KR20060032035A - Display device with filter pannel for regulation of viewing angle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시야각 제어 용 필터 패널을 구비한 표시장치에 관한 것으로, 특히, 문자나 화상의 구현을 위한 제 1 패널 및 상기 제 1 패널의 시야각을 제어하는 제 2 패널을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device having a filter panel for controlling the viewing angle, and in particular, comprising a first panel for realizing a character or an image and a second panel for controlling the viewing angle of the first panel. It relates to a display device.
상기 제 2 패널은 투명한 유리 또는 수지 층으로 이루어져 마주보는 두 기판과 상기 두 기판 사이에 형성되는 액정층 및 상기 두 기판 상에 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가하는 복수의 전극으로 구성되며, 상기 복수의 전극에 인가된 전압에 의해 액정물질의 광투과율을 조절하는 것을 특징으로 하는 시야각 제어 용 필터 패널이다.The second panel is composed of two substrates formed of transparent glass or resin layers facing each other, a liquid crystal layer formed between the two substrates, and a plurality of electrodes formed on the two substrates to apply an electric field to the liquid crystal layer. It is a filter panel for viewing angle control, characterized in that for controlling the light transmittance of the liquid crystal material by the voltage applied to the plurality of electrodes.
제 1 패널, 제 2 패널, 액정표시장치, 평판표시장치, 시야각First panel, second panel, liquid crystal display, flat panel display, viewing angle
Description
도 1은 종래 액정표시장치를 나타내는 도면.1 is a view showing a conventional liquid crystal display device.
도 2a 및 2b는 전계가 형성되었을 때 특정 배향을 갖는 액정 물질을 나타내는 도면. 2A and 2B show a liquid crystal material having a particular orientation when an electric field is formed.
도 3a는 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 나타내는 도면.3A is a diagram illustrating a configuration of a display device according to the present invention.
도 3b는 본 발명에 따른 제 2 패널을 나타내는 도면.3b shows a second panel according to the invention;
도 3c는 도 3b의 I-I'면에 대한 단면을 나타내는 도면.3C is a cross-sectional view taken along plane II ′ of FIG. 3B.
도 4a는 본 발명의 다른 제 2 패널을 나타내는 도면.4A illustrates another second panel of the present invention.
도 4b는 본 발명의 다른 제 2 패널의 단면을 나타내는 도면.4B is a cross-sectional view of another second panel of the present invention.
***도면의 부호에 대한 설명****** Description of the symbols in the drawings ***
350: 제 1 패널 370, 470: 제 2 패널350:
330: 제 1 액정층 385, 485: 제 2 액정층330: first
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히, 필터 패널을 구비함으로써 시야각 을 제어할 수 있는 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device, and more particularly, to a display device capable of controlling a viewing angle by providing a filter panel.
근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자 기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시장치(LCD)가 각광을 받고 있다.Recently, with the development of various portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers, there is an increasing demand for flat panel display devices for light and thin applications. Such flat panel displays are being actively researched, such as LCD (Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), FED (Field Emission Display), and VFD (Vacuum Fluorescent Display). Liquid crystal displays (LCDs) are in the spotlight for reasons of implementation.
상기 액정표시장치는 대표적인 투과형 표시장치로서, 액정분자의 굴절률 이방성에 의해 액정층을 투과하는 광의 양을 조절함으로써, 원하는 화상을 화면상에 표시하는 평판표시장치이다. 따라서, 액정표시장치에서는 액정 패널 외에 화소의 표시를 위해 액정층을 투과하는 광원인 백라이트(back light)가 설치된다.The liquid crystal display device is a typical transmissive display device, and is a flat panel display device that displays a desired image on a screen by adjusting the amount of light passing through the liquid crystal layer by refractive index anisotropy of liquid crystal molecules. Accordingly, in the liquid crystal display device, a back light, which is a light source that passes through the liquid crystal layer, is provided to display pixels in addition to the liquid crystal panel.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(100)는 크게 액정 패널(150)과 상기 액정 패널(150)의 후면에 설치된 백라이트(160)로 구성된다.FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of a general liquid crystal display device. As shown in the drawing, the liquid
액정 패널(150)은 실제 화상이 구현되는 곳으로, 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)과 그 사이에 형성된 액정층(130)으로 이루어진다.The
상기 제 1 기판(110)은 박막트랜지스터 어레이 기판으로서, 게이트라인(133) 및 데이터라인(132)이 형성되고, 상기 게이트라인(133) 및 데이터라인(132)에 의해 복수의 서브화소영역이 정의된다. 그리고, 각각의 게이트라인(133)과 데이터라인 (132)이 교차하는 영역에는 각 서브화소를 스위칭하기 위한 스위칭소자(121)가 형성되어 있으며, 상기 서브화소영역에는 액정을 구동시키기 위한 화소전극(123)이 형성되어 있다.The
상기 제 2 기판(120)은 컬러필터 기판으로서, 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층(103) 및 화소들간의 빛샘을 방지하기 위한 블랙매트릭스(139)가 형성되어 있다. 이때, 상기 컬러필터층(103)은 각각의 서브화소와 대응하는 영역에 R, G, B색상의 컬러필터가 배치되도록 형성된다. 그리고, 상기 컬러필터층(103) 상에는 상기 화소전극(123)과 함께 액정을 구동시키기 위한 공통전극(101)이 형성되어 있다.The
그리고, 도면에 도시하지는 않았지만, 백라이트(160)는 실제 광을 발생시키는 램프와, 상기 램프로부터 방출되는 광을 반사시켜 광효율을 향상시키는 반사판과, 상기 램프로 방출된 광을 액정 패널로 균일하게 입사 시키는 광학시트로 구성되어, 상기 액정 패널(150)에 광을 조사한다.Although not shown in the drawings, the
또한, 상기 액정 패널(150)의 상, 하부에는 상기 백라이트로부터 들어오는 광을 편광시키는 상, 하부 편광판(140a, 140b)이 구성되어 있다. In addition, upper and lower polarizing
한편, 제 1 및 제 2 기판 (110, 120)의 대향면 사이에는 액정층(130)의 액정분자가 일정한 방향으로 배향되도록 한다. 이때, 상기 액정층(130)은 제 1 기판(110)의 단위 화소별로 형성된 화소전극(123)과 제 2 기판(120) 전면에 형성된 공통전극(101) 사이에 전계가 형성될 경우에 그 배향 방향이 변하게 함으로써, 단위화소 별로 빛을 통과 시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.Meanwhile, liquid crystal molecules of the
이러한 액정표시장치는 이미 전술한 바와 같이, 대표적인 평판표시장치로서 주목을 받아 왔으며, 다양한 방면으로의 개선과 발달이 진행 중이다. 액정표시장치의 시야각 관련 기술 연구는 이러한 다방면의 접근을 위한 과제 중 매우 중점적인 과제의 하나로 여겨져 왔고, 현재까지 액정표시장치의 시야각을 최대한 넓히는 방향으로 접근이 활발히 진행되고 있다.As described above, such a liquid crystal display device has attracted attention as a representative flat panel display device, and improvements and developments in various fields are in progress. Technical research on the viewing angle of the liquid crystal display device has been considered as one of the most important tasks for such a multifaceted approach, and the approach has been actively progressed toward the widest viewing angle of the liquid crystal display device.
하지만, 실질적으로 이러한 광시야각 평판표시장치가 다양한 전자 장비의 모니터에 적용될 경우, 광시야각 특성이 항상 장점으로 작용하는 것은 아니다. 다시 말해, 노트북이나 데스크탑 컴퓨터 등을 사용하여 비밀 문서나 보안이 필요한 작업을 수행할 경우, 혹은 현금자동인출기기로 부터 현금을 인출할 경우 등 타인으로부터의 정보 보호가 매우 중요할 때, 평판표시장치의 넓은 시야각은 오히려 정보 유출의 매우 심각한 문제를 야기할 수도 있다. 결국, 평판표시장치의 광시야각은 표시장치로서의 장점이지만, 동시에 단점으로 작용할 수 있다는 문제점이 존재한다.However, when such a wide viewing angle flat panel display is applied to a monitor of various electronic equipment, the viewing angle characteristic does not always work as an advantage. In other words, when protecting information from others is very important, such as when using a laptop or desktop computer to perform confidential documents or security-critical operations, or withdrawing cash from an automated teller machine, A wide viewing angle may rather cause a very serious problem of information leakage. As a result, the wide viewing angle of the flat panel display device is an advantage as a display device, but at the same time there is a problem that can act as a disadvantage.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 통상의 표시장치 상부 영역에서 상기 표시장치의 시야각을 제어하는 필터 패널을 구비한 표시장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a display device having a filter panel for controlling a viewing angle of the display device in an upper region of a conventional display device.
상기의 목적을 이루기 위한 본 발명의 표시장치는 기본적으로 문자나 화상의 구현을 위한 제 1 패널과, 상기 제 1 패널의 상부에 장착되어, 전기적 스위칭 작동에 의해 상기 제 1 패널의 시야각을 제어하는 필터 패널인 제 2 패널을 포함하여 구성된다. The display device of the present invention for achieving the above object is basically mounted on the first panel and the upper part of the first panel for the implementation of characters or images, to control the viewing angle of the first panel by the electrical switching operation It is comprised including the 2nd panel which is a filter panel.
상기 제 1 패널은 LCD(liquid crystal display panel), FED(field emission display panel), PDP(plasma display panel) 등과 같은 평판표시패널의 하나, 혹은 CRT(cathod ray tube)로 구성될 수 있는데, 특히, 상기 제 1 패널이 액정표시패널인 경우, 박막트랜지스터 어레이가 구비된 제 1 기판과 컬러필터가 구비된 제 2 기판 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 주입된 제 1 액정층으로 구성된다.The first panel may be formed of one of a flat panel display panel such as a liquid crystal display panel (LCD), a field emission display panel (FED), a plasma display panel (PDP), or a cathode ray tube (CRT). When the first panel is a liquid crystal display panel, the first panel includes a first substrate having a thin film transistor array, a second substrate having a color filter, and a first liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate.
상기 제 2 패널은 투명한 유리 또는 수지 층으로 이루어져 마주보는 제 3 기판 및 제 4 기판과; 상기 제 3 기판 상에 형성된 제 3 전극과; 상기 제 4 기판 상에 형성된 제 4 전극; 및 상기 제 3 기판과 제 4 기판 사이에 형성되는 제 2 액정층으로 구성되며, 상기 제 2 액정층은 상기 제 3 전극 및 제 4 전극에 인가된 전압에 의해 구동되는 필터 패널이다.The second panel comprises a third substrate and a fourth substrate facing each other made of a transparent glass or resin layer; A third electrode formed on the third substrate; A fourth electrode formed on the fourth substrate; And a second liquid crystal layer formed between the third substrate and the fourth substrate, wherein the second liquid crystal layer is a filter panel driven by a voltage applied to the third electrode and the fourth electrode.
이때, 상기 제 3 기판에 형성되는 제 3 전극 및 상기 제 4 기판에 형성되는 제 4 전극은 각각 빗(comb) 타입으로 형성되며, 제 3 전극의 빗살(the teeth of a comb)형태 전극들의 사이 공간에 제 4 전극의 빗살 형태의 전극들이 위치되도록, 교대로 배치되어 전계를 형성한다.In this case, the third electrode formed on the third substrate and the fourth electrode formed on the fourth substrate are each formed in a comb type, and between the teeth of a comb-shaped electrodes of the third electrode. The comb-shaped electrodes of the fourth electrode are alternately arranged in the space to form an electric field.
또한, 본 발명의 제 2 패널은 유리 또는 수지 층으로 이루어져 마주보는 제 3 기판 및 제 4 기판과; 상기 제 3 기판 상에 형성된 제 3 전극 및 제 5 전극과; 상기 제 4 기판 상에 형성된 제 4 전극 및 제 6 전극과; 상기 제 3 기판과 제 4 기판 사이에 형성되는 제 2 액정층으로 구성된다.In addition, the second panel of the present invention comprises a third substrate and a fourth substrate facing each other made of a glass or resin layer; A third electrode and a fifth electrode formed on the third substrate; A fourth electrode and a sixth electrode formed on the fourth substrate; It consists of a 2nd liquid crystal layer formed between the said 3rd board | substrate and a 4th board | substrate.
이때, 상기 제 3 기판에 형성되는 제 3 전극 및 제 5 전극은 각각 빗 타입으로 형성되며, 상기 제 3 전극 및 제 5 전극의 빗살 형태 전극들이 마주보며 교대로 배치되도록 형성된다. 이와 마찬가지로, 상기 제 4 기판에 형성되는 제 4 전극 및 제 6 전극도 각각 빗 타입으로 형성되며, 상기 제 4 전극 및 제 6 전극의 빗살 형태 전극들이 마주보며 교대로 배치되도록 형성된다.At this time, the third electrode and the fifth electrode formed on the third substrate are each formed in a comb type, and the comb-shaped electrodes of the third electrode and the fifth electrode are formed to face each other alternately. Similarly, the fourth electrode and the sixth electrode formed on the fourth substrate are also formed in a comb type, and the comb-shaped electrodes of the fourth electrode and the sixth electrode are formed to be alternately disposed to face each other.
여기서, 상기 제 3 기판에 형성되는 제 3 전극과 상기 제 4 기판에 형성되는 제 6 전극은 동일한 물질로 형성되어 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 제 4 기판에 형성되는 제 4 전극 및 제 3 기판에 형성되는 제 5 전극 역시 동일한 물질로 형성되어 전기적으로 연결된다.Here, the third electrode formed on the third substrate and the sixth electrode formed on the fourth substrate are formed of the same material and electrically connected to each other, and the fourth electrode and the third substrate formed on the fourth substrate The fifth electrode to be formed is also formed of the same material and electrically connected.
정리하면, 상기 제 2 패널은 전극이 형성된 2 매의 투명한 기판 사이에 액정물질을 삽입된 간단한 액정 패널 형태로 구성된 것으로, 상기 두 기판 상에 형성된 제 3 전극 및 제 5 전극과 제 4 전극 및 제 6 전극의 배치 구조에 의해, 다양한 방향의 액정 배향을 발생시키는 전계를 형성한다. 결국, 상기 제 3 전극 및 제 4 전극과 제 5 전극 및 제 6 전극 사이에 발생되는 전계의 방향에 따라 액정 분자의 장축과 단축의 방향이 변하게 되고, 결과적으로, 관찰자의 시야각 방향에 따른 복굴절률의 변화에 의해, 광 투과율이 변하여 시야각을 제어하게 되는 것이다.In summary, the second panel is configured in the form of a simple liquid crystal panel in which a liquid crystal material is inserted between two transparent substrates on which electrodes are formed, and includes a third electrode, a fifth electrode, a fourth electrode, and a fourth electrode formed on the two substrates. By the arrangement structure of 6 electrodes, the electric field which produces the liquid crystal orientation of various directions is formed. As a result, the directions of the long axis and the short axis of the liquid crystal molecules change according to the direction of the electric field generated between the third electrode and the fourth electrode, the fifth electrode, and the sixth electrode, and as a result, the birefringence rate according to the viewing angle direction of the observer. As a result, the light transmittance changes to control the viewing angle.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 기본적인 개념을 나타내는 도면으로서, 전계가 형성되는 서로 다른 전극(201, 223)이 각각 상, 하부 기판(220, 210)에 형성되고, 상기 상, 하부 기판(220, 210) 사이에 액정층(230, 230')이 형성된 액정 패널(250)의 일부 단면을 도시한 것이다. 2A and 2B illustrate a basic concept of the present invention, in which
우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 전극(201, 203)에 전압이 인가되지 않은 경우, 액정층(230)을 구성하는 액정물질은 기본적으로 상, 하부 기판(220, 210)면에 대하여 수직으로 배열되는 호메오트로픽(homeotropic) 분자 배향을 갖으며,상기 액정 패널의 하부로 입사된 빛을 제 1 방향(1) 상으로 모두 투과시킨다.First, as shown in FIG. 2A, when no voltage is applied to the
반면, 도 2b는 상기 서로 다른 전극(201, 223) 상에 각각 전압이 인가되어, 전계가 형성되는 경우를 나타내는 것으로서, 상기 액정층(230')의 액정물질은 전계의 방향을 따라 분자의 배향상태를 변화시키게 된다.On the other hand, FIG. 2B illustrates a case where an electric field is formed by applying voltages on the
도면에 나타난 바와 같이, 액정 물질은 서로 다른 두 전극(201, 223) 사이에 형성되는 전계의 방향에 따라 회전하게 되고, 이와 같이 액정분자의 장축 및 단축이 좌 혹은 우로 회전한 상태에서는 빛의 입사각에 따라 복굴절률이 변화하여, 빛의 투과량이 제어됨으로써, 시야각에 따라 화면상의 휘도가 변화하게 된다.As shown in the figure, the liquid crystal material rotates according to the direction of the electric field formed between the two
즉, 도 2b의 액정패널(250)을 제 3 화살표(3) 방향에서 바라볼 경우, 관찰자는 액정 물질을 따라 굴절되어 통과한 빛을 그대로 감지할 수 있지만, 제 1 화살표(1) 혹은 제 2 화살표(2) 방향에서 상기 액정 패널(250)을 관찰할 경우, 복굴절률의 변화에 따른 광투과율의 감소로 인하여 화면이 어둡게 나타나게 되는 것이다.That is, when looking at the
결국, 본 발명의 제 2 패널은 이와 같이 액정물질의 대표적 특성인 시야각의존성의 원리를 이용한 것으로, 종래 표시장치의 상부에 시야각 제어용 액정 패널, 다시 말해, 필터 패널을 장착하여, 상기 패널을 바라보는 시야각에 따라 액정물질의 광투과율을 조절함으로써, 표시장치의 휘도가 반전되도록 구성한다.As a result, the second panel of the present invention uses the viewing angle dependency principle, which is a typical characteristic of the liquid crystal material, and mounts a liquid crystal panel for controlling the viewing angle, that is, a filter panel, on the top of the conventional display device to view the panel. The luminance of the display device is inverted by adjusting the light transmittance of the liquid crystal material according to the viewing angle.
이하, 본 발명에 따른 필터 패널이 채용된 표시장치를 도면을 참조하여, 상술하겠다. Hereinafter, a display device employing a filter panel according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도로서, 제 1 패널에 일반적인 액정표시패널을 적용한 예를 도시한 것이다.3 is a perspective view schematically illustrating a display device of the present invention, and illustrates an example in which a general liquid crystal display panel is applied to a first panel.
실질적으로 본 발명은 액정표시패널과 같은 평판표시패널에만 적용되는 것이 아니다. 본 발명의 필터패널은 표시패널의 전면에 위치하여 표시패널로부터 방출되는 광의 투과율을 조절하여 시야각을 조절하므로, 평판표시장치 뿐만 아니라, CRT(cathod ray tube)와 같은 기존의 표시장치에도 유용하게 적용될 수 있을 것이다. 그러나, 이하의 설명에서는 편의를 위하여 액정표시패널에 한정하여 설명할 것이다.Practically, the present invention is not only applied to flat panel display panels such as liquid crystal display panels. Since the filter panel of the present invention is positioned in front of the display panel to adjust the viewing angle by adjusting the transmittance of light emitted from the display panel, the filter panel may be usefully applied not only to a flat panel display device but also to a conventional display device such as a cathode ray tube (CRT). Could be. However, the following description will be limited to the liquid crystal display panel for convenience.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 표시장치(300)는 크게 문자와 영상을 구현하는 제 1 패널(350)과, 상기 제 1 패널(350)의 후면에 설치되어 상기 제 1 패널(350)로 광을 조사하는 백라이트(360)와, 상기 제 1 패널(350)의 상, 하부에 위치하여 광을 편광시키는 상, 하부 편광판(미도시) 및 상기 제 1 패널(350)의 상부에 채용되어 상기 평판표시장치(300)의 시야각을 제어하는 필터패널인 제 2 패널(370)로 구성된다.As shown in the figure, the
제 1 패널(350)은 실제 화상을 구현하는 곳으로, 마주 대향하는 제 1 기판(310) 및 제 2 기판(320)과 그 사이에 형성된 제 1 액정층(330)으로 이루어진다.The
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제 1 기판(310)은 박막트랜지스터 어레이기판으로, 게이트라인 및 데이터라인이 수직으로 교차하며 형성되고, 상기 게이트라인 및 데이터라인에 의해 복수의 서브화소영역이 정의된다. 그리고, 게이트라인과 데이터라인이 교차하는 영역에는 각 서브화소를 스위칭하기 위한 박막트랜지스 터가 형성되어 있으며, 상기 서브화소영역에는 액정을 구동시키기 위한 제 1 전극이 형성된다.Although not shown in the drawing, the
상기 제 2 기판(320)은 컬러필터 기판으로써, 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층 및 화소들 간의 빛샘을 방지하기 위한 블랙매트릭스가 형성되어 있다. 이때, 상기 컬러필터층은 각각의 서브화소와 대응하는 영역에 R, G, B 색상의 컬러필터가 배치되도록 형성된다. 그리고, 상기 컬러필터층 상에는 상기 제 1 기판 상의 화소전극과 함께 액정을 구동시키기 위한 제 2 전극이 형성되어 있다. The
한편, 상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극과 함께 제 1 기판 상에 형성되어 횡전계를 형성하는 방식으로 형성될 수도 있다.The second electrode may be formed on the first substrate together with the first electrode to form a transverse electric field.
제 1 및 제 2 기판 (310, 320)의 대향 면에는 제 1 액정층(330)의 액정물질이 일정한 배향을 갖도록 배열된다. 이때, 상기 액정물질은 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 전계가 형성될 경우에 유전 이방성에 의해 회전함으로써, 단위화소별로 빛의 투과율을 변화시켜 문자나 화상을 표시한다.On the opposing surfaces of the first and
또한, 상기 제 1 기판(310)의 측면에는 구동회로부(미도시)가 구비되어 화소의 구동을 위한 박막트랜지스터와 제 1 전극 및 제 2 전극에 각각 신호를 인가하며, 상기 제 1 기판(310)의 하부에 위치한 백라이트(360)는 상기 제 1 패널(350)로 광을 조사한다.In addition, a driving circuit unit (not shown) is provided on a side surface of the
제 2 패널(370)은 상기 제 1 패널(350)의 상부에 배치되며, 제 3 기판(380) 및 제 4 기판(390)과 상기 제 3 기판(380)과 제 4 기판(390) 사이에 삽입된 제 2 액정층(385)으로 구성된다. 이때, 상기 제 2 패널(370)은 상기 제 1 패널(350)과 별도로 형성되고, 제어되며, 필요에 따라 상기 제 1 패널(350)에 탈, 부착될 수 있도록 형성한다.The
도 3b는 도 3a의 제 2 패널(370)을 확대하여 나타낸 사시도로서, 도면에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제 2 패널(370)은 간단한 액정 패널과 같은 구조를 갖는다.FIG. 3B is an enlarged perspective view of the
먼저, 유리 또는 투명한 소재의 수지 층으로 형성된 제 3 기판(380) 및 제 4 기판(390) 상에 각각 ITO(indium-tin-oxide) 혹은 IZO(indium-zinc-oxide) 등과 같은 투명 도전체로 이루어진 제 3 전극(383) 및 제 4 전극(393)을 복수개의 빗살(the teeth of a comb)을 갖는 빗(comb) 타입으로 형성한다.First, transparent conductors, such as indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO), are formed on the third and
이때, 상기 제 4 전극(393)의 빗살 형태 전극들은 제 3 전극(383)의 빗살형태 전극들과 서로 엇갈리도록 교대로 형성되는데, 상기 제 4 기판(390) 상에 형성된 제 4 전극(393)을 제 3 기판(383) 상에 투사할 .......경우, 도면의 점선(393')와 같은 위치를 갖도록 형성한다.In this case, the comb-shaped electrodes of the
한편, 본 발명의 제 2 패널을 온/오프하기 위한 스위치는 수동 스위치일 수도 있고, 제어장치에서 출력되는 스위칭 신호에 의해 온/오프되는 자동 스위치일 수도 있다.On the other hand, the switch for turning on / off the second panel of the present invention may be a manual switch or may be an automatic switch turned on / off by a switching signal output from the control device.
만일, 본 발명에 따른 제 2 패널이 수작업에 의해 전기적으로 스위칭되는 수동 스위치를 채용할 경우, 전압 크기를 수동으로 조정함 따라 액정물질의 회전 정도를 조절함으로써, 필요에 따라 표시장치의 시야각을 임의로 제어할 수 있도록 구성할 수 있다. If the second panel according to the present invention employs a manual switch that is electrically switched by hand, by adjusting the voltage level manually, the degree of rotation of the liquid crystal material is adjusted, whereby the viewing angle of the display device may be arbitrarily adjusted as necessary. Can be configured to control.
일단, 상기 제 3 전극(383) 및 제 4 전극(393)에 전압이 인가되면, 기판 내에서 상기 두 전극(383, 393)이 발생시키는 전계의 방향에 따라 액정층(385)의 액정 분자가 좌 또는 우로 회전하게 되는데, 이때, 상기 액정 분자의 배향 상태와 그에 따른 광투과율이 변화하여, 상기 제 2 패널을 바라보는 시야각에 따라 화면의 색이나 밝기가 변화한다.Once the voltage is applied to the
반면, 전압의 오프 시에는 상기 제 2 액정층(385)의 액정 분자가 상기 제 3 기판(383) 및 제 4 기판(393)과 수직으로 배향되어, 상기 제 2 패널(370) 하부로부터 입사된 광을 상기 제 2 패널에 수직한 방향으로 모두 투과시킨다.On the other hand, when the voltage is off, the liquid crystal molecules of the second
결과적으로, 본 발명에 따른 제 2 패널은 액정표시장치가 갖는 시야각 의존성 즉, 보는 방향이나 각도에 따라 색이나 밝기 등이 변화하는 특성을 응용하여 표시장치의 시야각을 제어하게 된다.As a result, the second panel according to the present invention controls the viewing angle of the display device by applying the viewing angle dependence of the liquid crystal display device, that is, the characteristic in which the color or the brightness changes depending on the viewing direction or angle.
도 3c는 도 3b의 I-I' 면에 대한 단면의 일부를 나타낸 것으로서, 도면에 도시된 바와 같이, 제 3 기판(380) 상에 형성된 제 3 전극(383)과 제 4 기판 상(390)에 형성된 제 4 전극(393)이 상기 제 2 액정층(385)을 사이에 두고 교대로 배치되어 전계를 발생시킨다.FIG. 3C illustrates a portion of a cross section of the II ′ plane of FIG. 3B, as shown in the figure, formed on the
제 2 액정층(385)은 상기 제 3 전극(383)과 제 4 전극(393) 사이에서 발생되는 전계의 방향을 따라 도면에서와 같이 배향하게 되어, 마치 서로 다른 배향을 갖는 2개의 액정 영역(a, b)이 제 2 패널(370)의 기판 전 영역에 걸쳐 반복적으로 배치되는 것과 같은 형상이 된다.The second
결과적으로, 제 1 액정 영역(a)의 액정 분자는 제 1 방향(10)으로의 광투과 율을 현저히 감소시키고, 이에 따라 관찰자가 상기 제 2 패널(370)을 제 1 방향(10)에서 관찰할 때, 상기 제 1 액정 영역(a)이 소정의 폭을 갖는 검은 줄무늬와 같이 나타나게 되어, 표시장치의 화면 전체가 검은 줄무늬를 반복적으로 보이게 된다.As a result, the liquid crystal molecules in the first liquid crystal region a significantly reduce the light transmittance in the
이와 마찬가지로, 관찰자가 제 2 방향(20)으로 상기 제 2 패널(370)을 바라볼 경우, 제 2 액정 영역(b)의 액정 물질에 의해 광투과율이 현저히 감소하여, 화면 상에서 상기 제 2 액정 영역(b)이 소정의 폭을 갖는 검은 줄무늬와 같이 표시된다.Similarly, when the viewer looks at the
결국, 본 발명에 따른 표시장치는 좌, 우 시야각 모두에서 화면 상에 검은 줄무늬를 반복해서 나타내게 되고, 결과적으로 정면이 아닌 타 각도에서 화면의 정보를 볼 수 없게 한다.As a result, the display device according to the present invention repeatedly displays black stripes on the screen at both the left and right viewing angles, and as a result, the screen information cannot be viewed at other angles than the front.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로, 본 발명의 제 2 패널을 구성하는 전극 구조에 변형을 가한 예이다.4A and 4B show another embodiment of the present invention, in which modification is made to the electrode structure constituting the second panel of the present invention.
본 실시예는 제 3 기판(480)과 제 4 기판(490)의 각각에 전계를 발생시키는 서로 다른 전극쌍을 교대로 형성한다.The present embodiment alternately forms different electrode pairs for generating an electric field on each of the
먼저, 도 4a는 제 3 전극(483) 및 제 5 전극(493')이 형성된 제 3 기판(480)의 일부를 나타내는 도면으로서, 상기 제 3 전극(483) 및 제 5 전극(493')은 각각의 빗살 형태와 같이 형성되어, 교대로 배치된다.First, FIG. 4A illustrates a portion of a
또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 제 4 기판 상에도 제 4 전극과 제 6전극이 교대로 배치되는데, 도 4a에 도시된 두 점선(493, 483')은 상기 제 4 기판 상의 제 4 전극(493) 및 제 6 전극(483')을 상기 제 3 기판(480) 상에 투사할 경우 나타나는 형태를 도시한 것이다.Although not shown in the drawing, the fourth electrode and the sixth electrode are alternately disposed on the fourth substrate, and the two
이때, 도면에 도시된 바와 같이, 제 3 기판(480)상의 제 3 전극(483) 및 제 5 전극(493')과 제 4 기판상의 제 4 전극(493)과 제 6 전극(483')은 제 2 패널(470)의 전 영역에 걸쳐 교대로 배치되는데, 여기서 상기 제 3 기판(480)에 형성되는 제 3 전극(483)과 상기 제 4 기판(미도시)에 형성되는 제 6 전극(483')은 동일한 물질로 형성되어 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 제 3 기판(480)의 제 4 전극(493) 및 제 4 기판(미도시)에 형성되는 제 5 전극(493') 역시 동일한 물질로 형성되어 전기적으로 접속된다.At this time, as shown in the figure, the
도 4b는 도 4a에 도시된 제 2 패널(470)의 단면을 도시한 것으로, 도면에 도시된 바와 같이 상기 제 3 전극(483) 및 제 4 전극(493)과 제 5 전극(493') 및 제 6 전극(483')에 전압이 인가되면, 상기 전극들 사이에 전계가 형성되어, 제 2 액정층(485)의 액정물질이 도면에서와 같이 수직배향과 경사진 배향의 두개의 액정 영역(c, d)을 형성하며, 배향한다.FIG. 4B is a cross-sectional view of the
여기서, 관찰자가 제 1 액정 영역(d)을 제 1 방향(10)에서 관찰할 때에는 제 2 패널(470)에 입사한 빛이 투과되어 문자 및 영상이 그대로 감지되나, 제 2 방향(20)으로 관찰할 경우는 빛의 투과량이 현저히 감소되어 검은 줄무늬와 같이 나타나고, 제 3 방향(30)에서 관찰할 경우, 빛이 반투과되어 회색빛의 중간조를 띄게 된다.Here, when the observer observes the first liquid crystal region d in the
또한, 관찰자가 제 2 액정 영역(d)을 제 1 화살표(10) 방향에서 관찰할 경 우, 제 2 패널(470)을 투과한 문자 및 영상 정보가 정확히 나타나나, 제 2 방향(20) 및 제 3 방향(30) 방향에서 관찰할 경우, 빛의 반투과로 인해 휘도가 감소하는 현상이 나타나게 되어, 결국 정면이 아닌 타 각도에서 화면의 정보를 볼 수 없도록 한다.In addition, when the observer observes the second liquid crystal region d in the direction of the
상기한 바와 같이, 본 발명의 요지는 액정층에 전압을 인가하였을 때 액정물질이 특정 배향 상태를 갖게 함으로써, 특정 방향으로는 광은 차단하도록 하는 시야각 제어용 제 2 패널을 구비한 표시장치를 제공하는 것으로서, 본 발명의 권리 범위는 상기한 명세서의 실시예에 한정되지 않는다.As described above, the gist of the present invention is to provide a display device having a second panel for controlling the viewing angle which causes the liquid crystal material to have a specific alignment state when a voltage is applied to the liquid crystal layer, thereby blocking light in a specific direction. As the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment.
다시 말해, 본 발명의 범위는 제 2 패널 내에 전극의 배치를 다양하게 구성하여 복수의 액정 영역을 형성시키고, 이에 따라, 표시장치를 바라보는 시야각에 따라 광의 투과율이 변화하는 시야각 제어용 제 2 패널을 모두 포함한다.In other words, the scope of the present invention is to configure a plurality of liquid crystal regions by varying the arrangement of the electrode in the second panel, and thus, the second panel for viewing angle control in which the transmittance of light varies according to the viewing angle of the display device. It includes everything.
예를 들어, 제 2 패널에 형성되는 제 2 액정층의 액정물질은 전극에 전압이 인가되지 않은 경우, 기본적으로 상, 하부 기판에 대하여 수평으로 배열되는 분자 배향을 갖을 수 있는데, 이때 상, 하부 기판의 러빙방향이 평행하게 형성함으로써, 상기 제 2 패널에 수직으로 입사하는 빛이 모두 투과시키고, 영상 및 이미지를 표시할 수 있게 한다. 그리고, 상기 제 2 패널 상에 형성된 서로 다른 전극 상에 각각 전압이 인가하여 전계가 형성되는 경우, 상기 액정층의 액정물질은 전계의 방향을 따라 분자의 배향상태를 변화시키게 되어, 표시장치를 바라보는 시야각에 따라 광의 투과율을 변화시켜 시야각을 제어하게 된다.For example, the liquid crystal material of the second liquid crystal layer formed on the second panel may have a molecular orientation that is horizontally arranged with respect to the upper and lower substrates when the voltage is not applied to the electrodes. Since the rubbing directions of the substrates are formed in parallel, all the light incident perpendicularly to the second panel is transmitted, and images and images can be displayed. In addition, when an electric field is formed by applying voltages to different electrodes formed on the second panel, the liquid crystal material of the liquid crystal layer changes the alignment state of molecules along the direction of the electric field, so that the display device is desired. The viewing angle is controlled by changing the transmittance of light according to the viewing angle.
따라서, 상기한 명세서는 본 발명의 권리를 한정하지 않으며, 본 발명에 따 른 권리범위는 후술될 특허청구범위에 의해 결정되어져야 할 것이다.Therefore, the above specification does not limit the rights of the present invention, the scope of the rights according to the present invention will be determined by the claims to be described later.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 간단한 액정 패널 형태로 구성된 필터 패널을 표시장치 상부에 장착하고, 액정의 광투과율을 조정함으로써 표시장치의 시야각 제어한다. 또한, 상기 시야각 제어 용 필터 패널을 필요에 따라 표시장치에 탈, 부착이 가능하도록 형성하여, 정보의 유출 방지가 중요한 현금자동인출기나 보안이 필요한 작업을 수행해야 하는 개인 컴퓨터 혹은 휴대전화기 등 다양한 정보표시장치로의 응용을 가능하게 한다.As described above, the present invention controls the viewing angle of the display device by mounting a filter panel configured in the form of a simple liquid crystal panel on an upper portion of the display device, and adjusting the light transmittance of the liquid crystal. In addition, the filter panel for controlling the viewing angle is formed to be detachable and attached to the display device as necessary, so that various information such as a cash machine or a personal computer or mobile phone that need to perform security-critical operations are important. It enables the application to the display device.
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