KR101536301B1

KR101536301B1 - 곡면 표시장치

Info

Publication number: KR101536301B1
Application number: KR1020140141565A
Authority: KR
Inventors: 나만호; 나한울
Original assignee: 나만호; 나한울
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2015-07-14

Abstract

본 발명은, 다수의 부화소영역을 포함하고 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층과; 상기 제1기판 외면에 배치되는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 제1 및 제2기판은 각각 제1방향에 따라 휘어지는 곡면형상을 갖고, 상기 제1기판의 상기 부화소영역과 상기 제2기판의 상기 부화소영역은 서로 상이한 크기를 갖는 곡면 표시장치를 제공한다.

Description

곡면 표시장치{Curved Display Device}

본 발명은 곡면 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬러 크로스토크가 개선되는 곡면 표시장치에 관한 것이다.

근래, 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판 표시장치(flat panel display: FPD)가 개발되어 각광받고 있다. 일반적으로 평판 표시장치는, 외부의 영상신호를 이용하여 영상을 표시하는 표시패널, 표시패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛, 표시패널 및 백라이트 유닛을 구동하는 구동부로 구성된다.

최근, 평판 표시장치를 대신하여 곡면 표시장치(curved display device)가 차세대 표시장치로 급부상 중인데, 곡면 표시장치는 사용자로 하여금 몰입도를 보다 향상시키고, 영상 또한 보다 실감나도록 하여 사용자가 편안함까지 느끼게 한다.

그런데, 이러한 곡면 표시장치에서는 곡면형상에 따른 압축응력 및 인장응력에 의하여 컬러 크로스토크(color crosstalk)와 같은 화질저하가 발생하는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 곡면 표시장치의 단면도이고, 도 2는 종래의 곡면 표시장치의 표시패널의 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 곡면 표시장치(10)는, 영상을 표시하는 표시패널(20)과, 표시패널(20)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(30)을 포함한다.

표시패널(20)은, 마주보며 서로 이격되는 제1 및 제2기판(22, 24)과 제1 및 제2기판(22, 24) 사이에 형성되는 액정층(미도시)을 포함하고, 제1 및 제2기판(22, 24) 사이의 가장자리에는 제1 및 제2기판(22, 24)을 합착하고 액정층을 유지하는 씰패턴(미도시)이 형성된다.

제1 및 제2기판(22, 24)은 각각 곡면 표시장치(10)의 전면에서 바라볼 때 오목하도록 가로방향인 제1방향(X1)을 따라 휘어지는 곡면형상을 갖고, 이에 따라 표시패널(20)은 제1방향(X1)을 따라 전면으로 오목한 곡면형상을 갖는다.

그리고, 제1기판(22) 내면(22a)의 각 부화소영역에는 화소전극(PE)이 형성되고, 이에 대응되는 제2기판(24) 내면(24a)의 각 부화소영역에는 적, 녹, 청(R, G, B) 컬러필터(CF)가 순차반복적으로 형성된다.

그런데, 상대적으로 높은 탄성계수를 갖는 물질로 이루어지는 씰패턴을 포함하는 종래의 곡면 표시장치(10)에서는, 곡면형상에 의하여 제1 및 제2기판(22, 24)의 내면(22a, 24a) 및 외면(22b, 24b)에 각각 압축응력(compressive stress)(CS) 및 인장응력(tensile stress)(TS)가 발생하고, 그 결과 제1 및 제2기판(22, 24)의 내면 및 외면의 제1방향(X1)의 길이가 변화한다.

즉, 제1기판(22)의 내면(22a) 및 외면(22b)에는 각각 압축응력(CS) 및 인장응력(TS)이 발생하고, 제2기판(24)의 내면(24a) 및 외면(24b)에는 각각 인장응력(TS) 및 압축응력(CS)이 발생하며, 그 결과 제1기판(22)의 내면(22a)의 제1방향(X1)에 따른 길이는 감소하고, 제1기판(22)의 외면(22b)의 제1방향(X1)에 따른 길이는 증가하고, 제2기판(24)의 내면(24a)의 제1방향(X1)에 따른 길이는 증가하고, 제2기판(24)의 외면(24b)의 제1방향(X1)에 따른 길이는 감소한다.

따라서, 제1기판(22) 내면(22a)에 형성되는 화소전극(PE)의 제1방향(X1)에 따른 위치가 변동(shift)되고, 제2기판(24) 내면(24a)에 형성되는 컬러필터(CF)의 제1방향(X1)에 따른 위치가 변동되며, 이러한 위치변동은 화소전극(PE)과 컬러필터(CF)의 오정렬을 야기하는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 각각 도 1의 곡면 표시장치의 중앙부(A) 및 가장자리부(B)의 표시패널의 단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 각각 각각 도 1의 곡면 표시장치의 중앙부(A) 및 가장자리부(B)의 부화소영역의 사진이다.

도 3a 및 도 4a에 도시한 바와 같이, 표시패널(20)의 중앙부(A)에는 압축응력 및 인장응력의 영향을 적게 미치므로, 제1기판(22) 내면(22a)에 형성되는 화소전극(E)은 제2기판(24) 내면(24a)에 형성되는 컬러필터(CF)에 정렬되고, 표시패널(20)의 중앙부(A)에서는 각 부화소영역이 정상적인 색상을 표시한다.

도 3b 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 표시패널(20)의 가장자리부(B)에는 압축응력 및 인장응력의 영향이 증가하여 제1기판(22) 내면(22a)의 길이가 축소되고 제2기판(24) 내면(24a)의 길이가 증가하므로, 제1기판(22) 내면(22a)에 형성되는 화소전극(E)은 제2기판(24) 내면(24a)에 형성되는 컬러필터(CF)에 오정렬되고, 표시패널(20)의 가장자리부(B)에서는 각 부화소영역이 인접 부화소영역의 색상을 함께 표시하여 컬러 크로스토크가 발생한다.

이러한 컬러 크로스토크를 방지하기 위하여 표시패널(20)의 제1 및 제2기판(22, 24) 사이의 가장자리에 씰패턴을 상대적으로 높은 탄성계수를 갖는 물질로 형성할 경우, 제1 및 제2기판(22, 24)의 제1방향(X1)에 따른 길이 변동은 방지할 수 있지만, 수십MPa의 큰 응력이 해소되지 않고 표시패널(20)에 남아있게 되어 제1 및 제2기판(22, 24)의 변형 또는 파손과 같은 불량을 야기하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 제1기판의 부화소영역과 제2기판의 부화소영역을 다른 크기로 형성함으로써, 응력에 의한 컬러 크로스토크가 최소화되는 곡면 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 동일색상의 부화소영역을 곡면 형성방향으로 배치하고, 적, 녹, 청 부화소영역을 곡면 형성방향에 수직인 방향으로 배치함으로써, 응력에 의한 컬러 크로스토크가 최소화되는 곡면 표시장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 중앙부와 가장자리부에서 서로 반대방향을 향하여 휘어지도록 곡면을 형성함으로써, 응력이 완화 또는 해소되어 응력에 의한 컬러 크로스토크가 최소화되는 곡면 표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 다수의 부화소영역을 포함하고 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층과; 상기 제1기판 외면에 배치되는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 제1 및 제2기판은 각각 제1방향에 따라 휘어지는 곡면형상을 갖고, 상기 제1기판의 상기 부화소영역과 상기 제2기판의 상기 부화소영역은 서로 상이한 크기를 갖는 곡면 표시장치를 제공한다.

그리고, 상기 제1 및 제2기판은 상기 곡면 표시장치의 전면으로 오목한 곡면형상을 갖고, 상기 제1기판의 상기 부화소영역의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2기판의 상기 부화소영역의 상기 제1방향의 폭보다 큰 값을 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2기판의 곡률반경은 R이고, 상기 제1 및 제2기판의 상기 제1방향의 길이는 L이고, 상기 제1 및 제2기판에 상기 제1방향으로 배열되는 상기 부화소영역의 개수는 N이고, 상기 제1 및 제2기판의 두께는 t인 경우, 상기 제1기판의 상기 부화소영역은 상기 제1방향의 폭이 L/N이 되도록 형성되고, 상기 제2기판의 상기 부화소영역은 상기 제1방향의 폭이 (L-2ΔL)/N=(L-tL/R)/N=(L/N)*(1-t/R)이 되도록 형성되거나, 상기 제1기판의 상기 부화소영역은 상기 제1방향의 폭이 (L+2ΔL)/N=(L+tL/R)/N=(L/N)*(1+t/R)이 되도록 형성되고, 상기 제2기판의 상기 부화소영역은 상기 제1방향의 폭이 L/N이 되도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 및 제2기판은 상기 곡면 표시장치의 전면으로 오목한 곡면형상을 갖고, 상기 제1 및 제2기판의 곡률반경은 R이고, 상기 제1 및 제2기판의 상기 제1방향의 길이는 L이고, 상기 곡면형상의 중심점과 상기 제1 및 제2기판의 양단 각각을 연결하는 2개의 선분 사이의 각인 시야각은 θ인 경우, 상기 시야각은 25도 내지 35도의 범위를 갖고, 상기 곡률반경은 R=360도*(L/2πθ)를 이용하여 산출될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2기판의 양단을 서로 연결하는 선분의 길이인 화면폭은 M이고, 상기 제1 및 제2기판의 양단을 서로 연결하는 선분으로부터 상기 상기 제1 및 제2기판의 중심부까지의 거리인 화면깊이는 D인 경우, 상기 화면폭은 M=2R*sin(θ/2)를 이용하여 산출되고, 상기 화면깊이는 D=R-R*cos(θ/2)를 이용하여 산출될 수 있다.

그리고, 상기 제1기판의 상기 부화소영역에는 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성되고, 상기 제2기판의 상기 부화소영역에는 적, 녹, 청 컬러필터 각각이 형성되고, 상기 적, 녹, 청 컬러필터 중 동일색상의 컬러필터는 상기 제1방향을 따라 배치되고, 상기 적, 녹, 청 컬러필터는 상기 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 순차반복 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2기판 각각의 상기 부화소영역은 상기 제1 및 제2방향으로 각각 제1 및 제2길이를 갖는 직사각형 형상으로 형성되고, 상기 제2길이는 상기 제1길이의 3배이고, 상기 적, 녹, 청 컬러필터가 형성되는 3개의 상기 부화소영역은 정사각형 형상의 화소영역을 구성할 수 있다.

그리고, 상기 곡면 표시장치는, 상기 제1기판의 상변 또는 하변에 연결되어 상기 박막트랜지스터에 게이트신호를 공급하는 적어도 하나의 제1구동집적회로와; 상기 제1기판의 좌변 또는 우변에 연결되어 상기 화소전극에 데이터신호를 공급하는 적어도 하나의 제2구동집적회로를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2기판은, 상기 제1방향을 따라 상기 곡면 표시장치의 전면으로 오목한 곡면형상을 갖는 오목부와, 상기 제1방향을 따라 상기 곡면 표시장치의 전면으로 볼록한 곡면형상을 갖고 상기 오목부의 적어도 일측에 배치되는 볼록부를 포함할 수 있다.

본 발명은, 제1기판의 부화소영역과 제2기판의 부화소영역을 다른 크기로 형성함으로써, 응력에 의한 컬러 크로스토크가 최소화되는 효과를 갖는다.

그리고, 본 발명은, 동일색상의 부화소영역을 곡면 형성방향으로 배치하고, 적, 녹, 청 부화소영역을 곡면 형성방향에 수직인 방향으로 배치함으로써, 응력에 의한 컬러 크로스토크가 최소화되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은, 중앙부와 가장자리부에서 서로 반대방향을 향하여 휘어지도록 곡면을 형성함으로써, 응력이 완화 또는 해소되고 응력에 의한 컬러 크로스토크가 최소화되는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 곡면 표시장치의 단면도.
도 2는 종래의 곡면 표시장치의 표시패널의 평면도.
도 3a 및 도 3b는 각각 도 1의 곡면 표시장치의 중앙부(A) 및 가장자리부(B)의 표시패널의 단면도.
도 4a 및 도 4b는 각각 각각 도 1의 곡면 표시장치의 중앙부(A) 및 가장자리부(B)의 부화소영역의 사진.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치의 분해사시도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치의 제1기판의 평면도.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치의 제1기판의 단면도.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치의 표시패널의 평면도.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치의 단면도.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 표시장치의 표시패널의 평면도.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 표시장치를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 표시장치의 단면도.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 곡면 표시장치를 설명한다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치의 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치의 제1기판의 평면도이다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치(110)는, 영상을 표시하는 표시패널(120)과, 표시패널(120)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(130)을 포함한다.

표시패널(120)은, 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판(122, 124), 제1 및 제2기판(122, 124) 사이에 형성되는 액정층(미도시)을 포함하고, 제1 및 제2기판(122, 124) 사이의 가장자리에는 제1 및 제2기판(122, 124)을 합착하고 액정층의 두께(셀갭)을 유지하며 액정층의 누설을 방지하는 씰패턴(126)이 형성된다.

여기서, 씰패턴(126)은 응력에 의한 제1 및 제2기판(122, 124)의 곡면방향의 길이 증감을 수용할 수 있도록 상대적으로 높은 탄성계수를 갖는 물질로 이루어진다.

그리고, 제1 및 제2기판(122, 124)은 각각 다수의 부화소영역을 포함하는데, 제1기판(122) 내면에는 서로 교차하여 다수의 부화소영역(SP)을 정의하는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)이 형성된다.

다수의 부화소영역(SP) 각각에는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)에 연결되는 박막트랜지스터(T)와, 박막트랜지스터(T)에 연결되는 화소전극(PE) 및 스토리지 커패시터(미도시)가 형성된다.

그리고, 제2기판(124) 내면에는 블랙매트릭스(미도시), 적, 녹, 청(R, G, B) 컬러필터(도 8의 CF) 및 공통전극(미도시)이 형성된다.

게이트배선(GL)의 게이트신호에 의하여 박막트랜지스터(T)가 턴-온(turn-on) 되면, 데이터배선(DL)의 데이터신호가 화소전극(PE)에 인가되고, 제1기판(122)의 화소전극(PE)과 제2기판(124)의 공통전극 사이에는 전기장이 생성된다.

또한, 화소전극(PE)과 제2기판(124)의 공통전극 사이에 생성되는 전기장에 따라 액정층의 액정분자(미도시)가 재배열되어 액정층의 위상지연이 조절되고, 위상지연에 따라 액정층의 투과율이 조절됨으로써 영상이 표시된다.

한편, 제1 및 제2기판(122, 124)은 각각 곡면 표시장치(110)의 전면에서 바라볼 때 오목하도록 가로방향인 제1방향(X1)을 따라 휘어지는 곡면형상을 갖고, 이에 따라 표시패널(120)은 제1방향(X1)을 따라 전면으로 오목한 곡면형상을 갖는다.

그런데, 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치(110)에서는, 씰패턴(126)이 상대적으로 높은 탄성계수를 갖는 물질로 이루어지므로, 곡면형상에 의하여 제1 및 제2기판(122, 124)의 내면(122a, 124a) 및 외면(122b, 124b)에는 각각 압축응력(compressive stress)(CS) 및 인장응력(tensile stress)(TS)가 발생하고, 그 결과 제1 및 제2기판(122, 124)의 내면 및 외면의 제1방향(X1)의 길이가 변화한다.

즉, 제1기판(122)의 내면(122a) 및 외면(122b)에는 각각 압축응력(CS) 및 인장응력(TS)이 발생하고, 제2기판(124)의 내면(124a) 및 외면(124b)에는 각각 인장응력(TS) 및 압축응력(CS)이 발생한다.

이와 같이, 하나의 기판 내면 및 외면에 상이한 응력이 작용할 경우 기판의 내면 및 외면의 길이가 변화하는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치의 제1기판의 단면도로서, 설명의 편의상 제1기판의 곡면형상을 평면으로 도시한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치(110)의 제1기판(122)이 곡률반경(R)을 가지며 제1방향(X1)을 따라 전면으로 오목한 곡면형상을 가질 경우, 제1기판(122)의 내면(122a)의 제1방향(X1)에 따른 길이는 감소하고, 제1기판(122)의 외면(122b)의 제1방향(X1)에 따른 길이는 증가한다.

즉, 제1방향(X1)에 따른 평면길이(L) 및 두께(t)를 갖는 제1기판(122)이 등방성인 경우, 제1기판(122)의 두께(t) 중심을 제3방향(X3)의 원점으로 정의하면, 제1기판(122)의 제3방향(X3)의 위치(x3)에 따른 변형률(ε)은 ε=x3/R에 의하여 산출되며, 제1기판(122)의 내면(122a) 및 외면(122b)에서의 변형률(ε)은 각각 -t/2R 및 +t/2R이 된다.

그리고, 변형률(ε)의 정의에 따라 ε=ΔL/L이므로, 제1기판(122)의 제3방향(X3)의 위치(x3)에 따른 제1방향(X1)의 길이 변화량(ΔL)은 εL에 의하여 산출되며, 제1기판(122)의 내면(122a) 및 외면(122b)에서의 제1방향(X1)의 길이 변화량(ΔL)은 각각 -tL/2R 및 +tL/2R이 된다.

이러한 변형은 제2기판(124)에도 동일하게 적용되므로, 제2기판(124)의 내면(124a) 및 외면(124b)에서의 제1방향(X1)의 길이 변화량(ΔL)은 각각 +tL/2R 및 tL/2R이 된다.

표 1은 곡률(R) 및 제3방향(X3)의 위치(x3)에 따른 변형률(ε)을 나타내고, 표 2는 곡률(R) 및 기판 크기에 따른 제1기판(122)의 내면(122a) 및 제2기판(124)의 내면(214a)의 제1방향(X1)의 길이 변화량(ΔL)을 나타내는데, 제1기판(122)이 구동부와 연결되는 패드의 형성을 위한 영역을 더 포함하여 제2기판(124)보다 약 4mm 큰 길이를 갖는 경우에 대한 결과값을 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 압축응력(CS) 및 인장응력(TS)에 의하여 제1기판(122) 내면(122a)의 제1방향(X1)의 길이(L+4mm)와 제2기판(124) 내면의 제1방향(X1)의 길이(L)는 각각 약 0.089mm 내지 약 0.295mm의 길이 변화량(ΔL)을 갖게 된다.

즉, 제1기판(122) 내면(122a)의 제1방향(X1)의 길이 감소량(ΔL)과 제2기판(124) 내면(124a)의 제1방향(X1)의 길이 증가량(ΔL)은 실질적으로 동일한 값을 가진다고 할 수 있으며, 이러한 길이 감소량(ΔL)과 길이 증가량(ΔL)의 합(2ΔL=tL/R)이 제1기판(122)의 부화소영역(SP)의 화소전극(PE)과 제2기판(124)의 부화소영역(SP)의 컬러필터(CF)의 위치변동 총량을 나타내는 것으로 볼 수 있다.

따라서, 제1기판(122)의 부화소영역(SP)의 곡면 형성방향인 제1방향(X1)의 폭을 제2기판(124)의 부화소영역(SP)의 폭보다 크게 형성함으로써, 곡면 표시장치(110)의 가장자리부(B)에서의 컬러 크로스토크를 최소화할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치의 표시패널의 평면도로서, 제1 및 제2기판은 생략하고 제1 및 제2기판 내면에 각각 형성되는 화소전극 및 컬러필터만 도시하며, 도 5 및 도 6을 함께 참조하여 설명한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치(110)의 표시패널(120)은, 제1기판(122) 내면(122a)의 각 부화소영역(SP)에 형성되는 화소전극(PE)과 제2기판(124) 내면(124a)의 각 부화소영역(SP)에 형성되는 컬러필터(CF)를 포함하는데, 적, 녹, 청(R, G, B) 컬러필터(CF)는 제1방향(X1)을 따라 순차반복 배치되고, 제1방향(X1)에 수직한 제2방향(X2)을 따라서는 동일한 색상의 컬러필터(CF)가 배치된다.

여기서, 화소전극(PE)은 제1 및 제2방향(X1, X2)으로 각각 제1 및 제2길이(d1, d2)를 갖고, 컬러필터(CF)는 제1 및 제2방향(X1, X2)으로 각각 제3 및 제2길이(d3, d2)를 갖도록 형성되는데, 제2길이(d2)는 제1 또는 제3길이(d1, d3)의 약 3배(d2=3d1 또는 d2=3d3)로 형성되어 적, 녹, 청(R, G, B) 부화소영역(SP)이 이루는 하나의 화소영역은 정사각형 형상을 가질 수 있다.

그리고, 제1길이(d1)는 제3길이(d3)보다 큰 값을 갖는다.

예를 들어, 제1방향(X1)의 길이가 L이고 제1방향(X1)에 따른 부화소영역(SP)의 개수가 N인 곡면 표시장치(110)에 있어서, 제1기판(122)의 각 부화소영역(SP)의 제1방향(X1)의 폭(또는 화소전극(PE)의 제1길이(d1))은 L/N으로 형성하고, 제2기판(124)의 각 부화소영역(SP)의 폭(또는 컬러필터의 제3길이(d3))은 (L-2ΔL)/N=(L-tL/R)/N=(L/N)*(1-t/R)으로 형성함으로써, 곡면 표시장치(110)의 가장자리부에서의 화소전극(PE) 및 컬러필터(CF)의 오정렬을 최소화할 수 있다.

또는, 제1기판(122)의 각 부화소영역(SP)의 제1방향(X1)의 폭(또는 화소전극(PE)의 제1길이(d1))은 (L+2ΔL)/N=(L+tL/R)/N=(L/N)*(1+t/R)으로 형성하고, 제2기판(124)의 각 부화소영역(SP)의 폭(또는 컬러필터의 제3길이(d3))은 L/N으로 형성함으로써, 곡면 표시장치(110)의 가장자리부에서의 화소전극(PE) 및 컬러필터(CF)의 오정렬을 최소화할 수 있다.

제1실시예에서는 제1기판(122)의 각 부화소영역(SP)의 크기와 화소전극(PE)의 크기는 동일하고, 제2기판(124)의 각 부화소영역(SP)의 크기와 컬러필터(CF)의 크기는 동일한 것으로 설정하였으나, 다른 실시예에서는 화소전극(PE)의 크기가 제1기판(122)의 각 부화소영역(SP)의 크기보다 작고, 컬러필터(CF)의 크기가 제2기판(124)의 각 부화소영역(SP)의 크기보다 작은 것으로 설정할 수도 있으며, 이 경우에도 화소전극(PE)의 제1방향(X1)의 길이를 컬러필터(CF)의 제1방향(X1)의 길이보다 크게 형성하여 컬러 크로스토크를 최소화 할 수 있다.

또한, 제1실시예에서는 곡면 표시장치(110)가 제1방향(X1)을 따라 전면으로 오목한 곡면형상을 갖지만, 다른 실시예에서는 곡면 표시장치가 제2방향에 따른 곡면형상을 갖거나 전면으로 볼록한 곡면형상을 가질 수도 있으며, 이 경우에도 곡면 형성방향에 따른 압축응력 및 인장응력으로부터 기판 내면의 길이 변화량을 산출하여 부화소영역의 크기에 반영함으로써, 컬러 크로스토크를 최소화 할 수 있다.

한편, 이러한 곡면 표시장치에서는 시야각 및 화면깊이를 기준으로 기판 크기에 따른 최적 곡률반경 범위를 산출할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치의 단면도로서, 도 5를 함께 참조하여 설명한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치(110)의 표시패널(120)은 제1방향(X1)을 따라 전면으로 오목한 곡면형상을 갖는데, 표시패널(120)의 제1방향(X1)의 길이(L)와 곡면형상의 곡률반경(R)으로부터 곡면 표시장치(110)의 시야각(θ), 화면폭(M) 및 화면깊이(D)를 산출할 수 있다.

즉, 곡면형상의 중심점(O)과 표시패널(120)의 양단 각각을 연결하는 2개의 선분 사이의 각을 시야각(θ)으로 정의하고, 표시패널(120)의 양단을 서로 연결하는 선분의 길이를 화면폭(M)으로 정의하고, 표시패널(120)의 양단을 서로 연결하는 선분으로부터 표시패널(120)의 중심부까지의 거리를 화면깊이(D)로 정의하면, 표시패널(120)의 제1방향(X1)의 길이(L)는 곡률반경(R)을 갖는 원의 원호이므로, 시야각(θ)은 θ=360도*(L/2πR)로부터 산출할 수 있다.

그리고, 화면폭(M)은 M=2R*sin(θ/2)로부터 산출할 수 있으며, 화면깊이(D)는 D=R-R*cos(θ/2)로부터 산출할 수 있다.

이와 같은 방법으로 산출된 시야각(θ), 화면폭(M) 및 화면깊이(D)를 표를 참조하여 설명한다.

표 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 표시장치의 기판 크기 및 곡률반경에 따른 시야각, 화면폭 및 화면깊이를 나타낸다.

[표 3]

표 3에 나타낸 바와 같이, 동일한 곡률반경(R)에서 기판 크기가 증가할수록 시야각(θ), 화면폭(M) 및 화면깊이(D)는 증가하고, 동일한 기판 크기에서 곡률반경(R)이 감소할수록(즉, 곡률이 증가할수록) 시야각(θ) 및 화면깊이(D)는 증가하고 화면폭(M)은 감소한다.

이러한 곡면 표시장치(110)에서는, 시야각(θ)이 약 20도 미만(바람직하게는 약 25도 미만)인 경우에는 표시되는 영상이 지나치게 중앙으로 집중되어 인지가 어려워지고, 시야각(θ)이 약 40도 초과(바람직하게는 약 35도 초과)인 경우에는 표시되는 영상이 지나치게 주변으로 확산되어 몰입도가 감소된다.

즉, θ=360도*(L/2πR)(즉, R=360도*(L/2πθ))을 이용하여 특정 크기(L)의 표시패널(120)에 대하여 약 20도 이상 약 40도 이하(바람직하게는 약 25도 이상 약 35도 이하)의 시야각(θ)을 갖도록 하는 곡률반경(R)을 산출함으로써, 곡면 표시장치(110)의 시감을 개선할 수 있다.

예를 들어, 20" 표시패널(120)의 경우 곡률반경(R)을 약 1000mm 내지 약 600mm 범위에서 설정하여 시감을 최적화 할 수 있으며, 27" 표시패널(120)의 경우 곡률반경(R)을 약 1500mm 내지 약 1000mm 범위에서 설정하여 시감을 최적화 할 수 있으며, 32" 표시패널(120)의 경우 곡률반경(R)을 약 1990mm 내지 약 1750mm 범위에서 설정하여 시감을 최적화 할 수 있으며, 50" 표시패널(120)의 경우 곡률반경(R)을 약 1990mm으로 설정하여 시감을 최적화 할 수 있다.

한편, 다른 실시예에서는 적, 녹, 청 부화소영역을 곡면 형성방향에 수직한 제2방향을 따라 순차반복 배치함으로써 컬러 크로스토크를 최소화 할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 표시장치의 표시패널의 평면도로서, 제2실시예의 곡면 표시장치의 곡면형성 방향은 제1실시예의 곡면 표시장치와 동일하며, 제1실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 표시장치의 표시패널(220)은, 각 부화소영역에 형성되는 화소전극(PE)을 포함하는 제1기판, 각 부화소영역에 형성되는 컬러필터(CF)를 포함하는 제2기판, 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층을 포함한다.

그리고, 제1 및 제2기판은 각각 곡면 표시장치(210)의 전면에서 바라볼 때 오목하도록 가로방향인 제1방향(X1)을 따라 휘어지는 곡면형상을 갖고, 이에 따라 표시패널(220)은 제1방향(X1)을 따라 전면으로 오목한 곡면형상을 갖는다.

화소전극(PE) 및 컬러필터(CF) 각각은 제1 및 제2방향(X1, X2)으로 각각 제2 및 제1길이(d2, d1)를 갖는 직사각형 형상으로 형성되는데, 제2길이(d2)는 제1길이(d1)의 약 3배(d2=3d1)로 형성되어 적, 녹, 청(R, G, B) 부화소영역이 이루는 하나의 화소영역은 정사각형 형상을 가질 수 있다.

적, 녹, 청(R, G, B) 컬러필터(CF)는 제2방향(X2)을 따라 순차반복 배치되고, 동일색상의 컬러필터(CF)는 곡면 형성방향인 제1방향(X1)을 따라 배치된다.

즉, 특정 수평열에 제1방향(X1)을 따라서 적(R) 컬러필터(CF)가 배치되고, 그 하부의 수평열에 제1방향(X1)을 따라서 녹(G) 컬러필터(CF)가 배치되고, 그 하부의 수평열에 제1방향(X1)을 따라서 청(B) 컬러필터(CF)가 배치될 수 있다.

이와 같이, 동일색상의 컬러필터(CF)를 곡면 형성방향인 제1방향(X1)을 따라 배치할 경우, 압축응력 및 인장응력에 의하여 제1 및 제2기판 내면의 제1방향(X1)의 길이 변화가 발생하고, 길이 변화에 따른 화소전극(PE) 및 컬러필터(CF)의 제1방향(X1)의 위치변동이 발생하더라도, 인접 부화소영역에 동일한 색상의 컬러필터(CF)가 배치되어 있으므로 컬러 크로스토크가 최소화 된다.

또한, 제1실시예에서는 화소전극(PE) 및 컬러필터(CF)이 제1방향(X1)으로 각각 제1 및 제3길이(d1, d3)를 갖는 반면, 제2실시예에서는 화소전극(PE) 및 컬러필터(CF) 각각이 제1방향(X1)으로 제1길이(d1)의 약 3배인 제2길이(d2=3d1)를 가지므로, 화소전극(PE) 및 컬러필터(CF) 각각의 제1방향(X1)의 길이에 대한 제1 및 제2기판 내면의 제1방향(X1)의 부화소영역별 길이 변화량(2ΔL/N)의 비율(2ΔL/Nd2)이 제1실시예(2ΔL/Nd1 또는 2ΔL/Nd3)에 비하여 감소되어 컬러 크로스토크가 완화된다.

또한, 제2실시예의 부화소영역(SP)의 배치에 제1실시예의 발명을 적용하여 제1기판의 부화소영역의 제1방향(X1)의 폭을 제2기판의 부화소영역의 제1방향(X1)의 폭보다 큰 값으로 형성할 수도 있다.

이와 같이 적, 녹, 청 부화소영역을 곡면 형성방향에 수직한 제2방향을 따라 순차반복 배치할 경우, 표시패널 상변 또는 하변에 부착되는 구동부의 개수를 줄일 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 표시장치를 도시한 도면으로, 제2실시예의 곡면 표시장치의 곡면형성 방향은 제1실시예의 곡면 표시장치와 동일하며, 도 10을 함께 참조하여 설명한다.

도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 표시장치(210)는, 영상을 표시하는 표시패널(220)과, 표시패널을 구동하기 위한 제1 및 제2구동집적회로(242, 244)와, 제2구동집적회로(244)에 연결되는 인쇄회로기판(printed circuit board: PCB)(246)를 포함한다.

표시패널(220)은, 곡면 형성방향인 제1방향(X1)을 따라서는 동일한 색상이 배치되고, 곡면 형성방향에 수직한 제2방향(X2)을 따라서는 적, 녹, 청(R, G, B)이 순차반복 배치되는 부화소영역(SP)을 포함하는데, 적, 녹, 청(R, G, B) 부화소영역(SP)은 영상표시의 최소단위인 하나의 화소영역(P)을 구성한다.

이러한 곡면 표시장치(210)의 표시패널(220)에서는, 적, 녹, 청(R, G, B) 부화소영역(SP)이 제2방향(X2)을 따라 순차반복 배치되므로, 적, 녹, 청 부화소영역이 제1방향(X1)을 따라 순차반복 배치되는 제1실시예에 비하여 제1구동집적회로(242)에 연결되는 신호배선의 수는 감소하고 제2구동집적회로(244)에 연결되는 신호배선의 수는 증가한다.

따라서, 동일한 해상도를 가질 경우, 제1실시예의 곡면 표시장치(110)에 비하여 표시패널(220)의 상변 또는 하변에 연결되는 제1구동집적회로(242)의 개수는 감소하고, 표시패널(220)의 좌변 또는 우변에 연결되는 제2구동집적회로(244)의 개수는 증가할 수 있다.

예를 들어, FHD(full high definition)의 해상도(1920 X 1080)의 경우, 제1실시예의 곡면 표시장치(110)는, 각각이 표시패널(120)의 제1기판(122)의 상변에 연결되어 데이터신호를 공급하고 720개의 출력채널을 갖는 8개의 제1구동집적회로(720*8=1920*3)와 각각이 표시패널(120)의 제1기판(122)의 좌변에 연결되어 게이트신호를 공급하고 360개의 출력채널을 갖는 3개의 제2구동집적회로(360*3=1080)를 포함하는 반면, 제2실시예의 곡면 표시장치(210)는, 각각이 표시패널(220)의 제1기판의 상변 또는 하변에 연결되어 게이트신호를 공급하고 960개의 출력채널을 갖는 2개의 제1구동집적회로(242)(960*2=1920)와, 각각이 표시패널(220)의 제1기판의 좌변 또는 우변에 연결되어 데이터신호를 공급하고 540개의 출력채널을 갖는 6개의 제2구동집적회로(244)(540*6=1080*3)를 포함할 수 있다.

이 경우, 제1방향(X1)에 평행한 연결배선이 게이트배선이 되고, 제2방향(X2)에 평행한 연결배선이 데이터배선이 되며, 구동집적회로의 개수를 절감하여 제조비용을 감소시킬 수 있으며, 베젤영역을 감소시켜 네로우베젤(narrow bezel)을 구현할 수 있다.

한편, 다른 실시예에서는 표시패널에 오목한 곡면형상 및 볼록한 곡면형상을 함께 형성함으로써 응력을 해소 또는 완화하고 컬러 크로스토크를 최소화 할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 표시장치의 단면도로서, 제1실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.

도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 표시장치(310)는, 영상을 표시하는 표시패널(320)과, 표시패널(320)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(330)을 포함하는데, 도시하지는 않았지만 표시패널(320)은 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과, 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층을 포함한다.

표시패널(320)은, 중앙부에서 곡면 표시장치(310)의 전면에서 바라볼 때 오목하도록 가로방향인 제1방향(X1)을 따라 휘어지는 곡면형상을 갖고, 양 가장자리부에서 곡면 표시장치(310)의 전면에서 바라볼 때 볼록하도록 가로방향인 제1방향(X1)을 따라 휘어지는 곡면형상을 갖는다.

즉, 표시패널(320)은 제1방향(X1)을 따라 전면으로 오목한 곡면형상을 갖는 오목부(CC)와, 제1방향(X1)을 따라 전면으로 볼록한 곡면형상을 갖는 2개의 볼록부(CV)을 포함한다.

이에 따라, 표시패널(320)의 배면(제1기판의 외면)의 오목부(CC)에는 인장응력(TS)이 발생하고, 표시패널(320)의 배면의 볼록부(CV)에는 압축응력(CS)이 발생한다.

그리고, 표시패널(320)의 전면(제2기판의 외면)의 오목부(CC)에는 압축응력(CS)이 발생하고, 표시패널(320)의 전면의 볼록부(CV)에는 인장응력(TS)이 발생한다.

또한, 도시하지는 않았지만, 표시패널(320)의 제1기판 내면의 오목부(CC)에는 압축응력(CS)이 발생하고, 표시패널(320)의 제1기판 내면의 볼록부(CV)에는 인장응력(TS)이 발생하고, 표시패널(320)의 제2기판 내면의 오목부(CC)에는 인장응력(TS)이 발생하고, 표시패널(320)의 제2기판 내면의 볼록부(CV)에는 압축응력(CS)이 발생한다.

이와 같이, 표시패널(320)의 배면 및 전면에 영역별로 상이한 응력이 발생하여 서로 완화되므로, 곡면 표시장치(310)의 총 응력이 완화 또는 해소되고 응력에 의한 컬러 크로스토크가 최소화 된다.

그리고, 이러한 곡면 표시장치(310)는 수려한 S라인을 형성함으로써, 디자인 측면에서 심미감을 향상시킬 수 있다.

제3실시예에서는 오목부(CC)의 양측에 2개의 볼록부(CV)가 구성되는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 오목부(CC)의 일측에 1개의 볼록부(CV)가 구성될 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 곡면 표시장치 120: 표시패널
122: 제1기판 124: 제2기판
130: 백라이트 유닛 CS: 압축응력
TS: 인장응력 PE: 화소전극
CF: 컬러필터

Claims

다수의 부화소영역을 포함하고 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과;
상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층과;
상기 제1기판 외면에 배치되는 백라이트 유닛
을 포함하고,
상기 제1 및 제2기판은 각각 제1방향에 따라 휘어지는 곡면형상을 갖고,
상기 제1기판의 상기 부화소영역과 상기 제2기판의 상기 부화소영역은 서로 상이한 크기를 갖고,
상기 제1기판의 상기 부화소영역에는 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성되고,
상기 제2기판의 상기 부화소영역에는 적, 녹, 청 컬러필터 각각이 형성되고,
상기 적, 녹, 청 컬러필터 중 동일색상의 컬러필터는 상기 제1방향을 따라 배치되고,
상기 적, 녹, 청 컬러필터는 상기 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 순차반복 배치되고,
상기 제1 및 제2기판 각각의 상기 부화소영역은 상기 제1 및 제2방향으로 각각 제1 및 제2길이를 갖는 직사각형 형상으로 형성되고,
상기 제2길이는 상기 제1길이의 3배이고,
상기 적, 녹, 청 컬러필터가 형성되는 3개의 상기 부화소영역은 정사각형 형상의 화소영역을 구성하는 곡면 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2기판은 상기 곡면 표시장치의 전면으로 오목한 곡면형상을 갖고,
상기 제1기판의 상기 부화소영역의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2기판의 상기 부화소영역의 상기 제1방향의 폭보다 큰 값을 갖는 곡면 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 및 제2기판의 곡률반경은 R이고, 상기 제1 및 제2기판의 상기 제1방향의 길이는 L이고, 상기 제1 및 제2기판에 상기 제1방향으로 배열되는 상기 부화소영역의 개수는 N이고, 상기 제1 및 제2기판의 두께는 t인 경우,
상기 제1기판의 상기 부화소영역은 상기 제1방향의 폭이 L/N이 되도록 형성되고, 상기 제2기판의 상기 부화소영역은 상기 제1방향의 폭이 (L-2ΔL)/N=(L-tL/R)/N=(L/N)*(1-t/R)이 되도록 형성되거나,
상기 제1기판의 상기 부화소영역은 상기 제1방향의 폭이 (L+2ΔL)/N=(L+tL/R)/N=(L/N)*(1+t/R)이 되도록 형성되고, 상기 제2기판의 상기 부화소영역은 상기 제1방향의 폭이 L/N이 되도록 형성되는 곡면 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2기판은 상기 곡면 표시장치의 전면으로 오목한 곡면형상을 갖고,
상기 제1 및 제2기판의 곡률반경은 R이고, 상기 제1 및 제2기판의 상기 제1방향의 길이는 L이고, 상기 곡면형상의 중심점과 상기 제1 및 제2기판의 양단 각각을 연결하는 2개의 선분 사이의 각인 시야각은 θ인 경우,
상기 시야각은 25도 내지 35도의 범위를 갖고,
상기 곡률반경은 R=360도*(L/2πθ)를 이용하여 산출되는 곡면 표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 및 제2기판의 양단을 서로 연결하는 선분의 길이인 화면폭은 M이고, 상기 제1 및 제2기판의 양단을 서로 연결하는 선분으로부터 상기 상기 제1 및 제2기판의 중심부까지의 거리인 화면깊이는 D인 경우,
상기 화면폭은 M=2R*sin(θ/2)를 이용하여 산출되고,
상기 화면깊이는 D=R-R*cos(θ/2)를 이용하여 산출되는 곡면 표시장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제1기판의 상변 또는 하변에 연결되어 상기 박막트랜지스터에 게이트신호를 공급하는 적어도 하나의 제1구동집적회로와;
상기 제1기판의 좌변 또는 우변에 연결되어 상기 화소전극에 데이터신호를 공급하는 적어도 하나의 제2구동집적회로
를 더 포함하는 곡면 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2기판은, 상기 제1방향을 따라 상기 곡면 표시장치의 전면으로 오목한 곡면형상을 갖는 오목부와, 상기 제1방향을 따라 상기 오목부와 반대방향인 상기 곡면 표시장치의 전면으로 볼록한 곡면형상을 갖고 상기 오목부의 적어도 일측에 배치되는 볼록부를 포함하는 곡면 표시장치.