KR20230134608A - 패턴화된 확산체들 및 파장 선택성 반사체들을 포함하는 백라이트들 - Google Patents

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KR20230134608A
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커크 리차드 알렌
송펑 한
샹-동 미
안드리 바라니치아
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

백라이트는 기판, 복수의 광원들, 반사층, 제1 확산판, 제2 확산판, 및 색 변환층을 포함한다. 상기 복수의 광원들은 상기 기판에 근접한다. 상기 반사층은 상기 기판에 근접한다. 상기 제1 확산판은 상기 복수의 광원들 위에 있다. 상기 색 변환층은 상기 제1 확산판과 상기 제2 확산판 사이에 있다.

Description

패턴화된 확산체들 및 파장 선택성 반사체들을 포함하는 백라이트들
<관련 출원들의 상호 참조>
본 출원은 2021년 2월 2일 출원된 미국 예비출원번호 제63/144,760호의 35 U.S.C.§119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 전체로서 참조로 본 명세서에 통합된다.
본 개시는 일반적으로 디스플레이용 백라이트들에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 패턴화된 반사체들 및 파장 선택성 반사체들을 포함하는 패턴화된 확산체를 포함하는 백라이트들에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD)들은 휴대폰, 랩톱, 전자 태블릿, 텔레비전 및 컴퓨터 모니터와 같은 다양한 전자 제품들에 일반적으로 사용된다. LCD들은 디스플레이 패널이 개별적으로 주소를 지정할 수 있는 광 밸브들의 배열을 포함하는 광 밸브 기반 디스플레이들이다. LCD들은 LCD로부터 이미지를 생성하기 위해 파장 변환, 필터링 및/또는 편광될 수 있는 광을 생성하기 위한 백라이트를 포함할 수 있다. 백라이트들은 에지-조명(edge-lit) 또는 직접-조명(direct-lit)일 수 있다. 에지-조명 백라이트들은 그 표면으로부터 광을 방출하는 도광판에 에지 결합된 발광 다이오드(LED) 어레이를 포함할 수 있다. 직접-조명 백라이트들은 LCD 패널 바로 뒤에 있는 2차원(2D) LED 어레이를 포함할 수 있다.
직접-조명 백라이트들은 에지-조명 백라이트들과 비교하여 향상된 동적 콘트라스트의 장점을 가질 수 있다. 예를 들어, 직접-조명 백라이트가 있는 디스플레이는 각 LED의 밝기를 독립적으로 조정하여 이미지 전체의 밝기의 동적 범위를 설정할 수 있다. 이를 일반적으로 로컬 디밍(local dimming)이라고 한다. 그러나 원하는 광 균일성을 달성하기 위해 및/또는 직접-조명 백라이트들의 핫스팟(hot spot)들을 방지하기 위해 확산 판이나 필름이 LED들로부터 거리를 두고 배치되어, 전체 디스플레이 두께를 에지-조명 백라이트보다 두껍게 만들 수 있다. LED들 위에 위치한 렌즈들은 직접-조명 백라이트들에서 광의 측면 확산을 개선하는 데 사용되었다. 그러나 이러한 구성에서 LED들과 확산 판 또는 필름 사이를 이동하는 광의 광학 거리(OD)(예를 들어, 적어도 10에서 일반적으로 약 20-30mm)는 여전히 전체 디스플레이 두께가 바람직하지 않게 높아지는 결과를 초래하거나, 및/또는 이러한 구성은 백라이트 두께가 감소함에 따라 바람직하지 않은 광학 손실을 초래할 수 있다. 에지-조명 백라이트들 더 얇을 수 있지만, 각 LED의 광은 도광판의 넓은 영역에 걸쳐 확산될 수 있으므로, 개별 LED들 또는 LED들의 그룹을 끄면 동적 콘트라스트비에 최소한의 영향만 미칠 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들은 백라이트에 관한 것이다. 백라이트는 기판, 복수의 광원, 반사층, 제1 확산판, 제2 확산판 및 색 변환층을 포함한다. 복수의 광원은 기판에 근접해 있다. 반사층은 기판에 근접해 있다. 제1 확산판은 복수의 광원 위에 위치한다. 색 변환층은 제1 확산판과 제2 확산판 사이에 위치한다.
본 개시의 또 다른 실시예는 반사체에 관한 것이다. 반사체는 캐리어, 제1 파장 선택성 반사체, 및 제2 파장 선택성 반사체를 포함한다. 캐리어는 제1 표면과, 제1 표면 반대편의 제2 표면을 포함한다. 제1 파장 선택성 반사체는 캐리어의 제1 표면에 있다. 제1 파장 선택성 반사체는 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 투과시키고, 제1 파장 범위와 다른 제2 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 반사시킨다. 제2 파장 선택성 반사체는 캐리어의 제2 표면에 있다. 제2 파장 선택성 반사체는 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 투과시키고, 제1 파장 범위와 다른 제3 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 반사시킨다.
본 개시의 또 다른 실시예는 백라이트에 관한 것이다. 백라이트는 기판, 복수의 광원, 반사층, 패턴화된 확산층, 색 변환층을 포함한다. 복수의 광원은 제1 파장 범위 내의 광을 방출하기 위해 기판에 근접하게 있다. 반사층은 기판에 근접해 있다. 패턴화된 확산체는 캐리어, 캐리어의 제1 표면 상의 제1 파장 선택성 반사체, 및 제1 파장 선택성 반사체 상의 또는 캐리어의 제1 표면 반대편의 캐리어의 제2 표면 상의 복수의 패턴화된 반사체를 포함한다. 색 변환층은 제1 파장 범위의 광을 제1 파장 범위보다 높은 제2 파장 범위의 광으로 변환하고, 제2 파장 범위보다 높은 제3 파장 범위의 광으로 변환한다. 제1 파장 선택성 반사체는 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 투과시키고, 제2 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 반사시킨다.
본 명세서에 개시된 백라이트는 광 효율이 개선된 얇은, 직접-조명형 백라이트이다. 백라이트는 광원을 숨기는 기능이 향상되어 백라이트가 더 얇아졌다. 광원을 숨기는 기능이 향상되어 백라이트 광원 바로 위의 소위 "핫" 지점을 제거할 수 있어 디스플레이 전체에 걸쳐 밝기가 균일해진다. 본 명세서에 개시된 백라이트 내에 사용되는 패턴화된 확산기는 정렬 공차가 크고, 향상된 휘도 균일성과 색상 균일성을 제공하며, 다양한 색상 및/또는 다양한 방출 각도 프로파일의 광원과 함께 사용하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서 개시된 실시예들의 추가적인 특징들 및 이점들은 다음의 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로는 이 설명으로부터 당업자에게 명백하게 될 것이며 또는 다음의 상세한 설명, 청구범위 및 첨부 도면들을 포함하여 본 명세서에서 기술된 실시예들을 실시함으로써 인식될 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 모두 청구범위들의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 뼈대를 제공하기 위해 의도된다는 것을 이해할 수 있다. 첨부하는 도면들은 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되며 본 명세서에 통합되어 일부를 구성한다. 도면들은 하나 이상의 실시예(들)을 예시하며, 설명과 함께 다양한 실시예들의 원리들 및 동작들을 설명한다.
도 1a-1c는 패턴화된 확산체를 포함하는 예시적인 백라이트 부분의 다양한 도면들이다.
도 2는 도 1a-1c의 상기 예시적인 백라이트 부분을 포함하는 예시적인 액정 디스플레이(LCD)의 단면도이다.
도 3a-3b는 패턴화된 확산체를 포함하는 예시적인 백라이트 부분들의 단면도들이다.
도 4는 패턴화된 확산체를 포함하는 다른 예시적인 백라이트 부분의 단면도이다.
도 5는 패턴화된 확산체를 포함하는 예시적인 백라이트 부분의 단면도이다.
도 6a 및 6b는 예시적인 패턴화된 확산체들의 단면도들이다.
도 7a 및 7b는 다른 예시적인 패턴화된 확산체들의 단면도들이다.
도 8a 및 8b는 다른 예시적인 패턴화된 확산체들의 단면도들이다.
도 9a 및 9b는 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하는 검출기를 갖춘 예시적인 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원들의 단면도들이다.
도 10a 및 10b는 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하는 검출기 및 예시적인 패턴화된 확산체를 갖춘 예시적인 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원들의 단면도들이다.
도 11a-11c는 각각 예시적인 광원과 예시적인 패턴화된 확산체의 두 배향들에 대해, 측정된 공간 분포 Cx(r), 측정된 공간 분포 Cy(r), 측정된 공간 분포 휘도(r)의 차트들이다.
도 12a-12e는 각각 도 11a-11c로부터 도출된, 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), 휘도 비율 RL1(r) ≡ 휘도1(r) / 휘도0(r) 및 RL2(r) ≡ 휘도2(r) / 휘도0(r)의 차트들이다.
도 13a-13e는 각각 예시적인 광학 부품에 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 차트들이다.
도 14a-14e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 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 차트들이다.
도 15a-15e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 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 차트들이다.
도 16a-16e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 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 차트들이다.
도 17a-17e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 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 차트들이다.
도 18a-18e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 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 차트들이다.
도 19a-19e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 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 차트들이다.
도 20a-20e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 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 차트들이다.
도 21a-21e는 각각 다른 두 개의 예시적인 패턴화된 확산체에 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 차트들이다.
도 22a-22e는 각각 다른 두 개의 예시적인 패턴화된 확산체에 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 차트들이다.
도 23a-23e는 각각 다른 두 개의 예시적인 패턴화된 확산체에 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 차트들이다.
도 24는 도 1a-1c의 예시적인 백라이트 부분을 포함하는 다른 예시적인 LCD의 단면도이다.
도 25a-25c는 파장 선택성 반사체들을 갖는 패턴화된 확산체들을 포함하는 예시적인 LCD들의 단면도들이다.
도 26은 제1 파장 선택성 반사체와 제2 파장 선택성 반사체를 포함하는 예시적인 반사체의 단면도이다.
도 27a-27e는 파장 선택 반사체들의 다양한 구성에 대한 반사율 대 파장의 차트들이다.
이제 본 개시의 실시예들에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이며, 그 예시들이 첨부 도면들에 도시된다. 가능하면 언제나, 도면들 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호들이 동일하거나 유사한 부분들을 지칭하기 위해 사용된다. 그러나, 본 개시 내용은 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명한 실시예들로 제한되는 것으로 간주되서는 안된다.
범위들은 본 명세서에서 "약" 하나의 값, 및/또는 "약" 다른 값으로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 다른 실시예는 하나의 값으로부터 다른 값을 포함한다. 유사하게, 값들이, 예를 들어 선행사 "약"을 사용하여 근사치들로 표현될 때, 상기 값은 다른 실시예를 형성함을 이해할 것이다. 각각의 범위들의 종점들은 다른 종점과 관련하여 그리고 다른 종점과는 독립적으로 모두 중요하다는 것이 추가로 이해될 것이다.
본 명세서에서 사용되는 방향 용어들 - 예를 들어, 위로, 아래로, 오른쪽, 왼쪽, 앞, 뒤, 상단, 바닥, 수직, 수평 등- 은 단지 도시된 대로의 도면들을 참조하여 만들어지며, 절대적인 방향을 의미하는 것으로 의도되지는 않는다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본 명세서에 설명된 임의의 방법은 그 단계들이 특정 순서로 수행될 필요가 있는 것으로 해석되는 것이라고 의도되지 않으며, 임의의 장치에서 특정 배향들이 요구되는 것으로도 해석되지 않는다. 따라서, 방법 청구항은 실제로 그 단계들에 뒤따르는 순서를 실제로 언급하지 않거나, 또는 임의의 장치 청구항이 개별 구성 요소들에 대한 순서 또는 배향을 실제로 언급하지 않는 경우, 또는 단계들이 특정 순서로 제한되거나 또는 장치의 구성 요소들에 대하여 특정 순서 또는 배향이 언급되지 않는 것을 청구항들 또는 설명에서 특별히 언급되지 않는 경우, 어떤 점에서도 순서 또는 배향이 추론되는 것을 결코 의도한 것은 아니다. 이는 다음을 포함하여 해석에 대한 임의의 가능한 비-표현적 기초를 유지한다: 단계들의 배열, 작동 흐름, 구성 요소들의 순서 또는 구성 요소들의 방향과 관련된 논리 문제들; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 평범한 의미; 및 명세서에 기술된 실시예들의 수 또는 유형.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 형태들 "a", "an", 및 "the"는 문맥이 명시적으로 달리 지시하지 않는 한 복수의 기준들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "a" 구성 요소에 대한 언급은 문맥이 달리 명시적으로 지시하지 않는 한 2 개 이상의 그러한 구성 요소들을 갖는 양태들을 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), 반사층(104), 복수의 광원(106a), 및 패턴화된 확산체(110b)를 포함할 수 있다. 패턴화된 확산체(110b)는 캐리어(108)(예를 들어, 도광판) 및 복수의 패턴화된 반사체(112)를 포함한다. 복수의 광원(106a)은 기판(102) 상에 배열되고 기판(102)과 전기적으로 연통된다. 각각의 광원(106a)은 법선 축을 따라 '107a'로 표시된 바와 같은 피크 강도 광선을 방출할 수 있다. 반사층(104)은 기판(102) 상에 있고 각각의 광원(106a)을 둘러싼다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 기판(102)은 반사층(104)이 배제될 수 있도록 반사성일 수 있다. 패턴화된 확산체(110b)는 복수의 광원(106a) 위에 있고 각 광원(106a)에 광학적으로 결합되어 있다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 복수의 광원(106a)을 패턴화된 확산체(110b)에 결합하기 위해 광학 접착제(미도시)가 사용될 수 있다. 광학 접착제(예를 들어, 페닐 실리콘)는 캐리어(108)의 굴절률보다 크거나 같은 굴절률을 가질 수 있다. 복수의 패턴화된 반사체(112)는 캐리어(108)의 상부 표면에 배열된다. 각각의 패턴화된 반사체(112)는 대응하는 광원(106a)과 정렬된다.
각각의 패턴화된 반사체(112)는 '113'으로 표시된 실질적으로 평탄한 섹션과 실질적으로 평탄한 섹션(113)으로부터 연장되고 이를 둘러싸는 '114'로 표시된 곡선형 섹션을 포함하는 패턴화된 반사체의 폭 또는 직경을 따른 두께 프로파일을 포함한다. 상기 실질적으로 평탄한 섹션(113)은 거친 표면 프로파일(예를 들어, 실질적으로 평탄한 섹션 전체에 걸쳐 두께에서의 약간의 변화들)을 가질 수 있다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 실질적으로 평탄한 섹션(113)은 실질적으로 평탄한 섹션의 평균 두께의 ±20% 이하만큼 두께가 변한다. 이 실시예에서, 캐리어(108)에 직교하는 방향에서 측정된 평균 두께는 실질적으로 평탄한 섹션의 최대 두께(Tmax) 더하기 실질적으로 평탄한 섹션의 최소 두께(Tmin)를 2로 나눈 값(즉, (Tmax+Tmin)/2)으로 정의된다. 예를 들어, 약 100 마이크로미터의 실질적으로 평탄한 섹션(113)의 평균 두께에 대해, 실질적으로 평탄한 섹션의 최대 두께는 약 120 마이크로미터 이하일 것이고, 실질적으로 평탄한 섹션의 최소 두께는 약 80 마이크로미터 이상일 것이다. 다른 실시예들에서, 실질적으로 평탄한 섹션(113)은 실질적으로 평탄한 섹션의 평균 두께의 ±15% 이하만큼 두께가 변한다. 예를 들어, 약 80 마이크로미터의 실질적으로 평탄한 섹션(113)의 평균 두께에 대해, 실질적으로 평탄한 섹션의 최대 두께는 약 92 마이크로미터 이하일 것이고, 실질적으로 평탄한 섹션의 최소 두께는 약 68 마이크로미터 이상일 것이다.
또 다른 실시예들에서, 실질적으로 평탄한 섹션(113)은 실질적으로 평탄한 섹션의 평균 두께의 ±10% 이하만큼 두께가 변한다. 예를 들어, 약 50 마이크로미터의 실질적으로 평탄한 섹션(113)의 평균 두께에 대해, 실질적으로 평탄한 섹션의 최대 두께는 약 55 마이크로미터 이하일 것이고, 실질적으로 평탄한 섹션의 최소 두께는 약 45 마이크로미터 이상일 것이다. 또 다른 실시예들에서, 실질적으로 평탄한 섹션(113)은 실질적으로 평탄한 섹션의 평균 두께의 ±5% 이하만큼 두께가 변한다. 곡선형 섹션(114)은 패턴화된 반사체(112)의 중심으로부터의 거리에서의 변화에 대한 두께에서의 변화의 절대 비율로 정의될 수 있다. 곡선형 섹션(114)의 기울기는 패턴화된 반사체(112)의 중심으로부터의 거리에 따라 감소할 수 있다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 기울기는 실질적으로 평탄한 섹션(113) 근처에서 가장 크고, 패턴화된 반사체(112)의 중심으로부터의 거리에 따라 급격하게 감소하고, 이어서 패턴화된 반사체의 중심으로부터의 추가의 거리에 따라 천천히 감소한다.
(기판(102)에 평행한 평면에서) '120'으로 표시된 각각의 실질적으로 평탄한 섹션(113)의 크기 L0(즉, 폭 또는 직경)는 (기판(102)에 평행한 평면에서) '124'로 표시된 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. 특정한 예시적인 실시예에서, 각각의 광원(106a)의 크기(124)가 약 0.5 밀리미터 이상일 때, 상기 미리 결정된 값은 약 2 또는 약 3일 수 있어, 각각의 실질적으로 평탄한 섹션(113)의 크기는 각 광원(106a)의 크기의 3배 미만이 된다. 각 광원(106a)의 크기(124)가 0.5 밀리미터 미만인 경우, 미리 결정된 값은 광원(106a)과 패턴화된 반사체(112) 사이의 정렬 능력에 의해 결정될 수 있으며, 이에 따라 각각의 패턴화된 반사체(113)의 각각의 실질적으로 평탄한 섹션(113)의 크기는 각각의 광원(106a)의 크기보다 약 100 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터 더 큰 범위 내에 있다. 각각의 실질적으로 평탄한 섹션(113)은 각각의 패턴화된 반사체(112)가 대응하는 광원(106a)에 정렬될 수 있을 만큼 충분히 크고 적절한 휘도 균일성 및 색상 균일성을 달성할 수 있을 만큼 충분히 작다.
각각의 패턴화된 반사체(112)의 크기 L1(즉, 폭 또는 직경)은 (기판(102)에 평행한 평면에서) '122'로 표시되고, 인접한 광원(106a)들 사이의 피치 P는 '126'으로 표시된다. 피치는 도 1a에서 한 방향을 따라 도시되어 있지만, 상기 피치는 도시된 방향과 직교하는 방향에서는 다를 수 있다. 피치는 예를 들어 약 90, 45, 30, 10, 5, 2, 1 또는 0.5 밀리미터, 약 90 mm 초과, 또는 약 0.5mm 미만일 수 있다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 피치(126)에 대한 각각의 패턴화된 반사체(112)의 크기(122)의 비율 L1/P는 약 0.45와 1.0 사이의 범위 내에 있다. 상기 비율은 광원(106a)의 피치(126) 및 각각의 광원의 방출 표면과 대응하는 패턴화된 반사체(112) 사이의 거리에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 약 5mm와 동일한 피치(126) 및 각 광원의 방출 표면과 대응하는 패턴화된 반사체 사이의 약 0.2mm와 동일한 거리에 대해, 상기 비율은 약 0.50, 0.60, 0.70, 0.80, 0.90 또는 1.0일 수 있다.
각각의 패턴화된 반사체(112)는 대응하는 광원(106a)으로부터 방출된 광의 적어도 일부를 캐리어(108)로 반사시킨다. 각각의 패턴화된 반사체(112)는 정반사율(specular reflectance) 및 확산 반사율을 갖는다. 정반사된 광은 캐리어(108)의 바닥 표면으로부터 빠져나온다. 정반사된 광은 주로 반사층(104)과 캐리어(108) 사이의 반사로 인해, 또는 반사층(104)과 색 변환층, 확산 시트, 또는 확산판(아래의 도 2에 도시됨) 사이의 반사로 인해 측면으로 진행하는 동안, 반사층(104)으로부터의 불완전한 반사로 인해 일부 광 손실이 발생할 수 있다.
확산적으로 반사된 광은 캐리어(108)의 법선으로부터 측정된 0°와 90°사이의 각도 분포를 갖는다. 확산적으로 반사된 광의 약 50%는 전반사(total internal reflection)의 임계각(θTIR)을 초과하는 각도를 갖는다. 따라서, 확산적으로 반사된 광은, 광이 후속적으로 패턴화된 반사체(112)에 의해 캐리어(108) 밖으로 추출될 때까지 어떠한 손실 없이 내부 전반사로 인해 측면으로 진행할 수 있다.
도 1b는 기판(102) 상의 복수의 광원(106a)과 반사층(104)의 평면도이다. 광원(106a)들은 복수의 로우(row)와 복수의 칼럼(column)을 포함하는 2차원 어레이로 배열된다. 도 1b에는 9개의 광원(106a)들이 3개의 로우와 3개의 칼럼으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서 백라이트 부분(100)은 임의의 적합한 수의 로우 및 임의의 적합한 수의 컬럼으로 배열된 임의의 적합한 수의 광원(106a)들을 포함할 수 있다. 광원(106a)들은 또한 다른 주기적인 패턴들, 예를 들어 육각형 또는 삼각형 격자, 또는 준-주기적 또는 비엄격(non-strictly) 주기적 패턴들로 배열될 수도 있다. 예를 들어, 광원(106a)들 사이의 간격은 백라이트의 에지들 및/또는 코너들에서 더 작을 수 있다.
기판(102)(도 1a)은 인쇄 회로 기판(PCB), 유리 또는 플라스틱 기판, 또는 각 광원을 개별적으로 제어하기 위해 각 광원(106a)에 전기 신호들을 전달하기 위한 다른 적합한 기판일 수 있다. 기판(102)은 강성 기판 또는 유연성 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(102)은 평면 유리 또는 곡면 유리를 포함할 수 있다. 예를 들어 곡면 유리는 약 2000mm 미만, 예를 들어 약 1500, 1000, 500, 200 또는 100mm의 곡률 반경을 가질 수 있다. 반사층(104)은 예를 들어, 은, 백금, 금, 구리 등과 같은 금속박; 유전체 물질(예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 중합체); 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES) 등의 다공성 중합체 재료; 티타니아, 황산바륨 등과 같은 백색 무기 입자들을 포함하는 다층 유전체 간섭 코팅들 또는 반사 잉크들, 또는 유색 안료와 같이 광을 반사하고 반사 및 투과된 광의 색상을 조정하는 데 적합한 기타 재료를 포함할 수 있다.
복수의 광원(106a)들의 각각은 예를 들어 LED(예를 들어, 약 0.5mm보다 큰 크기), 미니 LED(예를 들어, 약 0.1mm에서 약 0.5mm 사이의 크기), 마이크로 LED(예를 들어, 약 0.1mm보다 작은 크기), 유기 LED(OLED), 또는 약 400nm 내지 약 750nm 범위의 파장을 갖는 다른 적합한 광원일 수 있다. 다른 실시예들에서, 복수의 광원(106a) 각각은 400 나노미터보다 짧고 및/또는 750 나노미터보다 긴 파장을 가질 수 있다. 각각의 광원(106a)으로부터의 광은 캐리어(108)에 광학적으로 결합된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "광학적으로 결합된"이라는 용어는 광원이 캐리어(108)의 표면에 위치되고, 내부 전반사로 인해 적어도 부분적으로 전파되는 광을 캐리어에 도입하기 위해 직접적으로 또는 광학적으로 투명한 접착제를 통해 캐리어와 광학적으로 연통된다는 것을 의미하도록 의도된다. 각각의 광원(106a)으로부터의 광은 캐리어(108)에 광학적으로 결합되어, 광의 제1 부분은 내부 전반사로 인해 캐리어(108) 내에서 측방향으로 진행하고, 패턴화된 반사체(112)들에 의해 캐리어 외부로 추출되고, 제2 부분은 반사층(104) 및 패턴화된 반사체(112)들의 반사 표면들에서의 다중 반사로 인해 반사층(104)과 패턴화된 반사체(112)들 사이에서 또는 광학 필름 스택(도 2에 도시됨)과 반사층(104) 사이에서 측방향으로 진행한다.
다양한 실시예들에 따르면, 캐리어(108)는 조명 및 디스플레이 응용 분야들에 사용되는 임의의 적합한 투명 재료를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "투명"은 캐리어가 스펙트럼의 가시 영역(약 420-750 나노미터)에서 500 밀리미터의 길이에 걸쳐 약 70%보다 큰 광 투과율을 갖는다는 것을 의미하도록 의도된다. 특정 실시예들에서, 예시적인 투명 재료는 500mm의 길이에 걸쳐 자외선(UV) 영역(약 100-400nm)에서 약 50%보다 큰 광 투과율을 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 캐리어는 약 450nm 내지 약 650nm 범위의 파장에 대해 50mm의 경로 길이에 걸쳐 적어도 95%의 광 투과율을 포함할 수 있다.
캐리어의 광학 특성은 투명 재료의 굴절률에 의해 영향을 받을 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 캐리어(108)는 약 1.3 내지 약 1.8 범위의 굴절률을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 캐리어(108)는 상대적으로 낮은 수준의 광 감쇠(예를 들어, 흡수 및/또는 산란으로 인해)를 가질 수 있다. 캐리어(108)의 광 감쇠(α)는 예를 들어 약 420-750 나노미터 범위의 파장에 대해 미터당 약 5 데시벨 미만일 수 있다. 캐리어(108)는 플라스틱(예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 메틸메타크릴레이트 스티렌(MS), 폴리디메틸실록산(PDMS)), 폴리카보네이트(PC), 또는 기타 유사한 재료와 같은 중합체 재료를 포함할 수 있다. 캐리어(108)는 또한 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 알칼리-알루미노보로실리케이트, 소다 라임, 또는 다른 적합한 유리와 같은 유리 재료를 포함할 수 있다. 유리 캐리어(108)로 사용하기에 적합한 상업적으로 이용 가능한 유리의 비제한적인 예에는 Corning Incorporated의 EAGLE XG®, LotusTM, Willow®, IrisTM 및 Gorilla® 유리가 포함된다. 기판(102)이 곡면 유리를 포함하는 예들에서, 캐리어(108)는 또한 곡면 백라이트를 형성하기 위해 곡면 유리를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어(108)는 비교적 높은 레벨의 광 감쇠를 가질 수 있다. 캐리어(108)의 광 감쇠(α)는 예를 들어 약 420-750 나노미터 범위의 파장에 대해 미터당 약 5 데시벨보다 클 수 있다.
도 1c는 캐리어(108) 상의 복수의 패턴화된 반사체(112)의 평면도이다. 각각의 패턴화된 반사체(112)는 실질적으로 평탄한 섹션(113) 및 곡선형 섹션(114)을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 패턴화된 반사체(112)는 캐리어(108) 상의 개별 도트(115)들을 포함할 수 있다. 실질적으로 평탄한 섹션(113)은 곡선형 섹션(114)보다 더 반사적일 수 있고, 곡선형 섹션(114)은 실질적으로 평탄한 섹션(113)보다 더 투과성이 있을 수 있다. 각각의 곡선형 섹션(114)은 실질적으로 평탄한 섹션(113)으로부터의 거리에 따라 연속적이며 매끈한 방식으로 변하는 특성들을 가질 수 있다. 도 1c에 도시된 실시예에서, 각각의 패턴화된 반사체(112)는 형상이 원형이지만, 다른 실시예들에서 각각의 패턴화된 반사체(112)는 또 다른 적합한 형상(예를 들어, 타원형, 직사각형, 육각형 등)을 가질 수 있다. 캐리어(108)의 상부 표면에 직접 제조된 패턴화된 반사체(112)들을 사용하면, 패턴화된 반사체(112)들은 광원(106a)들을 은폐하는 능력을 증가시킨다. 캐리어(108)의 상부 표면에 직접 패턴화된 반사체(112)를 제조하는 것은 또한 공간을 절약한다.
특정한 예시적인 실시예들에서, 각각의 패턴화된 반사체(112)는 확산 반사체이므로, 각각의 패턴화된 반사체(112)는 내부 전반사에 의해 캐리어(108) 내에서 전파될 수 있도록 충분히 높은 각도로 일부 광선들을 산란시킴으로써 백라이트 부분(100)의 성능을 더욱 향상시킨다. 그러면 이러한 광선들은 패턴화된 반사체(112)와 반사층(104) 사이 또는 광학 필름 스택과 반사층(104) 사이에서 다중의 바운스(bounce)를 경험하지 않으므로 광 출력의 손실을 방지하여 백라이트 효율을 증가시킨다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 각각의 패턴화된 반사체(112)는 정반사 반사체이다. 다른 실시예들에서, 각각의 패턴화된 반사체(112)의 일부 영역은 보다 확산적인 반사 특성을 갖고, 일부 영역은 보다 정반사적인 반사 특성을 갖는다.
각각의 패턴화된 반사체(112)는 예를 들어 백색 잉크, 흑색 잉크, 금속성 잉크 또는 다른 적합한 잉크를 사용하여 패턴을 인쇄(예를 들어, 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 마이크로 인쇄 등)함으로써 형성될 수 있다. 각각의 패턴화된 반사체(112)는 또한 예를 들어 물리적 기상 증착(PVD), 또는 예를 들어 슬롯 다이 또는 스프레이 코팅과 같은 임의의 수의 코팅 기술들에 의해 백색 또는 금속성 재료의 연속 층을 먼저 증착한 다음 상기 층을 포토리소그래피 또는 기타 알려진 영역 선택적 재료 제거 방법을 사용하여 패턴화함으로써 형성될 수 있다. 각각의 패턴화된 반사체(112)는 또한 예를 들어 레이저 절제 또는 캐리어에 대한 화학적 에칭을 통해 캐리어 자체로부터 재료를 선택적으로 제거하는 다른 공지된 방법들에 의해 형성될 수 있다.
백색 광원(106a)들이 사용되는 특정한 예시적인 실시예들에서, 패턴화된 반사체(112)에서 가변 밀도의 상이한 반사성 및 흡수성 재료들의 존재는 백라이트의 조광 구역들 각각에 걸쳐 색상 전이(color shift)를 최소화하는 데 유리할 수 있다. 패턴화된 반사체들과 반사층(104)(도 1a) 사이에서 광선들의 다중의 바운스는 청색보다 스펙트럼의 적색 부분에서 더 많은 광 손실을 유발할 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다. 이 경우, 예를 들어 약간 착색된 반사성/흡수성 재료들 또는 분산의 반대 신호를 갖는 재료들(이 경우, 분산은 반사 및/또는 흡수의 스펙트럼 의존성을 의미함)을 사용하여 반사를 색상 중립적으로(color neutral) 엔지니어링하면 상기 색채 전이를 최소화할 수 있다. 백색 광원(106a)들이 사용되는 경우, 패턴화된 반사체(112)들이 녹색 및 적색 광과 유사한 양의 청색 광을 반사 및 투과시키는 것이 또한 유익하다. 패턴화된 반사체(112)는 임계 크기보다 더 큰 미세 크기(microsized)의 입자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계 크기는 이산화티타늄의 경우 약 140 나노미터, 산화알루미늄의 경우 약 560 나노미터, 불화나트륨의 경우 약 750 나노미터일 수 있다. 다른 예들에서, 임계 크기는 1, 2, 5, 10 또는 20 마이크로미터일 수 있다. 청색 광원(106a)들이 사용되는 특정한 예시적인 실시예들에서, 패턴화된 반사체(112)가 녹색 및 적색 광보다 청색 광을 더 많이 반사하고, 녹색 및 적색 광보다 청색 광을 덜 투과시키는 것이 유리하다. 패턴화된 반사체(112)들은 임계 크기보다 작은 나노 크기의(nano-sized) 입자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 임계 크기는 이산화티타늄의 경우 약 140 나노미터, 산화알루미늄의 경우 약 560 나노미터, 불화나트륨의 경우 약 750 나노미터일 수 있다.
패턴화된 확산체(110b)는 공간적으로 변하는 투과율 또는 공간적으로 변하는 색상 전이를 갖는다. 패턴화된 확산체(110b)는 또한 공간적으로 변하는 투과율과 공간적으로 변하는 색상 전이를 가질 수 있다. 패턴화된 확산체(110b)의 공간 반사율과 공간 투과율은 서로 연결되어 있으므로, 패턴화된 확산체 역시 공간적으로 변화하는 반사율을 갖는다. 예를 들어, 패턴화된 확산체(110b)의 동일한 위치에서, 더 적은(또는 더 큰) 반사율은 더 큰(또는 더 적은) 투과율과 연결된다. 따라서, 본 명세서에 개시된 패턴화된 확산체는 공간 반사율이 아닌 공간 투과율에 의해 정량화될 것이다. 공간적으로 변화하는 투과율은 두 가지 공간 휘도 분포의 비율로 표현된다, 하나는 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안(Lambertian) 광원 위에 위치된 패턴화된 확산체를 사용하여 측정한 것이고, 다른 하나는 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원을 사용하여 측정한 것이다. 공간적으로 변하는 색상 전이는 두 가지 공간 색상 좌표 분포의 차이 및/또는 비율로 표현된다. 하나는 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원 위에 배치된 패턴화된 확산체로 측정하고, 다른 하나는 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원으로 측정한다. 측정을 위해, 관심 영역이 패턴화된 반사체(112)에 대해 '118'에 표시된 방사상 위치 r로 정의된다. 상기 방사상 위치 r은 각 패턴화된 반사체(112)의 중심을 기준으로 측정된다. 방사상 위치 r의 범위는 각각의 패턴화된 반사체(112)의 중심에 대응하는 제로(0)로부터 각각의 패턴화된 반사체의 최대 방사상 위치 r에 대응하는 '119'로 표시된 rmax까지이다. 상기 관심 영역은 정사각형, 직사각형, 육각형 또는 다른 적절한 레이아웃일 수 있는, 복수의 광원(106a)들의 레이아웃에 대응하는 반복 단위이다.
도 2는 예시적인 액정 디스플레이(LCD)(140)의 단면도이다. LCD(140)는 도 1a-1c를 참조하여 앞서 설명하고 예시한 패턴화된 확산체(110b)을 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)(예를 들어, 양자점 필름 또는 인광체 필름), 선택적으로 색 변환 층(148) 위의 프리즘형 필름(150), 및 선택적으로 프리즘형 필름(150) 위의 반사성 편광기(152)를 포함한다. LCD(140)는 또한 백라이트의 반사성 편광기(152) 위에 디스플레이 패널(154)을 포함한다. 예시적인 실시예들에 있어서, 반사성 편광기(152)는 디스플레이 패널(154)에 접착될 수 있다.
백라이트 부분(100)의 적절한 기능을 위해 광원(106a)과 캐리어(108) 상의 패턴화된 반사체(112) 사이의 정렬을 유지하기 위해, 캐리어(108) 상의 패턴화된 반사체(112)와 기판(102) 상의 광원(106a)들 모두가 넓은 범위의 작동 온도에 걸쳐 서로 잘 정합되도록 캐리어(108)와 기판(102)이 동일하거나 유사한 유형의 재료로 제조되는 것이 유리하다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 캐리어(108) 및 기판(102)은 동일한 플라스틱 재료로 제조된다. 다른 실시예들에서, 캐리어(108) 및 기판(102)은 동일하거나 유사한 유형의 유리로 제조된다.
캐리어(108)와 기판(102) 상의 광원(106a)들을 정렬 상태로 유지하기 위한 대안적인 해결책은 매우 유연한 기판을 사용하는 것이다. 매우 유연한 기판은 부품 납땜을 가능하게 하기 위해 폴리이미드 또는 기타 고온 저항성 중합체 필름으로 만들어질 수 있다. 상기 매우 유연한 기판은 FR4 또는 유리 섬유와 같은 재료로 만들어질 수도 있지만, 평소보다 두께가 상당히 얇다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 0.4mm 두께의 FR4 재료가 기판(102)용으로 사용될 수 있으며, 이는 작동 온도 변화로 인한 치수 변화를 흡수하기에 충분히 유연성일 수 있다.
도 3a는 예시적인 백라이트 부분(200a)의 단순화된 단면도이다. 백라이트 부분(200a)은, 백라이트 부분(200a)에서 광원(106b)이 광원(106a) 대신 사용되고 패턴화된 반사체(212)를 포함하는 패턴화된 확산체(210a)가 패턴화된 확산체(110b) 대신에 사용되는 것을 제외하고는, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 이전에 설명되고 도시된 백라이트 부분(100)과 유사하다. 도 3a는 단순화를 위해 단일 광원(106b) 및 대응하는 단일 패턴화된 반사체(212)를 도시하지만, 백라이트 부분(200a)은 임의의 적합한 수의 광원(106b)들 및 대응하는 패턴화된 반사체(212)들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 백라이트 부분(200a)은 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 이전에 설명되고 도시된 기판(102) 및 반사층(104)을 포함할 수 있다. 또한, 백라이트 부분(200a)은 캐리어(108) 위에 광학 필름 스택(미도시)의 제1 층(예를 들어, 146)을 포함한다. 광학 필름 스택의 제1 층은 확산판, 색 변환 층, 프리즘형 필름 또는 다른 적절한 판이나 필름일 수 있다. 이 실시예에서, 각각의 패턴화된 반사체(212)는 캐리어(108)의 제1 표면 상에 있고, 캐리어의 제1 표면은 복수의 광원(106b)과 마주한다.
각각의 광원(106b)은 약 10°보다 큰 축외(off-axis) 각도(θ)(즉, 복수의 광원(106b)이 배열된 평면에 수직인 축에 벗어난)를 따라 '107b'로 표시된 피크 강도 광선을 방출한다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 상기 축외 각도(θ)는 약 10도 내지 약 80도 사이의 범위 내, 예를 들어 약 20도 내지 약 60도 사이의 범위 내에 있다. 각각의 패턴화된 반사체(212)는 공간 투과율 또는 공간 반사율을 포함한다. 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)은 R0와 동일한 방사상 위치 r에서 해당하는 패턴화된 반사체(212)를 차단한다. 상기 방사상 위치 r은 (패턴화된 반사체의 폭 또는 직경을 따라) 대응하는 패턴화된 반사체의 평면에서 그리고 대응하는 패턴화된 반사체(212)의 중심으로부터 측정된다. r이 0인 경우보다 R0- 50%*R0 ≤ r ≤ R0 + 50%*R0를 만족하는 경우, 반사율은 더 크거나 투과율은 더 작다. 특정한 예시적인 실시예들에서, r이 R0- 50%*R0 ≤ r ≤ R0 + 50%*R0를 만족하는 경우, 반사율은 최대이거나 투과율은 최소이다. 50%*R0. 다른 실시예들에서, r이 0인 경우보다 r이 R0 ? 20%*R0 ≤ r ≤ R0 + 20%*R0를 만족하는 경우 반사율은 더 크거나 투과율은 더 작습니다. 다른 실시예에서, r이 0인 경우보다 R0- 20%*R0 ≤ r ≤ R0 + 20%*R0를 만족하는 경우, 반사율은 더 크거나 투과율은 더 작다. 다른 실시예들에서, r이 R0 + 50%보다 큰 경우보다 RO - 50%*R0 ≤ r ≤ R0 + 50%*R0를 충족하는 경우, 반사율은 더 크거나 투과율은 더 작다.
특정한 예시적인 실시예들에서, 각각의 광원(106b)은 약 200 마이크로미터 이하의 높이와 약 500 마이크로미터 이하의 폭 또는 직경을 갖는 미니 LED이다. 반사층(104)과 패턴화된 확산체(210a)의 바닥 표면 사이의 광학적 거리가 약 0.5, 1.0, 또는 2.0mm 이상인 경우, R0는 R0 = OD * tan(θ)로 근사화될 수 있으며, 여기서 OD('218'로 표시됨) )는 반사층(104)과 패턴화된 반사체(212) 사이의 광학적 거리이다. 다른 실시예들에서, R0 = S0/2 + (OD - h0/2) * tan(θ)이고, 여기서 S0는 대응하는 광원(106b)의 폭(또는 직경)이며, h0('216'으로 표시됨)은 반사층(104) 위의 대응하는 광원의 높이이다. 광원(106b)은 법선 방향과 광선(107b)을 포함하는 서로 다른 평면에서 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
도 3a에 도시된 실시예에서, 각각의 패턴화된 반사체(212)는 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)이 대응하는 패턴화된 반사체(212)를 차단하는 곳에 각각의 패턴화된 반사체의 최대 두께가 위치하는 공간 두께 프로파일을 포함한다. 다른 실시예들에서, 각각의 패턴화된 반사체(212)는 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)이 대응하는 패턴화된 반사체(212)를 차단하는 곳에 각각의 패턴화된 반사체의 최대 색 좌표 x가 위치하는 공간 색 좌표 x를 포함한다. 다른 실시예에서, 각각의 패턴화된 반사체(212)는 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)이 대응하는 패턴화된 반사체(212)를 차단하는 곳에 각각의 패턴화된 반사체의 최대 색 좌표 x가 위치하는 공간 색 좌표 x를 포함한다. 다른 실시예에서, 각각의 패턴화된 반사체(212)는 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)이 대응하는 패턴화된 반사체(212)를 차단하는 곳에 각각의 패턴화된 반사체의 최대 색 좌표 y가 위치하는 공간 색 좌표 y를 포함한다. 다른 실시예에서, 각각의 패턴화된 반사체(212)는 대응하는 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)이 대응하는 패턴화된 반사체(212)를 차단하는 곳에 각각의 패턴화된 반사체의 최대 두게, 최대 색 좌표 x, 및 최대 색 좌표 y가 위치하는 공간 두께 프로파일, 공간 색 좌표 x, 및 공간 색 좌표 y를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 공간 색 좌표 x 및 y는 1931 CIE 색 공간에 따라 정의된다. 다양한 색 공간을 사용하여 색상을 정량화할 수 있으며, 임의의 다른 색 공간은 1931 CIE 색 공간으로 변환될 수 있다. 도 11a 내지 도 23e에는 공간 색좌표 x, y를 각각 Cx, Cy로 표시하였다.
도 3b는 예시적인 백라이트 부분(200b)의 단순화된 단면도이다. 백라이트 부분(200b)은, 백라이트 부분(200b)에서 패턴화된 확산체(210b)는 복수의 광원(106b)으로부터 멀어지는 캐리어(108)의 표면 상에 각각의 패턴화된 반사체(212)를 포함하는 것을 제외하고는, 도 3a를 참조하여 이전에 설명되고 예시된 백라이트 부분(200a)과 유사하다. 이 실시예에서, R0 = S0/2 + (OD - h0/2) * tan(θ) + hg*sin(θ)/sqrt(n*n-sin(θ)*sin(θ)), 여기서 S0('214'로 표시된)은 해당 광원(106b)의 폭(또는 직경)이고, h0('216'으로 표시된)은 반사층(104) 위의 해당 광원의 높이이며, OD('218'로 표시된)는 반사층과 캐리어(108) 사이의 광학적 거리이며, hg('219'로 표시됨)는 캐리어의 두께이고, n은 캐리어의 굴절률이고, θ는 해당 광원의 피크 강도 광선(107b)의 축외 각도이다.
피크 강도 광선은, 하나의 단면으로 설명되었지만 방위각 ψ에 따라 달라질 수 있다. 즉, 피크 강도 배열의 축외 각도 θ는 3차원 솔리드(solid) 형상을 갖는 광원에 대한 방위각 ψ의 함수이다. 모든 방위각 ψ에서의 각 피크 강도 광선은 방위각 ψ의 함수인 방사상 위치 r = R0(ψ)에서 패턴화된 반사체를 가로챈다. 패턴화된 반사체의 평면에서, 0도에서 360도 사이에서 변하는 모든 방위각 ψ에서 R0의 집합은 패턴화된 반사체의 중심 주위에 링을 형성한다. 링의 모양은 타원형, 원형 또는 다른 적절한 모양일 수 있다. 따라서, 복수의 광원(106b)을 포함하는 평면에서 방위각 Φ에 대응하는 R0와 동일한 방사상 위치 r의 세트는 각각의 대응하는 패턴화된 반사체(212)의 중심을 둘러싸고, r이 0일 때 보다 R0(ψ) - 50%*R0(ψ) ≤ r ≤ R0(ψ) + 50%*R0(ψ) 및 0°≤ ψ ≤ 360°를 만족하는 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 패턴화된 반사체(242)가 패턴화된 반사체(212) 대신에 사용되는 패턴화된 확산체(240)를 포함한다는 점을 제외하면, 도 3a를 참조하여 앞서 설명하고 예시한 백라이트 부분(200a)과 유사하다. 하나의 실시예에서, 각각의 패턴화된 반사체(242)는 예를 들어 '244'로 표시된 복수의 솔리드 색션들, 예를 들어 '246'으로 표시되고, 복수의 솔리드 섹션(244)으로 끼워진 복수의 개방 섹션들을 포함한다. 각 솔리드 섹션(244) 및 각 개방 섹션(246)은 원형, 타원형 또는 해당 광원(106b)과 정렬된 다른 적절한 형상과 같은 링형일 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 패턴화된 반사체(242)는 예를 들어 '246'으로 표시된 복수의 개구(예를 들어, 원통형 개구들)를 포함한다. 각각의 패턴화된 반사체(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.
각 솔리드 섹션(244)의 공간적 개방 개구율(aperture ratio) A(r)은 As(r)/(As(r) + Ao(r))과 동일할 수 있으며, 여기서 r은 대응하는 패턴화된 반사체(242)의 중심으로부터의 거리이며, As(r)은 대응하는 솔리드 섹션(244)의 면적이고, Ao(r)은 대응하는 개방 섹션(246)의 면적이다. 이 실시예에서, 각각의 패턴화된 반사체(242)는, 각각의 패턴화된 반사체의 최소 개방 개구율이 해당 광원(106b)의 피크 강도 광선(107b)이 해당 패턴화된 반사체를 가로채는 곳에 위치하는 공간 개방 개구율 프로파일을 포함한다.
각각의 패턴화된 반사체(242)는 가변 확산성 반사체를 생성하기 위한 반사 재료의 패턴을 포함한다. 반사성 물질은 예를 들어, 은, 백금, 금, 구리 등과 같은 금속 포일; 유전체 재료(예를 들어, PTFE와 같은 중합체); PET, PMMA, PEN, PES 등과 같은 다공성 중합체 재료; 다층 유전체 간섭 코팅, 또는 티타니아, 황산 바륨 등과 같은 백색 무기 입자들을 포함한 반사 잉크, 또는 광을 반사하는 데 적합한 기타 재료를 포함할 수 있다.
각각의 패턴화된 반사체(242)는 예를 들어 백색 잉크, 흑색 잉크, 금속성 잉크 또는 다른 적합한 잉크를 사용하여 패턴을 인쇄(예를 들어, 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 마이크로 인쇄 등)함으로써 형성될 수 있다. 각각의 패턴화된 반사체(242)는 또한 예를 들어 물리적 기상 증착(PVD) 또는 예를 들어 슬롯 다이 또는 스프레이 코팅과 같은 임의의 수의 코팅 기술에 의해 백색 또는 금속성 재료의 연속 층을 먼저 증착한 다음, 포토리소그래피 또는 기타 알려진 영역 선택적 재료 제거 방법을 사용하여 상기 층을 패턴화함으로써 형성될 수도 있다.
도 3a-4의 실시예들은 광원(106b)들 위에 캡슐화 층을 포함하도록 수정될 수 있다. 상기 캡슐화 층은 평면층 또는 구형 돔일 수 있다. 이 경우, 캡슐화 층의 굴절률에 기인하여 방사상 위치 R0가 달라질 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어(108)는 제외될 수 있고, 패턴화된 반사체(212 또는 242)는 광원(106b) 위의 캡슐화 층 상에 있을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 캐리어는 광원(106b) 위에 위치된 캡슐화 층일 수 있다. 또한, 이 경우에도 캡슐화 층의 굴절률로 인해 방사상 위치 R0가 달라질 수 있다.
도 5는 예시적인 백라이트 부분(300)의 단면도이다. 백라이트 부분(300)은, 백라이트 부분(300)에서 각각의 패턴화된 반사체(112)가 대응하는 광원(106a)을 마주보는 것을 제외하고는, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 앞서 설명하고 예시한 백라이트 부분(100)과 유사하다. 백라이트 부분(300)은 도 1a-1c를 참조하여 앞서 설명하고 도시한 바와 같이 기판(102), 반사층(104), 및 복수의 광원(106a)을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 패턴화된 확산체(110a)는 제1 표면(304) 및 제1 표면 반대편의 제2 표면(306)을 갖는 캐리어(108)(예를 들어, 도광판)를 포함한다. 복수의 패턴화된 반사체(112)는 캐리어(108)의 제1 표면(304) 상에 있고, 여기서 캐리어의 제1 표면(304)은 복수의 광원(106a)과 마주한다.
도 6a는 예시적인 패턴화된 확산체(320a)의 단면도이다. 패턴화된 확산체(320a)는, 패턴화된 확산체(320a)가 확산층(322)을 포함한다는 점은 제외하고는, 도 5를 참조하여 이전에 설명되고 예시된 패턴화된 확산체(110a)와 유사하다. 확산층(322)은 캐리어(108)의 제2 표면(306) 상에 있다. 패턴화된 확산체(320a)는 백라이트 내에서 캐리어(108)의 제1 표면(304)이 복수의 광원(106a)들과 마주보게 배열되도록 구성된다. 다른 실시예에서, 확산층(322)은 캐리어(108)의 제1 표면(304)과 복수의 패턴화된 반사체(112) 사이에 배열될 수 있다.
확산층(322)은 백라이트 내의 복수의 광원(106a)(미도시)으로부터 멀어지는 방향을 향한다. 확산층(322)은 광원(106a)에서 방출된 광의 측면 확산을 향상시켜 광 균일성을 향상시킨다. 확산층(322)은 정반사 및 확산 반사율과 정반사 및 확산 투과율을 가질 수 있다. 정반사 반사율 또는 투과율은 측정 설정에 따라 0도 또는 8도의 정반사 방향을 따라 반사되거나 투과되는 광의 백분율이며, 반면에 확산 반사율 또는 투과율은 정반사 반사율 또는 투과율을 제외하고 반사되거나 투과되는 광의 백분율이다. 확산층(322)은 헤이즈(haze)와 투과율을 가질 수 있다. 확산층(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 또는 95% 이상%의 투과율을 가질 수 있다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 확산층(322)은 약 70%의 헤이즈 및 약 90%의 총 투과율을 갖는다. 다른 실시예들에서, 확산층(322)은 약 88%의 헤이즈 및 약 96%의 총 투과율을 갖는다. 다른 실시예들에서, 확산층(322)은 약 99%의 헤이즈 및 약 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 또는 90%의 총 투과율을 갖는다. 헤이즈(Haze)는 그 방향이 입사빔의 방향으로부터 2.5도 초과되어 벗어나도록 산란되는 투과광의 비율로 정의되며, 투과율은 미국 재료 시험 협회(ASTM) D1003 "Standard Test Method for　Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics"에 따라 투과광의 비율로 정의된다. 헤이즈와 투과율은 다양한 헤이즈 측정기로 측정할 수 있다.
확산층(322)은 광원(106a)으로부터의 광선을 확산시킨다. 결과적으로, 백라이트의 패턴화된 반사체(112)는 확산층(322)을 포함하지 않는 백라이트의 패턴화된 반사체보다 얇으면서도 광원(106a)을 여전히 효과적으로 숨길 수 있다. 확산층(322)은 또한 내부 전반사를 겪는 광선을 확산시킨다. 또한, 확산층(322)은 백라이트 내의 색변환층, 확산 시트 또는 확산판(예를 들어, 도 2의 146)에 의해 다시 반사되는 모든 광선을 확산시킨다. 따라서, 확산층(322)은 색 변환층, 확산 시트 또는 확산판 및 확산판 또는 확산 시트 위의 임의의 프리즘 필름, 예컨대 하나 또는 두 개의 휘도 향상 필름에 의해 발생되는 광 재순환 효과를 증가시킨다.
특정한 예시적인 실시예들에서, 확산층(322)은 산란 입자들의 균일하거나 연속적인 층을 포함한다. 확산층(322)은 인접한 산란 입자들 사이의 거리가 광원 크기의 1/5 미만인 산란 입자들의 균일한 층을 포함하는 것으로 간주된다. 광원에 대한 확산층(322)의 위치에 관계없이, 확산층(322)은 유사한 확산 특성을 나타낸다. 산란 입자들은, 예를 들어 알루미나 입자들 , TiO2 입자들, PMMA 입자들 또는 기타 적합한 입자들과 같은 마이크로-크기 또는 나노-크기 산란 입자들을 포함하는 투명 또는 백색 잉크 내에 존재할 수 있다. 입자 크기는 예를 들어 약 0.1 마이크로미터 내지 약 10.0 마이크로미터 범위 내에서 다양할 수 있다. 다른 실시예들에서, 확산층(322)은 눈부심 방지 패턴을 포함할 수 있다. 눈부심 방지 패턴은 폴리머 비드층으로 형성될 수도 있고, 식각될 수도 있다. 이 실시예들에서, 확산층(322)은 예를 들어 약 1, 3, 7, 14, 21, 28, 또는 50 마이크로미터의 두께, 또는 다른 적합한 두께를 가질 수 있다.
특정한 예시적인 실시예들에서, 확산층(322)은 스크린 인쇄를 통해 캐리어(108)에 적용될 수 있는 패턴을 포함할 수 있다. 확산층(322)은 캐리어(108)에 적용된 프라이머 층(예를 들어, 접착층) 상에 스크린 인쇄될 수 있다. 다른 실시예에서, 확산층(322)은 접착제를 통해 확산층을 캐리어에 적층함으로써 캐리어(108)에 적용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 확산층(322)은 확산층을 캐리어에 엠보싱(예를 들어, 열적 또는 기계적 엠보싱)하거나, 확산층을 캐리어에 스탬핑(예를 들어, 롤러 스탬핑)하거나, 또는 확산층을 사출 성형함으로써 캐리어(108)에 적용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 확산층(322)은 캐리어를 에칭(예를 들어, 화학적 에칭)함으로써 캐리어(108)에 적용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 확산층(322)은 레이저(예를 들어, 레이저 손상)를 사용하여 캐리어(108)에 적용될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 확산층(322)은 복수의 중공 비드(hollow bead)를 포함할 수 있다. 중공들은 플라스틱 중공 비드 또는 유리 중공 비드일 수 있다. 예를 들어, 중공 비드는 3M Company로부터 상표명 "3M GLASS BUBBLES iΜ30Κ"로 입수 가능한 유리 버블들일 수 있습니다. 이들 유리 버블들은 약 70 내지 약 80 중량% 범위의 SiO2, 약 8 내지 약 15 중량% 범위의 알칼리 토금속 산화물, 약 3 내지 약 8 중량% 범위의 알칼리 금속 산화물, 및 약 2 내지 약 6 중량% 범위의 B2O3 포함하는 유리 조성을 가지며, 여기서 각 중량%는 유리 버블들의 총 중량을 기준으로 한다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 중공 비드의 크기(즉, 직경)는 예를 들어 약 15.3 마이크로미터의 중간 크기를 가지며, 약 8.6 마이크로미터 내지 약 23.6 마이크로미터로 다양할 수 있다. 다른 실시예들에서, 중공 비드의 크기는 예를 들어 약 30 마이크로미터 내지 약 115 마이크로미터로 다양할 수 있으며, 중간 크기는 약 65 마이크로미터이다. 또 다른 실시예들에서, 확산층(322)은 적색 및/또는 녹색 양자점들 또는 다른 적합한 인광체 입자들과 같은 복수의 나노-크기 색 변환 입자를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 확산층(322)은 복수의 중공 비드, 나노-크기 산란 입자, 및 적색 및/또는 녹색 양자점들과 같은 복수의 나노-크기 색 변환 입자들, 또는 불화규산칼륨(PFS) 기반 인광체들과 같은 다른 적합한 인광체 입자들을 포함할 수 있다.
중공 비드들은 먼저 용매(예: 메틸 에틸 케톤(MEK))와 균일하게 혼합되고, 이어서 임의의 적합한 결합제(예: 메틸 메타크릴레이트 및 실리카)와 혼합된 후, 열 또는 자외선(UV)에 의해 고정될 수 있으며 필요한 경우 경화하여 페이스트를 형성한다. 그 다음, 페이스트는 확산층(322)을 형성하기 위해 슬롯 코팅, 스크린 인쇄, 또는 임의의 다른 적절한 수단을 통해 캐리어(108)의 표면 상에 증착될 수 있다. 이 실시예에서, 확산층(322)은 예를 들어 약 10 마이크로미터와 약 100 마이크로미터 사이의 두께를 가질 수 있다. 다른 예에서, 확산층(322)은 약 100 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터 사이의 두께를 가질 수 있다. 필요한 경우 두꺼운 확산층을 형성하기 위해 다중의 코팅들을 사용할 수 있다. 각각의 예에서, 확산층(322)의 헤이즈는 BYK-Gardner사의 Haze-Gard와 같은 헤이즈 측정기로 측정할 때 99% 초과일 수 있다. 확산층(322) 내에서 중공 비드들을 사용하는 두 가지 이점, 1) 확산층(322)의 중량을 감소시키는 것; 2) 작은 두께에서 원하는 헤이즈 수준을 달성하는 것을 포함할 수 있다.
도 6b는 예시적인 패턴화된 확산체(320b)의 단면도를 포함한다. 패턴화된 확산체(320b)는, 패턴화된 확산체(320b)가 백라이트 내에서 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 캐리어(108)의 제1 표면(304)과 함께 배열되도록 구성되는 것을 제외하고는, 도 6a를 참조하여 이전에 설명되고 예시된 패턴화된 확산체(320a)와 유사하다.
도 7a는 다른 예시적인 패턴화된 확산체(340a)의 단면도이다. 패턴화된 확산체(340a)는, 패턴화된 확산체(340a)가 캡슐화 층(342)을 포함하는 것을 제외하고는, 도 5를 참조하여 이전에 설명되고 예시된 패턴화된 확산체(110a)와 유사하다. 캡슐화 층(342)은 캐리어(108)의 제1 표면(304) 상에 있고 복수의 패턴화된 반사체(112) 각각을 캡슐화한다. 패턴화된 확산체(340a)는 백라이트 내에서 복수의 광원(106a)을 향하는 캐리어(108)의 제1 표면(304)과 배열되도록 구성된다. 캡슐화 층(342)은 투명한 수지 재료, 실리콘(silicone), 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 투명한 수지 재료, 실리콘, 또는 다른 적합한 재료는 약 60% 이상, 바람직하게는 약 90% 이상의 투과율을 가져야 한다. 캡슐화 층(342)은 나노 크기 또는 마이크로 크기의 산란 입자들을 포함할 수 있다.
도 7b는 다른 예시적인 패턴화된 확산체(340b)의 단면도이다. 패턴화된 확산체(340b)는, 패턴화된 확산체(340b)가 백라이트 내에서 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 캐리어(108)의 제1 표면(304)과 함께 배열되도록 구성된다는 점을 제외하고는, 도 7a를 참조하여 이전에 설명되고 예시된 패턴화된 확산체(340a)와 유사하다.
도 8a는 또 다른 예시적인 패턴화된 확산체(360a)의 단면도이다. 패턴화된 확산체(360a)는, 패턴화된 확산체(360a)가 캐리어(108)의 제1 표면(304)과 제2 표면(306) 모두에 복수의 패턴화된 반사체(112)를 포함한다는 점을 제외하고는, 도 5를 참조하여 이전에 설명되고 예시된 패턴화된 확산체(110a)와 유사하다. 패턴화된 확산체(360a)는 캐리어(108)의 제1 표면(304)에 복수의 제1 패턴화된 반사체(112a)를 포함한다. 각각의 제1 패턴화된 반사체(112a)는 백라이트 내의 대응 광원(106a)과 정렬되도록 구성된다. 패턴화된 확산체(360a)는 또한 캐리어(108)의 제2 표면(306) 상에 복수의 제2 패턴화된 반사체(112b)를 포함한다. 각각의 제2 패턴화된 반사체(112b)는 백라이트 내의 대응 광원(106a)과 정렬되도록 구성된다. 패턴화된 확산체(360a)는 백라이트 내에서 캐리어(108)의 제1 표면(304) 또는 제2 표면(306) 중의 어느 하나가 복수의 광원(106a)과 마주하도록 배열될 수 있다. 제1 패턴화된 반사체(112a)와 제2 패턴화된 반사체(112b)는 동일할 수도 있고 동일하지 않을 수도 있다.
도 8b는 다른 예시적인 패턴화된 확산체(360b)의 단면도이다. 패턴화된 확산체(360b)는, 패턴화된 확산체(360b)가 캡슐화 층(342a 및 342b)을 포함한다는 점을 제외하고는, 도 8a를 참조하여 이전에 설명되고 예시된 패턴화된 확산체(360a)와 유사하다. 캡슐화 층(342a)은 캐리어(108)의 제1 표면(304) 상에 있고 복수의 제1 패터닝된 반사체(112a) 각각을 캡슐화한다. 캡슐화 층(342b)은 캐리어(108)의 제2 표면(306) 상에 있고 복수의 제2 패턴화된 반사체(112b) 각각을 캡슐화한다. 각각의 캡슐화 층(342a, 342b)은 투명 수지 재료, 실리콘, 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 패턴화된 확산체(360b)는 캐리어(108)의 제1 표면(304) 또는 제2 표면(306)이 백라이트 내에서 복수의 광원을 향하도록 배열될 수 있다.
도 9a는 공간 휘도(spatial luminance) 및 색 좌표(color coodinate)를 측정하는 검출기(420)를 갖춘 예시적인 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400a)의 단면도이다. 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400a)은 기판(402), 복수의 광원(406a), 제1 체적 확산판(408), 필름 스택(410) 및 제2 체적 확산판(412)을 포함한다. 필름 스택(410)은 색 변환 층을 포함할 수 있고, 하나 또는 두 개의 프리즘형 필름 및/또는 하나 또는 두 개의 확산 시트를 포함할 수 있다.
복수의 광원(406a)은 기판(402) 상에 배열되고 기판(402)과 전기적으로 연통된다. 특정 예시적인 실시예들에서, 복수의 광원(406a) 각각은 청색 발광 다이오드(LED)이다. 제1 체적 확산판(408)은 복수의 광원(406a) 위에 배열된다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 복수의 광원(406a)을 제1 체적 확산판(408)에 결합하기 위해 광학 접착제(미도시)가 사용될 수 있다. 필름 스택(410)은 제1 체적 확산판(408) 위에 배열된다. 제2 체적 확산판(412)은 필름 스택(410) 위에 배열된다.
인접한 광원(406a)들 사이의 피치(P)는 '426'으로 표시되어 있다. 피치는 도 9a에서 한 방향을 따라 도시되어 있지만, 도시된 방향과 직교하는 방향으로 피치가 다를 수 있다. 피치는 예를 들어 약 5, 2, 1, 0.5mm 또는 약 0.5mm 미만일 수 있다. 제1 체적 확산판(408)과 제2 체적 확산판(412)은 각각 예를 들어 약 3mm의 두께를 가질 수 있다. 검출기(420)는 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하도록 구성된다. 검출기(420)는 예를 들어 Radiant Vision Systems사의 ProMetric® Imaging Colorimeter(모델 IC-PMI16) 또는 다른 동등한 기기일 수 있다.
도 9b는 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하는 검출기(420)를 갖춘 공간적으로 균일하고 각도가 있는 다른 예시적인 램버시안 광원(400b)의 단면도이다. 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400b)은 기판(402), 복수의 광원(406b) 및 체적 확산판(414)을 포함한다. 복수의 광원(406b)은 기판(402) 상에 배열되고 기판(402)과 전기적으로 연통한다. 특정의 예시적 실시예들에서, 복수의 광원(406b) 각각은 백색 LED이다. 체적 확산판(414)은 복수의 광원(406b) 위에 배열된다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 복수의 광원(406b)을 체적 확산판(414)에 결합하기 위해 광학 접착제(미도시)가 사용될 수 있다.
인접한 광원(406b)들 사이의 피치(P)는 '426'으로 표시되어 있다. 피치는 도 9a에서 한 방향을 따라 도시되어 있지만, 도시된 방향과 직교하는 방향으로 피치가 다를 수 있다. 피치는 예를 들어 약 5, 2, 1, 0.5mm 또는 약 0.5mm 미만일 수 있다. 체적 확산판(414)은 예를 들어 약 6mm의 두께를 가질 수 있다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 체적 확산판(414)은 체적 확산판(414)의 두께와 동일한 전체 두께를 갖는 2개 이상의 체적 확산판으로 대체될 수 있다.
2개의 예시적인 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400a, 400b)들이 설명되고 도시되었지만, 다른 구성을 갖는 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원들이 본 명세서에서 사용될 수 있다.
도 10a는 예시적인 패턴화된 확산체(110a) 및 검출기(420)와 함께 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400a)을 포함하는 예시적인 측정 설정(setup)(500a)의 단면도이다. 이 실시예에서, 패턴화된 확산체(110a)는 캐리어(108)의 제1 표면(304)이 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400a)과 마주보도록 배열된다. 검출기(420)는 캐리어(108) 상의 패턴화된 반사체(112)의 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하도록 구성된다.
도 10b는 예시적인 패턴화된 확산체(110b) 및 검출기(420)와 함께 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400a)을 포함하는 예시적인 측정 설정(500b)의 단면도이다. 이 실시예에서, 패턴화된 확산체(110b)는 캐리어(108)의 제1 표면(304)이공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400a)으로부터 멀어지는 방향을 향하도록 배열된다. 검출기(420)는 캐리어(108) 상의 패턴화된 반사체(112)의 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하도록 구성된다.
도 10a 및 도 10b는 캐리어(108) 상의 패턴화된 반사체(112)의 공간 휘도 및 색 좌표를 측정하기 위해 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400a)을 사용하는 측정 설정을 예시하지만, 다른 실시예들에서 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400b) 또는 등가적인 광원이 사용될 수 있다. 또한, 패턴화된 확산체(110a/110b)가 도 10a 및 10b에 예시되어 있지만, 이전에 설명된 패턴화된 확산체(210a/210b, 240, 320a/320b, 340a/340b, 360a, 360b)들과 같은 다른 패턴화된 확산체들에 대해 유사한 측정 설정이 사용될 수 있다. 이하의 도 11a-11c 내지 도 23a-23e의 차트들은 도 10a 및 10b의 측정 설정(500a 및 500b)을 사용하여 결정된 측정들을 포함한다.
도 11a-11c는 각각 예시적인 각도가 있는 램버시안 광원(400a) 및 예시적인 패턴화된 확산체(예: 110a/110b)의 두 배향에 대한 측정된 공간 색 좌표 Cx(r), 측정된 공간 색 좌표 Cy(r) 및 측정된 공간 휘도(r)의 차트들이며, 여기서 r은 방사상 위치이다. 방사상 위치 r은 패턴화된 반사체의 중심에 해당하는 0부터 패턴화된 반사체의 최대 방사상 위치에 해당하는 rmax까지의 범위에서 패턴화된 반사체(112)의 중심을 기준으로 밀리미터 단위로 측정된다. 각 차트는 예시적인 각도가 있는 램버시안 광원(400a)에 대해서는 도 9a의 측정 설정을, 각도가 있는 램버시안 광원(400a)을 향하는 복수의 패턴화된 반사체(112)를 갖는 패턴화된 확산체(110a)에 대해서는 도 10a의 측정 설정을, 및 각도가 있는 램버시안 광원(400a)으로부터 멀리 향하는 복수의 패턴화된 반사체(112)를 갖는 패턴화된 확산체(110b)에 대해서는 도 10b의 측정 설정을 사용하여 결정되었다.
도 11a의 차트에서, 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원에 대해 측정된 공간 색 좌표 Cx(r)(본 명세서에서는 Cx0(r)으로 표시됨)는 중실(solid) 삼각형들로 표시된다. 각도가 있는 램버시안 광원(400a)을 향하는 캐리어(108)의 하단 상에 패턴화된 반사체(112)를 갖는 패턴화된 확산체(110a)에 대해 측정된 공간 색 좌표 Cx(r)(본 명세서에는 Cx1(r)로 표시됨)는 중공(hollow) 원들로 표시된다. 광원(400a)으로부터 멀어지는 캐리어(108)의 상단에 패턴화된 반사체(112)가 있는 패턴화된 확산체(110b)에 대해 측정된 공간 색 좌표 Cx(r)(본 명세서에서 Cx2(r)로 표시됨)는 중실 원들로 표시된다.
도 11b의 차트에서, 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원에 대해 측정된 공간 색 좌표 Cy(r)(본 명세서에서는 Cy0(r)으로 표시됨)는 중실 삼각형들로 표시된다. 각도가 있는 램버시안 광원(400a)을 향하는 캐리어(108)의 하단 상에 패턴화된 반사체(112)를 갖는 패턴화된 확산체(110b)에 대해 측정된 공간 색 좌표 Cy(r)(본 명세서에는 Cy1(r)로 표시됨)는 중공 원들로 표시된다. 각도가 있는 램버시안 광원(400a)으로부터 멀어지는 캐리어(108)의 상단에 패턴화된 반사체(112)가 있는 패턴화된 확산체(110b)에 대해 측정된 공간 색 좌표 Cy(r)(본 명세서에서 Cy2(r)로 표시됨)는 중실 원들로 표시된다.
도 11c의 차트에서, 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원에 대해 측정된 공간 휘도(r)(본 명세서에서는 휘도0(r)으로 표시됨)는 중실 삼각형들로 표시된다. 각도가 있는 램버시안 광원(400a)을 향하는 캐리어(108)의 하단 상에 패턴화된 반사체(112)를 갖는 패턴화된 확산체(110b)에 대해 측정된 공간 휘도(r)(본 명세서에는 휘도1(r)로 표시됨)는 중공 원들로 표시된다. 각도가 있는 램버시안 광원(400a)으로부터 멀어지는 캐리어(108)의 상단에 패턴화된 반사체(112)가 있는 패턴화된 확산체(110b)에 대해 측정된 공간 휘도(r)(본 명세서에서 휘도2(r)로 표시됨)는 중실 원들로 표시된다. 휘도는 니트(nit) 단위로 측정된다.
도 11a-11c의 차트들에 도시된 바와 같이, 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400a)으로부터 측정된 공간 색 좌표 Cx0(r) 및 Cy0(r) 및 공간 휘도0(r)는, 본 예시에서 0과 동일한 r과 약 3.2mm와 동일한 rmax 사이에 있는 관심 영역에서 방사상 위치 r에 관계없이 실질적으로 평탄하다. 관심 영역에서 r에 대해 |max(Cx0(r)) - min(Cx0(r))| 및 |max(Cy0(r)) - min(Cy0(r))|로 정의된 색 좌표들의 절대 최대 차이는 각각 Cx0 및 Cy0에 대해 약 0.002 미만이다. |100% - min(Cx0(r)) / max(Cx0(r))| 및 |100% - min(Cy0(r)) / max(Cy0(r))|로 정의된 색 좌표들의 상대 최대 차이는 각각 Cx0 및 Cy0에 대해 약 1% 미만이다. |100% - min(휘도0(r)) / max(휘도0(r))|로 정의된 휘도의 상대 최대 차이는 휘도0에 대해 약 2% 미만이다. 위에서 측정된 공간 분포는 각도가 있는 램버시안 광원(400a 또는 400b)의 특성들이다. 도시되지는 않았지만, 각도가 있는 램버시안 광원(400a 또는 400b)의 각도 휘도 분포는 거의 램버시안 분포를 따른다. 공간적으로 균일하고 각도가 있는 램버시안 광원(400a)은, 광원이 제공하는 공간 휘도 및 공간 색 좌표가 상기 조건들을 만족하는 한, 상이한 피치들을 갖는 LED들, 또는 상이한 체적의 확산판들로 구성될 수 있다.
측정된 Cx1(r), Cy1(r), 휘도1(r), Cx2(r), Cy2(r) 및 휘도2(r)는 각도가 있는 램버시안 광원(400a)의 색 좌표 Cx0(r) 및 Cy0(r) 및 휘도0(r)에 따라 크게 달라질 수 있다. 각도가 있는 램버시안 광원(400a)의 색 좌표들 Cx0(r) 및 Cy0(r)와 휘도0(r)에 독립적이거나 적어도 둔감한 패턴화된 확산체(110a/110b)의 특성은 투과율 및 색상 전이이다. 패턴화된 확산체(110a)의 색상 전이는 색 좌표 차이들 DCx1(r) ≡ Cx1(r) - Cx0(r) 및 DCy1(r) ≡ Cy1(r) - Cy0(r) 및/또는 색 좌표 비율들 RCx1(r) ≡ Cx1(r) / Cx0(r) 및 RCy1(r) ≡ Cy1(r) / Cy0(r)에 의해 설명될 수 있으며, 여기서 기호 "≡"은 "~로서 정의된(defined as)"을 의미한다. 패턴화된 확산체(110a)의 투과율은 휘도 비율 RL1(r) ≡ 휘도1(r) / 휘도0(r)로 설명될 수 있다. 마찬가지로, 패턴화된 확산체(110b)의 색상 전이는 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. 패턴화된 확산체(110b)의 투과율은 휘도 비율 RL2(r) ≡ 휘도2(r) / 휘도0(r)로 설명될 수 있다.
도 12a-12e는 각각 도 11a-11c로부터 도출된, 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), 휘도 비율 RL1(r) ≡ 휘도1(r) / 휘도0(r) 및 RL2(r) ≡ 휘도2(r) / 휘도0(r)의 차트들이다.
도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 색 좌표 차이 DCx1(r), DCx2(r), DCy1(r), DCy2(r)은 다음과 같은 특징을 갖는다.
1) 각 곡선은 r = rmax에서보다 r = 0에서 훨씬 더 큰 값을 갖는다. 즉, DCx1(0) ≥ DCx1(rmax) + 0.005; DCy1(0) ≥ DCy1(rmax) + 0.005; DCx2(0) ≥ DCx1(rmax) + 0.005; 및 DCy2(0) ≥ DCy2(rmax) + 0.005.
2) 차이들 DCx1(r) - DCx2(r) 및 DCy1(r) - DCy2(r)은 방사상 위치 r에 따라 달라진다. |[DCx1(0) - DCx2(0)] - [DCx1(rmax) - DCx2(rmax)]|는 약 0.01 이상, 또는 적어도 약 0.005 이상이다. |[DCy1(0) - DCy2(0)] - [DCy1(rmax) - DCy2(rmax)]|는 약 0.01 이상, 또는 적어도 약 0.005 이상이다.
3) 곡선들 DCx1(r), DCy1(r), DCx2(r), DCy2(r)은 상대적으로 평탄하며, 0과 미리 결정된 값(본 예시에는 약 0.7mm) 사이에서 r에 대해 약 0.005 초과로 변하지 않는다.
4) r이 0에서 rmax로 증가함에 따라 곡선들은 일반적으로 낮아지거나 평탄하게 유지된다. DCx1은 r = 0에서 약 0.022로부터 r = rmax에서 약 0.008로 감소하는 반면, DCx2는 r = 0에서 약 0.032에서 r = rmax에서 약 0.005로 감소한다. DCy1은 r = 0에서 약 0.022에서 r = rmax에서 약 0.010으로 감소하는 반면, DCy2는 r = 0에서 약 0.032에서 r = rmax에서 약 0.008로 감소한다.
5) r이 약 2의 임계값보다 작을 때, DCx1(r) < DCx2(r) 및 DCy1(r) < DCy2(r)이며; r이 임계값보다 큰 경우 DCx1(r) > DCx2(r) 및 DCy1(r) > DCy2(r)이다.
6) DCx1(r), DCy1(r), DCx2(r) 및 DCy2(r)은 r = 0에서 그리고 0과 rmax 사이에서 0보다 크다.
도 12c 및 12d에 도시된 바와 같이, 색 좌표 비율들 RCx1(r), RCy1(r), RCx2(r), RCy2(r)은 다음과 같은 특징을 갖는다.
1) 각 곡선은 r = rmax에서보다 r = 0에서 훨씬 더 큰 값을 갖는다. 즉, RCx1(0) ≥ RCx1(rmax) + 3%; RCy1(0) ≥ RCy1(rmax) + 3%; RCx2(0) ≥ RCx1(rmax) + 3%; 및 RCy2(0) ≥ RCy2(rmax) + 3%.
2) 차이들 RCx1(r) - RCx2(r) 및 RCy1(r) - RCy2(r)은 방사상 위치 r에 따라 달라진니다. |[RCx1(0) - RCx2(0)] - [RCx1(rmax) - RCx2(rmax)]| ≥ 3%. |[RCy1(0) - RCy2(0)] - [RCy1(rmax) - RCy2(rmax)]| ≥ 3%.
3) 곡선들 RCx1(r), RCy1(r), RCx2(r), RCy2(r)은 상대적으로 평탄하며 0과 미리 결정된 값(본 예시에서는 약 0.7mm) 사이의 r에 대해 약 3% 초과로 변하지 않는다.
4) r이 0에서 rmax로 증가함에 따라 곡선들은 일반적으로 낮아지거나 평탄한 상태를 유지한다. RCx1은 r = 0에서 약 107%에서 r = rmax에서 약 103%로 감소한다. RCx2는 r = 0에서 약 111%에서 r = rmax에서 약 102%로 감소한다. RCy1은 r = 0에서 약 107%에서 r = rmax에서 약 103%로 감소한다. RCy2는 r = 0에서 약 110%에서 r = rmax에서 약 102%로 감소한다.
5) r이 약 2의 임계값보다 작은 경우 RCx1(r) < RCx2(r) 및 RCy1(r) < RCy2(r)이며; r이 임계값보다 큰 경우 RCx1(r) > RCx2(r) 및 RCy1(r) > RCy2(r)이다.
6) RCx1(r), RCy1(r), RCx2(r) 및 RCy2(r)은 r = 0에서 그리고 0과 rmax 사이에서 약 1보다 크다.
도 12e에 도시된 바와 같이, 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)은 다음과 같은 특징을 갖는다:
1) 각 곡선은 r = rmax보다 r = 0에서 훨씬 더 작은 값을 갖는다. 즉, RL1(0) ≤ RL1(rmax) - 3% 및 RL2(0) ≤ RL2(rmax) - 3%이다.
2) 차이 RL1(r) - RL2(r)은 방사상 위치 r에 따라 달라진다. |[RL1(0) - RL2(0)] - [RL1(rmax) - RL2(rmax)]| ≥ 3%.
3) 곡선들 RL1(r) 및 RL2(r)은 상대적으로 평탄하며 0과 미리 결정된 값(이 예에서는 약 0.7mm) 사이의 r에 대해 약 3% 초과로 변하지 않는다.
4) r이 0에서 rmax로 증가함에 따라 곡선들은 일반적으로 더 높아지거나 평탄한 상태를 유지한다. RL1은 r = 0에서 약 60%에서 r = rmax에서 약 99%로 증가한니다. RL2는 r = 0에서 약 40%에서 r = rmax에서 약 110%로 증가한다.
5) r이 약 2의 임계값보다 작은 경우, RL1(r) > RL2(r); r이 임계값보다 큰 경우 RL1(r) < RL2(r)이다.
6) RL1(r) 및 RL2(r)은 r = 0에서 100%보다 작다.
7) RL2(rmax) > 100%, 이는 패턴화된 확산체가 r = 0 근처로부터 패턴화된 확산체의 중심에서 멀리 있는 영역으로 광을 재분배함을 나타낸다.
상기 곡선들의 상대적으로 평탄한 부분과 아래에 설명된 부분들은 실질적으로 평탄한 섹션들로 지칭될 수 있다. 상기 곡선들 및 후술하는 곡선들의 증가 또는 감소하는 부분을 곡선형 섹션들이라 지칭될 수 있다.
도 13a-13e는 패턴화된 확산체(110a/110b)가 공간적으로 균일한 확산층을 갖는 비교용 광학 부품으로 대체될 때, 색 좌표 차이들 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이들 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율들 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율들 RCy1(r) 및 RCy2(r) 및 휘도 비율 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트들이다. 도 13a-13e에 도시된 바와 같이, 각각의 곡선들 DCx1(r), DCy1(r), DCx2(r), DCy2(r), RCx1(r), RCy1(r), RCx2(r), RCy2(r), RL1(r) 및 RL2(r)은 방사상 위치 r에 관계없이 실질적으로 평탄하다. 각 곡선은 r = 0과 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%. 또한 차이들 DCx1(r) - DCx2(r), DCy1(r) - DCy2(r), RCx1(r) - RCx2(r), RCx1(r) - RCx2(r) 및 RL1(r) - RL2(r)은 또한 r 값과 실질적으로 독립적이다. 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%. 위의 결과들은 또한 LCD 백라이트에서 볼 수 있는 약 2mm 두께의 체적 확산판인 비교용 광학 부품에도 적용된다.
도 14a-14e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 대한, 색 좌표 차이들 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이들 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율들 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율들 RCy1(r) 및 RCy2(r), 휘도 비율들 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트들이다. 곡선들은 각각 도 12a-12e의 곡선들과 질적으로 유사하지만, 양적으로는 다르다. 예를 들어, 도 14e에 도시된 바와 같이, RL1은 r = 0에서 약 65%에서 r = rmax에서 약 100%로 증가하고, RL2는 r = 0에서 약 30%에서 r = rmax에서 약 110%로 증가한다.
도 15a-15e는 각각 예시적인 패턴화된 확산체에 대한, 색 좌표 차이들 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이들 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율들 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율들 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율들 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트들이다. 곡선들은 각각 도 12a-12e와 유사한 거동을 갖지만, 또한 다른 특징들도 갖는다. 예를 들어, DCx2, DCy2, RCx2, RCy2는 각각 r = 0부터 증가하여 약 r = 0.7mm에서 최대값에 도달한다. 이어서 각각은 약 r = 0.7mm에서 약 r = 1.5mm까지 감소한다. 각각은 약 r = 1.5mm에서 약 r = 2.5mm 사이에서 평탄하게 유지되고, 이어서 약 r = 2.5mm에서 r = rmax까지 감소한다.
도 16a-16e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 대한, 색 좌표 차이들 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이들 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율들 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율들 RCy1(r) 및 RCy2(r), 휘도 비율들 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트들이다. 곡선들은 각각 도 15a-15e의 곡선과 유사한 거동을 갖는다. 예를 들어, DCx2, DCy2, RCx2, RCx2 각각은 r = 0에서 증가하여 약 r = 0.7mm에서 최대값에 도달한다. 이어서 각각은 약 r = 0.7mm에서 약 r = 1.5mm까지 감소한다. 각각은 약 r = 1.5mm에서 약 r = 2.5mm 사이에서 평탄하게 유지되고, 이어서 약 r = 2.5mm에서 r = rmax까지 감소한다. RL2는 r = 0부터 감소하고 약 r = 0.7mm에서 최소값에 도달한다. 이어서 RL2는 약 r = 0.7mm에서 약 r = 1.5mm까지 증가한다. 약 r = 1.5mm에서 약 r = 2.5mm 사이에서 RL2는 평탄하게 유지된다. 그런 다음 RL2는 약 r = 2.5mm에서 r = rmax까지 증가한다.
도 17a-17e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 대한, 색 좌표 차이들 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이들 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율들 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율들 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율들 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트들이다. 곡선들은 각각 도 16a-16e의 곡선들과 유사한 거동을 갖는다. 예를 들어 DCx2, DCy2, RCx2, RCx2 각각은 r = 0부터 증가하여 약 r = 0.7mm에서 최대값에 도달한다. 이어서 각각은 약 r = 0.7mm에서 약 r =1.5mm까지 감소한다. 이어서 각각은 약 r = 1.5mm에서 약 r = 2.5mm 사이에서 평탄하게 유지되고 약 r = 2.5mm에서 r = rmax까지 감소한다. RL2는 r = 0부터 감소하고 약 r = 0.7mm에서 최소값에 도달한다. 이어서 RL2는 약 r = 0.7mm에서 약 r =1.5mm까지 증가한다. 약 r = 1.5mm에서 약 r = 2.5mm 사이에서 RL2는 평탄하게 유지된다. 이어서 RL2는 약 r = 2.5mm에서 r = rmax까지 증가한다.
도 18a-18e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 대한, 색 좌표 차이들 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이들 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율들 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율들 RCy1(r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율들 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트들이다. 곡선들은 각각 도 12a-12e의 곡선들과 비교하여 일부 유사하고 일부 다른 거동들을 갖는다. 예를 들어, 도 12a-12e와 유사하게, 임계값보다 작은 r에 대해 DCx1(r) < DCx2(r) 및 RCx1(r) < RCx2(r)이다. 도 12a-12e와 다르게, 모든 r에 대해 DCy1(r) < DCy2(r) 및 RCy1(r) < RCy2(r)이다. 또한, r이 임계값보다 큰 경우 DCy1(r)과 DCy2(r)는 0보다 작아질 수 있고, RCy1(r)과 RCy2(r)은 100%보다 작아질 수 있으며, RL1(r)과 RL2(r)는 100%보다 커질 수 있다.
도 19a-19e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 대한, 색 좌표 차이들 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이들 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율들 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율들 RCy1 r) 및 RCy2(r), 및 휘도 비율들 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트들이다. 곡선들은 도 18a-18e의 곡선들과 비교하여 일부 유사하고 일부 다른 거동들을 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-20e는 각각 다른 예시적인 패턴화된 확산체에 대한, 색 좌표 차이들 DCx1(r) 및 DCx2(r), 색 좌표 차이들 DCy1(r) 및 DCy2(r), 색 좌표 비율들 RCx1(r) 및 RCx2(r), 색 좌표 비율들 RCy1(r) 및 RCy2(r), 밍 휘도 비율들 RL1(r) 및 RL2(r)의 차트들이다. 곡선들은 도 19a-19e의 곡선들과 비교하여 일부 유사하고 일부 다른 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 내지 도 23e의 나머지 실시예들의 각각에 대해, 2개의 예시적 패턴화된 확산체에 대한 도 10a의 설정에 따라 측정된, 색 좌표 차이들 DCx1(r), DCy1(r), 색 좌표 비율들 RCx1(r), RCy1(r), 및 휘도 비율들 RL1(r)이 도시된다. 도 10b의 설정에 따라 측정된 색 좌표 차이들 DCx2(r), DCy2(r), 색 좌표 비율들 RCx2(r), RCy2(r), 휘도 비율들 RL2(r)는 도 12a-12e 및 도 14a-14e 내지 도 20a 내지 도 20e를 참조하여 설명한 것과 유사하다.
도 21a-21e는 각각 다른 두 개의 예시적 패턴화된 확산체들에 대한, 색 좌표 차 DCx1(r), 색 좌표 차이 DCy1(r), 색 좌표 비율 RCx1(r), 색 좌표 비율 RCy1(r), 및 휘도 비율 RL1(r)에 대한 차트들이다. 빈(hollow) 원들은 제1 패턴화된 확산체(PDIF-1)에 대한 데이터 점들을 나타내고, 채워진(solid) 원들은 제2 패턴화된 확산체(PDIF-2)에 대한 데이터 점들을 나타낸다.
도 22a-22e는 각각 다른 2 개의 예시적 패턴화된 확산체에 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)에 대한 차트들이다. 빈 원은 제3 패턴화된 확산체(PDIF-3)에 대한 데이터 점들을 나타내고, 채워진 원들은 제4 패턴화된 확산체(PDIF-4)에 대한 데이터 점들을 나타낸다. 도 22a-22e에 도시된 바와 같이, PDIF-3은 DCx1(r), DCy1(r), RCx1(r) 및 RCy1(r) 측면에서 공간 색상 전이에서 작은 기울기를 갖는다. 곡선들은 r = 0에서 r = rmax까지 각각 약 0.003, 0.004, 0.8%, 0.1%씩 거의 선형적으로 감소한다. 다른 실시예들에서, 곡선들은 훨씬 더 작은 양만큼 감소할 수 있다. 그러나 PDIF-3의 공간 휘도 비율 RL1(r)은 r = 0에서 약 70%에서 r = rmax에서 약 82%로 거의 선형적으로 증가한다.
도 23a-23e는 각각 다른 2 개의 예시적 패턴화된 확산체에 대한, 색 좌표 차 DCx1(r), 색 좌표 차 DCy1(r), 색 좌표 비율 RCx1(r), 색 좌표 비율 RCy1(r), 및휘도 비율 RL1(r)에 대한 차트들이다. 빈 원은 제5 패턴화된 확산체(PDIF-5)에 대한 데이터 점들을 나타내고, 채워진 원은 제6 패턴화된 확산체(PDIF-6)에 대한 데이터 점들을 나타낸다.
도 8a를 다시 참조하면, 패턴화된 확산체(360a)는 캐리어(108)의 대향 표면들에 위치된 패턴화된 반사체들(112a 및 112b)을 포함할 수 있다. 패턴화된 반사체들(112a 및 112b)이 실질적으로 동일한 경우, 패턴화된 확산체(360a)는 도 10a 또는 도 10b의 측정 설정에서 캐리어(108)의 제1 표면(304)이든 제2 표면(306)이든 각도가 있는 램버시안 광원(400a)을 마주하는 것은 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.
도 8b를 다시 참조하면, 패턴화된 확산체(360b)는 각각 대응하는 캡슐화 층(342a 및 342b)에 캡슐화된 캐리어(108)의 대향 표면들 상에 위치된 패턴화된 반사체(112a 및 112b)를 포함할 수 있다. 패턴화된 반사체(112a 및 112b)가 실질적으로 동일하고 캡슐화 층(342a 및 342b)이 실질적으로 동일한 경우, 패턴화된 확산체(360b)는 도 10a 또는 도 10b의 측정 설정에서 캐리어(108)의 제1 표면(304)이든 또는 제2 표면(306)이든 각도가 있는 램버시안 광원(400a)을 마주하는 것은 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 또 다른 예시적인 LCD(600)의 단면도이다. LCD(600)는 도 1a-1c를 참조하여 앞서 설명하고 예시한 패턴화된 확산체(110b)를 포함하는 백라이트 부분(100)을 포함한다. 또한, LCD(600)의 백라이트는 백라이트 부분(100) 위의 색 변환 층(148)(예를 들어, 양자점 필름 또는 인광체 필름), 색 변환 층(148) 위의 확산판(146), 선택적으로 확산판(146) 위의 프리즘 필름(150), 및 선택적으로 프리즘 필름(150) 위의 반사 편광기(152)을 포함한다. LCD(600)는 또한 백라이트의 반사 편광기(152) 위에 디스플레이 패널(154)을 포함한다. 예시적인 실시예에 있어서, 반사 편광기(152)는 표시 패널(154)에 접착될 수 있다.
본 실시예에서, 패턴화된 확산체(110b)는 제1 확산판으로 지칭될 수 있고, 확산판(146)은 제2 확산판으로 지칭될 수 있다. 도 24에 도시된 제1 확산판(110b)은 도 1a를 참조하여 이전에 설명한 바와 같은 패턴화된 확산체이지만, 다른 실시예들에서 제1 확산판(110b)은 이전에 설명된 바와 같은 제2 확산판(146), 패턴화된 확산체(210a)(도 3a), 패턴화된 확산체(210b)(도 3b), 패턴화된 확산체(240)(도 4), 패턴화된 확산체(110a)(도 5), 패턴화된 확산체(320a)(도 6a), 패턴화된 확산체(320b)(도 6b), 패턴화된 확산체(340a)(도 7a), 패턴화된 확산체(340b)(도 7b), 패턴화된 확산체(360a)(도 8a), 패턴화된 확산체(360b)(도 8b), 또는 다른 적합한 확산판과 유사할 수 있다. 색 변환층(148)은 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 위치한다.
제1 확산판(110b)은 복수의 광원(106a)과 색 변환층(148) 사이에 위치한다. 도 24에 도시된 바와 같이 그리고 이전에 설명된 바와 같이, 제1 확산판(110b)은 복수의 패턴화된 반사체(112)를 포함하는 패턴화된 확산판을 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 패턴화된 반사체(112)는 대응하는 광원(106a)과 정렬된다. 패턴화된 확산체(110b)는 전술한 바와 같이 캐리어(108)의 제1 표면 상에 복수의 패턴화된 반사체(112)를 갖는 캐리어(108)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 확산판(110b)은 도 3a-8b를 참조하여 전술한 바와 같이 다른 구성을 가질 수도 있다.
특정 예시적인 실시예들에서, 제1 확산판(110b)은 제1 영률을 포함하고, 제2 확산판(146)은 제1 영률보다 작은 제2 영률을 포함한다. 일 실시예에서, 제2 영률은 제2 영률의 절반 미만이다. 제2 확산판(146)은 체적 확산판으로서, 제2 확산판의 두께를 통해 광을 산란시킨다. 대조적으로, 확산 시트는 그의 체적 내부가 아닌 표면에서 광을 산란시킨다. 예를 들어, 제1 확산판(110b)은 EAGLE XG® 유리(영률 약 73.6 기가파스칼) 또는 플로팅 유리(영률 약 47.7 기가파스칼)를 포함할 수 있다. 제2 확산판(146)은 폴리카보네이트(영률 약 13.5 기가파스칼 내지 약 21.4 기가파스칼), PMMA(영률 약 2.855 기가파스칼), 또는 더 낮은 영률을 갖는 유리를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 체적 내에서 광을 산란시키는 산란 요소들과 혼합되어 있을 수 있다.
LCD(600) 내의 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 색 변환층(148)을 배치함으로써, 휘도, 휘도 균일성 및 색 균일성이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에는 색 변환층(148)이 존재하지 않는 LCD(140)(도 2)에 비해 향상될 수 있다. 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 색 변환층(148)이 위치하면, 평균 CIE 공간 색 좌표들 x 및 y는 증가할 수 있으며, 이는 광원(106a)으로부터의 더 많은 청색광이 녹색광과 적색광으로 변환된다는 것을 의미한다. 또한, 휘도가 증가될 수 있다. 이러한 개선 사항을 바탕으로, 기존에 사용되던 약한 확산 시트를 배제하고, 색 변환층(148)이 더 낮은 색 변환 입자 농도를 가질 수 있어서, LCD(140)에 비해 LCD(600)의 원가를 절감할 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 색 변환층(148)이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 배치될 때의 휘도는 색 변환층(148)이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 위에 배치될 때의 휘도에 비하여 약 101% 내지 약 111% 범위 내로 증가한다. 또한, CIE 색 좌표(x, y)는 색 변환층(148)이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 배치될 때 약 0.40 미만일 수 있다. 특정 예시적인 실시예들에서, CIE 색 좌표(x 및 y)는 색 변환층(148)이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 배치될 때 약 101% 내지 약 112% 범위 내로 증가한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 색 변환층(148)은 확산판(146)의 열적 및 치수 안정성이 부족할 수 있으므로 확산판(146)의 상단에 색 변환층(148)을 배치할 수 있다. 패턴화된 확산체(예를 들어, 110b)을 사용하는 경우, 특히 캐리어(예를 들어, 108)가 유리인 경우, 색 변환층(148)은 패턴화된 확산체의 상단에 배치될 수 있고 추가적인 확산판(예를 들어, 146)은 제외될 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 추가적인 확산판(예를 들어, 146)을 사용하는 경우, 색 변환층의 최적 위치는 확산판들 사이가 아닌 추가 확산판의 상단 위라고 보는 것이 당연하다. 따라서, 도 24에 도시된 바와 같이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이의 색 변환층(148)의 배치는 자명하지 않다. 또한, 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 색 변환층(148)을 배치하는 경우, 색 좌표가 항상 목표한 것은 아니며, 휘도가 항상 향상되는 것은 아니다. 휘도 향상의 장점을 구현하기 위해 CIE 색 좌표(x 및 y)는 색 변환층(148)이 제1 확산판(110b)과 제2 확산판(146) 사이에 배치될 때 약 0.40 미만이어야 한다. 목표로 하는 색 좌표를 만들기 위해서는, 색 변환층(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 백라이트 부분(702a) 위의 확산판(146), 선택적으로 확산판(146) 위의 색 변환 층(148)(예를 들어, 양자점 필름 또는 인광체 필름), 선택적으로 색 변환 층(148) 위의 프리즘형 필름(150), 및 선택적으로 프리즘 필름(150) 위에는 반사 편광기(152)를 포함하는 백라이트를 포함한다. 다른 실시예들에서, 색 변환층(148)은 백라이트 부분(702a)과 확산판(146) 사이에 배열될 수 있다. LCD(700a)는 또한 백라이트의 반사 편광기(152) 위의 디스플레이 패널(154)을 포함한다. 백라이트 부분(702a)은 도 1a-1b를 참조하여 앞서 설명하고 도시한 바와 같이 기판(102), 반사층(104), 및 복수의 광원(106a)을 포함한다. 또한, 백라이트 부분(702a)은 패턴화된 확산체(710a)를 포함한다. 패턴화된 확산체(710a)는 캐리어(108), 캐리어(108)의 제1 표면 상의 파장 선택성 반사체(712a), 및 캐리어(108)의 제1 표면 반대측인 캐리어(108)의 제2 표면 상의 복수의 패턴화된 반사체(112)를 포함한다.
도 25a에 도시된 바와 같은 본 실시예에서는, 파장 선택성 반사체(712a)는 복수의 광원(106a)을 향하고, 복수의 패턴화된 반사체(112)는 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향한다. 다른 실시예들에서, 파장 선택성 반사체(712a)는 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향할 수 있고, 복수의 패턴화된 반사체(112)는 복수의 광원(106a)을 향할 수 있다. 파장 선택성 반사체(712a)의 구성에 대해서는 도 26을 참조하여 아래에서 더 자세히 설명한다.
복수의 광원(106a)은 제1 파장 범위 내의 광을 방출한다. 색 변환층(148)은 제1 파장 범위의 광을 제1 파장 범위보다 높은 제2 파장 범위의 광으로 변환하고, 제2 파장 범위보다 높은 제3 파장 범위의 광으로 변환한다. 파장 선택성 반사체(712a)는 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 투과시키고, 제2 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 반사시킨다. 특정한 예시적인 실시예에서, 파장 선택성 반사체(712a)는 또한 제3 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 반사한다. 제1 파장 범위는 예를 들어 약 430 나노미터 내지 약 460 나노미터의 범위 내에 있고, 제2 파장 범위는 예를 들어 약 530 나노미터 내지 약 570 나노미터의 범위 내에 있고, 제3 파장 범위는 예를 들어 약 620 나노미터 내지 약 680 나노미터의 범위 내에 있다.
파장 선택성 반사체(712a)를 갖는 패턴화된 확산체(710a)를 포함하는 백라이트는 도 1a의 패턴화된 확산체(110b)와 같이 파장 선택성 반사체(712a)가 없는 패턴화된 확산체에 비해 증가된 휘도 및 개선된 균일성을 갖는다. 특정한 예시적인 실시예들에서, 패턴화된 확산체가 파장 선택성 반사체(712a)를 포함하는 경우 백라이트의 휘도는 최대 약 13%까지 증가될 수 있다.
도 25b는 예시적인 LCD(700b)의 단면도이다. LCD(700b)는 백라이트 부분(702b), 선택적으로 백라이트 부분(702b) 위의 확산판(146), 선택적으로 확산판(146) 위의 색 변환층(148)(예를 들어, 양자점 필름 또는 인광체 필름), 선택적으로 색 변환 층(148) 위의 프리즘형 필름(150), 선택적으로 프리즘 필름(150) 위의 반사 편광기(152)를 포함하는 백라이트를 포함한다. 다른 실시예들에서, 색 변환층(148)은 백라이트 부분(702b)과 확산판(146) 사이에 배열될 수 있다. LCD(700b)는 또한 백라이트의 반사 편광기(152) 위의 디스플레이 패널(154)을 포함한다. 백라이트 부분(702b)은 도 1a 및 1b를 참조하여 앞서 설명하고 도시한 바와 같이 기판(102), 반사층(104) 및 복수의 광원(106a)을 포함한다. 또한, 백라이트 부분(702b)은 패턴화된 확산체(710b)를 포함한다. 패턴화된 확산체(710b)는 캐리어(108), 캐리어(108)의 제1 표면 상의 파장 선택성 반사체(712b), 및 파장 선택성 반사체(712b) 상의 복수의 패턴화된 반사체(112)를 포함한다.
도 25b에 도시된 바와 같은 실시예에서는, 파장 선택성 반사체(712b) 및 복수의 패턴화된 반사체(112)는 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향한다. 다른 실시예들에서, 파장 선택성 반사체(712b) 및 복수의 패턴화된 반사체(112)는 복수의 광원(106a)을 향할 수 있다. 파장 선택성 반사체(712b)의 구성에 대해서는 도 26을 참조하여 아래에서 더 자세히 설명한다.
복수의 광원(106a)은 제1 파장 범위 내의 광을 방출한다. 색 변환층(148)은 제1 파장 범위의 광을 제1 파장 범위보다 높은 제2 파장 범위의 광으로 변환하고, 제2 파장 범위보다 높은 제3 파장 범위의 광으로 변환한다. 파장 선택성 반사체(712b)는 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 투과시키고, 제2 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 반사시킨다. 특정한 예시적인 실시예에서, 파장 선택성 반사체(712b)는 또한 제3 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 반사한다. 제1 파장 범위는 예를 들어 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 제2 파장 범위는 예를 들어 약 530 나노미터와 약 570 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 제3 파장 범위는 예를 들어 약 620 나노미터와 약 680 나노미터 사이의 범위 내에 있다.
파장 선택성 반사체(712b)를 갖는 패턴화된 확산체(710b)를 포함하는 백라이트는 도 1a의 패턴화된 확산체(110b)와 같이 파장 선택성 반사체(712b)가 없는 패턴화된 확산체에 비해 증가된 휘도 및 개선된 균일성을 갖는다. 특정한 예시적인 실시예에서, 패턴화된 확산체가 파장 선택성 반사체(712b)를 포함하는 경우 백라이트의 휘도는 최대 약 13%까지 증가될 수 있다.
도 25c는 예시적인 LCD(700c)의 단면도이다. LCD(700c)는 백라이트 부분(702c), 선택적으로 백라이트 부분(702c) 위의 확산판(146), 선택적으로 확산판(146) 위의 색 변환층(148)(예를 들어, 양자점 필름 또는 인광체 필름), 선택적으로 색 변환층(148) 위의 프리즘형 필름(150), 및 선택적으로 프리즘 필름(150) 위의 반사 편광기(152)를 포함하는 백라이트를 포함한다. 다른 실시예들에서, 색 변환층(148)은 백라이트 부분(702c)과 확산판(146) 사이에 배열될 수 있다. LCD(700c)는 또한 반사 편광기(152) 위의 디스플레이 패널(154)을 포함한다. 백라이트 부분(702c)은 도 1a-1b를 참조하여 앞서 설명하고 도시한 바와 같이 기판(102), 반사층(104), 및 복수의 광원(106a)을 포함한다. 또한, 백라이트 부분(702c)은 패턴화된 확산체(710c)를 포함한다. 패턴화된 확산체(710c)는 캐리어(108), 캐리어(108)의 제1 표면 상의 제1 파장 선택성 반사체(712a), 캐리어(108)의 제1 표면 반대측인 캐리어(108)의 제2 표면 상의 제2 파장 선택성 반사체(712b), 및 제2 파장 선택성 반사체(712b) 상의 복수의 패턴화된 반사체(112)를 포함한다.
도 25c에 도시된 바와 같은 실시예에서는, 제1 파장 선택성 반사체(712a)는 복수의 광원(106a)을 향하고, 제2 파장 선택성 반사체(712b) 및 복수의 패턴화된 반사체(112)는 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향한다. 다른 실시예들에서, 제1 파장 선택성 반사체(712a)는 복수의 광원(106a)으로부터 멀어지는 방향을 향할 수 있고, 제2 파장 선택성 반사체(712b) 및 복수의 패턴화된 반사체(112)는 복수의 광원(106a)을 향할 수 있다. 제1 파장 선택성 반사체(712a)과 제2 파장 선택성 반사체(712b)의 구성에 대해서는 도 26을 참조하여 아래에서 보다 자세히 설명한다.
복수의 광원(106a)은 제1 파장 범위 내의 광을 방출한다. 색 변환층(148)은 제1 파장 범위의 광을 제1 파장 범위보다 높은 제2 파장 범위의 광으로 변환하고, 제2 파장 범위보다 높은 제3 파장 범위의 광으로 변환한다. 제1 파장 선택성 반사체(712a)는 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 투과시키고, 제2 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 반사시킨다. 특정한 예시적인 실시예에서, 제2 파장 선택성 반사체(712b)는 또한 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 투과시키고, 제2 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 반사시킨다. 다른 실시예에서, 제2 파장 선택성 반사체(712b)는 제1 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 투과시키고, 제3 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 반사시킨다. 제1 파장 범위는 예를 들어 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 제2 파장 범위는 예를 들어 약 530 나노미터와 약 570 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 제3 파장 범위는 예를 들어 , 약 620 나노미터와 약 680 나노미터 사이의 범위 내에 있다.
제1 파장 선택성 반사체(712a) 및 제2 파장 선택성 반사체(712b)를 갖는 패턴화된 확산체(710c)를 포함하는 백라이트는, 도 1a의 패턴화된 확산체(110b)와 같은 제1 파장 선택성 반사체(712a) 및 제2 파장 선택성 반사체(712b)가 없는 패턴화된 확산체에 비해 증가된 휘도 및 개선된 균일성을 갖는다. 특정한 예시적인 실시예에서, 패턴화된 확산체가 제1 파장 선택성 반사체(712a)와 제2 파장 선택성 반사체(712b)를 포함하는 경우 백라이트의 휘도는 최대 약 13%까지 증가될 수 있다.
도 26은 캐리어(108), 제1 파장 선택성 반사체(712a), 및 제2 파장 선택성 반사체(712b)를 포함하는 예시적인 반사체(750)의 단면도이다. 제1 파장 선택성 반사체(712a)는 도 25a의 파장 선택성 반사체(712a)로 사용될 수 있거나, 또는 도 25c의 제1 파장 선택성 반사체(712a)로 사용될 수 있다. 제2 파장 선택성 반사체(712b)는 도 25b의 파장 선택성 반사체(712b)로, 또는 도 25c의 제2 파장 선택성 반사체(712b)로 사용될 수 있다. 제1 파장 선택성 반사체(712a)는 캐리어(108)의 제1 표면 상에 있다. 제2 파장 선택성 반사체(712b)는 캐리어(108)의 제1 표면과 반대편인 캐리어(108)의 제2 표면 상에 있다.
제1 파장 선택성 반사체(712a)는 교번하는 저굴절률 유전체 층들(7521 내지 752N)과 고굴절률 유전체 층들(7541 내지 754N)의 제1 스택을 포함하며, 여기서 "N"은 4, 6, 8, 10, 12개 이상의 유전체 층들의 제1 스택을 제공하기 위해 2, 3, 4, 5, 6 이상과 같은 임의의 적합한 수이다. 저굴절률 유전체 층(752N) 또는 고굴절률 유전체 층(754N)은 캐리어(108)의 제1 표면과 접촉한다. 특정한 예시적인 실시예에서, 저굴절률 유전체 층(752N)은 캐리어(108)의 제1 표면과 접촉하여, 제1 파장 선택성 반사체(712a)가 선택한 파장에서 더 높은 반사율을 달성할 수 있다. 제2 파장 선택성 반사체(712b)는 교번하는 저굴절률 유전체 층(7621 내지 762M)과 고굴절률 유전체 층(7641 내지 764M)의 제2 스택을 포함하며, 여기서 "M"은 4, 6, 8, 10, 12개 이상의 유전체 층들의 제2 스택을 제공하기 위해 2, 3, 4, 5, 6 이상과 같은 임의의 적합한 수이다. 저굴절률 유전체 층(7621) 또는 고굴절률 유전체 층(7641) 중 하나는 캐리어(108)의 제1 표면과 접촉한다. 특정한 예시적인 실시예에서, 저굴절률 유전체 층(7621)은 캐리어(108)의 제2 표면과 접촉하여, 제2 파장 선택성 반사체(712b)가 선택한 파장에서 더 높은 반사율을 달성한다. 특정 예시적인 실시예에서, "N"은 "M"과 동일하다. 다른 실시예들에서, "N"과 "M"은 동일하지 않을 수 있다. 제1 스택은 예를 들어 적어도 4개의 유전체 층을 포함할 수 있고, 제2 스택은 예를 들어 적어도 4개의 유전체 층을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 층들(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 고굴절률 유전체 층들일 수 있고, 층들(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 저굴절률 유전체 층일 수 있다.
각각의 저굴절률 유전체 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 MgF2, SiO2, 또는 다른 적합한 저굴절률 유전체 재료를 포함할 수 있다. 각각의 고굴절률 유전체 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 ZrO2, Nb2O5, TiO2, Al2O3, Si3N4, 또는 다른 적합한 고굴절률 유전 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 저굴절률 유전체 층(7521~752N, 7621~762M)은 MgF2를 포함하고, 고굴절률 유전체 층(7541~754N, 7641~764M)은 ZrO2를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 저굴절률 유전체 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 SiO2를 포함하고, 고굴절률 유전체 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 ZrO2를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 저굴절률 유전체 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 SiO2를 포함하고, 고굴절률 유전체 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 Nb2O5를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 저굴절률 유전체 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 SiO2를 포함하고, 고굴절률 유전체 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 TiO2를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 저굴절률 유전체 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 SiO2를 포함하고, 고굴절률 유전체 층(7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 Al2O3를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 저굴절률 유전체 층(7521 내지 752N 및 7621 내지 762M)은 SiO2를 포함할 수 있고, 고굴절률 유전체 층((7541 내지 754N 및 7641 내지 764M)은 Si3N4를 포함할 수 있다.
제1 파장 선택성 반사체(712a)는 제1 파장 범위의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과시키고, 제1 파장 범위와 다른 제2 파장 범위의 수직 입사광을 약 60% 이상 반사시킨다. 제2 파장 선택성 반사체(712b)는 제1 파장 범위의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과시키고, 제1 파장 범위와 다른 제3 파장 범위의 수직 입사광을 약 60% 이상 반사시킨다. 특정한 예시적인 실시예에서, 제1 스택의 각각의 저굴절률 유전체 층(7521 내지 752N) 및 각각의 고굴절률 유전체 층(7541 내지 754N)은 다음을 만족하는 제2 파장 범위에서 선택된 파장 λ2에 대한 1/4 파동 층이다:
nL1·dL1/λ2 =1/4 ± 0.05 및 nH1·dH1/λ2 =1/4 ± 0.05
여기서, nL1은 각 저굴절률 유전체 층의 굴절률이며;
dL1은 각 저굴절률 유전체 층의 두께이며;
nH1은 각각의 고굴절률 유전체 층의 굴절률이고; 그리고
dH1은 각 고굴절률 유전체 층의 두께이다.
특정한 예시적인 실시예에서, 제2 스택의 각각의 저굴절률 유전체 층(7621 내지 762M) 및 각각의 고굴절률 유전체 층(7641 내지 764M)은 다음을 만족하는 제3 파장 범위에서 선택된 파장 λ3에 대한 1/4 파 층이다:
nL2·dL2/λ3 =1/4 ± 0.05 및 nH1·dH2/λ3 =1/4 ± 0.05
여기서, nL2은 각 저굴절률 유전체 층의 굴절률이며;
dL2은 각 저굴절률 유전체 층의 두께이며;
nH2은 각각의 고굴절률 유전체 층의 굴절률이고; 그리고
dH2은 각 고굴절률 유전체 층의 두께이다.
특정한 예시적인 실시예에서, 제2 파장 범위는 제3 파장 범위와 동일하다. 이 경우, 예를 들어 8층 또는 12층의 파장 선택성 반사체는 캐리어(108)의 제1 표면에 있는 4층 또는 6층의 제1 파장 선택성 반사체(712a)와 캐리어(108)의 제2 표면에 있는 4층 또는 6층의 제2 파장 선택성 반사체(712b)로 분할될 수 있다. 더 큰 파장 선택성 반사체를 2개의 더 작은 파장 선택성 반사체로 분할함으로써, 캐리어(108)에 대한 파장 선택성 반사체들의 접착력이 향상될 수 있다. 또한, 설계된 파장에서의 반사율은 효과적으로 더 두꺼운 파장 선택성 반사체로 인해(제1 파장 선택성 반사체(712a)와 제2 파장 선택성 반사체(712b) 사이의 캐리어(108)로 인해) 증가될 수 있다.
다른 실시예들에서, 제1 파장 선택성 반사체(712a)는 제3 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 투과시키고, 제2 파장 선택성 반사체(712b)는 제2 파장 범위의 수직 입사광의 약 60% 초과를 투과시킨다. 특정한 예시적인 실시예에서, 제1 파장 범위는 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 제2 파장 범위는 약 530 나노미터와 약 570 나노미터 사이의 범위 내에 있고, 제3 파장 범위는 약 620 나노미터와 약 680 나노미터 사이의 범위 내에 있다.
특정한 예시적인 실시예에서, 전술한 파장 선택성 반사체들(712a, 712b)은 박막 증착 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 다른 실시예들에서, 파장 선택성 반사체들(712a, 712b)은 각각 패턴화된 확산체(710a, 710b, 710c)의 캐리어(108)의 한 표면에 접착된 교번하는 저굴절률 및 고굴절 중합체 층들의 스택일 수 있다. 각 스택의 각 층은 전술한 1/4 파 광로 조건들을 만족시킬 수 있다. 각각의 고굴절률 중합체 층은 폴리에스테르 또는 폴리이미드를 함유할 수 있고, 각각의 저굴절률 중합체 층은 플루오르화 중합체를 포함할 수 있다.
도 27a-27e는 파장 선택성 반사체들에 대한 다양한 구성에 대한 반사율 대 파장의 차트들이다. 아래에 설명된 파장 선택성 반사체들의 각각은 도 25a 또는 25c의 파장 선택성 반사체(712a)에, 또는 도 25b 또는 25c의 파장 선택성 반사체(712b)에 사용될 수 있다. 또한, 아래에 설명된 각각의 파장 선택성 반사체는 두 개의 더 작은 파장 선택성 반사체(712a 및 712b)로 분할될 수 있으며, 이는 도 25c에 도시된 바와 같은 패턴화된 확산체(710c)에 결합될 때, 설명된 파장 선택성 반사체와 유사한 특징을 제공한다(예를 들어, 12층 파장 선택성 반사체를 두 개의 6층 파장 선택성 반사체들로 분할).
도 27a는 4, 6, 8, 10 및 12층의 파장 선택성 반사체들에 대한 반사율 대 파장의 차트이다. 이 실시예에서, 파장 선택성 반사체는 저굴절률 MgF2와 고굴절률 ZrO2 유전체 층들(예를 들어, 2, 3, 4, 5 및 6 쌍의 유전체 층들)이 교대로 포함되어 있으며, 저굴절률 MgF2는 캐리어와 접촉되어 있다. 각각의 MgF2 층은 약 109 나노미터의 공칭(nominal) 두께를 가지며, 각각의 ZrO2 층은 약 70 나노미터의 공칭 두께를 갖는다. 각 MgF2 및 각 ZrO2 층의 공칭 두께는 600 나노미터의 선택된 파장에 대한 1/4 파동 광학 경로에 해당한다. 즉:
n·d/λ = 1/4 ± 0.05
여기서, n은 각 층의 굴절률이고;
d는 각 층의 두께이며; 그리고
λ는 선택된 파장이다.
도 27a는 파장 선택성 반사체의 반사율과 관련하여 파장 선택성 반사체의 한 특징을 예시한다. 파장 선택성 반사체의 투과율은 다음과 같이 도출할 수 있다:
투과율 = 1 - 반사율
이 실시예에서, 파장 선택성 반사체는 파장 선택성 반사체가 6, 8, 10, 12개 이상의 층을 포함하는 경우, 약 430nm 내지 약 470nm 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과시키고, 약 530nm 내지 약 680nm 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 반사시킨다. 대조적으로, 이 실시예에서, 2개 또는 4개 층을 포함하는 파장 선택성 반사체는 약 530nm 내지 약 680nm 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 미만으로 반사시킨다.
도 27b는 서로 다른 입사각을 갖는 광에 대한 8층 파장 선택성 반사체에 대한 반사율 대 파장의 차트이다. 이 실시예에서, 파장 선택성 반사체는 낮은 굴절률의 MgF2 및 높은 굴절률의 ZrO2 유전체 층(예를 들어, 4 쌍의 유전체 층들)을 교대로 포함하고, 낮은 굴절률의 MgF2는 캐리어와 접촉한다. 각각의 MgF2 층은 약 109 나노미터의 공칭 두께를 가지며, 각 ZrO2 층은 약 70 나노미터의 공칭 두께를 갖는다. 각 MgF2 및 각 ZrO2 층의 공칭 두께는 600 나노미터의 선택된 파장에 대한 1/4 파 광학 경로에 해당한다. 파장 선택성 반사체의 반사율은 0도(수직 입사), 40도, 60도, 80도에 대한 흔적들로 표시된 것처럼 입사각에 따라 달라진다. 도 27b에 도시된 바와 같이, 입사각이 증가함에 따라 피크 반사율은 더 짧은 파장쪽으로 이동한다. 따라서, 이 실시예에서, 파장 선택성 반사체는 약 450nm 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과시키고, 예를 들어, 경사 입사각이 약 60도 내지 약 80도 사이의 범위 내에 있을 때 약 450nm의 동일한 파장의 일부 경사 입사광을 약 60% 이상 반사시킨다.
도 27c는 8층의 파장 선택성 반사체에 대한 반사율 대 파장의 차트이다. 이 실시예에서, 파장 선택성 반사체는 저굴절률의 SiO2와 고굴절률의 ZrO2 유전체 층(예를 들어, 4쌍의 유전체 층들)을 교대로 포함하며, 저굴절률의 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 대해 1/4 파동 광학 경로에 해당한다. 파장 선택성 반사체의 반사율은 0도(수직 입사), 40도, 60도, 80도에 대한 흔적으로 표시된 것처럼 입사각에 따라 달라진다.
이 실시예에서, 파장 선택성 반사체는 약 430nm와 약 470nm 사이 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과하고, 약 530nm와 약 680nm 사이 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 반사한다. 파장 선택성 반사체는 또한 예를 들어 경사 입사각이 약 70도 내지 약 80도 사이의 범위 내에 있을 때 약 450 나노미터 파장의 일부 경사 입사광을 약 60% 이상 반사한다.
도 27d는 8층의 파장 선택성 반사체에 대한 반사율 대 파장의 차트이다. 이 실시예에서, 파장 선택성 반사체는 저굴절률의 SiO2와 고굴절률의 ZrO2 유전체 층(예를 들어, 4쌍의 유전체 층)을 교대로 포함하며, 저굴절률의 SiO2는 캐리어와 접촉한다. 각 SiO2 층의 공칭 두께는 약 93 나노미터이고, 각 ZrO2 층의 공칭 두께는 약 64 나노미터이다. 각 SiO2 및 각 ZrO2 층의 공칭 두께는 선택된 파장 550 나노미터에 대한 1/4 파동 광학 경로에 해당한다. 파장 선택성 반사체의 반사율은 0도(수직 입사), 40도, 60도, 80도에 대한 흔적으로 표시된 것처럼 입사각에 따라 달라진다.
이 실시예에서, 파장 선택성 반사체는 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과하고, 약 500 나노미터와 약 580 나노미터 사이 범위 내의 파장의 수직 입사광을 반사한다. 파장 선택성 반사체는 또한 예를 들어 경사 입사각이 약 40도 내지 약 60도 사이의 범위 내에 있을 때 약 450 나노미터 파장의 일부 경사 입사광을 약 60% 이상 반사한다.
도 27e는 8층의 파장 선택성 반사체에 대한 반사율 대 파장의 차트이다. 이 실시예에서, 파장 선택성 반사체는 저굴절률의 SiO2와 고굴절률의 ZrO2 유전체 층(예를 들어, 4쌍의 유전체 층)을 교대로 포함하며, 저굴절률 SiO2는 캐리어와 접촉한다. 각각의 SiO2 층은 약 107 나노미터의 공칭 두께를 갖고, 각 ZrO2 층은 약 73 나노미터의 공칭 두께를 갖는다. 각 SiO2 및 각 ZrO2 층의 공칭 두께는 선택된 파장 630 나노미터에 대한 1/4 파동 광학 경로에 해당한다. 파장 선택성 반사체의 반사율은 0도(수직 입사), 40도, 60도, 80도에 대한 흔적으로 표시된 것처럼 입사각에 따라 달라진다.
이 실시예에서, 파장 선택성 반사체는 약 430 나노미터와 약 470 나노미터 사이 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 투과하고, 약 560 나노미터와 약 700 나노미터 사이 범위 내의 파장의 수직 입사광을 약 60% 이상 반사한다. 파장 선택성 반사체는 또한 예를 들어 경사 입사각이 약 70도 내지 약 80도 사이의 범위 내에 있을 때 약 450나노미터 파장의 일부 경사 입사광을 약 60% 이상 반사한다.
본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 개시의 실시예들에 대해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시 내용은 첨부된 청구범위 및 그 균등물의 범위 내에 있는 한 이러한 수정 및 변형을 포괄하도록 의도된다.

Claims (27)

  1. 기판;
    상기 기판에 근접한 복수의 광원들;
    상기 기판에 근접한 반사층;
    상기 복수의 광원들 위의 제1 확산판;
    제2 확산판; 및
    상기 제1 확산판과 상기 제2 확산판 사이의 색 변환층;을 포함하는 백라이트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 확산판은 복수의 패턴화된 반사체들을 포함하는 패턴화된 확산체를 포함하며, 각각의 패턴화된 반사체는 대응하는 광원과 정렬되는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 확산판은 상기 복수의 광원들과 상기 색 변환층 사이에 있는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 패턴화된 확산체는 캐리어를 포함하며, 상기 복수의 패턴화된 반사체들은 상기 캐리어의 제1 표면 상에 있는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 패턴화된 확산체는 상기 캐리어의 상기 제1 표면의 반대편의 상기 캐리어의 제2 표면 상에 확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 확산판은 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 색 변환층은 양자점 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 색 변환층은 인광체 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 확산판은 제1 영률을 포함하며, 상기 제2 확산판은 상기 제1 영률의 절반보다 작은 제2 영률을 포함하며, 상기 제2 확산판은 상기 제2 확산판의 두께를 통하여 광을 산란시키는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  10. 제1 표면 및 상기 제1 표면 반대편의 제2 표면을 포함하는 캐리어;
    상기 캐리어의 상기 제1 표면 상의 제1 파장 선택성 반사체로서, 상기 제1 파장 선택성 반사체는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 투과시키고 상기 제1 파장 범위와 상이한 제2 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 반사시키는, 상기 제1 파장 선택성 반사체; 및
    상기 캐리어의 상기 제2 표면 상의 제2 파장 선택성 반사체로서, 상기 제2 파장 선택성 반사체는 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 투과시키고 상기 제1 파장 범위와 상이한 제3 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 반사시키는, 상기 제2 파장 선택성 반사체;를 포함하는 반사체.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 파장 범위는 상기 제3 파장 범위와 동일한 것을 특징으로 하는 반사체.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 파장 선택성 반사체는 상기 제3 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 투과시키고, 상기 제2 파장 선택성 반사체는 상기 제2 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 투과시키는 것을 특징으로 하는 반사체.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 파장 범위는 430 나노미터 내지 470 나노미터 범위 내에 있으며, 상기 제2 파장 범위는 530 나노미터 내지 570 나노미터 범위 내에 있으며, 상기 제3 파장 범위는 620 나노미터 내지 680 나노미터 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 반사체.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 파장 선택성 반사체는 교번하는 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층들의 제1 스택을 포함하며, 상기 제2 파장 선택성 반사체는 교번하는 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층들의 제2 스택을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사체.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 스택의 각각의 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층은 nL1·dL1/λ2 =1/4 ± 0.05 및 nH1·dH1/λ2 = 1/4 ± 0.05를 만족시키는 상기 제2 파장 범위에서 선택된 파장 λ2에 대한 1/4 파동 층을 포함하며, 여기서, nL1 및 dL1, nH1 및 dH1은 각각 제1 스택의 각각의 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층의 굴절률 및 두께이고,
    상기 제2 스택의 각각의 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층은 nL2·dL2/λ3 =1/4 ± 0.05 및 nH2·dH2/λ3 = 1/4 ± 0.05를 만족시키는 상기 제3 파장 범위에서 선택된 파장 λ3에 대한 1/4 파동 층을 포함하며, 여기서, nL2 및 dL2, nH2 및 dH2은 각각 제2 스택의 각각의 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층의 굴절률 및 두께인 것을 특징으로 하는 반사체.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 스택은 적어도 4 개의 유전체 층들을 포함하며, 상기 제2 스택은 적도 4 개의 유전체 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사체.
  17. 청구항 14에 있어서,
    각각의 고 인덱스 유전체 층은 ZrO2, Nb2O5, TiO2, Al2O3, 또는 Si3N4을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사체.
  18. 청구항 14에 있어서,
    각각의 저 인덱스 유전체 층은 MgF2 또는 SiO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사체.
  19. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 파장 선택성 반사체 또는 상기 제2 파장 선택성 반사체 상에 복수의 패턴화된 반사체들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사체.
  20. 백라이트로서,
    기판;
    제1 파장 범위 내에서 광을 방출하기 위해 상기 기판에 근접한 복수의 광원들;
    상기 기판에 근접한 반사층;
    캐리어, 상기 캐리어의 제1 표면 상의 제1 파장 선택성 반사체, 및 상기 제1 파장 선택성 반사체 상의 또는 상기 캐리어의 상기 제1 표면 반대편의 상기 캐리어의 제2 표면 상의 복수의 패턴화된 반사체들을 포함하는 패턴화된 확산체; 및
    상기 제1 파장 범위의 광을 상기 제1 파장 범위보다 큰 제2 파장 범위의 광으로 그리고 상기 제2 파장 범위보다 큰 제3 파장 범위의 광으로 변환시키는 색 변환층;을 포함하며,
    상기 제1 파장 선택성 반사체는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 투과시키고, 상기 제2 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 반사시키는 백라이트.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 제1 파장 선택성 반사체는 교번하는 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층들의 스택을 포함하며, 각각의 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층은 nL1·dL1/λ2 =1/4 ± 0.05 및 nH1·dH1/λ2 = 1/4 ± 0.05를 만족시키는 상기 제2 파장 범위에서 선택된 파장 λ2에 대한 1/4 파동 층을 포함하며, 여기서, nL1 및 dL1, nH1 및 dH1은 각각 각각의 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층의 굴절률 및 두께인 것을 특징으로 하는 백라이트.
  22. 청구항 21에 있어서,
    각각의 고 인덱스 유전체 층은 ZrO2, Nb2O5, TiO2, Al2O3, 또는 Si3N4을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  23. 청구항 21에 있어서,
    각각의 저 인덱스 유전체 층은 MgF2 또는 SiO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  24. 청구항 20에 있어서,
    상기 제1 파장 선택성 반사체는 제3 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 반사시키는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  25. 청구항 20에 있어서,
    상기 패턴화된 확산체는 상기 캐리어의 상기 제2 표면 상의 제2 파장 선택성 반사체를 더 포함하며, 상기 제2 파장 선택성 반사체는 상기 제1 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 투과시키고 상기 제3 파장 범위의 수직 입사광의 60% 초과를 반사시키는 것을 특징으로 하는 백라이트.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 제1 파장 선택성 반사체는 교번하는 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층들의 스택을 포함하며, 각각의 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층은 nL2·dL2/λ3 = 1/4 ± 0.05 및 nH2·dH2/λ3 = 1/4 ± 0.05를 만족시키는 상기 제3 파장 범위에서 선택된 파장 λ3에 대한 1/4 파동 층을 포함하며, 여기서, nL2 및 dL2, nH2 및 dH2은 각각 각각의 저 인덱스 및 고 인덱스 유전체 층의 굴절률 및 두께인 것을 특징으로 하는 백라이트.
  27. 청구항 20에 있어서,
    상기 제1 파장 범위는 430 나노미터 내지 470 나노미터 범위 내에 있으며, 상기 제2 파장 범위는 530 나노미터 내지 570 나노미터 범위 내에 있으며, 상기 제3 파장 범위는 620 나노미터 내지 680 나노미터 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 백라이트.
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