KR101206222B1 - 색보상 콜리메이터 광학필름 및 이를 구비하는 디스플레이장치 - Google Patents

색보상 콜리메이터 광학필름 및 이를 구비하는 디스플레이장치 Download PDF

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Abstract

액정 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(30)과 액정 패널(10)의 사이에 배치되어 광을 콜리메이트 시켜 전방으로 출사시키는 콜리메이터 광학필름으로서, 특정 파장 영역의 색광을 흡수하는 다수의 색광흡수부가 배열되어 이루어지는 색광흡수패턴(11)을 구비하는 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름(10)을 제공한다. 또한, 본 발명은, 상기 색보상 콜리메이터 광학필름(10)을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

색보상 콜리메이터 광학필름 및 이를 구비하는 디스플레이장치{COLOR COMPENSATION COLLIMATOR OPTICAL FILM AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 시야각 증가에 따른 색 편차를 최소화할 수 있는 색보상 콜리메이터 광학필름 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
현대 사회가 고도로 정보화 되어감에 따라서 이미지 디스플레이(image display) 관련부품 및 기기가 현저하게 진보하고 보급되고 있다. 그 중에서, 화상을 표시하는 디스플레이 장치는 텔레비전 장치용, 퍼스널 컴퓨터의 모니터장치용 등으로서 현저하게 보급되고 있으며, 또한 이러한 디스플레이의 대형화와 동시에 박형화가 진행되고 있다.
일반적으로 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시 장치의 하나로써, 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
도 1은 액정 디스플레이 장치의 기본 구조와 구동 원리를 개념적으로 도시한 개념도이다. 종래의 VA mode LCD를 예로 들면, 도 1에서 보는 바와 같이 투명 전극(140)이 코팅된 두 개의 투명 기판(130) 사이에 복굴절 특성을 보이는 액정분자(150)가 삽입, 배열된다. 구동 전원부(180)에 의해 전기장을 인가했을 때 액정분자가 전기장에 수직으로 움직여 배열된다.
두 개의 편광필름(110, 120)은 광축이 서로 수직이 되도록 부착되어 있다. 백라이트 유닛으로부터 나오는 빛은 제1 편광필름(120)을 통과한 후 선편광이 된다.
도 1의 좌측에 도시된 바와 같이 off 상태인 경우 액정은 기판에 대해 수직 배향되어 있다. 선편광된 빛은 그 상태가 그대로 유지되어 제1 편광필름(120)과 수직인 제2 편광필름(110)을 통과하지 못하게 된다.
한편 도 1의 우측에 도시된 바와 같이 on 상태인 경우 액정은 전기장에 의해 기판과 평행한 방향으로 두 직교 편광필름(110, 120)의 광축 사이에 수평 배향된다. 제1 편광필름을 통해 선편광된 빛은 액정분자를 통하면서 제2 편광필름에 도달하기 직전에 편광 상태가 90도 회전된 선편광, 원편광 또는 타원편광 상태로 변화하여 제2 편광필름을 통과하게 된다. 전기장의 세기를 조절하면 액정의 배열 상태가 수직 배향에서 점차 수평 방향으로 배향 각도가 변화하며 이때 나오는 빛의 세기를 조절할 수 있다.
도 2는 시야각에 따른 액정의 배향 상태와 광투과도를 보여주는 개념도이다.
화소(220) 내에 액정분자가 일정한 방향으로 배열되어 있는 경우, 시야각에 따라 배열 상태가 다르게 보이게 된다. 정면에서 우측 방향(210)에서 볼 때, 액정 분자의 배열 상태는 거의 수평 배향(212)으로 보이게 되며, 화면이 상대적으로 밝게 보이게 된다. 화면의 정면에서 볼 때(230), 액정분자의 배열 상태(232) 화소(220) 내의 액정분자의 배열과 동일하게 보인다. 정면에서 좌측 방향(250)에서 볼 때, 액정분자의 배열 상태는 수직 배향(252)으로 보이게 되며, 화면이 상대적으로 어둡게 보이게 된다.
따라서, LCD는 시야각 변화에 따른 빛의 세기와 색의 변화가 발생하며 자발광 디스플레이에 비해 시야각이 크게 제한된다. 따라서, 시야각 개선을 위한 많은 연구가 진행되어 왔다.
도 3은 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 일 예를 보여주는 개념도이다.
도 3을 참조하면, 화소를 두 개의 부분 화소, 즉 제1 화소부(320)과 제2 화소부(340)로 분할하여 각 화소부의 액정 배열 상태가 서로 대칭이 되도록 한다. 시청자가 보는 방향에 따라 제1 화소부(320)에서의 액정의 배열 상태와 제2 화소부(340)에서의 액정의 배열 상태가 동시에 보이게 되며, 시청자에게 보이는 빛의 세기는 각각의 화소부의 빛의 세기의 합이 된다.
즉, 정면에서 우측 방향(310)에서 볼 때, 제1 화소부(320)의 액정은 수평 배향(312)으로 보이고 제2 화소부(340)의 액정은 수직 배향(314)으로 보이게 되며, 제1 화소부(320)에 의해 화면이 밝게 보일 수 있게 된다.
마찬가지로, 정면에서 좌측 방향(350)에서 볼 때, 제1 화소부(320)의 액정은 수직 배향(352)으로 보이고 제2 화소부(340)의 액정은 수평 배향(354)으로 보이게 되며, 제2 화소부(340)에 의해 화면이 밝게 보일 수 있게 된다.
정면에서 볼 때(330)는 각 화소부의 배열 상태와 동일하게 보이게 된다.
이에 따라 시청자가 볼 때 화면의 밝기는 시야각이 변함에 따라 동일 또는 유사해지며 화면에 대한 수직 방향을 중심으로 대칭이 된다. 따라서, 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화 정도가 개선될 수 있게 된다.
도 4는 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 다른 일 예를 보여주는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 복굴절 특성을 가지고 있으며 그 특성이 LCD 패널에서 화소(440) 내의 액정분자와 동일하며, 액정분자의 배열 상태와 대칭이 되는 광학필름(420)이 추가된다.
시청자가 보는 방향에 따라 화소(440) 내의 액정의 배열 상태와 광학필름(420)의 복굴절 특성으로 인해 마치 액정의 배열 상태가 동시에 보이게 되며, 시청자에게 보이는 빛의 세기는 각각에 의한 빛의 세기의 합이 된다.
즉, 정면에서 우측 방향(410)에서 볼 때, 화소(440) 내의 액정은 수평 배향(414)으로 보이고 광학필름(420)에 의한 가상 액정은 수직 배향(412)으로 보이게 되며, 빛의 세기는 각각의 합이 된다.
마찬가지로, 정면에서 좌측 방향(450)에서 볼 때, 화소(440) 내의 액정은 수직 배향(454)으로 보이고 광학필름(420)에 의한 가상 액정은 수평 배향(452)으로 보이게 되며, 빛의 세기는 각각의 합이 된다.
정면에서 볼 때(430)는 화소(440) 내의 액정분자의 배열 상태와 광학필 름(420)의 복굴절된 배열 상태가 각각 동일하게 보이게 된다(432, 434).
이에 따라 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화 현상이 개선되었으나, 여전히 시야각에 따른 휘도 및 색변화는 해결해야 할 문제로 남아있다.
도 5는 상기 도 3 및 도 4의 방법을 동시에 적용한 종래 기술에 따른 LCD의 시야각 증가에 따른 최대 계조 수준(full grey scale level)의 백색광 발광 스펙트럼 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 5에서 보이는 바와 같이, 시야각이 증가함에 따라 스펙트럼의 세기가 점차 감소한다.
도 6은 LCD 장치에서 시야각(Θ) 변화에 따른 13가지 혼색의 색변화△u'v'(Θ)를 나타낸 그래프이다.
일반적으로 디스플레이 업계에서는 디스플레이 장치의 평가기준으로 보통 13가지 혼색(White, Red, Blue, Green, Skin, Sony Red, Sony Blue, Sony Green, Cyan, Purple, Yellow, Moderate Red, Purplish Blue)을 사용하며, 따라서 이러한 혼색을 디스플레이함에 있어, 시야각에 따른 색변화를 최소화할 것이 요구된다.
도시한 바와 같이, 시야각이 증가할수록 정면의 색상과 크게 달라짐을 알 수 있다. △u'v'(Θ)은 정면에서의 색좌표(u0,v0)와 각 시야각 Θ에서의 색좌표(uΘ,vΘ)의 거리의 차를 말하며 다음과 같이 표현할 수 있다.
△u'v'(Θ)=[(u0-uΘ)2+(v0-vΘ)2]1/2
상기 그래프에서 가로축은 수평 각도, 즉 시야각을 나타낸다.
액정 패널에서 방출되는 빛이 낮은 계조에서 방출될 때는 시야각이 증가함에 따라 모든 파장 영역에서 휘도가 증가하고 상대적으로 green 영역이 가장 빨리 증가한다.
본 발명의 목적은 시야각이 증가할 때 색변화를 최소화할 수 있어 디스플레이의 시야각을 확보하고 화질을 개선할 수 있는 색보상 콜리메이터 광학필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 액정 디스플레이 장치의 백라이트 유닛과 액정 패널의 사이에 배치되어 광을 콜리메이트 시켜 전방으로 출사시키는 콜리메이터 광학필름으로서, 특정 파장 영역의 색광을 흡수하는 다수의 색광흡수부가 배열되어 이루어지는 색광흡수패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 색보상 콜리메이터 광학필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치를 제공한다.
상기한 구성에 따르면, 본 발명의 디스플레이 장치는 시야각 증가에 따른 색 변화를 최소화할 수 있고 이에 따라 넓은 시야각을 확보하고 화질을 개선할 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 도 7의 액정 디스플레이 장치는 액정 패널(20)과, 색보상 콜리메이터 광학필름(10)과 백라이트 유닛(30)을 구비한다.
도 7에서는 에지형 광원(31) 및 도광판(33)을 구비하는 백라이트 유닛(30)을 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 직하형 백라이트 유닛, 등 기타 다양한 백라이트 유닛이 사용될 수 있다.
색보상 콜리메이터 광학필름(10)은 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)의 사이에 배치된다. 색보상 콜리메이터 광학필름(10)은 액정 패널과 백라이트 유닛의 사이에 독립적으로 배치될 수 있으나, 기존의 다른 구조물 또는 필름에 점착 또는 접착되어 형성될 수도 있다.
색보상 콜리메이터 광학필름(10)은 기재(11)와 색광흡수패턴(13)과 프리즘 어레이(17)와 집광렌즈 어레이(15)를 구비한다.
기재와 프리즘 어레이와 집광렌즈 어레이는 서로 다른 재질로 형성될 수도 있고, 동일한 재질로 형성될 수도 있을 것이다. 또한, 별개의 공정을 통하여 형성될 수도 있고, 단일 공정을 통하여 동시에 형성될 수도 있을 것이다.
기재(11)는 광이 투과될 수 있는 투명 고분자 수지 재질로 형성될 수 있다.
기재에는 적색(R), 녹색(G), 청색(G)의 양을 감소시키거나 조절하여 색균형을 변화시키거나 조정하는 색보정 기능을 하는 색보정용 색소가 포함될 수 있다.
빛이 상기 색보상 콜리메이터 광학필름을 투과할 때 후술하는 색광흡수부의 그린 파장 영역 흡수 물질에 의해 색이 변화하기 때문에 기재(11)에 색보정용 색소로 레드(Red) 파장 영역 흡수 물질과 블루(Blue) 파장 영역 흡수 물질을 적절하게 포함하여 정면에서 원래의 색과 가깝게 색보정할 수 있다. 별도의 층 또는 필름으로 구비되지 않고 기재(11)에 색보정용 색소를 추가하여 형성하기 때문에 구조를 단순화할 수 있고 제조공정을 단축할 수 있게 된다.
색광흡수패턴(13)은 다수의 색광흡수부가 배열되어 이루어진다. 색광흡수부는 특정 파장 영역의 색광을 흡수한다. 바람직하게, 색광흡수부는 그린 파장 영역의 색광을 흡수한다. 색광흡수부는 빛이 시야각이 증가함에 따라 전체 파장 영역에서 빛의 흡수가 점차 증가하도록 하고 특히 상대적으로 그린(Green) 파장 영역의 빛의 흡수가 크게 증가되도록 하여 시야각 증가에 따른 혼색 색변화를 최소화할 수 있도록 한다.
액정 패널에서 방출되는 빛이 높은 계조에서 방출될 때는 시야각이 증가함에 따라 모든 파장 영역에서 휘도가 감소하고 상대적으로 green 영역이 가장 늦게 감소하지만, 낮은 계조에서 방출될 때는 시야각이 증가함에 따라 모든 파장 영역에서 휘도가 증가하고 상대적으로 green 영역이 가장 빨리 증가한다.
따라서, 시야각이 증가함에 따라 전체 파장 영역에서 빛의 흡수가 점차 증가하도록 하고 특히 그린(Green) 파장 영역의 빛의 흡수가 상대적으로 크게 증가되도 록 하여 시야각 증가에 따른 혼색 색변화를 최소화할 수 있다.
이러한 역할을 하기 위해 색광흡수부에는 그린(Green) 파장의 빛을 흡수할 수 있는 그린(Green) 파장 영역 흡수물질이 포함될 수 있으며, 그 결과, 시야각 증가에 따른 색변화를 최소화하고 블루 혼색 계열과 레드 혼색 계열을 비롯한 모든 혼색에서 색변화를 최소화하여 시야각 개선효과를 얻을 수 있다. 여기에서, 그린(Green) 파장 영역 흡수물질은 그린(Green) 파장의 빛을 흡수할 수 있는 무기물 및 유기물 중 어느 하나가 사용될 수 있고, 핑크(Pink) 색소가 사용되는 것이 바람직하다. 그린(Green) 파장 영역 흡수물질로는 핑크(Pink) 색소 외에 그린(Green) 파장의 빛을 흡수할 수 있는 어떠한 물질도 사용될 수 있다.
여기에서, 그린 파장 영역 흡수물질은 그린(Green) 파장 영역을 흡수할 수 있는 무기물 및 유기물 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
여기서, 그린 파장 영역 흡수물질은, 상기 그린 파장 영역 흡수물질을 용매 또는 투명 수지에 무게비 0.5wt% 이상 용해 또는 분산한 후 패턴에 충진하여 140㎛이상 두께의 필름을 제작하여 시야각 0도인 정면에서 측정하였을 때, 510nm~560nm의 녹색 파장 영역의 투과율이 440nm~480nm 청색(Blue) 파장영역과 600nm~650nm 적색(Red) 영역의 투과율 보다 작은 특성을 가지는 물질을 의미한다. 특히, 545nm에서의 투과율과 450nm에서의 투과율 차이와 545nm에서의 투과율과 612nm에서의 투과율 차이가 5%이상인 핑크(Pink) 색소가 이에 해당된다.
또는, 그린 파장 영역 흡수물질은, 상기 그린 파장 영역 흡수물질을 0.25wt% 이상 포함시킨 쐐기 형상의 패턴을 100㎛이상의 깊이, 20㎛이상의 폭, 50㎛이하의 피치로 필름에 형성한 후 시야각 0도인 정면에서 측정하였을 때, 510nm~560nm의 녹색 파장 영역의 투과율이 440nm~480nm 청색(Blue) 파장 영역과 600nm~650nm 적색(Red) 파장 영역의 투과율보다 작은 특성을 가지는 물질을 의미한다. 특히, 545nm에서의 투과율과 450nm에서의 투과율 차이와 545nm에서의 투과율과 612nm에서의 투과율 차이가 5%이상인 핑크 색소가 이에 해당된다.
색광흡수패턴은, 그린 파장 영역 흡수물질과 더불어, 시야각에 따른 컬러 시프트(color shift)에 악영향을 미치는 오렌지(orange) 및 시안(cyan) 파장 영역을 흡수하는 물질을 더 포함할 수 있다.
오렌지 파장 영역 흡수물질은, 용매 또는 투명수지에 무게비 0.2wt% 이상 용해 또는 분산하여 8.8㎛이상 두께의 필름 형태로 제작하여 측정하였을 때, 580nm~600nm 오렌지(Orange) 파장영역의 투과율이 560nm 이하의 파장 영역의 투과율과 612nm 이상의 파장영역의 투과율 보다 작은 특성을 가지는 물질을 의미한다. 특히, 590nm에서의 투과율과 450nm에서의 투과율 차이와 590nm에서의 투과율과 545nm에서의 투과율 차이와, 590nm에서의 투과율과 612nm에서의 투과율 차이가 40%이상인 색소가 이에 해당된다.
시안 파장 영역 흡수물질은, 용매 또는 투명수지에 무게비 0.2wt% 이상 용해 또는 분산하여 8㎛이상 두께의 필름 형태로 제작하여 측정하였을 때, 490nm~510nm 시안(cyan) 파장영역의 투과율이 480nm 이하의 파장 영역의 투과율과 520nm 이상의 파장영역의 투과율 보다 작은 특성을 가지는 물질을 의미한다. 특히, 500nm에서의 투과율과 440nm에서의 투과율 차이와 500nm에서의 투과율과 545nm에서의 투과율 차 이와, 500nm에서의 투과율과 612nm에서의 투과율 차이가 25%이상인 색소가 이에 해당된다.
또한, 색광흡수패턴은 백색광 흡수물질을 더 포함할 수 있다. 백색광 흡수물질이 더 충진되는 경우 시야각 개선효과를 더욱 크게 증대시킬 수 있다. 모든 파장의 가시광을 흡수할 수 있는 백색광 흡수 물질은 검은색 무기물, 유기물 및 금속 중 어느 하나이다. 바람직하게, 백색광 흡수물질은 카본블랙일 수 있다.
일 예로서, 색광흡수패턴은 자외선 경화 수지에 그린 파장 영역 흡수물질이 약 1wt%가 포함될 수 있고, 백색광 흡수물질은 약 0.5% 포함되어 구성될 수 있다.
색광흡수부는 전형적으로 단면이 쐐기형 형상, 즉 삼각형 형상, 사다리꼴 형상, 등을 가질 수 있으며, 액정 패널에 대향하는 기재의 전면에 일정한 피치로 이격되어 평행하게 배열된다. 따라서, 전형적으로 쐐기형의 바닥면이 전방을 향하도록 형성되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
색광흡수부는 시청자에 대하여 수직 방향, 수평 방향, 등 다양한 방향으로 배열될 수 있으며, 쐐기-스트라이프 형상, 쐐기-물결 형상, 플랫-스트라이프 형상, 또는 플랫-물결 형상, 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색보상 콜리메이터 광학필름이 사용된 디스플레이 장치에서 시야각 변화에 따른 13가지 혼색의 색변화를 측정해 보면, 도 6에 도시된 그래프와 비교할 때 13가지 혼색에서의 색변화가 전체적으로 균일하게 낮아지는 것을 알 수 있다.
즉, 시야각이 증가함에 따라 상대적으로 그린(Green) 파장의 빛을 더 많이 흡수할 수 있도록 하여 Red 계열 혼색(Sony Red, Moderate Red 등)과 Blue 계열 혼색(Sony Blue, Purple, Purplish Blue 등)의 색 변화를 최소화하여, 최종적으로 모든 혼색에서 색변화가 최소화될 수 있도록 한다.
본 발명의 색보상 콜리메이터 광학필름(10)이 적용된 디스플레이 장치는 블루 계열 혼색 및 레드 계열 혼색뿐만 아니라 전체 파장 영역에서 시야각 증가에 따른 스펙트럼의 감소율이 거의 동일한 것을 알 수 있다. 따라서, 시야각 증가에 따른 색 편차가 거의 사라졌음을 알 수 있다.
프리즘 어레이(17)는 다수의 프리즘으로 이루어진다. 프리즘 어레이는 전형적으로 기재의 배면에 형성된다. 프리즘은 전형적으로 수직 또는 수평 방향을 따라 형성된다.
집광렌즈 어레이(15)는 다수의 집광렌즈로 이루어진다. 집광렌즈 어레이는 전형적으로 프리즘 어레이(17)의 전방, 기재(11)의 전면에 형성된다. 전형적으로는 집광렌즈로 렌티큘러 렌즈가 사용된다. 집광렌즈는 전형적으로 수직 또는 수평 방향을 따라 형성된다. 전술한 색광흡수부는 전형적으로 집광렌즈 사이에 배열된다.
프리즘 어레이(17) 및 집광렌즈 어레이(15)는 백라이트 유닛(30)으로부터 출사된 광을 평행광으로 변환하여 전방, 즉 액정 패널(20)로 출사시킨다.
색광흡수부에 의한 색보상을 통하여 13가지 혼색의 색 편차를 최소화할 수 있음은 전술한 바와 같다. 그러나, 상기 13가지 혼색 외에는 소기하는 수준의 효과를 얻지 못할 수 있으므로, 보다 근원적인 방안이 필요하다.
PVA 모드 액정 디스플레이 장치를 측정한 결과, 컬러 쉬프트(Color Shift)는 시야각별 Red, Green, Blue의 비율이 달라지기 때문에 발생함을 알 수 있었다. 또한, 모든 색상에서 그 변화 추이가 동일한 것이 아니라, 각 색상마다 변화추이가 다름도 알 수 있었다.
따라서, 일정 간격을 두고 특정 형상, 에컨대 쐐기형 색광흡수부에 R,G,B의 비율이 같도록 광흡수 물질을 충진하게 되면, 컬러 쉬프트를 완화시킬 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 모든 색상에서 그 변화추이가 동일한 것이 아니기 때문에 모든 색상에서 동일한 개선 효과를 나타내는 것은 아니다. 따라서, 백라이트 유닛에서 나오는 빛을 일정 각도 내로 집광될 수 있도록 한 후, 다시금 액정 모듈을 통과하고 난 이후에는 광확산을 시킴으로써, 액정의 복굴절 효과를 최대한 줄일 수 있다.
이를 위하여, 도 7의 색보상 콜리메이터 광학필름(10)은 프리즘 어레이(17)와 집광렌즈 어레이(15)를 구비한다.
백라이트 유닛의 빛이 액정 패널에 들어가기 이전에 콜리메이트(Collimate)된 후 액정 패널에 들어간다면, 각도에 따른 액정의 복굴절 효과를 덜 받게 되므로, 컬러 쉬프트를 최소화할 수 있다. 콜리메이트된 빛은 액정 패널을 빠져 나오면서 최종적으로 확산 필름(미도시)에 의하여 시야각을 회복하게 되는 것이다.
일차적으로 백라이트 유닛(30)에서 나온 빛을 역 프리즘 시트를 이용하여 수직으로 바꾸어주고, 렌티큘러 렌즈로 집광을 하여 액정 패널(20)로 가기 전에 빛이 콜리메이트되도록 하여, 액정의 복굴절 영향을 최소한으로 감소시킨다.
그렇게 해서도 발생하는 컬러 쉬프트는 전술한 마이크로 색광흡수패턴(13)을 형성하고, 현상학적으로 나타나는 색변이를 색소를 이용하여 각도에 따라 흡수하여 줌으로써, 액정 디스플레이 장치의 컬러 쉬프트를 최소화할 수 있게 된다.
도 7에서는 빛을 콜리메이트 시키기 위하여 프리즘 어레이 및 렌티큘러 렌즈 어레이의 조합으로 이루어지는 콜리메이터를 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이 밖에도 콜리메이터의 구조는 다양하게 선택될 수 있고, 여기에는 공지의 콜리메이터 구조도 포함될 수 있을 것이다.
그러나, 본 발명에서 공지의 콜리메이터 구조를 사용하였다 하더라도, 공지의 그 것과 달리, 본 발명은 콜리메이터에 색광흡수패턴을 형성하여, 시야각에 따른 색변화를 저감시키기 위한 구성으로 사용한다는 것에서 본 발명의 특징을 찾을 수 있을 것이다.
지금까지는 설명의 편의를 위하여 액정 디스플레이 장치를 중심으로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 액정 디스플레이 장치 외에도, PDP(Plasma Display Panel) 장치, OLED(Organic Light Emitting Diode) 장치, 및 FED(Field Emission Display) 장치, 등의 대형 디스플레이장치, PDA(Personal Digital Assistants), 게임기, 휴대폰, 등의 소형 모바일 디스플레이 장치 및 변형이 가능한 연성 디스플레이 장치, 등 화상을 디스플레이할 수 있는 다양한 디스플레이 장치에도 적용이 가능하다.
이상에서, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범 위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.
도 1은 LCD의 기본 구조와 구동 원리를 개념적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 시야각에 따른 액정의 배향 상태와 광투과도를 보여주는 개념도이다.
도 3은 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 일 예를 보여주는 개념도이다.
도 4는 시야각 변화에 따른 명암비 변화 및 색변화를 개선하기 위한 종래 기술의 다른 일 예를 보여주는 개념도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 LCD의 시야각 증가에 따른 발광 스펙트럼 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 LCD 장치의 시야각 변화에 따른 13가지 혼색의 색변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치를 개략적으로 보여주는 분해 단면도이다.

Claims (16)

  1. 액정 디스플레이 장치의 백라이트 유닛과 액정 패널의 사이에 배치되어 광을 콜리메이트 시켜 전방으로 출사시키는 콜리메이터 광학필름으로서,
    그린 파장 영역의 색광을 흡수하는 다수의 색광흡수부가 배열되어 이루어지는 색광흡수패턴을 구비하고,
    상기 색광흡수부는 그린 파장 영역 흡수물질을 포함하되,
    상기 그린 파장 영역 흡수물질은,
    140㎛이상 두께의 필름에 상기 그린 파장 영역 흡수물질이 0.5wt% 이상 포함된 쐐기 형상의 패턴을 형성하였을 때, 시야각 0도인 정면에서 510nm~560nm의 녹색 파장 영역의 투과율이 440nm~480nm 청색(Blue) 파장 영역과 600nm~650nm 적색(Red) 파장 영역의 투과율보다 작거나,
    상기 그린 파장 영역 흡수물질을 0.25wt% 이상 포함시킨 쐐기 형상의 패턴을 100㎛이상의 깊이, 20㎛이상의 폭, 50㎛이하의 피치로 필름에 형성하였을 때, 시야각 0도인 정면에서 510nm~560nm의 녹색 파장 영역의 투과율이 440nm~480nm 청색(Blue) 파장 영역과 600nm~650nm 적색(Red) 파장 영역의 투과율보다 작은 물질인 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 색보상 콜리메이터 광학필름은,
    다수의 프리즘으로 이루어지는 프리즘 어레이와,
    상기 프리즘 어레이의 전방에 배열되는 다수의 집광렌즈로 이루어지는 집광렌즈 어레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프리즘 어레이는 기재의 배면에 형성되고,
    상기 집광렌즈는 상기 기재의 전면에 렌티큘러 렌즈로 형성되는 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 프리즘 및 상기 집광렌즈는 각각 수직 또는 수평 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 집광렌즈 사이에는 색광흡수부가 배열되는 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 색광흡수부는 쐐기형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 색광흡수부는 쐐기형의 바닥면이 전방을 향하는 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 색광흡수부는 상기 색보상 콜리메이터 필름의 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 색광흡수부는 수직 또는 수평 방향을 따라 형성되고,
    상기 다수의 색광흡수부는 일정 피치로 이격되어 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 색광흡수부는 핑크(Pink) 색소를 함유하는 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    545nm에서의 투과율과 450nm에서의 투과율 차이와 545nm에서의 투과율과 612nm에서의 투과율 차이가 5%이상인 것을 특징으로 하는 색보상 콜리메이터 광학필름.
  15. 제1항 내지 제9항 및 제11항 중 어느 한 항의 색보상 콜리메이터 광학필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 에지형 광원과, 상기 에지형 광원으로부터 발광된 광을 정면으로 안내하는 도광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
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