KR20110125858A - 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치 - Google Patents

패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110125858A
KR20110125858A KR1020100045470A KR20100045470A KR20110125858A KR 20110125858 A KR20110125858 A KR 20110125858A KR 1020100045470 A KR1020100045470 A KR 1020100045470A KR 20100045470 A KR20100045470 A KR 20100045470A KR 20110125858 A KR20110125858 A KR 20110125858A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
patterned
liquid crystal
film
alignment
light
Prior art date
Application number
KR1020100045470A
Other languages
English (en)
Inventor
조오형
김용환
최봉진
김병인
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 동우 화인켐 주식회사
Priority to KR1020100045470A priority Critical patent/KR20110125858A/ko
Publication of KR20110125858A publication Critical patent/KR20110125858A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G02F1/133548—Wire-grid polarisers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광 배향이 가능한 막 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하는 단계를 포함함으로써, 종래에 비해 제조 장치 및 제조 공정이 감소되고 제조시간을 단축할 수 있으며, 균일한 패턴을 갖는 패턴화 리타더를 연속적으로 대량 생산할 수 있는 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치에 관한 것이다.

Description

패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치 {METHOD AND APPARATUS OF MANUFACTURING THE PATTERNED RETARDER}
본 발명은 편광 안경 방식을 이용하는 입체화상표시장치에 적용될 수 있는 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치에 관한 것이다.
패턴화 리타더(Patterned retarder, 복굴절 매질 또는 위상차 필름이라고도 함)는 편광 안경 방식의 입체화상표시장치에 적용되어 입체 영상을 구현하는데 이용된다.
도 1은 화상표시패널(103)의 일면에 기재(편광판)(105), 배향막(107) 및 액정 코팅층(109)을 포함하는 패턴화 리타더(101)를 포함하는 입체화상표시장치이다. 여기서 좌원 편광부(L, Left Circularly Polarized Light Part)와 우원 편광부(R, Right Circularly Polarized Light part)는 스트라이프(stripe) 형상을 이루며 교대로 반복하여 배치되는 구조를 가지고 있다. 좌원 편광부(L)를 통과한 빛은 사용자의 편광 안경에서 좌안의 편광 필름을 통과하고, 우원 편광부(R)를 통과한 빛은 사용자의 편광 안경에서 우안의 편광 필름을 통과하여 양안(兩眼)에 서로 다른 이미지를 맺히게 함으로써 입체 영상을 구현할 수 있다.
패턴화 리타더를 제조하는 방법은 일본국 특허공개 제2003-337226호와 같이 낱장의 기판 위에 배향막 형성용 조성물을 도포하여 배향막을 형성한다. 배향막 상에 마스크를 덮어 놓고 편광 광조사하여 A영역을 패턴화하고, 마스크를 이동한 후 편광 광조사하여 B영역을 패턴화한다. 패턴화된 배향막 상에 액정 코팅층 형성용 조성물을 도포한 후 자외선 조사하여 패턴화 리타더를 제조한다(도 2 참조).
이러한 방법은 배향막에 패턴화된 배향영역을 형성하기 위해 반드시 편광 노광기가 요구된다. 편광 노광기는 노광기에서 조사되는 빛을 편광시키는 것으로 편광을 위한 소자로 상당히 고가인 쿼츠(석영)가 사용되어야 하는 단점이 있다. 또한 공정을 단축시키기 위해 각 패턴 영역 형성 시 별도의 편광 노광기를 구비해야 한다.
또한, 2회의 마스크 작업과 각 패턴 영역을 얼라인 시키기 위한 얼라인 장치 및 얼라인 작업이 요구된다.
이같이 패턴화 리타더를 제조하는 방법 및 장치가 매우 복잡하고, 장시간이 소요되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 2회 이상의 마스크 작업을 수행하지 않고, 고가의 편광 노광기와 각 패턴영역을 얼라인하기 위한 별도의 장치가 필요하지 않아 패턴화 리타더를 제조하는 공정 및 시간을 효과적으로 단축할 수 있는 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 제조 공정이 간소화되고, 단시간의 대량생산에 적합한 공정을 채용하여 생산성을 향상시킬 수 있는 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치를 제공하는데 있다.
1. 광 배향이 가능한 막 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하는 단계를 포함하는 패턴화 리타더의 제조방법.
2. 위 1에 있어서, 광 배향이 가능한 막은 그 막 상에 액정층을 형성시키기 위한 배향막인 패턴화 리타더의 제조방법.
3. 위 1에 있어서, 광 배향이 가능한 막은 액정 화합물 및 광 변조가 가능한 카이럴성 물질을 포함하는 것인 패턴화 리타더의 제조방법.
4. 위 1내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 와이어 그리드 편광자의 패턴은 투과축이 실질적으로 서로 수직이고, 와이어 그리드 편광자의 패턴은 반복되어 형성된 것인 패턴화 리타더의 제조방법.
5. 위 4에 있어서, 와이어 그리드 편광자의 패턴은 리타더 패턴과 대응되도록 형성된 것인 패턴화 리타더의 제조방법.
6. 위 4에 있어서, 광은 비편광된 것인 패턴화 리타더의 제조방법.
7. 위 4에 있어서, 와이어 그리드 편광자의 격자 주기는 광의 주파장 이하인 패턴화 리타더의 제조방법.
8. 위 7에 있어서, 와이어 그리드 편광자의 격자 주기는 광의 주파장에 대해서 1/2 내지 1/4인 패턴화 리타더의 제조방법.
9. 기재를 이송시키는 이송부; 이송되는 상기 기재에 배향막을 형성하는 배향막 형성부; 상기 배향막에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하여 패턴화된 배향막을 형성하는 패턴화된 배향막 형성부; 및 상기 패턴화된 배향막 상에 액정 코팅층을 형성하고 광 조사하여 패턴화 리타더를 형성하는 패턴화 리타더 형성부를 포함하는 패턴화 리타더의 제조장치.
10. 기재를 이송시키는 이송부; 이송되는 상기 기재에 광 변조가 가능한 카이럴성 물질이 포함된 액정 코팅층을 형성하는 액정 코팅층 형성부; 및 상기 액정 코팅층 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하여 패턴화 리타더를 형성하는 패턴화 리타더 형성부를 포함하는 패턴화 리타더의 제조장치.
본 발명은 제조장치(노광장치, 얼라인 장치 등) 및 제조공정(2회의 마스크 작업 등)이 감소되어 비용을 절감할 수 있고, 공정시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명은 패턴영역의 얼라인 시 발생되는 문제가 현저히 감소되어 패턴화 리타더의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 롤 형상의 패턴화 리타더를 제조할 수 있어 이를 입체화상표시장치에 적용 시 제조공정이 간소화되고, 화상표시장치의 크기에 따라 패턴화 리타더를 절단하여 제공할 수 있으므로 공정마진을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 연속적인 공정으로 패턴화 리타더를 제조할 수 있어 대량생산 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1a 및 1b는 패턴화 리타더의 구조이고,
도 2는 종래 패턴화 리타더의 제조방법을 도식화한 것이고,
도 3은 본 발명의 일례에 따른 패턴화 리타더의 제조장치이고,
도 4는 본 발명에 따른 패턴화된 와이어 그리드 편광자의 피치(P), 선폭(W) 및 높이(H)의 정의를 도시한 것이고,
도 5a, 5b 및 5c는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 패턴의 일례이고,
도 6은 본 발명에 따른 일례의 패턴화 리타더의 제조 방법이고,
도 7은 본 발명의 일례에 따른 패턴화 리타더의 제조장치이고,
도 8은 본 발명에 따른 일례의 패턴화 리타더의 제조 방법이고,
도 9는 본 발명에 따른 제조된 패턴화 리타더의 구조이다.
본 발명은 광 배향이 가능한 막 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하는 단계를 포함함으로써, 제조장치와 공정이 감소되고 공정시간을 단축할 수 있으며 품질이 향상된 패턴화 리타더를 연속적으로 대량 생산할 수 있는 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 패턴화 리타더의 제조방법은 광 배향이 가능한 막 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하는 단계를 포함한다.
상기 광 배향이 가능한 막은 그 막 상에 액정층을 형성시키기 위한 배향막, 또는 액정 화합물 및 광 변조가 가능한 카이럴성 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 와이어 그리드 편광자의 패턴은 리타더 패턴과 대응되도록 형성된다.
광 배향이 가능한 막이 그 막 상에 액정층을 형성시키기 위한 배향막인 경우의 패턴화 리타더의 제조방법은 하기와 같다.
기재를 이송하는 단계; 상기 이송된 기재상에 배향막을 형성하는 단계; 상기 형성된 배향막 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하여 패턴화된 배향막을 제조하는 단계; 및 상기 패턴화된 배향막 상에 액정 코팅층 형성용 조성물을 도포하고 광 조사하여 패턴화 리타더를 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 패턴화 리타더의 제조장치는 도 3과 같이, 광배향부(1)와 패턴화 리타더 형성부(3)를 포함할 수 있다. 광배향부(1)는 기재(5)를 권출하는 제1롤(7)과 기재(5)가 권취되는 제2롤(9)을 구비한 이송부(11)를 포함한다.
또한, 광배향부(1) 이전에 기재 상에 배향막을 형성하는 배향막 형성부(도시생략)를 포함한다. 배향막 형성부는 유동 주조법, 및 에어 나이프(air knife), 그라비아(gravure), 리버스 롤(reverse roll), 키스 롤(kiss roll), 스프레이(spray) 또는 블레이드(blade) 등의 통상의 장치가 사용될 수 있다. 배향막 형성은 배향막 형성부에 의하여 배향의 직전 과정에서 이루어질 수도 있고, 경우에 따라서 별도의 배향막 형성 공정을 통하여 배향막이 기재(5) 상에 형성될 수 있다. 또한 필요에 따라 배향막 형성부에는 형성된 배향막을 경화시키기 위해서 통상의 건조장치를 사용할 수 있다.
이송부(11)의 제1롤(7) 및 제2롤(9)은 독립적으로 모터 등의 구동원(도시생략)과 벨트나 체인 등의 동력전달부재(도시생략)로 연결되어 구동력을 전달받아 회전할 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 장력유지 및 안정적인 기재의 이송을 위한 가이드 롤(도시생략) 및 공정에 따라 기재의 이송량을 제어하는 어큐뮬레이터(accumulator, 도시생략)를 다수 구비할 수 있다.
광배향부(1)는 기재(5)의 상부에 제공된 배향막의 전체 영역을 일방향으로 배향할 수 있는 광(15)이 제공된다. 광(15)은 비편광된 것을 사용하며, 전자빔 또는 전자파 등을 사용할 수 있다. 전자파는 공정성이 뛰어난 자외선을 사용하는 것이 바람직하다.
특히 본 발명의 실시예에서 광(15)은 기재(5) 면에 제공되는 배향막의 종류에 따라 임의로 선택될 수 있으며 비접촉식으로 배향을 할 수 있으면 어느 것이나 가능하다.
패턴화된 와이어 그리드 편광자(17)은 광(15)과 기재(5) 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 패턴화된 와이어 그리드 편광자(17)의 편광기능은 도 4와 같이 격자선들 중심 간의 간격으로 정의되는 피치(P), 격자선의 선폭(W) 및 높이(H)에 영향을 받는다.
패턴화된 와이어 그리드 편광자를 통과하는 빛의 편광도를 향상시키기 위해서 피치(격자 주기, P)는 노광기 광의 주파장에 대하여 주파장 이하, 바람직하게는 주파장의 0.5배 이하, 보다 바람직하게는 주파장의 0.5 내지 0.25배의 크기인 것이 좋다. 또한 선폭(W)은 P에 대하여 0.5배 이하의 크기이고, 높이(H)는 W에 대해서 1배 이상의 크기 비로 형성되는 것이 패턴화 와이어 그리드 편광자를 통과하는 빛의 편광도를 향상에 바람직하다.
패턴화된 와이어 그리드 편광자는 투명기재 상에 격자선이 배열된다.
투명기재는 유리 또는 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 합성 수지를 이용하여 필름 형태로 형성될 수 있다.
편광자의 격자는 광 반사율이 높은 금속 또는 금속 산화물로 형성될 수 있다. 일례로 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au) 및 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni) 등의 단일 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 바람직하기로는 광 반사율이 높으면서 광 흡수율이 낮은 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 알루미늄몰리브덴옥사이드(AMO), 보다 바람직하기로는 가공성이 우수한 알루미늄몰리브덴옥사이드(AMO)으로 형성하는 것이 좋다. 또한, 상기 단일 금속 또는 합금이 복수의 층으로 적층된 다층 구조로 형성될 수 있다.
패턴화된 와이어 그리드 편광자의 격자 형성 방법은 투명기재 상에 나노 임프린트 리소그라피 방법, 레이저 간섭 리소그라피 방법, 또는 전자 빔 리소그라피 방법 등의 공지의 방법으로 형성될 수 있다.
패턴화된 와이어 그리드 편광자의 패턴은 일례로 도 5a 내지 5c과 같이 형성될 수 있다. 이때, A는 투과축이고 B는 흡수축이며, 인접한 패턴의 투과축은 실질적으로 서로 수직이다. 본 발명에서 실질적으로 수직이라 함은 패턴화된 와이어 그리드 편광자에 의해 형성된 패턴화 리타더를 이용하여 입체화상의 구현이 가능한 정도의 각이며, 구체적으로 90±5°일 수 있다.
광(15)으로부터 조사되는 빛은 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 통과하게 되면 빛이 편광되어 투과되며, 상기 편광된 빛에 의해 광 배향이 가능한 막 상에 패턴이 형성된다.
패턴화 리타더 형성부(3)는 광배향부(1)의 일측에 설치되어 기재에 제공된 배향막에 액정 코팅층을 형성한다. 패턴화 리타더 형성부는 본 발명의 실시예에서는 연속 공정을 위하여 광배향부의 일측에 배치된 예를 도시하여 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 광배향이 끝난 이후의 별도 공정으로 진행하기 위하여 별도의 장치로 이루어지는 것도 가능하다.
패턴화 리타더 형성부(3)는 조성물 도포부(31), 조성물 건조부(33) 및 경화부(35)를 포함한다.
조성물 도포부(31)는 액정 화합물 및 용매를 포함한 액정 코팅층 형성용 조성물을　배향막 상에 균일하게 도포하는 것이다. 이러한 조성물 도포부(31)는 유동 주조법, 및 에어 나이프(air knife), 그라비아(gravure), 리버스 롤(reverse roll), 키스 롤(kiss roll), 스프레이(spray) 또는 블레이드(blade) 등의 통상의 장치가 사용될 수 있다.
조성물 건조부(33)는 조성물 도포부(31)에서 도포된 혼합 용액을 건조하여 코팅층을 형성하기 위한 것으로 이 역시 통상의 건조 장치가 사용될 수 있다.
경화부(35)는 노광기를 사용하여 상기 형성된 코팅층에 광을 조사하여 경화시키는 것으로, 자외선 등의 전자파(電磁波)를 조사하는 광원 등의 통상적인 장치가 사용될 수 있다. 또한, 히터를 사용하여 열경화시킬 수도 있다.
추가로, 패턴화 리타더 형성부 이후에 본 발명은 결점 검사부(도시생략)를 포함하여 패턴화 리타더의 결점 검사를 실시할 수도 있다. 결점 검사부는 편광필터 등의 스캔을 사용하여 규정된 결점을 특정하고, 특정된 결점에 잉크 마킹, 바코드 마킹 등의 마킹 장치를 사용하여 표시하던가, 별도의 저장부에 결점정보(형태, 크기, 위치)를 저장하여 입체화상표시장치에 적용 시에 이를 활용할 수도 있다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 일례의 패턴화 리타더의 제조 방법을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 기재를 이송부(11)에 의하여 이송한다(S1). 이때, 기재가 롤 형상인 경우는 통상의 롤 투 롤(roll to roll) 방식으로 이동되는 것이 바람직하다. 또한, 장력유지 및 안정적인 기재의 이송을 위한 가이드 롤(도시생략) 및 공정에 따라 기재의 이송량을 제어하는 어큐물레이터(Accumulator)(도시생략)를 사용하는 것이 바람직하다.
기재상에 배향막을 형성한다(S3). 배향막 형성은 배향막 도포장치에 의해 실시되고 필요에 따라 건조장치에 의해 건조가 수행된다. 또한 별도의 배향막 형성 공정을 통하여 배향막이 기재 상에 형성되는 경우는 본 공정이 생략될 수도 있다.
상기 배향막은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 유기 배향막을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하기로는 국제특허 제2005/096041호, 일본특허공개 평10-123461호, 일본특허공개 평10-227998호에 기재된 것을 사용하는 것이 좋다.
유기 배향막은 아크릴레이트계, 폴리이미드계 또는 폴리아믹산이 함유된 배향막 형성용 조성물을 사용할 수 있다. 폴리아믹산은 디아민(di-amine)과 이무수물(dianhydride)을 반응시켜 얻어지는 폴리머이고 폴리이미드는 폴리아믹산을 이미드화하여 얻어지는 것으로 이들의 구조는 특별히 제한되지 않는다.
배향막 형성용 조성물은 적절한 점도를 유지하는 것이 중요하다. 점도가 지나치게 높으면 압력을 가해도 쉽게 유동하지 않아 균일한 두께의 배향막 형성이 어려우며, 점도가 지나치게 낮으면 퍼짐성은 좋으나 배향막의 두께 조절이 어렵다. 일례로 25℃에서 1cP 내지 13cP인 것이 바람직하다.
또한 배향막 형성용 조성물은 표면 장력, 고형분의 함량 및 용제의 휘발성 등을 고려하는 것이 좋다. 특히 고형분의 함량은 점도나 표면장력에 영향을 미치므로 배향막의 두께나 경화 특성 등을 동시에 고려하여 조절하는 것이 좋다. 고형분의 함량이 지나치게 높으면 점도가 높아 배향막의 두께가 두꺼워지며, 지나치게 낮을 경우에는 용매의 비율이 높아 용액의 건조 후 얼룩이 생기는 문제점이 있다. 일례로 고형분의 함량이 0.1 내지 30중량%인 것이 바람직하다.
배향막 형성용 조성물은 아크릴레이트계, 폴리이미드계 또는 폴리아믹산 등의 고형분이 용매에 용해된 용액상인 것이 좋다. 용매는 고형분을 용해시킬 수 있는 것으로 특별히 한정하지 않으며, 구체적으로 부틸셀로솔브, 감마-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈 및 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 등이 사용될 수 있다.
이러한 용매는 용해도, 점도, 표면장력 등을 고려하여 균일한 배향막을 형성할 수 있도록 적절히 혼합하여 사용한다.
이외에 배향막 조성물은 효과적인 배향막 형성을 위하여 가교제 및 커플링제 등이 추가로 혼합될 수 있다.
상기 배향막 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 이용하여 패턴화된 배향막 제조한다(S5). 광배향부에서 배향막 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 배치하고, 편광자의 상부에서 광을 조사하면 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 통과한 편광된 빛에 의해 배향막의 배향방향이 패턴화된다.
광은 비편광된 것을 사용하며, 전자빔 또는 전자파 등을 사용할 수 있다. 전자파는 공정성이 뛰어난 자외선을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 패턴화된 배향막이 경화된 후에 액정 코팅층을 형성한다(S7). 액정 코팅층을 형성하는 단계(S7)는 배향된 배향막 상에 액정 코팅층 형성용 조성물을 도포한다(S9). 그리고 도포된 액정 코팅층 형성용 조성물을 건조시켜 코팅층을 형성한다(S11). 상기 코팅층을 광경화시킨다(S13). 이러한 과정을 거치면, 배향막의 배향 방향에 따라 액정 코팅층이 배향된 패턴화 리타더가 제조된다.
상기 액정 코팅층 형성용 조성물은 액정 화합물과 용매가 포함될 수 있으며, 액정 화합물은 일례로 반응성 액정 화합물(RM)이 포함될 수 있다. 반응성 액정 화합물(RM)의 예로서는 인포메이션디스플레이 10권 1호(반응성 액정 단량체의 최신 연구 동향)에 기재된 것을 들 수 있다.
반응성 액정 화합물은 액정성을 발현할 수 있는 메조겐(mesogen)과 중합이 가능한 말단기를 포함하여 액정상을 갖게 되는 단량체 분자를 말한다. 반응성 액정 화합물을 중합하게 되면 액정의 배열된 상을 유지하면서 가교된 고분자 네트워크를 얻을 수 있게 된다. 반응성 액정 화합물 분자는 투명점(clearing point)으로부터 냉각하게 되면 같은 구조의 액정 고분자를 사용하는 경우보다 액정상에서 상대적으로 낮은 점도에서 보다 잘 배향된 구조를 갖는 대면적의 도메인을 얻을 수 있다.
이와 같이 형성된 액정 코팅층은 액정이 가지는 광학 이방성이나 유전율 등의 특성을 그대로 유지하면서도 고체상의 박막 형태를 가지고 있기 때문에 기계적이나 열적으로 안정하다.
상기 반응성 액정 화합물(RM)은 코팅 공정의 효율성 및 코팅층의 균일성을 확보하기 위하여 용매에 희석시켜 액정 코팅층 형성용 조성물로 사용할 수 있다. 바람직하기로는 액정 화합물을 용해시킬 수 있는 용매에 용해되어 균일함을 갖는 것이 좋다.
일례로 반응성 액정 화합물은 이를 용해시킬 수 있는 용매 구체적으로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 메틸에틸케톤(MEK), 이소프로필알콜(IPA), 자일렌 및 클로로포름 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합 용매를 사용하여 액정 코팅층 형성용 조성물을 제조할 수 있다.
또한, 반응성 액정 화합물은 이를 중합 및 가교시키기 위한 개시제를 포함하여 코팅층 형성 조성물을 제조한다. 개시제는 공지의 광중합 개시제 또는 열중합 개시제를 사용할 수 있으며, 광중합 개시제가 반응시간 및 제어가 용이하여 바람직하다. 개시제는 반응성 액정 화합물 전체 고형분에 대해서 10중량% 이하, 바람직하게는 0.01 내지 5중량%이다.
반응성 액정 화합물은 첨가제를 추가로 포함하여 액정 코팅층 형성용 조성물을 제조한다. 첨가제는 일례로 분산제, 결합제(예컨대, 유리 라디칼 중합성 및 양이온성 중합성 결합성분), 방부제(예컨대, 글루타르디알데히드, 테트라메틸올아세틸렌우레아), 실란커플링제, 레벨링제, 가교제, 산화방지제, 탈기제, 소포제, 점도조절제, 유동 개선제, 침강방지제, 광택개선제, 윤활제, 접착 촉진제, 항피부제, 메팅제, 유화제, 안정제, 소수성 제제, 광안정화 첨가제, 처리 개선제 및 대전방지제 등이 사용될 수 있다.
액정 코팅층 형성용 조성물 내의 반응성 액정 화합물의 함량은 5 내지 30중량%를 유지하도록 한다. 함량이 5중량% 미만으로 낮으면 위상차 구현이 불가능하고, 30중량%를 초과하는 경우에는 반응성 액정 화합물이 석출되어 균일한 액정 코팅층 형성이 어려운 문제가 있다.
또한 광 배향이 가능한 막이 액정 화합물 및 광 변조가 가능한 카이럴성 물질을 포함하는 경우의 패턴화 리타더의 제조방법은 하기와 같다.
기재를 이송하는 단계; 상기 이송된 기재상에 광 변조가 가능한 카이럴성 물질이 포함된 액정 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 액정 코팅층 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하여 패턴화 리타더를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 패턴화 리타더의 제조장치는 도 7과 같이, 기재(5)를 권출하는 제1롤(7)과 기재(5)가 권취되는 제2롤(9)을 구비한 이송부(11)와, 광(37)과 패턴화된 와이어 그리드 편광자(39)를 구비한 패턴화 리타더 형성부(3)를 포함할 수 있다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 일례의 패턴화 리타더의 제조 방법을 도 8과 같이 롤 투 롤 방식으로 기재를 이송(S1)하고, 기재 상에 광 변조가 가능한 카이럴성 물질이 포함된 액정 코팅층을 형성(S3)한 후에, 액정 코팅층 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하여 경화한다(S5).
이 방법은 배향막 없이 광 변조가 가능한 카이럴성 물질을 포함하는 액정 코팅층상에 직접 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광조사하여 패턴화 리타더를 제조한다.
상기 액정 코팅층은 액정 코팅층 형성용 조성물에 일본국 특개평 10-153707에 개시된 광이성화 물질 또는 한국 특허등록 10-0603455에 기재된 광 변조가 가능한 카이럴성 물질을 함유하여 형성될 수 있다. 광 변조가 가능한 카이럴성 물질이 함유된 액정 코팅층 형성용 조성물은 배향막 없이, 액정 코팅층을 도포한 후 편광된 빛을 조사하면 액정이 배향방향을 가지게 된다.
본 발명은 광 변조가 가능한 카이럴성 물질이 함유된 액정 코팅층을 도포한 후 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광을 조사하는 방법으로 손쉽게 패턴화 리타더를 제조한다.
이외에 구체적인 사항은 상기와 동일하다.
도 9는 본 발명에 따른 패턴화 리타더의 구조이다. 패턴화 리타더는 기재, 이 기재의 상부에 서로 다른 방향으로 배향이 이루어지고 스트라이프 형상을 가지며 교대로 배치되는 배향 영역(a, b) 및 이 배향 영역(a, b)의 상부에 배치되는 액정 코팅층(109)을 포함한다.
본 발명의 기재는 유리기판, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리카보네이트 필름 등의 공지의 광학필름, 바람직하기로는 편광판을 사용하는 것이 좋다. 또한, 기재가 롤(roll) 형상인 경우, 롤 형상의 패턴화 리타더를 제조할 수 있어, 이를 화상표시장치에 적용 시에 제조공정 간소화 및 공정마진이 향상되어서 유리하다.
통상 패턴화 리타더를 사용한 입체화상표시장치는 좌원 편광과 우원 편광을 형성하기 위하여 편광판에 패턴화 리타더를 접착제 등을 통하여 적층하는 공정이 요구된다. 그러나 기재로 편광판을 사용하면 이러한 적층 공정이 생략되므로 공정단축뿐만 아니라 제조 비용도 절감할 수 있다.
상기 편광판은 편광자와 이 편광자의 적어도 한 면에 적층되는 편광자 보호필름을 포함한다.
편광자는 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 것을 사용할 수 있다. 상기 편광자를 구성하는 폴리비닐알콜계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐과, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체등을 사용할 수 있다. 여기서 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류 및 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 사용할 수 있다. 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에서 사용되는 통상적인 두께로 제조할 수 있다.
편광자 보호필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하며, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 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; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름 등을 사용할 수 있으며, 이들의 두께 또한 특별히 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 액정 코팅층은 패턴을 형성하여 인접한 패턴의 지상축 방향이 편광판의 흡수축(연신축) 방향과 독립적으로 각각 45° 및 135°를 유지함으로써 우원 편광부 및 좌원 편광부를 형성한다.
이러한 패턴화 리타더는 연속적으로 길이를 길게 생산할 수 있어 대량 생산에 용이하여 생산성이 증대된다. 또한 본 발명의 실시예의 패턴화 리타더는 기재가 유연한(Flexible) 형태를 나타낼 수 있는 필름으로 이루어져 다양한 조건을 가지는 이미지 패널에 부착이 가능하다.
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
권출된 75㎛ 두께의 편광판 상에 아크릴레이트계 배향액을 코팅하고 40℃에서 120초간 열풍 건조하여 1,000Å 두께의 배향막을 형성하였다. 편광판은 PVA 편광자의 한 면에 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 보호필름이 접합되고, 배향막이 코팅되는 다른 면에 시클로올레핀계 보호필름이 접합된 것을 사용하였다.
이송되는 편광판의 배향막 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 배치시켜서 14mW 노광 램프로 자외선을 조사하여 광배향된 배향막을 제조하였다. 패턴화된 와이어 그리드 편광자는 인접한 패턴의 투과축이 서로 수직이 되도록 패턴화하였다.
반응성 액정 화합물을 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA)에 용해시켜 제조된 25중량%(고형분 함량)의 액정 코팅층 형성용 조성물을 상기 배향막 상에 도포하였다.
80℃에서 20초간 예비 건조한 후 110℃에서 5초간 건조하여 1.5㎛ 두께의 액정 코팅층을 형성하였다. 이후에 14mW 노광 램프로 500초간 자외선으로 광경화하여 액정 코팅층을 통과한 빛의 위상차 지연이 -λ/4만큼 되는 영역과 λ/4만큼 되는 영역이 교대로 존재하는 패턴화 리타더를 제조하였다.
실시예 2
권출된 75㎛ 두께의 편광판(실시예 1과 동일한) 상에 광 변조가 가능한 카이럴성 물질과 반응성 액정 화합물을 클로로포름에 용해시켜 제조된 20중량%(고형분 함량)의 액정 코팅층 형성용 조성물을 코팅하고 40℃에서 120초간 열풍 건조하여 1.5㎛ 두께의 액정 코팅층을 형성하였다.
이후에 이송되는 액정 코팅층 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 배치시켜서 14mW 노광 램프로 500초간 자외선을 조사하여 액정 코팅층을 통과한 빛의 위상차 지연이 -λ/4만큼 되는 영역과 λ/4만큼 되는 영역이 교대로 존재하는 패턴화 리타더를 제조하였다.
1 : 광배향부 3 : 패턴화 리타더 형성부
5, 105 : 기재 7 : 제1롤
9 : 제2롤 11 : 이송롤
15, 37 : 광
17, 39 : 패턴화된 와이어 그리드 편광자
31 : 조성물 도포부
33 : 조성물 건조부
35 : 경화부
101: 패턴화 리타더 103 : 화상표시패널
107 : 배향막 109 : 액정 코팅층

Claims (10)

  1. 광 배향이 가능한 막 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하는 단계를 포함하는 패턴화 리타더의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 광 배향이 가능한 막은 그 막 상에 액정층을 형성시키기 위한 배향막인 패턴화 리타더의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 광 배향이 가능한 막은 액정 화합물 및 광 변조가 가능한 카이럴성 물질을 포함하는 것인 패턴화 리타더의 제조방법.
  4. 청구항 1내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 와이어 그리드 편광자의 패턴은 투과축이 실질적으로 서로 수직이고, 와이어 그리드 편광자의 패턴은 반복되어 형성된 것인 패턴화 리타더의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 와이어 그리드 편광자의 패턴은 리타더 패턴과 대응되도록 형성된 것인 패턴화 리타더의 제조방법.
  6. 청구항 4에 있어서, 광은 비편광된 것인 패턴화 리타더의 제조방법.
  7. 청구항 4에 있어서, 와이어 그리드 편광자의 격자 주기는 광의 주파장 이하인 패턴화 리타더의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 와이어 그리드 편광자의 격자 주기는 광의 주파장에 대해서 1/2 내지 1/4인 패턴화 리타더의 제조방법.
  9. 기재를 이송시키는 이송부;
    이송되는 상기 기재에 배향막을 형성하는 배향막 형성부;
    상기 배향막에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하여 패턴화된 배향막을 형성하는 패턴화된 배향막 형성부; 및
    상기 패턴화된 배향막 상에 액정 코팅층을 형성하고 광 조사하여 패턴화 리타더를 형성하는 패턴화 리타더 형성부를 포함하는 패턴화 리타더의 제조장치.
  10. 기재를 이송시키는 이송부;
    이송되는 상기 기재에 광 변조가 가능한 카이럴성 물질이 포함된 액정 코팅층을 형성하는 액정 코팅층 형성부; 및
    상기 액정 코팅층 상에 패턴화된 와이어 그리드 편광자를 덮고 광 조사하여 패턴화 리타더를 형성하는 패턴화 리타더 형성부를 포함하는 패턴화 리타더의 제조장치.
KR1020100045470A 2010-05-14 2010-05-14 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치 KR20110125858A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100045470A KR20110125858A (ko) 2010-05-14 2010-05-14 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100045470A KR20110125858A (ko) 2010-05-14 2010-05-14 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110125858A true KR20110125858A (ko) 2011-11-22

Family

ID=45395176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100045470A KR20110125858A (ko) 2010-05-14 2010-05-14 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110125858A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9651727B2 (en) 2013-07-04 2017-05-16 Samsung Display Co., Ltd. Polarizer, polarized light illuminating apparatus having the same and method of manufacturing the same
CN108474984A (zh) * 2016-01-21 2018-08-31 夏普株式会社 液晶面板的制造方法、相位差板的制造方法及线栅偏光板
CN113568223A (zh) * 2021-07-06 2021-10-29 信利(仁寿)高端显示科技有限公司 一种液晶面板的多角度同时配向装置及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9651727B2 (en) 2013-07-04 2017-05-16 Samsung Display Co., Ltd. Polarizer, polarized light illuminating apparatus having the same and method of manufacturing the same
CN108474984A (zh) * 2016-01-21 2018-08-31 夏普株式会社 液晶面板的制造方法、相位差板的制造方法及线栅偏光板
CN113568223A (zh) * 2021-07-06 2021-10-29 信利(仁寿)高端显示科技有限公司 一种液晶面板的多角度同时配向装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102417155B1 (ko) 광흡수 이방성막, 3차원 광흡수 이방성막 및 그 제조 방법
KR102428495B1 (ko) 편광판 및 원편광판
JP5885348B2 (ja) パターニングされた位相差フィルムの製造方法
TWI641877B (zh) Elliptical polarizer
CN110869827B (zh) 椭圆偏光板
KR102359336B1 (ko) 장척 위상차 필름의 제조 방법
JP6937554B2 (ja) 積層体、積層体を含む円偏光板及び積層体を備える表示装置
JP2014228864A (ja) 逆波長分散位相遅延フィルムおよびこれを備える表示装置
TW201710334A (zh) 液晶硬化膜、含有液晶硬化膜的光學膜及顯示裝置
JP7420502B2 (ja) 重合性液晶混合組成物、位相差板、楕円偏光板および有機ｅｌ表示装置
CN105264409A (zh) 贴合光学部件及其制造方法
CN113508318B (zh) 层叠体
WO2010110090A1 (ja) 光学フィルム、偏光板、および液晶表示装置
KR20120017664A (ko) 패턴화된 마스크와 이를 이용한 패턴화 리타더의 제조방법
KR20110125858A (ko) 패턴화 리타더의 제조방법과 이의 제조장치
JP2021047245A (ja) 積層体およびこれを含む楕円偏光板
CN114051586A (zh) 长条膜
KR101851430B1 (ko) 위상차 필름 및 이를 이용한 편광판
CN111279232A (zh) 偏光膜的制造方法及偏光膜
JP2015052679A (ja) 位相差フィルム及びその製造方法
JP2022176121A (ja) 積層体および表示装置
JP7385380B2 (ja) 位相差層およびハードコート層付偏光板の製造方法
JP2016080880A (ja) 偏光子付き位相差フィルムの製造方法、及び位相差フィルムの評価方法
JP2019215584A (ja) 光学積層体の製造方法
TW201326989A (zh) 位相差膜的製法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination