CN114114748A - 背光单元和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施方式涉及一种背光单元和显示装置，通过设置在光源上方并且包括具有不同类型的反射特性的部分的光路控制图案以及设置在安装有光源的基板上并且包括具有不同类型的反射特性的不的反射层，从光源发射的光的光引导距离可增加，并且可维持光均匀性。因此，当在增加光源之间的距离并减少光源的数量的同时可向各个区域均匀地供应光时，背光单元的图像质量可增强。

Description

背光单元和显示装置
技术领域
本公开的实施方式涉及一种背光单元和显示装置。
背景技术
信息社会的发展导致对显示图像的显示装置以及使用诸如液晶显示装置、有机发光显示装置等的各种类型的显示装置的需求增加。
液晶显示装置可包括设置有液晶层的显示面板。液晶显示装置可包括向显示面板供应光的光源装置(例如，背光单元)。
在通过背光单元向显示面板供应光的状态下，通过控制液晶层以调节各个子像素所呈现的亮度，液晶显示装置可显示图像。
当液晶显示装置包括背光单元时，整个厚度可由于背光单元而增加。如果减小背光单元的厚度以用于减小液晶显示装置的厚度，则可能无法充分确保包括在背光单元中的光源与显示面板之间的光学间隙。
在无法充分确保光学间隙的情况下，背光单元所呈现的图像质量可下降。并且在增加包括背光单元的光源的数量以用于改进厚度薄的背光单元的图像质量的情况下，背光单元的制造成本可能增加。
因此，需要能够在减小背光单元的厚度的同时改进背光单元所呈现的图像质量而不会增加包括在背光单元中的光源的数量的方法。
发明内容
本公开的实施方式提供了能够在维持背光单元的光均匀性的同时增加从包括在背光单元中的光源发射的光的路径的方法。
本公开的实施方式提供了能够在减少包括在背光单元中的光源的数量并增加光源之间的距离的同时改进背光单元所呈现的图像质量的方法。
在一方面，本公开的实施方式提供了一种背光单元，包括：设置在基板上的多个光源；位于所述多个光源上方与所述多个光源中的每一个对应的多个第一光路控制图案，并且在第一光路控制图案的反射光当中，镜面反射光的比率小于漫反射光的比率；围绕所述多个第一光路控制图案中的每一个设置的多个第二光路控制图案，并且在第二光路控制图案的反射光当中，镜面反射光的比率大于漫反射光的比率；第一反射层，其设置在基板上设置有所述多个光源的区域以外的区域的至少一部分区域上；以及第二反射层，其设置在第一反射层上的局部区域上。
在另一方面，本公开的实施方式提供了一种背光单元，包括：多个光源；位于所述多个光源上方并与所述多个光源中的每一个对应的多个光路控制图案，其中，所述多个光路控制图案中的每一个包括：设置在包括与光源交叠的区域的区域上的第一部分，并且在第一部分的反射光当中，镜面反射光的比率小于漫反射光的比率；以及围绕第一部分设置的第二部分，并且在第二部分的反射光当中，镜面反射光的比率大于漫反射光的比率。
在另一方面，本公开的实施方式提供了一种背光单元，包括：设置在基板上的多个光源；位于所述多个光源上方并与所述多个光源中的每一个对应的多个光路控制图案；第一反射层，其设置在基板上设置有所述多个光源的区域以外的区域的至少一部分区域上，并且包括与所述多个光源中的每一个对应的多个第一孔；以及第二反射层，其设置在第一反射层上的局部区域上，包括与所述多个光源中的每一个对应的多个第二孔，并且所述多个第二孔中的每一个的尺寸大于所述多个第一孔中的每一个的尺寸。
在另一方面，本公开的实施方式提供了一种显示装置，其包括上述背光单元以及位于背光上并被供应来自背光单元的光的显示面板。
根据本公开的各种实施方式，当在光源上方设置包括漫反射比率高的中央部分和镜面反射比率高的外侧部分的光路控制图案时，被光路控制图案的外侧部分全反射的光的量可增加以增加从光源发射的光的路径
根据本公开的各种实施方式，当从光源发射的光在与光源相邻的区域上被镜面反射比率高的反射层反射并且在光源之间的区域上被漫反射比率高的反射层反射时，可在维持光均匀性的同时增加从光源发射的光的路径。
因此，可在使包括在背光单元中的光源的数量最小化的同时改进背光单元所呈现的图像质量。
附图说明
本公开的以上和其它目的、特征和优点将从以下结合附图进行的详细描述更清楚地理解，附图中：
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的显示装置的配置的图。
图2是示出根据本公开的实施方式的背光单元的结构的示例的图。
图3是示出从图2所示的背光单元中所包括的光源发射的光的路径的示例的图。
图4A和图4B是示出根据本公开的实施方式的背光单元的结构的另一示例的图。
图5是示出从图4A或图4B所示的背光单元中所包括的光源发射的光的路径的示例的图。
图6A和图6B是示出图4A和图4B所示的光路控制图案的结构的另一示例的图。
图7是示出根据本公开的实施方式的背光单元的结构的另一示例的图。
图8是示出从图7所示的背光单元中所包括的光源发射的光的路径的示例的图。
图9A和图9B是示出图7所示的反射层的结构的另一示例的图。
图10是示出在图7所示的背光单元的结构中光路控制图案与反射层的位置关系的示例的图。
具体实施方式
在本公开的示例或实施方式的以下描述中，将参照附图，附图中作为例示示出了可实现的具体示例或实施方式，并且相同的标号和符号可用于指代相同或相似的组件，即使它们示出于彼此不同的附图中。此外，在本公开的示例或实施方式的以下描述中，在确定并入本文中的熟知功能和组件的详细描述可能使得本公开的一些实施方式中的主题不清楚时，将省略该描述。本文所使用的诸如“包括”、“具有”、“包含”、“构成”、“由…组成”和“由…形成”的术语通常旨在允许添加其它组件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。如本文所用，除非上下文清楚地另外指示，否则单数形式旨在包括复数形式。
本文中可使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(A)”或“(B)”的术语来描述本公开的元件。这些术语中的每一个不用于限定元件等的本质、次序、顺序或数量，而是仅用于将对应元件与其它元件相区分。
当提及第一元件“连接或联接到”、“接触或交叠”等第二元件时，应该解释为第一元件不仅可“直接连接或联接到”或“直接接触或交叠”第二元件，而且第三元件也可“插置”在第一元件和第二元件之间，或者第一元件和第二元件可经由第四元件彼此“连接或联接”、“接触或交叠”等。这里，第二元件可包括在彼此“连接或联接”、“接触或交叠”等的两个或更多个元件中的至少一个中。
当使用诸如“在…之后”、“随…之后”、“接着”、“在…之前”等的时间相对术语来描述元件或配置的处理或操作或者操作、处理、制造方法中的流程或步骤时，除非一起使用术语“直接”或“立即”，否则这些术语可用于描述非连续或非顺序处理或操作。
另外，当提及任何尺寸、相对尺寸等时，即使没有指定相关描述时，也应该认为元件或特征的数值或对应信息(例如，级别、范围等)包括可由各种因素(例如，工艺因素、内部或外部冲击、噪声等)导致的公差或误差范围。此外，术语“可能”完全涵盖术语“可”的所有含义。
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的显示装置100中所包括的配置的图。根据本公开的所有实施方式的显示装置100的所有组件在操作上联接并配置。
参照图1，显示装置100可包括显示面板110以及用于驱动显示面板110的选通驱动电路120、数据驱动电路130和控制器140。
显示面板110可包括设置有多个子像素SP的有源区域AA以及位于有源区域AA外侧的非有源区域。
多条选通线GL和多条数据线DL可布置在显示面板110上。多个子像素SP可位于选通线GL和数据线DL彼此交叉的区域中。
选通驱动电路120由控制器140控制，并且向布置在显示面板110上的多条选通线GL顺序地输出扫描信号，从而控制多个子像素SP的驱动定时。
选通驱动电路120可包括一个或更多个选通驱动器集成电路GDIC，并且根据驱动方法，可仅位于显示面板110的一侧，或者可位于显示面板110的两侧。
各个选通驱动器集成电路GDIC可通过带式自动焊接TAB方法或玻璃上芯片COG方法连接到显示面板110的结合焊盘，或者可通过面板内栅极GIP方法实现，然后被直接布置在显示面板110上。在一些情况下，选通驱动器集成电路GDIC可被集成并布置在显示面板110上。另选地，各个选通驱动器集成电路GDIC可通过在连接到显示面板110的膜上安装元件的膜上芯片COF方法来实现。
数据驱动电路130从控制器140接收图像数据并将图像数据转换为模拟数据电压Vdata。然后，数据驱动电路130根据通过选通线GL施加扫描信号的定时向各条数据线DL输出数据电压Vdata，以使得多个子像素SP中的每一个发射具有根据图像数据的亮度的光。
数据驱动电路130可包括一个或更多个源极驱动器集成电路SDIC。
各个源极驱动器集成电路SDIC可包括移位寄存器、锁存电路、数模转换器、输出缓冲器等。
各个源极驱动器集成电路SDIC可通过带式自动焊接TAB方法或玻璃上芯片COG方法连接到显示面板110的结合焊盘，或者可直接设置在显示面板110上。另选地，在一些情况下，源极驱动器集成电路SDIC可被集成并布置在显示面板110上。另选地，各个源极驱动器集成电路SDIC可通过膜上芯片COF方法来实现。在这种情况下，各个源极驱动器集成电路SDIC可被安装在连接到显示面板110的膜上，并且可通过膜上的布线电连接到显示面板110。
控制器140向选通驱动电路120和数据驱动电路130供应各种控制信号，并且控制选通驱动电路120和数据驱动电路130的操作。
控制器140可被安装在印刷电路板、柔性印刷电路等上，并且可通过印刷电路板、柔性印刷电路等电连接到选通驱动电路120和数据驱动电路130。
控制器140可允许选通驱动电路120根据每帧中实现的定时输出扫描信号。控制器140可转换从外部接收的数据信号以符合数据驱动电路130中使用的数据信号格式，然后将转换的图像数据输出到数据驱动电路130。
控制器140从外部(例如，主机系统)接收包括垂直同步信号VSYNC、水平同步信号HSYNC、输入数据使能DE信号、时钟信号CLK等的各种定时信号以及图像数据。
控制器140可使用从外部接收的各种定时信号来生成各种控制信号，并且可将控制信号输出到选通驱动电路120和数据驱动电路130。
例如，为了控制选通驱动电路120，控制器140可输出包括选通起始脉冲GSP、选通移位时钟GSC、选通输出使能信号GOE等的各种选通控制信号GCS。
选通起始脉冲GSP控制构成选通驱动电路120的一个或更多个选通驱动器集成电路GDIC的操作起始定时。作为共同输入到一个或更多个选通驱动器集成电路GDIC的时钟信号，选通移位时钟GSC控制扫描信号的移位定时。选通输出使能信号GOE指定关于一个或更多个选通驱动器集成电路GDIC的定时信息。
另外，为了控制数据驱动电路130，控制器140可输出包括源极起始脉冲SSP、源极采样时钟SSC、源极输出使能信号SOE等的各种数据控制信号DCS。
源极起始脉冲SSP控制构成数据驱动电路130的一个或更多个源极驱动器集成电路SDIC的数据采样起始定时。源极采样时钟SSC是用于控制对各个源极驱动器集成电路SDIC中的数据进行采样的定时的时钟信号。源极输出使能信号SOE控制数据驱动电路130的输出定时。
显示装置100还可包括电源管理集成电路以用于向显示面板110、选通驱动电路120、数据驱动电路130等供应各种电压或电流或者控制向其供应各种电压或电流。
在多个子像素SP中的每一个上，根据显示装置100的类型，可设置液晶层，或者可设置发光元件。在液晶层设置在子像素SP上的液晶显示装置的情况下，显示装置100可包括向显示面板110供应光的背光单元。
图2是示出根据本公开的实施方式的背光单元的结构的示例的图。
参照图2，背光单元可包括容纳各种构件的盖底210。
基板220可设置在盖底210上，并且多个光源230可安装在基板220上。例如，基板220可通过胶带附接，但不限于此。
例如，基板220可以是印刷电路板或柔性印刷电路。另选地，基板220可意指用于形成线的电极在透明玻璃或聚酰亚胺上构图。
例如，基板220可包括第一线层221和第二线层223。基板220可包括设置在第一线层221和第二线层223之间的线绝缘层222。
第一线层221和第二线层223可通过线绝缘层222中形成的接触孔彼此电连接。
可通过第一线层221供应用于驱动光源230的电压。第二线层223可电连接到光源230的电极，并且可将用于驱动光源230的信号传送至光源230。
光源230可安装在基板220上，并且可发射特定波长带(例如，白光、蓝光等)的光。光源230可以是发光二极管LED，或者可以是尺寸为几百μm的迷你发光二极管Mini LED，或者可以是尺寸为几十μm的微型发光二极管μLED。
反射层240可设置在基板220上未设置光源230的区域的至少一部分区域上。
反射层240可包括多个孔H。包括在反射层240中的多个孔H中的每一个可与多个光源230中的每一个对应。例如，多个光源230中的每一个可位于包括在反射层240中的多个孔H中的每一个内。
在光源230的尺寸较小的情况下，反射层240的顶端可比光源230的顶端高。
反射层240可将从光源230发射的光反射向背光单元的上部以增加供应给显示面板110的光。此外，当反射层240将光反射在光源230与光源230之间的区域上时，与光源230相邻的区域和与光源230隔开的区域之间的光均匀性可增强。
光源保护部分250可设置在光源230和反射层240上。
光源保护部分250可提供保护光源230并引导从光源230发射的光的功能。
例如，光源保护部分250可由树脂制成。在光源230和反射层240设置在基板220上的状态下，可通过对树脂进行模制的工艺来设置光源保护部分250。
在一些情况下，光源保护部分250可仅设置在反射层240的孔H内。在这种情况下，用于引导光的透明膜等可设置在光源保护部分250和反射层240上。
各种光学构件可设置在光源保护部分250上以用于控制从光源230发射的光的路径、对光进行散射或者转换光的波长。
例如，光路控制膜300可设置在光源保护部分250上。此外，尽管图2中未示出，诸如散射片、颜色转换片等的各种光学片可设置在光路控制膜300上。
光路控制膜300可包括透明或具有高透明度的基膜310。例如，基膜310可由PET或PC制成，但不限于此。
光路控制膜300可包括设置在基膜310的顶表面和底表面中的至少一个表面上的多个光路控制图案320。
多个光路控制图案320中的每一个可与多个光源230中的每一个对应地设置。
尽管图2示出光路控制图案320设置在基膜310的底表面上的示例，但是光路控制图案320可设置在基膜310的顶表面上。
在光路控制图案320设置在基膜310的底表面上的情况下，光路控制图案320可被设置为与光源保护部分250的顶表面直接接触。
另选地，粘合层可设置在光路控制膜300和光源保护部分250之间。
在这种情况下，光路控制图案320可与粘合层接触。另选地，空气层可存在于光路控制图案320和光源保护部分250之间。
例如，光路控制图案320可通过在基膜310上印刷具有高反射率的材料(例如，TiO2)来制成。
光路控制图案320可被制成单层，或者可被制成多层。在光路控制图案320被制成多层的情况下，光路控制图案320的中央部分的厚度可大于光路控制图案320的外侧部分的厚度。
光路控制图案320的尺寸(面积或宽度)S_p可等于或大于设置有光源230的反射层240的孔H的尺寸(面积或宽度)S_h。
另选地，在一些情况下，光路控制图案320的尺寸S_p可小于孔H的尺寸S_h。
具有反射特性的光路控制图案320可设置在光源230上方，并且可改变从光源230发射的光的强度最强的区域上的光的路径，并且可使光均匀地传播。
并且，可考虑光源230的尺寸、反射层240的孔H的尺寸或光源230之间的距离等来确定光路控制图案320的尺寸。
图3是示出从图2所示的背光单元中所包括的光源230发射的光的路径的示例的图。
参照图3，从光源230发射的一些光可被光路控制图案320透射(例如，①)。此外，从光源230发射的一些光可被光路控制图案320反射。被光路控制图案320反射的光可被反射层240再次反射以供应给上部。
当光路控制图案320透射从光源230发射的一些光并反射其它一些光时，与光源230相邻的区域和与光源230隔开的区域的光均匀性可增强。
从光源230发射的光当中未到达光路控制图案320的光可通过光源保护部分250输出到外部。
此外，到达光路控制图案320的外部区域的一些光可在光源保护部分250的顶表面上被全反射(例如，②)。
例如，光源保护部分250的折射率n1可大于空气层或位于光源保护部分250上的其它构件的折射率n2。并且当到达光源保护部分250的顶表面的光以大于实现全反射的临界角的入射角到达时，光可在光源保护部分250的顶表面上被全反射。
在光源保护部分250的顶表面上全反射的光可在光源保护部分250内被引导并且可被反射层240反射。
因此，从光源230发射的光可通过光路控制图案320的光路转换和光路控制图案320的外围区域上的全反射而均匀地传播。
这里，在光源保护部分250的顶表面的平坦度较高的情况下，可在光源保护部分250的顶表面上容易地实现光的全反射。
在光源保护部分250的顶表面的平坦度由于制成光源保护部分250的材料或工艺的特性而较低的情况下，即，如果光源保护部分250的顶表面具有不平的形状，则光可被输出到外部而不在光源保护部分250的顶表面上全反射。在这种情况下，在光源保护部分250内引导的光的量可能减少，并且光的均匀性可可能下降。
另外，在光路控制图案320被延伸地设置的情况下，当光路控制图案320具有漫反射光的高特性时，可不执行光的全反射。
通过根据部分具有不同反射特性的光路控制图案320，本公开的实施方式可使得从光源230发射的光的散射光引导的功能增强。
图4A和图4B是示出根据本公开的实施方式的背光单元的结构的另一示例的图。
参照图4A和图4B，光源保护部分250可设置在光源230和反射层240上。光路控制膜300可设置在光源保护部分250上。
光路控制膜300可包括基膜310以及设置在基膜310的两个表面中的至少一个表面上的多个光路控制图案320。
多个光路控制图案320中的每一个可包括位于中央部分的第一光路控制图案321和位于外侧部分的第二光路控制图案322。第一光路控制图案321可被看作光路控制图案320的第一部分，第二光路控制图案322可被看作光路控制图案320的第二部分。
第一光路控制图案321可设置在光源230上面或上方，并且可设置在包括与光源230交叠的区域的区域上。
诸如上述的第一光路控制图案321可由具有漫反射比率高于镜面反射(specularly reflection)比率的反射特性的材料(例如，TiO2)制成。因此，当从光源230发射的光到达第一光路控制图案321时，一些光可被透射，其它一些光可被散射、衍射、反射。
第二光路控制图案322可围绕第一光路控制图案321设置。
第二光路控制图案322可由金属制成。例如，第二光路控制图案322可由Mo、Al、Cu、Ag或其合金制成。
第二光路控制图案322的反射特性可与第一光路控制图案321的反射特性不同。
例如，第二光路控制图案322的镜面反射比率可大于第一光路控制图案321的镜面反射比率。另外，第二光路控制图案322的漫反射比率可小于第一光路控制图案321的漫反射比率。
此外，第二光路控制图案322的镜面反射比率可大于第二光路控制图案322的漫反射比率。例如，在到达第二光路控制图案322的光被反射的光当中，镜面反射光的比率大于漫反射光的比率。
当第二光路控制图案322围绕第一光路控制图案321设置时，到达第一光路控制图案321的外围区域的光可被第二光路控制图案322反射。
被第二光路控制图案322反射的光几乎可被镜面反射。因此，到达第二光路控制图案322的光可随与全反射的光的路径相同或相似的路径被反射。可通过第二光路控制图案322增加从光源230发射的光的光引导距离。
当通过位于光源230上的第一光路控制图案321对光进行散射和漫反射，并且通过设置在第一光路控制图案321的外围区域上的第二光路控制图案322对光进行全反射以增加光引导距离时，从光源230发射的光可均匀地传播。此外，根据增加光的光引导距离，光源230之间的距离可增加。
包括第一光路控制图案321和第二光路控制图案322的光路控制图案320的尺寸可大于包括在反射层240中的孔H的尺寸，但是可根据孔H的尺寸或者光源230与光路控制图案320之间的距离而不同。
参照图4A，根据第二光路控制图案322的外边界的第二光路控制图案322的尺寸(面积或宽度)S_p2可大于孔H的尺寸(面积或宽度)S_h。
此外，根据第一光路控制图案321的外边缘的第一光路控制图案321的尺寸(面积或宽度)S_p1也可大于孔H的尺寸(面积或宽度)S_h。
通过在第一光路控制图案321的外部区域上另外设置第二光路控制图案322，同时维持从光源230发射的光被第一光路控制图案321散射的区域的尺寸，可在第一光路控制图案321的外围执行通过全反射的光引导。
另选地，参照图4B，第二光路控制图案322的尺寸S_p2可大于孔H的尺寸S_h。
另外，第一光路控制图案321的尺寸S_p1可小于孔H的尺寸S_h。
在一些情况下，在第一光路控制图案321小于孔H的状态下，第二光路控制图案322可设置在第一光路控制图案321的外围以通过全反射进行光引导。
此外，第二光路控制图案322的至少一部分可位于从光源230发射的光的入射角小于光被全反射的临界角的区域上。
当第二光路控制图案322设置在第一光路控制图案321的外围由于光的入射角小于临界角而不执行全反射的区域上时，在光源保护部分250的顶表面上全反射的光的量可增加。
图5是示出从图4A或图4B所示的背光单元中所包括的光源230发射的光的路径的示例的图。
参照图5，在从光源230发射的光当中，到达第一光路控制图案321的一些光可被第一光路控制图案321透射并且可被输出到外部(例如，①)。此外，到达第一光路控制图案321的其它一些光可被第一光路控制图案321散射、衍射、反射。
从光源230发射的一些光可到达光路控制图案320的外部区域(例如，②)。
到达光路控制图案320的外部区域的光可作为大于全反射的临界角的入射角入射。因此，到达光路控制图案320的外部区域的光可在光源保护部分250的顶表面上被全反射并且可在光源保护部分250内被引导。
从光源230发射的一些光可到达第二光路控制图案322(例如，③)。
第二光路控制图案322可具有镜面反射比率大于漫反射比率的反射特性。到达第二光路控制图案322的光可作为与全反射的光相同或相似的路径被反射。
因此，光在第一光路控制图案321的外部区域上全反射的区域可增加。
在第一光路控制图案321的外部区域上全反射的光可在光源保护部分250内被引导，被反射层240反射，并被供应到背光单元的上部。
由于在光源保护部分250内光引导的距离增加，光源230之间的距离可增加，以减少光源230的数量。
此外，由于从光源230发射的光均匀地传播，所以在与光源230相邻的区域以及光源230与光源230之间的区域上光均匀性可维持或增强。
围绕第一光路控制图案321设置的第二光路控制图案322可被设置成与第一光路控制图案321相似的形状。
另选地，第二光路控制图案322可被设置成与第一光路控制图案321不同的形状。
图6A和图6B是示出图4A和图4B所示的光路控制图案320的结构的另一示例的图。
参照图6A，示出第一光路控制图案321和第二光路控制图案322设置在基膜310的顶表面上的示例。此外，示出了图6A所示的光路控制膜300的平面图中的部分I-I’和部分II-II’的横截面结构的示例。
第一光路控制图案321可具有漫反射比率大于镜面反射比率的反射特性。
第一光路控制图案321必须在从光源230发射的光的强度最强的与光源230交叠的区域上转换光的路径。因此，在第一光路控制图案321内可能不存在空白空间。
第二光路控制图案322可设置在第一光路控制图案321的外围。
第二光路控制图案322可具有镜面反射比率大于漫反射比率的反射特性。
由于第二光路控制图案322镜面反射几乎从光源230发射的光，到达第二光路控制图案322的光可与全反射的光的路径相同或相似地被光引导。
在第二光路控制图案322内可存在空白空间。
第二光路控制图案322用于增加或调节在光被透射或全反射的区域上全反射的光的量，在第二光路控制图案322内可存在空白空间。
到达设置有第二光路控制图案322的区域的一些光可被第二光路控制图案322反射，和/或可被存在于第二光路控制图案322内的空白空间透射以输出到外部。
在所到达的光的量较大或者所到达的光的入射角较小的与第一光路控制图案321相邻的区域上，第二光路控制图案322可被设置为较大。在所到达的光的量较小或者所到达的光的入射角较大的区域上，第二光路控制图案322可被设置为较小。
可考虑设置有光路控制图案320的区域及光路控制图案320的外围区域上所呈现的图像质量来不同地设计存在于第二光路控制图案322内的空白空间的尺寸和位置。
参照图6B，示出第一光路控制图案321和第二光路控制图案322设置在基膜310的顶表面上的另一示例。
第一光路控制图案321可被设置为与基膜310上与光源230交叠的区域对应。第二光路控制图案322可围绕第一光路控制图案321作为点形状设置。
当第二光路控制图案322作为点形状设置时，在第二光路控制图案322的外边界与第二光路控制图案322的内边界之间可存在空白空间。并且第二光路控制图案322在与第一光路控制图案321相邻的区域上可被设置为较大，在远离第一光路控制图案321的区域上可被设置为较小。
除了上述示例之外，设置在第一光路控制图案321的外围的第二光路控制图案322可被设置成各种形状。
在第一光路控制图案321的外围设置具有与第一光路控制图案321不同的反射特性的第二光路控制图案322以增加光在光源保护部分250内移动的距离的同时，通过经由第二光路控制图案322的布置形状调节设置有第二光路控制图案322的区域上的光的透射率，背光单元的图像质量可改进。
此外，由于本公开的实施方式可将反射层240配置成多个层并且使得这些层的反射特性不同，所以光源保护部分250内的光引导功能可进一步增强，因此可在减少光源230的数量的同时改进背光单元的图像质量。
图7是示出根据本公开的实施方式的背光单元的结构的另一示例的图。
参照图7，背光单元可包括设置在基板220上的多个光源230。
反射层240可设置在基板220上未设置光源230的区域的至少一部分区域上。
反射层240可包括第一反射层241和设置在第一反射层241上的第二反射层242。
第一反射层241可设置在基板220上未设置光源230的区域上，并且第一反射层241的一部分可与光路控制图案320的位于光源230上面或上方的部分交叠。第一反射层241可与第一光路控制图案321和第二光路控制图案322交叠，在一些情况下，可不与第一光路控制图案321交叠，而可仅与第二光路控制图案322交叠。
第二反射层242可设置在第一反射层241上的局部区域上。第二反射层242可比第一反射层241的边界更靠内侧。例如，第二反射层242设置在第一反射层241上，但是第一反射层241的至少一部分可暴露。
此外，图7所示的示例示出第二反射层242设置在第一反射层241上的情况，但是第一反射层241可不位于设置有第二反射层242的区域上。
第一反射层241的反射特性和第二反射层242的反射特性可彼此不同。
第一反射层241的反射光当中的镜面反射光的比率可不同于第二反射层242的反射光当中的镜面反射光的比率。例如，第一反射层241的镜面反射比率可大于第二反射层242的镜面反射比率。
第一反射层241可具有与上面作为示例描述的第二光路控制图案322相似的反射特性。
第二反射层242可具有漫反射被光路控制图案320反射并在光源保护部分250内被光引导的光的特性(例如，上述示例中描述的反射层240)。
例如，在第一反射层241的反射光当中，镜面反射光的比率可大于漫反射光的比率。并且在第二反射层242的反射光当中，镜面反射光的比率可小于漫反射光的比率。
由于第一反射层241具有镜面反射比率高的反射特性，被第二光路控制图案322反射或在光路控制图案320的外部区域上反射的光可在第一反射层241上反射，并且在光源保护部分250内光的移动距离可增加。
此外，当在光源保护部分250内被光引导的光到达第二反射层242时，光可被漫反射并被供应到背光单元的上部。
因此，根据本公开的实施方式，增加从光源230发射的光的光引导距离，减少包括在背光单元中的光源230的数量，并且可提供为各个区域均匀地供应光的背光单元。
例如，可通过在基板220上沉积金属材料来设置第一反射层241。在这种情况下，第一反射层241的厚度t1可小于第二反射层242的厚度t2。并且第一反射层241的顶表面可被设置为低于光源230的顶端，并且第二反射层242的顶表面可被设置为高于光源230的顶端。
又如，第一反射层241可被设置成膜型。在这种情况下，第一反射层241的厚度t1可与第二反射层242的厚度t2相似，在一些情况下，厚度t1可大于厚度t2。
第二反射层242可设置在第一反射层241上的局部区域上。在一些情况下，第二反射层242可以是与第一反射层241相似包括孔H的结构。
例如，第一反射层241可包括位于与光源230对应的区域上的多个第一孔H1。
此外，第二反射层242可包括位于与多个第一孔H1中的每一个对应的区域上并且大于第一孔H1的多个第二孔H2。
第一孔H1的尺寸S_h1可小于光路控制图案320的尺寸，即，根据第二光路控制图案322的外边界限定的尺寸S_p2。
并且，第一孔H1的尺寸S_h1可大于第一光路控制图案321的尺寸S_p1。第一反射层241可仅与第二光路控制图案322交叠。
另选地，第一孔H1的尺寸S_h1小于第一光路控制图案321的尺寸S_p1，可存在第一反射层241和第一光路控制图案321交叠的区域。
第二孔H2的尺寸S_h2可大于第二光路控制图案322的尺寸S_p2。
由于第二反射层242被设置为漫反射由第二光路控制图案322和第一反射层241反射、光引导的光，所以可设置在光源230与光源230之间的区域上，并且可不与光路控制图案320交叠。
因此，通过围绕第一光路控制图案321设置的第二光路控制图案322与第一反射层241交叠并且不与第二反射层242交叠的结构，可在增加光源保护部分250内的光引导距离的同时为各个区域均匀地供应光。
图8是示出从图7所示的背光单元中所包括的光源230发射的光的路径的示例的图。
参照图8，从光源230发射的光当中到达第一光路控制图案321的光(例如，①)可被第一光路控制图案321透射，或者可被第一光路控制图案321散射、衍射、反射。
从光源230发射的光当中作为大于全反射的临界角的入射角入射的光(例如，②)可在光源保护部分250的顶表面上全反射。
由于第二光路控制图案322的镜面反射比率高，所以从光源230发射的光当中到达第二光路控制图案322的光(例如，③)可与全反射光相同或相似地反射。
在光源保护部分250的顶表面上反射的光(例如，②、③)可被位于光源保护部分250下方的第一反射层241反射。
此外，当被第一反射层241反射的光维持全反射角时，可在光源保护部分250内被光引导直至到达第二反射层242。到达第二反射层242的光可被第二反射层242漫反射并且可被输出到背光单元的上部。
因此，通过设置具有与第一光路控制图案321不同的反射特性的第二光路控制图案322以及具有与第二反射层242不同的反射特性的第一反射层241，在光源保护部分250内光的移动距离可增加。由于光的移动距离增加，光源230之间的距离可增加，可在减少包括在背光单元中的光源230的数量的同时维持或增强背光单元所呈现的图像质量。
诸如上述示例的第一反射层241和第二反射层242可被设置成彼此相似地包括孔H的结构，第一反射层241或第二反射层242可根据制造工艺等被设置成各种类型。
图9A和图9B是示出图7所示的反射层240的结构的另一示例的图。
参照图9A，示出第二反射层242设置在第一反射层241上的反射层240的平面结构的示例以及平面图中的部分III-III’和部分IV-IV’的横截面结构的示例。
第二反射层242可设置在第一反射层241上。并且可在与位于光源230所对应的区域上的第二孔H2相邻的区域上作为特定图案去除第二反射层242。例如，可通过在第一反射层241和第二反射层242层叠的状态下冲孔的方法来去除第二反射层242的一部分。
由于第一反射层241在第二反射层242被去除的区域上暴露，在第二光路控制图案322上反射的光可由第一反射层241光引导。
另选地，在一些情况下，具有镜面反射比率高的反射特性的第一反射层241可设置在第二反射层242上。
参照图9B，第一反射层241可设置在第二反射层242上与第二孔H2相邻的区域上。第一反射层241(例如，图9B所示的示例)可被设置成圆形形状。另选地，诸如上述示例，可被设置成点形状。
当在第二反射层242上需要设置第一反射层241的部分区域上设置第一反射层241时，可在第二反射层242上实现镜面反射比率高的区域。
此外，通过根据通过背光单元发射的光的分布或特性使得设置有第一反射层241的区域内部的空白空间通过第二反射层242发生漫反射，可在与光源230相邻的区域上调节光学特性。
图10是示出在图7所示的背光单元的结构中光路控制图案320和反射层240的位置关系的示例的图。
参照图10，光源保护部分250的折射率可为n1，并且空气层或位于光源保护部分250外部的其它光学构件的折射率可为n2。并且n1可大于n2。
光源230与光路控制图案320之间的直线距离被称为d1，第一反射层241与光路控制图案320之间的直线距离被称为d2。
光源230的长度被称为r1，并且光路控制图案320的整个长度被称为r2。
这里，光路控制图案320当中的第二光路控制图案322的长度L可由光在光源保护部分250的顶表面上全反射的临界角Φ确定。
根据斯涅尔定律，临界角可被计算为Φ＝sin(n2)/sin(n1)。
在第二光路控制图案322设置在形成全反射的临界角的点外侧的情况下，第二光路控制图案322的长度L可通过r2/2-(r1/2+d1×tanΦ)计算。
第二光路控制图案322可位于形成全反射的临界角的点上，或者可设置在形成全反射的临界角的点内侧。在这种情况下，第二光路控制图案322的长度L可不受限制，在一些情况下，第二光路控制图案322可设置在与第一反射层241交叠的区域中，或者可被设置为与跟第一反射层241所交叠的区域和第一反射层241的第一孔H1的一部分交叠。
第一反射层241的一部分可与光路控制图案320交叠。
第一反射层241可被设置为从第二光路控制图案322的外边界暴露不小于特定距离，以用于对被第二光路控制图案322反射的光进行光引导。
例如，第二光路控制图案322的外边界与第二反射层242的边界之间的水平距离可等于或大于将第一反射层241与第二光路控制图案322之间的垂直距离d2和临界角Φ的正切函数值相乘的值。
当第二反射层242被设置为与第二光路控制图案322的外边界隔开至少d2×tanΦ或更远时，在第二光路控制图案322上反射的光可被第一反射层241反射以被光引导。
第二光路控制图案322的外边界与第二反射层242的边界之间的水平距离可等于或大于d2×tanΦ，在第一反射层241的一部分与光路控制图案320交叠的情况下，第一反射层241暴露的长度M可大于d2×tanΦ并且小于r2/2+d2×tanΦ。
例如，可使用光在光源保护部分250的顶表面上全反射的临界角Φ来确定设置有第二光路控制图案322的区域和第二光路控制图案322的长度L。此外，考虑设置有光路控制图案320的区域和第一反射层241与光路控制图案320之间的距离等，可确定第一反射层241暴露的长度M。
除了上述示例之外，设置有光路控制图案320和反射层240的区域可根据光源230的尺寸或光源保护部分250的厚度而各种各样。
根据上述本公开的实施方式，通过具有不同类型的反射特性的光路控制图案320和具有不同类型的反射特性的反射层240，从光源230发射的光在光源保护部分250内被光引导的距离可增加。
因此，光源230之间的距离可增加，并且包括在背光单元中的光源230的数量可减少。
此外，当通过光路控制图案320和反射层240使得光被均匀地供应给各个区域时，可在维持背光单元的薄厚度并减少包括在背光单元中的光源230的数量的同时改进背光单元的图像质量。
已呈现以上描述以使得本领域技术人员能够制造和使用本公开的技术构思，并且是在特定应用及其要求的背景下提供的。对于本领域技术人员而言对所描述的实施方式的各种修改、添加和替换将易于显而易见，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文所定义的一般原理可适用于其它实施方式和应用。以上描述和附图仅出于例示性目的而提供了本公开的技术构思的示例。即，所公开的实施方式旨在例示本公开的技术构思的范围。因此，本公开的范围不限于所示的实施方式，而是应与符合权利要求的最宽范围一致。本公开的保护范围应该基于以下权利要求来解释，并且落在其等同范围内的所有技术构思应该被解释为包括在本公开的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年8月26日提交的韩国专利申请No.10-2020-0108004的优先权，其出于所有目的通过引用并入本文，如同在本文中充分阐述一样。

Claims (19)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：
显示面板；以及
背光单元，所述背光单元向所述显示面板供应光，
其中，所述背光单元包括：
多个光源，所述多个光源设置在基板上；
多个第一光路控制图案，所述多个第一光路控制图案位于所述多个光源上方，与所述多个光源中的每一个对应，并且在所述第一光路控制图案的反射光当中，镜面反射光的比率小于漫反射光的比率；
多个第二光路控制图案，所述多个第二光路控制图案围绕所述多个第一光路控制图案中的每一个设置，并且在所述第二光路控制图案的反射光当中，镜面反射光的比率大于漫反射光的比率；
第一反射层，所述第一反射层设置在所述基板上设置有所述多个光源的区域以外的区域的至少一部分区域上；以及
第二反射层，所述第二反射层设置在所述第一反射层上的部分区域上。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第二光路控制图案的部分或边界位于形成从所述光源发射的光被全反射的临界角的点上。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第二光路控制图案位于形成从所述光源发射的光被全反射的临界角的点外侧。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在所述第一光路控制图案的外边缘与所述第二光路控制图案的外边界之间存在空白空间。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第二光路控制图案的一部分与所述第一反射层的一部分交叠。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第二光路控制图案的外边界与所述第二反射层的边界之间的水平距离等于或大于所述第一反射层与所述第二光路控制图案之间的垂直距离和从所述光源发射的光被全反射的临界角的正切函数值相乘的值。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一反射层的反射光当中的镜面反射光的比率不同于所述第二反射层的反射光当中的镜面反射光的比率。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在所述第一反射层的反射光当中，镜面反射光的比率大于漫反射光的比率。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在所述第二反射层的反射光当中，镜面反射光的比率小于漫反射光的比率。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第二反射层的边界位于所述第一反射层的边界内侧。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一反射层和所述第二反射层中的每一个包括与所述多个光源中的每一个对应的多个孔，并且包括在所述第二反射层中的所述孔的尺寸大于包括在所述第一反射层中的所述孔的尺寸。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一反射层的厚度小于所述第二反射层的厚度。
13.一种背光单元，所述背光单元包括：
多个光源；以及
多个光路控制图案，所述多个光路控制图案位于所述多个光源上方并与所述多个光源中的每一个对应，
其中，所述多个光路控制图案中的每一个包括：
第一部分，所述第一部分设置在包括与所述光源交叠的区域的区域上，并且在所述第一部分的反射光当中，镜面反射光的比率小于漫反射光的比率；以及
第二部分，所述第二部分围绕所述第一部分设置，并且在所述第二部分的反射光当中，镜面反射光的比率大于漫反射光的比率。
14.根据权利要求13所述的背光单元，其中，在所述第一部分的外边缘内侧不存在空白空间，并且在所述第二部分的内边界与所述第二部分的外边界之间存在空白空间。
15.根据权利要求13所述的背光单元，其中，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度。
16.一种背光单元，所述背光单元包括：
多个光源，所述多个光源设置在基板上；
多个光路控制图案，所述多个光路控制图案位于所述多个光源上方并与所述多个光源中的每一个对应；
第一反射层，所述第一反射层设置在所述基板上设置有所述多个光源的区域以外的区域的至少一部分区域上，并且包括与所述多个光源中的每一个对应的多个第一孔；以及
第二反射层，所述第二反射层设置在所述第一反射层上的部分区域上，包括与所述多个光源中的每一个对应的多个第二孔，并且所述多个第二孔中的每一个的尺寸大于所述多个第一孔中的每一个的尺寸。
17.根据权利要求16所述的背光单元，其中，多个所述光路控制图案中的每一个的外边缘位于多个所述第一孔中的每一个的边界与多个所述第二孔中的每一个的边界之间。
18.根据权利要求16所述的背光单元，其中，所述第一反射层的顶表面被设置为低于所述光源的顶端，并且所述第二反射层的顶表面被设置为高于所述光源的顶端。
19.根据权利要求16所述的背光单元，其中，在所述第一反射层的反射光当中，镜面反射光的比率大于漫反射光的比率，并且在所述第二反射层的反射光当中，镜面反射光的比率小于漫反射光的比率。
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