KR100291914B1 - 능동 발광형 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

목적 : 능동 발광형 액정표시소자에 관한 것으로서, 특히 서브 블루광 영역의 광원에 대하여 높은 투과율을 갖는 편광자를 이용하여 고휘도의 화상을 실현할 수 있도록 한다.

구성 : 백라이트(2)와 액정층(6)의 사이에 콜레스테릭 편광자(4)를 설치한 것으로, 분자 배열이 나선의 형태로 꼬여진 콜레스테릭 필름(20)을 이용하여 상기 나선 방향과 반대로 된 백라이트의 원편광의 빛의 빛은 그대로 투과되게 하고, 상기 나선과 같은 방향의 원편광의 빛은 반사되도록 한 것이며, 상기 반사광이 일방향 반사막(22)에 의해 되반사되어 상기 나선과 반대 방향의 원편광의 빛으로 변환되게 하므로 상기 콜레스테릭 필름으로 투과되게 한 것이고, 상기 콜레스테릭 필름을 투과한 원편광의 빛이 λ/4판(24)에 의해 선편광으로 바뀌어 액정층으로 입사되게 한 구성으로 이루어진다.

효과 : 상기한 콜레스테릭 편광자는 선택 반사특성을 이용하여 백라이트로부터 조사된 서브 블루광 영역의 모든 방향의 원편광의 빛을 액정층으로 입사되게 하는 것이며, 그로 인하여 액정층을 거쳐 형광체에 조사되는 광량이 증가되므로 고화질의 화상을 구현할 수 있다.

Description

능동 발광형 액정표시소자

본 발명은 능동 발광형 액정표시소자에 관한 것으로서, 특히 서브 블루(sub-blue)광 영역의 광원을 편광시켜 액정층으로 투사되게 함에 있어 상기 광원으로부터 조사된 빛을 전부 액정층으로 전달되게 하므로, 디스플레이의 휘도를 향상시킬 수 있도록 한 능동 발광형 액정표시소자에 관한 것이다.

능동 발광형 액정표시소자는 백라이트에서 조사된 빛이 편광자를 거쳐 액정층으로 통과되게 하고, 상기 액정층은 배향성을 이용하여 백라이트의 빛을 통과시키거나 통과되지 않게 스위칭하여 주는 작용을 함으로써, 상기 백라이트의 빛이 정해진 표시 형태를 이루게 하는 것이며, 이렇게 액정층을 통과한 백라이트의 빛은 다시 검광자를 거쳐 대응되는 형광체에 조사됨에 따라 화상을 구현하는 구성으로 되어 있다.

이와 같은 구조를 가지는 능동 발광형 액정표시소자에서 백라이트는 394nm를 주 피크로 하고 370∼420nm의 파장 영역을 갖는 서브 블루 광을 사용하게 되는 바, 그 광에 의해 형광체가 여기 발광되어야 하므로 여기에 적용될 수 있는 형광체는 상당한 정도의 고휘도를 갖는 것이어야 한다.

이와 같은 백라이트 광을 편광시켜 액정층으로 조사되게 하는 것으로, 지금까지 알려진 편광자는 수용성 고분자인 폴리비닐알코올(PVA) 베이스 필름에 편광 요소로 염료나 요오드 물질(iodine)을 흡착시켜 형성한 일반적인 액정표시소자용 디크로릭(dichroic) 편광자를 사용하고 있다.

그러나 종래의 디크로릭 편광자는 백라이트 광에 대한 투과율 특성이 낮아 액정층을 투과하여 전면의 형광막을 여기시키는 광량이 불충분하고, 그에 따르는 디스플레이의 휘도가 저하되는 문제점이 있다. 특히, 종래의 편광자는 능동 발광형 액정표시소자에 사용되는 서브 블루광 영역에 대하여 그 투과율이 가시광에서 보다도 떨어지는 문제점이 있었다.

종래 기술에서 설명된 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 상기 파장 영역의 서브 블루 광에 대하여 높은 투과율을 갖는 편광자를 이용하여 휘도가 향상된 고화질의 화상을 구현할 수 있도록 한 능동 발광형 액정표시소자를 제공함에 그 목적을 두고 있다.

상기 목적을 구현하기 위한 수단으로 본 발명은 백라이트에서 조사된 광을 액정층의 스위칭 작용에 의해 소망의 형광체로 조사하므로 여기 발광되게 하는 능동 발광형 액정표시소자에 있어서, 상기 백라이트와 액정층의 사이에 콜레스테릭(cholesteric) 편광자를 설치하여, 분자 배열이 나선의 형태로 꼬여진 콜레스테릭 필름과 반대 방향으로 된 원편광의 빛이 그대로 투과되게 하고, 상기 나선과 같은 방향의 원편광의 빛은 반사되도록 한 것이며, 상기 반사광이 일방향 반사막에 의해 되반사되어 상기 나선과 반대 방향의 원편광의 빛으로 변환되게 하므로 콜레스테릭 필름으로 투과되게 한 것이고, 상기 콜레스테릭 필름을 투과한 원편광의 빛이 λ/4판(quarter wave plate)에 의해 선편광으로 바뀌어 액정층으로 입사되게 한 구성으로 이루어진다.

이러한 구성에 따라 본 발명의 콜레스테릭 편광자는 백라이트로부터 조사된 서브 블루광 영역의 광을 이론상 100 퍼센트까지 투과하는 것이며, 그로 인하여 액정층을 거쳐 형광체에 조사되는 광량을 늘여 고화질의 화상을 구현할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 능동 발광형 액정표시소자를 보인 전체 구성도.

도 2는 본 발명에 관련된 콜레스테릭 편광자를 보인 확대 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2-백라이트 4-콜레스테릭 편광자

6-액정층 20-콜레스테릭 필름

22-일방향 반사막 24-λ/4판

이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1에서와 같이 본 발명의 능동 발광형 액정표시소자는 백라이트(2)에서 조사된 서브 블루광 영역의 광을 콜레스테릭 편광자(4)를 통해 액정층(6)으로 투과되게 하고, 상호 대향된 투명 전극(8a)(8b)의 사이에 전계가 인가될 때 소망의 각도로 트위스트되는 액정 물질(10)의 스위칭 작용에 의해 상기 백라이트 광을 선택적으로 투과되게 하며, 계속하여 검광자(12)를 거쳐 투과된 광이 프론트 글라스판(14)에 형성된 소망의 형광체(16)에 조사되어 여기 발광하는 구성으로 되어 있다. 검광자(12)와 형광체(16)의 사이에는 밴드 패스 필터(18)가 설치되는데 이것은 생략할 수도 있다.

여기서, 본 발명은 서브 블루광 영역에 속하는 백라이트(2) 광에 대하여 높은 투과율을 갖는 콜레스테릭 편광자(4)를 이용한 것으로, 액정층(6)을 거쳐 형광체로 조사되고 여기 발광되는 광량을 증대시키고자 한다.

이를 위하여 본 발명의 콜레스테릭 편광자(4)는 자체의 나선 구조와 같은 방향이고 나선구조의 피치와 대응되는 파장의 원편광의 빛을 반사하고 그 반대의 것을 투과하며, 상기 반사광을 되반사하여 다시 투과되도록 하는 선택 반사특성을 이용하여, 종래 비 투과되는 광까지 모두 액정층(6)으로 입사되게 하므로 이론상 100 퍼센트까지의 편광 효율을 얻을 수 있는 것이다.

본 발명의 목적물인 콜레스테릭 편광자(4)의 보다 자세한 구조가 도 2에 표시되어 있다. 도면에서와 같이 콜레스테릭 편광자(4)는 백라이트(2)와 액정층(6)의 사이에 설치되는 것이며, 분자 배열이 나선의 형태로 꼬여진 콜레스테릭 필름(20)을 이용하고 있다. 콜레스테릭 필름(20)은 도면에서 단계 1과 같이 나선 구조와 반대 방향으로 된 백라이트(2)의 우원편광의 빛은 그대로 투과되게 하고, 단계 2와 같이 상기 나선과 같은 방향의 좌원편광의 빛은 반사되도록 하며, 단계 3과 같이 상기 반사광이 일방향 반사막(22)에 의해 되반사되어 상기 나선과 반대 방향의 우원편광의 빛으로 변환된 후 다시 투과되게 하는 것이다. 한편 상기한 콜레스테릭 필름(20)은 나선의 꼬임 구조를 변환시켜 좌원편광의 빛이 투과되도록 할 수도 있다.

또 콜레스테릭 필름(20)의 전면에는 λ/4판(24)이 부착되는데, 이것은 콜레스테릭 필름(20)으로 투과된 우원편광의 빛을 선편광으로 바뀌어 액정층(6)으로 입사되게 한다.

따라서 본 발명에 의하면 백라이트(2) 광은 콜레스테릭 편광자(4)에 의해 일정 방향 예를 들어, 우원편광의 빛으로 모두 변환되는 것이며, λ/4판(24)에 의해 선편광된 후 그대로 액정층(6)으로 입사되어 스위칭되고, 검광자(12) 및 밴드 패스 필터(18)를 거쳐 형광막(16)에서 여기 발광되므로 높은 휘도를 갖는 화상을 구현할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 콜레스테릭 편광자(4)에 의한 투과율 변화를 표 1을 통하여 설명하면 다음과 같다.

	휘도(임의값)	x 좌표	y 좌표
콜레스테릭 편광자	3.17	0.1981	0.1696
종 래 기 술	2.91	0.1930	0.1546

표 1에서 광원은 400nm 영역의 서브 블루광을 사용한 것이고, x 좌표 및 y 좌표는 색좌표계를 나타내고 있다. 그 결과를 통하여 본 발명의 콜레스테릭 편광자를 이용하면 기존의 PVA계 편광자에 비해 휘도가 향상됨을 알 수 있다.

이상에서 설명된 구성 및 작용을 통하여 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 능동 발광형 액정표시소자는 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.

즉, 본 발명은 콜레스테릭 편광자의 선택 반사특성을 이용하여 백라이트로부터 조사된 서브 블루광 영역의 모든 방향의 원편광의 빛을 투과되게 하므로 높은 편광 효율을 갖도록 한 것이며, 그 결과로 액정층으로 조사되는 광량이 증가되어 형광체의 여기 발광시 높은 휘도를 얻을 수 있도록 한 것이다.

따라서 본 발명은 고휘도의 화상을 구현할 수 있으며, 특히 서브 블루광 영역의 광원에서 기존 PVA계 편광자에 비해 투과율이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 발명에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 백라이트에서 조사된 광이 액정층의 스위칭 작용에 의해 소망의 형광체로 조사되어 여기 발광되게 하는 능동 발광형 액정표시소자에 있어서, 상기 백라이트 광 중에서 자체 분자의 나선 방향에 대하여 반대된 원편광의 빛은 투과하고 같은 방향의 원편광의 빛은 반사되게 하는 콜레스테릭 필름과, 그 콜레스테릭 필름에 의해 반사된 원편광의 빛을 되반사하여 반대 방향으로 전환되게 하는 일방향 반사막과, 상기 콜레스테릭 편광자를 거쳐 투과된 원편광의 빛을 선편광으로 변환하여 액정층으로 조사되게 하는 λ/4판으로 구성된 콜레스테릭 편광자를 포함하는 능동 발광형 액정표시소자.