KR20120073801A - 와이어그리드편광자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와이어그리드편광자에 관한 것으로, 특히 투명기판상에 형성되는 다수의 제1격자패턴과 상기 제1격자패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴, 그리고 상기 제1 및 제2격자패턴 사이의 공간을 충진하는 구조로 형성되는 보호층을 포함하여 구성되며, 상기 제1격자패턴 또는 상기 제2격자패턴의 주기가 50nm~200nm인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 투명기판상에 제1격자패턴 및 제2격자패턴을 구비하고 각 패턴의 사이를 충진시키는 보호층을 구비한 와이어그리드편광자를 구현함으로써, 입사광의 광 각도에 따른 각 파장의 투과율을 제어하여 관찰 각도에 따른 색변화율을 최소화 수 있도록 하는 동시에 나노사이즈의 미세패턴의 물리적 한계로부터 발생하는 내스크래치성 및 내부식성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

와이어그리드편광자 및 그 제조방법{Wire grid polarizer and Method for manufacturing the same}
본 발명은 안정된 색좌표를 구현할 수 있는 와이어그리드편광자의 구조 및 제조방법에 관한 것이다.
편광자 혹은 편광 소자란 자연광과 같은 비편광된 빛 중에서 특정한 진동 방향을 갖는 직선 편광을 끌어내는 광학 소자를 의미한다. 일반적으로, 입사되는 전자기파의 반 파장보다 금속 선 배열의 주기가 짧을 경우, 금속선과 평행한 편광 성분(s 파)은 반사되고 수직한 편광 성분(p 파)은 투과한다. 이 현상을 이용하면 편광 효율이 우수하고, 투과율이 높으며, 시야각이 넓은 평판 편광자(planar polarizer)를 제작할 수 있다. 이러한 소자를 선 격자 편광자 또는 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer)라고 한다.
도 1은 종래의 와이어그리드 편광자의 구조와 기능을 도시한 것으로, 일정한 주기(A)를 가지고 배치되는 일정 두께(h)의 금속격자(2)가 기판(1)상에 배열된 구조를 구비하며, 이러한 와이어 그리드 편광자의 미세 금속격자의 주기는 특히 가시광선 파장의 절반 이하로 제작하게 된다. 이러한 와이어 그리드 편광자는 입사광의 파장보다 충분히 작을 경우 비편광 상태의 빛이 입사될 때 전도성의 와이어 그리드와 직교하는 벡터를 가지는 성분, 즉 P 편광은 투과하고 와이어 그리드와 평행한 벡터를 가지는 성분, 즉 S 편광은 반사시키게 된다.
이러한 종래의 와이어그리드편광자는 기판 위에 바로 형성된 미세 금속격자에 의하여 입사된 빛의 입사각이 커짐에 따라 입사광의 파장에 따른 투과율이 변화하게 되어 시야각에 따른 색구현이 제한되거나 금속격자가 형성된 기판(1)의 반대면에서 빛이 입사하는 경우, 기판 면에서 일어나는 반사, 흡수 현상으로 인해 빛의 투과율이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로, 도 1b에 도시된 것과 같이 기판(1) 상에 형성된 금속격자(2)의 상부면에 커버층(3)을 구비하며, 각 금속격자(2) 사이의 공간에 굴절율이 낮은 공기층으로 구성되는 기공(4)을 형성하여 편광판의 광손실을 최소화하려는 시도를 하고 있다.
그러나, 이러한 구조는 금속격자(2) 상이에 기공을 유지하기 위하여 PE-CVD, 스퍼터링, 이베포레이션 공정등의 진공공정이 요구되고 있으며, 이러한 기공(4)의 존재는 고온환경 또는 외부 환경변화로 인해 변형, 파괴될 수 있는 구조적 취약점을 안고 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 투명기판상에 제1격자패턴 및 제2격자패턴을 구비하는 와이어그리드 편광자를 구현하고, 각 패턴간의 사이에 보호층을 구현함으로써, 입사광의 광 각도에 따른 각 파장의 투과율을 제어하여 관찰 각도에 따른 색변화율을 최소화 수 있도록 하는 동시에 나노사이즈의 미세패턴의 물리적 한계로부터 발생하는 내스크래치성 및 내부식성을 향상시킬 수 있는 와이어그리드편광자를 제공할 수 있는 효과가 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 본 발명은 투명기판상에 형성되는 다수의 제1격자패턴; 상기 제1격자패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴; 및 상기 제1 및 제2격자패턴 사이의 공간을 충진하는 구조로 형성되는 보호층;을 포함하되, 상기 제1격자패턴 또는 상기 제2격자패턴의 주기가 50nm~200nm인 와이어그리드편광자를 제공할 수 있도록 한다.
특히, 이 경우 상기 보호층은, 폴리머 또는 산화물로 이루어질 수 있다.
나아가, 상기 제1격자패턴의 폭을 10nm~200nm, 높이는 10nm~500nm로 구현하거나, 상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하도록 구현할 수 있다.
이 경우 상기 제2격자패턴은, 알루미늄, 크롬, 은, 구리, 니켈, 코발트 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 제조할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 와이어그리드편광자의 상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율이 1:(0.2~1.5)를 만족도록 구현할 수 있으며, 상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm의 범위를 만족하도록 구현할 수 있다.
아울러, 상기 제1격자층 또는 상기 제2격자층 표면에 형성되는 표면처리층을 더 포함하도록 구현할 수 있으며, 이 경우 상기 표면처리층은, 플라즈마처리층, 유기물 또는 무기물의 흑화처리층, 과산화수소수처리층, 산화촉진제처리층, 부식방지제처리층, 단분자자가조립막 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 와이어그리드 편광자는 투명기판상에 적층되는 보호층; 및 상기 투명기판 표면에서 이격되며, 보호층 내부에 매립되는 구조의 제2격자패턴;을 포함하는 구조로 구현하는 것도 가능하며, 이 경우에도 상기 제2격자패턴의 주기는 50nm~200nm의 범위에서, 상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm의 범위를 만족하도록 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 와이어그리드편광자는 다음과 같은 제조공정으로 제조될 수 있다.
구체적으로는, 투명기판 상에 다수의 제1격자패턴을 구비한 제1격자층을 형성하고, 상기 제1격자층 상에 금속층을 증착하고, 상기 금속층을 패터닝하여 상기 제1격자패턴 상면에 형성되는 제2격자패턴을 형성하고, 상기 제2격자패턴을 매립하는 보호층을 형성하는 공정을 포함하여 제조될 수 있다.
이 경우, 상기 제1격자층을 형성하는 것은, 주기 50nm~200nm로 형성되는 다수의 제1격자패턴으로 구현하는 공정이며, 상기 제2격자패턴을 형성하는 것은 상기 제2격자패턴의 폭을 2nm~300nm의 범위로 구현하는 공정일 수 있다. 나아가 상기 제2격자패턴을 형성하는 것은, 상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율이 1:(0.2~1.5)를 만족하도록 습식식각하는 단계로 구현하는 것도 가능하다.
특히, 상기 보호층을 형성하는 공정은, 상기 제1격자패턴과 동일한 물질 또는 상이한 물질의 액상레진을 도포하는 단계로 구현할 수 있으며, 이 경우 상기 액상레진은 점도가 5~500cp인 폴리머 또는 산화물을 이용할 수 있다. 물론, 이와는 달리 폴리머 또는 산화물을 진공증착방식으로 상기 제2격자패턴을 매립하는 공정으로 구현할 수도 있다.
또한, 상기 제1격자층을 형성 공정 및 상기 제2격자패턴을 형성 이후, 상기 보호층을 형성하는 공정 전에, 상기 제1격자 패턴 또는 제2격자 패턴에 대기압플라즈마처리 또는 진공플라즈마처리, 과산화수소수처리, 산화촉진제처리, 부식방지제처리, 단분자자가조립막 형성(SAM coating, Self-assembly monolayer coating) 중 어느 하나의 방법으로 수행되는 표면처리공정이 더 수행되도록 할 수 있다.
특히, 상기 제1격자층을 형성 공정은 상기 제1격자패턴의 폭을 10nm~200nm, 높이는 10nm~500nm의 범위를 만족하거나, 상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하도록 구현하는 단계로 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 투명기판상에 제1격자패턴 및 제2격자패턴을 구비하고 각 패턴의 사이를 충진시키는 보호층을 구비한 와이어그리드편광자를 구현함으로써, 입사광의 광 각도에 따른 각 파장의 투과율을 제어하여 관찰 각도에 따른 색변화율을 최소화 수 있도록 하는 동시에 나노사이즈의 미세패턴의 물리적 한계로부터 발생하는 내스크래치성 및 내부식성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 와이어그리드편광자의 구조 및 작용원리를 설명하기 위한 단면개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서의 와이어그리드편광자의 구조를 도시한 단면개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 와이어그리드편광자의 효율을 시뮬레이션한 결과를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 와이어그리드편광자의 다른 실시예를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조공정도이며, 도 3은 본 발명에 따른 와이어그리드편광자의 구조를 도시한 단면개념도이다.
도 2를 참조하면, (a)~(b)에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 와이어그리드편광자는 투명기판(110) 상에 레진물질층(120)을 형성하고, (c) 이후에 상기 레진물질층(120)을 몰드를 이용하여 다수의 제1격자패턴(121)을 구비한 제1격자층으로 구현하게 된다.
(d)이후, 상기 제1격자층 상에 금속층(130)을 증착하고, (e) 상기 금속층을 식각하여 상기 제1격자패턴(121) 상면에 형성되는 제2격자패턴(131)을 형성하는 공정이 수행되게 된다.
(f) 그리고, 이후에 상기 제2격자패턴을 매립하는 보호층(140)을 형성하여 공정을 완료하게 된다.
도 3에 도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 와이어그리드편광자는 투명기판상에 다수의 제1격자패턴(121)과 상기 제1격자패턴(121)의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴(131)을 구비하며, 상기 제1 및 제2격자패턴 사이의 공간을 충진하는 구조로 형성되는 보호층(140)이 형성되는 구조로 구현된다. 특히 이 경우 상기 제1격자패턴(121)의 주기는 50nm~200nm로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 패턴이 없는 제1및 제2격자패턴 사이의 공간을 폴리머 또는 산화물로 채워 광변화를 최소화하면서, 공기층(기공)을 삽입하지 않아 고온, 고습의 환경에서도 신뢰성을 확보할 수 있도록 한다. 특히, 상기 제1격자패턴(121)의 주기를 50nm~200nm의 범위에서 형성하여, 가시광 영역의 밸런스를 확보하고, 화이트 밸런스를 유지할 수 있도록 한다. 50nm 미만이나 200nm를 초과하도록 주기가 형성되는 경우에는 레드, 그린 화이트 광의 밸런스가 맞지 않게 되는 문제가 있다.
특히, 상기 보호층(140)은 상기 제2격자패턴의 높이 이상으로 구현할 수 있으며, 제1격자패턴(121)과 제2격자패턴(131)은 투과율 및 편광효율을 최대화할 수 있도록 그 폭과 높이를 구현함이 바람직하다. 이 경우 본 발명에서의 상기 제2격자패턴의 폭에 (0.2~1.5)배의 폭을 구비하도록 제1격자의 폭을 조절함이 바람직하다. 구체적으로는 제1격자패턴(121)턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하도록 구현함이 바람직하며, 상기 제1격자패턴의 폭(w)은 10nm~200nm, 높이(h1)는 10nm~500nm의 범위를 만족하도록 구현함이 바람직하다. 상술한 두 개의 격자 (제1 및 제2격자패턴)의 높이와 폭에 따라 투과율을 조절할 수 있게 된다. 동일 피치에서 격자 폭이 넓어지면 투과율은 낮아지고 편광 소멸비는 높아지게 되는바, 최대의 편광 효율을 확보하기 위해서는 피치가 감소할수록 편광 특성이 증가되며, 동일 격자 간의 거리 및 동일 격자의 폭으로 형성할 경우에 격자 높이가 증가할수록 편광 특성이 증가되며, 동일 격자 간의 거리 및 동일 격자의 높이로 형성할 경우에 격자의 폭이 증가할수록 편광 특성이 향상된다. 이에 상술한 범주의 두 개의 격자패턴에서는 편광 특성을 최대화할 수 있게 된다.
상기 제2격자패턴(131)은 상기 제1격자 패턴(121)의 상부에 형성되는 금속격자패턴인 제2격자 패턴(131)을 다수 구비한 구조로 구현될 수 있다. 상기 제2격자패턴은 상기 제1격자패턴 상에 증착공정으로 금속층을 구현한 후, 이를 식각공정을 통해 구현할 수 있다.
또한, 상기 제2격자패턴(131)은 금속재질의 미세 돌출패턴이 일정한 주기를 가지고 배열되는 구조를 구비할 수 있으며, 특히 제1격자패턴(121)의 상부면에 증착 등의 공정으로 알루미늄, 크롬, 은, 구리, 니켈, 코발트 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 형성할 수 있다. 여기에서 주기란 하나의 금속격자패턴(제2격자 패턴)과 이웃하는 금속격자패턴(제2격자패턴)의 거리를 의미한다.
또한, 상기 제2격자패턴(131)의 단면의 형상은 사각형, 삼각형, 반원형 등 다양한 구조를 가질 수 있고, 삼각형, 사각형, 사인파 등의 형태로 패턴된 기판 위 일부에 형성된 금속 선 형태를 가질 수도 있다. 즉, 단면의 구조에 관계없이 한쪽 방향으로 일정한 주기를 갖고 길게 늘어선 금속 선 격자를 형성한 것은 모두 사용될 수 있다. 이 경우 주기는 사용하는 빛의 파장의 반 이하가 될 수 있으며, 따라서 그 주기는 50nm~200nm의 범위에서 형성될 수 있다. 또한, 바람직한 본 발명의 실시예에서는 상기 제2격자패턴(131)의 폭과 높이의 비율의 1:(0.5~1.5)로 구현할 수 있다. 특히, 상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)의 범위에서 형성할 수 있으며, 구체적으로는 상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm의 범위에서 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 제1격자패턴 또는 제2격자패턴의 주기에 따른 광효율의 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.
도시된 결과를 참조하면, 주기가 200nm인 경우에 보호층을 형성하면 단파장쪽의 효율이 많이 떨어지게 되며, 본 발명에 따른 제1격자패턴 또는 제2격자패턴의 주기와 같이 50~200nm, 특히 150nm 이하의 경우에는 본 발명에 따른 보호층을 형성하여도 화이트 밸런스를 맞출수 있게 된다. 즉, 본 발명에 따른 제1격자패턴 또는 제2격자패턴의 주기설계를 통해 색변화가 없는 보호층을 구현할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예로서의 와이어그리드편광자의 구조를 도시한 것이다.
즉, 투명기판(110) 상에 보호층(140)이 형성되고, 금속재질의 제2격자패턴(131)이 상기 투명기판에서 일정 부분 이격된 형태로, 상기 보호층(140)의 내부에 매립되는 구조로 구현될 수 있다.
이 경우 상기 제2격자패턴(131)의 주기나 재질, 폭과 넓이는 상술한 도 2의 실시예의 범위를 그대로 적용할 수 있다. 이러한 구조는 상술한 도 2의 실시예의 제1격자패턴의 형성시에 사용한 폴리머나 산화물과 동일한 물질을 보호층으로 구현하는 경우 형성되게 된다.
도 6은 도 2에서 보호층을 형성하기 전의 본 발명에 따른 와이어그리드 편광자의 또 다른 변형실시예를 도시한 것이다.
도시된 구조는 상기 제1격자 패턴(121) 또는 제2격자 패턴(131) 상에 상기 표면처리층(140)이 형성되는 구조로 구현된다. 물론, 이러한 구조에 도 4에서 예시한 바와 같이, 제1격자패턴과 동일한 물질로 보호층을 구현하는 경우에는 표면처리층(140)을 구비한 제2격자패턴(131)이 보호층의 내부에 매립된 구조로 구현될 수 있음은 물론이다.
도 6의 구조에서 상기 표면처리층(140)의 구성은 내구성 및 강도 향상을 위해 대기압 플라즈마처리, 진공 플라즈마처리, 과산화수소수처리, 산화촉진제처리, 부식방지제처리, 단분자자가조립막 형성(SAM coating, Self-assembly monolayer coating) 중 어느 하나의 방법으로 표면처리되어 형성될 수 있다.
특히, 도 6에 도시된 것과 같이, 제2격자패턴의 전부와 제1격자패턴과 제2격자패턴의 밀착부분을 포함하여 둘러싸는 구조의 표면처리층을 형성하는 경우, 각 격자 패턴의 표면에 변형이 없으면서 내구성을 향상시키는 산화막 또는 그와 유사한 표면처리막을 구비하여 광학적 특성은 저하시키지 않으면서 제2격자패턴과 제1격자패턴의 폴리머층과의 밀착력을 향상시키는 물리적특성을 구현할 수 있게 된다.
또는, 상기 제2격자 패턴(131)에 대한 흑화처리를 수행하는 표면처리가 구현될 수도 있다. 상기 흑화처리층은 기본적으로 상기 제2격자패턴(131)의 일부 또는 전부를 유기물 또는 무기물로 흑화처리하여 구현될 수 있다. 즉, 제2격자패턴(131)의 일부 또는 전부에 형성되는 흑화처리층을 구현하는 구조로 구현될 수 있다.
구체적으로는, 즉, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서의 흑화처리란 유기물 또는 무기물을 이용하여 제2격자패턴(131)의 표면을 커버하는 구조의 커버막을 형성하는 것을 의미하며, 더욱 바람직하게는 흑화처리층으로 인해 기판의 표면 반사율이 40% 이하로 구현되도록 할 수 있다.
이러한 흑화처리를 수행할 수 있는 유기물 종류로는 크롬 산화물 또는 카본이 함유된 물질을 이용할 수 있으며, 무기물은 구리에 대한 산화처리 공정으로 수행될 수 있다. 즉, 무기물의 경우 상술한 금속 격자 패턴 위에 구리를 증착 후, 구리만 금속 격자 패턴에 일부분 또는 전체에 형성시키기 위에 구리를 에칭한 하고, 이후 구리를 흑화 시키기 위한 습식 또는 건식의 금속 산화(흑화) 공정을 진행시키는 공정으로 수행될 수 있다. 또는, 크롬을 금속 격자 패턴 위에 증착 후 상기와 같이 금속 격자 패턴에 일부분 또는 전체에 형성시키기 위한 에칭을 하여 흑화처리층을 형성할 수도 있다. 이러한 흑화처리층은 외부로부터 유입되는 광의 표면 재반사율을 현저하게 낮추어 명암비의 향상폭을 증진시키며, 가독성을 향상시킬 수 있는 장점이 구현될 수 있게 된다.
상술한 도 2에서 예시한 본 발명에 따른 와이어그리드편광자는 다음과 같은 제조순서로 구현될 수 있다.
구체적으로는, 투명기판 상에 다수의 제1격자패턴을 구비한 제1격자층을 형성하는 1단계와 상기 제1격자층 상에 금속층을 증착하는 2단계, 그리고 상기 금속층을 패터닝하여 상기 제1격자패턴 상면에 형성되는 제2격자패턴을 형성하는 3단계 및 상기 제2격자패턴을 매립하는 보호층을 형성하는 4단계를 포함하는 공정으로 구현될 수 있다.
즉, 도 2 내지 도 4에서 예시한 구조의 실시예는 상술한 순서로 제조될 수 있으며, 특히 제1격자패턴 또는 제2격자패턴의 주기는 50nm~200nm로 형성될 수 있으며, 상기 제1격자패턴 또는 제2격자패턴의 폭과 높이, 상호간의 비율은 전술한 실시예를 그대로 적용하여 제조할 수 있다. 일례로 상기 제1격자패턴의 폭을 10nm~200nm, 높이는 10nm~500nm의 범위를 만족하거나, 상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하도록 구현하거나, 3단계의 공정에서 습식식각의 방법으로 금속층을 에칭하여 상기 제2격자패턴의 폭을 2nm~300nm의 범위로 구현하거나, 또는 상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율이 1:(0.2~1.5)를 만족하도록 구현할 수 있다.
특히 바람직하게는, 상술한 본 발명에 따른 상기 4단계를 구현함에 있어, 제1격자패턴 및 제2격자패턴의 사이 공간을 충진하여 매립하는 보호층의 형성은 상기 제1격자패턴과 동일한 물질 또는 상이한 물질의 액상레진을 도포하여 구현될 수 있다. 나노사이즈의 폭과 주기를 가지는 패턴의 사이 공간에 효율적인 충진구조를 구현하여 기공이나 기포가 없는 구조로 구현하기 위해서는 액상레진을 이용하는 것이 바람직하다. 특히, 이 경우 상기 액상레진은 점도가 5~500cp인 폴리머 또는 산화물을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 물론, 액상레진이 아닌 경우에는 폴리머 또는 산화물을 진공증착방식으로 상기 제 1 및 제2격자패턴을 매립할 수 있다.
물론, 상술한 4단계 전의 공정으로, 상기 제1격자 패턴 또는 제2격자 패턴에 대기압플라즈마처리 또는 진공플라즈마처리, 과산화수소수처리, 산화촉진제처리, 부식방지제처리, 단분자자가조립막 형성(SAM coating, Self-assembly monolayer coating) 중 어느 하나의 방법으로 수행되는 표면처리공정이 더 수행되어 도 5에서 기술한 구조의 와이어그리드편광자를 구현하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 기판
120: 제1격자층
121: 제1격자 패턴
131: 제2격자 패턴
140: 표면처리층

Claims (21)

  1. 투명기판상에 형성되는 다수의 제1격자패턴;
    상기 제1격자패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴; 및
    상기 제1 및 제2격자패턴 사이의 공간을 충진하는 구조로 형성되는 보호층;을 포함하되,
    상기 제1격자패턴 또는 상기 제2격자패턴의 주기가 50nm~200nm인 와이어그리드편광자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보호층은,
    폴리머 또는 산화물로 이루어지는 와이어그리드편광자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1격자패턴의 폭을 10nm~200nm, 높이는 10nm~500nm인 와이어그리드편광자.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하는 와이어그리드편광자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2격자패턴은,
    알루미늄, 크롬, 은, 구리, 니켈, 코발트 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금인 와이어그리드편광자의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율이 1:(0.2~1.5)를 만족하는 와이어그리드편광자.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm의 범위를 만족하는 와이어그리드편광자.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1격자층 또는 상기 제2격자층 표면에 형성되는 표면처리층을 더 포함하는 와이어그리드편광자.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 표면처리층은,
    플라즈마처리층, 유기물 또는 무기물의 흑화처리층, 과산화수소수처리층, 산화촉진제처리층, 부식방지제처리층, 단분자자가조립막 중 어느 하나인 와이어그리드편광자.
  10. 투명기판상에 적층되는 보호층; 및
    상기 투명기판 표면에서 이격되며, 보호층 내부에 매립되는 구조의 제2격자패턴;
    을 포함하는 와이어그리드편광자.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2격자패턴의 주기는 50nm~200nm인 와이어그리드편광자.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm의 범위를 만족하는 와이어그리드편광자.
  13. 투명기판 상에 다수의 제1격자패턴을 구비한 제1격자층을 형성하고,
    상기 제1격자층 상에 금속층을 증착하고,
    상기 금속층을 식각하여 상기 제1격자패턴 상면에 형성되는 제2격자패턴을 형성하고
    상기 제2격자패턴을 매립하는 보호층을 형성하는 와이어그리드편광자의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1격자층을 형성하는 공정은,
    주기 50nm~200nm로 형성되는 다수의 제1격자패턴으로 구현하는 단계인 와이어그리드편광자의 제조방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2격자패턴을 형성하는 공정은,
    상기 제2격자패턴의 폭을 2nm~300nm의 범위로 구현하는 단계인 와이어그리드편광자의 제조방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2격자패턴을 형성하는 공정은,
    상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율이 1:(0.2~1.5)를 만족하도록 습식식각하는 단계인 와이어그리드편광자의 제조방법.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 공정은,
    상기 제1격자패턴과 동일한 물질 또는 상이한 물질의 액상레진을 도포하는 단계인 와이어그리드편광자의 제조방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 공정의 상기 액상레진은 점도가 5~500cp인 폴리머 또는 산화물을 이용하는 와이어그리드편광자의 제조방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 공정은,
    폴리머 또는 산화물을 진공증착방식으로 상기 제2격자패턴을 매립하는 공정으로 구현되는 와이어그리드편광자의 제조방법.
  20. 청구항 13 내지 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1격자층을 형성 공정 및 상기 제2격자패턴을 형성 이후, 상기 보호층을 형성하는 공정 전에,
    상기 제1격자 패턴 또는 제2격자 패턴에 대기압플라즈마처리 또는 진공플라즈마처리, 과산화수소수처리, 산화촉진제처리, 부식방지제처리, 단분자자가조립막 형성(SAM coating, Self-assembly monolayer coating) 중 어느 하나의 방법으로 수행되는 표면처리공정이 더 수행되는 와이어그리드편광자의 제조방법.
  21. 청구항 13 내지 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1격자층을 형성 공정은,
    상기 제1격자패턴의 폭을 10nm~200nm, 높이는 10nm~500nm의 범위를 만족하거나, 상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하도록 구현하는 단계인 와이어그리드편광자의 제조방법.
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