KR20160076346A - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘도 균일도뿐 아니라, 색 균일도가 우수한 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것으로, 본 발명의 백라이트 유닛은 광원이 실장된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로 기판의 상부에 구비되며, 상방으로 빛을 반사시키는 제1반사부재; 상기 제1반사 부재의 상부 또는 하부에 배치되며, 특정 파장의 광을 흡수하거나, 다른 파장의 빛으로 변환시키는 색 조절부; 상기 제1반사부재의 상부에 이격되어 배치되며, 광이 투과되는 다수의 투광부를 포함하며, 상기 투광부를 통해 일부 빛을 상방으로 투과시키고, 투과되지 않은 빛은 하방으로 반사시키는 제2반사부재; 및 상기 제1반사부재의 상부 또는 제2반사 부재의 상부에 구비되는 양자점 필름을 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 LED을 이용한 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 색 균일도가 개선된 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. 액정표시장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 빛이 입사되어 화상을 형성하는 수광형 디스플레이 장치이기 때문에, 광을 제공하기 광원이 필수적으로 요구된다. 종래에는 액정표시장치의 광원으로 냉음극 형광램프(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 주로 사용되어 왔으나, 냉음극 형광 램프는 장치가 대형화될 경우 휘도 균일성을 확보하기 어렵고, 색 순도가 떨어진다는 문제점이 있다.
따라서, 최근에는 액정표시장치의 광원으로 냉음극 형광 램프 대신 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)를 사용하고 있는 추세이다. 한편, 발광 다이오드로 백색광을 구현하기 위해서는 청색 LED칩의 밀봉층에 황색 형광체, 적색 형광체, 또는 녹색 형광체 등을 혼합하는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 상기와 같이 형광체를 이용하는 방법은 광 효율이 떨어지고, 파장 제어가 쉽지 않으며, 높은 연색성(color rendering index)이 요구되는 고품질 장치에는 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.
최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 발광 다이오드의 색 변환을 위해 형광체 대신 양자점(Quantum Dot, QD)을 이용하는 기술들이 제안되고 있다.
한국공개특허 제10-2014-0038062호(특허문헌)에는 발광 다이오드의 상부에 퀀텀 도트부를 형성한 발광 장치가 개시되어 있다. 이와 같이 양자점을 사용한 발광 장치의 경우, 형광체 등을 사용하는 종래 장치들에 비해 우수한 색 재현성을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 상기 장치의 경우, 발광 다이오드 중심 영역과 외각 영역에서의 광 리사이클링(recycling)에 의한 퀀텀 도트부에서의 변환되는 색 차이가 발생하기 때문에, 발광 다이오드 중심 영역과 외각 영역에서의 빛의 색깔이 불균일해진다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 휘도 균일도 뿐 아니라, 색 균일도가 우수한 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하고자 한다.
일 구현예에 따르면, 본 발명은 광원이 실장된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로 기판의 상부에 구비되며, 상방으로 빛을 반사시키는 제1반사부재; 상기 제1반사 부재의 상부 또는 하부에 배치되며, 특정 파장의 광을 흡수하거나, 다른 파장의 빛으로 변환시키는 색 조절부; 상기 제1반사부재의 상부에 이격되어 배치되며, 광이 투과되는 다수의 투광부를 포함하며, 상기 투광부를 통해 일부 빛을 상방으로 투과시키고, 투과되지 않은 빛은 하방으로 반사시키는 제2반사부재; 및 상기 제1반사부재의 상부 또는 제2반사부재의 상부에 구비되는 양자점 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
다른 구현예에 따르면, 본 발명은 액정표시패널 및 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치로, 상기 백라이트 유닛이 광원이 실장된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로 기판의 상부에 구비되며, 상방으로 빛을 반사시키는 제1반사부재; 상기 제1반사 부재의 상부 또는 하부에 배치되며, 특정 파장의 광을 흡수하거나, 다른 파장의 빛으로 변환시키는 색 조절부; 상기 제1반사부재의 상부에 이격되어 배치되며, 광이 투과되는 다수의 투광부를 포함하며, 상기 투광부를 통해 일부 빛을 상방으로 투과시키고, 투과되지 않은 빛은 하방으로 반사시키는 제2반사부재; 및 상기 상기 제1반사부재의 상부 또는 제2반사부재의 상부에 구비되는 양자점 필름을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 백라이트 유닛은 광원에서 나오는 빛을 흡수하거나 파장을 변환시키는 색 조절부를 구비하여, 발광 다이오드의 중심부와 외각부 사이의 색 차이를 보정함으로써 색 균일도가 우수한 광을 제공할 수 있도록 하였다.
또한, 본 발명과 같이, 색 조절부 또는 제1반사부재에 형성된 홀의 크기를 광원에서 가까울수록 커지도록 구성하고, 제2반사부재의 투광부의 크기를 광원에서 가까울수록 작아지도록 구성할 경우, 양자점 필름에 입사하는 광량이 더욱 균일해져 색 균일도를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1구현예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2구현예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3구현예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4구현예를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제5구현예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제6구현예를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제7구현예를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 백라이트 유닛의 광원과의 거리에 따른 휘도 및 색 특성을 보여주는 그래프이다.
도 10은 종래의 백라이트 유닛의 광원과의 거리에 따른 휘도 및 색 특성을 보여주는 그래프이다.
도 11은 본 발명에 따른 제2반사 부재의 일례를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 양자점 필름의 일례를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 라운드 프리즘 필름의 일례를 보여주는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 자세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 도면 및 구현예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예시일 뿐, 본 발명이 하기 도면 및 구현예에 의해 한정되는 것은 아니다.
하기 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함한다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 구현예들 각각의 특징적인 부분들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 구현예들은 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
도 1에는 본 발명의 제1구현예에 따른 백라이트 유닛이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛은 광원(130)이 실장된 인쇄회로기판(110), 제1반사부재(120), 색 조절부(190), 제2반사부재(150), 양자점 필름(170)을 포함한다. 한편, 본 발명의 백라이트 유닛은, 필요에 따라, 상기 제1반사부재(120)와 제2반사부재(150) 사이에 스페이서(140)를 더 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 확산필름(160) 및 광학 필름(180)들을 추가로 포함할 수 있다.
상기 광원(130)은 광을 제공하기 위한 것으로, 인쇄회로기판(110)에 실장되는 LED(발광다이오드)일 수 있으며, 보다 구체적으로는, 상기 LED는 발광면이 상방을 향하는 탑뷰(top view) 방식 또는 발광면이 측면을 향하는 사이드뷰(side view) 방식의 청색 LED, 녹색 LED, UV LED 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 인쇄회로기판(110) 상에는 상기 LED가 복수개 실장된다.
상기 제1반사시트(120)는 상기 인쇄회로 기판의 상부에 구비되며, 상방으로 빛을 반사시킨다.
상기 제1반사시트(120)의 상부 또는 하부에는 특정 파장의 광을 흡수하거나, 다른 파장의 빛으로 변환시키는 색 조절부(190)가 구비된다.
광원(130)에서 출광된 빛 중 일부는 광원 (130)상부에 배치되는 여러 필름들을 통과하여 외부로 배출되며, 나머지는 상기 필름들의 계면에서 반사되면서 리사이클링된다. 그런데 일반적으로 LED가 위치하는 바로 윗 부분(이하, LED 중심영역이라 함)에서는 투과되는 빛의 양이 많고, LED가 위치하지 않는 부분(이하, LED 외각 영역이라 함)에서는 투과되는 빛의 양이 적기 때문에 휘도 불균일이 발생하게 된다. 따라서, 광원 상부에 투광부를 갖는 제2반사부재(150)를 배치하여, 제1반사부재(120)와 제2반사부재(150) 사이에서 빛을 리사이클시켜 배출한다. 이때, 제2반사부재(150)의 투광부를 광원과의 거리가 가까울수록 작게 형성할 경우, 휘도 분포를 더욱 균일하게 할 수 있다. 그러나, 이 경우 LED 중심 영역에 제2반사부재(150)의 반사부가 더 많이 분포하게 되기 때문에 제2반사부재(150)와 양자점 필름(170) 사이에서의 광 리사이클링이 LED 중심 영역에서 보다 더 많이 일어나게 되고, 그 결과, 양자점 필름에서 색 변환되는 빛의 양이 달라지게 되어, LED 중심 영역에서의 빛과 LED 외각 영역의 빛의 색깔이 달라지게 된다. 이에 본 발명에서는 색 조절부(190)를 통해 제1반사부재(120)로 반사된 빛들의 파장을 변환시켜 색을 바꿔주거나, 특정한 색의 광을 흡수하도록 함으로써 상기와 같은 색차를 보정할 수 있도록 하였다. 이와 같은 색 조절부(190)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 특정 파장의 광을 흡수하는 광 흡수체나 형광체 등과 같은 파장 변환 물질을 포함하는 수지 등을 이용하여 패턴 형상으로 인쇄하는 방법이나, 도 2에 도시된 바와 같이, 광 흡수 시트 또는 색 변환 시트 등을 이용하여 형성할 수 있다.
한편, 상기 색 조절부(190)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1반사 부재(120)의 상부에 광을 투과시키는 다수의 개구부(192)를 구비한 패턴 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 개구부(192)는 광원에 가까울수록 그 크기가 커지도록 구성되는 것이 바람직하다. 개구부를 이와 같이 형성할 경우, 광원과의 거리에 따라 색 조절부(190)의 면적이 달라지게 된다. 구체적으로는, 광원과 가까운 곳에서는 색 조절부(190)의 면적이 작아지게 되고, 광원과 먼 곳에서는 색 조절부(190)의 면적이 커지게 된다. 이에 따라, 광원과 먼 곳, 즉 LED 외각 영역에서 색 조절부에 의한 색 변환이 더 많이 일어나게 되어 LED 중심 영역과 LED 외각 영역의 색차를 줄임으로써 색 균일도를 개선할 수 있다.
다음으로, 상기 제2반사부재(150)는 상기한 바와 같이, 광원에서 배출되는 광의 휘도 균일도를 향상시키기 위한 것으로, 상기 제1반사부재(120)의 상부에 이격되어 배치되며, 광이 투과되는 다수의 투광부(152)를 포함한다. 상기 투광부를 통해 광원(130)에서 발생된 빛의 일부를 상방으로 투과시키고, 투과되지 않은 빛은 하방으로 반사시킨다. 한편, 상기 투광부(152)는, 이로써 제한되는 것은 아니나, 도 3에 도시된 바와 같이, 관통공 형태로 형성될 수 있으며, 광원에서 가까울수록 투광부의 크기가 작아지도록 형성될 수 있다. 한편, 도 3에는 상기 제2반사부재(150)의 투광부(152)들이 동일한 중심을 갖는 동심원 형태로 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 투광부들의 배치 형태 및 홀의 형상은 다양한 형태로 변경될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2반사 부재(150)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 광원으로부터 멀어질수록 상기 투광부(152)들 사이의 간격이 커지도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이, 광원에서 가까울수록 투광부의 크기가 작고, 광원에서 멀어질수록 투광부의 크기가 커지기 때문에, 투광부(152)들 사이의 간격을 동일하게 형성할 경우, 제2반사 부재(150)에서 빛을 반사시키는 면적이 광원에서 멀어질수록 작아지게 된다. 상기한 바와 같이, 이와 같은 반사 면적의 불균일에 의해 리사이클링되는 빛의 양이 달라지게 되며, 그 결과, 양자점 필름에서 색 변환되는 빛의 양이 달라지게 되어, LED 중심 영역에서의 빛과 LED 외각 영역의 빛의 색깔이 달라지게 된다. 그러나, 상기와 같이 제2반사 부재의 투광부(152)들의 간격을 광원으로부터 멀어질수록 커지도록 할 경우, 반사 면적 차이가 줄어들게 되어 색차 불균일을 개선할 수 있다.
다음으로, 상기 양자점 필름(170)은 광원에서 발생된 빛의 파장을 변환시켜 백색광을 구현할 수 있도록 하기 위한 것이다. 양자점이란, 발광 나노 입자로 양자 고립 효과(quantum confinement effect)를 가지는 수 나노미터(nm) 크기의 반도체 결정체로 광원으로부터 주입되는 광의 파장을 변환하여 출사한다.
상기 양자점은, 예를 들면, CdS, CdO, CdSe, CdTe, Cd3P2, Cd3As2, ZnS, ZnO, ZnSe, ZnTe, MnS, MnO, MnSe, MnTe, MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Hg12, AgI, AgBr, Al2O3, Al2S3, Al2Se3, Al2Te3, Ga2O3, Ga2S3, Ga2Se3, Ga2Te3, In2O3, In2S3, In2Se3, In2Te3, SiO2, GeO2, SnO2, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO2, PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaInP2, InN, InP, InAs, InSb, In2S3, In2Se3, TiO2, BP, Si, Ge, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 반도체 결정을 포함하는 단일층 또는 다중층 구조의 입자일 수 있다.
한편, 상기 양자점의 직경은 1nm 내지 10nm 정도일 수 있다. 양자점은 그 크기에 따라 발광 파장이 달라지는 성질을 가지므로, 적절한 크기의 양자점을 선택하여 원하는 색깔의 광을 얻을 수 있다.
상기와 같은 양자점을 포함하는 양자점 필름은, 도 12에 도시된 바와 같이, 요구되는 파장대별 양자점 입자들(172)과 산란제(173)를 레진(174)에 분산시킨 다음, 이를 기재 상에 도포한 후 경화시키는 방법을 통해 형성될 수 있다. 이때, 상기 양자점 필름은 양자점을 포함하는 레진층(171)의 상부 및/또는 하부에 양자점을 보호하기 위한 배리어 필름(175)을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 양자점 필름(170)에 포함되는 양자점은 사용되는 광원에 따라 다양하게 조합될 수 있다. 예를 들면, 광원으로 청색 LED를 사용하는 경우에는 상기 양자점 필름(170)은 황색 발광 양자점을 포함하거나, 또는 적색 발광 양자점 및 녹색 발광 양자점을 포함할 수 있다. 또는 상기 광원으로 청색 LED와 녹색 LED를 조합하여 사용할 경우에는, 상기 양자점 필름(170)은 적색 발광 양자점을 포함하도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 백라이트 유닛은, 필요에 따라, 상기 제1반사부재(120) 및 제2반사부재(150) 사이에 스페이서(140)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 스페이서(140)는 제1반사부재(120)와 제2반사부재(150)의 이격시키기 위한 것으로, 제1반사 부재(120)의 상면에 형성될 수도 있고, 제2반사부재(150)의 하면에 형성될 수도 있다.
또한, 상기 양자점 필름(170)의 상부 및/또는 하부에는, 필요에 따라, 확산 필름(160)이나 집광 필름(180) 등과 같은 광학 시트들이 더 포함될 수 있다. 이때, 상기 확산 필름(160) 및 집광 필름(180)은 제2반사 부재(150)를 통과하여 외부로 배출되는 통과한 빛을 확산 및 집광시켜 백라이트 유닛의 휘도 분포를 개선하고, 휘도를 향상시키기 위한 것이다. 도 1에는 확산 필름(160)이 양자점 필름(170) 하부에 배치되고, 집광 필름(180)이 양자점 필름(170)의 상부에 배치되는 것으로 기재되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 확산 필름 및 집광 필름이 모두 양자점 필름의 상부에 배치될 수도 있다. 또한, 도면에는 확산 필름 및 집광 필름이 1개씩 구비된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나 이상의 확산 필름 및 집광 필름이 적용될 수 있다. 한편, 상기 집광 필름으로는, 프리즘 시트, 렌티큘러 시트, DBEF 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 집광 필름으로는, 도 13에 도시된 바와 같은 라운드 프리즘 필름을 사용할 수 있다. 라운드 프리즘 필름은 프리즘 필름의 정각 부분이 라운드 처리된 필름으로, 이를 사용할 경우 프리즘 필름의 정각 부분에서 빛의 확산이 일어나 프리즘 필름을 사용하는 경우보다 색차가 개선되는 효과를 얻을 수 있다.
도 2 및 도 3에는 본 발명의 제2구현예에 따른 백라이트 유닛이 도시되어 있다. 상기 제2구현예에 따른 백라이트 유닛에 있어서, 제1반사부재(120) 및 색 조절부(190)의 구성을 제외한 나머지 구성요소는 제1구현예와 동일하므로, 여기서는 제1반사부재(120) 및 색 조절부(190)에 대해서만 설명하고, 나머지 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 제2구현예에 따르면, 상기 색 조절부(190)는 상기 제1반사부재(120)의 하부에 형성되고, 상기 제1반사 부재(120)에는 광을 투과시키기 위한 다수의 홀(hole)이 형성된다. 이와 같이 색 조절부(190)을 다수의 홀(122a, 122b, 122c)이 형성된 제1반사부재(120) 하부에 형성할 경우, 인쇄 등을 통해 패턴화하는 공정을 수행할 필요 없이, 광 흡수체나 형광체 등과 같은 파장 변환 물질을 포함하는 시판되는 필름들을 인쇄회로 기판과 반사판 사이에 삽입하는 방법으로 색 조절부(190)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 색 조절부(190)에는 LED 칩이 통과할 수 있도록 LED 칩에 해당되는 부분이 타공되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1반사부재(120)의 홀(hole)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 광원에 가까울수록 그 크기가 커지도록 구성되는 것이 바람직하다. 제1반사부재(120)의 홀의 크기를 상기와 같이 구성할 경우, 색 균일도를 더욱 개선할 수 있다. 한편, 도 3에는 상기 제1반사부재(120)의 홀들이 동일한 중심을 갖는 동심원 형태로 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 홀들의 배치 형태 및 홀의 형상은 다양한 형태로 변경될 수 있다.
한편, 도 4에는 본 발명의 제3구현예에 따른 백라이트 유닛이 도시되어 있다, 상기 제3구현예에 있어서, 색 조절부(190)의 구성을 제외한 나머지 구성요소는 제2구현예와 동일하다. 따라서, 여기서는 색 조절부(190)에 대해서만 설명하고, 나머지 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 제3구현예에 따르면, 상기 색 조절부(190)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(110)의 상면에 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 광 흡수체나 형광체 등과 같은 파장 변환 물질을 포함하는 수지를 상기 인쇄회로기판(110)의 상면에 인쇄하는 방법 등을 통해 색 조절부(190)를 형성할 수 있다. 한편, 본 구현예의 경우, 상기 제2구현예와 동일하게 제1반사부재(120)에 다수의 홀들이 형성되어 있으므로, 색 조절부(190)를 상기 제1구현예와 같이 홀을 포함하는 형태로 형성하지 않고, 평탄하게 형성할 수 있다.
다음으로, 도 5에는 본 발명의 제4구현예에 따른 백라이트 유닛이 도시되어 있다. 상기 제4구현예는 색 조절부(190) 대신에 제2반사부재(150) 상부에 역 프리즘 필름(300)을 포함한다는 점에서 제1구현예와 차이가 있으며, 나머지 구성요소들은 제1구현예와 동일하다.
즉, 본 발명의 제4구현예에 따른 백라이트 유닛은, 도 5에 도시된 바와 같이, 광원(130)이 실장된 인쇄회로기판(110); 상기 인쇄회로기판(110)의 상부에 구비되며, 상방으로 빛을 반사시키는 제1반사부재(120); 상기 제1반사부재의 상부에 이격되어 배치되며, 광이 투과되는 다수의 투광부를 포함하며, 상기 투광부를 통해 일부 빛을 상방으로 투과시키고, 투과되지 않은 빛은 하방으로 반사시키는 제2반사부재(150); 상기 제2반사부재 상부에 배치되는 역 프리즘 필름(300); 및 상기 제1반사부재의 상부 또는 제2반사 부재의 상부에 구비되는 양자점 필름(170)을 포함한다. 또한, 본 구현예에 따른 백라이트 유닛은 제1구현예에서 설명한 것과 동일하게, 필요에 따라, 확산 필름(160), 집광 필름(180), 스페이서(140)를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 제2반사부재(150) 상부에 역 프리즘 필름(300)을 포함할 경우, 양자점 필름의 계면에서 반사된 빛들 중 상당량이 역 프리즘 필름(300)에 의해 굴절 및 반사되어 제2반사부재(150)에 도달하지 않고 상부 방향으로 향하게 된다. 그 결과 필름 간 계면에서 리사이클링되는 빛들이 양자점 필름을 재통과하면서 색 변환되는 정도가 줄어들게 되어 색차 발생을 줄일 수 있다.
도 6에는 본 발명의 제5구현예에 따른 백라이트 유닛이 도시되어 있다. 제5구현예에 따른 백라이트 유닛은, 제2반사부재(150) 상부에 역 프리즘 필름(300)을 추가로 포함한다는 점 이외에는 상술한 제1 내지 제3구현예와 동일하다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 제5구현예에 따른 백라이트 유닛은 광원(130)이 실장된 인쇄회로기판(110); 상기 인쇄회로기판(110)의 상부에 구비되며, 상방으로 빛을 반사시키는 제1반사부재(120); 상기 제1반사 부재의 상부 또는 하부에 배치되며, 특정 파장의 광을 흡수하거나, 다른 파장의 빛으로 변환시키는 색 조절부(190); 상기 제1반사부재의 상부에 이격되어 배치되며, 광이 투과되는 다수의 투광부를 포함하며, 상기 투광부를 통해 일부 빛을 상방으로 투과시키고, 투과되지 않은 빛은 하방으로 반사시키는 제2반사부재(150); 상기 제2반사부재의 상부에 배치되는 역 프리즘 필름(300) 및 상기 제1반사부재의 상부 또는 제2반사 부재의 상부에 구비되는 양자점 필름(170)을 포함한다. 또한, 본 구현예에 따른 백라이트 유닛은 제1구현예에서 설명한 것과 동일하게, 필요에 따라, 확산 필름(160), 집광 필름(180), 스페이서(140)를 더 포함할 수 있다.
한편, 도 7에는 제6구현예에 따른 백라이트 유닛이 도시되어 있다. 상기 제7구현예에 따른 백라이트 유닛은, 양자점 필름(170)이 제2반사부재(150) 상부가 아니라 제1반사부재(120)의 상부에 배치된다는 점 이외에는 상술한 제1 내지 제3구현예와 동일하다.
양자점은 열, 수분, 공기와 같은 외부 환경에 민감하여, 광원에서 발생한 열에 의해 열화되기 쉽다. 그러나, 양자점 필름(170)을 도 7에 도시된 바와 같이 제1반사부재(120) 상에 배치할 경우, 광원으로부터 받는 열의 양이 줄어들기 때문에, 양자점 필름의 신뢰성이 향상되고, 양자점의 사용량을 줄일 수 있어, 제조 단가가 개선되는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 백라이트 유닛은 도 8에 도시된 바와 같이, 광원을 감싸는 렌즈를 추가로 포함할 수 있다. 특히, 양자점 필름(170)이 제6구현예와 같이 제1반사부재(120)의 상부에 배치될 경우에는 광원을 감싸는 렌즈를 추가로 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 렌즈를 포함할 경우, 별도의 스페이서를 형성할 필요가 없고, 렌즈 내부 구조를 이용해 LED에서 발광된 빛의 경로를 조절함으로써, 대부분의 빛이 렌즈를 통해 양자점 필름이 있는 하부 영역 및 측면으로 향하게 할 수 있으며, 이를 통해 색 균일성 개선을 보다 용이하게 할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 디스플레이 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 디스플레이 장치는 상기한 본 발명의 백라이트 유닛과 액정표시패널을 포함한다. 즉, 본 발명의 디스플레이 장치는, 광원이 실장된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로 기판의 상부에 구비되며, 상방으로 빛을 반사시키는 제1반사부재; 상기 제1반사 부재의 상부 또는 하부에 배치되며, 특정 파장의 광을 흡수하거나, 다른 파장의 빛으로 변환시키는 색 조절부; 상기 제1반사부재의 상부에 이격되어 배치되며, 광이 투과되는 다수의 투광부를 포함하며, 상기 투광부를 통해 일부 빛을 상방으로 투과시키고, 투과되지 않은 빛은 하방으로 반사시키는 제2반사부재; 및 상기 상기 제1반사부재의 상부 또는 제2반사부재의 상부에 구비되는 양자점 필름을 포함하는 백라이트 유닛; 및 상기 백라이트 유닛 상부에 배치되는 액정표시패널을 포함한다.
이때, 상기 액정표시패널은 액정층을 사이에 두고 합착된 제1기판 및 제2기판으로 이루어질 수 있으며, 상기 제1기판 및 제2기판의 외면에는 특정 편광만을 선택적으로 투과시키는 편광판이 포함될 수 있다. 이러한 액정표시패널의 구조에는 당해 기술 분야에 잘 알려져 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 한편, 본 발명에서는 당해 기술 분야에 알려져 있는 다양한 액정표시패널들, 예를 들면, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드 또는 FFS(Fringe Field Switching) 모드 등의 액정표시패널이 제한없이 사용될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 한편, 상기 백라이트 유닛은 상기한 바와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 상기와 같이 색 조절부를 구비한 백라이트 유닛을 적용한 본 발명의 디스플레이 장치의 경우, 휘도 균일성 및 색 균일성이 우수하다. 도 9에는 도 3과 같은 구조로 이루어진 본 발명의 백라이트 유닛의 광원과의 거리에 따른 휘도 및 색 특성을 나타내는 그래프가 도시되어 있으며, 도 10에는 색 조절부를 포함하지 않는 종래의 백라이트 유닛의 광원과의 거리에 따른 휘도 및 색 특성을 나타내는 그래프가 도시되어 있다. 이때, 상기 X는 백라이트 유닛의 일 말단부에서부터의 거리를 나타내며, 광원은 X가 30mm인 위치에 배치되었다. 도 9 및 도 10을 통해, 본 발명의 백라이트 유닛을 사용할 경우, 종래의 백라이트 유닛을 사용한 경우에 비해 색차가 완화됨을 알 수 있다.
110: 인쇄회로기판
120: 제1반사부재
130: 광원
140: 스페이서
150: 제2반사부재
160: 확산필름
170: 양자점 필름
180: 집광필름
190: 색 조절부

Claims (16)

  1. 광원이 실장된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로 기판의 상부에 구비되며, 상방으로 빛을 반사시키는 제1반사부재;
    상기 제1반사 부재의 상부 또는 하부에 배치되며, 특정 파장의 광을 흡수하거나, 다른 파장의 빛으로 변환시키는 색 조절부;
    상기 제1반사부재의 상부에 이격되어 배치되며, 광이 투과되는 다수의 투광부를 포함하며, 상기 투광부를 통해 일부 빛을 상방으로 투과시키고, 투과되지 않은 빛은 하방으로 반사시키는 제2반사부재; 및
    상기 제1반사부재의 상부 또는 제2반사 부재의 상부에 구비되는 양자점 필름을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 색 조절부는 상기 제1반사 부재의 상부에 형성되고,
    광을 투과시키는 다수의 개구부를 구비한 패턴 형상으로 형성되는 것인 백라이트 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개구부들은 광원에 가까울수록 그 크기가 커지도록 구성되는 것인 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 색 조절부는 상기 제1반사부재의 하부에 형성되고,
    상기 제1반사 부재는 광을 투과시키기 위한 다수의 홀(hole)을 포함하는 것인 백라이트 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1반사부재의 홀(hole)들은 그 크기가 광원에서 가까울수록 커지도록 구성되는 것인 백라이트 유닛.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 색 조절부는 광 흡수 필름 또는 색 변환 시트로 이루어지는 것인 백라이트 유닛.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 색 조절부는 상기 인쇄회로기판의 상면에 광 흡수 물질 또는 색 변환 물질을 인쇄되어 형성되는 것인 백라이트 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2반사부재의 투광부는 그 크기가 광원에서 가까울수록 작아지도록 구성되는 백라이트 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2반사부재는 투광부들 사이의 간격이 광원에서 멀어질수록 커지도록 구성되는 백라이트 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2반사부재의 상부에 역프리즘 필름을 추가로 포함하는 백라이트 유닛.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 양자점 필름이 상기 제1반사부재의 상부에 배치되는 백라이트 유닛.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1반사부재 및 제2반사부재를 이격시키기 위한 스페이서를 추가로 포함하는 백라이트 유닛.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 광원을 감싸는 렌즈를 추가로 포함하는 백라이트 유닛.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 적어도 하나 이상의 광학 시트를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 광학 시트는 라운드 프리즘 필름을 포함하는 것인 백라이트 유닛.
  16. 액정 패널 및 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치이며,
    상기 백라이트 유닛은,
    광원이 실장된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로 기판의 상부에 구비되며, 상방으로 빛을 반사시키는 제1반사부재;
    상기 제1반사 부재의 상부 또는 하부에 배치되며, 특정 파장의 광을 흡수하거나, 다른 파장의 빛으로 변환시키는 색 조절부;
    상기 제1반사부재의 상부에 이격되어 배치되며, 광이 투과되는 다수의 투광부를 포함하며, 상기 투광부를 통해 일부 빛을 상방으로 투과시키고, 투과되지 않은 빛은 하방으로 반사시키는 제2반사부재; 및
    상기 제1반사부재의 상부 또는 제2반사부재의 상부에 구비되는 양자점 필름을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
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