KR20050108740A - 필름 분자 정렬 장치 - Google Patents

Abstract

고분자 필름에서 분자 방향 정렬을 위한 장치 구조가 개시된다. 개시된 장치는 자외선 램프, 이를 둘러 싸는 포물선 모양의 거울, 수정(quartz) 기판이 브류스터 각(Brewster angle)을 이루며 적층되고 이것을 지지해 주는 지지대로 이루어진 편광자를 포함하는 장치로서 상기 자외선 램프와 거울과 편광자는 일정 방향으로 왕복 운동하는 것을 특징으로 한다.

Description

필름 분자 정렬 장치 { Molecular Orientation Equipment for Film}

본 발명은 액정 표시 장치용 광학 필름 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는분자 정렬 장치에 관한 것이다.

<8> 최근 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD), 유기 발광(organic electro-luminescence) 표시 장치, 플라스마 표시 장치(plasma display panel; PDP) 등의 평면 표시 장치가 활발히 개발되고 있다.

<9> 액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 색 필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 박막트랜지스터 액정 표시장치(TFT LCD)가 일반화되고 있다.

<10> 이러한 LCD 표시 장치는 화상을 효과적으로 표시하기 위해서는 광학적 이방성을 가지는 광학 필름을 필요로 한다. LCD의 경우 액정의 복굴절을 보상해 주기 위해 광학 필름이 필요하다. 저가형 LCD의 경우 필름을 일정 방향으로 연신하여 제작한 광학 위상차 필름을 사용해 왔으나 색감의 선명도, 콘트라스트 등이 저하된다. 고가형 LCD 경우 액정성 고분자를 정렬시켜 제작한다. 연신 타입보다 더 선명한 색상, 높은 콘트라스트를 표시할 수 있다. 액정과 같은 광학적 이방성 물질을 광학소자로 사용하기 위해서는 이를 일정한 방향으로 정렬하는 것이 필요하다.

<11> 종래의 분자 정렬 방법은 대략 다음과 같은 것들이 알려진다. 러빙방법은 기판에 폴리이미드 등의 고분자 화합물을 도포하고, 이 표면을 벨벳이나 레이욘 등 섬유가 부착된 원통으로 문질러 고분자 표면을 처리한다. 증착법은 기판에 대하여 산화규소(SiO)를 경사방향으로 증착하여 표면을 처리하는데 진공 중에서 이루어지는 과정이다. 그 외에 가속된 이온들을 표면에 입사시켜 표면을 처리하는 경우도 있다.

<12> 그러나 상기 방법들을 구현할 경우 높은 열처리온도로 인해 필름에 적용하기 어려운 문제가 있다.

<13> 출원번호 10-2003-7011012는 광경화성 액정 배향막에 액정성 화합물을 코팅하여 필름을 제조하는 방법에 대해 기술하고 있다. 이 방법은 배향막에 러빙처리를 하여 액정성 화합물을 정렬시키는 것으로 배향 스크래치 발생에 의해 수율이 저조할 위험이 높으며 고가의 장비가 소요된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 생산성이 뛰어나고 필름을 저가로 제조할 수 있으며 대면적 필름 생산에 적용할 수 있는 제조 장치 구성을 제시하고자 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

<16> 자외선 램프, 이를 둘러 싸는 포물선 모양의 거울, 수정(quartz) 기판이 브류스터 각(Brewster angle)을 이루며 적층되고 이것을 지지해 주는 지지대로 이루어진 편광자를 포함하는 장치로서 상기 자외선 램프와편광자는 일정 방향으로 왕복 운동하는 것을 특징으로 한다.

<17> 본 발명은 종래 발명이 지닌 원가 상승 문제 및 제조의 어려움 등을 완벽하게 극복할 수 있는 장점을 지닌다. 러빙 방법과는 달리 비접촉식이기 때문에 먼지를 일으키거나 긁힘(scratch) 등의 불량이 발생할 일도 없다.

<18> 대면적의 필름 위에 작업 하기 위해서는 넓은 면적을 골고루 광을 조명하는 광원이 필요하다. 넓은 면적에 평행광에 가까운 광을 조사하기 위해서는 비싼 광학계가 동원된다.

<19> 본 발명은 간단하게 넓은 면적에 평행광에 가까운 광을 조사할 수 있다. 다수의 막대기 모양의 자외선 램프와 이를 둘러싼 포물선 모양의 거울이 램프의 길이 방향과 수직한 방향으로 왕복 운동을 함으로써 면적에 조사되는 광 세기가 평균화되어 넓은 면적에 균일한 세기의 광을 조사할 수 있다.

<20> 필름 분자를 배열하기 위해서 편광이 필요하다. 편광을 만들기 위해서는 편광자가 필요하다. 일반적인 편광자는 흡수 타입으로서 편광자의 흡수축에 나란한 편광은 흡수하고 이에 수직한 편광을 통과시킨다. 이런 타입의 편광자는 편광을 만드는 과정에서 열이 많이 발생하고 수명이 짧은 단점이 있다. 또 대면적에 적용하기에는 너무 비싸다.

<21> 본 발명은 수명이 반영구적이면서 싼 편광자를 제시한다. 수정(quartz)기판이 Brewster각을 이루며 적층되고 이것을 지지해주는 지지대로 구성된다. Brewster각을 이루며 적층된 수정 기판을 통과하면서 일정 편광 방향의 빛은 반사되고 일정 편광 방향의 빛은 통과한다. 즉 적층된 수정 기판이 편광자 역할을 한다. 수정기판과 지지대는 일정 방향으로 왕복 운동을 해 줌으로써 역시 평균화 효과가 생겨 넓은 면적에 균일한 편광을 조사해 줄 수 있게 해 준다.

<22> 이하 본 발명의 실시예에 따른 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

<23> 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 필름 분자 정렬 장치를 개략적으로 보이는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명은 자외선 램프(2); 이를 둘러 싸는 포물선 모양의 거울(1); 수정(quartz) 기판(4)이 브류스터 각(Brewster angle)을 이루며 적층되고 이것을 지지해 주는 지지대(3)로 이루어진 편광자;를 포함하는 장치로서 상기 자외선 램프와 거울과 편광자는 일정 방향으로 왕복 운동하는 것을 특징으로 한다.

<24> 상기 자외선 램프(2)는 막대기 모양의 사용하는 것이 바람직하다.

<25> 상기 자외선 램프(2)는 수은 램프나 메탈 할라이드 램프가 바람직하다.

<26> 상기 수정기판(4)은 4~20 개를 적층하는 것이 바람직하다.

<27> 상기 자외선 램프(2)와 이를 둘러싸는 포물선 모양의 거울(1)은 램프의 길이 방향과 수직한 방향으로 왕복 운동하는 것이 바람직하다.

<28> 이하 본 발명의 동작을 설명한다. 자외선 램프(2)에서 나오는 빛은 사방으로 흩어지다가 거울(1)에 부딪혀 반사된다. 이로 인해 빛이 평행광에 가깝게 된다. 한편 자외선 램프(2)와 거울(1)이 왕복 운동을 함으로써, 왕복 거리 이내의 공간에 균일한 세기의 빛을 조사하게 된다. 균일한 세기의 평행광은 Brewster각을 이루며 적층된 수정기판(4)을 통과하면서 편광이 된다. 수정기판(4)을 많이 적층할수록 선편광에 가깝게 된다. 한편, 수정기판(4)과 이를 지지하는 지지대(3)는 일정 방향으로 왕복 운동을 함으로써 보다 넓은 면적에 걸쳐 편광을 만들게 된다.

<29> 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예를 들어 상기 편광자 밑에 일정 패턴이 형성된 마스크가 위치하여 필름 상에 분자 배열 패턴을 형성하는 것도 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본발명은 생산성이 뛰어나고 필름을 저가로 제조할 수 있으며 대면적 필름 생산에 적용할 수 있는 제조 장치 구성을 제시한다.

도 1은 본 발명의 실시예 구성

<2> <도면의 주요부분에 대한 부호설명>

<3> 1 ; 포물선 형태의 미러

<4> 2 ; 자외선 램프

<5> 3 ; 지지대

4 ; 수정(quartz) 기판

Claims (5)

1. 자외선 램프;

   이를 둘러 싸는 포물선 모양의 거울;

   수정(quartz) 기판이 브류스터 각(Brewster angle)을 이루며 적층되고 이것을 지지해 주는 지지대로 이루어진 편광자;

   를 포함하는 장치로서 상기 자외선 램프와 거울과 편광자는 일정 방향으로 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는 필름 분자 정렬 장치
2. 제1항에 있어서,

   상기 자외선 램프는 막대기 모양으로 이루어 진 것을 특징으로 하는 필름 분자 정렬 장치
3. 제1항에 있어서,

   상기 자외선 램프는 수은 램프나 메탈 할라이드 램프인 것을 특징으로 하는 필름 분자 정렬 장치
4. 제1항에 있어서,

   상기 수정 기판은 4~20개가 적층된 것을 특징으로 하는 필름 분자 정렬 장치
5. 제2항에 있어서,

   상기 자외선 램프와 이를 둘러싸는 포물선 모양의 거울은 램프의 길이 방향과 수직한 방향으로 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는 필름 분자 정렬 장치