KR102295624B1

KR102295624B1 - 편광자, 편광자의 제조 방법 및 표시 패널

Info

Publication number: KR102295624B1
Application number: KR1020140148420A
Authority: KR
Inventors: 한강수; 김은정; 조국래; 조형빈
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2021-08-31
Also published as: US10222527B2; CN110989065B; CN105572778A; US11112549B2; US20210373221A1; KR102435171B1; KR20210110785A; KR20160052937A; US11719871B2; US20160124133A1; CN110989065A; US20190162891A1; CN105572778B; US20210373220A1; CN114296172A

Abstract

개시된 편광자는, 제1 방향으로 연장되는 선형 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 어레이 및 상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입되는 돌출부를 포함하는 버퍼 부재를 포함한다. 상기 버퍼 부재는 고분자를 포함하고, 상기 돌출부는 상단의 폭보다 하단의 폭이 더 큰 테이퍼 형상을 갖는다. 상기 편광자는 마스크를 이용한 식각 공정 없이 제조될 수 있다.

Description

편광자, 편광자의 제조 방법 및 표시 패널 {POLARIZER, METHOD FOR MANUFACTURING A POLARIZER, AND DISPLAY PANEL}

본 발명은 편광자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시 장치에 사용될 수 있는 와이어 그리드 편광자, 상기 편광자의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 패널에 관한 것이다.

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.

일반적으로, 액정 표시 장치는 광의 투과를 조절하기 위해 편광판을 포함한다. 일반적인 편광판은 투과축에 평행한 방향의 편광 성분을 투과시키고, 투과축과 직교하는 방향의 편광 성분을 흡수한다.

상기 편광판으로는 흡수형 편광판과 반사형 편광판이 사용되고 있는데, 상기 반사형 편광판은, 특정 편광 성분을 반사함으로써 편광 기능을 수행하는데, 반사된 편광 성분은 백라이트 어셈블리의 반사판 등에 의해 다시 재활용되어 표시 장치의 휘도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 표시 패널에 결합되어 인셀(in-cell) 구조를 형성하는 와이어 그리드 편광자로 형성될 수 있다.

상기 와이어 그리드 편광자는 선형의 금속 패턴을 포함한다. 상기 금속 패턴을 형성하는 방법으로는, 금속층 위에 포토리소그라피, 나노임프린팅 등으로 마스크를 형성한 후, 상기 금속층을 에칭하는 방법 들이 알려져 있다.

본 발명의 목적은 마스크를 이용한 식각 공정 없이 제조될 수 있는 편광자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 편광자를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 편광자를 포함하는 표시 패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 편광자는, 제1 방향으로 연장되는 선형 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 어레이 및 상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입되는 돌출부를 포함하는 버퍼 부재를 포함한다. 상기 버퍼 부재는 고분자를 포함하고, 상기 돌출부는 상단의 폭보다 하단의 폭이 더 큰 테이퍼 형상을 갖는다.

일 실시예에 따르면, 상기 선형 금속 패턴은, 알루미늄, 금, 은, 구리, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 버퍼 부재 및 상기 돌출부는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐알콜(PVA) 및 이들의 공중합체로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 선형 금속 패턴은, 하부 금속 패턴과, 상기 하부 금속 패턴을 커버하는 상부 보호 패턴을 포함할 수 있고, 상기 하부 금속 패턴은, 알루미늄, 금, 은 구리 또는 이들의 합금으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 상부 보호 패턴은, 몰리브덴, 텅스텐, 티타늄, 니켈, 이들의 합금, 이들의 산화물 및 이들의 질화물로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 인접하는 선형 금속 패턴들은, 연결부에 의해 서로 연속적으로 연결될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 인접하는 선형 금속 패턴들은, 서로 분리될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 편광자는, 상기 선형 금속 패턴 위에 배치되며, 무기 물질을 포함하는 패시베이션층을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 편광자는, 상기 와이어 그리드 어레이와 동일한 층에 배치되며, 상기 선형 금속 패턴과 동일한 물질을 포함하며, 상기 선형 금속 패턴보다 큰 폭을 갖는 반사부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 버퍼 부재는, 고무상 버퍼 부재와 상기 고무상 버퍼 부재 위에 배치된 고체상 버퍼 부재를 포함하며, 상기 고체상 버퍼 부재는 상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입되는 돌출부를 포함하며, 상기 고무상 버퍼 부재는 연화점이 50℃ 이하인 고분자를 포함하고, 상기 고체상 버퍼 부재는 연화점이 100℃ 이상인 고분자를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 편광자의 제조 방법에 따르면, 고분자를 포함하는 버퍼층을 제공한다. 상기 버퍼층 위에 금속층을 제공한다. 가압 패턴을 갖는 몰드를 상기 금속층에 가압하여, 상기 몰드의 가압면의 형상을 상기 금속층에 전사하여, 제1 방향으로 연장되는 선형 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 어레이 및 상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입되는 돌출부를 포함하는 버퍼 부재를 형성한다.

일 실시예에 따르면, 상기 몰드를 상기 금속층으로부터 분리한 후, 인접하는 선형 금속 패턴들 사이의 잔류 금속층을 식각할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널은, 제1기판, 상기 제1기판과 대향하는 제2기판 및 상기 제1 및 제2기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 제1기판은, 제1 방향으로 연장되는 선형 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 어레이, 및 상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입되는 돌출부를 포함하는 버퍼 부재를 포함하는 제1 편광자를 포함한다. 상기 버퍼 부재는 고분자를 포함하고, 상기 돌출부는 상단의 폭보다 하단의 폭이 더 큰 테이퍼 형상을 갖는다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 금속층의 하부에 탄성을 제공하는 버퍼층을 배치시킨 후, 몰드로 상기 금속층을 직접 가압하여 와이어 그리드 어레이를 형성할 수 있다. 따라서, 마스크를 이용한 에칭 공정이 생략될 수 있으므로, 에칭에 따른 와이어 그리드 패턴의 프로파일 변형을 방지할 수 있으며, 편광자의 제조 공정에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.

또한, 버퍼 부재의 돌출부가 선형 금속 패턴에 삽입됨에 따라, 상기 선형 금속 패턴의 하면은 요철을 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 편광자가 표시 기판에 적용될 경우, 외광의 반사를 방지함으로써, 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 편광자는 탄성의 버퍼 부재를 포함하거나, 플렉서블 기판에 직접 형성될 수 있으므로, 플렉서블 표시 장치에 용이하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자를 도시한 단면도다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자의 평면도이다.
도 3은 도 1의 A 영역을 확대 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 도 1에 도시된 편광자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 8은 롤러를 이용한 가압 공정을 설명하기 위한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자를 도시한 단면도다.
도 10 및 도 11은 도 9에 도시된 편광자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자를 도시한 단면도다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자를 도시한 단면도다.
도 17 및 도 18은 도 16에 도시된 편광자를 제조하기 위한 방법을 도시한 단면도들이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자를 도시한 단면도다.
도 20 및 도 21은 도 19에 도시된 편광자를 제조하기 위한 방법을 도시한 단면도들이다.
도 22 내지 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자들을 도시한 단면도들이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다.
도 27는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 편광자, 그 제조 방법 및 상기 편광자를 포함하는 표시 패널에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자를 도시한 단면도다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자의 평면도이다. 도 3은 도 1의 A 영역을 확대 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 편광자는 베이스 기판(10a), 상기 베이스 기판(10a) 위에 배치된 버퍼 부재(11a) 및 상기 버퍼 부재(11a) 위에 배치된 와이어 그리드 어레이를 포함한다. 상기 와이어 그리드 어레이는 제1 방향(D1)을 따라 연장되고, 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 서로 평행하게 배열된 복수의 선형 금속 패턴(13a)을 포함한다. 상기 버퍼 부재(11a)는 상기 선형 금속 패턴(13a)에 적어도 일부가 삽입된 돌출부(12a)를 포함한다.

예를 들어, 상기 베이스 기판(10a)으로는, 유리 기판, 쿼츠 기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 등이 사용될 수 있다. 상기 플라스틱 기판은, 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐클로라이드(PVC) 등과 같은 고분자를 포함할 수 있다.

상기 버퍼 부재(11a)가 충분한 두께를 갖는 경우, 상기 베이스 기판(10a)은 생략될 수 있다. 또한 상기 베이스 기판(10a)은 상기 와이어 그리드 어레이를 형성한 후, 제거될 수도 있다.

상기 버퍼 부재(11a)는, 탄성을 가질 수 있도록 고분자를 포함한다. 상기 고분자는, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼 부재(11a)는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐알콜(PVA) 등을 포함할 수 있다. 상기 고분자들은 개질된 것이거나 공중합체일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 버퍼 부재(11a)는 상온에서 고무상(rubber phase)을 갖는, 예를 들어, 연화점이 약 50℃ 이하인 고분자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 버퍼 부재(11a)는 폴리디메틸실록산, 또는 그 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 공중합체로는 폴리디메틸실록산-폴리카보네이트 공중합체, 폴리디메틸실록산-폴리메틸메타아크릴레이트 공중합체 등을 예로 들 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 버퍼 부재(11a)는 상온에서 고체상(solid phase)을 갖는, 예를 들어, 연화점이 약 100℃ 이상인 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 또는 이들의 공중합체 등을 포함할 수 있다.

상기 버퍼 부재(11a)의 두께는 상기 금속 선형 패턴(13a)의 두께 및 공정에 따라 달라 질 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼 부재(11a)의 두께는 약 30nm 내지 약 500nm일 수 있다.

상기 버퍼 부재(11a)는 상기 버퍼 부재(11a)의 상면으로부터 돌출된 돌출부(12a)를 갖는다. 예를 들어, 상기 버퍼 부재(11a)는 층 형상의 베이스와 상기 베이스로부터 돌출된 돌출부(12a)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(12a)는 상기 선형 금속 패턴(13a)에 삽입되어, 상면 및 측면이 상기 선형 금속 패턴(13a)에 의해 커버된다. 본 실시예에서, 상기 돌출부(12a)는 실질적으로 전체가 상기 선형 금속 패턴(13a)에 삽입된다.

상기 돌출부(12a)는 상기 선형 금속 패턴(13a)과 동일한 방향, 예를 들어, 상기 제1 방향(D1)을 따라 연장된다. 상기 돌출부(12a)는 각 선형 금속 패턴(13a)에 대응되어 배치된다. 따라서, 복수의 돌출부들(12a)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 서로 평행하게 배열될 수 있다. 상기 돌출부(12a)는 상기 버퍼 부재(11a)와 단일 유닛으로 형성되어, 동일한 물질을 포함한다.

상기 와이어 그리드 어레이는 편광 기능을 수행한다. 예를 들어, 상기 와이어 그리드 어레이에 광이 입사되면, 상기 와이어 그리드 어레이의 투과축과 평행한 방향의 P파 편광 성분은 투과되고, 편광층의 투과축과 직교하는 방향의 S파 편광 성분은 반사될 수 있다.

상기 선형 금속 패턴(13a)은 금속을 포함한다. 예를 들어, 상기 선형 금속 패턴(13a)은 알루미늄, 금, 은, 구리, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 선형 금속 패턴(13a)은 연성이 높은 알루미늄, 금, 은, 구리 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 연성 및 반사도가 높은 알루미늄이 사용될 수 있다. 또한, 상기 선형 금속 패턴(13a)은, 서로 다른 금속을 포함하는 다층 구조를 갖거나, 금속 산화물 또는 금속 질화물 등을 더 포함할 수도 있다.

상기 선형 금속 패턴(13a)은, 편광 기능을 수행하기 위하여, 적절한 피치(P), 두께(H) 및 선폭을 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 선형 금속 패턴(13a)의 피치(P)는 입사광의 파장보다 짧은 것이 바람직하다. 예를 들어, 가시광의 편광을 위하여 상기 피치(P)가 약 400nm 이하 일 수 있다. 바람직하게, 상기 선형 금속 패턴(13a)의 피치(P)는 약 150nm 이하 일 수 있으며, 예를 들어, 약 50nm 내지 150nm일 수 있다.

본 실시예에서, 선형 금속 패턴(13a)의 두께(H)는 상기 버퍼 부재(11a)의 돌출부(12a)의 상단에서부터, 상기 선형 금속 패턴(13a)의 상단까지의 거리로 정의될 수 있다. 상기 선형 금속 패턴(13a)의 두께(H)는 80nm 이상일 수 있으며, 바람직하게는 80nm 내지 300nm일 수 있다.

상기 와이어 그리드 어레이의 투과율 또는 굴절율은 상기 피치(P)에 대한 상기 선폭의 비율에 의해 결정될 수 있다. 상기 선폭은, 상기 선형 금속 패턴(13a)의 형상 및 돌출부(12a)의 크기에 따라, 상기 선형 금속 패턴(13a)의 하단의 폭(W1) 또는 상단의 폭(W2)에 의해 정의될 수 있다. 상기 선형 금속 패턴(13a)은 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 따라서, 하단의 폭(W1)이 상단의 폭(W2) 보다 클 수 있다. 바람직하게, 상기 선폭은 100nm 이하일 수 있으며, 예를 들어 약 20nm 내지 100nm일 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 버퍼 부재(11a)의 돌출부(12a) 및 상기 선형 금속 패턴(13a)은 상단의 폭보다 하단의 폭이 더 큰 테이퍼 형상을 가질 수 있다.

따라서, 상기 선형 금속 패턴(13a)의 측면과 상기 버퍼 부재(11a)의 상면에 의해 정의되는, 상기 선형 금속 패턴(13a)의 테이퍼각(θ1) 및 상기 버퍼 부재(11a)의 돌출부(12a)의 측면과 상기 버퍼 부재(11a)의 상면의 연장선에 의해 정의되는, 상기 돌출부(12a)의 테이퍼각(θ2)은 90도 보다 작을 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 상기 돌출부(12a)의 테이퍼각(θ2)은 상기 선형 금속 패턴(13a)의 테이퍼각(θ1) 보다 작다.

본 실시예에서, 상기 선형 금속 패턴(13a)은 하단의 폭(W1)이 상단의 폭(W2) 보다 큰 테이퍼 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 이는 몰드의 형상 등에 따라 달라 질 수 있으며, 예를 들어, 편광 성능을 고려하여, 실질적으로 직사각형 형상을 가질 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 3에서 상기 돌출부(12a)의 단면은 사다리꼴 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 이는 설명을 위한 예시이며, 공정 조건 및 몰드 형상 등에 따라, 상기 돌출부(12a)의 단면은, 삼각형 형상, 아크 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.

도 4 내지 도 7은 도 1에 도시된 편광자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다. 도 8은 롤러를 이용한 가압 공정을 설명하기 위한 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 베이스 기판(10a) 위에, 버퍼층(BL)을 형성하고, 상기 버퍼층(BL) 위에 금속층(ML)을 형성한다.

상기 버퍼층(BL)은 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐알콜(PVA) 또는 이들의 공중합체와 같은 고분자를 포함할 수 있다.

상기 고분자는 알코올, 글리콜, 에테르 등과 같은 적절한 용매에 분산된 조성물 형태로 상기 베이스 기판(10a) 위에 제공된 후, 건조 공정을 통해 용매를 제거함으로써, 상기 버퍼층(BL)을 형성할 수 있다. 다른 방법으로, 상기 버퍼층(BL)은 분리되어 시트 상으로 형성된 후, 라미네이션 등을 통하여, 상기 베이스 기판(10a) 위에 제공될 수 있다. 다른 방법으로, 고분자 수지, 경화제 및 중합 개시제를 포함하는 조성물을 상기 베이스 기판(10a) 위에 제공한 후, 열경화 또는 광경화를 통하여 경화 반응을 진행함으로써, 경화된 고분자 수지를 포함하는 버퍼층(BL)이 형성될 수도 있다.

상기 금속층(ML)은 알루미늄, 금, 은, 구리, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 금속층(ML)은 연성이 높은 알루미늄, 금, 은, 구리 등을 포함할 수 있다. 상기 금속층(ML)은 스푸터링, 라미네이션 등 종래의 금속층을 형성하기 위한 방법에 의해 형성될 수 있다.

상기 금속층(ML)을 형성한 후, 상기 금속층(ML) 위에 가압 패턴(17a)을 포함하는 몰드(16a)를 배치시키고, 상기 금속층(ML)을 가압한다. 상기 가압 패턴(17a)은 상기 몰드(16a)의 하면으로부터 상기 금속층(ML)을 향하여 돌출된다.

상기 몰드(16a)는 표면 경도가 높은 물질, 예를 들어, 실리콘, 니켈, 텅스텐 등을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 몰드(16a)는, 상기 금속층(ML) 보다 표면 경도가 높은 물질을 포함한다.

상기 가압 패턴(17a)은 일 방향을 따라 연장되는 선형 형상을 가지며, 복수의 가압 패턴들(17a)이, 상기 연장 방향과 교차하는 방향을 따라 서로 평행하게 배열된다. 상기 가압 패턴(17a)의 단면은 상단의 폭이 하단의 폭보다 큰 테이퍼 형상을 갖는다. 상기 가압 패턴들(17a)은 서로 이격되어 홈을 형성한다. 상기 홈은, 형성하고자 하는 선형 금속 패턴과 동일한 형상을 가질 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 몰드(16a)를 상기 금속층(ML)에 가압하면, 상기 가압 패턴(17a)을 갖는 상기 몰드(16a)의 가압면의 형상이 상기 금속층(ML)에 전사된다. 이 과정에서, 상기 버퍼층(BL)은 고무 탄성을 가지므로, 상기 가압 패턴(17a)의 하단과 접촉하는 부분에서, 상기 금속층(ML)의 침입이 일어날 수 있다. 이 과정에서, 상기 금속층(ML)의 신장(elongation)이 일어나, 상기 가압 패턴(17a)의 하단부와 접촉하는 영역에서, 상기 금속층(ML)이 절단될 수 있다.

이에 따라, 서로 평행하게 배열되며, 서로 이격된 복수의 선형 금속 패턴(13a)을 포함하는 와이어 그리드 어레이가 형성될 수 있다. 또한, 이 과정에서, 상기 버퍼층(BL)이 부분적으로 가압됨으로써, 상기 선형 금속 패턴(13a)에 삽입된 돌출부(12a)를 갖는 버퍼 부재(11a)가 형성될 수 있다. 상기 버퍼 부재(11a)가 상온에서 고무상을 갖는 고분자를 포함하더라도, 상기 돌출부(12a)는 상기 선형 금속 패턴(13a)에 의해 구속되므로, 형태가 유지될 수 있다. 상기 돌출부(12a)는 상기 가압 패턴(17a)이 침입에 의해 형성되므로, 상기 선형 금속 패턴(13a) 보다 작은 테이퍼 각을 가질 수 있다.

상기 몰드(16a)를 가압하는 과정에서, 상기 금속층(ML) 및 상기 버퍼층(BL)은 가열되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 버퍼층(BL)이 상온에서 고체상을 갖는 고분자를 포함하고, 상온에서 가압 공정이 진행되면, 상기 버퍼층(BL)은 충분한 탄성을 제공하지 못할 수 있다. 상기 상온에서 고체상을 갖는 고분자가, 유리전이온도로 가열되는 경우, 고무상을 가짐으로써, 적절한 탄성을 제공할 수 있다.

상기 가열 온도는, 상기 버퍼층(BL)에 포함되는 고분자의 물성 및 연화점에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 가열 온도는 약 100℃ 내지 약 200℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 실시예에서, 열(HEAT)은 상기 베이스 기판(10a)을 통해 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기판(10a)를 이송하는 컨베이어 벨트는 상기 베이스 기판(10a)를 가열할 수 있는 히터를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 몰드(16a)가 가열될 수도 있다. 또한, 상기 가열은 상기 가압 공정 전에 미리 이루어지는 것이 바람직할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 몰드(16a)는 플레이트 형상을 가질 수 있으나, 다른 실시예에서, 도 8에 도시된 것과 같이, 상기 몰드(16a)는 롤러 형상을 가질 수도 있다. 상기 롤러를 이용한 가압 공정은, 공정 시간을 단축시킬 수 있으며, 대형 편광자의 제조에 유리할 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 몰드(16a)를 상기 버퍼 부재(11a) 및 상기 와이어 그리드 어레이로부터 분리한다.

본 실시예에 따르면, 금속층의 하부에 탄성을 제공하는 버퍼층을 배치시킨 후, 몰드로 상기 금속층을 직접 가압하여 와이어 그리드 어레이를 형성할 수 있다. 따라서, 마스크를 이용한 에칭 공정이 생략될 수 있으므로, 에칭에 따른 와이어 그리드 패턴의 프로파일 변형을 방지할 수 있으며, 편광자의 제조 공정에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자를 도시한 단면도다. 도 10 및 도 11은 도 9에 도시된 편광자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.

이하에서 기술되는 실시예들에서, 동일한 명칭의 구성 요소는 도 1 내지 도 3에서 설명된 편광자의 구성 요소와 실질적으로 동일한 기능을 수행하고, 동일한 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략될 수 있다.

도 9를 참조하면, 편광자는 베이스 기판(10b), 상기 베이스 기판(10b) 위에 배치된 버퍼 부재(11b) 및 상기 버퍼 부재(11b) 위에 배치된 와이어 그리드 어레이를 포함한다. 상기 와이어 그리드 어레이는 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 서로 평행하게 배열된 복수의 선형 금속 패턴을 포함한다. 상기 버퍼 부재(11b)는 상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입된 돌출부(12b)를 포함한다.

상기 선형 금속 패턴은 하부 금속 패턴(13b) 및 상기 하부 금속 패턴(13b)을 커버하는 상부 보호 패턴(14)를 포함한다. 상기 버퍼 부재(11b)의 돌출부(12b)는 상기 하부 금속 패턴(13b)에 삽입된다. 상기 상부 보호 패턴(14)은 상기 하부 금속 패턴(13b)의 상면 및 측면을 커버할 수 있다.

상기 하부 금속 패턴(13b)와 상기 상부 보호 패턴(14)은 서로 다른 물질을 포함한다. 예를 들어, 상기 하부 금속 패턴(13b)은, 알루미늄, 금, 은, 구리 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 상기 상부 보호 패턴(14)은, 몰리브덴, 텅스텐, 티타늄, 니켈, 이들의 합금, 이들의 산화물 또는 이들의 질화물을 포함할 수 있다. 상기 상부 보호 패턴(14)은, 후공정 등에서 상기 하부 금속 패턴(13b)을 보호할 수 있다.

도 10 및 11을 참조하면, 베이스 기판(10b) 위에, 버퍼층(BL)을 형성하고, 상기 버퍼층(BL) 위에 제1 금속층(ML1)을 형성한다. 상기 제1 금속층(ML1) 위에 제2 금속층(ML2)을 형성한다. 바람직하게, 상기 제2 금속층(ML2)은 상기 제1 금속층(ML1) 보다 작은 두께를 갖는다.

상기 버퍼층(BL)은 위에서 예시된 고분자를 포함할 수 있다.

상기 제1 금속층(ML1)은 알루미늄, 금, 은, 구리 또는 이들의 합금을포함할 수 있다. 상기 제2 금속층(ML2)은 몰리브덴, 텅스텐, 티타늄, 니켈 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.

상기 제2 금속층(ML2)을 형성한 후, 상기 제2 금속층(ML2) 위에 가압 패턴(17b)을 포함하는 몰드(16b)를 배치시키고, 상기 제1 및 제2 금속층(ML1, ML2)들을 가압한다.

이에 따라, 하부 금속 패턴(13b)과 상부 보호 패턴(14)을 포함하며, 서로 이격된 복수의 선형 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 어레이가 형성될 수 있다.

도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.

도 12 및 13을 참조하면, 가압 패턴(17c)을 포함하는 몰드(16c)를 이용하여, 금속층을 가압하여, 선형 금속 패턴(13c) 및 돌출부(12c)를 포함하는 버퍼 부재(11c)를 형성할 때, 공정 조건 등에 따라, 상기 선형 금속 패턴(13c)들이 서로 분리되지 않고, 잔류 금속층에 해당하는 연결부(15)에 의해 연결될 수 있다.

따라서, 도 14에 도시된 것과 같이, 상기 연결부(15)를 제거하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드(16c)를 제거한 후, 상기 연결부(15) 및 상기 선형 금속 패턴(13c)에 에천트(ETCH)를 제공하여, 상기 연결부(15)를 제거할 수 있다. 이에 따라, 상기 선형 금속 패턴(13c)의 두께가 감소할 수 있다. 상기 연결부(15)의 제거는, 이방성 식각 또는 등방성 식각 등에 의해 수행될 수 있으며, 상기 선형 금속 패턴(13c)의 프로파일 손상을 방지하기 위하여 이방성 식각에 의해 수행되는 것이 바람직할 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 연결부(15)는 제거되지 않고 유지될 수 있다. 상기 가압 공정에 의해, 상기 연결부(15)는 작은 두께를 갖는다. 예를 들어, 상기 연결부(15)가 알루미늄을 포함하고, 상기 연결부(15)의 두께가 10nm 이하인 경우, 상기 연결부(15)는 가시광을 투과할 수 있다. 따라서, 상기 연결부(15)의 제거 없이 편광 기능을 수행할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자를 도시한 단면도다.

도 15를 참조하면, 편광자는 베이스 기판(10d), 상기 베이스 기판(10d) 위에 배치된 버퍼 부재(11d), 상기 버퍼 부재(11d) 위에 배치된 와이어 그리드 어레이 및 상기 와이어 그리드 어레이 위에 배치된 보호층(20)을 포함한다. 상기 와이어 그리드 어레이는 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 서로 평행하게 배열된 복수의 선형 금속 패턴(13d)을 포함한다. 상기 버퍼 부재(11d)는 상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입된 돌출부(12d)를 포함한다.

상기 보호층(20)은 연속적인 필름 형태일 수 있다. 상기 보호층(20)은, 상기 선형 금속 패턴(13d)들을 보호한다. 상기 보호층(20)은, 버퍼 부재(11d)와 전체적으로 이격되도록 플랫한 박막 형상을 가짐으로써, 인접하는 선형 금속 패턴(13d)들 사이에 에어 갭이 형성될 수 있다. 상기 에어 갭은, 상기 편광자 내에서 굴절율 차이를 증가시켜, 상기 편광자의 편광 특성을 증가시킬 수 있다.

상기 보호층(20)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 옥시카바이드(SiOC) 또는 실리콘 질화물(SiNx)등의 무기 물질을 포함할 수 있으며, 약 100nm 내지 1um의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(20)은 화학 기상 증착에 의해 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 편광자는, 인접하는 선형 금속 패턴들 사이에 에어 갭이 형성되도록, 플랫한 형태의 보호층을 포함하나, 다른 실시예에서, 상기 인접하는 선형 금속 패턴들 사이의 공간을 채우는 무기 절연층 또는 유기 절연층 등을 포함할 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자를 도시한 단면도다. 도 17 및 도 18은 도 16에 도시된 편광자를 제조하기 위한 방법을 도시한 단면도들이다.

도 16을 참조하면, 편광자는 베이스 기판(10e), 상기 베이스 기판(10e) 위에 배치된 버퍼 부재(11e), 상기 버퍼 부재(11e) 위에 배치된 와이어 그리드 어레이 및 상기 와이어 그리드 어레이와 동일한 층에 배치되는 반사부(22)를 포함한다. 상기 와이어 그리드 어레이는 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 서로 평행하게 배열된 복수의 선형 금속 패턴(13e)을 포함한다. 상기 버퍼 부재(11e)는 상기 선형 금속 패턴(13e)에 적어도 일부가 삽입된 제1 돌출부(12e) 및 상기 반사부(22)에 적어도 일부가 삽입된 제2 돌출부(21)를 포함한다.

상기 반사부(22)는 상기 선형 금속 패턴(13e)보다 큰 폭을 갖는다. 상기 제2 돌출부(21)는 상기 제1 돌출부(12e)보다 큰 폭을 갖는다. 상기 편광자는 상기 반사부(22)를 포함함으로써, 액정 표시 패널에 적용되었을 때, 광 재활용 효율을 증가시킬 수 있다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 베이스 기판(10e) 위에, 버퍼층(BL)을 형성하고, 상기 버퍼층(BL) 위에 금속층(ML)을 형성한다.

상기 금속층(ML)을 형성한 후, 상기 금속층(ML) 위에 가압 패턴(17e)을 포함하는 몰드(16e)를 배치시키고, 상기 금속층(ML)을 가압한다. 상기 몰드(17e)의 제1 영역(R1)에서, 복수의 가압 패턴(17e)들은 와이어 그리드 패턴에 대응되도록 제1 간격으로 이격되며, 제2 영역(R2)에서 상기 제1 간격보다 큰 제2 간격으로 이격되어 반사 홈(18)을 형성한다.

이에 따라, 와이어 그리드 어레이 및 상기 와이어 그리드 어레이와 동일한 층에 배치되는 반사부(22)가 형성될 수 있다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자를 도시한 단면도다. 도 20 및 도 21은 도 19에 도시된 편광자를 제조하기 위한 방법을 도시한 단면도들이다.

도 19를 참조하면, 편광자는 베이스 기판(10f), 상기 베이스 기판(10f) 위에 배치된 고무상 버퍼 부재(23), 상기 고무상 버퍼 부재(23) 위에 배치된 고체상 버퍼 부재(11f) 및 상기 고체상 버퍼 부재(11f) 위에 배치되는 와이어 그리드 어레이를 포함한다. 상기 와이어 그리드 어레이는 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 서로 평행하게 배열된 복수의 선형 금속 패턴(13f)을 포함한다. 상기 고체상 버퍼 부재(11f)는 상기 선형 금속 패턴(13f)에 적어도 일부가 삽입된 돌출부(12f)를 포함한다.

상기 고무상 버퍼 부재(23)와 상기 고체상 버퍼 부재(11f)는 서로 다른 물질을 포함한다.

예를 들어, 상기 고무상 버퍼 부재(23)는 상온에서 고무상을 갖는, 예를 들어, 연화점이 약 50℃ 이하인 고분자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고무상 버퍼 부재(23)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리디메틸실록산, 또는 이들의 공중합체를 포함할 수 있으며, 바람직하게, 폴리디메틸실록산, 또는 그 공중합체를 포함할 수 있다.

상기 고체상 버퍼 부재(11f)는 상온에서 고체상을 갖는, 예를 들어, 연화점이 약 100℃ 이상인 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 또는 이들의 공중합체 등을 포함할 수 있다.

상기 고무상 버퍼 부재(23)는 상기 고체상 버퍼 부재(11f)의 돌출부(12f)와 중첩하는 돌출부(24)를 포함할 수 있다.

도 20 및 도 21을 참조하면, 베이스 기판(10f) 위에, 제1 버퍼층(BL1), 제2 버퍼층(BL2) 및 금속층(ML)을 형성한다.

상기 제1 버퍼층(BL1)은 상온에서 고무상을 갖는, 예를 들어, 연화점이 약 50℃ 이하인 고분자를 포함한다. 상기 제2 버퍼층(BL2)은 상온에서 고체상을 갖는, 예를 들어, 연화점이 약 100℃ 이상인 고분자를 포함한다.

상기 금속층(ML)을 형성한 후, 상기 금속층(ML) 위에 가압 패턴(17f)을 포함하는 몰드(16f)를 배치시키고, 상기 금속층(ML)을 가압한다.

상기 가압 공정에서, 상기 제2 버퍼층(BL2)은 가열에 의해 연화점 이상으로 가열되어, 고무상을 갖는다. 따라서, 상기 가압 패턴(17f)의 침입이 용이하게 이루어지며, 상기 금속층(ML)이 절단/분리될 수 있다.

상기 제2 버퍼층(BL2)로부터 형성된 고체상 버퍼 부재(11f) 및 돌출부(12f)는, 상기 몰드(16f)가 분리되고, 온도가 낮아짐에 따라, 다시 고화된다. 따라서, 상기 고체상 버퍼 부재(11f) 위에 배치된 와이어 그리드 어레이의 배열이 변화되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제2 버퍼층(BL2)으로부터 형성된 고무상 버퍼 부재(23)는, 상온에서 상기 편광자에 탄성을 제공하여, 외력에 의한 박리 등을 방지하고, 상기 편광자의 유연성을 개선할 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 고무상 버퍼 부재(23)가 돌출부(24)를 포함하며 요철 형태의 상면을 갖는 것으로 도시되었으나, 공정 조건 및 상기 고무상 버퍼 부재(23)의 고분자의 물성에 따라, 상기 고무상 버퍼 부재(23)는 돌출부(24)를 포함하지 않고, 평탄한 상면을 가질 수 있다.

상기 실시예들에서, 선형 금속 패턴들은 테이퍼 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 상기 선형 금속 패턴들은 테이퍼 형상 외에도 다양한 형상을 가질 수 있다.

예를 들어, 도 22을 참조하면, 편광자는 베이스 기판(10g), 돌출부(12g)를 포함하는 버퍼 부재(11g) 및 상기 돌출부(12g)가 삽입되는 선형 금속 패턴(13g)를 포함하는 와이어 그리드 어레이를 포함한다. 상기 선형 금속 패턴(13g)은 실질적으로 직사각형 형상의 단면을 가질 수 있다. 즉, 상기 선형 금속 패턴(13g)의 측면은, 상기 베이스 기판(10g)의 상면에 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 상기 선형 금속 패턴(13g)의 형상은 편광 특성을 향상시킬 수 있다.

도 23을 참조하면, 편광자는 베이스 기판(10h), 돌출부(12h)를 포함하는 버퍼 부재(11h) 및 상기 돌출부(12h)가 삽입되는 선형 금속 패턴(13h)를 포함하는 와이어 그리드 어레이를 포함한다. 상기 선형 금속 패턴(13g)은 상단부의 폭보다 하단부의 폭이 크다. 구체적으로, 상부의 측면은, 상기 베이스 기판(10g)의 상면에 실질적으로 수직하고, 하부의 측면은 상기 베이스 기판(10g)의 상면과 90도보다 작은 각을 형성하도록 기울어진 방향으로 연장될 수 있다. 상기 선형 금속 패턴(13g)의 형상은 편광 특성을 향상시킬 수 있으며, 단부가 뾰족한 몰드로부터 형성되므로, 선형 금속 패턴(13h)의 분리가 용이하게 이루어질 수 있다.

도 24를 참조하면, 편광자는 베이스 기판(10i), 돌출부(12i)를 포함하는 버퍼 부재(11i) 및 상기 돌출부(12i)가 삽입되는 선형 금속 패턴(13i)를 포함하는 와이어 그리드 어레이를 포함한다. 상기 선형 금속 패턴(13g)은, 측면의 연장 방향이 서로 다른 상부와 하부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상부는 하부보다 작은 테이퍼 각을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 상기 선형 금속 패턴(13g)은 서로 다른 테이퍼 각을 갖는 두개의 부분으로 나누어지는 것으로 도시되나, 상기 선형 금속 패턴(13g)의 상단부에 가까워질수록 점진적으로 테이퍼 각이 작아지는 moth eye 형상을 가질 수 있다. 이러한 단면의 선형 금속 패턴(13g)은 상부에서 입사하는 빛의 반사율을 감소시켜, 반사 방지 기능을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 마스크를 이용한 에칭 공정 없이, 몰드의 형상을 직접 전사할 수 있으므로, 용도 및 목적에 따라 다양한 프로파일을 갖는 와이어 그리드 패턴을 형성할 수 있다.도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다. 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다. 도 27는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다.

도 25를 참조하면, 표시 패널은 제1 기판(100), 상기 제1 기판(100)과 대향하는 제2 기판(200), 및 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널은, 하부에 배치된 광원 모듈(LS) 광(LIGHT)을 제공받아 이미지를 표시한다.

상기 제1 기판(100)은, 제1 편광자 및 박막 트랜지스터 어레이를 포함한다. 상기 광원 모듈(LS)로부터 상기 제1 편광자에 입사된 광의 일부는 투과되고, 다른 일부는 반사된다. 상기 반사된 광은 다시 광원 모듈(LS)로 입사하고, 상기 광원 모듈(LS)의 반사 부재에 의해 반사되어, 다시 표시 패널로 입사한다.

상기 제1 기판(100)은, 제1 베이스 기판(110), 제1 버퍼 부재(111), 제1 선형 금속 패턴(113)을 포함하는 와이어 그리드 어레이, 제1 보호층(114), 게이트 전극(GE), 게이트 절연층(115), 액티브 패턴(AP), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 패시베이션층(116), 유기 절연층(117) 및 화소 전극(PE)을 포함한다.

상기 제1 버퍼 부재(111)는, 상기 제1 베이스 기판(110)과 상기 와이어 그리드 어레이 사이에 배치된다. 상기 제1 버퍼 부재(111)는 고분자를 포함한다. 상기 제1 버퍼 부재(111)는 상기 제1 버퍼 부재(111)의 상면으로부터 돌출된 돌출부(112)를 갖는다. 상기 돌출부(112)의 적어도 일부는 상기 제1 선형 금속 패턴(113)에 삽입되어, 상면 및 측면이 제1 상기 선형 금속 패턴(113)에 의해 커버된다.

상기 돌출부(112)와 상기 제1 선형 금속 패턴(113)은 제1 방향을 따라 연장되며, 복수의 돌출부들(112) 및 복수의 제1 선형 금속 패턴(113)들은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 서로 평행하게 배열된다. 상기 돌출부(112)는 상기 제1 버퍼 부재(113)와 단일 유닛으로 형성되어, 동일한 물질을 포함한다.

상기 와이어 그리드 어레이는 편광 기능을 수행한다. 상기 제1 선형 금속 패턴(113)은 금속을 포함한다. 상기 제1 선형 금속 패턴(113)은, 서로 다른 금속을 포함하는 다층 구조를 갖거나, 금속 산화물 또는 금속 질화물 등을 더 포함할 수도 있다.

상기 돌출부(112) 및 상기 제1 선형 금속 패턴(113)은 상단의 폭보다 하단의 폭이 더 큰 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 상기 돌출부(112)의 테이퍼각은 상기 제1 선형 금속 패턴(113)의 테이퍼각 보다 작을 수 있다.

상기 제1 보호층(114)은 상기 와이어 그리드 어레이 위에 형성되어, 상기 와이어 그리드 어레이를 보호한다.

상기 돌출부(112)를 포함하는 상기 제1 버퍼 부재(111), 상기 제1 선형 금속 패턴(113) 및 상기 제1 보호층(114)을 포함하는 제1 편광자는, 도 15에 도시된 편광자와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략될 수 있다.

상기 게이트 전극(GE), 상기 액티브 패턴(AP), 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 박막 트랜지스터를 구성한다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 화소 전극(PE)과 전기적으로 연결된다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 제1 편광자와 상기 제1 베이스 기판(110) 사이에 배치된다. 상기 제1 베이스 기판(110) 위에 상기 제1 편광자가 형성된 후, 상기 박막 트랜지스터 어레이가 상기 제1 편광자 위에 형성될 수 있다.

상기 게이트 전극(GE)은 상기 제1 보호층(114) 위에 배치된다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 베이스 기판(110) 위에서 일 방향으로 연장되는 게이트 라인과 전기적으로 연결된다. 상기 게이트 전극(GE)은 알루미늄, 구리, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 티타늄, 금, 은, 니켈 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 또한, 상기 게이트 전극(GE)은 단일층 구조 또는 서로 다른 금속층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(GE)은 알루미늄-몰리브덴-알루미늄을 포함하는 3층 구조 또는 구리 상부층과 티타늄 하부층을 포함하는 2층 구조를 가질 수도 있다.

상기 게이트 절연층(115)는 상기 게이트 전극(GE)을 커버한다. 상기 게이트 절연층(115)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 게이트 절연층(115)은 단일층 구조 또는 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 상기 게이트 절연층(115)은 실리콘 산화물을 포함하는 상부층과 실리콘 질화물을 포함하는 하부층을 포함하는 2층 구조를 가질 수도 있다.

상기 액티브 패턴(AP)은 상기 게이트 절연층(114) 위에 배치되어, 상기 게이트 전극(GE)과 중첩한다. 상기 액티브 패턴(AP)은 상기 소스 전극(SE)와 상기 드레인 전극(DE) 사이에 채널을 형성한다. 상기 액티브 패턴(AP)은 비정질 실리콘, 다결정 실리콘, 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다. 상기 액티브 패턴(AP)이 비정질 실리콘을 포함하는 경우, 상기 액티브 패턴(AP)은 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)과 접촉하는 오믹 콘택층을 더 포함할 수 있다. 상기 산화물 반도체는, 인듐-갈륨 산화물, 인듐-갈륨-아연 산화물(IGZO) 등의 다원계 금속 산화물 반도체를 포함할 수 있다.

상기 소스 전극(SE)은 데이터 라인과 전기적으로 연결된다. 상기 데이터 라인, 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 동일한 소스 금속층으로부터 형성될 수 있다. 상기 소스 전극(SE)은 알루미늄, 구리, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 티타늄, 금, 은, 니켈 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 또한, 상기 소스 전극(SE)은 단일층 구조 또는 서로 다른 금속층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(SE)은 알루미늄-몰리브덴-알루미늄을 포함하는 3층 구조 또는 구리 상부층과 티타늄 하부층을 포함하는 2층 구조를 가질 수도 있다. 다른 실시예에서, 상기 소스 전극(SE)은 금속 산화물을 포함하는 베리어층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(SE)은 구리층 및 구리층의 상부 또는 하부에 배치된 금속 산화물층을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물층은 인듐-아연 산화물, 인듐-갈륨 산화물, 갈륨-아연 산화물 등을 포함할 수 있다.

상기 패시베이션층(116)은 상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE) 및 상기 게이트 절연층(115)을 커버한다. 상기 패시베이션층(116)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.

상기 유기 절연층(117)은 상기 패시베이션층(116) 위에 배치되어, 기판을 평탄화한다. 상기 유기 절연층(117)은 아크릴 수지, 페놀 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 패시베이션층(116) 또는 상기 유기 절연층(117)은 생략될 수 있다.

상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연층(117) 위에 배치된다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결된다. 상기 화소 전극(PE)에는 상기 박막 트랜지스터를 통하여, 화소 전압이 인가되어, 공통 전극(CE)에 인가되는 공통 전압과의 전압차에 의해 전계를 형성한다.

본 실시예에서, 상기 화소 전극(PE)은 상기 패시베이션층(116) 및 상기 유기 절연층(117)을 관통하여, 상기 드레인 전극(DE)과 접촉한다. 상기 화소 전극(PE)은 투명 도전성 물질, 예를 들어, 인듐-주석 산화물, 인듐-아연 산화물 등을 포함할 수 있다.

상기 제2 기판(200)은, 제2 베이스 기판(210), 돌출부(212)를 포함하는 제2 버퍼 부재(211), 제2 선형 금속 패턴(213)을 포함하는 와이어 그리드 어레이, 제2 보호층(214), 차광 부재(BM), 컬러 필터(CF), 오버코팅층(OC) 및 공통 전극(CE)을 포함한다.

상기 돌출부(212)를 포함하는 상기 제2 버퍼 부재(211), 상기 제2 선형 금속 패턴(213) 및 상기 제2 보호층(214)을 포함하는 상기 제2 편광자는, 상하가 반전된(inversed) 것을 제외하고는 상기 제1 편광자와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 선형 금속 패턴(213)은 상기 제1 선형 금속 패턴(113)과 동일한 방향으로 연장되는 것으로 도시되었으나, 다른 실시예에서, 상기 제2 선형 금속 패턴(213)은 상기 제1 선형 금속 패턴(113)과 다른 방향, 예를 들면, 수직하는 방향으로 연장될 수 있다.

상기 차광 부재(BM)는 상기 제2 보호층(214) 상에 배치된다. 상기 차광 부재(BM)는 매트릭스 형상을 가질 수 있다. 상기 차광 부재(BM)는, 상기 박막 트랜지스터와 중첩할 수 있다.

상기 컬러 필터(CF)는 상기 제2 보호층(214) 상에 배치된다. 상기 컬러 필터(CF)는 상기 화소 전극(PE)에 대향한다. 상기 컬러 필터(CF)는, 상기 표시 패널의 표시 방식에 따라, 적색 필터, 녹색 필터, 청색 필터, 청남색(cyan) 필터, 황색 필터, 자홍색(magenta) 필터, 백색 필터 등을 포함할 수 있다.

상기 오버코팅층(OC)은 상기 차광 부재(BM) 및 상기 컬러 필터(CF)를 커버한다. 상기 오버코팅층(OC)은, 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.

상기 공통 전극(CE)은 상기 오버코팅층(OC) 상에 형성되어, 상기 화소 전극(PE)과 중첩한다. 상기 공통 전극(CE)은 투명 도전성 물질, 예를 들어, 인듐-주석 산화물, 인듐-아연 산화물 등을 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 화소 전극(PE)은 상기 제1 기판(100)에 배치되고, 상기 공통 전극(CE)은 상기 제2 기판(200)에 배치되나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 다른 실시예에서, 화소 전극과 공통 전극은 동일한 기판에 배치될 수도 있다. 또한, 다른 실시예에서, 컬러 필터가 어레이 기판에 배치되거나, 블랙 매트릭스가 어레이 기판에 배치되거나, 컬러 필터 및 블랙 매트릭스가 어레이 기판에 배치될 수도 있다.

본 실시예에 따르면, 표시 패널은 와이어 그리드 편광자를 포함한다. 상기 편광자는 각 기판과 베이스 기판을 공유하여, 표시 패널의 두께를 감소시킬 수 있으며, 고가의 흡수형 편광판을 대체할 수 있다.

또한, 상기 편광자는 마스크를 이용한 에칭 공정 없이 제조될 수 있다. 따라서, 금속 패턴의 프로파일 손상을 방지할 수 있으며, 공정 효율을 개선할 수 있다.

또한, 상기 편광자의 선형 금속 패턴의 하면은, 상기 버퍼 부재의 돌출부에 의해 요철면을 형성한다. 상기 요철면은 외광 반사를 방지하여 표시 패널의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

도 26을 참조하면, 표시 패널은 제1 기판(300), 상기 제1 기판(300)과 대향하는 제2 기판(400), 및 상기 제1 기판(300)과 상기 제2 기판(400) 사이에 배치된 액정층을 포함한다.

상기 제1 기판(300)은, 제1 편광자 및 박막 트랜지스터 어레이를 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 기판(300)은, 제1 베이스 기판(310), 돌출부(312)를 포함하는 제1 버퍼 부재(311), 제1 선형 금속 패턴(313)을 포함하는 와이어 그리드 어레이, 제1 보호층(314), 게이트 전극(GE), 게이트 절연층(315), 액티브 패턴(AP), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 패시베이션층(316), 유기 절연층(317) 및 화소 전극(PE)을 포함한다.

상기 제2 기판(400)은, 제2 베이스 기판(410), 돌출부(412)를 포함하는 제2 버퍼 부재(411), 제2 선형 금속 패턴(413)을 포함하는 와이어 그리드 어레이, 제2 보호층(414), 차광 부재(BM), 컬러 필터(CF), 오버코팅층(OC) 및 공통 전극(CE)을 포함한다.

상기 제1 기판(300)은, 상기 제1 편광자와 박막 트랜지스터 어레이 사이에 상기 제1 베이스 기판(310)이 배치되고, 상기 제1 편광자가 반전된 것을 제외하고는 도 25에 도시된 표시 패널의 제1 기판(100)과 동일하다.

상기 제2 기판(400)은 도 25에 도시된 표시 패널의 제2 기판(200)과 동일하다.

상기 제1 편광자의 제1 선형 금속 패턴(313)의 요철면은, 상기 액정층을 향한다. 따라서, 광원 모듈에서 상기 제1 기판(300)으로 제공되는 광의 투과율을 향상시킬 있다.

도 27를 참조하면, 표시 패널은 제1 기판(500), 상기 제1 기판(500)과 대향하는 제2 기판(600), 및 상기 제1 기판(500)과 상기 제2 기판(600) 사이에 배치된 액정층을 포함한다.

상기 제1 기판(500)은, 제1 편광자 및 박막 트랜지스터 어레이를 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 기판(500)은, 제1 베이스 기판(510), 돌출부(512)를 포함하는 제1 버퍼 부재(511), 제1 선형 금속 패턴(513)을 포함하는 와이어 그리드 어레이, 제1 보호층(514), 게이트 전극(GE), 게이트 절연층(315), 액티브 패턴(AP), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 패시베이션층(516), 유기 절연층(517) 및 화소 전극(PE)을 포함한다.

상기 제2 기판(600)은, 제2 베이스 기판(610), 돌출부(612)를 포함하는 제2 버퍼 부재(611), 제2 선형 금속 패턴(613)을 포함하는 와이어 그리드 어레이, 제2 보호층(614), 차광 부재(BM), 컬러 필터(CF), 오버코팅층(OC) 및 공통 전극(CE)을 포함한다.

상기 제1 기판(500)은, 상기 제1 편광자가, 상기 와이어 그리드 어레이와 동일한 층에 배치된 반사부(519)를 더 포함하고, 상기 제1 버퍼 부재(511)가, 상기 반사부(519)에 적어도 일부가 삽입되는 제2 돌출부(518)을 더 포함하는 것을 제외하고는, 도 25에 도시된 표시 패널의 제1 기판(100)과 동일하다.

상기 반사부(519)는 상기 제1 선형 금속 패턴(513)과 동일한 층으로부터 형성되어 동일한 물질을 포함하며, 상기 제1 선형 금속 패턴(513) 보다 큰 폭을 갖는다. 상기 반사부(519)는 차광 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사부(519)는 박막 트랜지스터 또는 상기 차광 부재(BM)와 중첩할 수 있다.

상기 반사부(519)가 없는 경우, 상기 제1 기판(500)의 차광 영역에 입사되는 광은 부분적으로 투과되며, 투과된 광은 상기 차광 부재(BM)에 의해 흡수되는 등 휘도 향상에 기여할 수 없다. 그러나, 상기 반사부(519)는 상기 차광 영역에 입사되는 광을 전체적으로 반사하며, 상기 반사된 광은 광원 모듈의 반사 부재에 의해 반사되어 재활용될 수 있다. 따라서, 표시 패널의 휘도가 향상될 수 있다.

이상에서는 액정표시패널에 대하여 설명되었으나, 본 발명의 실시예는 유기전계발광장치 등 편광자가 사용될 수 있는 각종 표시 장치 및 광학 장치에 적용될 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.

본 발명은, 액정 표시 장치, 유기 전계 발광 장치와 같은 표시 장치 또는 광학 장치 등에 사용될 수 있다.

10a~10f : 베이스 기판 11a~11f : 버퍼 부재
12a~12f : 돌출부 : 13a~13f : 선형 금속 패턴
14 : 상부 보호 패턴 15 : 연결부
16a~16f : 몰드 17a~17f : 가압 패턴
18 : 반사홈 20 : 보호층
22 : 반사부 BL : 버퍼층
ML : 금속층

Claims

제1 방향으로 연장되는 선형 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 어레이; 및
상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입되며 제1 두께를 갖는 돌출부를 포함하는 버퍼 부재를 포함하며, 상기 버퍼 부재는 고분자를 포함하고,
상기 선형 금속 패턴의 상면과 상기 돌출부의 상면 사이의 제2 두께는 상기 제1 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 편광자.
제1 항에 있어서, 상기 선형 금속 패턴은, 알루미늄, 금, 은, 구리, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
제1 항에 있어서, 상기 버퍼 부재 및 상기 돌출부는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐알콜(PVA) 및 이들의 공중합체로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
제1 항에 있어서, 상기 선형 금속 패턴은, 하부 금속 패턴과, 상기 하부 금속 패턴을 커버하는 상부 보호 패턴을 포함하며,
상기 하부 금속 패턴은, 알루미늄, 금, 은 구리 또는 이들의 합금으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하고,
상기 상부 보호 패턴은, 몰리브덴, 텅스텐, 티타늄, 니켈, 이들의 합금, 이들의 산화물 및 이들의 질화물로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
제1항에 있어서, 인접하는 선형 금속 패턴들은, 연결부에 의해 서로 연속적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 편광자.
제1항에 있어서, 인접하는 선형 금속 패턴들은 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 편광자.
제1 항에 있어서, 상기 선형 금속 패턴 위에 배치되며, 무기 물질을 포함하는 패시베이션층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
제1 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 어레이와 동일한 층에 배치되며, 상기 선형 금속 패턴과 동일한 물질을 포함하며, 상기 선형 금속 패턴보다 큰 폭을 갖는 반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
제1 항에 있어서, 상기 버퍼 부재는, 고무상 버퍼 부재와 상기 고무상 버퍼 부재 위에 배치된 고체상 버퍼 부재를 포함하며,
상기 고체상 버퍼 부재는 상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입되는 돌출부를 포함하며,
상기 고무상 버퍼 부재는 연화점이 50℃ 이하인 고분자를 포함하고, 상기 고체상 버퍼 부재는 연화점이 100℃ 이상인 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자.
고분자를 포함하는 버퍼층을 제공하는 단계;
상기 버퍼층 위에 금속층을 제공하는 단계; 및
가압 패턴을 갖는 몰드를 상기 금속층에 가압하여, 상기 몰드의 가압면의 형상을 상기 금속층에 전사하여, 제1 방향으로 연장되는 선형 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 어레이 및 상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입되며 제1 두께를 갖는 돌출부를 포함하는 버퍼 부재를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 선형 금속 패턴의 상면과 상기 돌출부의 상면 사이의 제2 두께는 상기 제1 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.
제10 항에 있어서, 상기 버퍼층은 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐알콜(PVA) 및 이들의 공중합체로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.
제10 항에 있어서, 상기 금속층은 알루미늄, 금, 은, 구리, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.
제10 항에 있어서, 상기 몰드를 상기 금속층으로부터 분리한 후, 인접하는 선형 금속 패턴들 사이의 잔류 금속층을 식각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.
제10 항에 있어서, 상기 버퍼층을 제공하는 단계는,
연화점이 50℃ 이하인 고분자를 포함하는 제1 버퍼층을 제공하는 단계; 및
상기 제1 버퍼층 위에, 연화점이 100℃ 이상인 고분자를 포함하는 제2 버퍼층을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.
제1 기판;
상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판; 및
상기 제1 및 제2기판 사이에 배치된 액정층을 포함하고,
상기 제1 기판은, 제1 방향으로 연장되는 선형 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 어레이, 및 상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입되며 제1 두께를 갖는 돌출부를 포함하는 버퍼 부재를 포함하는 제1 편광자를 포함하며,
상기 버퍼 부재는 고분자를 포함하고,
상기 선형 금속 패턴의 상면과 상기 돌출부의 상면 사이의 제2 두께는 상기 제1 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제15항에 있어서, 상기 선형 금속 패턴은, 알루미늄, 금, 은, 구리, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제15항에 있어서, 상기 버퍼 부재 및 상기 돌출부는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐알콜(PVA) 및 이들의 공중합체로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제15항에 있어서, 상기 제1 기판은, 상기 와이어 그리드 어레이와 동일한 층에 배치되며, 상기 선형 금속 패턴과 동일한 물질을 포함하며, 상기 선형 금속 패턴보다 큰 폭을 갖는 반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제18항에 있어서, 상기 제1 기판은, 상기 제1 편광자 위에 배치된 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결된 화소 전극을 더 포함하며, 상기 반사부는 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제15 항에 있어서, 상기 버퍼 부재는, 고무상 버퍼 부재와 상기 고무상 버퍼 부재 위에 배치된 고체상 버퍼 부재를 포함하며,
상기 고체상 버퍼 부재는 상기 선형 금속 패턴에 적어도 일부가 삽입되는 돌출부를 포함하며,
상기 고무상 버퍼 부재는 연화점이 50℃ 이하인 고분자를 포함하고, 상기 고체상 버퍼 부재는 연화점이 100℃ 이상인 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.