(57)【要約】【課題】ランダムな偏光の出射量を減少した偏光板、その製造方法、及びこれを有する表示パネルを提供する。【解決手段】ストライプ状の導電性格子線パターンをベース基板の一面に形成し、導電性格子線パターンに対応してストライプ状の光吸収パターンをベース基板の一面と導電性格子線パターンとの間、または導電性格子線パターン上に形成し、導電性格子線パターンが偏光子として機能することができるように、導電性格子線パターンが含む格子線の線幅および格子線間のピッチを可視光線の波長より小さく形成し、導電性格子線パターンによって偏光された後、境界面で反射されランダムに偏光された光の一部を光吸収パターンによって吸収する。【選択図】図２
2007334346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及び前記第１面に対向する第２面を含むベース基板と、
前記第１面に形成され入射光を反射及び偏光する導電性格子線パターンと、
前記導電性格子線パターンに対応して前記第１面に形成され、前記導電性格子線パターンによって偏光された後反射された光を一部吸収する光吸収パターンと、
を含むことを特徴とする偏光板。
【請求項２】
前記光吸収パターンは、前記第１面と導電性格子線パターンとの間に形成されることを特徴とする請求項１記載の偏光板。
【請求項３】
前記導電性格子線パターンは、前記第１面と光吸収パターンとの間に形成されることを特徴とする請求項１記載の偏光板。
【請求項４】
前記導電性格子線パターンは、ストライプ状に形成されることを特徴とする請求項３記載の偏光板。
【請求項５】
前記光吸収パターンは、１０〜１００ｎｍの厚みを有することを特徴とする請求項１記載の偏光板。
【請求項６】
前記導電性格子線パターンが含む格子線間のピッチ及び前記格子線の線幅は、１００〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の偏光板。
【請求項７】
第１面及び前記第１面と対向する第２面を含むベース基板と、
前記第１面に１０〜１００ｎｍの厚みに全体的に形成された光吸収層と、
前記光吸収層上にストライプタイプに形成された導電性格子線パターンと、
を含むことを特徴とする偏光板。
【請求項８】
第１面及び前記第１面に対向する第２面を含む下部ベース基板、前記下部ベース基板にストライプタイプに形成され入射光を反射及び偏光させる第１導電性格子線パターン、前記第１導電性格子線パターンに対応して前記下部ベース基板に形成された第１光吸収パターン及び前記下部ベース基板に形成された多数の画素部を含む第１基板と、
前記第１面に対向する第３面及び前記第３面に対向する第４面を含む上部ベース基板及び前記画素部に対向して前記上部ベース基板に形成された多数のカラーフィルタ部を含む第２基板と、
前記第１基板と第２基板との間に介在する液晶層と、
を含むことを特徴とする表示パネル。
【請求項９】
前記第２基板は、
前記上部ベース基板にストライプ状に形成され入射光を反射及び偏光させる第２導電性格子線パターンと、
前記第２導電性格子線パターンに対応して前記上部ベース基板に形成された第２光吸収パターンと、
を更に含むことを特徴とする請求項８記載の表示パネル。
【請求項１０】
前記画素部は、前記第１面に形成され、
前記第１導電性格子線パターンは、前記第２面に形成され、
前記第１光吸収パターンは、前記第２面と前記第１導電性格子線パターンとの間に介在するように形成されることを特徴とする請求項９記載の表示パネル。
【請求項１１】
前記カラーフィルタ部は、前記第３面に形成され、
前記第２光吸収パターンは、前記第４面に形成され、
前記第２導電性格子線パターンは、前記第４面と前記第２光吸収パターンとの間に介在するように形成されることを特徴とする請求項９記載の表示パネル。
【請求項１２】
前記第２基板は、前記第２導電性格子線パターンをカバーする平坦化層を更に含み、前記第２導電性格子線パターンは前記第３面に形成され、
前記第２光吸収パターンは、前記第３面と前記第２導電性格子線パターンとの間に介在するように形成され、
前記カラーフィルタ部は、前記平坦化層上に形成されることを特徴とする請求項１０記載の表示パネル。
【請求項１３】
前記第１基板は、前記第１光吸収パターンをカバーする平坦化層を更に含み、前記第１光吸収パターンは前記第１面に形成され、
前記第１導電性格子線パターンは、前記第１面と前記第１光吸収パターンとの間に介在するように形成され、
前記画素部は、前記平坦化層上に形成されることを特徴とする請求項９記載の表示パネル。
【請求項１４】
前記カラーフィルタ部は、前記第３面に形成され、
前記第２光吸収パターンは、前記第４面に形成され、
前記第２導電性格子線パターンは、前記第４面と前記第２光吸収パターンとの間に介在するように形成されることを特徴とする請求項１３記載の表示パネル。
【請求項１５】
前記第２基板は、前記第２導電性格子線パターンをカバーする平坦化層を更に含み、前記第２導電性格子線パターンは前記第３面に形成され、
前記第２光吸収パターンは、前記第３面と前記第２導電性格子線パターンとの間に介在するように形成され、
前記カラーフィルタ部は、前記平坦化層上に形成されることを特徴とする請求項１３記載の表示パネル。
【請求項１６】
ベース基板の一面に光吸収層を形成する段階と、
前記光吸収層上に導電性薄膜層を形成する段階と、
前記導電性薄膜層上にストライプ状のフォトレジストパターンを形成する段階と、
前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして前記導電性薄膜層及び光吸収層をエッチングして前記フォトレジストパターンに対応する導電性格子線パターン及び光吸収パターンを形成する段階と、
を含むことを特徴とする偏光板の製造方法。
【請求項１７】
前記フォトレジストパターンを形成する段階は、
フォトリソグラフィ方式及びレーザー干渉リソグラフィ方式のうち、いずれか１つの方式を使用して行うことを特徴とする請求項１６記載の偏光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光板、その製造方法、及びこれを有する表示パネルに関する。より詳細には、偏光された後反射されることにより発生する不必要な偏光の出射量を減少させた偏光板、その製造方法、及びこれを有する表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶表示装置は、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板が結合され、その間に液晶が注入された液晶パネル及びこの液晶パネルに光を供給するバックライトアセンブリを含む。液晶パネルは基本的に受動素子なので、バックライトアセンブリが液晶パネルに表示される画像の輝度に決定的影響を及ぼす。
液晶が光シャッターとして機能するように、液晶表示装置は液晶パネルの背面及び上面に配置される偏光板を含む。偏光板は、原理的に特定方向の偏光のみを透過するものであり、理論的に最大５０％程度の光のみを透過して液晶パネルに提供する。しかし、実質的には偏光板での光損失等によって、バックライトアセンブリから出射された光のうち、偏光透過率を基準として約４３％程度だけが透過されることとなり、光損失量が多くなる。
【０００３】
また、偏光板が取り付けられた液晶パネルを製作するのに必要とされる材料費のうち、偏光板の材料費が全体材料費の２５〜３０％程度を占め、液晶表示装置の製造原価を大きく増加させるという短所がある。
一方、ナノスケールの線幅及びピッチを有する導電性格子線をストライプ状に配列して、導電性格子線パターンを形成する場合、この導電性格子線パターンは、実質的にＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ）と同様に反射及び偏光の機能を有するが、ＤＢＥＦの偏光度（垂直偏光と水平偏光の比）より優れた約１０００：１に近い偏光度を有する。従って、導電性格子線パターンは、従来の偏光板を代替できる程度の偏光度を有することが知られている。
【０００４】
ところが、ＴＮパネル（ツイステッドネマティック液晶を用いた液晶パネル）に従来の偏光板を使用する場合、一般的にこのＴＮパネルがブラック（Ｂｌａｃｋ）状態である時、偏光子の長手方向に対して約４５度の角度でＴＮパネルに入射する光のうち一部が漏洩する現象が発生する。即ち、偏光板から所望しないランダムな偏光が出射するという問題点がある。
【０００５】
同一条件で偏光板の代わりに、導電性格子線パターンを使用する場合、前述のような光が漏れる現象がより大きくなる。その結果、導電性格子線パターンを偏光子として使用する場合、液晶パネルの対コントラスト比が低下するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の技術的課題は、このような従来の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、所望しないランダムな偏光の出射量を減少させた偏光板を提供することにある。
本発明の他の目的は、偏光板の製造方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、偏光板を含む表示パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した本発明の目的を実現するために、一実施例による偏光板は、ベース基板、導電性格子線パターン、及び光吸収パターンを含む。ベース基板は、第１面及び第１面に対向する第２面を含む。導電性格子線パターンは、第１面にストライプ状に形成される。導電性格子線パターンは、第１面に入射する光を反射及び偏光する。光吸収パターンは、導電性格子線パターンに対応して第１面に形成される。光吸収パターンは、導電性格子線パターンによって偏光された後、任意の境界面で反射された光を一部吸収する。
【０００８】
一実施例において、光吸収パターンは、第１面と導電性格子線パターンとの間に形成される。光遮断パターンは、１０〜１００ｎｍの厚みを有することを特徴とし、導電性格子線パターンが含む格子線間のピッチ及び格子線の線幅は、１００〜２００ｎｍであることを特徴とする。他の実施例において、導電性格子線パターンは、第１面と光吸収パターンとの間に形成される。
【０００９】
本発明の他の目的を実現するために、一実施例による表示パネルは、第１基板、第２基板、及び液晶層を含む。第１基板は、下部ベース基板、第１導電性格子線パターン、第１光吸収パターン、及び多数の画素部を含む。下部ベース基板は、第１面及び第１面と対向する第２面を含む。第１導電性格子線パターンは、下部ベース基板にストライプタイプに形成され、入射光を反射及び偏光させる。第１光吸収パターンは、第１導電性格子線パターンに対応して下部ベース基板に形成される。画素部は、下部ベース基板に形成される。第２基板は、上部ベース基板及び多数のカラーフィルタ部を含む。上部ベース基板は、第１面と対向する第３面及び第３面と対向する第４面を含む。カラーフィルタ部は、画素部に対向して上部ベース基板に形成される。液晶層は、第１基板と第２基板との間に介在する。
【００１０】
一実施例において、第２基板は、第２導電性格子線パターン及び第２光吸収パターンを含む。第２導電性格子線パターンは、上部ベース基板にストライプ状に形成され、入射光を反射及び偏光させる。第２光吸収パターンは、第２導電性格子線パターンに対応して、上部ベース基板に形成される。
画素部は、第１導電性格子線パターン及び第１光吸収パターンと同様に第１面に形成することができ、第１導電性格子線パターン及び第１光吸収パターンと異なり、第２面に形成することもできる。第２導電性格子線パターン及び第２光吸収パターンは、カラーフィルタ部と同様に第３面に形成することができ、カラーフィルタ部とは異なり、第４面に形成することもできる。
【００１１】
前述した本発明の更に他の目的を実現するために、一実施例による偏光板の製造方法は、ベース基板の一面に光吸収層を形成する段階、光吸収層上に導電性薄膜層を形成する段階、導電性薄膜層上にストライプ状のフォトレジストパターンを形成する段階、及びフォトレジストパターンをエッチングマスクとして導電性薄膜層及び光吸収層をエッチングして、フォトレジストパターンに対応する導電性格子線パターン及び光吸収パターンを形成する段階を含む。
【００１２】
フォトレジストパターンを形成する段階は、フォトリソグラフィ方式及びレーザー干渉リソグラフィ方式のうち、いずれか１つの方式を使用して行う。
このような偏光板、これを有する表示パネル、及びその製造方法によると、光吸収パターンが導電性格子線パターンによって偏光された後、境界面で反射された光の一部を吸収するので、偏光板又は表示パネルから出射される光のうち、所望しない偏光成分が減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
＜偏光板＞
図１は、本発明の一実施例による偏光板の斜視図である。
図１に示すように、偏光板１００は、ベース基板１１０、導電性格子線パターン１４０、及び光吸収パターン１３０を含む。
【００１４】
ベース基板１１０は、光学的に等方性を有するガラスからなる。ベース基板１１０は、第１面１１１及び第１面１１１と対向する第２面１１３を含む。
導電性格子線パターン１４０は、第１面１１１に形成される。導電性格子線パターン１４０は、直線形状の多数の格子線１４１を含む。格子線１４１は互いに平行に、即ち、ストライプ状に配列される。格子線１４１は、Ａｌ、ＡｌＮｄ、ＡｌＭｏ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、及びＭｏ等の光反射率に優れたメタルで形成される。
【００１５】
格子線１４１の偏光機能は、格子線１４１の中心間の間隔で定義されるピッチＰ、格子線１４１の線幅Ｗ、及び高さに影響を受けることが知られており、格子線１４１を広い波長の光に対して偏光子として使用する場合、ピッチＰが最も重要な要素となることが知られている。また、格子線１４１が偏光子機能を果たすためには、ピッチＰが入射する光の波長より小さくなければならないことが知られている。仮に、ピッチＰが入射光の波長より長い場合、格子線１４１は、偏光子よりは回折格子の機能をして入射光を回折させる。
【００１６】
偏光板１００が表示パネルの１つの基板１０として使用される場合、表示パネルは、可視光線を利用して画像を表示するので、格子線１４１は、可視光線に対して優れた偏光度を有することが好ましい。
可視光線の波長は約４００〜７００ｎｍなので、ピッチＰは４００ｎｍ以下であることが好ましい。最近、半導体工程の線幅Ｗが約１００ｎｍで、線と線との間の空間も必要なので、本実施例でピッチＰは１００〜２００ｎｍに設定される。また、格子線１４１の線幅Ｗは、ピッチＰと類似するように１００〜２００ｎｍに設定され、格子線１４１の厚みは、線幅Ｗの約２〜３倍であることが好ましい。
【００１７】
光吸収パターン１３０は、導電性格子線パターン１４０によって偏光された後境界面で反射され入射する光の一部を吸収する。光吸収パターン１３０は、導電性格子線パターン１４０に対応して第１面１１１に形成される。従って、光吸収パターン１３０は、導電性格子線パターン１４０が含む多数の格子線１４１にそれぞれ対応して、直線タイプの多数の光吸収部１３１を含む。光吸収部１３１の線幅Ｗ及び光吸収部１３１間のピッチＰは、格子線１４１の線幅Ｗ及び格子線１４１間のピッチＰと殆ど同じである。
【００１８】
光吸収パターン１３０は、第１面１１１と導電性格子線パターン１４０との間に形成することができ、導電性格子線パターン１４０上に形成することもできる。本実施例において、光吸収パターン１３０は、第１面１１１と導電性格子線パターン１４０との間に介在するように形成される。
光吸収パターン１３０は、光学的密度３．５以上のクロム（Ｃｒ）等の金属薄膜またはカーボン（ｃａｒｂｏｎ）系列の有機材料で形成することができる。光吸収パターン１３０は、前述したような材質に限定されず、一般的に光吸収が可能な顔料で形成することができる。
【００１９】
図２は、図１に図示された偏光板をI-I’に沿って切断した断面図である。
明確な説明のために、図１に示すように、ｘ−ｙ−ｚ座標系を導入する。ここで、ｘ軸は、格子線１４１の長手方向と垂直をなし、ｙ軸は、格子線１４１の長手方向と平行である。ｚ軸は、第１面１１１の法線方向と平行である。図１に図示された切断線I-I’は、ｘ軸と第１角度（φ）をなす。
【００２０】
図１及び図２では、偏光板１００に入射する光の進行を明確に例示するために、外部から対角線方向に第１面１１１に入射するランダムな偏光Ｌを示している。対角線方向ベクトルを第１面１１１に投影したベクトルは、I-I’線と平行である。
本発明を明確に例示するために、図２に示すように、ランダムな偏光Ｌを第１光ｖと第２光ｈに単純化して説明する。ここで、第１光ｖを、大きさがＶで、I-I’に沿った切断面に対して垂直である偏光方向ベクトルを有する光に定義する。切断面がｘ軸と第１角度（φ）をなすので、第１光ｖは、ｙ軸と第１角度（φ）をなす。従って、第１光ｖの偏光方向ベクトルをｘ−ｙ−ｚ座標系で表示すると、ｖ＝（Ｖｓｉｎφ、−Ｖｃｏｓφ、０）で表示される。
【００２１】
第２光ｈを、大きさがＨで、切断面と平行で第１面１１１と第２角度（θ）をなす偏光方向ベクトルを有する光に定義する。従って、第１光ｖと第２光ｈの偏光方向ベクトルは互いに垂直をなす。第２光ｈの偏光方向ベクトルをｘ−ｙ−ｚ座標系で表示すると、ｈ＝（Ｈｃｏｓθｃｏｓφ、Ｈｃｏｓθｓｉｎφ、Ｈｓｉｎθ）で表示される。
ランダムな偏光Ｌは可視光線であって、約４００〜７００ｎｍの波長を有する。格子線１４１間のピッチＰは、約２００ｎｍ以下に設計されるので、ランダムな偏光Ｌは、導電性格子線パターン１４０によって反射及び偏光される。
【００２２】
具体的に、第１光ｖと第２光ｈの偏光方向成分のうち、ｙ軸成分は、導電性格子線パターン１４０によって全部反射される。従って、導電性格子線パターン１４０を透過した第１光ｖ及び第２光ｈは、それぞれ第１偏光（ＰＯＬ１）＝（Ｖｓｉｎφ、０、０）及び第２偏光（ＰＯＬ２）＝（Ｈｃｏｓθｃｏｓφ、０、Ｈｓｉｎθ）に変換される。第１偏光（ＰＯＬ１）と第２偏光（ＰＯＬ２）の大部分は、第２面１１３を通じて出射される。
【００２３】
本実施例と異なり、偏光板が光吸収パターン１３０を含まない場合、第１偏光（ＰＯＬ１）と第２偏光（ＰＯＬ２）の残りは、第２面１１３と第１面１１１で反復して反射される。この際、第２面１１３と第１面１１１で反射率と透過率は、第１偏光（ＰＯＬ１）と第２偏光（ＰＯＬ２）の偏光成分によって異なる。
従って、第２面１１３で第１偏光（ＰＯＬ１）と第２偏光（ＰＯＬ２）が反射され形成された反射光（ｒ）は反射を反復することにより、ｙ軸方向の偏光方向ベクトル成分を含む光に変換される。その結果、第２面１１３を通じて出射される光は、ｙ軸方向の偏光方向ベクトル成分を有する光を含む。
【００２４】
本実施例において、偏光板は、第１面１１１と導電性格子線パターン１４０との間に介在するように形成された光吸収パターン１３０を含む。従って、反射光（ｒ）が光吸収部１３１の間に入射する場合、反射光（ｒ）は導電性格子線パターン１４０によって更に反射及び偏光され、ｙ軸方向の偏光方向ベクトル成分を含む光に変換される。
反射光（ｒ）が光吸収部１３１に入射する場合、光吸収部１３１は反射光（ｒ）を一部吸収し、反射光（ｒ）の残りは、光吸収部１３１で反射される。従って、反射を反復することによって、発生するｙ軸方向の偏光方向ベクトル成分の量が大幅に減少することができる。その結果、第２面１１３から出射するｙ軸方向の偏光方向ベクトル成分の量も大幅に減少する。
【００２５】
一方、光吸収パターン１３０が反射光（ｒ）を大部分吸収する場合、第２面１１３から出射する光量が必要以上に減少されることができる。従って、偏光板１００からの出射光の輝度の過度な減少を防止するために、光吸収パターン１３０は、約１０〜１００ｎｍの厚みを有することが好ましい。
これと異なる実施例において、偏光板１００は、光吸収パターン１３０を代替する光吸収層を含むように構成することができる。この場合、光吸収層は、光吸収パターン１３０のようにパターンを形成せず、約１０〜１００ｎｍの厚みに第１面１１１に全体的に形成される。
【００２６】
この際、光吸収層の厚みは非常に薄いので、導電性格子線パターン１４０の偏光によって形成された第１偏光（ＰＯＬ１）及び第２偏光（ＰＯＬ２）の大部分は、光吸収層を透過する。光吸収層は、第１面１１１に全体的に形成されているので、光吸収層によって吸収される反射光（ｒ）の量が本実施例の場合より増加する。従って、第２面１１３を通じて出射する光のうち、ｙ軸方向の偏光方向ベクトル成分の量も大幅減少される。
【００２７】
＜表示パネル＞
図３は、本発明の一実施例による表示パネルの断面図である。
図３に示すように、表示パネル２００は、第１基板２０１、第２基板３０１、及び液晶層ＬＣを含む。
第１基板２０１は、下部ベース基板２１０、第１導電性格子線パターン２４０、第１光吸収パターン２３０、及び多数の画素部を含む。
【００２８】
下部ベース基板２１０、第１導電性格子線パターン２４０、及び第１光吸収パターン２３０は、図１及び図２に図示されたベース基板１１０、導電性格子線パターン１４０、及び光吸収パターン１３０とそれぞれ同様である。
従って、下部ベース基板２１０は、第１面２１１及び第１面２１１と対向する第２面２１３を含む。
【００２９】
第１光吸収パターン２３０は、第１面２１１に１０〜１００ｎｍの厚みにストライプタイプに形成される。第１導電性格子線パターン２４０は、第１光吸収パターン２３０上に第１光吸収パターン２３０に対応して、ストライプタイプに形成される。即ち、第１光吸収パターン２３０は、第１面２１１と第１導電性格子線パターン２４０との間に介在される。第１導電性格子線パターン２４０は、複数の第１格子線２４１を含み、第１光吸収パターン２３０は、複数の第１光吸収部２３１を含む。
【００３０】
第１基板２０１は、第１平坦化層２４５を更に含む。第１平坦化層２４５は、第１導電性格子線パターン２４０をカバーする。第１平坦化層２４５は、ポリカボネート等の光透過率に優れた樹脂で形成される。その結果、第１導電性格子線パターン２４０及び第１光吸収パターン２３０は、第１平坦化層２４５に埋め込まれ、これによって第１導電性格子線パターン２４０及び第１光吸収パターン２３０は、スクラッチ等の損傷から保護される。
【００３１】
第２面２１３には、マトリックス形態に配列された多数の画素領域が定義される。画素部は、各画素領域に形成される。画素部は、スイッチング素子ＴＦＴ及び画素電極２７０を含む。
スイッチング素子ＴＦＴは、ゲート電極ＧＥ、ゲート絶縁層２５０、半導体層Ｃ、ソース電極ＳＥ、及びドレイン電極ＤＥを含む。第２面２１３には多数のゲート信号線が形成され、ゲート電極ＧＥは、各ゲート信号線から延長される。ゲート絶縁層２５０は、ゲート信号線及びゲート電極ＧＥをカバーする。半導体層Ｃは、ゲート電極ＧＥに対応するゲート絶縁層２５０上に形成される。ゲート絶縁層２５０上にゲート信号線と交差するソース信号線が形成され、ソース電極ＳＥは、ソース信号線から延長される。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、半導体層Ｃ上で互いに離間し対向するように形成される。
【００３２】
第１基板２０１は、パッシベーション層２６０を更に含む。パッシベーション層２６０は、スイッチング素子ＴＦＴが形成された下部ベース基板２１０の全面積をカバーする。画素電極２７０は各画素領域に対応して形成され、スイッチング素子ＴＦＴの出力電極であるドレイン電極ＤＥと電気的に接続される。
第２基板３０１は、上部ベース基板３１０及び多数のカラーフィルタ部３７０を含む。上部ベース基板３１０は、下部ベース基板２１０と同様に光学的に等方性であるガラスからなる。上部ベース基板３１０は、第２面２１３に対向する第３面３１１及び第３面３１１に対向する第４面３１３を含む。
【００３３】
第２基板３０１は、光遮断層３６０、オーバーコーティング層３８０、共通電極３９０、第２導電性格子線パターン３４０、第２光吸収パターン３３０、及び第２平坦化層３５０を更に含む。
光遮断層３６０は第３面３１１に形成され、光遮断層３６０には画素領域にそれぞれ対応して第３面３１１を露出させる多数の開口部が形成される。カラーフィルタ部３７０は開口部にそれぞれ形成され、カラーフィルタ部は赤色、緑色、及び青色カラーフィルタを含む。オーバーコーティング層３８０は、カラーフィルタ部３７０と光遮断層３６０をカバーし、カラーフィルタ部３７０と光遮断層３６０の段差を補償する。共通電極３９０は、オーバーコーティング層３８０上に全面に形成される。
【００３４】
本実施例において、第２光吸収パターン３３０はストライプ状に第４面３１３に形成され、第２導電性格子線パターン３４０は、第２光吸収パターン３３０に対応するストライプタイプに第４面３１３と第２光吸収パターン３３０との間に介在するように形成される。第２光吸収パターン３３０は、１０〜１００ｎｍの厚みに形成され、第２導電性格子線パターン３４０が含む第２格子線３４１の線幅及び第２格子線３４１間のピッチは、第１導電性格子線パターン２４０のそれらと実質的にそれぞれ同じである。
【００３５】
この際、第１導電性格子線パターン２４０が含む第１格子線２４１の偏光方向と第２格子線３４１の偏光方向は、表示パネル２００のタイプ、特に、第１基板２０１と第２基板３０１との間に介在する液晶層ＬＣのタイプによって変更することができる。例えば、液晶層ＬＣがＴＮ液晶またはＳＴＮ液晶を含む場合、第１格子線２４１の偏光方向と第２格子線３４１の偏光方向は互いに垂直をなすように、即ち、直交ニコル状態に配置することができる。
【００３６】
第２平坦化層３５０は第２光吸収パターン３３０をカバーし、第２導電性格子線パターン３４０及び第２光吸収パターン３３０を保護する。
ここで、第１導電性格子線パターン２４０によって偏光された光をＰ偏光と定義する。また、図１及び図２で説明したように、偏光された後、境界面での反射によって発生した非偏光成分の光をＳ偏光と定義する。
【００３７】
第１平坦化層２４５を通じて第１面２１１に入射するランダムな偏光は、第１導電性格子線パターン２４０を透過してＰ偏光に変換される。Ｐ偏光は、その大部分が画素電極２７０を通じて液晶層ＬＣに出射される。Ｐ偏光の一部は、第２面２１３またはゲート絶縁層２５０、パッシベーション層２６０、及び画素電極２７０間の境界面で反射され反射光になる。その結果、反射光は、Ｓ偏光を含むランダムな偏光になって、第１面２１１に更に入射する。
【００３８】
この際、第１光吸収パターン２３０は、境界面から反射された光を一部吸収する。従って、画素電極２７０を通じて液晶層に出射されるＳ偏光の量が減少する。即ち、画素電極２７０を通じて液晶層に出射される光のうち、第１導電性格子線パターン２４０によって偏光させようとする偏光成分とは異なる不必要な偏光成分が減少する。
一方、ＴＮ液晶またはＳＴＮ液晶がツイストされた状態である場合、液晶層ＬＣに入射するＰ偏光は偏光軸が回転してＳ偏光になり、液晶層ＬＣから出射したＳ偏光は第３面３１１を経由して第４面３１３に入射する。第４面３１３に入射したＳ偏光は、第１導電性格子線パターン２４０に対して直交ニコル状態に配置された第２導電性格子線パターン３４０を透過する。
【００３９】
第４面３１３を透過したＳ偏光の大部分は、第２平坦化層３５０を透過し、Ｓ偏光の残りは、第２平坦化層３５０の表面で反射され、Ｐ偏光を含むランダムな偏光になる。Ｐ偏光を含むランダムな偏光の一部は、第２導電性格子線パターン３４０上に形成された第２光吸収パターン３３０に吸収される。その結果、第２平坦化層３５０から出射される光のうち、不必要なＰ偏光成分を大幅に減少することができる。
【００４０】
また、ＴＮ液晶またはＳＴＮ液晶におけるツイストが解除された場合、液晶層ＬＣに入射するＰ偏光は偏光軸を維持し、第３面３１１を経由して第４面３１３に入射する。第４面３１３に入射したＰ偏光は、第１導電性格子線パターン２４０と直交ニコル状態に配置された第２導電性格子線パターン３４０によって反射される。
図４は、本発明の他の実施例による表示パネルの断面図である。
【００４１】
図４に示すように、表示パネル４００は、第１基板４０１、第２基板５０１及び液晶層ＬＣを含む。
表示パネル４００は、第２基板５０１を除いては、図３に図示された表示パネル４００と実質的に同じである。
第２基板５０１は、上部ベース基板５１０、第２光吸収パターン５３０、第２導電性格子線パターン５４０、第２平坦化層５５０、光遮断層５６０、カラーフィルタ部５７０、オーバーコーティング層５８０、及び共通電極５９０を含む。第２基板５０１は、第２導電性格子線パターン５４０、第２光吸収パターン５３０、及び第２平坦化層５５０が形成される位置を除いては、図３に図示された第２基板３０１と実質的に同じである。
【００４２】
本実施例において、第２導電性格子線パターン５４０は、ストライプ状に上部ベース基板５１０の第３面５１１に形成され、第２光吸収パターン５３０は、第２導電性格子線パターン５４０に対応するストライプ状に第３面５１１と第２導電性格子線パターン５４０との間に介在するように形成される。
第２平坦化層５５０は、第２導電性格子線パターン５４０をカバーする。
【００４３】
光遮断層５６０は第２平坦化層５５０上に形成され、光遮断層５６０には第２平坦化層５５０を露出させる多数の開口部が形成される。カラーフィルタ部５７０は、開口部をそれぞれカバーする。オーバーコーティング層５８０は、カラーフィルタ部と光遮断層５６０をカバーしてカラーフィルタ部５７０と光遮断層５６０の段差を補償する。共通電極５９０は、オーバーコーティング層５８０上の全面に形成される。
【００４４】
第１基板４０１の第１導電性格子線パターン４４０による偏光結果、液晶層ＬＣにはＰ偏光が入射する。液晶層ＬＣがツイスト状態である場合、Ｐ偏光は、液晶層ＬＣを透過してＳ偏光に変換される。Ｓ偏光は、共通電極５９０、オーバーコーティング層５８０、及びカラーフィルタ部５７０を経由して、第２導電性格子線パターン５４０に入射する。
第１導電性格子線パターン４４０と第２導電性格子線パターン５４０が直交ニコル状態に配置された場合、Ｓ偏光は、第２導電性格子線パターン５４０を透過する。以後、Ｓ偏光の一部は、上部ベース基板５１０の第４面５１３を透過し、Ｓ偏光の残りは、第４面５１３で反射されＰ偏光を含むランダムな偏光になる。Ｐ偏光を含むランダムな偏光は、第３面５１１に更に入射し、このＰ偏光を含むランダムな偏光は第２光吸収パターン５３０によって一部が吸収される。従って、第４面５１３から出射する光のうち、不必要なＰ偏光成分が大幅に減少する。
【００４５】
一方、液晶層ＬＣのツイストが解除された場合、Ｐ偏光は偏光軸をそのまま維持して液晶層ＬＣを透過し、第１導電性格子線パターン４４０と直交ニコル状態に配置された第２導電性格子線パターン５４０によって反射される。
図５は、本発明の更に他の実施例による表示パネルの断面図である。
図５に示すように、表示パネル６００は、第１基板６０１、第２基板７０１及び液晶層ＬＣを含む。
【００４６】
表示パネル６００は、第１基板６０１を除いては、図３に図示された表示パネル２００と実質的に同じである。
第１基板６０１は、下部ベース基板６１０、第１導電性格子線パターン６４０、第１光吸収パターン６３０、第１平坦化層６４５、スイッチング素子ＴＦＴ、パッシベーション層６６０、及び画素電極６７０を含む。第１基板６０１は、第１導電性格子線パターン６４０、第１光吸収パターン６３０、及び第１平坦化層６４５が形成される位置を除いては、図３に図示された第１基板２０１と実質的に同じである。
【００４７】
本実施例において、第１光吸収パターン６３０は、下部ベース基板６１０の第１面６１１にストライプ状に形成され、第１導電性格子線パターン６４０は、第１面６１１と第２光吸収パターン６３０との間に介在するように形成される。
第１平坦化層６４５は、第１光吸収パターン６３０を含む。
スイッチング素子ＴＦＴ、パッシベーション層６６０、及び画素電極６７０は、第１平坦化層６４５上に図３で説明したことと同様に形成される。
【００４８】
下部ベース基板６１０の第２面６１３を経由して、第１面６１１に入射したランダムな偏光の一部は、第１導電性格子線パターン６４０によってＰ偏光に偏光され、残りは反射される。Ｐ偏光の一部は、画素電極６７０を透過して出射される。Ｐ偏光の残りは、第１平坦化層６４５、ゲート絶縁層６５０、パッシベーション層６６０、及び画素電極６７０間の境界面で反射を反復して、Ｓ偏光成分を含むランダムな偏光に変換される。第１導電性格子線パターン６４０上に形成された第１光吸収パターン６３０は、Ｓ偏光成分を含むランダムな偏光を一部吸収する。その結果、画素電極６７０を透過して出射する不必要な偏光、即ち、Ｓ偏光の成分を大幅に減少することができる。
【００４９】
一方、第１導電性格子線パターン６４０と第２導電性格子線パターン７４０とが直交ニコル状態に配置された場合、画素電極６７０から出射されたＰ偏光は、ツイストされた液晶層ＬＣを透過してＳ偏光に変換される。Ｓ偏光は、第２導電性格子線パターン７４０を透過して出射される。この際、Ｓ偏光の一部が第２平坦化層７５０の表面で反射され、Ｐ偏光成分を含むランダムな偏光になる。第２光吸収パターン７３０は、Ｐ偏光を含むランダムな偏光の一部を吸収する。その結果、第２平坦化層７５０から出射される光のうち、不必要な偏光成分の量を大幅に減少することができる。
【００５０】
また、第１基板６０１から液晶層ＬＣに入射する不必要な偏光成分、即ち、Ｓ偏光は、ツイストされた液晶層ＬＣを透過してＰ偏光に変換され、この変換されたＰ偏光は、第２導電性格子線パターン７４０によって反射される。その結果、第２平坦化層７５０から出射する光のうち、不必要なＰ偏光成分の量を減少することができる。
一方、液晶層ＬＣのツイストが解除された状態である場合、第１基板６０１から液晶層ＬＣに提供されるＰ偏光は、偏光方向を維持して第２導電性格子線パターン７４０によって反射される。
【００５１】
図６は、本発明の更に他の実施例による表示パネルの断面図である。
図６に示すように、表示パネル８００は、第１基板８０１、第２基板９０１、及び液晶層ＬＣを含む。
表示パネル８００は、第２基板９０１を除いては、図５に図示された表示パネル６００と実質的に同じである。第２基板９０１は、図４に図示された第２基板５０１と実質的に同じである。
【００５２】
図３〜図６では、第１基板２０１、４０１、６０１、８０１と第２基板３０１、５０１、７０１、９０１が全偏光のために、第１導電性格子線パターン２４０、４４０、６４０、８４０、又は第２導電性格子線パターン３４０、５４０、７４０、９４０を含む。これと異なる実施形態として、第１導電性格子線パターン２４０、４４０、６４０、８４０及び第２導電性格子線パターン３４０、５４０、７４０、９４０を、選択的に一般偏光板に代替することができる。
【００５３】
＜偏光板の製造方法＞
図７〜図１０は、本発明の一実施例による偏光板の製造方法の工程図である。
図７〜図１０に示すように、偏光板の製造方法は、ベース基板２１０の一面に光吸収層２３３を形成する段階、光吸収層２３３上に導電性薄膜層２４３を形成する段階、導電性薄膜層２４３上にストライプタイプのフォトレジストパターンＰＲＰを形成する段階、及びフォトレジストパターンＰＲＰをエッチングマスクとして導電性薄膜層２４３及び光吸収層２３３をエッチングして、フォトレジストパターンＰＲＰに対応する導電性格子線パターン２４０及び光吸収パターン２３０を形成する段階を含む。
【００５４】
本実施例による偏光板の製造方法によって製造される偏光板は、図３に図示された第１基板２０１でスイッチング素子ＴＦＴ、パッシベーション層２６０、及び画素電極２７０が除去された場合と同じである。従って、図３に図示された図面符号を同様に使用して説明する。
まず、図７に示すように、ガラスからなるベース基板２１０の第１面２１１に光吸収層２３３を形成する。光学的密度３．５以上のクロム（Ｃｒ）等の金属薄膜、カーボン（ｃａｒｂｏｎ）系列の有機材料及び一般的に光吸収が可能な顔料のうち、いずれか１つを約１０〜１００ｎｍの厚みに第１面２１１上に塗布して光吸収層２３３を形成する。
【００５５】
以後、光吸収層２３３上に導電性薄膜層２４３を形成する。Ａｌ、ＡｌＮｄ、ＡｌＭｏ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、及びＭｏ等の光反射率に優れたメタルを第１面２１１にスパッタリングまたは鍍金する等の方法で導電性薄膜層２４３を形成することができる。導電性薄膜層２４３は、数百ｎｍ、例えば、２００〜４００ｎｍの厚みを有するように形成できる。スパッタリング方法で導電性薄膜層２４３を形成する場合、ベース基板２１０に熱損傷を遮断するか、最小化するために、導電性薄膜層２４３の材質になるメタルは、比較的低い温度で成型することが好ましい。
【００５６】
継続して、導電性薄膜層２４３上にフォトレジストパターンＰＲＰを形成する。まず、図７に示すように、導電性薄膜層２４３上にフォトレジスト層ＰＲＬを蒸着し、フォトマスクＭＳを利用してフォトレジスト層ＰＲＬを露光する。以後、図８に示すように、現像工程を通じて露光されたまたは露光されないフォトレジスト層ＰＲＬを除去して、後続工程で形成される導電性格子線パターン２４０に対応するフォトレジストパターンＰＲＰを形成する。
【００５７】
本実施例では、フォトリソグラフィ方式を通じてフォトレジストパターンＰＲＰを形成したが、これと異なる実施例において、フォトレジストパターンＰＲＰは、レーザー干渉リソグラフィ方式を使用して形成することができる。
その後、フォトレジストパターンＰＲＰをエッチングマスクとして使用して、導電性薄膜層２４３及び光吸収層２３３をエッチングする。導電性薄膜層２４３及び光吸収層２３３は、同じドライエッチング工程を通じてエッチングすることができる。その結果、図９に示すように、互いに平行な多数の格子線２４１を含むストライプ状の導電性格子線パターン２４０及び格子線２４１にそれぞれ対応する光吸収部２３１を含むストライプ状の光吸収パターン２３０が形成される。格子線２４１の線幅及びピッチは、光吸収部２３１の線幅及びピッチとそれぞれ同じである。
【００５８】
以後、図１０に示すように、ストリップ工程を通じて導電性格子線パターン２４０上に残留したフォトレジストパターンＰＲＰを除去して偏光板を製造する。
これと異なる実施例において、光吸収層２３３を形成する段階と導電性薄膜層２４３を形成する段階の順序を互いに変更することができる。これによって形成される光吸収パターン２３０は、導電性格子線パターン２４０上に形成される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上で詳細に説明したように、本発明によると、光吸収パターンは、導電性格子線パターンによって偏光された後、境界面で反射され更に入射するランダムな偏光の一部を吸収する。従って、偏光板から出射される光のうち、所望しない偏光成分の量を大幅に減少することができる。その結果、偏光板を採用する表示パネルの対コントラスト比を増加することができる。また、表示パネルに採用される一般偏光板及びＤＢＥＦを導電性格子線パターンが形成された基板に代替することができ、表示パネルの製造原価を大幅に減少することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例による偏光板の斜視図である。
【図２】図１に図示された偏光板をI-I’に沿って切断した断面図である。
【図３】本発明の一実施例による表示パネルの断面図である。
【図４】本発明の一実施例による表示パネルの断面図である。
【図５】本発明の一実施例による表示パネルの断面図である。
【図６】本発明の一実施例による表示パネルの断面図である。
【図７】本発明の一実施例による偏光板の製造方法の工程図である。
【図８】本発明の一実施例による偏光板の製造方法の工程図である。
【図９】本発明の一実施例による偏光板の製造方法の工程図である。
【図１０】本発明の一実施例による偏光板の製造方法の工程図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００    偏光板
１１０    ベース基板
１１１    第１面
１１３    第２面
１３０    光吸収パターン
１３１    光吸収部
１４０    導電性格子線パターン
１４１    格子線
２００    表示パネル
２０１    第１基板
２１０    下部ベース基板
２３０    第１光吸収層
２４０    第１導電性格子線パターン
２４５    第１平坦化層
２７０    画素電極
３０１    第２基板
３１０    上部ベース基板
３３０    第２光吸収パターン
３４０    第２導電性格子線パターン
３５０    第２平坦化層
３６０    光遮断層
３７０    カラーフィルタ部
３９０    共通電極
Ｐ    ピッチ
Ｗ    線幅
Ｌ    ランダムな偏光
ＴＦＴ    スイッチング素子
ＬＣ    液晶層
【図１】
2007334346.tif 000003
【図２】
2007334346.tif 000004
【図３】
2007334346.tif 000005
【図４】
2007334346.tif 000006
【図５】
2007334346.tif 000007
【図６】
2007334346.tif 000008
【図７】
2007334346.tif 000009
【図８】
2007334346.tif 000010
【図９】
2007334346.tif 000011
【図１０】
2007334346.tif 000012