WO2013081242A1 - 마스크 - Google Patents

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WO2013081242A1
WO2013081242A1 PCT/KR2012/000510 KR2012000510W WO2013081242A1 WO 2013081242 A1 WO2013081242 A1 WO 2013081242A1 KR 2012000510 W KR2012000510 W KR 2012000510W WO 2013081242 A1 WO2013081242 A1 WO 2013081242A1
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WO
WIPO (PCT)
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mask
light
opening
distance
irradiated
Prior art date
Application number
PCT/KR2012/000510
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김신영
홍경기
윤혁
주원철
조용일
박문수
고동호
유수영
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
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Priority to US13/356,463 priority patent/US9140979B2/en
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/50—Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/25—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/201—Filters in the form of arrays

Definitions

  • the present invention relates to a light irradiation apparatus and a manufacturing method of a light alignment layer.
  • the liquid crystal panel includes a liquid crystal, an optical alignment layer, a compensation film or an optical filter using a liquid crystal, and the like.
  • the optical alignment layer is used to orient the liquid crystal in a desired direction, and may be formed by, for example, irradiating linearly polarized light onto a layer of a material having optical alignment.
  • the optical functional film included in the liquid crystal panel is also enlarged, and accordingly, the surface to which light is irradiated to form the optical alignment layer is also large. Therefore, various methods for imparting uniformity to the large-area optical alignment layer have been studied.
  • This invention provides the light irradiation apparatus and the manufacturing method of a photo-alignment layer.
  • the light irradiation apparatus includes at least one opening for guiding light to the surface of the equipment and the object to which the subject is mounted, and the size of the opening is adjusted according to the distance from the subject. It may include a mask.
  • an opening which can guide light to the surface of an object to be irradiated means, for example, after light irradiated to one side of the mask is emitted to the other side of the mask via the opening. It may mean an opening formed to reach the surface of the object under investigation. The configuration of the opening will be described in detail below with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the light reaching the surface of the subject after being radiated to the other side of the mask may be collimated light or nearly collimated light.
  • the term “light having straightness” refers to light in which light emitted to the other side of the mask is diffused in the process of reaching the surface of the object to be irradiated, or the irradiation direction is changed to an unintended direction, or the light is suppressed. Can mean. In one example, "light having straightness” shall mean light having a divergence angle within about ⁇ 10 degrees, within about ⁇ 5 degrees, or within about ⁇ 3.5 degrees in the process of being emitted from the other side of the mask. Can be. As used herein, the term “diffusion angle” may refer to an angle formed by a normal line perpendicular to the plane of the mask and a direction in which light guided by the opening travels.
  • the light guided by the openings may be linearly polarized light.
  • the linearly polarized light may be used in a process for imparting orientation to the photoalignment layer, for example, when the irradiated object is a photoalignment layer.
  • the size of the opening may be adjusted according to the distance between the mask and the surface of the object to which the guided light is irradiated.
  • the size of the opening is adjusted according to the distance between the surface of the object and the mask.
  • the thickness, width, or aspect ratio of the opening is adjusted in consideration of the distance between the mask and the surface of the object.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating one example of a mask 40 according to an embodiment of the present invention.
  • the mask 40 of FIG. 1 includes a plurality of openings 42 extending in the same direction and arranged in parallel with each other.
  • a mask according to another embodiment of the present invention may be formed including one opening 42. That is, the number and arrangement of the openings 42 of the mask 40 are not particularly limited and can be appropriately adjusted according to the type of the object to be inspected.
  • the number and arrangement of the openings 42 of the mask 40 include the number and shape of the portions to be exposed when the object 50 is a photoresist and the case where the object 50 is an optical alignment layer. Can be freely adjusted in consideration of the number, shape or process efficiency of the portion to be oriented.
  • the size of the opening 42 is adjusted according to the distance of the mask 40 and the surface of the object 50.
  • the thickness t of the opening portion 42 is a straight line that vertically connects the shortest distance through which the light irradiated to one side of the mask 40 passes through the opening, that is, one side of the mask 40 and the other side thereof. Means the distance.
  • the width w of the opening part 42 means a distance of a straight line connecting both side surfaces of the opening part 42 vertically.
  • the size of the opening 42 to be adjusted may be the thickness t of the opening.
  • the size of the opening 42 may be adjusted to improve the straightness in the process of the light emitted from the opening 42 to the irradiated object 50.
  • FIG. 2 illustrates a cut surface obtained by cutting the mask of FIG. 1 in the II direction, and illustrates an example in which the size of the opening 42 of the mask 40 is adjusted according to the distance from the surface of the irradiated object 50. The figure shows.
  • L2 is light guided by the opening part 42, which represents light having a divergence angle of 0 degrees
  • L1 is light guided by the opening part 42, and is a light having an divergence angle of ⁇ degrees.
  • the divergence angle may refer to an angle formed by a direction perpendicular to a plane of the mask 40 and a direction in which light guided by the opening 42 travels.
  • the opening 42 generates light having excellent straightness, so that light is irradiated only to a desired irradiation area on the surface of the object 50, for example, an area indicated by S in FIG. 2. It may be configured to. For example, even when light having a large divergence angle exists, the distance indicated by "b" in the figure other than the target site S, for example, in the object 50 is referred to as "deviation distance” hereinafter. In order to prevent light from being irradiated up to.), Considering the distance of the surface of the object 50 to the distance of the mask 40, for example, the distance indicated by " a " In FIG. 2, the departure distance may be minimized or adjusted such that it does not exist. In FIG. 2, "a” means the space
  • the deviation distance in FIG. 2 is defined as a function related to the distance a between the object 50 and the mask 40 and the thickness t and width w of the opening 42. It can be defined as Equation 1.
  • the allowable range of the deviation distance may be variously changed according to the application to which the mask 40 is applied. For example, when the width of the pattern of the mask 40 is large, it may be required to lengthen the departure distance, and when the uniformity of the pattern of the mask 40 is required, it may be necessary to minimize the departure distance. .
  • the separation distance may be 1/5 times or less of the width w of the mask 40. Substituting this content into Equation 1 can lead to a relationship as shown in Equations 2 and 3 below.
  • the thickness t of the opening 42 can be adjusted to about 5 times or more of the distance a between the surface of the object 50 and the mask 40, and the use or the desired exposure site or light. Depending on the alignment site, the thickness t may be adjusted to about 6 times or more, about 7 times or more, about 8 times or more, about 9 times or more, or about 10 times or more.
  • the upper limit of the thickness of the opening portion 42 is adjusted in accordance with the degree of the desired separation region, and is not particularly limited. However, when the thickness becomes thick, the straightness of the light may be improved, that is, the divergence angle may be reduced, but the illuminance of the light reaching the irradiated object 50 may be reduced. In view of this, the upper limit of the thickness may be, for example, , May be adjusted to 30, 20 or 15 times the distance (a).
  • the thickness of the opening 42 is adjusted such that the distance a between the surface of the irradiated object 50 and the mask 40 is 0 mm to 50 mm. Can be. In this range, an appropriate alignment pattern may be implemented in the photoalignment layer.
  • the distance a can be designed, for example, more than 0 mm, at least 0.001 mm, at least 0.01 mm, at least 0.1 mm or at least 1 mm. Further, the distance a may be designed to be 40 mm or less, 30 mm or less, 20 mm or less, or 10 mm or less. The distance a can be designed in various combinations of upper and lower limits.
  • the width w of the opening 42 may also be adjusted in various ways depending on the application to which the mask 40 is applied.
  • the width of the opening 42 is the left-eye image light optical characteristic formed in the optical filter. It may be adjusted to be equal to the width of the adjustment region (hereinafter referred to as "UL region”) or the right eye image light optical characteristic adjusting region (hereinafter referred to as "UR region").
  • the optical filter used to implement a stereoscopic image may be configured in various forms, but in general, to adjust the optical characteristics of the UR region for adjusting the optical characteristics of the light incident to the observer's right eye and the incident light to the observer's left eye.
  • the UR and UL regions may be alternately arranged adjacent to each other while having a stripe shape extending in a direction common to each other, as shown in FIG. 3, in which case the width of each region may be defined as W1 or W2 in FIG. 3. Can be.
  • the width of the opening 42 of the mask 40 may be designed to be equal to the width of the UR or UL region.
  • the width of the opening 42 in the above may be equal to the width of the UR or UL region, and may include an error within about ⁇ 60 ⁇ m, an error within about ⁇ 40 ⁇ m, or an error within about ⁇ 20 ⁇ m.
  • the opening 42 may have various shapes as long as it is formed to guide light as described above, and the opening 42 is not particularly limited.
  • the opening 42 may have a shape in which inner walls facing each other are formed in parallel with each other.
  • the opening 42 may have a square or rectangular cross-sectional shape depending on the thickness of the mask 40.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of an opening observed when the mask of FIG. 1 is cut in the I-I direction of FIG. 1.
  • 4A illustrates a case where the cross-sectional shape of the opening 42 of the mask 40 is substantially square
  • FIG. 4B illustrates a case where the cross-sectional shape is approximately rectangular.
  • the opening 42 has a wide side at which light is irradiated to the mask 40 and a narrow side at which the light guided by the opening 42 is emitted.
  • the width may be narrowed toward the side from which the light is irradiated toward the side where the light is emitted.
  • the ratio of narrowing in the above may be regular or irregular.
  • the width may be formed to be narrowed and widened regularly or irregularly, or to be narrowed and widened regularly or irregularly.
  • the total reflection layer 44 may be further included in the inner wall of the opening 42 as shown in FIG. 4. This total reflection layer 44 may be configured to improve the straightness of the light.
  • the total reflection layer 44 may be formed by coating a reflective material such as aluminum, copper, nickel, gold, platinum, or the like on the inner wall of the opening 42 by a deposition method or the like.
  • the kind of the irradiated object 50 to which the light guided by the opening 42 of the mask 40 according to the embodiment of the present invention is irradiated is not particularly limited.
  • the category of the object 50 may include all kinds of objects for which light having straightness needs to be irradiated.
  • the irradiated object 50 may include a photoresist requiring exposure or a photoalignment layer requiring photoalignment.
  • the surface to which the light guided by the opening 42 of the mask 40 is irradiated may be a surface maintained as a curved surface.
  • the size of the opening 42 can also be adjusted taking into account the radius of curvature of the curved surface.
  • the radius of curvature of the curved surface may be about 150 mm to about 250 mm.
  • the size of the opening 42 for example, the thickness, can be adjusted within the range of about 5 mm to about 20 mm.
  • the radius of curvature of the curved surface may be 50 mm or more and 50 mm to 500 mm. If the radius of curvature of the surface maintained on the curved surface of the inspected object 50 is less than 50 mm, it is difficult to print a precise pattern, and if it exceeds 500 mm, the overall equipment cost increases, and the tension of the inspected object 50 wound around the roll is increased. Difficult to adjust, there is a problem to use an additional auxiliary roll, the radius of curvature can be designed in the above numerical range.
  • roll-to-roll process may include all processes including a step of irradiating light to the subject 50 while continuously transferring the subject 50 using a roll such as a guide roll, a transfer roll, or a winding roll. have.
  • the process of irradiating light to the irradiated object 50 may be performed, for example, in a state in which the irradiated object 50 is wound on a roll.
  • the light can be irradiated in a state where the irradiated object 50 is effectively fixed, thus effectively achieving the purpose of irradiation.
  • FIG. 5 exemplarily illustrates a process of irradiating light onto the object 50 through the mask 40 in a roll-to-roll process.
  • the irradiated object 50 is wound on the roll 60 so that the surface is kept curved, and light may be irradiated in this state.
  • the thickness t of the opening 42 of the mask 40 can be adjusted according to the distance a with the object 50 as described above, and the radius of curvature of the surface can also be considered.
  • the mask 40 includes a plurality of openings 42
  • the thickness of each of the openings 42 may be equally adjusted or differently.
  • the distance a between the mask 40 and the irradiated object 50 may be different for each opening portion 42, and in this case, each opening portion 42 ) May be adjusted differently, but is not limited thereto.
  • FIG. 6 exemplarily illustrates a process in which an irradiated object 50 is wound on an equipment 60 such as a roll in a roll-to-roll process and irradiates light through a mask 40.
  • the surface of the mask 40 facing the irradiated object 50 is formed in a curved surface.
  • the amount of light can be uniformly irradiated over the entire surface of the irradiated object 50. Therefore, the straightness of the light is improved to form a pattern uniformly on the irradiated object 50.
  • the irradiated object 50 and the mask 40 have substantially the same radius of curvature, or the irradiated object 50 and the mask 40 in order to irradiate light uniformly over the entire surface of the irradiated object 50.
  • Distance (a) of the opposite side of the) may be formed the same.
  • the radius of curvature or distance of the face of the object 50 and the mask 40 facing each other may be designed such that an error range is 5% or less.
  • the invention also relates to an apparatus comprising a mask, for example a light irradiation apparatus.
  • An apparatus according to an embodiment of the present invention may be configured to include a mask and equipment to which the object is mounted.
  • the size of the mask in the device can be adjusted according to the distance between the object and the mask, for example, in the same manner as described above.
  • the equipment and mask for mounting the subject may be installed such that the distance between the surface of the subject and the mask mounted by the equipment is greater than about 0 mm and also less than or equal to 50 mm.
  • the equipment and mask may be included in the device such that the distance of the surface of the subject and the mask is, for example, at least 0.001 mm, at least 0.01 mm, at least 0.1 mm, or at least 1 mm.
  • the equipment and mask may be included in the device such that the distance is 40 mm or less, 30 mm or less, 20 mm or less, or 10 mm or less. The distance can be designed in various combinations of upper and lower limits.
  • the thickness of the opening of the mask is about 5 times or more, about 6 times or more, about 7 times or more, about 8 times or more, about 9 times or more, or about 10 times or more of the distance between the surface of the object and the mask. Can be formed.
  • the thickness of the opening may be about 30 times or less, 20 times or less, or about 25 times or less of the distance.
  • the type of equipment to which the subject is mounted in the apparatus is not particularly limited, and for example, may include all kinds of equipment designed to stably maintain the subject during light irradiation.
  • the equipment to which the subject is mounted may be equipment that can mount the subject while maintaining the surface of the subject as a curved surface.
  • Examples of such equipment may include, but are not limited to, rolls in the roll-to-roll process described above.
  • the roll can be adjusted so that the radius of curvature of the surface of the object to be held by the roll is about 150 mm to about 250 mm.
  • the size of the opening for example the thickness, can be adjusted within the range of about 5 mm to about 20 mm.
  • the apparatus may further comprise a light source capable of irradiating light with the mask.
  • a light source capable of irradiating light with the mask.
  • the light source may be a light source capable of irradiating ultraviolet light, a high pressure mercury ultraviolet lamp, a metal Halide lamps or gallium ultraviolet lamps and the like can be used.
  • the light source may be a light source capable of generating light traveling in a straight line only towards the mask.
  • the light irradiated from the light source does not have a special direction, and it is generally irradiated in all directions.
  • the light source in the device is designed to produce light that can only travel straight toward the mask, it may be more efficient to guide the light into the mask to produce light with straightness. have.
  • light irradiation means such as a short arc type discharging lamp, which is a kind of UV lamp, is used.
  • the short arc type discharge lamp is a point light source as a discharge lamp using an arc discharge plasma of a high pressure mercury vapor as a light source, it has an advantage of being able to irradiate the irradiated surface more uniformly than a rod-shaped lamp such as a high pressure mercury lamp or a metal halide lamp. .
  • the LED which emits ultraviolet-ray has been put into practical use, since illumination intensity can be made uniform, it is also possible to arrange
  • the light source may include one or a plurality of light irradiation means.
  • the number or arrangement of the irradiation means is not particularly limited.
  • the light irradiation means forms two or more rows, and the light irradiation means and any one row are located in any one of the two or more rows.
  • the light irradiation means located in other adjacent columns may be arranged to overlap each other.
  • the overlapping of the light irradiation means is that the line connecting the center of the light irradiation means existing in one column and the light irradiation means existing in another column adjacent to any one column is parallel to the direction perpendicular to each column. While being formed in a direction not inclined (direction inclined at a predetermined angle), it may mean that the irradiation area of the light irradiation means overlaps with each other in a direction perpendicular to each column.
  • FIG. 7 is a diagram for illustratively explaining the arrangement of the above light irradiation means.
  • a plurality of light irradiation means 10 are arranged while forming two rows, that is, A row and B row.
  • the center of the first and second light irradiation means is determined.
  • the line P to connect is formed so as not to be parallel to the line C formed in the direction perpendicular
  • the irradiation area of the 1st light irradiation means and the irradiation area of the 2nd light irradiation means overlap by the range of Q in the direction perpendicular
  • the light amount of light irradiated by the light source can be kept uniform.
  • the extent to which any one of the above light irradiation means and the other light irradiation means overlap, for example, the length of Q in Fig. 7 is not particularly limited.
  • the degree of overlap may be about 1/3 to 2/3 of the diameter of the light irradiation means, for example, L in FIG. 7.
  • the apparatus may further comprise one or more light collecting plates for the adjustment of the amount of light emitted from the light source.
  • the light collecting plate may be included in the apparatus, for example, after the light irradiated from the light source is incident and collected by the light collecting plate, the collected light can be irradiated with a mask.
  • the light collecting plate if it is formed so as to collect light irradiated from the light source, a constitution commonly used in this field can be used.
  • a lenticular lens layer having a lens such as a convex lens or the like may be used.
  • the device may further comprise a polarizing plate.
  • the polarizing plate can be used, for example, to produce light that is linearly polarized from light emitted from a light source.
  • the polarizing plate may be included in the device such that light irradiated from the light source is incident on the polarizing plate so that light transmitted through the polarizing plate may be irradiated back to the mask.
  • the polarizing plate may be present at a position where the light irradiated from the light source can be incident on the polarizing plate after being collected by the light collecting plate.
  • any one capable of producing linearly polarized light from light emitted from the light source can be used without particular limitation.
  • a polarizing plate any one capable of producing linearly polarized light from light emitted from the light source can be used without particular limitation.
  • a polarizing plate a glass plate, a wire grid polarizing plate, etc. which are arrange
  • the apparatus 1 of FIG. 8 is a diagram illustrating one example of the light irradiation apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the apparatus 1 of FIG. 8 includes the equipment 60 which mounts the light source 10, the light condensing plate 20, the polarizing plate 30, the mask 40, and the to-be-tested object 50 which were arrange
  • the light irradiated from the light source 10 first enters the light collecting plate 20, is focused, and then enters the polarizing plate 30 again.
  • Light incident on the polarizing plate 30 is generated as light linearly polarized, and the light may be incident again to the mask 40, guided by the opening, and irradiated onto the surface of the irradiated object 50.
  • the invention also relates to a method of generating light traveling in a straight line.
  • An exemplary method may include irradiating light toward a mask that includes one or more openings capable of guiding light to the object under investigation.
  • a mask as described above may be used as the mask in the method.
  • the method for generating light In the method for generating light according to an embodiment of the present invention, guiding light irradiated toward a mask (for example, 40 in FIG. 1) to an irradiated object using an opening (for example, 42 in FIG. 1).
  • the size of the opening can be adjusted according to the distance between the mask and the object under investigation.
  • the size of the opening of the mask can be adjusted according to the distance between the object and the mask in the same manner as described above.
  • the distance between the surface of the subject and the mask in the method may be adjusted to be greater than about 0 mm and also to be 50 mm or less.
  • the distance of the surface of the object and the mask may be adjusted to be, for example, 0.001 mm or more, 0.01 mm or more, 0.1 mm or more or 1 mm or more.
  • the distance can be adjusted to be, for example, 40 mm or less, 30 mm or less, 20 mm or less, or 10 mm or less.
  • the distance can be designed in various combinations of upper and lower limits.
  • the thickness of the opening of the mask is about 5 times or more, about 6 times or more, about 7 times or more, about 8 times or more, about 9 times or more, or about 10 times or more of the distance between the surface of the object and the mask. Can be formed. In this state, it is possible to increase the generation efficiency of the light that proceeds straight to minimize the divergence angle.
  • the thickness of the opening can be adjusted, for example, in the range of about 30 times or less, 20 times or less, or 15 times or less of the distance.
  • the method may be performed while the surface of the subject is kept curved.
  • the radius of curvature of the curved surface may be adjusted to be about 150 mm to about 250 mm.
  • the size of the opening which is adjusted according to the radius of curvature, for example, the thickness, can be adjusted within the range of about 5 mm to about 20 mm.
  • the method of generating light traveling in a straight line may be performed using the above-described light irradiation apparatus. Therefore, the light source, the light collecting plate, the polarizing plate, or the like described above may be used in the process.
  • the present invention further relates to a method for producing the optical alignment layer.
  • An exemplary method of manufacturing the optical alignment layer may include irradiating light toward a mask including one or more openings capable of guiding the light to the optical alignment layer. The irradiated light may be guided by the opening and irradiated onto the photoalignment layer.
  • the mask in the method the mask described above may be used.
  • the light irradiated toward the mask (for example, 40 in FIG. 1) is guided to the optical alignment layer using an opening (for example, 42 in FIG. 1). It may include doing.
  • the size of the opening may be adjusted according to the distance between the mask and the optical alignment layer.
  • the distance between the mask and the surface of the photoalignment layer in the method of manufacturing the photoalignment layer may be adjusted to be greater than about 0 mm and also to be 50 mm or less.
  • the distance between the surface of the photo-alignment layer and the mask may be adjusted to be, for example, 0.001 mm or more, 0.01 mm or more, 0.1 mm or more, or 1 mm or more.
  • the distance can be adjusted to be, for example, 40 mm or less, 30 mm or less, 20 mm or less, or 10 mm or less.
  • the distance can be designed in various combinations of upper and lower limits.
  • the thickness of the opening of the mask is about 5 times or more, about 6 times or more, about 7 times or more, about 8 times or more, about 9 times or about 10 times or more of the distance between the surface of the photo-alignment layer and the mask. Can be formed.
  • the light irradiated in such a state is precisely irradiated to the target portion of the optical alignment layer with excellent straightness, and thus an efficient alignment of the optical alignment layer may be possible.
  • the thickness of the opening can be adjusted, for example, in the range of about 30 times or less, 20 times or less, or 15 times or less of the distance.
  • the preparation of the photoalignment layer may be performed in a state in which the surface of the photoalignment layer is maintained in a curved surface.
  • the radius of curvature of the curved surface may be adjusted to be about 150 mm to about 250 mm.
  • the size of the opening which is adjusted according to the radius of curvature, for example, the thickness, can be adjusted within the range of about 5 mm to about 20 mm.
  • the manufacture of the photoalignment layer may be performed using the above-described light irradiation apparatus. Therefore, the light source, the light collecting plate, the polarizing plate, or the like described above may be used in the process.
  • the photo-alignment layer in the above is not particularly limited, and all kinds known in the art may be used.
  • the photo-alignment layer is oriented by a cis-trans isomerization, fries rearrangement or dimerization reaction, induced by irradiation of linearly polarized light, and the determined orientation. It may include a compound capable of inducing alignment in the adjacent liquid crystal layer.
  • the photo-alignment layer is selected from one or more compounds selected from the group consisting of azobenzene, styryl benzene, cumarine, chalcone, fluorine, and cinnamic acid. And photo-orientable compounds having derived functional groups or residues.
  • the photo-orientation compound may be, for example, a compound in the form of a monomer, oligomer or polymer.
  • a compound norbornene resin etc. containing the cinnamate residue derived from cinnamic acid can be illustrated, for example.
  • the photo-alignment layer is, for example, a coating liquid prepared by diluting the above-described compound and other additives, for example, a photoinitiator, etc., with an appropriate solvent, if necessary, by a known coating method such as roll coating, spin coating or bar coating. It may be formed by coating.
  • the coating thickness of the alignment layer is not particularly limited, and may be adjusted in consideration of the kind of the compound used, the orientation efficiency, and the like.
  • the photoalignment layer may be a photoalignment layer subjected to a primary alignment treatment.
  • the primary alignment treatment can be performed, for example, by irradiating ultraviolet light linearly polarized in a predetermined direction onto the entire surface of the photoalignment layer, for example, the photoalignment layer, before irradiating light through the mask.
  • Such a first alignment-oriented photoalignment layer may be suitably used, for example, when the photoalignment layer is used as an optical filter for realizing a stereoscopic image.
  • the orientation of the alignment layer is determined by the polarization direction of the light finally irradiated. Therefore, after irradiating linearly polarized ultraviolet rays to a photo-alignment layer in a predetermined direction and firstly aligning the photo-alignment layer, the light is exposed to linearly polarized light in a direction different from that used in the primary alignment treatment only through a mask.
  • the orientation of the alignment layer may be changed in a direction different from the direction at the time of the primary alignment treatment only at a predetermined portion to be irradiated.
  • the photoalignment layer includes a pattern including at least a first alignment region having a first alignment direction and a second alignment region having a second alignment direction different from the first alignment direction, or two or more kinds of alignment regions having different alignment directions. Can be formed on.
  • the angle formed by the polarization axis of the linearly polarized ultraviolet light irradiated during the primary alignment and the polarization axis of the linearly polarized ultraviolet radiation irradiated during the secondary orientation performed through the mask after the first alignment may be vertical.
  • Vertical as used herein means substantially vertical, and may include, for example, an error of about ⁇ 10 degrees or less, about ⁇ 5 degrees or less, or about ⁇ 3 degrees or less.
  • the invention also relates to a method of making an optical filter.
  • An exemplary manufacturing method may further include forming a liquid crystal layer on the photoalignment layer formed through a secondary orientation via a mask as shown in FIG. 1.
  • the method for forming the liquid crystal layer is not particularly limited. For example, after coating and orienting a liquid crystal compound capable of crosslinking or polymerization by light on the photoalignment layer, the layer of the liquid crystal compound is irradiated with light to crosslink or polymerize. Can be formed. Through such a step, the layer of the liquid crystal compound is aligned and fixed according to the alignment of the optical alignment layer, so that a liquid crystal film including two or more kinds of regions having different alignment directions of the optical axis can be produced.
  • the kind of liquid crystal compound applied to the optical alignment layer is not particularly limited and may be appropriately selected according to the use of the optical filter.
  • the liquid crystal compound may be aligned in accordance with the alignment pattern of the alignment layer existing below, and the phase difference characteristic of ⁇ / 4 by photocrosslinking or photopolymerization It may be a liquid crystal compound capable of forming a liquid crystal polymer layer.
  • the term "retardation characteristic of ⁇ / 4" may mean a characteristic capable of retarding incident light by a quarter wavelength of the wavelength. Using such a liquid crystal compound, for example, an optical filter capable of dividing incident light into left circularly polarized light and right circularly polarized light can be produced.
  • crosslinking or polymerizing the aligned liquid crystal compound are not specifically limited.
  • the alignment may be performed in such a manner as to maintain the liquid crystal layer at an appropriate temperature at which the compound may exhibit liquid crystallinity according to the kind of liquid crystal compound.
  • crosslinking or polymerization may be carried out by irradiating the liquid crystal layer with light at a level at which appropriate crosslinking or polymerization may be induced depending on the type of liquid crystal compound.
  • the invention also relates to a photoalignment layer.
  • exemplary photoalignment layers may be prepared by the manner described above.
  • the optical alignment layer is used in an optical filter for implementing the above-described stereoscopic image, and may include at least a first alignment region oriented in a first direction and a second alignment region oriented in a second direction. Can be.
  • the first alignment region and the second alignment region may be alternately disposed adjacent to each other with stripe shapes extending in a direction common to each other, for example, in the arrangement of the UR and UL regions in FIG. 3. have.
  • the optical alignment layer may have an area of an unoriented part less than or equal to 10% of the area of the entire optical alignment layer.
  • the unoriented region may be 9% or less, 8% or less, 7% or less, 6% or less, 5% or less, 4% or less, 3% or less or 2% or less with respect to the total area of the photoalignment layer.
  • the unoriented region may be caused by, for example, a phenomenon in which incident light diffuses through the interval due to a gap existing between the photo alignment layer and the mask in the light irradiation process for the photo alignment process.
  • the alignment region may obscure the boundary between the alignment regions and may cause crosstalk in the process of implementing a stereoscopic image, for example.
  • the size of the mask is adjusted according to the distance from the photo-alignment layer, thereby suppressing or minimizing the occurrence of the unoriented region.
  • the unoriented region can be measured in the following manner. That is, when the optical alignment layer is arrange
  • An exemplary optical filter may include a photoalignment layer.
  • the optical filter may further include a phase retardation layer formed on at least one surface of the optical alignment layer.
  • the phase retardation layer may be, for example, a liquid crystal layer formed in the manner described above, for example, a layer containing a polymerized or crosslinked liquid crystal compound exhibiting retardation characteristics of ⁇ / 4 wavelength.
  • a liquid crystal layer is formed, for example, according to the alignment pattern of the lower optical alignment layer, and is aligned in accordance with the first and second alignment regions having a slow axis in the first direction, oriented according to the first alignment region, It may include a second area having a slow axis in a direction different from the first direction.
  • the optical filter may have a cross talk rate of 5% or less or 2% or less calculated by the following general formula (1).
  • Equation 4 X T represents the cross talk rate of the stereoscopic image display device equipped with the optical filter, X TL represents the cross talk rate observed to the left eye in the stereo image display device equipped with the optical filter, and X TR represents the optical The crosstalk rate observed with the right eye in the stereoscopic image display with a filter.
  • Equation 4 X TL and X TR may be calculated by Equations 5 and 6, respectively.
  • X TL ⁇ (L (LB-RW) -L (LB-RB) / (L (LW-RB) -L (LB-RB) ) ⁇ ⁇ 100
  • X TR ⁇ (L (LW-RB) -L (LB-RB) / (L (LB-RW) -L (LB-RB) ) ⁇ ⁇ 100
  • L (LB-RW) sets the display element such that light is not transmitted in the left eye image signal generation region in the display element of the stereoscopic image display device to which the optical filter is applied, and light is transmitted in the image signal generation region for the right eye.
  • the luminance measured in one case is represented, and L (LB-RB) is the luminance measured when the display element is set so that no light is transmitted through both the left eye image signal generation region and the right eye image signal generation region in the display element.
  • L (LW-RB) represents the luminance measured when the display element is set so that light is transmitted through the left eye video signal generation region and no light is transmitted through the right eye image signal generation region in the display element.
  • the optical filter may be formed using an optical alignment layer in which an unoriented region is minimized or suppressed as described above, thereby providing an optical filter having an excellent crosstalk ratio in the above range.
  • the present invention also relates to a stereoscopic image display device.
  • An exemplary stereoscopic image display device may include an optical filter.
  • the optical filter may be included in the stereoscopic image display device as a light splitting element capable of dividing light for realizing a stereoscopic image.
  • the stereoscopic image display apparatus may further include a display element capable of generating a left eye image signal (hereinafter referred to as an L signal) and a right eye image signal (hereinafter referred to as an R signal).
  • the optical filter may have a phase delay layer including a first region having a slow axis in the first direction described above and a second region having a slow axis in a direction different from the first direction.
  • any one of the first and second regions is an UL region, and is disposed so that the L signal generated in the display element can be transmitted, and the other region is an UR region, which is generated in the display element. It can be arranged so that the R signal can be transmitted.
  • the stereoscopic image display device includes an optical filter as a light splitting element, various methods known in the art may be applied and manufactured.
  • FIG. 9 illustrates an exemplary stereoscopic image display device, in which an observer may wear a polarized glasses and observe a stereoscopic image.
  • the stereoscopic image display device 8 includes, for example, a light source 81, a first polarizing plate 82, a display element 83 capable of generating an R signal and an L signal, and a second one.
  • the polarizing plate 84 and the optical filter 85 may be sequentially included.
  • a direct type or edge type backlight generally used in a liquid crystal display (LCD) or the like may be used.
  • the display element 83 may be a transmissive liquid crystal display panel including a plurality of unit pixels arranged in a row and / or column direction. One or more pixels may be combined to form a right eye image signal generation region (hereinafter referred to as RG region) for generating an R signal and a left eye image signal generation region (hereinafter referred to as LG region) for generating an L signal. .
  • RG region right eye image signal generation region
  • LG region left eye image signal generation region
  • the RG and LG regions may be alternately arranged adjacent to each other while having a stripe shape extending in a common direction, respectively, according to the arrangement form of the UR and UL regions shown in FIG. 3.
  • the optical filter 85 may include a phase retardation layer in which the first and second regions are formed as described above.
  • the R signal transmitted from the RG region may be incident to the UR region through the second polarizer 84, and the L signal may be incident to the UL region through the second polarizer 84.
  • the display element 83 is, for example, a first transparent substrate, a pixel electrode, a first alignment layer, a liquid crystal layer, a second alignment layer, a common electrode, a color filter, and a second transparent arranged sequentially from the light source 81 side. It may be a liquid crystal panel including a substrate or the like.
  • the first polarizing plate 82 is attached to the light incident side of the panel, that is, the light source 81 side, and the second polarizing plate 84 and the optical filter 85 may be attached to the opposite side in order.
  • the polarizers included in the first and second polarizing plates 82 and 84 may be disposed such that the absorption axes of the first and second polarizing plates 82 and 84 form a predetermined angle with each other, for example, 90 degrees. As a result, the light emitted from the light source 81 can be transmitted or blocked through the display element 83.
  • the unpolarized light from the light source 81 may be emitted to the first polarizing plate 82 side.
  • the first polarizing plate 82 Of the light incident on the first polarizing plate 82, light having a polarization axis in a direction parallel to the light transmission axis of the polarizer of the first polarizing plate 82 passes through the first polarizing plate 82 and enters the display element 83.
  • the light incident to the display element 83 and transmitted through the RG region may be an R signal
  • the light transmitted through the LG region may be an L signal and incident to the second polarizing plate 84.
  • the light passing through the LC region and the light passing through the RG region are respectively emitted in states having different polarization states.
  • the R and L signals having different polarization states may be incident on the right and left eyes of the observer wearing polarized glasses, and thus the observer may observe a stereoscopic image.
  • the light irradiation apparatus and method according to the exemplary embodiment of the present invention may irradiate light having excellent straightness with respect to a surface to be irradiated at a predetermined distance with a high illuminance using a mask having an opening. Accordingly, for example, an alignment region having an alignment pattern precisely implemented with respect to a large-area optical alignment layer and having an unoriented region minimized can be formed simply and efficiently.
  • the exemplary mask is effective even when a continuous process by a so-called roll-to-roll process is performed.
  • 1 is a schematic diagram showing an exemplary mask.
  • FIG. 2 is a diagram exemplarily showing a relationship between a thickness and a width of an opening of a mask and a distance between the opening and an object to be inspected.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary form of an optical filter of a stereoscopic image display device.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the shape of an opening of an exemplary mask.
  • 5 and 6 are diagrams showing an arrangement of an exemplary mask and an object to be examined.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an arrangement of exemplary light irradiation means.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an exemplary apparatus.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an exemplary stereoscopic image display device.
  • 10 to 13 are views showing the state of the optical alignment layer formed in the Examples and Comparative Examples.
  • the apparatus as shown in FIG. 8 was constructed. Specifically, a UV lamp is used as the light source, a general collimator lens is used as the light collecting plate, and a wire grid polarizing plate is used as the polarizing plate, so that light emitted from the light source is collected at the light collecting plate and then incident through the polarizing plate to the mask.
  • the device was designed.
  • the photo-alignment layer formed a layer of a coating liquid for forming a photo-alignment layer containing a polycinnamate-based compound such that a dry thickness of 1,000 kPa was formed on the TAC (Triacetyl cellulose) substrate having a thickness of 80 ⁇ m.
  • the layer was formed by coating the coating solution on a TAC substrate by a roll coating method and drying at 80 ° C. for 2 minutes to remove the solvent.
  • linearly polarized ultraviolet rays (300 mW / cm 2 ) were irradiated onto the photo-alignment layer without using a mask as a first alignment.
  • the prepared mask was disposed on the primary photoalignment layer such that the distance between the photoalignment layer and the mask was about ⁇ .
  • the secondary alignment is performed by irradiating (300 mW / cm 2 ) linearly polarized ultraviolet rays having a polarization axis at an angle of 90 degrees with the polarization axis of linearly polarized ultraviolet rays used in the primary alignment on the optical alignment layer through a mask.
  • a phase delay layer having a lambda / 4 wavelength characteristic was formed on the alignment layer.
  • the liquid crystal compound (LC242 TM, BASF (made)) is applied onto the photoalignment layer so as to have a dry thickness of about 1 ⁇ m, and after being oriented according to the orientation of the lower photoalignment layer, ultraviolet rays (300 mW / cm) 2 ) was irradiated for about 10 seconds to crosslink and polymerize the liquid crystal, thereby preparing an optical filter including a region in which the direction of the slow axis differs depending on the orientation of the lower photoalignment layer.
  • An optical filter was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the optical filter was manufactured in the same manner except that the optical filter was adjusted to be in close contact with the mask without the gap between the optical alignment layer and the optical alignment layer.
  • An optical filter was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the distance between the mask and the optical alignment layer was adjusted to about 1 mm in the secondary alignment process of the optical alignment layer.
  • An optical filter was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the optical filter was manufactured in the same manner except that the distance between the mask and the optical alignment layer was adjusted to about 2 mm in the secondary alignment process of the optical alignment layer.
  • FIG. 10 is an enlarged photograph showing the state of the photoalignment layer oriented in Example 1
  • FIG. 11 is Example 2
  • FIG. 12 is Example 3
  • FIG. 13 is light aligned in Comparative Example 1.
  • the portions displayed in black in the patterns formed in FIGS. 11 to 13 represent portions oriented perpendicular to the retardation film of the stereoscopic glasses, and the portions displayed in white represent portions oriented parallel to the retardation film of the stereoscopic glasses.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 광 조사 장치 및 광배향층의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 예시적인 광 조사 장치에 포함되는 마스크는 일정 거리로 떨어져 있는 피조사면에 대하여 직진도가 우수한 광을 높은 조도로 조사할 수 있도록 구성되며, 이를 이용하여 정밀하게 구현된 배향 패턴을 지니는 광배향층을 제조할 수 있다.

Description

마스크
본 발명은 광 조사 장치 및 광배향층의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 패널에는 액정, 광배향층, 액정을 이용한 보상 필름 또는 광학 필터 등이 포함된다. 이 중 광배향층은 액정을 원하는 방향으로 배향하기 위한 것으로, 광배향성을 지니는 물질의 층에, 예를 들면, 직선 편광된 광을 조사하여 형성할 수 있다.
액정 패널의 대형화에 따라서 액정 패널에 포함되는 광학 기능성 필름도 대형화되고 있고, 이에 따라 광배향층을 형성하기 위하여 광이 조사되는 표면도 역시 대면적화되고 있다. 따라서, 대면적화된 광배향층에 균일한 배항성을 부여하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다.
본 발명은, 광 조사 장치 및 광배향층의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 조사 장치는, 피조사체가 거치되는 장비 및 피조사체의 표면으로 광을 가이드할 수 있는 개구부를 하나 이상 포함하며 개구부의 크기가 피조사체와의 거리에 따라 조절되는 마스크를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, "피조사체의 표면으로 광을 가이드할 수 있는 개구부"란, 예를 들어, 마스크의 일측면으로 조사된 광이 개구부를 경유하여 마스크의 다른 측면으로 방사된 후에 피조사체의 표면으로 도달할 수 있도록 형성되어 있는 개구부를 의미할 수 있다. 이러한 개구부의 구성에 대해서는 도 1 내지 도 2를 참조하여 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 마스크의 다른 측면으로 방사된 후에 피조사체의 표면으로 도달하는 광은 직진도를 가지는 광(collimated light or nearly collimated light)일 수 있다. 용어 "직진도를 가지는 광"은, 마스크의 다른 측면으로 방사된 광이 피조사체의 표면까지 도달하는 과정에서 확산되거나, 조사 방향이 의도하지 않은 방향으로 변경되는 현상이 최소화되거나 또는 억제된 광을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 "직진도를 가지는 광"은 마스크의 다른 측면에서 방사되는 과정에서 발산각(divergence angle)이 약 ±10도 이내, 약 ±5도 이내 또는 약 ±3.5도 이내인 광을 의미할 수 있다. 상기에서 용어 "발산각"은, 마스크의 평면에 수직한 법선과 개구부에 의해 가이드된 광이 진행하는 방향이 이루는 각도를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 개구부에 의해서 가이드되는 광은 직선 편광된 광(linearly polarized light)일 수 있다. 직선 편광된 광은, 예를 들면, 피조사체가 광배향층인 경우에, 광배향층에 배향성을 부여하기 위한 과정에서 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 개구부의 크기는 가이드된 광이 조사되는 피조사체의 표면과 마스크와의 거리에 따라서 조절될 수 있다. 본 기재에서 개구부의 크기가 피조사체의 표면과 마스크와의 거리에 따라서 조절된다는 것은, 예를 들면, 개구부의 두께, 폭 또는 종횡비 등이 마스크와 피조사체의 표면과의 거리를 고려하여 조절되는 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 개구부의 두께, 폭 또는 종횡비가 마스크와 피조사체의 표면과의 거리와 함수 관계를 가지는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(40)의 하나의 예시를 나타내는 도면이다. 도 1의 마스크(40)는 동일한 방향으로 연장되면서 서로 평행하게 배치된 복수 개의 개구부(42)를 포함하고 있다. 그렇지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크는 하나의 개구부(42)를 포함하여 형성될 수도 있다. 즉, 마스크(40)의 개구부(42)의 수와 배치 형태는 특별히 제한되지 않으며, 피조사체의 종류에 따라서 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들면, 마스크(40)의 개구부(42)의 수와 배치 형태는, 피조사체(50)가 포토레지스트인 경우, 노광되어야 하는 부위의 수나 형태, 피조사체(50)가 광배향층인 경우에는, 배향성이 부여되어야 할 부위의 수나 형태 또는 공정 효율성 등을 고려하여 자유롭게 조절될 수 있다.
개구부(42)의 크기, 예를 들면, 개구부(42)의 두께(t), 폭(w) 또는 종횡비(w/t)는 피조사체(50)의 표면과 마스크(40)의 거리에 따라서 조절될 수 있다. 여기에서, 개구부(42)의 두께(t)는 마스크(40)의 일측면으로 조사된 광이 개구부를 경유하는 최단거리, 즉, 마스크(40)의 일측면과 다른 측면을 수직하게 연결한 직선의 거리를 의미한다. 그리고, 개구부(42)의 폭(w)은 개구부(42)의 양측면을 수직으로 연결한 직선의 거리를 의미한다. 하나의 예시에서 조절되는 개구부(42)의 크기는 개구부의 두께(t)일 수 있다. 개구부(42)의 크기는 개구부(42)로부터 방사된 광이 피조사체(50)로 도달하는 과정에서 직진성을 향상시킬 수 있도록 조절될 수 있다.
도 2는, 도 1의 마스크를 I-I 방향으로 절단한 절단면을 도시하는 것으로서, 마스크(40)의 개구부(42)의 크기가 피조사체(50)의 표면과의 거리에 따라서 조절되는 경우를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2에서 L2는, 개구부(42)에 의해 가이드된 광으로, 발산각이 0도인 광을 나타내고, L1은 개구부(42)에 의해 가이드된 광으로서, 발산각이 θ도인 광이다. 발산각은, 도 2와 같이, 마스크(40)의 평면에 수직한 법선과 개구부(42)에 의해 가이드된 광이 진행하는 방향이 이루는 각도를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 개구부(42)는 직진도가 우수한 광을 생성하여 피조사체(50)의 표면에서 목적하는 조사 영역, 예를 들면, 도 2의 S로 표시되는 영역에만 광이 조사되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 발산각이 큰 광이 존재하는 경우에도, 피조사체(50)에서 목적 부위(S) 외에, 예를 들면, 도면에서 "b"로 표시되는 거리(이하, "이탈거리"라 칭한다.)까지 광이 조사되지 않도록, 개구부(42)의 크기가, 피조사체(50)의 표면과 마스크(40)의 거리, 예를 들면, 도 2에서 "a"로 표시되는 거리를 고려하여, 도 2에서 이탈거리가 최소화되거나, 존재하지 않도록 조절될 수 있다. 도 2에서 "a"란 피조사체(50)와 마스크(40)의 간격을 말한다.
하나의 예시에서, 도 2에서 이탈거리를, 피조사체(50)와 마스크(40) 간의 거리(a) 및 개구부(42)의 두께(t)와 폭(w)과 관련된 함수로 규정하면 하기 수학식 1과 같이 규정될 수 있다.
[수학식 1]
b = (a/t) × w
도 2에서 이탈거리의 허용 범위는 마스크(40)가 적용되는 용도에 따라서 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 마스크(40)의 패턴의 폭이 큰 경우에는 이탈거리를 길게 하는 것이 요구될 수도 있고, 마스크(40)의 패턴의 균일성이 요구되는 경우에는 이탈거리가 최소화되는 것이 필요할 수 있다.
포토레지스트의 노광이나 광배향층의 배향 과정 등 마스크(40)의 통상적인 용도에서는 이탈거리는 마스크(40)의 폭(w)의 1/5배 이하일 수 있다. 이러한 내용을 수학식 1에 대입하면 하기 수학식 2 및 3과 같은 관계가 도출될 수 있다.
[수학식 2]
b = (a/t) × w = w/5
[수학식 3]
5a = t
이러한 관계에 의하여 개구부(42)의 두께(t)는 피조사체(50)의 표면과 마스크(40)의 거리(a)의 약 5배 이상으로 조절될 수 있고, 용도 또는 목적하는 노광 부위 또는 광배향 부위에 따라서는, 두께(t)는, 약 6배 이상, 약 7배 이상, 약 8배 이상, 약 9배 이상 또는 약 10배 이상으로 조절될 수도 있다. 개구부(42)의 두께의 상한은, 목적하는 이탈영역의 정도에 따라서 조절되는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니다. 다만, 두께가 두꺼워지면, 광의 직진도는 개선, 즉 발산각은 줄어들 수 있으나, 피조사체(50)에 도달하는 광의 조도가 떨어질 수 있으므로, 이러한 점을 고려하여, 두께의 상한은, 예를 들면, 거리(a)의 30배, 20배 또는 15배 정도로 조절될 수 있다.
하나의 예시에서 피조사체(50)가 광배향층인 경우, 개구부(42)의 두께는, 피조사체(50)의 표면과 마스크(40)의 거리(a)가 0 mm 내지 50 mm가 되도록 조절될 수 있다. 이러한 범위에서 광배향층에 적절한 배향 패턴이 구현될 수 있다. 거리(a)는, 예를 들면, 0 mm 초과, 0.001 mm 이상, 0.01 mm 이상, 0.1 mm 이상 또는 1 mm 이상으로 설계될 수 있다. 또한, 거리(a)는, 40 mm 이하, 30 mm 이하, 20 mm 이하 또는 10 mm 이하로 설계될 수도 있다. 거리(a)는, 상한 및 하한의 다양한 조합으로 설계될 수 있다.
개구부(42)의 폭(w)도 마스크(40)가 적용되는 용도에 따라서 다양하게 조절될 수 있다. 하나의 예시에서 마스크(40)가 입체 영상을 구현하기 위한 광학 필터에 사용되는 광배향층의 배향을 위해 사용되는 경우, 개구부(42)의 폭은, 광학 필터에 형성되는 좌안용 영상광 광특성 조절 영역(이하, "UL 영역"으로 호칭할 수 있다.) 또는 우안용 영상광 광특성 조절 영역(이하, "UR 영역"으로 호칭할 수 있다.)의 폭과 동일하게 조절될 수 있다.
입체 영상을 구현하기 위해 사용되는 광학 필터는, 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 통상적으로 관찰자의 우안으로 입사하는 광의 광특성을 조절하기 위한 UR 영역과 관찰자의 좌안으로 입사하는 광의 광특성을 조절하기 위한 UL 영역을 포함한다. UR 및 UL 영역은, 도 3과 같이, 서로 공통되는 방향으로 연장하는 스트라이프 형상을 가지면서, 서로 인접하여 교대로 배치될 수 있고, 이러한 경우 각 영역의 폭은 도 3의 W1 또는 W2로 규정될 수 있다.
상기와 같은 각 영역을 형성하기 위해서 광배향층을 사용하는 경우, 광배향층의 배향 패턴이 UR 또는 UL 영역에 일치하도록 배향성을 부여할 필요가 있다. 이러한 경우, 마스크(40)의 개구부(42)의 폭은 UR 또는 UL 영역의 폭과 동일하게 설계될 수 있다.
상기에서 「동일」은 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위에서의 실질적 동일을 의미하는 것이고, 예를 들면, 제조 오차(error) 또는 편차(variation) 등을 감안한 오차를 포함할 수 있다. 따라서, 상기에서 개구부(42)의 폭이 UR 또는 UL 영역의 폭과 동일하다는 것은 약 ±60 ㎛ 이내의 오차, 약 ±40㎛ 이내의 오차 또는 약 ±20㎛ 이내의 오차를 포함할 수 있다.
개구부(42)는 상기와 같이 광을 가이드할 수 있도록 형성되는 한 다양한 형상을 가질 수 있고, 이는 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시에서 개구부(42)는, 서로 마주보는 내벽이 서로 평행하게 형성되어 있는 형상일 수 있다. 이러한 경우, 개구부(42)는, 마스크(40)의 두께에 따라서 정사각형 또는 직사각형의 단면 형상을 가질 수 있다.
도 4는, 도 1의 마스크를 도 1의 I-I 방향으로 절단하였을 경우에 관찰되는 개구부의 단면 형상을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4의 (a)는, 마스크(40)의 개구부(42)의 단면 형상이 대략 정사각형인 경우를 나타내며, 도 4의 (b)는 단면 형상이 대략 직사각형인 경우를 나타낸다. 다른 예시에서 개구부(42)는 도 4의 (c)에 나타난 바와 같이, 마스크(40)로 광이 조사되는 측이 넓게 형성되고, 개구부(42)에 의해 가이드된 광이 방사되는 측이 좁게 형성되어, 광이 조사되는 측에서 광이 방사되는 측으로 갈수록 폭이 좁아지도록 구성될 수도 있다. 상기에서 폭이 좁아지는 비율은 규칙적이거나 불규칙적일 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않으나, 다른 예시에서는 폭은 규칙적 또는 불규칙적으로 좁아지다가 넓어지거나, 혹은 규칙적 또는 불규칙적으로 넓어지다가 좁아지도록 형성될 수도 있다.
또한, 도 4와 같이 개구부(42)의 내벽에는 전반사층(44)이 추가로 포함될 수 있다. 이러한 전반사층(44)은, 광의 직진도를 향상시키도록 구성될 수 있다. 전반사층(44)은, 예를 들면, 알루미늄, 구리, 니켈, 금, 백금 등과 같은 반사성 물질을 증착 방식 등으로 개구부(42)의 내벽에 코팅하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(40)의 개구부(42)에 의해서 가이드된 광이 조사되는 피조사체(50)의 종류는, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 피조사체(50)의 범주에는, 직진도를 가지는 광이 조사될 필요가 있는 모든 종류의 대상이 포함될 수 있다. 예를 들면, 피조사체(50)에는, 노광이 필요한 포토레지스트 또는 광배향이 필요한 광배향층 등이 포함될 수 있다.
하나의 예시에서 마스크(40)의 개구부(42)에 의하여 가이드된 광이 조사되는 표면은 곡면으로 유지된 표면일 수 있다. 이러한 경우에 개구부(42)의 크기는 곡면으로 유지된 표면이 가지는 곡률 반경을 또한 고려하여 조절될 수 있다.
하나의 예시에서 곡면으로 유지된 표면의 곡률 반경은, 약 150 mm 내지 약 250 mm 정도일 수 있다. 또한, 이러한 경우, 개구부(42)의 크기, 예를 들면, 두께는, 약 5 mm 내지 약 20 mm의 범위 내에서 조절될 수 있다. 상기와 같이 곡률 반경과 개구부(42)의 크기가 조절되면, 광의 직진도나 조도의 측면에서 적절한 효과를 구현할 수 있다.
또한, 하나의 예시에서 곡면으로 유지된 표면의 곡률반경은 50 mm 이상일 수 있고, 50 mm 내지 500 mm 일 수 있다. 피조사체(50)의 곡면으로 유지된 표면의 곡률반경이 50 mm 미만일 경우에는 정밀한 패턴의 인쇄가 어렵고, 500 mm 초과일 경우에는 전체적인 장비의 비용증가, 롤에 감아지는 피조사체(50)의 텐션 조절의 어려움, 추가적인 보조롤을 사용하여야 하는 문제가 있기 때문에 상기한 수치범위로 곡률반경이 설계될 수 있다.
표면이 곡면으로 유지된 피조사체(50)의 예에는, 소위 롤투롤 과정에서 광이 조사되는 피조사체(50)를 들 수 있다. 용어 "롤투롤 공정"에서는 가이드롤, 이송롤 또는 권취롤 등의 롤을 사용하여 피조사체(50)를 연속적으로 이송하면서 피조사체(50)에 광을 조사하는 과정을 포함하는 공정이 모두 포함될 수 있다. 이러한 롤투롤 공정에서 피조사체(50)에 광을 조사하는 과정은, 예를 들면, 피조사체(50)가 롤에 감기어진 상태에서 수행될 수 있다. 이러한 방식으로 광을 조사하게 되면, 피조사체(50)가 효과적으로 고정된 상태에서 광이 조사될 수 있고, 따라서 조사의 목적을 효과적으로 달성할 수 있다.
도 5는, 롤투롤 공정에서 피조사체(50)에 마스크(40)를 매개로 광을 조사하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다. 도 5와 같이, 피조사체(50)가 롤(60)에 감기어져 표면이 곡면으로 유지되고, 이 상태에서 광이 조사될 수 있다. 상기의 경우, 마스크(40)의 개구부(42)의 두께(t)는, 상기와 같이 피조사체(50)와의 거리(a)에 따라서 조절될 수 있고, 또한 표면의 곡률 반경도 고려될 수 있다. 마스크(40)가 복수의 개구부(42)를 포함하는 경우, 각 개구부(42)의 두께는 동일하게 조절될 수도 있고, 상이하게 조절될 수도 있다. 도 5와 같이 곡면으로 형성된 표면에 광을 조사할 때에는, 마스크(40)와 피조사체(50)의 거리(a)는, 각 개구부(42) 별로 상이할 수 있고, 이러한 경우에 각 개구부(42)의 두께는 다르게 조절될 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 6은, 롤투롤 공정에서 피조사체(50)가 롤과 같은 장비(60)에 감아져 있고 마스크(40)를 매개로 광을 조사하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다. 도 6에서는 마스크(40)가 피조사체(50)를 마주보는 면이 곡면으로 형성되어 있다. 이와 같이 마스크(40)의 일면이 곡면으로 형성됨으로써, 피조사체(50)의 전면에 걸쳐 광량을 균일하게 조사할 수 있다. 따라서, 광의 직진도가 향상되어 피조사체(50)에 패턴이 균일하게 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 피조사체(50)의 전면에 걸쳐 광량을 균일하게 조사하기 위해 피조사체(50)와 마스크(40)가 실질적으로 동일한 곡률반경을 가지거나, 피조사체(50)와 마스크(40)의 마주보는 면의 거리(a)는 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 피조사체(50)와 마스크(40)의 마주보는 면의 곡률반경 또는 거리는 오차범위가 5% 이하로 설계될 수 있다.
본 발명은 또한 마스크를 포함하는 장치, 예를 들면, 광조사 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 마스크와, 피조사체가 거치되는 장비를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 장치에서 마스크의 크기는, 예를 들면, 전술한 바와 동일한 방식으로 피조사체와 마스크의 거리에 따라서 조절될 수 있다.
하나의 예시에서, 피조사체를 거치하는 장비 및 마스크는, 장비에 의해 거치된 피조사체의 표면 및 마스크의 거리가 약 0 mm를 초과하고, 또한 50 mm 이하가 되도록 설치될 수 있다. 다른 예시에서 장비 및 마스크는, 피조사체의 표면 및 마스크의 거리가 예를 들면, 0.001 mm 이상, 0.01 mm 이상, 0.1 mm 이상 또는 1 mm 이상이 되도록 장치에 포함될 수 있다. 또한, 장비 및 마스크는, 거리가 40 mm 이하, 30 mm 이하, 20 mm 이하 또는 10 mm 이하가 되도록 장치에 포함될 수 있다. 거리는, 상한 및 하한의 다양한 조합으로 설계될 수 있다.
이러한 상태에서 마스크의 개구부의 두께는, 피조사체의 표면과 마스크의 거리의 약 5배 이상, 약 6배 이상, 약 7배 이상, 약 8배 이상, 약 9배 이상 또는 약 10배 이상이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 개구부의 두께는, 거리의 약 30배 이하, 20배 이하 또는 약 25배 이하일 수 있다.
장치에서 피조사체가 거치되는 장비의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 광이 조사되는 동안 피조사체가 안정적으로 유지될 수 있도록 설계되어 있는 모든 종류의 장비가 포함될 수 있다.
하나의 예시에서, 피조사체가 거치되는 장비는, 피조사체의 표면을 곡면으로 유지한 상태로 피조사체를 거치할 수 있는 장비일 수 있다. 이러한 장비의 예로는, 상기한 롤투롤 공정에서의 롤이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 기술한 바와 같이, 롤은, 롤이 유지하는 피조사체의 표면의 곡률 반경이, 약 150 mm 내지 약 250 mm 정도가 되도록 조절될 수 있다. 또한, 이러한 경우, 개구부의 크기, 예를 들면, 두께는, 약 5 mm 내지 약 20 mm의 범위 내에서 조절될 수 있다. 상기와 같이 곡률 반경과 개구부의 크기가 조절되면, 광의 직진도나 조도의 측면에서 적절한 효과를 구현할 수 있다.
장치는, 마스크로 광을 조사할 수 있는 광원을 추가로 포함할 수 있다. 광원으로는, 적어도 마스크의 방향으로 광을 조사할 수 있는 것이라면, 목적에 따라서 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 마스크의 개구부로 가이드되는 광을 통하여 광배향층의 배향이나, 포토레지스트의 노광 등을 수행하고자 하는 경우에는, 광원으로는, 자외선의 조사가 가능한 광원으로서, 고압 수은 자외선 램프, 메탈 할라이드 램프 또는 갈륨 자외선 램프 등이 사용될 수 있다.
하나의 예시에서 광원은, 마스크를 향해서만 직선으로 진행하는 광을 생성할 수 있는 광원일 수 있다. 통상적으로 광원에서 조사되는 광은 특별한 방향성을 가지지 않고, 전방향으로 조사되는 것이 일반적이다. 그러나, 적절한 장치 구성을 통하여, 장치 내의 광원이 마스크를 향해서만 직선으로 진행할 수 있는 광을 생성할 수 있도록 설계된다면, 마스크로 광을 가이드하여 직진도를 가지는 광을 생성하는 것이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.
마스크를 향해서만 직선으로 진행할 수 있는 광을 생성할 수 있는 광원은, 예를 들면, 자외선 램프(UV lamp)의 일종인 숏 아크형 방전 램프(short arc type discharging lamp) 등의 광 조사 수단을 사용하여 형성할 수 있다. 숏 아크형 방전 램프는, 고압 수은 증기 중의 아크 방전의 플라즈마를 광원으로 하는 방전등으로 점광원이기 때문에, 고압 수은 램프나 메탈 할라이드 램프 등의 봉상 램프보다 피조사면에 균일하게 조사 시킬 수 있는 장점이 있다. 근래에는 자외선을 방사하는 LED도 실용화되고 있는데, 조도를 균일하게 할 수 있기 때문에 LED 램프를 복수 배치하는 것도 가능하다.
상기 광원은 하나 또는 복수개의 광 조사 수단을 포함할 수 있다. 복수의 광 조사 수단이 포함되는 경우에 조사 수단의 수나 배치 형태는 특별히 제한되지 않는다.
하나의 예시에서 광원이 복수의 광 조사 수단을 포함하는 경우에, 광 조사 수단은, 2개 이상의 열을 형성하고 있으며, 2개 이상의 열 중 어느 하나의 열에 위치하는 광 조사 수단과 어느 하나의 열과 인접하는 다른 열에 위치되어 있는 광 조사 수단은 서로 엇갈려서 중첩되도록 배치될 수 있다.
상기에서 광 조사 수단이 서로 엇갈려서 중첩되어 있다는 것은, 어느 하나의 열에 존재하는 광 조사 수단과 어느 하나의 열과 인접하는 다른 열에 존재하는 광 조사 수단의 중심을 연결하는 선은 각 열과 수직한 방향과 평행하지 않은 방향(소정 각도로 경사진 방향)으로 형성되면서, 광 조사 수단의 조사 면적은 각 열과 수직한 방향에서 일정 부분 서로 겹쳐져서 존재하는 경우를 의미할 수 있다.
도 7은, 상기와 같은 광 조사 수단의 배치를 예시적으로 설명하고 있는 도면이다.
도 7에서는 복수의 광 조사 수단(10)이 2개의 열, 즉 A열과 B열을 형성하면서 배치되어 있다. 도 7의 광 조사 수단 중에서 101로 표시되는 광 조사 수단을 제 1 광 조사 수단으로 하고, 102로 표시되는 광 조사 수단을 제 2 광 조사 수단으로 하면, 제 1 및 제 2 광 조사 수단의 중심을 연결하는 선(P)은, A열 및 B열의 방향과 수직하는 방향으로 형성되어 있는 선(C)과 평행하지 않게 형성되어 있다. 또한, 제 1 광 조사 수단의 조사 면적과 제 2 광 조사 수단의 조사 면적은, A열 및 B열의 방향과 수직하는 방향으로 Q의 범위만큼 중첩되어 있다.
상기와 같은 배치에 의하면, 광원에 의해 조사되는 광의 광량을 균일하게 유지할 수 있다. 상기에서 어느 하나의 광 조사 수단과 다른 광 조사 수단이 중첩되는 정도, 예를 들면, 도 7에서 Q의 길이는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 중첩되는 정도는, 광 조사 수단의 직경, 예를 들면, 도 7의 L의 약 1/3 이상 내지 2/3 이하일 수 있다.
장치는, 또한 광원으로부터 조사되는 광의 광량의 조절을 위하여, 하나 이상의 집광판을 추가로 포함할 수 있다. 집광판은 예를 들면, 광원으로부터 조사된 광이 집광판으로 입사되어 집광된 후에, 집광된 광이 마스크로 조사될 수 있도록 장치 내에 포함될 수 있다. 집광판으로는, 광원으로부터 조사된 광을 집광할 수 있도록 형성되어 있다면, 이 분야에서 통상 사용되는 구성을 사용할 수 있다. 이러한 집광판의 예로는, 볼록 렌즈 등과 같은 렌즈가 형성되어 있는 렌티큘러 렌즈층 등이 사용될 수 있다.
장치는, 또한 편광판을 추가로 포함할 수 있다. 상기 편광판은, 예를 들면, 광원으로부터 조사된 광으로부터 직선으로 편광된 광을 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 편광판은 예를 들면, 광원으로부터 조사된 광이 편광판으로 입사되어, 편광판을 투과한 광이 다시 마스크로 조사될 수 있도록 장치 내에 포함될 수 있다. 또한, 예를 들어, 장치가 집광판을 포함하는 경우에는, 편광판은, 광원으로부터 조사된 광이 집광판으로 집광된 후에 편광판에 입사될 수 있는 위치에 존재할 수 있다.
편광판으로는, 광원으로부터 조사된 광으로부터 직선 편광된 광을 생성할 수 있는 것이라면, 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 이러한 편광판으로는, 브루스터 각으로 배치된 유리판 또는 와이어 그리드 편광판 등이 예시될 수 있다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 조사 장치(1)의 하나의 예를 나타내는 도면이다. 도 8의 장치(1)는, 순차로 배치된 광원(10), 집광판(20), 편광판(30), 마스크(40) 및 피조사체(50)를 거치하는 장비(60)를 포함하고 있다. 도 8의 장치(1)에서는, 광원(10)에서 조사된 광이 우선 집광판(20)에 입사하여 집광되고, 다시 편광판(30)으로 입사한다. 편광판(30)에 입사한 광은 직선으로 편광된 광으로 생성되고, 이러한 광은, 다시 마스크(40)로 입사되어 개구부에 의해 가이드되어 피조사체(50)의 표면에 조사될 수 있다.
본 발명은, 또한 직선으로 진행하는 광을 생성하는 방법에 관한 것이다. 예시적인 방법은, 피조사체로 광을 가이드할 수 있는 개구부를 하나 이상 포함하는 마스크를 향해서 광을 조사하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법에서 마스크로는, 상기 기술한 바와 같은 마스크가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광을 생성하는 방법에서는, 마스크 (예를 들어 도 1의 40)를 향해서 조사된 광을 개구부(예를 들어 도 1의 42)를 이용하여 피조사체로 가이드하는 것을 포함하고, 이 과정에서 개구부의 크기를 마스크와 피조사체와의 거리에 따라서 조절할 수 있다.
광을 생성하는 방법에서 마스크의 개구부의 크기는, 예를 들면, 전술한 바와 동일한 방식으로 피조사체와 마스크의 거리에 따라서 조절될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 방법에서 피조사체의 표면과 마스크의 거리는 약 0 mm를 초과하고, 또한 50 mm 이하가 되도록 조절될 수 있다. 다른 예시에서 피조사체의 표면 및 마스크의 거리는 예를 들면, 0.001 mm 이상, 0.01 mm 이상, 0.1 mm 이상 또는 1 mm 이상이 되도록 조절될 수 있다. 또한, 거리는, 예를 들면, 40 mm 이하, 30 mm 이하, 20 mm 이하 또는 10 mm 이하가 되도록 조절될 수 있다. 거리는, 상한 및 하한의 다양한 조합으로 설계될 수 있다.
이러한 상태에서 마스크의 개구부의 두께는, 피조사체의 표면과 마스크의 거리의 약 5배 이상, 약 6배 이상, 약 7배 이상, 약 8배 이상, 약 9배 이상 또는 약 10배 이상이 되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 상태에서 발산각이 최소화된 직진으로 진행하는 광의 생성 효율을 높일 수 있다. 개구부의 두께는, 예를 들면, 거리의 약 30배 이하, 20배 이하 또는 15배 이하의 범위에서 조절될 수 있다.
또한, 상기 기술한 바와 같이, 상기 방법은 피조사체의 표면이 곡면으로 유지된 상태에서 수행될 수 있다. 이러한 경우, 곡면의 곡률 반경은 약 150 mm 내지 약 250 mm 정도가 되도록 조절될 수 있다. 또한, 이러한 경우, 곡률 반경에 따라서 조절되는 개구부의 크기, 예를 들면, 두께는, 약 5 mm 내지 약 20 mm의 범위 내에서 조절될 수 있다. 상기와 같이 곡률 반경과 개구부의 크기가 조절되면, 광의 직진도나 조도의 측면에서 적절한 효과를 구현할 수 있다.
하나의 예시에서 직선으로 진행하는 광을 생성하는 방법은, 전술한 광 조사 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 따라서, 상기 방법의 진행 시에는 전술한 광원 또는 집광판이나 편광판 등이 사용될 수 있다.
본 발명은, 또한 광배향층의 제조 방법에 관한 것이다. 예시적인 광배향층의 제조 방법은, 광배향막으로 광을 가이드할 수 있는 개구부를 하나 이상 포함하는 마스크를 향하여 광을 조사하는 것을 포함할 수 있다. 조사된 광은 개구부에 의해 가이드되어 광배향막에 조사될 수 있다. 상기 방법에서 마스크로는, 상기 기술한 마스크가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광배향층의 제조 방법에서는, 마스크(예를 들어 도 1의 40)를 향해서 조사된 광을 개구부(예를 들어 도 1의 42)를 이용하여 광배향층으로 가이드하는 것을 포함할 수 있다. 상기 과정에서 개구부의 크기를 마스크와 광배향층의 거리에 따라서 조절할 수 있다.
하나의 예시에서, 광배향층의 제조 방법에서 광배향층의 표면과 마스크의 거리는 약 0 mm를 초과하고, 또한 50 mm 이하가 되도록 조절될 수 있다. 다른 예시에서 광배향층의 표면 및 마스크의 거리는 예를 들면, 0.001 mm 이상, 0.01 mm 이상, 0.1 mm 이상 또는 1 mm 이상이 되도록 조절될 수 있다. 또한, 거리는, 예를 들면, 40 mm 이하, 30 mm 이하, 20 mm 이하 또는 10 mm 이하가 되도록 조절될 수 있다. 거리는, 상한 및 하한의 다양한 조합으로 설계될 수 있다.
또한, 마스크의 개구부의 두께는, 광배향층의 표면과 마스크의 거리의 약 5배 이상, 약 6배 이상, 약 7배 이상, 약 8배 이상, 약 9배 이상 또는 약 10배 이상이 되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 상태에서 조사된 광은, 우수한 직진도를 가지면서 광배향층의 목적 부위에 정확하게 조사되고, 이에 따라 효율적인 광배향층의 배향이 가능할 수 있다. 개구부의 두께는, 예를 들면, 거리의 약 30배 이하, 20배 이하 또는 15배 이하의 범위에서 조절될 수 있다.
또한, 광배향층의 제조는 광배향층의 표면을 곡면으로 유지한 상태에서 수행할 수 있다. 이러한 경우, 곡면의 곡률 반경은 약 150 mm 내지 약 250 mm 정도가 되도록 조절될 수 있다. 또한, 곡률 반경에 따라서 조절되는 개구부의 크기, 예를 들면, 두께는, 약 5 mm 내지 약 20 mm의 범위 내에서 조절될 수 있다. 상기와 같이 곡률 반경과 개구부의 크기가 조절되면, 광의 직진도나 조도의 측면에서 적절한 효과를 구현할 수 있고, 이에 의해 효율적인 배향이 가능하다.
하나의 예시에서 광배향층의 제조는 전술한 광 조사 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 따라서, 상기 방법의 진행 시에는 전술한 광원 또는 집광판이나 편광판 등이 사용될 수 있다.
상기에서 광배향층의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 이 분야에서 공지되어 있는 모든 종류가 사용될 수 있다. 하나의 예시에서, 광배향층은, 직선 편광의 조사에 의하여 유도된, 이성화(cis-trans isomerization), 프리즈 재배열(fries rearrangement) 또는 이량화(dimerization) 반응에 의하여 배향이 결정되고, 결정된 배향에 의하여 인접하는 액정층에 배향을 유도할 수 있는 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광배향층은, 아조벤젠(azobenzene), 스티릴 벤젠(styryl benzene), 쿠마린(cumarine), 찰콘(chalcone), 불소 및 신남산(cinnamic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물로부터 유도된 관능기 또는 잔기를 가지는 광배향성 화합물을 포함할 수 있다. 상기에서 광배향성 화합물은, 예를 들면, 단량체, 올리고머 또는 고분자 형태의 화합물일 수 있다. 상기와 같은 화합물로는, 예를 들면, 신남산으로부터 유도된 신나메이트 잔기를 포함하는 노르보넨 수지 등이 예시될 수 있다.
광배향층은 예를 들면, 전술한 화합물 및 필요에 따라서 다른 첨가제, 예를 들면, 광개시제 등을 적절한 용제에 희석하여 제조된 코팅액을, 롤 코팅, 스핀 코팅 또는 바 코팅 등의 공지의 코팅법으로 코팅하는 방식으로 형성할 수 있다. 또한, 이 경우 배향층의 코팅 두께는 특별히 제한되지 않으며, 사용되는 화합물의 종류나 배향 효율 등을 고려하여 조절할 수 있다.
하나의 예시에서 광배향층은, 1차 배향 처리된 광배향층일 수 있다. 1차 배향 처리는, 예를 들면, 일정 방향으로 직선 편광된 자외선을 마스크를 매개로 광을 조사하기 전에 광배향층, 예를 들면, 광배향층의 전체 면에 조사함으로써 수행할 수 있다.
이러한 1차 배향 처리된 광배향층은, 예를 들면, 광배향층이 입체 영상을 구현하기 위한 광학 필터로 사용되는 경우에 적절하게 사용될 수 있다.
즉, 광배향층의 배향을 위하여, 예를 들어, 직선 편광된 자외선을 1회 이상 조사하면, 배향층의 배향은 최종적으로 조사되는 광의 편광 방향에 의해 결정된다. 따라서, 광배향층에 일정 방향으로 직선 편광된 자외선을 조사하여 1차 배향시킨 후에, 마스크를 매개로 소정 부위에만 1차 배향 처리 시에 사용한 것과는 다른 방향으로 직선 편광된 광에 노출시키면, 광이 조사되는 소정 부위에서만 배향층의 방향이 1차 배향 처리 시의 방향과는 상이한 방향으로 변경될 수 있다. 이에 따라서 제 1 배향 방향을 가지는 제 1 배향 영역과 제 1 배향 방향과는 상이한 제 2 배향 방향을 가지는 제 2 배향 영역을 적어도 포함하는 패턴 또는 배향 방향이 서로 다른 2종류 이상의 배향 영역이 광배향층에 형성될 수 있다.
하나의 예시에서 1차 배향 시에 조사되는 직선 편광된 자외선의 편광축과 1차 배향 후에 마스크를 매개로 수행되는 2차 배향 시에 조사되는 직선 편광된 자외선의 편광축이 이루는 각도는 수직일 수 있다. 상기에서 수직은, 실질적인 수직을 의미하는 것이고, 예를 들면, 약 ±10도 이하, 약 ±5도 이하 또는 약 ±3도 이하의 오차를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 1차 및 2차 배향 시에 조사되는 광의 편광축을 제어하면, 입체 영상의 구현 성능이 우수한 광학 필터를 제조할 수 있다.
본 발명은 또한 광학 필터의 제조 방법에 관한 것이다. 예시적인 제조 방법은, 도 1에 도시한 것과 같은 마스크를 매개로 한 2차 배향을 거쳐서 형성된 광배향층상에 액정층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 액정층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 광배향층 상에 광에 의한 가교 또는 중합이 가능한 액정 화합물을 도포 및 배향한 후에 액정 화합물의 층에 광을 조사하여 가교 또는 중합시켜서 형성할 수 있다. 이와 같은 단계를 거치면, 액정 화합물의 층은, 광배향층의 배향에 따라서 배향 및 고정되어서, 광축의 배향 방향이 상이한 2종류 이상의 영역을 포함하는 액정 필름이 제조될 수 있다.
광배향층에 도포되는 액정 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않고, 광학 필터의 용도에 따라서 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 광학 필터가 입체 영상의 구현을 위한 필터인 경우에는, 액정 화합물은, 하부에 존재하는 배향층의 배향 패턴에 따라서 배향할 수 있고, 광가교 또는 광중합에 의하여 λ/4의 위상차 특성을 나타내는 액정 고분자층을 형성할 수 있는 액정 화합물일 수 있다. 상기에서 용어 "λ/4의 위상차 특성"은 입사되는 광을 그 파장의 1/4 파장만큼 위상 지연시킬 수 있는 특성을 의미할 수 있다. 이러한 액정 화합물을 사용하면, 예를 들면, 입사광을 좌원 편광된 광 및 우원 편광된 광으로 분할할 수 있는 광학 필터를 제조할 수 있다.
상기 과정에서 액정 화합물을 도포하고, 또한 배향 처리, 즉 하부의 배향층의 배향 패턴에 따라서 정렬시키는 방식이나, 정렬된 액정 화합물을 가교 또는 중합시키는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 배향은, 액정 화합물의 종류에 따라서 화합물이 액정성을 나타낼 수 있는 적절한 온도에서 액정층을 유지하는 방식 등으로 진행될 수 있다. 또한, 가교 또는 중합은, 액정 화합물의 종류에 따라서 적절한 가교 또는 중합이 유도될 수 있는 수준의 광을 액정층으로 조사하여 수행할 수 있다.
본 발명은 또한 광배향층에 대한 것이다. 예시적인 광배향층은 상기 기술한 방식에 의해 제조된 것일 수 있다.
하나의 예시에서 광배향층은, 상기한 입체 영상을 구현하기 위한 광학 필터에 사용되는 것으로 제 1 방향으로 배향 처리된 제 1 배향 영역과 제 2 방향으로 배향 처리된 제 2 배향 영역을 적어도 포함할 수 있다.
제 1 배향 영역과 제 2 배향 영역은, 예를 들면, 도 3에서의 UR 및 UL 영역의 배치에서와 같이, 각각 서로 공통되는 방향으로 연장되는 스트라이프 형상을 가지면서 서로 인접하여 교대로 배치될 수 있다.
광배향층은 미배향 부분의 면적이 전체 광배향층의 면적 대비 10% 이하일 수 있다. 다른 예시에서 미배향 영역은, 광배향층의 전체 면적에 대하여 9% 이하, 8% 이하, 7% 이하, 6% 이하, 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하 또는 2% 이하일 수 있다. 미배향 영역은, 예를 들면, 광배향 처리를 위한 광 조사 과정에서 광배향층과 마스크의 사이에 존재하는 간격에 기인하여, 입사광이 간격을 경유하면서 확산되는 현상에 의하여 발생할 수 있고, 이러한 미배향 영역은 배향 영역간의 경계부를 불분명하게 하고, 예를 들면, 입체 영상을 구현하는 과정에서 크로스토크를 유발하는 원인이 될 수 있다.
그러나, 상기 방식으로 제조된 광배향층의 경우, 마스크의 크기가 광배향층과의 거리에 따라서 조절되고, 이에 따라서 미배향 영역의 발생을 억제 또는 최소화할 수 있다.
상기에서 미배향 영역은, 하기의 방식으로 측정할 수 있다. 즉, 흡수축이 서로 수직으로 형성되도록 배치된 2개의 편광자의 사이에 광배향층을 그 배향 방향이 흡수축에 맞도록 배치하고, 편광자 중 어느 하나의 편광자측으로 광을 조사하면, 다른 편광자측에서는 배향층 중에서 배향이 되지 않은 부분에 대응하는 영역에서만 빛샘이 유발된다. 따라서, 미배향 영역의 면적 비율은, 상기 상태에서 편광 현미경으로 빛샘이 발생하는 영역의 면적을 계산하는 방식으로 측정할 수 있다.
본 발명은 또한 광학 필터에 대한 것이다. 예시적인 광학 필터는, 광배향층을 포함할 수 있다. 또한 광학 필터는 광배향층의 적어도 일면에 형성되어 있는 위상 지연층을 추가로 포함할 수 있다.
위상 지연층은, 예를 들면, 이미 기술한 방식으로 형성되어 있는 액정층, 예를 들면, λ/4 파장의 위상차 특성을 나타내는 중합 또는 가교된 액정 화합물을 포함하는 층일 수 있다. 이러한 액정층은, 예를 들면, 하부의 광배향층의 배향 패턴에 따라 형성된 것으로서, 제 1 배향 영역에 따라 배향되어 제 1 방향으로 지상축을 가지는 제 1 영역과 제 2 배향 영역에 따라서 배향되어, 제 1 방향과는 상이한 방향으로 지상축을 가지는 제 2 영역을 포함할 수 있다.
광학 필터는, 하기 일반식 1로 계산되는 크로스 토크율이 5% 이하 또는 2% 이하일 수 있다.
[수학식 4]
XT = (XTL + XTR)/2
수학식 4에서 XT는 광학 필터가 장착된 입체 영상 표시 장치의 크로스 토크율을 나타내고, XTL는 광학 필터가 장착된 입체 영상 표시 장치에서 좌안으로 관찰되는 크로스 토크율을 나타내며, XTR는 광학 필터가 장착된 입체 영상 표시 장치에서 우안으로 관찰되는 크로스 토크율을 나타낸다.
수학식 4에서 XTL 및 XTR는 각각 하기 수학식 5 및 6에 의해 계산할 수 있다.
[수학식 5]
XTL = {(L(LB-RW)-L(LB-RB)/(L(LW-RB)-L(LB-RB))}×100
[수학식 6]
XTR = {(L(LW-RB)-L(LB-RB)/(L(LB-RW)-L(LB-RB))}×100
상기 식에서 L(LB-RW)는, 광학 필터가 적용된 입체 영상 표시 장치의 표시 소자에서 좌안용 영상 신호 생성 영역에서는 광이 투과되지 않고, 우안용 영상 신호 생성 영역에서는 광이 투과되도록 표시 소자를 설정한 경우에 측정되는 휘도를 나타내고, L(LB-RB)는, 표시 소자에서 좌안용 영상 신호 생성 영역 및 우안용 영상 신호 생성 영역에서 모두 광이 투과되지 않도록 표시 소자를 설정한 경우에 측정되는 휘도를 나타내며, L(LW-RB)는, 표시 소자에서 좌안용 영상 신호 생성 영역에서는 광이 투과되고, 우안용 영상 신호 생성 영역에서는 광이 투과되지 않도록 표시 소자를 설정한 경우에 측정되는 휘도를 나타낸다.
광학 필터는, 상기와 같이 미배향 영역이 최소화 또는 억제된 광배향층을 사용하여 형성하여, 상기와 같은 범위의 탁월한 크로스토크율을 가지는 광학 필터를 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다. 예시적인 입체 영상 표시 장치는 광학 필터를 포함할 수 있다. 광학 필터는 입체 영상의 구현을 위하여 광을 분할할 수 있는 광분할 소자로서 입체 영상 표시 장치에 포함될 수 있다.
하나의 예시에서 입체 영상 표시 장치는, 좌안용 영상 신호(이하, L 신호)와 우안용 영상 신호(이하, R 신호)를 생성할 수 있는 표시 소자를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 광학 필터는, 기술한 제 1 방향으로 지상축을 가지는 제 1 영역과 제 1 방향과는 상이한 방향으로 지상축을 가지는 제 2 영역을 포함하는 위상 지연층을 가질 수 있다. 이러한 경우, 제 1 및 제 2 영역 중 어느 하나의 영역은, UL 영역으로서, 표시 소자에서 생성된 L 신호가 투과될 수 있도록 배치되고, 다른 하나의 영역은, UR 영역으로서, 표시 소자에서 생성된 R 신호가 투과될 수 있도록 배치될 수 있다.
입체 영상 표시 장치는 광학 필터를 광분할 소자로 포함하는 한, 이 분야에서 공지된 다양한 방식이 모두 적용되어 제조될 수 있다.
도 9는, 하나의 예시적인 입체 영상 표시 장치로서, 관찰자가 편광 안경을 착용하고 입체 영상을 관찰할 수 있는 장치를 예시적으로 표시한다.
도 9에 나타난 바와 같이, 입체 영상 표시 장치(8)는, 예를 들면, 광원(81), 제 1 편광판(82), R 신호 및 L 신호를 생성할 수 있는 표시 소자(83), 제 2 편광판(84) 및 광학 필터(85)를 순차 포함할 수 있다.
하나의 예시적인 광원(81)으로는, LCD(Liquid Crystal Display) 등에서 일반적으로 사용되는 직하형 또는 에지형 백라이트를 사용할 수 있다.
하나의 예시에서 표시 소자(83)는, 행 및/또는 열 방향으로 배열되어 있는 복수의 단위 화소를 포함하는 투과형 액정 표시 패널일 수 있다. 화소는 하나 또는 2개 이상이 조합되어 R 신호를 생성하는 우안용 영상 신호 생성 영역(이하, RG 영역)과 L 신호를 생성하는 좌안용 영상 신호 생성 영역(이하, LG 영역)을 형성할 수 있다.
RG 및 LG 영역은, 예를 들면, 도 3에 나타난 UR 및 UL 영역의 배치 형태에 준하여, 각각 공통 방향으로 연장되는 스트라이프상을 가지면서 서로 인접하여 교대로 배치될 수 있다. 광학 필터(85)는 상기와 같이 제 1 및 제 2 영역이 형성된 위상 지연층을 포함할 수 있고, 제 1 및 제 2 영역은, 각각 UL 또는 UR 영역으로서 RG 및 LG 영역의 배치 형태를 고려하여 RG 영역에서 전달되는 R 신호는 제 2 편광판(84)을 거쳐서 UR 영역으로 입사되고, L 신호는 제 2 편광판(84)를 거쳐서 UL 영역으로 입사될 수 있도록 배치될 수 있다.
표시 소자(83)는, 예를 들면 광원(81)측으로부터 순차로 배치된 제 1 투명 기판, 화소 전극, 제 1 배향층, 액정층, 제 2 배향층, 공통 전극, 컬러 필터 및 제 2 투명 기판 등을 포함하는 액정 패널일 수 있다. 패널의 광 입사측, 즉 광원(81)측에는 제 1 편광판(82)이 부착되어 있고, 그 반대측에는 제 2 편광판(84) 및 광학 필터(85)가 순서대로 부착될 수 있다. 제 1 및 제 2 편광판(82, 84)에 포함되는 편광자는, 양자의 흡수축이 서로 소정의 각도, 예를 들면 90도를 이루도록 배치될 수 있다. 이에 의해 광원(81)로부터 사출되는 광이 표시 소자(83)를 거쳐서 투과하거나, 혹은 차단되도록 할 수 있다.
구동 상태에서는 광원(81)으로부터 무편광된 광이 제 1 편광판(82)측으로 출사될 수 있다. 제 1 편광판(82)으로 입사된 광 중에서, 제 1 편광판(82)의 편광자의 광 투과축과 평행한 방향으로 편광축을 가지는 광은 제 1 편광판(82)을 투과하여 표시 소자(83)로 입사될 수 있다. 표시 소자(83)로 입사되어 RG 영역을 투과한 광은 R 신호가 되고, LG 영역을 투과한 광은 L 신호가 되어서 제 2 편광판(84)으로 입사될 수 있다.
제 2 편광판(84)을 거쳐서 광학 필터(85)로 입사된 광 중에서 LC 영역을 투과한 광과 RG 영역을 투과한 광은 서로 다른 편광 상태를 가지는 상태로 각각 배출된다. 이와 같이 서로 상이한 편광 상태를 가지게 된 R 신호와 L 신호는 편광 안경을 착용하고 있는 관찰자의 우안 및 좌안에 각각 입사될 수 있고, 이에 따라 관찰자는 입체 영상을 관찰할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 조사 장치 및 방법은 개구부가 형성된 마스크를 이용하여 일정 거리로 떨어져 있는 피조사면에 대하여 직진도가 우수한 광을 높은 조도로 조사할 수 있다. 이에 따라, 예를 들면, 대면적의 광배향층에 대하여도 정밀하게 구현된 배향 패턴을 가지고, 미배향 영역이 최소화되어 있는 배향 영역을 간단하고 효율적으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 예시적인 마스크는 소위 롤투롤 공정에 의한 연속적인 공정을 진행하는 경우에도 효과적이다.
도 1은 예시적인 마스크를 보여주는 모식도이다.
도 2는 마스크의 개구부의 두께 및 폭과 개구부와 피조사체의 거리의 관계를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은, 입체 영상 표시 장치의 광학 필터의 예시적인 형태를 나타내는 도면이다.
도 4는 예시적인 마스크의 개구부 형상을 보여주는 단면도이다.
도 5 및 도 6은 예시적인 마스크 및 피조사체의 배치를 나타내는 도면이다.
도 7은, 예시적인 광 조사 수단의 배치를 나타내는 도면이다.
도 8은 예시적인 장치를 나타내는 도면이다.
도 9는, 예시적인 입체 영상 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 10 내지 13은, 실시예 및 비교예에서 형성된 광배향층의 상태를 보여주는 도면이다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 기술한 내용을 보다 상세히 설명하나, 광학 소자의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1.
마스크의 제작
도 1에 나타난 바와 같은 형태를 가지되, 개구부의 폭(w)이 540㎛ 이고, 개구부의 두께(t)가 100mm 이며, 각 개구부간의 간격이 약 540㎛ 인 마스크를 제작하고, 하기 광배향층의 형성에 사용하였다.
광학 필터의 제조
상기 제조된 마스크를 사용하여, 도 8에 나타난 바와 같은 장치를 구성하였다. 구체적으로는 광원으로는 UV 램프를 사용하고, 집광판으로는 일반적인 콜리메이터 렌즈를 사용하였으며, 편광판으로는 와이어 그리드 편광판을 사용하여, 광원으로부터 조사된 광이 집광판에서 집광된 후에 편광판을 거쳐 마스크로 입사되도록 장치를 설계하였다.
그 후 다음과 같은 방식으로 광배향층 및 광학 필터를 제조하였다. 우선 광배향층은, 두께가 80 ㎛인 TAC(Triacetyl cellulose) 기재의 상부에 건조 두께가 1,000Å이 되도록 폴리신나메이트 계열의 화합물을 포함하는 광배향층 형성용 코팅액의 층을 형성하였다. 상기 층은 코팅액을 롤 코팅 방법으로 TAC 기재상에 코팅하고 80℃에서 2분 동안 건조시켜, 용매를 제거하여 형성하였다. 이 때, 용액으로는 하기 화학식 1의 신나메이트기를 갖는 폴리노르보넨(중량평균분자량(Mw) = 150,000) 및 아크릴계 단량체의 혼합물을 광개시제(Igacure 907)와 혼합하고, 시클로헥사논 용매에 폴리노르보넨의 고형분 농도가 2 wt%가 되도록 용해시켜 제조하였다(폴리노르보넨: 아크릴계 단량체:광개시제 = 2:1:0.25(중량비)).
[화학식 1]
Figure PCTKR2012000510-appb-I000001
그 후, 광배향층 상에 마스크를 매개로 하지 않고 직선 편광된 자외선(300 mW/cm2)을 조사하여, 1차 배향시켰다. 1차 광배향층 상에 상기 제조된 마스크를 광배향층과 마스크의 거리가 약 ~ 정도가 되도록 배치하였다. 그 후, 마스크를 매개로 광배향층 상에 1차 배향 시에 사용한 직선 편광된 자외선의 편광축과는 90도의 각도로 편광축을 가지는 직선 편광된 자외선을 조사(300 mW/cm2)하여 2차 배향을 실시하였다. 2차 배향 공정 후에 배향층상에 λ/4 파장 특성을 가지는 위상 지연층을 형성하였다. 구체적으로는, 광배향층 상에 액정 화합물(LC242™, BASF(제))을 약 1㎛ 의 건조 두께가 되도록 도포하고, 하부의 광배향층의 배향에 따라 배향시킨 후에, 자외선(300mW/cm2)을 약 10초 동안 조사하여 액정을 가교 및 중합시켜, 하부 광배향층의 배향에 따라서 지상축의 방향이 상이한 영역을 포함하는 광학 필터를 제조하였다.
실시예 2.
실시예 1과 동일한 방식으로 광학 필터를 제조하되, 광배향층의 2차 배향 과정에서 마스크와 광배향층의 간격없이 밀착되도록 조절한 것을 제외하고는 동일한 방식으로 광학 필터를 제조하였다.
실시예 3.
실시예 1과 동일한 방식으로 광학 필터를 제조하되, 광배향층의 2차 배향 과정에서 마스크와 광배향층의 간격을 약 1mm 로 조절한 것을 제외하고는 동일한 방식으로 광학 필터를 제조하였다.
비교예 1.
실시예 1과 동일한 방식으로 광학 필터를 제조하되, 광배향층의 2차 배향 과정에서 마스크와 광배향층의 간격을 약 2mm 로 조절한 것을 제외하고는 동일한 방식으로 광학 필터를 제조하였다.
확인예 1. 배향 상태의 확인
실시예 및 비교예에서 각각 제조된 광학 필터에 대하여, 위상 지연층의 패턴 형성 상태를 관찰하였다. 첨부된 도 10은, 실시예 1에서 배향 처리된 광배향층의 상태를 보여주는 확대 사진이고, 도 11은 실시예 2, 도 12는 실시예 3, 그리고 도 13은 비교예 1에서 배향 처리된 광배향층의 상태를 보여주는 확대 사진이다. 도면으로부터 확인되는 바와 같이, 개구부의 두께가 마스크와 배향층간의 간격에 따라서 조절되는 경우에는 각 패턴간의 경계가 선명하게 관찰되지만, 그렇지 않은 경우에는, 경계부가 매우 불명확한 패턴이 형성됨을 확인할 수 있다.
도 11 내지 도 13에서 광학 필터를 통하여 방출되는 서로 다른 편광 특성을 가지는 좌안 및 우안 화상을 한쪽 입체 안경을 통해 투시하면, 안경의 위상차 필름과 배향 방향이 수직한 경우에는 검게 표시되고, 수평한 경우에는 하얗게 표시된다. 또한, 반대쪽 입체 안경을 쓰고 투시하면, 동일 필름의 검은 부분과 하얀 부분이 반대로 표시되는 것을 확인할 수 있다.
결과적으로, 도 11 내지 도 13에서 형성된 패턴에서 검게 표시되는 부분은 입체 안경의 위상차 필름과 수직하게 배향된 부분을 나타내고, 하얗게 표시되는 부분은 입체 안경의 위상차 필름과 평행하게 배향된 부분을 나타낸다.

Claims (42)

  1. 피조사체로 광을 가이드할 수 있는 개구부를 하나 이상 포함하고, 상기 개구부의 크기는 상기 피조사체와의 거리에 따라서 조절되는 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서, 개구부에 의해 가이드되는 광은 직선 편광된 광인 마스크.
  3. 제 1 항에 있어서, 개구부의 두께가 피조사체와의 거리의 5배 이상이 되도록 상기 개구부가 구성되는 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서, 개구부는 상기 개구부로 광이 조사되는 측으로부터 상기 개구부에 의해 가이드된 광이 방사되는 측으로 갈수록 폭이 좁아지도록 구성되는 마스크.
  5. 제 1 항에 있어서, 개구부의 내벽에 형성된 전반사층을 추가로 포함하는 마스크.
  6. 제 1 항에 있어서, 피조사체의 표면은 곡면으로 형성되어 있고, 개구부의 크기는 상기 곡면의 곡률반경에 따라서 조절되는 마스크.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 곡면의 곡률반경은 150 mm 내지 250 mm 이고, 상기 개구부의 두께는 5 mm 내지 20 mm 인 마스크.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 곡면의 곡률반경은 50 mm 이상인 마스크.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 곡면의 곡률반경은 50 mm 내지 500 mm 인 마스크.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 피조사체와 마주보는 면은 곡면으로 형성되는 마스크.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 피조사체와 마스크의 마주보는 면은 서로 동일한 곡률반경인 마스크.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 피조사체와 마스크의 마주보는 면의 거리는 동일하게 형성되는 마스크.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 피조사체와 마스크의 마주보는 면의 곡률반경 또는 거리는 오차범위가 5% 이하인 마스크.
  14. 피조사체가 거치되는 장비; 및 상기 피조사체로 광을 가이드할 수 있는 개구부를 하나 이상 포함하며, 상기 개구부의 크기가 상기 피조사체와의 거리에 따라 조절되는 마스크를 포함하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 개구부의 두께가 마스크 및 피조사체와의 거리의 5배 이상이 되도록 상기 개구부가 구성되어 있는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 마스크 및 피조사체와의 거리가 0 mm 를 초과하고, 또한 50 mm 이하가 되도록 구성되어 있는 장치.
  17. 제 14 항에 있어서, 피조사체가 거치되는 장비는, 상기 피조사체의 표면을 곡면으로 유지한 상태로 상기 피조사체를 거치하고, 마스크의 개구부의 크기는 상기 장비의 곡률반경에 따라 조절되어 구성되어 있는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 장비의 곡률반경은 150 mm 내지 250 mm 이고, 상기 개구부의 두께는 5 mm 내지 20 mm 인 장치.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 장비의 곡률반경은 50 mm 이상인 장치.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 장비의 곡률반경은 50 mm 내지 500 mm 인 장치.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 피조사체와 마스크의 마주보는 면은 곡면으로 형성되는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 피조사체와 마스크의 마주보는 면은 서로 동일한 곡률반경인 장치.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 피조사체와 마스크의 마주보는 면의 거리는 동일하게 형성되는 장치.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 피조사체와 마스크의 마주보는 면의 곡률반경 또는 거리는 오차범위가 5% 이하인 장치.
  25. 제 14 항에 있어서, 마스크로 광을 조사하는 광원을 추가로 포함하며, 상기 광원은 상기 마스크를 향해서만 직선으로 진행하는 광을 생성하도록 구성되어 있는 장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 마스크를 향해서만 직선으로 진행하는 광을 생성하도록 구성되어 있는 광원이 숏 아크형 방전 램프를 포함하는 장치.
  27. 제 25 항에 있어서, 광원은 2개 이상의 열을 형성하고 있는 복수의 광 조사 수단을 포함하고, 상기 2개 이상의 열 중 어느 하나의 열에 위치하는 광 조사 수단과 상기 어느 하나의 열과 인접하는 다른 열에 위치되어 있는 광 조사 수단은 서로 엇갈려서 중첩되도록 배치되어 있는 장치.
  28. 제 25 항에 있어서, 광원으로부터 조사된 광을 집광하여, 상기 집광된 광을 마스크로 전달할 수 있는 집광기를 추가로 포함하는 장치.
  29. 제 25 항에 있어서, 광원으로부터 조사된 광으로부터 직선 편광된 광을 생성하고, 상기 직선 편광된 광을 마스크로 전달할 수 있는 편광판을 추가로 포함하는 장치.
  30. 피조사체로 광을 가이드할 수 있는 개구부를 하나 이상 포함하는 마스크를 향해서 광을 조사하고, 상기 개구부로 조사된 광을 상기 피조사체로 가이드하는 것을 포함하되, 상기 개구부의 크기를 상기 마스크와 상기 피조사체와의 거리에 따라서 조절하는 직선으로 진행하는 광을 생성하는 방법.
  31. 제 30 항에 있어서, 개구부의 두께를 마스크 및 피조사체와의 거리의 5배 이상이 되도록 구성하는 직선으로 진행하는 광을 생성하는 방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 마스크 및 피조사체와의 거리를 0 mm 를 초과하고, 또한 50 mm 이하가 되도록 유지하는, 직선으로 진행하는 광을 생성하는 방법.
  33. 제 30 항에 있어서, 피조사체의 표면은 곡면으로 유지되어 있고, 개구부의 크기를 상기 곡면의 곡률반경에 따라서 조절하는 직선으로 진행하는 광을 생성하는 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 곡면의 곡률반경은 150 mm 내지 250 mm 이고, 상기 개구부의 두께는 5 mm 내지 20 mm 인 직선으로 진행하는 광을 생성하는 방법.
  35. 광배향층으로 광을 가이드할 수 있는 개구부를 하나 이상 포함하는 마스크를 향해서 광을 조사하고, 상기 개구부로 조사된 광을 상기 광배향층으로 가이드하는 것을 포함하되, 상기 개구부의 크기를 상기 마스크와 상기 광배향층의 거리에 따라서 조절하는 광배향층의 제조 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 개구부의 두께를 마스크 및 광배향층 과의 거리의 5배 이상이 되도록 구성하는 광배향층의 제조 방법.
  37. 제 36 항에 있어서, 마스크 및 광배향층과의 거리를 0 mm를 초과하고, 또한 50 mm 이하가 되도록 유지하는, 광배향층의 제조 방법.
  38. 제 35 항에 있어서, 광배향층의 표면은 곡면으로 유지되어 있고, 마스크의 개구부의 크기를 상기 곡면의 곡률반경에 따라서 조절하는 광배향층의 제조 방법.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 곡면의 곡률반경은 150 mm 내지 250 mm 이고, 상기 개구부의 두께는 5 mm 내지 20 mm 인 광배향층의 제조 방법.
  40. 제 35 항에 있어서, 광배향층은 아조 벤젠, 스티릴 벤젠, 쿠마린, 찰콘 및 신남산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물로부터 유도된 관능기를 가지는 광배향성 화합물을 포함하는 광배향층의 제조 방법.
  41. 제 35 항의 방법으로 제조되고, 미배향 부분의 면적이 전체 면적 대비 10% 이하인 광배향층.
  42. 제 41 항의 광배향층 및 상기 광배향층의 적어도 일면에 형성된 위상 지연층을 포함하는 광학 필터.
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