KR101319444B1

KR101319444B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101319444B1
Application number: KR1020100102357A
Authority: KR
Inventors: 이영재; 김진수; 이준; 유경종
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2013-10-17
Also published as: WO2012053756A3; KR20120040868A; TW201222085A; TWI507779B; WO2012053756A2

Abstract

본 발명은 와이어 그리드 편광자를 구비한 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 광원에서 발산되는 상부로 발산하는 백라이트 유닛과 상기 백라이트 유닛 상부에 적층되어, 화소를 형성하는 액정 패널, 상기 액정 패널의 하부 기판 상에 형성되는 와이어 그리드 편광자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 액정표시장치의 TFT 및 액정이 형성되는 하부 글라스 기판 상에 직접 와이어그리드 편광자를 형성하여 기존의 편광필름 제거를 통한 생산원가의 절감을 구현하는 동시에, 전체 장치의 두께를 감소할 수 있으며, 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display within a wire grid polarazer}

본 발명은 와이어 그리드 편광자를 구비한 액정표시장치의 구조에 관한 것이다.

액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD)는 현재 휴대전화, 노트북, 모니터 및 TV에 이르기까지 광범위하게 사용되는 평판 디스플레이이다. 액정 디스플레이는 두 개의 편광판 사이에 위치한 액정 패널에서 각 픽셀에 전기 신호를 인가하여 액정의 배열을 변경시킴으로써 빛을 투과시키거나 차단하는 소자이다. 따라서 액정 디스플레이를 동작시키기 위해서 는 별도의 광원이 필요하게 되며, 이러한 광원을 제공하는 것이 백라이트 유닛에 해당한다.

도 1은 종래의 액정표시장치의 일반적인 구조를 나타낸 개념도로, 액정표시장치는 액정패널(A)을 상부에, 그 하부에는 백라이트 유닛(B)을 배치시키는 구조이며, 액정패널(A)은 상부기판(9) 및 하부기판(6)의 사이에 액정(LC)를 배치하고, 구동을 위한 ITO(7, 8)을 포함하는 구성을 가지게 되며, 특히 상부는 칼라필터가 하부는 TFT 어레이로 구현되게 된다. 백라이트 유닛은 상기 액정패널의 하부에 배치되어, 광원을 상부로 유도하는 도광판(2), 반사시트(1), 확산판(3), 강화필름(BEF;4)을 구비하는 구조이다.

특히, 상기 액정패널의 TFT 어레이를 구성하는 하부기판(6)의 하부면과 칼라필터 어레이를 구성하는 상부기판(9)의 상부면에는 편광필름(5, 10)을 구비하여 광의 투과율을 높일 수 있도록 하고 있다.

그러나, 종래의 액정 표시장치는 고가의 편광필름을 사용하므로 제조원가가 높아지는 문제점 및 편광필름의 두께로 인한 슬림한 액정표시장치를 만드는 것에 문제점이 있었다. 또한, 편광필름의 내구성 및 내열성이 약해 액정표시장치 제조공정 활용도가 극히 한정되어 있는 문제점이 있으며, 흡수형 편광필름 사용으로 인해 휘도 향상에 저하를 가져오는 문제점도 있다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 액정표시장치의 TFT 및 액정이 형성되는 하부 글라스 기판 상에 직접 와이어그리드 편광자를 형성하여 기존의 편광필름 제거를 통한 생산원가의 절감을 구현하는 동시에, 전체 장치의 두께를 감소할 수 있으며, 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 광원에서 발산되는 상부로 발산하는 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛 상부에 적층되어, 화소를 형성하는 액정 패널; 상기 액정 패널의 하부 기판 상에 형성되는 와이어 그리드 편광자;를 포함하는 액정표시장치를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 상기 와이어 그리드 편광자는, 상기 하부기판상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴을 구비한 제1격자층;과 상기 제1격자 패턴의 상부에 형성되는 제2격자 패턴을 적어도 1이상 구비하는 제2격자층; 을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2격자층은, 상기 제2격자층의 상부를 덮는 구조로 보호층을 더 포함하여 구성될 수 있다.

아울러, 상술한 구조에서 상기 제1격자층은 상기 기판과 굴절지수가 동일한 고분자물질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2격자 패턴은, 알루미늄, 크롬, 은, 구리, 니켈, 코발트 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.

아울러, 상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하도록 구현함이 바람직하며, 또한, 상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)의 범위로 구현하는 것도 가능하다. 아울러, 이 경우 상기 제1격자패턴의 폭은 10nm~200nm, 높이는 10nm~500nm의 범위를 만족하도록 구현할 수 있다. 나아가 상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm로 구현할 수 있으며, 상기 제1격자패턴의 주기는 100nm~250nm로 구현할 수 있다.

본 발명에 따르면, 액정표시장치의 TFT 및 액정이 형성되는 하부 글라스 기판 상에 직접 와이어그리드 편광자를 형성하여 기존의 편광필름 제거를 통한 생산원가의 절감을 구현하는 동시에, 전체 장치의 두께를 감소할 수 있으며, 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 액정표시장치의 구조와 기능을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자를 구비한 액정표시장치의 구조 도시한 단면 개념도이다.
도 3은 도 2에서 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 구조를 도시한 요부 개념도이다.
도 4, 도 5는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 또 다른 구현례를 도시한 것이다.
도 6는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 다른 구현례로서의 구조를 도시한 단면 개념도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 액정표시장치를 구성하는 하부 글라스기판 위에 직접 와이어 그리드 편광자를 형성하여 그 위에 TFT가 형성될 수 있도록 하여 전체적인 액정패널을 박형화함과 동시에 휘도의 향상 및 생산원가절감을 구현할 수 있는 기술을 제공하는 것을 요지로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자가 포함된 액정표시장치의 구조를 도시한 단면 개념도이다.

도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 광원에서 발산되는 상부로 발산하는 백라이트 유닛(B)과 상기 백라이트 유닛 상부에 적층되어, 화소를 형성하는 액정 패널(A)을 포함하여 구성되되, 특히 상기 액정 패널(A)의 하부 기판 상에 형성되는 와이어 그리드 편광자(100)을 포함하는 구조로 구성된다.

즉 본 발명에 따른 액정패널(A)은 하부 글라스 기판 위에 바로 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자를 구현하는 점을 기술요지로 한다. 그리고 그 상부에 ITO를 포함하는 TFT 어레이(7)가 배치될 수 있게 된다. 상부 글라스(9) 하부에 칼라필터(8)와 액정(LC)이 배치되며, 상부 글라스 상부면에는 편광필름이 부가될 수 있다.

또한, 상기 액정패널(A) 하부의 백라이트유닛(B)은 광원을 상부로 유도하는 도광판(2)과 확산판(3), 그리고 다양한 강화필름(4)을 포함하는 일반적인 백라이트 유닛의 구조가 구현될 수 있다.

도 3은 상술한 구조에서 액정패널의 하부글라스기판(110)의 상부에 직접구현되는 와이어 그리드 편광자(100)의 구조를 도시한 것이다.

도시된 구조를 참조하면, 본 발명에 따른 와이어그리드편광자(100)는 액정패널의 하부기판(110)상에 직접 형성되는 적어도 1 이상의 제1격자 패턴(121)을 구비한 제1격자층(120)이 구현되며, 상기 제1격자 패턴(121)의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴(130)을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층을 포함하여 구성될 수 있다. 물론 상기 제2격자층의 상부에는 보호층(140)이 더 포함될 수도 있다. 보호층의 구비되는 경우 그 상부에 TFT 어레이(7)이 구비될 수 있다.

상기 기판(110)은 액정표시장치에 사용되는 글라스 기판을 이용할 수 있으며, 상기 기판(110)의 상부면에 적층되는 제1격자층(120)은 고분자 물질로 형성되되, 고분자 물질로 구성되는 제1격자층의 표면에는 일정한 주기를 가지는 돌출 패턴인 제1격자 패턴(121)이 형성됨이 바람직하다.

즉 상기 제1격자층(120)이란 폴리머로 형성되는 수지층의 표면에 일정한 주기를 가지는 돌출패턴인 제1격자 패턴(121)이 다수 구비된 층을 포함하는 것으로 정의한다. 특히 본 발명에 따른 상기 제1격자층(120)은 상기 기판(110)과 비교하여 굴절지수가 동일한 재료를 이용함이 더욱 바람직하다. 물론, 필요에 따라서는 상기 제1격자층의 굴절률을 상기 기판과 비교하여 낮거나 높게 형성하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 상기 제1격자패턴(121)은 상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하도록 구현함이 바람직하며, 상기 제1격자패턴의 폭(w)은 10nm~200nm, 높이(h1)는 10nm~500nm의 범위를 만족하도록 구현함이 바람직하다. 또한, 상기 제1격자패턴의 주기는 100nm~250nm의 범위에서 구현될 수 있다.

상기 제2격자층(130)은 상기 제1격자 패턴(121)의 상부에 형성되는 금속격자패턴인 제2격자 패턴(130)을 다수 구비한 구조를 하나의 층(layer)으로 포괄하여 통칭하는 것으로 정의한다. 상기 제2격자패턴(130)은 금속재질의 미세 돌출패턴이 일정한 주기를 가지고 배열되는 구조를 구비하며, 특히 제1격자패턴(121)의 상부면에 증착 등의 공정으로 형성되는 돌출구조물로, 알루미늄, 크롬, 은, 구리, 니켈, 코발트 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 형성할 수 있다. 여기에서 주기란 하나의 금속격자패턴(제2격자 패턴)과 이웃하는 금속격자패턴(제2격자패턴)의 거리를 의미한다.

또한, 상기 제2격자패턴(130)의 단면의 형상은 사각형, 삼각형, 반원형 등 다양한 구조를 가질 수 있고, 삼각형, 사각형, 사인파 등의 형태로 패턴된 기판 위 일부에 형성된 금속 선 형태를 가질 수도 있다. 즉, 단면의 구조에 관계없이 한쪽 방향으로 일정한 주기를 갖고 길게 늘어선 금속 선 격자를 형성한 것은 모두 사용될 수 있다. 이 경우 주기는 사용하는 빛의 파장의 반 이하가 될 수 있으며, 따라서 그 주기는 100nm~250nm의 범위에서 형성될 수 있다. 또한, 바람직한 본 발명의 실시예에서는 상기 제2격자패턴(130)의 폭과 높이의 비율의 1:(0.5~1.5)로 구현할 수 있다. 특히, 상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)의 범위에서 형성할 수 있으며, 구체적으로는 상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm의 범위에서 구현될 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자에서는 각각 이 두 개의 격자 (제1 및 제2격자패턴)의 높이와 폭에 따라 투과율을 조절할 수 있다. 동일 피치에서 격자 폭이 넓어지면 투과율은 낮아지고 편광 소멸비는 높아지게 되는바, 최대의 편광 효율을 확보하기 위해서는 피치가 감소할수록 편광 특성이 증가되며, 동일 격자 간의 거리 및 동일 격자의 폭으로 형성할 경우에 격자 높이가 증가할수록 편광 특성이 증가되며, 동일 격자 간의 거리 및 동일 격자의 높이로 형성할 경우에 격자의 폭이 증가할수록 편광 특성이 향상된다. 이 경우 본 발명에서의 상기 제2격자패턴의 폭에 (0.2~1.5)배의 폭을 구비하도록 제1격자의 폭을 조절함이 바람직하다.

상술한 것과 같은 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자는 액정표시장치를 구성하는 액정패널의 하부글라스 기판 상에 직접 특유의 와이어 그리드 편광자의 구조를 구현함으로써, 기존의 편광필름 삭제 통한 액정표시장치의 생산원가의 절감을 이룰 수 있게 된다. 아울러, 액정패널의 하부기판상에 직업 격자패턴을 구현하게 되는바, 전체적인 장비의 두께의 감소를 가져올 수 있게 되며, 기존 편광필름 대비 휘도 향상을 구현할 수 있는 장점도 있게 된다.

이하에서는 상술한 하부글라스 기판 상에 형성되는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 다양한 변형례를 설명하기로 한다. 기본 구조인 기판(110), 제1 및 제2격자층(120, 130)의 구성은 동일하며, 부가적인 변형을 가져오는 부분을 중심으로 설명하기로 한다.

(1) 흑화처리층의 형성구조

본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 다른 구현례, 하부글라스기판(110)의 일면 또는 양면에 형성되는 금속격자패턴(130)을 구비하며, 상기 금속격자패턴(130)의 일부 또는 전부에 형성되는 흑화처리층을 구현하는 구조로 구현될 수 있다. 이러한 흑화처리층은 외부로부터 유입되는 광의 표면 재반사율을 현저하게 낮추어 명암비의 향상폭을 증진시키며, 가독성을 향상시킬 수 있는 장점이 구현될 수 있게 된다.

상기 흑화처리층은 기본적으로 상기 금속격자패턴(130)의 일부 또는 전부를 유기물 또는 무기물로 흑화처리하여 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서의 흑화처리란 유기물 또는 무기물을 이용하여 금속격자패턴(130)의 표면을 커버하는 구조의 커버막을 형성하는 것을 의미하며, 더욱 바람직하게는 흑화처리층으로 인해 기판의 표면 반사율이 40% 이하로 구현되도록 할 수 있다.

이러한 흑화처리를 수행할 수 있는 유기물 종류로는 크롬 산화물 또는 카본이 함유된 물질을 이용할 수 있으며, 무기물은 구리에 대한 산화처리 공정으로 수행될 수 있다. 즉, 무기물의 경우 상술한 금속 격자 패턴 위에 구리를 증착 후, 구리만 금속 격자 패턴에 일부분 또는 전체에 형성시키기 위에 구리를 에칭한 하고, 이후 구리를 흑화 시키기 위한 습식 또는 건식의 금속 산화(흑화) 공정을 진행시키는 공정으로 수행될 수 있다. 또는, 크롬을 금속 격자 패턴 위에 증착 후 상기와 같이 금속 격자 패턴에 일부분 또는 전체에 형성시키기 위한 에칭을 하여 흑화처리층을 형성할 수도 있다.

(2) 기판 하부에 나노 광학패턴의 형성구조

도 4는 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자의 또 다른 구현례를 도시한 것으로, 기판(110)상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴(121)을 구비한 제1격자층(120)과 상기 제1격자 패턴의 상부에 형성되는 제2격자 패턴(130)을 적어도 1이상 구비하는 제2격자층을 구현하는 구성을 동일하나, 특히 상기 하부 글라스 기판(110)의 배면 상에 형성되는 다수의 광학패턴(141)을 구비하는 고분자층(140)을 포함하여 구성될 수 있다. 이는 금속격자패턴이 형성된 기판의 반대면에 광학패턴이 형성된 고분자층을 구비하여 광의 입사시의 광손실을 줄이며, 이로 인해 투과되는 빛의 양을 증대하여 색좌표가 안정되도록 구현할 수 있게 된다.

이 경우 상기 기판(110)의 제2격자패턴(130)이 형성된 반대면에 형성되는 상기 고분자층(140)은 다수의 나노사이즈의 나노패턴으로 구현되는 광학패턴(141)이 구현되는 것이 바람직하며, 이 경우 상기 고분자층은 UV레진 또는 열경화성레진을 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 광투과율이 좋은 고분자 레진이 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 고분자층(140)의 표면에 형성되는 광학패턴은 상기 고분자층의 표면 상부로 돌출되는 돌출패턴이 균일 또는 불균일하게 배치될 수 있으며, 이러한 돌출패턴은 10nm~200nm의 폭의 범위에서 구현될 수 있다. 상기 광학패턴의 형상은 돌출패턴으로서 입체구조를 가지는 다양한 형상이 구현될 수 있음은 물론이며, 일례로 원뿔형, 원기둥형, 프리즘형, 쇠창살(grating)형 등 그 수직단면의 형상이 사각형, 삼각형, 반원형 등 다양한 구조를 가질 수 있다.

아울러 상기 광학패턴은 기판상에 고분자층을 형성하는 경우 패턴이 형성된 몰드를 이용하여 가압하여 형성될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 고분자층은 더욱 바람직하게는 상기 기판보다 굴절지수가 낮은 물질로 형성할 수 있다. 이를 통해 입사되는 광(L1)의 임계각이 높아져서 입사면의 표면반사를 작게 하여 투과율을 향상시킬 수 있게 되며, 광의 입사면에 나노스케일의 광학패턴이 존재함으로 인해서 광의 입사면적이 증가되어 투과율이 향상되는 효과도 구현될 수 있게 된다. 아울러, 상기 고분자층(140)의 존재는 기판(110)에 대한 보호막의 기능을 병행하여 기판의 스크래치 저항성을 높일 수 있는 효과도 구현될 수 있다.

(3) 보호층의 형성구조

또한, 위와는 달리 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 제1격자 패턴 또는 제2격자 패턴 상에 형성되는 표면처리층(140)을 형성하는 구현례로도 구현할 수 있다.

상기 표면처리층(140)은 상기 제1격자 패턴 또는 제2격자 패턴 상에 형성될 수 있으며, 표면처리층의 구성은 내구성 및 강도 향상을 위해 대기압 플라즈마처리, 진공 플라즈마처리, 과산화수소수처리, 산화촉진제처리, 부식방지제처리, 단분자자가조립막 형성(SAM coating, Self-assembly monolayer coating) 중 어느 하나의 방법으로 표면처리되어 형성될 수 있다.

특히, 도 2에 도시된 것과 같이, 제2격자패턴의 전부와 제1격자패턴과 제2격자패턴의 밀착부분을 포함하여 둘러싸는 구조의 표면처리층을 형성하는 경우, 각 격자 패턴의 표면에 변형이 없으면서 내구성을 향상시키는 산화막 또는 그와 유사한 표면처리막을 구비하여 광학적 특성은 저하시키지 않으면서 제2격자패턴과 제1격자패턴의 폴리머층과의 밀착력을 향상시키는 물리적특성을 구현할 수 있게 된다.

(4) 광흡수층의 다층구조 구현

본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자는 기판(110)상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴(121)을 구비한 제1격자층(120)과 상기 제1격자 패턴(121)의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴(130)을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층, 그리고 상기 제2격자층상에 적층되어 외부에서 유입되는 빛을 흡수하는 광흡수층(A)을 포함하는 구조로 구현하는 것도 가능하다.

이는 금속재질로 구성되는 상기 제2격자패턴(121)은 반사율이 높은 금속물질로 구성되는바 빛의 반사효율을 높여 빛을 재활용할 수 있도록 하며, 상기 광흡수층(Q)에서는 외부에서 들어오는 빛을 흡수하는 기능을 수행하여 휘도향상을 구현할 수 있게 된다.

광흡수층(Q)은 상기 제2격자패턴 상에 구현되어 외부에서 들어오는 빛을 흡수하는 기능을 수행하는 것으로, 이의 구조는 다양한 형상으로 구현할 수 있다. 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 광흡수층(Q)은 상기 제2격자패턴(130)의 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴(140)과 상기 제1흡수형격자패턴(140) 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴(150), 그리고 상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자패턴(160)의 적층구조로 형성할 수 있다. 이를 통해 외부에서 들어오는 빛을 흡수할 수 있게 된다. 특히 상기 제1 및 제2흡수형 격자패턴은 SiO₂ ,MgO₂, CeO₂, ZrO₂, ZnO, ITO 등의 투명한 금속산화물을 이용하여 형성할 수 있으며, 빛의 흡수효율을 증진하기 위해서 제2격자패턴(150)을 금속재질로 구비할 수 있다. 상기 제3격자패턴(150)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 형성할 수 있다. 이 경우 상기 제1흡수형격자패턴(140)의 두께(h1)는 50nm~300nm, 제3격자패턴(150)의 두께는 1nm~20nm로 구현하며, 상기 제2흡수형격자패턴(160)은 50nm~500nm의 범위의 두께(h2)로 구현할 수 있다.

물론, 이러한 광흡수층의 형성구조는 도 7 내지 11과 같이 다양한 구조로 변형실시할 수 있음은 물론이다.

이를테면, 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 제2격자패턴(130) 상에 형성되는 패턴 구조가 아니라 하나의 층을 구현하는 구조의 제2흡수형격자층(170)을 구비하는 구조로 변형하여 형성할 수 있다. 이와 같은 구조는 상술한 제2흡수형격자패턴(140)이 개별적으로 위치하는 대신에 제2격자층 전체를 덮는 구조로 증착 형성되게 되며, 이러한 제2흡수형격자층(170)은 빛을 흡수하는 기능 이외에도 전체 와이어 그리드 편광자의 보호층 역할을 동시에 구현할 수 있는 장점도 구현되게 된다.

또는, 도 8 및 도 9의 구현구조처럼, 도 6의 와이어 그리드 편광자의 제2흡수형격자패턴(160)의 상부에 기능성필름(180)을 더 포함하는 구조로 형성하거나 또는 도 9에 도시된 것처럼 도 7의 와이어 그리드 편광자의 제2흡수형격자층(170) 상에 기능성필름(180)을 더 포함하는 구조로 형성할 수 있다. 상기 기능성필름(180)은 본 발명에 따른 광흡수층(Q)의 상부에 배치되어 시야각 보상이나 특수한 색좌표 안정을 구현할 수 있도록 하며, 이를 위하여 보상필름(COP, TAC, PC 기판)을 라미네이션 공법을 통해 형성할 수 있게 된다.

또는, 도 10 및 도 11과 같은 구조의 와이어 그리드 편광자로 구현하는 것도 가능하다.

도 10을 참조하면, 이는 기판(110)상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴(121)을 구비한 제1격자층(120)과, 상기 1격자패턴(121) 상부에 형성되는 흡수형격자패턴을 구비한 광흡수층(Q)이 구현되며, 상기 광흡수층(Q) 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층(130)을 포함하는 구조로 구현할 수 있다. 즉, 도 6 또는 도 7에서의 제2격자층(130)의 구성을 최상부로 배치하는 구조로 변형할 수 있다.

상기 광흡수층(Q)은 상기 제1격자패턴(121)의 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴(140)과 상기 제1흡수형격자패턴(140) 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴(150), 그리고 상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자패턴(160)의 적층구조로 형성할 수 있다. 이를 통해 외부에서 들어오는 빛을 흡수할 수 있게 된다. 특히 상기 제1 및 제2흡수형 격자패턴은 SiO₂ 등의 투명한 금속산화물을 이용하여 형성할 수 있으며, 빛의 흡수효율을 증진하기 위해서 제3격자패턴(150)을 금속재질로 구비할 수 있다.

즉, 상기 제3격자패턴(150)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 형성할 수 있다. 이 경우 상기 제1흡수형격자패턴(140)의 두께는 50nm~300nm, 제3격자패턴(150)의 두께는 1nm~20nm로 구현하며, 상기 제2흡수형격자패턴(160)은 50nm~500nm의 범위의 두께로 구현할 수 있음은 상술한 바와 같으며, 제1격자패턴 및 제2격자패턴의 규격의 조절 등 그외 다른 구성은 도 2에서 설명한 것과 동일한 재질과 규격이 적용될 수 있음은 물론이다.

도 11은 도 10의 구조에서 상기 제2격자패턴(130)의 상부에 산화물층 또는 폴리머레진으로 구성되는 보호층을 구성하여 금속패턴인 제2격자패턴(130)을 보호할 수 있도록 할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1: 반사시트
2: 도광판
3: 확산판
4: BEF
5, 10: 편광필름
6, 9: 글라스기판
7: TFT 어레이
8: C/F
100: 와이어 그리드 편광자
110: 하부기판
120: 제1격자층
121: 제1격자 패턴
130: 제2격자 패턴
140: 보호층, 흑화처리층, 표면처리층, 고분자물질층, 제1흡수형격자패턴
150: 제3격자패턴
160: 제2흡수형격자패턴
170: 제2흡수형격자층
180: 기능성필름
190: 보호필름

Claims

광원에서 발산되는 광을 상부로 발산하는 백라이트 유닛;
상기 백라이트 유닛 상부에 하부기판, 액정 및 상부기판이 차례로 적층되어, 화소를 형성하는 액정 패널;
상기 액정 패널의 액정을 향하도록 하부기판 상면에 직접 형성된 다수의 격자패턴을 구비한 격자층과 상기 백라이트 유닛을 향하도록 하부기판의 하면 상에 형성된 다수의 광학패턴을 구비하며, 상기 하부기판보다 굴절지수가 낮은 물질로 형성되는 고분자층이 구현되는 와이어 그리드 편광자;
를 포함하는 액정표시장치.
청구항 1에 있어서,
상기 와이어 그리드 편광자는,
상기 하부기판 상면에 적어도 1 이상의 제1격자패턴을 구비한 제1격자층;과
상기 제1격자 패턴의 상부에 형성되는 제2격자패턴을 적어도 1이상 구비하는 제2격자층;
을 포함하여 구성되는 액정표시장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제2격자층은,
상기 제2격자층의 상부를 덮는 구조로 보호층이 더 구비되는 액정표시장치.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 제1격자층은 상기 기판의 굴절지수와 동일한 고분자물질로 형성되는 액정표시장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제2격자 패턴은,
알루미늄, 크롬, 은, 구리, 니켈, 코발트 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 형성되는 액정표시장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하는 액정표시장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)인 액정표시장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1격자패턴의 폭은 10nm~200nm, 높이는 10nm~500nm의 범위를 만족하는 액정표시장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm인 액정표시장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제1격자패턴의 주기는 100nm~250nm인 액정표시장치.
삭제
청구항 2에 있어서,
상기 와이어 그리드 편광자의 제1격자 패턴 또는 제2격자 패턴 상에 표면처리층이 형성되는 액정표시장치.
청구항 2에 있어서,
상기 와이어 그리드 편광자의 상기 제1격자패턴의 일부 또는 전부에 형성되는 흑화처리층을 구비하는 액정표시장치.
청구항 2에 있어서,
상기 와이어그리드 편광자는,
상기 제2격자층 상에 적층되어 외부에서 유입되는 빛을 흡수하는 광흡수층;
을 더 포함하여 구성되는 액정표시장치.
청구항 14에 있어서,
상기 광흡수층은,
상기 제2격자패턴 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴;과
상기 제1흡수형격자패턴 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴;
상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자패턴;
을 포함하는 구조인 액정표시장치.
청구항 14에 있어서,
상기 광흡수층은,
상기 제2격자패턴 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴;과
상기 제1흡수형격자패턴 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴;
상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자층;
을 구비하는 구조인 액정표시장치.
청구항 1에 있어서,
상기 와이어그리드편광자는,
기판상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴을 구비한 제1격자층;
상기 1격자패턴 상부에 형성되는 흡수형격자패턴을 구비한 광흡수층;
상기 흡수형격자패턴 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층;을 포함하는 구조인 액정표시장치.