게시 및 게시 날짜 : 2019/07/01

인쇄 기술을 사용하여 낮은 온라인 바카라율과 내구성이 뛰어난 편광 시트를 달성

기존 와이어 그리드 편광 요소를 1/10 이하로 감소시키는 온라인 바카라

포인트

  • 인쇄하여 50 nm 이하의 가장 작은 선 너비를 가진 금속 패턴을 형성하는 기술 개발
  • 편광 정도 99%와 표면에 불균일 함을 더함으로써 4%의 온라인 바카라율을 가진 고도로 내구성있는 편광 시트
  • 편광 기울기와 같은 기존 기술에서 사용하기 어려운 분극 기능은 편광 요소의 새로운 개발에 기여합니다

요약

National Research and Development Corporation, 바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 의장] (이하 "AIST")통합 Microsystems Research Center[연구 센터 디렉터 Matsumoto Sohei] 연구원 Hokari Ryohei, 연구원,제조 기술 연구 부서[Research Division Director Ichikawa Naoki] 표면 기능 설계 연구 그룹의 최고 연구원 인 Kurihara Kazuma는 Hishie Chemical Co, Ltd와 협력하고 있습니다 이토 히로시 (Ito Hiroshi)와 Ito Optical Co, Ltd [Ito Hiroshi 대표], 현재 주류입니다dichroic 염료 편광 시트전통적인 것보다 더 내구성 있고 투명하며 온라인 바카라율와이어 그리드 편광 요소와이어 그리드 편광 요소는 시트 모양에서 51%에서 1/10 이하로 감소, 낮은 온라인 바카라율 및 높은 내구성와이어 그리드 편광 시트

이번에는금속 잉크와이어 그리드 편광 요소의 구조를 형성하고 적절한 발사를 사용하면 세계 최초입니다편광 학위온라인 바카라율이 99% 이상이고 온라인 바카라율이 5% 이하의 낮은 온라인 바카라 와이어 그리드 편광 시트가 실현되었습니다 기존의 와이어 그리드 편광 요소는 높은 편광, 높은 투과율 및 얇은의 장점을 가지지 만 밀도로 형성된 금속을 사용하기 때문에 온라인 바카라율이 높고 응용 분야는 액정 프로젝터로 제한되었습니다 개발 된 기술은 기존 와이어 그리드 편광 요소의 기능을 활용하면서 온라인 바카라율을 줄일 수있었습니다 또한 내열성, 수분 저항, 광 저항 및 긁힘 저항이 있으므로 지금까지 적용하기 어려운 안경 산업 인 자동차 산업으로 확장 될 수 있습니다

이 기술의 세부 사항은 Applied Physics 협회 (NGL2019)의 차세대 리소그래피 워크숍에서 도쿄 기술 연구소 (도쿄 메 구로 쿠, 도쿄)에서 개최 될 예정입니다

요약 다이어그램
개발 된 낮은 온라인 바카라율 및 높은 내구성 와이어 그리드 편광 시트를 개발했습니다

개발의 사회적 배경

편광 요소는 액정 디스플레이뿐만 아니라 액정 프로젝터, 헤드 업 디스플레이와 같은 차량 내 장비, 액정 노출 장치 등과 같은 제조 장비와 같은 차량 내 장비와 같은 광학 장비입니다편광 선글라스와 같은 광범위한 필드에 필수적인 편광 제어 기술을 지원하는 광학 요소입니다 차량 내 장치 및 LCD 프로젝터는 고온 및 습한 환경 또는 높은 밝기가 높은 밝기로 끊임없이 조사되는 환경에서 사용될 것으로 예상되므로 제품을 구성하는 편광 요소는 내구성이 높아야합니다 (열 저항, 습한 내성, 광도) 반면, 액정 프로젝터 및 디스플레이와 같은 광학 시스템에서이상한 빛여전히 문제이며 온라인 바카라율이 낮은 편광 요소에 대한 요구가 있습니다 그러나, 지금까지 높은 내구성과 낮은 온라인 바카라율을 결합한 얇은 편광 요소는 없으며, 그러한 편광 요소가 실현 될 수 있다면 이전에 적용하기 어려운 필드로 개발할 수 있으며 편광 요소의 새로운 단계에 도달 할 것으로 예상됩니다

연구 기록

AIST는 표면 미세 구조를 사용하여 고화질 인쇄 기술을 개발하기 위해 노력해 왔으며, 기존의 처리 기술을 사용하기가 어려운 나노 미터 스케일에서 높은 종횡비 구조를 실현하고 새로운 기능을 만들기위한 목적으로 노력하고 있습니다Aisotech Press 발표 2016 년 9 월 12 일) 결과적으로, 세계에서 가장 작은 선 너비 인 80 nm 패턴이 인쇄 패턴으로 형성되었음을 입증되었습니다 또한, 미세하고 두꺼운 잉크 패턴을 형성하는 능력을 활용함으로써 전자 장치뿐만 아니라 광학 장치에도 적용을 확인했습니다

와이어 그리드 편광 요소는 높은 편광과 높은 투과율을 가지지 만 온라인 바카라율이 높기 때문에 편광 선글라스에 적용하기가 어려워졌습니다 이번에 AIST는 Hishie Chemical Co, Ltd, Tokai Precision Industry Co, Ltd 및 Ito Optical Co, Ltd와 함께 일하면서 낮은 온라인 바카라율, 높은 내구성, 와이어 그리드 편광 시트를 개발하여 인쇄 기술을 사용하여 쉽게 제작할 수있는 가시 광선을위한 가시 광선을위한 와이어 그리드 편광 시트를 개발했습니다

이 연구 및 개발의 일부는 일본 과학 및 기술 기관의 프로젝트 연구 결과 최적 개발 지원 프로그램 인 A-Step 기능 검증 단계에 의해 지원되었다는 것이 주목됩니다

연구 컨텐츠

이번에는 내구성이 높은 금속을 사용하여 와이어 그리드 편광 요소의 낮은 온라인 바카라율을 증가시켜 가시 광선에 대한 낮은 온라인 바카라율 및 높은 내구성 편광 시트를 실현하기로 결정했습니다 가시광에 대한 와이어 그리드 편광 요소는 가시 광선의 파장 (400 nm ~ 800 nm)보다 충분히 좁은 폭을 갖는 와이어 구조를 필요로하며, 와이어 구조를 더 얇고 두껍게 만들면 분극 특성을 개선 할 수 있으며, 지금까지 보여준 80nm보다 얇은 선 너비의 와이어 구조가 필요합니다 새로운Nanoimprint기술, 습윤 제어 및 인쇄 기술을 성공적으로 결합함으로써, 우리는 50 nm 미만의 선 너비와 10 개 이상의 종횡비로 금속 잉크 패턴을 형성 할 수있는 두꺼운 필름 나노 프린팅 기술을 개발했으며, 금속 잉크를 사용하여 보이는 전선을 위해 세계 최초의 와이어 그리드 극화 시트를 달성했습니다 무화과 도 1은 개발 된 와이어 그리드 편광 시트를 제조하는 방법을 보여준다 첫째, 스트라이프 모양의 볼록 구조가 있습니다mold를 사용하여 수지 시트에 형성됩니다 나노 임시 기술에 의해 다음으로 블레이드는 그루브 부분 만 금속 잉크로 채우는 데 사용됩니다 마지막으로, 와이어 그리드 편광 시트를 만들기 위해 오븐에서 구운 것입니다 기술은 이미 75mm 정사각형의 편광 시트를 형성하기 위해 설립되었지만 더 큰 면적을 가진 금형을 사용하여 영역을 더욱 증가시킬 수 있습니다

그림 1
그림 1 : 온라인 바카라율이 낮고 내구성이 낮은 와이어 그리드 편광 시트를 제조하는 방법
 

기존 와이어 그리드 편광 요소는 진공 필름 증착 기술을 사용하여 밀접하게 증착되어 와이어 그리드 구조를 형성하는 금속 필름을 사용하며, 와이어의 방향에 평행 한 편광 된 입사광은 미러 표면에 의해 온라인 바카라되도록 높은 온라인 바카라율로 온라인 바카라됩니다 한편, 분극 시트는 은색 나노 입자 잉크로 만들어진 저온 베이킹 바디로 만들어진 와이어 그리드 구조이며, 낮은 온라인 바카라율을 달성하기 위해 고르지 않은 모양이 와이어의 전면 및 후면 표면에 형성되고, 표 2 (상단) 및 (상단) 전자 마이크로그램 (SEM)의 단순화 된 다이어그램 (Simplified Diagram) 표면 측의 고르지 않은 모양은 발사 조건을 제어함으로써 형성된다 뒷면의 불균일성은 발사 조건을 제어함으로써 유사하게 형성 될 수 있지만, 곰팡이의 단면 전자 빔 현미경 이미지 (도 2의 하부 섹션)에서 볼 수 있듯이, 금형의 끝이 테이퍼되고 불균일 함이 첨가되며, 수지 시트의 그루브의 형태에 온라인 바카라된다 이번에는 불균일의 모양을 제어함으로써 5%미만의 온라인 바카라율을 달성 할 수있었습니다

그림 2
그림 2 와이어 그리드 편광 시트 및 개발에 사용 된 금형 구조
 

표 1은 개발 된 저 온라인 바카라 와이어 그리드 편광 시트의 성능과 기존의 이색 염료 편광 시트 및 와이어 그리드 편광 시트의 성능을 비교 한 것을 보여줍니다 여기서는 전달과 온라인 바카라율이 각각가시성 전송and시각적 온라인 바카라개발 된 편광 시트의 특성은 와이어 그리드 구조 및 발사 조건에 따라 조정될 수 있으며, 두 가지 유형의 개발 된 제품 (A 및 B)이 예로 표시됩니다 신뢰성 내구성 테스트 표준에 따라, 우리는 가혹한 자동차 환경과 고려 광 조사 환경을 가정하는 내구성 테스트를 수행했습니다 개발 된 제품은 발사 공정 동안 형성된 금속 발사 재료로 인해 편광 요소 기능을 가지고 있으며, 금속 발사 재료는 시트 표면의 깊은 홈에 내장되어 고온, 높은 습도 및 빛에 저항력이 있으며, 광학 특성의 변화는 테스트 전과 후에 매우 작아서 고도로 고도로 가능하다고 말할 수 있습니다 한편, 이색 염료 편광 시트는 염료를 사용하기 때문에 내열성이 낮고 심한 조건에서 변색이 관찰되었다 또한, 기존의 와이어 그리드 편광 시트에서, 금속 층 자체는 열과 빛에 저항력이 있지만, 금속 층과 기판이 적층되기 때문에 엄격한 조건에서 컬과 어두워지기 때문에 볼 수있다 개발 된 제품의 광학적 특성은 기존 와이어 그리드 편광 시트의 광학적 특성보다 열등하지만 온라인 바카라율은 1/10 미만으로 감소 될 수 있습니다 또한, 이색 염료 편광 시트와 비교할 때, 광학적 특성은 이미 동일한 수준에서 얻어지며, 이는 내구성 측면에서 유리하다 광학 특성에 대한 미래의 목표는 999% 이상, 40% 이상의 전달 및 5% 이하의 온라인 바카라율이지만, 현재 특성조차도 높은 내구성과 스크래치 저항이 포함되어 있으며 제품 사양을 만족시키는 응용 프로그램도 있습니다 또한, 광학적 특성 개선 및 온라인 바카라제 제어에 대한 지침이 이미 발견되었으며, 응용 프로그램에 따라 연구 개발을 진행할 준비가되었습니다

표 1 개발 된 제품과 기존 제품 간의 성능 비교
표 1
 

전통적인 이색 염료 편광 시트는일축 스트레치를 사용하여 이색 염료의 방향이 제어되기 때문에 요소 평면 내에서 편광 학위 분포를 갖는 것은 어렵다 개발 된 기술은단일 판 프로세스를 사용하여 다량의 소량을 생산하는 데 사용될 수 있으며, 금형의 설계를 통해 평면 내의 편광 분포를 자유롭게 제어 할 수 있으므로 곰팡이를 제조하는 과정을 제외하고 동일한 공정으로 쉽게 달성 할 수 있습니다 무화과 3은 프로토 타입 구배 편광 시트를 보여준다 기존의 그라디언트 필름은 송신 구배로 제한되었지만,이 기술을 사용하면 현재 기술과 함께 편광 그라데이션을 제어 할 수 있으므로 디스플레이 기능과의 가시성을 결합한 헤드 업 디스플레이, 고급 분극 제어 및 3D-TV 유리와 같은 유치를 방지하는 것과 같은 보안 조치, 디자인 및 기능 확장과 같은 보안 조치를 결합한 헤드 업 디스플레이에서 사용할 수 있습니다

그림 3
그림 3 프로토 타입 구배 편광 시트 (평면 내의 분극 분포를 자유롭게 제어 할 수 있음)

미래 계획

이번에는 인쇄 기술을 적용함으로써 와이어 그리드 편광 요소에 대한 낮은 온라인 바카라율을 달성했지만 향후 우리는 분극 학위와 전송을 모두 달성하기 위해 연구 및 개발을 계속 촉진 할 것입니다 많은 산업 분야에서 기술을 개발하기 위해 샘플 샘플 및 공동 연구 연구와 같은 기업 협업을 홍보하고 기술 개선에 중점을 둘 것입니다


터미널 설명

◆ dichroic 염료 편광 시트
빛이 전자기파로 간주되면 전기장 벡터의 진동 방향이 한 방향으로 정렬되는 빛을 편광이라고하며 디스플레이와 같은 액정 디스플레이에 필수적인 특성의 빛입니다 입사광의 분극 방향에 따라 채색되거나 투명 해 보이는 특성을 갖는 염료 이색 염료 편광 시트는 특정 방향으로 빛을 통과하지 않고 빛이 빛을 통과하여 빛을 통과하여 빛이 정렬 된 방향으로 배열 된 이색 염료에 수직 인 방향으로 편광 된 방향으로 전달되도록하는 시트입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 와이어 그리드 편광 요소/와이어 그리드 편광 시트
금속 와이어를 사용하여 편광을 분리 할 수있는 광학 요소는 대상 표시등의 파장보다 짧은 피치로 주기적으로 배열됩니다 와이어와 평행 한 편광의 입사광은 일반적으로 금속 필름이 한 표면에있는 것처럼 온라인 바카라되며, 와이어에 수직 인 편광의 입사광은 마치 금속 와이어가없는 투명한 재료 인 것처럼 전달됩니다 시트 모양의 와이어 그리드 편광 요소를 와이어 그리드 편광 시트라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 금속 잉크
금속 입자 함유 잉크[참조로 돌아 가기]
◆ 편광 학위
편광 요소의 편광 정도를 나타내는 표시기 편광 학위V와이어의 평행 방향으로 분극 된 빛의 시각적 투과율tP, 와이어의 수직 편광 조명의 시각적 투과율tVV= √ ((tV-tP)/(tV+tP)로 표시됩니다 100%에 가까울수록 분극 분리 특성이 더 좋습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 편광 선글라스
편광 요소가 장착 된 선글라스 안경은 수면의 눈부심을 억제하고 비가 오는 날씨의 도로 표면의 눈부심, 눈 스포츠 중 눈이 내리면 눈에 띄는 가시성을 제공 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 이상한 빛
광학 기기의 광학 시스템 내부에서 생성 된 불필요한 빛 이것은 주로 광학 요소로부터 온라인 바카라 된 빛 또는 회절 빛에 의해 발생합니다[참조로 돌아 가기]
◆ Nanoimprint
나노 미터 크기의 패턴으로 단단한 재료를 부드러운 기판에 강제하고 패턴을 기판으로 전달하는 기술 기판을 일시적으로 부드럽게하기 위해 가열 될 수있는 열 나노 임프린 팅 기술이 주로, 광과 치료 가능한 수지를 사용하는 광학 나노 임 프린팅 기술이 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ mold
금형으로 원하는 모양으로 처리하기위한 금형[참조로 돌아 가기]
◆ 가시성 전송
가시성 전송tist= (tV+tP)/2로 표현됩니다 가시성 투과율은 휘도 곡선 및 가시 광선 범위의 전송 스펙트럼에서 얻은 값입니다 휘도 곡선은 빛의 에너지 (파장)에 비해 인간의 눈이 느끼는 밝기의 정도를 보여주는 곡선입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 시각적 온라인 바카라
시각적 온라인 바카라r이다r= (rV+rP)/2로 표현됩니다 여기rP,rV와이어와 평행 한 광선의 빛의 빛나는 온라인 바카라 및 와이어에 각각 수직으로 빛의 분극 된 빛의 온라인 바카라가 있습니다 시각적 온라인 바카라율은 휘도 곡선과 가시 광선의 온라인 바카라 스펙트럼에서 얻은 값입니다[참조로 돌아 가기]
◆ aixial 스트레치
폴리머 필름, 섬유 등을 한 방향으로 확장하려면 분자의 배향은 정렬 될 수있다[참조로 돌아 가기]
◆ 피스 페드 프로세스
반도체 제조 공정에서 웨이퍼를 하나씩 처리하는 처리 방법 이 경우, 편광 시트를 하나씩 제조하는 과정을 말합니다[참조로 돌아 가기]

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