KR20100033046A

KR20100033046A - Apparatus of air gap forming for protection coating of nano metal wire grid and method thereof and nano metal wire grid

Info

Publication number: KR20100033046A
Application number: KR1020080092013A
Authority: KR
Inventors: 이동근; 김진수; 김기철; 이영재; 이준
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-03-29
Also published as: KR101581443B1

Abstract

PURPOSE: An air layer formation apparatus for protecting a nano metal wire grid and a method for manufacturing the same are provided to maintain the polarizing function of the grid by heating a deposition source in order to form the air layer. CONSTITUTION: A hemispherical substrate(20) is rotatable by a rotary shaft. Crucibles(31, 32) heat a deposition source in order to form an air layer on a nano metal wire grid. The air layer is formed as a protection coating for the nano metal wire grid. Shutters(51, 52) block the crucibles based on the rotation state of the substrate. The deposition is performed when the slope angle of the substrate ranges between 60 to 85 degrees.

Description

Apparatus of air gap forming for protection coating of nano metal wire grid and method approximately and nano metal wire grid}

본 발명은 나노 금속 선격자에 관한 것으로, 특히 주기성을 갖는 나노 금속 선격자의 메탈 부분인 금속(Ag, Al, Cu, Cr 또는 이를 포함한 하나 이상의 합금) 격벽(Barrier Rib) 표면에 한쪽 또는 좌우 방향의 경사 증착으로 금속 격벽과 격벽 사이에 적정한 각을 이루며 성장한 성장막에 의해 선격자의 스페이스(Space) 부분에 공기층(n=1)을 형성하여 선격자의 편광기능을 유지하고, 추가적인 보호코팅에 의해 굴절률의 급격한 변화를 최소화 하기에 적당하도록 한 나노 금속 선격자의 보호코팅을 위한 공기층 형성 장치 및 그 방법 및 나노 금속 선격자에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nano metal grid, in particular one or left and right directions on a surface of a metal rib (Ag, Al, Cu, Cr or one or more alloys including the same) which is a metal part of a nano metal grid having periodicity. An air layer (n = 1) is formed in the space of the wire grid by the growth film grown at a proper angle between the metal barrier and the barrier rib by the inclined deposition of to maintain the polarizer function of the wire grid, and additional protective coating The present invention relates to an air layer forming apparatus and a method and a nano metal grid for the protective coating of nano metal grids to minimize the sudden change of the refractive index.

일반적으로 나노 금속 선격자는 무편광의 빛을 선격자에 의해 선편광으로 바꾸어 주는 편광소자 중의 하나이다.In general, nano metal grids are one of polarizing elements that convert unpolarized light into linear polarized light by the grid.

이러한 나노 금속 선격자는 금속 선격자와 평행한 방향의 빛은 반사시키고 수직한 방향의 빛은 투과시키는 반사형 편광기능을 한다. 또한 선격자 편광자는 프리즘형태나 복굴절을 이용한 벌크형 편광자에 비해 박형이 가능하고 편광소멸비, 편광효율이 우수하다. 또한 이와 유사한 유기물 편광자의 경우 유기성분에 인장을 주어고분자 고리를 한 방향으로 배열 시켜 무편광된 빛을 편광시키는 역할을 하지만 대부분 흡수형이며 이러한 편광자는 고온 환경에서 제한적으로 사용 되어 진다.These nano metal grids have a reflective polarization function that reflects light in a direction parallel to the metal grid and transmits light in a vertical direction. In addition, the linear polarizer is thinner than the bulk type polarizer using a prism shape or birefringence, and has excellent polarization extinction ratio and polarization efficiency. In the case of similar organic polarizers, the organic polarizers give tension to the organic components and arrange the molecular rings in one direction to polarize unpolarized light, but most of them are absorbing type, and these polarizers are limited in high temperature environments.

도 1은 일반적인 선격자 편광자의 원리 및 구조를 보인 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the principle and structure of a typical grating polarizer.

도 1에서 참조번호 1은 기판이고, 2는 금속 격벽(barrier rib)이다.In FIG. 1, reference numeral 1 is a substrate, and 2 is a metal barrier rib.

도 1과 같은 선격자 편광자의 성능은 편광 소멸비(polarization extinction ratio)와 투과율로써 나타낼 수 있다. 선격자 편광자가 높은 편광 소멸비를 가지기 위해서는 금속 격자의 주기가 입사광의 파장에 비해 상당히 짧아야 한다는 전제 조건이 있다. 주기가 짧을수록 제작이 어려워지기 때문에 지금까지 선격자 편광자는 주로 마이크로파 또는 적외선 영역에서 제작되어 사용되어 왔다. 반도체 제조 장비와 노광 기술의 발달로 미세 패턴 제작이 가능해짐에 따라 가시광선에서 동작하는 선격자 편광자의 제작이 가능해지고 있다. 사람이 눈으로 감지할 수 있는 가시광선 영역은 보통 400nm 에서 700nm 까지의 파장 대를 말한다. 따라서 가시광선 영역에서 동작하는 선격자 편광자는 금속 격자의 주기가 적어도 200nm 이하는 되어야 어느 정도의 편광 특성을 기대할 수 있고, 기존의 편광기보다 동일하거나 보다 우수한 성능을 내기 위해서는 100nm 대의 주기를 갖는 금속 격자를 제작한다.The performance of the grating polarizer as shown in FIG. 1 may be expressed as polarization extinction ratio and transmittance. In order for the grid polarizer to have a high polarization extinction ratio, there is a precondition that the period of the metal lattice must be considerably shorter than the wavelength of the incident light. Since the shorter the cycle, the more difficult it is to manufacture. The polarizer polarizer has been manufactured and used mainly in the microwave or infrared region. With the development of semiconductor manufacturing equipment and exposure technology, fine patterns can be manufactured, making it possible to manufacture wired polarizers that operate in visible light. The visible region that humans can perceive is usually in the wavelength range from 400nm to 700nm. Therefore, a grating polarizer operating in the visible region can expect a certain degree of polarization characteristics when the period of the metal lattice is at least 200 nm, and a metal lattice having a period of 100 nm in order to achieve the same or better performance than a conventional polarizer. To produce.

또한 도 1과 같이 이러한 선격자 편광자는 나노 기술에 의해 제조되며, 선격자로써 반사율이 높은 금속 박막을 증착하여 리소그래피 공정을 통해 건식 식각으 로 제작되고, 이러한 선격자 편광자는 편광기능과 반사 투과 기능이 있어 편광자 및 LCD 분야에서 광을 리사이클링(Recycling) 하여 LCD 휘도를 증가시키는 휘도증가용으로 사용되어 질 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1, such a lattice polarizer is manufactured by nanotechnology, and a lattice polarizer is manufactured by dry etching by depositing a metal thin film having high reflectivity as a lattice. Therefore, in the polarizer and LCD field, the light can be used for increasing the brightness by recycling the light (Recycling).

또한 선격자 편광판을 제조하기 위한 기술로는 대한민국특허청 공개번호 제 10-2007-0092368 호의 "나노 와이어 그리드 편광자 및 그 제조방법", 공개번호 제 10-2006-0084304 호의 "선 격자 편광필름 및 선격자 편광필름의 격자제조용 몰드제작방법", 공개번호 제 10-2005-0003423 호의 "내부식성 와이어그리드 편광기 및 제조방법" 등의 기술이 개시된 바 있다.In addition, as a technique for manufacturing a grating polarizer, "Nano wire grid polarizer and its manufacturing method" of Korean Patent Office Publication No. 10-2007-0092368, "Line lattice polarizing film and grating" of Publication No. 10-2006-0084304 A technique for manufacturing a mold for forming a lattice of a polarizing film, and a "corrosion resistant wire grid polarizer and a manufacturing method" of Publication No. 10-2005-0003423 have been disclosed.

하지만 종래의 나노금속 선격자는 얇은 금속선으로 구성되어 있고, 또한 내열성이 우수하여 고신뢰성을 갖는 것으로 알려져 있다. 이러한 선격자 편광자는 과거에 제작상에 문제로 라디오 파와 적외선 영역 이하인 장파장 영역에서 사용되어져 왔다. 이러한 선격자가 가시광선 영역에서 사용되기 위해서는 선격자의 주기가 최소한 입사파장에 대해

/2가 되어야 편광기능을 가지며 그 이상에서는 빛의 회절 현상이 발생 한다. 하지만 최근 나노기술의 발달로 가시광선 영역까지 넓은 파장 대역에 사용하는 것이 가능하게 되었다. 또한 이러한 금속 선격자의 편광기능을 이용하여 LCD용 편광자 및 휘도 증가용 필름으로 사용 하려는 시도가 이루어지고 있다. 또한 이러한 선격자를 이루는 물질로써 반사율은 높은 Ag, Al, Cu, Cr 또는 그의 합금 등이 금속 물질로 사용되어 지며, 그 중에서도 가격, 반사율, 공정 등을 고려하여 대부분 Al이 많이 사용되어 진다.However, the conventional nanometal grid is composed of a thin metal wire, and is known to have high reliability due to excellent heat resistance. Such polarizer polarizers have been used in the long wavelength region below the radio wave and infrared region for manufacturing problems in the past. In order for such a grid to be used in the visible range, the period of the grid should be at least relative to the incident wavelength.

It must be / 2 to have polarization function, and above that, diffraction phenomenon of light occurs. However, recent advances in nanotechnology have made it possible to use a wide range of wavelengths in the visible region. In addition, attempts have been made to use the polarizer for LCD and the film for increasing the brightness by using the polarizing function of the metal wire grating. In addition, as a material forming the grid, Ag, Al, Cu, Cr, or an alloy thereof having a high reflectance is used as the metal material, and among them, Al is mostly used in consideration of price, reflectance, and process.

그러나 선격자를 형성하는 물질인 Ag, Al, Cu, Cr을 포함한 선격자를 이루는 대부분의 물질 등은 대기 중에 직접적으로 노출되어 있어 물리적 표면 파괴/스크래치 혹은 화학적 부식의 우려가 있으며, 이러한 물리적/화학적 손상은 선격자의 내구성 및 광학적 특성을 저하시켜 상업적으로 사용이 제한적일 수 있다.However, most of the materials that form the grid, including Ag, Al, Cu, and Cr, which form the grid, are directly exposed to the atmosphere, which may cause physical surface destruction / scratch or chemical corrosion. Damage can reduce the durability and optical properties of the grid, which may be of limited commercial use.

또한 이러한 선격자 편광자를 LCD용 편광자 및 휘도 증가용으로 사용할 경우 LCD에서 타 부품과의 마찰 및 접촉 등으로 인하여 선격자의 손상에 의한 기능 상실이 이루어져 상업적으로 넓은 분야에서 적용하기 위한 큰 과제인 내마모성과 같은 내구성 문제가 제기되어 진다.In addition, when the grating polarizer is used for LCD polarizer and brightness increase, the LCD loses its function due to the damage of the grating due to friction and contact with other parts, which is a big task for application in a wide range of commercial fields. Durability issues such as these are raised.

도 2a 및 도 2b는 종래 나노 와이어 그리드 편광자의 구조를 보인 개념도로서, 공개번호 제 10-2007-0092368 호의 "나노 와이어 그리드 편광자 및 그 제조방법"에 개시된 내용이다.2A and 2B are conceptual views illustrating a structure of a conventional nano wire grid polarizer, and are disclosed in "Nano wire grid polarizer and a manufacturing method thereof" of Publication No. 10-2007-0092368.

도 2는 이러한 나노 금속 선격자를 외부로부터 보호하기 위한 한 예인 보호층 형성 방법이다.Figure 2 is a protective layer forming method as an example for protecting such nano metal grid from the outside.

그래서 도 2a에서와 같이 기판(1) 상에 남아 있던 수지층(2)을 제거한 후 보호층(4)을 형성시킬 수도 있다. 또한 도 2b에서와 같이 전도성 금속층(3) 상에 보호층(4)을 형성시킬 수 있다.Thus, as shown in FIG. 2A, the protective layer 4 may be formed after removing the resin layer 2 remaining on the substrate 1. Also, as shown in FIG. 2B, the protective layer 4 may be formed on the conductive metal layer 3.

이러한 도 2에서와 같은 보호층 형성은 에폭시아크릴레이트로 완전히 덮는 형태이며, 가장 간단한 방법이 되는데, 이는 또한 나노 금속 선격자의 광학적 수행 능력을 상당히 저하시키는 역할을 한다. 이러한 명백한 실험적 데이터는 본 발명을 개발하는 과정에서 실험을 통해 얻은 실 데이터이며, 또한 광학적 시뮬레이션을 해서도 같은 결과가 나타났다.The protective layer formation as shown in FIG. 2 is a form completely covered with epoxy acrylate, which is the simplest method, which also significantly reduces the optical performance of the nano metal grid. These obvious experimental data are real data obtained through experiments in the process of developing the present invention, and the same result was obtained even by optical simulation.

또한 미국 특허 중 US 6,785,050,B2(이는 대한민국특허청 공개특허 제 10-2005-0003423 호의 "내부식성 와이어그리드 편광기 및 제조방법"으로 출원됨)에서도 전통적인 방법에 의한 보호코팅 형성은 선격자의 광학적 수행 능력을 행할 수 없다고 제시되고 있다.In addition, US Pat. No. 6,785,050, B2 (which is filed as “Anti-corrosive Wire Grid Polarizer and Manufacturing Method” of Korean Patent Application Publication No. 10-2005-0003423) also forms a protective coating by a conventional method. It is suggested that this cannot be done.

이러한 현상은 Al 선격자와 선격자의 사이에 다른 굴절률을 가진 물질이 조금이라도 채워져서 선격자의 본 기능을 상실하는 현상이며, 이는 굴절률의 급격한 변화에 의해 발생하는 현상이다.This phenomenon is a phenomenon in which the material having a different refractive index is filled between the Al grid and the grid, and thus loses the main function of the grid, which is caused by a sudden change in the refractive index.

이를 방지하기 위해서는 본 발명에서와 같이 금속 격벽 사이에 공기층( n=1)을 만들어 주는 것이 가장 효과적이다In order to prevent this, it is most effective to make an air layer (n = 1) between metal partitions as in the present invention.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 주기성을 갖는 나노 금속 선격자의 메탈 부분인 금속 격벽 표면에 한쪽 또는 좌우 방향의 경사 증착으로 금속 격벽과 격벽 사이에 적정한 각을 이루며 성장한 성장막에 의해 선격자의 스페이스 부분에 공기층(n=1)을 형성하여 선격자의 편광기능을 유지하고, 추가적인 보호코팅에 의해 굴절률의 급격한 변화를 최소화 할 수 있는 나노 금속 선격자의 보호코팅을 위한 공기층 형성 장치 및 그 방법 및 나노 금속 선격자를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is a metal partition wall by oblique deposition in one or left and right directions on a metal partition wall surface, which is a metal part of a nano metal grid having periodicity. The growth layer formed at an appropriate angle between the partition walls forms an air layer (n = 1) in the space portion of the wire grid to maintain the polarization function of the wire grid, and minimizes abrupt changes in refractive index by additional protective coating. The present invention provides an air layer forming apparatus and a method for protecting a nano metal grid, and a nano metal grid.

또한 본 발명의 다른 목적은 나노 금속 선격자를 외부의 물리적/화학적 작용 에 의한 손상으로부터 주기성을 갖는 나노 금속 선격자를 보호하고, 또한 광학적 특성변화를 최소한으로 하여 주기성을 갖는 나노 금속 선격자로 제작된 모든 광학 및 디스플레이(Display) 분야의 모든 소자 및 부품을 상업적으로 제한되지 않고 넓은 분야에서 사용되어 질 수 있도록 내구성 및 광 특성을 확보하기 위한 기초 특징인 보호코팅 내의 공기층 형성이 가능하도록 한 나노 금속 선격자의 보호코팅을 위한 공기층 형성 장치 및 그 방법 및 나노 금속 선격자를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to fabricate a nano-metallic grating having a periodicity to protect the nano-metallic grating having a periodicity from damage caused by external physical and chemical action, and to minimize the change in optical properties Nano metals that enable the formation of air layers in protective coatings, which are the basic features to ensure durability and optical properties so that all devices and components in all optical and display fields can be used in a wide range of fields without being commercially limited. The present invention provides an air layer forming apparatus and method and a nano metal grid for protective coating of a grid.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 나노 금속 선격자의 보호코팅을 위한 공기층 형성 장치의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of an air layer forming apparatus for protective coating of a nano metal grid according to an embodiment of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 회전축(21)에 따라 회전 가능하게 장착된 반구형 기판(20)과; 상기 반구형 기판(20)에서 나노 금속 선격자(60)에 공기층(Air Gap)(64)이 형성되도록 증착 소스(41, 42)를 가열시키는 도가니(Crucible)(31, 32)와; 상기 반구형 기판(20)의 회전 상태에 따라 상기 도가니(31, 32)를 차단시키는 셔터(51, 52);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.As shown therein, the hemispherical substrate 20 rotatably mounted along the rotation shaft 21; Crucibles (31, 32) for heating the deposition sources (41, 42) to form an air gap (64) on the nano-metal grid (60) in the hemispherical substrate (20); And shutters 51 and 52 which block the crucibles 31 and 32 according to the rotation state of the hemispherical substrate 20.

또한 본 발명, 나노 금속 선격자의 보호코팅을 위한 공기층 형성 장치는, 진공챔버(10) 내에서 회전축(21)에 따라 회전 가능하게 장착된 반구형 기판(20)과; 상기 반구형 기판(20)에서 나노 금속 선격자(60)에 공기층(Air Gap)(64)이 형성되도록 제 1 및 제 2 증착 소스(41, 42)를 각각 가열시키는 제 1 및 제 2 도가니(31, 32)와; 상기 반구형 기판(20)의 회전 상태에 따라 상기 제 1 및 제 2 도가니(31, 32)를 각각 차단시키는 제 1 및 제 2 셔터(51, 52);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, the air layer forming apparatus for the protective coating of the nano-metal grid, the hemispherical substrate 20 rotatably mounted along the rotation axis 21 in the vacuum chamber 10; The first and second crucibles 31 for heating the first and second deposition sources 41 and 42, respectively, to form an air gap 64 in the nano metal grid 60 on the hemispherical substrate 20. , 32); And first and second shutters 51 and 52 which block the first and second crucibles 31 and 32, respectively, according to the rotation state of the hemispherical substrate 20.

상기 나노 금속 선격자의 보호코팅을 위한 공기층 형성 장치는, 상기 반구형 기판(20)의 경사각이 60~85도 사이일 때 증착이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.Air layer forming apparatus for the protective coating of the nano metal grid, characterized in that the deposition is made when the inclination angle of the hemispherical substrate 20 is between 60 ~ 85 degrees.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 나노 금속 선격자의 보호코팅을 위한 공기층 형성 방법을 보인 개념도이다.Figure 4 is a conceptual diagram showing a method of forming an air layer for the protective coating of the nano metal grid according to an embodiment of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 반구형 기판(20)을 이용하여 경사증착으로 나노 금속 선격자(60)에 공기층(64)을 형성하는 공기층 형성 단계(ST1)와; 상기 공기층 형성 단계 후 평탄 보호코팅을 수행하는 평탄 보호코팅 단계(ST2);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.As shown therein, the air layer forming step (ST1) of forming the air layer 64 on the nano-metallic lattice 60 by oblique deposition using the hemispherical substrate 20; And a flat protective coating step (ST2) for performing a flat protective coating after the air layer forming step.

상기 공기층 형성 단계(ST1)는, 상기 반구형 기판(20)을 좌우 방향 또는 한쪽 방향으로 경사시켜 경사증착이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.In the air layer forming step (ST1), the hemispherical substrate 20 is inclined in the horizontal direction or in one direction, characterized in that the inclined deposition is performed.

상기 공기층 형성 단계(ST1)는, 상기 반구형 기판(20)의 경사각이 60~85도 사이일 때 경사증착이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.The air layer forming step (ST1), characterized in that the inclined deposition is performed when the inclination angle of the hemispherical substrate 20 is between 60 ~ 85 degrees.

상기 공기층 형성 단계(ST1)는, 상기 반구형 기판(20)이 우측 방향으로 경사를 형성할 때 제 2 셔터(52)를 개방하여 제 2 도가니(32) 내의 제 2 소스(42)에 의해 나노 금속 선격자(60)의 브리지 우성장막(71)이 증착되도록 하고, 상기 반구형 기판(20)이 좌측 방향으로 경사를 형성할 때 제 1 셔터(51)를 개방하여 제 1 도가니(31) 내의 제 1 소스(41)에 의해 나노 금속 선격자(60)의 브리지 좌성장막(72)이 증착되도록 하는 것을 특징으로 한다.In the air layer forming step ST1, when the hemispherical substrate 20 forms an inclination in the right direction, the second metal is opened by the second source 42 in the second crucible 32 by opening the second shutter 52. The bridge right growth film 71 of the wire grid 60 is deposited, and the first shutter 51 is opened when the hemispherical substrate 20 forms an inclination in the left direction to open the first crucible 31. It is characterized in that the bridge left growth film 72 of the nano metal grid 60 is deposited by the source 41.

상기 평탄 보호코팅 단계(ST2)는, 진공 증착에 의한 투명한 유전체 종류와 테프론, 페를린 또는 비진공 증착에 의한 하드 코팅(Hard Coating)액, 레진(Resin), 플랙시블한 필름(Film) 중에서 하나 이상을 사용하여 평탄 보호코팅을 수행하는 것을 특징으로 한다.The planar protective coating step (ST2) is a transparent dielectric type by vacuum deposition, Teflon, Perlin or hard coating liquid (Resin), a flexible film (Film) by non-vacuum deposition It is characterized by performing a flat protective coating using one or more.

또한 본 발명, 나노 금속 선격자는, 상기 나노 금속 선격자의 보호코팅을 위한 공기층 형성 방법에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, the nano metal grid is characterized in that formed by the air layer forming method for the protective coating of the nano metal grid.

도 8은 본 발명에 의해 제조된 나노 금속 선격자의 개념도이다.8 is a conceptual diagram of a nano metal grid produced by the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 광학적 투명 필름 또는 유리기판(61), 광 또는 열 경화 수지재(62), 금속 격벽(63)을 구비한 나노 금속 선격자(60)에 있어서, 브리지 우성장막(71), 브리지 좌성장막(72), 대칭적 증착막(73)에 의해 상기 금속 격벽(63) 사이에 공기층(64)이 형성되고, 상기 대칭적 증착막(73) 위에 형성된 보호코팅층(74)을 구비한 것을 특징으로 한다.As shown therein, in the nano-metallic grating 60 having the optical transparent film or glass substrate 61, the light or thermosetting resin material 62, and the metal partition 63, the bridge right growth film 71 An air layer 64 is formed between the metal partitions 63 by the bridge left growth film 72 and the symmetrical deposition film 73, and the protective coating layer 74 is formed on the symmetric deposition film 73. It features.

상기 보호코팅층(74)은, 진공 증착에 의한 투명한 유전체 종류와 테프론, 페를린 또는 비진공 증착에 의한 하드 코팅(Hard Coating)액, 레진(Resin), 플랙시블한 필름(Film) 중에서 하나 이상의 물질을 사용하여 형성된 것을 특징으로 한다.The protective coating layer 74 may include at least one of a transparent dielectric material by vacuum deposition and a hard coating solution, resin, and flexible film by Teflon, Perlin, or non-vacuum deposition. Characterized in that formed using the material.

상기 나노 금속 선격자(60)는, 광학 부품용 편광자 및 디스플레이 분야 중 LCD용 흡수용 편광자의 대체용으로 적용되는 것을 특징으로 한다.The nano-metallic grating 60 is characterized in that it is applied as a replacement for the polarizer for optical components and the absorption polarizer for LCD in the display field.

상기 나노 금속 선격자(60)는, LCD 백라이트 구조에서 빛의 리싸이클(Recycling)을 이용하여 광 이용 효율을 높이는데 사용하는 휘도 증가용 필름의 대체용으로 적용되는 것을 특징으로 한다.The nano-metallic grating 60 is characterized in that it is applied to replace the film for increasing the brightness used to increase the light utilization efficiency by using the recycling of light (Recycling) in the LCD backlight structure.

본 발명에 의한 나노 금속 선격자의 보호코팅을 위한 공기층 형성 장치 및 그 방법 및 나노 금속 선격자는 주기성을 갖는 나노 금속 선격자의 메탈 부분인 금속 격벽 표면에 한쪽 또는 좌우 방향의 경사 증착으로 금속 격벽과 격벽 사이에 적정한 각을 이루며 성장한 성장막에 의해 선격자의 스페이스 부분에 공기층(n=1)을 형성하여 선격자의 편광기능을 유지하고, 추가적인 보호코팅에 의해 굴절률의 급격한 변화를 최소화 할 수 있는 효과가 있게 된다.Air layer forming apparatus and method for protective coating of nano metal lattice according to the present invention and nano metal lattice are metal partition wall by oblique deposition in one or left and right directions on metal partition wall surface which is metal part of nano metal lattice having periodicity The growth film formed at an appropriate angle between the bulkhead and the partition wall forms an air layer (n = 1) in the space portion of the wire grid to maintain the polarization function of the wire grid, and minimizes the sudden change of the refractive index by additional protective coating. It is effective.

또한 본 발명은 광학적 특성 변화를 최소화 하여 광학용 편광자 및 디스플레이 분야 중 LCD용 흡수용 편광자 대체용 혹은 광을 리싸이클(Recycling) 하여 휘도를 증가시키는 휘도 증가용과 같은 LCD용 광학필름 및 각종 편광을 이용한 부품 등에 상업적으로 널리 적용 가능하게 되어 사용되어 질 수 있으며, 또한 대면적 대량 생산에도 적용 가능하게 된다.In addition, the present invention is a part using the optical film for LCD and various polarized light, such as to replace the absorption polarizer for the LCD in the optical polarizer and display field by minimizing the change of the optical characteristics or to increase the brightness to increase the brightness by recycling the light (Recycling) It can be widely used commercially, etc., and can be used for large-area mass production.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 나노 금속 선격자의 보호코팅을 위한 공기층 형성 장치 및 그 방법 및 나노 금속 선격자의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.An air layer forming apparatus and a method for protective coating of a nano metal grid according to the present invention configured as described above and a preferred embodiment of the nano metal grid will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. It is to be understood that the following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention of the user, the operator, or the precedent, and the meaning of each term should be interpreted based on the contents will be.

먼저 본 발명은 주기성을 갖는 나노 금속 선격자의 메탈 부분인 금속 격벽 표면에 한쪽 또는 좌우 방향의 경사 증착으로 금속 격벽과 격벽 사이에 적정한 각을 이루며 성장한 성장막에 의해 선격자의 스페이스 부분에 공기층(n=1)을 형성하여 선격자의 편광기능을 유지하고, 추가적인 보호코팅에 의해 굴절률의 급격한 변화를 최소화 하고자 한 것이다.First, the present invention provides an air layer on the space portion of the wire grid by a growth film grown at an appropriate angle between the metal barrier and the barrier rib by inclined deposition in one or left and right directions on the surface of the metal barrier wall, which is a metal part of the nano metal wire grid having periodicity. n = 1) to maintain the polarization function of the grating, and to minimize the sudden change in the refractive index by additional protective coating.

그래서 반구형 기판(20)은 진공챔버(10) 내에서 회전축(21)에 따라 회전 가능하게 장착된다. 그리고 반구형 기판(20)의 경사각이 60~85도 사이일 때 증착이 이루어지도록 한다.Thus, the hemispherical substrate 20 is rotatably mounted in the vacuum chamber 10 along the rotation shaft 21. And the deposition is performed when the inclination angle of the hemispherical substrate 20 is between 60 ~ 85 degrees.

도가니(31, 32)는 반구형 기판(20)에서 나노 금속 선격자(60)에 공기층(Air Gap)(64)이 형성되도록 증착 소스(41, 42)를 가열시킨다. 이러한 도가니는 제 1 증착 소스(41)를 가열시키는 제 1 도가니(31)와 제 2 증착 소스(42)를 가열시키는 제 2 도가니(32)로 구성할 수 있다.The crucibles 31 and 32 heat the deposition sources 41 and 42 such that an air gap 64 is formed in the nano metal grid 60 on the hemispherical substrate 20. Such a crucible may be composed of a first crucible 31 for heating the first deposition source 41 and a second crucible 32 for heating the second deposition source 42.

셔터(51, 52)는 반구형 기판(20)의 회전 상태에 따라 도가니(31, 32)를 차단시킨다. 그래서 제 1 셔터(51)는 제 1 도가니(31)에 의한 증착을 차단시키고, 제 2 셔터(52)는 제 2 도가니(32)에 의한 증착을 차단시킨다.The shutters 51 and 52 block the crucibles 31 and 32 according to the rotation state of the hemispherical substrate 20. Thus, the first shutter 51 blocks the deposition by the first crucible 31 and the second shutter 52 blocks the deposition by the second crucible 32.

그래서 먼저 반구형 기판(20)을 좌우 방향 또는 한쪽 방향으로 경사시켜 경사증착이 이루어지도록 함으로써 나노 금속 선격자(60)에 공기층(64)을 형성한다. 이때 반구형 기판(20)의 경사각이 60~85도 사이일 때 경사증착이 이루어지도록 한다. 그리고 반구형 기판(20)이 우측 방향으로 경사를 형성할 때 제 2 셔터(52)를 개방하여 제 2 도가니(32) 내의 제 2 소스(42)에 의해 나노 금속 선격자(60)의 브리지 우성장막(71)이 증착되도록 하고, 반구형 기판(20)이 좌측 방향으로 경사를 형성할 때 제 1 셔터(51)를 개방하여 제 1 도가니(31) 내의 제 1 소스(41)에 의해 나노 금속 선격자(60)의 브리지 좌성장막(72)이 증착되도록 한다(ST1).Therefore, first, the air layer 64 is formed on the nano metal wire grid 60 by inclining the hemispherical substrate 20 in a left or right direction or inclined deposition. At this time, when the inclination angle of the hemispherical substrate 20 is between 60 to 85 degrees, inclined deposition is performed. And when the hemispherical substrate 20 is inclined in the right direction, the second shutter 52 is opened and the bridge right growth film of the nano metal wire grid 60 is formed by the second source 42 in the second crucible 32. Allow the 71 to be deposited, and when the hemispherical substrate 20 forms a slope in the left direction, the first shutter 51 is opened to open the nano metal grid by the first source 41 in the first crucible 31. The bridge left growth film 72 of 60 is deposited (ST1).

그리고 진공 증착에 의한 투명한 유전체 종류와 테프론, 페를린 또는 비진공 증착에 의한 하드 코팅(Hard Coating)액, 레진(Resin), 플랙시블한 필름(Film) 중에서 하나 이상을 사용하여 평탄 보호코팅을 수행하는 평탄 보호코팅을 수행한다(ST2).Flat protective coating is applied by using one or more of a transparent dielectric type by vacuum deposition and a hard coating solution, resin or flexible film by Teflon, Perlin or non-vacuum deposition. Perform a flat protective coating to perform (ST2).

도 5a는 본 발명에서 브리지 성장에 의해 나노 금속 선격자의 브리지 우성장막을 증착하는 예를 보인 개념도이고, 도 5b는 본 발명에서 브리지 성장에 의해 나노 금속 선격자의 브리지 좌성장막을 증착하는 예를 보인 개념도이다.5A is a conceptual diagram illustrating an example of depositing a bridge right growth film of a nano metal grid by bridge growth in the present invention, and FIG. 5B illustrates an example of depositing a bridge left growth film of a nano metal grid by bridge growth in the present invention. The conceptual diagram shown.

그래서 도 5a 및 도 5b에서와 같이, 경사증착 방법에 의해 증착을 하면 박막 증착 메커니즘 중 하나인 섀도잉(Shadowing) 효과에 의해 트렌치(Trench) 구조를 가진 격자에서는 한쪽 방향만 증착 물질이 증착 되게 된다. 이러한 섀도잉(Shadowing) 효과를 이용하여 나노 금속 선격자(60)의 스페이스(Space) 부분에 증착 물질을 채우지 않고 나노 금속 선격자(60)의 최상단 부분에는 증착이 가능해 대칭적 방법으로 경사 증착을 하며, 막성장에 의해 브리지 성장방법을 이끌어 낼 수 있다.Therefore, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the deposition is performed by the gradient deposition method, the deposition material is deposited in only one direction in the lattice having the trench structure by the shadowing effect, which is one of the thin film deposition mechanisms. . This shadowing effect allows deposition on the top portion of the nano metal grid 60 without filling the deposition material in the space portion of the nano metal grid 60 so that the gradient deposition is performed in a symmetrical manner. In addition, it is possible to derive the bridge growth method by the film growth.

도 5a와 같이 나노 금속 선격자(60)의 광학적 투명 필름 또는 유리기판(61), 광 또는 열 경화 수지재(62), 금속 격벽(63)을 반구형 기판(20)에 장착을 하고, 이때 가장 중요한 것은 반구형 기판(20)을 기준으로 가로축 방향으로 나노 금속 선격자(60)가 거치되도록 한다. 여기서 광학적 투명 필름 또는 유리기판(61)은 PET(Poly ethylene terephthalate, 폴리에틸렌 테레프탈레이트), PC(Polucarbonate, 폴리카보네티으) 등의 플랙시블한 투명 필름 또는 하드(Hard)하고 투명한 유리 기판을 말한다. 또한 광 또는 열 경화 수지재(62)는 UV 수지 등을 말한다. 또한 금속 격벽(63)은 반사율이 높은 금속으로서 Ag, Al, Cu, Cr 또는 이들을 하나 이상 포함한 합금을 말한다.As shown in FIG. 5A, an optically transparent film or glass substrate 61, a light or thermosetting resin material 62, and a metal partition 63 of the nano metal wire grid 60 are mounted on the hemispherical substrate 20. Importantly, the nano-metallic lattice 60 is mounted in the horizontal axis direction based on the hemispherical substrate 20. Here, the optical transparent film or glass substrate 61 refers to a flexible transparent film or a hard and transparent glass substrate, such as polyethylene terephthalate (PET) and polycarbonate (polycarbonate). In addition, the light or thermosetting resin material 62 refers to a UV resin or the like. In addition, the metal partition 63 is a metal having high reflectance and refers to Ag, Al, Cu, Cr, or an alloy containing one or more thereof.

그리고 도 5a와 같이 나노 금속 선격자(60)의 샘플에 경사를 주던지, 아니면 증착 타겟(Target) 및 소스(Source)에 경사를 주던지 두 가지 방법 모두 가능하다. 하지만 본 발명의 반구형 기판(20)을 이용하는 것이 생산성 및 효율성이 뛰어 나므로, 반구형 기판(20)을 도 5a 및 도 5b와 같이 경사면을 주는 것이 더욱 효과적이다. As shown in FIG. 5A, both methods may be used to incline the sample of the nano metal grid 60 or to incline the deposition target and the source. However, since using the hemispherical substrate 20 of the present invention is excellent in productivity and efficiency, it is more effective to give the hemispherical substrate 20 an inclined surface as shown in FIGS. 5A and 5B.

반구형 기판(20)을 이용한 대칭 경사증착 방법으로는 Sputter, E-Beam Evaporation 모두 적용 가능 하다.As a symmetric gradient deposition method using the hemispherical substrate 20, both sputter and e-beam evaporation can be applied.

일 예로 통상 도 5a 및 도 5b와 같이 E-Beam Evaporation 으로 하는 것을 더 선호 한다. 또한 대면적 증착막의 균일성을 확보하기 위해 도 5a 및 도 5b와 같이 소스(41, 42) 및 도가니(31, 32)가 2개 이상 가지는 것이 좋다. 이때 금속 격벽(63) 사이의 공간에 증착 물질이 채워지지 않게 경사각을 60~85도로 유지하여 증착을 시행한다.For example, it is generally preferred to use E-Beam Evaporation as shown in FIGS. 5A and 5B. In addition, it is preferable to have two or more sources 41 and 42 and crucibles 31 and 32 as shown in FIGS. 5A and 5B to ensure uniformity of the large-area deposited film. At this time, the deposition is performed by maintaining the inclination angle of 60 to 85 degrees so that the deposition material is not filled in the space between the metal partitions 63.

이때 좌우 방향의 증착 각도를 서로 같이 하거나 다른 각도를 선정하여 증착을 진행한다. 좌우 증착 각도는 좌우 동일시 60~85도로 유지하며, 서도 다른 각도 일 때는 좌우 둘 중 하나의 각도가 더 높으면 더욱 좋다.At this time, the deposition angles in the left and right directions are the same or different angles are selected for deposition. The left and right deposition angles are maintained at 60 to 85 degrees at the same time, and when the angles are different from each other, it is better if one of the two sides is higher.

증착 물질은 투명한 유전체 물질인 SiO₂, MgF₂, TiO₂등의 산화물, 불소물 등의 유전체 물질 모두 가능하다. 하지만 통상 널리 쓰이는 Si0₂나 MgF₂ 등이 기능적 측면에서 유리하다. 증착 물질은 굴절률이 최대한 낮은 것이 좋으며, MgF₂ n = 1.2~1.3, SiO₂ n = 1.3~1.5 범위가 적정하다.The deposition material may be any of dielectric materials, such as oxides such as SiO ₂ , MgF ₂ , TiO ₂ , and fluorine, which are transparent dielectric materials. However, commonly used Si0 ₂ or MgF ₂ is advantageous in terms of functional. The deposition material is preferably as low as possible refractive index, MgF ₂ n = 1.2 ~ 1.3, SiO ₂ n = 1.3 ~ 1.5 range is appropriate.

경사 증착 된 박막의 성장 각도는 40도 이상이 좋으며 바람직한 것은 55도 이상이 더 적정하다.The growth angle of the gradient deposited thin film is preferably 40 degrees or more, and more preferably 55 degrees or more.

증착 높이 및 성장막 길이는 선격자의 주기, 높이, 스페이스(Space)에 따라 적정하게 조절하는 것이 반드시 필요하다. 스페이스에 따라 증착 두께(길이)가 다르나, 최상의 증착 높이(길이)는 Space 의 1/2 이 가장 적당하다.It is necessary to properly adjust the deposition height and the growth film length according to the period, height, and space of the grid. The deposition thickness (length) varies depending on the space, but the best deposition height (length) is half the space.

그리고 도 5a와 같이 선격자 위에 증착막이 우성장이 가능하도록 기판을 우 회전시켜, 최적의 경사각에서 선격자 스페이스의 1/2 의 성장을 먼저 시킨다. 이를 통해 브리지 우성장막(71)이 금속 격벽(63)의 상단에 형성된다.Then, as shown in FIG. 5A, the substrate is rotated to allow the deposition film to grow right on the grid, so that 1/2 of the grid space is first grown at an optimal inclination angle. Through this, the bridge right growth film 71 is formed on the upper end of the metal partition 63.

다음 공정으로는 대칭적으로 진공을 깨지 않고 기판을 회전 시켜 대칭되는 각도로 기판을 이동 후, 도 5b와 같이 증착막을 선격자의 나머지 1/2 스페이스에 좌성장 시켜 대칭적으로 성장한 막을 연결시켜 금속 격벽(63)과 격벽(63) 사이인 스페이스에 공기층(64)을 생성시킨다. 이를 통해 브리지 좌성장막(72)이 금속 격벽(63)의 상단에 형성된다.In the next process, the substrate is rotated at a symmetrical angle by rotating the substrate without breaking the vacuum symmetrically. Then, as shown in FIG. The air layer 64 is created in the space between the partition 63 and the partition 63. Through this, the bridge left growth film 72 is formed on the top of the metal partition 63.

그리고 본 발명에서는 이러한 방법을 "브리지 성장 방법"이라고 칭하겠다.And in the present invention, this method will be referred to as "bridge growth method".

도 6은 본 발명에서 대칭적 경사 증착에 의해 나노 금속 선격자의 대칭적 증착막을 증착하는 예를 보인 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating an example of depositing a symmetrical deposited film of a nano metal grid by symmetrical gradient deposition in the present invention.

그래서 도 5a 및 도 5b에서 설명한 브리지 성장 방법에 의해 도 6에서 대칭적 증착막(73) 부분이 대칭적 경사 증착에 의해 나노 금속 선격자(60)의 나머지 스페이스 부분에 증착되어 서로 연결되어, 마치 다리의 교각을 세워 연결된 것과 같은 구조를 이루게 된다. 이러한 대칭적 증착막(73)이 스페이스 부분을 완전히 막게 되어 금속 격벽(63)과 격벽(63) 사이인 스페이스에 공기층(64)을 형성시키게 된다.Thus, by the bridge growth method described with reference to FIGS. 5A and 5B, a portion of the symmetrical deposition film 73 in FIG. 6 is deposited on the remaining space portion of the nano metal grid 60 by symmetrical gradient deposition and connected to each other, as if it were a bridge. The bridges of the bridges form the same structure as the ones connected. The symmetrical deposition film 73 completely blocks the space portion, thereby forming the air layer 64 in the space between the metal partition wall 63 and the partition wall 63.

도 7은 본 발명에서 평탄 보호 코팅에 의해 보호코팅층을 증착하는 예를 보인 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating an example of depositing a protective coating layer by a flat protective coating in the present invention.

그래서 본 발명에서는 반구형 기판(20)을 이용한 경사증착 장치를 이용해 대칭 경사증착을 수행하여 공기층(64)을 유지한 상태에서 반구형 기판(20)을 다시 평행하게 회전시켜 진공을 깨지 않은 상태에서 추가적인 보호코팅을 수행한다. 이때 물질은 경사증착한 물질과 동일한 물질이 좋으며, 통상적으로 SiO₂를 많이 사용한다.Therefore, in the present invention, by performing the symmetrical gradient deposition using the gradient deposition apparatus using the hemispherical substrate 20 by rotating the hemispherical substrate 20 in parallel while maintaining the air layer 64, the additional protection in the state of not breaking the vacuum Perform the coating. In this case, the material is preferably the same material as the material deposited obliquely, and usually uses a lot of SiO ₂ .

본 발명에서 평탄 증착 물질은 두께는 SiO₂ 기준으로 100~1000nm 정도를 평탄 증착한다. 이 정도의 두께로 평탄증착을 해야 보호코팅으로서 기능을 유지하며, 또한 광 특성 변화를 최소화 할 수 있다.In the present invention, the flat deposition material has a thickness of about 100 to 1000 nm based on SiO ₂ flat deposition. Flat deposition at this thickness should maintain the function as a protective coating and minimize the change in optical properties.

그래서 광학적 투명 필름 또는 유리기판(61), 광 또는 열 경화 수지재(62), 금속 격벽(63)을 구비한 나노 금속 선격자(60)에서, 브리지 우성장막(71), 브리지 좌성장막(72), 대칭적 증착막(73)에 의해 금속 격벽(63) 사이에 공기층(64)이 형성되고, 보호코팅층(74)이 대칭적 증착막(73) 위에 형성된다.Thus, in the nano-metallic lattice 60 provided with the optical transparent film or glass substrate 61, the light or thermosetting resin material 62, and the metal partition 63, the bridge right growth film 71 and the bridge left growth film 72 The air layer 64 is formed between the metal partitions 63 by the symmetrically deposited film 73, and the protective coating layer 74 is formed on the symmetrically deposited film 73.

이때 보호코팅층(74)은 진공 증착에 의한 투명한 유전체 종류와 테프론, 페를린 또는 비진공 증착에 의한 하드 코팅(Hard Coating)액, 레진(Resin), 플랙시블한 필름(Film) 등 중에서 하나 이상의 물질을 사용하여 형성된다.In this case, the protective coating layer 74 may include at least one of a transparent dielectric material by vacuum deposition and a hard coating solution, resin, and flexible film by Teflon, Perlin or non-vacuum deposition. It is formed using a substance.

그리고 도 8과 같이 공기층(64)이 형성된 샘플 위에 내구성 향상을 위해 2 Step인 평탄 보호코팅 단계를 실시하는데 있어서, 브리지 성장 방법과 같은 진공 증착 방법도 가능하지만, 1 Step인 공기층 형성 단계를 실시한 후 공기층이 형성된 샘플에 투과율이 90% 이상이며 굴절률이 높지 않은 다른 여러 종류의 Hard Coating액, Polymer 계열 중 열식, UV 경화식, Resin, 플랙시블한 Film 종류 등을 보호코팅 물질도 선택하여 도포할 수도 있다. 본 발명에서는 일 예로 진공 증착에 의해 보호코팅을 하는 것으로 설명한다.In addition, in performing a flat protective coating step of 2 steps on the sample having the air layer 64 formed thereon as shown in FIG. 8, a vacuum deposition method such as a bridge growth method is possible, but after performing the air layer forming step of 1 step A protective coating material can be applied to other samples of hard coating liquid, polymer, thermal, UV curable, resin, and flexible film that have a transmittance of 90% or higher and a refractive index that is higher than the refractive index. have. In the present invention, it will be described as a protective coating by vacuum deposition as an example.

도 9a, 도 9b 및 도 9c는 LCD용 휘도 증가용 필름에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과를 보인 그래프이다.9A, 9B and 9C are graphs showing simulation results when applied to a film for increasing luminance for LCD.

그래서 도 9a는 광학 시뮬레이션 결과이며, 파란색 라인의 그래프가 선격자의 금속 격벽과 격벽 사이인 스페이스에 다른 물질이 조금이라도 채워진 조건으로 휘도 증가율이 단파장으로 갈수록 급격하게 감소하는 현상을 보인다.Therefore, FIG. 9A shows the result of optical simulation, and the graph of blue line shows a phenomenon in which the luminance increase rate decreases rapidly toward shorter wavelengths under the condition that any other material is filled in the space between the metal partition and the partition of the wire grid.

이러한 결과는 광학제품으로 사용하기에는 아주 부적합하다는 것을 대변한다. These results indicate that they are very unsuitable for use as optical products.

도 9b의 그래프는 경사 증착을 이용하여 다양한 방법으로 공기층 형성한 결과에 대한 광학적 특성을 나타낸 그래프이다.9B is a graph showing optical characteristics of the results of air layer formation by various methods using gradient deposition.

이 그래프에서 경사 증착을 이용하여 금속 격벽 부분의 상단에만 증착을 하여 공기층을 형성할 수 있는 방법인 한쪽, 좌우 방향 그리고 아주 이상적인 Roof 형태에 대한 시뮬레이션 결과이다.In this graph, it is a simulation result of one side, left and right roof shape, which is a method of forming an air layer by depositing only on the upper part of a metal partition wall using oblique deposition.

본 결과에서 경사 증착을 하지 않은 샘플 대비 공기층이 형성된 모든 경우 광학적 특성이 거의 동등한 현상을 보였다.In this result, the optical properties were almost equal in all cases where the air layer was formed compared to the sample without the gradient deposition.

이러한 현상은 한쪽, 좌우, 그리고 Roof 형태 모두 광학적 특성에 영향을 거의 주지 않는 것으로 파악할 수 있다.This phenomenon can be understood that the one side, left and right, and the shape of the roof hardly affect the optical properties.

추가적으로 도 9c는 공기층이 형성된 샘플에 추가 보호 코팅을 한 경우 광학적 특성을 보인 결과이며, 이것은 도 9a의 Sample#3은 공기층이 없이 보호코팅된 것 대비 휘도 감소율이 상당히 저하되는 현상을 나타내는 시뮬레이션 결과이다.In addition, FIG. 9C shows optical characteristics when an additional protective coating was applied to a sample having an air layer, which is a simulation result showing that the decrease in luminance decreases significantly compared to that of the protective coating without sample. .

도 10은 본 발명에서 사용된 주기성 나노 선격자의 파단면에 대한 전자현미경 사진이다.10 is an electron micrograph of the fracture surface of the periodic nano-lattice used in the present invention.

그래서 도 10의 (a)에서 1 은 본 발명에 사용된 주기성 나노 선격자의 파단면에 대한 전자 현미경 사진이다.So, in Figure 10 (a) 1 is an electron micrograph of the fracture surface of the periodic nano-lattice used in the present invention.

그리고 도 10의 (a)에서 2 와 3 은 한방향 및 좌우양방향 경사 증착의 실제 실시에 대한 전자 현미경 사진이며, 보는 것과 같이 금속 격벽과 격벽 사이인 스페이스 부분에 증착시 타 물질이 채워지지 않아 시뮬레이션에서와 같은 광특성 변화가 공기층을 형성하기 전에 대비 거의 변화가 없는 현상을 보였다.And in Figure 10 (a) 2 and 3 are electron micrographs of the actual implementation of one-way and left-right gradient deposition, as shown in the simulation, because the other material is not filled in the space portion between the metal partition and the partition wall in the simulation Changes in optical properties, such as, showed little change compared to before the formation of the air layer.

또한 도 10의 (b)에서 1 은 공기층을 형성하지 않은 샘플위에 추가보호코팅을 한 것이고, 도 10의 (b)에서 2 와 3 은 한쪽 및 좌우 방향 경사 증착을 이용하여 공기층이 형성된 샘플 위에 추가적인 보호코팅을 한 것이다. 본 실험에서 공기층을 형성된 도 10의 (a)의 2 와 3 의 샘플은 도 10의 (b)의 1 에 비해 광학적 특성의 저하 현상이 상당히 감소하였다.In addition, in FIG. 10 (b), 1 is an additional protective coating on the sample which does not form an air layer, and in FIG. 10 (b), 2 and 3 are additionally added on the sample on which an air layer is formed by using one-sided and left and right gradient deposition. It is a protective coating. In the experiments, the samples of 2 and 3 of FIG. 10 (a) having the air layer were significantly reduced in optical characteristics compared to 1 of FIG. 10 (b).

또한 본 발명에 의해 공기층을 포함하고 있는 보호코팅이 행해진 나노 금속 선격자를 광학 부품용 편광자 및 Display 분야 중 LCD용 흡수용 편광자 대체용으로 선격자 편광자로 적용할 수 있다.In addition, according to the present invention, a nano-metallic grating having a protective coating including an air layer may be applied as a grating polarizer to replace an absorbing polarizer for LCD in the optical component polarizer and display field.

또한 LCD 백라이트 구조에서 빛의 Recycling을 이용하여 광 이용 효율을 높이는데 사용하는 휘도 증가용 필름 대체용으로도 적용할 수 있다.In addition, it can be applied to replace the film for increasing the brightness used to increase the light utilization efficiency by using the recycling of light in the LCD backlight structure.

이처럼 본 발명은 주기성을 갖는 나노 금속 선격자의 메탈 부분인 금속 격벽 표면에 한쪽 또는 좌우 방향의 경사 증착으로 금속 격벽과 격벽 사이에 적정한 각 을 이루며 성장한 성장막에 의해 선격자의 스페이스 부분에 공기층(n=1)을 형성하여 선격자의 편광기능을 유지하고, 추가적인 보호코팅에 의해 굴절률의 급격한 변화를 최소화 하게 되는 것이다.As described above, the present invention provides an air layer on the space portion of the wire grid by a growth film grown at an appropriate angle between the metal barrier and the barrier rib by the inclined deposition in one or left and right directions on the surface of the metal barrier rib, which is a metal part of the nano metal wire grid having periodicity. n = 1) to maintain the polarization function of the grating, and to minimize the sudden change in the refractive index by the additional protective coating.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described in more detail with reference to the examples, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

도 2a 및 도 2b는 종래 나노 와이어 그리드 편광자의 구조를 보인 개념도이다.2A and 2B are conceptual views illustrating a structure of a conventional nanowire grid polarizer.

도 5a는 본 발명에서 브리지 성장에 의해 나노 금속 선격자의 브리지 우성장막을 증착하는 예를 보인 개념도이다.5A is a conceptual diagram illustrating an example of depositing a bridge right growth film of a nano metal grid by bridge growth in the present invention.

도 5b는 본 발명에서 브리지 성장에 의해 나노 금속 선격자의 브리지 좌성장막을 증착하는 예를 보인 개념도이다.5B is a conceptual diagram illustrating an example of depositing a bridge left growth film of a nano metal grid by bridge growth in the present invention.

도 10은 본 발명에서 사용된 주기성 나노 선격자의 파단면에 대한 전자현미 경 사진이다.10 is an electron micrograph of the fracture surface of the periodic nano-lattice used in the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 진공챔버10: vacuum chamber

20 : 반구형 기판20: hemispherical substrate

21 : 회전축21: rotating shaft

31 : 제 1 도가니31: the first crucible

32 : 제 2 도가니32: second crucible

41 : 제 1 증착 소스41: first deposition source

42 : 제 2 증착 소스42: second deposition source

51 : 제 1 셔터51: first shutter

52 : 제 2 셔터52: second shutter

60 : 나노 금속 선격자60: Nano Metallic Grid

61 : 광학적 투명 필름 또는 유리기판61: optically transparent film or glass substrate

62 : 광 또는 열 경화 수지재62: light or thermosetting resin

63 : 금속 격벽63: metal bulkhead

64 : 공기층(Air Gap)64: Air Gap

71 : 브리지 우성장막71: bridge right growth film

72 : 브리지 좌성장막72: bridge left growth film

73 : 대칭적 증착막73 symmetrically deposited film

74 : 보호코팅층74: protective coating layer

Claims

A hemispherical substrate rotatably mounted along a rotation axis;

A crucible for heating a deposition source such that an air layer is formed on the nanometal grid on the hemispherical substrate;

A shutter for blocking the crucible according to the rotation state of the hemispherical substrate;

Air layer forming apparatus for the protective coating of the nano-metal grid, characterized in that configured to include.

A hemispherical substrate rotatably mounted along a rotation axis in the vacuum chamber;

First and second crucibles for heating the first and second deposition sources, respectively, to form an air layer on the nano-metallic lattice on the hemispherical substrate;

First and second shutters respectively blocking the first and second crucibles according to the rotation state of the hemispherical substrate;

The method according to claim 1 or 2,

Air layer forming apparatus for the protective coating of the nano metal grid,

Air layer forming apparatus for the protective coating of the nano-metal grid characterized in that the deposition is made when the inclination angle of the hemispherical substrate is between 60 ~ 85 degrees.

An air layer forming step of forming an air layer on the nano metal grid by gradient deposition using a hemispherical substrate;

A flat protective coating step of performing a flat protective coating after the air layer forming step;

Air layer forming method for the protective coating of the nano-metallic grating, characterized in that performed.

The method according to claim 4,

The air layer forming step,

Method of forming an air layer for the protective coating of the nano-metal grid characterized in that the inclined deposition of the hemispherical substrate in the left or right direction or one direction.

The method according to claim 4,

The air layer forming step,

Method of forming an air layer for the protective coating of the nano-metal grid characterized in that the inclined deposition is performed when the inclined angle of the hemispherical substrate is between 60 ~ 85 degrees.

The method according to claim 4,

The air layer forming step,

When the hemispherical substrate is inclined in the right direction, the second shutter is opened to deposit the bridge right growth film of the nano metal grid by the second source in the second crucible, and the hemispherical substrate is inclined in the left direction. When the first shutter is opened to deposit the bridge left growth film of the nano metal grid by the first source in the first crucible.

The method according to claim 4,

The flat protective coating step,

Protection of nano metal grids characterized in that the planar protective coating is performed using at least one of a transparent dielectric type by vacuum deposition and a hard coating solution, resin, or flexible film by Teflon, Perlin or non-vacuum deposition. Method of forming air layer for coating.

The nano metal wire grid formed by the air layer formation method for the protective coating of the said nano metal wire grid of any one of Claims 4-8.

In the nano-metallic lattice provided with an optically transparent film or a glass substrate, a light or thermosetting resin material, and a metal partition,

An air metal layer is formed between the metal partition walls by a bridge right growth film, a bridge left growth film, and a symmetrically deposited film, and the protective layer is formed on the symmetrically deposited film.

The method according to claim 10,

The protective coating layer,

A nano-metallic lattice formed by using at least one of a transparent dielectric material by vacuum deposition and a hard coating solution, resin, or flexible film by Teflon, Perlin or non-vacuum deposition.

The method according to claim 10 or 11,

The nano metal grid,

Nano-metallic grating characterized in that it is applied as a substitute for the absorbing polarizer for LCD of the optical component polarizer and display field.

The method according to claim 10 or 11,

The nano metal grid,

Nano-metal grid, characterized in that applied to replace the brightness-increasing film used to increase the light utilization efficiency by using the recycling of light in the LCD backlight structure.