KR20010042979A - 자기 접착 확산판을 갖춘 광학 부품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다른 광학 요소와 긴밀한 광학 접촉을 이루는 광 확산 요소를 제공하며 확산에 부가하여 유용한 기능을 제공한다. 특정의 일실시예에서 있어서, 확산판은 자기 접착되며, 그에 따라 확산판의 대향 면상에 광학 부품의 적층이 용이하다. 자기 접착 확산판은 또한 편광 보존, 저 후방 산란, 제어 가능한 가시각 등을 포함하는 유용한 확산 특성을 나타낸다. 확산판은 특히 단일 편광자 디스플레이 응용 및 단일 편광자 디스플레이가 없는 응용 분야에서 사용하기 적합하다.

Description

자기 접착 확산판을 갖춘 광학 부품{OPTICAL COMPONENTS WITH SELF-ADHERING DIFFUSER}

광의 확산은 광학 시스템에서 많은 응용 분야를 찾는 매우 유용한 현상이다. 예를 들면, 액정 또는 다른 디스플레이는 종종 디바이스의 가시각을 증대하고 관측자에게 비소망의 광 세기 변동을 덜 보이게 하기 위해 확산판(디퓨저)을 사용한다. 확산판은 광학 시스템에 추가의 확산판 부품를 부가하거나 어떤 경우에는 예를 들어 기존의 광학 부품의 표면을 에칭 또는 샌드블래스팅에 의해 기존의 부품과 확산 특성을 결합함으로써 광학 시스템에 내장될 수 있다. 추가 부품을 광학 시스템에 부가함으로써 추가적인 흡수를 도입하여 광을 반사할 수 있는 추가 계면들을 생성하는 단점을 가진다. 한편 확산층을 광학 시스템의 기존 부품에 결합하면 부품 설계를 복잡하게 하고 제조 단계를 추가하여 제조중에 성능과 제품 수율에 대해 역효과를 줄 수 있다.

본 발명은 다른 표면들과 긴밀한 광학 접촉 상태로 설치된 광 확산 요소에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 우수한 순방향 산란 특성을 가지며 저 후방 산란을 보이며 추가의 접착 특성을 제공할 수 있는 광학 요소에 관한 것이다.

본 발명의 보다 상세한 설명을 위해 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 각종 실시예를 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 6a 내지 6h은 본 발명의 특정 실시예에 따른 자기 접착 확산판의 광학 성능을 도시하는 그래프이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.

본 발명은 다른 광학 요소들과 긴밀한 광학 접촉 상태로 설치된 광 확산 요소를 제공한다. 두 표면간의 광학적 접촉은 두 표면간의 에어 갭 또는 다른 계면 손상이 계면을 가로 지르는 한 표면에서 다른 표면으로 광이 통과할 때 무시할 수 있는 영향을 갖도록 충분히 밀접함에 따라 어느 광학계에 추가 계면을 부가하는 역효과를 감소시킨다. 일실시예에 있어서, 광학적 접촉은 확산 물질에서 매우 높은 기계적인 순응성을 제공함으로써 달성된다. 한 특정 실시예에서 확산판은 자기 접착된다. 이것은 확산 입자가 접착제와 결합함으로써 수행될 수 있으며, 접착제는 감압 접착제, 핫 멜트 접착제 또는 다른 유형의 접착제일 수 있다.

특히 본 발명에 적합한 자기 접착 광 확산 물질은 편광 보존적이며, 저 후방 산란을 보이며, 감압 접착제 특성을 가진다. 본 발명의 각종 실시예에서 사용하기 적합한 한 특정 유형의 자기 접착 접착제는 여기서 참조 문헌으로 인용된 PCT 특허 공개 제 WO 97/01610 호에 개시되어 있다. 다른 확산 물질들 또한 어떤 응용에 대해서 적합할 수 있다. 감압 접착제는 유기 용제 베이스 물질, 물 베이스 물질, 또는 UV 경화 물질로 구성될 수 있다. 본 발명은 광학 부품중 적어도 하나에 접착된 자기 접착 확산판을 이용하는 각종 적층 광학 부품을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 본 발명의 확산판은 적절한 확산 특성을 제공하면서 다른 광학 요소를 함께 적층하기 위해 사용 가능한 듀얼 라이너 감압 전달 확산판으로서 설치된다. 이러한 확산판을 가지고 광학 시스템의 다른 광학 요소와 밀접한 광학 접촉 상태로 배치된 광확산층을 설치할 수 있다. 대안의 실시예에서 본 발명의 확산판은 광의 반사 손실 또는 다른 외란이 없이 다른 광학 요소의 표면과 밀접한 광학 접촉 상태로 설치되거나 접착될 수 있는 고 정합 표면(highly conformable surface)을 가진 광학 요소로서 설치된다. 예를 들면, 반사 편광자, 흡수 편광자, 복굴절 층이 다른 광학 표면에 적층될 수 있는 정합 또는 감압 접착 요소로서 설치 가능하다. 또 다른 실시예에서 본 발명은 완전한 어셈블리를 형성하도록 다른 광학 요소를 함께 고정하는 내부 요소로서 감압 확산 접착제를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 본 발명의 광 확산 접착제는 예를 들어 액정 표시 장치의 백라이트 패널용 광 가이드에서 광 추출 기능을 수행하기 위한 연속 층으로서 라기 보다는 소정 패턴으로 도포될 수 있다.

본 발명의 자기 접착 확산판은 또한 비소망의 광학 효과를 감추기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 에어 버블과 같은 적층 결함의 가시적 임팩트, 불완전한 본딩, 오염이 다른 광학적 본딩 대신에 자기 접착 확산판을 이용하여 감소될 수가 있어 본 발명의 확산판은 어떤 경우에 있어 상기 적층 결함을 감추는데 실패하였기 때문에 비확산 감압 접착제가 적합하지 않은 광학 시스템의 광 경로에서 사용될 수 있다. 이처럼, 본 발명은 확산판을 필요로 하는 응용에 그 용도가 제한되지 않고 광 확산이 필요치 않은 응용 분야에서도 그 용도를 찾을 수 있다.

도 1과 관련하여, 본 발명의 자기 접착 확산판(8)은 복합 전달 가능한 확산판(1)으로서 설치된다. 확산판(8)은 제거 가능한 릴리즈 라이너(10)와 라이너(11) 사이에 수용된 감압 확산 접착제를 포함한다. 릴리즈 라이너(10,11)에 적합한 물질은 감압 접착 기술에서 공지되어 있다. 기판에 도포전 전달 가능한 확산판의 핸들링이 가능하도록 릴리즈 라이너(10,11)에 단단히 접착되는 것이 바람직한다. 그러나 라이너와의 접착성은 확산판의 전달전 라이너의 제거가 가능하도록 그 접착력이 약해야 한다. 라이너(10,11) 중 하나는 라이너 중 하나의 우선 밀착되는 릴리즈를 제공하도록 다른 라이너 보다 확산판(8)과의 접착력이 약한 것이 바람직하다. 이후, 설명의 편의상 층(10)과 층(11) 사이에서 접착력의 차이가 있으면, 층(10)은 확산판(8)과의 약한 접착력을 가진 층이되고 그에 따라 층은 먼저 확산판(8)의 전달 중에 제거된다고 이해해야 할 것이다.

자기 접착 확산판(8)용의 적합한 물질은 WO 97/01610호에 개시되어 있다. 그 물질은 확산판(8)이 주로 순방향, 즉 입사광 투과의 일반적인 방향으로 광을 산란하거나 확산하고 후방으로는 비교적 소량의 광량을 산란하는 대부분의 응용에 있어 바람직하다. 또한, 확산판(8)이 확산적으로 투과된 광의 편광을 보존하는 것이 바람직하다. 고 레벨의 광의 역방향 산란 또는 후방 산란이 허용되거나 바람직한 상황에서 혹은 편광 보존이 필요하지 않거나 원하지 않는 상황에서, 확산판(8)은 상기 목적을 달성하기 위해 적절한 특성을 나타내는 다른 매칭 또는 감압 확산 물질을 포함할 수 있다. 어떤 예에서 확산판과 인접 광학 부품 사이의 긴밀한 광학적 접촉은 확산층이 단지 매칭 가능하나 반드시 접착제가 아니면, 달성될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 매칭 확산판은 접착제를 필요로 하지 않는 응용에서 유용한 광학 기능을 수행할 수 있다. 그 경우, 전달 확산판에 실질적으로 접착됨이 없이 전달되는 기판의 표면에 단지 순응하는 전달 확산판이 사용 가능하다. 적절한 순응의 물질은 감압 접착제를 제외하고 상승 온도에 선택적으로 적용될 수 있는 외부 압축력의 인가에 의해 강제적으로 표면과 접촉되는 각종의 투명한 엘라스토머 물질을 포함한다.

전달 가능한 확산판(1)을 도포하기 위해 확산판의 제1 표면을 노출하는 층(10)은 우선 제거되고 확산판의 다른 표면은 다른 릴리즈 라이너(11)에 의해서 보호된 상태로 남아 있는다. 확산판(8)의 노출 표면은 확산판(8)에 의해서 제공된 접착력을 가진 최종 구조의 또 다른 광학 요소에 직접 적층될 수 있다. 적층 후 라이너 Ⅱ 는 확산판(8)의 제2 표면에 노출되도록 제거될 수 있다. 이러한 방식으로, 통상 두개의 광학 부품 사이에 적층된 제3 광학 부품(예, 확산판)을 가진 두개의 광학 부품은 확산판의 광학 기능과 적층 접착제를 제공하는 확산판과 함께 적층 가능하다. 적층은 통상 실온에서 수행되나 상승 온도에서 적층은 어떤 경우 유일할 수 있다. 예를 들면 자기 접착 전달 확산판은 확산 특성을 가진 핫멜트 접착제로 구성될 수 있다.

에어 버블 또는 다른 오염을 포획하지 않고 감압 접착제(및 다른 접착제)와 함께 층들을 원활히 적층하기 위한 기술은 당업자에게 공지되어 있다. 에어 버블 또는 다른 오염에 포획됨이 없이 적층을 수행하는 것이 바람직하며, 확산판(8)이 적층에 사용된 접착제이므로 결함의 어떤 숨김이 일어날 것임을 알 수 있을 것이다. 숨김에 의해 광학 어셈블리에서 감압 접착제 대시에 전달 가능한 확산판을 사용하는 것이 가능하며, 여기서 비확산 감압 접착제는 감출 능력이 없고 가시 적층 결함을 발생하는 경향으로 인해 적합하지 않다.

도 2와 관련해서, 도 2에는 자기 접착 광학 요소(2)가 도시되고 있다. 광학 요소는 광학 부품(12)에 본딩된 자기 접착 확산판(28)을 포함한다. 광학 부품(12)은 복수의 자기 접착 확산판일 수 있으며, 어느 부품은 특히 자기 접착 확산판으로 사용하기 적합하다. 예를 들면, 확산층에 근접하여 유리하게 사용될 수 있는 편광자, 복굴절층, 홀로그래픽 요소, 역반사막, 반사 요소, 스펙트럼 필터 또는 어느 광학 요소가 자기 접착 광학 요소를 형성하도록 본 발명의 전달 확산판과 함께 결합될 수 있다. 광학 요소(12)가 편광자인 경우, 광학 요소는 확산판에 아주 근접하게 놓여질 수 있는 반사 또는 흡수 선형 편광자, 원형 편광자, 또는 어느 다른 편광자일 수 있다. 광학 요소(12)는 그의 물리적 구조와 그의 광학적 특성에 의하여 광학 효과를 산출할 수 있다. 각종 물질을 구조 표면상에 캐스팅함으로써 생성될 수 있는 바와 같이 광학 요소(12)는 예를 들면 밝기 증강 프리즘막, 프리즘 표면, 광재지향막, 역반사 구조, 반사 또는 부분 반사 층 또는 다른 물질에 삽입된 구조 층을 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 확산판(28)은 도 1에 도시한 전달 확산판의 확산에 의해 광학 요소(12)에 도포될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 확산판(28)은 광학 요소(12)상에 경화 코팅으로서 도포되어 감압 접착 상태로 경화될 수 있다. 릴리즈 라이너(15)는 확산판의 노출된 접착층에 도포될 수 있다. 자기 접착 광학 요소(2)는 연속해서 릴리즈 라이너(15)를 제거함으로써 확산판(28)의 접착 특성을 통해 복수의 다른 광학 기판에 적층 가능하다.

도 2의 층(12)이 흡수 편광자인 경우, 본 발명은 이중 편광자 또는 단일 편광자 타입일 수 있는 반사 액정 표시 장치 R-LCD에 적용 가능하다. 이러한 타입의 액정 디스플레이는 본 발명이 제공하는 제어된 확산각, 저 후방 산란, 편광 보존으로부터 이익을 향유한다. 게스트-호스트 또는 콜레스테릭과 같은 제로 편광자 LCD는 본 발명의 제어 확산 및 저 후방 산란 특성으로부터 이익을 향유할 수 있다. 부가적으로, 본 발명의 확산판이 감압 접착제인 경우, 디스플레이의 용이한 어셈블리가 또한 개선된다.

층(12)이 반사 편광자인 경우, 본 발명은 반사 및 투과 디스플레이에서 유용하다. 하나 이상의 편광자를 이용하는 액정 디스플레이는 그의 초기 준비 상태에서 촬상될 수 있는 선택 가능한 최종 상태로 광의 편광을 바꾸도록 액정 층의 복굴절 및 광학 엑티비에 의존한다. 타일 이미지(tile image)는 하나의 편광자 디스플레이의 경우 제1 편광자를 통해 후방으로 광을 반사하거나 두개의 편광자 디스플레이의 경우 제2 편광자로 형성된다.

가장 일반적으로 사용되는 R-LCD는 편광자 TN 및 FSTN이다. 이들 디스플레이는 흑백 표시에서 하위 내지 중간 밀도의 정보 콘텐트를 필요로 하는 응용에서 저전력, 저볼륨, 저 중량의 효율성에 대한 필요성을 만족한다. 이와 동일한 요건들이 이제 노트북 컴퓨터와 랩탑 컴퓨터에서 사용되는 바와 같이 고 정보 콘텐트 디스플레이에 R-LCD를 적합하게 한다. 픽셀 크기는 컬러용 서브 픽셀화로 0.22㎜ 쪽으로 감소한다. 이것은 액정 면과 후방 반사기 사이의 시차로 인해 픽셀간 광학적 크로스토크가 화질을 저하하는 경향이 있다는 점에서 통상의 TN 및 STN R-LCD에 있어 문제점을 야기한다.

통상의 두 편광자 R-LCD는 2개의 유리판 사이에 배치된 전기적으로 어드레스 가능한 액정층을 포함한다. 투과성 선형 편광자는 상부 유리판에 접착되며 편광 역 반사기를 구성하는 확산 역 반사기와 결합하여 선형 편광자는 하부 유리판에 접착된다. 두 편광자 사이에서 액정 디렉터 배열의 전기적 변조는 디바이스로 하여금 밝은 반사 외형으로부터 어두운 외형 또는 그사이의 어떤 그레이 레벨로 전환하게 한다. LCD 표시 장치는 전기적으로 어드레스 가능한 픽셀의 어레이로 분할된다.

통상의 반사 LCD 디스플레이에 있어서, 역 반사기의 확산성이 필요한 데, 그것은 대부분의 광원이 멀리 있고 이산적이기 때문에 입사광이 고레벨의 콜레메이션을 가진다. 역 반사기에 의해서 생성된 광 확산은 광원의 반사 영상을 차단하여 일정한 외형과 넓은 가시각을 제공하는 기능을 한다. 그러나, 에너지의 보존에 의해서 새로운 광이 확산 과정에서 생성되지 않아 가시각과 스크린 밝기 이득간에 절충이 일어난다. 입사광의 확산을 적절한 표시 가시각을 수행하는데 필요한 레벨로 제한하기 위한 본 발명의 능력이 본 발명의 이점이다.

2개의 편광자 반사 LCD에서, 광은 LCD로 들어가서 다시 역 반사기에서 반사된 후 2개의 편광자와 액정층을 두번 횡단한다. 입사 경로상에서 하나의 픽셀을 횡단하는 광은 후방 반사기상에 이미지를 캐스팅한다. 이처럼, 전사된 영상이 또한 형성된다. 입사광의 각과 관측각은 둘다 이중 이미지가 됨으로써 저하된 화질의 관측된 픽셀 영상에 영향을 미친다. 인접 픽셀이 컬러 서브 픽셀이면, 영상은 컬러 크로스토크에 의해 추가로 저하될 수 있다.

픽셀 피치가 LC층과 후방 반사기 사이의 경로 길이 보다 작거나 경로 길이에 견줄만 할 때 광학적 크로스토크가 발생한다. 이 문제점은 후방 유리판이 0.3㎜ 내지 0.8㎜ 에 이르는 범위인 경우 픽셀 피치가 셀에서 0.25㎜ 에 접근할 때 명확하다. R-LCD에서 수차를 없애기 위해 몇몇의 새로운 설계에 의해 후방 반사기를 하부 유리판의 안쪽 표면상에 배치하였다. 이러한 설계 변경은 일체형 후방 반사기/확산판에 대한 고가의 LCD 제조 공정 또는 일반적으로 리저브된 기능을 후방 반사기로 대체하기 위해 상부 유리판의 외부 표면상에 배치된 확산판막 중 하나를 필요로 한다. 본 발명의 확산층은 후자의 기능을 수행하고 비드(bead) 크기, 굴절율, 로딩 밀도, 막 두께를 조절함으로써 소요 확산 레벨로 용이하게 튜닝된다. 그러나 추가적인 제한 사항이 디스플레이 콘트라스트 및 확산판 전송이다.

광이 각 편광자를 두번 통과함에 따라 두개의 편광자를 수용하는 반사 액정 표시 장치는 종종 바람직하지 않게 고레벨의 광 손실을 입게됨으로써, 스크린 밝기 손실도 입게된다. 단일 편광자 액정 디스플레이는 광손실량을 줄일 수가 있어 스크린 밝기를 개선한다.

R-LCD는 2개의 편광자 사이의 복굴절 촬상 매체로서 대표될 수 있다. 이 복굴절 매체 또는 지연기는 0 파장 및 1/2파장 지연 사이에서 가시 가능한 파장과 모든 관측각으로 스위칭한다. 1 편광자 R-LCD는 단결정층을 통한 2개의 경로에서 1/2파장 지연기의 효과를 달성한다. 가장 간단한 구조는 스위칭 가능한 1/4파장 지연판이다. 스위칭 가능한 1/4파장의 근사화는 수직 정렬 네마틱(VAN) 및 표면 안정화 페로 일렉트릭 액정(SSFLC)과 같은 균일한 디렉터 LC층이다. 1/4 파장판의 효과는 트위스티드 네마틱(TN) 또는 믹스드 모드 트위스티드 네마틱(MTN) 셀과 같은 비균일 디렉터를 가진 액정층으로 근사화된다. 이들 모드가 이상적인 이펙트 컬러와 콘트라스트를 벗어나는 각도에 따라 보상 막이 유익할 수 있다.

도 3과 관련해서, 도 3에는 단일 편광자 R-LCD 부분이 개략 도시되고 있다. 흡수 편광자(313)는 광이 투명 상판(310)을 통해 R-LCD(300)에 들어갈 때 입사 광을 편광한다. 편광된 광은 공동(317)에서 네마틱 액정 물질을 통과한다. 액정은 광학적으로 활성 상태, 즉 편광 회전 상태 또는 광학적으로 비활성 상태를 취하며, 여기서 편광의 현저한 회전은 일어나지 않는다. 이미지를 발생하기 위해 활성 및 비활성 상태의 조합이 이용된다. 공동(317)에서 액정 물질의 각 픽셀의 상태는 종래 기술의 통상의 방식으로 전극층(314)과 전극층(320) 사이에 전계를 인가함으로써 결정된다. 이전 R-LCD는 투명 하판(312)의 외부 표면(315)에 놓인 확산 반사기로부터의 입사광을 반사하였다. 하부 또는 후면판(312)은 통상 아주 두껍기 때문에, 현저한 수차가 일어날 수 있고, 그에 따라 화질이 저하한다. 본 발명의 일실시예에 있어, 내부 반사기(316)는 전극층(314) 영역에서 투명 하판(312) 위의 디스플레이 내부에 놓여진다. 또 다른 실시예에서 전극층(314)은 현저한 광의 확산량이 디스플레이의 적절한 가시성을 제공하도록 광 경로 어느 곳에 제공되면 미러 반사층이 될 수 있다. 본 발명에 있어서, 본 발명에 따른 확산판(308)은 편광자(313)와 상판(310) 사이에 설치된다. 확산판(308)은 가시각의 범위에 걸쳐 반사된 이미지를 가시화 하는데 필요한 확산을 제공한다. 본 발명의 자기 접착 확산판은 상판(310)까지 흡수 편광자(313)를 적층하기 위해 추가로 사용될 수 있다.

도 3에 도시된 R-LCD(300)가 적절히 기능하기 위해서는 확산판(308)을 광이 통과할 때 광(300)의 편광 상태가 유지되게 하는 것이 필요하다. 본 발명의 확산판(308)은 저흡수로 광을 흡수하면서 편광을 보존하는 능력으로 인해 , R-LCD에서 사용하는데 특히 적합하다. 이하 보다 상세히 기술되는 바와 같이, 본 발명의 특정 실시예에 따른 확산판은 확산판을 통과하는 광의 저 감극(low depolarization) 현상을 보인다. 사이에 게재된 확산판으로 한쌍의 교차 편광자를 통과하는 광의 레벨은 입사 방향을 따라 확산층을 떠나는 광에 대해서 0.1% 이하이다. 즉, 0°의 산란각이며 20°의 산란각에서 산란된 광에 대해 약 1%만이다. 이것은 20°의 가시각에서도 고레벨의 편광 보존을 나타낸다.

도 3에 도시된 R-LCD의 확산판(308)을 통과하는 광은 디스플레이로 흡수되거나 산란되지 않는 것이 또한 바람직하다. 이후 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 확산판은 또한 확산판에 입사하는 광의 약 0.1% 이하인 후방 산란도를 보인다. 이것은 광선 번들(329,333)로 도시되고 있다. 확산판(308)의 또 다른 바람직한 특징은 산란각이 이용 가능한 광의 최적 사용을 위해 디스플레이의 가시 원뿔로 제한되는 것이다. 이것은 광선 번들(331)로 도시되고 있으며, 획득할 수 있는 콘트라스트와 관련이 있다. 산란각의 유용한 측정은 산란된 광의 세기가 디스플레이의 직시각인 0°의 산란각에서 그의 세기의 소정 부분, 이 경우 1/e(여기서, e=2.71)까지 강하하는 각도 0이다. 본 발명의 확산판은 약 0.6°를 갖는다. 이러한 성능은 편리한 가시각으로 디스플레이를 보는데 적합하다.

도 4는 보호층(450)과 흡수 편광자(412) 사이에 배치된 확산판을 제공하는 본 발명의 대안의 실시예를 도시하고 있다. 보호층은 예를 들어 폴리머막일 수 있다. 본 발명의 자기 접착 확산판은 보호층(450)을 흡수 편광자(412)에 적층하기 위해 사용 가능하다. 일실시예에서 결합 확산판(408)과 보호층(450)은 도 2에 도시된 유형의 접착 가능한 광학 부품으로서 설치될 수 있다.

도 5와 관련해서, 게스트-호스트 유형의 많은 R-LCD는 외부 편광자를 필요로 하지 않는다. 오히려 공동(516)에 포함된 액정 재료는 전극 어레이(514)와 카운터 전극층(520)에 의해 픽셀 모양으로 활성화되는 광밸브 효과를 제공한다.

본 발명의 확산층의 저 후방 산란 및 제어된 산란각으로 인해, 본 발명에 따른 확산판(508)은 이 유형의 디스플레이의 가시 능력을 개선하는데 유용하다. 자기 접착 확산판(예, 감압 접착제)은 보호 코팅(550)을 디스플레이의 상판(510)에 적층하는데 추가로 사용 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 자기 접착 확산판은 하나의 흡수 편광자 만을 사용하거나 어떠한 흡수 편광자도 사용하지 않는 반사 편광자 디스플레이에 사용하기 특히 적합한 특성으로 구성될 수 있다. 이러한 확산판이 특히 상기 응용에 맞추어져 있고 상기 용도에 특히 유익한 다수 특징을 보인다. 도 6a-6h와 관련해서, 자기 접착 확산판의 최적화에 대해서 기술된다.

샘플의 자기 접착 확산판이 만들어져서 이 샘플의 산란 분포가 측정된다. 자기 접착 확산판의 의도된 용도를 나타내는 물질의 부피에서 산란을 측정하기 위해, 한 샘플이 마이크로스코프 슬라이드에 적층되고 대향측상의 릴리즈 라이너는 제자리에 남겨진다. 자기 접착 확산판 샘플은 2-10 미크론 직경의 폴리스틸렌/EMA 입자를 가진 10 중량 % 의 버틸 아크릴산 감압 접착제로 구성된다. 호스트 접착제는 1.47의 굴절율을 가지며, 입자는 1.52의 굴절율을 가짐으로써, 굴절율 미스매치 △n=0.05는 0.0015"의 건식 코팅 두께로 소요 산란을 제공한다. 이러한 파라미터는 광범위한 성능 특성을 제공하도록 변경될 수 있다. 저 △n 및 비정형 마이크로 구조인 입자의 구 형태는 고투과 및 순방향 산란 특성을 가진 확산판에서 저 감극 및 후방 산란을 제공하도록 결합한다.

도 3에서 광선(355)으로 도시된 순방향 산란은 확산판 입자가 광파장 보다 훨씬 크거나 호스트 매트릭스가 소형 An을 갖는 입자에 매칭될 때 우세한 경향이 있다. 입자 직경이 1 미크론 이하이거나 △n이 클 때, 가시광의 후방 산란은 현저하게 될 수 있다.

오리엘 250와트의 백열 광원으로부터의 광은 실리콘 결정 검출기로 적외 스펙트럼과 적절한 광 응답을 필터링하기 위해 콜리메이션되고 필터링된다. 측정 시스템은 약 1'의 빔 발산을 가진 콜리메이트된 입사빔 아암과 약 1°의 분해능으로 각도에 따른 검출이 가능한 각도계상에 장차된 검출기로 구성된다.

산란 각 궤적(601)에 대한 투과 세기가 도 6a에 도시되고 있다. 중심 최대의 1/e 절반폭은 지수 함수(I=19.932e-0.167x) 6.0 도이다. 순방향 산란 1/e점이 단일 편광자 디스플레이 용도로 2도와 40도 사이에, 바람직하게는 3도와 20도 사이에, 가장 바람직하게는 3.5도와 10 사이에 있는 것이 바람직하다. 순방향 산란각은 막의 각도 이득을 감소함으로써 반사 밝기를 크게 저하하지 않도록 유리로 된 표면 위에 놓여질 때 불명료한 반사적인 촬상 반사에 충분히 커야 한다. 이러한 자기 접착 확산판은 특히 단일 편광자 반사 디스플레이에 사용하기 적합하다. 좁게 투과된 분포에 의해 반사 디스플레이에서 이용 가능한 콘트라스트가 가능하며 확산판 이득 프로파일을 제어함으로써 이용 가능한 밝기 증가를 제공한다. 이것은 단일 편광자 반사 디스플레이의 밝기를 증대한다.

후방 산란을 측정하기 위해, 자기 접착 샘플 및 클리어 접착제(CA) 샘플이 후방 산란된 광으로부터 식별 불가능한 후방 반사된 순방향 산란광을 고려하여 광학적 흡수 매체를 반사적으로 평탄한 블랙 아크릴판에 적층하였다. 클리어 아크릴의 굴절율은 약 1.5였고, 클리어 접착제 및 자기 접착 확산판의 굴절율은 약 1.47였다. 굴절율 매칭은 흡수 매체에 결합하는 저 반사도를 제공한다.

총 반사도와 확산 측정은 퍼킨 엘머 람다 900 분광 측광기로 행해졌다. 반사각 영역은 총 반사도의 2Π스테라디안 입체각으로부터의 0.04 스테라디안을 포함한다. 단일 편광자 디스플레이 응용 및 편광자가 없는 디스플레이 응용에 있어서, 약 5% 이하의 후방 산란, 바람직하게는 2%, 보다 바람직하게는 0.5%의 후방 산란을 갖는다. 클리어 접착제 및 자기 접착 확산판의 반사도 분석은 p아티클의 확산 부가가 총 반사도 또는 확산 반사도 중 어느 하나에 많아야 0.1%를 부가함을 보여주고 있다. 확산 반사도는 도 6b에 도시된다. 궤적(603)는 클리어 접착제의 확산 반사도이다. 클리어 접착제 또는 자기 접착 확산판 중 어느 하나의 확산 반사도는 나(bare) 아크릴 기판의 것과 가상적으로 동일하다. 자기 접착 확산판의 후방 산란이 많아야 0.1%로 현저히 작게 실현된다. 디스플레이에서 사용될 때 비소망의 광을 블랙 상태의 이미지내로 부가함으로써 후방 산란이 감소한다. 저 후방 산란에 의해 본 발명의 일실시예의 자기 접착 확산판은 콘트라스트 저하가 없는 디스플레이에서 사용 가능하다. 이것이 도 3에서 광선(333)으로 도시되고 있다.

도 3에서 광선(327)으로 도시된 감극은 준비된 편광 상태가 또 다른 편광 상태로 변환된 것이다. 그 변환은 마이크로스코픽 편광 산란으로 인해 뒤집을 수 없는 효과 또는 벌크 광복굴절로 인한 원상 회복의 효과일 수 있다. 준비된 편광 상태는 선형적, 원형적, 타원적일 수 있다. 단일 편광자 LCD의 경우, 준비된 상태는 선형 편광이다. 샘플 확산판의 편광된 광 산란은 검출기 아암에 필름 편광자를 입사광에 큐브 편광자를 부가하여 수정한 도 6a에 도시된 순방향 산란 분포를 측정하기 위한 장치를 이용하여 측정된다. 큐브 편광자와 필름 편광자는 BG39 필터의 광 통과 대역에서 약 1000:1 및 4000:1의 편광 식별력을 가진다.

큐브 편광자의 방향은 측정면(분광 측광기의 회전면)에 대해 입사광의 편광면을 설정한다. 이 때 블록 상태란 최상의 소등을 제공하는 필름 편광자의 방향을 지칭하는 것이다. 패스 상태란 블록 상태에서 90°회전된 필름 편광자의 방향을 지칭한다. 패스 및 블록 상태는 타일 편광자의 3 방향의 투과각(분광 측광기의 회전면에 대해 0°, 45°, 90°)에 대해 측정된다. 투과된 세기는 도 6c에서 각도의 함수로서 그려지고 있다. 입사 편광면은 통과 세기에 미약하게 영향을 미치므로, 오직 하나의 커브 만이 도시되고 있다(궤적 607). 블록 상태 세기는 보다 강하게 영향을 받으며, 0°(궤적611) 및 45°두 제한 곡선이 도시되고 있다.

감극 비율은 블록 상태 세기에 대한 통과 상태 세기의 비율로서 정해진다. 도면에서 자기 접착 확산판에 대한 감극 비율은 0°의 산란각에서 약 0.1% 에 이르고 35°의 산란각에서 3%에 이른다. 둘러싸여진 전력(궤적 613)의 플롯인 도 6d는 대부분의 산란이 입사 광축의 20°내에서 발생하며, 여기서 감극은 1% 이하이다. 산란 전력 분포를 상기하면 약 35°산란각에서 이용 가능한 비교적 적은 광이 있다.

자기 접착 확산판의 감극 비율은 편광자와 후방 반사기 사이에서 많은 응용에 있어 그의 배치가 가능하도록 충분히 낮다. 이렇게 하는 중요한 이유는 편광자, 보상 막, 부품들이 편광자와 후방 반사기 사이에 확산판을 배치한 일체형 확산판을 가진 다른 부품을 공급하게 하는 것이다. 그렇게 하는 것의 중요성은 후방 산란 또는 확산 제한 콘트라스트와 같은 콘트라스트 저하의 다른 소스의 영향을 제한하는 것이다. 후방 산란은 확산판이 외부에서 편광자 및 후방 반사기 사이의 공간으로 이동될 때 50% 까지 감소되거나 무시된다. 확산 제한된 콘트라스트는 후방 반사기로부터 떨어진 확산판의 배치에 의해 영향을 받는다.

많은 디스플레이 응용에 있어, 자기 접착 확산판이 0°산란각에서 약 5% 이하의 감극비, 보다 바람직하게는 약2%이하, 가장 바람직하게는 0.5%이하의 감극비를 갖는다. 자기 접착 확산판은 또한 20°산란각에서 약 10% 이하의 감극비, 보다 바람직 하게는 약 3%이하, 가장 바람직하게는 1% 이하의 감극비를 갖는다. 또한 자기 접착 확산판은 약 35°산란각에서 약 20% 이하, 보다 바람직하게는 약10%이하, 가장 바람직하게는 약 5%이하의 감극비를 가진다.

전술한 바와 같이, 어떤 단일 편광자 반사 디스플레이에서 자기 접착 확산판은 상부 편광자 아래에 놓일 수 있다. 이러한 시스템에서, 콘트라스트 비는 확산판의 어느 감극에 의해서 감소된다. 본 발명의 자기 접착 확산판의 낮은 감극에 의해 고 콘트라스의 디스플레이가 만들어진다. 이것이 도 3에 광선(327)으로 도시되고 있다.

자기 접착 확산판의 투과는 유리 슬라이드상에 준비된 샘플을 이용해서 측정된다. 그 투과는 일체형 구의 입구 윈도우에 장착된 샘플로 퍼킨 엘머 람다 900 분광 측광기을 이용하여 측정된다. 도 6e는 자기 접착 확산판 슬라이드(617)와 유리 슬라이드(615)에 대한 투과 스펙트럼을 도시한다. 슬라이드의 표면 반사는 도면에 포함되어 있다. 표면 반사없이 유리 슬라이드는 100% 투과되고, 자기 접착 확산판은 98.6% 투과된다. 이상적으로, 자기 접착 확산판은 약 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 보다 더 바람직하게는 95%, 가장 바람직하게는 98%의 투과를 가진다. 일실시예에서 광의 1.5% 이하는 자기 접착 확산판에서 흡수된다. 이처럼 광의 거의 100%가 조명 및 가시에 대해서 유용하다. 투과 스펙트럼은 적은 컬러를 디스플레이에서 양호한 컬러 품질을 가능하게 하는 투과된 광에 부여하면서 가시 파장 범위에 걸쳐서 아주 플랫하다. 자기 접착 확산판이 고투과적이란 것은 R-LCD의 이미지 품질이 밝기 손실없이 개선될 수 있음을 의미한다.

반사 LCD의 베이스 라인 콘트라스트는 고유의 LCD 콘트라스트이다. 고유의 LCD 콘트라스트는 확산판으로부터의 순방향 산란, 후방 산란 광, 감극, 확산으로 인한 3가지 요소에 의해서 추가로 제한된다. 총 LCD 콘트라스트 비(CR)는 다음 수학식에 의해서 주어진다.

여기서, 기여 인수(CR_I)의 콘트라스트 비는 비상호적이다. 따라서, 고유의 콘트라스트 비와 확산판으로의 기여를 알면, LCD의 총 콘트라스트 비를 계산할 수 있다.

LCD 콘트라스트는 라인 및 단일 픽셀과 같은 최소 정의 가능한 요소의 콘트라스, 대면적, 스케일의 두 이미지 체계에서 고려될 수 있다. 대형 면적에서, 고유의 콘트라스트 비와 감극 및 후방 산란은 총 콘트라스트 비를 결정한다. 확산 제한 콘트라스트는 좁은 라인과 단일 픽셀이 디스플레이될 때 만 중요하게 된다. 고유 콘트라스트, 감극, 후방 산란은 저 및 중간 정보 콘텐트 디스플레이에서 중요한 콘트라스트 제한 인수들이다. 확산 제한된 콘트라스트는 고정보 콘텐트 디스플레이에 대해서 중요하다.

단일 픽셀 와이드 라인의 확산 제한 콘트라스트는 모델화되어 있다. 도 3에서 광선(323)은 인접 픽셀들 사이의 광 확산을 도시한다. 모델은 단지 확산 제한된 콘트라스트와 연관되어 있으며, LCD의 고유 콘트라스와는 연관되어 있지 않다. 그러므로, 액정층은 간단히 온 및 오프 상태를 시뮬레이션하기 위한 클리어 애퍼튜어 또는 블랙 흡스 표면 중 하나로 취급된다. 온 상태에서 또는 블랙 배경상의 화이트 라인의 경우, 중앙 라인은 2개의 블랙 흡수 표면에 의해서 둘러쌓인 클리어 애퍼튜어로서 모델화되어 있다. 오프 상태 또는 화이트 배경상의 블랙 라인은 2개의 클리어 애퍼튜어에 의해 둘러쌓인 블랙 흡수 표면으로서 모델화되어 있다. 확산판층은 몬테 카를로법에 의해서 결정된 산란 궤적으로 입사광의 100%을 투과하도록 한정된다. 밝기 계산은 관측자로부터 밝기 1의 소스에 이르는 후방의 궤적 광선을 포함한다. 통계적으로 의미있는 결과를 얻기 위해 40,000 내지 250,000 광선이 각 관측자 각에 대해서 궤적되었다.

확산 제한 콘트라스트비에서 주요 모델 파라미터는 라인폭, 유리 두께, 산란 분포의 폭이다. 픽셀 또는 라인 폭은 최상의 LCD로 기대되는 범위인 0.3㎜ 내지 0.8㎜ 사이에서 변화한다. 산란 분포는 최대 세기의 1/e에서 절반 폭이 4°내지 20°에서 가변한다. 즉, 중앙 최대 세기에서 최대의 I/e 까지 각도 폭이 변화한다.

도 6f와 6g에 대한 확산 1/e각도 및 궤적이 표 1에 도시된다.

확산판 절반각 및 광선 번호매김

확산판 I/e(가시각)	도 6f(궤적 번호)	도 6g(궤적 번호)
40	619	633
60	621	635
80	623	637
100	625	639
120	627	641
150	629	643
210	631	645

도 6f는 화이트 라인의 밝기 대 관측각의 관계를 도시한다. 동도는 시야각과 최대 세기간의 트레이드 오프를 도시한다. 도 6g는 2개의 화이트 라인으로 경계 지어진 블랙 라인을 가로 지르는 밝기 슬라이스이다. 4°내지 6°에 이르는 확산 범위에서 중앙선의 에지에는 어떤 확산이 분명하다. 10°내지 20°에 이르는 확산폭이 블랙 라인의 중앙에서 배경 세기를 명확하게 올린다. 화이트 상태 대 블랙 상태 또는 콘트라스트 비의 비율은 확산이 가장 강한 효과를 갖는 블랙 라인의 에지에서 급준하게 가변한다. 라인폭의 중앙에서 콘트라스트는 에지가 손실 콘트라스트를 가질 때 높게 남아 있을 수 있다. 도 6h에서 콘트라스트 비는 라인 폭의 중앙 80%에 걸친 평균으로서 계산된다. 급준한 에지는 계산에서 무시된다. 궤적(647)는 0.3㎜의 유리 두께이고, 궤적(649)는 0.5㎜의 유리 두께이고, 궤적(647)는 0.8㎜의 유리 두께이다.

콘트라스트 비에 대한 확산 효과는 R-LCD의 기하학적 구조, 고유 콘트라스트, 확산폭에 의해서 결정된다. 그러므로, 확산에 대한 한계는 유리 두께, 도트 피치, 고유 콘트라스트와 같은 셀 파라미터에 특정할 것이다.

실시예 1

실시예 1은 MTN과 같은 고 콘트라스트의 1 편광자 R-LCD를 나타낸다. 고유 콘트라스트 비는 200이다. 확산 제한된 콘트라스트는 절반 폭 6°의 확산판에 대해 도 6h로부터 구해진다. 후방 산란 및 감극 부품은 자기 접착 확산판의 분석으로부터 구해진다. 후방 산란은 0.1%의 상한을 가진다. 따라서, 1000의 콘트라스트 비는 편광자의 상부에 자기 접착 확산판의 배치로 지정된다. 편광자 바로 아래에 자기 접착 확산판의 배치는 후방 산란을 50% 이상까지 감소한다. 감극 콘트라스트 비는 편광자 상부의 자기 접착 확산판에 대해 임의적으로 높은 값인 2000으로 설정된다. 편광자 바로 아래 장착되므로, 감극 콘트라스트 비는 LCD를 통한 2 패스에 대해 100으로 계산된다. 라인 및 영역 콘트라스트 비는 수학식 1을 따른다.

편광자 상부의 확산판-고 콘트라스트 디스플레이 콘트라스트 비

유리 두께	고유	B 산란	감극	확산	라인	영역
0.3	200	1000	2000	180	82.9	153.8
0.5	200	1000	2000	50	37.7	153.8
0.8	200	1000	2000	20	17.7	1 53.8

편광자 아래의 확산판-고 콘트라스트 디스플레이 콘트라스트 비

유리두께	고유	B 산란	감극	확산	라인	영역
0.3	200	2000	100	180	45.7	64.5
0.5	200	2000	100	50	28.2	64.5
0.8	200	2000	100	20	15.3	64.5

편광자 위에 확산판을 배치함으로써 뚜렷한 콘트라스 개선이 있다. 라인 콘트라스트는 두꺼운 유리 기판으로 인해 저하한다.

실시예 2

실시예 2는 저 콘트라스트의 1 편광자 R-LCD 를 나타낸다. 고유 콘트라스트 비는 5이다. 확산 제한 콘트라스트는 절반 폭 6°의 확산판에 대해 도 6i-1로부터 얻어진다. 후방 산란 및 감극 부품는 자기 접착 확산판의 분석으로부터 얻어진다. 후방 산란은 0.1%의 상한을 가진다. 이처럼 1000의 콘트라스트 비는 편광자의 상부에 있는 자기 접착 확산판의 배치에 대해서 지정된다. 편광자 아래에 자기 접착 확산판을 배치함으로써 후방 산란을 50% 이상 감소한다. 감극 콘트라스트 비는 편광자의 상부에 있는 자기 접착 확산판에 대해 임의적으로 고 값인 2000으로 설정된다. 편광자 아래에 장착되므로, 감극 콘트라스트 비는 LCD를 통한 2패스에 대해 100으로 계산된다. 라인 및 영역 콘트라스트 비는 수학식 1을 따른다.

편광자 상부의 확산판-저 콘트라스트 디스플레이 콘트라스트 비

유리 두께	고유	B 산란	감극	확산	라인	영역
0.3	5	1000	2000	180	4.8	5.0
0.5	5	1000	2000	50	4.5	5.0
0.8	5	1000	2000	20	4.0	5.0

편광자 아래의 확산판-저 콘트라스트 디스플레이 콘트라스트 비

유리두께	고유	B 산란	감극	확산	라인	영역
0.3	5	2000	100	180	4.6	4.8
0.5	5	2000	100	50	4.3	4.8
0.8	5	2000	100	20	3.8	4.8

이 실시예에서, 확산판을 편광자의 위 또는 아래에 배치하는 것은 가상적으로 콘트라스트 비에 영향을 미치지 않는다. 라인 콘트라스트는 두꺼운 유리로 인해 다소 저하된다.

자기 접착 확산판의 배치에 대한 고려는 광학 성능, 구성의 용이성, 견고함, 코스트에 기초한다. 자기 접착 확산판이 상부 표면에 놓여지면 흡수 편광자에 의해서 야기된 분할이 증대함에 따라 감소되는 확산 제한 콘트라스트를 최적화하기 위해 액정층에 가능한 한 가깝게 확산판을 배치하는 것이 바람직하다.

또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 확산판은 도 7에 도시한 바와 같이 프리즘 밝기 증강 막과 결합된다. 도 7에 있어서, 지지층(702)과 프리즘 층(704)을 가진 프리즘 구조(712)는 확산판(708)에 접착된다. 확산판(708)이 프리즘 구조(712)에 자기 접착되는 경우, 릴리즈 라이너(도시 안됨)는 대향 표면에 도포될 수 있다. 릴리즈 라이너는 제거 가능하며 프리즘 밝기 증강 막(710)은 다른 광학 부품에 적층 가능하다. 예를 들면, 도 6에 도시된 본 발명의 실시예에서, 프리즘 밝기 증강 막(710)은 투과 반사형 액정 디스플레이(700)에서 유용하다. 투과 반사형 디스플레이(700)는 투과형 액정 디바이스(701), 백라이트(720), 투과 반사기(710)를 포함한다. 투과 반사기(710)는 자기 접착 확산판(708)을 통해 액정 디바이스(701)에 적층된 프리즘 밝기 증강 막(712)을 포함한다. 주변 광의 광선(731)이 액정 디바이스(701)를 통과할 때, 광선은 프리즘 표면(713)에 부딪히며, 액정 디바이스(701)를 통해 부분적으로 반사된다. 프리즘 표면(713)에 의해서 반사되지 않은 광은 확산판(760)을 통과한 다음, 반사 표면(780)에 의해서 반사된 광학 공동(730)으로 들어가서 확산판(760)을 통해 공동(730)을 다시 통과하여 프리즘 표면(713)상에 부딪힌다. 프리즘 표면(713)은 이제 백라이트(720)의 표면(780)으로부터 반사된 광의 이용성을 향상하기 위해 광 재지향 막으로서 기능한다. 액정 디바이스(710)가 투과적으로 적층될 때, 램프(796)부터의 광은 반사기(780)에 의해서 확산판(760)상에 반사되거나 프리즘 표면(713)에 확산적으로 투과될 때 확산판(760)에 직접 부딪힌다. 프리즘 구조는 밝기 증강기로서 작용한다. 프리즘 구조(710)를 통해 투과된 광은 액정 디바이스(701)를 통해 투과된다.

도 8에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 자기 접착 확산판(88)은 라이너(815)에 코팅으로서 도포되며 광학 요소(814)가 확산판(88) 위의 코팅으로서 도포된 후 경화된다. 부가적으로, 확산판(88)과 광학 요소(814) 사이의 계면(816)은 코팅전 확산판(88)내에 구조화 패턴을 엠보싱하거나 형성함으로써 구조화된다. 다음에 광학 부품(814)이 라이너(815)를 제거함으로써 기판(다른 광학 부품) 상에 적층될 수 있다. 도 9에 도시한 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 광학 요소(916)는 자기 접착 확산판(98)의 일부를 완전 경화 상태로 추가 경화함으로써 형성된다. 경화된 광학 요소는 바람직하게는 비접착 광학 요소는 표면 구조를 부가적으로 가진다.

도 10은 자기 접착 확산판(109)이 다른 광학 요소에 연속층으로서 보다는 패턴으로서 도포되는 본 발명의 일실시예를 도시한다. 상기 각종 실시예에서와 같이, 패턴화된 자기 접착 확산판은 두 릴리즈 라이너 사이에 형성되거나 광학 부품에 도포 가능하다(예를 들면, 층 Ⅱ6은 제거 가능한 릴리즈 라이너 또는 광학 부품일 수 있다.). 도 14에 도시된 특정의 일 실시예에서, 패턴화 자기 접착 확산판(109)은 반사 물질(116)(예, 확산적으로 반사하는 미러)에 인가될 수 있으며, 그 조합은 패턴화 확산판(109)을 통해 액정 디스플레이 백라이트의 에지 광 가이드(1120)에 접착된다. 이러한 실시예에서, 패턴화 확산판(109)의 스폿은 액정 패널(도시 안됨)을 조명하기 위해 광 가이드(1120)의 상부를 광이 빠져나가는 것이 가능하도록 광을 충분히 확산한다. 이 예에서, 확산 접착 층(109)은 단지 순방향 산란에 제한될 필요는 없고 후방 산란 또한 포함한다. 또한 LCD 조명 시스템에서 재순환하는 광의 기능중 하나가 편광을 랜덤화하는 것이기 때문에, 층(109)은 요소(116)가 그것에 부딪히는 어느 편광된 광의 편광을 변경하거나 랜덤화한다면 이 경우에 편광 보존될 필요는 없다.확산판(109)의 패턴은 액정 디스플레이의 균일한 조명을 제공하기 위해 스크린 인쇄 확산 패턴의 것과 유사하게 광 가이드에 가로질러 변경 가능하다.

또 다른 실시예에 있어서, 부가적인 자기 접착 확산판(128)은 도 15에 도시한 바와 같이 백라이트의 상면에 또 다른 광학 부품(1264)를 적층하기 위해 사용 가능하다. 액정 디스플레이의 전체 구성에 따라서, 추가 광학 부품(1264)는 반사형 편광자, 흡수 편광자, 구조화 광 재지향막 등일 수 있다. 확산판(1208)은 패턴화 확산판(109)의 패턴을 감추는 기능을 한다.

도 11과 관련해서, 본 발명이 또 다른 실시예는 자기 접착 확산판(1308)을 샌드위치하는 광학 요소인 층(1372,1374)을 가진 광학 부품를 제공한다. 확산판(1308)은 어느 다른 표면에 접착될 필요가 없는 완전 광학 부품으로서 함께 층(1372,1374)을 고정한다. 층(1372)이 반사 편광자이고, 층(1374)이 유리 또는 플라스틱의 플랫 투명 또는 확산판인 경우, 결과의 광학 부품는 예를 들어 액정 디스플레이용 백라이트 패널로서 기능할 수 있는 편광된 광원에 대한 광 재순환 편광자로서 사용 가능하다.

도 12와 관련해서, 순응 확산판(148)은 구조화 광학기(146)상에 배치된다. 구조 광학 요소는 확산판(148)과 면하는 프리즘 또는 구조화 요소로 구조화된 막일 수 있다. 프리즘 요소(144)는 직선 피라미드 형태의 요소, 렌즈 형태의 요소, 또는 다른 유용한 형태의 요소일 수 있다. 요소(144)는 일례로 프레넬 렌즈 기능을 수행하도록 동일 형태 또는 다른 형태일 수 있다. 구조화 요소(144)의 굴절율은 확산판(148)의 것과 다를 때, 전자적 디스플레이에서 글레어를 감소하는 데 있어 유용한 광 재지향 효과가 수행될 수 있다. 도 12에 도시된 광학 요소는 전달 가능한 확산판을 구조화 표면에 적층함으로써 만들어 질 수 있다. 대안적으로, 자기 접착 확산판은 구조화 표면상에 직접 코팅될 수 있고 감압 접착 상태로 경화될 수 있다. 광학 요소(140)의 상부는 확산판(148)의 접착 특성을 이용하여 또 다른 광학 부품에 적층할 수 있다.

도 13과 관련해서, 구조화 막(156)은 지지층(152)과 구조화층(154)을 포함한다. 구조화 층(154)을 구성하는 요소들은 선형 프리즘, 피라디드 형태의 프리즘, 렌즈, 또는 유용한 광학 효과를 제공하는 다른 형태일 수 있다. 공동(157)은 클리어 접착제 또는 다른 적절한 투명 물질로 채워지며, 확산 층(158)은 물질 충진 공동(157)의 표면(159)에 접착 접착된다. 구조(154)의 굴절율과 물질 충진 공동(157)이 상이하면, 이 층을 통과하는 광의 빔은 상이한 광 방향으로 재지향된다.

이용 가능한 주변 광의 이용을 최적화하기 위해, 이득 및 방향성이 RLCD에서 구축된다. 최상의 가시 조건을 제공하는 관측자, 반사 디스플레이, 광원 사이의 기하학적 관계가 있다. 디스플레이의 정면으로부터의 글레어 피크는 정상적으로 LCD 후방 반사기의 세기 피크와 일치한다. 따라서, 밝기와 콘트라스트를 절충해서 최적의 방향을 산출한다. 광의 재지향에 의해 후방 반사된 광의 세기 피크로부터 글레어 피크의 분할이 가능하다.

도 17은 반사 광 재지향의 프로세스를 도시한다. 구조(170)는 미러 표면(176), 마이크로구조의 폴리머(174), 필러(178)를 포함한다. 광선(173a)은 에어로부터 층(178)으로 들어가고 투과된 광선(173b)은 법선쪽으로 꺽인다. 이 도면에서, 층(174)은 층(178) 보다 고차의 광학 지수를 가진다. 이처럼 투과된 광선(173c)은 층(178)과 층(174) 사이의 계면의 법선쪽으로 꺽인다. 반사된 광선(173d)은 특정 미러 표면에서 반사된 광에 대해 통상의 경로를 추종한다. 투과된 광선(173e)은 층(178)과 층(174) 사이의 계면의 법선으로부터 떨어져서 구부러지고 이어서 에어 계면을 통해 관측자쪽으로 투과한다. 광선(173e)은 글레어 광선(173f)과는 실질적으로 상이한 각도로 구조를 빠져나간다. 도 17은 저차의 광학 지수의 층(178)에 인접한 층(174)을 가진 구조(170)를 도시한다. 또 다른 실시예에서, 유용한 광 지향 효과는 층(178)이 층(174) 보다 고차의 광학 지수를 가지면 얻어진다.

도 17에서 층(178)은 클리어 필러이나, 부가된 확산판 기능이 후방 반사광(광선173e으로 표현된)이 반사된 세기 패턴을 확장하고, 통 후방 반사 에너지 또는 피크 방향을 실질적으로 변경하지 않음을 이해해야 할것이다. 확장판 함수는 도 12에서와 같이 혹은 도 13에서와 같이 분리층으로서 필러(178)에 포함될 수 있다. 도 17의 구조에 입사하는 광의 굴절광 재지향 효과는 모델화되어 있다. 마이크로 구조의 폴리머(174)의 광학 지수는 1.6으로 선택된다. 클리어 필러(178)의 광학 지수는 1.43으로 취해진다. 프리즘 표면은 2면 구조, 즉 막 평면 방향과 각도 cc를 이루는 면(172)과 막 평면 법선과 각도 P를 이루는 면(172)으로 취해질 수 있다.

유용한 빔 스티어링 효과는 입사광 각도의 광범위에 걸쳐서 발견된다. 글레어 피크의 반사각(E)과 피크 후방 반사 세기의 반사각 사이의 차이인 편향 각(AE)은 IO' 정도이다. 다음의 예는 상기 설명의 각종 양태를 도시한다.

실시예 3

실시예 3에서 도 17에 도시된 각종 파라미터는 다음과 같이 선택된다. α=35°, 입사광의 각도 = 15°, 클리어 필러의 광학 지수 = 1.43, 마이크로 구조의 폴리머의 광학 지수 = 1.6, 최종 광학 부품은 다름과 같은 특성을 나타낸다.

R(%) Θ

일차 후방 산란 피크 70 0°

글레어 피크 4 15°

실시예 4

실시예 4에서 각종 파라미터는 다음과 같이 선택된다(X = 250, 5°, 입사광의 각도 = 150, 클리어 필러의 광학 지수 = 1.43, 마이크로 구조 폴리머의 광학 지수 = 1.6. 최종 광학 부품은 다음의 특성을 나타낸다.

R(%) Θ

일차 후방 산란 피크 70 5°

글레어 피크 4 15°

실시예 3과 4에서 광학 지수는 저렴한 코스트 및 우수한 접착 성능의 물질과 밀접하게 관련된 가장 넓은 An과 매칭하도록 선택된다. 넓은 선택 범위는 이러한 구속을 완화시키는 결과를 가져온다. 자기 접착 확산판 또는 클리어 필러는 아크릴, 실리콘, 플루오르 아크릴 합성물을 포함하는 1.35 내지 1.49 범위의 광학 지수를 가진 일련의 물질로부터 선택 가능하다. 마이크로구조의 폴리머는 WO 97/01610에서 언급된 일련의 물질로서 선택 가능하며, 그 물질의 지수는 1.34 내지 1.63의 범위내이다. 이 범위를 벗어난 광학 지수를 가진 폴리머 또한 사용 가능하다. 확장된 물질 세트는 광범위의 합성 An을 포함함으로써 확장된 범위의 광학 편향각이 달성된다.

상기 실시예의 광 재지향 효과는 프리즘 계면에서의 굴절로 인한 것이다. 그러므로, 일반적으로 효과의 세기가 An과 함께 증가하고 도 17의 각도 α와 함께 증가한다. △n이 매우 크면, 프리즘 표면은 비소망의 반사에 기여할 수 있다. 예를 들면, 약 0.6의 △n은 약 3.3%의 정상 표면 반사를 제공할 것이다. 어떤 경우 그것은 디스플레이의 콘트라스트를 감소할 수 있다. 2면 마이크로구조에서, 각도는 약 5°내지 75°범위, 보다 바람직하게는 15°내지 45°범위, 가장 바람직하게는 25°내지 35°범위일 수 있다. 광학 지수 미스 매치 △n은 △Θ에 대한 상당한 값을 달성하기 위해 약 0.05 이상이어야 한다. 특히 △n이 약 0.1 이상이어야 만 하고, 가장 바람직하게는 An이 약 0/15 이상이어야 한다.

본 발명이 각종 실시예와 관련하여 기술되었지만 본 발명은 이들 실시예에 만 제한 되는 것은 아니다. 본 발명은 첨부된 청구범위에서 기술하고 있는 발명을 완전히 망라한다.

마이크로구조의 성능은 또한 라운드형 프리즘, 다중면, 공간 가변 피치 또는 공간 가변 면각 등과 같은 보다 복잡한 특징으로부터 향유될 수 있다. 기술된 광 재지향 구조는 1 편광자, 2 편광자, 또는 0 편광자 반사형 LCD에서 사용 가능하다. 2 편광자 LCD의 편광자 사이에서 또는 편광자와 1 편광자 LCD의 후방 산란기 사이에서 사용될 때, 구성 물질은 복굴절 및 저 편광 산란을 보여야 만 한다.

Claims (1)

1. 액정 디스플레이 요소와,

   흡수 편광자와,

   상기 액정 디스플레이 요소와 상기 흡수 편광자 사이에 배치되어 접착된 자기 접착 확산판을 포함하며, 상기 확산판은 상기 흡수 편광자를 상기 액정 디스플레이 요소에 본딩하기 충분한 접착력을 제공하는 광학 부품.