KR20180046440A - 백라이트 유닛, 백라이트 유닛의 제조 방법 및 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치 - Google Patents

백라이트 유닛, 백라이트 유닛의 제조 방법 및 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법은 복수의 접촉 영역들과 상기 접촉 영역들을 둘러싸는 공동 영역이 정의되는 상면, 입광면 및 상기 입광면과 대향하는 대광면을 포함하는 도광 부재를 준비하는 단계, 상기 도광 부재 상에 상기 공동 영역과 중첩하고, 서로 동일한 폭을 갖는 복수의 제1 희생 패턴들을 형성하는 단계, 상기 제1 희생 패턴들이 형성된 상기 도광 부재 상에 제1 절연막을 형성하는 단계, 상기 제1 희생 패턴들을 제거하여 상기 도광 부재 및 상기 제1 절연막 사이에 공동을 형성하는 단계, 및 상기 제1 절연막 상에 제2 절연막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 접촉 영역들 사이에 배치된 상기 제1 희생 패턴들의 개수는 상기 입광면과 멀어질수록 감소한다.

Description

백라이트 유닛, 백라이트 유닛의 제조 방법 및 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치{BACKLIGHT UNIT, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두께가 감소되고, 휘도 균일성이 향상된 백라이트 유닛 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시장치는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널 및 광을 생성하여 표시 패널에 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.
엣지형 백라이트 유닛은 광을 생성하는 광원, 광원으로부터 제공받은 광을 표시 패널이 배치된 상부 방향으로 가이드 하는 도광 부재, 및 도광 부재와 표시 패널 사이에 배치되어 도광 부재로부터 제공받은 광을 상부 방향으로 집광하여 표시 패널에 제공하는 광학 시트를 포함한다.
광학 시트는 광을 확산하는 확산 시트, 확산 시트 상에 배치되어 광을 집광하는 프리즘 시트, 및 프리즘 시트 상에 배치되어 프리즘 시트를 보호하는 보호 시트를 포함한다. 일반적으로, 다수개의 시트들로 구성된 광학 시트는 0.5mm 정도의 두께를 가지며, 광학 시트로 인해 표시 장치의 두께가 두꺼워질 수 있다.
본 발명은 두께가 감소되고, 휘도 균일성이 향상된 백라이트 유닛을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법은 복수의 접촉 영역들과 상기 접촉 영역들을 둘러싸는 공동 영역이 정의되는 상면, 입광면 및 상기 입광면과 대향하는 대광면을 포함하는 도광 부재를 준비하는 단계, 상기 도광 부재 상에 상기 공동 영역과 중첩하고, 서로 동일한 폭을 갖는 복수의 제1 희생 패턴들을 형성하는 단계, 상기 제1 희생 패턴들이 형성된 상기 도광 부재 상에 제1 절연막을 형성하는 단계, 상기 제1 희생 패턴들을 제거하여 상기 도광 부재 및 상기 제1 절연막 사이에 공동을 형성하는 단계, 및 상기 제1 절연막 상에 제2 절연막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 접촉 영역들 사이에 배치된 상기 제1 희생 패턴들의 개수는 상기 입광면과 멀어질수록 감소한다.
상기 제1 희생 패턴들을 형성하는 단계는, 감광 물질을 상기 도광 부재 상에 형성하는 단계, 상기 감광 물질을 패터닝 하여 서로 동일한 폭을 갖는 복수의 제1 감광 패턴들을 형성하는 단계, 및 상기 제1 감광 패턴들을 열처리하여 측면들 중 일부가 타겟 경사각을 갖는 상기 제1 희생 패턴들을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 타겟 경사각은 상기 제1 희생 패턴들 각각의 측면들 중 일부가 상기 도광 부재의 상면과 이루는 각으로 정의된다.
상기 타겟 경사각은 55도 이상 65도 이하의 범위를 갖는다.
상기 공동을 형성하는 단계는, 상기 공동 영역의 소정의 영역들에서 상기 제1 절연막의 일부를 제거하여 적어도 하나의 홀을 형성하는 단계, 및 상기 홀에 제1 식각액을 주입하여 상기 제1 희생 패턴들을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 홀을 형성하는 단계는, 상기 제1 절연막 상의 상기 공동 영역의 상기 소정의 영역들을 제외한 나머지 영역에 제3 감광 패턴을 형성하는 단계, 및 제2 식각액을 제공하여 상기 제3 감광 패턴에 의해 노출된 상기 제1 절연막의 상기 일부 및 상기 제3 감광 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법은 상기 제1 희생 패턴들 중 상기 접촉 영역들 사이에 배치되는 상기 제1 희생 패턴들의 측면들 사이에 제2 감광 패턴들을 배치하는 단계, 및 상기 제2 감광 패턴들을 열처리하여 제2 희생 패턴들을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 절연막은 상기 제1 희생 패턴들의 상면 및 상기 제2 희생 패턴들의 상면 상에 배치된다.
상기 공동을 형성하는 단계는, 상기 공동 영역의 소정의 영역들에서 상기 제1 절연막의 일부를 제거하여 적어도 하나의 홀을 형성하는 단계, 및 상기 홀에 제1 식각액을 주입하여 상기 제1 희생 패턴들 및 상기 제2 희생 패턴들을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 접촉 영역들 사이에 배치되는 제1 희생 패턴들의 바닥면은 서로 연결된다.
상기 도광 부재의 굴절률은 상기 공동의 굴절률 보다 크고, 상기 제2 절연막의 굴절률과 같고, 상기 제1 절연막의 굴절률보다 작거나 같다.
상기 공동의 굴절률은 1.0이다.
상기 접촉 영역들 각각의 폭은 모두 동일하다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 광을 생성하는 광원, 복수의 접촉 영역들 및 상기 접촉 영역들을 둘러싸는 공동 영역이 정의되는 상면, 상기 광원과 인접하게 배치되는 입광면 및 상기 입광면과 대향하는 대광면을 포함하는 도광 부재, 및 상기 도광 부재의 상부에 배치되어 상기 도광 부재와 결합하고, 상기 도광 부재로부터 제공받은 광을 상부로 집광하는 집광 부재를 포함하고, 상기 집광 부재는, 상기 접촉 영역들에서 상기 도광 부재의 상면과 접촉하고, 상기 공동 영역에서 상기 도광 부재의 상면으로부터 상부로 이격되어 공동을 정의하는 제1 절연막, 및 상기 제1 절연막 상에 배치되는 제2 절연막을 포함하고, 상기 입광면에서 멀어질수록 상기 접촉 영역들 사이의 폭이 감소한다.
상기 공동의 측면이 상기 도광 부재의 상면과 이루는 각은 55도 이상 65도 이하의 범위를 갖는다.
상기 도광 부재의 굴절률은 상기 공동의 굴절율 보다 크고, 상기 제1 절연막의 굴절률보다 작거나 같고, 상기 제2 절연막의 굴절률과 같다.
상기 공동의 높이는 상기 집광 부재의 총 두께의 1/2보다 크거나 같다.
상기 광원과 인접한 상기 집광 부재의 일측면과 연결되는 차광 부재를 더 포함한다.
상기 접촉 영역들 각각의 폭은 모두 동일하다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 상기 광을 생성하는 광원, 상기 광원으로부터 제공받은 상기 광을 상기 표시 패널로 가이드 하는 광학 부재를 포함하고, 상기 광학 부재는, 적어도 일측면에 광원이 배치되고, 상면에 복수의 접촉 영역들 및 상기 접촉 영역들을 둘러싸는 공동 영역이 정의되는 도광 부재, 및 상기 도광 부재 및 상기 표시 패널 사이에 배치되어 상기 도광 부재와 결합하고, 하면에 상기 공동 영역과 중첩하도록 복수의 공동이 정의되는 집광 부재를 포함하고, 상기 광원과의 거리가 멀어질수록 상기 접촉 영역들 사이의 폭이 감소한다.
상기 집광 부재는, 상기 접촉 영역에서 상기 도광 부재의 상면과 접촉하고, 상기 공동 영역에서 상기 도광 부재의 상면으로부터 상부로 이격되는 제1 절연막, 및 상기 제1 절연막 상에 배치되는 제2 절연막을 포함하고, 상기 공동은 상기 제1 절연막 및 상기 도광 부재의 상기 상면에 의하여 정의된다.
상기 공동들의 측면이 상기 도광 부재의 상면과 이루는 각은 55도 이상 65도 이하의 범위를 갖는다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 백라이트 유닛의 두께가 감소되고, 휘도 균일성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'선의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 부재의 확대 단면도이다.
도 4는 광학 부재의 확대 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'의 확대 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 A 영역의 확대도이다.
도 7은 도 4에 도시된 B 영역의 확대 배면도이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 광학 부재의 사시도이다.
도 9a는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법에 대한 순서도다.
도 9b는 도 9a에 도시된 도광 부재 상에 희생 패턴들을 형성하는 방법에 대한 순서도다.
도 9c는 도 9a에 도시된 희생 패턴들을 제거하여 공동을 형성하는 방법에 대한 순서도다.
도 9d는 도 9a에 도시된 제1 절연막 상에 제2 절연막을 형성하는 방법에 대한 순서도다.
도 10a 내지 도 10i는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 제조 과정이 도시된 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자, 제 1 구성요소 또는 제 1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자, 제 2 구성요소 또는 제 2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'선의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(1000)는 제1 방향(DR1)으로 단변을 갖고, 제2 방향(DR2)으로 장변을 갖는 직사각형 형상을 갖는다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치(1000)는 이에 한정되지 않고, 다양한 형상을 가질 수 있다.
표시 장치(1000)는 윈도우 부재(100), 표시 부재(200), 백라이트 유닛(BLU) 및 수납 부재(600)를 포함한다.
설명의 편의를 위해, 표시 장치(1000)에서 영상이 제공되는 방향을 상부 방향으로 정의하고, 상부 방향의 반대 방향을 하부 방향으로 정의한다. 본 실시 예에서는, 상부 및 하부 망향은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 직교하는 방향으로 정의되는 제3 방향(DR3)과 평행하다. 제3 방향(DR3)은 후술할 구성 요소들의 전면과 배면을 구분하는 기준 방향일 수 있다. 그러나, 상부 방향이나 하부 방향은 상대적인 개념으로서, 다른 방향으로 변환될 수 있다.
윈도우 부재(100)는 표시 부재(200)가 제공하는 영상을 투과시키는 투광부(TA) 및 투광부(TA)에 인접하고, 영상이 투과되지 않는 차광부(NTA)를 포함한다. 투광부(TA)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의하여 정의되는 평면 상에서 표시 장치(1000)의 중심부에 배치된다. 차광부(NTA)는 투광부(TA)의 주변부에 배치되어 투광부(TA)를 둘러싸는 프레임 형상을 갖는다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 표시 장치(1000)의 윈도우 부재(100)는 투광부(TA)만을 포함할 수 있다. 즉, 차광부(NTA)가 삭제될 수 있다. 이 경우, 윈도우 부재(100)의 상면 전체로 영상이 투과될 수 있다.
윈도우 부재(100)는 유리, 사파이어, 플라스틱 등을 포함하는 재질일 수 있다.
윈도우 부재(100)의 하부에 표시 부재(200)가 배치된다. 표시 부재(200)는 백라이트 유닛(BLU)으로부터 제공받은 광을 이용하여 영상을 표시한다.
상기 평면 상에서, 표시 부재(200)에 영상이 표시되는 표시 영역(DA) 및 영상이 표시되지 않는 비표시 영역(NDA)이 정의된다. 표시 영역(DA)은 상기 평면 상에서, 표시 부재(200)의 중앙에 정의되어, 윈도우 부재(100)의 투광부(TA)와 중첩된다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 정의되어 윈도우 부재(100)의 차광부(NTA)와 중첩된다. 이하 도 3에서, 표시 부재(200)에 관하여 보다 상세히 설명된다.
백라이트 유닛(BLU)은 표시 부재(200)의 하부에 배치되어, 표시 부재(200)로 광을 제공한다. 본 실시 예에 따르면, 백라이트 유닛(BLU)은 에지형 백라이트 유닛일 수 있다.
백라이트 유닛(BLU)은 광원(LS), 광학 부재(300) 및 반사 부재(400)를 포함한다.
광원(LS)은 제1 방향(DR1)에서 광학 부재(300)의 일측에 배치된다. 그러나, 본 발명은 광원(LS)의 위치에 한정되지 않고, 광학 부재(300)의 측면들 중 적어도 어느 한 측면과 인접하게 배치될 수 있다.
광원(LS)은 복수의 광원 유닛들(LSU) 및 광원 기판(LSS)을 포함한다. 광원 유닛들(LSU)은 표시 부재(200)에 제공되기 위한 광을 생성하여 광학 부재(300)에 제공한다.
본 실시 예에 따르면, 광원 유닛들(LSU)은 LED(Light Emitting Diede)이 점광원으로서 사용된 형태일 수 있다. 그러나, 본 발명의 광원 유닛들(LSU)의 종류에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 광원 유닛들(LSU)의 개수에 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 광원 유닛(LSU)은 복수개가 아닌 하나의 LED가 점광원으로서 제공되거나, 복수의 LED 그룹들로 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 광원 유닛들(LSU)은 선광원 일 수 있다.
광원 유닛들(LSU)은 광원 기판(LSS) 상에 실장될 수 있다. 광원 기판(LSS)은 제1 방향(DR1)에서 광학 부재(300)의 상기 일측과 마주보도록 배치되어 제2 방향(DR2)으로 연장된다. 광원 기판(LSS)에는 광원 유닛들(LSU)에 전원을 공급하고 제어하는 배선들이 인쇄될 수 있다. 광원 기판(LSS)은 광원 유닛들(LSU)에 연결된 광원 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 광원 제어부(미도시)는 표시 부재(200)에 표시되는 영상을 분석하여 로컬 디밍 신호를 출력하고, 상기 로컬 디밍 신호에 응답하여 광원 유닛들(LSU)이 생성하는 광의 휘도를 제어할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에서는, 광원 제어부(미도시)가 별도의 회로 기판에 실장되어 제공될 수 있으며, 그 위치가 특별히 한정되는 것은 아니다.
광학 부재(300)는 표시 부재(200)의 하부에 배치된다. 광학 부재(300)는 도광 부재(310) 및 집광 부재(320)를 포함한다. 광학 부재(300)는 도광 부재(310) 및 집광 부재(320)가 결합된 형태로 제공될 수 있다.
도광 부재(310)는 판 형상을 가질 수 있다. 도광 부재(310)는 광원(LS)으로부터 제공받은 광의 진행 방향을 표시 부재(200)가 배치된 상부 방향으로 향하도록 변경시킨다. 도면에 도시되지 않았으나, 도광 부재(310)는 도광 부재(310)의 하면에 확산 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
제1 방향(DR1)에서 도광 부재(310)의 일측에 광원(LS)이 배치될 수 있다. 도광 부재(310)의 측면들 중 광원(LS)과 인접한 일 측면은 입광면으로 정의된다. 또한, 도광 부재(310)의 측면들 중 상기 입광면과 대향하는 일 측면은 대광면으로 정의된다. 즉, 입광면은 제1 방향(DR1)에서 도광 부재(310)의 일측에 배치되고, 대광면은 도광 부재(310)의 타측에 배치된다. 그러나, 본 발명은 광원(LS)의 위치에 한정되지 않고, 도광 부재(310)의 측면들 중 적어도 어느 한 측면과 인접하게 배치될 수 있다.
도광 부재(310)는 가시 광선 영역에서 광 투과율이 높은 물질을 포함한다. 예시적으로, 도광 부재(310)는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 본 발명은 도광 부재(310)의 재질에 한정되지 않는다. 또 다른 실시 예에서, 도광 부재(310)는 폴리카보네이트(polycarbonate)나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate) 등의 투명한 고분자 수지로 이루어질 있다.
집광 부재(320)는 도광 부재(310) 및 표시 부재(200) 사이에 배치된다. 집광 부재(320)는 도광 부재(310)로 제공되는 광의 방향을 상부로 집광시킨다. 이하, 도 4 내지 도 7에서 도광 부재(310) 및 집광 부재(320)에 관하여 보다 상세히 설명된다.
도면에 도시되지 않았으나 백라이트 유닛(BLU)은 적어도 하나의 광학 시트(미도시)를 추가적으로 포함할 수 있다. 광학 시트(미도시)는 집광 부재(320)의 상부 또는 하부에 배치된다. 광학 시트(미도시)는 확산 시트 또는 보호 시트일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(1000)는 몰드 프레임(500)을 더 포함할 수 있다. 몰드 프레임(500)은 광학 부재(300)의 상부에 배치된다. 본 실시 예에 따르면, 몰드 프레임(500)은 광학 부재(300)의 상면 상에서 가장 자리 영역에 대응되도록 배치될 수 있다. 몰드 프레임(500)은 표시 부재(200)를 고정하는 역할을 한다. 백라이트 유닛(BLU)이 광학 시트(미도시)를 더 포함하는 경우, 몰드 프레임(500)은 광학 시트(미도시)와 표시 부재(200)를 함께 고정할 수 있다.
수납 부재(600)는 표시 장치(1000)의 최하단에 배치되어 백라이트 유닛(BLU)을 수납한다. 수납 부재(600)는 바닥부(610) 및 바닥부(610)와 연결된 복수의 측벽부들(620)을 포함한다. 본 발명의 실시 예에서는, 수납 부재(600)의 측벽부들(620) 중 어느 하나의 내측면 상에 광원(LS)이 배치될 수 있다. 수납부재(600)는 강성을 갖는 금속을 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 부재의 확대 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 부재(200)는 제1 편광층(POL1) 및 표시 패널(PNL)을 포함한다.
제1 편광층(POL1)은 표시 패널(PNL) 및 백라이트 유닛(BLU) 사이에 배치되어, 백라이트 유닛(BLU)으로부터 제공되는 광의 성분을 편광시킨다. 제1 편광층(POL1)은 소정의 방향을 갖는 투과축(미도시)을 가질 수 있다.
표시 패널(PNL)은 제1 편광층(POL1)의 상부에 배치되어, 표시 영역(DA)을 통하여 영상을 표시한다. 표시 패널(PNL)은 수광형 표시 패널일 수 있다. 예시적으로, 본 발명의 실시 예에 따르면, 표시 패널(PNL)은 액정 표시 패널(liquid crystal display panel)일 수 있다.
표시 패널(PNL)은 제1 기판(SUB1), 제2 편광층(POL2), 제2 기판(SUB2) 및 액정층(LC)을 포함한다.
제1 기판(SUB1)은 제1 편광층(POL1)의 상부에 배치된다. 제1 기판(SUB1)은 백라이트 유닛(BLU)으로부터 제공되는 광을 용이하게 전달하도록 광 투과성이 높은 재질로 구성될 수 있다. 예시적으로, 제1 기판(SUB1)은 투명 유리 기판, 투명 플라스틱 기판, 또는 투명 필름일 수 있다.
도시되지 않았으나, 상기 평면 상에서 제1 기판(SUB1)에 적어도 하나의 화소 영역(미도시) 및 화소 영역에 인접한 주변 영역(미도시)이 정의된다. 본 실시 예에서, 화소 영역(미도시)은 복수로 구비되며, 주변 영역(미도시)은 화소 영역들 사이에 정의될 수 있다.
제1 기판(SUB1)의 화소 영역들(미도시)에는 화소들(미도시)이 각각 배치될 수 있다. 화소들(미도시)은 복수의 화소 전극들(미도시) 및 화소 전극들과 일대일 대응하여 전기적으로 연결된 복수의 박막 트랜지스터들(미도시)을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터들은 화소 전극들과 각각 연결되어 각 화소 전극에 제공되는 구동 신호를 스위칭할 수 있다.
제2 기판(SUB2)은 제1 기판(SUB1)의 상부에 배치되어 제1 기판(SUB1)과 대향한다. 제2 기판(SUB2) 및 제1 기판(SUB1) 사이에 액정층(LC)이 개재될 수 있다. 액정층(LC)은 소정의 방향으로 배열되는 복수의 액정 분자들(LCM)을 포함한다.
제2 기판(SUB2)은 상기 화소 전극들과 함께 액정 분자들(LCM)의 배열을 제어하기 위한 전계를 형성하는 공통 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 표시 부재(200)는 액정층(LC)을 구동하여 상부 방향인 제3 방향(DR3)으로 영상을 표시한다.
도시되지 않았으나, 표시 부재(200)에는 구동 신호를 제공하는 구동칩, 구동칩이 실장되는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package) 및 테이프 캐리어 패키지를 통해 상기 표시 부재(200)와 전기적으로 연결되는 인쇄 회로 기판이 제공될 수 있다.
제2 편광층(POL2)은 액정층(LC) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 배치된다. 그러나, 본 발명은 제2 편광층(POL2)의 위치에 한정되지 않는다. 예시적으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제2 편광층(POL2)은 제2 기판(SUB2)의 상부에 배치될 수 있다.
제2 편광층(POL2)은 소정의 방향을 갖는 흡수축(미도시)을 가질 수 있다. 표시 장치(1000)의 표시 모드가 명 상태일 경우, 제2 편광층(POL2)은 광을 투과시키고, 표시 장치(1000)의 표시 모드가 암 상태일 경우, 제1 편광층(POL1)은 광을 흡수한다.
액정 분자들(LCM)의 배열 모드에 따라, 제1 편광층(POL1)의 투과축과 제2 편광층(POL2)의 흡수축이 이루는 각도가 설정될 수 있다. 예시적으로, 제1 편광층(POL1)의 투과축은 상기 평면 상에서 제2 편광층(POL2)의 흡수축과 수직할 수 있다.
도 4는 광학 부재의 확대 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'의 확대 단면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 A 영역의 확대도이고, 도 7은 도 4에 도시된 B 영역의 확대 배면도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광학 부재(300)는 도광 부재(310) 및 집광 부재(320)가 결합된 형태를 갖는다.
구체적으로, 도광 부재(310)의 상면에 복수의 접촉 영역들(CCA) 및 공동 영역(CVA)이 정의된다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 접촉 영역들(CCA)는 원 형상을 가질 수 있다. 공동 영역(CVA)은 접촉 영역들(CCA)을 둘러싸는 형상을 갖는다. 구체적으로, 공동 영역(CVA)은 평면 상에서 복수의 링 영역들(RA) 및 상기 링 영역들(RA)을 제외한 주변 영역(SA)을 포함한다. 링 영역들(RA)은 접촉 영역들(CCA) 각각을 둘러싸는 고리 형상을 갖는다.
본 실시 예에 따르면, 도광 부재(310)는 제1 굴절률(n1)을 갖는다. 예시적으로, 도광 부재(310)가 글라스 재질을 포함하는 경우, 제1 굴절률(n1)은 1.2 이상 1.7 이하일 수 있다.
집광 부재(320)는 제1 절연막(321) 및 제2 절연막(322)을 포함한다. 제1 절연막(321)은 도광 부재(310) 상에 배치된다. 제1 절연막(321)은 평면 상에서 일체의 형상을 갖는다.
제1 절연막(321)의 굴절률은 도광 부재(310)의 굴절률보다 크거나 같다. 즉, 제1 절연막(321)은 제1 굴절률(n1)보다 크거나 같은 제2 굴절률(n2)을 갖는다. 예시적으로, 제2 굴절률(n2)은 1.5 이상 1.8 이하일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 절연막(321)은 실리콘 나이트라이드(SiNx)일 수 있다.
제1 절연막(321)의 일부는 도광 부재(310)의 상면으로부터 상부로 이격되고, 다른 일부는 도광 부재(310)의 상면과 접촉한다. 구체적으로, 제1 절연막(321)은 공동 영역(CVA)에서 도광 부재(310)의 상면과 이격되고, 접촉 영역(CCA)에서 도광 부재(310)의 상면과 접촉할 수 있다. 제1 절연막(321)과 도광 부재(310)가 이격됨으로써, 공동(CV, Cavity)이 정의될 수 있다.
공동(CV)을 정의하는 바닥면의 면적은 공동(CV)을 정의하는 상부면의 면적보다 넓다. 따라서, 공동(CV)을 정의하는 측면은 경사면(SL)을 포함할 수 있다. 즉, 공동(CV)을 제1 방향(DR1)으로 자른 단면 형상은 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.
공동(CV)을 정의하는 바닥면의 면적은 공동 영역(CVA)의 면적과 동일하며, 공동 (CV)을 정의하는 상부면의 면적은 주변 영역(SA)의 면적과 동일하다. 공동(CV)을 정의하는 측면은 링 영역(RA)과 중첩한다.
본 발명의 실시 예에서, 공동(CV)을 정의하는 경사면(SL)이 도광 부재(310)의 상면과 이루는 경사각(θ)은 55도 이상 65도 이하의 값을 가질 수 있다. 바람직한 실시 예로서, 경사면(SL)의 경사각(θ)은 60도 일 수 있다.
공동(CV)의 굴절률은 도광 부재(310)의 굴절률보다 작다. 즉, 공동(CV)은 제1 굴절률(n1)보다 작은 제3 굴절률(n3)을 갖는다. 예시적으로, 공동(CV)이 에어갭인 경우, 제3 굴절률(n3)은 1.0일 수 있다.
제2 절연막(322)은 제1 절연막(321) 상에 배치된다. 제2 절연막(322)의 굴절률은 도광 부재(310)의 굴절률과 동일하다. 즉, 제2 절연막(322)은 제1 굴절률(n1)을 갖는다. 예시적으로, 제2 절연막(322)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 도광 부재(310)로 제공된 광은 제2 절연막(322) 내부로 입사될 수 있다. 제2 절연막(322)에 입사된 광은 공동(CV)과 제2 절연막(322)에 의하여 정의되는 제1 절연막(321)의 경사면(SL)에서 반사되어, 상부 방향으로 집광될 수 있다.
제2 절연막(322)은 복수의 패턴부들(322a) 및 지지부(322b)을 포함한다.
패턴부들(322a)은 공동(CV)과 동일 평면 상에 배치된다. 패턴부들(322a) 각각은 상부면의 면적이 바닥면의 면적보다 넓게 형성되는 깔대기 형상을 갖는다. 패턴부들(322a) 각각의 바닥면은 접촉 영역(CCA)과 중첩하고, 패턴부들(332a)의 상부면은 접촉 영역(CCA) 및 링 영역(RA)과 중첩한다.
접촉 영역들(CCA) 각각의 제1 방향(DR1) 폭은 일정할 수 있다. 예시적으로, 접촉 영역들(CCA) 각각의 제1 방향(DR1) 폭은 3nm 이상 6nm 이하 일 수 있다.
패턴부들(322a) 각각은 제1 두께(T1)를 갖는다.
지지부(322b)는 판 형상을 갖는다. 지지부(322b)는 제1 절연막(321) 및 패턴부들(322a)의 상부에 배치되어 도광 부재(310)을 전면적으로 커버한다.
구체적으로, 지지부(322b)는 각각이 접촉 영역(CCA) 및 링 영역(RA)을 포함하는 중심 영역들(CA)에서 패턴부들(322a)을 커버한다. 또한, 지지부(322b)는 주변 영역(SA)에서 제1 절연막(321)의 상면을 커버한다. 지지부(322b)는 제2 두께(T1)를 갖는다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 두께(T1)는 제2 두께(T2)보다 크거나 같다. 즉, 패턴부들(322a)의 두께(T1)는 집광 부재(320) 전체의 두께(T)의 1/2 이상일 수 있다. 예시적으로, 집광 부재(320) 전체의 두께(T)는 1um 이상 10um 이하 일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 도광 부재(310)로 제공된 광은 집광 부재(320)의 패턴부들(322a)로 입사된다. 상기 입사된 광은 제1 절연막(321)에 의하여 정의되는 상기 경사면(SL)에서 반사되어 표시 부재(200)을 향하는 상부 방향으로 제공될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따르면, 입광면에서 멀어질수록, 공동(CV)의 폭이 감소할 수 있다. 이에 따라, 입광면에서 멀어질수록, 패턴부들(322a)의 밀도가 증가할 수 있다. 즉, 입광면에서 멀어질수록, 접촉 영역들(CCA) 간의 간격이 감소할 수 있다.
본 발명의 실시 예와는 다르게, 접촉 영역들(CCA) 간의 간격이 도광 부재(310)의 상면 상에서 일정할 경우, 입광면에서 대광면으로 갈수록 집광 효율이 저하될 수 있다. 즉, 휘도 균일성이 저하될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따르면, 입광면에서 대광면을 향하는 방향을 따라 패턴부들(322a)의 밀도가 증가하므로, 휘도 균일성이 저하되는 문제가 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 집광 부재(320)가 도광 부재(310)로 제공된 광을 상부로 집광하므로, 기존의 프리즘 시트를 생략할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 두께가 감소될 수 있다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치의 단면도이고, 도 8b는 도 8a에 도시된 광학 부재의 사시도이다. 도 8a 및 도 8b를 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성요소들은 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 부재(300-1)는 차광 부재(CM)를 더 포함한다.
차광 부재(CM)는 제1 방향(DR1)에서 집광 부재(320-1)의 일측에 배치된다. 차광 부재(CM)는 광원(LS)의 상부에 배치된다. 구체적으로, 광원(LS)이 제2 방향(DR2)을 따라 연장되는 경우, 차광 부재(CM)는 광원(LS)의 형상에 대응하여 제2 방향(DR2)을 따라 연장되는 형태를 가질 수 있다.
차광 부재(CM)는 광원(LS)으로부터 발생하는 광 중 도광 부재(310)로 제공되지 않고, 집광 부재(320-2)를 향하여 직접적으로 제공되는 광을 차단한다. 집광 부재(320-2)의 구성 물질은 광을 흡수 또는 반사하는 물질을 포함할 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따르면, 휘도 균일성이 보다 증가할 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법에 대한 순서도고, 도 10a 내지 도 10i는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 제조 과정이 도시된 도면들이다. 이하, 도 9a 내지 도 10i를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 광학 부재(300)의 제조 방법이 설명된다. 도 9a 내지 도 10i를 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성요소들은 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 9a, 도 9b 및 도 10a에 도시된 바와 같이, 도광 부재(310)가 제공된다(S1). 도광 부재(310)는 가시 광선 영역에서 광 투과율이 높은 물질을 포함한다. 본 실시 예에 따르면, 도광 부재(310)는 제1 굴절률(n1)을 갖는다. 예시적으로, 도광 부재(310)가 글라스 재질을 포함하는 경우, 제1 굴절률(n1)은 1.2 이상 1.7 이하일 수 있다.
제공된 도광 부재(310) 상에 감광 물질(PR)을 형성한다(S21). 감광 물질(PR)은 도광 부재(310) 상면에 전면적으로 형성된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 감광 물질(PR)은 포지티브 포토 레지스트(Positive photo resist)일 수 있다.
도 9a, 도 9b 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 감광 물질(PR)을 형성한 후(S21), 감광 물질(PR)을 패터닝하여 제1 감광 패턴들(PRP1)을 형성한다(S22). 제1 감광 패턴들(PRP1)은 접촉 영역들(CCA)을 제외한 도광 부재(310)의 영역에 중첩되도록 배치된다.
본 실시 예에 따르면, 입광면에서 제1 방향(DR1)을 따라 멀어질수록, 제1 방향(DR1)에서 서로 인접한 접촉 영역들(CCA) 사이에 배치되는 제1 감광 패턴들(PRP1)의 개수가 감소하도록 제1 패턴들(PRP1)을 형성할 수 있다.
즉, 상기 인접한 접촉 영역들(CCA) 사이에 배치되는 제1 감광 패턴들(PRP1)은 하나의 패턴 그룹(PRG1~PRGn)을 이룬다. 따라서, 입광면에서 제1 방향(DR1)을 따라 멀어질수록, 패턴 그룹(PRG1~PRGn)이 포함하는 제1 감광 패턴들(PRP1)의 개수가 감소할 수 있다.
제1 방향(DR1)에서 제1 감광 패턴들(PRP1)의 폭은 일정하다. 예시적으로 제1 감광 패턴들(PRP1)의 폭은 제1 길이(L1)를 가질 수 있다. 접촉 영역들(CCA) 각각의 제1 방향(DR1) 폭은 일정할 수 있다. 예시적으로, 접촉 영역들(CCA) 각각의 제1 방향(DR1) 폭은 3nm 이상 6nm 이하 일 수 있다.
도 9a, 도 9b 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 제1 감광 패턴들(PRP1)을 열처리한다. 열처리 과정을 통하여, 제1 온도가 제1 감광 패턴들(PRP1)에 인가된다. 제1 감광 패턴들(PRP1)에 상기 제1 온도가 인가될 경우, 제1 감광 패턴들(PRP1)이 흘러내려, 제1 감광 패턴들(PRP1)의 측면이 경사면(SL)을 가질 수 있다. 제1 감광 패턴들(PRP1)에 경사면(SL)이 형성됨으로써, 제1 희생 패턴들(SP1)이 형성된다(S23).
경사면(SL)이 도광 부재(310)의 상면과 이루는 경사각(θ)은 55도 이상 65도 이하의 값을 가질 수 있다. 바랍직한 실시 예로서, 경사면(SL)의 경사각(θ)은 60도 일 수 있다. 제1 감광 패턴들(PRP1)들이 갖는 경사면(SL)의 경사각(θ)은 모두 일정하다.
본 실시 예에 따르면, 제1 희생 패턴들(SP1)이 형성됨에 따라, 패턴 그룹들 각각에 포함된 제1 희생 패턴들(SP1) 중 서로 인접한 제1 희생 패턴들(SP1)의 바닥면은 서로 연결될 수 있다. 제1 방향(DR1)에서 상기 서로 연결된 제1 희생 패턴들(SP1)의 전체 바닥면은 공동 영역(CVA)과 전면적으로 중첩한다.
본 실시 예에 따르면, 상기 경사면이 특정 타겟 경사각 범위(θ)를 갖도록 열처리 온도 또는 열처리 시간을 조절할 수 있다. 예시적으로, 제1 온도가 120도() 이상 내지 150도() 이하의 범위를 가질 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 타겟 경사각(θ)은 55도 이상 65도 이하의 범위를 갖는다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 경사면이 특정 타겟 경사각 범위(θ)를 갖도록, 제1 감광 패턴들(PRP1)의 폭(L1)을 조절할 수 있다. 예시적으로, 제1 감광 패턴들(PRP1)의 제1 길이(L1)가 7um 이상 14um 이하인 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 타겟 경사각(θ)은 55도 이상 65도 이하의 범위를 가질 수 있다.
도 9a, 도 9b 및 도 10d에 도시된 바와 같이, 열처리에 의하여 경화된 제1 희생 패턴들(SP1) 중 패턴 그룹들(PRG1~PRGn) 각각에 포함된 제1 희생 패턴들(SP1)의 경사면들 사이에 제2 감광 패턴들(PRP2)을 형성한다(S24). 제2 감광 패턴들(PRP2)은 평탄화 층의 역할을 수행한다. 즉, 제1 희생 패턴들(SP1)의 상면은 제2 감광 패턴들(PRP2)의 상면과 동일하다.
이후, 제1 희생 패턴들(SP1) 사이의 제2 감광 패턴들(PRP2)에 제2 온도를 인가하여 제2 희생 패턴들(SP2)을 형성한다(S25). 본 실시 예에 따르면, 제2 온도는 상기 제1 온도보다 낮거나 같은 온도 범위를 가질 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제2 희생 패턴들(SP2)을 형성하는 단계(S24, S25)는 생략될 수 있다. 해당 실시 예는 이하, 도 11a 내지 도 11e에서 상세히 후술된다.
도 9a 및 도 10e를 참조하면, 제1 및 제2 희생 패턴들(SP1, SP2) 상에 제1 절연막(321)이 배치될 수 있다. 제1 절연막(321)에 대한 구성은 전술하였으므로 생략한다.
도 9a, 도 9c 및 도 10f를 참조하면, 제1 절연막(321) 상에 제3 감광 패턴(PRP3)을 형성한다(S41). 제3 감광 패턴(PRP3)은 공동 영역(CVA)의 일부를 제외한 나머지 영역과 중첩한다. 제3 감광 패턴(PRP3)에 의하여 제1 절연막(321) 상에 개구부(OP1)가 정의된다. 즉, 개구부(OP1)는 공동 영역(CVA)의 일부와 중첩될 수 있다. 개구부(OP1)를 통하여 제1 절연막(321)의 일부가 노출될 수 있다.
제3 감광 패턴(PRP3)을 형성한 뒤, 제2 식각액(ET2)을 제공하여 에칭 공정을 수행한다(S42). 제2 식각액(ET2)에 의하여 개구부(OP1)에 의하여 노출된 상기 제1 절연막(321)의 일부 및 제3 감광 패턴(PRP3)이 제거된다(S43). 제1 절연막(321)의 일부가 제거됨으로써, 홀(H)이 형성된다(S4).
도 9a, 도 9d, 도 10g 및 도 10h를 참조하면, 홀(H)에 제1 식각액(ET1)을 주입한다(S51). 제1 식각액(ET1)에 의하여 제1 및 제2 희생 패턴들(SP1, SP2)이 제거될 수 있다(S52). 제1 및 제2 희생 패턴들(SP1, SP2)이 제거됨에 따라, 도광 부재(310)의 상면 및 제1 절연막(321) 사이에 공동(CV)이 형성될 수 있다(S5). 제1 방향(DR1)에서 공동(CV)의 폭은 해당 패턴 그룹(PRG1~PRGn)에 포함되는 제1 희생 패턴들(SP1)의 제1 방향(DR1) 길이의 합과 같다. 이외, 공동(CV)에 대한 구성은 전술하였으므로 생략한다.
도 9a 및 도 10i를 참조하면, 제1 절연막(321) 상부에 제2 절연막(322)을 형성한다(S6). 제2 절연막(322)은 제1 절연막(321)에 의해 형성된 홀(H)을 덮는다. 도 10i에 도시된 광학 부재(300)는 도 4에 전술된 광학 부재(300)와 동일한 구성을 갖는다.
상술한 바와 같이, 공동(CV)의 제1 방향(DR1) 폭은 공동 영역(CVA)에 배치되는 제1 희생 패턴들(SP1)의 개수에 비례한다. 본 발명의 실시 예에서는, 제1 희생 패턴들(SP1)의 개수를 조절하여, 공동(CV)의 폭을 조절할 수 있다.
본 실시 예와는 다르게, 제1 희생 패턴들 각각의 제1 방향(DR1) 크기가 공동(CV)의 길이와 동일한 경우, 공동(CV)의 폭을 조절함에 따라, 제1 희생 패턴들 각각의 길이가 달라질 수 있다. 이 경우, 제1 희생 패턴들의 측면이 이루는 경사각(θ)이 일정하게 형성되지 않을 수 있다. 예시적으로, 제1 희생 패턴들 각각의 제1 방향(DR1) 길이가 증가할수록, 제1 희생 패턴들 각각의 경사각(θ)은 감소할 수 있다. 제1 희생 패턴들 각각의 경사각(θ)이 일정하지 않은 경우, 제1 절연막(θ)의 측면들이 일정하지 않을 수 있다. 즉, 집광 부재(310)의 집광 균일도가 저하될 수 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 방향(DR1)에서 동일한 길이를 갖는 복수개의 제1 희생 패턴들(SP1)을 배열하여 공동(CV)의 제1 방향(DR1) 폭을 조절하므로, 집광 균일도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 프리즘 시트가 생략될 수 있으므로, 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있다.
도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 제조 과정이 도시된 도면들이다. 이하, 도 11a 내지 도 11e를 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성요소들은 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 11a 내지 도 11e에 도시된 광학 부재의 제조 방법은 도 9b에 도시된 제2 감광 패턴들을 형성하는 단계(S24) 및 제2 희생 패턴들을 형성하는 단계(S25)가 생략된다. 또한, 도 10a 내지 도 10c에 도시된 단계는 본 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법과 동일하다. 따라서, 설명을 생략한다.
도 11a를 참조하면, 도광 부재(310) 상에 형성된 제1 희생 패턴들(SP1) 상에 제1 절연막(321-2)을 배치한다. 제1 절연막(321-2)에 대한 구성은 전술된 제1 절연막(321)의 구성과 동일하므로 생략한다.
도 11b를 참조하면, 제1 절연막(321-2) 상에 제3 감광 패턴(PRP3-2)을 형성한다. 제3 감광 패턴(PRP3-2)은 공동 영역(CVA)의 일부를 제외한 나머지 영역가 중첩한다. 제3 감광 패턴(PRP3)에 의하여 제1 절연막(321) 상에 복수의 개구부들(OP1)이 정의된다. 즉, 개구부들(OP1) 각각은 공동 영역(CVA)의 일부와 중첩할 수 있다. 구체적으로, 개구부들(OP1) 각각은 제1 희생 패턴들(SP1) 각각의 상면의 일부와 중첩한다. 개구부들(OP1) 각각을 통하여 제1 절연막(321-2)의 일부가 노출된다.
제3 감광 패턴(PRP3-2)을 형성한 뒤, 제2 식각액(ET2)을 제공하여 에칭 공정을 수행한다. 제2 식각액(ET2)에 의하여 개구부(OP1)에 의하여 노출된 상기 제1 절연막(321-2)의 일부 및 제3 감광 패턴(PRP3-2)이 제거된다. 제1 절연막(321-2)의 일부가 제거됨으로써, 홀(H)이 형성된다.
도 11c 및 도 11d를 참조하면, 홀(H)에 제1 식각액(ET1)을 주입한다. 제1 식각액(ET1)에 의하여 제1 희생 패턴들(SP1)이 제거될 수 있다. 제1 희생 패턴들(SP1)이 제거됨에 따라, 도광 부재(310)의 상면 및 제1 절연막(321) 사이에 공동(CV-2)이 형성될 수 있다. 제1 방향(DR1)에서 공동(CV-2)의 폭은 해당 패턴 그룹(PRG1~PRGn)에 포함되는 제1 희생 패턴들(SP1)의 제1 방향(DR1) 길이의 합과 같다.
도 11d에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 공동(CV-2)은 복수개의 서브 공동들(SCV)을 포함할 수 있다. 제1 방향(DR1)에서 서브 공동들(SCV) 각각의 바닥면의 폭은 제1 방향(DR1)에서 제1 희생 패턴들(SP1)의 바닥면의 폭과 동일하다.
도면에 도시되지 않았으나, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 서로 인접한 서브 공동들(SCV)의 일부는 서로 중첩할 수 있다. 즉, 공동(CV-2)은 일체의 형상을 가질 수 있다.
도 11e를 참조하면, 제1 절연막(321-2)의 상부제 제2 절연막(322)을 형성한다. 제2 절연막(322)은 제1 절연막(321)에 의하여 형성된 홀(H)을 덮는다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 방향(DR1)에서 동일한 길이를 갖는 복수개의 제1 희생 패턴들(SP1)을 배열하여 공동(CV)의 제1 방향(DR1) 폭을 조절하므로, 집광 균일도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 집광 부재(320-2)가 도광 부재(310)로 제공된 광을 상부로 집광하므로, 기존의 프리즘 시트를 생략할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 두께가 감소될 수 있다.
이 때, 서로 인접한 접촉 영역들(CCA)에 형성된 제1 희생 패턴들(SP1)의 경사면들 상에 제1 절연막(321)
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000: 표시 장치 100: 윈도우 부재
200: 표시 부재 300: 광학 부재
310: 도광 부재 320: 집광 부재
321: 제1 절연막 322: 제2 절연막
400: 반사 시트 500: 몰드 프레임
600: 수납 부재 610: 바닥부
620: 측벽부 BLU: 백라이트 유닛
LS: 광원 LSS: 광원 기판
LSU: 광원 유닛 TA: 투광부
NTA: 차광부 DA: 표시 영역
NDA: 비표시 영역 POL1: 제1 편광층
POL2: 제2 편광층 SUB1: 제1 기판
SUB2: 제2 기판 LC: 액정층
LCM: 액정 분자 CV: 공동
CA: 중심 영역 CCA: 접촉 영역
CVA: 공동 영역 RA: 링 영역
SA: 주변 영역 CM: 차광 부재
PRG: 패턴 그룹 PR1: 제1 감광 패턴
PR2: 제2 감광 패턴 PR3: 제3 감광 패턴
L1: 제1 길이 H: 홀
SL: 경사면 θ: 타겟 경사각
SCV: 서브 공동

Claims (20)

  1. 복수의 접촉 영역들과 상기 접촉 영역들을 둘러싸는 공동 영역이 정의되는 상면, 입광면 및 상기 입광면과 대향하는 대광면을 포함하는 도광 부재를 제공하는 단계;
    상기 도광 부재 상에 상기 공동 영역과 중첩하고, 서로 동일한 폭을 갖는 복수의 제1 희생 패턴들을 형성하는 단계;
    상기 제1 희생 패턴들이 형성된 상기 도광 부재 상에 제1 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제1 희생 패턴들을 제거하여 상기 도광 부재 및 상기 제1 절연막 사이에 공동을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 절연막 상에 제2 절연막을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 접촉 영역들 사이에 배치된 상기 제1 희생 패턴들의 개수는 상기 입광면과 멀어질수록 감소하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 희생 패턴들을 형성하는 단계는,
    감광 물질을 상기 도광 부재 상에 형성하는 단계;
    상기 감광 물질을 패터닝 하여 서로 동일한 폭을 갖는 복수의 제1 감광 패턴들을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 감광 패턴들을 열처리하여 측면들 중 일부가 타겟 경사각을 갖는 상기 제1 희생 패턴들을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 타겟 경사각은 상기 제1 희생 패턴들 각각의 측면들 중 일부가 상기 도광 부재의 상면과 이루는 각으로 정의되는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟 경사각은 55도 이상 65도 이하의 범위를 갖는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 공동을 형성하는 단계는,
    상기 공동 영역의 소정의 영역들에서 상기 제1 절연막의 일부를 제거하여 적어도 하나의 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 홀에
    제1 식각액을 주입하여 상기 제1 희생 패턴들을 제거하는 단계를 포함하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 홀을 형성하는 단계는,
    상기 제1 절연막 상의 상기 공동 영역의 상기 소정의 영역들을 제외한 나머지 영역에 제3 감광 패턴을 형성하는 단계; 및
    제2 식각액을 제공하여 상기 제3 감광 패턴에 의해 노출된 상기 제1 절연막의 상기 일부 및 상기 제3 감광 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 희생 패턴들 중 상기 접촉 영역들 사이에 배치되는 상기 제1 희생 패턴들의 측면들 사이에 제2 감광 패턴들을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 감광 패턴들을 열처리하여 제2 희생 패턴들을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 절연막은 상기 제1 희생 패턴들의 상면 및 상기 제2 희생 패턴들의 상면 상에 배치되는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공동을 형성하는 단계는,
    상기 공동 영역의 소정의 영역들에서 상기 제1 절연막의 일부를 제거하여 적어도 하나의 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 홀에 제1 식각액을 주입하여 상기 제1 희생 패턴들 및 상기 제2 희생 패턴들을 제거하는 단계를 포함하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉 영역들 사이에 배치되는 제1 희생 패턴들의 바닥면은 서로 연결되는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광 부재의 굴절률은 상기 공동의 굴절률 보다 크고, 상기 제2 절연막의 굴절률과 같고, 상기 제1 절연막의 굴절률보다 작거나 같은 백라이트 유닛의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 공동의 굴절률은 1.0인 백라이트 유닛의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉 영역들 각각의 폭은 모두 동일한 백라이트 유닛의 제조 방법.
  12. 광을 생성하는 광원;
    복수의 접촉 영역들 및 상기 접촉 영역들을 둘러싸는 공동 영역이 정의되는 상면, 상기 광원과 인접하게 배치되는 입광면 및 상기 입광면과 대향하는 대광면을 포함하는 도광 부재; 및
    상기 도광 부재의 상부에 배치되어 상기 도광 부재와 결합하고, 상기 도광 부재로부터 제공받은 광을 상부로 집광하는 집광 부재를 포함하고,
    상기 집광 부재는,
    상기 접촉 영역들에서 상기 도광 부재의 상면과 접촉하고, 상기 공동 영역에서 상기 도광 부재의 상면으로부터 상부로 이격되어 공동을 정의하는 제1 절연막; 및
    상기 제1 절연막 상에 배치되는 제2 절연막을 포함하고,
    상기 입광면에서 멀어질수록 상기 접촉 영역들 사이의 폭이 감소하는 백라이트 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공동의 측면이 상기 도광 부재의 상면과 이루는 각은 55도 이상 65도 이하의 범위를 갖는 백라이트 유닛.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 도광 부재의 굴절률은 상기 공동의 굴절율 보다 크고, 상기 제1 절연막의 굴절률보다 작거나 같고, 상기 제2 절연막의 굴절률과 같은 백라이트 유닛.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 공동의 높이는 상기 집광 부재의 총 두께의 1/2보다 크거나 같은 백라이트 유닛.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 광원과 인접한 상기 집광 부재의 일측면과 연결되는 차광 부재를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 접촉 영역들 각각의 폭은 모두 동일한 백라이트 유닛.
  18. 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 광을 생성하는 광원;
    상기 광원으로부터 제공받은 상기 광을 상기 표시 패널로 가이드 하는 광학 부재를 포함하고,
    상기 광학 부재는,
    적어도 일측면에 광원이 배치되고, 상면에 복수의 접촉 영역들 및 상기 접촉 영역들을 둘러싸는 공동 영역이 정의되는 도광 부재; 및
    상기 도광 부재 및 상기 표시 패널 사이에 배치되어 상기 도광 부재와 결합하고, 하면에 상기 공동 영역과 중첩하도록 복수의 공동이 정의되는 집광 부재를 포함하고,
    상기 광원과의 거리가 멀어질수록 상기 접촉 영역들 사이의 간격이 감소하는 표시 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 집광 부재는,
    상기 접촉 영역에서 상기 도광 부재의 상면과 접촉하고, 상기 공동 영역에서 상기 도광 부재의 상면으로부터 상부로 이격되는 제1 절연막; 및
    상기 제1 절연막 상에 배치되는 제2 절연막을 포함하고,
    상기 공동은 상기 제1 절연막 및 상기 도광 부재의 상기 상면에 의하여 정의되는 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 공동들의 측면이 상기 도광 부재의 상면과 이루는 각은 55도 이상 65도 이하의 범위를 갖는 표시 장치.
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