KR20210100796A - 표시패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20210100796A
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김영구
전백균
박지윤
손정호
장혜림
탁경선
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 표시패널은 제1 베이스층, 상기 제1 베이스층 상에 배치되고, 영상을 표시하는 표시층, 상기 표시층 상에 배치되고, 상기 표시층으로부터 제공되는 광의 일 편광 성분을 투과하는 인셀(In-cell) 편광층, 상기 인셀 편광층 상에 배치되는 렌즈층, 및 상기 렌즈층 상에 배치되는 제2 베이스층을 포함하여, 표시패널의 시인성이 개선되며, 제조 공정이 간소화되고 제조 비용이 감소될 수 있다.

Description

표시패널 및 이의 제조 방법 {DISPLAY PANEL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 시인성이 개선되고 제조 공정 및 비용이 절감된 표시패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
영상 정보를 제공하기 위하여 다양한 형태의 표시 장치가 사용되고 있으며, 액정 표시 장치의 경우 저소비전력의 장점으로 인하여 대형 표시 장치, 휴대용 표시 장치 등에 다양하게 사용되고 있다. 한편, 액정 표시 장치의 경우 광효율을 증가시키고 색재현성을 높이기 위하여 백라이트 유닛에 여러 종류의 광학 부재가 추가되고 있다.
최근에는 우수한 광학 특성뿐 아니라 박형의 표시 장치에 대한 요구가 증가되고 있으며, 액정 표시 장치의 표시 품질 개선을 위하여 다양한 광학 부재가 추가되는 경우 표시 장치 전체의 두께가 증가되는 문제가 있다.
본 발명은 내부에 편광층 및 광학층을 포함하여 시인성이 개선된 표시패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 표시패널 내부에 편광층 및 광학층이 형성되어 공정 단계가 간소화되고 비용이 절감되는 표시패널의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널은 제1 베이스층, 상기 제1 베이스층 상에 배치되고, 영상을 표시하는 표시층, 상기 표시층 상에 배치되고, 상기 표시층으로부터 제공되는 광의 일 편광 성분을 투과하는 편광층, 상기 편광층 상에 배치되는 렌즈층, 및 상기 렌즈층 상에 배치되는 제2 베이스층을 포함한다.
상기 편광층은 와이어그리드 편광층을 포함할 수 있다.
상기 렌즈층은 상부방향으로 돌출되는 복수의 돌출부들을 포함하는 하부 굴절층, 및 상기 하부 굴절층과 상이한 굴절률을 갖고, 상기 하부 굴절층의 상부에 배치되어 상기 하부 굴절층의 상면을 커버하는 상부 굴절층을 포함할 수 있다.
상기 복수의 돌출부들은 단면상에서 사각형 형상을 가질 수 있다.
상기 복수의 돌출부들은 단면상에서 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.
상기 복수의 돌출부들 각각은 상기 상부방향을 따라 10μm 이상 100μm 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 복수의 돌출부들 각각은 상부면 및 하부면을 포함하고, 상기 상부면 및 상기 하부면 각각의 폭은 10μm 이상 60μm 이하일 수 있다.
상기 복수의 돌출부들 각각의 상기 하부면 사이의 거리는 5μm 이상 30μm 이하일 수 있다.
상기 편광층은 각각이 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 이격된 복수의 와이어 그리드 패턴들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 돌출부들 각각은 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향을 따라 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 하부 굴절층의 굴절률은 1.55 이상 1.75 미만이고, 상기 상부 굴절층의 굴절률은 1.20 이상 1.55 미만일 수 있다.
상기 표시층은 상기 제1 베이스층 상에 배치되는 제1 전극, 및 상기 제1 전극에 대향하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 베이스층 사이에 배치되는 제2 전극을 포함하고, 상기 표시층은 상기 제1 전극에서 상기 제2 전극 방향으로 광을 출사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널은 상기 제2 베이스층 상에 배치되는 저굴절층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널은 영상을 표시하는 표시층, 상기 표시층 상에 배치되고, 각각이 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 이격된 복수의 나노 패턴들을 포함하는 인셀(In-cell) 편광층, 및 상기 인셀 편광층 상에 배치되고, 각각이 상기 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 방향으로 이격된 복수의 돌출부들을 포함하는 렌즈층을 포함할 수 있다.
상기 표시층은 상기 인셀 편광층 및 상기 렌즈층 방향으로 광을 표시할 수 있다.
상기 렌즈층은 상기 복수의 돌출부들을 포함하는 하부 굴절층, 및 상기 하부 굴절층을 커버하고, 상기 하부 굴절층보다 낮은 굴절율을 가지는 상부 굴절층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 제조방법은 제1 베이스층 상에 표시층을 형성하는 단계, 상기 표시층 상에 인셀(In-cell) 편광층을 형성하는 단계, 및 상기 인셀 편광층 상에 포토 공정을 통해 렌즈층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 렌즈층을 형성하는 단계는 상부방향으로 돌출되는 복수의 돌출부들을 포함하는 하부 굴절층을 형성하는 단계, 및 상기 하부 굴절층의 상부에 상기 하부 굴절층의 상면을 커버하도록 상부 굴절층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 상부 굴절층은 상기 하부 굴절층보다 높은 굴절률을 가질 수 있다.
상기 인셀 편광층을 형성하는 단계에서, 각각이 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 이격된 복수의 나노 패턴들이 형성되고, 상기 복수의 돌출부들은 각각이 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향으로 이격되도록 형성될 수 있다.
상기 렌즈층을 형성하는 단계에서, 상기 렌즈층 상에 제2 베이스층이 배치되고, 상기 렌즈층 및 상기 인셀 편광층이 상기 제1 베이스층 및 상기 제2 베이스층 사이에 배치되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 표시패널 내부에 편광층 및 시인성 개선을 위한 렌즈층이 형성되어, 표시패널의 시인성이 개선되는 한편, 표시패널 상에 편광판 및 렌즈필름을 형성하는 공정이 생략되어 제조공정이 간소화되고, 비용이 절감될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 구성 중 일부를 도시한 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 구성 중 일부를 도시한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 구성 중 일부를 도시한 사시도이다.
도 4b 및 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 구성 중 일부를 도시한 단면도들이다.
도 5는 도 4b에 도시된 A 영역을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도들이다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합 된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 "B의 구성이 A의 구성 상에 직접 배치된다"는 것은 A의 구성과 B의 구성 사이에 별도의 접착층 및 접착부재가 배치되지 않는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다. 도 2에서는 도 1의 I-I’선에 대응하는 단면도를 나타내었다.
일 실시예에서 표시 장치(ES)는 텔레비전, 모니터, 또는 외부 광고판과 같은 대형 표시 장치일 수 있다. 또한, 표시 장치(ES)는 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 개인 디지털 단말기, 자동차 내비게이션 유닛, 게임기, 스마트폰, 태블릿, 및 카메라와 같은 중소형 표시 장치일 수 있다. 또한, 이것들은 단지 실시예로서 제시된 것들로서, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않은 이상 다른 표시 장치로도 채용될 수 있다.
일 실시예의 표시 장치(ES)는 윈도우(WM), 표시패널(DP), 및 하우징(HAU)을 포함하는 것일 수 있다. 표시패널(DP)은 영상을 표시하기 위한 액정층, 또는 유기발광 표시소자 등의 표시소자를 포함하는 것일 수 있다. 한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 표시 장치(ES)는 표시 소자 이외에 터치 소자 또는 검출 소자 등 전기적 신호에 따라 활성화되는 다양한 소자들을 포함할 수 있다.
한편, 도 1 및 이하 도면들에서는 제1 방향(DR1) 내지 제3 방향(DR3)을 도시하였으며, 본 명세서에서 설명되는 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 제3 방향(DR3)은 사용자에게 영상이 제공되는 방향으로 정의된다. 또한, 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)은 서로 직교하고, 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향일 수 있다. 도 1에서 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면은 영상이 제공되는 표시면일 수 있다.
일 실시예의 표시 장치(ES)에서 윈도우(WM)는 표시패널(DP) 상에 배치되는 것일 수 있다. 윈도우(WM)는 유리, 사파이어, 또는 플라스틱을 포함하는 재질일 수 있다. 윈도우(WM)는 표시패널(DP)로부터 제공되는 영상을 투과시키는 투과 영역(TA) 및 투과 영역(TA)에 인접하고, 영상이 투과되지 않는 차광 영역(BA)을 포함한다. 한편, 도 1에 도시된 것과 달리 일 실시예의 표시 장치(ES)에서 윈도우(WM)는 생략될 수 있다.
일 실시예의 표시 장치(ES)에서 표시패널(DP)은 윈도우(WM)의 하부에 배치될 수 있다.
표시패널(DP)은 수광형 표시패널일 수 있다. 예시적으로, 본 발명의 실시 예에 따르면, 표시패널(DP)은 액정 표시패널(Liquid Crystal Display Panel)일 수 있다. 표시패널(DP)은 백라이트 유닛(미도시)으로부터 제공받은 광을 이용하여 영상을 표시하는 것일 수 있다. 표시패널(DP)이 액정 표시패널일 경우, 액정층을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 표시패널(DP)은 발광형 표시패널일 수 있다. 예를 들어, 표시패널(DP)은 엘이디(light-emitting diode, LED) 표시패널, 유기 전계 발광(Organic Electroluminescence) 표시패널, 또는 퀀텀닷 발광 표시패널일 수 있다. 엘이디(light-emitting diode, LED) 표시패널은 발광 다이오드를 포함하고, 유기 전계 발광 표시패널의 발광층은 유기 전계 발광 물질을 포함하며, 퀀텀닷 발광 표시패널의 발광층은 퀀텀닷 또는 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다.
평면 상에서, 영상이 표시되는 표시패널(DP)의 일면은 표시면으로 정의된다. 표시면은 영상이 표시되는 표시 영역(DA) 및 영상이 표시되지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 표시 영역(DA)은 평면 상에서 표시패널(DP)의 중앙에 정의되어, 윈도우(WM)의 투과 영역(TA)과 중첩할 수 있다.
하우징(HAU)은 표시패널(DP)의 하부에 배치되어 표시패널(DP)을 수납하는 것일 수 있다. 하우징(HAU)은 표시패널(DP)의 표시면인 상부면이 노출되도록 표시패널(DP)을 커버하여 배치될 수 있다. 하우징(HAU)은 표시패널(DP)의 측면과 바닥면을 커버하며, 상부면 전체를 노출시키는 것일 수 있다.
도시되지 않았으나, 표시 장치(ES)에는 구동 신호를 제공하는 구동칩, 구동칩이 실장되는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Pacage) 및 테이프 캐리어 패키지를 통해 표시패널(DP)과 전기적으로 연결되는 인쇄 회로 기판이 제공될 수 있다.
도 2를 참조하면, 표시패널(DP)은 제1 베이스층(BS), 제1 베이스층(BS) 상에 배치된 회로층(DP-CL), 회로층(DP-CL) 상에 배치된 표시층(DP-EL), 표시층(DP-EL) 상에 배치된 편광층(POL), 편광층(POL) 상에 배치된 렌즈층(LP), 및 렌즈층(LP) 상에 배치된 제2 베이스층(BL)을 포함한다. 제2 베이스층(BL) 상에는 저굴절층(LRL)이 더 배치될 수 있다. 일 실시예에서 제1 베이스층(BS), 회로층(DP-CL), 표시층(DP-EL), 편광층(POL), 렌즈층(LP), 및 제2 베이스층(BL)은 제3 방향(DR3)으로 순차적으로 적층된 것일 수 있다.
제1 베이스층(BS)은 표시층(DP-EL)이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 제1 베이스층(BS)은 유리기판, 금속기판, 플라스틱기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 제1 베이스층(BS)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다.
일 실시예에서 회로층(DP-CL)은 제1 베이스층(BS) 상에 배치되고, 회로층(DP-CL)은 복수의 트랜지스터들(미도시)을 포함하는 것일 수 있다. 트랜지스터들(미도시)은 각각 제어 전극, 입력 전극, 및 출력 전극을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 회로층(DP-CL)은 표시층(DP-EL)에 포함된 전극 등을 구동하기 위한 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 포함하는 것일 수 있다.
표시층(DP-EL)은 회로층(DP-CL)으로부터 구동 신호를 받아 영상을 생성하는 층일 수 있다. 일 실시예에서 표시패널(DP)이 액정 표시패널일 경우, 표시층(DP-EL)은 액정층을 포함할 수 있다. 또는, 표시패널(DP)이 유기 전계 발광 표시패널일 경우, 표시층(DP-EL)은 유기 발광 물질을 포함하는 발광층을 포함할 수 있다.
편광층(POL)은 표시층(DP-EL) 상에 배치되고, 표시층(DP-EL)으로부터 제공되는 광의 성분을 편광할 수 있다. 편광층(POL)은 소정의 방향을 갖는 제1 투과축(미도시)을 가질 수 있다. 즉, 표시층(DP-EL)으로부터 제공된 광 중 제1 투과축과 평행한 편광 성분만이 편광층(POL)을 통하여 투과될 수 있다. 편광층(POL)은 표시패널(DP) 내부에 배치되는 인셀(In-cell) 편광층일 수 있다.
편광층(POL) 상에는 렌즈층(LP)이 배치된다. 렌즈층(LP)은 표시층(DP-EL)으로부터 제공되는 광을 상부 방향 중 다른 방향으로 굴절시키는 역할을 한다. 렌즈층(LP)은 표시층(DP-EL) 상에 배치되어, 표시층(DP-EL)에서 제공되는 광을 상부 방향에서 기울어진 측면 방향으로 굴절시켜, 측면 시인성을 개선시키는 역할을 할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈층(LP)은 굴절률이 서로 다른 층들이 결합된 형태를 갖는다.
렌즈층(LP) 상에는 제2 베이스층(BL)이 배치된다. 제2 베이스층(BL)은 제1 베이스층(BS)에 상부에 배치되어 제1 베이스층(BS)에 대향하는 부재일 수 있다. 제2 베이스층(BL)은 편광층(POL) 및 렌즈층(LP) 등의 구성이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 제2 베이스층(BL)은 유리기판, 금속기판, 플라스틱기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 제2 베이스층(BL)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)은 제1 베이스층(BS) 및 제2 베이스층(BL) 사이에 배치되는 표시층(DP-EL), 편광층(POL), 및 렌즈층(LP)을 포함한다. 즉, 표시패널(DP) 내에 내장된 표시층(DP-EL), 편광층(POL), 및 렌즈층(LP)을 포함할 수 있다. 이를 통해, 표시패널(DP)의 측면 시인성을 향상시키면서도, 표시패널(DP)의 제2 베이스층(BL) 상에 측면 시인성 향상을 위한 렌즈층 형성 공정이 생략될 수 있고, 이에 따라 공정이 간소화되고 제조 비용이 감소될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)은 편광층(POL)과 렌즈층(LP) 사이, 렌즈층(LP)과 제2 베이스층(BL) 사이 각각에 접착 부재를 더 포함할 수 있다. 접착 부재는 접착 물질을 포함할 수 있다. 접착 부재는 광학 투명 접착층(OCA, Optically Clear Adhesive), 또는 감압 접착층(PSA, Pressure sensitive adhesive)을 포함할 수 있다. 또는, 각 구성 사이에 접착층이 생략되고, 렌즈층(LP)은 편광층(POL) 상에 직접 배치되고, 제2 베이스층(BL)은 렌즈층(LP) 상에 직접 배치될 수 있다.
제2 베이스층(BL) 상에는 저굴절층(ELR)이 더 배치될 수 있다. 저굴절층(ELR)은 제2 베이스층(BL)에 비해 작은 굴절률을 가짐으로써, 제2 베이스층(BL)의 하부로부터 상부방향으로 진행하는 광이 저굴절층(ELR)과 제2 베이스층(BL)의 계면으로부터 전반사가 효과적으로 이루어지도록 하여, 상부방향으로 진행하는 광의 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 구성 중 일부를 도시한 사시도이다. 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 구성 중 일부를 도시한 단면도이다. 도 3a 및 도 3b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 구성 중 인셀 편광층의 구조를 도시하였다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광층(POL)은 와이어 그리드 편광층일 수 있다. 일 실시예에 따른 편광층(POL)은 베이스층(BSL) 및 베이스층(BSL) 상에 배치되는 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP)을 포함할 수 있다.
베이스층(BSL)은 광이 투과되는 투명 물질, 예를 들어 실리콘 기판일 수 있다. 베이스층(BSL)은 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP)이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있으며, 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수도 있다. 다른 실시예에서, 베이스층(BSL)은 생략될 수도 있다.
복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장되고, 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 서로 이격될 수 있다. 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 길게 연장되고, 제2 방향(DR2)을 따라 소정의 간격을 따라 이격된 복수의 판 형상을 가질 수 있다. 와이어 그리드 패턴들(WGP) 각각은 제2 방향(DR)을 따라 나노 스케일의 폭을 가지고, 와이어 그리드 패턴들(WGP) 각각이 제2 방향(DR2)을 따라 이격된 거리는 나노 스케일일 수 있다.
복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP) 각각은 금속 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP) 각각은 알루미늄을 포함할 수 있다.
편광층(POL)은 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP)을 통해 입사되는 광을 편광시킬 수 있다. 구체적으로, 입사광 중 와이어 그리드 패턴들(WGP)의 연장 방향, 즉, 제1 방향(DR1)과 평행한 편광 성분인 S파는 와이어 그리드 패턴들(WGP)의 금속 성질에 의해서 반사되고, 상기 와이어 그리드 패턴들(WGP)의 연장 방향과 직교하는 방향, 즉, 제2 방향(DR2)과 평행한 편광 성분인 P파는 유효 굴절 매질로 인식되어 투과될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 구성 중 일부를 도시한 사시도이다. 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 구성 중 일부를 도시한 단면도들이다. 도 4a 내지 도 4c에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 구성 중 렌즈층(LP)의 구조를 도시하였다.
렌즈층(LP)은 굴절률이 서로 다른 층들이 결합된 형태를 갖는다. 렌즈층(LP)은 하부 굴절층(LL1) 및 상부 굴절층(LL2)을 포함한다. 상부 굴절층(LL2)은 하부 굴절층(LL1) 상에 배치되어 하부 굴절층(LL1)과 결합될 수 있다. 하부 굴절층(LL1) 및 상부 굴절층(LL2)은 상이한 굴절률을 가진다. 일 실시예에서, 하부 굴절층(LL1)은 보다 높은 굴절률을 가지고, 상부 굴절층(LL2)은 상부 굴절층(LL2)에 비해 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 하부 굴절층(LL1)의 굴절률은 약 1.55 이상 약 1.75 미만일 수 있다. 상부 굴절층(LL2)의 굴절률은 약 1.20 이상 약 1.55 미만일 수 있다.
하부 굴절층(LL1)은 기저층(BA) 및 기저층(BA)으로부터 돌출된 복수의 돌출부들(PP)을 포함할 수 있다. 복수의 돌출부들(PP)은 판 형상을 가지는 기저층(BA) 상에 배치되어 제3 방향(DR3)을 따라 돌출된 형상을 가질 수 있다. 상부 굴절층(LL2)은 하부 굴절층(LL1)의 복수의 돌출부들(PP) 형상에 대응되는 형상을 가져, 하부 굴절층(LL1)과 결합될 수 있다. 상부 굴절층(LL2)은 하부 굴절층(LL1)의 상면을 커버할 수 있다. 상부 굴절층(LL2)은 하부 굴절층(LL1)의 복수의 돌출부들(PP)의 상부면 및 측면을 커버하고, 기저층(BA) 중 복수의 돌출부들(PP) 사이에서 노출되는 영역들을 커버할 수 있다.
복수의 돌출부들(PP) 각각은 단면상에서 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 또는, 다른 실시예에서, 복수의 돌출부들(PP-1) 각각은 단면상에서 직사각형 형상을 가질 수 있다. 복수의 돌출부들(PP) 각각은 렌즈층(LP)으로 입사한 광이 하부 굴절층(LL1) 및 상부 굴절층(LL2)의 계면에서 굴절되어 측면 시인성을 향상시키기 위한 것이라면 제한되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다.
복수의 돌출부들(PP) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 이격되고, 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 길게 연장되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 복수의 돌출부들(PP) 각각은 전술한 인셀 편광층(POL, 도 3a 참조)의 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP, 도 3a 참조)의 연장방향인 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 길게 연장되는 형상을 가질 수 있다. 편광층(POL)을 투과하여 편광된 광은 와이어 그리드 패턴(WGP)의 연장방향과 교차하는 방향과 평행한 편광 성분을 포함하므로, 편광층(POL)의 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP)과 렌즈층(LP)의 복수의 돌출부들(PP)이 서로 교차하는 방향으로 연장될 경우 렌즈층(LP)에 의해 편광된 광이 복수의 돌출부들(PP)에 의해 굴절되어 시인성 향상 효과가 확보될 수 있다.
도 5는 도 4b에 도시된 A 영역을 확대하여 도시한 단면도이다. 도 5에서는 도 4b에 도시된 구성 중 하부 굴절층(LL1)에 포함된 복수의 돌출부들(PP)을 중점적으로 도시하였다.
도 5를 참조하면, 복수의 돌출부들(PP)은 단면상에서 사다리꼴 형상을 가지고, 상부면(UD), 하부면(LD) 및 상부면(UD)과 하부면(LD)을 연결하는 측면(SD)을 포함할 수 있다. 상부면(UD) 및 하부면(LD)은 서로 대향하고, 평면 형상을 가질 수 있다. 측면(SS)은 상부면(UD) 및 하부면(LD)을 연결하는 경사면일 수 있다.
복수의 돌출부들(PP) 각각은 상부방향, 즉 제3 방향(DR3)을 따라 소정의 두께(H1)를 가지고, 두께(H1)는 약 10μm 이상 약 100μm 이하일 수 있다. 복수의 돌출부들(PP)의 상부면(UD)은 제2 방향(DR2)을 따라 상부폭(U1)을 가지고, 상부폭(U1)은 약 10μm 이상 약 60μm 이하일 수 있다. 복수의 돌출부들(PP)의 하부면(LD)은 제2 방향(DR2)을 따라 하부폭(W1)을 가지고, 하부폭(W1)은 약 10μm 이상 약 60μm 이하일 수 있다. 복수의 돌출부들(PP)의 하부면(LD) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 소정의 이격 거리(S1)를 가지고, 이격 거리(S1)는 약 5μm 이상 30μm 이상일 수 있다. 복수의 돌출부들(PP) 각각이 상기 범위를 만족하는 두께(H1), 상부폭(U1), 하부폭(W1), 및 이격 거리(S1)를 가짐에 따라, 복수의 돌출부들(PP)을 포함하는 렌즈층(LP)이 포토 공정(Photolithography)을 통해 형성될 수 있으며, 표시층에서 제공되는 광을 굴절시켜 측면 시인성을 개선시키는 역할을 수행할 수 있다.
표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 범위를 만족하는 돌출 패턴들을 포함하는 렌즈층과, 종래 필름 형태의 렌즈 필름을 표시패널에 적용하였을 때 시인성, 명암비 및 휘도를 비교하여 나타낸 시뮬레이션 결과값이다. 표 1에서 실시예 1은 돌출 패턴의 두께 8 μm, 상부폭 3 μm, 하부폭 5 μm, 이격 거리 2 μm 인 경우의 렌즈층을 적용한 경우의 결과값이다. 실시예 2는 돌출 패턴의 두께 4 μm, 상부폭 1.5 μm, 하부폭 2.5 μm, 이격 거리 1 μm 인 경우의 렌즈층을 적용한 경우의 결과값이다. 비교예 1은 돌출 패턴의 두께 16 μm, 상부폭 6 μm, 하부폭 10 μm, 이격 거리 4 μm 인 경우의 렌즈필름을 적용한 경우의 결과값이다.
구분 비교예 1 실시예 1 실시예 2
시인성(GDI) 0.15 0.15 0.15
명암비(CR) 2490 2490 2490
White 휘도(nit) 349 349 349
Black 휘도(nit) 0.14 0.14 0.14
표 1의 결과를 참조하면, 일 실시예에 따른 렌즈층은 렌즈층에 포함되는 돌출 패턴들이 상기 범위를 만족함에 따라, 기존 필름 형태로 제공되는 렌즈 필름에 비해 시인성, 명암비 및 휘도 값과 동일 수준의 개선 효과를 가질 수 있고, 또한, 렌즈 필름에 비해 절반 또는 1/4 수준의 스케일을 가지는 돌출 패턴을 포함하므로, 포토 공정(Photolithography)을 통해 표시패널의 내부에 형성될 수 있음을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 평면도이다. 도 6은 신호라인들(GL1~GLn, DL1~DLm) 및 화소들(PX11~PXnm)의 평면상 배치관계를 도시하였다. 신호라인들(GL1~GLn, DL1~DLm)은 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn), 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)을 포함할 수 있다.
화소들(PX11~PXnm) 각각은 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn) 중 대응하는 게이트 라인과 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm) 중 대응하는 데이터 라인에 연결된다. 화소들(PX11~PXnm) 각각은 화소 구동회로 및 발광층을 포함할 수 있다. 화소 구동회로의 구성에 따라 더 많은 종류의 신호라인이 표시패널(DP)에 구비될 수 있다.
화소들(PX11~PXnm)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 화소들(PX11~PXnm)은 펜타일 형태로 배치될 수 있다. 화소들(PX11~PXnm)은 다이아몬드 형태로 배치될 수 있다.
게이트 구동회로(GDC)는 비표시영역(NDA)에 배치될 수 있다. 게이트 구동회로(GDC)는 OSG(oxide silicon gate driver circuit) 또는 ASG(amorphose silicon gate driver circuit) 공정을 통해 표시패널(DP)에 집적화될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도들이다. 도 7a에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)이 액정표시패널인 경우를 예시적으로 도시하였다. 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP-1)이 유기발광표시패널인 경우를 예시적으로 도시하였다. 이하, 도 7a 및 도 7b를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널들을 설명함에 있어, 앞서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. 특히, 상부 편광층(POL), 렌즈층(LP), 제1 베이스층(BS), 및 제2 베이스층(BL)에 대해서는 전술한 편광층, 렌즈층, 및 베이스기판들에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 일 실시예의 표시패널(DP)은 서로 마주하는 제1 베이스층(BS)과 제2 베이스층(BL) 및 마주하는 제1 베이스층(BS)과 제2 베이스층(BL) 사이에 배치된 액정층(LCL)을 포함할 수 있다. 제1 베이스층(BS)과 제2 베이스층(BL) 사이는 하부 편광층(POL-1), 공통전극(CE), 화소전극(PE), 컬러필터층(CFL), 회로층(CL), 상부 편광층(POL), 및 렌즈층(LP)이 더 배치될 수 있다. 또한, 액정층(LCL)의 액정 분자들을 배열시키기 위한 배향층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예의 표시패널(DP)의 제1 베이스층(BS) 상에는 하부 편광층(POL-1)이 배치될 수 있다. 하부 편광층(POL-1)은 제1 베이스층(BS)과 액정층(LCL) 사이에 배치되는 인셀(In-cell) 형태의 편광층일 수 있다. 하부 편광층(POL-1)은 코팅형 편광층 또는 증착에 의하여 형성된 편광층일 수 있다. 하부 편광층(POL-1)은 이색성 염료 및 액정 화합물을 포함한 물질을 코팅하여 형성된 것일 수 있다. 또는 하부 편광층(POL-1)은 와이어 그리드 타입 편광층일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 하부 편광층(POL-1)은 제1 베이스층(BS) 하에 별도의 편광 필름으로 제공될 수도 있다.
공통전극(CE)은 제1 베이스층(BS) 상에 제공되며, 제2 베이스층(BL)에 형성된 화소전극(PE)과 함께 전계를 형성하여 액정층(LCL)을 제어한다. 공통전극(CE)은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 공통전극(CE)은 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등의 도전성 금속 산화물로 형성될 수 있다. 공통전극(CE) 상에는 배향층(미도시)이 배치될 수 있다.
화소전극(PE)은 액정층(LCL)을 사이에 두고 공통전극(CE)과 마주하고 배치될 수 있다. 화소전극(PE)은 액정층(LCL)과 컬러필터층(CFL) 사이에 배치될 수 있다. 화소전극(PE)은 투명한 도전성 물질로 형성된다. 특히, 화소전극(PE)은 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide)로 형성된다. 투명 도전성 산화물은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등일 수 있다.
컬러필터층(CFL)은 서로 상이한 파장 영역의 광을 투과시키는 복수 개의 필터부들(CF1, CF2)을 포함하는 것일 수 있다. 복수 개의 필터부들(CF1, CF2) 중 이웃하는 필터부들 사이에는 차광부(BM)가 더 배치될 수 있다. 차광부(BM)는 이웃하는 필터부들(CF1, CF2)의 경계(BRL)와 중첩하여 배치될 수 있다.
회로층(CL)은 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체 패턴, 소스 전극, 및 드레인 전극 등을 포함하는 박막 트랜지스터를 포함하는 것일 수 있다. 박막 트랜지스터는 화소전극(PE)과 연결된 것일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 일 실시예의 표시패널(DP)이 액정표시패널일 경우 표시패널(DP) 하부에 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 광을 생성하는 광원 및 광의 방향을 가이드 하는 도광판을 포함할 수 있다. 광원은 도광판의 일 측에 배치되고, 도광판은 광원으로부터 생성된 광을 표시패널(DP) 측으로 가이드 할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 일 실시예의 표시패널(DP-1)은 제1 베이스층(BS) 상에 배치된 회로층(CL), 회로층(CL) 상에 배치된 발광소자층(LED), 발광소자층(LED) 상에 배치된 봉지부재(TFE), 및 봉지부재(TFE) 상에 배치된 충전층(BFL)을 포함한다. 표시패널(DP)의 상부 기판은 제2 베이스층(BL), 제2 베이스기판(SUB2) 하에 순차적으로 배치되는 렌즈층(LP), 상부 편광층(POL), 컬러필터층(CFL), 및 광제어층(CCL)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서 표시패널(DP-1)의 발광소자층(LED)은 적어도 화소 영역에 중첩하는 복수의 발광 소자들을 포함하고, 순차적으로 적층된 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다.
발광층(EML)은 일체의 형상을 가지며, 화소 영역들과 주변 영역에 공통으로 배치될 수 있다. 발광층(EML)은 제1 광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)은 청색 광을 생성할 수 있다. 별도로 도시하지 않았으나, 일 실시예의 발광소자들은 각 화소영역에 중첩하고, 주변 영역에 비중첩하는 패터닝된 발광층을 가질수도 있으며, 이 경우 각각의 화소영역들에 대응하는 발광소자들은 서로 다른 컬러의 광을 생성할 수도 있다.
봉지부재(TFE)는 발광소자층(LED) 상에 배치되어 발광소자층(LED)을 밀봉한다. 봉지부재(TFE)는 최외곽에 배치되는 무기막(IL)을 포함할 수 있다. 봉지부재(TFE)는 유기막(OL)을 더 포함할 수 있고, 또는 무기막(IL) 및 유기막(OL)이 교대로 반복된 구조를 가질 수 있다. 봉지부재(TFE)는 수분/산소로부터 발광소자층(LED)을 보호하고, 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광소자층(LED)을 보호하는 역할을 할 수 있다.
일 실시예에서, 무기막(IL)은 하부의 발광소자층(LED)을 보호할 수 있는 물질이라면 특별히 제한되지 않고 포함할 수 있으며, 예를 들어, 무기막(IL)은 실리콘 나이트라이드(SiNx)를 포함할 수 있다. 유기막(OL)은 아크릴레이트 계열의 유기물을 포함할 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다. 무기막(IL)은 증착법 등에 의해 형성될 수 있고, 유기막(OL)은 증착법, 코팅법 등에 의해 형성될 수 있다.
도 7b에서는 봉지부재(TFE)가 하나의 유기막(OL)과 무기막(IL)을 포함하는 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 봉지부재(TFE)는 복수의 유기막(OL)과 무기막(IL)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 봉지부재(TFE)는 하나의 유기막(OL)을 사이에 두고 두 무기막(IL)이 배치된 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 표시패널(DP-1)은 광제어층(CCL)을 포함할 수 있다. 광제어층(CCL)은 발광소자층(LED) 상에 배치될 수 있다. 광제어층(CCL)은 복수의 발광소자들 상에 배치되고, 충전층(BFL)을 사이에 두고 봉지부재(TFE)와 이격될 수 있다.
광제어층(CCL)은 제1 광을 투과하는 투과부(TP), 제1 광을 제2 광으로 변환시키는 제1 광변환부(CCP1), 및 제1 광을 제3 광으로 변환시키는 제2 광변환부(CCP2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 광은 녹색 광일 수 있고, 제3 광은 적색 광일 수 있다.
제1 광변환부(CCP1) 및 제2 광변환부(CCP2)에는 발광체가 포함될 수 있다. 발광체는 광의 파장을 변환시키는 입자일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 광변환부(CCP1)와 제2 광변환부(CCP2)에 포함되는 발광체는 양자점(Quantum Dot)일 수 있다.
일 실시예에서 광제어층(CCL)은 베이스수지 및 발광체를 포함할 수 있다. 광제어층(CCL)은 산란 입자를 더 포함할 수 있다. 발광체 및 산란 입자는 광제어층(CCL)에 포함된 각각의 광변환부 및 투과부에 모두 포함될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 발광체 및 산란 입자는 광제어층(CCL) 중 일부에만 포함될 수도 있다.
광제어층(CCL)은 복수의 광변환부(CCP1, CCP2)들 및 투과부(TP)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 광변환부(CCP1), 제2 광변환부(CCP2), 및 투과부(TP) 각각은 평면상에서 서로 이격되어 배치되는 것일 수 있다.
도 7b에서는 제1 광변환부(CCP1), 제2 광변환부(CCP2), 및 투과부(TP)가 서로 동일한 면적 또는 두께를 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않으며, 제1 광변환부(CCP1), 제2 광변환부(CCP2), 및 투과부(TP)는 각각 서로 다른 면적 또는/및 두께를 가질 수 있다.
이격된 제1 광변환부(CCP1) 및 제2 광변환부(CCP2)의 사이, 제2 광변환부(CCP2) 및 투과부(TP)의 사이에는 격벽부(BP)가 배치될 수 있다. 격벽부(BP)는 평면상에서 주변영역에 중첩할 수 있다. 격벽부(BP)는 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 광변환부(CCP1, CCP2) 및 투과부(TP) 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다. 격벽부(BP)는 블랙 안료 또는 염료를 포함하는 유기 차광 물질을 포함할 수 있다.
컬러필터층(CFL)은 광제어층(CCL) 상에 배치되고, 제1 내지 제3 컬러필터부(R-CFP, G-CFP, B-CFP) 및 차광패턴(BM)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 컬러필터부(R-CFP, G-CFP, B-CFP)는 평면상에서 서로 이격되어 배치되는 것일 수 있다. 제1 컬러필터부(R-CFP)는 제1 광변환부(CCP1)에 대응하여 배치되며 제1 광 및 제3 광을 차단하고, 제2 광을 투과시킬 수 있다. 제2 컬러필터부(G-CFP)는 제2 광변환부(CCP2)에 대응하여 배치되며 제2 광 및 제3 광을 차단하고, 제3 광을 투과시킬 수 있다. 제3 컬러필터부(B-CFP)는 투과부(TP)에 대응하여 배치되며 제2 광 및 제3 광을 차단하고, 제1 광을 투과시킬 수 있다. 제1 컬러필터부(R-CFP)는 적색 물질을 포함하고, 제2 컬러필터부(G-CFP)는 녹색 물질을 포함하고, 제3 컬러필터부(B-CFP)는 청색 물질을 포함할 수 있다. 표시패널(DP-1)은 컬러필터층(CFL)을 포함함으로써, 외광반사를 효과적으로 저감하고, 혼색을 방지할 수 있다.
차광패턴(BM)은 주변영역에 대응하여 제공된다. 차광패턴(BM)은 블랙 안료 또는 염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 차광패턴(BM)이 컬러필터층(CFL)에 포함된 것을 개시하였으나, 이에 제한되지 않고 차광패턴(BM)은 생략될 수도 있다.
충전층(BFL)은 봉지부재(TFE)와 광제어층(CCL) 사이에 배치될 수 있다. 충전층(BFL)은 봉지부재(TFE)와 광제어층(CCL) 사이에 배치되어 광제어층(CCL)이 봉지부재(TFE)와 접촉되는 것을 방지하고, 표시장치(DD)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 충전층(BFL)은 봉지부재(TFE)와 광제어층(CCL) 사이를 충전할 수 있다. 봉지부재(TFE)와 광제어층(CCL) 사이를 충전한다는 것은, 봉지부재(TFE)와 광제어층(CCL) 사이에 내부 공간이 발생하지 않도록 충전층(BFL)이 봉지부재(TFE)와 광제어층(CCL)과 접하는 것을 의미할 수 있다. 충전층(BFL)은 광제어층(CCL)에 포함되는 발광체 및/또는 산란입자 등이 내부 공기에 의해 산화되는 것을 차단할 수 있고, 이에 따라, 표시패널(DP-1)은 광 추출 효율이 크게 변화하지 않고 유지될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP-1)에서 충전층(BFL)은 생략될 수 있다. 이 경우, 봉지부재(TFE)와 광제어층(CCL) 사이에는 공기층이 형성되는 것일 수 있다. 충전층(BFL)은 무기 바인더, 유기 바인더 또는 액정 화합물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시패널(DP-1)은 적어도 하나의 캡핑층(CAP1, CAP2)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캡핑층(CAP1, CAP2)은 광 제어층(CCL)과 충전층(BFL) 사이 및/또는 광 제어층(CCL)과 컬러필터층(CFL) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 캡핑층(CAP1)은 광 제어층(CCL)의 상면, 즉, 광 제어층(CCL)과 컬러필터층(CFL) 사이에 배치될 수 있고, 제2 캡핑층(CAP2)은 광 제어층(CCL)의 하면, 즉, 광 제어층(CCL)과 충전층(BFL) 사이에 배치될 수 있다. 캡핑층(CAP1, CAP2)은 무기물로 구성될 수 있으며, 무기물의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 캡핑층(CAP)은 광 제어층(CCL)을 둘러싸도록 배치되어, 광 제어층(CCL)을 보호할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 제조방법에 대해 설명한다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다. 이하, 도 8a 내지 도 8f를 통해 일 실시예에 따른 표시패널 제조방법을 설명함에 있어, 앞서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
도 8a 내지 도 8f를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 제조방법은 제1 베이스층(BS) 상에 표시층(DP-EL)을 형성하는 단계, 표시층(DP-EL) 상에 인셀(In-cell) 편광층(POL)을 형성하는 단계, 및 편광층(POL) 상에 포토 공정을 통해 렌즈층(LP)을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 표시패널 제조방법에서, 제1 베이스층(BS) 상에 회로층(DP-CL) 및 표시층(DP-EL)을 순차적으로 형성할 수 있다. 제1 베이스층(BS)은 회로층(DP-CL) 및 표시층(DP-EL) 등이 형성되는 베이스 면을 제공할 수 있으며, 회로층(DP-CL) 및 표시층(DP-EL)은 표시패널의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시패널 제조방법은 편광층(POL) 형성 단계를 포함한다. 편광층(POL)은 기초층(FL) 상에 형성될 수 있다. 기초층(FL)은 편광층(POL)을 형성하기 위한 베이스 면을 제공하는 층으로, 예를 들어, 표시층(DP-EL)에 포함된 최상층일 수 있다. 또는, 편광층(POL)이 형성되는 기초층(FL)은 렌즈층(LP)에 포함된 일 층일 수 있다. 편광층(POL)은 베이스층(BSL) 및 베이스층(BSL) 상에 형성되는 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP)을 포함할 수 있다. 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP)은 알루미늄 등의 금속 물질을 증착한 후, 패턴들 사이에 나노 스케일의 간격을 가지도록 패터닝하여 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 편광층(POL)은 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP)을 포함하도록 형성되고, 베이스층(BSL)은 생략될 수 있다. 즉, 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP)이 베이스면을 제공하는 기초층(FL) 상에 직접 형성될 수도 있다. 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 길게 연장되고, 각각이 제2 방향(DR2)을 따라 이격되도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시패널 제조방법은 렌즈층(LP) 형성 단계를 포함한다. 렌즈층(LP)은 기초층(FL-1) 상에 형성될 수 있다. 기초층(FL-1)은 렌즈층(LP)을 형성하기 위한 베이스 면을 제공하는 층으로, 예를 들어, 편광층(POL)일 수 있다. 또는, 렌즈층(LP)이 형성되는 기초층(FL-1)은 제2 베이스층(BL)일 수 있다. 도 8c 내지 도 8e에서는 렌즈층(LP)에 포함된 하부 굴절층(LL1) 및 상부 굴절층(LL2)이 기초층(FL-1) 상에 순차적으로 적층된 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 기초층(FL-1)이 제2 베이스층(BL)일 경우 하부 굴절층(LL1) 및 상부 굴절층(LL2)이 서로 역전되도록 형성될 수도 있다. 즉, 상부 굴절층(LL2)이 기초층(FL-1) 상에 먼저 형성되고, 이후 하부 굴절층(LL1)이 상부 굴절층(LL2) 상에 형성될 수도 있다.
렌즈층(LP)은 포토 공정(Photolithography)을 통해 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 기초층(FL-1) 상에 포토레지스트를 통해 예비 굴절층(LL1-P)이 형성된 후, 예비 굴절층(LL1-P) 상에 마스크(MK)가 제공되고, 광(L)을 통해 패터닝되어 하부 굴절층(LL1)이 형성될 수 있다. 이후, 하부 굴절층(LL1) 상에 고분자 수지를 코팅하여 상부 굴절층(LL2)이 형성되는 것일 수 있다. 하부 굴절층(LL1) 및 상부 굴절층(LL2)의 형성 순서는 기초층(FL-1)의 종류에 따라 달라질 수 있다. 하부 굴절층(LL1)에 포함된 복수의 돌출부들(PP, 도 4b 참조)은 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 이격되고, 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 길게 연장되도록 형성될 수 있다. 즉, 복수의 돌출부들(PP) 각각은 전술한 편광층(POL)의 복수의 와이어 그리드 패턴들(WGP)의 연장방향인 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 길게 연장되도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시패널 제조방법에서는 편광층(POL) 및 렌즈층(LP) 형성 이후, 제1 베이스층(BS) 및 제2 베이스층(BL) 사이에 표시층(DP-EL), 편광층(POL) 및 렌즈층(LP)이 배치되도록 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 표시패널 제조방법에서는 광을 편광시키기 위한 편광층(POL) 및 시인성 향상을 위한 렌즈층(LP)을 제1 베이스층(BS) 및 제2 베이스층(BL) 사이, 즉 표시패널(DP) 내에 내장되도록 형성함으로써, 공정이 간소화되고 제조 비용이 감소될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
ES: 표시장치 DP: 표시패널
POL: 인셀 편광층 LP: 렌즈층
DP-EL: 표시층 LL1: 하부 굴절층
LL2: 상부 굴절층

Claims (20)

  1. 제1 베이스층;
    상기 제1 베이스층 상에 배치되고, 영상을 표시하는 표시층;
    상기 표시층 상에 배치되고, 상기 표시층으로부터 제공되는 광의 일 편광 성분을 투과하는 편광층;
    상기 편광층 상에 배치되는 렌즈층; 및
    상기 렌즈층 상에 배치되는 제2 베이스층을 포함하는 표시패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편광층은 와이어그리드 편광층을 포함하는 표시패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈층은
    상부방향으로 돌출되는 복수의 돌출부들을 포함하는 하부 굴절층, 및
    상기 하부 굴절층과 상이한 굴절률을 갖고, 상기 하부 굴절층의 상부에 배치되어 상기 하부 굴절층의 상면을 커버하는 상부 굴절층을 포함하는 표시패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부들은 단면상에서 사각형 형상을 가지는 표시패널.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부들은 단면상에서 사다리꼴 형상을 가지는 표시패널.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부들 각각은 상기 상부방향을 따라 10μm 이상 100μm 이하의 두께를 가지는 표시패널.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부들 각각은 상부면 및 하부면을 포함하고,
    상기 상부면 및 상기 하부면 각각의 폭은 10μm 이상 60μm 이하인 표시패널.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부들 각각의 상기 하부면 사이의 거리는 5μm 이상 30μm 이하인 표시패널.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 편광층은 각각이 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 이격된 복수의 와이어 그리드 패턴들을 포함하는 표시패널.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부들 각각은 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향을 따라 이격되도록 배치되는 표시패널.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 하부 굴절층의 굴절률은 1.55 이상 1.75 미만이고, 상기 상부 굴절층의 굴절률은 1.20 이상 1.55 미만인 표시패널.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 표시층은 상기 제1 베이스층 상에 배치되는 제1 전극, 및 상기 제1 전극에 대향하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 베이스층 사이에 배치되는 제2 전극을 포함하고,
    상기 표시층은 상기 제1 전극에서 상기 제2 전극 방향으로 광을 출사하는 표시패널.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 베이스층 상에 배치되는 저굴절층을 더 포함하는 표시패널.
  14. 영상을 표시하는 표시층;
    상기 표시층 상에 배치되고, 각각이 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 이격된 복수의 나노 패턴들을 포함하는 인셀(In-cell) 편광층; 및
    상기 인셀 편광층 상에 배치되고, 각각이 상기 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 방향으로 이격된 복수의 돌출부들을 포함하는 렌즈층을 포함하는 표시패널.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 표시층은 상기 인셀 편광층 및 상기 렌즈층 방향으로 광을 표시하는 표시패널.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 렌즈층은 상기 복수의 돌출부들을 포함하는 하부 굴절층, 및
    상기 하부 굴절층을 커버하고, 상기 하부 굴절층보다 낮은 굴절율을 가지는 상부 굴절층을 포함하는 표시패널.
  17. 제1 베이스층 상에 표시층을 형성하는 단계;
    상기 표시층 상에 인셀(In-cell) 편광층을 형성하는 단계; 및
    상기 인셀 편광층 상에 포토 공정을 통해 렌즈층을 형성하는 단계를 포함하는 표시패널 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 렌즈층을 형성하는 단계는
    상부방향으로 돌출되는 복수의 돌출부들을 포함하는 하부 굴절층을 형성하는 단계, 및
    상기 하부 굴절층의 상부에 상기 하부 굴절층의 상면을 커버하도록 상부 굴절층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 상부 굴절층은 상기 하부 굴절층보다 높은 굴절률을 가지는 표시패널 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 인셀 편광층을 형성하는 단계에서, 각각이 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 이격된 복수의 나노 패턴들이 형성되고,
    상기 복수의 돌출부들은 각각이 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향으로 이격되도록 형성되는 표시패널 제조방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 렌즈층을 형성하는 단계에서, 상기 렌즈층 상에 제2 베이스층이 배치되고,
    상기 렌즈층 및 상기 인셀 편광층이 상기 제1 베이스층 및 상기 제2 베이스층 사이에 배치되도록 형성되는 표시패널 제조방법.
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