KR20200066843A - 협시야각 및 광시야각의 조절이 가능한 시야각제어부 및 이를 구비한 표시장치 - Google Patents

협시야각 및 광시야각의 조절이 가능한 시야각제어부 및 이를 구비한 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광시야각모드 및 협시야각모드를 구현할 수 있는 표시장치에 관한 것으로, 본체; 상기 본체를 관통하여 광이 투과하는 복수의 개구부; 상기 개구부 내부에 배치된 액정; 상기 개구부의 양측에 배치된 제1전극 및 제2전극; 및 광이 출력되는 측의 본체의 일면에 형성된 헤이즈필름으로 구성된다.

Description

협시야각 및 광시야각의 조절이 가능한 시야각제어부 및 이를 구비한 표시장치{VIEWING ANGLE CONTROLLING UNIT CAPABLE NARROW AND WIDE VIEWING ANGLE AND DISPLAY DEVICE HAVING THEREOF}
본 발명은 협시야각 및 광시야각의 조절이 가능한 시야각제어부 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치와 유기전계발광 표시장치와 같은 평판표시장치는 TV와 같은 대면적의 표시장치로도 사용되지만, 핸드폰과 같은 이동통신기기에도 사용된다.
TV는 가족이나 친지, 또는 일정한 공간에 있는 다수의 사람들이 시청하는 공용 전자장치이며, 핸드폰은 주로 개인적인 용도로 사용되는 표시장치이다. 따라서, TV용 표시장치는 영상이 다양한 방향을 출력되는 광시야각으로 제작되어 다양한 위치의 사람들이 영상을 시청할 수 있도록 한다. 또한, 핸드폰은 개인적인 통신기기로서 개인정보의 보호가 중요하므로, 핸드폰용 표시장치는 영상이 일방향으로만 출력되는 협시야각으로 제작하여 타인이 사용자의 통신기기의 화면을 보지 못하도록 한다.
그런데, 근래에는 태블릿 컴퓨터가 개발되어 보급되고 있다. 이러한 태블릿 컴퓨터는 개인 전자기기로서 주로 혼자 영상을 시청하지만, 공동작업이나 동영상의 시청을 위해 타인과 공동으로 영상을 시청할 수 있다. 따라서, 태블릿 컴퓨터의 경우, 원하는 시청모드(즉, TV와 같은 일반적인 시청모드나 개인적인 프라이버시 시청모드)를 모두 만족시킬 수 없었다. 태블릿 컴퓨터에 협시야각 표시장치 또는 광시야각 표시장치를 적용하는 경우, 하나의 모드(예를 들어, 일반 시청모드)는 가능하지만 다른 모드(예를 들어, 프라이버시모드)는 불가능하게 되었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 광시야각모드 및 협시야각모드를 구현할 수 있는 시야각제어부 및 이를 구비한 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 신호의 인가에 따라 용이하게 광시야각모드 및 협시야각모드를 선택할 수 있는 시야각제어부 및 이를 구비한 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 시야각제어부는 본체; 상기 본체를 관통하여 광이 투과하는 복수의 개구부; 상기 개구부 내부에 배치된 액정; 상기 개구부의 양측에 배치된 제1전극 및 제2전극; 및 광이 출력되는 측의 본체의 일면에 형성된 헤이즈필름으로 구성된다.
상기 개구부는 본체의 장변 또는 단변방향을 따라 일측에서 타측으로 연속적으로 형성될 수 있고, 본체 전체 영역에 걸쳐 더미형상으로 형성될 수도 있다.
상기 제1전극 및 제2전극은 본체의 양면에 전체에 형성될 수도 있고 개구부에 대응하는 영역에 형성될 수도 있다.
상기 액정이 양성 액정인 경우, 제1전극 및 제2전극에 신호가 인가되지 않는 경우 액정의 단축이 개구부내의 광의 진행방향으로 배열되어 액정의 굴절률과 헤이즈필름의 굴절률이 다르고, 제1전극 및 제2전극에 신호가 인가되는 경우 액정의 장축이 개구부내의 광의 진행방향으로 배열되어 액정의 굴절률과 헤이즈필름의 굴절률이 동일하게 된다.
상기 액정이 음성 액정인 경우, 제1전극 및 제2전극에 신호가 인가되지 않는 경우 액정의 장축이 개구부내의 광의 진행방향으로 배열되어 액정의 굴절률과 헤이즈필름의 굴절률이 동일하고, 제1전극 및 제2전극에 신호가 인가되는 경우 액정의 단축이 개구부내의 광의 진행방향으로 배열되어 액정의 굴절률과 헤이즈필름의 굴절률이 다르게 된다.
또한, 본 발명에 따른 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널 및 상기 표시패널의 전면 또는 후면에 배치된 시야각제어부로 구성된다.
본 발명에서는 시야각제어부가 표시패널에 부착되어 표시장치의 내부에 일체로 형성되므로, 별도의 제어필름을 표시장치의 전면에 부착할 필요없이, 개구부 내의 액정의 배열을 조절함으로써 간단하게 협시야각모드와 광시야각모드를 구현할 수 있게 된다.
따라서, 협시야각모드와 광시야각모드의 전환을 용이하게 할 수 있으며, 별도의 제어필름으로 인한 문제, 예를 들면 제어필름의 보관 및 운반에 따른 불편, 제어필름의 파손 가능성, 제어필름을 전자기기에 탈부착하기 위한 장치 등이 발생하지 않게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 표시장치의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 별도의 필름에 의해 협시야각을 구현하는 일반적인 구조의 표시장치를 나타내는 도면.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 시야각제어부의 구조를 나타내는 평면도 및 단면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1실시예에 따른 시야각제어부에서 광시야각모드 및 협시야각모드의 구현을 나타내는 도면.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제1실시예에 따른 시야각제어부의 제조방법을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 시야각제어부의 구조를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 시야각제어부의 구조를 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 시야각제어부의 구조를 나타내는 단면도.
도 9은 본 발명의 제5실시예에 따른 표시장치의 구조를 간략하게 나타내는 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 표시장치(100)의 구조를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표시장치(100)는 실제 화상을 구현하는 표시패널(110)과, 상기 표시패널(110)의 전면, 즉 화상이 구현되는 화면과 시청자 사이에 배치된 시야각제어부(120)로 구성된다.
상기 표시패널(110)은 다양한 표시패널이 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서는 표시패널(110)로 액정표시패널, 유기전계발광 표시패널, 전기영동 표시패널 및 양자점 표시패널과 같이 다양한 표시패널이 적용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
표시패널(110)의 표시영역에는 다수의 게이트라인 및 데이터라인이 배치되어 복수의 화소영역이 정의되며, 각각의 화소영역에는 스위칭소자와 표시소자가 구비될 수 있다. 이 경우, 스위칭소자는 박막트랜지스터일 수 있으며, 표시소자는 액정층, 유기발광층, 전기영동층 또는 또는 양자점 소자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 시야각제어부(120)는 본체(122)와, 상기 본체(122)에 상기 본체(122)를 관통하도록 형성되어 표시패널(110)로부터 출력되는 영상을 포함하는 광을 투과시키는 개구부(124)와, 상기 개구부(124) 내부에 배치되고 설정 방향을 따라 배열되는 액정(LC)과, 상기 본체(122)의 전면, 즉 광이 출력되는 측에 배치된 헤이즈필름(haze film;128)으로 구성된다.
본체(122)는 표시패널(110)로부터 출력되는 광을 차단할 수 있다. 이때, 상기 본체(122)는 불투명한 열경화성 수지나 광경화성 수지로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
개구부(124)는 본체(122)를 상면에서 하면으로 관통하여, 일측면으로부터 타측면을 따라 연장된 설정된 폭의 사각띠형상으로 구성될 수 있다. 상기 개구부(124)는 표시패널(110)에서 출력되는 광을 투과시키는 광경로의 역할을 한다. 상기 개구부(124)가 본체(122)에 설정된 간격으로 복수개 형성되므로, 상기 시야각제어부(120)에는 전체에 걸쳐서 광이 투과되는 투과영역(즉, 개구부(124))과 광이 차단되는 차단부(즉, 본체(122))가 반복되어 형성된다. 또한, 이러한 구성을 상기 시야각제어부(120)는 전체 영역에 걸쳐 설정된 간격으로 격벽(즉, 개구부(124) 사이에 배치된 본체(220))이 배치된다고 간주할 수도 있다.
상기 개구부(124)는 본체(122)의 두께방향을 따라 본체(122)의 상하면을 수직으로 관통한다. 상기 개구부(124)는 표시패널(110)에서 정면으로 출력되는 광과 평행하게 본체(122)의 상하면을 관통한다. 즉, 상기 개구부(124)는 표시패널(110)의 화면과 수직방향으로 본체(122)의 상하면을 관통한다.
따라서, 상기 표시패널(110)에서 출력되는 광중에서 정면으로 출력되는 광만이 상기 개구부(124)를 통해 시야각제어부(120)를 투과하므로, 표시패널(110)로부터 출력된 광이 표시패널(110)과 특정방향에 위치하는 사람, 즉 표시패널(110)의 정면으로 향한 사용자에게만 도달하므로, 이 사용자만이 표시패널(110)에서 표시되는 영상을 볼 수 있게 된다.
상기 시야각제어부(120)에는 전체에 걸쳐 교대로 형성된 투과영역(즉, 개구부(124))이 형성되므로, 상기 시야각제어부(120)를 투과해 출력된 표시패널(110)의 광은 일정 간격의 블랭크(blank)를 가진 비연속적인 영상으로 시청자에게 출력된다. 그러나, 상기 개구부(124)와 개구부(124) 사이의 간격은 수 내지 수십㎛ 단위로 형성된다. 따라서, 사람의 눈에는 비연속적인 광을 인식할 수 없으므로, 실제 사람의 눈으로 연속적인 영상으로 보이게 된다.
한편, 표시패널(110)에서 정면과 일정한 각도(즉, 화면으로부터 비스듬한 각도)로 출력되어 상기 개구부(124)의 내부로 전파된 광은 격벽, 즉 개구부(124)의 벽면으로 진행되고 개구부(124)를 통해 출력되지 않는다. 따라서, 이 영상은 시야각제어부(120)에 의해 차단되어 시청자에게 도달하지 않게 된다. 즉, 표시패널(110)에서 정면과 일정한 각도에 위치하여 표시장치(100)를 보는 시청자는 영상을 인식할 수 없다.
따라서, 본 발명에서는 상기 시야각제어부(120)가 표시장치(100)를 협시야각모드로 구동하도록 하여 표시장치(100) 정면에 위치한 사용자만이 표시장치(100)에서 표시되는 영상, 즉 정보를 볼 수 있게 되고 다른 위치의 타인은 이 영상을 볼 수 없으므로, 타인으로부터 사용자의 정보를 보호할 수 있게 된다.
한편, 상기 개구부(124)에는 액정(LC)이 배치되며, 상기 본체(122)의 전면에는 헤이즈필름(128)이 배치된다.
액정(LC)은 장축방향과 단축방향으로 굴절률이 서로 다른 굴절률 이방성을 가지고 상기 헤이즈필름(128)에는 상기 개구부(124)의 연장방향(길이방향)을 따라 형성되는 프리즘이 형성된다. 상기 액정(LC)의 배열방향을 조절하여, 액정(LC)의 장축방향 또는 단축방향이 헤이즈필름(128)의 프리즘과 계면을 형성하도록 함으로써, 액정(LC)과 헤이즈필름(128)의 계면에서의 광의 굴절을 조절할 수 있게 된다.
예를 들어, 액정(LC)의 배열방향을 조절하여 액정(LC)의 굴절률을 헤이즈필름(128)의 프리즘의 굴절률과 동일하게 하면, 상기 개구부(124)를 통해 출력되는 광이 액정(LC)과 헤이즈필름(128)의 계면에서 굴절없이 직진하게 된다. 즉, 표시패널(110)의 정면으로 출력되어 상기 시야각제어부(120)를 투과한 광이 그대로 직진하여 시청자에 도달하므로, 표시장치(100)의 정면에 위치한 사용자만이 영상을 볼 수 있게 되어, 표시장치(100)를 협시야각 모드로 구동할 수 있게 된다.
또한, 액정(LC)의 배열방향을 조절하여 액정(LC)의 굴절률을 헤이즈필름(128)의 프리즘의 굴절률과 다르게 하면, 상기 개구부(124)를 통해 출력되는 광이 액정(LC)과 헤이즈필름(128)의 계면에서 굴절률 차이로 인해 산란하게 된다. 따라서, 표시패널(110)의 정면으로 출력되어 상기 시야각제어부(120)를 투과한 광이 시야각제어부(120)에서 산란된 후 표시장치(100) 전면의 다양한 방향으로 등방적으로 출력되므로, 표시장치(100)의 전면의 다양한 방향에 위치한 시청자가 모두 영상을 볼 수 있게 된다. 즉, 표시장치(100)가 광시야각 모드로 구동할 수 있게 된다.
이때, 헤이즈필름(128)의 프리즘은 굴절률이 액정(LC)의 장축방향의 굴절률과 동일한 물질로 구성할 수도 있고 굴절률이 액정(LC)의 단축방향의 굴절률과 동일한 물질로 구성할 수도 있다.
이하에서는 주로 헤이즈필름(128)의 프리즘의 굴절률이 액정(LC)의 장축방향의 굴절률과 동일한 경우를 설명하지만, 헤이즈필름(128)의 프리즘의 굴절률이 액정(LC)의 단축방향의 굴절률과 동일한 경우도 동일하게 작동될 것이다.
이와 같이, 본 발명에서는 시야각제어부(120)를 구비함으로써 표시장치(100)를 협시야각모드 및 광시야각모드를 구현할 수 있게 되어, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있게 된다.
일반적으로 표시장치(1)에서 협시야각모드와 광시야각모드를 구현하는 가장 손쉬운 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 시야각 제어필름(20)을 구비하는 것이다.
평소에는 표시패널(10)의 전면에 시야각제어필름(20)을 배치하지 않고 그대로 표시패널(10)을 구비한 전자기기를 사용하면, 표시패널(10) 자체가 광시야각을 구현하도록 제작되므로, 표시패널(10)의 전면의 다양한 방향에 위치한 다수의 사용자가 광시야각모드로 영상을 볼 수 있다. 사용자 보호모드(Privacy mode), 즉 협시야각모드에서는 별도로 제작된 시야각제어필름(20)을 표시패널(10)의 전면에 배치하여 표시패널(10)에서 출력되는 영상의 시야각을 제한하여 특정 방향의 사용자만이 영상을 볼 수 있도록 한다.
이때, 시야각제어필름(20)은 본체(22)를 관통하는 복수의 개구부(24)가 형성된 구조이므로, 표시패널(10)로부터 정면으로 출력되는 광만을 투과하고 다른 방향으로 출력되는 광은 차단하여 협시야각 모드를 구현할 수 있게 된다.
그러나, 이러한 구조의 표시장치의 경우, 사용자가 항상 별도로 제작된 시야각제어필름(20)을 소지하여, 필요에 따라 표시장치(10)를 구비한 노트북 컴퓨터나 태블릿 컴퓨터의 화면 전면에 상기 시야각제어필름(20)을 부착하고 분리해야만 하므로, 사용이 대단히 불편하게 된다. 더욱이, 별도로 제작된 시야각 제어필름(20)을 소지하기 위해서는 별도의 보관용 가방이 필요하게 될 뿐만 아니라 소지시 외부 충격으로 인해 시야각 제어필름(20)이 파손되는 경우도 발생한다.
더욱이, 이러한 구조의 표시장치에서는, 노트북 컴퓨터나 태블릿 컴퓨터의 화면 전면에 시야각 제어필름(20)을 부착하고 탈착하기 위해 탈부착 부재가 필요하게 되므로, 전자기기의 기계적인 구조가 복잡해지는 문제가 있었다.
반면에, 본 발명에서는 시야각제어부(120)가 표시패널(110)에 부착되어 표시장치(100)의 내부에 일체로 형성된다. 따라서, 별도의 제어필름을 표시장치(100)의 전면에 부착할 필요없이, 개구부(124) 내의 액정(LC)의 배열을 조절함으로써 간단하게 협시야각모드와 광시야각모드를 구현할 수 있게 된다.
그러므로, 본 발명에 따른 표시장치(100)에서는 협시야각모드와 광시야각모드의 전환을 용이하게 할 수 있으며, 별도의 제어필름으로 인한 문제, 예를 들면 제어필름의 보관 및 운반에 따른 불편, 제어필름의 파손 가능성, 제어필름을 전자기기에 탈부착하기 위한 별도의 부착부재의 필요성 등과 같은 문제가 발생하지 않게 된다.
특히, 본 발명에서는 전자기기 내에서 광시야각모드 또는 협시야각모드를 단순히 선택하기만 하면, 사용자가 다른 행위없이 자동으로 광시야각모드 또는 협시야각모드로 영상을 표시할 수 있으므로, 용이한 표시장치(100)의 협시야각모드와 광시야각모드의 구현이 가능하게 된다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 시야각제어부(120)의 평면도 및 단면도로서, 이 도면을 참조하여 상기 시야각제어부(120)에 대해 좀 더 자세히 설명한다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 시야각제어부(120)는 본체(122)와, 상기 본체(122)의 상하면을 관통하고 본체(122)의 단변방향(즉, y-방향)을 따라 연속적으로 연장되는 복수의 개구부(124)와, 상기 본체(122)의 상면에 배치된 헤이즈필름(128)으로 구성된다.
도면에서는 상기 시야각제어부(120)가 직사각형상으로 형성되어 있지만, 상기 시야각제어부(120)가 이러한 특정 형상에 한정되는 것이 아니라, 표시패널(110)의 형상에 따라 결정된다. 예를 들어, 표시패널(110)이 정사각형상의 경우 시야각제어부(120)도 동일한 정사각형상으로 형성될 수 있으며, 표시패널(110)이 원형상인 경우 시야각제어부(120)도 동일한 원형상으로 형성될 수 있다.
상기 개구부(124) 내부에는 액정(LC)이 배열된다. 이때, 액정(LC)은 장축이 시야각제어부(120)의 상면 및 하면과 평행하게 배열되고(즉, x-방향 또는 y-방향을 따라 배열되고) 단축이 시야각제어부(120)의 두께방향(즉, 개구부(124)의 관통방향 또는 z-방향)을 따라 배열된다. 즉, 긴 막대형상의 액정(LC)이 시야각제어부(120)의 개구부(124) 내에서 x-방향 또는 y-방향을 따라 누워 있는 형태로 배열된다.
상기 본체(122)의 상하면에는 제1전극(125) 및 제2전극(126)이 형성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1전극(125) 및 제2전극(126)은 외부의 신호원에 접속되어, 표시장치(100)가 협시야각모드인지 광시야각모드인지에 따라 제1전극(125) 및 제2전극(126)에 모드신호가 인가된다.
상기 액정(LC)이 양성(positive) 액정인 경우, 상기 액정(LC)은 장축이 시야각제어부(120)의 상면 및 하면과 평행하게 배열되고(x-방향 또는 y-방향을 따라 배열되고) 단축이 시야각제어부(120)의 두께방향(즉, 개구부(124)의 관통방향 또는 z-방향)을 따라 배열된다. 이러한 배열상태에서, 상기 제1전극(125) 및 제2전극(126)에 모드신호가 인가되어 전계가 형성되면, 상기 액정(LC)의 장축이 전계의 방향을 따라 회전하여(switching) 상기 액정(LC)의 장축이 시야각제어부(120)의 두께방향(개구부(124)의 관통방향 또는 z-방향)을 따라 배열된다.
상기 액정(LC)이 음성(negative) 액정인 경우, 상기 액정(LC)은 장축이 시야각제어부(120)의 두께방향(개구부(124)의 관통방향 또는 z-방향)을 따라 배열되고 단축이 시야각제어부(120)의 상면 및 하면과 평행하게 배열(x-방향 또는 y-방향을 따라 배열)되며, 상기 제1전극(125) 및 제2전극(126)에 모드신호가 인가되어 전계가 형성되면, 상기 액정(LC)의 단축이 전계의 방향을 따라 회전하여(switching) 상기 액정(LC)의 단축이 시야각제어부(120)의 두께방향(개구부(124)의 관통방향 또는 z-방향)을 따라 배열되고 장축이 시야각제어부(120)의 상면 및 하면과 평행하게 배열(x-방향 또는 y-방향을 따라 배열)된다.
즉, 액정(LC)의 유전율 이방성의 차이에 따라, 제1전극(125) 및 제2전극(126)에 모드신호가 인가됨에 따라 막대형상의 액정(LC)이 개구부(124)의 시야각제어부(120)의 두께방향(개구부(122)의 관통방향 또는 z-방향)을 따라 배열되거나(양성 액정의 경우), 개구부(124)의 폭방향(x-방향 또는 y-방향)을 따라 배열된다(음성 액정의 경우).
상기 제1전극(125) 및 제2전극(126)은 다양한 형태로 구성될 수 있다. 즉, 상기 제1전극(125) 및 제2전극(126)은 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계열이나 폴리카보네이트계열의 투명한 베이스필름 또는 유리와 같은 투명한 기판 위에 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 금속산화물을 적층한 후, 이를 본체(122)의 상하면에 부착하여 형성할 수 있다.
또한, 제1전극(125)이 형성된 필름 또는 기판 위에 직접 본체(122)를 형성한 후 그 위에 제2전극(126)이 형성된 필름이나 기판을 부착함으로써 형성할 수도 있다.
또한, ITO 필름, 은나노 와이어 코팅 필름, 금속나노필름과 같은 도전성을 가진 필름을 본체(122)의 상하면에 부착하거나 도전성 필름 위에 본체(122)를 형성하고 그 상부에 도전성 필름을 다시 부착함으로써 형성할 수도 있다.
상기 헤이즈필름(128)은 불투명한 광경화성 수지 또는 열경화성 수지로 구성된다. 또한, 상기 헤이즈필름(128)은 입사되는 광을 흡수할 수 있는 수지로 구성되어 입사되는 광을 반사하지 않는 것이 바람직하다. 상기 헤이즈필름(128)의 하면에는 하부방향, 즉 상기 본체(122)의 상면을 향하는 복수의 프리즘이 형성되어, 상기 프리즘이 액정(LC)과 계면을 형성한다. 상기 프리즘은 단면이 삼각형상으로서, 도 3a의 본체(122)의 개구부(124)의 연장방향을 따라 x-방향으로 연장된다.
이때, 상기 개구부(124)는 표시패널(110)에 형성되어 각각 화상을 구현하는 화소와 대응하도록 형성되며, 그 폭은 화소의 폭과 동일할 수 있다. 즉, 본체(122)의 장변방향을 따라 배치되는 상기 개구부(124) 및 격벽(개구부(124)와 개구부(124) 사이의 격벽의 영역)의 개수는 동일 방향으로 배열되는 표시패널(110)의 화소열의 개수와 동일하며, 상기 개구부(124)가 표시패널(110)의 대응하는 화소열과 정렬된다. 상기 프리즘의 폭은 개구부(124)의 폭보다 작게 형성되어 개구부(124)에 대응하는 영역에 수십 내지 수백개의 프리즘이 배치될 수 있다. 따라서, 표시패널(110) 한 화소에서 출력되는 광은 대응하는 개구부(124)를 통해 출력되며, 출력된 광이 상기 개구부(124) 내의 액정(LC)과 프리즘의 계면에서 산란된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 표시장치에서 실제 광시야각모드 및 협시야각모드를 구현하는 방법을 나타내는 도면이다. 이때, 도면에서는 설명의 편의를 위해 시야각제어부(120)만이 개시되어 표시패널(110)은 생략하였다. 또한, 헤이즈필름(128)의 프리즘의 굴절률이 액정(LC)의 장축방향의 굴절률과 동일한 경우 및 양성 액정(LC)을 예를 들어 설명한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 제1전극(125) 및 제2전극(126)에 전압이 인가되지 않는 경우, 상기 개구부(124) 내에는 어떠한 전계도 형성되지 않는다. 따라서, 액정(LC)은 장축이 x-방향(또는 y-방향)을 따라 본체(122)의 상면 및 하면과 평행하게 배열되고 단축이 시야각제어부(120)의 두께방향(개구부(124)의 관통방향 또는 z-방향) 또는 표시패널(110)로부터 출력되는 상기 개구부(124)를 투과하는 광의 진행방향을 따라 배열된다.
이때, 서로 계면을 형성하는 액정(LC)의 단축방향의 굴절률과 헤이즈필름(128)의 프리즘의 굴절률이 다르므로, 표시패널(110)로부터 출력되어 개구부(124)를 투과하는 광이 상기 액정(LC)과 헤이즈필름(128)의 계면에서 산란된다. 따라서, 산란된 광이 시야각제어부(120)의 전면으로 등방적으로 전파되므로 광시야각으로 영상이 표시되어, 표시장치(100) 전면의 다양한 방향에 위치한 복수의 시청자가 영상을 볼 수 있게 된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 표시장치에서 실제 광시야각모드 및 협시야각모드를 구현하는 방법을 나타내는 도면이다. 이때, 도면에서는 설명의 편의를 위해 시야각제어부(120)만이 개시되어 표시패널(110)은 생략하였다. 또한, 헤이즈필름(128)의 프리즘의 굴절률이 액정(LC)의 장축방향의 굴절률과 동일한 경우 및 양성 액정(LC)을 예를 들어 설명한다.
따라서, 장축이 x-방향 또는 y-방향을 따라 본체(122)의 상면 및 하면과 평행하게 배열되어 있던 액정(LC)이 상기 전계를 따라 회전하여 장축이 시야각제어부(120)의 두께방향(개구부(124)의 관통방향 또는 z-방향)을 따라 배열하게 된다.
이때, 서로 계면을 형성하는 액정(LC)의 장축방향의 굴절률과 헤이즈필름(128)의 프리즘의 굴절률이 동일하므로, 표시패널(110)로부터 정면의 방향(z-방향)으로 출력되어 개구부(124)를 투과하는 광이 상기 액정(LC)과 헤이즈필름(128)의 계면을 그대로 투과한다. 또한, 표시패널(110)에서 정면의 방향과 일정 각도로 출력하여 개구부(124) 내부로 입사된 광은 개구부(124)의 벽면, 즉 본체(122)에 의해 흡수되므로, 개구부(124)를 통해 출력되는 광은 표시패널(110)에서 정면방향으로 출력된 광이다. 따라서, 시야각제어부(120)의 정면으로만 광이 출력되므로 협시야각으로 영상이 표시되며, 표시장치(100) 정면에 위치한 사용자만이 영상을 볼 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서 양성 액정(P-LC)이 시야각제어부(120)의 개구부(124) 내부에 채워지는 경우, 신호(전압)가 인가되지 않는 경우에는 시야각제어부(120)가 광을 산란하여 표시장치(100)가 광시야각모드로 영상을 표시하고 신호(전압)가 인가되는 경우 시야각제어부(120)가 정면방향으로 광을 투과시켜 표시장치(100)가 협시야각모드로 영상을 표시한다.
액정이 음성 액정(N-LC)인 경우, 제1전극(125) 및 제2전극(126)에 전압이 인가되지 않으며, 상기 개구부(124) 내에는 어떠한 전계도 형성되지 않는다. 따라서, 액정(LC)은 단축이 x-방향(또는 y방향)을 따라 본체(122)의 상면 및 하면과 평행하게 배열되고 장축이 시야각제어부(120)의 두께방향(개구부(124)의 관통방향 또는 z-방향) 또는 표시패널(110)로부터 출력되는 상기 개구부(124)를 투과하는 광의 진행방향을 따라 배열된다.
이때, 서로 계면을 형성하는 액정(LC)의 장축방향의 굴절률과 헤이즈필름(128)의 프리즘의 굴절률이 동일하므로, 표시패널(110)로부터 정면의 방향(z-방향)으로 출력되어 개구부(124)를 투과하는 광이 상기 액정(LC)과 헤이즈필름(128)의 계면을 그대로 투과한다. 또한, 표시패널(110)에서 정면의 방향과 일정 각도로 출력하여 개구부(124) 내부로 입사된 광은 개구부(124)의 벽면, 즉 본체(122)에 의해 흡수되므로, 개구부(124)를 통해 출력되는 광은 표시패널(110)에서 정면방향으로 출력된 광이다. 따라서, 시야각제어부(120)의 정면으로만 광이 출력되므로 협시야각으로 영상이 표시되며, 표시장치(100) 정면에 위치한 사용자만이 영상을 볼 수 있게 된다.
제1전극(125) 및 제2전극(126)에 전압이 인가되면, 상기 개구부(124) 내에는 개구부(124)의 관통방향(z-방향), 즉 표시패널(110)로부터 출력되어 상기 개구부(124)를 투과하는 광의 진행방향을 따라 전계가 형성된다. 따라서, 액정(LC)이 단축이 x-방향 또는 y-방향을 따라 본체(122)의 상면 및 하면과 평행하게 배열되어 있던 액정(LC)이 상기 전계를 따라 회전하여 단축이 시야각제어부(120)의 두께방향(개구부(124)의 관통방향 또는 z-방향)을 따라 배열하게 된다.
이때, 서로 계면을 형성하는 액정(LC)의 단축방향의 굴절률과 헤이즈필름(128)의 프리즘의 굴절률이 다르므로, 표시패널(110)로부터 출력되어 개구부(124)를 투과하는 광이 상기 액정(LC)과 헤이즈필름(128)의 계면에서 산란된다. 따라서, 산란된 광이 시야각제어부(120)의 전면으로 등방적으로 전파되므로 광시야각으로 영상이 표시되어, 표시장치(100) 전면의 다양한 방향에 위치한 복수의 시청자가 영상을 볼 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서 음성 액정(P-LC)이 시야각제어부(120)의 개구부(124) 내부에 채워지는 경우, 신호(전압)가 인가되는 경우에는 시야각제어부(120)가 광을 산란하여 표시장치(100)가 광시야각모드로 영상을 표시하고 신호(전압)가 인가되지 않는 경우 시야각제어부(120)가 정면방향으로 광을 투과시켜 표시장치(100)가 협시야각모드로 영상을 표시한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 시야각제어부(120)를 접착제와 같은 접착수단에 의해 표시패널(110)에 부착하여 시야각제어부(120)를 표시장치(100) 내부에 일체로 형성하며, 사용자가 직접 표시장치의 광시야각모드와 협시야각모드를 선택하여 상기 시야각제어부(120)에 모드신호를 인가함으로써 필요에 따라 다수의 사용자가 영상을 시청할 수도 있고 사용자 개인만이 시청하여 개인정보가 타인에게 노출되는 것을 방지할 수도 있다.
도 5a-도 5b는 본 발명의 제1실시예에 따른 시야각제어부(120)를 제조하는 방법을 나타내는 도면이다.
우선, 도 5a에 도시된 바와 같이, 지지부재(150) 위에 불투명한 열경화성 수지조성물 또는 광경화성 수지조성물을 스핀코팅법(spin coating process), 슬릿코팅법(slit coating process), 롤코팅법(roll coating process), 스크린프린팅법(creen printing process), 적하법(dispensing process) 등의 코팅방법에 의해 도포하여 수지층(122a)을 형성한다.
이어서, 상기 수지층(122a) 위에 복수의 돌기부를 구비한 몰드(160)를 배치한 후, 수지층(122a)과 접촉한 상태에서 하부측으로 압력을 인가하여 상기 수지층(122a)에 몰드(160)의 돌기부에 대응하는 개구부를 형성한다. 이때, 상기 몰드(160)는 유기물질 또는 무기물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 상기 몰드(160)로 폴리디메틸실록산(polydimethysiloxane;PDMS)을 사용할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
그 후, 개구부가 형성된 수지층(122a)에 자외선과 같은 광을 조사하거나 열을 인가하여 상기 수지층(122a)을 경화함으로써, 개구부를 가진 본체(122)를 형성하다.
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 개구부(124)가 형성된 본체(122) 상부에 인쇄장치(162)를 배치한 후, 액정물질(163)을 본체(122) 전체에 걸쳐 적하하여 상기 개구부(124) 내부에 액정물질(163)을 도포한다. 이때, 상기 인쇄장치(162)로는 적하장치, 스핀코터, 슬릿코터, 롤코터, 스크린프린터 등과 같은 다양한 장치가 사용될 수 있다.
그 후, 도 5c에 도시된 바와 같이, 개구부(124)에 채워진 액정물질(163)에 자외선과 같은 광을 조사하거나 열을 인가하여 액정물질(163)을 경화시킴으로써, 상기 개구부(124) 내부에 액정(LC)을 형성한다.
이어서, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 본체(122)로부터 지지부재(150)를 박리한 후 상기 본체(122)의 하면 및 상면에 각각 제1전극(125) 및 제2전극(126)을 형성하고, 접착제에 의해 상기 본체(122)의 상면에 헤이즈필름(128)을 부착함으로써 상기 시야각제어부(120)가 완성된다.
이때, 상기 제1전극(125) 및 제2전극(126)은 각각 투명한 베이스필름상에 형성되며, 상기 베이스필름을 본체(122)의 하면 및 상면에 각각 부착함으로써 상기 제1전극(125) 및 제2전극(126)을 형성할 수 있다. 또한, 도전성 필름을 직접 본체(122)의 하면 및 상면에 각각 부착함으로써 제1전극(125) 및 제2전극(126)을 형성할 수도 있다.
그리고, 본 발명에서는 도 5a에 도시된 지지부재(150) 대신에 제1전극(125)이 형성된 베이스필름을 준비하고, 상기 제1전극(125)이 형성된 베이스필름 상위 열경화성 또는 광경화성 수지를 직접 도포하고 몰드에 의해 임프린팅함으로써, 본체(122)와 제1전극(125)을 형성할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 시야각제어부(220)을 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 시야각제어부(220)는 본체(222)와, 상기 본체(222)를 관통하도록 형성되어 상기 표시패널(110)로부터 출력되는 영상을 포함하는 광을 투과시키는 복수의 개구부(224)와, 상기 개구부(224) 내부에 배치된 액정(LC)과, 상기 본체(222)의 전면에 배치된 헤이즈필름(228)으로 구성된다.
상기 본체(222)는 표시패널로부터 출력되는 광을 차단하는 일종의 격벽으로서, 불투명하고 열경화성 수지나 광경화성 수지로 구성될 수 있다.
상기 개구부(224)는 본체(222) 내에서 단변(x-방향)을 따라 일측에서 타측으로 연속적으로 연장되는 설정된 폭의 띠형상으로 구성되어, 표시패널에서 정면방향으로 출력되는 광을 투과시킨다.
상기 개구부(224)는 표시패널로부터 정면방향으로 출력되는 광의 경로를 따라 상기 본체(222) 내에 형성되므로, 상기 표시패널에서 출력되는 광중에서 정면방향으로 출력되는 광은 상기 개구부(224)를 통해 시야각제어부(220)를 투과하며, 표시패널에서 정면방향과 일정 각도로 출력되는 광은 개구부(224)의 벽면으로 입사되어 개구부(224)를 투과할 수 없게 된다.
복수의 개구부(224) 각각에는 양성 또는 음성의 액정물질이 적하된 후 경화되어 액정(LC)이 배치되고 그 상부에 헤이즈필름(228)이 배치된다. 또한, 본체(222) 하면의 복수의 개구부(224)에 대응하는 영역에는 각각 제1전극(225)이 형성되고 본체(222) 상면에는 전체 영역에 걸쳐 제2전극(226)이 형성된다.
상기 제1전극(225) 및 제2전극(226)에 신호가 인가되지 않아 개구부(224) 내부에 전계가 형성되지 않는 경우, 상기 액정(LC)은 단축이 본체(222)의 두께 방향(개구부(224)의 관통방향 또는 z-방향)을 따라 배치된다. 따라서, 서로 계면을 형성하는 개구부(224) 내부의 액정(LC)의 단축의 굴절률과 헤이즈필름(228)의 굴절률이 서로 다르므로, 표시패널에서 출력되어 상기 개구부(224)를 통해 진행하는 광이 상기 액정(LC)과 헤이즈필름(228) 사이의 계면에서 산란되어 표시장치 전면의 다양한 방향에 위치한 복수의 사람이 영상을 볼 수 있게 된다. 즉, 표시장치가 광시야각모드로 구동된다.
또한, 상기 제1전극(225) 및 제2전극(226)에 신호가 인가되어 개구부(224) 내부에 본체(222)의 두께방향(개구부(224)의 관통방향 또는 z-방향)을 따라 전계가 형성되는 경우, 상기 액정(LC)의 장축이 상기 전계를 따라 회전하여 액정(LC)의 장축이 본체(222)의 두께방향(개구부(224)의 관통방향 또는 z-방향)을 따라 배치된다. 따라서, 서로 계면을 형성하는 상기 개구부(224) 내부의 액정(LC)의 장축의 굴절률과 헤이즈필름(228)의 굴절률이 동일하게 되므로, 표시패널에서 정면방향으로 출력되어 상기 개구부(224)를 통해 진행하는 광이 상기 액정(LC)과 헤이즈필름(228)의 계면을 그대로 투과하여 표시장치의 정면에 위치한 사용자만이 영상을 볼 수 있게 된다. 즉, 표시장치가 협시야각모드로 구동된다.
한편, 제1실시예에서는 상기 제1전극(125)이 본체(122) 하면 전체에 걸쳐 형성되는데 반해, 이 실시예에서는 제1전극(225)이 각각의 개구부(224)에 대응하는 영역에 복수개 형성된다. 따라서, 이 실시예에서는 복수의 제1전극(225)에 각각 다른 모드신호를 인가함으로써, 복수의 개구부(224) 중 일부에만 전계를 형성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 개구부(224)를 복수의 그룹으로 분할하여, 일부분 그룹의 제1전극(225)에는 설정된 세기의 협시야각 모드신호를 인가하여 이 그룹의 시야각제어부(220)를 턴온하여 이 그룹의 개구부(224) 내부에 전계를 형성한다. 나머지 그룹의 제1전극(225)에는 협시야각 모드신호를 인가하지 않아 그룹의 시야각제어부(220)를 턴오프하여 이 그룹의 개구부(224) 내부에는 전계를 형성하지 않을 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 일부분의 개구부(224)는 통과한 광이 액정(LC)과 헤이즈필름(228)의 계면을 그대로 투과하여 협시야각모드로 구성될 수 있고 나머지 개구부(224)는 통과한 광이 액정(LC)과 헤이즈필름(228) 사이의 계면에서 광이 산란되어 광시야각모드로 구동할 수 있다.
예를 들어, 시야각제어부(220)를 좌우의 2개의 그룹으로 분할하여, 일측은 광시야각모드로 구동하고 타측은 협시야각모드로 구동할 수 있다. 이때, 시야각제어부(220)와 대응하는 표시패널도 서로 다른 영상을 구현하는 좌우의 2개의 그룹으로 분할하여, 서로 다른 영상을 광시야각모드 및 협시야각모드로 표시할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 시야각제어부(320)의 구조를 나타내는 평면면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 시야각제어부(320)에서는 본체(322)를 관통하는 개구부(324)가 본체(322)의 장변방향(즉, x-방향)을 따라 설정 폭으로 형성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 개구부(324)의 내부에는 액정(LC)이 배치되고 그 상하면에 제1전극 및 제2전극이 형성되어, 상기 제1전극 및 제2전극에 신호가 인가됨에 따라 개구부(324) 내부에 전계가 형성되어 이를 상기 액정(LC)에 인가한다.
또한, 본체(322)의 상부에는 헤이즈필름이 배치되어 액정(LC)의 배열상태에 따라 액정(LC)과 헤이즈필름 사이의 계면에서의 굴절률이 변경되어, 상기 개구부(324)를 통해 투과되는 광을 직진시키거나 산란시켜 표시장치를 협시야각모드 또는 광시야각모드로 구동한다.
도 3a에 도시된 제1실시예에서는 개구부(124)가 본체(122)의 단변방향(즉, y-방향)을 연장되는데 반해, 이 실시예에서의 개구부(324)는 본체(122)의 장변방향(즉, x-방향)을 따라 형성된다.
협시야각모드의 경우, 액정(LC)의 장축이 본체(322)의 관통방향(즉, 개구부(324) 내부에서의 광의 진행방향) 즉, z-방향을 따라 배열되므로, 서로 계면을 형성하는 액정(LC)의 장축의 굴절률과 헤이즈필름의 굴절률이 동일하게 되어 표시패널의 정면방향으로 출력되는 광이 상기 개구부(124)를 통해 액정(LC)과 헤이즈필름의 계면을 그대로 투과한다. 따라서, 표시장치의 정면에 위치한 사용자만이 영상을 볼 수 있게 된다.
광시야각모드의 경우, 액정(LC)의 단축이 본체(322)의 관통방향(즉, 개구부(324) 내부에서의 광의 진행방향) 즉, z-방향을 따라 배열되므로, 서로 계면을 형성하는 액정(LC)의 단축의 굴절률과 헤이즈필름의 굴절률이 다르게 되어 표시패널로부터 출력된 광이 상기 개구부(124)를 통해 투과한 후 액정(LC)과 헤이즈필름의 계면에서 산란된다.
이때, 광의 산란은 등방적으로 이루어지므로, 개구부(124)가 본체(122)의 단변방향(즉, y-방향)으로 연장되는 경우에도 광이 표시장치의 상하뿐만 아니라 좌우방향으로도 균일하게 산란되므로, 표시장치 전면의 다양한 방향에 위치한 복수의 시청자가 영상을 볼 수 있게 된다.
즉, 이 실시예에서는 개구부(324)는 제1실시예의 개구부(124)와 연장방향에 대해 수직으로 배치되지만, 제1실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 시야각제어부(420)의 구조를 나타내는 평면면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 시야각제어부(420)에서는 본체(422)에 형성되는 개구부(424)가 본체(422)의 장변(x-방향) 또는 단변(y-방향)을 따라 연속적으로 형성되는 것이 아니라 정사각형상의 더미형상으로 형성된다. 이때, 도면에서는 정사각형상의 개구부(424)가 모자이크형상으로 배치되지만, 본 발명의 개구부(424)의 배열이 이러한 형상에 한정되는 것이 아니라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 개구부(424)는 좌우 및 상하방향으로 인접하는 다른 개구부(424)와는 일정 간격을 두고 형성될 수 있다. 또한, 개구부(422)는 본체(422) 전체 영역에 걸쳐 균일한 밀도로 형성되지만 불균일한 밀도로 형성될 수도 있다.
또한, 도면에서는 상기 개구부(424)가 정사각형상으로 형성되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 상기 개구부(424)가 직사각형상이나 오각형상 및 육각형상과 같은 다각형상으로 형성될 수도 있고 원형상이나 타원형상과 같은 곡면형상으로 형성될 수도 있다.
이 실시예의 시야각제어부(420)에서도 제1실시예의 시야각제어부(120)와 동일하게 광을 산란시키거나 직전시켜 표시장치를 광시야각모드와 협시야각로 구동할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에서 시야각제어부(420)의 개구부(424)의 형상은 특정 형상에 한정되지 않고 다양한 형상(일측방향으로 연장되거나 더미형상으로 형성됨)으로 형성할 수 있으며, 이러한 다양한 형상으로 형성하는 경우에도 동일한 효과(광시야각 및 협시야각의 전환)을 얻을 수 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 표시장치(500)의 구조를 나타내는 도면이다.
이 실시예의 표시장치(500)는 도 1에 도시된 구조의 표시장치(100)와는 표시패널(510)과 시야각제어부(520)의 위치가 다르다. 즉, 도 1에 도시된 구조의 표시장치(100)에서는 표시패널(110)의 전면에 시야각제어부(120)가 배치되어 표시패널(110)로부터 출력되는 영상이 상기 시야각제어부(120)를 투과하거나 산란됨으로써 협시야각모드와 광시야각모드를 구현하는데 반해, 이 실시예의 표시장치(500)에서는 시야각제어부(520)를 통과한 광이 그대로 표시패널(510)에 입력되거나 산란된 후 표시패널(510)에 입력됨으로써 협시야각모드와 광시야각모드를 구현한다.
따라서, 이 실시예의 표시장치(500)는 백라이트(580)를 구비한 액정표시장치에 주로 적용된다. 액정표시장치(500)는 비자발광 표시장치이므로, 외부로부터 광을 공급하는 백라이트(580)가 필요하며, 상기 백라이트(580)로부터 발광된 광이 액정표시패널(510)을 투과하면서 투과율이 제어됨으로써 영상을 표시한다.
이 실시예의 액정표시장치(500)에서는 백라이트(580)와 액정표시패널(510) 사이에 시야각제어부(520)가 구비되어, 모드신호에 따라 상기 백라이트(580)에서 출력되는 광이 시야각제어부(520)를 그대로 투과하여 액정표시패널(510)에 입력되거나 시야각제어부(520)에서 산란된 후 액정표시패널(510)에 입력된다.
상기 시야각제어부(520)를 투과하여 정면방향, 즉 액정표시패널(510)의 화면과 수직방향으로만 액정표시패널(510)에 입사된 광은 액정표시패널(510)에 공급되어 화상이 표시된다. 이때, 광이 표시패널(510)로 입사된 후 다시 표시패널(510)로부터 출력될 때, 표시패널(510) 내부의 각종 층들의 굴절률 차이 및 표시패널(510)과 외부의 굴절률 차이로 인해 표시패널(510)로부터 출력되는 광은 입력된 광에서 어느 정도 산란된 광으로 출력된다.
그러나, 시야각제어부(520)로부터 정면으로 공급된 후 액정패널(510)로부터 출력되는 광은 일반광에 비해 더 직진성이 높으므로, 출력되는 화상의 정면에서의 휘도가 다른 방향에서의 휘도보다 훨씬 높게 되므로, 정면에서는 표시되는 밝은 화상을 볼 수 있지만, 다른 방향에서는 어두운 화상을 보게 된다.
따라서, 협시야각모드시 제1실시예에서는 표시패널의 정면방향으로 향한 사용자만 화상을 볼 수 있고 다른 방향의 시청자는 화상을 전혀 볼 수 없는 반면에, 이 실시예에서는 정면방향으로 향한 사용자는 밝은 화상을 볼 수 있고 다른 방향의 시청자는 어두운 화상만을 보게 되므로, 사용자의 정보를 보호할 수 있게 된다.
또한, 시야각제어부(520)에서 산란되어 액정표시패널(510)로 다양한 방향으로(등방적으로) 입사된 광은 자연광의 형태로 액정표시패널(510)에 공급되어 화상이 표시되며, 이 화상이 액정표시패널(510)의 다양한 방향으로 출력되므로, 액정표시장치(500) 전면의 다양한 방향에 위치한 복수의 시청자가 영상을 볼 수 있는 광시야각모드를 구현할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 액정(LC)에 의해 입사되는 광을 그대로 투과하거나 산란시키는 시야각제어부를 표시장치에 구비함으로써, 광시야각모드 및 협시야각모드를 사용자의 선택에 의해 용이하게 구현할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 시야각제어부가 표시패널에 부착되어 표시장치의 내부에 일체로 형성되므로, 별도의 제어필름을 표시장치의 전면에 부착할 필요없이, 개구부 내의 액정의 배열을 조절함으로써 간단하게 협시야각모드와 광시야각모드를 구현할 수 있게 된다.
따라서, 협시야각모드와 광시야각모드의 전환을 용이하게 할 수 있으며, 별도의 제어필름으로 인한 문제, 예를 들면 제어필름의 보관 및 운반에 따른 불편, 제어필름의 파손 가능성, 제어필름을 전자기기에 탈부착하기 위한 장치 등이 발생하지 않게 된다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100 : 표시장치 110 : 표시패널
122 : 본체 124 : 개구부
125,126 : 전극 128 : 헤이즈필름
LC : 액정

Claims (13)

  1. 본체;
    상기 본체를 관통하여 광이 투과하는 복수의 개구부;
    상기 개구부 내부에 배치된 액정;
    상기 개구부의 양측에 배치된 제1전극 및 제2전극; 및
    광이 출력되는 측의 상기 본체의 일면에 형성된 헤이즈필름으로 구성된 시야각제어부.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개구부는 상기 본체의 장변 또는 단변방향을 따라 일측에서 타측으로 연속적으로 형성된 시야각제어부.
  3. 제1항에 있어서, 상기 개구부는 상기 본체 전체 영역에 걸쳐 형성된 더미형상인 시야각제어부.
  4. 제3항에 있어서, 상기 개구부는 다각형상 또는 곡면형상인 시야각제어부.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 상기 본체의 양면에 형성되는 시야각제어부.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1전극은 상기 복수의 개구부에 대응하는 영역에 각각 형성된 시야각제어부.
  7. 제1항에 있어서, 상기 액정은 양성 액정인 시야각제어부.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극에 신호가 인가되지 않는 경우 상기 액정의 단축이 상기 개구부 내의 광의 진행방향으로 배열되어 상기 액정의 굴절률과 상기 헤이즈필름의 굴절률이 다르고, 상기 제1전극 및 상기 제2전극에 신호가 인가되는 경우 상기 액정의 장축이 상기 개구부내의 광의 진행방향으로 배열되어 상기 액정의 굴절률과 상기 헤이즈필름의 굴절률이 동일하게 되는 시야각제어부.
  9. 제1항에 있어서, 상기 액정은 음성 액정인 시야각제어부.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극에 신호가 인가되지 않는 경우 상기 액정의 장축이 개구부내의 광의 진행방향으로 배열되어 상기 액정의 굴절률과 상기 헤이즈필름의 굴절률이 동일하고, 상기 제1전극 및 상기 제2전극에 신호가 인가되는 경우 상기 액정의 단축이 개구부내의 광의 진행방향으로 배열되어 상기 액정의 굴절률과 상기 헤이즈필름의 굴절률이 다르게 되는 시야각제어부.
  11. 영상을 표시하는 표시패널; 및
    상기 표시패널의 전면에 배치된 제1항 내지 제10항 기재의 시야각제어부로 구성된 표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 표시패널은 액정표시패널, 유기전계발광 표시패널, 전기영돌 표시패널, 양자점 표시패널중 하나인 표시장치.
  13. 영상을 표시하는 액정표시패널;
    상기 액정표시패널 후면에 배치되어 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트; 및
    상기 액정표시패널과 상기 백라이트 사이에 배치된 제1항 내지 제10항 기재의 시야각제어부로 구성된 표시장치.
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