KR20190013213A - 시인성 향상 편광판을 포함하는 디스플레이장치 - Google Patents

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박미경
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Abstract

본 발명은 디스플레이장치에 있어서, 레이저포인트의 시인성을 향상시킬 수 있는 시인성 향상 편광판을 포함하는 디스플레이장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 시인자측을 향하는 편광판의 외측으로 표면이 요철형상으로 이루어지며, 무기산화금속 미립자를 포함하는 수지로 이루어지는 시인성 미립자층을 더욱 구비하는 것이다.
이를 통해, 발표자가 프리젠테이션을 진행하는 과정에서 레이저포인트의 시인성이 향상되어 보다 효율적으로 프리젠테이션을 진행할 수 있으며, 또한, 시인성 미립자층으로 향하는 레이저광이나 외광에 의해 눈부심이 발생하는 것 또한 방지할 수 있다.

Description

시인성 향상 편광판을 포함하는 디스플레이장치{Display device comprising visivility improving polarizer plate}
본 발명은 디스플레이장치에 있어서, 레이저포인트의 시인성을 향상시킬 수 있는 시인성 향상 편광판을 포함하는 디스플레이장치에 관한 것이다.
최근 기업, 학교뿐 아니라 사회 전반적으로 프리젠테이션의 중요성이 부각되고 있는데, 프리젠테이션이란 자신의 생각, 지식, 정보, 제품, 솔루션 등 자신이 가진 모든 것을 청중에게 효과적으로 전달 함으로써 청중을 설득하여 자신의 목적을 달성하고자 하는 커뮤니케이션 방법을 가리킨다.
즉, 효과적인 프리젠테이션은 청중을 만족시킴으로써 자신의 목표나 목적을 달성하는데 매우 중요한 커뮤니케이션 요소이다.
일반적으로 발표자가 프리젠테이션을 진행할 때에는 준비한 파일을 컴퓨터 장치에 연결한 다음, 디스플레이장치를 통해 파일 내용을 디스플레이시켜 청중들에게 설명하게 된다.
발표자는 설명의 편의와 청중들의 집중력 향상을 위해 레이저포인트(laser point)를 활용하여 디스플레이장치에 레이저빔을 조사하여 지시하면서 설명을 진행하게 된다.
한편, 디스플레이장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(organic light emitting diodes : OLED) 등을 들 수 있는데, 이러한 디스플레이장치 중 가장 널리 사용되고 있는 액정표시장치는 투과형으로 외부에서 레이저포인트 조사시 대부분의 빛이 투과되고 낮은 반사 특성으로 인하여 레이저광의 시인성이 떨어지며, 또한 유기발광소자의 경우에는 높은 반사율을 억제하기 위한 반사방지 편광판의 적용으로 레이저광의 시인성이 떨어지게 된다.
또한, 디스플레이장치 자체의 표시 품위를 향상시키기 위해, 디스플레이장치 표면에 있어서 방현성(anti-glare)이 향상되면, 레이저포인트의 투사광의 반사도가 억제되기 때문에, 레이저포인트의 시인성은 더욱 안좋아지게 되는 문제가 발생한다.
특히, 레이저포인트에 의한 레이저광이 정반사 방향으로 대부분 반사되므로 정반사 방향이 아닌 다른 방향에서의 레이저포인트의 시인성은 더욱 떨어지게 된다.
특히, 최근에는 레이저포인트를 디스플레이장치 상에서 화면 지시 조작을 행하는 포인팅 디바이스로서 사용할 가능성도 있어, 레이저포인트의 레이저광에 대한 시인성은 더욱 더 중요해지고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디스플레이장치의 레이저포인트의 시인성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 표시패널과; 시인자측을 향하는 상기 표시패널의 일측으로 위치하며, 수지 내부에 무기산화금속 미립자를 포함하며, 표면이 요철형상으로 이루어지는 시인성 미립자층을 포함하는 시인성 향상 편광판을 포함하는 디스플레이장치를 제공한다.
이때, 상기 시인성 향상 편광판은 제 1 편광층과, 상기 제 1 편광층을 지지 및 보호하는 제 1 및 제 2 기재필름을 포함하며, 상기 시인성 미립자층은 상기 제 2 기재필름의 외측으로 위치하며, 상기 무기산화금속 미립자는 1.7 ~ 3.0 범위의 굴절율을 갖는다.
또한, 상기 무기산화금속 미립자는 수nm ~ 수㎛의 범위의 평균 입자 직경을 가지며, 상기 무기산화금속 미립자는 8% 이상 15% 이하의 헤이즈 특성을 가지며, 상기 요철형상은 디스플레이장치의 투과율이 75% 이내에서 7%이상의 헤이즈 특성을 갖는다.
또한, 상기 시인성 미립자층 상부로 상기 시인성 미립자층의 굴절율에 비해 0.1 이상 낮은 굴절율을 갖는 저굴절율층이 위치하며, 상기 표시패널의 타측으로 하부 편광판이 위치하며, 상기 표시패널은 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이의 액정층을 포함하며, 상기 하부 편광판의 상기 제 1 편광층의 편광축과 수직한 편광축을 갖는다.
그리고, 상기 표시패널과 상기 시인성 미립자층 사이로 선편광층과 원편광층이 위치하며, 상기 표시패널은 제 1 및 제 2 전극과 상기 제 1 및 제 2 전극 사이의 유기발광층을 포함한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 시인자측을 향하는 편광판의 외측으로 표면이 요철형상으로 이루어지며, 무기산화금속 미립자를 포함하는 수지로 이루어지는 시인성 미립자층을 더욱 구비함으로써, 발표자가 프리젠테이션을 진행하는 과정에서 레이저포인트의 시인성이 향상되어 보다 효율적으로 프리젠테이션을 진행할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 시인성 미립자층으로 향하는 레이저광이나 외광에 의해 눈부심이 발생하는 것 또한 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시인성 향상 편광판을 개략적으로 도시한 도면.
도 2a ~ 2b는 레이저포인트의 시인성을 측정한 실험결과.
도 3a ~ 3d는 경면반사 강도를 측정한 실험결과.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시인성 향상 편광판을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시인성 향상 편광판을 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 다른 시인성 향상 편광판을 포함하는 유기발광표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시인성 향상 편광판을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2a ~ 2b는 레이저포인트의 시인성을 측정한 실험결과이며, 도 3a ~ 3d는 경면반사 강도를 측정한 실험결과이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시인성 향상 편광판(100)은 광의 편광특성을 변화시키는 제 1 방향의 편광축이 형성된 제 1 편광층(101)과 제 1 기재필름(103a)과 제 2 기재필름(103b)로 이루어지는데, 제 1 편광층(101)은 제 1 및 제 2 기재필름(103a, 103b) 사이에 위치하여 제 1 및 제 2 기재필름(103a, 103b)에 의해 보호 및 지지된다.
제 1 편광층(101)은 제 1 방향의 편광축에 의해 특정 광만을 투과시키는 성질을 갖는데, 이러한 특성은 편광자인 요오드를 흡수한 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol : PVA)을 강한 장력으로 연신하여 제작함으로써 가능해진다.
그리고 제 1 및 제 2 기재필름(103a, 103b)은 트리아세틸 셀룰로오스 필름일 수 있으며, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 폴리머(polyethylene terephthalate polymer), 나프탈레이트계 폴리머(polyethylene naphthalate polymer), 폴리에스테르계 폴리머(polyester polymer), 폴리에틸렌계 폴리머(polyethylene polymer), 폴리프로필렌계 폴리머(polypropylene polymer), 폴리 염화 비닐리덴계 폴리머(polyvinylidene chloride polymer), 폴리비닐 알코올계 폴리머(polyvinyl alcohol polymer), 폴리에틸렌 비닐 알코올계 폴리머(polyethylene vinyl alcohol polymer), 폴리스티렌계 폴리머(polystyrene polymer), 폴리카보네이트계 폴리머(polycarbonate polymer), 노르보르넨계 폴리머(norbornene polymer), 폴리 메틸펜텐계 폴리머(poly methyl pentene polymer), 폴리 에테르 케톤계 폴리머(polyether ketone polymer), 폴리 에테르 술폰계 폴리머(polyether sulfone polymer), 폴리 설폰계 폴리머(polysulfone polymer), 폴리 에테르 케톤 이미드계 폴리머(polyether ketone imide polymer), 폴리아미드계 폴리머(polyamide polymer), 폴리 메타크릴레이트계 폴리머(polymethacrylate polymer), 폴리아크릴레이트계 폴리머(polyacrylate polymer), 폴리아릴레이트계 폴리머(polyarylate polymer) 및 불소계 폴리머(fluoropolymer polymer) 중의 하나로 형성될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 시인성 향상 편광판(100)은 제 2 기재필름(103b)의 외측으로 시인성 미립자층(110)이 더욱 구비된다.
여기서, 제 2 기재필름(103b)의 외측은 디스플레이장치를 기준으로 시인자측을 말하는 것으로, 시인성 미립자층(110)에 의해 레이저포인트에 의한 레이저광의 시인성이 향상되며, 특히 레이저광이 정반사 방향 외에도 다양한 방향으로 반사되도록 경로를 형성하게 되어 디스플레이장치의 정면에 위치하지 않는 시인자들의 시인성 또한 향상시키게 된다.
시인성 미립자층(110)은 수지(111)에 무기산화금속 미립자(113)를 포함하며, 표면이 요철형상(115)을 이루게 되는데, 무기산화금속 미립자(113)는 시인성 미립자층(110)에 헤이즈 특성을 부여하여 레이저포인트의 시인성을 향상시키는 역할을 하게 되는데, 여기서 헤이즈(haze) 특성이란 빛이 투명한 재료를 통과할 때 재료의 종류에 따라서는 반사나 흡수 외에 그 재료의 고유 성질에 따라 광이 확산되어 불투명한 흐림상 외관이 나타나는 현상으로, 이러한 헤이즈 특성 값이 낮을수록 빛의 투과율이 높아지게 된다.
그리고, 표면의 요철형상(115)은 시인성 미립자층(110)의 경면반사를 줄여 레이저포인트의 레이저광이 정반사 방향 외에도 다양한 방향으로 반사되도록 경로를 형성하는 역할을 하게 된다.
또한, 표면의 요철형상(115)은 시인성 미립자층(110)으로 향하는 외광을 산란시켜 레이저광이나 외광의 반사에 의한 눈부심 등의 문제점 또한 방지하게 된다.
시인성 미립자층(110)의 수지(111)는 열 경화형 수지, 열 가소형 수지, 자외선 경화형 수지, 전리 방사선 경화형 수지, 2액 혼합형 수지 등으로 이루어질 수 있다.
이들 중에서도, 자외선 조사에 의한 경화 처리와 같은 간단한 가공 조작으로 효율적으로 시인성 미립자층(110)을 형성할 수 있는 자외선 경화형 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 자외선 경화형 수지로는, 폴리에스테르계, 아크릴계, 우레탄계, 실리콘계, 에폭시계 등을 포함할 수 있으며, 자외선 경화형 수지에는 자외선 경화형의 모노머, 올리고머, 폴리머 등이 함유될 수 있다.
특히 바람직하게 사용되는 자외선 경화형 수지로는 자외선 중합성의 관능기를 갖는 것, 그 중에서도 관능기를 2 개 이상, 특히 3 ∼ 6 개 갖는 아크릴계 모노머나 올리고머를 함유하는 것을 들 수 있다.
이와 같은 자외선 경화형 수지의 구체예로는, 예를 들어 다가 알코올의 아크릴산에스테르 등의 아크릴레이트 수지, 다가 알코올의 메타크릴산에스테르 등의 메타크릴레이트 수지, 디이소시아네이트, 다가 알코올 및 아크릴산의 히드록시알킬에스테르로부터 합성되는 다관능성의 우레탄아크릴레이트 수지, 다가 알코올 및 메타크릴산의 히드록시메타크릴에스테르 등으로부터 합성되는 다관능성의 우레탄메타크릴레이트 수지 등을 들 수 있다.
또한, 아크릴레이트계 관능기를 갖는 폴리에테르 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지 등도 필요에 따라 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 멜라민계 수지, 우레탄계 수지, 알키드계 수지, 실리콘계 수지 등도 바람직하게 사용된다.
여기서, 광중합 개시제로는, 예를 들어 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 아세토페논, 벤조페논, 크산톤, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 벤조인프로필에테르, 벤질디메틸케탈, N,N,N',N'-테트라메틸-4,4'-디아미노벤조페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온 등을 들 수 있으며, 그 밖에 티오크산톤계 화합물 등을 사용할 수 있다.
여기서, 이러한 수지는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 함께 사용할 수도 있다.
무기산화금속 미립자(113)는 유기산화물을 제외한 모든 산화물을 무기산화물이라 통칭하며, 본 발명에서는 무기산화물 중에서 금속산화물을 사용하는 것이 바람직하다.
무기산화금속 미립자(113)를 형성하는 금속은 제한이 없으며 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 코발트(Co), 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 루비듐(Rb), 이트륨(Y), 란탄(La), 스트론튬(Sr), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo) 등을 사용할 수 있다. 이들 금속은 하나의 금속이 복수개의 원자가를 가지면서 여러 금속산화물을 형성할 수도 있다. 또한, 2 이상의 금속이 포함된 다금속 산화물로 형성할 수도 있다.
본 발명에서는 대표적으로 SiO2, TiO2, Al2O3, B2O3, CaO, SnO, MgO, SrO, ZnO, ZrO2, Y2O3, La2O3 등의 금속산화물을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
무기산화금속 미립자(113)의 형상은 특별히 제한되지 않으며 예를 들어 비드상의 구형으로 이루어지거나 분말 등의 부정형으로 이루어질 수도 있다.
이러한 무기산화금속 미립자(113)는 1.7 ~ 3.0범위의 굴절율을 갖는 것이 바람직한데, 무기산화금속 미립자(113)의 굴절율이 1.7 이하일 경우에는 시인성 미립자층(110)에 헤이즈 특성을 부여하기 어려워 레이저포인트의 시인성을 향상시키기 힘들며, 3.0 이상일 경우에는 디스플레이장치의 휘도 및 콘트라스트비가 낮아지는 문제점을 야기할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 다른 무기산화금속 미립자(113)는 1.7 ~ 2.5범위의 굴절율을 갖는 것이 가장 바람직하다.
이는, 무기산화금속 미립자(113)와 시인성 미립자층(110)을 이루는 수지(111)의 계면에 발생하는 광산란이나 간섭무늬가 발생하는 것을 방지하기 위한 것으로, 간섭무늬란 시인성 미립자층(110)으로 입광된 레이저포인트의 레이저광의 반사광이 무지개색의 색상으로 나타나는 현상이다.
이러한 광산란이나 간섭무늬가 발생하는 것을 방지하기 위해서는 무기산화금속 미립자(113)와 수지(111)의 굴절율 차를 적게 하는 것이 바람직한데, 수지(111)의 굴절율이 1.4 ~ 1.6의 범위를 가지므로, 무기산화금속 미립자(113)는 1.7 ~ 2.5의 범위를 갖도록 형성하는 것이 바람직한 것이다.
그리고, 무기산화금속 미립자(113)의 평균 입자 직경은 수nm ~ 수㎛의 범위를 갖는 것이 바람직한데, 무기산화금속 미립자(113)의 입자 직경이 수nm 보다 작으면 Rayleigh scattering 효과에 의해 레이저포인트의 레이저광이 전방위로 산란되어, 레이터포인트의 시인성이 더욱 안좋아질 수 있으며, 입자 직경이 수십㎛ 보다 크면 Mie scatting 효과에 의해 또한 레이저포인트의 레이저광이 전방위로 산란되어 레이저포인트의 시인성이 더욱 안좋아 질 수 있다.
그리고, 본 발명에서 사용하는 무기산화금속 미립자(113)의 함량은 수지(111) 함량 대비 0.01 ~ 1.0w% 인 것이 바람직한데, 무기산화금속 미립자(113)의 함량이 0.01wt% 이하일 경우에는 시인성 미립자층(110)에 헤이즈 특성을 부여하기 어려우며, 함량이 1.0wt% 보다 크면 헤이즈 특성이 과도하여 디스플레이장치의 투과율(=휘도)을 현저히 감소시키게 된다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 시인성 미립자층(110)은 무기산화금속 미립자(113)에 의해 구현되는 헤이즈 특성이 8% 이상 15% 이하인 것이 바람직하며, 무기산화금속 미립자(113)의 반사율은 5% 이상 12% 이하인 것이 바람직하다.
그리고, 시인성 미립자층(110)의 표면 요철형상(115)에 의해 구현되는 헤이즈 특성은 디스플레이장치의 투과율이 75% 이상을 구현하는 한도 내에서 7% 이상을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
아래 [표 1], [표 2], [표 3]은 본 발명의 실시예에 따른 시인성 미립자층(110)의 무기산화금속 미립자(113)의 종류, 사이즈, 헤이즈 특성에 따른 디스플레이장치의 레이저포인트의 시인성을 측정한 실험결과이다.
여기서, 수지(111)는 1.4 ~ 1.6의 범위를 가지며, 무기산화금속 미립자(113)의 함량은 수지(111) 함량 대비 0.01 ~ 1.0w%을 갖는다.
그리고, 외부 헤이즈 특성이란 표면 요철형상(115)에 의해 구현되는 헤이즈 특성을 의미하며, 내부 헤이즈 특성이란 무기산화금속 미립자(113)에 의해 구현되는 헤이즈 특성을 의미한다.
그리고, 레이저포인트의 시인성은 첨부한 도 2a ~ 2d를 참조하여, [표 1], [표 2], [표 3]의 강, 중, 약, 미약을 확인할 수 있으며, 경면반사의 강도는 첨부한 도 3a ~ 3d를 참조하여 확인할 수 있다.
즉, 도 2a는 레이저포인트의 시인성이 강으로 표시됨을 나타내며, 도 2b는 중, 도 2c는 약, 도 2d는 미약을 의미하며, 도 3a는 경면반사가 강으로 표시됨을 나타내며, 도 3b는 중, 도 3c는 약, 도 3d는 미약을 의미한다.
시인성 미립자층 Ref. #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7
무기산화금속 미립자 재료 Al2O3
굴절율 1.8 ~ 1.9
사이즈 수백nm ~ 수㎛ 수십㎛
헤이즈 특성 Total 2.5% 15% 17% 20% 23% 29% 8% 15%
외부 1 5 7 10 10 14
내부 1.5 10 10 10 13 15 8 15
단품 반사율 1.5% 5.2% 5.4% 5.5% 7.5% 8.5%
디스플레이장치 반사율 5% 8.7% 8.9% 9% 11% 12%
휘도 100% 85% 86% 86% 83% 80%
콘트라스트비 100% 83% 82% 82% 75% 70%
레이저포인트 시인성 미약
경면반사
먼저, 위의 [표 1]의 실험결과를 참조하여 무기산화금속 미립자(113)의 사이즈에 관해 살펴보면, 동일한 헤이즈 특성을 갖는 #1과 #7을 비교하는 것이 바람직한데, 시인성 미립자층(110)의 Al2O3로 이루어지는 무기산화금속 미립자(113)의 사이즈가 수십㎛로 이루어질 경우에 비해 수백nm ~ 수㎛로 이루어질 경우가 레이저포인트의 시인성이 좋은 것을 확인할 수 있다.
이는 무기산화금속 미립자(113)의 사이즈가 수십㎛ 보다 크면 레이저포인트의 레이저광이 전방위의 산란성이 떨어지게 되므로, 무기산화금속 미립자(113)의 사이즈는 수nm ~ 수㎛의 범위를 갖는 것이 바람직함을 확인할 수 있다.
그리고, 위의 [표 1]에서 외부 헤이즈 특성은 7% 이상을 가질 경우 디스플레이장치의 경면반사가 낮아지는 것을 확인할 수 있는데, 외부 헤이즈 특성이 증가하게 되면 디스플레이장치의 휘도와 콘트라스트비 또한 낮아지게 되므로, 외부 헤이즈 특성은 디스플레이장치의 투과율이 75% 이상을 유지하는 내에서 7% 이상을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
시인성 미립자층 Ref. #8 #9 #10 #11 #12 #13
무기산화금속 미립자 재료 ZrO2
굴절율 2.15
사이즈 수nm ~ 수백nm
헤이즈 특성 Total 2.5% 3% 6% 8% 12% 15% 19%
외부 1
내부 1.5 3 6 8 12 15 19
단품 반사율 1.5% 2.5% 4% 5.2% 9.5% 11.5% 15.0%
디스플레이장치 반사율 5% 6% 7.5% 8.5% 12% 15% 18.5%
휘도 100% 95% 93% 87% 78% 75% 70%
콘트라스트비 100% 92% 90% 80% 75% 70% 68%
레이저포인트 시인성 미약
경면반사
그리고, 위의 [표 2]의 실험결과에서 #8, #9, #10을 참조하면, 무기산화금속 미립자(113)에 의해 구현되는 헤이즈 특성(내부)이 3%, 6%일 경우에 비해 헤이즈 특성이 8% 일 경우, 레이저포인트의 시인성이 향상된 것을 확인할 수 있다.
이는 무기산화금속 미립자(113)에 의해 구현되는 헤이즈 특성이 8% 이하일 경우에는 헤이즈 특성이 레이저포인트의 시인성을 향상시키는데 영향을 미치지 않기 때문이다.
또한, 위의 [표 2]에서 #12와 #14을 살펴보면, 무기산화금속 미립자(113)에 의해 구현되는 헤이즈 특성이 15% 이상일 경우에는 디스플레이장치의 휘도와 콘트라스트비가 낮아짐을 확인할 수 있다.
따라서, 무기산화금속 미립자(113)에 의해 구현되는 헤이즈 특성은 8% 이상 15% 이하인 것이 바람직함을 알 수 있다.
또한, 위의 [표 2]에서 단품(시인성 미립자층) 반사율을 살펴보면, 단품 반사율이 5% 이하일 경우에는 레이저포인트의 시인성이 안좋으며, 단품반사율이 15% 일 경우에는 이 역시 디스플레이장치의 휘도와 콘트라스트비를 낮추게 됨을 확인할 수 있다.
따라서, 무기산화금속 미립자(113)의 반사율은 5% 이상 12% 이하인 것이 바람직하다.
시인성 미립자층 Ref. #14 #15 #16
무기산화금속 미립자 재료 TiO2
굴절율 2.9
사이즈 수십nm ~ 수백nm
헤이즈 특성 Total 2.5% 8% 10% 12%
외부 1
내부 1.5 8 10 12
단품 반사율 1.5% 5.0% 5.5% 6%
디스플레이장치 반사율 5% 8.5% 9.0% 9.5%
휘도 100% 84% 80% 73%
콘트라스트비 100% 70% 50% 45%
레이저포인트 시인성 미약
경면반사
그리고 위의 [표 2], [표 3]에서 동일한 헤이즈 특성을 갖는 #10과 #14를 살펴보면, 무기산화금속 미립자(113)의 굴절율이 2.15 인 ZrO2로 이루어지는 경우에 비해 굴절율이 2.9인 TiO2로 이루어지면 디스플레이장치의 휘도 및 콘트라스트비가 낮아지는 것을 확인할 수 있다.
즉, 무기산화금속 미립자(113)의 굴절율이 2.5 이상일 경우에는 디스플레이장치의 휘도 및 콘트라스트비가 낮아지는 것을 확인할 수 있는 것이다.
따라서, 시인성 미립자층(110)의 무기산화금속 미립자(113)는 헤이즈 특성을 부여하면서도 디스플레이장치의 휘도 및 콘트라스트비가 낮아지는 것을 방지하기 위하여, 1.7 ~ 2.5 이하의 굴절율을 갖는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 시인성 미립자층(110)은 수지(111) 내부에 함유된 무기산화금속 미립자(113)가 헤이즈 특성을 부여하여 레이저포인트의 시인성을 향상시키는 역할을 하게 되며, 표면의 요철형상(115)은 시인성 미립자층(110)의 경면반사를 줄여 레이저포인트의 레이저광이 정반사 방향 외에도 다양한 방향으로 반사되도록 경로를 형성하는 역할을 하게 된다.
또한, 표면의 요철형상(115)은 시인성 미립자층(110)으로 향하는 외광을 산란시켜 레이저광이나 외광의 반사에 의한 눈부심 등의 문제점 또한 방지하게 된다.
이때, 위의 [표 1], [표 2], [표 3]을 참조하면, 무기산화금속 미립자(113)는 1.7 ~ 2.5 범위의 굴절율을 갖는 것이 바람직하며, 수nm ~ 수㎛의 범위의 평균 입자 직경을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 무기산화금속 미립자(113)에 의해 구현되는 헤이즈 특성은 8% 이상 15% 이하인 것이 바람직하며, 무기산화금속 미립자(113)의 반사율은 5% 이상 12% 이하인 것이 바람직하며, 표면 요철형상(115)에 의해 구현되는 헤이즈 특성은 디스플레이장치의 투과율이 75% 이상을 구현하는 한도 내에서 7% 이상을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시인성 향상 편광판을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시인성 향상 편광판(100)은 시인성 미립자층(110)의 상부로 저굴절율층(120)이 더욱 구비되는 것을 특징으로 한다.
저굴절율층(120)은 예를 들어 자외선 경화형 아크릴 수지 등의 수지계 재료, 수지 중에 콜로이달 실리카 등의 무기 미립자를 분산시킨 하이브리드계 재료, 테트라에톡시실란, 티탄테트라에톡시드 등의 금속 알콕시드를 사용한 졸-겔계 재료 등으로 이루어질 수 있다.
단품 디스플레이장치
투과율 헤이즈 특성
(내/외)
레이저포인트 시인성 휘도 반사율 콘트라스트비 경면반사
암실(0lx) 200lx 500lx 750lx
Ref. 92% 2.5% 미약 100% 5% 100% 5.3% 2.3% 1.5%
#3 84% 20%
(10/10)
86% 9% 82% 3.6% 1.5% 1.0%
#3 + 저굴절율층 86% 7.5% 82% 4.2% 1.8% 1.2%
설명에 앞서, [표 4]의 #3는 앞서 설명한 [표 1]의 #3와 동일하며, 콘트라스트비는 디스플레이장치의 면 수직 조도를 각각 200lx, 500lx, 750lx가 되도록 환경을 맞춘 상태에서 측정한 휘도를 통해 측정하였다.
위의 [표 4]를 살펴보면, 저굴절율층(120)이 더욱 구비됨으로써 명실에서의 콘트라스트비가 더욱 향상되는 것을 확인할 수 있다.
이러한 저굴절율층(120)은 시인성 미립자층(110)과 0.1 이상의 굴절율 차가 발생하는 것이 바람직하다. 즉, 저굴절율층(120)의 굴절율은 시인성 미립자층(110)의 굴절율에 비해 0.1 이상 낮은 것이 바람직하다.
이는 명실에서의 디스플레이장치의 콘트라스트비를 향상시키기 위함으로, 명실(明室)에서의 프레젠테이션에서 레이저포인트를 사용하는 경우, 레이저포인트의 시인성을 저하시키는 요인의 하나로 공기와 시인성 미립자층(110)의 계면에서의 광의 반사를 들 수 있다.
따라서, 명실에서의 시인성을 향상시키기 위하여 저굴절율층(120)은 레이저포인트로부터 조사되는 레이저광 주변 파장 이외의 파장의 표면반사를 저감시키야 하는데, 이를 위해 시인성 미립자층(110)과 0.1 이상의 굴절율 차를 갖도록 형성하는 것이다.
- 제 1 실시예 -
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시인성 향상 편광판을 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(200)는 크게 액정패널(210)과 편광판(100, 220) 그리고 백라이트(230)를 포함한다.
먼저, 액정패널(210)은 액정표시장치(200)의 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 표시패널로서, 서로 대면 합착된 제 1 기판(211) 및 제 2 기판(213)과, 이의 사이에 개재되는 액정층(215)을 포함한다.
도면상에 나타나지는 않았지만 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(211)의 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(thin film transistor : T)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극(216)과 일대일 대응 연결되어 있다.
그리고 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(213)의 내면으로는 각 화소에 대응되는 일예로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter : 217) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터(T) 등을 가리는 블랙매트릭스(black matrix : 218)가 구비된다.
또한, 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(217) 및 블랙매트릭스(218)를 덮는 투명 공통전극(219)이 마련되어 있다.
그리고 제 1 및 제 2 기판(211, 213)과 액정층(215)의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되고, 제 1 및 제 2 기판(211, 213) 사이로 충진되는 액정층(215)의 누설을 방지하기 위해 양 기판(211, 213)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern : 미도시)이 형성된다.
이때, 제 1 및 제 2 기판(211, 213)의 외면으로는 백라이트(230)로부터 공급되는 광 중 특정 광 만을 선택적으로 투과시키는 편광판(100, 220) 들이 각각 부착된다.
여기서, 제 2 기판(213)의 외면으로 부착되는 본 발명의 실시예에 따른 시인성 향상 편광판(100)은 점착층(미도시)을 통해 제 2 기판(213)의 외면으로 부착될 수 있다.
시인성 향상 편광판(100)은 제 1 방향의 편광축이 형성된 제 1 편광층(101)과, 제 1 및 제 2 기재필름(103a, 103b)을 포함하는데, 제 1 편광층(101)은 제 1 및 제 2 기재필름(103a, 103b) 사이에 위치하여 제 1 및 제 2 기재필름(103a, 103b)에 의해 보호 및 지지된다.
시인성 향상 편광판(100)은 제 1방향에 평행한 선편광은 투과시키고 제 1 방향에 수직한 제 2 방향의 선편광은 흡수하게 된다.
특히, 제 2 기재필름(103b)의 외측으로 시인성 미립자층(110)이 더욱 구비되는데, 시인성 미립자층(110)은 표면에 요철형상(115)을 이루는 수지(111) 내에 무기산화금속 미립자(113)가 포함된다.
이러한 시인성 미립자층(110)은 액정표시장치(200)를 기준으로 시인자측에 위치하여, 레이저포인트에 의한 레이저광의 시인성을 향상시키게 되며, 또한 레이저광이 정반사 방향 외에도 다양한 방향으로 반사되도록 경로를 형성하게 되어 액정표시장치(200)의 정면에 위치하지 않는 시인자들의 시인성 또한 향상시키게 된다.
또한, 시인성 미립자층(110)으로 향하는 외광을 산란시켜 레이저광이나 외광의 반사에 의한 눈부심 등의 문제점 또한 방지하게 된다.
그리고 제 1 기판(211)의 외면으로는 하부 편광판(220)이 위치하는데, 하부 편광판(220)은 점착층(미도시)을 통해 제 1 기판(211)의 외면으로 부착될 수 있다.
하부 편광판(220)은 제 2 방향의 편광축이 형성된 제 2 편광층(221)과, 제 3 및 제 4 기재필름(223a, 223b)을 포함하는데, 제 2 편광층(221)은 제 3 및 제 4 기재필름(223a, 223b) 사이에 위치하여 제 3 및 제 4 기재필름(223a, 223b)에 의해 보호 및 지지된다.
이러한 하부 편광판(220)은 제 2 방향의 선편광은 투과시키고 제 1 방향의 선편광은 흡수하게 된다.
따라서, 액정패널(210)은 게이트라인으로 주사 전달된 박막트랜지스터(T)의 온/오프(on/off) 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터(T)가 온(on) 되면 해당 화소전극(216)으로 데이터라인의 화상신호가 전달되고, 이로 인해 발생되는 화소전극(216)과 공통전극(219) 사이의 전기장에 의해 액정층(215)의 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율의 차이를 나타낸다.
특히, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치(200)는 시인성 향상 편광판(100)이 구비됨으로써, 발표자가 본 발명의 제 1 실시예에 다른 액정표시장치(200)를 통해 프리젠테이션을 진행하는 과정에서 레이저포인트의 시인성이 향상되어 보다 효율적으로 프리젠테이션을 진행할 수 있게 된다.
또한, 시인성 미립자층(110)으로 향하는 레이저광이나 외광에 의해 눈부심이 발생하는 것 또한 방지할 수 있다.
- 제 2 실시예 -
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 다른 시인성 향상 편광판을 포함하는 유기발광표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치(300)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E)가 형성된 제 1 기판(301)과 제 1 기판(301)과 마주하는 제 2 기판(302)으로 구성되며, 제 1 및 제 2 기판(301, 302)은 접착성을 갖는 보호층(303)을 통해 서로 이격되어 합착되어 표시패널을 이룬다.
도시하지는 않았지만 이를 좀더 자세히 살펴보면, 제 1 기판(301)의 상부에는 각 화소영역(P) 별로 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있고, 각각의 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되는 제 1 전극(311)과 제 1 전극(311)의 상부에 특정한 색의 빛을 발광하는 유기발광층(313)과, 유기발광층(313)의 상부에는 제 2 전극(315)이 구성된다.
유기발광층(313)은 적, 녹, 청의 색을 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 각 화소영역(P)마다 적, 녹, 청색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다.
이들 제 1 및 제 2 전극(311, 315)과 그 사이에 형성된 유기발광층(313)은 발광다이오드(E)를 이루게 된다. 이때, 이러한 구조를 갖는 유기발광표시장치(300)은 제 1 전극(311)을 양극(anode)으로 제 2 전극(315)을 음극(cathode)으로 구성하게 된다.
이러한 유기발광표시장치(300)는 선택된 신호에 따라 제 1 전극(311)과 제 2 전극(315)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(311)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(315)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(313)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.
이때, 발광된 빛은 투명한 제 2 전극(315)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, 유기발광표시장치(300)는 화상을 구현하게 된다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광표시장치(300)는 표시패널의 제 2 기판(302)의 상부로 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위하여 편광판(100)이 위치하는 것을 특징으로 한다.
즉, 유기발광표시장치(300)는 화상을 구현하는 구동모드일 때 유기발광층(313)을 통해 발광된 빛의 투과방향에 외부로부터 입사되는 외부광을 차단하는 편광판(100)을 형성함으로써, 콘트라스트를 향상시키게 된다.
편광판(100)은 외부광을 차단하기 위한 원편광판으로, 제 2 기판(302)의 외면에 부착된 위상차판(321)과 선편광판(323)을 포함한다.
이때, 선편광판(323)과 위상차판(321)의 적층 순서는 외부광의 입사방향에 가깝도록 선편광판(323)을 배치시키고 그 안쪽으로 위상차판(321)을 배치시키는 구조가 바람직하다.
여기서, 편광판(100)은 본 발명의 실시예에 따른 시인성 향상 편광판으로서, 편광판(100)의 최외측으로 시인성 미립자층(110)이 더욱 구비되는데, 시인성 미립자층(110)은 표면에 요철형상(115)을 이루는 수지(111) 내에 무기산화금속 미립자(113)가 포함된다.
이러한 시인성 미립자층(110)은 유기발광표시장치(300)를 기준으로 시인자측에 위치하여, 레이저포인트에 의한 레이저광의 시인성을 향상시키게 되며, 또한 레이저광이 정반사 방향 외에도 다양한 방향으로 반사되도록 경로를 형성하게 되어 유기발광표시장치(300)의 정면에 위치하지 않는 시인자들의 시인성 또한 향상시키게 된다.
또한, 시인성 미립자층(110)으로 향하는 외광을 산란시켜 레이저광이나 외광의 반사에 의한 눈부심 등의 문제점 또한 방지하게 된다.
이러한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치(300)는 시인성 향상 편광판(100)이 구비됨으로써, 발표자가 본 발명의 제 2 실시예에 다른 유기발광표시장치(300)를 통해 프리젠테이션을 진행하는 과정에서 레이저포인트의 시인성이 향상되어 보다 효율적으로 프리젠테이션을 진행할 수 있게 된다.
또한, 시인성 미립자층(110)으로 향하는 레이저광이나 외광에 의해 눈부심이 발생하는 것 또한 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
100 : 시인성 향상 편광판
101 : 제 1 편광층
103a, 103b : 제 1 및 제 2 기재필름
111 : 수지
113 : 무기산화금속 미립자
115 : 요철형상

Claims (8)

  1. 표시패널과;
    시인자측을 향하는 상기 표시패널의 일측으로 위치하며, 수지 내부에 무기산화금속 미립자를 포함하며, 표면이 요철형상으로 이루어지는 시인성 미립자층을 포함하는 시인성 향상 편광판
    을 포함하는 디스플레이장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시인성 향상 편광판은 제 1 편광층과, 상기 제 1 편광층을 지지 및 보호하는 제 1 및 제 2 기재필름을 포함하며,
    상기 시인성 미립자층은 상기 제 2 기재필름의 외측으로 위치하는 디스플레이장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기산화금속 미립자는 1.7 ~ 3.0 범위의 굴절율을 갖는 디스플레이장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기산화금속 미립자는 수nm ~ 수㎛의 범위의 평균 입자 직경을 갖는 디스플레이장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기산화금속 미립자는 8% 이상 15% 이하의 헤이즈 특성을 가지며,
    상기 요철형상은 디스플레이장치의 투과율이 75% 이내에서 7%이상의 헤이즈 특성을 갖는 디스플레이장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시인성 미립자층 상부로 상기 시인성 미립자층의 굴절율에 비해 0.1 이상 낮은 굴절율을 갖는 저굴절율층이 위치하는 디스플레이장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 표시패널의 타측으로 하부 편광판이 위치하며,
    상기 표시패널은 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이의 액정층을 포함하며,
    상기 하부 편광판의 상기 제 1 편광층의 편광축과 수직한 편광축을 갖는 디스플레이장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널과 상기 시인성 미립자층 사이로 선편광층과 원편광층이 위치하며,
    상기 표시패널은 제 1 및 제 2 전극과 상기 제 1 및 제 2 전극 사이의 유기발광층을 포함하는 디스플레이장치.
KR1020170097508A 2017-08-01 2017-08-01 시인성 향상 편광판을 포함하는 디스플레이장치 KR20190013213A (ko)

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