KR20160091789A

KR20160091789A - 매직 ｌｃｄ 및 이를 구비한 매직 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20160091789A
Application number: KR1020150012380A
Authority: KR
Inventors: 임로빈
Original assignee: 오디하이텍(주)
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2016-08-03
Also published as: KR101661206B1

Abstract

특정한 사람만 이미지를 인식할 수 있는 매직 LCD 및 이를 구비한 매직 디스플레이 장치가 개시된다. 개시된 매직 LCD는, 한 쌍의 평행한 기판과, 그 사이에 형성된 액정층을 구비한 액정 패널, 입사된 광을 일 방향으로 편광시키는, 액정 패널의 배면(背面)에 부착된 배면 편광 필터 필름, 배면 편광 필터 필름의 후방(後方)에 배치되어 전방(前方)으로 광(光)을 투사하는 백라이트 유닛(back light unit)을 구비한다. 그러나, 매직 LCD에는 액정 패널의 전면(前面)에는 입사된 광을 일 방향으로 편광시키는 전면 편광 필터 필름이 부착되지 않는다.

Description

매직 ＬＣＤ 및 이를 구비한 매직 디스플레이 장치{Magic liquid crystal display and magic display apparatus with the same}

본 발명은 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 패널을 보는 모든 사람에게 이미지가 표시되는 것이 아니라, 특정한 사람만 이미지를 인식할 수 있는 매직 LCD 및 이를 구비한 매직 디스플레이 장치에 관한 것이다.

디스플레이 패널은 영상 이미지를 표시해주는 평면으로, 방식에 따라 CRT, LCD, PDP, AMOLED, FED 등으로 구분된다. 근래에 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 디스플레이 패널이 탑재된 휴대용 디스플레이 기기가 발전됨에 따라 지하철, 거리, 광장 등과 같은 공공 장소에서도 각자 휴대용 디스플레이 기기를 통해 자신이 선택한 영상 콘텐츠를 개별적으로 시청하는 사람들이 증대되는 추세에 있다.

음성 콘텐츠는 이어폰(earphone)이나 헤드폰(headphone)을 이용하여 휴대용 디스플레이 기기의 사용자만 들을 수도 있고, 주변의 타인에게 소음 공해를 야기하지 않을 수 있다. 그러나, 영상 콘텐츠의 경우에는 타인과 같이 보고 싶지 않은 영상 콘텐츠라도 휴대용 디스플레이 기기 사용자가 알아채지 못하는 사이에 주변의 타인이 그 영상 콘텐츠를 의도적으로 볼 수 있어 개인 비밀 보호가 미흡한 문제가 있다. 또한, 주변의 타인이 의도하지 않게 휴대용 디스플레이 기기에 표시된 영상 콘텐츠를 보게 되는 경우도 있어 휴대용 디스플레이 기기 사용자나 주변의 타인에게 모두 불편한 상황이 연출될 수도 있다.

한편, ATM(automatic teller machine)을 조작할 때 모니터에서 표시되는 정보도 민감한 개인 정보에 해당되므로 타인에게 노출되지 않고 ATM을 조작하는 사람만 볼 수 있도록 비밀 보호 기능이 강화될 필요가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0119600호

본 발명은, 의도된 특정인만 이미지를 볼 수 있고 주변의 타인은 이미지를 볼 수 없는 기능을 갖는 매직 LCD 및 이를 구비한 매직 디스플레이 장치를 제공한다.

본 발명은, 한 쌍의 평행한 기판과, 그 사이에 형성된 액정층을 구비한 액정 패널, 입사된 광을 일 방향으로 편광시키는, 상기 액정 패널의 배면(背面)에 부착된 배면 편광 필터 필름, 상기 배면 편광 필터 필름의 후방(後方)에 배치되어 전방(前方)으로 광(光)을 투사하는 백라이트 유닛(back light unit)을 구비하고, 상기 액정 패널의 전면(前面)에는 입사된 광을 일 방향으로 편광시키는 전면 편광 필터 필름이 부착되지 않은 매직 LCD를 제공한다.

본 발명의 매직 LCD는, 상기 액정 패널에서 투사된 광(光)에 의해 형성되는 불명확한 이미지(vague image)가 상기 액정 패널 전면에 표시되지 않도록, 상기 액정 패널의 전면(前面)에 부착되는 비밀 보호 필터 필름(privacy filter film)을 더 구비할 수 있다.

상기 비밀 보호 필터 필름은, 광이 투과하는 성질을 갖는 광 투과 영역, 및 광이 투과하지 못하고 흡수되는 성질을 갖는 것으로, 상기 광 투과 영역의 내부에서 서로 이격되어 일 방향으로 연장된 복수의 광 흡수 영역을 구비할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 매직 LCD, 및 상기 매직 LCD와 사용자의 눈 사이에 배치되는 것으로, 상기 배면 편광 필터 필름의 편광각과 미리 정해진 편광각 차이를 갖는 방향으로 입사된 광을 편광시키는 편광 렌즈를 구비한 매직 디스플레이 장치를 제공한다.

상기 편광 렌즈와 상기 배면 편광 필터 필름의 편광각 차이는 차이는 90° 및 0° 중 하나일 수 있다.

상기 편광 렌즈는 상기 사용자가 착용하는 안경에 구비될 수 있다.

상기 편광 렌즈는, 광이 투과하는 성질을 갖는 광 투과 렌즈, 및 입사된 광을 일 방향으로 편광시키는, 상기 광 투과 렌즈의 일 측면에 부착된 편광 필터 필름을 구비할 수 있다.

본 발명의 매직 LCD 및 매직 디스플레이 장치를 휴대용 디스플레이 기기나 ATM에 적용하면, 편광 렌즈를 가진 사용자만 화면에 표시되는 이미지를 볼 수 있고 주변인들은 볼 수 없어 의도하지 않은 프라이버시(privacy) 침해 및 개인 정보 누출을 차단할 수 있고, 금융 사기와 같은 사고를 예방할 수 있다. 또한, 선량한 주변인의 입장에서도 보고 싶지 않은 타인의 정보나 콘텐츠를 무의식적으로 보게 되어 야기되는 불편함과 분쟁을 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 따른 매직 디스플레이 장치를 사용하는 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 매직 LCD의 단면도이다.
도 3은 도 2의 비밀 보호 필터 필름(privacy filter film)의 단면도이다.
도 4는 도 1의 편광 안경의 렌즈의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 액정 패널 조립체를 제조하는 과정의 예를 순차적으로 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 매직 LCD 및 이를 구비한 매직 디스플레이 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 따른 매직 디스플레이 장치를 사용하는 모습을 도시한 사시도로서, 이를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 매직 디스플레이 장치(10)는 매직 LCD(11)와 편광 렌즈(41)를 구비한다. 매직 LCD(11)는 예컨대, 스마트폰과 같은 휴대용 디스플레이 기기(38)에 구비되고, 편광 렌즈(41)는 사용자가 착용하는 안경(40)에 구비된다. 그러나, 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, ATM에 매직 LCD(11)가 구비될 수도 있고, 돋보기와 같이 손잡이 있는 브라켓에 편광 렌즈(41)가 탑재될 수도 있다.

도 2는 도 1의 매직 LCD의 단면도로서, 이를 참조하면, 매직 LCD(11)는 액정 패널(13)과, 액정 패널(13) 배면(背面)에 부착된 배면 편광 필터 필름(18)과, 액정 패널(13)의 전면(前面)에 부착된 비밀 보호 필터 필름(20)을 구비하는 액정 패널 조립체(12), 및 배면 편광 필터 필름(18)의 후방(後方)에 배치되어 전방(前方)으로 광(光)을 투사하는 백라이트 유닛(back light unit)(30)을 구비한다. 명확히 도시되진 않았으나 백라이트 유닛(30)은 광원과, 도광판과, 반사 시트와, 확산 시트와, 프리즘 시트를 구비할 수 있다.

액정 패널(13)은 서로 평행하고 투명한 한 쌍의 전면 및 배면 기판(15, 16)과, 그 사이에 형성된 액정층(14)을 구비한다. 전면 기판(15)에는 픽셀(pixel) 단위로 전기 신호를 인가하는 전극(미도시)이 형성된다. 상기 전극을 통해 특정 픽셀에 전기 신호가 인가되면, 액정 타입에 따라서 꼬여있던 액정의 꼬임이 풀리거나 반대로 액정이 꼬이게 된다.

배면 편광 필터 필름(18)은 백라이트 유닛(30)으로부터 입사된 광(光)을 일 방향으로 편광시킨다. 여기서, 광을 일 방향으로 편광시킨다는 의미는 입사되는 광 중에서 특정한 일 방향 편광만을 통과시키고, 나머지 방향의 편광은 흡수하거나 반사하는 것을 의미한다. 배면 편광 필터 필름(18)은 예컨대, 접착층(미도시)과, 상기 접착층의 배면(背面)에 적층 형성된 지지층(미도시)과, 상기 지지층의 배면(背面)에 적층 형성된 편광층(미도시)과, 상기 편광층의 배면(背面)에 적층 형성된 보호층(미도시)을 구비한다.

상기 지지층은 예컨대, TAC(tri acetyl cellulose) 필름와 같은 합성수지 필름일 수 있다. 상기 편광층은 입사된 광을 일 방향으로 편광시킨다. 상기 편광층은 예컨대, PVA(polyvinyl alcohol) 필름과 같은 합성수지 필름일 수 있다. 상기 보호층은 예컨대, PET(polyethylene terephthalate) 필름과 같은 합성수지 필름일 수 있다. 상기 접착층은 배면 기판(16)의 배면에 배면 편광 필터 필름(18)을 접착하기 위한 층으로 상기 지지층의 표면에 감압성 접착제(PSA: pressure sensitive adhesive)을 코팅하여 형성할 수 있다.

도 3은 도 2의 비밀 보호 필터 필름(privacy filter film)의 단면도이다. 도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 비밀 보호 필터 필름(20)은 광(光)이 투과하는 성질을 갖는 광 투과 영역(21)과, 광 투과 영역(21)의 내부에서 서로 이격되어 연장된 복수의 광 흡수 영역(26)을 구비한다. 복수의 광 흡수 영역(26)은 광 투과 영역(21)의 두께 방향에 대해 직교하는 일 방향(도 3에서는 지면(紙面)에 대해 법선 방향)으로 연장된 서로 평행하게 연장된다. 광 흡수 영역(26)은 광이 투과하지 못하고 흡수되는 성질을 갖는다. 바람직하게는, 인접하는 광 흡수 영역(26) 사이의 간격(P)은 0.07 mm 이하이며, 광 흡수 영역(26)의 높이는 광 투과 영역(21)의 두께보다 약간 작다.

예를 들어, 광 투과 영역(21)은 투명한 필름(film)일 수 있고, 광 흡수 영역(26)은 상기 투명한 필름을 에칭(etching)하여 형성된 표면의 미세 채널(channel)에 채워지고 자외선(ultraviolet ray) 조사에 의해 경화된 광 흡수성 안료나 염료일 수 있다. 상기 광 흡수성 안료는 카본 블랙(carbon black)을 포함할 수 있다. 복수의 광 흡수 영역(26)은 마이크로 루버(micro louver)라고도 불린다. 광 입사면(23)으로 입사되는 광은 입사각이 일정 기준 각도보다 작으면 광 투과 영역(21)을 통과하여 광 출사면(24)을 통해 출사되지만, 그 입사각이 일정 기준 각도보다 크거나 같으면 광 흡수 영역(26)에 흡수되어 광 출사면(24)을 통해 출사되지 않는다. 구체적인 예로, 비밀 보호 필터 필름(20)은 3M™의 ALCF(Advanced Light Control Film)일 수 있다.

통상적인 액정 패널 조립체, 즉 액정 패널(도면 참조번호 '13' 참조)과, 배면 편광 필터 필름(도면 참조번호 '18' 참조)과, 상기 액정 패널 전면에 부착된 전면 편광 필터 필름(도 5의 도면 참조번호 '19' 참조)을 구비한 액정 패널 조립체의 전면에 비밀 보호 필터 필름(20)이 부착되면, 비밀 보호 필터 필름(20)은 액정 패널의 시야각(viewing angle)을 좁힌다. 다시 말해서, 사용자 이외의 주변인이 액정 패널에서 표시되는 영상 정보를 선명하게 보기 어렵도록 하므로 비밀 보호 기능에 도움을 주지만, 주변인에게 영상 정보가 보이는 것을 완벽하게 차단할 수는 없다.

그러나, 본 발명의 매직 LCD(11)에 구비된 액정 패널 조립체(12)는 액정 패널(13)의 전면에 본 발명의 매직 LCD(11)는 액정 패널(13)의 전면에, 입사된 광을 일 방향으로 편광시키는 전면 편광 필터 필름(도 5의 도면 참조번호 '19' 참조)는 부착되지 않는 대신에 비밀 보호 필터 필름(20)이 부착된다. 배면 편광 필터 필름(18)과 편광각 차이를 갖는 전면 편광 필터 필름이 없으므로 이론적으로는 전원이 켜졌을 때에도 액정 패널(13)의 전면에는 이미지가 표시되지 않아야 하지만 실제로는 희미하고 불명확한 이미지(vague image)가 나타나거나 모아레(Moire) 무늬가 나타나게 된다. 액정 패널(13)의 전면에 전면 편광 필터 필름 대신 부착된 비밀 보호 필터 필름(20)은 상기 희미하고 불명확한 이미지 또는 모아레 무늬를 완전 제거한다. 따라서, 편광 렌즈(41)(도 1 참조) 없이 매직 LCD(11)를 보면 액정 패널(13) 전면에는 어떤 이미지도 보이지 않게 되고, 다만 백라이트 유닛(30)(도 2 참조)의 백색광이 투영된 백색의 화면만이 보이게 된다.

도 4는 도 1의 편광 안경의 렌즈의 단면도이다. 도 1, 도 2, 및 도 4를 함께 참조하면, 편광 렌즈(41)는 매직 LCD(11)와 사용자의 눈 사이에 배치되며, 도 1에 도시된 실시예에서는 사용자가 착용한 안경테(48)에 탑재된다. 편광 렌즈(41)는 배면 편광 필터 필름(18)의 편광각과 미리 정해진 편광각 차이를 갖는 방향으로 편광 렌즈(41)에 입사된 광을 편광시킨다.

편광 렌즈(41)는 광이 투과하는 성질을 갖는 광 투과 렌즈(42)와, 광 투과 렌즈(42)의 일 측면에 부착된 편광 필터 필름(43)을 구비한다.

편광 필터 필름(43)은 편광 렌즈(41)에 입사된 광(光)을 일 방향으로 편광시킨다. 여기서, 광을 일 방향으로 편광시킨다는 의미는 입사되는 광 중에서 특정한 일 방향 편광만을 통과시키고, 나머지 방향의 편광은 흡수하거나 반사하는 것을 의미한다. 편광 필터 필름(43)은 도 2를 참조하여 설명한 배면 편광 필터 필름(18)과 유사한 구성을 구비하므로, 구체적인 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.

본 발명의 매직 디스플레이 장치(10)에서는 배면 편광 필터 필름(18)과 액정 패널(13)를 차례로 통과하여 매직 LCD(11)의 전면으로 출사된 빛 중에서 특정 편광각으로 편광된 빛만 편광 렌즈(41)를 통과하여 사용자의 눈으로 입사되도록, 편광 렌즈(41)의 편광 필터 필름(43)은 배면 편광 필터 필름(18)과 미리 정해진 편광각으로 부착된다. 다시 말해, 액정층(14)의 액정 타입(type)에 따라서 배면 편광 필터 필름(18)과의 편광각과 편광 필터 필름(43)의 편광각이 90° 차이가 나도록 편광 필터 필름(43)이 광 투과 렌즈(42)에 부착되거나, 편광각이 0° 차이가 나도록, 즉 편광각이 같도록 편광 필터 필름(43)이 광 투과 렌즈(42)에 부착될 수 있다.

예를 들면, TN(twisted nematic)형 액정은 전극에 전기 신호가 인가되지 않은 디폴트(default) 상태인 때 액정 배열이 90° 꼬여있고, 전기 신호가 인가되면 꼬임각(twisting angle)이 0° 가 되도록 풀린다. 따라서, 액정 패널(13)에 전기 신호 인가시에 화면이 밝아지게 하기 위하여 배면 편광 필터 필름(18)과 편광 필터 필름(43)은 두 필름의 편광각이 같도록 즉, 0° 차이가 나도록 정렬하여 액정 패널(13)의 배면과 광 투과 렌즈(42)에 각각 부착된다. 한편, STN(super twisted nematic)형 액정은 전극에 전기 신호가 인가되지 않은 디폴트(default) 상태인 때 액정 배열이 180° 꼬여있고, 전기 신호가 인가되면 꼬임각이 90° 가 되도록 약간 풀린다. 따라서, 액정 패널(13)에 전기 신호 인가시에 화면이 밝아지게 하기 위하여 배면 편광 필터 필름(18)과 편광 필터 필름(43)은 두 필름의 편광각이 90° 차이가 나도록 정렬하여 액정 패널(13)의 배면과 광 투과 렌즈(42)에 각각 부착된다.

이와 같은 구성으로, 매직 LCD(11)에 전원이 켜지고 액정 패널(13)에 특정 이미지에 대응되는 전기 신호가 인가된 경우에 편광 렌즈(41)를 통해 모니터(11)의 전면을 보는 사람만 상기 특정 이미지를 볼 수 있고, 편광 렌즈(41)가 없는 주변인은 상기 특정 이미지를 볼 수 없다.

도 5 및 도 6은 도 2의 액정 패널 조립체를 제조하는 과정의 예를 순차적으로 도시한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 액정 패널 조립체(12)(도 2 참조)를 제조하기 위하여 먼저, 일반 액정 패널 조립체에서 전면 편광 필터 필름(19)이 벗겨져 제거된다. 일반 액정 패널 조립체는 한 쌍의 평행한 기판(15, 16)과 그 사이에 형성된 액정층(14)을 구비한 액정 패널(13)과 액정 패널(13)의 배면(背面)에 부착된 배면 편광 필터 필름(18)과, 액정 패널(13)의 전면(前面)에 부착된 전면 편광 필터 필름(19)을 구비한다.

도 6을 참조하면, 액정 패널 조립체(12)(도 2 참조)를 제조하기 위하여 전면 편광 필터 필름(19)이 제거된 액정 패널(13)의 전면에 비밀 보호 필터 필름(20)이 부착된다. 부착시에 비밀 보호 필터 필름(20)과 액정 패널(13)의 전면 사이에 기포가 형성되지 않도록 주의한다. 비밀 보호 필터 필름(20)의 구성은 도 3를 참조하여 이미 설명하였으므로 중복된 설명을 생략한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 매직 디스플레이 장치 11: 매직 LCD
13: 액정 패널 18: 배면 편광 필터 필름
20: 비밀 보호 필터 필름 30: 백라이트 유닛
38: 휴대용 디스플레이 기기 41: 편광 렌즈

Claims

한 쌍의 평행한 기판과, 그 사이에 형성된 액정층을 구비한 액정 패널;
입사된 광을 일 방향으로 편광시키는, 상기 액정 패널의 배면(背面)에 부착된 배면 편광 필터 필름;
상기 배면 편광 필터 필름의 후방(後方)에 배치되어 전방(前方)으로 광(光)을 투사하는 백라이트 유닛(back light unit);을 구비하고,
상기 액정 패널의 전면(前面)에는 입사된 광을 일 방향으로 편광시키는 전면 편광 필터 필름이 부착되지 않은 것을 특징으로 하는 매직 LCD.
제1 항에 있어서,
상기 액정 패널에서 투사된 광(光)에 의해 형성되는 불명확한 이미지(vague image)가 상기 액정 패널 전면에 표시되지 않도록, 상기 액정 패널의 전면(前面)에 부착되는 비밀 보호 필터 필름(privacy filter film);을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 매직 LCD.
제2 항에 있어서,
상기 비밀 보호 필터 필름은, 광이 투과하는 성질을 갖는 광 투과 영역, 및 광이 투과하지 못하고 흡수되는 성질을 갖는 것으로, 상기 광 투과 영역의 내부에서 서로 이격되어 일 방향으로 연장된 복수의 광 흡수 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 매직 LCD.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항의 매직 LCD; 및,
상기 매직 LCD와 사용자의 눈 사이에 배치되는 것으로, 상기 배면 편광 필터 필름의 편광각과 미리 정해진 편광각 차이를 갖는 방향으로 입사된 광을 편광시키는 편광 렌즈;를 구비한 것을 특징으로 하는 매직 디스플레이 장치.
제4 항에 있어서,
상기 편광 렌즈와 상기 배면 편광 필터 필름의 편광각 차이는 90° 및 0° 중 하나인 것을 특징으로 하는 매직 디스플레이 장치.
제4 항에 있어서,
상기 편광 렌즈는 상기 사용자가 착용하는 안경에 구비되는 것을 특징으로 하는 매직 디스플레이 장치.
제4 항에 있어서,
상기 편광 렌즈는, 광이 투과하는 성질을 갖는 광 투과 렌즈, 및 입사된 광을 일 방향으로 편광시키는, 상기 광 투과 렌즈의 일 측면에 부착된 편광 필터 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 매직 디스플레이 장치.