KR100763404B1 - Back light unit - Google Patents

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KR100763404B1
KR100763404B1 KR1020060042118A KR20060042118A KR100763404B1 KR 100763404 B1 KR100763404 B1 KR 100763404B1 KR 1020060042118 A KR1020060042118 A KR 1020060042118A KR 20060042118 A KR20060042118 A KR 20060042118A KR 100763404 B1 KR100763404 B1 KR 100763404B1
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최용원
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삼성코닝 주식회사
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Abstract

A backlight unit is provided to ensure a sufficient optical path and improve the light efficiency of the backlight unit providing a plurality of transflective films in a light resonance member of the backlight unit. A plurality of light emitting diodes is loaded on a base substrate. A light resonance member(130) is spaced apart from the base substrate at a predetermined interval, includes at least two transflective films, and resonates light emitted from the light emitting diodes to improve efficiency of the emitted light. A total-reflection member(120) is disposed between the base substrate and the light resonance member, and totally reflects light reflected from the light resonance member to the light resonance member. The light resonance member includes a first transflective film(132) transmitting and reflecting the emitted light, a transmissive film(136) disposed on the first transflective film, and a second transflective film(134)disposed on the transmissive film and transmitting and reflecting light having transmitted the transmissive film.

Description

백 라이트 유닛 {Back Light Unit}Back Light Unit

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛을 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a backlight unit according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 광 공진 부재를 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the optical resonance member of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 광 경로를 도시한 개념도이다. 3 is a conceptual diagram illustrating an optical path of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.

도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a backlight unit according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of a backlight unit according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

100: 백 라이트 유닛 110: 베이스 기판100: backlight unit 110: base substrate

115: 발광 다이오드 120: 전반사 부재115: light emitting diode 120: total reflection member

130: 광 공진 부재 132: 제1 반 투과 필름130: optical resonance member 132: first semi-transmissive film

134: 제2 반 투과 필름 136: 투과 필름134: second semi-transmissive film 136: transmissive film

140: 측 반사 부재 150: 발광 공간140: side reflection member 150: light emitting space

본 발명은 백 라이트 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 다이오드 를 광원으로 사용하고, 광 효율 및 휘도가 우수한 백 라이트 유닛에 관한 것이다. The present invention relates to a backlight unit, and more particularly, to a backlight unit using a light emitting diode as a light source and having excellent light efficiency and brightness.

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.CRT (Cathode Ray Tube), which is one of the commonly used display devices, is widely used in televisions and computer monitors, but the weight and volume of the CRT itself do not meet the recent trend of miniaturization and light weight of electronic products.

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. Accordingly, various technologies have been developed to replace existing CRT displays, and liquid crystal displays (LCDs) using field optical effects, plasma display panels (PDPs), and electric fields using gas discharges. An EL display device (ELD, Electro Luminescence Display) using the light emitting effect and the like.

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 텔레비전 등에 널리 사용되고 있다. Among them, LCDs are rapidly expanding their range of application due to improvements in liquid crystal materials and development of micropixel processing technology along with features such as light weight, thinness, and low power consumption. It is widely used in large flat-panel televisions.

그러나, 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광원의 양을 조절하여 화상을 표시하는 소광성 소자로서 별도의 백 라이트 유닛을 필요로 한다.However, most liquid crystal display devices require a separate backlight unit as a matting element for displaying an image by controlling an amount of a light source coming from the outside.

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.Here, EL (Electro Luminescence), CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp), or HCFL (Hot Cathode Fluorescent Lamp), etc. are used as light sources. Light emitting diodes (LEDs) are widely used.

백 라이트 유닛에서 발광 다이오드를 광원으로 사용하는 방법으로는, 첫째, 청색 발광 다이오드와 YAG(Yttrium Aluminum Garnet, 야그) 형광체를 이용하는 방 법과, 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.In the backlight unit, a light emitting diode is used as a light source. First, a blue light emitting diode and a YAG (Yttrium Aluminum Garnet (YAG) phosphor) are used, and second, a red, green, and blue light is emitted from an ultraviolet light emitting diode. Third, a method of using phosphors and a method of mixing light emitted from each light emitting diode using a red light emitting diode, a green light emitting diode, and a blue light emitting diode have been studied.

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.Here, the method of using a blue light emitting diode and a YAG phosphor has a poor red expression ability and a low luminous efficiency, and the method of using red, green, and blue phosphors in a light emitting diode emitting ultraviolet light is difficult to develop a phosphor and is thermal. The property is not good.

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.In addition, the method using the red light emitting diode, the green light emitting diode, and the blue light emitting diode has a high intensity of the red light, the green light, and the blue light emitted from each light emitting diode, so that a wide color reproduction range can be designed, but the white surface light source is constituted. There is a problem that a combination of light emitting diodes must be achieved.

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 물질의 개발되고 있다.In accordance with the recent trend toward larger size and higher image quality of display devices, in order to meet the high luminous flux output demand of the backlight, materials for manufacturing lenses, chips, and light emitting diodes for concentrating light emitted from each light emitting diode are developed. have.

발광 다이오드는 전기 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 고체 소자의 일종으로, 일반적으로 도핑층과 활성층을 포함한다. A light emitting diode is a type of solid state device that converts electrical energy into light energy and generally includes a doping layer and an active layer.

두 개의 상반된 도핑층 양단에 바이어스가 인가되면, 정공과 전자가 활성층으로 주입된 후 재결합되어 빛이 발생된다.When a bias is applied across two opposing doped layers, holes and electrons are injected into the active layer and then recombined to generate light.

활성 영역에서 발생된 빛은 모든 방향으로 방출되어 모든 노출된 표면을 통 해 반도체 칩 밖으로 탈출한다.Light generated in the active region is emitted in all directions and escapes the semiconductor chip through all exposed surfaces.

발광 다이오드가 포함된 백 라이트 유닛은 발광 다이오드에서 탈출하는 빛을 희망하는 빛의 출력 방향으로 지향시킨다.The backlight unit including the light emitting diode directs the light escaping from the light emitting diode in the direction of output of the desired light.

현재까지 개발된 발광 다이오드는 전류 확산층에 투과 정도에 의한 광손실과, 빛이 방출되는 계면에서의 전반사에 의한 광손실로 인하여, 충분한 발광 효율을 얻을 수 없었다.The light emitting diodes developed to date have not been able to obtain sufficient luminous efficiency due to the light loss due to the degree of transmission to the current diffusion layer and the light loss due to total reflection at the interface where light is emitted.

따라서, 높은 광속 출력이 요구되는 백 라이트에 발광 다이오드가 사용되기 위해서는, 발광 다이오드에 높은 전류를 인가하거나, 발광 다이오드의 개수를 늘이는 방법이 사용된다.Therefore, in order to use a light emitting diode in a backlight requiring high luminous flux output, a method of applying a high current to the light emitting diode or increasing the number of light emitting diodes is used.

하지만, 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.However, when a high current is applied to the light emitting diode, a large amount of heat is generated in the light emitting diode, so that the light emitting efficiency is reduced, so that a separate heat dissipation design is required on the printed circuit board on which the light emitting diode is mounted. In this case, there is a problem in that the design of the backlight unit becomes difficult and the production cost of the backlight unit increases.

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.In addition, although a light emitting diode using a nitride semiconductor series or InGaAIP has been developed to increase the light emitting efficiency of the light emitting diode, there is a problem that it is difficult to use the backlight unit because the luminous flux is lower than that of the CCFL.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 발광 다이오드를 사용함에도 불구하고 우수한 광 효율 및 높은 휘도를 갖는 안정적인 백 라이트 유닛을 제 공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a stable backlight unit having excellent light efficiency and high luminance despite the use of a light emitting diode.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측에 백 라이트 유닛은 복수의 발광 다이오드들이 탑재된 베이스 기판, 광 공진 부재 및 전반사 부재를 포함한다. 상기 광 공진 부재는 상기 베이스 기판 상에 소정거리 이격되어 배치되고, 적어도 두 개의 반 투과 필름을 포함하며 상기 발광 다이오드로부터 출사된 출사광을 광 공진시켜 상기 출사광의 효율을 증가시킬 수 있다. 상기 전반사 부재는 상기 베이스 기판 및 상기 광 공진 부재 사이에 배치되고, 상기 광 공진 부재로부터 반사된 광을 다시 상기 광 공진 부재로 전반사 시킨다. To achieve the object of the present invention as described above, the backlight unit includes a base substrate on which a plurality of light emitting diodes are mounted, an optical resonance member, and a total reflection member. The optical resonance member may be disposed on the base substrate to be spaced apart a predetermined distance, and include at least two semi-transmissive films to optically resonate the emitted light emitted from the light emitting diode to increase the efficiency of the emitted light. The total reflection member is disposed between the base substrate and the optical resonance member, and totally reflects the light reflected from the optical resonance member back to the optical resonance member.

구체적으로, 상기 광 공진 부재는 상기 출사광을 투과 및 반사 시키는 제 1 반 투과 필름, 상기 제 1 반 투과 필름 상에 배치된 투과 필름 및 상기 투과 필름 상에 배치되고, 상기 투과 필름을 투과한 광을 투과 및 반사 시키는 제 2 반 투과 필름을 포함한다. Specifically, the optical resonance member is a first semi-transmissive film for transmitting and reflecting the emitted light, a transmissive film disposed on the first semi-transmissive film and the light disposed on the transmissive film, the light transmitted through the transmissive film It includes a second semi-transmissive film for transmitting and reflecting.

상기 제1 반 투과 필름 및 제2 반 투과 필름은 각각 상부 면의 반사율이 하부 면의 반사율보다 더 큰 것이 바람직하다. In the first semi-transmissive film and the second semi-transmissive film, it is preferable that the reflectance of the upper surface is larger than that of the lower surface, respectively.

상기 투과 필름의 두께는 상기 투과 필름 및 상기 제2 반 투과 필름의 경계 면에서 보강 간섭 효과가 극대화 될 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다. 이와 마찬가지로, 상기 광 공진 부재 및 전반사 부재 사이의 거리는 상기 광 공진 부재의 하부 면에서 보강 간섭 효과가 극대화 될 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다. The thickness of the transmissive film is preferably set to maximize the constructive interference effect at the interface between the transmissive film and the second semi-transmissive film. Similarly, the distance between the optical resonance member and the total reflection member is preferably set to maximize the constructive interference effect on the lower surface of the optical resonance member.

상기 제 1 반 투과 필름 및 제2 반 투과 필름의 하부 면 반사율은 각각 20 내지 40%인 것이 바람직하다. Preferably, the lower surface reflectances of the first semi-transmissive film and the second semi-transmissive film are 20 to 40%, respectively.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited to the embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛을 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a backlight unit according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 백 라이트 유닛(100)은 베이스 기판(110), 전반사 부재(120), 광 공진 부재(130) 및 측 반사 부재(140)을 포함한다. 또한, 내부에는 발광 공간(150)이 형성되어 있다. Referring to FIG. 1, the backlight unit 100 may include a base substrate 110, a total reflection member 120, a light resonance member 130, and a side reflection member 140. In addition, the light emitting space 150 is formed inside.

상기 베이스 기판(110) 상에는 복수의 발광 다이오드(115)들이 탑재되어 있다. 상기 발광 다이오드(115)는 유기 발광 다이오드 및 무기 발광 다이오드를 포함한다. 상기 발광 다이오드(115)들은 백색광을 발현하는 다이오드일 수 있으며, 이와 다르게 서로 다른 색상을 발현하는 다이오드일 수도 있다. 예를 들면, 적색, 녹색 및 청색 다이오드들일 수 있으며 상기 각각의 색상을 발현하는 다이오드들은 소정의 배열을 이루어 전체적으로 백색광을 발현한다. 상기 베이스 기판(110)은 도시하지는 않았으나, 외부의 전원 인가 장치에 연결되어 상기 다이오드에 전원을 인가하는 각종 회로 소자들이 구비되어 있다. A plurality of light emitting diodes 115 are mounted on the base substrate 110. The light emitting diode 115 includes an organic light emitting diode and an inorganic light emitting diode. The light emitting diodes 115 may be diodes expressing white light, or may be diodes expressing different colors. For example, the diodes may be red, green and blue diodes, and the respective color-emitting diodes form a predetermined array to express white light as a whole. Although not shown, the base substrate 110 is provided with various circuit elements connected to an external power supply device to apply power to the diode.

상기 전반사 부재(120)는 상기 광 공진 부재(130) 및 상기 베이스 기판(110) 사이에 배치된다. 상기 전반사 부재(120)는 상기 발광 다이오드(115)를 제외한 나머지 베이스 기판(110) 영역을 덮도록 배치된다. 즉, 상기 발광 다이오드(115)에 대응한 영역에만 개구가 형성되어 상기 발광 다이오드(115)들을 노출시킨다.The total reflection member 120 is disposed between the optical resonance member 130 and the base substrate 110. The total reflection member 120 is disposed to cover an area of the base substrate 110 except for the light emitting diode 115. That is, an opening is formed only in a region corresponding to the light emitting diode 115 to expose the light emitting diodes 115.

상기 전반사 부재(120)는 상기 발광 다이오드에서 발생되어 출사된 광이 후술될 광 공진 부재(130)에 의하여 반사되어 돌아오면 상기 반사광을 다시 상기 광 공진 부재(130)로 전반사 시킨다. The total reflection member 120 totally reflects the reflected light back to the optical resonance member 130 when the light emitted from the light emitting diode is reflected by the optical resonance member 130 to be described later.

상기 전반사 부재(120)로서는, 광 투과율 및 광 흡수율이 낮은 반면 반사율이 매우 우수한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 상기 전반사 부재(120)로서, 반사율이 높은 반사재 필름이 접합된 알루미늄 플레이트를 사용할 수 있다. 상기 반사재 필름으로서는, 반사율이 적어도 80%인 높은 반사율을 갖고, 흡수율 및 투과율이 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하다. It is preferable that the total reflection member 120 is made of a material having a low light transmittance and a low light absorptance but a very high reflectance. In this embodiment, as the total reflection member 120, an aluminum plate to which a reflector film having high reflectance is bonded may be used. As the reflector film, one having a high reflectance having a reflectance of at least 80% and having a low water absorption and a low transmittance is preferable.

상기 전반사 부재(120)는 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 베이스 기판(110) 상에 소정 거리 이격되어 형성될 수 있고, 이와 다르게 베이스 기판(110) 상에 이격됨 없이 접합될 수도 있다. As shown in FIG. 1, the total reflection member 120 may be formed to be spaced apart from the base substrate 110 by a predetermined distance, or alternatively, may be bonded to the base substrate 110 without being spaced apart.

상기 광 공진 부재(130)는 상기 전반사 부재(120)로부터 소정 거리(D1) 이격되어 배치된다. 상기 광 공진 부재(130)는 적어도 두 개의 반 투과 필름을 포함한다. 상기 광 공진 부재(130)는 상기 발광 다이오드(115), 전반사 부재(120) 등으로부터 입사된 광을 일부 투과 및 일부 반사시키는 기능을 수행한다. The optical resonance member 130 is disposed spaced apart from the total reflection member 120 by a predetermined distance D 1 . The optical resonating member 130 includes at least two semi-transmissive films. The optical resonance member 130 performs a function of partially transmitting and partially reflecting light incident from the light emitting diode 115, the total reflection member 120, or the like.

상기와 같이, 광을 바로 투과 시키지 않고 광 경로를 길게 함으로써, 적색, 녹색 및 청색 광이 충분히 혼합될 수 있고, 이로 인하여 백색광의 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 광 경로를 조절함으로써, 보강 간섭에 의한 광 효율을 최적화 시킬 수 있다. 물론, 적색, 녹색 및 청색 광의 공통적으로 보강간섭 시킬 수 없기 때문 에 각각의 보강간섭 조건의 평균 조건을 적용함으로써, 광 효율을 최적화 시킬 수 있을 것이다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.As described above, by lengthening the light path without directly transmitting the light, the red, green, and blue light can be sufficiently mixed, thereby increasing the efficiency of the white light. In addition, by adjusting the optical path, it is possible to optimize the light efficiency due to constructive interference. Of course, since red, green, and blue light cannot be coherently interfered with each other, the light efficiency may be optimized by applying an average condition of each constructive interference condition. This will be described later.

도 2는 도 1의 광 공진 부재를 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 광 경로를 도시한 개념도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the optical resonance member of FIG. 1. 3 is a conceptual diagram illustrating an optical path of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 광 공진 부재(130)는 제1 반 투과 필름(132), 제2 반 투과 필름(134) 및 상기 제1 반 투과 필름(132) 및 제2 반 투과 필름(134) 사이에 배치된 투과 필름(136)을 포함한다. Referring to FIG. 2, the optical resonance member 130 may include a first semi-transmissive film 132, a second semi-transmissive film 134, and the first semi-transmissive film 132 and the second semi-transmissive film 134. And a transmissive film 136 disposed therein.

상기 투과 필름(136)은 투명성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate; PET), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 유리 등의 재질을 포함할 수 있다. 상기 재질들은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다. The transmission film 136 may include a material such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), glass, or the like having excellent transparency. The materials may be used alone or in combination of two or more.

본 실시예에서, 상기 광 공진 부재(130)는 두 개의 반 투과 필름(132, 134)들을 포함한다. 따라서 광 경로가 보다 증가되어 광 효율을 더욱 증가시킬 수 있다. In the present embodiment, the optical resonating member 130 includes two semi-transmissive films 132 and 134. Therefore, the light path can be further increased to further increase the light efficiency.

상기 제1 반 투과 필름(132)은 상기 전반사 부재(120)와의 사이에서 광 공진을 유도할 수 있고, 상기 제2 반 투과 필름(134)은 상기 제1 반 투과 필름(132) 및 상기 제2 반 투과 필름(134)의 사이인 투과 필름(136) 영역에서 광 공진을 유도할 수 있다. The first semi-transmissive film 132 may induce optical resonance between the total reflection member 120, and the second semi-transmissive film 134 may include the first semi-transmissive film 132 and the second. Optical resonance may be induced in the region of the transmissive film 136 between the semi-transmissive films 134.

상기 제1 반 투과 필름(132)은 하부의 전반사 부재(120)와 광학적 공진을 일으키기 위하여 적절한 투과율 특성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 제1 반 투과 필 름(132)의 광 투과율은 60 내지 80%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 반 투과 필름(132)은 전반사 부재(120)로부터 반사된 광에 대해서는 낮은 반사율을 갖고, 반면에 제2 반사 부재(134)로부터 반사되어 투과 필름(136)을 통과한 광에 대해서는 높은 반사율을 갖는 것이 바람직하다. The first semi-transmissive film 132 preferably has an appropriate transmittance characteristic in order to cause optical resonance with the lower total reflection member 120. The light transmittance of the first semi-transmissive film 132 is preferably 60 to 80%. In addition, the first semi-transmissive film 132 has a low reflectance with respect to the light reflected from the total reflection member 120, while the first semi-transmissive film 132 is reflected by the light reflected from the second reflective member 134 and passed through the transmissive film 136 It is desirable to have a high reflectance.

마찬가지로, 상기 제1 반 투과 필름(134)은 상기 제1 반 투과 필름(132)을 투과한 광 또는 제1 반 투과 필름(132)에서 반사된 광에 대해서는 낮은 반사율을 갖고, 외부로부터 입사된 광에 대해서는 높은 반사율을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제1 반 투과 필름(132) 및 제2 반 투과 필름(134)은 각각 상부 면의 반사율이 하부 면의 반사율보다 크다. 바람직하게는, 상기 하부 면의 반사율은 20 내지 40%이다. Similarly, the first semi-transmissive film 134 has a low reflectance with respect to the light transmitted through the first semi-transmissive film 132 or the light reflected from the first semi-transmissive film 132, and the light incident from the outside It is preferable to have a high reflectance with respect to. That is, the first semi-transmissive film 132 and the second semi-transmissive film 134 have a reflectance on the upper surface of the lower surface than that of the lower surface, respectively. Preferably, the reflectance of the lower surface is 20 to 40%.

도 3을 참조하면, 상기 투과 필름(136)은 상기 투과 필름(136) 및 제2 반 투과 필름(134)의 경계 면에서 보강 간섭이 이루어질 수 있는 두께(D2)를 갖는 것이 바람직하다. 그러나 적색, 녹색 및 청색 광원에 대한 공통된 보강 간섭 조건은 부재하므로, 각 색상의 보강 간섭 조건에 공통적으로 근접한 두께(D2)를 찾는 것이 중요하다. Referring to FIG. 3, the transmissive film 136 preferably has a thickness D 2 through which constructive interference occurs at an interface between the transmissive film 136 and the second semi-transmissive film 134. However, since there is no common constructive interference condition for red, green and blue light sources, it is important to find a thickness D 2 that is commonly close to the constructive interference condition of each color.

본 실시예에서, 상기 투과 필름은 하기 수학식(1) 내지 수학식(3)을 만족하는 각 두께(d1, d2, d3)의 평균 값을 두께(D2)로 갖는다. In the present embodiment, the transmissive film has an average value of the thicknesses d 1 , d 2 , d 3 satisfying the following Equations (1) to (3) as the thickness D 2 .

2n1d1 = mλ2n 1 d 1 = mλ 1 One

22 nn 1One dd 22 = mλ = mλ 2 2

22 nn 1One dd 33 = mλ = mλ 3 3

상기 수학식 (1) 내지 (3)에서, n1은 제2 반 투과 필름(134)의 굴절률에 대한 투과 필름(136)의 상대 굴절률이고, m은 자연수이며 λ 1 , λ 2 및 λ 3는 각각 상기 출사광의 적색, 녹색 및 청색 광의 피크 파장이다.In Equations (1) to (3), n 1 is a relative refractive index of the transmissive film 136 to the refractive index of the second semi-transmissive film 134, m is a natural number and λ 1 , λ 2 and λ 3 are Respectively, the peak wavelengths of the red, green, and blue light of the emitted light.

상기와 같이, 투과 필름(136)의 두께를 설정하면, 상기 투과 필름(136) 및 상기 제2 반 투과 필름(134)의 경계 면에서 전체 광원의 보강 간섭 효과를 극대화 할 수 있다. As described above, when the thickness of the transmissive film 136 is set, the constructive interference effect of the entire light source may be maximized at the interface between the transmissive film 136 and the second semi-transmissive film 134.

마찬가지로, 상기 제1 반 투과 필름(132)과 발광 공간(150)의 경계 면에서 보강 간섭의 효과를 극대화 하기 위해서, 상기 제1 반 투과 필름(132) 및 전반사 부재(120) 사이의 거리(D1)는 하기 수학식(4) 내지 수학식(6)을 만족하는 각 두께(d4, d5, d6)의 평균 값을 갖는 것이 바람직하다. Similarly, in order to maximize the effect of constructive interference at the interface between the first semi-transmissive film 132 and the light emitting space 150, the distance D between the first semi-transmissive film 132 and the total reflection member 120. 1 ) preferably has an average value of each of the thicknesses d 4 , d 5 , and d 6 satisfying the following equations (4) to (6).

2n2d4 = mλ2n 2 d 4 = mλ 1 One

2n2d5 = mλ2n 2 d 5 = mλ 2 2

22 nn 22 dd 66 = mλ = mλ 3 3

상기 수학식 (4) 내지 (5)에서, n2은 상기 제1 반 투과 필름(132)의 굴절률에 대한 공기의 상대 굴절률이고, m은 자연수이며 λ 1 , λ 2 및 λ 3는 각각 상기 출사광의 적색, 녹색 및 청색 광의 피크 파장이다.In Equations (4) to (5), n 2 is a relative refractive index of air with respect to the refractive index of the first semi-transmissive film 132, m is a natural number and λ 1 , λ 2 and λ 3 are each emitted Peak wavelengths of red, green and blue light of light.

본 발명에 따른 백 라이트 유닛(100)은, 광 경로 확장에 따라 이종의 파장을 갖는 광들 간의 광 혼합 효율을 증대 시켜 백색광의 표시 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 보강 간섭에 의한 광 휘도의 증가를 도모할 수 있다. The backlight unit 100 according to the present invention may not only improve display quality of white light by increasing light mixing efficiency between lights having heterogeneous wavelengths as the light path is extended, but also increase light brightness due to constructive interference. We can plan.

상기 반 투과 필름(132, 134)은 투과 및 반사를 모두 수행할 수 있도록, 금속 막 또는 산화물 막을 포함하는 적층 구조로 이루어질 수 있다. The semi-transmissive films 132 and 134 may have a stacked structure including a metal film or an oxide film so as to perform both transmission and reflection.

상기 반 투과 필름(132, 134)을 설계할 때, 광 손실이 발생하는 것을 막기 위해서는 상기 반 투과 필름(132, 134)의 광 흡수율이 최소화 되도록 하는 것이 바람직한데, 상기 금속 막을 이용하여 상기 반 투과 필름(132, 134)을 형성하는 경우에는 금속 막의 두께가 수십 ㎛에 불과하여 정상적인 결정 성장이 되지 않을 수 있기 때문에 광 흡수율이 커지게 되고, 또한 막들의 적층으로 인하여 각 층 상호간의 확산에 의하여 흡수율이 커질 수 있다. 따라서 산화물 막의 적층을 통한 반 투과 필름(132, 134)의 형성이 바람직하다. When designing the transflective films 132 and 134, it is preferable to minimize the light absorption of the transflective films 132 and 134 in order to prevent light loss from occurring. In the case of forming the films 132 and 134, since the thickness of the metal film is only a few tens of micrometers, normal crystal growth may not be achieved, and thus the light absorption becomes large. This can be big. Therefore, the formation of the semi-transmissive films 132 and 134 through the lamination of oxide films is preferable.

산화물의 적층은 고굴절률의 산화물과 저굴절률의 산화물을 적층하거나, 고굴절률, 중굴절률 및 저굴절률의 산화물을 혼합 적층하는 것이 가능하며, 적층 두 께가 두꺼워지고 층이 많아질수록 흡수율은 현저히 감소되어, 백 라이트의 휘도를 향상시키는데 유리하다. Oxide lamination can be performed by laminating a high refractive index oxide and a low refractive index oxide, or a mixture of high refractive index, medium refractive index and low refractive index oxides. This is advantageous for improving the brightness of the backlight.

흡수가 많아지면 광 공진이 일어나더라도 흡수에 의한 손실이 발생하므로 광 공진에 의한 효과를 충분히 얻을 수 없다. 금속 막을 이용하는 적층 구조는 그에 해당하는 층 구조가 단순화되어 경제적인 측면에서 유리하나 흡수율 측면을 고려하였을 때 큰 장점을 얻기 어렵다. If the absorption increases, the loss due to absorption occurs even if the optical resonance occurs, and thus the effect due to the optical resonance cannot be sufficiently obtained. The laminated structure using the metal film is advantageous in terms of economical efficiency due to the simplification of the corresponding layer structure, but it is difficult to obtain a great advantage when considering the absorption rate.

상기 저굴절의 물질과 고굴절의 물질, 저굴절의 물질과 중굴절의 물질, 또는 중굴절의 물질과 고굴절의 물질을 적층하게 되면 각 층 간의 굴절률 차이가 발생하여 반사 특성이 형성될 수 있다. 일반적으로, 적층되는 반복 횟수가 많아질수록 흡수는 최소화되고 반사 특성이 커지게 된다.When the low refractive index material and the high refractive material, the low refractive material and the medium refractive material, or the middle refractive material and the high refractive material are stacked, a refractive index difference between the layers may occur to form reflective properties. In general, as the number of repetitions stacked is increased, absorption is minimized and reflection characteristics are increased.

본 발명에 따른 백 라이트 유닛(100)의 반 투과 필름(132, 134)은 각각 5 내지 7개의 산화물 막을 포함한다. 이는, 반 투과 필름의 추가에 따른 두께 증대를 최소하면서 반 투과 특성을 극대화 하기 위해서이다. The semi-transmissive films 132 and 134 of the backlight unit 100 according to the present invention each comprise 5 to 7 oxide films. This is to maximize the semi-transmissive properties while minimizing the increase in thickness due to the addition of the semi-transmissive film.

본 실시예에서, 저굴절률 물질로서는 SiO2, 중굴절률 물질로서는 NbO3, 고굴절률의 물질로서는 TiO2가 사용된다. 이외에도 다양한 산화물 막이 사용될 수 있다.In this embodiment, as the low-index material as SiO 2, the refractive index of the material NbO 3, the substance having a high refractive index is TiO 2, is used. In addition, various oxide films may be used.

상기 측 반사 부재(140)는 상기 베이스 기판(110) 및 광 공진 부재(130)의 측 부에 형성되어 상기 발광 공간(150)을 밀봉한다. 또한, 상기 측 반사 부재(140)는 상기 발광 다이오드(115)로부터 방출되는 광이 상기 전 반사 부재(120) 및 상기 광 공진 부재(130)의 사이의 측부로 유출되는 것을 막는다. The side reflecting member 140 is formed at sides of the base substrate 110 and the optical resonating member 130 to seal the light emitting space 150. In addition, the side reflection member 140 prevents the light emitted from the light emitting diode 115 from leaking to the side between the front reflection member 120 and the light resonance member 130.

상기 측 반사 부재(140)는 전반사 부재(120)와 마찬가지로 반사율이 높을수록, 투과율 및 흡수율이 낮을수록 바람직하며, 상기 발광 다이오드(115)에서 방출되어 측 반사 부재(140)로 입사되는 광을 다시 백 라이트 유닛(100)의 발광 공간(150)을 반사시켜 상기 광 공진 부재(130)를 통과하여 방출되는 광의 양을 증가시킨다. Like the total reflection member 120, the side reflecting member 140 has a higher reflectance, a lower transmittance and a lower absorptance, and preferably emits light emitted from the light emitting diode 115 and incident on the side reflecting member 140. By reflecting the light emitting space 150 of the backlight unit 100 increases the amount of light emitted through the optical resonance member 130.

도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 단면도이다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a backlight unit according to another embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view of a backlight unit according to another embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5의 백라이트 유닛은 도 1의 백 라이트 유닛과 비교하여 측 반사 부재를 제외하고는 구성 및 구조 면에서 동일하므로 상기 측 반사 부재를 제외한 나머지 구성에 대한 중복된 설명은 생략하도록 한다. 4 and 5 are the same in terms of configuration and structure except for the side reflecting member compared to the backlight unit of FIG. 1, and thus redundant descriptions of the remaining components except for the side reflecting member will be omitted.

도 4를 참조하면, 백 라이트 유닛(400)은 베이스 기판(410), 전반사 부재(420), 광 공진 부재(430) 및 측 반사 부재(440)을 포함한다. 또한, 내부에는 발광 공간(450)이 형성되어 있다. 상기 측 반사 부재(440)은 경사진 형태를 가지므로 광 반사 효율을 더욱 증가시킬 수 있다. Referring to FIG. 4, the backlight unit 400 may include a base substrate 410, a total reflection member 420, a light resonance member 430, and a side reflection member 440. In addition, a light emitting space 450 is formed inside. Since the side reflection member 440 has an inclined shape, the light reflection efficiency may be further increased.

도 5를 참조하면, 백 라이트 유닛(500)은 베이스 기판(510), 전반사 부재(520), 광 공진 부재(530) 및 측 반사 부재(540)을 포함한다. 또한, 내부에는 발광 공간(550)이 형성되어 있다. 상기 측 반사 부재(540)은 곡면을 가지므로 광 반사 효율을 더욱 증가시킬 수 있다. Referring to FIG. 5, the backlight unit 500 includes a base substrate 510, a total reflection member 520, a light resonance member 530, and a side reflection member 540. In addition, a light emitting space 550 is formed inside. Since the side reflection member 540 has a curved surface, the light reflection efficiency may be further increased.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 백 라이트 유닛의 광 공진 부재는 반 투과 필름을 복수로 포함하고 있어 충분한 광 경로를 확보할 수 있고, 나아가 백 라이트 유닛의 광 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, the optical resonant member of the backlight unit according to the present invention includes a plurality of semi-transmissive films to ensure a sufficient light path, and further improve the light efficiency of the backlight unit.

또한 전반사 부재 및 광 공진 부재 사이의 거리, 및 광 공진 부재의 투과 필름의 두께를 유 의미하게 설정하여 보강 간섭에 의한 휘도의 증가를 도모할 수 있다. Further, the distance between the total reflection member and the optical resonant member and the thickness of the transparent film of the optical resonant member can be set meaningfully to increase the luminance due to constructive interference.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

Claims (9)

복수의 발광 다이오드들이 탑재된 베이스 기판;A base substrate on which a plurality of light emitting diodes are mounted; 상기 베이스 기판 상에 소정거리 이격되어 배치되고, 적어도 두 개의 반 투과 필름을 포함하며 상기 발광 다이오드로부터 출사된 출사광을 광 공진시켜 상기 출사광의 효율을 증가시키기 위한 광 공진 부재; 및An optical resonator member disposed on the base substrate at a predetermined distance, the optical resonance member including at least two semi-transmissive films and optically resonating the emitted light emitted from the light emitting diode to increase the efficiency of the emitted light; And 상기 베이스 기판 및 상기 광 공진 부재 사이에 배치되고, 상기 광 공진 부재로부터 반사된 광을 다시 상기 광 공진 부재로 전반사 시키는 전반사 부재를 포함하는 백 라이트 유닛. And a total reflection member disposed between the base substrate and the optical resonance member and configured to totally reflect the light reflected from the optical resonance member back to the optical resonance member. 제1항에 있어서, 상기 광 공진 부재는,The optical resonance member of claim 1, 상기 출사광을 투과 및 반사 시키는 제 1 반 투과 필름;A first semi-transmissive film for transmitting and reflecting the emitted light; 상기 제 1 반 투과 필름 상에 배치된 투과 필름; 및A transmissive film disposed on the first semi-transmissive film; And 상기 투과 필름 상에 배치되고, 상기 투과 필름을 투과한 광을 투과 및 반사 시키는 제 2 반 투과 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛. A second semi-transmissive film disposed on the transmissive film and transmitting and reflecting light transmitted through the transmissive film. 제2항에 있어서, 상기 제1 반 투과 필름 및 제2 반 투과 필름은 각각 상부 면의 반사율이 하부 면의 반사율보다 더 큰 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛. The backlight unit of claim 2, wherein the first semi-transmissive film and the second semi-transmissive film each have a reflectance of an upper surface greater than that of a lower surface. 제2항에 있어서, 상기 투과 필름은 하기 수학식(1) 내지 수학식(3)을 만족하는 각 두께(d1, d2, d3)의 평균 값을 두께(D2)로 갖는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.The method of claim 2, wherein the transmissive film has an average value of each thickness d 1 , d 2 , d 3 satisfying the following Equations (1) to (3) as the thickness D 2 . Backlight unit. 2n1d1 = mλ2n 1 d 1 = mλ 1 One - - - - - - - (1)  - - - - - - - (One) 2n1d2 = mλ2n 1 d 2 = mλ 2 2 - - - - - - - (2)  - - - - - - - (2) 2n1d3 = mλ2n 1 d 3 = mλ 3 3 - - - - - - - (3)  -------(3) (단, 상기 식에서 n1은 제2 반 투과 필름의 굴절률에 대한 투과 필름의 상대 굴절률이고, m은 자연수이며 λ 1 , λ 2 및 λ 3는 각각 상기 출사광의 적색, 녹색 및 청색 광의 피크 파장이다.)(Wherein n 1 is the relative refractive index of the transmissive film to the refractive index of the second semi-transmissive film, m is a natural number and λ 1 , λ 2 and λ 3 are the peak wavelengths of the red, green and blue light of the emitted light, respectively) .) 제2항에 있어서, 상기 광 공진 부재는 상기 전반사 부재로부터 하기 수학식(4) 내지 수학식(6)을 만족하는 각 거리(d4 d5, d6)의 평균 값 (D1)만큼 이격되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.3. The optical resonance member of claim 2, wherein the optical resonance member is spaced apart from the total reflection member by an average value D 1 of each distance d 4 d 5 , d 6 satisfying Equations (4) to (6). And a backlight unit. 2n2d4 = mλ2n 2 d 4 = mλ 1One - - - - - - - (4) - - - - - - - (4) 2n2d5 = mλ2n 2 d 5 = mλ 22 - - - - - - - (5) -------(5) 2n2d6 = mλ2n 2 d 6 = mλ 33 - - - - - - - (6) -------(6) (단, 상기 식에서 n2은 상기 제1 반 투과 필름의 굴절률에 대한 공기의 상대 굴절률이고, m은 자연수이며 λ 1 , λ 2 및 λ 3는 각각 상기 출사광의 적색, 녹색 및 청색 광의 피크 파장이다.)Wherein n 2 is the relative refractive index of air to the refractive index of the first semi-transmissive film, m is a natural number, and λ 1 , λ 2 and λ 3 are the peak wavelengths of the red, green and blue light of the emitted light, respectively. .) 제3항에 있어서, 상기 제 1 반 투과 필름 및 제2 반 투과 필름의 하부 면 반사율은 각각 20 내지 40%인 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛. The backlight unit of claim 3, wherein reflectances of lower surfaces of the first semi-transmissive film and the second semi-transmissive film are 20 to 40%, respectively. 제2항에 있어서, 상기 투과 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC) 및 유리로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.The backlight unit of claim 2, wherein the transmissive film comprises at least one component selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), and glass. 제1항에 있어서, 상기 반 투과 필름은 굴절률이 서로 다른 복수의 산화물 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.The backlight unit of claim 1, wherein the semi-transmissive film comprises a plurality of oxide films having different refractive indices. 제8항에 있어서, 상기 반 투과 필름은 5 내지 7개의 산화물 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.9. The backlight unit of claim 8, wherein the semi-transmissive film comprises 5 to 7 oxide films.
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