KR20110091102A - 패턴화 리타더 및 이의 제조방법 - Google Patents

패턴화 리타더 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패턴 정밀도가 높고, 대형화 및 대량생산에 적합하고, 제조가 용이한 패턴화 리타더 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 λ/4 위상차 필름; 상기 λ/4 위상차 필름 상에 형성되는 배향막; 상기 배향막 상에 형성되는 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 갖는 패턴화 리타더와, λ/4 위상차 필름 상에 배향 방향이 일정하도록 배향막을 형성시키는 단계; 및 상기 배향막 상에 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 잉크젯으로 형성하는 단계를 포함하는 패턴화 리타더의 제조방법에 관한 것이다.

Description

패턴화 리타더 및 이의 제조방법 {PATTERNED RETARDER AND METHOD FOR PREPARING THEREOF}
본 발명은 패턴 정밀도가 높고, 대형화 및 대량생산에 적합하고, 제조가 용이한 패턴화 리타더 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 λ/4 위상차 필름; 상기 λ/4 위상차 필름 상에 형성되는 배향막; 상기 배향막 상에 형성되는 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 갖는 패턴화 리타더와, λ/4 위상차 필름 상에 배향 방향이 일정하도록 배향막을 형성시키는 단계; 및 상기 배향막 상에 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 잉크젯으로 형성하는 단계를 포함하는 패턴화 리타더의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 사람의 두 눈은 약 65㎜ 정도 떨어져 있어 물체를 볼 때 각각의 눈은 물체의 약간 다른 면을 보게 된다. 이를 알아 볼 수 있는 방법으로 한 물체를 손바닥으로 한쪽 눈을 가린 후 보이는 물체의 형태와, 또 다른 한 쪽을 가린 후 보이는 물체는 약간의 차이가 있다.
이를 좌우 양안에 의한 차이(Disparity)라고 하는데 이 차이가 뇌에서 합성되어 입체감을 가지는 상으로 지각된다. 이 원리가 3차원 입체 영상 재현에 응용되는 기본 원리이다.
3차원 입체 영상 기술은 양안 시차 방식(stereoscopic technique)와 복합 시차 방식(autostereoscopic technique)으로 크게 분류할 수 있다. 양안 시차 방식은 가장 입체효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하는 것으로서, 편광 안경 방식과 무안경 방식이 있다.
일본국 특개 평10-232365호, 한국특허공개 제2008-0108034호에서 기재된 바와 같이 편광 안경 방식의 3차원 입체영상장치를 설명하면 하기와 같다.
우안화상영역(R)과 좌안화상영역(L)을 갖는 액정패널, 상기 액정패널 전면에 배치되는 편광판, 상기 편광판 상에 배치되어 편광판을 통과한 우안화상 및 좌안화상의 편광축의 회전 방향이 서로 역방향인 원형 편광으로 출사하는 패턴화 리타더를 포함하는 3차원 입체영상장치를 구비한다. 또한, 상기 입체영상장치에서 출사하는 우안화상과 좌안화상을 입체영상으로 감상할 수 있도록 해주는 편광 안경을 구비한다(도 1 참조).
3차원 입체영상장치에 적용되는 패턴화 리타더 및 이의 제조방법으로서는, 일본국 특개 평10-227998호에 기재된 바와 같이, 낱장의 기판위에 배향 필름 또는 배향막을 형성하고, 이를 식각, 레이저 조사 또는 샌드 블라스트 가공을 통하여, 제1 패턴화 영역을 형성한 후, 제1 패턴화 영역 생성법과 동일 또는 상이한 방법으로 제2 패턴화 영역을 제1 패턴화 영역 상에 적층된 형태로 패턴화 리타더를 형성한다.
그러나 상기 패턴화 리타더의 제조 방법은 복잡할 뿐만 아니라 패턴 정밀도가 낮아 패턴화 리타더의 제조시간이 길고, 제조가 용이하지 않은 단점이 있었다. 또한, 낱장의 기판을 베이스로 하고 그 위에 제1 패턴화 영역 및 제2 패턴화 영역을 형성하므로 생산성이 낮을 수 밖에 없었다.
상기와 같이 종래 패턴화 리타더를 제조하는 방법은 낱장의 기판을 베이스로 하여 그 위에 제1 패턴화 영역을 형성한 후 제2 패턴화 영역을 형성하므로, 생산성이 낮고 이의 제조 공정이 복잡할 뿐만 아니라 제조시간이 길고 제조가 용이하기 않았다.
또한, 제조된 패턴화 리타더의 패턴 정밀도가 낮았다.
또한, 패턴화 리타더가 적용되는 3차원 입체영상장치 등은 최근 대형화 및 대량생산이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 제조 공정이 간소화되고, 단시간의 대량생산에 적합한 공정으로 패턴화 리타더의 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 패턴 정밀도가 높고 대형화가 가능한 패턴화 리타더를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 패턴화 리타더를 사용한 3차원 입체영상장치를 제공하는데 있다.
1. λ/4 위상차 필름, 상기 λ/4 위상차 필름 상에 형성된 배향막, 상기 배향막 상에 형성된 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 포함하는 패턴화 리타더.
2. 위 1에 있어서, λ/4 위상차 필름은 경사 연신된 낱장의 필름 또는 경사 연신된 필름이 롤로부터 귄출되는 연속상의 필름인 패턴화 리타더.
3. 위 1에 있어서, λ/2 위상차 패턴은 액정 코팅층이 형성된 λ/2 위상차 영역과 액정 코팅층이 형성되지 않은 미형성 영역이 스트라이프 형상으로 교대로 배치된 패턴화 리타더.
4. 위 3에 있어서, 액정 코팅층은 반응성 액정 화합물(RM)을 포함하는 패턴화 리타더.
5. λ/4 위상차 필름 상에 배향 방향이 일정하도록 배향막을 형성시키는 단계; 및 상기 배향막 상에 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 잉크젯으로 형성하는 단계를 포함하는 패턴화 리타더의 제조방법.
6. 위 5에 있어서, λ/4 위상차 필름은 경사 연신된 낱장의 필름 또는 경사 연신된 필름이 롤로부터 귄출되는 연속상의 필름인 패턴화 리타더의 제조방법.
7. 위 6에 있어서, 배향 방향은 상기 λ/4 위상차 필름의 지상축과 직교 또는 평행인 패턴화 리타더의 제조방법.
8. 위 7에 있어서, 배향 방향은 배향막에 편광전자기선 조사 또는 러빙 처리에 의해 형성되는 패턴화 리타더의 제조방법.
9. 위 5 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 롤 투 롤에 의해 제조되는 패턴화 리타더의 제조방법.
10. 위 1 내지 4 중 어느 한 항의 패턴화 리타더를 포함하는 3차원 입체영상장치.
본 발명은 패턴 정밀도가 높고, 대형화 및 대량생산에 적합하며, 제조가 용이한 패턴화 리타더 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 패턴화 리타더와 편광판을 롤 투 롤로 접합한 패턴화 리타더가 적층된 편광판의 제조가 가능하여 3차원 입체영상장치에 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 이후 패턴화 리타더를 추가로 접합하는 방법에 비해 공정수가 줄게 되며, 3차원 입체영상장치를 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 편광자 및 편광자 보호필름으로 구성된 편광판에 있어서, 편광자 보호필름으로 패턴화 리타더를 사용하는 경우 박형화된 3차원 입체영상장치의 제조가 가능하다.
도 1은 편광 안경 방식의 3차원 입체영상장치를 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명의 연속상의 경사 연신된 필름을 사용하여 룰 투 롤(roll to roll) 방법으로 패턴화 리타더를 제조하는 장치를 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 패턴화 리타더를 제조하는 방법을 단계별로 나타낸 것이고,
도 4는 본 발명에 따라 제조된 패턴화 리타더를 나타낸 것이고,
도 5는 일반적인 잉크젯 장치를 도시한 것이고,
도 6은 잉크젯 헤드의 하부를 도시한 것이고,
도 7은 잉크젯 헤드를 수직 단면을 도시한 것이다.
본 발명은 λ/4 위상차 필름, 상기 λ/4 위상차 필름 상에 형성되는 배향막, 상기 배향막 상에 형성되는 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 갖는 패턴화 리타더에 관한 것이다.
또한, λ/4 위상차 필름 상에 배향 방향이 일정하도록 배향막을 형성시키는 단계; 및 상기 배향막 상에 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 잉크젯으로 형성하는 단계를 포함하는 패턴화 리타더의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 패턴화 리타더를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 λ/4 위상차 필름은 입사광(λ)을 1/4만큼 지연시켜 출사하는 필름과 기재 필름의 역할을 동시에 수행한다. 통상 입사광(λ)은 590nm이다.
λ/4 위상차 필름의 재료는 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 고유 복굴절치가 양, 음 또는 이들의 혼합 재료를 사용하여 제조될 수 있다.
본 발명에 있어서 「고유 복굴절치가 양인 재료」라는 것은, 분자가 일축성의 질서를 가지고 배향된 경우에, 광학적으로 양의 일축성을 나타내는 특성을 보유하는 재료를 말한다. 예를 들어 양의 재료가 수지인 경우에는 분자가 일축성의 배향을 가지고 형성된 층에 빛이 입사될 때 상기 배향 방향의 빛의 굴절율이 상기 배향 방향에 직교하는 방향의 빛의 굴절율 보다도 크게 되는 수지를 말한다.
또한 본 발명에 있어서 「고유 복굴절치가 음인 재료」라는 것은 분자가 일축성의 질서를 가지고 배향된 경우에 광학적으로 음의 일축성을 나타내는 특성을 보유하는 재료를 말한다. 예를 들어 음의 재료가 수지인 경우 분자가 일축성의 배향을 가지고 형성된 층에 빛이 입사될 때, 상기 배향 방향의 빛의 굴절율이 상기 배향 방향에 직교하는 방향의 빛의 굴절율 보다도 작아지는 수지를 말한다.
양 또는 음인 재료는 수지인 것이 바람직하다.
양의 수지로는 구체적으로 올레핀계 중합체(예컨데, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보넨계 중합체, 시클로올레핀계 중합체 등), 폴리에스테르계 중합체(예컨데, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등), 폴리아릴렌술파이드계 중합체(예컨데, 폴리페닐렌술파이드 등), 폴리비닐알콜계 중합체, 폴리카보네이트계 중합체, 폴리알릴레이트계 중합체, 셀룰로오스에스테르계 중합체(상기 고유 복굴절치가 음인 것도 있음), 폴리에테르술폰계 중합체, 폴리술폰계 중합체, 폴리알릴술폰계 중합체, 폴리염화비닐계 중합체, 또는 이들의 다원(이원, 삼원 등) 공중합 중합체 등이 있다. 이들은 1종의 단독 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.
음의 수지로는 구체적으로 폴리스티렌, 폴리스티렌계 중합체(스티렌 또는 스티렌 유도체와 기타 단량체와의 공중합체), 폴리아크릴로니트릴계 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트계 중합체, 셀룰로오스에스테르계 중합체(상기 고유 복굴절치가 양인 것도 있음), 또는 이들의 다원(이원, 삼원 등)공중합체 중합체 등이 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용하여도 좋지만, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
상기 폴리스티렌계 중합체로는, 스티렌 또는 스티렌 유도체와, 아크릴로니트릴, 무수말레인산, 메틸메타크릴레이트 및 부타디엔으로부터 선택되는 1종 이상과의 공중합체가 바람직하다. 본 발명은 폴리스티렌, 폴리스티렌계 중합체, 폴리아크릴로니트릴계 중합체 및 폴리메틸메타크릴레이트계 중합체 중에서 선택되는 1종 이상이 바람직하며, 이 중에서도 복굴절치 발현성이 높다는 측면에서 폴리스티렌 및 폴리스티렌계 중합체가 보다 바람직하며, 내열성이 높다는 측면에서 스티렌 및/또는 스티렌 유도체와 무수말레인산과의 공중합체가 특히 바람직하다.
본 발명의 λ/4 위상차 필름의 제조방법은 특별히 한정하지는 않는다. 예컨데 λ/4 위상차 필름은 용액제막법 또는 압출성형법으로 필름을 제조하고, 이를 연신하는 것이 바람직하다. 연신은 기계적 흐름방향으로 연신하는 종일축 연신; 기계적 흐름방향에 직교하는 방향으로 연신하는 횡일축 연신(예, 텐터연신); 종 및 횡을 동시에 수행하는 이축연신 등으로 제조될 수 있고, 바람직하게는 경사연신된 필름을 적용하는 것이 좋다.
경사연신은 장척필름의 연신과정에서 양끝단의 이동속도를 다르게 하여 지상축의 방향이 MD(Machine Direction)방향에 대해서 평행 혹은 수직이 아닌 대각 방향으로 형성되게 하는 연신법이다.
또한, λ/4 위상차 필름은 롤 형상으로 그대로 사용하거나, 일정 크기로 절단하여 낱장의 형상으로 패턴화 리타더의 제조에 사용할 수 있다. 특히 롤 형상의 λ/4 위상차 필름은 롤 투 롤 방법으로 패턴화 리타더의 제조가 가능하고 패턴 정밀도가 높으며 대형화 및 대량생산에 적합하고 제조가 용이하므로 이의 적용이 바람직하다.
λ/4 위상차 필름은 적어도 파장 450nm, 550nm 및 650nm에서, (리타데이션(Re)/파장) 값이 0.2 내지 0.3인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 적어도 파장 450nm, 550nm, 및 650nm에서 (리타데이션(Re)/파장) 값이 0.23 내지 0.27이고, 더욱 바람직하게는 0.24 내지 0.26이다.
상기 λ/4 위상차 필름 상에 형성되는 배향막의 배향 방향은 λ/4 위상차 필름의 지상축과 직교 또는 평행이 되도록 할 수 있다. 배향 방향은 배향막 상에 형성될 액정 코팅층의 파장 분상 특성을 고려한 것으로, 기준 파장 이외의 파장에서의 크로스 토크(cross talk)를 저감시키기 위한 것이다. 바람직하기로는 파장 분상 특성이 작아 전 파장 영역에서 크로스 토크 저감 효과가 우수하도록 배향막의 배향 방향이 수직이 되도록 하는 것이 좋다.
배향막은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 유기 배향막을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하기로는 국제특허 제2005/096041호, 일본국 특개 평10-123461호, 일본국 특개 평10-227998호에 기재된 것을 사용하는 것이 좋다.
유기 배향막은 아크릴레이트계, 폴리이미드계 또는 폴리아믹산이 함유된 배향막 조성물을 사용하여 형성된다. 폴리아믹산은 디아민(di-amine)과 이무수물(dianhydride)을 반응시켜 얻어지는 폴리머이고 폴리이미드는 폴리아믹산을 이미드화하여 얻어지는 것으로 이들의 구조는 특별히 제한되지 않는다.
배향막 조성물은 적절한 점도를 유지하는 것이 중요하다. 점도가 지나치게 높으면 압력을 가해도 쉽게 유동하지 않아 균일한 두께의 배향막 형성이 어려우며, 점도가 지나치게 낮으면 퍼짐성은 좋으나 배향막의 두께 조절이 어렵다. 예컨데 25℃에서 1cP 내지 13cP인 것이 바람직하다.
또한 표면 장력, 고형분의 함량 및 용제의 휘발성 등을 고려하는 것이 좋다. 특히 고형분의 함량은 점도나 표면장력에 영향을 미치므로 배향막의 두께나 경화 특성 등을 동시에 고려하여 조절하는 것이 좋다.
고형분의 함량이 지나치게 높으면 점도가 높아 배향막의 두께가 두꺼워지며, 지나치게 낮을 경우에는 용매의 비율이 높아 용액의 건조 후 얼룩이 생기는 문제점이 있다. 예컨데 고형분의 함량이 0.1 내지 30중량%인 것이 바람직하다.
배향막 조성물은 아크릴레이트계, 폴리이미드계 또는 폴리아믹산 등의 고형분이 용매에 용해된 용액상인 것이 좋다. 용매는 고형분을 용해시킬 수 있는 것으로 특별히 한정하지 않으며, 구체적으로 부틸셀로솔브, 감마-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈 및 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 등이 사용될 수 있다.
이러한 용매는 용해도, 점도, 표면장력 등을 고려하여 균일한 배향막을 형성할 수 있도록 적절히 혼합하여 사용한다.
이외에 배향막 조성물은 효과적인 배향막 형성을 위하여 가교제 및 커플링제 등이 추가로 혼합될 수 있다.
배향막은 λ/4 위상차 필름의 한 면에 배향막 조성물을 도포하여 제조된다.
도포는 당 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 예컨데 도포는 배향막 조성물을 유동 주조법, 및 에어 나이프(air knife), 그라비아(gravure), 리버스 롤(reverse roll), 키스 롤(kiss roll), 스프레이(spray) 또는 블레이드(blade) 등의 도포방법을 이용하여 적당한 전개방식으로 직접 도포하여 형성할 수 있다.
배향막 조성물의 도포 효율을 향상시키기 위하여 건조 공정을 추가로 수행할 수 있다.
건조는 특별히 한정하지 않으며 통상 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 수행할 수 있으며, 건조온도는 통상 30 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃이고, 건조시간은 통상 10 내지 600초, 바람직하게는 50 내지 120초인 것이 좋다.
이후에 형성된 배향막에 배향 방향이 λ/4 위상차 필름의 지상축과 직교 혹은 평행이 되도록 배향성을 부여한다. 배향성 부여 방법은 특별히 한정하지는 않으며 배향성은 배향막 전체에 부여된다.
예컨데 편광된 광으로 노광 또는 러빙롤로 러빙하여 배향성을 부여할 수 있으나, 연속공정에서 λ/4 위상차 필름의 지상축에 대해서 배향막에 수직으로 배향방향을 설정할 수 있는 편광 노광이 바람직하다.
노광에 사용되는 광은 특별히 한정하지는 않으나, 편광전자기선 예컨데 편광된 자외선 조사, 소정의 각도로 전자빔, 이온빔, 플라즈마빔 및 방사선 등을 조사할 수 있다. 이들 중에서 편광된 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.
상기 배향막 상에 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 형성하여 패턴화 리타더를 제조한다.
액정 코팅층의 위상차 패턴 형성용 조성물은 광학 이방성을 가지고, 광에 의한 가교성을 갖는 액정 화합물이 포함되어 사용될 수 있다. 구체적으로 굴절률 이방성이 0.05 이상인 물질로 예컨데 반응성 액정 화합물(RM)를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하기로는 인포메이션디스플레이 10권 1호(반응성 액정 단량체(RM)의 최신 연구 동향)에 기재된 반응성 액정 화합물(RM)을 사용하는 것이 좋다.
반응성 액정 화합물은 액정성을 발현할 수 있는 메조겐(mesogen)과 중합이 가능한 말단기를 포함하여 액정상을 갖게 되는 단량체 분자를 말한다. 반응성 액정 화합물을 중합하게 되면 액정의 배열된 상을 유지하면서 가교된 고분자 네트워크를 얻을 수 있게 된다. 반응성 액정 화합물 분자는 투명점(clearing point)으로부터 냉각하게 되면 같은 구조의 액정 고분자를 사용하는 경우보다 액정상에서 상대적으로 낮은 점도에서 보다 잘 배향된 구조를 갖는 대면적의 도메인을 얻을 수 있다.
이와 같이 형성된 대면적의 액정상 가교 네트워크 필름은 액정이 가지는 광학 이방성이나 유전율 등의 특성을 그대로 유지하면서도 고체상의 박막 형태를 가지고 있기 때문에 기계적이나 열적으로 안정하다.
위상차 패턴 형성용 조성물은 코팅 공정의 효율성 및 코팅층의 균일성을 확보하기 위하여 용매에 희석시켜 사용하며, 바람직하기로는 액정 화합물을 용해시킬 수 있는 용매에 용해되어 균일함을 갖는 것이 바람직하다.
예컨데 반응성 액정 화합물은 이를 용해시킬 수 있는 용매 구체적으로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 메틸에틸케톤(MEK), 자일렌 및 클로로포름 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합 용매를 사용하여 위상차 패턴 형성용 조성물을 제조한다.
이때 위상차 패턴 형성용 조성물 내의 반응성 액정 화합물의 함량은 15 내지 30중량%를 유지하도록 한다. 농도가 15중량% 미만으로 낮으면 위상차 구현이 불가능하고, 30중량%를 초과하는 경우에는 반응성 액정 화합물이 석출되어 균일한 위상차 패턴의 형성이 어려운 문제가 있다.
위상차 패턴 형성용 조성물은 적절한 점도를 유지하는 것이 중요하다. 점도가 지나치게 높거나, 점도가 지나치게 낮으면 잉크젯 장치에 사용이 어렵다. 예컨데 위상차 패턴 형성용 조성물의 점도는 25℃에서 3cP 내지 7cP인 것이 바람직하다.
이외에도 위상차 패턴 형성용 조성물은 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위내에서 다수의 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 첨가제는 예컨데 분산제, 결합제(예컨데, 유리 라디칼 중합성 및 양이온성 중합성 결합성분), 방부제(예컨데, 글루타르디알데히드, 테트라메틸올 아세틸렌우레아), 산화방지제, 탈기제, 소포제, 점도조절제, 유동 개선제, 침강방지제, 광택개선제, 윤활제, 접착 촉진제, 항피부제, 메팅제, 유화제, 안정제, 소수성 제제, 광안정화 첨가제, 처리 개선제 및 대전방지제 등이 사용될 수 있다.
본 발명은 위상차 패턴 형성을 위한 반응성 액정 화합물의 보호 및 표면의 번들거리는 현상을 방지하기 위하여 방현성 적층체를 포함할 수 있다. 이외에도 하드코팅층, 반사방지층, 점착방지층, 확산방지층, 눈부심방지층 등의 표면처리층이 추가로 적층될 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 패턴화 리타더의 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 경사 연신된 필름이 롤로부터 귄출되는 연속상의 필름을 사용하여 룰 투 롤(roll to roll) 방법으로 패턴화 리타더를 제조하는 장치이다.
구체적으로 λ/4 위상차 필름(5)을 권출 및 권취하는 이송부(11), 상기 λ/4 위상차 필름(5) 상에 배향막을 형성하는 배향막 형성부(1), 및 상기 배향막 상에 액정 코팅층을 잉크젯 장치로 형성하는 위상차 패턴 형성부(3)를 포함한다. 위상차 패턴 형성부(3)는 위상차 패턴 형성용 조성물 도포부(17), 건조부(19), 그리고 경화부(21)를 포함한다.
이송부는 λ/4 위상차 필름을 권출하는 제1롤(7)과 패턴화 리타더를 권취하는 제2롤(9)을 구비될 수 있다. 상기 제1롤과 제2롤은 각각 모터 등의 구동원과 벨트나 체인 등의 동력전달부재로 연결되어 구동력을 전달 받아 회전할 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한 장력유지 및 안정적인 필름의 이송을 위한 가이드롤 및 공정에 따라 필름의 이송량을 제어하는 어큐물레이터를 구비할 수 있다.
배향막 형성부(1)는 λ/4 위상차 필름(5) 상에 형성된 배향막의 전체 영역을 일방향으로 배향할 수 있는 광원이 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 패턴화 리타더의 제조방법을 단계별로 나타낸 것으로 이를 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
λ/4 위상차 필름(5)이 이송부(11)에 의하여 이송된다(S1). 이때 λ/4 위상차 필름(5)은 통상의 롤 투 롤(roll to roll) 방식으로 이동되는 것이 바람직하다. 또한, 장력유지 및 안정적인 필름의 이송을 위한 가이드 롤(도시생략) 및 공정에 따라 필름의 이송량을 제어하는 어큐물레이터(Accumulator)(도시생략)를 사용하는 것이 바람직하다.
λ/4 위상차 필름(5) 상에 배향막을 형성한다(S3). 배향막 형성은 배향막 도포장치에 의해 실시되고, 필요에 따라 건조장치에 의해 건조가 수행된다. 또한, 별도의 배향막 형성 공정을 통하여 배향막이 λ/4 위상차 필름(5) 상에 형성되는 경우는 본 공정이 생략될 수도 있다. 일정한 방향으로의 배향 실시는 편광된 광으로 노광 또는 러빙롤로 러빙하여 배향이 부여된다.
배향막 상에 잉크젯 장치(15)를 사용하여, 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 형성한다(S5). 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴 형성은 배향막 상에 잉크젯 장치(15)를 사용하여 위상차 패턴 형성용 조성물을 패턴 도포한다(S7). 이후에 패턴 도포된 위상차 패턴 형성용 조성물을 건조시켜 액정 코팅층을 형성한다(S9). 상기 액정 코팅층을 광/열경화시킨다(S11).
이러한 과정으로 도 4와 같이 λ/4 위상차 필름(5), 상기 λ/4 위상차 필름(5) 상에 형성된 배향막(2), 상기 배향막(2) 상에 형성된 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴 영역(17)과 위상차 패턴 미형성 영역(18)을 포함하는 패턴화 리타더를 제조할 수 있다.
이때, 액정 코팅층은 λ/2 위상차 패턴 영역과 패턴 미형성 영역으로 구성된다.
잉크젯 장치를 이용한 도포는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 예컨데 하기 도 5의 일반적인 잉크젯 장치를 이용할 수 있다. 도 5는 편의상 잉크젯 장치 중에 잉크젯 헤드만을 도시한 것이다. 도 6은 도 5의 잉크젯 장치에 구비된 잉크젯 헤드의 하부를 도시한 것이고, 도 7은 도 5의 잉크젯 장치에 구비된 잉크젯 헤드를 상부에서 하부로 절단한 모습을 도시한 단면이다.
도 5 내지 도 7의 잉크젯 장치는 하나 이상의 잉크젯 헤드(15)와 상기 잉크젯 헤드(15) 내부에 마련되어 위상차 패턴 형성용 조성물이 이동하는 경로를 제공하는 배관(31)과, 상기 배관(31)과 연결되고 잉크젯 헤드(15)의 외부로 노출되어 상기 위상차 패턴 형성용 조성물을 배향막 상에 토출하는 다수 개의 노즐(33)으로 구성된다.
또한, 도면에 상세히 도시되지 않았으나, 잉크젯 장치는 상기 배관(31)과 연결되어 배관(31)에 위상차 패턴 형성용 조성물을 공급하는 공급부가 구비된다.
이러한 구성을 갖는 잉크젯 장치는 상기 공급부에 보관된 위상차 패턴 형성용 조성물이 배관(31)을 통해 노즐(33)에 공급됨으로써 배향막 상에 토출되어 액정 코팅용 조성물이 형성된다.
잉크젯 프린트의 형성 방향은 특별히 한정하지 않으며 구체적으로 롤 상태의 λ/4 위상차 필름이 풀리는 MD(Machine Direction)방향, 이의 수직인 TD(Transverse Direction)방향 또는 사선 방향 등으로 프린트할 수 있다.
상기 프린트 단계는 λ/4 위상차 필름의 움직임을 제어하여 정밀한 패턴의 형성이 용이하도록 하는 지지대(35)를 사용하는 것이 바람직하다.
λ/2 위상차 패턴은 건조 후 두께가 0.01 내지 10㎛가 되도록 도포된다. 상기 두께 범위에서 균일한 패턴화 리타더를 용이하게 형성할 수 있다.
용매는 건조 공정을 통하여 증발하게 된다.
건조는 특별히 한정하지 않으며 통상 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 수행할 수 있으며, 건조온도는 통상 30 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃이고, 건조시간은 통상 10 내지 600초, 바람직하게는 50 내지 120초인 것이 좋다. 또한, 건조는 동일한 온도 조건에서 수행하거나, 단계적으로 온도를 상승시키면서 수행할 수 있다.
건조된 λ/2 위상차 패턴은 광/열 경화시킴으로써, 본 발명의 패턴화 위상차를 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명의 패턴화 위상차는 λ/4 위상차 필름과 위상차 패턴을 통과한 빛의 위상차 지연이 -λ/4(또는 3λ/4)만큼 되는 영역과 λ/4 위상차 필름을 통과하고, 위상차 패턴 미형성 영역을 통과한 빛의 위상차 지연이 λ/4만큼 되는 영역이 교대로 존재하게 된다. 각 영역간 거리는 동일한 크기로 형성된다.
광은 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들면 자외선 등의 전자파(電磁波)를 사용할 수 있다.
노광은 어큐물레이터(accumulator) 등을 이용하여 패턴화 리타더의 이동이 고정된 상태에서 수행하거나 이동되면서 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
권출된 50㎛ 두께의 λ/4 위상차 필름(Zeon사, 경사연신 제오노아 필름)상에 아크릴레이트계 배향액을 코팅하고 40℃에서 120초간 열풍 건조하여 1,000Å 두께의 배향막을 형성하였다.
상기 배향막 상에 14mW 노광 램프로 편광된 자외선을 조사하여 광배향된 배향막을 제조하였다. 이때 배향방향은 λ/4 위상차 필름의 지상축에 대하여 수직방향으로 하였다. 반응성 액정 화합물을 클로로포름에 용해시켜 제조된 25중량%(고형분 함량)의 위상차 패턴 형성용 조성물을 도 5 내지 도 7의 잉크젯 장치를 이용하여 상기 배향막상에 프린트하였다.
잉크젯 장치는 다수의 잉크젯 헤드(15)와 상기 잉크젯 헤드(15) 내부에 마련되어 위상차 패턴 형성용 조성물이 이동하는 경로를 제공하는 배관(31)과, 상기 배관(31)과 연결되고 잉크젯 헤드(15)의 외부로 노출되어 상기 조성물을 배향막 상에 토출하는 다수 개의 노즐(33)으로 구성되었다.
조성물 공급부에 보관된 조성물이 배관(31)을 통해 노즐(33)에 공급되고, 공급된 조성물이 노즐로 배향막 상에 토출되어 위상차 패턴 형성용 조성물이 프린트 되었다. 프린트는 지지대 상에 배향막이 형성된 λ/4 위상차 필름을 올려놓고 수행하였다.
이후에 80℃에서 20초간 예비 건조 후 110℃에서 5초간 건조하여 1.5㎛ 두께의 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 형성하였다. 이후에 14mW 노광 램프로 500초간 자외선으로 광경화하여 λ/4 위상차 필름과 위상차 패턴을 통과한 빛의 위상차 지연이 -λ/4만큼 되는 영역 및 λ/4 위상차 필름과 위상차 패턴 미형성 영역을 통과한 빛의 위상차 지연이 λ/4만큼 되는 영역이 교대로 존재하는 패턴화 리타더를 제조하였다.
1 : 배향막 형성부 2 : 배향막
3 : 위상차 패턴 형성부 5 : λ/4 위상차 필름
7 : 제1롤 9 : 제2롤
11 : 이송부 13 : 광원
15 : 잉크젯 장치의 헤드
17 : 위상차 패턴 형성용 조성물 도포부
19 : 건조부 21 : 경화부
18 : 위상차 패턴 미형성 영역 31 : 배관
33 : 노즐 35 : 지지대

Claims (10)

  1. λ/4 위상차 필름, 상기 λ/4 위상차 필름 상에 형성된 배향막, 상기 배향막 상에 형성된 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 포함하는 패턴화 리타더.
  2. 청구항 1에 있어서, λ/4 위상차 필름은 경사 연신된 낱장의 필름 또는 경사 연신된 필름이 롤로부터 귄출되는 연속상의 필름인 패턴화 리타더.
  3. 청구항 1에 있어서, λ/2 위상차 패턴은 액정 코팅층이 형성된 λ/2 위상차 영역과 액정 코팅층이 형성되지 않은 미형성 영역이 스트라이프 형상으로 교대로 배치된 패턴화 리타더.
  4. 청구항 3에 있어서, 액정 코팅층은 반응성 액정 화합물(RM)을 포함하는 패턴화 리타더.
  5. λ/4 위상차 필름 상에 배향 방향이 일정하도록 배향막을 형성시키는 단계; 및 상기 배향막 상에 액정 코팅층의 λ/2 위상차 패턴을 잉크젯으로 형성하는 단계를 포함하는 패턴화 리타더의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서, λ/4 위상차 필름은 경사 연신된 낱장의 필름 또는 경사 연신된 필름이 롤로부터 귄출되는 연속상의 필름인 패턴화 리타더의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 배향 방향은 상기 λ/4 위상차 필름의 지상축과 직교 또는 평행인 패턴화 리타더의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 배향 방향은 배향막에 편광전자기선 조사 또는 러빙 처리에 의해 형성되는 패턴화 리타더의 제조방법.
  9. 청구항 5 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 롤 투 롤에 의해 제조되는 패턴화 리타더의 제조방법.
  10. 청구항 1 내지 4중 어느 한 항의 패턴화 리타더를 포함하는 3차원 입체영상장치.
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