KR101536225B1 - 회절광 노이즈를 제거한 액정상 고분자 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

회절광 노이즈를 제거한 액정상 고분자 필름 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회절광에 의한 노이즈를 제거한 액정상 고분자 필름에 관한 것이다. 상기 액정상 고분자 필름은, 하부 배향막에 의한 Bottom-up 방식과 격자 구조를 이용한 top-down 방식의 배향을 동시에 수행하여 형성된 제1 액정상 고분자막, 상기 제1 액정상 고분자막의 상부에 오버 코팅되어 형성된 제2 액정상 고분자막을 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 제2 액정상 고분자막은 제1 액정상 고분자막과 광굴절률 정합 조건을 만족되도록 구성함으로써, 상기 제1 액정상 고분자막의 상부 표면의 격자 구조에 의해 발생되는 원치 않는 회절 현상에 따른 노이즈를 제거한 것을 특징으로 한다.

Description

회절광 노이즈를 제거한 액정상 고분자 필름 및 그 제조방법{The groove-induced aligned liquid crystalline polymer film being removed diffractive optical noise and method of manufacturing the film}
본 발명은 액정상 고분자 필름 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 격자 구조에 의해 배향시키되, 오버 코팅 공정을 이용하여 격자 구조에 의해 발생되는 회절광 노이즈를 제거한 액정상 고분자 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
복굴절 성질을 갖는 액정상 고분자 필름 제작에 쓰이는 물질은 UV 조사에 따른 광경화 반응을 유도하기 이전에는 일반 액정과 비슷한 분자 구조를 가지고 있다. 광경화성 액정 단량체의 분자 각각은 액정상을 유도하기 위해 딱딱한 분자로 구성된 막대 모양(rod-shaped)의 분자 구조와 함께 끝단에 한 개 혹은 그 이상의 광반응성 그룹이 붙어 있고 물질 내에 광개시제(photo-initiator)가 혼합되어 구성된다. 전술한 광경화성 액정 단량체는 UV 조사에 의해 발생되는 구성 물질들 상호간의 중합 반응에 의해 액정상 고분자 필름을 형성하게 된다.
상기 광경화성 액정 단량체를 이용한 액정상 고분자 필름은 경계면 조건에 따라 배향을 유도할 시에는 단량체 상태로 박막 공정이 이루어지기 때문에, 박막 공정시 이미 고분자화되어 있는 액정상 고분자 물질을 이용하여 박막 공정을 할 경우와 비교하여, 상대적으로 우수한 배향성을 보일 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 상기 액정상 고분자 필름은 최근 균일한 광학적 이방성이나 패터닝된 광학적 이방성이 요구되는 디스플레이 분야 및 광학소자 분야에 많이 쓰이고 있다.
도 1의 (a)는 광경화 이전에 광경화성 액정상 단량체의 배향된 모습을 도시한 개념도이며, (b)는 광경화 반응에 의해 고분자화된 박막 형상의 배향된 액정상 고분자 필름의 상태를 도시한 개념도이다.
앞서 기술한 바와 같이, 배향을 유도할 당시에는 액정상 단량체로 존재하여 바코팅이나 스핀코팅과 같은 코팅 공정으로 손쉽게 박막 형성이 가능하며, 액정을 배향할 경우와 동일한 배향막 조건을 하부에 형성함으로써, 도 1의 (a)와 같이 경계면 조건을 따라 배향된 박막을 형성할 수 있다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 배향을 유도한 후, 잔존 유기용매를 열적으로 제거한 후, UV 조사를 통해 단량체 간의 광중합 반응을 유도함으로써, 배향이 유지된 상태로 안정된 액정상 고분자 박막을 형성하게 된다.
액정상 고분자 박막 형성 시, UV 조사에 의한 광경화 반응을 유도하기 이전의 광경화성 액정상 단량체는 일반 액정과 같이 온도 조건에 따라 배향축 대비 배향 방향으로 정렬된 정도가 달라지게 된다. 이를 정량적으로 나타내는 물리적 값이 order parameter(S, 분자 질서도)라 하며, 이는 수학식 1로 기술된다.
Figure 112013109693657-pat00001
여기서, 분자 질서도 S는 온도에 따라 변하는 함수이며, θ는 각 미소부피내의 각 액정 분자 또는 광경화성 액정상 단량체 분자들의 평균 분자축 방향 대비 각 분자들의 축들이 이루는 사이각을 나타낸다. 도 2는 온도에 따른 액정상 단량체의 분자질서도 S의 변화를 도시한 그래프 및 θ 를 설명하기 위하여 도시한 개념도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상온에서 액정상을 가지는 액정 또는 액정상 단량체라 하더라도 온도가 증가함에 따라 S는 점점 낮아져, TNI(네마틱-등방 상전이 온도)에서는 등방성 액체로 상전이된다. S=0인 경우, 등방성 액체가 되어 광학적 이방성(복굴절)은 사라지며, S=1에 가까울수록 각 액정 분자들이 배향 방향으로 배열이 잘되어 있다고 볼 수 있다. 일반적으로, 상온에서 액정 또는 액정상 단량체의 S<1이며, S=1인 경우는 단결정체 상태를 나타낸다고 볼 수 있다.
도 3은 온도에 따른 액정상 단량체의 상굴절률(
Figure 112013109693657-pat00002
)과 이상굴절률(
Figure 112013109693657-pat00003
)의 변화를 도시한 그래프이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 액정상 단량체 각각의 분자 단위에서의 상굴절률(
Figure 112013109693657-pat00004
)과 이상굴절률(
Figure 112013109693657-pat00005
)이 주어져 있더라도, 박막 상에서 거시적으로 측정되는 굴절률은 온도에 따른 order parameter 변화에 따른 평균적인 값을 각 광축에서 얻게 되므로, 온도가 증가함에 따라 이상굴절률(
Figure 112013109693657-pat00006
)은 서서히 떨어지고 상굴절률(
Figure 112013109693657-pat00007
)은 서서히 올라가다가, TNI(네마틱-등방 상전이 온도) 이상에서는 등방성 액체로 상전이되어, 광학적 이방성이 사라진 상태로 단일 굴절률(
Figure 112013109693657-pat00008
)를 가지게 된다. 여기서,
Figure 112013109693657-pat00009
이다. 즉, 액정상 단량체의 상굴절률과 이상굴절률은 온도의 함수이다.
한편, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 배향된 광경화성 액정상 고분자 박막을 얻기 위해서는 코팅이 이루어지는 하부 기판상에 배향 처리가 이루어져야 한다. 이러한 배향법으로는 PVA, PI 계열의 배향막을 코팅하여 성막한 이후, 러빙 공정을 통해 그 위에 형성되는 액정 단량체의 정렬 방향을 정의해 줌으로써 일반적으로 이루어진다. 또는, 광배향성 배향막에 편광된 UV를 조사함으로써 그 위에 형성되는 광경화성 액정상 단량체의 배향을 유도할 수 있다. 이때, 하부 기판의 배향을 공간적으로 다중화하여 형성함으로써 다중 배향된 액정상 고분자 박막을 만들 수도 있다. 이러한 예가 편광안경 방식으로 3차원 영상을 구현하는 patterned retarder이다.
하지만, 성막하고자 하는 액정상 고분자 필름의 두께가 두꺼워질 경우, 하부 배향막과의 거리가 멀어짐에 따라 하부 배향막에 의한 배향 효과는 점차 감소하게 되고, 액정상 고분자 필름의 상부로 갈수록 배향 상태는 나빠지게 되는 문제점이 있다. 이에 대한 일례로 또 다른 3차원 디스플레이 구현 방법으로 2D/3D 전환형 디스플레이에 요구되는 액정상 고분자를 이용한 편광의존성 렌즈 어레이다. 액정상 고분자를 이용하여 초점 거리가 짧은 렌즈를 제작하기 위해서는 위상지연이 각 렌즈 내에서 충분히 다르게 형성되어야 하며, 이를 위해서는 두꺼운 액정상 고분자 필름 형성이 필수적이다.
이러한 경우 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 하부 배향막에 의한 bottom-up 배향만으로는 충분한 배향 효과를 얻을 수 없기 때문에, Top-down 배향법에 의하여 액정상 고분자 박막 성막시 박막 상부로부터도 배향을 유도할 수 있어야 한다. 이러한 top-down 배향법으로 상부에 격자 구조를 가지는 경계면을 형성함으로써 배향을 추가적으로 유도할 수 있다. 전술한 top-down 배향 방향은 격자 방향으로 유도될 수 있다.
도 4는 20 um 두께로 두껍게 형성된 광경화성 액정상 고분자 박막에서의 배향 상태를 보여주는 편광 현미경 사진으로서, (a)는 편광현미경의 편광축에 대한 사진이며, (b)는 편광현미경의 편광축 대비 샘플을 45°회전시킨 사진이다. 도 4의 샘플은 두꺼운 액정상 고분자 박막에서의 상부배향의 영향을 파악하기 위하여, 샘플의 일부는 하부배향조건만으로 배향하였으며, 나머지 일부는 하부배향조건과 상부배향조건으로 함께 배향한 것이다. 도 4의 (a)와 (b)의 사진에서, 왼쪽 이미지는 러빙된 PI 박막에 의한 하부 배향 조건만으로 형성된 영역의 배향 사진이며, 오른쪽 이미지는 러빙된 PI 박막에 의한 하부 배향 조건과 함께 격자 구조를 가지는 상부 배향 조건에 의해서도 동시에 배향이 유도되어 제작된 영역의 배향 사진이다. 편광자 투과축 및 배향축 사이각 조건을 바꾸면서 관찰한 편광 현미경 사진에서 볼 수 있듯이, 두꺼운 액정상 고분자 박막의 경우, 하부 배향막만으로는 일정한 배향을 유도할 수 없는 반면, bottom-up 및 top-down 배향 효과를 동시에 활용할 경우 균일한 배향 상태를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
하지만, 전술한 바와 같이 상부 배향 유도시, 접촉되는 격자 구조에 의해 성막된 액정상 고분자 필름 상부에는 격자 패턴이 형성된다. 이러한 액정상 고분자 필름의 상부 표면에 형성된 격자 패턴은 원치 않는 광학적 회절 현상을 유발하게 되어 광학적 노이즈가 발생하는 문제점이 있다.
예를 들면, 편광의존성 액정상 고분자 렌즈 어레이를 형성할 경우, 렌즈에 의한 집광 효과 이외의 회절광을 만들어 내어 광학적 노이즈를 유발하고 이는 3D 영상 또는 2D 영상 표현시 노이즈 영상을 만들어 내게 된다. 따라서, 이러한 회절광에 의한 광학적 노이즈를 제거하기 위한 추가적 기술이 반드시 요구되고 있는 실정이다.
한국등록특허공보 제 10-0582990호
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 격자 구조를 이용하여 top-down 방식으로 배향하되, 격자 구조에 의한 원치 않는 회절 현상에 의한 노이즈를 제거한 액정상 고분자 필름 및 이에 대한 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 액정상 고분자 필름은, 투명 기판; 투명 기판위에 형성된 배향막; 상기 배향막위에 형성되고 상부 표면에 격자 구조를 구비하며, 상기 배향막과 격자 구조에 의해 배향되어 형성된 제1 액정상 고분자막; 상기 제1 액정상 고분자막의 상부 표면에 형성되고, 상기 제1 액정상 고분자막의 격자구조에 의해 배향된 제2 액정상 고분자막; 을 구비하고, 상기 제1 액정상 고분자막과 제2 액정상 고분자막은 광굴절률이 정합된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 특징에 따른 액정상 고분자 필름은, 투명한 재질로 형성되고, 역상의 렌즈 형상을 갖는 렌즈 구조체; 상기 렌즈 구조체의 내부에 형성되고 상부 표면에 격자 구조를 구비하며, 상기 격자 구조에 의해 배향되어 형성된 제1 액정상 고분자막; 상기 제1 액정상 고분자막의 상부 표면에 형성되고, 상기 제1 액정상 고분자막의 격자구조에 의해 배향된 제2 액정상 고분자막;을 구비하고, 상기 제1 액정상 고분자막과 제2 액정상 고분자막은 광굴절률이 정합된 것을 특징으로 한다.
전술한 제1 및 제2 특징에 따른 액정상 고분자 필름에 있어서, 상기 제1 액정상 고분자막은 제1 광경화성 단량체 물질이 배향된 후 광경화되어 형성된 것이 바람직하다.
전술한 제1 및 제2 특징에 따른 액정상 고분자 필름에 있어서, 상기 광굴절률은 상굴절률과 이상굴절률을 모두 포함하는 것이 바람직하다.
전술한 제1 및 제2 특징에 따른 액정상 고분자 필름에 있어서, 상기 제2 액정상 고분자막을 구성하는 제2 광경화성 단량체물질은 제1 액정상 고분자막과 동일한 물질로 형성되거나, 적어도 2 이상의 종류의 광경화성 단량체 물질들이 혼합되어 형성되거나, 단일의 광경화성 단량체 물질과 액정이 혼합되어 형성되거나, 적어도 2 이상의 종류의 광경화성 단량체 물질들과 액정이 혼합되어 형성된 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 특징에 따른 액정상 고분자 필름의 제조 방법은, (a) 투명 기판위에 배향막을 형성하는 단계; (b) 상기 배향막위에 제1 광경화성 단량체 물질을 도포하고, 상부 표면에 격자 구조를 형성한 후, 사전 설정된 제1 온도에서 광경화시켜 제1 액정상 고분자막을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 제1 액정상 고분자막의 상부에 제2 광경화성 단량체 물질을 도포하고 사전 설정된 제2 온도에서 광경화시켜, 상기 제1 액정상 고분자막과 광굴절률이 정합된 제2 액정상 고분자막을 형성하는 단계;를 구비한다.
전술한 제3 특징에 따른 액정상 고분자 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 배향막위에 제1 광경화성 단량체 물질을 도포하는 단계; (b2) 상기 도포된 제1 광경화성 단량체 물질의 상부 표면에 격자 구조를 갖는 스탬프를 배치하여 배향시키는 단계; (b3) 사전 설정된 제1 온도에서 광경화시키는 단계; 및 (b4) 상기 스탬프를 제거시키는 단계;를 구비하여, 상기 배향막위에 제1 액정상 고분자막을 형성하는 것이 바람직하다.
전술한 제3 특징에 따른 액정상 고분자 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 제1 액정상 고분자막의 상부 표면에 제2 광경화성 단량체 물질을 도포하는 단계; (c2) 상기 도포된 제2 광경화성 단량체 물질을 사전 설정된 제2 온도에서 광경화시키는 단계; 를 구비하여, 상기 제1 액정상 고분자막위에 제2 액정상 고분자막을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제4 특징에 따른 액정상 고분자 필름의 제조 방법에 있어서, (a) 역상의 렌즈 형상을 갖는 투명 재질의 렌즈 구조체를 형성하는 단계; (b) 상기 렌즈 구조체의 내부에 제1 광경화성 단량체 물질을 도포하고, 상부 표면에 격자 구조를 형성한 후, 사전 설정된 제1 온도에서 광경화시켜 제1 액정상 고분자막을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 제1 액정상 고분자막의 상부에 제2 광경화성 단량체 물질을 도포하고 사전 설정된 제2 온도에서 광경화시켜, 상기 제1 액정상 고분자막과 광굴절률이 정합된 제2 액정상 고분자막을 형성하는 단계;를 구비한다.
전술한 제4 특징에 따른 액정상 고분자 필름의 제조 방법에 있어서, (a) 단계 이후에 상기 렌즈 구조체의 내부 표면에 배향막을 형성하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
전술한 제3 및 제4 특징에 따른 액정상 고분자 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 온도와 제2 온도는 상기 제1 액정상 고분자막과 제2 액정상 고분자막의 광굴절률 정합 조건을 만족시키는 온도들로 결정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 액정상 고분자 필름은 격자 구조를 이용하여 배향하되, 격자 구조에 의한 원치 않는 회절광을 제거할 수 있게 된다.
도 9는 patterned retarder로 제작된 종래의 액정상 고분자 필름과 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정상 고분자 필름의 회절광 특성에 대한 비교 그림이다. 도 9의 (a)는 배향을 위하여 표면에 형성된 격자 구조가 그대로 남아 있는 종래의 액정상 고분자 필름에 있어서, 입사광에 대하여 회절광의 특성을 도시한 것이며, 도 9의 (b)는 배향을 위하여 표면에 형성된 격자 구조 위에 광굴절률 정합 조건을 만족하는 제2 액정상 고분자막이 형성된 본 발명에 따른 액정상 고분자 필름에 있어서, 입사광에 대하여 회절광이 제거된 특성을 도시한 것이다.
도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 표면 격자가 잔존해 있는 경우, 패널로부터 나온 선편광된 빛을 각각 우원편광, 좌원편광으로 변환시키는 동시에 회절에 의한 노이즈광들이 존재한다. 한편, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정상 고분자 필름은, 오버 코팅된 제2 액정상 고분자막에 의해 회절광이 제거됨에 따라, 입사된 선편광된 빛이 우원편광과 좌원편광으로 패턴된 편광 패턴만이 얻게 된다.
도 10 및 도 11은 편광 의존성 렌즈로 제작된 액정상 고분자 필름에 있어서, 상부 표면에 격자 구조가 남아있는 종래의 액정상 고분자 필름과 오버 코팅된 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정상 고분자 필름에 대한 회절광 특성을 비교한 그림이다. 도 10의 (a) 및 도 11의 (a)는, 각각, 배향을 위하여 표면에 형성된 격자 구조가 그대로 남아 있는 종래의 액정상 고분자 필름에 있어서, Y축 방향 및 X축 방향의 선편광된 빛이 입사되는 경우의 회절광의 특성을 도시한 것이며, 도 10의 (b) 및 도 11의 (b)는 각각 배향을 위하여 표면에 형성된 격자 구조 위에 광굴절률 정합 조건을 만족하는 제2 액정상 고분자막이 형성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정상 고분자 필름에 있어서, Y축 방향 및 X축 방향의 선편광된 빛이 입사되는 경우의 회절광이 제거된 특성을 도시한 것이다.
전술한 편광의존성 렌즈로 제작된 액정상 고분자 필름에 있어서, 제1 액정상 고분자막의 상굴절률은 렌즈 역상을 갖는 렌즈 구조체의 등방 굴절률과 광굴절률 정합 조건을 가지며, 이상굴절률은 렌즈 구조체의 재료와 광굴절률 비정합 조건을 갖는다. 편광의존성 렌즈로 제작된 액정상 고분자 필름에 있어서, 입사 편광 조건에 따라 제1 액정상 고분자막의 이상굴절률축과 평행한 선편광이 입사된 경우, 볼록 렌즈 효과에 의해 집광되며, 상굴절률축과 평행한 선편광이 입사된 경우 집광 특성은 사라진다. 즉, 입사 편광에 따라 집광 특성이 on/off 스위칭된다. 이때, 도 10 및 도 11의 (a)와 같이, 제1 액정상 고분자막의 표면에 격자 구조가 잔존해 있는 경우, 패널로부터 나온 선편광된 빛을 액정상 고분자 렌즈층을 통과한 이후, 입사 편광 조건에 따라 집광 또는 직진함과 동시에 표면 격자 구조에 의한 회절광 노이즈가 형성된다. 도 10 및 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정상 고분자 필름은, 회절광이 제거된 형태로 입사된 선편광 조건에 따라 집광 특성이 제어될 수 있다.
도 12의 (a) 및 (b)는 편광의존성 렌즈로 제작된 액정상 고분자 필름에서의 제1 및 제2 액정상 고분자층을 관찰한 편광 현미경 사진들이다. 도 12를 참조하면, 배향 방향으로 균일한 배향이 유도됨을 알 수 있다.
도 13의 (a) 및 (b)는 편광 의존성 렌즈 어레이로 제작된 액정상 고분자 필름의 초점면에서 측정한 CCD Image 집광 사진들이다. 도 13의 (a)는 제1 액정상 고분자층만으로 제작된 종래의 편광 의존성 액정상 고분자 렌즈 어레이에 대한 사진이며, (b)는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제1 및 제2 액정상 고분자층을 구비한 편광 의존성 액정상 고분자 렌즈 어레이에 대한 사진으로서, 회절광이 제거됨을 알 수 있다.
도 1의 (a)는 광경화 이전에 광경화성 액정상 단량체의 배향된 모습을 도시한 개념도이며, (b)는 광경화 반응에 의해 고분자화된 박막 형상의 배향된 액정상 고분자 필름의 상태를 도시한 개념도이다.
도 2는 온도에 따른 액정상 단량체의 분자질서도 S의 변화를 도시한 그래프이다.
도 3은 온도에 따른 액정상 단량체의 상굴절률(
Figure 112013109693657-pat00010
)과 이상굴절률(
Figure 112013109693657-pat00011
)의 변화를 도시한 그래프이다.
도 4는 20 um 두께로 두껍게 형성된 광경화성 액정상 고분자 박막에서의 배향 상태를 보여주는 편광 현미경 사진이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정상 고분자 필름을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정상 고분자 필름을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정상 고분자 필름의 제조 공정을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 8은 제1 액정상 고분자막의 UV 광경화시 온도 조건에 따른 상굴절률과 이상굴절률의 변화(점선 표시)와 제2 액정상 고분자막의 UV 광경화시 온도 조건에 따른 상굴절률과 이상굴절률의 변화(실선 표시)를 도시한 그래프이다.
도 9는 patterned retarder로 제작된 종래의 액정상 고분자 필름과 본 발명에 따른 액정상 고분자 필름의 회절광 특성에 대한 비교 그림이다.
도 10 및 도 11은 편광 의존성 렌즈로 제작된 액정상 고분자 필름에 있어서, 상부 표면에 격자 구조가 남아있는 종래의 액정상 고분자 필름과 오버 코팅된 본 발명에 따른 액정상 고분자 필름에 대한 회절광 특성을 비교한 그림이다.
도 12의 (a) 및 (b)는 편광의존성 렌즈로 제작된 액정상 고분자 필름에서의 제1 및 제2 액정상 고분자층을 관찰한 편광 현미경 사진들이다.
도 13의 (a) 및 (b)는 편광 의존성 렌즈 어레이로 제작된 액정상 고분자 필름의 초점면에서 측정한 CCD Image 집광 사진들이다.
본 발명은 액정상 고분자 필름에 있어서, 배향막에 의한 Bottom-up 방식과 격자 구조를 이용한 top-down 방식의 배향을 동시에 수행하되, 격자 구조에 의해 발생되는 원치 않는 회절 현상에 따른 노이즈를 오버 코팅 공정을 통해 제거한 것을 특징으로 한다.
< 액정상 고분자 필름 >
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 액정상 고분자 필름의 구조에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제1실시예에 따른 액정상 고분자 필름은 편광 안경 방식으로 3차원 영상을 구현하는 패터닝된 위상지연판(Patteren Retarder)으로 제작되는 것을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정상 고분자 필름을 도시한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정상 고분자 필름(10)은 투명 재질의 기판(100), 배향막(110), 제1 액정상 고분자막(120) 및 제2 액정상 고분자막(130)을 구비한다.
상기 배향막(110)은 사전 설정된 방향을 따라 정렬된 것을 특징으로 한다.
상기 제1 액정상 고분자막(120)은, 상기 하부 배향막위에 형성되며, 상부 표면에 미세한 그루브들(grooves)로 구성된 격자 구조('a')를 구비한다. 상기 격자 구조의 그루브들은 nanoscale ~ microscale로 구성될 수 있으며, 특히 배향의 특성을 고려하여 nanoscale ~ 수 microscale 로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 격자 구조의 방향은 상기 배향막의 정렬 방향과 일치하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 하부 배향막과 상기 격자 구조는 동일 방향으로 정렬된 것이 바람직하다.
한편, 본 실시예에 따른 액정상 고분자 필름을 패터닝된 위상지연판(Patterned Retarder)으로 제작하는 경우, 상기 배향막은 패터닝되어 정렬되며, 상기 제1 액정상 고분자막의 격자 구조도 상기 배향막의 패터닝에 대응하여 형성된 것이 바람직하다. 따라서, 패터닝된 배향막의 정렬 방향과 그 상부의 패터닝된 격자 구조의 방향은 서로 일치되도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제1 액정상 고분자막은 제1 광경화성 단량체가 하부 배향막위에 도포된 후, 하부 배향막과 상부 표면의 격자 구조에 의해 bottom-up 방식과 Top-down 방식으로 배향된 상태에서 광경화되어 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 제2 액정상 고분자막(130)은 상기 제1 액정상 고분자막(120)의 상부 표면에 얇은 두께로 형성된다. 상기 제2 액정상 고분자막은 제2 광경화성 단량체 물질이 도포되어 제1 액정상 고분자막의 상부 표면의 격자 구조에 의해 배향된 후 광경화되어 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 제2 액정상 고분자막의 두께는 하부의 격자 구조에 의해 배향가능한 두께 이하로 형성되는 것이 바람직하며, 적어도 제1 액정상 고분자막의 상부 표면의 격자의 두께보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 액정상 고분자막과 제2 액정상 고분자막은 상굴절률(ordinary refractive index) 및 이상굴절률(extraordinary refractive index) 축에 대해 광굴절률이 서로 정합되어 있는 것(refractive index matching)을 특징으로 한다.
상기 제2 액정상 고분자막을 형성하는 제2 광경화성 단량체 물질은 제2 액정상 고분자막을 형성한 물질로 동일한 물질로 구성되거나, 서로 다른 2 종류 이상의 광경화성 단량체 물질들이 혼합되어 구성되거나, 단일 또는 이종의 광경화성 단량체 물질들과 소량의 액정이 혼합되어 구성될 수 있다. 여기서, 제2 광경화성 단량체 물질을 광경화성 단량체들과 소량의 액정을 혼합하여 구성하는 경우, 액정은 UV 등에 의해 광경화될 수 있는 분량을 혼합하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정상 고분자 필름의 구조에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정상 고분자 필름은 편광 의존성 렌즈로 제작되는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정상 고분자 필름을 도시한 단면도이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정상 고분자 필름(60)은, 투명 재질의 렌즈 역상의 구조를 갖는 렌즈 구조체(600), 상기 렌즈 구조체의 내부의 하부 표면에 형성된 배향막(610), 상기 렌즈 구조체의 내부에 형성된 제1 액정상 고분자막(620), 제1 액정상 고분자막위에 형성된 제2 액정상 고분자막(630)을 구비한다.
상기 렌즈 구조체(600)는 도 6에 도시된 바와 같이 GRIN 렌즈의 역상으로 구성되거나, FRESNEL 렌즈의 역상으로 구성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 렌즈 구조체가 GRIN 렌즈의 역상으로 구성된 경우, 배향막(610)을 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 렌즈 구조체가 GRIN 렌즈에 비해 상대적으로 얇은 두께로 형성되는 FRESNEL 렌즈의 역상으로 구성된 경우, 배향막없이 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 액정상 고분자막은 두께가 얇기 때문에 상부 표면에 형성된 격자 구조만에 의해서도 충분히 배향될 수 있다.
제1 액정상 고분자막(620)은 렌즈 구조체의 내부에 형성되며, 상부 표면에 미세한 그루브들(grooves)로 구성된 격자구조를 구비한다. 상기 제1 액정상 고분자막은 렌즈 구조체의 내부에 도포된 액정상 단량체가 하부 배향막과 상부 표면의 격자 구조에 의해 배향된 후 광경화되어 형성된다. 제1 액정상 고분자막의 상굴절률은 렌즈 역상을 갖는 렌즈 구조체의 등방 굴절률과 광굴절률 정합 조건을 가지며, 이상굴절률은 렌즈 구조체의 재료와 광굴절률 비정합 조건을 갖는 것이 바람직하다.
제2 액정상 고분자막(630)은 제1 액정상 고분자막의 상부 표면에 형성되며, 그 재질 및 구성은 제1 실시예의 제2 액정상 고분자막의 그것과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
< 액정상 고분자 필름 제조 방법 >
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정상 고분자 필름의 제조 방법을 구체적으로 설명한다. 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정상 고분자 필름의 제조 공정을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 액정상 고분자 필름 제조 방법은, 크게 (a) 기판위에 배향막을 형성하는 단계, (b1 ~ b5) 배향막위에 제1 액정상 고분자막을 형성하는 단계 및 (c1 ~ c3 ) 제1 액정상 고분자막위에 제2 액정상 고분자막을 형성하는 단계를 구비한다. 이하 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
먼저, 배향막 형성 공정(단계 a)을 구체적으로 설명한다. 배향막을 형성하기 위하여, 투명 기판(100)위에 배향 물질을 코팅하고 열처리한 후 광경화성 고분자 물질을 정렬시키는 방향으로 러빙 공정을 진행하여 배향처리하여 배향막(110)을 형성한다. 여기서 배향막(110)은 배향 물질을 기판(100)에 스핀 코팅하는 것이 바람직하다. 또한, 전술한 바와 같이 러빙 공정에 의해 배향할 수 있을 뿐만 아니라 배향막 물질에 따라 광배향 공정도 가능할 수 있다.
다음, 배향막위에 제1 액정상 고분자막을 형성하는 공정(단계 b1 ~ b5)를 구체적으로 설명한다. 먼저, 광경화성 액정상 단량체 물질의 Nematic-Isotropic 상전이 온도(TNI) 이상에서, 배향막(110)위에 광경화성 액정상 단량체 물질(120')을 균일하게 도포한다(단계 b1). 다음, 미세한 그루브들이 형성된 격자 구조의 스탬프(190)를 상기 도포된 광경화성 액정상 단량체 물질의 상부 표면에 올린 후, Nematic상의 온도 구간에서 하부 배향막에 의한 Bottom-up 방식과 격자 구조에 의한 Top-down 방식에 의해 배향을 유도한다(단계 b2). 다음, 배향이 완료된 광경화성 액정상 단량체(120")를 사전 설정된 제1 온도(T1)에서 UV 조사하여 광경화시킨 후(단계 b3), 격자 구조의 스탬프(190)를 제거하여(단계 b4), 상부 표면에 격자 구조가 형성된 제1 액정상 고분자막(120)을 완성한다(단계 b5).
다음, 제1 액정상 고분자막위에 제2 액정상 고분자막을 형성하는 공정(단계 c1 ~ c3)를 구체적으로 설명한다. 먼저, 제1 액정상 고분자막위에 제2 광경화성 액정상 단량체 물질(130') 코팅한다(단계 c1). 상기 제2 광경화성 액정상 단량체 물질(130')은 제1 액정상 고분자막의 상부 표면의 격자 구조에 의해 정렬되어 배향된다.
다음, 정렬이 완료된 제2 광경화성 액정상 단량체 물질(130')에 사전 설정된 제2 온도(T2)에서 UV를 조사하여(단계 c2) 광 중합 반응을 유도하여 광경화된 제2 액정상 고분자막(130)을 완성한다(단계 c3).
여기서, 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)는 제1 액정상 고분자막 및 제2 액정상 고분자막의 이상굴절률 및 상굴절률과 광굴절률 정합 조건을 만족하도록 결정되어야 한다.
이하, 도 8을 참조하여, 제1 액정상 고분자막 및 제2 액정상 고분자막을 광경화시키는 온도 조건들인 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 8은 제1 액정상 고분자막의 UV 광경화시 온도 조건에 따른 상굴절률과 이상굴절률의 변화(점선 표시)와 제2 액정상 고분자막의 UV 광경화시 온도 조건에 따른 상굴절률과 이상굴절률의 변화(실선 표시)를 도시한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 상기 제1 온도와 제2 온도는 제1 액정상 고분자막과 제2 액정상 고분자막이 동일한 상굴절률과 이상굴절률을 갖는 온도 조건이다. 따라서, 제1 액정상 고분자막을 제1 온도에서 UV 광경화시키고, 제2 액정상 고분자막을 제2 온도에서 UV 광경화시킴으로써, 제1 액정상 고분자막과 제2 액정상 고분자막은 이상굴절률과 상굴절률이 동일하게 형성되어 임의의 입사 편광에 대하여 광굴절률 정합 조건을 만족하게 된다. 그 결과, 제1 액정상 고분자막의 상부 표면에 형성된 격자 구조에 의한 회절광을 제거할 수 있게 된다.
전술한 과정에 의해, 격자 구조에 의해 발생된 원치않는 회절광 특성을 제거한 복굴절 성질을 갖는 광경화된 액정상 고분자 필름을 완성하게 된다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정상 고분자 필름은, 전술한 과정에서, 투명 기판을 대신하여 렌즈 역상의 구조를 갖는 투명 재질의 렌즈 구조체를 사용함으로써, 제작할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 액정상 고분자 필름은 패턴된 위상지연판(Patterned Retarder) 및 2D/3D 스위칭형 디스플레이 패널을 위한 편광 의존형 렌즈 어레이의 제작에 사용될 수 있다 또한, 본 발명에 따른 액정상 고분자 필름 제작 방법은 균일한 광학적 이방성, 및 패턴된 광학적 이방성이 요구되는 디스플레이 및 광학 소자 분야에 널리 사용될 수 있다.
10, 60 : 액정상 고분자 필름
100 : 기판
600 : 렌즈 구조체
110, 610 : 배향막
120, 620 : 제1 액정상 고분자막
130, 630 : 제2 액정상 고분자막

Claims (17)

  1. 투명 기판;
    투명 기판위에 형성된 배향막;
    상기 배향막위에 형성되고 상부 표면에 격자 구조를 구비하며, 상기 배향막과 격자 구조에 의해 배향되어 형성된 제1 액정상 고분자막;
    상기 제1 액정상 고분자막의 상부 표면에 형성되고, 상기 제1 액정상 고분자막의 격자구조에 의해 배향된 제2 액정상 고분자막; 을 구비하고,
    상기 제1 액정상 고분자막은 제1 광경화성 단량체 물질로 구성하되, 상기 제1 광경화성 단량체 물질의 상부 표면에 격자구조의 스탬프를 가압시켜 상부 표면에 격자구조를 형성하여 제1 광경화성 단량체 물질을 배향시킨 후 광경화시켜 제1 액정상 고분자막이 완성된 것을 특징으로 하며,
    상기 제1 액정상 고분자막과 제2 액정상 고분자막은 광굴절률이 정합된 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름.
  2. 투명한 재질로 형성되고, 역상의 렌즈 형상을 갖는 렌즈 구조체;
    상기 렌즈 구조체의 내부에 형성되고 상부 표면에 격자 구조를 구비하며, 상기 격자 구조에 의해 배향되어 형성된 제1 액정상 고분자막;
    상기 제1 액정상 고분자막의 상부 표면에 형성되고, 상기 제1 액정상 고분자막의 격자구조에 의해 배향된 제2 액정상 고분자막;을 구비하고,
    상기 제1 액정상 고분자막은 제1 광경화성 단량체 물질로 구성하되, 상기 제1 광경화성 단량체 물질의 상부 표면에 격자구조의 스탬프를 가압시켜 상부 표면에 격자 구조를 형성하여 제1 광경화성 단량체 물질을 배향시킨 후 광경화시켜 상기 제1 액정상 고분자막이 완성된 것을 특징으로 하며,
    상기 제1 액정상 고분자막과 제2 액정상 고분자막은 광굴절률이 정합된 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름.
  3. 삭제
  4. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광굴절률은 상굴절률과 이상굴절률을 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름.
  5. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 액정상 고분자막은 제2 광경화성 단량체 물질이 배향된 후 광경화되어 형성된 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 액정상 고분자막을 구성하는 제2 광경화성 단량체물질은 제1 액정상 고분자막과 동일한 물질로 형성되거나, 적어도 2 이상의 종류의 광경화성 단량체 물질들이 혼합되어 형성되거나, 단일의 광경화성 단량체 물질과 액정이 혼합되어 형성되거나, 적어도 2 이상의 종류의 광경화성 단량체 물질들과 액정이 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 액정상 고분자막의 격자 구조의 방향은 상기 배향막의 정렬 방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름.
  8. 제7항에 있어서, 상기 배향막은 패터닝되어 정렬된 것을 특징으로 하며,
    상기 배향막의 패터닝에 대응하여 상기 제1 액정상 고분자막의 격자 구조도 패터닝되어 형성되며, 패터닝된 격자 구조의 방향은 패터닝된 배향막의 정렬 방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름.
  9. 제2항에 있어서, 상기 액정상 고분자 필름은 렌즈 구조체의 내부의 표면에 배향막을 더 구비하며,
    상기 배향막의 정렬 방향과 상기 제1 액정상 고분자막의 격자 구조의 방향이 일치하는 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름.
  10. (a) 투명 기판위에 배향막을 형성하는 단계;
    (b) 상기 배향막위에 제1 광경화성 단량체 물질을 도포하고, 상부 표면에 격자 구조의 스탬프를 가압시켜 상부 표면에 격자 구조를 형성하여 제1 광경화성 단량체 물질을 배향시킨 후, 사전 설정된 제1 온도에서 광경화시켜 제1 액정상 고분자막을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 제1 액정상 고분자막의 상부에 제2 광경화성 단량체 물질을 도포하고 사전 설정된 제2 온도에서 광경화시켜, 상기 제1 액정상 고분자막과 광굴절률이 정합된 제2 액정상 고분자막을 형성하는 단계;
    를 구비하고, 상기 제2 액정상 고분자막을 형성하는 제2 광경화성 단량체 물질은 제1 액정상 고분자막의 상부 표면의 격자 구조에 의해 배향된 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 배향막위에 제1 광경화성 단량체 물질을 도포하는 단계;
    (b2) 상기 도포된 제1 광경화성 단량체 물질의 상부 표면에 격자 구조를 갖는 스탬프를 배치하여 배향시키는 단계;
    (b3) 사전 설정된 제1 온도에서 광경화시키는 단계; 및
    (b4) 상기 스탬프를 제거시키는 단계;
    를 구비하여, 상기 배향막위에 제1 액정상 고분자막을 형성하는 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 제1 액정상 고분자막의 상부 표면에 제2 광경화성 단량체 물질을 도포하는 단계;
    (c2) 상기 도포된 제2 광경화성 단량체 물질을 사전 설정된 제2 온도에서 광경화시키는 단계;
    를 구비하여, 상기 제1 액정상 고분자막위에 제2 액정상 고분자막을 형성하는 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름의 제조 방법.
  13. (a) 역상의 렌즈 형상을 갖는 투명 재질의 렌즈 구조체를 형성하는 단계;
    (b) 상기 렌즈 구조체의 내부에 제1 광경화성 단량체 물질을 도포하고, 상부 표면에 격자 구조의 스탬프를 가압시켜 상부 표면에 격자 구조를 형성하여 제1 광경화성 단량체 물질을 배향시킨 후, 사전 설정된 제1 온도에서 광경화시켜 제1 액정상 고분자막을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 제1 액정상 고분자막의 상부에 제2 광경화성 단량체 물질을 도포하고, 사전 설정된 제2 온도에서 광경화시켜, 상기 제1 액정상 고분자막과 광굴절률이 정합된 제2 액정상 고분자막을 형성하는 단계;
    를 구비하고, 상기 제2 액정상 고분자막을 형성하는 제2 광경화성 단량체 물질은 제1 액정상 고분자막의 상부 표면의 격자 구조에 의해 배향된 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 액정상 고분자 필름의 제조 방법은,
    (a) 단계 이후에 상기 렌즈 구조체의 내부 표면에 배향막을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름의 제조 방법.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 온도와 제2 온도는 상기 제1 액정상 고분자막과 제2 액정상 고분자막의 광굴절률 정합 조건을 만족시키는 온도들로 결정되는 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름의 제조 방법.
  16. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광굴절률은 상굴절률과 이상굴절률을 포함하는 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름의 제조 방법.
  17. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 광경화성 단량체 물질은 제1 액정상 고분자막과 동일한 물질로 구성되거나, 적어도 둘 이상의 종류의 광경화성 단량체들이 혼합되어 구성되거나, 단일 또는 이종의 광경화성 단량체와 액정이 혼합되어 구성된 것을 특징으로 하는 회절 잡광이 제거된 액정상 고분자 필름의 제조 방법.


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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101876529B1 (ko) * 2016-04-01 2018-07-11 경북대학교 산학협력단 능동형 렌즈 구조체 및 그 제조 방법
KR102043261B1 (ko) * 2017-12-29 2019-11-11 주식회사 세코닉스 이종 렌즈 필름의 제조방법 및 그에 의해 제조된 이종 렌즈 필름

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100975120B1 (ko) * 2009-06-18 2010-08-11 주식회사 엘엠에스 위상지연을 갖는 편광성 회절소자
JP2013015754A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Dainippon Printing Co Ltd パターン位相差フィルムの製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990064007A (ko) * 1995-10-03 1999-07-26 세야 히로미치 광헤드 장치 및 이의 제조 방법
JP4287560B2 (ja) * 1999-11-16 2009-07-01 株式会社カネカ 薄膜光電変換モジュールの製造方法
GB2403023A (en) * 2003-06-20 2004-12-22 Sharp Kk Organic light emitting device
GB2410339A (en) 2004-01-21 2005-07-27 Sharp Kk Three lens arrays optical system, light source and projection display
JP5256714B2 (ja) 2007-12-04 2013-08-07 ソニー株式会社 液晶表示素子及びその製造方法
KR101187791B1 (ko) * 2007-12-07 2012-10-05 삼성전자주식회사 프린트 헤드 및 이를 채용한 화상형성장치
KR101330860B1 (ko) * 2007-12-27 2013-11-18 아사히 가라스 가부시키가이샤 액정 소자 및 광 헤드 장치 및 가변 광 변조 소자
JP2013015745A (ja) 2011-07-06 2013-01-24 Fujikura Ltd 光コネクタ
KR101472510B1 (ko) * 2013-05-28 2014-12-15 경북대학교 산학협력단 입사광에 대한 편광 의존성을 가지는 집광 패턴 가변 광 소자
KR101495758B1 (ko) * 2013-05-29 2015-02-26 경북대학교 산학협력단 편광 의존형 렌즈 구조체 및 그 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100975120B1 (ko) * 2009-06-18 2010-08-11 주식회사 엘엠에스 위상지연을 갖는 편광성 회절소자
JP2013015754A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Dainippon Printing Co Ltd パターン位相差フィルムの製造方法

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