KR100883096B1 - 광학 부재, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

광학 부재, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

광학 부재, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 액정표시장치가 개시되어 있다. 광입사면 및 광입사면과 마주보는 광출사면을 갖는 베이스 몸체에는 박막 형태로 도포되는 경화성 제 1 전사 수지층이 형성되고, 제 1 전사 수지층에는 광출사면으로부터 출사된 제 1 광을 확산된 제 2 광으로 변경시키는 광확산 패턴이 형성된다. 베이스 몸체에 제 1 전사 수지층을 형성하고, 제 1 전사 수지층에 광확산 패턴을 형성하여 제 1 광을 제 2 광으로 확산시킴으로써 광학 부재의 제조 과정을 크게 단축시킨다. 고가의 비드를 사용하지 않음으로써 생산 코스트를 크게 낮출 수 있음은 물론 비드가 균일하게 형성되지 못함으로써 발생하는 디스플레이 품질 불량도 해결할 수 있다.
Figure R1020020060804
광학 부재, 전사 수지층, 광확산 패턴

Description

광학 부재, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 액정표시장치{OPTICAL MEMBER AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
도 1은 종래 액정을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 액정표시장치의 개념도이다.
도 2는 종래 광 분포 변경 모듈 중 확산 부재의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 광학 부재의 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 베이스 몸체의 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 베이스 몸체의 측면도이다.
도 5a는 본 발명의 제 1 실시예에 의하여 열처리되지 않은 베이스 몸체를 가열 후 냉각하였을 때, 움이 발생하는 것을 도시한 그래프이다.
도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 의하여 열처리된 베이스 몸체를 가열 후 냉각하였을 때의 그래프이다.
도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ 단면도이다.
도 7은 도 6의 A 확대도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 광확산 패턴의 샘(SEM) 사진이다.
도 9a는 본 발명의 제 2 실시예에 의하여 베이스 기판을 열처리하는 것을 도 시한 공정도이다.
도 9b는 본 발명의 제 2 실시예에 의하여 베이스 몸체에 제 1 전사 수지층을 형성한 것을 도시한 공정도이다.
도 9c는 본 발명의 제 2 실시예에 의하여 제 1 전사 수지층에 광확산 패턴을 형성 및 경화시키는 것을 도시한 공정도이다.
도 9d는 본 발명의 제 2 실시예에 의하여 베이스 기판의 광입사면에 제 2 전사 수지층이 형성되고 제 2 전사 수지층에 밀착 방지 돌기가 형성되는 것을 도시한 공정도이다.
도 10a는 본 발명의 제 3 실시예에 의하여 베이스 몸체에 제 1 전사 수지층 및 제 2 전사 수지층을 형성한 것을 도시한 공정도이다.
도 10b는 본 발명의 제 3 실시예에 의하여 제 1 전사 수지층에 광확산 패턴, 제 2 전사 수지층에 밀착 방지 돌기를 형성하는 것을 도시한 공정도이다.
도 10c는 본 발명의 제 3 실시예에 의하여 광확산 패턴 및 밀착 방지 돌기가 형성된 광학 부재를 도시한 개념도이다.
도 11a는 도 9c에 도시된 전사 롤러를 제작하는 첫 번째 공정을 도시한 공정도이다.
도 11b는 도 11a에 도시된 포토레지스트 박막에 광확산 패턴과 동일한 패턴이 노광에 의하여 형성된 것을 도시한 공정도이다.
도 11c는 도 11b에 형성된 패턴에 금속막이 형성된 것을 도시한 공정도이다.
도 11d는 도 11c에서 제작된 금속층에 합성 수지를 도포하여 전사 롤러를 제 작하는 것을 도시한 공정도이다.
도 11e는 합성 수지층이 부착된 전사 롤러의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 액정표시장치의 개념도이다.
본 발명은 광학 부재, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 제조 공정 단순화, 디스플레이 불량 최소화 및 생산 원가를 크게 감소시킨 광학 부재, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device, LCD)는 액정(Liquid Crystal, LC)을 이용하여 영상을 표시한다.
액정은 전기적, 광학적으로 고유한 특성을 갖는다. 구체적으로, 액정은 전계에 따라서 배열을 변경시키는 전기적 특성을 갖는다. 또한, 액정은 배열에 따라서 광투과도가 변경되는 광학적 특성을 갖는다.
도 1은 종래 액정을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 액정표시장치의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치는 광공급 모듈(light supplying module;10), 광 분포 변경 모듈(light distribute changing module;20) 및 디스플레이 모듈(display module;30)을 갖는다.
광공급 모듈(10)은 제 1 광(12)을 발생시키기 위한 램프를 포함한다. 램프는 선광원 분포를 갖는 냉음극선관 방식 램프이다. 냉음극선관 방식 램프는 수명이 길고, 작은 열 발생량을 갖으며, 소비전력이 작고, 백색광을 발생시킨다.
광공급 모듈(10)에서 발생한 제 1 광(12)은 광 분포 변경 모듈(20)로 입사되고, 광 분포 변경 모듈(20)에 의하여 광 분포가 변경된다. 제 1 광(12)은 광 분포 변경 모듈(20)에 의하여 제 2 광(29)으로 변경된다.
도 2는 종래 광 분포 변경 모듈 중 확산 부재의 단면도이다.
광 분포 변경 모듈(20)은 여러 종류의 확산 부재로 이루어진다. 예를 들면, 광을 확산시키는 확산 부재, 광의 방향성을 보정하는 프리즘 부재, 광의 이용 효율을 증가시키는 듀얼 휘도 강화 필름 등이 대표적이다.
도 2에는 이들 중 광을 확산시키는 확산 부재(29)가 도시되어 있다.
확산 부재(29)는 다시 베이스 몸체(21), 제 1 비드(25)들과 제 1 접착 수지(26)로 구성된 광 확산층 및 제 2 비드(27)들과 제 2 접착 수지(28)로 구성된 밀착 방지층으로 구성된다.
베이스 몸체(21)는 제 1 광(12)이 투과될 수 있도록 광투과도가 높은 재질로 제작된다. 베이스 몸체(21)는 직육면체 플레이트 또는 직육면체 시트 형상을 갖는다. 베이스 몸체(21)는 복수개의 측면(22), 광입사면(23) 및 광출사면(24)으로 구성된다. 제 1 광(12)은 베이스 몸체(21)의 광입사면(23)으로 입사된 후 광출사면(24)으로 출사된다.
광출사면(24)으로 출사된 제 1 광(12)은 다시 광 확산층으로 입사된다.
광 확산층은 복수개의 제 1 비드(25) 및 제 1 접착 수지(26)로 구성된다. 제 1 비드(25)들은 제 1 광(12)을 산란시키기 위한 미세 볼 형상을 갖는다. 제 1 접착 수지(27)는 제 1 비드(25)들이 베이스 몸체(21)의 광출사면(24)에 부착되도록 한다.
제 1 광(12)은 제 1 비드(25)들에 의하여 확산되어 제 2 광(21a)으로 변경된 후 광 확산층으로부터 출사된다.
도 2를 참조하면, 베이스 몸체(21)의 광입사면(23)에는 밀착 방지층이 형성된다.
밀착 방지층은 광공급 모듈(10)과 베이스 몸체(21)가 상호 소정 간격 이격되도록 하는 역할을 수행한다. 이를 구현하기 위해서 베이스 몸체(21)중 광입사면(23)에는 혼합된 제 2 비드(27) 및 제 2 접착 수지(28)가 도포된다. 이때, 단위 면적 당 제 2 비드(27)의 개수는 단위 면적 당 제 1 비드(25)의 개수보다 적다.
광 확산층으로부터 출사된 제 2 광(21a)은 디스플레이 모듈(30)로 입사된다. 디스플레이 모듈(30)은 제 2 광(21a)을 이미지가 포함된 이미지광(32)으로 변경시킨 후 출사한다.
그러나, 종래 액정표시장치의 다음과 같은 문제점들을 갖는다.
첫 번째 문제점은 광확산 부재(29)에 제 1 비드(25) 및 제 2 비드(27)들을 형성하기 어렵다는 것이다.
구체적으로, 광확산 부재(29)에 제 1 비드(25) 및 제 2 비드(27)를 부착하기 위해서는, 먼저 제 1, 제 2 비드(25,27)에 제 1, 제 2 접착 수지(26, 28)가 혼합, 다음으로 제 1, 제 2 비드(25,27) 및 제 1, 제 2 접착 수지(27,28)의 혼합물은 광확산 부재(29)의 베이스 몸체(21)에 도포되어야 한다.
이와 같은 방법은 베이스 몸체(21)에 광 확산층을 형성하는 공정이 매우 복잡한 단점을 갖는다.
두 번째 문제점은 광확산 부재(29)에 제 1, 제 2 비드(25, 27)들을 균일하게 형성하는데 한계가 있다는 것이다. 광확산 부재(29)에 제 1, 제 2 비드(25,27)들이 균일하게 형성되지 못할 경우, 광확산 부재(29)에서 발생한 제 2 광(21a)의 균일성이 크게 저하되어 디스플레이 품질 불량이 발생된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써 본 발명의 제 1 목적은 제작이 간단하며, 매우 균일한 광학 분포를 갖는 광을 출사시키는 광학 부재를 제공한다.
본 발명의 제 2 목적은 제작이 간단하며, 매우 균일한 광학 분포를 갖는 광을 출사시키는 광학 부재의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 3 목적은 매우 균일한 광학 분포를 갖는 광을 출사시킴으로써 고품질 디스플레이를 수행할 수 있도록 하는 액정표시장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명의 제 1 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 제 1 광이 입사되는 광입사면 및 광입사면과 마주보며 제 1 광이 출사되는 광출사면을 갖는 베이스 몸체 및 광출사면에 박막 형태로 도포되는 경화성 제 1 수지층 및 제 1 수지 층에 형성되어 광출사면으로부터 출사된 제 1 광을 확산된 제 2 광으로 변경시키는 광확산 패턴을 갖는 광 확산층을 포함하는 광학 부재를 제공한다.
본 발명의 제 2 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 제 1 광이 입사되는 광입사면 및 광입사면과 마주보며 제 1 광이 출사되는 광출사면을 갖는 베이스 몸체의 광출사면에 경화성 제 1 전사 수지층을 박막 형태로 도포하는 단계, 제 1 수지층에 광출사면으로부터 출사된 제 1 광을 확산된 제 2 광으로 변경시키는 반구 형상의 광확산 패턴을 형성하는 단계 및 제 1 수지층을 경화시키는 단계를 포함하는 광학 부재의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 제 3 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 디스플레이를 수행하기 위한 제 1 광을 제 1 방향으로 공급하는 광공급 모듈, 제 1 광이 입사되는 광입사면 및 광입사면과 마주보는 광출사면을 갖는 플레이트 형상의 베이스 몸체, 광출사면에 박막 형태로 도포되는 경화성 제 1 수지층(transfer resin layer) 및 제 1 수지층에 광출사면으로부터 출사된 제 1 광을 확산된 제 2 광으로 변경시키는 광확산 패턴을 갖는 광 확산층을 포함하는 광학 부재 및 제 2 광의 진행 경로 상에 배치되어 제 2 광을 이미지가 포함된 이미지광으로 변경시키는 액정표시패널 어셈블리를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에서는 광 분포가 불 균일한 광을 전사 수지층에 형성된 광확산 패턴을 통하여 균일한 광으로 변경하여 디스플레이 품질을 향상시킴은 물론 제조 공정 및 생산비용을 크게 감소시킨다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하 고자 한다.
<실시예 1>
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 광학 부재의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 광학 부재(100)는 불 균일한 광학 분포로 입사된 광을 균일한 광학 분포로 변경시키는 역할을 수행한다.
이를 구현하기 위하여, 광학 부재(100)는 전체적으로 보아 베이스 몸체(110) 및 광 확산층(150)을 포함한다.
베이스 몸체(110)는 폭에 비하여 길이가 매우 긴 직육면체 플레이트 형상 또는 직육면체 시트 형상으로 제작되며, 광투과율이 높은 폴리에스테르 재질로 제작된다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 베이스 몸체의 평면도이다. 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 베이스 몸체의 측면도이다.
도 4a 또는 도 4b를 참조하면, 베이스 몸체(110)는 4 개의 측면(111,112,113,114), 광입사면(115) 및 광출사면(116)을 갖는다. 이때, 광입사면(115) 및 광출사면(116)은 서로 마주보도록 배치된다. 광입사면(115)은 외부로부터 제 1 광(510)이 입사되고, 제 1 광(510)은 광출사면(116)을 통과하여 그대로 출사된다.
베이스 몸체(110)는 제 1 광(510)을 발생시키는 광원(미도시)에 근접한 곳에 설치된다. 따라서, 베이스 몸체(110)로는 제 1 광(510)이 공급됨과 동시에 광원에서 발생한 열도 함께 전달된다.
베이스 몸체(110)는 열에 의하여 움이 발생한다.
도 5a는 본 발명의 제 1 실시예에 의하여 열처리되지 않은 베이스 몸체를 가열 후 냉각하였을 때, 움이 발생하는 것을 도시한 그래프이다.
도 5a를 참조하면, 베이스 몸체(110)를 A 온도에서 B 온도를 거쳐 C 온도까지 가열한 결과, 베이스 몸체(110)는 A 온도 및 B 온도 구간에서는 팽창되고, B 온도 구간 및 C 온도 구간에서는 온도가 상승되었음에도 불구하고 오히려 수축되었다.
이어서, 베이스 몸체(110)를 C 온도에서 A 온도까지 냉각한 결과, A 온도에서 베이스 몸체(110)는 원래 길이로 되돌아오지 않고, 도 5a에 도시된 바와 같이 편차 L을 갖는다.
즉, 열처리되지 않은 베이스 몸체(110)는 열을 가하기 전의 길이와 열을 가한 후 냉각했을 때 길이가 서로 다르고, 결국 베이스 몸체(110)에는 움이 발생하게 된다.
베이스 몸체(110)에 발생한 움은 제 1 광(510)의 경로를 랜덤하게 변형시켜 결국 디스플레이 품질을 크게 저하시킨다.
도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 의하여 열처리된 베이스 몸체를 가열 후 냉각하였을 때의 그래프이다.
도 5b를 참조하면, 열처리된 베이스 몸체(110)를 A 온도에서 B 온도를 거쳐 C 온도까지 가열한 결과, 열처리된 베이스 몸체(110)는 온도에 정비례하여 팽창하여 C 온도에서 최대로 팽창하였다. 반대로, 열처리된 베이스 몸체(110)를 C 온도에 서 A 온도까지 냉각한 결과 열처리된 베이스 몸체(110)는 원래 길이로 복귀하였다. 즉, 열처리된 베이스 몸체(110)는 열을 가하기 전의 길이 및 열을 가한 후 냉각한 길이가 실질적으로 동일하였다.
이와 같이 열처리된 베이스 몸체(110)는 움이 발생하지 않기 때문에 움에 의한 디스플레이 불량이 발생하지 않는다.
특히, 폴리에스테르 재질로 제작된 베이스 몸체(110)는 열처리 과정을 통해서 베이스 몸체(110)에 움이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
열처리는 베이스 몸체(110)를 지정된 온도로 미리 가열하는 것을 의미한다. 열처리에 의하여 베이스 몸체(110)의 팽창률 및 수축률은 실질적으로 동일해진다.
이처럼 베이스 몸체(110)에 열처리가 된 후 베이스 몸체(110)에는 광 확산층(150)이 형성된다.
도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ 단면도이다. 도 7은 도 6의 A 확대도이다.
도 6 또는 도 7을 참조하면, 광 확산층(150)은 베이스 몸체(110)의 광출사면(116)에 형성된다.
광 확산층(150)은 광출사면(116)에 박막 형태로 도포되는 제 1 전사 수지층(130) 및 광확산 패턴(135)으로 구성된다.
제 1 전사 수지층(130)은 경화성 물질로 제작된다. 경화성 물질은 시간이 경과되면서 서서히 경화되는 물질 또는 특정 조건에 의하여 급격하게 경화되는 물질이 사용된다. 바람직한 일실시예로 제 1 전사 수지층(130)은 특정 조건에 의하여 급격히 경화된다. 예를 들어, 제 1 전사 수지층(130)은 자외선에 의하여 급격히 경 화되며, 이를 구현하기 위해서 제 1 전사 수지층(130)에는 자외선 경화 물질을 포함한다.
한편, 제 1 전사 수지층(130)의 팽창률 및 수축률은 앞서 설명한 열처리된 베이스 몸체(110)의 팽창률 및 수축률과 실질적으로 동일하도록 하는 것이 바람직하다. 이는 제 1 전사 수지층(130)의 팽창률 및 수축률이 베이스 몸체(110)와 다를 경우, 베이스 몸체(110)가 팽창 또는 수축되면서 베이스 몸체(110)에 부착된 제 1 전사 수지층(130)의 찢어지거나 크랙이 발생될 수 있기 때문이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 광확산 패턴의 샘(SEM) 사진이다.
도 7 또는 도 8을 참조하면, 광확산 패턴(135)은 제 1 전사 수지층(130)의 표면에 스탬프(stamp) 방식으로 형성된다. 광확산 패턴(135)은 제 1 전사 수지층(130)의 표면에 매우 균일한 크기를 갖는 반구(hemisphere) 형상을 갖는다. 제 1 광(510)은 반구 형상을 갖는 광확산 패턴(135)에 의하여 제 2 광(420)으로 변경된다.
광확산 패턴(135)이 스탬프 방식으로 형성되는 것을 감안하였을 때, 광확산 패턴(135)은 반구 형상 이외에도 다양한 형상으로 제작이 가능하다.
예를 들면, 광확산 패턴(135)은 볼록한 다각뿔대 형상, 오목한 반구 형상 또는 오목한 다각뿔대 형상으로도 제작할 수 있다.
도 6 또는 도 7을 다시 참조하면, 베이스 몸체(110)의 광입사면(115)에는 밀착 방지층(140)이 형성된다. 밀착 방지층(140)은 다른 부재 및 광학 부재(100)가 상호 밀착되는 것을 방지한다.
밀착 방지층(140)은 제 2 전사 수지층(142) 및 밀착 방지 돌기(144)로 구성된다.
제 2 전사 수지층(142)은 경화성 물질로 제작된다. 제 2 전사 수지층(142)에는 시간이 경과되면서 경화되는 물질 또는 특정 조건에 의하여 경화되는 물질이 포함된다. 바람직한 일실시예로 제 2 전사 수지층(142)은 특정 조건, 예를 들어, 자외선에 의하여 경화되는 자외선 경화 물질을 포함한다.
이때, 제 2 전사 수지층(142)의 팽창률 및 수축률은 베이스 몸체(110)의 팽창률 및 수축률과 실질적으로 동일하도록 하는 것이 바람직하다. 이는 제 2 전사 수지층(142)의 팽창률 및 수축률이 베이스 몸체(110)와 다를 경우, 베이스 몸체(110)에 부착된 제 2 전사 수지층(142)의 파손 및 크랙이 발생될 수 있기 때문이다.
또한, 제 2 전사 수지층(142)의 팽창률 및 수축률은 제 1 전사 수지층(130)의 팽창률 및 수축률과도 실질적으로 동일하도록 하는 것이 바람직하다. 제 1 전사 수지층(130) 및 제 2 전사 수지층(142)의 팽창률 및 수축률이 다를 경우 베이스 몸체(110)는 제 1 전사 수지층(130) 및 제 2 전사 수지층(142)의 팽창률 및 수축률 차이에 의하여 어느 한쪽으로 휘게 된다.
한편, 밀착 방지 돌기(144)는 매트릭스 형태로 제 2 전사 수지층(142)의 표면에 복수개가 형성된다. 밀착 방지 돌기(144)는 제 2 전사 수지층(142)의 표면으로부터 복수개가 돌출 형성된다. 밀착 방지 돌기(142)의 형상은 유동성 제 2 전사 수지층(142)에 스탬프 방식으로 형성되기 때문에 반구 형상, 다각형 형상 등 다양 한 형상을 갖도록 제작이 가능하다.
이와 같은 구성을 갖는 광학 부재는 제조 공정이 매우 단순하며, 광확산 패턴을 매우 균일한 크기 및 원하는 형상으로 형성할 수 있는 장점을 갖는다.
<실시예 2>
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 의한 광학 부재를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.
도 9b는 본 발명의 제 2 실시예에 의하여 베이스 몸체에 제 1 전사 수지층을 형성한 것을 도시한 공정도이다.
도 9b를 참조하면, 광학 부재를 제조하기 위해서는 먼저, 도 9b에 도시된 바와 같이 베이스 몸체(110)의 표면에 제 1 전사 수지층(130)을 박막 형태로 도포하는 단계가 수행된다.
이때, 베이스 몸체(110)는 복수개의 측면, 제 1 광이 입사되는 광입사면(115) 및 제 1 광이 출사되는 광출사면(116)으로 구성된다.
제 1 전사 수지층(130)은 광출사면(116)에 도포된다. 제 1 전사 수지층(116)에는 자외선에 의하여 경화되는 자외선 경화 물질이 포함된다.
도 9a는 본 발명의 제 2 실시예에 의하여 베이스 기판을 열처리하는 것을 도시한 공정도이다.
도 9a를 참조하면, 베이스 몸체(110)를 이루는 물질에 따라서 도 9b에 도시된 제 1 전사 수지층(130)이 도포되는 단계 이전에 베이스 몸체(110)를 열처리하는 단계가 선행된다. 베이스 몸체(110)를 열처리하는 단계는 베이스 몸체(110)의 열팽 창률 및 냉각에 의한 수축률이 서로 다를 경우에만 선택적으로 수행된다.
도 9c는 본 발명의 제 2 실시예에 의하여 제 1 전사 수지층에 광확산 패턴을 형성 및 경화시키는 것을 도시한 공정도이다.
도 9c를 참조하면, 제 1 전사 수지층(130)에는 오목한 반구 형상의 전사 패턴(365)이 형성된 전사 롤러(370)가 밀착되고, 전사 롤러(370)는 회전하면서 제 1 전사 수지층(130)에 광확산 패턴(135)을 형성한다.
이하, 전사 롤러를 제작하는 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 11a는 도 9c에 도시된 전사 롤러를 제작하는 첫 번째 공정을 도시한 공정도이다.
도 11a를 참조하면, 후박한 포토레지스트 박막(310)은 직육면체 형상을 갖는 제 1 기판(300)에 스핀 코팅 등의 방법에 의하여 도포된다.
이어서, 포토레지스트 박막(310)의 상면에는 패턴 마스크(330)가 얼라인 된다. 패턴 마스크(330)는 광확산 패턴이 형성될 위치에 개구(334)가 형성된 크롬 박막(332)을 갖는다.
패턴 마스크(330)가 제 1 기판(300)에 얼라인 된 상태에서 패턴 마스크(330)의 상면에는 포토레지스트 박막(310)을 향하는 방향으로 광이 공급된다.
패턴 마스크(330)에 공급된 광은 개구(334)를 통하여 포토레지스트 박막(310)에 공급되어 포토레지스트 박막(310)이 부분적으로 노광 되도록 한다.
도 11b는 도 11a에 도시된 포토레지스트 박막에 광확산 패턴과 동일한 패턴 이 노광에 의하여 형성된 것을 도시한 공정도이다.
도 11b를 참조하면, 패턴 마스크(330)로부터 공급된 광에 노출된 포토레지스트 박막(310)의 일부는 현상되어 제거되고, 포토레지스트 박막(310)에는 광확산 패턴과 동일한 크기 및 모양을 갖는 제 1 패턴(315)이 형성된다. 이하, 제 1 패턴(315)이 형성된 포토레지스트 박막에 새로운 도면부호 317을 부여하기로 한다.
도 11c는 도 11b에 형성된 패턴에 금속막이 형성된 것을 도시한 공정도이다.
도 11c를 참조하면, 포토레지스트 박막(317)의 상면에는 스퍼터링 등의 방법에 의하여 후박한 금속층(340)이 형성된다. 이 금속층(340)에는 포토레지스트 박막(310)에 형성된 제 1 패턴(315)에 의하여 광확산 패턴과 동일한 형상을 갖는 제 2 패턴(345)이 형성된다.
이 금속층(340)은 롤러에 둥글게 형성하기 어려움으로 플랙시블한 합성 수지 재질로 전사 롤러가 제작된다.
이를 구현하기 위해서 금속층(340)의 하부에 형성된 포토레지스트 박막(317)은 애싱 공정 등을 통하여 제거되고, 이로 인해 금속층(340)은 포토레지스트 박막(317)으로부터 분리된다.
도 11d는 도 11c에서 제작된 금속층에 합성 수지를 도포하여 전사 롤러를 제작하는 것을 도시한 공정도이다.
도 11d를 참조하면, 분리된 금속층(340)은 제 2 기판(350)에 부착된다. 이때, 제 2 기판(350)에는 금속층(340)의 제 2 패턴(345)이 상부를 향하도록 부착된다.
이어서, 금속층(340)의 상면에는 도 11d에 도시된 바와 같이 용융된 합성 수지가 도포되어 합성수지층(360)이 형성된다. 이때, 합성수지층(360)은 금속층(340)의 제 2 패턴(345)의 사이에 빈 공간 없도록 치밀하게 주입되도록 하는 것이 바람직하다.
이로써, 합성수지층(360)의 표면에는 광확산 패턴과 반대 형상을 갖는 제 3 패턴(365)이 형성된다. 이하, 제 3 패턴(365)을 전사 패턴이라 다시 명명하기로 한다.
도 11e는 합성 수지층이 부착된 전사 롤러의 단면도이다.
도 11e를 참조하면, 광확산 패턴과 반대 형상을 갖는 전사 패턴(365)이 형성된 합성 수지층(360)은 다시 전사 롤러(370)의 외주면에 부착된다.
이와 같은 과정을 거쳐 제작된 전사 롤러(370)의 외주면에 부착된 전사 패턴(365)에 의하여 도 9c에 도시된 바와 같이 제 1 전사 수지층(130)에 형성된 광확산 패턴(135)에는 자외선이 조사되어 제 1 전사 수지층(130)은 경화된다.
도 9d는 베이스 기판의 광입사면에 제 2 전사 수지층이 형성되고 제 2 전사 수지층에 밀착 방지 돌기가 형성되는 것을 도시한 공정도이다.
도 9d를 참조하면, 제 1 전사 수지층(130)에 광확산 패턴(135)이 형성 및 제 1 전사 수지층(130)이 경화된 상태에서, 베이스 몸체(110)의 광입사면(115)에는 다시 제 2 전사 수지층(140)이 도포된다. 제 2 전사 수지층(140)에는 다시 밀착 방지 돌기(145)와 반대 형상을 갖는 전사 패턴(385)이 형성된 전사 롤러(380)가 회전되면서 제 2 전사 수지층(140)에 밀착 방지 돌기(145)가 형성된다.
이때, 전사 롤러(385)는 앞서 설명한 도 11a 내지 도 11d와 유사한 과정을 거쳐 제작된다.
<실시예 3>
도 10a는 본 발명의 제 3 실시예에 의하여 베이스 몸체에 제 1 전사 수지층 및 제 2 전사 수지층을 형성한 것을 도시한 공정도이다.
도 10a를 참조하면, 베이스 몸체(110)의 광입사면(115)에는 제 1 전사 수지층(130)이 얇은 두께로 도포되고, 베이스 몸체(110)의 광출사면(116)에는 제 2 전사 수지층(130)이 얇은 두께로 도포된다.
제 1 전사 수지층(130) 및 제 2 전사 수지층(140)은 특정 조건에 의하여 경화된다. 구체적으로, 제 1 전사 수지층(130) 및 제 2 전사 수지층(140)은 자외선에 의하여 경화된다.
도 10b는 본 발명의 제 3 실시예에 의하여 제 1 전사 수지층에 광확산 패턴, 제 2 전사 수지층에 밀착 방지 돌기가 동시에 형성되는 것을 도시한 공정도이다.
도 10b를 참조하면, 베이스 몸체(110)에 형성된 제 1 전사 수지층(130) 및 제 2 전사 수지층(140)에는 제 1 전사 롤러(370) 및 제 2 전사 롤러(380)가 얼라인된다.
제 1 전사 롤러(370)는 롤러 표면에 오목한 반구 형상의 전사 패턴(365)이 조밀하게 형성된다. 제 2 전사 롤러(370)는 롤러 표면에 일정 간격을 갖도록 반구 형상의 전사 패턴(385)이 형성된다.
이때, 제 1 전사 롤러(370) 및 제 2 전사 롤러(380)는 베이스 몸체(110)를 사이에 두고 상호 마주보도록 배치된다.
이어서, 베이스 몸체(110) 또는 제 1 전사 롤러(370) 및 제 2 전사 롤러(380)가 이송되면서 제 1 전사 수지층(130) 및 제 2 전사 수지층(140)에는 각각 광확산 패턴(135) 및 밀착 방지 돌기(145)가 형성된다.
구체적으로, 제 1 전사 수지층(130)에는 광확산 패턴(135)이 형성되고, 제 2 전사 수지층(140)에는 밀착 방지 돌기(145)가 형성된다.
제 1 전사 수지층(130)에 광확산 패턴(135) 및 제 2 전사 수지층(140)에 밀착 방지 돌기(145)가 형성된 후 광확산 패턴(135) 및 제 2 전사 수지층(140)에는 자외선이 조사된다.
도 10c는 본 발명의 제 3 실시예에 의하여 광확산 패턴 및 밀착 방지 돌기가 형성된 광학 부재를 도시한 개념도이다.
도 10c를 참조하면, 제 1 전사 롤러(370) 및 제 2 전사 롤러(380)에 의하여 광확산 패턴(135)은 제 1 전사 수지층(130)에 형성되고, 밀착 방지 돌기(145)는 제 2 전사 수지층(140)에 형성된다.
<실시예 4>
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 액정표시장치의 개념도이다.
도 12를 참조하면, 액정표시장치(700)는 전체적으로 보아 광공급 모듈(500), 광학 분포 변경 모듈(400) 및 디스플레이 모듈(600)로 구성된다.
광공급 모듈(500)은 디스플레이에 필요한 제 1 광(510)을 발생시킨다. 제 1 광(510)은 주로 냉음극선관 방식 램프에 의하여 발생한다. 냉음극선관 방식 램프는 적어도 1 개 이상이 사용되며 대화면에 광을 공급하기 위해서, 냉음극선관 방식 램프는 복수개가 병렬 방식으로 배치될 수 있다.
광공급 모듈(500)에서 발생한 제 1 광(510)은 광 분포 변경 모듈(400)로 인가된다.
광 분포 변경 모듈(400)은 다시 적어도 2 개의 광학 부재(100, 200)로 이루어진다.
일실시예로 도면부호 100으로 도시된 광학 부재는 제 1 광(510)을 광학 분포가 보다 균일한 제 2 광(420)변경한다. 광학 부재(100)는 앞서 첨부된 도면들에 도시된 광학 부재(100)와 동일한 구성을 갖음으로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도면부호 200으로 도시된 광학 부재는 제 2 광(420)의 방향성을 변경하여 제 3 광(430)이 출사되도록 한다. 제 3 광(430)은 디스플레이 모듈(600)로 입사되도록 하는 역할을 수행한다.
디스플레이 모듈(600)은 입사된 제 3 광(430)을 정보가 포함된 이미지광(610)으로 변경하는 역할을 수행한다.
이 디스플레이 모듈(600)은 대표적으로 액정을 이용하여 정보를 표시하는 액정표시패널이다. 이때, 액정표시패널은 액정을 이용하여 정보를 표시하기 위해서는 어떠한 구성을 갖아도 무방하다.
이외에도 디스플레이 모듈(600)은 광공급 모듈(500) 및 광 분포 변경 모듈(400)을 통과한 광을 이용하여 디스플레이를 수행하는 어떠한 장치를 사용하여도 무방하다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 유동성 접착 수단에 매우 균일한 광확산 패턴을 형성하고 이 광확산 패턴을 이용하여 광학 분포를 매우 균일하게 하는 효과를 갖는다.
또한, 광확산 패턴의 형상, 크기 및 모양을 요구되는 설계에 따라서 쉽게 변형할 수 있으며, 제작 재현성이 매우 뛰어난 효과를 갖는다.
고가의 비드를 사용하지 않음으로써 제작 공정이 단순할 뿐만 아니라 생산 비용을 크게 감소시킬 수 있다.
종래 비드를 사용할 때에 비하여 광확산 패턴의 형성 밀도를 매우 정밀하게 조절할 수 있어 디스플레이 불량을 방지하는 효과를 갖는다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 제 1 광이 입사되는 광입사면 및 상기 광입사면과 마주보며 상기 제 1 광이 출사되는 광출사면을 포함하며, 전체적으로 투명하고, 움이 발생하지 않도록 열처리되어 열에 의한 팽창률과 냉각에 의한 수축률이 서로 동일한 값을 갖는 베이스 몸체; 및
    상기 광출사면에 박막 형태로 도포되는 경화성 제 1 수지층 및 상기 제 1 수지층에 형성되어 상기 광출사면으로부터 출사된 상기 제 1 광을 확산된 제 2 광으로 변경시키는 광확산 패턴을 포함하며, 비드들이 제거된 광 확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 수지층은 자외선에 의하여 경화되는 자외선 경화 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 몸체와 상기 제 1 수지층의 팽창률 및 수축률은 동일한 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광확산 패턴은 상기 제 1 수지층의 상면에 반구(hemisphere) 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광입사면에는 박막 형태로 도포되어 경화되는 경화성 제 2 수지층 및 상기 제 2 수지층에 형성되어 상기 제 2 수지층과 인접한 부재와 밀착되는 것을 방지하는 밀착 방지 돌기를 갖는 밀착 방지층이 더 설치된 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 수지층은 자외선에 의하여 경화되는 자외선 경화 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 베이스 몸체 및 제 2 수지층은 열에 의한 팽창률과 냉각에 의한 수축률이 서로 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  9. 제 1 광이 입사되는 광입사면 및 상기 광입사면과 마주보며 상기 제 1 광이 출사되는 광출사면을 포함하며 전체적으로 투명한 베이스 몸체의 팽창 및 수축에 따른 움을 방지하기 위해 상기 베이스 몸체를 열처리하는 단계;
    베이스 몸체의 상기 광출사면에 경화성 제 1 수지층을 박막 형태로 도포하는 단계;
    상기 제 1 수지층에 상기 광출사면으로부터 출사된 상기 제 1 광을 확산된 제 2 광으로 변경시키는 반구 형상의 광확산 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 수지층을 경화시키는 단계를 포함하는 광학 부재의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 광확산 패턴을 형성하는 단계는 상기 광확산 패턴과 역상 형태를 갖는 역상 패턴이 표면에 형성된 광확산 패턴 형성 롤러를 상기 제 1 수지층을 따라 이송시켜 상기 제 1 수지층에 상기 광확산 패턴을 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재의 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 광확산 패턴이 형성된 상기 제 1 수지층을 경화하는 단계는 상기 제 1 수지층을 경화하기 위하여 상기 제 1 수지층에 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재의 제조 방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 수지층을 경화하는 단계 이후에는
    상기 광입사면에 제 2 수지층을 박막 형태로 도포하는 단계;
    상기 제 2 수지층에 상기 제 2 수지층으로부터 돌출 되도록 밀착 방지 돌기를 형성하는 단계; 및
    상기 제 2 수지층을 경화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 수지층을 경화하는 단계는 상기 제 2 수지층에 자외선을 주사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재의 제조 방법.
  15. 전체적으로 투명한 베이스 몸체의 광입사면으로 제 1 광을 입사받아 광출사면에서 확산된 제 2 광을 출사하는 광학 부재의 제조방법에 있어서,
    상기 베이스 몸체의 팽창 및 수축에 따른 움을 방지하기 위해 상기 베이스 몸체를 열처리하는 단계;
    상기 광출사면에 경화성 제 1 경화성 수지층을 박막 형태로 도포 및 상기 광입사면에 제 2 경화성 수지층을 박막 형태로 도포하는 단계;
    상기 제 1 경화성 수지층에 상기 광출사면으로부터 출사된 상기 제 1 광을 확산된 제 2 광으로 변경시키는 반구 형상의 광확산 패턴을 형성 및 상기 제 2 경화성 수지층으로부터 돌출된 밀착 방지 돌기를 형성하는 단계 및;
    상기 제 1 경화 수지층 및 상기 제 2 경화 수지층을 경화시키는 단계를 포함하는 광학 부재의 제조 방법.
  16. 삭제
  17. 디스플레이를 수행하기 위한 제 1 광을 제 1 방향으로 공급하는 광공급 모듈;
    상기 제 1 광이 입사되는 광입사면 및 상기 광입사면과 마주보는 광출사면을 포함하는 플레이트 형상을 가지며, 전체적으로 투명하고, 움이 발생하지 않도록 열처리되어 열에 의한 팽창률과 냉각에 의한 수축률이 서로 동일한 값을 갖는 베이스 몸체, 상기 광출사면에 박막 형태로 도포되는 경화성 제 1 수지층 및 상기 제 1 수지층에 상기 광출사면으로부터 출사된 제 1 광을 확산된 제 2 광으로 변경시키는 광확산 패턴을 포함하며, 비드들이 제거된 광 확산층을 포함하는 광학 부재; 및
    상기 제 2 광의 진행 경로 상에 배치되어 상기 제 2 광을 이미지가 포함된 이미지광으로 변경시키는 액정표시패널 어셈블리를 포함하는 액정표시장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 광입사면에는 박막 형태로 도포되어 경화되는 경화성 제 1 수지층 및 상기 제 1 수지층의 표면으로부터 돌출 되어 상기 광공급 모듈과 밀착되는 것을 방지하는 밀착 방지 돌기를 갖는 밀착 방지층이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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