KR20180047513A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20180047513A
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김현승
어윤정
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정패널에 광을 공급하는 광원부와, 상기 액정패널의 하부에 배치되는 하부 편광판과, 상기 액정패널 상부에 배치되는 상부 편광판과 흡광필터 및 형광필터를 포함하는 액정표시장치를 제공한다. 본 발명은 디스플레이 화상 구현 후 가시광 영역의 레이저 포인터 조사시 형광필터와 흡광필터를 통해 레이저 조사시의 광을 흡수하여 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 광으로 변환시켜 출광되도록 함으로써 레이저 포인터 조사에 따른 시인성을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 화상 구현 후 가시광 영역의 레이저 포인터(laser pointer) 조사에 따른 시인성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 디스플레이는 시각정보 전달매체로서, 그 중요성이 더 한 층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.
상기 디스플레이는 자체가 빛을 내는 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT), 전계발광소자(Electro Luminescence; EL), 발광소자(Light Emitting Diode; LED), 전공형광표시장치(Vacuum Fluorescent Display; VFD), 전계방출디스플레이(Field Emission Display; FED), 플라즈마 디스플레이패널(Plasma Display Panel; PDP) 등의 발광형과 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)와 같이 자체가 빛을 내지 못하는 비발광형으로 나눌 수 있다.
이 중에서, 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 기존의 브라운관에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 브라운관에 비해 작을 뿐만 아니라 방열량도 작기 때문에 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
종래기술에 따른 액정표시장치에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 액정표시장치는 액정패널(10)과, 상기 액정패널(100의 상부에 구비되는 상측 편광판(20), 상기 액정패널(10)의 하부에 구비되는 하측 편광판(30) 및 상기 하측 편광판(30)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(미도시)을 포함한다.
여기서, 액정패널(100)은 컬러필터 기판과, 상기 컬러필터 기판과 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판과, 두 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진다.
액정표시장치에서는 액정층에 인가된 전계에 의해 액정표시패널에 표시되는 계조가 결정되는데, 상기 액정층에 인가되는 전계의 크기에 따라 블랙 계조로부터 화이트 계조까지 표현된다. 예컨대, 인가된 전계가 높으면 화이트 계조가 표시되어 액정표시장치의 화면은 전체적으로 밝지만, 상기 액정층에 인가되는 전계가 낮으면 블랙 계조가 표시되어 액정패널의 화면은 어둡게 표시되어 블랙으로부터 화이트까지의 계조 표현이 가능하게 된다.
상기 상측 편광판(20)과 하측 편광판(30)은 각각 별개의 편광축을 가지며 상측 편광판(20)의 상측 편광축과 하측 편광판(30)의 하측 편광축은 서로 직교한다.
상측 및 하측 편광판(20, 30)은 입사된 광 중 자신과 나란한 방향으로 광 성분을 갖는 광으로 편광한다.
종래의 액정표시장치에서 하측 편광판은 백라이트 유닛(미도시)으로부터 입사되는 광을 편광하고 액정패널(10)에는 하측 편광판(30)에 의해 편광된 광이 공급된다.
상기 편광된 광은 액정패널(10)로 공급된 후 액정층(미도시)에 의해 성분이 변화되어 상측 편광판(20)으로 공급된다. 상기 상측 편광판(20)은 액정패널(10)로부터 입사된 광을 편광하여 출사한다.
이와 같은 구성으로 이루어진 종래기술에 따른 액정표시장치를 구동한 후 화면에 레이저 포인터 조사시 대부분의 빛이 투과 또는 흡수되어 시인성이 떨어진다. 일부 반사되는 빛도 대부분 스펙큘러 반사가 일어나 전방위 시인성이 떨어지는 단점이 있다.
그리고, 디스플레이 구동 시간(색상)의 왜곡이 발생하게 된다. 이는 레이저 시인성 확보를 위해 가시광에 반응하는 형광 필름을 이용할 경우 외부에서 조사되는 레이저의 시인성은 향상시킬 수 있으나 액정 디스플레이에서 나오는 화상의 스토케스 쉬프트를 유발하여 시감(색상) 왜곡을 유발하게 된다.
특히, 근거리 UV 레이저 포인터(Near UV Laser Pointer)를 적용하는 경우에, 높은 에너지를 갖는 단파장의 Visible light인 근거리(Near) 405 nm 파장의 UV광에 사용자의 눈이 직/간접적으로 노출되면 망막 손상이 유발될 가능성이 있게 된다.
본 발명의 목적은 디스플레이 화상 구현 후 가시광 영역의 레이저 포인터 조사에 따른 시인성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널과, 상기 액정패널에 광을 공급하는 광원부와, 상기 액정패널의 하부에 배치되는 하부 편광판과, 상기 액정패널 상부에 배치되는 상부 편광판과 흡광필터 및 형광필터를 포함할 수 있다.
상기 액정패널 상부에 상부 편광판이 배치되고, 상기 상부 편광판 상부에 흡광필터와 형광필터가 적층될 수 있다.
그리고, 상기 액정패널의 상부에 흡광필터가 배치되고, 상기 흡광필터 상부에 상부 편광판과 형광필터가 적층될 수 있다.
또한, 상기 액정패널의 상부에 흡광필터와 형광필터가 적층되고, 상기 형광필터의 상부에 상부 편광판이 배치될 수 있다.
그리고, 상기 형광필터는 제1 파장 대의 광을 흡수하여, 상기 흡수된 제1 파장 대의 광을 상기 제1 파장 대보다 큰 제2 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
상기 제1 파장 대의 광의 범위는 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red)의 광을 포함하며, 제2 파장 대의 광의 범위는 가시광 영역 380 내지 780 nm의 광을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터의 재료로는 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine, Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R 중어느 하나일 수 있다.
상기 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine는 Yellow계 광을 흡수하여 Red계 광으로 발광시킬 수 있다.
그리고, 상기 Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R는 Cyan계 광을 흡수하여 Green계 광으로 발광시킬 수 있다.
상기 Bodipy TR는 550 내지 590nm의 광을 흡수하여 600 내지 630 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, PYronine B는 540 내지 560nm의 광을 흡수하여 560 내지 650nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Texas Red는 560 내지 600nm의 광을 흡수하여 580 내지 630nm의 광을 발광시킬 수 있으며, X-Rhodamine는 570 내지 610 nm 파장 대의 광을 흡수하여 580 내지 630 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
그리고, 상기 Acridine Yellow는 450 내지 500nm의 광을 흡수하여 530 내지 570 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, Acridine Red는 455 내지 600nm의 광을 흡수하여 560 내지 680nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Acriflavin는 420 내지 450nm의 광을 흡수하여 470 내지 550nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Astrazon Orange R은 450 내지 520 nm 파장 대의 광을 흡수하여 520 내지 560 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
또한, 상기 흡광필터는 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red) 파장 대의 광을 흡수할 수 있다.
그리고, 상기 흡광필터의 재료로는 Tetra-AzaPhorphirin을 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여, 다른 측면에서, 본 발명에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널과, 상기 액정패널에 광을 공급하는 광원부와, 상기 액정패널의 상부에 배치되는 상부 편광판과, 상기 상부 편광판 상부에 배치되는 형광필터와, 상기 액정패널 하부에 배치되는 하부 편광판 및 흡광필터를 포함할 수 있다.
상기 하부 편광판 하부에 하부 편광판이 배치되고, 상기 하부 편광판 상부에 흡광필터가 배치될 수 있다.
그리고, 상기 액정패널의 하부에 흡광필터가 배치되고, 상기 흡광필터 상부에 하부 편광판이 배치될 수 있다.
상기 형광필터는 제1 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 흡수된 제1 파장 대의 광을 상기 제1 파장 대보다 큰 제2 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
상기 제1 파장 대의 광은 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red)의 광이며, 제2 파장 대의 광은 650±50nm (Red), 550±50nm (Green) 및 450±50nm (Blue)의 광을 포함하며, 넓게는 가시광 영역 380 내지 780 nm를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터의 재료로는 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine, Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R 중 하나를 사용할 수 있다.
상기 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine는 Yellow계 광을 흡수하여 Red계 광으로 발광시킬 수 있다.
그리고, 상기 Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R는 Cyan계 광을 흡수하여 Green계 광으로 발광시킬 수 있다.
상기 Bodipy TR는 550 내지 590nm의 광을 흡수하여 600 내지 630 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, PYronine B는 540 내지 560nm의 광을 흡수하여 560 내지 650nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Texas Red는 560 내지 600nm의 광을 흡수하여 580 내지 630nm의 광을 발광시킬 수 있으며, X-Rhodamine는 570 내지 610 nm 파장 대의 광을 흡수하여 580 내지 630 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
그리고, 상기 Acridine Yellow는 450 내지 500nm의 광을 흡수하여 530 내지 570 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, Acridine Red는 455 내지 600nm의 광을 흡수하여 560 내지 680nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Acriflavin는 420 내지 450nm의 광을 흡수하여 470 내지 550nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Astrazon Orange R은 450 내지 520 nm 파장 대의 광을 흡수하여 520 내지 560 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
또한, 상기 흡광필터는 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red) 파장 대의 광을 흡수할 수 있다.
그리고, 상기 흡광필터의 재료로는 Tetra-AzaPhorphirin을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 디스플레이를 구동한 후 레이저 포인터를 화면에 조사시 스펙큘러 반사가 일어나는 특정 각도 이외에서의 시인성이 떨어지는 단점을 해결하기 위해 형광체를 액정표시장치의 외부 표면에 형성함으로써 레이저 포인터의 시인성 향상이 가능하다. 단, 가시광에 반응하는 형광체의 경우 디스플레이에서 나오는 빛도 감응하여 시감 왜곡을 유발하게 되므로 디스플레이에서 나오는 빛 이외의 영역, 즉 UV에 감응하는 형광체의 적용이 불가피하게 된다.
그리고, 본 발명은 이러한 이유로 인해 눈에 직/간접적으로 유해한 UV 영역 대와 같은 특수한 파장 대의 레이저를 사용해야 하지만, 형광체 하부에 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수하는 흡광필터를 적용함으로써 디스플레이에서 나오는 빛의 왜곡을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 흡광 파장 또는 형광체 감응 파장의 경우 화상에 직접 영향을 줄 수 있는 R/G/B 이외의 Yellow 또는 Cyan 계가 적절하므로, 레이저 포인터 (Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(Cyan은 Green으로 변환, 또는 Yellow는 Red로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
따라서, 본 발명은 디스플레이 구동 화면에서의 전방위 레이저 포인터(Laser Pointer) 시인성 향상이 가능하다.
그리고, 본 발명은 액정패널의 상부에 흡광필터가 배치되어 있음으로써 반사율이 저감되고 콘트라스트비(Contrast Ratio) 개선을 통한 시감 개선이 가능하며, 고색재현 구현이 가능하다.
도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치의 적외선 포인터에 의한 광 조사시의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 액정표시장치의 백색 화상에서의 레이저 시인성을 나타낸 파장에 따른 휘도 그래프이다.
도 10은 도 9의 "A"를 확대하여 나타낸 그래프로서, 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 발광부에서의 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 액정표시장치의 백색 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 바람직한 실시 예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명에서는 액정표시장치를 예를 들어 설명하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전계발광소자(Electro Luminescence; EL), 발광소자(Light Emitting Diode; LED), 진공 형광표시장치(Vacuum Fluorescent Display; VFD), 전계방출디스플레이(Field Emission Display; FED), 플라즈마디스플레이패널(Plasma Display Panel; PDP) 등의 발광형 표시장치 및 비발광형 표시장치에도 적용 가능함을 밝혀 두기로 한다.
그리고, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는 화상이 표시되는 액정패널(110)과, 상기 액정패널(110)의 상부에 배치되는 상부 편광판(120)과, 상기 액정패널(110)의 하부에 배치되는 하부 편광판(130)과, 상기 상부 편광판(12) 상부에 배치되는 흡광필터(140) 및, 상기 흡광필터(140) 상부에 배치되는 형광필터(150)를 포함하여 구성된다.
여기서, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 상부 편광판(120) 및 하부 편광판(130)은 입사광을 편광시키는 편광층(미도시)과, 상기 편광층(미도시) 상, 하부에 배치되는 제1 및 2 투명 지지체층(미도시)과, 상기 제2 투명 지지체층(미도시) 하부에 부착되는 점착층(미도시, Pressure Sensitive Adhesives: 이하 "PSA"라 함)을 포함한다.
상기 편광층(미도시)은 주로 폴리 비닐 알코올(Poly-Vinyl Alcohol: 이하 "PVA"라 함) 필름에 요오드와 같은 할로겐염 결정을 흡착시킨 후 PVA 필름을 특정 방향으로 연신시켜 요오드 결정들이 연신 방향에 나란히 정렬되게 함으로써 형성된다.
상기 요오드 결정은 자신의 제1 방향으로 입사된 빛을 흡수하고 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 입사되는 빛을 투과시킴으로써 편광기능을 달성하고 있다.
상기 제1 및 제2 투명 지지체층(미도시)은 상기 편광층(미도시)을 지지 및 보호하는 필름이며, 그 구성물질이 광학적으로 투명하고, 볼굴절이 생기지 않아야 하며, 내열성을 지녀야 하고, 기계적 강도가 높아 상기 편광층(미도시)을 물리적으로 지지 및 보호할 수 있는 특성을 가져야 한다.
또한, 표면이 광활하고 접착제나 점착제와 양호하게 접합할 수 있는 성질을 가져야 하는데, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스(TAC)와 같은 아세테이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리오레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리노르보르넨계 수지 등을 들 수 있다.
그리고, 편광 특성이나 내구성 등을 고려할 때 가장 바람직하게는 표면을 알칼리 등으로 비누화 처리한 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 사용한다.
상기 점착층(PSA, 미도시)은 상기 구성을 갖는 편광판이 액정셀에 부착되기 위하여 도포되는 것으로서, 아크릴계 점착제, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리에테르계, 고무계 등의 점착제를 적절하게 사용하여 형성할 수 있다. 특히, 흡습에 의한 박피 현상이나 박리현상의 방지, 열팽창 차이에 의한 화학특성의 저하나 액정 셀의 휨 방지, 그리고, 고품질이고 내구성이 우수한 액정표시장치의 형성 등의 면에서, 흡습율이 낮고 내열성이 우수한 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 점착제로는 예컨대 아크릴계, 실리콘계, 아크릴 실리콘계, 폴리에스테르계, 내열 고무계, 장쇄 아킬계, 불소계, 황화몰리브덴 등의 박리제에 의한 박리 코드를 형성하는 방법 등에 의해 형성할 수 있다.
그러나, 이와 같이 상기 상부 편광판(120) 및 하부 편광판(130)은 전술한 바와 같은 구성, 예를 들어 편광층과, 상기 편광층 상, 하부에 배치되는 제1, 2 투명 지지체층 및, 제2 투명 지지체층 하부에 배치되는 점착층을 포함하는 구성으로 한정되는 것은 아니만, 다양한 구성 요소들의 결합으로 편광판을 구성할 수 있다. 본 발명에서는 전술한 구성을 일 예로 들어 설명한 것이다.
한편, 상기 흡광필터(140)는 상기 형광필터(150) 하측에 위치하며, 액정패널 (110) 하부에서 입사되는 일정 파장 대의 광을 흡수하는 역할을 한다. 이때, 상기 흡광필터(140)의 재료로는 Tetra-AzaPhorphirin 등을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 흡광필터(140)는 일정한 파장 대, 예를 들어 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red) 파장 대의 광을 흡수할 수 있다. 이때, 상기 흡광필터(140)는 형광필터(150) 하부에 위치하여 상기 형광필터(150)의 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수하여 디스플레이에서 나오는 빛의 왜곡을 방지할 수 있다.
그러나, 흡광 파장(또는 형광필터의 감응 파장)의 경우, 화상(display)에 직접적인 영향을 줄 수 있는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 이외의 옐로우계 (Yellow) 또는 시안계(Cyan)가 적절하지만, 레이저 포인터(Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(즉, 시안계 파장 대의 광을 녹색(Green) 계 파장 대의 광으로 변환 또는, 옐로우계 파장 대의 광을 적색(Red)으로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
또 한편, 상기 형광필터(150)는 상부 편광판(120)의 외측에 위치하며, 에너지가 높은 단파장의 빛을 흡수하여 이를 여기시켜 기저 상태로 떨어지면서 장파장의 빛을 방출하게 된다.
따라서, 레이저 포인터(Laser Point; 미도시)를 통해 상기 상부 편광판(120)으로 입사되는 입사광 중 높은 에너지를 갖는 400 nm 이하 영역 또는 에너지가 낮은 장 파장 영역에 형광을 작용하여 상기 입사광의 광 스펙트럼을 변경하여 컬러를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(150)는 제1 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 제1 파장 대의 광을 상기 제1 파장 대보다 큰 제2 파장 대의 광으로 발광시키는 역할을 한다.
이때, 상기 제1 파장 대의 광은 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red)의 광이며, 제2 파장 대의 광은 650±50nm (Red), 550±50nm (Green), 450±50nm (Blue)의 광을 포함할 수 있다. 그리고, 넓게는 가시광 전영역 (380~780nm)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(150)의 재료로는 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine, Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R 중에서 어느 하나를 선택할 수 있다.
이때, 상기 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine는 Yellow계 광을 흡수하여 Red계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Bodipy TR는 550 내지 590nm의 광을 흡수하여 600 내지 630 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, PYronine B는 540 내지 560nm의 광을 흡수하여 560 내지 650nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Texas Red는 560 내지 600nm의 광을 흡수하여 580 내지 630nm의 광을 발광시킬 수 있으며, X-Rhodamine는 570 내지 610 nm 파장 대의 광을 흡수하여 580 내지 630 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
그리고, 상기 Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R는 Cyan계 광을 흡수하여 Green계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Acridine Yellow는 450 내지 500nm의 광을 흡수하여 530 내지 570 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, Acridine Red는 455 내지 600nm의 광을 흡수하여 560 내지 680nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Acriflavin는 420 내지 450nm의 광을 흡수하여 470 내지 550nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Astrazon Orange R은 450 내지 520 nm 파장 대의 광을 흡수하여 520 내지 560 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는 디스플레이를 구동한 후 레이저 포인터를 화면에 조사시 스펙큘러 반사가 일어나는 특정 각도 이외에서의 시인성이 떨어지는 단점을 해결하기 위해 형광필터(150)를 액정표시장치(100)의 외부 표면에 형성함으로써 레이저 포인터의 시인성 향상이 가능하다.
그리고, 상기 형광필터(150) 하부에 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수하는 흡광필터(140)를 추가로 배치함으로써 디스플레이에서 나오는 빛의 왜곡을 방지할 수 있다.
또한,본 발명은 흡광 파장 또는 형광체 감응 파장의 경우 화상에 직접 영향을 줄 수 있는 R/G/B 이외의 Yellow 또는 Cyan 계가 적절하므로, 레이저 포인터 (Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(Cyan은 Green으로 변환, 또는 Yellow는 Red로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
따라서, 본 발명은 흡광필터와 형광필터를 상부 편광판 상부에 배치함으로써 디스플레이 구동 화면에서의 전방위 레이저 포인터(Laser Pointer) 시인성 향상이 가능하다.
그리고, 본 발명은 액정패널(110)의 상부에 흡광필터(140)가 배치되어 있음으로써 반사율이 저감되고 콘트라스트비(Contrast Ratio) 개선을 통한 시감 개선이 가능하며, 고색재현 구현이 가능하다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치(200)는, 화상이 표시되는 액정패널(210)과, 상기 액정패널(210)의 하부에 배치되는 하부 편광판(230)과, 상기 액정패널(210)의 상부에 배치되는 흡광필터(240)와, 상기 흡광필터(240) 상부에 배치되는 상부 편광판(220)과, 상기 상부 편광판(220) 상부에 배치되는 형광필터(250)를 포함하여 구성된다.
여기서, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 상부 편광판(220) 및 하부 편광판(230)은 입사광을 편광시키는 편광층(미도시)과, 상기 편광층(미도시) 상, 하부에 배치되는 제1 및 2 투명 지지체층(미도시)과, 상기 제2 투명 지지체층(미도시) 하부에 부착되는 점착층(미도시, Pressure Sensitive Adhesives: 이하 "PSA"라 함)을 포함한다.
상기 편광층(미도시)은 주로 폴리 비닐 알코올(Poly-Vinyl Alcohol: 이하 "PVA"라 함) 필름에 요오드와 같은 할로겐염 결정을 흡착시킨 후 PVA 필름을 특정 방향으로 연신시켜 요오드 결정들이 연신 방향에 나란히 정렬되게 함으로써 형성된다.
상기 요오드 결정은 자신의 제1 방향으로 입사된 빛을 흡수하고 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 입사되는 빛을 투과시킴으로써 편광기능을 달성하고 있다.
상기 제1 및 제2 투명 지지체층(미도시)은 상기 편광층(미도시)을 지지 및 보호하는 필름이며, 그 구성물질이 광학적으로 투명하고, 볼굴절이 생기지 않아야 하며, 내열성을 지녀야 하고, 기계적 강도가 높아 상기 편광층(미도시)을 물리적으로 지지 및 보호할 수 있는 특성을 가져야 한다.
또한, 표면이 광활하고 접착제나 점착제와 양호하게 접합할 수 있는 성질을 가져야 하는데, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스(TAC)와 같은 아세테이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리오레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리노르보르넨계 수지 등을 들 수 있다.
그리고, 편광 특성이나 내구성 등을 고려할 때 가장 바람직하게는 표면을 알칼리 등으로 비누화 처리한 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 사용한다.
상기 점착층(PSA, 미도시)은 상기 구성을 갖는 편광판이 액정셀에 부착되기 위하여 도포되는 것으로서, 아크릴계 점착제, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄 계, 폴리에테르계, 고무계 등의 점착제를 적절하게 사용하여 형성할 수 있다. 특히, 흡습에 의한 박피 현상이나 박리현상의 방지, 열팽창 차이에 의한 화학특성의 저하나 액정 셀의 휨 방지, 그리고, 고품질이고 내구성이 우수한 액정표시장치의 형성 등의 면에서, 흡습율이 낮고 내열성이 우수한 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 점착제로는 예컨대 아크릴계, 실리콘계, 아크릴 실리콘계, 폴리에스테르계, 내열 고무계, 장쇄 아킬계, 불소계, 황화몰리브덴 등의 박리제에 의한 박리 코드를 형성하는 방법 등에 의해 형성할 수 있다.
그러나, 이와 같이 상기 상부 편광판(220) 및 하부 편광판(230)은 전술한 바와 같은 구성, 예를 들어 편광층과, 상기 편광층 상, 하부에 배치되는 제1, 2 투명 지지체층 및, 제2 투명 지지체층 하부에 배치되는 점착층을 포함하는 구성으로 한정되는 것은 아니만, 다양한 구성 요소들의 결합으로 편광판을 구성할 수 있다. 본 발명에서는 전술한 구성을 일 예로 들어 설명한 것이다.
한편, 상기 흡광필터(240)는 상기 액정패널(210)과 상부 편광판(220) 사이에 위치하며, 상기 액정패널(210) 하부에 구비된 광원부, 즉 백라이트 유닛(미도시)에서 입사되는 일정한 파장 대의 광을 흡수하는 역할을 한다. 이때, 상기 흡광필터 (240)의 흡광 재료로는 Tetra-AzaPhorphirin 등을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 흡광필터(240)는 일정한 파장 대, 예를 들어 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red) 파장 대의 광을 흡수할 수 있다. 이때, 상기 흡광필터(240)는 상기 상부 편광판(220) 하부에 위치하여 상기 형광필터(250)의 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수하여 디스플레이에서 나오는 빛의 왜곡을 방지할 수 있다.
그러나, 흡광 파장(또는 형광필터의 감응 파장)의 경우, 화상(display)에 직접적인 영향을 줄 수 있는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 이외의 옐로우계 (Yellow) 또는 시안계(Cyan)가 적절하지만, 레이저 포인터(Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(즉, 시안계 파장 대의 광을 녹색(Green) 계 파장 대의 광으로 변환 또는, 옐로우계 파장 대의 광을 적색(Red)으로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
또 한편, 상기 형광필터(250)는 상부 편광판(220)의 외측에 위치하며, 에너지가 높은 단파장의 빛을 흡수하여 이를 여기시켜 기저 상태로 떨어지면서 장파장의 빛을 방출하게 된다.
따라서, 레이저 포인터(Laser Point; 미도시)를 통해 상기 상부 편광판(220)으로 입사되는 입사광 중 높은 에너지를 갖는 400 nm 이하 영역 또는 에너지가 낮은 장 파장 영역에 형광을 작용하여 상기 입사광의 광 스펙트럼을 변경하여 컬러를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(250)는 제1 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 제1 파장 대의 광을 상기 제1 파장 대보다 큰 제2 파장 대의 광으로 발광시키는 역할을 한다.
이때, 상기 제1 파장 대의 광은 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red)의 광이며, 제2 파장 대의 광은 650±50nm (Red), 550±50nm (Green), 450±50nm (Blue)의 광을 포함할 수 있다. 넓게는 가시광 전영역 (380~780nm)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(250)의 재료로는 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine, Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R 중에서 어느 하나를 선택할 수 있다.
이때, 상기 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine는 Yellow계 광을 흡수하여 Red계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Bodipy TR는 550 내지 590nm의 광을 흡수하여 600 내지 630 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, PYronine B는 540 내지 560nm의 광을 흡수하여 560 내지 650nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Texas Red는 560 내지 600nm의 광을 흡수하여 580 내지 630nm의 광을 발광시킬 수 있으며, X-Rhodamine는 570 내지 610 nm 파장 대의 광을 흡수하여 580 내지 630 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
그리고, 상기 Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R는 Cyan계 광을 흡수하여 Green계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Acridine Yellow는 450 내지 500nm의 광을 흡수하여 530 내지 570 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, Acridine Red는 455 내지 600nm의 광을 흡수하여 560 내지 680nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Acriflavin는 420 내지 450nm의 광을 흡수하여 470 내지 550nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Astrazon Orange R은 450 내지 520 nm 파장 대의 광을 흡수하여 520 내지 560 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치(200)는 디스플레이를 구동한 후 레이저 포인터를 화면에 조사시 스펙큘러 반사가 일어나는 특정 각도 이외에서의 시인성이 떨어지는 단점을 해결하기 위해 형광필터(250)를 액정표시장치(200)의 외부, 즉 상부 편광판(220)의 외측 표면에 형성함으로써 레이저 포인터의 시인성 향상이 가능하다.
그리고, 상기 형광필터(250) 하부에 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수하는 흡광필터(240)를 상부 편광판(220) 하부에 추가로 배치함으로써 디스플레이에서 나오는 빛의 왜곡을 방지할 수 있다.
또한,본 발명은 흡광 파장 또는 형광체 감응 파장의 경우 화상에 직접 영향을 줄 수 있는 R/G/B 이외의 Yellow 또는 Cyan 계가 적절하므로, 레이저 포인터 (Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(Cyan은 Green으로 변환, 또는 Yellow는 Red로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
따라서, 본 발명은 형광필터(250)와 흡광필터(240)를 상부 편광판(220) 상, 하부에 각각 배치함으로써 디스플레이 구동 화면에서의 전방위 레이저 포인터 (Laser Pointer) 시인성 향상이 가능하다.
그리고, 본 발명은 액정패널(210)의 상부에 흡광필터(240)가 배치되어 있음으로써 반사율이 저감되고 콘트라스트비(Contrast Ratio) 개선을 통한 시감 개선이 가능하며, 고색재현 구현이 가능하다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시장치(300)는 화상이 표시되는 액정패널(310)과, 상기 액정패널(310)의 하부에 배치되는 하부 편광판(330)과, 상기 액정패널(310)의 상부에 배치되는 흡광필터(340) 및 형광필터 (350)과, 상기 형광필터(350) 상부에 배치되는 상부 편광판(320)을 포함하여 구성된다.
여기서, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 상부 편광판(320) 및 하부 편광판(330)은 입사광을 편광시키는 편광층(미도시)과, 상기 편광층(미도시) 상, 하부에 배치되는 제1 및 2 투명 지지체층(미도시)과, 상기 제2 투명 지지체층(미도시) 하부에 부착되는 점착층(미도시, Pressure Sensitive Adhesives: 이하 "PSA"라 함)을 포함한다.
상기 편광층(미도시)은 주로 폴리 비닐 알코올(Poly-Vinyl Alcohol: 이하 "PVA"라 함) 필름에 요오드와 같은 할로겐염 결정을 흡착시킨 후 PVA 필름을 특정 방향으로 연신시켜 요오드 결정들이 연신 방향에 나란히 정렬되게 함으로써 형성된다.
상기 요오드 결정은 자신의 제1 방향으로 입사된 빛을 흡수하고 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 입사되는 빛을 투과시킴으로써 편광기능을 달성하고 있다.
상기 제1 및 제2 투명 지지체층(미도시)은 상기 편광층(미도시)을 지지 및 보호하는 필름이며, 그 구성물질이 광학적으로 투명하고, 볼굴절이 생기지 않아야 하며, 내열성을 지녀야 하고, 기계적 강도가 높아 상기 편광층(미도시)을 물리적으로 지지 및 보호할 수 있는 특성을 가져야 한다.
또한, 표면이 광활하고 접착제나 점착제와 양호하게 접합할 수 있는 성질을 가져야 하는데, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스(TAC)와 같은 아세테이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리오레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리노르보르넨계 수지 등을 들 수 있다.
그리고, 편광 특성이나 내구성 등을 고려할 때 가장 바람직하게는 표면을 알칼리 등으로 비누화 처리한 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 사용한다.
상기 점착층(PSA, 미도시)은 상기 구성을 갖는 편광판이 액정셀에 부착되기 위하여 도포되는 것으로서, 아크릴계 점착제, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리에테르계, 고무계 등의 점착제를 적절하게 사용하여 형성할 수 있다. 특히, 흡습에 의한 박피 현상이나 박리현상의 방지, 열팽창 차이에 의한 화학특성의 저하나 액정 셀의 휨 방지, 그리고, 고품질이고 내구성이 우수한 액정표시장치의 형성 등의 면에서, 흡습율이 낮고 내열성이 우수한 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 점착제로는 예컨대 아크릴계, 실리콘계, 아크릴 실리콘계, 폴리에스테르계, 내열 고무계, 장쇄 아킬계, 불소계, 황화몰리브덴 등의 박리제에 의한 박리 코드를 형성하는 방법 등에 의해 형성할 수 있다.
그러나, 이와 같이 상기 상부 편광판(320) 및 하부 편광판(330)은 전술한 바와 같은 구성, 예를 들어 편광층과, 상기 편광층 상, 하부에 배치되는 제1, 2 투명 지지체층 및, 제2 투명 지지체층 하부에 배치되는 점착층을 포함하는 구성으로 한정되는 것은 아니만, 다양한 구성 요소들의 결합으로 편광판을 구성할 수 있다. 본 발명에서는 전술한 구성을 일 예로 들어 설명한 것이다.
한편, 상기 흡광필터(340)는 상기 형광필터(350) 하측에 위치하며, 상기 액정패널 (310) 하부에서 입사되는 일정한 파장 대의 광을 흡수하는 역할을 한다. 이때, 상기 흡광필터(340)의 재료로는 Tetra-AzaPhorphirin 등을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 흡광필터(340)는 일정한 파장 대, 예를 들어 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red) 파장 대의 광을 흡수할 수 있다. 이때, 상기 흡광필터(340)는 상기 형광필터(350) 하부에 위치하여 상기 형광필터(350)의 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수하여 디스플레이에서 나오는 빛의 왜곡을 방지할 수 있다.
그러나, 흡광 파장(또는 형광필터의 감응 파장)의 경우, 화상(display)에 직접적인 영향을 줄 수 있는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 이외의 옐로우계 (Yellow) 또는 시안계(Cyan)가 적절하지만, 레이저 포인터(Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(즉, 시안계 파장 대의 광을 녹색(Green) 계 파장 대의 광으로 변환 또는, 옐로우계 파장 대의 광을 적색(Red)으로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
또 한편, 상기 형광필터(350)는 상부 편광판(320)의 하측에 위치하며, 에너지가 높은 단파장의 빛을 흡수하여 이를 여기시켜 기저 상태로 떨어지면서 장파장의 빛을 방출하게 된다.
따라서, 레이저 포인터(Laser Point; 미도시)를 통해 상기 형광필터(350)로 입사되는 입사광 중 높은 에너지를 갖는 400 nm 이하 영역 또는 에너지가 낮은 장 파장 영역에 형광을 작용하여 상기 입사광의 광 스펙트럼을 변경하여 컬러를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(350)는 제1 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 제1 파장 대의 광을 상기 제1 파장 대보다 큰 제2 파장 대의 광으로 발광시키는 역할을 한다.
이때, 상기 제1 파장 대의 광은 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red)의 광이며, 제2 파장 대의 광은 650±50nm (Red), 550±50nm (Green), 450±50nm (Blue)의 광을 포함할 수 있다. 넓게는 가시광 전영역 (380~780nm)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(350)의 재료로는 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine, Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R 중에서 어느 하나를 선택할 수 있다.
이때, 상기 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine는 Yellow계 광을 흡수하여 Red계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Bodipy TR는 550 내지 590nm의 광을 흡수하여 600 내지 630 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, PYronine B는 540 내지 560nm의 광을 흡수하여 560 내지 650nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Texas Red는 560 내지 600nm의 광을 흡수하여 580 내지 630nm의 광을 발광시킬 수 있으며, X-Rhodamine는 570 내지 610 nm 파장 대의 광을 흡수하여 580 내지 630 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
그리고, 상기 Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R는 Cyan계 광을 흡수하여 Green계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Acridine Yellow는 450 내지 500nm의 광을 흡수하여 530 내지 570 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, Acridine Red는 455 내지 600nm의 광을 흡수하여 560 내지 680nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Acriflavin는 420 내지 450nm의 광을 흡수하여 470 내지 550nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Astrazon Orange R은 450 내지 520 nm 파장 대의 광을 흡수하여 520 내지 560 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시장치(300)는 디스플레이를 구동한 후 레이저 포인터를 화면에 조사시 스펙큘러 반사가 일어나는 특정 각도 이외에서의 시인성이 떨어지는 단점을 해결하기 위해 형광필터(350)를 상부 편광판 (320)의 하측에 형성함으로써 레이저 포인터의 시인성 향상이 가능하다. 그러나, 제3 실시 예의 경우는, 제1, 2 실시 예와는 다르게, 상부 편광판(320)이 액정표시장치의 최상단에 위치하기 때문에, 형광필터(350)의 발광 효율, 즉 레이저 시인성은 제1, 2 실시 예보다 작을 수 있다.
그리고, 본 발명은 상기 형광필터(350) 하부에 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수하는 흡광필터(340)를 추가로 배치함으로써 디스플레이에서 나오는 빛의 왜곡을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 흡광 파장 또는 형광체 감응 파장의 경우 화상에 직접 영향을 줄 수 있는 R/G/B 이외의 Yellow 또는 Cyan 계가 적절하므로, 레이저 포인터 (Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(Cyan은 Green으로 변환, 또는 Yellow는 Red로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
따라서, 본 발명은 형광필터(350) 및 흡광필터(340)를 상부 편광판(320) 하부에 배치함으로써 디스플레이 구동 화면에서의 전방위 레이저 포인터(Laser Pointer) 시인성 향상이 가능하다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 액정표시장치(400)는, 화상이 표시되는 액정패널(410)과, 상기 액정패널(410)의 상부에 배치되는 상부 편광판(420)과, 상기 액정패널(410)의 하부에 배치되는 하부 편광판(430)과, 상기 하부 편광판(430) 하부에 배치되는 흡광필터(440)와, 상기 상부 편광판(420) 상부에 배치되는 형광필터(45)를 포함하여 구성된다.
여기서, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 상부 편광판(420) 및 하부 편광판(430)은 입사광을 편광시키는 편광층(미도시)과, 상기 편광층(미도시) 상, 하부에 배치되는 제1 및 2 투명 지지체층(미도시)과, 상기 제2 투명 지지체층(미도시) 하부에 부착되는 점착층(미도시, Pressure Sensitive Adhesives: 이하 "PSA"라 함)을 포함한다.
상기 편광층(미도시)은 주로 폴리 비닐 알코올(Poly-Vinyl Alcohol: 이하 "PVA"라 함) 필름에 요오드와 같은 할로겐염 결정을 흡착시킨 후 PVA 필름을 특정 방향으로 연신시켜 요오드 결정들이 연신 방향에 나란히 정렬되게 함으로써 형성된다.
상기 요오드 결정은 자신의 제1 방향으로 입사된 빛을 흡수하고 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 입사되는 빛을 투과시킴으로써 편광기능을 달성하고 있다.
상기 제1 및 제2 투명 지지체층(미도시)은 상기 편광층(미도시)을 지지 및 보호하는 필름이며, 그 구성물질이 광학적으로 투명하고, 볼굴절이 생기지 않아야 하며, 내열성을 지녀야 하고, 기계적 강도가 높아 상기 편광층(미도시)을 물리적으로 지지 및 보호할 수 있는 특성을 가져야 한다.
또한, 표면이 광활하고 접착제나 점착제와 양호하게 접합할 수 있는 성질을 가져야 하는데, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스(TAC)와 같은 아세테이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리오레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리노르보르넨계 수지 등을 들 수 있다.
그리고, 편광 특성이나 내구성 등을 고려할 때 가장 바람직하게는 표면을 알칼리 등으로 비누화 처리한 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 사용한다.
상기 점착층(PSA, 미도시)은 상기 구성을 갖는 편광판이 액정셀에 부착되기 위하여 도포되는 것으로서, 아크릴계 점착제, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄 계, 폴리에테르계, 고무계 등의 점착제를 적절하게 사용하여 형성할 수 있다. 특히, 흡습에 의한 박피 현상이나 박리현상의 방지, 열팽창 차이에 의한 화학특성의 저하나 액정 셀의 휨 방지, 그리고, 고품질이고 내구성이 우수한 액정표시장치의 형성 등의 면에서, 흡습율이 낮고 내열성이 우수한 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 점착제로는 예컨대 아크릴계, 실리콘계, 아크릴 실리콘계, 폴리에스테르계, 내열 고무계, 장쇄 아킬계, 불소계, 황화몰리브덴 등의 박리제에 의한 박리 코드를 형성하는 방법 등에 의해 형성할 수 있다.
그러나, 이와 같이 상기 상부 편광판(420) 및 하부 편광판(430)은 전술한 바와 같은 구성, 예를 들어 편광층과, 상기 편광층 상, 하부에 배치되는 제1, 2 투명 지지체층 및, 제2 투명 지지체층 하부에 배치되는 점착층을 포함하는 구성으로 한정되는 것은 아니만, 다양한 구성 요소들의 결합으로 편광판을 구성할 수 있다. 본 발명에서는 전술한 구성을 일 예로 들어 설명한 것이다.
한편, 상기 흡광필터(440)는 상기 액정패널(410) 하부에 배치된 하부 편광판 (430) 하부에 위치하며, 상기 액정패널(410) 하측에 구비된 광원부, 즉 백라이트 유닛(미도시)에서 입사되는 일정한 파장 대의 광을 흡수하는 역할을 한다. 이때, 상기 흡광필터(440)의 흡광 재료로는 Tetra-AzaPhorphirin 등을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 상기 흡광필터(440)는 일정한 파장 대, 예를 들어 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 또는 700±50nm (Deep Red) 파장 대의 광을 흡수할 수 있는 재료인 경우에는 적용이 가능하다.
그리고, 상기 흡광필터(440)는 상기 하부 편광판(430) 하부에 위치하여 상기 형광필터(450)의 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수하여 디스플레이에서 나오는 빛의 색 재현율을 개선시킬 수 있다.
그러나, 흡광 파장(또는 형광필터의 감응 파장)의 경우, 화상(display)에 직접적인 영향을 줄 수 있는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 이외의 옐로우계 (Yellow) 또는 시안계(Cyan)가 적절하지만, 레이저 포인터(Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(즉, 시안계 파장 대의 광을 녹색(Green) 계 파장 대의 광으로 변환 또는, 옐로우계 파장 대의 광을 적색(Red)으로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
또 한편, 상기 형광필터(450)는 상부 편광판(420)의 외측에 위치하며, 에너지가 높은 단파장의 빛을 흡수하여 이를 여기시켜 기저 상태로 떨어지면서 장파장의 빛을 방출하게 된다.
따라서, 레이저 포인터(Laser Point; 미도시)를 통해 상기 상부 편광판(420)으로 입사되는 입사광 중 높은 에너지를 갖는 400 nm 이하 영역 또는 에너지가 낮은 장 파장 영역에 형광을 작용하여 상기 입사광의 광 스펙트럼을 변경하여 컬러를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(450)는 제1 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 제1 파장 대의 광을 상기 제1 파장 대보다 큰 제2 파장 대의 광으로 발광시키는 역할을 한다.
이때, 상기 제1 파장 대의 광은 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red)의 광이며, 제2 파장 대의 광은 650±50nm (Red), 550±50nm (Green), 450±50nm (Blue)의 광을 포함할 수 있다. 넓게는 가시광 전영역 (380~780nm)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(450)의 재료로는 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine, Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R 중에서 어느 하나를 선택할 수 있다.
이때, 상기 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine는 Yellow계 광을 흡수하여 Red계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Bodipy TR는 550 내지 590nm의 광을 흡수하여 600 내지 630 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, PYronine B는 540 내지 560nm의 광을 흡수하여 560 내지 650nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Texas Red는 560 내지 600nm의 광을 흡수하여 580 내지 630nm의 광을 발광시킬 수 있으며, X-Rhodamine는 570 내지 610 nm 파장 대의 광을 흡수하여 580 내지 630 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
그리고, 상기 Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R는 Cyan계 광을 흡수하여 Green계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Acridine Yellow는 450 내지 500nm의 광을 흡수하여 530 내지 570 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, Acridine Red는 455 내지 600nm의 광을 흡수하여 560 내지 680nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Acriflavin는 420 내지 450nm의 광을 흡수하여 470 내지 550nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Astrazon Orange R은 450 내지 520 nm 파장 대의 광을 흡수하여 520 내지 560 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 액정표시장치(400)는 디스플레이를 구동한 후 레이저 포인터를 화면에 조사시 스펙큘러 반사가 일어나는 특정 각도 이외에서의 시인성을 떨어지는 단점을 해결하기 위해 형광필터(450)를 액정표시장치(400)의 외부, 즉 상부 편광판(420)의 외측 표면에 형성함으로써 레이저 포인터의 시인성 향상이 가능하다.
그리고, 본 발명은 상기 액정패널(410)의 하부에 있는 하부 편광판(430) 외측에 흡광필터(440)를 추가로 배치함으로써 디스플레이에서 나오는 색재현율을 개선시킬 수 있다.
또한,본 발명은 흡광 파장 또는 형광체 감응 파장의 경우 화상(display)에 직접 영향을 줄 수 있는 R/G/B 이외의 Yellow 또는 Cyan 계가 적절하므로, 레이저 포인터 (Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(Cyan은 Green으로 변환, 또는 Yellow는 Red로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
따라서, 본 발명은 형광필터(450)를 상부 편광판(420) 상부에 배치하고, 흡광필터(440)를 하부 편광판(430) 하부에 각각 배치함으로써 디스플레이 구동 화면에서의 전방위 레이저 포인터 (Laser Pointer)의 시인성 향상이 가능하다.
도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 액정표시장치(500)는 화상이 표시되는 액정패널(510)과, 상기 액정패널(510)의 상부에 배치되는 상부 편광판(520)과, 상기 액정패널(510)의 하측에 배치되는 하부 편광판(530)과, 상기 하부 편광판(530)과 액정패널(510) 사이에 배치되는 흡광필터(540)와, 상기 상부 편광판(520) 상부에 배치되는 형광필터(550)를 포함하여 구성된다.
여기서, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 상부 편광판(520) 및 하부 편광판(530)은 입사광을 편광시키는 편광층(미도시)과, 상기 편광층(미도시) 상, 하부에 배치되는 제1 및 2 투명 지지체층(미도시)과, 상기 제2 투명 지지체층(미도시) 하부에 부착되는 점착층(미도시, Pressure Sensitive Adhesives: 이하 "PSA"라 함)을 포함한다.
상기 편광층(미도시)은 주로 폴리 비닐 알코올(Poly-Vinyl Alcohol: 이하 "PVA"라 함) 필름에 요오드와 같은 할로겐염 결정을 흡착시킨 후 PVA 필름을 특정 방향으로 연신시켜 요오드 결정들이 연신 방향에 나란히 정렬되게 함으로써 형성된다.
상기 요오드 결정은 자신의 제1 방향으로 입사된 빛을 흡수하고 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 입사되는 빛을 투과시킴으로써 편광기능을 달성하고 있다.
상기 제1 및 제2 투명 지지체층(미도시)은 상기 편광층(미도시)을 지지 및 보호하는 필름이며, 그 구성물질이 광학적으로 투명하고, 볼굴절이 생기지 않아야 하며, 내열성을 지녀야 하고, 기계적 강도가 높아 상기 편광층(미도시)을 물리적으로 지지 및 보호할 수 있는 특성을 가져야 한다.
또한, 표면이 광활하고 접착제나 점착제와 양호하게 접합할 수 있는 성질을 가져야 하는데, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스(TAC)와 같은 아세테이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리오레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리노르보르넨계 수지 등을 들 수 있다.
그리고, 편광 특성이나 내구성 등을 고려할 때 가장 바람직하게는 표면을 알칼리 등으로 비누화 처리한 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 사용한다.
상기 점착층(PSA, 미도시)은 상기 구성을 갖는 편광판이 액정셀에 부착되기 위하여 도포되는 것으로서, 아크릴계 점착제, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리에테르계, 고무계 등의 점착제를 적절하게 사용하여 형성할 수 있다. 특히, 흡습에 의한 박피 현상이나 박리현상의 방지, 열팽창 차이에 의한 화학특성의 저하나 액정 셀의 휨 방지, 그리고, 고품질이고 내구성이 우수한 액정표시장치의 형성 등의 면에서, 흡습율이 낮고 내열성이 우수한 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 점착제로는 예컨대 아크릴계, 실리콘계, 아크릴 실리콘계, 폴리에스테르계, 내열 고무계, 장쇄 아킬계, 불소계, 황화몰리브덴 등의 박리제에 의한 박리 코드를 형성하는 방법 등에 의해 형성할 수 있다.
그러나, 이와 같이 상기 상부 편광판(520) 및 하부 편광판(530)은 전술한 바와 같은 구성, 예를 들어 편광층과, 상기 편광층 상, 하부에 배치되는 제1, 2 투명 지지체층 및, 제2 투명 지지체층 하부에 배치되는 점착층을 포함하는 구성으로 한정되는 것은 아니만, 다양한 구성 요소들의 결합으로 편광판을 구성할 수 있다. 본 발명에서는 전술한 구성을 일 예로 들어 설명한 것이다.
한편, 상기 흡광필터(540)는 상기 액정패널(510)과 하부 편광판(530) 사이에 위치하며, 상기 액정패널(510) 하부에 구비된 광원부, 즉 백라이트 유닛(미도시)에서 입사되는 일정한 파장 대의 광을 흡수하는 역할을 한다. 이때, 상기 흡광필터 (540)의 재료로는 Tetra-AzaPhorphirin 등을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 흡광필터(540)의 재료로는 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red) 파장 대의 광을 흡수할 수 있는 재료인 경우에는 사용이 가능하다.
그리고, 상기 흡광필터(540)는 상기 액정패널(510)과 하부 편광판(510) 사이에 위치하여 상기 형광필터(550)의 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수해 줌으로써 디스플레이의 색재현율을 개선시킬 수 있다.
그러나, 흡광 파장(또는 형광필터의 감응 파장)의 경우, 화상(display)에 직접적인 영향을 줄 수 있는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 이외의 옐로우계 (Yellow) 또는 시안계(Cyan)가 적절하지만, 레이저 포인터(Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(즉, 시안계 파장 대의 광을 녹색(Green) 계 파장 대의 광으로 변환 또는, 옐로우계 파장 대의 광을 적색(Red)으로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
또 한편, 상기 형광필터(550)는 상부 편광판(520)의 상측에 위치하며, 에너지가 높은 단파장의 빛을 흡수하여 이를 여기시켜 기저 상태로 떨어지면서 장파장의 빛을 방출하게 된다.
따라서, 레이저 포인터(Laser Point; 미도시)를 통해 상기 형광필터(550)로 입사되는 입사광 중 높은 에너지를 갖는 400 nm 이하 영역 또는 에너지가 낮은 장 파장 영역에 형광을 작용하여 상기 입사광의 광 스펙트럼을 변경하여 컬러를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(550)는 제1 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 제1 파장 대의 광을 상기 제1 파장 대보다 큰 제2 파장 대의 광으로 발광시키는 역할을 한다.
이때, 상기 제1 파장 대의 광은 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red)의 광이며, 제2 파장 대의 광은 650±50nm (Red), 550±50nm (Green), 450±50nm (Blue)의 광을 포함할 수 있다. 넓게는 가시광 전영역 (380~780nm)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(550)의 재료로는 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine, Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R 중에서 어느 하나를 선택할 수 있다.
이때, 상기 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine는 Yellow계 광을 흡수하여 Red계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Bodipy TR는 550 내지 590nm의 광을 흡수하여 600 내지 630 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, PYronine B는 540 내지 560nm의 광을 흡수하여 560 내지 650nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Texas Red는 560 내지 600nm의 광을 흡수하여 580 내지 630nm의 광을 발광시킬 수 있으며, X-Rhodamine는 570 내지 610 nm 파장 대의 광을 흡수하여 580 내지 630 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
그리고, 상기 Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R는 Cyan계 광을 흡수하여 Green계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Acridine Yellow는 450 내지 500nm의 광을 흡수하여 530 내지 570 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, Acridine Red는 455 내지 600nm의 광을 흡수하여 560 내지 680nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Acriflavin는 420 내지 450nm의 광을 흡수하여 470 내지 550nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Astrazon Orange R은 450 내지 520 nm 파장 대의 광을 흡수하여 520 내지 560 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 액정표시장치(500)는 디스플레이를 구동한 후 레이저 포인터를 화면에 조사시 스펙큘러 반사가 일어나는 특정 각도 이외에서의 시인성을 떨어지는 단점을 해결하기 위해 형광필터(550)를 상부 편광판 (520)의 상측에 형성함으로써 레이저 포인터의 시인성 향상이 가능하다.
그리고, 본 발명은 상기 형광필터(550) 하부에 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수하는 흡광필터(540)를 액정패널(510)과 하부 편광판(530) 사이에 추가로 배치함으로써 디스플레이의 색재현율을 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 흡광 파장 또는 형광체 감응 파장의 경우 화상에 직접 영향을 줄 수 있는 R/G/B 이외의 Yellow 또는 Cyan 계가 적절하므로, 레이저 포인터 (Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(Cyan은 Green으로 변환, 또는 Yellow는 Red로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
따라서, 본 발명은 형광필터(550)를 상부 편광판(520) 상부에 배치하고, 흡광필터(540)를 액정패널(510)과 하부 편광판(530) 사이에 배치함으로써 디스플레이 구동 화면에서의 전방위 레이저 포인터(Laser Pointer) 시인성 향상이 가능하다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치의 적외선 포인터에 의한 광 조사시의 개략적인 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는, 화상이 표시되는 액정패널(110)과, 상기 액정패널(110) 상부에 배치된 상부 편광판(120)과, 상기 액정패널(110)의 하부에 배치된 하부 편광판(130)과, 상기 상부 편광판(120) 상부에 적층되어 배치되는 흡광필터(140) 및 형광필터(150)와, 상기 하부 편광판(130) 하측에 상기 액정패널(110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛 (160)을 포함한다.
여기서, 상기 액정패널(110)은 박막 트랜지스터 어레이 기판(102)과, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(102)과 대향하도록 배치된 컬러필터 어레이 기판 (104) 및, 두 기판(102, 104) 사이에 형성된 액정층(108)을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(102)은 제1 기판(미도시)과, 상기 제1 기판상에 매트릭스 형태로 형성되는 다수의 박막 트랜지스터(미도시)를 구비한 박막 트랜지스터 어레이(103) 등을 포함한다.
상기 컬러필터 어레이 기판(102)은 제2 기판(미도시)과, 상기 제2 기판(미도시) 상에 형성되는 적색, 녹색, 청색 컬러필터(105)와, 상기 컬러필터(105)들 사이에 형성되어 컬러필터(105)들의 영역을 분리하고 빛샘 현상을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(104)를 포함한다.
도 8을 참조하면, 상기 흡광필터(140)는 상기 형광필터(150) 하측에 위치하며, 백라이트 유닛(160)에서 액정패널(110)로 입사되는 일정한 파장 대의 광을 흡수하는 역할을 한다. 이때, 상기 흡광필터(140)의 재료로는 Tetra-AzaPhorphirin 등을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 흡광필터(140)는 일정한 파장 대, 예를 들어 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red) 파장 대의 광을 흡수할 수 있는 재료인 경우에는 사용이 가능하다.
따라서, 상기 흡광필터(140)는 형광필터(150) 하부에 위치하여 상기 형광필터(150)의 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수하여 디스플레이에서 나오는 빛의 왜곡을 방지할 수 있다.
그러나, 흡광 파장(또는 형광필터의 감응 파장)의 경우, 화상(display)에 직접적인 영향을 줄 수 있는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 이외의 옐로우계 (Yellow) 또는 시안계(Cyan)가 적절하지만, 레이저 포인터(Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(즉, 시안계 파장 대의 광을 녹색(Green) 계 파장 대의 광으로 변환 또는, 옐로우계 파장 대의 광을 적색(Red)으로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
그리고, 상기 형광필터(150)는 상부 편광판(120)의 외측에 위치하며, 에너지가 높은 단파장의 빛을 흡수하여 이를 여기시켜 기저 상태로 떨어지면서 장파장의 빛을 방출하게 된다.
도 8을 참조하면, 레이저 포인터(Laser Point; 170)를 통해 상기 상부 편광판(120)으로 입사되는 입사광 중 높은 에너지를 갖는 400 nm 이하 영역 또는 에너지가 낮은 장 파장 영역에 형광을 작용하여 상기 입사광의 광 스펙트럼을 변경하여 컬러를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(150)는 제1 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 제1 파장 대의 광을 상기 제1 파장 대보다 큰 제2 파장 대의 광으로 발광시키는 역할을 한다.
이때, 상기 제1 파장 대의 광은 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red)의 광이며, 제2 파장 대의 광은 650±50nm (Red), 550±50nm (Green), 450±50nm (Blue)의 광을 포함할 수 있다. 넓게는 가시광 전영역 (380~780nm)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 형광필터(150)의 재료로는 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine, Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R 중에서 어느 하나를 선택할 수 있다.
이때, 상기 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine는 Yellow계 광을 흡수하여 Red계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Bodipy TR는 550 내지 590nm의 광을 흡수하여 600 내지 630 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, PYronine B는 540 내지 560nm의 광을 흡수하여 560 내지 650nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Texas Red는 560 내지 600nm의 광을 흡수하여 580 내지 630nm의 광을 발광시킬 수 있으며, X-Rhodamine는 570 내지 610 nm 파장 대의 광을 흡수하여 580 내지 630 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
그리고, 상기 Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R는 Cyan계 광을 흡수하여 Green계 광으로 발광시킬 수 있다.
특히, 상기 Acridine Yellow는 450 내지 500nm의 광을 흡수하여 530 내지 570 nm 광으로 방광시킬 수 있으며, Acridine Red는 455 내지 600nm의 광을 흡수하여 560 내지 680nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Acriflavin는 420 내지 450nm의 광을 흡수하여 470 내지 550nm의 광을 발광시킬 수 있으며, Astrazon Orange R은 450 내지 520 nm 파장 대의 광을 흡수하여 520 내지 560 nm 파장 대의 광으로 발광시킬 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 액정표시장치의 백색 화상에서의 레이저 시인성을 나타낸 파장에 따른 휘도 그래프이다.
도 10은 도 9의 "A"를 확대하여 나타낸 그래프로서, 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 발광부에서의 휘도를 나타낸 그래프이다.
여기서는 일정한 파장 대, 예를 들어 590 nm 파장 대의 레이저 광을 조사하는 경우를 예로 들어 설명한 것이다.
도 8에 도시된 레이저 포인터(170)를 이용하여 590 nm 파장 대의 광을 액정표시장치(100)에 조사시 형광필터(150)는 590 nm 파장의 빛을 흡광하여 이를 여기시켜 기저 상태로 떨어지면서 약 650 nm 장파장의 빛으로 방출하게 된다.
도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 기존의 경우에는 650 nm 근처의 파장 대에서는 휘도 피크가 작게 나타나지만, 본 발명의 경우에는 650 nm 근처의 파장 대에서 휘도 피크가 높게 나타남을 알 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 액정표시장치의 백색 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 액정표시장치의 백색 스펙트럼을 나타낸 것으로서, 형광필터(150)를 통해 흡광영역, 즉 390±50㎚ (Deep Blue), 490±50㎚ (Cyan), 590±50㎚ (Yellow), 700±50㎚ (Deep Red) 파장 대의 광을 흡광하여, 예를 들어 490±50㎚ (Cyan) 파장 대의 광은 550±50㎚ (Green) 파장 대의 광으로 변환하여 출광하고, 590±50㎚ (Yellow) 파장 대의 광은 630±50㎚ (Red) 파장 대의
광으로 변환하여 출광되도록 한다.
즉, 형광필터(150)를 통해 휘도가 낮은 파장 대의 광, 즉 Deep Bule, Cyan, Yellow, Deep Red 계의 광을 흡수하여 휘도가 높은 파장 영역 대의 청색(Bule), 녹색(Green) 및 적색(Red) 광으로 출광되도록 한다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 디스플레이를 구동한 후 레이저 포인터를 화면에 조사시 스펙큘러 반사가 일어나는 특정 각도 이외에서의 시인성을 떨어지는 단점을 해결하기 위해 형광필터를 액정표시장치의 외부 표면에 형성함으로써 레이저 포인터의 시인성 향상이 가능하다.
그리고, 본 발명은 형광필터 하부에 감응 파장 대와 동일한 빛을 흡수하는 흡광필터를 추가로 배치함으로써 디스플레이에서 나오는 빛의 왜곡을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 흡광 파장 또는 형광체 감응 파장의 경우 화상에 직접 영향을 줄 수 있는 R/G/B 이외의 Yellow 또는 Cyan 계가 적절하므로, 레이저 포인터 (Laser Pointer) 역시 동일 파장을 조사하여 시인성이 좋은 파장(Cyan은 Green으로 변환, 또는 Yellow는 Red로 변환)으로 여기되어 시인성 향상이 가능하다.
따라서, 본 발명은 흡광필터와 형광필터를 상부 편광판 상부에 배치함으로써 디스플레이 구동 화면에서의 전방위 레이저 포인터(Laser Pointer) 시인성 향상이 가능하다.
그리고, 본 발명은 액정패널의 상부에 흡광필터가 배치되어 있음으로써 반사율이 저감되고 콘트라스트비(Contrast Ratio) 개선을 통한 시감 개선이 가능하며, 고색재현 구현이 가능하다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 액정표시장치 110: 액정패널
120: 상부 편광판 130: 하부 편광판
140: 흡광필터 150: 형광필터

Claims (19)

  1. 화상을 표시하는 액정패널;
    상기 액정패널에 광을 공급하는 광원부;
    상기 액정패널의 하부에 배치되는 하부 편광판; 및
    상기 액정패널 상부에 배치되는 상부 편광판과 흡광필터 및 형광필터를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정패널 상부에 상부 편광판이 배치되고, 상기 상부 편광판 상부에 흡광필터와 형광필터가 적층되어 배치되는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액정패널의 상부에 상기 흡광필터가 배치되고, 상기 흡광필터 상부에 상부 편광판 및 형광필터가 배치되는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액정패널의 상부에 흡광필터와 형광필터가 적층되고, 상기 형광필터의 상부에 상부 편광판이 배치되는 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 형광필터는 제1 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 제1 파장 대의 광을 상기 제1 파장 대보다 큰 제2 파장 대의 광으로 발광시키는 액정표시장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 파장 대의 광은 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red)의 광이며, 제2 파장 대의 광은 650±50nm (Red), 550±50nm (Green), 450±50nm (Blue)의 광 또는 380 내지 780nm의 광을 포함하는 액정표시장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 형광필터의 재료로는 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine, Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R 중에서 어느 하나를 선택하여 사용하는 액정표시장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine의 형광 재료들은 590±50nm Yellow계 흡수 파장 대의 광을 600±50nm 적색(Red) 발광 파장 대의 광으로 발광시키는 액정표시장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R의 형광재료들은 490±50nm Cyan계 흡수 파장 대의 광을 550±50nm 적색(Red) 발광 파장 대의 광으로 발광시키는 액정표시장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 흡광필터의 재료로는 Tetra-AzaPhorphirin을 포함하는 액정표시장치.
  11. 화상을 표시하는 액정패널;
    상기 액정패널에 광을 공급하는 광원부;
    상기 액정패널의 상부에 배치되는 상부 편광판;
    상기 상부 편광판 상부에 배치되는 형광필터; 및
    상기 액정패널 하부에 배치되는 하부 편광판 및 흡광필터를 포함하는 액정표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 액정패널 하부에 하부 편광판이 배치되고, 상기 하부 편광판 상부에 흡광필터가 배치되는 액정표시장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 액정패널의 하부에 흡광필터가 배치되고, 상기 흡광필터 상부에 하부 편광판이 배치되는 액정표시장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 형광필터는 제1 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 제1 파장 대의 광을 상기 제1 파장 대보다 큰 제2 파장 대의 광으로 발광시키는 액정표시장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 파장 대의 광은 380±50nm (Deep Blue), 490±50nm (Cyan), 590±50nm (Yellow) 및 700±50nm (Deep Red)의 광이며, 제2 파장 대의 광은 650±50nm (Red), 550±50nm (Green), 450±50nm (Blue)의 광을 포함하거나 또는 가시광 전영역 380~780nm의 광을 포함하는 액정표시장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 형광필터의 재료로는 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine, Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R 중에서 어느 하나를 선택하여 사용하는 액정표시장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 Bodipy TR, PYronine B, Texas Red, X-Rhodamine의 형광 재료들은 590±50nm Yellow계 흡수 파장 대의 광을 600±50nm 적색(Red) 발광 파장 대의 광으로 발광시키는 액정표시장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 Acridine Yellow, Acridine Red, Acriflavin, Astrazon Orange R의 형광재료들은 490±50nm Cyan계 흡수 파장 대의 광을 550±50nm 적색(Red) 발광 파장 대의 광으로 발광시키는 액정표시장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 흡광필터의 재료로는 Tetra-AzaPhorphirin을 포함하는 액정표시장치.
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