KR20150014656A - 편광 소자를 포함하는 표시 패널 - Google Patents
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Abstract
편광 소자는 베이스 기판, 상기 베이스 기판에 결합되며, 적외선 차단층, 상기 적외선 차단층 보다 굴절율이 작은 버퍼층 및 상기 베이스 기판으로부터 전달받은 광을 편광하는 편광층을 포함한다. 따라서, 입사광의 특정 파장 영역의 광만 통과시키고, 특정 파장 영역의 광은 반사시킬 수 있다.
Description
본 발명은 편광 소자 및 상기 편광 소자를 포함하는 표시 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 광의 영향을 받지 않는 표시 패널에 관한 것이다.
최근 들어, 기술의 발전에 힘입어 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 뛰어난 디스플레이 제품들이 생산되고 있다. 지금까지 디스플레이 장치에는 기존 브라운관 텔레비전(cathode ray tube: CRT)이 성능이나 가격 면에서 많은 장점을 가지고 널리 사용되었으나, 소형화 또는 휴대성의 측면에서 CRT의 단점을 극복하고, 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등의 장점을 갖는 액정 표시 장치가 주목을 받고 있다.
상기 액정 표시 장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 분자 배열을 변환시키고, 이러한 분자 배열의 변환에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.
상기 액정 표시 장치는 상기 액정의 분자 배열을 제어하기 위해 편광판을 포함한다. 일반적인 편광판은 투과축에 평행한 방향의 편광 성분을 투과하고, 투과축과 직교하는 방향의 편광 성분을 흡수한다. 상기 일반적인 편광판은 광원에서 생성된 광의 일부를 흡수하기 때문에 효율성이 떨어지는 문제가 있다.
한편, 표시 장치를 외부에서 사용하는 경우, 외부 광, 특히 태양광으로부터 나오는 적외선이 상기 표시 장치 내부에 직접 도달되어, 표시 장치의 내부 온도가 상승되어 표시 패널이 손상되는 문제가 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 광 효율을 향상시키면서도 외부 광으로부터 보호될 수 있는 편광 소자를 포함하는 표시 패널을 제공하는 것이다.
발명의 실시 예에 따른 편광 소자는 베이스 기판, 상기 베이스 기판에 결합되며, 적외선 차단층, 상기 적외선 차단층 보다 굴절율이 작은 버퍼층 및 상기 베이스 기판으로부터 전달받은 광을 편광하는 편광층을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 적외선 차단층은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 또는 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트(polybutylene-2,6-napthalate)을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 적외선 차단층은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 바나듐(V) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 산화물을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 버퍼층의 광학두께는 200nm 내지 500nm이다.
일 실시 예에서, 상기 버퍼층은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 부틸아크릴레이트(butylacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지(epoxy resin) 또는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 편광층은 이방성 굴절률을 가지며, 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose), 시클로 올레핀 폴리머(cyclo olefin polymer) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함하는 보상필름, 폴리비닐알코올을 포함하는 편광필름 및 상기 편광소자를 지지하는 베이스 필름을 더 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 버퍼층은 상기 편광층과 상기 적외선 차단층의 사이의 굴절률을 가지며, 상기 편광 소자는 800nm 내지 2000nm 파장 범위의 적외선을 반사한다.
발명의 일 실시 예에 따른 표시 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되는 표시 소자 및 상기 제1 기판에 결합되며, 적외선 차단층, 상기 적외선 차단층 보다 굴절율이 작은 버퍼층 및 상기 표시 소자로부터 전달받은 광을 편광하는 편광층을 포함하는 편광소자를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 적외선 차단층은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 또는 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트(polybutylene-2,6-napthalate)을포함한다.
일 실시 예에서, 상기 적외선 차단층은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 바나듐(V) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 산화물을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 버퍼층은 상기 편광층 및 상기 적외선 차단층 사이의 굴절률을 가지며, 상기 편광 소자는 800nm 내지 2000nm 파장 범위의 적외선을 반사한다.
일 실시 예에서, 상기 버퍼층의 광학두께는 200nm 내지 500nm이다.
일 실시 예에서, 상기 버퍼층은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 부틸아크릴레이트(butylacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지(epoxy resin) 또는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 편광층은 이방성 굴절률을 가지며, 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose), 시클로 올레핀 폴리머(cyclo olefin polymer) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함하는 보상필름, 폴리비닐알코올을 포함하는 편광필름 및 상기 편광소자를 지지하는 베이스 필름을 더 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 기판의 일면에는 상기 편광 소자가 배치되고 상기 제1 기판의 타면에는 상기 표시 소자가 배치된다.
발명의 다른 실시 예에 따른 표시 패널은, 상기 편광층은 소정의 간격을 갖고 서로 이격되어 상기 버퍼층의 일면에 배치되는 복수의 금속 패턴을 더 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 기판의 일면에는 상기 편광 소자가 배치되고, 상기 편광 소자 위에 상기 표시 소자가 배치된다.
일 실시 예에서, 상기 제1 기판과 상기 편광소자의 사이에 점착제가 배치되며, 상기 점착제는 아크릴계 수지, 고무계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지 또는 폴리비닐에테르계 수지를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 표시 소자는 액정층 또는 유기발광층을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 기판은 박막 트랜지스터 어레이를 포함하고, 상기 제2 기판은 상기 표시 소자를 투과하는 광에 색을 제공하는 컬러필터를 더 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 편광 소자는 굴절율이 상대적으로 높은 적외선 차단층과 굴절율이 상대적으로 낮은 버퍼층을 포함하므로, 입사광의 특정 파장 영역의 광만 통과시키고, 특정 파장 영역의 광은 반사시킬 수 있다. 따라서, 표시 패널 내부에서 발생한 적외선은 외부로 방출시키며, 외부로부터 입사되는 적외선은 반사시킴으로써 표시 패널 내부의 온도 상승을 방지할 수 있다. 따라서, 표시 패널의 평균 내부 온도를 낮춰줌으로써 표시장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 표시 패널의 단면도이다.
도 4는 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 일 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 10은 도 9의 표시 패널의 편광 소자의 일 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 11은 도 4에 도시된 편광 소자와 종래 기술에 따른 편광 소자의 투과율 비교 그래프이다.
도 12는 도 4에 도시된 편광 소자와 종래 기술에 따른 편광 소자의 온도 비교 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 표시 패널의 단면도이다.
도 4는 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 일 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 10은 도 9의 표시 패널의 편광 소자의 일 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
도 11은 도 4에 도시된 편광 소자와 종래 기술에 따른 편광 소자의 투과율 비교 그래프이다.
도 12는 도 4에 도시된 편광 소자와 종래 기술에 따른 편광 소자의 온도 비교 그래프이다.
이하에서는, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 소자의 단면도이다.
도 1을 참조하면 편광 소자(110)는 베이스 기판(100), 편광층(108), 버퍼층(104), 적외선 차단층(105) 및 코팅층(106)을 포함한다.
상기 베이스 기판(100)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 베이스 기판(100)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트또는 폴리아크릴을 포함할 수 있다. 또한 상기 베이스 기판(100)은 액정층 또는 유기 발광층을 포함하는 표시 패널을 포함할 수 있다.
상기 편광층(108)은 보상필름(101), 편광필름(102), 베이스 필름(103)을 포함한다. 또한 상기 편광층(108)은 상기 베이스 기판(100)으로부터 전달받은 광을 편광하는 역할을 한다.
상기 보상필름(101)이 상기 베이스 기판(100) 상에 배치된다. 상기 보상 필름(101)은 표시 패널 내의 빛샘 현상을 보상해주기 위한 이방성 굴절률을 갖는 필름이다. 상기 보상필름(101)은 점착제(P, pressure sensitive adhesive)를 통해 상기 베이스 기판(100)에 접착된다.
예를 들면, 상기 보상필름(101)은 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose), 시클로 올레핀 폴리머(cyclo olefin polymer) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 점착제(P)는 아크릴계, 고무계, 우레탄계, 실리콘계 또는 폴리비닐에테르계 수지를 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 수지는 (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 이소옥틸, (메타)아크릴산 2-에틸헥실과 같은 (메타)아크릴산 에스테르계 베이스 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 편광필름(102)이 상기 보상필름(101) 상에 배치된다. 상기 편광필름(102)은 접착제(A, adhesive)를 통해 상기 보상필름(101) 상에 접착된다.
예를 들면, 상기 접착제(A)는 수용매계 접착제, 유기용매계 접착제, 핫멜트계 접착제, 무용제계 접착제 또는 자외선 경화성 수지를 포함한다. 예를 들면, 상기 수용매계 접착제는 폴리비닐알코올계 수지 또는 수계 2액형 우레탄계 에멀젼 접착제를 포함한다. 상기 유기용매계 접착제는 2액형 우레탄계 접착제를 포함한다. 상기 무용제계 접착제는 1액형 우레탄계 접착제를 포함한다. 상기 자외선 경화성 수지는 올리고머(oligomer), 모노머(monomer), 광중합 개시제(photopolymerization initiator), 첨가제(additive agent) 등을 포함한다. 상기 올리고머는 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 또는 실리콘 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 상기 모노머는 다관능성 모노머 또는 단관능성 모노머를 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 벤조인 에테르류 또는 아민류를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 접착 부여제, 충전재 또는 중합 금지제를 포함할 수 있다.
상기 편광필름(102)은 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 필름을 연신(stretching) 시켜 고분자 사슬을 연신된 방향으로 배향시키고 이색성을 가지는 요오드 분자(I2) 또는 이색성 염료 분자를 상기 폴리비닐알코올 필름에 흡수시켜 나란히 배열한 필름이다. 염색 또는 연신의 양에 따라 편광도가 결정될 수 있다.
상기 베이스 필름(103)이 상기 편광 필름(102) 상에 배치된다. 상기 베이스 필름(103)은 상기 접착제(A)를 통해 상기 편광 필름(102) 상에 접착된다. 상기 베이스 필름(103)은 편광소자의 지지층 역할을 하며 투명성, 저내수성, 고접합성 등의 특성을 갖는다.
예를 들면, 베이스 필름(103)은 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 제2 방향(D2) 쪽으로 상기 보상필름(101), 상기 편광필름(102), 상기 베이스 필름(103)을 통과하는 빛의 굴절율은 1 내지 1.48일 수 있다.
상기 버퍼층(104)이 상기 베이스 필름(103) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(104)은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 부틸아크릴레이트(butylacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지(epoxy resin) 또는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(104)의 굴절율은 상기 베이스 필름(103) 보다 큰 값을 갖는다. 따라서 버퍼층(104)은 제1 방향(D1)에 해당하는 상기 베이스 기판(100)으로부터 입사된 일부 광을 반사시키고 제2 방향(D2)에 해당하는 상기 베이스 기판(100)으로 나가는 광을 일부 투과시키는 역할을 한다. 상기 제1 방향(D1)과 상기 제2 방향(D2)은 동일 평면에서 반대 방향이다. 바람직하게, 상기 버퍼층(104)의 굴절율은 1.48 내지 1.74 일 수 있다. 또한 상기 버퍼층(104)의 광학두께(optical thickness)는 200nm 내지 500nm 일 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 버퍼층(104)은 비즈(beads)와 같은 산란입자 또는 미세돌기와 같은 미세 패턴을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 버퍼층(104)은 다층으로 형성될 수 있다. 다층으로 형성된 버퍼층(104)은 코팅층(106)이 배치된 방향으로 갈수록 큰 굴절율을 갖는 다층 구조의 코팅층(106)이 배치될 수 있다.
상기 적외선 차단층(105)이 상기 버퍼층(104) 상에 배치된다. 예를 들면, 상기 적외선 차단층(105)은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 또는 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트(polybutylene-2,6-napthalate)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 적외선 차단층(105)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 바나듐(V) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(105)은 이산화 바나듐(VO2) 또는 이산화 티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(105)의 굴절율은 1.74일 수 있다. 상기 적외선 차단층(105)이 고굴절율을 가져 외부로부터 입사되는 800nm~2000nm의 파장의 적외선을 반사시킨다.
상기 코팅층(106)이 상기 적외선 차단층(105) 상에 배치된다. 상기 코팅층(106)은 큰 경도를 가지며, 반사 방지 역할을 한다. 예를 들면, 상기 코팅층(106)은 요철 구조를 포함하는 방현성 필름(anti glare film), 반사 방지 필름(anti reflective film), 저반사 필름(low reflective film) 또는 하드 코팅 필름(hard coating film)을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 표시 패널의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치된 액정층(400) 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 각각 배치되는 편광소자(210, 310)를 포함한다.
상기 제1 기판은 제1 편광판(210), 제1 베이스 기판(200), 제1 패시베이션 층(220), 박막 트랜지스터(TFT), 제1 절연층(230), 제2 절연층(240) 및 제1 전극(EL1)을 포함한다.
상기 제1 베이스 기판(200)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 베이스 기판(200)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리아크릴을 포함할 수 있다.
상기 편광소자는 상기 제1 편광판(210) 및 상기 제2 편광판(310)을 포함한다. 상기 제1 편광판(210) 및 상기 제2 편광판(310)에 대한 자세한 설명은 도 4에서 후술한다.
상기 제1 패시베이션층(220)은 상기 제1 베이스 기판(200) 상에 배치된다. 상기 제1 패시베이션층(220)은 필름 형태일 수 있으며, 상기 제1 베이스 기판(200)을 보호한다.
게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE)이 상기 제1 패시베이션층(220) 상에 배치된다. 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(GE)은 주변 영역(PA)에 안에 형성된다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 라인(GL)에 전기적으로 연결된다.
상기 제1 절연층(230)이 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(GE)이 배치된 상기 제1 패시베이션층(220) 상에 배치된다. 상기 제1 절연층(230)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질을 포함할 수 있다.
채널층(CH)이 상기 제1 절연층(230) 상에 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하게 배치된다. 상기 채널층(CH)은 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 반도체층 및 n+ 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 저항성 접촉층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 채널층(CH)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 상기 산화물 반도체는 인듐(indium: In), 아연(zinc: Zn), 갈륨(gallium: Ga), 주석(tin: Sn) 또는 하프늄(hafnium: Hf) 중 적어도 하나를 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로는, 인듐(In), 아연(Zn) 및 갈륨(Ga)을 포함하는 비정질 산화물, 또는 인듐(In), 아연(Zn) 및 하프늄(Hf)을 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 상기 산화물 반도체에 산화인듐아연(InZnO), 산화인듐갈륨(InGaO), 산화인듐주석(InSnO), 산화아연주석(ZnSnO), 산화갈륨주석(GaSnO) 및 산화갈륨아연(GaZnO) 등의 산화물이 포함될 수 있다.
상기 제1 절연층(230) 상에 상기 게이트 라인(GL)과 교차하는 데이터 라인(DL)이 배치된다.
상기 채널층(CH) 상에 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 배치된다. 상기 소스 전극(SE)은 상기 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되고, 상기 드레인 전극(DE)과 이격된다. 상기 드레인 전극(DE)은 콘택홀(H)을 통해 상기 제1 전극(EL1)과 전기적으로 연결된다.
상기 게이트 전극(GE), 상기 채널층(CH), 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 상기 주변 영역(PA) 안에 위치하는 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 형성한다.
상기 제2 절연층(240)이 상기 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 데이터 라인(DL)이 형성된 상기 제1 절연층(230) 상에 배치된다. 상기 제2 절연층(240)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질로 형성될 수도 있고, 저유전율 유기 절연막으로 형성될 수도 있다. 또한, 무기 절연막과 유기 절연막의 이중막으로 형성될 수도 있다. 상기 제2 절연층(240)은 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출하는 상기 콘택홀(H)을 갖는다.
상기 제1 전극(EL1)이 상기 제2 절연층(240) 상에 배치된다. 상기 제1 전극(EL1)은 표시 영역(DA)에 대응하여 배치된다. 상기 제1 전극(EL1)은 상기 제2 절연층(240)의 상기 콘택홀(H)을 통해 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 상기 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 전극(EL1)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극(EL1)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다. 한편, 도시하지는 않았지만, 상기 제1 전극(EL1)은 복수의 개구를 갖는 슬릿 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판은 제2 편광판(310), 제2 베이스 기판(300), 제2 패시베이션 층(320), 블랙 매트릭스(BM), 컬러 필터(CF), 오버 코팅층(330) 및 제2 전극(EL2)을 포함한다.
상기 제2 베이스 기판(300)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 베이스 기판(300)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리아크릴을 포함할 수 있다.
상기 제2 패시베이션층(320)은 상기 제2 베이스 기판(300) 상에 배치된다. 상기 제2 패시베이션층(320)은 필름 형태일 수 있으며, 상기 제2 베이스 기판(300)을 보호한다.
상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제2 패시베이션층(320) 하부에 배치된다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 주변 영역(PA)에 대응되어 배치되고, 광을 차단한다. 즉, 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 데이터 라인(DL), 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩한다.
상기 컬러 필터(CF)는 상기 블랙 매트릭스(BM)가 형성된 상기 제2 패시베이션층(320)의 하부에 상기 표시 영역(DA)에 대응되도록 배치된다. 상기 컬러 필터(CF)는 상기 액정층(400)을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 컬러 필터(CF)는 적색(red) 컬러 필터, 녹색(green) 컬러 필터, 및 청색(blue) 컬러 필터일 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 각 화소에 대응하여 제공되며, 서로 인접한 화소 사이에서 서로 다른 색을 갖도록 배치될 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 일부가 인접한 컬러 필터(CF)에 의해 서로 중첩되거나, 또는 서로 이격될 수 있다.
상기 오버 코팅층(330) 상기 컬러 필터(CF) 및 상기 블랙 매트릭스(BM)의 하부에 형성된다. 상기 오버 코팅층(330)은 상기 컬러 필터(CF)를 평탄화하면서, 상기 컬러 필터(CF)를 보호하는 역할과 절연하는 역할을 하며 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 제2 전극(EL2)은 상기 오버 코팅층(330) 하부에 배치된다. 상기 제2 전극(EL2)은 상기 표시 영역(DA) 및 상기 주변 영역(PA) 전체에 대응되게 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극(EL2)은 상기 표시 영역(DA)에 대응되게 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(EL2)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극(EL2)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다.
상기 액정층(400)은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된다. 상기 액정층(400)은 광학적 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함한다. 상기 액정 분자들은 전계에 의해 구동되어 상기 액정층(400)을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시한다.
도 4는 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 일 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
상기 편광 소자는 상기 제1 편광판(210) 및 상기 제2 편광판(310)을 포함한다. 상기 제1 편광판(210)은 상기 제2 편광판(310)과 실질적으로 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 상기 제2 편광판(310)은 상기 제2 베이스 기판(300)의 일면에 배치된다. 상기 제2 편광판(310)은 편광층, 버퍼층(304), 적외선 차단층(305) 및 코팅층(306)을 포함한다.
상기 편광층은 보상필름(301), 편광필름(302) 및 베이스 필름(303)을 포함한다.
상기 보상필름(301)이 상기 제2 베이스 기판(300) 상에 배치된다. 상기 보상필름(301)은 점착제(P, pressure sensitive adhesive)를 통해 상기 제2 베이스 기판(300)에 접착된다. 예를 들면, 상기 보상필름(301)은 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose), 시클로 올레핀 폴리머(cyclo olefin polymer) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 점착제(P)는 아크릴계, 고무계, 우레탄계, 실리콘계 또는 폴리비닐에테르계 수지를 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 수지는 (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 이소옥틸, (메타)아크릴산 2-에틸헥실과 같은 (메타)아크릴산 에스테르계 베이스 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 편광필름(302)이 상기 보상필름(301) 상에 배치된다. 상기 편광필름(302)은 접착제(A, adhesive)를 통해 상기 보상필름(301) 상에 접착된다. 예를 들면, 상기 접착제(A)는 수용매계 접착제, 유기용매계 접착제, 핫멜트계 접착제, 무용제계 접착제 또는 자외선 경화성 수지를 포함한다. 예를 들면, 상기 수용매계 접착제는 폴리비닐알코올계 수지 또는 수계 2액형 우레탄계 에멀젼 접착제를 포함한다. 상기 유기용매계 접착제는 2액형 우레탄계 접착제를 포함한다. 상기 무용제계 접착제는 1액형 우레탄계 접착제를 포함한다.
예를 들어, 상기 자외선 경화성 수지는 올리고머(oligomer), 모노머(monomer), 광중합 개시제(photopolymerization initiator), 첨가제(additive agent) 등을 포함한다. 상기 올리고머는 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 또는 실리콘 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 상기 모노머는 다관능성 모노머 또는 단관능성 모노머를 포함할 수 있다. 상기 광중합 개시제는 벤조인 에테르류 또는 아민류를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 접착 부여제, 충전재 또는 중합 금지제를 포함할 수 있다.
상기 편광필름(302)은 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 필름을 연신(stretching) 시켜 고분자 사슬을 연신된 방향으로 배향시키고 이색성을 가지는 요오드 분자(I2) 또는 이색성 염료 분자를 상기 폴리비닐알코올 필름에 흡수시켜 나란히 배열한 필름이다. 염색 또는 연신의 양에 따라 편광도가 결정될 수 있다.
상기 베이스 필름(303)이 상기편광 필름(302) 상에 배치된다. 상기 베이스 필름(303)은 상기 접착제(A)를 통해 상기 편광 필름(302) 상에 접착된다. 상기 베이스 필름(303)은 편광 소자의 지지층 역할을 하며 투명성, 저내수성, 고접합성 등의 특성을 갖는다. 예를 들면, 베이스 필름(303)은 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 제2 방향(D2) 쪽으로 상기 보상필름(301), 상기 편광필름(302), 상기 베이스 필름(303)을 통과하는 빛의 굴절율은 1 내지 1.48일 수 있다.
상기 버퍼층(304)이 상기 베이스 필름(303) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(304)은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 부틸아크릴레이트(butylacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지(epoxy resin) 또는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(304)의 굴절율은 상기 베이스 필름(103) 보다 큰 값을 갖는다. 따라서 버퍼층(304)은 상기 제2 베이스 기판(300)을 통해 상기 코팅층(306) 쪽으로 입사하는 광의 특정 파장 영역만 통과 시킬 수 있다. 바람직하게, 상기 버퍼층(304)의 굴절율은 1.48 내지 1.74 일 수 있다. 또한 상기 버퍼층(304)의 광학두께(optical thickness)는 200nm 내지 500nm 일 수 있다.
상기 적외선 차단층(305)이 상기 버퍼층(304) 상에 배치된다. 예를 들면, 상기 적외선 차단층(305)은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 또는 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트(polybutylene-2,6-napthalate)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 적외선 차단층(305)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 바나듐(V) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(305)은 이산화 바나듐(VO2) 또는 이산화 티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(305)의 굴절율은 1.74일 수 있다. 상기 적외선 차단층(305)이 고굴절율을 가져 외부로부터 입사되는 800nm~2000nm의 파장의 적외선을 반사시킨다.
상기 코팅층(306)이 상기 적외선 차단층(305) 상에 배치된다. 상기 코팅층(306)은 큰 경도를 가지며, 반사 방지 역할을 한다. 예를 들면, 상기 코팅층(306)은 방현성 필름(anti glare film), 반사 방지 필름(anti reflective film), 저반사 필름(low reflective film) 또는 하드 코팅 필름(hard coating film)을 포함할 수 있다.
도 5는 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
제2 편광판(310)은 상기 제2 베이스 기판(300)의 일면에 배치된다. 상기 제2 편광판(310)은 편광층, 버퍼층(304), 적외선 차단층(305) 및 코팅층(306)을 포함한다.
상기 편광층은 보상필름(301) 및 편광필름(302)을 포함한다.
본 실시예에 따른 제2 편광판(310)은 편광필름(302) 상에 베이스 필름 없이 버퍼층(304)이 배치되는 점을 제외하면, 도 4에 도시된 편광 소자와 실질적으로 동일하다. 이하, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
상기 보상필름(301)이 상기 점착제(P)를 통해 제2 베이스 기판(300)의 일면에 배치된다. 상기 편광필름(302)이 상기 접착제(A)를 통해 상기 보상필름(301)의 일면에 배치된다. 상기 버퍼층(304)이 상기 편광 필름(302) 상에 배치된다. 예를 들어, 상기 버퍼층(304)은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 부틸아크릴레이트(butylacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지(epoxy resin) 또는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(304)의 굴절율은 상기 베이스 필름(303) 보다 큰 값을 갖는다. 따라서 버퍼층(304)은 상기 제2 베이스 기판(300)을 통해 상기 코팅층(306) 쪽으로 입사하는 광의 특정 파장 영역만 통과 시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 버퍼층(304)의 굴절율은 1.48 내지 1.74 일 수 있다. 또한 상기 버퍼층(304)의 광학두께(optical thickness)는 200nm 내지 500nm 일 수 있다. 상기 버퍼층(304)은 기존 베이스 필름 대신 상기 편광 필름(302)을 보호하는 역할을 한다. 따라서 제조 비용이 절감될 수 있다.
상기 적외선 차단층(305)이 상기 버퍼층(304) 상에 배치된다. 예를 들면, 상기 적외선 차단층(305)은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 또는 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트(polybutylene-2,6-napthalate)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 적외선 차단층(305)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 바나듐(V) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(305)은 이산화 바나듐(VO2) 또는 이산화 티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(305)의 굴절율은 1.74일 수 있다. 상기 적외선 차단층(305)이 높은 굴절율을 가져 외부로부터 입사되는 800nm~2000nm의 파장의 적외선을 반사시킨다.
도 6은 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
제2 편광판(310)은 상기 제2 베이스 기판(300)의 일면에 배치된다. 상기 제2 편광판(310)은 편광층, 버퍼층(304), 적외선 차단층(305) 및 코팅층(306)을 포함한다.
상기 편광층은 베이스 필름(303) 및 편광필름(302)을 포함한다.
본 실시예에 따른 제2 편광판(310)은 제2 베이스 기판(300)의 일면에 보상 필름 없이 베이스 필름(303)이 배치되는 점을 제외하면, 도 4에 도시된 편광 소자와 실질적으로 동일하다. 이하, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
상기 베이스 필름(303)이 상기 점착제(P)를 통해 상기 제2 베이스 기판(300)의 일면에 배치된다. 상기 편광필름(302)이 상기 접착제(A)를 통해 상기 베이스 필름(303)의 일면에 배치된다.
상기 버퍼층(304)이 상기 접착제(A)를 통해 상기 편광 필름(302) 일면에 배치된다. 예를 들어, 상기 버퍼층(304)은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 부틸아크릴레이트(butylacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지(epoxy resin) 또는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(304)의 굴절율은 상기 베이스 필름(303) 보다 큰 값을 갖는다. 따라서 버퍼층(304)은 상기 제2 베이스 기판(300)을 통해 상기 코팅층(306) 쪽으로 입사하는 광의 특정 파장 영역만 통과 시킬 수 있다. 바람직하게, 상기 버퍼층(304)의 굴절율은 1.48 내지 1.74 일 수 있다. 또한 상기 버퍼층(304)의 광학두께(optical thickness)는 200nm 내지 500nm 일 수 있다. 상기 버퍼층(304)은 기존 보상 필름 대신 상기 편광 필름(302)을 보호하는 역할을 한다. 따라서 제조 비용이 절감될 수 있다.
상기 적외선 차단층(305)이 상기 버퍼층(304) 일면에 배치된다. 예를 들면, 상기 적외선 차단층(305)은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 또는 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트(polybutylene-2,6-napthalate)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 적외선 차단층(305)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 바나듐(V) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(305)은 이산화 바나듐(VO2) 또는 이산화 티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(305)의 굴절율은 1.74일 수 있다. 상기 적외선 차단층(305)이 고굴절율을 가져 외부로부터 입사되는 800nm~2000nm의 파장의 적외선을 반사시킨다.
도 7은 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
제2 편광판(310)은 상기 제2 베이스 기판(300) 위에 배치된다. 상기 제2 편광판(310)은 편광층, 버퍼층(304), 적외선 차단층(305) 및 코팅층(306)을 포함한다.
상기 편광층은 베이스 필름(303) 및 편광필름(302)을 포함한다.
본 실시예에 따른 제2 편광판(310)은 버퍼층(304) 및 적외선 차단층(305)이 제2 베이스 기판(300)의 일면에 배치되는 점을 제외하면, 도 4에 도시된 편광 소자와 실질적으로 동일하다. 이하, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
상기 버퍼층(304)이 상기 제2 베이스 기판(300)의 일면에 상기 점착제(P)를 통해 배치된다. 예를 들어, 상기 버퍼층(304)은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 부틸아크릴레이트(butylacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지(epoxy resin) 또는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(304)의 굴절율은 상기 제2 베이스 기판(300) 보다 큰 값을 갖는다. 따라서 버퍼층(304)은 상기 제2 베이스 기판(300)을 통해 상기 코팅층(306) 쪽으로 입사하는 광의 특정 파장 영역만 통과 시킬 수 있다. 바람직하게, 상기 버퍼층(304)의 굴절율은 1.48 내지 1.74 일 수 있다. 또한 상기 버퍼층(304)의 광학두께(optical thickness)는 200nm 내지 500nm 일 수 있다.
상기 적외선 차단층(305)이 상기 버퍼층(304)의 일면에 배치된다. 예를 들면, 상기 적외선 차단층(305)은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 또는 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트(polybutylene-2,6-napthalate)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 적외선 차단층(305)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 바나듐(V) 또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(305)은 이산화 바나듐(VO2) 또는 이산화 티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(305)의 굴절율은 1.74일 수 있다. 상기 적외선 차단층(305)이 고굴절율을 가져 외부로부터 입사되는 800nm~2000nm의 파장의 적외선을 반사시킨다.
상기 편광필름(302)이 상기 적외선 차단층(305)의 일면에 배치된다. 상기 편광필름(302)은 접착제(A, adhesive)를 통해 상기 적외선 차단층(305)의 일면에 접착된다.
상기 편광필름(302)은 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 필름을 연신(stretching) 시켜 고분자 사슬을 연신된 방향으로 배향시키고 이색성을 가지는 요오드 분자(I2) 또는 이색성 염료 분자를 상기 폴리비닐알코올 필름에 흡수시켜 나란히 배열한 필름이다. 염색 또는 연신의 양에 따라 편광도가 결정될 수 있다.
상기 베이스 필름(303)이 상기 편광필름(302)의 일면에 상기 접착제(A)를 통해 배치된다. 상기 코팅층(306)이 상기 베이스 필름(303)의 일면에 배치된다.
도 8은 도 2의 표시 패널의 편광 소자의 다른 실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
제2 편광판(310)은 상기 제2 베이스 기판(300) 위에 배치된다. 상기 제2 편광판(310)은 편광층, 버퍼층(304), 적외선 차단층(305) 및 코팅층(306)을 포함한다. 상기 편광층은 편광필름(302)을 포함한다.
본 실시예에 따른 제2 편광판(310)은 제2 베이스 기판(300)의 일면에 보상 필름 및 베이스 필름 없이 편광 필름(302)이 배치되는 점을 제외하면, 도 4에 도시된 편광 소자와 실질적으로 동일하다. 이하, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
상기 편광필름(302)이 상기 제2 베이스 기판(300)의 일면에 배치된다. 상기 편광필름(302)은 점착제(P)를 통해 상기 제2 베이스 기판(300)의 일면에 접착된다.
상기 버퍼층(304)이 상기 편광 필름(302)의 일면에 배치된다. 상기 버퍼층(304)은 접착제(A)를 통해 상기 편광 필름(302)의 일면에 접착된다. 예를 들어, 상기 버퍼층(304)은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 부틸아크릴레이트(butylacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지(epoxy resin) 또는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(304)의 굴절율은 상기 베이스 필름(303) 보다 큰 값을 갖는다. 따라서 버퍼층(304)은 상기 제2 베이스 기판(300)을 통해 상기 코팅층(306) 쪽으로 입사하는 광의 특정 파장 영역만 통과 시킬 수 있다. 바람직하게, 상기 버퍼층(304)의 굴절율은 1.48 내지 1.74 일 수 있다. 또한 상기 버퍼층(304)의 광학두께(optical thickness)는 200nm 내지 500nm 일 수 있다. 상기 버퍼층(304)은 기존 보상 필름 및 베이스 필름 대신 상기 편광 필름(302)을 보호하는 역할을 한다. 따라서 제조 비용이 절감될 수 있다.
상기 적외선 차단층(305)이 상기 버퍼층(304)의 일면에 배치된다. 예를 들면, 상기 적외선 차단층(305)은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 또는 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트(polybutylene-2,6-napthalate)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 적외선 차단층(305)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 바나듐(V) 또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(305)은 이산화 바나듐(VO2) 또는 이산화 티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(305)의 굴절율은 1.74일 수 있다. 상기 적외선 차단층(305)이 고굴절율을 가져 외부로부터 입사되는 800nm~2000nm의 파장의 적외선을 반사시킨다.
상기 코팅층(306)이 상기 적외선 차단층(305)의 일면에 배치된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 표시 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치된 액정층(700) 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 각각 배치되는 편광소자를 포함한다.
상기 제1 기판은 제1 베이스 기판(500), 제1 편광자(510), 제1 패시베이션 층(520), 박막 트랜지스터(TFT), 제1 절연층(530), 제2 절연층(540) 및 제1 전극(EL1)을 포함한다.
상기 제1 베이스 기판(500)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 베이스 기판(500)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리아크릴을 포함할 수 있다.
상기 편광 소자는 제1 편광자(510) 및 제2 편광자(610)를 포함한다. 상기 제1 편광자(510) 및 상기 제2 편광자(610)에 대한 자세한 설명은 도 10에서 후술한다.
상기 제1 패시베이션층(520)은 상기 제1 편광자(510)의 일면에 배치된다. 상기 제1 패시베이션층(520)은 필름 형태일 수 있으며, 상기 제1 편광자 (510)를 보호한다.
게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE)이 상기 제1 패시베이션층(520) 의 일면에 배치된다. 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(GE)은 주변 영역(PA)에 안에 형성된다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 라인(GL)에 전기적으로 연결된다.
상기 제1 절연층(530)이 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(GE)이 배치된 상기 제1 패시베이션층(220)의 일면에 배치된다. 상기 제1 절연층(530)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질을 포함할 수 있다.
채널층(CH)이 상기 제1 절연층(530) 상에 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하게 배치된다. 상기 채널층(CH)은 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 반도체층 및 n+ 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 저항성 접촉층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 채널층(CH)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 상기 산화물 반도체는 인듐(indium: In), 아연(zinc: Zn), 갈륨(gallium: Ga), 주석(tin: Sn) 또는 하프늄(hafnium: Hf) 중 적어도 하나를 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로는, 인듐(In), 아연(Zn) 및 갈륨(Ga)을 포함하는 비정질 산화물, 또는 인듐(In), 아연(Zn) 및 하프늄(Hf)을 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 상기 산화물 반도체에 산화인듐아연(InZnO), 산화인듐갈륨(InGaO), 산화인듐주석(InSnO), 산화아연주석(ZnSnO), 산화갈륨주석(GaSnO) 및 산화갈륨아연(GaZnO) 등의 산화물이 포함될 수 있다.
상기 제1 절연층(530) 상에 상기 게이트 라인(GL)과 교차하는 데이터 라인(DL)이 배치된다.
상기 채널층(CH) 상에 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 배치된다. 상기 소스 전극(SE)은 상기 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되고, 상기 드레인 전극(DE)과 이격된다. 상기 드레인 전극(DE)은 콘택홀(H)을 통해 상기 제1 전극(EL1)과 전기적으로 연결된다.
상기 게이트 전극(GE), 상기 채널층(CH), 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 상기 주변 영역(PA) 안에 위치하는 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 형성한다.
상기 제2 절연층(540)이 상기 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 데이터 라인(DL)이 형성된 상기 제1 절연층(530) 상에 배치된다. 상기 제2 절연층(240)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질로 형성될 수도 있고, 저유전율 유기 절연막으로 형성될 수도 있다. 또한, 무기 절연막과 유기 절연막의 이중막으로 형성될 수도 있다. 상기 제2 절연층(240)은 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출하는 상기 콘택홀(H)을 갖는다.
상기 제1 전극(EL1)이 상기 제2 절연층(540) 상에 배치된다. 상기 제1 전극(EL1)은 표시 영역(DA)에 대응하여 배치된다. 상기 제1 전극(EL1)은 상기 제2 절연층(240)의 상기 콘택홀(H)을 통해 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 상기 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 전극(EL1)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극(EL1)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다. 한편, 도시하지는 않았지만, 상기 제1 전극(EL1)은 복수의 개구를 갖는 슬릿 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판은 제2 편광자(610), 제2 베이스 기판(600), 제2 패시베이션 층(620), 블랙 매트릭스(BM), 컬러 필터(CF), 오버 코팅층(630) 및 제2 전극(EL2)을 포함한다.
상기 제2 베이스 기판(600)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 베이스 기판(600)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리아크릴을 포함할 수 있다.
상기 제2 패시베이션층(620)은 상기 제2 기판(600) 상에 배치된다. 상기 제2 패시베이션층(320)은 필름 형태일 수 있으며, 상기 제2 기판(300)을 보호한다.
상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제2 패시베이션층(320) 하부에 배치된다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 주변 영역(PA)에 대응되어 배치되고, 광을 차단한다. 즉, 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 데이터 라인(DL), 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩한다.
상기 컬러 필터(CF)는 상기 블랙 매트릭스(BM)가 형성된 상기 제2 패시베이션층(320)의 하부에 상기 표시 영역(DA)에 대응되도록 배치된다. 상기 컬러 필터(CF)는 상기 액정층(400)을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터(red), 녹색 컬러 필터(green), 및 청색 컬러 필터(blue)일 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 각 화소에 대응하여 제공되며, 서로 인접한 화소 사이에서 서로 다른 색을 갖도록 배치될 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 일부가 인접한 컬러 필터(CF)에 의해 서로 중첩되거나, 또는 서로 이격될 수 있다.
상기 오버 코팅층(330) 상기 컬러 필터(CF) 및 상기 블랙 매트릭스(BM)의 하부에 형성된다. 상기 오버 코팅층(330)은 상기 컬러 필터(CF)를 평탄화하면서, 상기 컬러 필터(CF)를 보호하는 역할과 절연하는 역할을 하며 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 제2 전극(EL2)은 상기 오버 코팅층(330) 하부에 배치된다. 상기 제2 전극(EL2)은 상기 표시 영역(DA) 및 상기 주변 영역(PA) 전체에 대응되게 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극(EL2)은 상기 표시 영역(DA)에 대응되게 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(EL2)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극(EL2)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다.
상기 액정층(400)은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된다. 상기 액정층(400)은 광학적 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함한다. 상기 액정 분자들은 전계에 의해 구동되어 상기 액정층(400)을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시한다.
도 10은 도 9의 표시 패널의 편광 소자의 일실시예를 자세히 나타낸 단면도이다.
상기 제1 편광자(510)은 상기 제2 편광판(610)과 실질적으로 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 상기 제2 편광자(610)는 상기 제2 기판(600) 상에 배치된다. 상기 제2 편광자(310)는 소정의 간격만큼 이격된 복수 개의 금속 패턴(603)들, 버퍼층(604) 및 적외선 차단층(605)을 포함한다. 상기 금속 패턴(603)들은 소정의 폭 및 두께를 갖는다. 상기 금속 패턴들의 폭 및 두께는 수십 나노미터 내지 수백 나노미터의 범위에서 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 폭, 간격 및 두께는 각각, 실질적으로 50 nm, 50 nm 및 150 nm 일 수 있다. 상기 편광 소자의 금속 패턴들은 일 방향으로 나란하게 연장될 수 있다. 이 경우, 상기 금속 패턴들이 연장되는 방향에 수직하게 입사되는 광은 상기 편광 소자를 투과하고, 상기 금속 패턴들의 연장 방향에 평행하게 입사되는 광은 상기 제2 편광자(610)에 의해 반사될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제1 편광자(510) 및 상기 제2 편광자(610)는 상기 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)에 모두 대응한다.
상기 버퍼층(604)이 상기 금속 패턴(603) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(604)은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 부틸아크릴레이트(butylacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지(epoxy resin) 또는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(604)의 굴절율은 상기 금속 패턴(603) 보다 큰 값을 갖는다. 따라서 버퍼층(604)은 상기 제2 베이스 기판(600)을 통해 상기 액정층(700) 쪽으로 입사하는 광의 특정 파장 영역만 통과 시킬 수 있다. 바람직하게, 상기 버퍼층(604)의 굴절율은 1.48 내지 1.74 일 수 있다. 또한 상기 버퍼층(604)의 광학두께(optical thickness)는 200nm 내지 500nm 일 수 있다.
상기 적외선 차단층(605)이 상기 버퍼층(604) 상에 배치된다. 예를 들면, 상기 적외선 차단층(605)은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 또는 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트(polybutylene-2,6-napthalate)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 적외선 차단층(605)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 바나듐(V) 또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(605)은 이산화 바나듐(VO2) 또는 이산화 티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 차단층(605)의 굴절율은 1.74일 수 있다. 상기 적외선 차단층(605)이 고굴절율을 가져 외부로부터 입사되는 800nm~2000nm의 파장의 적외선을 반사시킨다.
다른 실시예에서, 버퍼층(604)은 다층으로 형성될 수 있다. 다층으로 형성된 버퍼층(604)은 적외선 차단층(605)이 배치된 방향으로 갈수록 큰 굴절율을 갖는다.
다른 실시예에서, 편광층은 염료를 포함하는 필름, 이중 휘도 향상 필름(Dual Brightness Enhancement Film), 굴절률 이방성 필름 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 표시 패널에 포함된 제1 편광자(510) 및 제2 편광자(610)는 액정층(700)을 사이에 두고 박막 트랜지스터(TFT)와 상대적으로 멀리 이격된다. 따라서, 상기 제1 편광자(510) 및 상기 제2 편광자(610)로 인해 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 전기적 특성이 변경되는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 도 4에 도시된 편광 소자와 종래 기술에 따른 편광 소자의 투과율 비교 그래프이다.
도 11을 참조하면, X축은 파장(λ, nm)을 나타내고 Y축은 투과율(%)을 나타낸다. 실시예 1은 도면 1에 도시된 버퍼층 및 적외선 차단층을 포함하는 편광 소자를 제2 방향(D2)으로 태양광이 통과하는 경우의 광 투과 비율을 나타낸다. 실시예 2는 도면 1에 도시된 버퍼층, 적외선 차단층, 베이스 기판만 포함하는 편광 소자를 제1 방향(D1)으로 태양광이 통과하는 경우의 광 투과 비율을 나타낸다. 비교예 1은 버퍼층 및 적외선 차단층을 포함하지 않은 기존 편광 소자 구조를 제2 방향(D2)으로 태양광이 통과하는 경우의 광 투과 비율을 나타낸다. 실시예 3은 도면 1에 도시된 버퍼층 및 적외선 차단층을 포함하는 편광 소자를 제1 방향(D1)으로 태양광이 통과하는 경우의 광 투과 비율을 나타낸다. 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 실시예 3의 그래프를 비교할 때, 버퍼층 및 적외선 차단층을 포함하는 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3는 비교예 1 보다 800nm 내지 1200nm 범위의 파장의 빛을 더 많이 투과한다. 따라서 본 발명의 버퍼층 및 적외선 차단층에 의해 내부의 적외선은 방출시키고, 외부의 적외선은 반사 시킬 수 있다.
도 12는 도 4에 도시된 편광 소자와 종래 기술에 따른 편광 소자의 온도 비교 그래프이다.
도 12를 참조하면, X축은 시간(분)을 나타내고 Y축은 표시 패널의 내부 온도(℃)를 나타낸다. 비교예 2은 제1 편광판(210) 및 제2 편광판(310)을 포함하지 않는 기존 표시 패널을 나타내며, 실시예 4은 제1 편광판(210) 및 제2 편광판(310)을 포함하는 표시 패널을 나타낸다.
실시예 4의 표시패널의 평균 내부 온도는 비교예 2의 표시패널의 평균 내부 온도 보다 낮다. 따라서 굴절율이 상대적으로 높은 버퍼층 및 굴절률이 상대적으로 낮은 적외선 차단층을 포함하는 제1 편광판(210) 및 제2 편광판(310)에 의해 표시 패널의 평균 내부 온도가 낮은 것을 확인할 수 있다. 표시 패널의 내부에서 발생한 적외선은 외부로 방출시키며, 외부로부터 입사되는 적외선은 반사시킴으로써 표시 패널 내부의 온도 상승을 방지할 수 있다. 따라서, 표시 패널의 내부 온도가 내려감으로써 액정표시장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 특허 청구 범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예들에 따른 표시 패널은 액정표시장치, 유기전계 발광소자 표시장치, 회로 기판, 반도체 장치 등의 표시 장치 및 전자장치에 사용될 수 있다.
100: 베이스 기판 110: 편광 소자
120: 패시베이션층 200: 제1 베이스 기판
210: 제1 편광판 300: 제2 베이스 기판
310: 제2 편광판 400: 액정층
120: 패시베이션층 200: 제1 베이스 기판
210: 제1 편광판 300: 제2 베이스 기판
310: 제2 편광판 400: 액정층
Claims (20)
- 베이스 기판;
상기 베이스 기판에 결합되며, 적외선 차단층, 상기 적외선 차단층 보다 굴절율이 작은 버퍼층; 및 상기 베이스 기판으로부터 전달받은 광을 편광하는 편광층을 포함하는 편광 소자. - 제1항에 있어서, 상기 적외선 차단층은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트(polybutylene-2,6-napthalate)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 적외선 차단층은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 바나듐(V) 및 티타늄(Ti)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 버퍼층의 광학두께는 200nm 내지 500nm 인 것을특징으로 하는 편광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 버퍼층은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 부틸아크릴레이트(butylacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지(epoxy resin) 및 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 편광층은
이방성 굴절률을 가지며, 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose), 시클로 올레핀 폴리머(cyclo olefin polymer) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함하는 보상필름;
폴리비닐알코올을 포함하는 편광필름; 및
상기 편광소자를 지지하는 베이스 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 소자. - 제1항에 있어서, 상기 버퍼층은 상기 편광층과 상기 적외선 차단층의 사이의 굴절률을 가지며, 상기 편광 소자는 800nm 내지 2000nm 파장 범위의 적외선을 반사하는 것을 특징으로 하는 편광 소자.
- 제1 기판;
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판;
상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되는 표시 소자; 및
상기 제1 기판에 결합되며, 적외선 차단층, 상기 적외선 차단층 보다 굴절율이 작은 버퍼층 및 상기 표시 소자로부터 전달받은 광을 편광하는 편광층을 포함하는 편광소자를 포함하는 표시 패널. - 제8항에 있어서, 상기 적외선 차단층은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트(polybutylene-2,6-napthalate)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
- 제8항에 있어서, 상기 적외선 차단층은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 바나듐(V) 및 티타늄(Ti)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
- 제8항에 있어서, 상기 버퍼층은 상기 편광층 및 상기 적외선 차단층 사이의 굴절률을 가지며, 상기 편광 소자는 800nm 내지 2000nm 파장 범위의 적외선을 반사하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
- 제8항에 있어서, 상기 버퍼층의 광학두께는 200nm 내지 500nm 인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
- 제8항에 있어서, 상기 버퍼층은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 부틸아크릴레이트(butylacrylate), 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지(epoxy resin) 및 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
- 제8항에 있어서, 상기 편광층은
이방성 굴절률을 가지며, 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose), 시클로 올레핀 폴리머(cyclo olefin polymer) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함하는 보상필름;
폴리비닐알코올을 포함하는 편광필름; 및
상기 편광소자를 지지하는 베이스 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널. - 제14항에 있어서, 상기 제1 기판의 일면에는 상기 편광 소자가 배치되고 상기 제1 기판의 타면에는 상기 표시 소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
- 제8항에 있어서, 상기 편광층은 소정의 간격을 갖고 서로 이격되어 상기 버퍼층의 일면에 배치되는 복수의 금속 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
- 제16항에 있어서, 상기 제1 기판의 일면에는 상기 편광 소자가 배치되고, 상기 편광 소자 위에 상기 표시 소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
- 제8항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 편광소자의 사이에 점착제가 배치되며, 상기 점착제는 아크릴계 수지, 고무계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지 및 폴리비닐에테르계 수지에서 선택된 것을 특징으로 하는 표시 패널.
- 제8항에 있어서, 상기 표시 소자는 액정층 또는 유기발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
- 제8항에 있어서, 상기 제1 기판은 박막 트랜지스터 어레이를 포함하고, 상기 제2 기판은 상기 표시 소자를 투과하는 광에 색을 제공하는 컬러필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
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