KR20120080801A - 패턴화 리타더의 제조방법 - Google Patents

패턴화 리타더의 제조방법 Download PDF

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KR20120080801A
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최봉진
김용환
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 패턴화 리타더의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배향막의 상부에 광 차단부와 와이어 그리드 패턴부가 반복 형성된 편광필터를 위치시키고 상기 편광필터의 상부로부터 광을 조사하여 배향시키는 광 배향 단계를 포함함으로써, 1장의 편광필터를 이용하여 산란, 계면 반사에 의한 광 손실이 적고, 연속적 공정이 가능하여 대량 생산 및 생산성 향상에 용이한 패턴화 리타더의 제조방법에 관한 것이다.

Description

패턴화 리타더의 제조방법 {Method of manufacturing the patterned retarder}
본 발명은 편광 안경 방식을 이용하는 입체 화상표시장치 또는 반투과형 LCD 등에 적용될 수 있는 패턴화 리타더의 제조방법에 관한 것이다.
최근에는 액정표시장치(LCD), 전계발광(EL)표시장치, 플라즈마 디스플레이(PDP), 전계방출표시장치(FED) 등과 같은 각종 화상표시장치에 있어서, 시?공간을 초월하여 실감 있고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는 초공간형 3차원(3D) 화상표시장치로의 패러다임이 변화되고 있다.
일반적으로 3차원을 표현하는 입체영상은 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.
양안시차 원리는 적어도 두 개의 입체영상 취득용 카메라로 서로 다른 각도에서 시청자가 좌안을 통하여 시청하는 좌안상과 우안을 통하여 시청하는 우안상을 촬영한 후, 이를 분리하여 시청자의 눈에 전달하는 방식이다. 인간의 두 눈이 각기 다른 각도에서 망막을 통하여 사물을 받아들이고, 이들 두 개의 상이 두뇌에서 합성됨으로써 가능한 것이다.
3차원 입체 영상 기술은 양안 시차 방식(stereoscopic technique)과 복합 시차 방식(autostereoscopic technique)으로 크게 분류할 수 있다. 양안 시차 방식은 가장 입체효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하는 것으로서, 편광 안경 방식과 무안경 방식이 있다.
일본국 특개 평10-232365호 및 대한민국 특허공개 제2008-0108034호에 기재된 편광 안경 방식의 3차원 입체영상장치를 설명하면 하기와 같다.
우안화상영역(R)과 좌안화상영역(L)을 갖는 액정패널, 상기 액정패널 전면에 배치되는 편광판, 상기 편광판 상에 배치되어 편광판을 통과한 우안화상 및 좌안화상의 편광축의 회전 방향이 서로 역방향인 원형 편광으로 출사하는 패턴화 리타더를 구비한 3차원 입체영상장치를 구비한다. 또한, 상기 입체영상장치에서 출사하는 우안화상과 좌안화상을 입체영상으로서 감상할 수 있도록 해주는 편광 안경을 구비한다.
3차원 입체영상장치에 적용되는 패턴화 리타더 및 이의 제조방법은 다양하게 알려져 있다. 미국특허 제5,327,285호에 개시되어 있는 바와 같이 TAC(트리아세틸 셀룰로오스)필름과 요오드 처리한 연신 PVA(폴리비닐알코올) 필름을 적층한 편광필름에 포토 레지스트를 피복하고, 소정부분을 노광한 후에 수산화칼륨 용액으로 처리하여 일정한 부분의 위상차 지연기능을 소실시키는 방법으로 제조된다.
한편, 대한민국 특허출원 제2000-0087186호에는 투명기판 위에 위상 지연성 물질을 코팅하고 마스크를 통해 상기 위상 지연성 물질을 광에 부분적으로 노출시키므로써 카이럴 특성이 변조된 부분과 원래 특성이 유지되는 부분이 서로 교대로 배열된 광학필터(광학필름)를 형성하는 입체영상 표시장치의 제조방법이 제시되어 있다.
그러나, 미국특허 제5,327,285호의 제조방법은 화학적 에칭에 따르는 복잡한 제조단계, 이에 따른 높은 제조비용 및 낮은 생산성이 문제시된다. 대한민국 특허출원 제2000-0087186호의 편광필터 제조방법에서는 지연성 물질의 카이럴 특성을 광의 세기로 조절하는 것이 실질적으로 어려워 수율이 낮고, 온도에 따른 불안정성 등 실용화에 많은 문제점이 있다.
이를 개선하기 위하여 대한민국 특허공개 제2010-0089782호는 고분자막의 상부에 서로 다른 편광된 빛이 선택적으로 통과되도록 광 투과 영역 및 광 차단 영역이 상하 및 좌우로 서로 엇갈려서 교대로 형성된 패턴 마스크(50)를, 그리고 상기 패턴 마스크(50) 상부에는 각각 서로 다른 편광을 투과시키는 구별되는 두 영역을 갖는 편광판(60)을 위치시키고, 상기 편광판의 상부로부터 상기 고분자막으로 자외선을 조사하여 상기 고분자막의 미소영역에서 서로 다른 배향방향을 갖는 배향막을 형성하는 광 배향 방법이 제시되었다(도 5).
그러나, 대한민국 특허공개 제2010-0089782호는 광의 산란, 및 편광판과 패턴 마스크의 광학 경계면에서의 계면 반사 등에 의한 광 손실이 발생되어 단위시간당 배향막에 도달되는 광량이 낮고, 2회의 걸친 광 조사 공정을 수행하므로 공정성 및 생산성이 낮은 단점이 있었다.
본 발명은 광의 산란 및 광학 경계면에서의 계면 반사 등에 의한 광 손실을 최소화할 수 있고, 1회의 광 조사에 의한 광 배향 공정으로 서로 다른 배향방향을 갖는 배향막 형성이 가능하며, 별도의 마스크를 구비하지 않아 노광 장비가 간소화되어 대량생산 및 생산성이 향상된 패턴화 리타더의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 패턴화 리타더의 제조방법은 배향막의 상부에 광 차단부와 와이어 그리드 패턴부가 반복 형성된 편광필터를 위치시키고, 상기 편광필터의 상부로부터 광을 조사하여 배향시키는 광 배향 단계를 포함한다.
상기 배향막은 일정한 방향으로 배향된 것이고, 상기 배향막의 배향방향과 다른 방향으로 배향시키는 광 배향 단계를 포함할 수 있다.
상기 와이어 그리드 패턴부의 형상은 직선일 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴화 리타더의 제조방법은 배향막의 상부에 제1 광 차단부와 제1 와이어 그리드 패턴부가 반복 형성된 제1 편광필터부와, 제2 광 차단부와 제1 와이어 그리드 패턴부의 패턴과 다른 방향의 제2 와이어 그리드 패턴부가 반복 형성된 제2 편광필터부가 포함된 편광필터를 위치시키고, 상기 편광필터의 상부로부터 광을 조사하여 배향시키는 광 배향 단계를 포함한다.
상기 편광필터는 제1 편광필터부의 제1 광 차단부와 제2 편광필터부의 제2 와이어 그리드 패턴부가 인접하도록 형성될 수 있다.
상기 배향막은 무배향된 것일 수 있다.
상기 제1 와이어 그리드 패턴부 및 제2 와이어 그리드 패턴부의 형상은 각각 직선일 수 있다.
상기 광 배향된 배향막 상에 액정 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 광 배향 단계는 필름이 밀착되면서 이동하는 필름 밀착부; 및 발광부에서 조사된 광을 상기 필름 밀착부에 밀착된 필름 부분으로 전달하여, 상기 필름 부분에 편광 패턴을 형성하는 패턴 형성부를 포함하는 노광 시스템으로 수행할 수 있다.
상기 패턴 형성부는 편광필터를 구비할 수 있다.
상기 패턴 형성부에 구비된 편광필터의 곡면과 롤러 곡면간의 거리는 50 내지 150㎛ 범위내에서 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명은 1장의 편광필터를 사용하여 산란, 계면 반사 등에 의한 광 손실이 적어 배향막에 도달되는 광량이 높으므로 광 효율이 우수한 이점이 있다.
또한, 본 발명은 1회의 광 조사에 의한 광 배향 공정으로 서로 다른 배향방향을 갖는 배향막을 형성할 수 있다.
상기 1회의 광 조사 공정 시 요구되는 패턴 마스크를 구비하지 않으므로 노광 장비를 간소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 연속적인 공정으로 패턴화 리타더를 제조할 수 있어 대량생산이 가능하고 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 편광필터를 나타낸 것이고,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따라 배향막 상에 위치된 편광필터의 일례를 나타낸 것이고,
도 5는 비교예(대한민국 특허공개 제2010-0089782호)에 따라 배향막상에 위치된 마스크 및 편광자를 나타낸 것이고,
도 6은 본 발명의 일례에 따른 패턴화 리타더의 제조장치의 구성을 도시한 것이고,
도 7은 본 발명의 일례에 따른 노광 시스템의 구성을 도시한 것이다.
본 발명은 1장의 편광필터를 이용하여 광의 산란 및 광학 경계면에서의 계면 반사 등에 의한 광 손실을 최소할 수 있고, 1회의 광 조사에 의한 광 배향 공정으로 서로 다른 배향방향을 갖는 배향막 형성이 가능한 패턴화 리타더의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 패턴화 리타더의 제조방법은 배향막의 상부에 광 차단부와 와이어 그리드 패턴부가 반복 형성된 편광필터를 위치시키고, 상기 편광필터의 상부로부터 광을 조사하여 배향시키는 광 배향 단계를 포함한다.
본 발명에서의 편광필터는 여러 방향으로 진동하는 빛을 상기 편광필터를 통과한 후 한정된 방향으로만 진동하는 편광을 형성할 수 있고, 상기 편광필터 중 일부분만 동일한 방향으로 진동하는 편광을 형성할 수 있는 광학요소를 의미한다.
상기 배향막은 일정 방향으로 배향된 것을 사용한다. 배향막은 필름상에 통상의 배향막 형성 조성물을 도포한 후, 건조하여 형성된다.
상기 일정 방향으로 배향된 배향막의 형성방법은 특별히 한정하지 않으나, 코팅면에서 러빙롤 등의 접촉식에 비해 편광 노광 등의 비접촉식이 바람직하다.
상기 일정 방향으로 배향된 배향막을 사용한 광 배향 단계는 도 3과 같이, 배향막이 형성된 필름(5) 상에 도 1의 광 차단부(21)와 와이어 그리드 패턴부(22)가 반복 형성된 편광필터(20)를 위치시켜 상기 배향막의 배향방향과 다른 방향으로 배향시킨다.
본 발명에 따른 편광필터를 사용하는 방법은 종래 편광판(60)과 패턴마스크(50)가 분리된 방법에 비해 노광광의 해상도 저하를 개선할 수 있다. 구체적으로 종래는 편광판(60)과 패턴마스크(50)가 분리되어 이들 사이의 간격만큼 노광광이 진행하면서 회절되므로 노광광의 해상도가 떨어지게 되나 본 발명은 1장의 편광필터를 노광광이 통과하므로 이의 해상도 저하에 대한 문제는 고려되지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 패턴화 리타더의 제조방법은 배향막의 상부에 제1 광 차단부와 제1 와이어 그리드 패턴부가 반복 형성된 제1 편광필터부와, 제2 광 차단부와 제1 와이어 그리드 패턴부의 패턴과 다른 방향의 제2 와이어 그리드 패턴부가 반복 형성된 제2 편광필터부가 포함된 편광필터를 위치시키고, 상기 편광필터의 상부로부터 광을 조사하여 배향시키는 광 배향 단계를 포함한다.
이때, 배향막은 무배향된 배향막을 사용한다.
상기 무배향된 배향막을 사용하는 광 배향 단계는 도 4와 같이, 배향막이 형성된 필름(5) 상에 도 2의 제1 광 차단부(23)와 제1 와이어 그리드 패턴부(24)가 반복 형성된 제1 편광필터부(40)와, 제2 광 차단부(25)와 제2 와이어 그리드 패턴부(26)가 반복 형성된 제2 편광필터부(41)를 포함하는 편광필터(20)를 사용한다.
이때, 제2 와이어 그리드 패턴부(26)는 제1 와이어 그리드 패턴부(24)의 패턴과 다른 방향으로 패턴화되어 배향막이 서로 다른 방향의 배향영역을 갖도록 배향시킨다.
상기 편광필터는 제1 편광필터부(40)와 제2 편광필터부(41)는 배향막의 진행 방향에 대하여 나란히 위치하며, 제1 편광필터부(40)의 제1 광 차단부(23)와 제2 편광필터부(41)의 제2 와이어 그리드 패턴부(26)가 인접하도록 형성된다.
도 2의 편광필터를 일정방향으로 배향된 배향막에 사용하는 경우에는 광 노출에 의해 배향방향이 고정되지 않는 성분으로 구성된 배향막 형성 조성물에 의해 형성된 배향막을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 광 차단부, 제1 및 제2 광 차단부는 각각 입사되는 광을 흡수 및 반사하여 배향막 상에 도달하지 못하도록 차단하는 구조이고, 상기 와이어 그리드 패턴부, 제1 및 제2 와이어 그리드 패턴부는 각각 입사되는 광을 편광시켜 배향막 상에 도달하도록 하는 구조이다.
와이어 그리드 패턴부, 제1 및 제2 와이어 그리드 패턴부의 형상은 각각 직선이며, 구체적으로 다수개의 평행한 직선 형상으로 돌출된 금속 와이어가 소정의 주기로 배열된다. 금속 와이어는 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 구리(Cu), 니켈(Ni), Ti(티타늄), 금(Au) 또는 이들의 2종 이상의 합금으로부터 형성된다.
와이어 그리드 패턴부, 제1 및 제2 와이어 그리드 패턴부의 형성방법은 당 분야에서 통상적인 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 마스터 패턴을 형성한 후 형성된 마스터 패턴의 역상인 몰드를 이용하여 제조하고, 투명 보호필름 또는 유리기판 상에 금속층과 고분자층을 순차로 적층한 후 몰드를 이용하여 고분자층에 패턴을 성형한다. 다음으로 성형된 패턴 위에 경사증착을 통해 금속 격자를 증착하여 와이어 그리드 패턴을 형성할 수 있다. 또는, 성형된 패턴의 고분자층을 식각하고 표면에 노출된 금속층을 건식 식각 또는 습식 식각하여 금속 패턴을 형성한 후 형성된 금속 패턴 상에 남아있는 고분자를 제거하는 방법으로 와이어 그리드 패턴을 형성할 수도 있다.
와이어 그리드 패턴부, 제1 및 제2 와이어 그리드 패턴부에 있어서 각각의 금속 와이어의 폭(패턴의 폭), 높이(패턴의 높이), 금속 와이어 간의 간격(패턴의 주기)은 투과율 및 반사율과 같은 편광특성과 관련된 광학적 설계에 따라 그 값이 조절될 수 있다. 예를 들면, 패턴의 폭은 150㎚이하, 바람직하게는 10 내지 100㎚이고, 패턴의 높이는 600㎚이하, 바람직하게는 50 내지 500㎚이며, 패턴의 주기는 300㎚이하, 바람직하게는 20 내지 200㎚일 수 있다.
편광필터의 길이, 제1 편광필터부와 제2 편광필터부의 길이는 배향막의 크기 및 이동방향에 따라 조절될 수 있다. 또한, 광 차단부와 와이어 그리드 패턴부, 제1 광 차단부와 제1 와이어 그리드 패턴부 및 제 2 광 차단부와 제2 와이어 그리드 패턴부의 각각의 크기 및 이들 사이의 간격은 목적으로 하는 패턴화 리타더에 따라 조절될 수 있다.
광은 특별히 한정하지 않으나 전자빔, 이온빔, 플라즈마빔 및 방사선 등이 사용될 수 있으며, 취급이 용이한 자외선을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 제조된 패턴화 리타더는 배향방향이 서로 수직이 되도록 광배항 단계를 수행하는 것이 바람직하다. 이때, 수직은 두 개의 선들이 90°를 이루는 상태뿐만 아니라 실질적으로 수직한 효과를 나타낼 수 있는 경우를 포함한다.
상기 광 배향 단계를 수행하고, 배향막의 경화가 이루어진 후에 액정 코팅층을 형성한다. 액정 코팅층은 경화된 배향막 상에 광학 이방성을 가지고, 광에 의한 가교성을 갖는 액정 화합물이 포함된 액정 코팅층 형성 조성물을 도포하고 건조하여 형성한다. 액정 화합물은 굴절률 이방성이 0.05이상인 물질로 예컨대 반응성 액정 화합물(RM)을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 건조된 코팅층을 광경화하여 배향막의 배향방향에 따라 액정이 배향된 패턴화 리타더를 제조한다.
본 발명은 배향막 상에 특정의 편광필터를 사용하여 수행하는 광 배향 단계 외에 다른 부분 예를 들면 배향막 및 액정 코팅층의 종류, 형성방법, 두께 등의 특성, 광 배향 조건 등은 상기 상술한 설명 이외에도 당해 기술분야에서 일반적으로 요구되는 광학특성을 나타낼 수 있도록 적절히 선택하여 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 패턴화 리타더는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 장치를 사용하여 제조될 수 있다.
일례로 도 6과 같이, 롤 필름을 권출 및/또는 권취하여 이송시키는 이송부; 이송되는 상기 필름에 배향막을 형성하는 배향막 형성부(도시생략); 상기 필름 상에 형성된 배향막에 광을 조사하여 배향시키는 광 배향부; 상기 배향막의 상부에 액정 코팅층을 형성한 후에 광을 조사하여 패턴화 리타더를 형성하는 패턴화 리타더 형성부를 포함하는 제조장치를 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 필름의 이송을 위한 가이드 롤(도시생략) 및 공정에 따라 필름의 이송량을 제어하는 어큐뮬레이터(accumulator, 도시생략)를 다수 구비할 수 있다. 또한 배향막이 형성된 필름(5)은 통상의 롤 투 롤(roll to roll) 방식으로 이동되는 것이 바람직하다.
배향막 형성은 배향막 형성부에 의하여 배향의 직전 과정에서 이루어질 수도 있고, 경우에 따라서 별도의 배향막 형성 공정을 통하여 배향막이 필름 상에 형성될 수 있다. 또한, 필요에 따라 배향막 형성부에는 형성된 배향막을 경화시키기 위해서 통상의 건조장치를 사용할 수 있다.
패턴화 리타더 형성부(3)는 혼합 용액 도포부(31), 혼합 용액 건조부(33) 및 경화부(35)를 포함한다.
추가로, 패턴화 리타더 형성부(3) 이후에 본 발명은 결점 검사부(도시생략)를 포함하여 패턴화 리타더의 결점 검사를 실시할 수도 있다. 결점 검사부는 광학필터 등을 스캔을 사용하여 규정된 결점을 특정하고, 특정된 결점에 잉크 마킹, 바코드 마킹 등의 마킹 장치를 사용하여 표시하던가, 별도의 저장부에 결점정보(형태, 크기, 위치)를 저장하여 입체 화상 표시장치에 적용 시에 이를 활용할 수도 있다.
상기 광 배향부에 사용되는 노광 시스템은 연속적으로 진행하는 필름의 사행 및 떨림을 최소화 하기 위하여 도 7과 같이 필름을 원통형의 롤러에 밀착하면서 수행할 수 있다.
구체적으로, 노광 시스템은 필름이 밀착되면서 이동하는 필름 밀착부; 및 발광부에서 조사된 광을 상기 필름 밀착부에 밀착된 필름 부분으로 전달하여, 상기 필름 부분에 편광 패턴을 형성하는 패턴 형성부를 포함할 수 있다.
상기 필름 밀착부는 원통형의 롤러(160)이며, 상기 배향막이 형성된필름(5)은 상기 롤러의 곡면에 밀착되면서 이동하는 것이 바람직하다.
상기 패턴 형성부(150)는 발광부에서 조사되는 광을 상기 롤러의 회전축을 향해 전달하는 역할을 한다. 패턴 형성부는 본 발명에 따른 편광필터를 포함하고, 패턴 형성부(150)에 구비된 편광필터의 곡면과 롤러(160)의 곡면간의 거리는 일정(AA'=BB'=CC')하게 유지되도록 한다.
상기 패턴 형성부(150)에 구비된 편광필터의 곡면과 롤러(160)의 곡면간의 거리는 50 내지 150㎛, 바람직하기로는 50 내지 100㎛를 유지하는 것이 좋다.
또한, 패턴 형성부(150)는 패턴을 형성할 수 있는 부분이면 롤러의 입구부, 중앙부 및 출구부 등 특별히 한정하지는 않고 위치시킬 수 있다.
또한, 상기 패턴 형성부는 편광필터의 곡면을 조정하기 위해 내부 기압이 조정되는 챔버를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 롤러의 표면은 무반사 또는 무산란 처리된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 노광 시스템은 상기 발광부에서 출력되는 광(110)을 반사시키는 제1 반사부(120); 상기 제1 반사부에서 반사된 광을 집광하여 전달하는 집광기(130); 및 상기 집광기로부터 전달된 광을 상기 패턴 형성부로 반사시키는 제2 반사부(140)를 더 포함할 수 있다.
이때, 패턴 형성부는 상기 발광부에서 조사된 광을 직접 입력 받아 상기 필름 밀착부에 밀착된 필름 부분에 전달할 수 있다.
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
도 6의 제조장치와 같이 트리아세틸 셀룰로오스 필름을 이송부에 의하여 이송하였다. 이송되는 필름상에 아크릴레이트계 배향액을 도포하고 40℃에서 120초간 열풍 건조하여 1,000Å 두께의 배향막을 형성하였다. 이후에 배향막 상에 14mW 노광 램프로 편광된 자외선을 조사하여 일정 방향으로 배향된 배향막을 형성하였다.
상기 배향막이 형성된 필름이 이동하면서 도 1의 편광필터가 배치된광 배향부에서 20mW/㎠인 자외선을 1초 동안 기판을 4m/min의 속도로 이동시키면서 연속적으로 조사하고, 광이 와이어 그리드 패턴부만 통과하여 상기 배향막의 방향과 다른 배향방향을 갖는 형성하였다.
상기 배향막의 경화가 수행된 후에 액정 코팅층 형성 조성물을 도포하고, 80℃에서 20초간 예비 건조 후 110℃에서 5초간 건조하여 1.5㎛ 두께의 코팅층을 형성하였다, 이후에 14mW 노광 램프로 500초간 자외선으로 광경화하여 패턴화 리타더를 제조하였다. 상기 패턴화 리타더의 생산속도는 4m/min이었다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 무배향된 배향막 및 도 2의 편광필터를 사용하여 패턴화 리타더를 제조하였다. 상기 패턴화 리타더의 생산속도는 8m/min이었다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 도 7와 같이 필름이 원통형의 롤러에 밀착하면서 광 배향되는 노광 시스템을 이용하여 패턴화 리타더를 제조하였다. 이때, 패턴 형성부(150)에 구비된 편광필터의 곡면과 롤러(160)의 곡면간의 거리는 70㎛을 유지하였다. 상기 패턴화 리타더의 생산속도는 8m/min이었다.
비교예
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 도 5와 같이 배향막 상에 광 투과 영역과 광 차단 영역이 반복 형성된 패턴 마스크(50) 및 상기 패턴 마스크 상에 각각 서로 다른 편광을 투과시키는 영역을 갖는 편광자(60)를 위치시켜 패턴화 리타더를 제조하였다. 상기 패턴화 리타더의 생산속도는 4m/min이었다.
시험예
상기 실시예 및 비교예의 패턴화 리타더의 제조방법에 따른 광손실을 방법으로 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
- 광손실
상기에서 제조된 패턴화 리타더를 흡수축이 서로 직교하는 편광판 위에 올려 놓고, 상기 편광판 및 패턴화 리타더를 통과하는 화상을 현미경(올림푸스사)으로 화상을 캡쳐하였다. 상기 캡쳐된 화상은 디지털영상분석 프로그램을 이용하여 일정 영역의 휘도를 측정하였다.
이때, 캡쳐된 화상은 하기 그림(우측-비교예, 죄측-실시예 1)과 같이 빛샘이 발생되는 부분이 면형상 또는 선형상(패턴 사이의 간격)으로 나타나게 된다. 하기의 캡쳐 화상에서 검은 색 부분은 배향이 잘 형성된 상태이며, 색이 흐린 부분은 회절 현상으로 인하여 배향이 2중으로 형성되어 배향방향이 불분명해진 것이다. 이때, 비교예는 상하 방향으로 패턴이 형성되었으며, 실시예 1은 우상부에서 좌하부를 향하는 방향으로 패턴이 형성된 것이다.
Figure pat00001
실시예는 패턴 사이의 경계부가 좁고 선명하나, 비교예는 패턴 사이의 경계부가 넓어 패턴화 리타더의 정밀도가 저하됨을 확인할 수 있다.
휘도가 0이면 화상이 완전 블랙이고 광손실이 0%인 것으로 간주하고, 휘도가 100이면 완전 화이트고 광손실이 100%인 것으로 간주하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
광손실 (%) 3 5 3 15
생산속도 (m/min) 4 8 8 4
위 표와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3은 비교예와 동등 이상의 생산속도를 나타내면서 광 손실이 현저히 낮다는 것을 확인할 수 있었다.
1 : 광 배향부 3 : 패턴화 리타더 형성부
5 : 배향막이 형성된 필름 7 : 제1롤
9 : 제2롤 11 : 이송부
13 : 광원 20 : 편광필터
21 : 광 차단부 22 : 와이어 그리드 패턴부
23 : 제1 광 차단부 24 : 제1 와이어 그리드 패턴부
25 : 제2 광 차단부 26 : 제2 와이어 그리드 패턴부
31 : 혼합 용액 도포부 33 : 혼합 용액 건조부
35 : 경화부
40 : 제1 편광필터부 41 : 제2 편광필터부
50 : 패턴 마스크 60 : 편광판
110 : 광원 120 : 제1 반사부
130 : 집광기 140 : 제2 반사부
150 : 패턴 형성부 160 : 롤러

Claims (12)

  1. 배향막의 상부에
    광 차단부와 와이어 그리드 패턴부가 반복 형성된 편광필터를 위치시키고,
    상기 편광필터의 상부로부터 광을 조사하여 배향시키는 광 배향 단계를 포함하는 패턴화 리타더의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 배향막은 일정한 방향으로 배향된 것인 패턴화 리타더의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 배향막의 배향방향과 다른 방향으로 배향시키는 광 배향 단계를 포함하는 패턴화 리타더의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 와이어 그리드 패턴부의 형상은 직선인 패턴화 리타더의 제조방법.
  5. 배향막의 상부에
    제1 광 차단부와 제1 와이어 그리드 패턴부가 반복 형성된 제1 편광필터부와, 제2 광 차단부와 제1 와이어 그리드 패턴부의 패턴과 다른 방향의 제2 와이어 그리드 패턴부가 반복 형성된 제2 편광필터부가 포함된 편광필터를 위치시키고,
    상기 편광필터의 상부로부터 광을 조사하여 배향시키는 광 배향 단계를 포함하는 패턴화 리타더의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 편광필터는 제1 편광필터부의 제1 광 차단부와 제2 편광필터부의 제2 와이어 그리드 패턴부가 인접하도록 형성된 것인 패턴화 리타더의 제조방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 배향막은 무배향된 것인 패턴화 리타더의 제조방법.
  8. 청구항 5에 있어서, 제1 와이어 그리드 패턴부 및 제2 와이어 그리드 패턴부의 형상은 각각 직선인 패턴화 리타더의 제조방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서, 광 배향된 배향막 상에 액정 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 패턴화 리타더의 제조방법.
  10. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서, 광 배향 단계는 필름이 밀착되면서 이동하는 필름 밀착부; 및 발광부에서 조사된 광을 상기 필름 밀착부에 밀착된 필름 부분으로 전달하여, 상기 필름 부분에 편광 패턴을 형성하는 패턴 형성부를 포함하는 노광 시스템으로 수행하는 패턴화 리타더의 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 패턴 형성부는 편광필터를 구비하는 패턴화 리타더의 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 패턴 형성부에 구비된 편광필터의 곡면과 롤러 곡면간의 거리는 50 내지 150㎛ 범위내에서 일정하게 유지하는 패턴화 리타더의 제조방법.
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