集成滤色器的偏振器及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成滤色器的偏振器(color filter-1ntegrated polarizer)及其制造方法。
【背景技术】
[0002]显示装置包括用于表现颜色的滤色器并取决于驱动方法而包括偏振器。
[0003]具体地，液晶显示器(LCD)通过利用偏振器将从背光单元入射的光转换成特定的偏振光并透射和/或阻挡该偏振光而控制像素的亮度，并且利用每个像素的滤色器来表现颜色。
[0004]通常，偏振片和滤色器被提供为分开的元件。
【发明内容】
[0005]本公开的方面提供集成滤色器的偏振器及其制造方法。
[0006]然而，本公开的方面不限于这里阐述的方面。通过参照以下给出的详细说明，对于本发明构思所属领域的普通技术人员而言，本发明构思的以上和其它的方面将变得更加明显。
[0007]根据本公开的方面，提供一种集成滤色器的偏振器，该集成滤色器的偏振器包括具有偏振器区域和滤色器区域的导电材料。偏振器区域具有沿导电材料的边缘形成的多个导电的线图案，滤色器区域具有跨越该滤色器区域形成为图案的多个孔。
[0008]根据本发明构思的另一方面，提供一种制造集成滤色器的偏振器的方法，该方法包括:在基板上形成树脂层；图案化树脂层；在图案化的树脂层上形成导电材料层；以及在导电材料层的上部中形成多个孔，其中孔布置成图案。
[0009]根据本发明构思的另一方面，提供一种制造集成滤色器的偏振器的方法，该方法包括:在基板上形成树脂层；通过图案化树脂层形成树脂图案；除去树脂层的树脂图案之间的剩余层；在基板和树脂图案上形成导电材料层；以及在导电材料层的上部中形成布置为图案的多个孔。
【附图说明】
[0010]通过参照附图详细描述本发明的示范性实施方式，本发明的以上和其它的方面和特征将变得更加明显，附图中:
[0011]图1是根据本公开的实施方式的集成滤色器的偏振器的局部透视图；
[0012]图2是沿图1的线A-A’截取的集成滤色器的偏振器的垂直截面图；
[0013]图3是根据本公开的另一实施方式的集成滤色器的偏振器的垂直截面图；
[0014]图4是根据本公开的另一实施方式的集成滤色器的偏振器的垂直截面图；
[0015]图5是根据本公开的实施方式的显示装置的下基板的示意性截面图；
[0016]图6、7、8、9和10是示出根据本公开的实施方式的制造集成滤色器的偏振器的方法的截面图；
[0017]图11、12、13、14、15、16和17是示出根据本公开的另一实施方式的制造集成滤色器的偏振器的方法的截面图；以及
[0018]图18是根据本公开的另一实施方式的集成滤色器的偏振器的局部透视图。
【具体实施方式】
[0019]通过参照将参考附图被详细描述的实施方式，本公开的方面和特征以及用于实现所述方面和特征的方法将是明显的。然而，本发明构思不限于在下文公开的实施方式，而是能够以多种形式实现。在描述中限定的内容，诸如具体构造和元件，仅是提供来协助本领域普通技术人员全面理解本发明构思的具体细节，本公开仅被限定在权利要求的范围内。在整个说明书中，相同的附图标记用于跨各个附图的相同元件。在附图中，为了说明的清晰，层和区域的尺寸和相对尺寸可以被夸大。
[0020]用于说明一元件在位于不同层上的另一元件上或者一元件在一层上的术语“在……上”包括其中一元件直接位于另一元件或层上的情形和其中元件经由另一层或再一元件位于另一元件上的情形。
[0021]尽管术语“第一、第二等”用来描述各种构成元件，但是这样的构成元件不受该术语限制。该术语仅用于将一构成元件与另一构成元件区别开。因此，在下面描述中，第一构成元件可以是第二构成元件。
[0022]在下文将参照附图描述示范性实施方式。如这里所用的，“图案”旨在表示具有某种类型的规则性(例如，次序、位置、尺寸和/或间隔)的布置。
[0023]图1是根据本公开的实施方式的集成滤色器的偏振器的局部透视图。图2是沿图1的线A-A’截取的集成滤色器的偏振器的垂直截面图。如由坐标20所示，集成滤色器的偏振器具有在X轴、y轴和z轴上延伸的元件。
[0024]参照图1和图2，根据当前实施方式的集成滤色器的偏振器为由基板110上的导电材料124形成的结构。在图1和图2中，导电材料124由阴影示出。集成滤色器的偏振器的接触基板110的下部区域可以是偏振器区域120a，集成滤色器的偏振器的上部区域可以是滤色器区域120b。在特定的实施方式中，滤色器区域120b和偏振器区域120a —个堆叠在另一个的顶部上。
[0025]偏振器区域120a可以包括具有多个平行的导电的线图案121的线栅偏振器。
[0026]导电的线图案121可以由任何导电材料制成。在示范性实施方式中，导电的线图案121可以由金属材料制成(但是不限于此)，更具体地，可以由从自铝(Al)、铬(Cr)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、钛(Ti)、钴(Co)和钼(Mo)构成的组选出的一种金属或这些金属的任何合金制成。
[0027]导电的线图案121可以彼此平行地布置且在X方向上分隔开具有宽度X的空间(图2中示出)。每个导电的线图案121具有宽度1，如图2所示。如这里所用的，“ x+1”将被称为偏振器区域120a中的导电的线图案121的“周期”。与入射光的波长相比，导电的线图案121的周期越短，能够实现的偏振消光系数越高。然而，更难以制造具有较短周期的导电的线图案121。可见光区域一般在从380到780nm的范围内。因此，为了具有对于三基色的光(即，红(R)、绿色(G)和蓝色(B))的高消光系数，线栅偏振器应当具有至少200nm或更小的周期。仅这样能够预期偏振特性。然而，为了具有与常规偏振器相同或比其更好的偏振性能，线栅偏振器应当具有120nm或更小的周期。
[0028]每个导电的线图案121可以具有10至200nm的宽度1，其中确切的宽度可以被选择以表现出期望的偏振性能。此外，每个导电的线图案121可以具有10至500nm的厚度，“厚度”根据坐标20在Y方向上测量。以上给定的尺寸用于示例性实施方式，而不是对本发明构思的限制。导电的线图案121可以形成导电材料124的一个面。
[0029]为了优良的偏振特性，导电的线图案121之间的空间可以具有1.0至1.3的折射率。在一些实施方式中，该空间可以包含周围空气。在其它实施方式中，该空间可以是真空的。
[0030]尽管没有在附图中示出，但是缓冲层可以被额外地提供在基板110和导电的线图案121之间。
[0031]滤色器区域120b可以包括在导电材料中布置成图案的多个孔122。
[0032]滤色器区域120b可以包括等离激元(plasmonic)滤色器。等离激元滤色器可以由导电材料和形成在导电材料中的具有预定周期的多个孔122构成。
[0033]这里，被选择的特定波长的RGB光根据孔的尺寸D和周期(D+W)而透射，从而实现RGB颜色。尺寸D可以例如为具有圆的(例如，圆形的、半圆形的)横截面的孔的直径。比透过孔的光更大量的光可以被带到孔区域附近。这能够改善显示装置的亮度。
[0034]等离激元(plasmon)是自由电子在导电层的表面上感生并响应于入射光的电场而集体振荡的准粒子。表面等离激元指的是被局限到导电层的表面并对应于沿导电层和电介质之间的界面传播的电磁波的等离激元。
[0035]此外，表面等离激元现象指的是当入射在具有纳米尺寸周期的孔图案的导电层的表面上的具有特定波长的光与该导电层的表面上的自由电子共振时形成特定波长的光。仅能够形成表面等离激元的具有特定波长的光透过孔，其它波长的光被使得从金属表面反射。
[0036]通常，厚的导电层不能有效地透射光。如果形成在导电层中的孔具有比入射光的波长小得多的尺寸，则透射光的强度显著地减小。然而，如果较小的孔具有比入射光的波长小的宽度并且孔在导电层中布置成图案，则透射的光的量由于表面等离激元的激发而显著地增加。通常，光或光子的色散曲线不交叉表面等离激元的色散曲线。为了直接耦合光子到表面等离激元，具有预定周期的孔图案的栅(grid)结构形成在导电材料124的表面上。这可以满足动量守恒，从而使得表面等离激元被激发。
[0037]透过等离激元滤色器的光的峰值波长(也就是，表面等离激元共振波长)可以通过改变孔122的周期或通过改变邻近于导电材料的电介质材料的介电常数来控制。
[0038]在附图中，每个孔122的水平截面是圆形的。然而，本发明构思不限于此，每个孔122的水平截面可以具有各种形状诸如椭圆形形状、多边形形状和狭缝形状。当每个孔122具有如附图所示的圆化的(例如，圆形的)截面形状时，每个孔122