KR101849603B1 - 액정표시패널 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외광반사가 방지되어 콘트라스가 현저히 향상되며, 내부광의 전면 발광효율의 향상으로 휘도가 향상되는 동시에 내부광이 색변환된 광의 활용을 극대화시켜 휘도가 더욱 향상되는 액정표시패널 및 액정표시장치에 대한 것이다.

Description

액정표시패널 및 이를 포함하는 액정표시장치{Liquid crystal display panel and liquid crystal display apparatus comprising same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외광반사가 방지되어 콘트라스가 현저히 향상되며, 내부광의 광학적 경로 개선, 내부광의 색변환 과정에서의 광손실 최소화 및 색변환된 광의 극대화된 전면 방출을 통하여 휘도가 더욱 향상되며, 색변환된 광 중 일부광의 색순도가 향상되어 색재현 범위가 넓어진 액정표시패널 및 이를 포함하는 액정표시장치에 대한 것이다.
액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)와 같은 수동 디스플레이 장치는 주위의 태양광 또는 실내 광을 반사하거나 흡수하여 이미지를 구현할 수 있다. 따라서, 디스플레이 되는 이미지를 보기 위해, 주위의 태양광 또는 실내 광이 요구된다. 그러나 주위의 태양광 또는 실내 광의 강도가 액정 디스플레이(LCD) 패널을 조명하기에 충분하지 않을 경우 디스플레이 되는 이미지를 볼 수 없는 문제점이 있다. 이러한 문제점에 대한 대안으로 디스플레이 패널을 백라이팅하기 위한 백라이트 유닛(back light unit; BLU)이 일반적으로 채택된다.
상기 백라이트 유닛은 백열 램프, 형광 램프 또는 발광 다이오드(LED)와 같은 광원을 포함하며, 대한민국 공개특허공보 제2009-0068363호는 상기 광원의 일예로, 냉음극관용 전극 및 이를 이용한 냉음극광에 대해 개시하고 있다. 상기 광원에서 방출된 광이 상기 LCD 패널을 조명함으로써 이미지가 구현된다. 상기 백라이트 유닛에 구비되는 LED는 색재현성이 우수하여 백라이트 광원으로 종종 사용되며, 환경친화적이어서 앞으로 그 사용이 더욱 증가할 것으로 기대된다.
한편, 최근에는 액정디스플레이를 야외에서 휴대하여 사용할 수 있도록 경량화, 소형화되도록 제조하는 추세에 있다. 그러나 야외에서 화상을 볼 경우 햇빛이 반사되어 콘트라스가 저하되고 영상을 제대로 볼 수 없는 문제가 있다. 이와 같은 문제는 비단 야외뿐만 아니라 실내광에 의해서도 발생하며, 실내의 형광등 등의 조명에 의한 외부광이 반사되어 액정디스플레이에서 시현되는 영상의 콘트라스가 현저히 저하되는 문제가 있다.
또한, 상술하였듯이 경량화되는 액정디스플레이는 베젤의 두께에 있어서도 슬림화되도록 제조되는 추세에 있고, 이를 위해 디스플레이에 구비되는 각종 광학필름들은 기능이 복합화되어 얇은 두께로 구비될 필요가 있다. 그러나 상기 광학필름들의 기능을 복합화시키는 것은 기술적으로 용이하지 않은 실정에 있다.
나아가, 액정디스플레이는 영상이 시현하는 색상을 컬러필터를 통한 청색/녹색/적색의 조합을 통해 구현하는데 상기 컬러필터는 액정층을 통과한 광의 투과율을 현저히 저하시켜 광손실이 발생함에 따라서 백라이트유닛에 구비되는 광원의 출력 및/또는 액정층으로 입사되는 광효율을 현저히 향상시켜도 목적하는 수준의 전면휘도를 발현하는 액정디스플레이를 구현하기 매우 어려운 문제가 있다.
더불어, 액정층으로 입사되는 광효율을 현저히 향상시키기 위해 구비되는 통상의 휘도강화필름(DBEF)은 매우 고가이고 제조도 매우 까다로워서 액정디스플레이의 생산원가를 현저히 상승시키는 문제가 있다.
이에 따라, 전면휘도가 현저히 향상되는 동시에 외광반사에 의한 콘트라스의 저하가 방지되고, 낮은 제조원가로도 이와 같은 물성이 뛰어난 수준으로 발현될 수 있는 액정표시장치의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명은 고가의 휘도강화필름 없이도 내부광의 전면 발광효율을 현저히 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 단일의 부재로 전면 발광효율의 향상 및 외광반사의 최소화를 동시에 달성하여 제조단가가 절감되고, 생산공정이 단순화되며, 보다 슬림화된 액정표시장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 외광반사가 최소화됨에 따라 콘트라스가 향상되어 뚜렷한 명암비를 갖는 영상을 시현할 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 내부광이 색변환될 때의 광손실을 최소화하고, 색변환된 광을 최대한 표시패널의 전면으로 출사시킴으로써 색변환된 광의 활용을 극대화시켜 휘도를 더욱 향상시키는 액정표시장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
나아가, 본 발명은 색변환된 광 중 일부 광의 색순도를 향상시켜 색재현 범위가 더욱 넓어진 액정표시장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
더불어, 본 발명은 내부광의 색변환시 광손실이 최소화되고, 색변환된 광의 표시패널 전면 출사가 극대화되며, 색변환된 광 중 일부광의 색순도가 향상되어 색재현범위가 넓어지고, 외부광의 반사를 줄여 콘트라스가 현저히 향상된 액정표시패널을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 반사부재와 상기 반사부재의 상방에 배치되며, 제1파장대의 광을 출사하는 광원을 포함하는 백라이트 유닛 및 상기 백라이트 유닛의 상방에 배치되어 하방에서 입사되는 광을 상방으로 출사하여 영상을 시현하는 표시패널을 포함하고 상기 표시패널은, 편광축이 서로 직교하는 제1편광 및 제2 편광 중 상방에서 입사하는 제2편광은 흡수하고, 하방에서 입사하는 제2편광은 반사하며, 제1편광은 투과시키는 제1흡수반사편광자; 액정층을 포함하는 액정부; 상기 제1파장대의 광은 투과시키고, 상기 제1파장대 보다 긴 파장의 광은 반사시키는 파장선택적 광투과층; 상기 제1파장대의 광에 의해 여기되어 제1파장대 보다 긴 파장의 광을 방출하는 형광막을 포함하는 색변환층; 방출된 상기 긴 파장의 광 중 제2파장대 광을 적어도 일부 반사하며, 상기 제2파장대와 상이한 파장의 광은 투과시키는 파장선택적 광반사층; 및 상방에서 입사하는 제1편광은 흡수하고, 하방에서 입사하는 제1편광은 반사하며, 제2편광은 투과시키는 제2흡수반사편광자;를 순차적으로 표시패널의 하부에서 상부방향으로 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제상기 제1파장대는 청색 파장영역 또는 자외선 파장영역에 포함되며, 상기 제1파장대가 청색 파장영역에 포함될 경우 상기 제2파장대는 녹색 파장영역에 포함되고, 상기 제1파장대가 자외선 파장영역에 포함될 경우 상기 제2파장대는 청색 파장영역 또는 녹색 파장영역에 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 상기 백라이트 유닛은 광원이 백라이트유닛의 측부에 배치되며, 상기 광원으로부터 입사된 광을 가이드하여 표시패널을 향해 출사시키도록 반사부재의 상부에 배치되는 도광부재를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 백라이트 유닛은 광원으로부터 출사된 광이 표시패널의 배면을 직접 향하도록 광원이 배치될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 상기 표시패널의 상방에서 입사하는 외광 중 제1편광은 상기 제2흡수반사편광자에 의해 흡수되고, 상기 외광 중 제2편광은 제2흡수반사편광자를 투과하여 제1흡수반사편광자로 입사된 후 제1흡수반사편광자에 흡수되어 콘트라스비가 향상될 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 광원에서 출사된 내부광 중 제2편광은 상기 제1흡수반사편광자 및 상기 반사부재 사이에서 반복되는 입사 및 반사를 통해 적어도 일부가 제1편광으로 위상이 바뀌어 상기 제1흡수반사편광자의 상부로 투과됨을 통해 휘도가 향상될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 상기 액정부의 상방으로 투과한 내부광 중 제1편광은 상기 제2흡수반사편광자에서 반사된 후 상기 반사부재로 입사 및 재반사되어 제1흡수반사편광자의 상부로 투과됨을 통해 휘도가 향상될 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 색변환층 방출되어 하방을 향한 상기 제1파장대 보다 긴 파장의 광은 상기 파장선택적 광투과층에 입사 후 상방을 향해 반사되며, 상기 색변환층에서 방출되어 상방을 향한 상기 제1파장대 보다 긴 파장의 광 중 일부는 제2흡수반사편광자에서 반사된 후 상기 파장선택적 광투과층 및 상기 파장선택적 광반사층 중 어느 하나 이상의 층에서 상방을 향해 재반사되어 휘도가 향상될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 상기 파장선택적 광투과층 및 상기 파장선택적 광반사층 사이에서 상기 제2파장대 광에 대한 마이크로캐비티가 형성되어 제2파장대 광색의 순도를 향상될 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1흡수반사편광자는 길이방향이 제2편광의 편광축과 수직이 되도록 서로 나란하게 이격되어 배치되는 복수개의 제1그리드를 구비하고, 상기 제2흡수반사편광자는 길이방향이 제1편광의 편광축과 수직이 되도록 서로 나란하게 이격되어 배치되는 복수개의 제2그리드를 구비할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 단일의 상기 제1그리드 및 단일의 상기 제2그리드는 금속층 및 절연층이 교호적층된 적층체일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 상기 적층체는 표시패널의 상부방향을 기준으로 제1금속층, 제1절연층 및 제2금속층이 적층된 제1적층체 및 제1금속층, 제1절연층, 제2금속층 및 제2절연층이 적층된 제2적층체 중 어느 하나 이상의 적층체를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 금속층은 두께가 30 ~ 500 ㎚일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 상기 제1파장대의 광이 자외선 영역의 파장범위에 포함되는 경우 상기 색변환층은 청색 형광막, 녹색 형광막 및 적색 형광막을 포함하고, 상기 제1파장대의 광이 청색 영역의 파장범위에 포함되는 경우 상기 색변환층은 녹색 형광막 및 적색 형광막을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 형광막은 형광체, 양자점 및 유기발광물질 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 상기 백라이트 유닛은 상기 광원에서 출사된 광이 표시패널로 입사 전까지의 광 경로상에 광학필름을 더 구비될 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제2흡수반사편광자 및 파장선택적 광반사층 사이에서 상기 제2파장대 광에 대한 마이크로캐비티가 형성되어 제2파장대 광색의 순도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 액정층의 하방에서 입사되는 제1파장대의 광을 상기 액정층의 상방으로 출사하여 영상을 시현하는 액정표시패널에 있어서, 상기 액정표시패널은 하부기판; 편광축이 서로 직교하는 제1편광 및 제2 편광 중 상방에서 입사하는 제2편광은 흡수하고, 하방에서 입사하는 제2편광은 반사하며, 제1편광은 투과시키는 제1흡수반사편광자; 액정층을 포함하는 액정부; 상기 제1파장대의 광은 투과시키고, 상기 제1파장대 보다 긴 파장의 광은 반사시키는 파장선택적 광투과층; 상기 제1파장대의 광에 의해 여기되어 제1파장대 보다 긴 파장의 광을 방출하는 형광막을 포함하는 색변환층; 방출된 상기 긴 파장의 광 중 제2파장대 광을 적어도 일부 반사하며, 상기 제2파장대와 상이한 파장의 광은 투과시키는 파장선택적 광반사층; 상방에서 입사하는 제1편광은 흡수하고, 하방에서 입사하는 제1편광은 반사하며, 제2편광은 투과시키는 제2흡수반사편광자; 및 상부기판;을 순차적으로 하부에서 상부방향으로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널을 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 액정표시패널을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이하, 본 발명에서 사용한 용어에 대해 설명한다.
본 발명에서 사용한 용어로 "상방"은 기준면의 상부에 위치하는 전영역을 의미하며, 기준면에 대응하는 상부영역으로 한정된 공간만을 의미하지 않는다. 또한, "하방"은 기준면의 하부에 위치하는 전영역을 의미하며, 기준면에 대응하는 하부영역으로 한정된 공간만을 의미하지 않는다. 또한, 상기 "상방" 및 "하방"은 구성의 위치관계를 보다 용이하게 설명하기 위하여 사용한 용어로써, 일기준에 따른 구성들의 상대적인 위치를 나타내며, 절대적 위치관계를 의미하지는 않는다.
또한, 본 발명에서 사용한 용어로 일구성의 "상방/하방에서 입사/출사되는 광"은 액정표시장치에서 광의 경로상에 있는 일구성을 기준으로 광의 방향을 거시적으로 기술한 것에 불과하며, 입사/출사되는 광의 입사각과 출사각에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명에서 사용한 용어로 제1구성의 "상부", "상", "하부" 또는 "하"에 배치되는 제2구성이란, 제1구성의 상부, 상, 하부 또는 하에 제2구성이 직접배치 되는 경우뿐만 아니라, 제1구성 및 제2 구성 사이에 제3구성 등 적어도 하나의 구성이 더 개재되는 경우를 모두 포함하는 의미이다.
또한, 본 발명에서 사용한 용어로 "제1편광" 및 "제2편광"은 편광축이 서로 직교하는 광을 의미하고, 일예로, 상기 제1편광은 p파 또는 s파일 수 있고, 이때, 상기 제2 편광은 s파 또는 p파일 수 있다.
본 발명에 의하면, 고가의 휘도강화필름 없이도 내부광의 전면 발광효율을 현저히 향상시킬 수 있으며, 단일의 부재로 전면 발광효율의 향상 및 외광반사의 최소화를 동시에 달성함에 따라 제조단가가 절감되고, 생산공정이 단순화되며, 보다 용이하게 슬림화된 액정표시장치를 구현할 수 있다. 또한, 외광반사가 최소화됨에 따라 콘트라스가 향상되어 뚜렷한 명암비를 갖는 영상을 시현할 수 있다. 나아가, 내부광이 색변환될 때의 광손실을 최소화하고, 색변환된 광을 최대한 전면으로 출사시킴으로써 색변환된 광의 활용을 극대화시켜 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다. 더불어 색변환된 광 중 일부광의 색순도가 향상됨에 따라서 색재현 범위가 넓어진 액정표시장치를 구현하기에 매우 적합하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도,
도 2는 도 1 중 액정표시패널(100)의 단면도,
도 3a은 통상적인 액정표시장치의 표시패널로 입사하는 외광에 대한 액정표시장치 내부의 외광경로를 나타낸 모식도,
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 표시패널로 입사하는 외광에 대한 액정표시장치 내부의 외광경로를 나타낸 모식도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치에서 제1흡수반사편광자와 반사부재 사이에서 내부광이 리사이클 되는 광학적 경로에 대한 모식도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치에서 제1흡수반사편광자를 통과한 제1편광의 광학적 경로와 추가적으로 내부광이 리사이클 되는 경로에 대한 모식도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치 중 표시패널의 파장선택적 광투과반사층, 색변환층 및 제2흡수반사편광자 사이에서의 색변환된 광이 리사이클 되는 광학적 경로를 나타낸 모식도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 포함되는 제2흡수반사편광자 및 제1흡수반사편광자의 분해사시도,
도 8은 도 7에서 제1흡수반사편광자의 제1그리드 부분단면확대도,
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 포함되는 제1그리드 부분단면확대도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 포함되는 표시패널 중 파장선택적 광투과층 및 파장선택적 광반사층 사이에서의 광학적 경로에 대한 모식,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도, 그리고
도 12는 본 발명의 일 실시예에 포함되는 백라이트유닛의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
도 1에 도시된 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정디스플레이(1000)는 표시패널(100) 및 백라이트유닛(200)을 포함하고, 상기 표시패널(100) 및 백라이트유닛(200)을 지지, 보호하는 보호부재(300)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 표시패널(100)에 대해 설명한다.
상기 표시패널(100)은 상기 백라이트 유닛(200)의 상방에 배치되어 하방에서 입사되는 광을 상방으로 출사함을 통해 영상을 시현하는 역할을 담당한다. 상기 표시패널(100)은 도 2에 도시된 것과 같이 백라이트 유닛으로부터 입사된 광이 표시패널에서 출사되는 경로를 기준으로 제1흡수반사편광자(20), 액정부(30), 파장선택적 광투과층(40), 색변환층(50), 파장선택적 광반사층(70) 및 제2흡수반사편광자(60) 순으로 구비되며, 제1흡수반사편광자(20)의 하부에 배치되는 제1기판(11) 및 제2흡수반사편광자(60)의 상부에 배치되는 제2기판(12)을 더 구비할 수 있다.
상기 제1흡수반사편광자(20)는 편광축이 서로 직교하는 제1편광과 제2편광에서 제1편광을 투과시키며, 제2편광은 흡수 또는 반사시키는 편광자로써, 후술되는 제2흡수반사편광자(60)와 투과되는 편광, 및 흡수 또는 반사되는 편광의 종류가 서로 반대가 되도록 구현된 편광자이다.
상기 제1흡수반사편광자(20)의 광학적 특성에 대해 구체적으로 살펴보면, 제2편광에 대하여 흡수기능을 발현할지 또는 제2편광에 대하여 반사기능을 발현하는지 여부는 편광이 입사하는 편광자의 광입사면에 따라 결정되며, 백라이트 유닛(200)쪽에서 입사되는 제2편광은 반사되고, 액정부(30) 쪽에서 입사되는 제2편광은 흡수되며, 이와 같은 복합기능이 단일의 편광자를 통해 발현될 수 있다.
구체적으로 도 3b는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 액정표시장치의 표시패널로 입사되는 외광(OL)의 광학적 경로를 나타낸 모식도로써, 표시패널의 상방에서 입사한 외광(OL) 중 제2편광(b2, b3)은 제2흡수반사편광자(60) 및 액정부(30)를 투과하여 제1흡수반사편광자(20)의 상부면에 입사하게 되는데, 이때 입사된 제2편광(b4)은 제1흡수반사편광자(20)에 흡수될 수 있다.
또한, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 액정디스플레이에서 백라이트유닛의 광원에서 출사된 내부광(IL)의 광학적 경로를 나타낸 모식도로써, 상기 내부광(IL) 중 제1편광(C1')은 제1흡수반사편광자(20")를 투과해 액정부(30")를 향하며, 출사된 내부광(IL) 중 제2편광(d1')은 제1흡수반사편광자(20")의 하부면에 반사될 수 있다.
즉, 도 3b 및 도 4에 도시된 것과 같이 제1흡수반사편광자(20,20")의 상방에서 입사하는 제2편광(d4)은 흡수되며, 하방에서 입사하는 제2편광(d1',d2',d3')은 반사되고, 이와 같은 기능이 단일의 흡수반사편광자를 통해 동시에 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 외광제어를 통상적인 액정표시장치와 비교해보면, 통상적인 액정표시장치의 도 3a에 도시된 것과 같이 액정부(30') 상부에는 제1편광을 흡수하고, 제2편광을 투과시키는 흡수형편광자(60')를 구비한다. 상기 흡수형편광자(60')는 표시패널을 향해 입사하는 외광(OL) 중 제1편광(a1')은 흡수(a2')하며, 외광(OL) 중 제2편광(b1')은 상기 흡수형편광자(60')를 투과(b2')하여 액정부(30')를 거쳐 제1편광은 투과시키고, 제2편광은 반사하는 반사형편광자(20')로 입사하며, 입사된 제2편광(b3')은 반사(b4')되어 액정부(30') 통과(b5')하게 된다. 그러나 액정부를 통과한 제2편광(b5')은 흡수형편광자(60')에 입사 후, 그대로 표시패널의 상부로 투과(b6')됨에 따라서 외광반사를 억제하지 못해 콘트라스가 저하되는 문제가 있다.
이를 해결하기 위하여 통상적인 액정표시장치는 액정부(30')와 반사형편광자(20') 사이에 제2편광은 흡수하고, 제1편광은 투과하는 흡수형 편광자(미도시)를 더 구비하기도 하나, 이 경우 흡수형편광자의 추가 삽입에 따른 슬림화된 표시패널을 구현하기 어렵고, 제조단가가 증가하는 문제가 있다. 이에 반하여 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치는 도 3b와 같이 액정부(30)와 제1흡수반사편광자(20) 사이에 별도의 흡수형편광자를 구비하지 않고도 제1흡수반사편광자(20)의 상방에서 입사되는 제2편광(b3)을 흡수시킬 수 있음에 따라 외광반사를 최소화시킬 수 있고, 콘트라스를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치에 구비되는 상기 제1흡수반사편광자(20,20")는 제1편광 및 제2편광에 대하여 상술한 것과 같은 광학적 특성을 발현하는 편광자인 경우 구체적 구성에 있어서 제한은 없다.
일예로, 상기 제1흡수반사편광자를 입사면에 관계없이 제1편광은 투과시키고 제2편광은 반사시키는 통상적인 반사형편광자(일예로, 광학적 등방성물질층과 광학적 이방성물질이 교호적층된 다층형 반사편광자, 광학적 등방성매트릭스 또는 광학적 이방성 매트릭스 내부에 광학적 이방성 분산체 또는 광학적 등방성 분산체가 분산된 분산형반사편광자, 콜레스테릭 반사편광자, 와이어그리드 타입 반사편광자 등) 상부에, 입사면에 관계없이 제1편광은 투과시키고 제2편광은 흡수시키는 통상적인 흡수형편광자(일예로, 요오드 도핑을 가진 폴리비닐 알코올(PVA)필름, 또는 토르말린(tourmaline), 헤라파타이트(herapathite), 콜레스테릭 폴리머와 같은 이색성 결정들을 포함하는 필름이나 연신된 이들 필름)를 적층시켜 구현할 수도 있다.
그러나 상술한 광학적 특성을 발현하기 위해 두 필름을 적층시켜 제1흡수반사편광자를 구현할 경우 두께가 매우 두꺼워져 슬림화된 표시패널을 구현하기 어렵고, 패널제조공정에서 2종의 필름을 합지시키는 공정을 별도로 수행해야 하는 공정상의 복잡성이 증가할 수 있다. 또한, 반사형편광자로 널리 사용되는 다층형 반사편광자의 경우 단가가 높아서 액정표시장치의 제조비용을 현저히 증가시킬 수 있는 문제가 있다.
이에 본 발명의 바람직한 일실시에에 포함되는 제1흡수반사편광자(20)는 도 7과 같이 길이방향이 제1편광의 편광축과 수직이 되도록 서로 나란하게 이격되어 배치되는 복수개의 제1그리드(20)를 통해 구현될 수 있고, 상기 복수개의 제1그리드(20)는 제1기판(11)상에 직접 형성된 인셀형 편광자일 수 있다.
상기 복수개의 제1그리드(20)는 각각의 그리드가 길이방향으로 나란하게 이격되어 배치되며, 이때 상기 그리드의 길이방향은 투과시키려는 제1편광의 투과축과 수직이 되도록 배치될 수 있고, 이를 통해 제1편광은 투과되며 제2편광 제1흡수반사편광자(20)를 투과하지 못하게 될 수 있다.
상기 복수개의 제1그리드(20) 중 어느 한 그리드와 인접하는 다른 그리드들 간의 이격거리(도 8의 ℓ-w)는 모두 동일하거나 일부만 동일할 수 있고, 또는 모든 그리드간의 이격거리가 서로 상이하게 구성될 수도 있다. 또한, 복수개의 그리드(20) 각각의 폭(도 8의 w)은 모든 그리드가 실질적으로 동일하거나 일부 상이하게 구현, 또는 모두 상이하게 구현될 수도 있다. 나아가, 복수개의 그리드(20) 간의 간격(도 8의 ℓ)도 실질적으로 모두 동일하거나 일부 상이하게 구현, 또는 모두 상이하게 구현될 수도 있다. 더불어 복수개의 그리드(20)의 두께(도 8의 t)도 실질적으로 모두 동일하거나 일부 상이하게 구현, 또는 모두 상이하게 구현될 수도 있다.
이때, 상기 그리드 각각의 폭(w) 및/또는 두께(t)는 제1편광과 제2편광을 분리시킬 수 있는 입사광의 파장범위에 연관될 수 있고, 일예로, 가시광선 파장영역대의 입사광에 대한 편광자로 사용할 때 어느 하나의 그리드 폭(w)은 10 ~ 500㎚, 두께(t)는 50 ~ 500㎚일 수 있다. 또한, 그리드 간의 간격(ℓ)은 입사되는 광에서 제1편광과 제2편광을 분리시키는 분리능에 연관될 수 있으며, 그리드 간의 간격(ℓ)이 입사되는 광의 파장에 대비하여 짧을 경우 복수개의 그리드(20)는 편광기능을 주로 수행할 수 있는 반면에 상기 그리드 간의 간격(ℓ)이 입사되는 광의 파장에 대비하여 길게 형성된 경우 편광 보다는 회절의 광학적특성이 더 발현될 수 있다. 바람직하게는 상기 그리드 간의 간격(ℓ)은 50 ~ 300㎚일 수 있다.
한편, 상기 복수개의 그리드(20)는 Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Si, Cr, Mo, Ge, Y, Zn, Zr, W, Ta, Cu 또는 Pt와 같은 금속, SiOx(x≥1), SiNx(x≥1), MgF2, CaF2, Al2O3 또는 SnO2 등의 절연물질, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 도전성물질로 형성된 것일 수 있다. 이때, 상기 절연물질 또는 도전성물질은 광투과율을 저하시키지 않도록 하기 위하여 투명한 것을 사용할 수 있다.
이때, 금속재질의 그리드는 통상적으로 흡광계수(k)가 커서 특정 일방향으로 진동하는 빛의 흡수성이 향상될 수 있으나, 동시에 금속표면에서의 반사율도 높아서 그리드 표면으로 입사하는 외광을 반사시키고, 이에 따라 콘트라스가 감소하는 문제점이 있다. 만일 흡광계수(k)가 높은 동시에 표면반사율을 낮춘 소재를 사용하는 경우 도 3b와 같이 액정부(30)를 통과한 외광의 제2편광(b3)이 제1흡수반사편광자(20)에서 흡수(b4)되고 반사가 최소화될 수 있어 콘트라스가 향상될 수 있다.
그러나 흡광계수(k)가 높은 동시에 표면반사율을 최대한 낮춘 소재로 구현된 그리드를 포함하는 제1흡수반사편광자는 도 4와 같은 광학적 경로에 따른 광리사이클 효과를 발현하지 못할 수 있다. 즉, 내부광(IL) 중 제2편광은 제1흡수반사편광자(20")에서 반사되지 못하고, 전부 흡수 또는 거의 흡수됨에 따라서 액정표시장치의 휘도가 대폭 감소하며, 내부광(IL) 중 최대로 50% 수준의 광만이 영상의 시현에 사용될 수 있어서 광사용효율의 현저한 저하가 문제될 수 있다.
이에 따라 본 발명의 바람직한 일실시예에 포함되는 제1흡수반사편광자(20)는 길이방향으로 나란히 이격되어 배치되는 복수개의 제1그리드(20)로 구현되되, 단일 그리드를 금속 및 절연물질로 각각 이루어진 층이 적층된 적층체로써 구비시킬 수 있다.
구체적으로 본 발명의 일실시예에 따르면, 도 8에 도시된 것과 같이 제1기판(11)상에 형성된 그리드(21)는 제1금속층(21a), 절연층(21b) 및 제2금속층(21c)이 적층된 구조일 수 있다. 이때, 도 3b와 같이 액정부(30)를 통과한 외광의 제2편광(b3)은 그리드(21)의 제2금속층(21c) 표면에서 반사되는 제1반사광(미도시), 상기 제2금속층(21c)과 절연층(21b)을 순차적으로 투과한 후 제1금속층(21a)에서 반사되는 제2반사광(미도시)을 만들 수 있는데, 상기 제1반사광과 제2반사광은 소정의 위상차를 가지게 된다. 만일 상기 제1반사광과 제2반사광의 위상차를 상쇄간섭을 일으키도록 제2금속층(21c) 및 절연층(21b) 각각의 두께와 굴절률을 적절히 조절할 경우 도 3b와 같이 액정부(30")를 통과하는 외광의 제2편광(b3)은 제1흡수반사편광자(20")에서 거의 흡수(b4)될 수 있다.
다만, 상기 제1반사광 및 제2반사광이 상쇄간섭을 일으킬 수 있는 위상차를 가지게 한 경우에도 제1반사광 및 제2반사광의 세기가 다를 수 있고, 제1반사광에 비해 제2반사광의 세기가 약할 수 있음에 따라서 제2금속층(21c)을 투과하는 광은 최대한 제1금속층(21a)에서 반사되어야 하고, 이를 위해 제1금속층(21a)의 반사율은 제2금속층(21c)의 반사율보다 크도록 구현함이 바람직하다.
한편, 상기 제1흡수반사편광자(20)는 백라이트유닛 쪽의 하부면에서는 제2편광을 흡수하기 보다는 최대한 반사시켜야 광의 리사이클 효과가 더욱 커지게 된다. 이를 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 포함되는 그리드의 제1금속층(21a)은 제2편광이 투과되지 못하도록 두께가 두꺼운 것이 바람직하며, 제2편광의 흡수를 최대한 억제시키기 위하여 흡광계수(k)가 작고, 이에 반해 표면 반사율은 현저히 높은 재질의 금속을 사용하는 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 포함되는 그리드 중 제1금속층(21c)의 두께는 20 ~ 500 ㎚일 수 있으며, 흡광계수(k)는 500㎚ 파장에서 1.48e+6 cm-1 이하, 표면반사율은 500㎚ 파장에 대하여 두께 100㎚에서 85% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 보다 더 바람직하게는 95% 이상, 더욱 바람직하게는 99.9% 이상인 재질의 금속이 배치됨이 바람직하다.
또한, 도 9는 본 발명의 바람직한 다른 일구현예에 따른 제1흡수반사편광자의 부분단면확대로써, 단일 그리드(22)는 제1기판(11')상에 제1금속층(23a), 제1절연층(23b), 제2금속층(23c) 및 제2절연층(23d)이 순차적으로 적층된 적층체일 수 있다. 이 경우 액정부 측에서 입사하는 광 중 제2편광을 흡수하기 위하여 제2금속층(23c)의 표면, 제1금속층(23a)의 표면에서 각각 반사되는 반사광의 위상차를 상쇄간섭이 발생할 수 있도록 구현시에 액정부 측에서 입사하는 외부광 중 제2편광은 제1흡수반사편광자(20)에서 거의 흡수되고, 이를 통해 외광반사를 최소화시킬 수 있다. 이때, 반사광들의 위상차를 상쇄간섭이 일어나는 위상차를 갖도록 하기 위하여 제1절연층(23b), 제2금속층(23c) 및 제2절연층(23d) 각각의 두께 및 굴절률을 그에 맞도록 적절히 조절할 수 있다.
또한, 반대로 백라이트유닛측 하방에서 입사하는 광 중 제2 편광을 반사시키기 위하여 상기 제1금속층(23a)의 두께는 제2편광이 투과하지 못할 정도의 두께를 가지며, 높은 반사율 및 낮은 흡광계수(k)를 가지는 금속으로 구현됨이 바람직하다.
한편, 제1흡수반사편광자(20)에 구비되는 복수개의 그리드 각각의 두께, 적층체일 경우 적층수 등은 모두 동일하게 구현되거나 일부 상이하도록 구현될 수 있는 등 목적에 따라 변경하여 실시될 수 있다.
상기 제1흡수반사편광자(20)가 일면에 형성될 수 있는 상기 제1기판(11)은 유리기판, 수정기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 및 구부릴 수 있는 유연한 폴리머 필름 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 보다 더 바람직하게는 상기 제1기판(11)은 투명한 것일 수 있다. 다만, 상기 종류에 한정되는 것은 아니며, 액정디스플레이의 표시패널에 사용되는 기판의 경우 어느 종류나 사용될 수 있다.
상기 제1기판(11)의 면적은 표시패널의 면적에 따라 결정될 수 있으며, 상기 제1기판(11)의 두께는 100㎛ 내지 1 mm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 제1흡수반사편광자(20)의 상부에 배치되는 액정부(30)에 대해 설명한다.
상기 액정부(30)는 액정층(33)을 포함하고, 상기 액정층(33)을 통과하는 광의 편광을 제어하여 목적하는 영상을 시현할 수 있다. 즉, 상기 액정층(33)은 전압의 인가여부에 따라서 액정의 배열이 달라지며, 이를 통해 액정층으로 입사되는 편광을 그대로 투과시키거나 위상을 변경시켜 투과시킨다. 구체적으로 도 5와 같이 제1흡수반사편광자(20")로부터 액정부(30") 하방에서 입사되는 광은 제1편광(C1)이며, 상기 제1편광(C1)은 전원이 인가되지 않은 액정부분을 통과하는 경우 편광면이 액정의 꼬인방향으로 회전하며, 일예로, 편광면이 90°회전할 경우 제2편광(d2)으로 출사된다. 또한, 상기 제1편광(C1)이 전원이 인가된 액정부분을 통과하는 경우 액정이 한방향으로 배열됨에 따라서 제1편광(C1)은 위상의 변화 없이 제1편광(C2)으로 출사할 수 있다. 이때, 액정부(30)에서 출사된 제1편광(c2) 또는 제2편광(d2)은 제2흡수반사편광자(60")로 입사하게 되고, 상기 제2흡수반사편광자(60")가 하방에서 입사하는 제1편광(c2)을 흡수하고, 제2편광(d2)은 투과시킴으로써, 전원이 인가된 액정부분은 검게 시현되고, 전원이 인가되지 않은 액정부분은 밝게 시현됨으로써, 표시패널에서 영상이 시현될 수 있다.
상기 액정부(30)에 구비되는 액정층(33)은 통상의 수광형 패널에 구비되는 액정인 경우 제한없이 사용될 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상기 액정층(33)의 상부와 하부에는 투명기판(Ex.유리기판)이 구비될 수 있는데, 이때, 서로 대향배치 되는 상, 하부 투명기판의 안쪽면에는 구동회로에서 받은 전기적신호를 액정층으로 전달할 수 있는 전극패턴층(31a,31b)(Ex. TFT 패턴)이 형성될 수 있다. 상기 전극패턴층은 액정표시장치에서 채용하는 게이트전극, 화소전극 등의 전극구조로 형성될 수 있고, 재질, 전극두께, 전극폭 역시 액정표시장치에서 사용하는 공지된 전극의 재질, 두께, 폭로 형성될 수 있으며, 일예로, 전극의 재질은 ITO로 형성될 수 있다.
이때, 전극패턴층이 형성된 유리기판은 액정분자의 초기정렬상태를 제어하기 위한 제어층(32a,32b)이 구비될 수 있고, 상기 제어층은 일예로, 폴리이미드 코팅층일 수 있다. 상기 폴리이미드(PI) 코팅층은 코팅된 후 러빙공정을 통해 PI 표면의 화학적, 구조적 배열을 물리적으로 일방향이 되도록 정렬시킴으로써, 이와 같은 PI와 접촉하는 액정이 일정한 방향으로 보다 용이하게 정렬되도록 하는 역할을 담당한다.
상술한 액정부(30)에 구비될 수 있는 구성 이외에 통상적인 수광형 디스플레이에 구비되는 액정부에 포함되는 구성을 더 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 대해서는 구체적 설명은 생략한다.
다만, 상기 액정부(30)는 컬러필터를 포함하지 않을 수 있다. 통상적인 수광형 디스플레이는 시현되는 영상의 색상을 표현하기 위하여 컬러필터를 구비하나, 상기 컬러필터는 액정부를 통과하는 광투과율을 현저히 저하시키는 문제가 있다. 이에 따라 제1흡수반사편광자(20)를 통해 후술하는 도 4와 같이 광리사이클 효율을 현저히 향상시켜도 목적하는 수준으로 내부광이 액정부(30)를 빠져나오지 못할 수 있고, 이는 액정표시장치의 휘도 저하와 직결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 컬러필터를 구비시키지 않고, 상기 액정부(30)의 상부에 배치되는 파장선택적 광투과층(40)의 상부에 형광막을 포함하는 색변환층(50)을 구비한다.
상기 파장선택적 광투과층(40)를 설명하기에 앞서서, 컬러영상을 구현하되, 백라이트유닛으로부터의 입사광량을 저하시키지 않아서 휘도를 담보할 수 있게 하는 색변환층(50)에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 액정디스플레이는 표시패널(100)에 컬러필터를 구비하지 않고, 대신에 형광막으로 구현되는 색변환층(50)으로 구비시킴으로써 색변환층을 투과하는 광의 투과율을 저하시키지 않고, 최대한 전면으로 광을 출사시킬 수 있음에 따라서 보다 향상된 휘도를 갖는 디스플레이를 구현할 수 있다.
상기 색변환층(50)은 형광체, 양자점 및 유기발광물질 중 어느 하나 이상을 포함하는 형광막을 포함할 수 있다. 이때, 백색을 구현하기 위하여 상기 백라이트유닛(200)의 광원(211)에서 출사되는 광이 자외선 영역의 파장범위에 속하는 경우 상기 형광막은 적어도 청색형광막, 녹색형광막 및 적색형광막을 포함할 수 있다. 또한, 상기 광원(211)에서 출사되는 광이 청색 영역의 파장범위에 속하는 경우 상기 형광막은 적어도 녹색형광막 및 적색형광막을 포함할 수 있고, 이외에 호박색, 그린니쉬 엘로우 등의 형광막을 더 포함할 수 있다.
상기 청색형광막, 녹색형광막 및 적색형광막을 구현할 수 있는 형광체, 양자점, 유기발광물질은 공지된 물질을 채용할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대하여 특별히 한정하지 않는다.
일예로, 상기 청색형광막이 형광체일 경우 Eu2+, Mn2+, 또는 Mn4+ 가 도핑된 산화물, 황화물 질화물, 산화질화물, 플로화물 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물, 양자점일 경우 II-VI, III-V, perovskite 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물, 유기발광물질일 경우 4,4'-bis(2,2-diphenylvinyl)-1,1'-iphenyl), polyvinylcabazole, poly-phenylemevinylene 및 polyalkylthiophene 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있으며, 추가적으로 1,6-디(4-비페닐)-3,8-디페닐파이렌, 1,3,6,8-테트라비페닐파이렌 및 1-페닐-3,6,8-트리페닐파이렌 등의 도펀트가 1종 이상 더 구비될 수 있다.
또한, 일예로, 상기 녹색형광막이 형광체일 경우 Eu2 +가 도핑됨 질화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물, 양자점일 경우 InP/ZnS일 수 있으며, 유기발광물질일 경우 Alq(tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum), BeBq2(bis(benzoquinoline) 등의 화합물 중 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.
또한, 일예로, 상기 적색형광막이 형광체일 경우 Eu4+ 가 도핑된 KSF:Mn4+일 수 있고, 양자점일 경우 InP/ZnS일 수 있으며, 유기발광물질일 경우 eurolum 착화합물인 Eu(DBM)3(phen)일 수 있다.
상기 색변환층(50)은 구비되는 각각의 색, 일예로, 녹색형광막, 적색형광막이 서브픽셀의 지정 색영역에 대응되도록 파장선택적 광투과층(40) 상부에 패터닝되어 형성될 수 있고, 녹색 또는 적색의 형광막이 형성되지 않는 부분을 통해서는 제1파장대 광, 예를 들어 청색광이 파장 변환없이 그대로 투과할 수 있어서 이의 조합으로 목적하는 색상을 구현할 수 있다.
상기 파장선택적 광투과층(40)은 액정부(30)를 투과한 제1파장대의 광을 최대한 표시패널의 상방으로 출사시키는 동시에 제1파장대의 광보다 파장이 긴 광은 반사시키는 기능을 담당한다. 일예로, 백라이트유닛에 구비된 광원이 청색광이고, 색변환층(50)이 녹색형광막 및 적색형광막을 포함하여 패터닝될 경우 상기 파장선택적 광투과층(40)은 청색보다 파장이 긴, 일예로 녹색광 및 적색광을 반사시킬 수 있다.
구체적으로 도 6에 도시된 것과 같이 파장선택적 광투과층(40)의 하방에 위치한 액정부(미도시)에서 입사된 청색광은 파장선택적 광투과층(40)을 투과(T1)한 후 색변환층(50)의 적색 형광막 및/또는 녹색형광막을 여기시켜 적색광 및/또는 녹색광이 방출된다. 이때, 상방으로 방출(T21)된 적색광 및/또는 녹색광은 제2흡수반사편광자(60)를 투과해 표시패널의 상방으로 출사되며, 하방으로 방출(T22)된 적색광 및/또는 녹색광은 파장선택적 광투과층(40)에서 반사된 후 다시 표시패널의 상방을 향해 출사될 수 있고, 이를 통해 색변환된 광의 이용효율이 향상될 수 있다. 더불어, 제2흡수반사편광자(60)를 향하여 입사되는 적색광 및/또는 녹색광은 제2흡수반사편광자(60)에서 일부 반사(R2)될 수 있는데, 반사된 광은 파장선택적 광투과층(40)에서 재반사되어 다시 표시패널의 상방을 향상 출사될 수 있음에 따라서 색변환된 광의 이용효율이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 상기 색변환층(50) 중 녹색형광막 또는 적색형광막으로 패터닝되지 않은 서브픽셀영역은 청색광이 그대로 투과하게 되는데, 투과된 청색광의 약 50%가 제2흡수반사편광자(60) 등에 후면반사될 수 있다. 이때, 후면반사된 청색광은 파장선택적 투과필터(40)를 통과한 후 백라이트 유닛(200)의 후면에 배치되는 반사부재(210)에서 반사되어 다시 표시패널의 전면을 향하도록 되돌릴 수 있음에 따라서 액정부(30)를 투과한 광의 손실을 최소화하여 표시패널의 전면 발광효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 파장선택적 광투과층(40)은 고굴절/저굴절 재료의 박막을 반복시킨 다층막일 수 있으며, 상기 다층막의 구성은 일예로, 청색광은 투과시키고, 이보다 파장이 긴 영역의 색상은 반사시키기 위하여 [(0.125)SiO2/(0.25)TiO2/(0.125)SiO2]m(m=반복층수, m은 5이상) 일 수 있다. 또한 파장선택적 광투과층(40)의 두께는 0.5 내지 10 ㎛일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 파장선택적 광투과층(40)의 형성방법은 e-빔(e-beam), 스퍼터링, 및 원자증착법 중 어느 하나의 방법일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 색변환층(50)의 상부에 배치되는 파장선택적 광반사층(70)에 대해 설명한다.
상기 파장선택적 광반사층(70)은 색변환층(50)에서 방출된 광 중 제1파장대의 광보다 파장이 긴 제2파장대의 광을 적어도 일부 반사하며, 상기 제2파장대와 상이한 파장의 광은 투과시키는 기능을 수행한다. 이에 따라 상기 파장선택적 광투과층(40) 및 파장선택적 광반사층(70) 사이에는 제2파장대 광에 대한 마이크로캐비티가 형성될 수 있고, 파장선택적 광투과층(40) 및 반사층(70) 사이에서 반사 및 재반사를 반복함에 따라서 제2파장대 광의 밴드폭을 감소시켜 제2파장대 광색의 순도를 더욱 향상시킬 수 있다.
일예로, 상기 제1파장대의 광이 청색광일 경우 상기 제2파장대의 광은 녹색광 또는 적색광일 수 있다. 다만, 적색광은 밴드폭이 감소되어도 이에 따른 적색의 색순도 향상의 정도가 녹색광의 밴드폭이 감소했을 때에 대비하여 작기 때문에 색재현 범위의 향상 측면에서 바람직하게는 상기 제2파장대의 광은 녹색광일 수 있다. 구체적으로 도 10에 도시된 것과 같이 파장선택적 광투과층(40)을 투과한 청색광(b1,b2)은 적색형광막(R) 및 녹색형광막(G)의 색변환층(50)을 투과한 후 각각 적색광(R1) 및 녹색광(G1)으로 방출된다. 이때, 파장선택적 광반사층(70)이 반사시키는 제2파장대가 녹색광의 파장영역에 포함될 경우, 방출된 적색광(R1)은 파장선택적 광반사층(70)을 투과(R2)한다. 그러나 녹색광(G1)은 파장선택적 광반사층(70)에 입사한 후 일부만 투과(G21)되고, 나머지는 하방으로 반사되며, 반사된 녹색광(G22)은 색변환층(50)을 투과한 후 파장선택적 광투과층(40)에서 상방으로 재반사된다. 재반사된 녹색광(G3)은 파장선택적 광반사층(70)에 입사되어 일부는 투과, 일부는 다시 반사되어 파장선택적 광투과층(40) 및 반사층(70) 사이에서 반사 및 재반사를 반복하게 된다. 이와 같은 광학적 경로에서 상쇄간섭 및 보강간섭이 발생시 녹색광의 파장대에서 중심파장의 빛은 유지 또는 강화되고, 나머지 파장의 빛은 강도가 약화될 수 있으며, 종국적으로 밴드폭이 좁아진 녹색광이 파장선택적 광반사층(70)을 투과함에 따라서 색순도가 향상된 녹색광을 시현할 수 있고, 이를 통해 액정표시장치의 색재현범위는 더욱 넓어질 수 있다. 이때, 상기 광학적 경로에서 상쇄간섭 및 보강간섭을 발생시켜 녹색광에 대한 마이크로캐비티를 형성시키기 위해서는 광학적 경로상에 위치되는 색변환층, 특히 녹색 형광막의 두께가 중요하며, 녹색 형광막의 두께를 조절하여 녹색광의 밴드폭을 조절할 수 있다.
한편, 일예로 상기 제1파장대가 자외선영역에 포함될 경우 상기 제2파장대의 광은 청색광, 녹색광 및 적색광 중 어느 하나 일 수 있고, 색재현범위의 향상정도를 고려하여 제2파장대 광은 청색광 또는 녹색광일 수 있다.
상기 파장선택적 광반사층(70)은 특정 파장대의 광을 반사시키고, 나머지 파장대의 광은 투과시키는 통상적인 다이크로익 미러일 수 있다. 일예로, 상기 제2파장대의 광색이 녹색일 경우 상기 파장선택적 광반사층(70)은 녹색 다이크로익 미러일 수 있다. 또한, 상기 파장선택적 광반사층(70)은 제2파장대의 광 중 적어도 일부를 반사하여 이를 통해 제2파장대 광색의 전면 휘도를 일정수준 이상으로 유지시킬 수 있다.
다음으로, 상술한 파장선택적 광반사층(70)의 상부에 구비되는 제2흡수반사편광자(60)에 대해 설명한다.
상기 제2흡수반사편광자(60)는 상방에서 입사하는 제1편광은 흡수하고, 하방에서 입사하는 제1편광은 반사하며, 상기 제1편광과 편광축이 직교하는 제2편광은 투과시키는 기능을 수행한다. 구체적으로 도 3b에 도시된 것과 같이 표시패널의 상방에서 입사하는 외부광의 제1편광(a1)은 제2흡수반사편광자(60)에서 흡수(a2)됨에 따라서 표시패널로 입사되는 외광의 약 50%를 제2흡수반사편광자(60)에서 1차로 감쇄시켜 콘트라스 향상에 기여할 수 있다.
또한, 상기 제2흡수반사편광자(60)를 통해 백라이트유닛에서 출사된 내부광(IL)을 통한 표시패널 전면 발광효율을 크게 향상시킬 수 있다. 구체적으로 도 5을 참고하여 설명하면, 내부광(IL)이 제1흡수반사편광자(20")를 통과하면 제1편광(c1)만이 액정부(30")를 향하게 되는데, 이때 액정부(30") 중 전원이 인가되지 않은 영역(OFF)을 통과하는 제1편광(C1)은 액정부(30")의 액정층에 의해 위상이 변하여 제2편광(d2)으로 출사되고, 출사된 제2편광(d2)은 제2흡수반사편광자(60")를 통과해 밝게 시현되는 영상의 일부분을 구현한다. 또한, 상기 액정부(30") 중 전원이 인가된 영역(ON)을 통과하는 제1편광(c1)은 위상이 변하지 않은 제1편광(c2)으로 출사되고, 출사된 제1편광(c2)은 제2흡수반사편광자(60")에 입사된 후 반사되고, 반사된 제1편광(C3)은 액정부(30"), 제1흡수반사편광자(20") 및 반사부재(210)를 거쳐 리사이클될 수 있으며, 최종 제2편광(d8)으로 제2흡수반사편광자(60")를 통과해 표시패널 전면으로 출사될 수 있다. 이와 같은 액정표시장치 내의 광 이동경로는 통상적인 액정표시장치의 광 이동경로를 대비했을 때 표시패널 전면으로의 발광효율을 현저히 개선시킨다. 구체적으로 통상적인 액정표시장치의 경우 도 5와 같이 제2흡수반사편광자(60") 대신에 제1편광 흡수 및 제2편광 투과의 기능을 갖는 흡수형편광자가 구비된다. 이 경우 상술하였듯이 액정부(30") 하방에서 입사한 제1편광(c1)이 액정부(30")를 출사할 때, 일부는 제2편광(d2)으로 위상이 바뀌고, 나머지는 제1편광(c2)으로 위상이 변하지 않는데, 위상이 바뀌지 않은 제1편광(c2)이 흡수형편광자에 모두 흡수되어서 본 발명과 같이 제1편광(c2)이 다시 리사이클(도 5의 제2편광(d8) 등)되지 못함에 따라서 통상적인 액정표시장치의 전면휘도는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치에 비해 현저히 좋지 못하다.
상기 제2흡수반사편광자(60,60")는 상술한 일방으로 입사되는 제1편광은 흡수시키고, 타방으로 입사되는 제1편광은 반사시키며, 제2편광은 양방 모두 투과시킬 수 있도록 하는 편광자라면 제한 없이 사용될 수 있다. 다만, 상기 제2흡수반사편광자를 입사면에 관계없이 제2편광은 투과시키고 제1편광은 반사시키는 통상적인 반사형편광자 상부에, 입사면에 관계없이 제2편광은 투과시키고 제1편광은 흡수시키는 통상적인 흡수형편광자를 적층시켜 구현할 수도 있다. 그러나 상술한 광학적 특성을 발현하기 위해 두 필름을 적층시켜 제1흡수반사편광자를 구현할 경우 두께가 매우 두꺼워져 슬림화된 표시패널을 구현하기 어렵고, 패널제조공정에서 2종의 필름을 합지시키는 공정을 별도로 수행해야 하는 공정상의 복잡성이 증가할 수 있다. 이에 본 발명의 바람직한 일실시에에 포함되는 제2흡수반사편광자(60.60")는 도 7과 같이 길이방향이 제2편광의 편광축과 수직이 되도록 서로 나란하게 이격되어 배치되는 복수개의 제2그리드(60)를 통해 구현될 수 있고, 상기 복수개의 제2그리드(60)는 제2기판(12)상에 직접 형성된 인셀형 편광자일 수 있다.
상기 복수개의 제2그리드(60)는 각각의 그리드가 길이방향으로 나란하게 이격되어 배치되며, 이때 상기 그리드의 길이방향은 투과시키려는 제2편광의 투과축과 수직이 되도록 배치될 수 있고, 이를 통해 제2편광은 투과되며 제1편광은 제2흡수반사편광자(60)를 투과하지 못하게 될 수 있다.
상기 복수개의 제2그리드(60)에 대한 설명은 상술한 제1흡수반사편광자(20)에서의 제1그리드에 대한 설명과 동일하며, 이하 차이점을 중심으로 하기에서 설명한다.
상기 복수개의 제2그리드(60)는 길이방향이 제1그리드(20)의 길이방향과 수직이 되도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 복수개의 제2그리드(60)는 단일 그리드가 금속 및 절연물질로 각각 이루어진 층이 적층된 적층체로써 구비될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 포함되는 제2흡수반사편광자의 제2그리드(60)는 제2기판(12)하부에 순차적으로 제4금속층, 절연층 및 제3금속층이 적층된 구조일 수 있다. 이때, 상기 제4금속층은 상술한 제1그리드(21)의 제2금속층(21c)에 대응하며, 제3금속층은 상술한 제1그리드(21)의 제1금속층(21a)에 대응하며, 이에 따라서, 제1편광의 흡수기능은 제4금속층 및 절연층 각각의 두께 및 굴절률에 의존할 수 있고, 제1편광의 흡수기능을 보다 향상시키기 위하여 제3금속층의 반사율은 제4금속층보다 큰 것을 사용함이 바람직하다. 또한, 제2흡수반사편광자의 하부방향에서 입사하는 제1편광을 반사하기 위하여 제2그리드의 제3금속층은 제1편광이 투과되지 못하도록 두께가 두꺼운 것이 바람직하며, 제1편광의 흡수를 최대한 억제시키고, 전량 반사시키기 위하여 흡광계수(k)가 작고, 이에 반해 표면 반사율은 현저히 높은 재질의 금속을 사용하는 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 포함되는 제2그리드에서 제3금속층의 두께는 20 ~ 500 ㎚일 수 있으며, 흡광계수(k)는 500㎚ 파장에서 1.48e+6 cm-1 이하, 표면반사율은 500㎚ 파장에 대하여 두께 100㎚에서 85% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 보다 더 바람직하게는 95% 이상, 더욱 바람직하게는 99.9% 이상인 재질의 금속이 배치됨이 바람직하다.
또한, 제2그리드는 상술한 제1그리드 관련 도 9과 같이 금속층과 절연층이 교호로 적층된 총 4개의 적층체일 수 있으며, 구체적인 설명은 제1그리드에서 제1금속층(21a)이 제1기판(11)의 상부에 형성되는 것과 달리, 제2그리드는 제2기판(12)의 하부에 형성되는 것을 제외하고 제1그리드에서의 설명과 동일하다.
상기 제2흡수반사편광자(60)가 일면에 형성될 수 있는 상기 제2기판(12)은 유리기판, 수정기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 및 구부릴 수 있는 유연한 폴리머 필름 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 보다 더 바람직하게는 상기 제2기판(12)은 투명한 것일 수 있다. 다만, 상기 종류에 한정되는 것은 아니며, 액정디스플레이의 표시패널에 사용되는 기판의 경우 어느 종류나 사용될 수 있다.
상기 제1기판(11)의 면적은 표시패널의 면적에 따라 결정될 수 있으며, 상기 제2기판(12)의 두께는 100㎛ 내지 1 mm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이상으로 상술한 상기 표시패널(100)은 구현하고자 하는 액정표시장치의 형상에 따라 그 형상이 달라질 수 있고, 다각형, 원형 등 그 형상에 있어서 특별히 한정하지 않으나, 통상적으로 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 직사각형의 판상형일 수 있으며, 두 쌍의 변들 중 어느 한 쌍의 변이 다른 한 쌍의 변보다 길게 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 표시패널(100)의 크기는 제조 가능한 크기의 범위내일 수 있고, 본 발명에서는 이를 특별히 제한하지 않는다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 상술한 표시패널(100)의 하부에 배치되어 광을 공급하는 백라이트유닛(200)을 포함한다.
상기 백라이트유닛(200)은 도 1에서와 같이 광원(221)을 포함하는 광원부(220) 및 상기 광원부(220)의 하부에 배치되는 반사부재(210)를 포함하며, 표시패널(100) 및 상기 광원부(220) 사이에 광학부재(230)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 상기 광원부(220)에 대해 설명한다.
상기 광원부(220)는 광원(221) 및 이를 전기적으로 연결시키는 회로기판(222)을 포함할 수 있다. 상기 광원(221)은 점광원, 선광원, 또는 면광원 등이 다양하게 사용될 수 있으며 이에 한정되지는 않는다. 또한, 광원은 통상적으로 백라이트유닛의 광원으로 사용되는 발광체의 경우 제한 없이 사용할 수 있으며, 이에 대한 비제한적인 예로써, LED(Light Eimitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등을 예시할 수 있고, 당업계에 공지된 발광체인 경우 어느 것이나 제한없이 채용할 수 있다.
또한, 상기 광원(221)이라 함은 개별적으로 출사되는 광량이 조절되는 최소 단위의 발광체를 의미할 수 있다. 따라서, 하나의 상기 광원은 하나의 발광체(예를 들어, 하나의 LED)를 포함할 수 있으나, 동시에 밝기가 조절되는 복수의 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 광원(221)은 이를 전기적으로 연결시키는 회로기판(222)의 상면에 한 개 또는 복수개가 소정 방향을 따라 일렬, 지그재그, 원형 등으로 배치될 수 있다.
상기 회로기판(222)은 상기 광원(221)에 전원을 공급 및/또는 제어하는 배선이 인쇄된 인쇄 회로 기판일 수 있고, 부가적으로 광원을 지지하는 지지부재로써의 역할도 담당할 수 있으며, 바람직하게는 방열기능까지 수행하기 위해 금속판이 구비된 메탈 인쇄회로기판일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 회로기판(222)의 형상은 광원의 배치 등에 따라 달리 설계될 수 있고, 크기 역시 목적에 따라 달리 설계될 수 있음에 따라 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.
한편, 상술한 광원(221) 및 회로기판(222)의 배치를 살펴보면, 도 1에 도시된 광원부(210)와 같이 광원(221)이 회로기판(222) 상면에 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 구체적 백라이트유닛의 설계 목적, 구조에 따라 달라질 수 있다. 그 일예로, 본 발명의 일구현예인 도 10에 도시된 백라이트 유닛(1200)은 광원부(1220) 중 광원(1221)이 백라이트유닛(1200)의 측부에 배치되도록 일측이 절곡된 지지부상에 배치될 수 있고, 이 경우 상기 광원(1221)으로부터 입사된 광을 가이드하여 표시패널(1100)을 향해 출사시키도록 반사부재(1210)의 상부에 배치되는 도광부재(1240)를 더 구비할 수 있다. 상기 도광부재는 통상적인 엣지형 백라이트유닛에 구비되는 액정표시장치에 사용되는 도광판 등의 부재일 수 있고, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
한편, 도 1의 광원(221)은 복수 개로 구비될 수 있다. 이때 복수개의 광원은 서로 일정한 간격을 두고 이격되어 평행하게 배열될 수 있으며, 각각의 광원은 독립적으로 구동될 수 있고, 각각의 광원은 형상에 있어서도 서로 상이할 수 있으며, 배열 간격도 각각의 동일하거나 상이할 수 있고, 이들에 대해서는 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.
또한, 도 11의 광원부(1220)는 백라이트 유닛의 일측에만 배치되나, 도 12와 같이 4개의 광원부(A1, A2, A3, A4)를 백라이트유닛의 측면부에 각각 배치할 수도 있다.
상술한 광원부(220,1220)의 하부에 배치되는 반사부재(210,1210)에 대해 설명한다. 상기 반사부재(210,1210)는 광원부(220,1220)에서 출사된 광 중 표시패널 방향의 백라이트 유닛 전방을 향하지 못하고, 후방을 향하는 광을 전면으로 되돌리는 역할을 한다. 또한, 상기 반사부재(210,1210)는 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이 제1흡수반사편광자(20")에서 반사된 제2편광(d6,d1',d2',d3')이 편광이 아닌 상태로 다시 제1흡수반사편광자(20")를 향해 출사시킴으로써 제2편광에 대한 광리사이클 효율을 증가시키는데 기여할 수 있다. 상기 반사부재는 통상의 액정표시장치 백라이트유닛에 구비되는 공지된 반사부재를 채용할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
한편, 상기 백라이트 유닛(200,1200)은 표시패널(100,1100) 및 광원부(220.1220) 사이에 광학부재(230,1230)를 더 포함할 수 있다.
상기 광학부재(230,1230)는 표시패널(100, 1100)로 공급되는 광을 집광, 분산시키는 등의 기능을 수행할 수 있다. 상기 광학부재(230,1230)는 확산시트(232.1232) 및 프리즘 시트(231,1231)를 포함할 수 있고, 상기 각 시트는 당업계에서 통상적으로 사용하는 시트일 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 또한, 상기 광학부재(230,1230)는 확산시트, 프리즘시트 이외에 다른 기능을 수행하는 시트가 더 포함되거나 이들 중 어느 하나 이상의 시트가 생략될 수 있다. 또한, 광학시트는 특정 종류의 시트가 복수개로 구비될 수도 있으며, 각 시트의 적층순서도 목적에 따라 달리할 수 있어 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.
이상으로 상술한, 표시패널(100,1100) 및 백라이트유닛(200.1200)은 보호부재(300,1300)를 통해 지지, 고정되어 액정표시장치로 구현될 수 있다. 상기 보호부재(300,1300) 중 중간보호부재(320,1320)는 상기 표시 패널(100, 1100)의 가장자리를 따라 제공되어 상기 표시 패널(100, 1000)의 하부에서 상기 표시패널을 지지한다. 또한, 상기 중간보호부재(320,1320)는 상기 표시 패널(100, 1100) 이외의 구성요소, 예를 들어 상기 백라이트 유닛의 광학부재(230, 1230) 등을 고정하거나 지지하도록 하는 고정 부재, 예를 들어 걸림턱(미도시)을 가질 수 있다. 상기 중간보호부재(320,1320)는 상기 표시 패널(100,1100)의 네 변에 대응하는 위치, 또는 상기 네 변의 적어도 일부에 대응하는 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 중간보호부재(320,1320)은 상기 표시패널(100, 1100)의 네 변에 대응하는 사각의 고리 형상을 가질 수 있으며, 또는, 상기 표시 패널(100, 1100)의 가장자리 중 세 변에 대응하는 ㄷ자 형상을 가질 수 있다. 상기 중간보호부재(320,1320)는 단일 개수로 일체로 형성될 수 있으나 필요에 따라 복수로 형성되어 조립될 수 있다. 상기 중간보호부재(320,1320)는 고분자 수지와 같은 유기 재료로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 동일한 형상과 기능을 갖는다면 다른 재료로도 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보호부재(300,1300) 중 상부 보호부재(310,1310)에 의해 표시패널(100, 1100)의 패널 전면 가장자리가 지지되며, 상기 중간보호부재(320, 1320)의 측면 또는 하부 보호부재(330, 1330)의 측면을 커버할 수 있다.
상기 하부 보호부재(330,1330)는 백라이트 유닛을 수용하는 기능을 수행하고, 방열기능을 수행하는 방열부재를 더 수용할 수 있다. 또한, 측면에 백라이트 유닛에서 출사되는 내부광을 반사시키는 반사부재를 더 구비할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
11: 제1기판 12: 제2기판
20,20": 제1흡수반사편광자 30,30": 액정부
40: 파장선택적 광투과반사층 50: 색변환층
60,60": 제2흡수반사편광자 100,1100: 표시패널
200,1200: 백라이트유닛 300,1300: 보호부재

Claims (17)

  1. 반사부재와 상기 반사부재의 상방에 배치되며, 제1파장대의 광을 출사하는 광원을 포함하는 백라이트 유닛 및
    상기 백라이트 유닛의 상방에 배치되어 하방에서 입사되는 광을 상방으로 출사하여 영상을 시현하는 표시패널을 포함하고, 상기 표시패널은
    편광축이 서로 직교하는 제1편광 및 제2 편광 중 상방에서 입사하는 제2편광은 흡수하고, 하방에서 입사하는 제2편광은 반사하며, 제1편광은 투과시키는 제1흡수반사편광자;
    액정층을 포함하는 액정부;
    상기 제1파장대의 광은 투과시키고, 상기 제1파장대 보다 긴 파장의 광은 반사시키는 파장선택적 광투과층;
    상기 제1파장대의 광에 의해 여기되어 제1파장대 보다 긴 파장의 광을 방출하는 형광막을 포함하는 색변환층;
    방출된 상기 긴 파장의 광 중 제2파장대 광을 적어도 일부 반사하며, 상기 제2파장대와 상이한 파장의 광은 투과시키는 파장선택적 광반사층; 및
    상방에서 입사하는 제1편광은 흡수하고, 하방에서 입사하는 제1편광은 반사하며, 제2편광은 투과시키는 제2흡수반사편광자;를 순차적으로 표시패널의 하부에서 상부방향으로 포함하고,
    상기 색변환층에서 방출되어 하방을 향한 상기 제1파장대 보다 긴 파장의 광은 상기 파장선택적 광투과층에 입사 후 상방을 향해 반사되며,
    상기 색변환층에서 방출되어 상방을 향한 상기 제1파장대 보다 긴 파장의 광 중 일부는 제2흡수반사편광자에서 반사된 후 상기 파장선택적 광투과층 및 상기 파장선택적 광반사층 중 어느 하나 이상의 층에서 상방을 향해 재반사되어 휘도가 향상되는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1파장대는 청색 파장영역 또는 자외선 파장영역에 포함되며,
    상기 제1파장대가 청색 파장영역에 포함될 경우 상기 제2파장대는 녹색 파장영역에 포함되고,
    상기 제1파장대가 자외선 파장영역에 포함될 경우 상기 제2파장대는 청색 파장영역 또는 녹색 파장영역에 포함되는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널의 상방에서 입사하는 외광 중 제1편광은 상기 제2흡수반사편광자에 의해 흡수되고, 상기 외광 중 제2편광은 제2흡수반사편광자를 투과하여 제1흡수반사편광자로 입사된 후 제1흡수반사편광자에서 흡수되는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원에서 출사된 내부광 중 제2편광은 상기 제1흡수반사편광자 및 상기 반사부재 사이에서 반복되는 입사 및 반사를 통해 적어도 일부가 제1편광으로 위상이 바뀌어 상기 제1흡수반사편광자의 상부로 투과됨을 통해 휘도가 향상되는 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액정부의 상방으로 투과한 내부광 중 제1편광은 상기 제2흡수반사편광자에서 반사된 후 상기 반사부재로 입사 및 재반사 되어 제1흡수반사편광자의 상부로 투과됨을 통해 휘도가 향상되는 액정표시장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파장선택적 광투과층 및 상기 파장선택적 광반사층 사이에서 상기 제2파장대 광에 대한 마이크로캐비티가 형성되어 제2파장대 광색의 순도를 향상시키는 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1흡수반사편광자는 길이방향이 제2편광의 편광축과 수직이 되도록 서로 나란하게 이격되어 배치되는 복수개의 제1그리드를 구비하고,
    상기 제2흡수반사편광자는 길이방향이 제1편광의 편광축과 수직이 되도록 서로 나란하게 이격되어 배치되는 복수개의 제2그리드를 구비하는 액정표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    단일의 제1그리드 및 단일의 제2그리드는 각각 독립적으로 금속층 및 절연층이 교호적층된 적층체인 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적층체는 표시패널의 상부방향을 기준으로 제1금속층, 제1절연층 및 제2금속층이 적층된 제1적층체 및 제1금속층, 제1절연층, 제2금속층 및 제2절연층이 적층된 제2적층체 중 어느 하나인 적층체를 포함하는 액정표시장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 금속층은 두께가 30 ~ 500 ㎚인 액정표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1파장대의 광이 자외선 영역의 파장범위에 포함되는 경우 상기 색변환층은 청색 형광막, 녹색 형광막 및 적색 형광막을 포함하고,
    상기 제1파장대의 광이 청색 영역의 파장범위에 포함되는 경우 상기 색변환층은 녹색 형광막 및 적색 형광막을 포함하는 액정표시장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 형광막은 형광체, 양자점 및 유기발광물질 중 어느 하나 이상을 포함하는 액정표시장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 광원에서 출사된 광이 표시패널로 입사 전까지의 광 경로상에 광학필름을 더 구비하는 액정표시장치.
  15. 액정층의 하방에서 입사되는 제1파장대의 광을 상기 액정층의 상방으로 출사하여 영상을 시현하는 액정표시패널에 있어서, 상기 액정표시패널은
    하부기판;
    편광축이 서로 직교하는 제1편광 및 제2 편광 중 상방에서 입사하는 제2편광은 흡수하고, 하방에서 입사하는 제2편광은 반사하며, 제1편광은 투과시키는 제1흡수반사편광자;
    액정층을 포함하는 액정부;
    상기 제1파장대의 광은 투과시키고, 상기 제1파장대 보다 긴 파장의 광은 반사시키는 파장선택적 광투과층;
    상기 제1파장대의 광에 의해 여기되어 제1파장대 보다 긴 파장의 광을 방출하는 형광막을 포함하는 색변환층;
    방출된 상기 긴 파장의 광 중 제2파장대 광을 적어도 일부 반사하며, 상기 제2파장대와 상이한 파장의 광은 투과시키는 파장선택적 광반사층;
    상방에서 입사하는 제1편광은 흡수하고, 하방에서 입사하는 제1편광은 반사하며, 제2편광은 투과시키는 제2흡수반사편광자; 및
    상부기판;을 순차적으로 표시패널의 하부에서 상부방향으로 포함하고,
    상기 색변환층에서 방출되어 하방을 향한 상기 제1파장대 보다 긴 파장의 광은 상기 파장선택적 광투과층에 입사 후 상방을 향해 반사되며,
    상기 색변환층에서 방출되어 상방을 향한 상기 제1파장대 보다 긴 파장의 광 중 일부는 제2흡수반사편광자에서 반사된 후 상기 파장선택적 광투과층 및 상기 파장선택적 광반사층 중 어느 하나 이상의 층에서 상방을 향해 재반사되어 휘도가 향상되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  16. 제15항에 따른 액정표시패널을 포함하는 액정표시장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제2흡수반사편광자 및 파장선택적 광반사층 사이에서 상기 제2파장대 광에 대한 마이크로캐비티가 형성되어 제2파장대 광색의 순도를 향상시키는 액정표시장치.
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