KR20230003107A - 패터닝된 확산기 및 파장 선택 반사기를 포함하는 백라이트 - Google Patents

패터닝된 확산기 및 파장 선택 반사기를 포함하는 백라이트 Download PDF

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KR20230003107A
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커크 리처드 앨런
송펑 한
파멜라 알린 마우리
시앙-동 미
안드리 바란이시아
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

백라이트는 기판, 복수의 광원, 반사 층, 제1 확산판, 제2 확산판, 및 색 변환 층을 포함한다. 상기 복수의 광원은 상기 기판에 인접해 있다. 상기 제1 확산판은 상기 복수의 광원 위에 있다. 상기 색 변환 층은 상기 제1 확산판과 제2 확산판 사이에 있다.

Description

패터닝된 확산기 및 파장 선택 반사기를 포함하는 백라이트
본 출원은 35 U.S.C.§119(e) 하에 2020년 4월 29일 출원된 미국 가특허출원 제63/017,296호 및 2021년 2월 2일 출원된 미국 가특허출원 제63/144,760호를 우선권 주장하고 있으며, 상기 특허 문헌의 내용은 참조를 위해 본 발명에 모두 병합된다.
본 개시는 일반적으로 디스플레이용 백라이트에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 파장 선택 반사기 및 패터닝된 반사기를 포함하는 패터닝된 확산기를 포함하는 백라이트에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD)는 휴대폰, 랩톱, 전자 태블릿, 텔레비전, 및 컴퓨터 모니터와 같은 다양한 전자 제품에 일반적으로 사용된다. LCD는 디스플레이 패널에 개별적으로 어드레스 가능한 라이트 밸브 어레이가 포함된 라이트 밸브-기반 디스플레이이다. LCD는 LCD로부터 이미지를 생성하기 위해 파장 변환되고, 필터링되고, 및/또는 편광될 수 있는 광을 생성하기 위한 백라이트를 포함할 수 있다. 백라이트는 에지-조명 또는 직접-조명일 수 있다. 에지-조명 백라이트는 표면으로부터 광을 방출하는 도광판에 에지 결합된 발광 다이오드(LED) 어레이를 포함할 수 있다. 직접-조명 백라이트는 LCD 패널 바로 뒤에 2차원(2D) LED 어레이를 포함할 수 있다.
직접-조명 백라이트는 에지-조명 백라이트에 비해 향상된 동적 대비의 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 직접-조명 백라이트가 있는 디스플레이는 각각의 LED의 밝기를 독립적으로 조정하여 이미지 전체의 밝기의 동적 범위를 설정할 수 있다. 이것은 일반적으로 로컬 디밍으로 알려져 있다. 그러나, 원하는 광 균일성을 달성하고 그리고/또 직접-조명 백라이트에서 핫 스폿을 피하기 위해, 확산판 또는 필름을 LED로부터 떨어진 곳에 위치시켜, 전체 디스플레이 두께를 에지-조명 백라이트보다 두껍게 만들 수 있다. 그러한 LED 위에 위치한 렌즈는 직접-조명 백라이트에서 광의 측면 확산을 확산시키는 데 사용되었다. 그러나, 이러한 구성에서 LED와 확산판 또는 필름 사이를 이동하는 광에 대한 광학 거리(OD; 예컨대, 적어도 10 내지 통상적으로 약 20-30 밀리미터)는 여전히 바람직하지 않은 높은 전체 디스플레이 두께를 초래하고 그리고/또 이러한 구성은 백라이트 두께가 감소함에 따라 바람직하지 않은 광학 손실을 생성할 수 있다. 에지-조명 백라이트가 더 얇을 수 있지만, 각각의 LED로부터의 광은 개별 LED 또는 LED 그룹을 턴 오프하는 것이 동적 명암비에 최소한의 영향만 미치칠 수 있도록 도광판의 넓은 영역에 걸쳐 확산될 수 있다.
본 발명은 파장 선택 반사기 및 패터닝된 반사기를 포함하는 패터닝된 확산기를 포함하는 백라이트를 제공하기 위한 것이다.
본 개시의 일부의 구현 예는 백라이트에 관한 것이다. 그러한 백라이트는 기판, 복수의 광원, 반사 층, 제1 확산판, 제2 확산판, 및 색 변환 층을 포함한다. 상기 복수의 광원은 상기 기판에 인접해 있다. 상기 반사 층은 기판에 인접해 있다. 상기 제1 확산판은 복수의 광원 위에 있다. 상기 색 변환 층은 상기 제1 확산판과 제2 확산판 사이에 있다.
본 개시의 또 다른 구현 예는 반사기에 관한 것이다. 그러한 반사기는 캐리어, 제1 파장 선택 반사기, 및 제2 파장 선택 반사기를 포함한다. 상기 캐리어는 제1 표면 및 이 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 포함한다. 상기 제1 파장 선택 반사기는 상기 캐리어의 제1 표면에 있다. 상기 제1 파장 선택 반사기는 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 투과시키고 상기 제1 파장 범위와 다른 제2 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 반사한다. 상기 제2 파장 선택 반사기는 상기 캐리어의 제2 표면에 있다. 상기 제2 파장 선택 반사기는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 투과시키고 상기 제1 파장 범위와 다른 제3 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 반사한다.
본 개시의 또 다른 구현 예는 백라이트에 관한 것이다. 그러한 백라이트는 기판, 복수의 광원, 반사 층, 패터닝된 확산기, 및 색 변환 층을 포함한다. 상기 복수의 광원은 제1 파장 범위 내에서 광을 방출하도록 상기 기판에 인접해 있다. 상기 반사 층은 상기 기판에 인접해 있다. 상기 패터닝된 확산기는 캐리어, 상기 캐리어의 제1 표면 상의 제1 파장 선택 반사기, 및 상기 캐리어의 제1 표면에 대향하는 상기 캐리어의 제2 표면 상의 또는 상기 제1 파장 선택 반사기 상의 복수의 패터닝된 반사기를 포함한다. 상기 색 변환 층은 제1 파장 범위의 광을 상기 제1 파장 범위보다 높은 제2 파장 범위의 광으로 변환하고 그리고 상기 제2 파장 범위보다 높은 제3 파장 범위의 광으로 변환한다. 상기 제1 파장 선택 반사기는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 투과시키고 상기 제2 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 반사시킨다.
본원에 개시된 백라이트는 향상된 광 효율을 갖는 얇은 직접-조명 백라이트이다. 그러한 백라이트는 광원을 은폐하기 위한 능력이 향상되어 백라이트가 더 얇아진다. 광원을 은폐하기 위한 능력이 향상되어 백라이트의 광원 바로 위에 있는 소위 "핫" 스폿을 제거할 수 있어, 디스플레이 전체에 균일한 밝기가 제공된다. 본원에 개시된 백라이트 내에서 사용되는 패터닝된 확산기들은 큰 정렬 허용오차를 가지며, 향상된 휘도 균일성 및 색상 균일성을 제공하고, 상이한 색상 및/또는 상이한 방출 각도 프로파일의 광원과 함께 사용하도록 구성될 수 있다.
추가 특징 및 이점들은 다음의 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로는 그러한 설명으로부터 당업자에게 용이하게 명백하거나 또는 첨부된 도면 뿐만 아니라 다음의 상세한 설명, 청구범위를 포함하여, 본원에 설명된 바와 같은 구현 예들을 실행함으로써 인식될 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 단지 예시적이며 청구범위의 성질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 기초를 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면은 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 구현 예(들)를 예시하고, 설명과 함께 다양한 구현 예의 원리 및 동작을 설명한다.
도 1a 내지 도 1c는 패터닝된 확산기를 포함하는 예시적인 백라이트 부분의 다양한 도면이고;
도 2는 도 1a 내지 도 1c의 예시적인 백라이트 부분을 포함하는 예시적인 액정 디스플레이(LCD)의 단면도이고;
도 3a 내지 도 3b는 패터닝된 확산기를 포함하는 예시적인 백라이트 부분의 단면도이고;
도 4는 패터닝된 확산기를 포함하는 다른 예시적인 백라이트 부분의 단면도이고;
도 5는 패터닝된 확산기를 포함하는 예시적인 백라이트 부분의 단면도이고;
도 6a 및 도 6b는 예시적인 패터닝된 확산기의 단면도이고;
도 7a 및 도 7b는 다른 예시적인 패터닝된 확산기의 단면도이고;
도 8a 및 도 8b는 다른 예시적인 패터닝된 확산기의 단면도이고;
도 9a 및 도 9b는 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하는 검출기와 함께 예시적인 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원의 단면도이고;
도 10a 및 도 10b는 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하는 검출기 및 예시적인 패터닝된 확산기와 함께 예시적인 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원의 단면도이고;
도 11a 내지 도 11c는 각각 예시적인 광원 및 예시적인 패터닝된 확산기의 2개의 방위에 대한 측정된 공간 분포 Cx(r), 측정된 공간 분포 Cy(r), 및 측정된 공간 분포 휘도(r)의 차트이고;
도 12a 내지 도 12e는 각각 도 11a 내지 도 11c에서 유도된 색 좌표 차이 DCx1(r) ≡ Cx1(r) - Cx0(r) 및 DCx2(r) ≡ Cx2(r) - Cx0(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) ≡ Cy1(r) - Cy0(r) 및 DCy2(r) ≡ Cy2(r) - Cy0(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) ≡ Cx1(r) / Cx0(r) 및 RCx2(r) ≡ Cx2(r) /Cx0(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) ≡ Cy1(r) / Cy0(r) 및 RCy2(r) ≡ Cy2(r) / Cy0(r), 및 휘도 비율 RL1(r) ≡ 휘도1(r)/ 휘도0(r) 및 RL2(r) ≡ 휘도2(r) / 휘도0(r)의 차트이고;
도 13a 내지 도 13e는 각각 예시적인 광학 요소에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이고;
도 14a 내지 도 14e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이고;
도 15a 내지 도 15e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이고;
도 16a 내지 도 16e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이고;
도 17a 내지 도 17e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이고;
도 18a 내지 도 18e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이고;
도 19a 내지 도 19e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이고;
도 20a 내지 도 20e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이고;
도 21a 내지 도 21e는 각각 다른 2개의 예시적인 패터닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r), 색 좌표 차이 DCy1(r), 색 좌표 비율 RCx1(r), 색 좌표 비율 RCy1(r), 및 휘도 비율 RL1(r)의 차트이고;
도 22a 내지 도 22e는 각각 다른 2개의 예시적인 패터닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r), 색 좌표 차이 DCy1(r), 색 좌표 비율 RCx1(r), 색 좌표 비율 RCy1(r), 및 휘도 비율 RL1(r)의 차트이고;
도 23a 내지 도 23e는 각각 다른 2개의 예시적인 패터닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r), 색 좌표 차이 DCy1(r), 색 좌표 비율 RCx1(r), 색 좌표 비율 RCy1(r), 및 휘도 비율 RL1(r)의 차트이고;
도 24는 도 1a 내지 도 1c의 예시적인 백라이트 부분을 포함하는 다른 예시적인 LCD의 단면도이고;
도 25a 내지 도 25c는 파장 선택 반사기를 갖는 패턴닝된 확산기를 포함하는 예시적인 LCD의 단면도이고;
도 26은 제1 파장 선택 반사기 및 제2 파장 선택 반사기를 포함하는 예시적인 반사기의 단면도이며;
도 27a 내지 도 27e는 파장 선택 반사기들의 다양한 구성에 대한 반사율(반사도) 대 파장의 차트이다.
이제 본 개시의 구현 예들 상세히 참조할 것이며, 그 실시 예들은 첨부 도면에 예시되어 있다. 가능하면, 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 부분을 나타내기 위해 도면 전체에 걸쳐 사용될 것이다. 그러나, 본 개시는 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본원에서 설명하는 구현 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
범위는 본원에서 "약" 하나의 특정 값, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 구현 예는 하나의 특정 값 및/또는 다른 특정 값을 포함한다. 유사하게, 값들이 근사치로 표현될 때, 선행사 "약"을 사용하여 특정 값이 다른 구현 예를 형성함을 이해할 것이다. 각각의 범위의 끝점은 다른 끝점과 관련하여 그리고 다른 끝점과는 독립적으로 모두 중요하다는 것이 추가로 이해될 것이다.
본원에서 사용되는 방향성 용어, 예를 들어 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽, 앞, 뒤, 위, 아래, 수직, 수평은 도시된 도면을 참조하여 만들어지며 절대적인 방위를 의미하지 않는다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에 설명된 임의의 방법은 그 단계들이 특정 순서로 수행되거나 임의의 장치에서 특정 방향이 요구되는 것으로 해석되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 그 단계들이 따라야 하는 순서를 언급하지 않거나, 어떤 장치 청구항이 개별 구성요소에 대한 순서나 방위를 실제로 언급하지 않거나, 단계들이 특정 순서로 제한되는 것으로 청구항 또는 설명에 달리 명시적으로 명시되어 있지 않거나, 장치의 구성 요소에 대한 특정 순서 또는 방위가 언급되지 않은 경우, 순서나 방위가 어떤 점에서든 추론되도록 의도된 것은 아니다. 이것은 다음을 포함하여 해석을 위한 모든 가능한 비명시적 근거에 적용된다: 문법적 구성이나 구두점에서 유도된 평범한 의미; 및 명세서에 기술된 구현 예의 수 또는 타입.
본원에 사용된 바와 같이, 단수 형태 "하나", "한" 및 "그러한"은 문맥이 명백하게 달리 나타내지 않는 한 복수 참조를 포함한다. 따라서, 예를 들어, "하나"의 구성요소에 대한 언급은 문맥이 명백하게 달리 나타내지 않는 한, 2개 이상의 그러한 구성요소를 갖는 측면을 포함한다.
이제 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 예시적인 백라이트 부분(100)의 다양한 도면이 도시되어 있다. 도 1a는 백라이트 부분(100)의 단면도이다. 백라이트 부분(100)은 기판(102), 반사 층(104), 복수의 광원(106a), 및 패터닝된 확산기(110b)를 포함할 수 있다. 패터닝된 확산기(110b)는 캐리어(108; 예컨대, 도광판) 및 복수의 패터닝된 반사기(112)를 포함한다. 상기 복수의 광원(106a)은 기판(102) 상에 배열되고 상기 기판(102)과 전기적으로 통신한다. 각각의 광원(106a)은 법선 축을 따라 107a로 표시된 바와 같이 피크 강도 광선을 방출할 수 있다. 상기 반사 층(104)은 상기 기판(102) 상에 있고 각각의 광원(106a)을 둘러싼다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 기판(102)은 상기 반사 층(104)이 배제될 수 있도록 반사성일 수 있다. 상기 패터닝된 확산기(110b)는 상기 복수의 광원(106a) 위에 있고 각각의 상기 광원(106a)에 광학적으로 결합된다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 광학 접착제(도시하지 않음)는 상기 복수의 광원(106a)을 상기 패터닝된 확산기(110b)에 결합하기 위해 사용될 수 있다. 상기 광학 접착제(예컨대, 페닐 실리콘)는 상기 캐리어(108)의 굴절률보다 크거나 같은 굴절률을 가질 수 있다. 상기 복수의 패터닝된 반사기(112)는 상기 캐리어(108)의 상부 표면에 배열된다. 각각의 상기 패터닝된 반사기(112)는 대응하는 광원(106a)과 정렬된다.
각각의 패터닝된 반사기(112)는 113으로 표시된 바와 같은 실질적으로 평평한 섹션 및 이 실질적으로 평평한 섹션(113)으로부터 확장되고 이를 둘러싸는 114로 표시된 바와 같은 커브진 섹션(curved section)을 포함하는 패터닝된 반사기의 폭 또는 직경에 따른 두께 프로파일을 포함한다. 상기 실질적으로 평평한 섹션(113)은 거친 표면 프로파일(예컨대, 실질적으로 평평한 섹션 전체에 걸친 두께의 약간의 변화)을 가질 수 있다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 실질적으로 평평한 섹션(113)은 상기 실질적으로 평평한 섹션의 평균 두께의 ±20% 이하만큼 두께가 변한다. 이러한 구현 예에서, 캐리어(108)에 직교하는 방향으로 측정된 평균 두께는 실질적으로 평평한 섹션의 최대 두께(Tmax)+실질적으로 평평한 섹션의 최소 두께(Tmin)를 2로 나눈 값(즉, (Tmax+Tmin)/2)으로 정의된다. 예를 들어, 약 100 마이크로미터의 실질적으로 평평한 섹션(113)의 평균 두께에 대해, 실질적으로 평평한 섹션의 최대 두께는 약 120 마이크로미터 이하일 것이고 실질적으로 평평한 섹션의 최소 두께는 약 80 마이크로미터 이상일 것이다. 다른 구현 예들에서, 실질적으로 평평한 섹션(113)은 실질적으로 평평한 섹션의 평균 두께의 ±15% 이하만큼 두께가 변한다. 예를 들어, 대략 80 마이크로미터의 실질적으로 평평한 섹션(113)의 평균 두께에 대해, 실질적으로 평평한 섹션의 최대 두께는 약 92 마이크로미터 이하일 것이고 실질적으로 평평한 섹션의 최소 두께는 약 68 마이크로미터 이상일 것이다.
또 다른 구현 예들에서, 상기 실질적으로 평평한 섹션(113)은 실질적으로 평평한 섹션의 평균 두께의 ±10% 이하만큼 두께가 변한다. 예를 들어, 약 50 마이크로미터의 실질적으로 평평한 섹션(113)의 평균 두께에 대해, 실질적으로 평평한 섹션의 최대 두께는 약 55 마이크로미터 이하일 것이고 실질적으로 평평한 섹션의 최소 두께는 약 45 마이크로미터 이상일 것이다. 또 다른 구현 예들에서, 상기 실질적으로 평평한 섹션(113)은 실질적으로 평평한 섹션의 평균 두께의 ±5% 이하만큼 두께가 변한다. 커브진 섹션(114)은 패터닝된 반사기(112)의 중심으로부터 거리의 변화에 대한 두께 변화의 절대 비율로 정의될 수 있다. 상기 커브진 섹션(114)의 기울기는 상기 패터닝된 반사기(112)의 중심으로부터의 거리에 따라 감소할 수 있다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 기울기는 실질적으로 평평한 섹션(113) 근처에서 가장 크고, 패터닝된 반사기(112)의 중심으로부터의 거리에 따라 급격히 감소한 다음, 패터닝된 반사기의 중심으로부터 더 멀어질수록 천천히 감소한다.
120(기판(102)에 평행한 평면에서)으로 표시된 바와 같은 각각의 실질적으로 평평한 섹션(113)의 크기 L0(즉, 폭 또는 직경)는 124(기판(102)에 평행한 평면에서)로 표시된 바와 같이 각각의 대응하는 광원(106a)의 크기(즉, 폭 또는 직경)보다 클 수 있다. 각각의 실질적으로 평탄한 섹션(113)의 크기(120)는 각각의 대응하는 광원(106a)의 크기(124)에 미리 결정된 값을 곱한 것보다 작을 수 있다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 각각의 광원(106a)의 크기(124)가 약 0.5 밀리미터 이상일 때, 그 미리 결정된 값은 각각의 실질적으로 평평한 섹션(113)의 크기가 각각의 광원(106a) 크기의 3배 미만이도록 약 2 또는 약 3일 수 있다. 각각의 광원(106a)의 크기(124)가 0.5 밀리미터 미만인 경우, 패터닝된 반사기(112) 각각의 실질적으로 평평한 섹션(113) 각각의 크기가 각각의 광원(106a)의 크기보다 더 큰 약 100 마이크로미터와 약 300 마이크로미터 사이의 범위 내에 있도록, 상기 미리 결정된 값은 광원(106a)과 패터닝된 반사기(112) 사이의 정렬 능력에 의해 결정될 수 있다. 각각의 실질적으로 평평한 섹션(113)은 각각의 패터닝된 반사기(112)가 대응하는 광원(106a)에 정렬될 수 있을 만큼 충분히 크고 적절한 휘도 균일성 및 색상 균일성을 달성하기에 충분히 작다.
각각의 패터닝된 반사기(112)의 크기 L1(즉, 폭 또는 직경)은 122(기판(102)에 평행한 평면에서)로 표시되고 인접한 광원(106a)들 사이의 피치 P는 126으로 표시된다. 도 1a에서는 피치가 일 방향을 따라 예시되어 있지만, 그 피치는 예시된 방향과 직교하는 방향으로 다를 수 있다. 상기 피치는, 예를 들어 약 90, 45, 30, 10, 5, 2, 1, 또는 0.5 밀리미터, 약 90 밀리미터보다 크거나, 또는 약 0.5 밀리미터보다 작을 수 있다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 피치(126)에 대한 각각의 패터닝된 반사기(112)의 크기(122)의 비율 L1/P는 약 0.45와 1.0 사이의 범위 내에 있다. 그러한 비율은 광원(106a)의 피치(126) 및 각 광원의 방출 표면과 대응하는 패터닝된 반사기(112) 사이의 거리에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 약 5밀리미터와 동일한 피치(126) 및 약 0.2밀리미터와 동일한 각 광원의 방출 표면과 대응하는 패터닝된 반사기 사이의 거리에 대해, 그 비율은 약 0.50, 0.60, 0.70, 0.80, 0.90, 또는 1.0일 수 있다.
각각의 패터닝된 반사기(112)는 대응하는 광원(106a)으로부터 방출된 광의 적어도 일부를 캐리어(108) 내로 반사시킨다. 각각의 패터닝된 반사기(112)는 정반사율 및 확산 반사율을 갖는다. 정반사된 광은 캐리어(108)의 하부 표면에서 나온다. 정반사된 광은 주로 반사 층(104)과 캐리어(108) 사이의 반사로 인해, 또는 반사 층(104)과 색 변환 층, 확산 시트 또는 확산판(도 2 아래에 나타낸) 사이의 반사로 인해 측방향으로 이동하지만, 반사 층(104)으로부터의 불완전한 반사로 인해 약간의 광의 손실이 발생할 수 있다.
확산 반사광은 캐리어(108)의 법선으로부터 측정된 0°와 90° 사이의 각도 분포를 갖는다. 그러한 확산 반사광의 약 50%는 내부 전반사의 임계각(θTIR)을 초과하는 각도를 갖는다. 따라서, 상기 확산 반사광은, 광이 패터닝된 반사기(112)에 의해 캐리어(108) 외부로 후속적으로 추출될 때까지, 내부 전반사에 의해 손실 없이 측방향으로 이동할 수 있다.
도 1b는 기판(102) 상의 복수의 광원(106a) 및 반사 층(104)의 상면도이다. 광원(106a)은 복수의 행과 복수의 열을 포함하는 2차원(2D) 어레이로 배열된다. 9개의 광원(106a)이 3개의 행과 3개의 열로 도 1b에 예시되어 있지만, 다른 구현 예들에서 백라이트 부분(100)은 임의의 적절한 수의 행 및 임의의 적절한 수의 열로 배열된 임의의 적절한 수의 광원(106a)을 포함할 수 있다. 광원(106a)은 또한 다른 주기적 패턴, 예를 들어 육각형 또는 삼각형 격자로, 또는 준-주기적 또는 엄격하지 않은 주기적 패턴으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 광원(106a)들 사이의 간격은 백라이트의 에지 및/또는 코너에서 더 작을 수 있다.
기판(102; 도 1a)은 인쇄 회로 기판(PCB), 유리 또는 플라스틱 기판, 또는 각각의 광원을 개별적으로 제어하기 위해 각각의 광원(106a)에 전기 신호를 전달하기 위한 다른 적절한 기판일 수 있다. 기판(102)은 강성 기판 또는 가요성(즉, 유연한) 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(102)은 평면 유리 또는 곡면 유리를 포함할 수 있다. 그러한 곡면 유리는, 예를 들어 약 1500, 1000, 500, 200, 또는 100 밀리미터와 같이 약 2000 밀리미터 미만의 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 반사 층(104)은, 예를 들어 은, 백금, 금, 구리 등과 같은 금속 호일; 유전 재료(예컨대, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 폴리머); 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES) 등과 같은 다공성 폴리머 재료; 티타니아, 황산 바륨 등과 같은 백색 무기 입자를 포함하는 다층 유전 간섭 코팅, 또는 반사 잉크, 또는 유색 안료와 같이 광을 반사하고 반사 및 투과 광의 색상을 조정하는 데 적절한 기타 다른 재료를 포함할 수 있다.
복수의 광원(106a) 각각은, 예를 들어 LED(예컨대, 약 0.5 밀리미터보다 큰 크기), 미니-LED(예컨대, 약 0.1 밀리미터와 약 0.5 밀리미터 사이의 크기), 마이크로-LED(예컨대, 약 0.1 밀리미터보다 작은 크기), 유기 LED(OLED), 또는 약 400 나노미터 내지 약 750 나노미터 범위의 파장을 갖는 다른 적절한 광원일 수 있다. 다른 구현 예들에서, 복수의 광원(106a) 각각은 400 나노미터보다 짧은 파장 및/또는 750 나노미터보다 긴 파장을 가질 수 있다. 각각의 광원(106a)으로부터의 광은 캐리어(108)에 광학적으로 결합된다. 본원에 사용된 바와 같이, "광학적으로 결합된"이라는 용어는, 내부 전반사에 의해 적어도 부분적으로 전파되는 광을 캐리어에 도입하기 위해, 광원이 캐리어(108)의 표면에 위치되고 캐리어(108)와 직접적으로 또는 광학적으로 투명한 접착제를 통해 광 통신하는 것을 나타내기 위한 것이다. 각각의 광원(106a)으로부터의 광은 광의 제1 부분이 내부 전반사로 인해 캐리어(108)에서 측방향으로 이동하고 패터닝된 반사기(112)에 의해 캐리어 밖으로 추출되도록 캐리어(108)에 광학적으로 결합되며, 그리고 광의 제2 부분은 반사 층(104)과 패터닝된 반사기(112)의 반사면에서의 다중 반사로 인해 상기 반사 층(104)과 패터닝된 반사기(112) 사이에서 또는 광학 필름 스택(도 2에 도시됨)과 반사 층(104) 사이에서 측방향으로 이동한다.
다양한 구현 예에 따르면, 캐리어(108)는 조명 및 디스플레이 애플리케이션에 사용되는 임의의 적절한 투명한 재료를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "투명한"은 캐리어가 스펙트럼의 가시 영역(약 420-750 나노미터)에서 500 밀리미터의 길이에 걸쳐 약 70% 초과의 광 투과율을 갖는 것을 나타내기 위한 것이다. 특정 구현 예들에서, 예시적인 투명한 재료는 500 밀리미터의 길이에 걸쳐 자외선(UV) 영역(약 100 내지 400 나노미터)에서 약 50% 초과의 광투과율을 가질 수 있다. 다양한 구현 예에 따르면, 캐리어는 약 450 나노미터 내지 약 650 나노미터 범위의 파장에 대해 50 밀리미터의 경로 길이에 걸쳐 적어도 95%의 광투과율을 포함할 수 있다.
캐리어의 광학적 특성은 투명한 재료의 굴절률에 의해 영향을 받을 수 있다. 다양한 구현 예에 따르면, 캐리어(108)는 약 1.3 내지 약 1.8 범위의 굴절률을 가질 수 있다. 다른 구현 예들에서, 상기 캐리어(108)는 비교적 낮은 레벨의 광 감쇠(예컨대, 흡수 및/또는 산란으로 인한)를 가질 수 있다. 캐리어(108)의 광 감쇠(α)는, 예를 들어, 약 420 내지 750 나노미터 범위의 파장에 대해 미터당 약 5 데시벨 미만일 수 있다. 상기 캐리어(108)는 플라스틱(예컨대, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 메틸메타크릴레이트 스티렌(MS), 폴리디메틸실록산(PDMS)), 폴리카보네이트(PC), 또는 기타 다른 유사한 재료와 같은 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 상기 캐리어(108)는 또한 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 알칼리-알루미노보로실리케이트, 소다 석회, 또는 다른 적절한 유리와 같은 유리 재료를 포함할 수 있다. 유리 캐리어(108)로 사용하기에 적절한 상업적으로 이용 가능한 유리의 비제한적인 예는 코닝사의 EAGLE XG®, Lotus™, Willow®, Iris™ 및 Gorilla® 유리를 포함한다. 기판(102)이 곡면 유리를 포함하는 실시 예에서, 캐리어(108)는 또한 커브진 백라이트를 형성하기 위해 곡면 유리를 포함할 수 있다. 다른 구현 예들에서, 캐리어(108)는 비교적 높은 레벨의 광 감쇠를 가질 수 있다. 캐리어(108)의 광 감쇠(α)는, 예를 들어 약 420 내지 750 나노미터 범위의 파장에 대해 미터당 약 5 데시벨 초과일 수 있다.
도 1c는 캐리어(108) 상의 복수의 패터닝된 반사기(112)의 상면도이다. 각각의 패터닝된 반사기(112)는 실질적으로 평평한 섹션(113) 및 커브진 섹션(114)을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 패터닝된 반사기(112)는 캐리어(108) 상의 개별 도트(115; dot)를 포함할 수 있다. 실질적으로 평평한 섹션(113)은 커브진 섹션(114)보다 더 반사적일 수 있고, 커브진 섹션(114)은 실질적으로 평평한 섹션(113)보다 더 투과적일 수 있다. 각각의 커브진 섹션(114)은 실질적으로 평평한 섹션(113)으로부터의 거리에 따라 연속적이고 매끄러운 방식으로 변화하는 특성을 가질 수 있다. 도 1c에 예시된 구현 예에서, 각각의 패터닝된 반사기(112)는 형상이 원형이지만, 다른 구현 예들에서 각각의 패터닝된 반사기(112)는 다른 적절한 형상(예컨대, 타원형, 직사각형, 육각형 등)을 가질 수 있다. 패터닝된 반사기(112)가 캐리어(108)의 상부 표면 상에 직접 제조되면, 패터닝된 반사기(112)는 광원(106a)을 은폐하는 능력을 증가시킨다. 캐리어(108)의 상부 표면 상에 패터닝된 반사기(112)를 직접 제조하는 것은 또한 공간을 절약한다.
특정 예시적인 구현 예들에서, 각각의 패터닝된 반사기(112)는 확산 반사기이고, 이에 따라 각각의 패터닝된 반사기(112)는 내부 전반사에 의해 캐리어(108) 내에서 전파될 수 있도록 일부 광선을 충분히 높은 각도로 산란시킴으로써 백라이트 부분(100)의 성능을 더욱 향상시킨다. 그런 다음 이러한 광선은 패터닝된 반사기(112)와 반사 층(104) 사이 또는 광학 필름 스택과 반사 층(104) 사이에서 다중 바운스를 겪지 않을 것이며, 따라서 광 파워의 손실을 방지하여 백라이트 효율을 증가시킬 것이다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 각각의 패터닝된 반사기(112)는 정반사 반사기이다. 다른 구현 예들에서, 각각의 패터닝된 반사기(112)의 일부 영역은 반사율에 있어 더 많은 확산 특성을 갖고 일부 영역은 반사율 있어 더 많은 정반사 특성을 갖는다.
각각의 패터닝된 반사기(112)는, 예를 들어 백색 잉크, 흑색 잉크, 금속성 잉크, 또는 다른 적절한 잉크로 패턴을 인쇄(예컨대, 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 마이크로인쇄 등)함으로써 형성될 수 있다. 각각의 패터닝된 반사기(112)는 또한 예를 들어 물리적 기상 증착(PVD) 또는 예를 들어 슬롯 다이 또는 스프레이 코팅과 같은 임의의 수의 코팅 기술에 의해 백색 또는 금속 재료의 연속 층을 먼저 증착한 다음, 포토리소그래피 또는 다른 공지된 영역-선택 재료 제거 방법들에 의해 층을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 각각의 패터닝된 반사기(112)는 또한 예를 들어 캐리어 내부로의 레이저 어블레이션(laser ablation) 또는 화학적 에칭을 통해 캐리어 자체로부터 재료를 선택적으로 제거하는 다른 공지된 방법들에 의해 형성될 수 있다.
백색 광원(106a)이 사용되는 특정 예시적인 구현 예들에서, 패터닝된 반사기(112)에서 가변 밀도의 상이한 반사 및 흡수 재료의 존재는 백라이트의 디밍 구역 각각에 걸친 색상 시프트를 최소화하는 데 유리할 수 있다. 패터닝된 반사기와 반사 층(104)(도 1a) 사이의 광선의 다중 반사는 청색에서보다 스펙트럼의 적색 부분에서 더 많은 광 손실을 유발할 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 이 경우, 예를 들어 약간 착색된 반사/흡수 재료, 또는 분산의 반대 사인을 가진 재료(이 경우, 분산은 반사 및/또는 흡수의 스펙트럼 의존성을 의미함)를 사용하여 반사가 색상 중립이 되도록 엔지니어링하면 색상 시프트를 최소화할 수 있다. 백색 광원(106a)이 사용되는 경우, 패터닝된 반사기(112)가 녹색 및 적색 광과 유사한 양의 청색 광을 반사 및 투과시키는 것이 또한 유리하다. 패터닝된 반사기(112)는 임계 크기보다 큰 마이크로크기 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계 크기는 이산화 티타늄의 경우 약 140 나노미터, 산화 알루미늄의 경우 약 560 나노미터, 플루오르화 나트륨의 경우 약 750 나노미터일 수 있다. 다른 실시 예들에서, 상기 임계 크기는 1, 2, 5, 10, 또는 20 마이크로미터일 수 있다. 청색 광원(106a)이 사용되는 특정 예시적인 구현 예들에서, 패터닝된 반사기(112)가 녹색 및 적색 광보다 청색 광을 더 반사하고 녹색 및 적색 광보다 청색 광을 덜 투과시키는 것이 유리하다. 패터닝된 반사기(112)는 임계 크기보다 작은 나노-크기 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 임계 크기는 이산화 티타늄의 경우 약 140나노미터, 산화 알루미늄의 경우 약 560나노미터, 또는 플루오르화 나트륨의 경우 약 750나노미터일 수 있다.
패터닝된 확산기(110b)는 공간적으로 변화하는 투과율 또는 공간적으로 변화하는 색상 시프트를 갖는다. 패터닝된 확산기(110b)는 또한 공간적으로 변화하는 투과율 및 공간적으로 변화하는 색상 시프트를 가질 수 있다. 상기 패터닝된 확산기(110b)의 공간 반사율과 공간 투과율이 함께 링크되기 때문에, 상기 패터닝된 확산기 또한 공간적으로 변화하는 반사율을 갖는다. 예를 들어, 패터닝된 확산기(110b)의 동일한 위치에서, 더 적은(또는 더 큰) 반사율은 더 큰(또는 더 적은) 투과율과 링크된다. 따라서, 본원에 개시된 패터닝된 확산기는 공간 반사율이 아닌 공간 투과율에 의해 정량화될 것이다. 공간적으로 변화하는 투과율은 두 공간 휘도 분포의 비율로 표현되는 데, 하나는 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원 위에 배치된 패터닝된 확산기로 측정되고, 다른 하나는 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원으로 측정된다. 공간적으로 변화하는 색상 시프트는 두 공간 색 좌표 분포의 차이 및/또는 비율로 표현되는 데, 하나는 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원 위에 배치된 패터닝된 확산기로 측정되고, 다른 하나는 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원으로 측정된다. 측정을 위해, 관심 영역은 118에 표시된 바와 같이 방사상 위치(r)로서 패터닝된 반사기(112)에 대해 규정된다. 그러한 방사상 위치(r)는 각각의 패터닝된 반사기(112)의 중심에 대해 측정된다. 상기 방사상 위치(r)는 각각의 패터닝된 반사기(112)의 중심에 대응하는 0으로부터 각각의 패터닝된 반사기의 최대 방사상 위치(r)에 대응하는 119로 표시된 rmax까지의 범위이다. 상기 관심 영역은 정사각형, 직사각형, 육각형, 또는 다른 적절한 레이아웃일 수 있는 복수의 광원(106a)의 레이아웃에 대응하는 반복 유닛이다.
도 2는 예시적인 액정 디스플레이(LCD; 140)의 단면도이다. LCD(140)는 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 바와 같은 패턴닝된 확산기(110b)를 포함하는 백라이트 부분(100)을 포함한다. 또한, LCD(140)의 백라이트는 선택적으로 백라이트 부분(100) 위의 확산판(146), 선택적으로 확산판(146) 위의 색 변환 층(148; 예컨대, 양자점 필름 또는 형광체 필름), 선택적으로 색 변환 층(148) 위의 프리즘 필름(150), 및 선택적으로 프리즘 필름(150) 위의 반사 편광기(152)를 포함한다. LCD(140)는 또한 백라이트의 반사 편광기(152) 위에 디스플레이 패널(154)을 포함한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 반사 편광기(152)는 디스플레이 패널(154)에 접합될 수 있다.
백라이트 부분(100)의 적절한 기능을 위해 캐리어(108) 상의 패터닝된 반사기(112)와 광원(106a) 사이의 정렬을 유지하기 위해, 캐리어(108)와 기판(102)이 동일하거나 유사한 타입의 재료로 만들어지면 캐리어(108) 상의 패터닝된 반사기(112)와 기판(102) 상의 광원(106a)이 넓은 범위의 동작 온도에서 서로 잘 정합되는 것이 유리하다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 캐리어(108) 및 기판(102)은 동일한 플라스틱 재료로 만들어진다. 다른 구현 예들에서, 상기 캐리어(108) 및 기판(102)은 동일하거나 유사한 타입의 유리로 만들어진다.
상기 캐리어(108)와 기판(102) 상의 광원(106a)을 정렬 상태로 유지하기 위한 대안적인 솔루션은 매우 유연한 기판을 사용하는 것이다. 그러한 매우 유연한 기판은 구성 요소 납땜을 허용하기 위해 폴리이미드 또는 기타 다른 고온 내성 폴리머 필름으로 만들어질 수 있다. 상기 매우 유연한 기판은 또한 FR4 또는 유리 섬유와 같은 재료로 만들 수도 있지만 두께가 평소보다 훨씬 얇다. 특정 예시적인 구현 예에서, 0.4 밀리미터 두께의 FR4 재료가 기판(102)에 사용될 수 있으며, 이는 동작 온도의 변화로 인한 치수 변화를 흡수하기에 충분히 유연할 수 있다.
도 3a는 예시적인 백라이트 부분(200a)의 단순화된 단면도이다. 백라이트 부분(200a)은, 백라이트 부분(200a)에서 광원 106b가 광원 106a 대신 사용되고 패터닝된 반사기(212)를 포함하는 패터닝된 확산기 210a가 패터닝된 확산기 110b 대신 사용되는 것을 제외하고, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 백라이트 부분(100)과 유사하다. 도 3a는 단순함을 위해 단일 광원(106b) 및 대응하는 단일 패터닝된 반사기(212)를 예시하지만, 백라이트 부분(200a)은 임의의 적절한 수의 광원(106b) 및 대응하는 패터닝된 반사기(212)를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 백라이트 부분(200a)은 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 바와 같이 기판(102) 및 반사 층(104)을 포함할 수 있다. 또한, 백라이트 부분(200a)은 캐리어(108) 위의 광학 필름 스택(도시하지 않음)의 제1 층(예컨대, 146)을 포함한다. 광학 필름 스택의 제1 층은 확산판, 색 변환 층, 프리즘 필름, 또는 다른 적절한 판 또는 필름일 수 있다. 이러한 구현 예에서, 각각의 패터닝된 반사기(212)는 캐리어(108)의 제1 표면 상에 있고, 여기서 캐리어의 제1 표면은 복수의 광원(106b)을 향한다.
각각의 광원(106b)은 약 10도 초과의 오프-축 각도(θ)(즉, 복수의 광원(106b)이 배열되는 평면에 수직인 축에서 오프)를 따라 107b로 표시된 바와 같은 피크 강도 광선을 방출한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 오프-축(θ)은 약 10도와 약 80도 사이의 범위 내, 예를 들어 약 20도와 약 60도 사이의 범위 내이다. 각각의 패터닝된 반사기(212)는 공간 투과율 또는 공간 반사율을 포함한다. 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)은 R0와 동일한 방사상 위치(r)에서 대응하는 패터닝된 반사기(212)를 인터셉트(intercept)한다. 방사상 위치(r)는 대응하는 패터닝된 반사기의 평면(패터닝된 반사기의 폭 또는 직경을 따라)에서 그리고 대응하는 패터닝된 반사기(212)의 중심으로부터 측정된다. r이 0과 동일한 경우보다 r이 R0 - 50%*R0 ≤ r ≤ R0 + 50%*R0를 충족하는 경우 반사율이 더 크거나 투과율이 더 낮다. 특정 예시적인 구현 예들에서, r이 R0 - 50%*R0 ≤ r ≤ R0 + 50%*R0를 충족하는 경우 반사율은 최대값이거나 투과율은 최소값이다. 다른 구현 예들에서, r이 0과 동일한 경우보다 r이 R0 - 20%*R0 ≤ r ≤ R0 + 20%*R0를 충족하는 경우 반사율이 더 크거나 투과율이 더 낮다. 다른 구현 예에서, r이 R0 + 50%보다 큰 경우보다 r이 R0 - 50%*R0 ≤ r ≤ R0 + 50%*R0을 충족하는 경우 반사율이 더 크거나 투과율이 더 낮다.
특정 예시적인 구현 예들에서, 각각의 광원(106b)은 약 200 마이크로미터 이하의 높이 및 약 500 마이크로미터 이하의 폭 또는 직경을 갖는 미니-LED이다. 반사 층(104)과 패터닝된 확산기(210a)의 하부 표면 사이의 광학 거리가 약 0.5, 1.0, 또는 2.0 밀리미터 이상인 경우, R0는 R0 = OD * tan(θ)로 근사화될 수 있으며, 여기서 OD(218로 표시됨)는 반사 층(104)과 패터닝된 반사기(212) 사이의 광학 거리이다. 다른 구현 예들에서, R0 = S0/2 + (OD - h0/2) * tan(θ)이고, 여기서 S0는 대응하는 광원(106b)의 폭(또는 직경)이고 h0(216으로 표시됨)은 반사 층(104) 위의 대응하는 광원의 높이이다. 상기 광원(106b)은 법선 방향과 광선(107b)을 포함하는 다른 평면에서 다른 크기를 가질 수 있다.
도 3a에 예시된 구현 예에서, 각각의 패터닝된 반사기(212)는 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)이 대응하는 패터닝된 반사기(212)를 인터셉트하는 곳에 각각의 패터닝된 반사기의 최대 두께가 위치되는 공간 두께 프로파일을 포함한다. 다른 구현 예들에서, 각각의 패터닝된 반사기(212)는 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)이 대응하는 패터닝된 반사기(212)를 인터셉트하는 곳에 각각의 패터닝된 반사기의 최대 색 좌표 x가 위치하는 공간 색 좌표 x를 포함한다. 다른 구현 예에서, 각각의 패터닝된 반사기(212)는 각각의 패터닝된 반사기의 최대 색 좌표 y가 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)이 대응하는 패터닝된 반사기(212)를 인터셉트하는 곳에 위치하는 공간 색 좌표 y를 포함한다. 다른 구현 예에서, 각각의 패터닝된 반사기(212)는 각각의 패터닝된 반사기의 최대 두께, 최대 색 좌표 x, 및 최대 색 좌표 y가 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)이 대응하는 패터닝된 반사기(212)를 인터셉트하는 곳에 위치하는 공간 두께 프로파일, 공간 색 좌표 x, 및 공간 색 좌표 y를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 그러한 공간 색 좌표 x 및 y는 1931 CIE 색 공간에 따라 정의된다. 상이한 색 공간을 사용하여 색상을 정량화할 수 있으며, 임의의 다른 색 공간은 1931 CIE 색 공간으로 변환될 수 있다. 공간 색 좌표 x 및 y는 도 11a 내지 도 23e에서 각각 Cx 및 Cy로 표시된다.
도 3b는 예시적인 백라이트 부분(200b)의 단순화된 단면도이다. 백라이트 부분(200b)은, 백라이트 부분(200b)에서 패터닝된 확산기(210b)가 복수의 광원(106b)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 캐리어(108)의 표면 상에 각각의 패터닝된 반사기(212)를 포함하는 것을 제외하고, 도 3a를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 백라이트 부분(200a)과 유사하다. 이러한 구현 예에서, R0 = S0/2 + (OD - h0/2) * tan(θ) + hg*sin(θ)/sqrt(n*n-sin(θ)*sin(θ))이고, 여기서 S0(214로 표시됨)는 대응하는 광원(106b)의 폭(또는 직경)이고, h0(216으로 표시됨)은 반사 층(104) 위의 대응하는 광원의 높이이고, OD(218로 표시됨)는 반사 층과 캐리어(108) 사이의 광학 거리, hg(219로 표시됨)는 캐리어의 두께, n은 캐리어의 굴절률, θ는 대응하는 광원의 피크 강도 광선(107b)의 오프-축 각도이다.
피크 강도 광선은, 한 단면에서 설명되지만, 방위각 φ에 따라 달라질 수 있다. 즉, 피크 강도 어레이의 오프-축 각도(θ)는 3차원 입체 형상을 갖는 광원에 대한 방위각(φ)의 함수이다. 모든 방위각(φ)에서 각각의 피크 강도 광선은 방위각 φ의 함수인 방사상 위치 r = R0(φ)에서 패터닝된 반사기를 인터셉트한다. 패터닝된 반사기의 평면에서, 0도에서 360도 사이에서 변하는 모든 방위각(φ)에서 R0의 집합은 패터닝된 반사기의 중심 주위에 링을 형성한다. 그러한 링의 형상은 타원형, 원형, 또는 다른 적절한 형상일 수 있다. 따라서, 복수의 광원(106b)을 포함하는 평면에서 방위각(φ)에 대응하는 R0와 동일한 방사상 위치(r)의 세트는 각각의 대응하는 패터닝된 반사기(212)의 중심을 둘러싸고, r이 0과 동일한 경우보다 r이 R0(φ) - 50%*R0(φ) ≤ r ≤ R0(φ) + 50%*R0(φ) 및 0° ≤ φ ≤ 360°를 충족하는 경우 반사율이 더 크거나 투과율이 더 작다.
도 4는 다른 예시적인 백라이트 부분(220)의 단순화된 단면도이다. 백라이트 부분(220)은, 백라이트 부분(220)이 패터닝된 반사기(242)가 패터닝된 반사기(212) 대신 사용되는 패터닝된 확산기(240)를 포함하는 것을 제외하고, 도 3a를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 백라이트 부분(200a)과 유사하다. 일 구현 예에서, 각각의 패터닝된 반사기(242)는, 예를 들어 244로 표시된 복수의 중실 섹션, 및 예를 들어 246으로 표시된 상기 복수의 중실 섹션(244)과 인터리브된 복수의 개방 섹션을 포함한다. 각각의 중실 섹션(244) 및 각각의 개방 섹션(246)은 원형, 타원형, 또는 대응하는 광원(106b)과 정렬된 다른 적절한 형상과 같은 링형일 수 있다. 다른 구현 예에서, 각각의 패터닝된 반사기(242)는, 예를 들어 246으로 표시된 복수의 개구(예컨대, 원통형 개구)를 포함한다. 각각의 패터닝된 반사기(242)의 중심으로부터 동일한 거리에 위치된 개구(246)들은 원형, 타원형, 또는 대응하는 광원(106b)과 정렬된 다른 적절한 형상과 같은 링형 배열일 수 있다.
각각의 중실 섹션(244)의 공간 개방 개구비 A(r)은 As(r)/(As(r) + Ao(r))이고, 여기서 r은 대응하는 패터닝된 반사기(242)의 중심으로부터의 거리이고, As(r)은 대응하는 중실 섹션(244)의 면적이고, Ao(r)는 대응하는 개방 섹션(246)의 면적이다. 이러한 구현 예에서, 각각의 패터닝된 반사기(242)는 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)이 대응하는 패터닝된 반사기를 인터셉트하는 곳에 각각의 패터닝된 반사기의 최소 개방 개구비가 위치되는 공간 개방 개구비 프로파일을 포함한다.
각각의 패터닝된 반사기(242)는 가변 확산 반사기를 생성하기 위해 반사 재료의 패턴을 포함한다. 반사 재료는, 예를 들어, 은, 백금, 금, 구리 등과 같은 금속 호일; 유전 재료(예컨대, PTFE와 같은 폴리머); PET, PMMA, PEN, PES 등과 같은 다공성 폴리머 재료, 다층 유전 간섭 코팅, 또는 티타니아, 황산 바륨 등과 같은 백색 무기 입자를 포함하는 반사 잉크, 또는 광을 반사하기에 적절한 기타 다른 재료를 포함한다.
각각의 패터닝된 반사기(242)는, 예를 들어 백색 잉크, 흑색 잉크, 금속성 잉크, 또는 다른 적절한 잉크로 패턴을 인쇄(예컨대, 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 마이크로인쇄 등)함으로써 형성될 수 있다. 각각의 패터닝된 반사기(242)은 또한 예를 들어 물리적 기상 증착(PVD) 또는 예를 들어 슬롯 다이 또는 스프레이 코닝과 같은 임의의 수의 코팅 기술에 의해 백색 또는 금속 재료의 연속 층을 먼저 증착한 다음, 포토리소그래피 또는 다른 공지된 영역-선택 재료 제거 방법들에 의해 층을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
도 3a 내지 도 4의 구현 예들은 광원(106b) 위에 캡슐화 층을 포함하도록 수정될 수 있다. 그러한 캡슐화 층은 평면 층 또는 구형 돔일 수 있다. 이러한 경우, 상기 캡슐화 층의 굴절률로 인해 방사상 위치(R0)가 달라질 수 있다. 다른 구현 예들에서, 캐리어(108)는 배제될 수 있고 패터닝된 반사기(212 또는 242)는 광원(106b) 위의 캡슐화 층 상에 있을 수 있다. 또 다른 구현 예들에서, 상기 캐리어는 광원(106b) 위에 위치된 캡슐화 층일 수 있다. 다시 말하지만, 이러한 경우, 캡슐화 층의 굴절률로 인해 방사상 위치(R0)가 달라질 수 있다.
도 5는 예시적인 백라이트 부분(300)의 단면도이다. 백라이트 부분(300)은, 백라이트 부분(300)에서 각각의 패터닝된 반사기(112)가 대응하는 광원(106a)을 향하는 것을 제외하고, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 백라이트 부분(100)과 유사하다. 상기 백라이트 부분(300)은 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 바와 같은 기판(102), 반사 층(104), 및 복수의 광원(106a)을 포함할 수 있다. 이러한 구현 예에서, 패턴닝된 확산기(110a)는 제1 표면(304) 및 이 제1 표면에 대향하는 제2 표면(306)을 갖는 캐리어(108; 예컨대, 도광판)를 포함한다. 상기 복수의 패터닝된 반사기(112)는 캐리어(108)의 제1 표면(304) 상에 있으며, 여기서 상기 캐리어의 제1 표면(304)은 복수의 광원(106a)을 향한다.
도 6a는 예시적인 패턴닝된 확산기(320a)의 단면도이다. 패터닝된 확산기(320a)는, 패터닝된 확산기(320a)가 확산 층(322)을 포함하는 것을 제외하고, 도 5를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 패터닝된 확산기(110a)와 유사하다. 확산 층(322)은 상기 캐리어(108)의 제2 표면(306) 상에 있다. 패터닝된 확산기(320a)는 백라이트 내에서 복수의 광원(106a)을 향하여 캐리어(108)의 제1 표면(304)이 배열되도록 구성된다. 다른 구현 예에서, 확산 층(322)은 캐리어(108)의 제1 표면(304)과 복수의 패터닝된 반사기(112) 사이에 배열될 수 있다.
확산 층(322)은 백라이트 내에서 복수의 광원(106a; 도시하지 않음)으로부터 멀어지는 방향을 향한다. 확산 층(322)은 광원(106a)으로부터 방출된 광의 측면 확산을 향상시켜 광 균일성을 향상시킨다. 그러한 확산 층(322)은 정반사 및 확산 반사율과 정반사 및 확산 투과율을 가질 수 있다. 상기 정반사율 또는 투과율은 측정 셋업에 따라 0도 또는 8도인 정반사 방향을 따라 반사 또는 투과 광의 퍼센트(%)이고, 반면 확산 반사율 또는 투과율은 정반사율 또는 투과율을 제외한 반사 또는 투과 광의 %이다. 확산 층(322)은 헤이즈 및 투과율을 가질 수 있다. 확산 층(322)은, 예를 들어 약 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 또는 99% 이상의 헤이즈, 및 약 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, or 95% 이상의 투과율을 가질 수 있다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 확산 층(322)은 약 70%의 헤이즈 및 약 90%의 총 투과율을 갖는다. 다른 구현 예들에서, 상기 확산 층(322)은 약 88%의 헤이즈 및 약 96%의 총 투과율을 갖는다. 다른 구현 예들에서, 상기 확산 층(322)은 약 99%의 헤이즈 및 약 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 또는 90%의 총 투과율을 갖는다. 헤이즈는 방향이 입사 빔의 방향으로부터 2.5도 이상 벗어나도록 산란된 투과 광의 %로 정의되며, 투과율은 미국재료시험협회(ASTM) D1003 "Standard Test Method for　Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics."에 따른 투과 광의 %로 정의된다. 헤이즈 및 투과율은 다양한 헤이즈 미터로 측정될 수 있다.
확산 층(322)은 광원(106a)으로부터 광선을 확산시킨다. 그 결과, 백라이트의 패터닝된 반사기(112)는 광원(106a)을 여전히 효과적으로 은폐하면서 확산 층(322)을 포함하지 않는 백라이트의 패터닝된 반사기보다 얇을 수 있다. 확산 층(322)은 또한 내부 전반사를 겪을 광선을 확산시킨다. 또한, 확산 층(322)은 백라이트 내에서 색 변환 층, 확산 시트, 또는 확산판(예컨대, 도 2의 146)에 의해 다시 반사되는 임의의 광선을 확산시킨다. 따라서, 상기 확산 층(322)은 하나 또는 두 개의 밝기 향상 필름과 같은 확산판 또는 확산 시트 위의 색 변환 층, 확산 시트, 또는 확산판 및 임의의 프리즘 필름에 의해 야기되는 광 리사이클링 효과를 증가시킨다.
특정 예시적인 구현 예들에서, 확산 층(322)은 산란 입자의 균일하거나 연속적인 층을 포함한다. 확산 층(322)은 인접한 산란 입자들 사이의 거리가 광원 크기의 1/5 미만인 균일한 산란 입자 층을 포함하는 것으로 간주된다. 광원에 대한 확산 층(322)의 위치에 관계없이, 확산 층(322)은 유사한 확산 특성을 나타낸다. 그러한 산란 입자들은, 예를 들어 알루미나 입자, TiO2입자, PMMA 입자, 또는 기타 다른 적절한 입자와 같은 마이크로-크기 또는 나노-크기 산란 입자를 포함하는 투명 또는 백색 잉크 내에 있을 수 있다. 그 입자 크기는, 예를 들어 약 0.1 마이크로미터 내지 약 10.0 마이크로미터 범위 내에서 변할 수 있다. 다른 구현 예들에서, 확산 층(322)은 눈부심 방지 패턴을 포함할 수 있다. 그러한 눈부심 방지 패턴은 폴리머 비드 층으로 형성되거나 에칭될 수 있다. 이러한 구현 예에서, 확산 층(322)은, 예를 들어 약 1, 3, 7, 14, 21, 28, 또는 50 마이크로미터의 두께, 또는 다른 적절한 두께를 가질 수 있다.
특정 예시적인 구현 예들에서, 확산 층(322)은 스크린 인쇄를 통해 캐리어(108)에 도포될 수 있는 패턴을 포함할 수 있다. 상기 확산 층(322)은 캐리어(108)에 도포된 프라이머 층(예컨대, 접착 층) 상에 스크린 인쇄될 수 있다. 다른 구현 예들에서, 확산 층(322)은 접착 층을 통해 캐리어에 확산 층을 적층함으로써 캐리어(108)에 도포될 수 있다. 또 다른 구현 예들에서, 확산 층(322)은 캐리어 내로 확산 층을 엠보싱(예컨대, 열적 또는 기계적 엠보싱)하거나, 확산 층을 캐리어 내로 스탬핑(예컨대, 롤러 스탬핑)하거나, 또는 확산 층을 인젝션 몰딩함으로써 캐리어(108)에 도포될 수 있다. 또 다른 구현 예들에서, 확산 층(322)은 캐리어를 에칭(예컨대, 화학적 에칭)함으로써 캐리어(108)에 도포될 수 있다. 일부의 구현 예에서, 확산 층(322)은 레이저(예컨대, 레이저 손상)로 캐리어(108)에 도포될 수 있다.
또 다른 구현 예들에서, 확산 층(322)은 복수의 중공 비드를 포함할 수 있다. 그러한 중공 비드는 플라스틱 중공 비드 또는 유리 중공 비드일 수 있다. 예를 들어, 상기 중공 비드는 상표명 "3M GLASS 버블S iM30Κ" 하에 쓰리엠 컴퍼니로부터 이용 가능한 유리 버블일 수 있다. 이러한 유리 버블은 약 70 내지 약 80 중량% 범위의 SiO2, 약 8 내지 약 15 중량% 범위의 알칼리 토금속 산화물, 및 약 3 내지 약 8 중량% 범위의 알칼리 금속 산화물, 및 약 2 내지 약 6 중량% 범위의 B2O3를 포함하는 유리 조성을 가지며, 여기서 각각의 중량%는 유리 버블의 총 중량에 기초한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 중공 비드의 크기(즉, 직경)는, 예를 들어 약 8.6 마이크로미터 내지 약 23.6 마이크로미터로 다양할 수 있고, 중간 크기는 약 15.3 마이크로미터이다. 다른 구현 예에서, 중공 비드의 크기는, 예를 들어 약 30 마이크로미터 내지 약 115 마이크로미터로 다양할 수 있으며, 중간 크기는 약 65 마이크로미터이다. 또 다른 구현 예들에서, 확산 층(322)은 적색 및/또는 녹색 양자점 또는 다른 적절한 형광체 입자와 같은 복수의 나노-크기 색 변환 입자를 포함할 수 있다. 또 다른 구현 예들에서, 확산 층(322)은 복수의 중공 비드, 나노-크기 산란 입자, 및 적색 및/또는 녹색 양자점과 같은 나노-크기 색 변환 입자 또는 칼륨 플루오로실리케이트(PFS)-기반 형광체와 같은 다른 적절한 형광체 입자를 포함할 수 있다.
중공 비드는 먼저 용매(예컨대, 메틸 에틸 케톤(MEK))와 균일하게 혼합하고, 이어서 임의의 적절한 결합제(예컨대, 메틸 메타크릴레이트 및 실리카)와 혼합한 다음, 필요한 경우 열 또는 자외선(UV) 경화로 고정하여 페이스트를 형성할 수 있다. 다음에, 상기 페이스트는 슬롯 코팅, 스크린 인쇄, 또는 확산 층(322)을 형성하기 위한 임의의 다른 적절한 수단을 통해 캐리어(108)의 표면 상에 적층될 수 있다. 이러한 구현 예에서, 상기 확산 층(322)은, 예를 들어 약 10 마이크로미터와 약 100 마이크로미터 사이의 두께를 가질 수 있다. 다른 실시 예에서, 상기 확산 층(322)은 약 100 마이크로미터와 약 300 마이크로미터 사이의 두께를 가질 수 있다. 필요한 경우, 두꺼운 확산 층을 형성하기 위해 다중 코팅이 사용될 수 있다. 각각의 실시 예에서, 상기 확산 층(322)의 헤이즈는 BYK-Gardner's Haze-Gard와 같은 헤이즈 미터로 측정할 때 99% 이상일 수 있다. 확산 층(322) 내에서 중공 비드를 사용하는 두 가지 이점은, 1) 확산 층(322)의 중량을 감소시키는 것; 및 2) 작은 두께에서 원하는 헤이즈 레벨을 달성하는 것을 포함한다.
도 6b는 예시적인 패턴닝된 확산기(320b)의 단면도를 포함한다. 패터닝된 확산기(320b)는, 패터닝된 확산기(320b)가 백라이트 내에서 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향하여 캐리어(108)의 제1 표면(304)이 배열되도록 구성되는 것을 제외하고, 도 6a를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 패터닝된 확산기(320a)와 유사하다.
도 7a는 다른 예시적인 패터닝된 확산기(340a)의 단면도이다. 패터닝된 확산기(340a)는, 패터닝된 확산기(340a)가 캡슐화 층(342)을 포함하는 것을 제외하고, 도 5를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 패턴닝된 확산기(110a)와 유사하다. 캡슐화 층(342)은 캐리어(108)의 제1 표면(304) 상에 있고 복수의 패터닝된 반사기(112) 각각을 캡슐화한다. 패터닝된 확산기(340a)는 백라이트 내에서 복수의 광원(106a)을 향하여 캐리어(108)의 제1 표면(304)이 배열되도록 구성된다. 상기 캡슐화 층(342)은 투명한 수지 재료, 실리콘, 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 그러한 투명한 수지 재료, 실리콘, 또는 다른 적절한 재료는 투과율이 약 60% 이상, 바람직하게는 약 90% 이상이어야 한다. 상기 캡슐화 층(342)은 나노-크기 또는 마이크로-크기의 산란 입자를 포함할 수 있다.
도 7b는 다른 예시적인 패터닝된 확산기(340b)의 단면도이다. 패터닝된 확산기(340b)는, 패터닝된 확산기(340b)가 백라이트 내에서 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향하여 캐리어(108)의 제1 표면(304)이 배열되도록 구성되는 것을 제외하고, 도 3을 참조하여 앞서 설명되고 예시된 패터닝된 확산기(340a)와 유사하다.
도 8a는 다른 예시적인 패터닝된 확산기(360a)의 단면도이다. 패터닝된 확산기(360a)는, 패터닝된 확산기(360a)가 캐리어(108)의 제1 표면(304) 및 제2 표면(306) 모두에 복수의 패터닝된 반사기(112)를 포함하는 것을 제외하고, 도 5를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 패터닝된 확산기(110a)와 유사하다. 패터닝된 확산기(360a)는 캐리어(108)의 제1 표면(304) 상의 복수의 제1 패터닝된 반사기(112a)를 포함한다. 각각의 제1 패터닝된 반사기(112a)는 백라이트 내의 대응하는 광원(106a)과 정렬되도록 구성된다. 패터닝된 확산기(360a)는 또한 캐리어(108)의 제2 표면(306) 상의 복수의 제2 패터닝된 반사기(112b)를 포함한다. 각각의 제2 패터닝된 반사기(112b)는 백라이트 내의 대응하는 광원(106a)과 정렬되도록 구성된다. 패터닝된 확산기(360a)는 백라이트 내에서 복수의 광원(106a)을 향하여 캐리어(108)의 제1 표면(304) 또는 제2 표면(306)이 배열될 수 있다. 제1 패터닝된 반사기(112a) 및 제2 패터닝된 반사기(112b)는 동일하거나 동일하지 않을 수 있다.
도 8b는 다른 예시적인 패터닝된 확산기(360b)의 단면도이다. 패터닝된 확산기(360b)는, 패터닝된 확산기(360b)가 캡슐화 층(342a 및 342b)을 포함하는 것을 제외하고, 도 8a를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 패턴닝된 확산기(360a)와 유사하다. 캡슐화 층(342a)은 캐리어(108)의 제1 표면(304) 상에 있고 복수의 제1 패터닝된 반사기(112a) 각각을 캡슐화한다. 캡슐화 층(342b)은 캐리어(108)의 제2 표면(306) 상에 있고 복수의 제2 패터닝된 반사기(112b) 각각을 캡슐화한다. 각각의 캡슐화 층(342a, 342b)은 투명한 수지 재료, 실리콘, 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 패터닝된 확산기(360b)는 백라이트 내에서 복수의 광원을 향하여 캐리어(108)의 제1 표면(304) 또는 제2 표면(306)이 배열될 수 있다.
도 9a는 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하는 검출기(420)와 함께 예시적인 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400a)의 단면도이다. 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400a)은 기판(402), 복수의 광원(406a), 제1 볼륨 확산판(408), 필름 스택(410), 및 제2 볼륨 확산판(412)을 포함한다. 필름 스택(410)은 색 변환 층, 하나 또는 두 개의 프리즘 필름, 및/또는 하나 또는 두 개의 확산 시트를 포함할 수 있다.
복수의 광원(406a)은 기판(402) 상에 배열되고 그 기판(402)과 전기적으로 통신한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 복수의 광원(406a) 각각은 청색 발광 다이오드(LED)이다. 상기 제1 볼륨 확산판(408)은 복수의 광원(406a) 위에 배열된다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 광학 접착제(도시하지 않음)는 복수의 광원(406a)을 제1 볼륨 확산판(408)에 결합하는 데 사용될 수 있다. 상기 필름 스택(410)은 제1 볼륨 확산판(408) 위에 배열된다. 상기 제2 볼륨 확산판(412)은 필름 스택(410) 위에 배열된다.
인접한 광원(406a)들 사이의 피치(P)는 426으로 표시된다. 도 9a에서는 피치가 일 방향을 따라 예시되어 있지만, 그 피치는 예시된 방향과 직교하는 방향으로 달라질 수 있다. 상기 피치는, 예를 들어 약 5, 2, 1, 또는 0.5 밀리미터 또는 약 0.5 밀리미터 미만일 수 있다. 상기 제1 볼륨 확산판(408) 및 제2 볼륨 확산판(412)은 각각, 예를 들어 약 3 밀리미터의 두께를 가질 수 있다. 검출기(420)는 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하도록 구성된다. 검출기(420)는, 예를 들어 Radiant Vision Systems의 ProMetric® Imaging Colorimeter(모델 IC-PMI16) 또는 다른 동등한 기기일 수 있다.
도 9b는 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하는 검출기(420)와 함께 다른 예시적인 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400b)의 단면도이다. 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400b)은 기판(402), 복수의 광원(406b), 및 볼륨 확산판(414)을 포함한다. 상기 복수의 광원(406b)은 기판(402) 상에 배열되고 그 기판(402)과 전기적으로 통신한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 복수의 광원(406b) 각각은 백색 LED이다. 상기 볼륨 확산판(414)은 상기 복수의 광원(406b) 위에 배열된다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 광학 접착제(도시하지 않음)는 상기 복수의 광원(406b)을 상기 볼륨 확산판(414)에 결합하는 데 사용될 수 있다.
인접한 광원(406b)들 사이의 피치(P)는 426으로 표시된다. 도 9b에서는 피치가 일 방향을 따라 예시되어 있지만, 그 피치는 예시된 방향과 직교하는 방향으로 달라질 수 있다. 피치는, 예를 들어 약 5, 2, 1, 또는 0.5 밀리미터 또는 약 0.5 밀리미터 미만일 수 있다. 볼륨 확산판(414)은, 예를 들어 약 6 밀리미터의 두께를 가질 수 있다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 볼륨 확산판(414)은 볼륨 확산판(414)의 두께와 동일한 전체 두께를 갖는 2개 이상의 볼륨 확산판으로 대체될 수 있다.
2개의 예시적인 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400a, 400b)이 설명되고 예시되었지만, 다른 구성을 갖는 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원이 여기에서 사용될 수 있다.
도 10a는 예시적인 패터닝된 확산기(110a) 및 검출기(420)와 함께 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400a)을 포함하는 예시적인 측정 셋업(500a)의 단면도이다. 이러한 구현 예에서, 패터닝된 확산기(110a)는 캐리어(108)의 제1 표면(304)이 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400a)을 향하도록 배열된다. 검출기(420)는 캐리어(108) 상의 패터닝된 반사기(112)의 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하도록 구성된다.
도 10b는 예시적인 패터닝된 확산기(110b) 및 검출기(420)와 함께 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400a)을 포함하는 예시적인 측정 셋업(500b)의 단면도이다. 이러한 구현 예에서, 패터닝된 확산기(110b)는 캐리어(108)의 제1 표면(304)이 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400a)으로부터 멀어지는 방향을 향하도록 배열된다. 검출기(420)는 캐리어(108) 상의 패터닝된 반사기(112)의 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하도록 구성된다.
도 10a 및 10b는 캐리어(108) 상의 패터닝된 반사기(112)의 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하기 위해 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400a)을 사용하는 측정 셋업을 예시하지만, 다른 구현 예들에서 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400b) 또는 등가의 광원이 사용될 수 있다. 또한, 패터닝된 확산기(110a/110b)가 도 10a 및 도 10b에 예시되어 있지만, 유사한 측정 셋업이 앞서 설명된 패터닝된 확산기(210a/210b, 240, 320a/320b, 340a/340b, 360a, 360b)와 같은 다른 패터닝된 확산기에 사용될 수 있다. 도 11a-11c 내지 도 23a-23e의 다음 차트는 도 10a 및 10b의 측정 셋업(500a 및 500b)을 사용하여 결정된 측정을 포함한다.
도 11a 내지 도 11c는 각각 예시적인 각진 램버시안 광원(400a) 및 예시적인 패터닝된 확산기(예컨대, 110a/110b)의 2개의 방위에 대한 측정된 공간 색 좌표 Cx(r), 측정된 공간 색 좌표 Cy(r), 및 측정된 공간 휘도(r)의 차트이고, 여기서 r은 방사상 위치이다. 그러한 방사상 위치 r은 패터닝된 반사기의 중심에 대응하는 0으로부터 패터닝된 반사기의 최대 방사상 위치에 대응하는 rmax까지 범위의 패터닝된 반사기(112)의 중심에 대해 밀리미터로 측정된다. 각각의 차트는 예시적인 각진 램버시안 광원(400a)에 대한 도 9a의 측정 셋업, 각진 램버시안 광원(400a)을 향하는 복수의 패터닝된 반사기(112)를 갖는 패턴닝된 확산기(110a)에 대한 도 10a의 측정 셋업, 및 각진 램버시안 광원(400a)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 복수의 패터닝된 반사기(112)를 갖는 패턴닝된 확산기(110b)에 대한 도 10b의 측정 셋업을 사용하여 결정되었다.
도 11a의 차트에서, 본원에서 Cx0(r)로 표시되는 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원에 대한 측정된 공간 색 좌표 Cx(r)는 중실 삼각형(▲)으로 표시된다. 여기에서 Cx1(r)로 표시되는 각진 램버시안 광원(400a)을 향하는 캐리어(108)의 하부 상의 패터닝된 반사기(112)를 갖는 패턴닝된 확산기(110a)에 대한 측정된 공간 색 좌표 Cx(r)는 중공 원형(○)으로 표시된다. 여기에서 Cx2(r)로 표시되는 광원(400a)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 캐리어(108)의 상부 상의 패터닝된 반사기(112)를 갖는 패터닝된 확산기(110b)에 대한 측정된 공간 색 좌표 Cx(r)는 중실 원형(●)으로 표시된다.
도 11b의 차트에서, 여기에서 Cy0(r)로 표시되는 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원에 대한 측정된 공간 색 좌표 Cy(r)는 중실 삼각형으로 표시된다. 여기에서 Cy1(r)으로 표시되는 각진 램버시안 광원(400a)을 향하는 캐리어(108)의 하부 상의 패터닝된 반사기(112)를 갖는 패턴닝된 확산기(110b)에 대한 측정된 공간 색 좌표 Cy(r)는 중공 원형으로 표시된다. 여기에서 Cy2(r)로 표시되는 각진 램버시안 광원(400a)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 캐리어(108)의 상부 상의 패터닝된 반사기(112)를 갖는 패터닝된 확산기(110b)에 대한 측정된 공간 색 좌표 Cy(r)는 중실 원형으로 표시된다.
도 11c의 차트에서, 여기에서 휘도0(r)으로 표시되는 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원에 대한 측정된 공간 휘도(r)는 중실 삼각형으로 표시된다. 여기에서 휘도1(r)로 표시되는 각진 램버시안 광원(400a)을 향하는 캐리어(108)의 하부 상의 패터닝된 반사기(112)를 갖는 패턴닝된 확산기(110a)에 대한 측정된 공간 휘도(r)는 중공 원형으로 표시된다. 여기에서 휘도2(r)로 표시되는 각진 램버시안 광원(400a)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 캐리어(108)의 상부 상의 패터닝된 반사기(112)를 갖는 패터닝된 확산기(110b)에 대한 측정된 공간 휘도(r)는 중실 원형으로 표시된다. 그러한 휘도는 니트(NITS)로 측정된다.
도 11a 내지 도 11c의 차트에 나타낸 바와 같이, 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400a)으로부터 측정된 공간 색 좌표 Cx0(r)와 Cy0(r) 및 공간 휘도0(r)는 이러한 실시 예에서 0인 r과 약 3.2 밀리미터인 rmax 사이에 있는 관심 영역의 방사상 위치 r과 무관하게 실질적으로 균일하하다. 관심 영역의 r에 대해 |max(Cx0(r)) - min(Cx0(r))| 및 |max(Cy0(r)) - min(Cy0(r))|로 규정된 색 좌표에 대한 절대 최대 차이는 Cx0 및 Cy0에 대해 각각 약 0.002 미만이다. |100% - min(Cx0(r)) / max(Cx0(r))| 및 |100% - min(Cy0(r)) / max(Cy0(r))|로 규정된 색 좌표에 대한 상대 최대 차이는 Cx0 및 Cy0에 대해 각각 약 1% 미만이다. |100% - min(휘도0(r)) / max(휘도0(r))|로 규정된 휘도에 대한 상대 최대 차이는 휘도0에 대해 약 2% 미만이다. 상기 측정된 공간 분포는 각진 램버시안 광원(400a 또는 400b)의 특성이다. 나타내지는 않았지만, 각진 램버시안 광원(400a, 400b)의 각도 휘도 분포는 거의 램버시안 분포를 따른다. 공간적으로 균일하고 각진 램버시안 광원(400a)은 광원이 제공하는 공간 휘도 및 공간 색 좌표가 상기 조건을 만족하는 한, 다른 피치의 LED 또는 다른 볼륨 확산판으로 구성될 수 있다.
측정된 Cx1(r), Cy1(r), 휘도1(r), Cx2(r), Cy2(r), 및 휘도2(r)는 각진 램버시안 광원(400a)의 색 좌표 Cx0(r)와 Cy0(r) 및 휘도0(r)에 따라 크게 달라질 수 있다. 각진 램버시안 광원(400a)의 색 좌표 Cx0(r)와 Cy0(r) 및 휘도0(r)에 독립적이거나 적어도 둔감한 패터닝된 확산기(110a/110b)의 특성은 투과율 및 색상 시프트이다. 패터닝된 확산기(110a)의 색상 시프트는 색 좌표 차이 DCx1(r) ≡ Cx1(r) - Cx0(r) 및 DCy1(r) ≡ Cy1(r) - Cy0(r), 및/또는 색 좌표 비율 RCx1(r) ≡ Cx1(r) / Cx0(r) 및 RCy1(r) ≡ Cy1(r) / Cy0(r)로 설명될 수 있고, 여기서 기호 "≡"는 "다음과 같이 정의됨"을 의미한다. 패터닝된 확산기(110a)의 투과율은 휘도 비율 RL1(r) ≡ 휘도1(r) / 휘도0(r)로 설명될 수 있다. 마찬가지로, 패터닝된 확산기(110b)의 색상 시프트는 색 좌표 차이 DCx2(r) ≡ Cx2(r) - Cx0(r) 및 DCy2(r) ≡ Cy2(r) - Cy0(r), 및/또는 색 좌표 비율 RCx2(r) ≡ Cx2(r) / Cx0(r) 및 RCy2(r) ≡ Cy2(r) / Cy0(r)로 설명될 수 있다. 패터닝된 확산기(110b)의 투과율은 휘도 비율 RL2(r) ≡ 휘도2(r) / 휘도0(r)로 설명될 수 있다.
도 12a 내지 도 12e는 도 11a 내지 도 11c로부터 각각 유도된 색 좌표 차이 DCx1(r) ≡ Cx1(r) - Cx0(r) 및 DCx2(r) ≡ Cx2(r) - Cx0(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) ≡ Cy1(r) - Cy0(r) 및 DCy2(r) ≡ Cy2(r) - Cy0(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) ≡ Cx1(r) / Cx0(r) 및 RCx2(r) ≡ Cx2(r) / Cx0(r)), 색 좌표 비율 RCy1(r) ≡ Cy1(r) / Cy0(r) 및 RCy2(r) ≡ Cy2(r) / Cy0(r), 및 휘도 비율 RL1(r) ≡ 휘도1(r) / 휘도0(r) 및 RL2(r) ≡ 각각 휘도2(r) / 휘도0(r)의 차트이다.
도 12a 및 도 12b에 나타낸 바와 같이, 색 좌표 차이 DCx1(r), DCx2(r), DCy1(r), 및 DCy2(r)는 다음과 같은 특징을 갖는다:
1) 각각의 커브는 r = rmax에서보다 r = 0에서 실질적으로 더 큰 값을 갖는다. 즉, DCx1(0) ≥ DCx1(rmax) + 0.005이고; DCy1(0) ≥ DCy1(rmax) + 0.005이고; DCx2(0) ≥ DCx1(rmax) + 0.005이며; DCy2(0) ≥ DCy2(rmax) + 0.005이다.
2) 차이 DCx1(r) - DCx2(r) 및 DCy1(r) - DCy2(r)는 방사상 위치(r)에 따라 다르다. |[DCx1(0) - DCx2(0)] - [DCx1(ry1(0) - DCyx2(rmax)]|는 약 0.01 이상, 또는 적어도 약 0.005 이상이다. |[DCy1(0) - DCy2(0)] - [DCy1(ry1(0) - DCyy2(rmax)]|는 약 0.01 이상, 또는 적어도 약 0.005 이상이다.
3) 커브 DCx1(r), DCy1(r), DCx2(r), 및 DCy2(r)는 비교적 평평하며 0과 이러한 실시 예에서 약 0.7 mm인 미리 결정된 값 사이의 r에 대해 약 0.005 이상 변하지 않는다.
4) 커브는 일반적으로 r이 0에서 rmax로 증가함에 따라 낮아지거나 평평한 상태를 유지하려 한다. DCx1은 r = 0에서 약 0.022로부터 r = rmax에서 약 0.008로 감소하는 반면 DCx2는 r = 0에서 약 0.032로부터 r = rmax에서 약 0.005로 감소한다. DCy1은 r = 0에서 약 0.022로부터 r = rmax에서 약 0.010으로 감소하는 반면 DCy2는 r = 0에서 약 0.032로부터 r = rmax에서 약 0.008로 감소한다.
5) r이 약 2의 임계값보다 작은 경우, DCx1(r) ＜ DCx2(r) 및 DCy1(r) ＜ DCy2(r)이고; r이 임계값보다 큰 경우, DCx1(r) ＞ DCx2(r) 및 DCy1(r) ＞ DCy2(r)이다.
6) DCx1(r), DCy1(r), DCx2(r), 및 DCy2(r)는 r = 0에서 0보다 크고 0과 rmax 사이이다.
도 12c 및 도 12d에 나타낸 바와 같이, 색 좌표 비율 RCx1(r), RCy1(r), RCx2(r), 및 RCy2(r)는 다음과 같은 특징을 갖는다:
1) 각각의 커브는 r = rmax에서보다 r = 0에서 실질적으로 더 큰 값을 갖는다. 즉, RCx1(0) ≥ RCx1(rmax) + 3%이고; RCy1(0) ≥ RCy1(rmax) + 3%이고; RCx2(0) ≥ RCx1(rmax) + 3%이며; RCy2(0) ≥ RCy2(rmax) + 3%이다.
2) 차이 RCx1(r) - RCx2(r) 및 RCy1(r) - RCy2(r)는 방사상 위치(r)에 따라 다르다. |[RCx1(0) - RCx2(0)] - [RCx1(rmax) - RCx2(rmax)]|≥ 3%이다. |[RCy1(0) - RCy2(0)] - [RCy1(rmax) - RCy2(rmax)]|≥ 3%이다.
3) 커브 RCx1(r), RCy1(r), RCx2(r), 및 RCy2(r)는 비교적 평평하고 0과 이러한 예에서 약 0.7 mm인 미리 결정된 값 사이의 r에 대해 약 3% 이상 변하지 않는다.
4) 커브는 일반적으로 r이 0에서 rmax로 증가함에 따라 낮아지거나 평평한 상태를 유지하려 한다. RCx1은 r = 0에서 약 107%로부터 r = rmax에서 약 103%로 감소하고; 반면 RCx2는 r = 0에서 약 111%로부터 r = rmax에서 약 102%로 감소한다. RCy1은 r = 0에서 약 107%로부터 r = rmax에서 약 103%로 감소하고; 반면 RCy2는 r = 0에서 약 110%로부터 r = rmax에서 약 102%로 감소한다.
5) r이 약 2의 임계값보다 작을 경우, RCx1(r) ＜ RCx2(r) 및 RCy1(r) ＜ RCy2(r)이고; r이 임계값보다 클 경우, RCx1(r) ＞ RCx2(r) 및 RCy1(r) ＞ RCy2(r)이다.
6) RCx1(r), RCy1(r), RCx2(r), 및 RCy2(r)는 r = 0 및 0과 rmax 사이에서 약 1보다 크다.
도 12e에 나타낸 바와 같이, 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)은 다음과 같은 특징을 갖는다:
1) 각각의 커브는 r = rmax에서보다 r = 0에서 실질적으로 더 작은 값을 갖는다. 즉, RL1(0) ≤ RL1(rmax) - 3% 및 RL2(0) ≤ RL2(rmax) - 3%이다.
2) 차이 RL1(r) - RL2(r)는 방사상 위치(r)에 따라 다르다. |[RL1(0) - RL2(0)] - [RL1(rmax) - RL2(rmax)]|≥3%이다.
3) 커브 RL1(r) 및 RL2(r)은 비교적 평평하고 0과 이러한 실시 예에서 약 0.7 mm인 미리 결정된 값 사이의 r에 대해 약 3% 이상 변하지 않는다.
4) 커브는 일반적으로 r이 0에서 rmax로 증가함에 따라 더 높아지거나 평평한 상태를 유지하려 한다. RL1은 r = 0에서 약 60%로부터 r = rmax에서 약 99%로 증가하고; 반면 RL2는 r = 0에서 약 40%로부터 r = rmax에서 약 110%로 증가한다.
5) r이 약 2의 임계값보다 작은 경우, RL1(r) ＞ RL2(r)이고; r이 임계값보다 클 경우, RL1(r) ＜ RL2(r)이다.
6) RL1(r) 및 RL2(r)는 r = 0에서 100%보다 작다.
7) RL2(rmax) ＞ 100%이며, 이는 패터닝된 확산기가 r = 0 근처에서 패터닝된 확산기의 중심으로부터 멀어지는 영역으로 광을 재분배함을 나타낸다.
위의 커브의 비교적 평평한 부분과 아래에 설명된 부분은 실질적으로 평평한 섹션이라고 할 수 있다. 상기 커브 및 이하 설명하는 커브의 증가 또는 감소 부분은 커브진 섹션으로 지칭될 수 있다.
도 13a 내지 도 13e는, 패터닝된 확산기(110a/110b)가 공간적으로 균일한 확산 층을 갖는 비교 광학 요소로 대체될 때, 각각 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이다. 도 13a 내지 도 13e에 나타낸 바와 같이, 각각의 커브 DCx1(r), DCy1(r), DCx2(r), DCy2(r), RCx1(r), RCy1(r), RCx2(r), RCy2(r)), RL1(r), 및 RL2(r)는 방사상 위치(r)에 관계없이 실질적으로 평평하다. 각각의 커브는 r = 0 및 r = rmax에서 실질적으로 동일한 값을 갖는다. 예를 들어, |DCx1(0) - DCx1(rmax)|＜ 0.004, |DCy1(0) - DCx1(rmax)|＜ 0.004, |DCx2(0) - DCx2(rmax)|＜ 0.004, |DCy2(0) - DCy2(rmax)|＜ 0.004, |RCx1(0) - RCx1(rmax)|＜ 2%, |RCy1(0) - RCx1(rmax)|＜ 2%, |RCx2(0) - RCx2(rmax)|＜ 2%, |RCy2(0) - RCy2(rmax)|＜ 2%, |RL1(0) - RL1(rmax)|＜ 2%, 및 |RL2(0) - RL2(rmax)|＜ 2%이다. 또한, 차이 DCx1(r) - DCx2(r), DCy1(r) - DCy2(r), RCx1(r) - RCx2(r), RCx1(r) - RCx2(r), 및 RL1(r) - RL2(r)는 또한 r의 값과 실질적으로 관계없다. 예를 들어, |[DCx1(0) - DCx2(0)] - [DCx1(rmax) - DCx2(rmax)]|＜ 0.004, |[DCy1(0) - DCy2(0)] - [DCy1(rmax) - DCy2(rmax)]|＜ 0.004, |[RCx1(0) - RCx2(0)] - [RCx1(rmax) - RCx2(rmax)]|＜ 2%, |[RCy1(0) - RCy2(0)] - [RCy1(rmax) - RCy2(rmax)]|＜ 2%, 및 |[RL1(0) - RL2(0)] - [RL1(rmax) - RL2(rmax)]|＜ 2%이다. 위의 결과는 또한 LCD 백라이트에서 볼 수 있는 약 2 mm 두께의 볼륨 확산판인 비교 광학 요소에도 적용된다.
도 14a 내지 도 14e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이다. 커브들은 각각 도 12a 내지 도 12e의 커브들과 질적으로 유사하나, 양적으로 상이하다. 예를 들어, RL1은 r = 0에서 약 65%로부터 r = rmax에서 약 100%로 증가하고 RL2는 r = 0에서 약 30%로부터 r = rmax에서 약 110%로 증가하며, 이는 도 14e에 나타나 있다.
도 15a 내지 도 15e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이다. 커브들은 각각 도 12a 내지 도 12e와 유사한 거동을 갖지만 상이한 특징도 갖는다. 예를 들어, DCx2, DCy2, RCx2, 및 RCy2 각각은 r = 0로부터 증가하여 약 r = 0.7 mm에서 최대값에 도달한다. 그런 다음, 각각은 약 r = 0.7 mm에서 약 r = 1.5 mm로 감소한다. 각각은 약 r = 1.5 mm 내지 약 r = 2.5 mm 사이에서 평평하게 유지된 다음, 약 r = 2.5 mm에서 r = rmax로 감소한다.
도 16a 내지 도 16e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이다. 커브는 각각 도 15a 내지 도 15e의 것과 유사한 거동을 갖는다. 예를 들어, DCx2, DCy2, RCx2, 및 RCx2 각각은 r = 0으로부터 증가하여 약 r = 0.7 mm에서 최대값에 도달한다. 그런 다음, 각각은 약 r = 0.7 mm에서 약 r = 1.5 mm로 감소한다. 각각은 약 r = 1.5 mm 내지 약 r = 2.5 mm 사이에서 평평하게 유지된 다음, 약 r = 2.5 mm에서 r = rmax로 감소한다. RL2는 r = 0에서 감소하고 약 r = 0.7 mm에서 최소값에 도달한다. 그런 다음, RL2는 약 r = 0.7 mm에서 약 r = 1.5 mm로 증가한다. 약 r = 1.5 mm 내지 약 r = 2.5 mm 사이에서, RL2는 평평하게 유지된다. 그런 다음, RL2는 약 r = 2.5 mm에서 r = rmax로 증가한다.
도 17a 내지 도 17e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이다. 커브들은 각각 도 16a 내지 도 16e의 것과 유사한 거동을 갖는다. 예를 들어, DCx2, DCy2, RCx2, 및 RCx2 각각은 r = 0에서 증가하여 약 r = 0.7 mm에서 최대값에 도달한다. 각각은 약 r = 0.7 mm에서 약 r = 1.5 mm로 감소한다. 각각은 약 r = 1.5 mm 내지 약 r = 2.5 mm 사이에서 평평하게 유지된 다음, 약 r = 2.5 mm에서 r = rmax로 감소한다. RL2는 r = 0에서 감소하고 약 r = 0.7 mm에서 최소값에 도달한다. 그런 다음, RL2는 약 r = 0.7 mm에서 약 r = 1.5 mm로 증가한다. 약 r = 1.5 mm 내지 약 r = 2.5 mm 사이에서, RL2는 평평하게 유지된다. 그런 다음, RL2는 약 r = 2.5 mm에서 r = rmax로 증가한다.
도 18a 내지 도 18e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이다. 커브들은 각각 도 12a 내지 도 12e의 것과 비교하여 일부 유사하고 일부 상이한 거동을 갖는다. 예를 들어, 도 12a 내지 도 12e와 유사하게, 임계값보다 작은 r에 대해 DCx1(r) ＜ DCx2(r) 및 RCx1(r) ＜ RCx2(r)이다. 도 12a 내지 도 12e와 달리, 모든 r에 대해 DCy1(r) ＜ DCy2(r) 및 RCy1(r) ＜ RCy2(r)이다. 또한, r이 임계값보다 크면, DCy1(r) 및 DCy2(r)가 0보다 작아질 수 있고, RCy1(r) 및 RCy2(r)가 100% 미만이 될 수 있으며, RL1(r) 및 RL2(r)가 100%보다 커질 수 있다.
도 19a 내지 도 19e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이다. 커브들은 각각 도 18a 내지 도 18e의 것과 비교하여 일부 유사하고 일부 상이한 거동을 갖는다. 구체적으로, 모든 r에 대해 DCx1(r) ＜ DCx2(r) 및 RCx1(r) ＜ RCx2(r)이다. 모든 r에 대해 DCy1(r) ＜ DCy2(r) 및 RCy1(r) ＜ RCy2(r)이다. 모든 r에 대해 DCy1(r) ＜ 0 및 DCy2(r) ＞ 0, RCy1(r) ＜ 100% 및 RCy2(r) ＞ 100%이다.
도 20a 내지 도 20e는 각각 다른 예시적인 패턴닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트이다. 커브들은 각각 도 19a 내지 도 19e의 것과 비교하여 일부 유사하고 일부 상이한 거동을 갖는다. 구체적으로, 모든 r에 대해 DCx1(r) ＜ DCx2(r) 및 RCx1(r) ＜ RCx2(r)이다. 모든 r에 대해 DCy1(r) ＞ DCy2(r) 및 RCy1(r) ＞ RCy2(r)이다.
도 21a-21e 내지 도 23a-23e의 나머지 구현 예들 각각에 대해, 2개의 예시적인 패터닝된 확산기에 대해 도 10a의 셋업에 따라 측정된 색 좌표 차이 DCx1(r), DCy1(r), 색 좌표 비율 RCx1(r), RCy1(r), 및 휘도 비율 RL1(r)이 설명되어 있다. 도 10b의 셋업에 따라 측정된 색 좌표 차이 DCx2(r), DCy2(r), 색 좌표 비율 RCx2(r), RCy2(r), 및 휘도 비율 RL2(r)는 도 12a-12e 및 도 14a-14e 내지 도 20a-20e를 참조하여 설명된 것과 유사하다.
도 21a 내지 도 21e는 각각 다른 2개의 예시적인 패터닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r), 색 좌표 차이 DCy1(r), 색 좌표 비율 RCx1(r), 색 좌표 비율 RCy1(r), 및 휘도 비율 RL1(r)의 차트이다. 중공 원형은 제1 패터닝된 확산기(PDIF-1)에 대한 데이터 포인트를 표시하고, 중실 원형은 제2 패터닝된 확산기(PDIF-2)에 대한 데이터 포인트를 표시한다.
도 22a 내지 도 22e는 각각 다른 2개의 예시적인 패터닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r), 색 좌표 차이 DCy1(r), 색 좌표 비율 RCx1(r), 색 좌표 비율 RCy1(r), 및 휘도 비율 RL1(r)의 차트이다. 중공 원형은 제3 패터닝된 확산기(PDIF-3)에 대한 데이터 포인트를 표기하고, 중실 원형은 제4 패터닝된 확산기(PDIF-4)에 대한 데이터 포인트를 표시한다. 도 22a 내지 도 22e에 나타낸 바와 같이, PDIF-3은 DCx1(r), DCy1(r), RCx1(r), 및 RCy1(r)의 관점에서 공간적 색상 시프트에서 작은 기울기를 갖는다. 커브들은 r = 0에서 r = rmax까지 각각 약 0.003, 0.004, 0.8%, 및 0.1%씩 거의 선형적으로 감소한다. 다른 구현 예들에서, 커브들은 훨씬 더 적은 양만큼 감소할 수 있다. 그러나, PDIF-3의 공간 휘도 비율 RL1(r)은 r = 0에서 약 70%로부터 r = rmax에서 약 82%로 거의 선형으로 증가한다.
도 23a 내지 도 23e는 각각 다른 2개의 예시적인 패터닝된 확산기에 대한 색 좌표 차이 DCx1(r), 색 좌표 차이 DCy1(r), 색 좌표 비율 RCx1(r), 색 좌표 비율 RCy1(r), 및 휘도 비율 RL1(r)의 차트이다. 중공 원형은 제5 패터닝된 확산기(PDIF-5)에 대한 데이터 포인트를 표시하고, 중실 원형은 제6 패터닝된 확산기(PDIF-6)에 대한 데이터 포인트를 표시한다.
다시 도 8a를 참조하면, 상기 패터닝된 확산기(360a)는 캐리어(108)의 대향하는 표면들 상에 위치된 패터닝된 반사기(112a, 112b)들을 포함할 수 있다. 패터닝된 반사기(112a, 112b)가 실질적으로 동일할 때, 패터닝된 확산기(360a)는 캐리어(108)의 제1 표면(304) 또는 제2 표면(306)이 도 10a 또는 도 10b의 측정 셋업에서 각진 램버시안 광원(400a)을 향하는지에 상관없이 유사하다. 이 경우, DCx1(r), DCy1(r), RCx1(r), RCy1(r), 및 RL1(r)은 각각 DCx2(r), DCy2(r), RCx2(r), RCy2(r), 및 RL2(r)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 0과 rmax 범위의 모든 r에 대해, |DCx1(r) - DCx2(r)| ＜ 0.005, |DCy1(r) - DCy2(r)| ＜ 0.005, |RCx1(r) - RCx2(r)| ＜ 3%, |RCy1(r) - RCy2(r)| ＜ 3%, 및 |RL1(r) - RL2(r)| ＜ 3%이다.
다시 도 8b를 참조하면, 패터닝된 확산기(360b)는 각각 대응하는 캡슐화 층(342a 및 342b)에 캡슐화된 캐리어(108)의 대향하는 표면들 상에 위치된 패터닝된 반사기(112a 및 112b)들을 포함할 수 있다. 패터닝된 반사기(112a 및 112b)들이 실질적으로 동일하고 캡슐화 층(342a 및 342b)들이 실질적으로 동일한 경우, 상기 패터닝된 확산기(360b)는 캐리어(108)의 제1 표면(304) 또는 제2 표면(306)이 도 10a 또는 도 10b의 측정 셋업에서 각진 램버시안 광원(400a)을 향하는지에 상관없이 유사하다. 따라서, 0과 rmax 범위의 모든 r에 대해, |DCx1(r) - DCx2(r)| ＜ 0.005, |DCy1(r) - DCy2(r)| ＜ 0.005, |RCx1(r) - RCx2(r)| ＜ 3%, |RCy1(r) ?RCy2(r)| ＜ 3%, 및 |RL1(r) - RL2(r)| ＜ 3%이다.
도 24는 다른 예시적인 LCD(600)의 단면도이다. LCD(600)는 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 바와 같이 패턴닝된 확산기(110b)를 포함하는 백라이트 부분(100)을 포함한다. 또한, LCD 600의 백라이트는 백라이트 부분(100) 위의 색 변환 층(148; 예컨대, 양자점 필름 또는 형광체 필름), 색 변환 층(148) 위의 확산판(146), 선택적으로 확산판(146) 위의 프리즘 필름(150), 및 선택적으로 프리즘 필름(150) 위의 반사 편광기(152)를 포함한다. LCD(600)는 또한 백라이트의 반사 편광기(152) 위에 디스플레이 패널(154)을 포함한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 반사 편광기(152)는 디스플레이 패널(154)에 접합될 수 있다.
이러한 구현 예에서, 패터닝된 확산기(110b)는 제1 확산판으로 지칭될 수 있고, 확산판(146)은 제2 확산판으로 지칭될 수 있다. 도 24에 나타낸 제1 확산판(110b)은 도 1a를 참조하여 앞서 설명한 바와 같이 패터닝된 확산기이지만, 다른 구현 예들에서, 상기 제1 확산판(110b)은 앞서 설명한 바와 같은 상기 제2 확산판(146), 패터닝된 확산기(210a; 도 3a), 패터닝된 확산기(210b; 도 3b), 패터닝된 확산기(240; 도 4), 패터닝된 확산기(110a; 도 5), 패터닝된 확산기(320a; 도 6a), 패턴닝된 확산기(320b; 도 6b), 패턴닝된 확산기(340a; 도 7a), 패턴닝된 확산기(340b; 도 7b), 패턴닝된 확산기(360a; 도 8a), 패턴닝된 확산기(360b; 도 8b), 또는 다른 적절한 확산판과 유사할 수 있다. 색 변환 층(148)은 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 위치한다.
제1 확산판(110b)은 복수의 광원(106a)과 색 변환 층(148) 사이에 있다. 도 24에 나타낸 바와 같이, 그리고 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 확산판(110b)은 복수의 패터닝된 반사기(112)를 포함하는 패턴닝된 확산기를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 패터닝된 반사기(112)는 대응하는 광원(106a)과 정렬된다. 상기 패터닝된 확산기(110b)는 앞서 설명한 바와 같이 캐리어(108)의 제1 표면 상에 복수의 패터닝된 반사기(112)를 갖는 캐리어(108)를 포함할 수 있다. 다른 구현 예들에서, 상기 제1 확산판(110b)은 도 3a 내지 도 8b를 참조하여 앞서 설명한 바와 같은 다른 구성을 가질 수 있다.
특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 제1 확산판(110b)은 제1 영률(Young's modulus)을 포함하고, 상기 제2 확산판(146)은 상기 제1 영률보다 작은 제2 영률을 포함한다. 일 구현 예에서, 상기 제2 영률은 상기 제1 영률의 절반 미만이다. 상기 제2 확산판(146)은 볼륨 확산판이며, 상기 제2 확산판의 두께를 통해 광을 산란시킨다. 대조적으로, 확산 시트는 그 볼륨 내부가 아니라 그 표면에서 광을 산란시킨다. 예를 들어, 상기 제1 확산판(110b)은 EAGLE XG® 유리(영률 약 73.6 기가파스칼) 또는 플로팅 글라스(영률 약 47.7 기가파스칼)를 포함할 수 있다. 상기 제2 확산판(146)은 폴리카보네이트(약 13.5 기가파스칼 내지 약 21.4 기가파스칼 범위 내의 영률), PMMA(약 2.855 기가파스칼의 영률), 또는 더 낮은 영률을 갖는 유리를 포함할 수 있으며, 각각은 볼륨의 광을 산란시키기 위해 산란 요소와 혼합된다.
LCD(600) 내부에서 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 색 변환 층(148)을 배열함으로써, 색 변환 층(148)이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 있지 않은 LCD(140; 도 2)에 비해, 휘도, 휘도 균일성, 및 색상 균일성이 향상될 수 있다. 상기 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 색 변환 층(148)을 가짐으로써, 평균 CIE 공간 색 좌표 x 및 y는 증가될 수 있으며, 이는 광원(106a)으로부터의 더 많은 청색광이 녹색 및 적색광으로 변환된다는 것을 나타낸다. 또한, 휘도가 증가될 수 있다. 이러한 향상된 점에 기초하여, 사용되지 않을 수 있는 약한 확산 시트를 배제하고 색 변환 층(148)의 색 변환 입자의 농도를 낮춤으로써, LCD 140에 비해 LCD 600의 비용을 감소시킬 수 있다.
특정 예시적인 구현 예들에서, 색 변환 층(148)이 제1 확산판(110b) 및 제2 확산판(146) 위에 배열될 때의 휘도에 비해, 색 변환 층(148)이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 배치될 때의 휘도가 약 101% 내지 약 111% 범위 내로 증가한다. 또한, 색 변환 층(148)이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 배열될 때 CIE 색 좌표 x 및 y는 약 0.40 미만일 수 있다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 색 변환 층(148)이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 배열될 때 CIE 색 좌표 x 및 y는 약 101% 내지 약 112% 범위 내로 증가한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 색 변환 층(148)은 확산판(146)의 열적 및 치수적 안정성이 부족할 수 있으므로, 상기 색 변환 층(148)이 확산판(146)의 상부에 배치될 수 있다. 패터닝된 확산기가 사용되는 경우(예컨대, 110b), 특히 캐리어(예컨대, 108)가 유리인 경우, 색 변환 층(148)은 패터닝된 확산기의 상부에 배치될 수 있고 추가 확산판(예컨대, 146)은 배제될 수 있다. 따라서, 도 2에 나타낸 바와 같이 추가 확산판(예컨대, 146)을 사용하는 경우, 색 변환 층을 위한 최적의 위치는 확산판들 사이가 아니라 상기 추가 확산판의 상부에 있다고 믿는 것이 당연하다. 따라서, 도 24에 나타낸 바와 같이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이의 색 변환 층(148)의 배열이 명확하지 않다. 또한, 상기 색 변환 층(148)이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 배치될 때 색 좌표가 항상 목표 위치에 있는 것은 아니며 휘도가 항상 향상되는 것도 아니다. 휘도 향상의 이점을 실현하기 위해, 상기 색 변환 층(148)이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 배열될 때 CIE 색 좌표 x 및 y가 약 0.40 미만이여야 한다. 색 좌표를 목표로 하기 위해, 색 변환 층(148)이 더 낮은 색 변환 입자의 농도 또는 더 얇은 색 변환 입자의 층을 갖도록 변경되어야 한다.
도 25a는 예시적인 LCD(700a)의 단면도이다. LCD(700a)는 백라이트 부분(702a), 선택적으로 상기 백라이트 부분(702a) 위의 확산판(146), 선택적으로 상기 확산판(146) 위의 색 변환 층(148; 예컨대, 양자점 필름 또는 형광체 필름), 선택적으로 상기 색 변환 층(148) 위의 프리즘 필름(150), 및 선택적으로 상기 프리즘 필름(150) 위의 편광기(152)를 포함하는 백라이트를 포함한다. 다른 구현 예들에서, 색 변환 층(148)은 백라이트 부분(702a)과 확산판(146) 사이에 배치될 수 있다. LCD(700a)는 또한 백라이트의 반사 편광기(152) 위에 디스플레이 패널(154)을 포함한다. 백라이트 부분(702a)은 도 1a 내지 도 1b를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 바와 같이 기판(102), 반사 층(104), 및 복수의 광원(106a)을 포함한다. 또한, 백라이트 부분(702a)은 패터닝된 확산기(710a)를 포함한다. 패터닝된 확산기(710a)는 캐리어(108), 상기 캐리어(108)의 제1 표면 상의 파장 선택 반사기(712a), 및 상기 캐리어(108)의 제1 표면에 대향하는 상기 캐리어(108)의 제2 표면 상의 복수의 패터닝된 반사기(112)를 포함한다.
도 25a에 나타낸 바와 같은 이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기(712a)는 복수의 광원(106a)을 향하고, 복수의 패터닝된 반사기(112)는 상기 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향한다. 다른 구현 예들에서, 상기 파장 선택 반사기(712a)는 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향할 수 있고, 상기 복수의 패터닝된 반사기(112)는 상기 복수의 광원(106a)을 향할 수 있다. 그러한 파장 선택 반사기(712a)의 구성은 도 26을 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명된다.
상기 복수의 광원(106a)은 제1 파장 범위 내의 광을 방출한다. 상기 색 변환 층(148)은 상기 제1 파장 범위의 광을 상기 제1 파장 범위보다 높은 제2 파장 범위의 광으로 변환하고 그리고 상기 제2 파장 범위보다 높은 제3 파장 범위의 광으로 변환한다. 상기 파장 선택 반사기(712a)는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 투과시키고 상기 제2 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 반사한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 파장 선택 반사기(712a)는 또한 상기 제3 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 반사한다. 상기 제1 파장 범위는 예를 들어 약 430 나노미터와 약 460 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 상기 제2 파장 범위는 예를 들어 약 530 나노미터와 약 570 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 상기 제3 파장 범위는 예를 들어 약 620 나노미터와 약 680 나노미터 사이의 범위 내에 있다.
파장 선택 반사기(712a)를 갖는 패터닝된 확산기(710a)를 포함하는 백라이트는 도 1a의 패터닝된 확산기(110b)와 같은 파장 선택 반사기(712a)가 없는 패터닝된 확산기에 비해 증가된 휘도 및 향상된 균일성을 갖는다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 패터닝된 확산기가 파장 선택 반사기(712a)를 포함할 때 백라이트의 휘도는 약 13%까지 증가될 수 있다.
도 25b는 예시적인 LCD(700b)의 단면도이다. LCD(700b)는 백라이트 부분(702b), 선택적으로 상기 백라이트 부분(702b) 위의 확산판(146), 선택적으로 상기 확산판(146) 위의 색 변환 층(148; 예컨대, 양자점 필름 또는 형광체 필름), 선택적으로 상기 색 변환 층(148) 위의 프리즘 필름(150), 및 선택적으로 상기 프리즘 필름(150) 위의 반사 편광기(152)를 포함하는 백라이트를 포함한다. 다른 구현 예들에서, 색 변환 층(148)은 백라이트 부분(702b)과 확산판(146) 사이에 배열될 수 있다. LCD(700b)는 또한 상기 백라이트의 반사 편광기(152) 위에 디스플레이 패널(154)을 포함한다. 백라이트 부분(702b)은 도 1a 내지 도 1b를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 바와 같은 기판(102), 반사 층(104), 및 복수의 광원(106a)을 포함한다. 또한, 백라이트 부분(702b)은 패터닝된 확산기(710b)를 포함한다. 패터닝된 확산기(710b)는 캐리어(108), 상기 캐리어(108)의 제1 표면 상의 파장 선택 반사기(712b) 및 상기 파장 선택 반사기(712b) 상의 복수의 패터닝된 반사기(112)를 포함한다.
도 25b에 나타낸 바와 같은 이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기(712b) 및 복수의 패터닝된 반사기(112)는 상기 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향한다. 다른 구현 예들에서, 상기 파장 선택 반사기(712b) 및 복수의 패터닝된 반사기(112)는 상기 복수의 광원(106a)을 향할 수 있다. 그러한 파장 선택 반사기(712b)의 구성은 도 26을 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명된다.
상기 복수의 광원(106a)은 제1 파장 범위 내의 광을 방출한다. 상기 색 변환 층(148)은 상기 제1 파장 범위의 광을 상기 제1 파장 범위보다 높은 제2 파장 범위의 광으로 변환하고 그리고 상기 제2 파장 범위보다 높은 제3 파장 범위의 광으로 변환한다. 상기 파장 선택 반사기(712b)는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 투과시키고 상기 제2 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 반사한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 파장 선택 반사기(712b)는 또한 상기 제3 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 반사한다. 상기 제1 파장 범위는 예를 들어 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 상기 제2 파장 범위는 예를 들어 약 530 나노미터와 약 570 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 상기 제3 파장 범위는 예를 들어 약 620 나노미터와 약 680 나노미터 사이의 범위 내에 있다.
파장 선택 반사기(712b)를 갖는 패터닝된 확산기(710b)를 포함하는 백라이트는 도 1a의 패터닝된 확산기(110b)와 같은 파장 선택 반사기(712b)가 없는 패터닝된 확산기에 비해 증가된 휘도 및 향상된 균일성을 갖는다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 패터닝된 확산기가 파장 선택 반사기(712b)를 포함할 때 백라이트의 휘도는 약 13%까지 증가될 수 있다.
도 25c는 예시적인 LCD(700c)의 단면도이다. LCD(700c)는 백라이트 부분(702c), 선택적으로 상기 백라이트 부분(702c) 위의 확산판(146), 선택적으로 상기 확산판(146) 위의 색 변환 층(148; 예컨대, 양자점 필름 또는 형광체 필름), 선택적으로 상기 색 변환 층(148) 위의 프리즘 필름(150), 및 선택적으로 상기 프리즘 필름(150) 위의 반사 편광기(152)를 포함하는 백라이트를 포함한다. 다른 구현 예들에서, 상기 색 변환 층(148)은 상기 백라이트 부분(702c)과 확산판(146) 사이에 배열될 수 있다. LCD(700c)는 또한 상기 반사 편광기(152) 위에 디스플레이 패널(154)을 포함한다. 백라이트 부분(702c)은 도 1a 내지 도 1b를 참조하여 앞서 설명되고 예시된 바와 같은 기판(102), 반사 층(104), 및 복수의 광원(106a)을 포함한다. 또한, 백라이트 부분(702c)은 패터닝된 확산기(710c)를 포함한다. 패터닝된 확산기(710c)는 캐리어(108), 상기 캐리어(108)의 제1 표면 상의 제1 파장 선택 반사기(712a), 상기 캐리어(108)의 제1 표면에 대향하는 상기 캐리어(108)의 제2 표면 상의 제2 파장 선택 반사기(712b), 및 상기 제2 파장 선택 반사기(712b) 상의 복수의 패터닝된 반사기(112)를 포함한다.
도 25c에 나타낸 바와 같은 이러한 구현 예에서, 제1 파장 선택 반사기(712a)는 복수의 광원(106a)을 향하고, 제2 파장 선택 반사기(712b) 및 복수의 패터닝된 반사기(112)는 상기 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향한다. 다른 구현 예들에서, 상기 제1 파장 선택 반사기(712a)는 상기 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향할 수 있고, 상기 제2 파장 선택 반사기(712b) 및 복수의 패터닝된 반사기(112)는 상기 복수의 광원(106a)을 향할 수 있다. 상기 제1 파장 선택 반사기(712a) 및 제2 파장 선택 반사기(712b)의 구성은 도 26을 참조하여 아래에 보다 상세히 설명한다.
상기 복수의 광원(106a)은 제1 파장 범위 내의 광을 방출한다. 상기 색 변환 층(148)은 상기 제1 파장 범위의 광을 상기 제1 파장 범위보다 높은 제2 파장 범위의 광으로 변환하고 그리고 상기 제2 파장 범위보다 높은 제3 파장 범위의 광으로 변환한다. 상기 제1 파장 선택 반사기(712a)는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 투과시키고 상기 제2 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 반사한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 제2 파장 선택 반사기(712b)는 또한 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 투과시키고 상기 제2 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 반사한다. 다른 구현 예들에서, 상기 제2 파장 선택 반사기(712b)는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 투과시키고 상기 제3 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 반사한다. 상기 제1 파장 범위는 예를 들어 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 상기 제2 파장 범위는 예를 들어 약 530 나노미터와 약 570 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 상기 제3 파장 범위는 예를 들어 약 620 나노미터와 약 680 나노미터 사이의 범위 내에 있다.
제1 파장 선택 반사기(712a) 및 제2 파장 선택 반사기(712b)를 갖는 패터닝된 확산기(710c)를 포함하는 백라이트는 도 1a의 패터닝된 확산기(110b)와 같은 제1 파장 선택 반사기(712a) 및 제2 파장 선택 반사기(712b)가 없는 패터닝된 확산기에 비해 증가된 휘도 및 향상된 균일성을 갖는다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 패터닝된 확산기가 제1 파장 선택 반사기(712a) 및 제2 파장 선택 반사기(712b)를 포함할 때 백라이트의 휘도는 약 13%까지 증가될 수 있다.
도 26은 캐리어(108), 제1 파장 선택 반사기(712a), 및 제2 파장 선택 반사기(712b)를 포함하는 예시적인 반사기(750)의 단면도이다. 제1 파장 선택 반사기(712a)는 도 25a의 파장 선택 반사기(712a) 또는 도 25c의 제1 파장 선택 반사기(712a)에 사용될 수 있다. 제2 파장 선택 반사기(712b)는 도 25b의 파장 선택 반사기(712b) 또는 도 25c의 제2 파장 선택 반사기(712b)에 사용될 수 있다. 상기 제1 파장 선택 반사기(712a)는 상기 캐리어(108)의 제1 표면 상에 있다. 상기 제2 파장 선택 반사기(712b)는 상기 캐리어(108)의 제1 표면에 대향하는 상기 캐리어(108)의 제2 표면 상에 있다.
상기 제1 파장 선택 반사기(712a)는 교대의 저굴절률 유전 층(7521 내지 752N) 및 고굴절률 유전 층(7541 내지 754N)의 제1 스택을 포함하고, 여기서 "N"은 4, 6, 8, 10, 12개 이상의 유전 층의 제1 스택을 제공하기 위해 2, 3, 4, 5, 6 또는 그 이상과 같은 임의의 적절한 수이다. 상기 저굴절률 유전 층(752N) 또는 고굴절률 유전 층(754N)은 상기 캐리어(108)의 제1 표면과 접촉한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 저굴절률 유전 층(752N)은 상기 캐리어(108)의 제1 표면과 접촉하여 제1 파장 선택 반사기(712a)가 선택된 파장에서 더 높은 반사율을 달성한다. 상기 제2 파장 선택 반사기(712b)는 교대의 저굴절률 유전 층(7621 내지 762M) 및 고굴절률 유전 층(7641 내지 764M)의 제2 스택을 포함하고, 여기서 "M"은 4, 6, 8, 10, 12개 이상의 유전 층의 제2 스택을 제공하기 위해 2, 3, 4, 5, 6 또는 그 이상과 같은 임의의 적절한 수이다. 상기 저굴절률 유전 층(7621) 또는 고굴절률 유전 층(7641) 중 어느 하나는 상기 캐리어(108)의 제1 표면과 접촉한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 저굴절률 유전 층(7621)은 상기 캐리어(108)의 제2 표면과 접촉하여 상기 제2 파장 선택 반사기(712b)가 선택된 파장에서 더 높은 반사율을 달성한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, "N"은 "M"과 동일하다. 다른 구현 예들에서, "N" 및 "M"은 같지 않을 수 있다. 상기 제1 스택은 예를 들어 적어도 4개의 유전 층을 포함할 수 있고, 상기 제2 스택은 예를 들어 적어도 4개의 유전 층을 포함할 수 있다. 다른 구현 예들에서, 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)들은 고굴절률 유전 층일 수 있고, 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)들은 저굴절률 유전 층일 수 있다.
각각의 저굴절률 유전 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 MgF2, SiO2, 또는 다른 적절한 저굴절률 유전 재료를 포함할 수 있다. 각각의 고굴절률 유전 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 ZrO2, Nb2O5, TiO2, Al2O3, Si3N4, 또는 다른 적절한 고굴절률 유전 재료를 포함할 수 있다. 일 구현 예에서, 각각의 저굴절률 유전 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 MgF2를 포함하고, 각각의 고굴절률 유전 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 ZrO2를 포함할 수 있다. 다른 구현 예에서, 각각의 저굴절률 유전 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 SiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 유전 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 ZrO2를 포함할 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 각각의 저굴절률 유전 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 SiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 유전 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 Nb2O5를 포함할 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 각각의 저굴절률 유전 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 SiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 유전 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 TiO2를 포함할 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 각각의 저굴절률 유전 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 SiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 유전 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 Al2O3을 포함할 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 각각의 저굴절률 유전 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 SiO2를 포함하고, 각각의 고굴절률 유전 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 Si3N4를 포함할 수 있다.
상기 제1 파장 선택 반사기(712a)는 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 투과시키고, 상기 제1 파장 범위와 다른 제2 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 반사한다. 상기 제2 파장 선택 반사기(712b)는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 투과시키고, 상기 제1 파장 범위와 다른 제3 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 반사한다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 제1 스택의 각각의 저굴절률 유전 층(7521 내지 752N) 및 각각의 고굴절률 유전 층(7541 내지 754N)은 다음을 만족하는 제2 파장 범위에서 선택된 파장
Figure pct00001
에 대한 1/4 파장 층이다:
Figure pct00002
및
Figure pct00003
여기서:
Figure pct00004
은 각각의 저굴절률 유전 층의 굴절률이고;
Figure pct00005
은 각각의 저굴절률 유전 층의 두께이고;
Figure pct00006
은 각각의 고굴절률 유전 층의 굴절률이며;
Figure pct00007
은 각각의 고굴절률 유전 층의 두께이다.
특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 제2 스택의 각각의 저굴절률 유전 층(7621 내지 762M) 및 각각의 고굴절률 유전 층(7641 내지 764M)은 다음을 만족하는 제3 파장 범위에서 선택된 파장
Figure pct00008
에 대한 1/4 파장 층이다:
Figure pct00009
및
Figure pct00010
여기서:
Figure pct00011
는 각각의 저굴절률 유전 층의 굴절률이고;
Figure pct00012
는 각각의 저굴절률 유전 층의 두께이고;
Figure pct00013
는 각각의 고굴절률 유전 층의 굴절률이며;
Figure pct00014
는 각각의 고굴절률 유전 층의 두께이다.
특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위와 동일하다. 이 경우, 예를 들어 8 또는 12층 파장 선택 반사기는 상기 캐리어(108)의 제1 표면 상의 4 또는 6층 제1 파장 선택 반사기(712a) 및 상기 캐리어(108)의 제2 표면 상의 4 또는 6층 제2 파장 선택 반사기(712b)로 각각 분할될 수 있다. 보다 큰 파장 선택 반사기를 2개의 작은 파장 선택 반사기로 분할함으로써, 상기 캐리어(108)에 대한 상기 파장 선택 반사기의 접착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 효과적으로 더 두꺼운 파장 선택 반사기로 인해(제1 파장 선택 반사기(712a)와 제2 파장 선택 반사기(712b) 사이의 캐리어(108)로 인해) 그 디자인된 파장에서의 반사율이 증가될 수 있다.
다른 구현 예들에서, 상기 제1 파장 선택 반사기(712a)는 상기 제3 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 투과시키고, 상기 제2 파장 선택 반사기(712b)는 상기 제2 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 이상을 투과시킨다. 특정 예시적인 구현 예들에서, 상기 제1 파장 범위는 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 상기 제2 파장 범위는 약 530 나노미터와 약 570 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 상기 제3 파장 범위는 약 620 나노미터와 약 680 나노미터 사이의 범위 내에 있다.
일부의 구현 예들에서, 상기 설명한 파장 선택 반사기(712a 및 712b)는 박막 적층 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 다른 구현 예들에서, 상기 파장 선택 반사기(712a, 712b)는 각각 상기 패터닝된 확산기(710a, 710b, 또는 710c)의 캐리어(108)의 일 표면에 접합된 교대의 저굴절률 및 고굴절률 폴리머 층들의 스택일 수 있다. 각 스택의 각각의 층은 상기 설명한 1/4파장 광 경로 조건을 만족할 수 있다. 각각의 고굴절률 폴리머 층은 폴리에스테르 또는 폴리이미드를 함유할 수 있고, 각각의 저굴절률 폴리머 층은 플루오르화 폴리머를 포함할 수 있다.
도 27a 내지 도 27e는 파장 선택 반사기에 대한 다양한 구성에 대한 파장 대 반사율의 차트이다. 아래에 설명하는 파장 선택 반사기들 각각은 도 25a 또는 도 25c의 파장 선택 반사기(712a) 또는 도 25b 또는 도 25c의 파장 선택 반사기(712b)에 사용될 수 있다. 또한, 아래에서 설명되는 각각의 파장 선택 반사기는 2개의 더 작은 파장 선택 반사기들(712a 및 712b)로 분할될 수 있으며, 이는 도 25c에 나타낸 바와 같이 패턴닝된 확산기(710c)에서 결합될 때 그 설명된 파장 선택 반사기와 유사한 특징들을 제공한다(예컨대, 12층 파장 선택 반사기를 2개의 6층 파장 선택 반사기로 분할).
도 27a는 4, 6, 8, 10, 및 12층의 파장 선택 반사기에 대한 파장 대 반사율의 차트이다. 이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기는 저굴절률 MgF2가 캐리어와 접촉하는 교대의 저굴절률 MgF2 및 고굴절률 ZrO2 유전 층(예컨대, 유전 층의 2, 3, 4, 5, 및 6쌍)을 포함한다. 각각의 MgF2 층은 약 109 나노미터의 공칭 두께를 갖고, 각각의 ZrO2 층은 약 70 나노미터의 공칭 두께를 갖는다. 각각의 MgF2 및 각 ZrO2 층의 공칭 두께는 600 나노미터의 선택된 파장에 대한 1/4 파장 광 경로에 대응한다. 즉, 아래와 같다:
Figure pct00015
여기서:
Figure pct00016
은 각 층의 굴절률이고;
Figure pct00017
는 각 층의 두께이며;
Figure pct00018
는 선택된 파장이다.
도 27a는 상기 파장 선택 반사기의 반사율의 관점에서 파장 선택 반사기의 한 특징을 예시한다. 상기 파장 선택 반사기의 투과율은 다음과 같이 유도될 수 있다:
투과율 = 1 - 반사율
이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기는 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이의 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과하고, 상기 파장 선택 반사기가 6, 8, 10, 12개 이상의 층을 포함할 때 약 530 나노미터와 약 680 나노미터 사이의 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 반사한다. 대조적으로, 이러한 구현 예에서, 2 또는 4개의 층을 포함하는 파장 선택 반사기는 약 60% 미만인 약 530 나노미터 내지 약 680 나노미터 범위 내의 파장의 수직 입사광을 반사한다.
도 27b는 상이한 입사각을 갖는 광에 대한 8층 파장 선택 반사기에 대한 파장 대 반사율의 차트이다. 이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기는 교대의 저굴절률 MgF2 및 고굴절률 ZrO2 유전 층(예컨대, 4쌍의 유전 층)을 포함하며, 저굴절률 MgF2는 캐리어와 접촉한다. 각각의 MgF2 층은 약 109 나노미터의 공칭 두께를 갖고, 각각의 ZrO2 층은 약 70 나노미터의 공칭 두께를 갖는다. 각각의 MgF2 및 각각의 ZrO2 층의 공칭 두께는 600 나노미터의 선택된 파장에 대한 1/4 파장 광 경로에 대응한다. 파장 선택 반사기의 반사율은 0도(수직 입사), 40도, 60도, 및 80도에 대한 트레이스로 표시된 입사각에 따라 달라진다. 도 27b에 나타낸 바와 같이, 입사각이 증가함에 따라 피크 반사율은 더 짧은 파장에 가까워진다. 따라서, 이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기는 약 450 나노미터 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과시키며, 예를 들어, 비스듬한 입사각이 약 60도와 약 80도 사이의 범위 내에 있을 때 약 450 나노미터의 동일한 파장의 일부 비스듬한 입사광을 약 60% 이상 반사한다.
도 27c는 8층 파장 선택 반사기에 대한 반사율 대 파장의 차트이다. 이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기는 교대의 저굴절률 SiO2 및 고굴절률 ZrO2 유전 층(예컨대, 4쌍의 유전 층)을 포함하며, 저굴절률 SiO2는 캐리어와 접촉한다. 각각의 SiO2 층은 약 102 나노미터의 공칭 두께를 갖고, 각각의 ZrO2 층은 약 70 나노미터의 공칭 두께를 갖는다. 각각의 SiO2 및 각각의 ZrO2 층의 공칭 두께는 600 나노미터의 선택된 파장에 대한 1/4 파장 광 경로에 대응한다. 상기 파장 선택 반사기의 반사율은 0도(수직 입사), 40도, 60도, 및 80도에 대한 트레이스로 표시된 입사각에 따라 달라진다.
이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기는 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이의 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과시키고, 약 530 나노미터와 약 680 나노미터 사이의 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 반사한다. 상기 파장 선택 반사기는 또한 예를 들어 비스듬한 입사각이 약 70도와 약 80도 사이의 범위 내에 있을 때 약 450 나노미터 파장의 일부 비스듬한 입사광을 약 60% 이상 반사한다.
도 27d는 8층 파장 선택 반사기에 대한 반사율 대 파장의 차트이다. 이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기는 교대의 저굴절률 SiO2 및 고굴절률 ZrO2 유전 층(예컨대, 4쌍의 유전 층)을 포함하고, 저굴절률 SiO2는 캐리어와 접촉한다. 각각의 SiO2 층은 약 93 나노미터의 공칭 두께를 갖고, 각각의 ZrO2 층은 약 64 나노미터의 공칭 두께를 갖는다. 각각의 SiO2 및 각각의 ZrO2 층의 공칭 두께는 550 나노미터의 선택된 파장에 대한 1/4 파장 광 경로에 대응한다. 상기 파장 선택 반사기의 반사율은 0도(수직 입사), 40도, 60도, 및 80도에 대한 트레이스로 표시된 입사각에 따라 달라진다.
이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기는 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이의 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과시키고, 약 500 나노미터와 약 580 나노미터 사이의 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 반사한다. 상기 파장 선택 반사기는 또한 예를 들어 비스듬한 입사각이 약 40도와 약 60도 사이의 범위 내에 있을 때 약 450 나노미터 파장의 일부 비스듬한 입사광을 약 60% 이상 반사한다.
도 27E는 8층 파장 선택 반사기에 대한 반사율 대 파장의 차트이다. 이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기는 교대의 저굴절률 SiO2 및 고굴절률 ZrO2 유전 층(예컨대, 4쌍의 유전 층)을 포함하며, 저굴절률 SiO2는 캐리어와 접촉한다. 각각의 SiO2 층은 약 107 나노미터의 공칭 두께를 갖고, 각각의 ZrO2 층은 약 73 나노미터의 공칭 두께를 갖는다. 각각의 SiO2 및 각각의 ZrO2 층의 공칭 두께는 630 나노미터의 선택된 파장에 대한 1/4 파장 광 경로에 대응한다. 상기 파장 선택 반사기의 반사율은 0도(수직 입사), 40도, 60도, 및 80도에 대한 트레이스로 표시된 입사각에 따라 달라진다.
이러한 구현 예에서, 상기 파장 선택 반사기는 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이의 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과시키고, 약 560 나노미터와 약 700 나노미터 사이의 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 반사한다. 상기 파장 선택 반사기는 또한 예를 들어 비스듬한 입사각이 약 70도와 약 80도 사이의 범위 내에 있을 때 약 450 나노미터 파장의 일부 비스듬한 입사광을 약 60% 이상 반사한다.
본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 개시의 구현 예들에 대한 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 개시는 첨부된 청구범위 및 그 균등물의 범위 내에 있는 한 그러한 수정 및 변형을 포함하도록 의도된다.

Claims (27)

  1. 기판;
    상기 기판에 인접한 복수의 광원;
    상기 기판에 인접한 반사 층;
    상기 복수의 광원 위의 제1 확산판;
    제2 확산판; 및
    상기 제1 확산판과 제2 확산판 사이의 색 변환 층을 포함하는, 백라이트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 확산판은 복수의 패터닝된 반사기를 포함하는 패턴닝된 확산기를 포함하고, 각각의 패터닝된 반사기는 대응하는 광원과 정렬되는, 백라이트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 확산판은 복수의 광원과 색 변환 층 사이에 있는, 백라이트.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 패터닝된 확산기는 캐리어를 포함하고, 상기 복수의 패터닝된 반사기는 상기 캐리어의 제1 표면 상에 있는, 백라이트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 패터닝된 확산기는 상기 캐리어의 제1 표면에 대향하는 캐리어의 제2 표면 상에 확산 층을 포함하는, 백라이트.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 확산판은 유리를 포함하는, 백라이트.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 색 변환 층은 양자점 필름을 포함하는, 백라이트.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 색 변환 층은 형광체 필름을 포함하는, 백라이트.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 확산판은 제1 영률을 포함하고 제2 확산판은 상기 제1 영률의 절반 미만인 제2 영률을 포함하며, 상기 제2 확산판은 상기 제2 확산판의 두께를 통해 광을 산란시키는, 백라이트.
  10. 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 포함하는 캐리어;
    상기 캐리어의 제1 표면 상의 제1 파장 선택 반사기; 및
    상기 캐리어의 제2 표면 상의 제2 파장 선택 반사기를 포함하며,
    상기 제1 파장 선택 반사기는 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 투과시키고 상기 제1 파장 범위와 다른 제2 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 반사하고,
    상기 제2 파장 선택 반사기는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 투과시키고 상기 제1 파장 범위와 다른 제3 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 반사하는, 반사기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 파장 범위는 제3 파장 범위와 동일한, 반사기.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 파장 선택 반사기는 상기 제3 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 투과시키고, 상기 제2 파장 선택 반사기는 상기 제2 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 투과시키는, 반사기.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 파장 범위는 430 나노미터와 470 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 상기 제2 파장 범위는 530 나노미터와 570 나노미터 사이의 범위 내에 있으며, 상기 제3 파장 범위는 620 나노미터와 680 나노미터 사이의 범위 내에 있는, 반사기.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 파장 선택 반사기는 교대의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층의 제1 스택을 포함하고, 상기 제2 파장 선택 반사기는 교대의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층의 제2 스택을 포함하는, 반사기.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 스택의 각각의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층은
    Figure pct00019
    및
    Figure pct00020
    를 만족하는 제2 파장 범위에서 선택된 파장
    Figure pct00021
    에 대한 1/4 파장 층을 포함하며, 여기서
    Figure pct00022
    및
    Figure pct00023
    와,
    Figure pct00024
    및
    Figure pct00025
    은 각각 상기 제1 스택의 각각의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층의 굴절률 및 두께이고, 상기 제2 스택의 각각의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층은
    Figure pct00026
    및
    Figure pct00027
    를 만족하는 제3 파장 범위에서 선택된 파장
    Figure pct00028
    에 대한 1/4 파장 층을 포함하며, 여기서,
    Figure pct00029
    및
    Figure pct00030
    와,
    Figure pct00031
    및
    Figure pct00032
    는 각각 상기 제2 스택의 각각의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층의 굴절률 및 두께인, 반사기.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 스택은 적어도 4개의 유전 층을 포함하고, 상기 제2 스택은 적어도 4개의 유전 층을 포함하는, 반사기.
  17. 청구항 14에 있어서,
    각각의 고굴절률 유전 층은 ZrO2, Nb2O5, TiO2, Al2O3, 또는 Si3N4를 포함하는, 반사기.
  18. 청구항 14에 있어서,
    각각의 저굴절률 유전 층은 MgF2 또는 SiO2를 포함하는, 반사기.
  19. 청구항 10에 있어서,
    제1 파장 선택 반사기 또는 제2 파장 선택 반사기 상의 복수의 패터닝된 반사기를 더 포함하는, 반사기.
  20. 기판;
    제1 파장 범위 내에서 광을 방출하도록 상기 기판에 인접한 복수의 광원;
    상기 기판에 인접한 반사 층;
    캐리어, 상기 캐리어의 제1 표면 상의 제1 파장 선택 반사기, 및 상기 캐리어의 제1 표면에 대향하는 상기 캐리어의 제2 표면 상의 또는 상기 제1 파장 선택 반사기 상의 복수의 패터닝된 반사기를 포함하는 패턴닝된 확산기; 및
    상기 제1 파장 범위의 광을 상기 제1 파장 범위보다 높은 제2 파장 범위의 광으로 변환하고 그리고 상기 제2 파장 범위보다 높은 제3 파장 범위의 광으로 변환하는 색 변환 층을 포함하며,
    상기 제1 파장 선택 반사기는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 투과시키고 상기 제2 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 반사하는, 백라이트.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 제1 파장 선택 반사기는 교대의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층의 스택을 포함하고, 각각의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층은
    Figure pct00033
    및
    Figure pct00034
    를 만족하는 제2 파장 범위에서 선택된 파장
    Figure pct00035
    에 대한 1/4 파장 층을 포함하고, 여기서
    Figure pct00036
    및
    Figure pct00037
    와,
    Figure pct00038
    및
    Figure pct00039
    은 각각 각각의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층의 굴절률 및 두께인, 백라이트.
  22. 청구항 21에 있어서,
    각각의 고굴절률 유전 층은 ZrO2, Nb2O5, TiO2, Al2O3, 또는 Si3N4를 포함하는, 백라이트.
  23. 청구항 21에 있어서,
    각각의 저굴절률 유전 층은 MgF2 또는 SiO2를 포함하는, 백라이트.
  24. 청구항 20에 있어서,
    상기 제1 파장 선택 반사기는 상기 제3 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 반사하는, 백라이트.
  25. 청구항 20에 있어서,
    상기 패터닝된 확산기는 상기 캐리어의 제2 표면 상의 제2 파장 선택 반사기를 더 포함하고, 상기 제2 파장 선택 반사기는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 투과시키고 상기 제3 파장 범위의 수직 입사광의 60% 이상을 반사하는, 백라이트.
  26. 청구항 25에 있어서,
    제1 파장 선택 반사기는 교대의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층의 스택을 포함하고, 각각의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층은
    Figure pct00040
    및
    Figure pct00041
    를 충족하는 제3 파장 범위에서 선택된 파장
    Figure pct00042
    에 대한 1/4 파장 층을 포함하고, 여기서
    Figure pct00043
    및
    Figure pct00044
    와,
    Figure pct00045
    및
    Figure pct00046
    는 각각의 저굴절률 및 고굴절률 유전 층의 굴절률 및 두께인, 백라이트.
  27. 청구항 20에 있어서,
    상기 제1 파장 범위는 430 나노미터와 470 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 상기 제2 파장 범위는 530 나노미터와 570 나노미터 사이의 범위 내에 있으며, 제3 파장 범위는 620 나노미터와 680 나노미터 사이의 범위 내에 있는 백라이트.
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