KR101977061B1

KR101977061B1 - 편광 소자, 이를 포함하는 표시 패널 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR101977061B1
Application number: KR1020120074938A
Authority: KR
Inventors: 이대영; 안문정; 이수미; 조국래; 김은정; 남중건; 장대환; 조형빈; 아츠시 타카쿠와
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2019-05-13
Also published as: US20140016059A1; KR20140007648A; US9001290B2

Abstract

편광 소자는 기판, 상기 기판 상에 배치되고, 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성하는 복수의 돌출부들을 갖는 제1 금속층, 및 상기 제1 금속층의 각각의 돌출부 상에 배치되고 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 제2 금속층을 포함한다. 상기 제1 금속층 상에 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 상기 제2 금속층을 포함하므로, 와이어 그리드 패턴을 형성하는 금속층을 균일하게 형성하여 상기 편광 소자의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다. 또한, 상기 제2 금속층의 두께를 조절하여 상기 편광 소자의 명암비, 투과율 및 반사율을 최적화 할 수 있다.

Description

편광 소자, 이를 포함하는 표시 패널 및 이의 제조 방법{POLARIZER, DISPLAY PANEL HAVING THE SAME AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 편광 소자 및 상기 편광 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시 장치용 와이어 그리드 편광 소자, 상기 와이어 그리드 편광 소자를 포함하는 표시 패널 및 상기 와이어 그리드 편광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 기술의 발전에 힘입어 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 뛰어난 디스플레이 제품들이 생산되고 있다. 지금까지 디스플레이 장치에는 기존 브라운관 텔레비전(cathode ray tube: CRT)이 성능이나 가격 면에서 많은 장점을 가지고 널리 사용되었으나, 소형화 또는 휴대성의 측면에서 CRT의 단점을 극복하고, 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등의 장점을 갖는 액정 표시 장치가 주목을 받고 있다.

상기 액정 표시 장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 분자 배열을 변환시키고, 이러한 분자 배열의 변환에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.

상기 액정 표시 장치는 상기 액정의 분자 배열을 제어하기 위해 편광판을 포함한다. 일반적인 편광판은 투과축에 평행한 방향의 편광 성분을 투과하고, 투과축과 직교하는 방향의 편광 성분을 흡수한다. 상기 일반적인 편광판은 광원에서 생성된 광의 일부를 흡수하기 때문에 효율성이 떨어진다.

최근, 와이어 그리드 편광 소자가 개발되었는데, 나노 임프린트 방식을 이용한 와이어 그리드 편광 소자는 몰드의 직접 접촉에 의해 와이어 그리드 패턴이 형성된다. 그런데 상기 몰드가 접촉하는 면이 고르지 못하여, 상기 와이어 그리드 패턴의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있었다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 신뢰성이 향상된 편광 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 편광 소자를 포함하는 표시 패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 편광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 편광 소자는 기판, 상기 기판 상에 배치되고, 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성하는 복수의 돌출부들을 갖는 제1 금속층, 및 상기 제1 금속층의 각각의 돌출부 상에 배치되고 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 제2 금속층을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속층의 두께는 10 내지20nm일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 폭과 상기 제2 폭의 비는 1:1 일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 폭과 상기 제1 금속층의 두께의 비는 1:3 일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 폭은 30nm 내지 60nm일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 와이어 그리드(wire grid) 패턴은 나노 임프린트 방법으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 금속층은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속층 상에 실리콘 산화물(SiOx)을 포함하는 하드 마스크를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층을 커버하는 보호층을 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널은 어레이 기판, 대향 기판 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 어레이 기판은 하부 편광 소자, 하부 제1 금속층 및 하부 제2 금속층을 커버하는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 상에 배치된 게이트 전극, 상기 게이트 상에 배치되어 상기 게이트 전극을 절연하는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 배치된 채널층, 상기 채널층 상에 배치된 소스 및 드레인 전극, 및 상기 소스 및 드레인 전극을 커버하는 보호막을 포함한다. 상기 하부 편광 소자는 제 1 기판, 상기 제1 기판 상에 배치되고, 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 하부 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성하는 복수의 돌출부들을 갖는 상기 하부 제1 금속층, 및 상기 하부 제1 금속층의 각각의 돌출부 상에 배치되고 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 상기 하부 제2 금속층을 포함한다. 상기 대향 기판은 상부 편광 소자, 및 상부 제1 금속층 및 상부 제2 금속층을 커버하는 제2 절연막을 포함한다. 상기 상부 편광 소자는 제2 기판, 상기 제2 기판 하부에 배치되고, 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 상부 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성하는 복수의 돌출부들을 갖는 상기 상부 제1 금속층, 및 상기 상부 제1 금속층의 각각의 돌출부 하부에 배치되고 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 상기 상부 제2 금속층을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 및 하부 제1 금속층들은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 금속층은 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 및 하부 제2 금속층들의 두께는 10 내지 20nm일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 어레이 기판은 상기 제1 절연막과 상기 게이트 전극 사이에 배치된 제3 기판을 더 포함할 수 있다. 상기 대향 기판은 상기 제2 절연막 하부에 배치된 제4 기판 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널은 어레이 기판, 대향 기판 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 어레이 기판은 제1 기판, 상기 제1 기판 하부에 배치되고, 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 하부 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성하는 복수의 돌출부들을 갖고 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 하부 제2 금속층, 및 상기 하부 제2 금속층의 각각의 돌출부 하부에 배치되는 하부 제1 금속층을 포함하는 하부 편광 소자, 상기 하부 제1 금속층 및 상기 하부 제2 금속층을 커버하는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 상에 배치된 게이트 전극, 상기 게이트 상에 배치되어 상기 게이트 전극을 절연하는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 배치된 채널층, 상기 채널층 상에 배치된 소스 및 드레인 전극, 및 상기 소스 및 드레인 전극을 커버하는 보호막을 포함한다. 상기 대향 기판은 제2 기판, 상기 제2 기판 상부에 배치되고, 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 상부 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성하는 복수의 돌출부들을 갖고 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 상부 제2 금속층, 및 상기 상부 제2 금속층의 각각의 돌출부 상부에 배치되는 상부 제1 금속층을 포함하는 상부 편광 소자, 및 상기 상부 제1 금속층 및 상기 상부 제2 금속층을 커버하는 제2 절연막을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 금속층은 알루미늄을 포함하고, 상기 제2 금속층은 10~20nm 두께를 갖고, 상기 제1 폭 및 상기 제2 폭의 비는 1:1 이고, 상기 제1 폭 및 상기 제1 금속층의 두께의 비는 1:3 이며, 상기 제1 폭은 30nm 내지 60 nm일 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 편광 소자의 제조 방법은, 기판 상에 제1 금속층을 형성하는 단계, 상기 제1 금속층 상에 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 제2 금속층을 형성하는 단계, 상기 제2 금속층 상에 하드 마스크를 형성하는 단계, 상기 하드 마스크 상에 폴리머층을 형성하는 단계, 상기 폴리머층에 몰드를 접촉시키고 압력을 가하여 상기 폴리머층에 돌출부를 포함하는 패턴을 형성하는 단계, 상기 돌출부 사이의 폴리머층 및 하드 마스크를 제거하는 단계, 상기 제2 금속층 및 상기 제1 금속층을 제거하는 단계, 및 상기 폴리머층을 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제조 방법은 상기 폴리머층 제거하는 단계 후에, 상기 하드 마스크를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 돌출부는 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 상기 제1 폭과 상기 제2 폭의 비는 1:1일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속층의 두께는 10nm 내지 20nm 일 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 편광 소자의 제조 방법은 기판 상에 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 제2 금속층을 형성하는 단계, 상기 제2 금속층 상에 제1 금속층을 형성하는 단계, 상기 제1 금속층 상에 하드 마스크를 형성하는 단계, 상기 하드 마스크 상에 폴리머층을 형성하는 단계, 상기 폴리머층에 몰드를 접촉시키고 압력을 가하여 상기 폴리머층에 돌출부를 포함하는 패턴을 형성하는 단계, 상기 돌출부 사이의 폴리머층 및 하드 마스크를 제거하는 단계, 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층을 제거하는 단계, 및 상기 폴리머층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 편광 소자에 따르면, 제1 금속층 상에 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 제2 금속층을 포함하므로, 와이어 그리드 패턴을 형성하는 금속층을 균일하게 형성하여 상기 편광 소자의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 금속층의 두께를 조절하여 상기 편광 소자의 명암비, 투과율 및 반사율을 최적화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광 소자의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3h는 도 1의 편광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a 내지 도 4f는 도 2의 편광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 8a는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 명암비(contrast ratio: CR)를 나타낸 그래프이다.
도 8b는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 투과율(transmittance)를 나타낸 그래프이다.
도 8c는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 반사율(reflectance)를 나타낸 그래프이다.
도 9a는 티타늄(Ti)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 명암비(CR)를 나타낸 그래프이다.
도 9b는 티타늄(Ti)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 투과율(transmittance)를 나타낸 그래프이다.
도 10c는 티타늄(Ti)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 반사율(reflectance)를 나타낸 그래프이다.
도 10a는 광의 진행 방향에 따른 도 1의 편광 소자의 명암비(CR)를 나타낸 그래프이다.
도 10b는 광의 진행 방향에 따른 도 1의 편광 소자의 투과율(transmittance)을 나타낸 그래프이다.
도 9c는 광의 진행 방향에 따른 도 1의 편광 소자의 반사율(reflectance)을 나타낸 그래프이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 소자의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 편광 소자는 기판(100), 제1 금속층(110) 및 제2 금속층(120)을 포함한다.

상기 기판(100)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(100)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트층 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

제1 금속층(110)은 상기 기판(100) 상에 배치 된다. 상기 제1 금속층(110)은 제1 폭(w1)을 갖는 돌출부를 갖는다. 인접하는 상기 돌출부들은 제2 폭(w2)만큼 이격되어 있다. 상기 제1 금속층(110)은 제1 두께(t1)를 갖는다. 상기 돌출부들는 와이어 그리드(wire grid)를 구성한다. 상기 제1 금속층(110)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 편광 소자가 우수한 편광기능을 수행하기 위해서는 광이 통과하는 부분인 상기 제2 폭(w2)이 입사광의 파장보다 짧아야 한다. 예를 들어, 입사되는 광이 가시광선인 경우, 상기 가시광선의 파장은 약 400 내지 700nm이므로, 상기 제2 폭(w2)가 약 400nm이하여야 편광 특성을 기대할 수 있다. 따라서 우수한 편광 기능을 내기 위해서는 상기 제2 폭(w2)이 약 100nm이하여야 한다. 상기 제1 금속층(110)이 배치되어 광이 통과하지 못하는 부분, 즉 상기 돌출부의 제1 폭(w1)도 약 100nm이하로 설계되는 것이 바람직하다. 또한, 편광투과율을 향상시키기 위해서 상기 제1 금속층(110)의 상기 제1 두께(t1)는 약 100 내지 250nm일 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 금속층(110)의 상기 제1 두께(t1)는 150nm 일 수 있다.

상기 제1 금속층(110) 상에는 제2 금속층(120)이 배치된다. 상기 제2 금속층(120)은 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 상기 제2 금속층(120)의 두께는 바람직하게 약 10 내지 20nm 일 수 있다. 상기 제2 금속층(120)의 두께에 따른 상기 편광 소자의 특성 변화에 대해 도 7a 내지 9c에서 후술한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광 소자의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 편광 소자는 기판(200), 제2 금속층(220) 및 제1 금속층(210)을 포함한다.

상기 기판(200)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수있다. 예를 들면, 상기 기판(200)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트층 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

제2 금속층(220)은 상기 기판(200) 상에 배치 된다. 상기 제2 금속층(220)은 제1 폭(도 1의 w1 참조)을 갖는 돌출부를 갖는다. 인접하는 상기 돌출부들은 제2 폭(도 1의 w2 참조)만큼 이격되어 있다. 상기 제2 금속층(220)은 제2 두께(도 1의 t2 참조)를 갖는다. 상기 돌출부들는 상기 제1 금속층(210)과 함께 와이어 그리드(wire grid)를 구성한다. 상기 제2 금속층(220)은 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 상기 제2 금속층(220)의 두께는 바람직하게 약 10 내지 20nm 일 수 있다.

상기 제2 금속층(220)상에 상기 제1 금속층(210)이 배치된다. 상기 제1 금속층(210)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 제1 금속층(210)의 상기 제1 두께(도 1의 t1 참조)는 약 100 내지 250nm일 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 금속층(210)의 상기 제1 두께(도 1의 t1 참조)는 150nm 일 수 있다.

도 3a 내지 도 3h는 도 1의 편광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 3a를 참조하면, 기판(100) 상에 제1 금속층(110)을 형성한다. 상기 기판(100)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수있다. 예를 들면, 상기 기판(100)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트층 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 금속층(110)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 제1 금속층(110)은 증착되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 금속층(110)은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다. 상기 제1 금속층(110)의 두께는 약 100nm 내지 200nm 일 수 있다. 상기 제1 금속층(110)의 두께는 바람직하게 약 150nm 일 수 있다.

상기 제1 금속층(110)의 두께는 후술할 제1 폭(도 3b의 w1 참조)을 고려하여 결정할 수 있다. 편광에 필요한 격자의 간격과 격자 구조의 강도를 고려하여, 상기 제1 금속층(110)의 두께는 바람직하게 상기 제1 폭(도 3b의 w1 참조) 또는 제2 폭(도 3b의 w2)의 약 3배일 수 있다.

상기 제1 금속층(110) 상에 제2 금속층(120)을 형성한다. 상기 제2 금속층(120)은 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 상기 제2 금속층(120)은 화학 기상 증착에 의해 형성될 수 있다. 상기 제2 금속층(120)의 두께는 바람직하게 약 10 내지 20nm 일 수 있다.

상기 제2 금속층(120) 상에 하드 마스크(130)를 형성한다. 상기 하드 마스크(130)는 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이산화 규소(SiO2)를 포함할 수 있다. 상기 하드 마스크는 증착되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 하드 마스크(130)는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다.

상기 제2 금속층(120)을 형성함에 따라, 상기 제2 금속층(120)을 포함하지 않는 종래 구조에 비해 상기 하드 마스크(130)의 표면의 거칠기가 작아진다. 이에대한 실험 결과가 아래 표1에 나타나 있다.

	크기	위치	거칠기(roughness) [nm]	거칠기 (Rp-v) [nm]	RMS 거칠기(Root mean square of roughness) [nm]
종래구조 (Al+SiO2)	3	1	4.38	189.70	6.26
	3	2	4.55	164.10	6.99
	3	3	4.18	128.80	6.40
	평균		4.37	160.87	6.55
본 발명 (Al+Mo+SiO2)	3	1	3.56	77.69	4.81
	3	2	3.62	98.27	4.69
	3	3	3.60	62.07	4.61
	평균		3.59	79.34	4.70

여기서, 상기 제2 금속층(120)은 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 경우이며, 크기는 거칠기를 측정한 부분의 크기, 위치는 거칠기를 측정한 임의의 위치를 나타낸다.

도 3b를 참조하면, 상기 하드 마스크(130) 상에 폴리머층(150)을 형성한다. 상기 폴리머층(150)은 당해 기술 분야에서 사용되는 일반적인 열경화성 수지(thermosetting resin) 또는 광경화성 수지(photocurable resin)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 열경화성 수지는 요소수지, 멜라민수지 및 페놀수지 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 광경화성 수지는 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물, 광조사에 의해 상기 중합성 화합물의 중합 반응을 개시시키는 광중합 개시제, 계면 활성제 및 산화 방지제 등을 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3c를 참조하면, 상기 폴리머층(150) 상에 몰드(160)을 접촉시키고 상기 몰드(160)을 상기 폴리머층(150) 방향으로 압력을 가하여 상기 폴리머층(150) 상에 패턴을 형성한다. 상기 몰드(160)는 제1 폭(w1)을 갖는 복수의 홈들이 제2 폭(w2)마다 형성되어 있다. 따라서 상기 폴리머층(150)은 상기 제2 폭(w2) 마다 형성된 상기 제1 폭(w1)을 갖는 복수의 돌출부들을 갖게 된다. 여기서, 상기 제1 폭(w1)과 상기 제2 폭(w2)의 비는 바람직하게 약 1:1 일 수 있다. 예를 들면 상기 제1 폭(w1)은 약 30nm 내지 60nm 이고, 상기 제2 폭(w2)은 약 30nm 내지 60nm 일 수 있다. 상기 제1 폭(w1)은 바람직하게 약 50nm 이고, 상기 제2 폭(w2)은 바람직하게 약 50nm 일 수 있다.

상기 폴리머층(150)이 열경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(160)는 금속 또는 열팽창 계수가 낮은 물질을 포함할 수 있고, 상기 폴리머층(150)이 광경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(160)는 투명한 고분자 물질 또는 광투과율이 높고 강도가 높은 물질을 포함할 수 있다.

상기 폴리머층(150)이 열경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(160)를 상기 폴리머층(150)에 접촉시킨 후, 상기 폴리머층(150)을 상기 열경화성 수지의 유리 전이 온도(glass transition temperature) 보다 높게 가열하여 고분자의 유동성을 제공한 후, 상기 몰드(160)를 압력하여 상기 폴리머층(150)에 압력을 가하여 상기 몰드(160)의 패턴이 상기 폴리머층(150)으로 전사되도록 한다. 이후 상기 폴리머층(150)을 상기 유리 전이 온도(glass transition temperature) 이하로 냉각하여 상기 폴리머층(150)을 경화시킨다.

상기 폴리머층(150)이 광경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(160)를 상기 폴리머층(150)에 접촉시킨 후, 상기 몰드(160)를 압력하여 상기 폴리머층(150)에 압력을 가하여 상기 몰드(160)의 패턴이 상기 폴리머층(150)으로 전사되도록 한다. 상기 몰드(160)는 광투과율이 높은 물질을 포함하므로 상기 몰드(160)를 통해 상기 폴리머층(150)에 광을 조사할 수 있다. 상기 폴리머층(150)에 광을 조사하면 상기 폴리머층(150)은 경화된다.

도 3d를 참조하면, 경화된 상기 폴리머층(150)으로부터 상기 몰드(160)를 제거한다. 상기 폴리머층(150)은 상기 제2 폭(w2) 마다 형성된 상기 제1 폭(w1)을 갖는 복수의 상기 돌출부들을 갖는다. 상기 몰드(160)의 형상을 적절하게 선택하여, 상기 제1 폭(w1) 및 상기 제2 폭(w2)은 필요에 따라 적절한 크기를 가질 수 있다.

도 3e를 참조하면, 상기 폴리머층(150) 및 상기 하드 마스크(130)를 일부 제거한다. 예를 들면 상기 폴리머층(150) 및 상기 하드 마스크(130)는 건식 식각될 수 있다. 상기 폴리머층(150)은 상기 몰드(160)에 의해 상기 돌출부들을 가지므로, 상기 돌출부는 남고 인접한 상기 돌출부들 사이의 오목부 및 상기 오목부에 대응되는 상기 하드 마스크(130)는 식각되어 제거 된다. 따라서 상기 폴리머층(150)의 상기 돌출부들은 잔류하고, 상기 오목부에 대응되는 제2 금속층(120)이 노출된다.

도 3f를 참조하면, 상기 제2 금속층(120) 및 상기 제1 금속층(110)을 식각한다. 상기 제2 금속층(120)의 노출된 부분 및 상기 노출된 부분과 대응하는 상기 제1 금속층(110)의 부분이 식각되어 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성한다. 상기 와이어 그리드 패턴의 크기는 상기 제1 금속층(110) 및 상기 제2 금속층(120)의 두께, 및 상기 몰드(160)의 상기 제1 폭(w1) 및 상기 제2 폭(w2)을 조절하여 원하는 크기로 조절될 수 있다.

도 3g를 참조하면, 남아있는 상기 폴리머층(150)을 제거한다.

도 3h를 참조하면, 남아있는 상기 하드 마스크(130)를 제거한다. 한편, 상기 편광 소자에 대해 광이 상기 기판(100)에서 상기 제2 금속층(120) 방향으로 진행되도록 사용되는 경우에는, 상기 하드 마스크(130)는 제거되지 않고 그대로 남겨둘 수 있다. 이 경우, 상기 하드 마스크(130)는 상기 광의 진행과 무관한 방향으로 배치되므로, 상기 하드 마스크(130)를 제거하는 단계를 생략하여 상기 편광 소자의 제조공정을 단순화 시킬 수 있다.

도 4a 내지 도 4f는 도 2의 편광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 4a를 참조하면, 기판(200) 상에 제2 금속층(220)을 형성한다. 상기 기판(200)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수있다. 예를 들면, 상기 기판(200)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트층 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 금속층(220)은 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 상기 제2 금속층(220)은 화학 기상 증착에 의해 형성될 수 있다. 상기 제2 금속층(220)의 두께는 바람직하게 약 10 내지 20nm 일 수 있다.

상기 제2 금속층(220) 상에 제1 금속층(210)을 형성한다. 상기 제1 금속층(210)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 제1 금속층(210)은 증착되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 금속층(210)은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다. 상기 제1 금속층(210)의 두께는 약 100nm 내지 200nm 일 수 있다. 상기 제1 금속층(210)의 두께는 바람직하게 약 150nm 일 수 있다.

상기 제1 금속층(210)의 두께는 후술할 제1 폭(도 4b의 w1 참조)을 고려하여 결정할 수 있다. 편광에 필요한 격자의 간격과 격자 구조의 강도를 고려하여, 상기 제1 금속층(210)의 두께는 바람직하게 상기 제1 폭(도 4b의 w1 참조) 또는 제2 폭(도 4b의 w2)의 약 3배일 수 있다.

상기 제1 금속층(210) 상에 하드 마스크(230)를 형성한다. 상기 하드 마스크(230)는 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이산화 규소(SiO2)를 포함할 수 있다. 상기 하드 마스크는 증착되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 하드 마스크(230)는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다.

상기 하드 마스크(230) 상에 폴리머층(250)을 형성한다. 상기 폴리머층(250)은 당해 기술 분야에서 사용되는 일반적인 열경화성 수지(thermosetting resin) 또는 광경화성 수지(photocurable resin)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 열경화성 수지는 요소수지, 멜라민수지 및 페놀수지 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 광경화성 수지는 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물, 광조사에 의해 상기 중합성 화합물의 중합 반응을 개시시키는 광중합 개시제, 계면 활성제 및 산화 방지제 등을 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4c를 참조하면, 상기 폴리머층(250) 상에 몰드(260)을 접촉시키고 상기 몰드(260)을 상기 폴리머층(250) 방향으로 압력을 가하여 상기 폴리머층(250) 상에 패턴을 형성한다. 상기 몰드(260)는 제1 폭(w1)을 갖는 복수의 홈들이 제2 폭(w2)마다 형성되어 있다. 따라서 상기 폴리머층(250)은 상기 제2 폭(w2) 마다 형성된 상기 제1 폭(w1)을 갖는 복수의 돌출부들을 갖게 된다. 여기서, 상기 제1 폭(w1)과 상기 제2 폭(w2)의 비는 바람직하게 약 1:1 일 수 있다. 예를 들면 상기 제1 폭(w1)은 약 30nm 내지 60nm 이고, 상기 제2 폭(w2)은 약 30nm 내지 60nm 일 수 있다. 상기 제1 폭(w1)은 바람직하게 약 50nm 이고, 상기 제2 폭(w2)은 바람직하게 약 50nm 일 수 있다.

상기 폴리머층(250)이 열경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(260)는 금속 또는 열팽창 계수가 낮은 물질을 포함할 수 있고, 상기 폴리머층(250)이 광경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(260)는 투명한 고분자 물질 또는 광투과율이 높고 강도가 높은 물질을 포함할 수 있다.

상기 폴리머층(250)이 열경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(260)를 상기 폴리머층(250)에 접촉시킨 후, 상기 폴리머층(250)을 상기 열경화성 수지의 유리 전이 온도(glass transition temperature) 보다 높게 가열하여 고분자의 유동성을 제공한 후, 상기 몰드(260)를 압력하여 상기 폴리머층(250)에 압력을 가하여 상기 몰드(260)의 패턴이 상기 폴리머층(250)으로 전사되도록 한다. 이후 상기 폴리머층(250)을 상기 유리 전이 온도(glass transition temperature) 이하로 냉각하여 상기 폴리머층(250)을 경화시킨다.

상기 폴리머층(250)이 광경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(260)를 상기 폴리머층(250)에 접촉시킨 후, 상기 몰드(260)를 압력하여 상기 폴리머층(250)에 압력을 가하여 상기 몰드(260)의 패턴이 상기 폴리머층(250)으로 전사되도록 한다. 상기 몰드(260)는 광투과율이 높은 물질을 포함하므로 상기 몰드(260)를 통해 상기 폴리머층(250)에 광을 조사할 수 있다. 상기 폴리머층(250)에 광을 조사하면 상기 폴리머층(250)은 경화된다.

도 4c를 참조하면, 경화된 상기 폴리머층(250)으로부터 상기 몰드(260)를 제거한다. 상기 폴리머층(250)은 상기 제2 폭(w2) 마다 형성된 상기 제1 폭(w1)을 갖는 복수의 상기 돌출부들을 갖는다. 상기 몰드(260)의 형상을 적절하게 선택하여, 상기 제1 폭(w1) 및 상기 제2 폭(w2)은 필요에 따라 적절한 크기를 가질 수 있다.

도 4d를 참조하면, 상기 폴리머층(250) 및 상기 하드 마스크(230)를 일부 제거한다. 예를 들면 상기 폴리머층(250) 및 상기 하드 마스크(230)는 건식 식각될 수 있다. 상기 폴리머층(250)은 상기 몰드(260)에 의해 상기 돌출부들을 가지므로, 상기 돌출부는 남고 인접한 상기 돌출부들 사이의 오목부 및 상기 오목부에 대응되는 상기 하드 마스크(230)는 식각되어 제거 된다. 따라서 상기 폴리머층(250)의 상기 돌출부들은 잔류하고, 상기 오목부에 대응되는 제1 금속층(210)이 노출된다.

도 4e를 참조하면, 상기 제1 금속층(210) 및 상기 제2 금속층(220)을 식각한다. 상기 제1 금속층(210)의 노출된 부분 및 상기 노출된 부분과 대응하는 상기 제2 금속층(220)의 부분이 식각되어 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성한다. 상기 와이어 그리드 패턴의 크기는 상기 제2 금속층(220) 및 상기 제1 금속층(210)의 두께, 및 상기 몰드(260)의 상기 제1 폭(w1) 및 상기 제2 폭(w2)을 조절하여 원하는 크기로 조절될 수 있다.

도 4f를 참조하면, 남아있는 상기 폴리머층(250)을 제거한다.

도시하지는 않았으나, 상기 편광 소자에 대해 광이 상기 제1 금속층(210)에서 상기 기판(200) 방향으로 진행되도록 사용되는 경우에는, 상기 하드 마스크(130)를 제거한다. (도2 참조)

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.

상기 표시 패널은 어레이 기판과 대향 기판 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치되는 액정층(550)을 포함한다.

상기 어레이 기판은 제1 기판(500), 하부 제1 금속층(510), 하부 제2 금속층(520), 제1 절연막(540), 게이트 절연막(542), 박막 트랜지스터(TFT), 보호막(544) 및 제1 전극(EL1)을 포함한다.

상기 제 1 기판(500) 상에 하부 제1 금속층(510)이 배치된다. 상기 하부 제1 금속층(510) 상에 상기 하부 제2 금속층(520)이 배치된다. 상기 하부 제1 금속층(510) 및 상기 하부 제2 금속층(520)은 하부 와이어 그리드 패턴을 형성한다. 상기 하부 제1 금속층(510) 및 상기 하부 제2 금속층(520)은 도 1에 나타난 제1 금속층(110) 및 제2 금속층(120)과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 하부 제1 금속층(510) 및 상기 하부 제2 금속층(520)이 배치된 상기 제1 기판(500) 상에는 제1 절연막(540)이 배치된다. 상기 제1 절연막(540)은 실리콘 산화물(SiOx)를 포함할 수 있다.

상기 제1 절연막(540) 상에는 게이트 전극(GE) 및 게이트 라인(미도시)이 배치된다.

상기 게이트 전극(GE) 및 상기 게이트 라인이 배치된 상기 제1 절연막(540) 상에는 게이트 절연막(542)이 배치된다. 상기 게이트 절연막(542)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질을 포함할 수 있다.

상기 게이트 절연층(542) 상에 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하는 채널층(CH)이 배치된다.

상기 채널층(CH)은 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 반도체층 및 n+ 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 저항성 접촉층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 채널층(CH)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 상기 산화물 반도체는 인듐(indium: In), 아연(zinc: Zn), 갈륨(gallium: Ga), 주석(tin: Sn) 또는 하프늄(hafnium: Hf) 중 적어도 하나를 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로는, 인듐(In), 아연(Zn) 및 갈륨(Ga)을 포함하는 비정질 산화물, 또는 인듐(In), 아연(Zn) 및 하프늄(Hf)을 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 상기 산화물 반도체에 산화인듐아연(InZnO), 산화인듐갈륨(InGaO), 산화인듐주석(InSnO), 산화아연주석(ZnSnO), 산화갈륨주석(GaSnO) 및 산화갈륨아연(GaZnO) 등의 산화물이 포함될 수 있다.

상기 채널층 상에 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 배치된다. 상기 소스 전극(SE)은 데이터 라인(미도시)와 연결되고, 상기 드레인 전극(DE)은 콘택홀(CNT)을 통해 상기 제1 전극(EL1)과 연결된다.

상기 게이트 전극(GE), 상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE) 및 상기 채널층(CH)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 구성한다.

상기 박막 트랜지스터(TFT) 상에는 상기 보호막(544)이 배치된다. 상기 보호막(544)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질로 형성될 수도 있고, 저유전율 유기 절연막으로 형성될 수도 있다. 또한, 무기 절연막과 유기 절연막의 이중막으로 형성될 수도 있다. 상기 보호막(544)은 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출하는 상기 콘택홀(CNT)를 갖는다.

상기 하부 제1 금속층(510) 및 상기 하부 제2 금속층(520)은 상기 하부 와이어 그리드 패턴을 형성한다. 상기 하부 와이어 그리드 패턴은 상기 어레이 기판의 전체면 상에 형성되거나 상기 화소 영역상에 형성되는데, 상기 게이트 라인을 기준으로 수직 방향, 수평 방향 또는 소정의 각도를 갖는 사선 방향으로 형성될 수 있다.

상기 대향 기판은 제2 기판(600), 상부 제1 금속층(610), 상부 제2 금속층(620), 제2 절연막(640), 블랙 매트릭스(BM), 컬러필터(CF), 오버 코팅층(642) 및 제2 전극(EL2)를 포함한다.

상기 제2 기판(650)은 상기 제1 기판(500)과 대향한다.

상기 제2 기판(650) 하부에 상부 제1 금속층(610)이 배치된다. 상기 상부 제1 금속층(610) 하부에 상기 상부 제2 금속층(620)이 배치된다. 상기 상부 제1 금속층(610) 및 상기 상부 제2 금속층(620)은 상부 와이어 그리드 패턴을 형성한다. 상기 상부 제1 금속층(610) 및 상기 상부 제2 금속층(620)은 도 1에 나타난 제1 금속층(110) 및 제2 금속층(120)과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 상부 제1 금속층(610) 및 상기 상부 제2 금속층(620)이 배치된 상기 제2 기판(600) 하부에는 제2 절연막(640)이 배치된다. 상기 제2 절연막(640)은 실리콘 산화물(SiOx)를 포함할 수 있다.

상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제2 절연막(640) 하부에 배치된다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 화소 영역 외의 영역에 대응되어 배치되고, 광을 차단한다. 즉, 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩한다.

상기 컬러 필터(CF)는 상기 블랙 매트릭스(BM) 및 상기 제2 절연막(640)의 하부에 배치된다. 상기 컬러 필터(CF)는 상기 액정층(550)을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터(red), 녹색 컬러 필터(green), 및 청색 컬러 필터(blue)일 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 상기 각 화소 영역에 대응하여 제공되며, 서로 인접한 화소 사이에서 서로 다른 색을 갖도록 배치될 수 있다. 본 실시예 에서는 상기 컬러 필터(CF)는 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 일부가 인접한 컬러 필터(CF)에 의해 중첩되어 있으나, 상기 컬러 필터(CF)는 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 이격될 수 있다.

상기 오버 코팅층(642)은 상기 컬러 필터(CF)와 상기 컬러 필터(231)가 덮고 있지 않은 상기 블랙 매트릭스(BM)의 하부에 형성된다. 상기 오버 코팅층(642은 상기 컬러 필터(CF)를 평탄화하면서, 상기 컬러 필터(CF)를 보호하는 역할과 절연하는 역할을 하며 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 형성될 수 있다.

상기 제2 전극(EL2)은 상기 화소 영역에 대응되게 배치된다. 상기 제2 전극(EL2)는 공통 라인(미도시)과 전기적으로 연결된다. 상기 제2 전극(EL2)은 복수의 개구를 갖는 슬릿 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(EL2)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극(EL2)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다.

상기 액정층(550)은 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치된다. 상기 액정층(550)은 광학적 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함한다. 상기 액정 분자들은 전계에 의해 구동되어 상기 액정층(550)을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.

도 6을 참조하면, 상기 표시 패널은 제1 점착층(740), 제3 기판(741), 제2 점착층(840) 및 제4기판(841)을 제외하고 도 5의 표시 패널과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 한다.

상기 표시 패널은 하부 편광 소자 및 상부 편광 소자를 포함한다. 상기 하부 편광 소자 및 상기 상부 편광 소자는 도 1의 편광 소자와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 한다.

상기 하부 편광 소자는 제1 기판(700), 하부 제1 금속층(710), 하부 제2 금속층(720) 및 제1 점착층(740)을 포함한다. 상기 제1 점착층(740)은 상기 제3 기판(741)에 상기 하부 편광 소자가 점착할 수 있도록 점착제를 포함한다. 상기 제3 기판(741)은 투명한 절연기판이다. 예를 들어, 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다.

상기 상부 편광 소자는 제2 기판(800), 상부 제1 금속층(810), 상부 제2 금속층(820) 및 제2 점착층(840)을 포함한다. 상기 제2 점착층(840)은 상기 제4 기판(841)에 상기 상부 편광 소자가 점착할 수 있도록 점착제를 포함한다. 상기 제4 기판(841)은 투명한 절연기판이다. 예를 들어, 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.

도 7을 참조하면, 상기 표시 패널은 제1 기판(900), 하부 제1 금속층(910), 하부 제2 금속층(920), 하부 보호층(940), 제2 기판(1000), 상부 제1 금속층(1010), 상부 제2 금속층(1020) 상부 보호층(1040)을 제외하고 도 5의 표시 패널과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 한다.

상기 표시 패널은 하부 편광 소자 및 상부 편광 소자를 포함한다. 상기 하부 편광 소자 및 상기 상부 편광 소자는 도 2의 편광 소자와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 한다.

상기 하부 편광 소자는 제1 기판(900), 하부 제1 금속층(910), 하부 제2 금속층(920) 및 하부 보호층(940)을 포함한다. 상기 제1 기판(900) 하부에 상기 하부 제2 금속층(920)이 배치된다. 상기 하부 제2 금속층(920) 하부에 상기 하부 제1 금속층(910)이 배치된다. 상기 하부 보호층(940)은 상기 하부 제1 금속층(910) 및 상기 하부 제2 금속층(920)이 형성하는 하부 와이어 그리드 패턴을 커버하여 보호한다.

상기 상부 편광 소자는 제2 기판(1000), 상부 제1 금속층(1010), 상부 제2 금속층(1020) 및 상부 보호층(1040)을 포함한다. 상기 제1 기판(1000) 상부에 상기 상부 제2 금속층(1020)이 배치된다. 상기 상부 제2 금속층(1020) 상부에 상기 상부 제1 금속층(1010)이 배치된다. 상기 상부 보호층(1040)은 상기 상부 제1 금속층(1010) 및 상기 상부 제2 금속층(1020)이 형성하는 상부 와이어 그리드 패턴을 커버하여 보호한다.

도 8a는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 명암비(contrast ratio: CR)를 나타낸 그래프이다.

도 1 및 도 8a를 참조하면, 상기 편광 소자는 기판(100), 제1 금속층(110), 제2 금속층(120)을 포함한다. 상기 제1 금속층(110)은 알루미늄(Al)으로 이루어져 있고, 제1 두께(t1)가 150nm 이다. 상기 제1 금속층(110) 및 상기 제2 금속층(120)으로 이루어진 돌출부의 제1 폭(w1)은 50nm이다. 이웃하는 상기 돌출부들 사이 간격인 제2 폭(w2)은 50nm이다. 상기 제2 금속층(120)은 몰리브덴(Mo)으로 이루어져 있다.

도 8a에 나타난 그래프는 상기 제2 금속층(120)의 제2 두께(t2)에 따른 명암비(CR)를 나타낸 그래프이다. 상기 그래프는 광이 상기 제2 금속층(120)에서 상기 기판(100) 방향으로 진행하는 경우이다. 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 상기 제2 금속층(120)의 두께가 증가할수록 상기 명암비는 급격히 증가한다.

도 8b는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 투과율(transmittance)를 나타낸 그래프이다.

도 1 및 도 8b를 참조하면, 상기 편광 소자는 기판(100), 제1 금속층(110), 제2 금속층(120)을 포함한다. 상기 제1 금속층(110)은 알루미늄(Al)으로 이루어져 있고, 제1 두께(t1)가 150nm 이다. 상기 제1 금속층(110) 및 상기 제2 금속층(120)으로 이루어진 돌출부의 제1 폭(w1)은 50nm이다. 이웃하는 상기 돌출부들 사이 간격인 제2 폭(w2)은 50nm이다. 상기 제2 금속층(120)은 몰리브덴(Mo)으로 이루어져 있다.

도 8b에 나타난 그래프는 상기 제2 금속층(120)의 제2 두께(t2)에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 상기 그래프는 광이 상기 제2 금속층(120)에서 상기 기판(100) 방향으로 진행하는 경우이다. 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 상기 제2 금속층(120)의 두께가 증가할수록 상기 투과율은 완만하게 감소한다.

도 8c는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 반사율(reflectance)를 나타낸 그래프이다.

도 1 및 도 8c를 참조하면, 상기 편광 소자는 기판(100), 제1 금속층(110), 제2 금속층(120)을 포함한다. 상기 제1 금속층(110)은 알루미늄(Al)으로 이루어져 있고, 제1 두께(t1)가 150nm 이다. 상기 제1 금속층(110) 및 상기 제2 금속층(120)으로 이루어진 돌출부의 제1 폭(w1)은 50nm이다. 이웃하는 상기 돌출부들 사이 간격인 제2 폭(w2)은 50nm이다. 상기 제2 금속층(120)은 몰리브덴(Mo)으로 이루어져 있다.

도 8c에 나타난 그래프는 상기 제2 금속층(120)의 제2 두께(t2)에 따른 반사율을 나타낸 그래프이다. 상기 그래프는 광이 상기 제2 금속층(120)에서 상기 기판(100) 방향으로 진행하는 경우이다. 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 상기 제2 금속층(120)의 두께가 20nm까지 증가할수록 상기 반사율은 급격히 감소하다가, 상기 제2 금속층(120)의 두께가 20nm 이상에서는 상기 제2 금속층(120)의 두께가 증가하더라도, 상기 반사율은 거의 일정하다.

도 9a는 티타늄(Ti)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 명암비(CR)를 나타낸 그래프이다.

도 1 및 도 9a를 참조하면, 상기 편광 소자는 기판(100), 제1 금속층(110) 및 제2 금속층(120)을 포함한다. 상기 제1 금속층(110)은 알루미늄(Al)으로 이루어져 있고, 제1 두께(t1)가 150nm 이다. 상기 제1 금속층(110) 및 상기 제2 금속층(120)으로 이루어진 돌출부의 제1 폭(w1)은 50nm이다. 이웃하는 상기 돌출부들 사이 간격인 제2 폭(w2)은 50nm이다. 상기 제2 금속층(120)은 티타늄(Ti)으로 이루어져 있다.

도 9a에 나타난 그래프는 상기 제2 금속층(120)의 제2 두께(t2)에 따른 명암비(CR)를 나타낸 그래프이다. 상기 그래프는 광이 상기 제2 금속층(120)에서 상기 기판(100) 방향으로 진행하는 경우이다. 티타늄(Ti)으로 이루어진 상기 제2 금속층(120)의 두께가 10nm 까지는 증가할수록 상기 명암비가 증가하나, 상기 두께가 10nm 이상에서는 상기 명암비가 감소한다.

도 9b는 티타늄(Ti)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 투과율(transmittance)를 나타낸 그래프이다.

도 1 및 도 9b를 참조하면, 상기 편광 소자는 기판(100), 제1 금속층(110) 및 제2 금속층(120)을 포함한다. 상기 제1 금속층(110)은 알루미늄(Al)으로 이루어져 있고, 제1 두께(t1)가 150nm 이다. 상기 제1 금속층(110) 및 상기 제2 금속층(120)으로 이루어진 돌출부의 제1 폭(w1)은 50nm이다. 이웃하는 상기 돌출부들 사이 간격인 제2 폭(w2)은 50nm이다. 상기 제2 금속층(120)은 티타늄(Ti)으로 이루어져 있다.

도 9b에 나타난 그래프는 상기 제2 금속층(120)의 제2 두께(t2)에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 상기 그래프는 광이 상기 제2 금속층(120)에서 상기 기판(100) 방향으로 진행하는 경우이다. 티타늄(Ti)으로 이루어진 상기 제2 금속층(120)의 두께가 증가할수록 상기 투과율은 완만하게 감소한다.

도 9c는 티타늄(Ti)을 포함하는 제1 금속층 두께에 따른 도 1의 편광 소자의 반사율(reflectance)를 나타낸 그래프이다.

도 1 및 도 9c를 참조하면, 상기 편광 소자는 기판(100), 제1 금속층(110) 및 제2 금속층(120)을 포함한다. 상기 제1 금속층(110)은 알루미늄(Al)으로 이루어져 있고, 제1 두께(t1)가 150nm 이다. 상기 제1 금속층(110) 및 상기 제2 금속층(120)으로 이루어진 돌출부의 제1 폭(w1)은 50nm이다. 이웃하는 상기 돌출부들 사이 간격인 제2 폭(w2)은 50nm이다. 상기 제2 금속층(120)은 티타늄(Ti)으로 이루어져 있다.

도 9c에 나타난 그래프는 상기 제2 금속층(120)의 제2 두께(t2)에 따른 반사율을 나타낸 그래프이다. 상기 그래프는 광이 상기 제2 금속층(120)에서 상기 기판(100) 방향으로 진행하는 경우이다. 티타늄(Ti)으로 이루어진 상기 제2 금속층(120)의 두께가 증가할수록 상기 반사율은 점차적으로 감소한다.

도 10a는 광의 진행 방향에 따른 도 1의 편광 소자의 명암비(CR)를 나타낸 그래프이다. 도 9b는 광의 진행 방향에 따른 도 1의 편광 소자의 투과율(transmittance)을 나타낸 그래프이다. 도 9a는 광의 진행 방향에 따른 도 1의 편광 소자의 반사율(reflectance)을 나타낸 그래프이다.

도 1 및 도 10a 내지 10c를 참조하면, 상기 편광 소자는 기판(100), 제1 금속층(110) 및 제2 금속층(120)을 포함한다. 상기 제1 금속층(110)은 알루미늄(Al)으로 이루어져 있고, 제1 두께(t1)가 150nm 이다. 상기 제1 금속층(110) 및 상기 제2 금속층(120)으로 이루어진 돌출부의 제1 폭(w1)은 50nm이다. 이웃하는 상기 돌출부들 사이 간격인 제2 폭(w2)은 50nm이다. 상기 제2 금속층(120)은 몰리브덴(Mo)으로 이루어져 있다. 광이 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 상기 제2 금속층(120)에서 상기 기판(100) 방향(Mo->Al->SUBSTRATE)으로 진행하는 경우와, 광이 상기 기판(100)에서 상기 제2 금속층(120)방향으로 진행하는 경우(SUBSTRATE->Al->Mo)를 하나의 그래프에 나타내고 있다.

도 10a에 나타난 그래프는 상기 제2 금속층(120)의 제2 두께(t2)에 따른 명암비를 나타낸 그래프이다. 광이 상기 제2 금속층(120)에서 상기 기판(100) 방향(Mo->Al->SUBSTRATE)으로 진행하는 경우와, 상기 기판(100)에서 상기 제2 금속층(120)방향으로 진행하는 경우(SUBSTRATE->Al->Mo), 상기 제2 금속층(120)의 두께에 따른 명암비는 일치한다.

도 10b에 나타난 그래프는 상기 제2 금속층(120)의 제2 두께(t2)에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 광이 상기 제2 금속층(120)에서 상기 기판(100) 방향(Mo->Al->SUBSTRATE)으로 진행하는 경우와, 상기 기판(100)에서 상기 제2 금속층(120)방향으로 진행하는 경우(SUBSTRATE->Al->Mo), 상기 제2 금속층(120)의 두께에 따른 투과율은 일치한다.

도 10c에 나타난 그래프는 상기 제2 금속층(120)의 제2 두께(t2)에 따른 반사율을 나타낸 그래프이다. 광이 상기 제2 금속층(120)에서 상기 기판(100) 방향(Mo->Al->SUBSTRATE)으로 진행하는 경우, 상기 제2 두께가 증가할수록 반사율이 급격히 감소한다.

반면, 광이 상기 기판(100)에서 상기 제2 금속층(120)방향(SUBSTRATE->Al->Mo)으로 진행하는 경우, 상기 제2 두께가 증가할수록 반사율은 완만하게 감소하며, 거의 일정하다.

상기 도 10a 내지 10c에 나타난 결과를 종합해 보면, 상기 광이 진행하는 방향을 고려하여 표시 장치용 하부 편광판 및 상부 편광판(도5 또는 도6 참조)을 선택할 수 있다. 광이 상기 기판(100)에서 상기 제2 금속층(120)방향(SUBSTRATE->Al->Mo)으로 진행하도록 하여 하부 편광판으로 사용할 수 있다. 또는, 광이 상기 제2 금속층(120)에서 상기 기판(100) 방향(Mo->Al->SUBSTRATE)으로 진행하도록 하여 상부 편광판으로 사용할 수 있다. 상기 하부 편광판은 반사율이 높을수록 유리하고, 상기 상부 편광판의 경우는 반사율이 낮은 것이 유리하기 때문이다.

이상 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 제 1 기판 110: 제1 금속층
120: 제2 금속층 130: 하드 마스크
150: 폴리머층 160: 몰드
w1: 제1 폭 w2: 제2 폭
t1: 제1 두께 t2: 제2 두께
TFT: 박막 트랜지스터

Claims

기판;
상기 기판 상에 배치되고, 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성하는 복수의 돌출부들을 갖는 제1 금속층; 및
상기 제1 금속층의 각각의 돌출부 상에 배치되고 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 제2 금속층을 포함하고,
상기 제2 금속층의 두께는 10 내지20nm 이고,
상기 제1 폭과 상기 제2 폭의 비는 1:1 이고,
상기 제1 폭은 30nm 내지 60nm인 것을 특징으로 하는 편광 소자.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 제1 폭과 상기 제1 금속층의 두께의 비는 1:3 인 것을 특징으로 하는 편광 소자.
삭제
제1항에 있어서, 상기 와이어 그리드(wire grid) 패턴은 나노 임프린트 방법으로 형성된 것을 특징으로 하는 편광 소자.
제1항에 있어서, 상기 제1 금속층은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 소자.
제1항에 있어서, 상기 제2 금속층 상에 실리콘 산화물(SiOx)을 포함하는 하드 마스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 소자.
제1항에 있어서, 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층을 커버하는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 소자.
어레이 기판, 대향 기판 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하고, 상기 어레이 기판은
제1 기판, 상기 제1 기판 상에 배치되고, 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 하부 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성하는 복수의 돌출부들을 갖는 하부 제1 금속층, 및 상기 하부 제1 금속층의 각각의 돌출부 상에 배치되고 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 하부 제2 금속층을 포함하는 하부 편광 소자;
상기 하부 제1 금속층 및 상기 하부 제2 금속층을 커버하는 제1 절연막;
상기 제1 절연막 상에 배치된 게이트 전극;
상기 게이트 상에 배치되어 상기 게이트 전극을 절연하는 게이트 절연막;
상기 게이트 절연막 상에 배치된 채널층;
상기 채널층 상에 배치된 소스 및 드레인 전극;
상기 소스 및 드레인 전극을 커버하는 보호막; 및
상기 보호막 상에 배치되고, 상기 보호막을 통해 형성되는 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극에 연결되는 제1 전극을 포함하고,
상기 대향 기판은
제2 기판, 상기 제2 기판 하부에 배치되고, 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 상부 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성하는 복수의 돌출부들을 갖는 상부 제1 금속층, 및 상기 상부 제1 금속층의 각각의 돌출부 하부에 배치되고 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 상부 제2 금속층을 포함하는 상부 편광 소자; 및
상기 상부 제1 금속층 및 상기 상부 제2 금속층을 커버하는 제2 절연막을 포함하고,
상기 제1 전극은 상기 하부 편광 소자와 상기 상부 편광 소자 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제10항에 있어서, 상기 상부 및 하부 제1 금속층들은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 금속층은 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제11항에 있어서, 상기 상부 및 하부 제2 금속층들의 두께는 10 내지 20nm 인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제12항에 있어서, 상기 어레이 기판은 상기 제1 절연막과 상기 게이트 전극 사이에 배치된 제3 기판을 더 포함하고,
상기 대향 기판은 상기 제2 절연막 하부에 배치된 제4 기판 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
어레이 기판, 대향 기판 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하고, 상기 어레이 기판은
제1 기판, 상기 제1 기판 하부에 배치되고, 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 하부 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성하는 복수의 돌출부들을 갖고 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 하부 제2 금속층, 및 상기 하부 제2 금속층의 각각의 돌출부 하부에 배치되는 하부 제1 금속층을 포함하는 하부 편광 소자;
상기 하부 제1 금속층 및 상기 하부 제2 금속층을 커버하는 제1 절연막
상기 제1 절연막 상에 배치된 게이트 전극;
상기 게이트 상에 배치되어 상기 게이트 전극을 절연하는 게이트 절연막
상기 게이트 절연막 상에 배치된 채널층;
상기 채널층 상에 배치된 소스 및 드레인 전극;
상기 소스 및 드레인 전극을 커버하는 보호막; 및
상기 보호막 상에 배치되고, 상기 보호막을 통해 형성되는 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극에 연결되는 제1 전극을 포함하고,
상기 대향 기판은
제2 기판, 상기 제2 기판 상부에 배치되고, 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 상부 와이어 그리드(wire grid) 패턴을 형성하는 복수의 돌출부들을 갖고 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 상부 제2 금속층, 및 상기 상부 제2 금속층의 각각의 돌출부 상부에 배치되는 상부 제1 금속층을 포함하는 상부 편광 소자; 및
상기 상부 제1 금속층 및 상기 상부 제2 금속층을 커버하는 제2 절연막을 포함하고,
상기 제1 전극은 상기 하부 편광 소자와 상기 상부 편광 소자 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제14항에 있어서, 상기 제1 금속층은 알루미늄을 포함하고, 상기 제2 금속층은 10~20nm 두께를 갖고, 상기 제1 폭 및 상기 제2 폭의 비는 1:1 이고, 상기 제1 폭 및 상기 제1 금속층의 두께의 비는 1:3 이며, 상기 제1 폭은 30nm 내지 60 nm 인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
기판 상에 제1 금속층을 형성하는 단계;
상기 제1 금속층 상에 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 제2 금속층을 형성하는 단계;
상기 제2 금속층 상에 하드 마스크를 형성하는 단계;
상기 하드 마스크 상에 폴리머층을 형성하는 단계;
상기 폴리머층에 몰드를 접촉시키고 압력을 가하여 상기 폴리머층에 돌출부를 포함하는 패턴을 형성하는 단계;
상기 돌출부 사이의 폴리머층 및 하드 마스크를 제거하는 단계;
상기 돌출부 사이의 상기 제2 금속층 및 상기 제1 금속층을 제거하는 단계; 및
상기 폴리머층을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 돌출부는 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고,
상기 제2 금속층의 두께는 10 내지20nm 이고,
상기 제1 폭은 30nm 내지 60nm인 것을 특징으로 하는 편광 소자의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 폴리머층 제거하는 단계 후에, 상기 하드 마스크를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 소자의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 돌출부는 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고 상기 제1 폭과 상기 제2 폭의 비는 1:1 인 것을 특징으로 하는 편광 소자의 제조 방법.
삭제
기판 상에 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 제2 금속층을 형성하는 단계;
상기 제2 금속층 상에 제1 금속층을 형성하는 단계;
상기 제1 금속층 상에 하드 마스크를 형성하는 단계;
상기 하드 마스크 상에 폴리머층을 형성하는 단계;
상기 폴리머층에 몰드를 접촉시키고 압력을 가하여 상기 폴리머층에 돌출부를 포함하는 패턴을 형성하는 단계;
상기 돌출부 사이의 폴리머층 및 하드 마스크를 제거하는 단계;
상기 돌출부 사이의 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층을 제거하는 단계; 및
상기 폴리머층을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 돌출부는 제1 폭을 갖고 제2 폭마다 배치되고,
상기 제2 금속층의 두께는 10 내지20nm 이고,
상기 제1 폭은 30nm 내지 60nm인 것을 특징으로 하는 편광 소자의 제조 방법.