KR102212245B1 - 곡면 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제1기판 및 제2기판과; 상기 제1 및 제2기판 사이의 가장자리에 형성된 씰 패턴과; 상기 제1 및 제2기판 사이의 상기 씰 패턴 내에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 제1 및 제2기판은 제1방향을 따라 곡면을 가지며, 상기 액정층의 액정분자는 상기 제1방향을 따라 초기 배향되는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치를 제공한다.

Description

곡면 액정표시장치{Curved liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 곡면 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD device), 플라즈마표시장치(plasma display panel device: PDP device), 유기발광표시장치(organic light emitting diode device: OLED device)와 같은 여러 가지 평판표시장치(flat panel display device: FPD device)가 널리 개발되어 다양한 분야에 적용되고 있다.
이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동 등의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용하는 것으로, 두 기판과 두 기판 사이의 액정층, 그리고 액정층의 액정분자를 구동하기 위한 화소 전극 및 공통 전극을 포함한다. 따라서, 액정표시장치는, 화소 전극 및 공통 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정분자가 움직이도록 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현한다. 이러한 액정표시장치는 휴대폰이나 멀티미디어장치와 같은 휴대용 기기부터 노트북 또는 컴퓨터 모니터 및 대형 텔레비전에 이르기까지 다양하게 적용된다.
그런데, 평판표시장치로서의 액정표시장치는 위치에 따라 시청자의 주 시청영역으로부터 표시화면까지 거리 편차가 발생하는 문제점을 가진다.
이에 대해 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(10)가 평판 형태로 제작되기 때문에, 시청자의 주 시청영역으로부터 액정표시장치(10)의 중앙 영역까지 제1거리(d1)와 주 시청영역으로부터 액정표시장치(10)의 좌우 양측 영역까지의 제2거리(d2)가 서로 다르다. 즉, 제2거리(d2)가 제1거리(d1) 보다 크며, 주 시청영역으로부터 액정표시장치(10)의 표시화면까지의 거리 편차가 발생한다.
이러한 거리 편차의 문제는 액정표시장치(10)의 화면이 커질수록 더욱 크게 나타나며, 이에 따라 액정표시장치(10)를 통해 표시되는 영상에 대한 몰입도가 저하된다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 거리 편차 문제를 해결할 수 있는 곡면 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 제1기판 및 제2기판과; 상기 제1 및 제2기판 사이의 가장자리에 형성된 씰 패턴과; 상기 제1 및 제2기판 사이의 상기 씰 패턴 내에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 제1 및 제2기판은 제1방향을 따라 곡면을 가지며, 상기 액정층의 액정분자는 상기 제1방향을 따라 초기 배향되는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 곡면 액정표시장치는 상기 제1기판 상의 화소 영역에 형성되고, 이격되어 번갈아 배치되는 화소 전극과 공통 전극을 더 포함한다.
상기 액정분자는 양의 유전율 이방성을 가지며, 상기 화소 전극과 공통 전극에 전압이 인가되었을 때, 상기 제1방향과 수직한 제2방향에 평행하거나 또는 상기 제2방향에 대해 45도보다 작은 각도를 갖는 방향으로 전기장이 형성된다.
상기 화소 전극과 공통 전극은 상기 제1방향에 대해 45도보다 작은 각도를 가지고 비스듬하게 연장된다.
상기 화소 전극과 공통 전극은 상기 제1방향 또는 상기 제2방향으로 상기 화소 영역의 중앙을 지나는 선에 대해 대칭 구조를 갖는다.
상기 화소 전극과 공통 전극의 각도는 7도 내지 20도이다.
또는, 상기 액정분자는 음의 유전율 이방성을 가지며, 상기 화소 전극과 공통 전극에 전압이 인가되었을 때 상기 제1방향에 평행하거나 또는 상기 제1방향과 수직한 제2방향에 대해 45도보다 작은 각도를 갖는 방향으로 전기장이 형성된다.
상기 화소 전극과 공통 전극은 상기 화소 영역의 중앙을 기준으로 상기 제2방향에 대해 45도보다 작은 각도로 꺾어진 구조를 갖는다.
상기 화소 전극과 공통 전극의 꺾어진 각도는 7도 내지 20도이다.
상기 화소 전극과 공통 전극은 상기 제1방향으로 상기 화소 영역의 중앙을 지나는 선에 대해 대칭 구조를 갖는다.
본 발명은 곡면 액정표시장치를 제공함으로써, 주 시청영역으로부터 표시장치의 중앙 영역까지 거리와 양측 영역까지의 거리 사이에 있어서 편차를 방지할 수 있다. 따라서, 시청자의 몰입도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 곡면 액정표시장치의 곡면 방향과 액정분자의 초기 배향 방향을 동일하게 하여, 네 모서리 부분에서 액정분자의 비틀림을 작게 함으로써, 빛샘을 개선할 수 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치에서 발생한 빛샘을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 평면 상태에서 각각 제1기판과 제2기판의 내면에 위치한 액정분자들의 배열 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 곡면 상태에서 각각 제1기판과 제2기판의 내면에 위치한 액정분자들의 배열 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7a는 도 6a의 A1영역의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 7b는 도 6b의 A2영역의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 7c는 도 7a와 도 7b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 평면 상태에서 각각 제1기판과 제2기판의 내면에 위치한 액정분자들의 배열 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9a와 도 9b는 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 곡면 상태에서 각각 제1기판과 제2기판의 내면에 위치한 액정분자들의 배열 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 10a는 도 9a의 B1영역의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 10b는 도 9b의 B2영역의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 10c는 도 10a와 도 10b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 화소구조를 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 곡률에 따른 민감도(sensitivity)를 도시한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 화소구조를 도시한 평면도이다.
이하, 위와 같은 문제를 해결할 수 있는 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
-제1실시예-
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치(100)는 곡면(curved) 형태를 갖는다. 즉, 평면 형태의 표시장치가 중앙을 기준으로 일정한 곡률로 휘어져 곡면 형태를 이루게 된다.
따라서, 시청자의 주 시청영역으로부터 곡면 액정표시장치(100)의 중앙 영역까지 제1거리(d11)와 주 시청영역으로부터 곡면 액정표시장치(100)의 좌우 양측 영역까지의 제2거리(d12)가 실질적으로 동일하게 되므로, 종래 평판표시장치에서의 거리 편차 문제가 해소되며 시청자의 몰입도가 향상된다.
그런데, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치에서는 네 모서리 부분에서 빛샘이 발생한다.
이러한 빛샘에 대하여 도 4 내지 도 7c를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치(100)는 제1기판(110)과, 제2기판(120), 그리고 제1 및 제2기판(110, 120) 사이의 액정층(130)을 포함한다. 제1 및 제2기판(110, 120) 사이의 가장자리에는 액정층(130)의 누설을 방지하기 위한 씰 패턴(140)이 형성된다.
도시하지 않았지만, 제1기판(110)의 내면에는 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 이러한 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된 박막 트랜지스터, 화소 영역에 형성되고 박막 트랜지스터에 연결되는 화소 전극, 그리고 화소 전극과 함께 전기장을 생성하는 공통 전극이 형성된다. 이러한 제1기판(110)은 어레이 기판이라고 일컬어진다.
또한, 도시하지 않았지만, 제2기판(120)의 내면에는 블랙 매트릭스와 컬러필터층이 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스는 게이트 배선과 데이터 배선 및 박막 트랜지스터에 대응하여 위치하고 화소 영역에 대응하여 개구부를 가지며 화소 영역 이외의 빛을 차단한다. 컬러필터층은 블랙 매트릭스의 개구부에 대응하고, 순차적으로 배열된 적, 녹, 청의 컬러필터를 포함하며, 하나의 컬러필터는 하나의 화소 영역에 대응한다. 이러한 제2기판(120)은 컬러필터 기판이라고 일컬어진다.
한편, 제1기판(110)과 제2기판(120) 내면의 최상층에는 일정 방향의 배향축을 갖는 제1 및 제2배향막(도시하지 않음)이 각각 형성되어, 액정층(130)의 액정분자의 초기 배열을 결정한다.
또한, 제1기판(110)과 제2기판(120)의 외면에는 각각 제1 및 제2편광판(도시하지 않음)이 배치되며, 제1편광판의 광투과축은 제2편광판의 광투과축과 수직하게 배치된다.
이러한 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치(100)는 평면 상태에서 곡면 상태로 변형된다. 일례로, 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치(100)는 가로 방향, 즉, 장변 방향의 곡면을 구현하기 위해, 평면 상태의 표시장치를 가로 방향을 따라 제2기판(120) 쪽으로 일정한 곡률로 휘어지도록 함으로써, 곡면 형태를 갖도록 한다.
그런데, 제1기판(110)과 제2기판(120)은 씰 패턴(140)에 의해 가장자리가 합착되어 있으므로, 휨에 대한 제1기판(110) 및 제2기판(120)의 거동이 달라진다. 즉, 곡면 액정표시장치(100)에서, 휘어지는 바깥쪽의 제1기판(110)에는 가로 방향을 따라 인장 응력(tensile stress)이 가해지고, 휘어지는 안쪽의 제2기판(120)에는 가로 방향을 따라 압축 응력(compressive stress)이 가해지게 된다. 그런데, 제1기판(110) 및 제2기판(120)은 씰 패턴(140)에 의해 가장자리가 고정되어 있으므로, 제1기판(110) 및 제2기판(120)의 가장자리에는 비틀림 응력(torsional stress)이 발생하게 되고, 제1기판(110) 및 제2기판(120)은 서로 반대방향으로 이동(shift)하게 된다. 이때, 제1기판(110) 및 제2기판(120)의 네 모서리 부분에서 비틀림 응력이 가장 크며, 비틀림 응력에 의해 제1 및 제2배향막(도시하지 않음)의 배향축이 비틀리게 되어 제1 및 제2기판(110, 120)의 내면에 각각 인접한 액정분자들의 배열이 틀어지면서 네 모서리 부분에서 빛샘이 발생한다.
이하, 비틀림 응력에 의한 액정분자들의 배열에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 평면 상태에서 각각 제1기판과 제2기판의 내면에 위치한 액정분자들의 배열 상태를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 6a와 도 6b는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 곡면 상태에서 각각 제1기판과 제2기판의 내면에 위치한 액정분자들의 배열 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5a와 도 5b에 도시한 바와 같이, 평면 상태에서 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 4의 100)의 제1기판(110)과 제2기판(120)의 내면에 위치한 액정분자들(131, 132)은 장축이 표시장치의 세로 방향, 즉, 단변 방향을 따라 배열된다.
즉, 곡면 액정표시장치의 가로 방향을 제1방향이라 하고 세로 방향을 제2방향이라고 할 때, 평면 상태에서 제1기판(110)과 제2기판(120) 상의 제1 및 제2배향막(도시하지 않음)은 제2방향을 따라 러빙되어 제2방향의 배향축을 갖게 되며, 액정분자들(131, 132)은 제2방향을 따라 배열된다.
이러한 구조를 갖는 평면 상태의 액정표시장치를 제1방향을 따라 제2기판(120) 쪽으로 휘도록 하여 곡면 상태로 변형한다.
이때, 제1 및 제2기판(110)에 가해지는 응력은 각각의 내면과 외면에서 차이가 있는데, 휘어지는 바깥쪽에 위치하는 제1기판(110)의 외면과 제2기판(120)의 내면에는 제1방향을 따라 인장 응력이 가해지고, 휘어지는 안쪽에 위치하는 제1기판(110)의 내면과 제2기판(120)의 외면에는 제1방향을 따라 압축 응력이 가해진다.
이에 따라, 도 6a에 도시한 바와 같이, 제1기판(110) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 압축 응력이 가해진다. 이때, 제1기판(110)의 가장자리는 씰 패턴(도 4의 140)을 통해 제2기판(120)의 가장자리와 합착되어 고정되므로, 제1기판(110) 내면에서 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 인장 응력이 가해진다.
따라서, 제1기판(110) 내면에서 제1방향의 양측 영역에는 제1방향의 압축 응력과 제2방향의 인장 응력에 의한 비틀림 응력이 발생하는데, 제1기판(110)의 네 모서리 부분에서 비틀림 응력이 가장 크며, 이러한 비틀림 응력의 크기 및 방향은 실선 화살표로 나타난다.
이러한 비틀림 응력에 의해, 제1기판(110)의 제1배향막(도시하지 않음)의 배향축(ax11)은, 도 6a에 도시한 바와 같이, 그 중앙이 제1기판(110)의 내측을 향하도록 휘게 되고, 이에 따라 액정분자들(131)의 배열 또한 휘어지게 되어, 제1기판(110) 내면에 위치하는 액정분자들(131)은 오목 렌즈의 형상으로 배열된다.
반면, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제2기판(120) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 인장 응력이 가해지고, 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 압축 응력이 가해진다.
따라서, 제2기판(120) 내면에서 제1방향의 양측 영역에는 제1방향의 인장 응력과 제2방향의 압축 응력에 의한 비틀림 응력이 발생하는데, 제2기판(120)의 네 모서리 부분에서 비틀림 응력이 가장 크며, 이러한 비틀림 응력의 크기 및 방향은 실선 화살표로 나타난다.
이러한 비틀림 응력에 의해, 제2기판(120)의 제2배향막(도시하지 않음)의 배향축(ax12)은, 도 6b에 도시한 바와 같이, 그 중앙이 제2기판(120)의 외측을 향하도록 휘게 되고, 이에 따라 액정분자들(132)의 배열 또한 휘어지게 되어, 제2기판(120) 내면에 위치하는 액정분자들(132)은 볼록 렌즈의 형상으로 배열된다.
도 7a는 도 6a의 A1영역의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 7b는 도 6b의 A2영역의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 7c는 도 7a와 도 7b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치에서, 제1기판(도 6a의 110) 내면에 위치하는 액정분자(131)는 초기 배향축에 대해 시계 방향으로 회전되고, 도 7b에 도시한 바와 같이, 제2기판(도 6b의 120) 내면에 위치하는 액정분자(132)는 초기 배향축에 대해 반시계 방향으로 회전된다.
이때, 액정분자들(131, 132)의 초기 배향 방향과 곡면 액정표시장치의 곡면 방향이 수직하므로, 액정분자들(131, 132)의 장축 길이가 모멘트(moment)의 팔이 되어 모멘트가 크고, 액정분자들(131, 132)은 크게 회전한다.
따라서, 도 7c에 도시한 바와 같이, 제1기판(도 6a의 110) 내면에 위치하는 액정분자(131)와 제2기판(도 6b의 120) 내면에 위치하는 액정분자(132)는 제1각도(θ1)를 가지고 틀어져 배열된다.
이러한 액정분자들(131, 132)의 틀어진 배열에 의해 빛샘이 발생하게 된다.
한편, 평면 상태의 액정표시장치를 장시간 어닐링(annealing)하여 곡면 상태의 액정표시장치를 제조함으로써, 초기 빛샘을 방지할 수 있다. 그러나, 어닐링은 편광판의 수분을 증발시킴으로써 균일한 수축을 이용하여 곡면을 만드는 방법으로, 이에 따라 제조된 곡면 액정표시장치를 상온에 방치할 경우, 편광판이 수분을 흡수하면서 곡면 상태의 액정표시장치는 다시 평면 상태로 변화된다.
이때, 제1기판(도 6a의 110)에는 제1방향을 따라 압축 응력이 발생하고, 제2기판(도 6b의 120)에는 제1방향을 따라 인장 응력이 작용하여, 제1기판(도 6a의 110) 및 제2기판(도 6b의 120)의 가장자리에는 도 6a와 도 6b에 도시된 것과 반대 방향으로 비틀림 응력이 발생하게 된다. 이러한 비틀림 응력에 의해 제1 및 제2배향막의 배향축이 휘어지게 되고, 제1기판(도 6a의 110) 및 제2기판(도 6b의 120)의 내면에 각각 인접한 액정분자들의 배열이 틀어지면서 네 모서리 부분에서 빛샘이 발생한다.
-제2실시예-
이하, 빛샘 문제를 해결할 수 있는 곡면 액정표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 평면 상태에서 각각 제1기판과 제2기판의 내면에 위치한 액정분자들의 배열 상태를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 9a와 도 9b는 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 곡면 상태에서 각각 제1기판과 제2기판의 내면에 위치한 액정분자들의 배열 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
먼저, 도 8a와 도 8b에 도시한 바와 같이, 평면 상태에서 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제1기판(210)과 제2기판(220)의 내면에 위치한 액정분자들(231, 232)은 장축이 표시장치의 가로 방향, 즉, 장변 방향을 따라 배열된다.
즉, 곡면 액정표시장치의 가로 방향을 제1방향이라 하고 세로 방향을 제2방향이라고 할 때, 평면 상태에서 제1기판(210)과 제2기판(220) 상의 제1 및 제2배향막(도시하지 않음)은 제1방향을 따라 러빙되어 제1방향의 배향축을 갖게 되며, 액정분자들(231, 232)은 제1방향을 따라 배열된다.
이러한 구조를 갖는 평면 상태의 액정표시장치를 제1방향을 따라 제2기판(220) 쪽으로 휘도록 하여 곡면 상태로 변형한다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치에서는 액정분자들(231, 232)의 초기 배향 방향과 곡면 방향이 동일하다.
평면 상태의 표시장치를 제1방향을 따라 제2기판(220) 쪽으로 휘도록 하였을 때, 도 9a에 도시한 바와 같이, 제1기판(210) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 압축 응력이 가해진다. 이때, 제1기판(210)의 가장자리는 씰 패턴을 통해 제2기판(220)의 가장자리와 합착되어 고정되므로, 제1기판(210) 내면에서 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 인장 응력이 가해진다.
따라서, 제1기판(210) 내면에서 제1방향의 양측 영역에는 제1방향의 압축 응력과 제2방향의 인장 응력에 의한 비틀림 응력이 발생하는데, 제1기판(210)의 네 모서리 부분에서 비틀림 응력이 가장 크며, 이러한 비틀림 응력의 크기 및 방향은 실선 화살표로 나타난다.
이러한 비틀림 응력에 의해, 제1기판(210)의 제1배향막(도시하지 않음)의 배향축(ax21)은, 도 9a에 도시한 바와 같이, 양 끝이 제1기판(110)의 외측을 향하도록 휘게 되고, 이에 따라 액정분자들(231)의 배열 또한 휘어지게 된다.
반면, 도 9b에 도시한 바와 같이, 제2기판(220) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 인장 응력이 가해지고, 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 압축 응력이 가해진다.
따라서, 제2기판(220) 내면에서 제1방향의 양측 영역에는 제1방향의 인장 응력과 제2방향의 압축 응력에 의한 비틀림 응력이 발생하는데, 제2기판(220)의 네 모서리 부분에서 비틀림 응력이 가장 크며, 이러한 비틀림 응력의 크기 및 방향은 실선 화살표로 나타난다.
이러한 비틀림 응력에 의해, 제2기판(220)의 제2배향막(도시하지 않음)의 배향축(ax22)은, 도 9b에 도시한 바와 같이, 양 끝이 제2기판(220)의 내측을 향하도록 휘게 되고, 이에 따라 액정분자들(232)의 배열 또한 휘어지게 된다.
도 10a는 도 9a의 B1영역의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 10b는 도 9b의 B2영역의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 10c는 도 10a와 도 10b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다.
도 10a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치에서, 제1기판(도 9a의 210) 내면에 위치하는 액정분자(231)는 초기 배향축에 대해 반시계 방향으로 회전되고, 도 10b에 도시한 바와 같이, 제2기판(도 9b의 220) 내면에 위치하는 액정분자(232)는 초기 배향축에 대해 시계 방향으로 회전된다.
이때, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치에서는 액정분자들(231, 232)의 초기 배향 방향과 곡면 액정표시장치의 곡면 방향이 평행하므로, 액정분자들(231, 232)의 단축 길이가 모멘트(moment)의 팔이 되어 제1실시예에 비해 모멘트가 작아지고, 액정분자들(231, 232)은 작게 회전한다.
따라서, 도 10c에 도시한 바와 같이, 제1기판(도 9a의 210) 내면에 위치하는 액정분자(231)와 제2기판(도 9b의 220) 내면에 위치하는 액정분자(232)는 제2각도(θ2)를 가지고 틀어져 배열된다. 제2각도(θ2)는 제1각도(도 7c의 θ1)보다 작으므로, 빛샘을 개선할 수 있다.
즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치에서 액정분자들(231, 232)은 곡면 방향과 동일한 방향으로 초기 배향되므로, 응력이 약하게 작용하여 액정분자(231, 232)의 비틀림이 작게 발생한다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치에서 액정분자들(231, 232)의 틀어짐, 즉 제2각도(θ2)는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치에서 액정분자들(131, 132)의 틀어짐, 즉 제1각도(θ1) 각도보다 작으며, 빛샘을 최소화할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치에서, 액정분자는 양의 유전율 이방성을 가질 수 있으며, 화소전극과 공통전극에 전압이 인가되어 전기장이 생성되었을 때, 액정분자는 전기장의 방향을 따라 배열될 수 있다.
이러한 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 화소구조에 대하여 도 11a와 도 11b를 참조하여 설명한다.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 화소구조를 도시한 평면도이다.
먼저, 도 11a에 도시한 바와 같이, 제1방향을 따라 게이트 배선(312)이 형성되고, 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 데이터 배선(342)이 형성되며, 게이트 배선(312)과 데이터 배선(342)이 교차하여 화소 영역을 정의한다.
게이트 배선(312)과 데이터 배선(342)의 교차 지점에는 이들과 연결된 박막 트랜지스터(Tr)가 형성된다. 박막 트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(314)과, 반도체층(330), 소스 전극(344) 및 드레인 전극(346)을 포함한다.
게이트 전극(314)은 게이트 배선(312)과 연결되며, 도시한 것처럼, 게이트 배선(312)의 일부일 수 있고, 또는 게이트 배선(312)에서 연장될 수 있다. 반도체층(330)은 게이트 전극(314)과 소스 및 드레인 전극(344, 346) 사이에 위치하고, 진성 비정질 실리콘의 액티브층과 불순물 도핑된 비정질 실리콘의 오믹콘택층을 포함할 수 있다. 이와 달리, 반도체층(330)은 다결정 실리콘으로 형성될 수도 있다. 소스 전극(344)은 데이터 배선(342)과 연결되며, 도시한 것처럼, U자 모양을 가지고 데이터 배선(342)에서 연장될 수 있고, 또는 데이터 배선(342)의 일부일 수 있다. 드레인 전극(346)은 반도체층(330) 상에서 소스 전극(344)과 이격되어 위치한다. 소스 및 드레인 전극(344, 346) 사이의 반도체층(330)은 박막 트랜지스터(Tr)의 채널이 되며, 도시한 것처럼, 채널의 형상은 U자형일 수 있으며, 다양한 형태로 변경될 수 있다.
게이트 배선(312)과 데이터 배선(342) 사이에는 게이트 절연막(도시하지 않음)이 형성된다.
한편, 게이트 배선(312)과 동일한 층에 동일 물질로 제1방향을 따라 공통 배선(316)이 형성되고, 공통 배선(316)에서 제2방향을 따라 연장되어 보조 공통 배선(318)이 형성된다. 보조 공통 배선(318)의 일단은 공통 배선(316)과 연결되고, 타단은 제1방향을 따라 인접한 화소 영역까지 연장될 수 있다.
게이트 배선(312)과 데이터 배선(342), 박막 트랜지스터(Tr) 및 공통 배선(316) 상에는 보호막(도시하지 않음)이 형성된다.
보호막 상부의 화소 영역에는 화소 전극(362)과 공통 전극(372)이 형성된다.
화소 전극(362)은 제1 및 제2화소전극부(362a, 362b)를 포함한다. 제1 및 제2화소전극부(362a, 362b) 각각은 제1방향에 대해 일정 각도를 가지고 비스듬하게 연장되고, 서로 이격되어 있는 다수의 패턴을 포함한다. 이때, 제1 및 제2화소전극부(362a, 362b)의 패턴은 제1방향에 대해 45도보다 작은 각도를 가진다. 화소 영역을 제2방향을 따라 제1영역과 제2영역으로 나눌 경우, 제1화소전극부(362a)는 제1영역에 위치하고, 제2화소전극부(362b)는 제2영역에 위치한다.
도면 상에서 화소 영역의 좌측에 위치하는 제1 및 제2화소전극부(362a, 362b)의 일단을 기준으로, 제1화소전극부(362a)는 제1방향에 대해 반시계 방향으로 일정 각도를 가지고 기울어져 있으며, 제2화소전극부(362b)는 제1방향에 대해 시계 방향으로 일정 각도를 가지고 기울어져 있다. 따라서, 제1 및 제2화소전극부(362a, 362b)는 제1방향으로 화소 영역의 중앙을 지나는 가상의 선에 대해 실질적으로 대칭이며, V자 모양을 이룬다.
또한, 제1화소연결부(364)와 제2화소연결부(366)가 화소 전극(362)과 동일층 상에 형성된다. 제1화소연결부(364)는 제2방향을 따라 연장되고 데이터 배선(342)과 이격되어 있으며, 제1 및 제2화소전극부(362a, 362b)의 일단을 연결한다. 제2화소연결부(366)는 제1화소연결부(364)의 일단에 연결되어 있으며, 드레인 전극(346)과 중첩하고 보호막에 형성된 드레인 콘택홀(352)을 통해 드레인 전극(346)과 접촉한다.
제1화소연결부(364)는 보조 공통 배선(318)과 중첩하고, 제2화소연결부(366)는 공통 배선(316)과 중첩하여 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 형성한다.
공통전극(372)은 제1 내지 제3공통전극부(372a, 372b, 372c)를 포함한다. 제1 및 제2공통전극부(372a, 372b) 각각은 제1방향에 대해 일정 각도를 가지고 비스듬하게 연장되고, 서로 이격되어 있는 다수의 패턴을 포함한다. 이때, 제1 및 제2공통전극부(372a, 372b)의 패턴은 제1방향에 대해 45도보다 작은 각도를 가진다.
제1공통전극부(372a)는 화소 영역의 제1영역에 위치하고, 제1화소전극부(362a)의 패턴들과 이격되어 번갈아 배치된다. 제2공통전극부(372b)는 화소 영역의 제2영역에 위치하고, 제2화소전극부(362b)의 패턴들과 이격되어 번갈아 배치된다.
도면 상에서 화소 영역의 좌측에 위치하는 제1 및 제2공통전극부(372a, 372b)의 일단을 기준으로, 제1공통전극부(372a)는 제1방향에 대해 반시계 방향으로 일정 각도를 가지고 기울어져 있으며, 제2공통전극부(372b)는 제1방향에 대해 시계 방향으로 일정 각도를 가지고 기울어져 있다. 제3공통전극부(372c)는 제1 및 제2공통전극부(372a, 372b) 사이, 보다 상세하게는, 제1 및 제2화소전극부(362a, 362b)의 인접한 패턴들 사이에 위치하며, 실질적으로 삼각형 모양일 수 있다. 제1 및 제2화소전극부(362a, 362b) 사이에 위치하는 제3공통전극부(372c)의 꼭지점은 제1방향을 따라 연장될 수 있다.
공통전극(372)은 화소전극(362)과 동일층에 위치하고 동일 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 공통연결부(374)가 공통전극(372)과 동일층 상에 형성된다. 공통연결부(374)는 제2방향을 따라 연장되고 제1 내지 제3공통전극부(372a, 372b, 372c)의 일단을 연결한다. 제1화소연결부(364)와 공통연결부(374)는 화소 영역의 제1방향을 따라 마주보는 양측에 위치한다.
공통연결부(374)는 공통 배선(316)과 중첩하며, 보호막에 형성된 제1공통 콘택홀(354)을 통해 공통 배선(316)과 접촉한다. 또한, 공통연결부(374)는 보조 공통 배선(318)의 연장부와 중첩하여 보호막에 형성된 제2공통 콘택홀(356)을 통해 접촉할 수 있다. 제1 및 제2공통 콘택홀(354, 356) 중 하나는 생략될 수 있으며, 제1 및 제2공통 콘택홀(354, 356) 외에 별도의 공통 콘택홀이 더 형성될 수도 있다.
또는, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치는 도 11b에 도시한 화소구조를 가질 수 있다.
도 11b에 도시한 바와 같이, 제1방향을 따라 게이트 배선(412)이 형성되고, 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 데이터 배선(442)이 형성되며, 게이트 배선(412)과 데이터 배선(442)이 교차하여 화소 영역을 정의한다.
게이트 배선(412)과 데이터 배선(442)의 교차 지점에는 이들과 연결된 박막 트랜지스터(Tr)가 형성된다. 박막 트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(414)과, 반도체층(430), 소스 전극(444) 및 드레인 전극(446)을 포함한다.
게이트 전극(414)은 게이트 배선(412)과 연결되며, 도시한 것처럼, 게이트 배선(412)의 일부일 수 있고, 또는 게이트 배선(412)에서 연장될 수 있다. 반도체층(430)은 게이트 전극(414)과 소스 및 드레인 전극(444, 446) 사이에 위치하고, 진성 비정질 실리콘의 액티브층과 불순물 도핑된 비정질 실리콘의 오믹콘택층을 포함할 수 있다. 이와 달리, 반도체층(430)은 다결정 실리콘으로 형성될 수도 있다. 소스 전극(444)은 데이터 배선(442)과 연결되며, 도시한 것처럼, U자 모양을 가지고 데이터 배선(442)에서 연장될 수 있고, 또는 데이터 배선(442)의 일부일 수 있다. 드레인 전극(446)은 반도체층(430) 상에서 소스 전극(444)과 이격되어 위치한다. 소스 및 드레인 전극(444, 446) 사이의 반도체층(430)은 박막 트랜지스터(Tr)의 채널이 되며, 도시한 것처럼, 채널의 형상은 U자형일 수 있으며, 다양한 형태로 변경될 수 있다.
게이트 배선(412)과 데이터 배선(442) 사이에는 게이트 절연막(도시하지 않음)이 형성된다.
한편, 게이트 배선(412)과 동일층에 동일 물질로 제1방향을 따라 공통 배선(416)이 형성되고, 공통 배선(416)에서 제2방향을 따라 연장되어 제1 및 제2보조 공통 배선(418, 419)이 형성된다. 제1 및 제2보조 공통 배선(418, 419)은 화소 영역의 제1방향을 따라 마주보는 양측에 각각 위치하며, 데이터 배선(442)과 이격되어 있다.
게이트 배선(412)과 데이터 배선(442), 박막 트랜지스터(Tr) 및 공통 배선(416) 상에는 보호막(도시하지 않음)이 형성된다.
보호막 상부의 화소 영역에는 화소 전극(462)과 공통 전극(472)이 형성된다.
화소 전극(462)은 제1 및 제2화소전극부(462a, 462b)를 포함한다. 제1 및 제2화소전극부(462a, 462b) 각각은 제1방향에 대해 일정 각도를 가지고 비스듬하게 연장되고, 서로 이격되어 있는 다수의 패턴을 포함한다. 이때, 제1 및 제2화소전극부(462a, 462b)의 패턴은 제1방향에 대해 45도보다 작은 각도를 가진다. 화소 영역을 제1방향을 따라 제1영역과 제2영역으로 나눌 경우, 제1화소전극부(462a)는 제1영역에 위치하고, 제2화소전극부(462b)는 제2영역에 위치한다.
도면 상에서 화소 영역의 상측에 위치하는 제1 및 제2화소전극부(462a, 462b)의 일단을 기준으로, 제1화소전극부(462a)는 제1방향에 대해 반시계 방향으로 일정 각도를 가지고 기울어져 있으며, 제2화소전극부(462b)는 제1방향에 대해 시계 방향으로 일정 각도를 가지고 기울어져 있다. 따라서, 제1 및 제2화소전극부(462a, 462b)는 제2방향으로 화소 영역의 중앙을 지나는 가상의 선에 대해 실질적으로 대칭이며, V자 모양을 이룬다.
또한, 제1화소연결부(464)와 제2화소연결부(466)가 화소전극(462)과 동일층 상에 형성된다.
제1화소연결부(464)는 제2방향을 따라 연장되고 제1 및 제2화소전극부(462a, 462b) 사이에 위치하며, 제1 및 제2화소전극부(462a, 462b)의 일단을 연결한다. 제2화소연결부(466)는 제1화소연결부(464)의 일단에 연결되어 있으며, 드레인 전극(446)과 중첩하고 보호막에 형성된 드레인 콘택홀(452)을 통해 드레인 전극(446)과 접촉한다.
제2화소연결부(466)는 공통 배선(416)과 중첩하여 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 형성한다.
공통전극(472)은 제1 및 제2공통전극부(472a, 472b)를 포함한다. 제1 및 제2공통전극부(472a, 472b) 각각은 제1방향에 대해 일정 각도를 가지고 비스듬하게 연장되고, 서로 이격되어 있는 다수의 패턴을 포함한다. 이때, 제1 및 제2공통전극부(472a, 472b)의 패턴은 제1방향에 대해 45도보다 작은 각도를 가진다.
제1공통전극부(472a)는 화소 영역의 제1영역에 위치하고, 제1화소전극부(462a)의 패턴들과 이격되어 번갈아 배치된다. 제2공통전극부(472b)는 화소 영역의 제2영역에 위치하고, 제2화소전극부(462b)의 패턴들과 이격되어 번갈아 배치된다.
도면 상에서 화소 영역의 상측에 위치하는 제1 및 제2공통전극부(472a, 472b)의 일단을 기준으로, 제1공통전극부(472a)는 제1방향에 대해 반시계 방향으로 일정 각도를 가지고 기울어져 있으며, 제2공통전극부(472b)는 제1방향에 대해 시계 방향으로 일정 각도를 가지고 기울어져 있다.
공통전극(472)은 화소전극(462)과 동일층에 위치하고 동일 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 공통연결부(474)가 공통전극(472)과 동일층 상에 형성된다. 공통연결부(474)는 제1 내지 제4연결패턴(474a, 474b, 474c, 474d)을 포함한다. 제1연결패턴(474a)은 제2방향을 따라 연장되고 제1공통전극부(472a)의 일단을 연결하며, 제2연결패턴(474b)은 제2방향을 따라 연장되고 제2공통전극부(472b)의 일단을 연결한다. 제3연결패턴(474c)은 제1방향을 따라 연장되고 제1 및 제2연결패턴(474a, 474b)의 일단을 연결하며, 제4연결패턴(474d)은 제1방향을 따라 연장되고 제1 및 제2연결패턴(474a, 474b)의 타단을 연결한다. 이때, 제1연결패턴(474a)과 제2연결패턴(474b)은 화소 영역의 제1방향을 따라 마주보는 양측에 위치하고, 제3연결패턴(474c)과 제4연결패턴(474d)은 화소 영역의 제2방향을 따라 마주보는 양측에 위치하여, 공통연결부(474)는 사각 틀(rectangular frame) 모양을 가진다.
제3연결패턴(474c)은 제1보조 공통 배선(418)과 중첩하며, 보호막에 형성된 공통 콘택홀(454)을 통해 제1보조 공통 배선(418)과 접촉한다. 또한, 제4연결패턴(474d)은 제2보조 공통 배선(419)과 중첩한다. 도시하지 않았으나, 제4연결패턴(474d)은 보호막에 형성된 콘택홀을 통해 제2보조 공통 배선(419)과 접촉할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치는 제1방향의 곡면을 가지며, 액정분자가 제1방향을 따라 초기 배향되고, 화소 전극(362, 462)과 공통 전극(372, 472)은 제1방향에 대해 45도보다 작은 각도를 가지고 비스듬하게 연장된다. 이때, 액정분자는 양의 유전율 이방성을 가지며, 화소 전극(362, 462)과 공통 전극(372, 472)에 전압이 인가되었을 때, 제2방향에 대해 45도보다 작은 각도를 갖는 방향으로 전기장이 형성되어, 액정분자는 전기장에 평행한 방향으로 배열된다.
여기서, 제1방향에 대한 화소 전극(362, 462)과 공통 전극(372, 472)의 각도는, 응답 속도를 향상시키고 투과율을 높이기 위해 7 내지 20도인 것이 바람직하다. 즉, 각도가 7도 보다 작을 경우 응답 속도가 느려지고, 20도 보다 클 경우 투과율이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2실시예에서는 화소 전극(362, 462)과 공통 전극(372, 472)이 제1방향에 대해 비스듬한 경우에 대해 설명하였으나, 화소 전극과 공통 전극은 제1방향에 평행할 수도 있다. 이러한 경우, 화소 전극과 공통 전극에 전압이 인가되었을 때, 전기장은 제2방향으로 형성되며, 액정분자는 전기장에 평행한 제2방향으로 배열된다.
본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 빛샘 개선 정도를 도 12를 참조하여 설명한다.
도 12는 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 곡률에 따른 민감도(sensitivity)를 도시한 그래프로, 민감도는 스트레스를 가했을 때 액정분자의 비틀림 정도에 따른 빛의 투과도를 나타낸다.
여기서, 샘플1(E11)과 샘플2(E12)는 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치로, 제1방향의 곡면을 가지며 액정분자가 제2방향으로 초기 배향된다. 반면, 샘플3(E21)과 샘플4(E22)는 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치로, 제1방향의 곡면을 가지며 액정분자가 제1방향으로 초기 배향된다. 샘플1(E11)과 샘플2(E12)는 실질적으로 동일한 조건에서 제작되고, 샘플3(E21)과 샘플4(E22)는 실질적으로 동일한 조건에서 제작된다.
도 12에 도시한 바와 같이, 동일 곡률에서 샘플3(E21)과 샘플4(E22)의 민감도가 샘플1(E11)과 샘플2(E12)의 민감도보다 낮은 것을 알 수 있다. 즉, 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 빛샘이 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치에 비해 18% 내지 29% 개선되는 것을 알 수 있다.
앞선 실시예에서는 액정분자가 양의 유전율 이방성을 가지나, 음의 유전율 이방성을 갖는 액정분자가 사용될 수도 있다.
-제3실시예-
본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치에서, 액정분자는 음의 유전율 이방성을 가지며, 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 화소구조를 도 13을 참조하여 설명한다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 화소구조를 도시한 평면도이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 제1방향을 따라 게이트 배선(512)이 형성되고, 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 데이터 배선(542)이 형성되며, 게이트 배선(512)과 데이터 배선(542)이 교차하여 화소 영역을 정의한다.
게이트 배선(512)과 데이터 배선(542)의 교차 지점에는 이들과 연결된 박막 트랜지스터(Tr)가 형성된다. 박막 트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(514)과, 반도체층(530), 소스 전극(544) 및 드레인 전극(546)을 포함한다.
게이트 전극(514)은 게이트 배선(512)과 연결되며, 도시한 것처럼, 게이트 배선(512)의 일부이거나, 게이트 배선(512)에서 연장될 수 있다. 반도체층(530)은 게이트 전극(514)과 소스 및 드레인 전극(544, 546) 사이에 위치하고, 진성 비정질 실리콘의 액티브층과 불순물 도핑된 비정질 실리콘의 오믹콘택층을 포함할 수 있다. 이와 달리, 반도체층(530)은 다결정 실리콘으로 형성될 수도 있다. 소스 전극(544)은 데이터 배선(542)과 연결되며, 도시한 것처럼, U자 모양을 가지고 데이터 배선(542)에서 연장될 수 있고, 또는 데이터 배선(542)의 일부일 수 있다. 드레인 전극(546)은 반도체층(530) 상에서 소스 전극(544)과 이격되어 위치한다. 소스 및 드레인 전극(544, 546) 사이의 반도체층(530)은 박막 트랜지스터(Tr)의 채널이 되며, 도시한 것처럼, 채널의 형상은 U자형일 수 있으며, 다양한 형태로 변경될 수 있다.
게이트 배선(512)과 데이터 배선(542) 사이에는 게이트 절연막(도시하지 않음)이 형성된다.
한편, 게이트 배선(512)과 동일층 상에 동일 물질로 제1방향을 따라 공통 배선(516)이 형성된다.
게이트 배선(512)과 데이터 배선(542), 박막 트랜지스터(Tr) 및 공통 배선(516) 상에는 보호막(도시하지 않음)이 형성된다.
보호막 상부의 화소 영역에는 화소 전극(562)과 공통 전극(572)이 형성된다. 화소 전극(562)과 공통 전극(572) 각각은 제1방향을 따라 서로 이격되어 있는 다수의 패턴을 포함한다. 공통 전극(572)의 패턴은 화소 전극(562)의 패턴과 제1방향을 따라 이격되어 번갈아 배치된다. 화소 전극(562)과 공통 전극(572)의 각 패턴은 화소 영역의 중앙을 기준으로 꺾어져 있어 제2방향에 대해 일정 각도를 가지며, 제1방향으로 화소 영역의 중앙을 지나는 가상의 선에 대해 실질적으로 대칭인 구조를 가진다. 여기서, 화소 전극(562)과 공통 전극(572)은 제2방향에 대해 45도보다 작은 각도를 가지고 꺾어진다
이때, 데이터 배선(542) 또한 화소 영역에 대응하여 꺾인 구조를 가진다.
또한, 화소연결부(564) 및 공통연결부(574)가 화소 전극(562) 및 공통 전극(572)과 동일층 상에 형성된다. 화소연결부(564)는 화소 전극(562) 패턴의 일단에 연결되어 있으며, 드레인 전극(546)과 중첩하여 보호막에 형성된 드레인 콘택홀(552)을 통해 드레인 전극(546)과 접촉한다. 이때, 드레인 전극(546)의 일부는 공통 배선(516)과 중첩하여 스토리지 커패시터를 형성한다. 또한, 공통연결부(574)는 공통 전극(572) 패턴의 일단에 연결되어 있다.
한편, 데이터 배선(542)에 인접한 공통 전극(572)의 패턴은 공통 배선(516) 상부로 연장되어 보호막에 형성된 공통 콘택홀(554a, 554b)을 통해 공통 배선(516)과 중첩한다.
이와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치는 제1방향의 곡면을 가지며, 액정분자가 제1방향을 따라 초기 배향되고, 화소 전극(562)과 공통 전극(572)은 화소 영역의 중앙을 기준으로 꺾어져 있어 제2방향에 대해 45도보다 작은 각도를 가진다. 이때, 액정분자는 음의 유전율 이방성을 가지며, 화소 전극(562)과 공통 전극(572)에 전압이 인가되었을 때, 제1방향에 대해 45도보다 작은 각도를 갖는 방향으로 전기장이 형성되어, 액정분자는 전기장에 수직한 방향으로 배열된다.
여기서, 제2방향에 대한 화소 전극(562)과 공통 전극(572)의 꺾인 각도는, 응답 속도를 향상시키고 투과율을 높이기 위해 7 내지 20도인 것이 바람직하다. 즉, 각도가 7도 보다 작을 경우 응답 속도가 느려지고, 20도 보다 클 경우 투과율이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 제3실시예에서는 화소 전극(562)과 공통 전극(572)이 제2방향에 대해 일정 각도를 가지고 꺾어진 경우에 대해 설명하였으나, 화소 전극과 공통 전극은 꺾어지지 않고 제2방향에 평행할 수도 있다. 이러한 경우, 화소 전극과 공통 전극에 전압이 인가되었을 때, 전기장은 제1방향으로 형성되며, 액정분자는 전기장에 수직한 제2방향으로 배열된다.
앞선 실시예에서는 곡면 액정표시장치가 제1방향의 곡면을 갖는 경우에 대하여 설명하였으나, 곡면 액정표시장치는 제2방향의 곡면을 가질 수도 있다. 곡면 액정표시장치가 제2방향의 곡면을 가질 경우, 액정분자는 제2방향을 따라 초기 배향된다. 즉, 액정분자의 초기 배향 방향은 곡면 방향과 일치하도록 한다. 이때, 액정분자의 유전율 이방성이 양일 경우, 곡면 액정표시장치는 도 13에 도시된 화소구조를 가지는 것이 바람직하고, 액정분자의 유전율 이방성이 음일 경우, 곡면 액정표시장치는 도 11a 또는 도 11b에 도시된 화소구조를 갖는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 곡면 액정표시장치의 가로 방향 길이가 세로 방향 길이보다 긴 랜드스케이프(landscape) 타입에 대하여 설명하였으나, 세로 방향 길이가 가로 방향 길이보다 긴 포트레이트(portrait) 타입에도 적용될 수 있다.
즉, 포트레이트 타입의 곡면 액정표시장치에서, 가로 방향인 제1방향으로 곡면이 형성될 경우, 액정분자는 제1방향으로 초기 배향되고, 세로 방향인 제2방향으로 곡면이 형성될 경우, 액정분자는 제2방향으로 초기 배향된다. 이때, 액정분자의 유전율 이방성이 양인지 음인지에 따라, 화소구조는 도 11a와 도 11b 및 도 13에서 선택될 수 있는데, 게이트 배선이 제1방향으로 형성될 수 있으며, 데이터 배선이 제1방향으로 형성될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 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, 210: 제1기판 120, 220: 제2기판
131, 132, 231, 232: 액정분자 362, 462, 562: 화소 전극
372, 472, 572: 공통 전극

Claims (11)

  1. 제1기판 및 제2기판과;
    상기 제1기판 상의 화소 영역에 형성되고, 이격되어 번갈아 배치되는 화소 전극과 공통 전극과;
    상기 제1 및 제2기판 사이의 가장자리에 형성된 씰 패턴과;
    상기 제1 및 제2기판 사이의 상기 씰 패턴 내에 위치하는 액정층
    을 포함하고,
    상기 제1 및 제2기판은 제1방향을 따라 휘어져 상기 제1방향의 곡면 방향을 가지며, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극에 전압이 인가되지 않았을 때, 상기 액정층의 액정분자는 장축이 상기 제1방향을 따라 초기 배향되어 상기 액정분자의 초기 배향 방향과 상기 곡면 방향이 동일한 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액정분자는 양의 유전율 이방성을 가지며, 상기 화소 전극과 공통 전극에 전압이 인가되었을 때, 상기 제1방향과 수직한 제2방향에 평행하거나 또는 상기 제2방향에 대해 45도보다 작은 각도를 갖는 방향으로 전기장이 형성되는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화소 전극과 공통 전극은 상기 제1방향에 대해 45도보다 작은 각도를 가지고 비스듬하게 연장된 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 화소 전극과 공통 전극의 각도는 7도 내지 20도인 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 화소 전극과 공통 전극은 상기 제1방향 또는 상기 제2방향으로 상기 화소 영역의 중앙을 지나는 선에 대해 대칭 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액정분자는 음의 유전율 이방성을 가지며, 상기 화소 전극과 공통 전극에 전압이 인가되었을 때 상기 제1방향에 평행하거나 또는 상기 제1방향과 수직한 제2방향에 대해 45도보다 작은 각도를 갖는 방향으로 전기장이 형성되는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화소 전극과 공통 전극은 상기 화소 영역의 중앙을 기준으로 상기 제2방향에 대해 45도보다 작은 각도로 꺾어진 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화소 전극과 공통 전극의 꺾어진 각도는 7도 내지 20도인 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 화소 전극과 공통 전극은 상기 제1방향으로 상기 화소 영역의 중앙을 지나는 선에 대해 대칭 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치
  11. 제3항에 있어서,
    상기 화소영역은 상기 제1방향을 따라 제1영역과 제2영역으로 나누어지며,
    상기 화소전극은 상기 제1영역과 상기 제2영역에 각각 위치하는 제1화소전극부와 제2화소전극부를 포함하고,
    상기 제1화소전극부와 상기 제2화소전극부 각각은, 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에서 상기 제2방향을 따라 연장된 제1화소연결부로부터 상기 제1방향을 따라 상기 제1방향에 대해 일정 각도를 가지고 비스듬하게 연장되고 서로 이격되어 있는 다수의 패턴을 포함하며,
    상기 공통전극은 상기 제1영역과 상기 제2영역에 각각 위치하는 제1공통전극부와 제2공통전극부를 포함하고,
    상기 제1공통전극부와 상기 제2공통전극부 각각은, 상기 제1방향에 대해 일정 각도를 가지고 비스듬하게 연장되고 서로 이격되어 있는 다수의 패턴을 포함하며,
    상기 제1공통전극부의 패턴들은 상기 제2방향을 따라 상기 제1화소전극부의 패턴들과 이격되어 번갈아 배치되고, 상기 제2공통전극부의 패턴들은 상기 제2방향을 따라 상기 제2화소전극부의 패턴들과 이격되어 번갈아 배치되는 곡면 액정표시장치.
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