KR20120047640A - 와이어그리드편광자 일체형 터치패널 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

와이어그리드편광자 일체형 터치패널 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 와이어그리드편광자 일체형 터치패널에 관한 것으로, 특히 제1기판상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴을 구비한 제1격자층, 상기 제1격자 패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층, 상기 제2격자층 상에 적층되어 외부에서 유입되는 빛을 흡수하는 광흡수층, 상기 광흡수층상에 형성되는 터치용전극을 구비한 제2기판을 포함하는 구조로 구현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 흡수기능 및 반사기능을 동시에 가지는 와이어그리드편광자를 통해 명실컨트라스트의 저하 없이도 휘도 향상을 구현할 수 있는 동시에 두께가 슬림화하며 신뢰성이 향상된 구조의 터치 기능이 일체화된 터치패널을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

와이어그리드편광자 일체형 터치패널 및 이를 포함하는 액정표시장치{Touch Panel With Associated A Wire Grid Polarazer and Liquid Crystal Display within the same}
본 발명은 휘도향상을 구현하는 와이어그리드편광자와 일체화된 구조의 터치패널과 및 이를 구비한 액정표시장치의 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 편광자 혹은 편광 소자란 자연광과 같은 비편광된 빛 중에서 특정한 진동 방향을 갖는 직선 편광을 끌어내는 광학 소자를 의미한다. 광학소자 중의 한 종류인 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer)는 전도성 와이어 그리드(wire grid)를 이용하여 편광을 만들어낸 광학소자이다. 이는 다른 편광자에 비해 높은 편광분리성능을 갖기 때문에 오래전부터 적외선 영역의 파장대에 있어 유용한 반사형 편광자로 사용되어 왔다.
도 1은 종래의 와이어그리드 편광자의 구조와 기능을 도시한 것으로, 일정한 주기(A)를 가지고 배치되는 일정 두께(h)의 금속격자(2)가 기판(1)상에 배열된 구조를 구비하며, 이러한 와이어 그리드 편광자의 미세 금속격자의 주기는 특히 가시광선 파장의 절반 이하로 제작하게 된다. 이러한 와이어 그리드 편광자는 입사광의 파장보다 충분히 작을 경우 비편광 상태의 빛이 입사될 때 전도성의 와이어 그리드와 직교하는 벡터를 가지는 성분, 즉 P 편광은 투과하고 와이어 그리드와 평행한 벡터를 가지는 성분, 즉 S 편광은 반사시키게 된다.
기존의 WGP(wire gird polarizer)는 나노급의 격자 구조가 기재의 표면 위에 위치해 있어서, 기재와의 접착면이 한 면 밖에 없고, 금속선격자의 접착력 및 경도가 낮아 내구성이 떨어게 되는 문제가 발생한다. 나아가 이러한 문제는 제품 적용 시 조립과정이나 사용 중에 금속 선격자가 무너지거나 스크레치가 발생하는 등 물리적으로 취약한 단점으로 적용되어 전체 제품의 신뢰성을 하락을 초래하게 된다.
종래에는 이런 물리적인 문제점들을 보완하기 위해 종래의 기술들은 금속 선 격자들을 보호하기 위해 주로 고가의 금속재질을 사용하였으나, 이는 금속재료의 가격이 높아 제조비용을 높이며, 양산성 또한 하락하게 되는 문제를 발생시키게 된다. 또한, 금속 선격자를 보호하기 위한 보호층을 형성 시 광특성의 저하나 변화가 발생하는 문제점이 부가적으로 발생하게 되었다.
또한, 기존 와이어 그리드 편광자의 경우 일반적으로 알루미늄 금속을 사용하여 반사형 편광자로 사용을 하며, 액정표시장치용에 적용되어 휘도향상효과를 구현하고 있다.
그러나, 종래의 와이어그리드 편광자의 경우는 통과한 빛이 글라스(glass)와 재반사되거나, 외부에서 들어오는 빛이 반사형 와이어그리드 편광자에 의해 재반사되어 컨트라스트를 저하시키므로, 기존 흡수형 편광필름을 대체하기에는 액정 표시 장치로의 사용에는 어려움이 있다. 또한, 현재 상용화되어 있는 휘도향상편광필름(상품명: DBEF-P)의 경우에는 흡수형 편광필름에 이중 휘도향상필름(DBEF)의 원단을 라이네이션 방법으로 붙여서 사용하여, 두께가 두껍고 상당히 고가로 판매되며, 신뢰성에도 많은 문제점을 가지고 있다.
나아가 기존 흡수형 편광자에 터치패널을 일체화시키는 경우, 터치패널의 전극 형성공정에 흡수형 편광필름의 신뢰성(내열성, 내습성) 저하 문제로 일체화공정을 진행할 수 없는 문제가 발생하였다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로,본 발명의 목적은 흡수기능 및 반사기능을 동시에 가지는 와이어 그리드 편광자를 통해 명실컨트라스트의 저하 없이도 휘도 향상을 구현할 수 있는 동시에 두께가 슬림화하며 신뢰성이 향상된 구조의 터치 기능이 일체화된 터치패널을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 제1기판상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴을 구비한 제1격자층; 상기 제1격자 패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층; 상기 제2격자층 상에 적층되어 외부에서 유입되는 빛을 흡수하는 광흡수층; 상기 광흡수층상에 형성되는 터치용전극을 구비한 제2기판;를 포함하는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 상기 광흡수층은, 상기 제2격자패턴 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴;과 상기 제1흡수형격자패턴 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴; 상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자패턴; 을 포함하는 구조로 구현할 수 있다.
또한, 상기 광흡수층은, 상술한 구조와는 달리 상기 제2격자패턴 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴;과 상기 제1흡수형격자패턴 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴; 상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자층; 을 구비하는 구조로 구현하는 것도 가능하다.
상술한 구조와는 다른 실시예로서는 제1기판상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴을 구비한 제1격자층; 상기 제1격자 패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층; 상기 제2격자층 상에 적층되어 외부에서 유입되는 빛을 흡수하는 광흡수층; 상기 1격자층의 형성된 상기 제1기판의 이면에 형성되는 터치용전극;을 구비하는 구조로 구현할 수 있다. 이 경우 상기 광흡수층은, 상기 제2격자패턴 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴;과 상기 제1흡수형격자패턴 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴; 상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자층;을 구비하도록 구현할 수 있다.
상술한 구조에서 상기 광흡수층을 구성하는 제1 및 제2흡수형격자패턴 또는 제2흡수형격자층은, 투명한 재질의 금속산화물을 이용하여 구성될 수 있다.
아울러, 상기 제1흡수형격자패턴의 두께는 50nm~300nm, 제3격자패턴의 두께는 1nm~20nm의 범위를 충족하도록, 상기 제2흡수형격자패턴 및 제 2흡수형격자층은 50nm~500nm의 범위의 두께로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1격자층은 상기 기판과 굴절지수가 동일한 고분자물질로 형성되될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제2격자층, 제3금속층 또는 상기 제3격자패턴은, 알루미늄, 크롬, 은, 구리, 니켈, 코발트 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 형성되는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널을 구현할 수 있도록 한다.
아울러, 본 발명에 따른 와이어그리드편광자 일체형 터치패널에서의 상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하거나, 상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)를 만족하도록 구현할 수 있다.
또한, 상기 제1격자패턴의 폭은 10nm~200nm, 높이는 10nm~500nm의 범위를 만족하도록 구현할 수 있다.
이 경우 상기 제2격자패턴의 폭은 25nm~200nm일 수 있으며, 상기 제1격자패턴의 주기는 50nm~400nm로 구현할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 와이어그리드편광자 일체형 터치패널의 다른 구조로는, 제1기판상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴을 구비한 제1격자층; 상기 1격자패턴 상부에 형성되는 흡수형격자패턴을 구비한 광흡수층; 상기 흡수형격자패턴 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층;을 포함하며, 상기 제2격자층 상면 또는 제1기판의 하면에 형성되는 터치용전극을 구비한 제2기판;을 포함하는 구조로 구현할 수 있다.
이 경우 상기 광흡수층은, 상기 흡수형격자패턴의 내부에 제3금속층이 형성된 구조로 구현될 수 있으며, 상기 흡수형격자패턴은 투명한 재질의 금속산화물로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2기판은 상기 제1기판의 외부면에 부착되며, 상기 제2격자층의 상부면에는 산화물 또는 폴리머로 이루어진 보호층을 더 포함하도록 구현할 수 있다.
아울러, 상술한 구조의 본 발명에 따른 와이어그리드편광자 일체형 터치패널은 광원에서 발산되는 상부로 발산하는 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛 상부에 적층되어, 화소를 형성하는 액정 패널과 결합하여 액정표시장치로 구현될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 흡수기능 및 반사기능을 동시에 가지는 와이어 그리드 편광자를 통해 명실컨트라스트의 저하 없이도 휘도 향상을 구현할 수 있는 동시에 두께가 슬림화하며 신뢰성이 향상된 구조의 터치 기능이 일체화된 터치패널을 제공할 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명에 따르면, 기판 위에 형성되는 절연성 제1격자패턴과 그 상부에 금속격자 패턴을 구현함으로써, 입사광의 광 각도에 따른 각 파장의 투과율을 제어하여 관찰 각도에 따른 색변화율을 최소화 수 있는 와이어그리 편광자 일체형 터치패널을 제공할 수 있는 장점도 구현된다.
도 1은 종래의 와이어그리드편광자의 구조를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어그리드편광자 일체형 터치패널의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 와이어그리드편광자 일체형 터치패널의 다른 구현례로서의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 와이어그리드편광자를 적용한 액정표시장치의 구현례를 도시한 개념도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 흡수기능 및 반사기능을 동시에 가지는 와이어그리드편광자를 구비하고, 이를 터치패널과 일체화된 구조로 구현하여 컨트라스트의 저하가 없고 휘도향상이 가능하며 전체적인 두께가 슬림화된 구조의 터치패널을 제공하는 것을 요지로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어그리프편광자 일체형 터치패널의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
1.와이어그리프편광자 일체형 터치패널의 기본구조
도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 와이어그리프편광자 일체형 터치패널은 제1기판(110)상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴(121)을 구비한 제1격자층(120)과 상기 제1격자 패턴(121)의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴(130)을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층, 그리고 상기 제2격자층상에 적층되어 외부에서 유입되는 빛을 흡수하는 광흡수층(Q), 그리고 상기 광흡수층상(Q)에 형성되는 터치용전극(220)을 구비한 제2기판(210);을 포함하여 구성된다.
구체적으로는, 상기 제1기판(110)은 지지체로서 사용되며, 가시광선을 투과시킬 수 있는 투명재질의 기판을 이용함이 바람직하다. 상기 제1기판으로는 유리 기판 및 Quartz, Acryl, TAC, COP, PC, PET 등의 다양한 고분자 등이 사용될 수 있다. 특히 본 발명에서는 일정 정도의 유연성을 가지는 광학용 필름기재를 이용하는 공정을 통해 연속공정으로 처리할 수 있도록 구현할 수 있다.
상기 제1격자층(120)은 상기 제1기판(110)의 상부 면에 밀착하여 형성되며, 재질은 폴리머를 소재로하는 수지층으로 구현될 수 있으며, 특히 표면에는 일정한 돌출패턴인 제1격자패턴(121)을 다수 구비하는 것이 바람직하다. 즉 상기 제1격자층(120)이란 폴리머로 형성되는 수지층의 표면에 일정한 주기를 가지는 돌출패턴인 제1격자 패턴(121)이 다수 구비된 층을 포함하는 것으로 정의한다. 상기 제1격자층(120)은 몰드를 이용하여 임프린팅 방식으로 패턴을 구현함으로써 형성시킬 수 있다. 특히 본 발명에 따른 상기 제1격자층(120)은 상기 기판(110)과 비교하여 굴절지수가 낮은 재료 또는 동일하거나 높은 재료를 목적에 따라 사용하여 광의 이용효율을 높일 수 있도록 함이 더욱 바람직하다.
특히 금속재질로 구성되는 상기 제2격자패턴(121)은 반사율이 높은 금속물질로 구성되는바 빛의 반사효율을 높여 빛을 재활용할 수 있도록 하며, 상기 광흡수층(Q)에서는 외부에서 들어오는 빛을 흡수하는 기능을 수행하여 휘도향상을 구현할 수 있게 된다.
구체적으로 상기 제2격자층(130)은 상기 제1격자 패턴(121)의 상부에 형성되는 금속격자패턴인 제2격자 패턴(130)을 다수 구비한 구조를 하나의 층(layer)으로 포괄하여 통칭하는 것으로 정의한다. 상기 제2격자패턴(130)은 금속재질의 미세 돌출패턴이 일정한 주기를 가지고 배열되는 구조를 구비하며, 특히 제1격자패턴(121)의 상부면에 증착 등의 공정으로 형성되는 돌출구조물로, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 형성할 수 있다. 특히, 제2격자패턴의 형성방법은 금속물질을 스퍼터링법이나 화학증착법, Evaporator등과 같은 증착방식으로 구현할 수 있다. 여기에서 주기란 하나의 격자패턴(이를테면, 제2격자 패턴)과 이웃하는 격자패턴(이를 테면, 제2격자패턴)의 거리를 의미한다. 특히 상기 제2격자층은 금속재질의 제2격자패턴(130)으로 구현되는바, 빛을 반사시켜 빛을 재활용함으로써, 휘도를 높일 수 있는 기능을 수행하게 된다. 또한, 상기 제2격자패턴(130)의 단면의 형상은 사각형, 삼각형, 반원형 등 다양한 구조를 가질 수 있고, 삼각형, 사각형, 사인파 등의 형태로 패턴된 기판 위 일부에 형성된 금속 선 형태를 가질 수도 있다. 즉, 단면의 구조에 관계없이 한쪽 방향으로 일정한 주기를 갖고 길게 늘어선 금속 선 격자를 형성한 것은 모두 사용될 수 있다. 이 경우 주기는 사용하는 빛의 파장의 반 이하가 될 수 있으며, 따라서 그 주기는 50nm~400nm의 범위에서 형성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 50nm~200nm의 범위의 주기를 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 바람직한 본 발명의 실시예에서는 상기 금속격자패턴(130)의 폭과 높이의 비율의 1:(0.5~1.5)로 구현할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 와이어그리드편광자에서는 각각 이 두 개의 격자 (제1 및 제2격자패턴)의 높이와 폭에 따라 투과율을 조절할 수 있다. 동일 피치에서 격자 폭이 넓어지면 투과율은 낮아지고 편광 소멸비는 높아지게 되는바, 최대의 편광 효율을 확보하기 위해서는 피치가 감소할수록 편광 특성이 증가되며, 동일 격자 간의 거리 및 동일 격자의 폭으로 형성할 경우에 격자 높이가 증가할수록 편광 특성이 증가되며, 동일 격자 간의 거리 및 동일 격자의 높이로 형성할 경우에 격자의 폭이 증가할수록 편광 특성이 향상된다. 이 경우 본 발명에서의 상기 제2격자패턴의 폭에 (0.2~1.5)배의 폭을 구비하도록 제1격자의 폭을 조절함이 바람직하다. 아울러, 상기 제1격자 패턴 또는 상기 제2격자 패턴의 폭은 25nm~200nm의 범위에서 구현할 수 있다.
아울러, 광흡수층(Q)은 상기 제2격자패턴 상에 구현되어 외부에서 들어오는 빛을 흡수하는 기능을 수행하는 것으로, 이의 구조는 다양한 형상으로 구현할 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 광흡수층(Q)은 상기 제2격자패턴(130)의 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴(140)과 상기 제1흡수형격자패턴(140) 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴(150), 그리고 상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자패턴(160)의 적층구조로 형성할 수 있다. 이를 통해 외부에서 들어오는 빛을 흡수할 수 있게 된다. 특히 상기 제1 및 제2흡수형 격자패턴은 SiO2 ,MgO2, CeO2, ZrO2, ZnO, ITO 등의 투명한 금속산화물을 이용하여 형성할 수 있으며, 빛의 흡수효율을 증진하기 위해서 제2격자패턴(150)을 금속재질로 구비할 수 있다. 상기 제3격자패턴(150)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 형성할 수 있다. 이 경우 상기 제1흡수형격자패턴(140)의 두께(h1)는 50nm~300nm, 제3격자패턴(150)의 두께는 1nm~20nm로 구현하며, 상기 제2흡수형격자패턴(160)은 50nm~500nm의 범위의 두께(h2)로 구현할 수 있다.
아울러, 상기 제2흡수형격자패턴(160)의 상부에 적층되는 제2기판(210)은 제1기판과 동일한 재질의 투명기판으로 구성될 수 있으며, 하면에는 터치용전극이 형성된 구조의 터치패널을 구성하게 된다. 상기 제2기판은 라미네이션방식으로 상기 제2흡수형격자패턴(160) 상에 부착될 수 있게 된다.
상술한 본 실시예에 따른 와이어그리드편광자 일체형 터치패널은 와이어그리드편광자를 구성하는 제2격자층에서 빛을 분리시켜 편광기능을 확보하며, 광흡수층(Q)에서 외부에서 들어오는 빛을 흡수하는 기능을 수행하여 액정표시장치에 적용시 시인성이 향상되는 효과를 구현할 수 있게 된다.
2. 제2구현례
도 2에 도시된 본 발명에 따른 와이어그리드편광자 일체형 터치패널의 구조에서 광흡수층(Q)의 구조를 상이하게 형성하는 실시예를 구현할 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 것과 같이, 제1기판(110)상에 제1격자층(120)과 제2격자패턴(130), 그리고 상기 제2격자패턴(130) 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴(140)과 상기 제1흡수형격자패턴(140) 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴(150)이 구비되는 구조는 도 2의 구조와 동일하나, 상기 금속격자패턴 상에 형성되는 패턴 구조가 아니라 하나의 층을 구현하는 구조의 제2흡수형격자층(170)을 구비하는 구조로 변형하여 형성할 수 있다. 즉 제2흡수형격자층(170)의 형상 이외에는 도 2에서 설명한 재질과 수치한정, 주기 등의 기술구성은 본 제2구현례에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다. 아울러 상기 제1흡수형격자패턴(140)의 두께(h1)는 50nm~300nm, 제3격자패턴(150)의 두께는 1nm~20nm로 구현하는 경우, 상기 제2흡수형격자층(170) 역시 50nm~500nm의 범위의 두께(h2)로 구현함이 바람직하다.
즉 도 2에서의 제2흡수형격자패턴(140)을 제2흡수형격자층(170)으로 구현하는 점에서 차이가 있다. 이와 같은 구조는 상술한 제2흡수형격자패턴(140)이 개별적으로 위치하는 대신에 제2격자층 전체를 덮는 구조로 증착 형성되게 되며, 이러한 제2흡수형격자층(170)은 빛을 흡수하는 기능 이외에도 전체 와이어그리드편광자의 보호층 역할을 동시에 구현할 수 있는 장점도 구현되게 된다. 또한, 상술한 제2흡수형격자층(170)의 상부에 일체화된 구조로 적층되는 제2기판(210)이 형성되며, 상기 제2기판(210)의 하면에는 터치용전극(220)이 보호층 역할을 하는 상기 제2흡수형격자층(170)의 상부에 직접형성될 수 있게 된다. 이러한 구조의 경우, 상기 제2기판(210)은 상기 제2흡수형격자층(170)의 상부에 터치용전극을 형성한 후, 상기 터치용전극 상부에 부착되게 된다.
3. 제3구현례
도 4를 참조하여 상술한 본 발명에 따른 와이어그리드편광자 일체형 터치패널의 다른 변형실시예를 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 것과 같이, 본 제3구현례의 구조는 도 3의 구조에서 제1기판(110) 하부에 터치패널용 전극을 직접형성하는 구조로 구현된 것이며, 도 3의 구조에서 제2기판이 제거된 구조로 구현하게 된다.
제1기판(110)상에 제1격자층(120)과 제2격자패턴(130), 그리고 상기 제2격자패턴(130) 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴(140)과 상기 제1흡수형격자패턴(140) 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴(150) 및 제2흡수형격자층(170)이 구비되는 구조는 동일하며, 제2기판이 제거도고 제1기판(110)의 하부에 터치용전극(6)이 형성되는 점을 차별적 특징으로 한다.
본 구조는 전체적으로 제2기판이 제거됨으로 인해 슬림화한 두께를 구현할 수 있게 된다. 물론, 내부의 와이어그리드편광자를 구성하는 제1흡수형격자패턴, 광흡수층을 구성하는 재질과 수치한정, 주기 등의 기술구성은 본 제2구현례에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다. 아울러 상기 제1흡수형격자패턴(140)의 두께(h1)는 50nm~300nm, 제3격자패턴(150)의 두께는 1nm~20nm로 구현하는 경우, 상기 제2흡수형격자층(170) 역시 50nm~500nm의 범위의 두께(h2)로 구현할 수 있다.
4. 제4구현례
도 5를 참조하여 본 발명에 따른 변형실시예의 구조를 설명하기로 한다.
이는 제1기판(110)상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴(121)을 구비한 제1격자층(120)과, 상기 1격자패턴(121) 상부에 형성되는 흡수형격자패턴을 구비한 광흡수층(Q)이 구현되며, 상기 광흡수층(Q) 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층(130)을 포함하는 구조로 구현할 수 있다. 아울러, 상기 제2격자층(130)의 상면에는 형성되는 터치용전극(220)을 구비한 제2기판(210)이 형성된다.
즉, 도 2에서의 제2격자층(130)의 구성을 최상부로 배치하는 구조로 변형할 수 있다.
상기 광흡수층(Q)은 도 2에서 상술한 바와 같이, 상기 제1격자패턴(121)의 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴(140)과 상기 제1흡수형격자패턴(140) 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴(150), 그리고 상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자패턴(160)의 적층구조로 형성할 수 있다. 이를 통해 외부에서 들어오는 빛을 흡수할 수 있게 된다. 특히 상기 제1 및 제2흡수형 격자패턴은 SiO2 등의 투명한 금속산화물을 이용하여 형성할 수 있으며, 빛의 흡수효율을 증진하기 위해서 제3격자패턴(150)을 금속재질로 구비할 수 있다.
즉, 상기 제3격자패턴(150)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 형성할 수 있다. 이 경우 상기 제1흡수형격자패턴(140)의 두께는 50nm~300nm, 제3격자패턴(150)의 두께는 1nm~20nm로 구현하며, 상기 제2흡수형격자패턴(160)은 50nm~500nm의 범위의 두께로 구현할 수 있음은 상술한 바와 같으며, 제1격자패턴 및 제2격자패턴의 규격의 조절 등 그외 다른 구성은 도 2에서 설명한 것과 동일한 재질과 규격이 적용될 수 있음은 물론이다.
5. 제5구현례
도 6을 참조하여 본 발명에 따른 제5실시예의 구조를 설명하기로 한다.
도시된 도면을 참조하면, 본 5실시예의 구조는 도 5에 도시한 구조에서 제2기판(210)과 터치용전극(220)을 상기 제1기판(110)의 하부에 배치하고, 상기 제2격자층(130)의 상부에는 산화물이나 폴리머로 구성되는 보호층(180)을 적층하는 구조로 구현된다. 상기 보호층(180)은 금속패턴인 제2격자패턴(130)을 보호하는 기능을 수행하게 된다.
상술한 도 2 내지 6을 참조하여 설명한 본 발명에 따른 다양한 구조의 와이어그리드편광자 일체형 터치패널은 액정표시장치에 적용되어 흡수기능 및 반사기능을 동시에 컨트라스트의 저하 없이도 휘도 향상을 구현할 수 있게 된다.
6. 액정표시장치에의 적용예
도 7은 본 발명에 따른 와이어그리드편광자 일체형 터치패널을 포함하는 액정표시장치의 구조를 도시한 것이다.
도시된 도면을 참조하면, 광원에서 발산되는 상부로 발산하는 백라이트 유닛(B)과 상기 백라이트 유닛 상부에 적층되어, 화소를 형성하는 액정 패널(A)을 포함하여 구성되되, 특히 상기 액정 패널(A)의 상부에는 본 발명에 따른 도 2 내지 도 6에서 기술한 와이어그리드편광자 일체형 터치패널(400)을 배치하고, 하부 기판 상에 일반적인 흡수형 편광자를 배치하거나, 본 발명에 따른 와이어그리드편광자(300)(즉, 터치패널이 제거된 구조)를 포함하는 구조로 구성될 수 있다.
상기 액정패널(A)은 하부 글라스기판(8)의 상부에는 ITO를 포함하는 TFT 어레이(6)가 배치될 수 있게 된다. 상부 글라스기판(9)의 하부에는 칼라필터(7)와 액정(LC)이 배치될 수 있다.
또한, 상기 액정패널(A) 하측에 배치되는 상기 백라이트유닛(B)은 광원(L)을 상부로 유도하는 도광판 또는 확산판(2), 그리고 다양한 광학시트(4), 반사판(5) 등을 포함하는 일반적인 백라이트 유닛의 구조가 구현될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 제1기판
120: 제1격자층
121: 제1격자 패턴
130: 제2격자 패턴
140: 제1흡수형격자패턴
150: 제3격자패턴
160: 제2흡수형격자패턴
170: 제2흡수형격자층
180: 보호층
210: 제2기판
220: 터치용전극
300: 와이어그리드편광자
400: 와이어그리드편광자 일체형 터치패널
A: 액정패널
B: 백라이트유닛
Q: 광흡수층

Claims (20)

  1. 제1기판상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴을 구비한 제1격자층;
    상기 제1격자 패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층;
    상기 제2격자층 상에 적층되어 외부에서 유입되는 빛을 흡수하는 광흡수층;
    상기 광흡수층상에 형성되는 터치용전극을 구비한 제2기판;
    를 포함하는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 광흡수층은,
    상기 제2격자패턴 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴;과
    상기 제1흡수형격자패턴 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴;
    상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자패턴;
    을 포함하는 구조인 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광흡수층은,
    상기 제2격자패턴 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴;과
    상기 제1흡수형격자패턴 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴;
    상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자층;
    을 구비하는 구조인 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  4. 제1기판상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴을 구비한 제1격자층;
    상기 제1격자 패턴의 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층;
    상기 제2격자층 상에 적층되어 외부에서 유입되는 빛을 흡수하는 광흡수층;
    상기 1격자층의 형성된 상기 제1기판의 이면에 형성되는 터치용전극;
    을 구비한 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 광흡수층은,
    상기 제2격자패턴 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴;과
    상기 제1흡수형격자패턴 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴;
    상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자층;
    을 구비하는 구조인 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  6. 청구항 2, 3, 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광흡수층을 구성하는 제1 및 제2흡수형격자패턴 또는 제2흡수형격자층은,
    투명한 재질의 금속산화물을 이용하여 구성되는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1흡수형격자패턴의 두께는 50nm~300nm, 제3격자패턴의 두께는 1nm~20nm인 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2흡수형격자패턴 및 제 2흡수형격자층은 50nm~500nm의 범위의 두께로 형성되는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  9. 청구항6에 있어서,
    상기 제1격자층은 상기 기판과 굴절지수가 동일한 고분자물질로 형성되는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2격자층, 제3금속층 또는 상기 제3격자패턴은,
    알루미늄, 크롬, 은, 구리, 니켈, 코발트 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 형성되는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율이 1:(0.2~5)를 만족하는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)인 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1격자패턴의 폭은 10nm~200nm, 높이는 10nm~500nm의 범위를 만족하는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2격자패턴의 폭은 25nm~200nm인 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  15. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1격자패턴의 주기는 50nm~400nm인 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  16. 제1기판상에 적어도 1 이상의 제1격자 패턴을 구비한 제1격자층;
    상기 1격자패턴 상부에 형성되는 흡수형격자패턴을 구비한 광흡수층;
    상기 흡수형격자패턴 상부에 금속재질로 형성되는 제2격자 패턴을 적어도 1 이상 구비하는 제2격자층;을 포함하며,
    상기 제2격자층 상면 또는 제1기판의 하면에 형성되는 터치용전극을 구비한 제2기판;
    을 포함하는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 광흡수층은,
    상기 흡수형격자패턴의 내부에 제3금속층이 형성된 구조로 구현되는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 흡수형격자패턴은 투명한 재질의 금속산화물로 형성되는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  19. 청구항 16
    상기 제2기판은 상기 제1기판의 외부면에 부착되며,
    상기 제2격자층의 상부면에는 산화물 또는 폴리머로 이루어진 보호층을 더 포함하는 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.
  20. 광원에서 발산되는 상부로 발산하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛 상부에 적층되어, 화소를 형성하는 액정 패널;
    상기 액정패널의 상부 또는 하부에 배치되는 청구항 1 또는 5, 16 중 어느 한 항의 와이어그리드편광자 일체형 터치패널.;
    를 포함하는 액정표시장치.













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