KR100950887B1 - 광학 장치, 화상 표시장치 및 액정 표시장치 - Google Patents

광학 장치, 화상 표시장치 및 액정 표시장치 Download PDF

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Abstract

화상 표시장치에서 컬러 및 휘도의 불균일이 생기는 것을 방지하면서, 투과 광의 컬러 순도와 화상 표시장치의 컬러 재현성을 향상시킬 수 있고, 실용성이 우수한 광학 장치를 제공한다. 광학 장치는 광원 디바이스; 반사층; 컬러 순도 향상 시트; 및 반사형 편광자를 포함한다. 상기 시트는, 타겟 파장 대역 이외의 특정 파장 대역의 광을 흡수함으로써 타겟 파장 대역의 컬러의 순도를 향상시키고, 그 흡수 광을 상기 타겟 파장 대역의 발광 광으로 변환하는 발광층을 포함한다. 광원 디바이스로부터 출사된 광은 반사형 편광자를 통해 외부로 출광된다. 상기 시트는 반사형 편광자와 반사층 사이에 배치된다. 광원 디바이스는 상기 시트와 반사층 사이의 개소에 배치된다.
컬러 순도 향상 시트, 발광층, 광학 장치,

Description

광학 장치, 화상 표시장치 및 액정 표시장치{OPTICAL APPARATUS, IMAGE DISPLAY, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
이 출원은 2007년 2월 6일자 출원된 일본 특허 출원 제 2007-027302 호 및 2007년 7월 17일자 출원된 일본 특허 출원 제 2007-185427 호를 우선권 주장한다. 상기 일본 특허 출원의 전체 개시내용이 여기에 참조로서 통합되어 있다.
본 발명은 일반적으로 광학 장치, 화상 표시장치 및 액정 표시장치에 관한 것이다.
최근, 냉음극관 또는 발광 다이오드 (LED) 와 같은 광원 다바이스로부터 발하는 광을 액정 패널에 의해 제어하여 화상을 형성하는 액정 표시장치가 개발되어 실용화되고 있다. 상기 액정 표시장치에서는, 광원 디바이스로부터 출사된 광을 전체 표시면에 걸쳐서 균일하게 분포시키기 위해, 도광판이 배치된다. 도광판은 액정 패널과 포개지도록 평행하게, 광원 디바이스로 연장되는 광학 경로 상에 배치된다. 광원 디바이스는 도광판 옆에 또는 도광판의 액정 패널의 반대 측에 배치된다.
또한, 최근에는, 액정 표시장치의 화면의 휘도를 향상시키기 위해, 도광판과 액정 패널 사이에 반사형 편광자가 배치되는 경우도 있다. 반사형 편광자는 소정 편광 상태의 광을 투과하며, 그 이외의 광을 반사시킨다.
도 18의 단면도에 종래의 액정 표시장치의 일 예를 도시한다. 도 18에 도시된 바와 같이, 이 액정 표시장치는 액정 패널 (94), 반사형 편광자 (90), 도광판 (91), 냉음극관 (92) 및 반사층 (93) 을 주요 구성부재로서 가지고 있다. 액정 패널 (94) 은 액정 셀 (95) 의 양측에 제1 편광판 (931) 및 제2 편광판 (932) 이 배치된 구성으로 되어 있다. 액정 셀 (95) 은 그 중심에 액정층 (940) 을 구비한다. 액정층 (940) 의 양측에 제1 배향막 (951) 및 제2 배향막 (952) 이 각각 배치되어 있다. 제1 배향막 (951) 및 제2 배향막 (952) 의 외측에 제1 투명 전극 (961) 및 제2 투명 전극 (962) 이 각각 배치되어 있다. 제1 투명 전극 (961) 의 외측에, 보호막 (980) 을 개재하여, 예컨대 소정 배열의 R(레드), G(그린) 및 B(블루) 의 컬러 필터 (970) 및 블랙 매트릭스 (990) 가 배치되어 있다. 컬러 필터 (970) 와 블랙 매트릭스 (990) 및 제2 투명 전극 (962) 의 외측에 제1 기판 (901) 및 제2 기판 (902) 이 각각 배치되어 있다. 액정 패널 (94) 에 있어서, 제1 편광판 (931) 측은 표시 측이며, 제2 편광판 (932) 측은 이면 측이다. 반사형 편광자 (90) 는 액정 패널 (94) 의 이면 측에 배치되어 있다. 도광판 (91) 은 반사형 편광자 (90) 의 액정 패널 (94) 측의 반대 측에 액정 패널 (94) 과 포개지도록 평행하게 배치되어 있다. 냉음극관 (92) 은 도광판 (91) 의 액정 패널 (94) 측의 반대 측에 배치되어 있다. 반사층 (93) 은 냉음극관 (92) 의 액정 패널 (94) 측의 반대 측에 배치되어 있다.
이 액정 표시장치에 있어서, 냉음극관 (92) 에 의해 발하는 광은, 균일한 면내 휘도 분포가 얻어지도록 도광판 (91) 에 의해 조정되며, 그후 제2 편광판 (932) 측으로 출광된다. 또한, 출사광이 액정층 (940) 에 의해 픽셀마다 제어된 후, 소정 파장 대역 (예컨대, R, G 및 B 각각의 파장 대역) 의 광만이 컬러 필터 (970) 에 의해 투과된다. 그리하여, 컬러 표시가 획득된다. 도광판 (91) 으로부터 출사된 광에 포함되어 있는 소정 편광상태의 광은 반사형 편광자 (90) 를 투과한 후, 액정 패널 (94) 을 통과하여 표시 측으로 출광된다. 한편, 상기 소정 편광상태의 광 이외의 광은 반사형 편광자 (90) 에 의해 반사되고, 반사층 (93) 에 의해 반전된 후, 반사형 편광자 (90) 로 다시 입광한다. 반사층 (93) 에 의해 반전된 광은 이번에는 반사형 편광자 (90) 를 투과하여 액정 패널 (94) 을 통과하여 표시 측으로 출광된다.
그러나, 종래의 액정 표시장치에서는, R, G 및 B 중 임의의 2개 컬러 사이에 있는 R, G 및 B 이외의 컬러들 (예를 들면, R의 파장 대역과 G의 파장 대역 사이의 파장 대역의 옐로우 광, 및 G의 파장 대역과 B의 파장 대역 사이의 파장 대역의 광) 이 냉음극관의 발광 스펙트럼 중에서 혼합되어 있어, 컬러 필터에 의해 충분히 필터링되어 나오지 않는다. 결과적으로, 표시 화질에 있어서 컬러 재현성이 저하된다는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로서 액정 표시장치용 광학 장치가 제안되어 있다. 광학 장치는 575∼605nm의 파장을 갖는 옐로우 광 (R의 파장 대역과 G의 파장 대역 사이의 파장 대역의 광) 을 흡수하고 610nm 이상의 파장을 갖는 R 광을 발하는 형광 물질을 함유하며, 이 형광 물질은 광원의 발광 스펙트럼에 포함되어 있는 옐로우 광을 R 광으로 변환시킨다 (일본 공개 특허 공보 제2005-276586호 참조). 이 광학 장치에 대해, 도광판 또는 광반사체가 형광 물질을 함유하도록 하는 방법이 제안되어 있다. 또한, 이 광학 장치에 대해, 도광판의 상면이나 끝면 또는 광원의 표면에 형광 물질을 도포하는 다른 방법도 제안되어 있다.
그러나, 도광판 또는 광반사체가 형광 물질을 함유하도록 하는 방법에서는, 도광판 또는 광반사체의 위치에 따라 도광판 또는 광반사체의 일부 영역에는 형광 물질이 존재하고 다른 영역에는 형광 물질이 존재하지 않음으로써, 출사되는 광의 파장 분산 스펙트럼이 일정하지 않아, 컬러 불균일이 생긴다는 문제가 있다. 또한, 예컨대, 도광판의 상면에 형광 물질을 도포하는 방법에서는, 면내 휘도 불균일이 생긴다는 문제가 있다. 게다가, 광학 장치는, 예컨대 그 구성이 복잡해지므로 실용성이 부족하다.
따라서, 본 발명은, 화상 표시장치에서 컬러 및 휘도 불균일이 생기는 것을 방지하면서, 투과 광의 컬러 순도를 향상시킬 수 있고, 화상 표시장치의 컬러 재현성을 향상시킬 수 있으며, 실용성이 우수한 광학 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광학 장치는,
광원 디바이스;
반사층;
컬러 순도 향상 시트; 및
반사형 편광자를 포함하며:
상기 컬러 순도 향상 시트는, 타겟 파장 대역 이외의 특정 파장 대역의 광을 흡수하고 상기 흡수된 광을 상기 타겟 파장 대역의 광으로 변환함으로써 상기 타겟 파장 대역의 컬러의 순도를 향상시키는 발광층을 구비하고,
상기 광원 디바이스로부터 출사된 광은 상기 반사형 편광자를 통해 외부로 출광되고,
상기 컬러 순도 향상 시트는 상기 반사형 편광자와 상기 반사층 사이에 배치되고,
상기 광원 디바이스는 상기 컬러 순도 향상 시트와 상기 반사층 사이의 개 소, 상기 반사형 편광자와 상기 컬러 순도 향상 시트 사이의 개소, 및 상기 반사층의 상기 컬러 순도 향상 시트 측의 반대측의 개소에서 선택되는 하나 이상의 개소에 배치된다.
본 발명의 화상 표시장치는,
광학 장치, 및
표시 패널을 포함하며:
상기 표시 패널은 표시층 및 컬러 필터를 구비하고,
상기 표시 패널 및 상기 광학 장치는 상기 표시층이 상기 컬러 필터와 상기 광학 장치 사이에 위치되도록 배치되고,
상기 광학 장치로부터 출광된 광은 상기 표시층을 통과한 후 상기 컬러 필터로 입광하고,
상기 광학 장치는 상술한 본 발명의 광학 장치이다.
본 발명의 액정 표시장치는,
광학 장치, 및
액정 패널을 포함하며:
상기 액정 패널은 액정층 및 컬러 필터를 구비하고,
상기 액정 패널 및 상기 광학 장치는 상기 액정층이 상기 컬러 필터와 상기 광학 장치 사이에 위치되도록 배치되고,
상기 광학 장치로부터 출광된 광은 상기 액정층을 통과한 후 상기 컬러 필터로 입광하고,
상기 광학 장치는 상술한 본 발명의 광학 장치이다.
본 발명의 광학 장치에서는, 발광 수단이 단일 시트 (발광층) 에 포함되어 있다. 따라서, 본 발명의 광학 장치에서, 발광 수단은 시트 (발광층) 내에 균일하게 분포될 수 있다. 그 결과, 본 발명의 광학 장치는 컬러 및 휘도의 불균일이 생기는 것을 방지하면서 투과 광의 컬러 순도를 향상시킬 수 있도록 한다. 본 발명의 광학 장치에서, 반사형 편광자와 반사층 사이에 발광층을 포함하는 컬러 순도 향상 시트가 배치되어 있다. 이 경우, 컬러 순도 향상 시트를 투과한 광의 적어도 일부가 반사형 편광자 또는 반사층에 의해 반사된 후 컬러 순도 향상 시트로 다시 입광한다. 그리하여, 본 발명의 광학 장치에서는, 컬러 순도 향상 시트에 반복해서 입광하는 광이 존재하기 때문에, 광 파장 변환 효율이 향상되고 컬러 순도가 더욱 향상된다. 결과적으로, 본 발명의 광학 장치에 의하면, 화상 표시장치의 컬러 재현성도 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 광학 장치에 의하면, 예컨대, 액정 표시장치 내에 이 광학 장치를 배치하는 것만으로도, 컬러 순도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 실용성이 우수하다.
본 발명에 있어서, "컬러 순도의 향상" 이란, 예컨대, R과 G 사이의 컬러인 옐로우 광을 R 또는 G 광으로의 변환, G와 B 사이의 컬러 광을 G 광으로의 변환, 및 R, G 및 B 중 임의의 컬러 광을 R, G 및 B 이외의 컬러 광으로의 변환을 포함한다.
본 발명의 광학 장치에 있어서, 광원 디바이스는 컬러 순도 향상 시트와 반사층 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 장치에 있어서, 발광층은 매트릭스 폴리머 및 형광 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 장치에 있어서, 형광 물질의 예는 플루오레세인류, 로다민류, 쿠마린류, 댄실류 (디메틸아미노나프탈렌술폰산류), 7-니트로벤조-2-옥사-1,3-디아졸 (NBD) 형 색소, 피렌, 페릴렌계, 파이코빌리프로테인계, 시아닌 색소, 안트라퀴논계, 티오인디고계 및 벤조피란계 형광 물질을 포함한다. 형광 물질 중 1종을 단독으로 사용할 수 있고 또는 그들 중 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 광학 장치에 있어서, 형광 물질은 페릴렌계 형광 물질인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 장치에 있어서, 페릴렌계 형광 물질은 하기 구조식 (1) 로 표현되는 것이 바람직하다:
Figure 112008008341828-pat00001
여기서, 4개의 X는 각각 할로겐기 또는 알콕시기이며, 각각의 X는 서로 동일하거나 또는 상이할 수도 있고, 2개의 R은 각각 아릴기 또는 알킬기이며, 각각의 R은 서로 동일하거나 또는 상이할 수도 있다.
본 발명의 광학 장치에 있어서, 형광 물질은 티오인디고계 형광 물질인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 장치에 있어서, 티오인디고계 형광 물질은 하기 구조식 (2) 로 표현되는 것이 바람직하다:
Figure 112008008341828-pat00002
본 발명의 광학 장치에 있어서, 형광 물질은 안트라퀴논계 형광 물질인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 장치에 있어서, 안트라퀴논계 형광 물질은 하기 구조식 (3) 으로 표현되는 것이 바람직하다:
Figure 112008008341828-pat00003
본 발명의 광학 장치에 있어서, 매트릭스 폴리머의 예는 폴리메틸메타크릴레 이트, 폴리아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리노르보르넨계 수지, 폴리비닐 알콜계 수지 및 셀룰로오스계 수지를 포함한다. 매트릭스 폴리머 중 1종을 단독으로 사용할 수도 있고 또는 그들 중 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 광학 장치에 있어서, 매트릭스 폴리머는 폴리메틸메타크릴레이트인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 장치에 있어서, 발광층에 의해 흡수되는 광의 특정 파장 대역은 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 560∼610nm 의 범위일 수 있다. 한편, 발광층에 의해 발광되는 광의 타겟 파장 대역은 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 610∼700nm 의 범위일 수 있다.
본 발명의 광학 장치는 도광판을 더 포함하며, 광원 디바이스로부터 출사된 광이 도광판을 통해서 반사형 편광자 측으로 출광되는 것이 바람직하다.
이후, 본 발명의 광학 장치에 대하여 예를 들어 설명한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광학 장치는 광원 디바이스, 반사층, 컬러 순도 향상 시트, 및 반사형 편광자를 포함한다. 본 발명의 광학 장치에서는, 예컨대, 도 1 에 도시된 바와 같이, 반사형 편광자 (10) 와 반사층 (13) 사이에 컬러 순도 향상 시트 (11) 가 배치되어 있다. 본 발명의 광학 장치에서는, 예컨대, 도 1 에 도시된 바와 같이, 광원 디바이스가, 컬러 순도 향상 시트 (11) 와 반사층 (13) 사이의 개소 (도 1 에 도시된 위치 X), 반사형 편광자 (10) 와 컬러 순도 향상 시트 (11) 사이의 개소 (도 1 에 도시된 위치 Y), 및 반사층 (13) 의 컬러 순도 향상 시트 (11) 측의 반대측의 개소 (도 1 에 도시된 위치 Z) 로부터 선택되는 하 나 이상의 개소에 배치되어 있다.
여기에서 반사형 편광자로는, 예컨대 자연광 또는 편광 광으로부터 직선 편광 광을 분리하는 임의의 적당한 필름이 채용될 수 있다. 직선 편광 광을 분리하는 필름의 예로는 축 방향에서 직교하는 직선 편광 광의 일방을 투과하고 타방을 반사시키는 필름을 포함한다. 이러한 반사형 편광자의 구체예로는, 그리드 편광자, 서로 굴절률차를 갖는 2종 이상의 재료로 이루어진 2층 이상의 다층 박막 적층체, 예컨대 빔 스플리터 등에 사용되는 굴절률이 상이한 기상-증착 다층 박막, 및 서로 굴절률차를 갖는 2종 이상의 수지로 이루어진 2층 이상의 수지 적층체를 연신함으로써 획득되는 것을 포함한다. 보다 구체적으로, 예컨대, 여기에서 반사형 편광자로는, 위상차를 덜 발현하는 수지 (예컨대, JSR Corporation 사 제조의 "ARTON" (상품명) 시리즈 중 하나와 같은 노르보르넨계 수지) 와, 연신에 의해 위상차를 발현하는 재료 (예컨대, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 또는 폴리카보네이트) 또는 아크릴계 수지 (예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트) 를 교대로 적층하여 형성된 다층 적층체를 일축 연신함으로써 획득되는 것이 사용될 수 있다. 반사형 편광자는, 예컨대 Sumitomo 3M Limited 사 제조의 "DBEF" (상품명) 으로서 시판되고 있다. 반사형 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 50∼200㎛ 의 범위이다.
컬러 순도 향상 시트는, 타겟 파장 대역 이외의 특정 파장 대역의 광 (불필요한 컬러의 광) 을 흡수하고, 그 파장을 변환한 후, 타겟 파장 대역의 광 (필요한 컬러의 광) 을 발광함으로써 타겟 파장 대역의 컬러의 순도를 향상시키는 발광 수 단을 포함하는 발광층을 구비한다.
발광 수단은 형광 물질을 함유하는 것이 바람직하다. 형광 물질의 예는 상술한 바와 같다.
형광 물질의 구체예로는, BASF AG 사 제조의 "Lumogen F Red 305 (페릴렌계)" (상품명), Arimoto Chemical Co., Ltd. 사 제조의 "Plast Red 8355 및 8365 (안트라퀴논계), Plast Red D-54 (티오인디고계), Plast Red DR-426 및 DR-427 (벤조피란계)" (상품명), 및 Hayashibara Biochemical Labs., Inc. 사 제조의 "NK-1533 (카르보시아닌 색소)" (상품명) 을 포함한다. 이러한 형광 물질은, R과 G 사이의 컬러인 (560∼610nm 의 파장을 갖는) 옐로우 광을 흡수하고, (610∼650nm 의 파장을 갖는) R 광을 발광한다.
상술한 바와 같이, 페릴렌계 형광 물질은 구조식 (1) 로 표현되는 것이 바람직하다. 구조식 (1) 로 표현되는 형광 물질의 흡수 스펙트럼이 도 8 의 그래프에 도시되어 있다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 이 형광 물질은 585nm 부근에서 최대 흡수 파장을 가진다.
상술한 바와 같이, 티오인디고계 형광 물질은 구조식 (2) 로 표현되는 것이 바람직하다. 구조식 (2) 로 표현되는 형광 물질의 흡수 스펙트럼이 도 9 의 그래프에 도시되어 있다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 이 형광 물질은 550nm 부근에서 최대 흡수 파장을 가진다.
상술한 바와 같이, 안트라퀴논계 형광 물질은 구조식 (3) 으로 표현되는 것이 바람직하다. 구조식 (3) 으로 표현되는 형광 물질의 흡수 스펙트럼이 도 10 의 그래프에 도시되어 있다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 이 형광 물질은 550nm 부근에서 최대 흡수 파장을 가진다.
상술한 바와 같이, 발광층은 매트릭스 폴리머 및 형광 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 발광층은, 예컨대 필름으로서 성형가능한 매트릭스 폴리머와 형광 물질을 혼합한 후 그 혼합물을 필름으로 성형함으로써 제조될 수 있다. 매트릭스 폴리머는 투명성이 높은 것이 바람직하며, 그 예로는, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸 아크릴레이트 및 폴리부틸 아크릴레이트와 같은 폴리아크릴계 수지; 폴리옥시카르보닐옥시헥사메틸렌 및 폴리옥시카르보닐옥시-1,4-이소프로필리덴-1,4-페닐렌과 같은 폴리카보네이트계 수지; 폴리노르보르넨계 수지; 폴리비닐 포르말, 폴리비닐 아세탈 및 폴리비닐 부티랄과 같은 폴리비닐 알콜계 수지; 및 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 및 그 유도체와 같은 셀룰로오스계 수지를 포함한다. 그 중에서도, 폴리메틸메타크릴레이트가 바람직하다. 매트릭스 폴리머 중 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 그들 중 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
상기 서술한 용어 "폴리노르보르넨계 수지" 란 시작 재료 (모노머) 의 일부 또는 전부에 사용되는 노르보르넨 고리를 갖는 노르보르넨계 모노머에 의해 획득되는 (코)폴리머를 의미한다. 용어 "(코)폴리머" 란 호모폴리머 또는 코폴리머를 의미한다.
이후, 발광층의 형성 방법에 대해 예를 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않는다.
먼저, 매트릭스 폴리머를 용매에 용해함으로써 폴리머 용액을 제작한다. 여기서 사용되는 용매의 예로는, 톨루엔, 메틸 에틸 케톤, 시클로헥사논, 에틸 아세테이트, 에탄올, 테트라히드로푸란, 시클로펜타논 및 물을 포함한다.
다음으로, 폴리머 용액에 형광 물질을 첨가하여 용해시킨다. 형광 물질의 첨가량은 형광 물질의 종류에 따라 적절히 결정될 수 있다. 예컨대, 매트릭스 폴리머 100 중량부에 대하여, 0.01∼80 중량부의 범위, 바람직하게는 0.1∼50 중량부의 범위, 보다 바람직하게는 0.1∼30 중량부의 범위일 수 있다.
이어서, 형광 물질을 첨가한 폴리머 용액을 기판 상에 도포한 후 가열에 의해 건조함으로써 코팅 필름을 형성한다. 그리하여 필름을 형성한다.
그후, 상기 필름을 기판으로부터 박리하여 발광층을 획득할 수 있다. 발광층의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 0.1∼1000㎛ 의 범위, 바람직하게는 1∼200㎛ 의 범위, 보다 바람직하게는 2∼50㎛ 의 범위이다.
컬러 순도 향상 시트는 발광층을 포함하는 한 임의의 구조를 가질 수도 있다. 예컨대, 컬러 순도 향상 시트는 발광층만으로 구성될 수도 있다. 또한, 컬러 순도 향상 시트는 발광층 이외의 것을 포함할 수도 있다.
발광 디바이스는 특별히 제한되지 않는다. 그 예로는 냉음극관 및 발광 다이오드 (LED) 를 포함한다.
예컨대, 반사층의 종류 및 재료는 특별히 제한되지 않는다. 반사층은 광학 반사율이 높은 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 그 재료의 예로는, 은 스퍼터링 층, 은 증착 층 또는 광학 반사율이 높은 잉크층을 갖는 플라스틱 필름 또는 시트를 포함한다. 반사층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 100∼ 500㎛ 의 범위이다.
본 발명의 광학 장치의 구성의 일 예를 도 2 의 단면도에 도시한다. 도 2 에서, 도 1 에 도시된 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다. 이 예의 광학 장치에서는, 광원 디바이스 (12) 가 컬러 순도 향상 시트 (11) 와 반사층 (13) 사이의 개소 (도 1 에 도시된 위치 X) 에 배치되어 있다.
본 발명의 광학 장치의 컬러 순도의 향상에 대해 도 2 에 도시된 광학 장치를 일 예로서 사용하여 설명한다. 예컨대, 다음과 같이 하여 컬러 순도가 향상된다. 예를 들면, 여기서 사용된 광원 디바이스 (12) 는 435nm 부근의 B, 545nm 부근의 G, 및 610nm 부근의 R 의 높은 발광 피크를 가진다. 이 예의 광학 장치에서는, G 및 R 의 발광만을 사용하고, G 와 R 사이의 컬러인 옐로우 (585nm 부근) 의 발광은 불필요한 것으로 가정한다. 이 경우, 컬러 순도 향상 시트 (11) 의 발광층은, 예컨대 585nm 부근에서 최대 흡수 피크 파장을 가지며 610nm 이상의 파장을 가진 광을 발광하는 형광 물질을 함유한다. 광원 디바이스 (12) 로부터 출사된 광은 화살표 A 및 B 로 나타낸 바와 같이 컬러 순도 향상 시트 (11) 로 입광한다. 컬러 순도 향상 시트 (11) 로 입광한 광에 함유되는 옐로우 광의 일부는 형광 물질에 의해 흡수되고 610nm 이상의 파장을 가진 R 광은 발광된다. 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 투과한 광에 함유되는 소정 편광상태의 광은, 화살표 A 로 나타낸 바와 같이 반사형 편광자 (10) 를 통과하여 외부로 출광된다. 한편, 소정 편광상태의 광 이외의 광은, 화살표 B 로 나타낸 바와 같이 반사형 편광자 (10) 에 의해 반사되어 컬러 순도 향상 시트 (11) 로 재차 입 광된다. 컬러 순도 향상 시트 (11) 로 재차 입광한 광의 일부는 반사층 (13) 측으로 투과한다. 반사층 (13) 측으로 투과한 광은 반사층 (13) 에 의해 일부 반사되어 컬러 순도 향상 시트 (11) 로 한번 더 입광한다. 그리하여, 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 투과한 광은 반사형 편광자 (10) 또는 반사층 (13) 에 의해 일부 반사되어 컬러 순도 향상 시트 (11) 로 반복해서 입광하므로, 광의 컬러 순도가 더욱 향상된다. 반사층 (13) 에 의해 일부 반사된 광은 이번에는 반사형 편광자 (10) 를 통과하여 외부로 출광된다. 개략적으로 상술한 화살표 A 및 B 는 이 예의 광학 장치에 있어서의 광학 경로를 나타낸다. 그러나, 이 예의 광학 장치에 있어서의 광학 경로는 상술한 화살표 A 및 B 로 나타낸 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 광원 디바이스 (12) 로부터 반사층 (13) 측으로 출사된 광 및 컬러 순도 향상 시트 (11) 에 함유된 형광 물질의 발광에 의해 컬러 순도 향상 시트 (11) 로부터 반사층 (13) 측으로 출사된 광은, 반사층 (13) 에 의해 일부 반사된 후 컬러 순도 향상 시트 (11) 로 입광한다.
도 3 은 본 발명에 따른 광학 장치의 구성의 다른 예를 도시한다. 도 3 에서, 도 1 및 도 2 에 도시된 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다. 이 예의 광학 장치에서는, 광원 디바이스 (12) 가 반사층 (13) 의 컬러 순도 향상 시트 (11) 측의 반대측의 개소 (도 1 에 도시된 위치 Z) 에 배치되어 있다. 이러한 구성에서도, 화살표 A 및 화살표 B 로 나타낸 바와 같이 도 2 에 도시된 광학 장치에서 획득되는 것과 유사한 컬러 순도 향상 효과를 얻을 수 있다. 이 광학 장치에서, 반사층 (13) 은 컬러 순도 향상 시트 (11) 측에 위치된 표면 에서만 광학 반사율을 가지는 것이 바람직하다.
도 4 는 본 발명에 따른 광학 장치의 구성의 또 다른 예를 도시한다. 도 4 에서, 도 1∼도 3 에 도시된 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다. 이 예의 광학 장치에서는, 광원 디바이스 (12) 가 반사형 편광자 (10) 와 컬러 순도 향상 시트 (11) 사이의 개소 (도 1 에 도시된 위치 Y) 에 배치되어 있다. 이 광학 장치에서, 화살표 A 로 나타낸 광은 컬러 순도 향상 시트 (11) 로 입광하지 않고 반사형 편광자 (10) 를 통과하여 외부로 출광된다. 그러나, 화살표 B 로 나타낸 광은 컬러 순도 향상 시트 (11) 에 2번 입광한다. 따라서, 컬러 순도 향상 시트를 갖지 않는 종래의 광학 장치와 비교해서, 이러한 구성을 채용하더라도 광의 컬러 순도가 향상된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광학 장치는 도광판을 더 포함한다. 본 발명의 광학 장치에서, 광원 디바이스로부터 출사된 광은 도광판을 통해 반사형 편광자 측으로 출광되도록 할 수도 있다.
본 발명의 광학 장치는 다른 구성부재를 더 포함할 수도 있으며, 다른 구성부재의 예로는 확산판 및 프리즘 시트를 포함한다. 예를 들면, 각각의 구성부재의 임의의 인접하는 구성부재들 사이에 (예컨대, 반사형 편광자와 컬러 순도 향상 시트 사이 또는 컬러 순도 향상 시트와 도광판 사이에) 배치될 수 있다.
본 발명의 광학 장치는 액정 표시장치 (LCD) 및 EL 표시장치 (ELD) 와 같은 각종 화상 표시장치에 적합하게 사용될 수 있다. 본 발명의 광학 장치는 화상 표시장치와 일체로 형성될 수도 있고 또는 별도의 장치로서 구성될 수도 있다. 본 발명의 액정 표시장치의 구성의 일 예를 도 5 의 단면도에 도시한다. 도 5 에서, 도 1∼도 4 에 도시된 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다. 도 5 에서, 명료하게 이해할 수 있도록 하기 위해, 예로서, 각각의 구성부재의 크기 및 비율은 실제 사용되는 것과 다르다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 이 액정 표시 장치는 액정 패널 (24), 확산판 (23), 프리즘 시트 (22) 및 본 발명의 광학 장치 (100) 를 주요 구성부재로서 포함한다. 액정 패널 (24) 은, 액정 셀 (25) 의 양측에 제1 편광판 (231) 및 제2 편광판 (232) 이 배치되도록 구성되어 있다. 액정 셀 (25) 은 그 중심에 액정층 (240) 을 구비한다. 액정층 (240) 의 양측에 제1 배향막 (251) 및 제2 배향막 (252) 이 각각 배치되어 있다. 제1 배향막 (251) 및 제2 배향막 (252) 의 외측에 제1 투명 전극 (261) 및 제2 투명 전극 (262) 이 각각 배치되어 있다. 제1 투명 전극 (261) 의 외측에, 보호막 (280) 을 개재하여, 예컨대 소정 배열의 R, G 및 B 의 컬러 필터 (270) 및 블랙 매트릭스 (290) 가 배치되어 있다. 컬러 필터 (270) 와 블랙 매트릭스 (290) 및 제2 투명 전극 (262) 의 외측에 제1 기판 (201) 및 제2 기판 (202) 이 배치되어 있다. 액정 패널 (24) 에 있어서, 제1 편광판 (231) 측은 표시 측이며, 제2 편광판 (232) 측은 이면 측이다. 확산판 (23) 은 액정 패널 (24) 의 이면 측에 배치되어 있다. 프리즘 시트 (22) 는 확산판 (23) 의 액정 패널 (24) 측의 반대측에 배치되어 있다. 본 발명의 광학 장치 (100) 는 프리즘 시트 (22) 의 액정 패널 (24) 측의 반대측에, 반사형 편광자 (10) 를 액정 패널 (24) 측으로 위치시켜 배치된다. 본 발명의 광학 장치 (100) 에서는, 도광판 (21) 및 광원 디바이스 (12) 가 컬러 순도 향상 시트 (11) 와 반사층 (13) 사이의 개소에 배치되어 있다. 광원 디바이스 (12) 는 도광판 (21) 의 옆에 (도 5 에서 우측에) 배치되어 있다. 이 예의 액정 표시장치 (광학 장치) 에 의하면, 광원 디바이스 (12) 가 도광판 (21) 의 옆에 배치된 사이드라이트 방식 (side light type) 을 채용한 경우를 설명하고 있다. 그러나, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 본 발명의 액정 표시장치 (광학 장치) 는, 예컨대 광원 디바이스 (12) 가 도광판 (21) 을 개재하여 액정 패널 (24) 바로 아래에 배치되어 있는 다이렉트 방식 (direct type) 일 수도 있다.
본 발명에 따른 액정 표시장치의 구성의 다른 예를 도 6 의 단면도에 도시한다. 도 6 에서, 도 5 에 도시된 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다. 도 6 에서, 명료하게 이해할 수 있도록 하기 위해, 예로서, 각각의 구성부재의 크기 및 비율은 실제 사용되는 것과 다르다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 이 액정 표시 장치는 구성부재들이 배치된 위치가 일부 상이하다는 것을 제외하고는 도 5 에 도시된 액정 표시장치와 동일하다. 이 액정 표시장치에서는, 본 발명의 광학 장치 (101) 가 프리즘 시트 (22) 및 확산판 (23) 도 포함한다. 본 발명의 광학 장치 (101) 에서는, 컬러 순도 향상 시트 (11) 의 반사형 편광자 (10) 측의 반대측에 프리즘 시트 (22) 가 배치되어 있다. 또한, 본 발명의 광학 장치 (101) 에서는, 프리즘 시트 (22) 의 컬러 순도 향상 시트 (11) 측의 반대측에 확산판 (23) 이 배치되어 있다. 이러한 구성부재 이외의 구성은 도 5 에 도시된 액정 표시장치와 동일하다.
도 6 에 도시된 액정 표시장치 (광학 장치 (101)) 에 있어서, 컬러 순도 향상 시트 (11) 가 장착되는 개소는 반사형 편광자 (10) 와 반사층 (13) 사이에 있다면 임의의 곳일 수 있다. 예컨대, 컬러 순도 향상 시트 (11) 가 장착되는 개소는 프리즘 시트 (22) 와 확산판 (23) 사이일 수도 있다. 또한, 예컨대, 컬러 순도 향상 시트 (11) 가 장착되는 개소는 확산판 (23) 과 도광판 (21) 사이일 수도 있다.
본 발명에 따른 액정 표시장치의 구성의 또 다른 예를 도 7 의 단면도에 도시한다. 도 7 에서, 도 5 및 도 6 에 도시된 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다. 도 7 에서, 명료하게 이해할 수 있도록 하기 위해, 예로서, 각각의 구성부재의 크기 및 비율은 실제 사용되는 것과 다르다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 이 액정 표시 장치는 본 발명의 광학 장치의 구성부재들이 일부 상이하다는 것을 제외하고는 도 6 에 도시된 액정 표시장치와 동일하다. 이 액정 표시장치에서, 본 발명의 광학 장치 (102) 는, 도 6 에 도시된 본 발명의 광학 장치 (101) 의 프리즘 시트 (22) 및 확산판 (23) 대신에, 제1 확산판 (23a), 제2 확산판 (23b) 및 제3 확산판 (23c) 를 포함한다. 본 발명의 광학 장치 (102) 에서는, 컬러 순도 향상 시트 (11) 의 반사형 편광자 (10) 측의 반대측에 제1 확산판 (23a) 이 배치되어 있다. 본 발명의 광학 장치 (102) 에서는, 제1 확산판 (23a) 의 컬러 순도 향상 시트 (11) 측의 반대측에 제2 확산판 (23b) 이 배치되어 있다. 또한, 본 발명의 광학 장치 (102) 에서는, 제2 확산판 (23b) 의 제1 확산판 (23b) 측의 반대측에 제3 확산판 (23c) 이 배치되어 있다.
도 7 에 도시된 액정 표시장치 (광학 장치 (102)) 에 있어서, 컬러 순도 향상 시트 (11) 가 장착되는 개소는 반사형 편광자 (10) 와 반사층 (13) 사이에 있다면 임의의 곳일 수 있다. 예컨대, 컬러 순도 향상 시트 (11) 가 장착되는 개소는 제2 확산판 (23b) 과 제3 확산판 (23c) 사이일 수도 있다. 또한, 예컨대, 컬러 순도 향상 시트 (11) 가 장착되는 개소는 제3 확산판 (23c) 과 도광판 (21) 사이일 수도 있다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 본 발명은 다음의 실시예에 의해 하등 한정되거나 국한되지 않는다. 각각의 실시예에 있어서, R 광만을 필요로 하고, 그 이외의 광은 필요하지 않았다.
[실시예 1]
<컬러 순도 향상 시트의 제조>
폴리메틸메타크릴레이트의 30중량% 톨루엔 용액에, 상기 구조식 (1) 로 표현되는 형광 물질 ("Lumogen F Red 305"(상품명), BASF Corporation 사 제조) 을 폴리메틸메타크릴레이트에 대해 0.19중량% 가 되도록 첨가하여 용해시켰다. 이 용액을 박리 처리한 PET 필름 기재 상에 어플리케이터 (applicator) 로 도포하여 코팅 필름을 형성하였다. 이것을 80℃에서 30분간 건조시켰다. 그리하여 필름을 획득하였다. 건조후, 상기 필름을 PET 필름 기재로부터 박리함으로써 30㎛ 두께의 발광층만으로 이루어진 컬러 순도 향상 시트를 획득하였다.
<액정 표시장치로의 장착>
도 5 에 도시한 바와 같이, 광학 장치 (100) 를 구비한 액정 표시장치 상에 상기 컬러 시트 향상 시트 (11) 을 장착한 후, 분광광도계 ("Multi Channel Photo Detector, MCPD-3000" (상품명), Otsuka Electronics Co., Ltd. 제조) 를 사용하여 그 발광 스펙트럼을 측정하였다. 이 경우, 분광광도계의 수광부는 액정 표시장치의 표시측 (도 5 의 상측) 과 밀착하여 있었다.
[실시예 2]
도 6 에 도시된 바와 같이, 광학 장치 (101) 를 구비한 액정 표시장치 상에 상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[실시예 3]
상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 프리즘 시트 (22) 와 확산판 (23) 사이에 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 2 와 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[실시예 4]
상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 확산판 (23) 과 도광판 (21) 사이에 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 2 와 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[실시예 5]
<컬러 순도 향상 시트의 제조>
폴리메틸메타크릴레이트의 30중량% 톨루엔 용액에, 상기 구조식 (2) 로 표현되는 형광 물질 ("Plast Red D-54"(상품명), Arimoto Chemical Co., Ltd. 사 제조) 을 폴리메틸메타크릴레이트에 대해 0.21중량% 가 되도록 첨가하여 용해시켰다. 이 용액을 박리 처리한 PET 필름 기재 상에 어플리케이터로 도포하여 코팅 필름을 형성하였다. 이것을 80℃에서 30분간 건조시켰다. 그리하여 필름을 획득하였다. 건조후, 상기 필름을 PET 필름 기재로부터 박리함으로써 63㎛ 두께의 발광층만으로 이루어진 컬러 순도 향상 시트를 획득하였다.
<액정 표시장치로의 장착>
도 7 에 도시한 바와 같이, 광학 장치 (102) 를 구비한 액정 표시장치 상에 상기 컬러 시트 향상 시트 (11) 을 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[실시예 6]
상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 제2 확산판 (23b) 과 제3 확산판 (23c) 사이에 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 5 와 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[실시예 7]
상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 제3 확산판 (23c) 과 도광판 (21) 사이에 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 5 와 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[실시예 8]
<컬러 순도 향상 시트의 제조>
폴리메틸메타크릴레이트의 30중량% 톨루엔 용액에, 상기 구조식 (3) 으로 표 현되는 형광 물질 ("Plast Red 8355"(상품명), Arimoto Chemical Co., Ltd. 사 제조) 을 폴리메틸메타크릴레이트에 대해 0.19중량% 가 되도록 첨가하여 용해시켰다. 이 용액을 박리 처리한 PET 필름 기재 상에 어플리케이터로 도포하여 코팅 필름을 형성하였다. 이것을 80℃에서 30분간 건조시켰다. 그리하여 필름을 획득하였다. 건조후, 상기 필름을 PET 필름 기재로부터 박리함으로써 31㎛ 두께의 발광층만으로 이루어진 컬러 순도 향상 시트를 획득하였다.
<액정 표시장치로의 장착>
도 7 에 도시한 바와 같이, 광학 장치 (102) 를 구비한 액정 표시장치 상에 상기 컬러 시트 향상 시트 (11) 을 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[실시예 9]
상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 제2 확산판 (23b) 과 제3 확산판 (23c) 사이에 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 8 과 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[실시예 10]
상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 제3 확산판 (23c) 과 도광판 (21) 사이에 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 8 과 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[참고예 1]
상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 제1 편광판 (231) 상에 장착하는 것을 제 외하고는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[참고예 2]
상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 제2 편광판 (232) 과 확산판 (23) 사이에 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[참고예 3]
상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 제2 편광판 (232) 과 반사형 편광자 (10) 사이에 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 2 와 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[참고예 4]
상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 제2 편광판 (232) 과 반사형 편광자 (10) 사이에 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 5 와 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
[참고예 5]
상기 컬러 순도 향상 시트 (11) 를 제2 편광판 (232) 과 반사형 편광자 (10) 사이에 장착하는 것을 제외하고는, 실시예 8 과 동일한 방식으로 발광 스펙트럼을 측정하였다.
실시예 1∼4 및 참고예 1∼3 의 발광 스펙트럼의 측정 결과를, 액정 표시장치 상에 컬러 순도 향상 시트를 장착하지 않은 블랭크 (blank) 에 수행된 발광 스펙트럼의 측정 결과와 함께, 도 11∼도 17 에 나타낸다. 하기 표 1 은, 블랭크 를 1 로 간주할 때 모든 실시예 및 참고예에서 획득되는, 580nm (옐로우) 및 650nm (R) 에서의 스펙트럼 강도비를 나타낸다.
형광 물질 580nm에서의 발광 강도 650nm에서의 발광 강도
실시예 1 구조식 (1) 0.29 4.4
실시예 2 구조식 (1) 0.45 3.7
실시예 3 구조식 (1) 0.32 3.3
실시예 4 구조식 (1) 0.30 5.0
실시예 5 구조식 (2) 0.60 1.5
실시예 6 구조식 (2) 0.54 1.5
실시예 7 구조식 (2) 0.54 1.4
실시예 8 구조식 (3) 0.81 1.4
실시예 9 구조식 (3) 0.69 1.4
실시예 10 구조식 (3) 0.67 1.3
참고예 1 구조식 (1) 0.61 1.1
참고예 2 구조식 (1) 0.59 1.3
참고예 3 구조식 (1) 0.67 1.8
참고예 4 구조식 (2) 0.79 1.2
참고예 5 구조식 (3) 0.88 1.1
상기 표 1 및 도 11∼도 17 로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1∼4 에서는, 동일한 형광 물질을 사용하는 참고예 1∼3 과 비교해서, 불필요한 580nm 의 옐로우의 발광이 약 50∼60% 만큼 감소되고, 필요한 650nm 의 R 의 발광이 약 2배 증가되었다. 상기 표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 5∼7 에서는, 동일한 형광 물질을 사용하는 참고예 4 와 비교해서, 불필요한 580nm 의 옐로우의 발광이 약 10∼20% 만큼 감소되고, 필요한 650nm 의 R 의 발광이 약 10∼20% 증가되었다. 마찬가지로, 상기 표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 8∼10 에서는, 동일한 형광 물질을 사용하는 참고예 5 와 비교해서, 불필요한 580nm 의 옐로우의 발광이 약 10∼20% 만큼 감소되고, 필요한 650nm 의 R 의 발광이 약 10∼20% 증가되었다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광학 장치는, 화상 표시장치에서 컬러 및 휘도의 불균일이 생기는 것을 방지하면서, 투과 광의 컬러 순도를 향상시킬 수 있고 화상 표시장치의 컬러 재현성을 향상할 수 있다. 본 발명의 광학 장치 및 이를 구비한 화상 표시장치는, 예컨대, 데스크탑 PC, 노트북 PC 및 복사기와 같은 사무용 기기, 휴대전화, 시계, 디지털 카메라, 개인용 휴대정보단말 (PDA) 및 핸드헬드 게임기과 같은 휴대용 디바이스, 비디오 카메라, 텔레비전 세트 및 전자레인지와 같은 가정용 전기제품, 백 모니터, 카-네비게이션 시스템용 모니터 및 카 오디오와 같은 차량용 기기, 상점용 인포메이션 모니터와 같은 전시 기기, 감시용 모니터와 같은 경비 기기, 그리고 보호용 모니터 및 의료용 모니터와 같은 보호 및 의료 기기에 사용될 수 있다. 그러나, 그 용도는 여기에 한정되지 않으며, 광범위한 분야에 적용 가능하다.
본 발명은 그 취지 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 한 다른 형태로 실시될 수도 있다. 이 어플리케이션에 기재된 예들은 모두 설명을 목적으로 고려된 것으로서 한정을 위한 것이 아니다. 본 발명의 범위는 상술한 설명에 의해서라기 보다는 첨부된 청구범위에 의해 나타내지며, 청구범위의 등가물의 의미 및 범위 내에 있는 모든 변형물이 청구범위 안에 포함되도록 의도된다.
도 1 은 본 발명의 광학 장치 내에 광원 디바이스가 배치되는 위치를 설명하기 위한 도면.
도 2 는 본 발명의 광학 장치의 구성의 일 예를 도시한 단면도.
도 3 은 본 발명의 광학 장치의 구성의 다른 예를 도시한 단면도.
도 4 는 본 발명의 광학 장치의 구성의 또 다른 예를 도시한 단면도.
도 5 는 본 발명의 액정 표시장치의 구성의 일 예를 도시한 단면도.
도 6 은 본 발명의 액정 표시장치의 구성의 다른 예를 도시한 단면도.
도 7 은 본 발명의 액정 표시장치의 구성의 또 다른 예를 도시한 단면도.
도 8 은 본 발명에 사용되는 형광 물질의 일 예에 있어서의 흡수 스펙트럼을 도시한 그래프.
도 9 는 본 발명에 사용되는 형광 물질의 다른 예에 있어서의 흡수 스펙트럼을 도시한 그래프.
도 10 은 본 발명에 사용되는 형광 물질의 또 다른 예에 있어서의 흡수 스펙트럼을 도시한 그래프.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 있어서의 발광 스펙트럼의 측정 결과를 도시한 그래프.
도 12 는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 발광 스펙트럼의 측정 결과를 도시한 그래프.
도 13 은 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서의 발광 스펙트럼의 측정 결과 를 도시한 그래프.
도 14 는 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서의 발광 스펙트럼의 측정 결과를 도시한 그래프.
도 15 는 본 발명의 일 참고예에 있어서의 발광 스펙트럼의 측정 결과를 도시한 그래프.
도 16 은 본 발명의 다른 참고예에 있어서의 발광 스펙트럼의 측정 결과를 도시한 그래프.
도 17 은 본 발명의 또 다른 참고예에 있어서의 발광 스펙트럼의 측정 결과를 도시한 그래프.
도 18 은 종래의 액정 표시장치의 구성의 일 예를 도시한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 90: 반사형 편광자
11: 컬러 순도 향상 시트
12, 92: 광원 디바이스 (냉음극관)
13, 93: 반사층
21, 91: 도광판
22: 프리즘 시트
23: 확산판
23a: 제1 확산판
23b: 제2 확산판
23c: 제3 확산판
24, 94: 액정 패널
25, 95: 액정 셀
100, 101: 광학 장치
201, 901: 제1 기판
202, 902: 제2 기판
231, 931: 제1 편광판
232, 932: 제2 편광판
240, 940: 액정층
251, 951: 제1 배향막
252, 952: 제2 배향막
261, 961: 제1 투명 전극
262, 962: 제2 투명 전극
270, 970: 컬러 필터
280, 980: 보호막
290, 990: 블랙 매트릭스

Claims (16)

  1. 광원 디바이스;
    반사층;
    컬러 순도 향상 시트; 및
    반사형 편광자를 포함하며,
    상기 컬러 순도 향상 시트는, 타겟 파장 대역 이외의 특정 파장 대역의 광을 흡수하고 상기 흡수된 광을 상기 타겟 파장 대역의 광으로 변환함으로써 상기 타겟 파장 대역의 컬러의 순도를 향상시키는 발광층을 구비하고,
    상기 발광층은 매트릭스 폴리머 및 형광 물질로 형성되고,
    상기 광원 디바이스로부터 출사된 광은 상기 반사형 편광자를 통해 외부로 출광되고,
    상기 컬러 순도 향상 시트는 상기 반사형 편광자와 상기 반사층 사이에 배치되고,
    상기 광원 디바이스는 상기 컬러 순도 향상 시트와 상기 반사층 사이의 개소, 상기 반사형 편광자와 상기 컬러 순도 향상 시트 사이의 개소, 및 상기 반사층의 상기 컬러 순도 향상 시트 측의 반대측의 개소에서 선택되는 하나 이상의 개소에 배치되어 있는, 광학 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 디바이스는 상기 컬러 순도 향상 시트와 상기 반사층 사이의 개소 에 배치되어 있는, 광학 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광 물질은 플루오레세인류, 로다민류, 쿠마린류, 댄실류, 7-니트로벤조-2-옥사-1,3-디아졸형 색소, 피렌, 페릴렌계, 파이코빌리프로테인계, 시아닌 색소, 안트라퀴논계, 티오인디고계 및 벤조피란계로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상인, 광학 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 형광 물질은 페릴렌계 형광 물질인, 광학 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 페릴렌계 형광 물질은 하기 구조식 (1) 로 표현되고,
    Figure 112008008341828-pat00004
    여기서, 4개의 X는 각각 할로겐기 또는 알콕시기이며, 각각의 X는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 2개의 R은 각각 아릴기 또는 알킬기이며, 각각의 R은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있는, 광학 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 형광 물질은 티오인디고계 형광 물질인, 광학 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 티오인디고계 형광 물질은 하기 구조식 (2) 로 표현되는, 광학 장치.
    Figure 112008008341828-pat00005
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 형광 물질은 안트라퀴논계 형광 물질인, 광학 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 안트라퀴논계 형광 물질은 하기 구조식 (3) 으로 표현되는, 광학 장치.
    Figure 112008008341828-pat00006
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스 폴리머는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리노르보르넨계 수지, 폴리비닐 알콜계 수지 및 셀룰로오스계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상인, 광학 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 매트릭스 폴리머는 폴리메틸메타크릴레이트인, 광학 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광층에 의해 흡수되는 광의 상기 특정 파장 대역은 560∼610nm 의 범위이고, 상기 발광층에 의해 발광되는 광의 상기 타겟 파장 대역은 610∼700nm 의 범위인, 광학 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    도광판을 더 포함하며,
    상기 광원 디바이스로부터 출사된 광이 상기 도광판을 통해서 상기 반사형 편광자 측으로 출광되는, 광학 장치.
  15. 광학 장치, 및
    표시 패널을 포함하며,
    상기 표시 패널은 표시층 및 컬러 필터를 구비하고,
    상기 표시 패널 및 상기 광학 장치는 상기 표시층이 상기 컬러 필터와 상기 광학 장치 사이에 위치되도록 배치되고,
    상기 광학 장치로부터 출광된 광은 상기 표시층을 통과한 후 상기 컬러 필터로 입광되는 화상 표시장치로서,
    상기 광학 장치는 제 1 항에 기재된 광학 장치인, 화상 표시장치.
  16. 광학 장치, 및
    액정 패널을 포함하며,
    상기 액정 패널은 액정층 및 컬러 필터를 구비하고,
    상기 액정 패널 및 상기 광학 장치는 상기 액정층이 상기 컬러 필터와 상기 광학 장치 사이에 위치되도록 배치되고,
    상기 광학 장치로부터 출광된 광은 상기 액정층을 통과한 후 상기 컬러 필터로 입광하는 액정 표시장치로서,
    상기 광학 장치는 제 1 항에 기재된 광학 장치인, 액정 표시장치.
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