KR101641970B1 - 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

백라이트 유닛에 관한 것으로, 광원과, 광원으로부터 발생된 광을 가이드하는 도광판과, 도광판 상부에 위치하고 광원으로부터 거리가 멀어질수록 두께가 얇아지는 차광 패턴 및 다수의 홀을 갖는 차광층을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

백라이트 유닛{backlight unit}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 차광 패턴을 갖는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 대표적인 대형 디스플레이 장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등이 있다.
자발광 방식의 PDP와는 다르게 LCD는 자체적인 발광소자의 부재로 인해 별도의 백라이트 유닛이 필수적이다.
LCD에 사용되는 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 엣지(edge) 방식의 백라이트 유닛과 직하 방식의 백라이트 유닛으로 구분되는데, 엣지 방식은 LCD 패널의 좌우 측면 또는 상하 측면에 광원을 배치하고 도광판을 이용하여 빛을 전면에 고르게 분산시키므로 빛의 균일성이 좋고 패널 두께의 초박형화가 가능하다.
직하 방식은 보통 20인치 이상의 디스플레이에 사용되는 기술로써, 패널 하부에 광원을 복수개로 배치하므로 엣지 방식에 비해 광효율이 우수한 장점이 있어 고휘도를 요구하는 대형 디스플레이에 주로 사용된다.
기존 엣지 방식이나 직하 방식의 백라이트 유닛의 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 이용하였다.
그러나, CCFL을 이용한 백라이트 유닛은 항상 CCFL에 전원이 인가되므로 상당량의 전력이 소모되며, CRT에 비해 약 70% 수준의 색 재현율, 수은이 첨가됨에 따른 환경 오염 문제들이 단점으로 지적되고 있다.
상기 문제점을 해소하기 위한 대체품으로 현재 LED(Light Emitting diode)를 이용한 백라이트 유닛에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
LED를 백라이트 유닛으로 사용하는 경우, LED 어레이의 국부적인 온/오프가 가능하여 소모전력을 획기적으로 줄일 수 있으며, RGB LED의 경우, NTSC (National Television System Committee) 색 재현 범위 사양의 100%를 상회하여 보다 생생한 화질을 소비자에게 제공할 수 있다.
또한, 반도체 공정으로 제작되는 LED는 환경에 무해한 것이 특징이다.
현재 상기와 같은 장점을 가진 LED를 채용한 LCD제품들이 속속들이 출시되고 있으나, 기존 CCFL 광원과 구동 메커니즘이 상이하므로, 구동 드라이버, PCB 기판 등이 고가이다.
따라서, LED 백라이트 유닛은 아직 고가의 LCD 제품에만 적용되고 있다.
본 발명은 빛을 적절하게 차단하여 빛의 밝기를 균일하게 조절함과 동시에 투과된 빛의 색변화를 최소화시킬 수 있는 차광 패턴을 갖는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은 광원과, 광원으로부터 발생된 광을 가이드하는 도광판과, 도광판 상부에 위치하고 광원으로부터 거리가 멀어질수록 두께가 얇아지는 차광 패턴 및 다수의 홀을 갖는 차광층을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 차광층은 도광판에 접촉되어 지지되거나, 또는 도광판으로부터 일정 공간을 갖도록 떨어져 있을 수 있다.
또한, 차광층은 광원으로부터 거리가 멀어질수록 낮아지는 두께를 갖는 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
그리고, 차광층은 광원으로부터 거리가 멀어질수록 홀들의 밀도가 증가할 수도 있다.
이어, 차광층은 광원으로부터 거리가 멀어질수록, 차광 패턴의 폭은 감소하고 홀의 폭은 증가하거나, 또는 광원으로부터 거리가 멀어질수록, 차광 패턴의 폭은 일정하고 홀의 폭은 증가하거나, 또는 광원으로부터 거리가 멀어질수록, 차광 패턴의 폭은 증가하고 홀의 폭은 일정할 수 있다.
다음, 차광층은, 제 1 영역과, 제 1 영역의 외곽경계면에 인접하고 제 1 차광 패턴을 갖는 제 2 영역으로 구성되는 제 1 층과, 제 1 층의 제 1 영역 위에 형성되고, 제 3 영역과, 제 3 영역의 외곽경계면에 인접하고 제 2 차광 패턴을 갖는 제 4 영역으로 구성되는 제 2 층과, 제 2 층의 제 3 영역 위에 형성되고, 제 5 영역과, 제 5 영역의 외곽경계면에 인접하고 제 3 차광 패턴을 갖는 제 6 영역으로 구성되는 제 3 층을 포함하여 구성될 수도 있다.
여기서, 광원은 제 3 층의 제 5 영역에 대응하도록 위치할 수 있다.
그리고, 차광층의 각 층은 서로 다른 물질로 이루어지거나 또는 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
본 발명은 광원으로부터 거리가 멀어질수록 광 투과율이 높은 차광 패턴을 갖는 차광층을 이용함으로써, 광원과 인접한 영역에서의 광 투과율을 낮추고, 투과된 광의 색변화를 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 LED (Light Emitting Diode)와 같은 부분 발광 광원을 사용하여 면광원과 같이 넓은 면적을 밝힐 수 있으므로, 기존의 조명 광학계에 비해 얇은 두께를 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명은 기존의 제품에 비해 차세대 백라이트와 조명으로서, 얇으면서도 광 균일도가 우수한 광학계를 구성할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 보여주는 도면
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 차광층의 위치를 보여주는 다양한 실시예
도 3a 및 도 3b는 백라이트 유닛의 광원 배열에 따른 차광층의 광 투과율 분포를 보여주는 도면
도 4a 및 도 4b는 1층 구조의 차광층에 따른 광투과율을 보여주는 평면도 및 단면도
도 5a 및 도 5b는 2층 구조의 차광층에 따른 광투과율을 보여주는 평면도 및 단면도
도 6a 및 도 6b는 3층 구조의 차광층에 따른 광투과율을 보여주는 평면도 및 단면도
도 7a 및 도 7b는 차광 패턴을 갖는 차광층을 보여주는 도면
도 8a 내지 도 8c는 본 발명 제 1 실시예에 따른 차광층을 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 도면
도 9a 및 도 9b는 본 발명 제 1 실시예의 차광층에 형성된 홀 또는 홈을 보여주는 도면
도 10는 본 발명 제 2 실시예에 따른 차광층을 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 도면
도 11a 및 도 11b는 본 발명 제 2 실시예의 차광층에 형성된 홀 또는 홈을 보여주는 도면
도 12a 내지 도 12c는 본 발명 제 3 실시예에 따른 차광층을 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 도면
도 13a 내지 도 13c는 본 발명 제 4 실시예에 따른 차광층을 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 도면
도 14a 내지 도 14c는 본 발명 제 5 실시예에 따른 차광층을 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 도면
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 보여주는 도면으로서, 도 1a는 에지형 광학계를 갖는 백라이트 유닛이고, 도 1b는 직하형 광학계를 갖는 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(200)은 제 1 층(210), 광원(220), 제 2 층(230), 반사층(240), 및 차광층(250)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 층(210) 위에는 복수의 광원들(220)이 형성되며, 제 1 층(210) 위에는 제 2 층(230)이 배치되어 복수의 광원들(220)을 감싸도록 형성될 수 있다.
제 1 층(210)은 복수의 광원들(220)이 실장되는 기판일 수 있으며, 전원을 공급하는 어댑터(미도시)와 광원(220)을 연결하기 위한 전극 패턴(미도시)이 형성되어 있을 수 있다.
예를 들어, 기판의 상면에는 광원(220)과 어댑터(미도시)를 연결하기 위한 탄소나노튜브 전극 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
이러한 제 1 층(210)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 유리, 폴리카보네이트(PC) 또는 실리콘(Si) 등으로 이루어져 복수의 광원들(220)이 실장되는 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수 있으며, 필름 형태로 형성될 수 있다.
광원(220)은 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode) 칩 또는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩이 구비된 발광 다이오드 패키지 중 하나일 수 있다.
본 실시 예에서는 광원(220)으로서 발광 다이오드 패키지인 것을 예로 설명하기로 한다.
광원(220)을 구성하는 LED 패키지는 발광면이 향하는 방향에 따라 사이드 뷰(Side View) 방식과 탑 뷰(Top View) 방식으로 나뉠 수 있으며, 도 1a의 광원(200)은 발광면이 측면을 향해 형성되는 사이드 뷰 방식의 LED 패키지이고, 도 1b의 광원(220)은 발광면이 상측을 향해 형성되는 탑 뷰 방식의 LED 패키지이다.
본 발명은 사이드 뷰(Side View) 방식의 광원과 탑 뷰(Top View) 방식의 광원 중 적어도 하나를 이용하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예 중, 광원(220)이 사이드 뷰 방식의 LED 패키지의 경우, 도 1a와 같이, 복수의 광원들(220)은 각각 발광면이 측면에 배치되어, 측면 방향, 즉 제 1 층(210) 또는 반사층(240)이 연장된 방향으로 광을 방출할 수 있다.
그리고, 광원(220)이 탑 뷰 방식의 LED 패키지의 경우, 도 1b와 같이, 복수의 광원들(220)은 각각 발광면이 상측면에 배치되어, 상면 방향, 즉 제 2 층(230) 및 차광층(250) 방향으로 광을 방출할 수 있다.
또한, 광원(220)은 적색, 청색, 녹색 등과 같은 컬러 중에서 적어도 한 컬러를 방출하는 유색 LED이거나 백색 LED로 구성될 수 있다.
그리고, 유색 LED는 적색 LED, 청색 LED 및 녹색 LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 발광 다이오드의 배치 및 방출 광은 다양하게 변경 및 적용 가능하다.
한편, 제 1 층(210) 위에 배치되어 복수의 광원들(220)을 감싸는 형태로 형성되는 제 2 층(220)은 광원(220)으로부터 방출되는 광을 투과시킴과 동시에 확산시켜, 광원(220)으로부터 방출되는 광이 균일하게 디스플레이 패널(100)로 제공되도록 할 수 있다.
제 1 층(210) 위에는 광원(220)으로부터 방출되는 광을 반사시키는 반사층(240)이 위치할 수 있다.
반사층(240)은 제 1 층(210) 위의 광원(220)이 형성된 영역을 제외한 영역에 형성될 수 있다.
반사층(240)은 광원(220)으로부터 방출되는 광을 반사하고, 제 2 층(230)의 경계로부터 전반사되는 광을 다시 반사시켜 광이 보다 넓게 퍼지도록 할 수 있다.
반사층(240)은 반사 물질인 금속 또는 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Ag) 또는 이산화 티타늄(TiO2)과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 반사층(240)은 금속 또는 금속 산화물을 제 1 층(210) 위에 증착 또는 코팅하여 형성할 수 있으며, 금속 잉크를 인쇄하여 형성할 수도 있다.
여기서, 증착하는 방법으로는 열증착법, 증발법 또는 스퍼터링법과 같은 진공증착법을 사용할 수 있고, 코팅 또는 인쇄하는 방법으로는 프린팅법, 그라비아 코팅법 또는 실크 스크린법을 사용할 수 있다.
한편, 제 1 층(210) 위에 위치한 제 2 층(230)은 광투과성 재질, 예를 들어 실리콘 또는 아크릴계 수지로 이루어질 수 있다.
그러나, 제 2 층(230)은 상기한 물질에 한정되지 않으며 다양한 수지(resin)로 이루어질 수 있다.
또한, 광원(220)으로부터 방출되는 광이 확산되어 백라이트 유닛(200)이 균일한 휘도를 가지도록 하기 위해, 제 2 층(230)은 약 1.4 내지 1.6의 굴절율을 갖는 수지로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제 2 층(230)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리스틸렌(PS), 폴리에폭시(PE), 실리콘, 아크릴 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 재료로 형성될 수 있다.
그리고, 제 2 층(230)은 광원(220) 및 반사층(240)에 견고하게 밀착되도록 접착성을 가지는 고분자 수지를 포함할 수 있다.
예를 들면, 제 2 층(230)은 불포화 폴리에스터, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 노말부틸 메타크릴레이트, 노말부틸 메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시 에틸메타크릴레이트, 히드록시 프로필 메타크릴레이트, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 아크릴 아미드, 메티롤 아크릴 아미드, 글리시딜 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 노말부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 중합체 혹은 공중합체 혹은 삼원 공중합체 등의 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계 및 멜라민계 등을 포함하여 구성될 수 있다.
제 2 층(230)은 액상 또는 겔(gel)상의 수지를 복수의 광원들(220) 및 반사층(240)이 형성된 제 1 층(210) 상에 도포한 후 경화시킴으로써 형성될 수 있으며, 또는 지지시트 상에 수지를 도포한 후 부분 경화하여 제 1 층(210) 상에 접착시켜 형성할 수도 있다.
제 2 층(230)은 광원으로부터 발생된 광을 가이드하는 도광판의 역할을 수행할 수도 있다.
이어, 차광층(250)은 광원(220)에 인접한 영역에서 방출되는 광의 휘도를 감소시킴으로써, 백라이트 유닛(200)으로부터 균일한 휘도의 광이 방출되도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
최근 백라이트 유닛(200)의 두께가 점차 슬림화되어가는 추세인데, 백라이트 유닛(200)의 두께가 얇아질수록 광의 균일도(uniformity)가 더 나빠지기 때문에, 차광층(250)의 역할은 매우 중요하다.
백라이트 유닛(200)에서, 광원(220)의 발광면에 인접한 영역은 광의 밝기가 가장 밝고, 광원(220)의 발광면으로부터 먼 영역은 광의 밝기가 어둡기 때문에, 본 발명의 차광층(250)은 광원(220)의 발광면으로부터 거리가 멀어질수록 광 투과율이 높게 제작할 수 있다.
즉, 본 발명의 차광층(250)은 차광층(250)의 전체 영역이 동일한 광 투과율을 갖는 것이 아니라, 광원(220)의 발광면으로부터 거리가 가까운 영역은 광 투과율이 낮고, 광원(220)의 발광면으로부터 거리가 먼 영역은 광 투과율이 높게 나타나도록 각 영역마다 서로 다른 광 투과율을 가질 수 있다.
또한, 차광층(250)에 사용되는 재료는, 투과 스펙트럼의 특성이 균일하지 않기 때문에, 투과된 빛이 색을 띄게 되어 색균일도가 저하되는 문제가 발생할 수 있지만, 투과된 빛의 색변화를 최소화 시키기 위하여, 차광층의 광 투과율을 크게 하면, 빛의 차광능력이 저하될 수 있는 또 다른 문제가 발생할 수 있다.
그러므로, 본 발명은 차광층(250)을 제작할 때, 이러한 문제들을 고려하여 적절한 차광 패턴을 추가로 형성할 수도 있다.
본 발명의 차광층(250)은 각 영역마다 서로 다른 광 투광율을 갖는 단일층일 수도 있고, 복수층일 수도 있다.
또한, 차광층(250)은 복수개의 홀과 홈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 차광 패턴을 가질 수도 있다.
여기서, 홀과 홈 중 적어도 어느 하나는 광원(220)의 발광면으로부터 거리가 멀어질수록 인접한 홀들 사이, 또는 인접한 홈들 사이, 또는 인접한 홀과 홈 사이의 거리가 점점 좁아질 수도 있다.
그리고, 차광층(250)의 차광 패턴의 폭은 광원(220)의 발광면으로부터 거리가 멀어질수록 동일할 수도 있고, 점점 작아질 수도 있다.
또한, 차광층(250)의 차광 패턴의 두께는 광원(220)의 발광면으로부터 거리가 멀어질수록 동일할 수도 있고, 점점 작아질 수도 있다.
이어, 차광층(250)은 금속, TiO2, CaCO3, ZnO중 적어도 어느 하나로 이루어질 수도 있다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 차광층의 위치를 보여주는 다양한 실시예이다.
본 발명의 차광층(250)은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 광투과성 재질의 제 2 층(230) 위에 바로 지지되거나 접촉되어 형성될 수도 있고, 도 2a와 같이, 확산층(260)의 하부에 형성될 수도 있다.
즉, 차광층(250) 위에는 광이 상부로 확산될 수 있도록 확산층(260)이 구비될 수 있는데, 이 때 확산층(260)은 차광층(250)에 직접 접착될 수도 있으며, 부가적인 접착부재를 이용하여 접착될 수도 있다.
여기서, 확산층(260)은 입사되는 광을 확산시켜 차광층(250)으로부터 나오는 광이 부분적으로 집중되는 것을 방지하여 광의 휘도를 보다 균일하게 할 수 있다.
이어, 도 2b와 같이, 차광층(250)은 광투과성 재질의 제 2 층(230)으로부터 공기 또는 가스로 채워진 소정 공간(270)을 가지고 떨어져서 형성될 수도 있고, 도 2c와 같이, 차광층(250)과 제 2 층(230) 사이에 소정의 버퍼층(280)이 더 형성될 수도 있다.
여기서, 버퍼층(280)은 도 2a의 확산층(260)일 수도 있고, 제 2 층(230)과 굴절률이 다른 물질일 수도 있으며, 차광층(250)과 제 2 층 사이의 접착력 향상을 위한 접착제, 또는 차광층(250)의 차광 패턴 제작시 남아 있는 열흡수층일 수도 있다.
도 3a 및 도 3b는 백라이트 유닛의 광원 배열에 따른 차광층의 광 투과율 분포를 보여주는 도면으로서, 도 3a는 백라이트 유닛의 광원의 배열 구조를 보여주는 도면이고, 도 3b는 도 3a의 광원 상부에 형성된 차광층의 광 투과율 분포를 보여주는 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 다수의 광원(220)들은 제 1 층(210) 위에 배치되는데, 인접한 광원(220)들은 동일한 선상에서 서로 나란히 배열될 수도 있고, 서로 어긋나게 배열될 수도 있다.
여기서, 광원(220)들의 발광면은 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
또한, 서로 인접한 다른 선상에 위치하는 광원(220)들은 서로 나란히 배열될 수도 있고, 서로 어긋나게 배열될 수도 있다.
여기서, 같은 선상에 위치하는 광원(220)들은 발광면이 동일한 방향으로 향하고, 서로 인접한 다른 선상에 위치하는 광원(220)들은 발광면이 반대 방향으로 향하도록 배치될 수도 있다.
이와 같이, 배열된 다수의 광원(220) 상부에 차광층(250)이 형성될 경우, 광의 투과 분포도를 살펴보면 도 3b와 같다,
도 3b에 도시된 바와 같이, 차광층(250)의 상부 표면 영역 중에서, 광원(220)의 발광면으로부터 가장 가까운 영역을 제 1 영역(300a)이라하고, 광원(220)의 발광면으로부터 가장 먼 영역을 제 3 영역(300c)이라 하며, 제 1 영역(300a)과 제 3 영역(300c) 사이에 위치하는 영역을 제 2 영역(300b)이라 할 때, 제 1 영역(300a)의 광 투과율이 가장 낮고, 제 3 영역(300c)의 광 투과율이 가장 높으며, 제 2 영역(300b)의 광 투과율은 제 1 영역(300a)과 제 3 영역(300c)의 중간임을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 차광층(250)은 광원(220)의 발광면으로부터 가장 가까운 영역의 광 투과율이 가장 낮고, 광원(220)의 발광면으로부터 가장 먼 영역의 광 투과율이 가장 높게 형성됨으로써, 전체적으로 균일한 광 투광도를 갖도록 광량을 조절할 수 있다.
도 4a 내지 도 6b는 차광층의 두께에 따른 광 투과율을 보여주는 도면으로서, 도 4a 및 도 4b는 1층 구조의 차광층에 따른 광투과율을 보여주는 평면도 및 단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 2층 구조의 차광층에 따른 광투과율을 보여주는 평면도 및 단면도이며, 6a 및 도 6b는 3층 구조의 차광층에 따른 광투과율을 보여주는 평면도 및 단면도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 1층 구조의 차광층(250a)은 광원(220)에 가장 가깝게 위치하는 영역에서 광 투과율이 가장 높게 나타나지만, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 2층 구조의 차광층(250a, 250b)은 차광층의 두께가 두꺼워짐에 따라, 같은 영역에서 광 투과율이 다소 낮아짐을 알 수 있으며, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 3층 구조의 차광층(250a, 250b, 250c)은 같은 영역에서 광 투과율이 더 낮아짐을 알 수 있다.
이와 같이, 차광층은 두께에 따라, 광 투과율이 달라지므로, 이러한 차광층의 두께 조정을 통해, 차광 패턴을 형성하면, 효과적인 광 투과율 분포를 얻을 수 있다.
차광층은 광원 근처 영역에서는 낮은 광 투과율을 필요로 하게 되며, 동시에 투과된 빛의 색변화율이 최소화되어야 하는 반면에, 광원에서 먼 영역은 상대적으로 높은 광 투과율을 필요로 한다.
이러한 광 투과율 분포를 갖는 차광층을 구현하기 위해서는, 소정 형상의 차광 패턴 형성뿐만 아니라 차광층의 두께 조정도 중요한 요소이다.
그러므로, 본 발명은 차광층을 제작할 때, 차광 패턴의 형태뿐만 아니라 차광층의 두께를 이용하여 광 투과율을 조정할 수 있다.
여기서, 차광층을 구성하는 각 층은 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있다.
도 7a 및 도 7b는 차광 패턴을 갖는 차광층을 보여주는 도면으로서, 도 7a는 홀(hole) 형태의 차광 패턴을 갖는 3층 구조의 차광층을 보여주는 도면이고, 도 7b는 홈(groove) 형태의 차광 패턴을 갖는 1층 구조의 차광층을 보여주는 도면이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 홀 형태의 차광 패턴을 갖는 차광층은 제 1 차광층(250a), 제 2 차광층(250b), 제 3 차광층(250c)이 적층된 구조를 보여주고 있지만, 제 1 차광층(250a) 및 제 2 차광층(250b)이 적층된 2층 구조로만 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서는 제 1 차광층(250a)으로만 이루어진 단일층으로 형성될 수도 있다.
3층 구조의 차광층에서, 제 1 차광층(250a)은 제 1 차광 패턴이 없는 제 1 영역과, 제 1 영역의 외곽경계면에 인접하고 제 1 차광 패턴을 갖는 제 2 영역으로 구성된다.
그리고, 제 2 차광층(250b)은 제 1 차광층(250a)의 제 1 영역 위에 형성되고, 제 2 차광 패턴이 없는 제 3 영역과, 제 3 영역의 외곽경계면에 인접하고 제 2 차광 패턴을 갖는 제 4 영역으로 구성될 수 있다.
이어, 제 3 차광층(250c)은 제 2 층(250b)의 제 3 영역 위에 형성되고, 제 3 차광 패턴을 갖는 제 5 영역으로 구성될 수도 있다.
여기서, 광원은 제 3 차단층(250c)의 제 5 영역에 대응하도록 위치할 수 있으며, 광원에서 가장 인접한 영역의 차광층은 가장 두꺼운 3층 구조로 이루어지고, 광원으로부터 먼 영역의 차광층은 가장 얇은 1층 구조로 이루어질 수 있다.
도 7b는 홈(groove) 형태의 차광 패턴을 갖는 1층 구조의 차광층을 보여주는 도면으로서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 차광층은 단일층으로 구성되고, 차광층의 두께는 광원으로부터 멀어질수록 점차적으로 얇아지도록 형성될 수도 있다.
도 7b의 차광층은 소정의 패턴을 갖는 금형(800)을 이용하여, 차광층(250)에 금형(800)의 패턴을 전사함으로써, 차광 패턴을 형성하는 방법이다.
이 경우, 광원과 가까운 영역은 두께가 두꺼우며, 홈 형상의 차광 패턴이 형성되고, 광원과 먼 영역은 두께가 얇으며, 홈 또는 홀 형상의 차광 패턴이 형성될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명 제 1 실시예에 따른 차광층을 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 도면으로서, 도 8a는 두께가 다른 차광 패턴을 갖는 단일층 구조의 차광층을 보여주는 도면이고, 도 8b는 두께가 다른 차광 패턴을 갖는 복수층 구조의 차광층을 보여주는 도면이며, 도 8c는 두께가 다른 차광 패턴을 갖는 차광층이 적용된 백라이트 유닛을 보여주는 도면이다.
도 8a와 같이, 단일 구조의 차광층(250)은 각 영역의 광투과율에 따라, 두께를 다르게 제작할 수 있다.
즉, 차광층(250)의 전체 영역에서, 가장 밝은 광이 투과되는 영역에는 광을 가장 많이 차단할 수 있도록, 해당하는 광 투과율에 상응하는 두께로서, 가장 두꺼운 두께(d1)로 형성하고, 가장 적은 광이 투과되는 영역에는 광을 가장 적게 차단할 수 있도록, 해당하는 광 투과율에 상응하는 두께로서, 가장 얇은 두께(d3)로 형성할 수 있다.
또한, 도 8b와 같이, 다수의 층을 적층한 복수층 구조의 차광층(250)은 각 영역의 광 투과율에 따라, 한층 또는 다수층을 적층하여 두께를 다르게 제작할 수도 있다.
즉, 차광층(250)의 전체 영역에서, 가장 밝은 광이 투과되는 영역에는 광을 가장 많이 차단할 수 있도록, 해당하는 광 투과율에 상응하는 두께로서, 제 1, 제 2, 제 3 차광층(250a, 250b, 250c)을 적층하여 형성하고, 가장 적은 광이 투과되는 영역에는 광을 가장 적게 차단할 수 있도록, 해당하는 광 투과율에 상응하는 두께로서, 제 1 차광층(250a)만을 형성할 수 있다.
도 8b의 복수층 구조는 각 층의 물질 재료를 다르게 사용할 수 있고 각 층의 두께를 다르게 사용할 수도 있므로, 단일층 구조보다 광 투과율의 조정을 더 미세하게 조정할 수 있는 장점이 있을 수 있다.
도 8c에 도시된 바와 같이, 광원(220)과 가장 가까운 영역에는 차광층(250)의 두께가 두껍고, 광원(220)과 먼 영역에는 차광층(250)의 두께를 얇게 형성함으로써, 광 투과율을 균일하게 조정할 수 있다.
경우에 따라, 본 발명 제 1 실시예는 차광층(250)에 홀 또는 홈과 같은 개구영역을 형성할 수도 있다.
여기서, 개구영역의 폭은 광원으로부터 멀어질수록 점차 커질 수도 있고, 동일할 수도 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명 제 1 실시예의 차광층에 형성된 홀 또는 홈을 보여주는 도면으로서, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 제 3 차광층(250c)에 형성된 홀 또는 홈의 깊이는 제 3 차광층(250c)의 두께값과 동일하거나, 또는 제 2, 제 3 차광층(250b, 250c)의 두께를 합한 두께값과 동일하거나, 또는 제 1, 제 2, 제 3 차광층(250a, 250b, 250c)의 두께를 합한 두께값과 동일할 수 있다.
그리고, 제 2 차광층(250b)에 형성된 홀 또는 홈의 깊이는 제 2 차광층(250b)의 두께값과 동일하거나, 또는 제 1, 제 2 차광층(250a, 250b)의 두께를 합한 두께값과 동일할 수 있다.
이어, 제 1 차광층(250a)에 형성된 홀 또는 홈의 깊이는 제 1 차광층(250a)의 두께값과 동일하거나, 또는 그 이하일 수 있다.
도 10은 본 발명 제 2 실시예에 따른 차광층을 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 도면으로서, 도 10은 차광층(250)의 차광 패턴 형상을 섬(island) 모양으로 제작한 것이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명 제 2 실시예의 차광층(250)은 양 측면의 기울기가 서로 다른 형태를 갖는다.
광원(220)과 가장 가까운 영역에는 차광층(250)의 두께가 두껍고, 기울기가 급경사를 이루지만, 광원(220)과 먼 영역에는 차광층(250)의 두께를 얇으며, 기울기가 완만한 경사를 이루도록 형성함으로써, 광 투과율을 균일하게 조정할 수 있다.
경우에 따라, 본 발명 제 2 실시예는 차광층(250)에 홀 또는 홈과 같은 개구영역을 형성할 수도 있다.
여기서, 개구영역의 폭은 광원으로부터 멀어질수록 점차 커질 수도 있고, 동일할 수도 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명 제 2 실시예의 차광층에 형성된 홀 또는 홈을 보여주는 도면으로서, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 차광층의 두께에 따라 홀 또는 홈의 깊이가 달라질 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명 제 3 실시예에 따른 차광층을 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 도면으로서, 도 12a는 홀 폭과 차광 패턴 폭이 다른 차광층을 보여주는 도면이고, 도 12b는 도 12a의 차광층을 보여주는 평면도이고, 도 12c는 홀 폭과 차광 패턴 폭이 다른 차광층이 적용된 백라이트 유닛을 보여주는 도면이다.
본 발명의 제 3 실시예는 도 12a 내지 도 12c에 도시된 바와 같이, 차광층(250)에 형성된 홀 폭(w1)과 차광 패턴 폭(w2)이 광원(220)으로부터 멀어질수록 달라짐을 알 수 있다.
즉, 차광층(250)의 홀 폭(w1)은 광원(220)으로부터 멀어질수록 점차 커지고, 차광층(250)의 차광 패턴 폭(w2)은 광원(220)으로부터 멀어질수록 점차 작아진다.
경우에 따라, 본 발명 제 3 실시예는 차광층(250)이 단일층일 수도 있으나, 적어도 2개의 층이 적층된 복수층으로 이루어질 수도 있다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명 제 4 실시예에 따른 차광층을 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 도면으로서, 도 13a는 차광 패턴 폭이 일정하고 홀 폭이 다른 차광층을 보여주는 도면이고, 도 13b는 도 13a의 차광층을 보여주는 평면도이고, 도 13c는 차광 패턴 폭이 일정하고 홀 폭이 다른 차광층이 적용된 백라이트 유닛을 보여주는 도면이다.
본 발명의 제 4 실시예는 도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이, 차광층(250)에 형성된 홀 폭(w1)이 광원(220)으로부터 멀어질수록 달라지고, 차광 패턴 폭(w2)는 항상 일정함을 알 수 있다.
즉, 차광층(250)의 홀 폭(w1)은 광원(220)으로부터 멀어질수록 점차 커지고, 차광층(250)의 차광 패턴 폭(w2)은 광원(220)으로부터 멀어져도 항상 일정하다.
경우에 따라, 본 발명 제 4 실시예는 차광층(250)이 단일층일 수도 있으나, 적어도 2개의 층이 적층된 복수층으로 이루어질 수도 있다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명 제 5 실시예에 따른 차광층을 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 도면으로서, 도 14a는 홀 폭이 일정하고 차광 패턴 폭이 다른 차광층을 보여주는 도면이고, 도 14b는 도 14a의 차광층을 보여주는 평면도이고, 도 14c는 홀 폭이 일정하고 차광 패턴 폭이 다른 차광층이 적용된 백라이트 유닛을 보여주는 도면이다.
본 발명의 제 5 실시예는 도 14a 내지 도 14c에 도시된 바와 같이, 차광층(250)에 형성된 차광 패턴 폭(w2)이 광원(220)으로부터 멀어질수록 달라지고, 홀 폭(w1)는 항상 일정함을 알 수 있다.
즉, 차광층(250)의 차광 패턴 폭(w2)은 광원(220)으로부터 멀어질수록 점차 작아지고, 차광층(250)의 홀 폭(w1)은 광원(220)으로부터 멀어져도 항상 일정하다.
경우에 따라, 본 발명 제 5 실시예는 차광층(250)이 단일층일 수도 있으나, 적어도 2개의 층이 적층된 복수층으로 이루어질 수도 있다.
또한, 다른 일예로서, 차광층은 광원으로부터 거리가 멀어질수록 홀들의 밀도가 증가할 수도 있다.
즉, 차광층은 광원으로부터 거리가 멀어질수록 홀들의 개수가 증가하고, 인접한 홀들 사이의 간격이 좁아질 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 광원;
    상기 광원으로부터 발생된 광을 가이드하는 도광판; 그리고,
    상기 도광판 상부에 위치하고, 상기 광원으로부터 거리가 멀어질수록 두께가 얇아지는 차광 패턴 및 다수의 홀을 갖는 차광층을 포함하여 구성되고,
    상기 차광층은,
    상기 홀을 갖지 않는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 주변을 형성하고 상기 홀을 갖는 제 2 영역으로 이루어지는 제 1 층과,
    상기 제 1 층의 제 1 영역 위에 형성되고, 상기 홀을 갖지 않는 제 3 영역과, 상기 제 3 영역의 주변을 형성하고 상기 홀을 갖는 제 4 영역으로 이루어지는 제 2 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광층은 상기 도광판에 접촉되어 지지되거나, 또는 상기 도광판으로부터 일정 공간을 갖도록 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판과 차광층 사이에는 버퍼층이 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광층은 상기 광원으로부터 거리가 멀어질수록 상기 홀들의 밀도가 증가하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광층은 상기 광원으로부터 거리가 멀어질수록, 상기 차광 패턴의 폭은 감소하고 홀의 폭은 증가하거나, 또는 상기 광원으로부터 거리가 멀어질수록, 상기 차광 패턴의 폭은 일정하고 홀의 폭은 증가하거나, 또는 상기 광원으로부터 거리가 멀어질수록, 상기 차광 패턴의 폭은 증가하고 홀의 폭은 일정한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광층은 금속, TiO2, CaCO3, ZnO중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광층은,
    상기 제 2 층의 제 3 영역 위에 형성되고, 상기 홀을 갖지 않는 제 5 영역과, 상기 제 5 영역의 주변을 형성하고 상기 홀을 갖는 제 6 영역으로 이루어지는제 3 층을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 제 3 층의 제 5 영역에 대응하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 차광층의 각 층은 서로 다른 물질로 이루어지거나 또는 서로 다른 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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