KR20040106982A - 와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법 - Google Patents

와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20040106982A
KR20040106982A KR1020030037018A KR20030037018A KR20040106982A KR 20040106982 A KR20040106982 A KR 20040106982A KR 1020030037018 A KR1020030037018 A KR 1020030037018A KR 20030037018 A KR20030037018 A KR 20030037018A KR 20040106982 A KR20040106982 A KR 20040106982A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polymer
mold
wire grid
manufacturing
grid polarizer
Prior art date
Application number
KR1020030037018A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100643965B1 (ko
Inventor
이기동
안세원
이성은
윤상수
김진성
박주도
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020030037018A priority Critical patent/KR100643965B1/ko
Publication of KR20040106982A publication Critical patent/KR20040106982A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100643965B1 publication Critical patent/KR100643965B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3058—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state comprising electrically conductive elements, e.g. wire grids, conductive particles
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 와이어 그리드 편광자에 관한 것으로, 가시광선 영역에서 동작하는 와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 가시광선 대역에서 동작하는 와이어 그리드 편광자를 제작하는 데 있어서, 각인 기법(embossing technique)을 이용하며, 상기 각인 기법을 이용하여 몰드를 제작하고, 상기 몰드를 이용하여 반복하여 사용함으로써 와이어 그리드 편광자를 손쉽고 반복적으로 생산할 수 있어 제작 비용이 절감되고 대량 생산이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자 제작 방법은 부가적인 장치가 필요없으며 공정 시간 짧아 제조 수율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 편광 소멸비가 우수하여 평판 디스플레이, 프로젝션 디스플레이, 광학 기기 등에 광범위하게 응용될 수 있어 이용 가치가 높다.

Description

와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법{Wire-grid polarizer and the fabrication method}
본 발명은 와이어 그리드 편광자에 관한 것으로, 가시광선 영역에서 동작하는 와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전자기파에서 특정 편광만을 편광시키기 위하여 평행한 도전체 선을 배열시키는 평행 전도 전선(parallel conducting wires)의 어레이를 사용한지는 약 110년이 지나왔다.
이것을 일반적으로는 와이어 그리드(wire grid)라고 하며, 투명한 기판위에 형성되어 전자기파의 파장 중에서 적외선 영역에서 편광자로 사용된다.
통상적으로, 와이어 그리드의 편광자 성능을 결정하는 중요한 요소는 평행한 선과 선 중심간의 거리 즉, 주기와 입사하는 파의 파장과의 관계이다.
만약 그리드의 간격 혹은 주기가 입사파의 파장에 비교해 볼 때 길다면, 편광자보다는 회절격자의 기능으로 그리드는 종래의 원리에 따라 편광을 회절시킨다.
따라서, 편광에 무관하게 회절하여 이론적으로 잘 알려진 위상차에 의한 회절 간섭 무늬를 형성시킨다.
그리고, 만약 선과 선 중심간의 간격 혹은 주기가 파장보다 짧다면, 와이어 그리드는 편광자로서 작용하여 전자기파가 그리드에 평행하게 편광된 것은 반사시키고, 직교 편광의 전자기파는 투과시킨다.
여기서, 와이어 그리드의 주기가 대략 파장의 절반에서 두배의 범위에 있는 투과 영역은 와이어 그리드의 투과 및 반사 특성의 변화에 따라 결정된다.
특히, 그리드에 대해 수직하게 편광된 빛에 대해서 갑작스런 반사율의 증가와 그에 상응하는 투과력 감소는 정해진 입사각에서 하나 이상의 특정한 파장에서 일어나게 된다.
한편, 이와 같은 와이어 그리드를 이용하는 편광 빔 분리기를 제작할 때 중요한 요소로는 주기, 선폭, 선의 두께, 그리드 물질의 특성, 기판의 특성(굴절률), 입사파의 파장과 입사각 등이 고려된다.
여기서, 상기 그리드 물질의 특성에 대해서는 연구 결과 편광 빔 분리기의 편광 특성에 큰 영향을 미치지 않는다고 보여진다.
도 1은 종래 기술의 기본적인 와이어 그리드의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 와이어 그리드(100)는 절연 기질(120)에 의해 지지되는 여러개의 평행한 전도성 전극(110)으로 구성된다.
이 장치는 전도체의 주기 혹은 Λ로 표시; 개별의 전도체 폭, w로 표시; 전도체의 두께, t로 표시된다.
여기서, S, P 편광에 대한 일반적인 정의를 사용하여, S 편광을 갖는 빛은 입사평면에 대해 직교인 편광 벡터를 가지므로, 전도성 요소에 평행하다.
반대로, P 편광을 갖는 빛은 입사 평면에 평행인 편광 벡터를 가지므로 전도성 요소에 직교이다.
입사되는 전자기파의 파장보다 금속 와이어 배열의 주기가 짧을 경우, 상기 금속 와이어와 평행한 편광 성분(S 편광)은 반사되고 수직한 편광 성분(P 편광)은 투과한다.
일반적으로, 상기 와이어 그리드를 이용한 편광자는 그리드의 도전성 선에 평행한 전기장 벡터를 갖는 빛을 반사하고, 상기 도전성 선에 수직한 전기장 벡터를 갖는 빛을 투과시킬 것이지만, 입사평면은 전술된 바와 같이 도전성의 와이어 그리드에 수직할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 여기서 설명된 기하학적인 표시는 분명한 예시를 위한 것이다.
이상적으로 와이어 그리드는 하나의 빛 편광에 대해 S 편광 빛처럼 완벽한 거울이고, P 편광 빛처럼 다른 편광에 대해 완벽하게 투명일 것이다.
그러나, 실제로 거울 같은 가장 반사적인 금속은 소량의 입사각을 흡수하고 90%에서 95%정도만을 반사하고, 평면 유리는 표면 반사 때문에 100% 입사광을 투과시키지 않는다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 와이어 그리드 편광자의 성능은 편광 소멸비(polarization extinction ratio)와 투과율로써 나타낼 수 있다.
여기서, 편광 소멸비와 투과율은 다음과 같이 정의된다.
편광 소멸비 = (Si/St)|pi=0
투과율 = (Pt/Pi)|si=0
상기한 식에서, 편광 소멸비는 S 편광이 입사할 경우에 입사되는 S파(Si)와 투과되는 S파(St)의 광파워(Optical power)비를 나타내고, 투과율은 P 편광이 입사할 경우 투과되는 P파(Pt)와 입사되는 P파(Pi)의 광파워비를 나타낸다.
이때, 상기 와이어 그리드 편광자가 높은 편광 소멸비를 가지기 위해서는 금속 격자의 주기가 입사광의 파장에 비해 상당히 짧아야 한다는 전제 조건이 있다.
그러나. 주기가 짧을 수록 제작이 어려워 지금까지 와이어 그리드 편광자는 주로 마이크로파 또는 적외선 영역에서 제작되어 응용되어 왔는데, 이것은 짧은 파장의 빛을 편광시키고자 할 경우 그리드 주기가 짧아져야 하기 때문이다.
그러나, 반도체 제조 장비와 노광 기술의 발달로 미세 패턴 제작이 가능해 짐에 따라 가시광선에서 동작하는 와이어 그리드 편광자의 제작이 가능해지고 있다.
가시광선영역은 사람이 눈으로 감지할 수 있는 보통 400nm에서 700nm까지의 파장대를 말한다.
즉, 와이어 그리드 편광자가 청색(blue color)을 포함한 적, 청, 녹(R,G,B) 3원색에 대해서 높은 ER(Extinction Range) 특성을 가지도록 하기 위해서는 적어도 200nm는 되어야 어느 정도의 편광 특성을 기대할 수 있으며, 기존의 편광기보다 우수한 편광 성능을 내기 위해서는 0.1 ㎛ 이하의 주기를 가지는 와이어 그리드가 필요하다.
현재 최신의 반도체 공정의 선폭이 약 0.1 ㎛이다. 여기서, 선과 선을 주기적으로 그리게 되면 선과 선 사이의 공간 또한 같은 길이를 필요로 하게 되므로 0.2 ㎛의 그리드 주기를 갖게 된다.
여기서, 단파장인 아르곤 레이져를 사용하여 간섭효과를 이용할 경우 200nm까지 가능하다.
이와 같이, 종래 와이어 그리드 방식의 편광판에서 200nm 정도의 주기를 약100nm정도의 주기로 줄이면 와이어 그리드 편광판의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있게 되어 편광판의 성능이 향상되므로 이에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 가시광선 대역에서 동작하는 와이어 그리드 편광자를 제작하는 데 있어서, 각인 기법(embossing technique)을 이용하여 와이어 그리드 편광자를 손쉽고 반복적으로 생산할 수 있도록 하여 저가로 대량 생산할 수 있도록 하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 가시광선 대역의 적(R), 녹(G), 청(B)에서의 편광 성능이 모두 좋은 와이어 그리드 편광자를 제공하는 데 목적이 있다.
도 1은 종래 기술의 기본적인 와이어 그리드의 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 가시광선 대역에서 금속 격자의 주기와 편광 소멸비와의 관계를 보여주는 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 와이어 그리드를 제조하기 위한 몰드를 제작하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 제 1 실시예로서, 와이어 그리드 편광자를 제작하는 공정을 보여주는 공정 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 제 2 실시예로서, 와이어 그리드 편광자를 제작하는 공정을 보여주는 공정 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
200a : 몰드 기판 200b, 330, 430 : 몰드
210 : 고분자층 300, 400 : 기판
310a, 420a : 금속 박막 310b, 420b : 금속 격자 패턴
320a, 410a : 폴리머
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자는, 기판과; 상기 기판 상에 형성되며, 가시 광선을 편광시키는 금속 격자 패턴;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 격자 패턴은 몰드를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 격자의 주기는 120nm를 넘지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 몰드의 재질은 실리콘(Si), SiO₂, 쿼츠 글래스(quartz glass), 니켈(Ni), 플래티늄(Pt), 크롬(Cr), 고분자 물질 중 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 몰드는 금속 격자 패턴과 동일한 패턴을 가지는 격자 구조인 것을 특징으로 한다.
상기 금속 격자 패턴은 몰드를 이용하여 열 각인 기법(hot embossing) 또는자외선 각인 기법(UV embossing)으로 제작되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자 제조 방법은, 몰드를 제작하는 단계와; 기판 상에 금속 박막과 폴리머를 순서대로 형성하는 단계와; 상기 몰드를 이용하여 폴리머를 성형하는 단계와; 상기 성형된 폴리머를 이용해 금속 박막을 식각하여 금속 격자 패턴을 형성하는 단계와; 상기 폴리머를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 몰드의 재질은 실리콘(Si), SiO₂, 쿼츠 글래스(quartz glass), 니켈(Ni), 플래티늄(Pt), 크롬(Cr), 고분자 물질 중 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 몰드를 이용하여 폴리머를 성형하는 단계에 있어서, 상기 몰드를 폴리머에 눌러 패턴을 전사하는 단계와; 상기 폴리머를 경화시키는 단계와; 상기 몰드를 폴리머로부터 분리시키는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리머는 열 경화 물질 또는 자외선 경화 물질인 것을 특징으로 한다.
상기 몰드를 제작하는 단계는, 상기 몰드 기판에 감광성 폴리머를 형성하는 단계와; 상기 감광성 폴리머를 패터닝하는 단계와; 상기 감광성 폴리머를 마스크로 하여 식각하는 단계와; 상기 감광성 폴리머를 제거하는 단계;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 감광성 폴리머를 패터닝하는 방법은 포토 리쏘그래피, 전자 빔 리쏘그래피, 반도체 노광 방법을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 박막을 식각하는 방법은 건식 식각(dry etching) 또는 습식 식각(wet etching) 방법인 것을 특징으로 한다.
상기 감광성 폴리머를 제거하는 단계에서, 상기 몰드 표면 처리는 실란(silane)기가 함유된 약품을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자 제조 방법의 다른 실시예는, 몰드를 제작하는 단계와; 기판 상에 폴리머를 형성하는 단계와; 상기 몰드를 이용하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계와; 상기 폴리머 패턴을 식각하여 기판 일부 영역이 노출되는 단계와; 상기 폴리머 패턴과 노출된 기판 상에 금속 박막을 증착하는 단계와; 상기 폴리머 패턴을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 몰드의 재질은 실리콘(Si), SiO₂, 쿼츠 글래스(quartz glass), 니켈(Ni), 플래티늄(Pt), 크롬(Cr), 고분자 물질 중 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 몰드를 이용하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계는, 상기 몰드를 폴리머에 눌러 패턴을 전사하는 단계와; 상기 폴리머를 경화시키는 단계와; 상기 몰드를 폴리머로부터 분리시키는 단계;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리머는 열 경화 물질 또는 자외선 경화 물질인 것을 특징으로 한다.
상기 몰드를 제작하는 단계에 있어서, 상기 몰드 기판에 감광성 폴리머를 형성하는 단계와; 상기 감광성 폴리머를 패터닝하는 단계와; 상기 폴리머를 마스크로 하여 식각하는 단계와; 상기 폴리머를 제거하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 감광성 폴리머를 패터닝하는 방법은 포토 리쏘그래피, 전자 빔 리쏘그래피, 반도체 노광 방법을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 박막을 식각하는 방법은 건식 식각(dry etching) 또는 습식 식각(wet etching) 방법인 것을 특징으로 한다.
상기 감광성 폴리머를 제거하는 단계에서, 상기 몰드 표면 처리는 실란(silane)기가 함유된 약품을 사용하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 2는 가시광선 대역에서 금속 격자의 주기와 편광 소멸비와의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 와이어 그리드 편광자의 편광 효율은 금속 격자의 주기와 밀접한 관련이 있다.
상기 금속 격자의 재료로 알루미늄(Al)을 사용하였으며, 금속 격자의 높이(Height)는 140nm로 하였다.
그리고, 상기 금속의 선폭은 60nm이고, 적(R), 녹(G), 청(B)의 주기는 각각 450nm, 550nm, 650nm이다.
여기서, 편광 소멸비가 10,000 이상이 되기 위해서는 격자의 주기가 120nm 이하가 되어야 한다.
와이어 그리드 편광자를 각인 기법을 이용해서 제작하기 위해서는 우선 몰드를 제작하여야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 와이어 그리드를 제조하기 위한 몰드를 제작하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면이다.
여기서, 와이어 그리드 편광자를 제조하기 위해 사용되는 몰드의 재료로는 실리콘(Si), SiO₂, 쿼츠 글래스(quartz glass), 니켈(Ni), 플래티늄(Pt), 크롬(Cr), 고분자 물질 등이 사용될 수 있다.
상기 와이어 그리드를 제작하기 위해 사용되는 각인 기법에는 열을 가해 폴리머를 성형하는 열 각인(hot embossing) 기법과 몰드로 누르면서 자외선을 이용하여 폴리머를 경화시켜 성형하는 자외선 각인(UV embossing) 기법이 있다.
상기 몰드의 재료로서 나열한 물질은 모두 열 각인 기법에 사용될 수 있으며, 특히, 쿼츠 글래스, 투명 고분자 재료 등은 투명 물질이므로 자외선 각인 기법에도 적용될 수 있다.
먼저, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 실리콘과 같은 몰드 기판(200)에 고분자층(210)을 스프레이법, 스핀 코팅(spin coating)법 등의 방법에 의해 형성한다.
또한, 상기 고분자층(210)은 전자빔에 민감한 재료를 사용하며, PMMA (polymethylmethacrylate) 등이 있다.
여기서, 상기 고분자는 전자빔에 민감하여 조사되는 부위에 다중화가 진행되며, 이와 같은 성질을 이용하여 전자빔 조사 및 현상을 통해 원하는 패턴 형성이 가능하다.
상기 고분자의 종류가 양성(positive) 감광제일 경우에 전자 빔에 조사된 부분이 현상 용액에 녹고, 음성(negative) 감광제일 경우에 전자 빔에 조사되지 않은 부분이 현상 용액에 녹게 된다.
따라서, 상기한 바와 같이, 몰드 기판(200) 상에 고분자층(210)을 형성한 후, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 전자빔을 고분자층(210)에 조사하여 격자 패턴을 만든다.
이 후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 현상 용액에 담가 원하는 격자 패턴대로 현상될 수 있도록 한다.
그리고, 상기와 같이 형성된 격자 패턴을 식각 마스크로 사용하여 도 3d에 도시된 바와 같이, 몰드 기판을 건식 식각(dry etching) 또는 습식 식각(wet etching)한다.
마지막으로, 상기 식각 마스크로 사용한 고분자층을 제거하면 도 3e에 도시한 바와 같이, 원하는 패턴을 가지는 와이어 그리드 편광자 제작용 몰드가 완성된다.
여기서, 상기와 같은 몰드 제작 공정시 고분자와 몰드의 분리를 용이하게 하기위하여 실란(silane)기가 함유된 약품을 이용하여 몰드를 표면 처리한다.
상기와 같이 제작된 몰드를 이용해서 본 발명에 따른 가시광선 대역에서 동작하는 와이어 그리드 편광자를 제작하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 제 1 실시예로서, 와이어 그리드 편광자를 제작하는 공정을 보여주는 공정 순서도이다.
앞에서 설명하였듯이, 기 제작된 몰드를 이용하여 와이어 그리드 편광자를 제작하는데, 먼저, 양면이 연마된 투명 유리 기판(300)을 준비한다(도 4a).
그리고, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 유리 기판(300) 위에 금속박막(310a)을 증착한다.
상기 금속 박막(310a)으로는 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr) 등을 적용할 수 있다.
이어서, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 금속 박막(310a) 상에 폴리머(320a)를 코팅한다.
그리고, 기 제작된 몰드(330)로 상기 폴리머(320a)에 압력을 가하여 눌러 몰드의 패턴이 폴리머(320a)에 전사될 수 있도록 한다.
여기서, 상기 폴리머(320a)가 열 경화 재료일 경우에는 금속 몰드를 사용하며, 자외선 경화 재료일 경우는 투명한 고분자 몰드를 사용한다.
여기서, 상기 폴리머(320a)가 열 경화 재료일 경우 열 각인 기법(hot embossing)을 사용하며 폴리머를 선경화(pre-bake)하고, 상기 폴리머가 자외선 경화 재료일 경우에는 자외선 각인 기법(UV embossing)을 사용며 코팅된 폴리머를 경화시키지 않고 투명한 몰드를 사용한다.
따라서, 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 몰드(330) 상에 열을 가하거나 자외선을 조사하여 상기 폴리머(320b)를 경화시킨다.
이후, 도 4e와 같이 상기 몰드(330)를 폴리머(320b)로부터 분리한다.
그러면, 상기 폴리머(320b)에는 몰드(330)의 패턴이 전사되어 상기 몰드(330)와 음양이 반대인 패턴이 형성된다.
여기서, 열 각인 기법을 사용한 경우에는 기판의 온도가 냉각된 후에 폴리머(320b)로부터 몰드(330)를 분리시킨다.
그리고, 자외선 기법을 사용한 경우에는 자외선 경화가 끝난 다음 몰드(330)를 폴리머(320b)로부터 분리시킨다.
다음으로, 도 4f에 나타낸 바와 같이, 금속 박막(310a)의 표면이 노출되도록 폴리머(320b) 패턴 전면을 건식 식각한다.
그러면, 상기 폴리머(320c)는 앞서 몰드(330)에 의해서 요철이 형성되어 단차가 있으므로 얇은 두께의 폴리머(320c)는 상기 식각 공정에 의해 제거되어 금속 박막(310a)을 표면에 노출시키게 된다.
이후, 도 4g에 도시된 바와 같이, 표면에 노출된 금속 박막(310a)을 건식 식각 또는 습식 식각 공정을 통해서 식각하여 금속 격자 패턴(310b)을 형성한다.
최종적으로, 도 4h에 도시된 바와 같이, 상기 금속 격자 패턴(310b) 상에 남아 있는 폴리머(320c)를 제거한다.
그러면, 기판(300) 상에 원하는 격자 패턴을 가지는 와이어 그리드 편광자가 완성된다.
도 5는 본 발명에 따른 제 2 실시예로서, 와이어 그리드 편광자를 제작하는 공정을 보여주는 공정 순서도이다.
앞에서 설명하였듯이, 기 제작된 몰드를 이용하여 와이어 그리드 편광자를 제작하는데, 먼저, 양면이 연마된 투명 유리 기판을 준비한다(도 5a).
그리고, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 유리 기판(400) 상에 폴리머(410a)를 코팅하고, 기 제작된 몰드(430)를 준비한다.
그리고, 도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 몰드(430)로 상기 폴리머(410a)에압력을 가하여 눌러 몰드(430)의 패턴이 폴리머(410a)에 전사될 수 있도록 한다.
그러면, 상기 폴리머(410b)에는 몰드(430)의 패턴이 전사되어 상기 몰드(430)와 음양이 반대인 패턴이 형성된다.
이어서, 도 5d에 도시한 바와 같이, 상기 몰드(430) 상에 열을 가하거나 자외선을 조사하여 상기 폴리머(410b)를 경화시킨다.
여기서, 열 각인 기법을 사용한 경우에는 기판(400)의 온도가 냉각된 후에 폴리머(410b)로부터 몰드(430)를 분리시킨다.
그리고, 자외선 기법을 사용한 경우에는 자외선 경화가 끝난 다음 몰드(430)를 폴리머(410b)로부터 분리시킨다.
여기서, 상기 폴리머가 열 경화 재료일 경우에는 금속 몰드를 사용하며, 자외선 경화 재료일 경우는 투명한 고분자 몰드를 사용한다.
이 때, 상기 폴리머가 열 경화 재료일 경우 열 각인 기법을 사용하며 폴리머를 선경화(pre-bake)하고, 상기 폴리머가 자외선 경화 재료일 경우에는 자외선 각인 기법을 사용며 코팅된 폴리머를 경화시키지 않고 투명한 몰드를 사용한다.
다음으로, 도 5e에 나타낸 바와 같이, 기판(400)의 표면이 노출되도록 폴리머(410b) 패턴 전면을 건식 식각한다.
그러면, 상기 폴리머(410c)는 앞서 몰드(430)에 의해서 요철이 형성되어 단차가 있으므로 얇은 두께의 폴리머(410c)는 상기 식각 공정에 의해 제거되어 기판(400)을 표면에 노출시키게 된다.
그리고, 도 5f에 도시한 바와 같이, 상기 유리 기판(400) 위에 금속박막(420a)을 진공 증착한다.
상기 금속 박막(420a)으로는 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr) 등을 적용할 수 있다.
이후, 상기 금속 박막(420a)을 증착한 폴리머(410c)를 식각액에 담구어 제거하여 도 5g에 도시한 바와 같은 금속 격자 패턴(420b)이 남게 된다.
그러면, 기판(400) 상에 원하는 격자 패턴을 가지는 와이어 그리드 편광자를 제조할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 파장 필터 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자는 각인 기법을 이용하여 몰드를 제작하고, 상기 몰드를 이용하여 반복하여 사용할 수 있으므로 제작 비용을 절감하고 대량 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자 제작 방법은 부가적인 장치가 필요없으며 공정 시간 짧아 제조 수율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 가시광선에서의 편광 소멸비가 우수하여 평판 디스플레이, 프로젝션 디스플레이, 광학 기기 등에 광범위하게 응용될 수 있어 이용 가치가 높다.

Claims (22)

  1. 기판과;
    상기 기판 상에 형성되며, 가시 광선을 편광시키는 금속 격자 패턴;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 격자 패턴은 몰드를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 격자의 주기는 120nm를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 몰드의 재질은 실리콘(Si), SiO₂, 쿼츠 글래스(quartz glass), 니켈(Ni), 플래티늄(Pt), 크롬(Cr), 고분자 물질 중 하나인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 몰드는 금속 격자 패턴과 동일한 패턴을 가지는 격자 구조인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 격자 패턴은 몰드를 이용하여 열 각인 기법(hot embossing) 또는 자외선 각인 기법(UV embossing)으로 제작되는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  7. 몰드를 제작하는 단계와;
    기판 상에 금속 박막과 폴리머를 순서대로 형성하는 단계와;
    상기 몰드를 이용하여 폴리머를 성형하는 단계와;
    상기 성형된 폴리머를 이용해 금속 박막을 식각하여 금속 격자 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 폴리머를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 몰드의 재질은 실리콘(Si), SiO₂, 쿼츠 글래스(quartz glass), 니켈(Ni), 플래티늄(Pt), 크롬(Cr), 고분자 물질 중 하나인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 몰드를 이용하여 폴리머를 성형하는 단계는,
    상기 몰드를 폴리머에 눌러 패턴을 전사하는 단계와;
    상기 폴리머를 경화시키는 단계와;
    상기 몰드를 폴리머로부터 분리시키는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 폴리머는 열 경화 물질 또는 자외선 경화 물질인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 몰드를 제작하는 단계에 있어서,
    상기 몰드 기판에 감광성 폴리머를 형성하는 단계와;
    상기 감광성 폴리머를 패터닝하는 단계와;
    상기 감광성 폴리머를 마스크로 하여 몰드 기판을 식각하는 단계와;
    상기 감광성 폴리머를 제거하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 감광성 폴리머를 패터닝하는 방법은 포토 리쏘그래피, 전자 빔 리쏘그래피, 반도체 노광 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 금속 박막을 식각하는 방법은 건식 식각(dry etching) 또는 습식 식각(wet etching) 방법인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 감광성 폴리머를 제거하는 단계에서, 상기 몰드 표면 처리는 실란(silane)기가 함유된 약품을 사용하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  15. 몰드를 제작하는 단계와;
    기판 상에 폴리머를 형성하는 단계와;
    상기 몰드를 이용하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 폴리머 패턴을 식각하여 기판 일부 영역이 노출되는 단계와;
    상기 폴리머 패턴과 노출된 기판 상에 금속 박막을 증착하는 단계와;
    상기 폴리머 패턴을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 몰드의 재질은 실리콘(Si), SiO₂, 쿼츠 글래스(quartz glass), 니켈(Ni), 플래티늄(Pt), 크롬(Cr), 고분자 물질 중 하나인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 몰드를 이용하여 폴리머 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 몰드를 폴리머에 눌러 패턴을 전사하는 단계와;
    상기 폴리머를 경화시키는 단계와;
    상기 몰드를 폴리머로부터 분리시키는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 폴리머는 열 경화 물질 또는 자외선 경화 물질인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 몰드를 제작하는 단계에 있어서,
    상기 몰드 기판에 감광성 폴리머를 형성하는 단계와;
    상기 감광성 폴리머를 패터닝하는 단계와;
    상기 폴리머를 마스크로 하여 식각하는 단계와;
    상기 폴리머를 제거하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 감광성 폴리머를 패터닝하는 방법은 포토 리쏘그래피, 전자 빔 리쏘그래피, 반도체 노광 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  21. 제 15항에 있어서,
    상기 금속 박막을 식각하는 방법은 건식 식각(dry etching) 또는 습식 식각(wet etching) 방법인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 감광성 폴리머를 제거하는 단계에서, 상기 몰드 표면 처리는 실란(silane)기가 함유된 약품을 사용하는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
KR1020030037018A 2003-06-10 2003-06-10 와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법 KR100643965B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030037018A KR100643965B1 (ko) 2003-06-10 2003-06-10 와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030037018A KR100643965B1 (ko) 2003-06-10 2003-06-10 와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040106982A true KR20040106982A (ko) 2004-12-20
KR100643965B1 KR100643965B1 (ko) 2006-11-10

Family

ID=37381281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030037018A KR100643965B1 (ko) 2003-06-10 2003-06-10 와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100643965B1 (ko)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100761214B1 (ko) * 2006-10-13 2007-09-21 엘지전자 주식회사 광학 시트
KR100806513B1 (ko) * 2005-06-13 2008-02-21 주식회사 엘지화학 전도성층의 패턴화 방법, 이를 이용한 편광소자의 제조방법 및 이 방법에 의하여 제조된 편광소자
KR100863570B1 (ko) * 2006-12-19 2008-10-15 삼성전자주식회사 와이어 그리드 편광자의 제조방법
KR100868846B1 (ko) * 2006-03-09 2008-11-14 주식회사 엘지화학 나노 와이어 그리드 편광자 및 그 제조방법
KR100897198B1 (ko) * 2008-10-24 2009-05-14 (주)지이앤 편광 소자의 제조 방법
KR100922186B1 (ko) * 2007-06-18 2009-10-19 미래나노텍(주) 와이어 그리드 편광자의 제조 방법
KR100974175B1 (ko) * 2007-06-18 2010-08-05 미래나노텍(주) 와이어 그리드 편광자의 제조 방법
US7951527B2 (en) 2006-10-30 2011-05-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming an integrated optical polarization grid on an LCD substrate and liquid crystal display manufactured to include the grid
US8419200B2 (en) 2005-06-24 2013-04-16 Lg Display Co., Ltd. Backlight unit and liquid crystal display device both having a polarization layer with protrusions and grooves
CN115339181A (zh) * 2022-08-02 2022-11-15 王友刚 一种环保耐磨实木皮及其制作方法
CN116603700A (zh) * 2022-02-08 2023-08-18 成都拓米双都光电有限公司 一种支撑栅板的制备方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101841619B1 (ko) 2011-11-14 2018-03-26 삼성디스플레이 주식회사 금속선 격자 편광소자를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US11592740B2 (en) * 2017-05-16 2023-02-28 Applied Materials, Inc. Wire grid polarizer manufacturing methods using frequency doubling interference lithography

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100806513B1 (ko) * 2005-06-13 2008-02-21 주식회사 엘지화학 전도성층의 패턴화 방법, 이를 이용한 편광소자의 제조방법 및 이 방법에 의하여 제조된 편광소자
US8419200B2 (en) 2005-06-24 2013-04-16 Lg Display Co., Ltd. Backlight unit and liquid crystal display device both having a polarization layer with protrusions and grooves
KR100868846B1 (ko) * 2006-03-09 2008-11-14 주식회사 엘지화학 나노 와이어 그리드 편광자 및 그 제조방법
KR100761214B1 (ko) * 2006-10-13 2007-09-21 엘지전자 주식회사 광학 시트
US7951527B2 (en) 2006-10-30 2011-05-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming an integrated optical polarization grid on an LCD substrate and liquid crystal display manufactured to include the grid
KR100863570B1 (ko) * 2006-12-19 2008-10-15 삼성전자주식회사 와이어 그리드 편광자의 제조방법
KR100922186B1 (ko) * 2007-06-18 2009-10-19 미래나노텍(주) 와이어 그리드 편광자의 제조 방법
KR100974175B1 (ko) * 2007-06-18 2010-08-05 미래나노텍(주) 와이어 그리드 편광자의 제조 방법
KR100897198B1 (ko) * 2008-10-24 2009-05-14 (주)지이앤 편광 소자의 제조 방법
CN116603700A (zh) * 2022-02-08 2023-08-18 成都拓米双都光电有限公司 一种支撑栅板的制备方法
CN115339181A (zh) * 2022-08-02 2022-11-15 王友刚 一种环保耐磨实木皮及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100643965B1 (ko) 2006-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100632510B1 (ko) 와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법
KR100512141B1 (ko) 와이어 그리드 편광자 제조 방법
KR100623026B1 (ko) 선 격자 편광자 및 그 제조방법
US20060056024A1 (en) Wire grid polarizer and manufacturing method thereof
KR100643965B1 (ko) 와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법
JP2006084776A (ja) ワイヤーグリッド偏光子及びその製造方法
JP4800437B2 (ja) 可視スペクトル用の広帯域ワイヤグリッド偏光子
JP4386413B2 (ja) ワイヤーグリッド偏光子の製造方法
US6813077B2 (en) Method for fabricating an integrated optical isolator and a novel wire grid structure
JP2009515203A (ja) 偏光および波長フィルタ処理用微細構造光学装置
CN108469645B (zh) 一种偏振滤光元件及其制备方法
JPH1073722A (ja) 偏光光学素子及びその製造方法
JP2006514751A (ja) ビームの偏光を提供するための方法およびシステム
CN101437980A (zh) 大尺度线栅偏振器的应用和制造技术
US20040071386A1 (en) Method and apparatus for homogeneous heating in an optical waveguiding structure
US11009634B2 (en) Structural color filter and method of manufacturing the structural color filter
CN109270626B (zh) 一种基于soi晶片的可调光栅滤波器及制备方法
KR20130126391A (ko) 와이어 그리드 편광자 제조방법 및 그 제조방법을 이용한 와이어 그리드 편광자
EP1635199A1 (en) Wire grid polarizer and manufacturing method thereof
KR20080040904A (ko) 선격자 편광자의 제조 방법
KR101891913B1 (ko) 투과형 구조색 필터 및 이의 제조방법
CN216956423U (zh) 偏振片、显示模组及电子设备
KR101866437B1 (ko) 반사형 편광자 및 그 제조방법
JPH07234310A (ja) 回折格子の製造方法および光波長変換素子の製造方法
KR20040092139A (ko) 격자 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
O035 Opposition [patent]: request for opposition
O132 Decision on opposition [patent]
O074 Maintenance of registration after opposition [patent]: final registration of opposition
LAPS Lapse due to unpaid annual fee