KR20160072379A - 표시 기판, 표시 패널 및 편광 소자의 제조 방법 - Google Patents

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KR20160072379A
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Abstract

본 발명에 따른 표시 기판은 베이스 기판 상에 배치되어 복수의 개구 영역들을 정의하는 차광 패턴 및 서로 이격되는 복수의 선형 패턴을 포함하는 편광 소자를 포함하며, 상기 개구 영역은 컬러 광을 투과 시키는 컬러 영역 및 백색 광을 투과 시키는 백색 영역을 포함하고, 상기 편광 소자는 상기 컬러 영역 및 상기 백색 영역과 중첩한다.

Description

표시 기판, 표시 패널 및 편광 소자의 제조 방법 {DISPLAY SUBSTRATE, DISPLAY PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING A POLARIZER}
본 발명은 표시 기판, 표시 패널 및 편광 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치용 표시 기판, 상기 표시 기판을 포함하는 표시 패널 및 편광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 분자 배열을 변환시키고, 이러한 분자 배열의 변환에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선 광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.
액정 표시 장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 분자 배열을 변환시키고, 이러한 분자 배열의 변환에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선 광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.
일반적으로, 표시 장치는 표시 패널, 백라이트 어셈블리 및 수납 용기를 포함한다. 상기 표시 패널은 제1 및 제2 표시 기판들을 포함하고, 상기 백라이트 어셈블리는 내부 광원을 포함한다. 따라서, 상기 표시 패널은 상기 광원으로부터 제공되는 광을 투과시켜 영상을 표시한다.
최근, 상기 내부 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리 없이, 자연광과 형광등과 같은 외부 광원을 이용하여 영상을 표시하는 투명 표시 장치가 사용되고 있다. 상기투명 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.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 광 효율을 향상시키는 표시 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 기판을 포함하는 표시 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 편광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 기판은 베이스 기판 상에 배치되어 복수의 개구 영역들을 정의하는 차광 패턴 및 서로 이격되는 복수의 선형 패턴을 포함하는 편광 소자를 포함하며, 상기 개구 영역은 컬러 광을 투과 시키는 컬러 영역 및 백색 광을 투과 시키는 백색 영역을 포함하고, 상기 편광 소자는 상기 컬러 영역 및 상기 백색 영역과 중첩한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컬러 영역은 적색광, 녹색광 및 청색광을 투과시키는 컬러 필터를 포함하며, 상기 백색 영역은 컬러 필터가 형성되지 않은 영역일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 편광 소자는 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 패턴은 흑색 착색제 또는 유기 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 편광 소자는 상기 차광 패턴이 배치된 영역에 배치되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 패턴은 금속을 포함하는 반사 패턴을 포함하며, 상기 반사 패턴은 상기 편광 소자와 동일한 층에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 패턴은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널은 제1 베이스 기판 상에 배치되어 복수의 개구 영역들을 정의하는 차광 패턴 및 서로 이격되는 복수의 선형 패턴을 포함하는 제1 편광 소자를 포함하는 제1 표시 기판 및 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상에 배치된 스위칭 소자 및 상기 제1 편광 소자와 중첩하며 서로 이격되는 복수의 선형 패턴을 포함하는 제2 편광 소자를 포함하며, 상기 제1 표시 기판과 대향하는 제2 표시 기판을 포함하고, 상기 개구영역은 컬러 광을 투과 시키는 컬러 영역 및 백색 광을 투과 시키는 백색 영역을 포함하고, 상기 제1 편광 소자 및 상기 제2 편광 소자는 상기 컬러 영역 및 상기 백색 영역과 중첩한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컬러 영역은 적색광, 녹색광 및 청색광을 투과시키는 컬러 필터를 포함하며, 상기 백색 영역은 컬러 필터가 형성되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 편광 소자 및 상기 제2 편광 소자는 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 패턴은 흑색 착색제 또는 유기 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 편광 소자는 상기 차광 패턴이 배치된 영역에 배치되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 패턴은 금속을 포함하는 반사 패턴을 포함하며, 상기 반사 패턴은 상기 제1 편광 소자와 동일한 층에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 패턴은 상기 스위칭 소자와 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 패턴은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 패턴 상부에 배치되는 컬럼 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 편광 소자의 제조 방법은 기판 상에 금속층을 형성한다. 상기 금속층 상에 하드 마스크를 형성한다. 상기 하드 마스크 상에 영역에 따라 서로 다른 양의 액적을 갖는 고분자층을 형성한다. 상기 고분자층에 몰드를 접촉시키고 압력을 가하여 상기 고분자층의 돌출부를 형성한다. 서로 다른 두께를 갖는 고분자 패턴을 형성한다. 잔류하는 고분자 패턴을 마스크로 이용하여 상기 하드 마스크 및 상기 금속층을 패터닝 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고분자층은 열 또는 자외선에 의해 경화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고분자 패턴은 서로 이격된 복수의 선형 패턴을 포함하고, 인접하는 선형 패턴들 사이로 상기 하드 마스크의 상면이 노출 될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 투명 디스플레이의 개구 영역에 편광 소자를 배치하여 투명 디스플레이의 기능을 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 투명 디스플레이의 개구 영역에 편광 소자를 배치하여 투과율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 투명 디스플레이의 개구 영역에 편광 소자를 배치하여 거울 역할을 하는 디스플레이의 기능을 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 투명 디스플레이의 차광 영역에 편광 소자를 배치하여 블랙 매트릭스 및 반사 패턴의 기능을 할 수 있다.
또한, 유기 물질을 포함하는 차광 패턴에 의해 표시 패널의 전체 반사율을 줄일 수 있다.
또한, 차광 패턴과 편광 소자를 동일한 층에 형성하여 표시 패널의 두께를 줄일 수 있다.
또한, 상기 편광 소자는 복수의 선형 패턴 및 상기 선형 패턴과 동일한 층에 형성되는 반사 패턴을 동시에 형성하여 반사 패턴을 형성하는 별도의 공정 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 화소 구조의 평면도이다.
도 3은 도 2의 화소 구조에 적용될 수 있는 차광 패턴의 평면도이다.
도 4는 도 2의 I-I'라인을 따라 절단한 표시 패널의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 8a 내지 도 8h는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9a 내지 도 9j는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 소자의 단면도이다.
편광 소자는 기판(10), 복수의 선형 패턴(20) 및 상기 금속 패턴(20)과 동일 평면에 배치된 반사 패턴(30)을 포함한다.
상기 기판(10)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(10)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 선형 패턴(20)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기 선형 패턴(20)은 선폭을 갖고, 이웃하는 선형 패턴들은 이격 거리만큼 이격되어 있으며, 상기 선폭 및 이격 거리를 합한 피치(P)를 갖는다. 또한, 상기 선형 패턴들(20) 사이에 에어 갭을 포함할 수 있다. 상기 피치(P)는 약 50nm 내지 약 150nm일 수 있다.
상기 편광 소자는 광이 투과 되어야 하는 부분에 복수의 선형 패턴(20)을 형성하고, 광이 투과되지 않는 부분에는 평탄한 면을 갖는 반사 패턴(30)을 형성한다.
상기 반사 패턴(30)은 상기 선형 패턴(20)과 동일한 층에 배치된다. 상기 반사 패턴(30)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 화소 구조를 도시한 평면도이다. 도 3은 도 2의 화소 구조에 적용될 수 있는 차광 패턴을 도시한 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 패널은 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향(D1)과 수직한 제2 방향(D2)을 따라 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 단위 화소들(PU)을 포함할 수 있다.
상기 단위 화소들(PU)은, 차광 영역(BA) 및 개구 영역을 포함할 수 있다. 상기 개구 영역은, 컬러 광을 투과시키는 컬러 영역(CA) 및 백색광을 투과시키는 백색 영역(WA)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 단위 화소들(PU)은 각각, 적색광을 투과시키는 적색 영역(CA1), 녹색광을 투과시키는 녹색 영역(CA2), 청색광을 투과시키는 청색 영역(CA3) 및 백색광을 투과시키는 백색 영역(WA)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 표시 패널은, 상기 차광 영역(BA)에 대응되는 차광 패턴(BM)을 포함한다. 상기 컬러 영역들(CA1, CA2, CA3) 및 백색 영역(WA)의 경계는 차광 패턴(BM)에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 차광 패턴(BM)은 게이트 라인들, 데이터 라인들 및 스위칭 소자들에 중첩할 수 있다. 상기 차광 패턴(BM)은 무기 흑색 착색제 또는 유기 흑색 착색제 등의 흑색 재질을 포함할 수 있다. 상기 흑색 착색제는, 예를 들어, 카본 블랙, 유/무기 안료, 또는 유색(R, G, B) 혼합 안료 등의 착색제를 포함함으로써 블랙을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 차광 패턴은 유기 물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차광 패턴은 상기 흑색 재질 및, 아크릴 수지 등과 같은 바인더 수지를 포함할 수 있다.
상기 컬러 영역(CA1, CA2, CA3)에 배치된 컬러 필터(CF)는 상기 차광 패턴(BM)과 일부 중첩할 수 있다. 또한, 상기 백색 영역(WA)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장되는 형상을 가질 수 있다.
도 4를 참조하면, 표시 패널은 제1 기판(100), 상기 제1 기판(100)에 대향하는 제2 기판(200) 및 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성되는 액정층(LC)을 포함한다.
상기 제1 기판(100)은 상기 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광을 소정의 색으로 발현시키는 컬러 필터(Color Filter; CF) 패턴들을 포함하는 컬러 필터 기판일 수 있다.
상기 제2 기판은 상기 액정층(Liquid Crystal; LC)을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향하여 배치된다. 상기 제2 기판은 매트릭스(Matrix) 형태로 트랜지스터가 형성되어 있는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor TFT)를 포함하는 박막 트랜지스터 기판일 수 있다. 상기 제2 기판은 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 복수의 게이트 라인(Gate Line; GL) 및 복수의 데이터 라인(Data Line; DL)을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(210), 스위칭 소자(SW), 제2 편광 소자, 절연막(240), 보호층(260) 및 화소 전극(PE)을 포함한다.
상기 제2 베이스 기판(210)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 베이스 기판(210)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 편광 소자는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 배치된다. 상기 제2 편광 소자는 서로 이격된 복수의 선형 패턴(220)을 포함한다. 상기 복수의 선형 패턴(220)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기 제2 편광 소자의 선형 패턴(220)은 상기 제1 컬러 영역(CA1)과 중첩한다. 상기 제2 컬러 영역(CA2) 및 상기 제3 컬러 영역(CA3)은 상기 제1 컬러 영역(CA1)과 유사한 단면 구조를 갖는다. 따라서, 제2 편광 소자의 선형 패턴(220)은 상기 제2 컬러 영역(CA2) 및 상기 제3 컬러 영역(CA3)과도 중첩한다. 상기 선형 패턴(220)은 차광 영역(BA) 및 백색 영역(WA)과는 중첩하지 않는다.
상기 절연막(240)은 상기 제2 편광 소자를 커버한다. 상기 절연막(240)은 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 컬러 필터(CF)와 중첩하는 컬러 영역(CA1)과 중첩한다. 상기 스위칭 소자(SW)는 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 상기 화소 전극(PE)은 상기 스위칭 소자(SW)의 드레인 전극에 전기적으로 연결된다.
상기 보호층(260)은 상기 스위칭 소자(SW) 및 상기 절연막(240) 상에 배치된다. 상기 보호층(260)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 이중 막으로 형성될 수도 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 보호층(260) 상에 배치된다. 상기 화소 전극(PE) 은 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 연결된다. 상기 화소 전극(PE)은 복수의 개구를 갖는 슬릿 패턴을 포함할 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 전극(PE)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 기판(100)은 제1 베이스 기판(110), 제1 편광 소자, 절연막(140), 차광 패턴(BM), 컬러 필터(CF), 오버 코팅층(160) 및 공통 전극(CE)을 포함한다.
상기 제1 베이스 기판(110)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 베이스 기판(110)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 편광 소자는 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 배치된다. 상기 제1 편광 소자는 서로 이격된 복수의 선형 패턴(120)을 포함한다. 상기 복수의 선형 패턴(120)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기 제1 편광 소자의 선형 패턴(120)은 상기 제1 컬러 영역(CA1)과 중첩한다. 상기 제2 컬러 영역(CA2) 및 상기 제3 컬러 영역(CA3)은 상기 제1 컬러 영역(CA1)과 유사한 단면 구조를 갖는다. 따라서, 제1 편광 소자의 선형 패턴(120)은 상기 제2 컬러 영역(CA2) 및 상기 제3 컬러 영역(CA3)과도 중첩한다. 상기 선형 패턴(120)은 상기 차광 영역(BA) 및 상기 백색 영역(WA)과는 중첩하지 않는다.
상기 절연막(140)은 상기 제1 편광 소자를 커버한다. 상기 절연막(140)은 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다.
상기 컬러 필터(CF)는 상기 차광 패턴(BM) 및 상기 절연막(140)의 하부에 배치된다. 상기 컬러 필터(CF)는 상기 액정층(LC)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 화소 영역에 대응하여 제공되며, 서로 인접한 화소 사이에서 서로 다른 색을 갖도록 배치될 수 있다.
상기 오버 코팅층(160)은 상기 컬러 필터(CF)와 상기 컬러 필터(CF)가 덮고 있지 않은 상기 차광 패턴(BM)의 하부에 배치된다. 상기 오버 코팅층(160)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 공통 전극(CE)은 화소 영역에 대응되게 배치된다. 상기 공통 전극(CE)은 공통 라인(미도시)과 전기적으로 연결된다. 상기 공통 전극(CE)은 복수의 개구를 갖는 슬릿 패턴을 포함할 수 있다. 상기 공통 전극(CE)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 공통 전극(CE)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(100)은 컬럼 스페이서(CS)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 간격을 유지하기 위한 상기 컬럼 스페이서(CS)는 상기 제1 기판의 상기 차광 패턴(BM) 상부에 배치된다. 이와 다르게, 상기 컬럼 스페이서(column spacer)(CS)는 상기 제1 기판(100)이 아닌 상기 제2 기판(200)에 포함될 수 있다.
상기 액정층(LC)은 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치된다. 상기 액정층(LC)은 광학적 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함한다. 상기 액정 분자들은 전계에 의해 구동되어 상기 액정층(LC)을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 표시 패널은 복수의 선형 패턴(320) 및 반사 패턴(330)을 포함하는 제3 편광 소자를 제외하고 도 4의 표시 패널과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 한다.
제1 기판은 제3 베이스 기판(310), 제3 편광 소자, 절연막(340), 컬러 필터(CF), 오버 코팅층(160), 공통 전극(CE) 및 컬럼 스페이서(CS)를 포함한다.
상기 제3 베이스 기판(310)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 베이스 기판(310)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제3 편광 소자는 상기 제3 베이스 기판(310) 상에 배치된다. 상기 제3 편광 소자는 서로 이격된 복수의 선형 패턴(320) 및 상기 선형 패턴(320)과 동일한 층에 배치된 반사 패턴(330)을 포함한다.
상기 복수의 선형 패턴(320)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기 제3 편광 소자의 선형 패턴(320)은 상기 제1 기판(300)의 컬러 영역(CA)에 배치된다.
상기 반사 패턴(330)은 상기 제1 기판(300)의 차광 영역(BA)에 배치된다.
상기 반사 패턴(330)은 평탄한 면을 가지며, 상기 스위칭 소자(SW)와 중첩한다. 상기 반사 패턴(330)은 상기 선형 패턴(320)과 동일한 층에 배치된다. 상기 반사 패턴(330)은 상기 선형 패턴(320)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 패턴(330)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 반사 패턴(330)은 복수 개의 판형 물질들이 적층된 적층 구조를 가질 수 있다.
상기 선형 패턴(320) 및 상기 반사 패턴(330)은 백색 영역(WA)에는 배치되지 않는다.
상기 절연막(340)은 상기 제3 편광 소자를 커버한다. 상기 절연막(340)은 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 표시 패널은 제4 편광 소자 및 제5 편광 소자를 제외하고 도 4의 표시 패널과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 한다.
제1 기판은 제4 베이스 기판(410), 제4 편광 소자, 절연막(440), 차광 패턴(BM), 컬러 필터(CF), 오버 코팅층(460), 공통 전극(CE) 및 컬럼 스페이서(CS)를 포함한다.
상기 제4 베이스 기판(410)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제4 베이스 기판(410)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제4 편광 소자는 상기 제4 베이스 기판(410) 상에 배치된다. 상기 제3 편광 소자는 서로 이격된 복수의 선형 패턴(420)을 포함한다.
상기 복수의 선형 패턴(420)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기 제4 편광 소자의 선형 패턴(420)은 상기 제1 기판(600)의 컬러 영역(CA) 및 백색 영역(WA)에 배치된다. 상기 선형 패턴(420)은 차광 영역(BA)에는 배치되지 않는다.
상기 절연막(440)은 상기 제4 편광 소자를 커버한다. 상기 절연막(440)은 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다.
상기 차광 패턴(BM)은 상기 절연막(440) 상에 배치된다. 상기 차광 패턴(BM)은 무기 흑색 착색제 또는 유기 흑색 착색제 등의 흑색 재질을 포함할 수 있다. 상기 흑색 착색제는, 예를 들어, 카본 블랙, 유/무기 안료, 또는 유색(R, G, B) 혼합 안료 등의 착색제를 포함함으로써 블랙을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 차광 패턴은 유기 물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차광 패턴은 상기 흑색 재질 및, 아크릴 수지 등과 같은 바인더 수지를 포함할 수 있다.
제 2 기판은 제5 베이스 기판(510), 제5 편광 소자, 절연막(540), 보호층(560) 및 화소 전극(PE)을 포함한다.
상기 제5 베이스 기판(510)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제5 베이스 기판(510)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제5 편광 소자는 상기 제5 베이스 기판(510) 상에 배치된다. 상기 제2 편광 소자는 서로 이격된 복수의 선형 패턴(520)을 포함한다. 상기 복수의 선형 패턴(520)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기 제5 편광 소자의 선형 패턴(520)은 상기 제2 기판(500)의 컬러 영역(CA) 및 백색 영역(WA)에 배치된다. 상기 선형 패턴(520)은 차광 영역(BA)에는 배치되지 않는다.
상기 제1 기판의 선형 패턴(420)은 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 기판의 선형 패턴(520)은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장될 수 있다.
예를 들어, 전압이 인가되지 않았을 때 빛이 차단되어 최저 휘도를 가지는 노멀리 블랙 상태의 표시 패널에서, 상기 제1 기판의 선형 패턴(420)이 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 기판의 선형 패턴(520)이 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 경우, 전원 off 시 표시 패널의 백색 영역(WA)에 배치된 선형 패턴(420, 520)은 빛을 반사하여 거울 역할을 한다. 또한, 전원 on 상태의 표시 패널의 백색 영역(WA)에 배치된 선형 패턴(420, 520)은 빛을 투과하여 투명 디스플레이 역할을 한다.
상기 제1 기판의 선형 패턴(420)은 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 기판의 선형 패턴(520)은 상기 제1 방향과 평행한 방향으로 연장될 수 있다.
예를 들어, 전압이 인가되지 않았을 때 빛이 투과하여 최대 휘도를 가지는 노멀리 화이트 상태의 표시 패널에서, 상기 제1 기판의 선형 패턴(420)이 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 기판의 선형 패턴(520)이 상기 제1 방향과 평행한 방향으로 연장되는 경우, 전원 off 시 표시 패널의 백색 영역(WA)에 배치된 선형 패턴(420, 520)은 빛을 일부 반사하고 빛을 일부 투과하여 반투명 디스플레이 역할을 한다. 또한, 전원 on 상태의 표시 패널의 백색 영역(WA)에 배치된 선형 패턴(420, 520)은 빛을 투과하여 투명 디스플레이 역할을 한다.
상기 절연막(540)은 상기 제5 편광 소자를 커버한다. 상기 절연막(540)은 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다.
상기 스위칭 소자(SW) 및 상기 화소 전극(PE)은 컬러 필터(CF)와 중첩하는 컬러 영역(CA)에 배치된다. 상기 스위칭 소자(SW)는 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 상기 화소 전극(PE)은 상기 스위칭 소자(SW)의 드레인 전극에 전기적으로 연결된다.
상기 보호층(560)은 상기 스위칭 소자(SW) 및 상기 절연막(240) 상에 배치된다. 상기 보호층(560)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 이중 막으로 형성될 수도 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 보호층(560) 상에 배치된다. 상기 화소 전극(PE) 은 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 연결된다. 상기 화소 전극(PE)은 복수의 개구를 갖는 슬릿 패턴을 포함할 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 전극(PE)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 표시 패널은 제6 편광 소자 및 제7 편광 소자를 제외하고 도 4의 표시 패널과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 한다.
제1 기판은 제6 베이스 기판(610), 제6 편광 소자, 절연막(640), 컬러 필터(CF), 오버 코팅층(660), 공통 전극(CE) 및 컬럼 스페이서(CS)를 포함한다.
상기 제6 베이스 기판(610)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제6 베이스 기판(610)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제6 편광 소자는 상기 제6 베이스 기판(610) 상에 배치된다. 상기 제6 편광 소자는 서로 이격된 복수의 선형 패턴(620) 및 상기 선형 패턴(620)과 동일한 층에 배치된 반사 패턴(630)을 포함한다.
상기 복수의 선형 패턴(620)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기 제6 편광 소자의 선형 패턴(620)은 상기 제1 기판(600)의 컬러 영역(CA) 및 백색 영역(WA)에 배치된다.
상기 반사 패턴(630)은 상기 제1 기판(600)의 차광 영역(BA)에 배치된다.
상기 반사 패턴(630)은 평탄한 면을 가지며, 상기 스위칭 소자(SW)와 중첩한다. 상기 반사 패턴(630)은 상기 선형 패턴(620)과 동일한 층에 배치된다. 상기 반사 패턴(630)은 상기 선형 패턴(620)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 패턴(630)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 반사 패턴(630)은 복수 개의 판형 물질들이 적층된 적층 구조를 가질 수 있다.
상기 절연막(640)은 상기 제6 편광 소자를 커버한다. 상기 절연막(640)은 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다.
제 2 기판은 제5 베이스 기판(510), 제7 편광 소자, 절연막(540), 보호층(560) 및 화소 전극(PE)을 포함한다.
상기 제5 베이스 기판(510)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제5 베이스 기판(510)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제7 편광 소자는 상기 제5 베이스 기판(510) 상에 배치된다. 상기 제2 편광 소자는 서로 이격된 복수의 선형 패턴(520)을 포함한다. 상기 복수의 선형 패턴(520)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기 제7 편광 소자의 선형 패턴(520)은 상기 제2 기판(500)의 컬러 영역(CA) 및 백색 영역(WA)에 배치된다. 상기 선형 패턴(520)은 차광 영역(BA)에는 배치되지 않는다.
상기 절연막(540)은 상기 제7 편광 소자를 커버한다. 상기 절연막(540)은 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다.
상기 스위칭 소자(SW) 및 상기 화소 전극(PE)은 컬러 필터(CF)와 중첩하는 화소 영역(CA)에 배치된다. 상기 스위칭 소자(SW)는 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 상기 화소 전극(PE)은 상기 스위칭 소자(SW)의 드레인 전극에 전기적으로 연결된다.
상기 보호층(560)은 상기 스위칭 소자(SW) 및 상기 절연막(240) 상에 배치된다. 상기 보호층(560)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 이중 막으로 형성될 수도 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 보호층(560) 상에 배치된다. 상기 화소 전극(PE) 은 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 연결된다. 상기 화소 전극(PE)은 복수의 개구를 갖는 슬릿 패턴을 포함할 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 전극(PE)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다.
도 8a 내지 도 8h는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8a를 참조하면, 기판(10) 상에 금속층(12)을 형성한다. 상기 기판(10)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(10)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속층(12)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 금속층(12)은 증착되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속층(12)은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다.
도 8b를 참조하면, 상기 금속층(12) 상에 하드 마스크(14)를 형성한다. 상기 하드 마스크(14)는 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이산화 규소(SiO2)를 포함할 수 있다. 상기 하드 마스크는 증착되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 하드 마스크(14)는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다.
도 8c를 참조하면, 상기 하드 마스크(14) 상에 고분자층을 형성한다. 상기 고분자층은 프린팅(printing) 또는 잉크젯 프린팅(inkjet printing, IKJ)하여 형성될 수 있다. 상기 고분자층이 두께 변화를 가질 수 있도록, 영역에 따라 서로 다른 양의 액적(16)이 제공될 수 있다.
상기 액적(16)을 형성하는 잉크 조성물은 당해 기술 분야에서 사용되는 일반적인 열경화성 수지(thermosetting resin) 또는 광경화성 수지(photocurable resin)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 열경화성 수지는 요소수지, 멜라민수지 및 페놀수지 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 광경화성 수지는 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물, 광조사에 의해 상기 중합성 화합물의 중합 반응을 개시시키는 광중합 개시제, 계면 활성제 및 산화 방지제 등을 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8d를 참조하면, 상기 고분자층에 몰드(M)를 접촉시키고 상기 몰드(M)를 상기 기판(10) 방향으로 압력을 가하여 고분자층(16a)의 상면에 돌출부를 형성한다. 상기 몰드(M)는 연성을 갖는 몰드 또는 필름 형태의 몰드가 이용될 수 있다. 상기 몰드(M)는 복수의 홈들이 형성되어 있다. 따라서 상기 고분자층(16a)에는 상기 몰드(M)와 반대되는 형상을 갖는 복수의 돌출부들이 형성된다.
상기 고분자층(16a)이 열경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(M)는 금속 또는 열팽창 계수가 낮은 물질을 포함할 수 있고, 상기 고분자층(16a)이 광경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(M)는 투명한 고분자 물질 또는 광투과율이 높고 강도가 높은 물질을 포함할 수 있다.
상기 고분자층(16a)이 열경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(M)를 상기 고분자층(16a)에 접촉시킨 후, 상기 고분자층(150)을 상기 열경화성 수지의 유리 전이 온도(glass transition temperature) 보다 높게 가열하여 고분자의 유동성을 제공한 후, 상기 몰드(M)를 이용해 상기 고분자층(16a)에 압력을 가하여 상기 몰드(M)의 패턴이 상기 고분자층(16a)으로 전사되도록 한다. 이후 상기 고분자층(16)을 상기 유리 전이 온도(glass transition temperature) 이하로 냉각하여 상기 고분자층(16a)을 경화시킨다.
상기 고분자층(16a)이 광경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(M)를 상기 고분자층(16a)에 접촉시킨 후, 상기 몰드(M)를 이용해 상기 고분자층(16)에 압력을 가하여 상기 몰드(M)의 패턴이 상기 고분자층(16)으로 전사되도록 한다. 상기 몰드(M)는 광투과율이 높은 물질을 포함하므로 상기 몰드(M)를 통해 상기 고분자층(16a)에 광을 조사할 수 있다. 상기 고분자층(16)에 광을 조사하면 상기 고분자층(16a)은 경화된다.
상기 고분자층(16a)을 형성하는 과정에서, 영역에 따라 액적의 양이 다르므로, 상기 고분자층(16a)은 두께 변화를 갖는다. 예를 들어, 제1 영역(A1)에서의 상기 고분자층(16a)의 두께는, 제2 영역(A1)의 두께보다 작을 수 있다.
도 8e를 참조하면, 경화된 상기 고분자층(16a)으로부터 상기 몰드(M)를 제거한다.
도 8f를 참조하면, 상기 고분자층(16a)을 식각한다. 상기 식각에 의해 상기 고분자층(16a)의 두께는 전체적으로 감소한다. 이에 따라, 상기 제1 영역(A1)의 돌출부가 잔류하여 제1 고분자 패턴(16b1)을 형성하고, 상기 제2 영역(A2)의 고분자층(16a)이 잔류하여 제2 고분자 패턴(16b2)을 형성한다. 도 8f에서, 상기 제2 고분자 패턴(16b2)은 평탄한 상면을 갖는 것으로 도시되었으나, 실질적으로 요철 형상의 상면을 가질 수 있다. 상기 제1 고분자 패턴(16b1)은 서로 이격된 복수의 선형 패턴을 포함하고, 인접하는 선형 패턴들 사이로, 상기 하드 마스크(14)의 상면이 노출된다.
도 8g를 참조하면, 상기 제1 고분자 패턴(16a1) 및 상기 제2 고분자 패턴(16a2)을 마스크로 이용하여, 하드 마스크(14) 및 상기 금속층(12)을 패터닝 한다. 예를 들면, 상기 하드 마스크(14) 및 상기 금속층(12)은 건식 식각될 수 있다.
도 8h를 참조하면, 잔류하는 고분자 패턴 및 하드 마스크(14)를 제거한다. 상기 하드 마스크(14)는 제거되지 않을 수도 있다. 잔류하는 금속층은 복수의 선형 패턴(20) 및 반사 패턴(30)을 형성한다. 상기 선형 패턴(20) 및 반사 패턴(30)의 크기는 상기 금속층(12)의 두께, 및 상기 몰드(M)의 폭을 조절하여 원하는 크기로 조절될 수 있다.
편광 소자는 기판(10), 복수의 선형 패턴(20) 및 상기 금속 패턴(20)과 동일한 층에 배치된 반사 패턴(30)을 포함한다.
상기 기판(10)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(10)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 선형 패턴(20)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기 선형 패턴(20)은 선폭을 갖고, 이웃하는 선형 패턴들은 이격 거리만큼 이격되어 있으며, 상기 선폭 및 이격 거리를 합한 피치(P)를 갖는다. 또한, 상기 선형 패턴들(20) 사이에 에어 갭을 포함할 수 있다. 상기 피치(P)는 약 50nm 내지 약 150nm일 수 있다.
상기 편광 소자는 광이 투과 되어야 하는 부분에 복수의 선형 패턴(20)을 형성하고, 광이 투과되지 않는 부분에는 평탄한 면을 갖는 반사 패턴(30)을 형성한다.
상기 반사 패턴(30)은 상기 선형 패턴(20)과 동일한 층에 배치된다. 상기 반사 패턴(30)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
도 9a 내지 도 9j는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9a를 참조하면, 기판(10) 상에 금속층(12)을 형성한다. 상기 기판(10)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(10)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속층(12)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 금속층(12)은 증착되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속층(12)은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 상기 금속층(12) 상에 하드 마스크(14)를 형성한다. 상기 하드 마스크(14)는 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이산화 규소(SiO2)를 포함할 수 있다. 상기 하드 마스크는 증착되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 하드 마스크(14)는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다.
도 9c를 참조하면 상기 하드 마스크(14) 상에 고분자층(16)을 형성한다. 상기 고분자층(16)은 당해 기술 분야에서 사용되는 일반적인 열경화성 수지(thermosetting resin) 또는 광경화성 수지(photocurable resin)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 열경화성 수지는 요소수지, 멜라민수지 및 페놀수지 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 광경화성 수지는 중합성 관능기를 포함하는 중합성 화합물, 광조사에 의해 상기 중합성 화합물의 중합 반응을 개시시키는 광중합 개시제, 계면 활성제 및 산화 방지제 등을 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9d를 참조하면, 상기 고분자층(16) 상에 몰드(M)를 접촉시키고 상기 몰드(M)를 상기 기판(10) 방향으로 압력을 가하여 상기 고분자층의 상면에 돌출부(16a)를 형성한다. 상기 몰드(M)는 복수의 홈들이 형성되어 있다. 따라서 상기 고분자층(16)에는 상기 몰드(M)와 반대되는 형상을 갖는 복수의 돌출부들이 형성된다.
상기 고분자층(16)이 열경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(M)는 금속 또는 열팽창 계수가 낮은 물질을 포함할 수 있고, 상기 고분자층(16)이 광경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(M)는 투명한 고분자 물질 또는 광투과율이 높고 강도가 높은 물질을 포함할 수 있다.
상기 고분자층(16)이 열경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(M)를 상기 고분자층(16)에 접촉시킨 후, 상기 고분자층(16)을 상기 열경화성 수지의 유리 전이 온도(glass transition temperature) 보다 높게 가열하여 고분자의 유동성을 제공한 후, 상기 몰드(M)를 이용해 상기 고분자층(16)에 압력을 가하여 상기 몰드(M)의 패턴이 상기 고분자층(16)으로 전사되도록 한다. 이후 상기 고분자층(16)을 상기 유리 전이 온도(glass transition temperature) 이하로 냉각하여 상기 고분자층(16)을 경화 시킨다.
상기 고분자층(16)이 광경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 몰드(M)를 상기 고분자층(16)에 접촉시킨 후, 상기 몰드(M)를 이용해 상기 고분자층(M)에 압력을 가하여 상기 몰드(M)의 패턴이 상기 고분자층(16)으로 전사되도록 한다. 상기 몰드(M)는 광투과율이 높은 물질을 포함하므로 상기 몰드(M)를 통해 상기 고분자층(16)에 광을 조사할 수 있다. 상기 고분자층(16)에 광을 조사하면 상기 고분자층(16)은 경화된다.
도 9e를 참조하면, 제1 영역(A1)은 고분자층(16a)의 복수의 선형 패턴이 형성되는 영역이다. 상기 제1 영역(A1)과 인접한 제2 영역(A1)은 고분자층(16a)의 복수의 선형 패턴을 형성하지 않는 영역이다.
상기 제2 영역(A2)에 차광 마스크(BP)를 배치한다. 상기 차광 마스크(BP)는 열 또는 광 에너지를 차단한다. 따라서, 상기 차광 마스크(BP)가 배치된 제2 영역(A2)의 고분자층(16a)은 상기 차광 마스크(BP)에 의해 경화되지 않는다.
도 9f를 참조하면, 경화된 고분자층(16a)으로부터 상기 몰드(M)를 제거한다. 상기 차광 마스크(BP)가 배치된 제2 영역(A2)의 고분자층(16a)은 상기 몰드(M)가 제거될 때 함께 제거된다. 상기 차광 마스크(BP)가 배치되지 않은 제1 영역(A1)의 고분자층(16a)은 잔류하여 고분자 패턴(16b)을 형성한다.
도 9g를 참조하면, 상기 고분자 패턴(16b) 상에 포토레지스트(PR)를 형성한다. 상기 포토레지스트(PR)는 포토레지스트 조성물을 코팅한 후, 하프톤 노광 등을 통하여 노광하고, 현상함으로써 형성될 수 있다.
도 9h를 참조하면, 애싱(ashing) 공정을 통하여, 상기 포토레지스트(PR)를 부분적으로 제거한다.
도 9i를 참조하면, 잔류된 포토레지스트(PR)를 마스크로 이용하여 상기 고분자 패턴(16b), 상기 하드 마스크(14) 및 상기 금속층(12)을 패터닝 한다. 예를 들면, 상기 고분자 패턴(16b), 상기 하드 마스크(14) 및 상기 금속층(12)은 건식 식각될 수 있다.
도 9j를 참조하면, 잔류하는 고분자 패턴(16b), 상기 하드 마스크(14) 및 포토레지스트(PR)를 제거한다. 잔류하는 금속층(12)은 복수의 선형 패턴(20) 및 반사 패턴(30)을 형성한다. 상기 선형 패턴(20) 및 반사 패턴(30)의 크기는 상기 금속층(12)의 두께, 및 상기 몰드(M)의 폭을 조절하여 원하는 크기로 조절될 수 있다.
편광 소자는 기판(10), 복수의 선형 패턴(20) 및 상기 금속 패턴(20)과 동일한 층에 배치된 반사 패턴(30)을 포함한다.
상기 기판(10)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(10)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 선형 패턴(20)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기 선형 패턴(20)은 선폭을 갖고, 이웃하는 선형 패턴들은 이격 거리만큼 이격되어 있으며, 상기 선폭 및 이격 거리를 합한 피치(P)를 갖는다. 또한, 상기 선형 패턴들(20) 사이에 에어 갭을 포함할 수 있다. 상기 피치(P)는 약 50nm 내지 약 150nm일 수 있다.
상기 편광 소자는 광이 투과 되어야 하는 부분에 복수의 선형 패턴(20)을 형성하고, 광이 투과되지 않는 부분에는 평탄한 면을 갖는 반사 패턴(30)을 형성한다.
상기 반사 패턴(30)은 상기 선형 패턴(20)과 동일한 층에 배치된다. 상기 반사 패턴(30)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 투명 디스플레이의 개구 영역 및 차광 영역에 따른 편광 소자의 유무에 따라 투과율을 향상시킬 수 있다.
또한, 유기 물질을 포함하는 차광 패턴에 의해 표시 패널의 전체 반사율을 줄일 수 있다.
또한, 차광 패턴과 편광 소자를 동일한 층에 형성하여 표시 패널의 두께를 줄일 수 있다.
또한, 상기 표시 패널은 평탄한 면을 갖는 반사 패턴을 포함하여 부분적으로 광을 반사시킬 수 있다.
또한, 상기 편광 소자는 복수의 선형 패턴 및 상기 선형 패턴과 동일한 층에 형성되는 반사 패턴을 동시에 형성하여 반사 패턴을 형성하는 별도의 공정 비용을 줄일 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 기판 20, 220, 320, 420, 520, 620: 선형 패턴
30, 230, 330, 630: 반사 패턴 PU: 단위 화소
CA1, CA2, CA3: 컬러 영역 WA: 백색 영역
D1: 제1 방향 D2: 제2 방향
BM: 차광 패턴 BA: 차광 영역
CA: 컬러 영역 CF: 컬러 필터
SW: 스위칭 소자 PE: 화소 전극
CE: 공통 전극 100, 300, 400, 600: 제1 기판
200, 500: 제2 기판
140, 240, 340, 440, 540, 640: 절연막

Claims (19)

  1. 베이스 기판 상에 배치되어 복수의 개구 영역들을 정의하는 차광 패턴; 및
    서로 이격되는 복수의 선형 패턴을 포함하는 편광 소자를 포함하며,
    상기 개구 영역은 컬러 광을 투과 시키는 컬러 영역 및 백색 광을 투과 시키는 백색 영역을 포함하고, 상기 편광소자는 상기 컬러 영역 및 상기 백색 영역과 중첩하는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컬러 영역은 적색광, 녹색광 및 청색광을 투과시키는 컬러 필터를 포함하며, 상기 백색 영역은 컬러 필터가 형성되지 않은 영역인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편광 소자는 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차광 패턴은 흑색 착색제 및 유기 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 편광 소자는 상기 차광 패턴이 배치된 영역에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 차광 패턴은 금속을 포함하는 반사 패턴을 포함하며, 상기 반사 패턴은 상기 편광 소자와 동일한 층에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  7. 제6항에 있어서 상기 반사 패턴은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  8. 제1 베이스 기판 상에 배치되어 복수의 개구 영역들을 정의하는 차광 패턴 및 서로 이격되는 복수의 선형 패턴을 포함하는 제1 편광 소자를 포함하는 제1 표시 기판; 및
    제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상에 배치된 스위칭 소자 및 상기 제1 편광 소자와 중첩하며 서로 이격되는 복수의 선형 패턴을 포함하는 제2 편광 소자를 포함하며, 상기 제1 표시 기판과 대향하는 제2 표시 기판을 포함하고,
    상기 개구 영역은 컬러 광을 투과 시키는 컬러 영역 및 백색 광을 투과 시키는 백색 영역을 포함하고, 상기 제1 편광 소자 및 상기 제2 편광 소자는 상기 컬러 영역 및 상기 백색 영역과 중첩하는 표시 패널.
  9. 제8항에 있어서, 상기 컬러 영역은 적색광, 녹색광 및 청색광을 투과시키는 컬러 필터를 포함하며, 상기 백색 영역은 컬러 필터가 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 편광 소자 및 상기 제2 편광 소자는 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  11. 제8항에 있어서, 상기 차광 패턴은 흑색 착색제 및 유기 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  12. 제8항에 있어서, 상기 편광 소자는 상기 차광 패턴이 배치된 영역에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  13. 제8항에 있어서, 상기 차광 패턴은 금속을 포함하는 반사 패턴을 포함하며, 상기 반사 패턴은 상기 제1 편광 소자와 동일한 층에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  14. 제8항에 있어서, 상기 반사 패턴은 상기 스위칭 소자와 중첩하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  15. 제14항에 있어서 상기 반사 패턴은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  16. 제8항에 있어서, 상기 차광 패턴 상부에 배치되는 컬럼 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  17. 기판 상에 금속층을 형성하는 단계;
    상기 금속층 상에 하드 마스크를 형성하는 단계;
    상기 하드 마스크 상에 영역에 따라 서로 다른 양의 액적을 갖는 고분자층을 형성하는 단계;
    상기 고분자층에 몰드를 접촉시키고 압력을 가하여 상기 고분자층의 돌출부를 형성하는 단계;
    서로 다른 두께를 갖는 고분자 패턴을 형성하는 단계; 및
    잔류하는 고분자 패턴을 마스크로 이용하여 상기 하드 마스크 및 상기 금속층을 패터닝 하는 단계를 포함하는 편광 소자의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 고분자층은 열 또는 자외선에 의해 경화되는 것을 특징으로 하는 편광 소자의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 고분자 패턴은 서로 이격된 복수의 선형 패턴을 포함하고, 인접하는 선형 패턴들 사이로 상기 하드 마스크의 상면이 노출 되는 것을 특징으로 하는 편광 소자의 제조 방법.
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