WO2020166864A1 - 미니 led 또는 마이크로 led 백라이트 유닛용 광학 필름 - Google Patents

미니 led 또는 마이크로 led 백라이트 유닛용 광학 필름 Download PDF

Info

Publication number
WO2020166864A1
WO2020166864A1 PCT/KR2020/001576 KR2020001576W WO2020166864A1 WO 2020166864 A1 WO2020166864 A1 WO 2020166864A1 KR 2020001576 W KR2020001576 W KR 2020001576W WO 2020166864 A1 WO2020166864 A1 WO 2020166864A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
led
optical film
center
micro led
reflective layer
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/001576
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김진환
조성식
김영만
강동환
Original Assignee
주식회사 엘엠에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘엠에스 filed Critical 주식회사 엘엠에스
Publication of WO2020166864A1 publication Critical patent/WO2020166864A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors

Definitions

  • the present invention relates to an optical film for a mini LED or micro LED backlight unit, and more particularly, to an optical film for separating and diffusing transmitted mini LED light or micro LED light.
  • LEDs light emitting diodes
  • LEDs currently being developed have advantages such as miniaturization, weight reduction, and low power consumption. Accordingly, LEDs are actively used as light sources of various image display devices.
  • the LED chip size is gradually becoming smaller. Examples of tiny LED chips include mini LEDs and micro LEDs.
  • a chip size of a mini LED may be defined as 100 ⁇ m to 200 ⁇ m
  • a chip size of a micro LED may be defined as 5 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • mini LED or micro LED since each LED chip becomes a pixel or light source individually, restrictions on the size and shape of the display are resolved, and sharper image quality can be realized than when using a conventional light source.
  • the present invention provides an optical film that minimizes luminance loss of light emitted from a mini LED or micro LED and uniformly diffuses the light to limit the occurrence of hot spots.
  • the present invention provides an optical film that minimizes luminance loss of light and uniformly diffuses light while converting blue light emitted from a mini LED or micro LED into white light.
  • An optical film that transmits light emitted from a mini LED (light emitting diode) or a micro LED according to various embodiments of the present invention is disposed on one side of the first base film and the first base film to provide the mini LED or the It may include a reflective layer that reflects a portion of the light emitted from the micro LED.
  • the reflective layer may include a plurality of holes through which the mini LED or other part of the light radiated from the micro LED is transmitted.
  • the diameter of the at least one of the plurality of holes may be formed smaller.
  • the optical film may minimize luminance loss of light emitted from a mini LED or micro LED, and uniformly diffuse the light to limit the occurrence of hot spots.
  • loss of luminance of light may be minimized, and light may be uniformly diffused.
  • FIG. 1 is an exploded view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a direct-type LED light source according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical film according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of an optical film according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows a spectral spectrum measurement result according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of an optical film according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates a luminance distribution of an optical film according to an embodiment of the present invention.
  • the backlight unit is a light source of a liquid crystal display (LCD).
  • LCD liquid crystal display
  • a liquid crystal display device is a device that cannot emit light by itself. Accordingly, the backlight unit including the light source irradiates light from the rear surface of the liquid crystal display toward the liquid crystal panel. Through this, an identifiable image can be implemented.
  • the backlight unit uses a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), an external electrode fluorescent lamp, and a light emitting diode (LED, hereinafter referred to as LED) as light sources.
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • LED light emitting diode
  • the backlight unit is divided into an edge type and a direct type according to the arrangement structure of the light source.
  • the direct type can be divided into driving compared to the edge type, so that an image can be realized more delicately than the edge type.
  • FIG. 1 is an exploded view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a liquid crystal display device (or a liquid crystal display (LCD) device) 1 includes a backlight unit 10 and a liquid crystal panel 20.
  • the backlight unit 10 may be provided at the rear of the liquid crystal panel 20 to irradiate light onto the liquid crystal panel 20.
  • the backlight unit 10 includes a light source 11, a reflective sheet 12, a color conversion sheet 13, a diffusion lens sheet 14, a diffusion sheet 15, 18, a prism sheet 16, 17, and a reflective polarization sheet. (19) may be included.
  • the backlight unit 10 may not include at least one of the elements 11 to 19 included in the backlight unit 10, or may be formed by adding other elements other than the elements 11 to 19.
  • the backlight unit 10 may be formed in various combinations including at least one of the components 11 to 19 included in the backlight unit 10.
  • the light source 11 provides light.
  • the light source 11 may include a plurality of LED chips that emit light.
  • the LED chips 11'-1 may be arranged in a tiled manner to form a direct type 11'.
  • LEDs are large LED (chip size: 1,000 ⁇ m or more), medium LED (chip size: 300-500 ⁇ m), small LED (chip size: 200-300 ⁇ m), mini LED (chip size 100-200 ⁇ m), micro LED (chip size: 100 ⁇ m or less).
  • the LED may include a material such as InGaN or GaN.
  • the chip size of the LED of the backlight unit decreases, the number of LEDs can be easily adjusted, so that the luminance characteristics and color uniformity of the liquid crystal display device 1 can be improved and slimmed.
  • power consumption can be reduced, thereby reducing battery consumption of portable devices and extending the life of the battery.
  • the local dimming is a technology that controls the brightness of an LED used as a backlight based on a configuration or characteristic of a screen, and is a technology that can dramatically improve a contrast ratio and reduce power consumption.
  • the brightness of a mini LED or micro LED corresponding to a dark screen is relatively dark to express a dark color
  • the brightness of a mini LED or micro LED corresponding to a bright screen is relatively bright to produce a vivid color. I can express it.
  • the reflective sheet 12 reflects light.
  • the reflective sheet 12 transmits light in the divergence direction of the light emitted from the light source 11, and reflects the reflected light due to interfacial reflection or the like from the top in the divergence direction of the light. Through this, loss of light can be minimized.
  • the reflective sheet 12 may perform light recycling.
  • the color conversion sheet 13 converts the color of light emitted from the light source 11.
  • the light of the mini LED or micro LED is blue light (450 nm). In this case, blue light needs to be converted to white light.
  • the color conversion sheet 13 may transmit blue light and simultaneously convert blue light into white light.
  • the diffusion lens sheet 14 diffuses light.
  • the diffusion lens sheet 14 includes a plurality of light diffusion lenses on one surface.
  • the light diffusion lens may be formed in a pyramid shape to facilitate light diffusion.
  • the diffusion sheets 15 and 18 may uniformly disperse incident light.
  • the diffusion sheets 15 and 18 are curable resins to which light diffusing agent beads are added (for example, at least one of urethane acrylate, epoxy acrylate, ester acrylate, ester acrylate, and radical-generating monomers It can be used alone or as a mixture) to cause light diffusion by the optical dispersion beads.
  • a protrusion pattern or protrusion having a uniform or non-uniform size (for example, a sphere) may be disposed to promote light diffusion.
  • the prism sheets 16 and 17 may condense incident light using an optical pattern formed on the surface and emit light to the liquid crystal panel 20.
  • the prism sheets 16 and 17 may be formed as an optical pattern layer in which an optical pattern in the form of a triangular array having an inclined surface of 45° is formed on the translucent base film in order to improve luminance in the front direction.
  • the reflective polarization sheet 19 is provided on the prism sheets 16 and 17 and serves to recycle the light by transmitting one polarized light and reflecting the other polarized light to the lower side of the light collected from the prism sheets 16 and 17. .
  • the liquid crystal panel 20 modulates the light irradiated from the light source 11 in a predetermined pattern according to an electric signal.
  • the modulated light passes through a color filter and a polarization filter disposed on the front surface of the liquid crystal panel 20 to constitute a screen.
  • liquid crystal display device 1 The configuration of the liquid crystal display device 1 according to an embodiment of the present invention has been described above.
  • various embodiments of the present application will assume the case of using a mini LED or micro LED as the light source 11 of the backlight unit, but including a light source 11 in which LEDs of uniform or various sizes are arranged in a direct manner.
  • Various embodiments of the present disclosure may be applied to the backlight unit without limitation.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical film according to an embodiment of the present invention.
  • the optical film 30 may include a first base film 31 and a reflective layer 32.
  • the first base film 31 may support the reflective layer 32.
  • the first base film 31 may be made of, for example, PET, PC, or PP.
  • the reflective layer 32 may be disposed on one side of the first base film 31 to reflect a part of light emitted from the mini LED or micro LED 33.
  • the reflective layer 32 may have a light reflectance adjusted based on the position or brightness of the mini LED or micro LED 33.
  • the area of the reflective layer 32 disposed close to the center of the mini LED or micro LED 33 may have a high reflectivity.
  • the light reflectance of the reflective layer 32 may be set so that the brightness of the mini LED or the micro LED 33 corresponds to a predefined brightness.
  • the light reflectance of the reflective layer 32 may be adjusted (set) based on at least one of a thickness of the reflective layer 32 and a composition of the reflective layer 32.
  • the reflective layer 32 may transmit a part of light emitted from the mini LED or micro LED 33.
  • a part of the light may be defined as a part different from the part of the light reflected by the reflective layer 32 described above.
  • the reflective layer 32 may include (or arrange) a plurality of holes 32-1 to 32-8.
  • some of the light emitted from the mini LED or micro LED 33 may pass through the reflective layer 32 through the plurality of holes 32-1 to 32-8.
  • the plurality of holes 32-1 to 32-8 may have various shapes such as a cylindrical shape, an elliptical column shape, and a prismatic shape.
  • the sizes of the diameters of the plurality of holes 32-1 to 32-8 may be differently set (or formed) according to a predefined condition.
  • the size of the diameters of the plurality of holes 32-1 to 32-8 may be set based on a predefined position. Specifically, as the location of at least one of the plurality of holes 32-1 to 32-8 is closer to the center of the mini LED or the location on the reflective layer (31-1) corresponding to the center (A) of the micro LED, the plurality of At least one of the holes 32-1 to 32-8 may have a small diameter. Alternatively, as the location of at least one of the plurality of holes 32-1 to 32-8 is further from the center of the mini LED or the location on the reflective layer (31-1) corresponding to the center (A) of the micro LED, a plurality of At least one of the holes 32-1 to 32-8 may have a large diameter.
  • the second The diameter of the first hole 32-5 may be smaller than the diameter of the second hole 32-6.
  • the plurality of holes 32-1 to 32-8 may be disposed at a position farther than a predefined minimum distance from the center of the mini LED or the position 31-1 on the reflective layer corresponding to the center of the micro LED.
  • the plurality of holes 32-1 to 32-8 may be disposed from a position separated by a minimum distance l from the center of the mini LED or the position 31-1 on the reflective layer corresponding to the center of the micro LED.
  • the reflective layer 32 may have reflective patterns 32-11 to 32-17 disposed thereon.
  • the reflective patterns 32-11 to 32-17 may be defined in the cross section of the reflective layer 32.
  • the widths of the reflective patterns 32-11 to 32-17 may be formed narrower as the distance from the center of the mini LED or the position 31-1 on the reflective layer corresponding to the center of the micro LED.
  • the widths of the reflective patterns 32-11 to 32-17 may be formed wider as they are closer to the center of the mini LED or the position 31-1 on the reflective layer corresponding to the center of the micro LED.
  • the widths of the reflective patterns 32-11 to 32-17 may be symmetrically arranged based on the center of the mini LED or the position 31-1 on the reflective layer corresponding to the center of the micro LED.
  • the optical film 30 may adjust the transmission amount of light based on the position of the mini LED or micro LED 33. Accordingly, it is possible to minimize the loss of luminance of light radiated from the mini LED or micro LED 33 and uniformly diffuse the light to minimize the occurrence of hot spots.
  • FIG. 4 is a plan view of an optical film according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of holes are disposed in the reflective layer 41 of the optical film 40.
  • the plurality of holes may be symmetrically disposed based on the center of the mini LED or a position 41-1 on the reflective layer corresponding to the center of the micro LED.
  • the plurality of holes may be arranged in a point symmetric manner based on the center of the mini LED or the position 41-1 on the reflective layer corresponding to the center of the micro LED.
  • the holes 41-3, 41-4, 41-5, and 41-6 having the largest diameter in the unit reflection layer 41-2 correspond to the center of the mini LED or the center of the micro LED. It may be disposed at a position farthest from the position 41-1 on the reflective layer.
  • the unit reflective layer 41-2 may be defined as a unit of a reflective layer covering one mini LED or one micro LED.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • the optical film 50 may include a first base film 51 and a reflective layer 52.
  • the reflective layer region (or reflective pattern) 52-1 corresponding to the mini LED or micro LED 53-1 may be formed to cover at least the entire mini LED or the micro LED 53-1. have.
  • the minimum length from the position 52-2 of the reflective layer 52 corresponding to the center (B) of the mini LED or the micro LED 53-1 to the plurality of holes is the LED or the micro LED 53- It can be set more than l', which is the diameter of 1).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • the optical film 60 may include a first base film 61, a reflective layer 62, and a diffusion lens layer 63.
  • the diffusion lens layer 63 may be disposed on the other side of the first base film 61.
  • the diffusion lens layer 63 may include a plurality of triangular pyramid-shaped lenses 63-1 to 63-5.
  • the plurality of triangular pyramid-shaped lenses 63-1 to 63-5 may be regularly arranged.
  • the plurality of triangular pyramid-shaped lenses The plurality of triangular pyramid-shaped lenses 63-1 to 63-5 may have the same size and shape, or different sizes but similar shapes.
  • the vertex angle ( )(63-1-1) may be defined as an angle between two facing surfaces among four surfaces disposed on the triangular pyramid-shaped lens 63-1.
  • the vertex angle (63-1-1) would be defined within 40° to 150°
  • the height (63-1-2) would be defined as about 10 ⁇ m
  • the width (63-1-3) would be defined as about 20 ⁇ m. I can.
  • the apex angle 63-1-1 may be set based on a separation angle formed by refracting light that passes through the triangular pyramid-shaped lens 63-1.
  • the length of one side of the bottom of the triangular pyramid-shaped lens 63-1 (63-1-3) and the height of the triangular pyramid-shaped lens 63-1 (63-1-2) are the vertex angle (63- It can be defined according to the ratio based on 1-1).
  • vertex angle When is 90°
  • the ratio of the height of the bottom surface of the triangular pyramid-shaped lens 63-1 (63-1-3) to the height of the triangular pyramid-shaped lens 63-1 (63-1-2) is 2: It can be defined as 1.
  • FIG. 7 is a perspective view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • a plurality of triangular pyramid-shaped lenses disposed on one side of the optical film 60 are regularly disposed.
  • the triangular pyramid shape may also be referred to as a pyramid shape.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • the optical film 80 may include a first base film 81, a second base film 82, a color conversion layer 83, a reflective layer 84, and a diffusion lens layer 85. have.
  • the first base film 81 and the second base film 82 may be disposed parallel to each other to protect the color conversion layer 83.
  • the color conversion layer 83 converts colors.
  • the color conversion layer 83 may convert blue light emitted from the mini LED or micro LED into white light.
  • the color conversion layer 83 may be disposed between the first base film 81 and the second base film 82.
  • the color conversion layer 83 may include a red phosphor, a green phosphor, and inorganic particles.
  • the red phosphor or green phosphor is a material that forms red or green light by absorbing light emitted from a mini LED or micro LED.
  • a red phosphor is a KSF (K 2 SiF 6 :Mn4+) phosphor
  • a green phosphor is a ⁇ -sialon phosphor.
  • the inorganic particles are for inducing uniform scattering of light. Examples of inorganic particles include TiO2 and SiO2 having a diameter of several hundred nanometers.
  • the color conversion layer 83 may be formed by stirring a red phosphor, a green phosphor, and an inorganic particle in a resin (silicone, acrylic, etc.). In this case, the color conversion layer 83 may be attached between the first base film 81 and the second base film 82.
  • the color conversion layer 83 may include red phosphor, green phosphor, and inorganic particles according to a predefined weight ratio.
  • the predefined weight ratio is the weight ratio between the weight of the red phosphor, the weight of the green phosphor, and the inorganic particles determined based on the color coordinate value for white light.
  • a color coordinate value for white light described above may be defined based on a Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) color space.
  • a color coordinate value for white light may be defined as an X coordinate value, a Y coordinate value, and a Z coordinate value defined in a color space.
  • the X coordinate value and the Y coordinate value may be defined in 0.27 to 0.33, and the Z coordinate value may be defined as a dependent variable based on the defined X coordinate and Y coordinate.
  • the weight ratio of the red phosphor is defined within 10% to 80%
  • the weight ratio of the green phosphor is defined within 10% to 80%
  • the weight ratio of inorganic particles may be defined within 1% to 10%. have.
  • the total sum of the weight ratio of the red phosphor, the weight ratio of the green phosphor, and the weight ratio of the inorganic particles may be defined as 100% or less.
  • the total sum of the weight ratios may be defined as 100 or less as well as 100 or less.
  • FIG. 10 shows a spectral spectrum measurement result according to an embodiment of the present invention.
  • a ratio of the weight of the red phosphor, the weight of the green phosphor, and the weight of the inorganic particles included in the color conversion layer is set to 66:44:5.
  • the blue light emitted from the mini LED or the micro LED is converted into white light while passing through the color conversion layer (or optical film).
  • the light may be uniformly scattered to provide an appearance characteristic without mura (101).
  • the optical film 80 according to the embodiment of FIG. 8 described above may further include an inorganic particle layer. This will be described below with reference to FIG. 11. Hereinafter, contents overlapping with the above-described optical film 80 will be omitted for convenience of description.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an optical film according to another embodiment of the present invention.
  • the optical film 80 includes a first base film 111, a second base film 112, a color conversion layer 113, a reflective layer 114, a diffusion lens layer 115, and an inorganic particle layer. (116) may be included.
  • the inorganic particle layer 116 may include the above-described inorganic particles.
  • the inorganic particle layer 116 may be formed by stirring an inorganic particle and a resin.
  • the inorganic particle layer 116 may be attached to one surface of the first base film 111.
  • the inorganic particle layer 116 may further include the above-described red phosphor and green phosphor.
  • the position of the inorganic particle layer 116 may be disposed in exchange with the position of the color conversion layer 113.
  • the inorganic particle layer 116 may be attached to one surface of the second base film 112.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of an optical film according to still another embodiment of the present invention.
  • the optical film 120 may include a first base film 121, a diffusion lens layer 122, a reflective layer 123, and a filling member 123-1.
  • the above-described color conversion layer may be applied to the filling member filling member 123-1 in the same or similar manner. Accordingly, the contents of the above-described color conversion layer that are equally applicable to the filling member 123-1 will be omitted for convenience of description.
  • the filling member 123-1 may perform color conversion. Specifically, the charging member 123-1 may perform color conversion of light emitted from the mini LED or the micro LED. For example, blue light emitted from the mini LED or the micro LED may be converted into white light by passing through the charging member 123-1.
  • the charging member 123-1 may be accommodated in a plurality of holes according to various embodiments of the present disclosure described above.
  • the filling member 123-1 may be filled through an ink jet.
  • the filling member 123-1 may be an inkjet sheet.
  • the filling member may have the same properties as the color conversion layer described above, or may be patterned with at least one fluorescent agent or quantum dot (QD).
  • color conversion may be performed simultaneously with spectral and light diffusion by the action of the diffusing lens layer 122 and the reflective layer 123. Since these various effects can be performed with one thin optical film 120, the backlight unit can be miniaturized.
  • FIG. 13 illustrates a luminance distribution of an optical film according to an embodiment of the present invention.
  • the light emitted from the mini LED or micro LED (135-1, 135-2, 135-3) is a color conversion sheet 132, an optical film 131 according to various embodiments of the present invention, and The optical sheet 133 can be transmitted.
  • the optical film 131 according to various embodiments of the present invention equalizes the luminance distribution 134 for light emitted and transmitted from the mini LEDs or micro LEDs 135-1, 135-2, 135-3 ( uniform).

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

미니 LED (light emitting diode) 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광을 투과하는 광학 필름이 개시된다. 광학 필름은, 제1 베이스 필름 및 상기 제1 베이스 필름의 일 측에 배치되어 상기 미니 LED 또는 상기 마이크로 LED에서 방사되는 상기 광의 일부를 반사하는 반사층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 반사층은 상기 미니 LED 또는 상기 마이크로 LED에서 방사되는 상기 광의 다른 일부를 투과하는 복수의 홀을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 홀 중 적어도 하나의 위치가 상기 미니 LED의 중심 또는 상기 마이크로 LED의 중심에 대응되는 상기 반사층 상의 위치에 가까울수록 상기 복수의 홀 중 상기 적어도 하나의 직경은 작게 형성될 수 있다.

Description

미니 LED 또는 마이크로 LED 백라이트 유닛용 광학 필름
본 발명은 미니 LED 또는 마이크로 LED 백라이트 유닛용 광학 필름에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 투과된 미니 LED 광 또는 마이크로 LED 광을 분리 및 확산하는 광학 필름에 대한 것이다.
LED(light emitting diode, 발광 다이오드)에 대한 연구의 진전으로 LED의 빛 에너지 전환 효율이 높아지면서 LED는 기존의 발광 소자를 빠르게 대체하고 있다.
현재 개발되는 LED는 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등의 이점을 가지고 있다. 이에 따라, 다양한 화상 표시 장치의 광원으로 LED가 적극 활용되고 있다.
LED 칩 크기는 점차 소형화되는 추세에 있다. 초소형 LED 칩의 예로 미니 LED 및 마이크로 LED가 있다. 일반적으로 미니 LED의 칩 사이즈는 100 μm 내지 200 μm, 마이크로 LED의 칩 사이즈는 5 μm 내지 100 μm로 정의될 수 있다. 미니 LED 또는 마이크로 LED는 LED 칩 하나하나가 개별적으로 화소나 광원이 되므로, 디스플레이 크기 및 형태에 대한 제약이 해소되고, 기존의 광원을 이용하는 경우보다 더 선명한 화질이 구현될 수 있다.
LED 칩 크기의 소형화와 함께 LED 광 특성을 보완하기 위한 광학 필름에 대한 연구도 활발하다.
본 발명은 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광의 휘도 손실을 최소화하고, 광을 균일하게 확산하여 핫스팟(hot spot) 발생을 제한하는 광학 필름을 제공한다.
본 발명은 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 방사되는 청색 광을 백색광으로 변환하면서 광의 휘도 손실을 최소화하고, 광을 균일하게 확산하는 광학 필름을 제공한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 미니 LED (light emitting diode) 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광을 투과하는 광학 필름은, 제1 베이스 필름 및 상기 제1 베이스 필름의 일 측에 배치되어 상기 미니 LED 또는 상기 마이크로 LED에서 방사되는 상기 광의 일부를 반사하는 반사층을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 반사층은 상기 미니 LED 또는 상기 마이크로 LED에서 방사되는 상기 광의 다른 일부를 투과하는 복수의 홀을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 홀 중 적어도 하나의 위치가 상기 미니 LED의 중심 또는 상기 마이크로 LED의 중심에 대응되는 상기 반사층 상의 위치에 가까울수록 상기 복수의 홀 중 상기 적어도 하나의 직경은 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 광학 필름은 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광의 휘도 손실을 최소화하고, 광을 균일하게 확산하여 핫스팟 발생을 제한할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 방사되는 청색 광을 백색광으로 변환하면서 광의 휘도 손실을 최소화하고, 광을 균일하게 확산할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 분해도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 직하형 LED 광원을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 필름의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 국제조명위원회 색 공간을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분광 스펙트럼 측정 결과를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 필름의 휘도 분포를 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작원리를 상세히 설명한다. 또한, 발명에 대한 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 하기에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 사용된 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용 및 이에 상응한 기능을 토대로 해석되어야 할 것이다.
백라이트 유닛(backlight unit)은 액정표시장치(liquid crystal display, LCD)의 광원이다. 액정표시장치는 자체적으로 발광하지 못하는 소자이다. 이에 따라, 광원을 구비한 백라이트 유닛이 액정표시장치의 배면에서 액정 패널을 향해 빛을 조사한다. 이를 통해, 식별 가능한 화상이 구현될 수 있다.
백라이트 유닛은 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL), 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp) 및 발광다이오드(light emitting diode: LED, 이하 LED라 함)등을 광원으로 사용한다.
백라이트 유닛은 광원의 배열구조에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 직하형은 에지형에 비해 분할구동이 가능하여 에지형 보다 더욱 섬세하게 영상을 구현할 수 있다.
이하에서는, 직하형 LED 백라이트 유닛에 포함되는 광학 필름(optical film)에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 분해도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치(또는 LCD(liquid crystal display) 장치)(1)는 백라이트 유닛(10) 및 액정패널(20)을 포함한다. 일반적으로 백라이트 유닛(10)은 액정패널(20)에 빛을 조사하도록 액정패널(20)의 후방에 구비될 수 있다. 백라이트 유닛(10)은 광원(11), 반사시트(12), 컬러변환시트(13), 확산렌즈시트(14), 확산시트(15, 18), 프리즘시트(16, 17) 및 반사편광시트(19)를 포함할 수 있다. 여기서, 백라이트 유닛(10)은 백라이트 유닛(10)에 포함된 구성들(11 내지 19) 중 적어도 하나가 포함되지 않거나, 구성들(11 내지 19) 외 다른 구성이 추가되어 형성될 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(10)에 포함된 구성들(11 내지 19) 중 적어도 하나를 포함하는 다양한 조합으로 백라이트 유닛(10)이 형성될 수 있다.
광원(11)은 광을 제공한다. 예를 들어, 광원(11)은 광을 발산하는 복수의 LED 칩을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 2를 참조하면, LED 칩(11'-1)은 바둑판식으로 배열되어 직하형(11')으로 형성될 수 있다.
LED는 LED 칩의 크기에 따라, 대형(large) LED(칩의 크기: 1,000 ㎛ 이상), 중형(middle) LED(칩의 크기: 300 - 500 ㎛), 소형(small) LED(칩의 크기: 200 - 300 ㎛), 미니(mini) LED(칩의 크기 100 - 200 ㎛), 마이크로(micro) LED(칩의 크기: 100 ㎛ 이하)로 분류될 수 있다. 여기서, LED는 InGaN, GaN 등의 재질을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛의 LED의 칩 크기가 작아질수록, LED의 개수를 용이하게 조정할 수 있기 때문에, 액정표시장치(1)의 휘도 특성 및 색 균일도를 향상시키고 슬림화할 수 있다. 또한, LED의 칩 크기가 작아질수록, 소비전력을 줄일 수 있어 휴대 장치의 배터리 소모를 줄이고, 배터리의 수명을 연장할 수 있다.
기존 직하형 LED에 대비하여 미니 LED 또는 마이크로 LED를 사용할 경우 LED의 크기가 작아지므로 로컬 디밍(local dimming)이 가능하다. 로컬 디밍을 통하여 화질을 개선하고 전력을 효율화할 수 있다. 여기서, 로컬 디밍이란, 백라이트로 이용되는 LED의 밝기를 화면의 구성 또는 특성에 기초하여 제어하는 기술로서, 콘트라스트 비율(contrast ratio)을 획기적으로 개선하고 소비 전력을 줄일 수 있는 기술이다. 로컬 디밍의 일 예로, 어두운 화면에 대응되는 미니 LED 또는 마이크로 LED의 밝기를 상대적으로 어둡게 조정하여 어두운 색을 표현하고, 밝은 화면에 대응되는 미니 LED 또는 마이크로 LED의 밝기를 상대적으로 밝게하여 선명한 색을 표현할 수 있다.
반사시트(12)는 광을 반사한다. 반사시트(12)는 광원(11)에서 발산된 광의 발산 방향으로 광을 투과하고, 상부에서 계면반사 등에 따른 반사된 광을 상기 광의 발산 방향으로 반사한다. 이를 통해, 광의 손실이 최소화될 수 있다. 반사시트(12)는 광 재활용(light recycling)을 수행할 수 있다.
컬러변환시트(13)는 광원(11)에서 발산되는 광의 색을 변환한다. 일 예로, 미니 LED 또는 마이크로 LED의 광은 청색 광(450nm)이다. 이 경우, 청색 광은 백색 광으로 변환이 필요하다. 컬러변환시트(13)는 청색 광을 투과하면서 동시에 청색 광을 백색 광으로 변환할 수 있다.
확산렌즈시트(14)는 광을 확산한다. 확산렌즈시트(14)는 광 확산 렌즈를 일 면에 복수 개 배치한다. 일 예로, 광 확산렌즈는 피라미드 형태로 형성되어 광 확산을 촉진시킬 수 있다.
확산시트(15, 18)는 입사된 광을 균일하게 분산시킬 수 있다. 확산시트(15, 18)는 광 확산제 비드(beeds)가 첨가되어 있는 경화성 수지(예를 들어, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트 및 라디칼 발생형 모노머 중 적어도 하나 이상을 택하여 단독 또는 혼합된 것임) 용액을 도포하여 광학산제 비드에 의해 광확산을 유발할 수 있다. 또한, 확산시트(15, 18)는 균일 또는 불균일한 크기의 형상(예를 들어, 구형)의 돌기 패턴(또는 돌출부)이 배치되어 광의 확산을 촉진할 수 있다.
프리즘 시트(16, 17)는 표면에 형성된 광학패턴을 이용해서 입사된 빛을 집광하여 액정 패널(20)로 출사시킬 수 있다. 프리즘 시트(16, 17)는 투광성 베이스 필름 상부에 정면 방향의 휘도 향상을 위하여 통상 45°의 경사면을 가지고 있는 삼각 어레이(array) 형태의 광학패턴이 형성되어 있는 광학 패턴층으로 형성될 수 있다.
반사편광시트(19)는 프리즘 시트(16, 17) 상부에 구비되어 프리즘 시트(16, 17)로부터 집광된 광에 대해 일 편광은 투과시키고 다른 편광은 하부로 반사시켜 광을 재순환 시키는 역할을 한다.
액정 패널(20)은 광원(11)에서 조사된 광을 전기 신호에 따라 소정의 패턴으로 변조시킨다. 변조된 광은 액정 패널(20)의 전면에 배치된 컬러 필터와 편광 필터를 통과하여 화면을 구성한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치(1)의 구성에 대하여 상술하였다. 이하에서, 본원의 다양한 실시 예는 백라이트 유닛의 광원(11)으로 미니 LED 또는 마이크로 LED를 사용하는 경우를 가정할 것이나, 균일하거나 다양한 크기의 LED들이 직하형으로 배치된 광원(11)을 포함하는 백라이트 유닛에 대하여는 본원의 다양한 실시 예들이 제한 없이 적용될 수 있을 것이다.
이하에서, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 광학 필름을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 광학 필름(30)은 제1 베이스 필름(31) 및 반사층(32)을 포함할 수 있다.
제1 베이스 필름(31)은 반사층(32)을 지지할 수 있다. 제1 베이스 필름(31)은 예를 들어, PET, PC, PP 등의 재질일 수 있다.
반사층(32)은 제1 베이스 필름(31)의 일 측에 배치되어 미니 LED 또는 마이크로 LED(33)에서 방사되는 광의 일부를 반사할 수 있다. 여기서, 반사층(32)은 미니 LED 또는 마이크로 LED(33)의 위치 또는 밝기에 기초하여 조정된 광 반사율을 가질 수 있다. 예를 들어, 미니 LED 또는 마이크로 LED(33)의 중심에 가까운 위치에 배치되는 반사층(32) 영역은 높은 반사율이 설정될 수 있다. 또는, 반사층(32)의 광 반사율은 미니 LED 또는 마이크로 LED(33)의 밝기가 기정의된 밝기에 대응되도록 설정될 수 있다. 일 예로, 반사층(32)의 광 반사율은 반사층(32)의 두께 및 반사층(32)의 조성물 중 적어도 하나에 기초하여 조정(설정)될 수 있다.
또한, 반사층(32)은 미니 LED 또는 마이크로 LED(33)에서 방사되는 광의 일부를 투과할 수 있다. 여기서, 광의 일부는 상술한 반사층(32)에 의해 반사되는 광의 일부와는 다른 일부로 정의 될 수도 있다.
일 예로, 반사층(32)은 복수의 홀(32-1 내지 32-8)을 포함(또는 배치)할 수 있다. 여기서, 미니 LED 또는 마이크로 LED(33)에서 방사되는 광의 일부는 복수의 홀(32-1 내지 32-8)을 통해 반사층(32)을 투과할 수 있다. 예를 들어, 복수의 홀(32-1 내지 32-8)은 원기둥 형, 타원기둥 형, 각기둥 형 등 다양한 형태일 수 있다.
상술한 예에서, 복수의 홀(32-1 내지 32-8)의 직경의 크기는 기정의된 조건에 따라 다르게 설정(또는 형성)될 수 있다.
일 예로, 복수의 홀(32-1 내지 32-8)의 직경의 크기는 기정의된 위치에 기초하여 설정될 수 있다. 구체적으로, 복수의 홀(32-1 내지 32-8) 중 적어도 하나의 위치가 미니 LED의 중심 또는 상기 마이크로 LED의 중심(A)에 대응되는 상기 반사층 상의 위치(31-1)에 가까울수록 복수의 홀(32-1 내지 32-8) 중 적어도 하나의 직경은 작게 형성될 수 있다. 또는, 복수의 홀(32-1 내지 32-8) 중 적어도 하나의 위치가 미니 LED의 중심 또는 상기 마이크로 LED의 중심(A)에 대응되는 상기 반사층 상의 위치(31-1)에 멀수록 복수의 홀(32-1 내지 32-8) 중 적어도 하나의 직경은 크게 형성될 수 있다.
예를 들면, 미니 LED의 중심 또는 마이크로 LED의 중심에 대응되는 반사층 상의 위치(31-1)로부터 복수의 홀(32-1 내지 32-8) 중 제1 홀(32-5)의 위치까지의 제1 거리가, 미니 LED의 중심 또는 마이크로 LED의 중심에 대응되는 반사층 상의 위치(31-1)로부터 복수의 홀 중 제2 홀(32-6)의 위치까지의 제2 거리 보다 짧은 경우, 제1 홀(32-5)의 직경은 제2 홀(32-6)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
일 예로, 복수의 홀(32-1 내지 32-8)은 미니 LED의 중심 또는 마이크로 LED의 중심에 대응되는 반사층 상의 위치(31-1)에서 기정의된 최소거리보다 먼 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 홀(32-1 내지 32-8)은 미니 LED의 중심 또는 마이크로 LED의 중심에 대응되는 반사층 상의 위치(31-1)에서 최소거리 l만큼 떨어진 위치부터 배치될 수 있다.
일 예로, 반사층(32)은 반사 패턴(32-11 내지 32-17)이 배치될 수 있다. 여기서, 반사 패턴(32-11 내지 32-17)은 반사층(32)의 단면에서 정의될 수 있다.
이 경우, 반사 패턴(32-11 내지 32-17)의 폭은 미니 LED의 중심 또는 마이크로 LED의 중심에 대응되는 반사층 상의 위치(31-1)에서 멀수록 좁게 형성될 수 있다. 또는, 반사 패턴(32-11 내지 32-17)의 폭은 미니 LED의 중심 또는 마이크로 LED의 중심에 대응되는 반사층 상의 위치(31-1)에서 가까울수록 넓게 형성될 수 있다.
이 경우, 반사 패턴(32-11 내지 32-17)의 폭은 미니 LED의 중심 또는 마이크로 LED의 중심에 대응되는 반사층 상의 위치(31-1)에 기초하여 대칭으로 배치될 수 있다.
상술한 예에서, 광학 필름(30)은 미니 LED 또는 마이크로 LED(33)의 위치에 기초하여 광의 투과량을 조정할 수 있다. 이에 따라, 미니 LED 또는 마이크로 LED(33)에서 방사되는 광의 휘도 손실을 최소화하고, 광을 균일하게 확산하여 핫스팟(hot spot) 발생을 최소화할 수 있다.
이하에서, 본원의 다양한 실시 예에 따른 광학 필름을 상세히 설명한다. 이하에서, 상술한 내용과 중복되는 구성에 대하여는 설명의 편의를 위해 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 필름의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 광학 필름(40)의 반사층(41)은 복수의 홀을 배치한다. 일 예로, 복수의 홀은 미니 LED의 중심 또는 마이크로 LED의 중심에 대응되는 반사층 상의 위치(41-1)에 기초하여 대칭으로 배치될 수 있다. 이 경우, 복수의 홀은 미니 LED의 중심 또는 마이크로 LED의 중심에 대응되는 반사층 상의 위치(41-1)에 기초하여 점대칭으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 단위 반사층(41-2) 내에서 가장 큰 직경을 갖는 홀들(41-3, 41-4, 41-5, 41-6)은, 미니 LED의 중심 또는 마이크로 LED의 중심에 대응되는 반사층 상의 위치(41-1)에서 가장 먼 위치에 배치될 수 있다. 여기서, 단위 반사층(41-2)은 하나의 미니 LED 또는 하나의 마이크로 LED를 커버하는 반사층의 단위로 정의될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 광학 필름(50)은 제1 베이스 필름(51) 및 반사층(52)을 포함할 수 있다.
일 예로, 미니 LED의 또는 마이크로 LED(53-1)에 대응되는 반사층 영역(또는 반사 패턴)(52-1)은 적어도 미니 LED의 또는 마이크로 LED(53-1)의 전체를 커버하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 미니 LED의 또는 마이크로 LED(53-1)의 중심(B)에 대응되는 반사층(52)의 위치(52-2)로부터 복수의 홀까지의 최소 길이는 LED의 또는 마이크로 LED(53-1)의 직경인 l' 이상으로 설정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 광학 필름(60)은 제1 베이스 필름(61), 반사층(62) 및 확산렌즈층(63)을 포함할 수 있다.
확산렌즈층(63)은 제1 베이스 필름(61)의 타 측에 배치될 수 있다. 또한, 확산렌즈층(63)은 복수의 삼각뿔 형상의 렌즈(63-1 내지 63-5)를 포함할 수 있다. 이 경우, 복수의 삼각뿔 형상의 렌즈(63-1 내지 63-5)는 규칙적으로 배열될 수 있다. 여기서, 복수의 삼각뿔 형상의 렌즈 복수의 삼각뿔 형상의 렌즈(63-1 내지 63-5)는 동일한 크기 및 형태이거나, 크기가 다르지만 닮은 꼴일 수 있다.
일 예로, 정점각(
Figure PCTKR2020001576-appb-I000001
)(63-1-1)은 삼각뿔 형상의 렌즈(63-1)에 배치되는 네 개의 면 중 두 개의 마주보는 면 사이의 각도로 정의될 수 있다. 예를 들어, 정점각(63-1-1)은 40°내지 150° 내에서 정의되고, 높이(63-1-2)는 약 10μm, 폭(63-1-3)은 약 20μm로 정의될 수 있다. 이 경우, 정점각(63-1-1)은 삼각뿔 형상의 렌즈(63-1)를 투과하는 광이 굴절되어 형성하는 분리각에 기초하여 설정될 수 있다.
일 예로, 삼각뿔 형상의 렌즈(63-1)의 밑면의 한 변의 길이(63-1-3) 및 삼각뿔 형상의 렌즈(63-1)의 높이(63-1-2)는 정점각(63-1-1)에 기초한 비율에 따라 정의될 수 있다. 예를 들어, 정점각
Figure PCTKR2020001576-appb-I000002
가 90°인 경우, 삼각뿔 형상의 렌즈(63-1)의 밑면의 높이(63-1-3)와 삼각뿔 형상의 렌즈(63-1)의 높이(63-1-2)의 비율은 2:1로 정의될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 광학 필름(60)의 일 측에 배치된 복수의 삼각뿔 형상의 렌즈들은 규칙적으로 배치되어 있다. 여기서, 삼각뿔 형상은 피라미드(pyramid) 형상으로 지칭될 수도 있다.
상술한 예에서, 확산렌즈층(63) 및 반사층(62)의 복합 작용으로 입사광이 효과적으로 광 분리(또는 광 확산)되므로, 입사광에 의한 핫스팟이 최소화될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 광학 필름(80)은 제1 베이스 필름(81), 제2 베이스 필름(82), 컬러변환층(83), 반사층(84) 및 확산렌즈층(85)을 포함할 수 있다.
제1 베이스 필름(81) 및 제2 베이스 필름(82)은 서로 평행하게 배치되어 컬러변환층(83)을 보호할 수 있다.
*컬려변환층(83)은 컬러를 변환한다. 컬러 변환층(83)은 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 발산되는 청색 광을 백색 광으로 변환할 수 있다.
컬러변환층(83)은 제1 베이스 필름(81) 및 제2 베이스 필름(82) 사이에 배치될 수 있다.
컬러변환층(83)은 레드(red) 형광체, 그린(green) 형광체 및 무기입자를 포함할 수 있다. 여기서, 레드 형광체 또는 그린 형광체는 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광을 흡수하여 레드 광 또는 그린 광을 형성하는 물질이다. 예를 들어, 레드 형광체는 KSF(K2SiF6:Mn4+) 형광체, 그린 형광체는 β-sialon 형광체가 있다. 또한, 무기입자는 광의 균일한 산란을 유도하기 위한 것이다. 무기입자의 예로는 직경이 수백 나노미터인 TiO2, SiO2가 있다.
예를 들어, 컬러변환층(83)은 레드 형광체, 그린 형광체 및 무기입자는 수지(silicone, acrylic 등)에 교반되어 형성될 수 있다. 이 경우, 컬러변환층(83)은 제1 베이스 필름(81) 및 제2 베이스 필름(82) 사이에 부착될 수 있다.
예를 들어, 컬려변환층(83)은 레드 형광체, 그린 형광체 및 무기입자를 기정의된 중량 비율에 따라 포함할 수 있다. 여기서, 기정의된 중량 비율은 백색광에 대한 색 좌표 값에 기초하여 결정되는 레드 형광체의 중량, 그린 형광체의 중량 및 무기입자 간의 중량 비율이다.
도 9를 참조하면, 상술한 백색광에 대한 색 좌표 값은 국제조명위원회(Commission internationale de l'Eclairage: CIE) 색 공간에 기초하여 정의될 수 있다. 이 경우, 백색광에 대한 색 좌표 값은 색 공간에서 정의되는 X 좌표 값, Y 좌표 값 및 Z 좌표 값으로 정의될 수 있다.
일 예로, 상기 X 좌표 값 및 Y 좌표 값은 0.27 내지 0.33에서 정의되고, Z 좌표 값은 정의된 X 좌표 및 Y 좌표에 기초한 종속 변수로 정의될 수 있다.
일 예로, 레드 형광체의 중량 비는 10% 내지 80% 내에서 정의되고, 그린 형광체의 중량 비는 10% 내지 80% 내에서 정의되고, 무기입자의 중량 비는 1% 내지 10%에서 정의될 수 있다. 이 경우, 레드 형광체의 중량 비, 그린 형광체의 중량비 및 무기입자의 중량 비의 총 합은 100% 이하로 정의될 수 있음은 물론이다. 또한, 중량 비가 % 단위로 정의되지 않는 경우 중량 비의 총 합은 100 이하는 물론 100 초과로 정의될 수 있음은 물론이다.
여기서, 레드 형광체의 중량 비는 그린 형광체의 중량 비보다 크고, 그린 형광체의 중량 비는 무기입자의 중량 비보다 크도록 설정된 경우의 예를 이하 도 10을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분광 스펙트럼 측정 결과를 도시한다.
도 10의 실시 예는, 컬러변환층에 포함된 레드 형광체 중량, 그린 형광체 중량 및 무기입자의 중량의 비율이 66:44:5로 설정된 경우이다. 여기서, 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 발산되는 청색 광은 컬러변환층(또는 광학 필름)을 투과하면서 백색 광으로 변환된다. 이와 동시에, 광이 균일하게 산란하여 얼룩(Mura)이 없는 외관 특성이 제공될 수 있다(101).
한편, 상술한 도 8의 실시 예에 따른 광학 필름(80)은 무기입자층을 더 포함할 수 있다. 이에 대하여 이하 도 11을 참조하여 설명한다. 이하에서, 상술한 광학 필름(80)과 중복되는 내용에 대하여는 설명의 편의를 위하여 생략한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 광학 필름(80)은 제1 베이스 필름(111), 제2 베이스 필름(112), 컬러변환층(113), 반사층(114), 확산렌즈층(115), 및 무기입자층(116)을 포함할 수 있다.
무기입자층(116)은 상술한 무기입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무기입자층(116)는 무기입자와 수지를 교반하여 형성될 수 있다. 이 경우, 무기입자층(116)은 제1 베이스 필름(111)의 일 면에 부착될 수 있다.
상술한 예에서, 무기입자층(116)는 상술한 레드 형광체 및 그린 형광체를 더 포함할 수 있다. 또한, 무기입자층(116)의 위치는 컬러변환층(113)의 위치와 교환되어 배치될 수도 있다. 또한, 무기입자층(116)은 제2 베이스 필름(112)의 일 면에 부착될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 필름의 단면도이다.
도 12를 참조하면, 광학 필름(120)은 제1 베이스 필름(121), 확산렌즈층(122), 반사층(123) 및 충전 부재(123-1)를 포함할 수 있다.
이하에서, 상술한 컬러변환층에 대한 내용은 충전 부재 충전 부재(123-1)에 동일 또는 유사하게 적용 가능할 것이다. 이에 따라, 상술한 컬러변환층에 대한 내용 중 충전 부재(123-1)에 동일하게 적용 가능한 내용은 설명의 편의를 위해 이하 생략한다.
충전 부재(123-1)는 컬러변환을 수행할 수 있다. 구체적으로, 충전 부재(123-1)는 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광의 컬러변환을 수행할 수 있다. 일 예로, 미니 LED 또는 마이크로 LED에서 방사되는 청색 광은 충전 부재(123-1)를 투과함으로써 백색 광으로 변환될 수 있다.
충전 부재(123-1)는 상술한 본원 발명의 다양한 실시 예에 따른 복수의 홀에 수납될 수 있다. 일 예로, 충전 부재(123-1)는 잉크 젯(ink jet)을 통해 충전될 수 있다. 이 경우, 충전 부재(123-1)은 잉크젯 용 시트일 수 있다. 일 예로, 충전 부재는 상술한 컬러변환층과 동일한 속성을 가지거나, 적어도 하나의 형광제 또는 퀀텀닷(QD)으로 패터닝될 수도 있을 것이다.
도 12의 실시 예에 따르면, 확산렌즈층(122) 및 반사층(123)의 작용에 의해 분광 및 광 확산과 동시에, 컬러변환이 수행될 수 있다. 이러한 다양한 효과가 하나의 얇은 광학 필름(120)으로 수행될 수 있으므로, 백라이트 유닛을 소형화될 수 있을 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 필름의 휘도 분포를 도시한다.
도 13을 참조하면, 미니 LED 또는 마이크로 LED(135-1, 135-2, 135-3)에서 방사되는 광은 컬러변환시트(132), 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 광학 필름(131) 및 광학 시트(133)를 투과할 수 있다. 여기서, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 광학 필름(131)은 미니 LED 또는 마이크로 LED(135-1, 135-2, 135-3)에서 방사되어 투과되는 광에 대한 휘도 분포(134)를 평준화(uniform)시킬 수 있다.
이상으로, 본 발명의 실시 예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구항들 및 그에 동등한 것들에 의해 정의되는 바와 같은 본 실시 예의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항들에 있어 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (16)

  1. 미니 LED (light emitting diode) 또는 마이크로 LED에서 방사되는 광을 투과하는 광학 필름에 있어서,
    제1 베이스 필름; 및
    상기 제1 베이스 필름의 일 측에 배치되어 상기 미니 LED 또는 상기 마이크로 LED에서 방사되는 상기 광의 일부를 반사하는 반사층;을 포함하고,
    상기 반사층은,
    상기 미니 LED 또는 상기 마이크로 LED에서 방사되는 상기 광의 다른 일부를 투과하는 복수의 홀을 포함하고,
    여기서, 상기 복수의 홀 중 적어도 하나의 위치가 상기 미니 LED의 중심 또는 상기 마이크로 LED의 중심에 대응되는 상기 반사층 상의 위치에 가까울수록 상기 복수의 홀 중 상기 적어도 하나의 직경은 작게 형성되는, 광학 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미니 LED의 중심 또는 상기 마이크로 LED의 중심에 대응되는 상기 반사층 상의 위치로부터 상기 복수의 홀 중 제1 홀의 위치까지의 제1 거리가, 상기 미니 LED의 중심 또는 상기 마이크로 LED의 중심에 대응되는 상기 반사층 상의 위치로부터 상기 복수의 홀 중 제2 홀의 위치까지의 제2 거리 보다 짧은 경우, 상기 제1 홀의 직경은 상기 제2 홀의 직경보다 작게 형성되는, 광학 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 홀은,
    상기 미니 LED의 중심 또는 상기 마이크로 LED의 중심에 대응되는 상기 반사층 상의 위치에 기초하여 대칭으로 배치되는, 광학 필름.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 홀은,
    상기 미니 LED의 중심 또는 상기 마이크로 LED의 중심에 대응되는 상기 반사층 상의 위치에서 기정의된 최소거리보다 먼 위치에 배치되는, 광학 필름.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반사층은, 반사 패턴이 배치되고,
    상기 반사 패턴의 폭은,
    상기 미니 LED의 중심 또는 상기 마이크로 LED의 중심에 대응되는 상기 반사층 상의 위치에서 멀수록 좁게 형성되는, 광학 필름.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 반사 패턴은,
    상기 미니 LED의 중심 또는 상기 마이크로 LED의 중심에 대응되는 상기 반사층 상의 위치에 기초하여 대칭으로 배치되는, 광학 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 베이스 필름과 평행하게 배치된 제2 베이스 필름; 및
    상기 제1 베이스 필름의 타 측 및 상기 제2 베이스 필름의 일 측 사이에 배치되는 컬러변환(color conversion)층;을 더 포함하고,
    여기서, 상기 컬러변환층은,
    레드(red) 형광체, 그린(green) 형광체 및 상기 광의 균일한 산란을 유도하는 무기입자를 기정의된 중량 비율에 따라 포함하는, 광학 필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컬러변환층은,
    레드(red) 형광체, 그린(green) 형광체 및 상기 광의 균일한 산란을 유도하는 무기입자를 기정의된 중량 비율에 따라 포함하는, 광학 필름.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기정의된 중량 비율은,
    백색 광에 대한 색 좌표 값에 기초하여 결정되는 상기 레드 형광체의 중량, 상기 그린 형광체의 중량 및 상기 무기입자 중량 간의 비율인, 광학 필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 백색 광에 대한 상기 색 좌표 값은,
    국제조명위원회(Commission internationale de l'Eclairage: CIE) 색 공간에서 정의되는 X 좌표 값, Y 좌표 값 및 Z 좌표 값인, 광학 필름.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 레드 형광체의 중량 비는 상기 그린 형광체의 중량 비보다 크고, 상기 그린 형광체의 중량 비는 상기 무기입자의 중량 비보다 큰, 광학 필름.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 레드 형광체의 중량 비는 10% 내지 80% 내에서 정의되고, 상기 그린 형광체의 중량 비는 10% 내지 80% 내에서 정의되고, 상기 무기입자의 중량 비는 1% 내지 10%에서 정의되는, 광학 필름.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 홀은,
    상기 미니 LED 또는 상기 마이크로 LED에서 방사되는 상기 광의 컬러 변환(color conversion)을 위한 충전 부재(filling member)가 수납되는, 광학 필름.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 베이스 필름은, 잉크 젯(ink jet) 용 시트이고,
    상기 충전 부재는, 상기 잉크 젯을 통해 충전되는, 광학 필름.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 베이스 필름의 타 측에 배치되고, 복수의 삼각뿔 형상의 렌즈를 포함하는 확산렌즈층;을 더 포함하는, 광학 필름.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    무기입자를 포함하는 무기입자층;을 더 포함하는, 광학 필름.
PCT/KR2020/001576 2019-02-12 2020-02-03 미니 led 또는 마이크로 led 백라이트 유닛용 광학 필름 WO2020166864A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0016361 2019-02-12
KR1020190016361A KR102185701B1 (ko) 2019-02-12 2019-02-12 미니 led 또는 마이크로 led 백라이트 유닛용 광학 필름

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020166864A1 true WO2020166864A1 (ko) 2020-08-20

Family

ID=72043918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/001576 WO2020166864A1 (ko) 2019-02-12 2020-02-03 미니 led 또는 마이크로 led 백라이트 유닛용 광학 필름

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102185701B1 (ko)
WO (1) WO2020166864A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115039023A (zh) 2021-01-05 2022-09-09 三星电子株式会社 显示装置
US11333928B1 (en) 2021-01-05 2022-05-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus comprising a reflective sheet having a plurality of first and second light conversion dots respectively disposed around a plurality of first and second holes

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090044058A (ko) * 2007-10-31 2009-05-07 제일모직주식회사 배면에 반사부를 구비하는 광학시트와 전면에 렌티큘러렌즈를 구비하는 광학시트를 포함하는 확산판
KR20130030973A (ko) * 2011-09-20 2013-03-28 엘지디스플레이 주식회사 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛 그리고 액정표시장치
KR101299674B1 (ko) * 2012-05-10 2013-08-26 주식회사 나노스퀘어 양자점 필름 키트
JP2014235891A (ja) * 2013-06-03 2014-12-15 Ｎｓマテリアルズ株式会社 導光体、バックライトユニット及び導光体の製造方法
KR20160001568A (ko) * 2014-06-27 2016-01-06 엘지전자 주식회사 백라이트유닛 및 이를 구비하는 디스플레이 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090044058A (ko) * 2007-10-31 2009-05-07 제일모직주식회사 배면에 반사부를 구비하는 광학시트와 전면에 렌티큘러렌즈를 구비하는 광학시트를 포함하는 확산판
KR20130030973A (ko) * 2011-09-20 2013-03-28 엘지디스플레이 주식회사 광학시트 및 이를 포함한 백라이트 유닛 그리고 액정표시장치
KR101299674B1 (ko) * 2012-05-10 2013-08-26 주식회사 나노스퀘어 양자점 필름 키트
JP2014235891A (ja) * 2013-06-03 2014-12-15 Ｎｓマテリアルズ株式会社 導光体、バックライトユニット及び導光体の製造方法
KR20160001568A (ko) * 2014-06-27 2016-01-06 엘지전자 주식회사 백라이트유닛 및 이를 구비하는 디스플레이 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200098340A (ko) 2020-08-20
KR102185701B1 (ko) 2020-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020184903A1 (ko) 미니 led 또는 마이크로 led를 광원으로 하는 백라이트 유닛
WO2013019025A2 (en) Lighting device and liquid crystal display using the same
KR101361908B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
WO2016056727A1 (en) Light emitting device package and method of fabricating the same
WO2013085187A1 (en) Display device
WO2012141401A1 (en) Optical member and display device including the same
WO2020166864A1 (ko) 미니 led 또는 마이크로 led 백라이트 유닛용 광학 필름
WO2011025102A1 (en) Liquid crystal display
WO2013035909A1 (en) Back light unit within resin layer for light-guide and lcd using the same
WO2021194242A1 (en) Backlight unit, method of manufacturing the same and display apparatus including the same
WO2012067340A1 (en) Backlight unit
WO2020162678A1 (ko) 미니 led 또는 마이크로 led 백라이트 유닛용 광학 필름
US20190129251A1 (en) Lighting device and image display device
CN111045253B (zh) 背光模组及液晶显示装置
KR102461674B1 (ko) 광학필름
TWI700523B (zh) 背光結構及顯示裝置
WO2021015433A1 (en) Display apparatus
WO2015156632A1 (ko) 광학 부재, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
WO2020004849A1 (ko) 미니 led 또는 마이크로 led 백라이트 유닛용 광학 필름
WO2020153679A1 (ko) 미니 led 또는 마이크로 led 백라이트 유닛용 광학 필름
WO2020153678A1 (ko) 미니 led 또는 마이크로 led 백라이트 유닛용 광학 필름
WO2013100234A1 (en) Lamp device and lcd using the same
WO2010117167A2 (ko) 엘이디 조명장치 및 엘이디 조명장치의 면발광 방법
WO2019088457A1 (ko) 광학렌즈
CN114077096B (zh) 光学膜、背光单元及液晶显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20755250

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20755250

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1