KR102665342B1 - 와이어 그리드 편광자용 기판, 와이어 그리드 편광자 및 이를 제조하는 방법, 및 와이어 그리드 편광자를 포함하는 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 기재는, 와이어 그리드 기재층, 제1 방향을 따라 길이 방향으로 연장되며, 상기 와이어 그리드 기재층 내에서 상기 와이어 그리드 기재층의 일면으로부터 내부를 향해 오목한 형상을 가지는 음각 트렌치를 포함하는 와이어 그리드 편광자용 기판, 와이어 그리드 편광자 및 이를 제조하는 방법, 및 와이어 그리드 편광자를 포함하는 표시 패널에 관한 것이다.
Description
본 기재는 와이어 그리드 편광자용 기판, 와이어 그리드 편광자 및 이를 제조하는 방법, 및 와이어 그리드 편광자를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
편광자란, 자연광과 같이 다양한 방향성을 가지는 비편광된 빛 중에서 특정한 진동 방향을 따른 편광 특성을 가지는 빛을 분리시키는 광학 소자이다. 편광자는 편광 특성을 가지는 빛으로 분리시키기 위하여, 분리되어야 하는 빛의 파장 크기보다 작은 피치(pitch)를 가지는 선격자 또는 스트라이프 형태의 구조를 가진다.
일반적으로, 편광자가 400nm 내지 700nm 영역의 파장을 가지는 가시광선 영역에서 사용되기 위해서는 통상적으로 파장의 20% 수준의 피치를 가져야 한다. 따라서 최소 130nm 이하의 피치를 가지는 편광자가 가시광선 영역에서 사용될 수 있다.
그러나 이러한 피치를 가지는 편광자의 경우, 피치 간격이 매우 미세하기 때문에, 제조 공정에서 결함이 발생할 우려가 매우 높다. 제조 공정상의 결함은 제품의 수율을 저하시켜 생산성을 저감시키고, 경제성을 악화시키는 요인이 된다.
따라서 미세한 피치를 가지는 편광자의 제조 공정에서 결함 발생을 방지하기 위한 기술의 필요성이 대두되고 있다.
본 기재는, 제조 공정에서 결함 발생 가능성을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 와이어 그리드 편광자용 기판, 와이어 그리드 편광자 및 이를 제조하는 방법, 및 와이어 그리드 편광자를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자용 기판은, 와이어 그리드 기재층, 제1 방향을 따라 길이 방향으로 연장되며, 와이어 그리드 기재층 내에서 와이어 그리드 기재층의 일면으로부터 내부를 향해 오목한 형상을 가지는 음각 트렌치를 포함한다.
와이어 그리드 기재층의 일면에 대향하는 타면 상에 위치하는 평탄화층을 더 포함할 수 있다.
음각 트렌치는 와이어 그리드 기재층의 두께와 동일한 높이를 가질 수 있다.
와이어 그리드 기재층의 일면 상에 위치하는 산화 방지층을 더 포함하며, 음각 트렌치는 산화 방지층의 표면으로부터 와이어 그리드 기재층 내부로 연장되어, 산화 방지층 및 와이어 그리드 기재층의 두께의 합과 동일한 높이를 가질 수 있다.
음각 트렌치는, 제1 방향을 따라 길게 연장되며, 일면과 나란히 배치되는 바닥면 및 일면과 바닥면을 연결하는 한 쌍의 측면을 포함할 수 있다.
와이어 그리드 기재층의 두께 방향과 나란한 방향을 따라, 제1 방향과 수직하게 절단한 음각 트렌치의 단면은 사각형일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법은, 일면에 제1 방향을 따라 길이 방향으로 연장되는 음각 트렌치가 형성된 와이어 그리드 편광자용 기판을 제공하는 단계, 와이어 그리드 편광자용 기판에 액상의 마스크용 레진을 도포하는 단계, 임프린팅 몰드 패턴을 포함하는 와이어 그리드 편광자용 몰드를 이용하여 액상의 마스크용 레진을 임프린팅하는 단계, 마스크용 레진을 경화시켜 식각 마스크를 형성하는 단계, 와이어 그리드 편광자용 기판의 일부를 제거하여 와이어 그리드를 형성하는 단계 및 식각 마스크를 제거하여 그리드 브릿지를 형성하는 단계를 포함한다.
식각 마스크가 제거된 와이어 그리드 편광자용 기판에 투명 물질을 충전하여 투명 그리드를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
와이어 그리드 편광자용 기판은 일면과 대향하는 타면 상에 평탄화층을 더 포함하며, 경화된 레진을 제거하는 단계 이후에 평탄화층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
와이어 그리드 편광자용 기판은 일면 상에 산화 방지층을 더 포함하며, 와이어 그리드 편광자용 기판의 일부를 제거하여 와이어 그리드를 형성하는 단계는, 산화 방지층의 일부를 식각에 의해 제거하는 1차 식각 단계 및 와이어 그리드 기재층의 일부를 식각에 의해 제거하여 와이어 그리드를 형성하는 2차 식각 단계를 포함할 수 있다.
음각 트렌치를 형성하는 단계는, 와이어 그리드 편광자용 기판에 포토 레지스트 공정을 이용하여 와이어 그리드 편광자용 기판의 일부를 제거하여 음각 트렌치를 형성할 수 있다.
음각 트렌치를 형성하는 단계는, 레이저 컷팅에 의해 와이어 그리드 편광자용 기판의 일부를 제거하여 음각 트렌치를 형성할 수 있다.
마스크용 레진은 잉크젯 방식으로 와이어 그리드 편광자용 기판 상에 도포될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자는, 제1 방향을 따라 연장되는 그리드 브릿지, 그리드 브릿지로부터 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되어 서로 나란히 배치되는 복수의 투명 그리드 및 제2 방향을 따라 연장되며 복수의 투명 그리드 사이마다 제2 방향을 따라 서로 나란히 배치되고, 그리드 브릿지에 의해 단절되는 복수의 와이어 그리드를 포함한다.
2 이상의 그리드 브릿지가 한 쌍의 투명 그리드 사이를 연결할 수 있다.
그리드 브릿지는 투명 그리드와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
와이어 그리드는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 텅스텐(W), 코발트(Co), 티타늄(Ti) 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속, 이들의 합금, 또는 이들의 산화물 또는 질화물일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 와이어 그리드 편광자를 포함하는 표시 패널; 및 표시 패널 상의 색변환 패널을 포함하며, 와이어 그리드 편광자는, 제1 방향을 따라 연장되는 그리드 브릿지, 그리드 브릿지로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되어 서로 나란히 배치되는 복수의 투명 그리드 및 제2 방향을 따라 연장되며 복수의 상기 투명 그리드 사이마다 상기 제2 방향을 따라 서로 나란히 배치되고, 상기 그리드 브릿지에 의해 단절되는 복수의 와이어 그리드를 포함한다.
색변환 패널은, 표시 패널을 통과한 빛의 파장을 변환시키는 복수의 색변환층 및 복수의 색변환층 사이에 위치하는 차광부재를 포함하며, 그리드 브릿지는 차광부재와 중첩하도록 상기 차광부재 상에 위치할 수 있다.
제2 방향을 따라 측정되는 그리드 브릿지의 폭은 차광부재의 폭보다 작을 수 있다.
본 기재에 의하면 와이어 그리드 편광자용 기판에 형성되는 음각 트렌치에 의해 임프린팅 공정을 위해 와이어 그리드 편광자용 기판 상에 도포되는 액상의 마스크용 레진이 임프린팅 몰드 내에 고르게 충전될 수 있다. 따라서 모세관 현상 및 스프레드 이방성에 의해 액상의 마스크용 레진에 기포가 발생되거나 충전 불량에 의해 발생 가능한 제품 불량을 방지할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 기포 발생 또는 충전 불량과 같은 현상에 의해 와이어 그리드 편광자의 광학 특성 저하를 방지할 수 있으며, 편광 특성에 관한 제품 품질 역시 유지되거나 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자용 기판을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 와이어 그리드 편광자용 기판의 음각 트렌치를 확대하여 개략?Ю막? 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 와이어 그리드 편광자용 기판을 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 4는 도 1의 와이어 그리드 편광자용 기판에 액상의 마스크용 레진을 도포하는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4를 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 6은 와이어 그리드 편광자용 기판 상에 액상의 마스크용 레진이 완전히 도포된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 액상의 마스크용 레진을 임프린팅하기 위하여 몰드를 배치한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 임프린팅 몰드 패턴 내에 마스크용 레진이 충전되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 와이어 그리드 편광자용 몰드에 의해 임프린팅된 마스크용 레진을 경화하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 경화가 완료된 마스크용 레진으로부터 와이어 그리드 편광자용 몰드를 분리하여 식각 마스크를 형성한 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 11은 도 10을 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 12는 도 10에서 산화 방지층을 식각한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 도 12에서 와이어 그리드 기재층을 식각한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14는 도 13에서 식각 마스크 및 산화 방지층을 제거한 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 15는 도 14를 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 16은 도 14의 와이어 그리드 편광자에 투명 물질을 충전한 모습을 개략?Ю막? 도시한 사시도이다.
도 17은 도 16을 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 18은 도 16에서 평탄화층이 제거된 와이어 그리드 편광자를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 19는 도 18을 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 20은 도 18의 일 변형예에 따른 와이어 그리드 편광자를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 23은 도 21의 A 영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 2는 도 1의 와이어 그리드 편광자용 기판의 음각 트렌치를 확대하여 개략?Ю막? 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 와이어 그리드 편광자용 기판을 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 4는 도 1의 와이어 그리드 편광자용 기판에 액상의 마스크용 레진을 도포하는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4를 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 6은 와이어 그리드 편광자용 기판 상에 액상의 마스크용 레진이 완전히 도포된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 액상의 마스크용 레진을 임프린팅하기 위하여 몰드를 배치한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 임프린팅 몰드 패턴 내에 마스크용 레진이 충전되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 와이어 그리드 편광자용 몰드에 의해 임프린팅된 마스크용 레진을 경화하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 경화가 완료된 마스크용 레진으로부터 와이어 그리드 편광자용 몰드를 분리하여 식각 마스크를 형성한 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 11은 도 10을 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 12는 도 10에서 산화 방지층을 식각한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 도 12에서 와이어 그리드 기재층을 식각한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14는 도 13에서 식각 마스크 및 산화 방지층을 제거한 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 15는 도 14를 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 16은 도 14의 와이어 그리드 편광자에 투명 물질을 충전한 모습을 개략?Ю막? 도시한 사시도이다.
도 17은 도 16을 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 18은 도 16에서 평탄화층이 제거된 와이어 그리드 편광자를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 19는 도 18을 제1 방향에서 본 측면도이다.
도 20은 도 18의 일 변형예에 따른 와이어 그리드 편광자를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 23은 도 21의 A 영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 기재를 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 기재의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 기재를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로 본 기재가 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자용 기판(110)을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 와이어 그리드 편광자용 기판(110)의 음각 트렌치(118)를 확대하여 개략?Ю막? 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 것과 같이 본 실시예의 와이어 그리드 편광자용 기판(110)은 와이어 그리드 기재층(112) 및 음각 트렌치(118)를 포함한다.
와이어 그리드 기재층(112)은 이후 식각에 의해 일부가 제거되어 선편광을 가지는 와이어 그리드 편광자(100)가 되기 위한 기재층이다. 본 실시예의 와이어 그리드 기재층(112)은 이후 설명하는 것과 같이 표시 장치(1000)에 포함되며, 표시 장치(1000)의 표시 패널(200)로부터 전달되는 빛에 편광성을 부여한다.
본 실시예에 따른 와이어 그리드 기재층(112)은 금속 물질로 이루어질 수 있다. 일 예로, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 텅스텐(W), 코발트(Co) 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속, 이들의 합금, 또는 이들의 산화물 또는 질화물인 것을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
음각 트렌치(118)는 와이어 그리드 기재층(112) 내에 위치되며, 와이어 그리드 기재층(112)의 일면으로부터 내부를 향해 오목한 형상을 가진다. 도 2에 도시된 것과 같이 본 실시예에 따른 음각 트렌치(118)는 바닥면(118a)과 한 쌍의 측면(118b)을 포함할 수 있다.
음각 트렌치(118)의 바닥면(118a)은 제1 방향(D1)을 따라 길게 연장되며, 와이어 그리드 기재층(112)의 일면과 나란히 배치된다. 다만, 와이어 그리드 기재층(112)의 일면과 음각 트렌치(118)의 바닥면(118a)은 제3 방향(D3)을 따라 위치되는 높이가 상이하다.
와이어 그리드 기재층(112)의 일면과 음각 트렌치(118)의 바닥면(118a)의 높이 차이는 와이어 그리드 기재층(112)의 한 쌍의 측면(118b)에 의해 연결될 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 음각 트렌치(118)는 와이어 그리드 기재층(112)의 두께 방향과 나란한 방향을 따라 제1 방향(D1)에 수직하게 절단하면, 사각형의 단면을 가진다. 와이어 그리드 기재층(112)의 두께 방향은 도 1에 도시된 제3 방향(D3)과 나란하다.
도 1 및 도 2에는 직사각형의 단면을 가지는 음각 트렌치(118)가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 음각 트렌치(118)를 형성하기 위한 공정에 따라, 한 쌍의 측면(118b)이 테이퍼진 형상으로 형성되어, 사다리꼴의 단면을 가지는 음각 트렌치(118)가 제공될 수도 있다.
도 3은 도 1의 와이어 그리드 편광자용 기판(110)을 제1 방향(D1)에서 본 측면도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 와이어 그리드 편광자용 기판(110)은 평탄화층(114) 및 산화 방지층(116)을 더 포함할 수 있다.
평탄화층(114)은 음각 트렌치(118)가 위치하는 와이어 그리드 기재층(112)의 일면에 대하여 반대편인 타면에 형성된다. 도 1 및 도 3에는 와이어 그리드 기재층(112)의 하면에 형성되어 있다. 본 실시예에 따른 평탄화층(114)은 와이어 그리드 기재층(112)의 타면에 위치되어 와이어 그리드 편광자(100)를 제조하는 공정 중에 와이어 그리드 편광자용 기판(110)이 기울어져 작업 오류가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예의 평탄화층(114)은 유기층으로 이루어질 수 있다. 유기층으로 이루어지는 평탄화층(114)은 이후 와이어 그리드 편광자(100)의 제조 공정에서 사용되는 식각액에 의한 부식에 강하기 때문에, 음각 트렌치(118)을 형성하거나 와이어 그리드(130, 도 13 참조)를 형성하는 식각 공정에서 식각 정지층으로 사용될 수도 있다.
산화 방지층(116)은 와이어 그리드 기재층(112)의 산화를 방지하기 위한 것으로, 와이어 그리드 기재층(112)과 비교하여 산소와의 반응성이 상대적으로 낮은 산화규소(SiO2), 질화규소(SiNx), 산화 금속 등과 같은 무기물일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이 외에도 유기물, 또는 유무기 복합체이거나 이들 중 하나 이상이 복수의 층으로 적층되어 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따른 음각 트렌치(118)는 도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이 산화 방지층(116) 및 와이어 그리드 기재층(112)의 일부가 제거되어 형성되는 것으로, 평탄화층(114)은 제거되지 않고 그대로 유지된다. 따라서 본 실시예의 음각 트렌치(118)는 와이어 그리드 기재층(112)의 두께와 동일한 높이를 가질 수 있으며, 산화 방지층(116)을 포함하는 경우에는 산화 방지층(116)과 와이어 그리드 기재층(112)의 두께의 합과 동일한 높이를 가질 수 있다.
본 실시예에 따른 와이어 그리드 기재층(112)은 이후 액상의 마스크용 레진(120)을 도포하여 몰드를 이용해 임프린팅 공정을 진행하는 동안, 마스크용 레진(120)이 제1 방향(D1)을 따라 유동될 수 있는 통로인 음각 트렌치(118)를 포함한다. 따라서 액상의 마스크용 레진(120)을 사용하는 제조 공정동안 발생될 수 있는 기포 발생 또는 충전 불량과 같은 불량을 방지할 수 있어 제품 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 앞서 설명한 와이어 그리드 편광자용 기판(110)을 이용하여 와이어 그리드 편광자(100)를 제조하는 방법에 대해 설명하고자 한다.
앞서 설명한 도 1 내지 도 3을 포함하여, 도 1 내지 도 19는 본 실시예에 따라 와이어 그리드 편광자(100)를 제조하는 방법을 다양한 방향에서 관찰하여 제조 순서에 따라 도시한 도면들이다. 다만 제조 방법의 순서는 일 예에 불과하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
먼저 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이 일면에 음각 트렌치(118)가 형성된 와이어 그리드 편광자(100)를 제공하는 단계가 진행된다. 본 실시예에 따른 음각 트렌치(118)는 와이어 그리드 편광자용 기판(110)의 일면에 형성되며, 제1 방향(D1)을 따라 길이 방향으로 길게 연장된다. 구체적인 구성 및 형상은 앞서 설명한 것과 동일하므로 중복 기재를 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 음각 트렌치(118)는 와이어 그리드 편광자용 기판(110)에 포토 레지스트 공정을 거쳐서 형성하거나, 레이저 컷팅 공정에 의해 형성될 수 있다.
음각 트렌치(118)를 형성하기 위한 포토 레지스트 공정은 도면에 도시되지는 않았으나, 포토 레지스트(미도시)를 도포하는 단계, 포토 레지스트를 노광시키는 단계, 포토 레지스트를 식각하여 음각 트렌치용 마스크(미도시)를 제조하는 단계, 와이어 그리드 편광자용 기판(110) 일부를 식각하여 음각 트렌치(118)를 형성하는 단계 및 음각 트렌치용 마스크를 제거하는 단계를 포함한다.
포토 레지스트를 도포하는 단계는 광 경화성을 가지는 포토 레지스트 물질을 와이어 그리드 편광자용 기판(110) 상에 도포하는 단계이다. 이후 음각 트렌치(118)가 형성될 부분만 차단된 노광 마스크(미도시)를 포토 레지스트 물질 상에 위치시킨 후 노광시켜 음각 트렌치용 마스크를 제조한다. 노광이 되지 않은 부분인, 음각 트렌치(118)가 형성될 부분에 대응되는 포토 레지스트 영역을 식각에 의해 제거하고, 와이어 그리드 편광자용 기판(110)까지 식각하여 음각 트렌치(118)를 형성한다.
이때 본 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자용 기판(110)은 식각 정지층의 역할을 하는 평탄화층(114)을 포함할 수 있으므로, 와이어 그리드 편광자용 기판(110)의 식각은 평탄화층(114) 바로 위까지 진행된다. 또한 음각 트렌치(118)용 포토 레지스트 마스크에 의해 음각 트렌치(118)가 형성되지 않은 와이어 그리드 편광자용 기판(110)의 표면은 식각 공정으로부터 보호될 수 있다. 이후 음각 트렌치(118)용 포토 레지스트 마스크를 제거하여 음각 트렌치(118)를 형성할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 것과 같이 포토 레지스트 공정 이외에도 레이저 컷팅에 의해 와이어 그리드 편광자용 기판(110)의 일부를 제거하여 음각 트렌치(118)를 형성할 수 있다. 레이저 컷팅에 의해 음각 트렌치(118)를 형성하는 경우, 보다 정밀한 가공이 가능하며 식각에 의한 언더컷과 같은 불량의 발생을 방지할 수 있다. 반면, 포토 레지스트 공정을 이용하여 음각 트렌치(118)를 형성하게 되면 대면적 기판을 보다 저렴한 비용으로 가공하기에 보다 용이하다.
음각 트렌치(118)가 와이어 그리드 편광자용 기판(110)에 형성되고 나면, 액상의 마스크용 레진(120)을 도포하는 단계가 진행된다. 도 4는 도 1의 와이어 그리드 편광자용 기판(110)에 액상의 마스크용 레진(120)을 도포하는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4를 제1 방향(D1)에서 본 측면도이고, 도 6은 와이어 그리드 편광자용 기판(110) 상에 액상의 마스크용 레진(120)이 완전히 도포된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 액상의 마스크용 레진(120)은 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 복수의 노즐(NZ)을 통해 액적이 토출되는 잉크젯 공정에 의해 와이어 그리드 편광자용 기판(110) 표면에 도포될 수 있다.
액상의 마스크용 레진(120)은 유동성을 가지기 때문에 와이어 그리드 편광자용 기판(110) 표면뿐만 아니라, 와이어 그리드 편광자용 기판(110)에 형성된 음각 트렌치(118) 내에도 흘러들어갈 수 있다. 따라서 도 6에 도시된 것과 같이 음각 트렌치(118)를 포함한 와이어 그리드 편광자용 기판(110) 표면에 고르게 분포될 수 있다. 도 6에는 액상의 마스크용 레진(120)이 와이어 그리드 편광자용 기판(110) 표면의 면적과 정확하게 일치되는 것처럼 도시되어 있으나 이는 이해의 편의를 돕기 위한 것이며, 도면에 도시되어 있지는 않으나 이후 임프린팅 공정에서 밀려나는 것을 고려하여 와이어 그리드 편광자용 기판(110) 표면의 면적보다 적은 면적을 가지도록 도포될 수 있다.
와이어 그리드 편광자용 기판(110) 표면에 액상의 마스크용 레진(120)이 도포되고 나면, 임프린팅 몰드 패턴을 포함하는 와이어 그리드 편광자용 몰드(MO)를 이용하여 액상의 마스크용 레진(120)을 임프린팅하는 단계가 진행된다. 도 7은 액상의 마스크용 레진(120)을 임프린팅하기 위하여 와이어 그리드 편광자용 몰드(MO)를 배치한 모습을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 8은 임프린팅 몰드 패턴 내에 마스크용 레진(120)이 충전되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
와이어 그리드 편광자용 몰드(MO)는 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 연장되는 복수의 임프린팅 몰드 패턴을 포함한다. 첨부된 도면들에는 다소 과장되어 도시되어 있으나, 실제 와이어 그리드 편광자(100) 및 이를 제조하기 위한 와이어 그리드 편광자용 몰드(MO)는 380nm 내지 780nm 범위의 파장을 가지는 가시광선 영역에 대해 편광성을 부여하기 위하여 130nm 이하의 폭을 가지는 와이어 그리드(130) 및 임프린팅 몰드 패턴을 포함할 수 있다. 보다 뛰어난 편광 성능을 부여하기 위해서는 100nm 이하의 폭을 가질 수 있다.
여기서 "폭"이란, 제2 방향(D2)을 따라 연장되는 복수의 와이어 그리드(130) 및 임프린팅 몰드 패턴에 대해 제2 방향(D2)과 수직한 제1 방향(D1)을 따라 측정한 길이를 뜻한다.
따라서 본 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자용 몰드(MO)에 형성된 임프린팅 몰드 패턴 역시 130nm 이하의 미세한 폭을 가지기 때문에, 액상의 마스크용 레진(120)에 임프린팅하게 되면 임프린팅 몰드 패턴의 측벽을 따라 액상의 마스크용 레진(120)이 유동되는 모세관 현상이 발생될 수 있다. 이와 같은 모세관 현상에 의해 제2 방향(D2)을 따라 형성되는 임프린팅 몰드 패턴 내에서는 액상의 마스크용 레진(120)의 충전이 원활하게 진행된다.
그러나, 본 실시예의 액상의 마스크용 레진(120)은 스프레드 이방성을 가지기 때문에, 제1 방향(D1)을 따라서는 와이어 그리드 편광자용 몰드(MO) 내에 원활하게 충전이 진행되지 못한다. 이로 인해, 액상의 마스크용 레진(120)에 기포가 발생되거나, 와이어 그리드 편광자용 몰드(MO) 내에 액상의 마스크용 레진(120)이 완전히 충전되지 못하여 경화된 이후 마스크 불량이 발생될 수 있다.
본 실시예의 와이어 그리드 편광자용 기판(110)은, 도 8에 도시된 것과 같이 제1 방향(D1)을 통해 액상의 마스크용 레진(120)이 유동될 수 있는 통로인 음각 트렌치(118)를 포함한다. 본 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자용 기판(110)에 형성된 음각 트렌치(118)를 통해 액상의 마스크용 레진(120)이 이웃한 몰드 패턴 내로 유동될 수 있다. 그러므로, 스프레드 이방성을 가지는 액상의 마스크용 레진(120)이 사용되는 경우라 하더라도 충전 불량에 의해 발생되는 불량 마스크의 제조를 방지할 수 있어 제품 생산성을 향상시킬 수 있다.
임프린팅 몰드 패턴 내에 액상의 마스크용 레진(120)이 완전히 충전되고 나면, 마스크용 레진(120)을 경화시켜 식각 마스크(122)를 형성하는 단계가 진행된다. 도 9는 와이어 그리드 편광자용 몰드(MO)에 의해 임프린팅된 마스크용 레진(120)을 경화하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 10은 경화가 완료된 마스크용 레진(120)으로부터 와이어 그리드 편광자용 몰드(MO)를 분리하여 식각 마스크(122)를 형성한 모습을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 11은 도 10을 제1 방향(D1)에서 본 측면도이다.
본 실시예에 따른 마스크용 레진(120)은 빛 또는 열에 의해 경화되는 성질을 가지며, 임프린팅 공정에 사용될 수 있도록 비휘발성이거나 휘발성이 낮은 용매를 포함한다.
도 9에 도시된 것과 같이, 마스크용 레진(120)이 경화되는 동안에는 와이어 그리드 편광자용 몰드(MO) 역시 제거되지 않고 마스크용 레진(120) 상에서 임프린팅 상태를 유지할 수있다. 따라서 유동성을 가지는 마스크용 레진(120)에 형성되는 마스크 패턴이 변화되지 않고 경화가 완료될 때까지 유지될 수 있다.
경화가 완료되고 나면 도 10에 도시된 것과 같이 와이어 그리드 편광자용 몰드(MO)를 마스크용 레진(120)으로부터 분리시킨다. 도 10 및 도 11에 도시된 것과 같이, 마스크용 레진(120)은 경화되어 와이어 그리드 편광자용 몰드(MO)의 임프린팅 몰드 패턴이 전사된 패턴을 가지는 식각 마스크(122)가 된다. 식각 마스크(122)는 이후 와이어 그리드 편광자용 기판(110)을 식각하기 위한 마스크로 사용된다.
와이어 그리드 편광자용 기판(110) 상에 식각 마스크(122)가 형성되면, 와이어 그리드 편광자용 기판(110)을 식각하여 와이어 그리드(130) 및 그리드 브릿지(150)를 형성하는 단계가 진행된다.
이때 본 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자용 기판(110)은 와이어 그리드 기재층(112) 상에 형성되어 와이어 그리드 기재층(112)의 산화를 방지하기 위한 산화 방지층(116)을 더 포함한다. 그러므로, 산화 방지층(116)을 식각하기 위한 1차 식각 단계 및 와이어 그리드 기재층(112)을 식각하기 위한 2차 식각 단계를 포함한다.
본 실시예에 따른 산화 방지층(116)은 와이어 그리드 기재층(112)과 비교하여 산소와의 반응성이 상대적으로 낮은 산화규소(SiO2), 질화규소(SiNx), 산화 금속 등과 같은 무기물일 수 있다. 따라서 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 텅스텐(W), 코발트(Co) 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속, 이들의 합금, 또는 이들의 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있는 와이어 그리드 기재층(112)과 상이한 물질로 이루어진다.
앞서 설명한 것과 같이 본 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100)는 미세한 폭을 가지도록 형성되기 때문에, 서로 다른 물질로 이루어지는 산화 방지층(116)과 와이어 그리드 기재층(112)을 한 번의 식각 공정을 거쳐 제거하는 경우 식각에 의한 불량 발생 우려가 매우 높다.
따라서 산화 방지층(116)과 와이어 그리드 기재층(112)을 따로 식각하여 두 번의 식각 공정을 거치게 된다. 도 12는 도 10에서 산화 방지층(116)을 식각한 모습을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 13은 도 12에서 와이어 그리드 기재층(112)을 식각한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12에 도시된 것과 같이, 먼저 식각 마스크(122) 하부에 위치하는 산화 방지층(116)만을 남겨두고 식각 마스크(122)의 패턴 사이마다 형성된 산화 방지층(116)을 제거하는 1차 식각 단계가 진행될 수 있다. 이후 도 13과 같이 식각 마스크(122)를 이용하여 와이어 그리드 기재층(112)을 식각하는 2차 식각 단계가 진행될 수 있다. 식각이 완료되고 나면 와이어 그리드 기재층(112)에 와이어 그리드(130)가 형성된다.
이후 식각 마스크(122)를 제거하면 와이어 그리드(130)를 단절시키는 그리드 브릿지(150)가 형성된다. 도 14는 도 13에서 식각 마스크(122) 및 산화 방지층(116)을 제거한 모습을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 15는 도 14를 제1 방향(D1)에서 본 측면도이다.
본 실시예에 따른 그리드 브릿지(150)는 음각 트렌치(118)와 구성적으로 동일하다. 다만, 이해를 돕기 위하여, 음각 트렌치(118)는 와이어 그리드 편광자(100)용 선편광 패턴이 형성되기 이전에 와이어 그리드 기재층(112)에 형성된 구조를 뜻하며, 그리드 브릿지(150)는 와이어 그리드 기재층(112)에 선평관 패턴이 형성되고 난 이후, 선편광 패턴을 가지는 와이어 그리드(130)를 단절시키는 부분을 뜻하는 것으로 구분한다. 즉, 와이어 그리드 기재층(112)에 선편광 패턴이 형성되기 이전은 음각 트렌치(118)로, 선편광 패턴이 형성된 이후에는 그리드 브릿지(150)로 정의한다.
본 실시예의 와이어 그리드 편광자용 기판(110)은 식각 정지층으로 기능할 수 있는 평탄화층(114)을 포함하므로, 와이어 그리드 기재층(112)의 식각은 평탄화층(114)에서 정지되어 도 14 및 도 15에 도시된 것과 같은 구조를 가진다. 따라서 제1 방향(D1)을 따라 나란히 서로 이격되어 배치되며, 그리드 브릿지(150)에 의해 단절되는 복수의 와이어 그리드(130)는 평탄화층(114)에 의해 분리되지 않고 하나의 구조체를 유지할 수 있다.
평탄화층(114)을 제거하지 않고 도 14 및 도 15에 도시된 구조를 유지한채 와이어 그리드 편광자(100)로 사용하는 실시예도 가능할 것이나, 이후 완성된 표시 장치(1000)의 두께를 감소시키고, 굴절률을 향상시키기 위하여 평탄화층(114)을 제거하는 공정이 진행될 수 있다. 다만, 이에 앞서 도 14 및 도 15에 도시된 와이어 그리드 편광자(100)에 투명 물질을 충전하여 투명 그리드(140)를 형성하는 단계가 진행될 수 있다.
도 16은 도 14의 와이어 그리드 편광자(100)에 투명 물질을 충전한 모습을 개략?Ю막? 도시한 사시도이며, 도 17은 도 16을 제1 방향(D1)에서 본 측면도이다. 도 16 및 도 17에 도시된 것과 같이 복수의 와이어 그리드(130) 사이 및 그리드 브릿지(150)에 투명 물질이 충전될 수 있다. 이때, 복수의 와이어 그리드(130) 사이에 충전된 투명 물질을 투명 그리드(140)라 한다.
본 실시예에 따른 투명 물질은 유리, 석영(Quartz)과 같은 세라믹이거나, 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 레진일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
투명 그리드(140)는 그리드 브릿지(150)에 의해 단절된 복수의 와이어 그리드(130)를 연결시키며, 와이어 그리드 편광자(100)의 형상을 유지시키는 역할을 할 뿐만 아니라, 이후 표시 장치(1000)에 배치되어 표시 장치(1000)의 표시 패널(200)로부터 전달되는 빛의 굴절률을 제어함으로써 발광 성능을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 따라서 앞서 서술된 물질 이외에도 투명성을 가지면서 발광 성능을 향상시키기에 적합한 굴절률을 가지는 다양한 물질들이 투명 그리드(140)로 사용될 수 있을 것이다.
투명 그리드(140)가 형성되고 난 이후에는 평탄화층(114)을 제거하는 단계가 진행될 수 있다. 도 18은 도 16에서 평탄화층(114)이 제거된 와이어 그리드 편광자(100)를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 19는 도 18을 제1 방향(D1)에서 본 측면도이다. 평탄화층(114)이 제거되고 나면, 도 18 및 도 19에 도시된 것과 같은 와이어 그리드 편광자(100)가 완성된다.
이상에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100)를 제조하는 방법에 대해 설명하였다. 본 실시예에 따르면, 와이어 그리드 편광자용 기판(110)에 형성된 음각 트렌치(118)에 의해 액상의 마스크용 레진(120)의 충전이 원활히 진행됨으로써 불량 발생을 방지할 수 있다.
한편, 이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100)에 대하여 도 18 및 도 19를 참조하여 설명하기로 한다. 도 18 및 도 19에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100)는 그리드 브릿지(150), 투명 그리드(140) 및 와이어 그리드(130)를 포함한다.
그리드 브릿지(150)는 제1 방향(D1)을 따라 연장되며, 투명 그리드(140) 및 와이어 그리드(130)는 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 연장된다. 복수의 투명 그리드(140)는 그리드 브릿지(150)로부터 제2 방향(D2)을 따라 연장되며, 복수의 투명 그리드(140) 사이마다 와이어 그리드(130)가 위치한다. 와이어 그리드(130)는 제2 방향(D2)을 따라 연장되나 제2 방향(D2)과 교차하는 그리드 브릿지(150)에 의해 단절되어 위치된다.
앞서 와이어 그리드 편광자(100)의 제조 방법에 대해 설명한 것과 같이 투명 그리드(140)와 그리드 브릿지(150)는 와이어 그리드(130)가 형성된 후 투명 물질이 충전되어 형성되는 것이기 때문에, 투명 그리드(140)와 그리드 브릿지(150)는 동일한 물질로 충전될 수 있다.
한편 와이어 그리드(130)는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 텅스텐(W), 코발트(Co), 티타늄(Ti) 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속, 이들의 합금, 또는 이들의 산화물 또는 질화물일 수 있음 역시 앞서 설명한 것과 같다.
도 20은 도 18 및 도 19에 도시된 와이어 그리드 편광자(100)의 일 변형예에 따른 와이어 그리드 편광자(100)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 20에 도시된 것과 같이, 본변형예에 따른 와이어 그리드 편광자(100)는 2 이상의 그리드 브릿지(150)가 제1 방향(D1)을 따라 나란히 배치되며, 따라서 제2 방향(D2)을 따라 연장되는 와이어 그리드(130)는 2 이상의 그리드 브릿지(150)에 의해 복수 회 단절되어 배치되는 구조를 가질 수 있다.
또한 이하에서 설명하는 것과 같이, 본 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100)는 표시 장치(1000)에 사용되기 위한 것이기 때문에, 표시 장치(1000)의 설계에 따라 와이어 그리드 편광자(100)에 포함되는 그리드 브릿지(150), 투명 그리드(140) 및 와이어 그리드(130)의 수량 및 폭은 가변적일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(1000)에 대해 도 21 내지 도 23을 참조하여 설명하기로 한다. 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1000)를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 22은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 23은 도 21의 A 영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 22에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 색변환 패널(300), 색변환 패널(300)과 맞닿는 표시 패널(200) 및 라이트 어셈블리(400)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널(300)은 색변환 패널용 기판(330) 위에 위치하는 복수의 색변환층(320)과 인접한 복수의 색변환층(320) 사이에 위치하는 차광 부재(310)를 포함한다. 구체적으로 액정 패널용 기판(213a)을 향하는 색변환 패널용 기판(330)의 일면 위에 위치하는 복수의 색변환층(322, 324), 투과층(326) 및 복수의 색변환층(322, 324)과 투과층(326) 사이에 위치하는 차광부재(310)를 포함한다.
복수의 색변환층(320)은 입사되는 광을 서로 다른 색상의 광으로 방출할 수 있으며, 일례로써 적색 색변환층(322), 녹색 색변환층(324) 일 수 있다. 투과층(326)은 별도의 색변환 없이 입사되는 광을 방출할 수 있으며 일례로써 청색광이 입사되어 청색광을 방출할 수 있다.
본 실시예에 따른 색변환층(320)은 양자점(328)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 양자점(328)은 색변환층(320)을 통과하는 빛의 파장을 변화시키며, 양자점(628)을 통과한 빛을 전 방향으로 방출시켜 광 시야각을 향상시킬 수 있다.
차광부재(310)는 인접한 색변환층(320) 사이에 위치하며 구체적으로 적색 색변환층(322), 녹색 색변환층(324) 및 투과층(326)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다. 차광부재(310)과 인접한 색변환층(320)은 제조 공정에 따라 일부 중첩할 수 있다.
표시 패널(200)은 수직 전계를 이루는 액정 패널을 포함할 수 있으며 이에 제한되지 않고 수평 전계를 이루는 액정 패널, 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display, OLED), 표면 전도형 전자 방출 소자 표시 장치(Surface conduction Electron-emitter Display, SED), 전계방출 표시 장치(Field Emission Display, FED), 진공 형광 표시 장치(Vacuum Fluorescent Display, VFD), 전자 페이퍼(E-Paper) 등과 같은 표시 패널일 수 있다.
표시 패널(200)은 영상을 나타내는 액정 패널(210) 및 액정 패널(210)의 일면 또는 양면에 위치하여, 라이트 어셈블리(400)에서 입사되는 빛을 편광시키기 위한 와이어 그리드 편광자(400)을 포함할 수 있다.
액정 패널(210)은 영상을 나타내기 위해 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판(212) 및 하부 표시판(212) 상에 위치하는 액정층(214)을 포함한다.
하부 표시판(212)이 포함하는 액정 패널용 기판(213a)의 위에는 다수의 화소 전극이 매트릭스 형태로 위치한다. 액정 패널용 기판(213a) 위에는 행 방향으로 연장되며 게이트 전극(미도시)을 포함하는 게이트선(미도시), 게이트선 위에 위치하는 게이트 절연막(213b), 게이트 절연막(313b) 위에 위치하는 반도체층(미도시), 반도체층(미도시) 위에 위치하며 열 방향으로 연장되며 소스 전극(미도시)을 포함하는 데이터선(213c) 및 드레인 전극(미도시), 데이터선(313c) 및 드레인 전극 위에 위치하는 보호막(213d) 및 접촉 구멍(미도시)을 통해 드레인 전극과 물리적 전기적으로 연결되는 화소 전극(213e)이 위치한다.
게이트 전극 위에 위치하는 반도체층(미도시)은 소스 전극과 드레인 전극에 의해 노출된 영역에서 채널층을 형성하며, 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극은 하나의 박막 트랜지스터를 형성한다.
제2 기판(215a)은 액정 패널용 기판(213a)과 중첩하며 이격된다. 제2 기판(215a) 및 액정층(214) 사이에는 액정 패널의 차광 부재(215b), 평탄막(215c), 공통 전극(213f)이 위치한다.
공통 전압을 인가받는 공통 전극(213f)은 액정층(214)을 사이에 두고 화소 전극(313e)와 마주보며, 화소 전극(313e)과 전계를 형성하여 액정층(214)에 위치하는 액정 분자(215)들을 배열시킨다.
액정층(214)은 다수의 액정 분자(215)들을 포함하고, 액정 분자(214)들은 화소 전극(313e)과 공통 전극(213f) 사이의 전계에 의해서 배열 방향이 제어된다. 액정 분자들의 배열에 따라 라이트 어셈블리(400)로부터 수신된 광의 투과율을 제어하여 영상을 표시할 수 있다.
본 명세서는 도시하지 않았으나 화소 전극(213e)과 액정층(214) 사이에 위치하는 배향막 및 공통 전극(213f)과 액정층(214) 사이에 위치하는 배향막을 더 포함할 수 있다.
라이트 어셈블리(400)은 표시 패널(200) 아래에 위치하며 광을 발생하는 광원 및 상기 광을 수신하고 수신된 광을 표시 패널(200) 및 색변환 패널(300) 방향으로 가이드하는 도광판(미도시)을 포함할 수 있다. 표시 패널(200)이 자발광 표시 장치인 경우에 라이트 어셈블리(400)는 생략될 수 있다.
본 발명의 일례로써, 라이트 어셈블리(400)는 적어도 하나의 발광 다이오드(light emitting diode)를 포함할 수 있으며 일례로써 청색 발광 다이오드일 수 있다. 본 발명에 따른 광원은 도광판의 적어도 하나의 측면에 배치되는 에지형 라이트 어셈블리이거나, 라이트 어셈블리(400)의 광원이 도광판의 직하부에 위치하는 직하형일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
라이트 어셈블리(400)로부터 발생되어 액정 패널용 기판(212)에 제공되는 빛에도 편광성을 부여하기 위하여 라이트 어셈블리(400)와 인접한 액정 패널용 기판(213a)의 하부에는 또 다른 편광자(220)가 제공될 수 있다. 편광자(220)는 본 실시예와 같은 와이어 그리드 편광자 뿐만 아니라 코팅형 편광자 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 이러한 편광자(220)는 필름 형태, 도포 형태, 부착 형태 등 다양한 방법으로 표시 패널(200)의 일면에 위치할 수 있다. 그러나 이러한 설명은 일례에 해당하는바 이에 한정되지 않는다.
또한, 도 22에 도시된 것과 같이 본 실시예의 표시 장치(1000)는 와이어 그리드 편광자(100) 및 표시 패널(200)을 포함한다. 이 외에도 접촉 방식에 의해 외부로부터 신호를 입력받을 수 있는 신호 입력 유닛(미도시), 표시 패널(200) 및 신호 입력 유닛을 보호하기 위한 윈도우(미도시)와 같은 구성들을 더 포함할 수 있으나, 도면에는 도시되어 있지 않다.
도 22에는 본 실시예에 따라 복수의 서브 색변환부재(322, 324, 326) 각각의 가장자리에 위치하는 차광부재(310)를 포함하는 표시 패널(200)의 일부가 도시되어 있다. 서브 색변환부재(322, 324, 326)는 각각 적색, 녹색, 청색 또는 백색 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 외에도 다양한 색상을 구현할 수 있는 색의 기본 단위라면 본 발명의 실시 범위에 포함될 수 있을 것이다.
본 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(100)는 표시 소자층(210)으로부터 방출되는 빛에 편광성을 부여하기 위하여 제2 방향(D2)을 따라 나란히 배치되는 복수의 와이어 그리드(130)를 포함한다. 복수의 와이어 그리드(130) 사이에는 투명 물질로 충전되어 표시 소자층(210)으로부터 방출되는 빛의 굴절률을 제어하는 복수의 투명 그리드(140)가 제2 방향(D2)을 따라 나란히 배치된다. 복수의 투명 그리드(140)는 제2 방향(D2)과 교차하는 제1 방향(D1)을 따라 연장되는 그리드 브릿지(150)에 의해 연결되며, 그리드 브릿지(150)에 의해 제2 방향(D2)을 따라 연장되는 와이어 그리드(130)는 단절된다.
이때, 본 실시예의 그리드 브릿지(150)는 편광 특성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 표시 소자 유닛(200)로부터 빛이 방출되지 않는 부분인 차광부재(420) 상에 배치될 수 있다. 도 21에는 색변환부재(410)와 색변환부재(410) 사이에 형성되는 차광부재(420)에 대응되도록 배치되는 그리드 브릿지(150)가 개략적으로 도시되어 있다.
따라서 그리드 브릿지(150)가 제1 방향(D1)을 따라 복수로 형성되면, 화소(210)와 화소(210) 사이의 거리에 대응되는 폭을 가지도록 배치될 수 있을 것이다. 편광 특성은 다양한 방향을 따라 진동하는 빛이 어느 한 방향을 따라 진동하는 빛으로만 분리됨으로써 발생하는 것이다. 따라서 제2 방향(D2)을 따라 연장되는 와이어 그리드(130)에 의해 제2 방향(D2)과 다른 방향으로 진동하는 빛은 차단되며, 와이어 그리드(130) 사이에 형성되며 마찬가지로 제2 방향(D2)을 따라 연장되는 투명 그리드(140)에 의해 제2 방향(D2)과 나란한 방향으로 진동되는 빛만 투명 그리드(140)를 통해 통과됨으로써 편광 특성이 부여될 수 있다.
이때 그리드 브릿지(150)는 제2 방향(D2)과 교차하는 제1 방향(D1)을 따라 연장되기 때문에, 제1 방향(D1)과 나란한 방향을 따라 진동되는 빛이 통과될 우려가 있다. 따라서 빛이 차단되어 통과되지 않는 차광부재(420) 상에 그리드 브릿지(150)를 배치시킴으로써, 본 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 편광 특성이 유지될 수 있다.
또한 편광 특성을 보다 효과적으로 유지시키거나 향상시키기 위하여 제2 방향(D2)과 나란한 방향을 따라 측정되는 그리드 브릿지(150)의 폭은 차광부재(420)의 폭보다 작을 수 있다. 즉, 그리드 브릿지(150)를 차광부재(420) 상에 투영하는 경우, 그리드 브릿지(150)가 차광부재(420)가 형성된 영역 중 제2 방향(D2)과 나란한 방향을 따라서는 완전히 포함됨을 뜻한다. 따라서 그리드 브릿지(150)가 형성되더라도 편광 특성에 영향을 미치지 않을 수 있을 것이다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자용 기판(110) 및 이를 이용하여 와이어 그리드 편광자(100)를 제조하는 방법에 대해 설명하였다. 또한 와이어 그리드 편광자용 기판(110)을 이용하여 제조된 와이어 그리드 편광자(100) 및 이를 포함하는 표시 장치(1000)에 대해서도 설명하였다.
이들 실시예에 따르면, 와이어 그리드 편광자용 기판(110)에 형성되는 음각 트렌치(118)에 의해 임프린팅 공정을 위해 와이어 그리드 편광자용 기판(110) 상에 도포되는 액상의 마스크용 레진(120)이 임프린팅 몰드 내에 고르게 충전될 수 있다. 따라서 모세관 현상 및 스프레드 이방성에 의해 액상의 마스크용 레진(120)에 기포가 발생되거나 충전 불량에 의해 발생 가능한 제품 불량을 방지할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 기포 발생 또는 충전 불량과 같은 현상에 의해 와이어 그리드 편광자(100)의 광학 특성 저하를 방지할 수 있으며, 편광 특성에 관한 제품 품질 역시 유지되거나 향상될 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100, 100`: 와이어 그리드 편광자 110: 와이어 그리드 편광자용 기판
112: 와이어 그리드 기재층 114: 평탄화층
116: 산화 방지층 118: 음각 트렌치
118a: 바닥면 118b: 측면
120: 마스크용 레진 122: 식각 마스크
130, 130`: 와이어 그리드 140, 140`: 투명 그리드
150, 150`: 그리드 브릿지 200: 표시 패널
210: 액정 패널 212: 하부 표시판
213a: 액정 패널용 기판 213b: 게이트 절연막
213c: 데이터선 213d: 보호막
213e: 화소 전극 213f: 공통 전극
214: 액정층 215: 액정 분자
220: 편광자 300: 색변환 패널
310: 차광부재 320: 색변환층
322, 324, 326: 서브 색변환층 328: 양자점
330: 색변환 패널용 기판 400: 라이트 어셈블리
1000: 표시 장치 MO: 몰드
NZ: 노즐 D1: 제1 방향
D2: 제2 방향 D3: 제3 방향
112: 와이어 그리드 기재층 114: 평탄화층
116: 산화 방지층 118: 음각 트렌치
118a: 바닥면 118b: 측면
120: 마스크용 레진 122: 식각 마스크
130, 130`: 와이어 그리드 140, 140`: 투명 그리드
150, 150`: 그리드 브릿지 200: 표시 패널
210: 액정 패널 212: 하부 표시판
213a: 액정 패널용 기판 213b: 게이트 절연막
213c: 데이터선 213d: 보호막
213e: 화소 전극 213f: 공통 전극
214: 액정층 215: 액정 분자
220: 편광자 300: 색변환 패널
310: 차광부재 320: 색변환층
322, 324, 326: 서브 색변환층 328: 양자점
330: 색변환 패널용 기판 400: 라이트 어셈블리
1000: 표시 장치 MO: 몰드
NZ: 노즐 D1: 제1 방향
D2: 제2 방향 D3: 제3 방향
Claims (20)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 일면에 제1 방향을 따라 길이 방향으로 연장되는 음각 트렌치가 형성된 와이어 그리드 편광자용 기판을 제공하는 단계;
상기 와이어 그리드 편광자용 기판에 액상의 마스크용 레진을 도포하는 단계;
임프린팅 몰드 패턴을 포함하는 와이어 그리드 편광자용 몰드를 이용하여 액상의 상기 마스크용 레진을 임프린팅하는 단계;
상기 마스크용 레진을 경화시켜 식각 마스크를 형성하는 단계;
상기 와이어 그리드 편광자용 기판의 일부를 제거하여 와이어 그리드를 형성하는 단계; 및
상기 식각 마스크를 제거하여 그리드 브릿지를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 와이어 그리드 편광자용 기판은 상기 일면과 대향하는 타면 상에 평탄화층을 더 포함하며,
경화된 상기 레진을 제거하는 단계 이후에 상기 평탄화층을 제거하는 단계를 더 포함하는 와이어 그리드 편광자의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 식각 마스크가 제거된 상기 와이어 그리드 편광자용 기판에 투명 물질을 충전하여 투명 그리드를 형성하는 단계를 더 포함하는, 와이어 그리드 편광자의 제조 방법. - 삭제
- 제7항에 있어서,
상기 와이어 그리드 편광자용 기판은 상기 일면 상에 산화 방지층을 더 포함하며,
상기 와이어 그리드 편광자용 기판의 일부를 제거하여 상기 와이어 그리드를 형성하는 단계는,
상기 산화 방지층의 일부를 식각에 의해 제거하는 1차 식각 단계; 및
상기 와이어 그리드 기재층의 일부를 식각에 의해 제거하여 상기 와이어 그리드를 형성하는 2차 식각 단계를 포함하는, 와이어 그리드 편광자의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 음각 트렌치를 형성하는 단계는,
상기 와이어 그리드 편광자용 기판에 포토 레지스트 공정을 이용하여 상기 와이어 그리드 편광자용 기판의 일부를 제거하여 상기 음각 트렌치를 형성하는, 와이어 그리드 편광자의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 음각 트렌치를 형성하는 단계는,
레이저 컷팅에 의해 상기 와이어 그리드 편광자용 기판의 일부를 제거하여 상기 음각 트렌치를 형성하는, 와이어 그리드 편광자의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 마스크용 레진은 잉크젯 방식으로 상기 와이어 그리드 편광자용 기판 상에 도포되는, 와이어 그리드 편광자의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 와이어 그리드 편광자를 포함하는 표시 패널; 및
상기 표시 패널 상의 색변환 패널을 포함하며,
상기 와이어 그리드 편광자는,
제1 방향을 따라 연장되는 그리드 브릿지;
상기 그리드 브릿지로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되어 서로 나란히 배치되는 복수의 투명 그리드; 및
상기 제2 방향을 따라 연장되며 복수의 상기 투명 그리드 사이마다 상기 제2 방향을 따라 서로 나란히 배치되고, 상기 그리드 브릿지에 의해 단절되는 복수의 와이어 그리드를 포함하고,
상기 색변환 패널은,
상기 표시 패널을 통과한 빛의 파장을 변환시키는 복수의 색변환층; 및
복수의 상기 색변환층 사이에 위치하는 차광부재를 포함하며,
상기 상기 그리드 브릿지는 상기 차광부재와 중첩하도록 상기 차광부재 상에 위치하고,
상기 제2 방향을 따라 측정되는 상기 그리드 브릿지의 폭은 상기 차광부재의 폭보다 작은, 표시 패널.
- 삭제
- 삭제
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