KR102235720B1

KR102235720B1 - 곡면 표시 패널

Info

Publication number: KR102235720B1
Application number: KR1020130157392A
Authority: KR
Inventors: 우수완; 김경배; 김경현; 송영구
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2021-04-05
Also published as: KR20150070789A; JP2015118374A; JP6584065B2; CN104714322A; US20150168792A1; EP2887649A1

Abstract

곡면 표시 패널은 복수의 화소를 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 제공된 영상 표시층을 포함한다. 상기 표시 패널의 곡률 반경은 3250mm 이상이며, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 두께는 1.09mm 이하이다.

Description

곡면 표시 패널{CURVED DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 표시 패널에 관한 것으로, 특히 일 방향으로 휘어진 곡면 표시 패널에 관한 것이다.

액정 표시 패널은 투명한 두 기판 사이에 액정층이 형성된 표시 패널로서, 액정층을 구동하여 화소별로 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시한다.

액정 표시 패널의 동작 모드 중에서 수직 정렬(vertical alignment) 모드는 전계가 형성될 때 기판 면에 대해 액정 분자가 수직으로 정렬되어 광을 투과시켜 화상을 표시한다. 수직 정렬 모드는 액정 분자들을 서로 다른 방향으로 배열시킬 수 있는 액정 도메인을 형성함으로써 액정 표시 패널의 시야각을 향상시킨다. 액정 표시 패널의 동작 모드 중에서 수평 전계 스위칭 (in plane switching) 모드는 전계가 형성될 때 기판 면에 대해 액정 분자가 수평하게 정렬되어 광을 투과시켜 화상을 표시한다.

또한, 최근에는 휘어진 곡면 표시 패널이 개발되고 있는데, 곡면 표시 패널은 곡면의 표시 영역을 제공하여 사용자에게 입체감 및 몰입감이 향상된 영상을 제공할 수 있다.

본 발명의 목적은 곡면 표시 패널을 구비하는 구조에서 표시품질을 개선할 수 있는 곡면 표시 패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 표시 패널은 복수의 화소를 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 제공된 영상 표시층을 포함한다. 상기 표시 패널의 곡률 반경은 3250mm 이상이며, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 두께는 1.09mm 이하이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 장변과 단변을 갖는 직사각형으로 제공되며, 상기 장변 또는 상기 단변 중 어느 한 변을 따라 휘어지며, 하기 식을 만족한다.

[식]

상기 휘도 편차는 상기 표시 패널의 중심에서의 휘도와, 상기 표시 패널의 중심을 지나고 상기 어느 한 변에 평행한 선 상에 존재하되 일측 가장자리로부터 (1/4)L 및 (3/4)L인 지점에서의 휘도의 편차이며, L은 표시 패널의 장변의 길이, R은 표시 패널의 곡률 반경, t는 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 두께, Pp는 각 화소의 피치, 및 C는 0.29 내지 0.34의 실수이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 휘도 편차는 20% 이하일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 곡률 반경이 5000 mm 이상일 때 상기 기판의 두께는 1.09mm 이하일 수 있으며, 상기 곡률 반경이 4000 mm 이상일 때 상기 기판의 두께는 0.87mm 이하일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판은 제1 곡률 반경을 가지고, 상기 제2 기판은 제2 곡률 반경을 가지며, 상기 제1 곡률 반경은 상기 제2 곡률 반경보다 작거나 클 수 있다.

상기 표시 패널은 직사각 형상으로 제공될 수 있으며, 이 때, 상기 표시 패널은 장변 또는 단변을 따라 휘어질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 곡면 표시 패널에 있어서 소정 곡률을 가질 때 사용자에게 휘도 편차에 따른 결함이 시인되지 않는 기판의 두께에 관한 식을 제공하며, 이를 적용함으로써 결함이 감소된 표시 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 일 실시예에 있어서 표시 패널의 평면도 및 단면도이다.
도 3은 휘어진 표시 패널에 있어서, 제1 및 제2 기판을 사용하는 경우 발생할 수 있는 오정렬을 도시한 단면도이다.
도 4는 오정렬과 휘도 편차의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 표시 패널의 휘도 편차를 구하기 위해 휘도를 측정한 지점을 도시한 것이다.
도 6는 0.7mm의 유리 기판이 제1 기판과 제2 기판 각각에 사용되었을 경우, 곡률 반경 및 오정렬을 계산한 시뮬레이션 그래프이다.
도 7은 실제 기판의 두께와 휘도 편차와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 8은 실제 기판의 곡률과 휘도 편차와의 관계를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 사시도이다. 도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 일 실시예에 있어서 표시 패널의 평면도 및 단면도이다. 도 2a 및 도 2b에서는 하나의 화소가 상기 화소에 인접한 배선부를 함께 도시되었다.

도 1을 참조하면, 상기 표시 패널(PNL)은 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변을 가지는 직사각 형상으로 제공한다. 상기 표시 패널(PNL)은 휘어진 형상을 갖는다. 이러한 곡면 형상의 화면 상에 영상을 제공하는 표시 패널(PNL)을 곡면 표시 패널이라고 정의한다. 상기 표시 패널(PNL)에 있어서, 평면 상에서 볼 때 상기 장변의 연장 방향을 제1 방향(D1), 상기 단변의 연장 방향을 제2 방향(D2), 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)에 수직한 방향을 제3 방향(D3)이라고 할 때, 상기 표시 패널(PNL)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 휘어지며 그 결과 제3 방향(D3)에 대해 오목하게 휘어질 수 있다.

상기 표시 패널(PNL)에 있어서, 영상이 표시되는 방향은 상기 제3 방향(D3)이며, 이에 따라 사용자는 상기 표시 패널(PNL)을 기준으로 상기 제3 방향(D3) 쪽에 위치할 수 있다. 상기 표시 패널(PNL)의 휘어진 방향은 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 방식으로 오목하게 휘어질 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 상기 표시 패널(PNL)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 휘어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널(PNL)는 사용자가 상기 표시 패널(PNL)를 바라보는 방향으로 휘어져서 사용자가 곡면 형상의 화면 상에 표시되는 영상을 시인할 수 있도록 한다. 상기 표시 패널을 사용하여 영상을 표시할 경우, 사용자가 느끼는 입체감 및 몰입감이 향상된다.

상기 표시 패널(PNL)은 영상을 표시할 수 있는 것으로서, 액정 표시 패널, 유기 발광 표시 패널, 전기 영동 표시 패널, 전기 습윤 표시 패널 등 다양한 것들이 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 액정 표시 패널을 일 예로서, 설명한다.

도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 표시 패널(PNL)은 제1 기판(SUB1), 상기 제1 기판(SUB1)에 대향하는 제2 기판(SUB2), 상기 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 봉지하는 봉지재(SL), 및 상기 제1 기판(SUB1) 및 상기 제2 기판(SUB2) 사이에 제공된 액정층(LC)을 포함한다.

상기 제1 및 제2 기판(SUB1, SUB2)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 휘어진 형상을 갖는다. 상기 제1 기판(SUB1)의 일부 또는 전부가 상기 제1 방향(D1)을 따라 연속적으로 휘어질 수 있다. 또한, 상기 제2 기판(SUB2)은 상기 제1 기판(SUB1)과 함께 휘어질 수 있다.

상기 제1 기판(SUB1)은 표시 영역(DA)과, 상기 표시 영역(DA)의 적어도 일측에 대응하며 영상이 표시되지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 상기 표시 영역(DA)은 상기 곡면 형상의 화면 상에 영상을 표시하는 영역으로서, 사용자가 마주보는 면에 제공된다.

상기 제1 기판(SUB1)에는 신호를 전달하는 배선부와 매트릭스 형상으로 배열된 화소 영역들(PA)에 대응하여 제공된 화소들(PX)이 제공된다. 상기 화소들(PX)은 상기 표시 영역(DA) 내에 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 각 화소(PX)는 실질적으로 동일한 형상을 가지므로, 이하 하나의 화소를 일 예로서 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 화소(PX)는 직사각 형상으로 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 z형과 같은 다양한 형상으로 제공될 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 표시 패널(PNL)은 제1 기판(SUB1), 상기 제1 기판(SUB1)에 대향하는 제2 기판(SUB2), 및 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2) 사이에 제공된 액정층(LC)을 포함한다.

상기 제1 기판(SUB1)은 제1 베이스 기판(BS1), 배선부 및 화소(PX)를 포함한다.

상기 배선부는 상기 제1 기판(SUB1) 상에 형성된 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인들과 교차하는 다수의 데이터 라인을 포함한다.

상기 게이트 라인은 제1 및 제2 게이트 라인(GLi-1, GLi)을 포함하고, 상기 데이터 라인은 제1 및 제2 데이터 라인(DLj, DLj+1)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 이 때, 상기 제1 게이트 라인(GLi-1)과 상기 제2 게이트 라인(GLi) 사이의 간격은 상기 화소(PX)의 길이가 되며 상기 상기 제1 데이터 라인(DLj)과 상기 제2 데이터 라인(DLj+1) 사이의 간격은 상기 화소(PX)의 폭이 된다. 상기 화소(PX)는 매트릭스 형상으로 배열되어 복수 개 반복되는 바, 상기 화소(PX)의 폭은 상기 화소의 피치(pitch)로 정의될 수 있다.

상기 제1 및 제2 게이트 라인(GLi-1, GLi)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제1 및 제2 데이터 라인(DLj, DLj+1)은 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제1 및 제2 게이트 라인(GLi-1, GLi)은 상기 제1 및 제2 데이터 라인(DLj, DLj+1)과 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 절연될 수 있다. 도 2a에서는 상기 제1 및 제2 게이트 라인(GLi-1, GLi), 상기 제1 및 제2 데이터 라인(DLj, DLj+1)이 스트라이프 형상을 갖는 구조를 도시하였으나, 여기에 한정되지 않고 굴곡진 형상을 가질 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화소 영역(PA)은 상기 제1 및 제2 게이트 라인(GLi-1, GLi) 및 제1 및 제2 데이터 라인(DLj, DLj+1)에 의해서 정의될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 형상으로 정의될 수 있다.

상기 각 화소(PX)는 상기 배선부에 연결된 박막 트랜지스터(TR)와 상기 박막 트랜지스터(TR)에 연결된 화소 전극(PEj)을 포함한다.

상기 박막 트랜지스터(TR)는 상기 제2 게이트 라인(GLi) 및 제1 데이터 라인(DLj)과 전기적으로 연결되어 상기 화소 전극(PEj)으로의 신호 공급을 스위칭한다. 구체적으로, 상기 박막 트랜지스터(TR) 는 상기 제2 게이트 라인(GLi)으로부터 분기된 게이트 전극(GE), 상기 제1 데이터 라인(DLj)으로부터 분기된 소스 전극(SE) 및 상기 화소 전극(PEj)과 전기적으로 연결되는 드레인 전극(DE)을 포함한다. 상기 화소 전극(PEj)은 패시베이션층(PSV)을 사이에 두고 상기 드레인 전극(DE)과 연결된다.

상기 화소 전극(PEj)은 상기 화소 영역(PA)에 제공된다. 상기 화소 전극(PEj)은 상기 제1 방향(D1)으로 인접하는 타 화소 전극(즉, 좌측 화소 전극(PEj-1) 및 우측 화소전극(PEj+1))과 소정 간격 이격되어 배치되고, 전기적으로 절연된다.

상기 제2 기판(SUB2)은 제2 베이스 기판(BS2), 블랙 매트릭스(BM), 컬러 필터(CF), 및 공통 전극(CE)을 포함한다.

상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상의 각 화소(PX)의 둘레에 대응하여 제공된다. 예를 들어, 상기 블랙 매트릭스(BM)은 평면 상에서 볼 때 제1 및 제2 게이트 라인(GLi-1, GLi), 제1 및 제2 데이터 라인(DLj, DLj+1)의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장되며, 상기 제1 및 제2 게이트 라인(GLi-1, GLi), 제1 및 제2 데이터 라인(DLj, DLj+1)과 중첩하며, 상기 각 화소(PX)의 가장자리로 진행하는 광을 차단한다. 상기 컬러 필터(CF)는 적색, 녹색, 및 청색과 같은 컬러를 표시하며, 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 제공된다. 상기 공통 전극(CE)은 상기 컬러 필터(CF) 상에 제공된다. 상기 공통 전극(CE)에는 공통 전압이 인가되며, 이에 따라 상기 화소 전극(PEj)과 함께 전계를 형성한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공통 전극(CE)와 상기 컬러 필터(CF)는 제2 기판(SUB2)에 포함된 것이 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 제1 기판(SUB1)에 포함될 수 있다.

상기 액정층(LC)는 유전율 이방성이 양 또는 음인 액정 분자들을 포함한다. 상기 액정 분자들은 유전율 이방성에 따라 상기 공통 전극(CE)와 상기 화소 전극(PEj) 사이에 형성된 전계에 수직하게 또는 수평하게 구동된다.

상기 액정 표시 장치에 있어서, 상기 게이트 라인에 게이트 신호가 인가되면, 상기 박막 트랜지스터(TR)가 턴-온된다. 따라서, 상기 데이터 라인으로 인가된 상기 데이터 신호는 상기 박막 트랜지스터(TR)를 통해 상기 화소 전극(PEj)으로 인가된다. 상기 박막 트랜지스터(TR)가 온 상태가 되어 화소 전극(PEj)에 데이터 신호가 인가되면, 상기 화소 전극(PEj)과 상기 공통 전극(CE) 사이에 전계가 형성된다. 이때, 상기 화소 전극(PEj)에 인가되는 전압은 상기 공통 전극(CE) 에 인가되는 전압보다 크거나 작다. 예를 들어 상기 공통 전극(CE) 에 0V의 전압이 인가되고, 화소 전극(PEj) 에 7V의 전압이 인가될 수 있다. 상기 공통 전극(CE)과 상기 화소 전극(PEj)에 인가되는 전압의 차이에 의해 생성된 전계에 의해 상기 액정 분자들이 구동된다. 이에 따라, 상기 액정층(LC)을 투과하는 광량이 변화되어 영상이 표시된다.

본 발명의 일 실시예에서는 표시 패널로서 액정 표시 패널이 제시되었으므로 영상 표시층으로 액정층이 제시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들에서는 본 발명의 개념에 벗어나지 않은 한도 내에서 상기 액정층 대신 전기 습윤층, 전기 영동층, 유기 발광층 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예예 있어서, 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)이 평면 상에서 동일한 크기를 갖는다고 할지라도, 상기 제1 및 제2 기판(SUB1, SUB2)이 휘어진 경우에는 곡률에 따라 오정렬(misalignment)이 발생할 수 있다.

도 3은 휘어진 표시 패널(PNL)에 있어서, 제1 및 제2 기판(SUB1, SUB2)을 사용하는 경우 발생할 수 있는 오정렬을 도시한 단면도이다. 도 3에서는 설명의 편의상 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 제외한 다른 구성 요소는 생략되었다. 본 실시예에서는 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)이 동일한 두께(t)를 갖는 경우를 가정하였다. 여기서, 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)은 다수의 박막들을 포함하나, 상기 제1 베이스 기판(BS1)과 상기 제2 베이스 기판(BS2)을 제외한 나머지 구성 요소들의 두께는 상기 제1 베이스 기판(BS1)과 상기 제2 베이스 기판(BS2) 대비 매우 작기 때문에 상기 제1 기판(SUB1) 및 상기 제2 기판(SUB2)의 두께는 상기 제1 베이스 기판(BS1)과 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 두께와 실질적으로 같다. 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 제1 베이스 기판(BS1)과 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 두께가 서로 다를 수 있으며, 이 경우, 기판의 두께는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 두께 및 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 두께의 평균을 의미한다.

도 3을 참조하면, 상기 표시 패널(PNL)은 적어도 일 방향에 대하여 휘어진다. 본 발명의 실시예에서는 일 예로서, 상기 제2 기판(SUB2)이 사용자에게 대향하며 상기 제3 방향(D3)에 대해 오목하게 휘어진 것을 도시하였다. 상기 표시 패널(PNL)은 O(이하, 원점이라고 한다)를 중심으로 하여 곡률 반경(R)을 가지도록 휘어질 수 있다. 상기 곡률 반경(R)은 상기 원점(O)과 상기 표시 패널(PNL)의 중립면을 기준으로 한다.

상기 표시 패널(PNL)에 있어서, 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2) 각각 또한 원점(O)을 중심으로 하여 소정 곡률 반경을 가지고 휘어질 수 있으며, 이때, 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)은 상기 원점(O)을 중심으로 하는 동심원의 일부가 된다. 상기 표시 패널(PNL) 중 제1 기판(SUB1)의 곡률 반경은 제1 반경(R1)으로, 상기 제2 기판(SUB2)의 곡률 반경은 제2 반경(R2)으로 나타내면, 상기 제2 반경(R2)이 상기 제1 반경(R1)보다 큰 값을 갖는다.

도 3을 참조하면, 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)은 상기 표시 패널(PNL)이 휘어지지 않고 편평하다고 가정할 경우, 단면상에서 볼 때 서로 동일한 길이를 가지며, 단부가 일치한다. 그러나, 상기 표시 패널(PNL)이 휘어진 경우, 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)의 곡률 반경이 다르기 때문에 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)의 단부는 서로 일치하지 않는다. 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)의 오정렬은 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)의 단부에서 최대가 된다.

상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2) 각각에 각 화소에 대응하는 구성 요소를 형성하는 경우, 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2) 각각의 중심부의 구성요소는 서로 대응하나 상기 표시 패널(PNL)의 중심부로부터 가장자리로 갈수록 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)의 구성 요소는 대응하지 않고 서로 엇갈리게 된다. 예를 들어, 상기 표시 패널(PNL)이 편평한 경우, 평면상에서 볼 때 상기 제1 기판(SUB1)의 제1 지점과 상기 제2 기판(SUB2)의 제2 지점이 일치한다고 할지라도, 상기 표시 패널(PNL)이 휘어진 경우, 평편 상에서 볼 때 상기 제1 기판(SUB1)의 제1 지점과 상기 제2 기판(SUB2)의 제2 지점 사이에 간격이 발생할 수 있다. 상기 현상을 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)의 오정렬(mis-alignment)이라고 정의한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원점(O)과 상기 표시 패널(PNL)의 중심을 지나는 선을 기준으로 할 때, 상기 원점(O)과 특정 지점(도 3에서는 제1 기판(SUB1)의 일 단부)를 잇는 선이 이루는 각도를 제1 각도(θ1)라 하고, 상기 원점(O)과 특정 지점(도 3에서는 제2 기판(SUB2)의 일 단부)를 잇는 선이 이루는 각도를 제2 각도(θ2)라고 하면, 상기 제2 각도(θ2)는 상기 제1 각도(θ1)보다 큰 값을 갖는다. 상기 오정렬은 제2 각도(θ2)와 상기 제1 각도(θ1)의 차이(Δθ)에 비례한다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 제3 방향에 대해 오목하게 휘어진 표시 패널을 개시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제3 방향에 대해 볼록하게 휘어진 표시 패널도 동일한 방식으로 오정렬이 발생할 수 있다. 즉, 상기 제3 방향에 대해 볼록하게 휘어진 표시 패널의 경우, 제1 곡률 반경 및 제1 각도는 제2 곡률 반경 및 제2 각도보다 큰 값을 가질 수 있다.

도 4는 오정렬과 휘도 편차의 관계를 나타낸 그래프로서, x축은 휘도 편차가 백분율로 표시되었다. 상기 휘도 편차는 표시 패널에 있어서 중심부와 소정 지점에서의 휘도를 각각 측정한 후, 중심부와 상기 소정 지점의 휘도 편차를 나타낸 것이다. 상기 표시 패널에 있어서의 상기 휘도의 측정 지점은 도 5에 개략적으로 도시되었다.

도 5를 참조하면, 상기 표시 패널이 장변과 단변을 가지는 직사각 형상일 때, 두 대각선이 만나는 지점이 상기 표시 패널의 중심(P0)이며, 상기 중심에서의 휘도가 측정되었다. 또한, 상기 표시 패널의 일 모서리로부터 상기 표시 패널의 길이의 1/4 및 3/4이 되는 지점에서 측정되었다. 즉, 상기 표시 패널의 전체 길이를 L이라할 때, 상기 (1/4)L이 되는 지점(P1) 및 (3/4)L이 되는 지점(P2)에서 휘도가 측정되었으며, 상기 지점들(P1, P2)은 상기 표시 패널의 중심을 지나고 장변과 평행한 선 상에 존재하였다. 만약, 상기 표시 패널이 단변을 따라 휘어진 경우, 상기 휘도 편차는 표시 패널의 중심에서의 휘도와, 표시 패널의 중심을 지나고 단변과 평행한 선 상의 지점 중 적어도 하나에서 휘도의 편차일 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, y축은 오정렬 값을 나타낸 것으로서 단위는 m이다. 도 4에 있어서, E1의 화소 피치는 213μm이며, E2의 화소 피치는 106μm로서, E1의 화소 피치가 E2의 화소 피치보다 큰 값을 갖는다. E1과 E2는 각각 대각선 길이가 55인치인 표시 패널로 제공되었다.

도 4를 참조하면, 오정렬값과 휘도 편차는 비례한다. 이는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 오정렬이 커지게 되면, 각 화소의 상기 제1 기판의 구성요소와 상기 제2 기판의 각 구성요소가 대응하지 않아, 기 설정된 값보다 광이 더 투과하거나 적게 투과하기 때문에 발생한다. 예를 들어, 상기 표시 패널이 편평한 경우에는, 평면상에서 볼 때 상기 제1 기판의 각 화소의 가장자리와 상기 블랙 매트릭스가 서로 중첩함으로써 각 화소마다 기 설정된 정도로 광이 투과한다. 이에 비해, 상기 표시 패널이 휘어진 경우에는, 오정렬이 발생함으로써 어떤 화소는 블랙 매트릭스에 의해 가려져 기설정된 정도보다 더 적은 광이 투과하며, 또 다른 화소는 블랙 매트릭스가 적게 매치되어 기설정된 정도보다 더 많은 광이 투과할 수 있어, 표시 패널에 지점들에서의 휘도 편차가 커진다. 상기 오정렬 및 휘도 편차는 화소 피치가 클수록 크다. 이는 화소 피치가 작을수록 오정렬에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 각 구성요소가 대응하지 않을 가능성이 높기 때문이다.

휘도 편차를 오정렬 및 화소 피치와의 관계식으로 나타내면 다음 식 1과 같다.

[식 1]

상기 오정렬 값은 기하학적으로 다음과 같은 식 2으로 정의될 수 있는 바, 상기 제1 각도와 상기 제2 각도의 차이 및 상기 표시 패널의 곡률 반경이 클수록 커진다.

[식 2]

여기서, L은 표시 패널에 있어서의 장변의 길이이며, t는 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 두께이다.

도 6는 0.7mm의 유리 기판이 제1 기판과 제2 기판 각각에 사용되었을 경우, 곡률 반경 및 오정렬을 계산한 시뮬레이션 그래프이다. 도 6에 있어서, x축은 표시 패널의 곡률 반경(mm)이고, y축은 표시 패널의 제1 기판과 제2 기판의 오정렬 값(㎛)을 나타낸다. 또한, 제1 내지 제7 그래프(G1~G7)는 각각 32인치 패널, 40인치 패널, 46인치 패널, 55인치 패널, 70인치 패널, 85인치 패널, 및 95인치 패널에 대응하는 곡률 반경에 따른 오정렬 정도를 나타낸다. 상기 각 표시 패널에 있어서의 인치는 대각선의 길이를 의미한다.

도 6를 참조하면, 곡률 반경은 곡률에 반비례하며, 곡률 반경이 작아질수록 오정렬값이 커진다. 또한, 표시 패널의 크기가 커질수록 오정렬값 또한 커진다. 그러나, 도 6의 각 값들은 시뮬레이션 값으로서, 실제 오정렬값과의 차이가 있는 바, 시뮬레이션 오정렬값은 상기 식 2의 기하학적 오정렬값과 다음과 같은 관계식 3을 만족한다.

[식 3]

상기 식 2에 있어서, C는 상기 식을 만족시키는 계수이다. 상기 C는 상기 식 1로부터 계산한 값과 시뮬레이션 결과로 도출된 시뮬레이션 오정렬값을 비교함으로서 얻을 수 있다. 표 1은 기판의 크기, 두께, 곡률 반경에 따른 기하학적 오정렬값, 시뮬레이션 오정렬값, 및 C값을 나타낸 것이다.

기판 크기 (대각선 방향; 인치)	기판 두께(mm)	곡률 반경(mm)	기하학적 오정렬값(μm)	시뮬레이션 오정렬값(μm)	C
46	0.5	3000	86	27.39	0.320
46	0.5	4000	64	20.31	0.316
46	0.5	5000	51	16.16	0.314
46	0.5	6000	43	13.42	0.313
46	0.7	3000	120	38.21	0.319
46	0.7	4000	90	28.31	0.315
46	0.7	5000	72	22.52	0.313
46	0.7	6000	60	18.69	0.312
55	0.5	3000	102	32.81	0.321
55	0.5	4000	77	24.25	0.316
55	0.5	5000	61	19.28	0.315
55	0.5	6000	51	16.03	0.314
55	0.7	3000	143	45.85	0.321
55	0.7	4000	107	33.85	0.316
55	0.7	5000	86	26.9	0.313
55	0.7	6000	72	22.34	0.312
70	0.5	3000	130	42.98	0.331
70	0.5	4000	97	31.31	0.322
70	0.5	5000	78	24.77	0.318
70	0.5	6000	65	19.52	0.301
70	0.7	3000	182	60.16	0.331
70	0.7	4000	136	43.76	0.321
70	0.7	5000	109	34.59	0.317
70	0.7	6000	91	27.23	0.300
85	0.5	3000	157	53.3	0.340
85	0.5	4000	118	38.13	0.324
85	0.5	5000	94	29.96	0.318
85	0.5	6000	78	23.19	0.296
85	0.7	3000	220	74.76	0.340
85	0.7	4000	165	53.38	0.324
85	0.7	5000	132	41.89	0.318
85	0.7	6000	110	32.38	0.295

상기 표 1을 참조하면, C는 0.29 내지 0.34의 범위를 가지며, 상기 계수 C의 값을 얻음으로써 시뮬레이션 오정렬값을 예측할 수 있다.

하기 표 2는 시뮬레이션 오정렬값이 실제 오정렬값과의 일치하는지 확인하기 위한 것으로서, 대각선 길이 46인치인 표시 패널에 있어서, 실제 측정된 오정렬값을 나타낸 것이다.

기판 크기 (대각선 방향; 인치)	기판 두께(mm)	곡률 반경 (mm)	기하학적 오정렬값(μm)	시뮬레이션 오정렬값(μm)	실측 오정렬값(μm)	C
46	0.5	4000	64.3	20.31	19.9	0.309
46	0.7	4000	90.0	28.31	28.4	0.315

상기 표 2에서 실측된 값에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실측 오정렬값은 시뮬레이션 오정렬값과 실질적으로 동일한 값 또는 매우 유사한 값으로 측정되며, C 또한, 0.29 내지 0.34 범위 내에 위치한다. 따라서, 실측 오정렬값 대신 시뮬레이션 오정렬값을 대입하여 휘도 편차를 구할 수 있다.

최종 휘도 편차식은 다음 식 4와 같다.

[식 4]

표 3는 상기 식 4를 이용하여 계산한, 화소의 피치, 기판의 크기, 및 오정렬값에 따른 휘도 편차를 나타낸 것으로서, 동일한 휘도 편차를 나타내는 기판의 두께를 함께 표시하였다. 표 3에 있어서, 허용 기판 두께는, 곡률 반경을 달리하였을 때 동일한 휘도 편차를 나타내는 최대 두께를 나타낸 것이다.

예를 들어, 기판의 크기가 55인치, 기판의 두께가 0.7mm, 곡률 반경이 13000mm인 표시 패널의 경우, 휘도 편차가 10%이다. 여기서, 허용 기판 두께 1은 상기 기판의 곡률 반경을 13000mm에서 4000mm로 감소시켰을 때, 휘도 편차 10%를 여전히 만족시키는 최대 두께가 0.22mm라는 의미이다. 또한, 허용 기판 두께 2는 상기 기판의 곡률을 13000mm에서 5000mm로 감소시켰을 때, 휘도 편차 10%를 여전히 만족시키는 최대 두께가 0.27mm라는 의미이다.

화소 피치(μm)	기판 크기(대각선 방향; 인치)	시뮬레이션 오정렬값(μm)	곡률 반경(mm, 기판 두께0.7mm기준)	휘도 편차	허용 기판 두께 1 (곡률 반경 4000기준; mm)	허용 기판 두께 2 (곡률 반경 5000기준; mm)
106	55	10.6	13000	10.0%	0.22	0.27
106	55	21.3	6500	20.0%	0.43	0.54
106	55	31.9	4300	30.0%	0.65	0.81
178	46	17.8	6500	10.0%	0.43	0.54
178	46	35.7	3250	20.0%	0.87	1.09
178	46	53.5	2150	30.0%	1.30	1.63
213	55	21.3	6500	10.0%	0.43	0.54
213	55	42.6	3250	20.0%	0.87	1.09
213	55	63.9	2150	30.0%	1.30	1.63
251	65	25.1	6500	10.0%	0.43	0.54
251	65	50.3	3250	20.0%	0.87	1.09

본 발명의 일 실시예에 있어서, 사용자의 눈에 시인되지 않은 최대 휘도 편차는 20%이므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널은 20% 이하의 휘도 편차를 가질 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 있어서, 20% 이하의 휘도 편차 를 만족시키기 위해서는 오정렬 값이 약 50.03μm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 곡률 반경은 3250 이상인 것이 바람직하다. 또한, 곡률 반경이 약 4000 mm 인 경우, 기판의 두께는 0.87mm 이하, 곡률 반경이 약 5000 mm 인 경우 기판의 두께는 약 1.09mm 이하인 것이 바람직하다.

도 7은 실제 기판의 두께와 휘도 편차와의 관계를 나타낸 그래프이며, 도 8은 실제 기판의 곡률과 휘도 편차와의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 7 및 도 8에 있어서, E1의 화소 피치는 213μm이며, E2의 화소 피치는 106μm으로서, E1의 화소 피치가 E2의 화소 피치보다 큰 값을 갖는다. 여기서, E1과 E2에 있어서 각각 대각선 길이가 55인치인 표시 패널이 사용되었다. 또한, 곡률 반경은 4000 mm으로 유지되었으며, 나머지 구성요소들은 모두 동일하게 유지되었다. 도 8에 있어서, 기판 두께는 0.7mm로 유지되었으며, 곡률 반경과 화소 피치를 제외한 다른 구성요소는 모두 동일하게 유지되었다.

도 7을 참조하면, 기판의 두께가 두꺼워질수록 휘도 편차가 커지는 바, 측정되지 않은 부분의 기판의 두께와 휘도 편차의 관계는 측정된 부분의 그래프를 연장함으로써 경향성을 예측할 수 있다. 이에 따라, 휘도 편차가 20% 이하임을 만족하는 기판의 두께를 살펴보면, E1의 경우 약 0.9mm 이하, E2의 경우 약 0.5mm 이하에 해당함을 확인할 수 있다.

도 8을 참조하면, 곡률 반경이 커질수록 휘도 편차가 작아지는 바, 측정되지 않은 부분의 곡률 반경과 휘도 편차와의 관계는 측정된 부분의 그래프를 연장함으로써 경향성을 예측할 수 있다. 이에 따라, 휘도 편차가 20% 이하임을 만족하는 곡률은 E1의 경우 곡률 반경이 약 3000 mm 이상, E2의 경우 약 5500 mm 이상에 해당함을 확인할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 곡면 표시 패널에 있어서 소정 곡률을 가질 때 사용자에게 휘도 편차에 따른 결함이 시인되지 않는 기판의 두께에 관한 식을 제공하며, 이를 적용함으로써 결함이 감소된 표시 장치를 제공한다. 즉, 소정 방향으로 휘어진 휘어진 곡면 표시 패널에 있어서, 오정렬이 발생하더라도, 사용자에게 휘도 편차에 따른 결함이 시인되지 않도록 하는 조건(예를 들어, 기판의 두께 및 곡률 반경)을 함께 제시함으로써 고품질의 표시 장치를 구현할 수 있게 한다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

PNL : 표시 패널
PX : 화소
SUB1 : 제1 기판
SUB2 : 제2 기판

Claims

곡면 표시 패널에 있어서,
복수의 화소를 포함하는 제1 기판;
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판; 및
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 제공된 영상 표시층을 포함하며,
상기 표시 패널은 장변과 단변을 갖는 직사각형으로 제공되며, 상기 표시 패널은 상기 장변 또는 상기 단변 중 어느 한변을 따라 휘어지며, 하기 식을 만족하고,
[식]

상기 휘도 편차는 상기 표시 패널의 중심에서의 휘도와, 상기 표시 패널의 중심을 지나고 상기 어느 한 변에 평행한 선 상에 존재하되 일측 가장자리로부터 (1/4)L 및 (3/4)L인 지점에서의 휘도의 편차이며, L은 표시 패널의 굽은 변의 길이, R은 표시 패널의 곡률 반경, t는 상기 제1 기판 및 제2 기판의 평균 두께, Pp는 화소의 피치, 및 C는 0.29 내지 0.34의 실수이며,
상기 표시 패널의 곡률 반경이 3250mm 일 경우, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 평균 두께는 0.7mm이며,
상기 곡률 반경이 4000mm일 경우, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 평균 두께는 0.87mm 이하이며,
상기 곡률 반경이 5000mm일 경우, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 평균 두께는 1.09mm이하인 곡면 표시 패널.
삭제
제1항에 있어서,
상기 휘도 편차는 20% 이하인 곡면 표시 패널.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 기판은 제1 곡률 반경을 가지고, 상기 제2 기판은 제2 곡률 반경을 가지며, 상기 제1 곡률 반경은 상기 제2 곡률 반경보다 작은 곡면 표시 패널.
제1항에 있어서,
상기 제1 기판은 제1 곡률 반경을 가지고, 상기 제2 기판은 제2 곡률 반경을 가지며, 상기 제1 곡률 반경은 상기 제2 곡률 반경보다 큰 곡면 표시 패널.
제1항에 있어서,
상기 표시 패널은 상기 장변을 따라 휘어진 곡면 표시 패널.
제1항에 있어서,
상기 표시 패널은 상기 단변을 따라 휘어진 곡면 표시 패널.
제1항에 있어서,
상기 제1 기판은 다수의 신호 배선, 상기 다수의 신호 배선을 커버하는 절연층, 절연층 상에 구비된 화소 전극을 포함하며,
상기 제2 기판은 공통 전극을 포함하는 곡면 표시 패널.
제10항에 있어서,
상기 신호 배선은,
상기 장변이 연장된 제1 방향으로 연장된 게이트 라인들; 및
상기 단변이 연장된 제2 방향으로 연장된 데이터 라인들을 포함하고,
상기 제2 기판은 상기 게이트 라인들 및 상기 데이터 라인들을 따라 구비되는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 곡면 곡면 표시 패널.