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KR20070118765A - 원형 편광기 복합체 및 이를 포함하는 광학 시스템 - Google Patents

원형 편광기 복합체 및 이를 포함하는 광학 시스템 Download PDF

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KR20070118765A
KR20070118765A KR1020060052905A KR20060052905A KR20070118765A KR 20070118765 A KR20070118765 A KR 20070118765A KR 1020060052905 A KR1020060052905 A KR 1020060052905A KR 20060052905 A KR20060052905 A KR 20060052905A KR 20070118765 A KR20070118765 A KR 20070118765A
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KR
South Korea
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liquid crystal
light
cholesteric liquid
polarizer
circular polarizer
Prior art date
Application number
KR1020060052905A
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English (en)
Inventor
최종복
이서헌
김연신
박영수
서정연
서용덕
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

본 발명은 평면 편광기, 제1 1/4 파장 리타더, 콜레스테릭 액정(CLC) 필름 및 제2 1/4 파장 리타더를 포함하며, 제1 1/4 파장 리타더와 제2 1/4 파장 리타더의 광학축이 수직으로 교차된 것인 원형 편광기 복합체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 원형 편광기 복합체 및 방출형 디스플레이 모듈을 포함하는 광학 시스템을 제공한다.
콜레스테릭 액정 필름, 원형 편광기, 1/4 파장 리타더, 방출형 디스플레이 모듈

Description

원형 편광기 복합체 및 이를 포함하는 광학 시스템{A CIRCULAR POLARIZER COMPOSITE AND AN OPTICAL SYSTEM COMPRISING THE SAME}
도 1은 종래의 원형 편광기를 갖는 유기 광 방출 다이오드(OLED) 디스플레이의 개략적인 구조, 및 각 구성요소에서의 외부광과 내부광의 편광 상태를 나타낸다.
도 2는 (a) 본 발명의 원형 편광기 복합체를 포함하는 OLED 디스플레이의 개략적인 구조, 및 (b) 각 구성요소에서의 외부광과 내부광의 편광 상태를 나타낸다.
도 3은 각각 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 파장 범위를 갖는 층들로 이루어진 3개의 상이한 피치층을 나타낸다.
본 발명은 평면 편광기, 제1 1/4 파장 리타더(retarder), 콜레스테릭 액정(CLC) 필름 및 제2 1/4 파장 리타더를 포함하며, 제1 1/4 파장 리타더와 제2 1/4 파장 리타더의 광학축이 수직으로 교차된 것인 원형 편광기 복합체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 원형 편광기 복합체 및 방출형 디스플레이 모듈을 포함하는 광학 시스템을 제공한다.
편광되지 않은 주변광 파장은 단일 특성을 갖는 전자기 복사선 벡터 없이 다수의 방향으로 진동한다. 대조적으로, 평면 편광된 광은 단일 전자기 복사선 벡터에 따른 진동 방향을 갖는 광 파장으로 구성된다. 또한, 원형으로 편광된 광은 광이 공간을 통해 전파됨에 따라 회전하는 전자기 복사선 벡터에 따른 진동 방향을 갖는다. 편광된 광은 디스플레이 내의 눈부심을 감소시키기 위한 평면 및 원형 편광 필터의 사용과 같이 전자 광학 장치 내에서 많은 적용예를 갖는다.
편평 패널 디스플레이, 특히 발광용 후위 조명이 필요한 디스플레이보다 더욱 얇고 소형인 편평 패널 디스플레이의 개발 및 향상에 상업적 관심이 집중되고 있다. 이러한 편평 패널 디스플레이는 방출형 또는 전계 발광형 디스플레이, 즉 후위 조명이 요구되지 않는 광원 디스플레이를 사용할 수 있다.
도 1은 원형 편광기(10)를 사용하는 유기 광 방출 다이오드(OLED) 디스플레이의 개략적인 구조를 나타낸다. 도시된 OLED 디스플레이는 방출형 디스플레이 모듈로서 OLED(20) 및 원형 편광기(10)를 포함하며, OLED는 애노드(22), 유기층(24) 및 캐소드(26)를 포함하고, 원형 편광기(10)는 1/4 파장 리타더(14)와 평면 편광기(12)를 포함한다. 미국 특허 제6,549,335호(트라파니 등)에 K형 편광기와 1/4 파장 리타더를 포함하는 원형 편광기, 및 이를 포함하는 방출형 디스플레이를 개시하고 있다.
일반적으로, 평면 편광기는 소정의 제1 전자기 복사선 벡터에 따라 진동하는 복사선을 선택적으로 통과시키고, 투과 필름 매체의 이방성에 근거하여 제2 전자기 복사선 벡터에 따라 진동하는 전자기 복사선을 흡수하는 특성을 갖는다. 평면 편 광기는 입사광 파장 흡수의 벡터적인 이방성을 사용하는 흡수식 평면 편광기인 2색 편광기(dichronic polarizer)를 포함한다. "2색성(dichroism)"이란 용어는 성분 광 파장의 진동 방향에 따른 입사 광 성분의 차별적인 흡수 특성을 말한다. 2색 평면 편광기에 도입하는 광은, 하나의 계수는 크고 다른 하나의 계수는 작은, 횡단 평면을 따른 2개의 상이한 흡수 계수를 갖는다. 2색 편광기로부터 나온 광은 낮은 흡수 계수를 갖는 평면 내에서 현저하게 진동한다.
원형 편광기는 평면 편광기 및 1/4 파장 리타더로 구성될 수 있다. 1/4 파장 리타더는 리타더를 통해 하나의 평면을 따라 전파된 광 파장의 위상을 1/4 파장만큼 변경시키지만, 파장이 변경되는 평면과 수직인 방향의 평면을 따라 리타더를 통해 전파된 광 파장의 위상을 변경시키지는 않는다. 1/4 파장 밖의 위상이고 수직 평면을 따라 진동하는 광 파장을 조합한 결과는 원형으로 편광된 광으로, 조합된 광 파장이 공간을 통해 이동함에 따라 전자기 복사선 벡터가 회전한다.
원형으로 편광된 광은 2개의 별개의 편광 상태, 즉 왼편(L) 및 오른편(R)으로 원형 편광된 광으로 나타날 수 있다. 원형 편광기는 이들 편광 상태 중 하나의 광을 흡수하고 다른 편광 상태의 광을 투과한다. 디스플레이 내에서 눈부심을 감소시키기 위해 원형 편광기를 사용하는 것이 공지되어 있다. 특히, 눈부심의 원인이 되는, 주변광이 디스플레이 내에서 반사된 역광이 감소되거나 제거되는 반면, 방출형 디스플레이로부터의 광은 원형 편광기를 통해 선택적으로 투과될 수 있다.
그러나, 방출형 디스플레이에 이와 같은 원형 편광기를 사용하면, 원형 편광기, 특히 평면 편광기에 의한 광 흡수로 인해 디스플레이 전체 휘도가 반 정도로 감소하게 되어, 광의 효율적인 사용을 곤란케 한다. 도 1에 나타낸 각 구성요소에서의 내부광(좌측과 우측) 및 외부광(중앙)의 편광 상태를 보면, 내부광은 원형 편광기의 평면 편광기에 의해 하나의 전자기 복사선 벡터에 따라 진동하는 전자기 복사선이 흡수되어, 흡수되는 복사선과 다른 복사선 벡터에 따라 진동하는 전자기 복사선만이 투과되는 것으로부터 이해될 수 있다. 그렇다고 원형 편광기를 사용하지 않는다면, 주변광 하에서의 금속 전극에 의한 반사로 인하여 명암비(contrast ratio)가 심각하게 감소하게 되어, 사용자가 화상을 보는데 곤란하게 된다.
한편, 미국 특허 제6,841,803호(아이자와 등)는 위와 같은 문제를 해결하기 위해, 원형 편광기와 광 방출 요소 사이에 편광 분리 유닛을 사용하여 광 효율을 향상시키고자 하였으나, 사용하고자 하는 방향이 아닌 다른 방향으로 원형 편광된 광을 단순히 반사 표면에 의해 편광 상태를 변경시켜 재사용하는 것으로는 여전히 광 효율 측면에서의 문제를 완전히 해결할 수 없었다. 또한, 미국 특허 제5,928,801호(브로어 등)는 방출형 디스플레이에 반사형 편광기 조합을 사용하여 내부 광의 효율을 높이는 방법을 제시하고 있으나, 주변광의 반사에 의한 명암비 감소 및 눈부심 등의 문제 및 이를 해결하기 위한 수단에 대해서는 언급하고 있지 않다.
본 발명은 방출형 디스플레이에 원형 편광기를 사용하여도, 반사광에 의한 눈부심을 감소시키면서 동시에 디스플레이로부터 방출된 내부광의 휘도를 기존보다 증진시킬 수 있는 원형 편광기 및 이를 포함하는 광학 시스템을 제공하기 위한 것 이다.
본 발명은 평면 편광기, 제1 1/4 파장 리타더, 콜레스테릭 액정(CLC) 필름 및 제2 1/4 파장 리타더를 포함하며, 제1 1/4 파장 리타더와 제2 1/4 파장 리타더의 광학축이 수직으로 교차된 것인 원형 편광기 복합체에 관한 것이다. 여기서, CLC 필름은 3개의 상이한 피치층을 포함할 수 있으며, 3개의 상이한 피치층은 각각 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 파장 범위를 갖는 층으로 이루어진 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 평면 편광기, 제1 1/4 파장 리타더, 콜레스테릭 액정(CLC) 필름 및 제2 1/4 파장 리타더를 포함하는 원형 편광기 복합체, 및 방출형 디스플레이 모듈을 포함하며, 제1 1/4 파장 리타더와 제2 1/4 파장 리타더의 광학축이 수직으로 교차된 것인 광학 시스템에 관한 것이다. 여기서, CLC 필름은 3개의 상이한 피치층을 포함할 수 있으며, 3개의 상이한 피치층은 각각 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 파장 범위를 갖는 층으로 이루어진 것일 수 있다. 또한, 방출형 디스플레이 모듈은 유기 광 방출 다이오드 또는 플라즈마 디스플레이 장치일 수 있다.
도 2는 (a) 본 발명의 원형 편광기 복합체(30)를 포함하는 OLED 디스플레이의 개략적인 구조, 및 (b) 각 구성요소에서의 외부광(1)과 내부광(2)의 편광 상태를 나타낸다. 본 발명의 원형 편광기 복합체(30)는 평면 편광기(32), 제1 1/4 파장 리타더(34), 콜레스테릭 액정(CLC) 필름(36) 및 제2 1/4 파장 리타더(38)를 포함하며, 제1 1/4 파장 리타더(34)와 제2 1/4 파장 리타더(38)의 광학축이 수직으로 교차되어 있다.
콜레스테릭 액정 필름(36)은 특정 밴드폭의 광 파장에 걸쳐 한 원형 편광을 갖는 광(예를 들면, 왼쪽 또는 오른쪽 원형으로 편광된 광)을 실질적으로 반사시키고, 다른 원형 편광을 갖는 광(예를 들면, 왼쪽 또는 오른쪽 원형으로 편광된 광)을 실질적으로 투과시킬 수 있다.
본 발명의 원형 편광기 복합체(30)를 사용하면, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 외부광(1)의 경우, 평면 편광기(32)에 의해 제1 전자기 복사선 벡터에 따라 진동하는 전자기 복사선은 투과되고, 제2 전자기 복사선 벡터에 따라 진동하는 전자기 복사선은 흡수된다. 투과된 전자기 복사선은 제1 1/4 파장 리타더(34)에 의해 CLC 필름(36)에 의해 실질적으로 반사되는 제1 원형 편광을 갖게 되고, 제1 1/4 파장 리타더(34)를 2회 통과하면서 평면 편광을 갖게 되고 그 편광 방향이 제2 전자기 복사선 벡터로 변환되어, 외부로 유출되지 않고 평면 편광기(32)에 의해 흡수된다.
내부광(2)의 경우, CLC 필름(36)에 의해 실질적으로 투과되는 제2 원형 편광을 갖는 광은, CLC 필름을 투과한 후 제1 1/4 파장 리타더(34)를 통과하면서 평면 편광을 갖게 되고, 그 편광 방향이 제1 전자기 복사선 벡터로 변환되어, 외부로 투과된다. 한편, CLC 필름(36)에 의해 반사되는 제2 원형 편광을 갖는 광은 금속 전극에 의해 제2 1/4 파장 리타더(38)를 2회 거치면서 원형 편광 방향이 제1 원형 편광으로 변환되어, 다시 CLC 필름(36)과 접하면 CLC 필름을 실질적으로 투과하게 된다. CLC 필름(36)을 투과한 후에는, 제1 1/4 파장 리타더(34)를 통과하면서 평면 편광기(32)를 투과할 수 있는 제1 전자기 복사선으로 변환되고, 결국 외부로 투과 된다. 따라서, 본 발명의 원형 편광기 복합체(30)를 사용하면, 발광형 디스플레이 모듈(20)에서 방출되는 내부광(2)을 효율적으로 사용할 수 있으면서, 외부광(1)의 금속 전극에서의 반서에 의한 명암비의 감소 등을 방지할 수 있다.
이하에서, 본 발명에 사용되는 원형 편광기 복합체 및 광학 시스템의 각 구성요소를 상술한다.
콜레스테릭 액정(CLC) 필름
콜레스테릭 액정 화합물은 대표적으로는 키랄 분자를 포함하며, 중합체일 수 있다. 상기 화합물은 대표적으로는 자연적으로 키랄(예를 들면, 거울 평면을 갖지 않음)인 분자 단위 및 자연적으로 메조생성성(mesogenic)(예를 들면, 액정 상을 나타냄)인 분자 단위를 포함한다. 콜레스테릭 액정 화합물은 액정의 디렉터(director)(즉, 평균 국소 분자 정렬 방향의 단위 벡터)가 디렉터에 수직인 치수를 따라 나선형 방식으로 회전하는 콜레스테릭 액정 상을 갖는 화합물을 포함한다. 콜레스테릭 액정 화합물은 또한 키랄 네마틱 액정 화합물로도 언급된다. 콜레스테릭 액정 화합물의 피치는 디렉터가 360도 회전하는데 필요한 (디렉터에 수직인 방향에서의) 거리이다. 이 거리는 대표적으로는 100nm 이상이다.
콜레스테릭 액정 화합물의 피치는 대표적으로는 키랄 화합물(예를 들면, 콜레스테릭 액정 화합물)과 네마틱 액정 화합물의 혼합 또는 다른 방식의 혼용(예를 들면, 공중합에 의함)에 의해 변화될 수 있다. 피치는 일반적으로 흥미를 갖는 광의 파장과 거의 비슷하게 선택된다. 디렉터의 나선형 트위스트는 유전 텐서(dielectric tensor)에 있어서, 공간적으로 주기적인 변화를 야기시키고, 이것은 다시 광의 파장 선택적 반사를 야기시킨다. 예를 들면, 피치는 선택적 반사가 광의 가시선, 자외선 또는 적외선 파장에서 피크가 되도록 선택될 수 있다.
콜레스테릭 액정 중합체를 포함하여 콜레스테릭 액정 화합물은 일반적으로 공지되어 있고, 대표적으로는 임의의 이들 재료들을 사용하여 광학체를 제조할 수 있다. 적합한 콜레스테릭 액정 중합체의 예는 미국 특허 제4,293,435호 및 제5,332,522호에 기재되어 있다. 그러나, 다른 콜레스테릭 액정 화합물도 또한 사용될 수 있다. 대표적으로는, 콜레스테릭 액정 화합물은 예를 들면 굴절율, 피치, 가공적성, 투명성, 색상, 흥미를 갖는 파장에서의 낮은 흡수율, 다른 화합물(예를 들면, 네마틱 액정 화합물)과의 상용성, 제조 용이성, 액정 중합체를 형성하는 액정 화합물 또는 단량체의 입수용이성, 유동성, 경화 방법 및 요구조건, 용매 제거의 용이성, 물리적 및 화학적 특성(예를 들면, 가요성, 인장 강도, 내용매성, 내찰상성, 및 상 전이 온도), 및 정제 용이성을 포함하는 1개 이상의 인자에 기초하여, 특정 적용분야 또는 광학체에 대하여 선택된다.
콜레스테릭 액정 중합체는 대표적으로는 메조생성기(예를 들면, 콜레스테릭 액정 상의 형성이 용이하도록 대표적으로는 봉과 같은 구조를 갖는 경질기)를 포함할 수 있는 키랄(또는 키랄 및 비-키랄의 혼합물) 분자(단량체 포함)를 사용하여 제조된다. 메조생성기의 예로는 파라-치환된 시클릭기(예를 들면, 파라-치환된 벤젠 고리)를 들 수 있다. 이들 메조생성기들은 임의적으로는 스페이서를 통해 중합체 주쇄에 결합된다. 스페이서는 예를 들면, 벤젠, 피리딘, 피리미딘, 알킨, 에스테르, 알킬렌, 알칸, 에테르, 티오에테르, 티오에스테르, 및 아미드 관능성을 갖는 관능기를 포함할 수 있다.
적합한 콜레스테릭 액정 중합체로는 임의적으로 경질 또는 연질 공단량체들에 의해 떨어져 있는 메조생성기들을 포함하는 키랄 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리실록산, 또는 폴리에스테르이미드 주쇄를 갖는 중합체를 들 수 있다. 다른 적합한 콜레스테릭 액정 중합체는 키랄 메조생성 측쇄기가 있는 중합체 주쇄(예를 들면, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리실록산, 폴리올레핀, 또는 폴리말로네이트 주쇄)를 갖는다. 측쇄 기들은 임의적으로 알킬렌 또는 알킬렌 옥시드 스페이서와 같은 스페이서에 의해 주쇄로부터 떨어져서 가요성을 제공한다.
대표적으로는, 콜레스테릭 액정 층을 형성하기 위하여, 콜레스테릭 액정 조성물을 표면 상에 코팅시킨다. 콜레스테릭 액정 조성물은 콜레스테릭 액정 중합체를 형성하는데 사용될 수 있는(예를 들면 중합되거나, 또는 가교결합되는) 1종 이상의 키랄 화합물(예를 들면, 콜레스테릭 액정 화합물) 또는 키랄 단량체(콜레스테릭 액정 단량체)를 포함한다. 콜레스테릭 액정 조성물은 또한 네마틱 액정 중합체를 형성하는데 사용될 수 있는 1종 이상의 네마틱 액정 화합물 또는 네마틱 액정 단량체를 포함할 수 있다. 네마틱 액정 화합물(들) 또는 네마틱 액정 단량체(들)를 사용하여 콜레스테릭 액정 조성물의 피치를 변화시킬 수 있다. 콜레스테릭 액정 조성물은 또한 1종 이상의 가공 첨가제, 예를 들면 경화제, 가교결합제 또는 자외선, 적외선, 오존균열방지제, 항산화제 또는 가시선-흡수 염료를 포함할 수 있다.
콜레스테릭 액정 조성물은 또한 콜레스테릭 액정, 콜레스테릭 액정 단량체, 네마틱 액정, 네마틱 액정 단량체, 또는 이들의 혼합물 중의 임의의 2종 이상의 상이한 타입을 사용하여 제조할 수 있다. 콜레스테릭 액정 조성물 중의 재료들의 특정 중량비(들)는 대표적으로는 적어도 부분적으로 콜레스테릭 액정 층의 피치를 결정하게 된다.
콜레스테릭 액정 조성물은 또한 대표적으로는 용매를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 '용매'는 또한 분산제 및 2종 이상의 용매 및 분산제의 혼합물을 말한다. 몇몇 경우, 1종 이상의 액정 화합물, 액정 단량체 또는 가공 첨가제도 또한 용매로서 작용한다. 용매는 예를 들면 조성물을 건조시켜 용매를 증발시키거나 또는 용매의 일부분을 반응시켜(예를 들면, 용매화 액정 단량체를 반응시켜 액정 중합체를 형성시킴) 코팅 조성물로부터 실질적으로 제거될 수 있다.
코팅 후, 콜레스테릭 액정 조성물은 액정층으로 전환된다. 이러한 전환은 용매의 증발, 콜레스테릭 액정 화합물(들) 또는 콜레스테릭 액정 단량체(들)의 가교결합, 또는 예를 들면 열, 방사선(예를 들면, 화학선), 빛(예를 들면, 자외선, 가시선 또는 적외선), 전자 비임, 또는 이들 또는 유사한 기술들의 혼용을 포함하여 각종 기술에 의해 달성될 수 있다.
콜레스테릭 액정 상은 종래의 처리를 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 콜레스테릭 액정 상의 전개 방법은 배향된 지지체 상에 콜레스테릭 액정 조성물을 부착시키는 것을 포함한다. 지지체는 예를 들면 연신 기술 또는 레이온 또는 다른 천을 이용한 문지름을 사용하여 배향될 수 있다. 부착 후, 콜레스테릭 액정 조성 물은 조성물의 유리 전이 온도 이상에서 가열되어 액정 상으로 된다. 이어서 조성물을 유리 전이 온도 이하로 냉각시키면 액정 상이 고정된 상태로 유지된다.
콜레스테릭 액정 조성물(피치를 변화시키기 위하여 첨가된 추가의 네마틱 액정 화합물(들) 또는 단량체(들)이 있거나 또는 없는)은 특정 밴드폭의 광 파장에 걸쳐 한 원형 편광을 갖는 광(예를 들면, 왼쪽 또는 오른쪽 원형으로 편광된 광)을 실질적으로 반사시키고, 다른 원형 편광을 갖는 광(예를 들면, 왼쪽 또는 오른쪽 원형으로 편광된 광)을 실질적으로 투과시키는 필름으로 제조될 수 있다. 이러한 특성화는 콜레스테릭 액정 재료의 디렉터에 대하여 수직 입사각으로 배향된 빛의 반사 또는 투과를 설명한다. 다른 각으로 배향된 빛은 대표적으로는 콜레스테릭 액정 재료에 의해 타원형으로 편광되게 된다. 콜레스테릭 액정 재료는 일반적으로 수직으로 입사되는 빛에 대하여 특성화되지만, 이들 재료의 반응은 공지된 기술을 사용하여 수직이 아니게 입사되는 광에 대하여 결정될 수 있다.
콜레스테릭 액정 필름은 단일 층으로 또는 다른 층 또는 장치와 함께 예를 들면 반사 편광기와 같은 광학체를 형성할 수 있다. 콜레스테릭 액정 편광기는 한 타입의 반사 편광기에 사용된다. 콜레스테릭 액정 편광기의 피치는 다층 반사 편광기의 광학층 두께와 유사하다. 피치 및 광학층 두께는 각각 콜레스테릭 액정 편광기 및 다층 반사 편광기의 중심 파장을 결정한다. 콜레스테릭 액정 편광기의 회전 디렉터는 다층 반사 편광기 중에서 동일한 광학층 두께를 갖는 다수개의 층들의 사용과 유사한 광학 반복 단위들을 형성한다.
콜레스테릭 액정층에 의해 반사된 광의 중심 파장 λ0, 및 스펙트럼 밴드폭 Δλ은 콜레스테릭 액정의 피치 p에 의존한다. 중심 파장 λ0은 하기 식으로 근사된다.
λ0 =0.5(no + ne)p
여기서, no 및 ne은 액정의 디렉터에 대하여 평행으로 편광된 광(ne) 및 액정의 디렉터에 대하여 수직으로 편광된 광(no)에 대한 콜레스테릭 액정의 굴절율이다. 스펙트럼 밴드폭 Δλ은 하기 식으로 근사된다.
Δλ= 2λ0(ne - no)/(ne + no) = p(ne - no)
콜레스테릭 액정 조성물의 스펙트럼 폭(1/2 피크 높이에서 전체 폭으로서 측정됨)은 전형적으로 약 100nm 이하이다. 이것은, 전체 가시광 범위(약 400 내지 750nm) 또는 실질적으로 100nm 이상의 기타 파장 범위에 걸쳐 반사성이 요구될 때, 콜레스테릭 액정 중합체의 유용성을 제한한다. 물질의 복굴절은 ne - no에 상응한다.
넓은 범위의 파장을 반사할 수 있는 반사 편광기를 형성하기 위하여, 다수의 콜레스테릭 액정이 사용될 수 있다. 콜레스테릭 액정의 여러 층을 가진 편광기를 형성하면, 각각의 층은 상이한 피치를 갖기 때문에, 상이한 파장을 가진 빛을 반사시킬 수 있다. 충분한 수의 층을 가지면, 가시광 스펙트럼의 대부분을 반사하는 편광기가 구성될 수 있다. 피치는 일반적으로 주요 광 파장과 비슷하게 선택된다. 예를 들어, 피치는 광의 가시광선, 자외선 또는 적외선 파장과 비슷하게 선택되거나, 또는 가시광선 중에서도 적(R), 녹(G) 또는 청(B)의 파장과 비슷하게 선택될 수 있다. 도 3은 각각 적(R)(41), 녹(G)(42) 및 청(B)(43)의 파장 범위를 갖는 층들로 이루어진 3개의 상이한 피치층을 나타낸다.
평면 편광기
일반적으로, 평면 편광기는 소정의 제1 전자기 복사선 벡터에 따라 진동하는 복사선을 선택적으로 통과시키고, 투과 필름 매체의 이방성에 근거하여 제2 전자기 복사선 벡터에 따라 진동하는 전자기 복사선을 흡수하는 특성을 갖는다. 평면 편광기는 입사광 파장 흡수의 벡터적인 이방성을 사용하는 흡수식 평면 편광기인 2색 편광기(dichronic polarizer)를 포함한다. 2색 평면 편광기에 도입하는 광은, 하나의 계수는 크고 다른 하나의 계수는 작은, 횡단 평면을 따른 2개의 상이한 흡수 계수를 갖는다. 2색 편광기로부터 나온 광은 낮은 흡수 계수를 갖는 평면 내에서 현저하게 진동한다.
이색 평면 편광기는 요오드, 색소 및 H형 편광기를 포함한다. H형 편광기는 폴리비닐 알코올-요오드 합성물을 포함하는 합성 이색 시트 편광기이다. 이러한 화학 합성물은 발색단(chromophore)이라고 불린다.
H형 편광기와 대조적인 다른 합성 이색 평면 편광기로 K형 편광기가 있다. K형 편광기는 균형 잡힌 농도의 광 흡수 발색단을 갖는 분자식으로 배향된 폴리비닐 알코올(PVA) 시트 또는 필름에 기초한 합성 이색 평면 편광기이다. K형 편광기는 색소 첨가제, 착색제 또는 부유 결정 물질의 광 흡수 특성으로부터가 아닌 매트 릭스의 광 흡수 특성으로부터 이색성을 달성한다.
1/4 파장 리타더
1/4 파장 리타더는 투과된 원형 편광된 광을 선형으로 편광된 광으로 변환시키는 것으로, 원형 편광자들은 선형 편광자들과 같이 동일한 데카르트 좌표계 고유 공간에서는 기능하지 않아서, 구조물에 의해 투과된 선형 편광된 광의 편광면의 방위각 배향을 지정하는 것은 1/4 파장 리타더의 광학 축이다. 1/4 파장 리타더는 복굴절성 필름을 배향함으로써 제조될 수 있다. 1/4 파장 리타더를 통해 통과하면, 원형 편광된 광은 특정 원형 편광 상태에 의해 결정되는 방향으로 편광 축이 1/4 파장 리타더의 광학 축으로부터 ＋45 또는 －45도가 되면서 선형 편광된 광으로 변환된다. 1/4 파장 리타더는 흔히 필름을 광학 축이 필름 롤 방향에 대하여 평행하게 또는 수직으로 되도록 배향함으로써 제조된다. 이리하여, 이와 같은 구조물의 출력 광은 웹 방향에 대하여 45도 또는 135도가 될 것이다.
방출형 디스플레이
전형적인 방출형 디스플레이 모듈로는, 유기 광 방출 다이오드(OLED)가 있다. 전형적인 OLED 디스플레이는 금속 캐소드, 유기층, 투명 애노드 및 디스플레이 표면을 포함한다. 캐소드는 예컨대 알루미늄으로 제조될 수 있다. 애노드는 예컨대 인듐 주석 산화물로 제조될 수 있다. 디스플레이 표면은 예컨대 유리로 제조될 수 있다. 캐소드와 애노드 사이에 배치된 유기층은 구멍 주입층, 구멍 수송층, 방출층 및 전자 수송층을 포함한다. 예컨대 낮은 전압에 속하는 전압이 애노드 및 캐소드를 가로질러 인가되면, 구멍 수송층과 전자 수송층 내에 주입된 양전 하 및 음전하는 광을 생성, 즉 전자 발광을 위해 방출층 내에서 재결합한다. OLED의 구성은 편평 패널 디스플레이의 분야에 공지되어 있다.
방출형 디스플레이 모듈의 다른 형태로는 플라즈마 디스플레이 패널이 있다. 전형적인 가스 플라즈마 디스플레이 패널에서, 디스플레이의 각각의 개별 픽셀 또는 화소는 다른 컬러의 광을 생성하는 작은 3개의 벌브(bulb)를 포함한다. 벌브는 가스를 광을 방출하는 플라즈마 상태의 물체로 변환시키도록 가스를 통해 고전압 전기 전류를 흘려 보냄으로써 광을 생성한다.
상기에서는, 본 발명의 예시가 되는 경우에 대해 설명하였지만, 당해 분야의 숙련된 기술자들은 본 발명의 청구 범위에 기술된 발명의 사상 및 범위 내에서 여러 변형이 이루어질 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 원형 편광기 복합체를 사용하여, 주변광의 반사에 의한 명암비 감소, 눈부심 등을 방지하면서, 동시에 디스플레이로부터 방출된 내부광의 휘도를 증진시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 평면 편광기, 제1 1/4 파장 리타더, 콜레스테릭 액정(CLC) 필름 및 제2 1/4 파장 리타더를 포함하며, 제1 1/4 파장 리타더와 제2 1/4 파장 리타더의 광학축이 수직으로 교차된 것인 원형 편광기 복합체.
  2. 제1항에 있어서, CLC 필름이 3개의 상이한 피치층을 포함하는 원형 편광기 복합체.
  3. 제2항에 있어서, 3개의 상이한 피치층이 각각 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 파장 범위를 갖는 층으로 이루어진 원형 편광기 복합체.
  4. 평면 편광기, 제1 1/4 파장 리타더, 콜레스테릭 액정(CLC) 필름 및 제2 1/4 파장 리타더를 포함하는 원형 편광기 복합체, 및
    방출형 디스플레이 모듈
    을 포함하며, 제1 1/4 파장 리타더와 제2 1/4 파장 리타더의 광학축이 수직으로 교차된 것인 광학 시스템.
  5. 제4항에 있어서, CLC 필름이 3개의 상이한 피치층을 포함하는 광학 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 3개의 상이한 피치층이 각각 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 파장 범위를 갖는 층으로 이루어진 광학 시스템.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 방출형 디스플레이 모듈이 유기 광 방출 다이오드 또는 플라즈마 디스플레이 장치인 광학 시스템.
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