KR102062289B1 - 와이드 그리드 편광자 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

와이드 그리드 편광자 및 이를 구비한 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 액정표시장치 하부기판에 와이드 그리드 편광자를 직접 형성하여 액정표시장치의 두께를 감소시키는 와이드 그리드 편광자가 구비된 액정표시장치를 제공한다.
또한, 상기 하부기판 상에 형성된 와이드 그리드 편광자는 편광 기능을 수행하는 편광패턴들 상에 복수의 보호층이 형성됨으로써, 상기 보호층 상에 형성되는 액정표시장치의 박막트랜지스터 특성 저하를 최소화하는 와이드 그리드 편광자를 제공한다.

Description

와이드 그리드 편광자 및 이를 구비한 액정표시장치{Wire Grid Polarizer and Liquid Crystal Display having the same}
본 발명의 실시예는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 와이어 그리드 편광자(Wire Grid Polarizer) 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 빛의 편광 현상을 이용한 디스플레이 장치로서, 편광판이 부착된 상부기판 및 하부기판과, 상기 상, 하부기판 사이에 삽입된 액정층으로 구성되며, 하부기판 상에 형성된 복수의 화소들에 소정의 데이터 신호가 인가되어 상기 액정층을 이루는 액정분자들의 배열이 변화됨을 통해 상기 각 화소별로 빛의 투과를 제어하여 영상을 표시한다.
상기 액정표시장치의 편광 현상은 빛이 하부기판에 부착된 편광판을 통과하면서 선편광된 후 상기 편광을 회전시키는 액정층을 지나고, 이후 상부기판에 부착된 편광판을 통과함을 통해 이루어진다.
그러나, 종래의 액정표시장치에 사용되는 편광판은 기판에 부착하여야 하므로 제조원가가 높아지고, 편광판의 두께로 인한 전체적인 액정표시장치 박막화에 불리하며, 편광판의 내구성 및 내열성이 약해 액정표시장치 제조공정 활용도가 한정된다는 단점이 있다.
본 발명의 실시예는 액정표시장치 하부기판에 와이드 그리드 편광자를 직접 형성하여 액정표시장치의 두께를 감소시키는 와이드 그리드 편광자가 구비된 액정표시장치를 제공함을 목적으로 한다.
또한, 상기 하부기판 상에 형성된 와이드 그리드 편광자는 편광 기능을 수행하는 편광패턴들 상에 복수의 보호층이 형성됨으로써, 상기 보호층 상에 형성되는 액정표시장치의 박막트랜지스터 특성 저하를 최소화하는 와이드 그리드 편광자를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 와이어 그리드 편광자는, 투명기판 상에 형성된 금속패턴들과; 상기 금속패턴들을 덮도록 형성된 제 1보호층과; 상기 제 1보호층에 상에 형성된 제 2보호층을 포함하며, 상기 제 2보호층은 유전상수 값이 3 이하인 저유전물질층을 포함한 복수의 층으로 형성된다.
또한, 상기 금속패턴들은 상기 투명기판의 표면에 소정의 선폭(w) 및 두께(t)를 갖고, 소정의 간격(d)으로 제 1 방향을 가지도록 스트라이프 형태로 나란하게 형성된다.
또한, 상기 금속패턴들의 두께(t)와 선폭(w)의 비가 3:1 이상이고, 상기 금속패턴들의 선폭(w)이 60nm 이하이면서 두께(t)가 150nm 이상이다.
또한, 상기 금속패턴들의 간격(d)은 50 내지 400nm 이상이며, 상기 금속패턴들은 알루미늄(Al), 금(Au), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 제 1보호층은 굴절율이 상기 투명기판보다 낮은 물질로 형성되며, 상기 제 1보호층의 굴절율은 1.3 이하이다.
또한, 상기 제 2보호층을 구성하는 저유전물질층은 실리콘 탄화산화물(SiOC) 층이며, 상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)층의 두께는 1 내지 2nm이다.
또한, 상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)층 이외의 복수의 층은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 산화질화물(SiON) 중 적어도 하나의 층으로 형성된다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치는, 박막트랜지스터 및 화소전극을 구비한 복수의 화소들이 형성된 하부기판과; 상기 화소들과 대응되는 영역에 위치한 컬러필터들 및 상기 컬러필터들 사이에 위치한 블랙 매트릭스가 형성된 상부기판과; 상기 상부 및 하부기판 사이에 형성된 액정층과; 상기 하부기판의 일면과 상기 박막트랜지스터 사이에 형성되는 와이어 그리드 편광자가 포함되며, 상기 와이어 그리드 편광자는, 상기 하부기판의 일면에 형성된 금속패턴들과; 상기 금속패턴들을 덮도록 형성된 제 1보호층과; 상기 제 1보호층에 상에 위치하며, 유전상수 값이 3 이하인 저유전물질층을 포함한 복수의 층으로 형성되는 제 2보호층이 포함된다.
또한, 상기 블랙 매트릭스와 중첩되지 않는 영역에 형성된 금속패턴들은 상기 투명기판의 표면에 소정의 선폭(w) 및 두께(t)를 갖고, 소정의 간격(d)으로 제 1 방향을 가지도록 스트라이프 형태로 나란하게 형성되며, 상기 금속패턴들의 두께(t)와 선폭(w)의 비가 3:1 이상이고, 상기 금속패턴들의 선폭(w)이 60nm 이하이면서 두께(t)가 150nm 이상이다.
또한, 상기 블랙 매트릭스와 중첩되는 영역에 형성된 금속패턴들은 상기 블랙 매트릭스와 동일한 너비를 갖도록 형성될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 액정표시장치 하부기판에 와이드 그리드 편광자를 직접 형성하여 별도의 편광판이 필요 없게 됨과 아울러 별도의 편광판 부착공정이 필요 없게 되고, 이를 통해 액정표시장치의 두께 및 비용을 감소시키는 장점이 있다.
또한, 상기 하부기판 상에 형성된 와이드 그리드 편광자의 편광패턴들 상에 복수의 보호층을 형성하여 상기 하부기판 상에 형성되는 박막트랜지스터의 특성 저하를 최소화하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치의 동작을 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 와이드 그리드 편광자의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 와이드 그리드 편광자 일체형 액정표시장치의 개략적인 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치의 동작을 설명하는 도면이다.
본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치는 종래의 편광판 대신 와이어 그리드 편광자가 기판의 일면에 직접 형성된다.
상기 와이어 그리드 편광자는 400 내지 800nm의 파장을 갖는 가시광선을 편광시키기 위해 상기 가시광의 파장보다도 짧은 간격(pitch)을 갖는 금속패턴들이 상기 기판 상에 형성되어 구성되며, 이를 통해 액정표시장치의 두께를 줄이고 기존의 편광판 대비 우수한 내열성을 가질 수 있다는 장점이 있다.
상기 와이어 그리드 편광자는 P파 성분의 빛은 투과하고, S파 성분의 빛은 반사하는 동작을 하는 것으로, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(100)에서 생성된 빛은 액정 패널(110)로 전달되며, 상기 액정 패널(110)을 구성하는 하부기판(1), 상부기판(42)의 일면에는 와이어 그리드 편광자(60, 70)가 형성되어 있다.
또한, 상기 기판(1, 42)의 사이에는 액정층(52)이 삽입되어 있으며, 도시되지 않았지만, 하부기판(1)에는 각각 박막트랜지스터(TFT) 및 화소전극을 구비한 복수의 화소들이 형성되며, 상부기판(42)에는 상기 화소들과 대응되는 영역에 복수의 컬러필터들 및 상기 컬러필터들 사이에 위치한 블랙 매트릭스가 형성되어 있다. 또한, 상기 액정층(52)과 대면하는 상, 하부기판의 면에는 배향막(미도시)이 형성된다.
이에 상기 백라이트 유닛(100)에서 생성된 빛은 하부기판(1)에 형성된 와이어 그리드 편광자(60)에 의해 P파 성분만 통과되고, S파 성분은 반사된다.
단, 상기 반사된 S파 성분은 상기 백라이트 유닛(100)에 구비된 도광판(미도시)에 의해 산란되어 편광성이 상쇄된 후, 반사판(미도시)에 의해 재 반사되어 다시 액정 패널(110)로 전달되며, 이 때 다시 P파 성분만 통과하고, S파 성분은 반사되는 동작을 반복하게 된다.
도 1에서는 화살표의 굵기로 광의 세기를 나타내었다. 즉, 1차적으로 백라이트 유닛(100)에서 생성된 빛 중 약 절반이 액정 패널(110)로 입사되고, 나머지 절반의 절반이 다시 광원으로 사용됨을 도시하고 있으며, 이를 통해 백라이트 유닛(100)에서 생성된 빛의 이용 효율을 높일 수 있는 것이다.
다만, 상기 하부기판(1)에 와이어 그리드 편광자(60)를 구성하는 금속패턴들(미도시)이 형성되면, 그 상부에 박막트랜지스터들(미도시)이 형성되어야 하므로, 상기 금속패턴들 상부에는 보호층이 형성되어야 한다.
상기 보호층이 있어야만 박막트랜지스터 공정이 가능하고, 상기 금속패턴들이 그 상부에 형성되는 박막트랜지스터들의 특성에 영향을 주지 않기 위해서는 상기 보호층의 역할이 중요하다.
즉, 상기 보호층이 제 역할을 하지 못하는 경우, 상기 금속패턴들 및 박막트랜지스터 사이에 캐패시턴스가 형성되어 박막트랜지스터의 성능이 저하될 수 있는 것이다.
일 예로 액정표시장치에서 일반적으로 사용하는 실리콘 질화물(SiNx)을 상기 금속패턴들 상에 형성되는 보호층으로 사용하게 되면 박막트랜지스터의 I-V 특성이 변화되며, 이를 극복하기 위해서는 상기 실리콘 질화막의 두께를 크게 해야 하나, 이 경우 하부 기판의 재질인 유리의 특성 중 유리 응력(glass stress) 문제로 그 두께를 6000Å 이상 두껍게 할 수 없다.
이에 본 발명의 실시예는 위와 같은 단점을 극복하기 위해 상기 하부기판 상에 형성된 와이드 그리드 편광자의 편광패턴들 상에 저유전 물질을 포함하는 복수의 보호층을 형성한다.
본 발명의 실시예에 의한 와이어 그리드 편광자의 구성 및 재질과, 이를 구비한 액정표시장치의 구성에 대해서는 이하 도 2 및 도 3을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 와이드 그리드 편광자의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 의한 와이드 그리드 편광자(60)는 액정표시장치의 하부기판(1) 상에 형성됨을 그 예로 설명한다.
단, 이는 하나의 실시예로서 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이에 따라 상부기판(42)에 형성된 와이드 그리드 편광자(70)도 도 2의 구성 및 재질로 구현될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 와이어 그리드 편광자(60)는 투명기판(1) 상에 형성된 금속패턴들(62)과, 상기 금속패턴들(62)을 덮도록 형성된 제 1보호층(64)과, 상기 제 1보호층(64)에 상에 형성되는 제 2보호층(66)을 포함하여 구성된다.
상기 투명기판(1)은 액정표시장치의 하부기판으로서, 이는 유리를 사용할 수 있으나, 유리 이외에도 고 내열성 투명 재질로서, 증착 온도를 견딜 수 있는 폴리머 또는 플라스틱 재질을 사용할 수도 있다.
상기 금속패턴들(62)은 와이어 그리드 형상으로 형성되는 것으로서, 상기 투명기판(1)의 표면에 소정의 간격(d)으로 제 1 방향을 가지도록 스트라이프 형태로 나란하게 형성된다.
또한, 상기 금속패턴들(62)은 소정의 선폭(w) 및 두께(t)를 갖으며, 이와 같은 금속패턴들의 간격(d)과 선폭(W) 및 두께(t)에 따라 편광 효율과 특성이 달라지게 된다.
본 발명의 실시예는 상기 금속패턴들(62)의 두께(t)와 선폭(w)의 비가 3:1 이상이고, 상기 금속패턴들(62)의 선폭(w)이 60nm 이하이면서 두께(t)가 150nm 이상임을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속패턴들(62)의 간격(d)은 약 50 내지 400nm일 수 있다. 상기 간격이 50nm 미만으로 좁으면, 주로 UV 영역에서 편광 효과가 발생하여 바람직하지 않고 세심한 제조공정이 필요하여 생산성이 저하되며, 간격이 400nm를 초과하면, 편광특성이 미흡하고 적외선 영역에서 주로 편광효과가 발생하는 문제가 있다.
이와 같은 와이어 그리드 형상의 금속패턴들(62)은 알루미늄(Al), 금(Au), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 금속패턴들(62)은 포토 리소그래피, 홀로그램 리소그래피(Hologram Lithography), 전자빔 리소그래피(E-beam Lithography), 리프트-오프(Lift-Off) 방식 또는 스퍼터 공정 등을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 금속패턴들(62)이 형성되면 그 상부에는 상기 금속패턴들(62)을 덮도록 제 1보호층(64)이 형성되고, 상기 제 1보호층(64)에 상에는 복수의 물질에 의한 적층 구조를 갖는 제 2보호층(66)이 형성된다.
먼저 상기 제 1보호층(64)은 저굴절율 특성을 갖는 물질로서, 상기 금속패턴들(62)을 보호하고 투과율을 유지하는 역할을 수행한다.
보다 구체적으로 상기 제 1보호층(64)은 굴절율이 상기 투명기판보다 낮으며, 상기 투명기판이 유리 재질인 경우 유리의 굴절율이 1.5이므로, 상기 제 1보호층(64)은 굴절율 1.3 이하의 물질로 구현됨이 바람직하다.
상기 굴절율 1.3 이하의 물질로는 나노 클러스터링 실리카(Nano-Clustering Silica), 나노포로스 실리카(Nanoporous Silica) 등이 있다.
이 때, 상기 나노 클러스터링 실리카(Nano-Clustering Silica)는 코맨더(Commander)에 실리카 소스 단위체(Silica Source Monomer)를 이용하여 나노 클러스터 전구체들(Nano Cluster precursors)을 만들어 제작할 수 있다.
또한, 솔-젤 공정(Sol-gel process) 등으로 나노포로스 실리카(Nanoporous Silica)를 제작할 수 있다.
다음으로 제 2보호층(66)은 저유전율 특성을 갖는 물질로서, 습식 부식액(wet etchant)에 취약한 상기 제 1보호층(64)을 보호하고, 금속패턴들(62)과 상기 제 2보호층(66) 상에 형성될 박막트랜지스터(미도시) 사이의 차폐 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 제 2보호층(66)은 내 애칭성과 낮은 유전상수를 갖는 물질을 포함한다.
본 발명의 실시예는 상기 제 2보호층(66)이 복수의 물질에 의한 적층 구조(66', 66")로 형성되고, 상기 복수의 물질 중 적어도 하나는 유전상수(Dielectric Constant)가 실리콘 질화물(SiNx)보다 낮은 저유전율 특성을 갖는 물질임을 특징으로 한다.
이 때, 상기 실리콘 질화물보다 유전상수가 낮은 저유전율 물질로는 실리콘 탄화산화물(SiOC), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 산화질화물(SiON)이 있다.
즉, 상기 실리콘 질화물(SiNx)의 유전상수는 약 7.5(F/m) 이하 임에 반해 실리콘 산화질화물(SiON)은 4 내지 7(F/m)이고, 실리콘 산화물(SiOx)은 3.9(F/m) 이하이며, 실리콘 탄화산화물(SiOC)은 3(F/m) 이하이다.
또한, 상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)은 낮은 유전상수 값을 가질 뿐 아니라 빠른 시간에 높은 두께로 증착할 수 있는 장점이 있는 바, 상기 제 2보호층(66)을 구성하는 복수의 층 중 적어도 하나의 층(66')은 실리콘 탄화산화물(SiOC) 층으로 형성함이 바람직하다.
이에 본 발명의 실시예는 상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)층의 점착성(adhesion) 및 투과율 향상을 위해 상기 제 2보호층(66)을 상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)층(66')을 포함한 복수의 층으로 구현하며, 이 때 상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)층(66') 이외의 복수의 층(66")은 앞서 언급한 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 산화질화물(SiON) 중 적어도 하나의 층으로 구현될 수 있다.
이 때, 상기 제 2보호층(66)을 구성하는 실리콘 탄화산화물(SiOC)층(66')의 두께는 약 1 내지 2nm임을 특징으로 한다.
상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)층(66')의 두께가 1nm 미만으로 얇으면, 상기 금속패턴들(62) 및 박막트랜지스터 사이에 캐패시턴스가 형성되어 박막트랜지스터의 성능이 저하될 수 있으며, 상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)층(66")의 두께가 1nm를 초과하면, 유리기판(1)에 걸리는 압축력(compressive force)이 크게 되어 점착력 문제 및 유리기판(1)이 휘는 문제가 발생할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 와이드 그리드 편광자 일체형 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
단, 도 3에 도시된 액정표시장치는 공통전극이 상부기판 상에 형성된 TN 모드를 그 예로 설명하나, 이는 하나의 실시예로서 본 발명에 의한 액정표시장치가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 와이드 그리드 편광자 일체형 액정표시장치는 상부기판(42) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(44), 컬러필터(46), 오버 코트층(47), 공통전극(48) 및 상부 배향막(50a)으로 구성된 컬러필터 어레이 기판(4)과, 하부기판(1) 상에 형성된 박막트랜지스터(이하 TFT), 화소전극(22) 및 하부 배향막(50b)으로 구성된 TFT 어레이 기판(2)과, 컬러필터 어레이 기판(4) 및 TFT 어레이 기판(2) 사이의 공간에 주입된 액정층(52)이 포함되어 구성된다.
단, 본 발명의 실시예는 상기 하부기판(1)의 일면 상에 와이드 그리드 편광자(60)가 직접 형성됨을 특징으로 한다.
이 때, 상기 와이드 그리드 편광자(60)의 구체적인 구성은 앞서 도 2를 통해 설명하였으며, 이에 도 2에 도시된 구성과 동일한 구성요소 즉, 금속패턴들(62), 제 1보호층(64), 제 2보호층(66)에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 상부기판(42)의 일면 상에도 도시된 바와 같이 와이드 그리드 편광자(70)가 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 상부기판에는 편광판이 부착될 수도 있다.
상기 TFT 어레이 기판(2)의 TFT는 상기 하부기판(1) 상에 형성된 와이드 그리드 편광자(60)의 제 2보호층(66) 상에 형성되는 것으로서, 게이트 라인에 접속된 게이트전극(6), 데이터 라인에 접속된 소스전극(8) 및 드레인 콘택홀(26)을 통해 화소전극(22)에 접속된 드레인전극(10)을 구비한다.
또한, TFT는 게이트전극(6)에 공급되는 게이트 전압에 의해 소스전극(8)과 드레인전극(10)간에 도통 채널을 형성하기 위한 반도체층들(14, 16)을 더 구비한다.
이러한 TFT는 게이트 라인으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(22)에 공급한다.
화소전극(22)은 데이터 라인과 게이트 라인에 의해 분할된 화소영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명 전도성 물질로 이루어진다.
화소전극(22)은 하부기판(1) 전면에 도포되는 보호막(18) 상에 형성되며, 보호막(18)을 관통하는 드레인 접촉홀(26)을 통해 드레인전극(10)과 전기적으로 접속된다. 이러한 화소전극(22)은 TFT를 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 상부기판(42)에 형성되는 공통전극(48)과 전위차를 발생시키게 된다.
이 전위차에 의해 하부기판(1)과 상부기판(42) 사이에 위치하는 액정층(52)은 유전율 이방성에 기인하여 회전하게 된다. 이렇게 회전되는 액정(52)에 의해 광원으로부터 화소전극(22)을 경유하여 상부기판(42) 쪽으로 투과되는 광량이 조절된다.
컬러필터 어레이 기판(4)의 블랙 매트릭스(44)는 하부기판(1)의 TFT 영역과 도시하지 않은 게이트 라인들 및 데이터 라인들 영역과 중첩되게 형성되며 컬러필터(46)가 형성될 화소영역을 구획한다. 이러한 블랙 매트릭스(44)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다.
컬러필터(46)는 블랙 매트릭스(44)에 의해 분리된 화소영역에 형성된다. 이러한 컬러필터(46)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 별로 형성되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 색상을 구현한다.
오버 코트층(47)은 컬러필터(46)가 형성된 상부기판(42) 상에 절연특성을 가진 투명한 수지를 도포하여 일정한 전압이 인가되는 블랙 매트릭스(44)와 공통 전압이 인가되는 공통전극(48) 사이를 전기적으로 절연시키는 역할을 한다.
공통전극(48)은 액정 구동시 기준이 되는 공통전압이 인가되어 하부기판(1) 상에 형성된 화소전극(22)과 전위차를 발생시키게 된다. 한편, IPS 모드에서는 상기 공통전극이 하부기판(1)에 형성된다.
그리고 컬러필터 어레이 기판(4)과 TFT 어레이 기판(2)에는 액정 배향을 위한 상/하부 배향막(50a, 50b)이 폴리이미드(PI) 등과 같은 배향물질을 도포한 후 러빙 공정을 수행함으로써 형성된다.
상기 하부기판(1)에 형성된 와이드 그리드 편광자(60)는 하부기판(1)의 배면에 부착되는 백라이트 유닛(미도시)로부터 입사되는 빛을 편광시키고, 상기 상부기판(42)에 형성된 와이드 그리드 편광자(70)는 액정패널로부터 출사되는 빛을 편광시키는 역할을 한다.
도 3에 도시된 실시예에서는 상기 하부기판(1) 상에 형성된 와이드 그리드 편광자(60)의 금속패턴들 중 블랙 매트릭스와 중첩되는 위치에 형성된 금속패턴(62')의 선폭이 다른 영역에 형성된 금속패턴들(62)의 선폭과 다르게 형성된다.
이는 상기 블랙 매트릭스와 중첩되는 영역은 비표시영역으로 빛이 투과되지 않으므로, 편광의 기능을 수행할 필요가 없고 빛샘을 방지하기 위해 상기 블랙 매트릭스와 동일한 너비를 갖도록 형성될 수 있기 때문이다.
즉, 상기 비표시영역에 형성되는 금속패턴들(62')의 폭은 표시영역에 형성되는 금속패턴들(62)의 폭보다 넓게 형성될 수 있다.
다만, 이 경우에도 상기 넓은 폭을 갖는 금속패턴(62') 및 그 상부에 위치한 TFT 사이에 캐패시턴스가 형성되어 발생되는 문제를 극복하기 위해 와이드 그리드 편광자의 제 2보호층(66)은 앞서 도 2의 실시예에서 설명한 바와 동일 재질로 구현되는 적층 구조(66', 66")를 갖는다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
1: 하부기판 60: 와이드 그리드 편광자
62, 62': 금속패턴 64: 제 1보호층
66" 제 2보호층

Claims (17)

  1. 투명기판 상에 형성된 금속패턴들과;
    상기 금속패턴들을 덮도록 형성된 제 1보호층과;
    상기 제 1보호층에 상에 형성된 제 2보호층을 포함하며,
    상기 제 2보호층은 유전상수 값이 3 이하인 저유전물질층을 포함한 복수의 층으로 형성되며,
    상기 금속패턴들은 상기 제 1 및 제 2보호층들과 함께, 선형 편광하는 와이어 그리드 편광자를 구성함을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속패턴들은 상기 투명기판의 표면에 소정의 선폭(w) 및 두께(t)를 갖고, 소정의 간격(d)으로 제 1 방향을 가지도록 스트라이프 형태로 나란하게 형성됨을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 금속패턴들의 두께(t)와 선폭(w)의 비가 3:1 이상이고, 상기 금속패턴들의 선폭(w)이 60nm 이하이면서 두께(t)가 150nm 이상임을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속패턴들의 간격(d)은 50 내지 400nm 이상임을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속패턴들은 알루미늄(Al), 금(Au), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 형성됨을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1보호층은 굴절율이 상기 투명기판보다 낮은 물질로 형성됨을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1보호층의 굴절율은 1.3 이하임을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2보호층을 구성하는 저유전물질층은 실리콘 탄화산화물(SiOC)층임을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)층의 두께는 1 내지 2nm임을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)층 이외의 복수의 층은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 산화질화물(SiON) 중 적어도 하나의 층으로 형성됨을 특징으로 하는 와이어 그리드 편광자.
  11. 박막트랜지스터 및 화소전극을 구비한 복수의 화소들이 형성된 하부기판과;
    상기 화소들과 대응되는 영역에 위치한 컬러필터들 및 상기 컬러필터들 사이에 위치한 블랙 매트릭스가 형성된 상부기판과;
    상기 상부 및 하부기판 사이에 형성된 액정층과;
    상기 하부기판의 일면과 상기 박막트랜지스터 사이에 형성되는 와이어 그리드 편광자가 포함되며,
    상기 와이어 그리드 편광자는,
    상기 하부기판의 일면에 형성된 금속패턴들과,
    상기 금속패턴들을 덮도록 형성된 제 1보호층과,
    상기 제 1보호층에 상에 위치하며, 유전상수 값이 3 이하인 저유전물질층을 포함한 복수의 층으로 형성되는 제 2보호층이 포함됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스와 중첩되지 않는 영역에 형성된 금속패턴들은 상기 하부기판의 표면에 소정의 선폭(w) 및 두께(t)를 갖고, 소정의 간격(d)으로 제 1 방향을 가지도록 스트라이프 형태로 나란하게 형성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 금속패턴들의 두께(t)와 선폭(w)의 비가 3:1 이상이고, 상기 금속패턴들의 선폭(w)이 60nm 이하이면서 두께(t)가 150nm 이상임을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스와 중첩되는 영역에 형성된 금속패턴들은 상기 블랙 매트릭스와 동일한 너비를 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제 2보호층을 구성하는 저유전물질층은 실리콘 탄화산화물(SiOC) 층임을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)층의 두께는 1 내지 2nm임을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 실리콘 탄화산화물(SiOC)층 이외의 복수의 층은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 산화질화물(SiON) 중 적어도 하나의 층으로 형성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
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