KR20130035631A - 3ｄ 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더의 제조방법 및 이를 이용한 3ｄ 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더 - Google Patents

3ｄ 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더의 제조방법 및 이를 이용한 3ｄ 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (1) COP(Cyclic Olefin Polymers)계 필름 기판에 배향막을 도포한 후, 건조하는 제1단계; (2) 상기 배향막이 도포된 COP계 필름이 패턴별로 90°를 이루도록 선편광 1차 노광 후, 일정 영역을 선평광 2차 노광하는 제2단계; 및 (3) 상기 노광된 배향막 위에 반응성 액정을 도포 및 건조한 후, 경화하는 제3단계; 를 포함하는 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더(FPR, Film-Type Patterned Retarder)의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 기존의 TAC계 필름 대비 낮은 복굴절율과 온/습도 강성재료인 COP계 필름으로 기판을 대체함으로써 FPR제품의 품질을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다. 구체적으로 본 발명의 기존의 TAC계 필름에 비하여 낮은 수분흡수율과 높은 열적안정성을 구현함으로써 향상된 치수안정성을 갖는 유리한 효과가 인정된다고 할 것이다.

Description

3Ｄ 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더의 제조방법 및 이를 이용한 3Ｄ 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더{The method of Film Type Patterned Retarder for 3D display and FPR using this}
본 발명은 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더(FPR, Film-Type Patterned Retarder)에 관한 기술로서, 보다 상세하게는 (1) COP(Cyclic Olefin Polymers)계 필름 기판에 배향막을 도포한 후, 건조하는 제1단계; (2) 상기 배향막이 도포된 COP계 필름이 패턴별로 90°를 이루도록 선편광 1차 노광 후, 선편광 2차 노광하는 제2단계; 및 (3) 상기 노광된 배향막 위에 반응성 액정을 도포 및 건조한 후, 경화하는 제3단계; 를 포함하는 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더(FPR, Film-Type Patterned Retarder)의 제조방법에 관한 것이다.
3D Display란 Display의 좌우 영상을 영상분리 장치로 분리하여 입체감을 생성해주는 Display를 말한다. 나아가 FPR(Film Type Patterned Retarder)이라 함은 3D용 영상분리 필름재료로서 Display 영상을 필름의 위상차를 이용하여 분리하게 된다.
아래의 그림은 3D 디스플레이의 편광안경방식의 구현원리를 본 발명의 배경기술로서 개략적으로 나타낸 것이다.
Figure pat00001

아래의 그림은 3D 디스플레이의 편광안경방식의 구현원리를 FPR과의 구체적 관계에서 개략적으로 나타낸 것이다.
Figure pat00002

다음으로 본 발명과 관련된 특허문헌을 기재한다. 첫째, 출원번호 10-2009-0086886 이 존재한다. 이 발명은 과산화물 또는 퍼옥소 화합물을 포함하는 사이클로올레핀폴리머(COP) 필름용 개질 조성물 및 이를 이용한 사이클로올레핀폴리머 필름의 개질 방법에 관한 것으로, 사이클로 올레핀폴리머 필름 표면에 하이드록시기(-OH)를 도입함으로써 사이클로올레핀폴리머 필름을 친수성으로 개질하여, 후속적으로 상기 필름을 수계 접착제를 사용하여 편광소자에 부착하는 경우 사이클로올레핀폴리머 필름과 편광소자에 향상된 접착력을 부여할 수 있다는 내용으로 본 발명과 기술적 구성이 상이하다.
둘째, 출원번호 10-2008-0077803 이 존재한다. 이 발명은 이색성 염료가 포함된 편광필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리머 재료에 내열성을 가진 이색성 염료에서 적어도 4개 이상의 염료가 선택된 이색성 염료가 첨가되는데, 상기 폴리머 재료로는 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 시클로올레핀코폴리머(COC), 시클로올레핀폴리머(COP), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI)로 이루어진 군에서 1이상 선택된 이색성 염료가 포함된 편광필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로 본 발명이 목적으로 제시한 낮은 수분흡수율과 높은 열적안정성 확보를 기술적 본질로 하고 있지 않는바, 본 발명의 차별성이 인정된다고 할 것이다.
일반적으로 FPR(Film Type Patterned Retarder)는 수십~수백㎛ Pitch 패턴으로 배향된 λ/4 위상차 액정막을 통해 좌원편광과 우원편광으로 영상을 분리하여 입체영상을 구현한다. 이러한 FPR은 기판인 현재 TAC(Triacetyl Cellulose)계 필름상에 유기 배향막을 도포한 후 각축의 사이각이 90도가 되게 배향패턴을 형성하고 액정을 이에 따라 배향 시켜 제조한다.
기판의 경우, 위상차를 제어하는 배향막, 액정의 두께에 따른 위상의 변화에 영향을 미치지 않아야 하므로, 높은 등방성이 요구된다. 또한 온/습도 강성재료로써 높은 치수안정성을 가져야 한다. TAC계 필름의 경우 높은 수분흡수율 및 낮은 열적안정성으로 제품을 장기간 사용시 점등(열)에 의한 온도상승으로 TAC계 필름 내 수분증발 등으로 FPR제품의 비대칭 길이변화, Pitch, 위상차, 광축각도 등 신뢰성에 문제를 발생할 수 있는 문제점을 가지고 있다.
이에 본 발명은 FPR의 기판인 TAC계 필름의 높은 수분흡수율과 낮은 열적안정성으로 발생하는 문제점을 해결하고자 높은 치수안정성을 가지는 기판 재료인 COP계 필름을 적용한 FPR 제조 방법 및 FPR을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 (1) COP(Cyclic Olefin Polymers)계 필름 기판에 배향막을 도포한 후, 건조하는 제1단계; (2) 상기 배향막이 도포된 COP계 필름이 패턴별로 90°를 이루도록 선편광 1차 노광 후, 일정 영역을 선편광 2차 노광하는 제2단계; 및 (3) 상기 노광된 배향막 위에 반응성 액정을 도포 및 건조한 후, 경화하는 제3단계; 를 포함하는 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더(FPR, Film-Type Patterned Retarder)의 제조방법을 제공한다.
상기 제1단계의 배향막 도포는 배향액을 300~400W·min/m2의 에너지로 코로나 처리하여 도포하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1단계의 건조는 90~110℃에서 90~150sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1단계에서 도포된 배향막의 두께는 0.1~0.2㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2단계의 선편광 1차 노광은 12~18mW 노광 램프로 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2단계의 선편광 2차 노광은 Mask를 적용하여 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
상기 제3단계의 도포는 상기 반응성 액정을 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트에 30wt%로 용해시켜 0.8~1㎛ 두께로 도포한 것임을 특징으로 할 수 있다.
상기 제3단계의 건조는 50~70℃에서 50~70sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
상기 제3단계의 경화는 λ/4 패턴 위상차를 가지도록 50~70mW 경화 램프로 경화한 것임을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 방법 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 제조한 3D 디스플레이용 FPR을 제공한다.
본 발명은 기존의 TAC계 필름 대비 낮은 복굴절율과 온/습도 강성재료인 COP계 필름으로 기판을 대체함으로써 FPR제품의 품질을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.
구체적으로 본 발명의 기존의 TAC계 필름에 비하여 낮은 수분흡수율과 높은 열적안정성을 구현함으로써 향상된 치수안정성을 갖는 유리한 효과가 인정된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 개략도에 관한 것이다.
본 발명은 (1) COP(Cyclic Olefin Polymers)계 필름 기판에 배향막을 도포한 후, 건조하는 제1단계; (2) 상기 배향막이 도포된 COP계 필름이 패턴별로 90°를 이루도록 선편광 1차 노광 후, 일정 영역을 선편광 2차 노광하는 제2단계; 및 (3) 상기 노광된 배향막 위에 반응성 액정을 도포 및 건조한 후, 경화하는 제3단계; 를 포함하는 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더(FPR, Film-Type Patterned Retarder)의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 태양으로 상기 제1단계의 배향막 도포는 배향액을 300~400W·min/m2의 에너지로 코로나 처리하여 도포하는 것임을 특징으로 할 수 있고, 상기 제1단계의 건조는 90~110℃에서 90~150sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 할 수 있고, 상기 제1단계에서 도포된 배향막의 두께는 0.1~0.2㎛인 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 제2단계의 선편광 1차 노광은 12~18mW 노광 램프로 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 할 수 있고, 상기 제2단계의 선편광 2차 노광은 Mask를 적용하여 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 태양으로 상기 제3단계의 도포는 상기 반응성 액정을 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트에 30wt%로 용해시켜 0.8~1㎛ 두께로 도포한 것임을 특징으로 할 수 있고, 상기 제3단계의 건조는 50~70℃에서 50~70sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 할 수 있고, 상기 제3단계의 경화는 λ/4 패턴 위상차를 가지도록 50~70mW 경화 램프로 경화한 것임을 특징으로 할 수 있다.
한편 본 발명의 다른 일면은 상기 방법 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 제조한 3D 디스플레이용 FPR에 관한 것이다.
한편 본 발명에 있어서, COP계 필름과 배향막의 밀착력 향상을 위해 프라이머, 코로나, 프라즈마, EUV 등 표면처리 공정을 도입할 수 있다. 나아가 코로나 처리에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 코로나 처리에서는 방전자체의 물리적인 표면개질과 극성관능기 생성에 의한 화학적인 표면개질의 상승효과에 의해 현저한 젖음성의 향상을 얻을 수 있다. 화학적 표면개질은 고에너지의 전자나 이온이 충돌하여 플라스틱표면에 라디컬이나 이온이 생성되고, 이들 주위의 오존, 산소, 질소, 수분 등이 반응하여, 카르보닐기, 카르복실기, 히드록실기, 시아노기 등의 극성관능기가 도입되어 화학적 표면개질을 일으키게 된다.
이하에서 첨부된 실시예 및 실험예에 의거하여 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
COP 필름(JSR 제품, 등방성필름) 상에 350W·min/m2의 에너지로 코로나처리 후 배향액(Nissan 제품)을 코팅하고 100℃에서 2분간 열풍 건조하여 0.15㎛ 두께의 배향막을 형성하였다. 상기 배향막 기판위에 15mW 노광 램프로 편광된 자외선을 1차 조사한다. 또한 Mask를 적용 편광된 자외선을 2차 조사한 후 반응성 액정(MERCK 제품) 단량체를 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA)에 30wt%로 용해시켜 0.9㎛ 두께로 도포하고 60℃에서 1분간 열풍 건조한다. 건조 후 60mW 경화 램프로 경화 하여 λ/4 패턴 위상차를 가진 필름 타입의 패턴 리타더를 제조 하였다.
[실시예 2]
상기 실시 1과 동일하게 실시 하되 COC필름을 적용 하여 필름 타입의 패턴 리타더를 제조 하였다.
[비교예 1]
TAC 필름(Fuji사, 등방성필름) 상에 350W·min/m2의 에너지로 코로나처리 후 배향액을 코팅하고 100℃에서 2분간 열풍 건조하여 0.15㎛ 두께의 배향막을 형성하였다. 상기 배향막 기판위에 15mW 램프로 편광된 자외선을 1차 조사한다. 또한 Mask를 적용 편광된 자외선을 2차 조사한 후 반응성 액정 단량체를 톨루엔에 30wt%로 용해시켜 0.9㎛ 두께로 도포하고 60℃에서 1분간 열풍 건조한다. 건조 후 60mW 램프로 경화 하여 λ/4 패턴 위상차를 가진 필름 타입의 패턴 리타더를 제조 하였다.
[실험예 1] 열적안정성 측정 실험
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 의해 제작된 FPR을 80℃에서 500시간 방치 후 샘플의 가로, 세로 치수 및 Total Pitch를 3차원 측정기를 이용하여 측정함으로써 열적안정성을 확인하고 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
구분 열적안정성
제품 치수 Total Pitch
실시예 1 ± 0.050% ± 0.005%
실시예 2 ± 0.045% ± 0.004%
비교예 1 ± 0.269% ± 0.032%
위 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 의해 제조한 COP를 적용한 FPR는 높은 온도의 환경에서도 수축, 팽창에 의해 제품 치수 변형 등이 일어나지 않는 유리한 효과가 있음이 실험적으로 입증되어 졌다.
[실험예 2] 내습열안정성 측정 실험
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 의해 제작된 FPR을 60℃, 90%RH에서 500시간 방치 후 샘플의 가로, 세로 치수 및 Total Pitch를 3차원 측정기를 이용하여 측정함으로써 내습열안정성을 확인하고 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
구분 내습열안정성
제품 치수 Total Pitch
실시예 1 ± 0.057% ± 0.006%
실시예 2 ± 0.051% ± 0.005%
비교예 1 ± 0.312% ± 0.046%
위 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 의해 제조한 COP를 적용한 FPR는 높은 습도의 환경에서도 수축, 팽창에 의해 제품 치수 변형 등이 일어나지 않는 유리한 효과가 있음이 실험적으로 입증되어 졌다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 범위에 속한다. 또한, 본 명세서에서 설명한 각 구성요소의 물질은 당업자가 공지된 다양한 물질로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.

Claims (10)

  1. (1) COP(Cyclic Olefin Polymers)계 필름 기판에 배향막을 도포한 후, 건조하는 제1단계; (2) 상기 배향막이 도포된 COP계 필름이 패턴별로 90°를 이루도록 선편광 1차 노광 후, 선편광 2차 노광하는 제2단계; 및 (3) 상기 노광된 배향막 위에 반응성 액정을 도포 및 건조한 후, 경화하는 제3단계; 를 포함하는 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더(FPR, Film-Type Patterned Retarder)의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 배향막 도포는 배향액을 300~400W·min/m2의 에너지로 코로나 처리하여 도포하는 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 건조는 90~110℃에서 90~150sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1단계에서 도포된 배향막의 두께는 0.1~0.2㎛인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2단계의 선편광 1차 노광은 12~18mW 노광 램프로 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2단계의 선편광 2차 노광은 Mask를 적용하여 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제3단계의 도포는 상기 반응성 액정을 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트에 30wt%로 용해시켜 0.8~1㎛ 두께로 도포한 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제3단계의 건조는 50~70℃에서 50~70sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제3단계의 경화는 λ/4 패턴 위상차를 가지도록 50~70mW 경화 램프로 경화한 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항의 방법 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 제조한 3D 디스플레이용 FPR.
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