KR20150127497A - 와이어 그리드 편광자, 이를 포함한 액정 표시 장치 및 와이어 그리드 편광자 제조 방법 - Google Patents
와이어 그리드 편광자, 이를 포함한 액정 표시 장치 및 와이어 그리드 편광자 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
와이어 그리드 편광자, 이를 포함한 액정 표시 장치 및 와이어 그리드 편광자 제조 방법이 개시된다.
개시된 와이어 그리드 편광자는 기판과, 제1층과, 제2층을 포함하고, 제1층은 복수 개의 제1 와이어가 이격되게 배열된 제1 와이어 그리드를 포함하는 제1 영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제2영역을 포함하고, 제2층은 복수 개의 제2 와이어가 이격되게 배열된 제2 와이어 그리드를 포함하는 제3영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제4영역을 포함한다.
개시된 와이어 그리드 편광자는 기판과, 제1층과, 제2층을 포함하고, 제1층은 복수 개의 제1 와이어가 이격되게 배열된 제1 와이어 그리드를 포함하는 제1 영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제2영역을 포함하고, 제2층은 복수 개의 제2 와이어가 이격되게 배열된 제2 와이어 그리드를 포함하는 제3영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제4영역을 포함한다.
Description
대면적으로 제조할 수 있는 와이어 그리드 편광자, 이를 포함한 액정 표시 장치 및 와이어 그리드 편광자 제조 방법에 관한 것이다.
많은 응용분야에서 광원에서 나온 광을 편리하게 제어하기 위하여 광의 편광 특성을 이용한다. 예를 들어 액정 패널을 이용한 액정 디스플레이 장치의 경우, 액정 패널은 액정분자가 직선편광의 편광방향을 변화시킴으로써 빛을 통과시키거나 차단하는 셔터 기능을 수행한다. 액정 디스플레이 장치는 편광 방향이 직교하는 제1 및 제2 편광판과 그 사이에 구비된 액정층을 포함하고, 각 화소마다 TFT(Thin Film Transistor)를 구비한다. TFT의 스위칭 동작에 따라 각 화소마다 전압의 on-off가 제어된다. 예를 들어, 화소에 전압이 on 되었을 때, 액정 분자들이 일렬로 정렬되고, 입사광은 그 편광 방향이 변하지 않고 액정층을 통과하여 제2 편광판에 의해 차단된다. 화소에 전압이 off 되었을 때, 액정 분자들이 꼬이게 배열되고, 입사광은 그 편광 방향이 액정 분자 배열을 따라 변하면서 액정층을 통과하여 제2 편광판을 통과한다. 즉, 액정이 꼬여 있으면 화이트가 표시되고, 액정의 꼬임이 풀려 있으면 블랙이 표시된다. 그런데, 편광판에 의한 광의 이용 효율이 낮아 액정 표시 장치의 광 효율이 저하된다.
또한, 액정 표시 장치의 면적이 커짐에 따라 편광판도 크게 제작될 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예는 대면적으로 제조 가능한 와이어 그리드 편광자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 대면적으로 제조 가능한 와이어 그리드 편광자를 포함한 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 대면적으로 제조 가능한 와이어 그리드 편광자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 광원부; 상기 광원부 상부에 구비된 제1기판; 상기 제1기판의 상부에 구비된 전극층; 상기 전극층으로부터 이격된 제2기판; 상기 제2기판의 일면에 구비된 편광판; 상기 전극층과 제2기판 사이의 액정층; 상기 제1 기판 상에 구비되고, 복수 개의 제1 와이어가 이격되게 배열된 제1와이어 그리드를 가지는 제1 영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제2영역과, 상기 제1영역과 제2영역을 덮는 제1보호층을 포함하는 제1층, 상기 제1층 상에 구비되고, 복수 개의 제2 와이어가 이격되게 배열된 제2 와이어 그리드를 가지는 제3영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제4영역을 포함하는 제2층을 포함하는 와이어 그리드 편광자;를 포함할 수 있다.
상기 제1영역과 제3영역이 중첩되지 않고, 제2영역과 제4영역이 중첩되지 않을 수 있다.
상기 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역은 투영면에서 볼 때 제1와이어와 제2와이어가 일정한 간격으로 배열된 구조를 가지도록 배열될 수 있다.
상기 제1영역 위에 제4영역이 배치되고, 제2영역 위에 제3영역이 배치되어 투영면에서 볼 때 상기 제1와이어와 제2와이어가 일정한 간격으로 배열된 구조를 가질 수 있다.
상기 제1와이어와 제2와이어는 금속으로 형성될 수 있다.
상기 제1와이어와 제2와이어는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2층이 상기 제3영역과 제4영역을 덮는 제2보호층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2보호층 상에 구비된 것으로, 복수 개의 제3 와이어가 이격되게 배열된 제5영역과, 와이어가 구비되지 않은 제6영역을 포함하는 제3층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1영역, 제3영역, 제5영역이 서로 중첩되지 않고, 상기 제2영역, 제4영역, 제6영역이 서로 중첩되지 않을 수 있다.
상기 제1영역, 제3영역, 제5영역이 서로 일부 중첩되고, 제2영역, 제4영역, 제6영역이 서로 일부 중첩되되, 상기 제1와이어, 제2와이어, 제3와이어 중 두 개의 와이어만이 제1층, 제2층, 및 제3층에 걸쳐 배치되도록 중첩될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자는, 기판; 상기 기판 상에 구비되고, 복수 개의 제1 와이어가 이격되게 배열된 제1 와이어 그리드를 포함하는 제1 영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제2영역과, 상기 제1영역과 제2영역을 덮는 제1보호층을 포함하는 제1층; 상기 제1층 상에 구비되고, 복수 개의 제2 와이어가 이격되게 배열된 제2 와이어 그리드를 포함하는 제3영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제4영역을 포함하는 제2층;을 포함할 수 있다.
상기 제1영역과 제3영역이 중첩되지 않고, 제2영역과 제4영역이 중첩되지 않을 수 있다.
상기 제1와이어 그리드와 제2와이어 그리드가 제1층과 제2층에 걸쳐 연속적으로 구비되는 배열 구조를 가질 수 있다.
상기 제1영역 위에 제3영역이 배치되고, 제2영역 위에 제4영역이 배치되어 투영면에서 볼 때 상기 제1와이어와 제2와이어가 일정한 간격으로 배열된 구조를 가질 수 있다.
상기 제1와이어와 제2와이어는 금속으로 형성될 수 있다.
상기 제1와이어와 제2와이어는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2층이 상기 제3영역과 제4영역을 덮는 제2보호층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2보호층 상에 구비된 것으로, 복수 개의 제3 와이어가 이격되게 배열된 제5영역과, 와이어가 구비되지 않은 제6영역을 포함하는 제3층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1영역, 제3영역, 제5영역이 서로 중첩되지 않고, 상기 제2영역, 제4영역, 제6영역이 서로 중첩되지 않을 수 있다.
상기 제1영역, 제3영역, 제5영역이 서로 일부 중첩되고, 제2영역, 제4영역, 제6영역이 서로 일부 중첩되되, 상기 제1와이어, 제2와이어, 제3와이어 중 두 개의 와이어만이 제1층, 제2층, 및 제3층에 걸쳐 배치되도록 중첩될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자 제조 방법은,
기판 상에 제1층을 적층하는 단계;
상기 제1층 상에 제1마스크를 적층하는 단계;
상기 제1마스크의 패턴에 따라 상기 제1층을 패터닝하고 에칭하여 제1 와이어 그리드가 형성될 제1영역과 와이어 그리드가 형성되지 않을 제2영역을 패터닝하는 단계; 상기 제1영역에 나노 임프린트 공정을 통해 제1 와이어 그리드를 형성하는 단계;
상기 제1영역과 제2영역에 제1보호층을 형성하는 단계;
상기 제1보호층 상에 제2층을 형성하는 단계;
상기 제2층 상에 제2마스크 패턴을 구비하는 단계;
상기 제2마스크 패턴에 따라 상기 제2층을 에칭하여 제2 와이어 그리드가 형성될 제3영역과 와이어 그리드가 형성되지 않을 제4영역을 패터닝하는 단계; 및
상기 제3영역에 나노 임프린트 공정을 통해 제2 와이어 그리드를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자 제조 방법은,
기판 상에 제1층을 적층하는 단계;
상기 제1층 상에 제1마스크 패턴을 구비하는 단계;
상기 제1마스크 패턴에 따라 상기 제1층을 에칭하여 제1 와이어 그리드가 형성될 제1영역과 제1 와이어 그리드가 형성되지 않을 제2영역을 패터닝하는 단계;
상기 제1영역에 나노 임프린트 공정을 통해 제1 와이어 그리드를 형성하는 단계;
상기 제1영역과 제2영역에 제1보호층을 형성하는 단계;
상기 제1보호층 상에 제2마스크 패턴을 구비하는 단계;
상기 제2마스크 패턴에 따라 상기 제1보호층의 제2영역을 에칭하는 단계;
상기 제2영역에 제2층을 적층하는 단계;
상기 제1층과 제2층 상에 제3마스크 패턴을 구비하는 단계; 및
상기 제3마스크 패턴에 따라 상기 제2영역에 나노 임프린트 공정을 통해 제2 와이어 그리드를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자는 대면적으로 제조가 가능한 구조를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자 제조 방법은 나노 임프린팅 공정을 이용하여 양산성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 와이어 그리드 편광장에 제2보호층을 더 구비한 예를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제1영역 내지 제4 영역의 배열 패턴의 예들을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 정면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 와이어 그리드 편광자의 제1 영역 내지 제6 영역의 배열 구조를 변형한 예를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자를 채용한 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 11 내지 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 23 내지 도 31은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 와이어 그리드 편광장에 제2보호층을 더 구비한 예를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제1영역 내지 제4 영역의 배열 패턴의 예들을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 정면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 와이어 그리드 편광자의 제1 영역 내지 제6 영역의 배열 구조를 변형한 예를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자를 채용한 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 11 내지 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 23 내지 도 31은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자의 제조 방법을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자, 이를 포함한 액정 표시 장치 및 와이어 그리드 편광자 제조 방법에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 또한, 한 층이 기판이나 다른 층의 "위", "상부", 또는 "상"에 구비된다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 위에 존재할 수도 있고, 비접촉으로 위에 존재할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(1)의 사시도를, 도 2는 도 1의 정면도를, 도 3은 도 1의 평면도를 도시한 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 와이어 그리드 편광자(1)는 기판(10)과, 상기 기판 상의 제1층(20), 및 상기 제1층(20) 상의 제2층(30)을 포함할 수 있다. 상기 기판(10)은 광이 투과되도록 투명 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(10)은 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 제1층(20)은 제1 와이어 그리드(25)가 구비된 제1영역(20A)과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제2영역(20B)을 포함할 수 있다. 상기 제1 와이어 그리드(25)는 복수 개의 제1와이어(25a)가 이격되게 배열된 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 와이어 그리드(25)는 예를 들어 복수 개의 제1 와이어(25a)가 일정한 간격으로 나란하게 배열된 구조를 가질 수 있다. 상기 제1와이어와 제1와이어 사이에는 제1그루브(25b)가 구비될 수 있다. 제1와이어(25a)의 배열 피치는 사용 광의 파장 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제1와이어와 제1와이어 사이의 피치는 사용 광의 파장의 1/4 이하일 수 있다. 예를 들어, 제1와이어와 제1와이어 사이의 피치는 0보다 크고 200nm 이하의 범위를 가질 수 있다. 제1 와이어 그리드(25)의 필팩터(fill factor)는 예를 들어, 0.3 이상 1 보다 작은 범위를 가질 수 있다. 필팩터는 상기 제1와이어(25a)와 제1그루브(25b)의 단면적 비를 나타낸다. 제1와이어(35a)의 높이는 100nm 이상일 수 있으며, 예를 들어, 제1와이어의 종횡비(aspect ratio)는 1 이상의 값을 가질 수 있다.
제1와이어(25a)는 금속을 포함할 수 있으며, 예를 들어 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2영역(20B)에는 와이어 그리드가 구비되지 않으며, 제2영역(20B)은 상기 제1 와이어 그리드의 제조 과정에서 이웃 영역에 발생될 수 있는 에러를 버퍼링하는 기능을 할 수 있다. 제조 에러를 작게 하기 위해, 상기 제1영역(20A)과 제1영역(20A)이 만나는 면적이 작게 되도록 제2영역(20B)을 배치할 수 있다.
제1영역(20A)과 제2영역(20B)이 교대로 배열될 수 있다. 제1영역(20A)과 제2영역(20B)은 다양한 형태로 배열될 수 있다. 제1영역(20A)과 제2영역(20B)은 제1 배열 규칙을 가지고 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서는 제1영역(20A)과 제2영역(20B)이 바둑판 형태로 배열된 구조를 예시하고 있다. 하지만, 제1영역과 제2영역의 배열 구조가 여기에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태로 배열될 수 있다. 제1영역(20A)과 제2영역(20B)을 바둑판 형태로 배열할 때, 제1영역(20A)과 이웃하는 제1영역(20A)은 모서리 부분에서만 이웃하게 되므로, 이웃하는 제1영역(20A)이 만나는 면을 최소화할 수 있다.
상기 제1층(20)에 제1보호층(27)이 더 구비될 수 있다. 상기 제1보호층(27)은 광 투과성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 상기 제1보호층(27)은 상기 제1영역(20A)과 제2영역(20B)을 덮을 수 있도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1보호층(27)은 제1영역(20A)과 제2영역(20B)을 매립하는 형태로 구비될 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 상기 제1와이어 그리드(25) 위에 구비되는 것도 가능하다.
상기 제2층(30)은 제2 와이어 그리드(35)가 구비된 제1영역(30A)과, 와이어가 구비되지 않은 제2영역(30B)을 포함할 수 있다. 상기 제2 와이어 그리드(35)는 복수 개의 제2 와이어(35a)가 이격되게 배열된 구조를 가질 수 있다. 상기 제2 와이어 그리드(35)는 예를 들어 복수 개의 제2와이어(35a)가 일정한 간격으로 나란하게 배열된 구조를 가질 수 있다. 상기 제2와이어와 제2와이어 사이에는 제2그루브(35b)가 구비될 수 있다. 제2와이어(35a)의 배열 피치는 사용 광의 파장 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제2와이어와 제2와이어 사이의 피치는 광의 파장의 1/4 이하일 수 있다. 예를 들어, 제2와이어와 제2와이어 사이의 피치는 0보다 크고 200nm 이하의 범위를 가질 수 있다. 제2 와이어 그리드(35)의 필팩터(fill factor)는 예를 들어, 0.3 이상 1 보다 작은 범위를 가질 수 있다. 상기 제2와이어의 종횡비(aspect ratio)는 1 이상의 값을 가질 수 있다.
제2와이어(35a)는 금속을 포함할 수 있으며, 예를 들어 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제4영역(30B)에는 와이어 그리드가 구비되지 않으며, 제4영역(30B)은 제3영역(30A)의 제2와이어 그리드를 제작시 이웃하는 영역에 에러를 발생시키는 것을 버퍼링하는 역할을 할 수 잇다.
상기 제3영역(30A)과 제4영역(30B)이 교대로 배열될 수 있다. 제3영역(30A)과 제4영역(30B)은 다양한 형태로 배열될 수 있다. 제3영역(30A)과 제4영역(30B)은 제2 배열 규칙을 가지고 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서는 제3영역(30A)과 제4영역(20B)이 바둑판 형태로 배열된 구조를 예시하고 있다. 하지만, 제3영역과 제4영역의 배열 구조가 여기에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태로 배열될 수 있다.
상기 제1영역(20A), 제2영역(20B), 제3영역(30A), 제4영역(30B)은 서로 연관 관계를 가지고 배열될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1영역(20A), 제2영역(20B), 제3영역(30A), 제4영역(30B)은 투영면에서 볼 때 상기 제1와이어(25a)와 제2와이어(35a)가 일정한 간격으로 배열된 구조를 가지도록 배열될 수 있다. 다시 말하면, 편광자 와이어 그리드(1)를 투영면에서 볼 때, 제1와이어(25a)와 제2와이어(35a)가 전체적으로 일정한 간격으로 배열되어 하나의 와이어 그리드를 형성하는 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제1영역(20A)과 제3영역(30A)이 중첩되지 않고, 제2영역(20B)과 제4영역(30B)이 서로 중첩되지 않도록, 제1영역 내지 제4영역(20A)(20B)(30A)(30B)들이 배열될 수 있다. 상기 제1영역(20A) 위에 제4영역(30B)이 배치되고, 제2영역(20B) 위에 제3영역(30A)이 배치될 수 있다. 다시 말하면, 제1영역(20A)과 제4영역(30B)이 중첩되고, 제2영역(20B)과 제3영역(30A)이 중첩될 수 있다. 따라서, 상기 와이어 그리드 편광자(1)는 제1층(20)과 제2층(30)을 전체적으로 볼 때, 와이어 그리드가 하나의 층에 배열된 것과 같은 광학적 효과를 가질 수 있다.
와이어의 배열 주기가 입사 광의 파장보다 작을 때, 와이어에 평행하게 편광된 광은 반사되고, 와이어에 수직하게 편광된 광은 투과될 수 있다. 이러한 광학적 특성에 따라, 상기 와이어 그리드 편광자(1)는, 예를 들어, 입사 광 중 제1편광의 광만을 투과시키고, 제2편광의 광을 반사키시는 작용을 할 수 있다. 제1 편광은 P 편광일 수 있으며, 제2편광은 S편광일 수 있다. 와이어의 폭, 두께, 및 배열 주기는 와이어 그리드 편광자의 투과율 및 반사율에 관계될 수 있다.
와이어 그리드 편광자는 제1편광의 광은 투과시키고, 제2편광의 광은 반사시켜 반사광을 재활용할 수 있으므로 광이용 효율을 높일 수 있다.
도 4에서는 제2층(30)이 상기 제2 와이어 그리드(35)를 보호하기 위한 제2보호층(37)을 더 포함한 예를 도시한 것이다. 상기 제2보호층(37)은 광 투과성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 상기 제2보호층(37)은 상기 제3영역(30A)과 제4영역(30B)을 덮을 수 있도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2보호층(37)은 제3영역(30A)과 제4영역(30B)을 매립하는 형태로 구비될 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 상기 제2와이어 그리드(35) 위에 구비되는 것도 가능하다.
도 5는 제1 내지 제4영역(20A)(20B)(30A)(30B)의 배열 방식의 다른 예를 도시한 것이다. 도 5에서는 제1영역(20A)과 제2영역(20B)이 다이아몬드 형태를 가지고 교대로 배열되고, 제3영역(30A)과 제4영역(30B)이 다이아몬드 형태를 가지고 교대로 배열될 수 있다. 도 6은 제1 내지 제4영역(20A)(20B)(30A)(30B)의 배열 방식의 또 다른 예를 도시한 것이다. 도 6에서는 제1영역(20A)과 제2영역(20B)이 삼각형 형태를 가지고 교대로 배열되고, 제3영역(30A)과 제4영역(30B)이 삼각형 형태를 가지고 교대로 배열될 수 있다. 제1영역(20A)과 제3영역(30A)이 중첩되지 않고, 제2영역(20B)과 제4영역(30B)이 중첩되지 않게 배열되고, 제1 내지 제4영역(20A)(20B)(30A)(30B)이 투영면에서 볼 때 제1 와이어와 제2와이어가 일정한 간격으로 배열된 구조를 가지도록 다양한 형태로 배열될 수 있다.
도 7은 다른 예의 와이어 그리드 편광자(100)를 도시한 것이다.
와이어 그리드 편광자(100)는 기판(110)과, 상기 기판 상의 제1층(120), 상기 제1층(120) 상의 제2층(130) 및 제2층(130) 상의 제3층(140)을 포함할 수 있다. 상기 기판(110)은 광이 투과되도록 투명 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 제1층(120)은 제1 와이어 그리드(125)가 구비된 제1영역(120A)과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제2영역(120B)을 포함할 수 있다. 상기 제1 와이어 그리드(125)는 복수 개의 제1와이어(125a)가 이격되게 배열된 구조를 가질 수 있다. 상기 제1와이어와 제1와이어 사이에는 제1그루브(125b)가 구비될 수 있다.
상기 제2영역(120B)에는 와이어 그리드가 구비되지 않으며, 상기 제1영역(120A)과 제2영역(120B)이 교대로 배열될 수 있다. 제1영역(120A)과 제2영역(120B)은 다양한 형태로 배열될 수 있다. 제1영역(20A)과 제2영역(20B)은 제1 배열 규칙을 가지고 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 7에서는 제1영역(20A)보다 제2영역(120B)이 작을 수 있다.
상기 제1층(120)에 제1보호층(127)이 더 구비될 수 있다. 상기 제1보호층(127)은 광 투과성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 상기 제2층(130)은 제2 와이어 그리드(135)가 구비된 제3영역(130A)과, 와이어가 구비되지 않은 제4영역(130B)을 포함할 수 있다. 상기 제2 와이어 그리드(135)는 복수 개의 제2 와이어(135a)가 이격되게 배열된 구조를 가질 수 있다. 상기 제2 와이어와 제2 와이어 사이에는 제2그루브(135b)가 구비될 수 있다.
상기 제4영역(130B)에는 와이어 그리드가 구비되지 않으며, 상기 제3영역(130A)과 제4영역(130B)이 교대로 배열될 수 있다. 제3영역(130A)과 제4영역(130B)은 다양한 형태로 배열될 수 있다. 제3영역(130A)과 제4영역(130B)은 제2 배열 규칙을 가지고 배열될 수 있다. 상기 제3영역(130A)이 제4영역(130B)보다 작을 수 있다.
상기 제2층(130)에 제2보호층(137)이 더 구비될 수 있다. 상기 제2보호층(137)은 광 투과성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 상기 제3층(140)은 제3 와이어 그리드(145)가 구비된 제5영역(140A)과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제6영역(140B)을 포함할 수 있다. 상기 제3 와이어 그리드(145)는 복수 개의 제3 와이어(145a)가 이격되게 배열된 구조를 가질 수 있다. 상기 제3 와이어와 제3 와이어 사이에는 제3그루브(145b)가 구비될 수 있다.
상기 제6영역(140B)에는 와이어 그리드가 구비되지 않으며, 상기 제5영역(140A)과 제6영역(140B)이 교대로 배열될 수 있다. 제5영역(140A)과 제6영역(140B)은 다양한 형태로 배열될 수 있다. 제5영역(140A)과 제6영역(140B)은 제3 배열 규칙을 가지고 배열될 수 있다. 상기 제5영역(140A)이 제6영역(140B)보다 작을 수 있다.
상기 제1와이어 그리드(125), 제2와이어 그리드(135), 및 제3와이어 그리드(145)는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 제1와이어 그리드(25), 제2와이어 그리드(35)와 실질적으로 동일한 구성 및 작용 효과를 가지므로 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 제1영역(120A), 제2영역(120B), 제3영역(130A), 제4영역(130B), 제5영역(140A), 제6영역(140B)은 서로 연관 관계를 가지고 배열될 수 있다. 상기 제1영역(120A), 제2영역(120B), 제3영역(130A), 제4영역(130B), 제5영역(140A), 제6영역(140B)은 투영면에서 볼 때 상기 제1와이어(125a)와 제2와이어(135a)가 일정한 간격으로 배열된 구조를 가지도록 배열될 수 있다. 다시 말하면, 편광자 와이어 그리드(100)를 투영면에서 볼 때, 제1와이어(125a), 제2와이어(135a), 제3와이어(145a)가 전체적으로 일정한 간격으로 배열되어 한 층의 와이어 그리드를 형성하는 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1와이어(125a), 제2와이어(135a), 제3와이어(145a)가 전체적으로 일정한 간격으로 배열되도록, 상기 제1영역(120A), 제3영역(130A), 제5영역(140A)이 중첩되지 않게 배열될 수 있다. 제2영역(120B)과 제4영역(130B)은 일부 서로 중첩되게 배열되고, 제4영역(130B)과 제6영역(140B)은 일부 서로 중첩되게 배열될 수 있다. 와이어 그리드 편광자(100)는 제1층(120), 제2층(130) 및 제3층(140)을 전체적으로 볼 때, 와이어가 하나의 층에 배열된 것과 같은 광학적 효과를 가질 수 있다. 상기 제3층(140)은 제3보호층(147)을 더 포함할 수 있다.
편광자 와이어 그리드를 투영면에서 볼 때, 와이어가 전체적으로 일정한 간격으로 배열되는 구조를 가지도록, 층의 개수와, 각 층에 있는 와이어 그리드가 있는 영역과 와이어 그리드가 없는 영역의 배열 방법 등은 다양하게 변형될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자(200)를 도시한 것이다. 상기 와이어 그리드 편광자(200)는 기판(210)과, 상기 기판(210) 상의 제1층(220), 상기 제1층(220) 상의 제2층(230) 및 제2층(230) 상의 제3층(240)을 포함할 수 있다. 상기 기판(210)은 광이 투과되도록 투명 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(210)은 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 제1층(220)은 제1 와이어 그리드(225)가 구비된 제1영역(220A)과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제2영역(220B)을 포함할 수 있다. 상기 제1 와이어 그리드(225)는 복수 개의 제1와이어(225a)가 이격되게 배열된 구조를 가질 수 있다. 상기 제1와이어와 제1와이어 사이에는 제1그루브(225b)가 구비될 수 있다.
상기 제2영역(220B)에는 와이어 그리드가 구비되지 않으며, 상기 제1영역(220A)과 제2영역(220B)이 교대로 배열될 수 있다. 제1영역(220A)과 제2영역(220B)은 다양한 형태로 배열될 수 있다. 제1영역(220A)과 제2영역(220B)은 제1 배열 규칙을 가지고 배열될 수 있다. 예를 들어, 1영역(220A)이 제2영역(220B)보다 클 수 있다.
상기 제1층(220)에 제1보호층(227)이 더 구비될 수 있다. 상기 제1보호층(227)은 광 투과성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 상기 제2층(230)은 제2 와이어 그리드(235)가 구비된 제3영역(230A)과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제4영역(230B)을 포함할 수 있다. 상기 제2 와이어 그리드(235)는 복수 개의 제2 와이어(235a)가 이격되게 배열된 구조를 가질 수 있다. 상기 제2 와이어와 제2 와이어 사이에는 제2그루브(235b)가 구비될 수 있다.
상기 제4영역(230B)에는 와이어 그리드가 구비되지 않으며, 상기 제3영역(230A)과 제4영역(230B)이 교대로 배열될 수 있다. 제3영역(230A)과 제4영역(230B)은 다양한 형태로 배열될 수 있다. 제3영역(230A)과 제4영역(230B)은 제2 배열 규칙을 가지고 배열될 수 있다. 상기 제3영역(230A)이 제4영역(230B)보다 클 수 있다.
상기 제2층(230)에 제2보호층(237)이 더 구비될 수 있다. 상기 제2보호층(237)은 광 투과성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 상기 제3층(240)은 제3 와이어 그리드(245)가 구비된 제5영역(240A)과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제6영역(240B)을 포함할 수 있다. 상기 제3 와이어 그리드(245)는 복수 개의 제3 와이어(245a)가 이격되게 배열된 구조를 가질 수 있다. 상기 제3 와이어와 제3 와이어 사이에는 제3그루브(245b)가 구비될 수 있다.
상기 제6영역(240B)에는 와이어 그리드가 구비되지 않으며, 상기 제5영역(240A)과 제6영역(240B)이 교대로 배열될 수 있다. 제5영역(240A)과 제6영역(240B)은 다양한 형태로 배열될 수 있다. 제5영역(240A)과 제6영역(240B)은 제3 배열 규칙을 가지고 배열될 수 있다. 상기 제5영역(240A)이 제6영역(240B)보다 클 수 있다.
상기 제1와이어 그리드(225), 제2와이어 그리드(235), 및 제3와이어 그리드(245)는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 제1와이어 그리드(25), 제2와이어 그리드(35)와 실질적으로 동일한 구성 및 작용 효과를 가지므로 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 제1영역(220A), 제2영역(220B), 제3영역(230A), 제4영역(230B), 제5영역(240A), 제6영역(240B)은 서로 연관 관계를 가지고 배열될 수 있다. 상기 제1영역(220A), 제2영역(220B), 제3영역(230A), 제4영역(230B), 제5영역(240A), 제6영역(240B)은 제1층(220), 제2층(230) 및 제3층(240)에 걸쳐 상기 제1와이어(225a), 제2와이어(235a), 제3와이어(245a) 중 두 개가 배열된 구조를 가지도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1와이어(225a), 제2와이어(235a), 제3와이어(245a)가 전체적으로 두 개의 층에 분할 배열될 수 있다. 따라서, 와이어 그리드 편광자(200)는 전체적으로 볼 때, 두 개의 와이어 그리드 층(wire grid layer)을 가지는 구조를 가질 수 있다.
따라서, 와이어 그리드 편광자(200)는 제1층(120), 제2층(130) 및 제3층(140)을 전체적으로 볼 때, 와이어가 두 개의 층에 배열된 것과 같은 광학적 효과를 가질 수 있다. 와이어 그리드 편광자는 와이어의 깊이, 두께, 배열 주기 등에 따라 광 투과 효율이 달라질 수 있다. 예를 들어, 와이어의 종횡비(aspect ratio)는 1 이상의 값을 가질 수 있다. 와이어의 깊이가 폭보다 클 때 광 투과 효율이 높을 수 있다. 그런데, 와이어가 입사 광의 파장보다 작은 사이즈를 가질 때, 와이어의 깊이를 깊게 제작하는 것이 용이하지 않다. 하지만, 도 8에 도시된 바와 같이 여러 층에 걸쳐 와이어 그리드를 적층함으로써 와이어의 깊이를 깊게 하는 효과를 가질 수 있다.
한편, 상기 제3층(240)은 제3보호층(247)을 더 포함할 수 있다.
도 9는 도 8과 비교할 때, 제1영역(220A), 제2영역(220B), 제3영역(230A), 제4영역(230B), 제5영역(240A), 제6영역(240B)의 배치 구조를 변형한 예를 도시한 것이다. 이와 같이, 편광자 와이어 그리드를 종단면에서 볼 때, 적어도 하나의 와이어 그리드 층이 전체적으로 일정한 간격으로 배열되는 구조를 가지도록, 층의 개수와, 각 층에 와이어 그리드가 있는 영역과 와이어 그리드가 없는 영역의 배열 방법 등은 다양하게 변형될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(250)를 개략적으로 도시한 것이다. 액정 표시 장치(250)는 광원부(265)와, 상기 광원부(260)로부터의 광의 일부를 반사시키고, 일부를 투과시키는 와이어 그리드 편광자(WGP)를 포함할 수 있다.
상기 와이어 그리드 편광자(WGP)의 상부에 전극층(270)과, 제2기판(285)이 이격되게 배치되어 있다. 상기 전극층(270)과 제2기판(285) 사이에 액정층(280)이 구비될 수 있다. 상기 제2기판(285)의 일 면에 편광판(290)이 구비될 수 있다.
상기 광원부(265)의 하부에는 반사판(260)이 더 구비될 수 있다.
상기 광원부(265)는 광원의 배치 형태에 따라서 직하형(direct light type)과, 측광형(edge light type)으로 분류될 수 있다. 직하형은 광원이 상기 인셀 편광자(IP)의 아래에 설치되어 광을 액정 표시 장치에 직접 조사하는 방식을 채용하고, 측광형은 광을 도광판(미도시)을 통해 와이어 그리드 편광자(WGP)에 조사하는 방식을 채용할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 액정 표시 장치는 직하형과 측광형 양쪽 모두 적용 가능하다. 광원부(265)의 광원으로는 예를 들어, LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode), CCFL(Cool Cathode Fluorescent Light) 등이 사용될 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
상기 와이어 그리드 편광자(WGP)는 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 와이어 그리드 편광자(1)(100)(200)가 채용될 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(WGP)는 대면적으로 제조될 수 있어 대형 사이즈의 액정 표시 장치에 적합하게 채용될 수 있다.
다음, 도 11 내지 도 22를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자 제조 방법에 대해 설명한다.
도 11을 참조하면, 기판(310) 상에 제1층(320)을 적층하고, 상기 제1층(320) 상에 제1마스크(M1)를 적층한다. 상기 기판(310)은 광이 투과되도록 투명 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(310)은 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1마스크(M1)의 패턴에 따라 상기 제1층(320)을 패터닝하고 에칭하여 제1영역(320A)과 제2영역(320B)을 형성할 수 있다. 상기 제1영역(320A)은 와이어 그리드가 구비될 영역이고, 제2영역(320B)은 와이어 그리드가 구비되지 않을 영역일 수 있다. 제1마스크(M1)에 의한 패터닝 공정에 의해 와이어 그리드가 구비될 제1영역과 와이어 그리드가 구비되지 않는 제2영역이 정의될 수 있다. 상기 패터닝 공정으로는 예를 들어, 포토 리소그래피 공정이 이용될 수 있다.
그 다음, 나노 임프린팅 공정을 통해 제1영역(320A)에 와이어 그리드를 형성할 수 있다. 나노 임프린팅 공정에서는, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 제1마스크(M1) 상에 제1수지층(R1)을 적층 할 수 있다. 그리고, 제1스탬프(S1)를 이용하여 제1수지층(R1)을 패터닝한다. 제1스탬프(S1)는 제1 패턴(P1)을 가지고 있고, 상기 제1스탬프(S1)의 제1패턴(P1)을 상기 제1수지층(R1)에 전사함으로써, 제1수지층(R1)에 제2패턴(P2)이 형성될 수 있다. 상기 제1스탬프(S1)를 이용하여 제1수지층(R1)의 다른 영역에 순차적으로 제2패턴을 형성할 수 있다. 도 15를 참조하면, 상기 제2패턴(P2)에 따라 제1층(320)을 에칭하고, 상기 제1수지층(R1)과 제1마스크(M1)를 제거하여 제1영역(320A)에 제1 와이어 그리드(325)를 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제1수지층(R1)에 제1스탬프(S1)의 제1패턴(P1)을 전사할 때, 상기 제1수지층(R1)의 측면부에서 수지층이 밀려나 제2패턴의 형상이 변형될 수 있다. 그리고, 만약 상기 제2영역(320B) 없이 제1영역 바로 옆에서 스탬프를 이용하여 전사를 계속하는 경우, 이러한 형상 변형이 더욱 심해질 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 제1 영역(320A) 옆에는 와이어 그리드가 구비될 필요가 없는 제2영역(320B)이 위치하므로, 제2패턴의 형상 변형이 억제될 수 있다. 형상 변형이 적은 제2패턴(P2)을 이용하여 제1영역(320A)에 제1 와이어 그리드(325)를 형성하므로, 제1 와이어 그리드(325)의 변형 에러가 감소될 수 있다. 따라서, 제1스탬프(S1)를 이용한 단순한 공정을 이용하여 복수 개의 제1영역(320A)에 대응되는 제1수지층(R1)에 제2패턴(P2)을 전사함으로써 빠르게 넓은 면적에 걸쳐 제1영역(320A)들에 제1와이어 그리드(325)를 형성할 수 있다. 그리고, 제1영역과 제1영역이 이어지는 연결부에서 변형 에러가 많이 발생되는데, 제1영역(320A)들이 불연속적으로 배열되므로, 이러한 연결부가 최소화되는 구조를 가지므로 본 실시예에 따라 제조된 와이어 그리드 편광자는 대면적으로 제작되면서도 변형 에러가 감소될 수 있다.
도 16을 참조하면, 제1영역(320A)과 제2영역(320B) 상에 제1보호층(327)을 형성할 수 있다. 상기 제1보호층(327) 상에 제2층(330)을 적층할 수 있다. 상기 제2층(330) 상에 제2마스크(M2)를 적층한다.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 제2마스크(M2)의 패턴에 따라 상기 제2층(330)을 패터닝하고 에칭하여 제3영역(330A)과 제4영역(330B)을 형성할 수 있다. 상기 제3영역(330A)은 와이어 그리드가 구비될 영역이고, 제4영역(330B)은 와이어 그리드가 구비되지 않을 영역일 수 있다. 제2마스크(M2)에 의한 패터닝 공정에 의해 와이어 그리드가 구비될 제3영역(330A)과 와이어 그리드가 구비되지 않는 제2영역(330B)이 정의될 수 있다. 상기 패터닝 공정으로는 예를 들어, 포토 리소그래피 공정이 이용될 수 있다.
다음, 나노 임프린팅 공정을 통해 제3영역(330A)에 와이어 그리드를 형성할 수 있다. 나노 임프린팅 공정에서는, 도 19에 도시된 바와 같이 상기 제2마스크(M2) 상에 제2수지층(R2)을 적층 할 수 있다. 그리고, 도 20에 도시된 바와 같이 제2스탬프(S2)를 이용하여 제2수지층(R2)을 패터닝한다. 제2스탬프(S2)는 제3 패턴(P3)을 가지고 있고, 상기 제2스탬프(S2)의 제3패턴(P1)을 상기 제2수지층(R2)에 전사함으로써, 제2수지층(R2)에 제4패턴(P4)이 형성될 수 있다. 상기 제2스탬프(S2)를 이용하여 제2수지층(R2)의 다른 영역에 순차적으로 제4패턴을 형성할 수 있다. 도 21을 참조하면, 상기 제4패턴(P4)에 따라 제2층(330)을 에칭하고, 상기 제2수지층(R2)과 제2마스크(M2)를 제거하여 제3영역(330A)에 제2 와이어 그리드(335)를 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제2수지층(R2)에 제2스탬프(S2)의 제3패턴(P3)을 전사할 때, 상기 제2수지층(R2)의 측면부에서 수지층이 밀려나 제4패턴의 형상이 변형될 수 있다. 그리고, 만약 상기 제4영역(320B) 없이 제3영역 바로 옆에서 스탬프를 이용하여 전사를 계속하는 경우, 이러한 형상 변형이 더욱 심해질 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 제3 영역(330A) 옆에는 와이어 그리드가 구비될 필요가 없는 제4영역(330B)이 위치하므로, 제4패턴의 형상 변형이 억제될 수 있다. 형상 변형이 적은 제4패턴(P4)을 이용하여 제3영역(330A)에 제2 와이어 그리드(335)를 형성하므로, 제2 와이어 그리드(335)의 변형 에러가 감소될 수 있다. 따라서, 제2스탬프(S2)를 이용한 단순한 공정을 이용하여 복수 개의 제3영역(330A)에 대응되는 제2수지층(R2)에 제4패턴(P4)을 전사함으로써 빠르게 넓은 면적에 걸쳐 제3영역(330A)들에 제2와이어 그리드(335)를 형성할 수 있다. 그리고, 제3영역과 제3영역이 이어지는 연결부에서 변형 에러가 많이 발생되는데, 제3영역(330A)들이 불연속적으로 배열되므로, 이러한 연결부가 최소화되는 구조를 가지므로 본 실시예에 따라 제조된 와이어 그리드 편광자는 대면적으로 제작되면서도 변형 에러가 감소될 수 있다.
제1층(320)에 제1영역(320A)과 제2영역(320B)을 미리 패터닝하고, 제1영역(320A)에만 제1 와이어 그리드(325)를 형성하여, 제1 와이어 그리드(325)를 불연속적으로 형성함으로써, 나노 임프린팅 공정을 이용하여 제1와이어 그리드를 제작시 발생하는 형상 변형 발생을 감소할 수 있다. 또한, 제2층(330)에 제3영역(330A)과 제4영역(330B)을 미리 패터닝하고, 제3영역(330A)에만 제2 와이어 그리드(335)를 형성하여, 제2 와이어 그리드(335)를 불연속적으로 형성함으로써, 나노 임프린팅 공정을 이용하여 제2와이어 그리드를 제작시 발생하는 형상 변형 발생을 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 제1 와이어 그리드(325)를 불연속적으로 형성하는 제1 나노 임프린팅 공정과 제2 와이어 그리드(335)를 불연속적으로 형성하는 제2 나노 임프린팅 공정을 각각 수행함으로써 나노 임프린팅 공정으로 인해 발생할 수 있는 형상 변형 문제를 줄이고, 대면적으로 와이어 그리드 편광자를 제작할 수 있다.
도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 3층 구조의 와이어 그리드 편광자는 도 14 내지 도 22를 참조하여 설명한 바와 같이 나노 임프린팅 공정을 이용하여 한 층 더 와이어 그리드를 층을 형성하는 단계를 추가하여 제작될 수 있다.
다음, 도 23 내지 도 31을 참조하여 다른 실시예에 따른 와이어 그리드 편광자 제조 방법에 대해 설명한다.
도 23을 참조하면, 기판(410) 상에 제1층(420)을 적층하고, 상기 제1층(420) 상에 제1마스크(M1)를 적층한다. 상기 기판(410)은 광이 투과되도록 투명 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(310)은 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 제1층(420)은 금속으로 형성될 수 있다. 상기 제1층(420)은 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 24에 도시된 바와 같이, 상기 제1마스크(M1)의 패턴에 따라 상기 제1층(420)을 패터닝하고 에칭하여 제1영역(420A)과 제2영역(EA)을 형성할 수 있다. 상기 제1영역(420A)은 제1와이어 그리드가 구비될 영역이고, 제2영역(EA)은 제2와이어 그리드가 구비되지 않을 영역일 수 있다. 제1마스크(M1)에 의한 패터닝 공정에 의해 제1와이어 그리드가 구비될 제1영역과 제1와이어 그리드가 구비되지 않는 제2영역이 정의될 수 있다. 상기 패터닝 공정으로는 예를 들어, 포토 리소그래피 공정이 이용될 수 있다.
그 다음, 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이, 나노 임프린팅 공정을 통해 제1영역(420A)에 제1 와이어 그리드를 형성할 수 있다. 나노 임프린팅 공정은 도 13 내지 도 14를 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
나노 임프린팅 공정을 통해 제1와이어 그리드(425)를 불연속적으로 형성하기 때문에, 앞서 설명한 바와 같이 제1와이어 그리드를 연속적으로 형성할 때 제1와이어 그리드가 연결되는 부분에서 발생하는 형상 변형 에러를 줄일 수 있다.
다음, 도 26에 도시된 바와 같이, 제1층(420) 위에 제1보호층(427)을 형성할 수 있다. 그리고, 도 26 및 도 27을 참조하면, 상기 제1보호층(427)을 마스크(M)를 이용하여 패터닝하여 제1영역(420)과 제1영역(420) 사이에 제3영역(EA2)을 형성할 수 있다. 제3영역(EA2)은 상기 제2영역(EA)과 실질적으로 같은 영역일 수 있다. 여기서, 제1영역(420A)은 제1보호층(427)에 의해 보호되어 있고, 제3영역(EA2)에서는 기판(410)이 노출될 수 있다.
상기 제1 와이어 그리드(425)는 불연속적으로 형성되기 때문에, 나노 임프린팅 공정을 이용하여 제1와이어 그리드를 제작시 발생하는 형상 변형 발생을 감소할 수 있다.
다음, 도 28에 도시된 바와 같이 상기 제3영역(EA2)에 제2층(430)을 적층한다. 상기 제2층(430)은 마스크(M)를 이용하여 제3영역(EA2)에만 적층될 수 있다. 상기 제2층(430)은 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2층(430)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2층(430) 위에 제2마스크(M2)를 적층한다. 도 29에 도시된 바와 같이 상기 제2마스크(M2)상에 제2수지층(R2)을 적층하고, 나노 임프린팅 공정을 통해 상기 제3영역(EA2)에 제2와이어 그리드(435)를 형성할 수 있다. 상기 제2수지층에 형상 변형이 있을 때, 제2수지층을 통해 에칭하여 얻은 제2 와이어 그리드로 형상 변형이 생길 수 있다. 하지만, 도 29에 도시된 바와 같이 제2수지층(R2)이 불연속적으로 형성되기 때문에 제2수지층의 형상이 변형되는 것을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 제2 와이어 그리드(435)도 형상 변형 발생이 감소될 수 있다.
도 31을 참조하면, 상기 제1 와이어 그리드(425)와 제2 와이어 그리드(435)를 보호할 수 있는 제2보호층(437)이 더 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 와이어 그리드(425)와 제2 와이어 그리드(435)가 한 층에 같이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 와이어 그리드 제조 방법은 제1 와이어 그리드를 형성하는 제1 나노 임프린팅 공정과 제2 와이어 그리드를 형성하는 제2 나노 임프린팅 공정이 따로 따로 이루어지고, 각각 다른 영역에서 이루어질 수 있다. 그럼으로써, 연속적인 영역에서 나노 임프린팅 공정을 수행시 발생할 수 있는 형상 변형 발생을 줄일 수 있다. 그럼으로써, 나노 임프린팅 공정을 이용하여 대면적으로 와이어 그리드 편광자를 제작할 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
1,10.100,200...와이어 그리드 편광자
10,110,210,310...기판 20,120,220,320...제1층
30,130,230,330...제2층, 140,240...제3층
20A,120A,220A...제1영역, 20B,120B,220B...제2영역
30A,130A,230A...제3영역, 30B,130B,230B...제4영역
25,125,225...제1와이어 그리드
35,135,235...제2와이어 그리드
25a,125a,225a,35a,135a,235a...와이어
25b,125b,225b,35b,135b,235b...그루브
260...반사판, 265...광원부
WGP...와이어 그리드 편광자
280...액정층 285...편광자
10,110,210,310...기판 20,120,220,320...제1층
30,130,230,330...제2층, 140,240...제3층
20A,120A,220A...제1영역, 20B,120B,220B...제2영역
30A,130A,230A...제3영역, 30B,130B,230B...제4영역
25,125,225...제1와이어 그리드
35,135,235...제2와이어 그리드
25a,125a,225a,35a,135a,235a...와이어
25b,125b,225b,35b,135b,235b...그루브
260...반사판, 265...광원부
WGP...와이어 그리드 편광자
280...액정층 285...편광자
Claims (30)
- 광원부;
상기 광원부 상부에 구비된 제1기판;
상기 제1기판의 상부에 구비된 전극층;
상기 전극층으로부터 이격된 제2기판;
상기 제2기판의 일면에 구비된 편광판;
상기 전극층과 제2기판 사이의 액정층;
상기 제1 기판 상에 구비되고, 복수 개의 제1 와이어가 이격되게 배열된 제1와이어 그리드를 가지는 제1 영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제2영역과, 상기 제1영역과 제2영역을 덮는 제1보호층을 포함하는 제1층, 상기 제1층 상에 구비되고, 복수 개의 제2 와이어가 이격되게 배열된 제2 와이어 그리드를 가지는 제3영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제4영역을 포함하는 제2층을 포함하는 와이어 그리드 편광자;를 포함하는 액정 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1영역과 제3영역이 중첩되지 않고, 제2영역과 제4영역이 중첩되지 않는 액정 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1영역, 제2영역, 제3영역 및 제4영역은 투영면에서 볼 때 제1와이어와 제2와이어가 일정한 간격으로 배열된 구조를 가지도록 배열된 액정 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1영역 위에 제4영역이 배치되고, 제2영역 위에 제3영역이 배치되어 투영면에서 볼 때 상기 제1와이어와 제2와이어가 일정한 간격으로 배열된 구조를 가지는 액정 표시 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1와이어와 제2와이어는 금속으로 형성된 액정 표시 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제1와이어와 제2와이어는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 액정 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2층이 상기 제3영역과 제4영역을 덮는 제2보호층을 더 포함하는 액정 표시 장치. - 제7항에 있어서,
상기 제2보호층 상에 구비된 것으로, 복수 개의 제3 와이어가 이격되게 배열된 제5영역과, 와이어가 구비되지 않은 제6영역을 포함하는 제3층을 더 포함하는 액정 표시 장치. - 제8항에 있어서,
상기 제1영역, 제3영역, 제5영역이 서로 중첩되지 않고, 상기 제2영역, 제4영역, 제6영역이 서로 중첩되지 않는 액정 표시 장치. - 제8항에 있어서,
상기 제1영역, 제3영역, 제5영역이 서로 일부 중첩되고, 제2영역, 제4영역, 제6영역이 서로 일부 중첩되되, 상기 제1와이어, 제2와이어, 제3와이어 중 두 개의 와이어만이 제1층, 제2층, 및 제3층에 걸쳐 배치되도록 중첩되는 액정 표시 장치. - 기판;
상기 기판 상에 구비되고, 복수 개의 제1 와이어가 이격되게 배열된 제1 와이어 그리드를 포함하는 제1 영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제2영역과, 상기 제1영역과 제2영역을 덮는 제1보호층을 포함하는 제1층;
상기 제1층 상에 구비되고, 복수 개의 제2 와이어가 이격되게 배열된 제2 와이어 그리드를 포함하는 제3영역과, 와이어 그리드가 구비되지 않은 제4영역을 포함하는 제2층;을 포함하는 와이어 그리드 편광자. - 제11항에 있어서,
상기 제1영역과 제3영역이 중첩되지 않고, 제2영역과 제4영역이 중첩되지 않는 와이어 그리드 편광자. - 제11항에 있어서,
상기 제1와이어 그리드와 제2와이어 그리드가 제1층과 제2층에 걸쳐 연속적으로 구비되는 배열 구조를 가지는 와이어 그리드 편광자. - 제11항에 있어서,
상기 제1영역 위에 제3영역이 배치되고, 제2영역 위에 제4영역이 배치되어 투영면에서 볼 때 상기 제1와이어와 제2와이어가 일정한 간격으로 배열된 구조를 가지는 와이어 그리드 편광자. - 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1와이어와 제2와이어는 금속으로 형성된 와이어 그리드 편광자. - 제15항에 있어서,
상기 제1와이어와 제2와이어는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 와이어 그리드 편광자. - 제11항에 있어서,
상기 제2층이 상기 제3영역과 제4영역을 덮는 제2보호층을 더 포함하는 와이어 그리드 편광자. - 제17항에 있어서,
상기 제2보호층 상에 구비된 것으로, 복수 개의 제3 와이어가 이격되게 배열된 제5영역과, 와이어가 구비되지 않은 제6영역을 포함하는 제3층을 더 포함하는 와이어 그리드 편광자. - 제18항에 있어서,
상기 제1영역, 제3영역, 제5영역이 서로 중첩되지 않고, 상기 제2영역, 제4영역, 제6영역이 서로 중첩되지 않는 와이어 그리드 편광자. - 제18항에 있어서,
상기 제1영역, 제3영역, 제5영역이 서로 일부 중첩되고, 제2영역, 제4영역, 제6영역이 서로 일부 중첩되되, 상기 제1와이어, 제2와이어, 제3와이어 중 두 개의 와이어만이 제1층, 제2층, 및 제3층에 걸쳐 배치되도록 중첩되는 와이어 그리드 편광자. - 기판 상에 제1층을 적층하는 단계;
상기 제1층 상에 제1마스크를 적층하는 단계;
상기 제1마스크의 패턴에 따라 상기 제1층을 패터닝하고 에칭하여 제1 와이어 그리드가 형성될 제1영역과 와이어 그리드가 형성되지 않을 제2영역을 패터닝하는 단계;
상기 제1영역에 나노 임프린트 공정을 통해 제1 와이어 그리드를 형성하는 단계;
상기 제1영역과 제2영역에 제1보호층을 형성하는 단계;
상기 제1보호층 상에 제2층을 형성하는 단계;
상기 제2층 상에 제2마스크 패턴을 구비하는 단계;
상기 제2마스크 패턴에 따라 상기 제2층을 에칭하여 제2 와이어 그리드가 형성될 제3영역과 와이어 그리드가 형성되지 않을 제4영역을 패터닝하는 단계; 및
상기 제3영역에 나노 임프린트 공정을 통해 제2 와이어 그리드를 형성하는 단계;를 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법. - 제21항에 있어서,
상기 제1영역과 제3영역이 중첩되지 않고, 제2영역과 제4영역이 중첩되지 않는 와이어 그리드 편광자 제조 방법. - 제21항에 있어서,
상기 제1영역과 제2영역이 제1 배열 구조를 가지며, 상기 제3영역과 제4영역이 제2 배열 구조를 가지는 와이어 그리드 편광자 제조 방법. - 제21항에 있어서,
상기 제1영역 위에 제3영역이 배치되고, 제2영역 위에 제4영역이 배치되어 투영면에서 볼 때 상기 제1와이어 그리드와 제2와이어 그리드가 연속적으로 배열된 구조를 가지는 와이어 그리드 편광자 제조 방법. - 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1층과 제2층은 금속으로 형성된 와이어 그리드 편광자 제조 방법. - 제25항에 있어서,
상기 제1층과 제2층은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법. - 제21항에 있어서,
상기 제3영역과 제4영역을 덮는 제2보호층을 더 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법. - 기판 상에 제1층을 적층하는 단계;
상기 제1층 상에 제1마스크 패턴을 구비하는 단계;
상기 제1마스크 패턴에 따라 상기 제1층을 에칭하여 제1 와이어 그리드가 형성될 제1영역과 제1 와이어 그리드가 형성되지 않을 제2영역을 패터닝하는 단계;
상기 제1영역에 나노 임프린트 공정을 통해 제1 와이어 그리드를 형성하는 단계;
상기 제1영역과 제2영역에 제1보호층을 형성하는 단계;
상기 제1보호층 상에 제2마스크 패턴을 구비하는 단계;
상기 제2마스크 패턴에 따라 상기 제1보호층의 제2영역을 에칭하는 단계;
상기 제2영역에 제2층을 적층하는 단계;
상기 제1층과 제2층 상에 제3마스크 패턴을 구비하는 단계;
상기 제3마스크 패턴에 따라 상기 제2영역에 나노 임프린트 공정을 통해 제2 와이어 그리드를 형성하는 단계;를 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법. - 제28항에 있어서,
상기 제1층과 제2층은 금속으로 형성된 와이어 그리드 편광자 제조 방법. - 제29항에 있어서,
상기 제1층과 제2층은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 와이어 그리드 편광자 제조 방법.
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