KR100447001B1 - 편광자,조명장치및액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

두 개 이상의 콜레스테릭 액정 중합체 층이 반사광의 중심 파장을 기준으로 하여 길고 짧은 순서로 밀착된 상태로 서로 적층되어 두께 방향으로 나선 피치가 변하는 원편광 분리층, 반사광의 중심 파장의 장파장 측에 배치된 위상차 층 및, 경우에 따라, 이색성 물질을 함유하고 위상차 층 측에 배치된 편광판을 포함하는 편광자; 면광원이 당해 편광자의 원편광 분리층 측에 배치된 조명 장치; 및 편광자 또는 조명 장치가 이의 위상차 층을 통해 액정 셀의 시인(視認) 배면 측에 배치된 액정 표시 장치가 기재되어 있다.

Description

편광자, 조명 장치 및 액정 표시 장치
본 발명은 콜레스테릭(cholesteric) 액정 중합체 층이 두께가 얇은 밀착된 상태로 서로 적층되어 있고, 액정 표시 장치 등의 휘도 및 시야각이 개선되며, 시각 변화에 따른 색상 변화를 억제하는 편광자 및 이를 사용하는 조명 장치와 액정 표시 장치에 관한 것이다.
통상, 나선 피치가 상이한 두 개 이상의 콜레스테릭 액정 중합체 층을 접착층을 통해 서로 접착시킨 원편광 분리층이 JP-A 제1-l33OO3호(본 명세서에서 사용되는 용어 "JP-A"는 "일본 공개특허공보를 의미한다")에 공지되어 있다. 콜레스테릭 액정층의 적층화는 반사광의 파장 영역을 확대시키기 위한 것이다. 즉, 콜레스테릭 액정층으로부터 반사되는 광의 파장(λ)은 입사각을 θ로 하고, 복굴절률로서 통상의 광 및 특수 광의 굴절률(no, ne) 및 나선 피치(p)에 기초한 식 nopcosθ<λ<nepcosθ로 나타낸다. 반사광의 파장 영역 λ는 가시광의 파장 영역보다 좁음으로써, 단층 콜레스테릭 액정층을 통해 투과되는 광 및 이로부터 반사되는 광은 선택적인 반사 또는 원편광 이색성이라 하는 것과 같이, 색상을 띠게 된다. 따라서, 상이한 유형의 콜레스테릭 액정 중합체 층을 적층시켜 반사광의 파장 영역을 확대시킴으로써, 중간색을 나타내는 원편광 분리층을 형성하게 된다.
그러나, 접착층을 통한 콜레스테릭 액정 중합체 층의 적층은 두께를 증가시키고, 접착 계면의 상이한 굴절률로 인하여 반사 손실이 증가되는 문제점을 갖는다. 또한, 콜레스테릭 액정 중합체 층의 단순한 적층은 반사광의 파장 영역을 증가시킬 뿐이다. 따라서, 예를 들면, 전체 가시광 영역에 걸쳐 반사 특성을 나타내는 원편광 분리층을 형성하기 위하여, 대개는 세 가지 이상의 콜레스테릭 액정 중합체 층을 합함으로써, 반사광의 파장 영역을 전체 가시광 영역으로 확장시킬 필요가 있다.
한편, 원편광 분리층을 통해 광원으로부터 광을 편광시킴으로써 액정 표시 장치에서의 광 이용 효율을 개선시켜 밝은 표시 장치를 실현하는 방법이 JP-A제59-127019호, JP-A 제61-l22626호, JP-A 제63-l2l82l호, JP-A 제3-459O6호, JP-A 제6-324333호, JP-A 제7-35925호 및 JP-A 제7-36O25호에 공지되어 있다.
그러나, 원편광 분리층에 대해 수직으로(정면) 입사된 광이 우측(좌측) 원편광으로서 색상의 변화없이 투과됨에도 불구하고, 그 위에 비스듬히 입사된 광은 타원형의 편광으로서 투과되어 색상을 변화(착색)시키는 문제점이 있다. 따라서, 원편광 분리층을 액정 표시 장치 층에 적용시키는 경우, 비스듬히 투과된 광은 액정 셀과 원편광 분리층 둘 다를 기초로 하는 색상 변화를 나타내게 된다. 그 결과, 육안으로 관찰하는 경우, 색상 변화가 합해져서, 시각이 변함에 따라 색상 변화가 대단히 커지게 되고, 이에 따라 시인성이 감소된다.
따라서, 본 발명의 목적은 두께가 얇고, 접착층의 개입에 의해 유발되는 반사 손실이 없으며, 수직으로 투과된 광에 대한 색상 변화가 없고 비스듬히 투과된 광의 색상 변화를 억제할 수 있는 반사 파장 영역이 광범위한 원편광 분리층을 갖고, 광이 편광판을 통하여 효율적으로 중간색으로서 투과되어 광 이용 효율이 우수하고 액정 셀에 의해 유발되는 색상 변화가 또한 억제되어 우수한 휘도 및 광범위한 시야각을 제공하는 액정 표시 장치를 형성할 수 있는 편광자를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 두 개 이상의 콜레스테릭 액정 중합체 층이 반사광의 중심 파장을 기준으로 하여 길고 짧은 순서로 밀착된 상태로 서로 적층되어 있고, 두께 방향으로 나선 피치가 변하는 원편광 분리층, 중심 파장의 장파장 측에 배치된위상차 층 및, 경우에 따라, 이색성 물질을 함유하고 위상차 층 위에 배치된 편광판을 포함하는 편광자가 제공된다.
본 발명은 또한, 면광원이 당해 편광자의 원편광 분리층 측에 배치된 조명 장치; 및 편광자 또는 조명 장치가 이의 위상차 층 측이 액정 셀로 향하는, 액정 셀의 시인 배면(visual back face side) 측에 배치된 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따라서, 접착층의 개입에 의해 유발되는 반사 손실 및 두께의 증가가 방지된 원편광 분리층이 수득되며, 수직 입사광이 색상의 변화없이 원편광으로서 투과되고, 위상차 층을 통하여 직선 편광화될 수 있고, 원편광 분리층을 통한 비스듬한 투과에 의해 색상이 변하는 타원편광은 또한, 위상차 층을 통하여 색상이 보상됨으로써, 편광판을 통하여 투과되는 경우, 중간색을 제공하는 광을 제공하는 편광자가 수득될 수 있고, 시야각이 광범위하고, 색상 변화가 없으며, 휘도가 우수하고, 시인성이 양호한 액정 표시 장치가 수득될 수 있다.
도 1은 본 발명을 구체화하는 편광자를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명을 구체화하는 다른 편광자를 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명을 구체화하는 또 다른 편광자를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명을 구체화하는 또 다른 편광자를 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명을 구체화하는 조명 장치를 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명을 구체화하는 다른 조명 장치를 도시한 단면도이며,
도 7은 본 발명을 구체화하는 액정 표시 장치를 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명을 구체화하는 다른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
본 발명에 따르는 편광자는 두 개 이상의 콜레스테릭 액정 중합체 층이 반사광의 중심 파장을 기준으로 하여 길고 짧은 순서로 밀착된 상태로 서로 적층되어 있고, 두께 방향으로 나선 피치가 변하는 원편광 분리층, 중심 파장의 장파장 측에 배치된 위상차 층 및, 경우에 따라, 이색성 물질을 함유하고 위상차 층 위에 배치된 편광판을 포함한다.
위에서 언급한 편광자의 예가 도 1 내지 도 4에 제시되어 있다. 참조 번호 1은 원편광 분리층을 나타내고, 참조 번호 12 및 13은 이의 콜레스테릭 액정 중합체층을 나타내며, 참조 번호 11은 지지 기재를 나타낸다. 또한, 참조 번호 2는 위상차 층을 나타내고, 참조 번호 21은 l/4 파장판을 나타내며, 참조 번호 22는 보상판을 나타낸다. 또한, 참조 번호 3은 편광판을 나타낸다.
본 발명에서 사용된 원편광 분리층은 두 개 이상의 콜레스테릭 액정 중합체 층이 반사광의 중심 파장을 기준으로 하여 길고 짧은 순서로 밀착된 상태로 서로 적층되어 있고, 두께 방향으로 나선 피치가 변한다.
위에서 언급한 원편광 분리층은, 예를 들면, 두 개 이상의 배향된 콜레스테릭 액정 중합체 층을 가열하에 서로에 대해 압착시켜 제조할 수 있다. 이러한 가열 압착 처리시, 콜레스테릭 액정 중합체 층을 가열 압축 장치(예: 롤 적층기)에 의해 유리 전이온도 내지 등방성 상 전이 온도 미만의 온도에서 가열 압착시키는 방법과 같은 적절한 방법이 사용될 수 있다.
시각 변화에 의해 유발되는 투과광의 색상 변화를 억제하기 위하여, 원편광 분리층은 콜레스테릭 액정 중합체 층이 반사광의 중심 파장을 기준으로 하여 길고 짧은 순서로 서로 적층되어 있는 것이다. 그러나, 이는 나선 피치가 동일한 두 개 이상의 콜레스테릭 액정 중합체 층을 함유할 수 있다.
위에서 언급한 경우에, 나선 피치가 상이한 하나 또는 두 개 이상의 콜레스테릭 액정 중합체 층이 위에서 언급한 중심 파장을 기준으로 하여 길고 짧은 순서로 나선 피치가 동일한 콜레스테릭 액정 중합체 층 사이에 삽입되어 있다.
콜레스테릭 액정 중합체 층으로서, 그랜잔 배향(Granjan orientation)에 의해 자연광을 투과광 및 반사광으로서 우측 원편광 및 좌측 원편광으로 분리하는 적절한 것이 사용될 수 있다. 콜레스테릭 액정 중합체 층은 단층 생성물(예: 필름)로서 수득되거나 플라스틱 필름 등으로 지지되는 다층 생성물로서 수득될 수 있다.
콜레스테릭 액정 중합체 층은 가능한 한 균일하게 배향되는 것이 바람직하다. 균일하게 배향된 콜레스테릭 액정 중합체 층은 산란이 없는 반사광을 제공하므로, 이들은 액정 표시 장치에서 시야각의 확대에 유리하고, 특히 경사 방향으로부터 또한 직접 관찰되는 직시형 액정 표시 장치의 형성에 적합하다.
위에서, 콜레스테릭 액정 층의 적층은 분리 기능의 파장 영역을 확대하기 위한 것이다. 즉, 단층 콜레스테릭 액정 층은 대개 선택적인 반사(원편광 이색성)를 나타내는 파장 영역에 대해 제한을 가지며, 이러한 제한은 일부 경우에 약 100nm의 파장 영역으로 연장되는 광범위한 범위이다. 그러나, 심지어 이러한 파장 영역이 액정 표시 장치에 적용되는 경우에 바람직한 가시광의 전체 범위로 확대되지는 않는다. 따라서, 선택적인 반사(반사 파장)가 상이한 콜레스테릭 액정 층을 서로 적층시켜 원편광 이색성을 나타내는 파장 영역을 확대시키고자 하는 것이다.
그런데, 선택적인 반사의 중심 파장의 범위가 300 내지 9OOnm인 몇몇 형태의 콜레스테릭 액정 중합체 층은 동일한 방향으로 원편광을 반사시키고 나선 피치가 상이한 층의 조합을 사용하여 적층시킴으로써, 가시광 영역과 같은 광범위한 파장 영역을 커버할 수 있는 원편광 분리층을 효율적으로 형성할 수 있다.
위에서 언급한 경우에 있어서 동일한 방향으로 원편광을 반사시키는 콜레스테릭 액정 층의 적층은 각각의 층에 의해 반사되는 원편광의 위상 상태를 균일하게 함으로써, 각각의 파장 영역에서 상이한 편광 상태가 생성되는 것을 방지하고, 편광량을 유용한 상태로 증가시킨다.
콜레스테릭 액정 중합체에 대한 특별한 제한은 없으며, 적절한 중합체가 사용될 수 있다. 따라서, 공액 선형 원자단(메소젠)이 중합체의 주쇄 또는 측쇄로 도입된 주쇄형 또는 측쇄형 중합체와 같은, 다양한 중합체가 사용될 수 있다.
위상차(n)가 보다 큰 콜레스테릭 액정 중합체는 선택 반사의 파장 영역이 보다 광범위해지며, 층수의 감소 및 광범위한 시각에서의 파장 이동에 대한 허용면에서 바람직하게 사용된다. 액정 중합체로서, 취급 및 조작 온도에서의 배향 안정성 면에서 유리 전이온도가 30 내지 l5O℃인 중합체가 바람직하게 사용된다.
그런데, 위에서 언급한 주쇄형 액정 중합체의 예로는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리카보네이트 및 폴리에스테르이미드와 같은 중합체가 포함되며, 여기서 굴곡성을 부여하기 위해 경우에 따라, 파라 치환된 사이클릭 화합물을 포함하는 메소젠 그룹들은 스페이서 잔기에 의해 결합된다.
측쇄형 액정 중합체의 예로는 주쇄로서 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리실록산 또는 폴리말로네이트를 갖고 측쇄로서 필요에 따라 공액 선형 원자단(메소젠)을 포함하는 스페이서 잔기를 통해 파라 치환된 사이클릭 화합물을 포함하는 저분자량 액정 화합물(메소젠 그룹)을 갖는 중합체, 저분자량의 키랄성을 함유하는 네마틱 액정 중합체, 키랄 성분 도입된 액정 중합체 및 네마틱 중합체와 콜레스테릭 중합체와의 혼합 액정 중합체가 포함된다.
위에서 기재한 바와 같이, 심지어 파라 치환된 방향족 단위 또는 치환된 사이클릭 환 단위(예: 아조메틴, 아조, 아족시, 에스테르, 비페닐, 페닐사이클로헥산및 비사이클로헥산 형태)를 포함하는 네마틱 배향성을 부여하는 파라 치환된 사이클릭 화합물을 갖는 중합체는 비대칭 탄소원자를 갖는 화합물을 포함하는 적절한 키랄성 성분 또는 저분자량의 키랄제를 도입시킴으로써 콜레스테릭 배향을 갖는 중합체로 전환시킬 수 있다[참조: JP-A 제55-2l479호 및 미국 특허 제5,332,522호]. 파라 치환된 사이클릭 화합물의 파라 위치의 말단 치환체 그룹은 적절한 그룹(예: 시아노, 알킬 및 알콕시 그룹)일 수 있다.
스페이서 잔기에는, 예를 들면, 메틸렌 쇄 -(CH2)n- 및 폴리옥시메틸렌 쇄-(CH2CH2O)m-가 포함된다. 스페이서 잔기를 형성하는 반복 구조 단위의 수는 메소젠 잔기의 화학 구조에 의해 적절히 결정된다. 일반적으로, 메틸렌 쇄인 경우, n은 0 내지 20, 바람직하게는 2 내지 12이고, 폴리옥시메틸렌 쇄인 경우, m은 0 내지 10, 바람직하게는 1 내지 3이다.
위에서 언급한 주쇄형 액정 중합체는 통상의 중합체 합성법을 기본으로 하는 적절한 방법에 의해, 예를 들면, 라디칼 중합, 양이온 중합 또는 음이온 중합에 의해 성분 단량체를 공중합시켜 제조할 수 있다. 측쇄형 액정 중합체는 또한, 주쇄(예: 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트)를 형성하기 위하여 메소젠 그룹을, 경우에 따라, 스페이서 그룹에 의해 비닐 단량체로 도입시키는 라디칼 중합에 의해 단량체를 중합시키는 단량체 부가 중합, 백금 촉매의 존재하에 폴리옥시메틸-실릴렌의 Si-H 결합에 의한 비닐 치환된 메소젠 단량체의 부가 중합, 주쇄 중합체로 부가되는 관능성 그룹을 통하여 상 전이 촉매를 사용한 에스테르화에 의한 메소젠 그룹의도입 및 메소젠 그룹이, 경우에 따라, 스페이서 그룹 및 디올에 의해 말론산의 일부로 도입되는 단량체의 중축합과 같은, 적절한 방법에 의해 제조할 수 있다.
위에서, 다음 화학식 1의 단량체 단위 및 화학식 2의 단량체 단위를 포함하는 공중합체, 특히 화학식 1의 단량체 단위 60 내지 95중량% 및 화학식 2의 단량체 단위 40 내지 5중량%를 포함하는 공중합체가 필름 형성 특성, 양호한 모노도메인 상태의 그랜잔 배향, 단기간의 배향, 유리 상태로의 안정한 고정성, 콜레스테릭 상의 나선 피치의 제어성 및 얇고 가볍고 피치와 같은 배향 상태가 사용 온도에 따라 변하기 어렵고, 내구성 및 저장 안정성이 우수한 원편광 분리층의 형성 특성 면에서 바람직하게 사용된다(일본 공개특허공보 제(평)7-251818호).
[화학식 1]
[화학식 2]
위의 화학식 1 및 2에서,
Rl은 수소 또는 메틸 그룹이고,
m은 1 내지 6의 정수이며,
Xl은 CO2그룹 또는 OCO 그룹이고,
p 및 q는 각각 1 또는 2의 정수이며, p+q=3을 만족시키고,
R2는 수소 또는 메틸 그룹이며,
n은 1 내지 6의 정수이고,
X2는 CO2그룹 또는 OCO 그룹이며,
X3은 -C0-R3또는 R4(여기서 R3은또는이며, R4는이고, R5는 또는이다)이다.
위의 화학식 1 및 화학식 2의 단량체 단위를 형성할 수 있는 아크릴 단량체는 적절한 방법에 의해 합성할 수 있다. 이의 예로는 먼저, 에틸렌 클로로히드린 및 4-하이드록시벤조산을 알칼리 수용액 속에서 촉매로서 요오드화칼륨을 사용하여 가열 환류시켜 하이드록시카복실산을 수득한 다음, 아크릴산 또는 메타크릴산과 탈수 반응시켜 (메트)아크릴레이트를 수득하고, (메트)아크릴레이트를 디사이클로헥실카보디이미드(DCC) 및 디메틸-아미노피리딘(DMAP)의 존재하에 4-시아노-4'-하이드록시비페닐로 에스테르화함으로써 단량체를 수득하는 방법이 포함된다.
화학식 2의 단량체에 속하는 아크릴 단량체의 합성예로는 먼저, 하이드록시 알킬 할라이드 및 4-하이드록시벤조산을 알칼리 수용액 속에서 촉매로서 요오드화 칼륨을 사용하여 가열 환류시켜 하이드록시카복실산을 수득한 다음, 아크릴산 또는 메타크릴산과 탈수 반응시켜 (메트)아크릴레이트를 수득하고, (메트)아크릴레이트를 DCC 및 DMAP의 존재하에 4번 위치에 R3그룹 함유 CO 그룹을 갖는 페놀과 에스테르화하는 방법, 및 (메트)아크릴레이트를 위에서 언급한 탈수 반응 후에, DCC 및 DMAP의 존재하에 4번 위치에 비대칭 탄소원자를 갖는 페놀과 에스테르화하는 방법이 포함된다.
따라서, 위에서 언급한 화학식 1 및 화학식 2의 단량체에 속하는 다른 단량체는 원하는 도입 그룹을 갖는 적절한 원료를 사용하여 위에서 언급한 방법에 따라 합성할 수 있다. 위에서 언급한 4번 위치에 R3그룹 함유 CO 그룹을 갖는 페놀은, 예를 들면, 먼저 메틸 클로로포르메이트를 알칼리 수용액 속에서 4-하이드록시벤조산과 반응시켜 카복실산을 수득하고, 이를 옥살릴 클로라이드를 사용하여 산 클로라이드로 전환시킨 다음, 산 클로라이드를 피리딘/테트라하이드로푸란 속에서 H-R3과 반응시켜 R3그룹을 도입시키고, 생성된 생성물을 수성 암모니아로 처리하여 보호 그룹을 제거함으로써 수득할 수 있다. 또한, 4번 위치에 비대칭 탄소원자를 갖는 페놀은, 예를 들면, 4-하이드록시벤즈알데히드 및 (S)-(-)-1-페닐에틸아민을 톨루엔 속에서 공비 탈수반응시킴으로써 수득할 수 있다.
위에서 언급한 공중합체는 화학식 2의 단량체 단위의 함량을 변화시켜 콜레스테릭 액정의 나선 피치를 변화시킬 수 있다. 따라서, 원편광 이색성을 나타내는 파장은 화학식 2의 단량체 단위의 함량을 조절함으로써 조정될 수 있고, 가시광 영역에서 광에 대한 원편광 이색성을 나타내는 광학 부재가 용이하게 수득될 수 있다.
콜레스테릭 액정 중합체 층은 종래의 배향 처리에 준하는 방법에 의해 형성시킬 수 있다. 이러한 방법의 예로는 지지 기재 위에 형성된 폴리이미드, 폴리비닐 알콜, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드이미드 또는 폴리에테르 이미드 필름을 레이온 천으로 문질러 수득한 배향 필름, 비스듬히 용착된 층 또는, 연신 처리하여 수득한 배향 필름과 같은, 적절한 배향 필름 위에 콜레스테릭 액정 중합체를 전개시킨 다음, 유리 전이온도 이상 등방성 상 전이 온도 미만의 온도로 가열하고, 중합체를 액정 중합체 분자가 그랜잔 배향되는 상태에서 유리 전이온도 미만의 온도로 냉각시켜 유리 상태를 수득함으로써, 배향이 고정된 고화 층을 형성하는 방법이 포함된다.
위에서 언급한 지지 기재로서, 플라스틱(예: 트리아세틸 셀룰로즈, 폴리비닐 알콜, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 무정형 폴리올레핀, 변성 아크릴 중합체 및 에폭시 수지)으로 구성된 단층 또는 적층 필름 및 유리판을 포함하는 적절한 재료가 사용될 수 있다. 두께 감소 측면에서는 플라스틱 필름이 바람직하며, 편광 상태의 변화를 방지함으로써 광 이용 효율을 향상시킨다는 점에서는 복굴절에 의한 위상차가 가능한 한 작은 것이 바람직하다.
액정 중합체는, 예를 들면, 용매 중의 액정 중합체 용액을 적절한 방법(예: 스핀 피복법, 롤 피복법, 유동 피복법, 프린팅, 침지 피복법, 주조 필름 형성법, 바아 피복법 및 그라비야 인쇄법)에 의해 박층으로 전개시킨 다음, 필요에 따라, 건조시키는 방법에 의해 전개시킬 수 있다. 위에서 언급한 용매로서, 메틸렌 클로라이드, 사이클로헥산온, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에탄, N-메틸피롤리돈 및 테트라하이드로푸란 등의 적절한 용매가 사용될 수 있다.
액정 중합체는 또한, 액정 중합체의 가열 용융물, 바람직하게는 등방성 상을 나타내는 가열 용융물을 상기의 방법에 따라 전개시키고, 필요에 따라, 용융 온도를 유지하면서 박층으로 추가로 전개시킨 다음, 고화시키는 방법에 의해 형성할 수 있다. 이들 방법은 용매를 사용하지 않으므로, 위생적인 작업 환경을 제공한다.
전개된 액정 중합체 층을 배향시키기 위한 가열 처리는 위에서 기재한 바와 같이, 층을 유리 전이온도 내지 등방성 상 전이 온도의 온도 범위에서, 즉 액정 중합체가 액정 상을 나타내는 온도 범위에서 가열함으로써 수행할 수 있다. 또한, 배향 상태는 층을 유리 전이온도 미만으로 냉각시킴으로써 고정시킬 수 있고, 냉각 조건에 대한 특별한 제한은 없다. 대개, 위에서 언급한 가열 처리는 300℃ 이하의 온도에서 수행되므로, 일반적으로 자연 냉각 시스템이 사용될 수 있다.
지지 기재 위에 형성된 액정 중합체의 고화 층은 지지 기재와 일체물로 사용되거나 이로부터 분리된 필름으로서 사용될 수 있다. 고화 층이 지지 기재와 일체물로 사용되는 경우, 액정 중합체의 고화 층은 밀착된 상태로 서로 적층됨으로써, 본 발명에서 사용되는 원편광 분리층을 수득할 수 있다. 고화 층이 위에서 기재한 바와 같이 지지 기재와 일체물로 형성되는 경우, 편광 상태 변화를 방지하는 측면에서 사용된 지지 기재의 위상차는 가능한 한 작은 것이 바람직하다.
각각의 콜레스테릭 액정 중합체의 두께는 배향의 무질서 및 투과율의 감소를 방지하는 측면에서, 바람직하게는 0.5 내지 50㎛, 보다 바람직하게는 1 내지 30㎛, 가장 바람직하게는 2 내지 1O㎛이다. 지지 기재가 포함되는 경우, 기재를 포함한 전체 두께는 바람직하게는 2 내지 500㎛, 보다 바람직하게는 5 내지 300㎛, 가장 바람직하게는 10 내지 2OO㎛이다. 원편광 분리층이 형성되는 경우, 필요에 따라, 다양한 부가제(예: 안정화제, 가소제 및 금속)가 콜레스테릭 액정 중합체에 부가될 수 있다.
본 발명에 사용되는 원편광 분리층은 두께 방향으로의 나선 피치의 변화에 기초하여, 연속되는 반사광의 파장 영역 또는 불연속되는 반사광의 파장 영역을 나타낼 수 있다. 후자의 경우, 연속되는 반사광의 파장 영역을 나타내는 영역은 불연속 되는 반사광의 파장 영역을 나타내는 영역과 혼합될 수 있다. 위에서 언급한 가열 압축 작업 또는 휘발성 액체 매개 작업에 의해 서로 적층된 콜레스테릭 액정 중합체 층은 대개 각각의 콜레스테릭 액정 중합체 층에 기초하는 반사 파장 영역을 단지 부가함으로써 수득되는 파장 영역 특성을 나타낸다. 따라서, 서로 적층된 각각의 콜레스테릭 액정 중합체 층에 기초하는 반사 파장 영역이 중복되지 않는 경우에, 불연속되는 반사광의 파장 영역을 나타내는 원편광 분리층이 수득된다.
본 발명에서 바람직하게 사용될 수 있는 원편광 분리층은 액정 표시 장치의 흑백과 같은 양호한 색상 특성을 성취하는 측면에서 연속되는 반사광의 파장 영역을 나타내는 층이다. 이러한 원편광 분리층은, 예를 들면, 위에서 언급한 가열 압축 작업 또는 휘발성 액체 매개 작업에 의해 형성되는 콜레스테릭 액정 중합체의 적층체를 유리 전이온도 이상 등방성 상 전이 온도 미만의 온도에서 가열하여 이들의 밀착된 계면에서 상하층을 형성하는 콜레스테릭 액정 중합체가 서로 혼합된 층을 형성함으로써 제조할 수 있다.
위에서, 상부 및 하부층의 콜레스테릭 액정 중합체를 혼합하여 형성시킨 콜레스테릭 액정 중합체 층은 상부층의 나선 피치가 하부층의 나선 피치와 상이하고, 나선 피치가 두께 방향으로 다단계로 변하는 원편광 분리층을 형성한다. 대개, 나선 피치는 상하층을 형성하는 콜레스테릭 액정 중합체에 대한 평균값이고, 콜레스테릭 액정 중합체 층은 상부 및 하부층과 함께, 연속되는 반사광의 파장 영역을 나타내는 영역을 형성한다.
따라서, 콜레스테릭 액정 중합체 층이 상부층의 파장 영역과 하부층의 파장 영역이 중복되지 않도록 하는 조합으로, 즉 반사광의 파장 영역이 불연속성으로 인하여 소실 영역을 갖는 조합으로 사용되는 경우, 상부 및 하부층을 혼합하여 형성한 콜레스테릭 액정 중합체 층은 위에서 언급한 소실 영역을 채움으로써 반사광의 파장을 연속적으로 만들 수 있다. 따라서, 예를 들면, 반사 파장 영역이 각각500nm 이하 및 6OOnm 이상인 두 종류의 콜레스테릭 액정 중합체 층을 사용하면 파장 영역이 500 내지 6OOnm인 불연속되는 반사 파장 영역에서 광을 반사하는 원편광 분리층을 제공할 수 있다. 이는 반사 파장 영역이 좁은 콜레스테릭 액정 중합체 층의 적층에 의해 보다 광범위한 반사 파장 영역을 나타내는 원편광 분리층이 형성될 수 있음을 의미하는 것이다.
본 발명에서, 가시광 영역의 경우, 반사 파장 영역의 대역(帶域)이 근자외선 영역 또는 근적외선 영역으로 확대되는 원편광 분리층을 사용하는 것은 액정 표시 장치의 휘도를 개선하는 측면에서 바람직하다. 이에 대한 이유는 광이 원편광 분리층을 통하여 비스듬히 투과되고 타원형으로 편광되는 경우, 광이 가시광 영역의 광에 대한 파장으로 전환됨으로써, 가시광의 양을 증가시키는 것으로 여겨진다.
위상차 층으로서, 도 1에 제시된 바와 같이, 원편광 분리층을 통하여 투과되는 원편광을 직선 편광시키기 위하여 적어도 l/4 파장판(21)이 사용되며, 경우에 따라, 도 2에 제시된 바와 같이 보상판(22)이 사용된다. 또한, 위상차 층은 원편광 분리층에서 반사광의 중심 파장이 보다 긴 콜레스테릭 액정 중합체 층 측에 배치된다. 이는 시각 변화에 의해 유발되는 색상 변화의 각도 의존성을 감소시킨다. 원편광 분리층을 통하여 비스듬히 투과되는 타원편광은 편광 및 타원형 방향으로 상당히 상이한 광 성분을 함유하며, l/4 파장판을 통하여 직선으로 편광되는 광으로 전환되는 경우에 편광판의 축 각으로부터 벗어나서, 파장 변화(색상의 변화)를 유발하는 것으로 여겨진다. 이 경우, 콜레스테릭 액정 중합체 층의 브래그(Bragg) 반사 특성으로부터, 근적외선 범위의 광은 비스듬히 보는 경우, 가시광 영역의 광이 된다. 따라서, l/4 파장판을 반사광의 중심 파장이 파장이 짧은 콜레스테릭 액정 중합체 층으로부터 멀어지도록 하는 위치에 배치시킴으로써, 경사진 시각의 착색을 억제하는 것으로 여겨진다.
원편광 분리층 측에 배치된 l/4 파장판(위상차 층)으로서, 가시광 영역의 경우 정면 위상차가 100 내지 l8Onm인 판이 직선 편광 효과의 관점에서 바람직하게 사용된다. 즉, 최대 면내 굴절률을 nx라고 하고 이에 대한 우측각에서 교차하는 방향의 굴절률을 ny라고 하고 두께 방향의 굴절률을 ng라고 하고 두께를 d라고 할 때, 수학식 (nx-ny)d=nd=100 내지 l8Onm를 만족하는 l/4 파장판이 바람직하게 사용된다.
위에서 기재한 바에 따라, 원편광 분리층을 통하여 수직으로 투과되는 원편광은 색상의 변화없이 직선 편광화되어, 흡수 손실없이 편광판을 통하여 용이하게 투과될 수 있는 광을 제공할 수 있고, 원편광 분리층을 통하여 비스듬히 투과되고 타원형으로 편광되는 광의 위상은 보상되어 색상의 변화를 감소시키고, 이에 따라, 편광판을 통한 시인을 착색이 거의 없는 중간색으로 되게 할 수 있다.
원편광 분리층의 복굴절에 기초하는 시각에 의해 유발되는 색상 변화 및 또한, 액정 셀의 복굴절에 기초하는 시각에 의해 유발되는 색상 변화를 상당히 보상하여 착색을 방지함으로써, 콘트라스트 및 시인성이 우수한 액정 표시 장치(예: 흑백 표시 장치)를 수득하기 위하여는 바람직하게 사용되는 l/4 파장판의nd는 100 내지 l8Onm, 바람직하게는 110 내지 170nm이다.
위에서 언급한 착색 방지에 있어서, 두께 방향의 굴절률이 하나 이상의 면내 굴절률보다 높은(nx<nz또는 ny<nz), 특히 두께 방향의 굴절률이 면내 평균 굴절률보다 높거나((nx+ny)/2<nz), 모든 면내 굴절률보다 높은(nx<nz및 ny<nz) l/4 파장판이 바람직하게 사용된다.
경우에 따라, l/4 파장판 위에 배치되는 보상판으로서, 정면 위상차가 100 내지 72Onm인 보상판이 사용된다. 즉, 위에서 언급한 l/4 파장판에 따라, 수학식 (nx-ny)d=nd=100 내지 72Onm를 만족하는 보상판이 사용된다. 이는 l/4 파장판을 통하여 비스듬히 투과되는 광의 색상 밸런스가 이를 통해 수직으로 투과되는 광의 색상 밸런스와 가능한 한 근접하도록 함으로써, 편광판을 통한 시인을 착색이 거의 없는 중간색으로 되도록 할 수 있다.
l/4 파장판을 통하여 투과되는 광의 색상 밸런스의 일치성 및 또한, 액정 셀의 복굴절률에 기초하는 시각에 의해 유발되는 색상 변화의 보상과 관련하여, 바람직하게 사용되는 보상판의nd는 110 내지 700nm, 바람직하게는 120 내지 6OOnm이다. 또한, 위에서 기재한 바와 관련하여, 두께 방향의 굴절률이 하나 이상의 면내 굴절률보다 높은, 특히 면내 평균 굴절률 또는 모든 면내 굴절률보다 높은 보상판이 바람직하다.
색상 변화의 보상을 위하여 보다 바람직하게 사용될 수 있는 l/4 파장판 및 보상판은 바람직하게는 편차가 ±5° 이하, 보다 바람직하게는 ±3° 이하인, 면내에서의 광축의 편차가 작은 것이다. 또한, 수학식 (nx-nz)/(nx-ny)로 표시되는 Nz는5 이하, 바람직하게는 2 이하, 보다 바람직하게는 1.5 이하이다(모두 마이너스 값을 포함함).
l/4 파장판 및 보상판은 이들이 위에서 언급한 특성을 나타내는 한, 어떠한 재료로도 형성될 수 있으며, 투명도가 우수하고, 특히 광투과율이 80% 이상이고 균일한 위상차를 제공하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 플라스틱[예: 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리스티렌, 폴리올레핀(예: 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 폴리비닐 알콜, 셀룰로즈 아세테이트 중합체, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 및 폴리이미드]으로 형성된 배향 필름 및 액정 중합체, 특히 비틀린 배향의 액정 중합체가 사용된다.
굴절률이 큰 l/4 파장판 및 보상판은 위에서 언급한 중합체를 캐스팅법 및 압출법과 같은 적절한 방식으로 압출시켜 형성한 필름을 필름이 열 수축성 필름에 부착된 상태로 일축 또는 이축 가열 연신하는 방식과 같은 적절한 방식으로 제조할 수 있다.
l/4 파장판 및 보상판의 위에서 언급한 특성(예:nd 및 Nz)은 재료를 변화시키거나 필름의 두께 또는 조건(예: 연신율 또는 연신 온도)을 변화시켜 조절할 수 있다. l/4 파장판 및 보상판의 일반적인 두께는 단층인 경우에, 10 내지 500㎛, 바람직하게는 20 내지 200㎛이지만, 이로써 제한되는 것은 아니다.
l/4 파장판 및 보상판이 액정 중합체를 사용하여 형성되는 경우, 이들은 위에서 언급한 원편광 분리층의 경우에 따라, 액정 중합체의 배향 필름 및 투명 기판에 의해 지지되는 이의 배향층과 같은, 적절한 형태로 수득될 수 있다. 액정 중합체가 사용되는 경우, 바람직한 l/4 파장판 및 보상판은 연신 처리없이 수득될 수도 있다.
l/4 파장판 및 보상판은 단층 위상차 층 또는 위상차가 상이한 두 개 이상의 위상차 층의 적층 생성물일 수 있다. 위상차가 상이한 위상차 층의 적층은 이들이 바람직한 l/4 파장판 및 보상판으로서 작용하는 파장 영역의 확대에 효과적이다. 위상차 층 또는 보정층이 적층되는 경우, 위에서 언급한 측면에서 두께 방향의 굴절률이 하나 이상의 면내 굴절률보다 높은 하나 이상의 위상차 층 또는 보상층이 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 색상 변화의 방지와 같은 위에서 언급한 본 발명의 목적으로부터, l/4 파장판 위에 배치된 보상판은 l/4 파장판이 원편광 분리층을 통하여 투과되는 원편광을 직선편광화시키는 경우에 직선 편광화된 광의 진동 방향이 보정판의 지상축(遲相軸) 또는 진상축(進相軸)에 대해 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 편광자애 있어서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, l/4 파장판(21)과 보상판(22)을 또한 포함하는 위상차 층(2) 위에도 편광판(3)을 배치할 수 있다. 이 경우, 편광자는 별도의 편광판의 사용없이 액정 셀에 그대로 적용될 수 있다.
편광판으로서, 이색성 물질을 함유하는 흡수형 편광판, 배향된 폴리엔 필름 및 투명한 보호층이 제공된 폴리엔 필름과 같은 적절한 판이 사용될 수 있다. 그런데, 흡수형 편광판의 예로는 친수성 중합체 필름(예: 폴리비닐 알콜 필름, 부분 포르말린화된 폴리비닐 알콜 필름 및 부분 비누화된 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 필름)이 포함되며, 필름은 이색성 물질(예: 요오드 및 이색성 염료)을 흡착하여 연신될 수 있다. 또한, 배향된 폴리엔 필름의 예로는 폴리비닐 알콜의 탈수 생성물 및 폴리비닐 클로라이드의 탈염화수소화 생성물이 포함된다. 편광판의 두께는 대개 5 내지 80㎛이지만, 이로써 제한되는 것은 아니다.
액정 표시 장치의 제조시, 본 발명에 따르는 편광자를 사용하여 선명한 표시를 달성하기 위해서, 즉 위상차판에 의해 고도로 직선 편광화시킨 광을 가능한 한 효과적으로 흡수 손실을 방지하면서 편광자를 통과시켜 액정 셀에 대하여 고도의 직선 편광을 입사시킴으로써 콘트라스트 비가 양호한 표시를 성취하기 위해서, 이 색성 물질을 함유하는 흡수형 편광판과 같은, 편광도가 높은 편광판이 사용되는 것이 바람직하다.
특히, 광투과율이 40% 이상이고, 편광도가 95.0% 이상, 특히 99% 이상인 이 색성 물질 함유 흡수형 편광판이 바람직하게 사용된다. 위에서 언급한 편광도(P)는 수학식 P=SQR[(Tp-Tc)/(Tp+Tc)](여기서, Tp는 동일한 편광판이 평행한 니콜로 배치되는 경우의 광투과율이고, Tc는 편광판이 교차된 니콜로 배치되는 경우의 광투과율이다)로 정의된다.
위에서 언급한 투명 보호층은 특히, 이색성 물질 함유 흡수형 편광판과 같은 내수성이 불량한 편광판을 보호하기 위하여 제공되며, 플라스틱의 피복 및 필름의적층과 같은 적절한 방식으로 형성될 수 있다. 보호층이 필름과 같은 분리된 재료에 의해 형성되는 경우, 반사 손실의 방지 측면에서, 편광판은 접착층을 통해 적층 일체화시키는 것이 바람직하다. 투명 보호층의 두께는 적절히 결정될 수 있는데, 일반적으로 1mm 이하, 바람직하게는 5OO㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 300㎛이다. 플라스틱으로서, 적절한 플라스틱이 사용될 수 있다. 그러나, 액정 중합체를 지지하기 위하여 위에서 언급한 위상차 층 및 투명 기재에서 예시된 플라스틱이 일반적으로 사용된다.
또한, 미립자의 부가에 의해 투명 수지층의 표면에 미세한 불균일이 형성될 수 있다. 미립자로서, 투명 수지층에서 투명도를 나타내는 입자가 사용된다. 이러한 미립자의 예로는 전도성일 수 있는, 평균 입자 크기가 0.5 내지 5㎛인 무기 미립자(예: 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴 및 산화안티몬) 및 유기 미립자(예: 가교결합되거나 가교결합되지 않은 중합체)가 포함된다. 미립자의 함량은 일반적으로 2 내지 25중량%, 바람직하게는 5 내지 20중량%이다.
편광판을 위상차 층 위에 배치하는 경우, 위상차 층 또는 보상판의 진상축 또는 지상축에 대한 편광판의 편광축의 배치 각도는 위상차 층 또는 보상판의 위상차 특성 또는, 그 위에 입사되는 원편광 또는 직선 편광의 특성에 따라 적절히 결정될 수 있다. 그러나, 광 이용 효율의 향상 측면에서, 편광판의 투과측은 위상차 층을 통하여 직선 편광되는 광의 편광 방향(진동 방향)에 대하여 가능한 한 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 편광자는 광원(예: 자연광)으로부터의 광을 원편광 분리층을 통한 반사 및 투과에 의해 우측 원편광 및 좌측 원편광으로 분리할 수 있고, 원편광을 선형으로 편광시키고, 원편광 분리층을 통해 투과된 원편광 및 타원편광을 위상차 층을 통해 직선 편광화시키며, 직선 편광화된, 특히 위상차 층을 통해 비스듬히 투과된 광의 위상차를 필요에 따라 보상판을 통해 조절하여 색상 변화가 작도록 편광판으로 광을 공급할 수 있다.
따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 편광자는 측광형 광 전도판 또는 EL 램프와 같은 적절한 면광원(4) 위에 이의 원편광 분리층(1) 측을 면광원으로 향하도록 배치됨으로써, 액정 표시 장치의 역광에 적합한 조명 장치를 또한 조립할 수 있다. 도면에 도시된 면광원은 광 전도판(4)의 측면에 광원(42)이 제공되어 있다.
도면에 도시된 위에서 언급한 조명 장치에 있어서, 광원(42)으로부터의 광은 광 전도판(4)의 측면으로 입사되어, 배면에서의 반사에 의해 광 전도판의 표면으로부터 방출된다. 방출된 광은 광 전도판의 표면 측에 배치된 원편광 분리층(1)을 통하여 특정 원편광(수직) 또는 타원편광(경사)으로서 투과되고, l/4 파장판(21)(위상차 층(2))을 통하여 직선 편광되며, 필요한 경우, 보상판(22)을 통하여 투과됨으로써, 편광판(3)에 입사된다. 한편, 명시되지 않은 원편광으로서 원편광 분리층(1)에 의해 반사된 광은 광 전도판에 다시 입사되어, 배면에 배치된 반사층(41)을 통해 반사되고, 귀환 광(return light)으로서 다시 원편광 분리층(1)에 입사된다.
위에서 언급한 원편광 분리층에 의해 반사되는 광은 광 전도판의 배면에 의해 반사되는 경우에 편광 상태가 변하고, 반사광의 일부 또는 전부가 원편광 분리층을 통하여 투과될 수 있는 특정 원편광으로 전환된다. 따라서, 원편광 분리층에 의해 반사된 광은 원편광 분리층을 통하여 투과될 수 있는 특정 원편광이 될 때까지 원편광 분리층과 광 전도판 사이에 한정되며, 이들 사이에 반사가 반복된다.
위에서 기재한 바와 같이, 측광형 광 전도판에 있어서, 반사된 광은 원편광 분리층과 광 전도판의 반사층 사이에 한정되며, 이들 사이에 반사가 반복된다. 한편, 편광 상태는 광이 원편광 분리층을 통하여 투과될 수 있는 상태로 변하며, 광은 입사광의 초기 투과광과 함께 방출됨으로써, 반사 손실로 인한 미사용 광을 감소시킨다.
한편, 원편광 분리층으로부터 방출된 광은 위상차 층을 통하여 직선 편광 또는 직선 편광 성분이 풍부한 타원편광으로 전환된다. 전환된 광은 이의 직선 편광 방향이 편광판의 투과축과 일치하는 경우, 편광판에 의해 거의 흡수되지 않고 편광판을 통해 투과됨으로써, 흡수 손실로 인한 미사용 광을 감소시킨다. 결과적으로, 종래에 반사 손실 및 흡수 손실로서 손실된 광이 또한 효과적으로 사용될 수 있고, 광의 이용 효율이 향상될 수 있다. 따라서, 면광원으로서, 측광형 광 전도판이 바람직하게 사용된다.
위에서 언급한 광 전도판으로서, 배면에 반사층을 갖고, 표면측에 광을 방출하는 적절한 광 전도판이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 광을 흡수없이 효과적으로 방출하는 광 전도판이 사용된다. 이의 예로는 액정 표시 장치에 공지된 측광형 역광이 있는데, 이는 선형 광원[예: (냉 또는 열) 음극관] 또는 광원(예: 발광 다이오드)이 광 전도판(4)의 측면에 배치되어 있고, 광 전도판을 통해 투과된 광은 확산, 반사, 굴절 및 간섭에 의해 판의 표면 측으로 방출된다.
위에서, 내부 투과된 광을 한쪽 면으로 방출시키는 광 전도판은, 예를 들면, 투명하거나 반투명한 수지판의 광 방출면 또는 배면에 도트 또는 스트립 형태의 확산체를 제공하거나, 수지판의 배면에 요철 구조, 특히 미세한 프리즘 어레이형 요철 구조를 제공하여 수득할 수 있다.
한쪽 면으로 광을 방출시키는 광 전도판은 판 자체가 원편광 분리층에 의해 반사된 광의 편광을 전환시키는 기능을 가질 수 있다. 그러나, 광 전도판의 배면에 반사층(41)을 제공하면 반사 손실을 거의 완전히 방지할 수 있다. 확산 반사층 또는 거울 반사층과 같은 반사층은 원편광 분리층에 의해 반사되는 광의 편광을 전환시키는 기능이 우수하므로, 본 발명에서 바람직하게 사용된다.
그런데, 요철면으로 대표되는 확산 반사층에서, 편광 상태는 이의 확산에 기초하여 불규칙하게 혼재되어 편광 상태는 소멸된다. 또한, 알루미늄 또는 은의 용착층, 이와 함께 제공되는 수지판 또는 금속 호일로 구성된 금속 표면으로 대표되는 거울 반사층에서, 원편광의 반사에 의해 편광 상태가 역전된다.
조명 장치의 제조시, 광의 방출 방향을 조절하는 프리즘 시트를 포함하는 프리즘 어레이층(5), 균일한 발광을 수득하기 위한 확산판, 유출 광을 복귀시키는 반사 수단 및 보조 수단(예: 광 전도판의 측면으로 광 방출을 유도하는 광원 홀더)은 광 전도판(4)의 상부, 하부 또는 측면에 필요에 따라 하나 이상의 층으로 적절한 조합으로서 배치된다.
위에서, 광 전도판의 표면 측에 배치된 프리즘 어레이층 또는 확산판에 제공되거나, 광 전도판에 제공된 도트는 확산 효과에 의해 반사광의 위상을 변화시키는 편광 전환 수단으로서 작용할 수 있다. 2층 이상의 프리즘 어레이 층이 배치되는 경우, 각 층의 프리즘 어레이는 프리즘 어레이를 직교시키거나, 서로 교차시켜 어레이의 배치 각도를 이동시킴으로써 광학 이방성이 소멸되는 상태로 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 편광자 또는 조명 장치를 제조하기 위한 원편광 분리층, 위상차 층, 편광판 및 광 전도판과 같은 각각의 부품은, 필요에 따라, 접착층을 통해 적층 일체화시킬 수 있다. 형성 부품의 적층 일체화는 각각의 계면에서의 반사 손실의 억제 및 각각의 계면에서 이물질의 침입 방지로 인한 제시된 품질 저하의 방지 및 광학 편차에 의해 유발되는 보상 효율 또는 편광 전환 효율의 감소 방지에 효과적이다. 따라서, 원편광 분리층, 위상차 층, 편광판 및 광 전도판이 각각 다수의 층으로 형성되는 경우에도, 각각의 층은 접착층을 통해 밀착 일체화되는 것이 바람직하다.
적절한 접착제가 위에서 언급한 적층 일체화에 사용될 수 있지만, 그 중에서도 응력 완화성이 우수한 접착층이 바람직하게 사용될 수 있는데, 왜냐하면 이들이 광원으로부터의 열에 의해 원편광 분리층, 위상차 층 또는 편광판에서 발생되는 응력을 억제하여 광탄성 변형에 의해 유발되는 굴절률의 변화를 방지함으로써, 밝고 시인성 및 표시 품위의 신뢰성이 우수한 액정 표시 장치를 제조할 수 있기 때문이다.
접착층의 형성시, 응력 완화가 우수한 투명한 접착제가 사용될 수 있으며, 이러한 접착제는 아크릴계 중합체, 실리콘계 중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르 및 합성 고무 등의 적절한 중합체를 포함한다. 특히, 광학 투명도, 접착 특성 및 내후성 면에서 아크릴계 접착제가 바람직하게 사용된다. 열에 의해 적층체의 내부에서 발생되는 내부 응력의 완화에 의한 광탄성 변형을 방지하기 위하여, 접착층의 완화 탄성율은 2x IO5내지 1x IO7dyne/㎠, 특히 2×106내지 8x 106dyne/㎠인 것이 바람직하다.
위에서 언급한 아크릴계 접착제를 형성하는 아크릴계 중합체의 특정 예로는 알킬 그룹(예: 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, 펜틸, 이소아밀, 헥실, 헵틸, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, 옥틸, 이소옥틸, 노닐, 이소노닐, 라우릴, 도데실, 데카닐 및 이소데카닐), 특히 탄소수가 2 내지 14인 알킬 그룹을 갖는 한 종류 이상의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 중합체가 있다.
위에서 언급한 아크릴계 중합체의 제조시, (메트)아크릴레이트와 공중합 가능한 개질용 단량체가 또한 필요에 따라 사용될 수 있다. 이의 특정 예로는 하이드록시 그룹 함유 단량체[예: 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 6-하이드록시헥실 (메트)아크릴레이트, 8-하이드록시옥틸 (메트)아크릴레이트, 10-하이드록시데실 (메트)아크릴레이트, 12-하이드록시라우릴 (메트)아크릴레이트 및 (4-하이드록시메틸사이클로헥실)메틸 아크릴레이트], 카복시 그룹 함유 단량체(예: 아크릴산, 메타크릴산, 카복시에틸 아크릴레이트, 카복시펜틸 아크릴레이트, 이타콘산, 말레산 및 크로톤산), 산 무수물 단량체(예: 말레산 무수물 및 이타콘산 무수물), 설폰산 그룹 함유 단량체(예: 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산), 인산 그룹 함유 단량체(예: 2-하이드록시에틸아크릴로일 포스페이트), 아미드 단량체[예: (메트)아크릴아미드 및 N-치환된 (메트)아크릴아미드], 말레이미드 단량체(예: N-사이클로헥실말레이미드 N-이소프로필말레이미드, N-라우릴말레이미드 및 페닐말레이미드), 이타콘이미드 단량체(예: N-메틸이타콘이미드, N-에틸이타콘이미드, N-부틸이타콘이미드, N-옥틸이타콘이미드, N-2-에틸헥실이타콘이미드, N-사이클로헥실이타콘이미드 및 N-라우릴이타콘이미드), 석신이미드 단량체[예: N-(메트)아크릴로일-옥시메틸렌석신이미드, N-(메트)아크릴로일-6-옥시헥사메틸렌석신이미드 및 N-(메트)아크릴로일-8-옥시옥타메틸렌석신이미드], 비닐 단량체(예: 비닐 아세테이트, N-비닐 피롤리돈, N-비닐카복실산 아미드 및 스티렌), 디비닐 단량체(예: 디비닐벤젠), 디아크릴레이트 단량체(예: 1,4-부틸 디아크릴레이트 및 1,6-헥실 디아크릴레이트), 아크릴레이트 단량체[예: 글리시딜 (메트)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜(메트)아크릴레이트, 불소 (메트)아크릴레이트 및 실리콘 (메트)아크릴레이트] 및 위에서 언급한 주성분 단량체의 것과는 상이한 에스테르 그룹을 갖는 (메트)아크릴레이트[예: 메틸 (메트)아크릴레이트 및 옥타데실 (메트)아크릴레이트]가 있다.
위에서 언급한 개질용 단량체 중에서, 분자간 가교 결합제와 반응성인 관능성 그룹을 가짐으로써 분자간 가교 결합에 관여하는 단량체, 예를 들면, 위에서 언급한 카복실 그룹 함유 단량체, 산 무수물 단량체, 글리시딜 (메트)아크릴레이트 및 하이드록시 그룹 함유 단량체가 바람직하게 사용될 수 있다. 그 중에서도, 가교 결합 반응성이 높은 단량체[예: 카복시에틸 아크릴레이트 및 6-하이드록시헥실(메트)아크릴레이트]가 바람직하게 사용되는데, 이는 필요한 가교결합이 소량의 공단량체를 공중합시킴으로써 수행되어, 생성된 아크릴계 공중합체의 완화 탄성율을 증가시키는 것이 어렵게 될 수 있기 때문이다.
아크릴계 공중합체는 용액 중합법, 유화 중합법, 벌크 중합법 및 현탁 중합법과 같은 적절한 방법에 의해 제조할 수 있다. 중합시, 중합 개시제는, 경우에 따라, 일반적으로 단량체 성분의 0.001 내지 5중량%의 양으로 사용될 수 있다. 중합 개시제의 예로는 벤조일 퍼옥사이드, 3급 부틸 퍼벤조에이트, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, 디이소프로필 퍼옥시디카보네이트, 디-n-프로필 퍼옥시디카보네이트, 디(2-에톡시에틸) 퍼옥시디카보네이트, 3급 부틸 퍼옥시네오데카노에이트, 3급 부틸 퍼옥시피발레이트, (3,5,5-트리메틸헥사노일)퍼옥사이드, 디프로피오닐 퍼옥사이드 및 디아세틸 퍼옥사이드와 같은 유기 퍼옥사이드가 있다.
중합 개시제에는 또한, 아조 화합물(예: 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 1,1'-아조비스(사이클로헥산-1-카보니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸-4-메톡시발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산), 2,2'-아조비스(2-하이드록시메틸프로피오니트릴) 및 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]), 과황산칼륨, 과황산암모늄 및 과산화수소가 포함된다. 더욱이, 위에서 언급한 화합물이 환원제와 함께 혼합된 산화환원 개시제가 중합 개시제로서 또한 사용된다.
사용되는 아크릴계 중합체의 중량 평균 분자량은 내습열성 면에서, 바람직하게는 100,000 이상, 보다 바람직하게는 200,000 이상, 가장 바람직하게는 400,000 이상이다. 또한, 아크릴계 중합체는, 경우에 따라, 분자간 가교 결합제와 가교 결합되어 분자량의 증가에 의해 접착 특성을 개선시킬 수 있다. 분자간 가교 결합제의 예로는 다관능성 이소시아네이트 가교 결합제(예: 톨릴렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 톨릴렌 디이소시아네이트 및 디페닐메탄 트리이소시아네이트) 및 에폭시 가교 결합제(예: 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 디글리시딜 에테르 및 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르)가 있다. 또한, 멜라민 수지 가교 결합제, 금속염 가교 결합제, 금속 킬레이트 가교 결합제 및 아미노 수지 가교 결합제와 같은 적절한 가교 결합제가 또한 사용될 수 있다.
접착층의 두께는 적절히 결정할 수 있다. 일반적으로, 접착력 및 두께 감소면에서, 1 내지 500㎛, 바람직하게는 2 내지 200㎛, 보다 바람직하게는 5 내지 100㎛이다. 접착층은 점착 부여제(예: 석유 수지, 로진 수지, 테르펜 수지, 쿠마론 인덴 수지, 페놀 수지, 크실렌 수지 및 알키드 수지), 연화제(예: 프탈레이트, 포스페이트, 파라핀 클로라이드, 폴리부텐 및 폴리이소부틸렌) 또는 다른 적절한 부가제(예: 다양한 충전제 및 산화 방지제)를 함유할 수 있다.
적층 일체화에 의해 수득되는 편광자는, 예를 들면, 필름과 같은 박층 시트를 박리제로 표면 처리한 세퍼레이터(separator) 위에 제공된 접착층을 원편광 분리층의 접착면으로 이착(移着)시키고, 그 위에 l/4 파장판을 압착시킨 다음, 경우에 따라, 추가로 l/4 파장판 위에 보상판을 유사하게 압착시키거나, l/4 파장판 또는 보상판 위에 접착층을 유사하게 압착시키고, 그 위에 편광판을 배치하여 압착시킴으로써 형성된다.
또한, 편광자는 세퍼레이터 위에 제공된 접착층을 광 전도판의 접착면으로 이착시키고, 그 위에 원편광 분리층을 배치하여 압착시킨 다음, 유사하게 접착층을 원편광 분리층으로 이착시키고, 그 위에 l/4 파장판 및 임의의 보상판과 편광판을 압착시키거나, 특정 접착면 위에 이미 제공된 접착층을 통해 원편광 분리층, 위상차 층, 편광판 및 광 전도판과 같은 부착체를 특정 순서로 적층시키고, 이들을 함께 가압 처리에 의해 압착시켜 형성할 수 있다.
본 발명에 따르는 편광자 및 조명 장치에 있어서, 적절한 광학 부재(예: 광확산판)가 또한 이들의 표면에 또는 층 사이의 적절한 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 광학 부재는 편광자의 경우와 같이 응력 완화가 우수한 접착층을 통해 적층 일체화시킬 수 있다. 이러한 사전 부착방식은 조립 라인에서의 후속 접착 방식에 의해 수득되는 것보다 품질이 안정되고, 신뢰도가 보다 우수한 부재가 수득될 수 있다는 잇점을 갖는다.
본 발명에 있어서, 편광자 및 조명 장치에서 사용되는 원편광 분리층, 위상차 층, 편광판, 광 전도판, 접착층 및 다른 부분(예: 광학 부재)은 또한, 예를 들면, 자외선 흡수제(예: 살리실레이트 화합물, 벤조페놀 화합물, 벤조트리아졸 화합물, 시아노아크릴레이트 화합물 및 니켈 착물 염 화합물)로 처리하여 자외선 흡수능력을 제공할 수 있다.
위에서 기재한 바와 같이, 본 발명의 편광자는 측광형 광 전도판과 같은 적절한 면광원과 함께 사용되고, 원편광 분리층에 의해 반사된 원편광의 편광을 변환시켜 방출되는 광을 다시 사용함으로써 반사 손실을 방지하고, 위상차 층을 통해 방출되는 광의 위상을 조절하여 이를 편광판을 통하여 투과될 수 있는 직선 편광 성분이 풍부하게 함유되어 있는 상태로 전환시킴으로써 편광판에 의한 흡수 손실을 방지하고, 색상 변화를 억제함으로써, 광 이용 효율 및 시인도가 양호한 시야각을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 편광자는 액정 표시 장치의 역광 시스템에 사용될 수 있는데, 이는 이들이 광 이용 효율이 우수하며, 편광판을 통하여 용이하게 투과될 수 있는 광을 제공할 수 있고, 대면적 표시 장치를 용이하게 성취할 수 있기 때문이다. 이 경우, 위상차 층으로부터 방출되는 광을 사용하기 위하여, 직선 편광 및 타원편광과 같은 편광판을 통하여 투과될 수 있는 직선 편광 성분을 65% 이상, 바람직하게는 70% 이상 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조명 장치를 역광 시스템으로서 사용하는 액정 표시 장치의 양태가 도 7 및 도 8에 도시되어 있다. 도면을 참조로, 조명 장치를 형성하는 광 전도판(4)의 광 방출면 측에 편광자를 통해 액정 셀(6)이 배치되고, 도면에 도시된 바와 같이, 액정 셀(6)은 편광자의 위상차 층(2) 측에 배치된다. 도면에서, 참조 번호(61)은 편광판을 나타내고, 참조 번호(7)은 가시광 확산을 위한 광 확산판을 나타낸다.
본 발명의 편광자 및 조명 장치는 액정 셀의 양측에 편광판을 각각 갖는 액정 표시 장치의 제조시 특히 바람직하게 사용된다. 편광자가 위상차 층의 상부 측에 편광판을 갖는 경우, 액정 셀에서 편광자가 제공되는 측의 편광판은 생략될 수 있다.
액정 표시 장치는 일반적으로 편광판, 액정 셀, 역광 및 임의의 보상용 위상차 층과 같은 구성 부품을 적절히 조립하고, 구동 회로를 삽입하여 제조한다. 본 발명에 있어서, 위에서 기재한 바와 같이, 편광자 또는 조명 장치를 액정 셀의 시인 배면 측에 위상차 층 측 또는 이의 편광판 측을 통해 배치하는 점을 제외하고는 특별히 제한되지 않고, 액정 표시 장치는 통상의 방법에 따라 제조할 수 있다. 그러나, 각각의 구성 부품은 접착층을 통해 접착 일체화시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 편광자 및 조명 장치는 편광 상태의 광이 입사되어야 하는 액정 셀(예: 트위스트 네마틱 액정 또는 슈퍼 트위스트 네마틱 액정을 사용하는 셀)에 대하여 바람직하게 사용될 수 있다. 그러나, 이들은 비트위스트 액정, 이색성 물질이 분산된 게스트 호스트(guest host) 액정 또는 강유전성 액정을 사용하는 액정 셀에 또한 사용될 수 있다.
액정 표시 장치의 제조시, 시인측의 편광판 위에 제공된 광 확산판, 광택 방지층, 반사 방지막, 보호층 및 보호판 또는 액정 셀과 시인측의 편광판 사이에 제공된 보상용 위상차 층과 같은 적절한 광학 부재를 적절히 배치할 수 있다.
위에서 언급한 보상용 위상차 층은 복굴절률의 파장 의존성을 보상하여 시인성을 향상시키기 위하여 제공된다. 본 발명에서 이는, 필요에 따라, 시인측 및/또는 역광 측의 편광판과 액정 셀 사이에 배치된다. 보상용 위상차 층으로서, 적절한 위상차 층이 파장 영역에 따라 사용될 수 있고, 1층 또는 2층 이상의 적층된 층으로서 형성될 수 있다. 보상용 위상차 층은 위에서 언급한 위상차 층에 대해 예시된 연신 필름으로서 또는 액정층으로서 수득될 수 있다.
실시예 1
테트라하이드로푸란 중의 아크릴 열호변성 콜레스테릭 액정 중합체 20중량%의 용액을 와이어 바아를 사용하여, 표면을 폴리비닐 알콜(두께는 약 0.1㎛임)로 마모 처리한, 두께가 5O㎛인 셀룰로즈 트리아세테이트 필름의 표면 위에 도포한다. l6O℃에서 5분 동안 가열 배향한 후, 피복된 필름을 실온으로 냉각시켜 두께가 5㎛인 콜레스테릭 액정 중합체 층을 형성한다. 이 방법에 따라, 좌측 원편광을 반사하는 두 종류의 콜레스테릭 액정 중합체 층이 형성된다. 층은 각각 400 내지 470nm 및 600 내지 7OOnm의 선택적인 반사 파장 영역을 가지며, 메소젠 그룹의 비는 서로 상이하다.
그 다음, 위에서 수득한 두 종류의 콜레스테릭 액정 중합체 층을 하나를 나머지 하나 위에 위치시키고, 130℃에서 가열된 적층 롤 사이로 도입시켜 원편광 분리층을 수득하는데, 이때 액정 중합체 층은 밀착된 상태로 서로 적층된다. 원편광 분리층의 반사 특성은 사용된 두 종류의 콜레스테릭 액정 중합체 층의 위에서 언급한 특성들의 합이고, 이는 TEM하에 단면을 관찰하면 나선 피치가 단계적으로 변하는 것으로 확인된다.
연신된 폴리카보네이트 필름으로 형성된 정면 위상차가 l4Onm이고 Nz가 1인 l/4 파장판을 두께가 20㎛인 아크릴 접착층을 통해 위에서 언급한 원편광 분리층의 나선 피치가 보다 큰 측에 접착시켜 편광자를 수득하고, 면광원을 원편광 분리층 아래에 배치하여 조명 장치를 수득한다. 면광원은 Al 용착층을 갖는 반사층이 배면에 제공된 5mm 두께의 폴리메틸 메타크릴레이트 광 전도판, 광 전도판의 측면에 직경 4mm의 냉 음극관 및 광 전도판과 냉 음극관의 측면을 둘러싸는 알루미늄 용착 필름을 포함한다. 당해 면광원은 두께가 2O㎛인 아크릴계 접착층을 통해 원편광 분리층 아래에 배치되고, 압착에 의해 적층 일체화된다.
실시예 2
실시예 1에서 수득한 원편광 분리층을 130℃에서 10분 동안 가열한 다음, 실온으로 냉각시켜 원편광 분리층을 형성한다. 위에서 언급한 원편광 분리층의 나선 피치가 보다 큰 측에 연신된 폴리카보네이트 필름으로 형성된, 정면 위상차가 135nm이고 Nz가 0.5인 l/4 파장판을 두께가 2O㎛인 아크릴계 접착층을 통해 접착시켜 편광자를 수득한다. 당해 편광자를 사용하여, 실시예 1에 따라 조명 장치를 수득한다. 위에서 언급한 원편광 분리층은 파장이 400 내지 7OOnm인 좌측 원편광을 반사하고, 이는 TEM 하에서 단면을 관찰하면 나선 피치가 일부에서는 단계적으로 변하고 다른 부분에서는 연속적으로 변하는 것으로 확인된다.
실시예 3
좌측 원편광을 반사하는 밀착된 적층 생성물을 실시예 1에 따라 수득하되,단 선택 반사 파장 영역이 350 내지 430nm인 콜레스테릭 액정 중합체 층 및 선택 반사 파장 영역이 680 내지 78Onm인 콜레스테릭 액정 중합체 층이 사용된다. 이는 l4O℃에서 10분 동안 가열한 다음, 실온으로 냉각시켜 원편광 분리층을 형성한다. 원편광 분리층은 파장이 400 내지 7OOnm인 좌측 원편광을 반사하고, 이는 TEM 하에서 단면을 관찰하면 나선 피치가 연속적으로 변하는 것으로 확인된다.
연신된 폴리카보네이트 필름으로 형성된, 정면 위상차가 l35nm이고 Nz가 -1.0인 l/4 파장판을 위에서 언급한 원편광 분리층의 나선 피치가 보다 큰 측에 두께가 2O㎛인 아크릴계 접착층을 통해 접착시키고, 그 위에 연신된 폴리카보네이트 필름으로 형성된 정면 위상차가 27Onm인 보상판을 두께가 20㎛인 아크릴계 접착층을 통해 진상축이 l/4 파장판에 대해 45°각도로 교차하도록 접착시켜 편광자를 수득한다. 당해 편광자를 사용하여, 실시예 1에 따라 조명 장치를 수득한다.
비교 실시예 1
편광자 및 조명 장치를 실시예 1에 따라 수득하되, 단 l/4 파장판은 원편광 분리층의 나선 피치가 보다 작은 측에 배치한다.
비교 실시예 2
편광자 및 조명 장치를 실시예 2에 따라 수득하되, 단 l/4 파장판은 원편광 분리층의 나선 피치가 보다 작은 측에 배치한다.
비교 실시예 3
편광자 및 조명 장치를 실시예 3에 따라 수득하되, 단 l/4 파장판은 원편광분리층의 나선 피치가 보다 작은 측에 배치한다.
평가 시험
실시예 및 비교 실시예에서 수득한 각각의 조명 장치의 광 방출 측에 편광판을 최대 휘도를 나타내도록 하기 위하여 축 각도를 조절하여 배치하고, 이의 정면(수직) 방향에서 휘도를 측정한다. 그 다음, 조명 장치가 편광자를 갖지 않는 상태의 정면 휘도를 100으로 간주하여, 정면 휘도에 대한 비를 측정한다. 또한, 정면 방향의 색도(xo, yo) 및 45°경사 방향의 색도(x45, y45)를 측정하고, 이들 사이의 색도 차를 다음 수학식에 따라 계산한다:
[수학식 1]
수득된 결과를 다음 표 1에 기재한다.
[표 1]
본 발명이 이의 특정 양태에 대하여 상세히 기재되었지만, 당해 분야의 숙련가는 이의 취지 및 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변화 및 변형이 가능함을 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따라, 접착층의 개입에 의해 유발되는 반사 손실 및 두께의 증가가 제거된 원편광 분리층이 수득되며, 수직 입사광이 색상의 변화 없이 원편광으로서 투과되고, 위상차 층을 통해 직선 편광화될 수 있다. 또한, 원편광 분리층을 통한 경사진 투과에 의해 색상이 변하는 타원편광은 위상차 층을 통하여 색상이 보상됨으로써, 편광판을 통하여 투과되는 경우에, 중간색을 제공하는 광을 제공하는 편광자가 수득될 수 있고, 시야각이 광범위하고, 색상 변화가 없으며, 휘도가 우수하고, 시인성이 양호한 액정 표시 장치가 수득될 수 있다.

Claims (19)

  1. 두 개 이상의 콜레스테릭 액정 중합체 층이 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 위상차 층을 포함하는 편광자.
  2. 제1항에 있어서, 원편광 분리층이 두께 방향의 나선 피치의 변화에 기초하여 연속 또는 불연속 반사광 파장 영역을 나타내는 편광자.
  3. 제2항에 있어서, 원편광 분리층에서 연속 반사광 파장 영역을 나타내는 영역이 상부 및 하부 콜레스테릭 액정 중합체 층의 밀착된 적층 계면에서 상부 및 하부층을 형성하는 콜레스테릭 액정 중합체의 혼합층을 갖는 영역인 편광자.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 위상차 층이 정면 위상차 100 내지 l8Onm의 1/4 파장판 위에 정면 위상차 100 내지 720nm의 보상판을 포함하는 편광자.
  5. 제4항에 있어서, l/4 파장판 및 보상판 중의 하나 또는 둘 다의 두께 방향의 굴절률이 면내 굴절률들 중의 하나 또는 둘 다, 또는 면내 평균 굴절률보다 큰 편광자.
  6. 제4항에 있어서, 1/4 파장판 및 보상판 중의 하나 또는 둘 다가 플라스틱 필름 또는 액정 중합체 층을 포함하는 편광자.
  7. 제6항에 있어서, 액정 중합체 층이 비틀린 배향의 액정 중합체로 형성되는 편광자.
  8. 제4항에 있어서, 원평광 분리층을 통과한 원편광을 1/4 파장판을 통해 변환되어 직선 편광으로 되는 경우, 이의 진동 방향과 보상판의 지상축(遲相軸) 또는 진상축(進相軸)이 평행하도록 보상판이 배치된 편광자.
  9. 제1항에 따르는 편광자 및 편광자의 원편광 분리층 측에 배치된 면광원을 포함하는 조명 장치.
  10. 제9항에 있어서, 하나 이상의 프리즘 어레이 층을 갖는 조명 장치.
  11. 제10항에 있어서, 두 개 이상의 프리즘 어레이 층이, 광학 이방성이 해소되도록 프리즘 어레이 층을 서로 교차시켜 배치되는 조명 장치.
  12. 제1항에 따르는 편광자가 이의 위상차 층 측을 통해 액정 셀의 시인(視認) 배면 측에 배치되는 액정 표시 장치.
  13. 제9항에 따르는 조명 장치가 이의 위상차 층 측을 통해 액정 셀의 시인(視認) 배면 측에 배치되는 액정 표시 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 편광자 또는 조명 장치와 액정 셀이 접착층에 의해 적층 일체화되고, 원편광 분리층과 액정 셀 사이에 하나의 편광판이 제공되는 액정 표시 장치.
  15. 제5항에 있어서, l/4 파장판 및 보상판 중의 하나 또는 둘 다가 플라스틱 필름 또는 액정 중합체 층을 포함하는 편광자.
  16. 제15항에 있어서, 액정 중합체 층이 비틀린 배향의 액정 중합체로 형성되는 편광자.
  17. 제5항에 있어서, 원편광 분리층을 통과한 원편광을 l/4 파장판을 통해 변환되어 직선 편광으로 되는 경우, 이의 진동 방향과 보상판의 지상축(遲相軸) 또는 진상축(進相軸)이 평행하도록 보상판이 배치된 편광자.
  18. 제6항에 있어서, 원편광 분리층을 통과한 원편광을 l/4 파장판을 통해 변환되어 직선 편광으로 되는 경우, 이의 진동 방향과 보상판의 지상축(遲相軸) 또는 진상축(進相軸)이 평행하도록 보상판이 배치된 편광자.
  19. 제7항에 있어서, 원편광 분리층을 통과한 원편광을 l/4 파장판을 통해 변환되어 직선 편광으로 되는 경우, 이의 진동 방향과 보상판의 지상축(遲相軸) 또는 진상축(進相軸)이 평행하도록 보상판이 배치된 편광자.
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