KR100727059B1 - 산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛 - Google Patents

산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛 Download PDF

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최용원
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Abstract

본 발명에 따른 산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛은 광학적 공진을 이용하여 휘도를 증가시키고, 광 혼합이 보다 효율적으로 이루어지도록 하는 백 라이트 유닛을 제공한다.
이를 위하여, 본 발명은 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판에 서로 이격되어 나열된 복수개의 발광 다이오드와, 발광 다이오드에서 조사되는 빛을 발광 다이오드의 상측 방향으로 반사시키는 전반사층과, 발광 다이오드의 상측에 형성되어 조사되는 빛의 일부를 투과시키고, 조사되는 빛의 일부를 인쇄회로기판의 하측 방향으로 반사시키도록 산화물 층이 적층된 광학층을 포함하여, 발광 다이오드에서 방출되는 빛의 광학적 공진을 유도한다.
이로써, 높은 휘도의 백색광을 필요로 하는 백 라이트 유닛에서 소비되는 전력을 감소시키는 효과가 있으며, 백 라이트 유닛의 수명도 증대되게 되고, 산화물이 적층된 광학층에 의한 광학적 공진이 유도되므로 발광 스펙트럼 상에서 컬러별 스펙트럼 히스토그램의 반치폭이 감소되어 색순도가 향상되고, 광학층 및 전반사 층의 두께 조절을 통해 원하는 스펙트럼 피크를 실현할 수 있다.
백 라이트 유닛, 산화물, 적층, 발광 다이오드, 광학적 공진

Description

산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛{BACK LIGHT UNIT FORMED AN OPTICAL LAYER LAMINATED WITH OXIDE COMPOUND}
도 1은 종래기술에 따른 LCD 모듈의 개념도,
도 2는 일반적인 백 라이트 유닛의 형태를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 백 라이트 유닛의 일부의 정면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 적층구조를 도시한 정면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측 반사부가 형성된 백 라이트 유닛을 도시한 정면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측 반사부가 형성된 백 라이트 유닛을 도시한 정면도,
도 7은 본 발명의 일 실험예에 따른 산화물 적층구조를 도시한 정면도,
도 8은 본 발명의 일 실험예에 따른 광 반사율에 대한 휘도를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
1: LCD 모듈 2: 액정표시패널
4a, 4b: 편광판 6: 백 라이트 유닛
8a: 서포트 메인 8b: 탑 케이스
12: 광원 14: 도광판
30: 인쇄회로기판 40: 발광 다이오드
50: 전반사층 60: 광학층
70: 측반사부 100: 백 라이트 유닛
본 발명은 백 라이트 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산화물이 적층된 광학층에 의한 광학적 공진을 이용하여 휘도를 증가시키기 위한 백 라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 디스플레이 장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 텔레비젼이나 컴퓨터 모니터 등에 널리 사용되었으나, CRT 자체의 무게와 부피로 인하여 최근의 전자제품의 소형화 및 경량화 추세에 부응하지 못하게 되었다.
따라서, 기존 CRT 디스플레이를 대체하기 위하여 다양한 기술이 개발되어 있으며, 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD, Liquid Cristal Display), 가스 방전을 이용한 플라즈마 표시장치(PDP, Plasma Display Panel), 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD, Electro Luminescence Display) 등이 그것이다.
그 중에서, LCD는 경량, 박형, 및 저소비 전력구동 등의 특징과 함께 액정 재료의 개량 및 미세화소 가공기술의 개발에 의하여 그 응용범위가 급속히 확대되고 있으며, 텔레비전, 데스크탑형 컴퓨터 모니터, 노트북용 모니터, 대형 평판 텔 레비전 등에 널리 사용되고 있다.
그러나, 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광원의 양을 조절하여 화상을 표시하는 소광성 소자로서 별도의 백 라이트 유닛을 필요로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 LCD에 사용되는 LCD 모듈(1)은, 액정이 주입되는 액정표시패널(2)과, 액정표시패널(2)의 상하면에 빛을 편광시키기 위한 편광판(4a, 4b)과, 액정표시패널(2)에 일정한 빛을 공급하기 위한 백 라이트 유닛(6)과, LCD 모듈(1)의 외형을 유지하는 서포트 메인(8a)과 탑 케이스(8b)로 구성된다.
CRT 나 PDP 와는 달리 LCD에 장착되는 액정표시패널(2)은 전원의 인가에 의해 액정의 배열만 변화시킬 뿐, 액정표시패널(2) 자체는 발광하지 않으므로, 정보 표시면에 균일하게 면조사 시키는 백 라이트 유닛(6)이 액정표시패널(2) 후방에 구비된다.
여기서, 백 라이트 유닛(6)은 광원의 위치에 따라 에지형과 직하형으로 구분된다.
에지형은 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 빛을 면조사 시키기 위한 도광판(14)의 가장자리에 광원(12)이 구비되며, 직하형은 도 2(b)에 도시된 바와 같이 점광원(16a)을 인쇄회로기판(30)에 실장한 형태, 또는 도 2(c)에 도시된 바와 같이 선광원(16b)을 인쇄회로기판(30)에 실장한 형태가 있으며, 이로 인하여 광원이 면 전체에 분포되어 구비된다.
여기서, 광원으로는 EL(Electro Luminescence), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp, 냉음극형광램프), 또는 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp, 열음극형광램프) 등이 사용되나, 최근에는 색재현 면적이 넓고 친환경적인 발광 다이오드(LED, Light Emitting Device)가 널리 사용된다.
백 라이트 유닛에서 발광 다이오드를 광원으로 사용하는 방법으로는, 첫째, 청색 발광 다이오드와 YAG(Yttrium Aluminum Garnet, 야그) 형광체를 이용하는 방법과, 둘째, 자외선을 발광하는 발광 다이오드에 적색, 녹색, 및 청색의 형광체를 사용하는 방법과, 셋째, 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 및 청색 발광 다이오드를 이용하여 각 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 혼합하는 방법이 연구되고 있다.
여기서, 청색 발광 다이오드와 YAG 형광체를 사용하는 방법은 적색 표현 능력이 떨어지고 발광효율이 낮으며, 자외선을 발광하는 발광 다이오드에 적색, 녹색, 및 청색의 형광체를 사용하는 방법은 형광체의 개발이 어렵고 열적 특성이 좋지 않다.
또한, 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 및 청색 발광 다이오드를 이용하는 방법은 각 발광 다이오드에서 방출되는 적색광, 녹색광, 및 청색광의 강도가 높으므로 색 재현 범위를 넓게 설계할 수 있으나, 백색 면광원을 구성하는 발광 다이오드의 조합을 달성하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 최근의 디스플레이 장치의 대형화 및 고화질 경향에 따라, 백 라이트의 높은 광속 출력 요구에 부응하기 위하여, 각 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 집속하기 위한 렌즈, 칩, 및 발광 다이오드를 제조하기 위한 물질이 개발되고 있 다.
그 중 발광 다이오드는 전기 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 고체 소자의 일종으로, 일반적으로 도핑층과 활성층을 포함하며, 2개의 상반된 도핑층 양단에 바이어스가 인가되면, 정공과 전자가 활성층으로 주입된 후 재결합되어 빛이 발생된다.
활성 영역에서 발생된 빛은 모든 방향으로 방출되어 모든 노출된 표면을 통해 반도체 칩 밖으로 탈출한다.
발광 다이오드가 포함된 백 라이트 유닛은 발광 다이오드에서 탈출하는 빛을 희망하는 빛의 출력 방향으로 지향시킨다.
하지만, 현재까지 개발된 발광 다이오드는 전류 확산층에 투과 정도에 의한 광손실과, 빛이 방출되는 계면에서의 전반사에 의한 광손실로 인하여, 충분한 발광 효율을 얻을 수 없었다
따라서, 높은 광속 출력이 요구되는 백 라이트에 발광 다이오드가 사용되기 위해서는, 발광 다이오드에 높은 전류를 인가하거나, 발광 다이오드의 개수를 늘이는 방법이 사용된다.
그러나, 발광 다이오드에 높은 전류를 인가하는 경우에는 발광 다이오드에서 많은 열이 발생하여 발광 효율을 떨어져 발광 다이오드가 실장되는 인쇄회로기판에 별도의 방열설계를 하여야 하는 문제점이 있으며, 발광 다이오드의 개수를 늘이는 경우에는 백 라이트 유닛의 설계가 어려워지고 백 라이트 유닛의 생산단가가 높아지는 문제점이 있다.
별도로 발광 다이오드의 발광 효율을 높이기 위하여 질화물 반도체 계열이나 InGaAIP를 이용한 발광 다이오드가 개발되었지만, CCFL에 비하여 광속이 낮아 백 라이트 유닛에 사용하기에는 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 산화물을 적층한 광학층을 통한 광학적 공진을 이용하여 백 라이트의 광효율 및 색순도를 향상시키기 위한 산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백 라이트 유닛은 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판에 서로 이격되어 나열된 복수개의 발광 다이오드와, 인쇄회로기판의 하측에 형성되어 조사되는 빛을 인쇄회로기판의 상측 방향으로 반사시키는 전반사층과, 인쇄회로기판의 상측에 형성되어 조사되는 빛의 일부를 투과시키고, 조사되는 빛의 일부를 상기 인쇄회로기판의 하측 방향으로 반사시키는 광학층을 포함하여, 발광 다이오드에서 방출되는 빛의 광학적 공진을 유도한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 백 라이트 유닛의 일부의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 적층구조를 도시한 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측 반사부가 형성된 백 라이트 유닛을 도시한 정면도이고, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 측 반사부가 형성된 백 라이트 유닛을 도시한 정면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백 라이트 유닛(100)은 인쇄회로기판(30)과, 인쇄회로기판(30)에 서로 이격되어 나열된 복수개의 발광 다이오드(40)와, 발광 다이오드(40)에서 조사되는 빛을 발광 다이오드(40)의 상측 방향으로 반사시키는 전반사층(50)과, 발광 다이오드(40)의 상측에 형성되어 조사되는 빛의 일부를 투과시키고, 조사되는 빛의 일부를 인쇄회로기판(30)의 하측 방향으로 반사시키는 광학층(60)을 포함한다.
패턴이 형성된 인쇄회로기판(30)은 발광 다이오드(40)를 지지함과 동시에 발광 다이오드(40)에서 발생되는 열을 방출시킨다.
인쇄회로기판(30)에는 이격된 복수개의 발광 다이오드(40)가 실장되며, 발광 다이오드(40)의 발광부(41) 하측에는 전반사층(50)이 형성된다.
전반사층(50)은 발광 다이오드(40)가 실장된 인쇄회로기판(30)의 상측에 접합될 수도 있으며, 이러한 전반사층(50)은 알루미늄 플레이트에 반사율이 높은 반사재 필름이 접합되어 형성되고, 반사재 필름은 반사율이 적어도 80% 이상이 되는 높은 반사율을 갖고, 흡수율 및 투과율이 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하다.
발광 다이오드(40) 및 전반사층(50)의 상측에는 소정 광학적 거리(d) 이격되어 조사되는 빛의 일부를 투과시킴과 동시에 빛의 일부를 반사시키는 광학층(60)이 형성되되, 전반사층(50)과 광학층(60)이 이격되는 거리(d)는 광학층(60)을 통과한 빛들이 보강간섭을 이룰 수 있도록 다음과 같은 수식에 의하여 결정된다.
Figure 112006005349270-pat00001
여기서, n은 전반사층(50) 또는 광학층(60)의 굴절율, t는 전반사층(50) 또는 광학층(60)의 기하학적 두께, λ는 발광 다이오드(40)에서 방출되는 빛의 피크 파장, m은 0 이상의 정수이다.
발광 다이오드(40)에서 방출되는 빛이 적색광, 녹색광, 또는 청색광인 경우에, 적색광, 녹색광, 또는 청색광이 보강간섭을 이루기 위해서는 각 색광의 피크 파장의 반파장의 정수배가 전반사층(50) 및 광학층(60) 각각의 굴절율과 기하학적 두께의 곱의 합과 같을 때, 광학층(60)을 통과한 빛들이 보강간섭을 이루어 광학적 공진을 일으킬 수 있게 된다.
따라서, 백 라이트 유닛(200)에서 방출되는 빛의 휘도가 증가되고, 또한 발광 스펙트럼 상에서 컬러별 스펙트럼 히스토그램의 반치폭이 감소되어 색순도가 향상된다.
여기서, 전반사층(50) 또는 광학층(60)의 두께를 조절하여 발광 스펙트럼 상에서 원하는 스펙트럼 피크를 얻을 수 있음은 물론이다.
전반사층(50)과 광학층(60)의 광학적 거리(d)를 조절하여 발생하는 공진 효과에 따른 최대 투과량(Tmax)는 다음과 같은 수식에 의하여 확인된다.
Figure 112006005349270-pat00002
Figure 112006005349270-pat00003
여기서, T1과 R1은 광학층(60)의 투과율과 반사율, T2 와 R2는 전반사층(50) 의 투과율과 반사율, k는 소멸계수, t는 기하학적 두께, θ는 광학층(60)과 전반사층(50)의 사이의 내부에서 외부로 진행하는 빛의 각도, λ는 발광 다이오드(40)에서 방출되는 빛의 파장이다.
따라서, 최대 투과량이 계산되면, 그에 해당하는 반사율을 얻을 수 있는 광학층을 설계할 수 있게 된다.
인쇄회로기판(30)에 실장된 하나의 발광 다이오드(40)에서 방출된 빛은 광학층(60)에서 일부는 광학층(60)을 투과하여 광학층(60)의 외측으로 방출되고, 나머지는 광학층(60)에서 반사되어 다시 전반사층(50)으로 진행하며, 이때, 전반사층(50)으로 진행된 빛은 전반사층(50)에서 반사되어 다시 광학층(60)으로 진행하게 된다.
이러한 투과 및 반사가 반복되고, 광학층(60)을 투과하여 광학층(60)의 외측으로 방출된 빛이 보강간섭을 일으키게 됨으로써, 발광 다이오드(40)에서 방출된 빛은 증폭되어 광학층(60)의 외측으로 조광되게 된다.
더욱이, 빛의 이동경로가 길어지게 됨으로써, 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 및 청색 발광 다이오드를 사용하고, 각 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 혼합하여 백색광을 조사하는 경우에, 광 혼합이 보다 효율적으로 이루어지게 된다.
따라서, 전반사층(50)은 전반사층(50)으로 진행된 빛의 반사율이 높을수록, 투과율과 흡수율이 낮을수록 좋다.
이때, 광학층(60)은 투과 및 반사를 모두 수행할 수 있도록 산화물을 적층하 여 형성된다.
광학층(60)에는 금속층이 형성될 수도 있으나, 층 구조가 단순화 되는 것 외에는 금속층의 두께가 수십 nm에 불과하여 금속 결정층을 형성하는 것이 용이하지 않고, 정상적인 결정 성장이 이루어지지 않을 경우에는 광 흡수율이 커지게 되고, 적층으로 인하여 각 층 상호 간의 확산으로 인하여 광 흡수율이 커지게 되는 단점이 있을 수 있고, 이로써 광흡수가 많아지면 광공진이 유도되더라도 광흡수에 의한 빛의 손실이 발생하므로 광공진의 효과를 충분히 얻을 수 없으므로, 산화물을 적층하여 형성하는 것이 바람직하다.
산화물을 적층하는 경우, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 광 굴절율 2.3 이상의 고굴절율의 산화물과 광 굴절율 2.3 미만의 저굴절율의 산화물 또는 중굴절율의 산화물을 적층하거나, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 고굴절율의 산화물, 광굴절율 1.5 이상 2.3 미만의 중굴절율의 산화물, 및 저굴절율의 산화물을 적층하는 것이 가능하며, 산화물의 적층 두께가 두꺼워지고 적층하는 층의 수가 많아질수록 흡수율이 감소되어, 백 라이트의 휘도를 향상시키는데 유리하다.
굴절율의 차이가 있는 층을 적층하게 되면, 각 층간의 굴절율 차이로 인하여 반사특성이 형성되며, 적층되는 층의 수가 많아질수록 광 흡수율은 최소화되고 반사특성은 향상된다.
여기서, 저굴절율 산화물로는 SiO2가 주로 사용되고, 중굴절율 산화물로는 Nb2O5가 주로 사용되며, 고굴절율 산화물로는 TiO2, Ta2O3,또는 Y2O3가 사용되는 것이 일반적이나, 이는 굴절율을 고려하여 다른 산화물이 사용될 수 있음은 물론이다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(40)로부터 방출되는 빛이 전반사층(50)과 광학층(60) 사이의 측면으로 유출되는 것을 막기 위하여, 전반사층(50) 및 광학층(60)과 연결되고, 백 라이트 유닛(100)의 측면에 포함되는 측반사부(70)를 더 포함할 수 있다.
측반사부(70)는 전반사층(50)과 마찬가지로 반사율이 높을수록, 투과율 및 흡수율이 낮을수록 바람직하며, 발광 다이오드(40)에서 방출되어 측반사부(70)으로 조사되는 빛을 다시 백 라이트 유닛(100)의 내측으로 반사시켜 광학층(60)을 통과하여 방출되는 빛의 량을 증가시킨다.
여기서, 도 6에 도시된 바와 같이, 측반사부(70)은 전반사층(50)에서 광학층(60) 방향으로 볼 때, 백 라이트 유닛(200)의 외측으로 향하도록 형성되는 것이 바람직하다.
빛의 방출은 광학층(60)을 통과하여 이루어지므로, 측반사부(70)로 조사되는 빛은 광학층(60)의 방향으로 반사되는 것이 바람직하기 때문이다.
측반사부(70)는 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 평판 또는 필름 형상으로 될 수 있으나, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 활꼴 모양으로 형성되어도 됨은 물론이다.
본 발명에 따른 백 라이트 유닛(100)의 광학층(60)의 형성을 위한 구체적인 실험예를 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 일 실험예에 따른 산화물 적층구조를 도시한 정면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실험예에 따른 광 반사율에 대한 휘도를 나타낸 그래프이다.
1W 급의 출력을 갖는 발광 다이오드를 사용하되, 적색 발광 다이오드의 경우 중심 파장이 627 nm, 녹색 발광 다이오드의 경우 중심파장이 530 nm, 청색 발광 다이오드의 경우 455 nm를 갖고, 구동 전류 조건이나 열특성에 따른 중심 파장의 변화는 5% 이내인 발광 다이오드를 사용하며, 구동 전류는 200 mA로 한다.
발광 다이오드를 인쇄회로기판에 실장하고, 실장된 발광 다이오드는 5~6 cm의 등간격을 유지하도록 하며, 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 및 청색 발광 다이오드를 각각 1개씩 사용하여 1개의 발광 다이오드 세트를 사용한다.
물론, 발광 다이오드의 조합은 다양한 변형이 가능하며, 발광 다이오드의 개수에 따라 발광 다이오드들 간의 거리는 탄력적으로 변경될 수 있으며, 적색 발광 다이오드 2개, 녹색 발광 다이오드 2개, 및 청색 발광 다이오드 1개를 사용하거나, 적색 발광 다이오드 1개, 녹색 발광 다이오드 2개, 및 청색 발광 다이오드 1개를 사용하여도 무방하다.
도 7에 도시된 바와 같이, Essential Macleod 프로그램을 이용한 시뮬레이션을 이용하여, 광학층(60)의 광 투과율이 각각 40%, 50%, 60%, 70%, 및 80%가 되도록 하며 산화물 적층구조의 계면특성 및 코팅조건에 맞추어 산화물 적층 조건을 도출하여 제작된 광학층(60)이 포함된 필름을 5가지 형태로 제작하였다.
도 7(a)는 광학층(60)의 광 투과율이 40%인 산화물 적층구조이고, 도 7(b)는 광 투과율이 50%인 산화물 적층구조이고, 도 7(c)는 광 투과율이 60%인 산화물 적층구조이고, 도 7(d)는 광 투과율이 70%인 산화물 적층구조이고, 도 7(e)는 광 투과율이 80%인 산화물 적층구조이다
광 반사율이 높게 되기 위해서는 산화물의 적층구조에 있어서, 층의 개수가 많아야 하므로, 광 투과율이 40%인 경우에는 산화물 층을 10회 적층하고, 광 투과율이 50%, 60%, 및 70%인 경우에는 산화물 층을 8회 적층하였으며, 광 투과율이 80%인 경우에는 산화물 층을 6회 적층하였다.
5가지 형태의 필름을 각각 백 라이트 유닛에 포함시켜 조립하여 그 특성을 측정하고, 광공진의 효과를 측정하기 위하여 광학층 및 반사판이 없는 구조에서 측정하여, 각각의 경우에 있어서 특성의 차이를 분석하였다.
산화물 중에서 저굴절율 산화물은 SiO2를 사용하였고, 고굴절율 산화물은 TiO2를 사용하였다.
도 8은 산화물이 적층된 광학층이 형성되어 광공진이 유도되는 백 라이트 유닛과 일반적인 백 라이트 유닛에 있어서 발광 정도를 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
여기서, "bare"는 광공진이 없는 일반적인 백 라이트 유닛에 있어서, 발광 다이오드가 실장된 백 라이트 유닛의 상태를 나타낸다.
도 8에 도시된 바와 같이, 광 투과율 80%이 되도록 산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛의 경우에는 일반적인 백 라이트 유닛보다 약 14%의 휘도 향상이 이루어지고, 광 투과율이 40%, 50%, 60%, 및 70%이 되도록 산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛의 경우에도 일반적인 백 라이트 유닛보다 전반적으로 휘도의 향상효과를 가져옴을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였으나, 당해 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
본 발명에 따른 산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛은 산화물이 적층된 광학층에 의한 광학적 공진을 유도하여 휘도를 증가시키고, 광 혼합이 보다 효율적으로 이루어지도록 하는 백 라이트 유닛을 제공한다.
이로써, 높은 휘도의 백색광을 필요로 하는 백 라이트 유닛에서 소비되는 전력을 감소시키는 효과가 있으며, 백 라이트 유닛의 수명도 증대되게 되고, 산화물이 적층된 광학층에 의한 광학적 공진이 유도되므로 발광 스펙트럼 상에서 컬러별 스펙트럼 히스토그램의 반치폭이 감소되어 색순도가 향상되고, 광학층 및 전반사 층의 두께 조절을 통해 원하는 스펙트럼 피크를 실현할 수 있다.

Claims (5)

  1. 인쇄회로기판과,
    상기 인쇄회로기판에 서로 이격되어 나열된 복수개의 발광 다이오드와,
    상기 발광 다이오드에서 조사되는 빛을 상기 발광 다이오드의 상측 방향으로 반사시키는 전반사층과,
    상기 발광 다이오드의 상측에 형성되어 조사되는 빛의 일부를 투과시키고, 상기 조사되는 빛의 일부를 상기 인쇄회로기판의 하측 방향으로 반사시키도록 산화물 층이 적층된 광학층을 포함하여,
    상기 발광 다이오드에서 방출되는 빛의 광학적 공진을 유도하는
    산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학층은 굴절율이 서로 다른 산화물 층들이 적어도 1회 이상 반복하여 적층된
    산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광학층은 굴절율(n) 2.3 이하의 저굴절율 산화물 또는 중굴절율 산화물 층과 굴절율 2.3 초과의 고굴절율 산화물 층이 적어도 1회 이상 반복하여 적층된
    산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광학층은 굴절율 1.5 이하의 저굴절율 산화물 층과, 굴절율 1.5 초과 2.3 이하의 중굴절율 산화물 층과, 굴절율 2.3 초과의 고굴절율 산화물 층이 적어도 1회 이상 반복하여 적층된
    산화물이 적층된 광학층이 형성된 백 라이트 유닛.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전반사층과 상기 광학층 각각의 굴절률과 두께의 곱의 합이 상기 발광 다이오드에서 방출되는 빛의 파장의 반의 정수배로 되어
    상기 광학층을 투과하여 방출되는 빛이 보강간섭을 일으키는
    백 라이트 유닛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050046756A (ko) * 2002-09-11 2005-05-18 쌩-고벵 글래스 프랑스 확산 기판

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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