KR101254587B1 - liquid crystal display device and method for manufacturing the thereof - Google Patents

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카즈요시 나가야마
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

백(白) 화소를 형성할 필요없이 상하좌우 방향에 시야각 조정을 행할 수 있는 FFS 방식의 액정표시장치를 얻는다.An FFS type liquid crystal display device capable of adjusting the viewing angle in the up, down, left, and right directions without forming white pixels is obtained.

화소의 집합으로 이루어진 표시화면을 갖는 FFS 방식의 액정표시장치에 있어서, 하나의 화소 각각은 원형상의 화소 전극이 형성되며, 인가 전압에 따라 n형 액정에 의한 액정분자가 상기 화소 전극의 외원주 수직한 방향으로 기울어지도록 배향 제어되어 360도로 시인성을 갖는 표시를 실현하는 표시 제어 영역과, 표시 화면에 대해 상하방위 및 좌우방위의 공통 전극이 형성되며, 상기 표시 제어 영역의 공통 라인과는 독립한 시야각 제어라인을 통해 인가되는 제어 전압에 따라 n형 액정에 의한 액정분자가 상하방위 및 좌우 방위로 기울어지도록 배향 제어되어 상기 표시 화면을 좌우방향 및 상하방향으로 보는 경우의 표시 정보에 비밀성을 가지게 하는 시야각 제어 영역을 구비한다.In an FFS type liquid crystal display device having a display screen composed of a set of pixels, each pixel is formed with a circular pixel electrode, and liquid crystal molecules by n-type liquid crystal are perpendicular to the outer circumference of the pixel electrode according to an applied voltage. A display control area for orientation control to be tilted in one direction to realize a display having 360 degree visibility, and a common electrode in up, down, and left and right directions are formed with respect to the display screen, and a viewing angle independent of the common line of the display control area. According to the control voltage applied through the control line, the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are oriented to be inclined in the up-down direction and the left-right direction so that the display information is confidential in the left-right and up-down directions. It has a viewing angle control area.

시야각 조정, 액정표시장치, 액정분자, FFS Viewing angle adjustment, liquid crystal display, liquid crystal molecule, FFS

Description

액정표시장치 및 그의 제조방법{liquid crystal display device and method for manufacturing the thereof}Liquid crystal display device and method for manufacturing the same

도 1은 본 발명의 실시예에서 액정표시장치의 화소근접의 평면도이다.1 is a plan view of pixel proximity of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에서 원 형상의 화소전극을 갖는 표시 제어 영역에서의 액정분자의 동작 설명도이다.FIG. 2 is an explanatory view of the operation of liquid crystal molecules in a display control region having circular pixel electrodes in an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에서 좌우방위의 공통전극을 갖는 시야각 제어 영역에서의 액정분자의 동작 설명도이다.3 is a diagram illustrating the operation of liquid crystal molecules in a viewing angle control region having left and right common electrodes in an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에서 액정표시장치의 제조방법의 공정 설명도이다.4 is a process explanatory diagram of a method of manufacturing a liquid crystal display device in an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에서 액정표시장치의 도 4의 제조공정에 의해 형성된 화소근접의 평면도이다.FIG. 5 is a plan view of pixel proximity formed by the manufacturing process of FIG. 4 of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention. FIG.

도 6은 본 발명의 실시예에서 시야각 제어 영역의 전압인가에 의한 시야각 의존의 휘도 분포를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a luminance distribution depending on a viewing angle by applying a voltage to a viewing angle control region in an exemplary embodiment of the present invention.

도 7은 비밀 모드를 갖는 종래의 액정표시장치의 설명도이다.7 is an explanatory diagram of a conventional liquid crystal display device having a secret mode.

도 8은 수직 배향형 액정표시장치를 정면에서 볼 때의 액정분자의 모양을 나타낸 도면이다.8 is a view showing the shape of the liquid crystal molecules when the vertical alignment liquid crystal display device is viewed from the front.

도 9는 수직 배향형 액정표시장치를 기울어서 볼 때의 액정분자의 모양을 나타낸 도면이다.9 is a view showing the shape of the liquid crystal molecules when the vertical alignment liquid crystal display device is tilted.

도 10은 표시의 비밀성을 제어하기 위한 구체적인 구성을 나타낸 도면이다.10 is a diagram showing a specific configuration for controlling the confidentiality of the display.

도 11은 도 10에서 각 부화소의 액정분자 배열상태를 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a view illustrating an arrangement state of liquid crystal molecules of each subpixel in FIG. 10.

도 12는 종래의 FFS 방식의 액정표시장치의 화소근접의 평면도이다.12 is a plan view of pixel proximity of a conventional FFS type liquid crystal display device.

도 13은 종래의 FFS 방식의 액정표시장치의 전압인가에 의한 액정분자의 동작 설명도이다.Fig. 13 is an explanatory view of the operation of liquid crystal molecules by applying voltage in a conventional FFS type liquid crystal display device.

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

10 : 표시 제어 영역 11 : 화소전극10 display control region 11 pixel electrode

20 : 시야각 제어 영역 21a, 21b : 공통전극20: viewing angle control area 21a, 21b: common electrode

30 : 시야각 제어 라인 40 : 기판30: viewing angle control line 40: substrate

41 : 게이트 전극 42 : 게이트 패드41: gate electrode 42: gate pad

43 : 데이터 패드 44 : 게이트 절연막43: data pad 44: gate insulating film

45 : 소오스 전극 46 : 드레인 전극45 source electrode 46 drain electrode

47a : 제 1 패시베이션층 47b : 제 2 패시베이션층47a: first passivation layer 47b: second passivation layer

48 : 화소전극 49 : 시야각 제어전극48: pixel electrode 49: viewing angle control electrode

50 : 포토 아크릴층 51a,51b : 공통전극50: photo acrylic layer 51a, 51b: common electrode

본 발명은 시야각 제어가 가능한 액정표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 n형 액정을 이용한 것에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device capable of controlling the viewing angle and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an n-type liquid crystal.

액정표시장치, 특히 TFT(Thin Film Transistor : 박막트랜지스터)를 이용한 액정표시장치가 넓게는 휴대전화에서 대형 텔레비전까지 이용되고 있다.2. Description of the Related Art A liquid crystal display device, in particular, a liquid crystal display device using a TFT (Thin Film Transistor) is widely used from a cellular phone to a large-sized television.

이와 같은 중에서 개인적으로 사용하는 표시장치에 있어서는, 사용하고 있는 본인에게는 보이지만, 옆에서 들여다보아도 보이지 않는 표시장치가 요구되고 있다.In such a display device for personal use, a display device which is visible to the person himself / herself but which can be seen from the side is required.

특히, 어느 때에는 표시화면을 다수 사람이 공유하고, 어느 때에는 개인만 사용할 수 있도록 한 것이 바람직하다.In particular, it is desirable that a large number of people share the display screen at some time, and only use it at any one time.

도 7은 비밀 모드를 갖는 종래 액정표시장치의 설명도이다.7 is an explanatory diagram of a conventional liquid crystal display device having a secret mode.

도 7에 나타낸 바와 같은 비밀 모드를 갖는 디스플레이가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1참조).A display having a secret mode as shown in FIG. 7 has been proposed (see Patent Document 1, for example).

도 7에서, 액정패널을 배면측에서 조사하는 백라이트로서는, 지향성이 강한 것이 사용되고 있다. In FIG. 7, a strong directivity is used as the backlight for irradiating the liquid crystal panel from the back side.

그리고 통상의 액정패널과 이 지향성 백라이트 사이에, 산란 상태 및 비(非)산란 상태를 절환하는 예를 들면, 폴리머 분산형 액정패널(산란 및 비산란 스위칭)이 형성되어 있다.For example, a polymer dispersed liquid crystal panel (scattering and non-scattering switching) is formed between the normal liquid crystal panel and the directional backlight to switch the scattering state and the non-scattering state.

산란층이 비산란 상태인 경우에는, 백라이트로부터의 광은, 정면으로밖에 조사되지 않기 때문에 기울어진 표시를 볼 수 없다. When the scattering layer is in the non-scattering state, the light from the backlight is not irradiated only to the front side, so that a tilted display can not be seen.

한편, 산란층이 산란 상태인 경우에는, 백라이트 광은 기울어진 방향에도 조사되기 때문에 기울어진 표시를 볼 수 있어 표시를 복수 인이 공유할 수 있다.On the other hand, when the scattering layer is in the scattering state, since the backlight is also irradiated in the tilted direction, the oblique display can be seen, and the display can be shared by a plurality of users.

이 경우에는 통상의 액정패널과는 다르게 특별한 액정패널을 만들 필요가 있 기 때문에 고가가 되어 버린다는 문제가 발생했다.In this case, a problem arises that it becomes expensive because it is necessary to make a special liquid crystal panel unlike a normal liquid crystal panel.

이 문제를 해결하기 위한 방책으로서, 수직배향형 액정표시장치를 이용하는 방법이 제안되고 있다. 이하, 그 기본원리를 도 8 내지 도 11을 이용하여 설명한다.As a solution to this problem, a method using a vertically aligned liquid crystal display device has been proposed. Hereinafter, the basic principle will be described with reference to FIGS. 8 to 11.

도 8은 수직 배향형 액정표시장치를 정면에서 보았을 때의 액정분자의 모양을 나타낸 도면이다.8 is a view showing the shape of the liquid crystal molecules when the vertical alignment liquid crystal display device is viewed from the front.

도 8(a)의 전압 무인가 상태에서 액정분자는 수직 배향하고 있고, 도 8(b)과 같이 전압이 인가되면 액정분자는 상(上)방향으로 기울어진 경우를 나타내고 있다.The liquid crystal molecules are vertically aligned in the state where no voltage is applied in FIG. 8 (a), and when the voltage is applied as in FIG. 8 (b), the liquid crystal molecules are inclined in the upward direction.

편광자(polarizer)와 검광자(analyser)는 각각 상하방위 및 좌우방위로 그 흡수축을 향하고 있다.The polarizer and the analyzer are directed to the absorption axis in the vertical direction and the left and right directions, respectively.

도 8(a)는 전압 무인가의 수직 배향한 액정패널을 정면에서 본 경우를 나타내고 있다. 액정분자의 복굴절(複屈折)은 발견되지 않고 모든 광은 누설되지 않는다.Fig. 8A shows the case where the voltage-free vertically aligned liquid crystal panel is viewed from the front. Birefringence of liquid crystal molecules is not found and all light is not leaked.

한편, 도 8(b)는 전압 인가된 액정패널을 정면에서 본 경우이다. 액정분자의 광축은 편광자의 흡수축과 평행이고, 결과 역시 복굴절은 보이지 않고 모든 광은 누설되지 않는다.FIG. 8B is a front view of the liquid crystal panel to which voltage is applied. The optical axis of the liquid crystal molecules is parallel to the absorption axis of the polarizer. As a result, birefringence is also not seen and all light is not leaked.

이에 비해 도 9는 수직 배향형 액정표시장치를 경사지게 볼 때의 액정분자의 모양을 나타낸 도면이다.9 is a view showing the shape of the liquid crystal molecules when the vertically aligned liquid crystal display device is viewed obliquely.

도 9(a)에 나타낸 바와 같이, 전압 무인가의 경우에는 액정분자의 축은 검광자(analyser)의 흡수축에 평행으로 보이기 때문에 광은 누설되지 않는다.As shown in Fig. 9A, when no voltage is applied, the axis of the liquid crystal molecules appears parallel to the absorption axis of the analyzer, so that light does not leak.

한편, 도 9(b)에 나타낸 바와 같이, 전압인가의 경우에는 액정분자의 축은 편광자나 검광자의 축에서 어긋나게 되고 복굴절이 발현되어 광이 누설되고 있다.On the other hand, as shown in Fig. 9B, when voltage is applied, the axes of the liquid crystal molecules are shifted from the axes of the polarizer and the analyzer, and birefringence is expressed, and light is leaked.

상기 광의 누설을 이용하면, 상기 좌우방향에서는 표시 콘트라스트가 극단(極端)적으로 떨어지게 되어 횡(橫)방향에서 표시를 보아도 무엇이 써 있는지 알 수가 없게 된다. 따라서 이 현상을 이용하여 표시의 비밀성을 제어할 수 있다.When the light leakage is used, the display contrast falls extremely in the left and right directions, so that even if the display is seen in the lateral direction, it is impossible to know what is written. Therefore, the confidentiality of the display can be controlled using this phenomenon.

도 10은 표시의 비밀성을 제어하기 위한 구체적인 구성을 나타낸 도면이다.10 is a diagram showing a specific configuration for controlling the confidentiality of the display.

도 10에서, 하나의 화소내에는 RGB의 부(副)화소에 백(W)의 부화소가 추가로 형성되어 있다. In Fig. 10, a subpixel of white (W) is further formed in a subpixel of RGB in one pixel.

또한, 도 11은 도 10에서 각 부화소의 액정분자의 배열상태를 나타낸 도면이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 상기 백의 화소 부분의 액정분자의 배향 상태를 다른 RGB와는 다르게 상하방위로 하고 있다.FIG. 11 is a diagram illustrating an arrangement state of liquid crystal molecules of each subpixel in FIG. 10. As shown in Fig. 11, the alignment state of the liquid crystal molecules of the pixel portion of the bag is made up and down unlike the other RGB.

이것에 의해 백 화소의 부분에 전압을 인가하지 않는 경우에는 이 부분은 모두 표시에는 기여하지 않기 때문에 통상의 표시가 실현된다.In this case, when no voltage is applied to the portion of the white pixel, this portion does not contribute to the display, and normal display is realized.

한편, 백 화소의 부분에 전압이 인가된 경우에는, 백 표시가 전면(前面)에 좌우방위로서 행해지게 된다. 그 결과 디스플레이의 콘트라스트가 좌우 시각 방위로 저하하게 되어 타인에게 표시가 보여질 염려가 경감(輕減)된다.On the other hand, when a voltage is applied to the part of the white pixel, the white display is performed as the left and right direction on the front surface. As a result, the contrast of the display is lowered to the left and right visual orientation, and the fear that the display is visible to others is reduced.

이어, 공통전극의 형상을 "＜"자 모양으로 하는 것에 의해, 시야각을 개선한 종래의 FFS(Fringe Field Switching) 방식의 액정표시장치에 관해서 설명한다.Next, a conventional liquid crystal display device of a conventional FFS (Fringe Field Switching) system in which the viewing angle is improved by setting the shape of the common electrode to a "<" shape will be described.

도 12는 종래의 FFS 방식의 액정표시장치의 RGB 각 화소의 평면도이다. 더구나 도 13은 종래의 FFS 방식의 액정표시장치의 전압인가에 의한 액정분자의 동작 설명도이다.12 is a plan view of each RGB pixel of the conventional FFS type liquid crystal display device. 13 is an explanatory view of the operation of liquid crystal molecules by applying voltage of a conventional FFS type liquid crystal display device.

도 12에 나타낸 바와 같이, 종래의 액정표시장치에서는, 액정의 쓰러지는 방향을 규정하기 위해 "＜"자 모양의 공통전극이 형성되어 있다. As shown in Fig. 12, in the conventional liquid crystal display device, a "<" shaped common electrode is formed to define the falling direction of the liquid crystal.

그리고 액정분자는 전압 무(無)인가 상태에서는 도 13(a)에 나타낸 바와 같이, 수직 방향을 향하고 있다.In the state where no voltage is applied, the liquid crystal molecules are directed in the vertical direction as shown in Fig. 13A.

한편, 액정분자는 전압 인가상태에서는 도 13(b)에 나타낸 바와 같이 공통전극에 의한 기울어진 전계의 영향으로 결정되어진 방향 즉, 공통전극의 펼쳐진 방향과 수직한 방향으로 쓰러진다.On the other hand, in the voltage application state, the liquid crystal molecules fall in the direction determined by the influence of the inclined electric field by the common electrode, that is, the direction perpendicular to the unfolding direction of the common electrode, as shown in FIG.

이것에 의해 "＜"자와 대응하는 2방향으로 액정이 쓰러지는 것이 가능하게 되어 양호한 시야각을 갖는 액정표시장치가 실현되고 있다.As a result, the liquid crystal can fall in two directions corresponding to the " " characters and a liquid crystal display device having a good viewing angle is realized.

특허문헌 1 일본공개특허 특개평 5-72529호 공보Patent Document 1: JP-A-5-72529

그러나 종래 기술에 의한 액정표시장치는 다음과 같은 문제가 있다. However, the conventional liquid crystal display has the following problems.

첫째, 백 화소를 형성하는 구성으로 되어 있지만, 백 수지(樹脂)를 새롭게 형성할 필요가 있고, 구동이 종래와 달라지게 된다.First, although it is set as the structure which forms a white pixel, it is necessary to form a white resin newly, and driving becomes different from the former.

둘째, 공통전극을 "＜"자 모양으로 하는 것에 의해 특정 방향의 시인성은 개선되지만 필요에 따라 비밀성을 갖도록 제어하는 것은 할 수가 없었다.Second, the visibility of the specific direction is improved by making the common electrode "<", but it cannot be controlled to have a secrecy as needed.

본 발명은 종래와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 백 화소를 형성할 필요가 없이 상하좌우 방향으로 시야각 조정을 행할 수 있는 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can adjust the viewing angle in the up, down, left, and right directions without needing to form a white pixel.

본 발명에 의한 액정표시장치는, 화소의 집합으로 이루어진 표시화면을 갖는 액정표시장치에 있어서, 하나의 화소 각각은 원형상의 화소 전극이 형성되며, 인가 전압에 따라 n형 액정에 의한 액정분자가 상기 화소 전극의 외원주 수직한 방향으로 기울어지도록 배향 제어되어 360도로 시인성을 갖는 표시를 실현하는 표시 제어 영역과, 표시 화면에 대해 상하방위 및 좌우방위의 공통 전극이 형성되며, 상기 표시 제어 영역의 공통 라인과는 독립한 시야각 제어라인을 통해 인가되는 제어 전압에 따라 n형 액정에 의한 액정분자가 상하방위 및 좌우 방위로 기울어지도록 배향 제어되어 상기 표시 화면을 좌우방향 및 상하방향으로 보는 경우의 표시 정보에 비밀성을 가지게 하는 시야각 제어 영역을 구비하는 것이다.In the liquid crystal display device according to the present invention, a liquid crystal display device having a display screen made up of a set of pixels, each pixel is formed with a circular pixel electrode, the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal according to the applied voltage A display control region which is oriented so as to be inclined in a direction perpendicular to the outer circumference of the pixel electrode to realize visibility with 360 degrees, and a common electrode of up, down, left and right orientations is formed with respect to the display screen, and common to the display control region. Display information when the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are inclined in the up-down direction and the left-right direction according to a control voltage applied through a viewing angle control line independent of the line to view the display screen in the left-right direction and the vertical direction. It is provided with a viewing angle control area which has a secret.

또한, 본 발명에 의한 액정표시장치의 제조방법은 기판상에 게이트 전극, 게이트 패드, 데이터 패드를 형성하는 제 1 공정과, 게이트 절연막을 형성함과 함께 상기 게이트 전극상에 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 제 2 공정과, 제 1 패시베이션층 및 포토 아크릴층을 상기 기판 전면에 차례로 형성한 후에 콘택홀을 형성하는 제 3 공정과, n형 액정에 의한 액정분자가 기울어지도록 배향 제어된 표시 제어 영역용의 공통전극과, 상하방위 및 좌우방위로 n형 액정에 의한 액정분자가 기울어지도록 배향 제어된 시야각 제어용의 공통전극을 분리하여 형성하는 제 4 공정과, 제 2 패시베이션층을 상기 기판 전면에 형성한 후 콘택홀을 형성하는 제 5 공정과, 상기 표시 제어 영역에 화소전극을 형성함과 함께 각각의 화소 표시 제어 영역에 대응하는 시야각 제어 영역에 상하방향 및 좌우방향으로 n형 액정에 의한 액정분자가 기울어지도록 시야각 제어 전극을 형성하는 제 6 공정을 구비하며, 상기 표시 제어 영역에는 원형상의 상기 화소 전극이 형성되며, 인가 전압에 따라 상기 n형 액정에 의한 액정분자가 상기 화소 전극의 외원주 수직한 방향으로 기울어지도록 배향 제어되어 360도로 시인성을 갖는 표시를 실현하며, 상기 시야각 제어 영역에는 표시 화면에 대해 상하방위 및 좌우방위의 상기 시야각 제어용의 공통 전극이 형성되며, 상기 표시 제어 영역의 공통 라인과는 독립한 시야각 제어라인을 통해 인가되는 제어 전압에 따라 n형 액정에 의한 액정분자가 상하방위 및 좌우 방위로 기울어지도록 배향 제어되어 상기 표시 화면을 좌우방향 및 상하방향으로 보는 경우의 표시 정보에 비밀성을 가지게 하는 것을 특징으로 한 것이다.In addition, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes forming a gate electrode, a gate pad, and a data pad on a substrate, forming a gate insulating film, and forming a source electrode and a drain electrode on the gate electrode. A second step of forming, a third step of forming a contact hole after the first passivation layer and the photo acrylic layer are sequentially formed on the entire surface of the substrate, and a display control region in which the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are tilted A fourth process of separating and forming a common electrode for use, and a common electrode for viewing angle control in which the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are inclined in the vertical and horizontal directions, and the second passivation layer is formed on the entire surface of the substrate. And a fifth process of forming a contact hole, and forming a pixel electrode in the display control area and a view corresponding to each pixel display control area. And a sixth step of forming a viewing angle control electrode in such a manner that the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are inclined in the up-down direction and the left-right direction in the control area, wherein the pixel electrode having a circular shape is formed in the display control area. The liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are oriented so as to be inclined in the vertical direction of the outer circumference of the pixel electrode to realize a display having 360 degrees of visibility, and the viewing angle control region includes the above-mentioned up and down and left and right directions with respect to the display screen. A common electrode for viewing angle control is formed, and the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are inclined in the up-down direction and the left-right direction according to a control voltage applied through a viewing angle control line independent of the common line of the display control area. To have confidentiality in the display information when viewing the display screen in left and right directions and up and down directions It is characterized by.

이하, 본 발명에 의한 액정표시장치 및 그의 제조방법의 바람직한 실시형태 에 관해서 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of the liquid crystal display device and its manufacturing method which concern on this invention is described with reference to drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에서 액정표시장치의 화소 근접의 평면도이다. 도 1에서 하나의 화소는 표시 제어 영역(10)과 시야각 제어 영역(20)으로 구성되어 있다.1 is a plan view of a pixel proximity of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 1, one pixel includes a display control region 10 and a viewing angle control region 20.

표시 제어 영역(10)은 n형 액정에 의한 액정분자자 기울어지도록 제어되고 있다. 그리고 상기 표시 제어 영역(10)에서는 원 형상의 화소전극(11)이 형성되어 있다.The display control region 10 is controlled to tilt the liquid crystal molecules by the n-type liquid crystal. In the display control region 10, a circular pixel electrode 11 is formed.

이어서, 상기 표시 제어 영역(10)의 전압인가/무인가 상태에서의 액정분자의 동작에 관해서 설명한다.Next, the operation of the liquid crystal molecules in the voltage applied / non-applied state of the display control region 10 will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에서 원 형상으로 오려내어진 화소전극(11)을 갖는 표시 제어 영역(10)에서의 액정분자의 동작 설명도이다.2 is an explanatory view of the operation of liquid crystal molecules in the display control region 10 having the pixel electrodes 11 cut out in a circular shape in the embodiment of the present invention.

전압이 인가되지 않는 경우에는 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 액정은 수직으로 일어선 상태이다. 따라서 그 화소의 표시는 흑이 된다. 이와 같은 흑 화면에 있어서는 정면, 및 정면 이외의 경사진 시각에 있어서도 동일하게 흑 화면으로서 인식되게 된다.When no voltage is applied, as shown in Fig. 2B, the liquid crystal is in a vertical state. Therefore, the display of the pixel becomes black. In such a black screen, it is similarly recognized as a black screen also in the front and inclined time other than the front.

한편, 전압이 인가된 경우에는 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 액정분자는 원 형상의 화소전극(11)에 의한 전계의 영향으로 결정된 방향 즉, 화소전극(11)의 외원주 근접에서는 외원주와 수직한 방향으로 쓰러진다. 따라서 정면, 및 정면 이외의 경사진 시각에 있어서도 360도로 시인성을 갖는 칼라 표시가 가능하게 된다.On the other hand, when a voltage is applied, as shown in FIG. 2 (b), the liquid crystal molecules are separated from the direction determined by the influence of the electric field by the circular pixel electrode 11, that is, in the vicinity of the outer circumference of the pixel electrode 11. Fall in a direction perpendicular to the circumference. Therefore, the color display which has 360 degree visibility is possible also in the front and inclined time other than the front.

한편, 시야각 제어 영역(20)은 상하방위 및 좌우방위로 n형 액정에 의한 액 정분자가 기울어지도록 제어되고, 표시 제어 영역(10)과는 별개의 시야각 제어 라인(30)을 통해 제어 전압이 인가되는 영역이다.On the other hand, the viewing angle control region 20 is controlled so that the liquid crystal molecules by the n-type liquid crystal are inclined in the up-down direction and the left-right direction, and a control voltage is applied through the viewing angle control line 30 separate from the display control region 10. It is an area.

그리고 시야각 제어 영역(20)내에는 좌우방위의 공통전극(21a)이 형성된 영역과, 상하방위의 공통전극(21b)이 형성된 영역의 양측이 병존하고 있다.In the viewing angle control region 20, both sides of the region in which the common electrode 21a in the left and right directions are formed and the region in which the common electrode 21b in the up and down directions are formed coexist.

본 발명에 있어서는 n형 액정을 채용하고 있고, 상기 n형 액정의 경우에는 마스크 러빙을 하지 않더라도 도 1에 나타낸 바와 같은 공통전극(21a,21b)의 양측을 1화소 내에 병존시킬 수 있다.In the present invention, an n-type liquid crystal is employed, and in the case of the n-type liquid crystal, both sides of the common electrodes 21a and 21b as shown in FIG. 1 can be coexisted in one pixel even without mask rubbing.

이 결과 시야각 제어 라인(30)을 통해 제어전압을 인가하는 것에 의해 시야각 제어 영역(20) 내에서 전후 및 좌우로 액정분자를 쓰러지게 하여 시야각 제어가 가능하게 된다.As a result, by applying the control voltage through the viewing angle control line 30, the liquid crystal molecules fall down in the viewing angle control region 20 in front, rear, and left and right, thereby enabling the viewing angle control.

도 1에 나타낸 바와 같이, 시야각 제어 영역(20)은 표시 제어 영역(10)과는 별개의 시야각 제어 라인(30)을 통해 인가 전압이 공급된다. 그리고 시야각 제어 영역(20)용의 독립 공통 라인은 시야각 제어 라인(30)을 투명전극으로 형성하는 것에 의해 개구율을 높게 할 수 있다. 또한 공통 라인이 독립하고 있어 시야각 제어 영역(20)의 인가전압을 임의의 파형으로 하여 입력하는 것이 가능하게 된다.As shown in FIG. 1, an applied voltage is supplied to the viewing angle control region 20 through a viewing angle control line 30 separate from the display control region 10. In addition, the independent common line for the viewing angle control region 20 can increase the aperture ratio by forming the viewing angle control line 30 as a transparent electrode. In addition, since the common lines are independent, the voltage applied to the viewing angle control region 20 can be input as an arbitrary waveform.

이어, 시야각 제어 영역(20)에서 전압의 인가/무인가 상태에서의 액정분자의 동작에 관해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에서 좌우방위의 공통전극(21a)을 갖는 시야각 제어 영역(20)에서의 액정분자의 동작 설명도이다.Next, the operation of the liquid crystal molecules in the applied / non-applied state of the voltage in the viewing angle control region 20 will be described. 3 is a diagram illustrating the operation of liquid crystal molecules in the viewing angle control region 20 having the common electrodes 21a in the left and right directions in the embodiment of the present invention.

좌우방위의 공통전극(21a)을 갖는 시야각 제어 영역(20)에 있어서, 전압이 인가되지 않는 경우에는 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 액정은 수평 상태이다. 따라 서 시야각 제어 영역(20)의 표시는 흑(黑)이 되어 전체의 표시에는 영향을 주지 않는다.In the viewing angle control region 20 having the left and right common electrodes 21a, when no voltage is applied, the liquid crystal is in a horizontal state as shown in Fig. 3A. Therefore, the display of the viewing angle control area 20 becomes black and does not affect the entire display.

이것은 정면, 상하좌우, 기울어진 시각에 있어서도 동일하고, RGB 화소에 의한 표시 자체는 모두 자연으로 사용하게 된다.This is also true for front, top, bottom, left and right and oblique viewing angles, and the display by RGB pixels is all natural.

한편, 좌우방위의 공통전극(21a)을 갖는 시야각 제어 영역(20)에 있어서, 전압이 인가된 경우에는, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이 액정분자는 공통전극의 중앙부 및 공통전극 사이의 중앙부에서 수직으로 일어선 상태가 된다.On the other hand, in the viewing angle control region 20 having the left and right common electrodes 21a, when a voltage is applied, as shown in FIG. 3 (b), the liquid crystal molecules are formed in the center of the common electrode and the center between the common electrodes. In the vertical direction.

따라서 좌우방향에서만 본 경우에는 좌우방위의 공통전극(21a)이 일어선 부분은 밝은 광이 투과된다. 반대로 상하방향에서 본 경우에는 좌우방위의 공통전극(21a)이 일어선 부분은 광이 빠져나가지 않게 된다.Therefore, in the left and right directions, bright light is transmitted to the portion where the common electrode 21a in the left and right directions rises. On the contrary, in the vertical direction, light does not escape to the portion where the common electrode 21a in the left and right directions rises.

이에 비해, 상하방위의 공통전극(21b)을 갖는 시야각 제어 영역(20)에 있어서, 전압이 인가된 경우에는 도 3(b)과는 90도 다른 방향에서 액정분자는 공통전극의 중앙부 및 공통전극 사이의 중앙부에서 수직으로 일어선 상태가 된다.On the other hand, in the viewing angle control region 20 having the common electrode 21b in the up and down direction, when voltage is applied, the liquid crystal molecules in a direction different from that of FIG. It is in the state standing up vertically in the middle part.

따라서 좌우방향만을 볼 경우에는 상하방위의 공통전극(21b)이 일어선 부분에서는 광이 빠져나간다. 반대로 상하방향에서 볼 경우에는, 상하방위의 공통전극(21b)이 일어선 부분은 밝은 광이 투과된다.Therefore, when only the left and right directions are seen, light exits at the portion where the common electrode 21b in the up and down direction rises. On the contrary, when viewed in the vertical direction, bright light is transmitted to the portion where the common electrode 21b in the vertical direction rises.

그 결과, 시야각 제어 영역(20)에 전압을 인가한 상태에 있어서, 좌우방향에서의 시야각에 대해서는, 좌우방위의 공통전극(21a)을 갖는 시야각 제어 영역은 백(白), 상하방위의 공통전극(21b)을 갖는 시야각 제어 영역은 흑(黑)으로서 인식된다. As a result, in a state where a voltage is applied to the viewing angle control region 20, the viewing angle control region having the left and right common electrodes 21a has a white and an up and down common electrode with respect to the viewing angle in the left and right directions. The viewing angle control area having 21b is recognized as black.

반대로 상하방향에서의 시야각에 대해서는, 좌우방위의 공통전극(21a)을 갖는 시야각 제어영역은 흑(黑), 상하방위의 공통전극(21b)을 갖는 시야각 제어영역은 백(白)으로서 인식된다.On the contrary, with respect to the viewing angle in the vertical direction, the viewing angle control region having the common electrode 21a in the left and right directions is black, and the viewing angle control region having the common electrode 21b in the up and down directions is recognized as white.

그리고 이들의 패턴이 RGB 화소에 의한 통상의 표시 패턴에 중첩되어, 각각의 화소에 있어서 좌우방향 및 상하방향에서 패턴을 볼 경우에는, 무엇이 써 있는지 알 수가 없어 표시정보에 비밀성을 가질 수 있다.When these patterns are superimposed on a normal display pattern by RGB pixels, and the patterns are viewed in the left-right direction and the up-down direction in each pixel, it is impossible to know what is written, and the display information can have confidentiality.

상술한 바와 같이 각각의 표시 제어 영역(10)에 대응하는 시야각 제어 영역(20)에는 좌우방위의 공통전극(21a)을 갖는 것, 혹은 상하방위의 공통전극(21b)을 갖는 것의 어느 한쪽이 형성되어 있고, 시야각 제어 영역(20)에 전압을 인가하는 것에 의해, 좌우방향 혹은 상하방향에서의 양측 시야에 대한 표시를 밝게 할 수 있다. As described above, the viewing angle control region 20 corresponding to each display control region 10 is formed with either the common electrode 21a in the left or right direction or the common electrode 21b in the up and down direction. By applying a voltage to the viewing angle control region 20, it is possible to brighten the display of both visual fields in the left-right direction or the vertical direction.

이것에 의해 원하는 비밀성을 갖는 표시가 가능하게 된다.This makes it possible to display the desired confidentiality.

이어서, 이와 같은 시야각 제어 영역(20)을 제조하는 공정에 관해서 설명한다.Next, the process of manufacturing such viewing angle control area | region 20 is demonstrated.

도 5는 본 발명의 실시예에서 액정표시장치의 제조방법의 공정 설명도이다.5 is a process explanatory diagram of a method of manufacturing a liquid crystal display device in an embodiment of the present invention.

먼저, 제 1 공정에 의해, 기판(40)상에 게이트 전극(41), 게이트 패드(42), 데이터 패드(43)를 형성한다.First, the gate electrode 41, the gate pad 42, and the data pad 43 are formed on the substrate 40 by the first process.

이어, 제 2 공정에 이해, 게이트 절연막(44)을 형성함과 함께 a-Si층 및 n+ a-Si층을 차례로 형성하고, n+ a-Si층상에 금속층을 형성하며, 에칭에 의해 홀을 형 성하고, 게이트 전극(41)상에 소오스 전극(45) 및 드레인 전극(46)을 형성한다.Subsequently, in the second step, the gate insulating film 44 is formed, the a-Si layer and the n + a-Si layer are sequentially formed, a metal layer is formed on the n + a-Si layer, and the hole is etched. The source electrode 45 and the drain electrode 46 are formed on the gate electrode 41.

이어, 제 3 공정에 의해, 제 1 패시베이션층(47a) 및 포토 아크릴층(50)(혹은 절연층)을 차례로 기판(40)의 전면에 형성한 후에, 콘택홀을 형성한다.Subsequently, after the first passivation layer 47a and the photo acryl layer 50 (or insulating layer) are sequentially formed on the entire surface of the substrate 40 by the third step, contact holes are formed.

이어, 제 4 공정에 의해, 채널 및 표시 제어 영역(10)상에 별개의 공통전극(51a,51b)을 형성한다. Next, the common electrodes 51a and 51b are formed on the channel and the display control region 10 by the fourth step.

이어, 제 5 공정에 의해, 제 2 패시베이션층(47b)을 기판(40)의 전면에 형성한 후에 콘택홀을 형성한다.Next, by the fifth process, the second passivation layer 47b is formed on the entire surface of the substrate 40 and then contact holes are formed.

그리고 제 6 공정에 의해, n형 액정에 의한 액정분자가 기울어지도록 배향 제어된 표시 제어 영역(10)에 화소전극(48)을 형성함과 함께 상하방위 및 좌우방위로 n형 액정에 의한 액정분자가 기울어지도록 배향 제어되고, 독립한 시야각 제어 라인(30)을 통해 제어전압이 인가되는 시야각 제어 영역(20)에 시야각 제어 전극(49)을 더 형성한다.By the sixth step, the pixel electrode 48 is formed in the display control region 10 in which the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are inclined, and the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal in the up-down direction and the left-right direction are formed. Is further controlled to tilt, and further forms a viewing angle control electrode 49 in the viewing angle control region 20 to which a control voltage is applied through the independent viewing angle control line 30.

도 5는 본 발명의 실시예에서 액정표시장치의 도 4의 제조공정에 의해 형성된 화소근접의 평면도이고, R화소의 평면도의 일예를 나타내고 있다.FIG. 5 is a plan view of pixel proximity formed by the manufacturing process of FIG. 4 of the liquid crystal display device in the embodiment of the present invention, and shows an example of the plan view of the R pixel.

이와 같은 프로세스의 결과, 도 5의 구조가 최종적으로 형성된다.As a result of this process, the structure of FIG. 5 is finally formed.

도 5에 나타낸 바와 같이, 시야각 제어 영역(20)은 좌우방향 혹은 상하방향의 표시의 비밀성을 갖는 역할을 달성할 수 있으므로 칼라 필터에 의한 착색층을 만들 필요가 없는 장점이 있다.As shown in Fig. 5, the viewing angle control region 20 can achieve the role of secrecy of the display in the left and right directions or the up and down directions, so that there is no need to make a colored layer by the color filter.

전술한 바와 같은 6 마스크 프로세스를 거치는 것에 의해, 독립한 시야각 제어 라인(30)을 투명전극으로 형성할 수 있음과 함께, 제 6 공정의 마스크를 적용하 는 것에 의해 좌우방위 혹은 상하방위에 대응한 원하는 공통전극을 갖는 시야각 제어 영역(20)을 매립하는 것도 가능하게 된다.By passing through the six mask process as described above, the independent viewing angle control line 30 can be formed as a transparent electrode, and by applying the mask of the sixth step, It is also possible to embed the viewing angle control region 20 having the desired common electrode.

도 6은 본 발명의 실시예에서 시야각 제어 영역(20)의 전압인가에 의한 시야각 의존의 휘도 분포를 나타낸 도면이다. 시야각 제어 영역(20)에 전압이 인가되지 않는 경우에는, 정면과 상하좌우에서의 기울어진 방향도 휘도는 흑 화면에 해당하는 휘도가 된다.FIG. 6 is a diagram illustrating a luminance distribution depending on a viewing angle by applying a voltage to the viewing angle control region 20 according to an exemplary embodiment of the present invention. When no voltage is applied to the viewing angle control region 20, the inclination directions of the front, top, bottom, left and right luminances are the luminance corresponding to the black screen.

한편, 시야각 제어 영역(20)에 전압이 인가된 경우에는, 정면은 흑이지만 좌우에서의 기울어진 방향은 광이 투과되어 밝게 된다.On the other hand, when a voltage is applied to the viewing angle control region 20, the front side is black, but the tilted direction in the left and right is transmitted through the light, thereby brightening.

그 결과 좌우방위의 기울어진 방향만 빛이 투과되기 때문에 좌우방향의 기울어진 방향에서 보면 표시되고 있는 화면을 인식하기가 어렵게 되어 정보에 비밀성을 갖는 것이 가능하게 된다.As a result, since light is transmitted only in the inclined direction of the left and right directions, it becomes difficult to recognize the displayed screen when viewed in the inclined direction of the left and right directions, thereby enabling confidentiality of information.

n형 액정에 있어서 표시 제어 영역(10)에 원 형상의 화소전극(11)을 이용하는 것에 의해, 전 방위의 시인성을 개선할 수 있다. 더구나 본 발명에 의한 시야각 제어 영역(20)을 갖는 것에 의해 상하 및 좌우 방향에 대한 정보 비밀성을 갖는 것이 가능하게 된다.By using the circular pixel electrode 11 in the display control region 10 in the n-type liquid crystal, visibility in all directions can be improved. Furthermore, having the viewing angle control region 20 according to the present invention makes it possible to have information confidentiality in the up, down, left and right directions.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 의하면, n형 액정에 있어서 원 형상의 화소전극을 이용하여 전 방위의 시인성을 개선할 때, 아크릴층의 두께에 의해 신호지연의 영향없이 투명전극을 시야각 제어라인으로서 사용할 수 있는 것에 의해 개구율의 향상을 이루는 한편, 상하좌우 방향으로 시야각 조정을 행할 수 있는 액정표시장치를 얻을 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, when the visibility of the full orientation is improved by using the circular pixel electrode in the n-type liquid crystal, the transparent electrode is moved to the viewing angle control line without the effect of signal delay due to the thickness of the acrylic layer. It can be used as a liquid crystal display device which can improve the aperture ratio and can adjust the viewing angle in the up, down, left and right directions.

더구나 동일 화소 내에 좌우방위와 상하방위의 시야각 제어 영역을 병존시킬 수 있고, 상하좌우 방향으로 정보의 비밀성을 갖는 액정표시장치를 실현할 수 있다. In addition, the viewing angle control region of the left and right and up and down directions can be coexisted in the same pixel, and a liquid crystal display device having confidentiality of information in the up, down, left, and right directions can be realized.

또한, 시야각 제어 영역에는 칼라 필터를 형성할 필요가 없어 코스트 삭감을 이루는 것도 가능하게 된다.In addition, it is not necessary to form a color filter in the viewing angle control region, and thus it is possible to achieve cost reduction.

본 발명에 의하면, n형 액정에 의한 액정분자가 기울어지도록 배향 제어된 표시 제어 영역과 함께, 상하방위 혹은 좌우방위로 n형 액정에 의한 액정분자가 기울어지도록 제어되고, 상기 표시 제어 영역의 공통 라인과는 독립한 시야각 제어 라인을 통해 제어전압이 인가되는 시야각 제어영역을 1화소 내에 더 형성하는 것에 의해 백 화소를 형성할 필요가 없이 상하좌우 방향으로 시야각 조정을 행할 수 있는 액정표시장치 및 그의 제조방법을 얻을 수 있다.According to the present invention, the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are inclined in the up-down or left-right direction along with the display control region in which the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are inclined, and the common lines of the display control region are inclined. A liquid crystal display device capable of adjusting the viewing angle in the up, down, left and right directions without forming a white pixel by further forming a viewing angle control region to which a control voltage is applied through one independent viewing angle control line in one pixel, and its manufacture You can get a way.

Claims (3)

화소의 집합으로 이루어진 표시화면을 갖는 액정표시장치에 있어서,A liquid crystal display device having a display screen composed of a set of pixels, 하나의 화소 각각은Each pixel 원형상의 화소 전극이 형성되며, 인가 전압에 따라 n형 액정에 의한 액정분자가 상기 화소 전극의 외원주 수직한 방향으로 기울어지도록 배향 제어되어 360도로 시인성을 갖는 표시를 실현하는 표시 제어 영역과,A display control region in which a circular pixel electrode is formed, and whose orientation is controlled so that liquid crystal molecules by n-type liquid crystals are inclined in a direction perpendicular to the outer circumference of the pixel electrode in accordance with an applied voltage; 표시 화면에 대해 상하방위 및 좌우방위의 공통 전극이 형성되며, 상기 표시 제어 영역의 공통 라인과는 독립한 시야각 제어라인을 통해 인가되는 제어 전압에 따라 n형 액정에 의한 액정분자가 상하방위 및 좌우 방위로 기울어지도록 배향 제어되어 상기 표시 화면을 좌우방향 및 상하방향으로 보는 경우의 표시 정보에 비밀성을 가지게 하는 시야각 제어 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.A common electrode in up, down, and left and right directions is formed with respect to the display screen, and the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are moved up and down and left and right according to a control voltage applied through a viewing angle control line independent of the common line of the display control area. And a viewing angle control region which is oriented to be inclined in an azimuth and has a confidentiality in display information when viewing the display screen in left and right directions and up and down directions. 제 1 항에 있어서, 상기 시야각 제어 영역에 대향하는 기판 위에 칼라 필터에 의해 착색층을 만들지 않는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a colored layer is not formed by a color filter on a substrate facing the viewing angle control region. 기판상에 게이트 전극, 게이트 패드, 데이터 패드를 형성하는 제 1 공정과,Forming a gate electrode, a gate pad, and a data pad on the substrate; 게이트 절연막을 형성함과 함께 상기 게이트 전극상에 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 제 2 공정과,A second step of forming a gate insulating film and forming a source electrode and a drain electrode on the gate electrode; 제 1 패시베이션층 및 포토 아크릴층을 상기 기판 전면에 차례로 형성한 후에 콘택홀을 형성하는 제 3 공정과,A third process of forming a contact hole after sequentially forming a first passivation layer and a photo acrylic layer on the entire surface of the substrate; n형 액정에 의한 액정분자가 기울어지도록 배향 제어된 표시 제어 영역용의 공통전극과, 상하방위 및 좌우방위로 n형 액정에 의한 액정분자가 기울어지도록 배향 제어된 시야각 제어용의 공통전극을 분리하여 형성하는 제 4 공정과,It is formed by separating the common electrode for the display control area in which the liquid crystal molecules by the n-type liquid crystal are inclined and the common electrode for the control of the viewing angle in which the liquid crystal molecules by the n-type liquid crystal are inclined in the vertical and horizontal directions. 4th process to do, 제 2 패시베이션층을 상기 기판 전면에 형성한 후 콘택홀을 형성하는 제 5 공정과,A fifth process of forming a contact hole after forming a second passivation layer on the entire surface of the substrate; 상기 표시 제어 영역에 화소전극을 형성함과 함께 각각의 화소 표시 제어 영역에 대응하는 시야각 제어 영역에 상하방향 및 좌우방향으로 n형 액정에 의한 액정분자가 기울어지도록 시야각 제어 전극을 형성하는 제 6 공정을 구비하며,A sixth step of forming a pixel electrode in the display control region and forming a viewing angle control electrode such that the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are inclined in the vertical and horizontal directions in the viewing angle control region corresponding to each pixel display control region Equipped with 상기 표시 제어 영역에는 원형상의 상기 화소 전극이 형성되며, 인가 전압에 따라 상기 n형 액정에 의한 액정분자가 상기 화소 전극의 외원주 수직한 방향으로 기울어지도록 배향 제어되어 360도로 시인성을 갖는 표시를 실현하며,The circular pixel electrode is formed in the display control area, and the liquid crystal molecules of the n-type liquid crystal are oriented so as to be inclined in the vertical direction of the outer circumference of the pixel electrode according to an applied voltage, thereby realizing a display having 360 degree visibility. , 상기 시야각 제어 영역에는 표시 화면에 대해 상하방위 및 좌우방위의 상기 시야각 제어용의 공통 전극이 형성되며, 상기 표시 제어 영역의 공통 라인과는 독립한 시야각 제어라인을 통해 인가되는 제어 전압에 따라 n형 액정에 의한 액정분자가 상하방위 및 좌우 방위로 기울어지도록 배향 제어되어 상기 표시 화면을 좌우방향 및 상하방향으로 보는 경우의 표시 정보에 비밀성을 가지게 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.The viewing angle control region is provided with a common electrode for controlling the viewing angle in up, down, and left and right directions with respect to a display screen, and an n-type liquid crystal according to a control voltage applied through a viewing angle control line independent of the common line of the display control region. Wherein the liquid crystal molecules are oriented so that the liquid crystal molecules are inclined in the up-down direction and the left-right direction, thereby giving confidentiality to the display information when the display screen is viewed in the left-right direction and the up-down direction.
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