KR101454073B1 - 광학 필터 - Google Patents

광학 필터 Download PDF

Info

Publication number
KR101454073B1
KR101454073B1 KR1020120085809A KR20120085809A KR101454073B1 KR 101454073 B1 KR101454073 B1 KR 101454073B1 KR 1020120085809 A KR1020120085809 A KR 1020120085809A KR 20120085809 A KR20120085809 A KR 20120085809A KR 101454073 B1 KR101454073 B1 KR 101454073B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
optical filter
liquid crystal
regions
light transmittance
Prior art date
Application number
KR1020120085809A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130018593A (ko
Inventor
김신영
전병건
박문수
이다미
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to US13/568,933 priority Critical patent/US9411164B2/en
Priority to EP12821949.0A priority patent/EP2743749B1/en
Priority to CN201280039076.4A priority patent/CN103748502B/zh
Priority to PCT/KR2012/006259 priority patent/WO2013022256A2/ko
Priority to JP2014524924A priority patent/JP6221121B2/ja
Publication of KR20130018593A publication Critical patent/KR20130018593A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101454073B1 publication Critical patent/KR101454073B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/201—Filters in the form of arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/25—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3016—Polarising elements involving passive liquid crystal elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1334—Constructional arrangements; Manufacturing methods based on polymer dispersed liquid crystals, e.g. microencapsulated liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133631—Birefringent elements, e.g. for optical compensation with a spatial distribution of the retardation value

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

본 출원은 광학 필터 및 표시 장치에 대한 것이다. 예시적인 광학 필터는, 예를 들면, 3D 장치에 적용되어 상기 장치가 입체 영상을 휘도의 손실이 없이 넓은 시야각에서 표시하도록 할 수 있다.

Description

광학 필터{OPTICAL FILTER}
본 출원은, 광학 필터 및 표시 장치에 관한 것이다.
광을 서로 편광 상태가 상이한 2종류 이상의 광으로 분할하는 기술은 다양한 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.
상기 광 분할 기술은, 예를 들면, 입체 영상의 제작에 적용될 수 있다. 입체 영상은 양안 시차를 이용하여 구현할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 2차원 영상을 인간의 좌안과 우안에 각각 입력하면, 입력된 정보가 뇌로 전달 및 융합되어 3차원적인 원근감과 실제감을 느끼게 되는데, 이러한 과정에서 상기 광 분할 기술은 사용될 수 있다.
입체 영상의 생성 기술은 3차원 계측, 3D TV, 카메라 또는 컴퓨터 그래픽 등에서 유용하게 사용될 수 있다.
광 분할 기술을 적용한 입체 영상 표시 장치와 관련된 예는, 예를 들면, 특허문헌 1 및 2에 개시되어 있다.
입체 영상 표시 장치를 포함하여, 입체 영상 표시 장치에서 문제가 되는 현상으로 소위 크로스토크(crosstalk)로 호칭되는 현상이 있다. 크로스토크는, 입체 영상의 관찰을 위하여 관찰자의 좌안으로 입사하여야 할 신호가 우안으로 입사하거나, 또는 우안으로 입사하여야 할 신호가 좌안으로 입사할 때 발생할 수 있다. 크로스토크로 인하여, 예를 들면, 입체 영상을 관찰할 때에 시야각이 줄어들 수 있다. 크로스토크를 줄이기 위해 다양한 방식이 고려될 수 있지만, 입체 영상의 휘도의 손실 없이 크로스토크를 줄여서 넓은 시야각을 확보하는 것은 용이하지 않다.
한국등록 제0967899호 한국공개 제2010-0089782호
본 출원은 광학 필터 및 표시 장치를 제공한다.
예시적인 광학 필터는, 액정층을 포함할 수 있다. 상기 액정층에는 광학 필터로 입사되는 입사광을 서로 편광 상태가 상이한 2종 이상의 광으로 분할하여 출사시킬 수 있도록 제 1 및 제 2 영역이 포함될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 영역은 서로 인접하여 배치되어 있을 수 있다.
액정층은, 중합성 액정 화합물을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서 액정층은 중합성 액정 화합물을 중합된 형태로 포함할 수 있다. 용어 「중합성 액정 화합물」은, 액정성을 나타낼 수 있는 부위, 예를 들면, 메소겐(mesogen) 골격 등을 포함하고, 또한 중합성 관능기를 하나 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다. 또한, 「중합성 액정 화합물이 중합된 형태로 포함되어 있다는 것」은 상기 액정 화합물이 중합되어 액정층 내에서 액정 고분자를 형성하고 있는 상태를 의미할 수 있다.
액정층은, 중합성 액정 화합물을 비중합된 상태로 포함하거나, 중합성 비액정 화합물, 안정제, 비중합성 비액정 화합물 또는 개시제 등의 공지의 첨가제를 추가로 포함하고 있을 수 있다.
하나의 예시에서 액정층에 포함되는 중합성 액정 화합물은, 다관능성 중합성 액정 화합물과 단관능성 중합성 액정 화합물을 포함할 수 있다.
용어 「다관능성 중합성 액정 화합물」은, 상기 액정 화합물 중에서 중합성 관능기를 2개 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 다관능성 중합성 액정 화합물은 중합성 관능기를 2개 내지 10개, 2개 내지 8개, 2개 내지 6개, 2개 내지 5개, 2개 내지 4개, 2개 내지 3개 또는 2개 포함할 수 있다. 또한, 용어 「단관능성 중합성 액정 화합물」은, 상기 액정 화합물 중에서 하나의 중합성 관능기를 포함하는 화합물을 의미할 수 있다.
다관능성 및 단관능성 중합성 화합물을 함께 사용하면, 액정층의 위상 지연 특성을 효과적으로 조절할 수 있고, 또한 구현된 위상 지연 특성, 예를 들면, 위상 지연층의 광축이나, 위상 지연값을 안정적으로 유지할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「광축」은, 빛이 해당 영역을 투과할 때의 지상축 또는 진상축을 의미할 수 있다.
액정층은, 단관능성 중합성 액정 화합물을 다관능성 중합성 액정 화합물을 100 중량부 대비 0 중량부 초과 100 중량부 이하, 1 중량부 내지 90 중량부, 1 중량부 내지 80 중량부, 1 중량부 내지 70 중량부, 1 중량부 내지 60 중량부, 1 중량부 내지 50 중량부, 1 중량부 내지 30 중량부 또는 1 중량부 내지 20 중량부로 포함할 수 있다.
상기 범위 내에서 다관능성 및 단관능성 중합성 액정 화합물의 혼합 효과를 극대화할 수 있으며, 또한, 상기 액정층이 상기 접착제층과 우수한 접착성을 나타내도록 할 수 있다. 본 명세서에서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 단위 「중량부」는 중량의 비율을 의미할 수 있다.
액정층은, 하기 일반식 1의 조건을 만족할 수 있다.
[일반식 1]
X < 8%
상기 일반식 1에서 X는 상기 액정층의 초기 위상차 대비 상기 액정층을 80℃에서 100시간 또는 250 시간 동안 방치한 후의 위상차 수치의 변화량의 절대값의 백분율이다.
상기 X는 예를 들면, 「100×(|R0-R1|)/R0」로 계산될 수 있다. 상기에서 R0는 상기 액정층의 초기 위상차 수치이고, R1은 상기 액정층을 80℃에서 100시간 또는 250 시간 동안 방치한 후의 위상차를 의미한다. 상기 X는 예를 들어, 7% 이하, 6% 이하 또는 5% 이하일 수 있다.
하나의 예시에서 상기 다관능성 또는 단관능성 중합성 액정 화합물은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112012062715558-pat00001
화학식 1에서 A는 단일 결합,-COO- 또는 -OCO-이고, R1 내지 R10은, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기, -O-Q-P 또는 하기 화학식 2의 치환기이거나, R1 내지 R5 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍 또는 R6 내지 R10 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍은 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성하되, R1 내지 R10 중 적어도 하나는 -O-Q-P 또는 하기 화학식 2의 치환기이거나, R1 내지 R5 중 인접하는 2개의 치환기 또는 R6 내지 R10 중 인접하는 2개의 치환기 중 적어도 하나의 쌍은 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성하고, 상기에서 Q는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, P는, 알케닐기, 에폭시기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기 등의 중합성 관능기이다.
[화학식 2]
Figure 112012062715558-pat00002
화학식 2에서 B는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO-이고, R11 내지 R15는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기 또는 -O-Q-P이거나, R11 내지 R15 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍은 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성하되, R11 내지 R15 중 적어도 하나가 -O-Q-P이거나, R11 내지 R15 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍은 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성하고, 상기에서 Q는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, P는, 알케닐기, 에폭시기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기 등의 중합성 관능기이다.
화학식 1 및 2에서 인접하는 2개의 치환기가 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성한다는 것은, 인접하는 2개의 치환기가 서로 연결되어 전체적으로 -O-Q-P로 치환된 나프탈렌 골격을 형성하는 것을 의미할 수 있다.
화학식 2에서 B의 좌측의 "-"는 B가 화학식 1의 벤젠에 직접 연결되어 있음을 의미할 수 있다.
화학식 1 및 2에서 용어 「단일 결합」은, A 또는 B로 표시되는 부분에 별도의 원자가 존재하지 않는 경우를 의미한다. 예를 들어, 화학식 1에서 A가 단일 결합인 경우, A의 양측의 벤젠이 직접 연결되어 비페닐(biphenyl) 구조를 형성할 수 있다.
화학식 1 및 2에서 할로겐으로는, 예를 들면, 염소, 브롬 또는 요오드 등이 예시될 수 있다.
본 명세서에서 용어 「알킬기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기를 의미하거나, 또는, 예를 들면, 탄소수 3 내지 20, 탄소수 3 내지 16 또는 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
본 명세서에서 용어 「알콕시기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 의미할 수 있다. 상기 알콕시기는, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알콕시기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 용어 「알킬렌기」 또는 「알킬리덴기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 4 내지 10 또는 탄소수 6 내지 9의 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는, 예를 들면, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 「알케닐기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐기는, 예를 들면, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알케닐기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
또한, 화학식 1 및 2에서 P는, 예를 들면, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기이거나, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기일 수 있고, 다른 예시에서는 아크릴로일옥시기일 수 있다.
본 명세서에서 특정 관능기에 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 에폭시기, 옥소기, 옥세타닐기, 티올기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
화학식 1 및 2에서 적어도 하나 이상 존재할 수 있는 -O-Q-P 또는 화학식 2의 잔기는, 예를 들면, R3, R8 또는 R13의 위치에 존재할 수 있다. 또한, 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 구성하는 치환기는, 예를 들면, R3 및 R4이거나, 또는 R12 및 R13일 수 있다. 또한, 상기 화학식 1의 화합물 또는 화학식 2의 잔기에서 -O-Q-P 또는 화학식 2의 잔기 이외의 치환기 또는 서로 연결되어 벤젠을 형성하고 있는 치환기 외의 치환기는 예를 들면, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알콕시기를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기일 수 있으며, 다른 예시에서는 염소, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알콕시기를 포함하는 알콕시카보닐기 또는 시아노기일 수 있다.
중합성 액정 화합물은 수평 배향된 상태로 액정층에 포함되어 있을 수 있다. 하나의 예시에서 상기 화합물은, 수평 배향 상태로 중합되어 액정층에 포함되어 있을 수 있다. 본 명세서에서 용어 「수평 배향」은, 액정 화합물을 포함하는 액정층의 광축이 액정층의 평면에 대하여 약 0도 내지 약 25도, 약 0도 내지 약 15도, 약 0도 내지 약 10도, 약 0도 내지 약 5도 또는 약 0도의 경사각을 가지는 경우를 의미할 수 있다.
하나의 예시에서 액정층은, 면내 지상축 방향의 굴절률과 면내 진상축 방향의 굴절률의 차이가 0.05 내지 0.2, 0.07 내지 0.2, 0.09 내지 0.2 또는 0.1 내지 0.2의 범위일 수 있다. 상기에서 면내 지상축 방향의 굴절률은, 액정층의 평면에서 가장 높은 굴절률을 나타내는 방향의 굴절률을 의미하고, 진상축 방향의 굴절률은, 액정층의 평면상에서 가장 낮은 굴절률을 나타내는 방향의 굴절률을 의미할 수 있다. 통상적으로 광학 이방성의 액정층에서 진상축과 지상축은 서로 수직한 방향으로 형성되어 있다. 상기 각각의 굴절률은, 550 nm 또는 589 nm의 파장의 광에 대하여 측정한 굴절률일 수 있다. 굴절률의 차이는, 예를 들면, Axomatrix사의 Axoscan을 이용하여 측정할 수 있다. 액정층은 또한, 두께가 약 0.5㎛ 내지 2.0㎛ 또는 약 0.5㎛ 내지 1.5㎛일 수 있다.
상기 굴절률의 관계와 두께를 가지는 액정층은, 적용되는 용도에 적합한 위상 지연 특성을 나타낼 수 있다.
액정층은, 입사광, 예를 들면 광학 필터의 일측에서 입사되는 광을 서로 다른 편광 상태를 가지는 2종 이상의 광으로 분할하여 광학 필터의 다른 측으로 출사할 수 있도록 형성되어 있을 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 액정층은, 서로 상이한 위상 지연 특성을 가지는 상기 제 1 및 제 2 영역을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 「제 1 영역과 제 2 영역의 위상 지연 특성이 서로 상이하다는 것」은, 제 1 및 제 2 영역이 모두 위상 지연 특성을 가지는 영역인 상태에서 제 1 및 제 2 영역이 서로 동일하거나 또는 상이한 방향으로 형성되어 있는 광축을 가지고 또한 위상 지연 수치도 서로 상이한 영역인 경우 및 서로 동일한 위상 지연 수치를 가지면서 상이한 방향으로 형성되어 있는 광축을 가지는 경우가 포함될 수 있다. 다른 예시에서는 「제 1 및 제 2 영역의 위상 지연 특성이 상이하다는 것」은, 제 1 및 제 2 영역 중에서 어느 하나의 영역은 위상 지연 특성을 가지는 영역이고, 다른 영역은 위상 지연 특성이 없는 광학적으로 등방성인 영역인 경우도 포함될 수 있다. 이러한 경우의 예로는, 액정층이 액정 화합물을 포함하는 영역과 포함하지 않는 영역을 모두 가지는 형태를 들 수 있다. 제 1 또는 제 2 영역의 위상 지연 특성은, 예를 들면, 액정 화합물의 배향 상태, 액정층의 굴절률 관계 또는 액정층의 두께를 조절하여 제어할 수 있다.
제 1 영역(A)과 제 2 영역(B)은, 예를 들면, 도 1에 나타난 바와 같이 서로 공통되는 방향으로 연장하는 스트라이프 형상을 가지면서 서로 인접하여 교대로 배치되어 있거나, 또는 도 2와 같이 격자 패턴으로 서로 인접하여 교대로 배치되어 있을 수 있다.
예를 들어, 광학 필터가 입체 영상을 표시하는 표시 장치에 사용되는 경우, 제 1 및 제 2 영역 중에서 어느 하나의 영역은 좌안용 영상 신호 편광 조절 영역(이하, 「LC 영역」으로 호칭할 수 있다.)이고, 다른 하나의 영역은 우안용 영상 신호 편광 조절 영역(이하, 「RC 영역」으로 호칭할 수 있다.)일 수 있다.
제 1 및 제 2 영역을 포함하는 액정층에 의해서 분할되는, 서로 다른 편광 상태를 가지는 2종 이상의 광은, 예를 들면, 실질적으로 서로 수직한 방향을 가지는 직선 편광된 2종의 광을 포함하거나, 또는 좌원 편광된 광 및 우원 편광된 광을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 각도를 정의하면서, 수직, 수평, 직교 또는 평행 등의 용어를 사용하는 경우, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 상기 각각은 실질적인 수직, 수평, 직교, 또는 평행을 의미하는 것으로, 예를 들면, 제조 오차(error) 또는 편차(variation) 등을 감안한 오차를 포함하는 것이다. 따라서, 예를 들면, 상기 각각의 경우, 약 ±15도 이내의 오차, 약 ±10도 이내의 오차 또는 약 ±5도 이내의 오차를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 제 1 및 제 2 영역 중 어느 하나의 영역은, 입사광의 편광축을 회전시키지 않고, 그대로 투과시키는 영역이며, 다른 영역은, 입사광의 편광축을 다른 영역을 투과한 광의 편광축에 대하여 직교하는 방향으로 회전시켜 투과시킬 수 있는 영역일 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 액정층에서 중합성 액정 화합물을 포함하는 영역은, 제 1 및 제 2 영역 중에서 어느 하나의 영역에만 형성되어 있을 수 있다. 액정층이 형성되어 있지 않은 영역은 빈 공간이거나, 유리 또는 광학적 등방성인 수지층 또는 수지 필름 또는 시트가 형성되어 있을 수 있다.
다른 예시에서 제 1 및 제 2 영역 중 어느 하나의 영역은, 입사광을 좌원 편광된 광으로 변환하여 투과시킬 수 있는 영역이고, 다른 영역은, 입사광을 우원 편광된 광으로 변환하여 투과시킬 수 있는 영역일 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 및 제 2 영역은 서로 동일한 위상 지연 수치를 나타내면서 서로 상이한 방향으로 형성된 광축을 가지는 영역이거나, 하나의 영역은 입사되는 광을 그 파장의 1/4 파장만큼 지연시킬 수 있는 영역이고, 다른 하나의 영역은 입사되는 광을 그 파장의 3/4 파장만큼 위상 지연시킬 수 있는 영역일 수 있다.
하나의 예시에서 제 1 및 제 2 영역은, 서로 동일한 위상 지연 수치, 예를 들면 입사되는 광을 그 파장의 1/4 파장만큼 위상 지연시킬 수 있는 수치를 가질 수 있다. 또한 제 1 및 제 2 영역은, 서로 상이한 방향으로 형성되어 있는 광축을 가지는 영역일 수 있다.
광학 필터는, 제 1 및 제 2 영역의 경계에 존재하는 광투과량 조절 영역(이하, 「TC 영역」)을 포함할 수 있다. 도 3은, 광학 필터를 모식적으로 나타낸 도면이고, 제 1 영역(A)과 제 2 영역(B)의 경계에 존재하는 TC 영역을 보여준다.
용어 「TC 영역」은 그 영역으로 입사되는 광을 차단하거나, 또는 그 영역으로 입사되는 광 중에서 일부의 광만을 투과시킬 수 있도록 형성된 영역을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 TC 영역은 입사되는 광의 투과율, 즉 광투과율이 0% 내지 20%, 0% 내지 15%, 0% 내지 10% 또는 0% 내지 5%인 영역을 의미할 수 있다.
또한, TC 영역이 제 1 및 제 2 영역의 경계에 존재한다는 것은, 광학 필터로 입사한 광이 광학 필터를 투과하여 출사되는 동안의 어느 한 시점에서 입사광의 적어도 일부가 TC 영역으로 입사하는 것에 의해, TC 영역으로 입사한 입사광이 TC 영역에 의해 차단되거나 또는 TC 영역으로 입사한 입사광의 일부만이 TC 영역을 투과할 수 있도록 하는 위치에 TC 영역이 존재하는 것을 의미할 수 있다.
도 4는, 도 1의 제 1 및 제 2 영역(A, B)의 배치 형태를 TC 영역의 존재를 감안하여 다시 도시한 도면이고, 도 5는 도 2의 LG 및 RG 영역의 배치를 TC 영역의 존재를 감안하여 도시한 도면이다. 도 4 및 5에서 TC 영역은 사선으로 표시되어 있다. 광학 필터에서 TC 영역은, 필요에 따라서 적절한 개소에 형성되어 있을 수 있다.
TC 영역이 제 1 및 제 2 영역의 경계에 존재하는 형태의 예로는, 동일 평면상에서 제 1 영역, TC 영역 및 제 2 영역이 순차로 위치하는 경우, 또는, 제 1 및 제 2 영역이 위치하는 평면의 전면 또는 후면에 TC 영역이 위치하는 경우 등이 예시될 수 있다. 제 1 및 제 2 영역이 위치하는 평면의 전면 또는 후면에 TC 영역이 위치하는 경우에는, TC 영역은, 상기 광학 필터를 정면에서 관찰할 때에, 상기 제 1 및/또는 제 2 영역의 적어도 일부와 겹쳐진 상태로 존재할 수 있다.
하나의 예시에서 액정층의 제 1 영역 및 제 2 영역이 서로 상이한 방향으로 형성된 광축을 포함하는 영역이라면, TC 영역은 제 1 및 제 2 영역의 광축이 이루는 각도를 이등분하는 선과 평행하게 형성되거나, 또는 그 이등분선상에 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 TC 영역은, 예를 들면, 후술하는 바와 같은 표시 장치에 적용되면 휘도의 손실 없이 넓은 시야각이 확보되도록 할 수 있다.
도 6은, 도 1 또는 2의 예시의 제 1 및 제 2 영역(A, B)이 서로 상이한 방향으로 형성된 광축을 가지는 영역인 경우의 광축의 배치를 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 제 1 및 제 2 영역(A, B)의 광축이 이루는 각도를 이등분하는 선은, (θ1+θ2)의 각도를 이등분하는 선을 의미할 수 있다. 예를 들어, θ1 및 θ2가 동일한 각도라면, 상기 이등분선은, 제 1 및 제 2 영역(A, B)의 경계선(L)과 수평을 이루는 방향으로 형성될 수 있다. 또한, 상기에서 제 1 및 제 2 영역의 광축이 이루는 각도, 즉 (θ1+θ2)는, 예를 들면, 90도일 수 있다.
TC 영역은, 예를 들면, 광차단성 또는 광흡수성 잉크를 사용하여 형성할 수 있다. 이러한 경우, TC 영역은 상기 잉크를 포함할 수 있다. 예를 들면, 목적하는 TC 영역의 형상, 패턴 및 위치를 고려하여 광차단성 또는 광흡수성 잉크를 인쇄하는 방식으로 TC 영역을 형성할 수 있다.
TC 영역의 폭(예를 들면, 도 3의 H2)은, 예를 들면, 후술하는 표시 장치의 제 1 광투과량 조절 영역과의 관계에서 규정될 수 있다. 하나의 예시에서 TC 영역의 폭은 0 ㎛을 초과하고, 또한 1,000 ㎛ 이하의 범위에서 결정될 수 있다. 상기 폭의 하한은, 예를 들면, 20 ㎛, 25 ㎛, 30 ㎛, 35 ㎛, 40 ㎛, 45 ㎛, 50 ㎛, 55 ㎛, 60 ㎛, 65 ㎛, 70 ㎛, 75 ㎛ 또는 80 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 폭의 상한은, 예를 들면, 900 ㎛, 800 ㎛, 700 ㎛, 600 ㎛, 500 ㎛, 400 ㎛, 300 ㎛, 290 ㎛, 280 ㎛, 270 ㎛, 260 ㎛, 250 ㎛, 240 ㎛, 230 ㎛, 220 ㎛, 210 ㎛ 또는 200 ㎛일 수 있다. 이러한 상한과 하한의 범위에서 다양한 수치가 선택 및 조합되어 TC 영역의 폭이 규정될 수 있다.
광학 필터는, 기재층을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 경우에 상기 액정층은 상기 기재층의 일면에 형성되어 있을 수 있다. TC 영역은 상기 기재층과 액정층의 사이 또는 상기 액정층의 상기 기재층과 접하지 않는 면에 존재할 수 있다.
광학 필터는, 기재층과 액정층의 사이에 존재하는 배향층을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 경우에 TC 영역은 상기 배향층과 액정층의 사이에 존재하거나, 또는 상기 배향층과 기재층의 사이에 존재할 수 있다.
도 7은, 예시적인 광학 필터(50)로서, 순차 형성되어 있는 액정층(51), 배향층(52) 및 기재층(53)을 포함하고, TC 영역(TC)이 액정층과 배향층의 사이에 존재하는 경우를 보여준다.
또한, 도 8 및 9는, 역시 예시적인 광학 필터(60, 70)로서, TC 영역(TC)이 각각 기재층(53)과 배향층(52)의 사이 또는 액정층(51)의 기재층(53)과 접하지 않는 면, 도 9의 경우 액정층(51)의 상부에 존재하는 경우를 보여준다.
기재층으로는, 예를 들면, 글래스 기재층 또는 플라스틱 기재층을 사용할 수 있다. 플라스틱 기재층으로는, TAC(triacetyl cellulose) 또는 DAC(diacetyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 수지; 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin polymer); PMMA(poly(methyl methacrylate) 등의 아크릴 수지; PC(polycarbonate); PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 등의 폴리올레핀; PVA(polyvinyl alcohol); PES(poly ether sulfone); PEEK(polyetheretherketon); PEI(polyetherimide); PEN(polyethylenemaphthatlate); PET(polyethyleneterephtalate) 등의 폴리에스테르; PI(polyimide); PSF(polysulfone); 또는 불소 수지 등을 포함하는 시트나 필름이 예시될 수 있다.
기재층, 예를 들면, 플라스틱 기재층은, 액정층에 비하여 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예시적인 기재층의 굴절률은, 약 1.33 내지 약 1.53의 범위이다. 기재층이 액정층에 비하여 낮은 굴절률을 가지면, 예를 들면, 휘도 향상, 반사 방지 및 콘트라스트 특성 향상 등에 유리하다.
플라스틱 기재층은, 광학적으로 등방성이거나 혹은 이방성일 수 있다. 기재층이 광학적으로 이방성인 경우, 기재층의 광축은 상기한 제 1 및 제 2 영역의 광축이 이루는 각도를 이등분하는 선과 수직 또는 수평이 되도록 배치되는 있을 수 있다.
하나의 예시에서 기재층은, 자외선 차단제 또는 자외선 흡수제를 포함할 수 있다. 자외선 차단제 또는 흡수제를 기재층에 포함시키면, 자외선에 의한 액정층의 열화 등을 방지할 수 있다. 자외선 차단제 또는 흡수제로는, 살리실산 에스테르(salicylic acid ester) 화합물, 벤조페논(benzophenone) 화합물, 옥시벤조페톤(oxybenzophenone) 화합물, 벤조트리아졸(benzotriazol) 화합물, 시아노 아크릴레이트(cyanoacrylate) 화합물 또는 벤조에이트(benzoate) 화합물 등과 같은 유기물 또는 산화아연(zinc oxide) 또는 니켈 착염(nickel complex salt) 등과 같은 무기물이 예시될 수 있다. 기재층 내의 자외선 차단제 또는 흡수제의 함량은 특별히 제한되지 않고, 목적 효과를 고려하여 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 플라스틱 기재층의 제조 과정에서 상기 자외선 차단제 또는 흡수제를, 기재층의 주재료에 대한 중량 비율로 약 0.1 중량% 내지 25 중량% 정도로 포함시킬 수 있다.
기재층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 용도에 따라서 적절하게 조절될 수 있다.
기재층과 액정층의 사이에 존재할 수 있는 배향층은, 예를 들면, 액정층의 액정 화합물을 배향시켜서, 상기 제 1 및 제 2 영역을 형성하는 역할을 하는 층일 수 있다. 배향층으로는, 이 분야에서 공지되어 있는 통상의 배향층, 예를 들면, 임프린팅(imprinting) 방식으로 형성된 배향층, 광배향층 또는 러빙 배향층 등이 사용될 수 있다. 상기 배향층은 임의적인 구성이며, 경우에 따라서는, 상기 기재층을 직접 러빙하거나 연신하는 방식으로 배향층 없이 배향성을 부여할 수도 있다.
하나의 예시에서 상기 광학 필터는, 표시 장치, 예를 들면, 입체 영상 표시 장치(이하, 이하, 「3D 장치」)에 적용되는 필터일 수 있다. 하나의 예시에서 상기 3D 장치는, 표시부를 포함하는 장치일 수 있다. 광학 필터가 상기 표시 장치에 적용되면, 표시부에서 출사되는 신호가 상기 필터를 투과한 후에 관찰자에게 전달될 수 있도록 상기 필터가 배치될 수 있다. 상기 3D 장치는, 예를 들면, 관찰자가 입체 영상 관찰용 안경(이하, 「3D 안경」)을 착용하고 입체 영상을 관찰하는 장치일 수 있다.
표시부는 구동 상태에서 우안용 신호(이하, 「R 신호」)를 생성할 수 있는 우안용 신호 생성 영역(이하, 「RS 영역」)과 좌안용 신호(이하, 「L 신호」)를 생성할 수 있는 좌안용 신호 생성 영역(이하, 「LS 영역」)을 포함할 수 있다. 용어 「구동 상태」는 3D 장치가 영상, 예를 들면, 입체 영상을 표시하고 있는 상태를 의미할 수 있다.
상기 광학 필터는, 상기 3D 장치에 적용되어 상기 R 및 L 신호의 편광 상태를 조절하는 역할, 예를 들면, 상기 R 및 L 신호가 서로 상이한 편광 상태를 가지도록 조절하는 역할을 할 수 있다.
표시부는 또한 RS 및 LS 영역에 인접하는 광투과량 조절 영역(TC 영역)을 포함할 수 있다. 이하 본 명세서에서, TC 영역간의 구별을 위하여, 표시부에 포함되는 TC 영역은, TC1 영역으로 호칭하고, 상기 광학 필터에 존재하는 TC 영역은 TC2 영역으로 호칭할 수 있다.
TC1 영역도 역시 광투과율이 0% 내지 20%, 0% 내지 15%, 0% 내지 10% 또는 0% 내지 5%인 영역을 의미할 수 있다.
또한, TC1 영역이 RS 및 LS 영역에 인접한다는 것은, 시야각 범위 내에 속하는 적어도 어느 하나의 각도에서 영상을 관찰할 때에 RS 및/또는 LS 영역에서 생성된 R 신호 및/또는 L 신호가 광학 필터로 전달되는 과정에서 R 및/또는 L 신호의 적어도 일부가 TC 영역으로 입사하는 것에 의해, TC 영역으로 입사한 신호가 TC 영역에 의해 차단되거나 또는 TC 영역으로 입사한 신호의 일부만이 TC 영역을 투과하여 광학 필터로 전달될 수 있도록 하는 위치에 TC 영역이 존재하는 것을 의미할 수 있다.
용어 「시야각」은, 예를 들면, LS 영역에서 생성된 L 신호가 광학 필터의 제 1 및 제 2 영역 중 어느 하나의 영역인 좌안용 신호 편광 조절 영역(이하, 「LG 영역」)을 투과하고, 또한 제 1 및 제 2 영역 중 다른 하나의 영역인 우안용 신호 편광 조절 영역(이하, 「RG 영역」)은 투과하지 않으면서 관찰자에게 전달될 수 있는 각도의 범위 또는 RS 영역에서 생성된 R 신호가 광학 필터의 RG 영역을 투과하고, 또한 LG 영역은 투과하지 않으면서 관찰자에게 전달될 수 있는 각도의 범위를 의미할 수 있다. 시야각을 초과하는 각도에서는, L 신호가 RG 영역을 투과하거나, 혹은 R 신호가 LG 영역을 투과한 후에 관찰자에게 전달될 수 있다.
RS 및 LS 영역에 인접하여 존재하는 TC1 영역은, RS 및 LS 영역의 사이에 위치할 수 있다. TC1 영역이 RS 및 LS 영역의 사이에 존재하는 태양의 예로는, 동일 평면상에서 RS, TC1 및 LS 영역이 순차로 위치하는 경우, 또는, RS 및 LS 영역이 위치하는 평면의 전면 또는 후면에 TC1 영역이 위치하는 경우 등이 예시될 수 있다. RS 및 LS 영역이 위치하는 평면의 전면 또는 후면에 TC1 영역이 위치하는 경우에는, TC1 영역은, 상기 장치를 정면에서 관찰할 때에, 상기 RS 및/또는 LS 영역의 적어도 일부와 겹쳐진 상태로 존재할 수 있다.
도 10은, 상기 광학 필터(801)가 적용된 예시적인 3D 장치(80)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 10과 같이 광학 필터(801)가 적용된 예시적인 3D 장치(80)는 표시부(81)와 상기 광학 필터(801)를 포함할 수 있다. 표시부(81)는, 광원(821), 제 1 편광판(822), 영상 생성 영역(823) 및 제 2 편광판(824)을 포함할 수 있다. RS 및 LS 영역은, 영상 생성 영역(823)에 포함되며, 제 1 편광판(822) 및 광원(821)은, 영상 생성 영역(83)의 일측에 순차로 포함될 수 있다.
광원(821)으로는, 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시 장치에서 광원으로서 통상 사용되는 직하형(direct type) 또는 에지형(edge type)의 백라이트 유닛(BLU; Back Light Unit)이 사용될 수 있다. 광원(821)으로는 상기 외에도 다양한 종류의 장치가 사용될 수 있다.
표시부(81)에서 제 1 편광판(822)은 광원(821) 및 영상 생성 영역(823)의 사이에 위치할 수 있다. 이러한 배치에 의해, 광원(821)에서 출사한 광은 제 1 편광판(822)을 투과한 후에 영상 생성 영역(823)으로 입사할 수 있다. 제 1 편광판은, 투과축 및 상기 투과축에 직교하는 흡수축이 형성되어 있는 광학 소자일 수 있다. 제 1 편광판으로 광이 입사하면, 입사된 광 중에서 편광판의 투과축 방향과 평행한 편광축을 가지는 광만이 투과될 수 있다.
영상 생성 영역(823)은, 구동 상태에서 L 신호를 생성할 수 있는 LS 영역과 R 신호를 생성할 수 있는 RS 영역을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 영상 생성 영역(83)은, 2장의 기판의 사이에 액정층을 개재시킨 투과형 액정 패널에 의해 형성되는 영역 또는 상기 액정 패널의 내부에 형성되는 영역일 수 있다. 액정 패널은, 예를 들면, 광원(821)측으로부터 순차로 배치된 제 1 기판, 화소 전극, 제 1 배향층, 액정층, 제 2 배향층, 공통 전극 및 제 2 기판을 포함할 수 있다. 제 1 기판에는, 예를 들면, 투명 화소 전극에 전기적으로 접속된 구동 소자로서 TFT(Thin Film Transistor)와 배선 등을 포함하는 액티브형 구동 회로가 형성되어 있을 수 있다. 화소 전극은, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물을 포함하는 것으로, 화소별 전극으로 기능할 수 있다. 또한, 제 1 또는 제 2 배향층은, 예를 들면, 액정층의 액정을 배향시키는 역할을 할 수 있다. 액정층은, 예를 들면, VA(Vertical Alignment), TN(Twisted Nematic), STN(Super Twisted Nematic) 또는 IPS(In LGane Switching) 모드의 액정을 포함할 수 있다. 액정층은, 구동 회로로부터 인가되는 전압에 의해서, 광원(821)으로부터의 광을 화소별로 투과 또는 차단하는 기능을 가질 수 있다. 공통 전극은, 예를 들면 공통의 대향 전극으로 기능할 수 있다.
영상 생성 영역(823)에는 구동 상태에서 L 또는 R 신호를 생성할 수 있는 영역으로서 하나 이상의 화소(pixel)를 포함하는 LS 및 RS 영역이 형성되어 있을 수 있다. 예를 들면, 액정 패널에서 제 1 및 제 2 배향층의 사이에 밀봉된 액정을 포함하는 하나 이상의 단위 화소가 LS 또는 RS 영역을 형성하고 있을 수 있다. LS 및 RS 영역은 행 및/또는 열 방향으로 배치되어 있을 수 있다.
도 11 및 12는, 예시적인 RS 및 LS 영역의 배치를 나타내는 도면이다. 도 11 및 12는, 3D 장치를 정면에서 관찰할 경우의 RS 및 LS 영역의 배치일 수 있다. 하나의 예시에서 RS 및 LS 영역은, 도 11과 같이, 공통의 방향, 예를 들면, 길이 방향으로 연장하는 스트라이프 형상을 가지며, 인접하여 교대로 배치되어 있을 수 있다. 다른 예시에서, RS 및 LS 영역은, 도 12와 같이 격자 패턴으로 서로 인접하여 교대로 배치되어 있다. 그렇지만, RS 및 LS 영역의 배치는 도 11 및 12의 배치에 제한되는 것은 아니며, 다른 다양한 디자인도 적용될 수 있다.
표시부(81)는, 예를 들면, 구동 상태에서 신호에 따라 각 영역에서의 화소를 구동하는 것에 의해서 R 및 L 신호를 포함하는 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 10을 참조하면, 광원(821)에서 출사한 광이 제 1 편광판(822)에 입사하면, 편광판(822)의 투과축과 평행하게 편광된 광만이 투과될 수 있다. 이와 같이 투과된 광은 영상 생성 영역(823)에 입사한다. 영상 생성 영역(823)에 입사하여 RS 영역을 투과한 광은 R 신호가 되며, LS 영역을 투과한 광은 L 신호가 될 수 있다.
표시부(81)는, TC1 영역을 포함할 수 있다. TC1 영역은, RS 및 LS 영역에 인접하여 위치할 수 있다. 예시적인 장치(80)를 모식적으로 도시한 도 10에서는 TC1 영역이 영상 생성 영역(823)에서 RS 및 LS 영역이 형성되는 평면의 전면에 위치하고, 또한 정면에서 관찰할 때에 상기 RS 및 LS 영역의 사이에서 상기 RS 및 LS 영역의 일부와 겹쳐지도록 위치하고 있다. 그렇지만, TC1 영역의 위치는 도 10에 나타난 배치에 제한되지 않는다. 예를 들면, TC1 영역은 RS 및 LS 영역이 형성되는 평면의 후면에 위치하거나, 예를 들면, RS 및 LS 영역이 형성되는 평면과 동일한 평면에 위치할 수도 있다. 도 13은, 도 11의 LS 및 RS 영역의 배치 형태를 TC1의 존재를 감안하여 다시 도시한 도면이고, 도 14는 도 12의 LS 및 RS 영역의 배치를 TC1의 존재를 감안하여 다시 도시한 도면이다. 도 13 및 14에서 TC1 영역은 사선으로 표시되어 있다.
TC1 영역은, 예를 들면, TC2 영역과 조합되어 휘도의 손실 없이 3D 장치가 넓은 시야각에서 영상을 표시하도록 할 수 있다.
하나의 예시에서 TC1 영역은, 블랙 매트릭스일 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 영역(823)이 투과형 액정 패널에 의해 형성되는 영역이거나 그 내부에 형성되는 영역인 경우, TC1 영역은, 전술한 바와 같이 액정 패널에 포함될 수 있는 제 2 기판에 통상적으로 존재하는 컬러 필터에 포함되는 블랙 매트릭스일 수 있다. 하나의 예시에서 TC1 영역은, 크롬(Cr), 크롬과 크롬 산화물의 이층막(Cr/CrOx 이층막), 카본 블랙(carbon black), 카본 안료 등과 같은 안료(pigment)를 포함하는 수지층 또는 그래파이트(Graphite)를 포함하여 형성되는 영역일 수 있다. 상기 소재를 사용하여 TC1 영역을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, TC1 영역은, 블랙 매트릭스를 형성하는 통상적인 방식인 포토리소그라피(photolithography)나 리프트 오프(lift off) 방식 등으로 형성할 수 있다.
3D 장치에서 제 2 편광판(824)은, 영상 생성 영역(823)과 광학 필터(801)의 사이에 포함될 수 있다. 광학 필터(801)는, 제 1 및 제 2 영역 중 어느 하나의 영역인 LG 영역과 다른 영역인 RG 영역을 포함한다. 또한 상기 TC2 영역은 LG 및 RG 영역에 인접하여 위치할 수 있다.
영상 생성 영역(823)에서 출사된 신호는 제 2 편광판(824)과 광학 필터(801)을 순차로 투과하여 관찰자에게 전달될 수 있다. 또한, R 및/또는 L 신호의 적어도 일부는, 시야각 내의 어느 하나의 각도에서 관찰할 때에 상기 신호들이 광학 필터(801)를 투과하는 동안 중에서 어느 한 시점에서 TC2 영역으로 입사할 수 있다.
제 2 편광판(824)은, 제 1 편광판(822)처럼, 투과축 및 상기 투과축에 직교하는 흡수축이 형성되어 있는 광학 소자이고, 빛이 입사되면 그 가운데 투과축 방향과 평행한 편광축을 가지는 신호만을 투과시킬 수 있다. 3D 장치(80)에 포함되는 제 1 및 제 2 편광판(822, 824)은 각각의 흡수축이 서로 수직을 이루도록 배치되어 있을 수 있다. 제 1 및 제 2 편광판(822, 824)의 투과축도 역시 서로 수직을 이루고 있을 수 있다. 상기에서 수직은, 실질적인 수직을 의미하고, 예를 들면, ±15도 이내, ±10도 이내 또는 ±5도 이내의 오차를 포함할 수 있다.
광학 필터(801)에 포함되는 RG 및 LG 영역은, 각각 R 및 L 신호의 편광 상태를 조절할 수 있다. 상기 기술한 내용에 따라서 RG 및 LG 영역은, R 및 L 신호가 서로 상이한 편광 상태를 가진 채로 3D 장치로부터 출사되도록 하는 역할을 하는 영역일 수 있다.
RG 영역은, 구동 상태에서 RS 영역에서 생성 및 전달되는 R 신호가 입사될 수 있도록 RS 영역에 대략적으로 대응하는 위치에 RS 영역과 대략적으로 대응되는 크기로 배치되어 있을 수 있고, LS 영역은, LS 영역에서 생성 및 전달되는 L 신호가 입사될 수 있도록 LS 영역의 대략적으로 대응하는 위치에 LS 영역과 대략적으로 대응되는 크기로 배치되어 있을 수 있다. RS 또는 LS 영역에 대응되는 위치에 대응되는 크기로 RG 또는 LG 영역이 형성된다는 것은, RS 영역에서 생성된 R 신호가 RG 영역에 입사될 수 있고, LS 영역에서 생성된 L 신호가 LG 영역으로 입사될 수 있는 위치 및 크기를 의미하는 것이고, 반드시 양자가 동일한 위치에 동일한 크기로 형성되어야 하는 것을 의미하는 것은 아니다.
RG 및 LG 영역은, 예를 들면, RS 및 LS 영역의 배치에 대응하여 공통 방향, 예를 들면, 길이 방향으로 연장하는 스트라이프 형상으로 형성되고, 또한 서로 인접하여 교대로 배치되어 있거나, 혹은 격자 패턴으로 서로 인접하여 교대로 배치되어 있을 수 있다.
광학 필터를 포함하면, 3D 장치는, TC1과 TC2 영역을 포함한다. 이러한 장치는 휘도의 손실 없이도 넓은 시야각에서 입체 영상을 표시할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 광학 필터가 상기 3D 장치에 적용되는 필터인 때에 TC2 영역은, TC1 영역과 하기 수식 1을 만족할 수 있다. 하기 수식 1을 만족하는 범위 내에서 3D 장치의 휘도 특성이 적절하게 확보되면서 넓은 시야각을 나타낼 수 있다.
[수식 1]
H1 + H2 ≤ (PL + PR)/2
상기 수식 1에서 H1은 TC1 영역의 폭이고, H2는, TC2 영역의 폭이며, PL은, LG 영역, 즉 제 1 또는 제 2 영역의 폭이고, PR은 RG 영역, 즉 제 2 또는 제 1 영역의 폭이다.
도 15는, 상기 광학 필터를 포함하는 3D 장치의 TC1 영역을 포함하는 영상 생성 영역(823), 제 2 편광판(824) 및 광학 필터(801)만을 측면에서 관찰하는 경우를 모식적으로 도시한 도면이고, 도 15에는, 상기 「H1」, 「H2」, 「PL」 및 「PR」가 각각 표시되어 있다.
3D 장치에서 「H1」 및 「H2」의 구체적인 범위는 3D 장치의 구체적인 사양에 따라서 상기 수식 1을 만족하는 범위를 고려하여 적절하게 선택될 수 있는 것이고, 그 구체적인 수치는 특별히 제한되는 것이 아니다. 예를 들면, 상기 H2, 즉 TC2 영역의 폭은 상기 기술한 범위에서 선택될 수 있다.
또한, 「H1」은, 예를 들어, H1과 H2의 합이 약 0 ㎛를 초과하고, 또한 2,000 ㎛ 이하인 범위가 되도록 선택될 수 있다. H1과 H2의 합의 하한은, 예를 들면, 40 ㎛, 50 ㎛, 60 ㎛, 70 ㎛, 80 ㎛, 90 ㎛, 100 ㎛, 110 ㎛, 120 ㎛, 130 ㎛, 140 ㎛, 150 ㎛ 또는 160 ㎛일 수 있다. 또한, H1과 H2의 합의 상한은, 예를 들면, 1900 ㎛, 1800 ㎛, 1700 ㎛, 1600 ㎛, 1500 ㎛, 1400 ㎛, 1300 ㎛, 1200 ㎛, 1100 ㎛, 1000 ㎛, 900 ㎛, 800 ㎛, 700 ㎛, 600 ㎛, 500 ㎛, 400 ㎛ 또는 300 ㎛일 수 있다. 이러한 상한과 하한의 범위에서 다양한 수치가 선택 및 조합되어 H1과 H2의 합의 범위가 규정될 수 있다.
또한, 3D 장치에서 「PR」 및 「PL」, 즉 상기 광학 필터의 제 1 또는 제 2 영역의 폭의 구체적인 범위도, 3D 장치의 구체적인 사양에 따라서 선택될 수 있는 것이고, 그 구체적인 수치는 특별히 제한되는 것이 아니다. 하나의 예시에서 상기 3D 장치가 47인치의 장치인 경우에 상기 「PR」 및 「PL」의 구체적인 범위는, 예를 들면, 각각 150 ㎛ 내지 350 ㎛의 범위 내에서 선택될 수 있다. 통상적인 장치의 스펙을 감안하면 상기 「PR」 및 「PL」의 구체적인 범위는, 예를 들면, 150 ㎛ 내지 1,000 ㎛의 범위에 있을 수 있다.
광학 필터의 TC2 영역의 폭(H2)은, 상기 필터가 적용된 3D 장치의 TC1 영역의 폭(H1)과 동일하거나 또는 그보다 작을 수 있다. 하나의 예시에서 TC1 영역의 폭(H1)과 TC2 영역의 폭(H2)의 차이(H1-H2)는, 예를 들면, 1,000 ㎛ 이내, 900 ㎛ 이내, 800 ㎛ 이내, 700 ㎛ 이내, 600 ㎛ 이내, 500 ㎛ 이내, 400 ㎛ 이내, 300 ㎛ 이내, 175 ㎛ 이내, 150 ㎛ 이내, 125 ㎛ 이내, 100 ㎛ 이내, 75 ㎛ 이내, 50 ㎛ 이내 또는 25 ㎛ 이내 이거나, 실질적으로 0 ㎛일 수 있다. 이러한 상태에서 상기 3D 장치는, 휘도의 손실 없이 넓은 시야각을 확보할 수 있다.
광학 필터가 적용된 3D 장치는, 예를 들면, 정면에서 관찰한 상대 휘도가 60% 이상, 65% 이상 또는 70% 이상일 수 있다. 용어 「상대 휘도」는, TC1 및 TC2 영역이 모두 형성되어 있지 않은 3D 장치에서의 휘도(IO) 대비 TC1 및 TC2 영역이 형성되어 있는 3D 장치에서의 휘도(IT)의 비율(IT/IO)을 의미할 수 있다.
3D 장치에 적용되는 광학 필터의 TC2 영역은, 예를 들면, 하기 수식 2를 만족하는 각도 "θU" 및 하기 수식 3을 만족하는 각도 "θL"의 최대값이 모두 3도 또는 그 이상, 5도 또는 그 이상, 8도 또는 그 이상, 8.5도 또는 그 이상, 9도 또는 그 이상, 9.5도 또는 그 이상, 10도 또는 그 이상, 10.5도 또는 그 이상, 11도 또는 그 이상, 11.5도 또는 그 이상, 12도 또는 그 이상, 12.5도 또는 그 이상, 13도 또는 그 이상, 13.5도 또는 그 이상, 14도 또는 그 이상, 14.5도 또는 그 이상 또는 15도 또는 그 이상이 되도록 형성되어 있을 수 있다.
[수식 2]
tanθU = (H1 + 2y)/2T
[수식 3]
tanθL = (H1 + 2H2-2y)/2T
수식 2 및 3에서 H1는 TC1 영역의 폭이고, H2는, TC2 영역의 폭이며, T는 광학 필터가 적용된 3D 장치에서 표시부로부터 상기 광학 필터까지의 거리이고, y는 광학 필터가 적용된 3D 장치의 TC1 영역의 폭을 이등분하는 선의 상기 TC1 영역의 표면에 대한 가상의 법선이 TC2 영역과 접하는 지점에서부터 TC2 영역이 존재하는 부분까지의 거리이다.
"θU" 및 "θL"은, 예를 들면, 각각 3D 장치의 시야각을 의미할 수 있다. 수식 2 및 3을 도 16은 참조하여, 더욱 설명하면 하기와 같다.
용어 「시야각」이, 영상 생성 영역에서 생성된 L 신호가 LG 영역을 투과하고, 또한 RG 영역은 투과하지 않으면서 관찰자에게 전달될 수 있는 각도의 범위 또는 영상 생성 영역에서 생성된 R 신호가 RG 영역을 투과하고, 또한 LG 영역은 투과하지 않으면서 관찰자에게 전달될 수 있는 각도의 범위를 의미하는 것으로 가정할 때, 상기 시야각은 도 16에서 각각 "θU" 및 "θL"로 표시되어 있다.
도 16에서와 같이 시야각은, 영상 생성 영역에서 광학 필터까지의 거리(T)와 TC1 및 TC2 영역의 폭에 따라서 결정될 수 있다. 상기에서 영상 생성 영역에서 광학 필터까지의 거리(T)는, 예를 들면, 영상 생성 영역의 광학 필터와 마주보는 면에서부터 광학 필터의 TC2 영역이 끝나는 지점까지의 거리일 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 영역이 액정 패널에 의해 형성되는 영역인 경우에 상기 영상 생성 영역의 광학 필터와 마주보는 면은, 상기 액정 패널의 액정층의 상기 광학 필터와 마주보는 면을 의미할 수 있다.
거리(T)는, 3D 장치의 사양에 따라서 결정되는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 거리(T)는 5 mm 이하, 또는 약 0.5 mm 내지 5 mm 정도일 수 있다.
도 16을 참조하면, 시야각 "θU" 및 "θL"은 거리(T)가 동일할 때, TC1 및 TC2 영역의 폭(H1 및 H2)과 TC1 및 TC2 영역의 상대적 위치에 따라서 결정되는 것을 알 수 있다.
즉, 시야각 "θU"은 tanθU가 TC1 영역의 폭(H1)의 1/2배의 수치 및 TC1 영역의 폭을 이등분하는 선의 상기 TC1 또는 영상 생성 영역의 표면에 대한 가상의 법선(C)이 TC2 영역과 접하는 지점에서부터 TC2 영역이 존재하는 부분까지의 거리(y)의 합(H1/2+y)을 상기 거리(T)로 나눈 수치와 같아지도록 형성되고 있음을 알 수 있다. 또한, 시야각 "θL"은 tanθL이 TC1 영역의 폭(H1)의 1/2배의 수치에 상기 TC2 영역의 폭(H2)에서 TC1 영역의 폭(H1)을 이등분하는 선의 상기 TC1 영역 또는 영상 생성 영역의 표면에 대한 가상의 법선(C)이 TC2 영역과 접하는 지점에서부터 TC2 영역이 존재하는 부분까지의 거리(y)를 뺀 수치(H2-y)의 합(H1/2+H2-y)을 상기 거리(T)로 나눈 수치와 같아지도록 형성되고 있음을 알 수 있다.
TC1 및 TC2 영역을 포함하는 3D 장치에서는, TC1 및 TC2 영역의 크기, 예를 들면, 폭과 상기 TC1 및 TC2 영역의 상대적 위치를 적절하게 조절함으로써, 입체 영상의 관찰 시에 넓은 시야각을 확보하면서도 휘도 특성도 우수하게 확보할 수 있다.
상기 3D 장치는, 정면에서 관찰한 상대 휘도가 60% 이상, 65% 이상 또는 70% 이상이고, 또한 그와 동시에 상기 수식 2를 만족하는 각도 "θU"의 최대값 및 상기 수식 3을 만족하는 각도 "θL"의 최대값이 모두 3도 또는 그 이상, 5도 또는 그 이상, 8도 또는 그 이상, 8.5도 또는 그 이상, 9도 또는 그 이상, 9.5도 또는 그 이상, 10도 또는 그 이상, 10.5도 또는 그 이상, 11도 또는 그 이상, 11.5도 또는 그 이상, 12도 또는 그 이상, 12.5도 또는 그 이상, 13도 또는 그 이상, 13.5도 또는 그 이상, 14도 또는 그 이상, 14.5도 또는 그 이상 또는 15도 또는 그 이상일 수 있다.
본 출원은 또한 표시 장치, 예를 들면, 3D 장치로서, 상기 기술한 광학 필터를 포함하는 3D 장치에 대한 것이다. 상기 3D 장치의 구체적인 내용으로는 상기 기술한 사항이 적용될 수 있다.
본 출원은 또한, 광학 필터, 예를 들면, 상기 광학 필터의 제조 방법에 관한 것이다. 예시적인 제조 방법은, 서로 상이한 위상 지연 특성을 가지며, 또한 서로 인접하고 있는 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 액정층의 경계에 TC2 영역을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기에서 TC2 영역은 액정층을 형성한 후 또는 액정층을 형성하기 전에 형성하거나, 또는 액정층과 동시에 형성할 수도 있다.
액정층은, 예를 들면, 기재층상에 배향층을 형성하고, 상기 배향층상에 상기 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 도포층을 형성하며, 상기 액정 조성물을 배향시킨 상태에서 중합시켜서 액정층을 형성하는 방식으로 제조할 수 있다.
배향층은 예를 들면, 기재층에 폴리이미드 등의 고분자막을 형성하고 러빙 처리하거나, 광배향성 화합물을 코팅하고, 직선 편광의 조사 등을 통하여 배향 처리하는 방식 또는 나노 임프린팅 방식 등과 같은 임프린팅 방식으로 형성할 수 있다. 이 분야에서는, 목적하는 배향 패턴, 예를 들면, 상기 제 1 및 제 2 영역의 패턴을 고려하여, 배향층을 형성하는 다양한 방식이 공지되어 있다.
액정 조성물의 도포층은, 조성물을 공지의 방식으로 기재층의 배향층상에 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 도포층의 하부에 존재하는 배향층의 배향 패턴에 따라서 배향시킨 후에 중합시켜서 액정층을 형성할 수 있다.
TC2 영역은, 예를 들면, 액정층의 형성 전 또는 후에 상기 기술한 광차단성 또는 광흡수성 잉크를 형성될 제 1 및 제 2 영역의 위치를 고려하여 인쇄하는 방식으로 형성할 수 있다. 이러한 경우 인쇄는, 예를 들면, 상기 배향층이 형성될 기재층의 표면, 상기 액정층이 형성될 배향층의 표면 또는 상기 액정층의 표면에 수행될 수 있고, TC2 영역이 형성될 위치의 정확성 등을 고려하면, 배향층의 표면에 인쇄될 수 있다.
예를 들면, 카본 블랙(carbon black), 흑연 또는 산화철 등과 같은 무기 안료나, 아조계 안료 또는 프탈로시아닌계 안료 등의 유기 안료를 포함하는 광차단성 또는 광흡수성 잉크를 적절한 바인더(binder) 및/또는 용제(solvent)와 배합한 인쇄용 잉크를 사용하여 인쇄 공정이 진행될 수 있다. 예를 들면, 상기 안료의 배합량이나 종류를 조절하여 TC 영역의 광투과율을 조절할 수 있다. 인쇄 방식은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 스크린 인쇄 또는 그라비아 인쇄 등의 인쇄 방식이나, 잉크젯 방식에 의한 선택적인 젯팅 방식을 사용할 수 있다.
예시적인 광학 필터는, 예를 들면, 3D 장치에 적용되어 상기 장치가 입체 영상을 휘도의 손실이 없이 넓은 시야각에서 표시하도록 할 수 있다.
도 1 및 2는 예시적인 광학 필터의 제 1 및 제 2 영역의 배치를 나타내는 도면이다.
도 3은, 제 1 및 제 2 영역의 광축의 형성의 예시를 보여주는 도면이다.
도 4는, 예시적인 광학 필터를 보여주는 도면이다.
도 5 및 6은, 예시적인 광학 필터의 제 1 및 제 2 영역, 및 TC 영역의 배치를 보여주는 도면이다.
도 7 내지 9는, 예시적인 광학 필터의 형태를 보여주는 도면이다.
도 10은, 3D 장치를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 11 및 12는, LS 영역 및 RS 영역의 예시적인 배치를 보여주는 모식도이다.
도 13 및 14는, LS 영역, RS 영역 및 TC1 영역의 예시적인 배치를 보여주는 모식도이다.
도 15는, 3D 장치를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 14는, 3D 장치에서 시야각의 형성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 15는, 3D 장치의 일부 요소를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 16은, 수식을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 상기 광학 필터 및 3D 장치를 상세히 설명하지만, 상기 광학 필터 및 3D 장치의 범위가 하기에 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
TAC 기재(굴절률: 1.49, 두께: 80,000 nm)의 일면에 광배향층 형성용 조성물을 건조 후의 두께가 약 1,000 Å이 되도록 코팅하고, 80℃의 오븐에서 2 분 동안 건조시켰다. 광배향층 형성용 조성물로는, 하기 화학식 3의 신나메이트기를 갖는 폴리노르보넨(분자량(Mw)=150,000) 및 아크릴 단량체의 혼합물을 광개시제(Igacure 907)와 혼합하고, 다시 그 혼합물을 톨루엔 용매에 폴리노르보넨의 고형분 농도가 2 wt%가 되도록 용해시켜 제조한 조성물을 사용하였다(폴리노르보넨: 아크릴 단량체:광개시제 = 2:1:0.25(중량비)).
[화학식 3]
Figure 112012062715558-pat00003
이어서, 건조된 광배향층 형성용 조성물을 한국 특허출원 제2010-0009723호에 개시된 방법에 따라 배향 처리하여, 서로 다른 방향으로 배향된 제 1 및 제 2 배향 영역을 포함하는 광배향층을 형성하였다. 구체적으로는 상기 건조된 조성물의 상부에 폭이 약 450 ㎛인 스트라이프 형상의 광투과부 및 광차단부가 상하 및 좌우로 교대로 형성되어 있는 패턴 마스크를 위치시키고, 또한 상기 패턴 마스크의 상부에는 각각 서로 다른 편광을 투과시키는 두개의 영역이 형성된 편광판을 위치시켰다. 그 후, 상기 광배향층이 형성되어 있는 TAC 기재(30)를 약 3 m/min의 속도로 이동시키면서, 상기 편광판 및 패턴 마스크를 매개로 광배향층 형성용 조성물에 자외선(300 mW/cm2)을 약 30초 동안 조사하여 배향 처리를 수행하였다. 이러한 배향 처리에 의하여, 도 1과 같은 형태로 제 1 배향 영역(A)과 제 2 배향 영역(B)이 형성되고, 각 배향 영역의 배향 방향이 함께 이루는 각도가 90도이며, 또한, 각 배향 영역의 배향 방향이 제 1 및 제 2 영역(A, B)의 경계와 시계 또는 반시계 방향으로 45도가 되도록 형성하였다. 이어서, 광흡수성 잉크로서, 카본 블랙(carbon black) 분산액을 아크릴레이트계 바인더(dipentaerythritol hexaacrylate) 및 카보닐계 용제의 혼합물에 약 70 중량%의 농도로 혼합하고, 약 2 중량%의 광개시제(Igarcure 907)를 추가로 배합한 잉크를 상기 제 1 및 제 2 영역(A, B)의 경계에 상기 제 1 및 제 2 영역의 배향 방향이 함께 이루는 각도의 이등분선과 평행하게 되도록 잉크젯 장비(Dymatrix DMP2800, Fuji film사제)로 약 3 ㎛의 두께로 인쇄하고, 경화시켜서 TC 영역을 형성하였다. 상기 인쇄는 잉크젯 방식으로 수행하였다. 이어서, 배향 처리된 배향층 및 TC 영역에 액정층을 형성하였다. 구체적으로는, 액정 조성물로서 하기 화학식 A로 표시되는 다관능성 중합성 액정 화합물 70 중량부 및 하기 화학식 B로 표시되는 단관능성 중합성 액정 화합물 30 중량부를 포함하고, 적정량의 광개시제를 포함하는 액정 조성물을 약 1㎛ 의 건조 두께가 되도록 도포하고, 하부의 배향층에 배향에 따라 배향시킨 후에, 자외선(300mW/cm2)을 약 10초 동안 조사하여 액정을 가교 및 중합시켜, 하부 광배향층의 배향에 따라서 서로 직교하는 광축을 가지는 제 1 및 제 2 영역이 형성되어 있는 액정층을 형성하였다. Axomatrix사의 Axoscan 장비를 이용하여 측정한 결과 상기 액정층에서 지상축 방향의 굴절률과 진상축 방향의 굴절률의 차이는 약 0.125였다. 또한, 상기 액정층은, 약 1 ㎛ 정도의 두께로 형성되었다.
[화학식 A]
Figure 112012062715558-pat00004
[화학식 B]
Figure 112012062715558-pat00005

실시예 2
TC 영역의 형성을 위한 인쇄를 액정층의 형성 후에 상기 액정층의 상부에 수행한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 광학 필터를 제조하였다.
실시예 3
TC 영역의 형성을 위한 인쇄를 기재층(TAC 기재)의 표면에 수행한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 광학 필터를 제조하였다.
실시예 4 내지 7.
도 10과 같은 구조를 가지되, 실시예 1과 같은 방식으로 제조되는 광학 필터(801)을 포함하며, 영상 생성 영역(823)은, 투과형 액정 패널이고, RS 및 LS 영역은 도 11과 같이 배치되며, TC1 영역이 액정 패널의 컬러 필터의 블랙 매트릭스에 의해 형성되고, TC1 영역이 RS 및 LS의 영역의 사이에서 RS 및 LS 영역의 일부분과 겹치면서 도 13과 같이 배치되는 장치를 구성하였다. TC1 영역이 RS 영역과 겹치는 범위와 LS 영역과 겹치는 범위는 동일하도록 TC1 영역을 형성하였다. 또한, 광학 필터(801)의 제 1 및 제 2 영역은 도 1과 같은 형태로 배치되도록 하였다. TC2 영역은, 제 1 및 제 2 영역(A, B)의 영역의 사이에서 각 영역(A, B)의 일부분과 겹치면서 도 5와 같이 위치되도록 형성되면서, TC2 영역이 RG 영역(제 1 및 제 2 영역 중 어느 한 영역)과 겹치는 범위와 LG 영역(제 1 및 제 2 영역 중 다른 한 영역)과 겹치는 범위는 동일하도록 TC2 영역을 형성하였다(즉, 도 16을 참조하면, y가 H2/2가 되도록 TC2 영역을 형성하였다.). RG 영역인 액정층의 영역은 제 2 편광판(824)의 흡수축과 반시계 방향으로 45도를 이루는 방향으로 지상축이 형성된 위상차층(λ/4 파장층)이고, LG 영역인 액정층의 영역은 제 2 편광판(824)의 흡수축과 시계 방향으로 45도를 이루는 방향으로 지상축이 형성된 위상차층(λ/4 파장층)이었으며, 제 1 및 제 2 편광판(822, 824)의 흡수축은 서로 수직을 이루도록 배치하였다. 표시부에서 광학 필터까지의 거리(수식 2 및 3에서의 T)는 약 1 mm였고, LG 및 RG 영역의 폭의 합(수식 1에서 "PL+PR")은 약 545 ㎛이며, LG 및 RG 영역의 폭은 서로 대략 동일하였다. 상기 장치에서 최대 시야각("θU" 또는 "θL") 약 13.5도가 모든 실시예에서 확보될 수 있도록 TC1 및 TC2 영역의 폭(H1 및 H2)을 조절하되, 각각의 실시예에서 TC1 및 TC2 영역의 폭(H1 및 H2)을 하기 표 1과 같이 변경하면서, 장치를 구동시키고, 각 시야각("θU" 또는 "θL")에 따른 상대 휘도를 휘도계(장비명: SR-UL2 Spectrometer)를 사용하여 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.

 실시예
1 2 3 4
H 1 (단위: ㎛) 210 180 150 120
H 2 (단위: ㎛) 30 60 90 120
H 1 + H 2 (단위: ㎛) 240 240 240 240
시야각(단위: 도) 상대 휘도(단위: %)
0 61.1 66.7 72.5 78
2 61.1 66.7 72.5 74.8
4 61.1 66.7 69.3 71.6
6 61.1 66.7 66.1 68.4
8 61.1 65 62.9 65.2
10 61.1 62.2 62 61.9
12 58.3 59 58.8 58.7
13 56 56 56 56
비교예 1.
실시예 4 내지 7과 동일하게 장치를 구성하되, 광학 필터로서, 실시예 1의 방식으로 제조되되, TC 영역을 형성하는 인쇄 공정이 수행되지 않은 방식으로 제조된 광학 필터, 즉 TC2 영역을 포함하지 않는 광학 필터를 사용하여 장치를 구성하였다. 실시예에서와 같이 최대 시야각("θU" 또는 "θL") 약 13.5도가 확보될 수 있도록 TC1 영역의 폭(H1)을 240 ㎛로 조절하여 장치를 구성하였다. 상기 장치를 구동시키면서, 각 시야각("θU" 또는 "θL")에 따른 상대 휘도를 휘도계(장비명: SR-UL2 Spectrometer)를 사용하여 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
비교예1
H 1 (단위: ㎛) 240
H 2 (단위: ㎛) 0
H 1 + H 2 (단위: ㎛) 240
시야각(단위: 도) 상대 휘도(단위: %)
0 56
2 56
4 56
6 56
8 56
10 56
12 56
13 56
A, B: 제 1 및 제 2 영역
L: 제 1 및 제 2 영역의 경계
θ1, θ2: 제 1 또는 제 2 영역에 형성된 광축이 제 1 및 제 2 영역의 경계와 이루는 각도
TC, TC1, TC2: 광투과량 조절 영역
50, 60, 70, 801: 광학 필터
51: 액정층
52: 배향층
53: 액정층
80: 3D 장치
81: 표시부
821: 광원
822: 제 1 편광판
823: 영상 생성 영역
824: 제 2 편광판
LS: 좌안용 신호 생성 영역
RS: 우안용 신호 생성 영역
LG: 좌안용 신호 편광 조절 영역
RG: 우안용 신호 편광 조절 영역
H1: TC1 영역의 폭
H2: TC2 영역의 폭
PL: 좌안용 신호 편광 조절 영역의 폭
PR: 우안용 신호 편광 조절 영역의 폭
T: 표시부에서 광학 필터까지의 거리
C: TC1 영역의 폭을 이등분하는 선의 TC1 영역 또는 영상 생성 영역의 표면에 대한 가상의 법선
y: 가상의 법선(C)이 TC2 영역과 접하는 지점으로부터 TC2 영역의 존재하는 부분까지의 거리
θU, θL: 시야각

Claims (18)

  1. 각각 우안용 및 좌안용 신호를 생성할 수 있는 우안용 및 좌안용 신호 생성 영역; 및 상기 우안용 및 좌안용 신호 생성 영역에 인접하는 제 1 광투과량 조절 영역을 가지는 표시부를 포함하는 입체 영상 표시 장치에서, 상기 우안용 및 좌안용 신호의 편광 상태를 서로 상이하게 조절하는 것에 사용되는 광학 필터로서,
    입사광을 서로 편광 상태가 상이한 2종 이상의 광으로 분할하여 출사시킬 수 있도록 인접하여 배치되어 있는 제 1 및 제 2 영역을 가지는 액정층; 및 상기 제 1 및 제 2 영역의 경계에 존재하는 광투과량 조절 영역을 포함하고, 상기 광투과량 조절 영역은, 하기 수식 2를 만족하는 각도 θU의 최대값과 하기 수식 3을 만족하는 각도 θL의 최대값이 3도 이상이 되도록 형성되어 있는 광학 필터:
    [수식 2]
    tanθU = (H1 + 2y)/2T
    [수식 3]
    tanθL = (H1 + 2H2-2y)/2T
    상기 수식 2 및 3에서 H1은 입체 영상 표시 장치의 제 1 광투과량 조절 영역의 폭이며, H2는, 광학 필터의 광투과량 조절 영역의 폭이고, T는, 광학 필터가 적용된 장치에서 표시부로부터 광학 필터까지의 거리이며, y는 광학 필터가 적용된 장치의 제 1 광투과량 조절 영역의 폭의 이등분선의 상기 제 1 광투과량 조절 영역의 표면에 대한 가상의 법선이 광학 필터의 광투과량 조절 영역과 접하는 지점으로부터 광학 필터에서 광투과량 조절 영역의 존재하는 부분까지의 거리이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 액정층은 다관능성 중합성 액정 화합물 및 단관능성 중합성 액정 화합물을 포함하는 광학 필터.
  3. 제 1 항에 있어서, 액정층은 면내 지상축 방향의 굴절률과 면내 진상축 방향의 굴절률의 차이가 0.05 내지 0.2이고, 두께가 0.5 ㎛ 내지 2.0 ㎛인 광학 필터.
  4. 제 1 항에 있어서, 광투과량 조절 영역의 광투과율이 0% 내지 20%인 광학 필터.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 영역은, 각각 서로 상이한 방향으로 형성된 광축을 가지는 위상 지연 영역이고, 광투과량 조절 영역은, 상기 제 1 및 제 2 영역의 광축이 이루는 각도를 이등분하는 선과 평행하게 형성되거나, 또는 상기 이등분선상에 형성되어 있는 광학 필터.
  6. 제 1 항에 있어서, 광투과량 조절 영역은, 광차단성 또는 광흡수성 잉크를 포함하는 광학 필터.
  7. 제 1 항에 있어서, 기재층을 추가로 포함하고, 액정층이 상기 기재층의 일면에 형성되어 있으며, 광투과량 조절 영역이 상기 기재층과 액정층의 사이 또는 상기 액정층의 상기 기재층 방향과는 반대측의 면에 존재하는 광학 필터.
  8. 제 7 항에 있어서, 기재층과 액정층의 사이에 존재하는 배향층을 추가로 포함하는, 광학 필터.
  9. 제 8 항에 있어서, 광투과량 조절 영역이 배향층과 액정층의 사이에 존재하는 광학 필터.
  10. 제 8 항에 있어서, 광투과량 조절 영역이 배향층과 기재층의 사이에 존재하는 광학 필터.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 각각 우안용 및 좌안용 신호를 생성할 수 있는 우안용 및 좌안용 신호 생성 영역; 및 상기 우안용 및 좌안용 신호 생성 영역에 인접하는 제 1 광투과량 조절 영역을 가지는 표시부를 포함하는 입체 영상 표시 장치에서, 상기 우안용 및 좌안용 신호의 편광 상태를 서로 상이하게 조절하는 것에 사용되는 광학 필터의 제조 방법으로서,
    서로 위상 지연 특성이 상이하며, 또한 인접하여 배치되어 있는 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 액정층의 상기 제 1 및 제 2 영역의 경계에 광투과량 조절 영역을 형성하는 것을 포함하고, 상기 광투과량 조절 영역을 하기 수식 2를 만족하는 각도 θU의 최대값과 하기 수식 3을 만족하는 각도 θL의 최대값이 3도 이상이 되도록 형성하는 것을 포함하는 광학 필터의 제조 방법:
    [수식 2]
    tanθU = (H1 + 2y)/2T
    [수식 3]
    tanθL = (H1 + 2H2-2y)/2T
    상기 수식 2 및 3에서 H1은 입체 영상 표시 장치의 제 1 광투과량 조절 영역의 폭이며, H2는, 광학 필터의 광투과량 조절 영역의 폭이고, T는, 광학 필터가 적용된 장치에서 표시부로부터 광학 필터까지의 거리이며, y는 광학 필터가 적용된 장치의 제 1 광투과량 조절 영역의 폭의 이등분선의 상기 제 1 광투과량 조절 영역의 표면에 대한 가상의 법선이 광학 필터의 광투과량 조절 영역과 접하는 지점으로부터 광학 필터에서 광투과량 조절 영역의 존재하는 부분까지의 거리이다.
  14. 제 13 항에 있어서, 액정층은, 기재층에 배향층을 형성하고, 상기 배향층상에 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 도포층을 형성하며, 상기 액정 조성물을 배향시킨 상태에서 중합시켜서 형성하는 광학 필터의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 광투과량 조절 영역은 광차단성 또는 광흡수성 잉크를 인쇄하여 형성하는 광학 필터의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 광차단성 또는 광흡수성 잉크를 기재층, 배향층 또는 액정층의 표면에 인쇄하는 광학 필터의 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 광차단성 또는 광흡수성 잉크를 액정층을 형성하기 전의 배향층의 표면에 인쇄하는 광학 필터의 제조 방법.
  18. 각각 우안용 및 좌안용 신호를 생성할 수 있는 우안용 및 좌안용 신호 생성 영역; 및 상기 우안용 및 좌안용 신호 생성 영역에 인접하는 제 1 광투과량 조절 영역을 포함하는 표시부 및 제 1 항의 광학 필터로서, 제 1 및 제 2 영역 중의 어느 하나의 영역은, 상기 우안용 신호가 입사될 수 있는 위치에 배치되고, 다른 하나의 영역은, 상기 좌안용 신호가 입사될 수 있는 위치에 있는 배치되도록 위치되는 광학 필터를 포함되는 입체 영상 표시 장치.
KR1020120085809A 2011-08-09 2012-08-06 광학 필터 KR101454073B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/568,933 US9411164B2 (en) 2011-08-09 2012-08-07 Optical filter
EP12821949.0A EP2743749B1 (en) 2011-08-09 2012-08-07 Optical filter
CN201280039076.4A CN103748502B (zh) 2011-08-09 2012-08-07 滤光片
PCT/KR2012/006259 WO2013022256A2 (ko) 2011-08-09 2012-08-07 광학 필터
JP2014524924A JP6221121B2 (ja) 2011-08-09 2012-08-07 光学フィルタを含む立体映像表示装置の製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110078995 2011-08-09
KR20110078995 2011-08-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130018593A KR20130018593A (ko) 2013-02-25
KR101454073B1 true KR101454073B1 (ko) 2014-10-24

Family

ID=47897261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120085809A KR101454073B1 (ko) 2011-08-09 2012-08-06 광학 필터

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9411164B2 (ko)
EP (1) EP2743749B1 (ko)
JP (1) JP6221121B2 (ko)
KR (1) KR101454073B1 (ko)
CN (1) CN103748502B (ko)
TW (1) TWI483001B (ko)
WO (1) WO2013022256A2 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2785795B1 (de) * 2011-11-30 2017-06-07 Covestro Deutschland AG Mehrschichtkörper aus polycarbonat mit tiefenglanzeffekt
JP5827906B2 (ja) * 2012-02-13 2015-12-02 富士フイルム株式会社 積層体、及びその用途
TWI468815B (zh) * 2012-06-07 2015-01-11 Benq Materials Corp 立體顯示器及其製造方法
JP2014130352A (ja) * 2012-12-27 2014-07-10 Samsung Electronics Co Ltd 光学フィルムおよびこれを備える有機発光表示装置
GB2546150A (en) * 2015-11-23 2017-07-12 Vg Smartglass Llc Variable transmission window including blackout bars
KR102581401B1 (ko) * 2016-03-16 2023-09-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN107819083A (zh) * 2017-11-30 2018-03-20 京东方科技集团股份有限公司 彩膜基板、其制作方法、显示面板及显示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011048286A (ja) 2009-08-28 2011-03-10 Victor Co Of Japan Ltd 立体映像表示用光学部材及び立体映像表示装置
KR20110086524A (ko) * 2010-01-22 2011-07-28 주식회사 엘지화학 광배향막 배향 처리용 점착 필름

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002185983A (ja) * 2000-12-13 2002-06-28 Arisawa Mfg Co Ltd ３ｄ映像表示体形成用フィルム及び３ｄ映像表示装置
JP2003207641A (ja) * 2001-11-08 2003-07-25 Dainippon Printing Co Ltd 位相差層積層体およびその製造方法
JP4504626B2 (ja) * 2003-03-31 2010-07-14 シャープ株式会社 液晶表示装置及びその製造方法
KR101108467B1 (ko) * 2004-12-30 2012-01-31 엘지디스플레이 주식회사 입체영상표시장치 및 입체영상표시방법
JP4011591B2 (ja) * 2005-07-20 2007-11-21 シャープ株式会社 マイクロレンズ付き液晶表示パネルの製造方法
KR100922355B1 (ko) * 2008-03-07 2009-10-21 삼성모바일디스플레이주식회사 전자 영상 기기
JP5211844B2 (ja) 2008-05-16 2013-06-12 Ｄｉｃ株式会社 パターン化位相差フィルム
KR20100009723A (ko) 2008-07-21 2010-01-29 (주)케이지아이 휴대 단말기를 이용한 위치 정보와 사진 컨텐츠의 관리방법
JP2010072300A (ja) 2008-09-18 2010-04-02 Toppan Printing Co Ltd 光学補償機能を有するカラーフィルタ基板
JP5375006B2 (ja) 2008-09-30 2013-12-25 Ｄｉｃ株式会社 重合性液晶化合物
TWI425257B (zh) * 2008-12-15 2014-02-01 Sony Corp Phase difference element and display device
EP2372433B1 (en) 2009-02-03 2018-04-11 LG Chem, Ltd. Method for manufacturing an optical filter for a stereoscopic image display device
WO2011049326A2 (en) * 2009-10-19 2011-04-28 Lg Chem, Ltd. Patterned retardation film and method for manufacturing the same
KR20110043459A (ko) * 2009-10-19 2011-04-27 주식회사 엘지화학 패터닝된 위상차 필름 및 그 제조 방법
KR100967899B1 (ko) 2009-12-04 2010-07-06 주식회사 에프엠디 입체 영상 표시 장치
JP5436193B2 (ja) * 2009-12-21 2014-03-05 三菱電機株式会社 表示装置、及びその製造方法
WO2011090355A2 (ko) * 2010-01-22 2011-07-28 (주)Lg화학 광배향막 배향 처리용 점착 필름
WO2011111094A1 (ja) 2010-03-09 2011-09-15 株式会社有沢製作所 光学素子部材、立体画像表示装置、液晶表示装置及び光学素子部材の製造方法
JP2013029552A (ja) 2011-07-26 2013-02-07 Fujifilm Corp 光学フィルムおよび立体画像表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011048286A (ja) 2009-08-28 2011-03-10 Victor Co Of Japan Ltd 立体映像表示用光学部材及び立体映像表示装置
KR20110086524A (ko) * 2010-01-22 2011-07-28 주식회사 엘지화학 광배향막 배향 처리용 점착 필름

Also Published As

Publication number Publication date
JP6221121B2 (ja) 2017-11-01
KR20130018593A (ko) 2013-02-25
CN103748502B (zh) 2016-03-23
US9411164B2 (en) 2016-08-09
EP2743749A2 (en) 2014-06-18
TWI483001B (zh) 2015-05-01
US20150205142A1 (en) 2015-07-23
WO2013022256A2 (ko) 2013-02-14
WO2013022256A3 (ko) 2013-04-04
CN103748502A (zh) 2014-04-23
EP2743749A4 (en) 2014-12-31
JP2014523009A (ja) 2014-09-08
EP2743749B1 (en) 2015-11-18
TW201316040A (zh) 2013-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101454073B1 (ko) 광학 필터
KR101493173B1 (ko) 주기적인 마이크로 패턴을 갖는 fpr
US9019465B2 (en) Liquid crystal lens
KR101612626B1 (ko) 광분할 소자
KR101314402B1 (ko) 표시 장치
KR101472180B1 (ko) 광학 필터
JP5928754B2 (ja) 光学フィルタおよびこれを含む表示装置
KR101266216B1 (ko) 표시 장치
KR101622039B1 (ko) 광학 필터
KR101843733B1 (ko) 광학 필터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170919

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181016

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191016

Year of fee payment: 6