KR20220003720A - 시야각 가변 소자 및 디스플레이 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 시야각 가변 소자 및 디스플레이 어셈블리에 관한 것이다. 본 출원은 정면 투과도를 감소시키지 않으면서 시야각을 가변할 수 있는 시야각 가변 소자 및 상기 시야각 가변 소자를 포함하는 디스플레이 어셈블리를 제공한다.
Description
본 출원은 시야각 가변 소자 및 디스플레이 어셈블리에 관한 것이다.
정보 보호 또는 개인 프라이버시의 중요성에 따라 보안 필름의 사용량이 증가하고 있다. 예를 들어 특허 문헌 1은 마이크로 루버(Micro Louver) 기술을 적용한 보안 필름을 개시하고 있다. 마이크로 루버 필름은 다수의 미세 루버가 일정한 간격으로 패턴화되어 있는 구조를 가진다. 마이크로 루버 필름 내부에 형성된 다수의 미세 루버는 루버 필름을 투과하는 빛의 진행 방향을 소정의 유출 각도 범위로 제어하는 효과(방향 제어 효과)를 발휘한다. 마이크로 루버 필름을 적용하면 정면에서는 화면이 잘 보이지만, 측면에서는 화면을 보기 어렵게 된다. 이와 같이, 마이크로 루버 필름은 측면에서 정보 보호력은 우수하지만, 정면에서는 밝기가 너무 낮아 백라이트의 밝기를 높여야하므로 이로 인해 전력 소모가 발생하고 수명에 문제가 발생할 수 있다.
본 출원은 정면 투과도를 감소시키지 않으면서 시야각을 가변할 수 있는 시야각 가변 소자 및 상기 시야각 가변 소자를 포함하는 디스플레이 어셈블리를 제공한다.
본 출원은 시야각 가변 소자에 관한 것이다. 상기 시야각 가변 소자는 액정셀을 포함할 수 있다. 도 1은 액정셀의 구조를 예시적으로 나타낸다. 액정셀(100)은 제 1 기판(101A) 제 1 전극층(102A), 제 1 배향막(103A), 액정층(104), 제 2 배향막(103B), 제 2 전극층(102B) 및 제 2 기판(101B)을 순차로 포함할 수 있다.
제 1 기판 및/또는 제 2 기판으로는, 특별한 제한 없이 공지의 기판 소재가 사용될 수 있다. 예를 들면, 기판으로는 유리 기판, 결정성 또는 비결정성 실리콘 기판 또는 석영 기판 등의 무기 기판이나 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있다. 플라스틱 기판으로는, TAC(triacetyl cellulose) 기판; 노르보르넨 유도체 기판 등의 COP(cyclo olefin copolymer) 기판; PMMA(poly(methyl methacrylate) 기판; PC(polycarbonate) 기판; PE(polyethylene) 기판; PP(polypropylene) 기판; PVA(polyvinyl alcohol) 기판; DAC(diacetyl cellulose) 기판; Pac(Polyacrylate) 기판; PES(poly ether sulfone) 기판; PEEK(polyetheretherketon) 기판; PPS(polyphenylsulfone), PEI(polyetherimide) 기판; PEN(polyethylenemaphthatlate) 기판; PET(polyethyleneterephtalate) 기판 등의 폴리에스테르 기판; PI(polyimide) 기판; PSF(polysulfone) 기판; PAR(polyarylate) 기판 또는 비정질 불소 수지 등을 포함하는 기판을 사용할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 기판의 두께는 특별히 제한되지 않고, 적절한 범위에서 선택될 수 있다.
제 1 전극층 및 제 2 전극층은 액정층의 정렬 상태를 전환할 수 있도록 액정층에 적절한 전계를 인계할 수 있다. 상기 전계의 방향은 수직 방향, 예를 들어, 액정층의 두께 방향일 수 있다.
제 1 전극층 및 제 2 전극층은 각각 연속 전극(continuous electrode)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 연속 전극은 전극의 형상이 패턴화되어 있지 않고 연속적인 형상을 갖는 전극을 의미할 수 있다. 즉, 연속 전극은 단일의 전극 영역을 갖는다.
제 1 전극층 및 제 2 전극층은 각각 투명 전극층일 수 있다. 본 명세서에서 투명 전극층은 380nm 내지 780nm 파장에 대한 평균 투과율이 80% 이상, 85% 이상 또는 90% 이상인 전극층을 의미할 수 있다. 제 1 전극층 및 제 2 전극층은 각각 전도성 고분자, 전도성 금속, 전도성 나노 와이어 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 제 1 전극층 및 제 2 전극층은 각각 예를 들면 상기 전도성 고분자, 전도성 금속, 전도성 나노 와이어 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물을 증착하여 형성한 것일 수 있다.
액정셀은 전압의 인가에 따라 액정층에 포함되는 액정 분자의 배향 상태를 가변할 수 있다. 이를 통해 디스플레이 장치에 적용되었을 때 정면 투과도 감소없이 시야각을 가변할 수 있다.
하나의 예시에서, 액정셀은 HAN(Hybrid aligned nematic) 모드로 구동될 수 있다. 상기 액정셀은 하이브리드 배향 상태와 수직 배향 상태의 사이를 스위칭할 수 있다. 액정 분자는 엑정층에 상대적으로 전압이 인가되지 않은 상태 또는 낮은 전압 상태에서 하이브리드 배향 상태로 존재할 수 있다. 액정 분자는 액정층에 상대적으로 높은 전압이 인가된 상태에서 수직 배향 상태로 존재할 수 있다.
본 명세서에서 『하이브리드 배향 상태』는 액정층 내의 액정 분자의 방향자가 액정층 평면에 대해 이루는 각도인 경사각이 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 증가하거나 또는 감소하는 배향 상태를 의미할 수 있다. 이때, 액정층에 포함되는 개별 액정 분자의 프리틸트 방향은 모두 평행할 수 있다. 본 출원에 따르면, 하이브리드 상태에서, 제 1 배향막에 인접하는 액정 분자는 프리틸트 각도가 0도 내지 5도 범위 내이고, 제 2 배향막에 인접하는 액정 분자는 프리틸트 각도가 70도 내지 90도 범위 내일 수 있다.
본 명세서에서 『수직 배향 상태』는 액정층 내의 액정 분자의 방향자가 액정층의 평면에 대하여 대략 수직하게 배열된 상태를 의미할 수 있다. 수직 배향 상태에서 액정 분자의 방향자가 액정층의 평면에 대하여 이루는 각도는 예를 들어 약 70도 내지 110도, 약 80도 내지 100도 또는 85도 내지 95도의 범위 내이거나, 또는 약 90도를 이룰 수 있다.
본 명세서에서 액정 분자 또는 액정 화합물의 방향자는 액정층의 광축(Optical axis) 또는 지상축(Slow axis)을 의미할 수 있다. 상기 액정 분자의 방향자는 액정 분자가 막대(rod) 모양인 경우 장축 방향을 의미할 수 있고, 액정 분자가 원판(discotic) 모양인 경우 원판 평면의 법선 방향과 평행한 축을 의미할 수 있다. 액정층 내에 방향자가 서로 상이한 복수의 액정 분자가 존재하는 경우에 상기 방향자는 벡터합일 수 있다.
액정층은 액정 분자를 포함할 수 있다. 액정 분자는 네마틱(nematic) 상을 나타내는 액정 분자일 수 있다. 외부 신호의 인가에 의하여 배향 상태가 변경될 수 있도록, 액정 분자는 예를 들어 중합성기 또는 가교성기를 가지지 않는 화합물일 수 있다.
액정 분자는 양의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 본 명세서에서 「유전율 이방성(△ε)」은 액정 분자의 수평 유전율(ε//)과 수직 유전율(ε⊥의 차이(ε// - ε⊥)를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 용어 수평 유전율(ε//)은 액정 분자의 방향자와 인가 전압에 의한 전기장의 방향이 실질적으로 수평하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 유전율 값을 의미하고, 수직 유전율(ε⊥)은 액정 분자의 방향자와 인가 전압에 의한 전기장의 방향이 실질적으로 수직하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 유전율 값을 의미한다. 액정 분자의 유전율 이방성은 5 내지 25 범위 내일 수 있다.
액정 분자는 굴절률 이방성(△n)이 0.06 내지 0.3 범위 내일 수 있다. 본 명세서에서 굴절률 이방성(△n)은 이상 굴절률(ne, extraordinary refractive index) 및 정상 굴절률(no, ordinary refractive index)의 차이(ne-no)이고, 이는 예를 들어 Abbe 굴절계를 이용하여 확인할 수 있다.
액정셀은 제 1 배향막 및 제 2 배향막에 대하여 각각 상이한 프리틸트 각을 가질 수 있다. 제 1 배향막에 대한 액정 분자의 프리틸트 각은 0도 내지 5도 범위 내일 수 있다. 제 2 배향막에 대한 액정 분자의 프리틸트 각은 70도 내지 90도 범위 내일 수 있다. 제 1 배향막과 제 2 배향막의 프리틸트 각이 상기 범위 내인 경우 시야각 가변 소자는 정면 투과도의 감소 없이 시야각 가변 특성을 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 프리틸트는 각도(angle)와 방향(direction)을 가질 수 있다. 프리틸트 각도는 극각(Polar angle)으로 호칭할 수 있고, 프리틸트 방향은 방위각(Azimuthal angle)으로 호칭할 수도 있다. 프리틸트 각도는 액정 분자의 방향자가 배향막과 수평한 면에 대하여 이루는 각도를 의미할 수 있다. 프리틸트 방향은 액정 분자의 방향자가 배향막의 수평한 면에 투영(projection)된 방향을 의미할 수 있다.
제 1 배향막과 제 2 배향막은 각각 러빙 배향막 또는 광 배향막일 수 있다. 프리틸트 방향은 배향막의 러빙 방향에 의해 제어할 수 있다. 러빙 배향막의 배향 방향은 러빙 방향에 의해 정해지고, 광 배향막의 배향 방향은 조사되는 광의 편광 방향 등에 의해 정해진다. 상기 배향막의 프리틸트 각도 및 프리틸트 방향은 배향 조건, 예를 들어 러빙 배향 시의 러빙 조건이나 압력 조건, 혹은 광 배향 조건, 예를 들어, 광의 편광 상태, 광의 조사 각도, 광의 조사 세기 등을 적절히 조절하여 구현할 수 있다. 예를 들어, 러빙 배향막인 경우에 상기 프리틸트 각도는 상기 러빙 배향막의 러빙 세기 등을 제어하여 달성할 수 있고, 프리틸트 방향은 상기 러빙 배향막의 러빙 방향을 제어하여 달성할 수 있으며, 이러한 달성 방식은 공지의 방식이다. 또한, 광 배향막의 경우, 배향막 재료, 배향에 적용되는 편광의 방향, 상태 내지는 세기 등에 의해 달성될 수 있으며, 이러한 달성 방식은 공지의 방식이다.
액정셀은 전압의 인가에 따라 액정층에 포함되는 액정 분자의 배향 상태를 가변할 수 있다. 하나의 예시에서, 액정층에 0V 내지 5V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서 액정 분자는 하이브리드 배향 상태로 존재할 수 있다. 한편, 액정층에 10V 내지 25V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서 액정 분자는 수직 배향 상태로 존재할 수 있다.
시야각 가변 소자는 액정 분자의 배향 상태에 따라 시야각을 가변할 수 있다. 예를 들어, 액정층에 0V 내지 5V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서 시야각 가변 소자는 협시야각 모드를 구현할 수 있다. 한편, 액정층에 10V 내지 25V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서 시야각 가변 소자는 광시야각 모드를 구현할 수 있다. 시야각 가변 소자는 협시야각 모드에서 정면 기준으로 45도 또는 45도 이상의 시야각에서 투과율이 5% 이하일 수 있다. 한편, 시야각 가변 소자는 광시야각 모드에서 정면에서 투과율이 85% 이상이고, 정면 기준으로 45도 또는 45도 이상의 시야각에서 투과율이 70% 이상일 수 있다.
시야각 가변 소자는 협시야각 모드를 구현함에 있어서 정면 투과도를 감소시키지 않으므로, 전력 소모나 수명 측면에서 유리할 수 있다. 하나의 예시에서, 시야각 가변 소자는 액정층에 0V 내지 5V 범위 내의 전압이 인가된 상태(협시야각 모드)에서의 정면 투과율과 10V 내지 25V 범위 내의 전압이 인가된 상태(광시야각 모드)에서의 정면 투과율의 차이가 10% 이하 또는 5% 이하일 수 있다.
상기 투과도는 시야각 가변 소자에 포함되는 액정셀의 일측에 1장의 편광자 또는 양측에 2장의 편광자가 배치된 상태에서 측정된 투과도를 의미할 수 있다. 액정셀의 양측에 2장의 편광자가 배치되는 경우 2장의 편광자의 흡수축은 서로 평행할 수 있다. 액정층의 광축의 기판 평면에 투영은 상기 1장의 편광자 또는 2장의 편광자의 흡수축과 각각 평행한 상태에서 투과도가 측정될 수 있다. 상기 투과도는 약 380nm 내지 780nm 파장의 평균 투과도를 의미한다.
시야각 가변 소자는 편광자를 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 편광자는 자연광 내지 비편광을 편광으로 변화시키는 소자를 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 편광자는 선 편광자일 수 있다. 본 명세서에서 선편광자는 선택적으로 투과하는 광이 어느 하나의 방향으로 진동하는 선 편광이고 선택적으로 흡수 또는 반사하는 광이 상기 선편광의 진동 방향과 직교하는 방향으로 진동하는 선편광인 경우를 의미한다. 즉, 상기 선 편광자는 면 방향으로 서로 직교하는 투과축 및 흡수축을 가질 수 있다.
편광자는 흡수형 편광자 편광자일 수 있다. 흡수형 편광자로는, 예를 들어, PVA(poly(vinyl alcohol)) 연신 필름 등과 같은 고분자 연신 필름에 요오드를 염착한 편광자 또는 배향된 상태로 중합된 액정을 호스트로 하고, 상기 액정의 배향에 따라 배열된 이색성 염료를 게스트로 하는 게스트-호스트형 편광자를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
편광자의 550nm 파장에 대한 투과율은 40% 내지 50% 범위 내일 수 있다. 상기 투과율은 550nm 파장에 대한 편광자의 단체(Single) 투과율을 의미할 수 있다. 상기 편광자의 단체 투과율은, 예를 들면, 스펙트러미터(V7100, Jasco社제)를 사용하여 측정할 수 있다. 예를 들면, 편광자 시료(상부 및 하부 보호 필름 불포함)를 기기에 거치한 상태에서 air를 base line으로 설정하고, 편광자 시료의 축을 기준 편광자의 축과 수직 및 수평으로 정렬한 상태에서 각각의 투과율을 측정한 후에 단체 투과율을 계산할 수 있다.
상기 시야각 가변 소자는 편광자를 적어도 1장 포함할 수 있다. 편광자는 액정셀의 제 1 기판 및/또는 제 2 기판의 외측 표면에 부착되어 있을 수 있다. 본 명세서에서 『외측 표면』은 액정층을 향하는 측면의 반대 측면을 의미할 수 있고, 『내측 표면』은 액정층을 향하는 측면을 의미할 수 있다.
도 2 내지 도 7은 각각 편광자를 포함하는 시야각 가변 소자를 예시적으로 나타낸다. 도 2 내지 도 7에는 제 1 및 제 2 기판, 제 1 및 제 2 전극층, 제 1 및 제 2 배향막은 생략하였고, 편광자의 흡수축과 액정 분자의 프리틸트를 나타내었다.
하나의 예시에서, 시야각 가변 소자는 제 1 기판 또는 제 2 기판의 일면에 배치된 1장의 편광자를 더 포함할 수 있다. 이때, 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 편광자의 흡수축은 평행 또는 직교할 수 있다.
도 2는 제 1 기판의 일면에 배치된 1장의 편광자(1)를 더 포함하고, 액정층(2)의 광축(3, 4)의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 편광자의 흡수축(ㅡ 표시)은 평행하는 시야각 가변 소자를 나타낸다.
도 3은 제 2 기판의 일면에 배치된 1장의 편광자(1)를 더 포함하고, 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 편광자의 흡수축(ㅡ 표시)은 평행하는 시야각 가변 소자를 나타낸다.
도 4는 제 1 기판의 일면에 배치된 1장의 편광자(1)를 더 포함하고, 액정층(2)의 광축(3, 4)의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 편광자의 흡수축(ㆍ표시)은 직교하는 시야각 가변 소자를 나타낸다.
도 5는 제 2 기판의 일면에 배치된 1장의 편광자(1)를 더 포함하고, 액정층(2)의 광축(3, 4)의 제 1기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 편광자의 흡수축(ㆍ표시)은 직교하는 시야각 가변 소자를 나타낸다.
다른 하나의 예시에서, 시야각 가변 소자는 제 1 기판의 일면에 배치된 제 1 편광자와 제 2 기판의 일면에 배치된 제 2 편광자를 더 포함할 수 있다. 이때, 제 1 편광자와 제 2 편광자의 흡수축은 서로 평행할 수 있다. 제 1 편광자 및 제 2 편광자의 흡수축은 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 평행 또는 직교할 수 있다.
도 6은 제 1 기판의 일면에 배치된 제 1 편광자(1A)와 제 2 기판의 일면에 배치된 제 2 편광자(1B)를 더 포함하고, 제 1 편광자와 제 2 편광자의 흡수축(ㅡ 표시)은 서로 평행하며, 제 1 편광자 및 제 2 편광자의 흡수축은 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 평행하는 시야각 가변 소자를 나타낸다.
도 7은 제 1 기판의 일면에 배치된 제 1 편광자(1A)와 제 2 기판의 일면에 배치된 제 2 편광자(1B)를 더 포함하고, 제 1 편광자와 제 2 편광자의 흡수축(ㆍ표시)은 서로 평행하며, 제 1 편광자 및 제 2 편광자의 흡수축은 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 직교하는 시야각 가변 소자를 나타낸다.
제 1 전극층과 제 2 전극층 중 어느 하나의 전극층의 내측 표면에는 스페이서가 형성되어 있을 수 있다. 이때, 시야각 가변 소자가 1장의 편광자를 포함하는 경우 편광자는 제 1 기판과 제 2 기판 중 스페이서가 형성된 기판 또는 스페이서가 형성되지 않은 기판의 일면에 부착되어 있을 수 있다.
스페이서는 제 1 기판과 제 2 기판의 간격을 유지하는 역할을 할 수 있다. 스페이서로는 통상적으로 적용되는 스페이서로서, 볼 스페이서나 컬럼 스페이서 또는 격벽형 스페이서가 적용될 수 있다. 시야각 가변 소자의 광학 특성을 고려하면 컬럼 스페이서보다 볼 스페이서가 유리할 수 있다. 상기 격벽형 스페이서로는, 허니컴(honeycomb)형, 사각형의 격벽형 스페이서 또는 랜덤형 스페이서가 적용될 수 있다. 상기에서 허니콤형 또는 사각형의 격벽형 스페이서는 공지된 바와 같이 기판상에 형성된 격벽형 스페이서의 형태를 기판의 법선 방향에서 관찰한 때에 상기 격벽형 스페이서에 의해 형성되는 도형이 허니콤형 또는 사각형인 경우를 의미한다. 상기 허니콤형은 통상 정육각형의 조합으로 되고, 사각형의 경우, 정사각형, 직사각형 또는 정사각형과 직사각형의 조합 등이 있을 수 있다. 또한, 상기에서 랜덤형 스페이서는 격벽들이 랜덤하게 배치된 경우로서, 해당 격벽들이 도형을 형성하지 않거나, 형성하여도 정형화된 도형이 아닌 랜덤하게 도형을 형성하는 경우를 의미한다. 스페이서의 치수는 부착력이나 셀갭의 유지 효율 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 스페이서는 탄소계 물질, 금속계 물질, 산화물계 물질 및 이들의 복합 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
액정층의 두께는 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. 액정층의 두께는 예를 들어 8㎛ 이상일 수 있다. 액정층의 두께의 상한은 예를 들어, 15㎛ 이하일 수 있다.
시야각 가변 소자에서 기판과 편광자는 점착제 또는 접착제를 매개로 부착되어 있을 수 있다. 상기 점착제 또는 접착제로는 광학 부재의 부착에 사용되는 공지의 투명 점착제 또는 투명 접착제를 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 상기 점착제 또는 접착제로는 예를 들어 아크릴계, 실리콘계 또는 에폭시계 점착제 또는 접착제를 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원은 상기 시야각 가변 소자를 포함하는 디스플레이 어셈블리에 관한 것이다. 상기 시야각 가변 소자는 디스플레이 장치에 적용되어 정면 투과도 감소 없이 시야각을 가변할 수 있다. 이하, 시야각 가변 소자에 대해서 특별한 언급이 없으면 시야각 가변 소자에 대한 상기 설명이 적용될 수 있다.
디스플레이 어셈블리는 디스플레이 장치 및 상기 디스플레이 장치의 일면에 배치된 상기 시야각 가변 소자를 포함할 수 있다. 상기 시야각 가변 소자는 디스플레이 장치의 광 출사 측에 배치될 수 있다. 상기 시야각 가변 소자는 전압의 인가에 따라 액정층의 배향 상태를 스위칭할 수 있고, 이에 따라 디스플레이 장치의 시야각을 스위칭할 수 있다.
예를 들어, 시야각 가변 소자의 액정층에 0V 내지 5V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서 디스플레이 어셈블리는 협시야각 모드를 구현할 수 있다. 이때, 액정층에 포함되는 액정분자는 하이브리드 배향 상태로 존재할 수 있다
예를 들어, 시야각 가변 소자의 액정층에 10V 내지 25V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서 디스플레이 어셈블리는 광시야각 모드를 구현할 수 있다. 이때, 액정층에 포함되는 액정분자는 수직 배향 상태로 존재할 수 있다.
디스플레이 장치는 적어도 1장의 편광자를 포함하거나 또는 편광자를 포함하지 않을 수 있다. 도 8 내지 도 13은 디스플레이 장치에 따른 디스플레이 어셈블리를 예시적으로 나타낸다. 도 8 내지 도 13에는 제 1 및 제 2 기판, 제 1 및 제 2 전극층, 제 1 및 제 2 배향막은 생략하였고, 편광자의 흡수축과 액정 분자의 프리틸트를 나타내었다.
하나의 예시에서, 상기 디스플레이 장치는 적어도 상부 편광자를 가질 수 있다. 상부 편광자는 광 출사 측 편광자를 의미할 수 있다. 시야각 가변 소자는 디스플레이 장치의 상부 편광자 상에 배치되고, 시야각 가변 소자는 제 1 기판과 제 2 기판 중에서 상기 디스플레이 장치와 더 멀리 배치된 기판 상에 배치된 1장의 편광자를 더 포함할 수 있다. 이때, 디스플레이 장치의 상부 편광자의 흡수축과 시야각 가변 소자의 편광자의 흡수축은 서로 평행할 수 있다. 이때, 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 상부 편광자의 흡수축은 평행 또는 직교할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 장치 또는 유기 발광 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 도 8은 시야각 가변 소자의 편광자(1)가 시야각 가변 소자의 제 1 기판에 인접하고, 액정 디스플레이 장치(LCD)의 상부 편광자가 시야각 가변 소자의 제 2 기판에 인접하고, 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 상부 편광자의 흡수축은 평행하는 디스플레이 어셈블리를 예시적으로 나타낸다. 도 9는 시야각 가변 소자의 편광자(1)가 시야각 가변 소자의 제 1 기판에 인접하고, 액정 디스플레이 장치(LCD)의 상부 편광자가 시야각 가변 소자의 제 2 기판에 인접하고, 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 상부 편광자의 흡수축은 직교하는 디스플레이 어셈블리를 예시적으로 나타낸다. 도 10은 시야각 가변 소자의 편광자(1)가 시야각 가변 소자의 제 1 기판에 인접하고, 유기발광 디스플레이 장치(OLED)의 상부 편광자가 시야각 가변 소자의 제 2 기판에 인접하고, 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 상부 편광자의 흡수축은 평행하는 디스플레이 어셈블리를 예시적으로 나타낸다. 도 11은 시야각 가변 소자의 편광자(1)가 시야각 가변 소자의 제 1 기판에 인접하고, 유기발광 디스플레이 장치(OLED)의 상부 편광자가 시야각 가변 소자의 제 2 기판에 인접하고, 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 상부 편광자의 흡수축은 직교하는 디스플레이 어셈블리를 예시적으로 나타낸다.
액정 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 패널 및 상기 액정 디스플레이 패널의 양면에 배치된 2 장의 편광자를 포함할 수 있다. 상기 2장의 편광자는 각각 흡수형 선 편광자일 수 있다. 상기 2장의 편광자 중 광 출사 측에 배치된 편광자를 상부 편광자로 호칭할 수 있고, 광 출사 측의 반대 편, 즉 광원에 가깝게 배치된 편광자를 하부 편광자로 호칭할 수 있다. 액정 디스플레이 장치의 상부 편광자와 하부 편광자의 흡수축은 서로 직교할 수 있다. 액정 디스플레이 패널은 대향 배치된 2장의 기판 사이에 액정층을 포함할 수 있고, 기판의 액정층 측에는 전극층 및 배향막이 각각 형성되어 있을 수 있다. 액정 디스플레이 패널의 구동 모드는 특별히 제한되지 않고, 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 액정셀의 구동 모드로는 예를 들어, ECB(Electrically controlled birefringence) 모드, TN(Twisted Nematic) 모드, STN(Super Twisted Nematic) 모드, RTN(Reverse Twisted Nematic) 모드, RSTN(Reverse Super Twisted Nematic) 모드, HAN(Hybrid Aligned Nematic) 모드, Twisted HAN(Twisted Hybrid Aligned Nematic) 모드, Super twisted HAN(Super Twisted Hybrid Aligned Nematic) 모드, IPS(In-Plane Switching) 모드, VA(vertical alignment) 모드 등이 있다. 목적하는 액정셀의 구동 모드에 따라, 액정의 종류, 배향막의 종류, 첨가제의 종류 등이 적절히 선택될 수 있다.
유기 발광 디스플레이 장치는 유기발광 디스플레이 패널 및 상기 유기발광 디스플레이 패널의 일면에 배치된 1장의 편광자를 포함할 수 있다. 상기 1장의 편광자는 흡수형 선 편광자일 수 있다. 상기 편광자와 유기발광 디스플레이 패널의 사이에는 1/4 파장판을 더 포함할 수 있다. 1/4 파장판은 예를 들어, 550 nm 파장에 대한 면내 위상차 값이 100 nm 내지 200nm, 100 nm 내지 170 nm 내지 110 nm 내지 150 nm 범위 내일 수 있다. 1/4 파장판은 액정 중합 필름 또는 고분자 연신 필름일 수 있다. 상기 편광자와 1/4 파장판은 원 편광판 또는 타원 편광판으로 작용하여 유기발광 디스플레이 장치의 외광을 반사하고 시감을 개선할 수 있다.
유기 발광 디스플레이 패널은 기판, 하부 전극, 유기 발광층 및 상부 전극을 순차로 포함할 수 있다. 유기 발광층은 하부 전극과 상부 전극에 전압이 인가되었을 때 빛을 낼 수 있는 유기 물질을 포함할 수 있다. 상기 하부 전극과 상부 전극 중 어느 하나는 양극(anode)이고 다른 하나는 음극(cathode)일 수 있다. 양극은 정공(hole)이 주입되는 전극으로 일 함수(work function)가 높은 도전 물질로 만들어질 수 있으며 음극은 전자가 주입되는 전극으로 일 함수가 낮은 도전 물질로 만들어질 수 있다. 통상 양극으로는 일함수가 큰 ITO 또는 IZO 와 같은 투명 금속 산화물층을 사용할 수 있으며, 음극으로는 일함수가 낮은 금속 전극을 사용할 수 있다. 일반적으로 유기 발광층은 투명하기 때문에, 상부 및 하부 전극을 투명하게 하는 경우 투명 디스플레이를 구현할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 금속 전극의 두께를 매우 얇게 하는 경우 투명한 디스플레이를 구현할 수 잇다.
유기발광 디스플레이 패널은 상부 전극 상에 외부로부터 수분 및/또는 산소가 유입되는 것을 방지하는 기능을 하는 봉지 기판을 더 포함할 수 있다. 하부 전극과 유기 발광층 사이 및 상부 전극과 유기 발광층 사이에는 부대층을 더 포함할 수 있다. 부대층은 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 정공 전달층(hole transporting layer), 정공 주입층(hole injecting layer), 전자 주입층(electron injecting layer) 및 전자 전달층(electron transporting layer)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 편광자는 유기발광 디스플레이 패널에서 빛이 나오는 측에 배치될 수 있다. 예컨대 베이스 기판 측으로 빛이 나오는 배면 발광(bottom emission) 구조인 경우 베이스 기판의 외측에 배치될 수 있고, 봉지 기판 측으로 빛이 나 오는 전면 발광(top emission) 구조인 경우 봉지 기판의 외측에 배치될 수 있다. 원편광판은 외광이 유기발광 디스플레이 패널의 전극 및 배선 등과 같이 금속으로 만들어진 반사층에 의해 반사되어 유기발광 디스플레이 패널의 외측으로 나오는 것을 방지함으로써 시인성과 디스플레이 성능을 개선할 수 있다.
다른 하나의 예시에서, 디스플레이 장치는 편광자를 갖지 않을 수 있다. 이때 시야각 가변 소자는 제 1 기판의 일면에 배치된 제 1 편광자와 제 2 기판의 일면에 배치된 제 2 편광자를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 편광자와 제 2 편광자의 흡수축은 서로 평행할 수 있다. 이때, 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 제 1 편광자 또는 제 2 편광자의 흡수축은 평행 또는 직교할 수 있다.
도 12는 디스플레이 장치가 편광자를 갖지 않고, 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 제 1 편광자 또는 제 2 편광자의 흡수축은 평행하는 디스플레이 어셈블리를 나타낸다. 도 13은 디스플레이 장치가 편광자를 갖지 않고, 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 제 1 편광자 또는 제 2 편광자의 흡수축은 직교하는 디스플레이 어셈블리를 나타낸다.
편광자를 갖지 않는 디스플레이 장치는 예를 들어, 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma display device), 전기 영동 디스플레이 장치(ElectroPhoretic display device), 전계 방출 디스플레이 장치(Field emission display device) 등이 있을 수 있다.
본 출원은 또한, 상기 시야각 가변 소자를 이용한 디스플레이 장치의 시야각 스위칭 방법에 관한 것이다. 상기 시야각 스위칭 방법은 디스플레이 장치의 일면에 배치된 상기 상기 시야각 가변 소자의 액정셀에 0V 내지 5V 범위 내의 전압을 인가하여 협시야각 모드를 구현하는 단계 또는 디스플레이 장치의 일면에 배치된 상기 시야각 가변 소자의 액정셀에 10V 내지 25V 범위 내의 전압을 인가하여 광시야각 모드를 구현하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법에 대한 구체적인 내용은 상기 시야각 가변 소자 내지 디스플레이 어셈블리에서 언급한 내용이 동일하게 적용될 수 이다.
시야각 가변 소자와 디스플레이 장치는 점착제 또는 접착제를 매개로 부착되어 있을 수 있다. 상기 점착제로는 광학 부재의 부착에 사용되는 투명 점착제 또는 투명 접착제를 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
본 출원은 정면 투과도를 감소시키지 않으면서 시야각을 가변할 수 있는 시야각 가변 소자 및 상기 시야각 가변 소자를 포함하는 디스플레이 어셈블리를 제공할 수 있다.
도 1은 시야각 가변 소자의 액정셀을 예시적으로 나타낸다.
도 2 내지 도 7은 편광자가 적용된 시야각 가변 소자를 예시적으로 나타낸다.
도 8 내지 도 13은 디스플레이 어셈블리를 예시적으로 나타낸다.
도 14는 실시예 1의 시야각에 따른 투과율 그래프이다.
도 15는 실시예 2의 시야각에 따른 투과율 그래프이다.
도 16은 비교예 2의 시야각에 다른 투과율 그래프이다.
도 2 내지 도 7은 편광자가 적용된 시야각 가변 소자를 예시적으로 나타낸다.
도 8 내지 도 13은 디스플레이 어셈블리를 예시적으로 나타낸다.
도 14는 실시예 1의 시야각에 따른 투과율 그래프이다.
도 15는 실시예 2의 시야각에 따른 투과율 그래프이다.
도 16은 비교예 2의 시야각에 다른 투과율 그래프이다.
이하, 본 출원에 따른 실시예 및 본 출원에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
시야각 특성을 평가하기 위해, 도 6의 구조의 시야각 가변 소자를 준비했다.
상기 시야각 가변 소자는 제 1 기판, 제 1 전극층, 제 1 배향막, 액정층, 제 2 배향막, 제 2 전극층 및 제 2 기판을 순차로 포함한다. 상기 제 1 전극층 및 제 2 전극층은 각각 연속 전극(continuous electrode)을 포함하며, 상기 액정층은 굴절률 이방성이 0.208이고, 유전율 이방성이 7.5인 액정 분자를 포함하며, 액정층의 두께는 14㎛이다. 제 1 배향막에 대한 액정 분자의 프리틸트 각은 약 1~2도이고, 제 2 배향막에 대한 액정 분자의 프리틸트 각은 약 89도이다.
또한, 시야각 가변 소자는 제 1 기판의 일면에 배치된 제 1 편광자와 제 2 기판의 일면에 배치된 제 2 편광자를 포함하고, 액정층의 광축의 기판 평면에 투영은 상기 제 1 편광자 및 제 2 편광자의 흡수축과 각각 평행한다. 제 1 편광자와 제 2 편광자의 단체 투과율(Ts)은 각각 42.5%이다.
실시예 2
시야각 특성을 평가하기 위해, 도 7의 구조의 시야각 가변 소자를 준비했다. 시야각 가변 소자는 제 1 기판; 제 1 전극층; 제 1 배향막, 액정층, 제 2 배향막, 제 2 전극층 및 제 2 기판을 순차로 포함한다. 상기 제 1 전극층 및 제 2 전극층은 각각 연속 전극(continuous electrode)을 포함하며, 상기 액정층은 굴절률 이방성이 0.263이고, 유전율 이방성이 17.1인 액정 분자를 포함하며, 액정층의 두께는 8㎛이다. 제 1 배향막에 대한 액정 분자의 프리틸트 각은 약 1~2도이고, 제 2 배향막에 대한 액정 분자의 프리틸트 각은 약 89도이다.
또한, 시야각 가변 소자는 제 1 기판의 일면에 배치된 제 1 편광자와 제 2 기판의 일면에 배치된 제2 편광자를 포함하고, 액정층의 광축의 기판 평면에 투영은 상기 제 1 편광자 및 제 2 편광자의 흡수축과 직교한다. 제 1 편광자와 제 2 편광자의 단체 투과율(Ts)은 각각 42.5%이다.
평가예 1. 시야각 특성 평가
시야각 특성은 Dimos software(AUTRONIC-MELCHERS)를 이용하여 시야각에 따른 투과율을 측정함으로써 평가하였다. 투과율 측정 시, 광원, 시야각 가변 소자, 디텍터(Detector)의 순으로 배치된다.
투과율은 380nm 내지 780nm 파장에 대한 평균 투과율이다. 시야각 가변 소자를 통과하기 전의 광원의 광의 세기를 100%로 본다. 시야각에서의 투과율은 시야각 가변 소자의 정면(시야각=0°)을 기준으로 경사진 방향에서 측정된 투과율이다. 시야각 가변 소자의 정면의 법선 방향과 경사진 방향이 이루는 각도가 시야각이다. 디텍터를 기준으로 시야각 가변 소자를 바라보았을 때 좌측 방향의 시야각은 (+)로 우측 방향의 시야각은 (-)로 표시한다.
도 14는 실시예 1의 시야각에 따른 투과율을 나타내고, 도 15는 실시예 2의 시야각에 따른 투과율을 나타낸다. 도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이, 전압이 인가되지 않거나 상대적으로 낮은 전압(1.7V, 1.75V)이 인가되는 경우 시야각이 증가함에 따라 투과율이 감소하여 협시야각 모드를 구현한다. 상대적으로 높은 전압(20V)이 인가되는 경우 시야각이 증가하더라도 투과율이 유지되므로 광 시야각 모드를 구현한다. 실시예 1 및 실시예 2 모두 협시야각을 구현함에 있어서 광시야각 모드와 비교하여 정면(viewing angle=0°) 투과율의 변화는 거의 없다.
실시예 3 내지 5 및 비교예 1
제 2 배향막에 대한 액정 분자의 프리틸트 각도를 아래와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시예 3 내지 5 및 비교예 1의 시야각 가변 소자를 준비하였다. 실시예 3 내지 5 및 비교예 1의 시야각 가변 소자에 대하여, 1.6V의 전압을 인가하여 협시야각 모드를 구현한 상태에서, 정면 및 시야각 45°의 투과율을 시뮬레이션 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
| 액정층 광축과 편광자의 광흡수축 | 제2배향막의 프리틸트 각도(℃) |
투과율(%) | ||
| 정면 | 시야각(45°) | |||
| 실시예 1 | 평행 | 89° | 86.7% | 3.2% |
| 실시예 3 | 평행 | 86° | 86.1% | 3.6% |
| 실시예 4 | 평행 | 82° | 85.9% | 3.9% |
| 실시예 5 | 평행 | 73° | 85.3% | 6.9% |
| 비교예 1 | 평행 | 68° | 86.6% | 15.3% |
비교예 2
마이크로 루버 필름(3M사)을 비교예 2의 시야각 가변 소자로 준비하였다. 광원 상에 마이크로 루버 필름을 두고 LCMS-200(세심광전자社) 장비를 이용하여 시야각에 따른 투과율을 측정하고, 그 결과를 도 16에 나타내었다. 시야각 및 투과율 측정에 대한 설명은 상기와 동일하다. 실시예는 비교예 2와 비교하여, 협시야각 모드에서 정면 투과율의 감소가 적고, 광시야각 모드를 원할 시, 간편하게 On/Off 버튼으로 전환이 가능하다는 점에서 유리하다.
100: 액정셀, 101A: 제 1 기판, 102A: 제 1 전극층, 103A: 제 1 배향막, 104: 배향막, 101B: 제 2 기판, 102B: 제 2 전극층, 103B: 제 1 배향막, 1: 편광자, 1A: 제 1 편광자, 1B: 제 2 편광자, 2: 액정층, 3,4: 광축
Claims (17)
- 제 1 기판, 제 1 전극층, 제 1 배향막, 액정층, 제 2 배향막, 제 2 전극층 및 제 2 기판을 순차로 포함하는 액정셀을 포함하고, 상기 제 1 전극층 및 제 2 전극층은 각각 연속 전극(continuous electrode)을 포함하며, 상기 액정층은 양의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함하고, 상기 제 1 배향막에 대한 액정 분자의 프리틸트 각은 0도 내지 5도 범위 내이며, 상기 제 2 배향막에 대한 액정 분자의 프리틸트 각은 70도 내지 90도 범위 내인 시야각 가변 소자.
- 제 1 항에 있어서, 액정층에 0V 내지 5V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서 액정 분자는 하이브리드 배향된 상태로 존재하는 시야각 가변 소자.
- 제 1 항에 있어서, 액정층에 0V 내지 5V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서 정면 기준으로 45도 이상의 시야각에서 투과율이 5% 이하인 협시야각 모드를 구현하는 시야각 가변 소자.
- 제 1 항에 있어서, 액정층에 10V 내지 25V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서 액정 분자는 수직 배향 상태로 존재하는 시야각 가변 소자.
- 제 1 항에 있어서, 액정층에 10V 내지 25V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서 정면에서 투과율이 85% 이상이고, 정면 기준으로 45도 이상의 시야각에서 투과율이 70% 이상인 광시야각 모드를 구현하는 시야각 가변 소자.
- 제 1 항에 있어서, 액정층에 0V 내지 5V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서의 정면 투과율과 10V 내지 25V 범위 내의 전압이 인가된 상태에서의 정면 투과율의 차이가 10% 이하인 시야각 가변 소자.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 기판의 일면에 배치된 1장의 편광자를 더 포함하고,
액정층의 광축의 제 1 기판 면에 투영과 편광자의 흡수축은 평행하는 시야각 가변 소자. - 제 1 항에 있어서, 제 2 기판의 일면에 배치된 1장의 편광자를 더 포함하고,
액정층의 광축의 제 2 기판 면에 투영과 편광자의 흡수축은 평행하는 시야각 가변 소자. - 제 1 항에 있어서, 제 1 기판의 일면에 배치된 1장의 편광자를 더 포함하고,
액정층의 광축의 제 1 기판 면에 투영과 편광자의 흡수축은 직교하는 시야각 가변 소자. - 제 1 항에 있어서, 제 2 기판의 일면에 배치된 1장의 편광자를 더 포함하고,
액정층의 광축의 제 2 기판 면에 투영과 편광자의 흡수축은 직교하는 시야각 가변 소자. - 제 1 항에 있어서, 제 1 기판의 일면에 배치된 제 1 편광자와 제 2 기판의 일면에 배치된 제 2 편광자를 더 포함하고, 제 1 편광자와 제 2 편광자의 흡수축은 서로 평행하며, 제 1 편광자 및 제 2 편광자의 흡수축은 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 평행하는 시야각 가변 소자.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 기판의 일면에 배치된 제 1 편광자와 제 2 기판의 일면에 배치된 제 2 편광자를 더 포함하고, 제 1 편광자와 제 2 편광자의 흡수축은 서로 평행하며, 제 1 편광자 및 제 2 편광자의 흡수축은 액정층의 광축의 제 1 기판 또는 제 2 기판 면에 투영과 직교하는 시야각 가변 소자.
- 디스플레이 장치 및 상기 디스플레이 장치의 일면에 배치된 청구항 제1항의 시야각 가변 소자를 포함하는 디스플레이 어셈블리.
- 제 13 항에 있어서,
상기 디스플레이 장치는 상부 편광자를 갖고,
상기 시야각 가변 소자는 상기 디스플레이 장치의 상부 편광자 상에 배치되고,
상기 시야각 가변 소자는 제 1 기판과 제 2 기판 중에서 상기 디스플레이 장치와 더 멀리 배치된 기판 상에 배치된 1장의 편광자를 더 포함하는 디스플레이 어셈블리. - 제 14 항에 있어서, 디스플레이 장치의 상부 편광자의 흡수축과 시야각 가변 소자의 편광자의 흡수축은 서로 평행하는 디스플레이 어셈블리.
- 제 14 항에 있어서, 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 장치 또는 유기 발광 디스플레이 장치를 포함하는 디스플레이 어셈블리.
- 제 13 항에 있어서,
상기 디스플레이 장치는 편광자를 갖지 않고,
상기 시야각 가변 소자는 제 1 기판의 일면에 배치된 제 1 편광자와 제 2 기판의 일면에 배치된 제 2 편광자를 더 포함하고, 제 1 편광자와 제 2 편광자의 흡수축은 서로 평행하는 디스플레이 어셈블리.
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP2001209074A (ja) * | 2000-01-27 | 2001-08-03 | Stanley Electric Co Ltd | Ｈａｎモード液晶表示装置 |
| KR20040052121A (ko) * | 2002-12-13 | 2004-06-19 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 가변 시야각을 갖는 액정 표시장치 |
| KR100752501B1 (ko) * | 2006-07-11 | 2007-08-27 | 전북대학교산학협력단 | 시야각 조절용 액정표시소자 |
| KR20070090662A (ko) | 2006-03-03 | 2007-09-06 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 개선된 광 제어 필름 복합체 및 이를 포함하는 ｌｃｄ 장치 |
| KR20090128927A (ko) * | 2008-06-12 | 2009-12-16 | 전북대학교산학협력단 | 단일 패널을 이용한 시야각 조절 액정표시장치 |
| KR20200040082A (ko) * | 2018-10-08 | 2020-04-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | 시야각 스위칭 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 패널 |
-
2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001209074A (ja) * | 2000-01-27 | 2001-08-03 | Stanley Electric Co Ltd | Ｈａｎモード液晶表示装置 |
| KR20040052121A (ko) * | 2002-12-13 | 2004-06-19 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 가변 시야각을 갖는 액정 표시장치 |
| KR20070090662A (ko) | 2006-03-03 | 2007-09-06 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 개선된 광 제어 필름 복합체 및 이를 포함하는 ｌｃｄ 장치 |
| KR100752501B1 (ko) * | 2006-07-11 | 2007-08-27 | 전북대학교산학협력단 | 시야각 조절용 액정표시소자 |
| KR20090128927A (ko) * | 2008-06-12 | 2009-12-16 | 전북대학교산학협력단 | 단일 패널을 이용한 시야각 조절 액정표시장치 |
| KR20200040082A (ko) * | 2018-10-08 | 2020-04-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | 시야각 스위칭 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 패널 |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20240219 Patent event code: PE09021S01D |
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