KR20160032932A - 필기용 필름 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

Abstract

필기용 필름 및 이를 포함한 표시 장치를 제공한다. 본 필기용 필름은 평탄하지 않는 표면을 포함하고, 파장 대역이 서로 다른 제1 광과 제2 광이 모두 투과되는 거칠기층 및 거칠기층상에 배치되며, 광 밴드 갭(photonic band gap) 특성으로 인해 제1 광은 투과되고 제2 광은 반사되는 광결정층을 포함한다.

Description

필기용 필름 및 이를 포함하는 표시 장치 {Film for writing and display apparatus comprising the same}

본 개시는 필기할 때 이용되는 필름 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

오늘날 정보통신기술의 급속한 발달에 따라, 영상기기는, 예컨데, 휴대 단말기의 기능 또한, 단순한 통화 내지 문자전송의 기능을 넘어, 인터넷 검색, 영상정보의 송수신, 디엠비(DMB: Digital multimedia broadcasting), MP3, 게임, 팩스, 이메일 등, 복합적인 하나의 휴대용 컴퓨터로 변화되고 있다.

상기한 휴대용 컴퓨터는 교육을 위한 전자 학습기로도 활용되고 있다. 전자 학습기는 원격으로 교육자와 피교육자간의 상호 작용을 극대화할 수 있다. 피교육자 또는 교육자가 필기한 내용이 실시간으로 서로 연결된다면, 피교육자와 교육자간의 원할한 상호 작용을 극대화할 수 있다.

그러나, 현재 휴대단말기는 펜으로 기록할 수 있는 필기 기능이 없거나 필기 기능이 있다 하더라도 필기용 화면의 거칠지가 거의 없어, 사용자는 필기감을 느낄 수가 없다. 그리하여, 휴대 단말기의 필기 기능의 이용에 한계가 있다.

본 발명의 실시예는 일정 정도의 거칠기가 있는 필기용 필름 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예는 가시광선 대역의 광은 통과하면서 특정 파장의 광을 반사키는 필기용 필름 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공한다.

본 발명의 일 유형에 따르는 필기용 필름은, 평탄하지 않는 표면을 포함하고, 파장 대역이 서로 다른 제1 광과 제2 광이 모두 투과되는 거칠기층; 및 상기 거칠기층상에 배치되며, 광 밴드 갭(photonic band gap) 특성으로 인해 상기 제1 광은 투과되고 상기 제2 광은 반사되는 광결정층;를 포함한다.

그리고, 상기 거칠기층의 최대 두께와 최소 두께간의 차는 200nm 내지 2㎛일 수 있다.

또한, 상기 거칠기층 및 상기 광결정층은, 투명할 수 있다.

그리고, 상기 거칠기층의 표면은, 상기 제1 광의 진행 방향에 수직한 제1 표면과 상기 제1 광의 진행 방향과 평행한 제2 표면으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 거칠기층은, 복수 개의 개구를 포함하는 메쉬 구조를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 개구의 폭 및 상기 복수 개의 개구 중 이웃하는 개구간의 간격 중 적어도 하나는 상기 제2 광의 파장이하일 수 있다.

또한, 상기 거칠기층은, 이격되게 배열된 복수 개의 라인을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 라인의 폭 및 상기 복수 개의 라인 중 이웃하는 라인들간의 간격 중 적어도 하나는 상기 제2 광의 파장이하일 수 있다.

또한, 상기 거칠기층은, 이격되게 배열된 복수 개의 돌출부를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제1 광은 상기 광결정층의 하면으로 입사되고, 상기 제2 광은 상기 거칠기층의 상기 표면으로 입사될 수 있다.

또한, 상기 제1 광은 가시광선 대역인 것과 상기 제2 광은 적외선 대역인 것 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 광결정층은, 서로 다른 굴절률을 가지는 복수 개의 층이 교대로 적층될 수 있다.

또한, 상기 광결정층은, 매질 및 상기 매질내에 격자 구조로 분산된 복수 개의 나노 입자를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 거칠기층과 접하며 외부 충격에 의해 손상된 후 원래의 상태로 되돌아오는 능력이 있는 자기 복원층;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 필기용 필름은 표시 장치로부터 탈부착이 가능할 수 있다.

한편, 다른 실시예에 따른 필기용 필름은, 가시광선이 투과되면서 최대 두께와 최소 두께간의 차가 200nm 내지 2㎛인 평탄하지 않는 표면을 갖을 수 있다.

그리고, 상기 거칠기층과 접하며 외부 충격에 의해 손상된 후 원래의 상태로 되돌아오는 능력이 있는 자기 복원층;을 더 포함할 수 있다.

한편, 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 패널; 및 상기 표시 패널상에 배치되며, 앞서 기술한 필기용 필름;을 포함한다.

그리고, 상기 필기용 필름 중 거칠기층의 표면은 외부에 노출될 수 있다.

또한, 상기 필기용 필름과 상기 표시 패널 사이에 터치 패널;을 더 포함하고, 상기 필기용 필름은 상기 터치 패널상에 접할 수 있다.

본 개시는 전자 기기에 적용되는 필기용 필름이 일정한 정도의 표면 거칠기를 갖기 때문에 사용자에게 필기감으 제공할 수 있다.

도 1a는 일 실시예에 따른 필기용 필름을 도시한 단면도이다.
도 1b는 도 1의 필기용 필름의 평면도이다.
도 2는 다층 구조의 광결정층의 예를 도시한 단면이다.
도 3은 나노 입자를 포함하는 광결정층의 예를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 다양한 형태의 거칠기층을 포함하는 필기용 필름을 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 다른 실시예에 따른 필기용 필름을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 필기용 필름이 표시 장치의 화면에 결합한 형태를 나타내는 도면이다.
도 9는 필기용 필름을 포함하는 표시 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 터치 패널을 포함하는 표시 장치의 일부를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 별도의 펜 감지 모듈을 포함하는 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 반사된 광을 감지하는 광 펜의 예를 도시한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 감지 영역과 표시 영역이 분리된 표시 장치를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명에 따른 필기용 필름 및 이를 포함한 표시 장치의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1a는 일 실시예에 따른 필기용 필름(100)을 도시한 단면도이고, 도 1b는 도 1의 필기용 필름(100)의 평면도이다. 필기용 필름(100)은 평탄하지 않는 표면을 포함하고, 파장 대역이 서로 다른 제1 광과 제2 광이 모두 투과되는 거칠기층(110) 및 광 밴드 갭(photonic band gap) 특성으로 인해 제1 광은 투과되고 제2 광은 반사되는 광결정층(120)을 포함할 수 있다. 이러한 필기용 필름(100)은 표시 장치의 최외곽에 배치될 수 있다. 그리하여, 사용자는 필기용 필름(100)상에 필기를 수행할 수 있다. 여기서, 제1 광은 표시 장치에서 광결정층(120) 및 거칠기층(110)을 통해 외부로 출사되는 광이고, 제2 광은 외부에서 거칠기층(110)의 표면으로 입사되어 광결정층(120)에서 반사된 후 다시 거칠기층(110)을 통해 외부로 출사되는 광일 수 있다.

거칠기층(110)은 평탄하지 않는 표면을 포함하며, 상기한 표면은 일정한 크기의 표면 거칠기를 갖을 수 있다. 그리하여, 사용자가 거칠기층(110)의 표면 상에 필기 도구(예를 들어, 펜)을 접촉시키면서 필기를 하면 거칠기층(110)의 표면 거칠기로 인해 필기감을 느낄 수 있다.

거칠기층(110)이 일정한 표면 거칠기를 갖기 위해 거칠기층(110)의 표면은 도 1a에 도시된 바와 같이, 엠보 형태의 표면을 갖을 수 있다. 즉, 거칠기층(110)의 두께(t)는 비균일할 수 있다. 거칠기층(110)의 두께(t)는 제1 두께(t1)와 제2 두께(t2)가 반복적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 거칠기층(110)은 광의 진행 방향으로 돌출된 복수 개의 돌출부(112)를 포함할 수 있다. 돌출부(112)의 형상은, 사각형, 삼각형 등의 다각형, 원형, 타원형 등 다양할 수 있다.

상기한 복수 개의 돌출부(112)는 2차원으로 배열될 수 있다. 그리하여, 거칠기층(110)의 표면은 제1 두께(t1)에 대응하는 제1 표면(S1), 제2 두께(t2)에 대응하는 제2 표면(S2) 및 제1 표면(S1)과 제2 표면(S2)을 연결하는 제3 표면(S3)을 포함할 수 있다. 제1 표면(S1)과 제2 표면(S2)은 높이를 달리하여 나란하게 배열되고, 제3 표면(S3)은 제1 표면(S1)과 제2 표면(S2)과 수직하게 배열될 수 있다. 제1 내지 제3 표면(S1, S2, S3)의 크기가 동일함으로써 거칠기층(110)의 표면 거칠기가 균일할 수 있다. 도면에는 거칠기층(110)의 두께(t)가 제1 두께(t1) 및 제2 두께(t2)로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위할 뿐 이에 한정되지 않는다. 거칠기층(110)은 서로 다른 3개 이상의 두께를 갖을 수도 있다.

일 실시예에 따른 거칠기층(110)은 파장 대역이 서로 다른 제1 광과 제2 광이 투과될 수 있다. 거칠기층(110)은 약 400nm 내지 800nm의 파장 대역의 광에 대해 약 91%이상의 투과율을 가질 수 있다. 제1 광의 파장 대역은 제2 광의 파장대역보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 제1 광은 가시 광선 대역일 수 있고, 제2 광은 적외선 대역일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 제1 광은 광결정층(120)으로부터 입사되어 거칠기층(110)을 투과할 수 있다. 그리고, 제2 광은 거칠기층(110)의 표면으로부터 입사되어 광결정층(120)에 의해 반사된 후 다시 거칠기층(110)을 투과하여 외부로 출사될 수 있다. 거칠기층(110)의 제1 표면(S1)과 제2 표면(S2)은 제1 광의 진행 방향에 수직이고, 제3 표면(S3)의 제1 광의 진행 방향과 평행할 수 있다. 그리하여, 거칠기층(110)에 의한 제1 광의 반사를 최소화할 수 있다.

거칠기층(110)의 두께(t) 중 이웃하는 서로 다른 두께간의 간격(d)은 상기한 제2 광의 파장보다 짧을 수 있다. 그리하여, 제2 광이 거칠기층(110)에 경사지게 입사하더라도 제2 광의 난반사를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 거칠기층(110)의 두께 중 이웃하는 서로 다른 두께간의 간격(t1-t2)은 약 200nm 내지 약 20㎛일 수 있다.

또한, 제2 광이 거칠기층(110)에 경사지게 입사하더라도 제2 광의 난반사를 최소화하기 위해, 거칠기층(110) 내 돌출부(112)의 폭(w)도 제2 광의 파장보다 짧을 수 있다. 마찬가지 이유로 거칠기층(110)의 돌출부(112) 중 이웃하는 돌출부(112)간의 간격(d)도 제2 광의 파장보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 돌출부(112)의 폭(w) 및 이웃하는 돌출부(112)간의 간격(d) 중 적어도 하나는 약 200nm 내지 약 20㎛일 수 있다.

거칠기층(110)은 투명한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 거칠기층(110)은 유리로 형성될 수 있다.

도 1에 도시된 거칠기층(110)은 일 예에 불과하며 표면이 평탄하지 않는 다른 구조로 형성될 수 있다. 거칠기층(110)에 적용될 수 있는 다양한 형태의 구조는 후술하기로 한다.

광결정층(120)은 광 밴드 갭(photonic band gap) 특성으로 인해 제1 광은 투과되고 제2 광은 반사될 수 있다.

광결정층(120)은 제2 광을 반사시키는 광 밴드 갭을 형성하는 광결정을 포함할 수 있다. 광 결정(photonic crystal)은 유전 상수가 서로 다른 물질들을 주기적으로 배열하여 전자기파의 에너지 스펙트럼에 광 밴드 갭(PBG;Photon Band Gap)이 형성되도록 만든 인공 결정을 의미한다. 광 결정에 광이 입사되는 경우 대부분의 파장에 대해서 광은 산란 없이 결정을 통과한다. 하지만, 특정한 파장(또는 주파수) 대역의 광이 통과할 수 없는 반사 영역이 생기는데, 이를 광 밴드 갭이라 한다. 광 밴드 갭 내에 속하는 파장(또는 주파수)을 가지는 광이 광 결정 내로 입사되면 광은 광 결정 내로 전파되지 못하고 반사된다. 이와 같이 광결정은 선택적인 광의 투과와 반사 특성을 모두 가진다. 광 결정은 유전 물질을 주기적으로 배열하여 형성되는 것으로, 굴절률과 주기적인 구조에 따라 광 밴드 갭의 크기나 위치가 가변될 수 있다.

도 2는 다층 구조의 광결정층(120a)의 예를 도시한 단면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광결정층(120)은 서로 다른 굴절률(n1, n2)을 가지는 복수 개의 층(121, 122)이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 반사되는 광의 파장은 각 층의 두께, 굴절률 차 등에 의존할 수 있다. 굴절률 차가 클수록 반사되는 광의 파장 대역이 좁을 수 있다. 일 실시예에 따른 광결정층(120)은 제2 광이 반사되도록 굴절률이 서로 다른 복수 개의 층이 교대로 적층될 수 있다.

도 3은 나노 입자를 포함하는 광결정층(120b)의 예를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 광결정층(120)은 매질(123)과, 매질(123)에 분산된 나노 입자(124)를 포함할 수 있다. 나노 입자(124)는 전하를 띠며, 매질(123) 내에 격자 구조를 가지고 분산될 수 있다. 광결정층(120b)에서는 나노 입자들(124)이 동전기적 현상(electrokinetic phenomena)에 의해 규칙적으로 분산되어 광결정 구조를 지니게 된다. 광 밴드 갭은 나노 입자 간의 간격(d) 또는 나노 입자들의 크기에 의존한다. 따라서, 광결정층(120b)은 제2 광을 반사시키는 나노 입자간의 간격(d) 또는 나노 입자의 크기를 갖을 수 있다.

도 1에서 거칠기층(110)의 평탄하지 않는 표면으로 앰보 패턴을 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 거칠기층(110)은 일정 표면 거칠기를 갖는 다른 패턴을 포함할 수 있다. 도 4a 내지 도 4c는 다양한 형태의 거칠기층을 포함하는 필기용 필름을 도시한 도면이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 거칠기층(110a)은 복수 개의 개구(114)를 포함하는 메쉬 구조로 형성될 수 있다.

복수 개의 개구(114)는 주기적으로 2차원으로 배열될 수 있다. 개구(114)의 형상은, 사각형, 삼각형 등의 다각형, 원형 등 다양할 수 있다. 거칠기층(110)내 개구(114)의 크기, 개구(114)간의 간격(d), 개구(114)의 두께(t)는 일정할 수 있다. 개구(114)의 크기, 개구(114)간의 간격(d), 개구(114)층의 두께(t)가 동일함으로써 거칠기층(110)은 균일한 표면 거칠기를 갖을 수 있다. 개구(114)의 크기, 개구(114)들간의 간격(d) 및 개구(114)의 두께(t) 중 적어도 하나는 제2 광의 파장 이하일 수 있다. 예를 들어, 개구(114)의 크기, 개구(114)들간의 간격(d) 및 개구(114)의 두께(t) 중 적어도 하나는 약 200nm 내지 약 20㎛일 수 있다. 특히, 제2 광의 파장보다 작은 개구(114)가 주기적으로 배열되면, 표면 플라즈몬 공명에 의해 제2 광의 투과도는 향상될 수 있다.

또는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 거칠기층(110b)은 서로 이격되게 배열된 복수 개의 라인(116)을 포함할 수 있다. 라인(116)의 물질은 투명할 수 있다. 예를 들어, 라인(116)의 유리 등을 포함할 수 있다. 도 4b에서 라인(116)은 y축 방향으로 배열되어 있는데 이에 한정되지 않는다. 라인(116)은 x축 방향으로 배열될 수도 있다. 라인(116)의 폭 및 라인(116)들간의 간격(d)은 약 200nm 내지 약 20㎛ 일 수 있다.

또는, 도 4c에 도시된 바와 같이, 거칠기층(110c)은 서로 이격 배열되어 있는 복수 개의 돌출부(112)만으로 구성될 수 있다. 복수 개의 돌출부(112)는 거칠기층(110)에서 주기적으로 2차원 배열될 수 있다. 돌출부(112)의 형상은, 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등의 다각형 등 다양할 수 있다. 돌출부(112)의 폭(w), 돌출부(112)간의 간격(d), 돌출부(112)의 두께(t)는 제2 광의 파장이하일 수 있다. 예를 들어, 돌출부(112)의 폭(w), 돌출부(112)간의 간격(d), 돌출부(112)의 두께(t) 중 적어도 하나는 약 200nm 내지 약 20㎛일 수 있다.

도 5 내지 도 7은 다른 실시예에 따른 필기용 필름(100)을 도시한 도면이다. 도 1과 비교하면 도 5의 필기용 필름(100)은 거칠기층(110)상에 배치되며 스크래치에 의해 자기 복원 능력이 있는 자기 복원층(130)을 더 포함할 수 있다. 도 5의 거칠기층(110) 및 광결정층(120)은 도 1에서 설명하였는 바 구체적인 설명은 생략한다.

자기 복원층(130)은 거칠기층(110)의 표면상에 배치될 수 있다. 상기한 자기 복원층(130)은 스크래치에 의해 필름(200)의 표면이 손상된다 하더라도 시간이 지남에 따라 자기 스스로 치유하는 회복력을 가져 스크래치가 잘 보이지 않는 거의 원상태로 돌아갈 수 있는 층이다.

자기 복원층(130)은 아크릴 수지를 기초로 표면 처리된 실리카와 광경화 타입의 아크릴레이트가 포함될 수도 있고, 불소계 화합물이 추가될 수도 있다. 또한, 실록산 변성 아크릴수지에 아크릴변성 폴리에스테르 폴리올, 멜라민 경화제로 구성된 수지조성물이 첨가될 수도 있고, 아크릴수지, 지방족 폴리에스터 수지, 실리콘 변성 폴리아크릴레이트 수지, 폴리디메틸 실록산, 알콕시 실란화합물, 지방족 이소시아네이트경화제를 함유하는 수지조성물 등으로 형성될 수도 있다. 뿐만 아니라, 자기 복원층(130)은 아크릴 수지에 나노 크기 또는 마이크로 크기의 캡슐이 분포되어 있을 수 있다. 그리하여 자기 복원층(130)에 외부 충격이 가해지면 상기한 캡슐은 이격되었다가 시간이 경과하면 원위치로 복귀되어 외부 충격에 의한 손상이 복원될 수 있다.

자기 복원층(130)은 펜의 사용으로 인해 필름(100)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 거칠기층(110)이 표면 거칠기가 다소 작다 하더라도 하더라고, 자기 복원층(130)은 펜의 압력에 의해 이동하였다고 원래의 위치로 복원되기 때문에 필기용 필름(200)의 표면 거칠기를 증가시킬 수 있다. 또한, 자기 복원층(130)의 경도는 거칠기층(110)의 경도보다 작을 수 있다. 그리하여, 필기시 이질감을 줄여줄 수 있다.

도 6의 필기용 필름(100)은 광결정층(120)상에 배치되며 기저층(140)을 더 포함할 수 있다. 도 6의 거칠기층(110) 및 광결정층(120)은 도 1에서 설명하였는 바 구체적인 설명은 생략한다.

기저층(140)은 다른 층과 부착력이 강할 수 있다. 그리하여, 기저층은, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체(co-PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체(co-PMMA) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기한 기저층(140)은 기저층(140) 상부에 배치되는 층보다 경도가 강할 수 있다. 그리하여, 기저층(140)은 표시 장치를 보호하는 기능을 수행할 수 있다.

도 7의 필기용 필름(100)은 광결정층(120) 대신 거칠기층(110)상에 기저층(140)을 포함할 수 있다. 경우에 따라 광결정층(120)은 필기용 필름(100)의 필수 구성요소는 아니다. 필기용 필름(100)과 페어링되는 펜의 종류에 따라 광결정층(120)은 선택적으로 필요한 구성요소이다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 필기용 필름은 기저층(140), 거칠기층(110) 및 자기 복원층(130)으로 구성될 수도 있다.

앞서 기술한 필기용 필름(100, 200, 300, 400)은 표시 장치의 화면에 배치될 수 있다. 여기서 표시 장치는, 유기 발광 표시 장치(Organic light emitting display device, OLED), 플라즈마 표시 패널(Plasma display panel, PDP), 평면 음극선관(Flat Cathode ray tube, FCRT), 진공 형광 표시 패널(Vaccum Fluorescent Display Panel, VFD), 발광 다이오드 패널(Light Emitting Diode Panel, LED), 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display panel, LCD) 등 모든 종류의 표시 장치를 의미하며, 휴대용일 수도 있지만 거치용일 수도 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 필기용 필름이 표시 장치의 화면에 결합한 형태를 나타내는 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 필름(500)의 하면에는 접착층(150)이 더 배치될 수 있다. 그리하여 필름(500)은 상기한 접착층(150)에 의해 표시 장치(600)의 앞면(610)에 탈부착이 가능하다. 도 8에 적용되는 필름(500)은 앞서 기술한 필기용 필름(100, 200, 300, 400)이 적용될 수 있음은 물론이다. 다만, 필기용 필름(500)이 표시 장치의 화면상에 배치되기 때문에 필기용 필름(500)은 표시 장치에서 출사되는 광을 투과하는 물질로 형성될 수 있다.

도 8에서는 필기용 필름(500)이 표시 장치에 탈부착 가능하다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 필기용 필름(100)은 표시 장치에 일체화될 수도 있다. 도 9는 필기용 필름(100)을 포함하는 표시 장치의 일 예를 도시한 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 표시 장치는 표시 패널(620), 편광판(630) 및 필름(500)을 포함한다. 이외에도 표시 장치는 구동 회로 및 백라이트 유닛 등 다른 구성요소를 포함하지만, 설명의 편의를 도모하기 위해 생략한다.

표시 패널(620)은 백라이트 유닛(미도시)으로부터 광을 제공받고, 구동 회로(미도시)로부터의 구동신호에 응답하여 영상을 표시한다.

표시 패널(620)은 어레이 기판(10), 컬러필터 기판(20), 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)과의 사이에 개재된 액정층(40), 실런트(30)를 포함한다.

어레이 기판(10)은 제1 베이스 기판(11) 상에 다수의 화소가 매트릭스 형태로 배열된 화소 어레이층(12)이 형성된 기판이다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 화소는 서로 절연되게 교차하여 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의되고, 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결된 화소 전극으로 이루어진다. 박막 트랜지스터는 화소 전극에 인가되는 전압을 스위칭한다. 데이터 라인은 대응하는 박막 트랜지스터에 픽셀전압을 인가하고, 게이트 라인은 대응하는 박막 트랜지스터에 게이트 전압을 인가한다. 따라서, 각 화소는 게이트 전압에 응답하여 픽셀전압을 화소 전극으로 인가한다.

컬러필터 기판(20)은 어레이 기판(10)과 대향하여 결합한다. 컬러필터 기판(20)은 제2 베이스 기판(21) 상에 컬러 어레이층(22)이 형성된 기판이다. 컬러 어레이층(22)은 컬러필터층, 블랙 매트릭스 및 공통 전극을 포함한다. 컬러필터층은 상기 다수의 화소 각각에 대응하는 다수의 색화소로 이루지고, 블랙 매트릭스는 게이트 라인 및 데이터 라인에 대응하는 위치에 형성된다. 공통 전극은 다수의 색화소 및 블랙 매트릭스의 상부에 구비되어 화소 전극과 마주본다. 공통전극에는 기준이되는 공통전압이 인가된다. 따라서, 픽셀전압과 공통전압의 전위차에 따라 상기 액정층(40)의 투과도가 제어됨으로써, 영상이 표시 패널(620)에 표시된다.

액정층(40)은 적하주입방식이나 진공주입방식에 의해 어레이 기판 및 컬러필터 기판(10, 20)과의 사이에 주입된다. 액정층(40)을 이루는 액정은 픽셀전압과 상기 공통 전압의 전위차에 따라 배열 방향이 변경되고, 배열 방향에 따라 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광의 투과도가 달라진다.

실런트(30)는 어레이 기판 및 컬러필터 기판(10, 20)과의 사이에 개재되어 어레이 기판 및 컬러필터 기판(10, 20)을 결합시킨다. 또한, 액정층(40)이 유출되지 않도록 밀봉한다.

편광판(630)은 표시 패널(620)상에 결합하여 표시 패널(620)에 제공되는 광을 편광시킨다. 편광판(630)은 편광자를 포함한 층 이외에도 편광판의 내구성, 기계적 강도 및 내열 등을 유지하기 위한 지지층, 편광판에서 발생한 정전기가 표시 패널의 내부로 유입되는 것을 방지하는 AS(Anti-atatic)층 등 다층 구조로 형성될 수 있다.

필름(500)은 편광판(630)의 상면에 부착될 수 있다. 상기한 필름(500)은 앞서 기술한 필기용 필름(100, 200, 300, 400)이 적용될 수 있다. 필기용 필름(500)이 표시 장치에 일체화되는 경우, 표시 장치의 손상을 방지하기 위해 기저층을 필수 구성요소로 포함할 수 있다.

도 9에서 표시 장치의 일종으로 액정 표시 장치를 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위할 뿐 이에 한정되지 않는다. 표시 장치는 유기 발광 표시 장치(Organic light emitting display device, OLED), 플라즈마 표시 패널(Plasma display panel, PDP), 평면 음극선관(Flat Cathode ray tube, FCRT), 진공 형광 표시 패널(Vaccum Fluorescent Display Panel, VFD), 발광 다이오드 패널(Light Emitting Diode Panel, LED) 등에도 적용될 수 있음은 물론이다.

또한, 표시 장치는 터치 패널을 더 포함할 수 있다. 도 10은 일 실시예에 따른 터치 패널을 포함하는 표시 장치의 일부를 도시한 도면이다. 터치 패널은 저항막 또는 정전용량 방식일 수 있으나, 도면에는 정전용량 방식의 일예를 도시하였다. 도 10에 도시된 바와 같이, 표시 장치(700)는 영상을 표시하는 표시 패널(710)과 표시 패널(710)의 상부에 위치되어 터치 입력을 제공받기 위한 터치 패널(720)을 포함한다. 여기서 표시 패널(710)은 도 9에 도시된 표시 패널(620)뿐만 아니라 유기 발광 표시 패널 등 다양한 표시 패널이 적용될 수 있다.

도 10을 참조하면, 터치 패널(720)은 기저층(721), 기저층(721)의 하측에 형성된 다수의 전도성 감지셀들(722), 도전성 감지셀들(722)을 외부의 구동회로와 연결하기 위한 위치검출라인들(723)을 포함할 수 있다.

감지셀들(722)은 기저층(721)의 일면 터치활성영역에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 같은 투명전극물질을 이용하여 형성되며, 제1 방향으로 연결된 제1 감지셀들(722a) 및 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연결된 제2 감지셀들(722b)을 포함한다. 이러한 제1 감지셀들(722a) 및 제2 감지셀들(722b)은 동일한 레이어에 위치되되, 절연막을 사이에 개재하고 서로 절연되는 제1 연결패턴들 및 제2 연결패턴들(미도시)에 의해 각각 제1 방향 및 제2 방향을 따라 연결되거나, 혹은 절연막을 사이에 개재하고 서로 다른 레이어에 위치될 수 있다.

이와 같은 터치 패널(720)에 사람의 손 또는 스타일러스 펜 등과 같은 접촉물체가 접촉되면, 감지셀들(722)로부터 위치검출라인들(723)를 경유하여 구동회로(미도시)측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다.

그리고, 기저층(721)의 상측에는 도 1에 도시된 필기용 필름(100)이 배치될 수 있다. 또는 필기용 필름(100) 중 광결정층(120)이 터치 패널의 기저층(721) 역할을 수행할 수도 있다. 도 10에서는 필름으로 도 1에 도시된 필기용 필름이 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 앞서 기술한 다양한 형태의 필기용 필름이 적용될 수 있음도 물론이다.

일 실시예에 따른 필기용 필름(100)과 페어링될 수 있는 펜은 광을 이용한 광 펜, 전자기 신호를 이용한 디지털 펜 등이 있을 수 있다. 터치 패널에 적용되는 스타일러스 팬은 디지털 펜의 일종이다. 또한, 필기용 필름(100)은 펜의 움직임을 펜이 감지하는 반사형과, 펜의 움직임을 다른 장치, 예를 들어, 표시 장치가 감지하는 투과형으로 구분될 수 있다. 일반적으로, 디지털 펜은 표시 장치 등이 펜의 움직임을 감지하기 때문에 투과형 필름(100)이 적용될 수 있다. 투과형 필름(100)은 앞서 기술한 필기용 필름(100) 중 광결정층(120)을 필수 구성요소로 하지 않는다.

투과형 필름이 적용되는 다비이스는 터치 패널이외도 별도의 펜 감지 모듈을 더 포함할 수 있다. 도 11은 일 실시예에 따른 별도의 펜 감지 모듈을 포함하는 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 표시 장치는 펜(900)이 접촉하는 필름(810), 사용자의 터치를 감지하는 터치 패널(820), 영상 등을 출력하는 표시 패널(830) 및 펜(900)의 움직임을 감지하는 펜 감지 모듈(840)을 포함할 수 있다. 도 11에는 펜 감지 모듈(840)이 표시 패널(830)의 하부에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 펜 감지 모듈(840)은 표시 패널(830)의 상부에 배치될 수 있음도 물론이다. 펜 감지 모듈 모듈(840)의 감지 방식은 펜(900)의 소스와 페어링 될 수 있다. 예를 들어, 펜(900)의 소스가 광을 조사하면 펜 감지 모듈(840)을 광센서를 포함할 수 있고, 펜(900)의 소스가 자기장인 경우, 펜 감지 모듈(840)은 자기 센서를 포함할 수 있다. 투과형 필름은 특정 광을 반사시킬 필요가 없기 때문에 앞서 기술한 필기용 필름 중 광결정층(120)을 구비하지 않아도 된다.

한편, 펜에서 출사된 광은 필기용 필름(100)에서 반사되어 감지될 수도 있다. 예를 들어, 반사된 광을 펜이 감지하여 펜의 움직임을 감지할 수도 있다. 도 12는 일 실시예에 따른 반사된 광을 감지하는 광 펜의 예를 도시한 도면이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 광 펜(1000)은 하우징(1010), 하우징(1010) 내에 광을 필기용 필름(1100)에 조사하는 광원(1020), 필기용 필름(100)에서 반사된 광을 검출하는 센서(1030), 검출된 광을 이용하여 펜의 움직임에 대한 정보를 획득하는 제어부(1040) 및 펜의 움직임에 대한 정보를 외부 장치(예를 들어, 표시 장치)에 전송하는 통신부(1050)를 포함할 수 있다. 펜의 움직임에 대한 정보는 영상, 텍스트 등일 수 있다. 도 12의 필기용 필름(100)은 도 1의 필기용 필름 이외에도 도 2 내지 6의 필기용 필름(100, 200, 300)이 적용될 수 있다. 거칠기층(110a 내지 110c)의 변형예가 적용될 수 있음도 물론이다.

필기용 필름(100)은 표시 장치의 화면상에 배치될 수 있다고 그러나 이에 한정되지 않는다. 필기용 필름(100)은 표시 장치 이외에도 펜을 이용하여 필기할 수 있는 전자기기에 적용될 수 있다. 뿐만 아니라, 표시 장치 중 화면 이외의 영역에 배치될 수도 있다. 도 13은 일 실시예에 따른 감지 영역과 표시 영역이 분리된 표시 장치를 도시한 도면이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 표시 장치(1300)는 펜의 움직임으로 정보를 입력하는 필기 영역(1310)과 정보를 표시하는 표시 영역(1320)이 분리될 수 있다. 필기 영역(1310)의 최외곽 즉, 필기 영역 중 외부와 접하는 층은 앞서 기술한 필기용 필름이 배치될 수 있다. 필기 영역에는 영상이 등이 표시되지 않기 때문에 필기용 필름(100)이 투명하지 않아도 된다. 즉, 필기용 필름 중 적어도 하나의 층은 투명 물질로 형성되지 않아도 무방하다.

지금까지 설명한 한 바와 같이, 필기용 필름이 일정한 크기의 표면 거칠기를 갖기 때문에 필기용 필름은 사용자에게 필기감을 제공할 수 있다. 그리고, 펜의 이용율이 증가될 수 있다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100, 200, 300, 400, 500: 필기용 필름
110, 110a, 110b, 110c: 거칠기층
112: 돌출부
114: 개구
116: 라인
120, 120a, 120b: 광결정층
130: 자기 복원층
140: 기저층

Claims (20)

1. 평탄하지 않는 표면을 포함하고, 파장 대역이 서로 다른 제1 광과 제2 광이 모두 투과되는 거칠기층; 및
   상기 거칠기층상에 배치되며, 광 밴드 갭(photonic band gap) 특성으로 인해 상기 제1 광은 투과되고 상기 제2 광은 반사되는 광결정층;를 포함하는 필기용 필름.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 거칠기층의 최대 두께와 최소 두께간의 차는 200nm 내지 2㎛인 필기용 필름.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 거칠기층 및 상기 광결정층은,
   투명한 필기용 필름.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 거칠기층의 표면은,
   상기 제1 광의 진행 방향에 수직한 제1 표면과 상기 제1 광의 진행 방향과 평행한 제2 표면으로 구성된 필기용 필름.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 거칠기층은,
   복수 개의 개구를 포함하는 메쉬 구조를 포함하는 필기용 필름.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 개구의 폭 및 상기 복수 개의 개구 중 이웃하는 개구간의 간격 중 적어도 하나는 상기 제2 광의 파장이하인 필기용 필름.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 거칠기층은,
   이격되게 배열된 복수 개의 라인을 포함하는 필기용 필름.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 라인의 폭 및 상기 복수 개의 라인 중 이웃하는 라인들간의 간격 중 적어도 하나는 상기 제2 광의 파장이하인 필기용 필름.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 거칠기층은,
   이격되게 배열된 복수 개의 돌출부를 포함하는 필기용 필름.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 광은 상기 광결정층의 하면으로 입사되고,
    상기 제2 광은 상기 거칠기층의 상기 표면으로 입사되는 필기용 필름.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 광은 가시광선 대역인 것과
    상기 제2 광은 적외선 대역인 것 중 적어도 하나를 포함하는 필기용 필름.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 광결정층은,
    서로 다른 굴절률을 가지는 복수 개의 층이 교대로 적층되는 필기용 필름.
13. 제 1항에 있어서,
    상기 광결정층은,
    매질 및 상기 매질내에 격자 구조로 분산된 복수 개의 나노 입자를 포함하는 필기용 필름.
14. 제 1항에 있어서,
    상기 거칠기층과 접하며 외부 충격에 의해 손상된 후 원래의 상태로 되돌아오는 능력이 있는 자기 복원층;을 더 포함하는 필기용 필름.
15. 제 1항에 있어서,
    상기 필기용 필름은
    표시 장치로부터 탈부착이 가능한 필기용 필름.
16. 가시광선이 투과되면서 최대 두께와 최소 두께간의 차가 200nm 내지 2㎛인 평탄하지 않는 표면을 갖는 필기용 필름.
17. 제 16항에 있어서,
    상기 거칠기층과 접하며 외부 충격에 의해 손상된 후 원래의 상태로 되돌아오는 능력이 있는 자기 복원층;을 더 포함하는 필기용 필름.
18. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널상에 배치되며, 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 따른 필기용 필름;을 포함하는 표시 장치.
19. 제 18항에 있어서,
    상기 필기용 필름 중 거칠기층의 표면은 외부에 노출되는 표시 장치.
20. 제 18항에 있어서,
    상기 필기용 필름과 상기 표시 패널 사이에 터치 패널;을 더 포함하고,
    상기 필기용 필름은 상기 터치 패널상에 접하는 표시 장치.

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