KR20020054484A - 다층 홀로그램 디퓨저 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층 홀로그램 디퓨저를 이용한 액정 디스플레이의 휘도 개선 방법에 관한 것으로 종래에는 고휘도를 얻기 위해 도광판을 사용하지 않고 형광 램프를 전면에 걸쳐 직접넣은 직하형 백라이트를 사용하였으나, 형광램프의 형상을 지우고 균일한 광분포를 얻기 위해 사용되는 디퓨저가 매우 두꺼워 백라이트에서 발생되는 열에 의해 디퓨저를 지탱하는 가장자리 부분에 비해 가운데 부분이 열을 많이 받아 열적으로 팽창하고 중력에 의해 아래로 휘는 문제가 있었다. 따라서 본 발명에서는 기존의 홀로그램 디퓨저의 복층화를 통하여 고효율과 가벼우면서도 밝기 분포를 균일한 홀로그램 디퓨저를 구현할 수 있는 새로운 구조와 제조방법을 제안한다.

Description

다층 홀로그램 디퓨저 및 그 제조방법{MULTILAYER HOLOGRAM DIFFUSER AND FABRICATION METHOD THEREOF}

본 발명은 액정 디스플레이의 홀로그램 디퓨저 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 빛의 간섭에 의한 홀로그램 디퓨저의 영향을 최소화하여 회절 효과를 향상시킴으로써, 이를 이용한 액정 디스플레이의 국부적 밝기 차이를 최소화함과 아울러 광투과 특성 및 시야각을 향상시키기에 적당하도록 한 액정 디스플레이의 홀로그램 디퓨저 및 그 제조방법에 관한 것이다.

기존의 LCD 나 모니터의 LCD의 경우 휘도를 향상시키기 위하여 여러가지 방법들이 시도되고 있으며 특히 최근 도광판을 사용하지 않고 하면에 형광 램프(lamp)를 전면에 걸쳐 직접 넣어 PDP 구조와 유사한 직하형 백라이트(backlight)가 개발되고 있으나 디퓨저(diffuser)를 사용하지 않을 경우 상기 형광 램프(lamp)의 형상이 그대로 투영되어 밝기 분포가 일정하지 않게 되는 문제가 있다.

상기 단점을 극복하기 위해 하면에 형광 램프(lamp)를 전면에 걸쳐 직접 넣은 직하형 백라이트(backlight)를 사용할 때 형광 램프(lamp)의 형상을 지우고 균일한 광분포를 얻기 위해 사용되는 디퓨저(diffuser)는 대부분 수지에 작은 알갱이(particle)를 섞어 만든 것이다. 그러나 효과는 상당히 좋으나 상기 디퓨저(diffuser)의 두께가 2~3mm 정도로 상당히 두꺼워 져서 백라이트(backkight)에서 발생되는 열에 의해 디퓨저를 지탱하는 가장자리 부분에 비해 가운데 부분이 열을 많이 받아 열적으로 팽창하고 중력에 의해 아래로 휘는 심각한 문제를 가지고 있다.

상기한 바와같은 단점들을 극복하기 위하여 홀로그램 디퓨저를 이용하는 방법이 제안되었으며, 이와같은 종래의 홀로그램 디퓨저를 이용하는 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1a 내지 도1c는 홀로그램 디퓨저 원판을 형성하는 공정 수순도이다.

먼저, 도1a에 도시한 바와같이 유리판(1) 상부에 포토레지스트(2)를 형성하고, 포토레지스트(2)상부에 일정한 두께의 스페이서(3)를 형성한 다음 상부전면에 간 유리판(4)를 형성하고, 레이저(laser)를 이용하여 스페이서(3)가 형성되지 않은 영역의 포토레지스트(2)를 감광 시킨다.

그리고, 도1b에 도시한 바와같이 상기 간 유리판(4)과 스페이서(3)가 제거된 유리판(1)과 포토레지스트(2)의 구조물을 현상액에서 현상한다.

그리고 도1c에 도시한 바와같이 상기 도1b의 현상에 의해 포토레지스트(2)의 감광된 영역이 현상되어 랜덤(random)한 요철을 갖는 원판이 형성된다.

도2a 내지 도2h는 상기 도1c의 원판을 이용하여 홀로그램 디퓨저를 형성하는 공정 수순도이다.

먼저, 도2a에 도시한 바와같이 상기 도1c의 원판 상에 은(silver)막을 얇게 입힌 다음 전기도금 방식으로 원판과 요철의 형상이 반대인 은판(11)을 형성한다.

그리고, 도2b에 도시한 바와같이 상기 원판을 분리한 다음 은판(11) 상에 니켈(nickel)을 전기도금 방식으로 형성하여 원판과 요철의 형상이 동일한 니켈판(12)을 형성한다.

그리고, 도2c에 도시한 바와같이 상기 은판(11)을 분리한 다음 니켈판(12) 상에 다시 니켈을 전기도금 방식으로 형성하여 원판과 요철의 형상이 반대인 니켈스탬퍼(stamper, 13)를 형성한다.

그리고, 도2d에 도시한 바와같이 상기 니켈판(12)을 분리한다.

그리고, 도2e에 도시한 바와같이 히터(14) 상에 유리판(15)과 자외선 경화 수지층(resin, 16)이 적층된 구조물을 형성하고, 수지층(16) 상부에 상기 니켈스탬퍼(13)를 올려놓고, 수지층(16)의 유리전이온도(glass transition temperature, Tg) 보다 높은 온도에서 롤러(17)로 눌러 찍는다.

그리고, 도2f에 도시한 바와같이 상기 히터(14) 상부에 니켈스탬퍼(13)가 위치하도록 뒤집은 다음 자외선램프(18)로부터 유리판(15)을 투과하도록 자외선을 인가하여 수지층(16)을 경화시켜 상기 도1c의 랜덤한 요철 형상의 원판을 재현한다.

그리고, 도2g에 도시한 바와같이 상기 니켈스탬퍼(13)를 분리한다.

그리고, 도2h에 도시한 바와같이 상기 니켈스탬퍼(13)가 분리된 결과물의 상부전면에 상기 수지층(16)과 굴절률이 다른 자외선 경화 수지층(19)을 형성하여 평탄화한 다음 자외선램프(18)로부터 자외선을 인가하여 수지층(19)을 경화시킨다. 이때, 수지층(16)이 수지층(19)에 비해 큰 굴절률을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

그러나, 상기의 종래 방법으로 제조된 홀로그램 디퓨저는 백라이트와 직접 접촉하여 열에 의해 형상이 뒤틀릴 수 있는 문제를 일으킬 수 있었다.

본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 홀로그램 디퓨저를 복층화 하는 방법을 제안한다.

도1a 내지 도1c는 종래 홀로그램 디퓨저의 원판을 형성하는 공정수순도.

도2a 내지 도2h는 도1c의 원판을 이용하여 종래의 홀로그램 디퓨저를 형성하는 공정 수순도.

도3a 내지 도3e는 본 발명의 제1실시예에 따른 공정수순도.

도4a 내지 도4c는 본 발명의 제1실시예에 있어서, 제2니켈스탬퍼를 형성하기 위한 원판 형성의 일 실시예를 보인 공정 수순도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

1,15:유리판 2:포토레지스트

3:스페이서 4:간 유리판

14:히터16,19,21,26:수지층

22:히터23:니켈스탬퍼

24:롤러25:자외선램프

상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정 디스플레이의 홀로그램 디퓨저 제조방법의 특징은 제1유리판 상부에 제1포토레지스트를 형성한 다음 선택적인 감광 및 현상을 실시하여 랜덤한 요철을 갖도록 원판을 형성하는 공정과; 상기 우너판 상에 은막을 입힌 다음 전기도금 방식으로 원판과 요철의 형상이 반대인 은판을 형성하는 공정과; 상기 원판을 분리한 다음 은판 상에 니켈을 전기도금 방식으로 형성하여 원판과 요철의 형상이 동일한 니켈판을 형성하는 공정과; 상기 은판을 분리한 다음 니켈판 상에 다시 니켈을 전기도금 방식으로 형성하여 원판과 요철의 형상이 반대인 제1니켈스탬퍼를 형성하는 공정과; 상기 니켈판을 분리한 다음 히터 상에 제2유리판과 제1수지층이 적층된 구조물을 형성하고, 제1수지층 상부에 상기 제1니켈 스템퍼를 올려놓고 제1수지층의 유리전이온도 보다 높은 온도에서 롤러로 찍은 다음 제1수지층을 경화시키고, 제1니켈 스탬퍼를 분리하여 상기 원판의 요철 형상을 재현하는 공정과; 상기 제1수지층과 굴절률이 다른 제2수지층을 형성하여 평탄화한 다음 경화시키는 공정에 있어서, 상기 제2수지층의 상부에 제3수지층을 형성하고, 히터에 위치시킨 다음 제3수지층 상부에 상기 제2니켈 스탬퍼를 올려놓고 제3수지층의 유리전이온도 보다 높은 온도에서 롤러로 눌러 찍은 다음 제3수지층을 경화시키고, 제2니켈 스탬퍼를 분리하는 공정과; 상기 결과물 상에 제3수지층과 굴절률이 다른 제4수지층을 형성하여 평탄화한 다음 경화시키는 공정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와같은 본 발명에 의한 액정 디스플레이의 홀로그램 디퓨저 및 그 제조방법에 관한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도3a 내지 도3e는 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 디퓨저를 형성하는 공정수순도이다.

본 발명의 실시예에 따른 공정을 적용하기에 앞서, 종래 도1a 내지 도1c의 공정을 통해 홀로그램 디퓨저의 원판을 형성한 다음 이를 이용하여 도2a 내지 도2h의 공정을 통해 유리판(15)상부에 경화되어 원판의 랜덤한 요철 형상의 상면을 갖는 수지층(16)을 형성하고, 그 수지층(16) 상면의 요철과 맞물리도록 경화되어 평탄화된 상면을 갖는수지층(19)을 형성한다.

그리고, 도3a에 도시한 바와같이 상기 수지층(19)의 상부에 수지층(21)을 형성한다.

그리고, 도3b에 도시한 바와같이 상기 결과물을 히터(22)상에 위치시킨 다음 수지층(21) 상부에 니켈 스탬퍼(23)을 올려놓고, 수지층(21)의 유리전이온도 보다 높은 온도에서 롤러(24)로 눌러 찍는다.

그리고, 도3c에 도시한 바와같이 상기 히터(14)상부에 니켈 스탬퍼(23)가 위치하도록 뒤집은 다음 자외선 램프(25)로부터 유리판(15)를 투과하도록 자외선을 인가하여 수지층(21)을 경화시킨다.

그리고, 도3d에 도시한 바와같이 상기 니켈 스탬퍼(23)를 분리한다.

그리고, 도3e에 도시한 바와같이 상기 니켈 스탬퍼(23)가 분리된 결과물의 상부전면에 상기 수지층(21)과 굴절률이 다른 자외선 경화 수지층(26)을 형성하여 평탄화한 다음 자외선 램프(25)로부터 자외선을 인가하여 수지층(26)을 경화시킨다.

이때, 상기 니켈 스탬퍼(23)는 종래 도2d에서 형성된 니켈 스탬퍼(13)를 다시 적용할 수 있고, 수지층(16,21) 또는 수지층(19,26)은 서로 동일한 물질을 써도 문제가 없지만, 사전에 원하는 회절효과를 계산하여 결정하는 것이 바람직하다.

상기한 바와같은 본 발명에 의한 액정 디스플레이의 홀로그램 디퓨저 및 그 제조방법은 기존에 사용되는 디퓨저보다 고효율과 경박함을 구현할 수 있어 전체적으로 공간을 줄일 수 있고 열에 의해 휘는 단점을 해결할 수 있다.

Claims (3)

1. 포토레지스트가 형성된 제1유리판 상부에 감광 및 현상을 실시 하여 요철을 가지는 원판을 형성하는 제 1단계;

   상기 원판상에 은막을 부어 상기 원판의 요철과 반대형상인 금속 마스터(master)를 형성하는 제 2단계;

   상기 금속 마스터에 니켈(nickel)을 부어 상기 원판과 동일한 요철을 가지는 마스터를 형성하는 제 3단계;

   상기 니켈 마스터에 다시 니켈을 부어 상기 원판의 요철과 반대의 요철을 가지는 스탬퍼를 형성하는 제 4단계;

   제 2유리판에 유브이(ultra violet)수지를 코팅하고 유리전이온도 보다 높은 온도로 가열하여 상기 니켈 스탬퍼로 눌러 찍는 제 5단계;

   상기 제 5단계를 거친 유브이 수지에 유브이를 조사하여 상기 유브이 수지를 경화시키는 제 6단계;

   상기 제 6단계에서 경화된 유브이 수지에 또다른 유브이 수지를 코팅하고 평탄화 시킨후 경화시키는 제 7단계;

   상기 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 홀로그램 디퓨저 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 유리 기판의 반대편에 전도성 물질을 코팅하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 디퓨저 제조방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 전도성 물질은 ITO(In₂:SnO₃)인 것을 특징으로 하는 홀로 그램 디퓨저 제조방법.