KR100642003B1 - 와이어 그리드 편광판, 그의 제조 방법 및 그를 갖는백라이트 유닛 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 와이어 그리드 편광판, 그의 제조 방법 및 그를 갖는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 일정 주기로 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들을 기판 상부에 형성하여, 가시광 대역에서 광 특성을 우수히 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 백라이트 유닛에 와이어 그리드 편광판을 개재시켜 표시 장치의 휘도를 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
와이어, 그리드, 편광판, 피라미드, 미세구조물, 엠보싱
Description
도 1은 일반적인 와이어 그리드 편광판의 구조물을 설명하기 위한 개념도
도 2a 내지 2d는 종래 기술에 따른 와이어 그리드 편광판을 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도
도 3은 3M사의 DBEF(Dual brightness enhancement film)의 개략적인 구조를 도시한 사시도
도 4는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판의 구조를 설명하기 위한 개념도
도 5a 내지 5d는 본 발명에 따라 와이어 그리드 편광판을 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도
도 6은 본 발명에 따른 방법으로 직사각형의 미세 구조물을 형성한 개략적인 단면도
도 7a와 7b는 도 6의 직사각형의 미세 구조물에 형성된 금속 박막의 두께 변화에 따른 투과율 및 편광 소멸비의 그래프
도 8은 도 6의 직사각형 미세 구조물보다 선폭이 작은 미세 구조물을 형성한 개략적인 단면도
도 9a와 9b는 도 8의 직사각형의 미세 구조물에 형성된 금속 박막의 두께 변화에 따른 투과율 및 편광 소멸비의 그래프
도 10은 본 발명에 따른 방법으로 피라미드형의 미세 구조물을 형성한 개략적인 단면도
도 11a와 11b는 도 10의 피라미드형의 미세 구조물에 형성된 금속 박막의 두께 변화에 따른 투과율 및 편광 소멸비의 그래프
도 12는 도 10의 피라미드형 미세 구조물보다 선폭이 작은 미세 구조물을 형성한 개략적인 단면도
도 13a와 13b는 도 12의 피라미드형의 미세 구조물에 형성된 금속 박막의 두께 변화에 따른 투과율 및 편광 소멸비의 그래프
도 14는 도 12의 피라미드형 미세 구조물보다 선폭이 작게 하고, 금속 박막 증착 각도를 작게하여 피라미드형의 미세 구조물을 형성한 개략적인 단면도
도 15a와 15b는 도 14의 피라미드형 미세 구조물에 형성된 금속 박막의 두께 변화에 따른 투과율 및 편광 소멸비의 그래프
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판의 단면도
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판의 단면도
도 18은 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판이 백라이트 유닛에 적용된 사례를 도시한 개념도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100,500 : 기판 110 : 막
115,210,220,230,240,250,510 : 미세 구조물
116,310,320,330,340,350,521 : 금속박막
150 : 스탬프(Stamp) 600 : 백라이트 유닛
610 : 광 전송장치 620 : 와이어 그리드 편광판
700 : 와이어 그리드 편광판
본 발명은 와이어 그리드 편광판, 그의 제조 방법 및 그를 갖는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정 주기로 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들을 기판 상부에 형성하여, 가시광 대역에서 광 특성을 우수히 할 수 있는 와이어 그리드 편광판, 그의 제조 방법 및 그를 갖는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 상호 이격되어 어레이된 금속 와이어는 전자기파의 편광을 선택적으로 투과시키거나 반사시킨다.
즉, 입사되는 전자기파의 파장보다 금속 와이어 배열의 주기가 짧은 경우, 금속 와이어와 평행한 편광 성분(S파)은 반사되고, 수직한 편광 성분(P파)은 투과된다.
이 현상을 이용하여 편광 효율이 우수하고, 투과율이 높으며, 시야각이 넓은 평판 편광자(Planar polarizer)를 제조할 수 있는데, 이러한 소자를 와이어 그리드 편광자(Wire grid polarizer)라고 한다.
도 1은 일반적인 와이어 그리드 편광판의 구조를 설명하기 위한 개념도로서, 와이어 그리드 편광판(10)은 투명기판(11)과; 상기 투명기판(11) 상부에 상호 이격되어 배열되어 있는 복수개의 금속 와이어(12)로 구성된다.
상기 복수개의 금속 와이어(12)는 상호 이격되어 있으며, 평행하게 배열되어 있다.
여기서, 입사되는 광의 파장보다 금속 와이어 배열의 주기(T)가 짧을 경우, 상기 와이어 그리드 편광판(10)으로 입사되는 광은 편광 성분에 따라 반사 및 투과한다.
즉, 상기 금속 와이어(12)와 평행한 편광 성분인 'S파'는 반사되고, 수직한 편광 성분인 'P파'는 투과된다.
한편, 상기 S파는 입사 평면에 대해 직교인 편광 벡터를 가지고 있고, 상기 P파는 입사 평면에 평행인 편광 벡터를 갖는 광이다.
이러한 와이어 그리드 편광판의 성능은 편광 소멸비(PER, Polarization extinction ratio)와 투과율(TR, Trasmission)로써 나타낼 수 있다.
여기서, 편광 소멸비와 투과율은 다음의 수학식 1과 2로 정의된다.
상기 수학식 1과 2에서, 편광 소멸비(PER)는 입사되는 S파와 투과되는 S파의 광파워(Optical power)비를 나타내고, 투과율(TR)은 투과되는 P파와 입사되는 P파의 광파워비를 나타낸다.
즉, 도 1과 같은 경우, 와이어 그리드 편광판(10)으로 입사되는 P파는 투과되어야 하고 S파는 투과되지 않아야 하는데, 일부의 P파 광파워가 투과되지 않고, 일부의 S파 광파워가 투과된다.
그러므로, 편광 소멸비(PER) 및 투과율(TR)의 값이 높아야 와이어 그리드 편광판의 특성이 우수한 것이다.
이 때, 상기 와이어 그리드 편광자가 높은 편광 소멸비를 가지기 위해서는 금속 와이어의 주기가 입사광의 파장에 비해 상당히 짧아야 한다는 전제 조건이 있다.
그러나. 주기가 짧을수록 제조하기 어려워 지금까지 와이어 그리드 편광자는 주로 마이크로파 또는 적외선 영역에서 제조되어 응용되어 왔다.
그러나, 반도체 제조 장비와 노광 기술의 발달로 미세 패턴 제작이 가능해 짐에 따라 가시광선에서 동작하는 와이어 그리드 편광자의 제작이 가능해지고 있다.
여기서, 가시광선 영역은 사람이 눈으로 감지할 수 있는 보통 400nm ~ 700nm 까지의 파장대를 말한다.
즉, 와이어 그리드 편광자가 청색(Blue color)을 포함한 적, 청, 녹(R,G,B) 3원색에 대해서 높은 ER(Extinction Range) 특성을 가지도록 하기 위해서는 적어도 200nm는 되어야 어느 정도의 편광 특성을 기대할 수 있으며, 기존의 편광기보다 우수한 편광 성능을 내기 위해서는 0.1 ㎛ 이하의 주기를 가지는 와이어 그리드가 필요하다.
도 2a 내지 2d는 종래 기술에 따른 와이어 그리드 편광판을 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도로서, 먼저, 투명기판(30) 상부에 가시광선 대역의 파장에서 반사율이 높은 금속층(31)을 형성한다.(도 2a)
그 후, 상기 금속층(31) 상부에 전자빔 리소그래피, 레이저 간섭 리소그래피, 나노 임프린트 리소그래피 등의 방법을 사용하여 200㎚ 이하의 주기(T1)를 갖는 폴리머 패턴(32)을 형성한다.(도 2b)
연이어, 상기 폴리머 패턴(32)을 마스크로 하여, 반응성 이온 식각 공정을 수행하여 상기 금속층(31)을 식각하여, 상호 이격되고 일정한 주기로 배열된 금속 패턴(31a)을 형성한다.(도 2c)
마지막으로, 상기 폴리머 패턴(32)을 제거한다.(도 2d)
이로써, 와이어 그리드 편광판이 완성된다.
전술된 종래의 와이어 그리드 편광판은 미세 패턴 제작을 위한 리소그래피 공정과 반응이온 식각 공정을 포함하고 있기 때문에, 고가의 반도체 제조 장비 및 나노 패터닝 장비 등을 이용해야 한다.
따라서, 제품의 제조 비용이 비싸진다는 문제가 발생한다.
도 3은 3M사의 DBEF(Dual brightness enhancement film)의 개략적인 구조를 도시한 사시도로서, 3M에서는 복굴절을 지닌 광학 필름 수백층을 기판(51)면에 교대로 'A''B'와 같이 적층함으로써, 반사형 편광판을 구현하였다.
즉, 하나의 편광 성분의 광은 투과하고, 그 편광 성분과 반대의 편광 성분의 광은 반사한다.
이러한, 적층형 편광판도 제조공정이 까다롭다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 일정 주기로 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들을 기판 상부에 형성하여, 가시광 대역에서 광 특성을 우수히 할 수 있는 와이어 그리드 편광판 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 백라이트 유닛에 와이어 그리드 편광판을 개재시켜 표시 장치의 휘도를 개선시킬 수 있는 와이어 그리드 편광판을 갖는 백라이트 유닛을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 1 양태(樣態)는,
기판과;
상기 기판 상부에 형성된 막과;
상기 막의 상부 일부 영역에 형성되고, 일정 주기를 갖으며 상호 이격되어 있고, 하부폭(W1)이 상부 폭(W1)보다 큰 복수개의 미세 구조물들과;
상기 복수개의 미세 구조물들 각각의 상부 및 일측면에 형성된 금속박막을 포함하여 구성된 와이어 그리드 편광판이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 2 양태(樣態)는,
기판과;
상기 기판 상부에 금속으로 이루어지고, 일정 주기로 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들로 구성된와이어 그리드 편광판이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 3 양태(樣態)는,
기판과;
상기 기판 상부에 일정 주기로 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들과;
상기 복수개의 미세 구조물들 각각의 상부면 및 일측면에 형성된 금속 박막으로 구성된 와이어 그리드 편광판이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 4 양태(樣態)는,
기판 상부에 가압된 압력으로 형상이 변할 수 있는 물질로 이루어진 막을 형성하는 단계와;
상기 막 상부에서 일정 주기(T)를 갖으며 상호 이격되어 있는 복수개의 미세 홈들이 하부에 형성된 스탬프(Stamp)을 가압시켜 상기 막 상부에 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들을 형성하는 단계와;
상기 복수개의 미세 구조물들 상부면 및 측면에 금속박막을 형성하는 단계로 이루어진 와이어 그리드 편광판의 제조 방법이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 5 양태(樣態)는,
광원의 광을 액정 디스플레이로 전송하는 광 전송장치와;
상기 광 전송장치와 상기 액정 디스플레이 사이에 개재되어, 상기 광 전송장치에서 전송되는 광에 포함된 두개의 편광 성분 중, 하나의 편광 성분은 투과시키고, 다른 하나의 편광 성분은 반사시키는 와이어 그리드 편광판으로 구성되며,
상기 와이어 그리드 편광판은,
기판과;
상기 기판 상부에 형성된 막과;
상기 막의 상부 일부 영역에 형성되고, 일정 주기(T)를 갖으며 상호 이격되어 있고, 하부폭(W1)이 상부 폭(W1)보다 큰 복수개의 미세 구조물들과;
상기 복수개의 미세 구조물들 각각의 상부 및 일측면에 형성된 금속박막을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판을 갖는 백라이트 유닛이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판의 구조를 설명하기 위한 개념도로서, 기판(100)과; 상기 기판(100) 상부에 형성된 막(110)과; 상기 막(110)의 상부 일부 영역에 형성되고, 일정 주기(T)를 갖으며 상호 이격되어 있는 복수개의 미세 구조물들(115)과; 상기 복수개의 미세 구조물들(115) 각각의 상부 및 일측면에 형성된 금속박막(116)으로 구성된다.
이렇게, 구성된 본 발명의 와이어 그리드 편광판의 미세 구조물들(115)은 하부폭(W1)이 상부 폭(W1)보다 큰 구조물로 이루어진 것이 바람직하다.
즉, 미세 구조물들은 하부폭(W1)이 상부 폭(W1)보다 큰 조건을 만족하는 스트라이프(Stripe) 형상의 다각기둥 또는 다각뿔 형상으로 구현하는 것이 바람직하고, 단면 형상이 삼각형 또는 피라미드형인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 주기는 80 ~ 300㎚인 것이 바람직하다.
도 5a 내지 5d는 본 발명에 따라 와이어 그리드 편광판을 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도로서, 먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(100)을 준비한다.
여기서, 기판(100)은 고분자 기판이 바람직하다. 그리고, 상기 기판(100)은 투명한 기판이 바람직하다.
그 후, 상기 기판(100) 상부에 가압된 압력으로 형상이 변할 수 있는 물질로 이루어진 막(110)을 형성한다.(도 5b)
여기서, 상기 막(110)은 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 형성하는 것이다.
연이어, 일정 주기(T)를 갖으며 상호 이격되어 있는 복수개의 미세 홈들이 하부에 형성된 스탬프(Stamp)(150)을 상기 막(110) 상부에서 가압시켜 상기 막(110) 상부에 상호 이격되어 있는 복수개의 미세 구조물들(115)을 형성한다.(도 5c)
즉, 상기 막(110) 상부를 핫 엠보싱(Hot embossing) 또는 자외선 엠보싱(UV embossing) 방법으로 가압하여 미세 구조물들(115)을 형성하는 것이다.
마지막으로, 상기 복수개의 미세 구조물들(115) 상부면 및 측면에 금속박막(116)을 형성한다.(도 5d)
이 때, 상기 금속박막(116)은 상기 고분자 기판(100) 면으로부터 일정각도(θ1)로 경사진 선상에서 증착시켜 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 금속박막(116)은 Al, Ag, Cr와 Ti 중 어느 하나로 형성한다.
그러므로, 전술된 바와 같이, 간단한 엠보싱 방법으로 200㎚ 이하의 주기를 갖는 와이어 그리드 편광판을 형성할 수 있어, 가시광선 대역에서 사용할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 방법으로 직사각형의 미세 구조물을 형성한 개략적인 단면도로서, 단면의 형상이 직사각형이고, 선폭(La)이 54㎚이고, 높이(Ha)가 150㎚이고, 주기(Ta)가 180㎚가 되는 미세 구조물들(210)이 상호 이격되어 형성되어 있다.
이러한 직사각형 미세 구조물에서의 투과율 및 편광 소멸비는 도 7a와 7b에 측정되었다.
도 7a와 7b는 도 6의 직사각형의 미세 구조물에 형성된 금속 박막의 두께 변 화에 따른 투과율 및 편광 소멸비의 그래프로서, 도 6과 같은 금속 박막(310)의 두께를 변화시켜 파장에 따라 투과율 및 편광 소멸비를 측정한 것이다.
먼저, 도 7a는 파장에 따른 투과율의 그래프로, 금속 박막(310)의 두께가 20㎚일 때 a11 그래프, 40㎚일 때 a12 그래프, 60㎚일 때 a13 그래프와 같이 투과율이 파장에 따라 매우 심하게 변함을 알 수 있다.
그리고, 도 7b는 파장에 따른 편광 소멸비의 그래프로, 금속 박막(310)의 두께가 20㎚일 때 a21 그래프, 40㎚일 때 a22 그래프, 60㎚일 때 a23 그래프와 같이 편광 소멸비도 파장에 따라 매우 다름을 알 수 있다.
여기서, 상기 편광 소멸비는 로그스케일이다.
도 8은 도 6의 직사각형 미세 구조물보다 선폭이 작은 미세 구조물을 형성한 개략적인 단면도로서, 단면의 형상이 직사각형이고, 선폭(Lb)이 18㎚이고, 높이(Hb)가 150㎚이고, 주기(Tb)가 180㎚가 되는 미세 구조물들(220)이 상호 이격되어 형성되어 있고, 이 미세 구조물들(220) 측면 및 상부면에 금속 박막(320)이 형성되어 있다.
이러한 직사각형 미세 구조물에 형성된 금속 박막의 두께 변화에 따라 측정된 투과율 및 편광 소멸비는 도 9a와 9b에 도시되었다.
도 9a와 9b는 도 8의 직사각형의 미세 구조물에 형성된 금속 박막의 두께 변화에 따른 투과율 및 편광 소멸비의 그래프로서, 도 8과 같은 미세 구조물들(220) 측면 및 상부면에 형성된 금속 박막(320)의 두께를 변화시켜 파장에 따라 투과율 및 편광 소멸비를 측정한 그래프이다.
도 9a는 파장에 따른 투과율의 그래프로, 금속 박막(320)의 두께가 20㎚일 때 b11 그래프, 40㎚일 때 b12 그래프, 60㎚일 때 b13 그래프이고, 도 9b는 파장에 따른 편광 소멸비의 그래프로, 금속 박막(320)의 두께가 20㎚일 때 b21 그래프, 40㎚일 때 b22 그래프, 60㎚일 때 b23 그래프이다.
이들 그래프에서, 금속 박막(320)의 두께가 20㎚인 경우, 가시광선 대역인 400 ~ 700㎚에서, P파의 평균 투과율은 92.3%이고, 투과율의 변화는 12.3%이고, 최소 편광 소멸비는 5이다.
그리고, 금속 박막(320)의 두께가 40㎚인 경우, 가시광선 대역인 400 ~ 700㎚에서, P파의 평균 투과율은 86.1%이고, 투과율의 변화는 14.3%이고, 최소 편광 소멸비는 40이다.
이와 같이, 금속 박막의 두께가 증가될수록, 최소 편광 소멸비는 개선되고, 평균 투과율 및 투과율의 변화는 작아지는 것으로 나타났다. 그리고, 미세 패턴의 단면이 사각형인 경우 선폭이 얇아지면 투과율의 변화가 작아지지만, 투과율 변화를 좀더 줄이기는 어려운 것으로 나타났다.
도 11a와 11b는 도 11의 피라미드형의 미세 구조물에 형성된 금속 박막의 두께 변화에 따른 투과율 및 편광 소멸비의 그래프로서, 도 10과 같이, 밑면의 폭이 윗면의 폭보다 작은 피라미드 형상으로 이루어지고, 선폭(Lc)이 100㎚이고, 높이(Hc)가 150㎚이고, 주기(Tc)가 200㎚가 되는 미세 구조물들(230)을 상호 이격시켜 형성하고, 이 미세 구조물들(230) 측면 및 상부면에 60도의 증착 각도(θ2)로 금속 박막(330)을 형성하고, 그 형성된 금속 박막(330)의 두께를 변화시켜 파장에 따라 투과율 및 편광 소멸비를 측정한 그래프이다.
도 11a는 파장에 따른 투과율의 그래프로, 금속 박막(330)의 두께가 20㎚일 때 c11 그래프, 40㎚일 때 c12 그래프, 60㎚일 때 c13 그래프이고, 도 11b는 파장에 따른 편광 소멸비의 그래프로, 금속 박막(330)의 두께가 20㎚일 때 c21 그래프, 40㎚일 때 c22 그래프, 60㎚일 때 c23 그래프이다.
이들 그래프에서, 금속 박막(330)의 두께가 40㎚인 경우, 가시광선 대역인 400 ~ 700㎚에서, P파의 평균 투과율은 81.5%이고, 투과율의 변화는 5.3%이고, 최소 편광 소멸비는 3이고, 금속 박막(330)의 두께가 60㎚인 경우, 가시광선 대역인 400 ~ 700㎚에서, P파의 평균 투과율은 74.1%이고, 투과율의 변화는 10.4%이고, 최소 편광 소멸비는 9이다.
도 13a와 13b는 도 12의 피라미드형의 미세 구조물에 형성된 금속 박막의 두께 변화에 따른 투과율 및 편광 소멸비의 그래프로서, 도 12의 피라미드형 미세 구조물(240)은 선폭(Ld)이 60㎚이고, 높이(Hc)가 150㎚이고, 주기(Tc)가 200㎚가 되는 미세 구조물들(240)이 상호 이격시켜 형성하고, 이 미세 구조물들(240) 측면 및 상부면에 60도의 증착 각도(θ2)로 금속 박막(340)을 형성하고, 그 형성된 금속 박막(340)의 두께를 변화시켜 파장에 따라 투과율 및 편광 소멸비를 측정한 그래프이다.
도 13a는 파장에 따른 투과율의 그래프로, 금속 박막(340)의 두께가 20㎚일 때 d11 그래프, 40㎚일 때 d12 그래프, 60㎚일 때 d13 그래프, 80㎚일 때 d14 그래프이고, 도 13b는 파장에 따른 편광 소멸비의 그래프로, 금속 박막(340)의 두께가 20㎚일 때 d21 그래프, 40㎚일 때 d22 그래프, 60㎚일 때 d23 그래프, 80㎚일 때 d24 그래프이다.
여기서, 금속 박막의 증착 두께가 60㎚인 경우, 가시광선 대역인 400 ~ 700㎚에서, P파의 평균 투과율은 84.5%이고, 투과율의 변화는 5.6%이고, 최소 편광 소멸비는 9이다.
도 15a와 15b는 도 14의 피라미드형 미세 구조물에 형성된 금속 박막의 두께 변화에 따른 투과율 및 편광 소멸비의 그래프로서, 도 14의 피라미드형 미세 구조물(250)은 선폭(Le)이 54㎚이고, 높이(He)가 150㎚이고, 주기(Tc)가 180㎚가 되는 미세 구조물들(250)이 상호 이격시켜 형성하고, 이 미세 구조물들(250) 측면 및 상부면에 50도의 증착 각도(θ3)로 금속 박막(350)을 형성하고, 그 형성된 금속 박막(350)의 두께를 변화시켜 파장에 따라 투과율 및 편광 소멸비를 측정한 그래프이다.
도 15a는 파장에 따른 투과율의 그래프로, 금속 박막(350)의 두께가 20㎚일 때 e11 그래프, 40㎚일 때 e12 그래프, 60㎚일 때 e13 그래프, 80㎚일 때 e14 그래프이고, 도 15b는 파장에 따른 편광 소멸비의 그래프로, 금속 박막(350)의 두께가 20㎚일 때 e21 그래프, 40㎚일 때 e22 그래프, 60㎚일 때 e23 그래프, 80㎚일 때 e24 그래프이다.
여기서, 금속 박막의 증착 두께가 40㎚인 경우, 가시광선 대역인 400 ~ 700㎚에서, P파의 평균 투과율은 90.8%이고, 투과율의 변화는 3.5%이고, 최소 편광 소멸비는 31이다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판은 P파의 평균 투과율은 80%이상이고, 투과율의 변화는 10%이하이고, 최소 편광 소멸비는 5 이상의 만족시키기 위하여, 미세 구조물의 단면 형상을 삼각형 또는 이와 유사한 피라미드형(상부의 선폭이 하부의 선폭보다 좁은 형상)을 가지고, 상부의 선폭이 주기의 0.1 ~ 0.4배이고, 하부의 선폭이 주기의 0.1 ~ 10배인 것이 바람직하다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판의 단면도로서, 기판(500)과; 상기 기판(500) 상부에 금속으로 이루어지고, 일정 주기로 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들(510)로 구성된다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판의 단면도로서, 기판(500)과; 상기 기판(500) 상부에 일정 주기로 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들(510)과; 상기 복수개의 미세 구조물들(510) 각각의 상부면 및 일측면에 형성된 금속 박막(521)으로 구성된다.
도 18은 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판이 백라이트 유닛에 적용된 사례를 도시한 개념도로서, 본 발명에 따른 액정 디스플레이(700)의 백라이트 유닛(600)은 광원의 광을 액정 디스플레이(700)로 전송하는 광 전송장치(610)와; 상기 광 전송장치(610)와 상기 액정 디스플레이(700) 사이에 개재되어, 상기 광 전송장치(610)에서 전송되는 광에 포함된 두개의 편광 성분 중, 하나의 편광 성분은 투과시키고, 다른 하나의 편광 성분은 반사시키는 와이어 그리드 편광판(620)으로 구성 되며, 상기 와이어 그리드 편광판(620)은 일정 주기로 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들을 포함하고 있도록 구성한다.
상기 두개의 편광 성분은, P파와 S파이다.
그러므로, 본 발명의 와이어 그리드 편광판을 백라이트 유닛의 광 전송장치와 액정 디스플레이 사이에 개재시켜, 광에 포함된 하나의 편광 성분(P파 또는 S파)은 투과시켜 액정 디스플레이로 전송하고, 다른 하나의 편광 성분은 반사시킨다.
이 때, 상기 광 전송장치에 산란구조물이 있으면, 이 산란구조물은 상기 다른 편광 성분에 해당되는 광 일부의 편광을 변환시켜 와이어 그리드 편광판에 투과시킨다. 이를 계속 수행하면, 상기 다른 편광 성분의 광도 편광이 변환되어 상기 와이어 그리드 편광판을 통하여 백라이트 유닛에 전달된다.
그러므로, 본 발명의 와이어 그리드 편광판을 구비하는 백라이트 유닛은 표시 장치의 휘도를 개선시킬 수 있게 된다.
이상 상술한 바와 같이, 따라서, 본 발명은 일정 주기로 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들을 기판 상부에 형성하여, 가시광 대역에서 광 특성을 우수히 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 백라이트 유닛에 와이어 그리드 편광판을 개재시켜 표시 장치의 휘도를 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (15)
- 기판과;상기 기판 상부에 형성된 막과;상기 막의 상부 일부 영역에 형성되고, 일정 주기를 갖으며 상호 이격되어 있고, 하부폭(W1)이 상부 폭(W1)보다 큰 복수개의 미세 구조물들과;상기 복수개의 미세 구조물들 각각의 상부 및 일측면에 형성된 금속박막을 포함하여 구성된 와이어 그리드 편광판.
- 삭제
- 기판과;상기 기판 상부에 일정 주기로 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들과;상기 복수개의 미세 구조물들 각각의 상부면 및 일측면에 형성된 금속 박막으로 구성된 와이어 그리드 편광판.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 미세 구조물은,다각기둥 형상 또는 다각뿔 형상인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
- 제 1 항에 있어서,상기 막은,가압된 압력으로 형상이 변할 수 있는 물질로 이루어진 막이고,상기 미세 구조물은,가압된 압력으로 막의 형상이 변해져 형성된 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 주기는 80 ~ 300㎚인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 미세 구조물은,상부의 선폭이 주기의 0.1 ~ 0.4배이고, 하부의 선폭이 주기의 0.1 ~ 10배인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 미세 구조물은,단면 형상이 삼각형 또는 피라미드형인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.
- 기판 상부에 가압된 압력으로 형상이 변할 수 있는 물질로 이루어진 막을 형성하는 단계와;상기 막 상부에서 일정 주기(T)를 갖으며 상호 이격되어 있는 복수개의 미세 홈들이 하부에 형성된 스탬프(Stamp)을 가압시켜 상기 막 상부에 상호 이격되어 있으며, 하부의 폭이 상부의 폭보다 큰 형상으로 이루어진 복수개의 미세 구조물들을 형성하는 단계와;상기 복수개의 미세 구조물들 상부면 및 측면에 금속박막을 형성하는 단계로 이루어진 와이어 그리드 편광판의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 금속박막은,상기 고분자 기판면으로부터 일정각도(θ1)로 경사진 선상에서 증착시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판의 제조 방법.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,상기 금속박막은,Al, Ag, Cr과 Ti 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판의 제조 방법.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,상기 미세 구조물은,다각기둥 형상 또는 다각뿔 형상인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판의 제조 방법.
- 광원의 광을 액정 디스플레이로 전송하는 광 전송장치와;상기 광 전송장치와 상기 액정 디스플레이 사이에 개재되어, 상기 광 전송장치에서 전송되는 광에 포함된 두개의 편광 성분 중, 하나의 편광 성분은 투과시키고, 다른 하나의 편광 성분은 반사시키는 와이어 그리드 편광판으로 구성되며,상기 와이어 그리드 편광판은,기판과;상기 기판 상부에 형성된 막과;상기 막의 상부 일부 영역에 형성되고, 일정 주기(T)를 갖으며 상호 이격되어 있고, 하부폭(W1)이 상부 폭(W1)보다 큰 복수개의 미세 구조물들과;상기 복수개의 미세 구조물들 각각의 상부 및 일측면에 형성된 금속박막을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판을 갖는 백라이트 유닛.
- 제 13 항에 있어서,상기 미세 구조물은,기둥 형상 또는 다각뿔 형상인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판을 갖는 백라이트 유닛.
- 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,상기 두개의 편광 성분은,P파와 S파인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판을 갖는 백라이트 유닛.
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