KR20120112896A - 백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120112896A
KR20120112896A KR1020110030467A KR20110030467A KR20120112896A KR 20120112896 A KR20120112896 A KR 20120112896A KR 1020110030467 A KR1020110030467 A KR 1020110030467A KR 20110030467 A KR20110030467 A KR 20110030467A KR 20120112896 A KR20120112896 A KR 20120112896A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base substrate
dielectric layer
light
opening
reflective layer
Prior art date
Application number
KR1020110030467A
Other languages
English (en)
Inventor
조현민
박재병
조돈찬
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020110030467A priority Critical patent/KR20120112896A/ko
Priority to US13/364,216 priority patent/US8845168B2/en
Publication of KR20120112896A publication Critical patent/KR20120112896A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/001—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on interference in an adjustable optical cavity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
    • Y10T29/49156—Manufacturing circuit on or in base with selective destruction of conductive paths

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)

Abstract

백라이트 어셈블리는 광원부, 베이스 기판, 유전체층 및 반사층을 포함한다. 광원부는 광을 발생한다. 베이스 기판은 광원부로부터 광을 입사 받는 입사면 및 입사면에 인접하여 광을 출사하는 출사면을 포함한다. 반사층은 베이스 기판 및 유전체층과 함께 오목 패턴을 형성하여 유전체층 상에 형성되며, 반사층에는 출사면을 통과한 광이 투과되는 개구부가 형성된다. 따라서, 광의 효율을 증가시킬 수 있고, 표시 장치의 두께를 감소시킬 수 있다.

Description

백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치{BACKLIGHT ASSEMBLY, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 장치에 적용되는 백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근에는 높은 광 이용 효율 및 고속 스위칭 특성을 장점으로 하는 마이크로 전자기계 시스템(Micro Electro-Mechanical System, MEMS)을 기반으로 하는 표시 장치에 대한 관심이 높아지고 있다.
상기 마이크로 전자기계 시스템을 기반으로 하는 표시 장치는 광원, 도광판, 개구판, 디지털 마이크로 셔터(Digital Micro Shutter, DMS) 및 반사층을 포함한다. 상기 도광판은 광원으로부터 출사된 광을 입사 받는 입사면, 상기 입사면과 대향하는 대향면, 상기 광을 출사하는 출사면, 및 상기 출사면에 대향하는 반사면을 포함한다. 상기 개구판은 광 반사 물질로 형성되고 상기 개구판에는 상기 도광판으로부터 출사되는 광이 투과되는 개구가 형성된다. 상기 디지털 마이크로 셔터는 상기 개구판 상에 형성되고 상기 개구판의 개구부를 개폐한다. 상기 반사층은 상기 도광판으로부터 누설된 광을 상기 도광판 방향으로 반사시킨다.
상기 광원으로부터 입사된 광을 상기 개구판으로 출사시키기 위해 상기 도광판의 반사면에는 삼각 형성과 같은 볼록 패턴이 형성된다. 또한, 상기 출사면으로 출사되는 광의 균일도를 증가시키기 위해 볼록 패턴의 밀도가 증가된다.
상기 마이크로 전자기계 시스템을 기반으로 하는 표시 장치에서는, 광의 이용 효율을 증가시키기 위해 상기 도광판으로부터 출사된 광 중에서 상기 개구판의 개구를 투과하지 못하는 광은 개구판으로부터 반사되거나 상기 반사층으로부터 반사되어 상기 도광판으로 입사되고, 이에 따라, 광이 리사이클링(recycling)된다.
하지만, 상기 도광판의 반사면에 형성된 볼록 패턴의 밀도가 증가하게 되면, 상기 개구판 및 상기 반사판으로부터 반사되어 상기 도광판으로 입사된 광이 볼록 패턴으로 인해 상기 도광판의 출사면 방향으로 향하지 않고, 입사면 및 대향면으로 향하거나 광이 산란되어 광의 효율을 저하시키는 문제점이 있다.
또한, 상기 도광판에 추가적으로, 상기 개구판이 형성되는 유리 기판이 별도로 요구되므로 표시 장치의 두께를 증가시키는 문제점이 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 광의 효율을 향상시키고 표시 장치의 두께를 감소시킨 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 백라이트 어셈블리의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 백라이트 어셈블리를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 광원부, 베이스 기판, 유전체층 및 반사층을 포함한다. 상기 광원부는 광을 발생한다. 상기 베이스 기판은 상기 광원부로부터 상기 광을 입사 받는 입사면 및 상기 입사면에 인접하여 광을 출사하는 출사면을 포함한다. 상기 반사층은 상기 베이스 기판 및 상기 유전체층과 함께 오목 패턴을 형성하여 상기 유전체층 상에 형성되며, 상기 반사층에는 상기 출사면을 통과한 광이 투과되는 개구부가 형성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유전체층에 개구가 형성될 수 있고, 상기 반사층은 상기 개구가 형성된 유전체층 상에 형성될 수 있으며 상기 개구를 통해 상기 베이스 기판의 출사면과 직접 접촉하여, 상기 오목 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유전체층에 형성된 개구의 단면은 삼각형, 사다리꼴형 및 반원형 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유전체층에 홈이 형성될 수 있고, 상기 반사층은 상기 홈이 형성된 유전체층 상에 형성되어, 상기 오목 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유전체층에 형성된 홈의 단면은 삼각형, 사다리꼴형 및 반원형 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 베이스 기판의 출사면에는 홈이 형성될 수 있고, 상기 유전체층 및 상기 반사층은 상기 홈이 형성된 출사면 상에 차례로 형성되어, 상기 오목 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 베이스 기판의 출사면에 형성된 홈의 단면은 삼각형, 사다리꼴형 및 반원형 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 반사층은 알루미늄 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 백라이트 어셈블리는 상기 베이스 기판 하부에 형성된 반사판 및 상기 베이스 기판 및 상기 반사판 사이에 형성된 광학 시트들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 개구부는 상기 오목 패턴이 형성된 영역에 인접하도록 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 제조 방법에서, 입사면 및 상기 입사면에 인접하여 광을 출사하는 출사면을 포함하는 베이스 기판의 상기 출사면 상에 유전체층이 형성된다. 상기 유전체층에 오목 패턴이 형성된다. 상기 오목 패턴이 형성된 유전체층 상에 반사층이 형성된다. 상기 유전체층 및 상기 반사층을 관통하는 개구부가 형성된다. 상기 베이스 기판의 입사면에 광을 제공하는 광원부가 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유전체층을 식각하여 개구를 형성함으로써 상기 유전체층에 오목 패턴이 형성될 수 있고, 상기 개구가 형성된 유전체층 상에 상기 베이스 기판의 출사면과 직접 접촉하도록 상기 반사층이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유전체층을 식각하여 홈을 형성함으로써 상기 유전체층에 오목 패턴이 형성될 수 있고, 상기 홈이 형성된 유전체층 상에 상기 반사층이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 오목 패턴에 인접하도록 상기 유전체층 및 상기 반사층을 식각하여 상기 개구부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 베이스 기판의 하부에 반사판이 더 배치될 수 있고, 상기 베이스 기판 및 상기 반사판 사이에 광학 시트들이 더 배치될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 제조 방법에서, 입사면 및 상기 입사면에 인접하여 광을 출사하는 출사면을 포함하는 베이스 기판의 상기 출사면에 오목 패턴이 형성된다. 상기 오목 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 유전체층이 형성된다. 상기 유전체층 상에 상기 반사층이 형성된다. 상기 유전체층 및 상기 반사층을 관통하는 개구부가 형성된다. 상기 베이스 기판의 입사면에 광을 제공하는 광원부가 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 베이스 기판의 출사면을 일부 식각하여 홈을 형성함으로써, 상기 베이스 기판의 출사면에 오목 패턴이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 오목 패턴에 인접하도록 상기 유전체층 및 상기 반사층을 식각함으로써, 상기 개구부가 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 백라이트 어셈블리 및 표시 패널을 포함한다. 상기 백라이트 어셈블리는 광을 발생하는 광원부, 상기 광원부로부터 광을 입사 받는 입사면 및 상기 입사면에 인접하여 광을 출사하는 출사면을 포함하는 베이스 기판, 및 오목 패턴이 형성되도록 상기 베이스 기판의 출사면에 형성되며 상기 출사면을 통과한 광이 투과되는 개구부가 형성된 반사층을 포함한다. 상기 표시 패널은 상기 백라이트 어셈블리 상에 배치되고, 상기 개구부를 통해 투과된 상기 광을 이용하여 영상을 표시한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 표시 패널은 상기 개구부 상에 배치되어, 상기 개구부를 개폐하는 셔터를 포함할 수 있다.
이와 같은 백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 따르면, 광이 입사되는 베이스 기판의 하면을 평평하게 하고 베이스 기판의 출사면에 오목 패턴이 형성된 반사층을 형성하므로, 베이스 기판으로부터 출사되어 재 입사되는 광의 효율을 증가시킬 수 있고, 마이크로 전자기계 시스템을 기반으로 하는 표시 장치에 사용되는 백라이트 어셈블리에서 광이 입사되는 베이스 기판 외에 별도의 유리 기판이 필요하지 않으므로, 표시 장치의 두께를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 2a 내지 2d는 도 1에 도시된 유전체층과 반사층에 형성된 오목 패턴의 예들을 나타내는 단면도들이다.
도 3a 내지 3c는 도 1에 도시된 반사층에 형성된 오목 패턴 및 개구부의 예들을 나타내는 평면도들이다.
도 4a 내지 4e는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 5a는 비교예에 의한 시뮬레이션을 나타내는 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 시뮬레이션에 따라 도출된 패턴 밀도 대비 출광 효율을 나타내는 그래프이다.
도 6a는 도 1의 본 실시예에 의한 시뮬레이션을 나타내는 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 시뮬레이션에 따라 도출된 패턴 밀도 대비 출광 효율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 5a의 비교예 및 도 1의 실시예에 의한 패턴 밀도 대비 출광 효율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
도 9a 내지 9d는 도 8에 도시된 백라이트 어셈블리의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(100)는 백라이트 어셈블리(200) 및 표시 패널(300)을 포함한다.
상기 백라이트 어셈블리(200)는 광원부(210), 제1 베이스 기판(220), 유전체층(232), 반사층(234), 및 반사판(250)을 포함한다.
상기 광원부(210)는 상기 제1 베이스 기판(220)으로 광을 출사한다. 상기 광원부(210)는 제1 컬러를 가진 광, 제2 컬러를 가진 광 및 제3 컬러를 가진 광을 발생하는 복수의 광원들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 광원부(210)는 적어도 하나의 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(220)은 상기 광원부(210)로부터 출사된 광을 입사 받는다. 구체적으로, 상기 제1 베이스 기판(220)은 상기 광원부(210)로부터 출사된 광을 입사 받는 입사면(222), 상기 입사면(222)에 대향하는 대향면(224), 상기 입사면(222) 및 상기 대향면(224)에 연결되고 상기 입사면(222)으로부터 입사된 광을 상기 표시 패널(300) 방향으로 출사하는 출사면(226), 및 상기 출사면(226)과 대향하고 상기 제1 베이스 기판(220) 내부에서 광을 반사시키는 반사면(228)을 포함한다. 예를 들면, 상기 제1 베이스 기판(220)은 유리 물질을 포함할 수 있다.
상기 유전체층(232) 및 상기 반사층(234)은 상기 제1 베이스 기판(220) 상에 순차적으로 적층된다. 상기 유전체층(232)에는 개구 또는 홈이 형성되고, 상기 개구 또는 홈이 형성된 유전체층(232) 상에 상기 반사층(234)이 형성되면서 상기 반사층(234)에는 오목 패턴(236)이 형성된다. 즉, 상기 반사층(234)은 상기 유전체층(232)과 함께 오목 패턴(236)을 형성한다. 상기 오목 패턴(236)은 상기 제1 베이스 기판(220)의 입사면(222)에서 대향면(224)으로 갈수록 상기 출사면(226)에 근접한 경사면을 포함한다. 이 경우, 상기 오목 패턴(236)이 형성된 부분에서는 상기 유전체층(232)은 개구를 형성하고 상기 반사층(234)이 상기 개구에 형성되면서 상기 제1 베이스 기판(220)과 직접 접촉할 수 있다. 이와 달리, 상기 오목 패턴(236)이 형성된 부분에서는 상기 유전체층(232)에 홈을 형성하고, 상기 반사층(234)이 상기 홈에 형성되면서 상기 제1 베이스 기판(220)과 접촉하지 않을 수 있다.
또한, 상기 유전체층(232) 및 상기 반사층(234)에는 상기 유전체층(232) 및 상기 반사층(234)을 관통하는 개구부(238)가 형성된다. 상기 개구부(238)는 상기 오목 패턴(236)이 형성된 영역과 중첩하지 않는 영역에 형성되고, 상기 제1 베이스 기판(220)의 출사면(226)을 통해 출사되는 광의 일부를 상기 표시 패널(300) 방향으로 투과시킨다.
상기 반사층(234)은 상기 제1 베이스 기판(220)의 출사면(226)으로 출사된 광 중에서 상기 개구부(238)로 출사되지 않은 광을 반사시킨다. 상기 반사층(234)은 상기 제1 베이스 기판(220) 방향으로 오목한 오목 패턴(236)을 포함하고, 이에 따라, 상기 반사층(234)의 오목 패턴(236)에 부딪힌 광은 광의 전반사 조건에 부합하지 않으므로, 상기 제1 베이스 기판(220)을 관통하여 상기 반사판(250)을 향해 출사된다. 예를 들면, 상기 반사층(234)은 알루미늄 물질을 포함할 수 있다.
상기 유전체층(232)는 상기 반사층(234) 하부에 형성되어 상기 반사층(234)의 반사율을 증가시킨다. 예를 들면, 상기 유전체층(232)은 적어도 2개의 층들을 포함할 수 있고, 층들은 각각 이산화규소(SiO2) 물질 및 이산화타이타늄(TiO2) 물질을 포함할 수 있다.
도 2a 내지 2d는 도 1에 도시된 유전체층(232)과 반사층(234)에 형성된 오목 패턴(236)의 예들을 나타내는 단면도들이다.
도 2a를 참조하면, 유전체층(232a)에 단면상 사다리꼴 형상의 개구를 형성하고, 상기 개구가 형성된 상기 유전체층(232a)에 반사층(234a)을 적층하면서 상기 반사층(234a)에 오목 패턴(236a)이 형성된다. 따라서, 상기 오목 패턴(236a)은 단면상 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 실시예에 따라, 상기 유전체층(232a)에 단면상 사다리꼴 형상의 홈을 형성하고, 상기 홈이 형성된 유전체층(232a) 상에 상기 반사층(234a)을 적층하면서 상기 반사층(234a)에 오목 패턴(236a)이 형성될 수도 있다.
도 2b를 참조하면, 유전체층(232b)에 단면상 정삼각형 형상의 개구를 형성하고, 상기 개구가 형성된 상기 유전체층(232b)에 반사층(234b)을 적층하면서 상기 반사층(234b)에 오목 패턴(236a)이 형성된다. 따라서, 상기 오목 패턴(236b)은 단면상 정삼각형 형상을 가질 수 있다. 실시예에 따라, 상기 유전체층(232b)에 단면상 정삼각형 형상의 홈을 형성하고, 상기 홈이 형성된 유전체층(232b) 상에 상기 반사층(234b)을 적층하면서 상기 반사층(234b)에 오목 패턴(236b)이 형성될 수도 있다.
도 2c를 참조하면, 유전체층(232c)에 단면상 반원 형상의 개구를 형성하고, 상기 개구가 형성된 상기 유전체층(232c)에 반사층(234c)을 적층하면서 상기 반사층(234c)에 오목 패턴(236c)이 형성된다. 따라서, 상기 오목 패턴(236c)은 단면상 반원 형상을 가질 수 있다. 실시예에 따라, 상기 유전체층(232c)에 단면상 정삼각형 형상의 홈을 형성하고, 상기 홈이 형성된 유전체층(232c) 상에 상기 반사층(234c)을 적층하면서 상기 반사층(234c)에 오목 패턴(236c)이 형성될 수도 있다.
도 2d를 참조하면, 유전체층(232d)에 단면상 직각 삼각형 형상의 개구를 형성하고, 상기 개구가 형성된 상기 유전체층(232d)에 반사층(234d)을 적층하면서 상기 반사층(234d)에 오목 패턴(236d)이 형성된다. 따라서, 상기 오목 패턴(236d)은 단면상 직각 삼각형 형상을 가질 수 있다. 실시예에 따라, 상기 유전체층(232d)에 단면상 정삼각형 형상의 홈을 형성하고, 상기 홈이 형성된 유전체층(232d) 상에 상기 반사층(234d)을 적층하면서 상기 반사층(234d)에 오목 패턴(236d)이 형성될 수도 있다.
도 3a 내지 3c는 도 1에 도시된 반사층(234)에 형성된 오목 패턴(236) 및 개구부(238)의 예들을 나타내는 평면도들이다.
도 3a를 참조하면, 상기 유전체층(232)에 개구를 형성하고, 상기 개구가 형성된 유전체층(232) 상에 반사층(234)을 적층하면서 상기 반사층(234)에 오목 패턴(236e)이 형성된다. 또한, 상기 반사층(234) 및 상기 유전체층(232)을 관통하여 개구부(238e)가 형성된다. 상기 각각의 오목 패턴(236e) 및 개구부(238e)는 평면상 사각 형상을 가질 수 있다.
도 3b를 참조하면, 상기 유전체층(232)에 개구를 형성하고, 상기 개구가 형성된 유전체층(232) 상에 반사층(234)을 적층하면서 상기 반사층(234)에 오목 패턴(236f)이 형성된다. 또한, 상기 반사층(234) 및 상기 유전체층(232)을 관통하여 개구부(238e)가 형성된다. 상기 오목 패턴(236f)은 평면상 원형 형상을 가지고, 상기 개구부(238e)는 평면상 사각 형상을 가질 수 있다.
도 3c를 참조하면, 상기 유전체층(232)에 개구를 형성하고, 상기 개구가 형성된 유전체층(232) 상에 반사층(234)을 적층하면서 상기 반사층(234)에 오목 패턴(236g)이 형성된다. 또한, 상기 반사층(234) 및 상기 유전체층(232)을 관통하여 개구부(238g)가 형성된다. 상기 각각의 오목 패턴(236g) 및 개구부(238g)는 평면상 바(bar) 형상을 가질 수 있다.
한편, 상기 도 3a 내지 3c에서 상기 유전체층(232)에 개구가 형성되는 것을 설명하였으나, 실시예에 따라 상기 유전체층(232)에 홈이 형성되고 상기 홈이 형성된 유전체층(232) 상에 반사층(234)이 적층되어 오목 패턴(236e, 236f, 236g)이 형성될 수도 있다.
도 2a 내지 2d 및 도 3a 내지 3c에 의하면, 상기 오목 패턴(236) 및 상기 개구부(238)의 형상을 다양하게 설계하여 빛의 난반사를 구현할 수 있다. 또한, 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이 오목 패턴이 마주하여 경사면을 포함하는 경우에는 상기 제1 베이스 기판(220)의 대향면(224)에도 상기 광원부(210)를 추가로 배치할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 반사판(250)은 상기 제1 베이스 기판(220)의 하부에 배치되고, 상기 반사층(234)에 의해 반사된 광을 반사시키며, 상기 반사판(250)에 의해 반사된 광은 상기 제1 베이스 기판(220)을 통과하여 상기 개구부(238)를 투과한다.
상기 백라이트 어셈블리(200)는 상기 제1 베이스 기판(220) 및 상기 반사판(250) 사이에 배치된 광학 시트들(240)을 더 포함할 수 있다. 상기 광학 시트들(240)은 확산 시트(242), 집광 시트(244) 및 프리즘 시트(246)를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(300)은 상기 백라이트 어셈블리(200) 상에 배치되고, 상기 백라이트 어셈블리(200)의 개구부(238)를 통해 투과된 광을 이용하여 영상을 표시한다.
상기 표시 패널(300)은 제2 베이스 기판(310), 스위칭 소자(320), 절연층(330), 전극들(340) 및 디지털 마이크로 셔터(350)를 포함한다.
상기 제2 베이스 기판(310)은 유리 또는 플라스틱 물질을 포함할 수 있고, 상기 제2 베이스 기판(310)은 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인과 같은 신호 라인을 포함할 수 있다.
상기 스위칭 소자(320)는 상기 게이트 라인과 연결되는 게이트 전극, 상기 데이터 라인과 연결되는 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 이격되어 마주보는 드레인 전극을 포함할 수 있다.
상기 절연층(330)은 상기 신호 라인들이 형성된 상기 제2 베이스 기판(310) 기판 및 상기 스위칭 소자(320) 위에 형성된다.
상기 전극들(340)은 상기 스위칭 소자(320)와 전기적으로 연결되고, 상기 디지털 마이크로 셔터(350)의 양측에 배치되어 상기 디지털 마이크로 셔터(350)를 구동시킨다. 상기 전극들(340)은 상기 스위칭 소자(320)로부터의 전기적 신호에 따라 두 전극 사이에 전계를 형성하여 상기 디지털 마이크로 셔터(350)가 상기 제2 베이스 기판(310)과 평행한 수평 방향으로 이동할 수 있도록 한다.
상기 디지털 마이크로 셔터(350)는 상기 전극들(340)의 구동에 따라 상기 백라이트 어셈블리(200)의 개구부(238)를 개폐한다. 상기 디지털 마이크로 셔터(350)가 상기 개구부(238)를 개방하면 상기 백라이트 어셈블리(200)로부터 출사된 광은 투과되고, 상기 디지털 마이크로 셔터(350)가 상기 개구부(238)를 폐쇄하면 상기 백라이트 어셈블리(200)로부터 출사된 광은 차단된다.
상기 표시 장치(100)는 상기 백라이트 어셈블리(200) 및 상기 표시 패널(300) 사이에 절연성 유체(400)를 더 포함한다. 상기 절연성 유체(400)는 상기 백라이트 어셈블리(200)로부터 출광되는 광의 직진성을 유지하고, 예를 들면, 상기 절연성 유체(400)는 오일(oil)을 포함할 수 있다.
도 4a 내지 4e는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리(200)의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(220)의 출사면(226) 상에 유전체층(232)을 형성한다. 상기 유전체층(232)은 적어도 2개의 층들을 포함할 수 있고, 층들은 각각 이산화규소(SiO2) 물질 및 이산화타이타늄(TiO2) 물질을 포함할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 상기 유전체층(232)에 오목 패턴(235)을 형성한다. 상기 오목 패턴(235)은 상기 제1 베이스 기판(220)의 입사면(222)에서 대향면(224)으로 갈수록 상기 출사면(226)에 근접한 경사면을 포함한다. 예를 들면, 상기 오목 패턴(235)은 상기 제1 베이스 기판(220)의 출사면(226)과 접촉하는 개구일 수 있으며, 단면상 사다리꼴 형상, 삼각형 형상 또는 반원 형상을 가질 수 있다. 상기 오목 패턴(235)의 개구는, 상기 유전체층(232) 상에 상기 개구에 대응하여 관통홀이 형성된 마스크를 배치한 후, 마스크를 이용한 식각 공정으로 상기 유전체층(232)을 식각하여 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 오목 패턴(235)은 바닥면이 상기 제1 베이스 기판(220)의 출사면(226)과 접촉하지 않는 홈일 수도 있고, 상기 홈은, 상기 유전체층(232) 상에 상기 홈에 대응하여 관통홀이 형성된 마스크를 배치한 후, 마스크를 이용한 식각 공정으로 상기 유전체층(232)을 식각하여 형성될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 상기 개구가 형성된 유전체층(232) 상에 상기 제1 베이스 기판(220)의 출사면(226)과 직접 접촉하도록 상기 반사층(234)을 형성한다. 상기 반사층(234)은 코팅(coating) 방식, 스퍼터링(sputtering) 방식, 및 화학 기상 증착 방식 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 반사층(234)의 두께는 균일하고, 이에 따라, 상기 반사층(234)에는 상기 오목 패턴(236)이 형성된다. 실시예에 따라, 상기 유전체층(232)에 홈이 형성된 경우, 상기 반사층(234)은 상기 홈이 형성된 유전체층(232) 상에 형성될 수 있다.
도 4d를 참조하면, 상기 유전체층(232) 및 상기 반사층(234)을 관통하는 상기 개구부(238)를 형성한다. 상기 개구부(238)는 상기 오목 패턴(236)이 형성된 영역에 인접하도록 형성된다. 상기 개구부(238)는, 상기 반사층(234) 상에 상기 개구부(238)에 대응하여 관통홀이 형성된 마스크를 배치한 후, 마스크를 이용한 식각 공정을 통해 상기 반사층(234) 및 상기 유전체층(232)을 식각하여 형성될 수 있다.
도 4e를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(220)의 하부에 상기 광학 시트들(240) 및 상기 반사판(250)을 배치하고, 상기 제1 베이스 기판(220)의 입사면(222)에 상기 광원부(210)를 배치한다.
도 5a는 비교예에 의한 시뮬레이션을 나타내는 백라이트 어셈블리의 단면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 시뮬레이션에 따라 도출된 패턴 밀도 대비 출광 효율을 나타내는 그래프이다.
도 5a를 참조하면, 비교예에 의한 백라이트 어셈블리는 광원부(110), 도광판(120), 광학 시트들(140), 베이스 기판(130), 유전체층(132), 반사층(134) 및 반사판(150)을 포함한다.
도 5a에 도시된 비교예에 의한 시뮬레이션의 초기 조건은 다음과 같다.
[비교예에 의한 시뮬레이션의 초기 조건]
Figure pat00001
즉, 반사층(134), 반사판(150) 및 도광판(120)의 패턴에 의해 광학 시트들(140)을 투과한 양(K0)은 0이고, 반사층(134)과 반사판(150)에서 반사되어 광학 시트들(140)에서 반사되지 않고 투과한 광의 양(K'0)은 0이며, 도광판(120)의 내부 광의 양(G0)은 초기 입력량(L0)이고, 광학 시트들(140)로부터 출광되어 베이스 기판(130)으로 입력되는 광의 양(H0)은 0이며, 반사층(134)에서 반사되어 광학 시트들(140)에서 투과되지 않고 반사된 광의 양(M0)은 0이다.
비교예에 의한 시뮬레이션의 파라미터는 다음과 같다.
[비교예에 의한 시뮬레이션의 파라미터]
Figure pat00002
즉, 베이스 기판(130)의 개구율(Ar)은 0.15, 광학 시트들(140)의 상방 투과율(Ts)과 하방 투과율(T'S)은 동일, 광학 시트들(140)에서의 광 손실율(Ws)은 0.05, 베이스 기판(130)의 반사율(pa)은 0.98, 반사판(150)의 반사율(pr)은 0.98, 도광판(120) 및 베이스 기판(130)의 투과율(Tl)은 0.99로 설정한다.
도 5a의 비교예에서는 하부로부터 반사판(150), 도광판(120), 광학 시트들(140) 및 개구부가 형성된 베이스 기판(130)의 순서로 배열되어 있고, 광원부(110)로부터 도광판(120)에 입사된 광은 도광판(120)의 하면에 형성된 패턴에 의해 난반사가 이루어지므로, 비교예에 의한 시뮬레이션에 따라 백라이트 어셈블리로부터 출광되는 출광량을 도출하는 수학식은 다음과 같다.
[비교예에 의한 백라이트 어셈블리로부터 출광되는 출광량 도출 수학식]
Figure pat00003
우선, 광학 시트들(140)로부터 출사되어 베이스 기판(130)으로 입사되는 광의 양(Hn)은, 반사층(134), 반사판(150) 및 도광판(120)의 패턴에 의해 광학 시트들(140)을 투과한 광의 양(Kn)과 반사층(134)과 반사판(150)에서 반사되어 광학 시트들(140)에서 반사되지 않고 투과한 광의 양(K'n)과 반사층(134)에서 반사되어 광학 시트들(140)에서 투과되지 않고 반사된 광의 양(Mn)을 더한 값에 베이스 기판(130)의 투과율(Tl)을 곱한 값이다.
또한, 문자 Z의 값은 "반사판(150)의 반사율(pr)과 도광판(120)의 투과율(Tl) 4제곱과 (1-유효 패턴 밀도(dp))의 제곱을 곱한 값"이다.
반사층(134), 반사판(150) 및 도광판(120)의 패턴에 의해 광학 시트들(140)을 투과한 광의 양(Kn)을 산출한다. 구체적으로, 도광판(120)의 내부 광의 양(Gn-1)과 유효 패턴 밀도(dp)와 베이스 기판(130)의 투과율(Tl)과 광학 시트들(140)의 상방 투과율(Ts)을 곱한 값에, 반사층(134), 반사판(150) 및 도광판(120)의 패턴에 의해 광학 시트들(140)을 투과한 광의 양(Kn-1)과 (1-광학 시트들(140)의 상방 투과율(Ts)-광학 시트들(140)의 광 손실율(Ws))과 문자 Z의 값을 곱한 값을 더하여 산출한다.
또한, 반사층(134)과 반사판(150)에서 반사되어 광학 시트들(140)에서 반사되지 않고 투과한 광의 양(K'n)을 산출한다. 구체적으로, 광학 시트들(140)로부터 출사되어 베이스 기판(130)으로 입사되는 광의 양(Hn-1)과 (1-베이스 기판(130)의 개구율(Ar))과 베이스 기판(130)의 반사율(pa)과 광학 시트들(140)의 하방 투과율(T's)과 문자 Z의 값과 광학 시트들(140)의 상방 투과율(Ts)을 곱한 값에, 반사층(134)과 반사판(150)에서 반사되어 광학 시트들(140)에서 반사되지 않고 투과한 광의 양(K'n-1)과 (1-광학 시트들(140)의 상방 투과율(Ts)-광학 시트들(140)의 광 손실율(Ws))과 문자 Z의 값을 곱한 값을 더하여 산출한다.
또한, 반사층(134)에서 반사되어 광학 시트들(140)에서 투과되지 않고 반사된 광의 양(Mn)을 산출한다. 구체적으로, 광학 시트들(140)로부터 출사되어 베이스 기판(130)으로 입사되는 광의 양(Hn-1)과 (1-베이스 기판(130)의 개구율(Ar))과 베이스 기판(130)의 반사율(pa)과 베이스 기판(130)의 투과율(Tl)과 (1-광학 시트들(140)에서의 하방 광 손실율(W's)-광학 시트들(140)의 하방 투과율(T's))을 곱한다.
또한, 도광판(120) 내부 광의 양(Gn)을 산출한다. 구체적으로, 도광판(120) 내부 광의 양(Gn-1)과 도광판(120)의 투과율(Tl)과 (1-유효 패턴 밀도(dp))와 도광판(120)의 투과율(Tl)을 곱한 값에, 광학 시트들(140)로부터 출사되어 베이스 기판(130)으로 입사되는 광의 양(Hn-1)과 (1-베이스 기판(130)의 개구율(Ar))과 베이스 기판(130)의 반사율(pa)과 광학 시트들(140)의 하방 투과율(T's)과 도광판(120)의 투과율(Tl)과 유효 패턴 밀도(dp)와 도광판(120)의 투과율(Tl)을 곱한 값을 더한다.
또한, 베이스 기판(130)의 개구부로 출사되는 광의 양(Xn)을 산출한다. 구체적으로, 베이스 기판(130)에 입력되는 광의 양(Hn)과 베이스 기판(130)의 개구율(Ar)과 베이스 기판(130)의 투과율(Tl)을 곱한다.
최종적으로, 각각의 개구부들에서 출력되는 광의 양을 더하여 백라이트 어셈블리로부터 출력되는 광의 양(Fout)을 산출한다.
도 5b를 참조하면, 비교예에 의한 백라이트 어셈블리에서 유효 패턴 밀도, 광학 시트들의 투과율 및 출광 효율간의 관계를 나타낸다. 여기서, 출광 효율은 도 5a의 시뮬레이션을 통해 산출된 백라이트 어셈블리로부터 출력되는 광의 양(Fout)을 상기 도광판(120)으로 입사된 광의 양으로 나눈 값이다. 비교예의 의한 백라이트 어셈블리에서, 유효 패턴 밀도가 약 20％ 이하에서는 유효 패턴 밀도가 증가할수록 출광 효율이 증가하지만, 유효 패턴 밀도가 약 20％ 이상 초과하면 광학 시트들(140)의 투과율에 따라 출광 효율이 감소하거나 증가율이 둔화된다. 구체적으로, 유효 패턴 밀도가 약 20％ 초과일 때, 광학 시트들(140)의 투과율이 약 70％ 이하이면 유효 패턴 밀도가 증가할수록 출광 효율이 감소하고, 광학 시트들(140)의 투과율이 약 70％ 초과하면 유효 패턴 밀도가 증가할수록 출광 효율이 증가하지만 유효 패턴 밀도가 약 20％ 이하일 때보다 증가율이 둔화된다. 따라서, 비교예에서는 유효 패턴 밀도가 증가하더라도 광학 시트들의 투과율에 따라 출광 효율이 감소할 수 있다.
도 6a는 도 1의 본 실시예에 의한 시뮬레이션을 나타내는 백라이트 어셈블리(200)의 단면도이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 시뮬레이션에 따라 도출된 패턴 밀도 대비 출광 효율을 나타내는 그래프이다.
도 6a에 도시된 본 실시예에 의한 시뮬레이션의 초기 조건은 다음과 같다.
[본 실시예에 의한 시뮬레이션의 초기 조건]
Figure pat00004
즉, 반사층(234)과 반사판(250)으로부터 반사되어 광학 시트들(250)을 투과한 광의 양(K0)은 0이고, 제1 베이스 기판(220)에서 광학 시트들(240)로 출사된 광 중에서 광학 시트들(240)에 의해 반사된 광의 양(K'0)은 0이며, 제1 베이스 기판(220) 내부 광의 양(G0)은 초기 입력량(L0)이고, 광학 시트들(240)로부터 출사되어 제1 베이스 기판(220)으로 입력되는 광의 양(H0)은 0이며, 반사층(234)에서 반사되어 광학 시트들(240)에서 투과되지 않고 반사된 광의 양(M0)은 0이며, 반사층(234)에 반사되고 광학 시트들(240)을 투과한 광의 양(Fo)은 0이다.
본 실시예에 의한 시뮬레이션의 파라미터는 비교예에 의한 시뮬레이션의 파라미터와 동일하다.
도 6a의 실시예에서는 하부로부터 반사판(250), 광학 시트들(240) 및 개구부가 형성된 베이스 기판(220)의 순서로 배열되어 있고, 광원부(110)로부터 베이스 기판(220)에 입사된 광은 베이스 기판(120)의 상면에 형성된 패턴에 의해 난반사가 이루어지므로, 본 실시예에 의한 시뮬레이션에 따라 백라이트 어셈블리로(200)부터 출광되는 출광량을 도출하는 수학식은 다음과 같다.
[본 실시예에 의한 백라이트 어셈블리로부터 출광되는 출광량 도출 수학식]
Figure pat00005
반사층(234)에서 반사되어 광학 시트들(240)에서 투과되지 않고 반사된 광의 양(Mn)을 산출한다. 구체적으로, 제1 베이스 기판(220) 내부 광의 양(Gn-1)과 유효 패턴 밀도(dp)와 제1 베이스 기판(220)의 반사율(pa)과 제1 베이스 기판(220)의 투과율(Tl)과 (1-광학 시트들(240)의 투과율(Ts)-광학 시트들(240)의 광 손실율(Ws))을 곱한다.
또한, 반사층(234)에 반사되고 광학 시트들(240)을 투과한 광의 양(Fn)을 산출한다. 구체적으로, 반사층(234)에 반사되고 광학 시트들(240)을 투과한 광의 양(Fn-1)과 반사판(250)의 반사율(pr)과 (1-광학 시트들(240)의 투과율(Ts)-광학 시트들(240)의 광 손실율(Ws))을 곱한 값에, 제1 베이스 기판(220) 내부 광의 양(Gn-1)과 유효 패턴 밀도(dp)와 제1 베이스 기판(220)의 반사율(pa)과 제1 베이스 기판(220)의 투과율(Tl)과 광학 시트들(240)의 투과율(Ts)을 곱한 값을 더한다.
또한, 반사층(234)과 반사판(250)으로부터 반사되어 광학 시트들(240)을 투과한 광의 양(Kn)을 산출한다. 구체적으로, 반사층(234)에 반사되고 광학 시트들(240)을 투과한 광의 양(Fn-1)과 반사판(250)의 반사율(pr)과 광학 시트들(240)의 투과율(Ts)을 곱한다.
또한, 제1 베이스 기판(220)에서 광학 시트들(240)로 출사된 광 중에서 광학 시트들(240)에 의해 반사된 광의 양(K'n)을 산출한다. 구체적으로, 광학 시트들(240)로부터 출사되어 제1 베이스 기판(230)으로 입사되는 광의 양(Hn-1)과 제1 베이스 기판(220)의 반사율(pa)과 (1-유효 패턴 밀도(dp)-제1 베이스 기판(220)의 개구율(Ar))과 (1-광학 시트들(240)의 투과율(Ts)-광학 시트들(240)의 광 손실율(Ws))을 곱한다.
또한, 제1 베이스 기판(220) 내부 광의 양(Gn)을 산출한다. 구체적으로, 제1 베이스 기판(220) 내부 광의 양(Gn-1)과 제1 베이스 기판(220)의 투과율(Tl)과 (1-유효 패턴 밀도(dp))와 제1 베이스 기판(220)의 투과율(Tl)을 곱한다.
또한, 광학 시트들(240)로부터 출사되어 제1 베이스 기판(230)으로 입사되는 광의 양(Hn)을 산출한다. 구체적으로, 반사층(234)과 반사판(250)으로부터 반사되어 광학 시트들(240)을 투과한 광의 양(Kn)과 제1 베이스 기판(220)에서 광학 시트들(240)로 출사된 광 중에서 광학 시트들(240)에 의해 반사된 광의 양(K'n)과 반사층(234)에서 반사되어 광학 시트들(240)에서 투과되지 않고 반사된 광의 양(Mn)을 더한 값에 제1 베이스 기판(220)의 투과율(Tl)을 곱한다.
또한, 제1 베이스 기판(220)의 개구부를 통해 출사된 광의 양(Xn)을 산출한다. 구체적으로, 광학 시트들(240)로부터 출사되어 제1 베이스 기판(230)으로 입사되는 광의 양(Hn)과 제1 베이스 기판(220)의 개구율(Ar)과 제1 베이스 기판(220)의 투과율(Tl)을 곱한다.
최종적으로, 각각의 개구부들에서 출력되는 광의 양을 더하여 백라이트 어셈블리로부터 출력되는 광의 양(Fout)을 산출한다.
도 6b를 참조하면, 실시예에 의한 백라이트 어셈블리에서 유효 패턴 밀도, 광학 시트들의 투과율 및 출광 효율간의 관계를 나타낸다. 여기서, 출광 효율은 도 6adml 시뮬레이션을 통해 산출된 백라이트 어셈블리로부터 출력되는 광의 양(Fout)을 상기 베이스 기판(220)으로 입사된 광의 양으로 나눈 값이다. 본 실시예의 의한 상기 백라이트 어셈블리(200)에서, 유효 패턴 밀도가 증가할수록 출광 효율이 증가한다. 비록, 상기 광학 시트들(240)의 투과율이 증가할수록 유효 패턴 밀도 대비 출광 효율의 증가율은 감소하지만, 상기 광학 시트들(240)의 투과율이 증가하더라도 유효 패턴 밀도 대비 출광 효율은 감소하지 않고 꾸준히 증가한다. 따라서, 실시예에서는 상기 광학 시트들(240)의 투과율이 증가하더라도 유효 패턴 밀도가 증가할수록 출광 효율이 증가한다.
도 7은 도 5a의 비교예 및 도 1의 실시예에 의한 유효 패턴 밀도 대비 출광 효율을 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 광학 시트들(140, 240)의 투과율이 0.6으로 설정된 경우, 이점 쇄선으로 도시된 비교예에서는 유효 패턴 밀도가 약 10％를 초과하여 증가하면 출광 효율이 감소되지만, 실선으로 도시된 본 실시예에서는 유효 패턴 밀도가 증가할수록 출광 효율이 증가된다. 즉, 비교예에서는 패턴 밀도가 약 12％ 일 때 출광 효율이 약 21％이나, 실시예에서는 패턴 밀도가 약 60％ 이더라도 출광 효율이 약 27％이다. 또한, 비교예에서 출광 효율이 증가하다가 떨어지는 유효 패턴 밀도의 전환점과, 실시예에서 출광 효율이 급증하는 유효 패턴 밀도의 지점은 약 10％임을 알 수 있다.
본 실시예에서는 상기 표시 패널(300)이 상기 디지털 마이크로 셔터(350)를 포함하는 마이크로 전자기계 시스템 기반의 표시 패널인 것으로 설명되었으나, 이에 한정하지 아니하고 상기 표시 패널(300)은 액정을 포함하는 액정 표시 패널, 전기 영동층을 포함하는 전기 영동 표시 패널, 및 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 패널일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 베이스 기판(220)의 하면을 평평하게 하고, 상기 제1 베이스 기판(220)의 출사면(226)에 오목 패턴(236)을 포함한 반사층(234)을 형성하므로, 상기 제1 베이스 기판(220)으로부터 출사되어 재 입사된 광의 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 마이크로 전자기계 시스템을 기반으로 하는 표시 장치에 사용되는 백라이트 어셈블리에서 상기 제1 베이스 기판(220) 외에 별도의 유리 기판이 필요하지 않으므로, 표시 장치의 두께를 감소시킬 수 있다.
실시예 2
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
본 실시예에 의한 백라이트 어셈블리(700)는 도 1에 도시된 표시 장치(100)에 포함될 수 있고, 본 실시예에 의한 백라이트 어셈블리(700)는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리(200)와 비교하여 제1 베이스 기판(700), 유전체층(732) 및 반사층(734)을 제외하고는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리(200)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1과 동일한 부재는 동일한 참조 부호로 나타내고, 중복되는 상세한 설명은 생략될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 백라이트 어셈블리(700)는 광원부(210), 제1 베이스 기판(720), 유전체층(732), 반사층(734), 및 반사판(250)을 포함한다.
상기 제1 베이스 기판(720)은 상기 광원부(210)로부터 출사된 광을 입사 받는 입사면(722), 상기 입사면(722)에 대향하는 대향면(724), 상기 입사면(722) 및 상기 대향면(724)에 연결되고 상기 입사면(722)으로부터 입사된 광을 출사하는 출사면(726), 및 상기 출사면(726)과 대향하고 상기 제1 베이스 기판(720) 내부에서 광을 반사시키는 반사면(728)을 포함한다. 상기 출사면(726)에는 홈이 형성되고, 상기 홈은 상기 입사면(722)에서 상기 대향면(728)으로 갈수록 상기 반사면(728)에 근접한 경사면을 포함한다.
상기 유전체층(732) 및 상기 반사층(734)은 상기 홈이 형성된 출사면(726) 상에 균일하게 형성되고, 이에 따라, 상기 반사층(734)에는 오목 패턴(736)이 형성된다. 즉, 상기 반사층(734)은 상기 제1 베이스 기판(720) 및 상기 유전체층(732)과 함께 오목 패턴을 형성한다. 또한, 상기 유전체층(732) 및 상기 반사층(734)에는 상기 유전체층(732) 및 상기 반사층(734)을 관통하는 개구부(738)가 형성된다. 상기 개구부(738)는 상기 오목 패턴(736)이 형성된 영역에 인접하여 형성되고, 상기 제1 베이스 기판(720)의 출사면(726)을 통해 출사되는 광의 일부를 투과시킨다.
상기 제1 베이스 기판(720)에 형성된 홈 및 상기 오목 패턴(736)은, 도 2a 내지 2d에 도시된 바와 같이 단면상 사다리꼴 형상, 정삼각형 형상, 반원 형상 및 직각 삼각형 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 베이스 기판(720)에 형성된 홈 및 상기 오목 패턴은, 도 3a 내지 3c에 도시된 바와 같이 평면상 사각 형상, 원형 형상 및 바(bar) 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 반사층(734)은 상기 제1 베이스 기판(720)의 출사면(726)으로 출사된 광 중에서 상기 개구부(738)로 출사되지 않은 광을 반사시킨다. 상기 반사층(734)은 상기 제1 베이스 기판(720) 방향으로 오목한 오목 패턴(736)을 포함하고, 이에 따라, 상기 반사층(734)의 오목 패턴(736)에 부딪힌 광은 광의 전반사 조건에 부합하지 않으므로, 상기 제1 베이스 기판(720)을 관통하여 상기 반사판(250)을 향해 출사된다. 예를 들면, 상기 반사층(734)은 알루미늄 물질을 포함할 수 있다.
상기 유전체층(732)은 상기 반사층(734) 하부에 형성되어 상기 반사층(734)의 반사율을 증가시킨다. 예를 들면, 상기 유전체층(732)은 적어도 2개의 층들을 포함할 수 있고, 층들은 각각 이산화규소(SiO2) 물질 및 이산화타이타늄(TiO2) 물질을 포함할 수 있다.
도 9a 내지 9d는 도 8에 도시된 백라이트 어셈블리(700)의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 9a를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(720)의 출사면(726)의 일부에 오목 패턴(735)을 형성한다. 상기 오목 패턴(735)에 대응하여 관통홀이 뚫린 마스크를 상기 제1 베이스 기판(720) 상에 배치한 후, 상기 마스크를 이용한 식각 공정으로 상기 제1 베이스 기판(720)의 출사면(726)을 일부 식각하여 상기 오목 패턴(735)을 형성할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 상기 오목 패턴(735)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(720) 상에 상기 유전체층(732) 및 상기 반사층(734)을 순차적으로 적층하여 상기 반사층(734)에 상기 오목 패턴(736)을 형성한다. 상기 각각의 유전체층(732) 및 반사층(734)은 코팅(coating) 방식, 스퍼터링(sputtering) 방식, 및 화학 기상 증착 방식 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다.
도 9c를 참조하면, 상기 유전체층(732) 및 상기 반사층(734)을 관통하는 상기 개구부(738)를 형성한다. 상기 개구부(738)는 상기 오목 패턴(236)이 형성된 영역에 인접하도록 형성된다. 상기 개구부(738)는, 상기 반사층(734) 상에 상기 개구부(738)에 대응하여 관통홀이 형성된 마스크를 배치한 후, 마스크를 이용한 식각 공정으로 상기 반사층(734) 및 상기 유전체층(732)을 식각하여 형성될 수 있다.
도 9d를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(720)의 하부에 상기 광학 시트들(240) 및 상기 반사판(250)을 배치하고, 상기 제1 베이스 기판(720)의 입사면(722)에 상기 광원부(210)를 배치한다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 베이스 기판(720)의 출사면(726)에 오목 패턴(735)을 형성하고, 상기 오목 패턴(735)이 형성된 제1 베이스 기판(720) 상에 상기 유전체층(732) 및 반사층(734)을 형성하므로, 상기 백라이트 어셈블리(700) 및 상기 백라이트 어셈블리(700)를 포함하는 표시 장치의 두께를 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 의하면, 광이 입사되는 베이스 기판의 하면을 평평하게 하고 베이스 기판의 출사면에 오목 패턴이 형성된 반사층을 형성하므로, 베이스 기판으로부터 출사되어 재 입사되는 광의 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 마이크로 전자기계 시스템을 기반으로 하는 표시 장치에 사용되는 백라이트 어셈블리에서 광이 입사되는 베이스 기판 외에 별도의 유리 기판이 필요하지 않으므로, 표시 장치의 두께를 감소시킬 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시 장치 200, 700: 백라이트 어셈블리
300: 표시 패널 400: 절연성 유체
210: 광원부 220, 720: 제1 베이스 기판
232: 유전체층 234: 반사층
236, 736: 오목 패턴 238: 738: 개구부
240: 광학 시트들 250: 반사판
310: 제2 베이스 기판 320: 스위칭 소자
330: 절연층 340: 전극들
350: 디지털 마이크로 셔터

Claims (20)

  1. 광을 발생하는 광원부;
    상기 광원부로부터 상기 광을 입사 받는 입사면 및 상기 입사면에 인접하여 광을 출사하는 출사면을 포함하는 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 출사면 상에 형성된 유전체층; 및
    상기 베이스 기판 및 상기 유전체층과 함께 오목 패턴을 형성하여 상기 유전체층 상에 형성되며, 상기 출사면을 통과한 광이 투과되는 개구부가 형성된 반사층을 포함하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유전체층에 개구가 형성되고, 상기 반사층은 상기 개구가 형성된 유전체층 상에 형성되며 상기 개구를 통해 상기 베이스 기판의 출사면과 직접 접촉하여, 상기 오목 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유전체층에 형성된 개구의 단면은 삼각형, 사다리꼴형 및 반원형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유전체층에 홈이 형성되고, 상기 반사층은 상기 홈이 형성된 유전체층 상에 형성되어, 상기 오목 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서, 상기 유전체층에 형성된 홈의 단면은 삼각형, 사다리꼴형 및 반원형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서, 상기 베이스 기판의 출사면에는 홈이 형성되고, 상기 유전체층 및 상기 반사층은 상기 홈이 형성된 출사면 상에 차례로 형성되어, 상기 오목 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서, 상기 베이스 기판의 출사면에 형성된 홈의 단면은 삼각형, 사다리꼴형 및 반원형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서, 상기 반사층은 알루미늄 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기판 하부에 형성된 반사판; 및
    상기 베이스 기판 및 상기 반사판 사이에 형성된 광학 시트들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서, 상기 개구부는 상기 오목 패턴이 형성된 영역에 인접하도록 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  11. 입사면 및 상기 입사면에 인접하여 광을 출사하는 출사면을 포함하는 베이스 기판의 상기 출사면 상에 유전체층을 형성하는 단계;
    상기 유전체층에 오목 패턴을 형성하는 단계;
    상기 오목 패턴이 형성된 유전체층 상에 반사층을 형성하는 단계;
    상기 유전체층 및 상기 반사층을 관통하는 개구부를 형성하는 단계; 및
    상기 베이스 기판의 입사면에 광을 제공하는 광원부를 배치하는 단계를 포함하는 백라이트 어셈블리의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 유전체층에 오목 패턴을 형성하는 단계는 상기 유전체층을 식각하여 개구를 형성하는 것을 특징으로 하며,
    상기 반사층을 형성하는 단계는 상기 개구가 형성된 유전체층 상에 상기 베이스 기판의 출사면과 직접 접촉하도록 상기 반사층을 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 유전체층에 오목 패턴을 형성하는 단계는 상기 유전체층을 식각하여 홈을 형성하는 것을 특징으로 하며,
    상기 반사층을 형성하는 단계는 상기 홈이 형성된 유전체층 상에 상기 반사층을 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 개구부를 형성하는 단계는 상기 오목 패턴에 인접하도록 상기 유전체층 및 상기 반사층을 식각하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 베이스 기판의 하부에 반사판을 배치하는 단계; 및
    상기 베이스 기판 및 상기 반사판 사이에 광학 시트들을 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 제조 방법.
  16. 입사면 및 상기 입사면에 인접하여 광을 출사하는 출사면을 포함하는 베이스 기판의 상기 출사면에 오목 패턴을 형성하는 단계;
    상기 오목 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 유전체층을 형성하는 단계;
    상기 유전체층 상에 상기 반사층을 형성하는 단계;
    상기 유전체층 및 상기 반사층을 관통하는 개구부를 형성하는 단계; 및
    상기 베이스 기판의 입사면에 광을 제공하는 광원부를 배치하는 단계를 포함하는 백라이트 어셈블리의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 베이스 기판의 출사면에 오목 패턴을 형성하는 단계는 상기 베이스 기판의 출사면을 일부 식각하여 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 개구부를 형성하는 단계는 상기 오목 패턴에 인접하도록 상기 유전체층 및 상기 반사층을 식각하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리의 제조 방법.
  19. 광을 발생하는 광원부, 상기 광원부로부터 광을 입사 받는 입사면 및 상기 입사면에 인접하여 광을 출사하는 출사면을 포함하는 베이스 기판, 및 오목 패턴이 형성되도록 상기 베이스 기판의 출사면에 형성되며 상기 출사면을 통과한 광이 투과되는 개구부가 형성된 반사층을 포함하는 백라이트 어셈블리; 및
    상기 백라이트 어셈블리 상에 배치되고, 상기 개구부를 통해 투과된 상기 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 표시 패널은 상기 개구부 상에 배치되어, 상기 개구부를 개폐하는 셔터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
KR1020110030467A 2011-04-04 2011-04-04 백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치 KR20120112896A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110030467A KR20120112896A (ko) 2011-04-04 2011-04-04 백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치
US13/364,216 US8845168B2 (en) 2011-04-04 2012-02-01 Backlight assembly, method of manufacturing the same and display apparatus having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110030467A KR20120112896A (ko) 2011-04-04 2011-04-04 백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120112896A true KR20120112896A (ko) 2012-10-12

Family

ID=46927056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110030467A KR20120112896A (ko) 2011-04-04 2011-04-04 백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8845168B2 (ko)
KR (1) KR20120112896A (ko)

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000214804A (ja) * 1999-01-20 2000-08-04 Fuji Photo Film Co Ltd 光変調素子及び露光装置並びに平面表示装置
EP1420273B1 (en) * 2000-01-13 2007-08-01 Nitto Denko Corporation Optical film and liquid-crystal display device
US7430355B2 (en) * 2003-12-08 2008-09-30 University Of Cincinnati Light emissive signage devices based on lightwave coupling
US7110176B2 (en) * 2004-05-07 2006-09-19 Arisawa Mfg. Co., Ltd. Reflex-type screen
KR100977890B1 (ko) 2005-02-23 2010-08-24 픽스트로닉스 인코포레이티드 디스플레이 방법들 및 장치들
KR20060130999A (ko) * 2005-06-14 2006-12-20 삼성전자주식회사 개선된 도광판, 도광판을 개선한 백라이트 어셈블리 및이를 구비한 표시 장치
BRPI0612997A2 (pt) * 2005-07-22 2010-12-14 Qualcomm Inc dispositivos mems e respectivos mÉtodos de fabrico
CN100437276C (zh) * 2005-08-05 2008-11-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 直下式背光模组及液晶显示装置
JP4321537B2 (ja) * 2006-03-23 2009-08-26 エプソンイメージングデバイス株式会社 液晶装置及び液晶装置の製造方法
KR100763397B1 (ko) 2006-03-29 2007-10-05 엘지전자 주식회사 멤스를 이용한 디스플레이 장치
US7417784B2 (en) * 2006-04-19 2008-08-26 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Microelectromechanical device and method utilizing a porous surface
US7876489B2 (en) 2006-06-05 2011-01-25 Pixtronix, Inc. Display apparatus with optical cavities
EP2291694A2 (en) * 2008-05-28 2011-03-09 QUALCOMM MEMS Technologies, Inc. Light guide panel with light turning microstructure, method of fabrication thereof, and display device
US9070900B2 (en) * 2008-11-13 2015-06-30 Joled Inc Method of manufacturing display, and display
KR101496846B1 (ko) * 2008-12-24 2015-03-02 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 트랜지스터를 포함하는 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR101571777B1 (ko) * 2009-03-06 2015-11-26 삼성디스플레이 주식회사 광가이드 유닛 및 이를 갖는 표시장치
US9121979B2 (en) * 2009-05-29 2015-09-01 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination devices and methods of fabrication thereof
US8194197B2 (en) * 2010-04-13 2012-06-05 Sharp Kabushiki Kaisha Integrated display and photovoltaic element
JP5877992B2 (ja) * 2010-10-25 2016-03-08 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20120250347A1 (en) 2012-10-04
US8845168B2 (en) 2014-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6140838B2 (ja) マルチビーム回折格子ベースの背面照明
CA3044192C (en) Multiview displays having a reflective support structure
JP2016505898A5 (ko)
KR20100027827A (ko) 표시 장치
JP4949278B2 (ja) 面状照明装置
KR20170128769A (ko) 각도 선택 반사층을 채용한 단일 방향 격자-기반 백라이팅
JP2011014520A (ja) 照明装置及び表示装置
JP5773792B2 (ja) 表示装置
KR20110096561A (ko) 광원장치용 도광체 및 그의 제조 방법
JP2009164103A (ja) 光学プレート、これを備えるバックライトアセンブリ及び表示装置
KR20110049557A (ko) 멤스 소자를 이용한 표시 장치 및 그 제조 방법
JP2015144118A (ja) 光学シート及び発光装置
KR20160082789A (ko) 표시 장치
JP5410474B2 (ja) 表示装置
JP2014178489A (ja) 表示装置
JP2024510729A (ja) コリメートバックライトモジュール用の楔状導光板及びコリメートバックライトモジュール
JP2009251122A (ja) 導光板及びバックライト装置
KR20080018328A (ko) 측면형 백라이트 장치의 도광판 구조
JP4155274B2 (ja) 電気光学装置、電子機器及び照明装置
KR20120112896A (ko) 백라이트 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치
JP2011228275A (ja) 表示装置および導光板
TWM564174U (zh) 導光元件、背光模組及顯示裝置
US11650449B2 (en) Display panel and display apparatus
JP6346240B2 (ja) マルチビーム回折格子ベースの背面照明
KR100908427B1 (ko) 프리즘 시트

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right