KR200316950Y1 - 디스플레이 장치의 표면 광학박막구조 - Google Patents

Abstract

디스플레이장치의 표면 광학박막 구조가 개시된다.

그 구성은 광선을 투시하는 광선투시 기본층(10)과, 이 광선투시기본층(10)상에 위치하고 상기 광선투시 기본층(10)의 광학특성 및 물리적 강도를 높이며, 광원의 반사율을 최소한으로 억제하는 제1 박막층(20)과 색채포화도를 증가시키는 제2 박막층(20)과 내마모성을 증가시키는 제3 박막층(20)을 포함하여서 구성되며, 상기 광선투시기본층(10)의 타면에는 프레넬 환판구조층(50)을 형성시킨 것을 특징으로 하다.

이에 의하면 단일체로서 항반사, 색채포화도 증가, 내마모성 및 시각도증가 등의 효과가 있는 광학박막구조를 이룬다.

Description

디스플레이 장치의 표면 광학박막구조{Thin film structure covering for surface of display unit}

본 고안은 터치스크린 등의 광학 디스플레이장치의 표면 박막 구조에 관한 것이다.

현재 광학 디스플레이장치의 품질을 향상시키고, 또한 사용자한테 보다 편안함과 보다 내구적인 작업환경을 제공하기 위하여 일반적으로 다음의 네 가지의 개량이 진행되고 있다.

1. 외부광원을 줄이는 방향

일반 디스플레이장치의 광도에는 한계가 있고, 이것과 실외 햇빛 또는 실내 광원의 광도와 차이가 크므로 디스플레이장치 표면을 일정한 방법으로 처리하지 않으면 실내 또는 실외광선을 막론하고 디스플레이장치의 표면으로부터의 반사로 광원이 디스플레이장치를 보고 있는 사용자의 눈을 비치게 된다.

일반적으로 단 5% 정도의 실내 표준광원의 반사만으로도 디스플레이 사용자의 눈을 충분히 교란할 수 있는 광원을 발생시킬 수 있으며, 사용자의 눈을 자극하고 반사가 강하므로 잘 보이지 않을수가 있다.

그리하여 대부분의 디스플레이장치는 따로 반사효과를 감소시킬 수 있는 광학면판을 디스플레이장치에 설치함으로써 색채의 대비를 뚜렷히 하며 화면의 선명도를 더 뚜렷하게 하고 부드럽게 하고 있다.

2.색채의 포화도 증가

LCD 디스플레이장치는 광의 편극성을 명암 제어의 메커니즘으로 이용하고 있기 때문에 비예정 선회광원을 효율적으로 제한시킨 것이 매우 중요한 요소가 되고 있으며 또 각종 색상의 균형도를 향상시킬 뿐만아니라 화면의 원색을 나타나게 해서 색감의 극치를 이루어 색상의 표현력을 최대한 강화시킨다.

3. 시각도 증가

일반 디스플레이장치의 발광원의 발사 방향이 자체 구조상의 한계가 있으므로 사용자가 여러 방향 또는 여러 각도에서 불 수가 없으며 디스플레이장치의 정면을 벗어나기만 하면 그 밝기나 색채가 모두 크게 잃게 된다. 만약에 광학 면판으로 디스플레이장치의 광원방향을 조정하면 더욱 넓은 시각도(화면을 볼 수 있는 각도의 범위)를 제공할 수가 있고 다변화의 사용환경을 적응할 수가 있다.

4.표면강도 증가

전자제품의 더 편리한 입력 인터페이스를 제공하기 위하여 접촉제어식 또는 감응식 면판(스크린) 등의 터치스크린 시스템이 날로 보편화되어 가므로 디스플레이장치 면판이 원래의 기능를 유지해야 할 뿐만아니라 누름과 접촉이 빈번한 상태에서 더욱 더 높은 표면강도를 유지해야 하며, 표면이 마모되는 문제도 아울러 해결해야 한다.

종래 위의 4가지 문제를 해결하기 위한 방법으로는 항반사층. 편광층. 광시각층 및 항마모층 등을 개별적으로 제조해야 할 뿐만아니라 상기의 층을 모두 준비한 후 접착제로 부착하여 하나로 만들어야 한다.

상기 항반사층은 표면 도포기술을 이용하여 베이스기판(면판)에 광학박막을 형성고 있다. 편광층은 표면 보호막. 보호층. 편광자. 첩착제 및 이형막 등으로 구성되어 있다. 광시각층은 프레넬 죤(Fresnel Zone)의 원리로 기본판 위에 동심구조를 새기고 회전원리를 이용하여 넓은 시각을 형성한다. 항마모층은 기본판에 화학제에 담그는 방식이나 경화제를 크팅해서 경도가 높은 박막물질을 형성하는것이다.

그러나 상기의 구조는 너무 무거워서 현재 요구되는 가볍고 얇은 제품의 기능추세와 맞지 않을 뿐만 아니라 각 층간의 접착작업을 해야 하므로 작업시간이 많이 걸리며, 공정이 번거롭다는 단점이 지적되고 있다.

이에 본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 주목적은 전통적인 광학면판의 두껍고 무거운 문제 및 작업시간이 오래 걸리는 접착작업의 번거로움 등의 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 고안은 연속적으로 겹쳐진 광학적으로 성질이 다른 다층박막구조의 면판으로서, 항반사.색채포화도 증가. 내마모성 및 광시각도를 증가시킨 신규하고 유용한 고안이다.

제 1도는 본 고안의 단면설명도.

* 도면 부호의 간단한 설명*

광선투시기본층.....10 제1 박막층.....20

제1 광학층......21 제2 광학층......22

제3 광학층.....23 제2 박막층....30

제4 광학층....31 제5 광학층......32

제3 박막층.....40 프레넬환판구조층.....50

상기의 목적을 달성하기 위해 본 고안의 광학박막구조는 광선투시기본층 위에 표면도포기술을 이용하여 반사를 억제하는 제1 박막층, 색채포화도를 증가시키는 제 2박막층 및 내마모성을 증가시키는 제3 박막층을 연속적으로 쌓아 올려 광학특성 및 물리적 강도를 향상시킨 단일체의 디스플레이장치의 표면 광학박막구조이다.

이하 본 고안을 도면을 참고로 하면서 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안은 광학 디스플레이장치(스크린)에 사용되는 광학박막구조로 그 구조는 광선투시기본층(10)과 이 기본층의 표면에 겹겹으로도포된 반사를 억제하는 제1 박막층(20), 색채포화도를 증가시키는 제 2박막층(30) 및 내마모성을 위한 제3 박막층(40)의 3층 구조를 포함한다.

그 외에 광선투시기본층(10)의 타면에는 프레넬 환판 구조층(Fresnel Zone Plate)(50)을 마련케 하여 디스플에이장치의 광학특성 및 물리적 강도를 향상시킬 수 있다.

이러한 본 고안의 디스플레이장치의 표면 광학박막구조는 단일체의 구성으로 항반사. 색채포화도 증가. 내마모성 및 광시각층 효과를 갖춘 광학박막 구조이다.

상기 설명의 제 1,2 및 3박막층은 진공하에서 분사하여 도포하는 방식으로 투명한 광선투시기층에 광학박막을 형성해서 전통적인 다층접착 및 무게 등의 문제점이 지적된 종래의 제품을 대폭 개선한 것이어서 현재 이동식 전자제품(휴대전화, PDA 등)의 수요에 대응할 수 있다.

그 외에 제 3박막(40)은 제1 박막(20)과 제 2박막(30)의 외층을 덮고 있으므로 본 고안의 광학박막 구조의 최외층의 표면강도를 유지시켜 각종의 압력과 접촉 등 상황에 대응한다.

이 광투시기본층(10)의 재료는 유리 혹은 고분자 중합체(polymer)로서 제1 박막(20)은 한쌍의 굴절위상 억제구조로 광투시기본층(10)상에 표면을 향하여 순서대로 낮은 굴절률의 제1 광학층(21), 이 보다는 높은 굴절률의 제 2광학층(22)과 다시 이 보다는 낮은 굴절률의 제 3광학층(23)이 포함된다. 상기의 제1 광학층(21)및 제3 광학층(23)은 SiO₂로서 그 두께는 각 254mm 및 126mm이고 제2 광학층(22)는 TiO₂이고 두께는 200mm이다.

제1,2 및 3 광학층으로 구성되어 있는 제1 박막(20)의 반사율은 0.3%보다 작으므로 외부의 광원이 디스플레이장치에 미칠 영향을 대폭 낮출 수 있어 색채대조효과를 증가시키며, 화면을 더 선명하고 뚜렷하고 부드럽게 해준다.

한편, 제2 박막(30)은 편광막으로서 안쪽부터 바같쪽으로 제4 광학층(31)과 제5 광학층(32)으로 구성되어 있다. 제4 광학층(31)은 100nm 두께의 MgF₂박막이고, 제5 광학층(32)은 200nm 두께의 ZrO₂박막이다. 이 광학결정체는 제한된 메크니즘이어서 예정된 극성의 광선만을 투시가능하게 하므로 색채환원도을 높여준다.

또한 제3 박막(40)은 경도가 높은 SiO₂막이나 또는 경도가 높은 DLC(Diamond like carbon)를 사용하여 1nm의 두께로 최외곽 표층에 도포하여 점차 보편화된 접촉제어식이나 감응식 면판으로 구성된 터치스크린식 시스템에 대응하도록 표면강도을 유지하며 표면 마모의 문제를 해결해준다. 광선투시기본층(10)의 다른 면은 프레넬 환판 구조층(Fresnel Zone Plate)(50)으로서 광학 회절작용을 통해 디스플레이장치의 광원방향을 조정해서 다양한 사용환경에 적응할 수 있게 한다.

본 고안은 일반 디스프레이장치의 표면에 설치되어 광원박막구조를 통해서 단일체로 항반사, 색채포화도 증가, 내마모성 및 광시각도 증가 등의 효과를 달성할 수 있다.

구체적으로는 첫째 영상광면은 프레넬 환판 구조층(50)을 통과해서 프레넬원리를 이용하여 원래의 평면광원 굴절을 예정된 각도로 사방으로 발사하게 해서 각 측면에서 보는 사용자가 뚜렷하게 화면을 볼 수 있게 한다.

또한 광선이 제1 박막(20)을 통해 외부로 발사되어 동시에 외부의 광원도 제1 박막으로 발사하게 한다. 제1 박막(20)이 3가지의 다른 굴절율이 혼합되어있는 광학층이므로 외부 광원이 각 층의 굴절을 통해 위상 상반 및 상호 억제의 반사광을 형성하게 하며 외부 광원의 반사율을 0.3%보다 낮게 할 수 있고, 디스플레이 장치의 밝기 및 색채에 영향을 끼치지 않게 한다.

또한 광원을 제2 박막(30)의 편광막을 통과시켜 광선회를 억제시킨 특성을 이용해서 예정극성의 광원만을 통과하게 함으로써 기타 어지러운 광원을 제거하여 준다.

아울러 각종 색채 균형도를 높혀서 화면의 원래 색상을 나타내게 한다. 또한 색감의 포만감을 증진시키고 색채의 표현능력을 높인다.

마지막으로 광선을 무변화의 상태로 제3 박막(40)을 통과시키고, 이 제3 박막(40)을 통해 표면의 내마모성을 증가시켜서 디스플레이장치를 터치스크린식 입력 인테페이스 요구에 부합하게 한다.

이상 설명에 따라 본 고안은 전통적인 방법인 개별처리 후 접착하여 제조하는 방식을 개량하고 다층박막을 분사하는 도포기술 및 프레넬 환판구조로 한꺼번에기존의 문제점을 해결하고 동시에 항반사, 색채포화도 증가, 내마모성 및 광시각도

증가 효과 등을 발휘하게된다.

Claims (11)

1. 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조로서, 광선을 투시하는 광선투시 기본층(10)과, 이 광선투시기본층(10)상에 위치하고 상기 광선투시 기본층(10)의 광학특성 및 물리적 강도를 높이며, 광원의 반사율을 최소한으로 억제하는 제1 박막층(20)과 색채포화도를 증가시키는 제2 박막층(20)과 내마모성을 증가시키는 제3 박막층(20)을 포함하여서 구성되며, 상기 광선투시기본층(10)의 타면에는 프레넬 환판구조층(50)을 형성시킨 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 광선투시 기본층(10)상에 반사를 억제하는 제1 박막층(20), 색채포화도를 증가시키는 제 2박막층(30) 및 내마모성을 위한 제3 박막층(40)이 투명 표면도막기술을 이용하여 겹겹으로 도포된 박막임을 특징으로 하는 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제3 박막층(40)은 제1 박막(20)과 제2 박막(30)의 외부에 덮인 것임을 특징으로 하는 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조.
4. 제 1항에 있어서, 제1 박막층의 반사율은 0.3%이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조.
5. 제 1항에 있어서, 광선투시기본층(10)의 재료는 유리 또는 프라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조.
6. 제 1항에 있어서, 상기 제1 박막은 한쌍의 굴절 위상 억제구조로써 광선투시 기본층(10)의 안쪽에서부터 바같쪽으로 낮은 굴절율의 제1광학층(21), 이 보다는 높은 굴절율의 제2 광학층(22) 및 이 보다는 낮은 굴절율의 제3 광학층(23)으로 구성됨을 특징으로 하는 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조.
7. 제 6항에 있어서, 상기 제1 광학층(21) 및 제3 광학층(23)은 SiO₂로 그 두께는 각 254nm와 126nm이고, 제2 광학층(22)은 TiO₂로 그 두께는 200nm임을 특징으로 하는 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조.
8. 제 1항에 있어서, 상기 제2 박막(30)은 편광층이고 안쪽부터 바깥쪽으로 제4광학층(31) 및 제5 광학층(32)이 포함되어 있고 상시 제4광학층(31)은 100nm 두께의 MgF₂박막이고, 상기 제5 광학층(32)은 200nm 두께의 ZrO₂박막층임을 특징으로 하는 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조.
9. 제 1항에 있어서, 상기 제3 박막(40)은 경도가 높은 SiO₂광학층으로서 그 두께는 1nm임을 특징으로 하는 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조.
10. 제 1항에 있어서, 상기 상기 제3 박막(40)은 경도가 높은 DLC(Diamond Like carbon)이고, 그 두께는 1nm임을 특징으로 하는 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조.
11. 제 1항에 있어서, 상기 광선투시기본층(10)의 타면은 프레넬 환판구조(Fresnel Zone Plate )임을 특징으로 하는 디스플레이장치의 표면 광학박막 구조.