KR101929997B1

KR101929997B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101929997B1
Application number: KR1020170013758A
Authority: KR
Inventors: 윤상조
Original assignee: 주식회사 디스플레이앤라이프; 윤상조
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2018-12-18
Also published as: WO2018143590A1; KR20180089100A

Abstract

본 발명의 액정표시장치는 조명광이 보이는 노출면에 편광 필름이 없는 표시패널 모듈, 및 상기 표시패널 모듈의 노출면 앞에 배치된 편광 필름 모듈을 구비한다. 상기 편광 필름 모듈은 수동 또는 전동 기구에 의해 회전되거나 승강되는 다수의 투명 가동판들, 및 상기 투명 가동판들에 접착된 편광 필름 패턴들을 포함한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 분할된 다수의 편광 필름 패턴을 이용하여 표시패널 상에서 재현된 이미지만으로는 표현할 수 없는 다양한 이미지 효과를 제공하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 액정표시장치는 표시패널, 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛(Back light unit, BLU), 표시패널의 데이터라인들에 데이터전압을 공급하기 위한 소스 드라이브 집적회로(Integrated Circuit, 이하 "IC"라 함), 표시패널의 게이트라인들(또는 스캔라인들)에 게이트 펄스(또는 스캔펄스)를 공급하기 위한 게이트 드라이브 IC, 및 상기 IC들을 제어하는 제어회로, 백라이트 유닛의 광원을 구동하기 위한 광원 구동회로 등을 구비한다.

표시패널에서, 액정층은 하판과 상판 사이에 합지된다. 상판과 하판 각각에는 편광필름이 접착된다. 액정층은 인가 전압에 따라 변하는 액정분자의 배열을 이용하여 하부 편광필름을 통해 입사되는 빛의 편광 특성을 변화시킨다. 액정층을 통과한 빛이 상부 편광필름의 광축과 일치될 때 액정층을 통과한 빛이 시청자 쪽으로 전파된다. 따라서, 액정표시장치는 액정층에 인가되는 데이터 전압을 입력 영상에 따라 조절함으로써 입력 영상을 재현한다.

투명 액정표시장치는 표시패널 내에서 재현되는 입력 영상 이미지와 함께, 그 표시패널의 후방에 존재하는 외부 실사 이미지를 보여 준다. 투명 액정표시장치는 대한민국 공개 특허 10-2014-0073967, 대한민국 공개 특허 10-2011-0118331, 대한민국 등록 특허 10-1394319 등에서 제안된 바 있다.

대한민국 공개 특허 10-2014-0073967는 표시패널에 접착된 2 매의 편광필름에 더하여 백라이트 유닛의 도광판 아래에 제3 편광 필름을 추가한 투명 액정표시장치를 개시하고 있다. 제3 편광 필름은 외부 실사 이미지가 보이지 않도록 외부 이미지를 선택적으로 가린다. 이 투명 액정표시장치는 제3 편광 필름이 추가되어야 하고 제3 편광 필름을 감는 롤(roll)을 더 필요하므로 더 두꺼워지고 제조 단가가 높다.

대한민국 공개 특허 10-2011-0118331에 개시된 투명 액정표시장치는 표시패널에 접착된 2 매의 편광 필름과, 도광판 측면에 대향하는 제3의 편광 필름을 더 포함한다. 표시패널에 접착된 편광 필름과 백라이트 유닛 아래의 기구 부재에는 외부 실사 이미지를 보여 주는 윈도우 영역이 형성된다. 이 투명 액정표시장치는 도광판 측면에 대향하는 편광필름을 필요로 하고 보텀 커버(bottom cover)와 같은 기구물을 별도 가공하여 윈도우 영역을 형성하여야 한다. 따라서, 이 투명 표시장치는 제조 단가가 높다.

대한민국 등록 특허 10-1394319에 개시된 투명 액정표시장치는 표시패널의 상부에 광경로 콘트롤 패널을 추가한다. 이 투명 액정표시장치는 광경로 콘트롤 패널로 인하여 두꺼워지고 제조 단가가 높다.

미국 특허출원공개공보 US2014/0063421호에 개시된 액정표시장치는 액정층을 제거하고 투명 스페이서를 배치한 투명 픽셀을 개시하고 있다. 이 액정표시장치는 투명 스페이서로 인하여 픽셀들의 개구율이 감소되고 빛샘이 발생될 수 있다.

본 발명은 분할된 다수의 편광 필름 패턴을 이용하여 표시패널 상에서 재현된 이미지만으로는 표현할 수 없는 다양한 이미지 효과를 제공할 수 있는 액정표시장치를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 조명광이 보이는 노출면에 편광 필름이 없는 표시패널 모듈; 및 상기 표시패널 모듈의 노출면 앞에 배치된 편광 필름 모듈을 구비한다.
상기 편광 필름 모듈은 투명 기판의 전면에 배치된 다수의 제1 편광 필름 패턴들; 및 상기 투명 기판의 배면에 배치된 다수의 제2 편광 필름 패턴들을 포함한다. 상기 제1 편광 필름 패턴들은 상기 투명 기판에서 투명하게 보이는 제1 슬릿을 사이에 두고 이웃한 다른 제1 편광 필름 패턴으로부터 이격되고, 상기 제2 편광 필름 패턴들은 상기 투명 기판에서 투명하게 보이는 제2 슬릿을 사이에 두고 이웃한 다른 제2 편광 필름 패턴으로부터 이격된다. 상기 제2 편광 필름 패턴들이 상기 제1 편광 필름 패턴들과 중첩된 상태에서 상기 표시패널 모듈의 노출면과 대향한다. 상기 제2 편광 필름 패턴들이 상기 제1 편광 필름 패턴들과 동일한 광 투과축을 가진다.
상기 표시패널 모듈은 액정층을 사이에 두고 접합된 제1 및 제2 투명 기판을 포함한 표시패널; 및 상기 제2 투명 기판과 대향하여 상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 제1 및 제2 투명 기판들 중 상기 제2 투명 기판만 편광 필름을 포함한다. 상기 표시패널 모듈의 노출면에 상기 제1 투명 기판이 보인다. 상기 제1 및 제2 편광 필름 패턴들 중 어느 하나의 편광 필름 패턴과 상기 슬릿을 통과하여 상기 표시패널 모듈의 화면을 향하는 제1 시선에서 상기 표시패널 상에서 재현되는 이미지가 보인다. 상기 제1 편광 필름 패턴과 상기 제2 편광 필름 패턴을 통과하여 상기 표시패널 모듈의 화면을 향하는 제2 시선에서 상기 표시패널 상에서 재현되는 이미지가 보인다. 상기 슬릿을 통과하여 상기 표시패널 모듈의 화면을 향하는 제3 시선에서 상기 백라이트 유닛으로부터 조사되는 조명광만 보인다. 상기 제1 및 제2 시선에서 보이는 이미지가 동일하다.

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본 발명은 노출면에 편광 필름이 없는 표시패널 모듈과 분할된 다수의 편광 필름 패턴이 배치된 편광 필름 모듈을 이용하여 표시패널 상에서 재현된 이미지만으로는 표현할 수 없는 다양한 이미지 효과를 구현할 수 있다.

도 1a 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 보여 주는 도면들이다.
도 4 내지 도 6은 편광 필름 모듈을 전동 블라인드 기반으로 구현할 때 편광 필름 장치의 가동판 구동에 따른 다양한 이미지 효과를 보여 주는 도면이다.
도 7a 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 보여 주는 도면들이다.
도 10 내지 도 12는 두 개의 패턴들이 중첩 면적이 변할 때 보이는 착시(Optical illusion) 현상의 일 예를 보여 주는 도면들이다.
도 13 및 도 14는 도 7에 도시된 편광 필름 모듈의 양면에 형성된 편광 필름 패턴들의 일 예를 보여 주는 도면들이다.
도 15는 도 13 및 도 14와 같은 편광 필름 패턴을 포함한 액정 표시장치에서 착시 효과를 보여 주는 도면이다.
도 16 내지 도 18은 도 15에 도시된 착시 효과를 보여 주는 액정 표시장치의 실제 제품 사진을 보여 주는 사진 이미지들이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소자들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1a 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 표시패널 모듈(10)과, 표시패널 모듈(10)의 노출면 앞에 배치된 하나 이상의 편광 필름 모듈(20)을 구비한다. 표시패널 모듈(10)의 빛은 노출면을 통해 편광 필름 모듈(20) 쪽으로 방사된다.

표시패널 모듈(10)은 표시패널과, 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 구비한다. 표시패널 모듈(10)의 노출면에는 편광 필름이 없다. 편광 필름 모듈(20)이 없다면, 관찰자는 표시패널 모듈(10)의 노출면에서 백라이트 유닛의 빛 즉, 백색광의 조명광을 볼 수 있고 표시패널 상에 표시되는 영상을 볼 수 없다.

표시패널은 액정층(13)을 사이에 두고 접합된 제1 및 제2 투명 기판(11, 12)을 포함한다. 표시패널 모듈(10)의 노출면에 편광 필름이 없는 제1 투명 기판(11)이 보인다. 표시패널의 영상 표시부는 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차 구조로 정의된 매트릭스 형태의 픽셀 어레이를 포함한다. 픽셀들은 컬러 구현을 위하여, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 픽셀들 각각은 RGB 서브 픽셀들 이외에 백색(White, W) 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 픽셀 어레이는 TFT 어레이와 컬러 필터 어레이로 나뉘어질 수 있다. 제1 투명 기판(11)에 컬러 필터(Color filter) 어레이가 형성될 수 있고, 제2 투명 기판(12)에 TFT(Thin Film Transistor) 어레이가 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 및 제2 투명 기판들(11, 12) 중 어느 하나에 컬러 필터 어레이와 TFT 어레이가 형성될 수 있다.

TFT 어레이는 서로 직교하는 데이터 라인들과 게이트 라인들을 포함한다. 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들이 정의된다. TFT 어레이는 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부에 형성된 TFT들과, TFT에 접속된 픽셀 전극, 픽셀 전극에 접속된 스토리지 커패시터 등을 포함한다. 픽셀들 각각은 TFT를 통해 데이터전압을 충전하는 픽셀 전극과 공통 전극의 전압차에 의해 구동되는 액정 분자들을 이용하여 빛의 투과양을 조정함으로써 입력 영상의 데이터를 표시한다. 픽셀들의 공통 전극에는 공통 전압(Vcom)이 공급된다.

컬러 필터 어레이는 컬러 필터들과, 블랙 매트릭스(Black matrix)를 포함한다. 공통 전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직 전계 구동 방식의 경우에 제1 투명 기판(11) 상에 형성되며, IPS(In-Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평 전계 구동방식의 경우에 제2 투명 기판(12) 상에서 TFT 어레이 내에 형성될 수 있다. 제1 및 제2 투명 기판(11, 12) 각각에서 액정층(13)과 접하는 면에 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

백라이트 유닛과 대향한 제2 투명 기판(12)의 배면 상에 편광 필름(16)이 접착된다. 편광 필름(16)은 분할되지 않고 제2 투명 기판(12) 상에 접착될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 편광 필름 모듈(20)과 대향하는 제1 투명 기판(11)의 전면에는 편광 필름이 접착되지 않는다. 종래 기술의 경우에 제1 및 제2 투명 기판(11, 12) 각각에 분할되지 않은 편광 필름이 접착되지만, 본 발명의 액정표시장치는 제1 및 제2 투명 기판(11, 12) 중에 백라이트 유닛과 대향하는 제2 투명 기판(12)에만 편광 필름(16)이 접착되는 것에 주의하여야 한다.

백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛은 광원(15)과 광학시트(14)을 이용하여 표시패널에 빛을 조사한다. 광원(15)과 광학시트(14) 사이에 도광판이나 확산판이 배치될 수 있다. 하우징(17) 내에 표시패널과 백라이트 유닛이 조립된다. 광원(15)은 다수의 LED(light-emitting diode)들을 이용하여 빛을 발생할 수 있다. 광학 시트들(14)은 프리즘 시트와 확산시트를 이용하여 도광판이나 확산판을 통해 입사된 빛을 확산하고 표시패널의 광입사면 즉, 제2 투명 기판(12)의 배면에 대하여 수직인 각도로 빛의 진행경로를 굴절시킨다.

표시패널의 영상 표시부는 입력 영상을 픽셀 어레이 상에 표시함으로써 입력 영상을 재현한다. 픽셀 전극에는 입력 영상의 계조에 따라 전압이 달라지는 데이터 전압이 인가되고, 공통 전극에는 픽셀의 기준 전위인 공통 전압이 인가된다. 데이터 전압과 공통 전압의 전압 차이에 따라 액정층(13)에 전계 세기 달라진다. 액정층(13)에 인가되는 전계에 따라 액정 분자가 구동한다. 액정표시장치는 액정의 굴절율 이방성을 이용하여 선편광의 위상을 변조한다. 통상적인 액정표시장치는 상판과 하판에 접착된 편광 필름들의 광 투과축이 직교하기 때문에 액정층을 통과하는 광의 위상이 90°지연될 때 액정층을 통과한 선편광이 상판의 편광 필름의 광 투과축을 통과하여 화이트 계조를 표현하는 반면, 광의 위상이 지연되지 않고 그대로 통과될 때 액정층을 통과하는 선편광의 광축이 상판의 광 투과축과 직교하여 그 빛이 상판의 편광 필름을 통과하지 못하기 때문에 블랙 계조를 표현한다.

본 발명의 액정표시장치는 상판 즉, 제1 투명 기판(11) 상에 편광 필름이 없기 때문에 백라이트 유닛의 조명광이 표시패널의 상판을 그대로 통과한다. 관찰자는 편광 필름 모듈(20)의 편광 필름 패턴을 통해 표시패널을 바라 볼 때에만 표시패널에 표시되는 영상을 감상할 수 있다. 편광 필름 모듈(20)이 없으면 표시패널은 조명 광원으로만 보인다.

편광 필름 모듈(20)은 표시패널 모듈(10)의 노출면으로부터 이격된다. 편광 필름 모듈(20)은 표시패널 모듈(10)과 분리되어 독립적으로 구동될 수 있도록 표시패널 모듈(10)로부터 이격된다. 편광 필름 모듈(20)은 다수의 편광 필름 패턴들(23)이 각각 접착된 가동판(22)과, 가동판(22)을 회전시키거나 승강 구동하는 가동판 구동부를 구비한다. 가동판 구동부는 가동판들(22)을 연결하고 수동 또는 전동 기구에 의해 구동되는 연결부재(24)를 포함할 수 있다. 가동판 구동부는 연결부재(24)를 구동하여 가동판들(22)을 회전시키거나 승강 구동할 수 있다. 자동 가동판 구동부의 일 예로, 모터(21)의 회전력으로 연결부재(24)를 구동하는 전동 블라인드로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 전동 블라인드로 편광 필름 모듈(20)을 구현하는 경우에, 전동 블라인드의 블레이드가 가동판(22) 역할을 한다.

편광 필름 패턴들(23)은 다수로 분할되어 가동판들(22)에 1:1로 접착된다. 가동판들(22) 각각은 빛이 통과되는 투명 재질 예를 들어, 투명 유리, 투명 아크릴, PC(Polycarbonate) 계열의 투명 수지 등으로 제작될 있다. 표시패널의 액정층(13)을 통과한 빛의 위상에 따라 편광 필름 패턴(23)을 통과하는 광양이 달라진다. 따라서, 관찰자가 편광 필름 패턴들(23)과 가동판들(22)을 통해 표시패널을 바라 보면 표시패널 상에서 재현되는 영상을 볼 수 있다. 이는 입력 영상에 따라 변하는 액정층(13)의 전계에 의해 액정 분자들이 구동되어 액정층(13)을 통과하는 빛의 위상 지연양이 가변되기 때문이다. 반면에, 관찰자가 편광 필름 패턴 없이 표시패널을 바라 보면 백라이트 유닛의 조명광만 볼 수 있다.

도 1a 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가동판(22)에 접착된 편광 필름 패턴들(23)이 수직으로 세워지면 표시패널의 픽셀 어레이를 편광 필름 패턴들(23)이 가려진다. 이 경우, 액정층(13)을 통과한 빛이 제1 투명 기판(11)을 경유하여 가동판들(22)과 편광 필름 패턴들(23)에 입사되기 때문에 관찰자가 표시패널에서 재현되는 영상을 볼 수 있다.

도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 가동판들(22)이 회전되어 표시패널에 대하여 가동판들(22)이 소정의 각도로 경사지면, 관찰자가 바라 보는 편광 필름 패턴들(23)의 폭이 감소되고 그 편광 필름 패턴들(23) 사이의 간격이 벌어진다. 그 결과, 관찰자는 가동판들(22)과 편광 필름 패턴들(23)을 통해 표시패널 상에서 재현된 영상을 볼 수 있고, 편광 필름 패턴들(23)이 없는 부분에서 백라이트 유닛의 조명광(white 계조의 빛)을 볼 수 있다.

도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 가동판들(22)이 상승하면 편광 필름 패턴들(23)이 가동판들(22)을 따라 상승하고 그들 간의 간격이 좁아진다. 그 결과, 관찰자는 가동판들(22)과 편광 필름 패턴들(23)을 통해 표시패널의 상부 표시면 상에서 재현된 영상을 볼 수 있고, 편광 필름 패턴들(23)이 없는 표시패널의 하부 표시면에서 백라이트 유닛의 조명광(white 계조의 빛)을 볼 수 있다.

도 7a 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 보여 주는 도면들이다.

도 7a 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 표시패널 모듈(10)과, 표시패널 모듈(10)의 노출면 앞에 배치된 하나 이상의 편광 필름 모듈(30)을 구비한다. 표시패널 모듈(10)의 빛은 노출면을 통해 편광 필름 모듈(30) 쪽으로 방사된다.

표시패널 모듈(10)은 전술한 실시예와 실질적으로 동일하므로 동일한 도면 부호를 붙이고 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 액정표시장치는 제1 투명 기판(11) 상에 편광 필름이 없기 때문에 백라이트 유닛의 조명광이 표시패널의 상판을 그대로 통과한다. 관찰자는 편광 필름 모듈(30)의 편광 필름 패턴들(31, 32)을 통해 표시패널을 바라 볼 때에만 표시패널에 표시되는 영상을 감상할 수 있다. 편광 필름 모듈(30)이 없으면 표시패널은 조명 광원으로만 보인다.

제1 편광 필름 모듈(30)은 표시패널 모듈(10)의 노출면에 접착되거나 이격될 수 있다. 제2 편광 필름 모듈(30)은 제1 편광 필름 모듈(30)에 접착되거나 이격될 수 있고, 생략될 수도 있다. 편광 필름 모듈(30) 각각의 전면 및/또는 배면에 편광 필름 패턴들(31, 32)이 배치된다. 도 7a 및 도 7b에서 편광 필름 모듈(30) 각각의 전면과 배면에 편광 필름 패턴들(31, 32)이 접착된 예를 도시하였지만 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 표시패널 모듈(10) 앞에서 편광 필름 패턴들이 3 층으로 적층되면, 제1 및 제2 편광 필름 모듈들(30) 중 어느 하나의 전면과 배면 중 어느 한 면에 편광 필름 패턴이 형성될 수 있다. 도 8 내지 도 10은 제2 편광 필름 모듈(30)이 생략된 예이다.

편광 필름 모듈(30)은 투명 기판(33), 투명 기판(33)의 전면 상에 접착된 다수의 제1 편광 필름 패턴들(31), 및 투명 기판(33)의 배면 상에 접착된 다수의 제2 편광 필름 패턴들(32) 등을 포함한다. 제2 편광 필름 패턴들(32)이 표시패널 모듈(10)의 노출면과 대향한다. 제1 및 제2 편광 필름 패턴들(31, 32) 각각은 소정 폭의 슬릿(slit, 34, 35)을 사이에 두고 이격된다. 슬릿(34, 35)에서 편광 필름이 없고 투명 기판(33)이 노출된다. 제1 편광 필름 패턴들(31)은 투명 기판(33)에서 투명하게 보이는 제1 슬릿(34)을 사이에 두고 이웃한 다른 제1 편광 필름 패턴(31)으로부터 이격된다. 제2 편광 필름 패턴들(32)은 투명 기판(33)에서 투명하게 보이는 제2 슬릿(35)을 사이에 두고 이웃한 다른 제2 편광 필름 패턴(32)으로부터 이격된다.

제1 및 제2 편광 필름 패턴들(31, 32)은 투명 기판(33) 상에 접착된 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 및 제2 편광 필름 패턴들(31, 32)은 전술한 제1 실시시예와 유사한 구조로 수동 또는 자동으로 이동될 수도 있다.

도 7 내지 도 9에 도시된 액정표시장치는 관찰자의 시선에 따라 또는 편광 필름 패턴들(31, 32)의 위치 변화에 따라 착시(Optical illusion) 현상을 초래하여 다양한 이미지 효과를 제공한다.

도 8에 도시된 바와 같이 관찰자 위치가 고정될 때, 관찰자의 시선에 따라 관찰자에게 보여 지는 이미지가 달라질 수 있다. 시선 ①에서, 관찰자는 편광 필름 패턴(31 또는 32)과 슬릿(34 또는 35)을 통해 표시패널을 보게 된다. 시선 ②에서, 관찰자는 제1 및 제2 편광 필름 패턴(31, 32)을 통해 표시패널 상에 재현된 이미지를 보게 된다. 시선 ③에서, 관찰자는 편광 필름 없이 슬릿(34, 35)을 통해 표시패널을 보게 된다. 관찰자의 시선, 표시패널에 표시되는 영상, 제1 편광 필름 패턴(31)의 형상 그리고 제3 편광 필름 패턴(32)의 형상에 따라 관찰자가 바라 보는 이미지를 다양하게 연출할 수 있다. 제1 및 제2 편광 필름 패턴들(31, 32)의 광 투과축이 동일하면, 관찰자는 시선 ① 및 ② 에서 동일한 이미지를 볼 수 있다. 시선 3에서 관찰자는 슬릿(34, 35)을 통해 표시패널을 바라 보기 때문에 백라이트 유닛의 조명광을 볼 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 편광 필름 패턴들(31, 32)의 위치가 고정되고 관찰자가 이동하여 관찰자의 시선이 이동될 수 있다. 시선 ①에서, 관찰자는 편광 필름 패턴(31 또는 32)과 슬릿(34 또는 35)을 통해 표시패널을 보게 된다. 시선 ②에서, 관찰자는 제1 및 제2 편광 필름 패턴(31, 32)을 통해 표시패널을 보게 된다. 시선 ③에서, 관찰자는 편광 필름 없이 슬릿(34, 35)을 통해 표시패널을 보게 된다. 관찰자의 시선, 표시패널에 표시되는 영상, 제1 편광 필름 패턴(31)의 형상 그리고 제3 편광 필름 패턴(32)의 형상에 따라 관찰자가 바라 보는 이미지를 다양하게 연출할 수 있다. 제1 및 제2 편광 필름 패턴들(31, 32)의 광 투과축이 동일하면, 시선 ① 및 ② 에서 제1 및 제2 편광 필름 패턴들(31, 32)이 중첩되어도 관찰자는 동일한 이미지를 볼 수 있다. 시선 3에서 관찰자는 슬릿(34, 35)을 통해 표시패널을 바라 보기 때문에 백라이트 유닛의 조명광을 볼 수 있다. 관찰자가 도 9에 도시된 화살표 방향을 따라 A -> B -> C로 이동하면 시선 ① 및 ② 에서 표시패널에서 재현되는 영상과 시선 ③에서 백라이트 유닛의 조명광을 연속으로 보게 되어 다양한 착시 현상을 느낄 수 있다. 예컨대, 표시패널에 정지 영상이 표시되고 편광 필름 패턴들(31, 32)이 고정되더라도 관찰자가 이동하면 관찰자는 표시패널 상에서 물체가 움직이거나 물체의 각도가 변하는 착시 현상을 느낄 수 있다.

이러한 착시 현상의 원리는 도 10 내지 도 13에서 쉽게 알 수 있다. 도 10 내지 도 12는 두 개의 패턴들이 중첩 면적이 변할 때 보이는 착시 현상의 일 예를 보여 주는 도면들이다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 제1 투명 필름에 패턴1이 인쇄되어 있고 제2 투명 필름에 패턴2가 인쇄돼어 있다. 패턴1 및 패턴2는 그 패턴들 간의 중첩 면적이 변할 때 관찰자는 구체가 일정환 궤도를 따라 움직이는 착시 현상을 느낀다. 제1 투명 필름을 제2 투명 필름 상에 얹혀 놓고 제1 투명 필름을 제2 투명 필름 쪽으로 이동하면 그 필름들 간에 중첩이 시작되고 제1 투명 필름이 같은 방향으로 이동하면 흑색 패턴 영역과 백색의 비패턴 영역이 서로 보강, 상쇄되면서 제1 투명 필름에 인쇄되지 않은 구체가 움직이는 것처럼 보인다.

편광 필름 모듈(30)에서, 제1 편광 필름 패턴(31)이 도 10에서 패턴1과 같은 형태로 패터닝되고, 제2 편광 필름 패턴(32)이 패턴2로 패터닝되고 표시패널 상에 백색 배경이 표시되면, 관찰자의 시선이 도 9의 화살표와 같이 변함에 따라 도 10 내지 도 12와 같은 착시 효과를 얻을 수 있다.

도 13 및 도 14는 도 7에 도시된 편광 필름 모듈(30)의 양면에 형성된 편광 필름 패턴들(31, 32)의 일 예를 보여 주는 도면들이다. 도 13은 제1 편광 필름 패턴(31)의 일 예이다. 도 14는 제2 편광 필름 패턴(32)의 일 예이다. 도 13 및 도 14와 같은 편광 필름 패턴들(31, 32)이 도 7과 같이 편광 필름 모듈(30)의 전면과 배면에 형성되면 관찰자의 시선에 따라, 도 15와 같이 관찰자가 다른 이미지를 보게 된다. 예컨대, 관찰자가 도 9와 같이 화살표 방향으로 이동하면 관찰자는 도 10에서 (A), (B), (C)를 순차적으로 보게 되어 착시 효과로 인하여 회전하는 사과를 보게 된다. 도 16 내지 도 18은 이러한 착시 효과를 보여 주는 액정 표시장치의 실제 제품 사진을 보여 준다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 : 표시패널 모듈 20, 30 : 편광 필름 장치
21 : 모터 22 : 가동판
24 : 연결부재 23, 31, 32 : 편광 필름 패턴
33 : 투명 기판 34, 35 : 슬릿

Claims

조명광이 보이는 노출면에 편광 필름이 없는 표시패널 모듈; 및
상기 표시패널 모듈의 노출면 앞에 배치된 편광 필름 모듈을 구비하고,
상기 편광 필름 모듈은,
수동 또는 전동 기구에 의해 회전되는 다수의 투명 가동판들; 및
상기 투명 가동판들에 접착된 편광 필름 패턴들을 포함하고,
상기 표시패널 모듈은,
액정층을 사이에 두고 접합된 제1 및 제2 투명 기판을 포함한 표시패널; 및
상기 제2 투명 기판과 대향하여 상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 제1 및 제2 투명 기판들 중 상기 제2 투명 기판만 편광 필름을 포함하고,
상기 표시패널 모듈의 노출면에 상기 제1 투명 기판이 보이고,
상기 편광 필름 패턴을 통과하여 상기 표시패널 모듈의 화면을 향하는 시선에서 상기 표시패널 상에서 재현되는 영상이 보이고, 상기 편광 필름 패턴들 사이의 공간을 통과하여 표시패널 모듈의 화면을 향하는 시선에서 상기 백라이트 유닛으로부터 조사되는 백색의 조명광만 보이는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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조명광이 보이는 노출면에 편광 필름이 없는 표시패널 모듈; 및
상기 표시패널 모듈의 노출면 앞에 배치된 편광 필름 모듈을 구비하고,
상기 편광 필름 모듈은,
투명 기판의 전면에 배치된 다수의 제1 편광 필름 패턴들; 및
상기 투명 기판의 배면에 배치된 다수의 제2 편광 필름 패턴들을 포함하고,
상기 제1 편광 필름 패턴들은 상기 투명 기판에서 투명하게 보이는 제1 슬릿을 사이에 두고 이웃한 다른 제1 편광 필름 패턴으로부터 이격되고,
상기 제2 편광 필름 패턴들은 상기 투명 기판에서 투명하게 보이는 제2 슬릿을 사이에 두고 이웃한 다른 제2 편광 필름 패턴으로부터 이격되고,
상기 제2 편광 필름 패턴들이 상기 제1 편광 필름 패턴들과 중첩된 상태에서 상기 표시패널 모듈의 노출면과 대향하고,
상기 제2 편광 필름 패턴들이 상기 제1 편광 필름 패턴들과 동일한 광 투과축을 가지며,
상기 표시패널 모듈은
액정층을 사이에 두고 접합된 제1 및 제2 투명 기판을 포함한 표시패널; 및
상기 제2 투명 기판과 대향하여 상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 제1 및 제2 투명 기판들 중 상기 제2 투명 기판만 편광 필름을 포함하고,
상기 표시패널 모듈의 노출면에 상기 제1 투명 기판이 보이고,
상기 제1 및 제2 편광 필름 패턴들 중 어느 하나의 편광 필름 패턴과 상기 슬릿을 통과하여 상기 표시패널 모듈의 화면을 향하는 제1 시선에서 상기 표시패널 상에서 재현되는 이미지가 보이고,
상기 제1 편광 필름 패턴과 상기 제2 편광 필름 패턴을 통과하여 상기 표시패널 모듈의 화면을 향하는 제2 시선에서 상기 표시패널 상에서 재현되는 이미지가 보이고,
상기 슬릿을 통과하여 상기 표시패널 모듈의 화면을 향하는 제3 시선에서 상기 백라이트 유닛으로부터 조사되는 조명광만 보이고,
상기 제1 및 제2 시선에서 보이는 이미지가 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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