掩膜及包括該掩膜的濾光片製造設備的製作方法

2023-12-03 07:17:56

專利名稱：掩膜及包括該掩膜的濾光片製造設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種濾光片製造設備，更具體而言，涉及一種掩膜和含有該掩膜的濾光片製造設備，所述掩膜在卷裝進出方法(roll-to-roll process)中使用偏光元件使液晶顯示(LCD)器件的取向膜或使用可固化液晶的光學基膜的取向膜光學取向。
背景技術：
近年來，通過使用具有一定波長的偏振光輻照取向膜而使取向膜取向的光學取向技術已經廣泛地用作使液晶顯示(LCD)器件的取向膜或視角補償基膜層具有取向性能的技術。常規地，在用於光學取向膜的偏振光輻照設備中，已經使用了使棒狀燈(其為線光源)和線柵偏光元件(wire grid polarization element)結合的技術。例如,在韓國專利公開第2006-0053117號和第2009-0112546號中公開了該技術。在這種光學取向技術中，隨著液晶(LC)面板的尺寸的增加，使用偏振光輻照光學取向膜的光輻照設備的光輻照區域也增加。因此，需要更高的照度。為了以高照度輻照如此大的區域，光輻照設備的光源的尺寸需要增大至相同的程度。然而，由於影響取向的偏振光的方向取決於入射光的入射角，當光源的尺寸較大時，對光輻照區域的入射角變得不規則，而因此偏光軸變得不規則。因此，輻照區域的取向方向不均勻，而且取向沒有以所需的方向進行。在卷裝進出方法中,光福照區域幾乎都具有彎曲的表面(curved surface)。在這種情況下，隨著輻照區域的增加，由於彎曲的表面的增加，會引起在光輻照區域內的偏光軸的不規則。為了得到大的均勻的偏光分布，偏光元件需要用具有高精度的平行光輻照。然而，在形成具有高精度的平行光中使用大型裝置從而處理大的區域。在大型裝置的情況下，隨著在裝置內的光程的長度的增加，光的強度下降，以及處理時間增加，而因此生產率下降。也就是，在不使用大型裝置的情況下難以形成具有光學性能的平行光。總之，難以實施卷裝進出方法，而且生產率顯著下降。

發明內容
技術問題本發明旨在提供一種掩膜和包括該掩膜的濾光片製造設備，其能夠在大面積上進行均勻的曝光、輻照具有高精度的平行光、賦予均勻的取向性能並有效地進行大面積的光學取向。本發明還旨在提供一種掩膜和含有該掩膜的濾光片製造設備，其能夠通過在高速卷裝進出方法中的簡單配置提高圖形的均勻性和提高光的直線性。本發明並不限於上述的實施方式，而因此本領域的普通的技術人員將從下面的描述中清楚地理解沒有描述的其它實施方式。技術方案
本發明的一個方面提供了一種用於在基膜上形成圖形的在卷裝進出方法中使用的掩膜，其包括:多個導縫(guide slit)，其被開口以具有預定的厚度和預定的寬度。所述導縫可以被設計為滿足下面的公式:[公式]t 彡 5a其中，t表示所述導縫的厚度,且0〈a < 50mm。所述導縫被設計為滿足下面的公式:[公式](其中，t表示所述導縫的厚度，以及a表示所述掩膜與基膜之間的間距。)所述導縫的內壁可以具有向下減小的寬度。
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所述導縫的內壁可以使用全反射材料塗布從而提高光的直線性。所述導縫可以以預定間距設置多列。設置在不同列中的導縫可以交替地排列。本發明的另一方面提供了一種濾光片製造設備，其包括:在卷裝進出方法中使用的棍；卷繞在所述棍上的基膜；產生用於曝光的光的光源；偏光板，其被安裝在所述光源的發光側，並且使從所述光源中產生的光偏振；和掩膜，其致使在所述基膜上形成圖形且包括多個導縫，所述多個導縫被開口以具有預定的厚度和預定的寬度。所述濾光片製造設備可以進一步包括採光板(light collecting plate),其收集光以致使所述基膜的整個區域被光均勻地輻照。所述光源可以包括短弧型放電燈。所述光源可以包括紫外線(UV)燈，以及可以在UV燈與基膜之間安裝冷卻器。可以使多個光源以多列排列從而使在不同列中排列的光源部分地相互重疊。在不同列中排列的光源可以相互重疊2/3。有益效果根據本發明，由於短弧型放電燈被用作發出直線光的光源，所以大面積可以被均勻地曝光，可以輻照具有高精度的平行光，可以賦予均勻的取向特徵，並且可以有效地進行大面積的光學取向。此外，由於在掩膜內形成多個導縫，所以即使在掩膜遠離基膜的情形下也可以提高光的直線性。因此，圖形的均勻性是優異的，製造工藝被簡化，而因此提高了生產率和過程效率。


圖1顯示根據本發明的一個示例性的實施方式的濾光片製造設備；圖2顯示根據本發明的一個示例性的實施方式的光源的排列；圖3顯示根據本發明的一個示例性的實施方式的掩膜；圖4顯示根據本發明的一個示例性的實施方式的掩膜；圖5為顯示根據本發明的一個實施方式的掩膜的導縫的厚度和寬度之間的關係以及導縫與基膜之間的間距的配置圖；圖6a和圖6b為顯示當掩膜中沒有形成導縫時形成的圖形和掩膜中形成導縫時形成的圖形的照片；圖7a至7d為顯示當形成導縫時根據掩膜與基膜之間的間距形成的圖形的照片；以及圖8顯示根據本發明的一個示例性的實施方式的立體圖像顯示器的顯示面板。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細地描述根據本發明的示例性的實施方式的掩膜和含有該掩膜的濾光片製造設備。參照圖1，根據本發明的濾光片製造設備I包括:光源10，其發出用於曝光的光；採光板20，其收集光以使光可以均勻地輻照至基膜50的整個區域；偏光板30，其被安裝在光源10的發光側；和掩膜40，作為光輻照設備，其在所述基膜50上形成圖形。在卷裝進出方法中，從光源10發出的光被輻照至卷繞在輥60的基膜上。在下文中，將參照附圖詳細地描述這些構件。光源10賦予取向特徵並發出直線光(straightlight)。如將在下文中所述,在通過掩膜40用光輻照基膜50的過程中，隨著掩膜40與輥60之間的間距增加，更加難以精確地和均勻地形成圖形。此外，隨著掩膜40與輥60之間的間距增加，圖形寬度變得不均勻，以及在基膜50上容易產生汙跡。因此，在本發明的實施方式中，使用發出直線光的光源10。當然，如將在下文中所述，如果進行設計使得掩膜40與輥60之間的間距可以保持恆定，則不必必需使用發出直線光的光源作為光源10。例如，可以使用分散地發出光的光源(例如棒狀燈或高壓汞聚合燈)作為光源10。然而，如果掩膜40與輥60之間的間距沒有被最小化至預定的距離內，則非均勻地形成圖形。因此，優選使用直線光。短弧型放電燈，是一種紫外線(UV)燈，可以用作發出直線光的光源10。如果使用除了短弧型放電燈以外的放電燈，例如高壓汞燈，則光全向分散。如果光沒有以垂直方向輻照至基膜50上，當需要在小區域之間形成不同取向時，則各區域的取向方向變得相互不同。在輻照偏振光時使用以垂直方向輻照的直線光是決定掩膜40是否緊密地粘附至基膜和小區域之間的邊界上的重要因素。因此，當使用短弧型放電燈時，在掩膜40與基膜50之間的間距中存在邊緣(margin)，以及所述光源10還具有比高壓汞燈大的光量，從而在生產線(line working)的情況下提高了生產率。例如，中等/高壓汞UV燈，金屬滷化物燈和鎵UV燈(其根據發射波長分類)可以用作UV固化燈。通常地，當固化液晶或取向膜時，使用具有約lOOmW/cm2以上照度的高壓汞UV燈。此外，可以在基膜與UV燈之間安裝冷光鏡或冷卻器從而在輻照UV光時使得LC層的表面溫度可以保持在LC溫度範圍內。在通常使用的高壓汞燈的情況下，高純度汞和惰性氣體被密封在由石英玻璃製成的發光管中，365nm被用作主波長，以及根據燈的類型，光全向分散。此外，可以使用具有被設置在用於反射來自燈的光的截面上的橢圓或圓柱採光鏡的燈(直線光燈)來代替棒狀燈。此外，多個發光二極體(LED)可以用作光源10。同時，根據常規技術，多個光源以寬度方向排列和以多個列、平行地沿著基膜的移動方向排列。在這種情況下，由於光量的差異，取向方向可能變化，或者可能產生帶狀汙跡。關於此，如圖2所示，根據本發明的實施方式，排列光源10從而使在不同列中設置的光源10可以相互重疊。因此，可以防止由光量的不規則性和光學軸的不規則性導致的汙跡的出現。優選地，如圖2所示，以不同列設置的光源10相互重疊約2/3。然而，本發明並不限於此，以及以不同列設置的光源10可以以不同的比率相互重疊，例如，1/2。安裝採光板20致使基膜50被均勻的光量輻照。即使當使用放電燈作為光源10時，由於放電燈的燈帽(lamp hat)，會在用光輻照的部分中引起光量的不規則性。換言之，由於首先被燈帽反射而後輻照至基膜50上的光的量不同於直接輻照至基膜50上的光的量，因此圖形變得不均勻。為了解決這個問題，將採光板20安裝在光源10的前面從而導致光均勻地輻照至基膜50的整個區域。安裝偏光板30用於偏光。通常地，以布儒斯特角排列的玻璃板、線柵偏光板等可以用作偏光板30。接著，參照圖3，根據本發明的掩膜包括多個導縫42，其以預定的厚度開口。導縫42沿著掩膜40的一側平行地形成。導縫42提高了光的直線性，而因此提高了圖形的均勻性。具體地，在卷裝進出方法中，在用於形成圖形的曝光時，基膜50通過沿著其彎曲表面移動的帶而被傳輸。當在卷裝進出方法中實際上形成圖形時，基膜20和用於形成圖形的掩膜10在它們之間以預定的間距移動。由於掩膜10和基膜20之間的間距，偏振光沒有精確地輻照至所需的位置，致使圖形精確性的程度下降。此外，當使用掩膜製造濾光片時，掩膜10被設置離開基膜20，在基膜20上形成取向膜。在這種情況下，輻照的偏振光可以在掩膜10和基膜20之間分散。因此，難以使用均勻強度的偏振光輻照整個所需的區域。結果，取向膜圖形的邊界變模糊，而在第一光取向區域和第二光取向區域之間的邊界界面中出現沒有形成取向的未取向的區域。為了解決該問題，在本發明的實施方式中，在掩膜40中形成導縫42。由於形成導縫42，提高了輻照光的直線性，以及提高了在基膜50上形成的圖形的均勻性。也就是說，即使在掩膜40與基膜50具有預定的間距的情形下，亦可以提高光的直線性。同時，示於圖3中的導縫42可以以多列或者以一列排列。以多列排列的導縫42可以交替地排列從而形成多種圖形。例如，如在圖4中所示，導縫42可以以如下方式排列:第一列的形成導縫42的部分可以被放置在與第二列的沒有形成導縫42的部分的相同延長線上。在此，為了提高光的直線性並形成均勻的圖形，非常重要的是適當地設計導縫42的厚度t和寬度w以及掩膜40與基膜50之間的間距(下文中稱作「間距a」)。特別地，當在掩膜40被附著到基膜50的情形下進行曝光時，導縫42的厚度t的遞減是沒有問題的。然而，當在卷裝進出方法中形成圖形時，所述間距a是不可避免的，而且當導縫42的厚度t相對較大時，即使間距a相對大，也可以形成圖形。也就是說，當導縫42的厚度t大時，即使所述間距a大到一定程度也可以形成圖形。然而，當導縫42的厚度t過大時，透光率和光量下降，而因此難以得到取向。因此，必須適當地設計導縫42的厚度t。圖5為顯示根據本發明的掩膜的導縫的厚度與寬度之間的關係和所述導縫與基膜之間的間距的配置圖。參照圖5，其示出了導縫42的厚度t和寬度W，以及導縫42與基膜50之間的間距
a。在本文中，將從導縫42的上一側對角地延伸至其下一側的線定義為第一參考線L1。具體地，第一參考線L1是從導縫42的上左端延伸至其下右端的線。此外，將沿著導縫42的一側延伸的線定義為第二參考線L2。如圖5所示，將第一參考線LI和第二參考線L2與基膜50相交的點之間的距離定義為最大偏差距離b。所述最大偏差距離b指最大距離，通過該最大距離已經通過導縫42的光偏離直線路徑並輻照至基膜50上。所有光應該以平行於導縫42的一側經過導縫42，然後被輻照至基膜50的圖形區域S上，但是由於卷裝進出方法的特徵，必須考慮光被輻照至在圖形區域S外的區域(例如第一參考線LI)的情形。基於該原因，在本發明的實施方式中，通過使輻照至除了正常形成圖形的區域之外的區域的光的範圍最小化，均勻地形成了圖形。為此目的，作為源於設計說明的結果，最大偏離距離b優選為立體圖像顯示器的單位像素寬度的五分之一(1/5)以下。這是因為當最大偏差距離b大於單位像素寬度的五分之一時，顯著地產生串擾(由其他頻道的電信號導致頻道產生不想要的信號)。上述設計條件可以由下面的公式表示。首先，使用圖5的位置關係得到的成比例方程可以由公式I表示:t: w = (t+a): (w+b) ----公式 1當公式I圍繞最大偏差距離b重新整理時，最大偏差距離b可以由公式2表示:
權利要求
1.一種用於在基膜上形成圖形的在卷裝進出方法中使用的掩膜，其包括: 多個導縫，其被開口以具有預定的厚度和預定的寬度。
2.根據權利要求1所述的掩膜，其中，所述導縫被設計為滿足下面的公式: [公式]t ^ 5a 其中，t表示所述導縫的厚度，且0〈a ( 50mm。
3.根據權利要求1所述的掩膜，其中，所述導縫被設計為滿足下面的公式: [公式] b = ~ ^ g單位像素寬度 其中，t表示所述導縫的厚度，以及a表示所述掩膜與基膜之間的間距。
4.根據權利要求1所述的掩膜，其中，所述導縫的內壁具有向下減小的寬度。
5.根據權利要求1所述的掩膜，其中，所述導縫的內壁使用全反射材料塗布從而提高光的直線性。
6.根據權利要求1所述的掩膜，其中，所述導縫以預定的間距排列為多列。
7.根據權利要求1所述的掩膜，其中，設置在不同列中的導縫交替地排列。
8.—種濾光片製造設備，其包括: 在卷裝進出方法中使用的輥； 卷繞在所述輥上的基膜； 產生用於曝光的光的光源； 偏光板，其被安裝在所述光源的發光側，並且使從所述光源中產生的光偏振；和掩膜，其致使在所述基膜上形成圖形且包括多個導縫，所述多個導縫被開口以具有預定的厚度和預定的寬度。
9.根據權利要求8所述的濾光片製造設備，其進一步包括採光板，其收集光以致使所述基膜的整個區域被光均勻地輻照。
10.根據權利要求8所述的濾光片製造設備，其中，所述光源包括短弧型放電燈。
11.根據權利要求8所述的濾光片製造設備，其中，所述光源包括紫外線(UV)燈，以及在所述UV燈與基膜之間安裝冷卻器。
12.根據權利要求8所述的濾光片製造設備，其中，使多個光源以多列排列從而使在不同列中排列的光源部分地相互重疊。
13.根據權利要求12所述的濾光片製造設備，其中，在不同列中排列的光源相互重疊2/3。
14.根據權利要求8所述的濾光片製造設備，其中，所述導縫被設計為滿足下面的公式: [公式] t ^ 5a 其中，t表示所述導縫的厚度，且0〈a ( 50mm。
15.根據權利要求8所述的濾光片製造設備，其中，所述導縫被設計為滿足下面的公式:[公式] 單位像素寬度 其中，t表示所述導縫的厚度，以及a表示所述掩膜與基膜之間的間距。
16.根據權利要求8所述的濾光片製造設備，其中，所述導縫的內壁具有向下減小的寬度。
17.根據權利要求8所述的濾光片製造設備，其中，所述導縫的內壁使用全反射材料塗布從而提高光的直線性。
18.根據權利要求8所述的濾光片製造設備，其中，所述導縫以預定的間距排列為多列。
19.根據權利要求8所述的濾光片製造設備，其中，在不同列中設置的導縫交替地排列。`
全文摘要
本發明提供了一種掩膜和含有該掩膜的濾光片製造設備。所述濾光片製造設備包括在卷裝進出方法中使用的輥；卷繞在所述輥上的基膜；產生用於曝光的光的光源；偏光板，其被安裝在所述光源的發光側，並且使從所述光源中產生的光偏振；和掩膜，其致使在所述基膜上形成圖形且包括多個導縫，所述多個導縫被開口以具有預定的厚度和預定的寬度。根據本發明，所述基膜的整個表面可以用均勻的光量輻照。因此，可以在所述基膜的表面上均勻地形成圖形，可以提高產品的質量，並且可以精確地實現基膜的性能。
文檔編號G02B5/30GK103119481SQ201180037021
公開日2013年5月22日 申請日期2011年7月26日 優先權日2010年7月26日
發明者金信英, 洪敬奇, 尹赫, 朱元喆, 趙鏞一, 樸文洙, 高銅浩, 柳秀英 申請人:Lg化學株式會社