KR20040024013A - 위상판 제조방법 및 이에 의하여 제조된 위상판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 영상을 나타내도록 하기 위한 3차원 영상장치에 사용되는 위상판 제조방법 및 이 방법에 의하여 제조된 위상판에 관한 것이다. 본 발명에 따른 위상판 제조방법은, 투명기판상에 접착부재를 매개로 위상차 필름을 부착하는 제 1단계와; 상기 위상차 필름상에 포토레지스트를 도포하고 노광,현상하여 포토레지스트를 특정 패턴으로 패터닝하는 제 2단계와; 상기 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 하여 샌드 블라스트법을 적용하여 상기 노출된 위상차 필름과 상기 접착부재를 제거한 후, 상기 잔존하는 포토레지스트를 제거하는 제 3단계를 포함하여 이루어진다.

Description

위상판 제조방법 및 이에 의하여 제조된 위상판 {A phase retardation plate manufacturing method and a phase retardation plate manufactured by the method}

본 발명은 3차원 영상을 나타내도록 하기 위한 3차원 영상장치에 사용되는 위상판 제조방법 및 이 방법에 의하여 제조된 위상판에 관한 것이다.

종래 3차원 영상을 나타내도록 하는 3차원 영상장치로서는 도 12에 도시한 바와 같이 액정부재와 같은 표시부재(1)의 표면에 우안(右眼)용 표시부(2a)와 좌안(左眼)용 표시부(2b)가 번갈아 배열된 위상판 필름(2)을 부착한 것이 사용되고 있다. 상기 표시부재(1)에서 우안용 영상과 좌안용 영상이 인터리브된 3차원 영상이 표시되는 경우, 관찰자가 편광안경을 착용하고 볼 때, 상기 우안용 표시부(2a)에서는 우안용 영상이 투과되고 상기 좌안용 표시부(2b)에서는 좌안용 영상이 투과되도록 되어 있다. 상기 우안용 표시부(2a)에서의 우안용 영상을 구성하는 편광 방향은 좌안용 표시부(2b)에서의 좌안용 영상을 구성하는 편광 방향에 대하여 90°각도를 갖는 편광이 되도록 구성되어 있기 때문에, 우안용 영상만을 투과하는 편광판 부착 우안용 렌즈와 좌안용 영상만을 투과하는 편광판 부착 좌안용 렌즈로 이루어지는 편광안경으로 해당 영상을 보면, 3차원 입체 영상을 감상할 수 있다.

이러한 위상판 필름은 미국특허 5,327,285호에 개시된 바와 같이 TAC 필름과연신 PVA 필름을 적층한 편광 필름에 포토레지스트를 도포하고 소정부분을 노광한 후, 수산화칼슘 용액으로 처리하여 연신 PVA필름이 갖는 특정한 파장영역의 빛의 위상을 지연시킬 수 있는 성질(즉, 위상차 기능)을 소실시키는 방법으로 제조하고 있다. 또한, 상기 위상차 필름을 제조하는 다른 방법으로서는 대한민국특허출원 제2001-2052호에 개시된 바와 같이 투명한 지지재 상에 접착제를 통해 TAC필름과 위상차기능을 하는 위상차 필름(1/2 파장판)으로서의 연신 PVA필름을 적층한 적층 위상차필름을 설치하고, 상기 연신 PVA필름 상의 소정 위치에 레지스트부재를 설치한 후, 80℃~100℃의 온수에 침지시켜 위상차 필름의 레지스트부재가 존재하지 않는 부분에 온수가 침투하고 해당 부분이 변질시킴으로써, 해당 부분만 특정한 파장영역의 빛의 위상을 지연시킬 수 있는 성질(위상차 기능)이 소실되도록 하고, 레지스트부재가 존재하는 부분과 레지스트부재가 존재하지 않는 부분으로 투과광의 위상이 180°차이가 나게 하는 방법이 있다.

그러나, 상기한 수산화칼슘용액이나 온수를 이용하는 방법은 그 조건이 까다로와 연신 PVA필름에서 포토레지스트가 위치하지 않은 부분에서의 변질이 제대로 되지 않는 경우가 있고, 또한 연신 PVA필름에서 포토레지스트가 위치하지 않은 부분까지 수산화칼슘용액이나 온수가 침투하게 되어 바람직하지 않는 연신 PVA필름 영역까지 변질되는 경우가 발생하여, 양산에 곤란성이 있다는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 종래와 같이 위상차 필름의 변질이 제대로 되지 않거나 바람직하지 않은 부분까지 변질되는 것을 방지할 수 있으면서 양산성이 우수한 위상판 제조방법 및 이 방법에 의하여 제조된 위상판을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위상판 제조방법은, 투명기판상에 접착부재를 매개로 위상차 필름을 부착하는 제 1단계와; 상기 위상차 필름상에 포토레지스트를 도포하고 노광,현상하여 포토레지스트를 특정 패턴으로 패터닝하는 제 2단계와; 상기 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 하여 샌드 블라스트법을 적용하여 상기 노출된 위상차 필름과 상기 접착부재를 제거한 후, 상기 잔존하는 포토레지스트를 제거하는 제 3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 위상판 제조방법의 공정 및 단면도,

도 7은 본 발명의 방법에 의하여 제조된 위상판의 상면도,

도 8은 본 발명의 방법에 의하여 제조된 위상판의 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 위상판 제조방법에서의 샌드 블라스트 공정에서 투명기판이 고속의 비드(Bead)에 의하여 손상되는 경우의 단면도,

도 10은 도 9에 도시한 바와 같이 투명기판이 손상되는 경우에 투명 접착제를 도포하고 그 위에 투명 기판을 설치하는 공정을 설명하기 위한 단면도,

도 11은 도 10의 추가 공정에 의하여 제조된 제조된 위상판의 사시도,

도 12는 종래 3차원 영상장치를 설명하기 위한 사시도,

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 투명기판 20 : 접착부재

30 : 위상차 필름 40 : 포토레지스트

45 : 마스터 필름 50 : 투명 접착제

60 : 투명 필름

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위상판 제조방법 및 이에 의하여 제조된 위상판에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 위상판 제조방법에 대하여 설명한다. 이들 도면에서는 설명의 편이와 이해를 돕기 위하여 각 층의 두께 및 폭 등은 확대 표시되어 있으며, 도면에 표시된 층의 두께 및 폭 등의 치수는 상호 비례관계에 있지 않음에 유의하여야 한다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 투명기판(10)상에 위상차 필름(30)을 투명 접착부재(20)를 이용하여 접착한다. 여기서, 상기 투명기판(10)은 복굴절성이 없는 재질로서, 유리, 아크릴, 무연신 폴리카보네이트(PC) 후판이며, 그 두께는 1~3mm정도의 것이 바람직하다. 그리고, 상기 위상차 필름(30)은 위상차 기능을 갖는 1/2 파장판으로서 예를 들면 30~200 미크론 정도의 폴리카보네이트(PC) 또는 15~50 미크론 정도의 OPP(Oriented PolyPropylene)또는 PVA 필름인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 투명 접착부재(20)로서는 불포화 폴리에스테르 수지(polyester resin)계열의 접착제, 폴리우레탄 수지 계열의 접착제, 에폭시 수지계열 접착제, 투명성 양면 테이프, 아크릴 수지를 주제로 한 스프레이식 접착제, 스티렌 부타디엔 접착제 등을 사용할 수 있다.

상기 불포화 폴리에스테르 수지 접착제로서는 불포화 폴리에스테르 수지 약60%와 스티렌 모노머 약 40% 용액을 배합한 원액을 타물질인 B.P.O.(Benzol Per Oxide; 과산화 벤졸)에 200:1로 배합한 것을 사용한다. 이것을 접착부재로 사용하면 화학변화나 물성변화 없이 빠른 시간(5~7시간 정도)내에 잘 접착된다.

상기 폴리우레탄 수지 접착제로서는 폴리우레탄 프리폴리머(polyurethane prepolymer; 주제) 용액에 경화제 폴리에테르 폴리올(polyether polyol) 또는 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol)을 배합한 것을 사용한다. 이것을 사용하면 장기간 부착상태에서도 변색이나 변화가 일어나지 않는 장점이 있다.

상기 에폭시 수지 접착제로서는 폴리아미드(polyamide)성분 90%와 희석제 10%를 섞어서 에폭시 수지 용액에 1/5의 비율로 배합한 것을 사용한다.

상기 양면 테이프로서는 광학용으로 시판되고 있는 3M사 또는 Nitto사의 제품을 사용하는 것이 바람직하다.

그후, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 위상차 필름(30)의 전체 표면에 예를들면 에칭 업계에서 많이 사용하고 있는 드라이 필름 타입의 포토레지스트(40)를 도포한다. 여기서, 상기 포토레지스트(40)는 드라이 필름 타입 외의 다른 포토레지스트를 사용할 수도 있다.

이어, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트(40)상에 마스터 필름(45)을 올려놓고 이 마스터 필름(45)의 검정 부분을 마스크로 하여 노광한 후 현상하면, 마스터 필름(45)의 검정 부분에 대응하는 부분의 포토레지스트(40)만이 잔존하게 된다. 여기서, 잔존하는 포토레지스트의 폭과 그들 사이의 간격은 적용하고자 하는 LCD 또는 PDP 패널의 픽셀 피치에 따라 다르지만, 대략 0.2 ~ 3mm인 것이 바람직하다.

그 후, 도 4에 도시한 바와 같이 잔존하는 포토레지스트(40)를 마스크로 사용하여 샌드 블라스트법(sand blast method)에 의하여 위상차 필름(30)과 접착부재(20)를 에칭한다. 여기서, 상기 샌드 블라스트는 상온에서 예를 들면 직경이 20~50 미크론 정도인 유리분말 또는 금강사를 사용 비드(bead)로 하고, 공기압을 4.0~8.5kg/cm²으로 설정하여 실시한다. 또한, 노즐과 피가공물간의 거리를 고려하여 노즐의 속도 및 공기압력을 결정하여야 하며, 노즐과 피가공물간의 거리와 노즐 속도 및 공기압력은 작업속도와 가공물의 품질을 결정하는 중요한 요인이 된다.

이어, 도 5에 도시한 바와 같이 샌드 블라스트에 의하여 위상차 필름(30)과 접착부재(20)가 완전히 에칭 제거된 후, 마스크로 사용한 포토레지스트(40)는 에칭 용액에 침지시켜 제거한다.

이와 같이 하여 완성된 본 발명에 따른 위상판은 도 6에 도시한 바와 같이 접착부재(20)에 의하여 투명기판(10)상에 접착된 잔존 위상차 필름(30)이 일정한 간격으로 배열된 단면을 가지게 된다. 이를 상면에서 보면 도 7과 같은 구조가 되고 사시도로 나타내면 도 8과 같은 구조가 되어, 위상차 필름(30)과 위상차 필름이 제거된 투명기판부분(10)이 번갈아 일정간격으로 배열되어 있다.

도 7에 도시한 바와 같이 위상차 필름(30)이 잔존하는 부분과 위상차 필름이 제거된 투명기판부분(10)이 일정 간격으로 번갈아 배열됨에 따라, 위상차 필름이 제거된 투명기판부분(10)은 특정한 파장영역의 빛의 진동방향을 직선 편광상태로 회전할 수 있는 성질(위상차 기능)이 없으므로, 위상차 필름(30)이 잔존하는 부분의 투과광과 위상차 필름이 제거된 투명기판부분(10)의 투과광 사이의 위상이 180°차이가 나게 된다. 액정표시부재와 같은 표시부재에서 상기한 위상판을 픽셀의 피치에 정합되게 한 후, 표시부재에서 우안용 영상과 좌안용 영상이 인터리브된 3차원 영상이 표시되도록 하면, 도 7에서 예를 들면 위상차 필름(30)이 잔존하는 부분에서는 우안용 영상이 투과되고 위상차 필름이 제거된 투명기판부분(10)에서는 좌안용 영상이 투과되게 된다.

한편, 상기한 샌드 블라스트법을 이용하여 위상차 필름(30)과 접착부재(20)를 제거할 때, 위상차 필름(30)과 접착부재(20)가 제거된 투명기판(10)의 표면도 고속의 사용 비드에 의하여 도 9에 도시한 바와 같이 손상될 수 있다. 이와 같이 투명기판(10)의 표면이 손상된 경우, 이 손상부분에서 빛이 산란되어 소망하는 위상판의 품질을 얻을 수 없게 된다.

따라서, 도 9에서와 같이 투명기판(10)의 표면이 손상되는 경우에는 포토레지스트(40)를 에칭·제거한 후, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이 전체 표면상에 투명 접착제(50)를 도포하여 상기 위상차 필름(30)과 접착부재(20)가 제거된 요부(凹部)가 충진되도록 하고, 그 위에 복굴절성이 없고 두께가 30 ~ 80미크론 정도인 투명 필름(60)을 접착하여 전체 표면이 평탄화되도록 한다. 이와 같이 하면, 샌드 블라스트 공정에서 상기 투명기판(10)의 손상된 부분에서의 빛의 산란을 방지할 수 있게 된다. 여기서, 상기 투명 접착제(50)는 투명 접착부재(20)로서 사용될 수 있는 것으로 설명한 불포화 폴리에스테르 수지 접착제, 폴리우레탄 수지 접착제, 에폭시 수지 접착제 등을 사용하면 되며, 이 이외에도 투명성이 우수한 것이라면 다른 재질을 사용하여도 된다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 샌드 블라스트법에 의하여 위상차 필름이 제거된 영역과 제거되지 않은 영역을 정밀하게 패터닝할 수 있으므로, 종래와 같이 위상차 필름의 변질이 제대로 되지 않거나 바람직하지 않은 부분까지 변질되는 것에 의한 수율저하를 방지할 수 있으면서 양산성을 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (12)

1. 투명기판상에 접착부재를 매개로 위상차 필름을 부착하는 제 1단계와;

   상기 위상차 필름상에 포토레지스트를 도포하고 노광,현상하여 포토레지스트를 특정 패턴으로 패터닝하는 제 2단계와;

   상기 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 하여 샌드 블라스트법을 적용하여 상기 노출된 위상차 필름과 상기 접착부재를 제거한 후, 상기 잔존하는 포토레지스트를 제거하는 제 3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 위상판 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 투명기판은 복굴절성이 없는 재질로서, 유리, 아크릴, 무연신 폴리카보네이트(PC) 후판인 것을 특징으로 하는 위상판 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 위상차 필름은 1/2파장판으로서 폴리카보네이트(PC)와 OPP(Oriented PolyPropylene), PVA 필름중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 위상판 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 접착부재는 불포화 폴리에스테르 수지(polyester resin)계열의 접착제, 폴리우레탄 수지 계열의 접착제, 에폭시 수지계열 접착제, 투명성 양면 테이프, 아크릴 수지를 주제로 한 스프레이식 접착제, 스티렌 부타디엔 접착제 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 위상판 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 불포화 폴리에스테르 수지 접착제는 불포화 폴리에스테르 수지 약 60%와 스티렌 모노머 약 40% 용액을 배합한 원액을 타물질인 B.P.O.(Benzol Per Oxide; 과산화 벤졸)에 200:1로 배합한 것을 특징으로 하는 위상판 제조방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 폴리우레탄 수지 접착제는 폴리우레탄 프리폴리머(polyurethane prepolymer; 주제) 용액에 경화제 폴리에테르 폴리올(polyether polyol) 또는 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol)을 배합한 것을 특징으로 하는 위상판 제조방법.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 에폭시 수지 접착제는 폴리아미드(polyamide)성분 90%와 희석제 10%를 섞어서 에폭시 수지 용액에 1/5의 비율로 배합한 것을 특징으로 하는 위상판 제조방법.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 샌드 블라스트는 상온에서 직경이 20~50미크론 정도인 사용 비드(bead)를 사용하고, 공기압을 4.0~8.5Kg/cm²으로 설정하여 실시하는 것을 특징으로 하는 위상판 제조방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 사용비드는 유리분말과 금강사 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 위상판 제조방법.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 제 3단계에서 상기 위상차 필름과 상기 접착부재가 제거됨에 따라 노출된 투명기판의 표면과 상기 포토레지스트에 의하여 보호된 위상차 필름을 포함하는 전체 표면 상에 투명 접착제를 도포하여 상기 위상차 필름(30)과 접착부재(20)가 제거된 요부(凹部)가 충진되도록 한 후, 상기 투명 접착제가 도포된 전체 표면상에 투명 필름을 상기 투명 접착제에 의하여 접착하는 제 4단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 위상판 제조방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 투명 접착제는 불포화 폴리에스테르 수지와 폴리우레탄 수지 및 에폭시 수지 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 위상판 제조방법.
12. 제 1항 내지 제 11항중 어느 한 항에서 규정한 제조방법에 의하여 제조된 위상판.