KR20010086307A - 광로 변환 편광판 - Google Patents

광로 변환 편광판 Download PDF

Info

Publication number
KR20010086307A
KR20010086307A KR1020010001486A KR20010001486A KR20010086307A KR 20010086307 A KR20010086307 A KR 20010086307A KR 1020010001486 A KR1020010001486 A KR 1020010001486A KR 20010001486 A KR20010001486 A KR 20010001486A KR 20010086307 A KR20010086307 A KR 20010086307A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical path
path changing
polarizing plate
polarizer
plane
Prior art date
Application number
KR1020010001486A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100681103B1 (ko
Inventor
우메모토세이지
아리요시도시히코
스즈키다카오
Original Assignee
가마이 고로
닛토덴코 가부시키가이샤
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
Priority claimed from JP2000004242A external-priority patent/JP2001194529A/ja
Priority claimed from JP2000167162A external-priority patent/JP2001350016A/ja
Application filed by 가마이 고로, 닛토덴코 가부시키가이샤 filed Critical 가마이 고로
Publication of KR20010086307A publication Critical patent/KR20010086307A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100681103B1 publication Critical patent/KR100681103B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0056—Means for improving the coupling-out of light from the light guide for producing polarisation effects, e.g. by a surface with polarizing properties or by an additional polarizing elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • 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
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/0061—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity

Landscapes

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

Abstract

광로 변환 편광판은 편광자 및 이 편광자의 한 쪽 이상의 측부에 배치된 투명 보호층 및 편광판의 다른 쪽 측부에 배치된 반복적인 요철 구조를 포함하는 편광판을 갖는다. 반복적인 요철 구조는 편광판 평면에 대해 35 내지 48°의 경사각으로 경사지도록 실질적으로 일정한 방향으로 배열된 광로 변환 경사면을 포함한다. 접착층 및 광로 변환 경사면을 형성하기 위한 재료의 각각의 반복성 굴절률은 편광자 또는 투명 보호층의 굴절률 보다 크다. 접착층은 편광판의 한 쪽 측부 표면층과의 굴절률 편차가 0.1 이하인 굴절률을 갖는다.

Description

광로 변환 편광판{OPTICAL PATH CHANGING POLARIZER}
본 발명은 액정 표시 장치의 입사측부에 입사된 광의 광로를 조망 방향으로 효율적으로 변환시키고, 박형 경량이며 표시가 선명하고 보는데 용이한 투과형 또는 투과-반사 이중형 액정 표시 장치의 형성을 가능하게 하는 광로 변환 편광판에 관한 것이다.
본 출원은 일본 특허 출원 제2000-4242호 및 제2000-167162호를 기초로 하며, 이는 본 명세서에 참고로 포함된다.
텔레비전 및 개인용 컴퓨터 화면의 대형화에 따른 중량의 증가를 억제하고, 휴대용 개인용 컴퓨터 및 휴대용 전화기 등의 크기 및 중량의 감소시키고자 하는 목적에서 투과형 액정 표시 장치의 두께, 크기 및 중량을 보다 감소시키는 것이 요구되고 있다. 한편, 종래의 직하형(bottom-type) 또는 사이드-라이팅(side-lighting)형 도광판을 이용하는 백-라이팅(back-lighting) 시스템이 제공된 투과형 액정 표시 장치의 두께, 크기 및 중량을 감소시키는 것은 곤란하다. 또한, 직하형 백-라이팅 시스템의 두께는 조명장치, 광 확산판 및 반사판이 액정 표시 패널의 바로 밑에 배치되어 있기 때문에 일반적으로 4 mm 이상이다. 사이드-라이팅형 도광판 조차도 광 전송의 필요상 1 mm 이상의 두께를 갖는다. 광 확산판, 반사판, 프리즘 시이트 등이 사이드-라이팅형 도광판에 배치될 때, 총 두께는 일반적으로 3 mm 이상에 이르게 된다.
반투과형 반사판이 전술한 투과형 액정 표시 패널과 백-라이팅 시스템 사이에 배치되어 있는 액정 표시 장치는 지금까지 외부 광을 이용하는 반사 모드로 조망될 수 있는 반사-투과 이중형 액정 표시 장치로 알려졌다. 반투과형 반사판은반사 모드에서 조망 가능하도록 배치되었다. 반투과형 반사판이 없는 경우, 외부 광의 이용에 의한 반사 모드에서의 조망은 액정 표시 장치가 반사형 액정 표시 장치로서 실질적으로 거의 작용할 수 없을 정도로 어둡게 된다. 그러나, 반투과형 반사판의 부가로 액정 표시 장치의 부피 및 중량은 보다 커지게 된다. 더욱이, 반투과형 반사판에 의해 광은 투과광과 반사광으로 분산되게 된다. 따라서, 투과 모드에서의 조망 뿐만 아니라 반사 모드에서의 조망이 어둡게 되어 반사 모드에서의 휘도가 고반사율의 반사층을 이용하는 반사 전용 액정 표시 장치의 휘도 보다 열악해지는 문제점이 발생하게 된다.
<발명의 요약>
본 발명의 목적은 액정 표시 장치의 입사측부에 입사된 광의 광로를 조망 방향으로 효과적으로 변환시키고, 박형, 경량이며 표시가 선명하고 보는데 용이한 투과형 또는 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 형성할 수 있는 광학 부재를 개발하는 것이다.
본 발명에 따른 광로 변환 편광판은 편광판; 이 편광판 측부의 표면층과의 굴절률 편차가 0.1 이내인 편광판의 한 쪽 측부에 배치된 접착층; 및 편광판의 평면에 대해 35 내지 48°범위의 경사각으로 경사지도록 실질적으로 일정한 방향으로 정렬된 광로 변환 경사면을 포함하는, 편광판의 다른 쪽 측부에 배치된 반복적인 요철 구조를 포함한다.
본 발명에 따르면, 편광자 및 이 편광자의 하나 이상의 측부에 배치된 투명 보호층을 포함하는 편광판; 및 편광판의 한 쪽 측부에 배치된 접착층; 편광판의 평면에 대해 35 내지 48°범위의 경사각으로 경사지도록 실질적으로 일정한 방향으로 정렬된 광로 변환 경사면을 포함하는, 편광판의 다른 쪽 측부에 배치된 반복적인 요철 구조를 포함하고, 접착층 및 광로 변환 경사면을 형성하기 위한 재료 각각의 굴절률이 편광자 또는 투명 보호층의 굴절률 보다 큰 광로 변환 편광판을 제공한다.
본 발명에 따른 광로 변환 편광판은 셀의 한 쪽 측부에 조명장치를 갖는 액정 셀의 조망 표면을 따라 배치된다. 따라서, 측부에 입사된 광 또는 입사광의 투과광의 광로는 편광판에 배치된 광로 변환 경사면에 의해 액정 셀의 조망 방향으로 효과적으로 변환된다. 따라서, 광을 투과 모드로서의 액정 표시에 이용할 수 있다. 따라서, 박형이고 경량이며, 선명하고 표시 품질이 탁월한 투과형 액정 표시 장치를 형성하는 것이 가능하게 되었다. 더욱이, 평탄한 표면 부분이 편광판중의 광로 변환 경사면 사이에 배치되기 때문에, 외부 광이 이 평탄한 표면 부분을 통해 효과적으로 입사될 수 있게 된다. 따라서, 입사된 외부 광은 광 반사층에 의해 반사되고, 외부 광을 반사 모드로서의 액정 표시에 이용할 수 있게 된다. 반사 모드 시스템을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 전술한 투과 모드 시스템을 형성할 수도 있게 된다. 따라서, 박형이고 경량이며, 선명하고 표시 품질이 탁월한 투과-반사 이중형 액정 표시 장치를 형성하는 것이 가능하게 되었다.
전술한 효과는 주로 경사면 반사를 이용하여 광의 광로를 제어하는 광로 제어형 편광판에 의해 제공된다. 즉, 액정 셀의 한 쪽 측부에 입사된 광 또는 입사광의 투과광은 광로 변환 경사면에 의해 반사되어 광의 광로를 우수한 지향성으로변환시킬 수 있게 된다. 따라서, 우수한 투과 모드로서의 조망성을 달성할 수 있게 된다. 더욱이, 광로 변환 경사면 사이에 평탄한 표면을 손쉽게 배치할 수 있게 된다. 따라서, 외부 광이 평탄한 표면을 통해 투과됨으로써 외부광의 입사를 충분히 보장할 수 있게 된다. 따라서, 반사 모드로서의 우수한 조망성 또한 달성할 수 있게 된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 편광판 (P) 및 이 편광판 (P)에 배치된 눈부심 방지층 (61) 등과 같은 산란층으로 구성된 산란형 편광판 (6)이 접착층 (62)를 통해 액정 셀 (2)위에 결합되어 있는 경우, 액정 셀을 조명하기 위한 광을 실질적으로 얻을 수 없게 된다. 산란 시이트 등의 거친 표면에 의한 산란 반사 방법에 있어서, 전술한 효과를 달성하는 것은 어렵게 된다. 또한, JP-A-5-158033에는 조명광이 액정 셀의 한 쪽 측부에 입사되고, 조망측 셀 기판에 의해 전부 반사되며, 반사된 광이 거친 표면형 반사판에 의해 산란됨으로써 산란된 광이 표시에 이용되는 반사형 액정 표시 장치가 개시되어 있다.
그러나, 전술한 경우에 있어서, 표시에 이용되는 광은 산란에 의한 전반사 조건에 대향하여 패널로부터 출사되는 광이다. 일반적으로, 산란된 광은 피크로서 정반사 방향을 갖는 정규 분포를 나타낸다[Extended Abstract(the 20th Liquid-Crystal Discussion Lecture) 3 G510, Tohoku University; Uchida et al]. 따라서, 전술한 표시광은 표시에 효율적으로 이용하기 어려운 광이며, 정면(수직) 방향에 대해 매우 경사지게 된다. 따라서, 표시는 정면 방향에서 어둡게 된다. 그럼에도 불구하고, 거친 표면형 반사판에 의한 산란의 강화는 반사 모드중의 정면 방향으로의 광의 양이 감소되기 때문에 반사 모드에서의 조망을 고려하여 바람직하지않다(SID 96 DIGEST pp. 149-152). 거친 표면 산란 반사 방법에 있어서, 투과 모드에 필요한 산란 강도가 반사 모드에 필요한 반사 강도와 상치되기 때문에 두 가지 모드 모두에 바람직한 산란 강도를 얻는 것은 어렵다.
반면에, 본 발명에 따르면, 경사면 반사를 이용하여 광의 광로를 제어하는 광로 제어형 편광판은 주로 정반사 방향으로 피크를 나타내는 광을 이용하고 반사된 광의 광로를 제어한다. 따라서, 표시에 바람직한 지향성, 특히 정면 지향성을 손쉽게 제공할 수 있다. 따라서, 선명한 투과 모드를 달성할 수 있다. 또한, 반사 모드에 있어서, 광로 변환 경사면을 제외한 편광판의 평탄한 부분을 이용할 수 있고, 외부광의 효율적인 입사, 반사 및 투과를 보장할 수 있다. 따라서, 각각 반사 및 투과 모드 모두에 바람직하도록 광의 상태를 손쉽게 균형 맞출 수 있다. 더욱이, 투과 모드에 있어서, 광로 변환 편광판은 액정 셀 등에 결합된다. 따라서, 접착층 및 광로 변환 경사면을 형성하기 위한 재료의 굴절률이 편광자 또는 투명 보호층의 굴절률 보다 작게 선택될 때, 액정 셀의 한 쪽 측부에 입사된 광 또는 접착층을 통하거나 편광판을 통한 입사광의 투과광의 전반사가 억제되어 측부 등에 입사된 광이 광로 변환 경사면에 효울적으로 입사될 수 있다. 특히, 액정 셀의 한 쪽 측부에 입사되고, 액정 셀 평면에 대해 작은 각도(평행에 근사)를 이루어 입사측부에서 멀리 떨어진 위치로 투과되게될 광에 있어서, 광의 전반사가 효율적으로 억제되어 휘도 및 휘도의 균일성이 스크린 전체에 걸쳐 개선될 수 있다.
본 발명의 특징 및 잇점은 첨부된 도면과 함께 기술된 하기의 바람직한 실시양태에 대한 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다.
도 1a 내지 1i는 광로 변환 편광판(광로 변환 경사면)의 예를 도시한 예시적인 측면도이다.
도 2는 광로 변환 경사면의 예를 도시한 평면설명도이다.
도 3은 광로 변환 경사면의 다른 예를 도시한 평면설명도이다.
도 4는 광로 변환 경사면의 추가의 예를 도시한 평면설명도이다.
도 5는 광로 변환 편광판의 다른 예를 도시한 측면설명도이다.
도 6은 광로 변환 편광판의 추가의 예를 도시한 측면설명도이다.
도 7은 투과형(투과-반사 이중형) 액정 표시 장치의 예를 도시한 설명단면도이다.
도 8은 투과형(투과-반사 이중형) 액정 표시 장치의 다른 예를 도시한 설명단면도이다.
도 9는 종래의 투과형 액정 표시 장치의 예를 도시한 설명단면도이다.
<도면의 부호에 대한 간단한 설명>
A 광로 변환 수단
A1 광로 변환 경사면
A2 급경사면
A3 완경사면
A4 평탄한 표면
P 편광판
1 광로 변환 편광판
2 액정 셀
5, 51 조명장치
6 산란형 편광판
11, 11a 반복적인 요철 구조층
11b 제2 접착층
12, 14 투명 보호층
13 편광자
15 접착층
16 박리 시이트
21 상부 셀 기판
24 봉입 재료
28 하부 셀 기판
61 눈부심 방지층
본 발명에 따른 광로 변환 편광판은 편광판; 이 편광판 측부의 표면층과의 굴절률 편차가 0.1 이내인 편광판의 한 쪽 측부에 배치된 접착층; 및 편광판의 평면에 대해 35 내지 48°범위의 경사각으로 경사지도록 실질적으로 일정한 방향으로 정렬된 광로 변환 경사면을 포함하는, 편광판의 다른 쪽 측부에 배치된 반복적인 요철 구조를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 광로 변환 편광판은 편광자 및 이 편광자의 하나 이상의 측부에 배치된 투명 보호층을 포함하는 편광판; 및 편광판의 한 쪽 측부에 배치된 접착층; 편광판의 평면에 대해 35 내지 48°범위의 경사각으로 경사지도록 실질적으로 일정한 방향으로 정렬된 광로 변환 경사면을 포함하는, 편광판의 다른 쪽 측부에 배치된 반복적인 요철 구조를 포함하며, 접착층 및 광로 변환 경사면을 형성하기 위한 재료 각각의 굴절률이 편광자 또는 투명 보호층의 굴절률 보다 크다. 도 1a 내지 1g는 광로 변환 편광판의 예를 도시한다. 도 1a 및 1i에 있어서, 참조 번호 (1)은 광로 변환 편광판을 지시하고; (11) 또는 (11a)는 반복적인 요철 구조층, 즉 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 다수의 광로 변환 수단 (A)의 반복 구조층을 지시한다. 참조 번호 (12) 및 (14)는 투명 보호층을 지시하고; (13)은 편광자를 지시한다. 투명 보호층 (12) 및 (14) 및 편광자 (13)이 편광판 (P)를 구성한다. 참조 번호 (15)는 편광판 (P)의 표면의 접착층을 지시하고; (11b)는 제2 접착층을 지시한다. 참조 번호 (16)은 박리 시이트를 지시한다.
편광판으로서는 편광자, 및 이 편광자의 한 쪽 이상의 측부에 배치된 하나 이상의 투명 보호층으로 이루어진 적절한 플레이트를 어떠한 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 일반적으로, 도면에 도시한 바와 같이, 사용할 수 있는 편광판의 예는 편광 필름 등으로 제조된 편광자 (13), 및 이 편광자 (13)의 양 측부(또는 한 측부)에 결합된 투명 보호층 (12) 및 (14)으로 구성된 편광판 (P); 지지체로서의 투명 보호층과 이 지지체에 결합된 액정 등으로 제조된 편광층(편광자)의 조합으로 구성된 편광판 (P)를 포함한다. 고도로 직선으로 편광된 광의 입사에 기인한 우수한 콘트라스트비를 얻는다는 관점으로부터 폴리비닐 알콜 필름, 특히 정형화된 폴리비닐 알콜 필름 또는 부분적으로 감화된 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 필름과 같은 친수성 거대분자 필름에 요오드 또는 이변색성 염료와 같은 이변색성 물질이 흡착된 연신 필름으로 제조된 흡수형 편광 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 또는, 흡수형 편광 필름과 같은 편광도가 큰 필름을 바람직하게 사용할 수 있다.
투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐 특징 등이 탁월한 물질이 투명 보호층의 형성에 바람직하게 사용된다. 이러한 물질의 예는 아세테이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르-술폰 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 폴리에테르 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 스티렌 수지 및 노르보르넨 수지; 아크릴 수지, 우레탄 수지, 아크릴 우레탄 수진, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등과 같은 열경화성 또는 자외선-경화성 수지 등과 같은 중합체를 포함한다. 투명 보호층은 필름으로서 결합 방법에 의해 결합되거나, 액상 중합체로서 코팅 방법 등에 의해 도포될 수 있다. 필름 등으로제공된 투명 보호층은 편광층이 코팅 방법 등에 의해 형성될 때 지지체로서 사용될 수도 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 광로 변환 편광판 (1)은 한 쪽 측부상에 조명장치 (5)를 갖는 액정 셀의 조망 표면을 따라 배치된다. 즉, 조명장치 (5)로부터 한 쪽 측부에 입사된 광 또는 입사광의 투과광은 도 7에서 화살표로 지시한 바와 같이 광로 변환 경사면 (A1)에 의해 반사된다. 반사된 광의 광로는 편광판 (P)의 비-경사면-형성 표면 쪽, 즉 액정 셀의 조망 방향 쪽으로 변환되어, 광이 편광판으로부터 출사되게 된다. 이것이 광로 변환의 목적이다. 출사광은 액정 셀 등의 조명광(표시광)으로 이용된다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 광로 변환 편광판 (1)은 도 1a 내지 1i에 예시한 바와 같이 경사면 (A1)이 제공된다. 경사면 (A1)은 편광판 (P)의 한 쪽 측부에 제공되고, 한 쪽 측부상의 입사광 또는 입사광의 투과광을 반사시켜 광의 광로를 변환시킨다. 이러한 경우에, 광로 변환을 통한 정면 지향성이 탁월한 조명광을 얻는다는 관점으로부터, 광로 변환 편광판 (1)은 도 1a 내지 1i에 나타낸 바와 같이 구성된다. 즉, 본 발명에 따른 광로 변환 편광판 (1)은 반복적인 요철 구조, 즉 편광판 평면 (A4)에 대해 35 내지 48°범위의 경사각 θ1으로 경사지도록 대략적으로 일정한 방향으로 배열된 광로 변환 경사면 (A1)을 함유하는 다수의 광로 변환 수단 (A)의 반복적인 구조를 갖도록 형성된다.
도 1a 내지 1i는 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 다수의 광로 변환 수단 (A)각각의 다양한 예를 나타낸다. 도 1a 내지 1c 및 1g 내지 1i에 있어서, 각각의 광로 변환 수단 (A)는 실질적으로 삼각형 단면 모양이다. 도 1d 내지 1e에 있어서, 각각의 광로 변환 수단 (A)는 실질적으로 사각형 단면 모양이다. 도 1f에 있어서, 각각의 광로 변환 수단 (A)는 실질적으로 사각형 단면 모양이다. 도 1a 및 1g에 있어서, 각각의 광로 변환 수단은 두 개의 광로 변환 경사면 (A1)을 갖고, 이등변 삼각형 단면 모양이다. 도 1b, 1h 및 1i에 있어서, 각각의 광로 변환 수단 (A_는 광로 변환 경사면 (A1), 이 경사면 (A1)의 경사각 보다 큰 경사각을 갖는 급경사면 (A2)를 갖는다. 도 1c에 있어서, 광로 변환 수단 (A)는 각각이 광로 변환 경사면 (A1)과 이 경사면 (A1)의 경사각 보다 작은 경사각을 갖는 완경사면 (A3)의 조합을 갖는 광로 변환 수단 (A)의 반복적인 구조로 제공된다. 도 1c에 있어서, 광로 변환 수단 (A)는 이들이 서로 연속되게 인접하도록 편광판의 한 쪽 측부의 전체 표면에 걸쳐 형성된다. 도 1a 내지 1c, 1e 및 1g 내지 1i에 있어서, 각각의 광로 변환 수단 (A)는 요면부(홈)으로 구성된다. 도 1d 및 1f에 있어서, 각각의 광로 변환 수단 (A)는 철면부(융기)로 구성된다.
따라서, 광로 변환 수단은 위에서 기술한 바와 같이 동일한 경사각을 갖는 등-측부 또는 경사면으로 구성된 요면 또는 철면부로 형성될 수 있다. 다른 방법으로는, 광로 변환 수단은 광로 변환 경사면 및 급 또는 완경사면, 또는 경사각이 상이한 경사면의 조합으로 구성된 요면부 또는 철면부로 형성될 수 있다. 광로 변화 수단의 모양은 광이 입사되는 입사측부의 수 및 각 입사측부의 위치에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 경사면의 기능을 크게 유지하기 위해 내찰상성(mar-proofness)를 개선시킨다는 관점으로부터, 요면부(홈 구조)로 구성된 다수의 광로 변환 수단이 요면부중의 경사면 등이 거의 손상되지 않기 때문에 철면부로 구성된 다수의 광로 변환 수단 보다 우수하다.
정면 지향성과 같은 전술한 특징을 얻는다는 관점으로부터 광로 변환 편광판은 입사측부와 면하도록 배열된 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 예를 들어, 도 8에 예시한 바와 같이 광이 광로 변환 편광판 (1)의 두 개 이상의 측부에 입사될 때, 입사측부의 수 및 위치에 상응하는 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 광로 변환 편광판을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 도 8에 예시한 바와 같이 광로 변환 편광판의 두 개의 대향 측부가 광이 입사되는 입사측부으로서 이용될 때, 두 가지 종류 이상의 광로 변환 경사면을 함유하는 다수의 광로 변환 수단으로 구성된 광로 변환 편광판 (1)을 이용하는 것이 바람직하다. 두 가지 종류 이상의 광로 변환 경사면중에서, 한 종류의 광로 변환 경사면은 대조 경사면으로서의 역할을 하고 대략적으로 일정한 방향으로 정렬되는 반면, 다른 종류의 광로 변환 경사면은 대조 광로 변환 경사면에 대향한 다른 방향으로 정렬된다. 광로 변환 편광판의 종류는 바람직하게는 도 1a 또는 1g에 예시한 바와 같이 두 개의 광로 변환 경사면 (A1)에 의해 각각이 이등변 삼각형 단면 모양인 다수의 광로 변환 수단 (A)로 구성된 광로 변환 편광판 (1); 도 1d 또는 1e에 예시한 바와 같이 각각이 두 개의 광로 변환 경사면 (A1)으로 구성된 능선이 입사측부에 평하게 되도록 실질적으로 사다리꼴, 사각형 또는 오각형 단면 모양인 다수의 광로 변환 수단 (A)로 구성된 광로 변환 편광판 (1)을 포함한다.
광로 변환 편광판의 두 개의 인접한 교차 측부가 광이 입사되는 입사측부으로서 이용될 때, 입사측부에 상응하는 두 가지 종류의 광로 변환 경사면을 가져서 이들의 능선이 각각 두 개의 교차 측부와 평행하게 된 광로 변환 편광판을 이용하는 것이 바람직하다. 대향 측부 및 인접 교차 측부를 포함하는 세 개 이상의 측부가 광이 입사되는 입사측부으로서 이용될 때, 전술한 경사면의 조합으로 구성된 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 광로 변환 편광판을 이용하는 것이 바람직하다.
위에서 기술한 바와 같이, 광로 변환 경사면 (A1)은 입사측부에 입사된 광 및 입사광의 투과광중에서 경사면 (A1)에 입사된 광을 반사시켜 광의 광로를 변환시키는 역할을 한다. 이러한 경우에 있어서, 도 1a에 예시한 바와 같이 편광판 평면에 대한 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 경사각 θ1이 35 내지 48°범위가 되도록 선택될 때, 측부에 입사된 광 또는 입사광의 투과광의 광로는 편광판 평면에 충분하게 수직이 되도록 변환된다. 따라서, 정면 지향성이 탁월한 조명광이 효율적으로 얻어질 수 있다.
경사각 θ1이 35°이하인 경우, 반사광의 광로는 정면 방향으로부터 30。로 크게 이동된다. 따라서, 반사광은 표시에 효율적으로 이용하기 어렵고, 정면 휘도는 부족하게 될 수 있다. 반면에, 경사각 θ1이 48°이상인 경우, 입사측부에 입사되는 광 또는 입사광의 투과광의 전반사 조건은 만족스럽지 못할 수 있다. 따라서, 광로 변환 경사면으로부터의 광 누출이 증가하고, 측부에 입사된 광의 이용 효율이 부족하게 될 수 있다. 정면 지향성, 누출광 억제성 등이 탁월한 광로 변환의관점으로부터 및 스넬(Snell)의 법칙을 기준으로 한 투과광의 전반사 조건을 고려하여, 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 경사각 θ1는 바람직하게는 38 내지 45°의 범위, 보다 바람직하게는 40 내지 44°의 범위이다.
광로 변환 편광판의 두께를 감소시키기 위하여 광로 변환 경사면 (A1)을 갖는 다수의 광로 변환 수단 (A)은 반복적인 요철 구조로 형성된다. 이러한 경우에 있어서, 입사측부에 입사된 광을 후방으로 반사시키고 반사된 광을 대향 측부를 향해 효율적으로 투과시킴으로써 편광판의 전체 표면에 걸쳐 가능한 한 균일하게 발광시킨다는 관점으로부터, 도 1a 내지 1i에 예시된 바와 같이 광로 변환 수단 (A)를 편광판 평면에 대해 5°이하, 특별하게는 4°이하, 보다 특별하게는 3°이하의 경사각으로 경사진 완경사면 (A3)로 구성되거나, 편광판 평면에 대해 약 0°의 경사각으로 경사진 편광판 표면 (A4)으로 구성된 평탄한 표면을 포함하는 구조로 형성시키는 것이 바람직하다. 따라서, 도 1b, 1h 및 1i에 예시한 바와 같이 급경사면 (A2)를 포함하는 광로 변환 수단 (A)는 급경사면의 각이 35°이상, 특별하게는 50°이상, 보다 특별하게는 60°이상이 되도록 선택되어 편광판 표면 (A4)의 폭이 커지게 할 수 있도록 된 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
도 7 및 8에 예시한 바와 같이 광 반사층 (4)가 광로 변환 편광판 (1)의 배면에 배치될 때, 완경사면 (A3) 또는 편광판 표면 (A4)로 구성된 평탄한 표면은 외부광이 입사되고 그를 통해 광 반사층 (4)에 의해 반사된 입사광의 반사광이 투과되는 부분으로서 작용할 수 있게 된다. 따라서, 조명장치가 스위치-오프되었을 때외부광을 이용함으로써 반사 모드에서 표시를 달성할 수 있게 된다. 따라서, 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 형성할 수 있게 된다.
전술한 경우에 있어서, 특히, 광로 변환 수단 (A)가 도 1c에 예시한 바와 같이 광로 변환 수단 (A)가 서로 인접해 있고 각각의 수단 (A)가 경사면 (A1) 및 (A3)를 갖는 반복적인 구조로서 형성될 때, 편광판 평면에 대한 완경사면 (A3)의 경사각 편차는 광로 변환 편광판의 전체 표면에 대해 바람직하게는 5°이하, 보다 바람직하게는 4°이하, 더욱 바람직하게는 3°이하가 되도록 선택되고, 인접한 완경사면의 경사각 편차는 바람직하게는 1°이하, 보다 바람직하게는 0.3°이하, 더욱 바람직하게는 0.1°이하가 되도록 선택된다. 이러한 각 선택은 완경사면 (A3)에 의해 반사된 광의 광로가 크게 변환되는 것을 방지하고, 특히, 인접한 완경사면 사이에서 크게 변환되는 것을 방지한다. 또한, 이러한 규칙은 도 1f에 예시한 바와 같이 경사면 (A1) 및 (A3)로 구성되는 특정의 광로 변환 수단 (A)에도 적용된다.
외부광 모드에서 선명한 표시를 얻는다는 관점으로부터, 각각 편광판 평면에 대해 5°이하의 경사각을 갖는 완경사면 (A3) 또는 편광판 표면 (A4)으로 구성된 평탄한 표면의 편광판 평면에 대한 투영 면적 또는 폭은 각각 광로 변환 수단이 형성되어 있는 편광판 평면에 대해 35°이상의 경사각을 갖는 경사면 (A1) 또는 (A2)의 편광판 평면에 대한 투영 면적 또는 폭 보다 바람직하게는 10 배 이상, 보다 바람직하게는 12 배 이상, 더욱 바람직하게는 15 배 이상이 되도록 선택된다. 이러한 투영 면적 또는 폭의 선택은 외부광의 입사 효율 및 광 반사층에 의해 반사된광의 투과 효율을 개선시킨다.
도 2 내지 4에 예시한 바와 같이, 광로 변환 수단 (A)의 능선이 광이 입사되는 입사측부와 평행하거나 경사지도록 다수의 광로 변환 수단 (A)가 제공된다. 이러한 경우에 있어서, 광로 변환 수단 (A)는 도 2 및 3에 예시한 바와 같이 광로 변환 편광판 (1)의 한 쪽 말단에서 다른 쪽 말단까지 연속되도록 형성되거나, 도 4에 예시한 바와 같이 간헐적이고 불연속적으로 형성될 수 있다. 다수의 광로 변환 수단 (A1)가 불연속적으로 형성될 때, 투과광의 효율, 광로의 변환 효율 등의 관점으로부터, 입사측부의 방향에 따른 홈 또는 융기로 이루어진 각각의 요철 구조의 길이는 요철 구조의 깊이 또는 높이 보다 5 배 이상이 되도록 선택된다. 편광판상에서의 균일한 발광의 관점으로부터 이 길이는 바람직하게는 500 ㎛이하, 특별하게는 10 내지 480 ㎛의 범위, 보다 특별하게는 50 내지 450 ㎛의 범위가 되도록 선택된다.
광로 변환 수단 (A)를 구성하기 위한 각각의 경사면의 모양에 따라 선형 표면, 굴곡 표면, 곡선 표면 등과 같은 임의의 적절한 표면 모양을 형성할 수 있다. 광로 변환 수단 (A)의 단면 모양 및 이것으로 한정되는 광로 변환 경사면 (A1)의 반복 피치는 특별하게 제한되지 않는다. 이들은 광로 변환 경사면 (A1)이 투과 모드의 휘도를 결정하는 요인이기 때문에 투과(스위치-온) 모드에서의 편광판상의 발광의 균일성에 따라 적절하게 결정된다. 이들은 반사-투과 이중형 액정 표시 장치중에서의 외부광 모드에서 발광의 균일성에 따라 추가로 적절하게 결정된다. 따라서, 변화된 광로의 광량은 경사면의 분포 밀도를 기준으로 하여 제어할 수 있다.
다른 방법으로는, 광로 변환에 기인한 흡수 손실 및 투과광의 감쇠에 대해 편광판상의 발광을 균일하게 하기 위한 목적에서 경사면 (A1), (A2), (A3) 등의 경사각을 편광판의 전체 표면에 걸쳐 균일하게 하거나, 도 5에 예시한 바와 같이 광로 변환 수단 (A)가 광이 입사되는 입사측부으로부터 멀어짐에 따라 커지도록 할 수 있다. 광로 변환 수단 (A)는 도 2 및 3에 도시한 바와 같이 소정의 피치의 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 다른 방법으로는, 광로 변환 수단 (A)는 광이 입사되는 입사측부으로부터 멀어짐에 따라 피치가 짧아지도록 불규칙적 간격으로 배치할 수도 있다. 따라서, 광로 변환 수단 (A)의 분포 밀도는 도 4 및 6에 예시한 바와 같이 크게 된다.
다른 방법으로는, 광로 변환 수단은 편광판상에서의 발광이 균일하게 될 수 있도록 무작위로 배치할 수 있다. 무작위 피치는 화소의 간섭에 기인한 무아레를 방지하는데 바람직하다. 따라서, 광로 변환 수단 (A)는 피치에 부가하여 모양 등이 상이한 요철 구조의 조합으로 구성될 수 있다. 특히, 광로 변환 수단 (A)가 홈 또는 융기가 불연속적인 요철 구조로 구성될 때, 요철 구조의 칫수 및 모양, 및 분포 밀도, 능선 방향 등을 불규칙하게 하거나, 불규칙한 홈 또는 융기 및 규칙/균일한 홈 또는 융기를 무작위로 배치하여 패널의 표시 스크린상에서 불균일한 발광을 달성할 수 있다. 따라서, 상기에서 기술한 바와 같이, 광로 변환 수단 (A)에 적절한 방법을 적용함으로써 패널의 표시 스크린상에서 불규칙한 발광을 달성할 수 있다. 도 2 내지 6에 있어서, 화살표는 입사측부에 입사되는 광의 투과 방향을 지시한다.
반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 제공할 때, 광로 변환 경사면 (A1)이 액정 셀의 화소와 겹쳐지는 경우 표시광 투과도의 부족에 기인하여 표시가 부자연스럽게 될 수 있다. 부자연스러운 표시의 발생 등을 방지한다는 관점으로부터, 겹쳐지는 면적을 가능한 한 감소시킴으로써 평탄한 표면 (A3) 또는 (A4)를 통해 충분한 광 투과도를 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 관점으로부터 및 액정 셀의 화소 피치가 일반적으로 100 내지 300 ㎛의 범위인 점을 고려하여, 각각의 광로 변환 경사면 (A1)은 편광판 평면성의 투영 면적에 대해 바람직하게는 40 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3 내지 20 ㎛의 범위, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 ㎛의 범위가 되도록 선택한다. 또한, 투영 면적은 회절에 기인하여 표시 품질이 저하되는 것을 방지한다는 관점으로부터 형광관의 간섭 길이가 일반적으로 약 20 ㎛인점을 고려하는 것이 바람직하다.
전술한 관점으로부터 인접한 광로 변환 경사면 (A1) 사이의 거리를 크게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 위에서 기술한 바와 같이, 광로 변환 경사면은 측부에 입사된 광의 광로를 변환시킴으로써 실질적으로 조명광을 생성시키기 위한 기능적 부분으로서 작용한다. 따라서, 상기 거리가 너무 큰 경우, 스위치-온 모드에서 조명이 약하게 되어 표시가 부자연스럽게 될 수 있다. 이러한 요인을 고려하여, 광로 변환 경사면 (A1)의 반복 피치는 바람직하게는 5 mm 이하, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 내지 3 mm의 범위, 더욱 바람직하게는 50 ㎛ 내지 2 mm의 범위이다.
광로 변환 수단이 반복적인 요철 구조로 구성될 때, 광로 변환 수단과 액정 셀의 화소 사이의 간섭으로 인해 무아레가 발생할 수 있다. 반복적인 요철 구조의피치를 조정함으로써 무아레를 방지할 수 있음에도 불구하고, 반복적인 요철 구조의 피치는 전술한 바람직한 범위로 제한된다. 따라서, 피치가 전술한 범위내에 있는 경우에 조차도 여전히 무아레가 발생하는 경우에 있어서의 측정이 문제가 된다. 본 발명에서는, 도 3에 도시한 바와 같이 반복적인 요철 구조를 화소를 가로지르게 배열함으로써 무아레를 방지할 수 있도록 요철 구조의 능선을 입사측부에 대해 경사지게 형성하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 경우, 입사측부에 대한 경사각 θ2가 너무 큰 경우, 광로 변환 경사면 (A1)에 의한 반사시에 굴절이 발생한다. 그 결과, 광로의 변환 방향에서 커다란 편향이 발생한다. 이러한 커다란 편향은 표시 품질을 저하시키는 경향이 있다. 따라서, 입사측부에 대한 능선의 경사각 θ2를 바람직하게는 ±30°의 범위, 보다 바람직하게는 ±25°의 범위, 더욱 바람직하게는 ±20°의 범위가 되도록 선택한다. 또한, 부호 "±"는 참조로서 입사측부에 대한 능선의 경사 방향을 의미한다.
무아레가 형성되지 않거나 무시할 만한 정도로 액정 셀의 해상도가 낮은 경우, 능선을 가능한 한 입사측부에 평행하게 배열하는 것이 바람직하다.
광로 변환 수단은 적절한 방법에 의해 형성할 수 있다. 적절한 방법의 예는 열가소성 수지를 가열에 의해 소정의 모양을 형성할 수 있는 모울드에 압착시켜 모양을 전사시키는 방법, 소정의 모양을 형성할 수 있는 모울드에 고온-용융된 열가소성 수지, 또는 열 또는 용매에 의해 유동화된 수지를 충전하는 방법, 열, 자외선 또는 전자선과 같은 방사선에 의해 중합가능한 유동 수지를 유동 수지가 소정의 모양을 형성할 수 있는 모울드내에 충전되거나 캐스팅되는 조건에서 중합시키는 방법을 포함한다.
광로 변환 수단을 형성하기 위한 방법의 바람직한 예는 소정의 요철 구조를 갖는 모울드에 의해 광로 변환 경사면을 갖는 반복적인 요철 구조를 투명 필름의 한 쪽 측부에 제공하는 방법이다. 이러한 방법의 특정 예는 자외선, 방사선 등에 의해 중합가능한 경화성 수지를 투명 필름의 한 쪽 측부에 도포하는 단계, 도포된 경화성 수지를 자외선, 방사선 등의 조사에 의해 경화시키면서, 소정의 요철 구조가 형성되어 있는 모울드의 표면에 코팅층을 밀착시키는 단계, 및 모울드로부터 필름을 박리시켜 수집하는 단계를 포함한다.
따라서, 광로 변환 편광판은 편광판 (P)의 한 쪽 측부에 다수의 광로 변환 수단 (A)을 갖는 적절한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1a 내지 1f에 도시한 바와 같이, 투명 보호층 (12)와 동일한 종류의 수지 또는 상이한 종류의 수지로 제조되고 다수의 광로 변환 수단 (A)를 갖는 층 (11)을 편광판 (P)중의 투명 보호층 (12)에 부가할 수 있다. 다른 방법으로는, 도 1h에 도시한 바와 같이, 투명 보호층 (12), 특히, 편광판 (P)중의 투명 보호층 (12)가 광로 변환 수단 (A)를 갖도록 전체 모울딩에 의해 광로 변환 수단 (A)를 편광판 (P), 특히 편광판 (P)중의 투명 보호층 (12)와 일체화시킬 수 있다. 다른 방법으로는, 도 1g에 도시한 바와 같이, 한 쪽 측부에 다수의 광로 변환 수단 (A)를 갖는 투명 필름 (11a)의 다른 쪽 측부를 제2 접착층 (11b)를 통해 편광판 (P)에 결합시킬 수 있다. 필름 (11a)의 다른 쪽 측부는 광로 변환 수단을 갖지 않는다. 다른 방법으로는, 도 1i에 도시한바와 같이, 투명 보호 필름 (11a) 및 투명 보호 필름과 동일한 종류의 수지 또는 상이한 종류의 수지로 제조되고 투명 필름 (11b)에 부착된 광로 변환층 (11c)로 이루어진 겹쳐진 보디 (11)를 편광판 (P)에 결합시킬 수 있다.
투명 보호층 (12)에 층 (11)을 부가하는 방법, 투명 필름 (11a)를 부착시키는 방법 등을 이용할 때, 광로 변환 수단층 (11) 또는 투명 필름 (11a)은 조명장치 등으로부터의 입사광의 파장에 상응하는 투명성을 나타내고 소정의 굴절률을 만족시키는 적절한 재료로 형성할 수 있다. 또한, 가시광 범위내에서 사용되는 적절한 재료의 예는 투명 보호층에 대한 상기 설명에서 기술한 바와 같은 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 셀룰로오스 수지, 노르보르넨 수지 등으로 대표되는 투명 수지; 열 또는 자외선 또는 전자선과 같은 방사선에 의해 중합가능한 경화성 수지 등을 포함한다. 특히, 위상차가 작은 층으로서 광로 변환 수단층 (11)을 형성하는데 복굴절을 나타내지 않거나 작은 복굴절을 나타내는 재료를 이용하는 것이 바람직할 수 있다.
결합 공정을 수행할 때, 공정 동안 광로 변환 수단층중에 내부 응력이 발생할 수 있다. 내부 응력으로 인한 위상차를 방지한다는 관점으로부터, 작은 광탄성계수를 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱이, 편광판에 부가된 광로 변환 수단의 굴절률과 편광판중의 편광 소자 또는 투명 보호층과의 굴절률 편차가 클 때, 광 출사 효율은 계면 반사 등으로 인해 크게 저하될 수 있다. 광 출사 효율을 개선시키기 위해 광 출사 효율이 크게 저하되는 것을 방지한다는 관점으로부터, 편광판중의 편광자 및(또는) 투명 보호층의 굴절률 보다 큰 굴절률을 갖는 재료를광로 변환 경사면을 형성하기 위한 재료로 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 편광자 및(또는) 편광판에 있는 투명 보호층의 굴절률 보다 0.02 이상 높은 굴절률을 갖는 재료가 광로 변환 기울기를 형성하는데 바람직하게 사용된다. 또한, 광로 변환 수단의 두께를 적절하게 결정할 수 있다, 그러나, 박형화의 관점으로부터, 광로 변환 수단층의 두께는 일반적으로 300 ㎛ 이하, 특히 5 내지 100 ㎛의 범위가 되도록 선택된다.
광로 변환 편광판을 액정 셀과 같은 지지 부재에 결합시키기 위한 접착층 (15)는 도 1a 내지 1i에 도시한 바와 같은 반복적인 요철 구조가 제공되어 있지 않은 편광판 (P)의 표면에 제공된다. 접착층은 편광판중의 편광자 및(또는) 투명 보호층의 굴절률 이상의 굴절률을 갖는 층으로 형성된다. 따라서, 접착층과 편광자 등 사이의 계면에서의 전반사가 억제되어 측부에 입사된 광 또는 입사광의 투과광이 다수의 광로 변환 수단 (A)의 광로 변환 경사면으로 효율적으로 입사되게 할 수 있다. 따라서, 측부에 입사된 광의 효율적인 이용는 휘도 등을 개선시킬 수 있다.
측부으로부터 광로 변환 경사면까지의 입사광 또는 그의 투과광의 입사 효율의 관점으로부터, 접착층은 편광판중의 편광자 및(또는) 투명 보호층의 굴절률 보다 바람직하게는 0.01 이상 큰, 보다 바람직하게는 0.02 이상 큰 굴절률을 갖는 것이다. 동일한 이유로써, 광로 변환 수단을 갖는 투명 필름을 편광판에 결합시키기 위한 제2 접착층은 바람직하게는 편광판중의 편광자 및(또는) 투명 보호층의 굴절률 보다 작지 않은, 보다 바람직하게는 0.02 이상 큰 굴절률을 갖는 것이다.
이와 대조적으로, 접착층과 표면 부재 예를 들어 편광판의 투명 보호층 사이의 굴절률 편차를 기준으로 수행된 표면 반사를 억제하는 것이 요구된다. 이러한 관점에서 편광판의 표면 부재 예를 들어 투명 보호층과의 굴절률 편차가 0.1 이하, 특히 0.08 이하, 보다 특히 0.05 이하인 접착층이 본 발명에 바람직하게 사용된다.
따라서, 접착층과 편광판의 표면 부재 사이의 굴절률 편차는 0 내지 0.1의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
전술한 굴절률 특징을 나타내는 적절한 접착제로부터 표면 접착층 또는 제2 접착층을 형성할 수 있다. 결합 공정의 간편성과 같은 취급 특성의 관점으로부터, 접착층으로서 점착성 층을 이용하는 것이 바람직하다. 적절한 점착성 층을 점착성 층의 형성에 이용할 수 있다. 적절한 점착체는 기재 중합체로서 고무 중합체, 아크릴 중합체, 비닐-알킬-에테르 중합체, 실리콘 중합체, 폴리에스테르 중합체, 폴리 우레탄 중합체, 폴리에테르 중합체, 폴리아미드 중합체, 스티렌 중합체 등과 같은 적절한 중합체를 함유한다. 특히, 기재 중합체로서 주로 아크릴산 또는 메타크릴산의 알킬 에스테르 함유 중합체를 함유하는 점착제와 같은 투명성, 내후성, 내열성 등이 탁월한 점착제를 사용하여 점착성층을 형성하는 것이 바람직하다.
접착층과 혼합되는 투명 입자로서는, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화 주석, 산화 인듐, 산화 카드뮴, 안화 안티몬 등의 전기 전도성일 수 있는 무기 입자; 가교 또는 비가교된 중합체 등의 유기 입자로 구성되는 군으로부터 적절하게 선택된 하나 이상의 부재를 이용할 수 있다. 이러한 방식에 있어서, 접착층은 광 확산형으로 제조될 수 있다. 접착층 (15)로서의 점착성 층의 표면이 노출될 때, 도 1a 내지 1g에 도시한 바와 같이 접착층의 노출된 표면에 임시로 박리 시이트 (16)를 결합시켜 접착층의 노출된 표면을 박리 시이트 (16)으로 덮음으로써 점착성 층을 실제로 사용하기 전에 외부 물질 등의 침착에 의한 오염을 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 표면 접착층과 표면 접착층위에 피착체를 결합시키기 위한 액정 셀과 같은 결합될 피착체 사이, 특히, 표면 접착층과 액정 셀 기판 사이의 계면에서의 전반사를 억제하여 측부에 입사된 광 또는 입사광의 투과광이 광로 변환 편광판으로 효율적으로 입사시킨다는 관점으로부터, 접착층과 액정 셀 기판과의 굴절률 편차는 상기 기술에 따라 가능한 한 작은 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.15 이하, 더욱 바람직하게는 0.10 이하이다.
광로 변환 경사면을 보호하기 위한 시이트와 같은 기재 재료를 광로 변환 수단이 형성되어 있는 광로 변환 편광판의 표면에 밀착 배치할 수 있다. 도 7 및 8에 도시한 바와 같이, 광로 변환 편광판은 광 반사층 (4)가 광로 변환 수단이 형성되어 있는 편광판 (P)에 밀착 배치되도록 형성될 수 있다. 광 반사층은 광로 변환 경사면이 형성되어 있는 편광판의 표면으로부터 누출되는 광을 반사시키고 전환시키며, 이 광이 편광판으로 재차 입사되도록 한다. 결과적으로, 광 이용 효율이 개선되어 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 형성할 수 있다.
광 반사층은 종래의 기술과 유사하게 백색 시이트와 같은 적절한 재료로 형성할 수 있다. 특히, 고-반사율 광 반사층의 예는 알루미늄, 은, 금, 구리, 크롬 등과 같은 고-반사율 금속의 분말 또는 결합 수지중에 상기 고-반사율 금속을 함유하는 합금 분말을 함유하는 코팅층; 전술한 금속 또는 진공 증착 방법, 스퍼터링 방법 등과 같은 적절한 박막 형성 방법에 의해 침착된 유전체 다층 필름의 층; 코팅층 또는 편광판 등으로 제조된 기재로 지지된 침착층을 갖는 반사 시이트; 금속 호일 시이트 등으로 구성된다. 고 반사율 광 반사층은 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 형성하는데 특히 바람직하게 이용된다.
형성된 광 반사층은 광 확산 기능을 나타낼 수 있다. 광 반사층은 확산 판사 표면을 가져 반사된 광을 확산시킴으로써 정면 지향성을 개선시킨다. 표면 조면화 공정에 의해 광 반사층이 형성될 때, 이 광 반사층은 편광판에 밀참됨으로 인한 뉴톤 고리의 생성을 방지함으로써 조망성을 개선시킨다.
광 확산형 광 반사층의 형성은, 예를 들어, 샌드블라스팅, 매팅 등을 이용하는 표면 조면화 방법 또는 입자 부가 방법과 같은 적절한 방법에 의해 필름 기재 재료의 표면을 미세 요철 구조로 형성시키는 단계; 및 필름 기재 재료상에 반사층을 제공하여 미세 요철 구조가 반사층에서 반사되도록 하는 단계를 포함하는 방법에 의해 수행될 수 있다. 이러한 미세 요철 구조를 가져서 필름 기재 재료의 표면상에서 미세 요철 구조를 반사시키는 광 반사층은 진공 증착 방법, 이온-플레이팅 방법, 스퍼터링 방법 등과 같은 적절한 증착 방법 또는 플레이팅 방법에 의해 필름 기재 재료의 표면상에 금속을 제공함으로써 형성시킬 수 있다.
본 발명에 따른 광로 변환 편광판은 조명장치 등으로부터 측부에 입사된 광 또는 입사광의 투과광의 광로를 조망을 위한 수직성이 탁월한 방향으로 변환시키는 광로 변환 경사면을 갖는다.
따라서, 광은 우수한 광 이용 효율로 출사될 수 있다. 더욱이, 광로 변환 변광판은 외부광에 대해 우수한 투과도를 나타낸다. 도 7 및 8에 도시한 바와 같이 광로 변환 편광판이 액정 셀 (2)의 하나 이상의 측부에 배치된 조명장치 (5) 또는 (51)이 제공된 액정 셀 (2)의 조망측(정면) 또는 대향측(배면)에 배치될 때, 선명하고 보는데 용이한 투과형 액정 표시 장치, 전력 절감이 탁월한 반사-투과 이중형 액정 표시 장치 등과 같은 다양한 장치를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 셀 표시 장치에 있어서, 조명장치 (5) 및 (51)로부터 입사측부에 입사된 대부분의 광은 액정 셀 (2)중의 각 층의 두께비를 기준으로 하여 상부 및 하부 셀 기판 (21) 및 (28)에 의한 굴절 법칙에 따라 반사를 통해 후방으로 전송된다. 셀의 표면으로부터 광 출사(누출)는 방지되는 동시에, 광로 변환 편광판 (1)의 광로 변환 경사면 (A1)에 입사된 광의 광로는 조망 방향, 즉 정면 방향으로 효과적으로 변환된다. 입사측부에 입사된 광의 다른 부분은 전반사에 의해 후방으로 전송되어 배면의 광로 변환 경사면 (A1)에 입사된다. 광의 다른 부분의 광로는 조망 방향으로 효과적으로 변환된다. 따라서, 셀 표시 스크린의 전체 표면에 걸쳐 휘도가 탁월한 표시를 달성할 수 있다.
상기 기술에 있어서, 적절한 투과형 액정 셀을 액정 셀 (2)로 사용할 수 있다. 즉, 도 7 및 8에 도시한 바와 같이, 액정 셀 (2)로서 봉입 재료 (24)를 통해 셀 기판 (21) 및 (28)에 봉입되어 광로 변환 편광판 (1) 배치측으로부터의 입사광이 액정 등의 제어를 통해 다른 측부으로부터 표시광으로서 출사되도록 하는 액정 (25)를 갖는 투과형 액정 셀을 사용할 수 있다. 액정 셀은 종류에 특별하게 제한되지 않는다.
또한, 액정 셀의 특정예는 TN 액정 셀, STN 액정 셀, IPS 액정 셀, HAN 액정셀, OCB 셀, VA 액정 셀과 같은 나선 또는 비나선 셀, 게스트-호스트 액정 셀, 강자성 액정 셀, 광 확산형 액정 셀 등을 포함한다. 또한, 활성 메트릭스 방법 또는 수동 매트릭스 방법과 같은 적절한 구동 방법을 액정을 구동시키기 위한 방법으로 사용할 수 있다. 도 7 및 8에 도시한 바와 같이, 액정은 일반적으로 한 쌍의 셀 기판 (21) 및 (28)의 내부 표면에 제공된 투명 전극 (22) 및 (27)을 통해 구동된다.
유리 기판 또는 수지 기판과 같은 적절한 투명 기판을 각각의 셀 기판으로 사용할 수 있다. 특히, 임의의 등방성 재료로 제조된 투명 기판을 사용하는 것이 표시 품질 등의 관점으로부터 바람직하다. 청색 유리판에 비해 탁월한 무색성 및 투명성을 나타내는 비-알칼리성 유리판과 같은 기판을 사용하는 것이 휘도 및 표시 품질 등을 개선시킨다는 관점으로부터 바람직하다. 수지 기판을 사용하는 것은 경량화 등의 관점으로부터 바람직하다. 셀 기판의 두께는 어떠한 특별한 제한 없이 액정 셀의 봉입 강도 등에 따라 적절하게 결정할 수 있다. 셀 기판의 두께는 광 투과 효율과 박형화 및 경량화 사이의 균형을 맞춘다는 관점으로부터 일반적으로 10 ㎛ 내지 5 mm, 특별하게는 50 ㎛ 내지 2 mm, 보다 특별하게는 100 ㎛ 내지 1 mm의 범위에서 선택된다.
액정 셀을 형성할 때, 하나의 적절한 기능층, 또는 두 개 이상의 적절한 기능층을 필요에 따라 제공할 수 있다. 이러한 적절한 기능층의 예는 액정 배향을 위한 마찰처리(rubbed) 필름으로 제조된 배향 필름, 컬러 표시를 위한 컬러 필터 등을 포함한다. 또한, 배향 필름 (23) 및 (26)은 일반적으로 도 7 및 8에 도시한바와 같이 각각 투명 전극 (22) 및 (27)에 형성된다. 컬러 필터는 도시하지는 않았지만 일반적으로 셀 기판 (21) 및 (28) 중 하나와 대응하는 하나의 투명 전극 사이에 제공된다.
액정 표시 장치를 형성할 때, 도 7 및 8에 도시한 바와 같이 위상차판 (31) 및 (32), 광 확산층 (33), 광로 변환 편광판 (1)에 대향한 액정 셀 (2)의 측부에 배치된 편광판 (34)와 같은 하나의 적절한 광학층, 또는 두 개 이상의 적절한 광학층을 필요에 따라 액정 셀 (2)에 부가할 수 있다. 편광판을 제공하여 선형으로 편광된 광을 이용하여 표시를 달성한다. 위상차판을 제공하여 액정 셀에 기인한 위상차의 보상 등에 의해 표시 품질을 개선시킨다. 광 확산판을 제공하여 표시광의 확산에 의한 표시 범위의 확장, 광로 변환 경사면을 통해 휘선형 발광의 평준화에 의한 휘도의 균일화, 액정 셀내에서 투과광의 확산에 의한 광로 변환 편광판에 입사되는 광량의 증가 등을 달성할 수 있다.
시각측 액정 셀에 배치된 편광판은 외부광의 표면 반사에 의해 조망이 방해되는 것을 방지하기 위하여 눈부심 방지 처리되거나 반사 방지 처리될 수 있다. 눈부심 방지 처리는 편광판의 표면을 미세 요철 구조로 형성시킬 수 있다. 눈부심 방지 처리에 있어서, 편광판의 표면을 미세 요철 구조로 형성시키는데 다양한 방법이 이용될 수 있다. 이러한 방법의 예는 샌드블라스팅 방법, 양각화 방법과 같은 표면 조면화 방법; 실리카 입자와 같은 투명 입자를 혼합시키는 방법 등을 포함한다. 반사 방지 처리는 간섭성 증착 필름 등을 형성시키는 방법에 의해 행해질 수 있다. 다른 방법으로는, 눈부심 방지 처리 또는 반사 방지 처리는 미세 요철 구조를 갖는 필름 또는 간섭 필름을 결합시키는 방법에 의해 행해질 수 있다. 또한, 도 7 및 8에 도시한 바와 같이 두 개의 편광판을 각각 액정 셀의 대향 측부에 제공할 수도 있다. 이 경우에 있어서, 본 발명에 따른 광로 변환 편광판은 액정 셀의 단지 한 쪽 측부에만 제공되어 광로 변환 수단이 형성되어 있는 광로 변환 편광판의 표면을 외부에 위치시킨다.
반면에, 각각의 위상차판은 적절한 재료로 형성될 수 있다. 재료의 예는 투명 보호층에 대한 기술에서 예시한 바와 같이 일축 연신 또는 이축 연신과 같은 적절한 방법에 의해 적절한 중합체의 편광판을 연신시켜 얻은 복굴절 필름, 네마틱 액정 중합체 또는 디스코틱 액정 중합체와 같은 적절한 액정 중합체의 배향 필름, 및 투명 기재 물질로 지지된 배향 필름의 배향층을 포함한다. 열-수축성 필름의 열 수축력의 조작하에 두께 방향으로 조절된 굴절률을 갖는 재료를 사용할 수도 있다.
도 7 및 8에 도시한 바와 같은 보상용 위상차판 (31) 및 (32)은 일반적으로 각각 필요에 따라 배면 편광판 (P)와 액정 셀 (21) 사이 및 시각측 편광판 (34)와 액정 셀 (28) 사이에 배치된다. 적절한 재료를 파장 범위 등에 상응하는 각각의 위상차판으로 사용할 수 있다. 각각의 위상차판은 위상차 등과 같은 광학 특징을 제어하기 위하여 두 개 이상의 층의 적층체로서 형성될 수 있다.
눈부심 방지층과 유사한 미세 요철 구조의 표면 구조를 갖는 코팅층, 확산 시이트 등을 사용하여 적절한 방법에 의해 광 확산층을 형성할 수 있다. 광 확산층은 투명 입자-함유 접착층 (15)에서와 유사한 방식으로 제조된 접착층 (33)으로서 배치될 수 있다. 이 경우에 있어, 도 7 및 8에 도시한 바와 같이 광 확산층은 편광판 (34)와 상위차판 (32)를 사로 결합시키기 위한 접착층 (33)으로서의 역할을 할 수도 있다. 따라서, 박형화를 달성할 수 있다. 광 확산층이 편광판의 외측(시각측)에 배치할 수 있음에도 불구하고, 도 7 및 8에 도시한 바와 같이 액정 셀 (28) 측에 광 확산층을 배열하는 것이 편광판 (34) 측에 광 확산층을 배열하는 것 보다 바람직하다. 이는 외부광이 편광판에 흡수된 후 광 확산층에 입사됨으로써 광 확산층을 통한 후방 산란에 기인한 반사 손실을 억제할 수 있기 때문이다.
반면에, 액정 셀의 한 쪽 측부에 배치된 조명장치를 제공하여 액정 표시 장치를 조명하기 위한 광으로서 이용되는 광이 액정 셀의 측부에 입사되도록 한다. 따라서, 조명장치를 액정 셀의 배면 또는 정면에 배치된 광로 변환 편광판과 함께 사용할 때 액정 표시 장치의 박형 및 경량화를 달성할 수 있다. 적절한 조명장치를 조명장치로서 사용할 수 있다. 바람직하게 사용되는 조명장치의 예는 (냉 또는 열)음극관과 같은 선형 광원, 발광 다이오드와 같은 점형 광원, 선 또는 면으로 배열된 점형 광원의 배열 및 입사광을 선형 도광판을 통해 점형 광원으로부터 선형 광원의 광으로 전환시키기 위한 점형 광원과 선형 도광판의 조합을 포함한다.
도 7에 도시한 바와 같이 액정 셀 (2)의 한 쪽 측부 하나의 조명장치 (5)를 배치하거나, 도 8에 도시한 바와 같이 액정 셀 (2)의 두 개 이상의 측부에 조명장치 (5) 및 (51)을 배치할 수 있다. 다수의 측부들에 조명장치를 배치할 때, 도 8에 도시한 바와 같이 다수의 측부들은 서로 대향한 측부들의 조합으로 배치되거나, 서로 교차된 측부들의 조합으로 제공될 수 있다. 또한, 다수의 측부들은 전술한조합들을 함께 사용하여 세 개 이상의 측부들의 조합으로 제공될 수 있다.
조명장치는 조명장치가 스위치-온된 상태에서 액정 표시 장치를 투과 모드로 조망 가능하게 한다. 액정 표시 장치가 투과-반사 이중형 액정 표시 장치로서 제공되는 경우, 표시 장치가 외부광을 이용하는 반사 모드에서 조망될 때는 조명장치를 스위치-온할 필요가 없기 때문에 조명장치를 스위치-온/오프시킬 수 있다. 조명장치를 스위치-온/오프하는데는 임의의 적절한 방법을 사용할 수 있다. 종래의 방법 중 임의의 하나를 사용할 수도 있다. 또한, 조명장치는 발광색을 변화시킬 수 있는 다색 발광형의 조명장치일 수도 있다. 상이한 형태의 조명장치를 제공하여 그를 통해 다색 발광을 만들 수 있다.
도 7 및 8에 도시한 바와 같이, 각각의 조명장치 (5) 및 (51)은 반사판 (52)와 같은 적절한 보조 수단과 함께 사용될 수 있다. 반사판 (52)는 조명장치를 봉입하는데 제공하여 산란된 광을 필요에 따라 액정 셀 (2)의 측부으로 인도한다. 고반사율 금속 박막이 제공된 수지 시이트, 백색 시이트, 금속 호일 시이트와 같은 적절한 반사 시이트를 반사판으로 사용할 수 있다. 또한, 반사판의 단부를 액정 셀의 셀 기판의 단부에 대응하도록 결합시키는 방법에 의해 조명장치를 봉입하기 위한 고정 수단으로서 반사판을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 액정 셀, 편광판, 위상차판 등과 같은 광학 장치 또는 부품을 서로 전체적으로 또는 부분적으로 적층일체화/고정시키거나, 개별적으로 배치할 수 있다. 계면 반사 등의 억제에 의해 콘트라스트의 감소를 방지한다는 관점으로부터, 상기 광학 장치 또는 부품을 서로 고정시키는 것이 바람직하다. 점착제와같은 투명 접착제를 밀착고정 처리에 사용할 수 있다. 투명 접착층은 위에서 기술한 바와 같이 확산 기능을 나타낼 수 있도록 투명 입자를 함유할 수 있다.
살리실산 에스테르 화합물, 벤조페논 화합물, 벤조트리아졸 화합물, 시아노아크릴레이트 화합물, 니켈 착체염 화합물 등과 같은 자외선 흡수제로 처리하는 방법에 의해 자외선 흡수력을 갖는 광학 장치 또는 부품, 특히 조망측의 광학 장치 또는 부품을 형성할 수 있다.
실시예 1
아크릴 자외선-경화성 수지(ARONIX UV-3701, TOAGOSEI Co., Ltd. 제품)를 점적기로 점적하여 소정의 모양으로 미리 가공한 모울드를 아크릴 자외선 경화성 수지로 충전하였다. 80 ㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(감화된 표면을 가짐)을 아크릴 자외선-경화성 수지에 가만히 정치시킨 후, 고무 로울러로 아크릴 자외선-경화성 수지에 밀착시켜 과량의 수지 및 기포를 제거하였다. 이어서, TAC 필름을 포함하는 아크릴 지외선-경화성 수지에 금속 할로겐 램프로 자외선을 조사하여 수지를 경화시켰다. 이어서, 경화된 수지를 모울드로부터 박리하고, 소정의 크기로 잘랐다. 이렇게, 굴절률 1.49의 TAC 필름상에 투명 보호 필름을 얻었다. 투명 보호 필름은 굴절률 1.52의 광로 변환 수단층을 가졌다.
이어서, 투명 보호 필름을 폴리비닐 알콜 접착제에 의해 폴리비닐 알콜 편광 필름(굴절률 : 1.5)의 측부에 결합시켜 광로 변환 수단층을 외부 표면으로 위치시키고, 광로 변환 수단층의 능선이 소정의 각으로 경사지게 하였다. 위에서 기술한 것과 동일한 방식으로 80 ㎛ 두께의 또다른 TAC 필름을 편광 필름의 다른쪽 측부에결합시켰다. 굴절률 1.51의 페녹시에틸 아크릴레이트를 함유 아크릴 접착제층을 광로 변환 수단이 형성되어 있지 않은 TAC 필름의 표면에 부착하였다. 접착제 시이트에 박리 시이트를 붙였다. 이렇게 광로 변환 편광판을 얻었다. 이렇게, 광로 변환 편광판을 얻었다.
광로 변환 편광판은 60 mm 폭 및 45 mm 깊이였다. 광로 변환 편광판은 210 ㎛의 피치 간격으로 연속적으로 배치되고, 연속된 능선을 형성하며 폭 방향으로 서로 평행안 프리즘-형 요면부를 가졌다(도 1c). 각각의 프리즘-형 요면부는 광로 변환 경사면 (A1) 및 완경사면 (A3)를 가졌다. 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 경사각은 42。였다. 각각의 완경사면 (A3)의 경사각은 1.8 내지 3.5。의 범위로 다양하였다. 인접한 완경사면 (A3)과의 경사각 편차는 0.1。이하였다. 편광판 평면상의 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 투영 면적은 10 내지 16 ㎛ 범위였다. 편광판 평면상의 광로 변환 수단 (A1)의 투영 면적대 편광판 평면상의 완경사면 (A3)의 투영 면적의 비는 12 이상이었다.
이어서, 광로 변환 편광판을 접착층을 통해 시중에서 시판중인 TN 액정 셀의 배면(조망측의 반대면)에 결합시켰다. 셀의 한 쪽 측부에 냉음극관을 배치하였다. 냉음극관을 은-증착 반사 시이트로 제조된 반사판으로 봉입하였다. 반사판의 반대쪽 단부를 셀의 상부 및 하부 표면에 결합시켜 냉음극관을 고정시켰다. 이어서, 통상의 편광판을 셀의 조망측부에 결합시켰다. 이렇게, 통상적으로 백색 투과형 TN 액정 패널을 얻었다. 백색 폴리에스테르 필름으로 제조된 반사판을 패널의 배면에 배치하였다. 이렇게, 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다. 또한, 광로 변환 경사면이 냉음극관에 평행하게 접하도록 광로 변환 편광판을 배치하였다.
실시예 2
TAC 필름을 75 ㎛ 두께의 폴리카보네이트(PC) 필름으로 대체한 것을 제외하고 실시예 1에서와 유사한 방식으로 광로 변환 수단층을 형성하였다. 이어서, 광로 변환 수단층을 PC 필름으로부터 박리하였다. 이렇게, 광로 변환 필름을 얻었다. 80 ㎛ 두께의 TAC 필름을 폴리비닐 알콜 접착제를 통해 폴리비닐 알콜 편광 필름의 양쪽 표면에 결합시켜 편광판을 형성하였다. 광로 변환 필름을 굴절률 1.5의 아크릴 접착층을 통해 편광판의 한 쪽 측부에 결합시켜 광로 변환 수단층을 외부에 위치시켰다. 굴절률 1.51의 아크릴 접착층을 편광판의 다른쪽 표면에 부착하였다. 편광판에 박리 시이트를 붙였다. 이렇게, 광로 변환 편광판을 얻었다. 이어서, 본 실시예 2에서 얻은 광로 변환 편광판을 사용하는 것을 제외하고 실시예 1에서와 동일한 방식으로 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다.
실시예 3
상이한 모울드를 이용하여 다수의 광로 변환 수단(도 1b)을 갖는 광로 변환 필름을 얻었다. 다수의 광로 변환 수단은 210 ㎛의 피치 간격으로 배치된 프리즘형 요면부를 가졌다. 각각의 프리즘형 요면부는 광로 변환 경사면 (A1) 및 급경사면 (A2)를 가졌다. 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 경사각은 42°였다. 편광판 평면상의 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 투영 면적은 10 내지 16 ㎛ 범위였다. 광로 변환 경사면 (A1)과 급경사면 (A2) 간의 최고각은 약 70°였다. 광로 변환 수단은 평탄한 표면 (A4)를 추가로 가졌다. 편광판 평면상의 평탄한 표면 (A4)의투영 면적은 편광판 평면상의 광로 변환 경사면 (A1) 및 급경사면 (A2)의 투영 면적의 10 배 이상이었다. 본 실시예 3에서 얻은 광로 변환 필름을 사용하는 것을 제외하고 실시예 2에서와 유사한 방식으로 광로 변환 편광판 및 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다.
실시예 4
상이한 모울드를 이용하여 다수의 광로 변환 수단(도 1b)을 갖는 광로 변환 필름(도 6)을 얻었다. 각각의 광로 변환 수단은 80 ㎛의 길이를 가졌고, 광로 변환 경사면 (A1) 및 급경사면 (A2)의 조합으로 구성되었다. 편광판 평면에 대한 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 경사각은 42°였다. 편광판 평면상의 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 투영 면적은 10 ㎛였다. 각각의 급경사면 (A2)의 경사각은 55°였다. 각각의 광로 변환 수단의 길이가 폭방향에서 서로 대략적으로 평행하고, 광로 변환 수단의 위치가 폭 방향에서 광 입사측부으로부터 멀어짐에 따라 밀도가 점진적으로 증가하도록 광로 변환 수단을 배치하였다. 본 실시예 4에서 얻은 광로 변환 필름을 사용하는 것을 제외하고 실시예 2에서와 유사한 방식으로 광로 변환 편광판 및 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다. 또한, 편광판 평면상의 평탄한 표면 (A4)의 투영 면적은 편광판 평면상의 광로 변환 경사면 (A1) 및 급경사면 (A2)의 투영 면적의 10 배 이상이었다.
실시예 5
각각의 표면 및 제2 접착층으로 굴절률 1.52의 물질을 사용하는 것을 제외하고 실시예 2에서와 유사한 방식으로 광로 변환 편광판 및 반사-투과 이중형 액정표시 장치를 얻었다.
실시예 6
상이한 모울드를 이용하여 다수의 광로 변환 수단(도 1a)을 갖는 광로 변환 필름(도 4)을 얻었다. 각각의 광로 변환 수단은 80 ㎛의 길이를 가졌고, 거의 이등변 삼각형 모양이었으며, 두 개의 광로 변환 경사면 (A1)으로 구성되었다. 편광판 평면에 대한 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 경사각은 42°였다. 편광판 평면상의 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 투영 면적은 10 ㎛였다. 각각의 광로 변환 수단의 길이가 폭방향에서 서로 대략적으로 평행하고, 광로 변환 수단의 위치가 폭 방향에서 광 입사측부으로부터 중심부로 진행함에 따라 밀도가 점진적으로 증가하도록 광로 변환 수단을 배치하였다. 본 실시예 6에서 얻은 광로 변환 필름을 사용하는 것을 제외하고 실시예 2에서와 유사한 방식으로 광로 변환 편광판을 얻었다. 냉음극관은 광로 변환 편광판의 반대쪽 표면에 배치한 것을 제외하고 실시예 2에서와 유사한 방식으로 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다. 또한, 편광판 평면상의 평탄한 표면 (A4)의 투영 면적은 편광판 평면상의 광로 변환 경사면 (A1)의 투영 면적의 10 배 이상이었다.
비교 실시예 1
광로 변환 필름을 샌드블라스팅에 의해 거칠게된 표면을 갖는 산란 시이트로 대체한 것을 제외하고 실시예 2에서와 동일한 방식으로 광로 산란형 편광판 및 반사-투과 이중형 액정 표시 장치(도 9)를 얻었다. 또한, 거칠게된 표면이 표시 장치의 배면(조망측부의 반대면)에 위치하도록 배치하였다
비교 실시예 2
각각의 표면 및 제2 접착층으로 굴절률 1.46의 물질을 사용하는 것을 제외하고 실시예 2에서와 유사한 방식으로 광로 변환 편광판 및 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다.
비교 실시예 3
각각의 표면 및 제2 접착층으로 굴절률 1.48의 물질을 사용하는 것을 제외하고 실시예 2에서와 유사한 방식으로 광로 변환 편광판 및 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다.
비교 실시예 4
상이한 모울드를 이용하여 다수의 광로 변환 수단(도 1b)을 갖는 광로 변환 필름을 얻었다. 다수의 광로 변환 수단은 210 ㎛의 피치 간격으로 배치된 프리즘형 요면부를 가졌다. 각각의 프리즘형 요면부는 광로 변환 경사면 (A1) 및 급경사면 (A2)를 가졌다. 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 경사각은 30°였다. 편광판 평면상의 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 투영 면적은 10 내지 16 ㎛ 범위였다. 광로 변환 경사면 (A1)과 급경사면 (A2) 간의 최고각은 약 70°였다. 광로 변환 필름은 평탄한 표면 (A4)를 추가로 가졌다. 편광판 평면상의 평탄한 표면 (A4)의 투영 면적은 편광판 평면상의 광로 변환 경사면 (A1) 및 급경사면 (A2)의 투영 면적의 10 배 이상이었다. 실시예 3에서 얻은 광로 변환 필름을 사용하는 것을 제외하고 실시예 2에서와 유사한 방식으로 광로 변환 편광판 및 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다.
비교 실시예 5
각각의 표면 및 제2 접착층으로 굴절률 1.46의 물질을 사용하는 것을 제외하고 실시예 6에서와 유사한 방식으로 광로 변환 편광판 및 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다.
평가시험 1
실시예 1 내지 6 및 비교 실시예 1 내지 5에서 얻어진 반사-투과 이중형 액정 표시 장치의 입사 단부, 중심부 및 대향 단부에서의 정면 휘도를, 액정 셀에 전압이 인가되지 않은 조건에서 냉음극관을 스위치-온 시키면서 휘도계(BM-7, TOPCON Corp. 제품)를 사용하여 투과 모드에서 측정하였다. 또한, 실시예 6 및 비교 실시예 6에 있어서, "입사 단부"는 냉음극관이 배치되어 있는 표시 장치의 측부를 의미하고, "대향 단부"는 표시 장치의 다른 측부를 의미한다.
측정의 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
<표 1>
정면 휘도(cd/m2)
입사 단부 중심부 대향 단부
실시예 1 28 30 32
실시예 2 27 29 29
실시예 3 25 26 28
실시예 4 27 27 27
실시예 5 24 27 26
실시예 6 53 58 50
비교 실시예 1 6 5 5
비교 실시예 2 26 20 13
비교 실시예 3 28 22 18
비교 실시예 4 21 14 11
비교 실시예 5 55 46 56
상기 표 1로부터, 투과모드에서 비교 실시예 1 내지 4와 비교하여 실시예 1내지 6에서 탁월한 정면 휘도가 달성되었다는 사실이 명확하다. 이는 투과 모드에서 비교 실시예 1 내지 4에서의 광이 광원의 반대 방향으로 출사되고, 열악한 정면 휘도로 인해 표시에 거의 기여하지 않는 출사광으로서의 역할을 하기 때문이다. 특히, 비교 실시예 1에 있어서는, 출사광은 모든 방향에서 부족하게 된다. 또한, 투과 모드에서, 실시예 1 내지 6에서, 입사 단부, 중심부 및 대향 단부에서의 대략적으로 균일한 휘도 분포가 달성되었다는 사실이 명확하다. 비교 실시예 2 및 3에 있어서, 표시는 위치가 광원으로부터 멀어짐에 따라 어두워진다. 비교 실시예 2 및 3에서는 입사부의 휘도와 대향 단부의 휘도 간의 편차가 크기 때문에 균일한 휘도 분포를 얻는 것은 불가능하였다. 특히, 비교 실시예 2에서는, 휘도 편차가 현저하였다.
2-광원 시스템으로서 실시예 6과 비교 실시예 5를 비교할 때, 입사 단부, 중심부 및 대향 단부에서 대략적으로 균일한 휘도 분포가 달성되고, 실시예 6에서 출사광의 상태가 대략적으로 균일한 것으로부터 실시예 6의 2-광원 시스템에 기인하여 휘도가 현저하게 개선되었다는 사실이 명백하다. 반면에, 비교 실시예 5의 중심부에서의 휩도가 낮고, 비교 실시예 5의 표시가 실시예 6의 표시 보다 전체적으로 어둡다는 사실이 명백하다. 투과 모드에서 액정 셀에 전압을 인가한 조건에서 조망된 경우에 조차도, 실시예 1 내지 6에서는 어떠한 문제점도 없이 우수한 표시 품질이 얻어졌다.
반면에, 냉음극관을 스위치-오프시키면서 고리-형 조명장치의 사용에 의해 외부광이 15°의 각으로 표시 장치에 입사되는 반사 모드에 있어서, 액정 셀에 전압이 인가된 조건에서 실시예 1 내지 6에서는 어떠한 문제점도 없이 우수한 표시가 얻어졌다. 상기 기술로부터, 실시예 1 내지 6에서는 각각 투과 모드 및 반사 모드에서 선명한 표시가 달설되었다는 사실이 명백하다. 상기 기술로부터, 본 발명에 따라 표시 품질이 탁월한 동시에 도광판으로 인한 부피 및 중량의 증가를 회피함으로써 광로 변환형 편광판의 사용에 의해 표시 장치의 박형 경량화가 달성된 투과형 또는 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 형성할 수 있다.
실시예 7
아크릴 자외선-경화성 수지(ARONIX UV-3701, TOAGOSEI Co., Ltd. 제품)를 점적기로 점적하여 소정의 모양으로 미리 가공한 모울드를 아크릴 자외선 경화성 수지로 충전하였다. 80 ㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(감화된 표면을 가짐)을 아크릴 자외선-경화성 수지에 가만히 정치시킨 후, 고무 로울러로 아크릴 자외선-경화성 수지에 밀착시켜 과량의 수지 및 기포를 제거하였다. 이어서, TAC 필름을 포함하는 아크릴 지외선-경화성 수지에 금속 할로겐 램프로 자외선을 조사하여 수지를 경화시켰다. 이어서, 경화된 수지를 모울드로부터 박리하고, 소정의 크기로 잘랐다. 이렇게, 굴절률 1.49의 TAC 필름상에 투명 보호 필름을 얻었다. 투명 보호 필름은 굴절률 1.533의 광로 변환 수단층을 가졌다.
이어서, 투명 보호 필름을 폴리비닐 알콜 접착제에 의해 폴리비닐 알콜 편광 필름의 측부에 결합시켜 투명 보호 필름의 광로 변환 수단층을 외부 표면으로 위치시키고, 광로 변환 수단층의 능선이 소정의 각으로 경사지게 하였다. 위에서 기술한 것과 동일한 방식으로 80 ㎛ 두께의 또다른 TAC 필름을 편광 필름의 다른쪽 측부에 결합시켰다. 굴절률 1.47의 아크릴 접착제층을 광로 변환 수단이 형성되어 있지 않은 TAC 필름의 표면에 부착하였다. 접착제 시이트에 박리 시이트를 붙였다. 이렇게 광로 변환 편광판을 얻었다. 광로 변환 편광판은 60 mm 폭 및 45 mm 깊이였다. 광로 변환 편광판은 210 ㎛의 피치 간격으로 연속적으로 배치되고, 연속된 능선을 형성하며 폭 방향으로 서로 평행안 프리즘-형 요면부를 가졌다(도 1c). 각각의 프리즘-형 요면부는 광로 변환 경사면 (A1) 및 완경사면 (A3)를 가졌다. 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 경사각은 42.5 내지 43°의 범위였다. 각각의 완경사면 (A3)의 경사각은 1.8 내지 3.5°의 범위로 다양하였다. 인접한 완경사면 (A3) 간의 경사각 편차는 0.1°이하였다. 편광판 평면상의 각각의 광로 변환 경사면 (A1)의 투영 면적은 10 내지 16 ㎛ 범위였다. 편광판 평면상의 광로 변환 수단 (A1)의 투영 면적대 편광판 평면상의 완경사면 (A3)의 투영 면적의 비는 12 이상이었다.
이어서, 광로 변환 편광판을 접착층을 통해 시중에서 시판중인 TN 액정 셀의 배면(조망측의 반대면)에 결합시켰다. 셀의 한 쪽 측부에 냉음극관을 배치하였다. 냉음극관을 은-증착 반사 시이트로 제조된 반사판으로 봉입하였다. 반사판의 반대쪽 단부를 셀의 상부 및 하부 표면에 결합시켜 냉음극관을 고정시켰다. 이어서, 추가의 TAC 필름 및 이 TAC 필름상에 형성된 수지 입자 함유 접착층으로 구성된 광 확산 필름을 셀의 조망측부에 결합시켰다. 이렇게, 통상적으로 백색 투과형 TN 액정 패널을 얻었다. 백색 폴리에스테르 필름으로 제조된 반사판을 패널의 배면에 배치하였다. 이렇게, 투과형 액정 표시 장치를 얻었다. 또한, 광로 변환 경사면이 냉음극관에 평행하게 접하도록 광로 변환 편광판을 배치하였다.
실시예 8
광로 변환 편광판을 각각 광로 변환 경사면 (A1), 급경사면 (A2) 및 평탄한 표면 (A4)를 갖는 다수의 광로 변환 수단(도 1b)을 갖는 광로 변환 편광판으로 대체한 것을 제외하고 실시예 7에서와 동일한 방식으로 투과형 액정 표시 장치를 얻었다. 광로 변환 경사면 (A1)은 편광판 평면에 대해 약 42°의 경사각으로 경사져 있고, 급경사면 (A2)는 광로 변환 경사면 (A1)에 대하여 55°의 수직각으로 경사져 있으며, 편광판 평면상의 평탄한 표면 (A4)의 투영 면적은 편광판 평면상의 광로 변환 경사면 (A1) 및 급경사면 (A2)의 투영 면적의 10 배 이상이었다.
실시예 9
광로 변환 편광판을 다수의 광로 변환 수단(도 1b)을 갖는 광로 변환 편광판(도 6)로 대체한 것을 제외하고 실시예 7에서와 동일한 방식으로 투과형 액정 표시 장치를 얻었다. 다수의 광로 변환 수단 각각은 80 ㎛의 길이를 가졌고, 광로 변환 경사면 (A1) 및 급경사면 (A2)로 이루어졌다. 광로 변환 경사면 (A1) 각각은 편광판 평면에 대해 약 42°의 경사각으로 경사져 있고, 편광판 평면상에 10 ㎛의 투영 폭을 가졌다. 급경사면 (A2)는 편광판 평면에 대하여 55°의 경사각으로 경사져 있다. 다수의 광로 변환 수단의 길이는 실질적으로 폭 방향으로 서로 평행하며, 광로 변환 수단은 광이 입사되는 광로 변환 수단의 위치가 폭 방향으로 입사측부으로부터 중심부로 진행함에 따라 밀도가 점진적으로 증가하도록 불규칙적으로 배치되었다. 또한, 편광판 평면상의 평탄한 표면 (A4)의 투영 면적은 편광판평면상의 광로 변환 경사면 (A1) 및 급경사면 (A2)의 투영 면적의 10 배 이상이었다.
실시예 10
광로 변환 편광판을 다수의 광로 변환 수단(도 1a)을 갖는 광로 변환 편광판(도 4)로 대체한 것을 제외하고 실시예 7에서와 동일한 방식으로 투과형 액정 표시 장치를 얻었다. 다수의 광로 변환 수단 각각은 80 ㎛의 길이를 가졌고, 실질적으로 두 개의 광로 변환 경사면 (A1)에 의해 거의 이등변 삼각형 모양이었다. 광로 변환 경사면 (A1) 각각은 편광판 평면에 대해 약 42°의 경사각으로 경사져 있고, 편광판 평면상에 10 ㎛의 투영 폭을 가졌다. 다수의 광로 변환 수단의 길이는 실질적으로 폭 방향으로 서로 평행하며, 광로 변환 수단은 광이 입사되는 광로 변환 수단의 위치가 폭 방향으로 입사측부으로부터 중심부로 진행함에 따라 밀도가 점진적으로 증가하도록 불규칙적으로 배치되었다. 이렇게 얻은 광로 변환 편광판의 두 개의 반대 표면상에 냉음극관을 배치하였다. 또한, 편광판 평면상의 평탄한 표면 (A4)의 투영 면적은 편광판 평면상의 광로 변환 경사면 (A1)의 투영 면적의 10 배 이상이었다.
실시예 11
광로 변환 편광판을 다수의 광로 변환 수단(도 1e)을 갖는 광로 변환 편광판으로 대체한 것을 제외하고 실시예 10에서와 유사한 방식으로 입사측부의 반대면에 배치된 두 개의 냉음극관을 이용하는 투과형 액정 표시 장치를 얻었다. 다수의 광로 변환 편광 수단 각각은 80 ㎛의 길이를 가졌고, 실질적으로 두 개의 광로 변환경사면 (A1)을 포함하는 거의 사각형 모양이었다. 광로 변환 경사면 (A1) 각각은 편광판 평면에 대해 약 42°의 경사각으로 경사져 있고, 편광판 평면상에 10 ㎛의 투영 폭을 가졌다. 다수의 광로 변환 수단의 길이는 실질적으로 폭 방향으로 서로 평행하며, 광로 변환 수단은 광이 입사되는 광로 변환 수단의 위치가 폭 방향으로 입사측부으로부터 중심부로 진행함에 따라 밀도가 점진적으로 증가하도록 불규칙적으로 배치되었다. 또한, 편광판상의 평탄한 표면 (A4)의 투영 면적은 편광판상의 다수의 광로 변환 수단 (A1)의 투영 면적 보다 10 배 이상 컸다.
실시예 12
광로 변환 편광판을 광로 변환 수단이 형성되어 있는 표면상에 배치된 은-증착 필름의 반사층을 갖는 광로 변환 편광판으로 대체하고, 배면상에 제공된 반사판을 제거한 것을 제외하고 실시예 8에서와 동일한 방식으로 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다.
비교 실시예 6
광로 변환 편광판을 샌드블라스팅(sandblasting) 방법으로 가공한 산란 시이트로 대체한 것을 제외하고 실시예 7에서와 동일한 방식으로 투과형 액정 표시 장치(도 9)를 얻었다. 또한, 산란 시이트는 산란 시이트의 거친 표면이 배면(조망측의 반대면)에 위치하도록 배치하였다.
비교 실시예 7
광로 변환 편광판을 다수의 광로 변환 수단을 갖는 광로 변환 편광판(도 1b)으로 대체한 것을 제외하고 실시예 7에서와 유사한 방식으로 투과형 액정 표시 장치를 얻었다. 다수의 광로 변환 수단 각각은 광로 변환 경사면 (A1) 및 급경사면 (A2)를 갖는다. 광로 변환 경사면 (A1)은 편광판 평면에 대해 약 30°의 경사각으로 경사져 있고, 급경사면 (A2)는 광로 변환 경사면 (A1)에 대해 70°의 최고각으로 경사져 있다. 광로 변환 편광판에 있어서, 편광판 평면상의 각각의 평탄부 (A4)의 투영 면적은 편광판 평면상의 광로 변환 경사면 (A1)과 급경사면 (A2)의 총 투영 면적의 10 배 이상이다.
비교 실시예 8
냉음극관을 배면(조망측의 반대면)에 양각의 거친 표면을 갖는 1.2 mm 두께의 도광판의 한 쪽 측부에 배치하였다. 냉음극관을 은-증착 반사 시이트로 제조된 반사판으로 봉입하였다. 반사판의 반대쪽 단부를 도광판의 상부 및 하부 표면에 결합시켰다. 이어서, 도광판을 백색 폴리에스테르 필름으로 제조된 반사 시이트에 배치하였다. 시중에 시판되고 있는 통상적인 백색 투과형 TN 액정 패널을 광 확산 플레이트를 통해 도광판에 배치하였다. 이렇게, 투과형 액정 표시 장치를 얻었다.
비교 실시예 9
광로 변환 편광판을 비교 실시예 6에서와 유사한 방식으로 제조한, 은-증착 필름이 제공되어 있는 산란 표면을 갖는 산란 시이트로 대체하고, 배면에 제공된 반사판을 제거한 것을 제외하고 실시예 12에서와 유사한 방식으로 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다.
비교 실시예 10
광로 변환 편광판을 비교 실시예 7에서와 유사한 방식으로 제조한, 광로 변환 수단이 형성되어 있는 표면상에 배치된 은-증착 필름의 층을 갖는 광로 변환 편광판으로 대체하고, 배면에 제공된 반사판을 제거한 것을 제외하고 실시예 12에서와 유사한 방식으로 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 얻었다.
평가 시험 2
실시예 7 내지 12 및 비교 실시예 6 내지 10 각각에서 얻어진 투과형 또는 반사-투과 이중형 액정 표시 장치의 중심부에서의 정면 휘도를, 액정 셀에 전압이 인가되지 않은 조건에서 냉음극관을 스위치-온 시키면서 휘도계(BM-7, TOPCON Corp. 제품)를 사용하여 투과 모드에서 측정하였다. 전술한 방식으로 냉음극관을 스위치-오프 시키면서 환형 조명의 이용에 의한 외부광이 15°의 각으로 입사되는 반사 모드에서 백색 상태에서의 정면 휘도 또한 측정하였다.
측정의 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
<표 2>
정면 휘도(cd/m2)
투과 모드 반사 모드
실시예 7 22 -
실시예 8 23 -
실시예 9 24 -
실시예 10 37 -
실시예 11 39 -
실시예 12 22 474
비교 실시예 6 4 -
비교 실시예 7 9 -
비교 실시예 8 36 -
비교 실시예 9 3 399
비교 실시예 10 10 431
상기 표 2로부터, 비교 실시예 6, 7, 9 및 10과 비교하여 실시예 7 내지 12에서 탁월한 정면 휘도가 달성되었다는 사실이 명백하다. 이는 비교 실시예 6, 7,9 및 10에서의 광이 광원의 반대 방향으로 출사되고, 열악한 정면 휘도로 인해 표시에 거의 기여하지 않는 출사광으로서의 역할을 하기 때문이다. 특히, 비교 실시예 6 및 9에 있어서는, 출사광은 모든 방향에서 부족하게 된다.
반면에, 실시예 10 및 11에 있어서, 두 개의 광원에 의한 휘도의 개선이 현저하였다. 비교 실시예 8의 사이드-라이팅형 도광판에서의 선명도 보다 큰 선명도가 실시예 10 및 11에서 얻어진다는 사실이 명백하다. 또한, 비교 실시예 3에서 사이드-라이팅형 도광판을 이용하는 표시 장치에 있어서는, 도광판으로 인한 두께의 증가가 현저하여, 표시 장치의 두께를 감소시키는 것이 어렵게 되었다. 실시예 7 내지 12에 있어서, 액정 셀에 전압이 인가된 조건에서 투과 모드에서의 조망성에 대한 문제점이 없기 때문에 우수한 표시 품질이 얻어졌다. 광 확산 필름을 제거한 실시예 8의 결과는 광 확산 필름이 제공된 경우와 비교하여 조망성은 열악하였으나, 정면 휘도는 거의 동일하였다.
반면에, 반사 모드에 있어서는, 액정 셀에 전압이 인가된 조건에서 실시예 12 및 비교 실시예 9 및 19에서 어떠한 상의 혼란도 없이 우수한 표시가 얻어졌다. 그러나, 비교 실시예 9 및 10의 표시는 실시예 12의 표시 보다 어두웠다. 상기 기술로부터 투과 모드에서의 선명한 표시를 실시예 6 내지 12에서 달성할 수 있고, 반사 모드에서의 선명한 표시를 실시예 12에서 달성할 수 있다는 사실이 입증되었다. 따라서, 본 발명에 따라 표시 품질이 탁월한 동시에 도광판으로 인한 부피 및 중량의 증가를 회피함으로써 광로 변환형 편광판의 사용에 의해 표시 장치의 박형 경량화가 달성된 투과형 또는 반사-투과 이중형 액정 표시 장치를 형성할 수 있었다.
본 발명이 특정한 정도의 특이성을 갖는 바람직한 형태로 기술되어 있음에도 불구하고, 이러한 바람직한 형태에 대한 개시는 하기에서 청구된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위를 떠나지 않고 구성의 상세한 사항 및 각 부분들의 조합 또는 배열을 변화시킬 수 있을 것이다.
광로 변환 편광판을 액정 셀에 접착시켜 셀 측부로 입사된 입사광을 셀 조망 방향에서 효율적으로 광로 변환시킴으로써 휘도 및 이의 균일성이 탁월한 액정 표시가 달성되고 외부 광에 의해 반사 모드에서도 액정 표시가 가능하다.

Claims (29)

  1. 편광판;
    상기 편광판의 한 쪽 측부에 배치되고 상기 측부 표면과의 굴절률 편차가 0.1 이하인 굴절률을 갖는 접착층; 및
    상기 편광판의 평면에 대해 35 내지 48°범위의 경사각으로 경사지도록 실질적으로 일정한 방향으로 배열된 광로 변환 경사면을 포함하는, 상기 편광판의 다른 쪽 측부에 제공된 반복적인 요철 구조
    를 포함하는 광로 변환 편광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 변환 경사면이 실질적으로 일정한 방향으로 배열된 한 종류의 경사면으로 구성되거나, 실질적으로 일정한 방향으로 배열된 한 종류의 경사면이 대조 경사면으로서 역할을 하고 동시에, 실질적으로 또다른 일정한 방향으로 배열된 다른 종류의 경사면이 상기 한 종류의 경사면에 대향하여 있는 두 가지 종류 이상의 경사면을 포함하고, 상기 접착층이 박리 시이트로 덮혀 있는 광로 변환 편광판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 변환 경사면 각각의 상기 편광판에 대한 경사각이 38 내지 45°범위인 광로 변환 편광판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 변환 경사면이 실질적으로 이등변 삼각형 또는 다른 삼각형 단면 형태인 홈 구조로 형성된 광로 변환 편광판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 변환 경사면이 실질적으로 사각형 또는 오각형 단면 형태인 홈 또는 융기의 구조로 형성된 광로 변환 편광판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광판 평면에 대해 각각 5°이하의 경사각으로 경사져 있는 평탄한 표면이 편광판 평면상에서 편광판 평면에 대해 35°이상의 경사각으로 경사져 있는 편광판 평면상의 경사면의 투영 면적 보다 10 배 이상의 투영 면적을 갖는 광로 변환 편광판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철 구조가 광로 변환 경사면 및 평탄한 표면의 조합으로 이루어져 있고, 상기 광로 변환 경사면 각각이 편광판 평면에 대해 38 내지 45°범위의 경사각으로 경사져 있으며, 상기 평탄한 표면이 각각 편광판 평면에 대해 5°이하의 경사각으로 경사져 있고 광로 변환 경사면의 폭 보다 10 배 이상인 폭을 가지며, 상기 구조가 각각 실질적으로 삼각형 단면 형태이고 편광판의 한 쪽 말단에서 다른 쪽 말단까지 연속된 홈으로 형성된 광로 변환 편광판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철 구조가 각각 삼가형, 사각형 또는 오각형과 같은 실질적으로 다각형 단면 형태인 불연속 홈으로 이루어져 있고, 각각의 불연속 홈의 길이가 그의 깊이 보다 5 배 이상이며, 상기 광로 변환 경사면이 상기 홈의 길이 방향으로 형성되고 편광판 평면에 대해 38 내지 45°범위의 경사각으로 경사져 있고, 상기 불연속 홈의 평광판 평면상의 투영 면적이 편광판 평면의 10 % 이하인 광로 변환 편광판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철 구조가 편광판의 투명 보호층에 부가되거나 그와 일체화되도록 형성된 광로 변환 편광판.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 반복적인 요철 구조가 형성되어 있는 표면상에 밀착 배치된 반사층을 추가로 포함하는 광로 변환 편광판.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 변환 경사면이 편광판의 한 쪽 측부에 평행하거나, 그에 대해 ±30°의각 범위내로 경사진 광로 변환 편광판.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착층이 광 확산형인 광로 변환 편광판.
  13. 편광자 및 이 편광자의 하나 이상의 측부에 배치된 투명 보호층을 포함하는 편광판;
    상기 편광판의 한 쪽 측부에 배치된 접착층; 및
    실질적으로 일정한 방향으로 배열되어 편광판의 평면에 대해 35 내지 48°범위의 경사각으로 경사진 광로 변환 경사면을 포함하는, 상기 편광판의 다른 쪽 측부에 배치된 반복적인 요철 구조
    를 포함하고, 상기 접착층 및 상기 광로 변환 경사면을 형성하기 위한 재료 각각의 반복성 굴절률이 상기 편광자 또는 투명 보호층의 굴절률 보다 큰 광로 광로 변환 편광판.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광로 변환 경사면이 실질적으로 일정한 방향으로 배열된 한 종류의 경사면으로 이루어지거나, 실질적으로 일정한 방향으로 배열된 한 종류의 경사면은 대조 경사면으로서의 역할을 하는 동시에 실질적으로 다른 일정한 방향으로 배열된 다른 종류의 경사면은 상기 한 종류의 경사면에 대향에 있는 두 종류 이상의 경사면을포함하는 광로 변환 경사면.
  15. 제 13 항에 있어서,
    광로 변환 경사면을 갖는 상기 반복적인 요철 구조가 필름의 외부 표면에 형성되어 있고, 상기 필름의 다른 표면은 접착층을 통해 편광판의 다른 쪽 측부에 결합되어 있으며; 상기 제2 접착층의 굴절률이 상기 편광자 또는 투명 보호층의 굴절률 보다 작은 광로 변환 편광판.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 편광판의 한 쪽 측부상에 배치된 하나 이상의 접착층이 점착성층인 광로 변환 편광판.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 편광판의 한 쪽 측부상의 점착성층의 노출 표면이 박리 시이트로 덮여있는 광로 변환 편광판.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 광로 변환 경사면 각각이 편광판 평면에 대해 38 내지 45°범위의 경사각으로 경사져 있는 광로 변환 편광판.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 광로 변환 경사면이 각각 실질적으로 이등변 삼각형 또는 다른 삼각형 단면 형태인 홈 또는 융기 구조를 기준으로 하는 광로 변환 편광판.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 광로 변환 경사면이 각각 실질적으로 사각형 또는 오각형 단면 형태인 홈 또는 융기 구조를 기준으로 하는 광로 변환 편광판.
  21. 제 13 항에 있어서,
    편광판 평면에 대해 5°이상의 경사각을 갖는 임의의 평탄한 표면의 편광판 평면상의 투영 면적이 35°이상의 경사각을 갖는 임의의 경사면의 편광판 평면상의 투영 면적 보다 10 배 이상 큰 광로 변환 편광판.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 불규칙 구조가 각각 편광판 평면에 대해 38 내지 45°범위의 경사각으로 경사져 있는 광로 변환 경사면, 및 편광판 평면에 대해 5°이하의 경사각으로 경사져 있고
    상기 광로 변환 경사면의 폭 보다 10 배 이상의 폭을 갖는 평탄한 표면을 갖고, 상기 구조가 각각 실질적으로 삼각형 단면 형태이며 편광판의 한 쪽 말단에서 다른 쪽 말단까지 확장되어 있는 광로 변환 편광판.
  23. 제 13 항에 있어서,
    광로 변환 경사면을 갖는 불규칙 구조가 각각 삼각형, 사각형 또는 오각형과 같은 실질적으로 다각형 단면 형태인 불연속 홈에 의해 형성되고; 상기 홈 각각의 길이가 깊이의 5 배 이상이며; 상기 광로 변환 경사면이 상기 홈의 길이 방향으로 형성되고 편광판 평면에 대해 38 내지 45°범위의 경사각으로 경사져 있고; 상기 불연속 홈의 면적 대 상기 편광판의 한 쪽 측부의 면적의 비가 10 % 이하인 광로 변환 편광판.
  24. 제 13 항에 있어서,
    광로 변환 경사면을 갖는 상기 불연속 홈이 무작위로 배열된 광로 변환 편광판.
  25. 제 13 항에 있어서,
    상기 반복적인 요철 구조가 광로 변환 경사면을 갖는 불규칙 구조가 형성되어 있는 표면에 밀착 배치된 광로 변환 편광판.
  26. 제 13 항에 있어서,
    광 반사층이 광로 변환 경사면을 갖는 불규칙 구조가 형성되어 있는 표면에 밀착 배치된 광로 변환 편광판.
  27. 제 13 항에 있어서,
    상기 광로 변환 경사면의 능선이 편광판의 한 쪽 측부에 대해 평행하거나 ±30°의 각 범위내로 경사져 있는 광로 변환 편광판.
  28. 제 13 항에 있어서,
    상기 접착층이 광 확산형인 광로 변환 편광판.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 광 확산형 접착층이 편광판의 측부에 제공된 광로 변환 편광판.
KR1020010001486A 2000-01-13 2001-01-11 광로 변환 편광판 KR100681103B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000004242A JP2001194529A (ja) 2000-01-13 2000-01-13 光路変換偏光板
JP2000-4242 2000-01-13
JP2000-167162 2000-06-05
JP2000167162A JP2001350016A (ja) 2000-06-05 2000-06-05 光路変換偏光板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010086307A true KR20010086307A (ko) 2001-09-10
KR100681103B1 KR100681103B1 (ko) 2007-02-08

Family

ID=26583420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010001486A KR100681103B1 (ko) 2000-01-13 2001-01-11 광로 변환 편광판

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6882474B2 (ko)
EP (1) EP1143269B1 (ko)
KR (1) KR100681103B1 (ko)
TW (1) TWI247153B (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100769779B1 (ko) * 2000-01-13 2007-10-24 닛토덴코 가부시키가이샤 광학 필름 및 액정 디스플레이 장치
JP2001194534A (ja) 2000-01-13 2001-07-19 Nitto Denko Corp 導光板及びその製造方法
JP4442836B2 (ja) 2000-02-02 2010-03-31 日東電工株式会社 光学フィルム
JP4609962B2 (ja) 2000-02-02 2011-01-12 日東電工株式会社 光学フィルム
JP2002131552A (ja) 2000-10-24 2002-05-09 Nitto Denko Corp 導光板、面光源装置及び反射型液晶表示装置
JP4662402B2 (ja) 2001-03-12 2011-03-30 日東電工株式会社 外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板、外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置並びに外光及び照明両モード用のフロントライト式の反射型液晶表示装置
US7030945B2 (en) * 2001-08-22 2006-04-18 Nitto Denko Corporation Liquid-crystal display device
US7553390B2 (en) * 2001-11-08 2009-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha Method and device for parting glass substrate, liquid crystal panel, and liquid crystal panel manufacturing device
US20070070494A1 (en) * 2005-09-27 2007-03-29 Brott Robert L Multilayer optical interference film
KR101279114B1 (ko) * 2005-10-13 2013-06-26 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
JP4039682B2 (ja) 2006-06-09 2008-01-30 日東電工株式会社 偏光板用接着剤、偏光板、その製造方法、光学フィルムおよび画像表示装置
JP4402096B2 (ja) * 2006-11-15 2010-01-20 日東電工株式会社 偏光板、その製造方法、光学フィルムおよび画像表示装置
KR20080047761A (ko) * 2006-11-27 2008-05-30 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
US8525979B2 (en) * 2008-06-16 2013-09-03 Duhane Lam Monitoring device for detecting stress strain and method for using same
TWM371644U (en) * 2009-03-06 2010-01-01 Chunghwa Picture Tubes Ltd Polarizer binding structure and its stereo-display device
KR101933159B1 (ko) * 2012-06-18 2018-12-28 삼성디스플레이 주식회사 편광 필름 및 표시 장치
KR101696970B1 (ko) * 2014-03-31 2017-01-17 제일모직주식회사 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학표시장치
US20180231703A1 (en) * 2017-02-10 2018-08-16 Nitto Denko Corporation Polarizing film, image display apparatus, and method of producing polarizing film
US20180231704A1 (en) * 2017-02-10 2018-08-16 Nitto Denko Corporation Polarizing film, image display apparatus, and method of producing polarizing film
WO2019026865A1 (ja) * 2017-08-04 2019-02-07 日東電工株式会社 光取り出し部材
KR102613851B1 (ko) * 2018-08-02 2023-12-15 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5147732A (en) * 1988-09-28 1992-09-15 Hitachi, Ltd. Longitudinal magnetic recording media and magnetic memory units
US5183597A (en) 1989-02-10 1993-02-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of molding microstructure bearing composite plastic articles
EP0544332B1 (en) 1991-11-28 1997-01-29 Enplas Corporation Surface light source device
JP3015174B2 (ja) 1991-12-03 2000-03-06 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR970008351B1 (ko) * 1991-12-03 1997-05-23 샤프 가부시끼가이샤 액정 표시 장치
US6002829A (en) 1992-03-23 1999-12-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Luminaire device
US5390276A (en) * 1992-10-08 1995-02-14 Briteview Technologies Backlighting assembly utilizing microprisms and especially suitable for use with a liquid crystal display
US5598281A (en) 1993-11-19 1997-01-28 Alliedsignal Inc. Backlight assembly for improved illumination employing tapered optical elements
US5828488A (en) * 1993-12-21 1998-10-27 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Reflective polarizer display
US5485291A (en) 1994-02-22 1996-01-16 Precision Lamp, Inc. Uniformly thin, high efficiency large area lighting panel with two facet grooves that are spaced apart and have light source facing facets with smaller slopes than the facets facing away from the light source
US5671994A (en) * 1994-06-08 1997-09-30 Clio Technologies, Inc. Flat and transparent front-lighting system using microprisms
JPH08114770A (ja) 1994-08-26 1996-05-07 Omron Corp 光学的ローパスフィルタおよびそれを利用したドットマトリクス表示装置
JP3219943B2 (ja) * 1994-09-16 2001-10-15 株式会社東芝 平面直視型表示装置
DE69626018D1 (de) * 1995-06-26 2003-03-06 Minnesota Mining & Mfg Lichtstreuender klebstoff
JP3286138B2 (ja) 1995-08-03 2002-05-27 日東電工株式会社 導光板、面光源装置、偏光光源装置及び液晶表示装置
JPH10509537A (ja) 1995-09-22 1998-09-14 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ フラットパネル画像表示装置
KR100262798B1 (ko) * 1996-02-02 2000-08-01 가나이 쓰도무 액정표시장치및배면조명부용도광판의제조방법
US6072551A (en) * 1996-02-14 2000-06-06 Physical Optics Corporation Backlight apparatus for illuminating a display with controlled light output characteristics
JP3361012B2 (ja) 1996-04-30 2003-01-07 日東電工株式会社 偏光光源装置及び液晶表示装置
AU3287097A (en) * 1996-06-14 1998-01-07 Hoechst Celanese Corporation Cyclic olefin polymeric moisture barriers for polarizer applications
US5897184A (en) * 1996-07-02 1999-04-27 Dimension Technologies, Inc. Reduced-thickness backlighter for autostereoscopic display and display using the backlighter
TW336999B (en) 1996-07-03 1998-07-21 Sumitomo Kagaku Kk Phase retarder and liquid crystal display device using the same
JP3321534B2 (ja) 1996-09-27 2002-09-03 日東電工株式会社 面光源装置及び反射・透過両用液晶表示装置
US5945209A (en) 1996-11-07 1999-08-31 Fuji Photo Film Co., Ltd. Anti-reflection film and plasma display panel
EP0867747A3 (en) 1997-03-25 1999-03-03 Sony Corporation Reflective display device
JP3422917B2 (ja) 1997-11-05 2003-07-07 株式会社エンプラス サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置
JPH11142618A (ja) 1997-11-10 1999-05-28 Sekisui Chem Co Ltd 光拡散シート
US6808658B2 (en) 1998-01-13 2004-10-26 3M Innovative Properties Company Method for making texture multilayer optical films
DE69930025T2 (de) 1998-04-17 2006-08-10 Nitto Denko Corp., Ibaraki Lichtleitende Platte, Oberfläche- Lichtquellenvorrichtung, und Reflexion-Type Flüssigkristall Anzeige
EP0952477A1 (en) 1998-04-20 1999-10-27 Nitto Denko Corporation Wide viewing angle polarizing plate and liquid crystal display
TW386175B (en) 1998-05-19 2000-04-01 Dainippon Printing Co Ltd Light reflective panel for reflective liquid crystal panel
US6285426B1 (en) 1998-07-06 2001-09-04 Motorola, Inc. Ridged reflector having optically transmissive properties for an optical display device
JP3394460B2 (ja) 1998-11-09 2003-04-07 株式会社日立製作所 反射型液晶表示装置
US6181394B1 (en) * 1999-01-22 2001-01-30 White Electronic Designs, Corp. Super bright low reflection liquid crystal display
US6322236B1 (en) 1999-02-09 2001-11-27 3M Innovative Properties Company Optical film with defect-reducing surface and method for making same
JP4197813B2 (ja) 1999-11-02 2008-12-17 日東電工株式会社 液晶表示装置
JP2001194534A (ja) 2000-01-13 2001-07-19 Nitto Denko Corp 導光板及びその製造方法
KR100769779B1 (ko) 2000-01-13 2007-10-24 닛토덴코 가부시키가이샤 광학 필름 및 액정 디스플레이 장치
JP4609962B2 (ja) 2000-02-02 2011-01-12 日東電工株式会社 光学フィルム
JP4442836B2 (ja) 2000-02-02 2010-03-31 日東電工株式会社 光学フィルム

Also Published As

Publication number Publication date
EP1143269A2 (en) 2001-10-10
EP1143269A3 (en) 2002-10-09
US6882474B2 (en) 2005-04-19
TWI247153B (en) 2006-01-11
EP1143269B1 (en) 2007-03-14
US20010009474A1 (en) 2001-07-26
KR100681103B1 (ko) 2007-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100769779B1 (ko) 광학 필름 및 액정 디스플레이 장치
US6665029B2 (en) Optical path changing film and reflective liquid-crystal display device including same
JP4609962B2 (ja) 光学フィルム
KR100681103B1 (ko) 광로 변환 편광판
KR100657091B1 (ko) 액정 표시 장치
EP1168051A1 (en) Back-lighting structure for liquid crystal display device
EP1154306A1 (en) Reflection type liquid-crystal display device
US6888595B2 (en) Reflector and liquid-crystal display device
JP4144829B2 (ja) 反射・透過両用型液晶表示装置
KR20020073404A (ko) 광학 필름 및 액정 표시장치
JP4548628B2 (ja) 光学フィルム
JP2001194529A (ja) 光路変換偏光板
JP4462517B2 (ja) 光学フィルム及び液晶表示装置
JP4462514B2 (ja) 光学フィルムおよび液晶表示装置
JP2001350016A (ja) 光路変換偏光板
JP2003075832A (ja) 外光・照明両用式液晶表示装置
JP2002341344A (ja) 透過型液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
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: 20130118

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140117

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee