KR20170087706A - 광학 필름 및 포인팅 표시장치 - Google Patents

광학 필름 및 포인팅 표시장치

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KR20170087706A
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Abstract

본 발명은 광학필름, 이를 포함하는 편광판, 액정표시장치 및 포인팅 표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 포인팅 표시장치는 제조가 용이하고 복수의 광원을 이용할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 지시 가능뿐만 아니라 중요한 부분을 밑줄(highlighting)로 표시할 수 있는 등 지속적으로 표시할 수 있는 기능을 가지는 것이 특징이다.

Description

광학 필름 및 포인팅 표시장치{OPTICAL FILM AND POINTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 필름, 이를 포함하는 편광판, 액정표시장치 및 포인팅 표시장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치에 원하는 좌표에 포인팅하기 위해서 마우스와 같은 포인팅 장치를 이용하였다. 종래의 포인팅장치는 컴퓨터 입력수단의 하나로서, 그래픽 이용자 인터페이스(GUI) 환경에서 입력수단으로 사용되는 마우스와 같이 컴퓨터 모니터의 화면상에서 포인터를 움직이면서 이 포인터의 위치를 선택함으로써 그에 해당하는 선택메뉴를 입력할 수 있는 장치를 총칭한다.
포인팅장치의 대표적인 예로서 데스크 탑 컴퓨터에서 널리 사용되는 볼 마우스(ball mouse)와 노트북 컴퓨터에서 사용되는 트랙 볼(track ball)을 들 수 있다. 볼 마우스나 트랙 볼의 기본원리는 유사한데, 사용자의 손의 움직임에 따라 외부 물체와의 마찰에 의해 볼을 회전시키고 볼의 수직 및 수평운동을 감지하여 전기적 신호로 전환한 후 컴퓨터로 전송함으로써 화면상에 표시되는 커서의 위치를 제어하는 것이다.
대한민국 공개특허 2004-0014763호에는 레이저 광원, 이를 반사하는 반사판 및 카메라 시스템을 이용한 포인팅 장치에 대하여 개시하고 있으나, 이는 복수개를 동시에 포인팅하는 것이 불가능하였으며, 광원의 위치를 촬영하기 위한 별도의 카메라 및 영상처리 프로그램 등 고가의 장비가 필요하였다.
이에, 복수의 동시 포인팅이 가능하고, 제조가 용이한 디스플레이 장치에 위치를 표시할 수 있는 포인팅 표시장치 및 이러한 포인팅 표시장치에 적용 가능한 필름의 개발이 요구되고 있다. 나아가 중요한 부분을 밑줄(highlighting)로 표시할 수 있는 등 지속적으로 표시할 수 있는 기능을 갖는 포인팅 표시장치 및 이러한 포인팅 표시장치에 적용 가능한 필름의 개발이 요구되고 있으나, 아직까지 이러한 요구를 모두 충족시키는 기술은 제시되지 못하고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허 2004-0014763호
제조가 용이하고 복수의 광원을 이용할 수 있으며, 나아가 지시 기능뿐만 아니라 중요한 부분을 밑줄(highlighting)로 표시할 수 있는 등 지속적으로 표시할 수 있는 기능을 갖춘 포인팅 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하고자, 본 발명은 서로 감응하는 파장대가 다른 제1물질 및 제2물질을 포함하며, 상기 제2물질은 제1물질 대비 발광시간이 더 긴 광학필름을 제공한다.
일 구현예는 제2물질이 제1물질 대비 발광시간이 2배 이상인 것일 수 있다.
다른 일 구현예는 제1물질의 발광시간이 1초 미만이고, 제2물질의 발광시간은 3초 초과인 것일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 제1물질은 자외선, 적외선 또는 가시광선에 감응하는 물질이고, 제2물질은 자외선, 적외선 또는 가시광선에 감응하는 물질인 것일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 1물질이 적외선에 감응하는 물질로서, 2광자 흡수 물질 (two-photon absorption), 제2고조파 발생 물질 (second harmonic generation), 들뜬 상태 흡수에 의한 업컨버젼 물질 (Upconversion by excited state absorption), 감응 에너지 전달에 의한 업컨버젼 물질 (Upconversion by sensitised energy transfer), 협동 발광에 의한 업컨버젼 물질(Upconversion by cooperative luminescence) 및 광자사태에 의한 업컨버젼 물질(Upconversion by photon avalanche)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 제2물질이 자외선에 감응하는 물질로서, MAl2O4 (M=Ba, Sr, Ca 또는 Mg) 모체결정에 부활제 Eu와 공부활제인 Dy을 도핑시킨 형광체인 것일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 필름이 제1물질로서 자외선, 적외선 또는 가시광선에 감응하는 물질, 제2물질로서 자외선, 적외선 또는 가시광선에 감응하는 물질 및 도포제를 포함하는 도포액으로 코팅된 것이며, 상기 제1물질 및 제2물질의 중량의 합은 도포액 총 중량을 기준으로 0.2 내지 10중량%인 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 필름을 포함하는 편광판을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 필름을 포함하는 전자기파 반응부가 전면에 부착되는 액정표시장치를 제공한다.
일 구현예는 전자기파 반응부가 적외선 및 자외선 반응부인 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 필름을 포함하는 전자기파 반응부; 및 전자기파를 방사할 수 있는 광원을 포함하는 포인팅 표시장치를 제공한다.
일 구현예는 상기 필름을 포함하는 적외선 및 자외선 반응부; 및 적외선 레이저를 방사할 수 있는 적외선 광원 및 자외선 레이저를 방사할 수 있는 자외선 광원을 포함하는 것일 수 있다.
다른 일 구현예는 전자기파 반응부가 기재부를 더 포함하며, 상기 기재부는 폴리비닐아세테이트, 폴리프로필렌, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리아크릴수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리올레핀수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 포인팅 표시장치는 제조가 용이하고 복수의 광원을 이용할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 지시 가능뿐만 아니라 중요한 부분을 밑줄(highlighting)로 표시할 수 있는 등 지속적으로 표시할 수 있는 기능을 가지는 것이 특징이다.
본 발명은 광학 필름, 이를 포함하는 편광판, 액정표시장치 및 이를 이용한 포인팅 표시장치에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 서로 감응하는 파장대가 다른 제1물질 및 제2물질을 포함하며, 상기 제2물질은 제1물질 대비 발광시간이 더 긴 광학필름을 제공한다.
본 명세서에 있어서, 발광 시간은 시간당 발광되는 광량이 최대인 순간부터 광량이 일정 비율 이하로 줄어드는 순간까지의 소요 시간을 의미한다. 이 때의 비율은 최대 발광시의 광량을 수용하는 사람의 시각 민감도에 따라 임의로 정할 수 있다. 예를 들어 광량이 최대인 순간의 발광되는 빛이 관찰자가 느끼기에 상대적으로 밝다고 느낄 수 있는 경우에는 광량이 1%로 줄어드는 순간까지를 발광시간으로 정할 수 있고, 상대적으로 주변색과 밝기 차이가 없다고 느껴지는 경우에는 광량이 절반이 되는 순간까지를 발광시간으로 정할 수 있다. 즉, 절반과 1% 수준의 사이에서 발광되는 파장의 시각 수용성을 고려하여 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어 시세포의 수용 민감도가 낮은 황색(최대 밝기에서 차이가 많이 나야만 시세포가 밝기 변화를 구분할 수 있으므로)이 발광될 경우에는 1%까지의 비율에 도달하는 시간을 기준으로 할 수 있고, 적색이 발광될 경우에는 50%까지의 비율에 도달하는 시간을 기준으로 할 수 있다. 이 때, 기준이 되는 파장은 전체 발광하는 스펙트럼 중, 시세포의 수용성을 고려하여 일반적인 관측자가 인식하는 범위를 기준으로 한다. 다만, 이는 시세포의 수용 민감도(Photometry)에 대한 예시를 언급한 것으로 특별히 상기의 경우에 지정된 비율에만 한정할 필요는 없다. 또한, 발광을 일으키는 입사광의 조사 순간으로부터 광량이 최대가 되는 순간까지의 시간이 시세포가 식별하지 못할 정도의 짧은 시간인 경우에는 별도로 광량이 최대가 되는 순간이 아닌 입사광 조사 순간을 기준으로 할 수 있다. 이 경우 광량이 줄어드는 비율의 기준이 되는 최대 광량은 근사적으로 입사광 조사 순간을 기준으로 정할 수 있다.
상기 제2물질은 제1물질 대비 발광시간이 2배 이상인 것일 수 있으며, 바람직하게는 제1물질의 발광시간은 1초 미만이고, 제2물질의 발광시간은 3초 초과인 것일 수 있다.
상기 제1물질은 발광시간이 1초 미만임에 따라 포인팅 표시장치에 있어서 임의의 위치를 지시하는 기능을 위해 사용될 수 있으며, 상기 제2물질은 발광시간이 3초를 초과함에 따라 지속적으로 표시할 수 있는 기능을 위해 사용될 수 있다.
상기 제1물질 및 제2물질이 감응하는 전자기파의 파장대는 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는 적외선, 가시광선 또는 자외선일 수 있다.
일례로서, 상기 제1물질 또는 제2물질은 적외선에 감응하는 물질일 수 있다.
상기 적외선에 감응하는 물질은, 적외선을 흡수하여 가시광선을 방출하는 물질로, 적외선 광원이 입사되는 위치에서만 적외선에 의해 가역적으로 가시광선이 자체발광하는 물질을 의미한다. 구체적으로, 상기 적외선에 감응하는 물질은 2광자 흡수 물질 (two-photon absorption), 제2고조파 발생 물질 (second harmonic generation), 들뜬 상태 흡수에 의한 업컨버젼 물질 (Upconversion by excited state absorption), 감응 에너지 전달에 의한 업컨버젼 물질 (Upconversion by sensitised energy transfer), 협동 발광에 의한 업컨버젼 물질(Upconversion by cooperative luminescence) 및 광자사태에 의한 업컨버젼 물질(Upconversion by photon avalanche) 중 하나 이상일 수 있다.
상기 2광자 흡수 물질 (two-photon absorption)은 물질이 2개의 광자를 동시에 흡수하는 물질을 의미하며, 메조이오닉화합물, PSPI(trans-4-[p-(pyrrolidinyl)styryl]-N-methylpyridinium iodide등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2고조파 발생 물질 (second harmonic generation)은 물질 내에 흡수되는 광자의 에너지가 2배가 되는 새로운 광자로 결합되는 비선형 광학 현상을 나타내는 물질을 의미하며, 칼콘(chalcone)유도체 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 들뜬 상태 흡수에 의한 업컨버젼 물질 (Upconversion by excited state absorption)은 3가 란탄계 이온이 도핑된 Y3Al5O12, BaTiO3, ZrO2, Y2O3 또는 ZBLAN일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 감응 에너지 전달에 의한 업컨버젼 물질 (Upconversion by sensitised energy transfer)은 3가 란탄계 이온과 Yb3 +가 함께 도핑된 NaYF4, BaY2F8, Y2O3, Gd2BaZnO5, La2BaZnO5, 유리, 또는 비트로세라믹(vitroceramic)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 협동 발광에 의한 업컨버젼 물질(cooperative luminescence)은 LaF3: Pr3+일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 협동 감응에 의한 업컨버젼 물질(cooperative sensitisation)은, Yb3 + 과 Tb3 +이 함께 도핑된 SrCl2, Cs3Tb2Br9, 유리, 또는 PFBS(perfluorobutanesulfonate)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광자사태에 의한 업컨버젼 물질(photon avalanche)은 3가 란탄계 이온이 도핑된 LaCl3, LiYF4, 또는 YAlO3일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 3가 란탄계 이온은 Er3 +, Tm3 +, Ho3 + 또는 Pr3 + 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 적외선에 감응하는 물질을 포함하는 광학필름의 경우, 적외선 광원로부터 입사되는 위치에서만 적외선에 의해 가역적으로 가시광선이 자체 발광하여 색채가 변화하여 포인팅한 위치 좌표를 인식할 수 있게 된다. 본 발명은 상기 적외선 광원을 조사하면 적외선을 흡수하고 가시광선을 발광하여 색체가 변화하지만, 적외선 광원을 차단시키면 처음 색채로 되돌아 가며, 적외선에 의해 무색으로부터 유색으로 또는 유색으로부터 유색으로 변할 수 있다.
일례로서, 상기 제1물질 또는 제2물질은 자외선에 감응하는 물질일 수 있다.
상기 자외선에 감응하는 물질은 업계에서 사용하는 형광체일 수 있으며, 바람직하게는 스터프트 트리마이트(stuffed tridymite)계 구조의 모체결정에 부활제 및 공부활제를 각각 도핑시킨 형광체일 수 있고, 보다 바람직하게는 MAl2O4 (M=Ba, Sr, Ca 또는 Mg) 모체결정에 부활제 및 공부활제인 Eu와 Dy을 각각 도핑시킨 형광체를 들 수 있다.
상기 자외선에 감응하는 물질을 포함하는 광학필름의 경우, 자외선 광원로부터 입사되는 위치에서만 자외선에 의해 가역적으로 가시광선이 자체 발광하여 색채가 변화하여 포인팅한 위치 및 그 궤적을 지속적으로 인식할 수 있게 한다. 본 발명은 상기 자외선 광원을 조사하면 자외선을 흡수하고 가시광선을 발광하여 색채가 변화하지만, 자외선 광원을 차단시키면 일정시간이 흐른 후 처음 색채로 되돌아 가며, 자외선에 의해 무색으로부터 유색으로 또는 유색으로부터 유색으로 변할 수 있다.
일례로서, 상기 제1물질 또는 제2물질은 가시광선에 감응하는 물질일 수 있다.
상기 가시광선에 감응하는 물질은 하기 표 1에서와 같이 다양한 파장의 입사광에 대한 다양한 발광 유형을 가질 수 있으며, 발명의 목적에 따라 이들을 적절히 선택할 수 있다.
컬러(Color) 여기 파장
(Excitation Wavelength)
(Lex, nm)		 방사 파장
(Emission Wavelength)
(lem, nm)		 양자효율
(Quantum Efficiency)
블루(Blue) 360 423 0.7
블루-그린(Blue-Green) 430 467 0.7
그린(Green) 445 492 0.7
엘로우-그린(Yellow-Green) 485 506 0.9
엘로우(Yellow) 517 524 0.9
오렌지(Orange) 534 552 0.9
오렌지-레드(Orange-Red) 553 569 0.9
레드(Red) 566 598 0.9
크림슨(Crimson) 610 635 0.4
스칼렛(Scarlet) 646 680 0.1
본 발명의 필름은, 제1물질, 제2물질 및 도포제를 포함하는 도포제를 포함하는 도포액으로 코팅된 것일 수 있으며, 바람직하게는 적외선에 감응하는 물질, 자외선에 감응하는 물질 및 도포제를 포함하는 도포액으로 코팅된 것일 수 있으나, 특별히 이에 제한되지 않는다. 상기 도포액 총 중량에 대하여 제1물질 0.1 내지 9.9 중량%, 제2물질 0.1 내지 9.9 중량% 및 도포제 90 내지 99.8 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
예컨대, 상기 도포액 총 중량에 대하여 적외선에 감응하는 물질 0.1 중량% 미만이면 적외선 광원에 의한 시인 효과가 미미할 수 있다. 또한, 상기 도포액 총 중량에 대하여 자외선에 감응하는 물질 0.1 중량% 미만이면 자외선 광원에 의한 시인 효과가 미미할 수 있다. 상기 미미한 효과를 개선하기 위하여 도포액의 코팅 두께를 두껍게 할 수도 있지만, 코팅 두께가 두꺼워지면 코팅 건조시 컬이 발생하여 제조공정이 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
상기 도포액 총중량에 대하여 적외선에 감응하는 물질이 9.9 중량% 초과하면 적외선에 감응하는 물질에 의해 투과도가 낮아지고 산란성이 높아져서 디스플레이 장치에 부착하여 사용시 가시성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 도포액 총중량에 대하여 자외선에 감응하는 물질이 9.9 중량% 초과하면 자외선에 감응하는 물질에 의해 투과도가 낮아지고 산란성이 높아져서 디스플레이 장치에 부착하여 사용시 가시성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 도포액 총 중량에 대하여 적외선에 감응하는 물질의 중량과 자외선에 감응하는 물질의 중량의 합이 10중량% 초과하면 투과도가 낮아지고 산란성이 높아져서 디스플레이 장치에 부착하여 사용시 가시성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 도포액은 일반적으로 쓰이는 형광 도료, 염료(예를 들어, 디아미노스틸벤디술폰산 유도체 등) 또는 광원 장치(예를 들어, 형광등 등)에 사용되는 물질 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 필름은, 제1물질, 제2물질 및 도포제를 포함하는 도포액이 15㎛미만의 두께로 도포되는 것이 바람직하며, 3㎛ 내지 7㎛의 두께로 도포되는 것이 더욱 바람직하다. 15㎛ 이상의 두께로 도포액이 도포되는 경우, 건조시 컬이 발생할 수 있다.
본 발명에서 이용하는 도포제는 제1물질 및 제2물질과 특정 비율로 배합되어 기재부에 도포되는 물질로서, 당업계에서 이용되는 방법으로 제조될 수 있으나, 바람직하게는 하기와 같은 방법으로 제조될 수 있다. 우레탄아크릴레이트 30 내지 50중량부, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트 15 내지 20중량부, 메틸이소부틸케톤 30 내지 50중량부, 광개시제 0.5 내지 10중량부, 레벨링제 0.1 내지 10중량부를 교반기를 이용하여 배합하고, PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 도포제를 제조할 수 있다.
본 발명의 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 또는 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름일 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 사용할 수도 있다. 특히, 트리아세틸셀룰로오스인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 필름을 포함하는 전자기파 반응부가 전면에 부착되는 액정표시장치를 제공한다.
일례로서, 상기 액정표시장치는 상기 필름을 포함하는 편광판 및 상기 필름을 포함하는 적외선 및 자외선 반응부가 전면에 부착되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 필름을 포함하는 전자기파 반응부; 및 전자기파를 방사할 수 있는 광원을 포함하는 포인팅 표시장치를 제공한다.
한편, 본 발명에서 "포인팅 표시장치"는 디스플레이 장치 상에 임의의 좌표를 포인팅하여 표시하기 위해 사용되는 장치이다. 특히, 본 발명은 일례로서 적외선에 감응하는 물질 및 자외선에 감응하는 물질을 포함하는 필름을 포함하는 적외선 및 자외선 반응부; 상기 적외선 및 자외선 반응부가 전면에 부착되는 액정표시장치; 및 적외선을 방사할 수 있는 적외선 광원 및 자외선을 방사할 수 있는 자외선 광원을 포함하는 포인팅 표시장치를 포함할 수 있으며, 상기의 포인팅 표시장치 및 상기 액정표시장치를 포함하는 포인팅 표시장치를 포함한다.
상기 적외선 및 자외선 반응부는, 적외선에 감응하는 물질 및 자외선에 감응하는 물질을 포함하는 필름을 포함하는 것으로, 적외선에 감응하는 물질 및 자외선에 감응하는 물질에 대한 설명은 위와 동일하다.
한편, 상기 전자기파 반응부는 기재부를 더 포함할 수 있다. 상기 기재부는 폴리비닐아세테이트, 폴리프로필렌, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리아크릴수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리올레핀수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어 질 수 있으며, 폴리비닐아세테이트 및 트리아세틸셀룰로오스로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명은 적외선에 감응하는 물질 및 자외선에 감응하는 물질을 포함하는 필름이 기재부 상에 일면 또는 양면에 도포된 적외선 및 자외선 반응부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 적외선 및 자외선 반응부의 적외선에 감응하는 물질 및 자외선에 감응하는 물질은 기재부 전면에 도포되거나 혹은 기재부에 분산되어 있는 것이 바람직하다.
상기 적외선 광원은 적외선에 감응하는 물질의 자체발광을 위한 에너지원으로, 적외선을 적외선 반응부에 제공할 수 있도록 적외선 광원을 가지는 포인팅 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 포인팅 장치는 당 업계에서 일반적으로 사용되는 것이면 어느 것이나 사용가능하다.
본 발명에서 상기 적외선의 빛의 파장은 700 ~ 1600nm이고 빛의 인텐시티는 0.5mW/mm2 이상인 것이 바람직하다.
상기 빛의 파장이 700nm 미만이면, 가시광선 영역의 광원이므로 적외선 에 감응하는 물질의 자체발광이 발생되지 않는 문제가 있으며, 1600nm 을 초과하면 자체발광된 빛의 파장이 가시광선이 아니므로 포인트의 위치 시인이 어려운 문제가 있다. 상기 빛의 인센시티가 0.5mW/mm2 미만이면 자체발광이 미미하여 포인트의 위치 시인이 어려운 문제가 있다.
상기 자외선 광원은 자외선에 감응하는 물질의 자체발광을 위한 에너지원으로, 자외선을 자외선 반응부에 제공할 수 있도록 자외선 광원을 가지는 포인팅 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 포인팅 장치는 당 업계에서 일반적으로 사용되는 것이면 어느 것이나 사용가능하다.
본 발명에서 상기 자외선 레이저의 빛의 파장은 100nm 내지 450nm, 빛의 인텐시티는 1mW/mm2 내지 10mW/mm2 인 것이 바람직하다.
상기 빛의 파장이 100nm 미만이면, X선 영역의 광원이므로 광원이 인체에 노출되었을 경우 인체에 유해한 문제가 있으며, 450nm 을 초과하면 가시광선 영역의 광원이므로 자외선에 감응하는 물질의 자체발광이 발생되지 않으므로 문제가 있다. 상기 빛의 인센시티가 1mW/mm2 미만이면 자체발광이 미미하여 포인트의 위치 시인이 어려우며, 10mW/mm2를 초과하면 표시장치의 전자부품의 성능을 저해시키는 문제를 야기할 수 있다.
상기 전자기파 반응부는 액정표시장치에 부착시키기 위한 접착층을 더 포함할 수 있다.
상기 액정표시장치는 일반적으로 이용되는 것이면 어느 것이나 이용 가능하며, 액정디스플레이(LCD), 발광다이오드(LED), 유기발광다이오드(OLED) 및 플라즈마 디스플레이(PDP)로부터 선택되는 것이 바람직하다.
상기 접착층은 당업계에서 일반적으로 사용되는 것이면 사용 가능하나, 바람직하게는 광학 투명 접착제(Optically Clear Adhesive, OCA)가 있다.
일례로서, 본 발명의 포인팅 표시 장치를 이용하여, 액정표시장치 위에 부착된 적외선 및 자외선 반응부에 단수 또는 복수개의 적외선 광원 및 자외선 광원을 조사하여 표시하고자 하는 위치를 동시에 지시 및 지속적으로 표시할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
실시예 1. 적외선 및 자외선에 감응하는 물질을 포함하는 투명 필름 제조
1.1 적외선 감응물질(적외선 반응 물질)의 제조
Yb3 + 17 몰% 및 Er3 + 3 몰%가 도핑된 NaYF4 나노입자를 제조하였다(J. Phys. Chem. C vol114, No1, P610~616 참조).
구체적으로, 아르곤 가스가 퍼징된 둥근플라스크에 CF3COONa 2.06 mmol, Y(CF3COO)3 0.75 mmol, Yb(CF3COO)3 0.16mmol, Er(CF3COO)3 0.03mmol, 올레산(oleic acid) 60mmol, 및 1-옥타데센(1-octadecene) 60mmol를 투입하였다. 상기 용액을 120℃에서 30분 유지한 후, 분당 8℃의 속도로 330℃까지 상승시킨 후, 상온으로 냉각시켰다. 냉각된 용액을 과량의 아세톤에 투입하여 나노입자를 석출한 후, 원심분리하여, 적외선 감응물질을 제조하였다.
1.2 자외선 감응물질(자외선 반응 물질)의 준비
Eu2 + 및 Dy3 + 가 도핑된 SrAl2O4:Eu2 +,Dy3 + 나노입자를 제조하였다 (Kor. J. Matre. Res. Vol20, No7, 2010, P365 참조).
구체적으로, 스테인레스제 반응기에 증류수를 약 80℃로 유지한 채 Sr(NO3)2, Eu(NO3)3, Dy(NO3)3, Al(NO3)3의 분말을 Sr(NO3)2 : Eu(NO3)3 : Dy(NO3)3 : Al(NO3)3 의 조성비가 98.5 : 0.25 : 0.05 : 2 몰%로 혼합한 후, 이를 약 80℃로 유지된 증류수에 완전 용해시켜 질산염 용액을 제조하였다. 이렇게 제조된 질산염 용액에 글리신과 질산염이 2:1의 비율로 첨가하여 약 80℃에서 글리신-질산염용액이 투명해 질 때까지 교반시킨 후, 약 200℃로 가열하여 애쉬(ash)상태의 형광체를 제조하였다. 이렇게 합성된 형광체는 알루미나 도가니에서 1200℃ 로 4시간 가열하여 SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ 형광체를 제조하였다.
1.3 도포제의 제조
40중량부 우레탄아크릴레이트(미원상사, SC2153), 18.5중량부 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(미원상사, M340), 40중량부 메틸이소부틸케톤(대정화금), 1중량부 광개시제(시바사, I-184), 및 0.5중량부 레벨링제(BYK 케미사, BYK378)를 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 도포제를 제조하였다.
1.4 투명한 필름의 제조
상기 1.3으로부터 제조된 도포제 96중량부, 상기 1.1로부터 제조된 감응물질 2중량부, 및 상기 1.2로부터 제조된 감응물질 2중량부로 이루어진 도포액을, 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스필름으로 이루어진 기재의 한쪽 위에 메이어바를 이용하여 도포한 후, 30~150℃의 온도에서 30초 내지 10분 동안 열건조 후 0.1 내지 2 J/cm2의 광량으로 자외선 경화하여 적외선 감응 물질 및 자외선 감응 물질을 포함하는 투명한 필름을 제조하였다 (표 2 참조).
실시예 2~4 및 비교예 1~4
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하여, 하기 표 2의 기재된 조성 및 함량(단위: 중량부)으로 적외선 감응 물질 및 자외선 감응 물질을 포함하는 투명한 필름을 제조하였다.
구분 도포제 적외선 감응물질 자외선 감응물질
실시예 1 96 2 2
실시예 2 94 1 5
실시예 3 94 5 1
실시예 4 94 3 3
비교예 1 100 0 0
비교예 2 99 1 0
비교예 3 99 0 1
비교예 4 88 6 6
제조예 1. 적외선 반응물질 및 자외선 반응물질을 포함하는 편광 필름의 제조
요오드 염색된 PVA편광자의 한쪽면에 각각 상기 실시예 1~4 및 비교예 1~4로부터 제조된 투명한 필름을, 다른 한쪽 면에는 TAC필름을 수계 접착제를 부착하여 적외선 반응물질 및 자외선 반응물질을 포함하는 편광 필름을 제조하였다.
제조예 2: 적외선 반응부 및 자외선 반응부가 부착된 액정표시장치의 제조
상기 제조예 1로부터 제조된 편광 필름(적외선 반응부 및 자외선 반응부)을 액정표시장치 전면에 부착하여, 적외선 감응물질 및 자외선 감응물질을 포함하는 액정표시장치를 제조하였다.
실험예
1.1 포인트 시인성 평가
적외선 광원을 포인팅한 위치를 시인할 수 있는지를 기준으로, 육안에 의한 위치 시인으로 다음과 같은 기준으로 판단하였고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
<육안에 의한 위치 시인>
◎: 매우 잘 시인된다.
○: 시인된다.
×: 전혀 시인되지 않는다.
1.2 표시기능 평가
자외선 광원으로 지속적으로 표시기능을 할 수 있는지를 다음과 같은 기준으로 육안에 의한 표시 시인 및 표시 유지 시간(발광시간)을 판단하였고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
<육안에 의한 표시 시인>
◎: 매우 잘 시인된다.
○: 시인된다.
×: 전혀 시인되지 않는다.
1.3 투과도 측정
투과도측정기(Suga HZ-1)을 이용하여 투과율을 측정하였고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
구분 포인트 시인성 표시기능 투과율 (%)
실시예 1 ○ ○ 88.4
실시예 2 ○ ◎ 84.6
실시예 3 ◎ ○ 85.1
실시예 4 ◎ ◎ 84.3
비교예 1 × × 92.0
비교예 2 ○ × 90.5
비교예 3 × ○ 90.3
비교예 4 ◎ ◎ 69.8
표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1~4는 비교예 1~4와 비교하여 포인트 시인성(적외선 광원을 포인팅한 위치를 시인), 표시기능(자외선 광원으로 지속적으로 표시) 및 투과율 면에서 우수한 결과를 나타내었다.

Claims (12)

  1. 서로 감응하는 파장대가 다른 제1물질 및 제2물질을 포함하며,
    상기 제2물질은 제1물질 대비 발광시간이 더 긴 것을 특징으로 하는 광학필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2물질은 제1물질 대비 발광시간이 2배 이상인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1물질의 발광시간은 1초 미만이고,
    상기 제2물질의 발광시간은 3초 초과인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    제1물질은 자외선, 적외선 또는 가시광선에 감응하는 물질이고,
    제2물질은 자외선, 적외선 또는 가시광선에 감응하는 물질인 것을 특징으로 하는 필름.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1물질은 적외선에 감응하는 물질로서, 2광자 흡수 물질 (two-photon absorption), 제2고조파 발생 물질 (second harmonic generation), 들뜬 상태 흡수에 의한 업컨버젼 물질 (Upconversion by excited state absorption), 감응 에너지 전달에 의한 업컨버젼 물질 (Upconversion by sensitised energy transfer), 협동 발광에 의한 업컨버젼 물질(Upconversion by cooperative luminescence) 및 광자사태에 의한 업컨버젼 물질(Upconversion by photon avalanche)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 필름.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2물질은 자외선에 감응하는 물질로서, MAl2O4 (M=Ba, Sr, Ca 또는 Mg) 모체결정에 부활제 Eu와 공부활제인 Dy을 도핑시킨 형광체인 것을 특징으로 하는 필름.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 필름은 제1물질로서 자외선, 적외선 또는 가시광선에 감응하는 물질, 제2물질로서 자외선, 적외선 또는 가시광선에 감응하는 물질 및 도포제를 포함하는 도포액으로 코팅된 것이며,
    상기 제1물질 및 제2물질의 중량의 합은 도포액 총 중량을 기준으로 0.2 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 필름.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 필름을 포함하는 편광판.
  9. 청구항 1항에 따른 필름을 포함하는 전자기파 반응부가 전면에 부착되는 액정표시장치.
  10. 청구항 1항에 따른 필름을 포함하는 전자기파 반응부; 및 전자기파를 방사할 수 있는 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 표시장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 포인팅 표시장치는,
    청구항 1항에 따른 필름을 포함하는 적외선 및 자외선 반응부; 및 적외선 레이저를 방사할 수 있는 적외선 광원 및 자외선 레이저를 방사할 수 있는 자외선 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 표시장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 전자기파 반응부는 기재부를 더 포함하며,
    상기 기재부는 폴리비닐아세테이트, 폴리프로필렌, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리아크릴수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리올레핀수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 포인팅 표시장치.
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