KR20100125537A - 편광격자 스크린의 제조방법, 편광격자 스크린 및 이것이 구비된 3차원 화상표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편광격자 스크린의 제조방법, 편광격자 스크린 및 이것이 구비된 3차원 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편광판의 표면보호필름과 감압점착제층을 레이저로 처리하여 반복적인 수직 패턴을 형성시키고, 형성된 패턴을 마스크로 사용함으로써 편광자의 탈색시 편광자와 마크스 간의 밀착성이 우수하여 경계면이 뚜렷하고 균일성이 높은 패턴이 형성되고, 황변현상이 없으며 투과도가 높아 3차원 입체 화상표시장치의 패럴랙스 배리어로서 적용 가능한 편광격자 스크린의 제조방법, 편광격자 스크린 및 이것이 구비된 3차원 화상표시장치에 관한 것이다.

편광판, 패럴랙스 배리어, 레이저, 3차원 화상표시장치

Description

편광격자 스크린의 제조방법, 편광격자 스크린 및 이것이 구비된 3차원 화상표시장치{METHOD FOR PREPARING POLARIZATION GRATING SCREEN, POLARIZATION GRATING SCREEN AND 3D DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 경계면이 뚜렷하고 균일성이 높은 패턴이 형성된 편광격자 스크린의 제조방법, 편광격자 스크린 및 이것이 구비된 3차원 화상표시장치에 관한 것이다.

최근에는 액정표시장치(LCD), 전계발광(EL)표시장치, 플라즈마 디스플레이(PDP), 전계방출표시장치(FED) 등과 같은 각종 화상표시장치에 있어서, 시·공간을 초월하여 실감있고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는 초공간형 3차원(3D) 화상표시장치로의 패러다임이 변화되고 있다.

일반적으로 3차원을 표현하는 입체화상은 사람의 두 눈을 통한 스테레오 시각 원리에 의해 이루어지는데, 두 눈이 약 65㎜ 정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나는 양안시차(binocular parallax)를 이용하여 입체감을 구현하는 방법이다.

이러한 3차원 화상표시장치에는 편광안경, LC 셔터 안경 등과 같은 3차원 화상을 표시하기 위한 안경을 이용한 표시장치와 무안경 방식의 표시장치가 있다. 그러나, 안경을 이용한 표시장치는 3차원 화상을 시청하기 위해서는 반드시 안경을 착용해야 하는 불편함이 있어서, 안경을 사용하지 않고 좌우 영상을 분리하여 3차원 화상을 얻는 무안경 방식의 표시장치에 대한 연구가 주로 수행되고 있다.

일반적으로 무안경 방식으로 사용되는 3차원 화상표시장치에는 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 방식과 렌티큘러(lenticular) 방식이 있으며, 이 중에서 패럴랙스 배리어 방식이 주로 사용되고 있다.

패럴랙스 배리어 방식은 좌안과 우안에 해당하는 각각의 화상 앞에 세로 격자 모양의 개구를 통하여 화상을 분리하여 관찰할 수 있게 하는 방식이다.

도 1에 액정패널을 이용하여 3차원 입체영상을 구현하는 패럴랙스 배리어 방식을 도시한 개략도를 나타내었다. 도시한 바와 같이, 각각 좌안과 우안에 대응하는 화상정보를 표시하는 좌안용 픽셀(L)과 우안용 픽셀(R)이 교대로 액정패널(10)에 형성되어 있으며, 액정패널(10)의 하부에는 빛을 발산하는 백라이트(20)가 위치한다. 패럴랙스 배리어(30)는 액정패널(10)과 관찰자 사이에 위치하며, 빛을 통과시키는 개구(31)와 빛을 차단하는 배리어(32)가 형성되어 있다. 이러한 구조에서, 백라이트(20)에서 발산된 빛 중에서 관찰자의 좌안에 입력될 좌안 화상정보는 좌안용 픽셀(L)을 통과하고 패럴랙스 배리어(30)의 개구(31)를 통과하여 관찰자의 좌안(LE)에 도달하는 빛(L1)이 되며, 좌안용 픽셀(L)을 통과하였다고 하더라도 관찰자의 우안으로 향하는 빛(L2)은 배리어(32)에 의해 차단된다. 이와 같은 방법으로 우안(RE)에 도달하는 빛(R1)과 차단되는 빛(R2)이 존재하게 되며, 좌안(LE)과 우안(RE)에 도달하는 빛 사이에는 시차 정보가 형성되어 3차원 입체 영상을 구현하게 된다. 또한, 패럴랙스 배리어(30)는 백라이트(20)와 액정패널(10) 사이에 위치할 수도 있다.

종래에는 패럴랙스 배리어로서 백라이트로부터 발산되는 빛을 부분적으로 차단하기 위한 격자가 형성된 광학필름을 사용하였다. 또한, 펀칭(punching)과 같은 기계적 방법이나 레이저(laser)와 같은 광학적 방법으로 광학필름의 편광 영역을 파괴하여 사용하였다. 그러나, 이러한 방법은 공정 상의 어려움이 따르며, 광학필름이 황변되고, 빛을 차단하기 위한 격자와 빛을 통과시키기 위한 개구 간의 경계가 뚜렷하지 않아 투과율도 저하되어 실제 적용하는데 많은 어려움이 있다.

본 발명은 경계면이 뚜렷하고 균일성이 높은 패턴이 형성되고, 황변현상이 없으며 투과도가 높아 3차원 입체 화상표시장치의 패럴랙스 배리어로서 직접 적용 가능한 편광격자 스크린의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 편광격자 스크린을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 편광격자 스크린이 구비된 3차원 화상표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표면보호필름, 감압점착제층 및 편광자가 순서대로 적층된 편광판의 표면보호필름과 감압점착제층을 레이저로 처리하여 반복적인 수직 패턴을 형성시키고, 형성된 패턴을 마스크로 하여 편광자를 탈색시키는 단계를 포함하는 편광격자 스크린의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 편광격자 스크린을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 편광격자 스크린이 구비된 3차원 화상표시장치를 제공한다.

본 발명에 따르면 편광판의 표면보호필름과 감압점착제층을 레이저 처리하여 형성된 패턴을 마스크로 사용함으로써 밀착성이 우수하여 빛을 차단하기 위한 격자와 빛을 통과시키기 위한 개구 간의 경계면이 뚜렷한 패턴이 형성되고 표시 불균일성이 없으며, 황변현상이 없고 투과도가 높아 차세대 3차원 입체 화상표시장치의 패럴랙스 배리어로서 적용 가능한 편광격자 스크린을 제공할 수 있다. 또한, 각종 화상표시장치에 사용되고 있는 편광판만을 사용하여도 패턴을 형성하기 위한 기재와 마스크의 역할을 동시에 할 수 있어 공정이 간단하고, 탈색에 사용된 화학약품의 재활용도 가능하여 경제적이다.

본 발명은 경계면이 뚜렷하고 균일성이 높은 패턴이 형성된 편광격자 스크린의 제조방법, 편광격자 스크린 및 이것이 구비된 3차원 화상표시장치에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 편광격자 스크린의 제조방법은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 표면보호필름, 감압점착제층 및 편광자가 순서대로 적층된 편광판의 표면보호필름과 감압점착제층을 레이저로 처리하여 반복적인 수직 패턴을 형성시키고, 형성된 패턴을 마스크로 하여 편광자를 탈색시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 탈색이 완료된 후 패턴화된 표면보호필름과 감압점착제층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

편광판은 표면보호필름, 감압점착제층 및 편광자가 순서대로 적층된 구조이다.

표면보호필름은 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 폴라크보네이트 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌 프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리에테르술폰계 필름 등을 들 수 있다.

감압점착제층은 통상의 표면보호필름용 감압점착제 조성물로 이루어진 층으로서, 압력을 가하는 것만으로도 피착면에 접합되며 적절한 강도를 가하면 피착면에 흔적을 거의 남기지 않고도 피착면으로부터 제거될 수 있는 층이다.

감압점착제 조성물은 점착제 수지와 가교제를 포함하며, 필요에 따라 점착성 부여 수지, 산화방지제, 염료, 안료, 소포제, 부식제, 충전제, 광안정제 또는 실란커플링제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 각각의 성분은 특별히 제한되지 않는다. 또한, 감압점착제 조성물은 점착제 수지로 수용성 수지를 포함하는 것일 수도 있다. 수용성 수지로는 폴리비닐알콜계 수지, 폴리우레탄계 수지 또는 폴리아크릴레이트계 수지 등을 들 수 있으며, 이들 중에서도 폴리비닐알콜계 수지가 바람직하다. 특히, 점착제 수지로서 수용성 수지를 포함하는 것이 탈색용액에 의해서도 제거될 수 있다는 점에서 보다 바람직하다.

편광자는 폴리비닐알콜계 필름에 요오드가 흡착 배향된 것이다. PVA계 필름의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 부분적으로 검화된 PVA 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 필름, 탈수처리된 PVA 필름 등을 들 수 있다. 이 중에서도 PVA 필름은 요오드에 대한 염색 친화성이 우수하여 경계면이 뚜렷한 패턴의 형성에 적합하다.

PVA계 필름의 제조방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 물 또는 유기용매에 분해되는 고분자 원액을 플로우 캐스팅함으로써 필름을 형성하는 플로우 캐스트 방법, 캐스트 방법, 압출방법 등을 들 수 있다. 이 경우에, 면내의 균일성이 우수한 PVA계 필름을 얻기 위해서는 면내에서 위상차(retardation) 편차가 작은 것 이 바람직하다.

편광자는 이러한 PVA계 필름을 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세 및 건조하는 단계와 같은 통상의 제조방법에 의해 제조된 것일 수 있다. 또한, 이색성 재료와 수지를 혼련한 후 연신하는 방법, 호스트로서 단일축으로 배향된 액정과 게스트로서 이색성 염료를 이용하는 방법(미국특허 제5,523,863호, 일본공개특허 제1991-503321호), 또는 이색성 용액형 액정 등을 이용하는 방법(미국특허 제6,049,428호) 등에 의해 제조된 것일 수도 있다.

편광판은 감압점착제층을 통하여 표면보호필름이 적층된 편광자의 반대쪽 면에 필요에 따라 편광자 보호필름이 더 적층된 것일 수도 있다. 이러한 편광자 보호필름은 편광자의 손상을 억제하고, 내구성을 향상시킨다. 흡착 배향된 요오드를 포함하는 편광자를 반복적인 수직 패턴으로 형성시킨 후 편광자 보호필름을 적층할 수 있으며, 이 경우에는 편광자의 양 면에 편광자 보호필름이 적층될 수도 있다.

편광자 보호필름은 투명도, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성 등에서 우수한 필름이 사용될 수 있으며, 구체적인 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 필름; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 필름; 폴리카보네이트계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌 프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 염화비닐계 필름; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 필름; 이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름; 폴리에테르에테르케톤계 필름; 황화 폴리페닐렌계 필름; 비닐알콜계 필름; 염화 비닐리덴계 필름; 폴리옥시메틸렌계 필름; 에폭시계 필름 등을 들 수 있다. 또한, 편광자 보호필름은 아릴 수지, 우레탄 수지, 아크릴-우레탄 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등과 같은 열경화 또는 자외선 경화형 수지로부터 형성된 경화층일 수도 있다. 이들 중에서도 특히 알칼리 등에 의해 검화된 표면을 가진 셀룰로오스계 필름이 바람직하다.

또한, 편광판은 감압점착제층을 통하여 표면보호필름이 적층된 편광자의 반대쪽 면에 필요에 따라 코팅에 의한 박막층이 형성된 것일 수도 있다. 상기 박막층은 폴리비닐알콜계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐계 수지 등과 같은 공지의 수지 조성물을 사용하여 형성될 수 있다. 흡착 배향된 요오드를 포함하는 편광자를 반복적인 수직 패턴으로 형성시킨 후 박막층의 형성을 실시할 수 있으며, 이 경우 편광자의 양 면에 박막층이 형성될 수 있다.

본 발명의 편광판은 편광자 또는 편광자 보호필름 상에 점착제층과 이형필름이 순서대로 더 적층된 것일 수 있다.

또한, 점착제층과 이형필름은 하기의 레이저 처리로 인한 열경화 또는 변색 등이 발생할 수 있기 때문에 레이저 처리가 완료된 이후에 편광자 또는 편광자 보호필름 상에 더 적층될 수도 있다.

점착제층은 아크릴계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리에테르 계 또는 고무계 등의 통상의 점착제로 이루어진 층으로서, 다른 기재와 접합하기 위한 층이다.

이형필름은 점착제층을 보호하기 위한 필름으로서, 당업계에서 통상적으로 사용되는 필름이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않는다. 구체적인 예로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-비닐알콜 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 나일론6, 부분 방향족 폴리아미드 등의 폴리아미드계 필름; 폴리염화비닐 필름; 폴리염화비닐리덴 필름; 또는 폴리카보네이트 필름 등을 들 수 있다. 이들은 실리콘계, 불소계, 실리카 분말 등의 이형제에 의해 적절히 이형처리된 것일 수도 있다.

이와 같은 구조의 편광판을 구성하는 흡착 배향된 요오드를 포함하는 편광자를 탈색하여 반복적인 수직 패턴을 형성하는데, 특히 본 발명에서는 편광판을 구성하는 편광자 상에 적층된 표면보호필름과 감압점착제층을 레이저로 처리하여 반복적인 수직 패턴을 형성시키고, 이를 마스크로 하여 요오드를 탈색하는데 특징이 있다. 보다 상세하게, 편광판의 표면보호필름과 감압점착제층을 레이저로 처리하여 반복적인 수직 패턴의 홈이 형성되도록 하고, 형성된 수직 패턴의 홈을 마스크로 하여 탈색처리를 한다. 이러한 경우, 종래 마스크를 부착하는 공정과는 달리 편광자와 형성된 수직 패턴의 밀착성이 우수할 뿐만 아니라 형성된 수직 패턴의 홈이 격벽으로 작용하여 탈색제가 주변으로 더 이상 확산되지 않도록 막아주게 된다. 탈색이 완료된 후 수직 패턴의 표면보호필름과 감압점착제층을 제거하면, 편광자 상에 요오드가 탈색된 영역과 탈색되지 않고 유지되는 영역이 반복적인 수직 패턴을 이루는 편광격자 스크린을 얻을 수 있게 된다.

레이저 처리는 편광판의 표면보호필름 방향에서 레이저를 조사하여 표면보호필름과 감압점착제층을 녹여 패턴을 형성하기 위한 것으로서, 통상의 레이저 조사 장치를 사용하여 수행될 수 있다.

레이저 처리는 편광자에 영향을 미치지 않는 하에서 수행되는 것이라면 그 조건이 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 250W 급의 CO₂ 레이저 장비를 이용하는 경우 사용출력(강도)이 5 내지 20%, 테이블 스피드(table speed)가 500 내지 1500㎜/sec, 반감기가 30 내지 50㎲인 조건으로 처리할 수 있다. 또한, 레이저 처리 조건은 레이저 장비와 출력에 따라 유의차가 있을 수 있다.

이와 같이, 레이저 처리에 의해 형성된 반복적인 수직 패턴은 편광자를 탈색하는 경우 마스크로서의 역할을 한다. 구체적으로, 레이저 처리에 의해 표면보호필름과 감압점착제층이 제거된 부분은 탈색제에 의해 영향을 받는 영역, 즉 마스크의 오픈(open) 영역이 되고, 레이저 처리되지 않고 그대로 패턴으로 존재하는 표면보호필름과 감압점착제층 부분은 탈색제에 의해 영향을 받지 않는 영역, 즉 마스크의 막힌 영역이 된다. 따라서, 레이저 처리되어 표면보호필름과 감압점착제층이 제거된 부분은 편광자의 흡착 배향된 요오드가 탈색되는 영역이고, 레이저 처리되지 않 은 표면보호필름과 감압점착제층이 존재하는 부분은 편광자의 흡착 배향된 요오드가 탈색되지 않고 유지되도록 하기 위한 영역이다. 따라서, 편광자에 흡착 배향된 요오드가 탈색되지 않고 유지되는 영역과 탈색된 영역이 각각 교대로 반복적인 수직 패턴을 이루는 편광격자 스크린을 얻을 수 있다.

패턴폭, 즉 레이저 처리되지 않고 존재하는 표면보호필름과 감압점착제층의 폭은 1600㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 1000㎛, 가장 바람직하게는 50 내지 300㎛인 것이다. 이때, 패턴폭은 사용되는 탈색제의 종류와 이의 확산속도에 따라 얼마든지 조절 가능하다.

또한, 패턴간격은 400㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 400㎛, 가장 바람직하게는 50 내지 200㎛인 것이다. 이때, 패턴폭과 패턴간격은 화상표시장치의 화소에 따라 조절 가능하다.

레이저 처리가 완료된 후 편광판을 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다. 레이저 처리에 의하면 표면보호필름과 감압점착제층의 성분이 제거되게 되는데, 이 중에서 감압점착제층의 성분은 편광자 상에 다소 잔존하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 물(증류수) 또는 감압점착제를 용해할 수 있는 용매를 이용하여 세척하여 이를 제거할 수 있다. 또한, 잔존하는 감압점착제는 탈색용액으로 처리시 함께 제거될 수도 있다.

편광자에 흡착 배향된 요오드의 탈색을 위한 탈색제로는 요오드를 탈색시킬 수 있는 것이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 NaOH, KOH, NaSH, NaN₃, NaS₂O₃, KSH 및 KS₂O₃ 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 탈색제의 함량은 패턴폭의 값에 따라 조절될 수 있으며, 바람직하게는 탈색용액 총 함량(100중량%)에 대하여 5 내지 45중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 20 중량%인 것이다. 또한, 탈색제와 알콜류 용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜 등을 혼합하여 사용할 수도 있다. 탈색제의 함량은 패턴폭의 값에 따라 조절될 수 있으며, 바람직하게는 탈색용액 총 함량(100중량%)에 대하여 5 내지 45중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 20중량%인 것이다. 사용된 사용된 탈색제는 회수하여 재사용할 수 있다.

탈색시간은 특별히 제한되지 않으며 패턴의 형성 정도(탈색의 정도)에 따라 조절 가능하다. 또한, 패턴폭의 값이나 탈색제의 농도에 따라서도 조절된다.

탈색용액이 확산되면서 흡착 배향된 요오드와 반응하여 탈색되는 것이므로, 탈색시간에 따라 패턴의 크기를 조절할 수 있게 되는데, 탈색시간이 너무 짧은 경우에는 탈색용액의 확산이 미미하여 원하는 크기(패턴간격)의 패턴을 얻기 어려우며, 탈색시간이 너무 길어지는 경우에는 탈색이 예정되지 않은 다른 부분까지 탈색용액에 침투할 수 있어 패턴의 균일성이 저하될 수 있다. 예를 들면, 탈색시간은 1000초 이내일 수 있으며, 바람직하게는 30 내지 800초, 보다 바람직하게는 60 내지 300초, 가장 바람직하게는 90 내지 210초일 수 있다.

탈색이 완료되면 알콜류 용매로 세척한 후 건조하는 단계를 더 수행할 수 있다.

또한, 마스크로 작용한 표면보호필름과 감압점착제층 패턴을 제거할 수 있다. 이러한 패턴은 감압점착제층 자체의 특성으로 인하여 쉽게 제거 가능하다.

본 발명의 편광격자 스크린은 상기 방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게, 본 발명의 편광격자 스크린은, 도 3(a)에 나타낸 바와 같이 흡착 배향된 요오드가 반복적인 수직 패턴을 이루고 있는 편광자인 것이다.

또한, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이 반복적인 수직 패턴을 이루고 있는 편광자의 적어도 한 면에 편광자 보호필름이 적층된 것일 수도 있다.

또한, 도 3(c)에 나타낸 바와 같이 편광자 보호필름 상에 점착제층과 이형필름이 순서대로 더 적층된 것일 수도 있다. 이러한 구조의 편광격자 스크린은 편광자 상에 편광자 보호필름, 점착제층 및 이형필름을 순서대로 적층시킨 후 흡착 배향된 요오드를 포함하는 편광자를 반복적인 수직 패턴으로 형성시키는 방법으로 제조되거나 흡착 배향된 요오드를 포함하는 편광자를 반복적인 수직 패턴으로 형성시킨 후 편광자 보호필름, 또는 추가로 점착제층 및 이형필름을 적층하는 방법으로 제조된 것일 수 있다. 이들 중에서 레이저 처리로 인한 점착제층과 이형필름의 열경화 또는 변색 등이 발생할 수 있으므로 후자의 방법으로 제조된 것이 바람직하다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 편광격자 스크린(100)은 요오드가 흡착 배향된 반복적인 수직 패턴(111)과, 패턴과 패턴 사이에 흡착 배향된 요오드가 탈색되어 형성된 반복적인 수직 패턴(112)으로 구성된다. 즉, 요오드가 흡착 배향된 반복적인 수직 패턴(111)은 백라이트로부터 발산되는 빛을 차단하는 배리어 역할을 하는 것이며, 흡착 배향된 요오드가 탈색되어 있는 패턴(112)은 빛을 통과시키는 개구 역할을 하는 것이다.

패턴(111)의 폭(a)은 1600㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 1000㎛, 가장 바람직하게는 50 내지 300㎛인 것이다. 또한, 패턴간격(b)은 400㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 400㎛, 가장 바람직하게는 50 내지 200㎛인 것이다. 패턴폭(a)과 패턴간격(b)은 화상표시장치의 화소에 따라 조절 가능하며, 상기와 같은 범위인 경우에는 보다 고화질에서도 적용할 수 있다는 장점이 있다.

편광격자 스크린에서 편광자의 두께는 통상 5 내지 80㎛일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 40㎛인 것이다.

편광격자 스크린에서 편광자의 단체 투과율은 43% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 43.3 내지 45.0%인 것이다.

또한, 편광격자 스크린에서 편광자를 흡수축이 서로 90°로 교차하도록 2장을 서로 겹쳐놓은 조건에서 측정된 직교 투과율이 낮은 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.030% 이하, 가장 바람직하게는 0.020% 이하인 것이다. 실제 제품에 적용시 편광효율은 99.990 내지 100%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 99.993 내지 100%인 것이다.

본 발명의 화상표시장치는 상기 편광격자 스크린이 구비된 것을 특징으로 한 다. 보다 상세하게는, 흡착 배향된 요오드가 탈색되어 반복적인 수직 패턴이 형성된 편광자를 포함하는 편광격자 스크린이 구비된 3차원 입체 화상표시장치인 것을 특징으로 한다.

편광격자 스크린은 패럴랙스 배리어로서 적용된다.

3차원 입체 화상표시장치는 액정표시장치, 전계발광표시장치, 플라즈마표시장치, 전계방출표시장치 등일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예 1

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 표면보호필름/감압점착제층/요오드가 흡착 배향된 PVA계 편광자/트리아세틸셀룰로오스(TAC) 보호필름이 순서대로 적층된 구조의 시판되고 있는 편광판(스미토모사 제조)을 이용하였다. 250W 급의 CO₂ 레이저 장비를 이용하여 상기 편광판의 PET 필름 방향에서 레이저를 강도 10%로 조사하여 PET 필름과 감압점착제층을 처리하여 패턴폭(막힌 영역)이 450㎛이고 패턴간격(오픈 영역)이 50㎛인 반복적인 수직의 패턴을 형성시켰다. 이때 사용된 레이저의 테 이블 스피드는 1000㎜/sec이며 반감기는 40㎲이다. 이어서, 10중량%의 KOH가 함유된 탈색용액을 패턴이 형성된 편광판 상에 도포하고 120초 동안 반응시켜 요오드를 탈색시켰다. 탈색이 완료되면 알콜로 세척한 후 PET 필름과 감압점착제층 패턴을 제거하여 반복적인 수직 패턴이 형성된 편광격자 스크린을 수득하였다.

비교예 1

시판되고 있는 PVA계 편광자에 흡착 배향된 요오드 자체를 레이저로 파괴 처리하여 패턴의 폭과 간격이 각각 250㎛인 패턴이 형성된 PVA계 필름을 수득하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 제조된, 반복적인 수직 패턴이 형성된 편광격자 스크린을 광학현미경(MX61, OLYMPUS사 제조)을 사용하여 분석하였다. 패턴의 크기는 측정배율을 50배로 하여 관찰하고, 그 결과를 도 5 및 6에 나타내었다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 편광격자 스크린은 반복적인 수직 패턴의 경계면이 뚜렷하게 잘 형성되고, 형성된 패턴이 균일한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 황변현상이 없어 패럴랙스 배리어로서 적용시 빛을 차단시키는 배리어로서의 차단특성과 빛을 통과시키는 개구로서의 투과특성이 우수한 효과가 있다. 이때, 경계면에서 세로 줄무늬와 같은 형태로 나타나는 것은 레이저 처리에 의한 형상으로서, 표면보호필름과 감압점착제층을 레이저 처리하게 되면 정확히 직사각형의 모양으로 패턴이 형성되는 것이 아니라 가우시안 형태로 중앙부분은 깊고 양끝단은 약간 올라가는 형태를 갖는 패턴이 형성되며, 이로 인하여 탈 색시 세로 줄무늬와 같은 형태로 나타나는 것일 뿐이며 패럴랙스 배리어로서 적용에 있어서 영향을 미치지 않는다.

반면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 종래와 같은 레이저를 이용한 방법으로 패턴을 형성시킨 편광격자 스크린은 레이저 처리에 의해 요오드가 파괴된 부분이 투명하지 못하고 황변되었으며, 흡착 배향된 요오드가 반복적인 수직 패턴으로 존재해야 하는 부분에서도 요오드의 일부가 파괴되어 원래의 형태를 유지하지 못하게 되고, 결과적으로 패턴과 패턴의 경계면이 뚜렷하지 않아 패턴이 형성되었다고 하기 어려운 것을 알 수 있었다. 즉, 빛의 차단 및 투과특성을 발휘할 수 없어 패럴랙스 배리어로서 적용하기 어려웠다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따라 PVA계 필름에 흡착 배향된 요오드를 탈색시켜 반복적인 수직 패턴을 갖도록 제조된 편광격자 스크린은 무안경 방식으로 구현되는 각종 3차원 화상표시, 예를 들어 액정표시장치, 전계발광 표시장치, 플라즈마표시장치 또는 전계방출표시장치 등의 패럴랙스 배리어로서 적용 가능하다.

도 1은 패럴랙스 배리어 방식의 3차원 화상표시장치의 일반적인 원리를 도시한 개략도이고,

도 2는 본 발명의 편광격자 스크린의 제조방법의 공정도이며,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광격자 스크린의 단면도이고,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광격자 스크린의 평면도이고,

도 5는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 편광격자 스크린의 광학현미경 사진(× 50)이며,

도 6은 본 발명의 비교예 1에서 제조된 편광격자 스크린의 광학현미경 사진이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 편광격자 스크린

111: 요오드가 수직 방향으로 흡착 배향된 패턴(배리어)

112: 요오드가 수직 방향으로 탈색된 패턴(개구)

a: 패턴폭 b: 패턴간격

Claims (10)

1. 표면보호필름, 감압점착제층 및 편광자가 순서대로 적층된 편광판의 표면보호필름과 감압점착제층을 레이저로 처리하여 반복적인 수직 패턴을 형성시키고, 형성된 패턴을 마스크로 하여 편광자를 탈색시키는 단계를 포함하는 편광격자 스크린의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 탈색단계 이후에 표면보호필름과 감압점착제층을 제거하는 단계를 더 포함하는 편광격자 스크린의 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서, 레이저 처리는 사용출력 5 내지 20%로 조사하여 수행되는 편광격자 스크린의 제조방법.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 반복적인 수직 패턴에서의 패턴폭은 50 내지 1000㎛인 편광격자 스크린의 제조방법.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 반복적인 수직 패턴에서의 패턴간격은 50 내지 400㎛인 편광격자 스크린의 제조방법.
6. 청구항 1에 있어서, 편광자는 요오드가 흡착 배향된 폴리비닐알콜계 필름인 편광격자 스크린의 제조방법.
7. 청구항 1에 있어서, 편광판은 편광자 상에 편광자 보호필름, 또는 편광자 보호필름, 점착제층 및 이형필름이 순서대로 더 적층된 것인 편광격자 스크린의 제조방법.
8. 청구항 1에 있어서, 탈색은 NaOH, KOH, NaSH, NaN₃, NaS₂O₃, KSH 및 KS₂O₃ 중에서 선택된 1종 이상의 탈색제를 사용하여 수행되는 편광격자 스크린의 제조방법.
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항의 제조방법에 의해 제조된 편광격자 스크린.
10. 청구항 9의 편광격자 스크린이 구비된 3차원 화상표시장치.

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