KR20180062295A - 광학부재 및 이를 구비한 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화상이 표시되는 표시패널과, 상기 표시패널의 상부에 배치된 편광판과, 상기 편광판 상부에 배치된 하부 형광필터 및, 상기 하부 형광필터 상부에 배치된 상부필터를 포함하는 표시장치를 제공한다. 본 발명은 디스플레이 화상 구현 후 가시광 영역의 레이저 포인터 조사시 상, 하부 형광필터를 통해 레이저 조사시의 광을 흡수하여 흡수된 광보다 높은 장파장 대의 광으로 변환시켜 출광되도록 함으로써 레이저 포인터 조사에 따른 시인성을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

광학부재 및 이를 구비한 표시장치{OPTICAL UNIT AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 화상 구현 후 가시광 영역의 레이저 포인터(laser pointer) 조사에 따른 시인성을 향상시킬 수 있는 광학부재 및 표시장치에 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), 전계방출 디스플레이(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 방열 량도 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 액정표시장치에서의 하측 편광판(30)은 백라이트 유닛(미도시)으로부터 입사되는 광을 편광하고 액정패널(10)에는 하측 편광판(30)에 의해 편광된 광이 공급된다.
그리고, 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(laser pointer) 조사시에 대부분의 빛이 투과 또는 흡수되어 시인성이 떨어진다. 그리고, 일부 반사되는 빛도 대부분 스펙큘러 반사가 일어나서 전방위 시인성이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 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 화상을 구현한 이후에 가시광 영역의 레이저 포인터 조사에 따른 시인성을 향상시킬 수 있는 광학부재 및 이를 구비한 표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명에 따른 광학부재는 편광판 상부에 배치되는 제1 형광필터와, 상기 제1 형광필터 상부에 형성되는 제2 형광필터를 포함할 수 있다.
상기 제1 형광필터는 제1 파장대 영역의 광을 흡수하여 제2 파장대 영역의 광으로 변환하여 발광시킬 수 있다.
그리고, 상기 제2 형광필터는 상기 제1 형광필터로부터 발광된 제2 파장대 영역의 광을 흡수하여 제3 파장대 영역의 광으로 변환하여 발광시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 파장대 영역의 광은 550 내지 580 nm 광이며, 제2 파장대 영역의 광은 580 내지 620 nm 광일 수 있다.
그리고, 상기 제3 파장대 영역의 광은 630 내지 680 nm 광일 수 있다.
상기 제1 형광필터의 발광 파장은 상기 제2 형광필터의 흡수 파장과 일치할 수 있다.
더욱이, 상기 제2 형광필터는 레이저 포인터로부터 방출되는 제2 파장 대 영역의 광을 흡수하여 제3 파장 대 영역의 광으로 변환하여 발광시킬 수 있다.
상기 제1 형광필터의 재질로는 550 내지 580 nm 광을 흡수하여, 580 내지 620 nm 광을 발광시키는 재질을 포함할 수 있다.
상기 제2 형광필터의 재질로는 580 내지 620 nm 광을 흡수하여, 630 내지 680 nm 광을 발광시키는 재질을 포함할 수 있다.
상기 제1 형광필터의 재질로는 Alizarin Complexon, Alizarin Red, Astrazon Brilliant Red 4G, Astrazon Red 6B, Bodipy TR, Calcofluor Orange, CY3.18, Di-8-ANEPPS, Ethidium Bromide, Flazo Orange, FM1-43, Genacryl Briliant Red B, Lissamine Rhodamine B200 (RD 200), Lyso Tracker Red, Magdala Red, Magnesium Orange, Mitotracker Orange CMTMos, Mithramycin, Phosphine R, Pontochrome Blue Black, Procion Yellow, Propidium Iodide, R-phycoerythrin, Rhodamine B 200, Rhodamine B Extra, Rhodamine BB, Rhodamine BG, Rhodamine Green fluorophore, Rhodamine Red, Rose Bengal, Sevron Brilliant Red 2B, Sevron Brilliant Red 4G, Sevron Brilliant Red B, Thiazine Red R, X-Rhodamine, Xvlene Orange, 및 XRITC을 포함할 수 있다.
상기 제2 형광필터의 재질로는 Allophycocyanin, Pararosaniline (Feulgen), SYTO 17 red fluorescent nucleic acid stain, Texas Red, TOTO 3, TO-PRO-3, Ultralite, YOYO-3, 및 YOYO-PRO-3을 포함할 수 있다.
상기 제1 형광필터의 흡수파장과 상기 제2 형광필터의 흡수파장은 다를 수 있다.
상기 광학부재는 액정표시장치(LCD)용 표시패널의 광학부재 또는 유기전계 발광표시장치 (OLED)용 표시패널의 광학부재로 적용될 수 있다.
상기 액정표시장치용 표시패널의 하부에 하부 편광판이 구비될 수 있다.
상기 유기전계 발광표시장치용 표시패널과 편광판 사이에 보상층이 개재될 수 있다.
본 발명에 따른 광학부재 및 이를 구비한 표시장치는 디스플레이를 구동한 후 레이저 포인터를 화면에 조사시 스펙큘러 반사가 일어나는 특정 각도 이외에서의 시인성이 떨어지는 단점을 해결하기 위해 상, 하부 형광필터를 표시장치의 외부 표면에 형성함으로써 레이저 포인터의 시인성을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명은 표시패널 상부에 상, 하부 형광필터를 적층하여 하층의 하부 형광필터의 발광 파장을 최상층의 상부 형광필터가 흡수하는 형태로 구성함으로써, 상, 하부 형광필터의 적용에 따른 시인성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 표시패널의 광을 흡수한 하부 형광필터의 발광 에너지를 상부 형광필터가 흡수하여 고에너지 상태가 되며, 레이저 포인터의 빛을 흡수하여 더 많은 빛을 발광할 수 있게 됨으로써, 레이저 포인터의 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 상, 하부 형광필터에서의 흡수 및 발광 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 상, 하부 형광필터에서의 흡수 및 발광하는 광의 파장 대 영역을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기전계 발광표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치에 있어서, 레이저 포인터에 의한 광 조사시의 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치에 레이저 포인터 조사시에 액정표시장치로부터 시인되는 화상을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치에 있어서, 레이저 포인터 조사시에 시인되는 화상에서의 휘도 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다.
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 일 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(120) 상부에 배치되는 하부 형광필터(140) 및, 상기 하부 형광필터(140) 상부에 배치되는 상부 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, 복굴절이 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 편광층의 상, 하부에 배치되는 제1, 2 투명 지지체층 및, 제2 투명 지지체층 하부에 배치되는 점착층을 포함하는 구성으로 한정되는 것은 아니지만, 다양한 구성 요소들의 결합으로 편광판을 구성할 수 있다. 본 발명에서는 전술한 구성을 일 예로 들어 설명한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 상, 하부 형광필터에서의 흡수 및 발광 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 상, 하부 형광필터에서의 흡수 및 발광하는 광의 파장대 영역을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 상기 하부 형광필터(140) 및 상부 형광필터 (150)는 광학부재를 구성한다.
상기 하부 형광필터(140)는 상기 상부 형광필터(150) 하측에 위치하며, 상기 액정패널(110) 하부에서 입사되는 제1 파장 대의 광을 흡수한 후 제2 파장대의 광을 발광시키는 역할을 한다. 이때, 상기 하부 형광필터(140)는 상기 상부 형광필터 (150)가 더 많은 광을 발광할 수 있도록 에너지를 전달하는 지지층 (support layer) 역할을 한다.
그리고, 상기 제1 파장 대의 광은 550 내지 580 nm 범위일 수 있으며, 제2 파장대 영역의 광은 580 내지 620 nm 범위일 수 있다. 그러나, 상기 제1 파장 대의 광 및 제2 파장 대의 광은 전술한 파장 대의 광에 한정되는 것은 아니며, 표시패널 (110) 및 레이저 포인터(laser pointer) (미도시, 도 7의 170 참조)로부터 나오는 광의 종류에 따라 달라질 수 있다.
상기 하부 형광필터(140)의 재질로는 Alizarin Complexon, Alizarin Red, Astrazon Brilliant Red 4G, Astrazon Red 6B, Bodipy TR, Calcium Orange, CY3.18, Di-8-ANEPPS, Ethidium Bromide, Flazo Orange, FM1-43, Genacryl Briliant Red B, Lissamine Rhodamine B200 (RD 200), Lyso Tracker Red, Magdala Red, Magnesium Orange, Mitotracker Orange CMTMRos, Mithramycin, Phosphine R, Pontochrome Blue Black, Procion Yellow, Propidium Iodide, R-phycoerythrin, Rhodamine B 200, Rhodamine B Extra, Rhodamine BB, Rhodamine BG, Rhodamine Green fluorophore, Rhodamine Red, Rose Bengal, Sevron Brilliant Red 2B, Sevron Brilliant Red 4G, Sevron Brilliant Red B, Thiazine Red R, X-Rhodamine, Xvlene Orange, 및 XRITC을 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 형광필터(150)는 상기 하부 형광필터(140)에서 받은 제2 파장 대의 광 에너지와, 레이저 포인터(170)로부터 받은 제2 파장 대의 광 에너지를 흡수하여 강한 빛, 즉 제3 파장 대의 광을 발광한다.
이때, 상기 제3 파장 대의 광은 630 내지 680 nm 범위일 수 있지만, 제3 파장 대의 광 역시 전술한 파장 대의 광에 한정되는 것은 아니며, 표시패널(110) 및 레이저 포인터(laser pointer) (미도시, 도 7의 170 참조)로부터 나오는 광의 종류에 따라 달라질 수 있다.
또한, 상기 하부 형광필터(140)의 발광 파장은 상기 상부 형광필터(150)의 흡수 파장이 일치할 수 있다.
그리고, 상기 상부 형광필터(150)는 상기 하부 형광필터(140)로부터 발광한 제2 파장 대의 광을 흡수하여 발광하기 쉬운 에너지 상태로 유지시킨 이후에, 상기 레이저 포인터(170)로부터의 제2 파장 대의 광을 흡수하여 제3 파장 대의 광으로 발광시키게 된다.
그리고, 상기 상부 형광필터(150)는 상부 편광판(120)의 최 외측에 위치하며, 레이저 포인터(170)로부터 발산되는 제2 파장 대의 광을 흡수하여 이를 여기시켜 기저 상태로 떨어지면서 제2 파장 대의 광을 방출하게 된다.
즉, 상기 상부 형광필터(150)는 제2 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 제1 파장 대의 광을 상기 제2 파장 대보다 큰 제3 파장 대의 광으로 발광시키는 역할을 한다. 이때, 상기 상부 형광필터(150)의 흡수 파장은 레이저 포인터(미도시, 도 7의 170 참조)의 발광 파장과 일치하거나 유사할 수 있다.
그리고, 상기 상부 형광필터(150)의 재질로는 Allophycocyanin, Pararosaniline (Feulgen), SYTO 17 red fluorescent nucleic acid stain, Texas Red, TOTO 3, TO-PRO-3, Ultralite, YOYO-3, 및 YOYO-PRO-3을 포함할 수 있다.
따라서, 레이저 포인터(Laser Point; 미도시, 도 7의 170 참조)를 통해 상기 상부 편광판(120)으로 입사되는 입사광 중 높은 에너지를 갖는 400 nm 이하 영역 또는 에너지가 낮은 장 파장 영역, 즉 제2 파장 대의 광에 형광을 작용하여 상기 입사광의 광 스펙트럼을 변경하여 컬러를 제어할 수 있다.
특히, 본 발명은 하나의 형광필름 하나만 이용하는 경우에 구동 색상의 왜곡이 일어나는 것을 방지하기 위해 2 개의 형광필터를 사용함으로써 구동 색상의 왜곡을 최소화할 수 있다.
즉, 광원의 색온도 조절, 백라이트 광원의 변경 또는 편광판의 색상 값을 변경해 줌으로써 구동 색상의 왜곡을 어느 정도는 최소화시킬 수 있다.
이는 표시장치부터 백색 광을 출사하는 경우에 두 개의 형광필터를 사용하게 되면, 레드(Red) 광으로 변환되는데, 이때, 편광판의 편광층내의 요오드 량을 조절해 줌으로써 편광판의 색상이 청색(Blue)으로 변경되어 최종적으로는 백색광이 방출되게 됨으로써 구동색상의 왜곡이 어느 정도는 최소화할 수 있게 된다.
또한, 광원으로부터 청색(Blue) 광이 출사되는 경우에는 2개의 형광필터를 사용하게 되면, 적색(red) 광이 나타나게 되어 최종적으로는 백색 광으로 변경되게 됨으로써 구동 색상 왜곡이 최소화되게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는 디스플레이를 구동한 후 레이저 포인터를 화면에 조사시 스펙큘러 반사가 일어나는 특정 각도 이외에서의 시인성이 떨어지는 단점을 해결하기 위해 상, 하부 형광필터(150)를 액정표시장치(100)의 외부 표면에 형성함으로써 레이저 포인터의 시인성 향상이 가능하다.
특히, 본 발명은 상, 하부 형광필터를 상부 편광판 상부에 배치함으로써 디스플레이 구동 화면에서의 전방위 레이저 포인터(Laser Pointer) 시인성 향상이 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 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 배치된 하부 형광필터(140)와, 상기 하부 형광필터(140) 상부에 배치된 상부 형광필터(150)와, 상기 하부 편광판(130) 하측에 배치되어 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 5를 참조하면, 상기 하부 형광필터(140)는 상기 상부 형광필터(150) 하측에 위치하며, 상기 액정패널(110) 하부에서 입사되는 제1 파장 대의 광을 흡수한 후 제2 파장 대의 광을 발광시키는 역할을 한다. 이때, 상기 하부 형광필터(140)는 상기 상부 형광필터(150)가 더 많은 광을 발광할 수 있도록 에너지를 전달하는 지지층 (support layer) 역할을 한다.
그리고, 상기 제1 파장 대의 광은 550 내지 580 nm 범위일 수 있으며, 제2 파장 대 영역의 광은 580 내지 620 nm 범위일 수 있다. 그러나, 상기 제1 파장 대의 광 및 제2 파장 대의 광은 전술한 파장 대의 광에 한정되는 것은 아니며, 표시패널(110) 및 레이저 포인터(laser pointer) (미도시, 도 7의 170 참조)로부터 나오는 광의 종류에 따라 달라질 수 있다.
상기 하부 형광필터(140)의 재질로는 Alizarin Complexon, Alizarin Red, Astrazon Brilliant Red 4G, Astrazon Red 6B, Bodipy TR, Calcium Orange, CY3.18, Di-8-ANEPPS, Ethidium Bromide, Flazo Orange, FM1-43, Genacryl Briliant Red B, Lissamine Rhodamine B200 (RD 200), Lyso Tracker Red, Magdala Red, Magnesium Orange, Mitotracker Orange CMTMRos, Mithramycin, Phosphine R, Pontochrome Blue Black, Procion Yellow, Propidium Iodide, R-phycoerythrin, Rhodamine B 200, Rhodamine B Extra, Rhodamine BB, Rhodamine BG, Rhodamine Green fluorophore, Rhodamine Red, Rose Bengal, Sevron Brilliant Red 2B, Sevron Brilliant Red 4G, Sevron Brilliant Red B, Thiazine Red R, X-Rhodamine, Xvlene Orange, 및 XRITC를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 형광필터(150)는 상기 하부 형광필터(140)에서 받은 제2 파장 대의 광 에너지와, 레이저 포인터(170)로부터 받은 제2 파장 대의 광 에너지를 흡수하여 강한 빛, 즉 제3 파장 대의 광을 발광한다.
이때, 상기 제3 파장 대의 광은 630 내지 680 nm 범위를 가질 수 있지만, 제3 파장 대의 광 역시 전술한 파장 대의 광에 한정되는 것은 아니며, 표시패널 (110) 및 레이저 포인터(laser pointer) (미도시, 도 7의 170 참조)로부터 나오는 광의 종류에 따라 달라질 수 있다.
그리고, 상기 상부 형광필터(150)는 상기 하부 형광필터(140)로부터 발광한 제2 파장 대의 광을 흡수하여 발광하기 쉬운 에너지 상태로 유지시킨 이후에, 상기 레이저 포인터(170)로부터의 제2 파장 대의 광을 흡수하여 제3 파장 대의 광으로 발광시키게 된다.
그리고, 상기 상부 형광필터(150)는 상부 편광판(120)의 최 외측에 위치하며, 레이저 포인터(170)로부터 발산되는 제2 파장 대의 광을 흡수하여 이를 여기시켜 기저 상태로 떨어지면서 제2 파장 대의 광을 방출하게 된다.
즉, 상기 상부 형광필터(150)는 제2 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 제1 파장 대의 광을 상기 제2 파장 대보다 큰 제3 파장 대의 광으로 발광시키는 역할을 한다.
그리고, 상기 상부 형광필터의 재질로는 Allophycocyanin, Pararosaniline (Feulgen), SYTO 17 red fluorescent nucleic acid stain, Texas Red, TOTO 3, TO-PRO-3, Ultralite, YOYO-3, 및 YOYO-PRO-3을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기전계 발광표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기전계 발광표시장치(OLED; 200)는 발광된 빛의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식 (bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 이하 본 발명에서는 상부 발광방식을 일 예로 설명하도록 하겠다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계 발광표시장치(200)는, 화상이 표시되는 유기전계 발광표시패널(220)과, 상기 유기전계 발광표시패널(220) 상부에 배치된 보상층(230)과, 편광판(234)과, 상기 편광판(234)의 상부에 배치된 하부 형광필터(240)와, 상기 하부 형광필터(240) 상부에 배치된 상부 형광필터(250)를 포함한다.
그리고, 상기 유기전계 발광표시장치(200)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E)가 형성된 기판(201)이 보호필름(202)에 의해 인캡슐레이션 (encapsulation)된다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 기판(201) 상의 화소영역(P)에는 반도체층 (203)이 형성되는데, 반도체층(203)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(203a) 그리고 액티브영역(203a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(203b, 203c)으로 구성된다.
이러한 반도체층(203) 상부로는 게이트 절연막(205)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(205) 상부로는 반도체층(203)의 액티브영역(203a)에 대응하여 게이트전극(207)과 도면에 나타내지 않았지만 일 방향으로 연장하는 게이트 배선이 형성되어 있다.
그리고, 상기 게이트 전극(207)과 게이트 배선(미도시) 상부 전면에 제 1 층간 절연막(209a)이 형성되어 있으며, 이때 제1 층간 절연막(209a)과 그 하부의 게이트 절연막(205)은 액티브영역(203a) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(203b, 203c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(216)을 구비한다.　
상기 제 1, 2 반도체층 콘택홀(216)을 포함하는 제 1 층간 절연막(209a) 상부로는 서로 이격하며 제 1, 2 반도체층 콘택홀(216)을 통해 노출된 소스 및 드레인 영역(203b, 203c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(210a, 210b)이 형성되어 있다.
그리고, 소스 및 드레인 전극(210a, 210b)과 두 전극(210a, 210b) 사이로 노출된 제 1 층간 절연막(209a) 상부로 드레인 전극(210b)을 노출시키는 드레인 콘택홀(217)을 갖는 제 2 층간 절연막(209b)이 형성되어 있다. 이때, 소스 및 드레인 전극(210a, 210b)과 이들 전극(210a, 210b)과 접촉하는 소스 및 드레인 영역 (203b, 203c)을 포함하는 반도체층(203)과 반도체층(203) 상부에 형성된 게이트 절연막(205) 및 게이트 전극(207)은 구동 박막 트랜지스터(DTr)를 이루게 된다.
한편, 도면에 나타나지 않았지만, 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역 (P)을 정의하는 데이터배선(미도시)이 형성되어 있다. 그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막 트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로, 구동 박막 트랜지스터(DTr)와 연결된다.
그리고, 스위칭 박막 트랜지스터(미도시) 및 구동 박막 트랜지스터(DTr)는 도면에서는 반도체층(203)이 폴리실리콘 반도체층으로 이루어진 탑 게이트(top gate) 타입을 예로써 보이고 있으며, 이의 변형 예로써 순수 및 불순물의 비정질질실리콘으로 이루어진 보텀 케이트(bottom gate) 타입으로 형성될 수도 있다.
또한, 구동 박막 트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(210b)과 연결되며 제 2 층간절연막(209b) 상부로는 실질적으로 화상을 표시하는 영역에는 예를 들어 일함수 값이 비교적 높은 물질로 발광다이오드(E)를 구성하는 일 구성요소로서 양극 (anode)을 이루는 제 1 전극(211)이 형성되어 있다.
이러한 제 1 전극(211)은 각 화소영역(P) 별로 형성되는데, 각 화소영역(P) 별로 형성된 제 1 전극(211) 사이에는 뱅크(bank: 219)가 위치한다. 즉, 뱅크 (219)를 각 화소영역(P) 별 경계부로 하여 제 1 전극(211)이 화소영역(P) 별로 분리된 구조로 형성되어 있다.　
그리고 제 1 전극(211)의 상부에 유기발광층(213)이 형성되어 있다. 상기 유기발광층(213)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공 수송층 (hole transport layer), 발광층(emitting material layer), 전자 수송층 (electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injection layer)의 다중 층으로 구성될 수도 있다.
이러한 유기발광층(213)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 각 화소영역(P)마다 적(R), 녹(G), 청(B)색을 발광하는 별도의 유기물질(미도시)을 패턴하여 사용한다.
그리고, 유기발광층(213)의 상부로는 전면에 음극(cathode)을 이루는 제 2 전극(215)이 형성되어 있다. 이때, 제 2 전극(215)은 이중층 구조로, 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착한 반투명 금속막을 포함한다. 또한, 제 2 전극은 반투명 금속막 상에 투명한 도전성 물질을 두껍게 증착된 이층 구조일 수도 있다.
따라서, 유기발광층(213)에서 발광된 빛은 제 2 전극(215)을 향해 방출되는 상부 발광방식으로 구동된다.
이러한 유기전계 발광표시장치(200)는 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극 (211)과 제 2 전극(215)으로 소정의 전압이 인가되면, 제1 전극(211)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(215)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(213)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.
이때, 발광된 빛은 투명한 제 2 전극(215)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, 유기전계 발광표시장치(OLED; 200)는 임의의 화상을 구현하게 된다.
그리고, 이러한 구동 박막 트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E) 상부에는 얇은 박막 필름 형태인 보호필름(202)이 형성되어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 OLED(200)는 보호필름(202)을 통해 인캡슐레이션(encapsulation)된다. 이때, 상기 보호필름(202)은 외부 산소 및 수분이 OLED(200) 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 유기 보호필름과 무기 보호필름을 서로 교대로 적층하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 OLED(200)는 빛의 투과방향인 보호필름(202)의 상부로 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위하여 보상층(230)을 형성한다. 이때, 상기 보상층(230)은 외부광이 OLED 기판에서 반사되어 나오는 과정에서 광의 위상차를 변경하여 반사되어 나오는 빛이 편광판에 의해 흡수되게 만들어 주는 기능을 수행한다. 그리고, 상기 보상층(230)으로는 QWP, HWP 또는 리타데이션층(redardation layer), 즉 위상 지연판으로 정의할 수도 있다.
즉, 보상층(230)은 외부로부터 입사되어 OLED 기판에서 반사되어 나오는 빛을 흡수하여 반사 방지를 하는 기능을 수행할 수도 있다.
그리고, 상기 보상층(230)으로는 QWP(Quarter Wave Plate), 역분산 QWP (Reverse wave dispersion - Quarter Wave Plate; r-QWP), Posi-C plate + Quarter Wave Plate (QWP), Posi-C plate + 역분산 QWP (Reverse wave dispersion - Quarter Wave Plate; r-QWP), QWP(Quarter Wave Plate) + Half Wave Plate (HWP)를 적용할 수 있다.
여기서, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 편광판(234)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, 복굴절이 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 편광판(234)은 전술한 바와 같은 구성, 예를 들어 편광층과, 상기 편광층의 상, 하부에 배치되는 제1, 2 투명 지지체층 및, 제2 투명 지지체층 하부에 배치되는 점착층을 포함하는 구성으로 한정되는 것은 아니지만, 다양한 구성 요소들의 결합으로 편광판을 구성할 수 있다. 본 발명에서는 전술한 구성을 일 예로 들어 설명한 것이다.
한편, 상기 하부 형광필터(240)는 상기 상부 형광필터(250) 하측에 위치하며, 상기 유기전계 발광표시패널(220) 하부에서 입사되는 제1 파장 대의 광을 흡수한 후 제2 파장 대의 광을 발광시키는 역할을 한다. 이때, 상기 하부 형광필터(240)는 상기 상부 형광필터(250)가 더 많은 광을 발광할 수 있도록 에너지를 전달하는 지지층 (support layer) 역할을 한다.
그리고, 상기 제1 파장 대의 광은 550 내지 580 nm 범위를 가지며, 제2 파장 대 영역의 광은 580 내지 620 nm 범위를 가질 수 있다. 그러나, 상기 제1 파장 대의 광 및 제2 파장 대의 광은 전술한 파장 대의 광에 한정되는 것은 아니며, 유기전계 발광표시패널(220) 및 레이저 포인터(laser pointer) (미도시, 도 7의 170 참조)로부터 나오는 광의 종류에 따라 달라질 수 있다.
상기 하부 형광필터(240)의 재질로는 Alizarin Complexon, Alizarin Red, Astrazon Brilliant Red 4G, Astrazon Red 6B, Bodipy TR, Calcium Orange, CY3.18, Di-8-ANEPPS, Ethidium Bromide, Flazo Orange, FM1-43, Genacryl Briliant Red B, Lissamine Rhodamine B200 (RD 200), Lyso Tracker Red, Magdala Red, Magnesium Orange, Mitotracker Orange CMTMRos, Mithramycin, Phosphine R, Pontochrome Blue Black, Procion Yellow, Propidium Iodide, R-phycoerythrin, Rhodamine B 200, Rhodamine B Extra, Rhodamine BB, Rhodamine BG, Rhodamine Green fluorophore, Rhodamine Red, Rose Bengal, Sevron Brilliant Red 2B, Sevron Brilliant Red 4G, Sevron Brilliant Red B, Thiazine Red R, X-Rhodamine, Xvlene Orange, 및 XRITC를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 형광필터(250)는 상기 하부 형광필터(240)에서 받은 제2 파장 대의 광 에너지와, 레이저 포인터(170)로부터 받은 제2 파장 대의 광 에너지를 흡수하여 강한 빛, 즉 제3 파장 대의 광을 발광한다.
이때, 상기 제3 파장 대의 광은 630 내지 680 nm 범위를 가질 수 있지만, 제3 파장 대의 광 역시 전술한 파장 대의 광에 한정되는 것은 아니며, 유기전계 발광표시패널(220) 및 레이저 포인터(laser pointer) (미도시, 도 7의 170 참조)로부터 나오는 광의 종류에 따라 달라질 수 있다.
그리고, 상기 상부 형광필터(250)는 상기 하부 형광필터(240)로부터 발광한 제2 파장 대의 광을 흡수하여 발광하기 쉬운 에너지 상태로 유지시킨 이후에, 상기 레이저 포인터(170)로부터의 제2 파장 대의 광을 흡수하여 제3 파장 대의 광으로 발광시키게 된다.
그리고, 상기 상부 형광필터(250)는 편광판(234)의 최 외측에 위치하며, 레이저 포인터(170)로부터 발산되는 제2 파장 대의 광을 흡수하여 이를 여기시켜 기저 상태로 떨어지면서 제2 파장 대의 광을 방출하게 된다.
즉, 상기 상부 형광필터(250)는 제2 파장 대의 광을 흡수하고, 상기 제1 파장 대의 광을 상기 제2 파장 대보다 큰 제3 파장 대의 광으로 발광시키는 역할을 한다.
그리고, 상기 상부 형광필터의 재질로는 Allophycocyanin, Pararosaniline (Feulgen), SYTO 17 red fluorescent nucleic acid stain, Texas Red, TOTO 3, TO-PRO-3, Ultralite, YOYO-3, 및 YOYO-PRO-3을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치에 있어서, 레이저 포인터에 의한 광 조사시의 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치(100)에 레이저 포인터(170)를 통해 광을 조사할 때, 휘도 측정기(180)를 통해 광이 조사되는 화상 부분의 휘도를 조사하게 된다.
이때, 백라이트 유닛(160)으로부터 방출되는 제1 파장 대의 광은 하부 편광판(130), 액정패널(110) 및 상부 편광판(120)을 거쳐 상기 하부 형광필터(140)에 의해 흡수된다.
그리고, 상기 하부 형광필터(140)에 의해 흡수된 제1 파장 대의 광은 여기되어 제2 파장 대의 광, 즉 상기 제1 파장 대보다 높은 제2 파장 대의 광으로 변환되어 상기 상부 형광필터(150)로 발광한다. 이때, 상기 제1 파장 대의 광은 550 내지 580 nm 범위일 수 있으며, 제2 파장 대 영역의 광은 580 내지 620 nm 범위일 수 있다. 그러나, 상기 제1 파장 대의 광 및 제2 파장 대의 광은 전술한 파장 대의 광에 한정되는 것은 아니며, 표시패널(110) 및 레이저 포인터(laser pointer) (미도시, 도 7의 170 참조)로부터 나오는 광의 종류에 따라 달라질 수 있다.
이후에, 상기 상부 형광필터(150)는 다시 상기 하부 형광필터(150)로부터 발광된 상기 제2 파장 대의 광을 흡수하게 되며, 흡수된 제2 파장 대의 광은 여기되어 제3 파장 대의 광, 즉 상기 제2 파장 대의 광으로 변환되어 발광하게 된다.
이때, 상기 제3 파장 대의 광은 630 내지 680 nm 범위를 가질 수 있지만, 제3 파장 대의 광 역시 전술한 파장 대의 광에 한정되는 것은 아니며, 표시패널 (110) 및 레이저 포인터(laser pointer) (미도시, 도 7의 170 참조)로부터 나오는 광의 종류에 따라 달라질 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치에 레이저 포인터 조사시에 액정표시장치로부터 시인되는 화상을 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 하부 및 상부 형광필터(140, 150)를 액정표시장치 (100)에 적용하지 않은 경우에는 레이저 포인터(Laser Pointer)에 의한 광 조사시에 광이 조사되는 화상 부분이 흐릿하게 나타난다.
그러나, 본 발명에서와 같이 하부 및 상부 형광필터(140, 150)를 액정표시장치 (100)에 적용하는 경우에는 레이저 포인터(Laser Pointer)에 의한 광 조사시에 광이 조사되는 화상 부분이 선명하게 나타난다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치에 있어서, 레이저 포인터 조사시에 시인되는 화상에서의 휘도 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 하부 및 상부 형광필터(140, 150)를 액정표시장치 (100)에 적용하지 않은 경우에는 레이저 포인터(Laser Pointer)에 의한 광 조사시에 광이 조사되는 화상 부분에서의 휘도는 광이 조사되지 않는 부분의 휘도와 거의 차이가 없음을 알 수 있다. 이때, 상기 화상 부분에서의 휘도는 약 5.00*E-03 정도로 나타남을 알 수 있다.
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 형광필터(150)만 액정표시장치(100)에 적용하는 경우에는 화상 부분에서의 휘도가 광이 조사되지 않는 부분의 휘도보다 조금 높게 나타남을 알 수 있다. 이때, 상기 화상 부분에서의 휘도는 약 1.35*E-02 정도로 나타남을 알 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 하부 및 상부 형광필터(140, 150)를 액정표시장치 (100)에 적용하는 경우에는 화상부분에서의 휘도가 광이 조사되지 않는 부분의 휘도보다 높게 나타남을 알 수 있다. 이때, 상기 화상 부부분에서의 휘도는 약 2.80*E-2 정도로 나타남을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에서와 같이 하부 및 상부 형광필터(140, 150)를 액정표시장치 (100)에 적용하는 경우에 레이저 포인터(Laser Pointer)에 의한 광 조사시에 광이 조사되는 화상 부분이 선명하게 나타남을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학부재 및 이를 구비한 표시장치는 디스플레이를 구동한 후 레이저 포인터를 화면에 조사시 스펙큘러 반사가 일어나는 특정 각도 이외에서의 시인성이 떨어지는 단점을 해결하기 위해 상, 하부 형광필터를 표시장치의 외부 표면에 형성함으로써 레이저 포인터의 시인성을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명은 표시패널 상부에 상, 하부 형광필터를 적층하여, 하층의 하부 형광필터의 발광 파장을 최상층의 상부 형광필터가 흡수하는 형태로 구성함으로써, 상, 하부 형광필터의 적용에 따른 시인성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 표시패널의 광을 흡수한 하부 형광필터의 발광 에너지를 상부 형광필터가 흡수하여 고에너지 상태가 되며, 레이저 포인터의 빛을 흡수하여 더 많은 빛을 발광할 수 있게 됨으로써, 레이저 포인터의 시인성을 향상시킬 수 있다.
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: 하부 형광필터 150: 상부 형광필터

Claims (16)

  1. 편광판 상에 배치되는 광학부재에 있어서,
    상기 편광판 상부에 배치된 제1 형광필터; 및
    상기 제1 형광필터 상부에 배치된 제2 형광필터를 포함하는 광학부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 형광필터는 제1 파장대 영역의 광을 흡수하여 제2 파장대 영역의 광으로 변환하여 발광시키는 광학부재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 파장대 영역의 광은 550 내지 580 nm 범위의 광이며, 제2 파장대 영 역의 광은 580 내지 620 nm 범위의 광인 광학부재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 형광필터는 상기 제1 형광필터로부터 발광된 제2 파장대 영역의 광을 흡수하여 제3 파장대 영역의 광으로 변환하여 발광시키는 광학부재.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제3 파장대 영역의 광은 630 내지 680 nm 범위의 광인 광학부재.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 형광필터는 레이저 포인터로부터 방출되는 제2 파장대 영역의 광을 흡수하여 제3 파장대 영역의 광으로 변환하여 발광시키는 광학부재.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 형광필터의 발광 파장은 상기 제2 형광필터의 흡수 파장과 일치하는 광학부재.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 형광필터의 재질은 550 내지 580 nm 광을 흡수하여, 580 내지 620 nm 광을 발광시키는 재질을 포함하는 광학부재.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 형광필터의 재질은 580 내지 620 nm 광을 흡수하여, 630 내지 680 nm 광을 발광시키는 재질을 포함하는 광학부재.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 형광필터의 재질은 Alizarin Complexon, Alizarin Red, Astrazon Brilliant Red 4G, Astrazon Red 6B, Bodipy TR, Calcium Orange, CY3.18, Di-8-ANEPPS, Ethidium Bromide, Flazo Orange, FM1-43, Genacryl Briliant Red B, Lissamine Rhodamine B200 (RD 200), Lyso Tracker Red, Magdala Red, Magnesium Orange, Mitotracker Orange CMTMRos, Mithramycin, Phosphine R, Pontochrome Blue Black, Procion Yellow, Propidium Iodide, R-phycoerythrin, Rhodamine B 200, Rhodamine B Extra, Rhodamine BB, Rhodamine BG, Rhodamine Green fluorophore, Rhodamine Red, Rose Bengal, Sevron Brilliant Red 2B, Sevron Brilliant Red 4G, Sevron Brilliant Red B, Thiazine Red R, X-Rhodamine, Xvlene Orange, 및 XRITC을 포함하는 광학부재.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 형광필터의 재질은 Allophycocyanin, Pararosaniline (Feulgen), SYTO 17 red fluorescent nucleic acid stain, Texas Red, TOTO 3, TO-PRO-3, Ultralite, YOYO-3, 및 YOYO-PRO-3을 포함하는 광학부재.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 형광필터의 흡수파장과 상기 제2 형광필터의 흡수파장은 다른 광학부재.
  13. 제1항 내지 제12항 중 한 항에 있어서, 상기 광학부재는 액정표시장치(LCD)용 표시패널의 광학부재 또는 유기전계 발광표시장치(OLED)용 표시패널의 광학부재인 표시장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 액정표시장치용 표시패널의 하부에 하부 편광판이 구비된 표시장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 유기전계 발광표시장치용 표시패널과 편광판 사이에 보상층이 더 구비된 표시장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 액정표시장치용 표시패널 하부에 백라이트 유닛이 구비된 표시장치.

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