KR20050067801A - 와이어 그리드 편광자 및 이를 이용한 자외선 배향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치 제조장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자외선 편광자와 이를 이용한 액정 배향장치에 관한 것이다.

본 발명에서 제시하는 자외선 편광자는 투명 기판에 일방향의 그리드가 다수 형성된 소편광자가 다수 개 평면 조합되어 플로어를 형성하고, 상기 다수개의 소편광자가 평면 배열된 플로어가 다수 개 적층되는 와이어 그리드 편광자로서, 이는 광원과; 상기 광원에서 출사된 광의 집광을 위한 집광경을 더욱 포함하여 구성되는 자외선 배향장치에서 사용가능하다.

이러한 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자와 이를 이용한 배향 장치는 상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자와 그 배향장치는 자외선 광원에 대한 입사광의 입사각에 의존하지 않는 그리드 편광자를 이용하기 때문에 선형 광원의 사용이 가능하며, 또한 다수의 소편광자간 결합을 통해 대면적의 자외선 편광을 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한 광의 편광을 수행하기 위한 그리드가 형성된 소편광자를 이용하기 때문에 평행광을 사용할 필요가 없으며 또한 그 광학 장치가 단순해지는 장점이 있다.

Description

와이어 그리드 편광자 및 이를 이용한 자외선 배향장치{wire grid polarizer and the device}

본 발명은 액정표시장치 제조장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자외선 편광자와 이를 이용한 액정 배향장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 간격을 두고 대향하는 한 쌍의 기판과, 한쪽의 기판에 형성되는 전극 및 배향막과, 다른 쪽의 기판에 형성되는 전극 및 배향막과, 상기 한 쌍의 기판 간에 삽입된 액정을 구비하고 있다.

여기서 한쪽의 기판의 전극은 공통 전극이고, 다른 쪽의 기판의 전극은 화소 전극으로 형성된다.

상기 화소 전극은 액티브 매트릭스(active matrix)와 함께 설치될 수 있으며, 또한 전극은 한쪽의 기판에만 설치되는 일도 있다(예를 들면, IPS 모드)．또한 한 쪽 기판에는 블랙 매트릭스(black matrix)나 컬러 필터(colour filter)가 설치된다.

종래의 TN 액정 표시 장치에서는 배향막을 러빙하여 액정을 소정의 방향으로 배향하였다. 그러나 러빙은 배향막을 레이온 등의 헝겁으로 마찰하는 것이므로, 레이온 등의 헝겁을 청정실(clearn room)에 가지고 들어오면 발진이 생긴다. 또 러빙에 의해 정전기가 발생하여 액티브 매트릭스의 TFT(박막 트랜지스터)가 파괴될 가능성이 있다. 따라서, 근래에는 자외선(UV) 조사에 의해 배향 처리하는 방법을 제안하고 있다.

도 1은 종래의 자외선(UV) 배향기의 자외선 편광자에 대한 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 다수의 석영판(2)이 입사광에 대해 비스듬히 구성된 형태를 나타내고 있다.

이는 상기와 같이 적층된 석영판(2)으로 광이 지나갈 때, 상기 석영판(2)에 평행한 성분인 제1전기장성분(E1)과, 상기 석영판(2)과 소정의 각도로 입사되는 제2전기장성분(E2)에 대한 투과율과 반사율의 차이를 이용하여 편광된 자외선(UV)을 얻는다.

그런데, 상기와 같이 반사율의 차이를 이용한 자외선 편광자의 경우는 광의 입사경로 차이에 의해 광 반사율이 차이가 나는데, 이처럼 편광도가 광의 입사각에 크게 의존되는 현상을 도 2에 도시하였다.

도시된 바와 같이, 상기 석영판(2)에 입사되는 광원이 상기 제1전기장성분(E1)과 같이 석영판(2)에 특정 각도로 입사되는 광원에 대해서만 편광을 수행하고 다른 반사율을 가지는 제3전기장성분(E3)에 대해서는 편광이 수행되지 않기 때문에 이에 대한 해결책으로서, 도 3과 같이 평행광원의 제작을 위해 광원(11)과, 상기 광의 집광을 위한 집광경(12), 제1, 제2, 제3평면경(13)(14)(15) 및 집광렌즈(16)와 플라이 아이 렌즈(17), 곡면경(18) 등으로 구성되는 복잡한 광학계(10)를 사용하여야 한다.

또한 상기한 광학계(10)를 이용한다 하여도 상기 광학계(10)의 광원이 평행광을 만들기 위해서는 상기 광학계(10)에 사용되는 광원(12)이 점광원에 가까운 특성을 가지는 램프, 즉, 아크(arc)램프 등과 같은 특수한 광원만을 이용할 수 있어 광출력성이 좋은 금속-할로겐(Metal-halide)과 같은 선형(line type) 타입의 램프 사용이 어려운 단점이 있다.

아울러 상기와 같은 장비의 제약으로 인해 대면적의 액정표시장치용 패널에 대한 배향 장비의 구성에 어려움이 따른다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 액정 배향을 위한 자외선 편광을 수행함에 있어서, 외부 입사광과 편광자간의 입사 평행도에 크게 의존하던 배향기 단점을 개선하고, 또한 대면적의 자외선 편광판 면적의 조성이 용이한 자외선 배향 장치를 제시하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 투명 기판에 일방향의 그리드가 다수 형성된 소편광자가 다수개 평면 접합되어 플로어를 형성하고, 상기 다수개의 소편광자가 평면 배열된 플로어가 다수개 적층되는 와이어 그리드 편광자를 제시한다.

여기서 상기 각 소편광자에 형성되는 그리드의 소재는 금속인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 소편광자에 형성되는 그리드는 알루미늄 또는 크롬 소재인 것을 특징으로 한다.

상기 와이어 그리드 편광자는 그리드의 방향이 모두 동일한 것을 특징으로 한다.

상기 소편광자는 자외선 광에 대해 불투명 또는 반사 특성을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 적층되는 플로어는 4개 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 각 플로어와 플로어는 소편광자의 접합면이 일치하지 않도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 광원과; 상기 광원에서 출사된 광의 집광을 위한 집광경과; 상기 광원을 중심으로 상기 집광경과 대치되는 위치에 구성되고, 투명 기판에 일방향의 그리드가 다수 형성된 소편광자가 다수개 평면 접합되어 플로어를 형성하고, 상기 다수개의 소편광자가 평면 배열된 플로어가 다수개 적층되는 와이어 그리드 편광자를 포함하는 자외선 배향 장치를 제시한다.

여기서 상기 광원은 선형 램프인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 광원은 자외선램프인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자 및 이를 이용한 자외선 배향장치에 대해 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자에 대한 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 일방향의 그리드(22)가 다수 형성된 소편광자(20)가 다수개 평면 배열되어 하나의 플로어(F)를 형성하고, 상기 플로어(F)가 다수개 적층되어 구성되는 와이어 그리드 편광자(100)를 도시하고 있다.

여기서, 상기 소편광자(20)는 투명한 기판(21)에 금속 소재의 그리드(grid:격자)(22)가 도 5와 같이, 일 방향으로 다수 형성되어 있으며, 입사되는 자외선 광에 대해 편광을 수행하며, 이때 형성되는 상기 그리드(22)는 알루미늄 또는 크롬 등의 금속 소재로 구성되는데 구성된 그리드(22)는 자외선(UV) 광에 대해 불투명 또는 반사 특성을 가진다.

상기 플로어(F)는 상기 각 소편광자(20)가 다수개 평면 결합되어 있는 형상으로서, 이는 대면적으로도 구성이 가능하기 때문에 대면적의 패널에 대해서도 액정 배향이 가능하도록 하는 장점이 있으며, 이때 상기 결합되는 다수의 소편광자(20)는 특정 편광을 수행할 수 있도록 형성된 그리드(22)의 방향이 모두 동일하도록 구성된다.

상기와 같은 각각의 플로어(F)가 다수 개 구성되어 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자를 구성하는데, 상기 적층되는 플로어(F)는 각 소편광자(20)의 접합부는 상부 또는 하부에 적층된 플로어(F)의 소편광자(20) 접합부와 중첩되지 않도록 적층되는 것이 바람직한데, 이는 최종적으로 상기 소편광자(20)간 접합부의 틈을 통해 누출되어 편광되지 않는 자외선 광이 없도록 하기 위한 배치이다.

또한 상기 적층되는 플로어(F)는 상기 소편광자(20)를 통한 자외선 광의 편광 반응과 비용을 고려하여 2개 내지는 4개 이하인 것이 바람직하다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자를 이용한 액정 자외선 배향장치에 대해 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 자외선 배향 장치(30)를 개략 도시한 도면으로서, 광원(32)과, 상기 광원(32)의 일부를 감싸고 출사되는 광을 일 방향 또는 일 지점으로 집광하기 위한 집광경(34)과, 상기 광원(32)을 중심으로 상기 집광경(34)과 대치되도록 구성되는 와이어 그리드 편광자(20)를 도시하고 있다.

여기서 상기 광원(32)으로는 선형(line type)의 자외선(UV) 램프가 사용되는데, 도시와 같이 선형광원 램프를 이용한 대면적의 자외선 조사를 통한 배향을 수행할 수 있도록 장비가 구성되는 것이 특징이다.

상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자와 그 배향장치는 자외선 광원에 대한 입사광의 입사각에 의존하지 않는 그리드 편광자를 이용하기 때문에 선형 광원의 사용이 가능하며, 또한 다수의 소편광자 간 결합을 통해 대면적의 자외선 편광을 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한 광의 편광을 수행하기 위한 그리드가 형성된 소편광자를 이용하기 때문에 평행광을 사용할 필요가 없으며 또한 그 광학 장치가 단순해지는 장점이 있다.

도 1은 종래 자외선 배향기의 자외선 편광자에 대한 원리를 설명하기 위한 도면

도 2는 종래 자외선 편광자의 입사광 의존도를 설명하기 위한 도면

도 3은 종래 자외선 배향장치에서 평행광을 얻기 위한 광학계를 도시한 도면

도 4는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자에 대한 구성을 설명하기 위한 도면

도 5는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 소편광자 형태를 예시한 도면

도 6은 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자를 이용한 자외선 배향기를 도시한 도면

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

20 : 소편광자 22 : 그리드

30 : 배향장치 32 : 광원

34 : 집광경 F : 플로어

Claims (10)

1. 투명 기판에 일방향의 그리드가 다수 형성된 소편광자가 다수 개 평면 접합되어 플로어를 형성하고, 상기 다수개의 소편광자가 평면 배열된 플로어가 다수 개 적층되는 와이어 그리드 편광자
2. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 각 소편광자에 형성되는 그리드의 소재는 금속인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자
3. 청구항 제 1 항 내지 제 2 항에 있어서,

   상기 소편광자에 형성되는 그리드는 알루미늄 또는 크롬 소재인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자
4. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 와이어 그리드 편광자는 그리드의 방향이 모두 동일한 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자
5. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 소편광자는 자외선 광에 대해 불투명 또는 반사 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자
6. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 적층되는 플로어는 4개 이하인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자
7. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 각 플로어와 플로어는 소편광자의 접합면이 일치하지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자
8. 광원과;

   상기 광원에서 출사된 광의 집광을 위한 집광경과;

   상기 광원을 중심으로 상기 집광경과 대치되는 위치에 구성되고, 투명 기판에 일방향의 그리드가 다수 형성된 소편광자가 다수 개 평면 접합되어 플로어를 형성하고, 상기 다수개의 소편광자가 평면 배열된 플로어가 다수개 적층되는 와이어 그리드 편광자

   를 포함하는 자외선 배향 장치
9. 청구항 제 8 항에 있어서,

   상기 광원은 선형 램프인 것을 특징으로 하는 자외선 배향장치
10. 청구항 제 8 항 내지 제 9 항에 있어서,

    상기 광원은 자외선램프인 것을 특징으로 하는 자외선 배향장치