KR102211672B1 - Optical film for mini led or micro led backlight unit - Google Patents
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Abstract
미니 LED (light emitting diode) 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광을 투과하여 백색광을 형성하는 광학 필름이 개시된다. 광학 필름은 서로 평행하게 배치된 제1 베이스 필름 및 제2 베이스 필름 및 상기 제1 베이스 필름 및 제2 베이스 필름 사이에 배치되며, 레드(red) 형광체, 그린(green) 형광체 및 상기 광의 균일한 산란을 유도하는 무기입자를 기정의된 중량 비율에 따라 포함하는 컬러 변환(color conversion) 층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기정의된 중량 비율은 상기 백색광에 대한 색 좌표 값에 기초하여 결정되는 상기 레드 형광체의 중량, 상기 그린 형광체의 중량 및 상기 무기입자 간의 중량의 비율로 정의될 수 있다. 또한, 상기 레드 형광체의 중량 비는 상기 그린 형광체의 중량 비보다 크고, 상기 그린 형광체의 중량 비는 상기 무기입자의 중량 비보다 크도록 정의될 수 있다.Disclosed is an optical film for forming white light by transmitting light emitted from a mini LED (light emitting diode) or a micro LED. The optical film is disposed between the first and second base films and the first and second base films disposed parallel to each other, and is a red phosphor, a green phosphor and uniform scattering of the light. It may include a color conversion layer including the inorganic particles inducing in accordance with a predefined weight ratio. Here, the predefined weight ratio may be defined as a ratio of the weight of the red phosphor, the weight of the green phosphor, and the weight between the inorganic particles, which are determined based on a color coordinate value for the white light. In addition, the weight ratio of the red phosphor may be greater than the weight ratio of the green phosphor, and the weight ratio of the green phosphor may be defined to be greater than the weight ratio of the inorganic particles.
Description
본 발명은 미니 LED 또는 마이크로 LED 백라이트 유닛용 광학 필름에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 미니 LED 또는 마이크로 LED 광을 투과하여 백색 광을 형성 및 확산하는 광학 필름에 대한 것이다.The present invention relates to an optical film for a mini LED or micro LED backlight unit, and more particularly, to an optical film that transmits the mini LED or micro LED light to form and diffuse white light.
LED(light emitting diode, 발광 다이오드)에 대한 연구의 진전으로 LED의 빛 에너지 전환 효율이 높아지면서 LED는 기존의 발광 소자를 빠르게 대체하고 있다.With the progress of research on light emitting diodes (LEDs), light energy conversion efficiency of LEDs increases, and LEDs are rapidly replacing conventional light emitting devices.
현재 개발되는 LED는 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등의 이점을 가지고 있다. 이에 따라, 다양한 화상 표시 장치의 광원으로 LED가 적극 활용되고 있다.LEDs currently being developed have advantages such as miniaturization, weight reduction, and low power consumption. Accordingly, LEDs are actively used as light sources of various image display devices.
LED 칩 크기는 점차 소형화되는 추세에 있다. 초소형 LED 칩의 예로 미니 LED 및 마이크로 LED가 있다. 일반적으로 미니 LED의 칩 사이즈는 100 μm 내지 200 μm, 마이크로 LED의 칩 사이즈는 5 μm 내지 100 μm로 정의될 수 있다. 미니 LED 또는 마이크로 LED는 LED 칩 하나하나가 개별적으로 화소나 광원이 되므로, 디스플레이 크기 및 형태에 대한 에 대한 제약이 해소되고, 기존의 광원을 이용하는 경우보다 더 선명한 화질이 구현될 수 있다.The LED chip size is gradually becoming smaller. Examples of tiny LED chips include mini LEDs and micro LEDs. In general, a chip size of a mini LED may be defined as 100 μm to 200 μm, and a chip size of a micro LED may be defined as 5 μm to 100 μm. In the case of mini LED or micro LED, since each LED chip becomes a pixel or light source individually, restrictions on the size and shape of the display are resolved, and a clearer picture quality can be realized than when using a conventional light source.
LED 칩 크기의 소형화와 함께 LED 광 특성을 보완하기 위한 광학필름에 대한 연구도 활발하다.In addition to miniaturization of the LED chip size, research on optical films to complement the LED light characteristics is also active.
본 발명은 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광을 백색광으로 변환하면서, 광의 휘도 손실을 최소화하고, 광을 균일하게 확산하는 광학 필름을 제공한다.The present invention provides an optical film that converts light emitted from a mini LED or micro LED into white light, minimizes luminance loss of light, and uniformly diffuses light.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 미니 LED (light emitting diode) 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광을 투과하여 백색광을 형성하는 광학 필름은, 서로 평행하게 배치된 제1 베이스 필름 및 제2 베이스 필름 및 상기 제1 베이스 필름 및 제2 베이스 필름 사이에 배치되며, 레드(red) 형광체, 그린(green) 형광체 및 상기 광의 균일한 산란을 유도하는 무기입자를 기정의된 중량 비율에 따라 포함하는 컬러 변환(color conversion) 층을 포함할 수 있다. 여기서, 기정의된 중량 비율은 백색광에 대한 색 좌표 값에 기초하여 결정되는 레드 형광체의 중량, 그린 형광체의 중량 및 무기입자 간의 중량의 비율로 정의될 수 있다. 또한, 상기 레드 형광체의 중량 비는 상기 그린 형광체의 중량 비보다 크고, 상기 그린 형광체의 중량 비는 상기 무기입자의 중량 비보다 큰 것으로 정의될 수 있다.An optical film for forming white light by transmitting light emitted from a mini LED or a micro LED according to various embodiments of the present disclosure includes a first base film and a second base film disposed parallel to each other, and the second base film. The color conversion is disposed between the 1 base film and the second base film, and includes a red phosphor, a green phosphor, and inorganic particles that induce uniform scattering of the light according to a predefined weight ratio. ) May include a layer. Here, the predefined weight ratio may be defined as a ratio of the weight of the red phosphor, the weight of the green phosphor, and the weight between inorganic particles, which are determined based on a color coordinate value for white light. In addition, the weight ratio of the red phosphor may be greater than the weight ratio of the green phosphor, and the weight ratio of the green phosphor may be defined as greater than the weight ratio of the inorganic particles.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광을 백색광으로 용이하게 변환하면서, 광의 휘도 손실을 최소화하고, 광을 균일하게 확산할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, light emitted from a mini LED or micro LED can be easily converted into white light, minimizing luminance loss of light, and uniformly spreading light.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 분해도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 직하형 LED 광원을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 국제조명위원회 색 공간을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분광 스펙트럼 측정 결과를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 확산렌즈층의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 분리 측정 결과를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 확산렌즈층의 광 분리 각의 변화를 도시한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 성능실험 결과를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학필름의 성능실험 결과를 도시한다.1 is an exploded view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 shows a direct-type LED light source according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an optical film according to an embodiment of the present invention.
4 shows a color space of the International Lighting Commission according to an embodiment of the present invention.
5 shows a spectral spectrum measurement result according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of a diffusion lens layer according to an embodiment of the present invention.
9 illustrates optical separation measurement results according to an embodiment of the present invention.
10 illustrates a change in a light separation angle of a diffusion lens layer according to an embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
15 shows results of performance tests of an optical film according to an embodiment of the present invention.
16 shows results of performance tests of an optical film according to another embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작원리를 상세히 설명한다. 또한, 발명에 대한 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 하기에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 사용된 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용 및 이에 상응한 기능을 토대로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, the operating principle of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may obscure the subject matter of the present disclosure in describing an exemplary embodiment of the present disclosure, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the following are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition of the terms used should be interpreted based on the contents throughout the specification and functions corresponding thereto.
백라이트 유닛(backlight unit)은 LCD(liquid crystal display)의 광원이다. LCD는 자체적으로 발광하지 못하는 소자이다. 이에 따라, 광원을 구비한 백라이트 유닛이 LCD의 배면에서 액정 패널을 향해 빛을 조사한다. 이를 통해, 식별 가능한 화상이 구현될 수 있다.The backlight unit is a light source of a liquid crystal display (LCD). LCD is a device that cannot emit light by itself. Accordingly, the backlight unit including the light source irradiates light from the rear surface of the LCD toward the liquid crystal panel. Through this, an identifiable image can be implemented.
백라이트 유닛은 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL), 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp) 및 발광다이오드(light emitting diode: LED, 이하 LED라 함)등을 광원으로 사용한다.The backlight unit uses a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), an external electrode fluorescent lamp, and a light emitting diode (LED, hereinafter referred to as LED) as light sources.
백라이트 유닛은 광원의 배열구조에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 직하형은 에지형에 비해 분할구동이 가능하여 에지형 보다 더욱 섬세하게 영상을 구현할 수 있다.The backlight unit is divided into an edge type and a direct type according to the arrangement structure of the light source. The direct type can be divided into driving compared to the edge type, so that an image can be realized more delicately than the edge type.
이하에서는, 직하형 LED 백라이트 유닛에 포함되는 광학 필름(optical film)에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an optical film included in the direct-type LED backlight unit will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 분해도이다.1 is an exploded view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 액정표시장치(또는 LCD(liquid crystal display) 장치)(1)는 백라이트 유닛(10) 및 액정패널(20)을 포함한다. 일반적으로 백라이트 유닛(10)은 액정패널(20)에 빛을 조사하도록 액정패널(20)의 후방에 구비될 수 있다. 백라이트 유닛(10)은 광원(11), 반사시트(12), 컬러변환시트(13), 확산렌즈시트(14), 확산시트(15, 18), 프리즘시트(16, 17) 및 반사편광시트(19)를 포함한다. 여기서, 백라이트 유닛(10)은 백라이트 유닛(10)에 포함된 구성들(11 내지 19) 중 적어도 하나가 포함되지 않거나, 구성들(11 내지 19) 외 다른 구성이 추가되어 형성될 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(10)에 포함된 구성들(11 내지 19) 중 적어도 하나를 포함하는 다양한 조합으로 백라이트 유닛(10)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a liquid crystal display device (or a liquid crystal display (LCD) device) 1 includes a
광원(11)은 광을 제공한다. 예를 들어, 광원(11)은 광을 발산하는 복수의 LED 칩을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 2를 참조하면, LED 칩(11'-1)은 바둑판식으로 배열되어 직하형(11')으로 형성될 수 있다.The
LED는 LED 칩의 크기에 따라, 대형(large) LED(칩의 크기: 1,000 ㎛ 이상), 중형(middle) LED(칩의 크기: 300 - 500 ㎛), 소형(small) LED(칩의 크기: 200 - 300 ㎛), 미니(mini) LED(칩의 크기 100 - 200 ㎛), 마이크로(micro) LED(칩의 크기: 100 ㎛ 이하)로 분류될 수 있다. 여기서, LED는 InGaN, GaN 등의 재질을 포함할 수있다.Depending on the size of the LED chip, LEDs are large LED (chip size: 1,000 µm or more), medium LED (chip size: 300-500 µm), small LED (chip size: 200-300 μm), mini LED (chip size 100-200 μm), micro LED (chip size: 100 μm or less). Here, the LED may include a material such as InGaN or GaN.
백라이트 유닛의 LED의 칩 크기가 작아질수록, LED의 개수를 용이하게 조정할 수 있기 때문에, 액정표시장치(1)의 휘도 특성 및 색 균일도를 향상시키고 슬림화할 수 있다. 또한, LED의 칩 크기가 작아질수록, 소비전력을 줄일 수 있어 휴대 장치의 배터리 소모를 줄이고, 배터리의 수명을 연장할 수 있다.As the chip size of the LED of the backlight unit decreases, the number of LEDs can be easily adjusted, so that the luminance characteristics and color uniformity of the liquid
기존 직하형 LED에 대비하여 미니 LED 또는 마이크로 LED를 사용할 경우 LED의 크기가 작아지므로 로컬 디밍(local dimming)이 가능하다. 로컬 디밍을 통하여 화질을 개선하고 전력을 효율화할 수 있다. 여기서, 로컬 디밍이란, 백라이트로 이용되는 LED의 밝기를 화면의 구성 또는 특성에 기초하여 제어하는 기술로서, 콘트라스트 비율(contrast ratio)을 획기적으로 개선하고 소비 전력을 줄일 수 있는 기술이다. 로컬 디밍의 일 예로, 어두운 화면에 대응되는 미니 LED 또는 마이크로 LED의 밝기를 상대적으로 어둡게 조정하여 어두운 색을 표현하고, 밝은 화면에 대응되는 미니 LED 또는 마이크로 LED의 밝기를 상대적으로 밝게하여 선명한 색을 표현할 수 있다.Compared to conventional direct-type LEDs, when using mini LEDs or micro LEDs, the size of the LEDs is reduced, so local dimming is possible. Image quality can be improved and power efficiency can be improved through local dimming. Here, the local dimming is a technology that controls the brightness of an LED used as a backlight based on a configuration or characteristic of a screen, and is a technology that can dramatically improve a contrast ratio and reduce power consumption. As an example of local dimming, the brightness of a mini LED or micro LED corresponding to a dark screen is relatively dark to express a dark color, and the brightness of a mini LED or micro LED corresponding to a bright screen is relatively bright to produce a vivid color. I can express it.
반사시트(12)는 광을 반사한다. 반사시트(12)는 광원(11)에서 발산된 광의 발산 방향으로 광을 투과하고, 상부에서 계면반사 등에 따른 반사된 광을 상기 광의 발산 방향으로 반사한다. 이를 통해, 광의 손실이 최소화될 수 있다. 반사시트(12)는 광 재활용(light recycling)을 수행할 수 있다.The
컬러변환시트(13)는 광원(11)에서 발산되는 광의 색을 변환한다. 일 예로, 미니 LED 또는 마이크로 LED의 광은 청색 광(450nm)이다. 이 경우, 청색 광은 백색 광으로 변환이 필요하다. 컬러변환시트(13)는 청색 광을 투과하면서 동시에 청색 광을 백색 광으로 변환할 수 있다.The
확산렌즈시트(14)는 광을 확산한다. 확산렌즈시트(14)는 광 확산 렌즈를 일 면에 복수 개 배치한다. 일 예로, 광 확산렌즈는 피라미드 형태로 형성되어 광 확산을 촉진시킬 수 있다.The
확산시트(15, 18)는 입사된 광을 균일하게 분산시킬 수 있다. 확산시트(15, 18)는 광 확산제 비드(beeds)가 첨가되어 있는 경화성 수지(예를 들어, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트 및 라디칼 발생형 모노머 중 적어도 하나 이상을 택하여 단독 또는 혼합된 것임) 용액을 도포하여 광학산제 비드에 의해 광확산을 유발할 수 있다. 또한, 확산시트(15, 18)는 균일 또는 불균일한 크기의 형상(예를 들어, 구형)의 돌기 패턴(또는 돌출부)이 배치되어 광의 확산을 촉진할 수 있다.The
프리즘 시트(16, 17)는 표면에 형성된 광학패턴을 이용해서 입사된 빛을 집광하여 액정 패널(20)로 출사시킬 수 있다. 프리즘 시트(16, 17)는 투광성 베이스 필름 상부에 정면 방향의 휘도 향상을 위하여 통상 45°의 경사면을 가지고 있는 삼각 어레이(array) 형태의 광학패턴이 형성되어 있는 광학 패턴층으로 형성될 수 있다. The
반사편광시트(19)는 프리즘 시트(16, 17) 상부에 구비되어 프리즘 시트(16, 17)로부터 집광된 광에 대해 일 편광은 투과시키고 다른 편광은 하부로 반사시켜 광을 재순환 시키는 역할을 한다.The reflective polarization sheet 19 is provided on the
액정 패널(20)은 광원(11)에서 조사된 광을 전기 신호에 따라 소정의 패턴으로 변조시킨다. 변조된 광은 액정 패널(20)의 전면에 배치된 컬러 필터와 편광 필터를 통과하여 화면을 구성한다.The
본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치(1)의 구성에 대하여 상술하였다. 이하에서, 본원의 다양한 실시 예는 백라이트 유닛의 광원(11)으로 미니 LED 또는 마이크로 LED를 사용하는 경우를 가정할 것이나, 균일하거나 다양한 크기의 LED들이 직하형으로 배치된 광원(11)을 포함하는 백라이트 유닛에 대하여는 본원의 다양한 실시 예들이 제한 없이 적용될 수 있을 것이다.The configuration of the liquid
이하에서, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 광학 필름을 상세히 설명한다.Hereinafter, an optical film according to various embodiments of the present disclosure will be described in detail.
이하에서, 광학필름은 도 1의 컬러변환시트(13)로 정의되거나, 1의 컬러변환시트(13)와 반사시트(12), 확산렌즈시트(14), 확산시트(15, 18), 프리즘 시트(16, 17) 및 반사편광시트(19) 중 적어도 하나를 조합한 것으로 정의될 수 있다.Hereinafter, the optical film is defined as the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an optical film according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 광학필름(30)은 베이스 필름(31, 32) 및 컬러변환층(33)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
베이스 필름(31,32)은 예를 들어, PET, PC, PP 등의 재질일 수 있다. 여기서, 제1 베이스 필름(31) 및 제2 베이스 필름(32)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 베이스 필름(31, 32)은 후술하는 컬러변환층(33)을 보호할 수 있다.The
컬러변환층(33)은 컬러를 변환한다. 컬러 변환층(33)은 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 발산되는 청색 광을 백색 광으로 변환할 수 있다.The
컬러변환층(33)은 제1 베이스 필름(31) 및 제2 베이스 필름(32) 사이에 배치될 수 있다.The
컬러변환층(33)은 레드(red) 형광체, 그린(green) 형광체 및 무기입자를 포함할 수 있다. 여기서, 레드 형광체 또는 그린 형광체는 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광을 흡수하여 레드 광 또는 그린 광을 형성하는 물질이다. 예를 들어, 레드 형광체는 KSF(K2SiF6:Mn4+) 형광체, 그린 형광체는 -sialon 형광체가 있다. 또한, 무기입자는 광의 균일한 산란을 유도하기 위한 것이다. 무기입자의 예로는 직경이 수백 나노미터인 TiO2, SiO2가 있다.The
예를 들어, 컬러변환층(33)은 레드 형광체, 그린 형광체 및 무기입자는 수지(silicone, acrylic 등)에 교반되어 형성될 수 있다. 이 경우, 컬러변환층(33)은 제1 베이스 필름(31) 및 제2 베이스 필름(32) 사이에 부착될 수 있다.For example, the
예를 들어, 컬려변환층(33)은 레드 형광체, 그린 형광체 및 무기입자를 기정의된 중량 비율에 따라 포함할 수 있다. 여기서, 기정의된 중량 비율은 백색광에 대한 색 좌표 값에 기초하여 결정되는 레드 형광체의 중량, 그린 형광체의 중량 및 무기입자 간의 중량 비율이다.For example, the
도 4를 참조하면, 상술한 백색광에 대한 색 좌표 값은 국제조명위원회(Commission Internationale de l'Eclairage: CIE) 색 공간(40)에 기초하여 정의될 수 있다. 이 경우, 백색광에 대한 색 좌표 값은 색 공간(40)에서 정의되는 X 좌표 값, Y 좌표 값 및 Z 좌표 값으로 정의될 수 있다.Referring to FIG. 4, the color coordinate values for white light described above may be defined based on the Commission Internationale de l'Eclairage (CIE)
일 예로, 상기 X 좌표 값 및 Y 좌표 값은 0.27 내지 0.33에서 정의되고, Z 좌표 값은 정의된 X 좌표 및 Y 좌표에 기초한 종속 변수로 정의될 수 있다.For example, the X coordinate value and the Y coordinate value may be defined in 0.27 to 0.33, and the Z coordinate value may be defined as a dependent variable based on the defined X coordinate and Y coordinate.
일 예로, 레드 형광체의 중량 비는 10% 내지 80% 내에서 정의되고, 그린 형광체의 중량 비는 10% 내지 80% 내에서 정의되고, 무기입자의 중량 비는 1% 내지 10%에서 정의될 수 있다. 이 경우, 레드 형광체의 중량 비, 그린 형광체의 중량비 및 무기입자의 중량 비의 총 합은 100% 이하로 정의될 수 있음은 물론이다. 또한, 중량 비가 % 단위로 정의되지 않는 경우 중량 비의 총 합은 100 이하는 물론 100 초과로 정의될 수 있음은 물론이다.For example, the weight ratio of the red phosphor is defined within 10% to 80%, the weight ratio of the green phosphor is defined within 10% to 80%, and the weight ratio of inorganic particles may be defined within 1% to 10%. have. In this case, it goes without saying that the total sum of the weight ratio of the red phosphor, the weight ratio of the green phosphor, and the weight ratio of the inorganic particles may be defined as 100% or less. In addition, when the weight ratio is not defined in %, the total sum of the weight ratios may be defined as 100 or less as well as 100 or less.
여기서, 레드 형광체의 중량 비는 그린 형광체의 중량 비보다 크고, 그린 형광체의 중량 비는 무기입자의 중량 비보다 크도록 설정된 경우의 예를 이하 도 5를 참조하여 설명한다.Here, an example in which the weight ratio of the red phosphor is larger than the weight ratio of the green phosphor and the weight ratio of the green phosphor is set to be larger than the weight ratio of the inorganic particles will be described with reference to FIG. 5 below.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분광 스펙트럼 측정 결과를 도시한다.5 shows a spectral spectrum measurement result according to an embodiment of the present invention.
도 5의 실시 예는, 컬러변환층에 포함된 레드 형광체 중량, 그린 형광체 중량 및 무기입자의 중량의 비율이 66:44:5로 설정된 경우이다. 여기서, 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 발산되는 청색 광은 컬러변환층(또는 광학필름)을 투과하면서 백색 광으로 변환된다. 이와 동시에, 광이 균일하게 산란하여 얼룩(Mura)이 없는 외관 특성이 제공될 수 있다.In the embodiment of FIG. 5, the ratio of the weight of the red phosphor, the weight of the green phosphor and the weight of the inorganic particles included in the color conversion layer is set to 66:44:5. Here, the blue light emitted from the mini LED or micro LED is converted into white light while passing through the color conversion layer (or optical film). At the same time, light may be uniformly scattered to provide an appearance characteristic without mua.
상술한 도 3의 실시 예에 따른 광학필름(30)은 무기입자층을 더 포함할 수 있다. 이에 대하여 이하 도 6을 참조하여 설명한다. 이하에서, 상술한 광학필름(30)과 중복되는 내용에 대하여는 설명의 편의를 위하여 생략한다.The
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 광학필름(60)은 베이스 필름(61, 62), 컬러변환층(63) 및 무기입자층(64)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
무기입자층(64)은 상술한 무기입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무기입자층(64)는 무기입자와 수지를 교반하여 형성될 수 있다. 이 경우, 무기입자층(64)은 제1 베이스 필름(61)의 일 면에 부착될 수 있다.The
상술한 예에서, 무기입자층(64)는 상술한 레드 형광체 및 그린 형광체를 더 포함할 수 있다. 또한, 무기입자층(64)의 위치는 컬러변환층(63)의 위치와 교환되어 배치될 수도 있다. 또한, 무기입자층(64)은 제2 베이스 필름(62)의 일 면에 부착될 수도 있다.In the above-described example, the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 광학필름(70)은 베이스 필름(71, 72), 컬러변환층(73) 및 확산렌즈층(74)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the
확산렌즈층(74)은 삼각뿔(또는 피라미드) 형상의 복수의 렌즈를 포함한다. 도 8을 참조하면, 확산렌즈층(74)은 삼각뿔 형상의 복수의 렌즈가 규칙적으로 배치되어 있다.The
일 예로, 확산렌즈층(74)은 제1 베이스 필름(71)의 일 측 또는 제2 베이스 필름(72)의 일 측에 배치될 수 있다. 이 경우, 확산렌즈층(74)은 제1 베이스 필름(71) 또는 제2 베이스 필름(72)을 포함하는 개념일 수 있다.For example, the
확산렌즈층(74)은 확산렌즈의 하 면(도 7에서 제1 베이스 필름(72) 방향)에서 수직으로 입사하는 광을 광 분리할 수 있다. The
구체적으로, 도 9를 참조하면, 확산렌즈층(74)은 외부로 돌출된 삼각뿔의 4 개 면에 의해 입사광을 광 분리할 수 있다. 여기서, 도 9는 광학필름(70)의 확산렌즈층(74) 상 면(도 7에서 제1 베이스 필름(72)이 있는 반대 방향)에서 미니 LED 광이 입사하는 경우에 대한 광 분리 측정 결과를 도시한 것이다.Specifically, referring to FIG. 9, the
도 7을 참조하면, 삼각뿔은 정점 각(, 74-1), 높이(74-2) 및 폭(74-3)으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 정점 각은 40 내지 150 내에서 정의되고, 높이(74-2)는 약 10μm, 폭(74-3)은 약 20μm로 정의될 수 있다.Referring to Figure 7, the triangular pyramid is the vertex angle ( , 74-1), height 74-2, and width 74-3. For example, the apex angle may be defined within 40 to 150, the height 74-2 may be defined as about 10 μm, and the width 74-3 may be defined as about 20 μm.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 확산렌즈층의 광 분리 각의 변화를 도시한다.10 illustrates a change in a light separation angle of a diffusion lens layer according to an embodiment of the present invention.
제1 그래프(101)는 확산렌즈층(101-1)의 삼각뿔의 외측 방향(101-2)으로 광이 입사하는 경우, 정점 각(PY apex angle)의 변화에 따른 광 분리 각의 변화를 도시한다. 제1 그래프(101)를 참조하면, 정점 각이 증가할수록 광 분리각이 감소함을 알 수 있다.The
제2 그래프(102)는 확산렌즈층(102-1)의 삼각뿔의 내측 방향(102-2)으로 광이 입사하는 경우, 정점 각의 변화에 따른 광 분리 각의 변화를 도시한다. 제2 그래프(102)를 참조하면, 정점 각이 100°로 증가할 때까지 광 분리가 수행되지 않다가, 정점 각 105에서 최대 광 분리가 일어나고, 정점 각이 105°에서 증가할수록 광 분리 각이 감소함을 알 수 있다.The
제1 그래프(101) 및 제2 그래프(102)를 참조하면, 정점 각을 일정 영역에서 조정하여 타겟하는 광 분리를 유발할 수 있음을 알 수 있다.Referring to the
상술한 예에서, 확산렌즈층(74)의 작용으로 입사광이 광 분리(또는 광 확산)되므로, 입사광에 의한 핫 스팟(hot spot)이 감소될 수 있다.In the above-described example, since incident light is separated (or light diffused) by the action of the
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.11 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 광학필름(110)은 베이스 필름(111, 112), 컬러변환층(113), 확산렌즈층(114) 및 무기입자층(115)을 포함한다.Referring to FIG. 11, the
여기서, 무기입자층(115)은 제2 베이스 필름(112)의 일 측에 배치될 수 있다.Here, the
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.12 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 광학필름(120)은 베이스 필름(121, 122), 컬러변환층(123), 확산렌즈층(124) 및 무기입자층(125)을 포함한다.Referring to FIG. 12, the
여기서, 무기입자층(125)은 제1 베이스 필름(121)의 일 면에 배치될 수 있다. 또한, 확산렌즈층(124)은 무기입자층(125)의 일 면에 배치될 수 있다.Here, the
상술한 본원 발명의 다양한 예에서, 광학필름은 반사 패턴을 더 포함할 수 있다. 이하에서 반사 패턴을 포함하는 다양한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.In various examples of the present invention described above, the optical film may further include a reflection pattern. Hereinafter, various embodiments including a reflective pattern will be described in detail.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.13 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 광학필름(130)은 베이스 필름(131, 132), 컬러변환층(133) 및 반사 패턴(134)을 포함한다.Referring to FIG. 13, the
반사 패턴(134)은 광을 반사한다. 반사 패턴은 광을 반사함으로써 광 재활용(light recycling)을 구현할 수 있다.The
반사 패턴(134)은 제1 베이스 필름(131)의 일 측 또는 제2 베이스 필름(132)의 일 측 중 적어도 하나에 배치 또는 부착될 수 있다. 예를 들어, 반사 패턴(134)은 광/UV 경화 공정을 통해 제1 베이스 필름(131)의 일 측 또는 제2 베이스 필름(132)의 일 측에 형성될 수 있다. 여기서, 반사 패턴은 규칙적 또는 불규칙 적 형태일 수 있다.The
일 예로, 반사 패턴(134) 사이의 영역들(134-1, 134-2, 134-3)은 미니 LED의 위치 또는 마이크로 LED(135-1, 135-2, 135-3)의 위치에 대응될 수 있다. 구체적으로, 반사 패턴(134) 사이의 영역들(134-1, 134-2, 134-3)은 미니 LED의 또는 마이크로 LED(135-1, 135-2, 135-3)를 수납할 수 있다.For example, the areas 134-1, 134-2, and 134-3 between the
이를 통해, 미니 LED의 또는 마이크로 LED(135-1, 135-2, 135-3)를 개별적으로 제어하는 로컬 디밍(local dimming)의 구현이 가능하다. 로컬 디밍을 통해, 광 휘도의 조정이 가능하다. 또한, 반사 패턴(134) 사이의 영역들(134-1, 134-2, 134-3) 외의 반사 패턴 영역들은 광 반사를 충실히 구현하므로 광 재활용도가 높아질 수 있다. Through this, it is possible to implement local dimming of individually controlling the mini LEDs or the micro LEDs 135-1, 135-2, and 135-3. Through local dimming, it is possible to adjust the light luminance. Further, since the reflection pattern regions other than the regions 134-1, 134-2, and 134-3 between the
일 예로, 반사 패턴(134) 사이의 영역들(134-1, 134-2, 134-3)은 기정의된 중량 비에 기초하여 상술한 컬러변환단층(133)과 같이 레드 형광체, 그린 형광체 및 무기입자를 포함할 수 있다. 이 경우, 광학필름(13)은 별도의 컬러변환단층(133)을 구비하지 않더라도 컬러변환을 수행할 수 있다.For example, the regions 134-1, 134-2, and 134-3 between the
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.14 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 광학필름(140)은 베이스 필름(141, 142), 컬러변환층(143), 반사 패턴(144) 및 확산렌즈층(145)을 포함한다.Referring to FIG. 14, the
여기서, 광학필름(140)은 확산렌즈층(145)을 더 포함하여 컬러변환층(143)에서 발산되는 백색 광의 확산을 더 용이하게 할 수 있다.Here, the
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 성능실험 결과를 도시한다.15 shows results of performance tests of an optical film according to an embodiment of the present invention.
도 15의 광학필름의 성능실험은 Rec. 2020(UHDTV) 기준에 기초하였으며, 휘도(또는 휘도 이득)는 170% 내지 230% 내에서, 색역은 61% 이하에서 정의되었다. The performance experiment of the optical film of FIG. 15 is Rec. It was based on 2020 (UHDTV) criteria, and the luminance (or luminance gain) was defined within 170% to 230%, and the color gamut was defined below 61%.
제1 실험(151)에서 광학필름(예를 들어, 광학필름(30))은 컬러변환층을 포함한다. 여기서, 광원은 미니 LED 또는 마이크로 LED이고, 광원과 광학필름 간의 광학 거리(optical distance, OD)는 1mm로 설정된다.In the
이 경우, 광원 및 광학필름의 적층 두께는 205μm, 휘도 100%, 휘도 균일도 83%, 색역 54%, 색차 0.0158 / 0.0399, White x/y는 0.2323 / 0.2162로 측정된다.In this case, the stacking thickness of the light source and the optical film is 205 μm,
제2 실험(152)에서 광학필름(예를 들어, 광학필름(70))은 컬러변환층 및 확산렌즈층을 포함한다. 여기서, 확산렌즈층의 삼각뿔의 폭은 20 μm, 광원은 미니 LED 또는 마이크로 LED이고, 광원과 광학필름 간의 광학 거리는 1mm로 설정된다.In the
이 경우, 광원 및 광학필름의 적층 두께는 255μm, 휘도 174%, 휘도 균일도 83%, 색역 57%, 색차 0.0158 / 0.0379, White x/y는 0.2503 / 0.2624로 측정된다. In this case, the laminated thickness of the light source and the optical film is measured as 255 μm,
제3 실험(153)에서 광학필름은 컬러변환층, 확산렌즈층, 확산시트(예를 들어, 도 1의 확산시트) 및 프리즘시트(예를 들어, 도 1의 프리즘 시트)를 포함한다. 여기서, 확산렌즈층의 삼각뿔의 폭은 20 μm, 광원은 미니 LED 또는 마이크로 LED이고, 광원과 광학필름 간의 광학 거리는 1mm로 설정된다.In the
이 경우, 광원 및 광학필름의 적층 두께는 423 μm, 휘도 215%, 휘도 균일도 79%, 색역 61%, 색차 0.0168 / 0.0379, White x/y는 0.2849 / 0.3433로 측정된다. In this case, the laminated thickness of the light source and the optical film is measured as 423 μm,
상술한 실험 결과에서, 제1 실험(151)의 광학필름은 컬러변환층을 포함하므로, 높은 휘도(100%) 및 높은 휘도 균일도(83%) 성능을 실현하고 있다. 또한, 제2 실험(152)의 광학필름은 제1 실험(151)의 광학필름에 확산렌즈층을 더 포함함으로서 휘도 향상(174%), 색역 향상(57%), 광분포 향상(제1 실험(151)의 광분포도 참조, 광분포를 통해 집광되는 효과 발휘), 분광성 향상(백색 광 세기의 피크 감소)을 실현하고 있다. 또한, 제3 실험(153)의 광학필름은 제2 실험(152)의 광학필름에 확산시트 및 프리즘시트를 더 포함함으로써 휘도 향상(215%), 색역 향상(61%), 광분포 향상(제2 실험(152)의 광분포도 참조), 분광성 향상(백색 광 세기의 피크 감소)을 실현하고 있다.In the experimental results described above, since the optical film of the
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학필름의 성능실험 결과를 도시한다.16 shows results of performance tests of an optical film according to another embodiment of the present invention.
도 16의 광학필름의 성능실험은 Rec. 2020(UHDTV) 기준에 기초하였으며, 휘도(또는 휘도 이득)는 110% 내지 280% 내에서, 색역은 58% 이하에서 정의되었다. The performance experiment of the optical film of FIG. 16 is Rec. It was based on 2020 (UHDTV) criteria, and the luminance (or luminance gain) was defined within 110% to 280%, and the color gamut was defined at 58% or less.
제1 실험(161)에서 광학필름(예를 들어, 광학필름(30))은 컬러변환층을 포함한다. 여기서, 광원은 미니 LED 또는 마이크로 LED이고, 광원과 광학필름 간의 광학 거리(optical distance, OD)는 1mm로 설정된다.In the
이 경우, 광원 및 광학필름의 적층 두께는 200 μm, 휘도 100%, 휘도 균일도 73%, 색역 46%, 9P 색차 0.0118 / 0.0322, White x/y는 0.2067 / 0.1651로 측정된다.In this case, the laminated thickness of the light source and the optical film is measured as 200 μm,
제2 실험(162)에서 광학필름(예를 들어, 광학필름(70))은 컬러변환층 및 확산렌즈층을 포함한다. 여기서, 확산렌즈층의 삼각뿔의 폭은 10 μm, 광원은 미니 LED 또는 마이크로 LED이고, 광원과 광학필름 간의 광학 거리는 1mm로 설정된다.In the
이 경우, 광원 및 광학필름의 적층 두께는 288 μm, 휘도 187%, 휘도 균일도 76%, 색역 52%, 색차 0.0128 / 0.0429, White x/y는 0.2251 / 0.2218로 측정된다. In this case, the laminated thickness of the light source and the optical film is measured as 288 μm,
제3 실험(163)에서 광학필름은 컬러변환층, 확산렌즈층, 확산시트(예를 들어, 도 1의 확산시트) 및 프리즘시트(예를 들어, 도 1의 프리즘 시트)를 포함한다. 여기서, 확산렌즈층의 삼각뿔의 폭은 10 μm, 광원은 미니 LED 또는 마이크로 LED이고, 광원과 광학필름 간의 광학 거리는 1mm로 설정된다.In the
이 경우, 광원 및 광학필름의 적층 두께는 475 μm, 휘도 236%, 휘도 균일도 79%, 색역 58%, 색차 0.0149 / 0.047, White x/y는 0.264 / 0.3118로 측정된다. In this case, the laminated thickness of the light source and the optical film was measured as 475 μm,
상술한 실험 결과에서, 제1 실험(161)의 광학필름은 컬러변환층을 포함하므로, 높은 휘도(100%) 및 높은 휘도 균일도(73%) 성능을 실현하고 있다. 또한, 제2 실험(162)의 광학필름은 제1 실험(161)의 광학필름에 확산렌즈층을 더 포함함으로써 휘도 향상(187%), 색역 향상(52%), 휘도 균일도 향상, 분광성 향상(백색 광 세기의 피크 감소)을 실현하고 있다. 또한, 제3 실험(163)의 광학필름은 제2 실험(162)의 광학필름에 확산시트 및 프리즘시트를 더 포함함으로써 휘도 향상(236%), 색역 향상(58%), 휘도균일도 향상, 분광성 향상(백색 광 세기의 피크 감소)을 실현하고 있다.In the above-described experimental results, since the optical film of the
이상으로, 본 발명의 실시 예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구항들 및 그에 동등한 것들에 의해 정의되는 바와 같은 본 실시 예의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항들에 있어 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.As described above, embodiments of the present invention have been shown and described, but those skilled in the art will make various changes in form and detail without departing from the spirit and scope of the present embodiment as defined by the appended claims and equivalents thereto. You will understand that you can.
액정표시장치: 1 백라이트 유닛: 10
액정패널: 20 광원: 11, 11'
반사시트: 12 컬러변환시트: 13
확산렌즈시트: 14 확산시트: 15, 18
프리즘시트: 16, 17 반사편광시트: 19
광학필름: 30, 60, 70, 110, 140
베이스 필름: 31, 32, 61, 62, 71, 72, 111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, 142
컬러변환층: 33, 63, 73, 113, 123, 133, 143
무기입자층: 54, 64, 115, 125
확산렌즈층: 74, 11-1, 12-1, 114, 145
반사 패턴: 134. 144Liquid crystal display: 1 Backlight unit: 10
LCD panel: 20 Light source: 11, 11'
Reflective sheet: 12 Color conversion sheet: 13
Diffusion lens sheet: 14 Diffusion sheet: 15, 18
Prism sheet: 16, 17 Reflective polarization sheet: 19
Optical film: 30, 60, 70, 110, 140
Base film: 31, 32, 61, 62, 71, 72, 111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, 142
Color conversion layer: 33, 63, 73, 113, 123, 133, 143
Inorganic particle layer: 54, 64, 115, 125
Diffusion lens layer: 74, 11-1, 12-1, 114, 145
Reflection pattern: 133.4 144
Claims (10)
서로 평행하게 배치된 제1 베이스 필름 및 제2 베이스 필름; 및
상기 제1 베이스 필름 및 제2 베이스 필름 사이에 배치되며, 레드(red) 형광체, 그린(green) 형광체 및 상기 광의 균일한 산란을 유도하는 무기입자를 기정의된 중량 비율에 따라 포함하는 컬러 변환(color conversion) 층;을 포함하고,
여기서, 상기 기정의된 중량 비율은,
상기 레드 형광체의 중량, 상기 그린 형광체의 중량 및 상기 무기입자 중량 간의 비율이고,
상기 레드 형광체의 중량 비는 상기 그린 형광체의 중량 비보다 크고, 상기 그린 형광체의 중량 비는 상기 무기입자의 중량 비보다 크고,
상기 레드 형광체의 중량 비는 10% 내지 80%이고, 상기 그린 형광체의 중량 비는 10% 내지 80%이고, 상기 무기입자의 중량 비는 1% 내지 10%인, 광학 필름.
In the optical film for forming white light by transmitting light emitted from a mini LED (light emitting diode) or a micro LED,
A first base film and a second base film disposed parallel to each other; And
Color conversion ( color conversion) layer; including,
Here, the predefined weight ratio is,
It is a ratio between the weight of the red phosphor, the weight of the green phosphor, and the weight of the inorganic particles,
The weight ratio of the red phosphor is greater than the weight ratio of the green phosphor, the weight ratio of the green phosphor is greater than the weight ratio of the inorganic particles,
The weight ratio of the red phosphor is 10% to 80%, the weight ratio of the green phosphor is 10% to 80%, and the weight ratio of the inorganic particles is 1% to 10%, the optical film.
상기 백색광에 대한 색 좌표 값은,
국제조명위원회(Commission internationale de l'Eclairage: CIE) 색 공간에서 정의되는 X 좌표 값, Y 좌표 값 및 Z 좌표 값인, 광학 필름.
The method of claim 1,
The color coordinate value for the white light is,
Optical film, which is an X coordinate value, a Y coordinate value and a Z coordinate value defined in the Commission internationale de l'Eclairage (CIE) color space.
상기 레드 형광체의 중량, 상기 그린 형광체의 중량 및 상기 무기입자 중량 간의 상기 비율은, 66:44:5인, 광학 필름.
The method of claim 1,
The ratio between the weight of the red phosphor, the weight of the green phosphor, and the weight of the inorganic particles is 66:44:5.
상기 제1 베이스 필름 및 상기 제2 베이스 필름 중 하나의 일 측은 삼각뿔 형상의 복수의 렌즈를 배치하는, 광학 필름.
The method of claim 1,
One side of one of the first base film and the second base film is to arrange a plurality of lenses having a triangular pyramid shape, the optical film.
상기 무기입자를 포함하는 무기입자층;을 더 포함하는, 광학 필름.
The method according to claim 1 or 5,
Inorganic particle layer comprising the inorganic particle; further comprising, an optical film.
상기 제1 베이스 필름 및 상기 제2 베이스 필름 중 상기 하나와는 다른 하나의 일 면은 복수의 반사 패턴을 배치하는, 광학 필름.
The method of claim 5,
One surface of the first base film and the second base film different from the one has a plurality of reflection patterns disposed thereon.
상기 복수의 반사 패턴의 사이 영역들은,
상기 미니 LED의 위치 또는 상기 마이크로 LED의 위치에 대응되는, 광학 필름.
The method of claim 7,
Regions between the plurality of reflection patterns,
The optical film corresponding to the location of the mini LED or the location of the micro LED.
상기 복수의 반사 패턴의 상기 사이 영역들은,
상기 미니 LED 또는 상기 마이크로 LED가 수납되는, 광학 필름.
The method of claim 8,
The regions between the plurality of reflection patterns,
The mini LED or the micro LED is accommodated, the optical film.
상기 레드 형광체는 KSF 형광체이고, 상기 그린 형광체는 -sialon 형광체이고, 상기 무기입자는 TiO2 또는 SiO2인, 광학 필름.
The method of claim 1,
The red phosphor is a KSF phosphor, and the green phosphor is -sialon phosphor, and the inorganic particles are TiO2 or SiO2, optical film.
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