KR20120025407A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20120025407A
KR20120025407A KR1020110086469A KR20110086469A KR20120025407A KR 20120025407 A KR20120025407 A KR 20120025407A KR 1020110086469 A KR1020110086469 A KR 1020110086469A KR 20110086469 A KR20110086469 A KR 20110086469A KR 20120025407 A KR20120025407 A KR 20120025407A
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박건식
백규하
도이미
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판에 와이어 그리드 편광판(Wire Grid Polarizer)을 형성함으로써 원가 및 공정 수를 줄이고 두께를 얇게 할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 박막 트랜지스터 기판; 상기 박막 트랜지스터 기판과 대향하는 컬러 필터 기판; 및 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 컬러 필터 기판 사이에 위치하는 액정층;을 포함하되, 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 컬러 필터 기판에는 와이어 그리드 편광 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)에 관한 것으로, 더 상세하게는 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판에 와이어 그리드 편광판(Wire Grid Polarizer)을 형성함으로써 원가 및 공정 수를 줄이고 두께를 얇게 할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 화소 전극이 형성된 박막 트랜지스터 기판과 공통 전극이 형성된 컬러 필터 기판, 그리고 이들 사이에 삽입된 액정층으로 구성되며, 화소 전극 및 공통 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 액정층에 투과되는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표시한다.
이러한 액정 표시 장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 광이 입사되어 화상을 형성한다. 이를 위하여 액정 표시 장치의 배면에는 백라이트 유닛이 설치되어 광을 조사한다.
백라이트 유닛으로부터 출사된 광은 액정 표시 패널에 그대로 입사되는 것이 아니라 편광판을 통해 편광 특성이 부여되어 입사된다. 따라서, 액정 표시 장치는 액정 분자의 광학적 이방성과 편광판의 편광 특성을 이용하여 화상을 표시하게 된다.
액정 표시 패널에 편광판을 설치하는 기존의 방법으로는 폴리머 타입 편광판(Polymer-type Polarizer)을 액정 표시 패널 외부에 부착하는 방식이 있다. 이러한 방식의 대표적인 것으로는 폴리비닐알콜(PolyVinylAlcohol:PVA) 베이스 필름 상에 습식 연산법에 의해 요오드(Iodine) 분자들을 일정한 방향으로 화학적 결합시켜 편광 특성을 부여하는 것이 있다.
그러나, 이러한 편광판은 우수한 편광 특성을 나타내지만, 근본적으로 액정 표시 장치 제조 공정과는 다른 별도의 공정으로 제조되기 때문에 가격이 비싸고, 부착 공정 등의 공정 수가 증가하여 액정 표시 패널의 원가를 상승시키게 된다. 또한, 부착형 편광판은 접착제를 이용하여 액정 표시 패널에 부착해야 하기 때문에 접착제의 두께와 편광판의 두께에 의해 액정 표시 패널의 두께 증가는 필연적이다.
상기한 폴리머 타입 편광판과는 다르게 소형 와이어 그리드 편광판(wire grid polarizer)이 개발되어 프로젝터(Projector)등의 제품에 적용되기 시작하고 있다. 와이어 그리드 편광판은 인간이 인지하는 가시 광선 영역인 적색, 녹색 및 청색 파장의 크기보다 작은 선폭 및 간격을 가진 스트라이프 패턴(Stripe Pattern)을 베이스 기판 상에 형성하는 것으로, 알루미늄(Al) 등의 금속을 박막 가공 방법을 이용하여 형성한다.
즉, 가시광선의 최저 광학 파장인 청색 영역보다 작은 50?200㎚ 정도의 선폭 및 간격으로 와이어 그리드 편광 패턴을 형성한다. 액정 표시 장치의 경우 이렇게 형성된 와이어 그리드 패턴에 백라이트 유닛으로부터 광이 입사되면, 광은 일반적인 특성상 진행 방향에 대하여 수평 및 수직 방향으로 진동하면서 진행하기 때문에 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 공간과 평행하게 입사되는 광만 와이어 그리드 편광 패턴을 통과하게 된다. 따라서, 이와 같은 방식으로 금속계 와이어 그리드 편광 패턴이 형성되어 있는 구조가 바로 와이어 그리드 편광판(Wire Grid Polarizer)이다.
이와 같은 와이어 그리드 편광판을 광학적으로 고반사율을 가진 알루미늄(Al)등과 같은 금속 재료를 이용하여 형성하면 백라이트 유닛으로부터 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 공간에 대하여 수직 방향으로 입사되는 광은 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 공간을 통과하지 못하고 반사되어 백라이트 유닛으로 재입사된다.
따라서, 와이어 그리드 편광판의 하부에 굴절율이 다른 위상 전이층, 예를들어 반사 방지층(Anti-Reflective)을 형성하면 위상 전이층에서 위상이 변화하여 다시 와이어 그리드 편광판으로 입사되어 추가 편광이 일어나게 된다. 상기와 같은 광 리사이클(Recycle)이 지속적으로 발생하여 결국 편광 투과도를 향상시키는 듀얼 밝기 강화 필름 (Dual Brightness Enhancement Film; DBEF)과 같은 효과를 가지게 되는 것이다. 광 리사이클이 기존의 복잡한 DBEF가 아닌 간단한 반사 방지 구조를 이용하여 구현할 수 있기 때문에 저가의 고편광 투과율의 편광판을 구현할 수 있는 것이다.
그러나, 이러한 와이어 그리드 편광판도 기존의 폴리머 타입 편광판과 마찬가지로 별도의 제조 공정으로 제조한 후 액정 표시 패널의 외측에 부착해야 한다. 따라서, 이러한 와이어 그리드 편광판은 원가면이나 공정 수면에서 오히려 필름 부착형에 비하여 고가일 수 밖에 없다.
또한 액정표시장치는 액정층에 전압을 인가하기 위하여 화소 전극(Pixel Electrode)과 공통 전극(Common Electrode)이 필요하며, 이 전극들은 빛의 투과율이 높아야 하므로 투명전극으로 고가의 ITO, IZO 등을 이용하여야 한다.
한편, 대한민국 등록특허 10-0677062에서는 내부에 일정방향의 투과축을 갖는 편광자를 구비한 컬러필터층으로 구성된 컬러필터기판을 제안하여 칼러필터기판 상에 편광판을 따로 부착하지 않음으로써, 경량 박형의 액정 패널을 제안하였다.
그러나 상기 특허에 있어서 편광기능이 있는 컬러필터층은 소재 및 제작 공정이 까다로우며, 또한 여전히 박막 트랜지스터 기판상의 편광판과, 고가의 ITO 또는 IZO 등을 사용하는 화소 전극(Pixel Electrode)과 공통 전극(Common Electrode)을 필요로 한다.
미국 특허 US 2008/0100781 A1(대한민국 특허 10-2008-0037324)에서는 LCD의 TFT 배선으로 사용되는 게이트 라인 또는 데이터 라인의 금속 물질을 이용하거나 게이트 라인과 데이터 라인의 조합을 이용하여 와이어 그리드 편광패턴을 형성하여 박막트랜지스터기판 상에 별도의 편광판을 부착하지 않는 액정패널 구조를 제안하였다.
또한, 블랙 매트릭스용 메탈층을 이용하여 와이어 그리드 편광패턴을 형성하여 컬러필터기판 상에 별도의 편광판을 따로 부착하지 않음으로써 공정 수를 줄일 뿐만 아니라 경량 박형의 액정 패널을 제작할 수 있는 구조를 제안하였다.
그러나 상기 미국 특허 US 2008/0100781 A1(대한민국 특허 10-2008-0037324)는 여전히 고가의 ITO 또는 IZO 등을 사용하는 화소 전극(Pixel Electrode)과 공통 전극(Common Electrode)을 필요로 한다.
본 발명은 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판에 와이어 그리드 편광판(Wire Grid Polarizer)을 형성함으로써 원가 및 공정 수를 줄이고 두께를 얇게 할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 고가의 투명전극을 저가의 금속패턴전극으로 대체할 수 있도록 한 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 액정 표시 장치는, 박막 트랜지스터 기판; 상기 박막 트랜지스터 기판과 대향하는 컬러 필터 기판; 및 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 컬러 필터 기판 사이에 위치하는 액정층;을 포함하되, 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 컬러 필터 기판에는 와이어 그리드 편광 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 액정 표시 장치는 상기 박막 트랜지스터 기판 상에 화소전극을 형성한 제1와이어 그리드 편광 패턴; 및 상기 컬러 필터 기판 상에 상기 제1와이어 그리드 편광 패턴과 수직한 방향으로 공통전극을 형성한 제2와이어 그리드 편광 패턴;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 와이어 그리드 편광 패턴은 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 박막 트랜지스터 기판의 소자층과 동일 평면 상에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은 가시광선을 투과시키지 않는 전도성 물질인 알루미늄(Al), 구리(Cu), 금(Ag), 은(Ag), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nd), 카본 계열 전도체(carbon nanotube, graphene) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 의한 액정 표시 장치는, 제1절연 기판, 상기 제1절연 기판 상부에 일 방향으로 연장되는 다수의 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 교차하는 다수의 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해 정의된 화소 영역에 형성된 화소 전극, 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터;를 포함하는 박막 트랜지스터 기판; 및 제2절연 기판, 상기 제2절연 기판의 화소 영역 이외의 영역에 대응하여 형성된 블랙 매트릭스, 상기 화소 영역에 대응하여 형성된 컬러 필터 및 공통 전극을 포함하는 컬러 필터 기판을 포함하고, 상기 박막 트랜지스터 기판 및 상기 컬러 필터 기판 중 적어도 어느 하나의 기판상에 화소 전극을 소정의 선폭 및 간격으로 형성한 와이어 그리드 편광 패턴과 공통 전극을 소정의 선폭 및 간격으로 형성한 와이어 그리드 편광 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은 상기 화소전극과 동일 평면상에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은 상기 데이터 라인과 동일 평면상에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은 상기 게이트 라인과 동일 평면 상에 1차로 형성되고, 상기 화소전극과 동일 평면 상에 2차로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은 상기 데이타 라인과 동일 평면 상에 1차로 형성되고, 상기 화소전극과 동일 평면 상에 2차로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은 상기 게이트 라인과 동일 평면 상에 1차로 형성되고, 상기 데이타 라인과 동일 평면 상에 2차로 형성되고, 상기 화소전극과 동일 평면 상에 3차로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 2차 및 3차로 형성된 와이어 그리드 편광 패턴은 상기 1차로 형성된 와이어 그리드 편광 패턴의 사이의 공간상에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은 상기 공통전극과 동일 평면상에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은 상기 블랙 매트릭스 라인과 동일 평면 상에 1차로 형성되고, 상기 공통전극과 동일 평면 상에 2차로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 2차로 형성된 와이어 그리드 편광 패턴은 상기 1차로 형성된 와이어 그리드 편광 패턴의 사이의 공간상에 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 의한 액정 표시 장치는 소자층이 각각 형성된 하부 기판 및 상부 기판; 및 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 개재된 액정층;을 포함하고, 상기 상부 기판 및 하부 기판중 적어도 어느 하나에 소정의 선폭 및 간격으로 형성된 와이어 그리드 편광 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 컬러 필터 기판 중 적어도 하나 이상의 기판상에 와이어 그리드 편광 패턴을 형성함으로써 기존의 편광판을 액정 표시 패널에 부착하는 방식에 비해 액정 표시 패널의 두께를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 박막 트랜지스터 기판 또는 컬러 필터 기판의 구조물의 형성 공정과 동시에 형성함으로써 마스크 공정의 수를 증가시키지 않고도 와이어 그리드 편광 패턴을 액정 표시 패널 내에 내장할 수 있다.
또한, 본 발명은 상부 편광판과 상부 구동전극을 상부 금속패턴전극으로 대체하여 구조를 단순화시키며, 하부 구동전극과 하부 편광판을 하부 금속패턴전극으로 대체하여 구조를 단순화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상부 패턴금속, 액정층, 하부 패턴금속의 3개층으로 이루어짐으로써 공정을 단순화시키고 액정 표시 패널의 두께를 줄일 수 있으며, 상부 및 하부 구동 전극을 고가의 투광성 전도성 물질을 사용하지 않고 금속물질을 사용함으로써 공정을 용이하게 하고 공정 가격을 낮출 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 개략적인 평면도이다.
도 2 는 도 1의 액정 표시 패널을 I-I' 라인을 따라 절취한 상태의 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1와이어 그리드 패턴을 도시한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1와이어 그리드 패턴을 도시한 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1와이어 그리드 패턴을 도시한 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정에 따른 공정 단면도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정에 따른 공정 단면도이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정에 따른 공정 단면도이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 패널의 개략 평면도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 패널을 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절취한 상태의 단면도이다.
도 1, 및 도 2를 참고하면, 액정 표시 패널(300)은 서로 대향하는 박막 트랜지스터 기판(100)과 컬러 필터 기판(200), 그리고 이들 사이에 위치하는 액정층(미도시)을 포함한다.
또한, 액정 표시 패널(300)은 박막 트랜지스터 기판(100)의 화소전극(151)으로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)과, 컬러 필터 기판(200) 상에 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)과 수직한 방향으로 형성되며, 공통전극(251)로 형성되는 제 2 와이어 그리드 편광 패턴(500) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
박막 트랜지스터 기판(100)은 제 1 절연 기판(110) 상부에 일 방향으로 연장되는 다수의 게이트 라인(121)과, 게이트 라인(121)과 교차하는 다수의 데이터 라인(141)과, 게이트 라인(121)과 데이터 라인(141)에 의해 정의된 화소 영역에 형성된 화소 전극(151)과, 게이트 라인(121), 데이터 라인(141) 및 화소 전극(151)에 접속된 박막 트랜지스터(125)를 포함한다. 또한, 화소 영역에 소정의 폭 및 간격을 갖으며, 화소전극(151)을 이용하여 일 방향으로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)을 더 포함한다.
게이트 라인(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고, 게이트 라인(121)의 일부가 상부 또는 하부로 돌출되어 게이트 전극(122)을 이룬다. 데이터 라인(141)은 게이트 라인(121)과 수직으로 교차되도록 일 방향으로 연장되어 형성되며, 그 일부가 돌출되어 소오스 전극(142)을 이룬다. 또한, 데이터 라인(141) 형성시 소오스 전극(142)와 소정 간격 이격되어 드레인 전극(143)이 형성된다.
게이트 라인(121)은 알루미늄(Al), 네오디뮴(Nd), 은(Ag), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 및 몰리브덴(Mo) 등의 금속 또는 이들을 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 게이트 라인(121)은 단일층 뿐 아니라 복수 금속층의 다중층으로 형성될 수 있다.
또한, 상술한 데이터 라인(141) 및 소오스 전극(142) 그리고, 드레인 전극(143)도 상술한 금속으로 형성될 수 있고, 다중층으로 형성될 수도 있다.
박막 트랜지스터(125)는 게이트 라인(121)에 공급되는 신호에 응답하여 데이터 라인(141)에 공급되는 화소 신호가 화소 전극(151)에 충전되도록 한다. 따라서, 박막 트랜지스터(125)는 게이트 라인(121)에 접속된 게이트 전극(122)과, 데이터 라인(141)에 접속된 소오스 전극(142)과, 화소 전극(151)에 접속된 드레인 전극(143)과, 게이트 전극(122)과 소오스 전극(142) 및 드레인 전극(143) 사이에 순차적으로 형성된 게이트 절연막(131) 및 활성층(132)과, 활성층(132)의 적어도 일부에 형성된 오믹 접촉층(133)을 포함한다. 이때, 오믹 접촉층(133)은 채널부를 제외한 활성층(132) 상에 형성될 수 있다.
게이트 라인(121), 데이터 라인(141) 및 박막 트랜지스터(125)의 상부에는 보호막(144)이 형성되어 있다. 보호막(144)은 질화 실리콘 또는 산화 실리콘 등의 무기 물질로 형성될 수도 있고, 저유전율 유기 절연막으로 형성될 수도 있다. 물론 무기 절연막과 유기 절연막의 이중막으로 형성될 수도 있다.
화소 전극(151)은 게이트 라인(121)과 데이터 라인(141)에 의해 확정된 화소 영역의 기판(110)상에 형성되며, 드레인 전극(143)과 접속되어 있다. 화소 전극(151)을 이용하여 형성된 제 1 와이어 그리드 패턴(400)은 박막 트랜지스터 기판(100)의 전체면 상에 형성되거나 화소 영역상에 형성된다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1와이어 그리드 패턴을 도시한 도면이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1와이어 그리드 패턴을 도시한 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1와이어 그리드 패턴을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5 를 참조하면, 제 1 와이어 그리드 패턴(400)은 게이트 라인(121)을 기준으로 수직 방향(도 3), 수평 방향(미도시) 또는 소정의 각도를 갖는 사선 방향(도 4)으로 형성되거나 사선 방향의 조합(도 5) 또는 수직 방향 또는 수평 방향과 사선 방향의 조합(미도시)으로 형성될 수 있다.
화소 전극(151)을 이용하여 형성된 제 1 와이어 그리드 패턴(400)은 화소영역 전반에 결쳐 화소전극(151)의 역할을 하기 위하여 소정의 간격(b)을 두고 서로 연결되어야 하며, 편광된 빛이 투과하기 위하여 최소 1.3 um 이상의 간격으로 이격되는 것이 바람직하다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정에 따른 공정 단면도이고, 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정에 따른 공정 단면도이며, 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정에 따른 공정 단면도이며, 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정에 따른 공정 단면도이다.
도 6을 참조하면 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)은 도면에 도시되었듯이 별도의 확소 전극을 사용하지 않고 데이터 라인(141)으로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)은 데이터 라인(141)과 동시에 1차로 형성된 후 화소전극(151)과 동시에 2차로 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)은 게이트 라인(121)과 동시에 1차로 형성된 후 화소전극(151)과 동시에 2차로 형성될 수 있다.
도 9을 참조하면 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)은 게이트 라인(121)과 동시에 1차로 형성되고, 데이터 라인(141)과 동시에 2차로 형성된 후 화소전극(151)과 동시에 3차로 형성될 수 있다.
상기 도 7에서 도8에 나타낸 바와 같이 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)을 2차에 걸쳐 형성한 2단 구조의 경우 1차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 공간에 2차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴이 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 이 경우 1차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 공간이 2차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴의 선폭보다 크게 하여 광의 방출이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 1차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 간격을 원하는 폭 보다 약 2배 이상 크게 하고, 2차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴을 1차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴과 바람직하게 동일 크기로 하여 1차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 공간 상에 2차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴이 위치하도록 한다.
또한 도 9에 나타낸 바와 같이 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)을 3차에 걸쳐 형성한 3단 구조의 경우 1차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 공간에 2차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴과 3차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴이 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 1차로 형성된 제 1 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 간격을 원하는 폭 보다 약 3배 이상 크게 하고, 2차와 3차로 형성된 제 1 와이어 그리트 편광 패턴이 1차로 형성된 편광 패턴 사이에 위치하도록 하며, 1차, 2차 및 3차로 형성된 편광 패턴이 서로 일직선 상에 있지 않고 일정한 간격을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 컬러 필터 기판(200)은 제 2 절연 기판(210) 상에 형성된 블랙 매트릭스(221)와, 컬러 필터(231)와, 오버 코트막(241)과, 공통 전극(251)을 포함한다. 또한, 컬러 필터 기판(200)의 전체면 상 또는 박막 트랜지스터 기판(100)의 화소 영역에 대응되는 영역에 형성된 제 2 와이어 그리드 편광 패턴(500)을 더 포함한다. 제 2 와이어 그리드 편광 패턴(500)은 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)이 형성된 영역과 대응되는 영역에 형성되며, 제 1와이어 그리드 편광 패턴(400)과 수직한 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
블랙 매트릭스(221)는 화소 영역 이외의 영역에 형성되어 화소 영역 이외의 영역으로 빛이 새는 것과 인접한 화소 영역들 사이의 광 간섭을 방지한다. 즉, 블랙 매트릭스(221)는 박막 트랜지스터 기판(100)의 화소 전극(151)이 형성된 영역을 개방하는 개구부를 갖는다.
컬러 필터(231)는 블랙 매트릭스(221)를 경계로 하여 적색, 녹색 및 청색 필터가 반복되어 형성된다. 컬러 필터(231)는 광원으로부터 조사되어 액정층(미도시)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러 필터(231)는 감광성 유기 물질로 형성될 수 있다.
오버 코트막(241)은 컬러 필터(231)와 컬러 필터(231)가 덮고 있지 않은 블랙 매트릭스(221)의 상부에 형성된다. 오버 코트막(241)은 컬러 필터(231)를 평탄화하면서, 컬러 필터(231)를 보호하는 역할과 상하부 도전층 사이를 절연하는 역할을 하며 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
오버 코트막(241)의 상부에는 공통 전극(251)이 형성되며, 공통 전극(251)은 박막 트랜지스터 기판의 화소 전극(151)과 함께 액정층(미도시)에 전압을 인가한다.
기존의 액정 표시 장치에서의 공통 전극(251)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전 물질로 이루어지지만, 본 발명에서는 가시광선을 투과시키지 않는 전도성 물질인 알루미늄(Al), 구리(Cu), 금(Ag), 은(Ag), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nd), 또는 카본 계열 전도체 (carbon nanotube, graphene) 등을 이용하여 공통 전극(251)을 소정의 간격을 갖도록 형성하여 제 2 와이어 그리트 편광 패턴(500) 역할을 동시에 하도록 함으로써, 고가의 물질인 ITO 또는 IZO를 사용하지 않음과 동시에 공정을 단순화 시키고 액정표시장치의 두께를 얇게 할 수 있다.
제 2 와이어 그리드 편광 패턴(500)은 컬러 필터 기판(200)의 전체면 상 또는 박막 트랜지스터 기판(100)의 화소 영역에 대응되는 영역, 즉 컬러 필터(231)가 형성되는 영역에 형성될 수 있으며, 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(500)과 수직 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
공통전극(251)으로 형성된 제 2 와이어 그리드 편광 패턴(500)은 컬러 필터 기판(200)의 끝부분에서 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 또헌 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)과 유사하게 소정의 간격을 두고 서로 연결될 수도 있다. 이때, 연결 배선은 편광된 빛이 투과하기 위하여 최소 1.3 um 이상의 간격으로 이격되는 것이 바람직하다.
또한, 도 10을 참조하면, 제 2 와이어 그리드 편광 패턴(500)은 블랙 메트릭스(221)과 동시에 1차로 형성된 후 공통전극(251)과 동시에 2차로 형성될 수 있다. 이때, 제 2 와이어 그리드 편광 패턴(500)을 2차에 걸쳐 형성할 경우 1차로 형성된 제 2 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 공간상에 2차로 형성된 제 2 와이어 그리드 편광 패턴이 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 이 경우 1차로 형성된 제 2 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 공간을 2차로 형성된 제 2 와이어 그리드 편광 패턴의 선폭보다 크게 하여 광의 방출이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 1차로 형성된 제 2 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 간격을 원하는 간격보다 약 2배 이상 크게 하고, 2차로 형성된 제 2 와이어 그리드 편광 패턴을 1차로 형성된 제 2 와이어 그리드 편광 패턴과 바람직하게 동일 크기로 하여 1차로 형성된 제 2 와이어 그리드 편광 패턴 사이의 공간상에 2차로 형성된 제 2 와이어 그리드 편광 패턴이 위치되도록 한다.
한편, 상기에서는 박막 트랜지스터 기판(100) 상에 제 1 와이어 그리드 편광 패턴(400)이 형성되고, 컬러 필터 기판(200) 상에 제 2 와이어 그리드 편광 패턴(500)이 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 제 1 및 제 2 와이어 그리드 편광 패턴(400 및 500)중 어느 하나만을 형성할 수도 있다.
또한, 박막 트랜지스터 기판(100) 및 컬러 필터 기판(200)의 하부면에 와이어 그리드 편광 패턴으로부터 반사된 광을 와이어 그리드 편광 패턴으로 재입사시키기 위한 광 변환층이 더 포함될 수 있다. 광 변환층은 부착하여 형성할 수도 있고, 소정의 막을 증착하여 형성할 수도 있다.
한편, 상기의 실시 예들에서는 박막 트랜지스터 기판(100)에 게이트 라인(121), 데이터 라인(141) 및 화소 전극(151)이 형성되고, 컬러 필터 기판(200)에 블랙 매트릭스(221), 컬러 필터(231) 및 공통 전극(251)이 형성되는 액정 표시 장치에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 다양한 액정 셀 구조 및 화소 형상에 모두 적용 가능하다. 예를 들어 박막 트랜지스터 기판(100) 상에 블랙 매트릭스(221)이 형성되는 경우 박막 트랜지스터 기판(100) 상에 공통 전극(251)이 형성되는 경우를 포함하는 모든 액정 표시 패널 제조에 본 발명이 적용된다.
이와 같이 본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 컬러 필터 기판 중 적어도 하나 이상의 기판상에 와이어 그리드 편광 패턴을 형성함으로써 기존의 편광판을 액정 표시 패널에 부착하는 방식에 비해 액정 표시 패널의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 박막 트랜지스터 기판 또는 컬러 필터 기판의 구조물의 형성 공정과 동시에 형성함으로써 마스크 공정의 수를 증가시키지 않고도 와이어 그리드 편광 패턴을 액정 표시 패널 내에 내장할 수 있다.
또한, 본 발명은 상부 편광판과 상부 구동전극을 상부 금속패턴전극으로 대체하여 구조를 단순화시키며, 하부 구동전극과 하부 편광판을 하부 금속패턴전극으로 대체하여 구조를 단순화시킬 수 있다. 또한, 상부 패턴금속, 액정층, 하부 패턴금속의 3개층으로 이루어짐으로써 공정을 단순화시키고 액정 표시 패널의 두께를 줄일 수 있으며, 상부 및 하부 구동 전극을 고가의 투광성 전도성 물질을 사용하지 않고 금속물질을 사용함으로써 공정을 용이하게 하고 공정 가격을 낮출 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 박막 트랜지스터 기판 200: 컬러 필터 기판
300: 액정 표시 패널 400: 제 1 와이어 그리드 편광 패턴
500: 제 2 와이어 그리드 편광 패턴

Claims (15)

  1. 박막 트랜지스터 기판;
    상기 박막 트랜지스터 기판과 대향하는 컬러 필터 기판; 및
    상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 컬러 필터 기판 사이에 위치하는 액정층;을 포함하되,
    상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 컬러 필터 기판에는 와이어 그리드 편광 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 표시 장치는
    상기 박막 트랜지스터 기판 상에 화소전극을 형성한 제1와이어 그리드 편광 패턴; 및
    상기 컬러 필터 기판 상에 상기 제1와이어 그리드 편광 패턴과 수직한 방향으로 공통전극을 형성한 제2와이어 그리드 편광 패턴;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 와이어 그리드 편광 패턴은
    상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 박막 트랜지스터 기판의 소자층과 동일 평면 상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은
    가시광선을 투과시키지 않는 전도성 물질인 알루미늄(Al), 구리(Cu), 금(Ag), 은(Ag), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nd), 카본 계열 전도체(carbon nanotube, graphene) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제1절연 기판, 상기 제1절연 기판 상부에 일 방향으로 연장되는 다수의 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 교차하는 다수의 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해 정의된 화소 영역에 형성된 화소 전극, 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터;를 포함하는 박막 트랜지스터 기판; 및
    제2절연 기판, 상기 제2절연 기판의 화소 영역 이외의 영역에 대응하여 형성된 블랙 매트릭스, 상기 화소 영역에 대응하여 형성된 컬러 필터 및 공통 전극을 포함하는 컬러 필터 기판을 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터 기판 및 상기 컬러 필터 기판 중 적어도 어느 하나의 기판상에 화소 전극을 소정의 선폭 및 간격으로 형성한 와이어 그리드 편광 패턴과 공통 전극을 소정의 선폭 및 간격으로 형성한 와이어 그리드 편광 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은
    상기 화소전극과 동일 평면상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은
    상기 데이터 라인과 동일 평면상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은
    상기 게이트 라인과 동일 평면 상에 1차로 형성되고, 상기 화소전극과 동일 평면 상에 2차로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은
    상기 데이타 라인과 동일 평면 상에 1차로 형성되고, 상기 화소전극과 동일 평면 상에 2차로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은
    상기 게이트 라인과 동일 평면 상에 1차로 형성되고, 상기 데이타 라인과 동일 평면 상에 2차로 형성되고, 상기 화소전극과 동일 평면 상에 3차로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 2차 및 3차로 형성된 와이어 그리드 편광 패턴은
    상기 1차로 형성된 와이어 그리드 편광 패턴의 사이의 공간상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제 5 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은
    상기 공통전극과 동일 평면상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제 5 항에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광 패턴은
    상기 블랙 매트릭스 라인과 동일 평면 상에 1차로 형성되고, 상기 공통전극과 동일 평면 상에 2차로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 2차로 형성된 와이어 그리드 편광 패턴은
    상기 1차로 형성된 와이어 그리드 편광 패턴의 사이의 공간상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 소자층이 각각 형성된 하부 기판 및 상부 기판; 및
    상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 개재된 액정층;을 포함하고,
    상기 상부 기판 및 하부 기판중 적어도 어느 하나에 소정의 선폭 및 간격으로 형성된 와이어 그리드 편광 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140007648A (ko) * 2012-07-10 2014-01-20 삼성디스플레이 주식회사 편광 소자, 이를 포함하는 표시 패널 및 이의 제조 방법
KR20140075987A (ko) * 2012-12-11 2014-06-20 엘지디스플레이 주식회사 곡면형 액정표시패널 및 곡면형 액정표시장치
KR20150131884A (ko) * 2014-05-16 2015-11-25 삼성전자주식회사 나노안테나 전극을 포함하는 공간 광변조기, 및 상기 공간 광변조기를 포함하는 디스플레이 장치
KR20170010190A (ko) * 2015-07-16 2017-01-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US9939570B2 (en) 2014-11-18 2018-04-10 Samsung Display Co., Ltd. Wire grid polarizing plate, display device including the same, and method of fabricating said display device
CN109387973A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 三星显示有限公司 显示装置
US10261359B1 (en) 2017-11-13 2019-04-16 Samsung Display Co., Ltd. Polarizer and display device including the same
KR20200066742A (ko) * 2017-11-01 2020-06-10 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Lcd 디스플레이를 위한 메타표면 광-재순환 컬러 필터

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140007648A (ko) * 2012-07-10 2014-01-20 삼성디스플레이 주식회사 편광 소자, 이를 포함하는 표시 패널 및 이의 제조 방법
KR20140075987A (ko) * 2012-12-11 2014-06-20 엘지디스플레이 주식회사 곡면형 액정표시패널 및 곡면형 액정표시장치
KR20150131884A (ko) * 2014-05-16 2015-11-25 삼성전자주식회사 나노안테나 전극을 포함하는 공간 광변조기, 및 상기 공간 광변조기를 포함하는 디스플레이 장치
US9939570B2 (en) 2014-11-18 2018-04-10 Samsung Display Co., Ltd. Wire grid polarizing plate, display device including the same, and method of fabricating said display device
US10295717B2 (en) 2014-11-18 2019-05-21 Samsung Display Co., Ltd. Wire grid polarizing plate, display device including the same, and method of fabricating said display device
KR20170010190A (ko) * 2015-07-16 2017-01-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN109387973A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 三星显示有限公司 显示装置
KR20200066742A (ko) * 2017-11-01 2020-06-10 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Lcd 디스플레이를 위한 메타표면 광-재순환 컬러 필터
US10261359B1 (en) 2017-11-13 2019-04-16 Samsung Display Co., Ltd. Polarizer and display device including the same

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