KR20100043529A - 액정 필름, 그 제조 방법과 액정 필름을 포함하는 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

액정 필름 및 그 제조 방법이 제공된다. 액정 필름은 제1 액정 피치를 갖는 제1 액정 영역, 및 제1 액정 피치와 다른 제2 액정 피치를 갖는 제2 액정 영역을 포함하는 액정 단일막을 포함한다. 액정 필름의 제조 방법은 액정 코팅층을 형성하고, 액정 코팅층을 프리-경화하고, 액정 코팅층을 제1 열처리하고, 액정 코팅층을 제2 열처리하는 것을 포함한다.
액정 영역, 반사광 밴드갭, 액정 단일막, 액정 표시 장치

Description

액정 필름, 그 제조 방법과 액정 필름을 포함하는 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치{Liquid cristal film, method of fabricating the same, light source assembly including the liquid crystal film and liquid crystal display including the liquid crystal film}
본 발명은 액정 필름 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이에 적용되는 액정 필름 및 그 제조 방법, 이를 포함하는 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 두 개의 유리판 사이에 액정을 주입해 상하 유리판 전극에 전원을 인가하여 각 화소에 액정 분자배열이 변화함으로써 영상을 표시하는 장치이다. 음극선관 표시 장치(Cathode Ray Tube; CRT), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel; PDP) 등과는 달리 액정 표시 장치에 의한 표시는 그 자체가 비발광성이기 때문에 빛이 없는 곳에서는 사용이 불가능하다. 이러한 단점을 보완하여 어두운 곳에서의 사용이 가능하게 할 목적으로 정보 표시면에 균일하게 조사되는 광원 어셈블리를 장착한다.
액정 표시 장치에 사용되는 광원 어셈블리는 크게 2종류로 구분된다. 첫째는 액정 표시 장치의 측면에서 빛을 제공하는 에지형 광원 어셈블리고 둘째는 액정 표시 장치의 후면에서 빛을 직접 제공하는 직하형 광원 어셈블리다. 에지형 광원 어셈블리의 경우, 광원으로부터 출사된 빛이 상측으로 조사되도록 하기 위해 도광판을 구비하며, 도광판을 통과한 빛의 광학적 특성을 조절하기 위해 도광판 위쪽에 적어도 하나의 광학 필름을 구비한다. 직하형 광원 어셈블리의 경우에는 광원으로부터 출사된 빛의 휘선을 감소시키기 위해 확산판을 구비하며, 확산판을 통과한 빛의 광학적 특성을 조절하기 위해 적어도 하나의 광학 필름을 구비한다. 몇몇 액정 표시 장치는 휘도를 개선하기 위해 광학 필름의 하나로서 액정 필름을 구비한다.
일반적으로 콜레스테릭 액정은 반사광 밴드폭이 그리 넓지 못하여, 단일 콜레스테릭 액정으로 가시광 전파장을 커버하기는 어렵다. 따라서, 가시광 전파장을 커버하기 위해서는 다수의 액정층을 적층한다. 그러나, 다수의 액정층을 적층하면, 그 자체로 두께가 두꺼워져 광투과율이 불리해질 뿐만 아니라, 액정층간 접착제를 개재하여야 하기 때문에, 접착제에 의해서도 광투과율이 저하된다. 또, 접착제는 광 왜곡을 발생시킨다. 그 결과, 이러한 액정 필름을 채용한 광원 어셈블리 및 액정 표시 장치의 휘도, 광질, 화질이 저하된다.
본 발명은 이러한 점들에 근거해 착안된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하나의 액정층만을 사용하면서도 가시광의 전파장 범위에 대해 소정의 반사율을 가질 수 있는 액정 필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 휘도, 광질이 개선된 광원 어셈블리를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 휘도, 광질, 화질이 개선된 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 하나의 액정층만을 사용하면서도 가시광의 전파장 범위에 대해 소정의 반사율을 가질 수 있는 액정 필름의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름은 제1 액정 피치를 갖는 제1 액정 영역, 및 상기 제1 액정 피치와 다른 제2 액정 피치를 갖는 제2 액정 영역을 포함하는 액정 단일막을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 필름은 반사광의 중심 파장이 제1 파장인 제1 액정 영역, 및 반사광의 중심 파장이 상기 제1 파장과 다른 제2 파장인 제2 액정 영역을 포함하는 액정 단일막을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 필름은 2 이상의 액정 영역을 포함하는 액정 단일막으로서, 상기 각 액정 영역은 서로 다른 액정 피치를 갖고, 반사광의 중심 파장이 서로 다른 액정 단일막을 포함한다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리는 상기한 바와 같은 액정 필름을 포함한다.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기한 바와 같은 액정 필름을 포함한다.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름의 제조 방법은 액정 코팅층을 형성하고, 상기 액정 코팅층을 제1 열처리와 동시에 프리-경화하는 것을 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 필름에 의하면, 액정층을 다층으로 적층하지 않더라도, 가시광의 전 파장 범위을 반사시킬 수 있다. 따라서, 액정 필름의 두께가 감소하며, 광투과율이 개선될 수 있다. 또, 다층으로 적층할 때와는 달리 접착제를 사용할 필요가 전혀 없기 때문에, 접착제의 개재에 따른 빛의 왜곡 현상, 광투과율 저하를 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 실시예들에 따른 광원 어셈블리에 의하면, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 필름이 적용됨으로써, 두께가 얇아지고, 휘도가 개선되며, 광 간섭 효과가 억제될 수 있다. 그에 따라, 이러한 광원 어셈블리를 포함하는 액정 표시 장치의 화질이 개선될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의"아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어인 "필름"은 "~시트", "~판"의 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 "액정 필름"이라 함은 액정층을 포함하는 필름을 의미하며, 여기에 다른 층이나 필름이 추가로 포함되어 있는 경우를 배제하지 않는다. 예를 들면, 필름 상에 액정층이 형성되어 있고, 그 위 또는 그 이면에 위상차 필름이 적층되어 있는 복합 필름 등의 경우에도 액정층을 포함하는 필름인 이상 액정 필름으로 지칭될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름의 상면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름(100)은 콜레스테릭 액정(또는 카이럴 네마틱 액정)을 포함하는 액정 단일막(110)을 포함한다. 콜레스테릭 액정은 네마틱 액정(nematic liquid crystal)과 키랄 도펀트(chiral dopant)를 포함하여 이루어질 수 있다. 콜레스테릭 액정은 일정한 피치(pitch)를 가지며 반복적으로 꼬인 나선형 구조를 갖는다. 반복되는 꼬인 나선형 구조는 광의 브래그(Bragg) 반사를 유도한다.
콜레스테릭 액정은 그 나선 방향에 따라 우선성(right-handed) 콜레스테릭 액정 및 좌선성(left-handed) 콜레스테릭 액정으로 분류된다. 우선성 콜레스테릭 액정은 우원 편광된 빛은 반사하지만, 좌원 편광된 빛은 투과한다. 반대로, 좌선성 콜레스테릭 액정은 우원 편광된 빛은 투과하지만, 좌원 편광된 빛은 반사한다. 따라서, 이론적으로 콜레스테릭 액정은 그 콜레스테릭 액정이 반사하는 파장 범위 내에 포함된 빛의 50%는 투과하고, 나머지 50%는 반사한다.
콜레스테릭 액정의 피치(액정 피치)는 반사되는 빛의 파장에 관계된다. 콜레스테릭 액정에 의해 반사되는 반사광의 중심 파장은 대체로 액정 피치에 비례한다. 여기서 반사광의 중심 파장이란, 콜레스테릭 액정이 반사하는 반사광이 소정의 밴드폭(band width)을 가질 경우, 그 밴드폭 내에서 최대 반사되는 파장 또는 그 밴드폭의 평균 파장을 의미할 수 있다. 여기서, 상기 반사광의 밴드폭이란, 입사된 빛의 약 30% 내지 약 70%를 반사할 수 있는 파장의 범위를 의미할 수 있으며, 바람직하게는 입사된 빛의 약 40% 내지 약 60%를 반사할 수 있는 파장의 범위를, 더욱 바람직하게는 입사된 빛의 약 약 50% 정도를 반사할 수 있는 파장의 범위를 의미할 수 있다.
액정 단일막(110)은 복수의 액정 영역을 포함한다. 각 액정 영역은 적어도 하나의 배향된 콜레스테릭 액정 분자를 포함하며, 액정 피치에 따라 구분된다. 액정 영역의 수는 2 이상이다. 설명의 편의상 도 1 및 도 2에서는 예시적으로 액정 단일막(110)이 제1 액정 영역(111), 제2 액정 영역(112), 및 제3 액정 영역(113)의 3개의 액정 영역을 포함하는 경우를 도시하지만, 액정 단일막(110)이 제1 액정 영역(111) 및 제2 액정 영역(112)의 2개의 액정 영역만을 포함하거나, 제1 내지 제2 액정 영역(111-113) 외에 제4, 제5 액정 영역을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 액정 단일막(110)에는 서로 다른 액정 피치를 갖는 액정 영역이 수십개 내지 수십만개 이상 포함할 수도 있다. 즉, 액정 단일막(110)은 복수개의 서로 다른 액정 영역을 포함하는 것으로 족하며, 그 수에는 제한이 없다. 예를 들어, 각 액정 영역이 소수의 콜레스테릭 액정 분자만을 포함할 경우, 액정 단일막(110)에는 동일한 몇몇 액정 영역이 각각 여러 개 배치될 수도 있지만, 서로 다른 피치를 갖는 무수히 많은 액정 영역이 배치되어 있을 수도 있다.
상술한 것처럼 각 액정 영역은 단지 액정 피치에 따라 구분된 영역의 개념이며, 이들 간 별도의 물리적인 구분은 불필요하다. 몇몇 실시예에서는 제1 액정 영역(111) 내의 콜레스트렉 액정이나, 제2 액정 영역(112) 내의 콜레스테릭 액정, 제3 액정 영역(113) 내의 콜레스테릭 액정은 모두 동일한 종류의 콜레스테릭 액정으로 이루어져 있다. 즉, 액정 단일막(110)은 액정 영역의 구분과는 별개로 모두 동일한 종류의 콜레스테릭 액정으로 이루어질 수 있다. 동일한 액정으로 이루어져 있어도, 각 액정 영역은 액정 피치의 상이에 의해 구분될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 액정 영역(111), 제2 액정 영역(112), 및 제3 액정 영역(113) 내의 각 액정 피치를 도시한 개략도이다. 도 3을 참조하면, 제1 액정 영역(111) 내의 콜레스테릭 액정은 제1 액정 피치(P1)를 가지며 반복적으로 꼬인 나선형 구조를 갖는다. 제1 액정 영역(111) 내의 배향된 콜레스테릭 액정이 2 이상의 콜레스테릭 액정 분자를 포함하는 경우, 제1 액정 영역(111) 내의 각 콜레스테릭 액정 분자는 모두 공통적으로 제1 액정 피치(P1)를 가지며 반복적으로 꼬인 나선형 구조를 갖는다.
마찬가지로, 제2 액정 영역(112) 내의 콜레스테릭 액정은 제2 액정 피치(P2)를 가지며 반복적으로 꼬인 나선형 구조를 갖고, 제3 액정 영역(113) 내의 콜레스테릭 액정은 제3 액정 피치(P3)를 가지며 반복적으로 꼬인 나선형 구조를 갖는다. 여기서, 제1 액정 피치(P1), 제2 액정 피치(P2), 및 제3 액정 피치(P3)는 각각 서로 다른 피치이다.
상술한 것처럼 액정에 대한 반사광의 중심 파장은 액정 피치에 비례하기 때 문에, 각 액정 영역이 모두 동일한 종류의 콜레스테릭 액정으로 이루어져 있더라도, 제1 내지 제3 액정 영역(111-113)의 액정 피치(P1-P3)가 각각 다르게 되면, 각 액정 영역에 의해 반사되는 빛의 파장(중심 파장)도 모두 상이해진다. 예를 들어, 제1 액정 영역(111)은 제1 파장의 빛을 반사하고, 제2 액정 영역(112)은 제1 파장과는 다른 제2 파장의 빛을 반사하며, 제3 액정 영역(113)은 제1 및 제2 파장과는 다른 제3 파장의 빛을 반사한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름에서 빛의 진행 방향을 예시적으로 나타낸 개략도이다. 도 4에서 제1 광은 제1 파장(λ1)의 좌원 편광(L)된 빛과 제1 파장(λ1)의 우원 편광(R)된 빛을 포함하고, 제2 광은 제2 파장(λ2)의 좌원 편광(L)된 빛과 제2 파장(λ2)의 우원 편광(R)된 빛을 포함하고, 제3 광은 제3 파장(λ3)의 좌원 편광(L)된 빛과 제3 파장(λ3)의 우원 편광(R)된 빛을 포함하는 것으로 가정된다. 또, 제1 파장(λ1)은 제1 액정 영역(111)의 반사광의 중심광이되, 제2 및 제3 액정 영역(112, 113)의 반사광의 밴드폭에는 포함되지 않는 것으로 가정된다. 마찬가지로, 제2 파장(λ2)은 제2 액정 영역(112)의 반사광의 중심광이되, 제1 및 제3 액정 영역(111, 113)의 반사광의 밴드폭에는 포함되지 않으며, 제3 파장(λ3)은 제3 액정 영역(113)의 반사광의 중심광이되, 제1 및 제2 액정 영역(11, 112)의 반사광의 밴드폭에는 포함되지 않는 것으로 가정된다.
아울러, 설명의 편의를 위하여 제1 내지 제3 액정 영역(11, 113)이 모두 우선성 콜레스테릭 액정으로 이루어졌다고 가정된다. 물론, 이는 하나의 예시적인 가정에 불과하며, 각 액정 영역이 좌선성 콜레스테릭 액정으로 이루어지거나, 어떤 액정 영역은 우선성 콜레스테릭 액정으로 이루어지고 어떤 액정 영역은 좌선성 콜레스트렉 액정으로 이루어질 수도 있다. 또, 동일 액정 영역 내에서도 좌선성 콜레스테릭 액정 및 우선성 콜레스테릭 액정을 모두 포함할 수도 있다.
도 4를 참조하면, 상기 가정하에서, 액정 단일막(110)으로 입사된 제1 광은 제1 액정 영역(111)에 이르러, 좌원 편광(L)된 빛은 투과하지만, 우원 편광(R)된 빛은 반사된다. 제2 액정 영역(112) 및 제3 액정 영역(113)의 콜레스테릭 액정도 우선성을 띨 뿐만 아니라, 그렇지 않다고 하더라도 상기 가정에서 제1 파장(λ1)은 제2 액정 영역(112) 및 제3 액정 영역(113)의 반사광의 밴드폭 내에 포함되지 않기 때문에, 제1 파장(λ1)의 좌원 편광(L)된 빛은 제2 액정 영역(112) 및 제3 액정 영역(113)을 그대로 투과해 나간다.
마찬가지로, 제2 파장(λ2)의 제2 광은 제1 액정 영역(111)의 반사광의 밴드폭에 포함되지 않기 때문에, 제1 액정 영역(111)은 그대로 투과하며, 제2 액정 영역(112)에 이르러 좌원 편광(L)된 빛은 투과되고, 우원 편광(R)된 빛은 반사된다. 제2 액정 영역(112)을 투과한 제2 파장(λ2)의 좌원 편광(L)된 빛은 제3 액정 영역(113)을 그대로 투과한다.
유사하게, 제3 파장(λ3)의 제3 광은 제1 액정 영역(111) 및 제2 액정 영역(112)의 반사광의 밴드폭에 포함되지 않기 때문에, 제1 액정 영역(111) 및 제2 액정 영역(112)은 그대로 투과하며, 제3 액정 영역(113)에 이르러 좌원 편광(L)된 빛은 투과되고, 우원 편광(R)된 빛은 반사된다.
따라서, 제1 광, 제2 광 및 제3 광은 제1 액정 영역(111), 제2 액정 영 역(112), 및 제3 액정 영역(113)을 통과하면서, 좌원 편광(L)된 빛은 모두 투과되고, 우원 편광(R)된 빛은 모두 반사된다. 광이 좌원 편광(L)된 빛과 우원 편광(R)된 빛으로 분류되고, 이들이 동일하게 존재한다고 가정하면, 결론적으로 액정 단일막(110)에 입사된 제1 광, 제2 광 및 제3 광은 약 50%만이 투과되고, 나머지 약 50%는 반사된다.
이러한 관점에서, 제1 액정 영역(111)의 반사광의 밴드폭, 제2 액정 영역(112)의 반사광의 밴드폭, 제3 액정 영역(113)의 반사광의 밴드폭이 가시광의 전파장을 커버한다면, 가시광의 전파장 범위 내의 모든 빛에 대하여 특정 반사율을 나타낼 수 있을 것이다. 더욱 구체적인 설명을 위하여 도 5a 내지 도 5c 및 도 6이 참조된다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름의 액정 영역에 입사되는 빛의 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프들이다.
구체적으로, 도 5a는 제1 액정 영역(111)에 입사되는 빛의 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이며, 여기서 제1 액정 영역(111)은 380nm 내지 520nm의 파장 범위 내에서 약 50%의 반사율을 갖는 것으로 예시되어 있다. 도 5b는 제2 액정 영역(112)에 입사되는 빛의 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이며, 여기서 제2 액정 영역(112)은 520nm 내지 650nm의 파장 범위 내에서 약 50%의 반사율을 갖는 것으로 예시되어 있다. 도 5c는 제3 액정 영역(113)에 입사되는 빛의 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이며, 여기서 제3 액정 영역(113)은 650nm 내지 780nm의 파장 범위 내에서 약 50%의 반사율을 갖는 것으로 예시되어 있다. 상술한 것처럼, 서로 다른 반사광 밴드폭을 갖는 제1 액정 영역(111), 제2 액정 영역(112), 및 제3 액정 영역(113)은 그 내부에 존재하는 콜레스테릭 액정의 액정 피치를 조절함으로써 조절될 수 있음은 물론이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름에 입사되는 빛의 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
빛이 도 5a 내지 도 5c에 예시된 반사광 밴드폭 및 반사율을 갖는 제1 액정 영역(111), 제2 액정 영역(112), 및 제3 액정 영역(113)을 모두 거친다면, 파장에 따른 투과율은 도 6으로 표시된다. 즉, 가시광의 전파장(380nm 내지 780nm)에 대하여 50%의 반사율을 갖게 된다.
일반적으로 콜레스테릭 액정은 반사광 밴드폭이 그리 넓지 못하여, 단일 콜레스테릭 액정으로 가시광 전파장을 커버하기는 어렵지만, 이와 같이 영역별로 액정 피치를 달리함으로써, 서로 다른 반사광 밴드폭을 갖도록 하면, 동일한 종류의 콜레스테릭 액정으로 액정 단일막(110)을 형성하더라도, 가시광 전파장에 대한 소정의 반사율을 구현할 수 있다. 만약 각 액정 영역의 반사광 밴드폭이 너무 좁은 경우라면, 액정 단일막(110) 내에 서로 다른 피치의 액정 영역이 더 많이 형성됨으로써, 가시광 전파장에 대한 소정의 반사율이 구현될 수 있을 것이다. 예를 들어, 액정 단일막(110) 내에 수십만개의 서로 다른 피치를 갖는 액정 영역이 형성되어 있으면, 각 액정 영역의 반사광 밴드폭이 각각 1nm 정도밖에 되지 않는다고 하더라도, 가시광 전파장에 대하여 소정의 반사율을 갖게 될 확률이 매우 높아진다.
복수의 액정 영역을 포함하는 액정 단일막(110)에 의해 구현되는 반사율은 액정 영역의 수, 액정 영역의 분포, 각 액정 영역의 반사율, 각 액정 영역의 반사광 밴드폭, 콜레스테릭 액정의 종류 등에 따라 다르지만, 예를 들어 가시광의 전범위에 대하여 약 30% 내지 약 70%의 반사율을 가질 수 있다. 바람직하게는 가시광의 전범위에 대하여 약 40% 내지 약 60%의 반사율을, 더욱 바람직하게는 가시광의 전범위에 대하여 약 50%의 반사율을 갖도록 조절될 수 있다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 각 액정 영역은 복수개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 하나의 제1 액정 영역(111)은 다른 제1 액정 영역(111)과는 액정 피치가 동일함으로 인해 같은 액정 영역으로 인식되지만, 실제 분포상으로는 제2 액정 영역(112) 또는 제3 액정 영역(113)에 의해 단절되어 있을 수 있다. 이 경우, 제1 액정 영역(111)은 2개로 계산될 것이다. 몇몇 실시예에서 특정 액정 영역은 전체가 하나로 연결되어 있을 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 복수개인 제1 액정 영역(111), 제2 액정 영역(112), 및 제3 액정 영역(113)은 액정 단일막(110) 내에서 랜덤하게 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단면 구조 상에서도 제1 내지 제3 액정 영역(111-113)은 랜덤하게 배치될 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 평면 구조 상에서도 랜덤한 배치를 가질 수 있다. 즉, 제1 액정 영역(111), 제2 액정 영역(112) 및 제3 액정 영역(113)은 액정 단일막(110) 내에서 입체적으로 랜덤하게 배치될 수 있다.
몇몇 바람직한 실시예에서는 가시광이 액정 단일막(110)을 통과하면서 그 입사 방향에 상관없이 제1 액정 영역(111), 제2 액정 영역(112) 및 제3 액정 영역(113)을 적어도 1회씩 통과하도록 각 액정 영역이 배치될 수도 있다. 예를 들면, 제1 액정 영역(111), 제2 액정 영역(112) 및 제3 액정 영역(113)이 층상 구조를 이루고 있으면, 입사 방향과 무관하게 입사된 빛이 모든 액정 영역을 1회씩 통과할 수 있다. 이러한 구조에서, 액정 단일막(110)의 반사율은 신뢰성을 가질 수 있다.
몇몇 다른 실시예에서는 동일한 액정 영역, 예컨데 제1 액정 영역(111)이 상하 방향으로 수 개 이상 배치될 수도 있다. 이 경우, 입사된 빛이 제1 액정 영역(111)을 수회 통과하면서 반사율이 더욱 높아질 수 있다.
서로 다른 액정 피치를 갖는 액정 영역의 수가 더욱 많아질수록 위에서 설명한 각 액정 영역의 배치는 더욱 다양해질 것이다.
이상의 실시예들에서는 가시광의 전파장 범위에 대하여 약 30% 내지 약 70%의 반사율을 갖는 액정 필름에 대해 논의되었지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 가시광의 일부 파장, 또는 다른 파장의 빛들, 예컨대 적외선, 자외선, X선 등이나, 고주파, 중파, 저주파의 전자기파 등에 대해 반사율을 갖도록 조절될 수도 있음은 물론이다. 또, 반사율도 상기 범위에 제한되지 않으며, 다른 다양한 반사율이 채용될 수도 있음은 자명하다.
상술한 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름(100)에 의하면, 액정층을 다층으로 적층하지 않더라도, 가시광의 전 파장 범위을 반사시킬 수 있다. 따라서, 액정 필름의 두께가 감소하며, 광투과율이 개선될 수 있다. 또, 다층으로 적층할 때와는 달리 접착제를 사용할 필요가 전혀 없기 때문에, 접착제의 개재에 따른 빛의 왜곡 현상, 광투과율 저하를 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 필름의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 필름(101)은 그 일면에 액정 단일막(110)이 형성되는 기재(105)를 더 포함한다. 기재(105)는 액정 단일막(110)을 지지할 수 있는 물질로서, 예컨대 광을 투과시킬 수 있는 투명한 재질, 예컨대, 폴리카보네이트(poly carbonate) 계열, 폴리술폰(poly sulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(poly acrylate) 계열, 폴리스티렌(poly styrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 계열, 폴리노르보넨(poly norbornene) 계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열의 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 구체적인 예를 들면, 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly ethylene terephtalate) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(poly ethylene naphthalate) 등으로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서는 기재(105)로서 폴리카보네이트 등으로 이루어진 위상차 필름이 적용될 수 있다. 이 경우, 액정 필름에 위상차 필름이 일체형으로 형성되어 복합 필름으로 작용하게 된다. 특히, 위상차 필름을 기재(105)로 하여 그 일면의 바로 위에 액정 단일막(110)을 형성하면, 접착제의 개재를 생략할 수 있으므로, 액정 필름(101)의 두께를 감소시킬 뿐만 아니라, 접착제의 개재에 따른 빛의 왜곡을 방지할 수 있다.
이하, 상기한 바와 같은 액정 필름을 제조하는 예시적인 방법들에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서 앞서 설명된 실시예와 중복된 구성에 대해서는 그 설명을 생략하거나 간략화한다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 액정 필름의 제조 방법을 나 타낸 공정 단계별 단면도들이다.
도 8을 참조하면, 기재(105)를 준비한 후, 기재(105) 상에 액상의 액정 코팅액을 코팅하여 액정 코팅층(110a)을 형성한다.
액정 코팅액은 네마틱 액정(nematic liquid crystal)과 키랄 도펀트(chiral dopant), UV 경화성 물질 및 광개시제를 포함할 수 있다.
네마틱 액정과 키랄 도펀트의 배합 비율은 콜레스테릭 액정의 반사광 파장을 변화시킨다. 상대적으로 네마틱 액정의 배합 비율이 높을수록 반사광의 파장이 긴 반면, 상대적으로 키랄 도펀트의 배합 비율이 높을수록 반사광의 파장이 짧다. 이러한 점을 고려하면, 네마틱 액정과 키랄 도펀트의 비율이 예컨대, 약 96:4 내지 약 94:6의 범위 내에서 조절될 수 있다. 그러나, 네마틱 액정과 키랄 도펀트가 다른 배합 비율을 가질 수 있음은 물론이다.
UV 경화성 물질 및 광개시제는 후속의 프리-경화 및/또는 본-경화를 수행하기 위해 첨가된다.
UV 경화성 물질의 예는 아크릴계, 우레탄계, 폴리에스터계, 실리콘계, 에스테르계 등의 반응성 올리고머 및 단관능성 (메타)아크릴레이트 모노머 또는 다관능성 (디,트리)(메타)아크릴레이트 모노머들을 포함한다. 상기 단관능성 (메타)아크릴레이트 또는 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머로는, 예컨대 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴(메타)아크릴레이트, 부톡시 에틸(메타)아크릴레이트, 에틸디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이 트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 디싸이클로펜타디엔(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메틸트리에틸렌디글리콜(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락탐, 디아세톤아크릴아마이드, 이소부톡시메틸(메타)아크릴아마이드, N,N-디메틸(메타)아크릴 아마이드, t-옥틸(메타)아크릴아마이드, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 아크릴로일몰포린, 디싸이클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리옥시에틸(메타)아크릴레이트, 트리싸이클로데칸디메탄올디(메타)아크릴레이트, 디싸이클로데칸디메탄올디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디싸이클로펜탄디(메타)아크릴레이트, 디싸이클로펜타디엔디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 상기 열거된 물질을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광개시제는 벤질 케탈류, 벤조인 에테르류, 아세토페논 유도체, 케톡심 에테르류, 벤조페논, 벤조 또는 티옥산톤계 화합물 중 선택된 1종 이상의 자유라디칼 개시제, 오늄 염(onium salts), 페로세늄 염(ferrocenium salts), 및 디아조늄 염(diazonium salts) 중 선택된 1종 이상의 양이온성 개시제, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
액정 코팅액의 코팅은 기재(105) 상에 용액을 코팅하는 공지된 다양한 코팅 방법, 예컨대, 롤 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 에어나이프 코팅, 그라비아 코팅, 3 롤 리버스(roll reverse) 코팅, 콤마 코팅 등의 방법으로 이루어질 수 있다.
계속해서, 액상의 액정 코팅층(110a)을 건조시킨다. 건조 공정은 액상의 액정 코팅층(110a)의 유동성을 감소시켜 공정 편의성을 증진하고, 후속의 경화 공정을 용이하게 하기 위해 수행한다. 상기 건조 공정은 예컨대, 열처리 장치나 오븐 등에 건조 대상을 재치하고, 약 60℃ 내지 130℃의 온도에서 약 20초 내지 20분 동안 유지시킴으로써 수행될 수 있다. 상기 건조 단계를 거치는 동안, 액정 코팅층(110a) 내의 콜레스테릭 액정 분자들은 적어도 부분적으로 소정 피치를 가지며 배향될 수 있다. 이때, 각 콜레스테릭 액정 분자들은 모두 동일한 액정 피치를 가질 수도 있지만, 공정 조건에 따라서는 부분적으로 다른 액정 피치를 가지면서 배향될 수도 있다.
도 9를 참조하면, 이어서, 액정 코팅층(110)을 제1 열처리와 동시에 프리-경화(pre-curing)한다. 프리-경화는 일반적인 본-경화(main-curing)보다 작은 에너지에 의해 수행됨으로써, 액정 코팅층(110b)의 막질을 적어도 부분적으로 경화한다. 예컨대, UV 조사를 통해 프리-경화를 수행하는 경우, 프리-경화는 일반적인 본-경화보다 더 작은 조사량으로 UV 조사된다. 예를 들어, 프리-경화는 약 10mJ/cm2 내지 1000mJ/cm2, 바람직하게는 약 50mJ/cm2 내지 700mJ/cm2의 자외선 조사량으로 수행될 수 있다.
제1 열처리는 약 40 내지 150℃의 온도로 약 1초 내지 10분간 수행될 수 있다.
제1 열처리와 함께 프리-경화를 수행하면, 이미 배향된 액정 분자들의 액정 피치가 적어도 부분적으로 다양해진다. 몇몇 액정 분자들은 액정 피치가 작아지고, 몇몇 액정 분자들은 액정 피치가 증가한다. 일부의 액정 분자들은 기존의 액정 피치를 유지한다. 이러한 현상은 프리-경화의 부분 경화 특성과 제1 열처리에 의한 에너지에 기인한 것으로 이해될 수 있다.
즉, 프리-경화를 수행하면, 액정 분자들이 부분적으로 경화되므로, 적어도 소정 영역에서 경화된 정도가 다른 경화 구배가 생긴다. 또, 프리-경화와 함께 제1 열처리를 수행하면, 액정 분자들에 반응 에너지가 부여된다. 각 액정 분자들은 경화 구배를 가지므로, 경화된 정도에 따라 상기 반응 에너지에 의해 이웃하는 액정 분자간 새로운 결합이 이루어지거나, 기존의 결합이 깨지게 된다. 이러한 현상들을 거치면서 액정의 배향이 재조정되어 새로운 액정 피치를 갖게 된다. 경화가 이미 이루어진 영역은 제1 열처리에 따른 반응이 거의 없거나 상대적으로 그 변화가 약하지만, 경화가 이루어지지 않은 영역은 반응이 잘 이루어질 것이므로, 경화 구배가 클수록 다양한 액정 피치들이 형성되게 된다.
위와 같은 액정 피치의 재조정은 기본적으로 액정 코팅층(110b) 내에서 액정 분자들이 경화되는 조건의 상이에 적어도 부분적으로 의존할 것이다. 예를 들어, 프리-경화 동안 액정 코팅층(110b) 전체에 자외선이 조사되더라도, 액정 코팅 층(110b)의 모든 영역이 동일한 조사량으로 조사된다고는 할 수 없다. 즉, 액정 코팅층(110b)의 두께, 평탄도나 반사율, 자외선 조사 각도, 광원과의 거리 등에 따라 영역별로 차이가 있을 수 있다. 또, 제1 열처리에 의해 제공되는 히팅 조건들도, 열원으로부터의 거리나 열전도율, 액정 코팅층(110b)의 두께 등에 따라 영역별로 차이를 갖게 될 것이다. 이러한 조건의 차이들이, 액정 코팅층(110b) 내에서의 다양한 액정 피치 형성을 가능하게 한다.
만약, 인접하는 공간에 위치하는 액정 분자들이 프리-경화나 열처리에 노출되는 조건들이 거의 유사하다면, 이들은 동일한 반응성을 나타낼 가능성이 높으며, 그에 따라 동일한 액정 피치를 갖는 액정 영역을 구성하게 될 것이다. 만약, 도 1에 도시된 것처럼 액정 영역이 형성된다고 가정하면, 제1 액정 영역 내의 액정 분자들은 프리-경화나 열처리에 노출되는 조건들이 거의 유사했던 것으로 이해될 수 있다. 제2 액정 영역 및 제3 액정 영역에 대해서도 동일한 이해가 가능하다. 나아가, 제1 액정 영역의 액정 분자들과 제2 액정 영역 또는 제3 액정 영역의 액정 분자들은 적어도 미세하게나마 서로 다른 프리-경화, 열처리 조건에 노출되었던 것으로 이해될 수 있다.
이상에서 설명한 것처럼, 제1 열처리와 함께 프리-경화를 수행함으로써, 다양한 액정 피치들을 갖는 액정 영역들이 형성되지만, 더욱 다양한 액정 피치를 갖는 액정 영역들을 형성하기 위해서는 프리-경화와 함께 열처리하는 단계를 더 수행할 수도 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 본 발명의 몇몇 다른 실시예에서는 도 9의 단계 후, 제1 열처리를 중지한다. 이때, 프리-경화의 조건은 유지할 수도 있고, 유지하지 않을 수도 있다. 제1 열처리를 중지함에 따라, 제1 액정 코팅막(110b)이 냉각되면서, 제1 액정 코팅막(110b) 내의 액정 분자들이 각 액정 영역별로 재조정된 액정 피치를 가지며 안정화된다.
이어서, 액정 코팅층(110b)을 제2 열처리와 동시에 프리-경화(pre-curing)한다. 제2 열처리 및 프리-경화 조건은 상술한 제1 열처리 및 프리-경화 조건과 실질적으로 동일할 수 있다. 제2 열처리와 함께 프리-경화를 수행하면, 이미 제1 열처리 및 프리-경화의 단계를 거쳐 액정 피치가 다양하게 재조정된 액정 분자들이 다시 액정 피치가 더욱 다양해진다. 몇몇 액정 분자들은 액정 피치가 작아지고, 몇몇 액정 분자들은 액정 피치가 증가한다. 일부의 액정 분자들은 기존의 액정 피치를 유지한다. 제1 열처리 및 프리-경화 단계를 거치면서 이미 액정 피치가 다양해졌으며, 이를 기준으로 하여 다시 액정 피치가 증가, 감소, 또는 유지되기 때문에, 본 단계를 거치면서, 액정 분자들은 더욱 다양한 액정 피치를 갖게 되고, 그에 따라 더욱 다양한 액정 영역이 형성되게 된다.
계속해서 필요에 따라 또 다른 열처리 및 프리-경화를 다시 반복하게 되면, 더욱 다양한 액정 피치를 갖는 액정 영역이 형성될 수 있을 것이다.
본 발명의 다른 몇몇 실시예에 의하면, 제1 열처리와 함께 프리-경화한 후, 제2 열처리를 수행할 수 있다. 본 실시예에서, 제2 열처리 조건은 상술한 제1 열처리 조건과 실질적으로 동일하되, 제2 열처리시 프리-경화는 생략된다. 이처럼, 프리-경화 없이 제2 열처리를 수행하더라도, 액정 분자들의 액정 피치를 다양화하는 데에 효과가 있다.
계속해서 필요에 따라 또 다른 열처리를 다시 반복하게 되면, 더욱 다양한 액정 피치를 갖는 액정 영역이 형성될 수 있을 것이다.
또, 이상에서 설명한 실시예를 조합하여, 열처리 및 프리-경화의 공정과, 열처리 단독 공정을 조합하여 처리할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 액정 분자들이 액정 피치가 다양화된 액정 코팅층(110b)을 본-경화(main-curing)하여 구조적으로 안정화된 액정 단일막(110)을 형성한다. 본-경화시에는 프리-경화보다 더 높은 조사량으로 UV가 조사된다. 예를 들어, 약 50mJ/cm2 내지 5000mJ/cm2, 바람직하게는 약 200mJ/cm2 내지 3000mJ/cm2의 자외선 조사량으로 수행될 수 있다. 한편, 도 9의 단계를 거치는 동안 액정 코팅층(110b)이 구조적으로 안정화된 액정 단일막(110b)으로 변화한 경우, 본-경화 단계는 생략될 수 있다.
이상의 단계에 의해 도 7에 도시된 바와 같은 액정 필름(101)이 완성된다. 후속으로, 기재(105)를 제거하면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 액정 필름(100)이 완성될 수 있다. 도 7의 액정 필름(101)은 도 1 및 도 2의 액정 필름(100)에 새로운 기재를 부착시킴으로써 형성할 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 액정 필름의 제조 방법에 의하면, 1회의 액정 코팅층의 적층만으로 가시광의 전 파장 범위에서 반사율을 가질 수 있기 때문에, 다층의 액정층을 형성하는 것보다 제조 공정이 훨씬 단순해져 공정 효율이 개선될 수 있다.
이상에서 설명한 액정 필름은 광원 어셈블리나 이를 포함하는 액정 표시 장치 등에 채용되어, 광 효율을 증진시키는데 사용될 수 있다. 광원 어셈블리는 램프가 하부에 위치하는 직하형 광원 어셈블리, 램프가 사이드에 위치하는 에지형 광원 어셈블리 등으로 분류되는데, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 필름은 어떠한 종류의 광원 어셈블리에도 채용가능하다. 또, 액정 패널의 아래쪽에 배치되는 백라이트(back light) 어셈블리나 액정 패널의 위쪽에 배치되는 프론트 라이트(front light) 어셈블리에도 적용가능하다. 이하에서는 다양한 적용예의 일예로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름이 직하형 백라이트 어셈블리를 포함하는 액정 표시 장치에 적용된 경우를 예시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 11을 참조하면 액정 표시 장치(600)는 백라이트 어셈블리(300), 액정 패널 어셈블리(400), 및 탑 샤시(500)를 포함한다.
백라이트 어셈블리(300)는 램프(310), 램프(310)으로부터 출사된 빛을 반사하는 반사 필름(315), 및 출사된 빛의 광학적 특성을 조절하는 확산판(320)과 광학 필름들(330)을 포함한다.
램프(310)는 예를 들어 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등이 사용될 수 있다.
램프(310)의 아래에는 반사 필름(315)이 배치되어, 램프(310)로부터 아래로 출사된 빛을 상부로 반사한다.
램프(310)의 상부에는 확산판(320) 및 광학 필름들(230)이 배치된다. 확산판(320)은 램프(310)으로부터 입사된 빛을 확산시킨다. 광학 필름들(330)은 입사된 빛을 확산시키는 확산 필름, 입사된 빛을 집광하는 프리즘 시트, 입사된 원편광을 일부 반사하는 액정 필름, 원편광 빛을 선형 편광으로 변환시키는 위상차 필름, 및/또는 보호 필름을 포함한다. 여기서, 적어도 액정 필름으로 본 발명의 실시예들에 따른 액정 필름을 적용하면, 입사하는 가시광의 전 파장에 대하여 원편광된 빛의 50%는 투과하고 50%는 반사시켜, 광이용율이 극대화될 수 있다. 나아가, 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름은 액정 단일막으로 이루어지기 때문에, 다층을 적층한 경우보다 두께가 얇아 광효율이 뛰어나다. 또한, 접착제가 개재될 필요가 없어 광 왜곡이 최소화될 수 있다.
램프(310), 반사 필름(315), 확산판(320) 및 광학 필름들(330)은 바텀 샤시(340) 및 몰드 프레임(350)에 의해 수납된다. 바텀 샤시(340)는 백라이트 어셈블리(300)의 최하부면을 이루며, 바텀 샤시(340) 위에는 창틀 형상의 몰드 프레임(350)이 배치되어, 몰드 프레임(350)에 구비된 안착단에 광확산판(320), 광학 필름들(330) 및 액정 패널(410)을 안착시킨다.
액정 패널 어셈블리(400)는 제1 표시판(411), 제2 표시판(412) 및 그 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하는 액정 패널(410), 제1 표시판(411) 및 제2 표시판(412)의 표면에 부착된 편광판(420), 액정 패널(310)의 일측에 부착되어 있는 데이터 TCP(Tape Carrier Package)(430), 데이터 TCP(430)에 부착되어 있는 인쇄 회 로 기판(440)을 포함한다. 데이터 TCP(430) 상에는 데이터 드라이버 IC(Integrated Circuit)(431)가 실장되어 있다. 또, 데이터 TCP(430)의 부착 측면에 인접한 액정 패널(410)의 타측에는 게이트 TCP(미도시)가 부착되어 있고, 게이트 TCP 상에는 게이트 드라이버 IC(미도시)가 실장되어 있다.
탑 샤시(500)는 액정 패널(410)의 테두리를 덮으며, 액정 패널(410) 및 백라이트 어셈블리(300)의 측면을 감싼다. 데이터 TCP(430) 및 인쇄 회로 기판(440) 등은 절곡되어 바텀 샤시(340)의 측벽과 탑 샤시(500)의 측벽 사이의 공간에 수납된다.
이상에서 설명한 백라이트 어셈블리는 본 발명의 일 실시예들에 따른 액정 필름이 적용됨으로써, 두께가 얇아지고, 휘도가 개선되며, 광 간섭 효과가 억제될 수 있다. 그에 따라, 이러한 백라이트 어셈블리를 포함하는 액정 표시 장치의 화질이 개선될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름의 상면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 액정 영역, 제2 액정 영역 및 제3 액정 영역 내의 각 액정 피치를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름에서 빛의 진행 방향을 예시적으로 나타낸 개략도이다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름의 액정 영역에 입사되는 빛의 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 필름에 입사되는 빛의 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 필름의 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 액정 필름의 제조 방법을 나타낸 공정 단계별 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 액정 필름 105: 기재
110: 액정 단일막 111-113: 제1 내지 제3 액정 영역
300: 백라이트 어셈블리 400: 액정 패널 어셈블리
500: 탑 샤시 600: 액정 표시 장치

Claims (23)

  1. 제1 액정 피치를 갖는 제1 액정 영역; 및
    상기 제1 액정 피치와 다른 제2 액정 피치를 갖는 제2 액정 영역을 포함하는 액정 단일막을 포함하는 액정 필름.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 액정 영역 및 제2 액정 영역은 각각 동일한 종류의 콜레스테릭 액정 분자를 포함하는 액정 필름.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 액정 단일막 내에서 상기 각 제1 액정 영역 및 상기 각 제2 액정 영역이 랜덤하게 배치되어 있는 액정 필름.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 액정 단일막은 380 내지 780nm의 입사광을 30% 내지 70% 반사하는 액정 필름.
  5. 제1 항에 있어서,
    기재를 더 포함하되,
    상기 액정 단일막은 상기 기재의 일면에 형성되는 액정 필름.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 기재는 위상차 필름인 액정 필름.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 액정 단일막은 상기 제1 액정 피치 및 상기 제2 액정 피치와는 다른 제3 액정 피치를 갖는 제3 액정 영역을 더 포함하는 액정 필름.
  8. 반사광의 중심 파장이 제1 파장인 제1 액정 영역; 및
    반사광의 중심 파장이 상기 제1 파장과 다른 제2 파장인 제2 액정 영역을 포함하는 액정 단일막을 포함하는 액정 필름.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 액정 영역 및 제2 액정 영역은 각각 동일한 종류의 콜레스테릭 액정 분자를 포함하는 액정 필름.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 액정 단일막 내에서 상기 각 제1 액정 영역 및 상기 각 제2 액정 영역이 랜덤하게 배치되어 있는 액정 필름.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 액정 단일막은 380 내지 780nm의 입사광을 30% 내지 70% 반사하는 액정 필름.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 액정 단일막은 반사광의 중심 파장이 상기 제1 파장 및 상기 제2 파장과 다른 제3 파장인 제3 액정 영역을 더 포함하는 액정 필름.
  13. 2 이상의 액정 영역을 포함하는 액정 단일막으로서,
    상기 각 액정 영역은 서로 다른 액정 피치를 갖고, 반사광의 중심 파장이 서로 다른 액정 단일막을 포함하는 액정 필름.
  14. 제1 항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 액정 필름을 포함하는 광원 어셈블리.
  15. 제1 항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 액정 필름을 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 액정 코팅층을 형성하고,
    상기 액정 코팅층을 제1 열처리와 동시에 프리-경화하는 것을 포함하는 액정 필름의 제조 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 열처리와 동시에 프리-경화한 후,
    상기 액정 코팅층을 본-경화하는 것을 더 포함하는 액정 필름의 제조 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 열처리와 동시에 프리-경화하는 것은
    40℃ 내지 150℃의 온도 및 10mJ/cm2 내지 1000mJ/cm2의 자외선 조사량으로 수행되는 액정 필름의 제조 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 열처리와 동시에 프리-경화하는 것에 의해 제1 액정 피치를 갖는 제1 액정 영역, 및 상기 제1 액정 피치와 다른 제2 액정 피치를 갖는 제2 액정 영역이 형성되는 액정 필름의 제조 방법.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 열처리와 동시에 프리-경화하는 것에 의해 반사광의 중심 파장이 제1 파장인 제1 액정 영역, 및 반사광의 중심 파장이 상기 제1 파장과 다른 제2 파장인 제2 액정 영역이 형성되는 액정 필름의 제조 방법.
  21. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 열처리와 동시에 프리-경화한 후,
    상기 액정 코팅층을 제2 열처리와 동시에 프리-경화하는 것을 더 포함하는 액정 필름의 제조 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제2 열처리와 동시에 프리-경화하는 것은
    40℃ 내지 150℃의 온도 및 10mJ/cm2 내지 1000mJ/cm2의 자외선 조사량으로 수행되는 액정 필름의 제조 방법.
  23. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 열처리와 동시에 프리-경화한 후,
    상기 액정 코팅층을 제2 열처리하는 것을 더 포함하는 액정 필름의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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