의 제1배향막의 투과율은 전압을 인가하지 않은 경우의 투과율의 90% 이상으로 된다.

Description

시야각 제어장치 {VIEWING ANGLE CONTROL APPARATUS}
도 1은 1실시예에 따른 시야각 제어장치의 단면도,
도 2는 투명기판상에서의 배향막의 배향상태를 나타낸 개략도,
도 3은 한쌍의 대향하는 투명기판상에서의 정면방향으로부터의 배향상태를 나타낸 개략도,
도 4a 및 도 4b는 액정표시장치상에 장착된 시야각 제어장치의 개략도,
도 5는 시야각 제어장치에 전압을 인가한 경우의 액정분자의 방향을 나타낸 개략도,
도 6은 시야각 제어장치상에서의 정규방향(엄밀하게는, 법선방향)으로부터의 액정분자의 방향을 나타낸 개략도,
도 7은 배향막이 3개의 영역 단위로 분할된 한쌍의 대향하는 투명기판상에서의 정면방향으로부터의 배향상태를 나타낸 개략도,
도 8은 시야각 제어장치상에서의 법선방향으로부터의 3개의 영역 단위의 액정분자의 방향을 나타낸 개략도이다.
본 발명은 전압을 인가함으로써 표시스크린의 시야각을 바꾸기 위한 시야각 제어장치(viewing angle control apparatus)에 관한 것이다.
액정표시장치는 광학적으로 이방성을 갖는 액정재료를 사용한다. 이 때문에, 액정표시장치는 시야각(viewing angle)에 기초해서 다른 가시도 특징(조망특징)을 갖고 있다. 조망특징은 많은 사람이 표시내용을 보는 것을 곤란하게 만든다. 한편, 조망특징은 비밀정보 또는 개인정보를 안전하게 하기 위해 사용된다. 즉, 조망특징을 이용함으로써, 표시되는 내용은 정면방향으로부터는 볼 수 있으나, 경사진 방향으로부터는 볼 수 없게 된다. 이 표시는 협시야각 표시(narrow viewing angle display)라고 부른다. 이러한 협시야각 표시를 이용함으로써, 휴대단말을 이용해서 공공장소에서 비밀문서를 독출/기록하는 경우에, 휴대단말의 사용자를 제외하고는 그 문서를 보는 것이 방지된다. 더욱이, 사용자는 옆 사람을 걱정하지 않고 개인적인 메일을 독출/기록할 수 있게 된다.
협시야각 표시와 관련된 기술이 다음의 특허문헌에 개시되어 있다.
(1) 일본 특허공개 2001-264768호 공보(특허문헌1)
이 특허문헌은 정면 이외의 방향으로부터 표시내용을 인식하는 것을 곤란하게 한 액정표시장치를 제공하는 것이다. 구체적으로는, 배향막을 복수의 영역으로 분할하고, 인접하는 영역의 배향방향을 서로 다르게 하고 있다.
(2) 일본 특허공개 2004-133334호 공보(특허문헌2)
이 특허문헌은 일반적인 액정표시장치에 장착하는 엿보기(다른 사람들에 의한 훔쳐보기) 방지장치를 제공하는 것이다.
협시야각의 표시상태(협시야각 표시)와 광시야각(wide viewing angle)의 표시상태(광시야각 표시)를 전환할 수 있다면, 사용자에게는 아주 편리하다. 그러나, 특허문헌1의 액정표시장치는, 그레이 레벨을 포함하는 화상신호를 디스플레이에 인가하는 경우에는, 액정의 배향분할에 의한 패턴(표시내용을 보는 사람에 대한 아이소어(eyesore: 눈총)와 같은 패턴)은 볼 수 있다. 따라서, 이 표시장치는 협시야각 표시에만 적용되고, 광시야각 표시로의 전환은 불가능하다. 더욱이, 전형적인 화상신호는 복수의 그레이 레벨을 포함하고 있다. 이 경우에는, 패턴이 정면방향으로부터도 인식된다. 따라서, 화질이 떨어진다.
한편, 특허문헌2의 액정표시장치는, 협시야각 표시와 광시야각 표시를 전환할 수 있다. 그러나, 협시야각 표시의 경우에는, 디스플레이상의 정규방향(엄밀하게는, 법선방향)으로부터 경사(30°)방향을 따르는 패턴 콘트라스트가 낮아 엿보기 방지범위가 좁아지는 경향이 있다. 신호전압이 경사(30°)방향으로부터의 패턴 콘트라스트를 증가시키도록 조정되는 경우에는, 아이소어에 이르게 하는 패턴도 정면방향으로부터 인식되어 정면방향으로부터의 패널(스크린)의 밝기가 떨어지는 경향이 있다.
본 발명은, 정면방향으로부터의 높은 가시도를 유지하면서 디스플레이 스크린상에서의 경사진 방향으로부터의 소망하지 않는 조망이나 엿보기를 방지하기 위한 시야각 제어장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 한 실시태양에 따르면,
제1투명전극을 갖춘 제1투명기판과,
복수의 제1영역 및 제2영역을 갖추고서 상기 제1투명기판상에 형성된 제1배향막,
트위스트로 정렬된 액정재료로 이루어져 상기 제1배향막상에 형성된 액정층,
복수의 제3영역 및 제4영역을 갖추고서 상기 액정층상에 배치된 제2배향막,
제2투명전극을 갖추고서 상기 제2배향막상에 형성된 제2투명기판 및,
상기 제2투명기판상에 형성된 편광판을 갖추어 이루어지되,
상기 제3영역이 상기 제1영역에 대응하고, 상기 제4영역은 상기 제2영역에 대응하며, 상기 제1영역, 상기 제2영역, 상기 제3영역 및 상기 제4영역의 배향방향이 서로 다르게 되어 있고,
상기 제1투명전극 및 상기 제2투명전극에 전압을 인가함으로써, 상기 제1영역과 상기 제2영역의 투과율비가 상기 액정층의 법선방향으로부터 30°이상, 40°이하의 각도범위에서 5 이상으로 되고, 법선방향으로부터의 상기 제1배향막의 투과율은 전압을 인가하지 않은 경우의 투과율의 90% 이상으로 되도록 된 것을 특징으로 하는 시야각 제어장치
가 제공된다.
또, 본 발명의 다른 실시태양에 따르면,
주면상에 제1편광판을 갖춘 표시소자와,
상기 주면상에 갖추어진 시야각 제어장치를 구비하여 구성되되,
상기 시야각 제어장치가,
제1투명전극을 갖춘 제1투명기판과,
복수의 제1영역 및 제2영역을 갖추고서 상기 제1투명기판상에 형성된 제1배향막,
트위스트로 정렬된 액정재료로 이루어져 상기 제1배향막상에 형성된 액정층,
복수의 제3영역 및 제4영역을 갖추고서 상기 액정층상에 배치된 제2배향막,
제2투명전극을 갖추고서 상기 제2배향막상에 형성된 제2투명기판 및,
상기 제2투명기판상에 형성된 편광판을 갖추어 이루어지며,
상기 제3영역이 상기 제1영역에 대응하고, 상기 제4영역은 상기 제2영역에 대응하며, 상기 제1영역, 상기 제2영역, 상기 제3영역 및 상기 제4영역의 배향방향이 서로 다르게 되어 있고,
상기 제1투명전극 및 상기 제2투명전극에 전압을 인가함으로써, 상기 제1영역과 상기 제2영역의 투과율비가 상기 액정층의 법선방향으로부터 30°이상, 40°이하의 각도범위에서 5 이상으로 되고, 법선방향으로부터의 상기 제1배향막의 투과율은 전압을 인가하지 않은 경우의 투과율의 90% 이상으로 되도록 된 것을 특징으로 하는 표시장치
가 제공된다.
(실시예의 상세한 설명)
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 여러 가지 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 1실시예에 따른 시야각 제어장치(10)의 단면도이다. 이 시야각 제어장치(10)는 투명기판(11, 12), 투명도전막(13, 14), 배향막(15, 16), 스페이서 (17), 액정재료(18), 밀봉재(seal material; 19) 및 편향판(polarizer; 20)을 구비하고 있다.
유리와 같은 투명한 재료로 구성된 투명기판(11, 12)은 서로 대향하여 배치되어 있다. 투명도전막(13, 14)은 투명기판(11)상에 설치되어 있다. (표면에 복수의 배향방향을 갖도록) 배향처리된 폴리이미드로 이루어진 배향막(15)은 투명도전막(13)상에 설치되어 있다. 한편, 투명도전막(14)은 투명기판(12)상에 설치되어 있고, (표면에 복수의 배향방향을 갖도록) 배향처리된 폴리이미드로 이루어진 배향막(16)은 투명도전막(14)상에 설치되어 있다. 투명기판(11, 12)은, 예컨대 수 미크론의 직경을 갖는 스페이서(17)에 의해 형성된 간격(gap)을 두고 서로 대향하여 배치되어 있다. 액정재료(18)는 간격을 메운다. 간격은 (에폭시) 밀봉재(19)에 의한 코팅을 이용하여 밀봉된다. 편향판(20)은 배향방향과 대응하도록 투명기판(12)상에 부착되어 있다. 투명기판(11, 12) 사이의 간격을 유지하기 위해, 스페이서(17)를 제외한 투명기판(11, 12) 사이에 필러(pillar; 기둥)를 설치해도 좋다. 더욱이, 소형 사이즈의 디스플레이의 경우에는, 밀봉재(19)만에 의해 간격을 유지하고 있다.
도 2는 투명기판(11)상에 배치된 배향막(15)의 배향상태를 나타낸 개략도이다. 배향막(15)은 배향방향(23, 24)이 서로 다른 영역(21, 22)으로 분할되어 있다. 도 2에 있어서, 영역(21, 22)은 바둑판 형상으로 구획되어 있고, 그것들은 교대로 배향방향이 역으로 되도록 배향처리되어 있다. 영역(21, 22)의 배향방향(23, 24)은 180°만큼 상호 역으로 되어 있고, 투명기판(11)의 단면(edge)으로부터의 각 각의 배향방향의 각도 θ1 및 θ2는 각각 45°로 되어 있다. 투명기판(12)상의 배향막(16)은 (후에 설명되는 도 3에 나타낸 바와 같이) 배향막(15)의 영역(21, 22)에 각각 대응하는 영역(31, 32)으로 분할되어 있다.
영역(21, 22, 31, 32)은 바둑판 형상에 한정되지 않는다. 예컨대, 이들 영역은 글자, 시인도형(viewing figure) 또는 문자여도 좋다. 이 경우, 글자는 메시지와 같은 문자열이어도 좋다. 더욱이, 후에 설명되는 바와 같이, 배향막(15, 16)은 다른 배향방향을 갖는 3개(또는 3개 이상)의 영역으로 분할되어도 좋다.
도 3은 대향하는 투명기판(11, 12)의 경우에 있어서 투명기판(11)의 정면 측으로부터의 배향상태를 나타낸 개략도이다. 배향막(15)의 영역(21, 22)은 배향막(16)의 영역(31, 32)과 대응하여 배치되어 있다. 배향막(15)의 배향방향(23, 24)은 실선으로 나타내어져 있고, 배향막(16)의 배향방향(33, 34)은 점선으로 나타내어져 있다. 실선 및 점선은 배향막(15)의 정면 측으로부터의 시야(view)를 나타낸다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 영역(21, 31)의 배향방향(23, 33)은 서로 직교하고 있다. 더욱이, 영역(22, 32)의 배향방향(24, 34)도 서로 직교하고 있다. 결과로서, 액정재료(18)는 트위스트 각도(twist angle)가 90°인 조건에 따라 배향되고 있다. 즉, 액정재료(18)는 액정분자가 트위스트로 정렬되어 있는 TN(Twisted Nematic)배향을 이루고 있다.
액정표시장치의 표시소자상에 시야각 제어장치를 갖춤으로써, 표시소자의 조망특징을 제어할 수 있다. 즉, 광시야각의 표시소자상에 시야각 제어장치(10)를 갖춤으로써, 이들 장치가 표시장치로서 간주되어 광시야각 상태와 협시야각 상태를 전환할 수 있게 된다.
도 4a 및 도 4b는 각각 액정표시장치(50)상의 시야각 제어장치(10)의 외부 평면도 및 단면도이다. 도 4a에서는 설명을 간략화하기 위해 시야각 제어장치(10)를 액정표시장치(50)로부터 분리해서 나타내고 있다.
액정표시장치(50)상에 시야각 제어장치(10)를 갖춘 경우에는, 돌기형상이나 클립형상과 같은 고정부재 혹은 접착제와 같은 고정부재를 사용할 수 있다. 시야각 제어장치(10)의 사이즈가 액정표시장치(50)의 스크린보다 작은 경우에는, 시야각 제어장치(10)를 투명 아크릴판상에 얹고 나서, 액정표시장치(50)상에 얹어도 좋다.
액정표시장치(50)는 편광판(51, 52) 및 액정셀(53)로 구성되어 있다. 액정셀(53)은 액정재료로 채워진 셀로, 투명기판(11, 12), 투명도전막(13, 14), 배향막(15, 16), 스페이서(17), 액정재료(18) 및 밀봉재(19)에 대응하는 성분을 포함하고 있다. 그러나, 이 셀(53)은 배향막(15)의 영역(21, 22)과 같은 영역으로는 분할되지 않는다.
편광판(52)은 시야각 제어장치(10)와 액정셀(53) 사이에 배치되어 이들에 의해 공유되도록 되어 있다. 편광판(52)과 편광판(20)은 쌍을 이루어 시야각 제어장치(10)의 양쪽면에 배치되어 시야각 제어장치(10)의 특징을 조절하도록 되어 있다. 이 경우, 편광판(20, 52)의 흡수축은 수직(또는 평행)으로 되도록 하는 것이 바람직하다. 시야각 제어장치(10)는 편광판 없이 표시장치에 갖추어져도 좋다. 이 경우, 편광판은 투명기판(11)의 표면상에 부착된다.
다음에는 시야각 제어장치(10)의 동작에 대해 설명한다. 투명도전막(13, 14) 사이에 전압을 인가하지 않은 경우에는, 액정재료(18) 내의 액정분자가 투명기판(11, 12)의 배향방향과 평행으로 배향된다. 이 경우, 시야각 제어장치(10)의 표면은 투명하다. 따라서, 액정표시장치(50)의 표시내용을 인식할 수 있는 시야각 범위(시야각)는 시야각 제어장치(10)를 갖추기 전이나 후에서 변화하지 않는다.
도 5는 시야각 제어장치(10)의 투명도전막(13, 14)에 전압(예컨대, 주파수 60Hz의 구형파(rectangle wave))을 인가한 경우의 액정재료(18)의 액정분자의 방향을 나타낸 개략도이다. 도 6은 시야각 제어장치(10)를 정규방향(엄밀하게는, 법선방향)으로부터 본 때의 액정분자의 방향을 나타낸 정면도이다. 도 5에서 액정분자(61, 62)는 배향막(15, 16)의 영역(21, 31) 사이의 공간(A)과 영역(22, 32) 사이의 공간(B)에 나타내어져 있다. 배향막(15)의 인접 영역, 배향막(15, 16) 사이의 중간 영역 및 배향막(16)의 인접 영역의 액정분자(61, 62)가 각각 액정분자(61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c)이다.
액정분자(61, 62)는 전체로서 나선형으로 배치되어 있다. 배향막(15, 16)의 인접 영역에서는, 액정분자(61, 62)는 각각의 배향방향(23, 24, 33, 34)에 기초해서 경사진 각도로 배치되어 있다. 배향막(15, 16) 사이의 중간 영역에서는, 액정분자(61, 62)는 각각의 배향방향(23, 24, 33, 34)으로부터 회전(트위스트)되어 있고, 각각의 경사각(기울기)이 크다(액정 분자의 일어섬).
이 경우, 상승벡터(rising vector; 63, 64)는 액정층(18)의 중심영역에서의 액정분자(61a, 61b)의 각각의 방향으로서 정의되어 있다. 액정층(18)의 중심영역에서의 액정분자(61a, 61b)의 방향은 조망특성에 영향을 미친다. 상승벡터(63, 64)의 경사각(θ3, θ4)은 액정분자(61a, 61b)의 경사각(θ3, θ4)으로, 액정분자(61, 62)의 경사각으로 정의되어 있다. 더욱이, 상승벡터(63, 64)의 방향은 액정분자(61a, 61b)의 방향을 나타내고, 액정분자(61, 62)의 일어서는 방향(rising direction: 기립방향)으로 정의되어 있다.
경사각(θ3, θ4)은 인가되는 전압에 의존한다. 이 전압이 임계치 이하이면(전압을 인가하지 않는 경우를 포함함), 경사각(θ3, θ4)은 거의 제로(거의 수평, 정확하게는 경사각 근방)이다. 경사각(θ3, θ4)은 임계치 근처의 인가전압으로부터 변화하기 시작하여 인가전압이 커짐에 따라 90°(수직)에 접근한다. 이 경우, 경사각(θ3, θ4)은 공간 A 및 B에서 크게 달라지지 않는다. 즉, 경사각(θ3, θ4)은 실질적으로 영역의존성(area-dependency)을 갖지 않는다(같은 전압을 영역(21, 22)에 인가하는 경우에는 경사각(θ3, θ4)은 거의 같다).
기립방향은 전압의존성이 작다. 즉, 인가되는 전압이 변화하더라도, 기립방향은 거의 변화하지 않는다. 한편, 기립방향은 영역(21, 22)에 의존한다. 액정재료(18)의 배향상태는 공간 A와 B 사이에서 달라진다. 따라서, 상승벡터(63, 64)의 방향(기립방향)도 달라진다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 벡터(63, 64)는 각각 시야각 제어장치(10)의 표면상에서 좌측 및 우측 방향(음의 X축 방향 및 양의 X축 방향)을 따라 상승한다. 즉, 액정분자(61, 62)의 기립방향은 반대(방위각도차(φ)=180°)로 되어 있다.
시야각 제어장치(10)의 표면상에서의 법선방향을 따라 본 경우와 비교해서, 디스플레이의 명암은 상승벡터(63, 64)의 방향을 향하여 반대로 되어 있다. 도 5의 좌측 방향(음의 X축 방향)으로부터 공간 A 및 B를 보는 경우에는, 공간 A는 어둡고, 공간 B는 밝다. 한편, 도 5의 우측 방향(양의 X축 방향)으로부터 공간 A 및 B를 보는 경우에는, 공간 A는 밝고, 공간 B는 어둡다. 즉, 공간 A 및 B를 좌측 방향 또는 우측 방향으로부터 보더라도, 영역(21, 22) 중의 하나는 어둡고, 액정표시장치의 스크린의 영역의 거의 1/2은 감추어진다. 이와 같이 해서, 스크린 상의 좌측 및 우측 방향으로부터의 엿보기(다른 사람들에 의한 훔쳐 보기)가 방지된다.
편광판(20, 52)의 배향방향이 평행한 경우에는, 시야각 제어장치(10)는 전압 무인가시에 광의 비투과상태(블랙 표시)로 되고, 액정표시장치(50)의 표시내용은 특정인이 보기 곤란하게 되어 있다. 한편, 전압의 인가시에는, 시야각 제어장치(10)의 스크린이 투명하여 액정표시장치(50)의 표시내용을 볼 수 있도록 되어 있다. 이 경우에는, 시야각 제어장치(10)에 인가되는 전압이 높아질수록 액정표시장치(50)의 스크린의 시야각이 넓어진다. 포화전압(통상, 4∼5V)을 인가함으로써, 시야각이 더 넓어져서 광시야각 모드로서 사용된다.
한편, 편광판(20, 52)의 배향방향이 수직한 경우에는, 시야각 제어장치(10)는 전압 무인가시에 투명하여 액정표시장치(50)의 표시내용을 넓은 시야각(광시야각 모드)으로부터 인식할 수 있게 된다. 전압의 인가에 비례하여, 시야각 제어장치(10)상의 배향분할 패턴(바둑판무늬 패턴)을 점진적으로 인가할 수 있게 된다. 경사진 방향(법선방향으로부터의 경사각이 소정 각도 이상임)으로부터 보는 경우에는, 시야각 제어장치(10)의 스크린을 인식할 수 없게 되어 있다(협시야각 모드). 인가되는 전압이 포화전압값 이상이면, 시야각 제어장치(10)로의 입사광은 그 장치(10)를 통해 투과될 수 없다. 따라서, 사용자가 디스플레이 상의 정면방향을 따라 보더라도, 시야각 제어장치(10)는 블랙 표시의 조건 하에 있다.
이와 같이, 시야각 제어장치(10)는 정보를 표시하기 위한 액정표시장치(50)로부터 독립적으로 구동될 수 있다. 인가되는 전압을 조절함으로써, 광시야각 모드와 협시야각 모드의 전환이 가능하게 된다. 광시야각 모드에서는, 고정된 패턴(바둑판무늬 패턴)은 인식할 수 없고, 액정표시장치(50)는 모든 조망방향으로부터의 내용을 우수하게 표시한다. 한편, 협시야각 모드에서는, 액정표시장치(50)의 표시내용과 무관계한 고정된 패턴(바둑판무늬 패턴)은 경사진 방향(특히, 좌측 및 우측 방향)으로부터 볼 수 있다. 따라서, 표시내용이 정면방향(법선방향)을 제외한 임의의 방향으로부터 보이지 않도록 하여 엿보기를 방지한다.
상술한 바와 같이, 편광판(20, 52)의 배향방향이 평행하거나 수직한 경우에는, 시야각 제어장치(10)가 동작할 수 있다. 이하에, 편광판(20, 52)의 배향방향이 수직한 경우의 예에 대해 설명한다. (편광판(20, 52)의 배향방향이 수직한 경우에는, 표시의 명암이 반전된다. 그러나, 엿보기 방지라는 동일한 효과를 얻을 수 있다.)
시야각 제어장치(10)가 전압을 인가하지 않고 액정표시장치(50)에 갖추어져 있는 상황에서는, 액정표시장치(50)의 조망특징은 변화하지 않고, 표시내용은 광시야각으로부터 인식될 수 있다. 임계치전압 근처의 전압이 시야각 제어장치(10)에 인가될 때에는, 정면방향(법선방향)으로부터의 가시도는 거의 변화하지 않으나, 경사진 방향(좌측 및 우측 방향(23, 24))으로부터는 바둑판무늬 패턴이 인식된다. 상술한 바와 같이, 액정분자의 기립방향은 영역(21, 22)에 있어서 반대로 되어 있다.
그 전압값을 점진적으로 증가시킴으로써, 경사진 방향으로부터의 패턴 콘트라스트(바둑판무늬 패턴)가 높아져서 일반인이 액정표시장치(50)의 표시내용을 보는 것이 곤란하게 된다. 전압값을 더 증가시킴으로써, 일반인이 바둑판무늬 패턴을 정면으로부터 볼 수 없고, 액정표시장치(50)의 밝기가 크게 떨어지는 것이 확인되었다. 따라서, 엿보기 방지의 효과가 변화하여 인가되는 전압의 값에 의해 정면방향으로부터의 조망특징이 영향을 받는다는 것이 해결되었다.
정면방향으로부터의 가시도가 높고 엿보기 방지의 효과가 높은 조건을 조사해 보자. 먼저, 정면방향으로부터의 표시에 관하여 다음과 같이 조사했다.
디스플레이의 밝기를 낮춤으로써, 떨어진 밝기가 허가가능한지 여부에 관해 "허가" 또는 "불허가(불허)"에 의해 10개의 시험대상(testee)이 각각 응답하도록 했다. 그 결과, 떨어진 밝기가 초기 밝기의 90% 이상인 경우에 모든 시험대상이 "허가"를 응답했다. 떨어진 밝기가 초기 밝기의 70% 이하인 경우에는, 시험대상의 응답은 분산되었다. 떨어진 밝기가 초기 밝기의 50% 이하인 경우는, 모든 시험대상이 "불허가"를 응답했다.
다음에, 패턴 콘트라스트(영역(21, 22)의 밝기의 비율(투과율비))를 조사했다. 패턴 콘트라스트를 변화시킴으로써, 패턴이 아이소어인지 여부에 관해 "허가" 또는 "불허가(불허)"에 의해 10개의 시험대상이 각각 응답하도록 했다. 그 결과, 패턴 콘트라스트가 1.2 이하인 경우에 9개의 시험대상이 "허가"를 응답하고, 하나의 시험대상만이 패턴 콘트라스트 1.2에 대해 "불허가"를 응답했다. 패턴 콘트라스트가 1.5 이상인 경우에는, 4개의 시험대상이 "불허가"를 응답했다. 패턴 콘트라스트가 2인 경우에는, 모든 시험대상이 "불허가"를 응답했다.
다음에는 엿보기 방지의 효과를 조사했다. 먼저, 시야각 제어장치(10)을 갖춘 액정표시장치(50)의 앞에 하나의 시험대상을 세운 상태에서, 5개의 시험대상이 하나의 시험대상의 측면방향으로부터 시야각 제어장치(10)를 관찰하도록 했다. 5개의 시험대상의 각각은 남성/여성의 소망하는 시야각을 가리키고, 시험대상마다 시야각으로부터 보는 것이 곤란한 패턴 콘트라스트를 응답했다. 그 결과, 시야각의 범위는 30°∼40°으로 되고, 관찰보호에 효과가 있는 패턴 콘트라스트는 5 이상으로 되었다.
이들 결과로부터, 정면방향으로부터의 밝기(휘도)는 90% 이상이고, 패턴 콘트라스트는 1.2 이하이며, 경사(30°)방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 5 이상인 경우에는, 정면방향으로부터의 조망특징이 그다지 떨어지지 않아 관찰방지의 효과가 높다고 말할 수 있다. 이 경우, 사람의 좌측과 우측 눈 사이의 공간으로부터 발생되는 시차를 고려함으로써, 정면방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 경사(좌측 및 우측) 5° 내의 각도범위로부터 인식되는 콘트라스트로서 설정된다.
정면방향으로부터의 밝기 및 패턴 콘트라스트, 경사진 방향으로부터의 패턴 콘트라스트는 인가되는 전압에 의해 제어된다. 그러나, 이들 파라미터는 상호 독립적이지 않기 때문에, 정면방향과 경사진 방향의 양 조건을 충족시키기가 쉽지 않다. 이들 조건을 충족시키는 시험결과로서, 액정층의 광학조건, 즉 액정재료(18) 의 복굴절률(Δn)과 액정층의 셀갭(두께; d)의 곱이 조망특징에 영향을 미친다. 상기 곱 Δn·d(지연)가 1.5∼3.0㎛ 이내인 경우에, 상기의 조건이 충족된다.
Δn·d가 1.5㎛ 이하인 경우에는, 경사(좌측 및 우측) 30°방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 5로 되도록 전압을 조절함으로써, 정면방향으로부터의 조망특징이 크게 떨어진다. 더욱이, Δn·d가 1.5㎛ 이하이면, 시야각 제어장치(10)의 투과율이 떨어져서 지연에 의해 야기되는 컬러를 인식할 수 있게 된다. 한편, Δn·d가 3.0㎛ 이상인 경우에는, 조망특징이 좌측과 우측에 대해 대칭으로 되어 패턴 콘트라스트를 유지할 수 없게 되고, 엿보기 방지의 효과가 충분히 얻어지지 않았다.
Δn·d가 1.5∼3.0㎛ 이내인 경우에는, 패턴 콘트라스트가 10 이상인 피크값의 전압극한이 경사진 방향의 30°∼40°의 각도범위에 존재한다. 이 전압을 전압극한 이내로 조절함으로써, 높은 엿보기 방지효과를 갖는 시야각을 변화시킬 수 있게 된다. 특히, Δn·d가 1.8∼2.5㎛ 이내인 범위에서는, 엿보기 방지의 전압조절 범위가 넓고, 사용자의 기호(preference)와 정합되는 엿보기 방지의 시야각 범위를 쉽게 설정할 수 있게 된다.
일반적으로, 시야각 제어장치(10)를 위해 사용되는 액정재료(18)의 복굴절률(Δn)은 안정한 특징을 갖기 때문에, 신뢰성이 높은 장치를 제공할 수 있게 된다. 액정재료의 셀갭이 2㎛ 이하인 경우에는, 그 간격이 좁아서 투명기판(11, 12)의 투명도전막(13, 14)이 전기적으로 단락할 수도 있다. 더욱이, 셉갭(d)이 30㎛ 이상인 경우에는, 그 간격이 넓어서 시차가 문제(trouble)를 일으키게 된다. 셀갭이 5∼20㎛ 이내인 경우에는, 제조공정 중에 안정한 간격을 갖는 장치를 제공할 수 있게 된다.
더욱이, 시야각 제어장치(10)에 있어서, 배향분할영역(21, 22)의 (액정재료(18)의) 액정분자의 트위스트 각도가 90°인 경우에는, 편광판(20)의 각도를 쉽게 조절할 수 있게 된다. 이 경우, 편광판(20)의 흡수축의 방향은 액정분자의 배향방향과 평행(또는 수직)으로 설정하는 것이 좋다.
더욱이, 엿보기 방지에 관해서는, 좌측 및 우측 방향으로부터의 소망하지 않는 관찰이 주로 발생한다. 따라서, (아이소어로서의) 바둑판무늬 패턴의 볼 수 있는 방향을 좌측 및 우측 방향으로 설정하는 것이 가장 효과가 좋다. 이 경우, 배향분할방향은 두 방향(좌측 및 우측 방향)으로 설정된다.
더욱이, 시야각 제어장치(10)에서는, 배향분할패턴(바둑판무늬 패턴)은 볼 수 있는 사이즈보다도 큰 사이즈를 필요로 한다. 구체적으로는, 그 패턴은 1㎟ 이상의 사이즈를 필요로 한다. 그 사이즈가 1㎟ 이하인 경우에는, 패턴을 인식할 수 없게 된다. 경사진 방향으로부터, 모든 영역의 밝기가 떨어지더라도 그 디스플레이가 보여 표시내용을 인식할 수 있게 된다. 한편, 그 사이즈가 1㎠ 이상인 경우에는, 디스플레이의 차단효과가 떨어진다.
더욱이, 시야각 제어장치(10)에서는, 각 배향분할영역의 사이즈가 반드시 같을 필요는 없다. 한 영역의 다른 영역에 대한 비율이 40∼60% 이내인 2분할의 경우에는, 동일한 효과가 얻어진다. 그 패턴은 반드시 규칙적인 패턴일 필요는 없고, 동일한 형상일 필요도 없다. 불규칙한 패턴의 경우에는, 표시내용을 인식할 수 없게 된다. 더욱이, 2개의 분할영역 중의 하나가 하나의 패턴으로 연결되어도 좋다. 하나의 연결된 패턴을 이용함으로써, 배향처리가 쉬워진다. 예컨대, 배향막(15, 16)의 모든 표면을 러빙(rubbing)한 후에, 그 연결된 패턴에 대응하는 형상의 평판(flat plate; 연결되지 않는 영역에 대응해서 개구가 설치되어 있음)을 마스크로서 이용한다. 이 러빙에 의해, 다른 배향방향을 각각 갖는 복수의 영역을 배향막에 설치할 수 있게 된다.
배향막(15, 16)은 다른 배향방향을 각각 갖는 3개(또는 3개 이상)의 영역으로 각각 분할되어도 좋다. 도 7은 3개의 영역(21, 22, 25, 31, 32, 35)으로 각각 분할된 배향막(15, 16)의 개략도이다. 즉, 투명기판(11, 12)을 대향시킨 경우, 도 7은 도 3과 대응해서 투명기판(11)의 정면측으로부터의 배향상태를 나타낸다.
도 7에 있어서, 배향막(15)의 3개의 영역(21, 22, 25)은 배향막(16)의 3개의 영역(31, 32, 35)에 각각 대응하고 있다. 더욱이, 영역(21, 31)의 배향방향(23, 33)은 직교하고 있고, 영역(22, 32)의 배향방향(24, 34)도 직교하고 있으며, 영역(25, 35)의 배향방향(26, 36)도 직교하고 있다.
도 8은 법선방향으로부터의 영역(21, 22, 25)의 액정분자의 상승벡터(63, 64, 65)를 나타내는 시야각 제어장치(10)의 정면도이다. 상승벡터(63, 64, 65)는 각각 좌측, 우측 및 상부 방향으로 향하고 있다. 그 결과, 상승벡터(65, 63) 사이의 배향각도차(φ1)와 상승벡터(65, 64) 사이의 배향각도차(φ2)는 각각 절대값으로서 90°로 되어 있다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 상승벡터(63, 64, 65)는 각각 좌측, 우측 및 상부 방향으로 향하고 있다. 따라서, 좌측 및 우측 방향으로부터의 엿보기 방지에 더하여, 상부 방향으로부터의 엿보기를 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 즉, 상부 방향으로부터의 엿보기에 관해서는, 영역(25)은 블랙 표시로 보여 표시내용의 조망을 방지할 수 있게 된다. 영역(21, 22, 25)은 각각 좌측 및 우측 방향으로부터의 엿보기 방지에 기여한다.
도 7에서는 3개의 영역(21, 22, 25)이 순서대로 배열되어 있다. 그러나, 이 순서는 임의로 바꾸어도 좋다. 더욱이, 배향막(15, 16)은 적어도 4개의 영역으로 분할되어도 좋다.
다음에 본 발명의 여러 가지 실시예(제조방법)를 설명한다.
(실시예1)
먼저, ITO 박막(막두께 500Å)이 형성된 대각선 7인치의 2매의 유리기판(두께 0.7㎜)을 준비한다. 이들 2매의 유리기판을 세정한 후에, 액정배향막용 폴리이미드 AL1051을 스핀코트법에 의해 코팅한다. 그 후, 상기 2매의 유리기판을 세정오븐(clean oven) 내에서 200℃에서 1시간동안 소성(bake)한다. 그 결과, 막두께가 약 500∼1000Å인 2개의 폴리이미드 배향막이 얻어졌다.
다음에, 러빙에 의한 배향처리를 실행한다. 이 경우에는, 서로 다른 방향을 각각 갖는 2개의 영역이 상호 배열되도록 마스크 러빙에 의한 배향처리가 실행된다. 먼저, 상부측 기판의 폴리이미드막의 전면에 균일한 러빙처리를 실행한다. 다음에, 정방형 패턴(한 변이 4㎜)이 형성된 금속마스크를 상부측 기판 상에 배치 한다. 마스크 러빙에 의해, 러빙 방향이 다른 2개의 영역이 얻어졌다.
상부측 기판에는, 밀봉재 디스펜서에 의해 에폭시 밀봉재를 코팅한다. 하부측 기판에는, 구형상(9㎛)의 미립자를 스페이서로서 분산한다. 다음에, 배향영역의 대응하는 영역이 정확히 2개의 기판 사이에 위치되도록 상부측 기판과 하부측 기판을 조립한다. 그 후, 밀봉재를 경화시키기 위해 조립된 2개의 기판을 오븐(100℃) 내에서 1시간동안 가열한다.
액정셀 내로 액정재료 MJ29870을 주입함으로써, 액정층의 Δn·d가 1.6㎛로서 설정된다. 주입 개구는 UV 경화한 수지에 의해 밀봉된다. 배향분할의 액정셀의 한쪽에는, 흡수축이 러빙방향과 평행으로 되도록 편광판이 조립되어 있다.
2개의 기판(상부측 기판 및 하부측 기판)으로부터 전극을 인출하고, 파형발생장치에 접속한다. 이 시야각 제어장치는 액정표시패널에 갖추어지고, 신호전압이 인가된다. 이 전압은 경사(30°)방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 6으로 되도록 조절된다. 이 경우, 경사(40°)방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 얻어지는데, 이것은 소망하지 않는 관찰을 회피하기 위해 유효한 것이다. 한편, 패턴(바둑판무늬)은 정면방향으로부터 인식되지 않는데, 이것은 사용자가 정면방향으로부터의 표시내용을 보는데 유효한 것이다. 정면방향으로부터의 패턴 콘트라스트를 측정하는 경우에는, 패턴 콘트라스트는 1.04이고, 밝기는 초기의 밝기와 비교해서 98%이다. 그 결과, 우수한 특징을 가진 시야각 제어장치가 얻어졌다.
(실시예2)
시야각 제어장치는, 액정재료(18)가 ZLI5049이고 간격 스페이서 10㎛에 의해 액정층의 Δn·d가 2㎛인 조건에 따라 제조했다. 다른 조건은 실시예1과 마찬가지이다. 경사(30°)방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 5로 되도록 전압을 조절함으로써, 표시내용은 인식되지 않고, 정면방향으로부터의 스크린상의 패턴(바둑판무늬)도 인식되지 않으며, 정면방향으로부터 스크린의 충분한 밝기 표시가 얻어졌다. 더욱이, 경사(40°)방향으로부터의 스크린이 어두워서 표시내용을 경사진 방향으로부터 충분히 인식할 수 없게 된다. 정면방향으로부터의 패턴 콘트라스트를 측정하는 경우에는, 패턴 콘트라스트는 1.1이고, 밝기는 초기의 밝기(전압의 비인가 상태)와 비교해서 95%이다.
(실시예3)
시야각 제어장치는, 액정재료(18)가 MJ29870이고 간격 스페이서 14㎛에 의해 액정층의 Δn·d가 2.5㎛인 조건에 따라 제조했다. 다른 조건은 실시예1과 마찬가지이다. 경사(30°)방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 7로 되도록 전압을 조절함으로써, 경사(40°)방향으로부터의 스크린의 패턴 콘트라스트 8이 얻어지는데, 이것은 엿보기를 회피하는데 유효한 것이다. 한편, 정면방향으로부터의 스크린상의 패턴(바둑판무늬)이 인식되지 않아 스크린상의 표시내용을 정면방향으로부터 충분히 볼 수 있게 된다. 정면방향으로부터의 패턴 콘트라스트를 측정하는 경우에는, 패턴 콘트라스트는 1.07이고, 밝기는 초기의 밝기와 비교해서 92%이다. 그 결과, 양호한 특징을 갖는 시야각 제어장치가 얻어졌다.
(실시예4)
시야각 제어장치는, 액정재료(18)가 MLC6041이고 간격 스페이서 19㎛에 의해 액정층의 Δn·d가 3.0㎛인 조건에 따라 제조했다. 다른 조건은 실시예1과 마찬가지이다. 경사(30°)방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 9로 되도록 전압을 조절함으로써, 경사(40°)방향으로부터의 스크린의 패턴 콘트라스트 6이 얻어지는데, 이것은 엿보기를 회피하는데 유효한 것이다. 한편, 정면방향으로부터의 스크린상의 패턴(바둑판무늬)이 인식되지 않아 스크린상의 표시내용을 정면방향으로부터 충분히 볼 수 있게 된다. 정면방향으로부터의 패턴 콘트라스트를 측정하는 경우에는, 패턴 콘트라스트는 1.04이고, 밝기는 초기의 밝기와 비교해서 90%이다. 그 결과, 양호한 특징을 갖는 시야각 제어장치가 얻어졌다.
(예1)
시야각 제어장치는, 액정재료(18)가 MLC6063이고 간격 스페이서 5㎛에 의해 액정층의 Δn·d가 4.7㎛인 조건에 따라 제조했다. 다른 조건은 실시예1과 마찬가지이다. 경사(30°)방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 5로 되도록 전압을 조절함으로써, 경사(40°)방향으로부터의 스크린의 패턴 콘트라스트 8이 얻어지는데, 이것은 엿보기를 회피하는데 유효한 것이다. 한편, 정면방향으로부터의 스크린상의 패턴(바둑판무늬)이 명확히 인식되어 아이소어를 일으킨다. 더욱이, 정면방향으로부터의 밝기가 크게 떨어져서 정면방향으로부터의 스크린이 어둡게 보였다. 정면방향으로부터의 패턴 콘트라스트를 측정하는 경우에는, 패턴 콘트라스트는 1.25이고, 밝기는 초기의 밝기와 비교해서 70%였다(저하).
(예2)
시야각 제어장치는, 액정재료(18)가 MJ29870이고 간격 스페이서 10㎛에 의해 액정층의 Δn·d가 1.1㎛인 조건에 따라 제조했다. 다른 조건은 실시예1과 마찬가지이다. 경사(30°)방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 5로 되도록 전압을 조절함으로써, 정면방향으로부터의 패턴(바둑판무늬)이 명확히 인식되어 아이소어를 일으킨다. 정면방향으로부터의 패턴 콘트라스트를 측정하는 경우에는, 패턴 콘트라스트는 1.3이고, 스크린(패널)은 컬러로 보였다.
(예3)
시야각 제어장치는, 액정재료(18)가 MJ022002이고 간격 스페이서 19㎛에 의해 액정층의 Δn·d가 3.6㎛인 조건에 따라 제조했다. 다른 조건은 실시예1과 마찬가지이다. 이 경우, 경사(30°)방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 5로 되도록 하는 전압조건은 발견되지 않았다.
(실시예5)
시야각 제어장치는, 배향분할패턴의 면적비가 4 : 6인 구형 패턴에 의해 러빙이 실행되는 조건에 따라 제조했다. 다른 조건은 실시예1과 마찬가지이다. 이 시야각 제어장치는 액정표시장치상에 갖추어진다. 실시예1과 마찬가지로 전압을 인가함으로써, 좌측 방향으로부터의 백색 영역(밝은 영역) 및 흑색 영역(어두운 영역)의 면적비가 우측 방향으로부터의 백색 영역 및 흑색 영역의 면적비와 달라지게 된다. 그러나, 엿보기 방지는 좌측 방향이나 우측 방향으로부터 특별히 떨어지지 않는다. 그 결과, 양호한 특징을 갖는 시야각 제어장치가 얻어졌다.
(예4)
시야각 제어장치는, 배향분할패턴의 면적비가 3 : 7인 구형 패턴에 의해 러 빙이 실행되는 조건에 따라 제조했다. 다른 조건은 실시예5와 마찬가지이다. 이 시야각 제어장치는 액정표시장치상에 갖추어진다. 실시예5와 마찬가지로 전압을 인가함으로써, 흑색 영역이 우측 방향으로부터 크게 보여 표시내용을 인식할 수 없게 된다. 한편, 백색 영역은 좌측 방향으로부터 크게 보여 표시내용을 인식할 수 있게 된다.
(실시예6)
배향분할패턴이 전체로서 문자를 형성하도록 문자 부분이 클립되어 있는 마스크를 준비했다. 이 패턴은 문자 부분의 면적이 문자 부분을 제외한 마스크의 면적과 같아지도록 설계되어 있다. 이 마스크에 의해 마스크 러빙함으로써, 시야각 제어장치가 실시예1과 마찬가지로 제조되었다. 이 시야각 제어장치는 액정표시장치상에 갖추어진다. 실시예5와 마찬가지로 전압을 인가함으로써, 바둑판무늬 패턴이 얻어진다. 그 결과, 양호한 특징을 갖는 시야각 제어장치가 얻어졌다.
(실시예7)
분할영역의 배향방향이 3방향(좌측, 우측, 상부측)으로 되도록 2회 마스크 러빙함으로써, 시야각 제어장치가 실시예1과 마찬가지로 제조되었다. 이 시야각 제어장치는 액정표시장치상에 갖추어진다. 실시예1과 마찬가지로 전압을 인가함으로써, 좌측, 우측 및 상부측으로부터의 조망을 방지할 수 있음이 확인되었다.
(실시예8)
시야각 제어장치는 실시예1과 마찬가지로 제조했다. 시야각 제어장치의 반대측(정면측이 아님)에는, 흡수축이 시야각 제어장치의 정면측에 조립된 편광판 (polarizer)의 흡수축으로부터 90°만큼 회전하여 배치되도록 편광판이 조립되어 있다. 이 시야각 제어장치는 CRT 상에 갖추어진다. 경사(30°)방향으로부터의 패턴 콘트라스트가 5로 되도록 전압을 조절함으로써, 경사(30°∼40°)방향으로부터 5 이상의 패턴 콘트라스트가 얻어졌다. 더욱이, 패턴(바둑판무늬)은 정면방향으로부터 인식되지 않았다. 그 결과, 양호한 특징을 갖는 시야각 제어장치가 얻어졌다.
(다른 실시예)
예컨대, 투명기판(11, 12)은 유리기판에 한정되지 않고, 플라스틱기판이어도 좋다. 액정의 배향방법으로서는, 러빙을 제외하고 광학적인 배향을 사용해도 좋다. 전극의 인출방법으로서는, 2개(상부측 및 하부측)의 투명전극 중 하나만을 트랜스퍼에 의한 인출개구로서 사용해도 좋다.
상술한 실시예에서는, 대향하는 영역(21, 31)의 배향방향(23, 33) 사이의 각도가 90°이었다. 그러나, 다른 각도, 예컨대 각도 범위(90°±20°)를 사용해도 좋다.
상술한 실시예에서는, 기립방향을 시야각 제어장치상의 좌측 및 우측 방향으로서 설정하기 위해, 배향방향(23, 33)을 투명기판(11, 12)의 한 변으로부터 45°만큼 균등하게 경사지도록 하고 있다. 그러나, 예컨대 배향방향(23, 33)은 45°±15°만큼 다르게 경사지도록 해도 좋다.
상술한 실시예에서는, 편광판(20)은 그 흡수축이 배향방향(23, 33)과 평행(또는 수직)으로 되도록 갖추어진다. 그러나, 흡수축은 극한 ±10° 내에서 시프트되어도 좋다.
다른 실시예는 여기에 개시된 본 발명의 상세한 설명 및 실시예를 고려하면 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하게 될 것이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예는 다음의 청구범위에 의해 지시되는 본 발명의 진정한 범위 및 정신에 의해 전형적인 예로서만 고려되어야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 정면방향으로부터의 높은 가시도를 유지하면서 디스플레이 스크린상에서의 경사진 방향으로부터의 소망하지 않는 조망이나 훔쳐보기를 방지하기 위한 시야각 제어장치를 제공할 수 있게 된다.

Claims (20)

  1. 제1투명전극을 갖춘 제1투명기판과,
    복수의 제1영역 및 제2영역을 갖추고서 상기 제1투명기판상에 형성된 제1배향막,
    트위스트로 정렬된 액정재료로 이루어져 상기 제1배향막상에 형성된 액정층,
    복수의 제3영역 및 제4영역을 갖추고서 상기 액정층상에 배치된 제2배향막,
    제2투명전극을 갖추고서 상기 제2배향막상에 형성된 제2투명기판 및,
    상기 제2투명기판상에 형성된 편광판을 갖추어 이루어지되,
    상기 제3영역이 상기 제1영역에 대응하고, 상기 제4영역은 상기 제2영역에 대응하며, 상기 제1영역, 상기 제2영역, 상기 제3영역 및 상기 제4영역의 배향방향이 서로 다르게 되어 있고,
    상기 제1투명전극 및 상기 제2투명전극에 전압을 인가함으로써, 상기 제1영역과 상기 제2영역의 투과율비가 상기 액정층의 법선방향으로부터 30°이상, 40°이하의 각도범위에서 5 이상으로 되고, 법선방향으로부터의 상기 제1배향막의 투과율은 전압을 인가하지 않은 경우의 투과율의 90% 이상으로 되도록 된 것을 특징으로 하는 시야각 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1영역과 상기 제2영역의 투과율비가 5°이하의 각도범위에서 1.2 이하인 것을 특징으로 하는 시야각 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액정층의 복굴절률(Δn)과 액정층의 셀갭(d)의 곱(Δn·d)이 1.5 이하, 3.0㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 시야각 제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복굴절률(Δn)이 0.05 이상, 0.3 이하이고,
    상기 액정층의 셀갭(d)이 2㎛ 이상, 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 시야각 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1영역의 배향방향과 상기 제3영역의 배향방향 사이의 각도가 70° 이상, 110° 이하인 것을 특징으로 하는 시야각 제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 장치의 표면 상에서 법선방향으로부터 본 상기 제1영역으로부터의 액정분자의 기립방향과 상기 제2영역으로부터의 액정분자의 기립방향 사이의 각도가 160° 이상, 200° 이하인 것을 특징으로 하는 시야각 제어장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 편광판의 흡수축과 상기 제3영역 및 상기 제4영역 중 한쪽의 배향방향 사이의 각도가 ±10°이고, 상기 편광판의 흡수축과 상기 제3영역 및 상기 제4영역 중 다른쪽의 배향방향 사이의 각도가 80° 이상, 100° 이하인 것을 특징으로 하는 시야각 제어장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1영역 및 상기 제2영역의 면적이 각각 1㎟ 이상, 1㎠ 이하인 것을 특징으로 하는 시야각 제어장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1배향막이 상기 제1영역 및 상기 제2영역의 배향방향과 다른 배향방향을 갖는 복수의 제5영역을 갖추고,
    상기 제2배향막이 상기 제3영역 및 상기 제4영역의 배향방향과 다른 배향방향을 갖는 복수의 제6영역을 갖추되,
    상기 제5영역이 상기 제6영역에 대응하도록 된 것을 특징으로 하는 시야각 제어장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1영역과 상기 제2영역의 면적비가 0.4 이상, 0.6 이 하인 것을 특징으로 하는 시야각 제어장치.
  11. 주면상에 제1편광판을 갖춘 표시소자와,
    상기 주면상에 갖추어진 시야각 제어장치를 구비하여 구성되되,
    상기 시야각 제어장치가,
    제1투명전극을 갖춘 제1투명기판과,
    복수의 제1영역 및 제2영역을 갖추고서 상기 제1투명기판상에 형성된 제1배향막,
    트위스트로 정렬된 액정재료로 이루어져 상기 제1배향막상에 형성된 액정층,
    복수의 제3영역 및 제4영역을 갖추고서 상기 액정층상에 배치된 제2배향막,
    제2투명전극을 갖추고서 상기 제2배향막상에 형성된 제2투명기판 및,
    상기 제2투명기판상에 형성된 편광판을 갖추어 이루어지며,
    상기 제3영역이 상기 제1영역에 대응하고, 상기 제4영역은 상기 제2영역에 대응하며, 상기 제1영역, 상기 제2영역, 상기 제3영역 및 상기 제4영역의 배향방향이 서로 다르게 되어 있고,
    상기 제1투명전극 및 상기 제2투명전극에 전압을 인가함으로써, 상기 제1영역과 상기 제2영역의 투과율비가 상기 액정층의 법선방향으로부터 30°이상, 40°이하의 각도범위에서 5 이상으로 되고, 법선방향으로부터의 상기 제1배향막의 투과율은 전압을 인가하지 않은 경우의 투과율의 90% 이상으로 되도록 된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1영역과 상기 제2영역의 투과율비가 5°이하의 각도범위에서 1.2 이하인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 액정층의 복굴절률(Δn)과 액정층의 셀갭(d)의 곱(Δn·d)이 1.5 이하, 3.0㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복굴절률(Δn)이 0.05 이상, 0.3 이하이고,
    상기 액정층의 셀갭(d)이 2㎛ 이상, 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제1영역의 배향방향과 상기 제3영역의 배향방향 사이의 각도가 70° 이상, 110° 이하인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제15항에 있어서, 장치의 표면 상에서 법선방향으로부터 본 상기 제1영역으로부터의 액정분자의 기립방향과 상기 제2영역으로부터의 액정분자의 기립방향 사이의 각도가 160° 이상, 200° 이하인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 편광판의 흡수축과 상기 제3영역 및 상기 제4영역 중 한쪽의 배향방향 사이의 각도가 ±10°이고, 상기 편광판의 흡수축과 상기 제3영역 및 상기 제4영역 중 다른쪽의 배향방향 사이의 각도가 80° 이상, 100° 이하인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제1영역 및 상기 제2영역의 면적이 각각 1㎟ 이상, 1㎠ 이하인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제1배향막이 상기 제1영역 및 상기 제2영역의 배향방향과 다른 배향방향을 갖는 복수의 제5영역을 갖추고,
    상기 제2배향막이 상기 제3영역 및 상기 제4영역의 배향방향과 다른 배향방향을 갖는 복수의 제6영역을 갖추되,
    상기 제5영역이 상기 제6영역에 대응하도록 된 것을 특징으로 하는 표시장 치.
  20. 제11항에 있어서, 상기 제1영역과 상기 제2영역의 면적비가 0.4 이상, 0.6 이하인 것을 특징으로 하는 표시장치.
KR1020050091282A 2004-09-29 2005-09-29 시야각 제어장치 KR100760683B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004285291A JP2006098784A (ja) 2004-09-29 2004-09-29 視野角制御装置および表示装置
JPJP-P-2004-00285291 2004-09-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060051847A KR20060051847A (ko) 2006-05-19
KR100760683B1 true KR100760683B1 (ko) 2007-09-20

Family

ID=35457200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050091282A KR100760683B1 (ko) 2004-09-29 2005-09-29 시야각 제어장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060066794A1 (ko)
EP (1) EP1643297A1 (ko)
JP (1) JP2006098784A (ko)
KR (1) KR100760683B1 (ko)
CN (1) CN100380209C (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8094103B2 (en) 2004-08-31 2012-01-10 Sharp Kabushiki Kaisha Viewing-angle control device, display apparatus, method for controlling viewing-angle control device, viewing-angle control program, and storage medium storing the program
JP4494410B2 (ja) 2004-09-07 2010-06-30 シャープ株式会社 表示装置、視野角制御装置、および電子機器
WO2006030702A1 (ja) 2004-09-15 2006-03-23 Sharp Kabushiki Kaisha 表示装置、視野角制御装置、および電子機器
US8031273B2 (en) 2004-09-17 2011-10-04 Sharp Kabushiki Kaisha Display device, viewing angle control device, and electronic device
KR100848762B1 (ko) 2004-10-04 2008-07-28 샤프 가부시키가이샤 표시 장치 및 전자 기기
JP2006284852A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Toshiba Corp 光学シフト素子および表示装置
JP2006350106A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置
JP4621610B2 (ja) * 2005-09-06 2011-01-26 東芝モバイルディスプレイ株式会社 液晶表示装置
US8134668B2 (en) * 2007-03-05 2012-03-13 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and production method thereof
CN101290410B (zh) * 2007-04-17 2011-06-15 北京京东方光电科技有限公司 液晶面板阵列结构
WO2010084678A1 (ja) * 2009-01-26 2010-07-29 日本電気株式会社 携帯端末、覗き見防止方法及び覗き見防止用プログラム
JP5824249B2 (ja) * 2010-06-11 2015-11-25 東友ファインケム株式会社Dongwoo Fine−Chem Co., Ltd. 洗浄液組成物
CN102821238B (zh) * 2012-03-19 2015-07-22 北京泰邦天地科技有限公司 宽视场超高分辨率成像系统
CN103412441B (zh) * 2013-08-07 2016-04-27 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板、彩膜基板、显示装置及取向层的制作方法
KR20160068096A (ko) * 2014-12-04 2016-06-15 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조 방법
CN105223743B (zh) * 2015-08-25 2018-06-01 昆山龙腾光电有限公司 视角可切换的液晶显示装置
CN106855675B (zh) * 2017-03-14 2020-01-07 京东方科技集团股份有限公司 防窥装置和防窥显示设备
CN112394548B (zh) * 2019-08-19 2024-02-09 中强光电股份有限公司 视角控制器及显示装置
CN111552103B (zh) * 2020-05-27 2022-08-23 昆山龙腾光电股份有限公司 单向视角可切换的显示装置及控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0111699A1 (de) * 1982-12-17 1984-06-27 Extraktionstechnik Gesellschaft für Anlagenbau m.b.H. Verfahren zur Gewinnung von Furfural und Monocarbonsäuren aus wässrigen Lösungen
JP2001264768A (ja) * 2000-01-11 2001-09-26 Toshiba Corp 液晶表示装置、端末装置及び携帯端末装置
JP2004133334A (ja) * 2002-10-15 2004-04-30 Toshiba Corp 覗きこみ防止装置及び覗きこみ防止方法
JP2005091902A (ja) * 2003-09-18 2005-04-07 Toshiba Corp 液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2616463B2 (ja) * 1994-10-31 1997-06-04 日本電気株式会社 透過型液晶表示装置
US6335776B1 (en) * 1998-05-30 2002-01-01 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Multi-domain liquid crystal display device having an auxiliary electrode formed on the same layer as the pixel electrode
JP3607270B2 (ja) * 2000-01-11 2005-01-05 株式会社東芝 端末装置及び携帯端末装置
JP3771137B2 (ja) * 2001-03-21 2006-04-26 シャープ株式会社 液晶表示装置およびその製造方法
JP3662573B2 (ja) * 2003-09-29 2005-06-22 独立行政法人科学技術振興機構 液晶表示素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0111699A1 (de) * 1982-12-17 1984-06-27 Extraktionstechnik Gesellschaft für Anlagenbau m.b.H. Verfahren zur Gewinnung von Furfural und Monocarbonsäuren aus wässrigen Lösungen
JP2001264768A (ja) * 2000-01-11 2001-09-26 Toshiba Corp 液晶表示装置、端末装置及び携帯端末装置
JP2004133334A (ja) * 2002-10-15 2004-04-30 Toshiba Corp 覗きこみ防止装置及び覗きこみ防止方法
JP2005091902A (ja) * 2003-09-18 2005-04-07 Toshiba Corp 液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1643297A1 (en) 2006-04-05
JP2006098784A (ja) 2006-04-13
US20060066794A1 (en) 2006-03-30
KR20060051847A (ko) 2006-05-19
CN1755460A (zh) 2006-04-05
CN100380209C (zh) 2008-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100760683B1 (ko) 시야각 제어장치
JP3405972B2 (ja) 液晶表示装置
KR100723073B1 (ko) 시각 제어 소자 및 그 제조 방법, 액정 표시 장치, 및 전자기기
US7999891B2 (en) Liquid crystal display device
KR100248210B1 (ko) 액정 표시 소자
KR101366459B1 (ko) 액정 표시 장치
JP4557800B2 (ja) 液晶表示装置
CN110764322B (zh) 液晶显示装置及其驱动方法
CN215813619U (zh) 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置
JP2007249243A (ja) 液晶表示装置
JPH09304764A (ja) 液晶表示装置
KR20040094354A (ko) 액정 표시 장치 및 전자기기
JP4390595B2 (ja) 液晶表示装置
JP3607272B2 (ja) 液晶表示装置
KR20080049304A (ko) 액정 표시 장치
JPH07333632A (ja) 液晶表示装置
JP2005024676A (ja) 液晶表示装置
JP2008282051A (ja) 液晶表示装置及び電子機器
JP3607270B2 (ja) 端末装置及び携帯端末装置
KR100247305B1 (ko) 4도메인 평행배향 액정표시소자
JP2007272252A (ja) 液晶表示装置
JP4899584B2 (ja) 表示装置
JP2007256989A (ja) 液晶表示装置
KR20130084623A (ko) 액정소자 및 그 구동방법
JP3607286B2 (ja) 端末装置及び携帯端末装置

Legal Events

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