KR20120006725A - 액정 디스플레이 장치용 데코레이션 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 디스플레이 장치(LCD)용 데코레이션 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LCD를 사용하지 않을 경우에 LCD에 입사되는 외부광원 중 소정 범위의 파장만을 선택적으로 반사함으로써 심미감을 느낄 수 있는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 데코레이션 필름은 액정 디스플레이 장치의 표면에 형성되는 필름으로서 액방성 액정으로 이루어지는 층을 1층 이상 포함하고, 상기 액방성 액정은 염 형태의 염료인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 데코레이션 필름은 내부에서 방출되는 빛의 밝기에는 거의 손상을 미치지 않으면서도 액정 디스플레이 장치 표면으로 입사하는 외부광 중 특정의 파장 대역만 선택적으로 반사하게 됨으로서 컬러풀한 표면을 가지는 액정 디스플레이 장치를 제공할 수 있다는 효과를 가진다.

Description

액정 디스플레이 장치용 데코레이션 필름{DECORATION FILM FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 디스플레이 장치(LCD)용 데코레이션 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LCD를 사용하지 않을 경우에 LCD에 입사되는 외부광원 중 소정 범위의 파장만을 선택적으로 반사함으로써 심미감을 느낄 수 있는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이 장치는 백라이트에서 방출되는 빛이 진행하는 경로에 액정, 편광판 또는 위상차 필름 등을 비롯한 다양한 광학 소자를 배치함으로써 진행하는 빛을 화소별로 선택적으로 투과시켜 원하는 화상을 구현하는 장치이다.

따라서, 명확한 화소를 표현하기 위해서는 빛의 선택도가 높아야 할 뿐만 아니라, 빛이 통과한 부분과 통과하지 못한 부분의 밝기차(다른 말로는 명암비)가 아주 클 필요가 있다. 이를 위해서는 빛이 차단된 부분에서 빛이 새는 빛샘 현상이 일어나지 말아야 할 것은 물론이며, 빛이 통과하여야 할 부분의 빛의 밝기가 훼손되지 않고 시청자의 눈에 도달할 필요가 있다.

한편, 액정 디스플레이 장치의 보급율이 높아지면서 상기 액정 디스플레이 장치를 사용한 기기, 예를 들면 노트북, 핸드폰 또는 TV 등과 같은 기기의 사용자들은 기기가 작동하고 있을 때의 화질에 대한 요구수준은 물론이고 작동하지 않는 상태의 액정 디스플레이 장치의 외관의 아름다움에 대한 요구수준도 점점 높아지고 있는 실정이다. 물론, 액정 디스플레이 장치의 형태적인 아름다움은 프레임의 디자인 등에 의해 해결될 수 있지만, 액정 디스플레이 장치가 작동하지 않을 경우의 화면의 색깔은 액정 디스플레이 장치의 종류에 관계 없이 검정색 일색인 것이 현재까지의 실정이다.

화면의 색을 변경시키기 위해서는 화면에 컬러를 나타내는 필름 층을 형성하는 방법을 생각할 수 있다. 상기 필름 층은 액정이 작동하지 않을 경우에 외부에서 액정 디스플레이 장치로 입사되는 중 특정한 파장대역 빛을 반사함으로써 컬러감을 느끼게 할 수 있다.

그런데, 상기 컬러 필름 층은 다음과 같은 점에서 문제가 있을 수 있다. 즉, 상기 필름층은 액정이 작동하지 않을 경우는 물론이고 액정이 작동하는 경우에도 액정 디스플레이 장치에서 방출되는 빛의 일부를 흡수해 버리기 때문에 빛의 밝기에 심대한 영향을 미칠 수 있다. 뿐만 아니라, 액정 디스플레이 장치에서 방출되는 빛의 일부를 흡수하기 때문에 화면이 상기 컬러 필름의 컬러에 영향받을 수 있어, 화질이 악화될 수도 있다.

본 발명의 일측면에 따르면, 액정 디스플레이 장치의 화면의 색을 제어할 수 있으면서도, 작동시 화질에 미치는 악영향은 최소화된 액정 디스플레이 장치용 데코레이션 필름이 제공된다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 데코레이션 필름은 액정 디스플레이 장치의 표면에 형성되는 필름으로서 액방성 액정으로 이루어지는 층을 1층 이상 포함하고, 상기 액방성 액정은 염 형태의 염료인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 염료의 발색단의 광학적 전이 모멘트가 액방성 액정 층의 평면에 투과된 투영이 상기 액방성 액정 분자의 광축에 평행한 것이 바람직하다.

또한, 상기 데코레이션 필름은 편광필름을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 데코레이션 효과를 높이면서도 액정 디스플레이 장치의 화질에 영향 미치지 않기 위해서는 상기 편광필름의 흡수축이 상기 액방성 액정의 반사축과 평행한 것이 유리하다.

본 발명의 데코레이션 필름은 내부에서 방출되는 빛의 밝기에는 거의 손상을 미치지 않으면서도 액정 디스플레이 장치 표면으로 입사하는 외부광 중 특정의 파장 대역만 선택적으로 반사하게 됨으로서 컬러풀한 표면을 가지는 액정 디스플레이 장치를 제공할 수 있다는 효과를 가진다.

도 1은 액방성 액정층의 반사축과 편광필름의 흡수축간의 관계를 나타낸 개략도,
도 2는 액방성 액정층과 편광필름의 광축을 정렬하여 배치하였을 경우 발생하는 광학적 현상을 설명하는 개략도, 그리고
도 3은 본 발명의 데코레이션 필름의 적층방식에 대한 다양한 예를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 간단히 설명한다.

본 발명의 데코레이션 필름은 액정 디스플레이 장치의 표면에 형성되는 필름으로서 액방성 액정으로 이루어지는 층을 1층 이상 포함하는 특징으로 한다. 액방성(Lyotropic) 액정이라 함은 일정한 온도에서 액정의 특성을 나타내는 열방성(thermotropic) 액정과는 달리 일정한 조성범위에서 액정성을 나타내는 액정을 의미한다.

본 발명에서는 상기 액방성 액정 중에서도 염 형태의 염료를 사용하는 것을 특징으로 한다. 여기서 염 형태의 염료라 함은, 음이온 또는 양이온 형태의 발색단을 포함하는 분자를 말한다. 상기 염 형태의 염료에 포함된 발색단은 액방성 액정의 굴절율을 제어하는데 큰 역할을 할 수 있다. 따라서, 상기 발색단의 광흡수 거동이 이방성을 나타낼 경우에는 굴절율 역시 이방성을 나타내게 되므로 본 발명에서는 상기 발색단이 광흡수 거동의 이방성을 나타내도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

이를 위해서는 상기 발색단은 일정 방향으로 배열된 광학적 전이 쌍극자 모멘트를 가질 필요가 있다. 이러할 경우, 상기 전이 쌍극자 모멘트의 방향과 평행한 빛에 대해서는 높은 흡수율 즉, 높은 굴절율을 나타내게 되며, 이와 수직한 방향에 대해서는 낮은 흡수율 즉, 낮은 굴절율을 나타내게 된다.

따라서, 염 형태의 염료는 발색단에 의해 높은 굴절율 이방성을 나타내는데, 상기 굴절율 이방성을 잘 조절할 경우 높은 굴절율 이방성을 가지는 층을 얻을 수 있다. 그 결과 한축은 굴절율이 매우 높고 나머지 축은 굴절율이 낮은 층이 형성되게 되는데, 그에 따라 굴절율이 높은 축에서는 스넬의 법칙에 의한 전반사가 일어날 수 있으며, 그와 수직한 축에서는 빛이 투과되게 된다.

이러한 이유로 인해, 본 발명의 데코레이션 필름에 포함되는 액방성 액정층은 일축에서는 빛의 전반사가 일어나며 나머지 축에서는 광투과 현상이 일어나도록 하는 역할을 한다.

이때, 상기 발색단의 광학적 전이 쌍극자 모멘트의 액방성 액정의 배치 평면에 대한 투영이 상기 액방성 액정 분자의 광축에 실질적으로 평행하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 상기 발색단의 광학 전이 쌍극자가 상기 액방성 액정의 분자의 광축에 실질적으로 평행하는 것이 좋다. 그러할 경우 광축에 수직한 빛만 통과하고 반대로 광축과 평행한 빛은 반사되게 되므로 액정 디스플레이 장치의 표면이 미려하게 되는 효과를 가진다.

또한, 상기 액방성 액정의 분자에 포함된 발색단의 흡수 파장을 적절히 조절할 경우에는 원하는 파장대의 빛을 반사시킬 수 있어 단순한 반사 효과뿐만이 아니라 색감을 부여함으로써 원하는 색상을 구현할 수 있다.

이러한 효과를 얻기 위해서는 상술한 바와 같이 상기 액방성 액정의 분자는 염 형태의 염료인 것이 바람직한 것이다. 즉, 염료의 발색단은 일부 파장범위의 빛만 흡수하므로 그에 따라 색을 표현할 수 있을 뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 전이 쌍극자 모멘트가 염료분자의 광축방향과 실질적으로 평행(앞서 설명한 바와 같이 배치평면에 대한 투영이 평행한 것도 포함한다)한 것이므로 방향에 따른 빛의 선택적 투과능도 제공할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같은 액방성 액정층을 포함하는 데코레이션 필름은 도 1에 도시한 바와 같이 편광필름(20)을 더 포함할 수 있다. 도면에서 확인할 수 있듯이, 편광 필름(20)의 흡수축(40)은 상기 액방성 액정층(10)의 반사축(30)과 동일하게 배치될 필요가 있다.

상기와 같은 데코레이션 필름이 액정 디스플레이 장치에 포함될 경우에는 액정 디스플레이 장치에서 방출되는 빛은 손상시키지 않고 액정 디스플레이 장치를 사용하지 않는 조건에서 외부에서 입사되는 빛 중 특정 파장은 반사시킴으로써 데코레이션 효과를 얻을 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시한 바와 같다. 도면에서 볼 수 있듯이, 상기 액방성 액정(10)의 반사축(30)과 수직인 축(50)으로 입사하는 빛은 액방성 액정층을 통과할 뿐만 아니라 편광판도 통과할 수 있다. 이러한 현상은 액정 디스플레이 장치 내부에서 방출되는 빛에 대해서도 동일하게 적용되기 때문에 편광판을 통과한 빛은 특별한 빛의 감쇄현상 없이 액방성 액정층도 통과하게 된다(a). 반면, 액방성 액정의 반사축(30) 평행한 축으로 입사하는 빛 중 염료의 발색단의 흡수 파장에 해당하는 빛은 액방성 액정층을 투과하지 못하고 나머지 빛만 통과하게 되는데, 그 결과 원하는 액정 디스플레이 장치의 표면은 전류를 가하지 않았음에도 원하는 파장대의 빛이 나타내는 색을 띄게 된다(b). 통과한 나머지 빛은 편광판의 흡수축과 평행한 빛이므로 흡수축을 통과하지 못하고 소멸하게 된다.

도 3에 상기 데코레이션 필름의 다양한 적용례를 나타내었다. 도 3에 도시한 바와 같이 단순히 편광필름(20)의 보호필름(80) 위에 적층된 형태를 가질 수도 있으며(a), 편광필름(20)의 보호필름(10)으로 사용될 수도 있으며(b), 상기 (a)의 구조에 별도의 액방성 액정용 보호필름(80)이 더 적층되거나(c), 또는 보호필름(80) 사이에서 편광필름(20)과 함께 포함될 수도 있다(d). 어떠한 형태를 가지더라도 상술한 바와 같이 편광판의 흡수축(40)과 액방성 액정의 반사축(30)은 서로 평행할 필요가 있다.

본 발명의 액방성 액정을 이루는 염료는 상술한 바와 같이 염 형태의 염료로서, 발색단의 광학적 전이 쌍극자 모멘트의 배치 평면에 대한 투영이 상기 염료 분자의 광축과 평행한 것이라면 어떠한 것이라도 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 데코레이션 필름은 액정 디스플레이 장치의 표면에 형성되는 필름으로서 액방성 액정으로 이루어지는 층을 1층 이상 포함하고, 상기 액방성 액정은 염 형태의 염료인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 염료의 발색단의 광학적 전이 모멘트의 상기 액정 배치 평면에 대한 투영이 염료 분자의 광축과 평행한 것이 더욱 바람직한 것이다.

10 : 액방성 액정
20 : 편광필름
30 : 액방성 액정의 반사축
40 : 편광필름의 흡수축
50 : 액방성 액정의 투과축
60 : 편광필름의 투과축
70 : 액정셀
80 : 보호필름
90 : 점착체 층

Claims (4)

1. 액정 디스플레이 장치의 표면에 형성되는 필름으로서 액방성 액정으로 이루어지는 층을 1층 이상 포함하고,
   상기 액방성 액정은 염 형태의 염료인 액정 디스플레이 장치용 데코레이션 필름.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 염료의 발색단의 광학적 전이 모멘트가 액방성 액정 층의 평면에 투과된 투영이 상기 액방성 액정 분자의 광축에 평행한 액정 디스플레이 장치용 데코레이션 필름.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 편광필름을 더 포함하는 액정 디스플레이 장치용 데코레이션 필름.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 편광필름의 흡수축은 상기 액방성 액정의 반사축과 평행한 액정 디스플레이 장치용 데코레이션 필름.
   

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