KR20130002528A - 액정표시장치 그 제조방법 - Google Patents

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이영재
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 투명 베이스층, 상기 투명 베이스층 상면에 형성되고 적어도 하나 이상의 제1격자패턴을 구비한 제1격자층, 상기 제1격자패턴상에 형성된 적어도 하나 이상의 제2격자패턴, 상기 제2격자패턴상에 형성된 광흡수층, 상기 투명 베이스층 하면에 형성된 대전방지필름을 포함한 와이어 그리드 편광자를 액정패널상에 부착한 액정표시장치를 제공한다. 이에 따르면 정전기 발생을 방지함으로써 제품의 신뢰도가 향상되고, 제조단가효과를 갖는 액정표시장치를 제공할 수 있게 된다.

Description

액정표시장치 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 정전기에 의한 오작동을 방지할 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)는 현재 휴대전화, 노트북, 모니터 및 TV에 이르기까지 광범위하게 사용되는 평판 디스플레이이다. 액정표시장치는 두 개의 편광판 사이에 위치한 액정 패널에서 각 픽셀에 전기 신호를 인가하여 액정의 배열을 변경시킴으로써 빛을 투과시키거나 차단하는 소자이다. 따라서 액정 표시장치를 동작시키기 위해서는 별도의 광원이 필요하게 되며, 이러한 광원을 제공하는 것이 백라이트 유닛에 해당한다.
도 1은 종래의 액정표시장치 및 액정표시장치에 구비되는 편광판을 도시한 것이다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 일반적인 액정표시장치(10)는 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성된 어레이기판인 하부기판(110), 컬러필터 및 공통전극이 형성된 상부 컬러필터 기판(130) 및 양 기판 사이에 형성된 액정층(150)을 포함하여 형성된 액정패널(100)과, 액정패널(100)의 외측면에 형성된 편광판(300)을 포함하여 구성된다. 이러한 종래의 액정표시장치(10)는 편광판(300)을 액정패널(100)의 외측면에 부착시 정전기가 다량 발생하게 된다. 도 1의 (a)에 도시된 일반적인 액정표시장치(10)는 액정패널(100)을 구성하는 하부기판(110)과 상부 컬러필터 기판(130)의 내측면에 공통전극과 화소전극이 형성됨으로써 편광판(300) 부착시 정전기의 발생을 억제하고 있다. 그러나 도 1의 (b)에 도시된 일반적인 횡전계형 액정표시장치(20)는 화소전극과 공통전극이 모두 하부기판(210)에만 형성되는 구조로 이루어져 있어, 상부 컬러필터 기판(230)의 외측면에 편광판(300)을 부착하는 공정 진행시 정전기 발생이 큰 문제가 되고 있다. 따라서 이를 방지하기 위하여 상부 컬러필터 기판(230)의 외측면에 스퍼터(sputter)장치를 이용한 스퍼터링(sputtering)공정을 통해 ITO(Indume-Tin-Oxide) 투명전극(400)을 형성하고, 투명전극(400)상부에 편광판(300)을 부착함으로써 정전기를 방지하고 있다.
액정패널에 편광판을 부착시 정전기가 많이 발생하는 이유는 종래의 편광판은 그 구조에 있어서 절연막에 가까운 다수의 유기막으로만 형성되는 데 그 원인이 있다.
도 1의 (c)는 종래의 편광판(300)의 구조를 도시한 것이다. 액정표시장치에 이용되는 일반적인 편광판(300)은 입사광을 서로 직교하는 2가지 편광성분으로 나누고 그 한쪽만을 통과시켜 다른 성분을 흡수 또는 분산시키는 역할을 하는 것으로 도시한 바와 같이 여러 층으로 이루어져 있다.
우선, 편광판(300) 내에는 입사광을 편광시키는 역할을 하는 PVA(polyvinyl alcohol)로 이루어진 고분자 편광 매질층(360)이 형성되어 있으며, 고분자 편광 매질층(360)을 중심으로 그 상부 및 하부에 TAC(Tri-acetyl-cellulose)으로 이루어진 제1 및 제2지지체층(350, 370)이 형성되어 있으며, 제2지지체층(370) 하부에는 점착층(320)이 형성되어 있고, 점착층(320) 하부에는 보호필름(310)이, 제1지지체층(350) 상부에는 베이스필름(380)이 각각 형성되어 있다.
이러한 구조를 갖는 편광판을 점착층(320) 하부에 구비된 보호필름(310)을 제거하여 점착층(320)을 노출시킨 후, 편광판의 점착층을 액정패널의 상부면과 하부면에 부착시킴으로써 액정표시장치를 완성할 수 있다.
하지만, 전술한 바 종래의 편광판(300)은 PVA(polyvinyl alcohol), TAC(Tri-acetyl-cellulose), 점착제 등의 유기물질로만 구성되어 있으므로 이러한 유기물질로 형성된 편광판과 통상적으로 액정패널의 기판으로 이용되는 유리기판과 접촉시 정전기가 발생하는 것이다. 이렇게 발생한 정전기는 액정패널 내부에 형성된 소자 등에 영향을 주어 특성을 저하시키거나, 기기의 오작동을 유발하고, 불량을 유발하게 된다. 따라서 이러한 편광판 부착시의 정전기 발생을 방지하기 위하여 종래에는 도 3에 도시한 바와 같이, 특히 횡전계형 액정패널(20)에 있어서는 전극이 형성되지 않는 상부 컬러필터 기판(230)의 외측면에 투명 도전성물질(예컨대 ITO)로 투명전극(400)을 형성하고 있다.
그러나, 이러한 투명전극(400)은, 투명전극 형성공정 이후의 타공정을 진행하면서 쉽게 손상되어 정전기 방지의 역할을 충분히 하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 또한 투명전극(400)을 형성하는 공정에는 고가의 스퍼터(sputter) 장비가 필요하고, 스퍼터링(sputtering)을 위한 증착공정을 필수적으로 진행해야 함에 따라 제조공정이 길어지게 되며, 이에 따라 제조 비용이 증가되어 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 광 흡수기능, 광 반사기능 및 정전기 방지기능을 동시에 가지는 와이어 그리드 편광자를 편광판으로 사용한 횡전계형 액정표시장치를 제공함으로써, 정전기에 의한 기기의 오작동을 방지하고 제조공정의 효율성을 향상시키는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 액정표시장치는 하부기판, 상기 하부기판상에 형성된 액정층, 상기 액정층상에 형성된 상부 컬러필터 기판을 포함하는 액정패널; 상기 상부 컬러필터 기판상에 형성된 와이어 그리드 편광자; 를 포함하되, 상기 와이어 그리드 편광자는, 투명 베이스층; 상기 투명 베이스층 상면에 형성되고, 적어도 하나 이상의 제1격자패턴을 구비한 제1격자층; 상기 제1격자패턴상에 형성된 적어도 하나 이상의 제2격자패턴; 상기 제2격자패턴상에 형성된 광흡수층; 상기 투명 베이스층 하면에 형성된 대전방지필름; 을 포함하며, 상기 대전방지필름과 상기 상부 컬러필터 기판이 부착된 구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 액정패널은, 화소전극 및 공통전극이 모두 상기 하부기판에 형성된 횡전계형 액정패널일 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 제1격자패턴 및 제1격자층은 폴리머 수지로 형성될 수 있으며, 상기 제2격자패턴은 전도성 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 제2격자패턴을 형성하는 전도성 물질은, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 광흡수층은, 상기 제2격자패턴 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴; 상기 제1흡수형격자패턴 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴; 상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자패턴; 을 포함할 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 제1흡수형격자패턴 및 상기 제2흡수형격자패턴은, 투명재질의 금속산화물을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 제1흡수형격자패턴은 50nm~300nm의 두께로 형성되고, 상기 제3격자패턴은 1nm~20nm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 제2흡수형격자패턴은 50nm~500nm의 범위의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 광흡수층은, 상기 제2격자패턴 표면 일부 또는 전부를, 유기물 또는 무기물로 흑화처리하여 형성된 흑화처리층으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 투명 베이스층은, 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름으로 형성될 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 대전방지필름은, 불소계메탈이온, 전도성 폴리머, 계면활성제 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
상술한 본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자는, 상기 광흡수층상에 형성되고, 상기 제1격자패턴, 상기 제2격자패턴 및 상기 광흡수층을 매립하는 구조로 형성된 보호층;을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 와이어 그리드 편광자는, 상기 보호층상에 형성된 보호필름을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 대전방지필름과 상기 상부 컬러필터 기판은 점착층을 매개로 부착된 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율은 1:(0.2~5)를 만족하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)를 만족하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 제1격자패턴의 폭은 10nm~200nm의 범위에서 형성되고, 상기 제1격자패턴의 높이는 10nm~500nm의 범위에서 형성될 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm의 범위에서 형성될 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 액정표시장치 제조방법은, 투명 베이스층상에 복수의 제1격자패턴을 형성하고, 상기 제1격자패턴상에 제2격자패턴을 형성하고, 상기 제2격자패턴상에 광흡수층을 형성하고, 상기 투명 베이스층 하면에 대전방지필름을 형성하여 와이어 그리드 편광자를 제조하고, 상기 와이어 그리드 편광자를 액정패널상에 부착하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 액정표시장치 제조방법에 있어서, 상기 제1격자패턴을 형성하는 것은, 상기 투명 베이스층상에 폴리머 수지로 이루어진 제1격자베이스층을 형성하고, 상기 제1격자베이스층 상부에 복수의 홈을 갖는 임프린트 몰드로 가압하여 상기 복수의 홈과 대응되는 영역에 상기 제1격자패턴을 형성하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 액정표시장치 제조방법에 있어서, 상기 제2격자패턴을 형성하는 것은, 상기 제1격자패턴상에 금속물질로 이루어진 제2격자베이스층을 형성하고, 상기 제2격자베이스층 중 상기 제1격자패턴간의 이격공간에 대응되는 위치를 에칭하여 상기 제2격자패턴을 형성하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 액정표시장치 제조방법에 있어서, 상기 광흡수층을 형성하는 것은, 상기 제2격자패턴상에 제1흡수형격자패턴, 제3격자패턴 및 제2흡수형격자패턴을 순차 형성하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 액정표시장치 제조방법에 있어서, 상기 광흡수층을 형성하는 것은, 상기 제2격자패턴의 표면 일부 또는 전부를, 유기물 또는 무기물로 흑화처리하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 액정표시장치 제조방법에 있어서, 상기 대전방지필름은 불소계메탈이온, 전도성 폴리머, 계면활성제 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정표시장치 제조방법에 있어서, 상기 투명 베이스층에는 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름이 이용될 수 있다.
상술한 본 발명의 액정표시장치 제조방법에 있어서, 상기 광흡수층을 형성하는 것 이후에, 상기 제1격자패턴, 상기 제2격자패턴 및 상기 광흡수층을 매립하는 보호층을 형성하는 것을 더 포함하여 이루어질 수 잇다.
또한 상기 보호층을 형성하는 것 이후에, 상기 보호층상에 보호필름을 형성하는 라미네이트 공정을 더 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광 흡수기능, 광 반사기능 및 정전기 방지기능을 동시에 가지는 와이어 그리드 편광자를 액정패널에 부착하여, 기존 편광판을 사용한 액정표시장치에 비해 컨트라스트의 저하 없이도 휘도 향상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명에 따르면, ITO 투명전극을 형성하지 않고도 정전기 발생을 방지할 수 있게 되어, 액정 표시장치에 이물질이 부착됨에 따른 불량을 방지할 수 있고, 액정패널의 회로파괴 가능성을 방지할 수 있게 되며, 아울러 정전기 방생에 따른 액정의 배향상태 왜곡을 막을 수 있는 효과를 갖게 된다.
또한 본 발명에 따르면, 기존의 편광판 삭제를 통해 액정표시장치의 생산원가의 절감을 이룰 수 있게 되며, 전체적인 액정표시장치의 두께를 감소시킬 수 있는 이점을 갖게 된다.
그리고 본 발명에 따르면, ITO 투명전극을 형성하지 않음에 따른 재료비의 절감효과, 고가의 장비를 필요로 하지 않고 공정의 연속성을 유지할 수 있게 됨에 따른 제조공정의 효율화 및 제조원가 절감의 경제적 이점도 갖게 된다.
도 1은 종래의 액정표시장치 및 편광자의 구조를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 도시한 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 와이어 그리드 편광자의 전체적인 구조를 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 와이어 그리드 편광자의 일 실시예에 따른 내부 구조를 도시한 것이다.
도 5는 도 3에 도시된 와이어 그리드 편광자의 다른 실시예에 따른 내부 구조를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 7a 내지 도 7j는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 제조공정도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
본 발명은 편광판 및 ITO 투명전극 대신에 와이어 그리드 편광자를 부착하여 정전기 방지기능을 구현하는 액정표시장치를 제공하는 것을 그 요지로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치(30)는 액정패널(500) 및 와이어 그리드 편광자(700)를 포함하여 구성된다.
액정패널(500)은 컬러필터를 포함한 상부 컬러필터 기판(550), 어레이기판인 하부기판(510), 상부 컬러필터 기판(550)과 하부기판(510)사이에 형성된 액정층(530)을 포함하여 이루어진다. 특히 본 발명의 액정패널(500)은 화소전극 및 공통전극이 모두 하부기판(510)에 형성된 횡전계형 액정패널(In Plain Switching mode display panel)임이 바람직하다.
와이어 그리드 편광자(700)는 액정패널(500)의 상부 컬러필터 기판(550)상에 부착되어 형성된다. 이때 도 2에 도시된 바와 같이 와이어 그리드 편광자(700)가 점착층(600)을 매개로 상부 컬러필터 기판(550)상에 부착될 수도 있으나, 별도의 점착층(600) 없이 와이어 그리드 편광자(700)가 상부 컬러필터 기판(550)에 직접 부착될 수도 있다.
본 발명에 따르면 액정패널(500)에 별도의 ITO 투명전극 및 편광판을 형성하지 않고 와이어 그리드 편광자(700)를 부착함으로써 제조과정에서의 정전기 발생을 방지할 수 있으며, 아울러 별도의 편광판 및 ITO 투명전극을 형성하지 않음에 따라 제조공정의 단축효과, 제조비용의 절감효과를 거둘 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 액정표시장치(30)에 사용되는 와이어 그리드 편광자(700)의 구조를 설명한다.
도 3은 도 2에 도시된 와이어 그리드 편광자의 전체적인 구조를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자는, 투명 베이스층 (710)상에 형성되고, 적어도 하나 이상의 제1격자패턴(721)을 구비한 제1격자층(720), 제1격자패턴(721)의 상에 형성된 적어도 하나 이상의 제2격자 패턴(730), 제2격자패턴상에 형성되어 빛을 흡수하는 광흡수층(740), 투명 베이스층(710) 하면에 형성되어 정전기의 발생을 방지하는 대전방지필름(760)을 포함하여 구성된다. 또한 제1격자패턴(721), 제2격자패턴(730) 및 광흡수층(740)을 매립하는 구조로 형성되는 보호층(780)을 더 포함할 수 있으며, 더불어 보호층(780)의 상면에 형성된 보호필름(790)을 더 포함할 수 있다.
투명 베이스층(710)은 지지체로서 사용되며, 가시광선을 투과시킬 수 있는 유리 기판 및 Quartz, Acryl, TAC(triacetylcellulose), COP(cyclic olefin copolymer), COC(cyclic olefin polymer), PC(polycarbonate), PET(polyethylenenaphthalate), PES(polyethersulfone) 등의 다양한 고분자 등이 사용될 수 있다. 특히 본 발명에서는 일정 정도의 유연성을 가지는 광학용 필름기재를 이용하는 공정을 통해 연속공정으로 처리할 수 있도록 함이 바람직하며, 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 별도의 투명기판에 제1 및 제2격자패턴을 구현하는 구조의 와이어 그리드 편광자의 경우, 액정표시장치에 적용시, 기능성필름을 별도로 부착하여 보상효과를 구현하는 과정이 따르게 된다. 반면 본 발명에서는 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름을 투명 베이스층(710)으로 이용하여 투명 베이스층(110)상에 직접 제1 및 제2격자패턴을 구현함으로써, 구조를 간소화할 수 있게 되고, 전체 액정표시장치의 박형화를 구현할 수 있게 된다.
제1격자층(720)은 투명 베이스층(710)의 상부에 밀착하여 형성되며, 재질은 폴리머를 소재로 하는 수지층으로 구현될 수 있다. 특히 제1격자층(720)의 표면에는 일정한 돌출패턴인 제1격자패턴(721)이 다수 구비된다. 즉 제1격자층(720)이란 폴리머로 형성되는 수지층의 표면에 일정한 주기를 가지는 돌출패턴인 제1격자패턴(721)이 다수 구비된 층을 포함하는 것으로 정의한다. 제1격자층(720)은 임프린트 몰드를 이용하여 임프린팅 방식으로 패턴을 구현함으로써 형성시킬 수 있다. 특히 본 발명에 따른 제1격자층(720)은, 목적에 따라 투명 베이스층 (710)에 비해 굴절지수가 낮은 재료 또는 동일하거나 높은 재료로 형성함으로써 광의 이용효율을 높일 수 있도록 함이 더욱 바람직하다.
제2격자패턴(730)은 제1격자패턴(721)의 상부에 형성되는 격자패턴을 포괄하여 통칭하는 것으로 정의한다. 본 발명의 제2격자패턴(730)은 전도성 물질로 형성된 미세 돌출패턴이 일정한 주기를 가지고 배열되는 구조를 구비하며, 특히 제1격자패턴(721)의 상부면에 증착 등의 공정으로 형성되는 돌출구조물이다. 여기에서 주기란 하나의 격자패턴(이를테면, 제2격자 패턴)과 이웃하는 격자패턴(이를 테면, 제2격자패턴)의 거리를 의미한다.
제2격자패턴(730)을 형성하는 전도성 물질로서는 금속, 금속산화물 등이 이용될 수 있다. 예컨대 전도성 물질로서 금속물질이 이용되는 경우, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금을 이용하여 제2격자패턴(730)을 형성할 수 있다. 여기서 제2격자패턴의 형성방법은, 전도성 물질(예컨대 금속물질)을 스퍼터링(sputtering)법이나 화학증착법, 이배포레이션(evaporation) 등과 같은 방식으로 증착하고, 에칭공정을 거침으로써 구현할 수 있다. 다만, 상술한 내용은 하나의 예시일 뿐, 본 발명의 제2격자패턴(730)은 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 전도성 물질로 구현할 수 있다고 할 것이다.
한편, 본 발명의 제2격자패턴(730)이 금속물질로 구현되는 경우, 빛을 반사시켜 빛을 재활용함으로써, 액정표시장치의 휘도를 높일 수 있는 기능을 수행하게 된다. 또한, 제2격자패턴(730)의 단면 형상은 사각형, 삼각형, 반원형 등 다양한 구조를 가질 수 있고, 삼각형, 사각형, 사인파 등의 형태로 패턴된 투명 베이스층 상측 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 됨이 바람직하며, 따라서 그 주기는 100nm~250nm의 범위에서 형성될 수 있다. 또한, 바람직한 본 발명의 실시예에서는 상기 제2격자패턴(130)의 폭과 높이의 비율의 1:(0.5~1.5)로 구현할 수 있다. 특히, 상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)의 범위에서 형성할 수 있으며, 구체적으로는 상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm의 범위에서 구현될 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 와이어 그리드 편광자에서는 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 제1격자패턴의 폭을 조절함이 바람직하다.
광흡수층(740)은 상기 제2격자패턴 상에 구현되어 외부에서 들어오는 빛의 재반사율을 낮추고, 빛을 흡수하는 기능을 수행하는 것으로, 이의 구조는 다양한 형상으로 구현할 수 있다. 본 발명의 광흡수층(740)은 제2격자패턴(730)의 상면을 포함한 표면 일부 또는 전부에 광흡수 물질처리를 수행하거나, 흑화처리를 수행하거나, 별도의 격자패턴을 구비하여 형성될 수 있으며 자세한 설명은 도 4 내지 도 5의 설명에서 후술한다.
대전방지필름(760)은 정전기로 인한 기기의 오작동이나 불량을 막기 위하여 대전방지성이 부여되어 있는 필름이다. 이러한 본 발명의 대전방지필름(760)은 불소계메탈이온(Fluoro metal ion), 계면활성제, 금속물질, 전도성 폴리머 등 의 대전방지물질을 포함하여 형성될 수 있다.
예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 아크릴, 폴리카보네이트(PC), PET, PS, ABS수지 등으로 형성된 필름(761)에 대전방지물질로서 전도성 물질을 코팅하여 코팅층(763)을 형성함으로써 본 발명의 대전방지필름(760)을 형성할 수 있다. 또는 점착성을 갖는 필름 자체에 대전방지물질이 포함된 형태로도 본 발명의 대전방지필름(760)을 형성할 수도 있다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐, 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 대전방지성이 부여된 필름을 본 발명의 대전방지필름(760)으로 이용할 수 있다고 할 것이다. 한편, 본 발명의 대전방지필름(760)은 그 자체가 점착성을 갖고 있음이 바람직하며, 또한 대전방지필름(760)은 투명재질로 형성되어 높은 광투과성을 가지는 것이 바람직하다.
보호층(780)은 광흡수층(740)의 상부에 형성되되, 제1격자패턴(721), 제2격자패턴(730) 및 광흡수층(740)을 매립하는 구조로 형성될 수 있다. 이러한 본 발명의 보호층(780)은 산화물층 또는 폴리머 수지로 형성될 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 와이어 그리드 편광자(700)내에 형성된 각 격자패턴을 보호하는 역할을 수행한다.
한편 액정표시장치의 표면 흠집이나 오염을 방지하기 위하여 라미네이트(laminate) 공정을 수행하여 보호층(780)의 상면에 보호필름(790)을 더 형성 할 수 있다.
상술한 구조의 와이어 그리드 편광자를 포함한 본 발명의 액정표시장치는, ITO 투명전극을 형성하지 않고도 정전기 발생을 방지할 수 있게 되어, 액정 표시장치에 이물질이 부착됨에 따른 불량을 방지할 수 있고, 액정패널의 회로파괴 가능성을 방지할 수 있게 되며, 아울러 정전기 방생에 따른 액정의 배향상태 왜곡을 막을 수 있게 된다. 또한 본 발명의 액정표시장치 제조시 스퍼터(sputter)장비 등 고가의 장비를 필요로 하지 않고, ITO 증착공정을 진행하지 않아 공정의 흐름이 원활하게 진행되어 제조공정의 효율화 및 제조원가 절감의 이점도 갖게 된다.
또한 기존의 편광판 삭제를 통해 액정표시장치의 생산원가의 절감을 이룰 수 있게 되며, 전체적인 액정표시장치의 두께를 감소시킬 수 이점을 갖게 되고, 기존 편광판 대비 휘도 향상을 구현할 수 있는 장점도 갖게 된다.
도 4는 도 3에 도시된 와이어 그리드 편광자의 일 실시예에 따른 내부 구조를 도시한 것으로서, 보다 자세하게는 도 3에 도시된 와이어 그리드 편광자 내부의 광흡수층에 대한 일 실시예를 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 따른 와이어 그리드 편광자는, 금속물질로 형성된 제2격자패턴(730)의 일부 또는 전부에 광흡수층(740)으로서 흑화처리층을 구현하는 구조로 형성될 수 있다. 이러한 흑화처리층을 구비함으로써 외부로부터 유입되는 광의 표면 재반사율을 현저하게 낮추어 명암비의 향상폭을 증진시킬 수 있게 되고, 결과적으로 액정표시장치의 가독성을 향상시킬 수 있는 장점을 구현할 수 있다.
본 발명의 흑화처리층은 기본적으로 제2격자패턴(730)의 일부 또는 전부를 유기물 또는 무기물로 흑화처리하여 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서의 흑화처리란, 유기물 또는 무기물을 이용하여 금속격자패턴인 제2격자패턴(730)의 표면을 커버하는 구조의 커버막을 형성하는 것을 의미하며, 바람직하게는 흑화처리층으로 인해 와이어 그리드 편광자의 표면 반사율이 40% 이하로 구현되도록 할 수 있다.
이러한 흑화처리를 수행할 수 있는 유기물 종류로는 크롬 산화물 또는 카본이 함유된 물질을 이용할 수 있으며, 무기물은 구리에 대한 산화처리 공정으로 수행될 수 있다. 즉, 무기물의 경우 상술한 제2격자패턴(730) 위에 구리를 증착 후, 구리만을 제2격자패턴(730)의 일부분 또는 전체에 형성시키기 위에 구리를 에칭 하고, 이후 구리를 흑화 시키기 위한 습식 또는 건식의 금속 산화(흑화) 공정을 진행시키는 방법으로 수행될 수 있다. 또는, 크롬을 제2격자패턴(730) 위에 증착 후 상기와 같이 제2격자패턴(730)에 일부분 또는 전체에 형성시키기 위한 에칭을 하여 흑화처리층을 형성할 수도 있다.
도 5는 도 3에 도시된 와이어 그리드 편광자의 다른 실시예에 따른 내부 구조를 도시한 것으로서, 보다 자세하게는 도 3에 도시된 와이어 그리드 편광자 내부의 광흡수층에 대한 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 광흡수층(750)은 제2격자패턴(730)의 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴(751)과, 제1흡수형격자패턴(751) 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴(753), 그리고 제3격자패턴(753) 상에 형성되는 제2흡수형격자패턴(755)의 적층구조로 형성할 수 있다. 이를 통해 외부에서 들어오는 빛의 반사를 방지하고, 빛을 흡수할 수 있게 된다.
특히 제1흡수형격자패턴(751) 및 제2흡수형격자패턴(755)은 SiO2 ,MgO2, CeO2, ZrO2, ZnO, ITO 등의 투명한 금속산화물을 이용하여 형성할 수 있으며, 빛의 흡수효율을 증진하기 위해서 제3격자패턴(753)을 금속재질로 구비할 수 있다.
제3격자패턴(753)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 제1흡수형격자패턴(751)의 두께(h1)는 50nm~300nm, 제3격자패턴(753)의 두께(h2)는 1nm~20nm로 구현하며, 제2흡수형격자패턴(755)은 50nm~500nm의 범위의 두께(h3)로 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치는, 상술한 와이어 그리드 편광자가 적용되어, 편광판 및 ITO 투명전극을 형성하지 않음에 따른 두께감소효과, 휘도 향상효과, 제조공정효율화에 따른 제조비용의 감소효과를 갖게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법은, 투명 베이스층상에 복수의 제1격자패턴을 형성하고(S1), 제1격자패턴상에 제2격자패턴을 형성하고(S3), 제2격자패턴상에 광흡수층을 형성하고(S5), 투명 베이스층 하면에 대전방지필름을 형성하여 와이어 그리드 편광자를 제조하고(S11), 제조한 와이어 그리드 편광자를 액정패널상에 부착(S13)하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한 S5단계에서 광흡수층을 형성한 후, 광흡수층상에 제1격자패턴, 제2격자패턴 및 광흡수층을 매립하는 구조를 갖는 보호층을 더 형성할 수 있다(S7). 아울러 S7 단계에서 보호층을 형성한 후, 보호층상에 보호필름을 더 형성할 수 있다(S9).
S1단계에서 사용되는 투명 베이스층은 지지체로서 사용되며, 가시광선을 투과시킬 수 있는 유리 기판 및 Quartz, Acryl, TAC(triacetylcellulose), COP(cyclic olefin copolymer), COC(cyclic olefin polymer), PC(polycarbonate), PET(polyethylenenaphthalate), PES(polyethersulfone) 등의 다양한 고분자 등이 사용될 수 있다. 특히 본 발명에서는 일정 정도의 유연성을 가지는 광학용 필름기재를 이용하는 공정을 통해 연속공정으로 처리할 수 있도록 함이 바람직하며, 광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름을 이용하여 별도의 기능성필름을 사용하지 않고 보상효과를 구현할 수 있도록 함으로써, 전체 소자의 두께를 감소시킴이 바람직하다. 이외에 투명 베이스층에 대한 내용은 도 2의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
제1격자패턴을 형성하는 과정은 나노 임프린팅 공정에 의해 수행 가능하다. 즉 기판 상에 폴리머 수지, 예컨대 UV 레진(resin)을 도포하여 제1격자베이스층을 형성한다. 이어서, 격자베이스층 상부에 홈과 돌출부를 가지는 임프린트 몰드를 정렬한다. 여기서, 임프린트 몰드의 복수개의 홈 및 돌출부는 서로 일정 간격 이격된 형태로 반복하여 형성된 형태를 갖는다. 또한, 임프린트 몰드의 홈은 격자패턴이 형성될 위치와 대응된다.
이후 임프린트 몰드의 홈 부분과 제1격자베이스층이 접촉되도록 가압한 뒤, UV를 조사하여 광경화를 수행한다. 이에 따라, 투명 베이스층의 상부에는 임프린트 몰드의 홈과 대응되는 부분에 복수의 제1격자패턴이 형성된다. 이때 홈의 폭(A)는 10nm 내지 200nm의 범위에서 구현됨이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다. 홈과 대응되는 부분에 형성되는 제1격자패턴의 폭이 10nm 내지 200nm의 범위를 갖도록 하기 위함이다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐이며, 임프린트 몰드 홈의 폭 및 제1격자패턴의 폭을 조절할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
아울러 임프린트 몰드의 홈의 깊이는 10nm 내지 500nm의 범위에서 구현됨이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다. 홈과 대응되는 부분에 형성되는 제1격자패턴의 높이가 10nm 내지 500nm의 범위를 갖도록 하기 위함이다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐이며, 임프린트 몰드 홈의 깊이 및 제1격자패턴의 높이를 조절할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
한편, 상술한 실시예에서는 제1격자베이스층을 형성하는 폴리머 수지가 광경화성 수지인 경우로 설명하였으나, 열경화성 수지도 필요에 따라 사용될 수 있으며, 이에 따라 제1격자베이스층을 임프린트 몰드로 가압한 후 열경화 과정을 수행함으로써 본 발명의 제1격자패턴을 형성할 수도 있다.
S3 단계의 제2격자패턴을 형성하는 과정은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
제1격자패턴상에 스퍼터링법이나 화학기상증착법, 이배포레이션(Evaporation)등 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 증착방법을 통해 전도성 물질을 증착하여 제2격자베이스층을 형성한다. 여기서 전도성 물질로서 금속, 금속산화물 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2격자베이스층을 형성한 후, 에칭공정을 수행하여 제1격자패턴간의 이격된 공간을 에칭함으로써 제2격자패턴을 형성한다. 여기서 에칭되는 부분은 제1격자패턴간의 이격된 공간뿐만 아니라, 필요에 따라 제1격자패턴상에 형성된 제2격자베이스층의 일부도 에칭될 수 있다. 한편, 제2격자패턴을 형성하는 물질이 금속 또는 금속산화물인 경우, 습식에칭공정을 수행하여 제2격자패턴을 형성할 수 있으며, 이때 습식에칭 공정 시간을 조절함으로써 제2격자패턴의 폭 및 두께를 조절할 수 있다.
제2격자패턴을 형성한 후, 제2격자패턴상에 광흡수층을 형성한다(S7). 광흡수층은 도 2 내지 도 5의 설명에서 상술한 바와 같이, 외부로부터 유입되는 빛의 반사를 방지하고 빛을 흡수하는 기능을 수행한다.
일 실시예에 따라 광흡수층을 흑화처리층으로 구현하는 경우, 제2격자패턴의 표면 일부 또는 전부를, 유기물 또는 무기물로 흑화처리하여 구현할 수 있다. 여기서 흑화처리란, 유기물 또는 무기물을 이용하여 금속격자패턴인 제2격자패턴(730)의 표면을 커버하는 구조의 커버막을 형성하는 것을 의미하며, 바람직하게는 흑화처리층으로 인해 와이어 그리드 편광자의 표면 반사율이 40% 이하로 구현되도록 할 수 있음은 도 4의 설명에서 상술한 바와 같다.
이러한 흑화처리를 수행할 수 있는 유기물 종류로는 크롬 산화물 또는 카본이 함유된 물질을 이용할 수 있으며, 무기물은 구리에 대한 산화처리 공정으로 수행될 수 있다. 즉, 무기물의 경우 제2격자패턴위에 구리를 증착하는 공정을 수행하고, 에칭공정을 통해 구리를 에칭 하고, 이후 구리를 흑화 시키기 위한 습식 또는 건식의 금속 산화(흑화) 공정을 진행시키는 방법으로 수행될 수 있다. 또는, 제2격자패턴 위에 크롬을 증착하는 공정을 수행하고, 상기와 같이 위한 에칭공정을 수행하여 흑화처리층으로 구현된 광흡수층을 형성할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 S7단계에서의 광흡수층을 격자패턴이 순차적층된 구조로 형성할 수도 있다. 즉 S5단계에서 형성한 제2격자패턴상에 제1흡수형격자패턴, 제3격자패턴, 제2흡수형격자패턴을 순차형성함으로써 광흡수층을 구현할 수 있다.
여기서 제1흡수형격자패턴 및 제2흡수형격자패턴은 SiO2, MgO2, CeO2, ZrO2, ZnO, ITO 등의 투명한 금속산화물을 이용하여 형성할 수 있으며, 빛의 흡수효율을 증진하기 위해서 제3격자패턴을 금속재질로 구비할 수 있다. 예컨대 제3격자패턴은 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.
예시로서, 제1흡수형격자패턴, 제3격자패턴, 제2흡수형격자패턴을 형성하는 과정은 제2격자패턴을 형성하는 과정과 유사하게 수행될 수 있다. 예컨대 제2격자패턴상에 재1흡수형격자패턴을 형성하는 물질을 증착하고 에칭하여 제1흡수형격자패턴을 형성한 후, 제3격자패턴 형성물질을 증착 및 에칭하고, 제2흡수형격자패턴 형성물질을 제격자패턴상에 증착 후 에칭하는 과정을 거쳐 광흡수층을 형성할 수 있다. 또는 각 격자패턴 형성물질을 제2격자패턴상에 순차적층하고, 한번의 에칭과정을 거침으로써 광흡수층의 제1흡수형격자패턴, 제3격자패턴, 제2흡수형격자패턴을 형성할 수도 있다고 할 것이다.
다만 상술한 내용은 하나의 예시일 뿐이며, 이외에도 광흡수물질을 제2격자패턴 표면에 코팅하는 방법 등, 기술적으로 구현 가능한 모든 기술을 통해 본원발명의 광흡수층을 형성할 수 있다고 할 것이다.
한편, 광흡수층을 형성한 후, 광흡수층상에 보호층이 더 형성될 수 있으며(S7), 보호층의 형성과정은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 광흡수층상에 형성되고, 제1격자패턴, 제2격자패턴 및 광흡수층 사이의 공간을 충진하여 매립하는 보호층의 형성은 제1격자패턴과 동일한 물질 또는 상이한 물질의 액상레진을 도포하여 구현될 수 있다. 나노사이즈의 폭과 주기를 가지는 격자패턴의 사이 공간에 효율적인 충진구조를 구현하여 기공이나 기포가 없는 구조로 구현하기 위해서는 액상레진을 이용하는 것이 바람직하다. 특히, 이 경우 상기 액상레진은 점도가 5~500cp인 폴리머 또는 산화물을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 물론, 액상레진이 아닌 경우에는 폴리머 또는 산화물을 진공증착방식으로 제1격자패턴, 제2격자패턴 및 광흡수층을 매립할 수 있다.
보호층을 형성한 후, 라미네이트 공정을 수행하여 보호층상에 보호필름을 더 형성하여(S9), 외부로부터의 먼지유입 및 스크래치 발생을 방지할 수 있다.
한편, 투명 베이스층 하면에 대전방지필름을 형성하여 와이어 그리드 편광자를 제조하고(S11), 제조한 와이어 그리드 편광자를 액정패널상에 부착한다(S13).
여기서 투명 베이스층 하면에 대전방지필름을 형성하는 공정은 라미네이트 공정을 통해 수행될 수 있으며, S9단계와 동시에 진행될 수 있다. 또한 순서도 상에는 대전방지필름의 형성이 S1, S3, S5, S7, S9단계 이후에 진행되는 것으로 도시되었지만, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 그 순서는 본 발명의 권리범위와 무관하다.
대전방지필름의 형성은, 점착성분을 갖는 필름에 대전방지물질을 코팅 또는 도포하여 투명 베이스층 하면에 부착함으로써 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이외에 대전방지필름에 대한 내용은 도 2의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
S13단계에서 와이어 그리드 편광자가 부착되는 액정패널은, 하부기판, 하부기판상에 형성된 액정층, 액정층상에 형성된 상부 컬러필터 기판을 포함하는 구조로 이루어지며, 보다 자세하게는 화소전극 및 공통전극이 모두 하부기판에 형성된 횡전계형 액정패널이 이용될 수 있음은 도 2의 설명에서 상술한 바와 같다.
이때, 액정패널의 상부 컬러필터 기판상에 와이어 그리드 편광자의 대전방지필름을 부착하여 액정표시장치를 제조하게 되며, 이에 따라 정전기 발생 가능성을 방지함으로써 기기 오작동 가능성 및 불량 가능성을 방지한 액정표시장치를 제공할 수 있게 된다.
도 7a 내지 도 7j는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 제조공정도이다.
도 6 내지 도 7j를 참조하면, 도 7a에 도시된 바와 같이 투명 베이스층(710)상에 폴리머 수지를 도포하여 제1격자베이스층(720)을 형성한다.
이후 도 7b에 도시된 바와 같이 제1격자베이스층(720) 상부에 임프린트 몰드(210)를 정렬한다. 여기서 임트린트몰드(210)는 도 6의 설명에서 상술한 바와 같이, 일정 간격으로 정렬된 다수의 돌출부(211)와 각 돌출부간에 형성된 다수의 홈을 갖는다. 여기서 홈의 폭(A)는 10nm 내지 200nm의 범위에서 구현됨이 바람직하며, 홈의 깊이는 10nm 내지 500nm의 범위에서 구현됨이 바람직하나 이에 한정되지는 않음은 도 6의 설명에서 상술한 바와 같다.
그리고 도 7c에 도시된 바와 같이 제1격자베이스층(720) 상부를 임프린트 몰드(210)로 가압한 후 도 7d에 도시된 바와 같이 임프린트 몰드(210)를 분리하여 제1격자패턴(721)을 형성한다. 이때 임프린트 몰드(310)로 제1격자베이스층(720)을 가압한 후 분리하기 전에 제1격자베이스층(720)을 이루는 물질 종류에 따라 열경화과정 또는 자외선(UV)조사를 통한 광경화과정을 수행할 수 있다.
제1격자패턴을 형성한 후, 도 7e에 도시된 바와 같이 제1격자패턴(721)상에 전도성 물질을 증착하여 제2격자베이스층(735)을 형성한다. 이때 제2격자베이스층(735)은 제1격자패턴(721)을 매립하는 구조로 형성하고, 그 높이는 제1격자패턴(721)의 높이보다 크게 형성하는 것이 바람직하다. 제2격자베이스층(735)의 높이와 제1격자패턴(721)의 높이의 차이가 차후 형성될 제2격자패턴의 최대두께가 되기 때문이다. 여기서 제1격자패턴(7351)상에 증착되는 전도성 물질로서 금속, 금속산화물 등의 물질이 이용될 수 있으며, 증착방법은 스퍼터링법이나 화학기상증착법, 이배포레이션(Evaporation)등 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 증착방법이 이용될 수 있음은 도 6의 설명에서 상술한 바와 같다.
제2격자베이스층(735)을 형성한 후, 도 7f에 도시된 바와 같이 제1격자패턴(721) 사이의 공간을 에칭하여 제2격자패턴(730)를 형성한다. 이때 제2격자패턴이 금속물질로 형성되는 경우, 습식에칭 공정을 통해 에칭을 수행할 수 있으며, 이때 습식에칭을 수행하는 시간을 조절하여 제2격자패턴(730)의 폭 및 두께를 조절할 수 있다.
이후 도 7g에 도시된 바와 같이 제2격자패턴(730)상에 광흡수층(740)을 형성한다. 광흡수층의 형태는 유기물 또는 무기물로 제2격자패턴의 표면 일부 또는 전부를 흑화처리하여 형성된 흑화처리층 구조, 제2격자패턴 표면에 광흡수물질을 코팅하는 형성된 층 구조를 가질 수 있으며, 도 7g에는 미도시 되었으나 이외에도 격자패턴이 순차적층된 구조 등 다양한 구조를 가질 수 있음은 도 6의 설명에서 상술한 바와 같다.
광흡수층(740)을 형성한 후, 도 7h에 도시된 바와 같이 광흡수층상에 제1격자패턴(721), 제2격자패턴(730) 및 광흡수층(740)을 매립하는 구조로 보호층(870)을 형성할 수 있다.
또한 도 7i에 도시된 바와 같이, 라미네이트 공정을 진행하여 보호층(780)상에 보호필름(790)을 더 형성할 수도 있음은 도 6의 설명에서 상술한 바와 같다.
한편, 도 7j에 도시된 바와 같이, 투명 베이스층(710) 하면에는 대전방지 기능을 갖는 대전방지필름(760)을 형성한다. 이때 대전방지필름은 도 7j에 도시된 바와 같이 필름(671)의 일면에 대전방지물질로 형성된 층(763)이 구비된 구조를 가질 수 있으며, 또한 점착층 내에 대전방지물질이 혼합된 구조, 접착층의 일면에 대전방지필름이 부착된 구조 등 다양한 구조로 형성될 수 있다.
이후 도 7k에 도시된 바와 같이 대전방지필름을 액정패널(500)의 상면, 보다 자세하게는 액정패널(500)에 포함된 상부 컬러필터 기판(550)의 상측에 부착함으로써 액정표시장치를 제조하게 된다. 이때 와이어 그리드 편광자와 액정패널의 부착은 대전방지필름이 직접 부착되는 구조를 가질 수 있으며, 또한 도 7k에 도시된 바와 같이 별도의 점착층(600)을 매개로 부착되는 구조를 가질 수도 있다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 다수의 적절한 변형 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100, 200, 500: 액정패널
110, 210, 510: 하부기판
130, 230, 530: 상부 컬러필터 기판
150, 250, 550: 액정층
300: 편광판 400: ITO 투명전극
700: 와이어 그리드 편광자 710: 투명 베이스층
720: 제1격자층, 제1격자베이스층
721: 제1격자패턴 730: 제2격자패턴
735: 제2격자베이스층 740, 750: 광흡수층
751: 제1흡수형격자패턴 753: 제3격자패턴
755: 제2흡수형격자패턴 760: 대전방지필름
780: 보호층 790: 보호필름
910: 임프린트 몰드

Claims (28)

  1. 하부기판, 상기 하부기판상에 형성된 액정층, 상기 액정층상에 형성된 상부 컬러필터 기판을 포함하는 액정패널;
    상기 상부 컬러필터 기판상에 형성된 와이어 그리드 편광자; 를 포함하되,
    상기 와이어 그리드 편광자는,
    투명 베이스층;
    상기 투명 베이스층 상면에 형성되고, 적어도 하나 이상의 제1격자패턴을 구비한 제1격자층;
    상기 제1격자패턴상에 형성된 적어도 하나 이상의 제2격자패턴;
    상기 제2격자패턴상에 형성된 광흡수층;
    상기 투명 베이스층 하면에 형성된 대전방지필름; 을 포함하며,
    상기 대전방지필름과 상기 상부 컬러필터 기판이 부착된 구조를 갖는 액정표시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 액정패널은,
    화소전극 및 공통전극이 모두 상기 하부기판에 형성된 횡전계형 액정패널인 액정표시장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1격자패턴 및 제1격자층은 폴리머 수지로 형성되며,
    상기 제2격자패턴은 전도성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전도성 물질은,
    알루미늄(Al), 크롬(Cr), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금인 액정표시장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광흡수층은,
    상기 제2격자패턴 상부에 형성되는 제1흡수형격자패턴;
    상기 제1흡수형격자패턴 상에 형성되는 금속재질의 제3격자패턴;
    상기 제3격자패턴 상에 형성되는 제2흡수형격자패턴;
    을 포함하는 액정표시장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1흡수형격자패턴 및 상기 제2흡수형격자패턴은,
    투명재질의 금속산화물을 이용하여 형성되는 액정표시장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1흡수형격자패턴은 50nm~300nm의 두께로 형성되고,
    상기 제3격자패턴은 1nm~20nm의 두께로 형성되는 액정표시장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2흡수형격자패턴은 50nm~500nm의 범위의 두께로 형성되는 액정표시장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 광흡수층은,
    상기 제2격자패턴 표면 일부 또는 전부를, 유기물 또는 무기물로 흑화처리하여 형성된 흑화처리층인 액정표시장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명 베이스층은,
    광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름으로 형성되는 액정표시장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 대전방지필름은,
    불소계메탈이온, 전도성 폴리머, 계면활성제 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 액정표시장치.
  12. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와이어 그리드 편광자는,
    상기 광흡수층상에 형성되고, 상기 제1격자패턴, 상기 제2격자패턴 및 상기 광흡수층을 매립하는 구조로 형성된 보호층;
    을 더 포함하는 액정표시장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 와이어 그리드 편광자는,
    상기 보호층상에 형성된 보호필름을 더 포함하는 액정표시장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 대전방지필름과 상기 상부 컬러필터 기판은 점착층을 매개로 부착된 액정표시장치
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1격자패턴의 폭과 높이의 비율은 1:(0.2~5)를 만족하는 액정표시장치.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1격자패턴의 폭과 상기 제2격자패턴의 폭의 비율은 1:(0.2~1.5)를 만족하는 액정표시장치.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1격자패턴의 폭은 10nm~200nm의 범위에서 형성되고,
    상기 제1격자패턴의 높이는 10nm~500nm의 범위에서 형성되는 액정표시장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제2격자패턴의 폭은 2nm~300nm의 범위에서 형성되는 액정표시장치.
  19. 투명 베이스층상에 복수의 제1격자패턴을 형성하고,
    상기 제1격자패턴상에 제2격자패턴을 형성하고,
    상기 제2격자패턴상에 광흡수층을 형성하고,
    상기 투명 베이스층 하면에 대전방지필름을 형성하여 와이어 그리드 편광자를 제조하고,
    상기 와이어 그리드 편광자를 액정패널상에 부착하는 것을 포함하여 이루어지는 액정표시장치 제조방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 액정패널은 하부기판, 상기 하부기판상에 형성된 액정층, 상기 액정층상에 형성된 상부컬러 기판을 포함하는 구조로 이루어지고,
    상기 와이어 그리드 편광자를 액정패널상에 부착하는 것은,
    상기 대전방지필름과 상기 상부 컬러필터 기판을 부착하여 이루어지는 액정표시장치 제조방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 제1격자패턴을 형성하는 것은,
    상기 투명 베이스층상에 폴리머 수지로 이루어진 제1격자베이스층을 형성하고,
    상기 제1격자베이스층 상부에 복수의 홈을 갖는 임프린트 몰드로 가압하여 상기 복수의 홈과 대응되는 영역에 상기 제1격자패턴을 형성하는 것을 포함하여 이루어지는 액정표시장치 제조방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제2격자패턴을 형성하는 것은,
    상기 제1격자패턴상에 금속물질로 이루어진 제2격자베이스층을 형성하고,
    상기 제2격자베이스층 중 상기 제1격자패턴간의 이격공간에 대응되는 위치를 에칭하여 상기 제2격자패턴을 형성하는 것을 포함하여 이루어지는 액정표시장치 제조방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 광흡수층을 형성하는 것은,
    상기 제2격자패턴상에 제1흡수형격자패턴, 제3격자패턴 및 제2흡수형격자패턴을 순차 형성하는 것을 포함하여 이루어지는 액정표시장치 제조방법.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 광흡수층을 형성하는 것은,
    상기 제2격자패턴의 표면 일부 또는 전부를, 유기물 또는 무기물로 흑화처리하는 것을 포함하여 이루어지는 액정표시장치 제조방법.
  25. 청구항 19에 있어서,
    상기 대전방지필름은,
    불소계메탈이온, 전도성 폴리머, 계면활성제 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 액정표시장치 제조방법.
  26. 청구항 19에 있어서,
    상기 투명 베이스층은,
    광시야각필름(Wide View Film) 또는 위상차필름으로 형성되는 액정표시장치 제조방법.
  27. 청구항 19 내지 26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광흡수층을 형성하는 것 이후에,
    상기 제1격자패턴, 상기 제2격자패턴 및 상기 광흡수층을 매립하는 보호층을 형성하는 것을 더 포함하여 이루어지는 액정표시장치 제조방법.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 것 이후에,
    라미네이트 공정을 수행하여 상기 보호층상에 보호필름을 형성하는 것을 더 포함하여 이루어지는 액정표시장치 제조방법.
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