KR20180000456A - Wire grid polarizer and display device empolying the same - Google Patents

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KR20180000456A
KR20180000456A KR1020160078442A KR20160078442A KR20180000456A KR 20180000456 A KR20180000456 A KR 20180000456A KR 1020160078442 A KR1020160078442 A KR 1020160078442A KR 20160078442 A KR20160078442 A KR 20160078442A KR 20180000456 A KR20180000456 A KR 20180000456A
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황홍구
김경종
남시욱
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코오롱인더스트리 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a wire grid polarizing plate which is excellent in durability and has high polarization efficiency and brightness enhancement effect, and a display device having the same. The wire grid polarizing plate according to the present invention can increase a lamination amount of a metal laminated on a resin pattern since a line width of the resin pattern is narrow, and exhibits improved polarization efficiency without lowering P polarization transmittance. Also, a width of a lower side of the resin pattern is wider than that of an upper side, so that deformation due to an external force does not occur and the durability is excellent. The wire grid pattern polarizing plate comprises: the resin pattern; and a metal pattern formed by surrounding a part of the resin pattern.

Description

와이어 그리드 편광판 및 이를 구비한 디스플레이 장치{WIRE GRID POLARIZER AND DISPLAY DEVICE EMPOLYING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a wire grid polarizer and a display device having the wire grid polarizer.

본 발명은 내구성이 우수하며, 높은 편광효율 및 휘도 향상 효과를 갖는 와이어 그리드 편광판 및 이를 구비한 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wire grid polarizer having excellent durability and high polarization efficiency and luminance improvement effect, and a display device having the same.

편광판은 전자기파 중 특정 방향의 빛을 투과시키거나 반사시키는 역할을 하며 일반적으로 액정표시장치(LCD)에서는 두 장의 편광판이 사용되어 액정 셀 내의 액정이 광학적인 상호작용을 일으켜 이미지를 구현하게 된다. The polarizing plate serves to transmit or reflect light in a specific direction among the electromagnetic waves. Generally, two polarizing plates are used in a liquid crystal display (LCD), so that the liquid crystal in the liquid crystal cell causes optical interaction to realize an image.

현재 액정표시장치(LCD)에 주로 사용되고 있는 편광판은 흡수형 편광 필름을 이용한 것이다. 흡수형 편광 필름의 경우 주로 폴리비닐알코올(PVA) 필름에 요오드나 이색성 염료를 흡착시키고 이를 일정방향으로 연신하여 제조한다. Currently, polarizing plates mainly used for liquid crystal display (LCD) use absorption type polarizing films. In the case of the absorption type polarizing film, iodine or a dichroic dye is adsorbed mainly on a polyvinyl alcohol (PVA) film and the film is stretched in a certain direction.

그러나 이러한 흡수형 편광 필름은 투과축의 방향에 대한 기계적 강도가 약하고, 열이나 수분에 의해 수축하여 편광기능이 현저히 저하되며, 특정 방향으로 진동하는 빛만을 통과시켜 선편광을 만들기 때문에 광 이용 효율이 이론적으로 50 %를 넘을 수 없는 문제점이 있다.However, this absorption type polarizing film has a weak mechanical strength in the direction of the transmission axis, shrinks due to heat or moisture, and the polarizing function is significantly deteriorated. In addition, There is a problem that it can not exceed 50%.

한편, 와이어 그리드 편광판(Wire Grid Polarizer, WGP)은 금속 와이어가 평행하게 배열된 어레이를 말하며, 금속 격자(Metal Grid)와 평행한 편광 성분은 반사되고 수직한 편광 성분은 투과시키며, 반사된 광을 재이용할 수 있어서 높은 휘도 특성을 갖는 LCD를 제조 할 수 있는 장점이 있다. Meanwhile, a wire grid polarizer (WGP) is an array in which metal wires are arranged in parallel. A polarization component parallel to a metal grid is reflected, transmits a vertical polarization component, There is an advantage that an LCD having high luminance characteristics can be manufactured because it can be reused.

도 1은 와이어 그리드 편광판의 일반적인 구조 및 원리를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the general structure and principle of a wire grid polarizer.

와이어 그리드 편광판(Wire Grid Polarizer, WGP)은 투명한 기판 위에 나노 사이즈의 금속 패턴을 가진 편광판으로서, 와이어 그리드 편광판에 자연광이 입사되면 금속 패턴과 평행한 편광 성분(S 편광)은 반사되고 수직한 편광 성분(P 편광)은 투과된다. 와이어 그리드 편광판은 기존의 필름 방식의 편광자에 비하여 높은 투과율 및 편광 효율을 나타내는 장점이 있어 기존의 흡수형 편광 필름을 이용한 편광판의 대체재로 이용될 수 있다.A wire grid polarizer (WGP) is a polarizing plate having a nano-sized metal pattern on a transparent substrate. When natural light enters the wire grid polarizer, the polarized light component (S polarized light) parallel to the metal pattern is reflected, (P polarized light) is transmitted. The wire grid polarizer can be used as a substitute for the polarizer using the conventional absorption type polarizing film because it has the advantage of exhibiting higher transmittance and higher polarization efficiency than the conventional film polarizer.

이러한 와이어 그리드 편광판에서 금속 패턴은 편광 효율 등 광학적 특성을 결정하는 요인이 된다. 금속 패턴의 배열 주기인 피치(pitch)가 입사되는 전자기파의 파장과 근사하거나 클 경우는 흡광 현상이 나타나므로, 빛의 손실을 최소화 하기 위해서는 금속 패턴의 피치가 입사광 파장의 1/2 정도로 충분히 작아야 한다. 가시광선의 경우 파장이 400 내지 700 nm이므로, 액정표시장치에 사용되는 와이어 그리드 편광판은 피치가 200 내지 320 nm 이하이어야 편광판으로서 역할을 할 수 있다.In such a wire grid polarizer, the metal pattern is a factor for determining optical characteristics such as polarization efficiency. In order to minimize the loss of light, the pitch of the metal pattern should be sufficiently small to be half of the wavelength of the incident light, since a pitch that is the arrangement period of the metal pattern is close to or larger than the wavelength of the electromagnetic wave incident thereon . Since the wavelength of the visible light ray is 400 to 700 nm, the wire grid polarizer used for the liquid crystal display device should have a pitch of 200 to 320 nm or less to serve as a polarizer.

와이어 그리드 편광판에 비편광 빛(Unpolarized Light)을 조사하였을 때, 이론적으로 P 편광은 100% 투과되고, S 편광은 100% 흡수 또는 반사가 되어야 하나, 실제로는 그렇지 못한 경우가 발생한다. 디스플레이의 명암 대조비(C.R, contrast ratio)를 결정하는 편광 효율은 S 편광 투과율(TS)이 낮을수록 우수해지고, 디스플레이의 휘도 즉, 밝기는 P 편광 투과율(TP)이 높을수록 향상될 수 있다. When an unpolarized light is irradiated on a wire grid polarizer, P polarized light is theoretically transmitted at 100% and S polarized light is 100% absorbed or reflected. The polarizing efficiency for determining the contrast ratio (CR) of the display is improved as the S polarized light transmittance T S is lower, and the luminance or brightness of the display can be improved as the P polarized light transmittance T P is higher .

격자형 패턴이 형성된 기재 상에 금속을 적층하여 제조되는 와이어 그리드 편광판의 경우, 금속 적층량이 많아질수록 반사율이 향상되기 때문에 편광효율이 증가하는 효과를 나타낸다. 그러나, 이와 같이 금속 적층량이 증가하게 되면 빛의 투과 구간이 좁아지므로 P 편광 투과율은 떨어지는 문제가 발생한다. 즉, P 편광 투과율과 편광 효율은 트레이드-오프(Trade-off)관계에 있다.In the case of a wire grid polarizer produced by laminating a metal on a substrate on which a lattice-shaped pattern is formed, the reflectance increases as the amount of metal lamination increases, so that the polarization efficiency is increased. However, when the amount of stacked metal increases, the transmission range of light is narrowed, so that the P-polarized light transmittance is deteriorated. That is, the P polarization transmittance and the polarization efficiency are in a trade-off relationship.

따라서, 디스플레이의 광학 특성 향상을 위해서는 P 편광 투과율 저하 없이 금속의 적층량을 효과적으로 향상시켜, P 편광 투과율과 편광 효율이 모두 우수한 와이어 그리드 편광판의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, in order to improve the optical characteristics of a display, it is necessary to develop a wire grid polarizer excellent in both the P polarization transmittance and the polarization efficiency by effectively increasing the lamination amount of the metal without lowering the P polarization transmittance.

대한민국 등록특허 제1336097호, 와이어 그리드 편광자를 구비하는 액정 디스플레이 장치Korean Patent No. 1336097, a liquid crystal display device having a wire grid polarizer

본 발명자들은 금속의 적층량을 늘릴 수 있도록 선폭이 좁고, 하부 측 폭이 상부 측 폭보다 넓은 수지 패턴을 이용하여 와이어 그리드 편광판을 제조하였고, 이렇게 제조된 와이어 그리드 편광판이 우수한 P 편광 투과율, 편광 효율 및 내구성을 갖는 점을 확인하여 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention fabricated a wire grid polarizer using a resin pattern having a narrow line width and a width smaller than the upper side width so as to increase the amount of lamination of metal. The wire grid polarizer produced in this way has excellent P polarization transmittance, And durability, thereby completing the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 P 편광 투과율, 편광 효율 및 내구성이 우수한 와이어 그리드 편광판을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a wire grid polarizer excellent in P polarization transmittance, polarization efficiency and durability.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 와이어 그리드 편광판을 구비한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a display device having the wire grid polarizer.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수지 패턴; 및 상기 수지 패턴의 일부를 감싸며 형성된 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 편광판에 있어서, In order to achieve the above object, the present invention provides a resin pattern, And a metal pattern formed to surround a part of the resin pattern, the wire grid polarizer comprising:

상기 수지 패턴은 높이(H)가 10 내지 500 nm이고, The resin pattern has a height (H) of 10 to 500 nm,

상부 측 보다 하부 측 폭이 넓은 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판을 제공한다.And has a shape having a larger width on the lower side than on the upper side.

본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판은 수지 패턴의 선폭이 좁으므로 수지 패턴 상에 적층되는 금속의 적층량을 늘릴 수 있어 P 편광 투과율의 저하 없이 향상된 편광 효율을 나타낸다. 또한, 수지 패턴의 하부 측 폭은 상부에 비하여 넓은 형상을 가지므로 외력에 의한 변형이 잘 일어나지 않으며 우수한 내구성을 나타낸다.Since the wire grid polarizer according to the present invention has a narrow line width of the resin pattern, it is possible to increase the lamination amount of the metal laminated on the resin pattern and to exhibit improved polarization efficiency without lowering the P polarization transmittance. In addition, since the width of the lower side of the resin pattern is larger than that of the upper side, deformation due to external force does not occur and the durability is excellent.

도 1은 종래 와이어 그리드 편광판의 입체 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판의 일 구현예를 나타낸 입체 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판의 일 구현예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따라 구현되는 다양한 수지 패턴의 단면 형상을 예시한 단면도이다.1 is a three-dimensional cross-sectional view of a conventional wire grid polarizer.
2 is a three-dimensional cross-sectional view showing one embodiment of the wire grid polarizer according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a wire grid polarizer according to the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of various resin patterns implemented according to the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명은 수지 패턴 상에 적층되는 금속의 적층량을 높일 수 있도록 수지 패턴의 선폭을 좁게 하되, 상부 측 폭에 비하여 하부 측 폭을 넓게 하여 패턴 형상이 외력에 의하여 변형되지 않도록 하여 내구성을 증가시킨 와이어 그리드 편광판을 제공한다.In order to increase the amount of the metal laminated on the resin pattern, the line width of the resin pattern is narrowed, and the width of the lower side is widened to increase the durability by preventing the pattern shape from being deformed by the external force A wire grid polarizer is provided.

도 2는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판의 일 구현예를 나타낸 입체도이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판은 나노 크기의 수지 패턴(110) 및 상기 수지 패턴(110)의 일부를 감싸며 형성된 금속 패턴(120)을 포함한다.2 is a stereoscopic view showing an embodiment of a wire grid polarizer according to the present invention. 2, the wire grid polarizer according to the present invention includes a nano-sized resin pattern 110 and a metal pattern 120 formed to surround a part of the resin pattern 110. As shown in FIG.

본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판의 수지 패턴(110)은 금속 격자 패턴을 형성하기 위한 기재 역할을 수행하는 것으로서, 그 재질은 특별히 한정되지 않으며 광 투과율이 우수한 재질로서 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 쓰이는 물질이라면 어느 것이든 사용될 수 있다. 구체적으로, 아크릴계 수지, 메타아크릴계 수지, 폴리비닐계 수지, 폴리에스테르계 수지, 스티렌계 수지, 알키드계 수지, 아미노계 수지, 폴리우레탄계 수지 및 실리콘계 수지를 포함하는 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 경화성 수지로 형성되는 것이 바람직하다.The resin pattern 110 of the wire grid polarizer according to the present invention serves as a base for forming a metal grid pattern. The material is not particularly limited and may be a material having excellent light transmittance, Any material can be used. Specifically, it is preferable that at least one curable resin selected from the group consisting of an acrylic resin, a methacrylic resin, a polyvinyl resin, a polyester resin, a styrene resin, an alkyd resin, an amino resin, a polyurethane resin, .

이때, 보다 구체적인 경화성 수지의 종류로는 불포화폴리에스테르, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타 크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트의 단독중합체, 이들의 공중합체 또는 삼원 공중합체 등이 있을 수 있다.More specifically, examples of the curable resin include unsaturated polyester, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-butyl methacrylate, n-butyl methyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, Hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, acrylamide, methylol acrylamide, glycidyl methacrylate, ethyl acrylate, isobutyl acrylate, n-butyl acrylate, 2- Homopolymers of ethylhexyl acrylate, copolymers or terpolymers thereof, and the like.

본 발명에서 금속 패턴(120)은 알루미늄, 구리, 크롬, 백금, 금, 은, 니켈 및 이들의 합금을 포함하는 그룹으로부터 선택된 1종의 금속으로 형성될 수 있다. 가시광선 영역에 대한 반사율이 우수한 측면에서 은 또는 알루미늄을 선택하는 것이 바람직할 수 있고, 제조 단가까지 고려한다면 알루미늄을 선택하는 것이 보다 바람직할 수 있다. In the present invention, the metal pattern 120 may be formed of one metal selected from the group consisting of aluminum, copper, chromium, platinum, gold, silver, nickel, and alloys thereof. It may be preferable to select silver or aluminum in terms of excellent reflectivity for the visible light region, and it may be more preferable to select aluminum if considering the manufacturing cost.

본 발명은 수지 패턴 하면에 지지 기판(130)을 더 포함할 수 있으며, 이때 지지 기판은 배향에 의해 편광효과가 사라지지 않도록 등방성을 나타내는 투명한 기재를 적용할 수도 있고, 빛의 투사방향과 이의 채용구조에 따라 비등방성의 기재를 채용 할 수도 있다.The present invention can further include a supporting substrate 130 on the bottom surface of the resin pattern. In this case, the supporting substrate may be formed of a transparent substrate exhibiting isotropy so that the polarization effect is not lost by the orientation, An anisotropic substrate may be employed depending on the structure.

상기 지지 기판(130)은 수지 패턴(110) 및 금속 패턴(120)을 지지하는 역할을 하며 두께는 기계적 강도 및 유연성에 있어서 유리하도록 5 내지 1000 ㎛일 수 있으며 보다 바람직하게는 50 내지 250 ㎛일 수 있다.The support substrate 130 serves to support the resin pattern 110 and the metal pattern 120. The thickness of the support substrate 130 may be in the range of 5 to 1000 占 퐉 and more preferably in the range of 50 to 250 占 퐉 .

지지 기판(130)의 소재로서 바람직한 예로는 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리에폭시 필름, 고리형 올레핀계 중합체(COP) 필름, 고리형 올레핀계 공중합체(COC) 필름, 폴리카보네이트계 수지와 고리형 올레핀계 중합체의 공중합체 필름 및 폴리카보네이트계 수지와 고리형 올레핀계 공중합체의 공중합체 필름을 포함하는 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 투명 필름 또는 유리 등의 무기 기판을 들 수 있다.Preferred examples of the support substrate 130 include a triacetylcellulose (TAC) film, polymethylmethacrylate (PMMA), a polyethylene terephthalate film, a polycarbonate film, a polypropylene film, a polyethylene film, a polystyrene film, , A cyclic olefin polymer (COP) film, a cyclic olefin copolymer (COC) film, a copolymer film of a polycarbonate resin and a cyclic olefin polymer, and a copolymer film of a polycarbonate resin and a cyclic olefin copolymer And an inorganic substrate such as a glass substrate.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 와이어 그리드 편광판의 단면 형상을 나타낸 것이다.3 is a cross-sectional view of a wire grid polarizer according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판에서 수지 패턴(110)은 높이(H)가 10 내지 500 nm이고, 상부 측 보다 하부 측 폭이 넓은 형상을 가진다.In the wire grid polarizer according to the present invention, the resin pattern 110 has a height H of 10 to 500 nm and a width wider at the lower side than at the upper side.

여기서, 상기 수지 패턴(110)의 높이는 하나의 볼록한 패턴을 중심으로 양 옆의 오목부 최저점을 잇는 선을 기저선(111)으로 하여 측정된다. 다시 말해 수지 패턴(110)의 높이는 하나의 패턴의 최상단부로부터 기저선(111)을 향하여 내린 수직선의 길이로 정의될 수 있으며, 이때 기저선(111)의 높이는 0이고, 패턴의 최상단부의 높이는 H 이다. 여기서 기저선(111)은 패턴 각각마다 다른 기울기를 가질 수 있다. 즉, 인접하는 두 패턴 각각의 기저선은 일직선상에 놓일 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. Here, the height of the resin pattern 110 is measured with the base line 111 as a line connecting the lowest points of concave portions on both sides of one convex pattern as a center. In other words, the height of the resin pattern 110 can be defined as the length of a vertical line drawn from the uppermost end of one pattern toward the base line 111, where the height of the baseline 111 is 0, and the height of the top of the pattern is H. Here, the baseline 111 may have a different slope for each pattern. That is, the baselines of each of two adjacent patterns may or may not be on a straight line.

상기 수지 패턴(110)의 기저선(111)으로부터의 높이 H는 10 내지 500 nm인 것이 패턴 구현 측면에서 바람직하다. 만일 볼록부의 높이가 상기 범위 미만이면 공정상 구현이 어렵고, 상기 범위를 초과하면 패턴 뭉침 현상이 발생할 수 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 조절한다.The height H of the resin pattern 110 from the baseline 111 is preferably 10 to 500 nm in terms of pattern implementation. If the height of the convex portion is less than the above range, it is difficult to implement in the process. If the height exceeds the above range, pattern aggregation may occur.

한편, 상기 수지 패턴(110)의 높이가 0.5H인 지점의 폭(선폭, 112)은 바람직하기로 5 내지 25 nm 이고, 보다 바람직하기로 5 내지 15 nm이다.On the other hand, the width (line width, 112) at the point where the height of the resin pattern 110 is 0.5H is preferably 5 to 25 nm, more preferably 5 to 15 nm.

본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판은 상기와 같이 수지 패턴(110)이 좁은 선폭을 가지므로 금속을 더 많이 적층할 수 있고, 이로 인하여 P 편광 투과율 저하 없이 향상된 편광 효율을 나타낼 수 있다.As described above, since the resin pattern 110 has a narrow line width as described above, the wire grid polarizer according to the present invention can stack more metal, and thereby exhibit improved polarization efficiency without lowering the P polarization transmittance.

와이어 그리드 편광판은 금속 패턴에 의하여 빛의 편광과 반사가 결정된다. 따라서 금속의 적층량이 증가하게 되면 S 편광의 반사율이 향상되므로 편광 효율이 향상될 수 있다. 하지만, 반사율을 향상시키기 위하여 금속의 적층량을 과도하게 증가시키면 패턴 사이의 빛의 투과 구간이 지나치게 좁아져 P 편광 투과율이 저하되는 문제점이 발생한다. The wire grid polarizer determines the polarization and reflection of light by the metal pattern. Therefore, as the amount of stacking of the metal increases, the reflectance of the S polarized light is improved, so that the polarization efficiency can be improved. However, if the amount of stacking of the metal is excessively increased in order to improve the reflectance, the transmission period of light between the patterns becomes excessively narrow, and the P polarization transmittance decreases.

본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판은 수지 패턴(110)의 선폭이 좁기 때문에 동일한 피치 및 적층폭을 가지는 금속 패턴을 구현할 때 빛의 투과 구간을 좁히지 않고도 더 많은 금속량을 갖게 된다. 따라서, P 편광 투과율 저하 없이 향상된 편광 효율을 나타낼 수 있다.Since the wire pattern polarizer of the present invention has a narrow line width of the resin pattern 110, when the metal pattern having the same pitch and lamination width is implemented, the wire grid polarizer has more metal amount without narrowing the light transmission section. Thus, it is possible to exhibit improved polarization efficiency without lowering the P polarization transmittance.

또한, 본 발명은 수지 패턴(110)의 하부 측 폭이 상부 측 폭에 비해 넓은 와이어 그리드 편광판을 제공한다. 바람직하기로, 상기 수지 패턴(110)의 높이가 0.9H인 지점의 폭(114)은 0.1H인 지점의 폭(113) 대비 0.2 내지 0.9배이고, 보다 바람직하기로 0.2 내지 0.5이다. Further, the present invention provides a wire grid polarizer having a lower side width of the resin pattern 110 that is larger than the upper side width. Preferably, the width 114 of the point at which the height of the resin pattern 110 is 0.9H is 0.2 to 0.9 times, more preferably 0.2 to 0.5 times the width 113 at the point of 0.1H.

상기한 바와 같이 수지 패턴(110)의 선폭이 좁으면 좁을수록 금속을 더 많이 적층할 수 있기 때문에, 편광판의 광학적 특성을 향상시키는 측면에서는 바람직하다. 그러나, 선폭이 일정 수준 이하로 좁아지면 외력이 가해질 때 격자 패턴에 변형이 발생할 수 있기 때문에 내구성 측면에서는 바람직하지 않다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 수지 패턴의 하부 측 폭을 상부 측보다 넓게 함으로써 좁은 선폭을 가지면서도 내구성을 확보한 와이어 그리드 편광판을 구현하였다.As described above, the narrower the line width of the resin pattern 110 is, the more the metal can be laminated. Therefore, it is preferable from the viewpoint of improving the optical characteristics of the polarizing plate. However, if the line width is narrowed below a certain level, deformation may occur in the lattice pattern when an external force is applied, which is not preferable from the viewpoint of durability. In order to solve such a problem, the present invention realizes a wire grid polarizer having a narrow line width and durability by making the lower side width of the resin pattern wider than the upper side.

이때, 상기 수지 패턴(110)의 높이가 0.1H인 지점의 폭(113)은 5 내지 100 nm인 것이 바람직하다. 만일 상기 지점의 폭(113)이 상기 범위 미만이면 상술한 바와 같이 내구성이 확보된 와이어 그리드 편광판을 구현하기 어려우며, 상기 범위를 초과하면 나노 금속 격자 패턴을 제조하기가 어려울 수 있어, 상기 범위 내에서 적절히 조절한다.At this time, the width 113 at the point where the height of the resin pattern 110 is 0.1H is preferably 5 to 100 nm. If the width 113 of the point is less than the above range, it is difficult to realize a wire grid polarizer with durability as described above. If it exceeds the above range, it may be difficult to manufacture a nano metal grid pattern. Adjust accordingly.

한편, 본 발명에서 상기 수지 패턴(110)은 하나의 패턴의 최상단부로부터 다음 패턴의 최상단부까지의 거리로 정의되는 피치(Pitch, 115)가 40 내지 200 nm인 것이 바람직하다. 본 발명에서 금속 패턴(120)은 수지 패턴(110)의 일 측면에 편재하여 형성되기 때문에, 최종적으로 금속 패턴(120)의 피치는 수지 패턴(110)의 피치(115)와 유사한 값을 가지게 된다. In the present invention, it is preferable that the pitch (115) defined by the distance from the uppermost portion of one pattern to the uppermost portion of the next pattern is 40 to 200 nm. Since the metal pattern 120 is formed on one side of the resin pattern 110 in the present invention, the pitch of the metal pattern 120 finally has a value similar to the pitch 115 of the resin pattern 110 .

만일 수지 패턴(110)의 피치(115)가 상기 범위 미만이면 공정상 제조가 어려우며, 반대로 상기 범위를 초과하면 소광비(extinction ratio)가 낮아져 가시광선 영역에서 우수한 편광 특성을 기대하기 어려우므로, 수지 패턴(110)의 피치(115)는 상기 범위 내에서 적절히 조절한다.If the pitch 115 of the resin pattern 110 is less than the above-mentioned range, it is difficult to manufacture in the process. Conversely, when the resin pattern 110 is over the above range, extinction ratio becomes low and excellent polarization characteristics in the visible light region can not be expected. The pitches 115 of the pads 110 are appropriately adjusted within the above range.

상기 수지 패턴(110)의 단면 형상은 상술한 바와 같이 하부 측보다 상부측의 폭이 좁은 형상이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 수지 패턴(110)의 단면 형상은 도 4에 도시된 바와 같이 사다리꼴, 삼각형, 포물선 형상, 또는 이들의 변형된 형상일 수 있다. 여기서 '변형된 형상'이란, 원래의 형상인 사다리꼴, 삼각형, 포물선 형상의 직선부가 곡선으로 되거나, 그 반대의 경우, 기울어지거나 휘어진 경우, 또는 측면부가 경사지거나 굴곡진 구간을 한 구간 이상 포함하여 측면 돌출부와 측면 함몰부를 각각 1 이상 포함하게 되는 것을 의미한다. 또한, 수지 패턴(110)의 단면 형상은 반드시 좌우 대칭될 필요는 없다.The cross-sectional shape of the resin pattern 110 is not particularly limited as long as the width of the upper side is narrower than the lower side as described above. For example, the cross-sectional shape of the resin pattern 110 may be a trapezoidal shape, a triangular shape, a parabolic shape, or a deformed shape thereof as shown in Fig. Here, the 'deformed shape' is a shape in which a linear portion of a trapezoidal shape, a triangular shape or a parabolic shape, which is an original shape, is a curved line, or vice versa, or when the side portion is inclined or curved, Quot; means that at least one of the protruding portion and the side depressed portion is included. In addition, the cross-sectional shape of the resin pattern 110 does not necessarily have to be mirror-symmetrical.

본 발명에서 상기 금속 패턴(120)은 적층 높이(121)가 10 내지 300 nm가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 적층 높이(121)는 금속 패턴(120)의 최상단부로부터 기저선(111)을 향하여 내린 수직선의 길이를 의미한다. 금속층(120)의 적층 높이(121)가 상기 수치범위를 만족할 때, 금속의 적층량 증가에 따른 편광효율 향상 효과가 크게 나타날 수 있다. In the present invention, it is preferable that the metal pattern 120 is formed to have a stacking height 121 of 10 to 300 nm. In this case, the stacking height 121 means the length of a vertical line from the uppermost end of the metal pattern 120 toward the base line 111. When the stacking height 121 of the metal layer 120 satisfies the above-described numerical range, the effect of improving the polarization efficiency according to an increase in the amount of stacking of the metal may be large.

또한, 본 발명에서 금속 패턴(120)은 수지 패턴(110)의 높이가 0.5H인 지점에서 수평방향으로의 적층폭(122)이 10 내지 150 nm가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 수치범위를 만족할 때 와이어 그리드 편광판의 편광 효율을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.In the present invention, it is preferable that the metal pattern 120 is formed such that the lamination width 122 in the horizontal direction is 10 to 150 nm at a point where the height of the resin pattern 110 is 0.5H. When the numerical range is satisfied, the polarization efficiency of the wire grid polarizer can be improved more effectively.

이와 같이 금속이 수지 패턴(110)을 중심으로 수직방향과 수평방향으로 균형 있게 적층됨으로써, 금속에 의해 수지 패턴(110)이 무너지거나 빛 투과 통로가 차단되는 것을 방지할 수 있다.By stacking the metal in a balanced manner in the vertical direction and the horizontal direction around the resin pattern 110, it is possible to prevent the resin pattern 110 from being broken by the metal or blocking the light transmission path.

본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판은 수지 상에 패턴을 형성하는 단계 및 상기 수지 패턴에 금속을 적층하는 단계를 거쳐 제조된다.The wire grid polarizer according to the present invention is manufactured through a step of forming a pattern on a resin and a step of laminating a metal on the resin pattern.

본 발명에서 수지에 패턴(110)을 형성하는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 쓰이는 방법이 사용될 수 있다. 일례로, 경화성 수지를 기재상에 도포한 후, 모양이 형성되어 있는 스탬프 또는 패턴 몰드로 전사하고 수지를 경화시켜 패턴을 형성할 수 있다. The method for forming the pattern 110 on the resin in the present invention is not particularly limited, and a method commonly used in the technical field of the present invention can be used. For example, a pattern can be formed by applying a curable resin on a substrate, transferring the pattern to a stamp or pattern mold having a shape, and curing the resin.

수지 패턴에 금속입자를 적층시키는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어 스퍼터링, 열증착, 전자선 증착, 또는 고분자와 금속을 동시에 식각하여 금속 패턴을 형성하는 건식 에칭방법 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. The method of laminating the metal particles on the resin pattern is not particularly limited and includes, for example, sputtering, thermal evaporation, electron beam evaporation, or a dry etching method in which metal and metal are simultaneously etched to form a metal pattern. It does not.

상술한 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판은 편광 소자가 채용될 수 있는 장치에 적용될 수 있으며, 상기 장치의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 상기 편광 소자가 채용될 수 있는 장치의 비제한적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD) 및 유기전계발광표시장치 (Organic Electro Luminescence Display; OLED) 등의 디스플레이 장치를 들 수 있다.The wire grid polarizer according to the present invention can be applied to an apparatus in which a polarizing element can be employed, and the type of the apparatus is not particularly limited. Non-limiting examples of the device in which the polarizing element can be employed include a liquid crystal display device (LCD) and an organic electro luminescence display (LCD) OLED) and the like.

액정표시장치는 인가 전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자이다. 상기 액정표시장치의 일례로, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)를 들 수 있다.A liquid crystal display device is an electronic device that converts various electrical information generated in various devices into visual information by using a change in liquid crystal transmittance according to an applied voltage. An example of the liquid crystal display device is a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD).

TFT-LCD는 빛을 제공하는 램프, 빛을 기판의 전 영역에 고루 분포시키기 위한 도광판 및 기타 필름을 포함하는 백라이트 유닛(Back Light Unit); 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 화소 전극 등이 형성되어 있는 TFT 기판; TFT 기판에 대향하여 배치되며 컬러필터(Color filter) 및 공통 전극 등이 형성되어 있는 컬러필터기판; 및 TFT 기판과 컬러필터기판 사이에 채워져 있는 액정층으로 구성된다. 그리고, TFT 기판의 하부 및 컬러필터기판의 상부에는 광원에서 제공되는 무편광의 광을 직선 편광으로 편광시키도록 편광판이 구비된다.The TFT-LCD includes a backlight unit including a lamp for providing light, a light guide plate for uniformly distributing light over the entire area of the substrate, and other films; A TFT substrate on which a gate line, a data line, a thin film transistor (TFT) and a pixel electrode are formed; A color filter substrate disposed opposite to the TFT substrate and having a color filter and a common electrode formed thereon; And a liquid crystal layer filled between the TFT substrate and the color filter substrate. A polarizing plate is provided on the lower portion of the TFT substrate and the upper portion of the color filter substrate to polarize unpolarized light provided from the light source into linearly polarized light.

또한, 유기전계발광표시장치는 투명기판 상에 양극(ITO층), 전자주입층, 전자수송층, 발광층, 정공수송층, 정공주입층 및 음극을 차례로 적층하여 이루어지며, 이때 상기 투명기판 외부 또는 양극 외부에 편광판을 구비한다.The organic electroluminescence display device includes an anode (ITO layer), an electron injection layer, an electron transport layer, a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, and a cathode sequentially stacked on a transparent substrate. And a polarizing plate.

본 발명에 따른 LCD 및 OLED 등의 디스플레이 장치는 상기 편광판으로서 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판을 사용한다. 이때, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판은 기판의 하부/상부 모두에 적용될 수도 있고, 둘 중 어느 한 곳에만 적용될 수도 있다. A display device such as an LCD and an OLED according to the present invention uses the wire grid polarizer according to the present invention as the polarizer. At this time, the wire grid polarizer according to the present invention may be applied to both the lower part and the upper part of the substrate, or may be applied to only one of them.

와이어 그리드 편광판은 P 편광을 투과시키는 동시에 S 편광은 반사하며, 반사된 광이 재활용될 수 있어 광 이용률을 높일 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광판은 수지 패턴(110)의 선폭이 좁게 설계되어 빛의 투과 구간을 확보하면서도 금속의 적층량을 높일 수 있으므로, P 편광 투과율 저하 없이 향상된 편광 효율을 나타낸다. 따라서 LCD나 OLED에 적용되어 우수한 편광 효율 및 휘도를 나타내 고품위의 화면 구현을 가능케 한다.The wire grid polarizer transmits P-polarized light and reflects S-polarized light, and the reflected light can be recycled, thereby increasing the light utilization factor. In particular, the wire grid polarizer according to the present invention is designed to have a narrow line width of the resin pattern 110, thereby increasing the amount of lamination of metal while securing a transmission period of light, thereby exhibiting improved polarization efficiency without lowering the P polarization transmittance. Therefore, it is applied to LCD or OLED, and exhibits excellent polarization efficiency and brightness, thereby realizing a high-quality screen.

실시예 1: 와이어 그리드 편광판의 제조Example 1: Preparation of wire grid polarizer

하기 표 1에 기재된 조건을 만족하는 수지 패턴 및 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 편광판을 제조하였다. 이때, 수지 패턴은 아크릴레이트, 금속 패턴은 알루미늄을 사용하였으며, 지지 기판은 두께 80 μm의 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름을 사용하였다. 하기 표 1에서 금속 패턴의 적층 높이는 기저선에서부터 금속 패턴의 최상단부까지의 높이이며, 적층 폭은 수지 패턴의 높이가 0.5H인 지점에서 수평방향으로 측정되는 값이다.A wire grid polarizer including a resin pattern and a metal pattern satisfying the conditions shown in Table 1 below was prepared. At this time, triacetylcellulose (TAC) film having a thickness of 80 mu m was used as the support substrate. In Table 1, the stacking height of the metal pattern is the height from the baseline to the top of the metal pattern, and the stacking width is a value measured horizontally at a height of the resin pattern of 0.5H.

비교예 1: 와이어 그리드 편광판의 제조Comparative Example 1: Preparation of wire grid polarizer

하기 표 1에 기재된 조건을 만족하는 수지 패턴 및 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 편광판을 제조하였다. 이때, 수지 패턴, 금속 패턴 및 지지기판은 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 것을 사용하였다.A wire grid polarizer including a resin pattern and a metal pattern satisfying the conditions shown in Table 1 below was prepared. At this time, the same resin pattern, metal pattern and supporting substrate as those used in Example 1 were used.

수지 패턴Resin pattern 금속 패턴Metal pattern 선폭(nm)Line width (nm) 0.9H폭/0.1H폭0.9H width / 0.1H width 높이(nm)Height (nm) 피치(nm)Pitch (nm) 적층 높이(nm)Lamination height (nm) 적층 폭(nm)Lamination width (nm) 실시예 1Example 1 2020 0.50.5 120120 100100 150150 5050 비교예 1Comparative Example 1 2020 1One 120120 100100 150150 5050 비교예
2Comparative Example
2 5050 0.50.5 120120 100100 150150 2020

실험예 1Experimental Example 1

RETS-100 장비(OTSUKA ELECTRONICS사)를 이용하여 다음과 같은 방법으로 상기 실시예 1 및 비교예 1의 편광판의 P 편광 투과율(TP) 및 S 편광 투과율(TS)을 측정하였으며, 이로부터 측정된 값으로부터 하기 수학식 1에 의하여 편광효율(PE)을 계산하였다. The P polarized light transmittance (T P ) and the S polarized light transmittance (T S ) of the polarizing plate of Example 1 and Comparative Example 1 were measured using a RETS-100 instrument (OTSUKA ELECTRONICS) And the polarization efficiency (PE) was calculated from the value obtained by the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

또한, 5.5인치 액정디스플레이 패널의 하면 편광필름을 제거한 후, 상기 제조된 실시예 및 비교예의 편광필름을 부착하여 휘도를 분석하였다. 휘도 측정은 BM-7A(일본 TOPCON사)를 사용하여 임의의 5지점에서 휘도(Luminance)를 측정하여 그 평균값을 구하여 평가하였다. Further, after removing the lower polarizing film of the 5.5 inch liquid crystal display panel, the polarizing films of the prepared examples and comparative examples were attached to analyze the brightness. The luminance was measured by measuring the luminance at arbitrary five points using a BM-7A (TOPCON, Japan) and calculating the average value thereof.

WGP 도막의 내구성을 분석하기 위하여 KSM ISO-15184 규격으로 연필 경도를 측정하였다. In order to analyze the durability of the WGP coating, pencil hardness was measured according to KSM ISO-15184 standard.

표 2는 상기 실험 결과를 나타낸 것이다.Table 2 shows the above experimental results.

P편광 투과율(%)P polarized light transmittance (%) S편광 투과율(%)S polarized light transmittance (%) 편광 효율(%)Polarization efficiency (%) 휘도(nit)Brightness (nit) 연필경도Pencil hardness 실시예 1Example 1 81.281.2 0.0430.043 99.89499.894 671671 4B4B 비교예 1Comparative Example 1 77.177.1 0.0450.045 99.88399.883 624624 6B6B 비교예 2Comparative Example 2 80.580.5 0.1220.122 99.69799.697 660660 3B3B

실험 결과, 0.9H인 지점의 폭이 0.1H 지점의 폭과 동일한 값을 가지는 비교예 1에 비하여, 하부 측 폭이 더 넓은 형상을 가지는 실시예 1이 우수한 휘도 특성뿐만 아니라, 향상된 내구성(연필경도)을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the experiment, Example 1 having a shape with a wider width at the lower side has superior brightness characteristics as well as improved durability (pencil hardness ). ≪ / RTI >

또한, 선폭이 50 nm로 넓은 비교예 2에 비하여 선폭이 20 nm로 좁은 실시예 1 편광효율이 현저하게 향상되었으며, 실시예 1의 경우, 금속의 적층폭이 증가함으로써, S 편광 투과율이 현저하게 감소되어 우수한 편광특성을 나타내었다.In addition, the polarization efficiency of Example 1 in which the line width was narrowed to 20 nm was remarkably improved as compared with Comparative Example 2 having a line width of 50 nm, and in Example 1, the lamination width of the metal was increased, And exhibited excellent polarization characteristics.

상기 결과로부터, 본 발명의 와이어 그리드 편광판은 우수한 편광특성 및 내구성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.From the above results, it can be confirmed that the wire grid polarizer of the present invention exhibits excellent polarization characteristics and durability.

110: 수지 패턴
111: 기저선
112: 수지 패턴의 0.5H 높이에서의 폭(선폭)
113: 수지 패턴의 0.1H 높이에서의 폭
114: 수지 패턴의 0.9H 높이에서의 폭
115: 수지 패턴의 피치
120: 금속 패턴
121: 금속 패턴의 적층 높이
122: 수지 패턴의 높이가 0.5H인 지점에서 수평방향으로의 금속 패턴의 적층 폭110: resin pattern
111: Baseline
112: width (line width) at a height of 0.5H of the resin pattern
113: width of resin pattern at 0.1H height
114: Width at a height of 0.9H of the resin pattern
115: pitch of resin pattern
120: metal pattern
121: height of lamination of metal pattern
122: the lamination width of the metal pattern in the horizontal direction at the point where the height of the resin pattern is 0.5H

Claims (12)

수지 패턴; 및 상기 수지 패턴의 일부를 감싸며 형성된 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 편광판에 있어서,
상기 수지 패턴은 높이(H)가 10 내지 500 nm이고,
상부 측 보다 하부 측 폭이 넓은 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.Resin pattern; And a metal pattern formed to surround a part of the resin pattern, the wire grid polarizer comprising:
The resin pattern has a height (H) of 10 to 500 nm,
And the lower side width of the wire grid polarizer is larger than that of the upper side. 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴의 높이(H)가 0.5H인 지점의 폭이 5 내지 25 nm인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.The method according to claim 1,
And the width of the point where the height H of the resin pattern is 0.5H is 5 to 25 nm. 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴의 높이가 0.9H인 지점의 폭은 0.1H인 지점의 폭 대비 0.2 내지 0.9배인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.The method according to claim 1,
Wherein the width of the point where the height of the resin pattern is 0.9H is 0.2 to 0.9 times the width of the point of 0.1H. 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴의 높이가 0.9H인 지점의 폭은 0.1H인 지점의 폭 대비 0.2 내지 0.5배인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.The method according to claim 1,
Wherein the width of the point where the height of the resin pattern is 0.9H is 0.2 to 0.5 times the width of the point of 0.1H. 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴의 높이가 0.1H인 지점의 폭(W)은 5 내지 100 nm인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.The method according to claim 1,
Wherein a width (W) at a point where the height of the resin pattern is 0.1H is 5 to 100 nm. 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴은 40 내지 200 nm의 피치(pitch)로 형성된 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.The method according to claim 1,
Wherein the resin pattern is formed with a pitch of 40 to 200 nm. 제1항에 있어서,
상기 수지 패턴의 재질은 아크릴계 수지, 메타아크릴계 수지, 폴리비닐계 수지, 폴리에스테르계 수지, 스티렌계 수지, 알키드계 수지, 아미노계 수지, 폴리우레탄계 수지 및 실리콘계 수지를 포함하는 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.The method according to claim 1,
The material of the resin pattern is at least one selected from the group consisting of an acrylic resin, a methacrylic resin, a polyvinyl resin, a polyester resin, a styrene resin, an alkyd resin, an amino resin, a polyurethane resin, And the wire grid polarizer. 제1항에 있어서,
상기 금속 패턴은 적층 높이가 10 내지 300 nm인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.The method according to claim 1,
Wherein the metal pattern has a lamination height of 10 to 300 nm. 제1항에 있어서,
상기 금속 패턴은 수지 패턴의 높이가 0.5H인 지점에서 수평방향으로의 적층 폭이 10 내지 150 nm인 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.The method according to claim 1,
Wherein the metal pattern has a lamination width in the horizontal direction of 10 to 150 nm at a point where the height of the resin pattern is 0.5H. 제1항에 있어서,
상기 금속 패턴은 알루미늄, 구리, 크롬, 백금, 금, 은, 니켈 및 이들의 합금을 포함하는 그룹으로부터 선택된 1종의 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광판.The method according to claim 1,
Wherein the metal pattern is formed of one metal selected from the group consisting of aluminum, copper, chromium, platinum, gold, silver, nickel, and alloys thereof. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 와이어 그리드 편광판을 포함하는 디스플레이 장치.A display device comprising the wire grid polarizer according to any one of claims 1 to 10. 제10항에 있어서,
상기 디스플레이 장치는 LCD 또는 OLED인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the display device is an LCD or an OLED.
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