KR101489400B1 - 편광 스플리팅 미세구조물을 가지는 반사형 편광자 - Google Patents

편광 스플리팅 미세구조물을 가지는 반사형 편광자 Download PDF

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Abstract

반사형 편광자는 (a) 광 입사 표면(51) 및 일련의 프리즘형 구조물들(46)을 가지는 미세구조화된 표면(44)을 가지되, 각각의 프리즘형 구조물의 제 1 측벽(47a) 및 제 2 측벽(47b)은 광 입사 표면에 대하여 53도 보다 큰 경사각을 가지는 광 입사 매질(42); (b) 광의 제 1 편광을 투과시키고 제 2 편광을 반사시키기 위한 일련의 프리즘형 구조물들 상의 편광 선택 박막 광학 코팅(48); 및 (c) 매끄러운 광 출사 표면(52)을 제공하는 편광 선택 박막 광학 코팅 위의 광 출사 매질(53)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
편광, 편광자, 반사, 투과

Description

편광 스플리팅 미세구조물을 가지는 반사형 편광자{REFLECTIVE POLARIZER WITH POLARIZATION SPLITTING MICROSTRUCTURE}
본 발명은 우선적으로 광의 하나의 편광을 투과시키고 직교 편광을 반사시키는 반사형 편광자 필름에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 편광 종속 박막 광학 코팅을 가지는 프리즘 경계면 미세구조물을 포함하는 반사형 편광자 필름에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 LCD 백라이트의 휘도 및 효율을 향상시키는데 유용하다.
반사형 편광자들은 이미지 휘도 및 광 이용 효율을 증가시키기 위하여 액정 디스플레이(LCD) 백라이트에서 널리 사용된다. 일반적으로 반사형 편광자는 LCD의 흡수형 편광자들에 의해 흡수될 것인 편광 구성요소를 재사용하기 위하여 프리 편광자(pre-polarizer)로서 작동된다. 현재의 LCD는 주로 반사형 편광자들의 두개의 타입들, DBEF 및 DRPF를 이용하며, DBEF 및 DRPF 모두는 복굴절성 폴리머에 기초되며 3M에 의해 판매된다. 또한, 90도의 정각을 가지는 프리즘 표면 경계면(interface)들 상에 광학 박막들을 가지는 편광자들은 LCD 백라이트용 반사형 편광자들로서 제시되고 있다. 그러나, 현재까지, 이러한 프리즘 반사형 편광자들은 열악한 성능 및 높은 제조 비용 때문에 상업화되지 않고 있다.
미국 특허 제5,422,756호의 도 3으로부터 채택된 도 1은 일련의 프리즘형 구조물들(16)을 가지는 미세구조화된 표면(14)을 가지는 광 입사 매질(12)로 구성된 프리즘 반사형 편광자(10)를 도시한다. 높은 굴절률 물질 및 낮은 굴절률 물질의 교호 박막 레이어(alternating thin film layer)들을 가지는 박막 광학 필름(18)은 미세구조화된 표면(14) 상에 위치된다. 광학 코팅(18)은 우선적으로 광의 하나의 편광을 투과시키고, 직교 편광을 반사시키도록 설계된다. 역 구조화된 표면(20)은 광학 코팅(18)과 광학적으로 연결되고, 매끄러운 광 출사 표면(22)을 제공한다. 게프크켄 등은 50년 전 처음으로 이러한 타입의 프리즘 반사형 편광자를 1956년 6월 5일에 등록된 미국 특허 제2,748,659호의 "편광된 광에 대하여 광원, 서치라이트 또는 그 밖의 유사한 것(LIGHT SOURCE, SEARCHLIGHT OR THE LIKE FOR POLARIZED LIGHT)"에서 제시했다. 주로 LCD 백라이트의 출원들에 관한, 이러한 접근에 대한 개선안(improvement)들은 오구라 등에 의해 1991년 10월 29일에 등록된 미국 특허 제5,061,050호의 "편광자(POLARIZER)", 웨버에 의해 1995년 6월 6일에 등록된 미국 특허 제5,422,756호의 "역반사하는 편광자를 사용하는 백라이팅 시스템(BACKLIGHTING SYSTEM USING A RETROREFLECTING POLARIZER)", 및 웨버에 의해 1996년 9월 24일에 등록된 미국 특허 제5,559,634호의 "역반사하는 편광자(RETROREFLECTING POLARIZER)"에서 설명되고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 프리즘형 구조물들(16)의 제 1 측벽(17a) 상에 입사한 광선은 광학 코팅(18)에 의해, p 편광된 광(30)에 대하여 투과되거나, 또는 s 편광된 광(32)에 대하여 반사되는 것 중에 어느 하나이다. 이어서, p 편광된 광(30)은 교란되지 않고 프리즘 반사형 편광자(10)를 나온다. 그러나, 한번 반사된 s 편광된 광선(34)은 프리즘형 구조물(16)의 제 2 측벽(17b)에 의해 다시 반사된다. 따라서, s 편광된 광(32)은 이중 반사된 s 편광된 광선(36)처럼 되돌아가서 이것의 원점(origin)을 향하여 역반사된다. 기능(function)에 대한 프리즘 반사형 편광자(10)에 대하여, 프리즘형 구조물(16)의 정각(24)은 80도 내지 100도 사이에서, 바람직하게는 90도에서 존재하여야만 한다. 따라서, 광 입사 매질(12)의 광 입사 표면(21)에 대하여, 경사각들(26)은 대략 45도이어야만 한다.
물질 내에서 광의 파장에 대하여, 광학 코팅(18)은 1/4 파동(wave) 두께인 교호하는 높은 굴절률 및 낮은 굴절률 레이어들의 스택(stack)을 포함한다. '634 특허에서 웨버에 의해 개시된 바와 같이, 광 재사용이 전체적인 가시 스펙트럼에 대하여 바람직한 LCD 백라이트 내에서의 가시광에 적용하기 위하여, 광학 코팅(18)은 다수의 서브 스택들을 가진다. 서브 스택들의 각각은 가시 스펙트럼의 상이한 부분에 대하여 1/4 파동 레이어들과 함께 설계된다. '634 특허에서 개시된 설계는 전체적인 가시 스펙트럼을 보호하기 위하여 총 28개의 레이어들을 가진다. 이러한 높은 레이어 카운트는 넓은 영역에 대하여 낮은 비용으로 제조하기 위하여 매우 도전적일 것이다. 더욱이, '634 특허에서 개시된 바와 같이, 코팅의 각도 성능은 공기 중에서 대략 +/-10도의 각도 범위로 프리즘 반사형 편광자(10)의 유용한 기능을 한정한다. 넓은 부분에서, 제한된 각도 성능은, 광이 표면 법선에 대하여 대략 45도의 각도에서 박막 광학 코팅(18) 상에서 입사하는 사실 때문이다. 당업계에서 공지된 바와 같이, 편광 광학 필름 스택들은 다소 큰 각도에서보다 45도의 입사에 대하여, 설계하기 더 어렵고, 한정된 성능 범위를 가진다.
미리 설명된 프리즘 반사형 편광자들은 두개의 상당한 과제들을 가진다: 1) 적절한 적용들의 수를 제한하는 급격한 각도 및 파장 민감도, 및 2) 높은 제조 비용에 이르게 하는 다수의 교호하는 높고 낮은 굴절 레이어들. 레이어 카운트를 증가시키는 것은 파장 민감도를 감소시킬 수 있지만, 이러한 개선책(remedy)은 제조 비용을 더욱 증가시킨다. 따라서, 넓은 범위의 각도들 및 파장들에 대하여 작동하고, 합리적인 비용에서 제조될 수 있는 프리즘 반사형 편광자에 대한 필요가 존재한다.
본 발명은 반사형 편광자를 제공하며, 반사형 편광자는 (a) 광 입사 표면 및 일련의 프리즘형 구조물들을 가지는 미세구조화된 표면을 가지되, 각각의 프리즘형 구조물의 제 1 측벽 및 제 2 측벽은 광 입사 표면에 대하여 53도 보다 큰 경사각을 가지는 광 입사 매질; (b) 광의 제 1 편광을 투과시키고 제 1 편광에 직교하는 제 2 편광을 반사시키기 위하여 일련의 프리즘형 구조물들 상의 편광 선택 박막 광학 코팅; 및 (c) 매끄러운 광 출사 표면을 제공하는 편광 선택 박막 광학 코팅 위의 광 출사 매질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 편광자 및 편광자를 포함하는 LCD 디스플레이를 제조하는 방법을 포함한다. 지시된 경사각을 가지는 본 발명의 편광자는 입사각 및 파장을 위하여 다른 공지된 프리즘 반사형 편광자들보다 더 큰 공차를 가지며, 낮은 비용으로 제조될 수 있다.
도 1은 미국 특허 제5,422,756호의 종래 기술의 개략적인 단면을 표시한 것으로 의도된다.
도 2는 본 발명의 편광자의 개략적인 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 편광자에 대한 제조 순서를 도시한다.
도 4는 본 발명의 편광자에 대하여 견본 다층 코팅 설계를 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 편광자에 대하여, 광의 세 개의 상이한 파장들에 대하여 본 발명에 대한 투과율 곡선들을 도시한다.
도 6은 도 4의 편광자에 대하여, 입사각들의 40°범위에 대하여 평균화된 65°경사각에 대한 투과율을 도시한다.
도 7은 본 발명의 편광자의 단순한 세개 레이어 설계를 도시한다.
도 8은 도 7의 편광자에 대하여, 입사각들의 40°범위에 대하여 투과율 곡선을 도시한다.
도 9는 금속 레이어를 사용한 다층 설계를 도시한다.
도 10은 도 9의 편광자에 대하여 입사각들의 40°범위에 대하여 평균화된 투과율 곡선을 도시한다.
도 11은 표 1의 다층 편광자에 대하여 입사각들의 40°범위에 대하여 평균화된 투과율 곡선을 도시한다.
도 12는 본 발명의 편광자를 사용하는 백라이트 조립을 도시한다.
도 13은 인접한 광 처리 필름(light management film)과 함께 왯 아웃(wet-out)을 방지하도록 돕기 위하여 스탠드오프들을 사용하는 편광자를 도시한다.
도 14는 세개의 미세구조화된 표면들을 가지는 반사형 편광자의 일 구체예를 도시한다.
도 15는 s 편광된 광의 원하는 반사가 달성되지 않는 다양한 수단을 도시한다.
도 16은 53°보다 큰 경사각을 사용하는 효과를 도시한다.
도 17은 70°보다 작은 경사각을 사용하는 효과를 도시한다.
도 18은 편광 선택 박막 광학 코팅에서 세개의 반사들을 가지는 본 발명의 일 구체예를 도시한다.
도 19a는 균일한 레이어 두께 변경에 견디는 본 발명의 편광자에 대하여 7개의 레이어 코팅 설계를 도시한다.
도 19b는 각각의 레이어의 두께가 도 19a의 150%인 7개의 레이어 코팅 설계를 도시한다.
도 20a 및 도 20b는, 도 19a 및 도 19b에 각각 대응하는 입사각들의 40°범위에 대하여 평균화된 투과율 곡선을 도시한다.
<도면 번호>
10: 프리즘 반사형 편광자(prismatic reflective polarizer)
12: 광 입사 매질(light-entrance medium)
14: 미세구조화된 표면(microstructured surface)
16: 프리즘형 구조물(prismatic structure)
17a: 제 1 측벽(first sidewall)
17b: 제 2 측벽(second sidewall)
18: 박막 광학 코팅(thin film optical coating)
20: 역 구조화된 표면(inverted structured surface)
21: 광 입사 표면(light-entrance surface)
22: 광 출사 표면(light-exit surface)
24: 정각(apex angle)
26: 경사각(inclination angle)
30: p 편광된 광(p-polarized light)
32: s 편광된 광(s-polarized light)
34: 한번 반사된 s 편광된 광선(once-reflected s-polarized rays)
36: 이중 반사된 s 편광된 광선(doubly-reflected s-polarized rays)
38: 삼중 반사된 s 편광된 광선(triply-reflected s-polarized rays)
40: 프리즘 반사형 편광자(prismatic reflective polarizer)
42: 광 입사 매질(light-entrance medium)
43: 광 출사 매질(light-exit medium)
44: 미세구조화된 표면(microstructured surface)
46: 프리즘형 구조물(prismatic structure)
47a: 제 1 측벽(first sidewall)
47b: 제 2 측벽(second sidewall)
48: 박막 광학 코팅(thin film optical coating)
50: 역 구조화된 표면(inverted structured surface)
51: 광 입사 표면(light-entrance surface)
52: 광 출사 표면(light-exit surface)
54: 정각(apex angle)
56: 경사각(inclination angle)
62: 프리즘 필름 기판(prism film substrate)
64: UV 경화가능한 수지(UV curable resin)
66: 스무딩 시트(smoothing sheet)
70: 광원(light source)
72: 광 박스(light box)
76: 휘도 향상 프리즘 시트(brightness enhancement prism sheet)
80: 스탠드오프(standoffs)
82: 리타더 필름(retarder film)
90: 프리즘 반사형 편광자(prismatic reflective polarizer)
92: 미세구조화된 표면(microstructured surface)
94: 미세구조화된 표면(microstructured surface)
96: 미세구조화된 표면(microstructured surface)
100: 프리즘 반사형 편광자(prismatic reflective polarizer)
108: 박막 광학 코팅(thin film optical coating)
본 명세서는 특히 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 요소(element)들, 또는 더욱 직접적으로는 본 발명에 따른 장치와 상호 작용하는 요소들에 관한 것이다. 특별히 도시되지 않거나 설명되지 않은 요소들은 당업계의 당업자에게 공지된 다양한 형태들을 취할 수도 있다는 것으로 이해될 것이다.
도 2는 본 발명의 프리즘 반사형 편광자(40)를 도시하며, 프리즘 반사형 편광자(40)는 전체적인 가시 스펙트럼에 대하여, 그리고 넓은 범위의 입사각들에 대하여 동시에 우수한 성능을 제공하도록 설계될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 상대적으로 낮은 비용으로 제조될 수 있다. 프리즘 반사형 편광자(40)는 광 입사 표면(51) 및 대향하는 미세구조화된 표면(44)을 가지는 광 입사 매질(42)을 가지며, 미세구조화된 표면(44)은 일련의 프리즘형 구조물들(46)을 포함한다. 높은 굴절률 물질 및 낮은 굴절률 물질의 교호 박막 레이어(alternating thin film layer)들을 가지는 박막 광학 코팅(48)은 미세구조화된 표면(44) 상에 위치된다. 바람직한 일 구체예에서, 광학 코팅(48)은 우선적으로 p 편광된 광(30)을 투과시키고 s 편광된 광(32)을 반사시키도록 설계된다. 역 구조화된 표면(50)은 광학 코팅(48)에 광학적으로 연결되고, 매끄러운 광 출사 표면(52)을 제공한다. 기술 분야에서 공지된 바와 같이, p 편광된 광에 대하여 전기장은 입사 광선 및 표면 법선(normal)을 포함하는 입사 평면에 평행한 반면, s 편광된 광에 대하여 전기장은 입사 평면에 직교한다.
프리즘형 구조물들(46)의 제 1 측벽(47a) 상에 입사한 광선들은 광학 코팅(48)에 의해, p 편광된 광(30)에 대하여 투과되거나, s 편광된 광(32)에 대하여 반사되는 것 중 어느 하나이다. 이어서, p 편광된 광(30)은 교란되지 않고 광 출사 매질(53)을 통해 프리즘 반사형 편광자(40)를 나간다. 도 2에 도시된 바와 같이, 한번 반사된 s 편광된 광선들(34)은 주로 프리즘형 구조물(46)의 제 2 측벽(47b) 상의 광학 코팅(48)을 통해 투과된다. 이어서, 이러한 광선들은 광 출사 매질(53)의 매끄러운 광 출사 표면(52)에서 내부 전반사(TIR)를 경험한다. 이중 반사된 s 편광된 광선들(36)은 되돌아서 미세구조화된 표면(44)을 향하여 이동하고, 제 1 측벽(47a)을 통과하며, 제 2 측벽(47b)에서 반사된다. 그러므로, s 편광된 광선들(32)은 삼중 반사된 s 편광된 광선들(38)처럼 이것의 원점(origin)을 향하여 되돌아가서 주로 역반사(retro-reflected)된다. 설계된 바와 같이 작동되기 위한 프리즘 반사형 편광자(40)에 대하여, 측벽들의 경사각들(56)은 53도보다 커야만 한다. 이어서 설명된 것과 같이, 바람직한 경사각들(56)은 55도 내지 70도 사이에서 존재한다. 도 2에서 도시된 타입(type)의 대칭 미세구조화된 표면(44)에 대하여, 경사각들의 이러한 범위는 40도 내지 70도 사이에서 정각(apex angle)에 대응한다. 더욱 바람직하게는, 경사각들(56)은 60도 내지 70도 사이에서 존재하여야만 하며, 대응하는 정각들은 40도 내지 60도 사이에서 존재하여야만 한다.
프리즘형 구조물들(46)은 상대적으로 평평한 제 1 측벽(47a) 및 제 2 측벽(47b)을 가지는 삼각형 단면을 가질 수도 있거나, 또는 측벽들은 약간 라운딩될 수도 있다. 더욱이, 프리즘형 구조물들은 전체 프리즘 반사형 편광자(40)를 따라서 연속적 또는 비연속적일 수도 있다. 제 1 측벽(47a) 및 제 2 측벽(47b)이 프리즘 반사형 편광자(40)의 표면에 대하여 상이한 각도들을 가지는 비대칭 미세구조화된 표면들(44)에 대하여, 경사각의 값은 두개의 측벽들에 대한 평균으로서 정해질 것이다.
도 2는 기본 기능을 설명하기 위하여 프리즘 반사형 편광자(40) 내의 몇몇의 광선 경로만을 도시한다. 이것은 실제로 다수의 광선 경로들이 존재하는 기술 분야에서의 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 광학 코팅(48)의 설계에 따라서, 한번 반사된 s 편광된 광선들(34)의 프랙션(fraction)은 제 2 측벽(47b)에 의해 반사될 수도 있고, 제 1 측벽(47a)으로부터 한번 더 반사될 수도 있고, 광 입사 표면(51)에서 프리즘 반사형 편광자(40)를 나올 수도 있다.
도 3a 내지 도 3c는 프리즘 반사형 편광자(40)를 제조하기 위한 하나의 가능한 제조 순서를 도시한다. 박막 광학 코팅은 이 빔 이베퍼레이션(e beam evaporation), 열적 이베퍼레이션(thermal evaporation), 스퍼터링(sputtering), 화학적 기상 증착(CVD) 또는 당업자에게 공지된 다른 증착 방법들에 의해, 마이크로 패터닝된 프리즘 필름 기판(62)의 패터닝된 표면 상에서 진공 증착된다. 프리즘 필름 기판(62)은 고유의 투명한 플라스틱, 예컨대 폴리카보네이트 또는 PMMA로 이루어지는 것이 바람직하다. 대안적으로, 이것은 유리 또는 다른 충분히 투명한 물질들, 예컨대 적외선 파장들을 위하여 실리콘으로 만들어질 수 있다. 박막 광학 코팅(48)을 포함하는 높은 굴절률 레이어 및 낮은 굴절률 레이어는 다수의 적합한 물질들로부터 선택될 수 있다. 이러한 물질들은 높은 굴절률 레이어를 위하여 TiO2 및 ZnS를 포함하고, 낮은 굴절률 레이어를 위하여 MgF2, LiF 및 BaF2를 포함한다. 프리즘 필름 기판(62)은, 다양한 열적 엠보싱 및 압출성형 롤 몰딩 마이크로 패터닝 방법들, 예컨대 벤손 등에 의해 미국 특허 출원 제2005/0275122호, "몰딩 롤러와 함께 사용된 매끄러운 컴플라이언트 벨트(SMOOTH COMPLIANT BELT USED WITH MOLDING ROLLER)"에 개시된 방법, 및 보우델라이스에 의해 미국 특허 출원 제2005/0275132호, "몰딩 롤러와 함께 사용된 컴플라이언트 롤러 위의 벨트(BELT OVER COMPLIANT ROLLER USED WITH MOLDING ROLLER)"에서 개시된 방법에 의해, 모놀리식(monolithic) 폴리머 캐스트 시트로부터 생성될 수 있다. 대안적으로, 필름 기판 상의 프리즘 패턴은, 예를 들어, 1993년 2월 2일에 등록된 미국 특허 제US5183597호에서 루에 의해 "복합 플라스틱 물체들을 견디는 미세구조물을 몰딩하는 방법(METHOD OF MOLDING MICROSTRUCTURE BEARING COMPOSITE PLASTIC ARTICLES)"에 개시된 바와 같이, 기술분야에서 당업자에게 공지된 UV 경화 기술들을 포함하는 방법들을 통해 생성될 수 있다. 이어서 UV 경화가능한 아크릴 레진의 두꺼운 레이어(64)는 진공 증착된 레어어들 상에서 코팅되고, UV광에 노출된다. 또한, UV 경화가능하거나 열적으로 경화가능한 레진들의 다른 타입(TYPE)들은 진공 증착된 레이어들을 코팅하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 에폭시, 폴리우레탄 또는 폴리실란(polysilane)은 본 구체예에서 상부 코팅(top-coat)으로서 사용될 수 있다. 또한, 상부코팅들은 프리즘 표면상에 적합한 폴리머의 농축 용액(도프)을 캐스팅하고, 이어서 건조시킴으로써 용매를 제거하는 것을 포함하는 용매 캐스팅 방법들에 의해 생성될 수 있다. 이러한 방법으로 적용될 수 있는 물질들은 다양한 셀룰로오즈, 폴리카보네이트 및 아크릴 열가소성 폴리머를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 미세구조물 표면 구조체들이 최종 광 입사 표면 및 광 입사 표면상에 나타나지 않은 것을 보증하기 위하여, 스무딩 시트(66)는 도 3d에 도시된 바와 같이 에폭시의 상부에 위치될 수 있다. 설계에 따라서, 프리즘 필름(62)은 광 입사 매질(42) 또는 광 출사 매질(43) 중에 어느 하나일 수도 있다.
본 발명의 목적을 위하여, 광 입사 매질(42) 또는 광 출사 매질(43) 중에 어느 하나를 형성하는 폴리머 평탄화(planarizing) 레이어는 라미네이션, 용융 압출성형, 또는 액체 코팅을 포함하는 다양한 방법들에 의해 적용될 수도 있다. 토포그래픽 구조체(topographical feature)들의 최적의 충진(filling)을 할 수 있게 하기 위해, 특별히 상대적으로 낮은 점도 코팅 포뮬레이션들을 사용한 액체 코팅이 바람직하다. 코팅 포뮬레이션(formulation)은 수성(aqueous) 또는 유기 용매에 기초될 수도 있다. 다양한 액체 코팅 방법들은 포뮬레이션의 조성 및 원하는 코팅 속도에 따라 효율적으로 사용될 수도 있다. 적합한 방법들은 압출성형 호퍼 코팅, 슬라이드 비드 코팅, 그라비어(gravure) 코팅, 커튼(curtain) 코팅, 스프레이 코팅, 나이프 코팅, 및 다른 것들을 포함한다.
원하는 두께의 평탄화 레이어들을 획득하기 위해 필요한 무용제(high solid)들에서 상대적으로 낮은 점도들을 달성하기 위하여, 분산 폴리머 바인더들, 또는 저분자량의 모노머 물질 또는 올리고머 물질을 포함하는 코팅 포뮬레이션들을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리머 평탄화 레이어는 라디에이션(radiation) 또는 열적으로 경화된 조성물들을 포함할 수도 있다. 자외선(UV) 라디에이션 및 전자 빔 라디에이션은 대부분 일반적으로 사용된 라디에이션 경화하는 방법들이다. UV 경화가능한 조성물들은 본 발명의 평탄화 레이어를 생성하는데 특히 유용하며, 경화 캐미스트리(curing chemistry), 자유 라디칼 캐미스트리(free radical chemistry) 및 양이온 캐미스트리(cationic chemistry) 중의 두개의 주요 타입들을 사용하여 경화될 수도 있다. 아크릴레이트 모노머(반응 희석제) 및 올리고머(반응 레진 및 래커)는, 경화된 코팅에게 이것의 물리적 특성들의 대부분을 부여하는, 자유 라디칼 기초 포뮬레이션들의 주요 구성요소들이다. 광개시제(photo-initiator)들은 UV광 에너지를 흡수하고, 자유 라디칼들을 형성하도록 분해하고, 중합(polymerization)을 일으키도록 아크릴레이트 그룹 C=C 이중결합을 공격하도록 요구된다. 양이온 캐미스트리는 주요 구성요소들로서 사이클로알리파틱 에폭시 수지들 및 비닐 에테르 모노머를 이용한다. 광개시제들은 루이스 산을 형성하기 위해 UV광을 흡수하고, 이것은 중합을 일으키는 에폭시 링을 공격한다. 자외선 경화는 UV 경화를 의미하며, 280 내지 420nm 사이에서의, 바람직하게는 320 내지 410nm 사이에서의 파장들의 UV 라디에이션의 사용을 포함한다.
본 발명에 유용한 평탄화 레이어를 위해 사용가능한 래커(lacquer)들 및 UV 라디에이션 경화가능한 레진들의 실시예들은, 다기능(polyfunctional) 화합물들의 광(photo) 중합가능한 모노머 및 올리고머, 예컨대 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트 올리고머(여기서 사용된 용어 "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트로 언급됨)로부터 유도된 것이며, 다기능(polyfunctional) 화합물들은 예컨대 폴리하이드릭(polyhydric) 알콜 및 (메트)아크릴레이트 기능 그룹을 가지는 이들의 유도체들이고, (메트)아크릴레이트 기능 그룹은 예컨대 에톡시레이티드 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨(pentaerythritol) 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산에디올 디(메트)아크릴레이트, 또는 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트 및 이들의 혼합들이며, 저분자량의 폴리에스테르 레진, 폴리에테르 레진, 에폭시 레진, 폴리우레탄 레진, 알키드 레진, 스피로아세탈 레진, 에폭시 아크릴레이트, 폴리부탄디엔 레진, 및 폴리티올-폴리엔 레진, 등 및 이들의 혼합들로부터 유도된 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트 올리고머이고, 상대적으로 다량의 반응 희석제를 포함하는 이온화 라디에이션(ionizing radiation)-경화가능한 레진들이다. 여기에서 사용가능한 반응 희석제들은 단일 기능의(monofunctional) 모노머 예컨대 에틸 (메 트)아크릴레이트, 에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 스티렌, 비닐톨루엔, 및 N-비닐피롤리돈을 포함하며, 다기능의 모노머 예를 들어, 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 헥산에디올 (메트)아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산에디올 디(메트)아크릴레이트, 또는 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트를 포함한다.
다른 것들 중에서, 본 발명에서, 평탄화 레이어들 내의 사용을 위하여, 편리하게 사용된 라디에이션 경화가능한 래커들은 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함한다. 이들은 이소시아네이트 종결 우레탄을 산출하기 위해 올리고(폴리)에스테르 또는 올리고(폴리)에테르 폴리올과 함께 디이소시아네이트(diisocyanate)를 반응시키는 것으로부터 유도된다. 이어서, 하이드록시 종결 아크릴레이트는 종결 이소시아네이트 그룹들과 함께 반응된다. 이러한 아크릴레이션(acrylation)은 불포화(unsaturation)를 올리고머의 종단들에 제공한다. 우레탄 아크릴레이트의 아리파틱 또는 아로마틱 특성은 디이소시아네이트의 선택에 의해 결정된다. 아로마틱 디이소시아네이트, 예컨대 톨루엔 디이소시아네이트는 아로마틱 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 산출할 것이다. 아리파틱 우레탄 아크릴레이트는 아리파틱 디이소시아네이트, 예컨대 이소포론 디이소시아네이트 또는 헥실 메틸 디이소시아네이트의 선택으로부터 야기될 것이다. 이소시아네이트의 선택의 범위를 넘어서, 폴리올 백본은 최종 올리고머의 성능을 결정하는 중추적인 역할을 한다. 일반적으로 폴리올은 에스테르, 에테르, 또는 이들 두개의 결합으로서 분류된다. 올리고머 백본은 두개 이상의 아크릴레이트 또는 메틸아크렐레이트 유닛에 의해 종결되며, 이것은 자유 라디칼 개시 중합(initiated polymerization)에 대한 반응 장소(site)로서 알맞다. 이소시아네이트, 폴리올, 및 아크릴레이트 또는 메트아크릴레이트 최종 유닛들 중에서의 선택들은 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 개선안(development)에서 상당한 허용범위를 허용한다. 대부분의 올리고머와 같은 우레탄 아크릴레이트는 일반적으로 분자량 및 점도가 높다. 이러한 올리고머는 다기능적(multifunctional)이며, 다수의 반응 장소들을 포함한다. 반응 장소들의 증가된 숫자 때문에, 경화 비율이 향상되고, 최종 생성물은 교차 결합된다. 올리고머 작용기(functionality)는 2부터 6까지 변경될 수 있다.
또한 다른 것들 중에서, 평탄화 레이어들 내의 사용을 위하여, 편리하게 사용된 라디에이션 경화가능한 레진들은 폴리하이드릭 알콜 및 이들의 유도체들, 예컨대 펜타에리스리톨의 아크릴레이트 유도체들의 혼합물들로부터 유도된 다기능 아크릴 화합물을 포함하며, 펜타에리스리톨의 아크릴레이트 유도체들의 혼합물들은 예컨대 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 및 이소포론 디이소시아네이트로부터 유도된 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 기능화된 아리파틱 우레탄이다. 상업적으로 이용가능한 본 발명의 실험에서 사용된 우레탄 아크릴레이트 올리고머 중의 어떤 실시예들은 사르토머 컴퍼니(엑스톤, PA)로부터의 올리고머를 포함한다. 본 발명의 실험에서 편리하게 사용된 레진의 실시예는 사르토머 컴퍼니로부터의 CN 968®이다.
라디에이션 경화된 코팅들 이외에, 수성의 또는 용매의 분산 폴리머 바인더 들을 포함하는 포뮬레이션들은 아크릴, 우레탄, 우레탄-아크릴 하이브리드, 스티렌 폴리머, 올레핀, 및 다른 것들을 포함한다. 아크릴, 우레탄, 또는 우레탄-아크릴 폴리머 분산들의 수성 분산들이 특히 바람직하다. 코팅들은 적절한 가교제(crosslinking agent)들의 추가에 의해 열적으로 경화될 수도 있고, 또는 이들은 경화되지 않을 수도 있다. 이러한 두꺼운 평탄화 레이어들에 낮은 필름 컬(curl)을 제공하기 위하여, 레이어의 코팅, 건조 및 경화 후에 높은 응력을 생성하지 않는 포뮬레이션들을 이용하는 것이 바람직하다. 그러므로, 건조 및 경화 동안 제한된 수축을 경험하고, 적당한 강성(계수)을 가지는 포뮬레이션을 이용하는 것이 바람직하다.
프리즘 반사형 편광자(40)의 특정 구체예들은 향상된 각도 및 파장의 작용을 위하여, 광 입사 매질(42) 또는 광 출사 매질(43)에 대하여 상대적으로 낮은 굴절률을 가진다. 적당히 낮은 굴절률 물질들은 1.48보다 작은 굴절률, 바람직하게는 1.35 내지 1.40 사이의 굴절률을 가지는 플루오르 함유 호모폴리머 또는 코폴리머를 포함한다. 적절한 플루오르 함유 호모폴리머 및 코폴리머는 플루오르-올레핀(예를 들어, 플루오르에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔), (메트)아크릴 산의 부분적 또는 완전한 플루오리네이티드 알킬 에스테르 유도체들, 및 완전 또는 부분적 플루오리네이티드 비닐 에테르를 포함한다.
박막 광학 코팅(48) 상에 입사한 광선은 표면 법선에 대하여, 경사각(56)과 동일한 입사각에 대해 중심에 위치된다. 경사각(56)은 53도 이상으로 크기 때문에, 광학 코팅(48)은 45도에 대하여 설계된 것보다 적은 레이어들과 함께 S 편광된 광(32)으로부터 P 편광된 광(30)을 분리하도록 설계될 수 있다. 또한, 코팅은 넓은 범위의 입사각 및 파장들에 대하여 수행되도록 설계될 수 있다.
도 4는 UV 경화가능한 아크릴(n=1.49)인 광 입사 매질 및 폴리카보네이트(n=1.59)인 광 출사 매질과 함께, TiO2 및 SiO2의 교호 레이어들로 구성된 5개 레이어 코팅 설계를 도시한다. 넓은 각도 및 파장 공차를 제공하기 위하여, 레이어 두께 선택은 1/4 파장의 배수(multiple)들로 제한되지 않는다. 도 5a 내지 도 5c는 450nm(블루), 550nm(그린) 및 625nm(레드)의 파장에서, 광 입사 매질 내의 표면 법선에 대한 입사각에 대하여, s 편광 및 p 편광의 모델링된 투과율 곡선을 도시한다. TiO2 및 SiO2 모두는 매우 작은 흡수와 함께 만들어질 수 있기 때문에, 이러한 설계에 대하여 반사율 값들은 단순히 100에서 투과율을 뺀 것이다. 이러한 코팅 설계는 60도 내지 70도 사이의 경사각(56)을 가진 미세구조화된 표면(44) 상에서 사용될 때 잘 수행된다. 도 6은 광 입사 매질 내에서, 45도 입사각으로부터 85도 입사각까지, 입사각들의 40도 범위에 대하여 (균일하게) 평균화된 65도의 경사각(56)에 대한 투과율 곡선들을 도시한다. 이것은 공기 중에서 대략 60도의 각도 범위에 대응한다. 도 6에서의 곡선은, 이러한 5개 레이어 코팅은 p 편광의 90퍼센트를 초과하여 투과시킬 수 있고, 넓은 범위의 입사각들을 위하여 대부분의 가시 스펙트럼에 대하여 s 편광의 80퍼센트를 초과하여 반사시킬 수 있다는 것을 도시한다.
코팅 공정 동안 처리량(throughput)을 최대화하기 위하여, 레이어 카운트(count) 및 두께들을 최소로 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 도 7은 TiO2 및 SiO2 레이어들을 다시 가지며, 두개의 매우 얇은 TiO2 레이어들을 가지는 단순한 3개 레이어 설계를 도시한다. TiO2의 코팅 비율이 일반적으로 SiO2 보다 훨씬 작기 때문에, TiO2 레이어들을 얇게 유지하는 것은 제조 처리량을 최대화하도록 돕는다. 도 8은 이러한 코팅이 65도의 경사각(56)을 가지는 미세구조화된 표면(44)에 도포될 때, 40도의 각도-평균화된 투과율 곡선들을 도시한다. 투과율 곡선들은 45도의 입사각으로부터 85도의 입사각까지 다시 평균화된다.
다른 코팅 선택은 하나 이상의 레이어들에 대하여, 매우 얇은 금속 코팅, 바람직하게는 은(silver)을 사용하는 것이다. 도 9는 두개의 매우 얇은 은의 8nm 레이어들 사이에 끼워진 MgF2을 가지는, 은 마이크로캐비티(microcavity) 설계를 도시한다. 대응하는 40도 각도-평균화된 투과율 곡선들은 65도의 경사각(56)에 대하여 다시 도 10에서 도시된다. TiO2 및 ZnS와 같은 높은 굴절률 유전체들 대신에, 매우 얇은 은의 사용은, 더 높은 증착 비율들에 연관된 더 낮게 요구된 두께 때문에 훨씬 높은 제조 처리량을 가능하게 한다. 그러나, 유전체 레이어들만 포함한 설계들과는 달리, 금속 레이어들은 LCD 백라이트 내에서 사용될 때 전체 광 재사용 능력을 저감시키는 어떤 흡수 손실(absorption loss) 존재를 가진다.
레이어 카운트를 증가시킴으로서, s 편광된 광의 투과율을 실질적으로 감소시키고, 또 넓은 범위의 각도들 및 파장들에 대하여 우수한 성능을 유지하도록 하는 것이 가능하다. 아래의 표에서 주어진 박막 설계는 s 편광된 광의 매우 낮은 투과율(및 높은 반사율)을 제공한다. 65도의 경사각(56)에 대하여 대응하는 40도 각도-평균화된 투과율 곡선들이 도 11에 도시된다. 당업계의 당업자에게 공지된 것과 같이, 박막 스택(stack)의 설계는 또한 2개 이상의 상이한 물질들을 포함할 수 있다.
표 1
Figure 112008090931611-pct00001
경사진 측벽들을 가지는 구조물들 상의 진공 증착은 구조물 형상(structure geometry), 진공 코터(coater) 형상 및 코팅 공정 그 자체에 따라 두께 변화를 가지는, 새도잉(shadowing) 때문에 구조물들 상에서 박막 두께 변화들을 생성할 수 있다는 것이 잘 알려진다. 본 발명의 프리즘 반사형 편광자를 위하여, 이러한 구조적인 새도잉은 박막 광학 코팅의 증착 동안 밸리들과 피크들 사이에 단조로운(monotonic) 두께 증가와 함께, 구조물들의 피크(peak)들에 가까운 레이어 두께가 밸리(valley)들에 가까운 레이어 두께보다 더 크게 할 수 있다. 새도잉은 일반적으로 박막 광학 코팅 내의 레이어들의 모두에 대하여 동일할 것이기 때문에, 두께 변화는 균일하며, 즉, 각각의 레이어에 대한 비율이 동일하다. 당업계의 당업자에게 공지된 것과 같이, 두께 변화는 보통의 입사 코터 형상 및/또는 등각(conformal)의 코팅 공정, 예컨대 스퍼터링을 선택함으로써 감소될 수 있다. 대안적으로, 박막 코팅 설계는 두께 변화들에 견딜 수 있다. 이러한 두께-내성 설계는 도 19a, 도 19b, 도 20a 및 도 20b에서 도시된다.
도 19a는 UV 경화가능한 아크릴(n=1.49)인 광 입사 매질 및 아크릴(PMMA n=1.49)인 광 출사 매질과 함께, TiO2 및 SiO2의 교호 레이어들로 구성된 7개 레이어 코팅 설계를 도시한다. 도 20a는 투과율 곡선들이 35도의 입사각으로부터 75도의 입사각까지에서 평균화되는 이러한 코팅이 55도의 경사각(56)을 가지는 미세구조화된 표면(44)에 도포될 때, 40도 각도-평균화된 투과율 곡선들을 도시한다. 박막 증착 동안 심한 두께 변화의 실시예로서, 도 19b는 각각의 레이어의 두께가 도 19b의 두께의 150%인 7개 레이어 코팅을 도시하며, 대응하는 각도-평균화된 투과율 곡선은 도 20b에서 도시된다. 도 20b의 곡선들과 도 20a의 곡선들을 비교하면, 도 19a의 설계는 프리즘 반사형 편광자의 측벽들을 따라 발생할 수도 있는 어떤 균일한 두께 변화에 잘 견딘다는 것이 명백하다. 도 19a 및 도 19b에 도시된 바와 같이, 박막 스택의 일 면으로부터 다른 면까지 단조롭게 증가하는 두께들을 가지는 레이어들을 가지는 광학 박막 설계들은 다른 설계들보다 균일한 두께 변화들에 잘 견디는 경향이 있다는 것이 관찰된다.
도 12는 프리즘 반사형 편광자(40)와 몇몇의 광 처리 필름들을 결합하는 LCD 디스플레이에 대한 편광 백라이트 조립체를 도시한다. 다수의 광원들(70), 예컨대 냉음극 형광 램프들 또는 발광 다이오드들은 광 박스(72) 구성 내에 위치되거나, 또는 도광판의 종단들에 위치된다. 체적 및/또는 표면 디퓨저(74)는 일루미네이션을 균일화시키고, 광원들 그 자체들에 연결된 핫 스팟(hot-spots)을 감소시키며, 광 재사용을 위하여 반사된 s 편광된 디폴라라이제이션을 제공하도록 사용된다. 축상 휘도를 증가시키기 위하여, 백라이트 조립은 3M의 BEF와 같은 휘도 향샹 프리즘 시트(76), 또는 휘도 향상 마이크로렌즈 어레이를 결합시킬 수도 있다. 이러한 구성과 함께, 프리즘 반사형 편광자(40)로부터 나온 광은 주로 단일의(선형의) 편광이다.
프리즘 반사형 편광자가 특정한 백라이트 구성들에서 사용되고, 광 출사 매질보다 더 낮은 굴절률을 가지는 광 입사 매질을 가지도록 설계될 때, 휘도는 축상에 일직선으로 보다 디스플레이의 법선으로부터의 축외에서 약간 더 높다. 이러한 효과는 광 입사 매질이 광 출사 매질과 동일하거나 더 큰 굴절률을 가지는 반사형 편광자 설계와 함께 완화될 수 있다.
당업계에서 공지된 바와 같이, 두개 이상의 광 처리 필름들은 LCD 디스플레이 안에서 (광학) 접촉할 수도 있고 "왯 아웃(wet out)"될 수도 있다. 내부 전반사(TIR)가 매끄러운 광 출사 표면(52)에서 발생하기 때문에, 프리즘 반사형 편광자(40)를 사용할 때 어떤 왯 아웃 영역들을 방지하는 것이 바람직하다. 도 13은 왯 아웃 방지를 위하여 광 출사 표면(52)에 추가된 일련의 드문드문한 스탠드오프(80)들을 도시한다. 이러한 구조체들은 광학 성능의 상당한 변화를 방지하기 위하여 광 출사 표면의 영역의 10%보다 작게 차지되어야만 한다. 다른 선택은 매끄러운 광 출사 표면(52) 상에 스페이서(spacer) 비드들을 사용하는 것이다. 매끄러운 광 출사 표면(52)은 표면 영역의 대부분에 대하여 광의 내부 전반사를 제공하기 위하여 충분히 매끄러워야만 하는 것으로 이해되어야만 한다. 스탠드오프들을 가진 도 13의 구체예에서, 돌출부(protrusion)들을 가진 완전히 평평하지 않은 매끄러운 광 출사 표면의 어떤 영역들이 존재할 수도 있다. 또한, 도 13은 일루미네이션의 편광이 LCD 판넬의 입사 편광 축에 정렬되도록, 프리즘 반사형 편광자(40)를 나온 p 편광된 광을 회전시키는 임의적인 리타더 필름(retarder film; 82)을 도시한다. 입사 편광 축이 LCD 판넬들의 상이한 타입들에 의해 변하기 때문에, 리타더 필름에 대한 최적의 선택은 판넬 타입에 따른다.
다수의 미세구조화된 표면들(92, 94 및 96)을 가진 프리즘 반사형 편광자(90)의 구체예는 도 14에서 도시된다. 이러한 접근법은 예를 들어, 각각의 컬러(RGB)에 대하여 개별적인 박막 광학 코팅 및 미세구조화된 표면을 가짐으로써, 성능을 최적화하기 위하여 사용될 수 있다.
프리즘 반사형 편광자의 설계는 s 편광된 광의 바람직하지 못한 앞의 투과율에 이르게 할 수도 있는 몇개의 인자(factor)들을 한정하도록 최적화될 수 있다. 도 15에서 도시된 바와 같이, 일반적으로 광 입사 표면을 통해 다시 보내진 s 편광된 광은 1) 박막 광학 코팅을 통과한 직접 투과; 또는 2) 순방향으로 미세구조화된 표면에 의한 이중 반사; 또는 3) 내부 전반사의 손실을 야기하는 임계각보다 아래인 각도에서의 광 출사 표면 위로 입사때문에 광 출사 표면을 통과할 수 있다.
도 4, 도 7 및 표 1과 관련하여 미리 개시된 바와 같이, 광학 코팅을 통한 s 편광된 광의 투과는 교호하는 높은 굴절률 레이어 및 낮은 굴절률 레이어의 수를 증가시킴으로써, 그리고 이들의 레이어들의 두께를 최적화시킴으로써 감소될 수 있다. 순방향의 이중 반사는 일 프리즘형 구조물 상에서 박막 광학 코팅에 의해 반사된 s 편광된 광이 인접한 프리즘형 구조물에 의해 차단되고, 반사될 때 발생할 수 있다. 도 16의 곡선들에 의해 도시된 바와 같이, 이것은 정각의 함수로서 순방향의 이중 반사된 s 편광된 광 플럭스의 퍼센트를 도시하고, 이러한 효과는 대략 60도보다 작게 정각을 한정시킴으로써, 즉, 60도보다 큰 각도에서 경사각을 한정시킴으로써 감소될 수 있다. 마지막으로, 도 17의 곡선들에 의해 도시된 바와 같이, 대부분의 s 편광된 광 플럭스가 광 출사 표면에서 내부 전반사를 경험하는 것을 보증하기 위하여, 정각은 대략 40도를 넘거나 경사각은 70도보다 작게 유지되도록 하여야만 한다.
순방향의 이중 반사 및 전반사의 손실 모두를 제거하기 위한 다른 접근법은 도 18에서 도시된다. 프리즘 반사형 편광자(100)의 이러한 구체예에서, 편광 선택 박막 광학 코팅(108)은 법선 입사(normal incidence)를 위하여 높은 입사각들 및 높은 반사율에서 우수한 편광 스플리팅을 제공하도록 설계된다. 이어서, 바람직한 정각은 대략 60도이다.
본 발명의 구체예들 모두는 우선적으로 광의 하나의 편광, 일반적으로 p 편광을 미세구조화된 표면 상에서 편광 선택 박막 광학 필름을 통해 순방향으로 투과시키고, 두 번째의 편광, 일반적으로 s 편광을 적어도 3개의 반사들을 사용함으로써 역방향으로 향하게 한다. 반사들 모두는 도 18에서 도시된 바와 같이 편광 선택 박막 광학 코팅에서 발생할 수도 있고, 또는 도 2에서 도시된 바와 같이 하나 이상은 광 출사 표면에서 내부 전반사를 통해 발생할 수도 있다.
본 발명은 몇개의 구체예들을 참조하여 개시되고 있다. 그러나, 변경들 및 수정들은 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으며, 당업계의 당업자에게 유효할 수 있는 것이 명백할 것이다. 본 명세서에서 참조된 특허들 및 다른 간행물들의 전반적인 내용물들은 참조로서 여기에서 결합된다.

Claims (11)

  1. 반사형 편광자에 있어서,
    (a) 광 입사 표면 및 일련의 프리즘형 구조물들을 가지는 미세구조화된 표면을 가지되, 각각의 프리즘형 구조물의 제 1 측벽 및 제 2 측벽은 상기 광 입사 표면에 대하여 60도 내지 70도의 경사각을 가지는 광 입사 매질;
    (b) 광의 제 1 편광을 투과시키고 제 1 편광에 직교하는 제 2 편광을 반사시키기 위한, 일련의 프리즘형 구조물들 상의 편광 선택 박막 광학 코팅; 및
    (c) 매끄러운 광 출사 표면을 제공하는 상기 편광 선택 박막 광학 코팅 상의 광 출사 매질을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 편광자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    스탠드오프(standoff)들은 상기 광 출사 표면에 인접한 표면과 상기 편광자 사이에서 공극(air gap)을 제공하도록 상기 편광자의 상기 광 출사 표면 상에서 제공되는 것을 특징으로 하는 반사형 편광자.
  5. 제 1 항의 상기 반사형 편광자를 결합시키는 백라이트를 포함하는 LCD 디스플레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 입사 매질 또는 상기 광 출사 매질 중 어느 하나는 에폭시(epoxy)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 편광자.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 반사형 편광자는
    상기 에폭시 상에 스무딩 시트(smoothing sheet)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 편광자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광 선택 박막 광학 코팅은 10개 이하의 레이어들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 편광자.
  9. 반사형 편광자를 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 제 1의 매끄러운 표면(smooth surface) 및 일련의 프리즘형 구조물들을 가지는 미세구조화된 표면을 가지되, 각각의 프리즘형 구조물의 제 1 측벽 및 제 2 측벽이 광 입사 표면에 대하여 60도 내지 70도의 경사각을 가지는 프리즘형 기판을 제공하는 단계;
    (b) 광의 제 1 편광을 투과시키고 제 1 편광에 직교하는 제 2 편광을 반사시키기 위하여, 상기 일련의 프리즘형 구조물들 상에 편광 선택 박막 광학 코팅을 증착하는 단계;
    (c) 상기 편광 선택 박막 광학 코팅의 상부에 에폭시를 도포하는 단계; 및
    (d) 상기 에폭시 상에 평평한 스무딩 시트를 부착시킴으로써 제 2의 매끄러운 표면을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 삭제
  11. 반사형 편광자를 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 제 1의 매끄러운 표면 및 일련의 프리즘형 구조물들을 가지는 미세구조화된 표면을 가지되, 각각의 프리즘형 구조물의 제 1 측벽 및 제 2 측벽이 광 입사 표면에 대하여 60도 내지 70도의 경사각을 가지는 프리즘형 기판을 제공하는 단계;
    (b) 광의 제 1 편광을 투과시키고 제 1 편광에 직교하는 제 2 편광을 반사시키기 위하여, 상기 일련의 프리즘형 구조물들 상에 편광 선택 박막 광학 코팅을 증착하는 단계;
    (c) 상기 편광 선택 박막 광학 코팅의 상부에 에폭시를 도포하는 단계; 및
    (d) 상기 에폭시 상에 제 2의 매끄러운 표면을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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