KR100974175B1 - Method for manufacturing wire gird polarizer - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법은 기판이 되는 폴리머 필름을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 폴리머로 이루어진 나노 사이즈의 그리드 패턴을 형성하는 단계; 상기의 그리드 패턴의 표면을 반응성 기체에 노출시켜 표면개질시키기 위한 전처리 공정이 수행되는 단계; 및 상기의 전처리 공정 이후에, 상기의 그리드 패턴 상에 금속을 증착하고, 증착된 금속을 패턴화하는 단계;가 포함되고, 상기의 전처리 공정은 반응성 기체와 함께 플라즈마 처리를 수행하는 것을 특징으로 한다. Method of manufacturing a wire grid polarizer according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a polymer film to be a substrate; Forming a nano-sized grid pattern made of a polymer on the substrate; Performing a pretreatment process for surface modification of the surface of the grid pattern by exposure to a reactive gas; And after the pretreatment process, depositing a metal on the grid pattern and patterning the deposited metal, wherein the pretreatment process is performed by performing a plasma treatment together with a reactive gas. .

와이어 그리드 편광자 Wire grid polarizer

Description

와이어 그리드 편광자의 제조 방법{Method for manufacturing wire gird polarizer}Method for manufacturing wire grid polarizer {Method for manufacturing wire gird polarizer}

도 1은 와이어 그리드 편광자를 설명하기 위한 도면.1 is a diagram for explaining a wire grid polarizer.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 와이어 그리드 편광자를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 to 6 are views for explaining a method for manufacturing a wire grid polarizer according to an embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8은 나노 사이즈의 구조물 상에 증착된 금속층 내에 형성되는 면경계를 보여주는 사진.7 and 8 are photographs showing the surface boundary formed in the metal layer deposited on the nano-sized structure.

도 9는 본 발명의 실시예에 따라 습식 식각후 남아있는 금속 패턴을 보여주기 위한 사진.9 is a photograph for showing a metal pattern remaining after the wet etching in accordance with an embodiment of the present invention.

도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 나노 구조물의 패턴을 형성하기 위한 공정을 설명하기 위한 장치의 구성도.10 and 11 is a block diagram of a device for explaining a process for forming a pattern of nanostructures in accordance with an embodiment of the present invention.

본 발명은 와이어 그리드 편광자에 대한 것으로서, 특히, 다결정 소자에 형성되는 면경계를 이용하여 금속 패턴을 습식 제거함으로써 미세 패턴들 상에 금속 패턴이 보다 정확하게 형성되어 가시광 대역에서 광 특성을 개선할 수 있는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법에 대한 것으로서, 광 경화성 수지와 금속간의 밀착력을 보다 향상시키기 위한 방법에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire grid polarizer, and in particular, by wet removing a metal pattern using a surface boundary formed in a polycrystalline element, a metal pattern can be more accurately formed on fine patterns, thereby improving optical characteristics in the visible light band. It is about the manufacturing method of a wire grid polarizer, and is about the method for further improving the adhesive force between photocurable resin and a metal.

최근 포토리소그라피 기술의 발달에 의해 광의 파장 레벨의 피치를 갖는 미세 구조 패턴을 형성할 수 있게 되었다. 이와 같이, 매우 작은 피치의 패턴을 갖는 부재나 제품은 반도체 분야 뿐만 아니라, 광학 분야에 있어서 이용범위가 넓어 유용하다.Recent developments in photolithography have made it possible to form fine structural patterns with pitches of wavelength levels of light. As described above, a member or a product having a very small pitch pattern is useful because it is widely used not only in the semiconductor field but also in the optical field.

예를 들어, 금속등으로 구성된 도전체 선이 특정한 피치로 격자형으로 배열하여 이루어지는 나노 구조물(나노 사이즈의 패턴)은 그 피치가 입사광(예를 들어, 가시광의 파장 400nm 내지 800nm)에 비해 매우 작은 피치(예를 들어, 2분의 1 이하)이면, 도전체 선에 대해 평행하게 진동하는 전장(電場) 벡터 성분의 광을 대부분 반사한다.For example, a nanostructure (nano size pattern) in which a conductor line made of metal or the like is arranged in a lattice at a specific pitch has a very small pitch compared to incident light (for example, wavelengths of 400 nm to 800 nm of visible light). If it is a pitch (for example, 1/2 or less), most of the light of the electric field vector component oscillating parallel to the conductor line is reflected.

그리고, 도전체 선에 대해 수직인 전장 벡터 성분의 광을 대부분 투과시키기 때문에, 단일 편광을 만들어내는 편광판으로서 사용할 수 있다. 와이어 그리드 편광판은 투과하지 않은 광을 반사하여 재이용할 수 있으므로, 광의 유효 이용의 관점으로부터도 바람직한 것이다. And since most of the light of the electric field vector component perpendicular | vertical to a conductor line is transmitted, it can be used as a polarizing plate which produces | generates a single polarization. Since a wire grid polarizing plate can reflect and reuse light which has not transmitted, it is preferable also from a viewpoint of the effective use of light.

그러나, 기존의 포토리소그라피 기술에서는 100㎠이상의 대면적이고, 120nm 레벨 또는 그 이하의 피치인 미세 요철 격자를 실현하는 것이 어려운 것이 현실이었다.However, in the conventional photolithography technology, it has been difficult to realize a fine concavo-convex grating having a large area of 100 cm 2 or more and a pitch of 120 nm level or less.

최근, 작은 피치의 미세 요철 격자를 갖는 와이어 그리드 편광자가 개발되어 있다. 이 와이어 그리드 편광자는 도 1에 도시된 바와 같이, 유리 기판(1)의 격자 형 볼록부(1a) 상에 유전체막(2)을 거쳐서 도전소자(3)가 형성된 구성으로 되어 있다. In recent years, wire grid polarizers having a small pitch fine concavo-convex grating have been developed. As shown in FIG. 1, the wire grid polarizer has a structure in which the conductive element 3 is formed on the lattice-shaped convex portion 1a of the glass substrate 1 via the dielectric film 2.

이러한 와이어 그리드 편광자는 유리 기판(1)의 베이스부(X)의 굴절률보다도 격자형 볼록부(1a)와 유전체막(2)을 맞춘 두께의 영역(Y)의 굴절률이 낮게 설정되어 있다. 이와 같은 구성을 함으로써, 광의 투과, 반사 특성이 급격하게 변화하는 공명현상이 일어나는 공명 포인트를 단파장측으로 시프트 시켜 투과와 반사의 효율을 높게 할 수 있다.Such a wire grid polarizer is set lower than the refractive index of the base part X of the glass substrate 1 to the refractive index of the area | region Y of the thickness which made the lattice-shaped convex part 1a and the dielectric film 2 low. By such a configuration, the resonance point where the resonance phenomenon in which the transmission and reflection characteristics of light rapidly change occurs can be shifted to the short wavelength side to increase the transmission and reflection efficiency.

또한, 종래의 와이어 그리드 편광자는 미세 패턴 제작을 위한 포토리소그라피 공정과 함께 반응이온 식각공정을 포함하고 있기 때문에, 고가의 반도체 제조 장비 및 나노 패터닝 장비등을 이용하여야만 하였다. In addition, the conventional wire grid polarizer includes a reactive ion etching process together with a photolithography process for producing a fine pattern, and therefore, expensive semiconductor manufacturing equipment and nano patterning equipment should be used.

본 발명의 실시예는 금속과 폴리머의 접착력을 향상시켜, 상기 금속의 습식 식각 공정시 상기 금속의 내구성, 내환경성 및 취급성을 향상시킬 수 있는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention is to propose a method of manufacturing a wire grid polarizer that can improve the adhesion between the metal and the polymer, thereby improving the durability, environmental resistance and handling of the metal during the wet etching process of the metal. .

특히, 폴리머 상에 전처리 공정 없이 금속을 코팅하게 되면, 상호 결합인자가 없어 가벼운 외력에 의하여서도 상기 금속층이 수지층과 분리되어 상품화할 수 없는 문제점을 개선할 수 있다. In particular, when the metal is coated on the polymer without a pretreatment process, there is no mutual coupling factor, thereby improving the problem that the metal layer is separated from the resin layer and cannot be commercialized even by a light external force.

본 발명의 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법은 기판이 되는 폴리머 필름을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 폴리머로 이루어진 나노 사이즈의 그리드 패턴을 형성하는 단계; 상기의 그리드 패턴의 표면을 반응성 기체에 노출시켜 표면개질시키기 위한 전처리 공정이 수행되는 단계; 및 상기의 전처리 공정 이후에, 상기의 그리드 패턴 상에 금속을 증착하고, 증착된 금속을 패턴화하는 단계;가 포함되고, 상기의 전처리 공정은 반응성 기체와 함께 플라즈마 처리를 수행하는 것을 특징으로 한다. Method of manufacturing a wire grid polarizer according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a polymer film to be a substrate; Forming a nano-sized grid pattern made of a polymer on the substrate; Performing a pretreatment process for surface modification of the surface of the grid pattern by exposure to a reactive gas; And after the pretreatment process, depositing a metal on the grid pattern and patterning the deposited metal, wherein the pretreatment process is performed by performing a plasma treatment together with a reactive gas. .

그리고, 상기의 반응성 기체는 아르곤, 산소 및 질소 가스중 어느 하나의 가스이거나 이들중 2이상이 혼합된 가스인 것을 특징으로 한다.The reactive gas may be any one of argon, oxygen, and nitrogen gas, or two or more of them may be mixed.

그리고, 상기 나노 구조물의 패턴은 광 경화성 또는 열 경화성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다. And, the pattern of the nanostructures is characterized in that made of a photocurable or thermosetting resin.

제안되는 바와 같은 본 발명의 실시예에 의해서, 고분자와 금속 간의 접착력이 향상되고, 이로 인하여 미세한 금속 패턴의 형성이 용이해지는 장점이 있다. By the embodiment of the present invention as proposed, there is an advantage that the adhesion between the polymer and the metal is improved, thereby making it easy to form a fine metal pattern.

본 발명의 구체적인 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명하며, 보다 명확한 구성의 개시를 위하여 일부 구성요소들은 확대되어 도시됨을 고려하여야 한다. DETAILED DESCRIPTION Specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and it is to be considered that some of the elements are enlarged for the purpose of more clearly disclosed.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 와이어 그리드 편광자를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 to 5 are diagrams for explaining a method for manufacturing a wire grid polarizer according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 2를 참조하면, 와이어 그리드 편광자를 제조하기 위한 기판(10)을 준비하며, 상기 기판(10)은 투명한 폴리머 필름(예컨대, 유리)인 것이 바람직하다.First, referring to FIG. 2, a substrate 10 for manufacturing a wire grid polarizer is prepared, and the substrate 10 is preferably a transparent polymer film (eg, glass).

그 다음 도 3을 참조하면, 상기 기판(10)상에 광 경화성 또는 열 경화성 폴리머로 이루어진 나노 구조물(112)의 패턴을 형성하며, 상기의 폴리머로 이루어진 나노 구조물(112)의 패턴화 공정은 도 10 및 도 11을 참조하여 살펴보기로 한다.Next, referring to FIG. 3, a pattern of a nanostructure 112 made of a photocurable or thermosetting polymer is formed on the substrate 10, and the patterning process of the nanostructure 112 made of the polymer is illustrated in FIG. This will be described with reference to 10 and FIG. 11.

다만, 패턴화된 나노 구조물(112)을 형성하기 위하여, 반드시 도 9 및 도 10에 개시되는 공정에 의하여 수행되는 것에 제한되지 아니하며, 일정 주기(P)를 갖으면서 상호 이격되어 있는 복수개의 미세홈들이 형성된 스탬프를 폴리머에 가입시켜 복수개의 나노크기의 미세구조물을 형성하는 것도 가능함은 물론이다. However, in order to form the patterned nanostructure 112, the present invention is not necessarily limited to being performed by the processes disclosed in FIGS. 9 and 10, and has a plurality of microgrooves spaced apart from each other with a predetermined period (P). It is also possible to form a plurality of nano-size microstructure by joining the stamp formed with the polymer.

첨부되는 도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 나노 사이즈의 구조물을 형성하기 위한 공정을 설명하기 위한 장치의 구성도이며, 베이스 필름(110)이 감겨 있는 제 1 롤(120)과, 나노 구조물(112)의 패턴이 성형된 기판이 감기는 제 2 롤(150)과, 상기 베이스 필름(110) 및 패턴(112)이 성형된 기판을 이송시키는 가이드 롤(130a 내지 130e)이 포함된다.10 and 11 is a block diagram of a device for explaining a process for forming a nano-sized structure according to an embodiment of the present invention, the first roll 120, the base film 110 is wound, and And a second roll 150 on which the substrate on which the pattern of the nanostructure 112 is formed is wound, and guide rolls 130a to 130e for transporting the base film 110 and the substrate on which the pattern 112 is formed. .

그리고, 상기 가이드 롤(130a 내지 130e)은 형성되는 위치에 따라 제 1 가이드 롤(130a), 제 2 가이드 롤(130b), 제 3 가이드 롤(130c), 제 4 가이드 롤(130d) 및 제 5 가이드 롤(130e)로 구분될 수 있으며, 상기 가이드 롤(130a 내지 130e)은 본 발명의 실시변경에 따라 그 개수 및 그 위치가 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.In addition, the guide rolls 130a to 130e may have a first guide roll 130a, a second guide roll 130b, a third guide roll 130c, a fourth guide roll 130d, and a fifth according to the formed position. The guide rolls 130e may be divided, and the number and position of the guide rolls 130a to 130e may be changed in various ways according to the embodiments of the present invention.

그리고, 본 발명의 실시예에 따라 나노 구조물의 패턴을 형성하기 위한 제조 장치에는 상기 제 3 가이드 롤(130c)과 제 4 가이드 롤(130d) 사이에 구비되어, 상기 베이스 필름(110)에 패턴성형된 코팅액을 도포하기 위한 패턴 몰딩부(140)가 더 구비되고, 상기 패턴 몰딩부(140)는 패턴 롤의 역할을 수행한다. In addition, the manufacturing apparatus for forming the pattern of the nanostructure according to the embodiment of the present invention is provided between the third guide roll (130c) and the fourth guide roll (130d), the pattern forming on the base film 110 The pattern molding part 140 is further provided to apply the coated liquid, and the pattern molding part 140 serves as a pattern roll.

다만, 상기 패턴 몰딩부(140)는 메인 코팅 영역과 프리 코팅(pre-coating) 영역을 갖고 있으며, 특히 패턴 몰딩부(140)에서는 성형몰드의 패턴층에 코팅액을 적어도 2회 이상 구분하여 주입된다. However, the pattern molding part 140 has a main coating area and a pre-coating area, and in particular, the pattern molding part 140 is injected by dividing the coating solution at least twice into the pattern layer of the molding mold. .

상기 패턴 몰딩부(140)는 패턴 형상이 구비되는 성형몰드(142)와, 주입되는 코팅액이 상기 성형몰드(142)에 밀착되도록 함으로써 상기 성형몰드(142)에 구비된 패턴(즉, 형성하고자 하는 나노 구조물의 패턴과 역상이 되는 패턴)대로 코팅액을 패턴성형하여 베이스 필름(110)에 도포시키기 위한 마스터 롤(144)과, 상기 성형몰드(142)를 이송시키기 위한 패턴 가이드 롤(146a,146b)이 포함된다.The pattern molding part 140 may include a molding mold 142 having a pattern shape and a pattern provided on the molding mold 142 by making the injected coating liquid adhere to the molding mold 142. A pattern formed by coating the coating solution on the base film 110 by pattern forming the coating solution according to the pattern of the nanostructure, and the pattern guide rolls 146a and 146b for transferring the molding mold 142. This includes.

그리고, 상기 성형몰드(142)는 필름 형상의 기재층 위에 패턴이 구현된 패턴층이 형성된 것으로서, 벨트 타입으로 형성되고, 앞서 설명한 패턴롤과 같이 코팅액을 패턴성형하는 역할을 수행한다.In addition, the molding mold 142 is a pattern layer formed with a pattern formed on the film-shaped base layer, is formed in a belt type, and serves to pattern the coating liquid, as described above the pattern roll.

참고로, 도 10에 도시된 성형몰드(142)의 패턴층에 구현된 패턴은 일부만 도시된 도시된 것으로서, 실시상에 있어서는 성형몰드 전체에 패턴이 구현될 수 있다.For reference, only a part of the pattern implemented in the pattern layer of the molding mold 142 illustrated in FIG. 10 is illustrated. In some embodiments, the pattern may be implemented in the entire molding mold.

그리고, 상기 성형몰드(142)의 설치는 상기 마스터 롤(144)과 패턴 가이드롤(146a,146b)을 연결하는 연장선상을 상기 성형몰드(142)로 감싼 후 상기 성형몰드(142)의 양단을 연결함으로써 수행될 수 있다.In addition, the installation of the molding mold 142 wraps an extension line connecting the master roll 144 and the pattern guide rolls 146a and 146b with the molding mold 142 and then ends both ends of the molding mold 142. Can be done by connecting.

특히, 상기 패턴 몰딩부(140)내에서 상기 성형몰드(142)가 도시된 화살표의 방향으로 이동함에 있어서, 상기 성형몰드(142)가 갖는 음각 패턴의 패턴층에 코팅액을 부분적으로 주입시키기 위한 프리 코팅 영역들(200,201,202)이 형성된다.In particular, when the molding mold 142 moves in the direction of the arrow shown in the pattern molding part 140, the mold for injecting a coating liquid into the pattern layer of the intaglio pattern of the molding mold 142 partially. Coating areas 200, 201, 202 are formed.

즉, 상기 프리 코팅 영역들(200,201,202)은 상기 패턴 몰딩부(140)에서 상기 성형몰드(142)에 코팅액이 1차 충진(또는 '도포')되고, 상기 프리 코팅 영역에서 1차 충진된 성형몰드가 상기 마스터 롤(144)로 이송된다. 그리고, 이송된 성형몰드(142)는 상기 마스터 롤(144) 일측에 구비된 코팅액 주입수단(160)을 통해 나오는 코팅액에 의해 2차 충진된다.That is, the pre-coated regions 200, 201, and 202 are first filled (or 'coated') with a coating liquid in the molding mold 142 in the pattern molding part 140, and first molding in the pre-coating region. Is transferred to the master roll 144. Then, the transferred molding mold 142 is secondaryly filled by the coating liquid coming out of the coating liquid injection means 160 provided on one side of the master roll 144.

따라서, 상기 성형몰드(142)에 코팅액을 주입하는 구성은 상기 프리 코팅 영역에서 이루어지는 1차 충진과, 상기 마스터 롤(144) 주변에서 이루어지는 2차 충진으로 이루어진다고 할 수 있다.Therefore, the composition for injecting the coating liquid into the molding mold 142 may be composed of the primary filling in the pre-coating region and the secondary filling in the vicinity of the master roll 144.

다만, 상기 프리 코팅 영역들(200,201,202)은 세 개의 영역으로 도시되어 있으나, 그 이상이 될 수도 있고, 단일의 프리 코팅 영역만을 설정하여 둘 수도 있다. 참고로, 도 12에 도시된 프리 코팅 영역은 상기 제 1 패턴 가이드 롤(146a)과 제 2 패턴 가이드 롤(146b) 사이에 형성되는 프리 코팅 영역(200)을 예로 들어 설명한다.However, the pre-coated regions 200, 201, and 202 are illustrated as three regions, but may be more than this, or only a single pre-coated region may be set. For reference, the pre-coating region illustrated in FIG. 12 will be described using the pre-coating region 200 formed between the first pattern guide roll 146a and the second pattern guide roll 146b as an example.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 나노 구조물의 패턴을 형성하기 위한 장치에는 상기 베이스 필름(110)이 패턴 몰딩부(140)에 인입되는 영역에 코팅액을 주입하기 위한 코팅액 주입수단(160)과, 열 또는 UV(UltraViolet)를 조사하여 코팅액을 경화시키는 경화수단(170)이 포함된다.In addition, the apparatus for forming a pattern of the nanostructure according to an embodiment of the present invention, the coating liquid injection means 160 for injecting the coating liquid in the area where the base film 110 is introduced into the pattern molding unit 140, Curing means 170 for curing the coating liquid by irradiating heat or UV (UltraViolet) is included.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조물의 패턴을 형성하는 과정에 대하여 설명하면 아래와 같다.Meanwhile, a process of forming a pattern of a nanostructure according to an embodiment of the present invention will be described below.

특히, 상기의 그리드 패턴의 형상은 120 ~ 150nm의 폭을 갖도록 형성되며, 패턴의 주기는 200nm 이내가 되도록 실시예의 성형 장치에 의해 제조되도록 한다. In particular, the shape of the grid pattern is formed to have a width of 120 ~ 150nm, it is to be manufactured by the molding apparatus of the embodiment so that the period of the pattern is within 200nm.

그리고, 상기의 그리드 패턴상에 형성된 금속은 그 폭이 50 ~ 80nm을 갖도록 형성되며, 상기 금속의 패턴형성의 주기는 200nm이내가 되도록 한다. The metal formed on the grid pattern is formed to have a width of 50 to 80 nm, and the period of pattern formation of the metal is within 200 nm.

먼저, 상기 제 1 롤(120)에 감겨있는 베이스 필름(110, 즉 '기판')이 상기 가이드 롤(130a 내지 130e)에 의하여 이송된다. 이때, 상기 패턴 몰딩부(140)에 구비되는 성형 몰드(142) 역시 상기 마스터 롤(144)과 패턴 가이드 롤(146a,146b)이 감긴채 이송 및 회전된다.First, the base film 110 (that is, the substrate) wound on the first roll 120 is transferred by the guide rolls 130a to 130e. At this time, the molding mold 142 provided in the pattern molding part 140 is also transported and rotated while the master roll 144 and the pattern guide rolls 146a and 146b are wound.

그리고, 상기 마스터 롤(144)은 상기 제 3 가이드 롤(130c) 및 제 4 가이드 롤(130d)에 맞물려 있으므로, 상기 베이스 필름(110)은 상기 제 3 가이드 롤(130c)에 의하여 상기 성형몰드(142)와 접하게 된다.In addition, since the master roll 144 is engaged with the third guide roll 130c and the fourth guide roll 130d, the base film 110 is formed by the third guide roll 130c by the forming mold ( 142).

특히, 상기 제 3 가이드 롤(130c)은 상기 베이스 필름(110)에 도포되는 코팅액의 두께를 조절하여 나노 구조물(112)이 형성된 필름의 두께를 조절할 수 있는 갭 조절 역할을 수행한다.In particular, the third guide roll 130c plays a gap control role of controlling the thickness of the film on which the nanostructures 112 are formed by adjusting the thickness of the coating liquid applied to the base film 110.

상세히, 상기 제 3 가이드 롤(130c)이 마스터 롤(144)에 말착될수록 상기 나노 구조물의 두께가 얇게 형성되고, 반대로 상기 제 3 가이드 롤(130c)이 상기 마스터 롤(144)로부터 이격될수록 나노 구조물(112)의 두께가 두껍게 형성된다. 이러한 나노 구조물(112)의 두께는 상기 제 3 가이드 롤(130c)과 마스터 롤(144) 사이의 간격이외에도 코팅액의 점도, 패터닝 속도 및 베이스 필름의 장력등에 의하여 조절가능하다.In detail, as the third guide roll 130c is attached to the master roll 144, the thickness of the nanostructure is formed to be thin. On the contrary, as the third guide roll 130c is spaced apart from the master roll 144, the nanostructure is formed. The thickness of the 112 is formed thick. The thickness of the nanostructure 112 can be adjusted by the viscosity of the coating liquid, the patterning speed and the tension of the base film in addition to the gap between the third guide roll 130c and the master roll 144.

한편, 상기 베이스 필름(110)이 상기 제 3 가이드 롤(130c)과 마스터 롤(144)이 맞물리는 소정의 영역에는 상기 코팅액 주입수단(160)에 의하여 코팅액 이 주입되고, 상기 성형몰드(142)의 패턴 사이로 밀려 들어가 충진된다. 여기서, 상기 코팅액 주입수단(160)에 의해 코팅액이 성형몰드의 패턴사이에 충진되기에 앞서, 상기 프리 코팅 영역(200,201,202)에서 코팅액 용기에 저장된 코팅액이 상기 성형몰드의 패턴에 먼저 충진된다.On the other hand, the coating liquid is injected by the coating liquid injection means 160 in the predetermined region where the base film 110 is engaged with the third guide roll 130c and the master roll 144, the molding mold 142 The filling is pushed through the pattern of. Here, before the coating liquid is filled between the patterns of the molding mold by the coating liquid injection means 160, the coating liquid stored in the coating liquid container in the pre-coating regions 200, 201 and 202 is first filled in the pattern of the molding mold.

상기 코팅액 주입수단(160)에서 공급되는 코팅액이 상기 제 3 가이드 롤(130c)과 마스터 롤(144) 사이의 압력에 의하여 상기 베이스 필름(110)위에 균일하게 분포됨으로써 패턴성형이 이루어진다. 그리고, 패턴 사이에 분포되는 코팅액은 상기 경화수단(170)으로부터 방출되는 열 또는 UV에 의하여 경화된다.The coating liquid supplied from the coating liquid injection means 160 is uniformly distributed on the base film 110 by the pressure between the third guide roll 130c and the master roll 144 to form a pattern. In addition, the coating liquid distributed between the patterns is cured by heat or UV emitted from the curing means 170.

패턴성형된 코팅액이 경화 및 도포된 베이스 필름(110)은 상기 제 4 가이드 롤(130d)에 의하여 이끌려 나오면서, 상기 성형 몰드(142)와 분리되고, 나노 구조물의 패턴이 형성된 필름은 상기 제 5 가이드 롤(130e)에 의하여 이송되어 상기 제 2 롤(150)에 감기게 된다. The base film 110 on which the patterned coating solution is cured and applied is drawn out by the fourth guide roll 130d, separated from the molding mold 142, and the film on which the pattern of the nanostructure is formed is the fifth guide. It is conveyed by the roll 130e and wound on the second roll 150.

여기서, 상기 제 4 가이드 롤(130d)은 코팅액이 도포된 기판을 상기 성형 몰드(142)와 분리시키는 역할을 수행한다. 다시 말하면, 상기 제 4 가이드 롤(130d)은 나노 구조물의 패턴(112)이 형성된 기판을 상기 성형 몰드(142)와 분리시킨다.Here, the fourth guide roll 130d serves to separate the substrate coated with the coating liquid from the molding mold 142. In other words, the fourth guide roll 130d separates the substrate on which the pattern 112 of the nanostructure is formed from the molding mold 142.

전술한 본 발명의 실시예에서는, 상기 베이스 필름(110, 즉, 기판)과 나노 구조물의 패턴이 형성된 기판은 서로 연결된 상태로 본 발명의 실시예에 따라 코팅액이 도포되었는지 여부에 따라 명칭이 분류된 것이다.In the above-described embodiment of the present invention, the base film 110 (that is, the substrate) and the substrate on which the pattern of the nanostructure is formed are classified according to whether the coating liquid is applied according to the embodiment of the present invention in a state connected to each other. will be.

즉, 상기 베이스 필름(110)은 나노 구조물의 패턴이 형성되기 이전의 기판을 의미하고, 나노 구조물의 패턴(112)이 형성된 필름은 상기 패턴 몰딩부(140)를 통 과하면서 패턴 성형된 코팅액이 베이스 필름에 도포되어 완성된 상태를 의미한다. That is, the base film 110 refers to a substrate before the pattern of the nanostructures are formed, and the film on which the pattern 112 of the nanostructures is formed is passed through the pattern molding part 140 and the patterned coating solution is formed. It means the state applied to the base film and completed.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 나노 구조물의 패턴을 형성하기 위한 장치의 일부 구성을 확대한 도면이고, 프리 코팅 영역의 구성이 확대되어 도시된다. 그리고, 도 10에서의 제 1 패턴 가이드 롤(146a)과 제 2 패턴 가이드 롤(146b)사이에 프리 코팅 영역이 설치되는 경우의 실시예에 대하여 설명하도록 한다.FIG. 11 is an enlarged view of a part of an apparatus for forming a pattern of nanostructures according to an embodiment of the present invention, and shows an enlarged configuration of a pre-coated region. Next, an embodiment in the case where a pre-coating region is provided between the first pattern guide roll 146a and the second pattern guide roll 146b in FIG. 10 will be described.

도 11을 참조하면, 제조하고자 하는 나노 구조물의 패턴 형상과 역상되는 성형 몰드는 제 1 패턴 가이드 롤(146a)을 따라 이동된 뒤, 상기 프리 코팅 영역(200)에서 1차 코팅된 후 상기 제 2 패턴 가이드 롤(146b)을 따라 이송된다.Referring to FIG. 11, a molding mold inverted to a pattern shape of a nanostructure to be manufactured is moved along a first pattern guide roll 146a and then first coated in the pre-coating region 200 and then the second mold. It is conveyed along the pattern guide roll 146b.

여기서, 성형 몰드는 기재층과 패턴층으로 이루어짐은 앞서 설명한 바와 같고, 상기 패턴층은 제조하고자 하는 나노 구조물의 패턴과 역상이 되는 패턴이 형성된다.Here, the molding mold is made of a base layer and a pattern layer as described above, the pattern layer is formed with a pattern that is inversely opposite the pattern of the nanostructure to be manufactured.

그리고, 상기 프리 코팅 영역(200)에는 성형 몰드를 이송하기 위한 제 1 프리 코팅 롤(201)과 제 2 프리 코팅 롤(202)이 구비된다. 그리고, 상기 제 2 프리 코팅 롤(202)에 의하여 성형 몰드에 코팅액이 주입될 수 있도록 상기 제 2 프리 코팅 롤(202)의 일부는 코팅액 용기(210)에 담겨있다.In addition, the pre-coating region 200 is provided with a first pre-coating roll 201 and a second pre-coating roll 202 for transferring the molding mold. In addition, a portion of the second pre-coating roll 202 is contained in the coating liquid container 210 so that the coating liquid may be injected into the molding mold by the second pre-coating roll 202.

따라서, 상기 제 2 프리 코팅 롤(202)이 회전됨에 따라, 상기 코팅액 용기(210)에 저장된 코팅액은 상기 제 1 프리 코팅 롤(201)과 제 2 프리 코팅 롤(202) 사이로 이송되는 성형 몰드의 패턴층에 주입된다. Thus, as the second pre-coating roll 202 is rotated, the coating liquid stored in the coating liquid container 210 is transferred to the first pre-coating roll 201 and the second pre-coating roll 202 of the molding mold. It is injected into the pattern layer.

즉, 성형 몰드에 형성된 음각 패턴을 채우기 위한 코팅액(광 경화성 폴리머)은 소정의 점성을 갖는 물질이므로, 상기 코팅액 용기(210)에 저장되어 있던 코팅 액은 상기 제 2 프리 코팅 롤(202) 표면을 따라 상기 성형 몰드에 닿을 수 있다.That is, since the coating liquid (photocurable polymer) for filling the intaglio pattern formed in the molding mold is a material having a predetermined viscosity, the coating liquid stored in the coating liquid container 210 forms a surface of the second pre-coating roll 202. As a result, the mold may be touched.

도 3과 함께 도 4를 상세히 살펴보면, 상기의 나노 구조물(112)을 형성한 다음에는, 상기 나노 구조물(112)과 증착되는 금속의 접착력을 높이기 위하여 상기 나노 구조물(112) 표면을 개질시키는 공정이 더 수행된다.Referring to FIG. 3 together with FIG. 3, after forming the nanostructure 112, a process of modifying the surface of the nanostructure 112 is performed to increase adhesion between the nanostructure 112 and the deposited metal. Is performed more.

즉, 상기 나노 구조물(112)과 후속되는 공정에 의해 형성되는 금속 박막간의 밀착력 또는 접합력(adhension)을 높이기 위하여 상기 금속의 증착전에 이온빔을 조사함과 동시에 반응성 기체를 흘려주어 고분자 표면에 극성 작용기를 생성시킬 수 있는 이온 보조 반응공정이 수행된다.That is, in order to increase the adhesion or adhesion between the nanostructure 112 and the metal thin film formed by a subsequent process, irradiating an ion beam prior to the deposition of the metal and simultaneously flowing a reactive gas to form a polar functional group on the surface of the polymer. An ion assisted reaction process that can be produced is performed.

이러한 공정은 고분자 물질로 이루어진 수지 표면에 활성화된 극성 작용기들을 생성시킨 후 반응성 기체와 반응되도록 하여, 새로운 극성 작용기가 형성되도록 한다. 그리고, 증착되는 금속과의 도너 억셉터 상호작용을 통한 화학적 결합을 형성시키고, 계면의 상호 혼합과 거칠기의 증가로 인하여 물리적 결합을 증가시켜 금속막과 폴리머막의 밀착력을 높일 수 있게 된다.This process creates activated polar functional groups on the resin surface made of a polymeric material and then reacts with the reactive gas, resulting in the formation of new polar functional groups. In addition, chemical bonds are formed through donor acceptor interaction with the deposited metal, and physical adhesion is increased due to mutual mixing and roughness of the interface, thereby increasing adhesion between the metal film and the polymer film.

그리고, 이러한 이온 보조반응공정은 상기 나노 구조물(112) 표면 즉, 폴리머를 아르곤(Ar), 산소(O2) 또는 질소(N2)의 반응성 가스를 이용한 플라즈마 처리 공정을 이용한다. In addition, the ion assisted reaction process uses a plasma treatment process using a reactive gas of argon (Ar), oxygen (O 2 ), or nitrogen (N 2 ) as a surface of the nanostructure 112, that is, a polymer.

여기서, 상기 아르곤, 산소 및 질소 가스는 각각 사용될 수도 있으며, 2이상의 가스가 혼합된 가스를 이용할 수도 있다. Here, the argon, oxygen, and nitrogen gas may be used respectively, or a gas in which two or more gases are mixed may be used.

그 다음, 도 5를 참조하면, 상기의 나노 구조물(112)상에 금속(12)을 증착시 키고, 상기 금속(12)은 Al, Ag, Ti 및 Cr 중 어느 하나가 될 수 있으며, 이들의 합금으로 구성하여도 된다.Next, referring to FIG. 5, the metal 12 is deposited on the nanostructure 112, and the metal 12 may be any one of Al, Ag, Ti, and Cr, and You may comprise with an alloy.

특히, 상기 나노 구조물(112)상에 금속을 증착시키게 되면, 상기 금속(12) 내에는 금속 입자가 갖는 본질적 특성 때문에 도시된 바와 같이 보이드(void)를 포함하는 면경계(12a)가 형성된다. In particular, when the metal is deposited on the nanostructures 112, the boundary 12a including voids is formed in the metal 12, as shown, due to the intrinsic properties of the metal particles.

상세히, 도 7 및 도 8에는 나노 구조물 상에 증착된 금속층 내에 면경계(12a)가 형성되어 있는 도시되어 있으며, 특히 와이어 그리브 볼록부 사이의 영역에 위치하는 금속내에 면경계의 성장이 큰 것을 알 수 있다. In detail, FIGS. 7 and 8 show that the surface boundary 12a is formed in the metal layer deposited on the nanostructure, and in particular, the growth of the surface boundary in the metal located in the region between the wire grease convex portions is large. Can be.

이러한 면경계들에 의하여 캐리어 전자의 면경계 산란이 커지고, 이에 따라 저항율이 높아지는 것이 일반적이지만, 본 발명의 실시예에서는 상기 금속 내에 형성되는 면경계는 상기 금속을 패턴화하기 위한 식각공정에 이용된다.In general, in the embodiment of the present invention, the surface boundary formed in the metal is used in the etching process for patterning the metal. .

즉, 상기 금속 내에 형성되어 있는 면경계내에 습식 식각을 위한 반응성 화합물이 유입될 경우에는, 상기 면경계(12a)가 발생된 부위를 중심으로 식각율이 높아지게 되고, 따라서 상기 나노 구조물(112) 상에 형성되어 있는 금속은 그의 식각율이 상대적으로 작아지게 된다. That is, when the reactive compound for wet etching flows into the surface boundary formed in the metal, the etch rate is increased around the portion where the surface boundary 12a is generated, and thus the nanostructure 112 is formed on the surface boundary. The metal formed in the etch rate becomes relatively small.

이로써, 도 6에 도시된 바와 같은 형상으로 금속(12)이 남아있게 되며, 상기 금속(12)을 패턴화하기 위한 습식 식각에서의 식각액은 질산, 인산 및 불산을 이용하거나 이들의 혼합액을 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 도 9에는 습식 식각 후에 남아있는 금속 패턴의 사진이 도시되어 있다. As a result, the metal 12 remains in the shape as shown in FIG. 6, and the etching liquid in the wet etching for patterning the metal 12 may be made of nitric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, or a mixture thereof. desirable. 9 illustrates a photo of the metal pattern remaining after the wet etching.

그리고, 상기 나노 사이즈의 그리드 패턴들은 120 ~ 150nm의 폭을 갖도록 형 성되며, 패턴의 주기는 200nm 이내가 되도록 하며, 상기의 나노 구조물상에 형성된 금속은 그 폭이 50 ~ 80nm을 갖으면서, 상기 금속의 패턴형성의 주기는 200nm이내가 되도록 한다. The nano-sized grid patterns are formed to have a width of 120 to 150 nm, and the period of the pattern is 200 nm or less, and the metal formed on the nanostructure has a width of 50 to 80 nm. The patterning period of the metal is to be within 200 nm.

전술한 바와 같은 실시예에 의해서 와이어 그리드 편광자가 제조될 수 있으며, 상기 와이어 그리드 편광자를 백라이트 유닛의 광 전송장치와 액정 패널 사이에 개재시켜 광에 포함된 하나의 편광 성분(P파 또는 S파)은 투과시켜 액정 패널로 전송하고, 다른 하나의 편광 성분은 반사시킬 수 있다. The wire grid polarizer may be manufactured according to the above-described embodiment, and one polarization component (P wave or S wave) included in the light is interposed between the light grid polarizer and the liquid crystal panel of the backlight unit. The light may be transmitted to the liquid crystal panel, and the other polarization component may be reflected.

이때, 상기 광 전송장치에 산란구조물이 있으면, 이 산란구조물은 상기 다른 편광 성분에 해당되는 광 일부의 편광을 변환시켜 와이어 그리드 편광자에 투과시킨다. 이를 계속 수행하면, 상기 다른 편광 성분의 광도 편광이 변환되어 상기 와이어 그리드 편광자를 통하여 백라이트 유닛에 전달된다.At this time, if there is a scattering structure in the optical transmission device, the scattering structure converts the polarization of a part of the light corresponding to the other polarization component and transmits it to the wire grid polarizer. If this is continued, the light polarization of the other polarization component is converted and transmitted to the backlight unit through the wire grid polarizer.

그러므로, 본 발명의 와이어 그리드 편광자는 나노 구조물 상에 보다 정확히 금속이 패턴화되므로, 이러한 와이어 그리드 편광자를 구비한 백라이트 유닛은 표시장치의 휘도를 개선시킬 수 있게 된다. Therefore, the wire grid polarizer of the present invention is more accurately patterned metal on the nanostructure, the backlight unit having such a wire grid polarizer can improve the brightness of the display device.

제안되는 바와 같은 본 발명의 실시예에 의해서, 고분자와 금속 간의 접착력이 향상되고, 이로 인하여 미세한 금속 패턴의 형성이 용이해지는 장점이 있다. By the embodiment of the present invention as proposed, there is an advantage that the adhesion between the polymer and the metal is improved, thereby making it easy to form a fine metal pattern.

Claims (7)

기판이 되는 폴리머 필름을 준비하는 단계;Preparing a polymer film to be a substrate; 형성하고자 하는 그리드 패턴의 역상 패턴이 형성된 성형몰드를 이용하여, 상기 성형몰드에 주입된 코팅액이 상기 기판에 도포되도록 함으로써 상기 기판 상에 폴리머로 이루어진 나노 사이즈의 볼록부와 오목부를 갖는 상기 그리드 패턴을 형성하는 단계; The grid pattern having a nano-sized convex portion and a concave portion made of a polymer on the substrate is formed by applying a coating liquid injected into the molding mold to the substrate by using a molding mold having a reverse pattern of a grid pattern to be formed. Forming; 상기 그리드 패턴의 표면을 반응성 기체에 노출시켜 표면 개질시키기 위한 전처리 공정을 수행하는 단계; Performing a pretreatment process to modify the surface of the grid pattern by exposing the surface of the grid pattern to a reactive gas; 상기 볼록부와 오목부를 갖는 그리드 패턴이 형성된 기판 표면 전체에 금속을 증착하는 단계; 및Depositing a metal on the entire surface of the substrate on which the grid pattern having the convex portions and the concave portions is formed; And 상기 증착된 금속을 패터닝하는 단계를 포함하고,Patterning the deposited metal; 상기 전처리 공정은 반응성 기체를 이용한 플라즈마 처리 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.And the pretreatment step is performed by a plasma treatment step using a reactive gas. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반응성 기체는 아르곤, 산소 및 질소 가스중 어느 하나의 가스이거나 이들 중 2이상이 혼합된 가스인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.The reactive gas is a gas of any one of argon, oxygen and nitrogen gas or a mixture of two or more thereof, the method of manufacturing a wire grid polarizer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 그리드 패턴을 이루는 폴리머는 광경화성 또는 열경화성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.The polymer forming the grid pattern is made of a photocurable or thermosetting resin. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속은 알루미늄(Al), 은(Ag), 티타늄(Ti) 및 크롬(Cr) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.And said metal is any one of aluminum (Al), silver (Ag), titanium (Ti) and chromium (Cr). 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 그리드 패턴의 형상은 120 ~ 150nm의 폭을 갖도록 형성되며, 패턴의 주기는 200nm 이내인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법.The shape of the grid pattern is formed to have a width of 120 ~ 150nm, the cycle of the pattern is a manufacturing method of the wire grid polarizer, characterized in that within 200nm. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속의 패턴은 그 폭이 50 ~ 80nm을 갖도록 형성되며, 상기 금속의 패턴형성의 주기는 200nm 이하인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자의 제조방법.The pattern of the metal is formed to have a width of 50 ~ 80nm, the pattern formation period of the metal is a method of manufacturing a wire grid polarizer, characterized in that less than 200nm.
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