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KR102150859B1 - 표시장치 - Google Patents

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KR102150859B1
KR102150859B1 KR1020140004085A KR20140004085A KR102150859B1 KR 102150859 B1 KR102150859 B1 KR 102150859B1 KR 1020140004085 A KR1020140004085 A KR 1020140004085A KR 20140004085 A KR20140004085 A KR 20140004085A KR 102150859 B1 KR102150859 B1 KR 102150859B1
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layer
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남중건
조국래
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시장치는 제1 베이스 기판, 제2 베이스 기판, 복수 개의 화소들, 제1 편광자 및 제2 편광자를 포함한다. 상기 제1 베이스 기판은 복수 개의 투과영역들과 상기 복수 개의 투과영역들에 인접한 차광영역을 포함한다. 상기 복수 개의 화소들은 상기 복수 개의 투광영역들에 각각 중첩한다. 상기 제1 편광자 및 제2 편광자는 상기 복수 개의 화소들을 사이에 두고 이격되어 배치된다. 상기 제1 편광자와 상기 제2 편광자 중 적어도 어느 하나는 복수 개의 격자패턴들을 각각 포함하는 복수 개의 광학 변환층을 포함한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학 변환층을 구비한 표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치와 같은 비 발광형 표시장치는 외부의 광을 이용하여 영상을 생성한다. 상기 액정표시장치는 액정표시패널과 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 액정표시패널은 상기 백라이트 유닛으로부터 제공된 광을 이용해 영상을 생성한다.
상기 액정표시패널은 2개의 표시기판들과 그 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 2개의 표시기판들 상에 2개의 편광필름들이 각각 배치된다. 상기 2개의 편광필름들은 상기 백라이트 유닛으로부터 제공된 광을 편광시킨다. 상기 액정층의 배열이 변화됨에 따라 상기 백라이트 유닛으로부터 제공된 광은 상기 액정표시패널을 투과하거나 투과하지 못한다.
따라서, 본 발명은 표시품질 및 광 효율이 향상된 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 제1 베이스 기판, 제2 베이스 기판, 복수 개의 화소들, 제1 편광자 및 제2 편광자를 포함한다. 상기 제1 베이스 기판과 상기 제2 베이스 기판은 서로 이격되어 배치된다. 상기 제1 베이스 기판은 복수 개의 투과영역들과 상기 복수 개의 투과영역들에 인접한 차광영역을 포함한다.
상기 복수 개의 화소들은 상기 제1 베이스 기판과 상기 제2 베이스 기판 사이에 배치된다. 상기 복수 개의 화소들은 상기 복수 개의 투과영역들에 각각 중첩한다. 상기 제1 편광자 및 제2 편광자는 상기 복수 개의 화소들을 사이에 두고 이격되어 배치된다.
상기 제1 편광자와 상기 제2 편광자 중 적어도 어느 하나는 서로 다른 층 상에 배치된 복수 개의 광학 변환층들을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 광학 변환층들 각각은 복수 개의 격자패턴들을 포함할 수 있다.
상기 제1 편광자는 제1 광학 변환층과 제2 광학 변환층을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 변환층은 복수 개의 제1 격자패턴들을 포함하고, 상기 제2 광학 변환층은 상기 복수 개의 제1 격자패턴들과 실질적으로 동일한 방향으로 나열된 복수 개의 제2 격자패턴들을 포함한다. 상기 제1 광학 변환층과 상기 제2 광학 변환층은 다른 층 상에 배치된다.
상기 제1 편광자의 상기 제1 광학 변환층 및 상기 제2 광학 변환층은 상기 제1 베이스 기판에 배치될 수 있다. 상기 제1 편광자의 상기 제1 광학 변환층 및 상기 제2 광학 변환층은 상기 제1 베이스 기판을 사이에 두고 배치될 수 있다. 상기 제1 편광자의 상기 제1 광학 변환층 및 상기 제2 광학 변환층은 상기 제1 베이스 기판과 상기 복수 개의 화소들 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 편광자의 상기 제1 광학 변환층 및 상기 제2 광학 변환층 중 적어도 어느 하나는 편광부와 반사부를 포함할 수 있다. 상기 편광부는 상기 복수 개의 제1 격자패턴들과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들 중 대응하는 격자패턴들을 포함한다. 상기 편광부는 상기 복수 개의 투과영역들에 중첩한다. 상기 반사부는 상기 차광영역을 커버한다.
상기 편광부와 상기 반사부는 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 화소들 각각은 박막 트랜지스터 및 화소전극을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 복수 개의 게이트 라인들 중 대응하는 게이트 라인 및 복수 개의 데이터 라인들 중 대응하는 데이터 라인에 연결된다. 상기 화소전극은 상기 박막 트랜지스터에 연결된다.
상기 편광부는 상기 화소전극에 중첩하고, 상기 반사부는 상기 박막 트랜지스터에 중첩할 수 있다.
상기 제2 편광자는 연신형 편광필름일 수 있다.
상기 복수 개의 제1 격자패턴들 각각은, 알루미늄층 및 상기 알루미늄층을 커버하는 알루미늄 산화물층을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 제1 격자패턴들과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들은 실질적으로 동일한 방향으로 연장된다.
상기 복수 개의 제1 격자패턴들과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들 각각은 50 ㎚ 내지 150 ㎚의 높이를 가질 수 있다.
상기 복수 개의 제1 격자패턴들 중 2개의 격자패턴들 사이의 상기 나열된 방향의 이격 거리 및 상기 2개의 격자패턴들 중 하나의 격자패턴의 상기 나열된 방향의 너비의 합을 피치로 정의된다. 상기 하나의 격자패턴의 상기 나열된 방향의 너비는 상기 피치의 0.3 내지 0.6 일 수 있다.
상기 제2 격자패턴들은 상기 제1 격자패턴들의 상기 피치와 동일한 피치를 갖고, 상기 제2 격자패턴들은 상기 제1 격자패턴들의 상기 너비와 동일한 너비를 가질 수 있다.
상술한 바에 따르면, 중첩하여 배치된 복수 개의 광학 변환층들은 편광자를 통과하는 광의 편광성을 향상시킨다. 상기 제1 광학 변환층과 상기 제2 광학 변환층 중 어느 하나가 손상되더라도 다른 하나는 상기 편광자에 입사된 광을 편광시킬 수 있다.
상기 제1 광학 변환층과 상기 제2 광학 변환층 중 적어도 어느 하나에 구비된 상기 반사부는 백라이트 유닛으로부터 제공된 광을 흡수하지 않고 반사시킨다. 상기 반사된 광은 상기 백라이트 유닛에 구비된 광학필름 등에 의해 재반사된 후, 최종적으로 상기 액정표시패널에 입사된다. 소멸되는 광량이 감소되고, 상기 액정표시패널에 입사되는 광량이 증가됨으로써 광 효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 5는 도 4의 AA 영역을 확대한 도면이다.
도 6은 도 5의 격자패턴을 확대한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 광학 변환층과 제2 광학 변환층의 평면도이다.
도 8은 제1 격자패턴과 제2 격자패턴의 배치관계를 도시한 도면이다.
도 9는 손상된 광학 변환층의 SEM 이미지이다.
도 10은 광학 변환층의 구조와 격자패턴의 손상에 따른 편광성을 비교한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 편광자에 제공되는 광의 진행방향을 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 광학 변환층의 평면도이다.
도 13a 내지 도 13e는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도들이다.
도 14a 내지 도 14j는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자의 제조방법을 도시한 사시도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 블럭도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 부분 사시도이다. 본 실시예에서 상기 표시장치는 액정표시장치로 설명된다. 다만, 이에 제한되지 않고 본 발명은 편광자를 포함하는 다른 표시장치로 변형되어 실시될 수 있다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(DP), 신호제어부(100), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300), 백라이트 유닛(BLU), 및 미 도시된 2개의 편광자들을 포함한다.
상기 액정표시패널(DP)은 복수 개의 신호배선들 및 상기 복수 개의 신호배선들에 연결된 복수 개의 화소들(PX11~PXnm)을 포함한다. 상기 복수 개의 신호배선들은 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn) 및 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)을 포함한다. 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)은 제1 방향(DR1)으로 연장되며 제2 방향(DR2)으로 배열된다. 상기 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)은 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)과 절연되게 교차한다. 별도로 도시되지는 않았으나, 상기 복수 개의 신호배선들은 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 대응하게 구비된 복수 개의 공통 라인을 더 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 화소들(PX11~PXnm)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 복수 개의 화소들(PX11~PXnm) 각각은 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn) 및 상기 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm) 중 대응하는 게이트 라인 및 대응하는 데이터 라인에 연결된다.
상기 액정표시패널(DP)은 VA(Vertical Alignment)모드, PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, IPS(in-plane switching) 모드 또는 FFS(fringe-field switching) 모드, 및 PLS(Plane to Line Switching) 모드 등 중 어느 하나의 패널일 수 있다. 본 실시예에서 상기 액정표시패널(DP)은 특정한 모드의 패널로 제한되지 않는다.
상기 신호제어부(100)는 입력 영상신호들(RGB)을 수신하고, 상기 입력 영상신호들(RGB)을 상기 액정표시패널(DP)의 동작에 부합하는 영상데이터들(R'G'B')로 변환한다. 또한, 상기 신호제어부(100)는 각종 제어신호(CS), 예를 들면 수직동기신호, 수평동기신호, 메인 클럭신호, 및 데이터 인에이블신호 등을 입력받고, 제1 및 제2 제어신호들(CONT1, CONT2)를 출력한다. 또한, 상기 신호제어부(100)는 상기 백라이트 유닛(BLU)을 제어하는 제3 제어신호(CONT3)를 출력한다. 상기 제3 제어신호(CONT3)는 디밍신호를 포함할 수 있다.
상기 게이트 구동부(200)는 상기 제1 제어신호(CONT1)에 응답하여 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 게이트 신호들을 출력한다. 상기 제1 제어신호(CONT1)는 상기 게이트 구동부(200)의 동작을 개시하는 수직개시신호, 게이트 전압의 출력 시기를 결정하는 게이트 클럭신호 및 상기 게이트 전압의 온 펄스폭을 결정하는 출력 인에이블 신호 등을 포함한다.
상기 데이터 구동부(300)는 상기 제2 제어신호(CONT2) 및 상기 영상데이터들(R'G'B')을 수신한다. 상기 데이터 구동부(300)는 상기 영상데이터들(R'G'B')을 데이터 전압들로 변환하여 상기 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)에 제공한다.
상기 제2 제어신호(CONT2)는 상기 데이터 구동부(300)의 동작을 개시하는 수평개시신호, 상기 데이터 전압들의 극성을 반전시키는 반전신호 및 상기 데이터 구동부(300)로부터 상기 데이터 전압들이 출력되는 시기를 결정하는 출력지시신호 등을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(BLU)은 상기 제3 제어신호(CONT3)에 응답하여 상기 액정표시패널(DP)에 광을 제공한다. 상기 백라이트 유닛(BLU)은 상기 광을 생성하는 발광소자를 포함한다. 상기 백라이트 유닛(BLU)은 직하형 또는 엣지형 중 어느 하나일 수 있다. 상기 엣지형 백라이트 유닛(BLU)은 도광체를 포함하고, 상기 직하형 백라이트 유닛(BLU)은 상기 도광체를 포함하지 않는다. 상기 엣지형 백라이트 유닛(BLU) 및 상기 직하형 백라이트 유닛(BLU) 각각은 광학필름을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 상기 액정표시패널(DP)은 제1 표시기판(DS1)과 제2 표시기판(DS2)을 포함한다. 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2)은 두께 방향(DR3, 이하 제3 방향)으로 서로 이격되어 배치된다. 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2)은 실런트(미 도시)에 의해 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2)의 테두리에서 결합될 수 있다. 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2) 사이에 액정층(LL)이 배치된다.
상기 액정표시패널(DP)은 복수 개의 투과영역들(TA)과 상기 복수 개의 투과영역들(TA)에 인접한 차광영역(LSA)으로 구분된다. 상기 복수 개의 투과영역들(TA)은 상기 백라이트 유닛(BLU)으로부터 생성된 광을 통과시킨다. 상기 차광영역(LSA)은 상기 백라이트 유닛(BLU)으로부터 생성된 광을 차단시킨다.
도 1에 도시된 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn), 및 상기 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)은 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2) 중 어느 하나에 배치된다. 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn) 및 상기 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)은 상기 차광영역(LSA)에 중첩하게 배치된다. 상기 복수 개의 화소들(PX11~PXnm)은 상기 복수 개의 투과영역들(TA)에 각각 대응하게 배치된다. 후술하는 것과 같이, 상기 복수 개의 화소들(PX11~PXnm) 각각은 상기 복수 개의 투과영역들(TA) 중 대응하는 투과영역에 부분적으로 중첩할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다. 도 3은 PLS 모드의 화소(PXij)를 예시적으로 도시하였으나, 상기 화소(PXij)의 구성은 이에 제한되지 않는다. 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'에 대응하는 단면을 도시하였다.
도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 제1 표시기판(DS1)은 제1 베이스 기판(SUB1), 게이트 라인(GLi), 데이터 라인(DLj), 공통 라인(CLi), 및 복수 개의 절연층들(10 내지 50)을 포함한다. 상기 제2 표시기판(DS2)은 제2 베이스 기판(SUB2), 블랙 매트릭스(BM), 및 컬러필터(CF)를 포함한다.
도 4에 도시된 것과 같이, 상기 제2 표시기판(DS2)은 상기 제1 표시기판(DS1)의 상측에 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 제1 표시기판(DS1)이 상측에 배치되고, 상기 제2 표시기판(DS2)은 하측에 배치될 수도 있다.
상기 제1 베이스 기판(SUB1)과 상기 제2 베이스 기판(SUB2) 사이에 상기 화소(PXij)가 배치된다. 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 화소(PXij)는 상기 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 배치될 수 있다. 상기 화소(PXij)는 박막 트랜지스터(TFT), 공통전극(CE), 및 화소전극(PE)을 포함한다.
상기 제1 베이스 기판(SUB1)과 상기 제2 베이스 기판(SUB2) 사이에 상기 화소(PXij)가 배치된다. 상기 화소(PXij)는 박막 트랜지스터(TFT), 공통전극(CE), 및 화소전극(PE)을 포함한다. 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 화소(PXij)는 상기 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 배치될 수 있다.
제1 편광자(PL1)와 제2 편광자(PL2)는 상기 화소(PXij)를 사이에 두고 이격되어 배치된다. 상기 제1 편광자(PL1)와 상기 제2 편광자(PL2) 중 적어도 어느 하나는 서로 다른 층 상에 배치된 복수 개의 광학 변환층을 포함한다. 상기 복수 개의 광학 변환층 각각은 입사되는 광을 편광시킬 수 있다.
도 4에 도시된 것과 같이, 상기 제1 편광자(PL1)는 제1 광학 변환층(LCL1) 및 제2 광학 변환층(LCL2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 변환층(LCL1) 상에 상기 제2 광학 변환층(LCL2)이 배치된다. 상기 제1 광학 변환층(LCL1) 및 상기 제2 광학 변환층(LCL2) 각각은 입사광을 편광시키는 복수 개의 격자패턴들(미 도시)을 포함한다.
상기 제1 광학 변환층(LCL1) 및 상기 제2 광학 변환층(LCL2) 중 어느 하나는 반사부와 편광부를 포함할 수 있다. 상기 반사부는 상기 입사광을 반사시키는 부분이다. 상기 편광부는 상기 입사광을 편광시키는 부분으로 실질적으로 상기 격자패턴들에 대응한다.. 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 제2 광학 변환층(LCL2)은 반사부(RP)와 편광부(PP)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 제1 편광자(PL1)는 제3 광학 변화층을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 광학 변환층(LCL2) 뿐만 아니라 상기 제1 광학 변환층도 상기 반사부(RP)와 상기 편광부(PP)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 액정표시패널의 상기 제2 편광자(PL2)는 연신형 편광필름일 수 있다. 상기 연신형 편광필름은 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질이 흡착 배향되고, 일 방향으로 연신된 폴리비닐알콜계 편광자와 상기 편광자를 보호하는 트리아세틸셀룰로오스 보호필름을 포함한다.
상기 제1 편광자(PL1)와 상기 제2 편광자(PL2)는 각각 광학축(예컨대, 투과축)을 갖는다. 상기 제1 편광자(PL1)의 상기 광학축과 상기 제2 편광자(PL2)의 상기 광학축은 서로 직교하거나 서로 평행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 제2 편광자(PL2)는 복수 개의 광학 변환층들을 포함할 수도 있다.
이하, 상기 제1 편광자(PL1) 및 상기 화소(PXij)에 대해 좀 더 상세히 설명한다. 본 실시예에 따르면, 상기 제1 베이스 기판(SUB1)의 일면, 즉 도 4를 기준으로 상기 제1 베이스 기판(SUB1)의 상면 상에 상기 제1 편광자(PL1) 및 상기 화소(PXij)가 배치된다.
상기 제1 베이스 기판(SUB1)은 유리 기판, 플라스틱 기판, 실리콘 기판 등과 같은 투명한 기판일 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(SUB1)의 상기 일면 상에 상기 제1 광학 변환층(LCL1)이 배치된다. 상기 제1 광학 변환층(LCL1) 상에 제1 절연층(10)이 배치된다. 상기 제1 베이스 기판(SUB1)의 상기 일면과 상기 제1 광학 변환층(LCL1) 사이에 버퍼층이 배치될 수도 있다.
상기 제1 절연층(10)은 1.5 이하의 굴절률을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 절연층(300)은 300 ㎚ 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 상기 제2 광학 변환층(LCL2)에 도달하기까지 상기 제1 광학 변환층(LCL1)을 통과한 광의 편광성이 변화되는 것을 최소화하기 위함이다.
상기 제1 절연층(10)은 유기물 또는 무기물을 포함한다. 상기 제1 절연층(10)은 다층구조를 가질 수 있다. 상기 제1 절연층(10)은 실리콘 무기물을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 무기물은 실리콘 옥사이드 및 실리콘 나이트라이드 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 제1 절연층(10) 상에 상기 제2 광학 변환층(LCL2)이 배치된다. 상기 반사부(RP)는 차광영역(LSA)에 중첩하고, 상기 편광부(PP)는 상기 투과영역(TA)에 중첩한다. 상기 반사부(RP)는 상기 차광영역(LSA)를 커버할 수 있다. 다시 말해, 평면 상에서 상기 반사부(RP)와 상기 차광영역(LSA)은 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 광학 변환층(LCL2) 상에 제2 절연층(20)이 배치된다. 상기 제2 절연층(20)은 상기 제1 절연층(10)과 동일한 층 구조 및/또는 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 절연층(20) 상에 상기 게이트 라인(GLi) 및 상기 공통 라인(CLi)이 배치된다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(GE)이 상기 게이트 라인(GLi)으로부터 분기된다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 라인(GLi)과 동일한 물질로 구성되고, 동일한 층 구조를 가질 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)과 상기 게이트 라인(GLi)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 이들의 합금, 또는 각각의 합금을 포함한다. 상기 게이트 전극(GE)과 상기 게이트 라인(GLi)은 알루미늄층과 다른 금속층을 포함하는 다층구조를 가질 수 있다. 상기 공통 라인(CLi)은 상기 게이트 라인(GLi)과 동일한 물질로 구성되고, 동일한 층 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 절연층(20) 상에 상기 게이트 라인(GLi) 및 상기 공통 라인(CLi)을 커버하는 제3 절연층(30)이 배치된다. 상기 제3 절연층(30)은 유기물 또는 무기물을 포함한다. 상기 제3 절연층(30)은 다층구조를 가질 수 있다.
상기 제3 절연층(30) 상에 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하는 반도체층(AL)이 배치된다. 상기 제3 절연층(30) 상에는 미 도시된 오믹 컨택층이 더 배치될 수 있다. 상기 제3 절연층(30) 상에 상기 데이터 라인(DLj)이 배치된다.
상기 데이터 라인(DLj)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 이들의 합금, 또는 각각의 합금을 포함한다. 상기 데이터 라인(DLj)은 알루미늄층과 다른 금속층(예컨대, 크롬 또는 몰리브덴)을 포함하는 다층구조를 가질 수 있다. 상기 데이터 라인(DLj)으로부터 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 전극(SE)이 분기된다. 상기 소오스 전극(SE)은 상기 데이터 라인(DLj)과 동일한 물질로 구성되고, 동일한 층 구조를 가질 수 있다.
상기 제3 절연층(30) 상에 상기 소오스 전극(SE)과 이격되어 배치된 드레인 전극(DE)이 배치된다. 상기 소오스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체층(AL)에 각각 중첩한다.
상기 제3 절연층(30) 상에 상기 소오스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE), 및 상기 데이터 라인(DLj)을 커버하는 제4 절연층(40)이 배치된다. 상기 제4 절연층(40)은 평탄면을 제공한다. 상기 제4 절연층(40) 상에 상기 공통전극(CE)이 배치된다. 상기 공통전극(CE)은 상기 제3 절연층(30) 및 상기 제4 절연층(40)을 관통하는 제1 관통홀(CH1)을 통해 상기 공통 라인(CLi)에 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 공통전극(CE)은 상기 화소(PXij)의 동작모드에 따라 상기 제2 베이스 기판(SUB2) 상에 배치될 수도 있다.
상기 제4 절연층(40) 상에 상기 공통전극(CE)을 커버하는 제5 절연층(50)이 배치된다. 상기 제5 절연층(50) 상에 상기 공통전극(CE)에 중첩하는 상기 화소전극(PE)이 배치된다. 상기 화소전극(PE)은 상기 제4 절연층(40) 및 상기 제5 절연층(50)을 관통하는 제2 관통홀(CH2)을 통해 상기 드레인 전극(DE)에 연결된다. 상기 제5 절연층(50) 상에는 상기 화소전극(PE)을 보호하는 보호층(미 도시) 및 배향층(미 도시)이 더 배치될 수 있다.
상기 화소전극(PE)은 복수 개의 슬릿들(SLT)을 포함한다. 상기 화소전극(PE)은 제1 가로부(P1), 상기 제1 가로부(P1)와 이격되어 배치된 제2 가로부(P2), 및 상기 제1 가로부(P1)와 상기 제2 가로부(P2)를 연결하는 복수 개의 세로부들(P3)을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 세로부들(P3) 사이에 상기 복수 개의 슬릿들(SLT)이 배치된다. 한편, 상기 화소전극(PE)의 형상은 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 복수 개의 슬릿들(SLT)은 상기 화소전극(PE)이 아닌 상기 공통전극(CE)에 형성될 수도 있다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 라인(GLi)에 인가된 게이트 신호에 응답하여 상기 데이터 라인(DLj)에 인가된 상기 데이터 전압을 출력한다. 상기 공통전극(CE)은 상기 공통전압을 수신하고, 상기 화소전극(PE)은 상기 데이터 전압에 대응하는 화소전압을 수신한다. 상기 공통전극(CE)과 상기 화소전극(PE)은 횡전계를 형성한다. 상기 횡전계에 의해 상기 액정층(LL)에 포함된 방향자들의 배열이 변화된다.
상기 제2 베이스 기판(SUB2)은 유리 기판, 플라스틱 기판, 실리콘 기판 등과 같은 투명한 기판일 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(SUB2) 상에 상기 컬러필터(CF) 및 상기 블랙 매트릭스(BM)가 배치된다.
상기 컬러필터(CF)는 적어도 상기 투과영역(TA)에 중첩하게 배치된다. 상기 컬러필터(CF)는 평면 상에서 상기 투과영역(TA)을 커버하며, 상기 차광영역(LSA)에도 일부 중첩할 수 있다. 상기 컬러필터(CF)는 레드, 그린, 또는 블루 컬러를 가질 수 있다. 도 4에는 하나의 화소(PXij)에 대응하는 하나의 컬러필터(CF)가 도시되었으나, 상기 액정표시패널(DP)은 상기 복수 개의 화소들(PX11~PXnm)에 따라 서로 다른 컬러를 갖는 복수 개 그룹의 컬러필터들을 포함한다.
상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 차광영역(LSA)에 중첩하게 배치된다. 실질적으로 상기 차광영역(LSA)은 상기 블랙 매트릭스(BM)가 배치된 영역으로, 상기 투과영역(TA)은 상기 블랙 매트릭스(BM)가 배치되지 않은 영역으로 정의될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(BM)의 형상에 따라 상기 차광영역(LSA)의 범위는 변경될 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 차광영역(LSA)에 중첩하고 있으나, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 박막 트랜지스터(TFT) 역시 상기 투과영역(TA)에 중첩할 수도 있다.
도 5는 도 4의 AA 영역을 확대한 도면이다. 도 6은 도 5의 격자패턴을 확대한 도면이다. 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 광학 변환층과 제2 광학 변환층의 평면도이다. 도 8은 제1 격자패턴과 제2 격자패턴의 배치관계를 도시한 도면이다. 도 7a 및 도 7b는 도 3에 도시된 화소(PXij)에 중첩하는 영역을 도시하였다.
도 5에 도시된 것과 같이, 상기 제1 편광자(PL1)는 상기 제1 광학 변환층(LCL1)과 상기 제2 광학 변환층(LCL2)을 포함한다. 상기 제1 광학 변환층(LCL1)은 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)을 포함한다. 상기 제2 광학 변환층(LCL2)은 상기 반사부(RP)와 상기 편광부(PP)를 포함한다. 상기 편광부(PP)는 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)을 포함한다.
도 6은 기저층(SUB) 상에 배치된 상기 2개의 격자패턴들(WG)을 도시하였다. 상기 2개의 격자패턴들(WG)은 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)의 일부를 구성하거나, 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)의 일부를 구성할 수 있다.
상기 격자패턴들(WG) 각각은 소정의 높이(H10)를 갖는다. 상기 격자패턴들(WG)은 서로 동일한 높이(H10)를 갖거나, 서로 다른 높이(H10)를 가질 수 있다. 상기 높이(H10)는 50 ㎚ 내지 150 ㎚일 수 있다.
상기 격자패턴들(WG) 각각은 소정의 너비(W10)를 갖는다. 또한, 격자패턴들(WG)은 소정의 거리(L10)만큼 이격되어 배치된다. 상기 너비(W10)와 상기 이격 거리(L10)의 합은 피치(PT)로 정의된다. 상기 피치(PT)는 100 ㎚ 내지 150 ㎚일 수 있다. 상기 이격 거리(L10)는 상기 피치(PT)의 0.3 내지 0.6 일 수 있다.
상기 격자패턴들(WG) 각각은 금속층(ML)과 상기 금속층(ML)을 에워싸는 금속 산화물층(MOL)을 포함한다. 예컨대, 상기 금속층(ML)은 알루미늄이고, 상기 금속 산화물층(MOL)은 산화 알루미늄을 포함할 수 있다.
상기 격자패턴들(WG)은 임프린트 방식에 의해 형성되는데, 상기 금속 산화물층(MOL)은 상기 격자패턴들(WG)이 제조되는 과정에서 형성된다. 임프린트 된 금속층(ML)의 표면이 산화되어 상기 금속 산화물층(MOL)이 형성된다. 상기 금속 산화물층(MOL)은 수 ㎚의 두께를 가질 수 있다.
도 6에는 단면 형상이 직사각형인 상기 격자패턴들(WG)이 예시적으로 도시되었다. 상기 격자패턴들(WG)의 형상은 이에 제한되지 않는다. 상기 격자패턴들(WG)의 단면은 정사각형 또는 사다리꼴 등으로 변형될 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 것과 같이, 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)은 실질적으로 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 도 7a 및 도 7b는 상기 제2 방향(DR2)으로 연장된 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)을 예시적으로 도시하였다. 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)의 연장된 방향이 상기 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)이 연장된 방향과 반드시 일치할 필요는 없다.
도 7b에 도시된 것과 같이, 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)은 상기 반사부(RP)와 이격될 수 있다. 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)은 상기 반사부(RP)와 투과영역(TA)과 차광영역(LSA)의 경계선을 따라 상기 반사부(RP)로부터 분리된다.
상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)은 실질적으로 평행할 수 있다. 여기서 실질적으로 평행하다는 것은 도 8에 도시된 것과 같이, 제1 격자패턴(WG1)과 제2 격자패턴(WG2)의 사이각(θ)이 0.1 도 이하인 것을 의미한다.
다시 도 5를 참조하면, 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1) 및 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2) 중 대응하는 패턴들은 서로 완전히 오버랩된다. 이때 상기 대응하는 패턴들은 동일한 피치(PT), 및 너비(W10)를 갖는다. 상기 대응하는 패턴들은 동일한 높이(H10)를 가질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)은 서로 다른 피치(PT), 높이(H10), 및 너비(W10)를 가질 수 도 있다. 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2) 각각의 피치(PT), 높이(H10), 및 너비(W10)는 도 6을 참조하여 설명한 범위를 갖으면 충분하다.
상기 백라이트 유닛(BLU)으로부터 생성된 광(BL1, BL2)은 상기 제1 광학 변환층(LCL1)으로 입사된다. 상기 백라이트 유닛(BLU)으로부터 생성된 광(BL1, BL2) 중 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)이 연장된 상기 제2 방향(DR2)으로 진동하는 광은 반사되고, 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)이 나열된 상기 제1 방향(DR1)으로 진동하는 광은 투과한다.
상기 백라이트 유닛(BLU)으로부터 생성된 광(BL1, BL2) 중 일부의 광(BL1)은 상기 제1 광학 변환층(LCL1)에서 편광된 후, 상기 제2 광학 변환층(LCL2)의 상기 편광부(PP)에 입사된다. 상기 백라이트 유닛(BLU)으로부터 생성된 광(BL1, BL2) 중 다른 일부의 광(BL2)은 상기 제1 광학 변환층(LCL1)에서 편광된 후, 상기 제2 광학 변환층(LCL2)의 상기 반사부(RP)에 입사된다.
상기 편광부(PP)에 입사된 광은 상기 제1 광학 변환층(LCL1)을 통과한 상태의 편광성을 유지하면서 상기 제2 광학 변환층(LCL2)을 통과한다. 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1) 및 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)의 상기 피치(PT)에 대한 상기 이격 거리(L10)의 비율이 동일할 때, 투과율이 감소되지 않으면서 상기 편광성은 유지될 수 있다.
상기 반사부(RP)에 입사된 광은 상기 백라이트 유닛(BLU)으로 반사된다. 상기 백라이트 유닛(BLU)으로 반사된 광은 상기 백라이트 유닛(BLU)에 포함된 광학부재(미 도시) 등에서 재반사된다. 상기 재반사된 광은 최종적으로 상기 편광부(PP)에 입사된다. 즉, 상기 재반사된 광은 상기 화소(PXij, 도 3 참조)에 입사된다. 상기 반사부(RP)의 상술한 기능에 따라 상기 백라이트 유닛(BLU)로부터 생성된 광은 상기 화소(PXij)에 도달되기까지 다른 구성들에 흡수되지 않는다. 상기 반사부(RP)에서 반사된 광이 상기 화소(PXij)에 제공됨으써 상기 액정 표시장치의 광 효율이 향상된다.
도 9는 손상된 광학 변환층의 SEM 이미지이다. 도 10은 광학 변환층의 구조와 격자패턴의 손상에 따른 편광성(Extiction ratio)을 비교한 그래프이다. 도 10에는 4개의 막대 그래프가 도시되었다. 제1 그래프(GP1)는 손상되지 않은 단일층의 광학 변환층을 포함하는 편광자의 편광성을 도시하였고, 제2 그래프(GP2)는 손상된 단일층의 광학 변환층을 포함하는 편광자의 편광성을 도시하였다. 제3 그래프(GP3)는 손상된 광학 변환층과 손상되지 않은 광학 변환층을 포함하는 편광자의 편광성을 도시하였고, 제4 그래프(GP4)는 손상되지 않은 2층의 광학 변환층들을 포함하는 편광자의 편광성을 도시하였다.
도 9에 도시된 것과 같이, 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1) 및 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)의 제조과정에서 어느 하나는 손상될 수 있다. 임프린트 과정에서 격자패턴이 완전히 인쇄되지 않고, 인쇄장치를 분리하는 과정에서 격자패턴의 일부분이 상기 인쇄장치에 부착될 수 있다. 그에 따라 도 9의 점선 원들에 표시된 것과 같이, 상기 격자패턴의 일부분이 손상된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 편광자는 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1) 및 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2) 중 일부가 손상되더라도, 광학적으로 서로 보완함으로써 상기 화소(PXij)에 정상적으로 편광된 광을 제공할 수 있다. 예컨대, 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1) 중 일부분이 도 9와 같이 손상되더라도, 손상되지 않은 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)은 상기 편광자에 입사되는 광을 편광시킬 수 있다.
도 10에 도시된 상기 제2 그래프(GP2)에 도시된 것과 같이, 단일층의 광학 변환층이 손상되면, 편광자는 기준값 이하의 편광성을 갖는다. 여기서 기준값은 상기 제1 그래프(GP1)의 편광성 값이다. 상기 제3 그래프(GP3)에 도시된 것과 같이, 어느 하나의 광학 변환층이 손상되더라도, 편광성은 다른 하나의 광학 변환층에서 보상되기 때문에, 편광자는 기준값 이상의 편광성을 갖는다. 상기 제4 그래프(GP4)에 도시된 것과 같이, 2층의 광학 변환층들이 모두 손상되지 않으면, 편광자는 높은 편광성을 갖는다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 편광자에 제공되는 광의 진행방향을 도시한 단면도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 광학 변환층의 평면도이다. 도 11은 도 5에 대응하고, 도 12는 도 7b에 대응한다. 이하, 도 11 및 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널에 대해 설명한다. 다만, 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 11에 도시된 것과 같이, 제1 편광자(PL1)는 제1 광학 변환층(LCL1)과 제2 광학 변환층(LCL2)을 포함한다. 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)은 동일한 피치(PT), 높이(H10), 너비(W10)를 가질 수 있다. 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)의 상기 너비(W10)는 상기 이격 거리(L10)와 동일 할 수 있다. 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)의 상기 너비(W10)는 상기 이격 거리(L10)와 동일할 수 있다. 이때, 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)은 동일한 너비(W10)를 가질 수 있다.
상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1) 및 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)은 서로 오버랩되지 않는다. 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)은 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)과 교번하게 배치된다. 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)이 오버랩되지 않더라도, 상기 제1 편광자(PL1)를 통과하는 광은 도 5에 도시된 제1 편광자(PL1)를 통과한 광과 동일한 편광성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 실질적으로 평행하는 상기 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1)과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2) 중 대응하는 패턴들은 서로 부분적으로 오버랩될 수도 있다. 그러한 경우에도 상기 제1 편광자(PL1)를 통과하는 광은 도 5에 도시된 제1 편광자(PL1)를 통과한 광과 동일한 편광성을 가질 수 있다.
도 12에 도시된 것과 같이, 제2 광학 변환층(LCL2)은 서로 연결된 반사부(RP)와 편광부(PP)를 포함할 수 있다. 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2)의 양쪽 말단들은 상기 반사부(RP)에 각각 연결된다. 상기 반사부(RP)와 상기 편광부(PP)는 일체의 형상을 갖는다. 상기 일체의 형상을 갖는 상기 반사부(RP)와 상기 편광부(PP)는 슬릿들(SLT10)을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
도 13a 내지 도 13e는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도들이다. 도 13a 내지 도 13e는 도 4에 대응한다. 이하, 도 13a 내지 도 13e를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널에 대해 설명한다. 다만, 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 13a에 도시된 것과 같이, 액정표시패널의 제1 편광자(PL10)는 제1 광학 변환층(LCL10)과 제2 광학 변환층(LCL20)을 포함한다. 상기 제1 광학 변환층(LCL10)과 상기 제2 광학 변환층(LCL20)은 상기 제1 베이스 기판(SUB1)의 일면 상에 배치된다.
상기 제1 광학 변환층(LCL10) 상에 상기 제2 광학 변환층(LCL20)이 배치된다. 상기 제1 광학 변환층(LCL10)은 반사부(RP)와 편광부(PP)를 포함한다. 도 13a에 도시된 상기 제1 광학 변환층(LCL10)과 상기 제2 광학 변환층(LCL20)은 도 4에 도시된 상기 제2 광학 변환층(LCL2)과 상기 제1 광학 변환층(LCL1)에 각각 대응한다.
본 실시예에 따른 액정표시패널은 상기 제1 광학 변환층(LCL10)과 상기 제2 광학 변환층(LCL20) 중 어느 하나가 손상되더라도 상기 제1 편광자(PL10)에 입사된 광을 편광시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 광학 변환층(LCL10)의 상기 반사부(RP)는 입사되는 광을 광을 흡수하지 않고 반사시킨다. 상기 반사부(RP)에서 반사된 광은 최종적으로 상기 액정표시패널에 입사된다. 소멸되는 광량이 감소되고, 상기 액정표시패널에 입사되는 광량이 증가됨으로써 광 효율이 향상된다.
도 13b에 도시된 것과 같이, 액정표시패널의 제1 편광자(PL10-1)는 제1 광학 변환층(LCL10-1)과 제2 광학 변환층(LCL20-1)을 포함한다. 도 13b에 도시된 상기 제1 광학 변환층(LCL10-1)과 상기 제2 광학 변환층(LCL20-1)은 도 4에 도시된 상기 제1 광학 변환층(LCL1)과 상기 제2 광학 변환층(LCL2)에 각각 대응한다.
상기 제1 광학 변환층(LCL10-1)은 상기 제1 베이스 기판(SUB1)의 하면 상에 배치되고, 상기 제2 광학 변환층(LCL20-1)은 상기 제1 베이스 기판(SUB1)의 상면 상에 배치된다. 상기 제1 베이스 기판(SUB1)은 도 4에 도시된 제1 절연층(10)의 기능을 갖는다. 상기 제1 광학 변환층(LCL10-1)과 상기 제2 광학 변환층(LCL20-1)의 위치는 서로 치환될 수도 있다. 별도로 도시되지는 않았으나, 상기 제1 베이스 기판(SUB1)의 하면 상에는 상기 제1 광학 변환층(LCL10-1)을 보호하는 절연층 또는 보호필름이 더 배치될 수도 있다.
도 13c에 도시된 것과 같이, 액정표시패널의 제1 편광자(PL10-2)은 2개의 제1 광학 변환층들(LCL10-2, LCL10-20)과 하나의 제2 광학 변환층(LCL20-2)을 포함한다. 도 13c에 도시된 상기 2개의 제1 광학 변환층(LCL10-2, LCL10-20)은 도 4에 도시된 상기 제1 광학 변환층(LCL1)에 각각 대응한다. 상기 제2 광학 변환층(LCL20-2)은 도 4에 도시된 상기 제2 광학 변환층(LCL2)에 각각 대응한다. 즉, 상기 제2 광학 변환층(LCL20-2)은 반사부(RP)와 편광부(PP)를 포함한다.
상기 제1 베이스 기판(SUB1)의 상면 상에 하나의 제1 광학 변환층(LCL10-2), 상기 제2 광학 변환층(LCL20-2), 및 다른 하나의 제1 광학 변환층(LCL10-20, 이하, 제3 광학 변환층에 해당한다.)이 순차적으로 적층된다. 상기 제1 광학 변환층(LCL10-2)과 상기 제2 광학 변환층(LCL20-2) 사이에 배치된 제1 절연층(10)과 상기 제2 광학 변환층(LCL20-2)과 상기 제3 광학 변환층(LCL10-20) 사이에 배치된 제1 절연층(10')은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 광학 변환층(LCL10-2), 상기 제2 광학 변환층(LCL20-2), 및 상기 제3 광학 변환층(LCL10-20)의 적층 순서는 변경될 수 있다.
상기 제3 광학 변환층(LCL10-20)을 더 구비한 제1 편광자(PL10-2)의 편광성은 더 향상될 수 있다. 3개의 광학 변환층들 중 어느 하나가 손상되더라도 다른 변환층들이 입사되는 광을 편광시킬 수 있기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에서, 편광자는 하나의 제1 광학 변환층(LCL1)과 2개의 제2 광학 변환층들(LCL2)을 포함할 수도 있다. 또한, 3개의 광학 변환층들이 모두 상기 제1 광학 변환층(LCL1)과 동일하거나 상기 제2 광학 변환층(LCL2)과 동일할 수 있다.
도 13d에 도시된 것과 같이, 액정표시패널의 제2 편광자(PL20)은 제3 광학 변환층(LCL3)과 제4 광학 변환층(LCL4)을 포함한다. 도 13d에 도시된 상기 제3 광학 변환층(LCL3)과 상기 제4 광학 변환층(LCL4)은 도 4에 도시된 상기 제1 광학 변환층(LCL1)에 각각 대응한다. 본 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 연신형 편광필름 타입의 제2 편광자(PL2)가 복수 개의 광학 변환층을 갖는 편광자로 대체되었다.
상기 제2 베이스 기판(SUB2)의 상면 상에 제3 광학 변환층(LCL3)이 배치된다. 상기 제3 광학 변환층 상에 제6 절연층(60)이 배치된다. 상기 제6 절연층(60)은 도 4에 도시된 제1 절연층(10)과 동일할 수 있다. 상기 제1 절연층(10) 상에 상기 제4 광학 변환층(LCL4)이 배치된다. 상기 제4 광학 변환층(LCL4) 상에 제7 절연층(70)이 배치된다. 상기 제7 절연층(70)은 도 4에 도시된 제2 절연층(20)과 동일할 수 있다. 상기 제7 절연층(70) 상에 상기 제4 광학 변환층(LCL4)을 보호하는 보호필름(PM)이 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제3 광학 변환층(LCL3)과 상기 제4 광학 변환층(LCL4) 중 적어도 어느 하나는 상기 제2 베이스 기판(SUB2)의 하면 상에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제3 광학 변환층(LCL3)과 상기 제4 광학 변환층(LCL4) 중 적어도 어느 하나는 도 4에 도시된 상기 제2 광학 변환층(LCL2)과 동일할 수도 있다. 또한, 상기 제2 편광자(PL20)는 3개 이상의 광학 변환층을 포함할 수도 있다.
도 13e에 도시된 것과 같이, 액정표시패널의 제1 편광자(PL10-3)은 제1 광학 변환층(LCL10-3)과 제2 광학 변환층(LCL10-30)을 포함한다. 상기 액정표시패널의 제2 편광자(PL20)은 제3 광학 변환층(LCL3)과 제4 광학 변환층(LCL4)을 포함한다. 상기 제1 광학 변환층(LCL10-3), 상기 제2 광학 변환층(LCL10-30), 상기 제3 광학 변환층(LCL3), 및 상기 제4 광학 변환층(LCL4)은 도 4에 도시된 상기 제1 광학 변환층(LCL1)에 각각 대응한다.
도 14a 내지 도 14j는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자의 제조방법을 도시한 사시도들이다. 도 14a 내지 도 14h는 도 4 내지 도 7b을 참조하여 설명한 제1 편광자의 제조방법을 도시하였다.
먼저 도 14a에 도시된 것과 같이, 기저층(SUB) 상에 제1 금속층(ML1)을 적층한다. 상기 제1 금속층(ML) 상에 제1 희생층(SL1)을 적층한다. 상기 제1 희생층(SL1) 상에 제1 마스크층(MP1)을 형성한다.
상기 기저층(SUB)은 제1 베이스 기판(SUB1, 도 4 참조) 또는 상기 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 배치된 버퍼층일 수 있다. 상기 제1 금속층(ML1)은 스퍼터링 방식에 의해 형성될 수 있고, 알루미늄을 포함할 수 있다. 상기 제1 희생층(SL1)은 증착방식에 의해 형성될 수 있고, 무기물질을 포함한다. 상기 제1 마스크층(MP1)은 복수 개의 슬릿들(MP1-SLT)이 정의된 마스크 패턴을 포함한다. 상기 제1 마스크층(MP1)은 임프린트 방식에 의해 형성될 수 있다. 상기 제1 마스크층(MP1)은 레진을 포함한다.
도 14b에 도시된 것과 같이, 상기 제1 희생층(SL1)을 패터닝한다. 드라이 에칭 방식을 이용하여, 상기 제1 마스크층(MP1)으로부터 노출된 상기 제1 희생층(SL1)의 일부분을 제거한다. 그에 따라 상기 제1 희생층(SL1)에 복수 개의 슬릿들(SL1-SLT)이 형성된다.
도 14c에 도시된 것과 같이, 상기 제1 금속층(ML1)을 패터닝한다. 드라이 에칭 방식을 이용하여, 상기 제1 희생층(SL1)의 슬릿들(SL1-SLT)로부터 노출된 상기 제1 금속층(ML1)의 일부분을 제거한다. 패터닝된 제1 금속층(ML1)은 복수 개의 제1 격자패턴들(WG1, 도 7a 참조)을 구성한다.
도 14d에 도시된 것과 같이, 상기 제1 희생층(SL1)과 상기 제1 마스크층(ML1)을 제거한 후, 상기 제1 격자패턴들(WG1) 상에 제1 절연층(IL1)을 적층한다. 상기 제1 절연층(IL1)은 도 4에 도시된 제1 절연층(10)에 대응한다. 상기 제1 절연층(IL1)은 상기 제1 격자패턴들(WG1) 상에 평탄면을 제공할 수 있다. 상기 제1 절연층(IL1)은 상기 제1 격자패턴들(WG1) 사이의 슬릿들(SL1-SLT)을 충전시킬 수도 있다.
도 14e에 도시된 것과 같이, 상기 제1 절연층(IL1) 상에 제2 금속층(ML2), 제2 희생층(SL2), 및 제2 마스크층(MP2)을 형성한다. 상기 제2 마스크층(MP2)은 복수 개의 슬릿들(MP2-SLT)이 정의된 마스크 패턴을 포함한다.
도 14f에 도시된 것과 같이, 상기 제2 희생층(SL2)을 패터닝한다. 도 14b에서 설명한 것과 동일한 방식으로 상기 제2 희생층(SL2)의 슬릿들(SL2-SLT)을 형성한다.
도 14g에 도시된 것과 같이, 상기 제2 마스크층(MP2) 상에 상기 제2 마스크층(MP2)을 부분적으로 커버하는 보호층(PR)을 형성한다. 상기 보호층(PR)은 이후 공정에서 상기 제2 금속층(ML2)의 일부분이 에칭되는 것을 방지한다. 상기 보호층(PR)은 도 7b에 도시된 반사부(RP)가 배치된 영역에 중첩한다.
도 14h에 도시된 것과 같이, 상기 보호층(PR)으로부터 노출된 상기 제2 금속층(ML2)을 패터닝한다. 드라이 에칭 방식을 이용하여, 상기 제2 희생층(SL2)의 슬릿들(SL2-SLT)로부터 노출된 상기 제2 금속층(ML2)의 일부분을 제거한다. 패터닝된 제2 금속층(ML2)은 복수 개의 제2 격자패턴들(WG2, 도 7b 참조)과 반사부(RP, 도 7b 참조)를 구성한다.
도 14i에 도시된 것과 같이, 상기 패터닝된 상기 제2 금속층(ML2) 상에 제2 절연층(IL2)을 형성한다. 상기 제2 절연층(IL2)은 도 4에 도시된 제2 절연층(20)에 대응한다. 이후, 통상의 표시장치 제조방법에 따라 박막 트랜지스터(TFT), 공통전극(CE) 및 화소전극(PE)을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 제2 절연층(IL2) 상에 도 14a 내지 도 14d를 참조하여 설명한 공정을 한번 더 수행하면, 도 14j에 도시된 편광자가 형성될 수 도 있다. 또한, 도 14a 내지 도 14d를 참조하여 설명한 공정과 도 14e 내지 도 14i를 참조하여 설명한 공정의 순서를 변경하면, 편광자의 층 구조를 변형할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DP: 표시패널 100: 신호제어부
200: 게이트 구동부 300: 데이터 구동부
PL1: 제1 편광자 PL2: 제2 편광자
LCL1: 제1 광학 변환층 LCL2: 제2 광학 변환층
PP: 편광부 RP: 반사부
WG1: 제1 격자패턴 WG2: 제2 격자패턴

Claims (20)

  1. 복수 개의 투과영역들과 상기 복수 개의 투과영역들에 인접한 차광영역을 포함하는 제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판과 이격되어 배치된 제2 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판과 상기 제2 베이스 기판 사이에 배치되며, 상기 복수 개의 투과영역들에 각각 중첩하는 복수 개의 화소들; 및
    상기 복수 개의 화소들을 사이에 두고 이격되어 배치된 제1 편광자 및 제2 편광자를 포함하고,
    상기 제1 편광자와 상기 제2 편광자는 서로 다른 층 상에 배치된 복수 개의 광학 변환층들을 포함하고,
    상기 복수 개의 광학 변환층들 각각은:
    상기 복수 개의 투과영역들 및 상기 차광영역에 중첩하고, 복수의 제1 격자패턴을 포함하는 편광부를 포함하는 제1 광학 변환층; 및
    상기 복수 개의 투과영역들에 중첩하고 복수 개의 제2 격자패턴들을 포함하는 편광부 및 상기 차광 영역을 커버하는 반사부를 포함하는 제2 광학 변환층을 포함하며,
    상기 제1 격자 패턴들은 상기 투과 영역들에서 상기 제2 격자 패턴들과 서로 완전히 중첩하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 격자 패턴들은 상기 복수 개의 제1 격자패턴들과 실질적으로 동일한 방향으로 연장되고 실질적으로 동일한 방향으로 나열되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 광학 변환층 및 상기 제2 광학 변환층은 상기 제1 베이스 기판에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 광학 변환층 및 상기 제2 광학 변환층은 상기 제1 베이스 기판을 사이에 두고 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 광학 변환층 및 상기 제2 광학 변환층은 상기 제1 베이스 기판의 일측에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 광학 변환층 및 상기 제2 광학 변환층은 상기 제1 베이스 기판의 일면과 상기 복수 개의 화소들 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 격자패턴들과 상기 반사부는 동일한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 화소들 각각은,
    상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 복수 개의 게이트 라인들 중 대응하는 게이트 라인 및 복수 개의 데이터 라인들 중 대응하는 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터; 및
    상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 편광부는 상기 화소전극에 중첩하고, 상기 반사부는 상기 박막 트랜지스터에 중첩하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  12. 제2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 격자패턴들과 상기 복수 개의 제2 격자패턴들 각각은 50 ㎚ 내지 150 ㎚의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 격자패턴들 중 인접한 2개의 격자패턴들 사이의 상기 나열된 방향의 이격 거리와 상기 인접한 2개의 격자패턴들 중 하나의 격자패턴의 상기 나열된 방향의 너비의 합을 피치로 정의하고, 상기 하나의 격자패턴의 상기 나열된 방향의 너비는 상기 피치의 0.3 내지 0.6 인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 격자패턴들은 상기 복수 개의 제1 격자패턴들의 상기 피치와 동일한 피치를 갖고, 상기 제2 격자패턴들은 상기 제1 격자패턴들의 상기 너비와 동일한 너비를 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 격자패턴들 및 상기 복수 개의 제2 격자패턴들 각각은, 금속층 및 상기 금속층을 커버하는 금속 산화물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 편광자는,
    상기 복수 개의 제1 격자패턴들과 실질적으로 동일한 방향으로 연장되고 실질적으로 동일한 방향으로 나열된 복수 개의 제3 격자패턴들을 포함하는 제3 광학 변환층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 편광자는 연신형 편광필름인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  18. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 편광자는,
    복수 개의 제3 격자패턴들을 포함하는 제3 광학 변환층; 및
    상기 복수 개의 제3 격자패턴들과 동일한 방향으로 연장되고 동일한 방향으로 나열된 복수 개의 제4 격자패턴들을 포함하는 제4 광학 변환층을 포함하고,
    상기 제3 광학 변환층 및 상기 제4 광학 변환층은 상기 제2 베이스 기판에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  19. 제2 항에 있어서,
    상기 차광영역에 중첩하는 블랙 매트릭스; 및
    상기 복수 개의 투과영역들에 중첩하는 복수 개의 컬러필터들을 더 포함하는 표시장치.
  20. 삭제
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