KR102413901B1 - 와이어 그리드 편광판 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents
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Abstract
발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판은 투광성 기판 및 상기 투광성 기판의 일면 상에 배치된 전도성 패턴층을 포함하며, 상기 전도성 패턴층은 입사 광 중 제1 편광된 광은 투과시키고 상기 제1 편광에 수직인 제2 편광된 광은 반사시키는 윈도우 영역들과 상기 윈도우 영역들에 외접하는 사각형 영역들 내에 배치되어 상기 제1 편광된 광과 상기 제2 편광된 광을 모두 반사시키는 반사 영역을 포함하고, 상기 윈도우 영역들 내에는 상기 입사 광의 파장보다 짧은 주기의 간격으로 상호 이격되어 겹겹이 둘러싸고 있는 전도성 단일 폐곡선들로 구성된 과녁형 패턴들이 배치된다.
Description
발명은 와이어 그리드 편광판 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
전자기파에서 특정 편광만을 편광시키기 위하여 평행한 도전체 선을 배열시키는 평행 전도 전선 어레이를 일반적으로 와이어 그리드(wire grid)라고 한다.
해당 빛의 파장보다 작은 주기를 가지는 와이어 그리드 구조는 비편광 입사광에 대해 와이어 방향의 편광은 반사하고 와이어 방향에 수직인 편광은 투과하는 편광 특성을 가진다. 이는 흡수형 편광자에 비하여 반사된 편광을 재이용할 수 있다는 장점이 있다.
해당 빛의 파장보다 작은 주기를 가지는 와이어 그리드 구조는 비편광 입사광에 대해 와이어 방향의 편광은 반사하고 와이어 방향에 수직인 편광은 투과하는 편광 특성을 가진다. 이는 흡수형 편광자에 비하여 반사된 편광을 재이용할 수 있다는 장점이 있다.
발명이 해결하고자 하는 과제는, 광효율이 향상된 와이어 그리드 편광판 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판은, 투광성 기판 및 상기 투광성 기판의 일면 상에 배치된 전도성 패턴층을 포함하며, 상기 전도성 패턴층은 입사 광 중 제1 편광된 광은 투과시키고 상기 제1 편광에 수직인 제2 편광된 광은 반사시키는 윈도우 영역들과 상기 윈도우 영역들에 외접하는 사각형 영역들 내에 배치되어 상기 제1 편광된 광과 상기 제2 편광된 광을 모두 반사시키는 반사 영역을 포함하고, 상기 윈도우 영역들 내에는 상기 입사 광의 파장보다 짧은 주기의 간격으로 상호 이격되어 겹겹이 둘러싸고 있는 전도성 단일 폐곡선들로 구성된 과녁형 패턴들이 배치된다.
발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 상기 와이어 그리드 편광판 및 상기 와이어 그리드 편광판의 상부에 배치된 불투명층을 포함하며, 상기 과녁형 패턴들은 일 방향으로 배열된 제1 선형 구조물들과 상기 일 방향으로 배열되지 않는 제2 선형 구조물들을 포함하고, 상기 불투명층은 상기 제2 선형 구조물들을 덮고 있다.
예를 들어, 상기 전도성 단일 폐곡선들은 일 방향으로 배열된 두 개의 제1 선형 구조물들과 상기 일 방향으로 배열되지 않은 셋 이상의 제2 선형 구조물들로 구성된 다각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다. 상기 다각형 형태의 단일 폐곡선들은, 예를 들어, 직육면체 형태의 단일 폐곡선들일 수 있다.
예를 들어, 상기 전도성 단일 폐곡선들은 일 방향으로 배치된 두 개의 제1 선형 구조물들과 상기 일 방향으로 배치되지 않은 둘 이상의 제2 선형 구조물들의 비다각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다. 상기 비다각형 형태의 단일 폐곡선들은, 예를 들어, 아치형 구조물들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 비다각형 형태의 단일 폐곡선들은, 예를 들어, 하나 이상의 단변이 곡선인 변형된 직육각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다.
상기 와이어 그리드 편광판들은 상기 일 방향으로 배열된 제3 선형 구조물들을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 선형 구조물들은 상기 윈도우 영역들의 사이에 배치될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 상기 와이어 그리드 편광판 및 상기 와이어 그리드 편광판의 상부에 배치된 불투명층을 포함하며, 상기 과녁형 패턴들은 일 방향으로 배열된 제1 선형 구조물들과 상기 일 방향으로 배열되지 않는 제2 선형 구조물들을 포함하고, 상기 불투명층은 상기 제2 선형 구조물들을 덮고 있다.
예를 들어, 상기 전도성 단일 폐곡선들은 일 방향으로 배열된 두 개의 제1 선형 구조물들과 상기 일 방향으로 배열되지 않은 셋 이상의 제2 선형 구조물들로 구성된 다각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다. 상기 다각형 형태의 단일 폐곡선들은, 예를 들어, 직육면체 형태의 단일 폐곡선들일 수 있다.
예를 들어, 상기 전도성 단일 폐곡선들은 일 방향으로 배치된 두 개의 제1 선형 구조물들과 상기 일 방향으로 배치되지 않은 둘 이상의 제2 선형 구조물들의 비다각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다. 상기 비다각형 형태의 단일 폐곡선들은, 예를 들어, 아치형 구조물들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 비다각형 형태의 단일 폐곡선들은, 예를 들어, 하나 이상의 단변이 곡선인 변형된 직육각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다.
상기 와이어 그리드 편광판들은 상기 일 방향으로 배열된 제3 선형 구조물들을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 선형 구조물들은 상기 윈도우 영역들의 사이에 배치될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
발명은 광 효율이 향상된 와이어 그리드 편광판 및 이를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1 내지 도 10은 발명의 제1 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판 제조방법의 개략적인 단면도들이다.
도 11은 도 5의 공정품의 개략적인 평면도이다.
도 12는 도 11의 A 영역의 개략적인 확대도이다.
도 13은 도 10의 와이어 그리드 편광판의 개략적인 평면도이다.
도 14는 도 13의 A 영역의 개략적인 확대도이다.
도 15는 도 13의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 16은 도 10의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 단면도이다.
도 17은 도 12의 제1 변형례이다.
도 18은 도 14의 와이어 그리드 편광판의 제1 변형례이다.
도 19는 도 18의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 20은 도 12의 제2 변형례이다.
도 21은 도 14의 와이어 그리드 편광판의 제2 변형례이다.
도 22는 도 21의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 23은 도 11의 공정품의 제1 변형례의 개략적인 평면도이다.
도 24는 도 11의 공정품의 제2 변형례의 개략적인 평면도이다.
도 25 내지 도 34는 발명의 제2 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판 제조방법의 개략적인 단면도들이다.
도 11은 도 5의 공정품의 개략적인 평면도이다.
도 12는 도 11의 A 영역의 개략적인 확대도이다.
도 13은 도 10의 와이어 그리드 편광판의 개략적인 평면도이다.
도 14는 도 13의 A 영역의 개략적인 확대도이다.
도 15는 도 13의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 16은 도 10의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 단면도이다.
도 17은 도 12의 제1 변형례이다.
도 18은 도 14의 와이어 그리드 편광판의 제1 변형례이다.
도 19는 도 18의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 20은 도 12의 제2 변형례이다.
도 21은 도 14의 와이어 그리드 편광판의 제2 변형례이다.
도 22는 도 21의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 23은 도 11의 공정품의 제1 변형례의 개략적인 평면도이다.
도 24는 도 11의 공정품의 제2 변형례의 개략적인 평면도이다.
도 25 내지 도 34는 발명의 제2 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판 제조방법의 개략적인 단면도들이다.
*본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 10은 발명의 제1 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판 제조방법의 개략적인 단면도들이다.
도 1을 참고하면, 베이스 기판은 투광성 기판(110), 전도성층(120), 가이드층(130)을 포함할 수 있다.
투광성 기판(110)은 가시광선을 투과시킬 수 있으면 그 재질은 용도나 공정에 맞게 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 투광성 기판(110)으로는 유리, 석영(Quartz), 아크릴, TAC(triacetylcellulose), COP(cyclic olefin copolymer), COC(cyclic olefin polymer), PC(polycarbonate), PET(polyethylene naphthalate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), PES(polyether sulfone), PAR(polyarylate) 등의 다양한 고분자 화합물 등이 사용될 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 투광성 기판(110)은 일정 정도의 유연성(flexibility)을 가지는 광학용 필름 기재로 형성할 수 있다.
전도성층(120)은 투광성 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 전도성층(120)은 투광성 기판(110)의 전체 면을 덮고 있을 수 있다. 전도성층(120)은 전도성 소재이면 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 전도성층(120)은 금속일 수 있고, 구체적으로는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중 하나일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
경우에 따라서는, 전도성층(120)은 둘 이상의 층을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 전도성층(미도시)은 알루미늄일 수 있고, 제2 전도성층(미도시)은 티타늄 또는 몰리브덴일 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다. 제1 전도성층(미도시)이 알루미늄일 경우, 이후 공정의 공정 온도에 따라 힐록(hillock)이 발생할 수 있고 상부 표면이 불균일해질 수 있으며, 이는 표시장치의 광학 특성을 저하시킬 수 있다. 이를 방지하기 위하여 제1 전도성층(미도시) 상에 티타늄 또는 몰리브덴으로 구성되는 제2 전도성층(미도시)을 형성하여, 공정 상 발생할 수 있는 힐록을 방지할 수 있다.
전도성층(120)은 스퍼터링 방법, 화학기상증착법, 증착(Evaporation)법 등을 이용하여 형성할 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
가이드층(130)은 전도성층(120) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 가이드층(130)은 수지층일 수 있고, 상기 수지층은, 예를 들어, 포토레지스트(photoresist)층일 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다. 가이드층(130)은 전도성층(120)의 전체 면을 덮고 있을 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하여 가이드층(130)의 패터닝을 통해서, 제1 가이드 패턴층(1GP, 3GP, T)을 형성하는 단계를 구체적으로 설명하기로 한다. 도 1 및 도 2를 참고하면, 제1 가이드 패턴층(1GP, 3GP, T)은 제1 및 제3 가이드 패턴(1GP, 3GP)과 제1 트렌치(T)를 포함할 수 있다. 가이드층(130)을 포토레지스트층으로 형성한 경우, 마스크 등을 이용하여 가이드층(130)을 패턴에 맞게 노광 및 현상하여 제1 가이드 격벽들(131W) 및 제3 가이드 격벽들(131R)을 형성할 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니고, 여러 가지 패터닝 기법들이 사용될 수 있다.
제1 가이드 패턴(1GP)은 서로 이격되어 배치되는 제1 가이드 격벽들(131W)을 포함할 수 있다. 제3 가이드 패턴(3GP)은 서로 이격되어 배열되어 있는 제3 가이드 격벽들(131R)을 포함할 수 있다. 제1 트렌치(T)는 제1 가이드 격벽들(131W)의 사이, 제3 가이드 격벽들(131R)의 사이 및 제1 가이드 격벽들(131W)과 제3 가이드 격벽들(131R)의 사이에서 전도성층(120)의 일부를 노출시킬 수 있다.
제1 가이드 격벽들(131W)은 제1 폭(L1)으로 형성될 수 있고, 제3 가이드 격벽들(131R)은 제3 폭(L3)으로 형성될 수 있다. 제1 폭(L1)은 제3 폭(L3)에 비해 좁을 수 있다. 다시 말하면, 제3 가이드 격벽들(131R)의 제3 폭(L3)은 제1 가이드 격벽들(131W)의 제1 폭(L1)에 비해 넓을 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 제1 및 제3 가이드 패턴(1GP, 3GP)의 폭을 줄여 제2 및 제4 가이드 패턴(2GP, 4GP)을 형성하는 트리밍 공정이 진행될 수 있다. 트리밍 공정을 통해서, 제1 가이드 패턴층(1GP, 3GP, T)은 제2 가이드 패턴층(2GP, 4GP, T')이 될 수 있다. 제1 가이드 격벽들(131W)은 제2 가이드 격벽들(131W')이 될 수 있고, 제3 가이드 격벽들(131R)은 제4 가이드 격벽들(131R')이 될 수 있으며, 제1 트렌치(T)는 제2 트렌치(T')이 될 수 있다.
트리밍 공정 이후, 제2 가이드 격벽들(131W')의 제2 폭(L2)은 제1 가이드 격벽들(131W)의 제1 폭(L1) 에 비해 좁아지고, 제4 가이드 격벽들(131R')의 제4 폭(L4)은 제3 가이드 격벽들(131R)의 제3 폭(L3) 에 비해 좁아지며, 제2 트렌치(T')의 폭은 제1 트렌치(T)의 폭에 비해 넓어진다. 경우에 따라서는 트리밍 공정을 통해서, 제2 가이드 격벽들(131W')의 폭을 후술하는 자기 정렬된 블록 공중합체 나노 구조의 도메인들(도 5의 141, 142)의 폭에 근접한 수준 또는 실질적으로 동일한 수준까지 줄일 수도 있다.
제1 및 제3 가이드 격벽들(131W, 131R)의 제1 및 제3 폭(L1, L3)이 줄어들수록 와이어 그리드 편광판의 개구율, 투과율이 높아질 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제3 가이드 격벽들(131W, 131R)의 제1 및 제3 폭(L1, L3)이 줄어들수록 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')의 사이의 제2 트렌치(T')에 형성될 자기 조립된 블록 공중합체 나노 구조의 도메인들(도 5의 141, 142)의 수가 증가하게 되어 와이어 그리드 편광판의 개구율이 높아질 수 있다. 자기 조립된 블록 공중합체 나노 구조의 도메인들에 대해서는 도 5를 참고하여 후술하기로 한다.
예를 들어, 트리밍 공정은 플라즈마(plasma) 식각 공정을 이용하여 진행될 수 있다. 트리밍 공정에 사용되는 플라즈마는 제1 및 제3 가이드 격벽들(131W, 131R)의 제1 및 제3 폭(L1, L3)을 줄일 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 비제한적인 일례에서, 트리밍 공정은 산소 플라즈마(O2 Plasma)를 사용할 수 있다.
제2 가이드 패턴(2GP)은 후술하는 선격자 패턴들의 제3 선형 구조물들(도 13의 3WS)을 형성하기 위한 마스크로서 역할을 할 수 있고, 제4 가이드 패턴(4GP)은 후술하는 반사 패턴들(도 13의 RF)을 형성하기 위한 마스크로서 역할을 할 수 있다.
제2 가이드 패턴(2GP)은 상호 이격 배치된 제2 가이드 격벽들(131W')을 포함할 수 있고, 제4 가이드 패턴(4GP)은 상호 이격 배치된 제4 가이드 격벽들(131R')을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 블록 공중합체층(140)이 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')의 사이의 제2 트렌치(T')내에 형성될 수 있다. 블록 공중합체는 1 반복 단위와 제2 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 블록 공중합체는 PS-b-PB(polystyrene-b-polybutadiene)), PS-b-PI(polystyrene-b-polyisoprene), PS-b-PMMA(polystyrene-b-poly(methyl methacrylate)), PS-b-P2VP(polystyrene-b-poly(2-vinylpyridine)), PS-b-PFDMS(polystyrene-b-poly(ferrocenyl-dimethylsilane)), PS-b-PtBA(polystyrene-b-poly(tert-butylacrylate)), PS-b-PFEMS(polystyrene-b-poly(ferrocenylethylmethylsilane)), PI-b-PEO(polyisoprene-b-poly(ethyleneoxide)), PB-b-PVP(polybutadiene-b-poly(butadiene-b-vinylpyridinium)), PtBA-b-PCEMA(poly(tert-butylacrylate) -b-poly(cinnamoyl-ethylmethacrylate)), PS-b-PLA(polystyrene-b-polyactide), PαMS-b-PHS(poly(α-methylstyrene)-b-poly(4-hydroxystyrene)), PPDPS-b-P4VP(pentadecyl phenol modified polystyrene-b-poly(4-vinylpyridine)), PS-b-PEO(poly(styrene-b-ethyleneoxide)), PS-b-PDMS(polystyrene-b-poly(dimethyl siloxane)), PS-b-PE(polystyrene-b-polyethylene)), PS-b-PFS(polystyrene-b-poly(ferrocenyl dimethyl silane)), PS-b-PPP(polystyrene-b-poly(paraphenylene)), PS-b-PB-b-PS, PS-b-PI-b-PS, PEO-b-PPO(Poly(propyleneoxide))-b-PEO, PVPDMPS(poly(4-vinyl-phenyldimethyl-2-propoxysilane))-b-PI-b-PVPDMPS, PS-b-P2VP-b-PtBMA 또는 이들의 블록 공중합체 등일 수 있다.
제1 반복 단위와 제2 반복 단위는 화학적 성질이 다르다. 제1 반복 단위와 제2 반복 단위는 자기 조립을 통해 미세상 분리될 수 있다. 제1 반복 단위와 제2 반복 단위는 식각률이 서로 다르다. 제1 반복 단위와 제2 반복 단위 중 하나는 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')에 대해 선택적 친화성을 가질 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제1 반복 단위가 자기 정렬된 제1 도메인들과 제2 반복 단위가 자기 정렬된 제2 도메인들 중 둘 중 하나는 선택적으로 제거될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 블록 공중합체층(140)을 제2 트렌치(T')에 형성하기 이전에 제2 트렌치(T')의 바닥부, 즉, 제2 트렌치(T') 내의 전도성층(120) 상에 중성층(미도시)을 형성할 수도 있다. 중성층(미도시)은 블록 공중합체의 표면 에너지와 거의 유사한 물질을 사용할 수 있다. 중성층(미도시)은 블록 공중합체의 제1 반복 단위 또는 제2 반복 단위에 대한 선택적 친화성을 가지지 않으므로, 블록 공중합체의 제1 반복 단위와 제2 반복 단위를 수직 배향을 제어할 수 있다.
예를 들어, 중성층(미도시)은 블록 공중합체의 단량체들의 랜덤 공중합체(random copolymer)일 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
랜덤 공중합체의 예로는, PS-r-PB(polystyrene-r-polybutadiene)), PS-r-PI(polystyrene-r-polyisoprene), PS-r-PMMA(polystyrene-r-poly(methyl methacrylate)), PS-r-P2VP(polystyrene-r-poly(2-vinylpyridine)), PS-r-PFDMS(polystyrene-r-poly(ferrocenyl-dimethylsilane)), PS-r-PtBA(polystyrene-r-poly(tert-butylacrylate)), PS-r-PFEMS(polystyrene-r-poly(ferrocenylethylmethylsilane)), PI-r-PEO(polyisoprene-r-poly(ethyleneoxide)), PB-r-PVP(polybutadiene-r-poly(butadiene-r-vinylpyridinium)), PtBA-r-PCEMA(poly(tert-butylacrylate) -r-poly(cinnamoyl-ethylmethacrylate)), PS-r-PLA(polystyrene-r-polyactide), PαMS-r-PHS(poly(α-methylstyrene)-r-poly(4-hydroxystyrene)), PPDPS-r-P4VP(pentadecyl phenol modified polystyrene-r-poly(4-vinylpyridine)), PS-r-PEO(poly(styrene-r-ethyleneoxide)), PS-r-PDMS(polystyrene-r-poly(dimethyl siloxane)), PS-r-PE(polystyrene-r-polyethylene)), PS-r-PFS(polystyrene-r-poly(ferrocenyl dimethyl silane)), PS-r-PPP(polystyrene-r-poly(paraphenylene)), PS-r-PB-r-PS, PS-r-PI-r-PS, PEO-r-PPO(Poly(propyleneoxide))-r-PEO, PVPDMPS(poly(4-vinyl-phenyldimethyl-2-propoxysilane))-r-PI-r-PVPDMPS, PS-r-P2VP-r-PtBMA 등을 들 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')의 표면은 소수성 표면처리될 수도 있다. 예를 들어, 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')의 소수성 표면처리는 불소계 고분자 코팅 공정 또는 불소계 가스 플라즈마 처리를 통해 수행될 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')의 소수성 표면처리는 중성층(미도시) 형성 이전에 수행될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 블록 공중합체층(140)을 자기 조립시킴으로써, 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142)이 교대 배열된 자기 조립된 블록 공중합체 나노 구조를 형성할 수 있다.
자기 조립된 블록 공중합체 나노 구조는 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142)을 포함할 수 있다. 제1 도메인들(141)은 제1 반복 단위들로 구성될 수 있고, 제2 도메인들(142)은 제2 반복 단위들로 구성될 수 있다. 제1 도메인들(141)은 제1 반복 단위들이 자기 조립되어 형성될 수 있고, 제2 도메인들(142)은 제2 반복 단위들이 자기 조립되어 형성될 수 있다.
블록 공중합체층(140)의 자기 조립 공정은 예를 들어, 어닐링(annealing)을 통해 수행될 수 있다. 어닐링은 열적 어닐링과 용매 어닐링을 포함한다. 열적 어닐링(thermal annealing)은 블록 공중합체의 유리전이온도(Tg) 이상으로 열을 가해 미세상 분리를 유도하는 방법이고, 용매 어닐링(solvent annealing)은 블록 공중합체를 포함하는 고분자 박막을 용매 증기 하에 노출시켜 고분자 사슬에 유동성을 부여하여 미세상 분리를 유도하는 방법이다.
예를 들어, 용매 어닐링을 사용하여 공정을 진행할 경우에는, 제1 및 제3 가이드 격벽들(도 2의 131W, 131R)의 트리밍 공정 이후의 높이를 블록 공중합체층(140) 높이의 2.5배 이상이 되도록 형성할 수 있다. 용매 어닐링 공정에서 기화된 솔벤트가 블록 공중합체에 침투하면서 스웰링(swelling)이 발생하게 되므로, 전술한 바와 같은 높이를 확보해야 블록 공중합체가 제2 및 제4 가이드 격벽들(도 3의 131W', 131R')을 넘어 제2 트렌치(도 3의 T') 밖으로 흘러 넘치지 않을 수 있다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142) 중에서 제2 도메인들(142)만을 선택적으로 제거할 수 있다. 예를 들어, 제1 도메인들(141)과 제2 도메인(142)들 중 제2 도메인들(142)을 선택적으로 제거하는 공정은 제2 도메인들(142)과 친화성이 높은 용매를 사용할 수 있다. 다만, 이로 제한되는 것은 아니고, 제2 도메인들(142)만을 건식 식각 공정을 통해 선택적으로 제거할 수도 있다. 건식 식각에 사용될 수 있는 가스는 산소(O2), 불화 탄소 기체 및 불화수소(HF)로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 상기 불화 탄소 기체는 예를 들어, C4F8, CHF3, CH2F2, C4F8, CF4 및 C2F6로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
도 6 내지 도 10을 참고하면, 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')과 제1 도메인들(141)을 마스크로 이용하여 전도성층(120)을 패터닝함으로써, 전도성 패턴층을 형성할 수 있다. 전도성 패턴층은 선격자 패턴들(PT)과 반사 패턴들(RF)을 포함할 수 있다.
선격자 패턴들(PT)은 전도성 격벽들(121D, 121W)이 입사 광의 파장보다 짧은 주기의 간격으로 이격 배치되어 있고 입사 광 중 제1 편광된 광은 투과시키며 제1 편광에 수직인 제2 편광된 광은 반사시킬 수 있다. 제1 편광된 광은 전도성 격벽들(121D, 121W)에 수직인 P파 편광이고, 제2 편광된 광은 전도성 격벽들(121W, 121D)에 평행인 S파 편광이다.
비제한적인 일례에서, 전도성 격벽들(121W, 121D)은 선폭이 약 50 nm 이하일 수 있고, 두께가 약 150 nm 이상일 수 있으며, 약 100 nm의 피치(pitch)로 이격될 수 있다.
전도성 격벽들(121D)은 제1 도메인들(141)로 보호된 영역의 전도성층(120)이 패터닝되어 형성될 수 있고, 전도성 격벽들(121W)은 제2 가이드 격벽들(131W')로 보호된 영역의 전도성층(120)이 패터닝되어 형성될 수 있다. 반사 패턴(RF)들은 제4 가이드 격벽들(131R')로 보호된 영역의 전도성층(120)이 패터닝되어 형성될 수 있다. 반사 패턴들(RF)은 입사 광 중 제1 편광된 광과 제2 편광된 광을 모두 반사시킬 수 있다. 선격자 패턴들(PT)에 반사된 제2 편광된 광은 반사 패턴들(RF)에서 재반사되어 선격자 패턴들(PT)로 입사될 수 있다. 반사 패턴들(RF)은 후술하는 바와 같이 선격자 패턴들(PT)의 사이에 배치될 수 있다. 이에 대해서는 도 11 내지 도 13을 참고하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7의 와이어 그리드 편광판은 투광성 기판(110), 투광성 기판(110) 상에 돌출하여 배치된 다수의 나란한 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R), 전도성 격벽들(121W, 121R) 상에 위치하는 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R'), 전도성 격벽들(121D) 상에 위치하는 제1 도메인들(141)을 포함할 수 있다.
식각 과정에서, 과식각을 방지하기 위하여 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')과 제1 도메인들(141)이 완전히 제거되지 않는 범위에서 식각을 진행할 경우, 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')과 제1 도메인들(141)이 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R) 상에 잔존할 수 있다.
제1 도메인들(141)은 제2 가이드 격벽들(131W')의 사이에서 서로 인접하여 반복 배치될 수 있다. 제1 도메인들(141)은 제2 가이드 격벽들(131W')과 제4 가이드 격벽들(131R')의 사이에서 서로 인접하여 반복 배치될 수 있다.
도 8의 와이어 그리드 편광판은 투광성 기판(110), 투광성 기판(110) 상에 돌출하여 배치된 다수의 나란한 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R), 전도성 격벽들(121W, 121R) 상에 위치하는 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')을 포함할 수 있다. 도 8의 와이어 그리드 편광판은 제1 도메인들(141)이 전도성 격벽들(121D) 상에 배치되지 않는 점에서 도 7의 와이어 그리드 편광판과 상이하다.
제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')은 전도성 격벽들(121D)을 사이에 두고 배치될 수 있다.
도 9의 와이어 그리드 편광판은 투광성 기판(110), 투광성 기판(110) 상에 돌출하여 배치된 다수의 나란한 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R), 전도성 격벽들(121D) 상에 위치하는 제1 도메인들(141)을 포함할 수 있다. 도 9의 와이어 그리드 편광판은 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')이 전도성 격벽들(121W, 121R) 상에 배치되지 않은 점에서 도 7의 와이어 그리드 편광판과 상이하다.
제1 도메인들(141)은 전도성 격벽들(121W, 121R)을 사이에서 소정의 간격을 가지고 배치될 수 있다.
도 10의 와이어 그리드 편광판은 투광성 기판(110), 투광성 기판(110) 상에 돌출하여 위치하는 다수의 나란한 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R)을 포함할 수 있다.
전도성 격벽들(121D, 121W, 121R) 상부에 잔존하는 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')과 제1 도메인(141)을 제거하여, 투광성 기판(110) 상에 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R)만을 남길 수 있다.
도 11은 도 5의 공정품의 일부의 개략적인 평면도이다. 도 12는 도 11의 A 영역의 개략적인 확대도이다.
도 11을 참고하면, 제2 가이드 격벽들(131W')로 구성된 제2 가이드 패턴(2GP)은 제2 방향(D2)으로 이격 배열될 수 있고, 제4 가이드 격벽들(131R')로 구성된 제4 가이드 패턴(4GP)은 제2 트렌치들(T')을 사이에 두고 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)으로 이격 배열될 수 있다. 제2 가이드 패턴(2GP)은 제4 가이드 패턴(4GP)과 연결될 수 있다.
제2 트렌치(T')는 제2 가이드 패턴(2GP)과 제4 가이드 패턴(4GP)으로 둘러싸인 영역 내에 형성될 수 있고, 예를 들어 직육각형 형태로 형성될 수 있다.
도 12를 참고하면, 제2 트렌치(T') 내에는 자기 정렬된 블록 공중합체의 나노 구조가 형성될 수 있다. 자기 정렬된 블록 공중합체의 나노 구조는 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142)을 포함할 수 있다. 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142)은 제2 트렌치(T')내에서 제1 과녁형 패턴들을 형성할 수 있다. 제1 과녁형 패턴들은 상호 이격되어 겹겹이 배치된 고분자 단일 폐곡선들로 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 도메인들(141)의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선들과 제2 도메인들(142)의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선들은 제2 트렌치(T')내에서 상호 이격되어 겹겹이 배치되어 제1 과녁형 패턴들을 형성할 수 있다. 제2 도메인들(142)의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선들은, 내측에 배치된 제1 도메인들(141)의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선들의 외곽을 감싸고 있고, 제1 도메인들(141)의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선들은, 내측에 배치된 제2 도메인들(142)의 직육각형 형태의 고분자 단일 페곡선들의 외곽을 감싸면서 제1 과녁형 패턴들을 형성할 수 있다.
제1 과녁형 패턴들의 최내측의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선의 내측에는 선형의 제1 도메인들(141), 선형의 제2 도메인들(142) 또는 선형의 제1 도메인들(141) 및 선형의 제2 도메인들(142)이 배치될 수도 있다. 즉, 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142) 중 일부는 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선을 형성하지 않을 수도 있다.
도 13은 도 10의 와이어 그리드 편광판의 개략적인 평면도이다. 도 14는 도 13의 A 영역의 개략적인 확대도이다. 도 11 내지 도 14를 참고하면, 제2 트렌치(T') 내의 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142) 중 제2 도메인들(142)을 선택적으로 제거한 후, 제1 도메인들(141)을 마스크로 이용하여, 윈도우 영역들(WR)내에 제2 과녁형 패턴들을 형성할 수 있고, 제2 가이드 격벽들(131W')을 마스크로 이용하여 제3 선형 구조물들(3WS)을 형성할 수 있으며, 제4 가이드 격벽들(131R')을 마스크로 이용하여 반사 패턴들(RF)을 형성할 수 있다.
도 13 및 도 14를 참고하면, 와이어 그리드 편광판은 윈도우 영역들(WR)과 윈도우 영역들(WR)의 외곽에 배치된 프레임 영역(PR)을 포함할 수 있다. 윈도우 영역들(WR)은 제2 트렌치(도 11, T')에 대응되는 영역으로 윈도우 영역들(WR)에는 입사 광의 파장보다 짧은 주기의 간격으로 상호 이격되어 겹겹이 배치된 전도성 단일 폐곡선들로 구성된 제2 과녁형 패턴들이 형성될 수 있다. 윈도우 영역들(WR)은 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다.
제2 과녁형 패턴들은 일 방향으로 이격 배열된 두 개의 제1 선형 구조물들(1WS)과 상기 일 방향으로 배열되지 않은 둘 이상의 제2 선형 구조물들(2WS)이 서로 연결되어 구성된 둘 이상의 다각형 형태의 전도성 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2 과녁형 패턴들은 상호 이격되어 겹겹이 배치된 직육각형 형태의 전도성 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다. 직육각형 형태의 전도성 단일 폐곡선은 제2 방향(D2)으로 상호 평행하게 이격 배열된 두 개의 제1 선형 구조물들(1WS)과 제2 방향(D2)으로 배열되지 않은 4 개의 제2 선형 구조물들(2WS)이 연결된 단일 폐곡선일 수 있다. 제2 선형 구조물들(2WS)은 제3 방향(D3)으로 배열된 두 개의 제2-1 선형 구조물들(2-1WS)과 제4 방향(D4)으로 배열된 두 개의 제2-2 선형 구조물들(2-2WS)들을 포함할 수 있다. 제1 선형 구조물들(1WS)과 제2 선형 구조물들(2WS)이 이루는 각(α)은 둔각일 수 있다. 제2-1 선형 구조물들(2-1WS)과 제2-2 선형 구조물들(2-2WS)이 이루는 각(β)은 예각일 수 있다.
제1 및 제2 선형 구조물들(1WS, 2WS)의 전도성 단일 폐곡선은 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선과 같은 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 선형 구조물들(1WS, 2WS)의 전도성 단일 폐곡선은 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선의 형상에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선의 형상이 직팔각형일 경우, 제1 및 제2 선형 구조물들(1WS, 2WS)의 전도성 단일 폐곡선은 직팔각형일 수 있다.
프레임 영역(PR)은 제3 선형 구조물들(3WS)과 반사 패턴들(RF)을 포함할 수 있다.
제3 선형 구조물들(3WS)은 윈도우 영역들(WR)의 사이에 배치될 수 있다. 윈도우 영역들(WR)에는 제2 과녁형 패턴들이 형성될 수 있으므로, 다시 말하면, 제3 선형 구조물들(3WS)은 제2 과녁형 패턴들의 사이에 배치될 수 있다. 제3 선형 구조물들(3WS)은 제1 선형 구조물들(1WS)이 배열된 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다.
반사 패턴들(RF)은 제1 방향(D1)으로 배열된 제1 반사 영역(RF1), 제2 방향(D2)으로 배열된 제2 반사 영역(RF2) 및 윈도우 영역들(WR)에 외접하는 사각형 영역(점선) 내에 배치된 제3 반사 영역(Re)을 포함할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 제1 방향(D1)과 평행한 방향으로 데이터 배선(미도시)이 배치될 수 있고, 제2 방향(D2)과 평행한 방향으로 게이트 배선(미도시)이 배치될 수 있다. 제1 반사 영역(RF1)은 데이터 배선(미도시)과 중첩되게 배치될 수 있고, 제2 반사 영역(RF2)은 게이트 배선(미도시)과 중첩되게 배치될 수 있다.
제3 반사 영역(Re)은 제1 반사 영역(RF1) 또는 제2 반사 영역(RF2)에 연결될 수 있다. 제3 반사 영역(Re)은 사각형 영역(점선)의 면적에서 제2 과녁형 패턴들의 전도성 단일 폐곡선들 면적을 뺀 면적만큼 반사 패턴들(RF)의 면적을 확장시킬 수 있고, 이러한 반사 패턴들(RF)의 면적의 확장은 제2 편광된 광의 반사 효율을 높일 수 있다.
반사 패턴들(RF)은 제4 가이드 패턴(4GP)으로 보호된 영역의 전도성층을 패터닝하여 형성할 수 있고, 반사 패턴들(RF)은 제3 선형 구조물들(3WS)과 연결될 수 있다. 반사 패턴들(RF)은 선격자 패턴들(PT)의 사이에 배치될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 선형 구조물들(1WS, 2WS)의 전도성 단일 폐곡선은 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선과 같은 형태로 형성될 수 있으므로, 와이어 그리드 편광판은 제1 과녁형 패턴들의 최내측의 직사각형 형태의 고분자 단일 폐곡선의 내측에 배치될 수 있는 선형의 제1 도메인들(141), 선형의 제2 도메인들(142) 또는 선형의 제1 도메인들(141) 및 선형의 제2 도메인들(142)에 대응하는 제4 선형 구조물들(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 제4 선형 구조물들(미도시)은 제1 선형 구조물들(1WS)의 배열 방향으로 배열될 수 있다.
도 15는 도 11의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 14 및 도 15를 참고하면, 불투명층(220)은 와이어 그리드 편광판의 상부에 배치될 수 있고, 비개구부(NOP)와 개구부들(OP)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 불투명층(220)은 블랙 매트릭스일 수 있다.
비개구부(NOP)는 제2 과녁형 패턴들의 제2 선형 구조물들(2WS)과 반사 패턴들(RF)을 커버할 수 있다. 제2 과녁형 패턴들의 제1 영역들(AR1)은 비개구부(NOP)로 덮힐 수 있고, 제2 영역(AR2)은 개구부들(OP)과 중첩 배치될 수 있다. 불투명층(220)은 입사 광을 차광하므로, 비개구부(NOP)로 덮힌 제2 과녁형 패턴들의 제1 영역들(AR1)을 투과한 제1 편광된 광은 표시장치 외부로 출사되지 않는다.
제1 영역들(AR1)과 제2 영역(AR2)은 제2 과녁형 패턴들의 최내측의 전도성 단일 폐곡선의 제2 선형 구조물들(2WS)을 경계로 구분될 수 있고, 제1 영역들(AR1)은 제2 과녁형 패턴들의 최내측의 전도성 단일 폐곡선의 제2 선형 구조물들(2WS)이 배치되는 영역들을 포함할 수 있다. 제2 선형 구조물들(2WS)은 비개구부(NOP)로 커버될 수 있다. 경우에 따라서는, 제2 선형 구조물들(2WS)과 연결된 제1 선형 구조물들(1WS)의 일부가 비개구부(NOP)로 덮힐 수도 있다.
제2 영역(AR2)은 제2 과녁형 패턴들의 최내측의 전도성 단일 폐곡선의 제2 선형 구조물들(2WS)이 배치되지 않는 영역으로서 제1 영역들(AR1)의 사이에 배치된다. 제1 선형 구조물들(1WS)은 제2 영역(AR2)에서 입사광의 파장보다 짧은 주기로 이격되어 제2 방향(D2)에 평행하게 배열된다.
또한, 제3 선형 구조물들(3WS)은 개구부(OP)와 중첩되는 영역에서 입사광의 파장보다 짧은 주기로 제1 선형 구조물들(1WS)과 이격되어 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다.
투광성 기판(110)은 개구부(OP)와 중첩되는 영역에서 제1 선형 구조물들(3WS)과 제3 선형 구조물들(3WS)의 사이에서 배치될 수 있다.
도 16은 도 10의 와이어 그리드 편광판과 불투명층(220)의 배치관계에 대한 표시장치의 개략적인 부분 단면도이다.
도 16을 참고하면, 와이어 그리드 편광판은 투광성 기판(110)상에 배치될 수 있고, 게이트 전극(G)은 와이어 그리드 편광판 상에 배치될 수 있으며, 와이어 그리드 편광판과 게이트 전극(G)의 사이에는 절연막(150)이 배치될 수 있다. 와이어 그리드 편광판은 반사 패턴들(RF)과 선격자 패턴들(PT)을 포함하여 구성될 수 있고, 반사 패턴들(RF)은 불투명층(220)과 오버랩되는 영역에 배치될 수 있고, 전도성 격벽들(121W)로 이루어진 선격자 패턴들(PT)은 컬러필터(230)와 오버랩되는 영역에 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 하기와 같이 구성될 수 있다. 투광성 기판(110) 상에 게이트 전극(G)이 위치하고, 게이트 전극(G)상에 게이트 절연막(GI)이 위치된다. 게이트 절연막(GI) 상에서 게이트 전극(G)과 적어도 일부가 중첩하는 영역에 반도체층(ACT)이 위치하고, 반도체층(ACT) 상에 서로 이격하여 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)이 위치한다. 게이트 절연막(GI), 소스 전극(S), 반도체층(ACT) 및 드레인 전극(D) 상에 패시베이션 막(PL)이 위치하고, 패시베이션 막(PL) 상에 픽셀 전극(PE)이 드레인 전극(D)의 적어도 일부를 노출시키는 콘택홀을 경유하여 위치하여, 드레인 전극(D)과 전기적으로 접속할 수 있다.
박막 트랜지스터의 상부에는 액정분자(301)를 포함하는 액정층(300)이 배치될 수 있고, 액정층(300)의 상부에는 컬러필터 기판이 배치될 수 있다. 컬러필터 기판은 투광성 기판(210) 상에 불투명층(220)과 적색, 녹색, 청색의 컬러필터(230)가 형성된 구조일 수 있다. 불투명층(220)과 컬러필터(230) 상에는 오버코트층(240)이 배치될 수 있다. 투광성 기판(220)은 유리 또는 플라스틱 등의 투명한 절연물질로 이루어질 수 있고, 불투명층(220)은 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스일 수 있다. 불투명층(220)의 양단에는 컬러필터(230)가 배치될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 오버코트층(240) 상에는 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전성 산화물로 형성되어 있는 전기장 생성 전극인 공통 전극이 더 형성될 수 있다.
액정층(300)은 입사광의 편광축을 회전시키는 역할을 하는 것으로서, 양의 유전율 이방성을 가지는 트위스티드 네마틱(twisted nematic; TN) 모드, 수직 배향(VA) 모드 또는 수평 배향(IPS, FFS) 모드 등일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
표시장치는 빛을 발산하는 백라이트 유닛(미도시), 기판(210)의 상부에 배치되는 상부 편광판(미도시) 등을 추가로 포함할 수 있다.
백라이트 유닛은, 예를 들어 도광판, 광원부, 반사부재, 광학시트 등을 더 포함할 수 있다.
도광판(Light Guide Plate: LGP)은 광원부에서 발생되는 광의 경로를 액정층 측으로 변경하는 부분으로서, 광원부에서 발생되는 빛이 입사되도록 마련된 입광면 및 액정층을 향하는 출광면을 구비할 수 있다. 도광판은 광투과성 재료 중의 하나인 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl Methacrylate : PMMA) 재질 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate : PC) 재질과 같은 일정한 굴절율을 갖는 재료로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 재료로 이루어진 도광판의 일측 또는 양측으로 입사한 광은 도광판의 임계각 이내의 각도를 가지므로, 도광판 내부로 입사되고, 도광판의 상면 또는 하면에 입사되었을 때 광의 각도는 임계각을 벗어나게 되어, 도광판 외부로 출사되지 않고, 도광판 내부에 골고루 전달된다.
도광판의 상면 및 하면 중 어느 하나의 면, 예를 들어 출광면과 대향하는 하면에는 가이드 된 광이 상부로 출사될 수 있도록 산란 패턴이 형성될 수 있다. 즉, 도광판 내부에서 전달된 광이 상부로 출사될 수 있도록 도광판의 일면에 예를 들어 잉크로 산란 패턴을 인쇄할 수 있다. 이러한 산란 패턴은 잉크를 인쇄하여 형성할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도광판에 미세한 홈이나 돌기를 형성할 수도 있으며, 다양한 변형이 가능하다.
도광판과 하부 수납부재의 바닥부 사이에는 반사부재가 더 구비될 수 있다. 반사부재는 도광판의 하면, 즉 출광면과 대향하는 반대면으로 출사되는 광을 다시 반사시켜 도광판에 공급하는 역할을 한다. 반사부재는 필름 형태로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
광원부는 도광판의 입광면과 대면하도록 배치될 수 있다. 광원부의 개수는 필요에 따라 적절히 변경 가능하다. 예컨대 광원부는 도광판의 일 측면에만 한 개가 구비될 수도 있으며, 도광판의 4개의 측면 중 3개 이상의 측면과 대응되도록 3개 이상이 구비되는 것도 가능하다. 또한 도광판의 측면 중 어느 하나와 대응되도록 배치된 광원부가 복수개인 경우도 가능하다고 할 것이다. 상기와 같이, 도광판의 측면에 광원이 위치하는 방식인 사이드 라이트 방식을 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 백라이트 구성에 따라 직하 방식, 면 형상 광원 방식 등이 있다.
*광원은 백색광을 발산하는 백색 LED일 수 있으며, 또는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색의 광을 발산하는 복수개의 LED일 수도 있다. 복수개의 광원이 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색의 광을 발산하는 LED로 구현되는 경우, 이들을 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수도 있다.
한편, 제2 과녁형 패턴들은 일 방향으로 배열된 두 개의 제1 선형 구조물들과 상기 일 방향으로 배열되지 않은 둘 이상의 제2 선형 구조물들의 비다각형 형태의 단일 폐곡선일 수 있다. 비다각형 형태의 단일 폐곡선은 하나 이상의 단변이 곡선인 변형된 직육각형 형태의 단일 폐곡선을 포함할 수 있다.
도 17은 도 12의 제1 변형례이다. 도 18은 도 14의 와이어 그리드 편광판의 제1 변형례이다.
도 17을 참고하면, 제1 과녁형 패턴들은 변형된 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선으로 형성된 제1 도메인들(141)과 변형된 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선으로 형성된 제2 도메인들(142)들이 상호 이격되어 겹겹이 배치된 구조일 수 있다. 변형된 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선은 직육각형의 단변들이 곡선들로 변형된 직육각형 형태의 단일 폐곡선일 수 있다.
도 18의 제2 과녁형 패턴들은 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선의 형상과 같은 변형된 직육각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다. 도 18을 참고하면, 제2 과녁형 패턴들은 상호 평행한 두 개의 제1 선형 구조물들(1WS), 곡선 형태의 두 개의 제2-1 선형 구조물들(2-1WS) 및 곡선 형태의 두 개의 제2-2 선형 구조물들(2-2WS)로 구성된 적어도 둘 이상의 전도성 단일 폐곡선을 포함할 수 있다. 제2-1 선형 구조물들(2-1WS)과 제2-2 선형 구조물들(2-2WS)이 곡선 형태인 점에서 제2 선형 구조물들(2WS)이 직선 형태인 도 14의 제2 과녁형 패턴들과 상이하다.
도 19는 도 18의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 19를 참고하면, 제1 영역들(AR1)내에 곡선 형태의 제2-1 선 구조물(2-1WS)과 곡선 형태의 제2-2 선 구조물(2-2WS)이 배치되고 비개구부(NOP)가 곡선 형태의 곡선 형태의 제2-1 선 구조물(2-1WS)과 곡선 형태의 제2-2 선 구조물(2-2WS)을 덮고 있는 것 이외에는 도 15를 참고하여 설명한 도 14의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계와 동일하다.
도 20은 도 12의 제2 변형례이다. 도 21은 도 14의 와이어 그리드 편광판의 제2 변형례이다.
도 20 및 도 21을 참고하면, 제1 및 제2 과녁형 패턴들은, 두 개의 원호 아치형 구조물들이 연결되어 구성된 적어도 둘 이상의 단일 폐곡선들이 상호 이격되어 겹겹이 배치된 구조일 수 있다. 도 20 및 도 21의 제1 및 제2 과녁형 패턴들은 두 개의 원호 아치형 구조물들의 단일 폐곡선들을 포함하는 점에서, 직육각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함하는 도 12 및 도 14의 제1 및 제2 과녁형 패턴들과 상이하다. 아치형 구조물은 곡선부와 곡선부를 받치는 지지부를 포함하는 구조일 수 있고, 예를 들어, 지지부는 직선 형태일 수 있다.
도시하지는 않았지만 아치형 구조물들의 비다각형 형태의 단일 폐곡선은, 두 개의 원호 아치형 구조물들의 단일 폐곡선만으로 한정되는 것은 아니고, 원호 아치형 구조물, 결원 아치형 구조물, 말발굽 아치형 구조물, 첨두 아치형 구조물 및 오지 아치형 구조물 중 둘 이상의 단일 폐곡선, 원형 단일 폐곡선 또는 타원형 단일 폐곡선 등 수도 있다.
도 20을 참고하면, 제1 과녁형 패턴들은 변형된 직사각형 형태의 고분자 단일 폐곡선으로 형성된 제1 도메인들(141)과 변형된 직사각형 형태의 고분자 단일 폐곡선으로 형성된 제2 도메인들(142)들이 상호 이격되어 겹겹이 배치된 구조일 수 있다. 변형된 직사각형 형태의 고분자 단일 폐곡선은 직사각형의 단변들이 곡선들로 변형된 직사각형 형태의 단일 폐곡선일 수 있다.
도 21의 제2 과녁형 패턴들은 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선의 형상과 같은 변형된 직사각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다. 도 21을 참고하면, 제2 과녁형 패턴들은 상호 평행한 두 개의 제1 선형 구조물들(1WS)과 원호 형상의 두 개의 제2 선형 구조물들(2WS)의 전도성 단일 폐곡선을 적어도 두 개 이상 포함할 수 있다. 제2 선형 구조물들(2WS)이 원호 형상인 점에서 제2 선형 구조물들(2WS)이 직선 형태인 도 14의 제2 과녁형 패턴들과 상이하다.
도 22는 도 21의 와이어 그리드 편광판과 불투명층(220)의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 22를 참고하면, 제1 영역들(AR1)내에 원호 형상의 제2 선 구조물들(2WS)이 배치되고 비개구부(NOP)가 원호 형상의 제2 선 구조물(2WS)을 덮고 있는 것 이외에는 도 15를 참고하여 설명한 도 14의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계와 동일하다.
도 23은 도 11의 공정품의 제1 변형례의 개략적인 평면도이다.
도 23의 공정품은 제2 가이드 격벽들(131W')과 제2 트렌치들(T')이 제1 방향(D1)에 평행하게 배열된 점에서, 제2 가이드 격벽들(131W')과 제2 트렌치들(T')이 제2 방향(D2)에 평행하게 배열된 도 11의 공정품과 상이하다.
도 24는 도 11의 공정품의 제2 변형례의 개략적인 평면도이다.
도 24의 공정품은 제2 격벽들(131W')과 제2 트렌치들(T')이 제3 방향(D3)에 평행하게 배열된 점에서, 제2 격벽들(131W')과 제2 트렌치들(T')이 제2 방향(D2)에 평행하게 배열된 도 11의 공정품과 상이하다.
도 25 내지 도 34는 제2 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판 제조방법의 개략적인 단면도들이다.
도 25를 참고하면, 베이스 기판은, 투광성 기판(310), 전도성층(320, 330), 가이드층(340), 하드 마스크층(350), 캡핑층(360), 희생층(370)을 포함할 수 있다.
투광성 기판(310)은 가시광선을 투과시킬 수 있으면 그 재질은 용도나 공정에 맞게 적절하게 선택할 수 있다. 투광성 기판(310)에 대해서는 전술한 바 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
전도성층(320, 330)은 전도성 소재이면 제한 없이 사용이 가능하다. 전도성층(320,330)은 투광성 기판(100) 전부를 덮고 있을 수 있다. 전술한 바와 같이, 전도성층(320, 330)은 제1 전도성층(320)과 제2 전도성층(330)을 포함할 수 있다.
제1 전도성층(320)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 코발트(Co) 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 금속 또는 이들의 합금인 것을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
제2 전도성층(330)은 제1 전도성층(320)에 비해 식각률이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 전도성층(320)은 알루미늄으로 구성될 수 있고, 제2 전도성층(330)은 티타늄, 몰리브덴 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
가이드층(340)은 제2 전도성층(330) 상에 형성될 수 있다. 가이드층(340)은 제2 전도성층(330) 전부를 덮고 있을 수 있다. 가이드층(340)은 제2 전도성층(330)에 비해 식각률이 큰 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 가이드층(340)은 질화규소(SiNx)로 이루어질 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
하드 마스크층(350)은 가이드층(340) 상에 형성될 수 있다. 하드 마스크층(350)은 가이드층(340) 전부를 덮고 있을 수 있다. 하드 마스크층(350)은 가이드층(340)에 비해 식각률이 작은 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 하드 마스크층(50)은 알루미늄(Al)일 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
캡핑층(360)은 하드 마스크층(350) 상에 형성될 수 있다. 캡핑층(360)은 하드 마스크층(350) 전부를 덮고 있을 수 있다. 캡핑층(360)은 하드 마스크층(50)의 힐록 현상을 방지할 수 있다. 캡핑층(360)은 하드 마스크층(50)에 비해 식각률이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 캡핑층(360)은 티타늄(Ti)으로 이루어질 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다. 캡핑층(360)은 생략될 수 있다.
희생층(370)은 하드 마스크층(350) 상에 형성될 수 있다. 희생층(370)은 하드 마스크층(350) 전부를 덮고 있을 수 있다. 희생층(370)은 캡핍층(360)에 비해 식각률이 큰 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 희생층(370)은 질화 규소(SiNx)로 이루어질 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
제1 감광막 패턴층(380)은 희생층(370) 상에 형성될 수 있다. 제1 감광막 패턴층(380)은 포토리소그래피법을 이용하여 형성할 수 있다. 제1 감광막 패턴(381, 382, 383)은 희생층(370)상에서 상호 이격 배열되어 있을 수 있고, 제1 감광막 패턴(381,382,383)의 사이로 희생층(370)의 일부가 노출될 수 있다.
도 25와 도 26을 참고하면, 캡핑층(360) 상에는 희생층 패턴(371,372,373)이 형성될 수 있다. 희생층 패턴(371, 372, 373)은 제1 감광막 패턴(381, 382, 383)을 마스크로 이용하여 희생층(370)을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
스페이서층(390)은 희생층 패턴(371, 372, 373)과 캡핑층(360) 상에 형성될 수 있다. 스페이서층(390)은 희생층 패턴(371,372,373)과 희생층 패턴(371,372,373)의 사이에서 노출된 캡핑층(360)을 전부 덮고 있을 수 있다. 예를 들어, 스페이서층(390)은 산화규소(SiOx)로 이루어질 수 있다.
도 26과 도 27를 참고하면, 스페이서 패턴(391,392,393,394,395,396)은 스페이서층(390)을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 구체적으로, 스페이서 패턴(391,392,393,394,395,396)은 희생층 패턴(371,372,373)의 측면을 덮고 있을 수 있다. 캡핑층(360)은 스페이서 패턴(391,392,393,394,395,396)의 사이에서 일부가 노출될 수 있다. 희생층 패턴(371,372,373)의 상부면은 스페이서 패턴(391,392,393,394,395,396)의 사이에서 노출될 수 있다.
도 28을 참고하면, 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2) 중 제2 영역(R2)에만 제2 감광막 패턴(400)을 형성할 수 있다. 제1 영역(R1)은 이후 선격자 패턴(도 34의 PT)이 형성될 영역이고, 제2 영역(R2)은 반사패턴(도 34의 RF)이 형성될 영역이다. 다시 말하면, 제2 감광성 패턴(400)은 반사패턴(도 34의 RF)이 형성될 영역을 보호할 수 있다.
도 29를 참고하면, 제1 영역(R1)에서만 선택적으로 희생층(371,372)를 제거할 수 있다. 희생층(373)은 제2 감광막 패턴(400)으로 보호되므로 희생층(371,372)와 달리 제거되지 않는다. 희생층(371,372)가 제거된 이후, 제1 영역(R1)에서는 스페이서 패턴(394,395,396)의 사이로 캡핑층(360)의 일부가 노출될 수 있다.
도 29 및 도 30을 참고하면, 제2 감광막 패턴(400)으로 제2 영역(R2)을 보호한 상태에서, 스페이서 패턴(394,395,396)을 마스크로 이용하여 제1 영역(R1)의 하드 마스크층(350), 및 가이드층(340)을 패터닝할 수 있다. 제1 영역(R1)에는 제2 전도성층(330)상에 제1 하드 마스크 패턴(351)과 가이드 패턴(341)이 형성될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 하드 마스크 패턴(351)상에는 캡핑층(360)의 일부가 잔류할 수 있다.
제1 영역의 가이드 패턴(341) 또는 가이드 패턴(341) 및 제1 하드 마스크 패턴(351)은 전술한 제1 가이드 패턴(1GP)에 대응될 수 있다.
제2 감광막 패턴(400)은 제1 하드 마스크 패턴(351)과 가이드 패턴(341)이 형성된 이후에, 제거될 수 있다. 제2 감광막 패턴(400)으로 보호된 제2 영역(R2)에는 제1 잔류 캡핑층 패턴(360r), 제1 잔류 하드 마스크 패턴(350r) 및 잔류 가이드 패턴(340r)이 형성될 수 있다.
잔류 가이드 패턴(340r) 또는 제1 잔류 캡핑층 패턴(360r), 제1 잔류 하드 마스크 패턴(350r) 및 잔류 가이드 패턴(340r)은 전술한 제3 가이드 패턴(3GP)에 대응될 수 있다.
도 31을 참고하면, 가이드 패턴(341)의 사이 및 스페이서 패턴(394,395)의 사이에 자기 조립된 블록 공중합체층(410)을 형성할 수 있다. 자기 조립된 블록 공중합체층(410)은 제1 도메인(410a)과 제2 도메인(410b)를 포함할 수 있다. 자기 조립된 블록 공중합체층(410)에 대해서는 전술한 바 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도시하지는 않았지만, 블록 공중합체의 제1 반복 단위와 제2 반복 단위의 수직 배향을 제어하는 중성층(미도시)이 가이드 패턴(341) 사이의 트렌치의 바닥부, 즉, 트렌치 내의 제2 전도성층(330) 상에 형성될 수 있다. 중성층에 대해서는 전술한 바 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 가이드 패턴(341)의 표면은 소수성 표면처리될 수도 있다. 예를 들어, 가이드 패턴(341)의 소수성 표면처리는 불소계 고분자 코팅 공정 또는 불소계 가스 플라즈마 처리를 통해 수행될 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
도 31 및 도 32를 참고하면, 제1 도메인(410a)과 제2 도메인(410b) 중에서 제2 도메인(410b)만을 선택적으로 제거할 수 있다. 일례로, 제1 도메인(410a)과 제2 도메인(410b) 중 제2 도메인(410b)을 선택적으로 제거하는 공정은 제2 도메인(410b)에 친화성이 높은 용매를 사용할 수 있다. 이에 대해서는 전술한 바 있다.
도 32 및 도 33을 참고하면, 제1 영역(R1)에서는 제1 도메인(410a)과 가이드 패턴(341)을 마스크로 이용하여 전도성층(320,330)을 패터닝할 수 있다. 제1 영역(R1)에는 제1 전도성 패턴층(321,321a) 및 제2 전도성 패턴층(331,331a)이 형성될 수 있다. 제2 전도성 패턴층(331,331a)의 하부에 제1 전도성 패턴층(321,321a)가 배치될 수 있다.
제2 영역(R2)에서는 스페이서 패턴(394,395,396) 및 희생층 패턴(373)을 마스크로 이용하여 제1 잔류 캡핑층 패턴(360r), 제1 잔류 하드 마스크 패턴(350r)을 패터닝할 수 있다. 제2 영역(R2)에는 캡핑층 패턴(361, 361a), 제2 하드 마스크 패턴(351, 351a), 제2 잔류 캡핑층 패턴(360rr), 제2 잔류 하드 마스크 패턴(350rr)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 영역(R1)의 전도성층(320,330)을 패터닝한 결과, 제2 영역(R2)에는 잔류 전도성 패턴(320r, 330r)이 형성될 수 있다.
도 33 및 도 34를 참고하면, 투광성 기판(310)상에 제1 전도성 패턴(321,321a) 및 잔류 전도성 패턴(320r)만을 형성할 수 있다.
제1 전도성 패턴(321,321a)은 선격자 패턴(PT)을 구성할 수 있고, 잔류 전도성 패턴(320r)은 반사패턴(RF)을 구성할 수 있다. 제1 전도성 패턴(321a)은 전술한 선 구조물들(121W)에 대응될 수 있고, 제1 전도성 패턴층(321)은 전술한 제4 선 구조물(121R)에 대응될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 10은 발명의 제1 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판 제조방법의 개략적인 단면도들이다.
도 1을 참고하면, 베이스 기판은 투광성 기판(110), 전도성층(120), 가이드층(130)을 포함할 수 있다.
투광성 기판(110)은 가시광선을 투과시킬 수 있으면 그 재질은 용도나 공정에 맞게 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 투광성 기판(110)으로는 유리, 석영(Quartz), 아크릴, TAC(triacetylcellulose), COP(cyclic olefin copolymer), COC(cyclic olefin polymer), PC(polycarbonate), PET(polyethylene naphthalate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), PES(polyether sulfone), PAR(polyarylate) 등의 다양한 고분자 화합물 등이 사용될 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 투광성 기판(110)은 일정 정도의 유연성(flexibility)을 가지는 광학용 필름 기재로 형성할 수 있다.
전도성층(120)은 투광성 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 전도성층(120)은 투광성 기판(110)의 전체 면을 덮고 있을 수 있다. 전도성층(120)은 전도성 소재이면 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 전도성층(120)은 금속일 수 있고, 구체적으로는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중 하나일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
경우에 따라서는, 전도성층(120)은 둘 이상의 층을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 전도성층(미도시)은 알루미늄일 수 있고, 제2 전도성층(미도시)은 티타늄 또는 몰리브덴일 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다. 제1 전도성층(미도시)이 알루미늄일 경우, 이후 공정의 공정 온도에 따라 힐록(hillock)이 발생할 수 있고 상부 표면이 불균일해질 수 있으며, 이는 표시장치의 광학 특성을 저하시킬 수 있다. 이를 방지하기 위하여 제1 전도성층(미도시) 상에 티타늄 또는 몰리브덴으로 구성되는 제2 전도성층(미도시)을 형성하여, 공정 상 발생할 수 있는 힐록을 방지할 수 있다.
전도성층(120)은 스퍼터링 방법, 화학기상증착법, 증착(Evaporation)법 등을 이용하여 형성할 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
가이드층(130)은 전도성층(120) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 가이드층(130)은 수지층일 수 있고, 상기 수지층은, 예를 들어, 포토레지스트(photoresist)층일 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다. 가이드층(130)은 전도성층(120)의 전체 면을 덮고 있을 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하여 가이드층(130)의 패터닝을 통해서, 제1 가이드 패턴층(1GP, 3GP, T)을 형성하는 단계를 구체적으로 설명하기로 한다. 도 1 및 도 2를 참고하면, 제1 가이드 패턴층(1GP, 3GP, T)은 제1 및 제3 가이드 패턴(1GP, 3GP)과 제1 트렌치(T)를 포함할 수 있다. 가이드층(130)을 포토레지스트층으로 형성한 경우, 마스크 등을 이용하여 가이드층(130)을 패턴에 맞게 노광 및 현상하여 제1 가이드 격벽들(131W) 및 제3 가이드 격벽들(131R)을 형성할 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니고, 여러 가지 패터닝 기법들이 사용될 수 있다.
제1 가이드 패턴(1GP)은 서로 이격되어 배치되는 제1 가이드 격벽들(131W)을 포함할 수 있다. 제3 가이드 패턴(3GP)은 서로 이격되어 배열되어 있는 제3 가이드 격벽들(131R)을 포함할 수 있다. 제1 트렌치(T)는 제1 가이드 격벽들(131W)의 사이, 제3 가이드 격벽들(131R)의 사이 및 제1 가이드 격벽들(131W)과 제3 가이드 격벽들(131R)의 사이에서 전도성층(120)의 일부를 노출시킬 수 있다.
제1 가이드 격벽들(131W)은 제1 폭(L1)으로 형성될 수 있고, 제3 가이드 격벽들(131R)은 제3 폭(L3)으로 형성될 수 있다. 제1 폭(L1)은 제3 폭(L3)에 비해 좁을 수 있다. 다시 말하면, 제3 가이드 격벽들(131R)의 제3 폭(L3)은 제1 가이드 격벽들(131W)의 제1 폭(L1)에 비해 넓을 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 제1 및 제3 가이드 패턴(1GP, 3GP)의 폭을 줄여 제2 및 제4 가이드 패턴(2GP, 4GP)을 형성하는 트리밍 공정이 진행될 수 있다. 트리밍 공정을 통해서, 제1 가이드 패턴층(1GP, 3GP, T)은 제2 가이드 패턴층(2GP, 4GP, T')이 될 수 있다. 제1 가이드 격벽들(131W)은 제2 가이드 격벽들(131W')이 될 수 있고, 제3 가이드 격벽들(131R)은 제4 가이드 격벽들(131R')이 될 수 있으며, 제1 트렌치(T)는 제2 트렌치(T')이 될 수 있다.
트리밍 공정 이후, 제2 가이드 격벽들(131W')의 제2 폭(L2)은 제1 가이드 격벽들(131W)의 제1 폭(L1) 에 비해 좁아지고, 제4 가이드 격벽들(131R')의 제4 폭(L4)은 제3 가이드 격벽들(131R)의 제3 폭(L3) 에 비해 좁아지며, 제2 트렌치(T')의 폭은 제1 트렌치(T)의 폭에 비해 넓어진다. 경우에 따라서는 트리밍 공정을 통해서, 제2 가이드 격벽들(131W')의 폭을 후술하는 자기 정렬된 블록 공중합체 나노 구조의 도메인들(도 5의 141, 142)의 폭에 근접한 수준 또는 실질적으로 동일한 수준까지 줄일 수도 있다.
제1 및 제3 가이드 격벽들(131W, 131R)의 제1 및 제3 폭(L1, L3)이 줄어들수록 와이어 그리드 편광판의 개구율, 투과율이 높아질 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제3 가이드 격벽들(131W, 131R)의 제1 및 제3 폭(L1, L3)이 줄어들수록 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')의 사이의 제2 트렌치(T')에 형성될 자기 조립된 블록 공중합체 나노 구조의 도메인들(도 5의 141, 142)의 수가 증가하게 되어 와이어 그리드 편광판의 개구율이 높아질 수 있다. 자기 조립된 블록 공중합체 나노 구조의 도메인들에 대해서는 도 5를 참고하여 후술하기로 한다.
예를 들어, 트리밍 공정은 플라즈마(plasma) 식각 공정을 이용하여 진행될 수 있다. 트리밍 공정에 사용되는 플라즈마는 제1 및 제3 가이드 격벽들(131W, 131R)의 제1 및 제3 폭(L1, L3)을 줄일 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 비제한적인 일례에서, 트리밍 공정은 산소 플라즈마(O2 Plasma)를 사용할 수 있다.
제2 가이드 패턴(2GP)은 후술하는 선격자 패턴들의 제3 선형 구조물들(도 13의 3WS)을 형성하기 위한 마스크로서 역할을 할 수 있고, 제4 가이드 패턴(4GP)은 후술하는 반사 패턴들(도 13의 RF)을 형성하기 위한 마스크로서 역할을 할 수 있다.
제2 가이드 패턴(2GP)은 상호 이격 배치된 제2 가이드 격벽들(131W')을 포함할 수 있고, 제4 가이드 패턴(4GP)은 상호 이격 배치된 제4 가이드 격벽들(131R')을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 블록 공중합체층(140)이 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')의 사이의 제2 트렌치(T')내에 형성될 수 있다. 블록 공중합체는 1 반복 단위와 제2 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 블록 공중합체는 PS-b-PB(polystyrene-b-polybutadiene)), PS-b-PI(polystyrene-b-polyisoprene), PS-b-PMMA(polystyrene-b-poly(methyl methacrylate)), PS-b-P2VP(polystyrene-b-poly(2-vinylpyridine)), PS-b-PFDMS(polystyrene-b-poly(ferrocenyl-dimethylsilane)), PS-b-PtBA(polystyrene-b-poly(tert-butylacrylate)), PS-b-PFEMS(polystyrene-b-poly(ferrocenylethylmethylsilane)), PI-b-PEO(polyisoprene-b-poly(ethyleneoxide)), PB-b-PVP(polybutadiene-b-poly(butadiene-b-vinylpyridinium)), PtBA-b-PCEMA(poly(tert-butylacrylate) -b-poly(cinnamoyl-ethylmethacrylate)), PS-b-PLA(polystyrene-b-polyactide), PαMS-b-PHS(poly(α-methylstyrene)-b-poly(4-hydroxystyrene)), PPDPS-b-P4VP(pentadecyl phenol modified polystyrene-b-poly(4-vinylpyridine)), PS-b-PEO(poly(styrene-b-ethyleneoxide)), PS-b-PDMS(polystyrene-b-poly(dimethyl siloxane)), PS-b-PE(polystyrene-b-polyethylene)), PS-b-PFS(polystyrene-b-poly(ferrocenyl dimethyl silane)), PS-b-PPP(polystyrene-b-poly(paraphenylene)), PS-b-PB-b-PS, PS-b-PI-b-PS, PEO-b-PPO(Poly(propyleneoxide))-b-PEO, PVPDMPS(poly(4-vinyl-phenyldimethyl-2-propoxysilane))-b-PI-b-PVPDMPS, PS-b-P2VP-b-PtBMA 또는 이들의 블록 공중합체 등일 수 있다.
제1 반복 단위와 제2 반복 단위는 화학적 성질이 다르다. 제1 반복 단위와 제2 반복 단위는 자기 조립을 통해 미세상 분리될 수 있다. 제1 반복 단위와 제2 반복 단위는 식각률이 서로 다르다. 제1 반복 단위와 제2 반복 단위 중 하나는 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')에 대해 선택적 친화성을 가질 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제1 반복 단위가 자기 정렬된 제1 도메인들과 제2 반복 단위가 자기 정렬된 제2 도메인들 중 둘 중 하나는 선택적으로 제거될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 블록 공중합체층(140)을 제2 트렌치(T')에 형성하기 이전에 제2 트렌치(T')의 바닥부, 즉, 제2 트렌치(T') 내의 전도성층(120) 상에 중성층(미도시)을 형성할 수도 있다. 중성층(미도시)은 블록 공중합체의 표면 에너지와 거의 유사한 물질을 사용할 수 있다. 중성층(미도시)은 블록 공중합체의 제1 반복 단위 또는 제2 반복 단위에 대한 선택적 친화성을 가지지 않으므로, 블록 공중합체의 제1 반복 단위와 제2 반복 단위를 수직 배향을 제어할 수 있다.
예를 들어, 중성층(미도시)은 블록 공중합체의 단량체들의 랜덤 공중합체(random copolymer)일 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
랜덤 공중합체의 예로는, PS-r-PB(polystyrene-r-polybutadiene)), PS-r-PI(polystyrene-r-polyisoprene), PS-r-PMMA(polystyrene-r-poly(methyl methacrylate)), PS-r-P2VP(polystyrene-r-poly(2-vinylpyridine)), PS-r-PFDMS(polystyrene-r-poly(ferrocenyl-dimethylsilane)), PS-r-PtBA(polystyrene-r-poly(tert-butylacrylate)), PS-r-PFEMS(polystyrene-r-poly(ferrocenylethylmethylsilane)), PI-r-PEO(polyisoprene-r-poly(ethyleneoxide)), PB-r-PVP(polybutadiene-r-poly(butadiene-r-vinylpyridinium)), PtBA-r-PCEMA(poly(tert-butylacrylate) -r-poly(cinnamoyl-ethylmethacrylate)), PS-r-PLA(polystyrene-r-polyactide), PαMS-r-PHS(poly(α-methylstyrene)-r-poly(4-hydroxystyrene)), PPDPS-r-P4VP(pentadecyl phenol modified polystyrene-r-poly(4-vinylpyridine)), PS-r-PEO(poly(styrene-r-ethyleneoxide)), PS-r-PDMS(polystyrene-r-poly(dimethyl siloxane)), PS-r-PE(polystyrene-r-polyethylene)), PS-r-PFS(polystyrene-r-poly(ferrocenyl dimethyl silane)), PS-r-PPP(polystyrene-r-poly(paraphenylene)), PS-r-PB-r-PS, PS-r-PI-r-PS, PEO-r-PPO(Poly(propyleneoxide))-r-PEO, PVPDMPS(poly(4-vinyl-phenyldimethyl-2-propoxysilane))-r-PI-r-PVPDMPS, PS-r-P2VP-r-PtBMA 등을 들 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')의 표면은 소수성 표면처리될 수도 있다. 예를 들어, 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')의 소수성 표면처리는 불소계 고분자 코팅 공정 또는 불소계 가스 플라즈마 처리를 통해 수행될 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')의 소수성 표면처리는 중성층(미도시) 형성 이전에 수행될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 블록 공중합체층(140)을 자기 조립시킴으로써, 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142)이 교대 배열된 자기 조립된 블록 공중합체 나노 구조를 형성할 수 있다.
자기 조립된 블록 공중합체 나노 구조는 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142)을 포함할 수 있다. 제1 도메인들(141)은 제1 반복 단위들로 구성될 수 있고, 제2 도메인들(142)은 제2 반복 단위들로 구성될 수 있다. 제1 도메인들(141)은 제1 반복 단위들이 자기 조립되어 형성될 수 있고, 제2 도메인들(142)은 제2 반복 단위들이 자기 조립되어 형성될 수 있다.
블록 공중합체층(140)의 자기 조립 공정은 예를 들어, 어닐링(annealing)을 통해 수행될 수 있다. 어닐링은 열적 어닐링과 용매 어닐링을 포함한다. 열적 어닐링(thermal annealing)은 블록 공중합체의 유리전이온도(Tg) 이상으로 열을 가해 미세상 분리를 유도하는 방법이고, 용매 어닐링(solvent annealing)은 블록 공중합체를 포함하는 고분자 박막을 용매 증기 하에 노출시켜 고분자 사슬에 유동성을 부여하여 미세상 분리를 유도하는 방법이다.
예를 들어, 용매 어닐링을 사용하여 공정을 진행할 경우에는, 제1 및 제3 가이드 격벽들(도 2의 131W, 131R)의 트리밍 공정 이후의 높이를 블록 공중합체층(140) 높이의 2.5배 이상이 되도록 형성할 수 있다. 용매 어닐링 공정에서 기화된 솔벤트가 블록 공중합체에 침투하면서 스웰링(swelling)이 발생하게 되므로, 전술한 바와 같은 높이를 확보해야 블록 공중합체가 제2 및 제4 가이드 격벽들(도 3의 131W', 131R')을 넘어 제2 트렌치(도 3의 T') 밖으로 흘러 넘치지 않을 수 있다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142) 중에서 제2 도메인들(142)만을 선택적으로 제거할 수 있다. 예를 들어, 제1 도메인들(141)과 제2 도메인(142)들 중 제2 도메인들(142)을 선택적으로 제거하는 공정은 제2 도메인들(142)과 친화성이 높은 용매를 사용할 수 있다. 다만, 이로 제한되는 것은 아니고, 제2 도메인들(142)만을 건식 식각 공정을 통해 선택적으로 제거할 수도 있다. 건식 식각에 사용될 수 있는 가스는 산소(O2), 불화 탄소 기체 및 불화수소(HF)로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 상기 불화 탄소 기체는 예를 들어, C4F8, CHF3, CH2F2, C4F8, CF4 및 C2F6로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
도 6 내지 도 10을 참고하면, 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')과 제1 도메인들(141)을 마스크로 이용하여 전도성층(120)을 패터닝함으로써, 전도성 패턴층을 형성할 수 있다. 전도성 패턴층은 선격자 패턴들(PT)과 반사 패턴들(RF)을 포함할 수 있다.
선격자 패턴들(PT)은 전도성 격벽들(121D, 121W)이 입사 광의 파장보다 짧은 주기의 간격으로 이격 배치되어 있고 입사 광 중 제1 편광된 광은 투과시키며 제1 편광에 수직인 제2 편광된 광은 반사시킬 수 있다. 제1 편광된 광은 전도성 격벽들(121D, 121W)에 수직인 P파 편광이고, 제2 편광된 광은 전도성 격벽들(121W, 121D)에 평행인 S파 편광이다.
비제한적인 일례에서, 전도성 격벽들(121W, 121D)은 선폭이 약 50 nm 이하일 수 있고, 두께가 약 150 nm 이상일 수 있으며, 약 100 nm의 피치(pitch)로 이격될 수 있다.
전도성 격벽들(121D)은 제1 도메인들(141)로 보호된 영역의 전도성층(120)이 패터닝되어 형성될 수 있고, 전도성 격벽들(121W)은 제2 가이드 격벽들(131W')로 보호된 영역의 전도성층(120)이 패터닝되어 형성될 수 있다. 반사 패턴(RF)들은 제4 가이드 격벽들(131R')로 보호된 영역의 전도성층(120)이 패터닝되어 형성될 수 있다. 반사 패턴들(RF)은 입사 광 중 제1 편광된 광과 제2 편광된 광을 모두 반사시킬 수 있다. 선격자 패턴들(PT)에 반사된 제2 편광된 광은 반사 패턴들(RF)에서 재반사되어 선격자 패턴들(PT)로 입사될 수 있다. 반사 패턴들(RF)은 후술하는 바와 같이 선격자 패턴들(PT)의 사이에 배치될 수 있다. 이에 대해서는 도 11 내지 도 13을 참고하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7의 와이어 그리드 편광판은 투광성 기판(110), 투광성 기판(110) 상에 돌출하여 배치된 다수의 나란한 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R), 전도성 격벽들(121W, 121R) 상에 위치하는 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R'), 전도성 격벽들(121D) 상에 위치하는 제1 도메인들(141)을 포함할 수 있다.
식각 과정에서, 과식각을 방지하기 위하여 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')과 제1 도메인들(141)이 완전히 제거되지 않는 범위에서 식각을 진행할 경우, 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')과 제1 도메인들(141)이 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R) 상에 잔존할 수 있다.
제1 도메인들(141)은 제2 가이드 격벽들(131W')의 사이에서 서로 인접하여 반복 배치될 수 있다. 제1 도메인들(141)은 제2 가이드 격벽들(131W')과 제4 가이드 격벽들(131R')의 사이에서 서로 인접하여 반복 배치될 수 있다.
도 8의 와이어 그리드 편광판은 투광성 기판(110), 투광성 기판(110) 상에 돌출하여 배치된 다수의 나란한 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R), 전도성 격벽들(121W, 121R) 상에 위치하는 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')을 포함할 수 있다. 도 8의 와이어 그리드 편광판은 제1 도메인들(141)이 전도성 격벽들(121D) 상에 배치되지 않는 점에서 도 7의 와이어 그리드 편광판과 상이하다.
제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')은 전도성 격벽들(121D)을 사이에 두고 배치될 수 있다.
도 9의 와이어 그리드 편광판은 투광성 기판(110), 투광성 기판(110) 상에 돌출하여 배치된 다수의 나란한 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R), 전도성 격벽들(121D) 상에 위치하는 제1 도메인들(141)을 포함할 수 있다. 도 9의 와이어 그리드 편광판은 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')이 전도성 격벽들(121W, 121R) 상에 배치되지 않은 점에서 도 7의 와이어 그리드 편광판과 상이하다.
제1 도메인들(141)은 전도성 격벽들(121W, 121R)을 사이에서 소정의 간격을 가지고 배치될 수 있다.
도 10의 와이어 그리드 편광판은 투광성 기판(110), 투광성 기판(110) 상에 돌출하여 위치하는 다수의 나란한 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R)을 포함할 수 있다.
전도성 격벽들(121D, 121W, 121R) 상부에 잔존하는 제2 및 제4 가이드 격벽들(131W', 131R')과 제1 도메인(141)을 제거하여, 투광성 기판(110) 상에 전도성 격벽들(121D, 121W, 121R)만을 남길 수 있다.
도 11은 도 5의 공정품의 일부의 개략적인 평면도이다. 도 12는 도 11의 A 영역의 개략적인 확대도이다.
도 11을 참고하면, 제2 가이드 격벽들(131W')로 구성된 제2 가이드 패턴(2GP)은 제2 방향(D2)으로 이격 배열될 수 있고, 제4 가이드 격벽들(131R')로 구성된 제4 가이드 패턴(4GP)은 제2 트렌치들(T')을 사이에 두고 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)으로 이격 배열될 수 있다. 제2 가이드 패턴(2GP)은 제4 가이드 패턴(4GP)과 연결될 수 있다.
제2 트렌치(T')는 제2 가이드 패턴(2GP)과 제4 가이드 패턴(4GP)으로 둘러싸인 영역 내에 형성될 수 있고, 예를 들어 직육각형 형태로 형성될 수 있다.
도 12를 참고하면, 제2 트렌치(T') 내에는 자기 정렬된 블록 공중합체의 나노 구조가 형성될 수 있다. 자기 정렬된 블록 공중합체의 나노 구조는 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142)을 포함할 수 있다. 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142)은 제2 트렌치(T')내에서 제1 과녁형 패턴들을 형성할 수 있다. 제1 과녁형 패턴들은 상호 이격되어 겹겹이 배치된 고분자 단일 폐곡선들로 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 도메인들(141)의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선들과 제2 도메인들(142)의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선들은 제2 트렌치(T')내에서 상호 이격되어 겹겹이 배치되어 제1 과녁형 패턴들을 형성할 수 있다. 제2 도메인들(142)의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선들은, 내측에 배치된 제1 도메인들(141)의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선들의 외곽을 감싸고 있고, 제1 도메인들(141)의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선들은, 내측에 배치된 제2 도메인들(142)의 직육각형 형태의 고분자 단일 페곡선들의 외곽을 감싸면서 제1 과녁형 패턴들을 형성할 수 있다.
제1 과녁형 패턴들의 최내측의 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선의 내측에는 선형의 제1 도메인들(141), 선형의 제2 도메인들(142) 또는 선형의 제1 도메인들(141) 및 선형의 제2 도메인들(142)이 배치될 수도 있다. 즉, 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142) 중 일부는 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선을 형성하지 않을 수도 있다.
도 13은 도 10의 와이어 그리드 편광판의 개략적인 평면도이다. 도 14는 도 13의 A 영역의 개략적인 확대도이다. 도 11 내지 도 14를 참고하면, 제2 트렌치(T') 내의 제1 도메인들(141)과 제2 도메인들(142) 중 제2 도메인들(142)을 선택적으로 제거한 후, 제1 도메인들(141)을 마스크로 이용하여, 윈도우 영역들(WR)내에 제2 과녁형 패턴들을 형성할 수 있고, 제2 가이드 격벽들(131W')을 마스크로 이용하여 제3 선형 구조물들(3WS)을 형성할 수 있으며, 제4 가이드 격벽들(131R')을 마스크로 이용하여 반사 패턴들(RF)을 형성할 수 있다.
도 13 및 도 14를 참고하면, 와이어 그리드 편광판은 윈도우 영역들(WR)과 윈도우 영역들(WR)의 외곽에 배치된 프레임 영역(PR)을 포함할 수 있다. 윈도우 영역들(WR)은 제2 트렌치(도 11, T')에 대응되는 영역으로 윈도우 영역들(WR)에는 입사 광의 파장보다 짧은 주기의 간격으로 상호 이격되어 겹겹이 배치된 전도성 단일 폐곡선들로 구성된 제2 과녁형 패턴들이 형성될 수 있다. 윈도우 영역들(WR)은 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다.
제2 과녁형 패턴들은 일 방향으로 이격 배열된 두 개의 제1 선형 구조물들(1WS)과 상기 일 방향으로 배열되지 않은 둘 이상의 제2 선형 구조물들(2WS)이 서로 연결되어 구성된 둘 이상의 다각형 형태의 전도성 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2 과녁형 패턴들은 상호 이격되어 겹겹이 배치된 직육각형 형태의 전도성 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다. 직육각형 형태의 전도성 단일 폐곡선은 제2 방향(D2)으로 상호 평행하게 이격 배열된 두 개의 제1 선형 구조물들(1WS)과 제2 방향(D2)으로 배열되지 않은 4 개의 제2 선형 구조물들(2WS)이 연결된 단일 폐곡선일 수 있다. 제2 선형 구조물들(2WS)은 제3 방향(D3)으로 배열된 두 개의 제2-1 선형 구조물들(2-1WS)과 제4 방향(D4)으로 배열된 두 개의 제2-2 선형 구조물들(2-2WS)들을 포함할 수 있다. 제1 선형 구조물들(1WS)과 제2 선형 구조물들(2WS)이 이루는 각(α)은 둔각일 수 있다. 제2-1 선형 구조물들(2-1WS)과 제2-2 선형 구조물들(2-2WS)이 이루는 각(β)은 예각일 수 있다.
제1 및 제2 선형 구조물들(1WS, 2WS)의 전도성 단일 폐곡선은 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선과 같은 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 선형 구조물들(1WS, 2WS)의 전도성 단일 폐곡선은 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선의 형상에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선의 형상이 직팔각형일 경우, 제1 및 제2 선형 구조물들(1WS, 2WS)의 전도성 단일 폐곡선은 직팔각형일 수 있다.
프레임 영역(PR)은 제3 선형 구조물들(3WS)과 반사 패턴들(RF)을 포함할 수 있다.
제3 선형 구조물들(3WS)은 윈도우 영역들(WR)의 사이에 배치될 수 있다. 윈도우 영역들(WR)에는 제2 과녁형 패턴들이 형성될 수 있으므로, 다시 말하면, 제3 선형 구조물들(3WS)은 제2 과녁형 패턴들의 사이에 배치될 수 있다. 제3 선형 구조물들(3WS)은 제1 선형 구조물들(1WS)이 배열된 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다.
반사 패턴들(RF)은 제1 방향(D1)으로 배열된 제1 반사 영역(RF1), 제2 방향(D2)으로 배열된 제2 반사 영역(RF2) 및 윈도우 영역들(WR)에 외접하는 사각형 영역(점선) 내에 배치된 제3 반사 영역(Re)을 포함할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 제1 방향(D1)과 평행한 방향으로 데이터 배선(미도시)이 배치될 수 있고, 제2 방향(D2)과 평행한 방향으로 게이트 배선(미도시)이 배치될 수 있다. 제1 반사 영역(RF1)은 데이터 배선(미도시)과 중첩되게 배치될 수 있고, 제2 반사 영역(RF2)은 게이트 배선(미도시)과 중첩되게 배치될 수 있다.
제3 반사 영역(Re)은 제1 반사 영역(RF1) 또는 제2 반사 영역(RF2)에 연결될 수 있다. 제3 반사 영역(Re)은 사각형 영역(점선)의 면적에서 제2 과녁형 패턴들의 전도성 단일 폐곡선들 면적을 뺀 면적만큼 반사 패턴들(RF)의 면적을 확장시킬 수 있고, 이러한 반사 패턴들(RF)의 면적의 확장은 제2 편광된 광의 반사 효율을 높일 수 있다.
반사 패턴들(RF)은 제4 가이드 패턴(4GP)으로 보호된 영역의 전도성층을 패터닝하여 형성할 수 있고, 반사 패턴들(RF)은 제3 선형 구조물들(3WS)과 연결될 수 있다. 반사 패턴들(RF)은 선격자 패턴들(PT)의 사이에 배치될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 선형 구조물들(1WS, 2WS)의 전도성 단일 폐곡선은 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선과 같은 형태로 형성될 수 있으므로, 와이어 그리드 편광판은 제1 과녁형 패턴들의 최내측의 직사각형 형태의 고분자 단일 폐곡선의 내측에 배치될 수 있는 선형의 제1 도메인들(141), 선형의 제2 도메인들(142) 또는 선형의 제1 도메인들(141) 및 선형의 제2 도메인들(142)에 대응하는 제4 선형 구조물들(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 제4 선형 구조물들(미도시)은 제1 선형 구조물들(1WS)의 배열 방향으로 배열될 수 있다.
도 15는 도 11의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 14 및 도 15를 참고하면, 불투명층(220)은 와이어 그리드 편광판의 상부에 배치될 수 있고, 비개구부(NOP)와 개구부들(OP)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 불투명층(220)은 블랙 매트릭스일 수 있다.
비개구부(NOP)는 제2 과녁형 패턴들의 제2 선형 구조물들(2WS)과 반사 패턴들(RF)을 커버할 수 있다. 제2 과녁형 패턴들의 제1 영역들(AR1)은 비개구부(NOP)로 덮힐 수 있고, 제2 영역(AR2)은 개구부들(OP)과 중첩 배치될 수 있다. 불투명층(220)은 입사 광을 차광하므로, 비개구부(NOP)로 덮힌 제2 과녁형 패턴들의 제1 영역들(AR1)을 투과한 제1 편광된 광은 표시장치 외부로 출사되지 않는다.
제1 영역들(AR1)과 제2 영역(AR2)은 제2 과녁형 패턴들의 최내측의 전도성 단일 폐곡선의 제2 선형 구조물들(2WS)을 경계로 구분될 수 있고, 제1 영역들(AR1)은 제2 과녁형 패턴들의 최내측의 전도성 단일 폐곡선의 제2 선형 구조물들(2WS)이 배치되는 영역들을 포함할 수 있다. 제2 선형 구조물들(2WS)은 비개구부(NOP)로 커버될 수 있다. 경우에 따라서는, 제2 선형 구조물들(2WS)과 연결된 제1 선형 구조물들(1WS)의 일부가 비개구부(NOP)로 덮힐 수도 있다.
제2 영역(AR2)은 제2 과녁형 패턴들의 최내측의 전도성 단일 폐곡선의 제2 선형 구조물들(2WS)이 배치되지 않는 영역으로서 제1 영역들(AR1)의 사이에 배치된다. 제1 선형 구조물들(1WS)은 제2 영역(AR2)에서 입사광의 파장보다 짧은 주기로 이격되어 제2 방향(D2)에 평행하게 배열된다.
또한, 제3 선형 구조물들(3WS)은 개구부(OP)와 중첩되는 영역에서 입사광의 파장보다 짧은 주기로 제1 선형 구조물들(1WS)과 이격되어 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다.
투광성 기판(110)은 개구부(OP)와 중첩되는 영역에서 제1 선형 구조물들(3WS)과 제3 선형 구조물들(3WS)의 사이에서 배치될 수 있다.
도 16은 도 10의 와이어 그리드 편광판과 불투명층(220)의 배치관계에 대한 표시장치의 개략적인 부분 단면도이다.
도 16을 참고하면, 와이어 그리드 편광판은 투광성 기판(110)상에 배치될 수 있고, 게이트 전극(G)은 와이어 그리드 편광판 상에 배치될 수 있으며, 와이어 그리드 편광판과 게이트 전극(G)의 사이에는 절연막(150)이 배치될 수 있다. 와이어 그리드 편광판은 반사 패턴들(RF)과 선격자 패턴들(PT)을 포함하여 구성될 수 있고, 반사 패턴들(RF)은 불투명층(220)과 오버랩되는 영역에 배치될 수 있고, 전도성 격벽들(121W)로 이루어진 선격자 패턴들(PT)은 컬러필터(230)와 오버랩되는 영역에 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 하기와 같이 구성될 수 있다. 투광성 기판(110) 상에 게이트 전극(G)이 위치하고, 게이트 전극(G)상에 게이트 절연막(GI)이 위치된다. 게이트 절연막(GI) 상에서 게이트 전극(G)과 적어도 일부가 중첩하는 영역에 반도체층(ACT)이 위치하고, 반도체층(ACT) 상에 서로 이격하여 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)이 위치한다. 게이트 절연막(GI), 소스 전극(S), 반도체층(ACT) 및 드레인 전극(D) 상에 패시베이션 막(PL)이 위치하고, 패시베이션 막(PL) 상에 픽셀 전극(PE)이 드레인 전극(D)의 적어도 일부를 노출시키는 콘택홀을 경유하여 위치하여, 드레인 전극(D)과 전기적으로 접속할 수 있다.
박막 트랜지스터의 상부에는 액정분자(301)를 포함하는 액정층(300)이 배치될 수 있고, 액정층(300)의 상부에는 컬러필터 기판이 배치될 수 있다. 컬러필터 기판은 투광성 기판(210) 상에 불투명층(220)과 적색, 녹색, 청색의 컬러필터(230)가 형성된 구조일 수 있다. 불투명층(220)과 컬러필터(230) 상에는 오버코트층(240)이 배치될 수 있다. 투광성 기판(220)은 유리 또는 플라스틱 등의 투명한 절연물질로 이루어질 수 있고, 불투명층(220)은 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스일 수 있다. 불투명층(220)의 양단에는 컬러필터(230)가 배치될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 오버코트층(240) 상에는 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전성 산화물로 형성되어 있는 전기장 생성 전극인 공통 전극이 더 형성될 수 있다.
액정층(300)은 입사광의 편광축을 회전시키는 역할을 하는 것으로서, 양의 유전율 이방성을 가지는 트위스티드 네마틱(twisted nematic; TN) 모드, 수직 배향(VA) 모드 또는 수평 배향(IPS, FFS) 모드 등일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
표시장치는 빛을 발산하는 백라이트 유닛(미도시), 기판(210)의 상부에 배치되는 상부 편광판(미도시) 등을 추가로 포함할 수 있다.
백라이트 유닛은, 예를 들어 도광판, 광원부, 반사부재, 광학시트 등을 더 포함할 수 있다.
도광판(Light Guide Plate: LGP)은 광원부에서 발생되는 광의 경로를 액정층 측으로 변경하는 부분으로서, 광원부에서 발생되는 빛이 입사되도록 마련된 입광면 및 액정층을 향하는 출광면을 구비할 수 있다. 도광판은 광투과성 재료 중의 하나인 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl Methacrylate : PMMA) 재질 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate : PC) 재질과 같은 일정한 굴절율을 갖는 재료로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 재료로 이루어진 도광판의 일측 또는 양측으로 입사한 광은 도광판의 임계각 이내의 각도를 가지므로, 도광판 내부로 입사되고, 도광판의 상면 또는 하면에 입사되었을 때 광의 각도는 임계각을 벗어나게 되어, 도광판 외부로 출사되지 않고, 도광판 내부에 골고루 전달된다.
도광판의 상면 및 하면 중 어느 하나의 면, 예를 들어 출광면과 대향하는 하면에는 가이드 된 광이 상부로 출사될 수 있도록 산란 패턴이 형성될 수 있다. 즉, 도광판 내부에서 전달된 광이 상부로 출사될 수 있도록 도광판의 일면에 예를 들어 잉크로 산란 패턴을 인쇄할 수 있다. 이러한 산란 패턴은 잉크를 인쇄하여 형성할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도광판에 미세한 홈이나 돌기를 형성할 수도 있으며, 다양한 변형이 가능하다.
도광판과 하부 수납부재의 바닥부 사이에는 반사부재가 더 구비될 수 있다. 반사부재는 도광판의 하면, 즉 출광면과 대향하는 반대면으로 출사되는 광을 다시 반사시켜 도광판에 공급하는 역할을 한다. 반사부재는 필름 형태로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
광원부는 도광판의 입광면과 대면하도록 배치될 수 있다. 광원부의 개수는 필요에 따라 적절히 변경 가능하다. 예컨대 광원부는 도광판의 일 측면에만 한 개가 구비될 수도 있으며, 도광판의 4개의 측면 중 3개 이상의 측면과 대응되도록 3개 이상이 구비되는 것도 가능하다. 또한 도광판의 측면 중 어느 하나와 대응되도록 배치된 광원부가 복수개인 경우도 가능하다고 할 것이다. 상기와 같이, 도광판의 측면에 광원이 위치하는 방식인 사이드 라이트 방식을 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 백라이트 구성에 따라 직하 방식, 면 형상 광원 방식 등이 있다.
*광원은 백색광을 발산하는 백색 LED일 수 있으며, 또는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색의 광을 발산하는 복수개의 LED일 수도 있다. 복수개의 광원이 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색의 광을 발산하는 LED로 구현되는 경우, 이들을 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수도 있다.
한편, 제2 과녁형 패턴들은 일 방향으로 배열된 두 개의 제1 선형 구조물들과 상기 일 방향으로 배열되지 않은 둘 이상의 제2 선형 구조물들의 비다각형 형태의 단일 폐곡선일 수 있다. 비다각형 형태의 단일 폐곡선은 하나 이상의 단변이 곡선인 변형된 직육각형 형태의 단일 폐곡선을 포함할 수 있다.
도 17은 도 12의 제1 변형례이다. 도 18은 도 14의 와이어 그리드 편광판의 제1 변형례이다.
도 17을 참고하면, 제1 과녁형 패턴들은 변형된 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선으로 형성된 제1 도메인들(141)과 변형된 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선으로 형성된 제2 도메인들(142)들이 상호 이격되어 겹겹이 배치된 구조일 수 있다. 변형된 직육각형 형태의 고분자 단일 폐곡선은 직육각형의 단변들이 곡선들로 변형된 직육각형 형태의 단일 폐곡선일 수 있다.
도 18의 제2 과녁형 패턴들은 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선의 형상과 같은 변형된 직육각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다. 도 18을 참고하면, 제2 과녁형 패턴들은 상호 평행한 두 개의 제1 선형 구조물들(1WS), 곡선 형태의 두 개의 제2-1 선형 구조물들(2-1WS) 및 곡선 형태의 두 개의 제2-2 선형 구조물들(2-2WS)로 구성된 적어도 둘 이상의 전도성 단일 폐곡선을 포함할 수 있다. 제2-1 선형 구조물들(2-1WS)과 제2-2 선형 구조물들(2-2WS)이 곡선 형태인 점에서 제2 선형 구조물들(2WS)이 직선 형태인 도 14의 제2 과녁형 패턴들과 상이하다.
도 19는 도 18의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 19를 참고하면, 제1 영역들(AR1)내에 곡선 형태의 제2-1 선 구조물(2-1WS)과 곡선 형태의 제2-2 선 구조물(2-2WS)이 배치되고 비개구부(NOP)가 곡선 형태의 곡선 형태의 제2-1 선 구조물(2-1WS)과 곡선 형태의 제2-2 선 구조물(2-2WS)을 덮고 있는 것 이외에는 도 15를 참고하여 설명한 도 14의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계와 동일하다.
도 20은 도 12의 제2 변형례이다. 도 21은 도 14의 와이어 그리드 편광판의 제2 변형례이다.
도 20 및 도 21을 참고하면, 제1 및 제2 과녁형 패턴들은, 두 개의 원호 아치형 구조물들이 연결되어 구성된 적어도 둘 이상의 단일 폐곡선들이 상호 이격되어 겹겹이 배치된 구조일 수 있다. 도 20 및 도 21의 제1 및 제2 과녁형 패턴들은 두 개의 원호 아치형 구조물들의 단일 폐곡선들을 포함하는 점에서, 직육각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함하는 도 12 및 도 14의 제1 및 제2 과녁형 패턴들과 상이하다. 아치형 구조물은 곡선부와 곡선부를 받치는 지지부를 포함하는 구조일 수 있고, 예를 들어, 지지부는 직선 형태일 수 있다.
도시하지는 않았지만 아치형 구조물들의 비다각형 형태의 단일 폐곡선은, 두 개의 원호 아치형 구조물들의 단일 폐곡선만으로 한정되는 것은 아니고, 원호 아치형 구조물, 결원 아치형 구조물, 말발굽 아치형 구조물, 첨두 아치형 구조물 및 오지 아치형 구조물 중 둘 이상의 단일 폐곡선, 원형 단일 폐곡선 또는 타원형 단일 폐곡선 등 수도 있다.
도 20을 참고하면, 제1 과녁형 패턴들은 변형된 직사각형 형태의 고분자 단일 폐곡선으로 형성된 제1 도메인들(141)과 변형된 직사각형 형태의 고분자 단일 폐곡선으로 형성된 제2 도메인들(142)들이 상호 이격되어 겹겹이 배치된 구조일 수 있다. 변형된 직사각형 형태의 고분자 단일 폐곡선은 직사각형의 단변들이 곡선들로 변형된 직사각형 형태의 단일 폐곡선일 수 있다.
도 21의 제2 과녁형 패턴들은 제1 도메인들(141)의 고분자 단일 폐곡선의 형상과 같은 변형된 직사각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함할 수 있다. 도 21을 참고하면, 제2 과녁형 패턴들은 상호 평행한 두 개의 제1 선형 구조물들(1WS)과 원호 형상의 두 개의 제2 선형 구조물들(2WS)의 전도성 단일 폐곡선을 적어도 두 개 이상 포함할 수 있다. 제2 선형 구조물들(2WS)이 원호 형상인 점에서 제2 선형 구조물들(2WS)이 직선 형태인 도 14의 제2 과녁형 패턴들과 상이하다.
도 22는 도 21의 와이어 그리드 편광판과 불투명층(220)의 배치관계에 대한 개략적인 배치도이다.
도 22를 참고하면, 제1 영역들(AR1)내에 원호 형상의 제2 선 구조물들(2WS)이 배치되고 비개구부(NOP)가 원호 형상의 제2 선 구조물(2WS)을 덮고 있는 것 이외에는 도 15를 참고하여 설명한 도 14의 와이어 그리드 편광판과 불투명층의 배치관계와 동일하다.
도 23은 도 11의 공정품의 제1 변형례의 개략적인 평면도이다.
도 23의 공정품은 제2 가이드 격벽들(131W')과 제2 트렌치들(T')이 제1 방향(D1)에 평행하게 배열된 점에서, 제2 가이드 격벽들(131W')과 제2 트렌치들(T')이 제2 방향(D2)에 평행하게 배열된 도 11의 공정품과 상이하다.
도 24는 도 11의 공정품의 제2 변형례의 개략적인 평면도이다.
도 24의 공정품은 제2 격벽들(131W')과 제2 트렌치들(T')이 제3 방향(D3)에 평행하게 배열된 점에서, 제2 격벽들(131W')과 제2 트렌치들(T')이 제2 방향(D2)에 평행하게 배열된 도 11의 공정품과 상이하다.
도 25 내지 도 34는 제2 실시예에 따른 와이어 그리드 편광판 제조방법의 개략적인 단면도들이다.
도 25를 참고하면, 베이스 기판은, 투광성 기판(310), 전도성층(320, 330), 가이드층(340), 하드 마스크층(350), 캡핑층(360), 희생층(370)을 포함할 수 있다.
투광성 기판(310)은 가시광선을 투과시킬 수 있으면 그 재질은 용도나 공정에 맞게 적절하게 선택할 수 있다. 투광성 기판(310)에 대해서는 전술한 바 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
전도성층(320, 330)은 전도성 소재이면 제한 없이 사용이 가능하다. 전도성층(320,330)은 투광성 기판(100) 전부를 덮고 있을 수 있다. 전술한 바와 같이, 전도성층(320, 330)은 제1 전도성층(320)과 제2 전도성층(330)을 포함할 수 있다.
제1 전도성층(320)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 코발트(Co) 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 금속 또는 이들의 합금인 것을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
제2 전도성층(330)은 제1 전도성층(320)에 비해 식각률이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 전도성층(320)은 알루미늄으로 구성될 수 있고, 제2 전도성층(330)은 티타늄, 몰리브덴 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
가이드층(340)은 제2 전도성층(330) 상에 형성될 수 있다. 가이드층(340)은 제2 전도성층(330) 전부를 덮고 있을 수 있다. 가이드층(340)은 제2 전도성층(330)에 비해 식각률이 큰 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 가이드층(340)은 질화규소(SiNx)로 이루어질 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
하드 마스크층(350)은 가이드층(340) 상에 형성될 수 있다. 하드 마스크층(350)은 가이드층(340) 전부를 덮고 있을 수 있다. 하드 마스크층(350)은 가이드층(340)에 비해 식각률이 작은 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 하드 마스크층(50)은 알루미늄(Al)일 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
캡핑층(360)은 하드 마스크층(350) 상에 형성될 수 있다. 캡핑층(360)은 하드 마스크층(350) 전부를 덮고 있을 수 있다. 캡핑층(360)은 하드 마스크층(50)의 힐록 현상을 방지할 수 있다. 캡핑층(360)은 하드 마스크층(50)에 비해 식각률이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 캡핑층(360)은 티타늄(Ti)으로 이루어질 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다. 캡핑층(360)은 생략될 수 있다.
희생층(370)은 하드 마스크층(350) 상에 형성될 수 있다. 희생층(370)은 하드 마스크층(350) 전부를 덮고 있을 수 있다. 희생층(370)은 캡핍층(360)에 비해 식각률이 큰 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 희생층(370)은 질화 규소(SiNx)로 이루어질 수 있다. 다만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
제1 감광막 패턴층(380)은 희생층(370) 상에 형성될 수 있다. 제1 감광막 패턴층(380)은 포토리소그래피법을 이용하여 형성할 수 있다. 제1 감광막 패턴(381, 382, 383)은 희생층(370)상에서 상호 이격 배열되어 있을 수 있고, 제1 감광막 패턴(381,382,383)의 사이로 희생층(370)의 일부가 노출될 수 있다.
도 25와 도 26을 참고하면, 캡핑층(360) 상에는 희생층 패턴(371,372,373)이 형성될 수 있다. 희생층 패턴(371, 372, 373)은 제1 감광막 패턴(381, 382, 383)을 마스크로 이용하여 희생층(370)을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
스페이서층(390)은 희생층 패턴(371, 372, 373)과 캡핑층(360) 상에 형성될 수 있다. 스페이서층(390)은 희생층 패턴(371,372,373)과 희생층 패턴(371,372,373)의 사이에서 노출된 캡핑층(360)을 전부 덮고 있을 수 있다. 예를 들어, 스페이서층(390)은 산화규소(SiOx)로 이루어질 수 있다.
도 26과 도 27를 참고하면, 스페이서 패턴(391,392,393,394,395,396)은 스페이서층(390)을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 구체적으로, 스페이서 패턴(391,392,393,394,395,396)은 희생층 패턴(371,372,373)의 측면을 덮고 있을 수 있다. 캡핑층(360)은 스페이서 패턴(391,392,393,394,395,396)의 사이에서 일부가 노출될 수 있다. 희생층 패턴(371,372,373)의 상부면은 스페이서 패턴(391,392,393,394,395,396)의 사이에서 노출될 수 있다.
도 28을 참고하면, 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2) 중 제2 영역(R2)에만 제2 감광막 패턴(400)을 형성할 수 있다. 제1 영역(R1)은 이후 선격자 패턴(도 34의 PT)이 형성될 영역이고, 제2 영역(R2)은 반사패턴(도 34의 RF)이 형성될 영역이다. 다시 말하면, 제2 감광성 패턴(400)은 반사패턴(도 34의 RF)이 형성될 영역을 보호할 수 있다.
도 29를 참고하면, 제1 영역(R1)에서만 선택적으로 희생층(371,372)를 제거할 수 있다. 희생층(373)은 제2 감광막 패턴(400)으로 보호되므로 희생층(371,372)와 달리 제거되지 않는다. 희생층(371,372)가 제거된 이후, 제1 영역(R1)에서는 스페이서 패턴(394,395,396)의 사이로 캡핑층(360)의 일부가 노출될 수 있다.
도 29 및 도 30을 참고하면, 제2 감광막 패턴(400)으로 제2 영역(R2)을 보호한 상태에서, 스페이서 패턴(394,395,396)을 마스크로 이용하여 제1 영역(R1)의 하드 마스크층(350), 및 가이드층(340)을 패터닝할 수 있다. 제1 영역(R1)에는 제2 전도성층(330)상에 제1 하드 마스크 패턴(351)과 가이드 패턴(341)이 형성될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 하드 마스크 패턴(351)상에는 캡핑층(360)의 일부가 잔류할 수 있다.
제1 영역의 가이드 패턴(341) 또는 가이드 패턴(341) 및 제1 하드 마스크 패턴(351)은 전술한 제1 가이드 패턴(1GP)에 대응될 수 있다.
제2 감광막 패턴(400)은 제1 하드 마스크 패턴(351)과 가이드 패턴(341)이 형성된 이후에, 제거될 수 있다. 제2 감광막 패턴(400)으로 보호된 제2 영역(R2)에는 제1 잔류 캡핑층 패턴(360r), 제1 잔류 하드 마스크 패턴(350r) 및 잔류 가이드 패턴(340r)이 형성될 수 있다.
잔류 가이드 패턴(340r) 또는 제1 잔류 캡핑층 패턴(360r), 제1 잔류 하드 마스크 패턴(350r) 및 잔류 가이드 패턴(340r)은 전술한 제3 가이드 패턴(3GP)에 대응될 수 있다.
도 31을 참고하면, 가이드 패턴(341)의 사이 및 스페이서 패턴(394,395)의 사이에 자기 조립된 블록 공중합체층(410)을 형성할 수 있다. 자기 조립된 블록 공중합체층(410)은 제1 도메인(410a)과 제2 도메인(410b)를 포함할 수 있다. 자기 조립된 블록 공중합체층(410)에 대해서는 전술한 바 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도시하지는 않았지만, 블록 공중합체의 제1 반복 단위와 제2 반복 단위의 수직 배향을 제어하는 중성층(미도시)이 가이드 패턴(341) 사이의 트렌치의 바닥부, 즉, 트렌치 내의 제2 전도성층(330) 상에 형성될 수 있다. 중성층에 대해서는 전술한 바 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 가이드 패턴(341)의 표면은 소수성 표면처리될 수도 있다. 예를 들어, 가이드 패턴(341)의 소수성 표면처리는 불소계 고분자 코팅 공정 또는 불소계 가스 플라즈마 처리를 통해 수행될 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
도 31 및 도 32를 참고하면, 제1 도메인(410a)과 제2 도메인(410b) 중에서 제2 도메인(410b)만을 선택적으로 제거할 수 있다. 일례로, 제1 도메인(410a)과 제2 도메인(410b) 중 제2 도메인(410b)을 선택적으로 제거하는 공정은 제2 도메인(410b)에 친화성이 높은 용매를 사용할 수 있다. 이에 대해서는 전술한 바 있다.
도 32 및 도 33을 참고하면, 제1 영역(R1)에서는 제1 도메인(410a)과 가이드 패턴(341)을 마스크로 이용하여 전도성층(320,330)을 패터닝할 수 있다. 제1 영역(R1)에는 제1 전도성 패턴층(321,321a) 및 제2 전도성 패턴층(331,331a)이 형성될 수 있다. 제2 전도성 패턴층(331,331a)의 하부에 제1 전도성 패턴층(321,321a)가 배치될 수 있다.
제2 영역(R2)에서는 스페이서 패턴(394,395,396) 및 희생층 패턴(373)을 마스크로 이용하여 제1 잔류 캡핑층 패턴(360r), 제1 잔류 하드 마스크 패턴(350r)을 패터닝할 수 있다. 제2 영역(R2)에는 캡핑층 패턴(361, 361a), 제2 하드 마스크 패턴(351, 351a), 제2 잔류 캡핑층 패턴(360rr), 제2 잔류 하드 마스크 패턴(350rr)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 영역(R1)의 전도성층(320,330)을 패터닝한 결과, 제2 영역(R2)에는 잔류 전도성 패턴(320r, 330r)이 형성될 수 있다.
도 33 및 도 34를 참고하면, 투광성 기판(310)상에 제1 전도성 패턴(321,321a) 및 잔류 전도성 패턴(320r)만을 형성할 수 있다.
제1 전도성 패턴(321,321a)은 선격자 패턴(PT)을 구성할 수 있고, 잔류 전도성 패턴(320r)은 반사패턴(RF)을 구성할 수 있다. 제1 전도성 패턴(321a)은 전술한 선 구조물들(121W)에 대응될 수 있고, 제1 전도성 패턴층(321)은 전술한 제4 선 구조물(121R)에 대응될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 기판
120: 전도성층
121W, 121R: 전도성 격벽
1WS: 제1 선형 구조물, 2WS: 제2 선형 구조물,
3WS: 제3 선형 구조물
PT: 선격자 패턴
RF: 반사패턴
130: 가이드층
131W: 제1 가이드 격벽, 131W': 제2 가이드 격벽
131R: 제3 가이드 격벽, 131R': 제4 가이드 격벽
140: 블록 공중합체층
141: 제1 도메인 142: 제2 도메인
120: 전도성층
121W, 121R: 전도성 격벽
1WS: 제1 선형 구조물, 2WS: 제2 선형 구조물,
3WS: 제3 선형 구조물
PT: 선격자 패턴
RF: 반사패턴
130: 가이드층
131W: 제1 가이드 격벽, 131W': 제2 가이드 격벽
131R: 제3 가이드 격벽, 131R': 제4 가이드 격벽
140: 블록 공중합체층
141: 제1 도메인 142: 제2 도메인
Claims (20)
- 투광성 기판; 및
입사 광 중 제1 편광된 광은 투과시키고 상기 제1 편광에 수직인 제2 편광된 광은 반사시키는 윈도우 영역들과 상기 윈도우 영역들의 외측에 위치하고 상기 윈도우 영역들 각각을 둘러싸는 프레임 영역을 포함하고, 상기 프레임 영역은 제1방향을 따라 연장된 제1반사영역, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 연장된 제2반사영역 및 상기 윈도우 영역들에 외접하는 사각형 영역 내에 배치되는 제3반사영역을 포함하고, 상기 투광성 기판의 일면 상에 배치된 전도성 패턴층;을 포함하며,
상기 윈도우 영역들 내에는 상기 입사 광의 파장보다 짧은 주기의 간격으로 상호 이격되어 겹겹이 둘러싸고 있는 전도성 단일 폐곡선들로 구성된 과녁형 패턴들이 배치되고,
상기 과녁형 패턴들은 상기 제1 편광된 광을 투과시키고 상기 제2 편광된 광을 반사시키고,
상기 제1반사영역, 상기 제2반사영역 및 상기 제3 반사영역은 상기 제1 편광된 광 및 상기 제2 편광된 광을 반사시키는 와이어 그리드 편광판. - 제1 항에 있어서,
상기 전도성 단일 폐곡선들은 상기 제2방향으로 배열된 두 개의 제1 선형 구조물들과 상기 제2방향으로 배열되지 않은 셋 이상의 제2 선형 구조물들로 구성된 다각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함하는 와이어 그리드 편광판. - 제2 항에 있어서,
상기 프레임 영역은 상기 제2방향으로 배열된 제3 선형 구조물들을 더 포함하고,
상기 제3반사영역은 복수개 구비되고, 상기 제3 선형 구조물들은 상기 윈도우 영역들의 사이에 배치된 와이어 그리드 편광판. - 제2 항에 있어서,
상기 다각형 형태의 단일 폐곡선들은 직육면체 형태의 단일 폐곡선들인 와이어 그리드 편광판. - 제1 항에 있어서,
상기 전도성 단일 폐곡선들은 상기 제2방향으로 배치된 두 개의 제1 선형 구조물들과 상기 제2방향으로 배치되지 않은 둘 이상의 제2 선형 구조물들로 구성된 비다각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함하는 와이어 그리드 편광판. - 제5 항에 있어서,
상기 비다각형 형태의 단일 폐곡선들은 아치형 구조물들을 포함하는 와이어 그리드 편광판. - 제5 항에 있어서,
상기 비다각형 형태의 단일 폐곡선들은 하나 이상의 단변이 곡선인 변형된 직육각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함하는 와이어 그리드 편광판. - 제5 항에 있어서,
상기 프레임 영역은 상기 제2방향으로 배열된 제3 선형 구조물들을 더 포함하고,
상기 제3반사영역은 복수개 구비되고, 상기 제3 선형 구조물들은 상기 윈도우 영역들의 사이에 배치된 와이어 그리드 편광판. - 투광성 기판 및 상기 투광성 기판의 일면 상에 배치된 전도성 패턴층을 포함하고, 상기 전도성 패턴층은 입사 광 중 제1 편광된 광은 투과시키고 상기 제1 편광에 수직인 제2 편광된 광은 반사시키는 윈도우 영역들과 상기 윈도우 영역들의 외측에 위치하고 상기 윈도우 영역들 각각을 둘러싸는 프레임 영역을 포함하고, 상기 프레임 영역은 제1방향을 따라 연장된 제1반사영역, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 연장된 제2반사영역 및 상기 윈도우 영역들에 외접하는 사각형 영역 내에 배치되는 제3반사 영역을 포함하며, 상기 윈도우 영역들 내에는 상기 입사 광의 파장보다 짧은 주기의 간격으로 상호 이격되어 겹겹이 둘러싸고 있는 전도성 단일 폐곡선들로 구성된 과녁형 패턴들이 배치된 와이어 그리드 편광판; 및
상기 와이어 그리드 편광판의 상부에 배치된 불투명층;을 포함하며,
상기 과녁형 패턴들은 상기 제2방향으로 배열된 제1 선형 구조물들과 상기 제2방향으로 배열되지 않는 제2 선형 구조물들을 포함하고,
상기 불투명층은 상기 제2 선형 구조물들을 덮고 있고,
상기 과녁형 패턴들은 상기 제1 편광된 광을 투과시키고 상기 제2 편광된 광을 반사시키고,
상기 제1반사영역, 상기 제2반사영역 및 상기 제3 반사영역은 상기 제1 편광된 광 및 상기 제2 편광된 광을 반사시키는 표시장치. - 제9 항에 있어서,
상기 전도성 단일 폐곡선들은 상기 제2방향으로 배열된 두 개의 제1 선형 구조물들과 상기 제2방향으로 배열되지 않은 셋 이상의 제2 선형 구조물들로 구성된 다각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함하는 표시장치. - 제10 항에 있어서,
상기 프레임 영역은 상기 제2방향으로 배열된 제3 선형 구조물들을 더 포함하고,
상기 제3 반사영역은 복수개 구비되고, 상기 제3 선형 구조물들은 상기 윈도우 영역들의 사이에 배치된 표시장치. - 제10 항에 있어서,
상기 다각형 형태의 단일 폐곡선들은 직육면체 형태의 단일 폐곡선들인 표시장치. - 제9 항에 있어서,
상기 전도성 단일 폐곡선들은 상기 제2방향으로 배치된 두 개의 제1 선형 구조물들과 상기 제2방향으로 배치되지 않은 둘 이상의 제2 선형 구조물들로 구성된 비다각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함하는 표시장치. - 제13 항에 있어서,
상기 비다각형 형태의 단일 폐곡선들은 아치형 구조물들을 포함하는 표시장치. - 제13 항에 있어서,
상기 비다각형 형태의 단일 폐곡선들은 하나 이상의 단변이 곡선인 변형된 직육각형 형태의 단일 폐곡선들을 포함하는 표시장치. - 제13 항에 있어서,
상기 프레임 영역은 상기 제2방향으로 배열된 제3 선형 구조물들을 더 포함하고,
상기 제3 반사영역은 복수개 구비되고, 상기 제3 선형 구조물들은 상기 윈도우 영역들의 사이에 배치된 표시장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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| A201 | Request for examination | ||
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |