KR101617489B1 - Wire grid polarizer and device for forming photo alignment film comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 및 상기 기판 상에 형성되며, 굴절률이 1 내지 10인 흡수형 재료로 이루어진 편광 분리층 및 상기 기판의 다른 면 상에 형성되며, 250nm 미만의 파장을 갖는 광을 차단하는 필터층을 포함하는 선격자 편광자와 이를 포함하는 광 배향막 형성용 장치에 관한 것이다The present invention includes a substrate and a polarization separation layer formed on the substrate and made of an absorbing material having a refractive index of 1 to 10 and a filter layer formed on the other surface of the substrate and blocking light having a wavelength of less than 250 nm And a device for forming a photo alignment film including the same

Description

선격자 편광자 및 이를 포함하는 광 배향막 형성용 장치{WIRE GRID POLARIZER AND DEVICE FOR FORMING PHOTO ALIGNMENT FILM COMPRISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a linear polarizer and a device for forming a photo-

본 발명은 선격자 편광자 및 이를 포함하는 광 배향막 형성용 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 특정 영역의 파장을 갖는 광을 차단하는 필터층을 포함하여, 장시간 자외선에 노출되어도 편광특성이 우수한 선격자 편광자 및 이를 포함하는 광 배향막 형성용 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a line grating polarizer and a device for forming a photo alignment film including the same. More particularly, the present invention relates to a linear lattice polariser including a filter layer for blocking light having a wavelength in a specific region and having excellent polarization characteristics even when exposed to ultraviolet rays for a long time, and a device for forming a photo alignment layer including the same.

선격자 편광자는 비편광된 빛을 특정 진동방향을 갖는 직선 편광으로 유도하는 광학소자의 일종이다. 일반적으로 선격자 편광자는 광 투과성 기판 상에 복수의 스트라이프 패턴이 서로 평행하게 배열된 구조를 가지며, 상기 스트라이프 패턴의 피치가 입사광의 파장보다 충분히 짧은 경우, 입사광 중에서 상기 스트라이프 패턴에 직교하는 전기장 벡터를 갖는 성분(즉, p 편광)은 투과되고, 상기 스트라이프 패턴과 평행한 전기장 벡터를 갖는 성분(즉, s 편광)은 반사 또는 흡수되어 편광이 유도되게 된다.
A line grating polarizer is a type of optical element that guides unpolarized light into linearly polarized light having a specific vibration direction. In general, a line grating polarizer has a structure in which a plurality of stripe patterns are arranged parallel to each other on a light-transmitting substrate. When the pitch of the stripe patterns is sufficiently shorter than the wavelength of incident light, an electric field vector orthogonal to the stripe pattern (I.e., p-polarized light) is transmitted, and a component having an electric field vector parallel to the stripe pattern (i.e., s-polarized light) is reflected or absorbed so that polarization is induced.

종래에는 이러한 선격자 편광자로 주로 알루미늄을 이용한 선격자 편광자가 사용되어 왔다. 이러한 알루미늄을 이용한 선격자 편광자에 관한 종래기술의 예로는 한국공개특허 제2002-0035587호(특허문헌1)가 있다.
Conventionally, a line grating polarizer using mainly aluminum has been used as such a grating polarizer. An example of prior art related to a linear grating polarizer using aluminum is Korean Patent Publication No. 2002-0035587 (Patent Document 1).

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 알루미늄 재질의 선격자 편광자는 유효한 편광특성을 나타내기 위해서, 편광 시키고자 하는 빛의 반 파장 이하의 피치를 가져야 한다. 따라서, 단파장 영역의 광을 편광 시키기 위해서는 패턴 피치가 매우 작게 형성되어야 한다. 예를 들면, 알루미늄 패턴이 260nm파장 광에 대해서, 편광 특성이 나타나기 위해서는, 선격자 패턴의 피치가 130nm이하이어야 한다. 그러나, 130nm 이하의 피치를 갖는 선격자 패턴을 제작하는 것은 공정 조건이 매우 까다로우며 제조 비용 또한 증가하는 문제점이 있었다.
However, in order to exhibit effective polarization characteristics, the aluminum lattice polariser described in Patent Document 1 should have a pitch equal to or shorter than half a wavelength of light to be polarized. Therefore, in order to polarize the light in the short wavelength region, the pattern pitch must be formed very small. For example, in order for the aluminum pattern to exhibit polarization characteristics with respect to light having a wavelength of 260 nm, the pitch of the line-shaped lattice pattern should be 130 nm or less. However, there is a problem that the manufacturing process of the line grid pattern having the pitch of 130 nm or less is very complicated and the manufacturing cost is increased.

또한, 알루미늄 선격자 편광자는 열이나 자외선에 의해 산화되기 쉬운 알루미늄의 성질 때문에, 화상표시장치 등의 백라이트 등에 의해 열이나 자외선이 가해지는 환경에 노출되었을 때, 산화에 의한 변형이 일어나기 쉽고, 이로 인해 소광비와 같은 편광물성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
In addition, because of the nature of aluminum, which is liable to be oxidized by heat or ultraviolet rays, the aluminum wire grating polarizer is easily deformed by oxidation when exposed to an environment in which heat or ultraviolet rays are applied by a backlight of an image display apparatus or the like, There is a problem that the polarizing properties such as extinction ratio are deteriorated.

특히, 자외선 중 250nm 이하의 파장대역을 갖는 심 자외선(deep ultraviolet) 영역의 빛은 에너지가 커 노출 시 쉽게 선격자 편광자 내의 전자를 이탈 시켜 표면을 이온화 시킴과 동시에 산소 분자를 분해하여 이온화시켜 급격하게 산화되는 문제점이 있다.
Particularly, deep ultraviolet light having a wavelength band of 250 nm or less in the ultraviolet light is energized, and when exposed, electrons in the linear polarizer are easily released to ionize the surface, and oxygen molecules are decomposed and ionized, There is a problem that it is oxidized.

따라서, 고온 환경에서도 쉽게 변형이 일어나지 않는 우수한 내구성을 가지며, 피치에 따른 편광 특성에 의존성이 낮아 제조가 용이하고, 단파장 영역에서도 우수한 소광비를 갖으며, 심 자외선 영역의 빛을 차단할 수 있는 선격자 편광자의 개발이 시급한 상태이다.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a polarizing plate for a polarizing plate, which has excellent durability that does not easily deform even in a high temperature environment, is easy to manufacture due to its low dependence on polarization characteristics according to pitch, has excellent extinction ratio in a short wavelength region, Is in urgent need of development.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 250nm 미만의 파장을 갖는 광을 차단하는 필터층을 사용하여, 심 자외선을 차단하여 장시간 자외선에 노출 되어도 광 특성 변화가 없게 산화를 방지할 수 있고, 이로써 광 배향을 이용한 FPR(film patterned retarder) 양산에서 선격자 편광자의 주기적인 교체에 의해 발생하는 비용을 절감하고, 양산라인의 부동시간을 줄이는 효과가 있는 선격자 편광자 및 이를 포함하는 광 배향막 형성용 장치를 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a filter layer for shielding light having a wavelength of less than 250 nm to prevent deep ultraviolet rays, This makes it possible to reduce the cost caused by the periodic replacement of the linear polarizer in the FPR (film patterned retarder) mass production using the photo-alignment and to reduce the floating time of the mass production line, and to form a photo alignment film including the linear polarizer Device.

본 발명의 일 견지에 의하면, 기판 및 상기 기판 상에 형성되며, 굴절률이 1 내지 10인 흡수형 재료로 이루어진 편광 분리층 및 상기 기판의 다른 면 상에 형성되며, 250nm 미만의 파장을 갖는 광을 차단하는 필터층을 포함하는 선격자 편광자가 제공된다.
According to one aspect of the present invention, there is provided a polarizing plate comprising a substrate and a polarized light separating layer formed on the substrate, the polarizing separating layer being made of an absorbing material having a refractive index of 1 to 10 and a polarizing layer formed on the other surface of the substrate, There is provided a line-grating polarizer comprising a filter layer which cuts off light.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 상기 선격자 편광자를 포함하는 광 배향막 형성용 장치가 제공된다.
According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for forming a photo alignment film including the above-mentioned linear polarizer.

본 발명의 흡수형 재료로 이루어진 편광 분리층을 포함하는 선격자 편광자는, 산화온도가 높은 흡수형 재료를 사용하여 편광 분리층을 형성함으로써 열적 안정성과 내구성이 우수하다. 따라서, 발열량이 많은 백라이트에 사용되도 쉽게 변형되지 않으며 광학물성이 우수하고 수명도 길다.
The linear lattice polarizer comprising the polarizing separation layer made of the absorption type material of the present invention is excellent in thermal stability and durability by forming the polarized light separation layer using the absorption type material having a high oxidation temperature. Therefore, even when used in a backlight having a large amount of heat, it is not easily deformed, has excellent optical properties, and has a long life.

또한, 본 발명의 선격자 편광자는, 250nm이하의 파장을 갖는 광을 차단하는 필터층을 사용함으로써, 장시간 자외선에 노출 되어도 편광 분리층이 쉽게 산화되지 않고, 광 특성의 변화가 없으며, 이로 인해 광 배향을 이용한 FPR(film patterned retarder) 양산에서 선격자 편광자의 주기적인 교체에 의해 발생하는 부동시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.
Further, by using the filter layer which blocks light having a wavelength of 250 nm or less, the linear polarization polarizer of the present invention does not easily oxidize the polarization separation layer even when exposed to ultraviolet rays for a long time and does not change the optical characteristics, In FPR (film patterned retarder) mass production, it is possible to improve the productivity by reducing the floating time caused by periodic replacement of the linear polarizer.

도 1은 본 발명의 선격자 편광자의 일 구현예를 도시한 도면이다.
도 2는 자외선 파장 대역에서 굴절률(n)에 따른 선격자 편광자의 Tc 값을 보여주는 도면이다.
도 3은 자외선 파장 대역에서 굴절률(n)에 따른 선격자 편광자의 Tp 값을 보여주는 도면이다.
도 4는 자외선 파장 대역에서 흡광계수(k)에 따른 선격자 편광자의 Tc 값을 보여주는 도면이다.
도 5는 자외선 파장 대역에서 흡광계수(k)에 따른 선격자 편광자의 Tp 값을 보여주는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing an embodiment of a line grating polarizer of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a graph showing a Tc value of a line grating polarizer according to a refractive index (n) in an ultraviolet wavelength band.
3 is a graph showing the Tp value of the linear lattice polariser according to the refractive index (n) in the ultraviolet wavelength band.
4 is a graph showing the Tc value of the linear lattice polariser according to the extinction coefficient (k) in the ultraviolet wavelength band.
5 is a graph showing the Tp value of the linear lattice polariser according to the extinction coefficient (k) in the ultraviolet wavelength band.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. It is to be understood, however, that the following drawings are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the scope of the present invention.

도 1에는 본 발명의 선격자 편광자의 일 구현예가 도시되어있다.
1 shows an embodiment of the line grating polarizer of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선격자 편광자는, 기판(10), 상기 기판 상에 형성되며, 굴절률이 1 내지 10인 흡수형 재료로 이루어진 편광 분리층(20) 및 상기 기판의 다른 면 상에 형성되며, 250nm 미만의 파장을 갖는 광을 차단하는 필터층(30)을 포함한다.
1, the line grating polarizer of the present invention comprises a substrate 10, a polarized light separating layer 20 formed on the substrate and made of an absorbing material having a refractive index of 1 to 10, And a filter layer 30 formed on the surface and blocking light having a wavelength of less than 250 nm.

이때, 상기 기판(10)은 편광 분리층(20)과, 필터층(30)을 지지하기 위한 것으로, 예를 들면 석영, 자외선 투과 유리, PVA(Polyvinyl Alcohol), 폴리 카보네이트(Poly Carbonate), EVA(Ethylene Vinyl Acetate 공중합체) 등과 같은 재질의 기판일 수 있다. 또한, 이로써 한정되는 것은 아니나, 상기 기판(10)의 자외선 투과율은 70% 이상인 것이 바람직하며, 이 경우 선격자 편광자의 자외선 투과율이 높아 광 배향 속도가 향상되는 유용한 효과가 있다.
The substrate 10 supports the polarized light separating layer 20 and the filter layer 30. The substrate 10 is made of quartz, ultraviolet transmitting glass, PVA (polyvinyl alcohol), polycarbonate, EVA Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) or the like. The ultraviolet transmittance of the substrate 10 is preferably 70% or more. In this case, the ultraviolet transmittance of the line-grating polarizer is high and the photo-alignment speed is improved.

한편, 상기 기판(10) 상에 형성되는 편광 분리층(20)은 가시광 및 자외선 영역에서의 굴절률(n)이 1 내지 10인 흡수형 재료로 형성하는 것을 그 특징으로 한다. 이때, 상기 흡수형 재료는 상기 가시광 및 자외선 영역에서의 굴절률(n)이 1 내지 10인 것이 바람직하며, 예를 들면, 1.3 내지 10, 1.5 내지 10 또는 2 내지 10 일 수 있다. 본 발명자들의 연구 결과, 굴절률이 1 내지 10인 흡수형 재료를 사용하여, 편광 분리층을 형성할 경우, 1 미만의 굴절률을 갖는 재료를 사용하는 경우에 비해 소광비가 우수하게 나타나는 것으로 밝혀졌다
On the other hand, the polarized light separating layer 20 formed on the substrate 10 is formed of an absorbing material having a refractive index n of 1 to 10 in visible and ultraviolet regions. At this time, the absorption type material preferably has a refractive index (n) in the visible light and ultraviolet region of 1 to 10, for example, 1.3 to 10, 1.5 to 10, or 2 to 10. As a result of research conducted by the present inventors, it has been found that, when an absorption type material having a refractive index of 1 to 10 is used, a polarized light separation layer is formed, as compared with the case of using a material having a refractive index of less than 1,

또한, 상기와 같은 흡수형 재료로 이루어진 편광 분리층(20)을 포함하는 본 발명의 선격자 편광자의 경우, 굴절률이 1 미만인 알루미늄 재질의 선격자 편광자에 비해 단파장에서도 우수한 소광비를 가지므로, 패턴의 피치에 따른 편광 특성에 낮은 의존성을 가지고 있어 상대적으로 넓은 피치를 갖기 때문에 제조가 용이하고, 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
In addition, since the linear lattice polarizer of the present invention including the polarized light separating layer 20 made of the absorbing material as described above has an excellent extinction ratio even at a shorter wavelength than an aluminum lattice polarizer having a refractive index of less than 1, It has a low dependency on the polarization characteristic according to the pitch and has a relatively wide pitch, so that the manufacturing is easy and the productivity can be remarkably improved.

일반적으로 알루미늄의 경우 광 배향 파장영역에서 흡광계수는 높지만 1 미만의 낮은 굴절률을 갖는다. 이에 비해 본 발명에 따른 흡수형 재료와 같이 흡광계수가 크면서 굴절률이 높은 물질을 이용하여 편광 분리층을 형성함으로써, 알루미늄 재질의 선격자 편광자에 비해 단파장에서도 우수한 소광비를 갖는 효과가 있다.
Generally, in the case of aluminum, the extinction coefficient is high in the photo-alignment wavelength region, but has a low refractive index of less than 1. On the other hand, by forming a polarized light separating layer using a material having a high extinction coefficient and a high refractive index like the absorption type material according to the present invention, it has an excellent extinction ratio even in a shorter wavelength than an aluminum lattice polarizer.

한편, 본 명세서에서 사용되는 용어 소광비(Extinction Ratio)는 Tc/Tp를 의미하며, 소광비가 높을수록 성능이 우수한 편광자라고 할 수 있다. 여기서 Tc는 선격자와 수직인 진동 방향을 갖는 편광의 투과도를 의미하고, Tp는 선격자와 평행한 진동 방향을 갖는 편광의 투과도를 의미한다.
Meanwhile, the extinction ratio used in the present specification means Tc / Tp, and the higher the extinction ratio, the better the performance. Here, Tc denotes the transmittance of polarized light having a vibration direction perpendicular to the line grating, and Tp denotes transmittance of polarized light having a vibration direction parallel to the line grating.

도 2 및 도 3은 편광 분리층의 굴절률에 따른 편광자의 소광비 변화를 보여주기 위한 것으로, 보다 구체적으로는, 도 2는 흡수형 재료로 이루어진 편광 분리층(20)을 포함하는 선격자 편광자의 흡광계수가 일정할 때, 자외선 영역에서의 굴절률이 증가함에 따른 선격자 편광자의 Tc 값을 나타내는 도면이고, 도 3 은 흡수형 재료로 이루어진 편광 분리층(20)을 포함하는 선격자 편광자의 흡광계수가 일정할 때, 자외선 영역에서의 굴절률이 증가함에 따른 선격자 편광자의 Tp 값을 나타내는 도면이다.
2 and 3 show changes in the extinction ratio of the polarizer according to the refractive index of the polarization separation layer. More specifically, Fig. 2 shows the absorption of the linear lattice polarizer including the polarization separation layer 20 made of the absorption type material FIG. 3 is a graph showing the Tc value of the linear lattice polariser as the index of refraction in the ultraviolet region increases when the coefficient is constant. FIG. 3 is a graph showing the Tc value of the linear lattice polariser including the polarized light separating layer 20 made of the absorption type material FIG. 5 is a graph showing the Tp value of a linear polarizer according to an increase in the refractive index in the ultraviolet region at a constant time. FIG.

도 2에 의하면, 자외선 영역에서 굴절률이 증가함에 따라 Tc 값은 대체로 높아지고, 도 3에 의하면, 굴절률이 증가함에 따라 Tp 값은 낮아지는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 굴절률이 증가함에 따라 소광비가 증가하며 편광도도 우수한 것을 알 수 있다.
Referring to FIG. 2, as the refractive index increases in the ultraviolet region, the Tc value generally increases, and according to FIG. 3, the Tp value decreases as the refractive index increases. As a result, it can be seen that as the refractive index increases, the extinction ratio increases and the degree of polarization is also excellent.

또한, 보다 바람직하게는, 본 발명의 편광 분리층(20)은 250nm 내지 310 nm 파장영역에서의 흡광계수(k)가 1 내지 10 정도인 흡수형 재료로 형성될 수 있다. 이때, 상기 흡수형 재료는 250nm 내지 310 nm의 파장영역에서의 흡광계수(k)가 1 내지 10 정도인 것이 바람직하며, 예를 들면 1 내지 5, 1.5 내지 7, 2 내지 6, 또는 5 내지 10 일 수 있다. 본 발명자들의 연구 결과, 흡광계수가 상기 수치범위를 만족하는 재료를 사용하여, 편광 분리층(20)을 형성할 경우, 소광비가 높아지고 편광자의 전체 투과율도 우수하게 나타나는 것으로 확인되었다.
More preferably, the polarized light separating layer 20 of the present invention can be formed of an absorbing material having an extinction coefficient (k) of about 1 to 10 in a wavelength range of 250 nm to 310 nm. At this time, it is preferable that the absorption type material has an extinction coefficient (k) in a wavelength range of 250 to 310 nm of about 1 to 10, for example, 1 to 5, 1.5 to 7, 2 to 6, or 5 to 10 Lt; / RTI > As a result of research conducted by the present inventors, it has been confirmed that when the polarizing separation layer 20 is formed using a material having an extinction coefficient satisfying the above-described numerical value range, the extinction ratio is increased and the total transmittance of the polarizer is also excellent.

도 4 및 도 5는 편광 분리층(20)의 흡광 계수에 따른 편광자의 소광비 변화를 보여주기 위한 것으로, 보다 구체적으로는, 도 4는 흡수형 재료로 이루어진 편광 분리층(20)을 포함하는 선격자 편광자의 굴절률이 일정할 때, 자외선 영역에서의 흡광계수가 증가함에 따른 선격자 편광자의 Tc 값을 나타내는 도면이고, 도 5는 흡수형 재료로 이루어진 편광 분리층을 포함하는 선격자 편광자의 굴절률이 일정할 때, 자외선 영역에서의 흡광계수가 증가함에 따른 선격자 편광자의 Tp 값을 나타내는 도면이다.
4 and 5 show changes in the extinction ratio of the polarizer according to the extinction coefficient of the polarized light separating layer 20. More specifically, Fig. 4 shows the change of the extinction ratio of the polarizing separator 20, FIG. 5 is a graph showing the Tc value of the linear polarizer when the refractive index of the linear polarizer is constant, and FIG. 5 is a graph showing the Tc value of the linear polarizer when the refractive index of the linear polarizer FIG. 5 is a graph showing the Tp value of the linear lattice polarizer according to an increase in the extinction coefficient in the ultraviolet region at a constant time. FIG.

도 4에 의하면, 자외선 영역, 특히 250nm 내지 310nm 파장대역에서, 흡광계수가 증가함에 따라 Tc 값은 대체로 높아지고, 도 5에 의하면, 자외선 영역에서 흡광계수가 증가함에 따라 Tp 값은 낮아지는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 자외선 영역, 특히 250nm 내지 310nm 파장대역에서는 흡광계수가 증가함에 따라 소광비가 증가하며 편광도도 우수한 것을 확인할 수 있다. 이는 선격자 편광자의 편광 분리층(20)을 형성하는 물질의 흡광계수가 빛의 투과에 영향을 미치기 때문이다.
Referring to FIG. 4, it can be seen that, in the ultraviolet region, particularly in the wavelength region of 250 to 310 nm, the Tc value increases substantially as the extinction coefficient increases, and according to FIG. 5, the Tp value decreases as the extinction coefficient increases in the ultraviolet region have. As a result, it can be confirmed that the extinction ratio increases and the degree of polarization is excellent as the extinction coefficient increases in the ultraviolet region, particularly in the 250 nm to 310 nm wavelength region. This is because the extinction coefficient of the material forming the polarization separation layer 20 of the linear polarizer affects the transmission of light.

한편, 상기 흡수형 재료의 구체적인 예로는, Si를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 붕소(Boron), 탄소(Carbon), 질소(Nitrogen), 알루미늄(Aluminium), 인(Phosphorus), 갈륨(Gallium), 게르마늄(Germaium), 비소(Arsenic), 크롬(Chrome), 니켈(Nickel) 등을 도핑한 Si 일 수 있다.
The absorbing material may include, but is not limited to, boron, carbon, nitrogen, aluminum, phosphorus, and the like. ), Gallium (Gallium), germanium (Arsenic), chromium (Chrome), nickel (Nickel) or the like.

다음으로, 상기 필터층(30)은 상기 편광 분리층(20)이 형성되지 않은 기판(10)의 표면에 형성되어, 250nm 미만의 파장을 갖는 광을 차단하는 작용을 한다.
Next, the filter layer 30 is formed on the surface of the substrate 10 on which the polarized light separation layer 20 is not formed, and functions to block light having a wavelength of less than 250 nm.

한편, 광 배향에 사용되는 빛의 파장대는 250nm 내지 350nm의 대역이며, 250nm 미만의 파장대역을 갖는 심자외선은 편광 분리층의 산화를 촉진하는 역할을 하므로, 차단할 필요가 있다.
On the other hand, the wavelength range of the light used for the light alignment is in the range of 250 nm to 350 nm, and the deep ultraviolet light having a wavelength band of less than 250 nm promotes oxidation of the polarization separation layer.

이때, 상기의 필터층(30)을 포함하는 선격자 편광자의 경우, 250nm 미만의 파장대역을 갖는 광을 차단시켜 줌으로써, 선격자 편광자가 산화되는 것을 방지할 수 있다.
At this time, in the case of the line grating polarizer including the filter layer 30, the light having a wavelength band of less than 250 nm is blocked, thereby preventing the linear grating polarizer from being oxidized.

한편, 본 발명의 상기 필터층(30)은, 이로써 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 250nm 내지 350nm 파장의 광만을 통과시키는 대역 통과 필터(BAND PASS FILTER)로 이루어질 수 있다.
Meanwhile, the filter layer 30 of the present invention may be formed of, for example, a bandpass filter that passes only light having a wavelength of 250 nm to 350 nm, though not limited thereto.

이때, 상기에서 살펴본 바와 같이, 광 배향에 사용되는 빛의 파장대는 250nm 내지 350nm의 대역이며, 상기의 대역 통과 필터로 이루어진 필터층(30)을 사용할 경우, 심자외선 영역의 빛에 의해서 편광 분리층이 산화되는 것을 방지할 수 있다.
At this time, as described above, the wavelength range of the light used for the light alignment is in the range of 250 nm to 350 nm. When the filter layer 30 made of the band-pass filter is used, Oxidation can be prevented.

또한, 본 발명의 상기 필터층(30)은, 이로써 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 심 자외선(DEEP ULTRAVIOLET) 차단 필터로 이루어질 수 있다.
Also, the filter layer 30 of the present invention may be made of, for example, a DEEP ULTRAVIOLET barrier filter, though not limited thereto.

이때, 상기에서와 같이, 심자외선 차단 필터로 이루어진 필터층(30)을 사용할 경우, 광 배향에 불필요한 심자외선을 차단하여, 편광 분리층의 산화를 방지할 수 있다.
At this time, when the filter layer 30 made of a deep ultraviolet (UV) blocking filter is used as described above, deep ultraviolet rays unnecessary for optical alignment are blocked, and oxidation of the polarization separation layer can be prevented.

한편, 상기의 필터층(30)은 굴절률이 각각 다른 유전체를 차례로 적층하는 것으로 구성될 수 있다. 즉, 고굴절률의 유전체층과 저굴절률의 유전체층을 번갈아 적층하는 방법을 통해 필터층(30)을 구성할 수 있다.
On the other hand, the filter layer 30 may be formed by sequentially stacking dielectrics having different refractive indices. That is, the filter layer 30 can be formed by alternately laminating a dielectric layer having a high refractive index and a dielectric layer having a low refractive index.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 선격자 편광자는 200nm 내지 400nm의 광 파장 대역에서, 소광비가 2 내지 2000인 것이 바람직하다. 소광비는 클수록 바람직하지만, 제조공정 및 경제적인 측면을 고려할 때 2000이하 정도인 것이 바람직하며, 예를 들면, 5 내지 1000, 2 내지 500 또는 500 내지 2000 범위일 수 있다. 종래에 주로 사용되었던 알루미늄 편광자는 가시광선 영역에서는 비교적 우수한 편광성능을 나타내었으나, 단파장인 자외선 영역에서는 유효한 편광성능을 보이지 못했다. 이에 비해 본 발명에 따른 흡수형 재질을 이용한 선격자 편광자는 가시광선 영역은 물론 자외선 영역에도 우수한 편광성능을 나타내는 장점이 있다.
Meanwhile, it is preferable that the extinction ratio of the linear polarizer of the present invention having the above-described structure is 2 to 2,000 in the light wavelength band of 200 to 400 nm. The extinction ratio is preferably as large as possible, but it is preferably about 2000 or less, for example, in the range of 5 to 1000, 2 to 500, or 500 to 2000 in view of the manufacturing process and economical aspects. The aluminum polarizer, which was conventionally used, exhibited relatively excellent polarization performance in the visible light region, but failed to exhibit effective polarization performance in the ultraviolet region of short wavelength. On the other hand, the linear grating polarizer using the absorption type material according to the present invention has an advantage of exhibiting excellent polarization performance not only in the visible light region but also in the ultraviolet ray region.

한편, 본 발명의 또 다른 측면은 상기와 같이 구성된 본 발명의 선격자 편광자를 포함하는 광 배향막 형성용 장치에 관한 것이다.
According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for forming a photo alignment layer including the above-described linear grating polarizer of the present invention.

상기 본 발명의 광 배향막 형성용 장치는, 광원 및 상기 본 발명의 선격자 편광자를 포함하여 이루어질 수 있으며, 이때 상기의 광원으로는, 당해 기술 분야에서 사용되는 일반적인 자외선 광원이 사용될 수 있다. 한편, 상기 본 발명의 선격자 편광자는 상기 광원으로부터 나오는 비편광 자외선을 편광시키는 마스크로서의 역할을 수행한다. 상기한 바와 같이, 선격자 편광자의 경우 자외선 영역에서 우수한 편광특성을 가지므로, 광 배향막 형성용 장치로 유용하게 사용될 수 있다.
The apparatus for forming a photo alignment film of the present invention may include a light source and the linear lattice polariser of the present invention, and a general ultraviolet light source used in the related art may be used as the light source. Meanwhile, the line grating polarizer of the present invention serves as a mask for polarizing the unpolarized ultraviolet ray emitted from the light source. As described above, the line-grating polarizer has excellent polarization characteristics in the ultraviolet region, and thus can be usefully used as a device for forming a photo alignment layer.

이때, 본 발명과 같이, 필터층(30)을 포함하는 선격자 편광자의 경우, 상기 필터층(30)으로 250nm 미만의 파장을 갖는 광을 차단하여, 편광 분리층(20)이 산화되는 것을 방지할 수 있다.
At this time, in the case of the linear grating polarizer including the filter layer 30 as in the present invention, light having a wavelength of less than 250 nm is blocked by the filter layer 30 to prevent the polarization separation layer 20 from being oxidized have.

따라서, 기존의 선격자 편광자에 비해 편광 분리층의 산화가 거의 없어, 반영구적인 광배향이 가능하며, 편광 분리층의 교체 횟수가 줄어들어, 광 배향막 형성용 장치의 양산 시간을 단축하고, 생산성을 향상 시킬 수 있다.
Therefore, the polarization separation layer is hardly oxidized as compared with the conventional linear polarization prism, semi-permanent light distribution can be performed, and the number of times of replacement of the polarized light separation layer is reduced, thereby shortening the mass production time of the photo alignment film formation device and improving the productivity .

또한, 편광 분리층의 교체 비용을 아낄 수 있어, 광 배향막 형성용 장치의 생산원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
Further, the replacement cost of the polarized light separating layer can be saved, and the production cost of the apparatus for forming a photo alignment film can be reduced.

다음으로, 본 발명의 선격자 편광자의 제조방법에 대해 설명한다. 본 발명의 선격자 편광자의 제조방법은 (ⅰ)기판(10) 일면에 편광 분리층(20)을 형성하는 단계, (ⅱ)기판(10)의 타면에 필터층(30)을 형성하는 단계를 포함한다.
Next, a method of manufacturing the line grating polarizer of the present invention will be described. The method of manufacturing a line grating polarizer of the present invention includes the steps of (i) forming a polarization separation layer 20 on one surface of a substrate 10, (ii) forming a filter layer 30 on the other surface of the substrate 10 do.

상기 (ⅰ)의 단계는, a)기판 상에 흡수형 재료층을 형성하는 단계, b)상기 흡수형 재료층상에 레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 c)상기 레지스트 패턴을 이용하여 흡수형 재료를 패터닝하여 편광 분리층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
The step (i) comprises the steps of: a) forming an absorbing material layer on a substrate; b) forming a resist pattern on the absorbing material layer; and c) patterning the absorbing material using the resist pattern Thereby forming a polarization separation layer.

이때, 상기 기판은 상기한 바와 같이, 자외선 투과율이 70% 이상인 재질로 이루어진 석영, 자외선 투과 유리, PVA(Polyvinyl Alcohol), 폴리 카보네이트(Poly Carbonate), EVA(Ethylene Vinyl Acetate 공중합체) 등일 수 있다.
As described above, the substrate may be made of quartz, UV-transparent glass, PVA (Polyvinyl Alcohol), polycarbonate, EVA (Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) or the like having a UV transmittance of 70% or more.

이때, 상기 a)단계에서 흡수형 재료층을 형성하는 방법은 당해 기술분야에 잘 알려진 방법으로 이루어질 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 전자-빔 증착(E-Beam Evaporation), 플라즈마 화학증착기 (PECVD(Plasma-enhanced chemical vapor deposition)), 유기금속 화학증착기 (MOCVD(metalorganic chemical vapor deposition )) 또는 스퍼터링(Sputtering) 등의 방법을 통해, 기판상에 흡수형 재료를 증착시키는 방법에 의해 수행될 수 있다. 이때, 흡수형 재료에 따라 적절한 증착법을 선택할 수 있다.
At this time, the method of forming the absorbing material layer in step a) may be performed by a method well known in the art, and is not particularly limited. For example, an E-beam evaporation, a plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), a metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) for example, a chemical vapor deposition (CVD) method or a sputtering method. At this time, an appropriate deposition method may be selected according to the absorption type material.

다음으로, 상기 b)단계의 레지스트 패턴을 형성하는 방법은 당해 기술분야에 잘 알려진 방법, 예를 들면 포토 리소그래피, 나노 임프린트, 소프트 리소그래피 또는 레이저 간섭 리소그래피 등에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 레지스트 패턴은, 이로써 한정되는 것은 아니나, 상기 흡수형 재료층상에 레지스트 물질을 도포한 후, 마스크를 이용하여 원하는 패턴으로 노광한 후 현상하는 방법으로 형성될 수 있다.
Next, the method of forming the resist pattern in the step b) may be performed by a method well known in the art, for example, photolithography, nanoimprint, soft lithography or laser interference lithography. For example, the resist pattern is not limited to this, but may be formed by applying a resist material on the absorptive material layer, exposing the resist material to a desired pattern using a mask, and then developing the resist pattern.

또한, 상기 c)상기 레지스트 패턴을 이용하여 흡수형 재료를 패터닝하여 편광 분리층을 형성하는 단계는 상기 레지스트를 마스크로 이용하여 건식 또는 습식 식각에 의해 수행될 수 있다.
The step c) of patterning the absorption type material using the resist pattern to form the polarization separation layer may be performed by dry or wet etching using the resist as a mask.

이때, 상기 습식 식각은 당해 기술분야에 잘 알려진 방법으로 수행될 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 식각액에 침지시키는 방법으로 수행할 수 있으며, 상기 식각액으로는 선격자 편광자를 구성하는 물질에 따라 다르게 되나, KOH, TMAH(Tetramethylammonium hydroxide)와 같은 강 염기성 용액 또는 HF와 같은 강 산성 용액 등을 사용할 수 있으며, 상기 용액에 IPA(Isopropylalcohol) 또는 계면활성제 등의 첨가물을 추가할 수 있다.
At this time, the wet etching can be performed by a method well known in the art, and is not particularly limited. For example, the etchant may be a strong base solution such as KOH, TMAH (tetramethylammonium hydroxide) or a strong acid solution such as HF. Etc., and additives such as IPA (isopropylalcohol) or a surfactant can be added to the solution.

한편, 일반적으로 습식 식각의 경우 수직방향과 수평방향의 식각 속도가 같은 식각, 이른바, 등방 식각이 이루어지기 때문에 높은 종횡비를 갖는 패턴을 형성하기에는 적합하지 않다. 그러나, 본 발명에 따른 흡수형 재료로 이루어진 편광 분리층을 포함하는 선격자 편광자의 경우, 원하는 편광도를 얻기 위해 요구되는 종횡비가 높지 않기 때문에 습식 식각을 이용하여 선격자 패턴을 형성하여도 무방하다. 이 경우, 건식 식각 보다 공정비가 현격하게 줄어들게 되며 공정 속도 또한 빨라지게 되는 장점이 있다.
On the other hand, in general, wet etching is not suitable for forming a pattern having a high aspect ratio because the etch rate in the vertical direction and the horizontal direction is the same, that is, isotropic etching is performed. However, in the case of the line-grating polarizer including the polarization separation layer made of the absorption type material according to the present invention, since the aspect ratio required for obtaining the desired polarization degree is not high, a line grating pattern may be formed using wet etching. In this case, the process ratio is significantly reduced and the process speed is also faster than the dry etching.

다음으로, 상기 건식 식각 방법은 당해 기술분야에 잘 알려진 방법으로 수행될 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 플라즈마 에칭(Plasma Etching), 스퍼터 에칭(Sputter Etching), 반응이온 에칭(Reactive Ion Etching) 등이 있다.
Next, the dry etching method may be performed by a method well known in the art, and is not particularly limited. For example, plasma etching, sputter etching, reactive ion etching, and the like.

이때, 상기 건식 식각 방법에 의하는 경우 식각의 용이성을 높이기 위해서 레지스트와 흡수형 재료 사이에 추가로 하드 마스크층을 형성할 수 있다. 상기 하드 마스크층은 레지스트에는 식각이 잘 되나 흡수형 재료보다는 식각이 잘 안되는 물질이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 Cr, Ni, SiN, SiO2 등일 수 있다.
At this time, according to the dry etching method, a hard mask layer may be further formed between the resist and the absorbing material in order to increase the ease of etching. The hard mask layer is not particularly limited as long as the resist is etched well but is not etched more than the absorption type material. For example, Cr, Ni, SiN, SiO 2, or the like.

건식 식각 방법에서 상기 하드 마스크층을 추가로 형성할 경우, 레지스트만 에칭 마스크로 사용할 경우와 비교할 때, 식각비가 현저하게 높아지므로 높은 종횡비를 갖는 패턴을 제작할 경우 건식 식각이 용이한 장점이 있다.
When the hard mask layer is further formed in the dry etching method, the etch rate is remarkably increased as compared with the case where the resist mask is used as an etching mask, so that dry etching can be easily performed when a pattern having a high aspect ratio is formed.

한편, 본 발명에 따른 선격자 편광자의 제조방법은 상기 c)상기 레지스트 패턴을 이용하여 흡수형 재료를 패터닝하는 단계 이후에 레지스트 패턴 또는 레지스트 패턴과 하드 마스크를 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이는 상기 습식 또는 건식 식각을 통해 선격자 편광자를 제작한 후 흡수형 재료의 식각을 위하여 형성한 레지스트 또는 레지스트와 하드 마스크를 제거하기 위한 것으로 당해 기술분야에 잘 알려진 방법이면 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 유기 용매를 이용하여 수행될 수 있다.Meanwhile, the method of manufacturing a line grating polarizer according to the present invention may further include the step of removing the resist pattern or the resist pattern and the hard mask after the step c) of patterning the absorption type material using the resist pattern . This is for removing the resist or the resist and the hard mask formed for the etching of the absorptive material after the wire grid polarizer is formed by the wet or dry etching, and it is not particularly limited as long as it is a method well known in the art. For example, an organic solvent.

다음으로, 상기 (ⅱ)의 단계는, 기판(10)의 타면에 필터층(30)을 형성하는 단계로, 도 1과 같이 편광 분리층(20)이 형성된 기판(10)의 반대 쪽 면에 필터층(30)을 형성한다.
Next, the step (ii) is a step of forming a filter layer 30 on the other surface of the substrate 10, and the filter layer 30 is formed on the opposite surface of the substrate 10 on which the polarization separation layer 20 is formed, (30).

이때, 상기 필터층(30)은 굴절률이 각각 다른 유전체를 차례로 적층하는 것으로 형성할 수 있다. 즉, 고굴절률의 유전체층과 저굴절률의 유전체층을 번갈아 적층하는 방법을 통해 필터층(30)을 형성할 수 있다.
At this time, the filter layer 30 may be formed by sequentially stacking dielectrics having different refractive indices. That is, the filter layer 30 can be formed by alternately laminating a dielectric layer having a high refractive index and a dielectric layer having a low refractive index.

한편, 본 발명은 상기의 선격자 편광자를 포함하는 광 배향막 형성용 장치를 제공하며, 상기의 광 배향막 형성용 장치의 제조방법은, 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
Meanwhile, the present invention provides an apparatus for forming a photo alignment film including the above-mentioned linear polarizer, and a manufacturing method of the apparatus for forming a photo alignment film is well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted do.

10 : 기판
20 : 편광 분리층
30 : 필터층10: substrate
20: polarized light separating layer
30: Filter layer

Claims (9)

기판;
상기 기판 상에 형성되며, 굴절률이 1내지 10인 흡수형 재료로 이루어진 편광 분리층; 및
상기 기판의 다른 면 상에 형성되며, 250nm 미만의 파장을 갖는 광을 차단하고, 250nm 내지 350nm 파장의 광만을 통과시키는 대역 통과 필터(BAND PASS FILTER)로 이루어진 필터층을 포함하는 선격자 편광자.
Board;
A polarization splitting layer formed on the substrate and made of an absorbing material having a refractive index of 1 to 10; And
And a filter layer formed on the other surface of the substrate, the filter layer comprising a bandpass filter for blocking light having a wavelength of less than 250 nm and passing only light having a wavelength of 250 to 350 nm.
제 1항에 있어서,
상기 기판은, 자외선 영역에서 투과율이 70% 이상인 선격자 편광자.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate has a transmittance of 70% or more in an ultraviolet region.
제1항에 있어서,
상기 흡수형 재료는, 250nm 내지 310nm의 파장영역에서의 흡광계수가 1 내지 10인 선격자 편광자.
The method according to claim 1,
Wherein the absorption type material has an extinction coefficient of 1 to 10 in a wavelength region of 250 to 310 nm.
제1항에 있어서,
상기 흡수형 재료는, Si 인 선격자 편광자.
The method according to claim 1,
Wherein the absorption type material is Si.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 필터층은, 심 자외선(DEEP ULTRAVIOLET) 차단 필터인 선격자 편광자.
The method according to claim 1,
The filter layer is a deep ultraviolet (DEEP) filter.
제 1항에 있어서,
200nm 내지 400nm의 광 파장 대역에서의 소광비가 2 내지 2000인 선격자 편광자.
The method according to claim 1,
And an extinction ratio of 2 to 2,000 in an optical wavelength band of 200 nm to 400 nm.
제 1항 내지 제 4항, 제 6항 및 제 7항 항 중 어느 한 항의 선격자 편광자를 포함하는 광 배향막 형성용 장치.
An apparatus for forming a photo-alignment film comprising a linear polarizer according to any one of claims 1 to 4, 6 and 7.
제8항에 있어서,
상기 장치는 250nm 내지 350nm의 파장의 광을 사용하는 광 배향막 형성용 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the apparatus uses light having a wavelength of 250 nm to 350 nm.
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