KR20210004019A - 색변환 시트, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 - Google Patents

색변환 시트, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210004019A
KR20210004019A KR1020190079758A KR20190079758A KR20210004019A KR 20210004019 A KR20210004019 A KR 20210004019A KR 1020190079758 A KR1020190079758 A KR 1020190079758A KR 20190079758 A KR20190079758 A KR 20190079758A KR 20210004019 A KR20210004019 A KR 20210004019A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
disposed
color conversion
wavelength band
reflection filter
Prior art date
Application number
KR1020190079758A
Other languages
English (en)
Inventor
김기성
윤혁준
Original Assignee
엘지디스플레이 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 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020190079758A priority Critical patent/KR20210004019A/ko
Priority to CN202010603764.5A priority patent/CN112180635B/zh
Priority to US16/916,885 priority patent/US11231616B2/en
Publication of KR20210004019A publication Critical patent/KR20210004019A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • 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
    • G02F1/133614—Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • 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
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • 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
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors
    • 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
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • 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
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133609—Direct backlight including means for improving the color mixing, e.g. white
    • 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
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133611—Direct backlight including means for improving the brightness uniformity
    • 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
    • G02F1/133617—Illumination with ultraviolet light; Luminescent elements or materials associated to the cell
    • 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
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/50—Protective arrangements
    • 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
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/28—Adhesive materials or arrangements
    • 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
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/36—Micro- or nanomaterials

Abstract

본 발명의 실시예들은, 색변환 시트, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 청색 광을 여기시켜 녹색 광과 적색 광을 발산하는 색변환층 상에 청색 광에 대한 반투과 특성을 갖는 반사 필터를 배치하고 색변환층 아래에 녹색 광과 적색 광에 대한 전반사 특성을 갖는 반사 필터를 배치함으로써, 청색 광의 여기 확률을 높이고 전방으로 출사되는 녹색 광과 적색 광의 양을 증가시켜 색변환 시트의 효율을 개선할 수 있다. 또한, 후방 산란된 광이 색변환층과 인접한 위치에서 전방으로 반사되도록 함으로써, 후방 산란된 광이 퍼져나감으로 인한 헤일로를 방지하며 백라이트 유닛을 통해 나타나는 휘도를 개선할 수 있다.

Description

색변환 시트, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치{COLOR CONVERSION SHEET, BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은, 색변환 시트, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라, 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치, 유기발광 디스플레이 장치 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용된다.
이러한 디스플레이 장치 중 액정 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널로 광을 공급하는 백라이트 유닛과 같은 광원 장치를 포함할 수 있다.
따라서, 백라이트 유닛으로 인해 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워질 수 있다. 그리고, 디스플레이 장치의 두께 감소를 위해 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 경우, 광원과 디스플레이 패널 사이의 광학적 갭이 충분히 확보되지 못해 화상 품위가 저하될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛이 특정 파장 대역의 광을 여기시켜 백색 광을 공급하는 경우, 광 효율이 낮으면 소비 전력이 증가하거나, 백라이트 유닛의 제작 비용이 증가할 수 있어, 고휘도를 구현하는 데 많은 어려움이 존재한다.
본 발명의 실시예들은, 백라이트 유닛의 두께를 감소시키면서 핫 스팟이 발생하는 것을 방지하고 화상 품위를 개선할 수 있는 방안을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 백라이트 유닛의 소비 전력을 증가시키거나 색변환 물질의 양을 증가시키지 않고, 광 효율을 향상시키며 백색 광을 공급할 수 있는 방안을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널로 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
여기서, 백라이트 유닛은, 인쇄 회로 상에 배치되고 제1 파장 대역의 광을 발산하는 다수의 광원과, 인쇄 회로 상에서 광원이 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 배치된 반사판과, 광원과 디스플레이 패널 사이에 배치된 색변환 시트를 포함할 수 있다.
그리고, 색변환 시트는, 제1 파장 대역의 광에 반응하여 제2 파장 대역의 광과 제3 파장 대역의 광을 발산하는 색변환층과, 색변환층의 상면에 배치된 제1 반사 필터와, 색변환층의 하면에 배치된 제2 반사 필터를 포함할 수 있다.
이때, 제1 반사 필터는 제1 파장 대역의 광에 대한 반사율을 갖고, 제2 반사 필터는 제2 파장 대역의 광과 제3 파장 대역의 광에 대한 반사율을 가질 수 있으며, 제1 반사 필터의 제1 파장 대역의 광에 대한 반사율을 제2 반사 필터의 제2 파장 대역의 광과 제3 파장 대역의 광에 대한 반사율보다 작을 수 있다.
또한, 색변환 시트는, 제1 반사 필터의 상면에 배치되고, 제1 반사 필터의 상면에서 출사된 광의 경로를 변경하는 적어도 하나의 집광 패턴을 더 포함할 수 있다. 또는, 제1 반사 필터의 상면에서 출사된 광의 경로를 변경하는 집광 시트가 색변환 시트 상에 배치될 수도 있다.
또한, 백라이트 유닛은, 광원과 반사판 상에 배치된 광원 보호부와, 광원 보호부와 색변환 시트 사이에 배치되고 하면에 다수의 차광 패턴이 배치된 투명 필름을 더 포함할 수 있으며, 다수의 차광 패턴 각각은 다수의 광원 각각과 대응되도록 배치될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 제1 파장 대역의 광에 반응하여 제2 파장 대역의 광과 제3 파장 대역의 광을 발산하는 색변환층과, 색변환층의 제1 면에 배치되고 제1 파장 대역의 광에 대한 반사율을 갖는 제1 반사 필터와, 색변환층의 제1 면과 대향하는 제2 면에 배치되고 제2 파장 대역의 광과 제3 파장 대역의 광에 대한 반사율을 갖는 제2 반사 필터를 포함하는 색변환 시트를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 광원 상에서 광원과 대응되는 위치에 차광 패턴이 배치되도록 함으로써, 백라이트 유닛의 두께를 감소시키며 핫 스팟을 방지하여 화상 품위를 개선할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 청색 광을 여기시켜 백색 광을 공급하는 구조에서, 색변환 시트의 상부에 청색 광의 일부를 반사시키는 필터를 배치하고 색변환 시트의 하부에 적색, 녹색 광을 반사시키는 필터를 배치함으로써, 청색 광의 재사용 확률을 높이고 적색, 녹색 광의 공급량을 증가시켜 백라이트 유닛의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에 포함된 백라이트 유닛의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 백라이트 유닛의 구체적인 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛에 포함된 차광 패턴의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛에 포함된 차광 패턴의 배치 위치에 따른 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛에 포함된 색변환 시트의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 색변환 시트에 의한 광의 경로의 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 색변환 시트에 의한 광의 세기의 개선 효과를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛에 포함된 색변환 시트의 다른 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 색변환 시트에 의한 시야각 별 투과율 특성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 색변환 시트에 의한 광의 경로 변화의 예시를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 색변환 시트에 의한 색감차의 개선 효과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들의 시간 관계 또는 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는, 액티브 영역(A/A)과 논-액티브 영역(N/A)을 포함하는 디스플레이 패널(110)과, 디스플레이 패널(110)을 구동하기 위한 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 컨트롤러(140) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)에는, 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)이 배치되고, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 서브픽셀(SP)이 배치될 수 있다.
게이트 구동 회로(120)는, 컨트롤러(140)에 의해 제어되며, 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하여 다수의 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어한다.
게이트 구동 회로(120)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있으며, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다.
각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는, 디스플레이 패널(110)과 연결된 필름 상에 실장되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)로부터 영상 데이터를 수신하고, 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 그리고, 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 전압을 각각의 데이터 라인(DL)으로 출력하여 각각의 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 표현하도록 한다.
데이터 구동 회로(130)는, 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 시프트 레지스터, 래치 회로, 디지털 아날로그 컨버터, 출력 버퍼 등을 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수 있으며, 경우에 따라, 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 디스플레이 패널(110)에 연결된 필름 상에 실장되고, 필름 상의 배선들을 통해 디스플레이 패널(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)로 각종 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 동작을 제어한다.
컨트롤러(140)는, 인쇄 회로 기판, 가요성 인쇄 회로 등 상에 실장되고, 인쇄 회로 기판, 가요성 인쇄 회로 등을 통해 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 게이트 구동 회로(120)가 스캔 신호를 출력하도록 하며, 외부에서 수신한 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환하여 변환된 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)로 출력한다.
컨트롤러(140)는, 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE: Data Enable), 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호를 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.
컨트롤러(140)는, 외부로부터 수신한 각종 타이밍 신호를 이용하여 각종 제어 신호를 생성하고 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.
일 예로, 컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 시프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS)를 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
또한, 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS)를 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)의 데이터 샘플링 스타트 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적 회로(SDIC) 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어한다.
이러한 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 관리 집적 회로를 더 포함할 수 있다.
각각의 서브픽셀(SP)은, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차에 의해 정의되는 영역일 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 유형에 따라 액정이 배치되거나 발광 소자가 배치될 수 있다.
일 예로, 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우, 디스플레이 패널(110)로 광을 조사하는 백라이트 유닛과 같은 광원 장치를 포함하고, 디스플레이 패널(110)의 서브픽셀(SP)에는 액정이 배치된다. 그리고, 각각의 서브픽셀(SP)로 데이터 전압이 인가됨에 따라 형성되는 전계에 의해 액정의 배열을 조정함으로써, 영상 데이터에 따른 밝기를 나타내며 이미지를 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에 포함된 백라이트 유닛의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110)과, 디스플레이 패널(110)의 아래에 배치되고 디스플레이 패널(110)로 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛과 디스플레이 패널(110) 사이에는 여러 구조물이 배치될 수 있으며, 일 예로, 가이드 패널(700)과 폼 패드(800) 등에 의해 백라이트 유닛 상에 디스플레이 패널(110)이 고정될 수 있으나, 이에 한정되지는 아니한다.
백라이트 유닛은, 백라이트 유닛을 구성하는 광학 소자 등을 수납하는 커버 버텀(210)을 포함할 수 있다.
커버 버텀(210) 상에 인쇄 회로(220)가 배치되고, 인쇄 회로(220) 상에 다수의 광원(230)이 배치될 수 있다.
인쇄 회로(220)는 기판 형태일 수 있으며, 인쇄 회로(220) 상에서 광원(230)이 배치되지 않은 영역 중 적어도 일부 영역에 반사판(240)이 배치될 수 있다. 즉, 반사판(240)이 다수의 홀을 포함하고, 다수의 홀 각각에 광원(230)이 배치될 수 있다.
다수의 광원(230) 및 반사판(240) 상에 광원 보호부(250)가 배치될 수 있다. 이러한 광원 보호부(250)는, 다수의 광원(230)을 보호할 수 있으며, 광원(230)으로부터 출사된 광을 확산시켜주는 기능을 제공할 수 있다. 즉, 광원 보호부(250)는, 광원(230)과 직접 접촉되어 광원(230)을 보호하며 도광 기능을 제공할 수 있다.
광원 보호부(250) 상에 투명 필름(300)이 배치되고, 투명 필름(300)의 상면 또는 하면에는 다수의 차광 패턴(310)이 배치될 수 있다.
여기서, 다수의 차광 패턴(310)은, 투명 필름(300)의 하면에서 다수의 광원(230) 각각과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 또는, 경우에 따라, 다수의 차광 패턴(310)은, 투명 필름(300)의 상면에서 다수의 광원(230) 각각과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 일 예로, 다수의 차광 패턴(310) 각각은, 반사판(240)에 형성된 홀과 대응되도록 배치될 수 있다. 그리고, 경우에 따라, 차광 패턴(310)의 면적은 반사판(240)의 홀의 면적과 동일할 수도 있다.
이러한 차광 패턴(310)은, 광원(230)으로부터 수직 방향으로 출사되는 광을 반사시켜 백라이트 유닛의 화상 품위를 높여줄 수 있다.
즉, 광원(230)으로부터 출사된 광의 세기가 가장 강한 영역에 차광 패턴(310)을 배치함으로써, 광원(230)이 배치된 영역(광량이 큰 영역)과 광원(230) 사이의 영역(광량이 작은 영역) 간의 휘도 편차 등을 감소시켜줄 수 있다.
투명 필름(300) 상에는 하부에서 입사되는 광을 확산시켜주기 위한 확산판(400)이 배치될 수 있다.
그리고, 확산판(400) 상에 색변환 시트(500)나 하나 이상의 광학 시트(600)가 배치될 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 백라이트 유닛의 구체적인 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3a를 참조하면, 인쇄 회로(220) 상에 다수의 광원(230)이 배치된다.
이러한 광원(230)은, 일 예로, 발광다이오드(LED)일 수 있으며, 소형의 미니 발광다이오드(Mini LED)나 초소형의 마이크로 발광다이오드(μLED)일 수도 있다. 따라서, 칩 형태의 광원(230)이 인쇄 회로(220) 상에 실장되는 형태로 배치될 수 있어, 백라이트 유닛의 두께를 감소시켜줄 수 있다.
그리고, 광원(230)은, 백색 광을 발산할 수도 있고, 경우에 따라, 특정 파장 대역(예: 청색 광의 파장 대역)의 광을 발산할 수도 있다.
도 3b를 참조하면, 인쇄 회로(220) 상에서 광원(230)이 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 반사판(240)이 배치될 수 있다.
이러한 반사판(240)은, 광원(230)과 대응되는 영역이 개구된 형태(예: 홀)로 제작되고 인쇄 회로(220) 상에 안착되어 배치될 수 있다. 그리고, 반사판(240)은, 광원(230)으로부터 출사되는 광을 백라이트 유닛의 전면으로 반사시켜 백라이트 유닛의 광 효율을 높여줄 수 있다.
여기서, 광원(230)이 칩 형태로 배치되는 경우, 광원(230)의 크기가 작으므로, 반사판(240)의 높이가 광원(230)의 높이보다 클 수 있다. 즉, 반사판(240)의 상면이 광원(230)의 상단보다 높게 위치할 수 있다.
따라서, 광원(230)의 측 방향으로 출사되는 광이 반사판(240)의 측면에서 반사되어 백라이트 유닛의 전면으로 출사될 수 있으며, 이를 통해 백라이트 유닛의 광 효율을 더욱 높여줄 수 있다.
또한, 경우에 따라, 인쇄 회로(220) 상에 코팅된 반사막이 배치될 수도 있다.
즉, 인쇄 회로(220) 상의 전면 또는 광원(230)이 배치되는 영역을 제외한 영역에 반사막이 코팅되어 광 효율을 높여줄 수도 있다.
이러한 경우, 인쇄 회로(220) 상에 코팅된 반사막이 반사판(240)의 기능을 대신할 수도 있고, 반사판(240)이 함께 배치되어 반사 기능을 제공할 수도 있다.
도 3c를 참조하면, 다수의 광원(230) 및 반사판(240) 상에 광원 보호부(250)가 배치될 수 있다.
광원 보호부(250)는, 일 예로, 레진으로 구성될 수 있다.
광원 보호부(250)가 레진으로 구성되는 경우, 인쇄 회로(220)의 외측 또는 인쇄 회로(220) 상에서 다수의 광원(230)이 배치된 영역의 외곽 영역에 격벽을 배치하고, 격벽의 내부에 레진을 도포함으로써 광원 보호부(250)가 형성될 수 있다.
이러한 광원 보호부(250)는, 인쇄 회로(220) 상에 배치된 다수의 광원(230)을 보호하는 기능을 하며, 광원(230)으로부터 출사된 광을 확산시켜 도광 기능을 제공할 수도 있다.
즉, 광원(230)으로부터 출사된 광이 광원 보호부(250)에 의해 광원 보호부(250)의 상면으로 최대한 고르게 퍼져나갈 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예들은, 광원 보호부(250) 상에서 광원(230)과 대응되는 위치에 차광 패턴(310)이 배치되도록 함으로써, 백라이트 유닛의 두께를 감소시키면서 화상의 균일도를 더욱 개선할 수 있도록 한다.
도 3d를 참조하면, 광원 보호부(250) 상에 투명 필름(300)이 배치될 수 있으며, 투명 필름(300)의 하면에 다수의 차광 패턴(310)이 배치될 수 있다. 그리고, 투명 필름(300)은 접착층(260)을 통해 광원 보호부(250) 상에 접착될 수 있다. 이러한 투명 필름(300)은, 일 예로, PET 등으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 아니한다.
투명 필름(300)의 하면에 배치된 다수의 차광 패턴(310) 각각은 인쇄 회로(220) 상에 배치된 다수의 광원(230) 각각과 대응되도록 배치될 수 있다.
즉, 차광 패턴(310)은 적어도 일부분이 광원(230)과 중첩되도록 배치될 수 있으며, 광의 확산 특성을 고려할 때, 광원(230)이 배치된 영역을 포함하는 영역에 중첩되도록 배치될 수 있다.
차광 패턴(310)은, 일정한 반사율을 가지며, 광원(230)으로부터 출사된 광을 산란, 반사 또는 회절시켜 줄 수 있다.
일 예로, 차광 패턴(310)은, 광원(230)으로부터 수직 방향으로 출사된 광을 산란시켜 수직 방향과 사선 방향으로 광이 출사되도록 할 수 있다. 또는, 광원(230)으로부터 수직 방향으로 출사된 광을 반사시키고 반사판(240)에 의해 다시 반사되도록 하여 광원(230) 사이의 영역으로 광이 출사되도록 할 수도 있다.
이와 같이, 차광 패턴(310)에 의해 광원(230)으로부터 수직 방향으로 출사된 광의 출사 방향을 조절해줌으로써, 백라이트 유닛의 화상 품위를 개선해줄 수 있다.
도 3e를 참조하면, 투명 필름(300) 상에 확산판(400)이 배치되고, 확산판(400) 상에 색변환 시트(500)가 배치될 수 있다. 그리고, 색변환 시트(500) 상에 하나 이상의 광학 시트(600)가 배치될 수 있다.
여기서, 확산판(400)과 색변환 시트(500)가 배치되는 위치는 서로 바뀔 수도 있다.
확산판(400)은, 투명 필름(300)을 통해 출사된 광을 확산시켜준다.
색변환 시트(500)는, 입사되는 광에 반응하여 특정 파장 대역의 광을 발산할 수 있다.
일 예로, 광원(230)이 제1 파장 대역의 광(예: 청색 광)을 발산하는 경우, 색변환 시트(500)는 입사되는 광에 반응하여 제2 파장 대역의 광(예: 녹색 광) 및 제3 파장 대역의 광(예: 적색 광)을 발산할 수 있다.
이러한 색변환 시트(500)는, 경우에 따라, 확산판(400) 상의 일부 영역에만 배치될 수도 있다.
일 예로, 광원(230)이 청색 광을 발산하는 경우, 디스플레이 패널(110)에서 청색 서브픽셀(SP)이 배치된 영역과 대응되는 영역을 제외한 영역에만 색변환 시트(500)가 배치될 수도 있다. 즉, 디스플레이 패널(110)의 청색 서브픽셀(SP)로 색변환 시트(500)를 통과하지 않은 광이 도달하도록 할 수 있다.
이러한 색변환 시트(500)는, 광원(230)에 따라 배치되지 않을 수도 있다.
일 예로, 광원(230)이 백색 광을 발산하거나, 청색 광을 발산하는 광원(230)의 출사면에 녹색 광과 적색 광을 발산하는 색변환 막이 코팅되어 있는 경우 등에는 색변환 시트(500)가 배치되지 않을 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들은, 광원(230)과 대응되는 위치에 배치되는 차광 패턴(310)을 포함하는 투명 필름(300)과, 여러 광학 소자들을 포함함으로써, 백라이트 유닛의 두께를 감소시키면서 화상 품위를 만족시키는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
이하에서는, 투명 필름(300)에 배치된 차광 패턴(310)의 구체적인 예시와 함께 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛에 포함된 차광 패턴(310)의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 커버 버텀(210) 상에 인쇄 회로(220)가 배치되며, 인쇄 회로(220)는, 일 예로, 커버 버텀(210)과 인쇄 회로(220) 사이에 배치되는 접착 테이프에 의해 커버 버텀(210) 상에 접착될 수 있다.
인쇄 회로(220) 상에 다수의 광원(230)이 배치되고, 인쇄 회로(220) 상에서 광원(230)이 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 반사판(240)이 배치될 수 있다.
여기서, 광원(230)은, 일 예로, 발광다이오드(LED)일 수 있으며, n형 반도체층, 활성화층 및 p형 반도체층을 포함하는 발광부(231)와, 전극부(232)를 포함할 수 있다.
다수의 광원(230) 및 반사판(240) 상에 광원 보호부(250)가 배치된다.
광원 보호부(250) 상에 투명 필름(300)이 배치될 수 있으며, 투명 필름(300)의 하면에서 광원(230)과 대응되는 위치에 차광 패턴(310)이 배치될 수 있다. 그리고, 투명 필름(300) 상에 확산판(400), 색변환 시트(500) 및 광학 시트(600) 등이 배치될 수 있다.
투명 필름(300)의 하면에 배치된 차광 패턴(310)은, 차광 특성을 갖는 물질이 투명 필름(300)에 인쇄되어 구현될 수 있으며, 일 예로, TiO2 잉크를 투명 필름(300)에 인쇄하는 방식을 통해 차광 패턴(310)이 배치될 수 있다.
또한, 투명 필름(300)의 하면에 배치된 차광 패턴(310)은 1개 층으로 배치될 수도 있고, 다층 구조로 배치될 수도 있다.
즉, 도 4에 도시된 예시와 같이, 투명 필름(300)의 하면에 배치된 차광 패턴(310)은 3개의 층으로 구성될 수 있다.
이러한 차광 패턴(310)은, 투명 필름(300) 상에 차광 물질을 3차례 인쇄하는 방식을 통해 구현될 수 있으며, 인쇄되는 차광 물질의 면적은 점점 좁아질 수 있다. 그리고, 차광 패턴(310)이 배치된 투명 필름(300)을 뒤집어서 광원 보호부(250) 상에 배치함으로써, 광원(230) 상에 차광 패턴(310)이 배치될 수 있다.
따라서, 차광 패턴(310)의 면적은 투명 필름(300)에서 아래로 갈수록 점점 좁아질 수 있으며, 차광 패턴(310)의 중앙 부분의 두께가 외곽 부분의 두께보다 클 수 있다.
즉, 광원(230)으로부터 수직 방향으로 출사되는 광의 세기가 가장 크므로, 차광 패턴(310)의 중앙 부분이 더 두껍게 배치될 수 있다.
이와 같이, 광원(230) 상에 차광 패턴(310)이 배치되도록 함으로써, 광원(230)으로부터 수직 방향으로 출사되는 광을 차단시켜 광원(230)이 배치된 영역에서 핫 스팟이 나타나는 것을 방지할 수 있다.
이러한 차광 패턴(310)이 배치된 투명 필름(300)은 접착층(260)에 의해 광원 보호부(250) 상에 접착될 수 있다.
이때, 접착층(260)이 투명 필름(300)의 하면에서 차광 패턴(310)이 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 배치될 수도 있다.
따라서, 차광 패턴(310)이 배치된 영역에는 접착층(260)이 배치되지 않을 수 있으며, 차광 패턴(310)과 광원 보호부(250) 사이에 에어 갭이 존재할 수 있다.
또한, 차광 패턴(310)의 측부와 접착층(260)은 서로 이격된 구조일 수 있다.
차광 패턴(310)과 광원 보호부(250) 사이에 에어 갭이 존재함에 따라, 차광 패턴(310)의 측면 방향으로 출사되는 광이 에어 갭에 의해 반사될 수 있다.
즉, 차광 패턴(310)의 측면 방향으로 출사되는 광이 굴절률이 낮은 에어 층에 의해 큰 굴절각으로 출사되거나, 에어 층에서 반사될 수 있다. 그리고, 에어 층에서 반사된 광이 반사판(240)에 의해 다시 반사되어 출사됨으로써, 차광 패턴(310)의 차광 기능을 보조하면서 광 효율을 높여줄 수 있다.
이와 같이, 광원(230)과 대응되는 위치에 차광 패턴(310)과 에어 갭이 배치된 구조를 통해 핫 스팟을 방지하면서 백라이트 유닛의 광 효율을 높여줄 수 있다.
이때, 투명 필름(300)의 하부에 배치된 차광 패턴(310)은, 배치된 위치에 따라 상이한 구조로 배치될 수도 있다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛에 포함된 차광 패턴(310)의 배치 위치에 따른 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5a를 참조하면, 차광 패턴(310)의 구조에 따라 백라이트 유닛을 통해 나타나는 휘도의 예시를 나타낸 것으로서, EX1은 차광 패턴(310)이 일정한 구조로 배치된 경우에 측정된 휘도의 예시를 나타내고, EX2는 차광 패턴(310)이 위치에 따라 다른 구조로 배치된 경우에 측정된 휘도의 예시를 나타낸다.
도 5a의 EX1에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 차광 패턴(310a)과 중앙 영역에 배치된 차광 패턴(310d)의 구조가 동일한 경우 백라이트 유닛의 외곽 영역의 휘도가 낮게 나타날 수 있다.
즉, 백라이트 유닛의 외곽 영역은 해당 영역으로 광을 공급하는 광원(230)의 수가 상대적으로 적으므로, 동일한 수준의 차광 특성을 갖는 차광 패턴(310)이 배치될 경우 백라이트 유닛의 중앙 영역에 비하여 휘도가 저하될 수 있다.
따라서, 도 5a의 EX2에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 차광 패턴(310a)과 중앙 영역에 배치된 차광 패턴(310d)의 구조를 상이하게 배치함으로써, 백라이트 유닛의 외곽 영역의 휘도 저하를 방지하고 전체적인 휘도가 균일해지도록 할 수 있다.
일 예로, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 차광 패턴(310a)의 두께 T1이 중앙 영역에 배치된 차광 패턴(310d)의 두께 T2보다 작도록 차광 패턴(310)을 배치할 수 있다.
또는, 백라이트 유닛의 외곽 영역과 인접하게 배치된 차광 패턴(310b)에서 가장 두꺼운 부분의 면적 W1이 차광 패턴(310d)에서 가장 두꺼운 부분의 면적 W2보다 작도록 차광 패턴(310)을 배치할 수도 있다. 즉, 백라이트 유닛의 외곽 영역 또는 외곽 영역과 인접한 영역에 배치된 차광 패턴(310a, 310b)에서 차단 특성이 높은 부분의 면적이 작도록 할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛의 중앙 영역에서 외곽 영역으로 갈수록 차광 패턴(310)의 두께가 점차적으로 감소하거나, 차광 패턴(310)에서 가장 두꺼운 부분의 면적이 점차적으로 감소하도록 차광 패턴(310)을 배치할 수도 있다.
또한, 경우에 따라, 백라이트 유닛의 중앙 영역과 외곽 영역에서 광원(230)의 수나 광원(230) 사이의 간격이 다르게 배치되도록 하며, 차광 패턴(310)을 상이하게 배치할 수도 있다.
도 5b를 참조하면, 투명 필름(300)의 하면에 차광 패턴(310)이 배치된 구조의 다른 예시를 나타낸다.
여기서, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 광원(230) 사이의 간격은 백라이트 유닛의 중앙 영역에 배치된 광원(230) 사이의 간격보다 좁을 수 있다. 즉, 백라이트 유닛의 중앙 영역과 외곽 영역의 휘도가 균일해지도록 백라이트 유닛의 외곽 영역에서 광원(230)이 좀 더 밀집된 구조로 배치될 수 있다.
그리고, 투명 필름(300)의 하면에 배치된 차광 패턴(310)은, 광원(230)과 대응되도록 배치되므로, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 차광 패턴(310) 사이의 간격은 중앙 영역에 배치된 차광 패턴(310) 사이의 간격과 다를 수 있다.
일 예로, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 차광 패턴(310)의 제1 방향으로의 간격 D1은 중앙 영역에 배치된 차광 패턴(310)의 제1 방향으로의 간격 D2보다 작을 수 있다. 또한, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 차광 패턴(310)의 제2 방향으로의 간격 D3은 중앙 영역에 배치된 차광 패턴(310)의 제2 방향으로의 간격 D4보다 작을 수 있다.
이때, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 차광 패턴(310)의 크기, 두께 등은 백라이트 유닛의 중앙 영역에 배치된 차광 패턴(310)의 크기, 두께 등과 다를 수 있다.
일 예로, 도 5b에 도시된 예시와 같이, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 차광 패턴(310e, 310f)의 크기 S1는 백라이트 유닛의 중앙 영역에 배치된 차광 패턴(310g)의 크기 S2보다 작을 수 있다.
또는, 차광 패턴(310)은 전술한 바와 같이 다층 구조일 수도 있으며, 이러한 경우, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 차광 패턴(310e, 310f)의 두께 또는 두께가 가장 큰 부분의 면적은 백라이트 유닛의 중앙 영역에 배치된 차광 패턴(310g)의 두께 또는 두께가 가장 큰 부분의 면적보다 작을 수 있다.
즉, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 차광 패턴(310e, 310f)의 크기를 작게 함으로써, 좁은 간격으로 배치된 광원(230)과 대응되어 배치될 수 있도록 한다. 따라서, 백라이트 유닛의 외곽 영역에서 광원(230)과 대응되는 위치에 핫 스팟이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 백라이트 유닛의 외곽 영역에서 광원(230)으로부터 발산된 광이 차단되는 수준을 낮춰줌으로써, 출사되는 광량을 높여주고 백라이트 유닛의 외곽 영역의 휘도 저하를 방지하여 백라이트 유닛의 전체 영역에서 균일한 휘도를 나타낼 수 있도록 한다.
이와 같이, 백라이트 유닛의 영역별로 차광 패턴(310)의 구조를 상이하게 배치함으로써, 백라이트 유닛의 외곽 영역에서 휘도가 저하되는 것을 방지하며 휘도 균일도를 개선할 수 있다.
그리고, 전술한 차광 패턴(310)이 배치된 구조를 통해 백라이트 유닛의 핫 스팟을 방지하고 휘도 균일도를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 색변환 시트(500)의 내부에서 광이 반사될 수 있는 구조를 통해, 광원(230)으로부터 출사된 광의 파장을 변환하여 백색 광을 공급하는 백라이트 유닛의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛에 포함된 색변환 시트(500)의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 백라이트 유닛은, 인쇄 회로(220) 상에 배치된 다수의 광원(230)을 포함할 수 있다. 그리고, 광원(230)은, 청색 광을 발산할 수 있다.
광원(230) 상에 광원 보호부(250), 차광 패턴(310)이 배치된 투명 필름(300) 등이 배치될 수 있다. 또한, 광원(230) 상에 색변환 시트(500)가 배치될 수 있다.
색변환 시트(500)는, 광원(230)으로부터 발산된 청색 광을 여기시켜 녹색 광과 적색 광을 발산할 수 있다. 따라서, 광원(230)으로부터 출사된 청색 광이 색변환 시트(500)에 의해 여기되어 디스플레이 패널(110)로 백색 광이 공급될 수 있다.
이러한 색변환 시트(500)는, 청색 광에 반응하여 녹색 광과 적색 광을 발산하는 색변환층(510)을 포함할 수 있다.
색변환층(510)은, 일 예로, 청색 광을 여기시켜 녹색 광 또는 적색 광을 발산하는 다수의 형광체를 포함할 수 있다. 또한, 형광체에 의해 여기된 광을 산란시키기 위한 다수의 비드 등을 포함할 수도 있다.
또한, 색변환 시트(500)는, (A)의 예시와 같이, 색변환층(510)의 상면에 배치된 제1 반사 필터(520)를 더 포함할 수 있다.
제1 반사 필터(520)는, 특정 파장 대역의 광에 대한 반사율을 가질 수 있으며, 일 예로, 광원(230)으로부터 발산된 청색 광에 대한 반사율을 가질 수 있다. 그리고, 제1 반사 필터(520)는, 녹색 광과 적색 광을 투과시킬 수 있다.
여기서, 제1 반사 필터(520)의 청색 광에 대한 반사율은 100%보다 작을 수 있다.
따라서, 제1 반사 필터(520)에 도달한 청색 광의 일부는 투과되고, 일부는 제1 반사 필터(520)에 의해 반사될 수 있다.
즉, 제1 반사 필터(520)는, 광원(230)으로부터 출사된 청색 광이 색변환층(510)을 통과하여 출사되는 경로 상에 배치되어, 색변환층(510)에 의해 파장 변환되지 않은 청색 광의 일부를 반사시킬 수 있다.
그리고, 제1 반사 필터(520)에 의해 반사된 청색 광은 다시 색변환층(510)으로 보내져 녹색 광이나 적색 광으로 여기될 수 있다.
따라서, 색변환 시트(500)를 통해 발산되는 녹색 광과 적색 광의 양을 증가시킬 수 있으며, 특히, 휘도에 큰 영향을 주는 녹색 광의 양을 증가시켜 백라이트 유닛에 의해 공급되는 백색 광의 전체적인 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 반사 필터(520)에 의해 반사된 청색 광이 녹색 광 등으로 여기되지 않더라도, 인쇄 회로(220) 상에 배치된 반사판(240)에 의해 반사되어 다시 디스플레이 패널(110)을 향해 공급될 수 있다. 그리고, 반사판(240)에 의해 반사된 청색 광은 다시 색변환층(510)을 통과할 수 있으므로, 색변환층(510)을 통과하는 과정에서 녹색 광이나 적색 광으로 여기될 수도 있다.
한편, 색변환층(510)에 의해 여기된 녹색 광과 적색 광은 색변환 시트(500) 상으로 출사될 수 있으나, 경우에 따라, 색변환 시트(500) 아래로 출사될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은, 제1 반사 필터(520)의 배치를 통해 녹색 광과 적색 광의 여기 확률을 높인 색변환 시트(500)의 구조에서, 색변환층(510) 아래에 제2 반사 필터(530)를 추가로 배치하여 디스플레이 패널(110)로 공급되는 광량을 증가시켜줄 수 있다.
일 예로, (B)의 예시와 같이, 색변환 시트(500)는, 청색 광을 여기시켜 녹색 광과 적색 광을 발산하는 색변환층(510)과, 색변환층(510)의 상면에 배치된 제1 반사 필터(520)와, 색변환층(510)의 하면에 배치된 제2 반사 필터(530)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 색변환층(510)의 상면에 배치된 제1 반사 필터(520)는, 광원(230)으로부터 발산된 청색 광에 대한 반사율을 가질 수 있다. 그리고, 제1 반사 필터(520)는, 청색 광에 대한 반투과 특성을 가질 수 있으며, 녹색 광과 적색 광을 투과시킬 수 있다.
색변환층(510)의 하면에 배치된 제2 반사 필터(530)는, 녹색 광과 적색 광에 대한 반사율을 가질 수 있다. 그리고, 제2 반사 필터(530)는, 청색 광을 투과시킬 수 있다.
여기서, 제2 반사 필터(530)의 녹색 광과 적색 광에 대한 반사율은 100%에 가까울 수 있다. 즉, 제2 반사 필터(530)의 녹색 광과 적색 광에 대한 반사율은 제1 반사 필터(520)의 청색 광에 대한 반사율보다 높을 수 있다.
청색 광에 대한 반투과 특성을 갖는 제1 반사 필터(520)가 색변환층(510)의 상면에 배치되므로, 색변환층(510)에서 녹색 광이나 적색 광으로 여기되지 않은 청색 광의 일부가 제1 반사 필터(520)에 의해 반사될 수 있다.
제1 반사 필터(520)에 의해 반사된 청색 광이 색변환층(510)으로 보내지므로, 광원(230)으로부터 출사된 청색 광이 녹색 광이나 적색 광으로 여기되는 확률이 증가할 수 있다.
그리고, 색변환층(510)의 하면에 녹색 광과 적색 광에 대한 반사 특성을 갖는 제2 반사 필터(530)가 배치되므로, 색변환층(510)에서 발산되는 녹색 광이나 적색 광이 제2 반사 필터(530)에 의해 반사될 수 있다.
즉, 광원(230)으로부터 출사되어 색변환층(510)에 의해 여기되거나, 제1 반사 필터(520)에 의해 반사되어 색변환층(510)에 의해 여기된 녹색 광, 적색 광 중 후방으로 산란되는 광이 제2 반사 필터(530)에 의해 반사될 수 있다.
따라서, 제1 반사 필터(520)에 의해 청색 광의 여기 확률을 높여주고, 제2 반사 필터(530)에 의해 디스플레이 패널(110)로 공급되는 녹색 광과 적색 광의 양을 증가시켜줌으로써, 백라이트 유닛의 광 효율과 백라이트 유닛을 통해 나타나는 휘도를 높여줄 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 색변환 시트(500)에 의한 광의 경로의 예시를 나타낸 도면으로서, 도 6에 도시된 (B)의 경우를 예시로 나타낸다.
도 7을 참조하면, 색변환 시트(500)는, 청색 광을 여기시켜 녹색 광과 적색 광을 발산하는 색변환층(510)과, 색변환층(510)의 상면, 하면에 배치된 제1 반사 필터(520), 제2 반사 필터(530)를 포함할 수 있다.
제1 반사 필터(520)는, 청색 광에 대한 반사율을 가질 수 있다. 일 예로, 도 7에 도시된 파장 별 반사율 그래프에 나타난 바와 같이, 제1 반사 필터(520)는, 청색 광에 대한 반투과 특성을 가질 수 있으며, 녹색 광과 적색 광을 투과시킬 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 파장 별 반사율 그래프는 Y축 값이 1에 가까워질수록 해당 파장의 광을 100%에 가깝게 반사하는 것을 나타낸다.
제2 반사 필터(530)는, 녹색 광과 적색 광에 대한 반사율을 가질 수 있다. 일 예로, 도 7에 도시된 파장 별 반사율 그래프에 나타난 바와 같이, 제2 반사 필터(530)는, 녹색 광과 적색 광에 대해 높은 반사율을 가질 수 있으며, 청색 광을 투과시킬 수 있다.
색변환 시트(500)의 아래에 배치된 광원(230)으로부터 출사된 청색 광이 색변환 시트(500)의 색변환층(510)에 도달하면, ①과 같이, 청색 광이 색변환층(510)에 포함된 형광체 등에 의해 여기되어 녹색 광과 적색 광이 발산될 수 있다.
또한, 색변환층(510)에서 여기되지 않은 청색 광은 색변환층(510) 상으로 출사될 수 있다. 이때, 색변환층(510) 상에 배치된 제1 반사 필터(520)는 청색 광에 대한 반투과 특성을 가지므로, ②와 같이, 청색 광의 일부는 제1 반사 필터(520)를 투과하여 출사될 수 있다. 따라서, 색변환 시트(500) 상으로 출사되는 청색 광과, 색변환층(510)에 의해 여기되어 출사되는 녹색 광, 적색 광에 의해 백색 광이 디스플레이 패널(110)로 공급될 수 있다.
그리고, 색변환층(510)에서 여기되지 않은 청색 광 중 일부는 제1 반사 필터(520)에 의해 반사될 수 있다. 여기서, 제1 반사 필터(520)에 의해 반사된 청색 광은, ③과 같이, 색변환층(510)으로 다시 보내져 녹색 광이나 적색 광으로 여기될 수 있다.
즉, 제1 반사 필터(520)에 의해 청색 광이 여기될 수 있는 확률이 증가할 수 있다.
따라서, 디스플레이 패널(110)로 공급되는 녹색 광과 적색 광의 양을 증가시켜 휘도를 높여줄 수 있다. 또는, 경우에 따라, 색변환층(510)에 포함된 형광체의 양을 감소시키면서 동일한 휘도를 유지할 수도 있다.
또한, 색변환층(510)에서 광원(230)을 향해 발산되는 녹색 광과 적색 광은, ④와 같이, 제2 반사 필터(530)에 의해 반사될 수 있다.
이와 같이, 제1 반사 필터(520)에 의해 청색 광의 여기 확률을 높여주면서, 제2 반사 필터(530)에 의해 후방으로 산란되는 녹색 광과 적색 광을 전방으로 반사시켜줌으로써, 색변환 시트(500)를 통해 발산되는 광의 휘도를 높이면서 백라이트 유닛의 광 효율을 높여줄 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 색변환 시트(500)에 의한 광의 세기의 개선 효과를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 전술한 색변환 시트(500)를 통과한 광의 파장 별 세기를 나타낸다. 색변환 시트(500)의 상부에 청색 광에 대한 반투과 특성을 갖는 제1 반사 필터(520)가 배치되므로, 색변환 시트(500)를 통해 출사되는 청색 광의 세기는 감소될 수 있다.
그리고, 제1 반사 필터(520)에 의해 반사된 청색 광이 녹색 광이나 적색 광으로 여기되고, 색변환 시트(500)의 하부에 배치된 제2 반사 필터(530)가 녹색 광과 적색 광을 반사시켜주므로, 색변환 시트(500)를 통해 출사되는 녹색 광과 적색 광의 세기는 증가할 수 있다.
청색 광은 디스플레이 패널(110)로 백색 광을 공급하기 위해 이용되는 광으로서, 색변환 시트(500)를 통해 출사되는 청색 광의 세기가 다소 감소하더라도 휘도에 영향을 미치지 않을 수 있다.
반면, 백색 광 구현을 위한 녹색 광과 적색 광의 세기가 증가하며, 특히, 휘도에 큰 영향을 미치는 녹색 광의 세기가 증가함에 따라, 동일한 색변환층(510)을 이용하여 백라이트 유닛을 통해 나타나는 휘도를 향상시킬 수 있다.
또는, 색변환층(510)에 포함된 형광체의 양을 감소시키면서, 백라이트 유닛이 동일한 수준의 휘도를 나타낼 수도 있다.
즉, 색변환층(510)에 포함된 형광체가 효율적으로 이용될 수 있는 구조를 갖는 색변환 시트(500)를 제공함으로써, 백라이트 유닛의 휘도 또는 광 효율을 높여줄 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 색변환 시트(500)의 제1 반사 필터(520) 상에는, 시야각이 큰 방향으로 출사되는 광의 경로를 변경해주기 위한 패턴이나 시트가 배치될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛에 포함된 색변환 시트(500)의 다른 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 색변환 시트(500)는, 색변환층(510)과, 색변환층(510)의 상면, 하면에 배치된 제1 반사 필터(520), 제2 반사 필터(530)를 포함할 수 있다.
색변환층(510)은, 청색 광을 여기시켜 녹색 광과 적색 광을 발산할 수 있다. 그리고, 제1 반사 필터(520)는, 청색 광에 대한 반투과 특성을 가질 수 있으며, 제2 반사 필터(530)는, 녹색 광과 적색 광에 대한 반사 특성을 가질 수 있다.
또한, 색변환 시트(500)는, 제1 반사 필터(520) 상에 배치된 적어도 하나의 집광 패턴(540)을 더 포함할 수 있다. 또는, 경우에 따라, 제1 반사 필터(520) 상에 집광 기능을 제공하는 시트가 배치될 수도 있다.
집광 패턴(540)은, 제1 반사 필터(520) 상으로 출사되는 광의 경로를 변경해줄 수 있으며, 일 예로, 시야각이 큰 방향으로 출사되는 광의 경로를 시야각이 작은 방향으로 조정해줄 수 있다.
특히, 집광 패턴(540)은, 시야각이 큰 방향으로 출사되는 청색 광을 시야각이 작은 방향, 즉, 디스플레이 패널(110)의 중앙 영역으로 모아주는 기능을 제공할 수 있다.
즉, 색변환 시트(500)의 상부에 청색 광에 대한 반사 특성을 갖는 제1 반사 필터(520)가 배치됨에 따라, 수직 방향으로 출사되는 청색 광이 제1 반사 필터(520)에 의해 반사될 수 있다. 따라서, 시야각이 큰 방향으로 출사되는 청색 광의 양이 시야각이 작은 방향으로 출사되는 청색 광의 양보다 클 수 있다. 그리고, 시야각에 따라 출사되는 청색 광의 양의 차이로 인해 색감차가 인식될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 색변환 시트(500)에 포함된 색변환층(510)의 상면에 청색 광에 대한 반사 특성을 갖는 제1 반사 필터(520)가 배치된 구조에서, 제1 반사 필터(520) 상에 집광 패턴(540)이나 집광 시트가 배치되도록 함으로써, 시야각에 따른 색감차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 색변환 시트(500)에 의한 시야각 별 투과율 특성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 시야각이 0도인 경우 청색 광에 대한 투과율이 매우 낮고, 녹색 광과 적색 광에 대한 투과율이 높은 것을 확인할 수 있다. 그리고, 시야각이 60도이고 집광 패턴(540)이 배치되지 않은 경우, 청색 광의 일부 파장 대역에 대한 투과율이 나타나는 것을 확인할 수 있다.
즉, 시야각이 0도인 경우와 시야각이 60도인 경우에, 청색 광에 대한 투과율이 상이하게 나타나므로, 시야각에 따라 색감차가 인식될 수 있다.
반면, 시야각이 60도이고 집광 패턴(540)이 배치된 경우, 청색 광에 대한 투과율이 시야각이 0도인 경우와 유사하게 변경된 것을 확인할 수 있다.
따라서, 색변환 시트(500)의 제1 반사 필터(520) 상에 집광 패턴(540)을 배치함으로써, 색변환 시트(500)의 상부에 청색 광에 대한 반사 특성을 갖는 제1 반사 필터(520)가 배치된 경우, 시야각에 따른 색감차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 시야각이 큰 방향으로 출사되는 광을 시야각이 작은 방향으로 모아줌으로써, 디스플레이 패널(110)의 중앙 영역에서 휘도를 높여줄 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 색변환 시트(500)의 색변환층(510)에서 후방으로 산란되는 녹색 광과 적색 광이 색변환층(510)과 인접한 제2 반사 필터(530)에 의해 반사되도록 함으로써, 후방으로 산란된 광에 의해 나타날 수 있는 헤일로(Halo)를 개선해줄 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 색변환 시트(500)에 의한 광의 경로 변화의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 광원(230)에서 출사된 청색 광은 색변환 시트(500)에 도달하면, 색변환 시트(500)의 색변환층(510)에 의해 파장이 변환될 수 있다. 따라서, 색변환층(510)에서 녹색 광과 적색 광이 발산될 수 있다.
색변환층(510)에서 발산된 녹색 광과 적색 광이 후방으로 산란되는 경우, 제2 반사 필터(530)에 의해 전방으로 반사될 수 있다.
이때, 제2 반사 필터(530)가 색변환층(510)과 인접하게 배치되어 있으므로, 색변환층(510)에서 후방으로 산란되는 녹색 광과 적색 광이 멀리 퍼져나가지 않으면서 색변환 시트(500) 상으로 출사될 수 있다.
즉, 제2 반사 필터(530)가 배치되지 않은 경우, 후방으로 산란되는 녹색 광과 적색 광은 인쇄 회로(220) 상에 배치된 반사판(240)에서 반사되어 전방으로 출사될 수 있다. 따라서, 후방 산란된 녹색 광과 적색 광이 멀리 퍼져나가면서 전방으로 출사되어 헤일로로 나타날 수 있다.
반면, 본 발명의 실시예들에 의하면, 색변환층(510)에서 후방으로 산란되는 녹색 광과 적색 광이 색변환층(510)과 인접한 제2 반사 필터(530)에 의해 반사되어 전방으로 출사될 수 있다. 따라서, 후방 산란된 녹색 광과 적색 광이 멀리 퍼져서 출사됨에 따른 헤일로나 색감차가 발생하지 않도록 할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 색변환 시트(500)에 의한 색감차의 개선 효과를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 하나의 블록의 크기가 14.64mm X 14.64mm이고, 하나의 블록에 9개의 광원(230)이 배치된 경우를 예시로 나타낸다.
그리고, 광원(230)에서 출사된 청색 광을 색변환 시트(500)에 의해 여기시켜 백색 광을 출사하는 경우를 나타낸다.
반사 필터 적용 전에 나타난 바와 같이, 색변환 시트(500)의 하부에 녹색 광과 적색 광에 대한 반사율을 갖는 제2 반사 필터(530)가 배치되지 않은 경우에는 색변환 시트(500)에서 후방 산란된 광이 퍼져나가 헤일로가 나타날 수 있다.
반면, 반사 필터 적용 후에 나타난 바와 같이, 색변환 시트(500)의 하부에 녹색 광과 적색 광에 대한 반사율을 갖는 제2 반사 필터(530)가 배치된 경우, 후방 산란된 광이 제2 반사 필터(530)에 의해 반사되어 전방으로 출사될 수 있다. 따라서, 후방 산란된 광이 퍼져나가는 범위가 감소될 수 있어, 후방 산란된 광에 의한 헤일로가 개선될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 청색 광을 여기시켜 녹색 광과 적색 광을 발산하는 색변환 시트(500)의 상부에 청색 광에 대한 반투과 특성을 갖는 제1 반사 필터(520)를 배치함으로써, 청색 광으로 재사용으로 인한 녹색 광과 적색 광의 여기 확률을 높여줄 수 있다.
또한, 색변환 시트(500)의 하부에 녹색 광과 적색 광에 대한 반사 특성을 갖는 제2 반사 필터(530)를 배치함으로써, 후방 산란된 녹색 광과 적색 광을 전방으로 반사시켜 후방 산란된 광에 의한 헤일로를 방지하며 출광 효율을 높여줄 수 있다.
따라서, 디스플레이 패널(110)로 백색 광을 공급하기 위한 색변환 시트(500)의 색변환 효율을 향상시킴으로써, 백라이트 유닛을 통해 나타나는 휘도를 향상시키거나, 색변환 물질의 함량을 감소시키면서 동일한 휘도를 유지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 디스플레이 장치 110: 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
140: 컨트롤러 210: 커버 버텀
220: 인쇄 회로 230: 광원
231: 발광부 232: 전극부
240: 반사판 250: 광원 보호부
260: 접착층 300: 투명 필름
310: 차광 패턴 400: 확산판
500: 색변환 시트 510: 색변환층
520: 제1 반사 필터 530: 제2 반사 필터
540: 집광 패턴 600: 광학 시트
700: 가이드 패널 800: 폼 패드

Claims (15)

  1. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널로 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    인쇄 회로 상에 배치되고, 제1 파장 대역의 광을 발산하는 다수의 광원;
    상기 인쇄 회로 상에서 상기 광원이 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 배치된 반사판; 및
    상기 광원과 상기 디스플레이 패널 사이에 배치된 색변환 시트를 포함하고,
    상기 색변환 시트는,
    상기 제1 파장 대역의 광에 반응하여 제2 파장 대역의 광과 제3 파장 대역의 광을 발산하는 색변환층;
    상기 색변환층의 상면에 배치된 제1 반사 필터; 및
    상기 색변환층의 하면에 배치된 제2 반사 필터를 포함하며,
    상기 제1 반사 필터는 상기 제1 파장 대역의 광에 대한 반사율을 갖고, 상기 제2 반사 필터는 상기 제2 파장 대역의 광과 상기 제3 파장 대역의 광에 대한 반사율을 갖는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사 필터의 상기 제1 파장 대역의 광에 대한 반사율은 상기 제2 반사 필터의 상기 제2 파장 대역의 광과 상기 제3 파장 대역의 광에 대한 반사율보다 작은 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사 필터는 상기 제1 반사 필터의 하부로 도달되는 상기 제1 파장 대역의 광의 일부를 투과시키는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사 필터는 상기 제2 파장 대역의 광과 상기 제3 파장 대역의 광을 투과시키는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 반사 필터는 상기 제1 파장 대역의 광을 투과시키는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 색변환 시트는,
    상기 제1 반사 필터의 상면에 배치되고, 상기 제1 반사 필터의 상면에서 출사된 광의 경로를 변경하는 적어도 하나의 집광 패턴을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 색변환 시트 상에 배치되고, 상기 제1 반사 필터의 상면에서 출사된 광의 경로를 변경하는 집광 시트를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광원과 상기 반사판 상에 배치된 광원 보호부; 및
    상기 광원 보호부와 상기 색변환 시트 사이에 배치되고, 상면 및 하면 중 적어도 일면에 다수의 차광 패턴이 배치된 투명 필름을 더 포함하고,
    상기 다수의 차광 패턴 각각은 상기 다수의 광원 각각과 대응되도록 배치된 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다수의 차광 패턴은 상기 투명 필름의 하면에 배치되고,
    상기 광원 보호부와 상기 투명 필름 사이에서 상기 차광 패턴이 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 배치되고 상기 차광 패턴과 이격되어 배치된 접착층을 더 포함하고,
    상기 광원 보호부와 상기 차광 패턴 사이에 에어 갭이 존재하는 디스플레이 장치.
  10. 인쇄 회로 상에 배치되고, 제1 파장 대역의 광을 발산하는 다수의 광원;
    상기 인쇄 회로 상에서 상기 광원이 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 배치된 반사판;
    상기 광원과 상기 반사판 상에 배치된 광원 보호부;
    상기 광원 보호부 상에 배치되고, 하면에 다수의 차광 패턴이 배치된 투명 필름; 및
    상기 투명 필름 상에 배치된 색변환 시트를 포함하고,
    상기 색변환 시트는,
    상기 제1 파장 대역의 광에 반응하여 제2 파장 대역의 광과 제3 파장 대역의 광을 발산하는 색변환층;
    상기 색변환층의 상면에 배치된 제1 반사 필터; 및
    상기 색변환층의 하면에 배치된 제2 반사 필터를 포함하며,
    상기 제1 반사 필터는 상기 제1 파장 대역의 광에 대한 반사율을 갖고, 상기 제2 반사 필터는 상기 제2 파장 대역의 광과 상기 제3 파장 대역의 광에 대한 반사율을 갖는 백라이트 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 반사 필터의 상기 제1 파장 대역의 광에 대한 반사율은 상기 제2 반사 필터의 상기 제2 파장 대역의 광과 상기 제3 파장 대역의 광에 대한 반사율보다 작은 백라이트 유닛.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 반사 필터는 상기 제1 반사 필터의 하부로 도달되는 상기 제1 파장 대역의 광의 일부를 투과시키는 백라이트 유닛.
  13. 제1 파장 대역의 광에 반응하여, 제2 파장 대역의 광과 제3 파장 대역의 광을 발산하는 색변환층;
    상기 색변환층의 제1 면에 배치되고, 상기 제1 파장 대역의 광에 대한 반사율을 갖는 제1 반사 필터; 및
    상기 색변환층의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면에 배치되고, 상기 제2 파장 대역의 광과 상기 제3 파장 대역의 광에 대한 반사율을 갖는 제2 반사 필터
    를 포함하는 색변환 시트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 반사 필터의 상기 제1 파장 대역의 광에 대한 반사율은 상기 제2 반사 필터의 상기 제2 파장 대역의 광과 상기 제3 파장 대역의 광에 대한 반사율보다 작은 색변환 시트.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 반사 필터를 통해 광이 출사되는 면에 배치되고, 상기 제1 반사 필터를 통해 출사되는 광의 경로를 변경하는 적어도 하나의 집광 패턴을 더 포함하는 색변환 시트.
KR1020190079758A 2019-07-03 2019-07-03 색변환 시트, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 KR20210004019A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190079758A KR20210004019A (ko) 2019-07-03 2019-07-03 색변환 시트, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
CN202010603764.5A CN112180635B (zh) 2019-07-03 2020-06-29 颜色转换片、背光单元和显示装置
US16/916,885 US11231616B2 (en) 2019-07-03 2020-06-30 Color conversion sheet, backlight unit and display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190079758A KR20210004019A (ko) 2019-07-03 2019-07-03 색변환 시트, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210004019A true KR20210004019A (ko) 2021-01-13

Family

ID=73919551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190079758A KR20210004019A (ko) 2019-07-03 2019-07-03 색변환 시트, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11231616B2 (ko)
KR (1) KR20210004019A (ko)
CN (1) CN112180635B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210067512A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치
CN113238409A (zh) * 2021-05-27 2021-08-10 业成科技（成都）有限公司 光源结构、背光模组以及显示装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050121076A (ko) * 2004-06-21 2005-12-26 삼성전자주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 이용한 표시장치
JP4741887B2 (ja) * 2005-06-24 2011-08-10 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 光源装置、表示装置及び端末装置
US8081289B2 (en) * 2008-08-06 2011-12-20 Universal Optoelectronics Co., Ltd. Enhanced wavelength-converting structure
TWI378578B (en) * 2009-03-25 2012-12-01 Coretronic Corp Light emitting diode package
EP2470952B1 (en) * 2009-08-27 2016-02-10 LG Electronics Inc. Backlight unit and display device
US8355093B2 (en) * 2010-03-16 2013-01-15 Lg Electronics Inc. Backlight unit and display device
RU2581426C2 (ru) * 2011-03-07 2016-04-20 Конинклейке Филипс Н.В. Светоизлучающий модуль, лампа, осветительное устройство и устройство отображения
CN102644883A (zh) * 2011-03-25 2012-08-22 京东方科技集团股份有限公司 直下式背光源
TWI457663B (zh) * 2012-05-16 2014-10-21 友達光電股份有限公司 背光模組
US9810942B2 (en) * 2012-06-15 2017-11-07 Apple Inc. Quantum dot-enhanced display having dichroic filter
KR101859637B1 (ko) * 2013-08-23 2018-05-18 삼성전자주식회사 발광 유닛 및 이를 구비한 액정 디스플레이 장치
US9535282B1 (en) * 2013-09-06 2017-01-03 Rockwell Collins, Inc. Quantum dot nano crystal LCD backlight system and related method
CN104696780B (zh) * 2013-12-05 2017-04-26 富泰华精密电子（郑州）有限公司 背光模组及其光源组件
WO2017191687A1 (ja) * 2016-05-06 2017-11-09 堺ディスプレイプロダクト株式会社 表示装置
US9736900B1 (en) * 2016-06-15 2017-08-15 Rockwell Collins, Inc. Quantum dot tunable assemblies and methods
JP6706982B2 (ja) * 2016-07-11 2020-06-10 富士フイルム株式会社 面状照明装置
EP3273297B1 (en) * 2016-07-20 2021-05-26 Nichia Corporation Light emitting device
JP6493345B2 (ja) * 2016-09-16 2019-04-03 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP6797624B2 (ja) * 2016-09-27 2020-12-09 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 光源装置および表示装置
JP6857496B2 (ja) * 2016-12-26 2021-04-14 日亜化学工業株式会社 発光装置
CN206848648U (zh) * 2017-05-04 2018-01-05 深圳市华星光电技术有限公司 一种背光模组和显示设备
KR102513644B1 (ko) * 2017-12-20 2023-03-23 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN112180635B (zh) 2023-06-27
US20210003889A1 (en) 2021-01-07
US11231616B2 (en) 2022-01-25
CN112180635A (zh) 2021-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7065153B2 (ja) バックライトユニット及びこれを含む表示装置
US10948645B2 (en) Backlight unit with light-modifying portion and display including the same
KR102622373B1 (ko) 색변환 시트, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
US11422405B2 (en) Light conversion film, backlight unit and display device
US11181777B2 (en) Backlight unit and display device using the same
US11150511B2 (en) Backlight unit and display device including the same
US11022841B2 (en) Backlight unit and display device
US11662624B2 (en) Backlight unit and display device using the same
KR20210066224A (ko) 광 경로 제어 부재, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
CN112180635B (zh) 颜色转换片、背光单元和显示装置
KR102087104B1 (ko) 백라이트 유닛, 디스플레이 장치
US11353740B2 (en) Backlight unit and display device using the same
KR102633934B1 (ko) 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치
KR20200074849A (ko) 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치
US11163193B2 (en) Backlight unit with reflection filters and display device comprising the same
US11852922B2 (en) Backlight unit and display device including the same
KR20200145662A (ko) 도광 필름, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal