KR20100025683A - 광대역 반사편광자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치 - Google Patents

광대역 반사편광자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 반사편광자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 광대역 반사편광자는, 광원에서 발광된 백색광 중, 다른 파장대역보다 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 적어도 하나 이상의 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 반사편광필름; 상기 반사편광필름으로부터 입사된 제1편광은 투과시키고 제2편광은 흡수하는 흡수편광막;을 포함한다.
따라서, 본 발명은 광원에서 발광된 백색광 중, 광 세기가 큰 랜덤편광을 반사편광필름 및 흡수편광막에서 적절히 조절하여 출사하므로 최적의 색 발현을 기대할 수 있는 장점이 있다.
반사편광자, 반사편광필름, 흡수편광막, 광학시트, 확산시트.

Description

광대역 반사편광자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치{REFLECTTIVE PLARIZER, BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL INCLUDING THE SAME}
본 발명은 광대역 반사편광자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광 세기가 큰 어느 하나의 편광을 적절히 조절하여 최적의 색 발현을 기대할 수 있는 광대역 반사편광자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 디스플레이는 투명 전극을 형성한 유리판 사이에 액정을 주입하고, 상기 유리판의 전후에 편광막을 배치한 구조를 갖는다. 이러한 액정 디스플레이에 이용되는 편광막은 폴리비닐 알코올 필름에 요오드나 2색성 염료 등을 흡착시키고, 이것을 일정 방향으로 연신함으로써 제조된다.
그러나, 이와 같이 제조된 편광막은 어느 한 방향으로 진동하는 빛을 흡수하고, 다른 방향으로 진동하는 빛만을 통과시켜서 직선편광을 만든다. 때문에, 편광자의 효율은 이론적으로 50%를 초과할 수 없고, 액정 디스플레이의 효율을 저하시키는 가장 큰 요인이 되고 있다.
따라서, 원편광 분리 기능을 갖는 콜레스테릭 액정을 반사편광막으로 이용하 는 기술이 제시되고 있으며, 이러한 콜레스테릭 액정은 액정의 나선 회전 방향과 원편광 방향이 일치하고, 파장이 액정의 나선 피치와 같은 원편광의 빛만을 반사하는 선택 반사의 특성을 갖고 있다. 그러므로 이러한 선택 반사특성을 이용하여, 일정한 파장 대역의 자연광의 특정한 원편광만을 투과 분리하고, 나머지를 반사하여 재이용함으로써 고효율의 편광막의 제조가 가능하게 된다.
이때, 투과한 원편광은 λ/4 파장판을 통과함으로써 직선 편광으로 변환되고, 이 직선 편광의 방향을 액정 디스플레이에 이용하는 흡수형 편광자의 투과 방향과 일치시킴으로써 고투과율의 액정표시장치를 얻을 수 있다. 즉, 콜레스테릭 액정필름을 λ/4 파장판과 조합하여 직선 편광자로서 이용하면 이론적으로 빛의 손실이 없기 때문에, 50%의 빛을 흡수하는 종래의 흡수형 편광자를 단독으로 이용한 경우에 비하여 이론상으로는 2 배의 밝기 향상을 얻을 수 있게 된다.
이러한 콜레스테릭 액정을 이용한 종래기술로서, 수평배향을 유도하여 각각 선택반사특성이 부여된 콜레스테릭 액정필름층을 단파장에서 장파장의 순서대로 접착 적층함으로써 가시광선영역을 선택반사 파장영역으로 가지도록 한 광대역 콜레스테릭 액정필름 제조기술(출원번호:10-1998-0000498,10-1999-0065640,10- 2004-0078416,10-2004-0060853)이 제시되어 있다.
또한, 두 개 이상의 콜레스테릭 액정 중합체층이 반사광의 중심 파장을 기준으로 하여 길고 짧은 순서로 밀착된 상태로 서로 적층되어 두께 방향으로 나선 피치가 변하는 원편광 분리층 및 반사광의 중심 파장의 장파장 측에 배치된 위상차층을 포함하는 편광자 제조기술(출원번호:10-1998-0043207,10-1998-0017719, 10- 1999- 0006902, 10-1998-0019146, 10-2005-7015572)도 제시되고 있다.
도 1은 상술한 종래의 반사편광자를 포함하는 액정 디스플레이장치의 예시도로서, 종래의 액정 디스플레이장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트 소자(A)와 액정 패널(B)로 구성된다. 그리고 상기 백라이트 소자(A)는 LED 광원(11)으로부터 입사된 광을 확산하여 출사시키는 도광판(12)과 확산판(13), 이 확산판(13)로부터 입사된 광을 집광시켜 출사시키는 프리즘시트(15), 이 프리즘시트(15)로부터 입사된 광을 선택 반사시키는 반사편광막(16), 이 반사편광막(16)을 투과한 원편광을 선편광으로 전환시키는 위상지연층(18)으로 구성된다.
도 1 중 미설명부호 12a는 반사판을, 19는 흡수형 반사편광막을 나타낸 것이다.
이러한 액정 디스플레이장치를 구성하는 종래의 반사편광막(16)은, 가시광선 영역의 파장대를 반사영역으로 하는 광대역의 반사편광자의 기능확보를 위해 Blue, Green 및 Red 광 모두에 대한 선택 반사 기능을 한다.
상술한 액정 디스플레이장치의 광원으로서 현재 널리 이용되고 있는 Yellow 형광체가 도포된 Blue LED를 사용할 경우, Blue와 Green 및 Red 파장대에서 각각 그 광의 세기가 다르게 작용한다. 즉, 일반적으로 LED에서 출사된 광은 Blue 파장대의 광 세기가 Green 및 Red 파장대의 광 세기보다 대략 2배 이상이며, 이러한 파장대의 광이 반사편광자를 투과하여 액정패널로 입사될 때, 광세기에 대한 차이가 잔존하게 된다.
따라서, 상기와 같은 광 세기의 차이로 인해 액정표시장치에 대한 색의 발현 문제를 야기하므로, 일반적인 액정패널의 액정셀에서는 출사된 Blue 광의 세기를 작게 조절하는 부품이나 장치를 별도로 구비해야 하며, 이로 인해 백라이트 소자의 복잡화 및 조립 공수의 지연으로 이어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 광 세기가 큰 어느 하나의 편광을 조절하여 최적의 색 발현과 함께, 백라이트 유닛의 단순화 및 조립 공수의 단축을 기대할 수 있는 광대역 반사편광자, 이를 갖는 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 광원에서 발광된 백색광 중, 다른 파장대역보다 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 적어도 하나 이상의 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 반사편광필름; 상기 반사편광필름으로부터 입사된 제1편광은 투과시키고 제2편광은 흡수하는 흡수편광막으로 구성하는 것이다.
여기서, 상기 반사편광필름은 굴절율에 의해 편광을 투과 및 반사시키도록 연신된 고분자필름으로 이루어지는데, 이러한 반사편광필름은 두 개 이상의 층으로 적층되며, 적층된 반사편광필름 중 어느 하나 이상의 층은 복굴절 물질을 포함한다.
또한, 상기와 같이 두 개 이상의 층으로 적층된 반사편광필름은 하나 이상의 굴절율 성분에 따라 파장대역별로 굴절율 차이를 발생시키는 것이 바람직하다.
한편, 상기 반사편광필름은, 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 중 어느 하나의 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 제1 콜레스테릭 액정층; 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 중 다른 하나의 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 제2 콜레스테릭 액정층;을 포함한다.
선택적으로 상기 반사편광필름은, 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키도록, 하부에서 상부로 가면서 장파장 또는 단파장 피치를 갖는 단일의 콜레스테릭 액정층으로 이루어질 수 있다.
다른 한편, 상기 반사편광필름은 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키도록, 광 투과성을 갖는 베이스필름의 적어도 일면으로 금속 격자가 배열된 와이어 그리드 편광필름으로 이루어진다.
그리고 본 발명은 상기 반사편광필름에서 출사된 편광을 집광시키도록 배치된 광학시트를 더 포함하는데, 이러한 광학시트의 어느 일면에는, 상기 광학시트의 패턴과 교차되도록 상이한 패턴을 갖는 광학시트가 적층되며, 이러한 광학시트를 구성하는 패턴의 피치는 10~100㎛로 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 광학시트를 구성하는 패턴의 꼭지각은 70~110°로 이루어지며, 상기 각각의 패턴은 길이방향을 따라 비선형적으로 배열될 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 광대역 반사편광자를 갖는 백라이트 유닛과 이러한 백라이트 유닛을 갖는 액정표시장치를 제공한다.
상기와 같은 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 광원에서 발광된 백색광 중, 광 세기가 큰 랜덤편광을 반사편광필름 및 흡수편광막에서 적절히 조절하여 출사하므로 최적의 색 발현을 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 소자의 단순화 및 조립 공수의 단축을 기대할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 반사편광필름과 흡수편광막을 통해 광원에서 발광된 광의 세기가 실질적으로 동일하게 출사되므로, 종래에서와 같이 별도의 부품이나 장치를 통해 광 세기를 조절할 필요가 없게 되며, 이에 따라 경제적으로 원가절감을 기대할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 광대역 반사편광자(3)는, 광원(100)에서 발광된 백색광 중, 다른 파장대역보다 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 반사편광필름(300); 이 반사편광필름(300)으로부터 입삭된 제1편광은 투과시키고 제2편광은 흡수하는 흡수편광막(500)으로 구성된다.
백색광을 발광하는 광원(100)은 R, G, B 광의 혼합에 의한 방식, UV광에 R, G, B 형광체를 이용하는 방식, Blue LED에 Yellow 형광체를 도포한 방식 중 어느 하나의 방식으로 구현되는데, 본 발명에서는 현재 가장 널리 사용되고 있는 Yellow 형광체가 도포된 Blue LED를 광원으로 구현하여 설명한다.
그리고 광원(100)의 하부에는 반사판(200)이 배치되어 반사편광필름(300)에서 반사된 광을 반사편광필름(300) 방향으로 다시 반사시킨다.
반사편광필름(300)은 광원(100)에서 입사된 백색광 중, 광 세기가 큰 파장대역의 랜덤편광은 그대로 투과시키면서 나머지 랜덤편광은 선택적으로 반사시킨다. 즉, 다른 파장대역에 비해 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 하나 또는 두 개의 랜덤편광인 제1편광 및 제2편광은 그대로 투과시키면서, 광 세기가 작은 나머지 랜덤편광인 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 것이다.
첨부된 도 3은 반사편광필름(300)의 작용을 개념적으로 도시한 개념도로서, 도 3에 도시된 바와 같이 반사편광필름(300)은, G·R 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키면서, B 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 그대로 투과시킨다.
즉, Yellow 형광체가 도포된 Blue LED에서 발광된 백색광은 R·G·B 파장대역의 랜덤편광이며, 이러한 랜덤편광은 어느 일 방향의 제1편광과, 이와는 다른 방향의 제2편광으로 이루어지는데, 이때 반사편광필름(300)은 G 또는 R 랜덤편광 중, 일 방향의 제1편광은 그대로 투과시키고 다른 방향의 제2편광은 반사시키면서, B 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 모두 통과시키는 것이다.
상기와 같이 선택반사된 G 및 R의 제2편광은 반사판(200)에 의해 반사되어 제1편광 및 제2편광으로 전환되고, 이같이 전환된 제1편광은 반사편광필름(300)을 투과하고 제2편광은 반사되며, 이러한 일련의 과정을 연속적으로 반복함에 따라, 결국 G 및 R은 제1편광의 형태로 반사편광필름(300)을 투과하게 된다.
상술한 반사편광필름(300)은 연신된 고분자 필름으로 구현되는 것이 바람직하다. 예컨대, 폴리비닐 알코올 필름에 요오드나 2색성 염료 등이 흡착된 고분자 필름을, 일정 방향으로 연신시켜서 제조하는 것이다. 이같이 제조된 고분자 필름은 굴절율을 이용하여 투과 및 선택반사의 작용을 한다.
아울러, 반사편광필름(300)은 두 개 이상의 층으로 이루어질 수 있으며, 이 층 중 하나 이상의 층은 복굴절 물질을 갖는다. 그리고 두 개 또는 그 이상의 인접된 층은 하나 이상의 굴절율 성분에 따라 R·G·B 파장대역별로 굴절율의 차이를 발생시키며, 이러한 파장대역별 굴절율 차이에 의해 R·G·B 파장대역별로 투과 및 반사 특성을 갖게 된다.
여기서, 상기 연신된 고분자 필름은 열가소성 고분자로 이루어지는 것이 바람직하며, 이러한 열가소성 고분자는 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리노르보르넨계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리술폰, 폴리알릴레이트, 폴리비닐알코올, 폴리메타크릴산에스테르, 폴리아크릴산에스테르, 셀룰로오스에스테르 및 이들의 공중합체로 이루어질 수 있다.
선택적으로, 상술한 반사편광필름(300)은 도 6에 도시된 바와 같이, 광 세기 가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 중 어느 하나의 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 제1 콜레스테릭 액정층(310); 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 중 다른 하나의 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 제2 콜레스테릭 액정층(320);을 적층하는 것으로 구현될 수 있다.
예컨대, 제1 콜레스테릭 액정층(310)은 B 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 그대로 투과시키면서, G 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 것이다. 그리고 제2 콜레스테릭 액정층(320)은 B 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 그대로 투과시키면서, R 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 것이다.
여기서, 반사편광필름(300)은 제1·제2 콜레스테릭 액정층(310)(320)의 적층순서를 달리하는 것으로 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 다른 파장대역의 광을 선택적으로 반사시키는 두 개 이상의 콜레스테릭 액정층을 적층하여 구현할 수도 있음을 분명히 밝혀둔다.
또한, 제1·제2 콜레스테릭 액정층(310)(320)은 경화성 네마틱 액정물질과 경화성 카이럴(chiral)물질의 혼합으로 되어 있으며, 이 두 물질의 조성에 따라 선택 반사 파장영역에 대한 조절가능하게 된다. 그리고 상기 경화성 네마틱 액정물질과 경화성 카이럴물질은 네마틱액정을 나타내는 메소젠기를 포함하는 액정물질이면 모두 사용 가능하다. 또한 상기 카이럴물질은 통상의 네마틱 액정에 카이럴탄소를 가지는 물질이면 가능하며, 특정한 물질에 제한되는 것은 아니다. 여기서, 상기 경화성이란 열경화 또는 광경화가능한 반응성기를 분자구조내에 갖는 물질을 포함한다. 예컨대, 열경화의 경우 비닐기,아크릴기, 메타크릴기 등의 비닐기를 포함하거나, 축합중합가능한 다양한 반응성기를 가지는 단량체들의 조합을 이용할 수 있다. 그리고 상기 광경화가능한 것으로는 비닐기, 아크릴기, 아릴기 등의 자외선에 의해 가교가능한 반응성기를 이용할 수 있다.
한편, 반사편광필름(300)은 단일의 콜레스테릭 액정층으로 구현될 수 있다. 이러한 단일의 콜레스테릭 액정층은, 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키도록, 하부에서 상부로 가면서 장파장 또는 단파장 피치를 갖는 콜레스테릭 액정층으로 구현되는 것이다. 즉, B 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 그대로 투과시키면서, G·R 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 투과시키는 것이다.
일반적으로 네마틱 액정물질과 카이럴물질을 혼합하여 콜레스테릭 액정층을 형성할 때, 혼합되는 카이럴 액정물질의 함량이 높을수록 선택반사의 파장대가 단파장으로 이동된다.
다른 한편, 반사편광필름(300)은 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키도록, 광 투과성을 갖는 베이스필름의 적어도 일면으로 금속 격 자가 배열된 와이어 그리드 편광필름으로 구현될 수 있다.
또 다른 한편, 반사편광필름(300)은 상술한 바에 따라 열거된 연신필름, 콜레스테릭 액정 및 와이어 그리드를 임의대로 조합하는 것으로 구현될 수 있다.
첨부된 도 3를 참조하여 반사편광필름(300)의 작용을 좀 더 부연하면 다음과 같다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, Yellow 형광체가 도포된 Blue LED에서 발광된 가시광선 파장대역의 R·G·B 랜덤편광은 반사편광필름(300)으로 입사된다. 이때, 광 세기가 가장 큰 파장대역의 B 랜덤편광은 제1편광(B1) 및 제2편광(B2)으로 이루어지고, 이 B 랜덤편광에 비해 광 세기가 작은 파장대역의 G 랜덤편광은 제1편광(G1) 및 제2편광(G2)으로, R 랜덤편광은 제1편광(R1) 및 제2편광(R2)으로 각각 이루어진다. 여기서, 상술한 각각의 제1편광(R1)(G1)(B1)은 어느 일 방향의 편광이고, 제2편광(R2)(G2)(B2)은 이와는 다른 방향의 편광이다.
따라서, 반사편광필름(300)은 B 파장대역의 랜덤편광에 대해서는 제1편광(B1) 및 제2편광(B2)을 모두 투과시키나, G 및 R 파장대역의 랜덤편광에 대해서는 제1편광(G1)(R1)만 투과시키고 제2편광(G1)(R2)은 반사시킨다.
이어서, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 반사편광필름(300)에서 반사된 제2편광(G2)(R2)은 반사판(200)에 부딪히면서 반사되어 제1편광(G1a)(R1a) 및 제2편광(G2a)(R2a)으로 전환되며, 이같이 전환된 제1편광(G1a)(R1a)은 반사편광필름(300)으로 다시 투과되고, 제2편광(G2a)(R2a)은 반사편광필름(300)에 부딪혀서 또 다시 반사된다.
상술한 바와 같은 일련의 투과 및 반사 과정을 통해, 결국에는 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 광 세기가 큰 B 파장대역의 제1편광(B1) 및 제2편광(B2)은 반사편광필름(300)을 투과하고, G 및 R 파장대역은 제1편광(G1)(R1)만이 투과되며, 이같이 투과된 제1편광(G1)(R1)은 상술한 바와 같이 투과 및 반사를 반복한 후에 최종적으로 반사편광필름(300)을 투과하게 된다. 즉, G 파장대역의 경우 투과된 제1편광(G1)은 “G1, G1a, G1b, G1c...”이 되고, R 파장대역의 경우 투과된 제1편광(R1)은 “R1, R1a, R1b, R1c...”이 되는 것이다.
선택적으로, 반사편광필름(300)은 광원에서 발광된 백색광 중, 광세기가 큰 R 또는 G 파장대역의 제1편광(R1)(G1) 및 제2편광(R2)(G2)을 그대로 투과시키면서, B 파장대역의 제1편광(B1)은 투과시키고 제2편광(B2)은 반사시킬 수 있다.
이와는 달리, 반사편광필름(300)은 광원에서 발광된 백색광 중, 광세기가 큰 R·B 파장대역의 제1편광(R1)(B2) 및 제2편광(R2)(B2)을 그대로 투과시키면서, G 파장대역의 제1편광(G1)은 투과시키고 제2편광(G2)은 반사시킬 수 있음을 분명히 밝혀둔다.
흡수편광막(500)은 반사편광필름(300)의 상부에 배치되어, 반사편광필름(300)으로부터 입사된 제1편광(R1)(G1)(B1)은 그대로 투과시키고 B 랜덤편광의 제2편광(B2)은 흡수한다. 즉, B 파장대역의 광 중 50%는 흡수(제2편광)하고 나머지는 투과(제1편광)시키는 것이다. 이에 따라, 흡수편광막(500)을 투과한 G·R 파장 대역의 광은 그 세기가 그대로 유지되지만, B 파장대역의 광은 그 세기가 저하된다.
즉, 종래에는 흡수편광막(500)을 투과한 R·G·B 파장대역의 광 중 B 파장대역의 광 세기가 저하되면, 액정표시장치에서 백색광의 발현을 최적화하기 어렵게 되지만, 본 발명은 R·G·B 광 세기를 적절히 조절하여 R·G·B 광의 조화로운 혼합에 따른 백색광의 최적화를 도모하는 것이다.
한편, 첨부된 도 5는 본 발명의 광대역 반사편광자(3)의 다른 실시예를 도시한 단면도로서, 반사편광필름(300)의 상부에는 광학시트(400)가 배치되는데, 이러한 광학시트(400)는 반사편광필름(300)을 통과한 광의 산란현상을 효과적으로 억제하여 휘도를 향상시킨다. 그리고 광학시트(400)의 상부에는 마이크로 구조물, 즉 패턴이 형성되며, 이 패턴의 단면 형상은 프리즘 또는 원호 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
선택적으로, 광학시트(400)의 상면 또는 하면에는 패턴이 상호 교차되도록 또 다른 광학시트가 더 적층될 수 있으며, 이같이 적층된 광학시트는 수평 및 수직 시야각의 확대를 보다 효과적으로 구현하게 된다.
또한, 광학시트(400)의 패턴의 피치(각 패턴 사이의 간격)는 집광효율을 극대화하도록 대략 10~100㎛로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 각 패턴의 꼭지각(θ)은 70~110°로 이루어져 휘도를 향상시키게 된다.
아울러, 광학시트(400)는 각각의 패턴이 길이방향을 따라 평행하게 선형배열 되는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 각각의 패턴이 길이방향을 따라 비선형적인 카오스패턴으로 배열될 수 있다.
한편, 첨부된 도 4는 상술한 바와 같이 구성된 광대역 반사편광자(3)를 갖는 액정표시장치를 도시한 예시도로서, 본 발명의 광대역 반사편광자(3)를 갖는 액정표시장치는 백라이트 유닛(1)과 액정패널(2)로 구성된다.
여기서, 백라이트 유닛(1)은, 백색광을 발광하는 광원(100)과, 이 광원(100)에서 발생된 광을 전체 면적으로 분포시키는 도광판(110)과, 이 도광판으로부터 입사된 광을 균일한 밝기의 면광원으로 변형시키는 확산시트(600)와, 이 확산시트(600)로부터 입사된 광을 집광시켜서 반사편광필름(300)으로 출사시키는 광학시트(400)를 포함한다.
확산시트(600)는 광원(100)에서 각각 발광된 광을 면광원으로 확산시키는 것으로서, 확산시트(600)로 투과된 광은 전체 면적으로 고르게 확산되어 면광원으로 변형된다. 이러한 확산시트(600)는, 베이스필름(도시생략)의 하면에 복수개의 비드(도시생략)를 함유한 수지층이 도포되는 것으로 구현되며, 이 비드를 통해 광이 다양한 방향으로 출사되어 광 확산 효과를 기대할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명에 의한 하나의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과할 뿐, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 첨부된 청구범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
도 1은 종래의 반사편광자를 포함하는 액정 디스플레이장치의 예시도.
도 2는 본 발명의 광대역 반사편광자를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 반사편광필름의 작용을 개념적으로 도시한 개념도.
도 4는 본 발명의 백라이트 유닛을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사편광자를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 반사편광필름의 실시예를 도시한 단면도.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
100 : 광원 200 : 반사판
300 : 반사편광필름 400 : 광학시트
500 : 흡수편광막 600 : 확산시트

Claims (15)

  1. 광원에서 발광된 백색광 중, 다른 파장대역보다 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 적어도 하나 이상의 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 반사편광필름;
    상기 반사편광필름으로부터 입사된 제1편광은 투과시키고 제2편광은 흡수하는 흡수편광막;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사편광필름은 굴절율에 의해 편광을 투과 및 반사시키도록 연신된 고분자필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 반사편광필름은 두 개 이상의 층으로 적층되는 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 두 개 이상의 층으로 적층된 반사편광필름 중 어느 하나 이상의 층은 복굴절 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 두 개 이상의 층으로 적층된 반사편광필름은 하나 이상의 굴절율 성분에 따라 파장대역별로 굴절율 차이를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    반사편광필름은,
    광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 중 어느 하나의 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 제1 콜레스테릭 액정층;
    광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 중 다른 하나의 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 제2 콜레스테릭 액정층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사편광필름은, 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키도록, 하부에서 상부로 가면서 장파장 또는 단파장 피치를 갖는 단일의 콜 레스테릭 액정층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사편광필름은 광 세기가 큰 파장대역을 이루는 랜덤편광의 제1편광 및 제2편광은 투과시키면서, 나머지 랜덤편광의 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키도록, 광 투과성을 갖는 베이스필름의 적어도 일면으로 금속 격자가 배열된 와이어 그리드 편광필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사편광필름에서 출사된 편광을 집광시키도록 배치된 광학시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 광학시트의 어느 일면에는, 상기 광학시트의 패턴과 교차되도록 상이한 패턴을 갖는 광학시트가 적층되는 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 광학시트를 구성하는 패턴의 피치는 10~100㎛로 이루어진 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  12. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 광학시트를 구성하는 패턴의 꼭지각은 70~110°로 이루어진 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  13. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 광학시트를 구성하는 각각의 패턴은 길이방향을 따라 비선형적으로 배열된 것을 특징으로 하는 광대역 반사편광자.
  14. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항의 광대역 반사편광자를 갖는 백라이트 유닛.
  15. 청구항 14의 백라이트 유닛을 갖는 액정표시장치.
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