KR101609380B1

KR101609380B1 - 영상 표시장치용 리타더 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101609380B1
Application number: KR1020100069063A
Authority: KR
Inventors: 우정원
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2016-04-05
Also published as: KR20120008287A

Abstract

본 발명은, 기판과; 상기 기판 상부에 형성되고 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결되고, 게이트 전극, 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상부의 액티브층, 상기 액티브층 상부의 오믹 콘택층, 상기 오믹 콘택층 상부의 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터와; 상기 드레인 전극에 연결되는 화소전극을 포함하고, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 서로 이격되어 이격영역을 정의하고, 상기 이격영역은 서로 상이한 방향의 제1 내지 제3영역으로 구성되고, 상기 제1 내지 제3영역 중 적어도 하나의 영역에서는 상기 액티브층이 제거되는 표시장치용 어레이 기판을 제공한다.

Description

영상 표시장치용 리타더 및 그 제조방법 {RETARDER FOR IMAGE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}

본 발명은 영상 표시장치용 리타더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 입체영상 표시장치용 필름 패턴드 리타더(film patterned retarder) 및 그 제조방법에 관한 것이다.

인간이 깊이감과 입체감을 느끼는 요인으로는 두 눈 사이 간격에 의한 양안시차 외에도 심리적, 기억적 요인이 있으며, 이에 따라 3차원 입체영상 표시기술 역시 관찰자에게 어느 정도의 3차원 영상정보를 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 부피표현방식(volumetric type), 3차원표현방식(holographic type), 입체감표현방식(stereoscopic type)으로 구분된다.

부피표현방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이방향에 대한 원근감이 느껴지도록 하는 방법으로서, 투시도법, 중첩, 음영과 명암, 움직임 등을 계산에 의해 표시하는 3차원 컴퓨터그래픽 또는 관찰자에게 시야각이 넓은 대화면을 제공하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 것 같은 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있다.

그리고, 3차원표현방식은 가장 완전한 입체영상 표시기술로서, 레이저광 재생 홀로그래피 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다.

또한, 입체감표현방식은 양안의 생리적 요인을 이용하는 입체감을 느끼는 방식으로, 구체적으로 약 65㎜정도 떨어져 있는 좌우안에 시차정보가 포함된 평면의 연관영상을 제공하면뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 스테레오그라피(stereography)를 이용한 것이다.

이러한 입체감표현방식은 다안상 표시방식이라 불리며, 실질적인 입체감 생성위치에 따라 관찰자가 특수안경을 착용하는 안경방식 또는 표시면 측의 패럴랙스 베리어(parallax barrier)나 렌티큘러(lenticular) 또는 인테그럴(integral) 등의 렌즈어레이(lens array)를 이용하는 무안경 방식으로 구분될 수 있다.

이 중 안경방식은 무안경 방식에 비해 시야각이 넓고 감상 시 어지러움증 유발이 적으며 비교적 저렴한 원가, 특히 홀로그램에 비해서는 매우 저렴한 원가로 제작이 가능할 뿐만 아니라, 3차원 입체영상 감상 시에는 안경을 착용하고 2차원 평면영상 감상 시에는 안경을 착용치 않아도 되기 때문에 한 개의 영상 표시장치를 2차원 평면영상 및 3차원 입체영상 표시에 사용할 수 있다는 장점이 있다.

안경방식은 시교차 방식인 셔터안경 방식(shutter glasses)과 시분할 방식인 편광분할 방식으로 나뉠 수 있는데, 셔터안경 방식은, 하나의 화면으로 좌우안 영상을 번갈아 표시하고 셔터안경의 좌측 셔터와 우측 셔터의 순차적 개폐 타이밍(timing)을 좌우안 영상의 시교차 시간과 일치시켜서 각 영상이 좌안과 우안에 따로 인식되도록 함으로써 입체감을 나타내는 방식이다.

그리고, 편광분할 방식은, 하나의 화면의 화소를 열, 행 또는 화소단위로 2분할하고 좌우안 영상을 서로 다른 편광방향으로 표시하고 편광안경의 좌측 안경과 우측 안경이 서로 다른 편광방향을 갖도록 하여 각 영상이 좌안과 우안에 따로 인식되도록 함으로써 입체감을 나타내는 방식이다.

셔터안경 방식은 감상 시 피로감을 줄이고 입체감을 높이기 위해 단위 시간 당 시교차의 횟수를 높일 필요가 있는데, 이 방식을 액정표시장치에 적용하는 경우 액정의 느린 응답속도와 스캔(scan)방식의 화면 어드레싱 타이밍(addressing timing)이 시교차 타이밍에 완전히 일치하지 못하는데 기인한 플리커(flicker) 현상이 발생할 수 있으며 이는 감상 시 어지러움증과 같은 피로를 유발할 수 있다.

편광분할 방식은 위와 같은 플리커 현상 발생 요인이 없으므로, 감상 시 피로 유발이 적으나 한 화면으로 동시에 두 영상을 표시하기 위해 행, 열, 또는 화소를 2분할하기 때문에 해상도가 반으로 줄어드는 문제가 있다.

그러나, 액정표시장치와 같은 현행하는 표시장치 대부분이 이미 고해상도를 달성하고 있으며 향후 해상도를 더 향상시키는 것이 충분히 가능하기 때문에, 사실상 편광분할 방식의 3차원 입체영상 표시장치에서는 해상도 반감이 문제되지 않을 것으로 예상된다.

또한, 셔터안경 방식은 시교차 표시를 위하여 디스플레이 내 하드웨어, 또는 회로 등이 구비되어야 하며, 셔터안경이라는 고가의 안경을 필요로 하여 여러 명이 감상할 경우 비용이 매우 상승되는 반면, 편광분할 방식은 표시소자 전면에 편광을 분할할 수 있는 패터닝된 편광분할 광학매체(예를 들어, 패턴드 리타더(patterned retarder), 마이크로 편광자(micro polarizer) 등)를 장착하면 가격이 매우 저렴한 편광안경을 착용하고 다수가 감상할 수 있으므로 비용이 상대적으로 매우 적게 든다.

이러한 편광분할 광학매체로서 사용되는 패턴드 리타더는, 표시장치의 전면에 배치되어 화소, 행, 또는 열 단위로 2개의 서로 다른 편광방향을 갖도록 출사광을 변조하는 광학수단으로 기능한다.

예를 들어, 패턴드 리타더의 위상지연(retardation)을 1/4파장(quarter wave: /4)으로 하여 액정표시장치의 출사광인 선편광의 편광방향과 각각 +45도 및 -45도로 배치하면, 출사광은 각각 좌원편광 및 우원편광으로 변조되고, 이를 좌원편광판 및 우원편광판을 구비한 편광안경을 착용하고 감상하면, 좌우안은 입체감을 느끼도록 분할된 서로 다른 영상을 보게 되어 깊이와 돌출 등의 입체감을 느끼게 된다.

패턴드 리타더(patterned retarder)의 제조에는 반응성 액정단량체(reactive mesogens: RM)를 기판에 코팅(coating)하고, 서로 다른 광축을 갖도록 패턴을 배향시킨 후 광가교 시켜서 액정 고분자 필름으로 만드는 패턴배향 방식이 사용된다.

여기서, 반응성 액정단량체가 코팅되는 기판은 유리 또는 필름 재질의 기판이 사용될 수 있다.

유리 재질의 기판은 기계적 성질이 강하고 표면의 편평도가 우수하며 투명도가 높고 복굴절이 없이 광학특성이 균일하면서, 일반적인 스핀 코팅(spin coating)법으로 배향막이나 반응성 액정단량체를 균일한 두께로 형성할 수 있다는 장점이 있으나, 고가라는 단점 외에도 제조 중 파손 가능성이 높고 공정시간(tact time)이 길어서 수율과 양산성이 떨어진다는 문제가 있다.

이러한 유리 재질의 기판의 단점을 보완하기 위하여 필름 재질의 기판을 사용하는 필름 패턴드 리타더(film patterned retarder: FPR)가 개발되었는데, 이에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 필름 패턴드 리타더의 제조방법을 도시한 도면이다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 베이스 필름(10) 상부에 배향막(12)을 형성한 후, 제1편광UV를 배향막(12)에 조사하여 배향막(12) 전체 영역이 제1도메인(12a)이 되도록 광배향 한다.

도 1b에 도시한 바와 같이, 배향막(12) 상부에 포토 마스크(20)를 배치하고 제2편광UV를 포토 마스크(20)를 통하여 배향막(12)에 조사한다.

포토 마스크(20)는 투과부(20a) 및 차단부(20b)를 포함하며, 투과부(20a)에 대응되는 배향막(12)의 영역은 제2편광UV에 의하여 제2도메인(12b)이 된다.

따라서, 배향막(12)은 제1 및 제2도메인(12a, 12b)을 갖도록 광배향 되고, 이후 배향막(12) 상부에 반응성 액정단량체를 코팅함으로써, 필름 패턴드 리타더를 완성한다.

도 1a 및 도 1b에서는 1개의 포토 마스크를 사용하여 필름 패턴드 리타더를 제조하였으나, 이와 달리 2개의 포토 마스크를 사용할 수도 있다.

도 2a 및 도 2b는 종래의 필름 패턴드 리타더의 다른 제조방법을 도시한 도면이다.

도 2a에 도시한 바와 같이, 베이스 필름(10) 상부에 배향막(12)을 형성한 후, 제1편광UV를 제1포토 마스크(22)를 통하여 배향막(12)에 조사한다.

제1포토 마스크(22)는 투과부(22a) 및 차단부(22b)를 포함하며, 투과부(22a)에 대응되는 배향막(12)의 영역은 제1편광UV에 의하여 제1도메인(12a)이 되고, 나머지 차단부(22b)에 대응되는 배향막(12)의 영역은 광배향이 되지 않고 원상태를 유지한다.

도 2b에 도시한 바와 같이, 배향막(12) 상부에 제2포토 마스크(24)를 배치하고 제2편광UV를 제2포토 마스크(24)를 통하여 배향막(12)에 조사한다.

제2포토 마스크(24) 역시 투과부(24a) 및 차단부(24b)를 포함하는데, 제2포토 마스크(24)의 투과부(24a) 및 차단부(24b)는 제1포토 마스크(22)의 투과부(22a) 및 차단부(22b)에 서로 반대로 대응된다.

즉, 제1포토 마스크(22)의 차단부(22b) 및 제2포토 마스크(24)의 투과부(24a)에 대응되는 배향막(12)의 영역은 제2편광UV에 의하여 제2도메인(12b)이 된다.

따라서, 배향막(12)은 제1 및 제2도메인(12a, 12b)을 갖도록 광배향되고, 이후 배향막(12) 상부에 반응성 액정단량체를 코팅함으로써, 필름 패턴드 리타더를 완성한다.

이러한 필름 패턴드 리타더 제조장치를 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 종래의 필름 패턴드 리타더 제조장치를 도시한 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 리타더 제조장치(30)는 제1 및 제2롤러(32, 34)를 포함하고, 제1 및 제2롤러(32, 34)에는 일면에 배향막(12)이 형성되어 있는 베이스 필름(10)이 감겨 있으며, 제1 및 제2롤러(32, 34) 사이에서 펼쳐진 베이스 필름(10)의 배향막(12) 상부에는 미리 정해진 이격거리(d)만큼 떨어져서 투과부(20a) 및 차단부(20b)를 포함하는 포토 마스크(20)가 배치된다.

즉, 제1롤러(32)에 감겨있는 베이스 필름(10)이 펼쳐지면서 제2롤러(34)로 반송되는데, 제1 및 제2롤러(32, 34) 사이에서 펼쳐진 베이스 필름(10)의 배향막(12)에 포토 마스크(20)를 통하여 편광UV가 조사되어 광배향 되고, 그 결과 배향막(12)에 도메인이 형성된다.

그런데, 제1롤러(32)로부터 제2롤러(34)로 베이스 필름(10)이 반송되는 동안, 베이스 필름(10)은 자체의 유연성에 의하여 상하좌우로 요동할 수 있다.

즉, 베이스 필름(10)이 x축 방향으로 반송되는 동안 베이스 필름(10)은 x축에 수직한 y축 방향 또는 z축 방향을 따라 요동할 수 있는데, 이러한 베이스 필름(10)의 요동은 배향막(12)의 도메인이 균일하게 형성되지 못하는 요인으로 작용한다.

또한, 포토 마스크(20)와 베이스 필름(10)을 정렬(align)해야 하므로, 리타더 제조장치(30)는 고가의 정렬수단을 포함해야 한다.

도 4a는 y축 방향으로의 진동에 의한 종래의 필름 패턴드 리타더의 도메인 불량을 도시한 도면이고, 도 4b는 z축 방향으로의 진동에 의한 종래의 필름 패턴드 리타더의 도메인 불량을 도시한 도면이다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 배향막(12)이 형성된 베이스 필름(10)을 x축 방향으로 반송하는 도중에 베이스 필름(10)이 y축 방향으로 요동하면, 편광UV 조사에 의한 도메인이 일렬로 형성되지 않고 지그재그 패턴형상으로 형성된다.

즉, 베이스 필름(10)의 y축 방향의 요동이 없을 경우 형성되는 일렬 패턴형상의 제1 및 제2도메인(12a, 12b)과 달리, 베이스 필름(10)의 y축 방향의 요동에 의하여 지그재그와 같은 불균일한 패턴형상의 제1 및 제2도메인(12a', 12b')이 형성된다.

따라서, 후속공정에서 베이스 필름(10)을 재단하여도 균일한 일렬 형태의 제1 및 제2도메인(12a, 12b)를 갖는 배향막(12)을 확보하기 어려우므로 제조비가 증가하고 생산성이 저하된다.

한편, 도 4b에 도시한 바와 같이, 배향막(12)이 형성된 베이스 필름(10)을 x축 방향으로 반송하는 도중에 베이스 필름(10)이 z축 방향으로 요동하면, 편광UV 조사에 의한 도메인의 폭이 불균일하게 형성된다.

즉, 베이스 필름(10)의 z축 방향의 요동이 없을 경우, 포토 마스크(20)와 배향막(12)은 미리 정해진 제1이격거리(d1)만큼 이격되어 배치되고 편광UV 조사에 의한 제2도메인(12b)은 미리 설계된 제1폭(w1)을 가지는 반면, 베이스 필름(10)의 z축 방향의 요동이 발생할 경우, 포토 마스크(20)는 배향막(12)으로부터 제1이격거리(d1)보다 큰 제2이격거리(d2)만큼 이격되어 배치되고 그 결과 편광UV 조사에 의한 제2도메인(12b')은 제1폭(w1)보다 큰 제2폭(w2)을 갖게 된다.

물론, 베이스 필름(10)의 z축 방향의 요동에 의하여 포토 마스크(20)와 배향막(12)이 제1이격거리(d1)보다 더 작은 거리만큼 이격되어 배치될 수도 있으며, 이경우 제2도메인(12b)의 폭은 축소될 수도 있다.

따라서, 후속 공정에서 베이스 필름(10)을 재단하여도 균일한 폭의 제1 및 제2도메인(12a, 12b)를 갖는 배향막(12)을 확보하기 어려우므로 제조비가 증가하고 생산성이 저하된다.

본 발명은, 베이스 필름에 부착되는 보호필름에 마스킹 패턴을 형성함으로써, 편광UV 조사 시 베이스 필름의 요동에 기인한 불량이 방지되고, 제조비 및 생산성이 개선된 영상 표시장치용 리타더 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 베이스 필름의 마주보는 양면에 배향막 및 마스킹 패턴을 형성하여 배향막과 마스킹 패턴이 자동으로 정렬되도록 함으로써, 제조장치에 대한 투자비가 저감되는 영상 표시장치용 리타더 및 그 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 베이스 필름과; 상기 베이스 필름 상부에 형성되고, 제1 및 제2도메인을 포함하는 배향막과; 상기 배향막 상부에 형성되는 액정필름과; 상기 베이스 필름 하부에 형성되는 점착층과; 상기 점착층 하부에 형성되는 보호필름과; 상기 보호필름의 상면 또는 하면에 형성되는 마스킹 패턴을 포함하는 영상 표시장치용 리타더를 제공한다.

여기서, 상기 베이스 필름은 유기 고분자 물질을 포함하고, 상기 배향막은 광감응성 고분자 물질을 포함하고, 상기 액정필름은 광경화된 반응성 액정단량체를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제1 및 제2도메인은 서로 다른 방향으로 배향된 영역이고, 상기 액정필름은 상기 제1 및 제2도메인에 대응되어 영역별로 상이한 광축을 갖도록 배열될 수 있다.

또한, 상기 마스킹 패턴은 차단부 및 개구부가 교대로 반복 배열되는 형태를 가지고, 상기 제1 및 제2도메인은 각각 상기 차단부 및 개구부에 대응될 수 있다.

한편, 본 발명은, 베이스 필름 상부에 배향막을 형성하는 단계와; 상기 베이스 필름 하부에 점착층을 형성하는 단계와; 상기 점착층 하부에 마스킹 패턴을 포함하는 보호필름을 형성하는 단계와; 상기 보호필름 하부로부터 상기 마스킹 패턴을 통하여 제1편광UV를 상기 배향막에 조사하여 상기 배향막에 제1도메인을 형성하는 단계와; 상기 배향막 상부로부터 제2편광UV를 상기 배향막에 조사하여 상기 배향막에 제2도메인을 형성하는 단계와; 상기 배향막 상부에 액정필름을 형성하는 단계를 포함하는 영상 표시장치용 리타더의 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 점착층 하부에 상기 마스킹 패턴을 포함하는 상기 보호필름을 형성하는 단계는, 상기 보호필름의 일면에 상기 마스킹 패턴을 형성하는 단계와; 상기 일면과 반대되는 상기 보호필름의 타면을 상기 점착층에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 점착층 하부에 상기 마스킹 패턴을 포함하는 상기 보호필름을 형성하는 단계는, 상기 보호필름의 일면에 상기 마스킹 패턴을 형성하는 단계와; 상기 일면을 상기 점착층에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1편광UV의 에너지 밀도는 상기 제2편광UV의 에너지 밀도보다 큰 값일 수 있다.

그리고, 상기 배향막 상부에 상기 액정필름을 형성하는 단계는, 상기 배향막 상부에 반응성 액정단량체를 코팅하는 단계와; 코팅된 상기 반응성 액정단량체를 광경화하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 영상 표시장치용 리타더 및 그 제조방법에서는, 베이스 필름에 부착되는 보호필름에 마스킹 패턴을 형성함으로써, 편광UV 조사 시 베이스 필름의 요동에 기인한 불량을 방지하고, 제조비를 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 베이스 필름의 마주보는 양면에 배향막 및 마스킹 패턴을 형성하여 배향막과 마스킹 패턴이 자동으로 정렬되도록 함으로써, 제조장치에 대한 투자비를 절감할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 필름 패턴드 리타더의 제조방법을 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 종래의 필름 패턴드 리타더의 다른 제조방법을 도시한 도면.
도 3은 종래의 필름 패턴드 리타더 제조장치를 도시한 도면.
도 4a는 y축 방향으로의 진동에 의한 종래의 필름 패턴드 리타더의 도메인 불량을 도시한 도면.
도 4b는 z축 방향으로의 진동에 의한 종래의 필름 패턴드 리타더의 도메인 불량을 도시한 도면.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제1실시예에 따른 영상 표시장치용 리타더의 제조방법을 도시한 도면.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제2실시예에 따른 영상 표시장치용 리타더의 제조방법을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 리타더를 포함하는 영상 표시장치를 도시한 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제1실시예에 따른 영상 표시장치용 리타더의 제조방법을 도시한 도면이다.

도 5a에 도시한 바와 같이, 베이스 필름(110) 상부에 배향막(112)을 형성하고, 베이스 필름(110) 하부에 점착층(114) 및 보호필름(116)을 순차적으로 형성한다.

베이스 필름(110)은 TAC(triacetyl cellulose), COP(cyclo olefin copolymer), Pac(polyacrylate), PEEK(polyetheretherketon), PVA(polyvinylalcohol) 등과 같은 유기 고분자 물질로 이루어질 수 있으며, 배향막(112)은 광감응성 고분자 물질로 이루어져서 자외선에 의하여 광배향 될 수 있다.

이때, 보호필름(116) 하부에는 마스킹 패턴(118)이 형성되는데, 인쇄 등의 방법을 이용하여 보호필름(116)의 일면에 마스킹 패턴(118)을 형성하고 마스킹 패턴(118)이 형성된 일면과 반대되는 타면을 점착층(114)에 부착함으로써, 보호필름(116) 및 마스킹 패턴(118)을 형성할 수 있다.

마스킹 패턴(118)은 서로 다른 편광방향을 갖는 도메인에 대응되는 형태를 갖는데, 예를 들어 막대형상의 평행한 차단부 및 개구부가 교대로 반복 배열되는 스트라이프(stripe) 형태일 수 있으며, 또는 장방형 형태의 차단부 및 개구부가 교대로 반복 배열되는 매트릭스 형태일 수 있다.

도 5b에 도시한 바와 같이, 마스킹 패턴(118)이 형성된 보호필름(116) 하부에서 제1에너지밀도를 갖는 제1편광UV를 배면 조사하여 배향막(112)을 선택적으로 광배향 한다.

즉, 마스킹 패턴(118)을 통하여 배향막(112)에 제1편광UV를 조사함으로써, 마스킹 패턴(118)에 대응되는 배향막(112)의 영역에는 도메인이 형성되지 않고 원상태가 유지되고, 마스킹 패턴(118) 사이의 개구부에 대응되는 배향막(112)의 영역에는 제1도메인(112a)이 형성된다.

이때, 배향막(112)은 베이스 필름(110) 상면에 부착 형성되고, 마스킹 패턴(118)은 보호필름(116) 및 점착층(114)을 통하여 베이스 필름(110) 하면에 부착 형성되므로, 롤러를 이용한 반송 중에 베이스 필름(110)이 상하좌우로 요동하더라도 마스킹 패턴(118)과 배향막(112)의 상대적 거리는 일정하게 유지된다.

즉, 배향막(112)과 마스킹 패턴(118)은, 베이스 필름(110)의 두께, 점착층(114)의 두께 및 보호필름(116)의 두께에 대응되는 거리(d)만큼 일정하게 이격된다.

따라서, 반송 중에 베이스 필름(110)이 상하로 요동하더라도 배향막(112)과 마스킹 패턴(118)의 이격거리(d)가 일정하게 유지되므로, 제1도메인(112a)이 균일한 폭으로 형성된다.

또한, 반송 중에 베이스 필름(110)이 좌우로 요동하더라도 배향막(112)과 마스킹 패턴(118)이 일체로 요동하게 되므로, 제1도메인(112a) 형성에 있어서 지그재그와 같은 불균일한 패턴형상이 방지된다.

도 5c에 도시한 바와 같이, 배향막(112) 상부에서 제2에너지밀도를 갖는 제2편광UV를 정면 조사하여 배향막(112)을 선택적으로 광배향 한다.

즉, 배향막(112) 전면에 제2편광UV를 조사함으로써, 제1도메인(112a)이 형성되지 않고 원상태를 유지하던 영역에 제2도메인(112b)을 형성한다.

이때, 제2편광UV의 제2에너지밀도는 제1편광UV의 제1에너지밀도보다 작으므로, 제1편광UV에 의하여 형성된 제1도메인(112a)은 제2편광UV에 의하여 영향을 받지 않고 원래의 제1도메인(112a) 상태를 유지한다.

따라서, 제1 및 제2편광UV의 광배향에 의하여 배향막(112)에는 서로 다른 방향으로 배향된 제1 및 제2도메인(112a, 112b)이 형성된다.

도 5d에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2도메인(112a, 112b)이 형성된 배향막(112) 상부에 반응성 액정단량체(reactive mesogens: RM)을 코팅하여 액정필름(120)을 형성하고 UV 등을 이용하여 액정필름(120)을 광경화함으로써, 필름 패턴드 리타더(FPR)를 완성한다.

액정필름(120)은 배향막(112)의 배향방향에 따라 배열되는데, 제1 및 제2도메인(112a, 112b)에 의하여 서로 상이한 광축을 갖도록 배열된 후, UV 조사에 의하여 경화된다.

입사편광은 액정필름(120)의 서로 상이한 광축을 갖는 영역, 즉 제1 및 제2도메인(112a, 112b)에 대응되는 영역을 통과하면서 상이한 상태의 편광으로 변조된다.

예를 들어, 선편광 상태의 광이 액정필름(120)에 입사된 경우, 제1도메인(112a)에 대응되는 액정필름(120)을 통과하면서 좌원편광(left circular polarization: LCP) 상태로 변조되어 출사되고, 제2도메인(112b)에 대응되는 액정필름(120)을 통과하면서 우원편광(right circular polarization: RCP) 상태로 변조되어 출사될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 영상 표시장치용 리타더의 제조방법에서는, 베이스 필름(110) 하부에 형성되는 보호필름(116)에 마스킹 패턴(118)을 형성하고 마스킹 패턴(118)을 통하여 배향막(112)을 배면 조사함으로써 제1도메인(112a)을 형성하고, 배향막(112) 상부에서 배향막(112)을 정면 조사함으로써 제2도메인(112b)을 형성하므로, 마스킹 패턴(118)과 배향막(112)의 정렬(align) 단계가 불필요하고 리타더 제조장치(미도시)에서 고가의 정렬수단을 생략할 수 있으며, 그 결과 제조장치에 대한 투자비를 절감할 수 있다.

그리고, 본 발명의 제1실시예에 따른 영상 표시장치용 리타더의 제조방법에서는, 배향막(112)에 대하여 마스킹 패턴(118)을 통한 배면 조사 후 정면 조사를 진행하지만, 다른 실시예에서는 정면 조사 후 마스킹 패턴(118)을 통한 배면 조사를 진행할 수도 있다.

한편, 마스킹 패턴은 보호필름의 상부에 형성될 수도 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제2실시예에 따른 영상 표시장치용 리타더의 제조방법을 도시한 도면이다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 베이스 필름(210) 상부에 배향막(212)을 형성하고, 베이스 필름(210) 하부에 점착층(214) 및 보호필름(216)을 순차적으로 형성한다.

베이스 필름(210)은 TAC(triacetyl cellulose), COP(cyclo olefin copolymer), Pac(polyacrylate), PEEK(polyetheretherketon), PVA(polyvinylalcohol) 등과 같은 유기 고분자 물질로 이루어질 수 있으며, 배향막(212)은 광감응성 고분자 물질로 이루어져서 자외선에 의하여 광배향 될 수 있다.

이때, 보호필름(216) 상부에는 마스킹 패턴(218)이 형성되는데, 인쇄 등의 방법을 이용하여 보호필름(216)의 일면에 마스킹 패턴(218)을 형성하고 마스킹 패턴(218)이 형성된 일면을 점착층(214)에 부착함으로써, 보호필름(216) 및 마스킹 패턴(218)을 형성할 수 있으며, 그 결과 베이스 필름(210)과 보호필름(216) 사이에는 점착층(214) 및 마스킹 패턴(218)이 형성된다.

도 6a에서는 점착층(214)과 마스킹 패턴(218)이 동일한 두께로 형성되어 교대로 베이스 필름(210)과 보호필름(216) 사이에 배치되는 것으로 도시하였으나, 다른 실시예에서는 마스킹 패턴(218)이 점착층(214)보다 작은 두께로 형성되어 점착층(214)이 마스킹 패턴(218)을 덮으면서 베이스 필름(210)에 접촉하는 형태로 배치될 수도 있다.

마스킹 패턴(218)은 서로 다른 편광방향을 갖는 도메인에 대응되는 형태를 갖는데, 예를 들어 막대형상의 평행한 차단부 및 개구부가 교대로 반복 배열되는 스트라이프(stripe) 형태일 수 있으며, 또는 장방형 형태의 차단부 및 개구부가 교대로 반복 배열되는 매트릭스 형태일 수 있다.

도 6b에 도시한 바와 같이, 마스킹 패턴(218)이 형성된 보호필름(216) 하부에서 제1에너지밀도를 갖는 제1편광UV를 배면 조사하여 배향막(212)을 선택적으로 광배향 한다.

즉, 마스킹 패턴(218)을 통하여 배향막(212)에 제1편광UV를 조사함으로써, 마스킹 패턴(218)에 대응되는 배향막(212)의 영역에는 도메인이 형성되지 않고 원상태가 유지되고, 마스킹 패턴(218) 사이의 개구부에 대응되는 배향막(212)의 영역에는 제1도메인(212a)이 형성된다.

이때, 배향막(212)은 베이스 필름(210) 상면에 부착 형성되고, 마스킹 패턴(218)은 보호필름(216) 및 점착층(214)을 통하여 베이스 필름(210) 하면에 부착 형성되므로, 롤러를 이용한 반송 중에 베이스 필름(210)이 상하좌우로 요동하더라도 마스킹 패턴(218)과 배향막(212)의 상대적 거리는 일정하게 유지된다.

즉, 배향막(212)과 마스킹 패턴(218)은, 베이스 필름(210)의 두께에 대응되는 거리(d)만큼 일정하게 이격된다.

따라서, 반송 중에 베이스 필름(210)이 상하로 요동하더라도 배향막(212)과 마스킹 패턴(218)의 이격거리(d)가 일정하게 유지되므로, 제1도메인(212a)이 균일한 폭으로 형성된다.

또한, 반송 중에 베이스 필름(210)이 좌우로 요동하더라도 배향막(212)과 마스킹 패턴(218)이 일체로 요동하게 되므로, 제1도메인(212a) 형성에 있어서 지그재그와 같은 불균일한 패턴형상이 방지된다.

도 6c에 도시한 바와 같이, 배향막(212) 상부에서 제2에너지밀도를 갖는 제2편광UV를 정면 조사하여 배향막(212)을 선택적으로 광배향 한다.

즉, 배향막(212) 전면에 제2편광UV를 조사함으로써, 제1도메인(212a)이 형성되지 않고 원상태를 유지하던 영역에 제2도메인(212b)을 형성한다.

이때, 제2편광UV의 제2에너지밀도는 제1편광UV의 제1에너지밀도보다 작으므로, 제1편광UV에 의하여 형성된 제1도메인(212a)은 제2편광UV에 의하여 영향을 받지 않고 원래의 제1도메인(212a) 상태를 유지한다.

따라서, 제1 및 제2편광UV의 광배향에 의하여 배향막(212)에는 서로 다른 방향으로 배향된 제1 및 제2도메인(212a, 212b)이 형성된다.

도 6d에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2도메인(212a, 212b)이 형성된 배향막(212) 상부에 반응성 액정단량체(reactive mesogens: RM)을 코팅하여 액정필름(220)을 형성하고 UV 등을 이용하여 액정필름(220)을 광경화함으로써, 필름 패턴드 리타더(FPR)를 완성한다.

액정필름(220)은 배향막(212)의 배향방향에 따라 배열되는데, 제1 및 제2도메인(212a, 212b)에 의하여 서로 상이한 광축을 갖도록 배열된 후, UV 조사에 의하여 경화된다.

입사편광은 액정필름(220)의 서로 상이한 광축을 갖는 영역, 즉 제1 및 제2도메인(212a, 212b)에 대응되는 영역을 통과하면서 상이한 상태의 편광으로 변조된다.

예를 들어, 선편광 상태의 광이 액정필름(220)에 입사된 경우, 제1도메인(212a)에 대응되는 액정필름(220)을 통과하면서 좌원편광(left circular polarization: LCP) 상태로 변조되어 출사되고, 제2도메인(212b)에 대응되는 액정필름(220)을 통과하면서 우원편광(right circular polarization: RCP) 상태로 변조되어 출사될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 영상 표시장치용 리타더의 제조방법에서는, 베이스 필름(210) 하부에 형성되는 보호필름(216)에 마스킹 패턴(218)을 형성하고 마스킹 패턴(218)을 통하여 배향막(212)을 배면 조사함으로써 제1도메인(212a)을 형성하고, 배향막(212) 상부에서 배향막(212)을 정면 조사함으로써 제2도메인(212b)을 형성하므로, 마스킹 패턴(218)과 배향막(212)의 정렬(align) 단계가 불필요하고 리타더 제조장치(미도시)에서 고가의 정렬수단을 생략할 수 있으며, 그 결과 제조장치에 대한 투자비를 절감할 수 있다.

그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 영상 표시장치용 리타더의 제조방법에서는, 배향막(212)에 대하여 마스킹 패턴(218)을 통한 배면 조사 후 정면 조사를 진행하지만, 다른 실시예에서는 정면 조사 후 마스킹 패턴(218)을 통한 배면 조사를 진행할 수도 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 리타더는 보호필름을 제거하고 영상 표시장치에 부착되어 사용되는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 리타더를 포함하는 영상 표시장치를 도시한 도면으로, 평면영상 제공장치로서 액정표시장치를 일례로 설명한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 영상 표시장치는 평면영상을 제공하는 액정표시장치(350)와 액정표시장치(350)의 일면에 부착된 리타더(150)를 포함한다.

액정표시장치(350)는, 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(310, 320), 제1 및 제2기판(310, 320) 사이의 액정층(330), 제1 및 제2기판(310, 320) 각각의 외면에 형성되는 제1 및 제2편광판(312, 322), 제1편광판(312) 하부의 백라이트 유닛(340)을 포함한다.

리타더(150)는 제2편광판(322) 상부에 형성되는 점착층(114), 점착층(114) 상부에 형성되는 베이스 필름(110), 베이스 필름(110) 상부에 형성되는 배향막(112), 배향막(112) 상부에 형성되는 액정필름(120)을 포함하는데, 도 5a 내지 도 5d를 통하여 완성된 필름 패턴드 리타더(FPR)에서 마스킹 패턴(118)이 형성된 보호필름(116)을 제거하고, 점착층(114)을 이용하여 배향막(112) 및 액정필름(120)이 형성된 베이스 필름(110)을 제2편광판(322) 상부에 부착함으로써 리타더(150)를 액정표시장치(350)에 부착할 수 있다.

배향막(112)은 서로 다른 방향으로 배향된 제1 및 제2도메인(112a, 112b)을 포함하고, 액정필름(120)은 제1 및 제2도메인(112a, 112b)의 배향방향에 따라 서로 다른 방향의 광축을 갖도록 배열된다.

도시하지는 않았지만, 액정표시장치(350)의 제1기판(310) 내면에는 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선, 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결되는 박막트랜지스터 및 박막트랜지스터에 연결되어 각 화소영역에 배치되는 화소전극이 형성될 수 있으며, 액정표시장치(350)의 제2기판(320) 내면에는 컬러필터층 및 공통전극이 형성될 수 있다.

백라이트 유닛(340)으로부터 공급되는 빛은 제1편광판(312), 액정층(330), 제2편광판(322)을 통과하면서 선편광 상태가 되어 리타더(150)에 입사된다.

선편광 상태의 빛은, 제1도메인(112a)에 대응되는 액정필름(120)을 통과하면서 좌원편광(LCP) 상태로 변조되고, 제2도메인(112b)에 대응되는 액정필름(120)을 통과하면서 우원편광(RCP) 상태로 변조되어 출사된다.

따라서, 영상 표시장치로부터 출사되는 빛은 영역별로 좌원편광(LCP) 상태 또는 우원편광(RCP) 상태를 가지며 시청자에게 도착하고, 시청자의 편광안경에 의하여 좌우안에 서로 상이한 영역의 평면 영상이 전달되며, 시청자는 좌우안의 평면 영상을 합성하여 3차원 입체영상을 인식하게 된다.

도 7에서는 액정표시장치(350)를 평면영상 제공장치의 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 편광 상태의 빛을 출사하는 다양한 형태의 표시장치가 적용될 수 있다.

또한, 도 7에서는 리타더(150)가 선편광 상태의 빛을 영역별로 좌원편광 또는 우원편광 상태로 변조하는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 리타더가 선편광 상태의 빛을 영역별로 다른 선편광 상태로 변조할 수도 있다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

110, 210: 베이스 필름 112, 212: 배향막
114, 214: 점착층 116, 216: 보호필름
118, 218: 마스킹 패턴 120, 220: 액정필름

Claims

베이스 필름과;
상기 베이스 필름 상부에 형성되고, 제1 및 제2도메인을 포함하는 배향막과;
상기 배향막 상부에 형성되는 액정필름과;
상기 베이스 필름 하부에 형성되는 점착층과;
상기 점착층 하부에 형성되는 보호필름과;
상기 보호필름의 상면 또는 하면에 형성되는 마스킹 패턴
을 포함하는 영상 표시장치용 리타더.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스 필름은 유기 고분자 물질을 포함하고, 상기 배향막은 광감응성 고분자 물질을 포함하고, 상기 액정필름은 광경화된 반응성 액정단량체를 포함하는 영상 표시장치용 리타더.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2도메인은 서로 다른 방향으로 배향된 영역이고, 상기 액정필름은 상기 제1 및 제2도메인에 대응되어 영역별로 상이한 광축을 갖도록 배열되는 영상 표시장치용 리타더.
제 1 항에 있어서,
상기 마스킹 패턴은 차단부 및 개구부가 교대로 반복 배열되는 형태를 가지고, 상기 제1 및 제2도메인은 각각 상기 차단부 및 개구부에 대응되는 영상 표시장치용 리타더.
베이스 필름 상부에 배향막을 형성하는 단계와;
상기 베이스 필름 하부에 점착층을 형성하는 단계와;
상기 점착층 하부에 마스킹 패턴을 포함하는 보호필름을 형성하는 단계와;
상기 보호필름 하부로부터 상기 마스킹 패턴을 통하여 제1편광UV를 상기 배향막에 조사하여 상기 배향막에 제1도메인을 형성하는 단계와;
상기 배향막 상부로부터 제2편광UV를 상기 배향막에 조사하여 상기 배향막에 제2도메인을 형성하는 단계와;
상기 배향막 상부에 액정필름을 형성하는 단계
를 포함하는 영상 표시장치용 리타더의 제조방법.
제 5 항에 있어서,
상기 점착층 하부에 상기 마스킹 패턴을 포함하는 상기 보호필름을 형성하는 단계는,
상기 보호필름의 일면에 상기 마스킹 패턴을 형성하는 단계와;
상기 일면과 반대되는 상기 보호필름의 타면을 상기 점착층에 부착하는 단계
를 포함하는 영상 표시장치용 리타더의 제조방법.
제 5 항에 있어서,
상기 점착층 하부에 상기 마스킹 패턴을 포함하는 상기 보호필름을 형성하는 단계는,
상기 보호필름의 일면에 상기 마스킹 패턴을 형성하는 단계와;
상기 일면을 상기 점착층에 부착하는 단계
를 포함하는 영상 표시장치용 리타더의 제조방법.
제 5 항에 있어서,
상기 제1편광UV의 에너지 밀도는 상기 제2편광UV의 에너지 밀도보다 큰 영상 표시장치용 리타더의 제조방법.
제 5 항에 있어서,
상기 배향막 상부에 상기 액정필름을 형성하는 단계는,
상기 배향막 상부에 반응성 액정단량체를 코팅하는 단계와;
코팅된 상기 반응성 액정단량체를 광경화하는 단계
를 포함하는 영상 표시장치용 리타더의 제조방법.