KR20170102346A - 만곡된 액정 디스플레이의 무라 완화를 위한 방법 - Google Patents

만곡된 액정 디스플레이의 무라 완화를 위한 방법 Download PDF

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레이몬드 게로에 그린
토모히로 이시카와
크리슈나 헤만스 베파콤마
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

이곳에 개시된 발명은 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법이며, 방법은 액정 디스플레이의 만곡된 유리 시트의 응력-지연을 결정하는 단계와, 액정 층의 적어도 하나의 층을 위한 변형된 프리-틸트 지연을 결정하는 단계, 그리고 액정 층의 프리-틸트 지연을 조절하는 단계로 구성된다. 만곡된 액정 디스플레이 장치의 빛 누출을 줄이는 방법이 또한 이곳에 개시되며 더불어 이러한 방법에 따라 제작된 만곡된 액정 디스플레이 장치가 개시된다.

Description

만곡된 액정 디스플레이의 무라 완화를 위한 방법
본 출원은, 35 U.S.C. 119 하에서, 2015년 1월 6일에 제출된 미국 가출원 번호 62/100,347의 우선권을 주장하며, 그 내용은 참조를 위해 본 명세서에 모두 포함된다.
본 발명은 일반적으로 만곡된(curved) 액정 디스플레이에 대한 것이며, 더욱 구체적으로는 만곡되고, 수직으로 정렬된 액정 디스플레이의 무라 완화(mura mitigation)를 위한 방법에 대한 것이다.
액상 디스플레이(LCD) 및 유기발광 다이오드(OLED) 디스플레이와 같은, 고성능 디스플레이 장치는 보통 휴대폰, 노트북, 타블렛, TV, 및 컴퓨터 모니터와 같은 다양한 전자기기에 사용된다. 현재 유통되는 디스플레이 장치는, 몇 가지 적용 예를 들어, 예컨대, 전자 회로 부품 또는 컬러 필터용 기판과 같은, 하나 이상의 고정밀 유리시트를 채용할 수 있다.
LCD는 현재 사용중인 가장 일반적인 유형의 평판 디스플레이 중 하나이며, 픽셀 전극 및 공통 전극과 같은 필드 생성 전극(field generating electrodes)과, 중간 액정 층이 제공된, 보통 두 개의 실질적으로 평평한 디스플레이 패널을 구비한다. LCD의 서브-픽셀 회로는 필드 발생 전극 전역에 상응하는 전압을 적용함으로써 액정 층을 통해 연장된 전기장(electric field)를 공급하고 이송한다. 이러한 전기장은 액정 층에서의 액정 분자의 방향을 결정하며 액정을 통해 지나가는 편향된 입사광의 위상 지연(지연, retardance)을 제어한다. 따라서, 전방 및 후방 편광판(polarizer) 외에, 비록 일부 LCD가 하나 이상의 편광판의 내부 표면에 적층된 추가적인 정적 보상 필름을 채용하여 시야각 성능을 개선할 수 있지만, 액정 층은 LCD의 유일한 다른 편광 변경 소자일 수 있다.
제작 중, LCD 유리 기판은 고유 응력(지연(retardance)) 비-균일성을 제한 또는 제거하기 위해 신중하게 제어될 수 있으며, 예컨대, 고유의 응력-지연은 지연의 작은 파동 이하로 제한될 수 있다. LCD 유리 기판의 응력-지연(stress-retardance)의 외적 요인은, 예컨대, 백라이트(back light)로부터의 비-균일 온도; 유리 프레임에 LCD 패널을 장착할 때 유리 상의 외력; 그리고, 특정 디자인을 위해 패널을 구부리는 것과 같이, 본래의 평평한 형태의 패널을 기하학적으로 비트는 것;을 포함할 수 있다. 이미지 뒤틀림을 제한하기 위해 LCD를 디자인하고 제작하는 동안 상기 응력-지연에 대한 외적 요인들을 관리하는 것이 중요할 수 있다.
LCD는 종종 텔레비젼 수신기의 디스플레이 장치로서 사용되며, 업계 경향은 집에서 더욱 영화관 같은 경험을 얻기 위해 디스플레이 크기를 증가시켜 왔다. 이러한 경향의 최근 발전은 종래의 평평한 패널 디자인보다 만곡된(curved) 형태를 LCD 디스플레이에 제공하는 것이다. 상기 형태는 디스플레이의 중앙으로부터 정면으로 보는 사람과 디스플레이의 좌측 또는 우측에서 보는 사람 사이에서 경험되는 시야의 차이를 완화할 수 있다. 만곡된 디스플레이 장치는 시야 차이를 보완하기 위해 오목 또는 볼록한 방식으로 디스플레이 패널을 구부려 형성될 수 있다. 디스플레이 장치는 수직 높이가 수평 너비보다 크고 모니터가 수직축을 중심으로 구부러진 인물화 타입일 수 있으며, 또는 수직 높이가 수평 너비보다 더 작고 모니터가 수평축을 중심으로 구부러진 풍경화 타입일 수 있다.
그러나, 전술한 것처럼, 디스플레이 장치 패널이 구부러지거나 만곡되면, 외적 요인에 의한 응력-지연이 일어날 수 있으며, 상당한 수준으로, 빛 누출(light leakage) 또는 "무라(mura)"는 사용자에게 시각적 아티팩트(a visible artifact)를 야기할 수 있다. 상기 구부러짐 또는 만곡은 LCD 기판 유리에 응력-지연을 야기할 수 있으며, LCD 기판의 복굴절(birefringence)이 액정과 광학적으로 연결되어 액정이 디스플레이 장치의 빛 누출을 유발하게 된다. 예를 들어, 검정색(그레이스케일 제로) 및 낮은 그레이스케일(grayscale)에서의 결점-수준의 불쾌한 빛 누출 영역은, 디스플레이의 코너 근처와 같이, 만곡된 LCD에 존재할 수 있다. 따라서, 구부러지거나 만곡된 디스플레이 표면의 빛 누출을 완화하거나 제거하기 위한 방법이 제공되는 것이 바람직하다. 다양한 실시예에서, 이곳에 개시된 방법은 만곡된, 다중-도메인(multi-domain)의, 수직 정렬(VA, vertically aligned) LCD에서 무라를 최소화하거나 막을 수 있다. 임의의 실시예에 따라, 이곳에 개시된 방법을 이용하여 만들어진 만곡된 VA LCD는 대비(contrast) 및 낮은 그레이스케일 이미지 품질의 관점에서의 우수한 성능과 및/또는 낮은 그레이스케일 균일성의 관점에서의 우수한 품질을 나타낼 수 있다.
본 발명은 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법에 대한 것이며, 방법은, 만곡된 디스플레이 조립체를 형성하기 위해, 제1 유리 시트와, 제2 유리 시트, 그리고 제1 및 제2 유리 시트 사이에 배치된 액정 층을 포함하는 디스플레이 조립체를 미리 정해진 축을 중심으로 구부리는 단계와; 상기 액정 층의 적어도 하나의 상응하는 구역에 대한 변경된 프리-틸트 지연(pre-tilt retardance)을 결정(산정)하는 단계; 그리고, 상기 변경된 프리-틸트 지연에 대해 액정 층의 적어도 하나의 상응하는 구역의 프리-틸트 지연을 조절하는 단계로 이루어진다.
본 발명은 또한 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법에 대한 것이며, 상기 방법은, 만곡된 테스트 유리 시트의 적어도 하나의 구역의 응력-지연을 결정하는 단계와; 액정 층의 적어도 하나의 상응하는 구역에 대한 변경된 프리-틸트 지연을 결정하는 단계; 변경된 프리-틸트 지연에 대해 적어도 하나의 상응하는 액정 층의 프리-틸트 지연을 조절하는 단계; 디스플레이 조립체를 형성하기 위해 제1 및 제2 유리 시트 사이에 배치된 액정 층과 제2 유리 시트의 제2 표면과 제1 유리 시트의 제1 표면을 부착하는 단계; 그리고 만곡된 액정 디스플레이 장치를 형성하기 위해 미리 정해진 축을 중심으로 디스플레이 조립체를 구부리는 단계로 이루어진다. 다양한 실시예에서, 테스트 유리 시트는 제1 및 제2 유리 시트와 실질적으로 동일한 특성(예, 치수, 굴곡 반경 및 축, 그리고 구성요소)을 갖는다.
또한, 이곳에 개시된 발명은 상기 방법에 따라 제작된 만곡된 액정 디스플레이 장치이다. 이곳에 개시된 또 다른 발명은 이곳에 개시된 하나 이상의 단계로 구성된 만곡된 액정 디스플레이 장치의 빛 누출을 줄이기 위한 방법에 대한 것이며, 상기 방법은 만곡된 액정 디스플레이 유리 시트 또는 테스트 유리시트의 적어도 하나의 구역의 응력-지연을 결정하는 단계와; 액정 층에 대한 변경된 프리-틸트 지연을 결정하는 단계; 그리고 변경된 프리-틸트 지연에 대해 액정 층의 적어도 하나의 구역의 프리-틸트된 지연을 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명에서 설명될 것이고, 부분적으로는 그 설명으로부터 당업자에게 쉽게 명백하며, 또는 다음의 자세한 설명과, 청구 범위 및 첨부 도면을 포함하여 본 명세서에 기재된 방법을 실시함으로써 인식될 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 본 발명의 다양한 실시 예를 제시하고 청구 범위의 특성 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 프레임워크를 제공하도록 의도된 것으로 이해된다. 첨부된 도면은 본 발명의 상세한 설명을 제공하기 위해 포함되며 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 개시의 다양한 실시예를 예시하고 설명과 함께 본 발명의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.
다음의 자세한 설명은 다음의 도면들과 함께 읽혀질 때 가장 잘 이해될 수 있으며, 같은 구조는 가능한 같은 참조 번호로 표시된다.
도 1은 실시예에 따른 만곡된 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 만곡된 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 3a 및 3b는 VA LCD의 작동 원리를 나타내는 개략적으로 나타낸다.
도 4는 수평축을 따른 곡률 반경을 가진 유리의 만곡된 조각의 지연 방향을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 예시의 액정 층을 위한 프리-틸트 방향을 개략적으로 나타낸다.
도 6은 측정된 만곡된 유리와 +45°VA 액정 프리-틸트 방향으로의 투과를 나타낸다.
도 7은 측정된 만곡된 유리와 -45°VA 액정 프리-틸트 방향으로의 투과를 나타낸다.
도 8은 측정된 만곡된 유리와 국부적으로 같은 양의 +45°및 -45°VA 액정 프리-틸트 방향으로의 투과를 나타낸다.
이곳에 개시된 발명은 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법과 만곡된 액정 디스플레이 장치의 빛 누출을 줄이기 위한 방법이다. 액정 디스플레이 장치의 만곡된 유리 시트의 하나 이상의 영역에서의 응력-지연 및/또는 방향을 측정 또는 계산함으로써(예, 유한요소법을 이용하여), 일부 실시예에서, 만곡된 디스플레이 장치의 빛 누출(무라(mura))을 줄이거나 제거할 수 있는 장치의 액정 층의 상응하는 구역에 대한 변경된 프리-틸트 각도 및/또는 방향을 이곳에 개시된 방법을 이용하여 계산할 수 있다. 다양한 실시예에서, 액정 층의 변경된 프리-틸트 지연은 디스플레이 장치의 하나 이상의 구역의 유리 굴곡으로 야기된 응력-저항에 대응하여, 상기 구역에서의 빛 누출을 줄이거나 제거하기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 액정 프리-틸트 각도 및 방향을 변화시킴으로써, 낮은 그레이스케일에서 액정의 잔여 지연은, 상기와 같은 변경 없이, 허용할 수 없는 빛 누출이 있는 상기 구역의 만곡된 유리 기판으로부터의 응력-지연을 실질적으로 무효화할 수 있다. 이러한 방법에 따라 생산된 LCD는 멀티-도메인 수직-정렬(MVA) LCD와 같이, 또한 이곳에 개시된다.
지연(Retardance)은 방향(지향)과 크기 모두를 갖는다. 따라서, 이곳에 사용된 것처럼, "응력-지연"은 유리 시트 지연의 크기 및/또는 방향 모두를 포함하는 것이다. 마찬가지로, "프리-틸트 지연"은 액정 지연의 크기와 방향 모두를 아우르기 위한 것이다. 프리-틸트 각도는 다음의 식을 이용하여 프리-틸트 지연 크기로부터 계산될 수 있다:
Figure pct00001
,
여기서,
Figure pct00002
이며, ne 는 특별 값이며 no 는 액정의 통상적인 굴절률이다.
다음 용어들 "패널(panel)", "시트(sheet)", "기판", "장치" 및 이들 용어의 변형은 본 명세서에서 교체 가능하게 사용될 수 있으며 상기 사용은 이곳에 첨부된 청구항의 범위를 제한하지 않아야 한다는 것을 알아야 한다. 다음 용어 "구부러진(bent)", "만곡된(curved)"과 이들의 변형은 본 명세서에서 교체 가능하게 사용되며 상기 사용은 이곳에 첨부된 청구항의 범위를 제한하지 않아야 한다는 것을 또한 알아야 한다.
본 발명의 실시예는 도 1 - 2를 참고로 설명될 것이며, 이는 예시의 만곡된 디스플레이 장치를 나타낸다. 도 1은 만곡된 디스플레이 장치의 사시도이며, 도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 잘라낸 도 1의 만곡된 디스플레이 장치의 단면이다. 도 1 - 2를 참고하여, 일부 실시예에 따른 만곡된 디스플레이 장치는 제1 기판(110)과 제1 기판(110)을 향해있는 이격된 제2 기판(120)을 포함하는 디스플레이 유닛(100)과 제1 및 제2 기판(110, 120) 사이에 위치한 액정 층(130)을 포함할 수 있다.
에지 링잉 밀봉제(140, edge ringing sealant)는 디스플레이 유닛(100, display unit)의 내부의 액정 물질을 밀봉하기 위해 제1 및 제2 기판(110, 120)의 가장자리를 따라 제공될 수 있다. 제1 및 제2 기판(110, 120)은 밀봉재(140)에 의해 서로 접착되어 기판(110, 120) 사이의 액정 층(130)을 포함하는 빈 부분을 형성할 수 있다. 예시의 만곡된 디스플레이 장치는 또한 미리 정해진 곡률 축에 대해 미리 정해진 곡률을 갖기 위해, 기판(110, 120)의 형태를 고정하도록 구성된 하나 이상의 고정 부재(미도시)를 구비할 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉재(140)의 단면의 폭은 약 2mm 이하일 수 있다.
도 1-2에 도시된 것처럼, 만곡된 디스플레이 장치(100)의 제1 및 제2 기판(110, 120)은 공통 중심 수직 또는 수평축에 대해 미리 정해진 굴곡을 갖도록 구부러지거나 만곡될 수 있다. 이러한 굴곡은 단순한 단일 반경이거나 다중 반경을 가진 복잡한 형상일 수 있다. 일부 실시예에서, 디스플레이의 사용자는 수평 방향(관찰자의 좌측 및 우측 방향)의 오목하게 만곡된 부분을 향할 수 있다. 더욱 구체적으로, 사용자는 제2 기판(120)의 측면으로부터 디스플레이 장치를 향해 있는다. 제1 기판(110)과 제2 기판(120)은 또한 공통 중심 지점 또는 중심축을 공유하는 각각의 미리 정해진 곡률 반경을 갖도록 구부러질 수 있다. 도시된, 비-제한적인 실시예에서, 수평 방향의 곡률 반경의 중심은 도 2의 제2 기판(120) 아래에 위치하며, 즉, 사용자가 디스플레이의 이미지를 관찰하도록 위치하는, 측면에 위치한다.
제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 주입된 예시의 액정 층(130)은 TN(트위스트 네마틱(twisted nematic)) 모드, VA(수직 정렬(vertically aligned)) 모드, IPS(평면 정렬 스위칭(in plane switching)) 모드, BP(청색 상(blue phase)) 모드, FFS(프린지 필드 스위칭(Fringe Field Switching)) 모드, 및 ADS(어드벤스드 수퍼 디멘션 스위치(Advanced Super Dimension Switch)) 모드, 등과 같은, 당업계에 공지된 액정 물질 중 어떤 하나 또는 모든 유형을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 액정 층(130)은 수직 정렬(VA) 액정 물질일 수 있다. 게다가, 도면엔 도시되지 않았지만, 초기 액정 정렬 층은 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 중 적어도 하나에 포함될 수 있다. 또한, 정렬 층은 전기장이 없는 경우 액정 분자가 초기 정렬(예, 경사 및 지향)을 얻도록 미리 정해진 방향으로 발라지거나 광학적으로 정렬될 수 있다. 대안으로, 액정 층(130)과 정렬 층 중 적어도 하나는 광중합 가능한 물질(photopolymerizable material)을 포함할 수 있다.
전술한 것처럼, 디스플레이 장치 패널이 구부러지거나 만곡된 경우, 디스플레이 장치로부터의 빛 누출은 사용자에게 시각적 아티팩트(artifact)를 초래할 수 있다. 유리의 굴곡은 복굴절이 액정과 광학적으로 연결된 LCD 기판 유리의 응력 지연을 야기할 수 있으며, 많은 실시예에서, VA 모드와 같은 빛 누출을 야기할 수 있다. 도 3은 평평한 기판을 가진 VA LCD의 작동 원리를 보여주는 개략도이다. 도 3을 참고하면, 후방 및 전방 편광판(150, 160)은 수직 방향으로 투과 축을 갖는다. 제1 및 제2 기판(110, 120) 사이의 액정 층(130)의 액정 분자(170)는 전기장이 적용되지 않은 경우(OFF 위치), 기판(수직 정렬)에 대해 직각으로 정렬될 수 있다.
VA 또는 MVA에 대해, 전압이 적용되지 않은 경우, 백라이트 유닛(180)으로부터의 빛(L)은 후방 편광판(150)을 통해 지나가고 이후 편광의 변화 없이 액정 층을 통과하며, 따라서 전방 편광판(160)에 의해 차단되고, 이는 후방 편광판(150)에 대해 90도(°)로 지향된다. 전압이 적용된 경우(ON 위치), 제1 및 제2 기판(110, 120)의 전극은 기판과 평행한 전기장을 생성한다. 전기장의 강도에 따라서, 편광판에 대해 45도로 지향될 수 있는, 액정 분자(170)는 경사진 위치로 회전하고 빛(L)의 편광을 변화시킬 수 있으며, 이로 인해 편광판(160)을 통해 빛이 통과하게 한다. 도 3은 ON 위치에서 완전히 수평 위치인 액정 분자(170)를 나타내지만, 이는 다양한 기울임 각도가 가능하며 본 발명의 범위 내에 있다는 것을 이해해야 한다.
도 3에 도시된 것처럼, OFF 위치에 있는, 종래의 (평평한) VA LCD 구조에서, 빛은 전방 편광판과 LCD에 의해 차단되고 이론적으로 검정색 이미지를 표시한다. 그러나, 만곡된 기판이 사용된 경우, 곡률을 가진 유리 부분은 빛 누출이 생기기 쉬울 수 있으며, 사용자에 의해 흐리게 또는 색상 왜곡으로 감지될 수 있다. 예를 들어, 만곡된 유리 기판은 예컨대, 코너 근처 구역에서, 상당한 ±45°지향 응력-지연(상 지연)을 가질 수 있다. 도 4는 1300mm와 거의 같은 곡률 반경으로 0.5mm의 두께의 테스트 유리 시트(~160 mm x 200 mm)의 측정된 지연 방향을 나타낸다. 원형 구역 A-D는 일반적으로 ±45°지향 응력-지연이 유리 시트에 존재할 수 있는 영역을 나타낸다. 0°/90°응력-지연이 0°/90°교차된 전방 및 후방 편광판에 의해 제거될 수 있지만, ±45°지향 응력-지연은 코너에서 빛 누출(무라)을 야기할 수 있다.
종래의 VA LCD에서, 각각의 서브-픽셀은 보는 방향으로 액정이 평균적으로 지향되도록 다양한 프리-틸트 방향으로 다수의 다양한 도메인을 가질 수 있다. 예컨대, 원하는 각도로 접경 액정 분자를 정렬시키도록 제1 및 제2 기판의 내부 표면을 정렬 층으로 처리함으로써 액정 분자의 프리-틸트 정렬이 달성될 수 있다. 예를 들어, 도 5는 예시의 액정 층에 대해 프리-틸트 방향을 보여주는 일반적인 개략도이다. 기판(S)의 내부 표면(예, 제1 및/또는 제2 기판)은 폴리머(P)로 코팅되고 원하는 방향(R)으로 발라질 수 있으며, 액정 분자(LC)가 셀을 채우며, 분자는 그 자체가 발라지는 방향을 따라 정렬된다. 결과적인 액정 분자의 기울기, θp는 프리-틸트 각도로서 나타낸다. 적합한 정렬 층은 예컨대, 폴리이미드(polyimide)와 같은 중합체를 포함할 수 있다.
출원인은 만곡된 유리의 응력-지연(또는 위상 지연)이 상대적인 방향과 크기에 따라 첨가제 및/또는 감산 법으로 액정의 프리-틸트 지연과 조합될 수 있다는 것을 발견했다. 따라서 출원인은 만곡된 유리의 지연 방향과 거의 90도가 되도록 액정의 프리-틸트 방향을 지향시키고 및/또는 만곡된 유리의 것과 거의 일치하는 지연 크기를 주도록 액정 프리-틸트 각도를 조절함으로써 만곡된 VA LCD의 빛 누출 또는 무라가 완화 또는 제거될 수 있다고 제안한다. 실제로, 수평 및 수직 편광판을 가진 VA 및 MVA LCD는 만곡된 유리 응력-지연이 거의 ±45°인 영역의 불쾌한 빛 누출을 경험할 수 있다. 이론에 구속되지 않고, 액정 프리-틸트 지연이 만곡된 유리 구역의 응력에 의해 야기된 지연을 상쇄하는 방식으로 프리-틸트 방향과 크기가 변화될 수 있다고 여겨진다.
만곡된 유리의 응력-지연 방향은 센티미터 정도로 변화할 수 있지만, 액정 패널의 프리-틸트 방향은 수십 미크론 정도로 변화될 수 있다. 보통의 경우, 관찰되는 것은 각각의 서브-픽셀의 ±45°프리-틸트 방향 도메인에 대해 평균화된 국부적인 ±45°만곡된 유리 응력-지연 방향의 복합적인 효과일 수 있다. 이러한 효과는 3개의 상이한 연구 케이스로 분리될 수 있다.
케이스 1:± 45°코너 응력-지연의 ± 45°방향으로의 ± 45°프리 - 틸트 LC 방향
유리 지연이 없는 이상적인 VA LC에 대해 대비(contrast) 5000 검정색 상태를 제공하는 ±45°방향 프리-틸트 지연(라디안(redians))에 대한 투과 방정식을 풀면 1.621°의 프리-틸트 지연 크기가 된다. 따라서, ±45°프리-틸트에 대한 뮬러 행렬(Mueller matrix) 검정 상태 VA LC는 다음과 같다:
Figure pct00003
투과 무라 이미지(transmission mura image)는 도 6의 이미지를 생성하도록 +45°프리-틸트에 대해 검정 상태 VA LC를 가진 0.5mm 두께의 만곡된 유리를 위한 측정된 지연 데이터를 이용하여 하기 뮬러 행렬 투과 방정식로 생성되었다.
Figure pct00004
도 6에서 볼 수 있는 것처럼, 만곡된 유리 응력-지연의 -45°에 상응하는 코너의 무라는 거의 또는 전혀 없지만, 만곡된 유리 응력-지연의 +45°방향의 코너(일반적으로 원 구역 B, C로 표시된)에는 무라가 있다. +45°프리-틸트 방향과 -45°만곡된 유리 응력-지연 방향에 대한 투과 모델을 단순화함으로써, 다음의 공식을 얻을 수 있다:
Figure pct00005
상기 케이스에 대해, 상호 작용 항은 마이너스(-)이며, 예컨대, 유리 및 프리-틸트 지연으로부터의 줄어든 빛 누출을 나타낸다. 제로 무라(zero mura) 조건에 대해 풀어보면, 다음의 공식이 얻어질 수 있다:
만곡된유리지연Nm = (5/18)*π*VA프리틸트각도, (CurvedGlassRetNm = (5/18)*Pi*VApretiltDeg)
유사하게, +45°프리-틸트 방향과 -45°만곡된 유리 응력-지연 방향에 대해 투과 모델을 단순화하면, 다음의 공식이 얻어질 수 있다:
Figure pct00006
상기 케이스에서, 상호 작용 항은 플러스(+)이며, 예컨대, 유리 및 프리-틸트 지연으로부터의 빛 누출이 덧셈으로 나타낸다(합쳐진 빛 누출은 어느 구성요소보다 더 크다).
케이스 2: - 45°프리 - 틸트 LC 방향과 코너 응력-지연의 ± 45°방향
상기 케이스 1과 유사하게, 투과 식은 -45°방향(LC 프리-틸트 방향
Figure pct00007
라디안)에 대해 풀린다. 다시, 유리 지연이 없는 이상적인 VA LC에 대한 대비 50000 검정 상태는 1.621°의 프리-틸트 지연 크기를 준다. -45°프리-틸트에 대한 뮬러 행렬 검정 상태 VA LC는 다음과 같다:
Figure pct00008
투과 무라 이미지는 도 7의 이미지를 생성하기 위해 -45°프리-틸트에 대한 검정 상태 VA LC를 가진 0.5mm 두께의 만곡된 유리를 위한 측정된 지연 데이터를 이용하여 뮬러 행렬 투과 식으로 생성된다. 도 7에서 볼 수 있는 것처럼, 만곡된 유리 응력-지연의 +45°에 상응하는 코너의 무라는 거의 또는 전혀 없지만, 만곡된 유리 응력-지연의 -45°방향의 코너(일반적으로 원 구역 A, D로 표시된)에는 무라가 있다. -45°프리-틸트 방향과 +45°만곡된 유리 응력-지연 방향에 대한 투과 모델을 단순화함으로써, 다음의 공식을 얻을 수 있다:
Figure pct00009
상기 케이스에 대해, 상호 작용 항은 마이너스(-)이며, 예컨대, 유리 및 프리-틸트 지연으로부터의 줄어든 빛 누출을 나타낸다. 유사하게, -45°프리-틸트 방향과 -45°만곡된 유리 응력-지연 방향에 대한 투과 모델을 단순화함으로써, 다음의 식이 얻어질 수 있다:
Figure pct00010
상기 케이스에서, 상호 작용 항은 플러스이며, 예컨대, 유리 및 프리-틸트 지연으로부터의 빛 누출이 덧셈으로 나타낸다(합쳐진 빛 누출은 어느 구성요소보다 더 크다).
케이스 3: ± 45°프리 - 틸트 LC 방향과 코너 응력-지연의 ± 45°방향
"실제"에서, 예컨대, 상업적인, VA LCD에서, 각각의 픽셀은 모든 프리-틸트 방향의 같은 수의 LC 도메인을 갖는다. 따라서, 이미지는 같은 국부적으로 만곡된 유리 응력-지연 방향에서 작용하는 +45°및 -45°LC 프리-틸트 도메인 모두의 국부적인 평균을 기반으로 생성된다.
투과 무라 이미지는 도 8의 이미지를 생성하기 위해 +45° 및 -45°프리-틸트 방향(각각 50% 기여도를 가정한 가중 평균)에 대해 검정 상태 VA LC를 가진 0.5mm 두께의 만곡된 유리를 위한 측정된 지연 데이터를 이용하여 뮬러 행렬 투과 식으로 생성된다. 도 8에서 볼 수 있는 것처럼, 4개의 코너 모두에(일반적으로 원형 영역 A-D로 나타낸다) 무라가 있으며 원으로 나타낸다. ±45°프리-틸트 방향과 +45°또는 -45°만곡된 유리 응력-지연 방향에 대한 투과 모델을 단순화하면, 다음의 공식이 얻어질 수 있다:
Figure pct00011
상호 작용 항은 모든 케이스에서 삭제되며, 따라서 만곡된 유리 응력-지연 방향에 대해 같은 결과를 준다.
상기의 빛에서, 출원인은 만곡된 유리 응력-지연에 상응하는 도메인의 LC 프리-틸트 방향의 각도와 크기를 조절함으로써 만곡된 LCD의 무라를 줄이거나 제거하기 위한 방법을 개발하였다. 앞서 나타난 것처럼, 그 결과로 생긴 투과(빛 누출)는 증가(플러스(+) 상호 작용 항), 완화(마이너스(-)의 상호 작용 항) 또는 각 성분(LC 및 유리)으로부터의 개별적인 빛 누출의 독립적인 합일 수 있다. 어떤 실시예에서, LC 프리-틸트 방향은 원치않는 빛 누출이 완화 또는 제거되도록 만곡된 유리 응력-지연을 상쇄 또는 균형을 맞추기 위해 변경될 수 있다.
비-제한적인 예시의 방식을 통해, 변경된 프리-틸트 지연 크기(및, 이에 따른 변경된 프리-틸트 각도)는 유리의 만곡된 영역의 응력-지연으로 인해 빛 누출을 상쇄하기 위해 계산될 수 있다. 변경된 프리-틸트 각도는 만곡된 LCD 또는 테스트 만곡된 유리 시트의 유리 시트에 대해 취해진 응력-지연 측정 크기를 기반으로 계산될 수 있다. 예를 들어, 만곡된 LCD에 사용된 유리 시트와 실질적으로 유사하거나 동일한 특성을 가진 테스트 유리 시트는 만곡된 LCD(도 4 참고)의 원하는 곡률과 실질적으로 유사하거나 또는 같은 곡률을 얻도록 형성될 수 있다. 응력-지연은 만곡된 LCD 또는 테스트 유리 시트의 하나 이상의 구역에서, 예컨대, 코너 구역에서, 측정될 수 있으며, 중심 및 둘레 구역과 같은 다른 구역도 또한 측정될 수 있다.
이곳에 개시된 공식과 방법을 이용하여, 액정 층의 상응하는 구역에 대한 변경된 프리-틸트 지연이 계산될 수 있다. 따라서, 액정 층의 적어도 하나의 구역, 예컨대, 액정 층의 적어도 하나의 도메인은 계산된 변경 프리-틸트 지연을 얻기 위해 조절될 수 있다. 비-제한적인 실시예에서, 이곳에 개시된 관계 및 모델은 감소된 무라 및/또는 우수한 대비(contrast), 낮은 그레이스케일 이미지 품질 및/또는 낮은 그레이스케일 균일성을 갖는 디스플레이를 생성하기 위해 만곡된 LCD의 설계, 가공 및/또는 제작 중에 적용될 수 있다.
이곳에 개시된 실시에가 VA LCD에서의 빛 누출을 완화하거나 제거하는 방법을 설명하였지만, 청구범위는 이에 제한되지 않아야 한다. 예를 들어, 추가적인 방법이 다양한 모드로 작동하는 LCD의 하나 이상의 유리시트 또는 유리 패널을 이용하는 것과, 다양한 특성을 가진 또는, 단독으로 또는 이곳에 개시된 실시예와 조합된 다양한 디스플레이 유닛을 포함할 수 있다.
이곳에 개시된 유리 패널, 시트 또는 기판은 LCD와 같은 백라이트 디스플레이에 사용되기 위해 당업계에 알려진 어떤 유리도 포함될 수 있으며, 이에 제한되지 않지만, 소다석회 규산염, 알루미노 규산염(aluminosilicate), 알칼리-알루미노 규산염(alkali-aluminosilicate), 붕규산염(borosilicate), 알칼리 붕규산염, 알루미노 붕규산염, 알칼리-알루미노 붕규산염, 및 다른 적합한 유리를 포함한다. 유리 기판은, 다양한 실시예에서, 화학적으로 강화되고 및/또는 열적으로 템퍼링 될 수 있다. 적합한 상업적으로 이용가능한 기판의 비-제한적 예시는 코닝 인코퍼레이티드의 이글 엑스지(EAGLE XG®), 로터스(LotusTM), 윌로우(Willow®), 및 고릴라(Gorilla®) 유리 등을 포함한다. 상기 화학적으로 강화된 유리는, 예를 들어, 미국 특허 7,666,511, 4,483,700, 및 5,674,790에 따라 제공될 수 있으며, 이는 그 전체가 참고로서 본원에 포함된다.
비-제한적인 실시예에서, 유리 시트, 패널 또는 기판은 약 3 mm 또는 그 이상, 예컨대, 약 0.1mm에서 약 2 mm, 약 0.3 mm에서 약 1.5 mm, 약 0.5 mm에서 약 1.1mm, 또는 약 0.7 mm에서 약 1 mm 범위의 두께, 그리고 그 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 두께를 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 유리 기판은 그 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하여, 0.2 mm 또는 0.1 mm와 같이, 0.3 mm 또는 그 이하의 두께를 가질 수 있다. 어떤 비-제한적 실시예에서, 유리 기판은 그 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하여, 약 0.5 mm에서 약 1 mm와 같이, 약 0.3 mm에서 약 1.5 mm 범위의 두께를 가질 수 있다.
유리 시트, 패널 또는 기판은 LCD에 사용되기 적합한 형태 및/또는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 유리 기판은 사각형, 정사각형, 원, 또는 어떤 다른 적합한 형상의 유리 시트일 수 있다. 유리 기판은, 다양한 실시예에서, 투명하거나 실질적으로 투명할 수 있다. 이곳에 사용된 것처럼, "투명한"이란 용어는 유리 기판이 거의 1mm의 두께로, 스펙트럼(420-700 nm)의 가시 구역에서의 약 80% 이상의 투과성을 갖는다는 것을 나타내는 것이다. 예를 들어, 예시의 투명 유리 기판은, 그 사이의 모든 범위와 하위 범위를 포함하여, 가시 광성 범위에서의 약 85%의 투과도, 약 90% 이상, 또는 약 95% 이상의 투과도를 가질 수 있다. 어떤 실시예에서, 예시의 유리 기판은 자외선(UV) 구역(200-410nm)에서, 그 사이의 모든 범위와 하위 범위를 포함하여, 약 50% 이상의 투과도, 약 55% 이상, 약 60% 이상, 약 65% 이상, 약 70% 이상, 약 75% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 또는 약 99% 이상의 투과도를 가질 수 있다.
다양한 개시된 실시예는 특정 실시예와 관련하여 기술된 특정 특징, 구성요소 또는 단계를 포함할 수 있음을 알 것이다. 하나의 특정 실시예와 관련하여 기술되었지만, 특정한 특징, 구성요소 내지 단계는 다양한 도시되지 않은 조합 또는 순열에서 대체 실시예로 교체되거나 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본원에 사용된 바와 같이, "the", "a" 또는 "an"이라는 용어는 "적어도 하나"를 의미하고, 명시적으로 반대되는 경우를 제외하고는 "단지 하나"로 제한되지 않아야 함을 이해해야 한다. 따라서, 예를 들어, "구성 요소"에 대한 언급은 문맥이 다른 것을 명백하게 나타내지 않는 한 2개 이상의 그러한 구성 요소를 갖는 예를 포함한다.
범위는 본 명세서에서 "약" 하나의 특정 값 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 상기 범위로 표현될 때, 예시는 하나의 특정 값 및/또는 다른 특정 값을 포함한다. 유사하게, 값이 근사치로 표현될 때, "약" 이라는 전제를 사용하면 특정 값이 또 다른 측면을 형성한다는 것을 알 수 있다. 범위 각각의 종점은 다른 종점과 관련하여, 그리고 다른 종점과는 독립적으로 중요하다는 것이 더 이해 될 것이다.
본 명세서에 사용된 용어 "실질적", "실질적으로" 및 이들의 변형은 설명된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 거의 동일하다는 것을 나타내기 위한 것이다. 또한, "실질적으로 유사한"은 2개의 값이 동일하거나 거의 동일함을 나타내려는 것이다. 일부 실시예에서, "실질적으로 유사한"은 서로 약 5% 이내 또는 서로 약 2% 이내와 같이 서로 약 10% 이내의 값을 나타낼 수 있다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에 기재된 임의의 방법은 그 단계가 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되어서는 안된다. 따라서, 방법 청구 범위가 실제로 그 단계들에 뒤따라야 할 순서를 제시하지 않거나 또는 단계들이 특정 순서로 제한되어야 한다는 것이 청구 범위 또는 설명에 달리 명시되지 않는 경우, 어떤 특정한 순서가 유추되는 것으로 의도되지 않는다.
특정 실시예의 다양한 특징, 구성요소 또는 단계가 과도적인 표현 "포함하다"를 사용하여 개시될 수 있지만, "구성되는" 또는 "본질적으로 구성되는"이라는 과도적인 표현을 사용하여 기술될 수 있는 것을 포함하여, 대안 실시예는 함축되어있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, A + B + C를 포함하는 방법에 대한 함축된 대안 실시예는 방법이 A + B + C로 구성되는 실시예와 방법이 본질적으로 A + B + C로 구성되는 실시예를 포함한다.
본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으며 본 발명에 대한 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 발명 내용의 사상 및 내용을 포함하는 개시된 실시예의 수정 조합, 부분 조합 및 변형이 당업자에게 발생할 수 있으므로, 본 발명은 첨부된 청구항 및 그 등가물의 범위 내에 있는 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법으로서,
    (a) 만곡된 디스플레이 조립체를 형성하기 위해 제1 유리 시트와, 제2 유리 시트, 그리고 제1 및 제2 유리 시트 사이에 배치된 액정 층을 포함하는 디스플레이 조립체를 미리 정해진 축을 중심으로 구부리는 단계;
    (b) 상기 제1 또는 제2 유리 시트의 적어도 하나의 구역의 응력-지연(stress-retardance)을 결정하는 단계;
    (c) 상기 제1 또는 제2 유리 시트 구역에 상응하는 액정 층의 적어도 하나의 구역에 대해 변경된 프리-틸트(pre-tilt) 지연을 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 변경된 프리-틸트 지연에 대해 액정 층의 적어도 하나의 구역의 프리-틸트 지연을 조절하는 단계;를 포함하는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 유리 시트는 박막 트렌지스터 배열을 포함하며 상기 제2 유리 시트는 컬러 필터 배열을 포함하는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 미리 정해진 축은 중심의 종방향 축, 중심의 수평 축, 또는 중심 종방향 축 및 중심 수평 축 모두일 수 있는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 응력-지연은 제1 유리 시트, 제2 유리 시트, 또는 제1 및 제2 유리 시트의 하나 이상의 코너(corner) 구역에 대해서 결정되는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 결정된 응력-지연은 ±45°의 방향을 갖는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 변경된 프리-틸트 지연은 다음 공식:
    "만곡된 유리 지연Nm = (5/18)*π*VA프리틸트각도"
    (CurvedGlassRetNm = (5/18)*Pi*VApretiltDeg),
    을 이용하여 결정되는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 액정 층의 적어도 하나의 코너 구역에서의 적어도 하나의 도메인의 프리-틸트 지연은 조절되는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리-틸트 지연을 조절하는 단계는 액정 층 구역의 방향, 프리-틸트 각도, 또는 방향 및 프리-틸트 각도를 조절하는 단계를 포함하는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따라 제작된, 만곡된 액정 디스플레이 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 만곡된 액정 디스플레이 장치는 수직 정렬된 모드에 있는, 만곡된 액정 디스플레이 장치.
  11. 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법으로서,
    (a) 만곡된 테스트(test) 유리 시트의 적어도 한 구역의 응력-지연을 결정하는 단계;
    (b) 액정 층의 적어도 하나의 상응하는 구역에 대해 변경된 프리-틸트 각도를 결정하는 단계;
    (c) 적어도 하나의 상응하는 액정 층 구역의 프리-틸트 지연을 변경된 프리-틸트 지연에 대해 조절하는 단계;
    (d) 상기 유리 시트의 제1 표면을 제1 및 제2 유리 시트 사이에 디스플레이 조립체를 형성하도록 배치된 액정 층과 함께 제2 유리 시트의 제2 표면에 부착시키는 단계; 및
    (e) 만곡된 액정 디스플레이 장치를 형성하기 위해 미리 정해진 축을 중심으로 디스플레이 조립체를 구부리는 단계를 포함하되,
    상기 테스트 유리 시트의 치수, 축 및 곡률 반경, 그리고 구성요소가 상기 제1 및 제2 유리 시트의 치수, 축 및 곡률 반경, 그리고 구성요소와 실질적으로 동일한, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 응력-지연은 만곡된 테스트 유리 시트의 적어도 하나의 코너에 대해 결정되는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 변경된 프리-틸트 지연은 다음 공식:
    "만곡된유리 지연 Nm = (5/18)*π*VA프리틸트 각도"
    (CurvedGlassRetNm = (5/18)*Pi*VApretiltDeg),
    을 이용하여 결정되는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 상응하는 액정 층 구역의 프리-틸트 지연을 조절하는 단계는 제1 또는 제2 표면에 대해 정렬 층을 적용하고 변경된 프리-틸트 각도로 액정 층을 정렬하기 위해 미리 정해진 방향으로 상기 정렬 층을 선택적으로 문지르는 단계를 포함하는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 정렬 층은 폴리이미드(polyimide)를 포함하는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 만곡된 액정 디스플레이 장치는 수직 정렬된 모드로 있는, 만곡된 액정 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  17. 만곡된 액정 디스플레이 장치의 빛 누출을 완화시키는 방법으로서,
    (a) 만곡된 디스플레이 장치의 유리 시트의 적어도 하나의 구역의 응력-지연을 결정하는 단계;
    (b) 만곡된 디스플레이 장치의 액정 층의 적어도 하나의 상응하는 구역에 대해 변경된 프리-틸트 지연을 계산하는 단계; 및
    (c) 상기 변경된 프리-틸트 지연에 대해 액정 층의 적어도 하나의 상응하는 구역의 프리-틸트 지연을 조절하는 단계를 포함하는, 만곡된 액정 디스플레이 장치의 빛 누출을 완화시키는 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 프리-틸트 지연을 조절하는 단계는 액정 층 구역의 방향, 프리-틸트 각도, 또는 방향 및 프리-틸트 각도를 조절하는 단계를 포함하는, 만곡된 액정 디스플레이 장치의 빛 누출을 완화시키는 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    유리 시트의 제1 표면을 제1 및 제2 유리 시트 사이에 배치된 액정 층과 함께 제2 유리 시트의 제2 표면에 부착시킴으로써 디스플레이 조립체를 제작하는 단계를 추가로 포함하는, 만곡된 액정 디스플레이 장치의 빛 누출을 완화시키는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    만곡된 액정 디스플레이 장치를 형성하기 위해 미리 정해진 축을 중심으로 디스플레이 조립체를 구부리는 단계를 추가로 포함하는, 만곡된 액정 디스플레이 장치의 빛 누출을 완화시키는 방법.
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