KR102150077B1 - 액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

액정 표시 패널은 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 와이어 그리드 편광자, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 유방성 다색체 액정 편광자, 상기 제1 베이스 기판에 대향하는 제2 베이스 기판 및 상기 제1 베이스 기판과 제2 베이스 기판의 사이에 배치되는 액정층을 포함한다.

Description

액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편광 효율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치에서는, 어레이 기판 및 대향 기판 사이에 배치되는 액정의 배향에 따라 상기 기판들을 투과하는 광량이 조절됨으로써, 원하는 영상이 표시된다. 이를 위해 상기 액정 표시 장치는 표시 패널에 광을 제공하기 위한 광원을 필요로 한다. 상기 광원은 상기 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 포함된다. 상기 광원으로부터 출사된 광은 상기 어레이 기판, 대향 기판 및 액정층을 포함하는 액정 표시 패널에 제공된다.
상기 액정 표시 패널은 액정 표시 패널의 상부 또는 하부에 배치되어 상기 광을 편광시키는 편광 소자를 포함한다. 상기 편광 소자는 예를 들어, 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol; PVA) 필름을 포함할 수 있다. 상기 편광 소자는 편광도(polarization ratio; PR) 및 투과도(transmissivity)가 높을수록 우수한 성능을 갖는다.
최근에는, 편광도 및 투과도를 향상시키기 위해, 금속 재질의 나노 와이어 편광 소자를 이용하여 상기 광을 편광시키는 기술들이 개발되고 있다. 그러나, 상기 나노 와이어 편광 소자의 편광 효율은 약 99.8%를 가지므로, 고휘도 표시 장치에서 요구되는 99.99% 이상의 편광 효율을 만족시키기 어려운 문제가 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 편광 효율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 패널을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 액정 표시 패널을 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 액정 표시 패널은, 제1 베이스 기판; 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 와이어 그리드 편광자; 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 유방성 다색체 액정 편광자; 상기 제1 베이스 기판에 대향하는 제2 베이스 기판; 및 상기 제1 베이스 기판과 제2 베이스 기판의 사이에 배치되는 액정층을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자는 상기 제1 베이스 기판의 제1 면 상에 배치되고, 상기 와이어 그리드 편광자는 상기 제1 베이스 기판의 제1 면에 반대되는 제2 면 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자는 상기 제1 베이스 기판의 상기 와이어 그리드 편광자가 배치되는 면 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자는 상기 유방성 다색체 액정 편광자 및 상기 제1 베이스 기판의 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자는 상기 와이어 그리드 편광자 및 상기 제1 베이스 기판의 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자 및 상기 와이어 그리드 편광자 사이에 배치되는 보호층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자는 일 방향으로 연장되는 복수의 선형 금속 패턴들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 선형 금속 패턴들의 간격은 가시광 파장보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 선형 금속 패턴들의 폭은 상기 선형 금속 패턴들의 두께보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자는 복수의 유방성 다색체 액정 분자들의 응집체들을 포함하고, 상기 응집체들의 배열 방향은 상기 와이어 그리드 편광자의 선형 금속 패턴들의 연장 방향에 대해 실질적으로 수직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 베이스 기판 상에 배치되는 흡수형 편광자를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자 상에 배치되는 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자 및 박막 트랜지스터 사이에 배치되는 패시베이션층을 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널은, 와이어 그리드 편광자 및 상기 와이어 그리드 편광자 상에 배치되는 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판; 상기 어레이 기판에 마주하는 대향 기판; 및 상기 어레이 기판 및 대향 기판의 사이에 배치되는 액정층을 포함한다. 상기 대향 기판은, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 배치되는 유방성 다색체 액정 편광자를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자는 상기 액정층 및 상기 베이스 기판 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 대향 기판은, 상기 베이스 기판 상에 배치되는 흡수형 편광자를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자는 상기 베이스 기판 및 상기 흡수형 편광자 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자는 일 방향으로 연장되는 복수의 선형 금속 패턴들을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되는 한 쌍의 편광자들, 상기 편광자들 상에 배치되는 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함하는 어레이 기판; 상기 어레이 기판에 마주하는 대향 기판; 상기 어레이 기판 및 대향 기판의 사이에 배치되는 액정층; 및 상기 어레이 기판에 대하여 광을 출사하는 광원부를 포함한다. 상기 편광자들은, 일 방향으로 연장되는 복수의 선형 금속 패턴들을 포함하는 와이어 그리드 편광자; 및 복수의 유방성 다색체 액정 분자들의 응집체를 포함하는 유방성 다색체 액정 편광자를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자는 상기 유방성 다색체 액정 편광자 및 상기 베이스 기판 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 따르면, 액정 표시 장치가 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer) 및 유방성 다색체 액정 편광자(lyotropic chromonic liquid crystal polarizer)를 포함함으로써, 액정 표시 장치의 편광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 유방성 다색체 액정 편광자를 확대 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(300)는 액정 표시 패널(100) 및 광원부(200)를 포함할 수 있다. 상기 액정 표시 패널(100)은 어레이 기판(110), 대향 기판(150) 및 액정층(170)을 포함할 수 있다.
상기 어레이 기판(110)은 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 전기적으로 연결되는 화소 전극(PE)을 포함할 수 있다. 상기 대향 기판(150)은 상기 어레이 기판(110)에 마주할 수 있다. 상기 액정층(170)은 상기 어레이 기판(110) 및 대향 기판(150)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 어레이 기판(110)은 제1 베이스 기판(111), 유방성 다색체 액정 편광자(113), 와이어 그리드 편광자(115), 패시베이션층(112), 게이트 라인(GL), 게이트 절연층(114), 데이터 라인(DL) 및 유기 절연층(116)을 더 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 액티브 패턴(AP), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(111)은 제1 면(111a) 및 상기 제1 면(111a)에 반대되는 제2 면(111b)을 가질 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(111)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 베이스 기판(111)은 유리(glass), 석영(quartz), 플라스틱(plastic), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 수지, 폴리에틸린(polyethylene) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지 등을 포함할 수 있다. 이하, 어느 구성들이 상기 제1 면(111a) 상에 배치되는 경우, 상기 제1 베이스 기판(111)의 상면에 순차적으로 배치되는 것을 나타내며, 어느 구성들이 상기 제2 면(111b) 상에 배치되는 경우, 상기 제1 베이스 기판(111)의 하면에 순차적으로 배치되는 것을 나타낸다.
상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 제1 베이스 기판(111)의 제2 면(111b)에 배치될 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 유방성 다색체 액정(lyotropic chromonic liquid crystal)을 포함할 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정은 농도에 따라 상 전이(phase transition)가 발생하는 액정이다. 상기 유방성 다색체 액정은 후술할 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
상기 와이어 그리드 편광자(115)는 상기 제1 베이스 기판(111)의 제1 면(111a)에 배치될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 소정의 간격(INT)으로 이격된 복수의 선형 금속 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 금속 패턴들은 소정의 폭(WD) 및 두께(H)를 가질 수 있다. 상기 금속 패턴들의 폭(WD) 및 두께(H)는 수십 나노미터 내지 수백 나노미터의 범위에서 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 두께(H)는 실질적으로 상기 폭(WD)의 3배일 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 일 방향으로 나란하게 연장될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향에 수직하게 입사되는 광은 상기 와이어 그리드 편광자(115)를 투과할 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향에 나란하게 입사되는 광은 상기 와이어 그리드 편광자(115)에 의해 반사될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 상기 선형 금속 패턴들의 폭(WD) 및 간격(INT)이 입사광의 파장 보다 작은 경우, 상기 입사광의 편광도가 향상될 수 있다. 예를 들어, 상기 입사광이 약 400 나노미터 내지 약 700 나노미터의 파장을 갖는 경우, 상기 폭(WD) 및 간격(INT)은 약 400 나노미터 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 폭(WD), 간격(INT) 및 두께(H)는 각각, 약 50 나노미터, 50 나노미터 및 150 나노미터일 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 상대적으로 높은 반사율을 갖는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni) 등을 포함할 수 있다.
상기 패시베이션층(112)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)가 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 패시베이션층(112)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)를 전체적으로 커버할 수 있다. 상기 패시베이션층(112)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 패시베이션층(112)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등을 포함할 수 있다.
상기 게이트 라인(GL)은 상기 패시베이션층(112)이 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 게이트 라인(GL)은 제1 방향(D1)을 따라 연장될 수 있다. 상기 게이트 라인(GL)은 예를 들어, 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 라인(GL)은 인듐 도핑된 아연 산화물(indium doped zinc oxide; IZO), 갈륨 도핑된 아연 산화물(gallium doped zinc oxide; GZO) 등을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 라인(GL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 라인(GL)과 동일한 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 라인(GL)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 게이트 절연층(114)은 상기 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE)이 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 게이트 절연층(114)은 투명한 절연 물질, 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등을 포함할 수 있다.
상기 액티브 패턴(AP)은 상기 게이트 전극(GE)에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다. 상기 액티브 패턴(AP)은 인듐(indium; In), 아연(zinc; Zn), 갈륨(gallium; Ga), 주석(tin; Sn), 하프늄(hafnium; Hf) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 액티브 패턴(AP)은 인듐 갈륨 아연 산화물(indium gallium zinc oxide; IGZO), 인듐 주석 아연 산화물(indium tin zinc oxide; ITZO), 하프늄 인듐 아연 산화물(hafnium indium zinc oxide; HIZO) 등을 포함하는 산화물 반도체 패턴일 수 있다.
상기 데이터 라인(DL)은 상기 액티브 패턴(AP)이 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 데이터 라인(DL)은 상기 제1 방향(D1)에 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 상기 데이터 라인(DL)은 상기 게이트 라인(GL)과 동일한 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 라인(DL)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 그들의 합금 등을 포함할 수 있다.
상기 소스 전극(SE)은 상기 액티브 패턴(AP)의 제1 단부에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다. 상기 소스 전극(SE)은 상기 데이터 라인 (DL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(SE)은 상기 데이터 라인(DL)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 드레인 전극(DE)은 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격되며, 상기 액티브 패턴(AP)의 제2 단부에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다. 상기 드레인 전극(DE)은 상기 소스 전극(SE)과 동일한 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 그들의 합금 등을 포함할 수 있다.
상기 유기 절연층(116)은 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 상에 배치되며, 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 커버할 수 있다. 상기 유기 절연층(116)은 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있다. 상기 유기 절연층(116)은 예를 들어, 아크릴 수지, 페놀 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 상에 배치될 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 내에 정의되는 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(DE)에 접촉할 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 소정의 방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 액티브 패턴(AP)이 게이트 전극(GE) 상에 배치되는 바텀-게이트 구조를 가지나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치(300)에 포함되는 박막 트랜지스터(TFT)는 얼마든지 이와 다른 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 전극(GE)이 상기 액티브 패턴(AP) 상에 배치되는 탑-게이트 구조를 가질 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 상에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로서, 상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 대신, 컬러 필터 상에 배치되거나, 무기 절연층 상에 배치될 수 있다. 상기 액정 표시 장치(100)의 상기 화소 전극(PE)과 전계를 형성하기 위한 공통 전극(미도시됨)은 상기 어레이 기판(110) 또는 상기 대향 기판(150) 상에 배치될 수 있다.
상기 대향 기판(150)은 제2 베이스 기판(151) 및 흡수형 편광층(153)을 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(151)은 제3 면(151a) 및 상기 제3 면(151a)에 반대되는 제4 면(151b)을 가질 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(151)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(151)은 상기 제1 베이스 기판(151)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 베이스 기판(151)은 유리(glass), 석영(quartz), 플라스틱(plastic), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 수지, 폴리에틸린(polyethylene) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 흡수형 편광층(153)은 상기 제2 베이스 기판(151)의 제4 면(151b) 상에 배치될 수 있다. 상기 흡수형 편광층(153)은 트리아세틸 셀룰로오즈(triacetylcellulose; TAC)층, 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol; PVA)층 등을 포함할 수 있다.
상기 광원부(200)는 상기 액정 표시 패널(100)에 광을 발생할 수 있다. 상기 광은 상기 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 수직하는 제3 방향(D3)으로 출사될 수 있다. 상기 광원부(200)는 직하형 구조, 에지형 구조 등을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광원부(200)가 상기 직하형 구조를 갖는 경우, 상기 광원부(200)는 상기 액정 표시 패널(100)의 표시 영역 아래에 배치된 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광원부(200)가 상기 에지형 구조를 갖는 경우, 상기 광원부(200)는 상기 표시 영역 아래에 배치된 도광판과, 상기 도광판의 에지 부분에 배치된 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 유방성 다색체 액정 편광자를 확대 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 판(plank) 또는 원반(disc) 형태를 갖는 복수의 유방성 다색체 액정 분자(113m)들을 포함할 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 분자(113m)들은 방향족 화합물(aromatic compounds)로서, 수용액에서 각각의 분자들이 중심부의 π-π 상호작용에 의해 원기둥(cylinder) 형태로 집적(stack)되어, 응집체(aggregation)(113g)들을 형성할 수 있다. 상기 응집체(113g)들은 색에 따라 특정한 흡수 파장대를 가질 수 있다. 상기 응집체(113g)들은 소정의 농도 범위에서 방향성을 갖고 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 응집체(113g)들은 상기 제3 방향(D3)에 수직하는 제4 방향(N)을 따라 배열될 수 있다. 상기 제4 방향(N)은 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)에 교차할 수 있다. 또는, 상기 제4 방향(N)은 상기 제1 방향(D1) 또는 상기 제2 방향(D2)에 실질적으로 나란할 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 응집체(113g)의 배열 방향(N)에 나란한 광을 투과시킬 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 응집체(113g)의 배열 방향(N)에 수직한 광을 흡수할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)에 포함된 응집체(113g)의 배열 방향(N)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향과 실질적으로 수직할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)에 포함된 응집체(113g)의 배열 방향(N)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향과 교차하거나, 또는 실질적으로 나란할 수 있다.
상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 코팅되고, 이어서 소정의 파장을 갖는 자외선(UV)이 조사됨으로써, 박막층(thin film)으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(300)는 와이어 그리드 편광자(115) 및 유방성 다색체 액정 편광자(113)를 모두 포함함으로써, 광원부(200)로부터 제공되는 백라이트 광의 편광 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 실질적으로 서로 평행한 투과축을 갖는 제1 쌍의 편광판들을 통과하는 광의 투과율을 Tp 라고 하고, 실질적으로 서로 직교하는 투과축을 갖는 제2 쌍의 편광판들을 통과하는 광의 투과율을 Tc 라고 할 때, 상기 제1 쌍 및 제2 쌍의 편광판들의 편광 효율 PE는 하기의 [식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
[식 1]
Figure 112014016506311-pat00001
본 실시예에서와 같이, 상기 광원부(200)로부터 출사되는 광이 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113) 및 상기 와이어 그리드 편광자(115)를 통과하는 경우, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)의 편광 효율 및 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 편광 효율에 따라, 하기의 [표 1]과 같이 편광 효율이 향상될 수 있다.
[표 1]
Figure 112014016506311-pat00002
예를 들어, 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 편광 효율이 약 99.8 % 이고, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)의 편광 효율이 약 98 % 인 경우, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113) 및 와이어 그리드 편광자(115)가 상기 광원부(200)로부터 출사되는 광을 순차적으로 편광시킴에 따라, 상기 편광자들을 통과한 광의 편광 효율이 약 99.998 %로 향상될 수 있다.
다만, 상기 [표 1]에 기재된 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 편광 효율 및 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)의 편광 효율은 예시적인 것으로서, 상기 편광자들의 편광 효율은 다르게 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(100) 및 광원부(200)를 포함할 수 있다. 상기 액정 표시 패널(100)은 어레이 기판(110), 대향 기판(150) 및 액정층(170)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 와이어 그리드 편광자(115) 및 제1 베이스 기판(111)의 사이에 유방성 다색체 액정 편광자(113) 및 보호층(118)이 배치되는 점을 제외하면, 도 2에 도시된 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 이하, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
상기 어레이 기판(110)은 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 전기적으로 연결되는 화소 전극(PE)을 포함할 수 있다. 상기 대향 기판(150)은 상기 어레이 기판(110)에 마주할 수 있다. 상기 액정층(170)은 상기 어레이 기판(110) 및 대향 기판(150)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 어레이 기판(110)은 제1 베이스 기판(111), 유방성 다색체 액정 편광자(113), 보호층(118), 와이어 그리드 편광자(115), 패시베이션층(112), 게이트 절연층(114) 및 유기 절연층(116)을 더 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 액티브 패턴(AP), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(111)은 제1 면(111a) 및 상기 제1 면(111a)에 반대되는 제2 면(111b)을 가질 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(111)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(111)의 제2 면(111b)은 상기 광원부(200)에 대향할 수 있다.
상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 제1 베이스 기판(111)의 제1 면(111a)에 배치될 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 판(plank) 또는 원반(disc) 형태를 갖는 복수의 유방성 다색체 액정(lyotropic chromonic liquid crystal) 분자들을 포함할 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 분자들은 원기둥(cylinder) 형태로 집적(stack)되어, 응집체(aggregation)들을 형성할 수 있다. 상기 응집체들은 상기 광원부(200)의 광이 출사되는 제3 방향(D3)에 대해 실질적으로 수직한 방향(N)을 따라 배열될 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 응집체의 배열 방향(N)에 나란한 광을 투과시킬 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 응집체의 배열 방향(N)에 수직한 광을 흡수할 수 있다.
상기 보호층(118)은 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)가 배치된 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 보호층(118)은 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)를 전체적으로 커버할 수 있다.
상기 와이어 그리드 편광자(115)는 상기 보호층(118)이 배치된 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 소정의 간격으로 이격된 복수의 선형 금속 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 금속 패턴들은 소정의 폭 및 두께를 가질 수 있다. 상기 금속 패턴들의 폭 및 두께는 수십 나노미터 내지 수백 나노미터의 범위에서 적절하게 설정될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 일 방향으로 나란하게 연장될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향에 수직하게 입사되는 광은 상기 와이어 그리드 편광자(115)를 투과할 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향에 나란하게 입사되는 광은 상기 와이어 그리드 편광자(115)에 의해 반사될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향은 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)에 포함된 응집체의 배열 방향(N)과 실질적으로 수직할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향은 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)에 포함된 응집체의 배열 방향(N)과 교차하거나, 또는 실질적으로 나란할 수 있다.
상기 패시베이션층(112)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)가 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 패시베이션층(112)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)를 전체적으로 커버할 수 있다. 상기 패시베이션층(112)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(GE)은 상기 패시베이션층(112) 상에 배치될 수 있다.
상기 게이트 절연층(114)은 상기 게이트 전극(GE)이 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다.
상기 액티브 패턴(AP)은 상기 게이트 전극(GE)에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 소스 전극(SE)은 상기 액티브 패턴(AP)의 제1 단부에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 드레인 전극(DE)은 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격되며, 상기 액티브 패턴(AP)의 제2 단부에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 유기 절연층(116)은 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 상에 배치되며, 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 커버할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 상에 배치될 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 내에 정의되는 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(DE)에 접촉할 수 있다.
상기 대향 기판(150)은 제2 베이스 기판(151) 및 흡수형 편광층(153)을 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(151)은 제3 면(151a) 및 상기 제3 면(151a)에 반대되는 제4 면(151b)을 가질 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(151)의 제3 면(151a)은 상기 어레이 기판(110)에 대향할 수 있다.
상기 흡수형 편광층(153)은 상기 제2 베이스 기판(151)의 제4 면(151b) 상에 배치될 수 있다. 상기 흡수형 편광층(153)은 트리아세틸 셀룰로오즈(triacetylcellulose; TAC)층, 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol; PVA)층 등을 포함할 수 있다.
상기 광원부(200)는 제3 방향(D3)을 따라 상기 액정 표시 패널(100)에 광을 출사할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 유방성 다색체 액정 편광자(113) 및 와이어 그리드 편광자(115)를 모두 포함함으로써, 광원부(200)로부터 제공되는 백라이트 광의 편광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(100) 및 광원부(200)를 포함할 수 있다. 상기 액정 표시 패널(100)은 어레이 기판(110), 대향 기판(150) 및 액정층(170)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 와이어 그리드 편광자(115) 상에 유방성 다색체 액정 편광자(113) 및 보호층(118)이 배치되는 점을 제외하면, 도 2에 도시된 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 이하, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
상기 어레이 기판(110)은 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 전기적으로 연결되는 화소 전극(PE)을 포함할 수 있다. 상기 대향 기판(150)은 상기 어레이 기판(110)에 마주할 수 있다. 상기 액정층(170)은 상기 어레이 기판(110) 및 대향 기판(150)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 어레이 기판(110)은 제1 베이스 기판(111), 와이어 그리드 편광자(115), 패시베이션층(112), 유방성 다색체 액정 편광자(113), 보호층(118), 게이트 절연층(114) 및 유기 절연층(116)을 더 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 액티브 패턴(AP), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(111)은 제1 면(111a) 및 상기 제1 면(111a)에 반대되는 제2 면(111b)을 가질 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(111)의 제2 면(111b)은 상기 광원부(200)에 대향할 수 있다.
상기 와이어 그리드 편광자(115)는 상기 제1 베이스 기판(111)의 제1 면(111a) 상에 배치될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 소정의 간격으로 이격된 복수의 선형 금속 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 금속 패턴들은 소정의 폭 및 두께를 가질 수 있다. 상기 금속 패턴들의 폭 및 두께는 수십 나노미터 내지 수백 나노미터의 범위에서 적절하게 설정될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 일 방향으로 나란하게 연장될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향에 수직하게 입사되는 광은 상기 와이어 그리드 편광자(115)를 투과할 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향에 나란하게 입사되는 광은 상기 와이어 그리드 편광자(115)에 의해 반사될 수 있다.
상기 패시베이션층(112)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)가 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 패시베이션층(112)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)를 전체적으로 커버할 수 있다. 상기 패시베이션층(112)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 패시베이션층(112)이 배치된 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 판(plank) 또는 원반(disc) 형태를 갖는 복수의 유방성 다색체 액정(lyotropic chromonic liquid crystal) 분자들을 포함할 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 분자들은 원기둥(cylinder) 형태로 집적(stack)되어, 응집체(aggregation)들을 형성할 수 있다. 상기 응집체들은 상기 광원부(200)의 광이 출사되는 제3 방향(D3)에 대해 실질적으로 수직한 방향(N)을 따라 배열될 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 응집체의 배열 방향(N)에 나란한 광을 투과시킬 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 응집체의 배열 방향(N)에 수직한 광을 흡수할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)에 포함된 응집체의 배열 방향(N)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향과 실질적으로 수직할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)에 포함된 응집체의 배열 방향(N)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향과 교차하거나, 또는 실질적으로 나란할 수 있다.
상기 보호층(118)은 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)가 배치된 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 보호층(118)은 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)를 전체적으로 커버할 수 있다.
상기 게이트 전극(GE)은 상기 보호층(118) 상에 배치될 수 있다.
상기 게이트 절연층(114)은 상기 게이트 전극(GE)이 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다.
상기 액티브 패턴(AP)은 상기 게이트 전극(GE)에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 소스 전극(SE)은 상기 액티브 패턴(AP)의 제1 단부에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 드레인 전극(DE)은 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격되며, 상기 액티브 패턴(AP)의 제2 단부에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 유기 절연층(116)은 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 상에 배치되며, 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 커버할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 상에 배치될 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 내에 정의되는 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(DE)에 접촉할 수 있다.
상기 대향 기판(150)은 제2 베이스 기판(151) 및 흡수형 편광층(153)을 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(151)은 제3 면(151a) 및 상기 제3 면(151a)에 반대되는 제4 면(151b)을 가질 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(151)의 제3 면(151a)은 상기 어레이 기판(110)에 대향할 수 있다.
상기 흡수형 편광층(153)은 상기 제2 베이스 기판(151)의 제4 면(151b) 상에 배치될 수 있다. 상기 흡수형 편광층(153)은 트리아세틸 셀룰로오즈(triacetylcellulose; TAC)층, 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol; PVA)층 등을 포함할 수 있다.
상기 광원부(200)는 제3 방향(D3)을 따라 상기 액정 표시 패널(100)에 광을 출사할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 와이어 그리드 편광자(115) 및 유방성 다색체 액정 편광자(113)를 모두 포함함으로써, 광원부(200)로부터 제공되는 백라이트 광의 편광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(100) 및 광원부(200)를 포함할 수 있다. 상기 액정 표시 패널(100)은 어레이 기판(110), 대향 기판(150) 및 액정층(170)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 대향 기판(150)이 유방성 다색체 액정 편광자(113)를 포함하는 점을 제외하면, 도 2에 도시된 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 이하, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
상기 어레이 기판(110)은 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 전기적으로 연결되는 화소 전극(PE)을 포함할 수 있다. 상기 대향 기판(150)은 상기 어레이 기판(110)에 마주할 수 있다. 상기 액정층(170)은 상기 어레이 기판(110) 및 대향 기판(150)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 어레이 기판(110)은 제1 베이스 기판(111), 와이어 그리드 편광자(115), 패시베이션층(112), 게이트 절연층(114) 및 유기 절연층(116)을 더 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 액티브 패턴(AP), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(111)은 제1 면(111a) 및 상기 제1 면(111a)에 반대되는 제2 면(111b)을 가질 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(111)의 제2 면(111b)은 상기 광원부(200)에 대향할 수 있다.
상기 와이어 그리드 편광자(115)는 상기 제1 베이스 기판(111)의 제1 면(111a) 상에 배치될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 소정의 간격으로 이격된 복수의 선형 금속 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 금속 패턴들은 소정의 폭 및 두께를 가질 수 있다. 상기 금속 패턴들의 폭 및 두께는 수십 나노미터 내지 수백 나노미터의 범위에서 적절하게 설정될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 일 방향으로 나란하게 연장될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향에 수직하게 입사되는 광은 상기 와이어 그리드 편광자(115)를 투과할 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향에 나란하게 입사되는 광은 상기 와이어 그리드 편광자(115)에 의해 반사될 수 있다.
상기 패시베이션층(112)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)가 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 패시베이션층(112)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)를 전체적으로 커버할 수 있다. 상기 패시베이션층(112)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(GE)은 상기 패시베이션층(112) 상에 배치될 수 있다.
상기 게이트 절연층(114)은 상기 게이트 전극(GE)이 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다.
상기 액티브 패턴(AP)은 상기 게이트 전극(GE)에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 소스 전극(SE)은 상기 액티브 패턴(AP)의 제1 단부에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 드레인 전극(DE)은 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격되며, 상기 액티브 패턴(AP)의 제2 단부에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 유기 절연층(116)은 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 상에 배치되며, 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 커버할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 상에 배치될 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 내에 정의되는 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(DE)에 접촉할 수 있다.
상기 대향 기판(150)은 제2 베이스 기판(151), 유방성 다색체 액정 편광자(113) 및 흡수형 편광층(153)을 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(151)은 제3 면(151a) 및 상기 제3 면(151a)에 반대되는 제4 면(151b)을 가질 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(151)의 제3 면(151a)은 상기 어레이 기판(110)에 대향할 수 있다.
상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 제2 베이스 기판(151)의 제3 면(151a) 상에 배치될 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 판(plank) 또는 원반(disc) 형태를 갖는 복수의 유방성 다색체 액정(lyotropic chromonic liquid crystal) 분자들을 포함할 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 분자들은 원기둥(cylinder) 형태로 집적(stack)되어, 응집체(aggregation)들을 형성할 수 있다. 상기 응집체들은 상기 광원부(200)의 광이 출사되는 제3 방향(D3)에 대해 실질적으로 수직한 방향(N)을 따라 배열될 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 응집체의 배열 방향(N)에 나란한 광을 투과시킬 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 응집체의 배열 방향(N)에 수직한 광을 흡수할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)에 포함된 응집체의 배열 방향(N)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향과 실질적으로 수직할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)에 포함된 응집체의 배열 방향(N)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향과 교차하거나, 또는 실질적으로 나란할 수 있다.
상기 흡수형 편광층(153)은 상기 제2 베이스 기판(151)의 제4 면(151b) 상에 배치될 수 있다. 상기 흡수형 편광층(153)은 트리아세틸 셀룰로오즈(triacetylcellulose; TAC)층, 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol; PVA)층 등을 포함할 수 있다.
상기 광원부(200)는 제3 방향(D3)을 따라 상기 액정 표시 패널(100)에 광을 출사할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 와이어 그리드 편광자(115) 및 유방성 다색체 액정 편광자(113)를 모두 포함함으로써, 광원부(200)로부터 제공되는 백라이트 광의 편광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(100) 및 광원부(200)를 포함할 수 있다. 상기 액정 표시 패널(100)은 어레이 기판(110), 대향 기판(150) 및 액정층(170)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 대향 기판(150)이 유방성 다색체 액정 편광자(113) 및 보호층(118)을 포함하는 점을 제외하면, 도 2에 도시된 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 이하, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
상기 어레이 기판(110)은 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 전기적으로 연결되는 화소 전극(PE)을 포함할 수 있다. 상기 대향 기판(150)은 상기 어레이 기판(110)에 마주할 수 있다. 상기 액정층(170)은 상기 어레이 기판(110) 및 대향 기판(150)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 어레이 기판(110)은 제1 베이스 기판(111), 와이어 그리드 편광자(115), 패시베이션층(112), 게이트 절연층(114) 및 유기 절연층(116)을 더 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 액티브 패턴(AP), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(111)은 제1 면(111a) 및 상기 제1 면(111a)에 반대되는 제2 면(111b)을 가질 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(111)의 제2 면(111b)은 상기 광원부(200)에 대향할 수 있다.
상기 와이어 그리드 편광자(115)는 상기 제1 베이스 기판(111)의 제1 면(111a) 상에 배치될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 소정의 간격으로 이격된 복수의 선형 금속 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 금속 패턴들은 소정의 폭 및 두께를 가질 수 있다. 상기 금속 패턴들의 폭 및 두께는 수십 나노미터 내지 수백 나노미터의 범위에서 적절하게 설정될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)는 일 방향으로 나란하게 연장될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향에 수직하게 입사되는 광은 상기 와이어 그리드 편광자(115)를 투과할 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향에 나란하게 입사되는 광은 상기 와이어 그리드 편광자(115)에 의해 반사될 수 있다.
상기 패시베이션층(112)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)가 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 패시베이션층(112)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)를 전체적으로 커버할 수 있다. 상기 패시베이션층(112)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(GE)은 상기 패시베이션층(112) 상에 배치될 수 있다.
상기 게이트 절연층(114)은 상기 게이트 전극(GE)이 배치된 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수 있다.
상기 액티브 패턴(AP)은 상기 게이트 전극(GE)에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 소스 전극(SE)은 상기 액티브 패턴(AP)의 제1 단부에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 드레인 전극(DE)은 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격되며, 상기 액티브 패턴(AP)의 제2 단부에 중첩하도록 상기 게이트 절연층(114) 상에 배치될 수 있다.
상기 유기 절연층(116)은 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 상에 배치되며, 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 커버할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 상에 배치될 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(116) 내에 정의되는 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(DE)에 접촉할 수 있다.
상기 대향 기판(150)은 제2 베이스 기판(151), 유방성 다색체 액정 편광자(113), 보호층(118) 및 흡수형 편광층(153)을 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(151)은 제3 면(151a) 및 상기 제3 면(151a)에 반대되는 제4 면(151b)을 가질 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(151)의 제3 면(151a)은 상기 어레이 기판(110)에 대향할 수 있다.
상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 제2 베이스 기판(151)의 제4 면(151b) 상에 배치될 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 판(plank) 또는 원반(disc) 형태를 갖는 복수의 유방성 다색체 액정(lyotropic chromonic liquid crystal) 분자들을 포함할 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 분자들은 원기둥(cylinder) 형태로 집적(stack)되어, 응집체(aggregation)들을 형성할 수 있다. 상기 응집체들은 상기 광원부(200)의 광이 출사되는 제3 방향(D3)에 대해 실질적으로 수직한 방향(N)을 따라 배열될 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 응집체의 배열 방향(N)에 나란한 광을 투과시킬 수 있다. 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)는 상기 응집체의 배열 방향(N)에 수직한 광을 흡수할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)에 포함된 응집체의 배열 방향(N)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향과 실질적으로 수직할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)에 포함된 응집체의 배열 방향(N)은 상기 와이어 그리드 편광자(115)의 연장 방향과 교차하거나, 또는 실질적으로 나란할 수 있다.
상기 보호층(118)은 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)가 배치된 제2 베이스 기판(151) 상에 배치될 수 있다. 상기 보호층(118)은 상기 유방성 다색체 액정 편광자(113)를 전체적으로 커버할 수 있다.
상기 흡수형 편광층(153)은 상기 보호층(118) 상에 배치될 수 있다. 상기 흡수형 편광층(153)은 트리아세틸 셀룰로오즈(triacetylcellulose; TAC)층, 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol; PVA)층 등을 포함할 수 있다.
상기 광원부(200)는 제3 방향(D3)을 따라 상기 액정 표시 패널(100)에 광을 출사할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 따르면, 액정 표시 장치가 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer) 및 유방성 다색체 액정 편광자(lyotropic chromonic liquid crystal polarizer)를 포함함으로써, 액정 표시 장치의 편광 효율을 향상시킬 수 있다.
이상 실시예를 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: 액정 표시 패널 110: 어레이 기판
111: 제1 베이스 기판 112: 패시베이션층
113: 유방성 다색체 액정 편광자 114: 게이트 절연층
115: 와이어 그리드 편광자 116: 유기 절연층
118: 보호층 150: 대향 기판
151: 제2 베이스 기판 153: 흡수형 편광층
200: 광원부

Claims (20)

  1. 제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 와이어 그리드 편광자;
    상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 유방성 다색체 액정 편광자;
    상기 제1 베이스 기판에 대향하는 제2 베이스 기판; 및
    상기 제1 베이스 기판 및 제2 베이스 기판 사이에 배치되는 액정층을 포함하고,
    상기 와이어 그리드 편광자는 일 방향으로 연장되는 복수의 선형 금속 패턴들을 포함하며,
    상기 유방성 다색체 액정 편광자는 복수의 유방성 다색체 액정 분자들의 응집체들을 포함하고, 상기 응집체들의 배열 방향은 상기 와이어 그리드 편광자의 상기 선형 금속 패턴들의 연장 방향에 대해 실질적으로 수직하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자는 상기 제1 베이스 기판의 제1 면 상에 배치되고, 상기 와이어 그리드 편광자는 상기 제1 베이스 기판의 제1 면에 반대되는 제2 면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자는 상기 제1 베이스 기판의 상기 와이어 그리드 편광자가 배치되는 면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  4. 제3항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자는 상기 유방성 다색체 액정 편광자 및 상기 제1 베이스 기판의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  5. 제3항에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자는 상기 와이어 그리드 편광자 및 상기 제1 베이스 기판의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자 및 상기 와이어 그리드 편광자 사이에 배치되는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 선형 금속 패턴들의 간격은 가시광 파장보다 작은 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  9. 제1항에 있어서, 상기 선형 금속 패턴들의 폭은 상기 선형 금속 패턴들의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 베이스 기판 상에 배치되는 흡수형 편광자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  12. 제1항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자 상에 배치되는 박막 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  13. 제12항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자 및 박막 트랜지스터 사이에 배치되는 패시베이션층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  14. 와이어 그리드 편광자 및 상기 와이어 그리드 편광자 상에 배치되는 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판;
    상기 어레이 기판에 마주하는 대향 기판; 및
    상기 어레이 기판 및 대향 기판의 사이에 배치되는 액정층을 포함하고,
    상기 대향 기판은,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치되는 유방성 다색체 액정 편광자를 포함하며,
    상기 와이어 그리드 편광자는 일 방향으로 연장되는 복수의 선형 금속 패턴들을 포함하고,
    상기 유방성 다색체 액정 편광자는 복수의 유방성 다색체 액정 분자들의 응집체들을 포함하고, 상기 응집체들의 배열 방향은 상기 와이어 그리드 편광자의 상기 선형 금속 패턴들의 연장 방향에 대해 실질적으로 수직하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  15. 제14항에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자는 상기 액정층 및 상기 베이스 기판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  16. 제14항에 있어서, 상기 대향 기판은, 상기 베이스 기판 상에 배치되는 흡수형 편광자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  17. 제16항에 있어서, 상기 유방성 다색체 액정 편광자는 상기 베이스 기판 및 상기 흡수형 편광자 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  18. 삭제
  19. 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되는 한 쌍의 편광자들, 상기 편광자들 상에 배치되는 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함하는 어레이 기판;
    상기 어레이 기판에 마주하는 대향 기판;
    상기 어레이 기판 및 대향 기판의 사이에 배치되는 액정층; 및
    상기 어레이 기판에 대하여 광을 출사하는 광원부를 포함하고,
    상기 편광자들은,
    일 방향으로 연장되는 복수의 선형 금속 패턴들을 포함하는 와이어 그리드 편광자; 및
    복수의 유방성 다색체 액정 분자들의 응집체를 포함하는 유방성 다색체 액정 편광자를 포함하며,
    상기 응집체들의 배열 방향은 상기 와이어 그리드 편광자의 상기 선형 금속 패턴들의 연장 방향에 대해 실질적으로 수직하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자는 상기 유방성 다색체 액정 편광자 및 상기 베이스 기판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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