KR20160006873A - 곡면 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제1방향을 따라 곡률을 가지는 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 씰 패턴은 제1, 제2, 제3 및 제4패턴을 포함하며, 상기 제1 및 제3패턴은 상기 제1방향에 수직한 제2방향에 대응하고, 상기 제2 및 제4패턴은 상기 제1방향에 대응하며, 상기 제2 및 제4패턴 중 적어도 하나는 상기 제1 및 제3패턴보다 큰 폭을 갖는 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 제1방향을 따라 곡률을 가지는 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 씰 패턴은 제1, 제2, 제3 및 제4패턴을 포함하며, 상기 제1 및 제3패턴은 상기 제1방향에 수직한 제2방향에 대응하고, 상기 제2 및 제4패턴은 상기 제1방향에 대응하며, 상기 제2 및 제4패턴 중 적어도 하나는 상기 제1 및 제3패턴보다 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치를 제공한다.

상기 제1, 제2, 제3 및 제4패턴 각각은 꺾어진 부분을 포함하여 상기 씰 패턴은 팔각형 모양을 가진다.

상기 제2 및 제4패턴 각각은 제1 내지 제n부분(n은 2이상의 자연수)을 포함하는 다중 구조이다.

상기 제2 및 제4패턴 각각은 제1부분 및 제2부분을 포함하는 이중 구조이다.

상기 제1부분과 상기 제2부분 각각의 폭은 상기 제1 및 제3패턴 각각의 폭과 동일하다.

상기 제1부분의 폭과 제2부분의 폭은 서로 다르다.

상기 액정층의 액정분자들은 상기 제2방향에 평행하게 초기 배열된다.

상기 제1방향은 상기 제1 및 제2기판의 장변에 대응하고, 상기 제2방향은 상기 제1 및 제2기판의 단변에 대응한다.

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, 곡면 방향의 씰 패턴이 곡면 방향에 수직한 방향의 씰 패턴보다 넓은 폭을 가지도록 하거나 이중 구조를 가지도록 하여, 곡면 방향의 응력을 분산시킴으로써 액정분자들의 비틀림 각도를 줄일 수 있으며, 이에 따라 빛샘을 개선할 수 있는 효과가 있다.

한편, 각 방향의 씰 패턴에 꺾어진 부분을 형성함으로써, 응력을 분산시켜 액정분자들의 비틀림 각도를 더 줄이고, 빛샘을 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한, 어닐링 공정이 필요하지 않으므로, 제조 시간과 비용을 줄일 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 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제1기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 6b는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제2기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 6c는 도 6a와 도 6b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 8a는 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제1기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제2기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 8c는 도 8a와 도 8b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 10a는 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제1기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 10b는 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제2기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 10c는 도 10a와 도 10b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 12a는 본 발명의 제4실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제1기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 12b는 본 발명의 제4실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제2기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 12c는 도 12a와 도 12b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 14a는 본 발명의 제5실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제1기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 14b는 본 발명의 제5실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제2기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 14c는 도 14a와 도 14b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다.

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, 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치(100)는 인위적으로 곡률을 형성함으로써, 도 3에 도시한 바와 같이, 네 모서리 부분에서 빛샘이 발생한다.

이러한 빛샘에 대하여 도 4 내지 도 6c를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 평면도이다.

도 4 및 도 5에 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 씰 패턴(140)이 형성된다.

도 5에서 제1 및 제2기판(110, 120)은 동일한 면적을 가지고 완전히 중첩되어 제1기판(110)이 노출되지 않을 수 있으나, 편의를 위해 제1기판(110)이 노출된 것으로 도시한다. 이와 달리, 제1기판(110)이 제2기판(120)보다 넓은 면적을 가질 수도 있다.

씰 패턴(140)은 제1기판(110) 또는 제2기판(120) 상에 표시영역을 둘러싸도록 형성되어 제1 및 제2기판(110, 120)을 합착하며, 두 기판(110, 120) 사이에 밀폐된 공간을 형성하여 액정층(130)의 누설을 방지한다. 씰 패턴(140)은 가로 방향과 세로 방향에서 균일한 폭(w1)을 가지며, 씰 패턴(140)의 재료로는 열경화성 또는 광경화성 물질이 사용될 수 있다.

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 액정분자들의 초기 배열을 결정한다. 상기 제1 및 제2배향막 각각의 배향축은 기판(110, 120)의 단변 방향과 평행하다.

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, 인위적으로 힘을 가하여 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 6a는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제1기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 6b는 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제2기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 6c는 도 6a와 도 6b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다. 일례로, 도 6a 내지 도 6c는 도 5의 표시장치에서 좌측 상단 모서리 부분에 대응하는 액정분자들을 도시한다.

평면 상태에서 본 발명의 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 5의 100)의 제1기판(도 5의 110)과 제2기판(도 5의 120)의 내면에 위치한 액정분자들(131, 132)은 장축이 표시장치(도 5의 100)의 세로 방향, 즉, 단변 방향을 따라 배열된다.

즉, 곡면 액정표시장치(도 5의 100)의 장변 방향을 제1방향이라 하고 단변 방향을 제2방향이라고 할 때, 평면 상태에서 제1기판(도 5의 110)과 제2기판(도 5의 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 액정표시장치(도 5의 100)를 제1방향을 따라 제2기판(도 5의 120) 쪽으로 휘도록 하여 곡면 상태로 변형한다.

이때, 제1 및 제2기판(도 5의 110, 120)에 가해지는 응력은 각각의 내면과 외면에서 차이가 있는데, 휘어지는 바깥쪽에 위치하는 제1기판(도 5의 110)의 외면과 제2기판(도 5의 120)의 내면에는 제1방향을 따라 인장 응력이 가해지고, 휘어지는 안쪽에 위치하는 제1기판(도 5의 110)의 내면과 제2기판(도 5의 120)의 외면에는 제1방향을 따라 압축 응력이 가해진다.

이에 따라, 도 6a에 도시한 바와 같이, 제1기판(도 5의 110) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 압축 응력(CS11)이 가해진다. 여기서, 제1기판(도 5의 110)의 가장자리는 씰 패턴(도 5의 140)을 통해 제2기판(도 5의 120)의 가장자리와 합착되어 고정되므로, 제1기판(도 5의 110) 내면에서 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 인장 응력(TS11)이 가해진다.

따라서, 제1기판(도 5의 110) 내면의 일 모서리에는 제1방향의 압축 응력(CS11)과 제2방향의 인장 응력(TS11)에 의한 비틀림 응력(S11)이 발생한다.

이러한 비틀림 응력(S11)에 의해, 제1기판(도 5의 110)의 제1배향막(도시하지 않음)의 배향축(도시하지 않음)은, 그 중앙이 제1기판(도 5의 110)의 내측을 향하도록 휘게 되고, 이에 따라 액정분자(131)의 배열 또한 휘어지게 되어, 제1기판(도 5의 110) 내면의 일 모서리에 위치하는 액정분자(131)는 초기 배향축에 대해 반시계 방향으로 회전된다.

반면, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제2기판(도 5의 120) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 인장 응력(TS12)이 가해지고, 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 압축 응력(CS12)이 가해진다.

따라서, 제2기판(도 5의 120) 내면의 일 모서리에는 제1방향의 인장 응력(TS12)과 제2방향의 압축 응력(CS12)에 의한 비틀림 응력(S12)이 발생한다.

이러한 비틀림 응력(S12)에 의해, 제2기판(도 5의 120)의 제2배향막(도시하지 않음)의 배향축(도시하지 않음)은, 그 중앙이 제2기판(도 5의 120)의 외측을 향하도록 휘게 되고, 이에 따라 액정분자(132)의 배열 또한 휘어지게 되어, 제2기판(도 5의 120) 내면의 일 모서리에 위치하는 액정분자(132)는 초기 배향축에 대해 시계 방향으로 회전된다.

따라서, 도 6c에 도시한 바와 같이, 제1기판(도 5의 110) 내면에 위치하는 액정분자(131)와 제2기판(도 5의 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 5의 110)에는 제1방향을 따라 압축 응력이 발생하고, 제2기판(도 5의 120)에는 제1방향을 따라 인장 응력이 작용하여, 제1기판(도 5의 110) 및 제2기판(도 5의 120)의 가장자리에는 평면 상태에서 곡면 상태로 변형될 때와 반대 방향으로 비틀림 응력이 발생하게 된다.

이러한 비틀림 응력에 의해 제1 및 제2배향막의 배향축이 휘어지게 되고, 제1기판(도 5의 110) 및 제2기판(도 5의 120)의 내면에 각각 인접한 액정분자들의 배열이 틀어지면서 네 모서리 부분에서 빛샘이 발생한다.

또한, 이러한 어닐링 방법은 특정 장비를 필요로 하여 비용이 많이 들고, 제조 시간이 많이 소요된다.

-제2실시예-

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 평면도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치(200)는 제1기판(210)과, 제2기판(220), 그리고 제1 및 제2기판(210, 220) 사이의 액정층(도시하지 않음)을 포함한다. 제1 및 제2기판(210, 220) 사이의 가장자리에는 씰 패턴(240)이 형성된다.

여기서, 제1 및 제2기판(210, 220)은 동일한 면적을 가지고 완전히 중첩되어 제1기판(210)이 노출되지 않을 수 있으나, 편의를 위해 제1기판(210)이 노출된 것으로 도시한다. 이와 달리, 제1기판(210)이 제2기판(220)보다 넓은 면적을 가질 수도 있다.

도시하지 않았지만, 제1기판(210)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.

또한, 도시하지 않았지만, 제2기판(220)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.

개구율을 높이기 위해, 컬러필터층은 제1기판(210) 상에 형성될 수도 있다.

한편, 제1기판(210)과 제2기판(220) 내면의 최상층에는 일정 방향의 배향축을 갖는 제1 및 제2배향막(도시하지 않음)이 각각 형성되어, 액정층의 액정분자들의 초기 배열을 결정한다. 상기 제1 및 제2배향막 각각의 배향축은 기판(210, 220)의 단변 방향과 평행하다.

또한, 제1기판(210)과 제2기판(220)의 외면에는 각각 제1 및 제2편광판(도시하지 않음)이 배치되며, 제1편광판의 광투과축은 제2편광판의 광투과축과 수직하게 배치된다.

씰 패턴(240)은 제1기판(210) 또는 제2기판(220) 상에 표시영역을 둘러싸도록 형성되어 제1 및 제2기판(210, 220)을 합착하며, 두 기판(210, 220) 사이에 밀폐된 공간을 형성하여 액정층의 누설을 방지한다. 씰 패턴(240)의 재료로는 열경화성 또는 광경화성 물질이 사용될 수 있다.

여기서, 씰 패턴(240)은 제1, 제2, 제3 및 제4패턴(242, 244, 246, 248)으로 이루어진다. 제1 내지 제4패턴(242, 244, 246, 248)은 순차적으로 배치되고 서로 연결되어 밀폐된 공간을 형성한다. 제1 및 제3패턴(242, 246)은 표시장치(200)의 단변 방향을 따라 형성되어 제1폭(w21)을 갖고, 제2 및 제4패턴(244, 248)은 표시장치(200)의 장변 방향을 따라 형성되어 제2폭(w22)을 가지며, 제2폭(w22)은 제1폭(w21)보다 넓다. 제1폭(w21)은 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 5의 110)의 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(w1)과 같을 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치(200)는 장변 방향을 따라 제2기판(220) 쪽으로 일정한 곡률을 가지고 휘어져 곡면 형태를 갖는다.

이때, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치(200)에서는 장변 방향을 따라 형성된 씰 패턴(240)의 제2 및 제4패턴(244, 248)이 단변 방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(242, 246)보다 넓은 폭을 가지기 때문에, 휘는 방향의 응력을 분산시켜 제1 및 제2기판(210, 220)의 내면에 각각 인접한 액정분자들의 비틀림 각도를 줄일 수 있다.

도 8a는 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제1기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제2기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 8c는 도 8a와 도 8b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다. 일례로, 도 8a 내지 도 8c는 도 7의 표시장치에서 좌측 상단 모서리 부분에 대응하는 액정분자들을 도시한다.

도 8a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 7의 200)의 장변 방향을 제1방향이라 하고 단변 방향을 제2방향이라고 할 때, 제1기판(도 7의 210) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 압축 응력(CS21)이 가해진다. 여기서, 제1기판(도 7의 210)의 가장자리는 씰 패턴(도 7의 240)을 통해 제2기판(도 7의 220)의 가장자리와 합착되어 고정되므로, 제1기판(도 7의 210) 내면에서 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 인장 응력(TS21)이 가해진다.

따라서, 제1기판(도 7의 210) 내면의 일 모서리에는 제1방향의 압축 응력(CS21)과 제2방향의 인장 응력(TS21)에 의한 비틀림 응력(S21)이 발생한다.

이때, 제1방향을 따라 형성된 씰 패턴(도 7의 240)의 제2 및 제4패턴(도 7의 244, 248)의 폭(도 7의 w22)은 제2방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(도 7의 242, 246)의 폭(도 7의 w21)보다 넓으며, 이는 제1실시예에 따른 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(도 5의 w1)보다도 넓기 때문에, 제1방향의 응력을 분산시켜 압축 응력(CS21)은 제1실시예에서의 압축 응력(도 6a의 CS11)보다 작아진다. 이에 따라, 비틀림 응력(S21)의 크기도 제1실시예에서의 비틀림 응력(도 6a의 S11)보다 작아지게 되고, 비틀림 응력(S21)의 방향 또한 초기 배향축에 비해 덜 기울어지며, 배향축의 휘어짐이 작아진다.

따라서, 제1기판(도 7의 210) 내면의 일 모서리에 위치하는 액정분자(231)는 초기 배향축에 대해 제1실시예에서의 액정분자(도 6a의 131)보다 반시계 방향으로 덜 회전된다.

한편, 도 8b에 도시한 바와 같이, 제2기판(도 7의 220) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 인장 응력(TS22)이 가해지고, 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 압축 응력(CS22)이 가해진다.

따라서, 제2기판(도 7의 220) 내면의 일 모서리에는 제1방향의 인장 응력(TS22)과 제2방향의 압축 응력(CS22)에 의한 비틀림 응력(S22)이 발생한다.

이때, 제1방향을 따라 형성된 씰 패턴(도 7의 240)의 제2 및 제4패턴(도 7의 244, 248)의 폭(도 7의 w22)은 제2방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(도 7의 242, 246)의 폭(도 7의 w21)보다 넓으며, 이는 제1실시예에 따른 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(도 5의 w1)보다도 넓기 때문에, 제1방향의 응력을 분산시켜 인장 응력(TS22)은 제1실시예에서의 인장 응력(도 6b의 TS12)보다 작아진다.

이에 따라, 비틀림 응력(S22)의 크기도 제1실시예에서의 비틀림 응력(도 6b의 S12)보다 작아지게 되고, 비틀림 응력(S22)의 방향 또한 초기 배향축에 비해 덜 기울어지며, 배향축의 휘어짐이 작아진다. 따라서, 제2기판(도 7의 220) 내면의 일 모서리에 위치하는 액정분자(232)는 초기 배향축에 대해 제1실시예에서의 액정분자(도 6b의 132)보다 시계 방향으로 덜 회전된다.

따라서, 도 8c에 도시한 바와 같이, 제1기판(도 7의 210) 내면에 위치하는 액정분자(231)와 제2기판(도 7의 220) 내면에 위치하는 액정분자(232)는 제2각도(θ2)를 가지고 틀어져 배열되고, 제2각도(θ2)는 제1각도(도 6c의 θ1)보다 작다.

이와 같이, 제1 및 제2기판(도 7의 210, 220)의 내면에 각각 인접한 액정분자들(231, 232) 사이의 비틀림 각도(θ2)를 줄여, 빛샘을 개선할 수 있다.

-제3실시예-

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 평면도이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치(300)는 제1기판(310)과, 제2기판(320), 그리고 제1 및 제2기판(310, 320) 사이의 액정층(도시하지 않음)을 포함한다. 제1 및 제2기판(310, 320) 사이의 가장자리에는 씰 패턴(340)이 형성된다.

여기서, 제1 및 제2기판(310, 320)은 동일한 면적을 가지고 완전히 중첩되어 제1기판(310)이 노출되지 않을 수 있으나, 편의를 위해 제1기판(310)이 노출된 것으로 도시한다. 이와 달리, 제1기판(310)이 제2기판(320)보다 넓은 면적을 가질 수도 있다.

도시하지 않았지만, 제1기판(310)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.

또한, 도시하지 않았지만, 제2기판(320)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.

개구율을 높이기 위해, 컬러필터층은 제1기판(310) 상에 형성될 수도 있다.

한편, 제1기판(310)과 제2기판(320) 내면의 최상층에는 일정 방향의 배향축을 갖는 제1 및 제2배향막(도시하지 않음)이 각각 형성되어, 액정층의 액정분자들의 초기 배열을 결정한다. 제1 및 제2배향막 각각의 배향축은 기판(310, 320)의 단변 방향과 평행하다.

또한, 제1기판(310)과 제2기판(320)의 외면에는 각각 제1 및 제2편광판(도시하지 않음)이 배치되며, 제1편광판의 광투과축은 제2편광판의 광투과축과 수직하게 배치된다.

씰 패턴(340)은 제1기판(310) 또는 제2기판(320) 상에 표시영역을 둘러싸도록 형성되어 제1 및 제2기판(310, 320)을 합착하며, 두 기판(310, 320) 사이에 밀폐된 공간을 형성하여 액정층의 누설을 방지한다. 씰 패턴(340)의 재료로는 열경화성 또는 광경화성 물질이 사용될 수 있다.

여기서, 씰 패턴(340)은 제1, 제2, 제3 및 제4패턴(342, 344, 346, 348)으로 이루어진다. 제1 내지 제4패턴(342, 344, 346, 348)은 순차적으로 배치되고 서로 연결되어 밀폐된 공간을 형성하며, 제1 내지 제4패턴(342, 344, 346, 348)의 각각은 표시장치(300)의 외곽으로 꺾어진 부분을 포함하여 씰 패턴(340)은 팔각형 모양을 가진다.

이때, 제1 내지 제4패턴(342, 344, 346, 348)의 꺾어진 부분은 바람직하게는 각 패턴(342, 344, 346, 348)의 중앙에 위치하며, 각 패턴(342, 344, 346, 348)의 양단에 비해 일정한 이격 거리(d1)만큼 표시장치(300)의 가장자리 쪽으로 이동되는데, 이격 거리(d1)는 비표시영역, 즉, 베젤영역(bezel area)의 면적에 따라 달라질 수 있고, 일례로 0.5 내지 3 mm일 수 있다.

제1 및 제3패턴(342, 346)은 표시장치(300)의 단변에 대응하고, 제2 및 제4패턴(344, 348)은 표시장치(300)의 장변에 대응한다. 즉, 제1 및 제3패턴(342, 346)은 표시장치(300)의 단변 방향을 따라 형성되어 제1폭(w31)을 가지며, 제2 및 제4패턴(344, 348)은 표시장치(300)의 장변 방향을 따라 형성되어 제2폭(w32)을갖고, 제2폭(w32)은 제1폭(w31)보다 넓다. 제1폭(w31)은 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 5의 110)의 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(w1)과 같을 수 있다.

이러한 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치(300)는 장변 방향을 따라 제2기판(320) 쪽으로 일정한 곡률을 가지고 휘어져 곡면 형태를 갖는다.

이때, 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치(300)에서는 장변 방향을 따라 형성된 씰 패턴(340)의 제2 및 제4패턴(344, 348)이 단변 방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(342, 346)보다 넓은 폭을 갖기 때문에, 휘는 방향의 응력을 분산시켜 제1 및 제2기판(310, 320)의 내면에 각각 인접한 액정분자들의 비틀림 각도를 줄일 수 있다.

도 10a는 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제1기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 10b는 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제2기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 10c는 도 10a와 도 10b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다. 일례로, 도 10a 내지 도 10c는 도 9의 표시장치에서 좌측 상단 모서리 부분에 대응하는 액정분자들을 도시한다.

도 10a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 9의 300)의 장변 방향을 제1방향이라 하고 단변 방향을 제2방향이라고 할 때, 제1기판(도 9의 310) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 압축 응력(CS31)이 가해진다. 여기서, 제1기판(도 9의 310)의 가장자리는 씰 패턴(도 9의 340)을 통해 제2기판(도 9의 320)의 가장자리와 합착되어 고정되므로, 제1기판(도 9의 310) 내면에서 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 인장 응력(TS31)이 가해진다.

그런데, 씰 패턴(도 9의 340)은 팔각형 모양을 가지므로, 실제 압축 응력(CS31)과 인장 응력(TS31)은 각각 제1 및 제2방향에 대해 비스듬한 방향으로 가해진다.

따라서, 제1기판(도 9의 310) 내면의 일 모서리에는 제1방향에 비스듬한 압축 응력(CS31)과 제2방향에 비스듬한 인장 응력(TS31)에 의한 비틀림 응력(S31)이 발생한다.

이때, 제1방향을 따라 형성된 씰 패턴(도 9의 340)의 제2 및 제4패턴(도 9의 344, 348)의 폭(도 9의 w32)은 제2방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(도 9의 342, 346)의 폭(도 9의 w31)보다 넓으며, 이는 제1실시예에 따른 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(도 5의 w1)보다도 넓기 때문에, 제1방향의 응력을 분산시켜 압축 응력(CS31)은 제1실시예에서의 압축 응력(도 6a의 CS11)보다 작아진다. 이에 따라, 비틀림 응력(S31)의 크기도 제1실시예에서의 비틀림 응력(도 6a의 S11)보다 작아지게 된다.

또한, 팔각형 구조의 씰 패턴(도 9의 340)에 의해 압축 응력(CS31)과 인장 응력(TS31)의 방향은 각각 제1 및 제2방향에 대해 비스듬하게 되므로, 비틀림 응력(S31)의 방향 또한 초기 배향축에 비해 덜 기울어지며, 배향축의 휘어짐이 작아진다.

따라서, 제1기판(도 9의 310) 내면의 일 모서리에 위치하는 액정분자(331)는 초기 배향축에 대해 제1실시예에서의 액정분자(도 6a의 131) 및 제2실시예에서의 액정분자(도 8a의 231)보다 반시계 방향으로 덜 회전된다.

한편, 도 10b에 도시한 바와 같이, 제2기판(도 9의 320) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 인장 응력(TS32)이 가해지고, 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 압축 응력(CS32)이 가해진다. 그런데, 씰 패턴(도 9의 340)은 팔각형 모양을 가지므로, 실제 인장 응력(TS32)과 압축 응력(CS32)은 각각 제1 및 제2방향에 대해 비스듬한 방향으로 가해진다.

따라서, 제2기판(도 9의 320) 내면의 일 모서리에는 제1방향에 비스듬한 인장 응력(TS32)과 제2방향에 비스듬한 압축 응력(CS32)에 의한 비틀림 응력(S32)이 발생한다.

이때, 제1방향을 따라 형성된 씰 패턴(도 9의 340)의 제2 및 제4패턴(도 9의 344, 348)의 폭(도 9의 w32)은 제2방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(도 9의 342, 346)의 폭(도 9의 w31)보다 넓으며, 이는 제1실시예에 따른 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(도 5의 w1)보다도 넓기 때문에, 제1방향의 응력을 분산시켜 인장 응력(TS32)은 제1실시예에서의 인장 응력(도 6b의 TS12)보다 작아진다. 이에 따라, 비틀림 응력(S32)의 크기도 제1실시예에서의 비틀림 응력(도 6b의 S12)보다 작아지게 된다.

또한, 팔각형 구조의 씰 패턴(도 9의 340)에 의해 인장 응력(TS32)과 압축 응력(CS32)의 방향은 각각 제1 및 제2방향에 대해 비스듬하게 되므로, 비틀림 응력(S32)의 방향 또한 초기 배향축에 비해 덜 기울어지며, 배향축의 휘어짐이 작아진다.

이에 따라, 제2기판(도 9의 320) 내면의 일 모서리에 위치하는 액정분자(332)는 초기 배향축에 대해 제1실시예에서의 액정분자(도 6b의 132) 및 제2실시예에서의 액정분자(도 8b의 232)보다 시계 방향으로 덜 회전된다.

따라서, 도 10c에 도시한 바와 같이, 제1기판(도 9의 310) 내면에 위치하는 액정분자(331)와 제2기판(도 9의 320) 내면에 위치하는 액정분자(332)는 제3각도(θ3)를 가지고 틀어져 배열되고, 제3각도(θ3)는 제1각도(도 6c의 θ1) 및 제2각도(도 8c의 θ2)보다 작다.

이와 같이, 제1 및 제2기판(도 9의 310, 320)의 내면에 각각 인접한 액정분자들(331, 332) 사이의 비틀림 각도(θ3)를 줄여, 빛샘을 개선할 수 있다.

-제4실시예-

도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 평면도이다.

도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 곡면 액정표시장치(400)는 제1기판(410)과, 제2기판(420), 그리고 제1 및 제2기판(410, 420) 사이의 액정층(도시하지 않음)을 포함한다. 제1 및 제2기판(410, 420) 사이의 가장자리에는 씰 패턴(440)이 형성된다.

여기서, 제1 및 제2기판(410, 420)은 동일한 면적을 가지고 완전히 중첩되어 제1기판(410)이 노출되지 않을 수 있으나, 편의를 위해 제1기판(410)이 노출된 것으로 도시한다. 이와 달리, 제1기판(410)이 제2기판(420)보다 넓은 면적을 가질 수도 있다.

도시하지 않았지만, 제1기판(410)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.

또한, 도시하지 않았지만, 제2기판(420)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.

개구율을 높이기 위해, 컬러필터층은 제1기판(410) 상에 형성될 수도 있다.

한편, 제1기판(410)과 제2기판(420) 내면의 최상층에는 일정 방향의 배향축을 갖는 제1 및 제2배향막(도시하지 않음)이 각각 형성되어, 액정층의 액정분자들의 초기 배열을 결정한다. 제1 및 제2배향막 각각의 배향축은 기판(410, 420)의 단변 방향과 평행하다.

또한, 제1기판(410)과 제2기판(420)의 외면에는 각각 제1 및 제2편광판(도시하지 않음)이 배치되며, 제1편광판의 광투과축은 제2편광판의 광투과축과 수직하게 배치된다.

씰 패턴(440)은 제1기판(310) 또는 제2기판(420) 상에 표시영역을 둘러싸도록 형성되어 제1 및 제2기판(410, 420)을 합착하며, 두 기판(410, 420) 사이에 밀폐된 공간을 형성하여 액정층의 누설을 방지한다. 씰 패턴(440)의 재료로는 열경화성 또는 광경화성 물질이 사용될 수 있다.

여기서, 씰 패턴(440)은 제1, 제2, 제3 및 제4패턴(442, 444, 446, 448)으로 이루어진다. 제1 내지 제4패턴(442, 444, 446, 448)은 순차적으로 배치되고 서로 연결되어 밀폐된 공간을 형성한다.

제1 및 제3패턴(442, 446)은 표시장치(400)의 단변 방향을 따라 형성되어 제1폭(w41)을 가진다. 제2 및 제4패턴(444, 448)은 표시장치(400)의 장변 방향을 따라 형성되고, 제2 및 제4패턴(444, 448) 각각은 서로 이격되어 있는 제1 내지 제n부분(n은 2이상의 자연수)을 포함하는 다중 구조인데, 일례로, 제2 및 제4패턴(444, 448) 각각은 제1부분(444a, 448a) 및 제2부분(444b, 448b)을 포함하는 이중 구조이다. 제1부분(444a, 448a)과 제2부분(444b, 448b) 사이의 간격은 10마이크로미터 이상인 것이 바람직하며, 이보다 작을 경우, 제2 및 제4패턴(444, 448)은 단일 구조가 된다. 제1부분(444a, 448a)은 제2폭(w42)을 갖고, 제2부분(444b, 448b)은 제3폭(w43)을 가지며, 제1, 제2 및 제3폭(w41, w42, w43)은 동일할 수 있다. 이와 달리, 제1, 제2 및 제3폭(w41, w42, w43)은 다를 수도 있는데, 제2 및 제3폭(w42, w43)의 합은 제1폭(w41)보다 크며, 이때, 제2 및 제3폭(w42, w43)은 동일하거나 서로 다를 수 있다.

한편, 제1폭(w41)은 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 5의 110)의 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(w1)과 같을 수 있다.

이러한 본 발명의 제4실시예에 따른 곡면 액정표시장치(400)는 장변 방향을 따라 제2기판(420) 쪽으로 일정한 곡률을 가지고 휘어져 곡면 형태를 갖는다.

이때, 본 발명의 제4실시예에 따른 곡면 액정표시장치(400)에서는 장변 방향을 따라 형성된 씰 패턴(440)의 제2 및 제4패턴(444, 448)이 이중 구조를 가지며, 단변 방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(442, 446)보다 넓은 폭을 갖기 때문에, 휘는 방향의 응력을 분산시켜 제1 및 제2기판(410, 420)의 내면에 각각 인접한 액정분자들의 비틀림 각도를 줄일 수 있다.

도 12a는 본 발명의 제4실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제1기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 12b는 본 발명의 제4실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제2기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 12c는 도 12a와 도 12b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다. 일례로, 도 12a 내지 도 12c는 도 11의 표시장치에서 좌측 상단 모서리 부분에 대응하는 액정분자들을 도시한다.

도 12a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 11의 400)의 장변 방향을 제1방향이라 하고 단변 방향을 제2방향이라고 할 때, 제1기판(도 11의 410) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 압축 응력(CS41)이 가해진다. 여기서, 제1기판(도 11의 410)의 가장자리는 씰 패턴(도 11의 440)을 통해 제2기판(도 11의 420)의 가장자리와 합착되어 고정되므로, 제1기판(도 11의 410) 내면에서 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 인장 응력(TS41)이 가해진다.

따라서, 제1기판(도 11의 410) 내면의 일 모서리에는 제1방향의 압축 응력(CS41)과 제2방향의 인장 응력(TS41)에 의한 비틀림 응력(S41)이 발생한다.

이때, 제1방향을 따라 형성된 씰 패턴(도 11의 440)의 제2 및 제4패턴(도 11의 444, 448)이 이중 구조를 가지며, 제1부분(444a, 448a)의 폭(w42)과 제2부분(444b, 448b)의 폭(w43)을 합한 제2 및 제4패턴(도 11의 444, 448) 각각의 총 폭은 제2방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(도 11의 442, 446)의 폭(도 11의 w41)보다 넓고, 이는 제1실시예에 따른 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(도 5의 w1)보다도 넓기 때문에, 제1방향의 응력을 분산시켜 압축 응력(CS41)은 제1실시예에서의 압축 응력(도 6a의 CS11)보다 작아진다. 이에 따라, 비틀림 응력(S41)의 크기도 제1실시예에서의 비틀림 응력(도 6a의 S11)보다 작아지게 되고, 비틀림 응력(S41)의 방향 또한 초기 배향축에 비해 덜 기울어지며, 배향축의 휘어짐이 작아진다.

따라서, 제1기판(도 11의 410) 내면의 일 모서리에 위치하는 액정분자(431)는 초기 배향축에 대해 제1실시예에서의 액정분자(도 6a의 131)보다 반시계 방향으로 덜 회전된다.

한편, 도 12b에 도시한 바와 같이, 제2기판(도 11의 420) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 인장 응력(TS42)이 가해지고, 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 압축 응력(CS42)이 가해진다.

따라서, 제2기판(도 11의 420) 내면의 일 모서리에는 제1방향의 인장 응력(TS42)과 제2방향의 압축 응력(CS42)에 의한 비틀림 응력(S42)이 발생한다.

이때, 제1방향을 따라 형성된 씰 패턴(도 11의 440)의 제2 및 제4패턴(도 11의 444, 448)이 이중 구조를 가지며, 제1부분(444a, 448a)의 폭(w42)과 제2부분(444b, 448b)의 폭(w43)을 합한 제2 및 제4패턴(도 11의 444, 448) 각각의 총 폭은 제2방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(도 11의 442, 446)의 폭(도 11의 w41)보다 넓고, 이는 제1실시예에 따른 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(도 5의 w1)보다도 넓기 때문에, 제1방향의 응력을 분산시켜 인장 응력(TS42)은 제1실시예에서의 인장 응력(도 6b의 TS12)보다 작아진다. 이에 따라, 비틀림 응력(S42)의 크기도 제1실시예에서의 비틀림 응력(도 6b의 S12)보다 작아지게 되고, 비틀림 응력(S42)의 방향 또한 초기 배향축에 비해 덜 기울어지며, 배향축의 휘어짐이 작아진다. 따라서, 제2기판(도 11의 420) 내면의 일 모서리에 위치하는 액정분자(432)는 초기 배향축에 대해 제1실시예에서의 액정분자(도 6b의 132)보다 시계 방향으로 덜 회전된다.

따라서, 도 12c에 도시한 바와 같이, 제1기판(도 11의 410) 내면에 위치하는 액정분자(431)와 제2기판(도 11의 420) 내면에 위치하는 액정분자(432)는 제4각도(θ4)를 가지고 틀어져 배열되고, 제4각도(θ4)는 제1각도(도 6c의 θ1)보다 작다.

이와 같이, 제1 및 제2기판(도 11의 410, 420)의 내면에 각각 인접한 액정분자들(431, 432) 사이의 비틀림 각도(θ4)를 줄여, 빛샘을 개선할 수 있다.

-제5실시예-

도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 평면도이다.

도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500)는 제1기판(510)과, 제2기판(520), 그리고 제1 및 제2기판(510, 520) 사이의 액정층(도시하지 않음)을 포함한다. 제1 및 제2기판(510, 520) 사이의 가장자리에는 씰 패턴(540)이 형성된다.

여기서, 제1 및 제2기판(510, 520)은 동일한 면적을 가지고 완전히 중첩되어 제1기판(510)이 노출되지 않을 수 있으나, 편의를 위해 제1기판(510)이 노출된 것으로 도시한다. 이와 달리, 제1기판(510)이 제2기판(520)보다 넓은 면적을 가질 수도 있다.

도시하지 않았지만, 제1기판(510)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.

또한, 도시하지 않았지만, 제2기판(520)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.

개구율을 높이기 위해, 컬러필터층은 제1기판(510) 상에 형성될 수도 있다.

한편, 제1기판(510)과 제2기판(520) 내면의 최상층에는 일정 방향의 배향축을 갖는 제1 및 제2배향막(도시하지 않음)이 각각 형성되어, 액정층의 액정분자들의 초기 배열을 결정한다. 제1 및 제2배향막 각각의 배향축은 기판(510, 520)의 단변 방향과 평행하다.

또한, 제1기판(510)과 제2기판(520)의 외면에는 각각 제1 및 제2편광판(도시하지 않음)이 배치되며, 제1편광판의 광투과축은 제2편광판의 광투과축과 수직하게 배치된다.

씰 패턴(540)은 제1기판(510) 또는 제2기판(520) 상에 표시영역을 둘러싸도록 형성되어 제1 및 제2기판(510, 520)을 합착하며, 두 기판(510, 520) 사이에 밀폐된 공간을 형성하여 액정층의 누설을 방지한다. 씰 패턴(540)의 재료로는 열경화성 또는 광경화성 물질이 사용될 수 있다.

여기서, 씰 패턴(540)은 제1, 제2, 제3 및 제4패턴(542, 544, 546, 5348)으로 이루어진다. 제1 내지 제4패턴(542, 544, 546, 548)은 순차적으로 배치되고 서로 연결되어 밀폐된 공간을 형성하며, 제1 내지 제4패턴(542, 544, 546, 548)의 각각은 표시장치(500)의 외곽으로 꺾어진 부분을 포함하여 씰 패턴(540)은 팔각형 모양을 가진다.

이때, 제1 내지 제4패턴(542, 544, 546, 548)의 꺾어진 부분은 바람직하게는 각 패턴(542, 544, 546, 548)의 중앙에 위치하며, 각 패턴(542, 544, 546, 548)의 양단에 비해 일정한 이격 거리(d2)만큼 표시장치(500)의 가장자리 쪽으로 이동되는데, 이격 거리(d2)는 비표시영역, 즉, 베젤영역(bezel area)의 면적에 따라 달라질 수 있고, 일례로 0.5 내지 3 mm일 수 있다.

제1 및 제3패턴(542, 546)은 표시장치(500)의 단변에 대응하고, 제2 및 제4패턴(544, 548)은 표시장치(500)의 장변에 대응한다. 즉, 제1 및 제3패턴(542, 546)은 표시장치(500)의 단변 방향을 따라 형성되어 제1폭(w31)을 가진다. 또한, 제2 및 제4패턴(544, 548)은 표시장치(500)의 장변 방향을 따라 형성되고, 제2 및 제4패턴(544, 548) 각각은 서로 이격되어 있는 제1 내지 제n부분(n은 2이상의 자연수)을 포함하는 다중 구조인데, 일례로, 제2 및 제4패턴(544, 548) 각각은 제1부분(544a, 548a) 및 제2부분(544b, 548b)을 포함하는 이중 구조이다. 제1부분(544a, 548a)과 제2부분(544b, 548b) 사이의 간격은 10마이크로미터 이상인 것이 바람직하며, 이보다 작을 경우, 제2 및 제4패턴(444, 448)은 단일 구조가 된다. 제1부분(544a, 548a)은 제2폭(w52)을 갖고, 제2부분(544b, 548b)은 제3폭(w53)을 가지며, 제1, 제2 및 제3폭(w51, w52, w43)은 동일할 수 있다. 이와 달리, 제1, 제2 및 제3폭(w51, w52, w53)은 다를 수도 있는데, 제2 및 제3폭(w52, w53)의 합은 제1폭(w51)보다 크며, 이때, 제2 및 제3폭(w52, w53)은 동일하거나 서로 다를 수 있다.

한편, 제1폭(w51)은 제1실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 5의 110)의 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(w1)과 같을 수 있다.

이러한 본 발명의 제5실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500)는 장변 방향을 따라 제2기판(520) 쪽으로 일정한 곡률을 가지고 휘어져 곡면 형태를 갖는다.

이때, 본 발명의 제5실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500)에서는 장변 방향을 따라 형성된 씰 패턴(540)의 제2 및 제4패턴(544, 548)이 이중 구조를 가지며, 단변 방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(542, 546)보다 넓은 폭을 갖기 때문에, 휘는 방향의 응력을 분산시켜 제1 및 제2기판(510, 520)의 내면에 각각 인접한 액정분자들의 비틀림 각도를 줄일 수 있다.

도 14a는 본 발명의 제5실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제1기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 14b는 본 발명의 제5실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 일 모서리 부분에서 제2기판 내면의 액정분자의 배열 상태를 도시한 도면이며, 도 14c는 도 14a와 도 14b의 액정분자들의 배열 상태를 함께 도시한 도면이다. 일례로, 도 14a 내지 도 14c는 도 13의 표시장치에서 좌측 상단 모서리 부분에 대응하는 액정분자들을 도시한다.

도 14a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 13의 500)의 장변 방향을 제1방향이라 하고 단변 방향을 제2방향이라고 할 때, 제1기판(도 13의 510) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 압축 응력(CS51)이 가해진다. 여기서, 제1기판(도 13의 510)의 가장자리는 씰 패턴(도 13의 540)을 통해 제2기판(도 13의 520)의 가장자리와 합착되어 고정되므로, 제1기판(도 3의 510) 내면에서 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 인장 응력(TS51)이 가해진다.

그런데, 씰 패턴(도 13의 540)은 팔각형 모양을 가지므로, 실제 압축 응력(CS51)과 인장 응력(TS51)은 각각 제1 및 제2방향에 대해 비스듬한 방향으로 가해진다.

따라서, 제1기판(도 13의 510) 내면의 일 모서리에는 제1방향에 비스듬한 압축 응력(CS51)과 제2방향에 비스듬한 인장 응력(TS51)에 의한 비틀림 응력(S51)이 발생한다.

이때, 제1방향을 따라 형성된 씰 패턴(도 13의 540)의 제2 및 제4패턴(도 13의 544, 548)이 이중 구조를 가지며, 제1부분(544a, 548a)의 폭(w52)과 제2부분(544b, 548b)의 폭(w53)을 합한 제2 및 제4패턴(도 13의 544, 548) 각각의 총 폭은 제2방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(도 13의 542, 546)의 폭(도 13의 w51)보다 넓고, 이는 제1실시예에 따른 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(도 5의 w1)보다도 넓기 때문에, 제1방향의 응력을 분산시켜 압축 응력(CS51)은 제1실시예에서의 압축 응력(도 6a의 CS11)보다 작아진다. 이에 따라, 비틀림 응력(S51)의 크기도 제1실시예에서의 비틀림 응력(도 6a의 S11)보다 작아지게 된다.

또한, 팔각형 구조의 씰 패턴(도 13의 440)에 의해 압축 응력(CS51)과 인장 응력(TS51)의 방향은 각각 제1 및 제2방향에 대해 비스듬하게 되므로, 비틀림 응력(S51)의 방향 또한 초기 배향축에 비해 덜 기울어지며, 배향축의 휘어짐이 작아진다.

따라서, 제1기판(도 13의 510) 내면의 일 모서리에 위치하는 액정분자(531)는 초기 배향축에 대해 제1실시예에서의 액정분자(도 6a의 131) 및 제4실시예에서의 액정분자(도 12a의 431)보다 반시계 방향으로 덜 회전된다.

한편, 도 14b에 도시한 바와 같이, 제2기판(도 13의 520) 내면에서 제1방향에 평행한 가장자리에는 제1방향을 따라 인장 응력(TS52)이 가해지고, 제2방향에 평행한 가장자리에는 제2방향을 따라 압축 응력(CS52)이 가해진다. 그런데, 씰 패턴(도 13의 540)은 팔각형 모양을 가지므로, 실제 인장 응력(TS52)과 압축 응력(CS52)은 각각 제1 및 제2방향에 대해 비스듬한 방향으로 가해진다.

따라서, 제2기판(도 13의 520) 내면의 일 모서리에는 제1방향에 비스듬한 인장 응력(TS52)과 제2방향에 비스듬한 압축 응력(CS52)에 의한 비틀림 응력(S52)이 발생한다.

이때, 제1방향을 따라 형성된 씰 패턴(도 13의 540)의 제2 및 제4패턴(도 13의 544, 548)이 이중 구조를 가지며, 제1부분(544a, 548a)의 폭(w52)과 제2부분(544b, 548b)의 폭(w53)을 합한 제2 및 제4패턴(도 13의 544, 548) 각각의 총 폭은 제2방향을 따라 형성된 제1 및 제3패턴(도 13의 542, 546)의 폭(도 13의 w51)보다 넓고, 이는 제1실시예에 따른 씰 패턴(도 5의 140)의 폭(도 5의 w1)보다도 넓기 때문에, 제1방향의 응력을 분산시켜 인장 응력(TS52)은 제1실시예에서의 인장 응력(도 6b의 TS12)보다 작아진다. 이에 따라, 비틀림 응력(S52)의 크기도 제1실시예에서의 비틀림 응력(도 6b의 S12)보다 작아지게 된다.

또한, 팔각형 구조의 씰 패턴(도 13의 540)에 의해 인장 응력(TS52)과 압축 응력(CS52)의 방향은 각각 제1 및 제2방향에 대해 비스듬하게 되므로, 비틀림 응력(S52)의 방향 또한 초기 배향축에 비해 덜 기울어지며, 배향축의 휘어짐이 작아진다.

이에 따라, 제2기판(도 13의 520) 내면의 일 모서리에 위치하는 액정분자(532)는 초기 배향축에 대해 제1실시예에서의 액정분자(도 6b의 132) 및 제4실시예에서의 액정분자(도 12b의 432)보다 시계 방향으로 덜 회전된다.

따라서, 도 14c에 도시한 바와 같이, 제1기판(도 13의 510) 내면에 위치하는 액정분자(531)와 제2기판(도 13의 520) 내면에 위치하는 액정분자(532)는 제5각도(θ5)를 가지고 틀어져 배열되고, 제5각도(θ5)는 제1각도(도 6c의 θ1) 및 제4각도(도 12c의 θ4)보다 작다.

이와 같이, 제1 및 제2기판(도 13의 510, 520)의 내면에 각각 인접한 액정분자들(531, 532) 사이의 비틀림 각도(θ3)를 줄여, 빛샘을 개선할 수 있다.

앞선 실시예에서는, 곡면 액정표시장치가 장변 방향을 따라 곡률을 가지며, 장변 방향의 씰 패턴이 단변 방향의 씰 패턴보다 넓은 폭을 갖거나 이중 이상의 구조인 것으로 설명하였으나, 본 발명의 곡면 액정표시장치는 단변 방향을 따라 곡률을 가질 수 있으며, 이때, 단변 방향의 씰 패턴이 장변 방향의 씰 패턴보다 넓은 폭을 갖거나 이중 이상의 구조일 수 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.

200, 300, 400, 500: 곡면 액정표시장치
210, 310, 410, 510: 제1기판 220, 320, 420, 520: 제2기판
231, 232, 331, 332, 431, 432, 531, 532: 액정분자
240: 씰 패턴
242, 342, 442, 542: 제1패턴 244, 344, 444, 544: 제2패턴
246, 346, 446, 546: 제3패턴 248, 348, 448, 548: 제4패턴
CS21, CS22, CS31, CS32, CS41, CS42, CS51, CS52: 압축 응력
TS21, TS22, TS31, TS32, TS41, TS42, TS51, TS52: 인장 응력
S21, S22, S31, S32, S41, S42, S51, S52: 비틀림 응력

Claims (8)

1. 제1방향을 따라 곡률을 가지는 제1기판 및 제2기판과;
   상기 제1 및 제2기판 사이의 가장자리에 형성된 씰 패턴과;
   상기 제1 및 제2기판 사이의 상기 씰 패턴 내에 위치하는 액정층
   을 포함하고,
   상기 씰 패턴은 제1, 제2, 제3 및 제4패턴을 포함하며, 상기 제1 및 제3패턴은 상기 제1방향에 수직한 제2방향에 대응하고, 상기 제2 및 제4패턴은 상기 제1방향에 대응하며,
   상기 제2 및 제4패턴 중 적어도 하나는 상기 제1 및 제3패턴보다 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1, 제2, 제3 및 제4패턴 각각은 꺾어진 부분을 포함하여 상기 씰 패턴은 팔각형 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제2 및 제4패턴 각각은 제1 내지 제n부분(n은 2이상의 자연수)을 포함하는 다중 구조인 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 및 제4패턴 각각은 제1부분 및 제2부분을 포함하는 이중 구조인 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1부분과 상기 제2부분 각각의 폭은 상기 제1 및 제3패턴 각각의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 제1부분의 폭과 제2부분의 폭은 서로 다른 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 액정층의 액정분자들은 상기 제2방향에 평행하게 초기 배열되는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.
   
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1방향은 상기 제1 및 제2기판의 장변에 대응하고, 상기 제2방향은 상기 제1 및 제2기판의 단변에 대응하는 것을 특징으로 하는 곡면 액정표시장치.

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