CN105629554B - 集成滤色器的偏振器及其制造方法 - Google Patents
集成滤色器的偏振器及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105629554B CN105629554B CN201510695596.6A CN201510695596A CN105629554B CN 105629554 B CN105629554 B CN 105629554B CN 201510695596 A CN201510695596 A CN 201510695596A CN 105629554 B CN105629554 B CN 105629554B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polarizer
- color filter
- holes
- pattern
- resin layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
- G02F1/133533—Colour selective polarisers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/288—Filters employing polarising elements, e.g. Lyot or Solc filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/008—Surface plasmon devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/204—Filters in which spectral selection is performed by means of a conductive grid or array, e.g. frequency selective surfaces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
- G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
- G02B5/3041—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
- G02B5/305—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks including organic materials, e.g. polymeric layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
- G02B5/3058—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state comprising electrically conductive elements, e.g. wire grids, conductive particles
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
- G02F1/133548—Wire-grid polarisers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/10—Function characteristic plasmon
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
本公开提供了集成滤色器的偏振器以及制造集成滤色器的偏振器的方法。集成滤色器的偏振器包括设置在基板上的导电材料。导电材料包括偏振器区域和滤色器区域,该偏振器区域包括多个平行的导电的线图案,该滤色器区域包括布置成图案的多个孔。
Description
技术领域
本发明涉及集成滤色器的偏振器(color filter-integrated polarizer)及其制造方法。
背景技术
显示装置包括用于表现颜色的滤色器并取决于驱动方法而包括偏振器。
具体地,液晶显示器(LCD)通过利用偏振器将从背光单元入射的光转换成特定的偏振光并透射和/或阻挡该偏振光而控制像素的亮度,并且利用每个像素的滤色器来表现颜色。
通常,偏振片和滤色器被提供为分开的元件。
发明内容
本公开的方面提供集成滤色器的偏振器及其制造方法。
然而,本公开的方面不限于这里阐述的方面。通过参照以下给出的详细说明,对于本发明构思所属领域的普通技术人员而言,本发明构思的以上和其它的方面将变得更加明显。
根据本公开的方面,提供一种集成滤色器的偏振器,该集成滤色器的偏振器包括具有偏振器区域和滤色器区域的导电材料。偏振器区域具有沿导电材料的边缘形成的多个导电的线图案,滤色器区域具有跨越该滤色器区域形成为图案的多个孔。
根据本发明构思的另一方面,提供一种制造集成滤色器的偏振器的方法,该方法包括:在基板上形成树脂层;图案化树脂层;在图案化的树脂层上形成导电材料层;以及在导电材料层的上部中形成多个孔,其中孔布置成图案。
根据本发明构思的另一方面,提供一种制造集成滤色器的偏振器的方法,该方法包括:在基板上形成树脂层;通过图案化树脂层形成树脂图案;除去树脂层的树脂图案之间的剩余层;在基板和树脂图案上形成导电材料层;以及在导电材料层的上部中形成布置为图案的多个孔。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示范性实施方式,本发明的以上和其它的方面和特征将变得更加明显,附图中:
图1是根据本公开的实施方式的集成滤色器的偏振器的局部透视图;
图2是沿图1的线A-A'截取的集成滤色器的偏振器的垂直截面图;
图3是根据本公开的另一实施方式的集成滤色器的偏振器的垂直截面图;
图4是根据本公开的另一实施方式的集成滤色器的偏振器的垂直截面图;
图5是根据本公开的实施方式的显示装置的下基板的示意性截面图;
图6、7、8、9和10是示出根据本公开的实施方式的制造集成滤色器的偏振器的方法的截面图;
图11、12、13、14、15、16和17是示出根据本公开的另一实施方式的制造集成滤色器的偏振器的方法的截面图;以及
图18是根据本公开的另一实施方式的集成滤色器的偏振器的局部透视图。
具体实施方式
通过参照将参考附图被详细描述的实施方式,本公开的方面和特征以及用于实现所述方面和特征的方法将是明显的。然而,本发明构思不限于在下文公开的实施方式,而是能够以多种形式实现。在描述中限定的内容,诸如具体构造和元件,仅是提供来协助本领域普通技术人员全面理解本发明构思的具体细节,本公开仅被限定在权利要求的范围内。在整个说明书中,相同的附图标记用于跨各个附图的相同元件。在附图中,为了说明的清晰,层和区域的尺寸和相对尺寸可以被夸大。
用于说明一元件在位于不同层上的另一元件上或者一元件在一层上的术语“在……上”包括其中一元件直接位于另一元件或层上的情形和其中元件经由另一层或再一元件位于另一元件上的情形。
尽管术语“第一、第二等”用来描述各种构成元件,但是这样的构成元件不受该术语限制。该术语仅用于将一构成元件与另一构成元件区别开。因此,在下面描述中,第一构成元件可以是第二构成元件。
在下文将参照附图描述示范性实施方式。如这里所用的,“图案”旨在表示具有某种类型的规则性(例如,次序、位置、尺寸和/或间隔)的布置。
图1是根据本公开的实施方式的集成滤色器的偏振器的局部透视图。图2是沿图1的线A-A'截取的集成滤色器的偏振器的垂直截面图。如由坐标20所示,集成滤色器的偏振器具有在x轴、y轴和z轴上延伸的元件。
参照图1和图2,根据当前实施方式的集成滤色器的偏振器为由基板110上的导电材料124形成的结构。在图1和图2中,导电材料124由阴影示出。集成滤色器的偏振器的接触基板110的下部区域可以是偏振器区域120a,集成滤色器的偏振器的上部区域可以是滤色器区域120b。在特定的实施方式中,滤色器区域120b和偏振器区域120a一个堆叠在另一个的顶部上。
偏振器区域120a可以包括具有多个平行的导电的线图案121的线栅偏振器。
导电的线图案121可以由任何导电材料制成。在示范性实施方式中,导电的线图案121可以由金属材料制成(但是不限于此),更具体地,可以由从自铝(Al)、铬(Cr)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、钛(Ti)、钴(Co)和钼(Mo)构成的组选出的一种金属或这些金属的任何合金制成。
导电的线图案121可以彼此平行地布置且在X方向上分隔开具有宽度x的空间(图2中示出)。每个导电的线图案121具有宽度l,如图2所示。如这里所用的,“x+l”将被称为偏振器区域120a中的导电的线图案121的“周期”。与入射光的波长相比,导电的线图案121的周期越短,能够实现的偏振消光系数越高。然而,更难以制造具有较短周期的导电的线图案121。可见光区域一般在从380到780nm的范围内。因此,为了具有对于三基色的光(即,红(R)、绿色(G)和蓝色(B))的高消光系数,线栅偏振器应当具有至少200nm或更小的周期。仅这样能够预期偏振特性。然而,为了具有与常规偏振器相同或比其更好的偏振性能,线栅偏振器应当具有120nm或更小的周期。
每个导电的线图案121可以具有10至200nm的宽度l,其中确切的宽度可以被选择以表现出期望的偏振性能。此外,每个导电的线图案121可以具有10至500nm的厚度,“厚度”根据坐标20在Y方向上测量。以上给定的尺寸用于示例性实施方式,而不是对本发明构思的限制。导电的线图案121可以形成导电材料124的一个面。
为了优良的偏振特性,导电的线图案121之间的空间可以具有1.0至1.3的折射率。在一些实施方式中,该空间可以包含周围空气。在其它实施方式中,该空间可以是真空的。
尽管没有在附图中示出,但是缓冲层可以被额外地提供在基板110和导电的线图案121之间。
滤色器区域120b可以包括在导电材料中布置成图案的多个孔122。
滤色器区域120b可以包括等离激元(plasmonic)滤色器。等离激元滤色器可以由导电材料和形成在导电材料中的具有预定周期的多个孔122构成。
这里,被选择的特定波长的RGB光根据孔的尺寸D和周期(D+W)而透射,从而实现RGB颜色。尺寸D可以例如为具有圆的(例如,圆形的、半圆形的)横截面的孔的直径。比透过孔的光更大量的光可以被带到孔区域附近。这能够改善显示装置的亮度。
等离激元(plasmon)是自由电子在导电层的表面上感生并响应于入射光的电场而集体振荡的准粒子。表面等离激元指的是被局限到导电层的表面并对应于沿导电层和电介质之间的界面传播的电磁波的等离激元。
此外,表面等离激元现象指的是当入射在具有纳米尺寸周期的孔图案的导电层的表面上的具有特定波长的光与该导电层的表面上的自由电子共振时形成特定波长的光。仅能够形成表面等离激元的具有特定波长的光透过孔,其它波长的光被使得从金属表面反射。
通常,厚的导电层不能有效地透射光。如果形成在导电层中的孔具有比入射光的波长小得多的尺寸,则透射光的强度显著地减小。然而,如果较小的孔具有比入射光的波长小的宽度并且孔在导电层中布置成图案,则透射的光的量由于表面等离激元的激发而显著地增加。通常,光或光子的色散曲线不交叉表面等离激元的色散曲线。为了直接耦合光子到表面等离激元,具有预定周期的孔图案的栅(grid)结构形成在导电材料124的表面上。这可以满足动量守恒,从而使得表面等离激元被激发。
透过等离激元滤色器的光的峰值波长(也就是,表面等离激元共振波长)可以通过改变孔122的周期或通过改变邻近于导电材料的电介质材料的介电常数来控制。
在附图中,每个孔122的水平截面是圆形的。然而,本发明构思不限于此,每个孔122的水平截面可以具有各种形状诸如椭圆形形状、多边形形状和狭缝形状。当每个孔122具有如附图所示的圆化的(例如,圆形的)截面形状时,每个孔122的尺寸D可以在100至300nm的范围内,孔122之间的间隙W可以在200至700nm的范围内。每个孔122的尺寸D和孔122之间的间隙W可以在以上范围内调整,使得期望波长将被透射。
孔122可以沿y轴延伸至与导电的线图案121的顶表面相应的深度。
导电的线图案121可以与滤色器区域120b的导电材料一体地形成。
图3是根据另一实施方式的集成滤色器的偏振器的垂直截面图。
参照图3,根据当前实施方式的集成滤色器的偏振器是由基板110上的导电材料形成的结构。集成滤色器的偏振器的接触基板110的下部区域可以是偏振器区域120a,集成滤色器的偏振器的上部区域可以是滤色器区域120b。
偏振器区域120a可以包括具有多个平行的导电的线图案121和形成在导电的线图案121之间的空间中的图案化的树脂123的线栅偏振器。
为了线栅偏振器的优良的偏振特性,图案化的树脂123可以具有1.0至1.3的折射率。
图3的其它元件基本上类似于图2的那些,因此省略其多余的描述。
图4是根据另一实施方式的集成滤色器的偏振器的垂直截面图。
参照图4,根据当前实施方式的集成滤色器的偏振器是由在形成于基板110上的图案化的树脂123上的导电材料所形成的结构。集成滤色器的偏振器的接触图案化的树脂123的下部区域可以是偏振器区域120a,集成滤色器的偏振器的上部区域可以是滤色器区域120b。
偏振器区域120a可以包括具有多个平行的导电的线图案121和形成在导电的线图案121之间的空间中的图案化的树脂123的线栅偏振器。
为了线栅偏振器的优良的偏振特性,图案化的树脂123可以具有1.0至1.3的折射率。
图4的其它元件与图2的那些相同或对应于图2的那些,因此省略其重复描述。
图5是根据实施方式的显示装置的下基板的示意性截面图。诸如图1中示出的实施方式的集成滤色器的偏振器可以与图5的下基板结合以形成显示装置。
参照图5,下基板可以是薄膜晶体管(TFT)基板。TFT可以如下构造。栅电极G位于形成在集成滤色器的偏振器上的保护层130上,栅绝缘层GI位于栅电极G和保护层130上。半导体层ACT至少位于栅绝缘层GI的交叠栅电极G的区域上,源电极S和漏电极DR位于半导体层ACT上以彼此分离。钝化层PL位于栅绝缘层GI、源电极S、半导体层ACT和漏电极DR上。像素电极PE位于钝化层PL上并经由至少部分地暴露漏电极DR的接触孔而电连接到漏电极DR。
保护层130可以形成为双层。例如,可以形成LiF层,然后可以在LiF层的顶部上形成绝缘层。然而,本发明构思不限于此。为了防止在光透过等离激元滤色器时光的混色,可以选择具有不影响透射波长的物理性能的材料来形成保护层130。
TFT所在的区域不透光。因此,该区域被称为“非孔径(non-aperture)区域”。没有线栅偏振器的导电的线图案121的反射层125可以形成在对应于该非孔径区域的位置处。在这种情况下,具有高反射率的金属材料可以反射入射到非孔径区域上的光,被反射的光可以用于孔径区域。因此,能够改善显示装置的亮度。
然而,集成滤色器的偏振器的构造不限于以上示例。虽然没有在附图中示出,但是线栅偏振器的导电的线图案121也能够形成在对应于非孔径区域的位置处。此外,滤色器孔122也能够形成在非孔径区域中。
参照图5连同图2,像素电极PE可以形成于在其中形成TFT的非孔径区域的左侧和右侧的每侧上。在这种情况下,分别位于非孔径区域的左侧和右侧的左像素和右像素可以显示不同的颜色。晶体管的左侧和右侧的孔径区域可以具有不同尺寸D和不同周期(D+W)的孔122。滤色器区域的尺寸(D,W)大于偏振器区域120a的尺寸(x,l)。
在一具体的示例中,具有预定尺寸和周期的多个孔122可以彼此相邻地设置以在与晶体管的右侧的孔径区域相应的区域中形成一个组,具有预定尺寸和周期的多个孔122(不同于在对应于右像素的孔径区域的区域中的那些孔122)可以彼此相邻地设置以在与晶体管的左侧的孔径区域相应的区域中形成一个组。
在具有布置成重复组的RGB颜色(即,三基色)的典型显示装置中,具有三种类型的周期和尺寸的三组孔图案可以以预定次序布置,有时可以布置成重复的图案。例如,用于红色像素的孔图案可以具有与用于绿色像素或蓝色像素的孔图案的尺寸和周期不同的尺寸和周期。然而,本发明构思不限于此,孔图案的形成能够由于像素的不规则布置而改变。
显示装置还可以包括位于下基板下面并发光的背光单元、包括下基板、液晶层和上基板的液晶面板、以及位于液晶面板上的上偏振片。
在这种情况下,上偏振片和线栅偏振器的透射轴可以彼此垂直或彼此平行。上偏振片可以形成为线栅偏振器或可以为常规的基于聚醋酸乙烯酯(PVA)的偏振膜。在一些实施方式中也可以省略该上偏振片。
尽管没有在附图中具体示出,但是背光单元可以包括导光板(LGP)、一个或多个光源单元、反射构件、光学片等。
LGP使由光源单元产生的光的路径朝向液晶层改变。LGP可以包括由光源单元产生的光入射在其上的入射面以及面对液晶层的出射面。LGP可以由具有光透射特性的材料诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或具有恒定折射率的材料诸如聚碳酸酯(PC)制成,但是不限于此。
入射在由以上材料制成的LGP的侧表面或两个侧表面上的光具有比LGP的临界角小的角度。因此,光被传送到LGP中。当光入射在LGP的上表面或下表面上时,入射角大于临界角。因此,光在LGP内被均匀地传送而不从LGP射出。
散射图案可以形成在LGP的上表面和下表面的任一个上。例如,散射图案可以形成在LGP的面对出射面的下表面上从而使引导的光向上传播。也就是说,散射图案可以利用墨水被印刷在LGP的表面上,使得到达LGP内的散射图案的光能够从LGP向上射出。散射图案能够如上所述地利用墨水被印刷。然而,本发明不限于此,散射图案能够采取各种形式诸如LGP上的微凹槽或微突起。
反射构件可以进一步提供在LGP与下壳体构件的底部之间。反射构件将从LGP的下表面(其面对出射面)输出的光反射回到LGP。反射构件可以为膜的形式,但是不限于此。
光源单元可以设置为面对LGP的入射面。光源单元的数目能够如所期望地改变。例如,仅一个光源单元可以被提供为对应于LGP的侧表面,或三个或更多光源单元可以被提供为对应于LGP的四个侧表面中的三个或更多侧表面。备选地,多个光源单元可以设置为对应于LGP的侧表面的任一个。尽管其中光源位于LGP的一侧的侧光结构被描述为一示例,但是根据背光单元的结构,也可以使用直下式结构、面光源结构等。
所使用的光源可以是发射白光的白色发光二极管(LED)或可以包括发射红光、绿光和蓝光的多个LED。如果光源被实现为发射红光、绿光和蓝光的多个LED,则LED可以被同时开启以通过混色产生白光。
上基板可以包括用于防止漏光的黑矩阵和由透明的导电氧化物诸如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)制成的公共电极(即,电场产生电极)。黑矩阵和公共电极可以形成在由透明的绝缘材料诸如玻璃或塑料制成的构件的下表面上。
液晶层使入射光的偏振轴旋转。液晶在特定的方向上排列并位于上基板与下基板之间。液晶可以为具有正介电各向异性的扭转向列(TN)模式、垂直配向(VA)模式或水平配向(IPS,FFS)模式,但是不限于此。
图6至图10是示出根据本发明的实施方式的制造集成滤色器的偏振器的方法的步骤的截面图。
参照图6,可以在基板110上形成树脂层123。
基板110可以由能够透射可见光的任何材料制成。形成基板110的材料可以根据使用目的或工艺来选择。材料的示例可以包括各种聚合物诸如玻璃、石英、丙烯酸、三醋酸纤维素(TAC)、环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)以及聚芳酯(PAR),但是不限于此。基板110也可以由具有一定程度的柔性的光学膜制成。
树脂层123能够由任何非导电材料制成。为了偏振器的偏振特性,非导电材料可以具有1.0至1.3的折射率。
参照图7,可以图案化树脂层123。
树脂层123可以利用能够形成期望的纳米尺寸的图案的任何方法而被图案化。图案化方法的示例包括但是不限于纳米压印、光致抗蚀剂、双图案化技术(DPT)以及嵌段共聚物(BCP)对准图案化。
这里,图案化的树脂层123的底部可以保留。
参照图8,导电的线图案121和导电材料124可以形成在图案化的树脂层123的整个表面上。导电的线图案121可以利用但是不限于具有优良的间隙填充特性的长抛溅射(long-throw sputtering)、自电离溅射或化学镀而形成在图案化的树脂层123的空间中。
即使导电材料124利用具有优良的间隙填充特性的工艺形成,但是导电材料124的上表面也可能由于图案化的树脂层123的影响而不是平坦的。在这种情况下,导电材料124的上表面可以通过蚀刻或化学机械抛光(CMP)而被平坦化。然而,本发明不限于这些方法。在非限制性的示例中,导电材料124的上表面可以通过多次重复沉积工艺和蚀刻工艺而被平坦化。
参照图9,可以在导电材料124上形成掩模图案140。掩模图案140可以利用但是不限于纳米压印、光致抗蚀剂等而形成。
参照图10,可以通过利用掩模图案140蚀刻导电材料124而形成多个孔122。在第一区域(未示出)中,具有预定尺寸D1和周期(D1+W1)的多个孔可以彼此相邻地设置以形成一个组。在第二区域(未示出)中,具有预定尺寸D2和周期(D2+W2)的多个孔(其不同于第一区域中的那些孔)可以彼此相邻地设置以形成一个组。
图11至17是示出根据另一实施方式的制造集成滤色器的偏振器的方法的截面图。
参照图11,可以在基板110上形成树脂层123。
树脂层123能够由任何非导电材料制成。为了偏振器的偏振特性,非导电材料可以具有1.0至1.3的折射率。
参照图12,可以图案化树脂层123。
树脂层123可以利用能够形成具有期望的纳米尺寸的图案的任何方法而被图案化。图案化方法的示例包括但是不限于纳米压印、光致抗蚀剂、DPT以及BCP对准图案化。
参照图13,可以去除图案化的树脂层123的剩余底部。底部的去除可以利用但是不限于蚀刻而实现。
参照图14,可以在基板110的整个表面和图案化的树脂层123上形成导电的线图案121和导电材料124。导电的线图案121可以利用但是不限于具有优良的间隙填充特性的长抛溅射、自电离溅射或化学镀而形成在图案化的树脂层123的空间中。
即使导电材料124利用具有优良的间隙填充特性的工艺形成,但是导电材料124的上表面也可能由于图案化的树脂层123的影响而不是平坦的。在这种情况下,导电材料124的上表面可以通过蚀刻或CMP而被平坦化。然而,本构思不限于这些方法。在非限制性的示例中,导电材料124的上表面可以通过多次重复沉积工艺和蚀刻工艺而被平坦化。
参照图15,可以在导电材料124上形成掩模图案140。掩模图案140可以利用但是不限于纳米压印、光致抗蚀剂等而形成。
参照图16,可以通过利用掩模图案140蚀刻导电材料124而形成多个孔122。在第一区域(未示出)中,具有预定尺寸D3和周期(D3+W3)的多个孔可以彼此相邻地设置以形成一个组。在第二区域(未示出)中,具有预定尺寸D4和周期(D4+W4)的多个孔(其不同于第一区域中的那些孔)可以彼此相邻地设置以形成一个组。
参照图17,可以去除位于导电的线图案121之间的空间中的图案化的树脂层123。图案化的树脂层123的去除可以通过但是不限于利用具有相对于导电的线图案121的蚀刻选择性的蚀刻剂的湿法蚀刻或利用气体的灰化工艺实现。
图11至17的其它元件类似于图6至10的那些,省略其重复的描述。
图18是根据本公开的另一实施方式的集成滤色器的偏振器的局部透视图。
参照图18,根据当前实施方式的集成滤色器的偏振器可以包括:具有第一尺寸D1和第一周期(D1+W1)的多个相邻的孔122a的第一组G1;具有第二尺寸D2和第二周期(D2+W2)的多个相邻的孔122b的第二组G2;以及具有第三尺寸D3和第三周期(D3+W3)的多个相邻的孔122c的第三组G3。
在一个示例中,第一组G1、第二组G2和第三组G3可以分别透射对应于红色、绿色和蓝色的波长。这些三基色的光可以被结合以表现各种颜色。
第一组G1至第三组G3之间的空间可以对应于面板的非孔径区域(诸如配线区域或TFT区域)。因此,导电的线图案可以不形成在该空间中。
第一组G1至第三组G3的每个可以对应于显示装置的像素或子像素。
图18的其它元件类似于图1的那些,因此省略其重复描述。
在本公开中提供的集成滤色器的偏振器使得可以制造更薄的显示装置。此外,能够提供具有提高的工艺效率的制造集成滤色器的偏振器的方法。
然而,本公开的效果不局限于这里阐述的效果。对于本公开所属领域的普通技术人员来说,以上及其它效果将是明显的。
本申请要求于2014年11月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0162754的优先权,其公开内容通过全文引用结合于此。
Claims (15)
1.一种集成滤色器的偏振器,包括具有彼此堆叠且直接接触的偏振器区域和滤色器区域的导电材料,其中所述偏振器区域具有多个平行的导电的线图案,所述滤色器区域具有跨越所述滤色器区域形成为图案的多个孔,所述孔穿过所述滤色器区域的整个厚度以延伸到与所述导电的线图案的表面相应的深度,以及所述导电的线图案与所述滤色器区域的导电材料一体地形成,以及
其中所述滤色器区域的所述孔中的至少一个重叠所述偏振器区域的所述多个导电的线图案中的至少一个。
2.如权利要求1所述的偏振器,其中所述多个孔包括彼此相邻设置的多个组,每个组包括彼此相邻设置的具有相同尺寸和周期的孔,其中不同组的孔在尺寸和周期中的至少一个上是不同的。
3.如权利要求2所述的偏振器,其中所述多个组以预定的次序布置成重复的图案。
4.如权利要求1所述的偏振器,其中所述滤色器区域包括:
具有第一周期和第一孔尺寸的多个相邻的孔的第一组;
具有第二周期和第二孔尺寸的多个相邻的孔的第二组;以及
具有第三周期和第三孔尺寸的多个相邻的孔的第三组,
其中所述第一孔尺寸、所述第二孔尺寸和所述第三孔尺寸彼此不同。
5.如权利要求1所述的偏振器,其中所述导电的线图案之间的空间具有1.0至1.3的折射率。
6.如权利要求5所述的偏振器,其中所述导电的线图案之间的空间包含真空或者包含周围空气。
7.一种制造集成滤色器的偏振器的方法,该方法包括:
在基板上形成树脂层;
图案化所述树脂层;
在所述图案化的树脂层上形成导电材料层,使得在所述图案化的树脂层的空间中形成导电的线图案;以及
在所述导电材料层的上部中形成多个孔,其中所述孔布置成图案,且所述孔形成为延伸到与所述树脂层的表面相应的深度。
8.如权利要求7所述的方法,其中所述树脂层具有1.0至1.3的折射率。
9.如权利要求7所述的方法,其中在所述孔的形成中,具有相同尺寸和周期的多个孔彼此相邻地设置以形成一个组,且不同组的孔在尺寸和周期中的至少一个上是不同的。
10.如权利要求9所述的方法,其中所述孔的组布置成重复的图案。
11.一种制造集成滤色器的偏振器的方法,该方法包括:
在基板上形成树脂层;
通过图案化所述树脂层形成树脂图案;
去除所述树脂层的所述树脂图案之间的剩余层;
在所述基板和所述树脂图案上形成导电材料层,使得在所述树脂图案的空间中形成导电的线图案;以及
在所述导电材料层的上部中形成布置成图案的多个孔,其中所述多个孔形成为延伸到与所述树脂层的表面相应的深度。
12.如权利要求11所述的方法,其中所述树脂层具有1.0至1.3的折射率。
13.如权利要求11所述的方法,其中在所述多个孔的形成中,具有相同尺寸和周期的多个孔彼此相邻地设置以形成一个组,具有不同的尺寸和/或不同的周期的孔的多个组彼此相邻地设置。
14.如权利要求13所述的方法,其中在所述孔的形成中,所述孔的组布置成重复的图案。
15.如权利要求11所述的方法,还包括在形成所述多个孔之后去除所述树脂图案。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2014-0162754 | 2014-11-20 | ||
KR1020140162754A KR102259048B1 (ko) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | 컬러 필터 일체형 편광자 및 이의 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105629554A CN105629554A (zh) | 2016-06-01 |
CN105629554B true CN105629554B (zh) | 2021-06-08 |
Family
ID=53776492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510695596.6A Active CN105629554B (zh) | 2014-11-20 | 2015-10-23 | 集成滤色器的偏振器及其制造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10317694B2 (zh) |
EP (1) | EP3023833B1 (zh) |
KR (1) | KR102259048B1 (zh) |
CN (1) | CN105629554B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016191142A2 (en) | 2015-05-27 | 2016-12-01 | Verily Life Sciences Llc | Nanophotonic hyperspectral/lightfield superpixel imager |
KR20180039227A (ko) | 2016-10-07 | 2018-04-18 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 이의 제조 방법 |
CN109599030B (zh) * | 2017-09-30 | 2020-12-11 | 昆山国显光电有限公司 | 显示屏及电子产品 |
CN112198705A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-08 | 武汉华星光电技术有限公司 | 彩膜基板、阵列基板及显示面板 |
KR20230155163A (ko) | 2022-05-03 | 2023-11-10 | 경북대학교 산학협력단 | 동축 구멍 디스크 배열 구조 기반 플라즈모닉 컬러필터 |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6040936A (en) * | 1998-10-08 | 2000-03-21 | Nec Research Institute, Inc. | Optical transmission control apparatus utilizing metal films perforated with subwavelength-diameter holes |
US6285020B1 (en) * | 1999-11-05 | 2001-09-04 | Nec Research Institute, Inc. | Enhanced optical transmission apparatus with improved inter-surface coupling |
US7110154B2 (en) * | 2004-06-10 | 2006-09-19 | Clemson University | Plasmon-photon coupled optical devices |
JP4600013B2 (ja) | 2004-11-30 | 2010-12-15 | 住友化学株式会社 | 偏光分離機能を有するカラーフィルター及びそれを備える表示装置 |
KR20070010472A (ko) * | 2005-07-19 | 2007-01-24 | 삼성전자주식회사 | 하이브리드형 편광자와, 이의 제조 방법 및 이를 갖는표시장치 |
KR20070037864A (ko) * | 2005-10-04 | 2007-04-09 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정 표시패널과 그의 제조방법 |
KR101270200B1 (ko) | 2006-10-30 | 2013-05-31 | 삼성디스플레이 주식회사 | 와이어 그리드 편광 패턴의 제조 방법 및 이에 의해 제조된액정 표시 장치 |
KR101340900B1 (ko) * | 2007-04-10 | 2013-12-13 | 삼성디스플레이 주식회사 | 이중층 구조의 와이어 그리드 편광자 및 그 제조 방법 |
CN101943843B (zh) * | 2009-05-22 | 2012-03-07 | 上海丽恒光微电子科技有限公司 | 集成微型显示投影及成像系统 |
KR101274591B1 (ko) | 2009-12-18 | 2013-06-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표면 플라즈몬을 이용한 컬러필터와 액정표시장치 및 그 제조방법 |
KR101272052B1 (ko) * | 2009-12-18 | 2013-06-05 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표면 플라즈몬을 이용한 컬러필터 및 액정표시장치의 제조방법 |
KR101313654B1 (ko) * | 2009-12-18 | 2013-10-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표면 플라즈몬을 이용한 컬러필터와 액정표시장치 및 그 제조방법 |
JP5517717B2 (ja) * | 2010-04-16 | 2014-06-11 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 液晶表示装置 |
KR101640818B1 (ko) * | 2010-04-29 | 2016-07-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표면 플라즈몬을 이용한 편광 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치 |
KR20110120722A (ko) | 2010-04-29 | 2011-11-04 | 엘지디스플레이 주식회사 | 나노 패터닝 방법 및 이를 이용한 표면 플라즈몬 컬러필터와 액정표시장치의 제조방법 |
US8848141B2 (en) * | 2011-02-14 | 2014-09-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display panel and display apparatus having the same |
KR101197151B1 (ko) * | 2011-02-14 | 2012-11-09 | 삼성전자주식회사 | 디스플레이패널 및 이를 포함하는 디스플레이장치 |
US8587751B2 (en) * | 2011-02-14 | 2013-11-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display panel and display apparatus having the same |
CN102650823A (zh) * | 2011-05-13 | 2012-08-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 具有偏振能力的彩色滤光片及其制作方法 |
KR101336097B1 (ko) * | 2012-05-11 | 2013-12-03 | 연세대학교 산학협력단 | 와이어 그리드 편광자를 구비하는 액정 디스플레이 장치 |
KR101977061B1 (ko) | 2012-07-10 | 2019-05-13 | 삼성디스플레이 주식회사 | 편광 소자, 이를 포함하는 표시 패널 및 이의 제조 방법 |
US9547107B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-17 | The Regents Of The University Of Michigan | Dye and pigment-free structural colors and angle-insensitive spectrum filters |
KR102116308B1 (ko) | 2013-09-04 | 2020-06-01 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
KR20150029817A (ko) | 2013-09-10 | 2015-03-19 | 삼성디스플레이 주식회사 | 편광판, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법 |
KR102079163B1 (ko) | 2013-10-02 | 2020-02-20 | 삼성디스플레이 주식회사 | 와이어 그리드 편광자, 이를 포함하는 표시 장치 및 이의 제조방법 |
KR102132883B1 (ko) | 2013-12-10 | 2020-07-13 | 삼성디스플레이 주식회사 | 광추출 효율이 향상된 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 |
KR102150859B1 (ko) | 2014-01-13 | 2020-09-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시장치 |
KR20150095971A (ko) | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 삼성디스플레이 주식회사 | 마스터 몰드, 임프린트 몰드 및 임프린트 몰드를 이용하여 표시장치를 제조하는 방법 |
-
2014
- 2014-11-20 KR KR1020140162754A patent/KR102259048B1/ko active IP Right Grant
-
2015
- 2015-06-01 US US14/727,186 patent/US10317694B2/en active Active
- 2015-08-05 EP EP15179831.1A patent/EP3023833B1/en active Active
- 2015-10-23 CN CN201510695596.6A patent/CN105629554B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3023833A1 (en) | 2016-05-25 |
KR20160060859A (ko) | 2016-05-31 |
EP3023833B1 (en) | 2018-10-10 |
KR102259048B1 (ko) | 2021-06-03 |
US10317694B2 (en) | 2019-06-11 |
US20160147080A1 (en) | 2016-05-26 |
CN105629554A (zh) | 2016-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10509151B2 (en) | Wire grid polarizer, display device including the same, and method of fabricating the same | |
CN105629554B (zh) | 集成滤色器的偏振器及其制造方法 | |
EP3023821A1 (en) | Wire grid polarizer, display device including the same and method for fabricating the same | |
EP2523038B1 (en) | Color filter substrate capable of polarizing and manufacturing method thereof | |
KR102176591B1 (ko) | 와이어 그리드 편광자, 이를 포함한 액정 표시 장치 및 와이어 그리드 편광자 제조 방법 | |
US9488764B2 (en) | Wire grid polarizer and backlight unit using the same | |
US20160033701A1 (en) | Wire grid polarizer and method of fabricating the same | |
CN105445997B (zh) | 液晶显示装置 | |
KR102079163B1 (ko) | 와이어 그리드 편광자, 이를 포함하는 표시 장치 및 이의 제조방법 | |
KR101286004B1 (ko) | 액정 패널, 이를 구비하는 액정 표시 장치 및 그 제조방법 | |
KR101211734B1 (ko) | 와이어그리드편광자 일체형 터치패널 및 이를 포함하는 액정표시장치 | |
KR20120040870A (ko) | 액정표시장치 | |
US20160077377A1 (en) | Wire grid polarizer, display device including the same and method for fabricating the same | |
KR102241418B1 (ko) | 와이어 그리드 편광자 및 이의 제조방법 | |
KR102133211B1 (ko) | 와이어 그리드 편광자의 제조방법 | |
US20160266294A1 (en) | Wire grid polarizer and method of fabricating the same | |
KR20120073802A (ko) | 와이어그리드편광자 및 이를 이용한 액정표시장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |