KR200281553Y1 - 빛의 광학적 변색이 가능한 광전도체 셀 - Google Patents

Abstract

본 고안은 빛의 광학적 변색이 가능한 광전도체 셀에 관한 것이다. 광전도체 셀이 액정 디스플레이 상에 배치된다. 광전도체 셀을 구비하는 광전도체 모듈이 상기 디스플레이의 액정 모듈 아래에 배치된다. 광택층과 변색층이 상기 광전도체 셀의 출광면 아래에 일체적으로 배치된다. 상기 광택층이 다수의 광입자들로 이루어진다. 각각의 광입자 표면에는 많은 울퉁불퉁한 돌기들이 형성된다. 상기 변색층이 소정의 색소 물질과 혼합된다.

Description

빛의 광학적 변색이 가능한 광전도체 셀{PHOTOCONDUCTOR CELL CAPABLE OF OPTICALLY CHANGING COLOR OF LIGHT}

도 8은 액정 디스플레이에 적용되는 종래의 광전도체 모듈(90)을 나타낸다. 광전도체 모듈(90)은 광원(91)으로서 발광다이오드(LED), 혹은 냉음극선관(CCFL)을 사용하며 역광의 광전도기술이 적용된다. 산란층(94)은 광전도체 셀(92)의 출광면(922) 위에 연결된다. 변색층(93)(the color-changing layer)은 상기 산란층(94) 하부에 위치되며 광택층(95)(the brightening layer)은 상기 변색층(93) 상부에 위치된다. 반사층(96)은 상기 광전도체 셀(92)의 광전도면(921) 아래에 놓인다. 상기 반사층(96)과 광전도면(921)은 점광원 또는 선광원으로부터 발산되는 광선이 광방사면(922)에서 액정 모듈(97)로 나가도록 도와준다. 상기 광선이 산란층(94)에 이르면 광선은 균일해지고, 상기 빛은 그 색을 변환시키는 변색층(93)에 도달한다. 따라서, 상기 액정 모듈(97)은 의도된 색으로 역광을 나타낼 수 있다.

종래 기술에서, 변색 필름이 없는 액정 디스플레이의 역광 색은 광원(91)으로부터 방사된 빛의 색에 의해 결정되어진다. 예를 들어, 액정 디스플레이에 파란색 역광이 나오길 원한다면 파란색 광원(91)을 사용해야 하며, 주황색 역광을 원한다면 주황색 광원(91)을 사용해야 한다. 그러므로, 다양한 색상의 역광을 구비하기 위해서 여러 가지 색을 가지고 있는 광원(91)이 전자제품에 일반적으로 사용된다. 그러나 광원은 색의 한계가 있으므로, 광원의 색 이외의 특정한 색을 이루기 위해서는 광학적으로 색을 변환하는 변색 필름(93)이 필요하다.

컬러 액정 디스플레이의 역광과 관련하여, 상기 역광은 거의 흰색이고 더 밝은 휘도를 가질 것이 요구된다. 그러나, 흰색 광원은 고가이기 때문에 파랑색, 녹색, 주황색, 빨강색 등의 광원이 가격을 낮추기 위해서 종종 선택된다. 이제, 광원은 광학적으로 흰색으로 변해질 필요가 있다.

광학적으로 색을 변환시키기 위한 종래의 변색 필름(93)은 역광의 색을 바꾸는 특정한 색소 물질과 단지 혼합된 것이다. 그러나, 색 물질은 그 스스로 그 빛을 간섭하고 흡수하는 성질이 있어서 광원(91)에서 방사된 빛이 간섭받고 역광의 휘도가 감소된다. 그로 인해, 액정 디스플레이는 어두워지고 명확하게 보여질 수 없다.

따라서, 본 고안의 제 1 목적은 광학적으로 빛의 색을 변환할 수 있는 광전도체 셀을 제공하는 것이다. 광택층은 광전도체 셀 위에 배치되어 있으며, 그 내부에 수직 방향으로 빛의 휘도를 증대시키는 수많은 광입자들을 가진다. 그러므로, 상기 디스플레이의 전체 휘도가 증대된다.

본 고안의 다른 목적은 변색층이 그 내부에 위치되는 상기 광전도체 셀을 제공하는 것이다. 상기 변색층은 역광을 다양한 색으로 나타내기 위하여 의도된 색으로 빛의 색을 변하게 하는 소정의 색소 물질과 혼합되어진다.

도 1은 본 고안의 광학적으로 빛의 색을 변환할 수 있는 광전도체 셀에 대한 제 1 실시예의 사시도,

도 2는 본 고안의 광선 경로를 보여주는 제 1 실시예의 사시도,

도 3은 본 고안에서 외부 광원의 광선이 휘도를 향상시키도록 광택층에 의해 초점에 모아지는 것을 보여주는 상기 제 1 실시예의 단면도,

도 4는 내부 광원의 광선이 광택층에 의해 산란되는 것을 보여주는 상기 제 1 실시예의 단면도,

도 5는 본 고안의 제 2 실시예의 단면도,

도 6은 본 고안의 제 3 실시예의 단면도,

도 7은 CIE 색도도(色度圖),

도 8은 변색 필름과 연결된 종래의 광전도체 셀의 구조를 보여주는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 액정 디스플레이 10: 액정 모듈

20: 광전도체 모듈 21, 30, 41: 광전도체 셀

211, 411: 출광(出光)면 212: 광전도면

213: 광전도체 셀 저부의 두꺼운 끝단

214: 광전도체 셀 저부의 얇은 끝단

215: 입광(入光)면 22, 44: 반사층

23, 33, 43: 광원 24: 반사거울

25, 32, 42: 광택층 251, 321: 광입자

252: 돌기 26, 31: 변색층, 변색 필름

본 고안은 첨부된 도면과 함께 다음의 설명으로 더욱 쉽게 이해될 것이다. 도 1을 참조하여 제 1 실시예에 따르면, 본 고안의 광전도체 셀은 액정 모듈(10)을 구비하는 역광형 액정 디스플레이에 배치된다. 광전도체 모듈(20)은 상기 액정 모듈(10)의 저부 아래에 위치되며 투명 기판 물질로 이루어진 광전도체 셀(21)을 가진다. 상기 광전도체 셀(21)의 상부는 출광면(211)을 가진다. 상기 광전도체 셀(21)의 저부는 경사를 이루는 광전도면(212)을 구비하여, 두꺼운 끝단(213)과 얇은 끝단(214)을 가지도록 점차 가늘어진다. 반사층(22)은 상기 광전도면(212) 아래에 위치된다.

입광면(215)은 상기 광전도체 셀(21)의 두꺼운 끝단(213)의 측면에 형성된다. 광원(23)은 상기 광전도체 셀(21)의 얇은 끝단(214)으로부터 멀리 떨어진 입광면(215)의 한 측면에 위치된다. 아치형의 반사거울(24)은 상기 광전도체 셀(21)로부터 멀리 떨어진 광원(23)의 한 측면에 위치된다. 또한, 광택층(25)은 광전도체셀(21)의 출광면(211)의 저부에 일체적으로 배치되며 다수의 광입자(251)로 이루어진다. 상기 광입자(251)는 이산화규소, 유리입자, 이산화티탄 등과 같은 금속산화물, 수산화알루미늄(Al(OH)₃) 등과 같은 무기 수산화물, 염화나트륨, 염화칼륨 등과 같은 무기염류 또는 유기고분자물로 만들어질 수 있다. 각 광입자(251)의 외면에는 돌기(252)가 형성된다. 게다가, 변색층(26)은 상기 광전도체 셀(21)의 광택층(25) 저부에 일체적으로 위치되어서 색소 물질이나 발광색 물질과 혼합된다.

광입자(251)의 표면에 형성된 돌기(252)들은 일정하지 않은 방향에서 들어오는 광선을 반사시키고 발산시켜서, 그것에 의해 상기 광선을 분산시킨다. 이 분산된 광선은 휘도를 더욱 균일하게 하고 상기 액정 모듈(10)을 통과하도록 반사되는 광선을 증가시켜 디스플레이의 조명도를 향상시킨다.

CIE 색도도를 보여주는 도 7을 참조하면, 파란색 광원(23)을 가지는 상기 액정 디스플레이에서 자주색 역광을 나타내기 위해서는 빨강색을 갖는 협동 변색층(26)이 필요하다. 이와 유사하게, 파란색 광원(23)을 가지는 상기 액정 디스플레이로부터 흰색 역광을 보여주기 위해서는 주황색의 협동 변색층(26)이 필요하다.

도 2에서, 본 고안의 광전도체 셀(21)은 자동차전화나 개인휴대단말기 같은 전자제품의 패널에 응용될 수 있다. 본 구체예에서 파란색 발광 다이오드인 광원(23)은 광전도체 셀(21)의 입광면(215)으로 직접 투사되거나 반사거울(24)에 의해 그곳으로 반사되는 광선 X를 방사한다. 광선 X는 출광면(211)에 굴절되어 투사되거나 그곳으로 직접 투사된다. 광선 X가 본 실시예에서 빨강색인 변색층(26)을 통과하여 출광면(211)에 이르기 전에, 상기 변색층에서 상기의 색들은 혼합되어 변환된 색 (자주색, 도 3 참조)을 갖는 빛 Y가 된다. 상기의 변환된 색을 갖는 빛 Y는 광택층(25)을 지나 더 멀리 투과한다. 광택층(25) 내부에 수많은 광입자(251)의 표면에 있는 돌기(252)들은 도 3에서 보여주는 것처럼 볼록렌즈같이 빛 Y를 초점에 모은다. 빛 Y는 광입자(251)의 위쪽에서부터 상기 액정모듈(10)을 투과하며 나간다. 따라서, 액정 디스플레이(1)는 변환된 색으로 역광을 나타낼 수 있다. 이와 같은 빛을 모으는 효과는 빛의 휘도를 증대시켜, 액정 디스플레이의 역광은 더 나은 휘도를 갖게 된다.

또한, 햇빛이나 전등빛 같은 외부 광원으로부터 방사되는 광선 Z는 액정 모듈(10)을 투과하여 상기 광전도체 셀(21)의 광택층(25)에 도달할 것이다. 광선 Z는 수많은 광입자(251)의 표면상의 돌기(252)들에 의해 반사되고 산란되어서 액정 모듈(10)로 재반사 되어질 수 있는 산란빛 V를 형성한다(도 4참조). 이것은 액정모듈(10)에 의해 나타난 휘도와 균일성을 증대시킨다.

상기한 바에 따르면, 본 고안에 따른 광전도체 셀(21)의 변색층(26)은 광원(23)으로부터 방사된 빛의 색이 변환하도록 도와준다. 그러므로, 광원(23)의 색과 변색 필름(26)에 따라 다양한 역광색을 나타낼 수 있다. 게다가, 광택층(25)의 수많은 광입자(251)는 외부 광원의 빛을 반사하고 산란시키며 내부광원(23)의 빛을 모아서 상기 액정 디스플레이(1)에 의해 나타나는 휘도와 균일성을 향상시킨다. 따라서 역광색이 변하는 동안, 상기 디스플레이에서 역광의 휘도 또한 증가하여 상기 디스플레이(1)의 조도가 향상된다.

도 5는 본 고안의 제 2 실시예로, 광전도체 셀(30)의 최상층이 변색층(31)이며, 변색층(31)의 저부에는 광택층(32)이 있다. 광원(33)으로부터 방사된 광선은 먼저 상기 광택층(32)에 모아진 후, 변색층(31)으로 나간다. 다시 말하면, 외부 광원으로부터 방사된 광선은 광택층(32)의 수많은 광입자(321)에 의해 반사되고 산란된 후, 변색층(31)으로 나아간다. 상기 색상들은 다양한 색을 이루도록 혼합되며 향상된 휘도와 균일성을 가진다.

도 6은 본 고안의 제 3 실시예로, 광전도체 셀(41)이 변색층은 직접 형성하도록 색소 물질 또는 발광성 색소 물질과 일체적으로 혼합되어진다. 상기 광전도체 셀(41)의 출광면(411)의 저부는 광택층(42)이 일체적으로 배치된다. 따라서, 광원(43)으로부터 방사된 광선은 즉시 광전도체 셀(41) 내의 변환된 색을 갖는 빛으로 혼합된다. 변색된 빛은 광택층(42)에 바로 투사되거나 광전도체 셀(41)의 밑에 있는 반사층(44)에 의해 반사되어 휘도를 높이도록 초점에 모아진다. 외부 광원의 광선 역시 빛의 균일성을 향상시키도록 광택층(42)에 의해 반사되고 산란된다.

본 고안은 광학적으로 빛의 색을 변환할 수 있고 광원의 색과 조합하여 디스플레이에 원하는 역광색을 나타낼 수 있다. 종래의 변색 필름은 역광의 휘도를 감소시키는 반면 본 고안은 휘도를 향상시킬 수 있다. 또한, 구조상으로 분산 필름과 변색 필름에 대한 비용이 절약될 수 있다.

결론적으로, 본 고안은 다음의 잇점들을 가진다.

1. 본 고안은 액정 디스플레이에 나타나는 역광의 휘도를 향상시킨다. 광택층은 광전도체 셀 위에 배치된다. 수많은 광입자들이 광택층과 혼합되거나 연결되어서, 상기 광택층은 수직방향에서 빛의 휘도를 높일 수 있다. 그러므로, 디스플레이의 전체 휘도는 향상되고 향상된 휘도는 종래의 변색 필름의 것보다 휠씬 더 높다.

2. 본 고안은 빛의 색을 광학적으로 변환할 수 있다. 변색층이 광전도체 셀 위에 위치된다. 변색층은 소정의 색소 물질이나 발광성 색소 물질과 혼합되거나 연결되어, 빛의 색을 소정의 색으로 변환시키고 다양한 색깔의 빛을 나타낼 수 있다. 발광성 색소 물질의 경우, 휘도가 빛의 간섭과 흡수로 인해 감소되지 않는다. 바꾸어 말하면, 발광효과는 휘도를 향상시킨다.

상기의 실시예는 본 고안을 설명하기 위해 사용되었을 뿐 본 고안의 범주를 한정하는 것이 아니다. 본 고안의 정신으로부터 벗어나지 않은 범위에서, 상기 실시예를 이용한 많은 변용이 이루어질 수 있다.

Claims (5)

1. 액정 모듈을 가지는 액정 디스플레이 상에 배치되고, 광전도체 모듈이 상기 액정 모듈의 저부 아래에 배치되고, 광전도체 모듈이 투명한 기판 물질로 이루어진 광전도체 셀을 구비하고, 광전도체 셀의 상부가 출광면을 구비하고, 상기 광전도체 셀의 저부가 광전도면을 구비하고, 반사층이 상기 광전도면 아래에 배치되고, 광원이 상기 광전도체 셀의 한 측에 배열되는 광전도체 셀에 있어서,

   광택층과 변색층이 상기 광전도체 셀의 출광면 아래에 일체적으로 위치되고,

   상기 광택층이 수많은 광입자로 구성되고,

   각 광입자들의 외면이 다수의 돌기들로 형성되며,

   상기 변색층이 소정의 색소 물질과 혼합되는 것을 특징으로 하는 빛의 광학적 변색이 가능한 광전도체 셀.
2. 제 1항에 있어서, 상기 광택층이 광전도면과 상기 변색층 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 빛의 광학적 변색이 가능한 광전도체 셀.
3. 제 1항에 있어서, 상기 변색층이 상기 광택층의 저부 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는 빛의 광학적 변색이 가능한 광전도체 셀.
4. 제 1항에 있어서, 상기 변색층이 광전도체 셀 내부에 일체적으로 형성되고변색층 상부에 상기 광택층이 배치되는 것을 특징으로 하는 빛의 광학적 변색이 가능한 광전도체 셀.
5. 제 1항에 있어서, 상기 광전도체 셀의 광전도면이 경사진 면이고, 상기 광전도체 셀이 두꺼운 끝단과 얇은 끝단을 갖도록 점점 좁아지는 형태이고, 입광면이 광전도체 셀의 두꺼운 끝단의 측면에 형성되고, 광원이 광전도체 셀의 얇은 끝단으로부터 멀리 떨어진 입광면의 한 측에 위치되며, 아치형의 반사거울이 상기 광전도체 셀로부터 멀리 떨어진 광원의 한 측에 위치되는 것을 특징으로 하는 빛의 광학적 변색이 가능한 광전도체 셀.