KR102592809B1 - 조명 유닛 - Google Patents

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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

실시 예는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 복수 개의 광원; 상기 기판 상에 배치되어 상기 복수 개의 광원을 덮는 레진층; 상기 레진층 상에 배치되는 에어층; 상기 레진층 상에 배치되는 차광층; 및 상기 차광층과 상기 레진층 사이에 배치되는 광학 패턴;을 포함하고, 상기 광학 패턴은 중심축이 상기 복수 개의 광원의 중심축과 각각 동일하며, 상기 중심축에서 두께가 가장 큰 조명 유닛을 개시한다.

Description

조명 유닛{LIGHTING UNIT}
실시 예는 조명 유닛에 관한 것이다.
광원에서 발광하는 광을 유도하여 조명을 구현하는 장치는 조명용 램프나 차량용 램프, 액정표시장치 등에서 다양하게 필요로 되고 있다. 이러한 조명장치에서는 장비의 구조를 얇게 하는 기술과 광 효율을 높일 수 있는 구조가 가장 중요한 기술로 인식되고 있다.
이러한 조명장치가 작용되는 일예로서 액정표시장치를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 이러한 조명장치(1)는 기판(20) 상에 평탄한 도광판(30)이 배치되고 이 도광판(30)의 측면에는 복수의 측면형 LED(10)(하나만 도시)가 어레이 형태로 배치된다.
LED(10)에서 도광판(30)으로 입사된 빛(L)은 도광판(30)의 밑면에 제공된 미세한 반사 패턴 또는 반사 유닛(40)에 의해 상부로 반사되어 도광판(30)에서 출사된 다음 도광판(30) 상부의 LCD 패널(50)에 광을 제공하게 된다.
이러한 조명장치에는 도 2에 도시된 개념도와 같이, 상기 도광판(30)과 LCD 패널(50) 사이에 확산시트(31)나 프리즘 시트(32, 33), 보호시트(34) 등의 복수의 광학시트를 더 부가하는 구조로 형성될 수 있다.
따라서 이러한 도광판은 기본적으로 이러한 조명장치의 필수적인 부품으로 사용되지만, 이로 인해 도광판 자체의 두께로 인해 전체적인 제품의 두께를 박형화할 수 있는데 한계를 나타내고 있으며, 광 균일도가 저하되는 문제가 존재한다.
실시 예는 광 균일도를 개선하는 조명 유닛을 제공한다.
또한, 광 손실이 감소된 조명 유닛을 제공한다.
또한, 광원 개수를 절감하고 두께가 감소한 조명 유닛을 제공한다.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
실시예에 따른 조명 유닛은 기판; 상기 기판 상에 배치되는 복수 개의 광원; 상기 기판 상에 배치되어 상기 복수 개의 광원을 덮는 레진층; 상기 레진층 상에 배치되는 에어층; 및 상기 에어층 상에 배치되는 확산판;을 포함하고, 인접한 복수 개의 광원 사이의 이격 거리는 상기 기판과 상기 확산판 사이의 이격 거리와 거리 비가 1:0.8 내지 1:2이다.
상기 기판 상에 배치되고 홀을 포함하는 반사유닛;을 더 포함하고, 상기 복수 개의 광원은 상기 홀에 배치될 수 있다.
상기 반사 유닛은 상기 복수 개의 광원을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 레진층은 굴절률이 1.3 내지 1.7일 수 있다.
상기 레진층과 상기 확산판 사이에 배치되는 차광층; 및 상기 차광층과 상기 레진층 사이에 배치되는 광학 패턴;을 더 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 광원은 상기 광학 패턴과 두께 방향으로 중첩될 수 있다.
상기 광학 패턴은 중심축이 상기 복수 개의 광원의 중심축과 동일한 배치될 수 있다.
상기 광학 패턴은 상기 중심축을 기준으로 대칭 형태일 수 있다.
상기 광학 패턴은 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 어느 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 광학 패턴은 상기 광원에 인접할수록 두께가 커질 수 있다.
상기 광학 패턴의 최대 폭은 상기 광원의 최대 폭보다 클 수 있다.
상기 광학 패턴의 최대 폭은 상기 인접한 복수 개의 광원 사이의 이격 거리보다 작을 수 있다.
상기 에어층은, 상기 레진층의 상면을 기준으로 구획되는 제1 에어층과 제2 에어층을 포함하고, 상기 제2 에어층은, 상기 레진층 사이에 배치될 수 있다.상기 확산판 상에 배치되는 형광체층; 상기 형광체층 상에 배치되는 프리즘 시트; 및 상기 프리즘 시트 상에 배치되는 편광층;을 더 포함할 수 있다.
상기 기판과 상기 확산층 사이에 배치되는 지지부를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 광 균일도가 개선된 조명 유닛을 구현할 수 있다.
또한, 광 손실이 감소된 조명 유닛을 제작할 수 있다.
또한, 광원 개수를 절감하고 두께가 감소한 조명 유닛을 제작할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 백라이트 유닛의 구조를 도시한 개념도이고,
도 2는 제1 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이고,
도 3은 도 2에서 K부분의 확대도이고,
도 4는 실시예에 따른 광원의 개략도이고,
도 5 내지 도 7은 제1 실시예에 따른 효과를 설명하는 도면이고,
도 8a는 제1 실시예에 따른 조명 유닛의 하부 평면도도이고,
도 8b는 도 8a에서 M부분의 확대도이고,
도 9a는 실시예에 따른 차광층 및 광학 패턴의 평면도이고,
도 9b는 도8a에서 BB'로 절단된 단면도이고,
도 9c 내지 도 9d는 광학 패턴의 평면도이고,도 10는 제2 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이고,
도 10b는 제3 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이고,
도 10c는 제4 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이고,
도 10d는 제5 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이고,
도 10e는 제6 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 예컨대, LED(Light Emitting Diode)를 광원으로 이용하는 조명 유닛에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 광학 패턴과 광원 사이의 거리 및 에어층의 두께를 이용하여 광학특성을 개선하며, 도광판을 제거하고, 이를 레진층을 통해 조명 유닛의 전체 두께를 감소시키며, 광의 균일도(uniformity)를 개선할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 조명 유닛은 상술한 액정표시장치의 백라이트 유닛으로 적용됨에 한정되지 않는다. 즉 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 차량용 램프, 가정용 조명장치, 산업용 조명장치에 적용이 가능함은 물론이다. 차량용 램프는 헤드라이트, 실내와 조명, 후방 라이트 등에도 적용이 가능함은 물론이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이고, 도 3은 도 2에서 K부분의 확대도이고, 도 4는 실시예에 따른 광원의 개략도이다.
도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 조명 유닛은 기판(110), 기판(110) 상에 배치되는 반사 유닛(120), 기판(110) 상에 배치되는 복수 개의 광원(130), 기판(110) 상에 배치되어 복수 개의 광을 덮는 레진층(140), 레진층(140) 상에 배치되는 확산판(160), 확산판(160)과 레진층(140) 사이에 배치되는 차광층(150), 확산판(160) 상에 배치되는 형광체층(170), 형광체층(170) 상에 배치되는 프리즘 시트(180), 프리즘 시트(180) 상에 배치되는 편광층(190)을 포함할 수 있다.
먼저, 기판(110)은 인쇄회로기판 (Printed Circuit Borad, PCB)를 포함할 수 있다. 그리고 기판(110)은 열적 내구성, 절연성, 강도가 큰 재질을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(110)은 글래스를 포함하는 레진과 같은 에폭시, 패놀 수지 또는 금속의 경우 Al 등을 포함할 수 있으나, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니다.
반사 유닛(120)은 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 반사 유닛(120)은 기판(110)의 표면 상에 배치될 수 있으며, 반사 유닛(120)은 복수 개의 필름이 적층된 구조일 수 있다. 예컨대, 반사 유닛(120)은 복수 개의 반사 필름(미도시됨)이 이격 배치된 구조일 수 있다. 그리고 복수 개의 반사 필름(미도시됨)은 서로 이격 배치되어 에어 영역을 형성할 수 있다. 이러한 구성을 통해, 반사 유닛(120)은 광원(130)으로부터 발생한 광이 복수 개의 반사 필름(미도시됨)에서 재 반사할 수 있다.
복수 개의 반사 필름은 백색 PET(white polthylen terephthalate)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 반사 유닛(120)은 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 복수 개의 반사 필름은 금속반사 물질 예컨대, 은(Ag)를 포함할 수도 있다. 이와 같이, 복수 개의 반사 필름은 휘도 개선을 위해 다양한 재질을 포함할 수 있다. 다만, 반사 유닛(120)이 없을 수 있다. 이러한 경우에, 기판(110)은 화이트(white) 몰드 처리된 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
반사 유닛(120)은 복수 개의 홀(h)을 포함할 수 있다. 그리고 복수 개의 홀(h)에 광원(130)이 배치될 수 있다. 반사 유닛(120)은 복수 개의 광원(130)을 둘러싸도록 배치되어, 광원(130)에서 측면으로 발생한 광을 상부로 반사하여 조명 유닛 상면에 암부가 형성되지 않도록하므로 광 균일도를 개선할 수 있다. 예컨대, 반사 유닛(120)에서 복수 개의 홀(h)은 이격 배치될 수 있다. 그리고 반사 유닛(120)은 복수 개의 광원(130)으로부터 동일한 거리로 이격 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 반사 유닛(120)은 광원으로부터 출사된 광을 상부로 반사하는 광량 및 방향을 유지하여 균일한 광을 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이, 복수 개의 홀(h)에는 광원(130)이 각각 배치되고, 광원(130)은 반사 유닛(120) 내에 배치될 수 있다. 이 경우, 광원(130)은 측면 발광형 구조일 수 있어, 광원(130)의 수를 대폭 절감할 수 있다. 또한, 광원(130)은 제1 방향(y축 방향)으로 길이가 반사 유닛(120)의 길이보다 작을 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 광원(130)에서 측면으로 발생한 광을 상부로 반사할 수 있다. 또한, 반사 유닛(120)은 제1 방향으로 길이가 레진층(140)의 길이보다 작을 수 있다.
광원(130)은 기판(110) 상에 복수 개 배치될 수 있다. 광원(130)은 후술하는 바와 같이 수백 마이크로미터 내지 수 밀리미터의 길이를 가질 수 있다. 바람직하게, 광원(130)은 단면이 직사각형인 경우, 일변의 길이가 100um 내지 500um일 수 있다. 이러한 광원(130)의 크기에 따라, 복수 개의 광원(130)이 조명 유닛 내에서 각각 복수 개의 영역별로 배치되므로, 조명 유닛은 광원(130)의 제어로 디밍 제어가 수행될 수 있다. 이로써, 실시예에 따른 조명 유닛은 복수 개의 광원(130)을 포함하여 세밀한 디밍 제어가 이루어질 수 있다.
또한, 광원(130)은 사이즈가 작아짐에 따라 에어층의 제1 방향(y축 방향) 길이도 감소하므로, 실시예에 따른 조명 유닛은 두께가 감소할 수 있다.
또한, 조명 유닛에서 각 광원(130)에 의해 광이 출사되는 면적이 감소하므로, 광학 패턴(151)의 사이즈도 작아질 수 있다. 다만, 에어층의 제1 방향(y축 방향)의 길이 감소에 따라 광원(130) 상부로 출사하는 광이 집중되므로, 광학 패턴(151)의 구조에 따라 균일도가 제어될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 광원(130)은 반도체 소자로, 예컨대, LED일 수 있다. 그리고 반도체 소자는 투명기판(1010), 투명기판(1010) 하부에 배치되는 제1 비도전형 반도체층(1020), 제1 비도전형 반도체층(1020) 하부에 배치되는 제1 제어층(1030), 제1 제어층(1030) 하부에 배치되는 반도체 구조물(1100), 제1 도전형 반도체층(1110)에 연결된 제1 전극(1310), 제1 전극(1310)에 연결된 제1 기둥 전극(1410), 제2 도전형 반도체층(1130)에 연결된 제2 전극(1320) 및 제2 전극(1320)에 전기적으로 연결된 제2 기둥 전극(1420)를 포함할 수 있다.
이러한 경우, 반도체 구조물(1100)에서 생성된 광은 반도체 소자의 측면 등을 통해 방출될 수 있다. 그리고 제1 기둥전극(1410)과 제2 기둥 전극(1420)은 회로 패턴(PT) 등과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.
다만, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따른 조명 유닛은 반도체 소자의 패키지 타입의 반도체 모듈을 적용할 수 있다. 또한, 광원(130)은 일반적으로 다양한 종류의 광원(130)의 적용이 가능할 수 있다. 예컨대, 광원(130)은 측면 발광형(side view) 또는 상부 발광형(Top view)의 구조의 LED를 이용할 수 있다.
레진층(140)은 기판(110) 상에 배치되고, 복수 개의 광원(130)을 덮을 수 있다. 레진층(140)은 복수 개의 광원(130)을 각각 덮을 수 있다. 또한, 레진층(140)은 반사 유닛(120)의 홀(h)에 배치될 수 있다. 즉, 레진층(140)은 복수 개로 이격 배치될 수 있다.
레진층(140)은 예컨대 광원(130)에서 측방향으로 출사하는 광을 유도하고, 광을 확산, 분산시킬 수 있다. 이로써, 레진층(140)은 광을 가이드할 수 있다.
또한, 레진층(140)은 광을 확산할 수 있는 재질의 수지로 이루어질 수 있다. 예컨대, 레진층(140)은 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 포함하는 레진일 수 있다. 또한, 레진층(140)은 합성올리고머인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 폴리아크릴인 폴리머와 혼합된 재질을 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 레진층(140)은 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(Hydroxylpropyl acrylate, 2-HEA(2-hydroxyethyl acrylate) 등이 혼합된 모노머를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로서 광개시제(이를 테면, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone 등) 또는 산화방지제 등을 혼합할 수 있다.
아울러, 레진층(140)은 빛의 확산과 반사를 증가시키기 위해서 비드(bead)를 포함할 수 있다. 비드(bead)는 전체 레진층(140) 중량 대비 0.01~0.3% 포함할 수 있다. 즉, 광원(130)에서 측방향으로 출사되는 광은 레진층(140)과 비드를 통해 확산 및 반사되어 상부 방향으로 진행할 수 있게 된다.
그리고 레진층(140)은 상술한 본 발명에 따른 반사 유닛(120)과 더불어 반사 기능을 더욱 촉진시킬 수 있게 된다. 또한, 레진층(140)은 박형화가 가능하여, 두께 감소를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 레진층(140)은 연성의 재질을 포함할 수 있어 플렉서블한 디스플레이에도 적용할 수 있는 범용성을 제공할 수 있다.
또한, 레진층(140)은 에어층(A)의 공기의 굴절율과 광원(130)의 굴절율 사이의 굴절율을 가질 수 있다. 에어층(A)의 굴절율은 광원(130)의 굴절율보다 작을 수 있다. 그리고 레진층(140)은 굴절율이 광원(130)의 굴절율보다 작고, 에어층(A)의 굴절율보다 클 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 레진층(140)은 전반사율을 감소시켜 광 효율을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 레진층(140)은 굴절율이 1.3 내지 1.7일 수 있으며, 광원(130)은 굴절율이 1.7 내지 2.4일 수 있다. 다만, 이러한 수치에 한정되는 것은 아니다.
에어층(A)은 레진층(140) 상에 배치될 수 있다. 에어층(A)은 레진층(140)을 덮을 수 있다. 그리고 에어층(A)은 레진층(140)이 이격 배치되는 경우 레진층(140) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 에어층(A)은 광을 균일하고 안정적으로 확산시킬 수 있다.
구체적으로, 에어층(A)은 레진층(140)의 상면을 기준으로 제1 에어층(A1)과 제2 에어층(A2)으로 구획될 수 있다. 제1 에어층(A1)은 에어층(A)에서 레진층(140) 상면의 상부 영역이고, 제2 에어층(A2)은 에어층(A)에서 레진층(140) 상면의 하부영역일 수 있다.
그리고 제1 에어층(A1)은 광원(130) 상부에 배치될 수 있다. 제2 에어층(A2)은 레진층(140) 사이 또는 광원(130) 사이에 배치될 수 있다.
제1 에어층(A1)은 레진층(140) 상에 배치되어 광이 확산판(160)까지 이동하는 통로일 수 있다. 그리고 제1 에어층(A1)은 빛의 편차를 감소시킬 수 있다.
또한, 제2 에어층(A2)은 레진층(140)과 제1 에어층(A1) 사이에서 전반사된 광이 레진층(140) 내에서 손실되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제2 에어층(A2)은 레진층(140)에 의해 광이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
확산판(160)은 에어층(A) 상에 배치될 수 있다. 확산판(160)은 광원(130) 상부, 보다 구체적으로는 에어층(A) 또는 차광층(150) 상에 배치될 수 있다. 확산판(160)은 에어층(A)을 통과하여 출사되는 광을 전면에 걸쳐 균일하게 확산시킬 수 있다.
확산판(160)은 두께가 0.5mm 내지 5mm의 범위에서 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 조명 유닛의 크기에 따라 적절히 설계변경 가능하다.
특히, 본 발명의　확산판(160)은 도 2에 도시된 바와 같이 상부면 및 상부면과 일체로 형성된 측벽(미도시됨)을 구비한 구조로 이루어질 수 있다. 그리고 측벽(미도시됨)은 광원(130)의 측면을 감싸게 된다.
확산판(160)은 일반적으로 아크릴 수지로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 폴리스티렌(PS), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 환상 올레핀 코폴리(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 레진(resin)과 같은 고투과성 플라스틱 등 광 확산 기능을 수행할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
차광층(150)은 에어층(A) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 차광층(150)은 에어층(A)과 확산판(160) 사이에 배치될 수 있다. 차광층(150)은 에어층(A)의 일면(예컨대 상면)으로부터 출사되는 광을 투광할 수 있다. 차광층(150)은 광 투과율이 우수한 재질을 포함할 수 있다. 예컨대, 차광층(150)은 PET(Polyethylene Telephthalate)를 포함할 수 있다. 그리고 차광층(150)은 복수 개의 시트가 적층된 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
광학 패턴(151)은 차광층(150) 하부에 배치될 수 있다. 광학 패턴(151)은 에어층(A)과 차광층(150) 사이에 배치될 수 있다. 광학 패턴(151)은 광원(130)에서 출사되는 광이 집중되지 않도록 할 수 있다. 즉, 광학 패턴(151)은 균일한 면 발광을 제공할 수 있다.
광학 패턴(151)은 광원(130)에서 출사된 광의 일부를 차광할 수 있다. 그리고 광학 패턴(151)은 광의 강도가 높아 광학 특성이 저하되거나 황색광이 도출(yellowish)되는 현상을 방지할 수 있다. 예컨대, 광학 패턴(151)은 광원(130)에 인접하는 영역에 광이 집중되는 것을 방지하고, 광을 분산시킬 수 있다.
광학 패턴(151)은 차광 잉크를 이용하여 차광층(150)의 하면에 인쇄 공정에 의해 형성될 수 있다. 광학 패턴(151)은 광을 일부 차광하고, 나머지 광은 확산할 수 있도록, 광학 패턴(151)의 밀도, 및/또는 크기가 조절될 수 있다. 이에 따라, 광확 패턴(151)은 차광도, 확산도를 조절할 수 있다. 예컨대, 광효율을 향상시키기 위하여 광학 패턴(151)은 광원(130)에서 멀어질수록 광학 패턴(151)의 밀도가 낮아지도록 조절될 수 있다. 또한, 광학 패턴(151)은 광의 효율과 강도, 차광율을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다.
구체적으로, 광학 패턴(151)은 복합적인 패턴의 중첩인쇄구조로 형성될 수 있다. 즉, 광학 패턴(151)은 하나의 패턴이 형성된 이후에, 형성된 패턴 상부에 다른 패턴 형상을 중첩하여 인쇄하여 형성될 수 있다.
예컨대, 광학 패턴(151)은 확산 패턴과 차광 패턴을 포함하고, 확산 패턴과 차광 패턴이 중첩되는 구조일 수 있다. 그리고 광학 패턴(151)은 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
형광체층(170)은 확산판(160) 상에 배치될 수 있다. 그리고 형광체층(170)은 형광체를 포함하여, 확산판(160)을 통과한 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 형광체는 광원(130)에서 방출되는 광의 일부를 여기시켜 다른 파장을 피크 파장으로 하는 광을 방출할 수 있다. 예컨대, 광원(130)이 청색 광을 발생시키는 경우, 형광체가 황색인 경우 형광체층(170)을 통과한 청색 광은 여기되어 백생 광으로 변화할 수 있다. 또한, 형광체층(170)은 적색, 녹색, 청색의 형광체를 포함하여 백색광을 방출할 수 도 있다. 다만, 이러한 색에 한정되는 것은 아니며, 다양한 조합을 가질 수 있다.
그리고 형광체층(170)은 확산판(160) 상에 배치되어, 광원(130)과 이격 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 광 균일도가 개선될 수 있다.
프리즘 시트(180)는 형광체층(170) 상에 배치될 수 있다. 프리즘 시트(180)는 시트의 표면에 수직 또는 수평으로　형성된 프리즘　패턴을 포함할 수 있다. 그리고 프리즘 시트(180)는　확산판(160)에서 출력되는 광을 집광할 수 있다.
프리즘 시트(180)는 집광 효율을 개선하기 위해, 프리즘 패턴을 삼각형 단면을 갖도록 형성할 수 있으나, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다.
편광층(190)은 프리즘 시트(180) 상부에 배치되고, 프리즘 시트(180)를 통과한 광의 휘도를 증가시킬 수 있다. 편광층(190)은 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 복수 개의 광원은 광학 패턴(151)과 제1 방향(y축 방향)으로 이격 배치될 수 있다. 여기서, 제1 방향은 y축 방향으로 광원에서 광학 패턴을 향한 방향으로 두께 방향이며, 제2 방향은 x축 방향으로 제1 방향에 수직한 방향이다.
구체적으로, 중심축(C)은 복수 개의 광원 각각의 하면의 중심을 지나는 가상선일 수 있다. 예컨대, 중심축(C)은 광원이 사각형인 경우 하면의 마주보는 모서리를 이둥분선의 교점을 지나고, 광원이 원형인 경우 원점을 지날 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 중심축(C)은 광원(130)이 원형, 다각형인 경우에 광원(130)으로부터 광이 가장 많이 출사되는 가상의 선일 수 있다.
또한, 중심축(C)은 복수 개일 수 있다. 중심축(C)은 광원 상부에 배치된 광학 패턴(151)의 중심을 지날 수 있다. 이에 따라, 중심축(C)은 광원의 중심 및 광학 패턴(151)의 중심을 지날 수 있다. 그리고 광학 패턴(151)은 예를 들어, 원형, 다각형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 광학 패턴(151)이 원형인 경우, 중심축(C)은 광학 패턴(151)의 원점을 지날 수 있다. 이에 따라, 광원은 중심축(C)을 기준으로 대칭된 구조를 가질 수 있다. 또한, 광학 패턴(151)은 중심축(C)을 기준으로 대칭된 구조를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 광원의 상부로 출사되는 광의 차광 및 확산이 균일하게 제공할 수 있다.
그리고 조명 유닛은 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(S1)은 광원이 배치된 영역이며, 제2 영역(S2)은 광학 패턴(151)이 배치된 영역이다.
제1 영역(S1)은 제2 영역(S2)과 제1 방향으로 중첩될 수 있다. 즉, 제2 영역(S2)은 면적이 제1 영역(S1)의 면적보다 클 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 광원에서 출사된 광이 광원의 상부로 집중되는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 실시예에 따른 조명 유닛은 광 균일도를 향상시킬 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 9a 내지 도 9d에서 자세히 설명한다.
또한, 실시예에 따른 조명 유닛은 확산판(160)과 기판 사이의 이격 거리(d1)를 조절하여 광의 균일도를 개선할 수 있다. 여기서, 확산판(160)과 기판 사이의 이격 거리(d1)는 확산판(160) 하부에 차광층(150)이 존재하는 경우 차광층(150)이적용될 수 있다. 또한, 확산판과 기판 사이의 이격 거리(d1)는 도 2에서 에어층(A)의 최대 길이와 동일할 수 있다.
확산판과 기판 사이의 이격 거리(d1)는 제1 방향(y축 방향)으로 길이일 수 있다. 확산판과 기판 사이의 이격 거리(d1)가 커질수록 광원과 조명 유닛의 상면이 멀어져 균일도가 향상될 수 있다. 다만, 확산판과 기판 사이의 이격 거리(d1)가 커질수록 광 경로가 증가하여 광손실이 커지며 빛이 도달하지 않는 영역으로 인한 암부를 발생시킬 수 있는 문제점이 존재한다.
그리고 실시예에 따른 조명 유닛은 광원 사이의 이격 거리(W1)를 조절하여 광의 균일도를 개선할 수 있다. 여기서, 광원 사이의 이격 거리(W1)는 인접한 광원의 중심축(c) 사이의 거리(W1)일 수 있다.
이 때, 광원 사이의 이격 거리(W1)는 제2 방향으로 길이일 수 있다. 그리고 광원 사이의 이격 거리가(W1)가 작아지면 조명 유닛의 균일도가 향상될 수 있다. 다만, 광원의 개수가 증가하며, 차광 영역이 넓어져 광이 서로 간섭하여 인지 가능한 명부가 발생하는 문제가 존재한다.
이에 따라, 실시예에 따른 조명 유닛은 확산판과 기판 사이의 이격 거리(d1)와 광원 사이의 이격 거리(W1) 간의 길이 비는 1:0.8 내지 1:2일 수 있다.
확산판과 기판 사이의 이격 거리(d1)와 광원 사이의 이격 거리(W1) 간의 길이 비가 1:0.8보다 작은 경우에, 광원의 개수가 증가하여 저항이 증가하고 전력 손실이 커지며, 광이 광원 상부로 집중되어 균일도가 저하되는 문제가 존재한다.
그리고 확산판과 기판 사이의 이격 거리(d1)와 광원 사이의 이격 거리(W1) 간의 길이 비가 1:2보다 큰 경우에, 광 손실이 커지고, 광의 균일도가 저하되는 문제가 발생한다.
그리고 도 5 내지 도 7은 제1 실시예에 따른 효과를 설명하는 도면이다.
먼저, 도 5은 제1 실시예에 따른 조명 유닛에서 확산판과 기판 사이의 이격 거리가 3㎜ 이고 광원 사이의 이격 거리가 6㎜(도 5(a)), 10㎜(도 5(b)), 12㎜(도 5(c))인 경우에 조명 유닛 상부에서 촬영한 화상이다.
도 5(a)를 살펴보면, 광원 부위에 발생하는 핫 스팟이 없고, 면광원으론 전체에 균일한 화질을 제공할 수 있다. 반면, 도 5(b), (c)를 살펴보면, 광원 부위에 핫 스팟(DA)이 발생하여, 균일도가 낮은 화질이 발생하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 조명 유닛에서 확산판과 기판 사이의 이격 거리가 작아지거나, 광원 사이의 이격 거리가 커지면 균일도가 저하될 수 있다.
그리고 도 6은 제1 실시예에 따른 조명 유닛에서 확산판과 기판 사이의 이격 거리가 5㎜ 이고 광원 사이의 이격 거리가 6㎜(도 6(a)), 10㎜(도 6(b)), 12㎜(도 6(c))인 경우에 조명 유닛 상부에서 촬영한 화상이다.
마찬가지로, 도 6(a), (b)를 살펴보면, 광원 부위에 발생하는 핫 스팟이 없고, 면광원으로 전체에 균일한 광을 안정적으로 제공할 수 있다. 반면, 도 6(c)를 살펴보면, 광원 부위에 핫 스팟(DA)이 발생하여, 균일도가 낮은 화질이 발생하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 확산판과 기판 사이의 이격 거리와 광원 사이의 이격 거리 간의 길이 비에 따라 조명 유닛의 광 균일도가 제어될 수 있다.
또한, 도 7은 제1 실시예에 따른 조명 유닛에서 확산판과 기판 사이의 이격 거리가 7㎜ 이고 광원 사이의 이격 거리가 6㎜(도 6(a)), 12㎜(도 6(b)), 15㎜(도 6(c))인 경우에 조명 유닛 상부에서 촬영한 화상이다.
도 7(a), (b)를 살펴보면, 광원 부위에 발생하는 핫 스팟이 없고, 면광원 전체에 균일한 화질을 제공할 수 있다. 반면, 도 7(c)를 살펴보면, 균일도가 저하되고, 광원 부위에 핫 스팟(DA)이 발생하는 것을 알 수 있다.
도 8a는 제1 실시예에 따른 조명 유닛의 하부 평면도이고, 도 8b는 도 8a에서 M부분의 확대도이다.
도 8a를 참조하면, 복수 개의 광원(130)이 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 그리고 복수 개의 광원(130)은 이격 배치될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 복수 개의 광원(130)은 각각 중심축(C)을 가지며, 중심축은 인접한 중심축과 일정한 거리로 이격 배치될 수 있다.
예컨대, 광원(130) 사이의 이격 거리 (W1)는 5㎜ 내지 30㎜일 수 있다. 다만, 이러한 길이에 한정되는 것은 아니며, 광원(130)의 폭 (W3)에 따라 변경될 수 있다. 그리고 광원(130)의 폭(W3)은 200㎛ 내지 1㎜일 수 있으나, 이러한 길이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 광원(130)은 길이가 긴 폭(W3)이 300㎛이고, 길이가 작은 폭은 150㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 반사 유닛(120)과 레진층(140) 사이의 이격 길이(W2)는 300㎛ 내지 1㎜일 수 있다. 다만, 반사 유닛(120)과 레진층(140) 사이의 이격 길이(W2)는 광원의 폭과 광원 사이의 이격 거리(W1)에 따라 변경될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 광원으로부터 출사된 광은 반사 유닛(120)에서 반사되어 상부를 향해 출사될 수 있다. 이에 따라, 조명 유닛은 광 효율 및 균일도가 개선될 수 있다.
그리고 기판(110) 상에 복수 개의 지지부(PO)가 배치될 수 있다. 지지부(PO)는 기판(110)과 차광층(또는 확산판)사이에 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 지지부(PO)는 차광층(150)(또는 확산판(160))을 지지할 수 있다. 또한, 지지부(PO)는 창광층(150) 상부에 배치되는 확산판(160), 형광체층(170), 프리즘 시트(180), 프리즘 시트(180) 상에 배치되는 편광층(190)을 지지할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 광원(130)은 함녀이 사각형일 수 있다. 다만, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니며, 앞서 설명한 바와 같이 패키지 형상에 따라 원형 또는 다각형일 수 있다. 그리고 레진층(140)은 광원(130)의 형상에 따라 다양한 형상(예컨대, 육각형, 원형, 타원형 등)일 수 있다.
또한, 레진층(140)의 폭(W4)은 광원(130)의 폭(W3)에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 9a는 실시예에 따른 차광층 및 광학 패턴의 평면도이고, 도 9b는 도8a에서 BB'로 절단된 단면도이고, 도 9c 내지 도 9d는 광학 패턴의 평면도이다.
도 9a를 참조하면, 광학 패턴(151)은 복수 개의 광원과 마찬가지로 복수 개일 수 있다. 또한, 복수 개의 광학 패턴(151)은 이격 배치될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이, 광학 패턴(151)은 하부에 배치된 광원의 중심축과 동일한 중심축을 가질 수 있다.
그리고 광학 패턴(151)의 최대 폭(W5)은 광원의 최대 폭(W3)보다 클 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제1 영역(S1)으로 방출된 광을 차광 및 확산하여 상부로 집중된 광에 의해 명부가 생기는 현상을 방지할 수 있다.
이를 위해, 앞서 설명한 바와 같이, 광원에 대한 제1 영역(S1)은 광학 패턴(151)에 대한 제2 영역(S2)에 중첩될 수 있다.
또한, 광학 패턴(151)의 최대 폭(W5)은 광원 사이의 이격 거리(W1)보다 작을 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 광학 패턴(151)이 광원과 광원 사이의 영역 상부로 출사되는 광을 차광하여 광 손실이 발생하는 현상을 방지할 수 있다.
도 9b 내지 도 9d를 참조하면, 광학 패턴(151)은 차광층(150) 하부에 인쇄 스크린에 의해 형성될 수 있으며, 복수 개의 패턴층(151a, 151b, 151c)을 포함할 수 있다. 예컨대, 광학 패턴(151)은 제1 패턴층(151a), 제2 패턴층(151b), 제3 패턴층(151c)를 포함할 수 있다. 복수 개의 패턴층(151a, 151b, 151c)은 광원에 인접할수록 제2 방향으로 길이가 감소할 수 있다.
구체적으로, 복수 개의 패턴층(151a, 151b, 151c)에서 제1 패턴층(151a)은 광원으로부터 이격 거리가 가장 가장 크므로 제2 방향으로 폭(W5-1)이 가장 클 수 있다. 이에 따라, 제2 패턴층(151b), 제3 패턴층(151c) 순으로 광원으로 이격 거리가 작아지므로, 제2 방향으로의 폭도 제2 패턴층(151b)의 폭(W5-2), 제3 패턴층(151c)의 폭(W5-3) 순으로 작아질 수 있다.
먼저, 제1 패턴층(151A)의 최대 폭(W5-1)은 광원(130)의 지향각과 차광층과 기판 사이의 이격 거리(da)에 따라 제어될 수 있다. 여기서, 지향각은 광원의 최대 밝기를 기준으로 1/2배의 밝기가 되는 각도를 나타낸다. 예컨대, 광원(130)의 지향각(θ)이 커질수록 제1 패턴층(151A)의 최대 폭(W5-1)은 커질 수 있다. 또한, 차광층과 기판 사이의 이격 거리(da)가 커질수록 제1 패턴층(151A)의 최대 폭(W5-1)은 작아질 수 있다. 이에 대해, 제1 패턴층(151A)의 최대 폭(W5-1)은 아래 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.
(여기서, W5-1은 제1 패턴층(151A)의 최대 폭(W5-1)이고, da는 차광층과 기판 사이의 이격 거리이고, θ는 광원의 지향각이다)
제1 패턴층(151a)의 최대 폭(W5-1)과 제2 패턴층(151b)의 최대 폭(W5-2) 사이의 폭의 비는 1:0.55 내지 1:0.65일 수 있다.
제1 패턴층(151a)의 최대 폭(W5-1)과 제2 패턴층(151b)의 최대 폭(W5-2) 사이의 폭의 비가 1:0.55보다 작은 경우, 제2 패턴층(151b)의 면적이 감소하여 제2 패턴층(151b)과 제1 패턴층(151a) 사이에 밝은 영역의 링(ring)이 생기는 문제가 존재한다.
제1 패턴층(151a)의 최대 폭(W5-1)과 제2 패턴층(151b)의 최대 폭(W5-2) 사이의 폭의 비가 1:0.65보다 큰 경우, 제1 패턴층(151a)과 제2 패턴층(151b) 사이에 어두운 영역의 링(ring)이 발생하는 문제가 존재한다.
제1 패턴층(151a)의 최대 폭(W5-1)과 제3 패턴층(151c)의 최대 폭(W5-2) 사이의 폭의 비는 1:0.35 내지 1:0.45일 수 있다.
제1 패턴층(151a)의 최대 폭(W5-1)과 제3 패턴층(151c)의 최대 폭(W5-2) 사이의 폭의 비가 1:0.35보다 작은 경우 제2 패턴층(151b)과 제3 패턴층(151c) 사이에 명부가 발생하는 한계가 존재하고, 제1 패턴층(151a)의 최대 폭(W5-1)과 제3 패턴층(151c)의 최대 폭(W5-2) 사이의 폭의 비가 1:0.45보다 큰 경우에 제2 패턴층(151b)과 제3 패턴층(151c) 사이에 암부가 발생하는 문제가 존재한다.
또한, 상기 설명한 바와 같이, 제1 패턴층(151a), 제2 패턴층(151b), 제3 패턴층(151c)은 순서대로 최대 폭이 감소함에 따라, 복수 개의 패턴층(151a, 151b, 151c)은 제1 패턴층(151a), 제2 패턴층(151b), 제3 패턴층(151c) 순으로 갈수록 면적이 감소할 수 있다.
이로써, 제1 패턴층(151a)은 노출되는 영역(S3-1)을 포함할 수 있다. 노출되는 영역(S3-1)은 제1 패턴층(151a)에서 제2 패턴층(151b)과 중첩되는 영역을 제외한 영역일 수 있다.
마찬가지로, 제2 패턴층(151b)은 노출되는 영역(S4-1)을 포함할 수 있다. 노출되는 영역(S4-1)은 제2 패턴층(151b)에서 제3 패턴층(151c)과 중첩되는 영역을 제외한 영역일 수 있다.
제3 패턴층(151c)은 광학 패턴(151)의 최하부에 배치되어 전체가 노출되는 영역(S5-1)일 수 있다.
제1 패턴층(151a)의 노출되는 영역(S3-1), 제2 패턴층(151b)의 노출되는 영역(S4-1), 제3 패턴층(151c)의 노출되는 영역(S5-1)은 각각 광원(130)으로부터 출사된 광을 반사할 수 있다. 또한, 제1 패턴층(151a)의 노출되는 영역(S3-1), 제2 패턴층(151b)의 노출되는 영역(S4-1), 제3 패턴층(151c)의 노출되는 영역(S5-1)은 순서대로 광원(130)으로부터 이격 거리가 커지므로 광원(130)으로부터 출사된 광에 대한 반사율이 커질 수 있다.
즉, 제1 패턴층(151a)의 노출되는 영역(S3-1)은 광에 대한 반사율이 70% 내지 78%이고, 제2 패턴층(151b)의 노출되는 영역(S4-1)은 광에 대한 반사율이 78% 내지 83%이고, 제3 패턴층(151c)의 노출되는 영역(S5-1)은 광에 대한 반사율이 83% 내지 90%일 수 있다. 이로써, 광원으로부터 출사된 광이 거리에 따라 복수 개의 패턴층에서 반사되는 광이 제어됨에 따라, 실시예에 따른 조명 유닛은 광 균일도를 개선할 수 있다.
그리고 제1 패턴층(151a)은 면적(S3)이 광학 패턴(151)의 전체 면적과 동일할 수 있다. 즉, 제1 패턴층(151a)의 면적(S3)은 제2 영역(S2)의 면적과 동일할 수 있다.이러한 구성에 의하여, 광학 패턴(151)은 중심축에서 두께가 가장 클 수 있다. 또한, 광학 패턴(151)은 중심축을 기준으로 제1 방향(y축 방향)으로 두께(d2)가 커질 수 있다. 광학 패턴(151)은 중심축을 기준으로 단차를 형성하면서 두께가 커질 수 있다. 다만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 소정의 기울기로 두께가 커질 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 광원의 상부로 광이 집중되고, 광의 간섭에 의해 명부가 발생하는 현상이 방지될 수 있다. 이로써, 실시예에 따른 조명 유닛은 광 균일도가 개선될 수 있다.
또한, 일예로 조명 유닛은 확산판과 기판 사이의 이격 거리가 작아질수록 제1 패턴층(151a)의 두께(d3), 제2 패턴층(151b)의 두께(d4), 제3 패턴층(151c)의 두께(d5)는 0.008mm 내지 0.01mm일 수 있다. 각 패턴층의 두께는 차광층과 기판 사이의 이격 거리(da)에 의해 변경될 수 있다. 구체적으로, 차광층과 기판 사이의 이격 거리(da)와 광학 패턴(151)의 최대 두께(d2) 간의 길이 비는 1:0.08 내지 1:0.1일 수 있다. 차광층과 기판 사이의 이격 거리(da)와 광학 패턴(151)의 최대 두께(d2) 간의 길이 비가 1:0.08보다 작은 경우, 광학 패턴(151)에서 광원(130)으로부터 출사된 광의 반사율이 감소하여 균일도가 감소하고, 이에 따라 광원과 광원 사이에 암부가 발생할 수 있다. 또한, 차광층과 기판 사이의 이격 거리(da)와 광학 패턴(151)의 최대 두께(d2) 간의 길이 비가 1:0.1보다 큰 경우, 광학 패턴(151)에서 광원(130)으로부터 출사된 광을 흡수하여 광효율이 저감하는 한계가 존재한다.
. 이에 따라, 확산판과 기판 사이의 이격 거리가 작아질수록 광원의 상부로 광이 집중되는 현상이 강해지므로, 중심축(C)에 대한 광 집중도가 커지나, 광학 패턴(151)의 두께도 중심축(C)에 인접할수록 증가하여 광이 집중되는 현상을 방지할 수 있다.
즉, 상기에서 설명한 조명 유닛은 확산판과 기판 사이의 이격 거리(d1)와 광원 사이의 이격 거리(W1) 간의 길이 비를 제어하거나, 광학 패턴의 두께 제어로 균일한 면광원을 구현할 수 있다.
도 10a는 제2 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이고, 도 10b는 제3 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이고, 도 10c는 제4 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이고, 도 10d는 제5 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이고, 도 10e는 제6 실시예에 따른 조명 유닛의 단면도이다.
먼저, 도 10a를 참조하면, 제2 실시예에 따른 조명 유닛은 에어층(A)이 제1 에어층(A1)으로 이루어진 구조일 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 레진층(140)이 기판 또는 반사 유닛 상에 배치될 수 있다. 그리고 레진층(140)은 광원(130) 및 반사 유닛(120)의 상면보다 큰 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 레진층(140)은 반사 유닛(120)과 광원(130)을 덮을 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 레진층(140)은 광 확산을 향상시켜 광 효율을 개선하면서 반사 유닛(120)과 광원(130)을 보호하여 신뢰성을 개선할 수 있다.
이외에 도 2에서 설명한 구조는 동일하게 적용될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 제3 실시예에 따른 조명 유닛은 광원(130) 상부에 반사층(221)이 배치될 수 있다. 예컨대, 반사층(221)은 DBR(Distributed Bragg Reflector)일 수 있으며, 금속, 산화물을 포함할 수 있다. 예컨대, 반사층(221)은 TiO2로 이루어질 수 있으나, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니다.
반사층(221)은 도 4에서 투명 기판(1010) 상에 배치될 수 있다. 반사층(221)은 투명 기판(1010)을 통해 방출되는 광을 일부 투과(L1)하고 나머지는 반사(L2)할 수 있다. 반사층(221)은 투과율이 반사율보다 낮을 수 있다. 예컨대, 반사층(221)은 투과율이 35% 내지 45%이고, 반사율이 55% 내지 65%일 수 있다.
또한, 반사층(221)이 DBR인 경우, 광은 방출 방향에 따라 투과되거나 반사될 수 있다. 이와 같이, 광원(130)에서 방출되는 광은 일부만 상부로 투과되므로 반사층(221)은 광이 광원(130) 상부에 집중되는 현상을 완화할 수 있다. 이로써, 조명 유닛은 광 균일도를 개선할 수 있다.
도 10c를 참조하면, 제4 실시예에 따른 조명 유닛은 도 2의 조명 유닛에서 차광층(150)과 차광층(150) 하부의 광학 패턴(151)이 제거된 구조일 수 있다.
즉, 제4 실시예에 따른 조명 유닛은 기판(110), 기판(110) 상에 배치되는 반사 유닛(120), 기판(110) 상에 배치되는 복수 개의 광원(130), 기판(110) 상에 배치되어 복수 개의 광을 덮는 레진층(140), 레진층(140) 상에 배치되는 확산판(160), 확산판(160) 상에 배치되는 형광체층(170), 형광체층(170) 상에 배치되는 프리즘 시트(180), 프리즘 시트(180) 상에 배치되는 편광층(190)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
앞서 도 2 내지 도 3에서 설명한 바와 같이, 확산판(160)과 기판(110) 사이의 이격 거리(d1) 및 광원(130) 사이의 이격 거리(W1)를 조절하여, 광 균일도를 개선할 수 있다. 또한, 제2 에어층(A2)을 통해 광 효율을 개선할 수 있다.
도 10d를 참조하면, 제5 실시예에 따른 조명 유닛은 도 10c에서 광원(130) 상부에 반사층(221)이 배치될 수 있다. 앞서 도 10b와 마찬가지로, 반사층(221)은 DBR(Distributed Bragg Reflector)일 수 있으며, 금속, 산화물을 포함할 수 있다. 예컨대, 반사층(221)은 TiO2로 이루어질 수 있으나, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니다.
반사층(221)은 도 4에서 투명 기판(1010) 상에 배치될 수 있다. 반사층(221)은 투명 기판(1010)을 통해 방출되는 광을 일부 투과(L1)하고 나머지는 반사(L2)할 수 있다. 반사층(221)은 투과율이 반사율보다 낮을 수 있다. 예컨대, 반사층(221)은 투과율이 35% 내지 45%이고, 반사율이 55% 내지 65%일 수 있다.
또한, 반사층(221)이 DBR인 경우, 광은 방출 방향에 따라 투과되거나 반사될 수 있다. 이와 같이, 광원(130)에서 방출되는 광은 일부만 상부로 투과되므로 반사층(221)은 광이 광원(130) 상부에 집중되는 현상을 완화할 수 있다. 이로써, 조명 유닛은 광 균일도를 개선할 수 있다. 반사층(221) 이외의 구성은 도 10c와 동일하게 적용될 수 있다.
도 10e를 참조하면, 제6 실시예에 따른 조명 유닛은 도 10c의 조명 유닛에서 레진층(140) 상에 배치되는 반사층(211')을 더 포함하는 구조일 수 있다.
반사층(211')은 앞서 도 10b와 도 10d에서 설명한 바와 같이 광원(130)에서 방출되는 광을 투과 및 반사할 수 있다. 마찬가지로 반사층(221')은 DBR(Distributed Bragg Reflector)일 수 있으며, 금속, 산화물을 포함할 수 있다. 예컨대, 반사층(221)은 TiO2로 이루어질 수 있으나, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니다.
또한, 반사층(221)은 도 4에서 투명 기판(1010) 상에 배치될 수 있으므로, 반사층(221)은 투명 기판(1010)을 통해 방출되는 광을 일부 투과(L1')하고 나머지는 반사(L2')할 수 있다. 반사층(221)은 투과율이 반사율보다 낮을 수 있다. 예컨대, 반사층(221)은 투과율이 35% 내지 45%이고, 반사율이 55% 내지 65%일 수 있다.
이와 같이, 광원(130)에서 방출되는 광은 일부만 상부로 투과되므로 반사층(221)은 광이 광원(130) 상부에 집중되는 현상을 완화할 수 있다. 이에 따라, 조명 유닛은 광 균일도를 개선할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 복수 개의 광원;
    상기 기판 상에 배치되어 상기 복수 개의 광원을 덮는 레진층;
    상기 레진층 상에 배치되는 에어층;
    상기 레진층 상에 배치되는 차광층; 및
    상기 차광층과 상기 레진층 사이에 배치되는 광학 패턴;을 포함하고,
    상기 광학 패턴은 중심축이 상기 복수 개의 광원의 중심축과 각각 동일하며, 상기 중심축에서 두께가 가장 크고,
    상기 기판 상에 배치되는 반사유닛;을 포함하고,
    상기 반사유닛의 제1 방향으로 길이는 상기 복수 개의 광원의 상기 제1 방향으로 길이보다 크고,
    상기 제1 방향은 상기 복수 개의 광원에서 상기 광학 패턴을 향한 방향이고,
    상기 레진층의 두께는 상기 광원 및 상기 반사유닛의 두께보다 큰 조명 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차광층과 기판 사이의 이격 거리와 상기 광학 패턴의 최대 두께 간의 길이 비는 1:0.08 내지 1:0.1인 조명 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학 패턴은 상기 중심축을 기준으로 대칭 형태인 조명 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되고 홀을 포함하는 반사유닛을 포함하고,
    상기 복수 개의 광원은 상기 홀에 배치되는 조명 유닛
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 광원은 상기 광학 패턴과 두께 방향으로 중첩되는 조명 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레진층은 상기 복수 개의 광원 및 상기 반사 유닛의 상면보다 큰 두께를 갖는 조명 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광학 패턴은 복수 개의 패턴층을 포함하고,
    상기 광학 패턴은 제1 패턴층, 제2 패턴층 및 제3 패턴층을 포함하고,
    상기 복수 개의 패턴층은 상기 광원에 인접할수록 폭이 감소하고,
    상기 제1 패턴층은 상기 광학 패턴에서 상기 광원으로부터 이격 거리가 가장 크고 폭이 가장 크고,
    상기 제1 패턴층의 최대 폭은 상기 제2 패턴층의 최대 폭과 비가 1:0.55 내지 1:0.65이고,
    상기 제1 패턴층의 최대 폭은 상기 제3 패턴층의 최대 폭과 비가 1:0.35 내지 1:0.45인 조명 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광학 패턴은 상기 광원에 인접할수록 두께가 커지고,
    상기 차광층과 상기 기판 사이의 이격 거리와 상기 광학 패턴의 최대 두께 간의 비는 1:0.08 내지 1:0.1인 조명 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광학 패턴은 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 조명 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광학 패턴의 최대 폭은 상기 광원의 최대 폭보다 크고, 인접한 상기 복수 개의 광원 사이의 이격 거리보다 작은 조명 유닛.
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