KR20030043759A - 액정 디스플레이 장치 및 단말 장치 - Google Patents

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Abstract

액정 디스플레이 장치는 제1의 배향층과 제1의 편광판을 구비하는 상부 기판을 포함한다. 하부 기판은 제2의 배향층과 제2의 편광판을 구비한다. 액정 재료는 상부 기판과 하부 기판 사이에 끼워진다. 제1의 편광판은 액정 디스플레이 장치의 스크린의 상하 방향이 제1의 편광축 방향이 되도록 배치된다. 제2의 편광판은 제2의 편광축 방향이 상기 제1의 편광축 방향과 직교하도록 배치된다. 상기 제1의 배향층은 제1의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향된다. 제2의 배향층은 제2의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향된다.

Description

액정 디스플레이 장치 및 단말 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND TERMINAL EQUIPMENT}
본 발명은 시각 감도(visibility)를 개선하기 위한 액정 디스플레이 장치 및 단말 장치에 관한 것이다.
종래의 디스플레이에 비해 시야각이 향상되게 제공되는 액정 디스플레이(LCD) 패널 및 그 방법은 미국 특허 5,856,857호에 개시되어 있다.
이하, 종래의 디스플레이 패널이 기술될 것이다. 액정 디스플레이(LCD)용 패널은 기판 위에 정의된 다수의 픽셀 영역을 포함하는 기판을 포함한다. 제1의 배향층은 상기 기판상에 형성되고, 상기 제1의 배향층은 액정 재료에 대한 제1의 사전 경사각(pretilt angle)을 제공한다. 다수의 제2의 배향 영역은 상기 제1의 배향층 위에 형성되어 그들 사이에서 소정의 공간을 두고 분리되고 상기 제2의 배향 영역은 액정 재료에 대한 제2의 사전 경사각을 제공하고, 상기 제2의 배향 영역 각각은 각각의 화소 영역이 상기 제1의 배향 영역에 의해 피복되고 상기 제2의 배향 영역에 의해 부분적으로 피복되도록 상기 제1의 배향층의 일부에 의해 분리된다. 인접한 픽셀 영역을 각각 피복하는 상기 제1의 배향층 및 상기 제2의 배향 영역의 일부분은 제1 및 제2의 방향 각각을 따라 개략 정렬되어 형성되는 그루브를 포함한다. 상기 제1 및 제2의 방향은 수직이면 양호하다. 상기 화소 영역은 사각형 일 수 있고 상기 제2의 배향층에 의해 피복되는 각각의 상기 화소 영역의 일부는 화소 영역의 1/2을 포함한다. 상기 화소 영역의 1/2은 화소 영역의 사각형 부분을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 제2의 사전 경사각은 상기 제1의 사전 경사각 보다 더 크다.
종래 기술의 단말 장치에 있어서, 액정 디스플레이는 노트북형 컴퓨터 및 액정 모니터에 채택된다. 예컨대, 노트북형 컴퓨터에 있어서 스크린의 중심부는 스크린에 대해 유저의 시각(시각 방향)의 대상의 하부에 있게 된다. 따라서, 시각 방향은 스크린에 대해 법선 방향의 상부에 있게 된다.
그러나, 전술한 종래 기술에 따른 단말 장치는 이하의 문제점이 있다는 것이 발견되었다. 노트북형 컴퓨터 및 액정 모니터에서 채택하는 액정 디스플레이 장치가 스크린의 전면(front)에서 상기 스크린에 대한 법선 방향의 상부 방향을 제외한 시각 방향에서 사용되는 경우에, 시야각 방향은 스크린의 전면에 있는 유저의 시각과 조화되도록 상기 법선 방향의 상부에 있게 된다. 그 결과, 시각 특성의 악화로 이어진다.
전술한 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하고 시야각을 향상시키기 위한 액정 디스플레이 장치 및 단말 장치를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 액정 디스플에이 장치는 제1의 배향층과 제1의 편광판을 구비한 상부 기판과, 제2의 배향층과 제2의 편광판을 구비한 하부 기판과, 상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정 재료를 포함하고, 상기 제1의 편광판은 상기 액정 디스플레이 장치의 스크린의 상하 방향이 제1의 편광축 방향이 되도록 배치되고, 상기 제2의 편광판은 제2의 편광축 방향이 상기 제1의 편광축 방향에 대해 수직이 되도록 배치되고, 상기 제1의 배향층은 상기 제1의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향되고, 상기 제2의 배향층은 상기 제2의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향되된다.
상기 제2의 배향층의 계면과 접하는 제2의 액정 분자는 상기 제2의 편광축 방향으로 배향된다.
상기 하부 기판으로부터 방출된 편광은 상기 제2의 액정 분자의 장축 방향으로 진동하면서 상기 하부 기판에서 상기 상부 기판으로 전달된다.
상기 제1의 배향층의 계면과 접하는 제1의 액정 분자는 상기 제1의 액정 분자의 제1의 배향 방향이 상기 제1의 액정 분자의 제2의 배향 방향에 대해 90°뒤틀리도록 배향된다.
상기 제1의 액정 분자는 장축이 상기 액정 재료의 상기 제2의 배향 방향에 대해 90°뒤틀리도록 나선형으로 이동하다.
상기 제1의 편광축 방향, 러빙(rubbing) 처리 방향, 및 편광 진동 방향은 평행이다.
상기 제1의 액정 분자는 상기 러빙 처리 방향에 대해 사전 경사각(pretilt angle)을 유지하며 배치된다.
상기 제1의 액정 분자가 상기 사전 경사각에 따라 일어서게 되는 경우에, 편광의 진동은 상기 제1의 액정 분자의 상기 장축 방향에 수직인 방향으로 일 부분에서 최대값이 되고, 상기 방향은 상기 액정 디스플레이 장치의 시각 방향이 된다.
본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치는 제1의 배향층과 제1의 편광판을 구비한 상부 기판과, 제2의 배향층과 제2의 편광판을 구비한 하부 기판과, 상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정 재료를 포함하고, 상기 제1의 편광판은 상기 액정 디스플레이 장치의 스크린의 우하부에서 좌상부까지의 방향이 제1의 편광축 방향이 되도록 배치되고, 상기 제2의 편광판은 제2의 편광축 방향이 상기 제1의 편광축 방향에 대해 수직이 되도록 배치되고, 상기 제1의 배향층은 상기 제1의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향되고, 상기 제2의 배향층은 상기 제2의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향된다.
본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치가 설치된 단말 장치는 제1의 배향층과 제1의 편광판을 구비한 상부 기판과, 제2의 배향층과 제2의 편광판을 구비한 하부 기판과, 상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정 재료를 포함하고, 상기 제1의 편광판은 상기 액정 디스플레이 장치의 스크린의 상하 방향이 제1의 편광축 방향이 되도록 배치되고, 상기 제2의 편광판은 제2의 편광축 방향이 상기 제1의 편광축 방향에 대해 수직이 되도록 배치되고, 상기 제1의 배향층은 상기 제1의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향되고, 상기 제2의 배향층은 상기 제2의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향된다.
도 1은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 양호한 실시예를 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치가 설치된 단말 장치의 양호한 실시예를 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 양호한 실시예를 도시하는 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 단말 장치가 설치된 액정 디스플레이의 상부 기판에 형성된 제1의 배향층을 러빙(rubbing)하는 러빙 처리 장치를 사용하는 러빙 처리 공정을 도시하는 도면.
도 5는 도 1의 액정 디스플레이 장치의 동작을 도시하는 다이어그램.
도 6은 도 1의 액정 디스플레이 장치의 동작을 도시하는 다이어그램.
도 7은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치가 설치된 단말 장치의 다른 양호한 실시예를 도시하는 사시도.
본 발명에 관한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 기술될 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 변형된 형태로 실시될 수 있기 때문에 이하 설명되는 실시예에 한정되어 구성되는 것이 아니다. 또한, 본 실시예는 본 발명의 본질적인 구성을 벗어나지 않고 당업자에게는 실시될 수 있을 것이다.
도 1에 있어서, 액정 디스플레이(3)는 유저의 시각(도 6에 도면 부호 73으로표시됨)이 스크린에 대해 법선 방향의 하부에 있는 경우에 사용되는 것으로서 단말 장치(1)가 설치되어 있다.
액정 디스플레이(3)는 상부 기판(39)과 하부 기판(40)을 포함한다. 상부 기판(39)은 상부 유리 기판(31), 투명 전극(33), 제1의 배향층(35), 및 제1의 편광판(37)을 포함한다. 하부 기판(40)은 하부 유리 기판(32), 투명 전극(34), 제2의 배향층(36), 및 제2의 편광판(38)을 포함한다. 액정 재료(41)는 상부 기판(39)과 하부 기판(40)의 사이에 끼워진다. 전압은 투명 전극(33, 34)에 의해 상부 유리 기판(31) 및 하부 유리 기판(32)에 인가되어 액정 재료(41)의 배향이 제어된다. 제1의 배향층(35) 및 제2의 배향층(36)은 액정 재료(41)의 배향을 전압이 인가되지 않는 동안에 초기 조건으로 유지하도록 작동된다.
액정 재료(41)에 대한 배향 제어에 의해 생성된 이미지는 전달되고 하부 기판(40)으로부터의 입사광을 인터셉트한다. 그 후, 유저는 이미지를 식별하기 위해 상부 기판(39)을 내려다 보게 된다.
도 3에 있어서, 제1의 편광판(37)은 액정 디스플레이(3)의 상하 방향(도 3의 화살표 42로 표시됨)이 제1의 편광판(37)의 제1의 편광축 방향이 되도록 배치된다. 제2의 편광판(38)은 제2의 편광축 방향이 상기 제1의 편광축 방향에 대해 직각이 되도록 예컨대, 액정 디스플레이(3)의 좌우 방향(도 3의 화살표 44로 표시)이 제2의 편광판(38)의 편광축 방향이 되도록 배치된다.
상부 기판(39)에 형성된 제1의 배향층(35)에는 제1의 편광축 방향, 즉 스크린의 상하 방향으로의 러빙 처리에 의한 배향 처리가 실시된다. 이와 유사하게, 하부 기판(40)에 형성된 제2의 배향층(36)에는 제2의 편광축 방향, 즉 스크린의 좌우 방향(도 3의 화살표 44로 표시)으로의 러빙 처리에 의한 배향 처리가 실시된다.
상부 기판(39)과 하부 기판(40) 사이에 끼워진 액정 재료는 2장의 기판을 적층함으르써 그 내부에 빽빽히 채워지게 되고 제1 및 제2의 편광축 방향 각각이 서로 직각이 되고 제1의 편광축 방향이 스크린의 상하 방향(도 3의 화살표 42로 표시 ; 러빙 처리에 의한 배향 방향임)이 된다.
액정 디스플레이(3)의 입사광의 방향은 하부 기판(40)에서 상부 기판(39)으로의 방향이 된다.
다음에, 본 발명의 실시예에 따른 액정 재료(41)의 배향 방향 및 러빙 처리에 의한 배향 방향이 도 4를 참조하여 기술될 것이다. 도 4는 본 발명에 따른 단말 장치가 설치된 액정 디스플레이(3)의 상부 기판(39)에 형성된 제1의 배향층(35)을 러빙하는 러빙 처리 장치를 사용한 러빙 처리 공정을 도시한다. 러빙 처리 장치는 직물이 감겨있는 롤러(51)를 구비한다. 상부 기판(39)에 형성된 제1의 배향층(35)이 롤러(51)에 의해 러빙되는 경우에 제1의 배향층(35)은 도 3의 화살표(42)에 의해 표시된 방향으로 스크레칭 된다. 이와 유사하게, 하부 기판(40)에 형성된 제2의 배향층(36)이 롤러(51)에 의해 러빙되는 경우에 제2의 배향층(36)은 도 3의 화살표(42)에 의해 표시된 방향으로 스크레칭 된다. 그 후, 상부 기판(39) 및 하부 기판(40)은 적층되고 액정 재료를 그 사이에 삽입하여 액정 재료가 고정된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 경우에 하부 기판(40)에 대향하는 상부 기판(39)의 내측에서 제1의 배향층(35)의 계면과 접하는 형태로 존재하는 제1의 액정 분자(61)는적층 방향(도 3의 화살표 42로 표시됨)에 대해 사전 경사각(62)을 유지하며 정렬된다.
다음에, 액정 디스플레이 장치의 동작이 기술될 것이다. 먼저, 도 5 및 도 6을 참조하여 도 1에 의해 표시된 시야각이 기술될 것이다.
보통, 액정 분자는 바(bar) 형상이다. 편광은 제2의 액정 분자의 장축 방향으로 진동하면서 액정 재료의 내측에서 하부 기판(40)에서 상부 기판(39)으로 전달된다. 상기 편광은 임으로 편향된다. 상기 편광은 하부 기판(40)의 외측으로부터 방출된다.
그 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2의 편광판(38)은 하부 기판(40) 보다 더 외측에서 적층되기 때문에 제2의 편광축 방향은 제1의 편광축 방향에 대해 직교하게 된다. 따라서, 제2의 편광축 방향은 좌우 방향(도 6의 화살표 44로 표시됨)이 된다. 입사광(71)은 제2의 편광판(38)의 제2의 편광축 방향으로 평행하게 진동하여 입사광(71)은 편광(72)이 된다. 제2의 배향층(36)의 계면과 접하고 있는 상태의 제2의 액정 분자(63)는 제2의 편광판(38)의 제2의 편광축 방향, 즉 액정 디스플레이(3)의 스크린 좌우 방향(도 3의 화살표 44로 표시됨)으로 평행하게 진동하여 배향된다. 따라서, 편광(72)은 제2의 액정 분자(63)의 장축 방향으로 진동하면서 액정 분자의 내측에서 하부 기판(40)으로부터 상부 기판(39)까지 전달된다.
제1의 배향층(35)의 계면과 접한는 상태의 제1의 액정 분자(61)는 제1의 액정 분자(61)의 배향 방향이 제1의 액정 분자(61)의 제2의 배향 방향에 대해 90°뒤틀리도록 배향된다. 제1의 배향층(35)은 제1의 편광축 방향이 제2의 배향층(36)의제2의 편광축 방향에 대해 직교하도록 러빙에 의해 배치되기 때문에, 제1의 배향층(35)의 계면과 접하는 상태의 제1의 액정 분자(61)는 제1의 액정 분자(61)의 제1의 배향 방향(장축 방향)이 제2의 액정 분자(63)의 제2의 배향 방향(장축 방향)에 대해 90°뒤틀리도록 배향된다. 따라서, 액정 분자의 배향 방향은 제2의 배향 방향에서 제1의 배향 방향으로 나선형으로 변하게 된다. 따라서, 편광은 분자의 장축 방향으로 진동한다. 즉, 편광은 제1의 배향층(35)의 계면에서 액정 분자의 장축 방향으로 진동한다. 제1의 편광판(37)의 제1의 편광축 방향, 러빙에 의한 제1의 배향 방향, 및 편광(72)의 진동 방향은 서로 평행하다. 따라서, 제1의 편광판(37)은 편광(72)을 전달하고 편광(72)은 유저의 시각 방향에 도달하게 되어 화이트 표시가 실행된다.
이 때, 제1의 액정 분자(61)는 러빙 처리 방향에 대해 사전 경사각(62)을 유지하며 배향된다. 배향 처리는 액정 디스플레이(3)의 스크린의 상부에서 하부까지의 방향으로 실행되기 때문에, 제1의 액정 분자(61)는 스크린의 내부 및 상부 방향으로 사전 경사각(62)을 유지하며 배향된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1의 액정 분자(61)가 사전 경사각(62)에 따라 일어나게 되는 경우에 편광(72)의 진동은 제1의 액정 분자(61)의 장축 방향(73 ; 유저의 시각 방향)에 수직인 방향의 일 부분에서 최대값이 된다. 따라서, 시각 방향은 스크린에 대한 법선 방향의 하부에 있게 된다.
전압이 투명 전극(33, 34)에 의해 상부 유리 기판(31) 및 하부 유리 기판(32)에 인가되지 않는 경우에, 액정 재료(41)는 전술한 바와 같이 배향하고 편광(72)을 전달한다. 전압이 투명 전극(33, 34)에 의해 상부 유리 기판(31) 및 하부 유리 기판(32)에 인가되지 않는 경우에, 액정 재료(41)와 그 일부인 제1 및 제2의 액정 분자(61, 63)는 함께 일어서게 된다. 따라서, 제1 및 제2의 액정 분자(61, 63)의 장축 방향에 수직인 방향은 스크린에 대한 법선 방향이 된다. 따라서, 제2의 편광판(38)에 의해 편광된 입사광(71) 및 편광(72)은 제2의 배향층(36)의 계면에서 제2의 액정 분자(63)의 장축 방향으로 진동하지 못한다. 그 결과, 편광(72)은 상부 기판(39)을 통해 유저의 시각 방향에 도달하지 못하여 블랙 표시가 실행된다.
다음에, 본 발명의 다른 실시예가 도 7을 참조하여 기술될 것이다. 도 7에 있어서, 러빙 처리는 액정 디스플레이(8)의 스크린의 우하부에서 좌상부로의 방향(도 7의 화살표 82로 표시됨)으로 상부 기판에 대해 실행된다. 따라서, 상부 기판의 배향층의 계면에 인접하여 존재하는 액정 분자는 스크린의 좌상 방향으로 사전 경사각을 유지하며 배향된다. 따라서, 액정 디스플레이(8)의 시각 방향은 법선 방향에 대해 좌상 방향으로 넓어지게 된다. 따라서, 유저의 시각 방향이 좌상 방향에서 우하 방향으로의 방향이 되도록 유저가 액정 모니터를 사용하는 경우에 액정 디스플레이 장치(8)가 설치된 단말 장치(83)는 시각 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용하기에 편리한 시각 방향에 대응하여 시각 방향이 러빙 방향으로 설정될 수 있기 때문에 유저의 시야각에 대응하여 시각 특성이 향상될 수 있다. 따라서, 액정 디스플레이 장치(8)가 설치된 단말 장치(83)는 보드형 컴퓨터 및 판매 시점 단말 장치(POS 단말 장치)에 광범위하게 응용 가능하다.

Claims (10)

  1. 액정 디스플레이 장치에 있어서,
    제1의 배향층과 제1의 편광판을 구비한 상부 기판과,
    제2의 배향층과 제2의 편광판을 구비한 하부 기판과,
    상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정 재료를 포함하고,
    상기 제1의 편광판은 상기 액정 디스플레이 장치의 스크린의 상하 방향이 제1의 편광축 방향이 되도록 배치되고,
    상기 제2의 편광판은 제2의 편광축 방향이 상기 제1의 편광축 방향에 대해 수직이 되도록 배치되고,
    상기 제1의 배향층은 상기 제1의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향되고,
    상기 제2의 배향층은 상기 제2의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2의 배향층의 계면과 접하는 제2의 액정 분자는 상기 제2의 편광축 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하부 기판으로부터 방출된 편광은 상기 제2의 액정 분자의 장축 방향으로 진동하면서 상기 하부 기판에서 상기 상부 기판으로 전달되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1의 배향층의 계면과 접하는 제1의 액정 분자는 상기 제1의 액정 분자의 제1의 배향 방향이 상기 제1의 액정 분자의 제2의 배향 방향에 대해 90°뒤틀리도록 배향되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1의 액정 분자는 장축이 상기 액정 재료의 상기 제2의 배향 방향에 대해 90°뒤틀리도록 나선형으로 이동하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1의 편광축 방향, 러빙(rubbing) 처리 방향, 및 편광 진동 방향은 평행인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1의 액정 분자는 상기 러빙 처리 방향에 대해 사전 경사각(pretiltangle)을 유지하며 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1의 액정 분자는 상기 사전 경사각에 따라 일어서게 되고, 편광의 진동은 상기 제1의 액정 분자의 상기 장축 방향에 수직인 방향으로 일 부분에서 최대값이 되고, 상기 방향은 상기 액정 디스플레이 장치의 시각 방향인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  9. 액정 디스플레이 장치에 있어서,
    제1의 배향층과 제1의 편광판을 구비한 상부 기판과,
    제2의 배향층과 제2의 편광판을 구비한 하부 기판과,
    상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정 재료를 포함하고,
    상기 제1의 편광판은 상기 액정 디스플레이 장치의 스크린의 우하부에서 좌상부까지의 방향이 제1의 편광축 방향이 되도록 배치되고,
    상기 제2의 편광판은 제2의 편광축 방향이 상기 제1의 편광축 방향에 대해 수직이 되도록 배치되고,
    상기 제1의 배향층은 상기 제1의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향되고,
    상기 제2의 배향층은 상기 제2의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  10. 액정 디스플레이 장치가 설치된 단말 장치에 있어서,
    제1의 배향층과 제1의 편광판을 구비한 상부 기판과,
    제2의 배향층과 제2의 편광판을 구비한 하부 기판과,
    상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정 재료를 포함하고,
    상기 제1의 편광판은 상기 액정 디스플레이 장치의 스크린의 상하 방향이 제1의 편광축 방향이 되도록 배치되고,
    상기 제2의 편광판은 제2의 편광축 방향이 상기 제1의 편광축 방향에 대해 수직이 되도록 배치되고,
    상기 제1의 배향층은 상기 제1의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향되고,
    상기 제2의 배향층은 상기 제2의 편광축 방향으로 러빙 처리를 함으로써 배향되는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
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