KR101279468B1 - 와이어 그리드 편광자, 이를 이용한 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자외선 투과재질로 형성된 복굴절 투명기판, 상기 투명기판의 상부에 형성되는 복수의 제1격자패턴, 상기 제1격자패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자패턴, 상기 투명기판의 하부 또는 상기 제2격자패턴의 상부에 형성되는 점착층을 포함하되, 상기 점착층은 자외선 차단제를 포함하는 와이어 그리드 편광자 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하여, 제조공정의 효율성 및 제품의 신뢰도를 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.
Description
본 발명은 와이어 그리드 편광자, 이를 이용한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 기술이다.
편광자 혹은 편광 소자란 자연광과 같은 비편광된 빛 중에서 특정한 진동 방향을 갖는 직선 편광을 끌어내는 광학 소자를 의미한다. 광학소자 중의 한 종류인 와이어 그리드 편광자는 전도성 와이어 그리드(wire grid)를 이용하여 편광을 만들어낸 광학소자이다. 이는 다른 편광자에 비해 높은 편광분리성능을 갖기 때문에 오래전부터 적외선 영역의 파장대에 있어 유용한 반사형 편광자로 사용되어 왔다.
일반적으로, 입사되는 전자기파의 반 파장보다 금속 선 배열의 주기가 짧을 경우, 금속선과 평행한 편광 성분(s 파)은 반사되고 수직한 편광 성분(p 파)은 투과한다. 이 현상을 이용하면 편광 효율이 우수하고, 투과율이 높으며, 시야각이 넓은 평판 편광자(planar polarizer)를 제작할 수 있다. 이러한 소자를 선 격자 편광자 또는 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer)라고 한다.
도 1은 종래의 와이어 그리드 편광자의 구조와 기능을 도시한 것으로, 일정한 주기(Pe)를 가지고 배치되는 일정 두께(h)의 금속격자(2)가 기판(1)상에 배열된 구조를 구비하며, 이러한 와이어 그리드 편광자의 미세 금속격자의 주기는 특히 가시광선 파장의 절반 이하로 제작하게 된다. 이러한 와이어 그리드 편광자는 입사광의 파장보다 충분히 작을 경우 비편광 상태의 빛이 입사될 때 전도성의 와이어 그리드와 직교하는 벡터를 가지는 성분, 즉 P 편광은 투과하고 와이어 그리드와 평행한 벡터를 가지는 성분, 즉 S 편광은 반사시키게 된다.
이러한 종래의 와이어 그리드 편광자는 기판 위에 바로 형성된 미세 금속격자에 의하여 입사된 빛의 입사각이 커짐에 따라 입사광의 파장에 따른 투과율이 변화하게 되어 시야각에 따른 색구현이 제한되거나 금속격자가 형성된 기판(1)의 반대면에서 빛이 입사하는 경우, 기판 면에서 일어나는 반사, 흡수 현상으로 인해 빛의 투과율이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 입사광의 광 각도에 따른 각 파장의 투과율을 제어하여 관찰 각도에 따른 색변화율을 최소화 수 있는 동시에 액정표시장치에 적용시 별도의 보상을 위한 기능성필름이 제거된 구조로 장착 가능하여 더욱 슬림화한 장치를 구현할 수 있는 와이어 그리드 편광자를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 목적은, 와이어 그리드 편광자에 자외선 차단기능을 부여하여 신뢰성을 확보하되, 제조과정에서 공정의 효율성을 증대시킬 수 있는 구조의 와이어 그리드 편광자를 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 와이어 그리드 편광자는 하부기판 자외선 투과재질로 형성된 복굴절 투명기판; 상기 투명기판의 상부에 형성되는 복수의 제1격자패턴; 상기 제1격자패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자패턴; 상기 투명기판의 하부 또는 상기 제2격자패턴의 상부에 형성되는 점착층; 을 포함하되, 상기 점착층은 자외선 차단제를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자에 있어서, 상기 투명기판은 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자에 있어서, 상기 투명기판은 PET(polyethylene terephthalate) 또는 PC(polycarbonate)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자에 있어서, 상기 투명기판의 복굴절의 방향과 상기 제1격자패턴 및 상기 제2격자패턴의 방향이, 직교, 수평 또는 45도의 경사를 가지고 교차하도록 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자에 있어서, 상기 제1격자패턴은 자외선 경화수지로 형성되고, 상기 제2격자패턴은 알루미늄, 크롬, 은, 구리, 니켈, 코발트 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자에 있어서, 상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하도록 상기 제1격자패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자에 있어서, 상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)의 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자에 있어서, 상기 제1격자패턴의 폭은 10nm~200nm, 높이는 10nm~500nm의 범위를 만족하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자에 있어서, 상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm로 형성될 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자에 있어서, 상기 제1격자패턴 및 상기 제2격자패턴을 매립하는 구조로 형성된 보호층; 을 더 포함하고, 상기 점착층은 상기 투명기판 하부 또는 상기 보호층 상부에 형성될 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자에 있어서, 상기 제1격자패턴 또는 상기 제2격자패턴 표면에 형성되는 표면처리층을 더 포함하여 형성될 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자에 있어서, 상기 표면처리층은, 플라즈마처리층, 유기물 또는 무기물의 흑화처리층, 과산화수소수처리층, 산화촉진제처리층, 부식방지제처리층, 단분자자가조립막 중 어느 하나의 층으로 형성될 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 액정표시장치는, 광원에서 발생되는 광을 상부로 발산하는 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛 상부에 적층되어, 화소를 형성하는 액정 패널; 상기 액정패널의 상부 및 하부 중 적어도 어느 하나에 부착되는 와이어 그리드 편광자를 포함하고, 상기 와이어 그리드 편광자는 하부기판 자외선 투과재질로 형성된 복굴절 투명기판; 상기 투명기판의 상부에 형성되는 복수의 제1격자패턴; 상기 제1격자패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자패턴; 상기 투명기판의 하부 또는 상기 제2격자패턴의 상부에 형성되는 점착층; 을 포함하되, 상기 점착층은 자외선 차단제를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 투명기판은 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름으로 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 와이어 그리드 제조방법은, 자외선 투과재질로 이루어진 복굴절 투명기판 상부에 복수의 제1격자패턴을 형성하고, 상기 제1격자패턴 상부에 제2격자패턴을 형성하고, 상기 투명기판 하부 또는 상기 제2격자패턴 상부에 자외선 차단제를 포함한 점착층을 형성하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자 제조방법에 있어서, 상기 제1격자패턴을 형성하는 것은, 상기 투명기판상에 자외선 경화수지를 도포하여 제1격자베이스층을 형성하고, 상기 제1격자베이스층 상부에 복수의 홈을 갖는 임프린트 몰드로 가압하고, 상기 임프린트 몰드와 상기 제1격자베이스층이 밀착된 상태에서 자외선을 조사하여 상기 제1격자패턴을 형성하고, 상기 임프린트 몰드를 분리하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자 제조방법은, 상기 제1격자패턴을 형성하는 것 이후에, 상기 제1격자패턴 상에 밀착력 향상을 위한 대기압플라즈마처리 또는 진공플라즈마처리를 수행하는 것을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자 제조방법에 있어서, 상기 몰드패턴으로서, 상기 제1격자패턴의 폭이 10nm~200nm에서 구현되고, 높이는 10nm~500nm의 범위에서 구현되는 구조의 몰드패턴이 이용될 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자 제조방법에 있어서, 상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)범위에서 구현되는 구조의 몰드패턴이 이용될 수 있다
본 발명의 와이어 그리드 편광자 제조방법에 있어서, 상기 제2격자패턴을 형성하는 것은, 상기 제1격자패턴상에 금속층을 형성하고, 상기 금속층 중 상기 제1격자패턴간의 이격공간에 대응되는 위치를 에칭하여 상기 제2격자패턴을 형성하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자 제조방법에 있어서, 상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)의 범위를 만족하도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 와이어 그리드 편광자 제조방법에 있어서, 상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm의 범위를 만족하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 와이어 그리드 편광자 제조방법은, 상기 제2격자패턴을 형성하는 것 이후에, 상기 제1격자패턴 및 상기 제2격자패턴을 매립하는 구조를 갖는 보호층을 형성하는 것을 더 포함하여 이루어지고, 상기 점착층을 형성하는 것은, 상기 투명기판 하부 또는 상기 보호층 상부에 상기 점착층을 형성하여 이루어질 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 액정표시장치 제조방법은, 화소를 형성하는 액정 패널의 상부 및 하부 중 적어도 어느 하나에 와이어 그리드 편광자의 점착층을 부착하고, 광원에서 발생되는 광을 상부로 발산하는 백라이트 유닛 상부에 상기 액정패널을 적층하는 것을 포함하여 이루어지되, 상기 와이어 그리드 편광자는, 자외선 투과재질로 이루어진 복굴절 투명기판 상부에 복수의 제1격자패턴을 형성하고, 상기 제1격자패턴 상부에 제2격자패턴을 형성하고, 상기 투명기판 하부 또는 상기 제2격자패턴 상부에 자외선 차단제를 포함한 점착층을 형성하는 것을 포함하여 제조될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제조과정에서 자외선에 의한 광경화 과정을 원활하게 수행할 수 있게 되어 제조공정의 효율성을 향상시킬 수 있게 되고, 와이어 그리드 편광자의 대량생산을 가능하게 하는 이점을 갖는다.
아울러 본 발명에 따르면, 점착층에 자외선 차단제를 구비함으로써 제조과정의 효율성을 향상시키면서도 최종적으로는 자외선 차단 기능을 갖는 소자를 제공하게 되어, 자외선에 의한 액정표시장치의 손상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면, 입사광의 광 각도에 따른 각 파장의 투과율을 제어하여 관찰 각도에 따른 색변화율을 최소화 수 있는 동시에 액정표시장치에 적용시 별도의 보상을 위한 기능성필름이 제거된 구조를 갖는 와이어 그리드 편광자를 제조할 수 있게 되어, 더욱 슬림화한 장치를 구현할 수 있는 효과도 있다.
그리고, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자는 투명기판과 제1 및 제2격자패턴의 배치 방향을 조절하여 광시야각 및 위치보상을 구현할 수 있는 효과도 있다.
추가적으로 본 발명에 따르면, 기존의 편광판 삭제를 통해 액정표시장치의 생산원가의 절감을 이룰 수 있게 되며, 전체적인 액정표시장치의 두께를 감소시킬 수 있는 효과, 광 흡수기능, 광 반사기능 동시에 가지는 와이어 그리드 편광자를 구비한 액정표시장치를 제공하게 되어, 기존 편광판을 사용한 액정표시장치에 비해 컨트라스트의 저하 없이도 휘도 향상을 구현할 수 있는 효과를 갖게 된다.
도 1은 종래의 와이어 그리드 편광자의 구조 및 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 구조를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자를 포함하는 액정표시장치를 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 6a 내지 도 6i는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자 및 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 제조공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 구조를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자를 포함하는 액정표시장치를 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 6a 내지 도 6i는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자 및 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 제조공정도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
본 발명은 복굴절의 특성을 구비한 투명기판에 직접 제1격자패턴과 제2격자패턴을 구현하여 광시야각 및 위치보상을 구현할 수 있는 와이어 그리드 편광자를 제공하는 것을 요지로 한다. 또한 본 발명은 투명기판을 자외선 투과재질로 형성하고, 와이어 그리드 편광자에 자외선 차단제가 포함된 점착층을 형성함으로써, 자외선 차단에 따라 신뢰도가 향상된 와이어 그리드 편광자의 제조공정 효율성을 향상시키는 것을 요지로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자는 복굴절 투명기판(110), 투명기판(110) 상부에 형성되는 복수의 제1격자패턴(130), 제1격자패턴(130)의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자패턴(150), 투명기판(110)의 하부 또는 제2격자패턴(150) 상부에 형성되는 점착층(190)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한 본 발명의 와이어 그리드 편광자는 제2격자패턴(150)상에 형성되고 제1격자패턴(130) 및 제2격자패턴(150)을 매립하는 구조로 형성되는 보호층(170)을 더 포함할 수 있으며, 보호층(170)이 형성된 경우, 점착층(190)은 투명기판(110)의 하부 또는 보호층(170)의 상부에 형성될 수 있다.
투명기판(110)은 지지체로서 사용되며 복굴절 특성을 갖고 있다. 투명기판(110)의 재료로서는 가시광선을 투과시킬 수 있는 유리기판, Quartz, Acryl, TAC(triacetylcellulose), COP(cyclic olefin copolymer), COC(cyclic olefin polymer), PC(polycarbonate), PET(polyethylenenaphthalate), PES(polyethersulfone) 등의 다양한 고분자 등이 사용될 수 있다. 특히 본 발명에서는 일정 정도의 유연성을 가지는 광학용 필름기재로 투명기판(110)을 형성함으로써, 와이어 그리드 편광자 제조시 연속공정으로 처리할 수 있도록 함이 바람직하며, 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 별도의 투명기판에 제1 및 제2격자패턴을 구현하는 구조의 와이어 그리드 편광자의 경우, 액정표시장치에 적용시, 기능성필름을 별도로 부착하여 보상효과를 구현하는 과정이 따르게 된다. 반면 본 발명에서는 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름을 투명 베이스층(110)으로 이용하여 투명 베이스층(110)상에 직접 제1 및 제2격자패턴을 구현함으로써, 구조를 간소화할 수 있게 되고, 전체 액정표시장치의 박형화를 구현할 수 있게 된다.
아울러 본 발명에 따른 투명기판(110)은 자외선 투과재질로 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 추후 형성될 제1격자패턴 형성시 자외선이 투과되도록 함으로써 광경화 과정을 원활하게 수행할 수 있도록 하여, 연속공정으로 본 발명의 와이어 그리드 편광자를 제조할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서 본 발명에 따른 투명기판(110)은 특히 자외선 투과재질인 PC(polycarbonate), PET(polyethylenenaphthalate), 자외선 차단처리가 되지 않은 TAC(triacetylcellulose) 등으로 형성되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 현재 개발되어 상용화 되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한, 자외선을 투과하는 모든 광학용 필름기재로 본 발명의 투명기판(110)을 형성할 수 있다고 할 것이다.
제1격자패턴(130)은 기본적으로 폴리머로 형성되는 수지층의 표면에 일정한 주기를 가지는 돌출패턴의 형상으로 구현될 수 있다. 물론, 도 2에 도시된 구조와 같이 격자구조물만으로 구현하는 것도 가능하다. 또한 수지층을 투명기판(110) 상에 도포한 후 몰드를 통해 가압하여 제1격자패턴(130)을 형성하게 되는바, 수지층의 상부에 돌출패턴이 구현되는 구조로 구현하는 것도 가능하다. 여기서 제1격자패턴(130)을 형성하는 수지로서는, 자외선 경화수지가 이용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1격자패턴(130)이 자외선 경화수지로 형성되는 경우, 본 발명의 투명기판(110)이 자외선 투과재질로 형성됨에 따라, 자외선 조사를 통한 광경화 과정을 원활하게 진행할 수 있게 되어, 보다 효율적인 공정으로 제1격자패턴(130)을 형성할 수 있게 되고, 따라서 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조공정 효율성이 향상된다.
특히 본 발명에 따른 제1격자패턴(130)은 투명기판(110)과 비교하여 굴절지수가 동일한 재료를 이용함이 더욱 바람직하다. 물론, 필요에 따라서는 상기 제1격자패턴(130)의 굴절률을 투명기판(110)과 비교하여 더 낮거나 높게 형성하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 제1격자패턴(130)은 제1격자패턴(130)의 폭(A)과 높이(B)의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하도록 구현함이 바람직하며, 제1격자패턴(130)의 폭(A)은 10nm~200nm, 높이(B)는 10nm~500nm의 범위를 만족하도록 구현함이 바람직하다. 또한, 제1격자패턴(130)의 주기는 100nm~250nm의 범위에서 구현되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1격자패턴(130)의 형성과정에서 조절 가능하다고 할 것이다.
제2격자패턴(150)은 제1격자패턴(130)의 상부에 형성되는 격자패턴을 포괄하여 통칭하는 것으로 정의한다. 본 발명의 제2격자패턴(150)은 금속재질로 형성된 미세 돌출패턴이 일정한 주기를 가지고 배열되는 구조를 구비하며, 특히 제1격자패턴(130)의 상부면에 증착 등의 공정으로 형성되는 돌출구조물이다. 여기에서 주기란 하나의 격자패턴(이를테면, 제2격자패턴)과 이웃하는 격자패턴(이를 테면, 제2격자패턴)의 거리를 의미한다.
제2격자패턴(150)을 형성하는 물질로서는 금속, 금속산화물 등이 이용될 수 있다. 예컨대, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 본 발명의 제2격자패턴(150)을 형성할 수 있다. 여기서 제2격자패턴의 형성방법은, 금속재질의 물질을 스퍼터링(sputtering)법이나 화학기상증착법, 이배포레이션(evaporation) 등과 같은 방식으로 제1격자패턴(130)상에 증착하고, 에칭공정을 거침으로써 구현할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 제2격자패턴(150)을 금속재질로 구현함으로써, 빛의 반사에 따른 광 재활용률을 높일 수 있게 되어, 액정표시장치에 장착시, 휘도를 향상시키는 기능을 수행하게 된다.
또한, 제2격자패턴(150)의 단면 형상은 사각형, 삼각형, 반원형 등 다양한 구조를 가질 수 있고, 삼각형, 사각형, 사인파 등의 형태로 패턴된 기판 상측 일부에 형성된 금속 선 형태를 가질 수도 있다. 즉, 단면의 구조에 관계없이 한쪽 방향으로 일정한 주기를 갖고 길게 늘어선 금속 선 격자를 형성한 것은 모두 사용될 수 있다. 이 경우 주기는 사용하는 빛의 파장의 반 이하가 됨이 바람직하며, 따라서 그 주기는 100nm~250nm의 범위에서 형성될 수 있다. 또한, 바람직한 본 발명의 실시예에서는 제2격자패턴(150)의 폭(C)과 높이(D)의 비율의 1:(0.5~1.5)로 구현할 수 있다. 특히, 제1격자패턴(130)의 폭(A)과 제2격자패턴(150)의 폭(C)의 비율은 1:(0.2~1.5)의 범위에서 형성할 수 있으며, 구체적으로는 제2격자패턴(150)의 폭(C)은 2nm~300nm의 범위에서 구현될 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자에서는 각각 이 두 개의 격자 (제1 및 제2격자패턴)의 높이와 폭에 따라 투과율을 조절할 수 있다. 동일 피치에서 격자 폭이 넓어지면 투과율은 낮아지고 편광 소멸비는 높아지게 되는바, 최대의 편광 효율을 확보하기 위해서는 피치가 감소할수록 편광 특성이 증가되며, 동일 격자 간의 거리 및 동일 격자의 폭으로 형성할 경우에 격자 높이가 증가할수록 편광 특성이 증가되며, 동일 격자 간의 거리 및 동일 격자의 높이로 형성할 경우에 격자의 폭이 증가할수록 편광 특성이 향상된다. 이 경우 본 발명에 따른 제2격자패턴(150)의 폭(C)에 (0.2~1.5)배의 폭을 구비하도록 제1격자패턴(130)의 폭(A)을 조절함이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 투명기판(110)이 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름 등 기능성 필름으로 형성된 경우, 투명기판(110)의 복굴절의 방향과 제1격자패턴(130) 및 제2격자패턴(150)의 방향이, 직교, 수평 또는 45도의 경사를 가지고 교차하도록 제1격자패턴(130) 및 제2격자패턴(150)을 배치할 수 있다. 본 발명에 따른 제1격자패턴(130) 및 제2격자패턴(150)의 길이방향과 면내 복굴절을 가지는 투명기판(110)의 가장 굴절율이 낮은 방향과의 직교성을 가지도록 배치하는 경우에는 편광분리특성이 크게 향상되며, 장치 특성에 따라 45도 또는 수평 구조로 배치하는 것도 가능하다.
보호층(170)은 제2격자패턴(150)의 상부에 형성되되, 제1격자패턴(130) 및 제2격자패턴(150)을 매립하는 구조로 형성될 수 있다. 이러한 본 발명의 보호층(170)은 산화물층 또는 폴리머 수지로 형성될 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 와이어 그리드 편광자내에 형성된 각 격자패턴을 보호하는 역할을 수행한다.
점착층(190)은 점착성을 갖는 수지, 예컨대 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)로 형성될 수 있으며, 또한 점착성을 갖는 광학용 필름기재로 형성되는 것도 가능하다. 본 발명에 따른 점착층(190)은 투명기판(110)의 하부 또는 제2격자패턴(150)의 상부에 형성될 수 있으며, 또한 본 발명의 와이어 그리드 편광자가 보호층(170)을 구비한 경우, 투명기판(110)의 하부 또는 보호층(170)의 상부에 형성되는 것도 가능하다. 이러한 점착층(190)은, 차후 본 발명의 와이어 그리드 편광자와 액정패널을 부착시키는 매개체의 역할을 하게 되며, 이에 따라 액정표시장치를 제조할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 점착층(190)은 자외선 차단제(또는 자외선 흡수제)를 포함하고 있으며, 이러한 자외선 차단제로서는 하이드록시 벤조페논계 물질, 하이드록시 벤조트리아졸계 물질 등 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 자외선 차단성질을 갖는 물질이 이용될 수 있다. 여기서 자외선 차단성질이 의미하는 바는, 자외선을 흡수하는 성질을 포함하는 개념이다.
즉 본 발명에 따른 투명기판(110)을 자외선 투과재질로 형성하되, 점착층(190)에 자외선 차단제를 포함함으로써, 제1격자패턴 형성공정의 효율화를 통해 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조공정상 효율성을 향상시킬 수 있게 되고, 아울러 자외선에 의한 액정패널의 손상을 방지할 수 있게 된다.
도 3은 상술한 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 투명기판(110)상에 적층되는 수지로 구성된 제1격자층(120)을 구비하고 그 상부에 제1격자패턴(130)이 구현되는 구조로 도시되어 있다. 도 2에서 설명한 구조와는 제1격자패턴(130)의 구현구조 부분에서 일부 상이한 점이 있으나, 투명기판(110)상에 직접 제1격자패턴(130) 및 제2격자패턴(150)을 구현하는 점에서는 동일하다. 특히, 본 실시예에서는(도 2에 도시된 구조에도 적용가능), 제1격자패턴(130) 및 제2격자패턴(150)에 별도의 표면처리를 수행하여 형성한 표면처리층(140)을 구비하는 구조로 구현할 수 있다.
표면처리층(140)은 별도의 층을 구현하거나, 제1격자패턴(130) 또는 제2격자패턴(150) 상에 플라즈마처리(이를테면, 대기압플라즈마처리 또는 진공플라즈마처리)를 수행하여 구현 가능하다. 또한 제1격자패턴(130) 또는 제2격자패턴(150) 상에 과산화수소수처리, 산화촉진제처리, 부식방지제처리, 단분자자가조립막 형성(SAM coating, Self-assembly monolayer coating) 중 어느 하나의 방법으로 수행되는 표면처리공정을 통해 별도의 보호막을 구현함으로써 본 발명의 표면처리층(140)을 구현할 수도 있다.
특히, 도 3에 도시된 것과 같이, 제2격자패턴(150)의 전부 및 제1격자패턴(130)과 제2격자패턴(150)의 밀착부분을 포함하여 둘러싸는 구조의 표면처리층(140)을 형성하는 경우, 각 격자 패턴의 표면에 변형이 없으면서 내구성을 향상시키는 산화막 또는 그와 유사한 표면처리막을 구비함으로써, 광학적 특성은 저하시키지 않으면서 제2격자패턴(150)과 제1격자패턴(130)의 수지층(또는 폴리머층)과의 밀착력을 향상시키는 물리적 특성을 구현할 수 있게 된다.
또는, 제2격자패턴(150)에 의 표면을 흑화처리하여 흑화처리층을 형성함으로써 본 발명의 표면처리층(140)을 구현하는 것도 가능하다. 흑화처리층은 기본적으로 제2격자패턴(130)의 일부 또는 전부를 유기물 또는 무기물로 흑화처리하여 구현될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서의 흑화처리란, 유기물 또는 무기물을 이용하여 제2격자패턴(150)의 표면을 커버하는 구조의 커버막을 형성하는 것을 의미하며, 더욱 바람직하게는 흑화처리층으로 인해 표면 반사율이 40% 이하로 구현되도록 할 수 있다.
이러한 흑화처리를 수행할 수 있는 유기물 종류로는 크롬 산화물 또는 카본이 함유된 물질을 이용할 수 있으며, 무기물은 구리에 대한 산화처리 공정으로 수행될 수 있다. 즉, 무기물의 경우 상술한 제2격자패턴(150) 위에 구리를 증착 후, 구리만을 제2격자패턴(150)의 일부분 또는 전체에 형성시키기 위에 구리를 에칭 하고, 이후 구리를 흑화 시키기 위한 습식 또는 건식의 금속 산화(흑화) 공정을 진행시키는 방법으로 수행될 수 있다. 또는, 크롬을 제2격자패턴(150) 위에 증착 후 상기와 같이 제2격자패턴(150)에 일부분 또는 전체에 형성시키기 위한 에칭을 하여 흑화처리층을 형성할 수도 있다.
이러한 흑화처리층을 형성함으로써, 본 발명의 와이어 그리드 편광자는 외부로부터 유입되는 광의 표면 재반사율을 현저하게 낮추어 액정표시장치의 명암비의 향상폭을 증진시키며, 아울러 가독성을 향상시킬 수 있는 장점을 구현할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자를 액정표시장치에 장착한 구조를 도시한 것이다.
물론, 액정표시장치를 구현하기 위해서는 광원에서 발산되는 상부로 발산하는 백라이트 유닛과 상기 백라이트 유닛 상부에 적층되어, 화소를 형성하는 액정 패널(L)을 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 액정패널(L)의 상부 또는 하부에 도 2에서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자를 밀착하는 구조로 액정표시장치를 형성할 수 있으며, 도면에는 미도시 하였으나, 도 3에서 상술한 와이어 그리드 편광자를 적용하여 본 발명의 액정표시장치를 형성할 수도 있다.
즉, 액정패널(L)의 표면에 자외선이 투과되는 복굴절 투명기판(110)이 밀착되는 구조로 배치되도록 하여 광시야각 및 위치보상을 구현할 수 있다. 또한, 투명기판(110)을 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름으로 형성함으로써, 종래의 와이어 그리드 편광자에서 필요로 하던 보상효과를 위한 기능성필름을 별도로 부착하지 않아도 되는바, 구조의 간소화를 구현하여 전체 장비의 박형화를 구현할 수 있게 된다.
또한, 투명기판(110)을 자외선 투과재질로 형성하되, 점착층(190)에 자외선 차단제를 포함하여 형성함으로써 본 발명의 와이어 그리드 편광자 및 와이어 그리드 편광자를 구비한 액정표시장치의 제조공정 효율성을 향상시키고, 자외선에 의한 액정표시장치의 손상 및 특성저하를 방지할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 와이드 그리드 편광자 제조방법은, 자외선 투과재질로 형성된, 자외선 투과형 복굴절 투명기판의 상부에 복수의 제1격자패턴을 형성하고(S1), 제1격자패턴 상부에 제2격자패턴을 형성하고(S3), 투명기판의 하부 또는 제2격자패턴이 상부에 자외선 차단제를 포함한 점착층을 형성하는 것(S7)을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한 제1격자패턴, 제2격자패턴 및 광흡수층을 매립하는 구조를 갖는 보호층을 더 형성할 수 있다(S7).
S1단계에서 사용되는 투명기판은 지지체로서 사용되며, 가시광선을 투과시킬 수 있는 유리 기판 및 Quartz, Acryl, TAC(triacetylcellulose), COP(cyclic olefin copolymer), COC(cyclic olefin polymer), PC(polycarbonate), PET(polyethylenenaphthalate), PES(polyethersulfone) 등의 다양한 고분자 등이 사용될 수 있다. 특히 본 발명에서는 일정 정도의 유연성을 가지는 광학용 필름기재를 이용하는 공정을 통해 연속공정으로 처리할 수 있도록 함이 바람직하며, 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름을 이용하여 별도의 기능성필름을 사용하지 않고 보상효과를 구현할 수 있도록 함으로써, 전체 소자의 두께를 감소시킴이 바람직함은 도 2의 설명에서 상술한 바와 같다. 아울러 투명기판(110)은 자외선 투과재질, 예컨대 PC(polycarbonate), PET(polyethylenenaphthalate), 자외선 차단처리가 되지 않은 TAC(triacetylcellulose) 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하며, 이에 따라 제1격자패턴 형성시 광경화 과정을 원활하게 수행할 수 있도록 하여, 공정 효율성을 향상시킬 수 있음은 도 2의 설명에서 상술한 바와 같다.
제1격자패턴을 형성하는 과정은 나노 임프린팅 공정에 의해 수행 가능하다. 즉 기판 상에 폴리머 수지, 자외선 경화수지(UV 레진)를 도포하여 제1격자베이스층을 형성한다. 이어서, 제1격자베이스층 상부에 홈과 돌출부를 가지는 임프린트 몰드를 정렬한다. 여기서, 임프린트 몰드의 복수개의 홈 및 돌출부는 서로 일정 간격 이격된 형태로 반복하여 형성된 형태를 갖는다. 또한, 임프린트 몰드의 홈은 제1격자패턴이 형성될 위치와 대응된다.
이후 임프린트 몰드의 홈 부분과 제1격자베이스층이 접촉되도록 가압한 뒤, 자외선을 조사하여 광경화를 수행한다. 이때, 투명기판을 자외선 투과재질로 형성함에 따라 투명기판의 하측에서 자외선을 조사하더라도 광경화 과정을 원활하게 수행할 수 있게 된다. 한편, 임프린트 몰드도 자외선이 투과할 수 있는 투명재질로 형성하는 것이 바람직하며, 이에 따라 투명기판의 하측 및 임프린트 몰드의 상측에서 동시에 자외선을 조사하여 광경화과정을 수행할 수 있게 된다. 광경화 과정을 수행한 후 임프린트 몰드를 분리하게 되면, 투명기판의 상부에는 임프린트 몰드의 홈과 대응되는 부분에 복수의 제1격자패턴이 형성된다. 이때 홈의 폭은 10nm 내지 200nm의 범위에서 구현됨이 바람직하다. 홈과 대응되는 부분에 형성되는 제1격자패턴의 폭이 10nm 내지 200nm의 범위를 갖도록 하기 위함이다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐이며, 임프린트 몰드 홈의 폭 및 제1격자패턴의 폭을 조절할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
아울러 임프린트 몰드의 홈의 깊이는 10nm 내지 500nm의 범위에서 구현됨이 바람직하다. 홈과 대응되는 부분에 형성되는 제1격자패턴의 높이가 10nm 내지 500nm의 범위를 갖도록 하기 위함이다. 다만 이 역시 하나의 예시일 뿐이며, 임프린트 몰드 홈의 깊이 및 제1격자패턴의 높이를 조절할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
한편 도면에 도시되지는 않았으나, S1 단계와 S3단계 사이에 제1격자패턴에 대기압플라즈마처리 또는 진공플라즈마처리, 과산화수소수처리, 산화촉진제처리, 부식방지제처리, 단분자자가조립막 형성(SAM coating, Self-assembly monolayer coating) 중 어느 하나의 방법으로 수행되는 표면처리공정이 더 수행되도록 할 수 있다. 차후 형성될 제2격자패턴과의 밀착력을 향상시킴으로써 물리적 강도를 향상시키기 위함이다.
S3 단계의 제2격자패턴을 형성하는 과정은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
제1격자패턴상에 스퍼터링법이나 화학기상증착법, 이배포레이션(Evaporation)등 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 증착방법을 통해 금속물질을 증착하여 금속층을 형성한다. 여기서 금속물질로서 예컨대, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금이 이용될 수 있다.
금속층을 형성한 후, 에칭공정을 수행하여 제1격자패턴간의 이격된 공간을 에칭함으로써 제2격자패턴을 형성한다. 여기서 에칭되는 부분은 제1격자패턴간의 이격된 공간뿐만 아니라, 필요에 따라 제1격자패턴상에 형성된 금속층의 일부도 에칭될 수 있다.
한편, 상술한 에칭공정은 습식에칭공정으로 진행될 수 있다. 이때 습식에칭 공정 시간을 조절함으로써 제2격자패턴의 폭 및 두께를 조절할 수 있다. 다만, 이러한 습식에칭공정을 진행하는 경우에는, 금속물질 증착시 제1격자패턴을 매립하는 구조로 형성하지 않고, 제1격자패턴간에 이격된 공간이 구비되도록 금속물질을 증착하여 금속층을 형성하는 것이 바람직하다. 이외에 제2격자패턴에 관한 내용은 도 2의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
한편 도면에 도시되지는 않았으나, S3단계 이후, 제1격자패턴 또는 제2격자패턴에 대기압플라즈마처리 또는 진공플라즈마처리, 과산화수소수처리, 산화촉진제처리, 부식방지제처리, 단분자자가조립막 형성(SAM coating, Self-assembly monolayer coating) 중 어느 하나의 방법으로 수행되는 표면처리공정이 더 수행되도록 할 수 있으며, 아울러 제2격자패턴 표면을 유기물 또는 무기물을 이용하여 흑화처리를 수행할 수도 있다. 자세한 내용은 도 2의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
제2격자패턴을 형성한 후, 제2격자패턴상에 보호층을 형성하는 공정을 더 수행할 수 있으며 (S5), 보호층의 형성과정은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
제2격자패턴상에 형성되고, 제1격자패턴 및 제2격자패턴을 매립하는 구조를 갖는 보호층의 형성은, 제1격자패턴과 동일한 물질 또는 상이한 물질의 액상레진을 도포하여 구현될 수 있다. 나노사이즈의 폭과 주기를 가지는 격자패턴의 사이 공간에 효율적인 충진구조를 구현하여 기공이나 기포가 없는 구조로 구현하기 위해서는 액상레진을 이용하는 것이 바람직하다. 특히, 이 경우 상기 액상레진은 점도가 5~500cp인 폴리머 또는 산화물을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 물론, 액상레진이 아닌 경우에는 폴리머 또는 산화물을 진공증착방식으로 제1격자패턴 및 제2격자패턴을 매립할 수 있다.
제2격자패턴을 형성한 후, 투명기판의 하부 또는 제2격자패턴의 상부에 자외선 차단제를 포함한 점착층을 형성한다(S7). 이때 S5단계를 진행하여 보호층이 형성된 경우에는, 투명기판의 하부 또는 보호층의 상부에 상술한 점착층이 형성될 수도 있다.
점착층의 형성은, 점착성을 갖는 광학용 필름기재에 자외선 차단제를 도포하고, 이를 투명기판 하부 또는 제2격자패턴 상부에 부착하는 방법으로 진행될 수 있다. 또는 점착성을 갖는 수지에 자외선 차단제를 혼합하고, 이를 투명기판 하부 또는 제2격자패턴 상부에 도포하는 방법으로 점착층을 형성할 수도 있다. 이외의 점착층에 대한 내용은 도 2의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
한편 도면에는 미도시 하였으나, 상술한 방법으로 제조한 와이어 그리드 편광자를 화소를 형성하는 액정패널의 상부 및 하부 중 적어도 어느 하나에 부착하고, 이 액정패널을 광원에서 발생되는 광을 상부로 발산하는 백라이트 유닛 상부에 위치시킴으로써 액정표시장치를 제조할 수 있다.
상술한 본 발명의 와이어 그리드 편광자 제조방법에 따르면, 자외선 투과재질로 투명기판을 형성함으로써, 제조과정에서 자외선에 의한 광경화 과정을 원활하게 수행할 수 있게 되어 제조공정의 효율성을 향상시킬 수 있게 되고, 와이어 그리드 편광자의 대량생산을 가능하게 하는 이점을 갖는다. 아울러 점착층에 자외선 차단제를 구비함으로써 제조과정의 효율성을 향상시키면서도 최종적으로는 자외선 차단 기능을 갖는 소자를 제공하게 되어, 자외선에 의한 액정표시장치의 손상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
이외에도 입사광의 광 각도에 따른 각 파장의 투과율을 제어하여 관찰 각도에 따른 색변화율을 최소화 수 있는 동시에 액정표시장치에 적용시 별도의 보상을 위한 기능성필름이 제거된 구조를 갖는 와이어 그리드 편광자를 제조할 수 있게 되어, 더욱 슬림화한 장치를 구현할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따른 와이어그리드편광자는 투명기판과 제1 및 제2격자패턴의 배치 방향을 조절하여 광시야각 및 위치보상을 구현할 수 있는 효과도 있다.
추가적으로 기존의 편광판 삭제를 통해 액정표시장치의 생산원가의 절감을 이룰 수 있게 되며, 전체적인 액정표시장치의 두께를 감소시킬 수 있는 효과, 광 흡수기능, 광 반사기능 동시에 가지는 와이어 그리드 편광자를 구비한 액정표시장치를 제공하게 되어, 기존 편광판을 사용한 액정표시장치에 비해 컨트라스트의 저하 없이도 휘도 향상을 구현할 수 있는 효과를 갖게 된다.
도 6a 내지 도 6i는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자 및 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 제조공정도이다.
도 5 내지 도 6i를 참조하면, 도 6a에 도시된 바와 같이 자외선 투과재질로 형성된 복굴절 투명기판(110)상에 자외선 경화수지를 도포하여 제1격자베이스층(120)을 형성한다.
이후 도 7b에 도시된 바와 같이 제1격자베이스층(120) 상부에 임프린트 몰드(210)를 정렬한다. 여기서 임트린트몰드(210)는 도 5의 설명에서 상술한 바와 같이, 일정 간격으로 정렬된 복수의 돌출부(211)와 각 돌출부간에 형성된 복수의 홈을 갖는다. 여기서 홈의 폭(A)는 10nm 내지 200nm의 범위에서 구현됨이 바람직하며, 홈의 깊이는 10nm 내지 500nm의 범위에서 구현됨이 바람직하나 이에 한정되지는 않음은 도 5의 설명에서 상술한 바와 같다. 또한 임프린트 몰드는 자외선이 투괴돠는 투명재질로 형성됨이 바람직하나 이에 한정되지는 않음은 도 5의 설명에서 상술한 바와 같다.
그리고 도 6c에 도시된 바와 같이 제1격자베이스층(120) 상부를 임프린트 몰드(210)로 가압한 후 자외선(UV)를 조사하여 자외선 경화수지의 광경화 과정을 수행한다. 이때 자외선의 조사방향은 제한이 없으나, 투명기판(110)의 하측에서 P방향으로 조사하는 것이 바람직하며, 이와 동시에 임프린트 몰드의 상측에서 Q방향으로 조사할 수도 있다.
광경화 과정을 수행한 후, 도 7d에 도시된 바와 같이 임프린트 몰드(210)를 분리함으로써 제1격자패턴(130)을 형성한다.
제1격자패턴을 형성한 후, 도 7e에 도시된 바와 같이 제1격자패턴(130)상에 금속 물질을 증착하여 금속층(140)을 형성한다. 이때 금속층(140)은 제1격자패턴(130)을 매립하는 구조로 형성하고, 그 높이는 제1격자패턴(130)의 높이보다 크게 형성하는 것이 바람직하다. 금속층(140)의 높이와 제1격자패턴(130)의 높이의 차이가 차후 형성될 제2격자패턴의 최대두께가 되기 때문이다. 여기서 제1격자패턴(130)상에 증착되는 금속물질로서는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금이 이용될 수 있으며, 증착방법은 스퍼터링법이나 화학기상증착법, 이배포레이션(Evaporation)등 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 증착방법이 이용될 수 있음은 도 5의 설명에서 상술한 바와 같다.
한편, 도면에는 미도시 되었으나, 차후 진행될 에칭공정이 습식에칭공정인 경우, 금속층은, 제1격자패턴간의 공간 전체를 매립하는 구조가 아닌, 일정부분의 이격 공간이 구비되는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
금속층(140)을 형성한 후, 도 7f에 도시된 바와 같이 제1격자패턴(130) 사이의 공간을 에칭하여 제2격자패턴(150)를 형성한다. 이때 제2격자패턴(150) 형성을 위한 에칭공정이 습식에칭공정인 경우, 습식에칭을 수행하는 시간을 조절하여 제2격자패턴(150)의 폭 및 두께를 조절할 수 있음은 도 5의 설명에서 상술한 바와 같다.
이후 도 6g에 도시된 바와 같이 제2격자패턴(150)상에 제1격자패턴(130) 및 제2격자패턴(150)을 매립하는 구조로 보호층(170)을 형성할 수 있다.
한편, 도 6i에 도시된 바와 같이, 자외선 차단제를 포함하는 점착층(190)을 형성한다. 도 6i에서는 점착층(190)이 투명기판(110)의 하면에 형성된 구조로 도시하였으나, 이외에도 제2격자패턴(150)상에 점착층(190)이 형성되는 구조, 보호층(170)이 형성된 경우 보호층(170)의 상면에 점착층(190)이 형성된 구조를 가질 수도 있음은 도 2 및 도 5의 설명에서 상술한 바와 같다.
이후 도 6i에 도시된 바와 같이 와이어 그리드 편광자의 점착층(190)을 액정패널(L)에 부착하고, 이 액정패널을 백라이트 유닛(도면 미도시) 상부에 위치시킴으로써 액정표시장치를 제조하게 된다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 복수의 적절한 변형 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
L : 액정패널
110: 투명기판
120: 제1격자층, 제1격자베이스층
130: 제1격자패턴
140: 금속층
150: 제2격자패턴
170: 보호층
190: 점착층
210: 임프린트 몰드
110: 투명기판
120: 제1격자층, 제1격자베이스층
130: 제1격자패턴
140: 금속층
150: 제2격자패턴
170: 보호층
190: 점착층
210: 임프린트 몰드
Claims (24)
- 자외선 투과재질로 형성된 복굴절 투명기판;
상기 투명기판의 상부에 자외선 경화수지로 형성되는 복수의 제1격자패턴;
상기 제1격자패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자패턴;
상기 제1격자패턴 또는 상기 제2격자패턴 표면에 형성되는 표면처리층;
상기 투명기판의 하부에 형성되는 점착층;
을 포함하되,
상기 점착층은 자외선 차단제를 포함하는 와이어 그리드 편광자.
- 청구항 1에 있어서,
상기 투명기판은 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름인 와이어그리드 편광자.
- 청구항 2에 있어서,
상기 투명기판은 PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), TAC(triacetylcellulose) 중 어느 하나를 포함하는 와이어 그리드 편광자.
- 청구항 1에 있어서,
상기 투명기판의 복굴절의 방향과 상기 제1격자패턴 및 상기 제2격자패턴의 방향이, 직교, 수평 또는 45도의 경사를 가지고 교차하도록 배치되는 와이어 그리드 편광자.
- 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2격자패턴은,
알루미늄, 크롬, 은, 구리, 니켈, 코발트 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 형성되는 와이어 그리드 편광자.
- 청구항 5에 있어서,
상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하는 와이어 그리드 편광자.
- 청구항 5에 있어서,
상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)인 와이어 그리드 편광자.
- 청구항 5에 있어서,
상기 제1격자패턴의 폭은 10nm~200nm, 높이는 10nm~500nm의 범위를 만족하는 와이어 그리드 편광자.
- 청구항 8에 있어서,
상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm인 와이어 그리드 편광자.
- 청구항 5에 있어서,
상기 제1격자패턴 및 상기 제2격자패턴을 매립하는 구조로 형성된 보호층을 더 포함하는 와이어 그리드 편광자.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 표면처리층은,
플라즈마처리층, 유기물 또는 무기물의 흑화처리층, 과산화수소수처리층, 산화촉진제처리층, 부식방지제처리층, 단분자자가조립막 중 어느 하나인 와이어 그리드 편광자.
- 광원에서 발생되는 광을 상부로 발산하는 백라이트 유닛;
상기 백라이트 유닛 상부에 적층되어, 화소를 형성하는 액정 패널;
상기 액정패널의 상부 및 하부 중 적어도 어느 하나에 청구항 1의 와이어 그리드 편광자가 점착층이 밀착되는 구조로 배치되는 액정표시장치.
- 청구항 13에 있어서,
상기 투명기판은 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름인 액정표시장치.
- 자외선 투과재질로 이루어진 복굴절 투명기판 상부에 자외선 경화수지 도포 후 자외선을 조사하여 복수의 제1격자패턴을 형성하고,
상기 제1격자패턴 상부에 제2격자패턴을 형성하고,
상기 제1격자패턴 또는 제2격자패턴 표면에 표면처리층을 형성하고,
상기 투명기판 하부에 자외선 차단제를 포함한 점착층을 형성하는 것을 포함하여 이루어지는 와이어 그리드 편광자 제조방법.
- 청구항 15에 있어서,
상기 제1격자패턴을 형성하는 것은,
상기 투명기판상에 자외선 경화수지를 도포하여 제1격자베이스층을 형성하고,
상기 제1격자베이스층 상부에 복수의 홈을 갖는 몰드패턴이 구비된 임프린트 몰드로 가압하고,
상기 임프린트 몰드와 상기 제1격자베이스층이 밀착된 상태에서 자외선을 조사하여 상기 제1격자패턴을 형성하고,
상기 임프린트 몰드를 분리하는 것을 포함하여 이루어지는 와이어 그리드 편광자 제조방법.
- 청구항 16에 있어서,
상기 제1격자패턴을 형성하는 것 이후에,
상기 제1격자패턴 상에 밀착력 향상을 위한 대기압플라즈마처리 또는 진공플라즈마처리를 수행하는 것을 더 포함하여 이루어지는 와이어 그리드 편광자 제조방법.
- 청구항 16에 있어서,
상기 몰드패턴은,
상기 제1격자패턴의 폭이 10nm~200nm에서 구현되고, 높이는 10nm~500nm의 범위에서 구현되는 구조로 형성된 와이어 그리드 편광자 제조방법.
- 청구항 16에 있어서,
상기 몰드패턴은,
상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)범위에서 구현되는 구조로 형성된 와이어 그리드 편광자 제조방법.
- 청구항 15에 있어서,
상기 제2격자패턴을 형성하는 것은,
상기 제1격자패턴상에 금속층을 형성하고,
상기 금속층 중 상기 제1격자패턴간의 이격공간에 대응되는 위치를 에칭하여 상기 제2격자패턴을 형성하는 것을 포함하여 이루어지는 와이어 그리드 편광자 제조방법.
- 청구항 20에 있어서,
상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)의 범위를 만족하는 와이어 그리드 편광자 제조방법.
- 청구항 20에 있어서,
상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm의 범위를 만족하도록 형성되는 와이어 그리드 편광자 제조방법.
- 청구항 18 내지 22 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면처리층을 형성하는 것 이후에,
상기 제1격자패턴 및 상기 제2격자패턴을 매립하는 구조를 갖는 보호층을 형성하는 것을 더 포함하여 이루어지는 와이어 그리드 편광자 제조방법.
- 화소를 형성하는 액정패널의 상부 및 하부 중 적어도 어느 하나에 청구항 15항에 의해 제조된 와이어 그리드 편광자의 점착층을 부착하고,
광원에서 발생되는 광을 상부로 발산하는 백라이트 유닛 상부에 상기 액정패널을 적층하는 것을 포함하여 이루어지는 액정표시장치 제조방법.
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