KR20160010184A - 편광필름 및 이를 포함하는 평판표시장치 - Google Patents

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Abstract

본원의 각 실시예는 차광성이 감소될 수 있는 편광필름에 관한 것으로, 상호 대향하는 제 1 및 제 2 지지부재; 및 상기 제 1 및 제 2 지지부재 사이에 형성되고, 서로 다른 크기를 갖는 둘 이상의 퀀텀로드와 적어도 하나의 퀀텀도트가 분산된 재료로 이루어진 편광층을 포함하는 편광필름을 제공한다.

Description

편광필름 및 이를 포함하는 평판표시장치{POLARIZATION FILM AND FLAT DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본원은 차광률이 감소될 수 있는 편광필름 및 이를 포함하는 평판표시장치에 관한 것이다.
본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라, 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전하고 있다. 이에, 여러가지 다양한 평판표시장치(Flat Display Device)에 대해 박형화, 경량화 및 저소비전력화 등의 성능을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다.
이 같은 평판표시장치의 대표적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro Luminescence Display device: ELD), 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display device: EWD) 및 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display device: OLED) 등을 들 수 있다.
이와 같은 평판표시장치들은 공통적으로, 영상을 구현하기 위한 평판표시패널을 필수적으로 포함한다. 평판표시패널은 고유의 발광물질 또는 편광물질을 사이에 둔 한 쌍의 기판이 대면합착된 구조이다.
한편 평판표시장치는 표시광의 시인성을 높이거나, 표시광의 시각방향을 조절하기 위하여, 소정 방향으로 편광된 광을 투과하는 편광부재를 포함하는 것이 일반적이다.
더불어, 평판표시장치가 서로 다른 복수의 시각방향으로 방출되는 복수의 영상을 동시에 표시하는 모드로 구동 가능한 다중시야표시장치인 경우, 각 영상의 표시광을 각 시각방향으로 분리하기 위하여, 편광부재 및 그에 의해 편광된 광을 각 시각방향으로 분리하는 광경로변환부재를 포함하는 것이 일반적이다.
그런데, 일반적인 편광부재는 소정 방향으로 편광된 광을 제외한 나머지를 차단하는 패턴의 차광물질로 형성된다. 이에 따라, 편광부재의 차광률은 50% 이상이 되므로, 편광부재에 의해 평판표시장치의 휘도가 저하되는 문제점이 있다.
본원은 차광물질로 형성되지 않으면서도, 광의 파장 및 편광을 변형할 수 있어, 차광률이 감소됨으로써, 평판표시장치의 휘도 저하를 최소화할 수 있는 편광필름 및 이를 포함하는 평판표시장치를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본원은 상호 대향하는 제 1 및 제 2 지지부재; 및 상기 제 1 및 제 2 지지부재 사이에 형성되고, 서로 다른 크기를 갖는 둘 이상의 퀀텀로드와 적어도 하나의 퀀텀도트가 분산된 재료로 이루어진 편광층을 포함하는 편광필름을 제공하고, 상기 편광필름을 포함하는 평판표시패널을 제공한다.
본원의 각 실시예에 따른 편광필름은 서로 다른 크기를 갖는 둘 이상의 퀀텀로드와 적어도 하나의 퀀텀도트가 분산된 재료로 이루어진 편광층을 포함한다. 이때, 둘 이상의 퀀텀로드 각각은 광을 흡수하여 각각의 크기에 대응하는 파장영역의 광을 방출한다. 이때, 각 퀀텀로드에서 방출되는 광은 각 퀀텀로드의 정렬방향에 대응하는 방향으로 편광된다.
이에 따라, 본원의 각 실시예에 따른 편광필름은 차광물질을 포함하지 않고서도 광을 편광할 수 있어, 차광물질을 포함하는 일반적인 편광필름에 비해 차광률이 감소될 수 있고, 그로 인해 평판표시장치의 휘도 저하가 최소화될 수 있다.
그리고, 편광층은 둘 이상의 퀀텀로드 뿐만 아니라, 적어도 하나의 퀀텀도트를 더 포함한다. 퀀텀도트는 둘 이상의 퀀텀로드에 의해 흡수되지 않고 남은 잔여 광을 흡수하고, 흡수한 광을 인접한 퀀텀로드로 전달함으로써, 편광층에 의한 광손실이 더욱 감소될 수 있고, 그로 인해 편광필름의 차광률이 더욱 감소될 수 있다.
도 1은 본원의 각 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 제 1 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2a의 편광필름에 대한 구동예를 나타낸 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 제 1 실시예에 따른 편광필름을 포함하는 평판표시장치의 구동예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본원의 제 2 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 편광필름을 포함하는 평판표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 5의 편광필름을 포함하는 다른 평판표시장치의 구동예를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본원의 제 3 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이다.
도 9는 제 3 실시예에 따른 편광필름을 포함하는 평판표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본원의 제 4 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이다.
도 11a, 도 11b 및 도 11c는 본원의 제 5 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이다.
이하, 본원의 각 실시예에 따른 편광필름 및 이를 포함하는 평판표시장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본원의 각 실시예에 따른 편광필름에 대해 설명한다.
도 1은 본원의 각 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본원의 각 실시예에 따른 편광필름(100)은 상호 대향하는 제 1 및 제 2 지지부재(111, 112) 및 제 1 및 제 2 지지부재(111, 112) 사이에 형성되는 편광층(120)을 포함한다.
제 1 및 제 2 지지부재(111, 112) 각각은 투광성을 갖는 박막재료로 마련될 수 있다.
편광층(120)은 서로 다른 크기를 갖는 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)와 적어도 하나의 퀀텀도트(124)가 분산된 고분자 수지(125)로 형성된다. 이때, 고분자 수지(125)는 투광성을 갖고, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)가 재정렬될 수 있도록 액상 상태 또는 반고형 상태일 수 있다. 또는, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)의 정렬이 고정된 경우, 고분자 수지(125)는 고형 상태일 수도 있다.
둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123) 각각은 광을 흡수하여 가시광을 방출한다. 이때, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)는 서로 다른 크기의 장축을 가지므로, 서로 다른 파장영역의 가시광을 방출한다. 즉, 장축 크기가 큰 퀀텀도트(121, 122, 123)는 장축의 크기가 클수록, 긴 파장영역의 가시광을 방출한다.
예시적으로, 둘 이상의 퀀텀로드는 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출하는 제 1, 제 2 및 제 3 퀀텀로드(121, 122, 123)를 포함할 수 있다.
제 1 퀀텀로드(121)는 제 1 크기의 장축을 갖고, 광을 흡수하여 적색광을 방출한다.
제 2 퀀텀로드(122)는 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 장축을 갖고, 광을 흡수하여 적색광보다 짧은 파장영역인 녹색광을 방출한다.
제 3 퀀텀로드(123)는 제 2 크기보다 작은 제 3 크기의 장축을 갖고, 광을 흡수하여 녹색광보다 짧은 파장영역인 청색광을 방출한다.
이와 같이 편광층(120)이 차광물질로 형성되는 것이 아니라, 광을 흡수하여 가시광을 방출하는 퀀텀로드가 분산된 재료로 형성됨으로써, 편광필름(100)은 차광물질을 포함하는 일반적인 편광부재에 비해 차광율을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 편광층(120)이 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출하는 제 1, 제 2 및 제 3 퀀텀로드(121, 122, 123)를 포함하므로, 편광필름(100)은 편광된 백색광을 제공할 수 있는 장점이 있다.
적어도 하나의 퀀텀도트(124)는 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123) 주위에 인접하도록 분산된다.
이에, 편광층(120)으로 입사된 광 중 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)에 흡수되지 않은 잔여 광 중 적어도 일부는 퀀텀도트(124)에 의해 흡수될 수 있다. 그리고, 퀀텀도트(124)는 흡수한 광에너지를 인접한 퀀텀로드(121, 122, 123)로 전달한다.
이와 같이 편광층(120)이 잔여 광을 흡수하고 흡수한 광에너지를 인접한 퀀텀로드(121, 122, 123)로 전달하는 적어도 하나의 퀀텀도트(124)를 포함함에 따라, 편광필름(100)은 그에 의한 광손실을 더욱 감소시킬 수 있고, 그로 인해, 편광필름(100)의 차광율이 더욱 감소될 수 있는 장점이 있다.
더불어, 도 1에 상세히 도시되어 있지 않으나, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123) 및 적어도 하나의 퀀텀도트(124) 각각은 코어(core)를 포함하는 구조이고, 또는, 코어를 감싸는 쉘(shell)을 더 포함하는 구조일 수도 있다.
코어는 구, 타원구, 다면체 및 막대 중 어느 하나의 형태일 수 있다. 그리고, 퀀텀로드(121, 122, 123)가 쉘(shell)을 포함하지 않는 구조인 경우, 퀀텀로드(121, 122, 123)의 코어는 타원구 또는 막대 형태이다.
이러한 코어는 Ⅱ-Ⅵ, Ⅲ-Ⅴ, Ⅲ-Ⅵ, Ⅵ-Ⅳ 및 Ⅳ족의 반도체, 이를 포함하는 합금 또는 혼합물로 형성될 수 있다.
예시적으로, 코어는 CdSe, CdS, CdTe, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe, HgSe, HgTe, CdZnSe 중 어느 하나의 물질 또는 어느 둘 이상의 혼합물로 형성되거나, 또는 InP, InN, GaN, InSb, InAsP, InGaAs, GaAs, GaP, GaSb, AlP, AlN, AlAs, AlSb, CdSeTe, ZnCdSe 중 어느 하나의 물질 또는 어느 둘 이상의 혼합물로 형성되거나, 또는 PbSe, PbTe, PbS, PbSnTe, Tl2SnTe5 중 어느 하나의 물질 또는 어느 둘 이상의 혼합물로 형성될 수 있다.
각 퀀텀로드(121, 122, 123)는 작은 크기의 코어를 가질수록 짧은 파장영역의 광을 방출하고, 큰 크기의 코어를 가질수록 긴 파장영역의 광을 방출한다.
이하에서는, 서로 다른 크기를 갖는 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)와 적어도 하나의 퀀텀도트(124)가 분산된 고분자 수지(125)로 이루어진 편광층(120)을 포함하는 편광필름에 대한 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 실시예와 이를 포함하는 평판표시장치에 대해 설명한다.
다음, 도 2a, 도 2b, 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 본원의 제 1 실시예에 대해 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 제 1 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2a의 편광필름에 대한 구동예를 나타낸 단면도이며, 도 4a 및 도 4b는 제 1 실시예에 따른 편광필름을 포함하는 평판표시장치의 구동예를 나타낸 단면도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 본원의 제 1 실시예에 따른 편광필름(101)은 제 1 및 제 2 지지부재(111, 112) 중 적어도 하나 상에 형성되는 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132)을 더 포함한다.
일 예로, 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132)은 제 1 지지부재(111) 상에 형성됨으로써, 제 1 지지부재(111)와 편광층(120) 사이에 배치될 수 있다.
즉, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제 1 편광정렬전극(131)은 제 1 지지부재(111)의 일면 상에 단일 평면 패턴으로 형성되고, 제 2 편광정렬전극(132)은 제 1 편광정렬전극(131)을 덮은 제 1 절연막(113) 상에 상호 이격되고 나란하게 배열된 다수의 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있다.
이때, 편광필름(101)은 제 1 지지부재(111) 상에 형성되고 제 1 편광정렬전극(131)을 덮는 제 1 절연막(113) 및 제 1 절연막(113) 상에 형성되고 제 2 편광정렬전극(132)을 덮는 제 2 절연막(114)을 더 포함한다.
또는, 도 2b에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132)은 제 1 지지부재(111) 상에 상호 이격되고 교번하게 배열된 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있다.
이때, 편광필름(101)은 제 1 지지부재(111) 상에 형성되고, 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132)을 덮는 절연막(115)을 더 포함한다.
이러한 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132)에 서로 다른 레벨의 전압이 인가되면, 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132) 사이에 수평전계가 발생된다. 이때, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)는 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132) 사이의 수평전계에 대응하는 방향으로 정렬된다.
즉, 도 3a에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132) 사이의 전압차가 0V인 경우, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)는 랜덤하게 배열된다.
이때, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123) 각각에서 방출되는 광의 방향 또한 랜덤하게 되므로, 편광필름(101)은 무편광된 광을 방출한다.
반면, 도 3b에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132) 사이의 전압차가 소정의 편광전압(VPOL) 이상인 경우, 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132) 사이에 수평전계가 발생된다. 이때, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)는 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132) 사이의 수평전계에 대응하는 방향으로 정렬된다. 즉, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)는 각각의 장축이 수평전계에 나란하도록 정렬된다.
이때, 수평전계에 대응하는 방향으로 정렬된 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123) 각각에서 방출되는 광의 방향은 상호 동일 또는 유사하게 된다. 이에, 편광필름(101)은 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)의 정렬 방향에 대응하는 방향으로 편광된 광을 방출한다.
이상과 같이, 본원의 제 1 실시예에 따른 편광필름(101)은 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132)을 포함함으로써, 편광된 광과 무편광된 광을 선택적으로 방출할 수 있는 장점이 있다. 이에, 편광필름(101)은 다중시야표시장치 등에 적용될 수 있다.
즉, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 다중시야를 표시하는 평판표시장치(201)는 제 1 실시예에 따른 편광필름(101), 편광필름(101)의 하부에 형성되는 표시패널(210) 및 편광필름(101)의 상부에 형성되는 렌티큘러 어레이(220)를 포함할 수 있다.
그리고, 평판표시장치(201)는 컬러영상을 표시하기 위한 컬러필터(230), 외부 충격으로부터 소자를 보호하기 위한 강화부재(240), 및 렌티큘러 어레이(220)를 덮는 커버부재(250)를 더 포함할 수 있다.
표시패널(210)은 상호 대향하는 제 1 및 제 2 기판(211, 212)과, 서로 다른 복수의 시각방향 중 어느 하나에 각각 대응하는 복수의 화소(213; P1, P2, P3)를 포함한다.
예시적으로, 복수의 화소(213)는 서로 다른 제 1, 제 2 및 제 3 시각방향에 대응하는 제 1, 제 2 및 제 3 화소(P1, P2, P3)를 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 화소(P1)는 평판표시장치(201)의 정면 방향에 대응하는 제 1 시각방향으로 표시되고, 제 2 화소(P2)는 평판표시장치(201)의 정면에서 어긋난 일측 방향에 대응하는 제 2 시각방향으로 표시되며, 제 3 화소(P3)는 평판표시장치(201)의 정면에서 어긋난 다른 일측 방향에 대응하는 제 3 시각방향으로 표시될 수 있다.
이러한 제 1, 제 2 및 제 3 화소(P1, P2, P3)은 일 방향(도 4a의 좌우방향)으로 각각 적어도 하나씩 이웃하게 배열될 수 있다.
렌티큘러 어레이(220)는 상호 나란하게 배열된 복수의 연신렌즈(221)를 포함한다.
각 연신렌즈(221)는 편광필름(101)의 편광방향에 대응하는 일방향으로 연신된 재료로 형성된다. 그리고, 각 연신렌즈(221)는 표시광이 방출되는 방향으로 돌출된 볼록렌즈 형태의 단면을 가질 수 있다.
이러한 연신렌즈(221)는 편광필름(101)에 의해 편광된 광을 각각의 시각방향으로 분리하는 반면, 무편광된 광을 각각의 시각방향으로 분리하지 않고 그대로 투과한다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 편광필름(101)의 제 1 및 제 2 편광정렬전극(도 2a, 도 2b, 도 3a 및 도 3b의 131, 132) 사이의 전압차가 0V이면, 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132) 사이에 수평전계가 형성되지 않는다. 이 경우, 편광필름(101)에서 무편광된 광이 방출되고, 렌티큘러 어레이(220)는 무편광된 광을 투과한다.
반면, 도 4b에 도시한 바와 같이, 편광필름(101)의 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132) 사이의 전압차가 소정의 편광전압(VPOL)이면, 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132) 사이에 수평전계가 형성된다. 이 경우, 편광필름(101)에서 수평전계에 대응하는 방향으로 편광된 광이 방출되고, 렌티큘러 어레이(220)는 편광된 광을 각각의 시각방향으로 분리한다.
이와 같이, 다중시야를 표시하는 평판표시장치(201)는 제 1 실시예에 따른 편광필름(101)을 포함함으로써, 휘도가 개선될 수 있다.
다음, 도 5, 도 6, 도 7a 및 도 7b를 참조하여, 본원의 제 2 실시예에 대해 설명한다.
도 5는 본원의 제 2 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 6은 제 2 실시예에 따른 편광필름을 포함하는 평판표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 7a 및 도 7b는 도 5의 편광필름을 포함하는 다른 평판표시장치의 구동예를 나타낸 단면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본원의 제 2 실시예에 따른 편광필름(102)은 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132)을 포함하지 않고, 제 1 및 제 2 배향층(141, 142)을 더 포함한다는 점을 제외하면, 제 1 실시예의 편광필름(101)와 동일하므로, 이하에서 중복 설명은 생략한다.
제 1 배향층(141)은 제 1 지지부재(111)와 편광층(120) 사이에 형성되고, 제 2 배향층(142)은 제 2 지지부재(112)와 편광층(120) 사이에 형성된다.
그리고, 제 1 및 제 2 배향층(141, 142)은 소장 방향으로 배향되어, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)을 정렬한다. 이때, 편광층(120) 내의 고분자 수지(125)는 고형 상태일 수 있다.
이에, 편광층(120) 내에 구비된 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)는 제 1 및 제 2 배향층(141, 142)의 배향방향에 대응하는 방향으로 정렬된다.
이때, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123) 각각에서 방출되는 광의 방향은 상호 동일 또는 유사하게 된다. 이에, 편광필름(102)은 제 1 및 제 2 배향층(141, 142)의 배향방향에 대응하는 소정 방향으로 편광된 광을 방출한다.
이상과 같이, 본원의 제 2 실시예에 따른 편광필름(102)은 편광된 광과 무편광된 광을 선택적으로 방출할 수 없고 항상 편광된 광만을 방출하는 대신, 전력소모가 없고 안정적으로 편광된 광을 방출할 수 있는 장점이 있다.
이에 편광필름(102)은 액정표시장치 및 유기발광표시장치 등의 부가적인 편광판으로 구비될 수 있다.
즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 액정을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치(202)는 제 2 실시예에 따른 편광필름(102), 편광필름(102)의 상부에 형성되는 표시패널(210), 표시패널(210)의 하부에 형성되는 백라이트유닛(260), 표시패널(210)의 하부 및 상부에 형성되는 하부편광판(271) 및 상부편광판(272)을 포함할 수 있다.
표시패널(210)은 상호 대향하는 제 1 및 제 2 기판(211, 212) 및 복수의 화소(213; P)을 포함한다.
백라이트유닛(260)은 표시패널(210)의 하부에 형성되고, 표시패널(210) 측으로 무편광된 광을 조사한다.
하부편광판(271)은 편광필름(102)과 표시패널(210) 사이에 형성되고, 표시패널(210)에 편광된 광을 제공한다.
상부편광판(272)은 표시패널(210)의 상부에 형성되고, 표시패널(210)에서 방출되는 광 중 소정 편광방향의 광을 투과한다.
편광필름(102)은 백라이트유닛(260)과 하부편광판(271) 사이에 형성되고, 하부편광판(271)에 적어도 일부가 편광된 광을 제공한다. 즉, 하부편광판(271)에 입사되는 광 중 적어도 일부는 편광필름(102)에 의해 편광된 광이므로, 하부편광판(271)에 의해 차단되지 않는다.
이에, 하부편광판(271)의 차광률이 감소되므로, 평판표시패널(202)의 휘도가 향상될 수 있는 장점이 있다.
또는, 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 다중시야를 표시하는 평판표시장치(203)는 제 2 실시예에 따른 편광필름(102), 편광필름(102)의 하부에 형성되는 표시패널(210) 및 편광필름(102)의 상부에 형성되는 렌티큘러 어레이(220')를 포함할 수 있다.
그리고, 평판표시장치(201)는 컬러영상을 표시하기 위한 컬러필터(230), 외부 충격으로부터 소자를 보호하기 위한 강화부재(240), 및 렌티큘러 어레이(220')를 덮는 커버부재(250)를 더 포함할 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 평판표시장치(203)는 제 1 실시예의 편광필름(101)과, 복수의 연신렌즈(221)를 포함하는 렌티큘러 어레이(220) 대신, 제 2 실시예에 따른 편광필름(102)과, 복수의 액정렌즈(222)를 포함한 렌티큘러 어레이(220')를 포함하는 점을 제외하면, 도 4a 및 도 4b에 도시한 평판표시장치(201)과 동일하므로, 이하에서 중복 설명은 생략한다.
평판표시장치(203)의 렌티큘러 어레이(220')는 상호 나란하게 배열된 복수의 액정렌즈(222)를 포함한다. 이때, 각 액정렌즈(222)는 내부에 소정 방향으로 배향된 다수의 액정(223)을 포함하고, 표시광이 방출되는 방향으로 돌출된 볼록렌즈 형태의 단면을 가질 수 있다.
그리고, 렌티큘러 어레이(220')는 복수의 액정렌즈(222)의 상부 및 하부에 형성되는 제 1 및 제 2 액정정렬전극(224, 225)을 더 포함한다.
이러한 렌티큘러 어레이(220')는 제 1 및 제 2 액정정렬전극(224, 225) 사이에 수직전계가 형성되지 않으면, 편광필름(102)의 편광된 광을 각각의 시각방향으로 분리한다.
즉, 도 7a에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 액정정렬전극(224, 225) 사이의 전압차가 0V이면, 제 1 및 제 2 액정정렬전극(224, 225) 사이에 수직전계가 형성되지 않는다. 이 경우, 각 액정렌즈(222) 내의 액정(223)은 배향방향으로 정렬된 상태이므로, 렌티큘러 어레이(220')는 편광필름(102)에 의해 편광된 광을 각각의 시각방향으로 분리한다.
반면, 도 7b에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 액정정렬전극(224, 225) 사이의 전압차가 소정의 액정전압(VLC) 이상인 경우, 제 1 및 제 2 액정정렬전극(224, 225) 사이에 수직전계가 발생된다. 이때, 각 액정렌즈(222) 내의 액정(223)은 제 1 및 제 2 액정정렬전극(224, 225) 사이의 수직전계에 대응하는 방향으로 정렬된다. 이에, 렌티큘러 어레이(220')는 편광필름(102)에 의해 편광된 광을 각각의 시각방향으로 분리하지 않고 그대로 투과한다.
이상과 같이, 도 7a 및 도 7b에 도시한 평판표시패널(203)은 제 2 실시예에 따른 편광필름(102) 및 복수의 액정렌즈(222)를 포함함으로써 도 4a 및 도 4b에 도시한 평판표시패널(201)에 비해 전력소모를 감소시킬 수 있고, 응답속도를 개선할 수 있는 장점이 있다.
다음, 도 8 및 도 9를 참조하여 본원의 제 3 실시예에 대해 설명한다.
도 8은 본원의 제 3 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이고, 도 9는 제 3 실시예에 따른 편광필름을 포함하는 평판표시장치를 나타낸 단면도이다.
제 2 실시예에 따른 편광필름(102)은 하나의 배향방향으로 배향된 제 1 및 제 2 배향층(141, 142)을 포함하는 것과 달리, 제 3 실시예에 따른 편광필름은 서로 다른 둘 이상의 배향방향으로 배향된 배향층을 포함한다.
즉, 도 8에 도시한 바와 같이, 본원의 제 3 실시예에 따른 편광필름(103)은 제 1 및 제 2 배향층(143, 144)이 서로 다른 둘 이상의 배향방향(ODL, DOR)으로 배향되는 점을 제외하면, 도 5에 도시한 제 2 실시예의 편광필름(102)과 동일하므로, 이하에서 중복 설명은 생략한다.
이러한 제 3 실시예의 편광필름(103)은 안경타입의 3차원 영상 표시장치에 적용될 수 있다. 여기서, 3차원 영상 표시장치는 좌측 시각방향과 우측 시각방향 중 어느 하나에 각각 대응하는 복수의 화소를 포함하고, 3차원 영상 표시 모드로 구동 시, 좌측 시각방향의 영상과 우측 시각방향의 영상을 동시에 표시한다.
즉, 도 9에 도시한 바와 같이, 평판표시장치(204)는 제 3 실시예에 따른 편광필름(103), 편광필름(103)의 하부에 형성되는 표시패널(210) 및 편광필름(103)의 상부에 형성되는 위상지연층(280)을 포함할 수 있다.
그리고, 평판표시장치(204)는 컬러영상을 표시하기 위한 컬러필터(230) 및 외부 충격으로부터 소자를 보호하기 위한 강화부재(240)를 더 포함할 수 있다.
표시패널(210)은 상호 대향하는 제 1 및 제 2 기판(211, 212)과, 제 1 및 제 2 기판(211, 212) 사이에 형성되는 복수의 화소(213; PL, PR)를 포함한다.
여기서, 복수의 화소(213; PL, PR) 각각은 좌측 및 우측 시각방향 중 어느 하나에 대응한다. 즉, 복수의 화소(213)는 좌측 시각방향으로 표시되는 제 1 화소(PL) 및 우측 시각방향으로 표시되는 제 2 화소(PR)를 포함한다.
제 1 및 제 2 배향층(143, 144) 각각에서 좌측 시각방향의 제 1 화소(PL)에 대응하는 영역은 제 1 배향방향(ODL)으로 배향되고, 우측 시각방향의 제 2 화소(PR)에 대응하는 영역은 제 2 배향방향(ODR)으로 배향된다.
이러한 제 1 및 제 2 배향층(143, 144)에 의해, 편광층(120) 내에 구비된 둘 이상의 퀀텀로드(211, 212, 213) 또한 좌측 시각방향의 제 1 화소(PL)에 대응하는 영역에서는 제 1 배향방향(ODL)에 대응하는 방향(도 8의 좌측 하단에서 우측 상단으로 이어지는 방향)으로 정렬되고, 우측 시각방향의 제 2 화소(PR)에 대응하는 영역에서는 제 2 배향방향(ODR)에 대응하는 방향(도 8의 우측 하단에서 좌측 상단으로 이어지는 방향)으로 정렬된다.
이러한 평판표시장치(204)에 있어서, 좌측 시각방향의 제 1 화소(PL)에서 방출되는 광은 편광필름(103)의 제 1 배향방향(ODL)에 의해, 제 1 편광방향으로 편광된다. 그리고, 편광필름(103)에 의해 제 1 편광방향으로 편광된 광은 위상지연층(280)에 의해 제 1 회전방향의 원편광된 광으로 방출된다.
반면, 우측 시각방향에 대응한 화소(PR)에서 방출되는 광은 편광필름(103)의 제 2 배향방향(ODR)에 의해, 제 2 편광방향으로 편광된다. 그리고, 편광필름(103)에 의해 제 2 편광방향으로 편광된 광은 위상지연층(280)에 의해 제 2 회전방향의 원편광된 광으로 방출된다.
이상과 같이, 본원의 제 3 실시예에 따른 편광필름(103)은 둘 이상의 배향방향으로 배향된 제 1 및 제 2 배향층(143, 144)을 포함함으로써, 안경타입의 3차원 영상표시장치(204)에 용이하게 적용될 수 있다.
다음, 도 10을 참조하여 본원의 제 4 실시예에 따른 편광필름에 대해 설명한다.
도 10은 본원의 제 4 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 제 4 실시예에 따른 편광필름(104)은 제 1 실시예에 따른 제 1 및 제 2 편광정렬전극(131, 132), 및 제 2 실시예에 따른 제 1 및 제 2 배향층(141, 142)을 모두 포함한다는 점을 제외하면, 앞서 설명한 제 1 및 제 2 실시예와 동일하므로, 이하에서 중복 설명은 생략한다.
또는, 별도로 도시하고 있지 않으나, 제 4 실시예에 따른 편광필름(104)은 제 2 실시예에 따른 제 1 및 제 2 배향층(141, 142) 대신, 제 3 실시예에 따른 제 1 및 제 2 배향층(143, 144)을 포함할 수도 있음은 당연하다.
이와 같이 제 4 실시예에 따른 편광필름(104)은 편광된 광을 방출하는 모드와, 무편광된 광을 방출하는 모드로 구동 가능하면서도, 둘 이상의 퀀텀로드(121, 122, 123)의 정렬 상태가 리셋 상태로 더욱 빠르게 돌아올 수 있어, 응답속도가 빨라질 수 있는 장점이 있다.
이어서, 도 11a, 도 11b, 도 11c를 참조하여 본원의 제 5 실시예에 따른 편광필름에 대해 설명한다.
도 11a, 도 11b 및 도 11c은 본원의 제 5 실시예에 따른 편광필름을 나타낸 단면도이다.
앞서 언급한 바와 같이, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 실시예에 따른 편광필름(101, 102, 103, 104)의 편광층(120)은 단일층 구조인 반면, 제 5 실시예에 따른 편광필름의 편광층(120')은 이층 구조이다.
즉, 도 11a에 도시한 바와 같이, 제 5 실시예에 따른 편광필름(105)의 편광층(120')은 순차 적층된 제 1 및 제 2 변환층(120A, 120B)을 포함한다.
제 1 변환층(120A)는 제 1 지지부재(111)의 상부에 형성된다. 이러한 제 1 변환층(120A)은 광을 흡수하여 청색광을 방출하는 제 3 퀀텀로드(123)와, 광을 흡수하여 인접한 퀀텀로드(123)으로 전달하는 적어도 하나의 퀀텀도트(124)가 분산된 고분자 수지(125)로 이루어진다.
제 2 변환층(120B)은 제 1 변환층(120A)과 제 2 지지부재(112) 사이에 형성된다. 이러한 제 2 변환층(120B)은 광을 흡수하여 적색광 및 녹색광을 방출하는 제 1 및 제 2 퀀텀로드(121, 122)가 분산된 고분자 수지(125)로 이루어진다.
이때, 제 1 변환층(120A)에 구비되는 제 3 퀀텀로드(123)는 자외선 대역의 광에너지(이하, "자외광(UV)"라 함)를 흡수하고, 청색광을 방출한다. 그리고, 제 1 변환층(120A)에 구비되는 적어도 하나의 퀀텀도트(124) 또한 제 3 퀀텀로드(123)에 의해 흡수되지 않고 남은 자외광을 흡수하고, 흡수한 광에너지를 인접한 제 3 퀀텀로드(123)로 전달한다.
제 2 변환층(120B)은 제 1 변환층(120A)의 상부에 배치되므로, 제 1 변환층(120A)에서 방출되는 청색광은 제 2 변환층(120B)으로 입사된다.
제 2 변환층(120B)에 구비되는 제 1 및 제 2 퀀텀로드(121, 122)는 제 1 변환층(120A)에서 방출되는 청색광 중 일부를 흡수하고, 적색광 및 녹색광을 방출한다.
즉, 제 1 변환층(120A)에서 방출되는 청색광 중 일부는 제 1 및 제 2 퀀텀로드(121, 122)에 의해 적색광 및 녹색광으로 변환되고, 나머지 일부는 제 2 변환층(120A) 밖으로 출력된다.
도 11a에 도시한 바와 같이, 제 5 실시예에 따른 편광필름(105)은 이층구조의 편광층(120')을 포함한다는 점을 제외하면, 제 1 실시예와 동일한 구조일 수 있다.
또는, 도 11b에 도시한 바와 같이, 제 5 실시예에 따른 편광필름(105)은 이층구조의 편광층(120')을 포함한다는 점을 제외하면, 제 2 실시예와 동일한 구조일 수 있다.
또는, 별도로 도시하고 있지 않으나, 제 5 실시예에 따른 편광필름(105)은 이층구조의 편광층(120')을 포함한다는 점을 제외하면, 제 3 또는 제 4 실시예와 동일한 구조일 수도 있음은 당연하다.
이에 이하에서 중복 설명은 생략한다.
이상과 같이, 제 5 실시예에 따르면, 편광층(120')은 제 1 및 제 2 변환층(120A, 120B)을 포함하되, 제 1 변환층(120A)에 의해 자외광이 청색광으로 1차 변환되고, 제 2 변환층(120B)에 의해 청색광 중 일부가 적색광 또는 녹색광으로 2차 변환된다. 이때, 각 변환층(120A, 120B)에 의한 광의 변화폭은 자외광이 적색광 또는 녹색광으로 변환되는 폭보다 작으므로, 광손실이 더욱 감소될 수 있다. 이로써, 편광필름(105)의 차광율이 더욱 감소될 수 있는 장점이 있다.
이러한 제 5 실시예의 편광필름(105)은 자외광을 편광하는 용도라면 어디든지 적용될 수 있다. 즉, 도 4a, 도 4b, 도 7a, 도 7b 및 도 9에 도시한 평판표시장치(201, 203, 204) 각각의 표시패널(210)이 자외광을 방출한다면, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 실시예의 편광필름(101, 102, 103, 104) 대신 제 5 실시예의 편광필름(105)이 적용될 수 있다.
또한, 도 6에 도시한 평판표시장치(202)의 백라이트유닛(260)이 자외광을 조사한다면, 제 2 실시예의 편광필름(102) 대신 제 5 실시예의 편광필름(105)이 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
101, 102, 103, 104: 각 실시예의 편광필름
111, 112: 제 1 및 제 2 지지부재 120, 120': 편광층
121, 122, 123: 제 1, 제 2 및 제 3 퀀텀로드
124: 퀀텀도트 125: 고분자 수지
131, 132: 제 1 및 제 2 편광정렬전극
141, 142: 제 1 및 제 2 배향층
120A, 120B: 제 1 및 제 2 변환층
201, 202, 203, 204: 평판표시장치
211, 212: 제 1 및 제 2 기판
213: 복수의 화소 220: 렌티큘러 어레이
230: 컬러필터 240: 강화부재
250: 커버부재 260: 백라이트유닛
271, 272: 하부편광판 및 상부편광판 280: 위상지연층

Claims (15)

  1. 상호 대향하는 제 1 및 제 2 지지부재; 및
    상기 제 1 및 제 2 지지부재 사이에 형성되고, 서로 다른 크기를 갖는 둘 이상의 퀀텀로드와 적어도 하나의 퀀텀도트가 분산된 재료로 이루어진 편광층을 포함하는 편광필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 퀀텀로드는
    제 1 크기의 장축을 갖고, 광을 흡수하여 적색광을 방출하는 제 1 퀀텀로드;
    상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 장축을 갖고, 광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 제 2 퀀텀로드; 및
    상기 제 2 크기보다 작은 제 3 크기의 장축을 갖고, 광을 흡수하여 청색광을 방출하는 제 3 퀀텀로드를 포함하는 편광필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 편광층은
    상기 제 3 퀀텀로드와 상기 적어도 하나의 퀀텀도트가 분산된 재료로 이루어진 제 1 변환층; 및
    상기 제 1 및 제 2 퀀텀로드가 분산된 재료로 이루어진 제 2 변환층을 포함하는 편광필름.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 변환층의 상기 제 3 퀀텀로드는 자외광(UV)을 흡수하여 상기 청색광을 방출하고,
    상기 제 2 변환층의 상기 제 1 및 제 2 퀀텀로드는 상기 제 1 변환층에서 방출된 청색광 중 일부를 흡수하여 상기 적색광 및 녹색광을 방출하는 편광필름.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 지지부재 중 적어도 하나 상에 형성되는 제 1 및 제 2 편광정렬전극을 더 포함하고,
    상기 둘 이상의 퀀텀로드는 상기 제 1 및 제 2 편광정렬전극 사이의 수평전계에 대응하는 방향으로 정렬되고,
    상기 둘 이상의 퀀텀로드 각각에서 방출되는 광은 상기 제 1 및 제 2 편광정렬전극 사이의 수평전계에 대응하는 방향으로 편광되는 편광필름.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 편광정렬전극은 상기 제 1 지지부재 상에 교번하여 형성되는 편광필름.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 편광정렬전극은 상기 제 1 지지부재 상에 단일 평면 패턴으로 형성되고,
    상기 제 2 편광정렬전극은 상기 제 1 편광정렬전극을 덮은 절연막 상에 형성되고, 상호 이격되고 나란하게 배열된 스트라이프 패턴으로 형성되는 편광필름.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 지지부재와 상기 편광층 사이에 형성되는 제 1 배향층; 및
    상기 제 2 지지부재와 상기 편광층 사이에 형성되는 제 2 배향층을 더 포함하고,
    상기 둘 이상의 퀀텀로드는 상기 제 1 및 제 2 배향층의 배향방향에 대응하는 방향으로 정렬되고,
    상기 둘 이상의 퀀텀로드 각각에서 방출되는 광은 상기 제 1 및 제 2 배향층의 배향방향에 대응하는 방향으로 편광되는 편광필름.
  9. 제 5 항에 따른 편광필름;
    상기 편광필름의 하부에 형성되고, 상호 대향하는 제 1 및 제 2 기판과, 서로 다른 복수의 시각방향 중 어느 하나에 각각 대응하는 복수의 화소를 포함하는 표시패널; 및
    상기 편광필름의 상부에 형성되는 렌티큘러 어레이를 포함하는 평판표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 렌티큘러 어레이는 상호 나란하게 배열된 복수의 연신렌즈를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 편광정렬전극 사이에 수평전계가 형성된 경우, 상기 편광필름에서 편광된 광이 방출되고, 상기 렌티큘러 어레이는 상기 편광필름에 의해 편광된 광을 각각의 시각방향으로 분리하는 평판표시장치.
  11. 제 8 항에 따른 편광필름;
    상기 편광필름의 하부에 형성되고, 상호 대향하는 제 1 및 제 2 기판과, 서로 다른 복수의 시각방향 중 어느 하나에 각각 대응하는 복수의 화소를 포함하는 표시패널; 및
    상기 편광필름의 상부에 형성되는 렌티큘러 어레이를 포함하는 평판표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 렌티큘러 어레이는
    수평하게 배향된 액정을 각각 포함하고 나란하게 배열된 복수의 액정렌즈; 및
    상기 복수의 액정렌즈의 상부 및 하부에 형성되는 제 1 및 제 2 액정정렬전극을 더 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 액정정렬전극 사이에 수직전계가 형성되지 않은 경우, 상기 각 연신렌즈는 상기 편광필름에 의해 편광된 광을 각각의 시각방향으로 분리하는 평판표시장치.
  13. 제 8 항에 따른 편광필름;
    상기 편광필름의 하부에 형성되고, 상호 대향하는 제 1 및 제 2 기판과, 좌측 및 우측 시각방향 중 어느 하나에 각각 대응하는 복수의 화소를 포함하는 표시패널; 및
    상기 편광필름의 상부에 형성되는 위상지연층을 포함하는 평판표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 편광필름의 상기 제 1 및 제 2 배향층 각각은 좌측 및 우측 시각방향에 대응하는 제 1 및 제 2 배향방향으로 배향되는 평판표시장치.
  15. 제 8 항에 따른 편광필름;
    상기 편광필름의 상부에 형성되고, 상호 대향하는 제 1 및 제 2 기판과, 복수의 화소를 포함하는 표시패널;
    상기 편광필름의 하부에 형성되고, 상기 표시패널 측으로 광을 조사하는 백라이트유닛;
    상기 편광필름과 상기 표시패널 사이에 형성되는 하부편광판; 및
    상기 표시패널의 상부에 형성되는 상부편광판을 포함하는 평판표시장치.
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