KR20200049938A - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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송희광
김현정
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

백라이트 유닛이 제공된다. 백라이트 유닛은 도광판, 도광판 상에 배치된 파장 변환층 및 파장 변환층 상에 배치되는 광학 필름을 포함하되, 광학 필름은, 프리즘 패턴층을 포함하는 제1 필름 및 제1 필름 상에 배치되고 프리즘 패턴층과 상보적으로 결합하는 제1 저굴절층을 포함하고, 제1 저굴절층은 제1 필름보다 작은 굴절률을 갖는다.
표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 도광판, 도광판 상에 배치된 파장 변환층 및 파장 변환층 상에 배치되는 광학필름을 포함하는 백라이트 유닛, 도광판의 적어도 일측에 배치된 광원 및 백라이트 유닛의 상부에 배치된 표시 패널을 포함하되, 광학 필름은, 프리즘 패턴층을 포함하는 제1 필름 및 제1 필름 상에 배치되고 프리즘 패턴층과 상보적으로 결합하는 제1 저굴절층을 포함하고, 제1 저굴절층은 제1 필름보다 작은 굴절률을 갖는다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치{Backlight unit and Display device having the same}
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 백라이트 유닛으로부터 빛을 받아 영상을 표시한다. 일부 백라이트 유닛은 광원과 도광판을 포함한다. 도광판은 광원으로부터 빛을 받아 표시 패널 측으로 빛의 진행 방향을 가이드한다. 일부 제품은 광원에서 제공되는 빛이 백색이고, 이 백색의 빛을 표시 패널에 있는 컬러 필터로 필터링해서 색상을 구현한다.
최근에는 액정 표시 장치의 색 재현성 등 화질을 개선하기 위해 파장 변환 물질을 적용하는 것이 연구되고 있다. 광원으로 근자외선광을 사용하는 경우 파장 변환 물질의 흡수 효율이 향상될 수 있다.
다만, 광원으로 근자외선을 사용하는 경우, 일반적으로 반사 경로에 의한 파장 변환 물질의 리사이클 효과를 기대할 수 없다. 광원의 반사 메커니즘을 최소로 하여 휘도를 향상시킬 수 있는 광학 필름에 대한 연구가 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 휘도가 향상된 백라이트 유닛을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 휘도가 향상된 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 도광판, 상기 도광판 상에 배치된 파장 변환층 및 상기 파장 변환층 상에 배치되는 광학 필름을 포함하되, 상기 광학 필름은, 프리즘 패턴층을 포함하는 제1 필름 및 상기 제1 필름 상에 배치되고 상기 프리즘 패턴층과 상보적으로 결합하는 제1 저굴절층을 포함하고, 상기 제1 저굴절층은 상기 제1 필름보다 작은 굴절률을 갖는다.
상기 제1 저굴절층의 굴절률은 1.2 내지 1.28일 수 있다.
상기 제1 저굴절층의 상면은 상기 제1 필름의 하면과 평행할 수 있다
상기 프리즘 패턴층은 철부와 요부를 포함하고, 상기 철부의 꼭지점으로부터 상기 제1 저굴절층의 상면까지의 제1 거리는 상기 요부의 꼭지점으로부터 상기 제1 저굴절층의 상면까지의 제2 거리보다 짧을 수 있다.
상기 도광판과 상기 파장 변환층 사이에 제2 저굴절층을 포함하되, 상기 제2 저굴절층은 상기 도광판과 직접 접촉할 수 있다.
상기 제2 저굴절층의 굴절률은 상기 제1 저굴절층의 굴절률과 동일할 수 있다.
상기 도광판의 적어도 일 측에 인접하여 배치되는 광원을 포함할 수 있다.
상기 광원은 제1 광 및 제2 광을 방출하되, 상기 제1 광은 피크 파장이 390nm 내지 410nm인 근자외선광이고, 상기 제2 광은 피크 파장이 430nm 내지 470nm인 청색광일 수 있다.
상기 파장 변환층은 제1 파장 변환 물질 및 제2 파장 변환 물질을 포함하되, 상기 제1 파장 변환 물질은 상기 광원에서 방출되는 광을 녹색광으로 변환하고, 상기 제2 파장 변환 물질은 상기 광원에서 방출되는 광을 적색광으로 변환할 수 있다.
상기 제1 필름과 상기 상기 파장 변환층 사이에 배치되고 확산층을 포함하는 제2 필름을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 필름은 상기 제1 저굴절층 상에 배치된 프리즘 패턴을 포함하는 제3 필름 및 반사 편광층을 포함하는 제4 필름을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 필름은 보호층을 더 포함하되, 상기 보호층은 상기 제1 필름의 하면과 직접 접촉하고, 상기 제1 필름, 상기 제2 필름 및 상기 제1 저굴절층의 측면과 직접 접촉하고, 상기 제1 저굴절층의 상면과 직접 접촉할 수 있다.
상기 도광판의 하부에 배치되는 반사 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 도광판은 상기 파장 변환층과 대향하는 면의 반대면에 배치된 산란 패턴을 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 도광판, 상기 도광판 상에 배치된 파장 변환층, 및 상기 파장 변환층 상에 배치되는 광학필름을 포함하는 백라이트 유닛, 상기 도광판의 적어도 일측에 배치된 광원 및 상기 백라이트 유닛의 상부에 배치된 표시 패널을 포함하되, 상기 광학 필름은, 프리즘 패턴층을 포함하는 제1 필름 및 상기 제1 필름 상에 배치되고 상기 프리즘 패턴층과 상보적으로 결합하는 제1 저굴절층을 포함하고, 상기 제1 저굴절층은 상기 제1 필름보다 작은 굴절률을 갖는 다.
상기 제1 저굴절층의 굴절률은 1.2 내지 1.28일 수 있다.
상기 제1 저굴절층의 상면은 상기 제1 필름의 하면과 평행할 수 있다.
상기 제1 필름과 상기 상기 파장 변환층 사이에 배치되고 확산층을 포함하는 제2 필름을 더 포함할 수 있다.
상기 광원은 제1 광 및 제2 광을 방출하되, 상기 제1 광은 피크 파장이 390nm 내지 410nm인 근자외선광이고, 상기 제2 광은 피크 파장이 430nm 내지 470nm인 청색광일 수 있다.
상기 파장 변환층의 테두리 부위에 배치되고, 상기 도광판과 상기 표시 패널을 결합하는 모듈간 결합 부재를 더 포함하되, 상기 광학 필름은 상기 도광판, 상기 표시 패널 및 상기 모듈간 결합 부재에 둘러싸인 공간에 배치될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 의하면, 광학 필름 적층에 따른 광 손실을 줄여 휘도가 향상된 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치에 의하면, 광학 필름 적층에 따른 광 손실을 줄여 휘도 증가율이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3 및 도 4는 다양한 실시예들에 따른 제1 ㅇ저굴절층의 단면도이다.
도 5는 파장 변환층의 단면도이다.
도 6은 파장 변환 물질의 흡수 효율을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 7은 광원이 파장 변환층을 통과하는 경우의 광속(Luminous Flux; 광원에서 나오는 빛의 총량)을 청색광 및 근자외선광으로 구분하여 나타낸 그래프이다.
도 8은 청색광이 광학 필름층을 통과하는 경우의 광속을 광학 필름층이 적층됨에 따라 구분하여 나타낸 그래프이다.
도 9는 근자외선광이 광학 필름층을 통과하는 경우의 광속을 광학 필름층이 적층됨에 따라 구분하여 나타낸 그래프이다.
도 10은 프리즘 필름을 통과한 빛이 진행하는 다양한 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11 내지 도 14는 다양한 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도들이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 16 내지 도 18은 실시예에 따른 표시 장치의 단면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다른 형태로 구현될 수도 있다. 즉, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
명세서 전체를 통하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도이고, 2는 도 1의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 백라이트 유닛(100)은 광학 부재(10), 광학 부재(10) 상에 배치된 광학 필름(20) 및 광학 부재(10)의 일 측면에 배치된 광원(30)을 포함한다. 백라이트 유닛(100)은 광학 부재(10)의 하부에 배치된 반사 부재(40)를 더 포함할 수 있다.
광학 부재(10)는 도광판(11), 도광판(11) 상에 배치된 제1 저굴절층(12), 제1 저굴절층(12) 상에 배치된 파장 변환층(13), 및 파장 변환층(13) 상에 배치된 보호층(14)을 포함할 수 있다. 또한, 광학 부재(10)는 도광판(11)의 하면(11b)에 배치된 산란 패턴(15)을 더 포함할 수 있다.
도광판(11)은 빛의 진행 경로를 인도하는 역할을 한다. 도광판(11)은 대체로 다각 기둥 형상을 가질 수 있다. 도광판(11)의 평면 형상은 직사각형일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적인 실시예에서, 도광판(11)은 평면 형상이 직사각형인 직육면체 형상으로서, 상면(11a), 하면(11b), 및 4개의 측면(11S1, 11S2, 11S3, 11S4)을 포함할 수 있다. 본 명세서 및 첨부된 도면에서 4개의 측면을 각각 구분할 필요가 있을 경우에는 "11S1", "11S2", "11S3", "11S4"로 표기하지만, 단순히 일 측면을 언급하기 위한 경우에는 "11S"로 표기한다.
일 실시예에서, 도광판(11)의 상면(11a)과 하면(11b)은 각각 하나의 평면 상에 위치하며 상면(11a)이 위치하는 평면과 하면(11b)이 위치하는 평면은 대체로 평행하여 도광판(11)이 전체적으로 균일한 두께를 가질 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 상면(11a)이나 하면(11b)이 복수의 평면으로 이루어지거나, 상면(11a)이 위치하는 평면과 하면(11b)이 위치하는 평면이 교차할 수도 있다. 예를 들어, 쐐기형 도광판과 같이 일 측면(예컨대, 입광면)에서 그에 대향하는 타 측면(예컨대, 대광면)으로 갈수록 두께가 얇아질 수 있다. 또한, 특정 지점까지는 일 측면 (예컨대, 입광면) 근처에서는 그에 대향하는 타 측면 (예컨대, 대광면) 측으로 갈수록 하면(11b)이 상향 경사져 두께가 줄어들다가 이후 상면과 하면(11b)이 평탄한 형상으로 형성될 수도 있다.
상면(11a) 및/또는 하면(11b)이 위치하는 평면은 각 측면(11s)이 위치하는 평면과 약 90°의 각도를 이룰 수 있다. 몇몇 실시예에서, 도광판(11)은 상면(11a)과 일 측면(11s) 사이 및/또는 하면(11b)과 일 측면(11s) 사이에 경사면을 더 포함할 수 있다. 이하에서는 상면과 측면이 경사면 없이 직접 만나 90°의 각도를 갖는 경우에 대해 설명한다.
도광판(11)의 하면(11b)에는 산란 패턴(15)이 배치될 수 있다. 산란 패턴(15)은 도광판(11) 내부에서 전반사로 진행하는 빛의 진행 각도를 바꿔 도광판(11) 외부로 출사시키는 역할을 한다.
일 실시예에서, 산란 패턴(15)은 별도의 층이나 패턴으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 도광판(11)의 하면(11b) 상에 돌출 패턴 및/또는 오목 홈 패턴을 포함하는 패턴층을 형성하거나, 인쇄 패턴을 형성하여 산란 패턴(15)으로 기능하도록 할 수 있다.
다른 실시예에서, 산란 패턴(15)은 도광판(11) 자체의 표면 형상으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 도광판(11)의 하면(11b)에 오목홈을 형성하여 산란 패턴(15)으로서 기능하도록 할 수 있다.
산란 패턴(15)의 배치 밀도는 영역에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 진행하는 광량이 풍부한 입광면(11S1)에 인접한 영역은 배치 밀도를 작게 하고, 상대적으로 진행하는 광량이 작은 대광면(11S3)에 인접한 영역은 배치 밀도를 크게 할 수 있다.
도광판(11)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도광판(11)은 유리로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
백라이트 유닛(100)은 도광판(11)의 일 측면에 대향하여 배치된 광원(30)을 포함할 수 있다.
광원(30)은 도광판(11)의 적어도 일 측면(11s)에 인접하여 배치될 수 있다. 도면에서는 인쇄회로기판(31) 및 인쇄회로기판(31)에 실장된 복수의 발광 소자(32)가 도광판(11)의 일 장변에 위치하는 측면(11S1)에 인접하여 배치된 경우를 예시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 복수의 발광 소자(32)가 양 장변의 측면(11S1, 11S3)에 모두 인접 배치되거나, 일 단변 또는 양 단변의 측면(11S2, 11S4)에 인접 배치될 수도 있다. 도 1 및 도 2의 실시예에서, 광원(30)이 인접 배치된 도광판(11)의 일 장변의 측면(11S1)은 광원(30)의 빛이 직접 입사되는 입광면(도면에서 설명의 편의상 '11S1'으로 표기)이 되고, 그에 대향하는 타 장변의 측면(11S3)은 대광면(도면에서 설명의 편의상 '11S3'으로 표기)이 된다.
광원(30)은 복수의 점광원 또는 선광원을 포함할 수 있다. 상기 점광원은 LED(light emitting diode) 발광 소자(32)일 수 있다. 발광 소자(32)는 청색광 또는 근자외선광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 청색광을 방출하는 발광 소자(32)는 회로기판(31)의 짝수 번째 위치에, 근자외선광을 방출하는 발광 소자(32)는 회로기판(31)의 홀수 번째 위치에 각각 교대로 배치될 수 있다. 또 다른 실시예로, 근자외선광을 방출하는 발광 소자(32) 상에 청색 형광 물질을 포함할 수 있다.
청색광은 청색 파장 대역을 갖는 광일 수 있다. 일 실시예로 발광 소자(32)로부터 방출된 청색광은 430nm 내지 470nm에서 피크 파장이 위치할 수 있다. 발광 소자(32)으로부터 방출된 청색광은 입광면(11S1)을 통해 도광판(11) 내부로 입사할 수 있다.
근자외선광을 방출하는 발광 소자(32)로부터 방출된 광은 청색 파장 대역을 갖는 광보다 짧은 파장 대역을 가진 광일 수 있다. 일 실시예로 발광 소자(32)부터 방출된 근자외선광은 390nm 내지 410nm에서 피크 파장을 가지는 광일 수 있다. 발광 소자(32)으로부터 방출된 근자외선광은 입광면(11S1)을 통해 도광판(11) 내부로 입사할 수 있다.
도광판(11)의 상면(11a)에는 제1 저굴절층(12)이 배치될 수 있다. 제1 저굴절층(12)은 도광판(11)의 상면(11a) 상에 직접 형성되어, 도광판(11)의 상면(11a)과 접촉할 수 있다. 제1 저굴절층(12)은 도광판(11)과 파장 변환층(13) 사이에 개재되어 도광판(11)의 전반사를 돕는다.
더욱 구체적으로 설명하면, 도광판(11)에 의하여 입광면(11S1)으로부터 대광면(11S3) 측으로 효율적인 광 가이드가 이루어지기 위해서는 도광판(11)의 상면(11a) 및 하면(11b)에서 효과적인 내부 전반사가 이루어지는 것이 바람직하다. 도광판(11)에서 내부 전반사가 이루어질 수 있는 조건 중 하나는 도광판(11)의 굴절률이 그와 광학적 계면을 이루는 매질의 굴절률에 비해 큰 것이다. 도광판(11)과 광학적 계면을 이루는 매질의 굴절률이 낮을수록 전반사 임계각이 작아져 더 많은 내부 전반사가 이루어질 수 있다.
도광판(11)이 굴절률이 약 1.5인 유리로 이루어진 경우를 예로 하여 설명하면, 도광판(11)의 하면(11b)은 굴절률이 약 1인 공기층에 노출되어 그와 광학적 계면을 이루기 때문에 충분한 전반사가 이루어질 수 있다.
반면, 도광판(11)의 상면(11a)에는 다른 광학 기능층들이 적층되어 일체화되어 있기 때문에, 하면(11b)의 경우보다 충분한 전반사가 이루어지기 어렵다. 예를 들어, 도광판(11)의 상면(11a)에 굴절률이 1.5 이상인 물질층이 적층되면, 도광판(11)의 상면(11a)에서는 전반사가 이루어지지 못한다. 또한, 도광판(11)의 상면(11a)에 도광판(11)보다 굴절률이 미세하게 작은, 예컨대 1.49 정도의 물질층이 적층되면, 도광판(11)의 상면(11a)에서 내부 전반사가 이루어질 수는 있지만, 임계각이 너무 커서 충분한 전반사가 이루어지지 못한다. 도광판(11)의 상면(11a) 상에 적층되는 파장 변환층(13)은 통상 1.5 내외의 굴절률을 갖는데, 이러한 파장 변환층(13)이 도광판(11)의 상면(11a)에 직접 적층되면 도광판(11) 상면(11a)에서 충분한 전반사가 이루어지기 어렵다.
제1 저굴절층(12)은 도광판(11)과 파장 변환층(13) 사이에 개재되어 도광판(11)의 상면(11a)과 계면을 이루고, 도광판(11)보다 낮은 굴절률을 가져 도광판(11)의 상면(11a)에서 전반사가 이루어지도록 한다. 또한, 제1 저굴절층(12)은 그 상부에 배치되는 물질층인 파장 변환층(13)보다 낮은 굴절률을 가져, 파장 변환층(13)이 직접 도광판(11)의 상면(11a)에 배치되는 경우보다 더 많은 전반사가 이루어지도록 할 수 있다.
도광판(11)의 굴절률과 제1 저굴절층(12)의 굴절률의 차는 0.2 이상일 수 있다. 제1 저굴절층(12)의 굴절률이 도광판(11)의 굴절률보다 0.2 이상 작은 경우, 도광판(11)의 상면(11a)을 통해서 충분한 전반사가 이루어질 수 있다. 도광판(11)의 굴절률과 제1 저굴절층(12)의 굴절률의 차의 상한에는 제한이 없지만, 통상 적용되는 도광판(11)의 물질과 제1 저굴절층(12)의 굴절률을 고려할 때 0.5 이하일 수 있다.
제1 저굴절층(12)의 굴절률은 1.2 내지 1.4의 범위에 있을 수 있다. 일반적으로 고체상의 매질은 그 굴절률을 1에 가깝게 만들수록 제조 비용이 기하급수적으로 증가한다. 제1 저굴절층(12)의 굴절률이 1.2 이상이면, 지나친 제조 원가의 증가를 막을 수 있다. 또한, 제1 저굴절층(12)의 굴절률이 1.4 이하인 것이 도광판(11)의 상면(11a) 전반사 임계각을 충분히 작게 하는 데에 유리하다. 예시적인 실시예에서, 약 1.25의 굴절률을 갖는 제1 저굴절층(12)이 적용될 수 있다.
상술한 낮은 굴절률을 나타내기 위해 제1 저굴절층(12)은 보이드를 포함할 수 있다. 보이드는 진공으로 이루어지거나, 공기층, 기체 등으로 채워질 수 있다. 보이드의 공간은 파티클이나 매트릭스 등에 의해 정의될 수 있다. 더욱 상세한 설명을 위해 도 3 및 도 4가 참조된다.
도 3 및 도 4는 다양한 실시예들에 따른 제1 저굴절층의 단면도들이다.
일 실시예에서, 제1 저굴절층(12)은 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 파티클(PT), 파티클(PT)을 둘러싸고 전체가 하나로 연결된 매트릭스(MX) 및 보이드(VD)를 포함할 수 있다. 파티클(PT)은 제1 저굴절층(12)의 굴절률 및 기계적 강도를 조절하는 필러(filler)일 수 있다.
제1 저굴절층(12)에는 복수의 매트릭스(MX) 내부에 파티클(PT)들이 분산 배치되고, 매트릭스(MX)가 부분적으로 벌어져 해당 부위에 보이드(VD)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 파티클(PT)과 매트릭스(MX)를 용매에 혼합한 후, 건조 및/또는 경화시키면 용매가 증발하는데, 이때 매트릭스(MX) 사이사이에 보이드(VD)가 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 저굴절층(12)은 도 4에 도시된 것처럼, 파티클 없이 매트릭스(MX)와 보이드(VD)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제1 저굴절층(12) 은 발포수지와 같이 전체가 하나로 연결된 매트릭스(MX) 및 그 내부에 배치된 복수의 보이드(VD)를 포함할 수도 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1 저굴절층(12)이 보이드(VD)를 포함하는 경우, 제1 저굴절층(12)의 전체 굴절률은 파티클(PT)/매트릭스(MX)의 굴절률과 보이드(VD)의 굴절률의 사이값을 가질 수 있다. 상술한 바와 같이 보이드(VD)가 굴절률이 1인 진공이나 굴절률이 대략 1인 공기층, 기체 등으로 채워지는 경우, 파티클(PT)/매트릭스(MX)로 1.4 이상의 물질을 사용하더라도 제1 저굴절층(12)의 전체 굴절률은 1.4 이하의 값, 예컨대 약 1.25의 값을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 파티클(PT)은 SiO2, Fe2O3, MgF2와 같은 무기 물질로 이루어지고, 매트릭스(MX)는 폴리실록산(polysiloxane)과 같은 유기물로 이루어질 수 있지만, 그 밖의 다른 유기물이나 무기물로 이루어질 수도 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 저굴절층(12)의 두께는 0.4㎛ 내지 2㎛일 수 있다. 제1 저굴절층(12)의 두께가 가시광 파장 범위인 0.4㎛ 이상인 경우 도광판(11) 상면(11a)과 실효적인 광학적 계면을 이룰 수 있어 도광판(11) 상면(11a)에서 스넬의 법칙에 따른 전반사가 효과적으로 이루어질 수 있다. 제1 저굴절층(12)이 너무 두꺼울 경우 광학 부재(110)의 박막화에 역행하고, 재료 비용이 증가하며 휘도 특성 측면에도 불리할 수 있으므로, 제1 저굴절층(12)은 2㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 저굴절층(12)은 도광판(11) 상면(11a)의 대부분을 덮되, 도광판(11)의 테두리 일부를 노출할 수 있다. 다시 말하면, 제1 저굴절층(12)의 측면(12s)을 기준으로 도광판(11)의 측면(11s)이 돌출될 수 있다. 제1 저굴절층(12)이 노출하는 상면(11a)은 제1 저굴절층(12)의 측면(12s)이 제1 보호층(14)에 의해 안정적으로 덮일 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 저굴절층(12)은 도광판(11) 상면(11a)을 전부 덮을 수도 있다. 제1 저굴절층(12)의 측면은 도광판(11)의 각 측면에 정렬될 수 있다. 이와 같은 실시예들의 차이는 도광판(11)의 제조 공정에 기인한 것일 수 있다.
제1 저굴절층(12)은 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도광판(11)의 상면(11a)에 저굴절층용 조성물을 코팅하고, 건조 및 경화하여 제1 저굴절층(12)을 형성할 수 있다. 상기 저굴절층용 조성물의 코팅 방법으로는 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 잉크젯 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 다양한 적층 방법이 적용될 수 있다.
도면상 도시하지 않았으나, 제1 저굴절층(12)과 도광판(11) 사이에 배리어층이 더 배치될 수 있다. 배리어층은 도광판(11) 상면(11a) 전체를 덮을 수 있다. 배리어층의 측면은 도광판(11)의 측면(11s)에 정렬될 수 있다. 제1 저굴절층(12)은 배리어층의 상면에 접하여 형성된다. 제1 저굴절층(12)은 배리어층의 테두리 부위를 일부 노출할 수 있다.
배리어층은 후술할 제1 보호층(14)과 마찬가지로 수분 또는 산소와 같은 불순물의 침투를 막는 역할을 한다. 배리어층은 무기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 배리어층은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물이나 광투과율이 확보된 금속 박막 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 배리어층은 제1 보호층(14)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 배리어층은 화학 기상 증착과 같은 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다.
제1 저굴절층(12) 상면에는 파장 변환층(13)이 배치된다. 파장 변환층(13)은 입사된 적어도 일부의 빛의 파장을 변환한다. 파장 변환층(13)은 바인더층과 바인더층 내에 분산된 파장 변환 물질을 포함할 수 있다. 파장 변환층(13)은 파장 변환 물질 외에 바인더층에 분산된 산란 입자(13SC)를 더 포함할 수 있다.
파장 변환층(13)의 더욱 상세한 설명을 위해 파장 변환층의 단면도를 나타낸 도 5가 참조된다. 도 5를 참조하면, 파장 변환층(13)은 바인더층(13bs)과 바인더층(13bs) 내에 분산된 제1 파장 변환 물질(13g), 제2 파장 변환 물질(13r) 및 산란 입자(13SC)을 포함할 수 있다.
바인더층(13bs)은 파장 변환 물질(13g, 13r)이 분산되는 매질로서, 일반적으로 바인더로 지칭될 수 있는 다양한 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 다만, 그에 제한되는 것은 아니며, 본 명세서에서 파장 변환 물질 및/또는 산란 입자를 분산 배치시킬 수 있는 매질이면 그 명칭, 추가적인 다른 기능, 구성 물질 등에 상관없이 바인더층(13bs)으로 지칭될 수 있다.
파장 변환 물질(13g, 13r)은 입사된 빛의 파장을 변환하는 입자로, 예를 들어 양자점(Quantum dot: QD), 형광 물질 또는 인광 물질일 수 있다. 이하, 파장 변환 물질(13g, 13r)은 양자점인 것으로 설명하되, 이에 제한되는 것은 아니다.
파장 변환 물질(13g, 13r)의 일 예인 양자점에 대해 상세히 설명하면, 양자점은 수 나노미터 크기의 결정 구조를 가진 물질로, 수백에서 수천 개 정도의 원자로 구성되며, 작은 크기로 인해 에너지 밴드 갭(band gap)이 커지는 양자 구속(quanum confinement) 효과를 나타낸다. 양자점에 밴드 갭보다 에너지가 높은 파장의 빛이 입사하는 경우, 양자점은 그 빛을 흡수하여 들뜬 상태로 되고, 특정 파장의 광을 방출하면서 바닥 상태로 떨어진다. 방출된 파장의 빛은 밴드 갭에 해당되는 값을 갖는다. 양자점은 그 크기와 조성 등을 조절하면 양자 구속 효과에 의한 발광 특성을 조절할 수 있다.
양자점은 예를 들어, Ⅱ-Ⅵ족 화합물, Ⅱ-Ⅴ족 화합물, Ⅲ-Ⅵ족 화합물, Ⅲ-Ⅴ족 화합물, Ⅳ-Ⅵ족 화합물, Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 화합물, Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ족 화합물 및 Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ족 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
양자점은 코어(Core) 및 코어를 오버 코팅하는 쉘(Shell)을 포함하는 것일 수 있다. 코어는 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InP, InAs, InSb, SiC, Ca, Se, In, P, Fe, Pt, Ni, Co, Al, Ag, Au, Cu, FePt, Fe2O3, Fe3O4, Si, 및 Ge 중 적어도 하나일 수 있다. 쉘은 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbS, PbSe 및 PbTe 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
파장 변환층(13)은 파장 변환층(13)에 입사되는 입사광(L0)을 서로 다른 파장의 광으로 변환하는 복수의 파장 변환 물질(13g, 13r)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 파장 변환층(13)은 특정 파장의 입사광(L0)을 제1 파장을 갖는 제1 광(LG)으로 변환하여 방출하는 제1 파장 변환 물질(13g)과 제2 파장을 갖는 제2 광(LR)으로 변환하여 방출하는 제2 파장 변환 물질(13r)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 제1 파장은 녹색 파장이고 상기 제2 파장은 적색 파장일 수 있다. 예컨대, 상기 녹색 파장은 520nm 내지 570nm에서 피크를 갖는 파장이고, 상기 적색 파장은 620nm 내지 670nm에서 피크를 갖는 파장일 수 있다. 즉, 제1 광은 녹색 광이고, 제2 광은 적색 광일 수 있다.
제1 파장 변환 물질(13g)은 제2 파장 변환 물질(13r)에 비해 광 흡수 효율이 상대적으로 낮을 수 있다. 즉, 입사광이 동일한 광량으로 입사되더라도 제2 파장 변환 물질(13r)에 의해 파장이 변환되어 방출되는 광량이 더 클 수 있다. 따라서, 파장 변환층(13)의 동일 부피 내에 포함되는 제1 파장 변환 물질(13g)의 입자 수가 제2 파장 변환 물질(13r)의 입자 수 보다 많을 수 있다. 예컨대, 제1 파장 변환 물질(13g)의 입자 수는 제2 파장 변환 물질(13r)의 입자 수보다 1.5배 내지 2.5배 많을 수 있다.
파장 변환층(13)에 입사되는 입사광(L0)의 파장은 상술한 제1 광(LG) 및 제2 광(LR)의 피크 파장보다 더 짧은 피크 파장을 가질 수 있다.
일 실시예로 입사광(L0)은 420 내지 470nm에서 피크를 갖는 광일 수 있다. 즉, 입사광(L0)은 청색 광일 수 있다. 파장 변환층(13)에 입사된 청색광은 파장 변환층(13)을 통과하면서 일부가 제1 파장 변환 입자에 입사하여 녹색 파장으로 변환되어 방출되고, 다른 일부가 제2 파장 변환 입자에 입사하여 적색 파장으로 변환되어 방출되며, 나머지 일부는 제1 및 제2 파장 변환 입자에 입사되지 않고 그대로 출사될 수 있다. 따라서, 파장 변환층(13)을 통과한 빛은 청색 파장의 빛, 녹색 파장의 빛, 및 적색 파장의 빛을 모두 포함하게 된다. 방출되는 서로 다른 파장의 빛들의 비율을 적절하게 조절하면 백색광 또는 다른 색의 출사광을 표시할 수 있다.
상기 예시적인 실시예와는 달리, 입사광(L0)은 390nm 내지 410nm에서 피크 파장을 갖는 광일 수 있다. 즉, 입사광(L0)은 근자외선광(Near Ultraviolet; nUV)일 수 있다. 입사광(L0)으로 청색 광이 아닌 청색 광보다 더 짧은 피크 파장을 가진 근자외선광을 사용하는 경우, 파장 변환층(13)에서 청색 광보다 더 높은 광 흡수 효율을 가질 수 있다. 광 흡수 효율과 관련하여 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
파장 변환층(13)에 입사된 근자외선광(nUV)은 파장 변환층(13)을 통과하면서 일부가 제1 파장 변환 물질(13g)에 입사하여 제1 광(LG)으로 변환되어 방출되고, 다른 일부가 제2 파장 변환 물질(13r)에 입사하여 제2 광(LR)으로 변환되어 방출되며, 나머지 일부는 제1 파장 변환 물질(13g) 및 제2 파장 변환 물질(13r)에 입사되지 않고 그대로 출사될 수 있다. 따라서, 파장 변환층(13)을 통과한 광은 제1 광(LG), 제2 광(LR), 및 입사광(L0)을 포함하게 된다. 상술한 실시예와 같이 입사광(L0)이 근자외선광인 경우, 가시광의 영역을 벗어난 광이므로 사용자에게 인지되지 않을 수 있다. 따라서, 파장 변환층(13)을 통과한 광은 제1 광(LG) 및 제2 광(LR)만 인지될 수 있으며, 예컨대 황색 광으로 인지될 수 있다. 다른 실시예로, 입사광(L0)이 청색광인 경우, 파장 변환층(13)을 통과한 광은 제1 광(LG), 제2 광(LR) 및 입사광(L0) 모두 인지될 수 있으며, 예컨대 흰색 광으로 인지될 수 있다.
파장 변환층(13)에 변환된 빛들은 좁은 범위의 특정 파장 내에 집중되고, 좁은 반치폭을 갖는 샤프한 스펙트럼을 갖는다. 따라서, 이와 같은 스펙트럼의 빛을 컬러 필터로 필터링하여 색상을 구현할 경우, 색재현성이 개선될 수 있다.
파장 변환층(13)은 산란 입자(13SC)를 더 포함할 수 있다. 산란 입자(13SC)는 비양자점 입자로서, 파장 변환 기능이 없는 입자일 수 있다. 산란 입자(13SC)는 입사된 빛을 산란시켜 더 많은 입사광이 파장 변환 물질 측으로 입사될 수 있도록 한다. 뿐만 아니라, 산란 입자(13SC)는 파장별 빛의 출사각을 균일하게 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 구체적으로 설명하면 일부의 입사광이 파장 변환 물질에 입사된 후 파장이 변환되어 방출될 때, 그 방출 방향은 무작위인 산란 특성을 갖는다. 만약, 파장 변환층(13) 내에 산란 입자(13SC)를 포함하는 경우, 파장 변환 물질(13g, 13r) 충돌 후 방출하는 제1 광(LG) 및 제2 광(LR)의 산란 방출 특성이 더욱 향상되어 표시 장치의 시야각 특성이 향상될 수 있다. 산란 입자(13SC)로는 TiO2, SiO2 등이 사용될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 파장 변환층(13)은 제1 저굴절층(12)보다 두꺼울 수 있다. 파장 변환층(13)의 두께는 약 10 내지 50㎛일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 파장 변환층(13)의 두께는 약 15㎛일 수 있다.
파장 변환층(13)은 제1 저굴절층(12) 상면을 덮으며, 제1 저굴절층(12)과 완전히 오버랩될 수 있다. 파장 변환층(13)의 하면은 제1 저굴절층(12)의 상면에 직접 접할 수 있다. 일 실시예에서, 파장 변환층(13)의 측면은 제1 저굴절층(12)의 측면에 정렬될 수 있다. 도 2는 파장 변환층(13)의 측면과 제1 저굴절층(12)의 측면이 도광판(11)의 상면(11a)에 수직하게 정렬된 것을 도시하고 있으나, 파장 변환층(13)의 측면과 제1 저굴절층(12)의 측면이 도광판(11)의 상면(11a)에 수직하지 않고 90° 보다 작은 경사각을 가질 수 있다. 파장 변환층(13)의 측면 경사각은 제1 저굴절층(12)의 측면 경사각보다 작을 수 있다. 후술하는 바와 같이 파장 변환층(13)을 슬릿 코팅 등의 방법으로 형성할 경우, 상대적으로 두꺼운 파장 변환층(13)의 측면은 제1 저굴절층(12)의 측면보다 완만한 경사각을 가질 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니고, 형성 방법에 따라서는 파장 변환층(13) 측면 경사각이 제1 저굴절층(12) 측면 경사각과 실질적으로 동일하거나 작을 수도 있다.
파장 변환층(13)은 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 저굴절층(12)이 형성된 도광판(11) 상에 파장 변환 조성물을 슬릿 코팅하고, 건조 및 경화하여 파장 변환층(13)을 형성할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 다양한 적층 방법이 적용될 수 있다.
본 실시예에서 파장 변환층(13)은 도광판(11)의 상부에 연속적으로 형성되어 일체화된 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 다른 실시예에서 파장 변환층(13)은 파장 변환 필름의 형태로 제공될 수 있다. 파장 변환 필름은 파장 변환층(13)의 상하면에 배리어 필름을 적층하여 수분 또는 산소와 같은 불순물의 침투를 방지할 수 있다. 파장 변환층(13)을 포함하는 파장 변환 필름은 OCR(Optical Clear Resin) 또는 OCA(Optical Clear Adhesive)와 같은 접착 물질에 의해 도광판(11)에 부착될 수 있다.
도 6은 파장 변환 물질의 흡수 효율을 개략적으로 나타낸 그래프이다. 도 6에서 예시적으로 설명하고 있는 파장 변환 물질은 도 5에서 설명한 제1 파장 변환 물질(13g) 및 제2 파장 변환 물질(13r)일 수 있다. 도 6의 그래프에서 x축은 입사광의 파장을 의미하고, y축은 광 흡수율을 나타낸다. 광 흡수율이 높을수록 더 많은 광이 흡수된 뒤, 변환되어 방출될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 곡선(WC-G)은 제1 파장 변환 물질(13g)의 파장 별 광 흡수 효율을 나타내고, 제2 곡선(WC-R)은 제2 파장 변환 물질(13r)의 파장 별 광 흡수 효율을 나타낸다.
파장 변환 물질의 종류에 따라 동일 파장의 광이 입사되더라도 광 흡수 효율이 서로 다를 수 있다. 상술한 바와 같이 제2 파장 변환 물질(13r)이 제1 파장 변환 물질(13g)보다 광 흡수 효율이 더 좋을 수 있다.
예컨대, 제2 곡선(WC-R)은 전반적으로 제1 곡선(WC-G)보다 상측에 위치한다. 이는 대부분의 파장 대역에서 제2 파장 변환 물질(13r)의 광 흡수 효율이 제1 파장 변환 물질(13g)에 비해 높은 것을 의미한다. 따라서, 파장 변환층(13) 내에 제1 파장 변환 물질(13g)이 제2 파장 변환 물질(13r)보다 많이 분산될 경우, 제1 파장 변환 물질(13g)에 의해 변환된 제1 광(LG)의 광량이 제2 파장 변환 물질(13r)에 의해 변환된 제2 광(LR)의 광량과 동일할 수 있다.
또한, 파장 변환 물질은 입사되는 광의 파장에 따라 광 흡수 효율이 서로 다를 수 있다. 그러나 파장 변환 물질은 대체적으로 짧은 파장 대역의 광이 입사될 때 더 많이 흡수하게 된다.
예컨대, 제1 곡선(WC-G)에 있어서, 400nm 파장과 450nm 파장을 서로 비교하면, 400nm 파장에서의 흡수율(400G)이 450nm 파장에서의 흡수율(450G)보다 높다. 즉, 400nm 파장의 광과 450nm 파장의 광이 동일한 광량으로 입사될 경우, 400nm 파장의 광이 입사된 경우가 450nm 파장의 광이 입사된 경우보다 더 많은 광을 흡수하고, 흡수된 광의 파장을 변환하여 방출할 수 있다.
일 실시예로 400nm 파장에서의 흡수율(400G)은 450nm 파장에서의 흡수율(450G)에 비해 1.5배 내지 2.5배일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 400nm 파장의 광은 390nm 내지 410nm에서 피크 파장을 갖는 근자외선광일 수 있으며, 450nm 파장의 광은 430nm 내지 470nm에서 피크 파장을 갖는 청색광일 수 있다. 즉, 제1 파장 변환 물질(13g)에 근자외선광이 입사될 경우의 광 흡수 효율이 청색광이 입사될 경우의 광 흡수 효율보다 더 높을 수 있다.
다시 말해서, 파장 변환층(13)에 입사되는 광이 근자외선광인 경우, 청색광이 입사되는 경우보다 더 적은 광이 입사되더라도 청색광이 입사된 경우와 동일한 양의 광이 출사될 수 있다. 즉, 입사광을 발생시키기 위한 백라이트 유닛의 소비 전력이 감소될 수 있다.
도 7은 광원이 파장 변환층을 통과하는 경우의 발광량을 청색광 및 근자외선광으로 구분하여 나타낸 그래프이다.
도 7에서 예시적으로 설명하고 있는 파장 변환 물질은 도 5에서 설명한 제1 파장 변환 물질(13g) 및 제2 파장 변환 물질(13r)일 수 있다. 도 7의 x축은 광원(30)의 파장(nm), y축은 광원(30)의 파장에 따른 광속(Luminous Flux; 광원에서 나오는 빛의 총량)을 나타낸다. 광속이 클수록 일반적으로 휘도가 높아질 수 있다.
도 7을 참조하면, 실선으로 표시된 제1 곡선은 광원(30)으로 청색광을 사용한 경우의 파장대 별 광속을 나타내고, 점선으로 표시된 제2 곡선은 광원(30)으로 근자외선광을 사용한 경우의 파장대 별 광속을 나타낸다.
광원(30)의 종류에 따라 동일한 세기의 광이 입사되더라도 파장대 별 광속은 서로 다를 수 있다.
구체적으로, 동일한 세기의 광이 입사되었음에도 근자외선광을 광원(30)으로 사용한 경우의 입사 파장(400nm)에서의 발광량(제2 곡선 참조)은 청색광을 광원으로 사용한 경우의 입사 파장(450nm)에서의 발광량(제1 곡선 참조)에 비해 약 3.6배 정도 감소한다. 이는 광원이 근자외선광인 경우, 광원이 청색광인 경우에 비해 제1 파장 변환 물질(13g) 및 제2 파장 변환 물질(13r)의 광 흡수 효율이 증가하므로, 근자외선광은 청색광에 비해 입사광의 파장과 다른 파장을 갖는 녹색광 또는 적색광으로 더 많이 변환되었기 때문인 것으로 생각된다.
한편, 제2 곡선(점선)의 적색광 파장(대략 620nm 내지 670nm)에서의 발광량은 제1 곡선(실선)의 적색광 파장(대략 620nm 내지 670nm)에서의 발광량에 비해 미소하게 증가한다.
특히, 제2 곡선(점선)의 녹색광 파장(대략 520nm 내지 570nm)에서의 발광량은 제1 곡선(실선)의 녹색광의 파장(대략 520nm 내지 570nm)에서의 발광량에 비해 약 2.2배 정도 증가한 것이 확인된다.
즉, 도 7의 그래프로부터 광원으로 근자외선광을 사용하는 경우, 광원(30)으로 청색광을 사용하는 경우에 비해서, 상대적으로 제1 파장 변환 물질(13g)의 발광량이 더 많이 증가함을 알 수 있다. 따라서, 광원으로 근자외선광을 사용하면 녹색광의 광량이 증가하기 때문에, 전체 휘도가 증가하는 효과를 기대할 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 저굴절층(12)과 파장 변환층(13) 상에는 제1 보호층(14)이 배치될 수 있다. 제1 보호층(14)은 수분 또는 산소와 같은 불순물의 침투를 막는 역할을 한다. 제1 보호층(14)은 무기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물이나, 광투과율이 확보된 금속 박막 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 보호층(14)은 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.
제1 보호층(14)은 적어도 일 측면부에서 제1 저굴절층(12)과 파장 변환층(13)을 완전히 덮을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 보호층(14)은 모든 측면부에서 제1 저굴절층(12)과 파장 변환층(13)을 완전히 덮을 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서 제1 저굴절층(12)과 파장 변환층(13)의 적어도 일 측면부에서 제1 보호층(14)에 의해 덮이지 않고 외부로 노출될 수 있다. 제1 저굴절층(12)과 파장 변환층(13)의 일 측면부가 노출된 경우, 다른 보호 부재에 의해 불순물의 침투로부터 보호될 수 있다.
제1 보호층(14)은 파장 변환층(13)에서 완전히 중첩하고 파장 변환층(13)의 상면을 덮고, 그로부터 외측으로 더 연장되어 파장 변환층(13)의 측면과 제1 저굴절층(12)의 측면까지 덮을 수 있다. 제1 보호층(14)은 파장 변환층(13)의 상면과 측면 및 제1 저굴절층(12)의 측면과 접촉할 수 있다. 제1 보호층(14)은 제1 저굴절층(12)이 노출하는 도광판(11)의 테두리 상면(11a)에 까지 연장되어, 제1 보호층(14) 테두리 부위의 일부가 도광판(11)의 상면(11a)에 직접 접할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 보호층(14)의 측면은 도광판(11)의 측면에 정렬될 수 있다.
제1 보호층(14)의 두께는 파장 변환층(13)보다 작고 제1 저굴절층(12)과 유사하거나 그보다 작을 수 있다. 제1 보호층(14)의 두께는 0.1um 내지 2um일 수 있다. 제1 보호층(14)의 두께가 0.1um 이상이면 유의미한 불순물 침투 방지 기능을 발휘할 수 있고, 0.3um 이상이면 실효적인 불순물 침투 방지 기능을 가질 수 있다. 제1 보호층(14)의 두께가 2um 이하인 것이 백라이트 유닛(100)의 박막화 및 투과율 관점에서 유리하다. 예시적인 실시예에서, 제1 보호층(14)의 두께는 약 0.4um일 수 있다.
파장 변환층(13) 내에 포함된 파장 변환 물질은 수분 또는 산소와 같은 불순물에 취약하다. 파장 변환 필름의 경우, 파장 변환층 상하면에 배리어 필름을 적층하여 파장 변환층으로의 불순물 침투를 막는다. 그러나, 본 실시예와 같이 파장 변환 필름의 형태로 제공되는 것이 아닌 파장 변환층(13)이 도광판(11) 상부에 연속적으로 형성되는 경우, 제1 보호층(14) 및 도광판(11)이 밀봉 구조를 구현하여 파장 변환층(13)으로의 불순물 침투를 막을 수 있다.
파장 변환층(13)에 수분이 침투할 수 있는 통로는 파장 변환층(13)의 상면, 측면 및 하면이다. 상술한 것처럼, 파장 변환층(13)의 상면과 측면은 제1 보호층(14)에 의해 덮여 보호되므로 불순물 침투가 차단되거나 적어도 감소할 수 있다.
한편, 파장 변환층(13)의 하면은 제1 저굴절층(12)의 상면과 맞닿아 있는데, 제1 저굴절층(12)이 보이드(VD)를 포함하거나 유기 물질로 이루어질 경우 제1 저굴절층(12) 내부에서 수분의 이동이 가능하므로, 그를 통해 파장 변환층(13)의 하면으로 불순물 침투가 이루어질 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 제1 저굴절층(12)의 경우에도 밀봉 구조를 가지므로 파장 변환층(13)의 하면을 통한 불순물 침투과 원천적으로 차단될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 제1 저굴절층(12)의 측면은 제1 보호층(14)에 의해 덮여 보호되므로 제1 저굴절층(12) 측면을 통한 불순물 침투가 감소될 수 있다. 제1 저굴절층(12)이 파장 변환층(13)보다 돌출되어 상면의 일부가 노출되더라도 해당 부위는 제1 보호층(14)에 의해 덮여 보호되므로 이를 통한 불순물 침투도 감소될 수 있다. 제1 저굴절층(12)의 하면은 도광판(11)에 맞닿아 있다. 도광판(11)이 유리 등과 같은 무기 물질로 이루어질 경우 제1 보호층(14)과 마찬가지로 불순물 침투를 감소시킬 수 있다. 결국, 제1 저굴절층(12)과 파장 변환층(13)의 적층체는 표면이 제1 보호층(14)과 도광판(11)에 의해 둘러싸여 밀봉되므로, 비록 제1 저굴절층(12) 내부에 불순물 이동 경로가 마련되어 있다고 하더라도 불순물 침투 자체가 상기 밀봉 구조에 의해 감소될 수 있어, 불순물에 의한 파장 변환 입자의 열화를 방지하거나 적어도 완화시킬 수 있다.
제1 보호층(14)은 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 저굴절층(12)과 파장 변환층(13)이 순차 형성된 도광판(11) 상에 화학 기상 증착 방법을 이용하여 제1 보호층(14)을 형성할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 다양한 적층 방법이 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 광학 부재(10)는 일체화된 단일 부재로 광 가이드 기능과 파장 변환 기능을 동시에 수행할 수 있다. 일체화된 단일 부재는 표시 장치의 조립 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 광학 부재(10)의 도광판(11)의 상면(11a)에 제1 저굴절층(12)을 배치함으로써, 도광판(11) 상면(11a)에서 전반사가 효과적으로 이루어지도록 하는 한편, 제1 저굴절층(12)과 파장 변환층(13)을 제1 보호층(14) 등으로 밀봉함으로써, 파장 변환층(13)의 열화를 방지할 수 있다.
제1 보호층(14) 상면에는 광학 필름(20)이 배치된다. 광학 필름(20)은 광학 부재(10)를 통과한 빛의 광학적 특성을 조절하여 광량 및 휘도를 향상시킬 수 있다. 광학 필름(20)은 일체화된 제1 필름(21) 및 제2 저굴절층(22)을 포함한다.
제1 필름(21)은 제1 기재(21_1) 및 제1 기재(21_1)의 상면에 배치된 제1 광학 패턴층(21_2)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 광학 패턴층(21_2)은 프리즘 패턴층일 수 있다.
제1 광학 패턴층(21_2)은 철부와 요부를 포함하고, 철부와 요부 상에는 제2 저굴절층(22)이 배치된다. 제2 저굴절층(22)은 제1 광학 패턴층(21_2) 상에 직접 형성되어, 제1 광학 패턴층(21_2)과 제2 저굴절층(22) 사이에는 공기층이 배치되지 않는다. 즉, 제2 저굴절층(22)의 하부면은 제1 광학 패턴층(21_2)의 상부면과 상보적으로 결합하여 제1 광학 패턴층(21_2)의 상부면과 면 접촉한다.
제2 저굴절층(22)의 상부면은 대체로 평탄할 수 있다. 제2 저굴절층(2)의 상부면은 제1 기재(21_1)의 하부면과 평행하게 형성될 수 있다. 제1 광학 패턴층(21_2)의 철부의 꼭지점으로부터 제2 저굴절층(22)의 상부면까지의 제1 거리(a)는 제1 광학 패턴층(21_2)의 요부의 꼭지점으로부터 제2 저굴절층(22)의 상부면까지의 제2 거리(b)보다 짧을 수 있다. 즉, 제2 저굴절층(22)의 상부면은 제1 광학 패턴층(21_2)의 철부의 꼭지점과 점 접촉하지 않을 수 있다.
제2 저굴절층(22)의 측면은 제1 기재(21_1) 및 제1 광학 패턴층(21_2)의 측면과 정렬될 수 있다. 또한, 제2 저굴절층(22)의 측면은 파장 변환층(13)의 측면과 맞닿아 있는 제1 보호층(14)의 측면과 정렬될 수 있다.
제2 저굴절층(22)이 제1 광학 패턴층(21_2) 상에 형성되는 경우, 광원(30)에서 방출된 근자외선광에 대한 파장 변환층(13)의 흡수율을 증가시킬 수 있다. 더욱 상세한 설명을 위해 도 8 내지 도 10이 참조된다.
도 8은 청색광이 광학 필름층을 통과하는 경우의 광속을 광학 필름층이 적층됨에 따라 구분하여 나타낸 그래프이고, 도 9는 근자외선광이 광학 필름층을 통과하는 경우의 광속을 광학 필름층이 적층됨에 따라 구분하여 나타낸 그래프이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 광원(30)으로 청색광을 사용하는 경우, 청색광 파장대에서 광속은 적층되는 광학 필름층이 증가할수록 감소하고, 광원(30)으로 근자외선광을 사용하는 경우에도, 근자외선광 파장대에서 광속은 적층되는 광학 필름층이 증가할수록 감소하는 경향을 갖는다.
반면에, 광원(30)으로 청색광을 사용하는 경우, 적색광 파장대에서 광속은 적층되는 광학 필름층이 증가할수록 증가하고, 광원(30)으로 근자외선광을 사용하는 경우에도, 적색광 파장대에서 광속은 적층되는 광학 필름층이 증가할수록 미소하게 증가한다. 이는 양자점이 자신보다 파장이 짧은 광원(30)에 의해 여기되는 것에 기인하는 것으로 생각된다. 즉, 녹색 양자점은 청색광 및 근자외선광에 의해서만 여기될 수 있으나, 적색 양자점은 녹색광에 의해서도 여기될 수 있다.
다만, 광원(30)으로 청색광을 사용하는 경우, 녹색광 파장대에서 광속은 적층되는 광학 필름층이 증가하더라도 거의 변화가 없으나, 광원(30)으로 근자외선광을 사용하는 경우, 녹색광 파장대에서 광속은 적층되는 광학 필름층이 증가할수록 큰 폭으로 감소할 수 있다. 즉, 광원(30)으로 근자외선광을 사용하는 경우, 광원(30)으로 청색광을 사용하는 경우에 비해서, 광학 필름층 적층에 의한 제1 파장 변환 물질(13g)의 발광량 손실이 더 크게 발생될 수 있다.
아래 표 1은 광원(30)으로 근자외선광 및 청색광으로 파장 변환층을 여기시켜 얻은 27인치 디스플레이 모듈의 휘도값으로서, 광학 필름층 적층에 따른 휘도 변화를 나타낸다.
27'' 모듈 Blue LED (Nit) nUV LED (Nit)
QD 178(100%) 258(100%)
QD+Prism 395(225%) 448(173%)
QD+Prism+Prism 698(403%) 762(295%)
QD+Prism+Prism+DBEF 414(233%) 432(167%)
상기 표 1을 참조하면, 근자외선광을 광원(30)으로 사용하는 경우, 파장 변환층(13)에 의한 흡수율이 충분히 높아서 청색광을 광원(30)으로 사용한 경우에 비해, 휘도는 더 높으나, 휘도 상승폭은 더 낮음을 확인할 수 있다. 단, DBEF(Double Brightness Enhanced Film)는 반사 편광 필름의 일종이므로, 편광 필름의 존재를 가정 시 약 2배의 휘도를 가질 것인 바, 휘도 상승폭 또한 대략 2배의 값을 가질 것이다.이와 같은 결과는 광원(30)으로 청색광을 사용하는 경우, 일반적으로 광학 필름(20)에 의해 집광도 되면서 반사 경로에 의한 양자점 리사이클(QD Recycle)효과까지 발생하는 반면에, 광원(30)으로 근자외선광을 사용하는 경우, 일반적으로 파장 변환층(13)에 의한 흡수율이 충분히 높아서 광학 필름의 반사 경로에 의한 양자점 리사이클 효과가 거의 발생하지 않고, 집광에 의한 휘도 상승 효과만 발생하는 것에 기인한 것일 수 있다.
따라서, 광원(30)으로 근자외선광을 사용하는 경우, 광학 필름(20)에 의한 휘도 상승폭을 증가시키기 위해서는 광학 필름의 반사 메커니즘을 최소로 할 필요가 있다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 제2 저굴절층(22)을 통해 상술한 반사 메커니즘의 제어를 수행한다. 이에 대한 상세한 설명을 위해 도 10이 참조된다.
도 10은 프리즘 필름을 통과한 빛이 진행하는 다양한 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 프리즘을 통과한 빛은 굴절 및 반사될 수 있다. 굴절된 빛은 후술할 표시 패널에 대해 집광 또는 손실된 빛으로 구분할 수 있다. 구체적으로, 입사각이 0도와 입사광의 전기장 수평성분(TM Wave)은 투과하고 전기장 수직성분(TE Wave)은 반사시키는 부루스터 각(Brewster Angle;
Figure pat00001
) 사이인 경우에는 빛이 집광되고, 입사각이 부루스터 각(
Figure pat00002
)과 전반사 임계각(
Figure pat00003
) 사이인 경우에는 빛이 굴절되며, 입사각이 전반사 임계각(
Figure pat00004
)보다 큰 경우에는 빛이 반사될 수 있다.
부루스터 각은 아래의 수학식을 통해 구할 수 있다.
Figure pat00005
Figure pat00006
: 광학 패턴층의 굴절률,
Figure pat00007
: 매질의 굴절률
전반사 임계각은 아래의 수학식을 통해 구할 수 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
: 광학 패턴층의 굴절률,
Figure pat00010
: 매질의 굴절률
일 실시예에 따르면, 제1 광학 패턴층(21_2)은 프리즘 패턴층일 수 있으므로, 제1 광학 패턴층(21_2)의 굴절률이 약 1.55인 경우를 예로 하여 설명하면, 입사광이 제1 광학 패턴층(21_2)에서 굴절률이 약 1인 공기로 방출되는 경우, 전반사 임계각(
Figure pat00011
)은 40.17도, 부루스터 각(
Figure pat00012
)은 32.8도이다. 따라서, 광원(30)의 입사각이 0도에서 32.8도인 경우에는 집광되고, 32. 8도에서 40.17도인 경우에는 굴절되며, 40.17도에서 90도인 경우에는 반사될 수 있다.
상술한 바와 같이, 입사광의 반사 메커니즘을 최소화하기 위해서는 전반사 임계각을 크게 하여 반사되는 빛을 줄일 필요가 있다. 예를 들어, 입사광이 굴절률이 약 1.55인 제1 광학 패턴층(21_2)에서 굴절률이 약 1.2인 제2 저굴절층(22)으로 방출되는 경우, 전반사 임계각(
Figure pat00013
)은 50.7도, 부루스터 각(
Figure pat00014
)은 37.7도이다. 따라서, 광원(30)의 입사각이 0도에서 37.7도인 경우에는 집광되고, 37. 7도에서 50.7도인 경우에는 굴절되며, 50.7도에서 90도인 경우에는 반사될 수 있다.
즉, 굴절률이 1.55인 제1 광학 패턴층(21_2)과 그 광학적 계면을 이루는 매질의 굴절률이 1에서 1.2로 증가한 경우, 부루스터 각(
Figure pat00015
)이 32.82도에서 37.7로 증가하여 빛이 집광되는 범위가 확대되고, 전반사 임계각(
Figure pat00016
)이 40.17도에서 50.7도로 증가하여 빛이 반사되는 범위가 축소된다.
입사광의 반사 메커니즘을 줄이기 위한 제2 저굴절층(22)의 굴절률은 1.2 내지 1.28의 범위에 있을 수 있다. 일반적으로 고체상의 매질은 그 굴절률을 1에 가깝게 만들수록 제조 비용이 기하급수적으로 증가한다. 제2 저굴절층(22)의 굴절률이 1.2 이상이면, 지나친 제조 원가의 증가를 막을 수 있다. 반대로, 제2 저굴절층(22)의 굴절률이 제2 광학 패턴층(22_2)과 같아질수록 전반사 임계각이 커져서 반사되는 빛의 양을 줄일 수 있으나, 제1 광학 패턴층(21_2)과 광학적 계면을 이루는 제2 저굴절층(22) 사이에 광 변조가 이루어지기 어려우므로, 제2 저굴절층(22)의 굴절률이 1.28 이하인 것이 집광효과를 향상시키는 데에 유리하다.예시적인 실시예에서, 약 1.2의 굴절률을 갖는 제2 저굴절층(22)이 적용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상술한 제1 저굴절층(12)의 굴절율은 제2 저굴절층(22)의 굴절률과 동일할 수 있다.
상술한 낮은 굴절률을 나타내기 위해 제2 저굴절층(22)은 파티클 및 보이드를 포함할 수 있고, 상술한 제1 저굴절층(12)에서 설명한 내용과 중첩되는 바 자세한 설명은 생략한다.
이하, 백라이트 유닛의 다른 실시예들에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서 이전에 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호로 지칭하고, 그 설명을 생략하거나 간략화하며, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 11 내지 도 14는 다양한 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도들이다.
도 11 내지 도 14의 실시예들은 백라이트 유닛의 광학 필름의 적층 구조가 다양하게 변형될 수 있음을 예시한다.
도 11을 참조하면, 광학 필름(20)은 제2 필름(22)을 더 포함하는 점에서 도2의 실시예와 차이가 존재한다.
제2 필름(23)은 제2 기재(23_1), 제2 기재(23_1)의 하면에 배치된 광차폐층(23_3), 제2 기재(23_1)의 상면에 배치된 제2 광학 패턴층(23_2)을 포함할 수 있다.
제2 필름(23)의 하면에는 광차폐층(23_3)이 형성된다. 광차폐층(23_3)은 광학 필름(20)의 최하부에 위치하여, 입사되는 광을 산란시킴으로써, 휘부와 암부를 희석시키는 역할을 한다.
광차폐층(23_3)은 바인더(23_3a)와 바인더(23_3a) 내에 분산된 유기 입자(23_3b) 및 무기 입자(23_3c)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 유/무기 입자는 각각 유/무기 비드, 필러 등을 의미할 수 있다. 유/무기 입자는 각각 구형, 평판형, 코어쉘 구조 등과 같은 정형 입자일 수도 있지만, 무정형 입자일 수도 있다. 또한, 다양한 형상의 입자가 혼합되어 있을 수도 있다.
유무기 입자(222, 223)는 광차폐층(23_3) 전체에 걸쳐 분산될 수 있다. 무기 입자(23_3c)는 철부 뿐만 아니라, 요부에도 분산될 수 있다. 유기 입자(23_3b)의 경우, 주로 철부에 위치할 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 요부에 분산될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 유무기 입자(23_3c)는 광차폐층(23_3) 전체에 랜덤하게 분산되되, 그 밀도는 대체로 균일할 수 있다.
제2 광학 패턴층(23_2)은 비평탄 표면을 가지며, 요부와 철부를 포함할 수 있다. 제1 필름(21)의 제1 기재(21_1)의 하면에는 제1 결합 수지층(21_3)이 형성된다. 철부의 일부는 제1 결합 수지층(21_3)에 맞닿거나 그 내부에 부분적으로 침투하여 결합한다. 제2 광학 패턴층(23_2)의 요부와 제1 결합 수지층(21_3) 사이에는 공기층이 배치된다.
제2 필름(213)의 제2 광학 패턴층(23_2) 형상에 따라 제1 필름(21)과 제2 필름(23) 사이의 공기층은 전체가 연결되어 있을 수도 있고, 복수개가 섬형으로 분리될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 광학 패턴층(22_2)은 확산층이고, 제1 광학 패턴층(21_2)은 프리즘 패턴층일 수 있다.
광차폐층(23_3)을 통해 입사한 빛은 제2 기재(23_2) 및 제2 광학 패턴층(23_2)을 투과한 후, 상측으로 출사된다. 제2 광학 패턴층(23_2)의 일부 영역은 제1 필름(21)의 제1 결합 수지층(21_3)에 둘러싸여 있어, 제2 광학 패턴층(23_2)과 제1 결합 수지층(21_3)이 계면을 이룬다. 반면, 제2 광학 패턴층(23_2)의 다른 영역은 공기층과 계면을 이룬다. 빛은 계면에서 스넬의 법칙에 의해 굴절하는데, 제1 결합 수지층(21_3)보다 공기층의 굴절율이 작으므로, 제1 결합 수지층(21_3)이 계면인 영역과 공기층이 계면인 영역의 광 굴절 정도가 상이하게 된다. 더 나아가, 제2 필름(23)의 제2 광학 패턴층(23_2) 표면이 비평탄하므로, 출사되는 방향은 더욱 다양하게 변형될 수 있다. 이와 같은 원리로 광을 다양한 방향으로 출사시키고, 그에 따라 휘부 및 암부를 더욱 희석시킬 수 있다.
도 12를 참조하면, 광학 필름(20)은 제3 필름(24) 및 제4 필름(25)을 더 포함하는 점에서 도 2의 실시예와 차이가 존재한다.
제3 필름(24)은 제3 기재(24_1), 제3 기재(24_1)의 하면에 배치된 제2 결합 수지층(24_3) 및 제3 기재(24_1)의 상면에 배치된 제3 광학 패턴층(24_2)을 포함할 수 있다. 제2 결합 수지층(24_3)이 생략되고, 제3 기재(24_1)의 하면이 제2 저굴절층(22)의 상면에 배치될 수도 있다.
제4 필름(25)은 제4 기재(25_1), 제4 기재(25_1)의 하면에 배치된 제3 결합 수지층(25_3) 및 제4 기재(25_1)의 상면에 배치된 광학층(25_2)을 포함한다.
제3 광학 패턴층(24_2)은 철부와 요부를 포함하고, 철부의 일부는 제3 결합 수지층(25_3)에 맞닿거나 그 내부에 부분적으로 침투하여 결합한다. 제3 광학 패턴층(24_2)의 요부와 제3 결합 수지층(25_3) 사이에는 공기층이 배치된다.
예시적인 실시예에서, 제3 광학 패턴층(24_2)은 프리즘 패턴층이고, 제4 필름(25)의 광학층(25_2)은 이중 휘도 향상 필름(Double Brightness Enhanced Film; DBEF)일 수 있다.
도 13 참조하면, 광학 필름(20_3)은 제2 필름(23), 제3 필름(24) 및 제4 필름(25)을 더 포함하는 점에서 도 2의 실시예와 차이가 존재한다.
제2 필름(23)은 제2 기재(23_1), 제2 기재(23_1)의 하면에 배치된 광차폐층(23_3) 및 제2 기재(23_1)의 상면에 배치된 제2 광학 패턴층(23_2)을 포함할 수 있다.
제2 광학 패턴층(23_2)은 비평탄 표면을 가지며, 요부와 철부를 포함할 수 있다. 제1 필름(21)의 제1 기재(21_1)의 하면에는 제1 결합 수지층(21_3)이 형성된다. 철부의 일부는 제1 결합 수지층(21_3)에 맞닿거나 그 내부에 부분적으로 침투하여 결합한다. 제2 광학 패턴층(23_2)의 요부와 제1 결합 수지층(21_3) 사이에는 공기층이 배치된다.
제3 필름(24)은 제3 기재(24_1), 제3 기재(24_1)의 하면에 배치된 제2 결합 수지층(24_3) 및 제3 기재(24_1)의 상면에 배치된 제3 광학 패턴층(24_2)을 포함할 수 있다. 제2 결합 수지층(24_3)이 생략되고, 제3 기재(24_1)의 하면이 제2 저굴절층(22)의 상면에 배치될 수도 있다.
제4 필름(25)은 제4 기재(25_1), 제4 기재(25_1)의 하면에 배치된 제3 결합 수지층(25_3) 및 제4 기재(25_1)의 상면에 배치된 광학층(25_2)을 포함한다.
제3 광학 패턴층(24_2)은 철부와 요부를 포함하고, 철부의 일부는 제3 결합 수지층(25_3)에 맞닿거나 그 내부에 부분적으로 침투하여 결합한다. 제3 광학 패턴층(24_2)의 요부와 제3 결합 수지층(25_3) 사이에는 공기층이 배치된다.
예시적인 실시예에서, 제2 광학 패턴층(23_2)은 확산층이고, 제3 광학 패턴층(24_2)은 프리즘 패턴층이고, 제4 필름(25)의 광학층(25_2)은 이중 휘도 향상 필름(Double Brightness Enhanced Film; DBEF)일 수 있다.
도 14의 실시예는 제2 보호층(26)을 포함하는 점에서 도 13의 실시예와 차이가 존재한다.
도 14를 참조하면, 제2 보호층(26)은 제1 필름(21), 제2 필름(23), 제2 저굴절층(22), 제3 필름(24) 및 제4 필름(25)과 완전히 중첩할 수 있다. 제2 보호층(26)은 제2 필름(23)의 하면, 제1 필름(21), 제2 필름(23), 제2 저굴절층(22), 제3 필름(24) 및 제4 필름(25)의 양 측면 및 제 4 필름(25)의 상면과 접촉할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 보호층(26)의 일 측면은 제1 보호층(14)의 적어도 일 측면에 정렬될 수 있다.
제2 보호층(26)은 수분 또는 산소와 같은 불순물의 침투를 막는 역할을 한다. 제2 보호층(26)은 무기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물이나, 광투과율이 확보된 금속 박막 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 보호층(26)은 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.
제1 필름(21), 제2 필름(23), 제2 저굴절층(22), 제3 필름(24) 및 제4 필름(25)은 제2 보호층(26)에 의해 완전히 둘러싸여 밀봉된 광학 필름일 수 있다. 이로 인해, 수분/산소 침투를 원천적으로 차단할 수 있다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도들이다.
도 15의 실시예들은 백라이트 유닛의 광원(30_2, 60)이 다양하게 변형될 수 있음을 예시한다.
도 15를 참조하면, 광학 필터(50), 제2 광원(60), 제2 광학 부재(70) 및 제2 광학 필름(20_4)을 더 포함한다는 점에서 도 2의 실시예와 차이가 존재한다.
도 15에 도시된 광원(30_2)은 회로기판(31_2) 상에 근자외선광을 방출하는 발광 소자(32_2)만을 포함한다는 점을 제외하고 도 2의 광원(30)과 동일하고, 광학 필름(20)에 상술한 도 11 내지 도 14의 실시예를 적용할 수 있다. 다만, 제4 필름(25)은 제2 광학 필름(20_4)에 포함되며, 도 12 내지 도 14의 실시예에서는 제외된다.
이하, 광학 필터(50), 제2 광원(60) 및 제2 광학 부재(70) 제2 광학 필름(20_1)과 관련된 내용을 자세히 설명한다.
제2 광학 부재(70)는 광학 부재(10) 상부에 배치될 수 있다. 제2 광학 부재(70)는 제2 도광판(71), 제2 도광판(71) 상에 배치된 제3 저굴절층(72), 제3 저굴절층(72) 상에 배치된 제3 보호층(74)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 광학 부재(70)는 제2 도광판(71)의 하면(71b)에 배치된 제2 산란 패턴(75)을 더 포함할 수 있다.
제2 광학 부재(70)는 대체적으로 앞서 설명한 광학 부재(10)와 동일한 구조일 수 있으나, 파장 변환층(13)을 포함하지 않는 점에서 차이가 존재한다. 즉, 제2 광학 부재(70)의 각 구성 요소는 광학 부재(10)의 구성 요소들과 동일하거나 유사할 수 있다.
제2 도광판(71)은 빛의 진행 경로를 인도하는 역할을 한다. 제2 도광판(71)은 대체로 다각 기둥 형상을 가질 수 있다. 제2 도광판(71)의 평면 형상은 직사각형일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적인 실시예에서, 제2 도광판(71)은 평면 형상이 직사각형인 직육면체 형상으로서, 상면(71a), 하면(71b), 및 4개의 측면(71S1, 71S2, 71S3, 71S4)을 포함할 수 있다.
제2 도광판(71)의 면적 및 두께는 도광판(11)과 동일한 것으로 도시 되었으나, 이에 제한되지 않는다. 제2 도광판(71)의 평면상 면적 및 단면상 두께는 도광판(11)보다 크거나 작을 수 있다.
제2 도광판(71)의 하면(71b)에는 제2 산란 패턴(75)이 배치될 수 있다. 제2 산란 패턴(75)은 제2 도광판(71) 내부에서 전반사로 진행하는 빛의 진행 각도를 바꿔 제2 도광판(71) 외부로 출사시키는 역할을 한다.
제2 도광판(71)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 도광판(71)은 유리로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
백라이트 유닛(104)은 제2 도광판(71)의 일 측면에 대향하여 배치된 제2 광원(60)을 포함할 수 있다.
제2 광원(60)은 제2 도광판(71)의 적어도 일 측면(21s)에 인접하여 배치될 수 있다. 도면에서는 인쇄회로기판(61) 및 인쇄회로기판(61)에 실장된 복수의 제2 발광 소자(62)가 제2 도광판(71)의 일 장변에 위치하는 측면(71S1)에 인접하여 배치된 경우를 예시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 복수의 제2 발광 소자(72)가 양 장변의 측면(71S1, 71S3)에 모두 인접 배치되거나, 일 단변 또는 양 단변의 측면(71S2, 71S4)에 인접 배치될 수도 있다.
제2 발광 소자(62)는 청색광을 방출할 수 있다. 즉, 제2 발광 소자(62)으로부터 방출된 광은 청색 파장 대역을 갖는 광일 수 있다. 일 실시예로 제2 발광 소자(62)으로부터 방출된 청색광은 430nm 내지 470nm에서 피크 파장이 위치할 수 있다. 제2 발광 소자(62)으로부터 방출된 청색광은 입광면(21S1)을 통해 도광판(21) 내부로 입사할 수 있다.
제2 도광판(71)의 상면(71a)에는 제3 저굴절층(72)이 배치된다. 제3 저굴절층(72)은 제2 도광판(71)의 상면(71a) 상에 직접 형성되어, 제2 도광판(71)의 상면(71a)과 접촉할 수 있다. 제3 저굴절층(72)은 제2 도광판(71) 상에 배치되어 제2 도광판(71)의 전반사를 돕는다.
도면상 도시하지 않았으나, 제3 저굴절층(72)과 제2 도광판(71) 사이에 배리어층이 더 배치될 수 있다.
제3 저굴절층(72) 상에는 제3 보호층(74)이 배치될 수 있다. 제3 보호층(74)은 수분 또는 산소와 같은 불순물의 침투를 막는 역할을 한다. 제3 보호층(74)은 무기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
제3 보호층(74)은 적어도 일 측면부에서 제3 저굴절층(72)을 완전히 덮을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제3 보호층(74)은 모든 측면부에서 제3 저굴절층(72)을 완전히 덮을 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서 제3 저굴절층(72)의 적어도 일 측면부에서 제3 보호층(74)에 의해 덮이지 않고 외부로 노출될 수 있다. 제3 저굴절층(72)과 파장 변환층(13)의 일 측면부가 노출된 경우, 다른 보호 부재에 의해 불순물의 침투로부터 보호될 수 있다.
제3 보호층(74)은 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 저굴절층(72)이 형성된 제2 도광판(71) 상에 화학 기상 증착 방법을 이용하여 제3 보호층(74)을 형성할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 다양한 적층 방법이 적용될 수 있다.
제3 보호층(74) 상에는 제2 광학 필름(20_4)이 배치될 수 있다. 제2 광학 필름(20_4)은 기재부, 기재부의 하면에 배치된 결합 수지층(미도시) 및 기재부의 상면에 배치된 광학층(미도시)을 포함한다. 일 실시예에 따르면 상기 광학층은 반사 편광 필름(DBEF)일 수 있다. 도시하지 않았으나, 제2 광학 필름(20_4)의 상면에는 편광 필름이 배치될 수 있다.
제2 광학 부재(70)는 광학 부재(10)와 마찬가지로 일체화된 단일 부재로 광 가이드 기능을 수행할 수 있다. 일체화된 단일 부재는 표시 장치의 조립 공정을 단순화시킬 수 있다.
광학 필터(50)는 광학 부재(10) 및 제2 광학 부재(70) 사이에 배치될 수 있다. 광학 필터(50)는 특정 파장 대역의 광은 투과하되, 그 외의 광은 투과하지 않고 반사하는 필터일 수 있다. 예를 들어, 광학 필터는 대체적으로 480nm 보다 긴 파장의 광은 투과하고, 480nm 보다 짧은 파장의 광은 투과하지 않는다. 즉, 광학 필터는 장파장의 광을 투과하고, 단파장의 광은 반사하는 롱-패스 필터(Long-pass filter)일 수 있다.
예컨대, 480nm 보다 파장이 긴 장파장의 광은 520nm 내지 570nm에서 피크 파장을 갖는 녹색광 또는 620nm 내지 670nm에서 피크 파장을 갖는 적색광을 포함할 수 있다. 480nm 보다 파장이 짧은 단파장의 광은 430nm 내지 470nm에서 피크 파장을 갖는 청색광일 수 있다. 즉, 광학 필터는 녹색과 및 적색광은 투과하되, 청색광은 반사할 수 있다.
상술한 바와 같이 광학 필터(50)는 광학 부재(10)와 제2 광학 부재(70) 사이에 배치된다. 광학 필터(50)는 일 실시예로 별도의 필터 부재로 제공되어 OCR(Optical Clear Resin) 또는 OCA(Optical Clear Adhesive)와 같은 접착 물질에 의해 광학 부재(10) 상에 부착될 수 있다. 다른 실시예로 광학 필터(50)는 광학 부재(10) 상에 직접 형성될 수 있다. 즉, 도광판(11) 상에 연속 공정을 통해 형성될 수 있다. 또 다른 실시예로 광학 필터(50)는 광학 부재(10) 및 제2 광학 부재(70)와 접촉하지 않고 이격될 수 있다. 즉, 광학 부재(10) 및 제2 광학 부재(70)와 광학 필터(50)의 사이에 공기층이 형성될 수도 있다.
백라이트 유닛(104)은 광학 부재(10)의 하부에 배치된 반사 부재(40)를 더 포함할 수 있다. 반사 부재(40)는 반사 필름이나 반사 코팅층을 포함할 수 있다. 반사 부재(40)는 광학 부재(10)의 도광판(11) 하면(11b)으로 출사된 빛을 반사하여 다시 도광판(11) 내부로 진입시킨다.
상술한 바와 같이 제1 광원(30_2)은 도광판(11)의 일 측면에 인접하여 배치되고, 제2 광원(60)은 제2 도광판(71)의 일 측면에 인접하여 배치될 수 있다. 제1 광원(30_2)은 390nm 내지 410nm에서 피크 파장을 갖는 근자외선광을 방출하고, 제2 광원(60)은 430nm 내지 470nm에서 피크 파장을 갖는 청색광을 방출할 수 있다.
제1 광원(30_2)에서 출사되는 근자외선광은 다양한 방향으로 출사될 수 있다. 그 중 도광판(11)의 하면 측으로 출사된 광은 도광판(11)의 하면에서 상부로 반사될 수 있다. 도광판(11)의 하면에서 상부로 반사되지 않은 광은 도광판(11)의 하부에 배치된 반사 부재(60)에 의해 상부로 반사될 수 있다.
예컨대, 제1 광원(40)에서 출사되는 근자외선광 중 도광판(11)의 하면에서 상부로 반사되는 광은 파장 변환층(13)을 투과하여 제1 적색광 및 제1 녹색광으로 변환되어 외부로 출사될 수 있다. 도광판(11)의 하면에서 반사되지 않고 투과한 일부 광은 반사 부재(40)에 의해 상부로 반사될 수 있다. 반사 부재(40)에 의해 상부로 반사된 광은 파장 변환층(13)을 투과하여 제2 적색광 및 제2 녹색광으로 변환되어 외부로 출사될 수 있다. 상술한 제1 및 제2 적색광 및 제1 및 제2 녹색광은 광학 필터(50)를 투과하더라도 반사되지 않고 그대로 투과될 수 있다.
또한, 제2 광원(60)에서 출사되는 청색광도 다양한 방향으로 출사될 수 있다. 그 중 제2 도광판(71)의 하면 측으로 출사된 광은 제2 도광판(71)의 하면에서 상부로 반사되어 제1 청색광으로 출사될 수 있다. 제2 도광판(71)의 하면에서 상부로 반사되지 않은 광은 제2 도광판(71)의 하부에 배치된 광학 필터(50)에 의해 상부로 반사되어 제2 청색광으로 출사될 수 있다.
결과적으로, 외부로 출사되는 광은 제1 및 제2 적색광, 제1 및 제2 녹색광, 및 제1 및 제2 청색광을 모두 포함할 수 있다. 출사되는 서로 다른 색상의 광들의 비율을 적절하게 조절하면 백색광 또는 다른 색의 출사광을 표시할 수 있다.
종래 백라이트 유닛은 광원으로 청색광만 이용하였다. 청색광만 이용하여 파장 변환을 하는 경우, 청색광이 파장 변환층을 투과하며 청색광의 세기가 약해지고, 청색광에 대한 파장 변환층의 광 변환 효율도 높지 않았다. 그러나 본 실시예는 상술한 바와 같이 광 변환 효율이 높은 근자외선광을 이용해 녹색광 및 적색광으로 변환한다. 또한, 청색광은 파장 변환층을 투과하지 않게 되어 광량이 감소하지 않는다. 따라서, 근자외선광 광원과 청색광 광원을 모두 사용하더라도 두 종류 광원의 발광을 위한 소비 전력의 합이 종래의 청색광 광원을 발광하기 위한 소비 전력보다 낮을 수 있다.
도 16 내지 도 18은 실시예에 따른 표시 장치의 단면도들이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 표시 장치(1000, 1001)는 광원(30, 30_1), 광원(30, 30_1)의 출사 경로 상에 배치된 광학 부재(10), 광학 부재(10)의 상부에 배치된 광학 필름(20), 광학 필름(20)의 상부에 배치된 표시 패널(200)을 포함한다.
광학 필름(20)은 상술한 실시예들에 따른 광학 필름이 모두 적용될 수 있다. 도 16 및 도 17에서는 도 2의 광학 필름이 적용된 경우를 예시한다.
광원(30, 30_1)은 광학 부재(10)의 일측에 배치된다. 광원(30, 30_1)은 광학 부재(10)의 도광판(10)의 입광면(10s1)에 인접 배치될 수 있다. 광원(30, 30_1)은 복수의 점광원 또는 선광원을 포함할 수 있다. 상기 점광원은 LED(light emitting diode) 광원(32, 32_1)일 수 있다. 복수의 LED 광원(32, 32_1)은 인쇄회로기판(31, 31_1)에 실장될 수 있다. LED 광원(32, 32_1)은 근자외선 및 청색 파장의 빛을 발광할 수 있다.
일 실시예에서, LED 광원(32)은 도 14에 도시된 바와 같이 상면으로 빛을 방출하는 측면 발광 LED일 수 있다. 이 경우, 인쇄 회로 기판(31)은 하우징(300)의 측벽(320) 상에 배치될 수 있다.
다른 실시예에서, LED 광원(32_1)은 도 15에 도시된 바와 같이, 측면으로 빛을 방출하는 상면 발광 LED일 수 있다. 이 경우, 인쇄 회로 기판(31_1)은 하우징(300)의 바닥면(310) 상에 배치될 수 있다.
LED 광원(32, 32_1)으로부터 방출된 근자외선 및 청색 파장의 빛은 광학 부재(10)의 도광판(10)으로 입사된다. 광학 부재(10)의 도광판(10)은 빛을 인도하고, 도광판(10)의 상면(10a)이나 하면(10b)을 통해 출사시킨다. 광학 부재(10)의 파장 변환층(30)은 도광판(10)으로부터 입사된 근자외선 및 청색 파장의 빛의 일부를 다른 파장 예컨대 녹색 파장과 적색 파장으로 변환한다. 변환된 녹색 파장과 적색 파장의 빛은 변환되지 않은 청색 파장 및 근자외선 파장과 함께 상부로 방출되어 표시 패널(200) 측으로 제공된다.
표시 장치(1000, 1001)는 광학 부재(10)의 하부에 배치된 반사 부재(40)를 더 포함할 수 있다. 반사 부재(40)는 반사 필름이나 반사 코팅층을 포함할 수 있다. 반사 부재(40)는 광학 부재(10)의 도광판(10) 하면(10b)으로 출사된 빛을 반사하여 다시 도광판(10) 내부로 진입시킨다.
표시 패널(200)은 광학 부재(10)의 상부에 배치된다. 표시 패널(200)은 광학 부재(10)로부터 빛을 제공받아 화면을 표시한다. 이와 같이 빛을 받아 화면을 표시하는 수광성 표시 패널의 예로는 액정 표시 패널, 전기 영동 패널 등을 들 수 있다. 이하에서는 표시 패널로서 액정 표시 패널의 예를 들지만, 이에 제한되지 않고 다른 다양한 수광성 표시 패널이 적용될 수 있다.
표시 패널(200)은 제1 기판(210), 제1 기판(210)에 대향하는 제2 기판(220) 및 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 배치된 액정층(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 기판(210)과 제2 기판(220)은 상호 중첩한다. 일 실시예에서, 어느 하나의 기판이 다른 하나의 기판보다 커서 외측으로 더 돌출될 수 있다. 도면에서는 상부에 위치하는 제2 기판(220)이 더 크고, 광원(30, 30_1)이 배치된 측면에서 돌출된 경우가 예시되어 있다. 제2 기판(220)의 돌출 영역은 구동칩이나 외부 회로 기판이 실장되는 공간을 제공할 수 있다. 예시된 예와는 다르게, 아래에 위치하는 제1 기판(210)이 제2 기판(220)보다 커서 외측으로 돌출될 수도 있다. 표시 패널(200)에서 상기 돌출된 영역을 제외한 제1 기판(210)과 제2 기판(220)이 중첩하는 영역은 광학 부재(10)의 도광판(10)의 측면(10s)에 대체로 정렬될 수 있다.
광학 부재(10)는 모듈간 결합 부재(410)를 통해 표시 패널(200)과 결합할 수 있다. 모듈간 결합 부재(410)는 평면상 사각틀 형상으로 이루어질 수 있다. 모듈간 결합 부재(410)는 표시 패널(200) 및 광학 부재(10)에서 각각 테두리 부위에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 모듈간 결합 부재(410)의 하면은 광학 부재(10)의 보호층(40) 상면에 배치된다. 모듈간 결합 부재(410)의 측면은 광학 부재(10)의 측면과 정렬될 수 있다.
모듈간 결합 부재(410)는 폴리머 수지나 접착 또는 점착 테이프 등을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 모듈간 결합 부재(410)는 블랙 안료나 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함하거나, 반사 물질을 포함함으로써, 광투과 저지 기능을 수행할 수 있다.
표시 장치(1000, 1001)는 하우징(300)을 더 포함할 수 있다. 하우징(300)은 일면이 개방되어 있고, 바닥면(310) 및 바닥면(310)과 연결된 측벽(320)을 포함한다. 바닥면(310)과 측벽(320)에 의해 정의된 공간 내에 광학 부재(10), 광학필름(20), 광원(30, 30_1), 반사 부재(40) 및 표시 패널(200)이 수납될 수 있다. 광원(30, 30_1), 반사 부재(40)는 하우징(300)의 바닥면(310) 상에 배치된다. 하우징(300)의 측벽(320)의 높이는 하우징(300) 내부에 놓인 광학 부재(10), 광학 필름(20) 및 표시 패널(200) 부착체의 높이와 실질적으로 동일할 수 있다. 표시 패널(200)은 하우징(300)의 측벽 상단과 인접 배치되고, 이들은 하우징 결합 부재(420)에 의해 상호 결합할 수 있다. 하우징 결합 부재(420)는 평면상 사각틀 형상으로 이루어질 수 있다. 하우징 결합 부재(420)는 폴리머 수지나 접착 또는 점착 테이프 등을 포함할 수 있다.
도 18은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 18은 모듈간 결합 부재(411)의 배치에 관한 변형 가능성을 보여준다. 도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1002)의 모듈간 결합 부재(411)는 보호층(14) 상에서 외측으로 더 연장되어 파장 변환층(13)의 측면(13s)과도 접촉하도록 배치되는 점에서 도 16의 실시예와 차이가 있다. 나아가, 모듈간 결합 부재(411)는 도광판(11)의 상면(11a)에 접한 보호층(14) 상에까지 연장될 수 있다. 제한적이지 않은 일 실시예에서, 모듈간 결합 부재(411)의 외측면은 도광판(11)의 측면(11s)에 정렬될 수 있다. 나아가, 모듈간 결합 부재(411)의 외측면은 표시 패널(200)에서 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 중첩 영역, 다시 말하면 상대적으로 작은 기판인 제1 기판(210)의 측면에 정렬될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 광학 부재 11: 도광판
12: 제1 저굴절층 13: 파장 변환층
14: 제1 보호층 15: 산란 패턴
20: 광학 필름 21: 제1 필름
22: 제2 필름 23: 제2 저굴절층
30: 광원 40: 반사 부재
100: 백라이트 유닛 200: 표시 패널
300: 하우징 1000: 표시 장치

Claims (20)

  1. 도광판;
    상기 도광판 상에 배치된 파장 변환층; 및
    상기 파장 변환층 상에 배치되는 광학 필름을 포함하되,
    상기 광학 필름은,
    프리즘 패턴층을 포함하는 제1 필름; 및
    상기 제1 필름 상에 배치되고 상기 프리즘 패턴층과 상보적으로 결합하는 제1 저굴절층을 포함하고,
    상기 제1 저굴절층은 상기 제1 필름보다 작은 굴절률을 갖는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 저굴절층의 굴절률은 1.2 내지 1.28인 백라이트 유닛.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 저굴절층의 상면은 상기 제1 필름의 하면과 평행한 백라이트 유닛.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴층은 철부와 요부를 포함하고, 상기 철부의 꼭지점으로부터 상기 제1 저굴절층의 상면까지의 제1 거리는 상기 요부의 꼭지점으로부터 상기 제1 저굴절층의 상면까지의 제2 거리보다 짧은 백라이트 유닛.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 도광판과 상기 파장 변환층 사이에 제2 저굴절층을 포함하되, 상기 제2 저굴절층은 상기 도광판과 직접 접촉하는 백라이트 유닛.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 저굴절층의 굴절률은 상기 제1 저굴절층의 굴절률과 동일한 백라이트 유닛.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 도광판의 적어도 일 측에 인접하여 배치되는 광원을 포함하는 백라이트 유닛.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 광원은 제1 광 및 제2 광을 방출하되, 상기 제1 광은 피크 파장이 390nm 내지 410nm인 근자외선광이고, 상기 제2 광은 피크 파장이 430nm 내지 470nm인 청색광인 백라이트 유닛.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 파장 변환층은 제1 파장 변환 물질 및 제2 파장 변환 물질을 포함하되, 상기 제1 파장 변환 물질은 상기 광원에서 방출되는 광을 녹색광으로 변환하고, 상기 제2 파장 변환 물질은 상기 광원에서 방출되는 광을 적색광으로 변환하는 백라이트 유닛.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 필름과 상기 상기 파장 변환층 사이에 배치되고 확산층을 포함하는 제2 필름을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 필름은 상기 제1 저굴절층 상에 배치된 프리즘 패턴을 포함하는 제3 필름 및 반사 편광층을 포함하는 제4 필름을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 광학 필름은 보호층을 더 포함하되, 상기 보호층은 상기 제1 필름의 하면과 직접 접촉하고, 상기 제1 필름, 상기 제2 필름 및 상기 제1 저굴절층의 측면과 직접 접촉하고, 상기 제1 저굴절층의 상면과 직접 접촉하는 백라이트 유닛.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 도광판의 하부에 배치되는 반사 부재를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 도광판은 상기 파장 변환층과 대향하는 면의 반대면에 배치된 산란 패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
  15. 도광판;
    상기 도광판 상에 배치된 파장 변환층; 및
    상기 파장 변환층 상에 배치되는 광학필름을 포함하는 백라이트 유닛;
    상기 도광판의 적어도 일측에 배치된 광원; 및
    상기 백라이트 유닛의 상부에 배치된 표시 패널을 포함하되,
    상기 광학 필름은,
    프리즘 패턴층을 포함하는 제1 필름; 및
    상기 제1 필름 상에 배치되고 상기 프리즘 패턴층과 상보적으로 결합하는 제1 저굴절층을 포함하고,
    상기 제1 저굴절층은 상기 제1 필름보다 작은 굴절률을 갖는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 저굴절층의 굴절률은 1.2 내지 1.28인 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 저굴절층의 상면은 상기 제1 필름의 하면과 평행한 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 필름과 상기 상기 파장 변환층 사이에 배치되고 확산층을 포함하는 제2 필름을 더 포함하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 광원은 제1 광 및 제2 광을 방출하되, 상기 제1 광은 피크 파장이 390nm 내지 410nm인 근자외선광이고, 상기 제2 광은 피크 파장이 430nm 내지 470nm인 청색광인 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 파장 변환층의 테두리 부위에 배치되고, 상기 도광판과 상기 표시 패널을 결합하는 모듈간 결합 부재를 더 포함하되, 상기 광학 필름은 상기 도광판, 상기 표시 패널 및 상기 모듈간 결합 부재에 둘러싸인 공간에 배치되는 표시 장치.
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