(57)【要約】【課題】  製造コストが低減し、製造工程が単純化するディスプレイパネル及びこれを含むディスプレイ装置を提供する。【解決手段】  本発明は、ディスプレイパネル及びこれを含むディスプレイ装置に関する。本発明に係る液晶層を含むディスプレイパネルは、相対向して配置される第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の間において、前記第１基板及び前記第２基板のいずれか一方に形成され、入射する光の第１偏光成分が互いに異なるカラーの光として出射されるように、互いに異なるピッチで配列されている金属線形格子を含むカラーフィルタ偏光層と、前記第１基板及び前記第２基板のいずれか他方の外面に形成されている偏光層と、を含む。【選択図】      図２
2012168531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を含むディスプレイパネルであって、
相対向して配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板の間において、前記第１基板及び前記第２基板のいずれか一方に形成され、入射する光の第１偏光成分が互いに異なるカラーの光として出射されるように、互いに異なるピッチで配列されている金属線形格子を含むカラーフィルタ偏光層と、
前記第１基板及び前記第２基板のいずれか他方の外面に形成されている偏光層と、
を含むことを特徴とするディスプレイパネル。
【請求項２】
前記偏光層は、前記第１偏光成分と異なる第２偏光成分の光を透過させる偏光フィルムを含むことを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイパネル。
【請求項３】
前記第１基板及び前記第２基板の間のいずれか一面上に形成されており、複数のサブ画素を含む画素が形成されている画素層をさらに含み、
前記金属線形格子のピッチは、少なくとも３つのサブ画素別に異なることを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイパネル。
【請求項４】
前記金属線形格子は、赤色金属線形格子、緑色金属線形格子及び青色金属線形格子を含み、
前記赤色金属線形格子は、赤色光波長の１／２よりも小さいピッチごとに配列されており、前記緑色金属線形格子は、緑色光波長の１／２よりも小さいピッチごとに配列されており、前記青色金属線形格子は、青色光波長の１／２よりも小さいピッチごとに配列されていることを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイパネル。
【請求項５】
前記金属線形格子は、順に積層された第１金属層、絶縁層、第２金属層を含むことを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイパネル。
【請求項６】
前記金属線形格子の高さは幅よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイパネル。
【請求項７】
前記カラーフィルタ偏光層は、前記金属線形格子と前記第１基板または前記第２基板のいずれかとの間に積層されている誘電体層をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイパネル。
【請求項８】
第１基板と第２基板との間に位置する第１面に形成された金属線形格子を含むカラーフィルタ偏光層を形成する段階と、
前記カラーフィルタ偏光層に複数のサブ画素を含む画素層を形成する段階と、
前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせ、前記第１基板と前記第２基板との間に形成された空間に液晶を注入する段階と、
前記第１基板と前記第２基板との間の面と反対の第２面に偏光フィルムを形成する段階と、
を含むことを特徴とするディスプレイ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイパネル及びこれを含むディスプレイ装置に係り、特に、液晶層を含むディスプレイパネル及びこれを含むディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルは、液晶層を挟持する第１基板及び第２基板と、第１基板及び第２基板に入射する光を偏光させる偏光フィルムを含む。また、液晶パネルは、光がカラーを表現できるようにカラーフィルタ層を含む。入射した光は、偏光フィルム及びカラーフィルタ層を通過中に光効率が減少する。一方、偏光による光の損失を補償するために、液晶パネルは、光の入射する側にＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅ  Ｆｉｌｍ）をさらに含むものもある。
【０００３】
偏光フィルム及びＤＢＥＦによって液晶パネルまたはディスプレイ装置の製造コストが上昇し、製造工程も複雑になるという点が問題とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、製造コストが減少し、製造工程が単純化するディスプレイパネル及びこれを含むディスプレイ装置を提供する。本発明は、また光効率が増大するディスプレイパネル及びこれを含むディスプレイ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施例に係る液晶層を含むディスプレイパネルは、相対向して配置される第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の間において、前記第１基板及び前記第２基板のいずれか一方に形成され、入射する光の第１偏光成分が互いに異なるカラーの光として出射されるように、互いに異なるピッチで配列されている金属線形格子を含むカラーフィルタ偏光層と、前記第１基板及び前記第２基板のいずれか他方の外面に形成されている偏光層と、を含む。
【０００６】
前記偏光層は、前記第１偏光成分と異なる第２偏光成分の光を透過させる偏光フィルムを含むことができる。
【０００７】
前記ディスプレイパネルは、前記第１基板及び前記第２基板の間のいずれか一面上に形成されており、複数のサブ画素を含む画素が形成されている画素層をさらに含み、前記金属線形格子のピッチは、少なくとも３つのサブ画素別に異なることが望ましい。
【０００８】
前記金属線形格子は、赤色金属線形格子、緑色金属線形格子及び青色金属線形格子を含み、前記赤色金属線形格子は、赤色光波長の１／２よりも小さいピッチごとに配列されており、前記緑色金属線形格子は、緑色光波長の１／２よりも小さいピッチごとに配列されており、前記青色金属線形格子は、青色光波長の１／２よりも小さいピッチごとに配列されていればよい。
【０００９】
前記金属線形格子は、順に積層された第１金属層、絶縁層、第２金属層を含むことができる。前記金属線形格子の高さは幅よりも大きいとよい。
【００１０】
前記カラーフィルタ偏光層は、前記金属線形格子と前記第１基板または前記第２基板のいずれかとの間に積層されている誘電体層をさらに含むことができる。
【００１１】
一方、本発明の他の実施例に係るディスプレイ装置の製造方法は、第１基板と第２基板との間に位置する第１面に形成された金属線形格子を含むカラーフィルタ偏光層を形成する段階と、前記カラーフィルタ偏光層に複数のサブ画素を含む画素層を形成する段階と、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせ、前記第１基板と前記第２基板との間に形成された空間に液晶を注入する段階と、前記第１基板と前記第２基板との間の面と反対の前記第２面に偏光フィルムを形成する段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
以上の如く、本発明の実施例によれば、製造コストが低減し、製造工程が単純化するディスプレイパネル及びこれを含むディスプレイ装置を提供することが可能になる。
【００１３】
また、本発明の実施例によれば、光効率が増大するディスプレイパネル及びこれを含むディスプレイ装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係るディスプレイパネルの層構成を示す図である。
【図２】図１におけるディスプレイパネルの断面図である。
【図３】図１におけるカラーフィルタ偏光層を示す図である。
【図４Ａ】サブ画素別金属線形格子を説明するための図である。
【図４Ｂ】サブ画素別金属線形格子を説明するための図である。
【図５】図３におけるカラーフィルタ偏光層の断面図である。
【図６】本発明の一実施例に係る他のカラーフィルタ偏光層の断面図である。
【図７】本発明の一実施例に係るさらに他のカラーフィルタ偏光層の断面図である。
【図８Ａ】本発明の一実施例に係るディスプレイパネルの製造方法を説明するための図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施例に係るディスプレイパネルの製造方法を説明するための図である。
【図８Ｃ】本発明の一実施例に係るディスプレイパネルの製造方法を説明するための図である。
【図８Ｄ】本発明の一実施例に係るディスプレイパネルの製造方法を説明するための図である。
【図８Ｅ】本発明の一実施例に係るディスプレイパネルの製造方法を説明するための図である。
【図９】本発明の他の実施例に係るディスプレイパネルの層構成を示す図である。
【図１０】図９におけるディスプレイパネルの断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施例に係るディスプレイパネルの層構成を示す図である。
【図１２】図１１におけるディスプレイパネルの断面図である。
【図１３】本発明の一実施例に係るディスプレイ装置の概略図である。
【図１４】本発明の一実施例に係るディスプレイ装置の制御ブロック図である。
【図１５】図１３におけるディスプレイ装置の製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施例について、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は、種々の形態に具体化することができ、ここで説明する実施例に限定されない。本発明を明確に説明するために、説明と関連しない部分は省略し、明細書全体を通じて同一または類似の構成要素には同一の参照符号を付するものとする。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例に係るディスプレイパネルの層構成を示す図であり、図２は、図１におけるディスプレイパネルの断面図である。
【００１７】
本実施例に係るディスプレイパネル１０００は、同図に示すように、相対向して配置される第１基板１００及び第２基板２００と、それらの間に順次に配列されているカラーフィルタ偏光層３００、画素層４００及び液晶層５００と、第２基板の外部に配列されている偏光フィルム６００と、を含む。液晶層５００を含むディスプレイパネル１０００は、テレビジョン、モニターのような家庭電化製品、携帯電話機、ＰＭＰ、ネットブック、ノートブックＰＣ、Ｅ−Ｂｏｏｋ端末機などのような携帯用端末機、展示及び広告用ディスプレイ装置などに用いることができる。
【００１８】
第１基板１００には、カラーフィルタ偏光層３００及び画素層４００が順次に形成されており、第２基板２００には、偏光フィルム６００が形成されている。図２に示すように、第２基板２００には、第１基板１００のＴＦＴ  ４１１に対応する領域にブラックマトリクス２００−１が形成され、画素電極４１２に対応して電圧を形成する共通電極２００−３が形成されている。第１基板１００及び第２基板２００の間には、印加される電圧によって配列が調節される液晶層５００が挿入されている。液晶層５００は、ＴＮ方式、ＶＡ方式、ＰＶＡ方式、ＩＰＳ方式のようなディスプレイパネル１０００の動作モードによって配列方式が調節される。ディスプレイパネル１０００の光視野角の向上のためにサブ画素を分割したりパターニングしたりすることもあり、液晶の屈折率を均等に調節するような技術が用いられることもある。
【００１９】
カラーフィルタ偏光層３００は、第１基板１００の上部に形成され、カラーフィルタ偏光層３００の上部には、液晶配列を調節して映像を表示するための画素層４００が形成される。カラーフィルタ偏光層３００は、入射する光の第１偏光成分が互いに異なるカラーの光として出射されるように、互いに異なるピッチ（ｐｉｔｃｈ）で配列されている金属線形格子３１０を含む。偏光フィルム６００は、第１偏光成分と異なる第２偏光成分の光を透過させる。金属線形格子３１０の上部には、金属線形格子３１０を保護し且つ平坦化するための平坦化層１００−１が形成される。カラーフィルタ偏光層３００に含まれる金属線形格子３１０についての詳細は後述される。
【００２０】
画素層４００は、外部から受信した制御信号に応じて、液晶層５００に含まれている液晶の配列を変更するための複数の画素（図示せず）を含み、画素は、複数のサブ画素４１０で構成される。本実施例に係るサブ画素４１０は、赤色、緑色及び青色に対応する映像階調が入力される最小単位の画素を意味し、サブ画素４１０が複数個集まって一つの映像信号を表す単位を画素と見なす。サブ画素４１０は、スイッチング素子であるＴＦＴ  ４１１と、画素電極４１２と、を含む。本実施例で、サブ画素４１０は、ＴＦＴ  ４１１及び画素電極４１２を含む物理的な概念の他、２次元の空間的な概念も含む。
【００２１】
第１基板１００の平坦化層１００−１上にゲート電極４１１−１が形成されている。ゲート電極４１１−１は、金属単一層または多重層であればよい。ゲート電極４１１−１と同一の層には、ゲート電極に連結され、ディスプレイパネル１０００の横方向に配列されているゲート線（図示せず）、及びゲート駆動部（図示せず）に連結され、ゲート線に駆動信号を伝達するゲートパッド（図示せず）がさらに形成されている。また、ゲート電極４１１−１と同一の層には、電荷を蓄積するための維持電極４１３が形成されている。
【００２２】
第１基板１００上には、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）などからなるゲート絶縁膜４１１−２が、ゲート電極４１１−１及び維持電極４１３を覆っている。
【００２３】
ゲート電極４１１−１のゲート絶縁膜４１１−２の上部には、非晶質シリコンなどの半導体からなる半導体層４１１−３が形成されており、半導体層４１１−３の上部には、シリサイドまたはｎ型不純物が高濃度でドープされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質からなる抵抗接触層４１１−４が形成されている。そして、後述するソース電極４１１−５とドレイン電極４１１−６との間のチャンネル部では抵抗接触層４１１−４が除去されている。
【００２４】
抵抗接触層４１１−４及びゲート絶縁膜４１１−２上には、データ配線４１１−５、４１１−６が形成されている。データ配線４１１−５，４１１−６も同様、金属層からなる単一層または多重層でよい。データ配線４１１−５，４１１−６は、縦方向に形成されてゲート線（図示せず）と交差してサブ画素４１０を形成するデータ線（図示せず）、データ線の分枝であり、抵抗接触層４１１−４の上部まで延びているソース電極４１１−５、ソース電極４１１−５と分離されており、ソース電極４１１−５と相対する抵抗接触層４１１−４の上部に形成されているドレイン電極４１１−６を含む。
【００２５】
データ配線４１１−５，４１１−６及びこれらにより覆われない半導体層４１１−３の上部には、保護膜４１１−７が形成されている。ここで、ＴＦＴ  ４１１の信頼性を確保するために、保護膜４１１−７とＴＦＴ  ４１１との間に、シリコン窒化物のような無機絶縁膜がさらに形成されてもよい。
【００２６】
保護膜４１１−７の上部に形成されている画素電極４１２は、主に、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）等の透明な導電物質からなる。画素電極４１２は、ソース電極４１１−５と電気的に連結されている。
【００２７】
第２基板２００の平坦化層２００−１上には、第１基板１００のＴＦＴ  ４１１に対応する領域にブラックマトリクス２００−１が形成されている。ブラックマトリクス２００−１は、主に、サブ画素４１０同士を区分する役割を果たし、ＴＦＴ  ４１１へ外部の光が流入しないようにする。ブラックマトリクス２００−１は、通常、黒色の顔料が添加された感光性有機物質からなる。黒色の顔料には、カーボンブラックや酸化チタンなどを用いる。
【００２８】
ブラックマトリクス２００−１の上部には、ブラックマトリクス２００−１を平坦化しながら、ブラックマトリクス２００−１を保護するオーバーコート層２００−２が形成されている。オーバーコート層２００−２には、通常、アクリル系エポキシ材料が多く用いられる。
【００２９】
オーバーコート層２００−２の上部には、共通電極２００−３が形成されている。共通電極２００−３は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）等の透明な導電物質からなる。共通電極２００−３は、第１基板１００の画素電極４１２と共に液晶層５００に電圧を直接印加する。
【００３０】
図３は、第１基板１００上のカラーフィルタ偏光層３００を示す図であり、図４Ａ及び図４Ｂは、サブ画素別金属線形格子を説明するための図であり、図５は、カラーフィルタ偏光層３００の断面図である。図示のように、金属線形格子３１０は、第１基板１００に特定方向に配列されているバー形状を有する。金属線形格子３１０は、一定の高さＨ及び幅Ｗを有し、周期的に配列されている。金属線形格子３１０の周期、すなわち、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）は、出射しようとする光のカラーに従って別々に調節される。
【００３１】
回折格子のピッチを光の波長の１/２以下に調節すると、回折波が形成されず、透過光と反射光のみ存在することになる。図示のように、入射した光のうち、スリット状の金属線形格子３１０を通過しながら金属線形格子３１０に垂直な第１偏光成分は、第１基板１００を透過し、金属線形格子３１０に水平な第２偏光成分は、再び反射される反射光となる。すなわち、カラーフィルタ偏光層３００を通過することによって、入射する光は特定の方向に偏光する。金属線形格子３１０の間は空気が形成されることが好ましい。
【００３２】
図４Ａは、画素層４００を構成する画素Ｉ、及び画素Ｉを構成するサブ画素４１０−Ｒ、４１０−Ｇ、４１０−Ｂを示す図である。本実施例に係る画素Ｉは、赤色光が出射される領域に形成される赤色サブ画素４１０−Ｒ、緑色光が出射される領域に形成される緑色サブ画素４１０−Ｇ、青色光が出射される領域に形成される青色サブ画素４１０−Ｂを含む。このような画素層４００に対応するカラーフィルタ偏光層３００には、サブ画素４１０−Ｒ、４１０−Ｇ、４１０−Ｂ別に異なるピッチを有する金属線形格子３１０が形成される。
【００３３】
図４Ｂは、サブ画素４１０−Ｒ、４１０−Ｇ、４１０−Ｂに対応する金属線形格子３１０を示す図である。金属線形格子３１０は、赤色サブ画素４１０−Ｒに対応する領域に形成されている赤色金属線形格子３１０−Ｒ、緑色サブ画素４１０−Ｇに対応する領域に形成されている緑色金属線形格子３１０−Ｇ、青色サブ画素４１０−Ｂに対応する領域に形成されている青色金属線形格子３１０−Ｂを含む。
【００３４】
赤色金属線形格子３１０−Ｒは、赤色光波長の１／２より小さいピッチごとに配列されており、緑色金属線形格子３１０−Ｇは、緑色光波長の１／２より小さいピッチごとに、青色金属線形格子３１０−Ｂは、青色光波長の１／２より小さいピッチごとに配列されている。このように、サブ画素４１０−Ｒ、４１０−Ｇ、４１０−Ｂ別に金属線形格子３１０−Ｒ、３１０−Ｇ、３１０−Ｂのピッチを調節することによって、入射する光の波長を調節することができ、これにより、サブ画素４１０別に異なる色の光を出射することが可能になる。赤色金属線形格子３１０−Ｒのピッチは、赤色光波長の１／２より小さい、約３３０〜３９０ｎｍであり、入射する光は、赤色金属線形格子３１０−Ｒを通過しながら第１偏光成分を有する赤色光に分光される。緑色金属線形格子３１０−Ｇのピッチは、緑色光波長の１／２より小さい約２５０〜２９０ｎｍであり、入射する光は、第１偏光成分を有する緑色光に分光され、青色金属線形格子３１０−Ｂのピッチは、青色光波長の１／２より小さい約２２０〜２４０ｎｍに設定できる。青色金属線形格子３１０−Ｂを通過する光は、第１偏光成分を有する青色光に分光される。すなわち、金属線形格子３１０のピッチは、赤色金属線形格子３１０−Ｒ、緑色金属線形格子３１０−Ｇ及び青色金属線形格子３１０−Ｂの順に小さくなる。金属線形格子３１０のピッチは、ディスプレイパネル１０００から出射しようとするカラーの光波長に応じて調節すればよく、上記の赤色、緑色及び青色光の他、イエロー、シアン、マゼンタの光が出射されるように調節してもよい。
【００３５】
本実施例に係る金属線形格子３１０は、図５に示すように、順次に積層された第１金属層３１１、絶縁層３１３、第２金属層３１５を含む。第１金属層３１１及び第２金属層３１５は、Ａｌ、Ａｇなどのような金属からなるものでよく、その高さＨは約１００ｎｍ以下であればよい。本実施例に係る第１金属層３１１及び第２金属層３１５はそれぞれ約４０ｎｍの高さでよい。第１金属層３１１及び第２金属層３１５の間に積層されている絶縁層３１３は、ＺｎＳｅ、ＴｉＯ２のような誘電体を含むことができ、約１５０ｎｍ以下に形成すればよい。金属線形格子３１０の高さは幅よりも大きく、幅に対する高さの比率は２〜４、好ましくは、３程度でよい。金属線形格子３１０の幅、高さ及びピッチ、幅に対する高さ比、幅に対するピッチ比は、金属線形格子３１０を形成する材質にしたがって別々に調節すればよい。すなわち、金属の種類及び誘電体の高さなどに応じて、光透過率に対するシミュレーション後に最適の条件に設定されるとよい。また、金属線形格子３１０の幅、高さ及びピッチ、幅に対する高さ比、幅に対するピッチ比は、出射される光のカラーに応じて、すなわち、各サブ画素４１０に対応して別々に調節されることが可能である。
【００３６】
金属線形格子３１０の金属層３１１，３１５からカラーを有する光を出射する原理は、金属中の自由電子が集団的に振動するプラズモンにあり、金属がナノサイズになると、自由電子の振動によって金属表面でプラズモン共鳴特性が現れる。表面プラズモン共鳴（ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｌａｓｍｏｎ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）は、金属箔膜表面で起きる電子の集団的振動（ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅ  ｃｈａｒｇｅ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）であり、これにより発生する表面プラズモン波（ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｌａｓｍｏｎ  ｗａｖｅ）は、金属とこれに隣接する誘電物質との境界面に沿って進行する表面電磁気波である。金属と誘電体との境界面に沿って進行する表面電磁気波の一種である表面プラズモン波は、金属表面に入射した特定波長の光が全反射されず、表面波が発生する時に生成される波に該当する。第１金属層３１１、絶縁層３１３、第２金属層３１５の構造を有する金属線形格子３１０が、一定の周期でスリット状に配列されていると、周期にしたがって別々のカラーの光が出射される。
【００３７】
本実施例に係る金属線形格子３１０の構造は、白色光に対して全体可視光領域にわたって個別的なカラーをフィルタリングできる。これは、特定共振波長で量子−プラズモン−量子変換のためにナノ共振器を具現することであり、他のカラーフィルタリング方法と比較した時、絶対的な透過率と通過帯域幅（ｐａｓｓ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）が向上し、小型化（ｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓ）が可能である。また、フィルタリングされた光は自ずから偏光されており、別の偏光層無しでＬＣＤパネルなどに直接適用可能である。
【００３８】
本実施例のように、光が第１基板１００の下部から入射して第２基板２００から出射される場合、第１偏光成分の光のみが液晶層５００へ入射し、第２偏光成分の光は、第１基板１００から反射される。通常、ディスプレイパネル１０００の下部から光を提供するバックライトアセンブリ（図示せず）には、第１基板１００から反射された光を再びディスプレイパネル１０００に再反射する反射板を含む。金属線形格子３１０に含まれている金属は、より多量の光が反射板を通じて再び第１基板１００に再利用されうるように、すなわち、より多い第２偏光成分の光が反射板へ入射するように、反射率が高いものが好ましい。例えば、金属線形格子３１０は、Ａｌ、Ａｇ及びＣｕなどのような高反射率金属を含むことができる。このように高反射率金属を用いて金属線形格子３１０による反射率を増加させると、従来ディスプレイパネルに用いられてきた高輝度強化フィルム（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｆｉｌｍ：ＤＢＥＦ）を省いてもよい。これにより、ディスプレイパネル１０００の製造コストを低減でき、かつ、ディスプレイパネル１０００を含むディスプレイ装置の薄型化及び軽量化が可能になる。
【００３９】
図６は、本発明の一実施例に係る他のカラーフィルタ偏光層の断面図である。同図に示すように、カラーフィルタ偏光層３００は、金属線形格子３１０の下部に積層されている誘電体層３２０をさらに含むことができる。この誘電体層３２０は、第１基板１００と類似の材質から形成されるとよく、ＭｇＦ２を含んでもよい。誘電体層３２０は、第１基板１００上に結合するフィルム形態にしてもよく、誘電体層３２０は、第１基板１００を兼ねてもよく、省かれてもよい。
【００４０】
図７は、本発明の一実施例に係るさらに他のカラーフィルタ偏光層の断面図である。同図に示すように、ディスプレイパネル１０００は、第１基板１００に含まれる金属線形格子３１０の上部に形成されて光を吸収する光吸収層３３０をさらに含む。外部の光がディスプレイパネル１０００に入射して再反射されると、ディスプレイパネル１０００のコントラスト比が低下し、光反射によって映像の画質が低下することにつながる問題がある。これを防止するために、本実施例に係る第１基板１００は、不所望の外部光を吸収するための光吸収層３３０を、金属線形格子３１０の上部に含む。
【００４１】
光吸収層３３０は、反射率の低い金属を含んでもよく、光吸収のためのカーボン及びクロム酸化物などを含んでもよく、これらで構成されてもよい。
【００４２】
他の実施例によれば、この光吸収層３３０は、第１基板１００ではなく第２基板２００に形成されてもよい。すなわち、外部から入射する光が光吸収層で遮断されることによって、ディスプレイパネル１０００に入射することを防止してもよい。
【００４３】
図８Ａ乃至図８Ｅは、本発明の一実施例に係るディスプレイパネルの第１基板の製造方法を説明するための図である。
【００４４】
図８Ａに示すように、第１基板１００上にカラーフィルタ偏光層３００を形成するために、第１金属層３１１、絶縁層３１３及び第２金属層３１５を順にスパッタ法などで積層する。
【００４５】
続いて、図８Ｂに示すように、通常のパターニング手順、すなわち、フォトレジスタを蒸着した後、マスクを用いて露光し、現像及びエッチングを通じて金属線形格子３１０を形成する。すなわち、本実施例では、第１金属層３１１、絶縁層３１３及び第２金属層３１５を別々に形成するのではなく、３つの層を順次積層した後、一回のパターニング工程で金属線形格子３１０を形成する。金属線形格子３１０の形成には、公知または非公知のいかなるパターニング技術が用いられてもよい。
【００４６】
金属線形格子３１０の形成後に、図８Ｃに示すように、金属線形格子３１０を保護し、表面を平坦化するために、平坦化層１００−１を形成する。平坦化層１００−１は、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）で形成できる。
【００４７】
その後、図８Ｄに示すように、平坦化層１００−１の上部に、ＴＦＴ  ４１１と、ＴＦＴ  ４１１と電気的に連結されている画素電極４１２を形成する。画素電極４１２は、金属をスパッタ方式で蒸着した後、パターニングして形成すればよい。
【００４８】
図８Ｅは、第２基板２００の製造方法を説明するための図である。同図に示すように、第２基板２００の上部に、ＴＦＴ  ４１１に対応する領域にブラックマトリクス２００−１を形成し、ブラックマトリクス２００−１を平坦化するためにオーバーコート層２００−２を形成する。そして、スパッタ方式で透明導電物質からなる共通電極２００−３を形成する。
【００４９】
その後、図８Ｄの基板と図８Ｅの基板と貼り合わせた後、偏光フィルム６００を第２基板２００の外面に付着することで、図２のようなディスプレイパネル１０００が完成する。
【００５０】
図９は、本発明の他の実施例に係るディスプレイパネルの層構成を示す図であり、図１０は、図９におけるディスプレイパネルの断面図である。同図に示すように、本実施例に係るディスプレイパネル１０００は、第１基板１００の外面に形成されている偏光フィルム６００と、第２基板２００に形成されているカラーフィルタ偏光層３００と、を含む。言い換えると、カラーフィルタ偏光層３００は、画素層４００ではなく、ブラックマトリクス２００−１の形成されている基板上に配列されてもよい。第１基板１００の下部から光が入射すると、偏光フィルム６００を透過した第２偏光成分の光は、液晶層５００を透過した後、カラーフィルタ偏光層３００を通過しながら第１偏光成分のそれぞれ異なるカラーの光として出射される。カラーフィルタ偏光層３００及び偏光フィルム６００はそれぞれ、画素層４００と同じまたは異なる基板に選択的に形成されればよい。もちろん、光は、第２基板２００から入射して第１基板１００から出射されてもよい。
【００５１】
本実施例に係る金属線形格子３１０は、光の出射される第２基板２００に形成されるため、外部からディスプレイパネル１０００に入射する光の反射を抑制するとともに光を吸収できるように反射率の低い金属を含むことが好ましい。金属線形格子３１０は、金属の反射率を減少させるための追加工程を施してもよく、光吸収のためのカーボン及びクロム酸化物などを含んでもよく、これらから構成されてもよい。
【００５２】
一方、他の実施例に係る金属線形格子３１０は、外部との衝突を考慮して剛度の大きい金属を含んでもよい。例えば、金属線形格子３１０は、ＭｏＷのような合金を含むことができ、金属層と実質的に同じ役割を果たしうる伝導性ポリマーを含んでもよい。
【００５３】
図１１は、本発明のさらに他の実施例に係るディスプレイパネルの層構成を示す図であり、図１２は、図１１におけるディスプレイパネルの断面図である。同図に示すように、本実施例に係るディスプレイパネル１０００は、カラーフィルタ偏光層３００の下部に、第１偏光成分を透過させる追加偏光層７００をさらに含む。追加偏光層７００は、金属線形格子３１０と実質的に同じ材質の金属で構成されるとよく、金属線形格子３１０と同じ方向に配列されている追加金属線形格子７１０を含む。追加金属線形格子７１０は、金属線形格子３１０と同じ方向に配列されているから、第１偏光成分を透過させる。追加偏光層７００を透過した第１偏光成分の光は、カラーフィルタ偏光層３００を通過しながら赤色、青色及び緑色のカラー光として出射される。
【００５４】
追加金属線形格子７１０に含くまれる金属層は、反射率の高い金属、例えば、Ａｌ、Ａｇ及びＣｕのうち少なくとも一つを含むことができ、金属層の上部には、外部の光を吸収できる光吸収層をさらに含むことができる。
【００５５】
このようなディスプレイパネル１０００は、図示しないゲート駆動ＩＣ及びデータチップフィルムパッケージを実装している印刷回路基板をさらに含むことができる。また、第１基板１００及び第２基板２００の外側に設けられる補償フィルム（図示せず）をさらに含むことができる。
【００５６】
図１３は、本発明の一実施例に係るディスプレイ装置の概略図で、図１４は、図１３におけるディスプレイ装置の制御ブロック図である。図示のように、ディスプレイ装置１は、ディスプレイパネル１０００、バックライトアセンブリ２０００、これらを収納する収納容器３１００，３２００，３３００、及び映像提供部４０００を含む。
【００５７】
ディスプレイパネル１０００は、第１基板１００、第１基板１００に対向する第２基板２００、第１基板１００及び第２基板２００で挟持される液晶層（図示せず）、及び映像信号を表示するために画素層４００を駆動させるパネル駆動部８００を含む。パネル駆動部は、ゲート駆動ＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）８１０、データチップフィルムパッケージ８２０及び印刷回路基板８３０を含むことができる。
【００５８】
第１基板１００及び第２基板２００には、上述の実施例に説明されている画素層４００、カラーフィルタ偏光層３００、偏光層６００、ブラックマトリクス２００−１、共通電極２００−３などが形成されている。カラーフィルタ偏光層３００は、第１基板１００に入射する光を偏光させ、偏光層６００は、ディスプレイパネル１０００から出射される光を偏光させる。
【００５９】
ディスプレイパネル１０００は、外部から光が提供され、第１基板１００及び第２基板２００で挟持される液晶層を通過する光の量を制御することによって映像を表示する。
【００６０】
ゲート駆動ＩＣ  ８１０は、第１基板１００上に集積して形成され、第１基板１００に形成された各ゲートライン（図示せず）に接続できる。そして、データチップフィルムパッケージ８２０は、第１基板１００に形成された各データライン（図示せず）に接続できる。ここで、データチップフィルムパッケージ８２０は、半導体チップがベースフィルム上に形成された配線パターンと、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術により接合されたＴＡＢテープ（ＴＡＢ  ｔａｐｅ）を含むことができる。このようなチップフィルムパッケージには、例えば、テープキャリアパッケージ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ；以下、「ＴＣＰ」という。）またはチップオンフィルム（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ；以下、「ＣＯＦ」という。）などを用いることができる。
【００６１】
一方、印刷回路基板８３０には、ゲート駆動ＩＣ８１０にゲート駆動信号を入力し、データチップフィルムパッケージ８２０にデータ駆動信号を入力するための駆動部品を実装できる。
【００６２】
バックライトアセンブリ２０００は、光をガイドする導光板２２００と、光を提供する第１及び第２光源２３００ａ，２３００ｂと、導光板２２００の下部に配置される反射シート２４００と、一つ以上の光学シート２１００と、を含むことができる。
【００６３】
導光板２２００は、ディスプレイパネル１０００に供給される光を導く役割を果たす。導光板２２００は、アクリルのようなプラスチック系の透明な物質のパネルで形成され、第１光源２３００ａ及び第２光源２３００ｂから発生した光を、導光板２２００の上部に装着されるディスプレイパネル１０００に向かわせる。導光板２２００の背面には、導光板２２００内に入射した光の進行方向をディスプレイパネル１０００の方に切り替えるための各種パターンが形成されてもよい。
【００６４】
第１光源２３００ａ及び第２光源２３００ｂは、図示のように、点光源であるＬＥＤを含むことができる。光源は、ＬＥＤに限定されるものではなく、冷陰極光源（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ；ＣＣＦＬ）または熱陰極光源（Ｈｏｔ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ；ＨＣＦＬ）のような線光源を含んでもよい。第１光源２３００ａ及び第２光源２３００ｂは、電源を供給するインバータ（図示せず）に電気的に連結され、電力を受けることができる。
【００６５】
反射シート２４００は、導光板２２００の下部面に設けられ、導光板２２００の下部に放出される光を上部に反射する。具体的に、導光板２２００の背面に形成された微小なドットパターンにより、反射されなかった光を再び導光板２２００の出射面の方へ反射することによって、ディスプレイパネル１０００に入射する光の損失を減らし、かつ、導光板２２００の出射面を透過する光の均一度を向上させることができる。
【００６６】
一つ以上の光学シート２１００は、導光板２２００の上部面に設けられ、導光板２２００から伝達される光を拡散及び集光する役割を果たす。光学シート２１００は、拡散シート、プリズムシート、保護シートなどを含むことができる。拡散シートは、導光板２２００とプリズムシートとの間に配置されるとよく、導光板２２００から入射する光を分散させることで、光が部分的に密集することを防止できる。プリズムシートは、上部面に三角柱状のプリズムが一定の配列で形成されていてもよく、拡散シートから拡散された光をディスプレイパネル１０００に垂直な方向に集光する役割を果たすことができる。保護シートは、プリズムシート上に形成されるとよく、プリズムシートの表面を保護し、かつ光を拡散させて光の分布を均一にする役割を果たす。
【００６７】
収納容器は、下部収納容器３１００、中間収納容器３２００、及び上部収納容器３３００を含むことができる。下部収納容器３１００は、その内部に反射シート２４００、第１及び第２光源２３００ａ，２３００ｂ、導光板２２００及び一つ以上の光学シート２１００を収納できる。下部収納容器３１００は、外部衝撃に対する強度と接地能力を確保するために、金属材質で形成されるとよい。
【００６８】
映像提供部４０００は、ディスプレイパネル１０００に連結されて映像信号を提供し、図１３には示されていないが、反射シート２４００とともに下部収納容器３１００に配列されてもよく、下部収納容器３１００の背面に配置されてもよい。
【００６９】
図１５は、図１３のディスプレイ装置の製造方法を説明するための図である。
【００７０】
まず、入射する光の第１偏光成分が互いに異なるカラーの光として出射されるように、互いに異なるピッチで配列されている金属線形格子３１０を含むカラーフィルタ偏光層３００を、第１基板１００に形成する（Ｓ１０）。ここで、金属線形格子３１０は、赤色光波長の１／２よりも小さいピッチごとに配列されている赤色金属線形格子と、緑色光波長の１／２よりも小さいピッチごとに配列されている緑色金属線形格子と、青色光波長の１／２よりも小さいピッチごとに配列されている青色金属線形格子と、を含むことができる。もちろん、出射される光のカラーに応じて、上記のピッチと異なるピッチで配列されている金属線形格子を含んでもよい。金属線形格子３１０は、第１金属層３１１、絶縁層３１３、第２金属層３１５を順に積層した後、スパッタにより形成することができる。
【００７１】
この金属線形格子３１０の下部には、誘電体層３２０がさらに含まれてもよく、金属線形格子３１０の上部には、光の反射を抑制するための光吸収層３３０がさらに含まれてもよい。
【００７２】
金属線形格子３１０は、光の入射する基板または光が出射される基板のいずの基板に形成されるかによって、それを構成する金属の材質、特に反射率または剛度を調節できる。
【００７３】
このようなカラーフィルタ偏光層３００の上部に複数のサブ画素４１０を含む画素層４００を形成する（Ｓ２０）。他の実施例によれば、画素層４００は、カラーフィルタ偏光層３００と異なる基板、すなわち、第２基板２００に形成されてもよい。
【００７４】
画素層４００の形成されない第２基板２００には、ブラックマトリクス２００−１、オーバーコート層２００−２及び共通電極２００−３が形成される。
【００７５】
その後、第１基板１００と第２基板２００とが貼り合わせられ、第１基板１００及び第２基板２００の間に液晶が注入される（Ｓ３０）。
【００７６】
カラーフィルタ偏光層３００の形成されていない第２基板２００の外面には、第１偏光成分と異なる第２偏光成分の光を透過させる偏光フィルム６００が付着される（Ｓ４０）。これでディスプレイパネル１０００が作製される。
【００７７】
次に、サブ画素４１０に映像データを印加できる映像提供部４０００、及び画素層４００を駆動するパネル駆動部８００を基板に連結し、光源２３００ａ，２３００ｂを含むバックライトアセンブリ２０００と組み立てられることで、図１３に示すようなディスプレイ装置１が完成する。
【００７８】
以上、いくつかの本発明の実施例が図示され説明されたが、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する当業者には、本発明の原則や精神を逸脱しない範囲で変形実施例が可能であるということが理解できる。したがって、発明の範囲は、添付した請求項及びその均等物により定められるべきである。
【符号の説明】
【００７９】
１０００    ディスプレイパネル
２０００    バックライトアセンブリ
１００      第１基板
２００      第２基板
３００      カラーフィルタ偏光層
４００      画素層
５００      液晶層
６００      偏光フィルム
７００      追加偏光層
８００      パネル駆動部
４０００    映像提供部
【図１】
2012168531.tif 000003
【図２】
2012168531.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
2012168531.tif 000006
【図４Ｂ】
2012168531.tif 000007
【図５】
2012168531.tif 000008
【図６】
2012168531.tif 000009
【図７】
2012168531.tif 000010
【図８Ａ】
2012168531.tif 000011
【図８Ｂ】
2012168531.tif 000012
【図８Ｃ】
2012168531.tif 000013
【図８Ｄ】
2012168531.tif 000014
【図８Ｅ】
2012168531.tif 000015
【図９】
2012168531.tif 000016
【図１０】
2012168531.tif 000017
【図１１】
2012168531.tif 000018
【図１２】
2012168531.tif 000019
【図１３】
2012168531.tif 000020
【図１４】
2012168531.tif 000021
【図１５】
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