KR100779696B1 - 위상지연소자 - Google Patents

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wave retardation
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박준오
정복환
심용식
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Abstract

본 발명은, 입사되는 빛을 위상지연하여 출사시키는 위상지연소자에 관한 것으로서, 단일의 광투과성 투명기판과; 상기 투명기판의 일측면에 직접 적층되며, 분자 배향을 통해 입사광의 편광을 변화시키는 폴리이미드 배향막을 갖는 액정 위상지연층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 내구성과 내환경성 향상과 제품불량을 방지하며, 두께를 슬림화함과 동시에, 제품가격을 저렴하게 할 수 있고, 제조공정의 절감과 제조가 용이한 위상지연소자가 제공된다.
투명기판, 위상지연소자, 액정, 폴리이미드, 배향막

Description

위상지연소자{Wave retardation plate}
도 1은 종래 위상지연소자의 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 위상지연소자의 단면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 위상지연소자의 단면도,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 위상지연소자의 단면도,
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 위상지연소자의 단면도,
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 위상지연소자의 단면도,
도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 위상지연소자의 단면도,
도 8은 본 발명의 제7실시예에 따른 위상지연소자의 단면도,
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 투명기판 20 : 위상지연층
30 : 회절격자
본 발명은, 위상지연소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광학층의 적층구조가 개선된 위상지연소자에 관한 것이다.
위상지연소자는 어느 하나의 파장대로 입사되는 광의 편광상태를 변화시켜서 출사시키는 것으로서, CD플레이어 또는 DVD플레이어 등의 광픽업장치 등에 널리 이용되고 있다.
종래 위상지연소자(101)의 일반적인 구조가 도 1에 도시되어 있다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 종래 위상지연소자(101)는 한 쌍의 투명기판(110) 사이에 입사광의 편광을 변화시키는 위상지연필름(120)이 접착물질(130)에 의해 접착되어 있는 구조를 가지고 있다.
이러한 위상지연소자(101)는 위상지연필름(120)의 위상지연값에 의해 해당 파장대역으로 입사되는 광의 편광상태를 변환시킨다.
그런데, 이러한 종래 위상지연소자(101)에 있어서는, 위상지연필름(120)의 양측면이 접착물질(130)에 의해 투명기판(110)에 접착되어 있기 때문에, 위상지연필름(120)과 접착물질(130)의 열변형 및 수분 유입 등의 이유로 내구성 및 내환경성의 저하와 불량률이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 복수의 투명기판(110)과 접착물질(130)에 의해 형성되는 접착층들에 의해 위상지연소자(101)의 두께가 두껍게 형성되고, 자재비 증가에 의해 제품가격을 상승시키는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 광픽업장치의 크기를 증가시키는 문제점으로 대두된다.
또한, 접착물질(130) 이용에 의한 접착공정이 추가되기 때문에, 위상지연소자(101)의 제조공정을 증가시키는 문제점이 있으며, 까다로운 접착 공정에 의해 위상지연소자(101)의 제조가 용이하지 않은 문제점이 발생하였다.
따라서, 본 발명의 목적은, 내구성과 내환경성 향상과 불량률을 저하시킬 수 있으며, 제품 및 광픽업장치의 두께를 슬림화함과 동시에, 제품가격을 저렴하게 할 수 있고, 제조공정의 절감과 제조가 용이한 위상지연소자를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 입사되는 빛을 위상지연하여 출사시키는 위상지연소자에 있어서, 단일의 광투과성 투명기판과; 상기 투명기판의 일측면에 직접 적층되며, 분자 배향을 통해 입사광의 편광을 변화시키는 폴리이미드 배향막을 갖는 액정 위상지연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연소자에 의해 달성된다.
여기서, 위상지연층에는 회절격자가 일체로 형성되어 있거나, 위상지연층 상에 직접 적층되는 회절격자층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또는, 투명기판의 타측면에 형성되는 회절격자를 더 포함하는 것이 효과적이다.
이때, 상기 위상지연소자의 입사측 표면과 출사측 표면에는 무반사 코팅층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 형태에 따라, 입사되는 빛을 위상지연하여 출사시키는 위상지연소자에 있어서, 단일의 광투과성 투명기판과; 상기 투명기판의 양 측면에 직접 적층되며, 분자 배향을 통해 입사광의 편광을 변화시키는 폴리이미드 배향막을 갖는 액정 위상지연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연 소자에 의해서도 달성된다.
여기서, 양 위상지연층 중 어느 일측의 위상지연층에는 회절격자가 일체로 형성되거나, 양 위상지연층에는 회절격자가 일체로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또는, 양 위상지연층 중 어느 일측의 위상지연층 상에 직접 적층되는 회절격자층을 더 포함하거나, 양 위상지연층 상에 직접 적층되는 회절격자층을 더 포함하는 것이 효과적이다.
이때, 상기 위상지연소자의 입사측 표면과 출사측 표면에는 무반사 코팅층이 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 위상지연소자의 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 위상지연소자(1)는 단일의 투명기판(10)과, 투명기판(10) 상에 직접 적층되는 위상지연층(20)을 포함한다.
투명기판(10)은 광투과성 투명 재질로 마련되는데, 바람직하게는 강도와 내열성이 우수한 투명유리판이나 투명필름으로 마련될 수 있다. 이 투명기판(10)은 뒤틀림 변형 등으로부터 위상지연소자(1)의 형태를 유지하는 역할을 한다.
위상지연층(20)은 내열성 및 내구성이 우수한 폴리이미드(Polyimide) 배향막 을 갖는 액정으로 형성된다. 이 위상지연층(20)은 액정 분자 배향을 통해 위상지연값을 조절하여 입사되는 입사광의 편광이 변화된 후 출사된다. 이 폴리이미드 배향막을 갖는 액정으로 이루어진 위상지연층(20)은 수지상으로 투명기판(10)상에 직접 적층된 상태에서 경화되기 때문에, 별도의 접착물질을 이용하지 않고도 단일의 투명기판(10) 상에 위상지연층(20)을 적층할 수 있다.
여기서, 투명기판(10)의 외표면과 위상지연층(20)의 외표면, 즉, 광의 입사측과 출사측 표면에는 빛의 손실을 줄이기 위해 무반사 코팅층(50)을 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 위상지연소자(1)는 내열성 및 내구성이 우수한 폴리이미드 배향막을 갖는 액정으로 위상지연층(20)을 형성함으로써, 열변형과 수분 유입을 최소화할 수 있다. 이에 의해, 위상지연소자(1)의 제조과정에서 불량이 최소화된다.
그리고, 접착물질을 이용하지 않고 투명기판(10)에 위상지연층(20)을 직접 적층함으로써, 위상지연소자(1)의 제조가 간단하게 이루어지고 제조비가 절감된다.
또한, 단일의 투명기판(10) 상에 위상지연층(20)을 적층하여 위상지연소자(1)를 제조함으로써, 위상지연소자(1)의 두께와 이를 이용하는 광픽업장치의 두께가 현격하게 슬림화된다.
한편, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 위상지연소자의 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 위상지연소자(1)는 전술한 제1실시예의 위상지연소자(1)에서 위상지연층(20)에 회절격자(30)가 형성되어 있는 구조를 가지고 있다.
이 회절격자(30) 구조는 입사되는 광을 회절시키기 위한 것으로서, 종래 광픽업장치에서 각각 별개의 광학부품으로 마련되던 위상지연소자(1)와 회절소자의 구성을 본 실시예에서 위상지연소자(1)에 회절격자(30) 구조를 일체화로 구현한 것이다. 이에 의해, 광픽업장치의 광학 부품 절감과 슬림화의 효과를 제공한다.
본 실시예의 위상지연소자(1) 역시 광 입사측과 출사측 표면에 빛의 손실을 줄이기 위한 무반사 코팅층(50)이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 위상지연소자의 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 위상지연소자(1)는 전술한 제2실시예의 위상지연소자(1)에서 위상지연층(20) 상에 회절격자층(40)이 별도의 층으로 적층되어 있는 구조를 가지고 있다.
회절격자층(40)은 폴리머 등의 수지 재료를 이용하여 위상지연층(20) 상에 적층되는데, 이때, 회절격자층(40)이 수지재료로 마련되고 위상지연층(20)이 수지상의 액정으로 마련되므로, 회절격차층과 위상지연층(20)은 역시 별도의 접착물질없이 상호 점착될 수 있다. 여기서, 회절격자층(40)은 위상지연층(20) 상면과 투명기판(10)의 반대면 양쪽 표면 모두에 마련될 수 있다. 또는, 도 5에 도시된 바 와 같이, 투명기판(10)의 양면에 각각 위상지연층(20)과 회절격자층(40)이 마련될 수도 있다.
본 실시예에 따른 위상지연소자(1) 역시 회절격자층(40)을 위상지연소자(1)에 일체로 형성함으로써, 광픽업장치의 두께를 현격하게 줄일 수 있다.
또한, 회절격자 구조를 갖는 위상지연소자(1)의 제조 공정을 단순화하고 제품 가격을 절감할 수 있다.
본 실시예의 위상지연소자(1) 역시 광 입사측과 출사측 표면에 빛의 손실을 줄이기 위한 무반사 코팅층(50)이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 위상지연소자의 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 위상지연소자(1)는 투명기판(10) 양면에 위상지연층(20)이 직접 적층되어 있는 구조를 가지고 있다.
양 위상지연층(20)은 전술한 실시예들과 마찬가지로 폴리이미드(Polyimide) 배향막을 갖는 액정으로 형성된다. 이때, 양 위상지연층(20)은 각각 액정 분자 배향을 통한 위상지연값을 조절하여 상이한 파장으로 입사되는 광대역 입사광의 편광을 변화시킴으로써, 광대역 위상지연소자(1)를 제공할 수 있다.
이러한 광대역 입사광의 편광을 변화시키는 위상지연소자(1) 역시, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 전술한 제2,3실시예처럼 접착물질을 이용하지 않고 위상지연층(20)에 일체로 형성되는 회절격자 구조 및 위상지연층(20) 상에 일체로 적층되는 회절격자층(40)을 포함할 수 있음은 물론이다.
이에 의해, CD 및 DVD 콤보드라이브 등 광대역 광픽업장치에 적용되는 광대역 위상지연소자(1) 및 회절격자 구조를 갖는 위상지연소자(1)의 제조를 간단하게 할 수 있으며, 광대역 위상소자 및 이를 이용하는 광대역 광픽업장치의 두께를 현격하게 슬림화할 수 있다.
도 6 내지 도 8의 위상지연소자(1) 역시 광 입사측과 출사측 표면에 빛의 손실을 줄이기 위한 무반사 코팅층(50)이 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 위상지연소자는 단일의 투명기판상에 접착물질을 사용하지 않고 폴리이미드(Polyimide) 배향막을 갖는 액정으로 위상지연층을 적층하는 구조를 갖도록 함으로써, 위상지연층 등의 열변형 및 수분 유입을 방지하여 내구성 및 견고성과 내환경성을 향상시키고 불량을 방지하였다.
또한, 단일의 투명기판을 사용하고 접착물질을 사용하지 않기 때문에, 광학층 절감에 의해 위상지연소자의 두께와 광픽업장치의 두께를 현격하게 슬림화되고, 자재 절감 및 제조공정 단순화 및 제품가격 절감의 효과를 제공한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 내구성과 내환경성 향상과 제품불량을 방지하며, 두께를 슬림화함과 동시에, 제품가격을 저렴하게 할 수 있고, 제조공정의 절감과 제조가 용이한 위상지연소자가 제공된다.

Claims (11)

  1. 입사되는 빛을 위상지연하여 출사시키는 위상지연소자에 있어서,
    단일의 광투과성 투명기판과;
    상기 투명기판의 일측면에 직접 적층되며, 분자 배향을 통해 입사광의 편광을 변화시키는 폴리이미드 배향막을 갖는 액정 위상지연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연소자.
  2. 제1항에 있어서,
    위상지연층에는 회절격자가 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상지연소자.
  3. 제1항에 있어서,
    위상지연층 상에 직접 적층되는 회절격자층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연소자.
  4. 제1항에 있어서,
    투명기판의 타측면에 형성되는 회절격자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연소자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상지연소자의 입사측 표면과 출사측 표면에는 무반사 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상지연소자.
  6. 입사되는 빛을 위상지연하여 출사시키는 위상지연소자에 있어서,
    단일의 광투과성 투명기판과;
    상기 투명기판의 양 측면에 직접 적층되며, 분자 배향을 통해 입사광의 편광을 변화시키는 폴리이미드 배향막을 갖는 액정 위상지연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연소자.
  7. 제6항에 있어서,
    양 위상지연층 중 어느 일측의 위상지연층에는 회절격자가 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상지연소자.
  8. 제6항에 있어서,
    양 위상지연층에는 회절격자가 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상지연소자.
  9. 제6항에 있어서,
    양 위상지연층 중 어느 일측의 위상지연층 상에 직접 적층되는 회절격자층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연소자.
  10. 제6항에 있어서,
    양 위상지연층 상에 직접 적층되는 회절격자층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연소자.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상지연소자의 입사측 표면과 출사측 표면에는 무반사 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상지연소자.
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