KR101878755B1

KR101878755B1 - 광 이용 효율이 향상된 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치, 및 상기 디스플레이 패널의 제조 방법

Info

Publication number: KR101878755B1
Application number: KR1020120131944A
Authority: KR
Inventors: 손진승; 조은형
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2018-07-16
Anticipated expiration: 2032-11-20
Also published as: US20140140045A1; KR20140064526A; US9080748B2

Abstract

광원에서 제공된 광을 효율적으로 재활용함으로써 광 이용 효율이 향상된 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치, 및 상기 디스플레이 패널의 제조 방법이 개시된다. 개시된 실시예에 따른 디스플레이 패널은, 입사광의 투과/차단을 조절하여 화상을 형성하기 위한 다수의 개구부 영역, 및 상기 비개구부 영역에 배치된 것으로 입사광을 경사지게 반사하는 경사 반사판을 포함할 수 있다.

Description

광 이용 효율이 향상된 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치, 및 상기 디스플레이 패널의 제조 방법 {Display panel having improved light-use efficiency, dispaly apparatus including the display panel, and method of fabricating the display panel}

개시된 실시예들은 광 이용 효율이 향상된 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치, 및 상기 디스플레이 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원에서 제공된 광을 효율적으로 재활용함으로써 광 이용 효율이 향상된 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치, 및 상기 디스플레이 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이 장치, 빔 프로젝터 등과 같이 별도의 광원을 필요로 하는 수광형(non-emissive type) 디스플레이 장치의 경우, 광의 투과/차단을 조절하여 화상을 형성하기 위하여 2장의 편광자 사이에 액정이 배치된 구조를 주로 사용하고 있다. 그런데, 지금까지 사용되어 온 편광자는 주로 흡수형 편광자이기 때문에, 광원에서 방출된 광 중에서 절반만을 사용하고 나머지 절반은 편광자에 의해 흡수되어 버린다. 따라서, 광 이용 효율이 낮고 디스플레이 장치의 휘도를 높이는 데도 한계가 있다.

이에 따라, 광 이용 효율을 향상시키고 휘도를 높이는 것이 수광형 디스플레이 장치의 주요한 과제 중 하나이다. 예를 들어, 투과되지 않은 나머지 광을 흡수하는 흡수형 편광자 대신, 나머지 광을 반사하는 반사형 편광자를 디스플레이 패널과 광원 사이에 배치하는 기술이 제안되고 있다. 반사형 편광자에 의해 반사된 나머지 광의 편광 방향을 변환하여 반사형 편광자로 다시 반사하면, 나머지 광도 반사형 편광자를 투과할 수 있기 때문에, 반사된 나머지 광의 재활용이 가능하여 광 이용 효율이 향상될 수 있다.

그 밖에도 수광형 디스플레이 장치에서 손실되는 광을 줄이기 위한 다양한 노력이 이루어지고 있다.

광 이용 효율이 향상된 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.

또한, 광 이용 효율이 향상된 디스플레이 패널을 제조하는 방법이 제공된다.

본 발명의 일 유형에 따르면, 입사광의 투과/차단을 조절하여 화상을 형성하기 위한 다수의 개구부 영역; 상기 다수의 개구부 영역 사이에 배치된 것으로, 입사광을 투과시키지 않는 비개구부 영역; 및 상기 비개구부 영역 내에 배치된 것으로, 입사광을 경사지게 반사하는 경사 반사판;을 포함하는 디스플레이 패널이 제공된다.

상기 디스플레이 패널은, 상기 경사 반사판에 인접하여 상기 다수의 개구부 영역 내에 각각 배치된 것으로 특정 편광 방향의 광만을 투과시키는 편광판을 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 편광판은 흡수형 편광자 또는 반사형 편광자 중에서 하나일 수 있다.

예를 들어, 상기 반사형 편광자는 와이어 그리드 편광자일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 경사 반사판은 상기 개구부 영역을 향해 입사광을 비스듬하게 반사하도록 경사진 하나의 연속적인 반사면을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 하나의 연속적인 반사면은 평탄한 평면일 수 있다.

예를 들어, 상기 하나의 연속적인 반사면은 상기 개구부 영역으로부터 멀어질수록 경사 각도가 커지는 곡면일 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 상기 경사 반사판은 비연속적으로 형성된 다수의 반사면들을 포함할 수 있다.

상기 비연속적으로 형성된 다수의 반사면들은 서로 다른 경사 각도를 가질 수 있다.

상기 비연속적으로 형성된 다수의 반사면들은 상기 개구부 영역으로부터 멀어질수록 경사 각도가 커질 수 있다.

상기 경사 반사판은 톱니형, 삼각형, 반원형, 구면, 비구면, 원뿔형, 및 다각뿔형 중에서 어느 하나의 형태 또는 이들이 조합된 형태를 갖는 다수의 반사면들의 어레이를 포함할 수 있다.

상기 다수의 비연속적인 반사면들은 모두 동일한 경사 각도를 가질 수 있다.

또한, 상기 디스플레이 패널은, 배면 기판; 상기 배면 기판 상에서 상기 개구부 영역 내에 배치된 제 1 편광판; 상기 배면 기판 상에서 상기 비개구부 영역 내에 배치된 상기 경사 반사판; 상기 제 1 편광판의 상부에 마련된 편광 변환층; 상기 경사 반사판의 상부에 마련된 스위칭 소자; 적어도 상기 편광 변환층을 덮도록 배치된 제 2 편광판; 상기 편광 변환층과 대향하여 배치된 컬러 필터; 및 상기 스위칭 소자와 대향하여 배치된 블랙 매트릭스;를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 다수의 제 1 편광판과 다수의 경사 반사판이 상기 배면 기판 상에서 교대로 배열될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 유형에 따르면, 입사광을 이용하여 화상을 형성하기 위한 것으로 상술한 구성을 갖는 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널에 광을 제공하는 광원부;를 포함하는 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 유형에 따르면, 개구부 영역 내에 형성된 평평한 표면과 비개구부 영역 내에 형성된 경사면을 갖는 투명한 수지층을 투명한 기판 상에 형성하는 단계; 상기 투명한 수지층의 전체 표면 위에 반사성 금속층을 형성하여 비개구부 영역 내에 경사진 반사면을 형성하는 단계; 및 개구부 영역 내의 금속층을 패터닝하여 와이어 그리드 편광자를 형성하는 단계;를 포함하는 디스플레이 패널의 제조 방법이 제공될 수 있다.

예를 들어, 상기 투명한 수지층을 형성하는 단계는, 열경화 또는 광경화 가능한 투명한 액상의 수지 재료를 상기 투명한 기판 상에 형성하는 단계; 경사면의 패턴을 갖는 스탬프를 상기 액상의 수지 재료에 접촉시켜 가압하는 단계; 및 상기 액상의 수지 재료를 경화시키고 상기 경사면의 패턴을 갖는 스탬프를 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 경사면의 패턴을 갖는 스탬프는, 비개구부 영역에 대응하며 상기 경사면의 패턴이 양각으로 패터닝되어 있는 제 1 표면, 및 개구부 영역에 대응하며 평평한 평면인 제 2 표면을 포함할 수 있다.

상기 반사성 금속층은, 예를 들어, 도전성을 갖는 금속 재료로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 와이어 그리드 편광자를 형성하는 단계는, 상기 금속층 상에 마스크층을 전체적으로 도포하는 단계; 와이어 그리드 편광자의 형상이 패터닝된 스탬프로 개구부 영역 내에 있는 상기 마스크층을 패터닝함으로써 상기 금속층의 일부를 외부로 노출시키는 단계; 및 상기 노출된 금속층을 식각하고 상기 마스크층을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 와이어 그리드 편광자의 형상이 패터닝된 스탬프는, 개구부 영역에 대응하며 상기 와이어 그리드 편광자의 패턴이 양각으로 패터닝되어 있는 제 1 표면, 및 비개구부 영역에 대응하며 평평한 평면인 제 2 표면을 포함할 수 있다.

개시된 실시예에 따른 디스플레이 패널은, 예를 들어, 블랙 매트릭스와 같은 비개구부 영역에 배치된 경사진 반사판을 포함하기 때문에, 광원으로부터 비개구부 영역으로 진행하는 광이 개구부를 향해 비스듬하게 반사될 수 있다. 그 결과, 개시된 실시예에 따르면, 디스플레이 패널의 비개구부 영역을 향해 진행하는 광을 효과적으로 재활용하는 것이 가능하다. 따라서, 개시된 실시예에 따른 디스플레이 패널을 포함하는 수광형 디스플레이 장치의 광 이용 효율 및 휘도가 향상될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치의 예시적인 구조를 보이는 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 패널의 배면 기판의 일부를 더욱 상세히 보이는 부분 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널의 경사 반사면의 구조를 보이는 개략적인 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널의 경사 반사면의 구조를 보이는 개략적인 단면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제조 방법을 예시적으로 보이는 개략적인 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 광 이용 효율이 향상된 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치, 및 상기 디스플레이 패널의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 또한 이하에서 설명하는 층 구조에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 표현은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치의 예시적인 구조를 보이는 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 입사광을 이용하여 화상을 형성하기 위한 디스플레이 패널(120) 및 상기 디스플레이 패널(120)에 광을 제공하는 광원부(110)를 포함할 수 있다. 여기서 광원부(110)는 예를 들어 다수의 LED(Light emitting device)와 같은 점광원 또는 냉음극형광램프(CCFL)와 같은 선광원들이 배열되어 있는 백라이트 유닛일 수 있다. 도시되지는 않았지만, 광원부(110)는 광빔을 확산시켜 균질화시키는 확산판 및 디스플레이 패널(120)을 향해 광을 반사하는 반사판을 더 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(120)은, 예를 들어, 배면 기판(121), 상기 배면 기판(121)의 상부 표면의 일부 영역에 배치된 제 1 편광판(122), 배면 기판(121)의 상부 표면의 나머지 일부 영역에 배치된 경사 반사판(123), 제 1 편광판(122)의 상부에 마련된 편광 변환층(124), 경사 반사판(123)의 상부에 마련된 스위칭 소자(125), 적어도 상기 편광 변환층(124)을 덮도록 배치된 제 2 편광판(126), 편광 변환층(124)과 대향하여 배치된 컬러 필터(127), 및 스위칭 소자(125)와 대향하여 배치된 블랙 매트릭스(black matrix)(128)를 포함할 수 있다.

제 1 편광판(122)은 특정한 편광 방향의 광만을 투과시켜 편광 변환층(124)에 특정한 편광 방향의 광만이 입사하도록 한다. 제 1 편광판(122)에 인접하여 배치된 경사 반사판(123)은 광원부(110)로부터 입사하는 광을 광원부(110)를 향해 비스듬하게 반사하는 역할을 한다. 편광 변환층(124)은 온/오프 상태에 따라 입사광의 편광 방향을 변화시키거나 변화시키지 않는 역할을 하며, 예를 들어 액정으로 이루어질 수 있다. 스위칭 소자(125)는 편광 변환층(124)의 온/오프 스위칭을 제어하기 위한 것으로, 예를 들어 박막 트랜지스터(TFT)로 이루어질 수 있다. 편광 변환층(124)과 스위칭 소자(125)는 동일한 층 상에서 서로 인접하여 배치될 수 있다. 제 2 편광판(126)은 편광 변환층(124)을 통과한 광 중에서 특정한 편광 방향의 광만을 투과시킨다. 컬러 필터(127)는 편광 변환층(124)을 통과하는 광에 색을 부여하며, 예를 들어, 적색, 녹색 또는 청색 필터일 수 있다. 블랙 매트릭스(128)는 스위칭 소자(125)와 같은 디스플레이 패널(120) 내의 회로 구성이 외부로부터 보이지 않도록 하고 또한 외부의 광으로부터 스위칭 소자(125)를 보호하는 역할을 한다.

도 1에 도시된 디스플레이 패널(120)에서, 편광 변환층(124)의 온/오프 상태에 따라 편광 방향이 변하면서 광원부(110)에 방출된 광이 디스플레이 패널(120)을 투과하거나 차단될 수 있다. 따라서, 편광 변환층(124)과 컬러 필터(127)에 대응하는 개구부 영역(A)만이 입사광의 투과/차단을 조절하여 화상 형성에 기여할 수 있다. 반면, 스위칭 소자(125)와 블랙 매트릭스(128)에 대응하는 비개구부 영역(B)은 화상 형성에 기여하지 못하는 영역이다. 따라서 광원부(110)에서 방출된 광 중에서 비개구부 영역(B)에 입사하는 광은 화상을 형성하지 못하므로 광 이용 효율이 저하될 수 있다. 더욱이, 디스플레이 패널(120)의 해상도가 높아질수록 전체 면적에서 개구부 영역(A)이 차지하는 면적이 작아져서 광 이용 효율이 더욱 저하될 수 있다.

본 실시예에 따른 디스플레이 패널(120)은 광 이용 효율을 향상시키기 위해 비개구부 영역(B) 내에 경사 반사판(123)을 포함하고 있다. 특히, 광원부(110)에서 방출된 광이 직접적으로 입사하는 스위칭 소자(125)의 하부에 경사 반사판(123)이 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광원부(110)에서 방출된 광은 경사 반사판(123)에 의해 다시 광원부(110)를 향해 비스듬하게 반사될 수 있다. 상술한 바와 같이, 광원부(110)는 디스플레이 패널(120)을 향해 광을 반사하는 반사판(도시되지 않음)을 더 포함하고 있다. 따라서, 광원부(110)에 입사한 광은 광원부(110) 내의 반사판에 의해 개구부 영역(A) 내에 배치된 제 1 편광판(122)으로 비스듬하게 반사될 수 있다. 결과적으로, 광원부(110)에서 방출된 광 중에서 비개구부 영역(B)에 입사하는 광이 경사 반사판(123)에 의해 개구부 영역(A)에 재입사할 수 있기 때문에, 광 이용 효율이 향상될 수 있다.

광원부(110)에서 방출되는 광은 램버시안(Lambertian) 분포를 갖기 때문에, 비개구부 영역(B) 내에 광원부(110)의 표면과 평행한 반사판이 배치되면, 대부분의 광은 광원부(110)와 반사판 사이에서 반사를 반복하다 소멸될 수 있다. 특히, 광원부(110) 내에 배치되는 반사판의 반사율은 70~80% 미만이기 때문에, 광이 몇 회만 반사되면 완전히 소멸될 수 있다. 본 실시예에 따른 디스플레이 패널(120)은 평행한 반사판 대신에 경사 반사판(123)을 사용하기 때문에, 광원부(110)에서 비개구부 영역(B)으로 입사하는 광의 대부분을 효율적으로 재활용할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 디스플레이 패널(120)을 포함하는 수광형 디스플레이 장치(100)의 광 이용 효율 및 휘도가 향상될 수 있다.

광 이용 효율을 더욱 향상시키기 위하여, 제 1 편광판(122)은 반사형 편광판일 수 있다. 예컨대, 제 1 편광판(122)은 DBEF(dual brightness enhancement film)과 같은 반사형 편광 필름, 또는 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer; WGP)일 수 있다. 와이어 그리드 편광자는 다수의 전도성 금속 와이어들을 평행하게 일정한 간격으로 배치한 것으로, 금속 와이어들의 배열 주기가 입사광의 파장보다 크다면 통상적인 회절 현상이 나타나지만, 입사광의 파장보다 작으면 금속 와이어들에 평행하게 편파된 광을 반사하고 금속 와이어들에 수직하게 편파된 광을 투과시키는 성질을 갖는다. 제 1 편광판(122)이 반사형 편광판이면, 제 1 편광판(122)을 투과하지 못하고 반사된 광을 광원부(110)에서 편광 방향을 바꾸어 반사함으로써 재활용하는 것이 가능하다. 그러나, 본 실시예는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 편광판(122)과 제 2 편광판(126)을 모두 기존의 흡수형 편광판으로 사용할 수도 있다.

한편, 도 1은 편의상 디스플레이 패널(120)의 단지 하나의 화소 부분만을 도시하고 있다. 실제로 디스플레이 패널(120)은 2차원 배열된 다수의 화소들의 어레이를 포함하고 있으며, 따라서 디스플레이 패널(120)은 입사광의 투과/차단을 조절하여 화상을 형성하기 위한 다수의 개구부 영역(A)들, 및 다수의 개구부 영역(A)들 사이에 배치되어 입사광을 투과시키지 않는 다수의 비개구부 영역(B)들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 배면 기판(121) 상에는 다수의 개구부 영역(A)들 내에 각각 배치된 다수의 제 1 편광판(122)과 다수의 비개구부 영역(B)들 내에 배치된 다수의 경사 반사판(123)이 서로 교호하며 반복적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 2는 2개의 제 1 편광판(122)과 2개의 경사 반사판(123)이 배면 기판(121) 상에 교대로 배열된 예를 도시하고 있다. 도 2는 2개의 화소 부분만을 도시하고 있으나, 실제로는 더욱 많은 수의 제 1 편광판(122)과 경사 반사판(123)이 배면 기판(121) 상에 배열될 수 있다.

도 1과 도 2에서 경사 반사판(123)은 예를 들어 톱니 모양을 갖는 다수의 동일한 반사면들을 갖는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 경사 반사판(123)의 형태와 개수는 이에 한정되지 않으며, 경사 반사판(123)과 광원부(110) 사이의 거리, 개구부 영역(A)의 폭과 비개구부 영역(B)의 폭 등과 같은 다양한 요인에 따라 경사 반사판(123)의 반사면들의 모양과 크기가 서로 다르게 설계될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 경사 반사판(123)은 경사 각도가 서로 다른 다수의 톱니 모양의 반사면들을 포함할 수도 있다. 경사 각도는 예를 들어 하나의 화소 내에서 개구부 영역(A)으로부터 멀어질수록 커질 수도 있다.

톱니 모양 이외에도 다양한 다른 모양의 경사면들이 가능하다. 예를 들어, 도 4a 내지 도 4d는 디스플레이 패널의 다양한 경사 반사면의 구조를 보이는 개략적인 단면도이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 경사 반사판(123)은 다수의 이등변 삼각형 형태의 반사면들을 포함할 수도 있다. 도 4a에는 경사 반사판(123)의 다수의 반사면들이 모두 동일한 이등변 삼각형들의 형태를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 경사 반사판(123)은 크기와 모양이 서로 다른 일반적인 삼각형 형태의 반사면들을 포함할 수도 있다. 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 경사 반사판(123)은 반원 형태의 다수의 반사면들을 포함할 수도 있다. 그 밖에도, 경사 반사판(123)은 구면, 비구면, 원뿔형, 다각뿔형 등의 다양한 형태들 중에서 하나 또는 이들 형태들의 조합을 갖는 반사면들의 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 다수의 반사면들은 모두 동일한 경사 각도를 가질 수도 있지만, 위치에 따라 경사 각도가 달라질수도 있다. 예를 들어, 다수의 반사면들은 하나의 화소 내에서 개구부 영역(A)으로부터 멀어질수록 경사 각도가 커지도록 형성될 수 있다.

상술한 경사 반사판(123)은 비연속적인 형태를 갖는 다수의 반사면들의 어레이를 포함하고 있으나, 하나의 연속적인 반사면을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 경사 반사판(123)은 개구부 영역(A)을 향해 빛을 반사하도록 경사진 하나의 연속적인 반사면을 포함할 수도 있다. 또한, 도 4c에 도시된 평탄한 평면 형태의 경사진 반사면 대신에, 도 4d에 도시된 바와 같이, 경사 반사판(123)은 만곡된 곡면 형태의 연속적인 반사면을 포함할 수도 있다. 이 경우, 곡면은 하나의 화소 내에서 개구부 영역(A)으로부터 멀어질수록 경사 각도가 커지도록 형성될 수 있다.

한편, 제 1 편광판(122)으로서 와이어 그리드 편광자를 사용하는 경우, 배면 기판(121)의 상부 표면 위에 제 1 편광판(122)과 경사 반사판(123)을 동시에 형성할 수도 있다. 도 5a 내지 도 5e는 제 1 편광판(122)과 경사 반사판(123)을 동시에 형성하기 위한 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(120)의 제조 방법을 예시적으로 보이는 개략적인 단면도이다.

먼저, 도 5a를 참조하면, 투명한 기판(121a) 위에 열경화 또는 광경화 가능한 투명한 액상의 수지 재료, 예를 들어 Hydrogen Silsesquioxane(HSQ)를 일정한 두께로 스핀코팅하여 투명 수지층(121b)을 형성할 수 있다. 투명 수지층(121b)을 형성한 후에는, 경사 반사판(123)의 형상이 패터닝된 스탬프(200)를 액상의 투명 수지층(121b)에 접촉시켜 가압한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 비개구부 영역(B)에 대응하는 스탬프(200)의 일부 표면(200b)에만 경사 반사판(123)의 형상이 양각으로 패터닝되며, 개구부 영역(A)에 대응하는 스탬프(200)의 나머지 표면(200a)은 평평한 평면이다. 이러한 스탬프(200)를 액상의 투명 수지층(121b)에 가압한 상태에서, 예를 들어 약 90℃로 가열하여 HSQ에 함유된 용매를 증발시키고, 약 350℃로 하드 베이킹(hard baking)을 실시할 수 있다. 그러면, 투명 수지층(121b)이 경화되면서 스탬프(200)의 표면(200b)에 있는 패턴들과 동일한 형상의 경사면들이 비개구부 영역(B)에 형성되고, 개구부 영역(A)에 대응하는 투명 수지층(121b)의 표면은 평평하게 될 수 있다. 여기서, 투명한 기판(121a)과 투명 수지층(121b)은 함께 배면 기판(121)을 형성할 수 있다.

다음으로, 도 5b를 참조하면, 투명 수지층(121b)의 전체 표면 위에 반사성이 우수한 금속층(130)을 증착할 수 있다. 투명 수지층(121b)의 경사면들에 증착된 금속층(130)은 빛을 반사하는 반사면의 역할을 하게 되며, 투명 수지층(121b)의 평평한 표면에 증착된 금속층(130)은 이후의 공정을 거쳐 와이어 그리드 편광자의 역할을 하게 된다. 이를 위해 금속층(130)은 반사성과 도전성이 모두 우수한 금속 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 금속층(130)은 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다. 도 5b에서, 반사면들은 도 4a에 도시된 반사면들이 예시적으로 도시되었지만, 도 1, 도 3 및 도 4b 내지 도 4d에 도시된 다른 반사면들도 마찬가지로 형성될 수 있다.

이어서, 개구부 영역(A)에 증착된 금속층(130)을 패터닝함으로써 와이어 그리드 편광자를 형성할 수 있다. 예를 들어, 나노임프린트(nanoimprint) 기술을 이용하여 금속층(130)을 패터닝할 수 있다. 이를 위해, 도 5c에 도시된 바와 같이, 금속층(130) 위에 마스크층(140)을 전체적으로 도포한다. 그리고, 와이어 그리드 편광자의 형상이 패터닝된 스탬프(300)로 마스크층(140)을 접촉시켜 가압함으로써, 마스크층(140)을 와이어 그리드 편광자의 형태로 패터닝한다. 상기 스탬프(300)의 경우, 개구부 영역(A)에 대응하는 일부 표면(300a)에만 와이어 그리드 편광자의 형상이 양각으로 패터닝되어 있으며, 비개구부 영역(B)에 대응하는 표면(300b)은 평평한 평면이다.

그러면, 도 5d에 도시된 바와 같이, 개구부 영역(A)에 있는 마스크층(140)이 패터닝되면서 형성된 패턴(140a)들 사이로 금속층(130)의 일부가 외부로 노출될 수 있다. 그런 후, 예를 들어, 유도 결합 플라즈마 반응 이온 식각(ICP-RIE) 등과 같은 식각 방법을 이용하여, 상기 노출된 금속층(130)을 식각한 후에 남아 있는 마스크층(140)을 제거하면, 도 5e에 도시된 바와 같이, 투명 수지층(121b) 상의 개구부 영역(A) 내에 와이어 그리드 편광자 형태의 제 1 편광판(122)이 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 개구부 영역(A) 내의 제 1 편광판(122)과 비개구부 영역(B) 내의 경사 반사판(123)을 배면 기판(121) 위에 함께 형성하는 것이 가능하다.

이렇게 제 1 편광판(122)과 경사 반사판(123)을 갖는 배면 기판(121)을 제조한 후에는, 일반적인 디스플레이 패널(120)의 제조 방법에 따라 편광 변환층(124), 스위칭 소자(125) 등과 같은 나머지 구성들을 배면 기판(121) 위에 형성함으로써, 디스플레이 패널(120)의 제조를 완료할 수 있다.

지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 광 이용 효율이 향상된 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치, 및 상기 디스플레이 패널의 제조 방법에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.

100.....디스플레이 장치 110.....광원부
120.....디스플레이 패널 121.....배면 기판
122, 126.....편광판 123.....경사 반사판
124.....편광 변환층 125.....스위칭 소자
127.....컬러 필터 128.....블랙 매트릭스
130.....금속층 140.....마스크층
200, 300.....스탬프

Claims

입사광의 투과/차단을 조절하여 화상을 형성하기 위한 다수의 개구부 영역;
상기 다수의 개구부 영역 사이에 배치된 것으로, 입사광을 투과시키지 않는 비개구부 영역; 및
상기 비개구부 영역 내에 배치된 것으로, 입사광 중에서 상기 비개구부 영역에 입사하는 입사광을 경사지게 반사하도록, 상기 비개구부 영역에 입사하는 입사광에 대해 경사진 반사면을 갖는 경사 반사판;을 포함하는 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,
상기 경사 반사판에 인접하여 상기 다수의 개구부 영역 내에 각각 배치된 것으로, 특정 편광 방향의 광만을 투과시키는 편광판을 더 포함하는 디스플레이 패널.
제 2 항에 있어서,
상기 편광판은 흡수형 편광자 또는 반사형 편광자 중에서 하나인 디스플레이 패널.
제 3 항에 있어서,
상기 반사형 편광자는 와이어 그리드 편광자인 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,
상기 경사 반사판은 상기 개구부 영역을 향해 입사광을 비스듬하게 반사하도록 경사진 하나의 연속적인 반사면을 포함하는 디스플레이 패널.
제 5 항에 있어서,
상기 하나의 연속적인 반사면은 평탄한 평면인 디스플레이 패널.
제 5 항에 있어서,
상기 하나의 연속적인 반사면은 상기 비개구부 영역 내에서 일 방향을 따라 점증적으로 경사 각도가 커지는 곡면인 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,
상기 경사 반사판은 비연속적으로 형성된 다수의 반사면들을 포함하는 디스플레이 패널.
제 8 항에 있어서,
상기 비연속적으로 형성된 다수의 반사면들은 서로 다른 경사 각도를 갖는 디스플레이 패널.
제 9 항에 있어서,
상기 비연속적으로 형성된 다수의 반사면들은 상기 비개구부 영역 내에서 일 방향을 따라 점증적으로 경사 각도가 커지는 디스플레이 패널.
제 8 항에 있어서,
상기 경사 반사판은 톱니형, 삼각형, 반원형, 구면, 비구면, 원뿔형, 및 다각뿔형 중에서 어느 하나의 형태 또는 이들이 조합된 형태를 갖는 다수의 반사면들의 어레이를 포함하는 디스플레이 패널.
제 8 항에 있어서,
상기 다수의 반사면들은 모두 동일한 경사 각도를 갖는 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,
배면 기판;
상기 배면 기판 상에서 상기 개구부 영역 내에 배치된 제 1 편광판;
상기 배면 기판 상에서 상기 비개구부 영역 내에 배치된 상기 경사 반사판;
상기 제 1 편광판의 상부에 마련된 편광 변환층;
상기 경사 반사판의 상부에 마련된 스위칭 소자;
적어도 상기 편광 변환층을 덮도록 배치된 제 2 편광판;
상기 편광 변환층과 대향하여 배치된 컬러 필터; 및
상기 스위칭 소자와 대향하여 배치된 블랙 매트릭스;를 더 포함하는 디스플레이 패널.
제 13 항에 있어서,
다수의 제 1 편광판과 다수의 경사 반사판이 상기 배면 기판 상에서 교대로 배열되어 있는 디스플레이 패널.
입사광을 이용하여 화상을 형성하기 위한 것으로, 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널에 광을 제공하는 광원부;를 포함하는 디스플레이 장치.
개구부 영역 내에 형성된 평평한 표면과 비개구부 영역 내에 형성된 경사면을 갖는 투명한 수지층을 투명한 기판 상에 형성하는 단계;
상기 투명한 수지층의 전체 표면 위에 반사성 금속층을 형성하여 비개구부 영역 내에 경사진 반사면을 형성하는 단계; 및
개구부 영역 내의 금속층을 패터닝하여 와이어 그리드 편광자를 형성하는 단계;를 포함하는 디스플레이 패널의 제조 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 투명한 수지층을 형성하는 단계는:
열경화 또는 광경화 가능한 투명한 액상의 수지 재료를 상기 투명한 기판 상에 형성하는 단계;
경사면의 패턴을 갖는 스탬프를 상기 액상의 수지 재료에 접촉시켜 가압하는 단계; 및
상기 액상의 수지 재료를 경화시키고 상기 경사면의 패턴을 갖는 스탬프를 제거하는 단계;를 포함하는 디스플레이 패널의 제조 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 경사면의 패턴을 갖는 스탬프는, 비개구부 영역에 대응하며 상기 경사면의 패턴이 양각으로 패터닝되어 있는 제 1 표면, 및 개구부 영역에 대응하며 평평한 평면인 제 2 표면을 포함하는 디스플레이 패널의 제조 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 반사성 금속층은 도전성을 갖는 금속 재료로 이루어지는 디스플레이 패널의 제조 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 와이어 그리드 편광자를 형성하는 단계는:
상기 금속층 상에 마스크층을 전체적으로 도포하는 단계;
와이어 그리드 편광자의 형상이 패터닝된 스탬프로 개구부 영역 내에 있는 상기 마스크층을 패터닝함으로써 상기 금속층의 일부를 외부로 노출시키는 단계; 및
상기 노출된 금속층을 식각하고 상기 마스크층을 제거하는 단계;를 포함하는 디스플레이 패널의 제조 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 와이어 그리드 편광자의 형상이 패터닝된 스탬프는, 개구부 영역에 대응하며 상기 와이어 그리드 편광자의 패턴이 양각으로 패터닝되어 있는 제 1 표면, 및 비개구부 영역에 대응하며 평평한 평면인 제 2 표면을 포함하는 디스플레이 패널의 제조 방법.