KR100699625B1 - 요철 표면을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판 및이를 구비하는 액정표시장치 - Google Patents

요철 표면을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판 및이를 구비하는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 요철 표면을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판 및 이를 구비하는 액정표시장치에 관한 것으로서, (a) 특정 구조의 경화성 네마틱 액정 화합물과 경화성 카이랄 화합물의 혼합비를 달리하여 각각 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖도록 형성한 다수의 콜레스테릭 액정필름들이 적층된, 광대역 선택반사 파장영역을 갖는 적층 콜레스테릭 액정필름 및 상기 적층 콜레스테릭 액정필름의 일면에 적층된 1/4λ 위상차 필름; (b) 상기 광대역 반사형 편광판의 일면에 적층되어 있으며, 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시킬 수 있는 요철 표면을 갖는 광분산 필름을 구비한다. 본 발명의 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판은 편광판을 구성하는 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 파장영역의 폭이 넓으므로, 액정필름들을 수개만 적층하여도 가시광선영역이 모두 커버된다. 또한 편광판의 일면에 적층된 광분산 필름의 표면 요철 구조는 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시키므로 액정표시소자의 시야각 특성이 개선된다.

Description

요철 표면을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판 및 이를 구비하는 액정표시장치{A BROADBAND REFLECTION TYPED BRIGHTNESS ENHANCEMENT POLARIZER WITH EMBO SURFACE AND A LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING THE SAME}
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 일실시예에 따라 요철 표면을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판의 구조를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판에 사용된 적층 콜레스테릭 액정필름의 선택반사영역 스펙트럼이고,
도 3은 비교예 1에 따른 반사형 편광판에 사용된 적층 콜레스테릭 액정필름의 선택반사영역 스펙트럼이고,
도 4는 실시예 1 및 비교예 2에 따른 반사형 편광판의 시야각 특성을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖도록 형성한 다수의 콜레스테릭 액정필름들이 적층된 적층 콜레스테릭 액정필름을 구비한 광대역 반사형 편광판 및 이를 구비하는 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광대역 반사형 편 광판의 일면에 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시킬 수 있는 요철 표면을 갖는 광분산 필름을 적층한 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판 및 이를 구비하는 액정표시장치에 관한 것이다.
디스플레이 패널은 전자계산기, 전자시계, 자동차 네비게이션, 사무자동화 기기, 휴대전화, 노트북 컴퓨터 및 정보통신 단말기 등의 표시장치에 널리 사용되고 있는데, 예를 들어 액정표시장치는 내부에 투명전극과 배향막을 형성시켜 대향시킨 상부 패널 및 하부 패널 사이에 액정이 주입된 구조로 되어 있다. 현재 사용되고 있는 액정표시장치는 선편광을 이용하고 있으므로, 흡수형 편광막을 패널의 전후에 배치하여 사용하고 있다.
흡수형 편광막은 폴리비닐알코올 필름에 요오드나 이색성 염료를 흡착시키고 이를 일정방향으로 연신하여 제조하는 것이 통상적인데, 이렇게 제조한 편광막은 투과축의 방향에 대한 기계적 강도가 약하고 열이나 수분에 의해 수축하여 편광기능이 현저히 저하되는 단점이 있다. 따라서, 초산 셀룰로오스 필름 등의 지지체 사이에 접착제로 합착시킨 구조로 사용된다. 이와 같이 폴리비닐알코올 필름을 이용한 흡수형 편광막은 한쪽 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고 다른 한쪽으로 진동하는 빛만을 통과시켜 선편광을 만들게 되므로, 이론적으로 편광막의 효율이 50%를 넘을 수 없다. 이는 LCD의 효율과 휘도를 저하시키는 주요한 원인이 된다.
한편, 콜레스테릭 액정을 이용하여 제조한 반사형 편광막을 흡수형 편광막을 구비한 액정패널과 반사판 사이에 추가로 사용하면 전술한 흡수형 편광막의 단점을 개선시킬 수 있다. 콜레스테릭 액정은 액정의 나선형 구조의 꼬인 방향과 원편광 방향이 일치하고 파장이 액정의 나선피치와 같은 원편광의 빛만을 반사하는 선택반사 특성이 있다. 이 선택반사 특성을 이용하면 일정한 파장대역의 비편광을 특정한 원편광으로 변환시키는 편광판의 제조가 가능하다. 즉, 좌원편광과 우원편광 성분이 절반씩 혼재되어 있는 비편광이 좌선성 또는 우선성 나선구조를 갖는 콜레스테릭 액정필름에 입사되면, 나선방향과 같은 원편광은 반사되고 반대방향의 원편광은 투과된다. 이 때 투과된 원편광은 1/4λ 위상차 필름을 통과하면서 선편광으로 바뀌게 된다. 한편, 반사된 원편광은 반사판에서 재반사시 편광방향이 바뀌게 되므로, 액정필름을 투과하게 된다. 따라서, 콜레스테릭 액정필름으로 제조된 편광막을 추가로 사용하면 이론적으로 빛의 손실이 없기 때문에 휘도를 획기적으로 항상시킬 수 있다.
다만, 액정표시장치에서 사용되는 백라이트는 주로 색을 나타내는 영역인 가시광선 대역(400~700㎚)의 빛을 발생시키므로, 콜레스테릭 액정필름의 선택반사영역이 가시광선 영역을 모두 커버해야 한다. 그렇지 못하면, 비편광 상태로 편광막을 투과하는 빛이 존재하여 액정표시장치의 화질을 저하시키기 때문이다. 콜레스테릭 액정필름 1개 만으로는 이러한 가시광선 대역을 모두 커버하지 못하므로, 대한민국 공개특허공보 제1999-65280호에 개시된 바와 같이 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖도록 형성한 다수의 콜레스테릭 액정필름들을 적층하여 편광막을 제조해야 한다. 그러나, 통상적으로 사용하는 콜레스테릭 액정 화합물들은 선택반사 파장영역의 폭이 좁으므로, 최소한 4장 이상의 콜레스테릭 액정필름을 적층해야만 가시광선 대역을 모두 커버할 수 있다. 이에 따라 편광막의 제조공정이 복잡해지고 경제 성이 저하되며, 제조된 편광판의 두께가 두꺼워져 휘도특성을 저하시키는 단점이 있다.
또한, 액정표시장치는 CRT 등과 비교할 때 시야각 특성이 불량하다는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시킴으로서 시야각을 개선하려는 시도들이 계속되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여, 광대역 반사형 편광판을 구성하는 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 파장영역의 폭이 넓어 액정필름을 수개만 적층하여도 가시광선영역을 모두 커버할 수 있으며 시야각 특성이 개선될 뿐만 아니라. 두께가 얇고 경제적인 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판 및 이를 구비하는 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 프리즘 패턴을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판은 (a) 하기 (i) 및 (ii)를 구비하는 광대역 반사형 편광판; 및 (b) 상기 광대역 반사형 편광판의 일면에 적층되어 있으며, 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시킬 수 있는 요철 표면을 갖는 광분산 필름을 구비한다.
(i) 하기 화학식 1로 표시되는 경화성 네마틱 액정 화합물과 하기 화학식 2로 표시되는 경화성 카이랄 화합물의 혼합비를 달리하여 각각 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖도록 형성한 다수의 콜레스테릭 액정필름들이 적층된, 광대역 선택반사 파장영역을 갖는 적층 콜레스테릭 액정필름.
Figure 112005020797071-pat00001
상기 화학식 1에서, S는 스페이서로서
Figure 112005020797071-pat00002
,
Figure 112005020797071-pat00003
및
Figure 112005020797071-pat00004
로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고(m은 1~12의 정수이고 n은 1~3의 정수임), M은 메소겐 그룹으로서
Figure 112005020797071-pat00005
,
Figure 112005020797071-pat00006
,
Figure 112005020797071-pat00007
,
Figure 112005020797071-pat00008
및
Figure 112005020797071-pat00009
로
이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
Figure 112005020797071-pat00010
상기 화학식 2에서, S는 스페이서로서
Figure 112005020797071-pat00011
,
Figure 112005020797071-pat00012
및
Figure 112005020797071-pat00013
로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고(m은 1~12의 정수이고 n은 1~3의 정수임), M은 메소겐 그룹으로서
Figure 112005020797071-pat00014
,
Figure 112005020797071-pat00015
,
Figure 112005020797071-pat00016
,
Figure 112005020797071-pat00017
,
Figure 112005020797071-pat00018
및
Figure 112005020797071-pat00019
로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, C는 카이칼 그룹으로서
Figure 112005020797071-pat00020
,
Figure 112005020797071-pat00021
,
Figure 112005020797071-pat00022
,
Figure 112005020797071-pat00023
및
Figure 112005020797071-pat00024
로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
(ii) 상기 적층 콜레스테릭 액정필름의 일면에 적층된 1/4λ 위상차 필름.
본 발명의 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판에 있어서, 상기 적층 콜레스테릭 액정필름은 선택반사 파장영역의 중심파장이 각각 450 ~ 480㎚, 530 ~ 550㎚ 및 590 ~ 610㎚인 3장의 콜레스테릭 액정필름들이 적층되어 이루어진 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1a 및 1b는 각각 본 발명의 일실시예에 따라 요철 표면을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1a를 참조하면, 본 발명의 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판(10)은 (a) 광대역 반사형 편광판으로서, 하기 (i)의 적층 콜레스테릭 액정필름(11) 및 상기 적층 콜레스테릭 액정필름(11)의 일면에 적층된 (ii)의 1/4λ 위상차 필름(13)을 구비하고, (b) 상기 광대역 반사형 편광판의 일면에 적층되어 있으며, 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시킬 수 있는 요철 표면을 갖는 광분산 필름(15)을 구비한다.
(a) 광대역 반사형 편광판
(i) 적층 콜레스테릭 액정필름(11)
적층 콜레스테릭 액정필름(11)은 하기 화학식 1로 표시되는 경화성 네마틱 액정 화합물과 하기 화학식 2로 표시되는 경화성 카이랄 화합물의 혼합비를 달리하여 각각 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖도록 형성한 다수의 콜레스테릭 액정필름들이 적층된, 광대역 선택반사 파장영역을 갖는 적층 콜레스테릭 액정필름이다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 적층 콜레스테릭 액정필름(11)은 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖는 콜레스테릭 액정필름들(11a, 11b, 11c)이 적층된 구조이다. 콜레스테릭 액정필름들(11a, 11b, 11c)은 하기 화학식 1로 표시되는 경화성 네마틱 액정 화합물과 하기 화학식 2로 표시되는 경화성 카이랄 화합물이 혼합되어 형성된 콜레스테릭 액정으로 이루어진다.
<화학식 1>
Figure 112005020797071-pat00025
상기 화학식 1에서, S는 스페이서로서
Figure 112005020797071-pat00026
,
Figure 112005020797071-pat00027
및
Figure 112005020797071-pat00028
로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고(m은 1~12의 정수이고 n은 1~3의 정수임), M은 메소겐 그룹으로서
Figure 112005020797071-pat00029
,
Figure 112005020797071-pat00030
,
Figure 112005020797071-pat00031
,
Figure 112005020797071-pat00032
및
Figure 112005020797071-pat00033
로
이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
<화학식 2>
Figure 112005020797071-pat00034
상기 화학식 2에서, S는 스페이서로서
Figure 112005020797071-pat00035
,
Figure 112005020797071-pat00036
및
Figure 112005020797071-pat00037
로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고(m은 1~12의 정수이 고 n은 1~3의 정수임), M은 메소겐 그룹으로서
Figure 112005020797071-pat00038
,
Figure 112005020797071-pat00039
,
Figure 112005020797071-pat00040
,
Figure 112005020797071-pat00041
,
Figure 112005020797071-pat00042
및
Figure 112005020797071-pat00043
로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, C는 카이칼 그룹으로서
Figure 112005020797071-pat00044
,
Figure 112005020797071-pat00045
,
Figure 112005020797071-pat00046
,
Figure 112005020797071-pat00047
및
Figure 112005020797071-pat00048
로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
콜레스테릭 액정필름의 선택반사 영역의 폭은 네마틱 액정 화합물에 따라 달라지는데, 화학식 1의 경화성 네마틱 액정 화합물을 이용하여 콜레스테릭 액정필름을 제조하면 선택반사 영역의 폭이 큰 콜레스테릭 액정필름을 제조할 수 있다. 이에 따라, 적은 수의 콜레스테릭 액정필름들만 적층하여도 가시광선영역을 모두 커버할 수 있으므로, 두께가 작고 경제적인 고휘도 편광판이 제공될 수 있다. 한편, 화학식 2의 경화성 카이랄 화합물은 화학식 1의 경화성 네마틱 액정 화합물과의 상용성이 우수하므로, 콜레스테릭 액정필름의 편광특성 향상에 기여한다.
적층 콜레스테릭 액정필름(11)에 있어서, 콜레스테릭 액정필름들(11a, 11b, 11c)의 선택반사 파장영역은 경화성 네마틱 액정 화합물과 경화성 카이랄 화합물의 혼합비에 따라 결정되는데, 예를 들어, 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 파장영 역 중심파장이 각각 450 ~ 480㎚, 530 ~ 550㎚ 및 590 ~ 610㎚이 되도록 그 혼합비를 조절하면, 3장의 콜레스테릭 액정필름들만을 적층하여도 가시광선 영역을 효율적으로 모두 커버할 수 있다.
(ii) 1/4λ 위상차 필름(13)
적층 콜레스테릭 액정필름(11)의 일면에는 원편광을 선편광으로 변화시키는 1/4λ 위상차 필름(13)을 적층한다. 1/4λ 위상차 필름은 통상적으로 사용하는 1/4λ 위상차 필름을 사용할 수 있으며, 두께방향의 굴절률이 평면방향의 굴절률보다 큰 위상차 필름(일본특허 2612196호, 2994013호, 2818983호, 3309452호, 3168850호 등 참조)을 사용하는 것이 바람직하다.
(b) 요철 표면을 갖는 광분산 필름(15)
광분산 필름(15)은 그 표면에 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시킬 수 있는 요철이 형성되어 있다. 요철 구조에 의해 입사된 빛이 여러 각도로 분산되므로, 시야각 특성이 개선된다. 필름 표면의 요철 정도를 평가하는 지표로서 통상 Ra 값이 사용된다. Ra는 필름 표면 곡선의 중심선을 기준으로 한 피크(산과 골)의 평균 높이인데, 1.2 내지 1.6인 것이 바람직하다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 광분산 필름(15)은 1/4λ 위상차 필름(13)의 반대면에 형성하거나, 1/4λ 위상차 필름(13) 위에 형성할 수도 있으며, 양면에 동시에 형성할 수도 있다. 광분산 필름(15)의 형성방법 및 요철 형상은 빛을 여러 각도의 불특정 방향으로 빛을 분산시킬 수 있다면 제한이 없으며, 예를 들어 필름 표면 자체를 요철 구조로 형성하거나, 다수의 입자를 필름 표면에 혼입시켜 필름 표면에 요철 구조를 형성할 수 있다.
전술한 구조의 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판은 편광판을 구성하는 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 파장영역의 폭이 넓으므로, 액정필름들을 수개만 적층하여도 가시광선영역이 모두 커버된다. 또한, 편광판의 일면에 적층된 광분산 필름의 표면 요철 구조는 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시키므로 시야각 특성이 개선된다. 더불어, 광분산 필름을 비롯한 모든 구성요소가 일체화되어 있으므로, 계면에서의 빛 손실을 방지할 수 있다.
본 발명의 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판의 제조방법을 예를 들어 살펴 보면, 다음과 같다.
먼저, 상기 화학식 1로 표시되는 경화성 네마틱 액정 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 경화성 카이랄 화합물의 혼합비를 변화시켜 각각 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖도록 형성한 다수의 콜레스테릭 액정필름들을 준비한다. 보다 상세히 설명하면, 화학식 1의 경화성 네마틱 액정 화합물과 화학식 2의 경화성 카이랄 화합물을 광개시제와 함께 소정비율로 유기용제에 녹여 기판에 롤코팅한 후, 건조기를 통과시켜 용제를 건조시키면서 액정물질을 배향한 다음, UV 조사를 통해 소정의 선택반사 파장영역을 갖는 콜레스테릭 액정필름을 제조한다. 동일한 방법으로, 화학식 1의 경화성 네마틱 액정 화합물과 화학식 2의 경화성 카이랄 화합물의 혼합비를 달리하여 다른 선택반사 파장영역을 갖는 콜레스테릭 액정필름을 각각 제조한다.
이어서, 선택반사 파장영역이 각각 다른 다수의 콜레스테릭 액정필름을 적층하여 광대역 선택반사 파장영역을 갖는 적층 콜레스테릭 액정필름을 제조한다. 적 층방법은 각각의 콜레스테릭 액정필름들을 일체화시킬 수 있는 방법이라면 제한되지 않으나, 접착제를 이용하여 서로 적층하는 것이 편리하다.
그런 다음, 제조된 적층 콜레스테릭 액정필름의 일면에 1/4λ 위상차 필름을 적층하여 광대역 반사형 편광판을 제조한다. 위상차 필름의 적층 방법 역시 접착제를 이용하여 접착하는 방법을 사용하는 것이 편리하다.
이어서, 상기 광대역 반사형 편광판의 일면에 광분산 필름을 적층한다. 광분산 필름의 적층 방법 역시 접착제를 이용하여 접착하는 방법을 사용하는 것이 편리하다. 광분산 필름의 제조방법으로는 공지된 제조방법에 따라 압출된 필름 표면을 요철 구조가 양각된 롤에 통과시켜 제조하거나, 대한민국 공개특허공보 제2002-35607호에 개시된 바와 같이 다수의 입자를 필름 표면에 혼입시켜 필름 표면에 요철 구조를 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되어지는 것이다.
실시예 1
먼저, 다른 선택반사 파장영역을 갖는 콜레스테릭 액정필름 3장을 각각 제조하였다. 경화성 네마틱 액정 화합물(BASF사 LC1057)과 경화성 카이랄 화합물(BASF사 LC756)을 사이클로펜타논에 30중량%의 농도로 용해시켰다. 각각의 콜레스테릭 액정필름 제조시에 첨가된 경화성 카이랄 화합물의 함량은 각각 경화성 네마틱 액정 화합물의 함량 대비 7.7중량%, 6.2중량% 및 5.5중량%이고, 5중량%의 광개시제(IG184, Ciba-Geigy)와 0.2중량%의 레벨링제(BYK361, BYK사)를 첨가제로 첨가하였다. 준비된 용액들을 각각 수평배향막이 도포된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 위에 롤코팅한 후, 건조기에서 용제를 건조시키며 액정을 배향시킨 다음, UV 광조사하여 콜레스테릭 액정필름들을 각각 제조하였다. 건조 조건은 85℃였고, UV 광조사는 300W(중심파장 360㎚) 램프를 사용하였다. 얻어진 각각의 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 영역의 중심파장은 각각 470㎚, 535㎚, 600㎚였다.
제조된 콜레스테릭 액정필름들을 중심파장이 단파장에서 장파장인 순서대로 접착제를 이용하여 가압접착하였다. 접착제는 용액 형태로서 액정물질 도포시와 마찬가지로 롤코팅 방법에 의해 박막도포 후, 건조기에서 용제를 건조시키고 압착하였다. 압착 후 일정시간동안 에이징하여 완전 접착시켰다. 제조된 적층 콜레스테릭 액정필름의 두께는 약 13마이크론이었다.
이어서, 전술한 방법으로 제조한 적층 액정필름의 단파장 면에 감압점착제(Pressure sensitive adhesive, PSA)가 코팅된 1/4λ 위상차 필름(두께 50마이크론, 위상차 135㎚, Teijin사)을 상온에서 압착하여 광대역 반사형 편광판을 제조하였다.
그런 다음, 압출된 필름 표면을 요철 구조가 양각된 롤에 통과시켜 제조한, Ra 값이 1.4인 광분산 필름(폴리카보네이트 압출필름, GE사)을 위상차 필름 위에 접착, 적층하므로서 본 발명에 따른 요철 표면을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘 도 편광판을 제조하였다.
비교예 1
경화성 네마틱 액정 화합물과 경화성 카이랄 화합물을 각각 종래의 (Merck사 RMS 02) 및 (Merck사 RMS 03)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 반사형 편광판을 제조하였다.
비교예 2
광분산 필름을 적층하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 반사형 편광판을 제조하였다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판에 사용된 적층 콜레스테릭 액정필름의 선택반사영역 스펙트럼이고, 도 3은 비교예 1에 따른 반사형 편광판에 사용된 적층 콜레스테릭 액정필름의 선택반사영역 스펙트럼이다. 도 2를 살펴 보면, 본 발명에 따른 경화성 네마틱 액정 화합물과 경화성 카이랄 화합물로 형성된 콜레스테릭 액정필름들을 적층시킨 적층 콜레스테릭 액정필름을 사용한 편광판은 선택반사 영역의 폭이 넓어 3개의 액정필름만을 적층하여도 가시광선영역을 모두 커버하고 있음을 알 수 있다. 그러나, 도 3에 나타난 바와 같이, 통상적인 네마틱 액정 화합물과 카이랄 화합물로 형성된 콜레스테릭 액정필름들을 적층시킨 적층 콜레스테릭 액정필름을 사용한 비교예 1의 편광판은 커버하지 못하는 가시광선 영역대가 존재하여 고휘도 특성을 달성하는데 문제가 있음을 알 수 있다.
실제로, 실시예 1의 편광판과 비교예 1의 편광판을 액정표시장치의 패널에 장착하여 휘도를 측정한 결과, 반사형 편광판을 사용하지 않았을 때의 휘도를 100이라고 할때 실시예 1의 편광판 장착시의 휘도는 약 135, 비교예 1의 편광판을 장착시의 휘도는 약 125로 나타났다.
한편, 도 4는 실시예 1 및 비교예 2에 따른 반사형 편광판의 시야각 특성을 나타낸 그래프이다. 도 4에 나타난 바와 같이, 광분산 필름을 적층한 실시예 1의 반사형 편광판의 시야각 특성이 광분산 필름을 적층하지 않은 비교예 2에 따른 반사형 편광판의 시야각 특성보다 우수함을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판은 편광판을 구성하는 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 파장영역의 폭이 넓으므로, 액정필름을 3개만 적층하여도 가시광선영역이 모두 커버된다. 이에 따라, 본 발명의 편광판은 제조공정이 단축되어 경제적이며, 제조된 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판의 두께도 비교적 얇아 액정표시장치에 사용시 휘도향상 특성이 극대화된다. 더불어, 편광판의 일면에 적층된 광분산 필름의 표면 요철 구조는 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시키므로 액정표시소자의 시야각 특성이 개선된다.

Claims (5)

  1. (a) 하기 (i) 및 (ii)를 구비하는 광대역 반사형 편광판; 및
    (i) 하기 화학식 1로 표시되는 경화성 네마틱 액정 화합물과 하기 화학식 2로 표시되는 경화성 카이랄 화합물의 혼합비를 달리하여 각각 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖도록 형성한 3장의 콜레스테릭 액정필름들이 적층되고, 상기 3장의 콜레스테릭 액정필름들 각각의 선택반사 파장영역의 중심파장은 450 ~ 480㎚, 530 ~ 550㎚ 및 590 ~ 610㎚인 것을 특징으로 하는 광대역 선택반사 파장영역을 갖는 적층 콜레스테릭 액정필름,
    <화학식 1>
    Figure 112006087322844-pat00049
    상기 화학식 1에서, S는 스페이서로서
    Figure 112006087322844-pat00050
    ,
    Figure 112006087322844-pat00051
    및
    Figure 112006087322844-pat00052
    로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고(m은 1~12의 정수이고 n은 1~3의 정수임), M은 메소겐 그룹으로서
    Figure 112006087322844-pat00053
    ,
    Figure 112006087322844-pat00054
    ,
    Figure 112006087322844-pat00055
    ,
    Figure 112006087322844-pat00056
    및
    Figure 112006087322844-pat00057
    로
    이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    <화학식 2>
    Figure 112006087322844-pat00058
    상기 화학식 2에서, S는 스페이서로서
    Figure 112006087322844-pat00059
    ,
    Figure 112006087322844-pat00060
    및
    Figure 112006087322844-pat00061
    로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고(m은 1~12의 정수이고 n은 1~3의 정수임), M은 메소겐 그룹으로서
    Figure 112006087322844-pat00062
    ,
    Figure 112006087322844-pat00063
    ,
    Figure 112006087322844-pat00064
    ,
    Figure 112006087322844-pat00065
    ,
    Figure 112006087322844-pat00066
    및
    Figure 112006087322844-pat00067
    로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, C는 카이칼 그룹으로서
    Figure 112006087322844-pat00068
    ,
    Figure 112006087322844-pat00069
    ,
    Figure 112006087322844-pat00070
    ,
    Figure 112006087322844-pat00071
    및
    Figure 112006087322844-pat00072
    로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나임,
    (ii) 상기 적층 콜레스테릭 액정필름의 일면에 적층된 1/4λ 위상차 필름,
    (b) 상기 광대역 반사형 편광판의 일면에 적층되어 있으며, 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시킬 수 있는 요철 표면을 갖는 광분산 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 프리즘 패턴을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 3장의 콜레스테릭 액정필름들 각각의 선택반사 파장영역의 중심파장은 470㎚, 535㎚ 및 600㎚인 것을 특징으로 하는 프리즘 패턴을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 광분산 필름의 Ra는 1.2 내지 1.6인 것을 특징으로 하는 프리즘 패턴을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판.
  5. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항의 프리즘 패턴을 갖는 일체형 광대역 반사형 고휘도 편광판을 구비하는 액정표시장치.
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