KR20080044311A

KR20080044311A - 이중 기능의 전환기를 갖는 광원을 구비한 직하형 백라이트

Info

Publication number: KR20080044311A
Application number: KR1020087007286A
Authority: KR
Inventors: 디. 스코트 톰슨; 크레이그 알. 샤르트; 토렌 알. 칼슨; 그레고리 지. 제이거; 존 에이. 휘틀리
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2005-08-27
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2008-05-20
Also published as: WO2007027434A1; TW200720759A; EP1929360A1; US20070047219A1; JP2009506501A

Abstract

직하형 광 백라이트와 관련 방법 및 구성요소가 개시된다. 백라이트는 복수의 광원이 그 뒤에 배치되는 전방 확산기와 같은 출력 영역을 갖는다. 제1 및 제2 반사 표면을 갖는 전환기가 적어도 2개의 광원과 전방 확산기 사이에 배치된다. 제1 반사 표면은 전방 확산기를 향해 광원에 의해 발광된 광의 적어도 일부를 전방 확산기로부터 멀어지게 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다. 제2 반사 표면은 전방 확산기에 대해 측방향으로 진행하는 적어도 일부의 광을 전방 확산기를 향해 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다.

직하형 백라이트, 광원, 전환기, 반사 표면, 확산판

Description

이중 기능의 전환기를 갖는 광원을 구비한 직하형 백라이트{DIRECT-LIT BACKLIGHT HAVING LIGHT SOURCES WITH BIFUNCTIONAL DIVERTERS}

본 발명은 백라이트, 특히 직하형 백라이트에 관한 것일 뿐만 아니라, 백라이트에 사용되는 구성요소, 백라이트를 사용하는 시스템 및 백라이트를 제조하고 사용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 액정 디스플레이(LCD) 장치 및 유사한 디스플레이에 사용되는 백라이트 뿐만 아니라 조명원으로서 LED를 이용하는 백라이트에 매우 적합하다.

최근, 대중이 이용할 수 있는 디스플레이 장치의 수량 및 다양성에 있어서 엄청난 성장이 있어 왔다. 컴퓨터(데스크톱, 랩톱 또는 노트북이든지간에), 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 이동 전화 및 박형 LCD TV는 단지 몇몇의 예일 뿐이다. 비록 이들 장치 중 몇몇이 디스플레이를 보기 위해 보통의 주변광(ambient light)을 사용할 수 있지만, 대부분은 디스플레이가 보일 수 있도록 백라이트로 불리는 라이트 패널(light panel)을 포함한다.

그러한 많은 백라이트는 "에지형"(edge-lit) 또는 "직하형"(direct-lit)의 카테고리에 속한다. 이들 카테고리는 디스플레이 장치의 가시 영역을 한정하는 백라이트의 출력 영역에 대한 광원의 배치에 따라 달라진다. 에지형 백라이트에 있어서, 광원은 백라이트 구성의 외측 테두리를 따라 출력 영역에 대응하는 구역의 외측에 배치된다. 광원은 전형적으로 도광체(light guide) 내로 광을 발광하고, 도광체는 출력 영역과 비슷한 정도의 길이 및 폭 치수를 가지며 도광체로부터 광이 추출되어 출력 영역을 조명한다. 직하형 백라이트에 있어서, 광원의 어레이는 출력 영역의 바로 뒤에 배치되고 확산기(diffuser)는 광원의 전방에 배치되어 보다 균일한 광 출력을 제공한다. 몇몇의 직하형 백라이트는 에지 장착된 광을 또한 포함하며, 따라서 직하형 및 에지형 작동 둘 모두가 가능하다.

직하형 백라이트가 광원으로서 냉음극 형광 램프(CCFL)의 어레이를 사용하는 것이 알려져 있다. 휘도를 증가시키기 위해 그리고 또한 추측컨대 출력 면을 가로질러 균일도를 향상시키기 위해, CCFL 어레이 뒤에 후방 반사기로서 확산형 백색 반사기(diffuse white reflector)를 배치하는 것이 또한 알려져 있다.

근래, CCFL에 의해서가 아니라 적색/녹색/청색 LED의 어레이에 의해 작동되는 직하형 백라이트를 사용하는 액정 디스플레이 텔레비전(LCD TV) 세트가 도입되었다. 하나의 예는 소니 퀄리아 005 LED 평면-스크린 TV(Sony™ Qualia 005 LED Flat-Screen TV)이다. 101.6 ㎝ (40 인치) 모델은 측면 발광 룩세온(Luxeon™) LED의 5개의 수평 열을 포함하는 직하형 백라이트를 사용하고, 각각의 열은 GRBRG의 반복 패턴으로 배치된 65개의 그러한 LED를 포함하며 이들 열은 8.26 ㎝(3.25 인치) 이격되어 있다. 이 백라이트는 확산형 백색 후방 반사기의 전방으로부터 (약 2 ㎜ 두께의) 전방 확산기의 후방까지 측정할 때 깊이가 약 42 ㎜이고, 이들 확산기 사이에 325개의 확산형 백색 반사 스폿(spot)의 어레이를 갖는 평평한 투명 판이 위치된다. 약간의 광을 투과하는 이들 스폿의 각각은 LED에 의해 발광된 축상(on-axis) 광의 대부분이 전방 확산기에 직접 충돌하는 것을 방지하기 위해 LED 중 하나와 정렬된다. 후방 반사기는 각진 측벽을 가지며 평평하다.

발명의 개요

본 출원은 특히 서로 이격되고 각각이 백라이트의 출력 영역을 향해 전방 방향으로 제1 광 성분을 발광하는 적어도 제1 및 제2 광원을 포함하는 직하형 백라이트를 개시한다. 백라이트는, 광원과 출력 영역 사이에 배치되고 제1 및 제2 반사 표면을 갖는 제1 전환기를 또한 포함한다. 제1 반사 표면은 광원으로부터의 제1 광 성분 중 적어도 일부를 출력 영역으로부터 멀어지게 방향전환하도록 비스듬하게 배치되고, 제2 반사 표면은 출력 영역에 대해 측방향으로 진행하는 제2 광 성분 중 적어도 일부를 출력 영역을 향해 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다.

백라이트는 전환기가 그 내부에 배치되는 백라이트 캐비티를 출력 표면과 함께 형성할 수 있는 반사 측벽 및 후방 반사기를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 광원은 LED와 같은 개별 광원일 수 있고, 다른 개별 광원과 함께 개별 광원의 열을 형성할 수 있으며, 몇몇 실시 형태에서는 상이한 광원이 출력 영역에서 백색광을 생성하도록 혼합될 수 있는 상이한 색상을 발한다.

전환기는 백라이트 인클로저(enclosure) 내의 정위치에 스냅 결합하는 긴 본체일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있고, 긴 본체는 선택적으로 출력 영역의 전체 치수(길이 또는 폭)에 걸치며 LED 또는 다른 개별 광원의 열 위에 매달리도록 배치된다. 몇몇 경우에 있어서, 형광 램프(예를 들어, CCFL)와 같은 폭이 좁은 선 형 광원이 개별 광원의 열 또는 복수의 개별 광원을 대체할 수 있다.

관련 구성요소, 시스템 및 방법이 또한 개시된다.

본 출원의 이들 태양 및 다른 태양이 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도 상기의 개요는 청구된 기술적 요지를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니되며, 그 기술적 요지는 절차를 수행하는 동안 보정될 수도 있는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

명세서 전체에 걸쳐, 유사한 참조 번호가 유사한 요소를 지시하는 첨부 도면을 참조한다:

도 1은 백라이트를 포함하는 디스플레이 시스템의 전개 사시도.

도 1a는 도 1과 유사하지만 백라이트의 출력 영역 뒤에 배치된 개별 광원의 위치를 가상선으로 또한 도시하는 도면.

도 2는 전환기를 이용하는 백라이트의 개략적인 측면도.

도 3은 이중 기능의 전환기를 이용하는 다른 백라이트의 개략적인 측면도.

도 3a는 선 3a-3a를 따른 도 3의 백라이트의 개략적인 평면도.

도 4a 내지 도 4i는 하나 이상의 광원과 조합된 여러 가지의 이중 기능의 전환기의 개략적인 횡단면도.

도 5 내지 도 8은 개시된 백라이트에서 광원으로서 이용가능한 다양한 패키지 LED의 도면.

백라이트의 하나의 대중적인 용도가 도 1의 전개 사시도에 개략적으로 도시된다. 여기서, 디스플레이 시스템(10)은 액정 디스플레이(LCD) 패널과 같은 디스플레이 패널(12)과, 디스플레이 패널에 포함된 정보가 용이하게 관찰되기에 충분한 대형 면적 조명을 제공하는 직하형 백라이트(14)를 포함한다. 디스플레이 패널(12) 및 백라이트(14) 모두는 단순화된 박스와 같은 형태로 도시되지만, 본 명세서를 보는 사람은 각각이 추가 세부 품목을 포함하는 것을 이해할 것이다. 백라이트(14)는 연장된 출력 영역(16) 위로 광을 발광하고, 프레임(15)을 또한 포함할 수 있다. 보통 직사각형이지만 필요하다면 다른 연장된 영역 형상을 취할 수 있는 출력 영역(16)은 백라이트 내에 사용되는 필름의 외측 표면에 대응할 수 있거나 또는 프레임(15) 내의 개구에 단순히 대응할 수 있다. 작동시, 전체 출력 영역(16)은 프레임(15) 내에 배치되지만 출력 영역(16) 바로 뒤에 위치된 광원(들)에 의해 조명된다. 조명될 때, 백라이트(14)는 디스플레이 패널(12)에 의해 제공된 이미지 또는 그래픽이 다양한 관찰자(18a, 18b)에게 보이게 한다. LCD 패널의 경우에, 이미지 또는 그래픽은 동적인 것으로 전형적으로 수천 또는 수백만의 별개의 화소(픽셀)의 어레이에 의해 생성되며, 상기 어레이는 디스플레이 패널(12)의 측방향 치수, 즉 길이 및 폭을 사실상 채운다. 다른 실시 형태에 있어서, 디스플레이 패널은 정적인 그래픽 이미지가 그 위에 인쇄된 필름일 수 있거나 또는 그 필름을 포함한다. 도 1은 또한 참조를 위해 x-y-z 직교 좌표계를 포함한다.

몇몇 LCD 실시 형태에 있어서, 백라이트(14)는 연속적으로 백색광을 발광하고, 픽셀 어레이는 컬러 필터 매트릭스와 조합하여 (황색/청색(YB) 픽셀, 적색/녹색/청색(RGB) 픽셀, 적색/녹색/청색/백색(RGBW) 픽셀, 적색/황색/녹색/청색(RYGB) 픽셀, 적색/황색/녹색/청록색/청색(RYGCB) 픽셀 등과 같은) 다색 픽셀의 군을 형성하여, 디스플레이된 이미지가 다색성이 된다. 대안적으로, 다색성의 이미지는 컬러 순차 기술(color sequential technique)을 사용하여 디스플레이될 수 있는데, 이 컬러 순차 기술에서는 백색광으로 디스플레이 패널을 연속적으로 후방 조명하고 디스플레이 패널 내의 다색 픽셀의 그룹을 조절하여 색상을 생성하는 대신에, (예를 들어, 적색, 오렌지색, 호박색, 황색, 녹색, 청록색, (로열 블루(royal blue)를 포함하는) 청색, 및 전술된 것과 같은 조합의 백색으로부터 선택된) 백라이트 자체 내의 개별의 상이한 색상의 광원이 조절되어 백라이트가 빠른 반복적인 순서로 (예를 들어, 적색, 이어서 녹색, 이어서 청색과 같은) 공간적으로 균일한 색상의 광 출력을 발한다. 이어서, 이 색상 조절된 백라이트는 (임의의 컬러 필터 매트릭스 없이) 하나의 픽셀 어레이만을 갖는 디스플레이 모듈과 조합되고, 만약 조절이 관찰자의 시각 시스템 내에 일시적인 색상 혼합을 생성할 만큼 충분히 빠르다면, 픽셀 어레이는 백라이트와 동기식으로 조절되어 전체 픽셀 어레이에 걸쳐 (백라이트에 사용되는 광원이라고 가정하면) 전 범위의 달성가능한 색상을 생성한다. 필드 순차 디스플레이로서 또한 알려진 컬러 순차 디스플레이의 예는 미국 특허 제5,337,068호 (스튜어트(stewart) 등) 및 미국 특허 제6,762,743호 (요시하라(Yoshihara) 등)에 기술되어 있다. 몇몇 경우에 있어서, 단색 디스플레이만을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이들 경우에 있어서, 백라이트(14)는 하나의 가시 파장 또는 색상으로 주로 발광하는 특정 광원(source) 또는 필터를 포함할 수 있다.

디스플레이 시스템(10)이 도 1a에 다시 도시되며, 도 1a는 직하형 백라이트(14) 내의 제1 열의 개별 광원(20) 및 제2 열의 개별 광원(22)을 가상선으로 추가로 도시한다. 광원(20, 22)은 각각 백색광을 발광할 수 있고, 또는 각각 RYGCB 색상 중 하나만을 발광하고 이어서 백색광 출력을 제공하기 위해 혼합되거나 아니면 단색 출력을 제공하도록 조화될 수 있다. 광원(20, 22)은 출력 영역(16) 바로 뒤에 배치된다.

백라이트 설계자, 특히 직하형 백라이트의 설계자가 직면하는 과제(challenge)는 충분한 휘도 및 균일도를 갖지만 가능한 한 얇은 패키지로 백라이트를 제조하는 것이다. 백라이트가 점점 더 얇게 제조됨에 따라, 광원은 종종 전방 확산판 또는 광 제어 필름 스택(stack)인 출력 영역에 점점 더 가깝게 배치되고, 이것은 광원 바로 위의 국부적인 부분의 출력 영역에 밝은 스폿 또는 라인(그리고 디스플레이 패널 상에서 볼 수 있는 유사한 스폿 또는 라인)을 생성하게 된다.

이 과제를 처리하는 하나의 방법은 백라이트에 측면 발광 광원을 사용하는 것이다. (전형적으로 광원의 대칭축을 따라) 출력 영역에 사실상 수직한 전방 방향으로 최대 광 방사를 갖는 램버시안 광원(Lambertian source)과 대조적으로, 측면 발광기는 출력 영역에 비스듬한 측방향으로, 때때로 출력 영역에 대략 평행하게 (그리고 광원의 대칭축에 수직하게), 그리고 때때로 사실상 후방 방향(전방 방향에 반대 방향)으로 최대 광 방사를 갖는다. 예시적인 측면 발광기는 일체형 렌즈 구성요소와 함께 패키지된 LED이며, 이 렌즈 구성요소는 LED 다이로부터의 광을 패키지된 LED의 대칭축에 대해 측방향으로 방향전환한다. 비록 측면 발광 광원은 측방향으로 최대 방사를 갖지만, 몇몇 경우에 있어서 그것들은 또한 출력 영역에 수직한 전방 방향으로 상당한 방사를 가질 수 있다.

이 과제를 처리하는 다른 방법은 광원과 조합하여 전환기를 사용하는 것이다. 도 2는 백라이트(14)가 전환기를 포함할 수 있는 방법의 일 예를 도시한다. 백라이트는 그 후방에 후방 반사기(30)와, 그 전방에 전형적으로 반사 편광기(36) 및 프리즘형 휘도 향상 필름(38)과 같은 종래의 광 관리 필름을 포함하는 상부 필름 스택 및 확산판 또는 필름(34)과 같은 광 관리 필름 또는 다른 구성요소를 갖는다. 출력 영역(16)은 이 경우에 최외측 광 관리 필름(38)에 대응하도록 도시되었지만, 다른 실시예에서는 확산판에 대응할 수 있다. 후방 반사기와 출력 영역 사이에 형성된 캐비티 내에, 개별 광원(20, 22)이 배치된다. 출력 영역(16) 바로 뒤에 광원(20, 22)을 배치하는 것은 백라이트(14)가 직하형의 종류인 것과 부합된다. 효율을 위해, 대향 측벽(35, 35)과 같은 반사 측벽이 또한 출력 영역(16)의 경계 주위로 캐비티 내에 제공된다. 후방 반사기용으로 사용된 동일한 반사 재료가 이들 벽을 형성하기 위해 사용될 수 있거나, 또는 상이한 반사 재료가 사용될 수 있다. 예시적인 실시 형태에 있어서, 측벽은 확산 반사성이다.

광원을 은폐하기 위해, 백라이트는 소스(20, 22)에 근접하게 전환기(37, 39)를 각각 추가로 포함한다. 각 전환기는 반사 스폿의 열이고, 각 스폿은 광원 중 어느 하나의 전방에 위치된다. 전환기는 평평한 투명 지지판(33)에 의해 정위치에 유지된다. 반사 광선에 의해 도면에 도시된 바와 같이, 전환기(37, 39)는 광원(20, 22)으로부터 전방으로 발광된 광이 출력 영역에 직접 부딪히는 것을 방지하는 데에 효과적이다. 그러나, 확산판 및 임의의 광 관리 필름의 근접에 따라, 전환기(37, 39)는 너무 많은 광을 차단할 수 있어서 광원에 근접한(그리고 전환기에 근접한) 출력 영역에서의 어두운 스폿 또는 라인으로 이어질 수 있다.

도 3은 대안적인 광 전환기(40, 42)가 소스(20, 22)에 각각 근접하여 배치되도록 구성된 백라이트(14)를 도시한다. 광 전환기(40, 42)는 출력 영역을 향해 전방 방향으로(즉 z 축과 평행하게 또는 거의 평행하게) 광원에 의해 발광된 광을 방향전환하여 이 광이 출력 영역으로부터 멀어지는 경로를 따라 유도될 뿐만 아니라, 캐비티 내에서 측방향으로(즉, x-y 평면과 평행하게 또는 거의 평행하게) 진행하는 광을 방향전환하여 이 광이 출력 영역을 향하는 경로를 따라 유도된다는 점에서 이중 기능적이다. 전자의 기능은 광원에 근접한 국부적인 부분의 출력 영역에서의 강한 직접 조명을 방지 또는 감소시키고, 후자의 기능은 동일한 국부적인 부분의 출력 영역에서의 간접 조명을 촉진하여, 낮은 프로파일의 (얇은) 백라이트 설계에 있어서의 균일도를 증대시킨다. 도 3에 있어서, 광 전환기(40, 42)의 하부 반사 표면은 광원에 의해 발광된 광의 전부 또는 적어도 상당한 부분을 전방 방향으로 방향전환하여 이 광이 (측방향을 비롯하여) 출력 영역으로부터 멀어지는 방향으로 유도되도록 비스듬하게 배치되고, 광 전환기(40, 42)의 상부 반사 표면은 측방향으로 진행하는 광의 적어도 상당한 부분을 방향전환하여 이 광이 출력 영역을 향하도록 비스듬하게 배치된다. 물론, 이와 관련하여, "상부" 및 "하부"는 도면의 관점과 관련하여 사용되는 편의상 용어이지만, 중력장에 대한 공간에서의 백라이트의 배향을 제한하려는 의도는 아니다.

이중 기능의 전환기(40, 42)의 각각은 바람직하게는 도 3a의 평면도에 도시된 바와 같이 광원의 열을 형성하는 둘 이상의 광원 바로 위에 그리고 광원에 평행하게 배치된 긴 본체의 형태를 취하며, 광원의 열과 전환기는 모두 x 축에 평행하게 연장한다. 몇몇 실시 형태에 있어서, 긴 본체는 종래의 기계적 체결 기술에 의해 광원 위의 백라이트 캐비티 내의 정위치에 스냅 결합할 수 있는 플라스틱 바아(bar) 또는 로드(rod)일 수 있다.

전환기의 상부 및 하부 반사 표면은 공간적으로 균일하든 패턴화되든지 간에 현저하게 경면 반사형(specular), 확산형, 또는 조합된 경면 반사형/확산형 반사기일 수 있다. 상부 및 하부 반사 표면은 예를 들어 둘 모두가 경면 반사형 반사기일 수 있거나 또는 둘 모두가 확산형 반사기일 수 있는 것과 같이 동일한 유형의 반사 특성을 가질 수 있거나, 아니면 예를 들어 하나는 경면 반사형 반사기일 수 있고 다른 하나는 확산형 반사기일 수 있는 것과 같이 상이한 유형의 반사 특성을 가질 수 있다. 상부 및 하부 반사 표면은 불연속적이든 또는 연속적이든지 간에 여러 가지의 반사 필름 또는 층과 결합될 수 있거나, 또는 그러한 필름 또는 층이 독립 직립형(freestanding)이든 양쪽 주 표면에 광학적 접근을 허용하도록 투명 기판 상에 배치되든지 간에 하나의 반사 필름 또는 층의 대향 주 표면에 대응할 수 있다. 반사 표면 중 하나 또는 둘 모두는 형상 측면에서 평평하거나, 만곡되거나 또는 복합적일 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 하나 또는 둘 모두는 또한 부분적으로 투과성일 수 있다. 그러나, 바람직하게는 그것들은 둘 모두 예를 들어 적어도 70%, 80%, 90% 또는 95% 이상의 고반사성이다. 그것들은 백라이트 캐비티의 측벽 및 후방 반사기(예시적인 후방 반사기 재료에 관하여 후술한 설명을 참조)와 동일한 반사 재료를 사용할 수 있거나, 아니면 상이한 반사 재료를 사용할 수 있다.

몇몇 실시 형태에 있어서, 반사 재료는 후방 반사기 및/또는 광원에 대해 적당한 각도로 배향될 때 높은 반사성인 구조화된 표면 구조를 갖는 필름일 수 있다. 예를 들어, 반사 재료는 구조화된 표면에 대향하는 매끄럽거나 또는 평평한 주 표면을 갖는 필름일 수 있거나 이러한 필름을 포함할 수 있고, 구조화된 표면은 프리즘을 형성하도록 배치된 아주 많은 면(facet)을 갖는다. 프리즘은 모두 공통의 평면내 방향에 평행하게 연장하는 선형일 수 있거나, 또는 2개의 직교하는 평면내 방향을 따라 범위가 제한되어 구조화된 표면을 가로질러 2차원 어레이를 형성할 수 있다. 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 입수가능한 임의의 비퀴티(Vikuiti™) 브랜드의 휘도 향상 필름(BEF) 제품이 사용될 수 있다. BEF 선형 프리즘 필름은 예를 들어 근처 광원에 의해 발광된 내부 전반사 광에 의해 백라이트의 출력 영역에 수직한 전방 방향으로 효율적으로 반사하도록, 그리고 전방 방향 또는 백라이트의 시야 축(viewing axis)에 대해 증가하는 각도로 발광된 광을 덜 효율적으로 반사(더 많이 투과)시키도록 배향될 수 있다. 이것은 구조화된 프리즘 표면이 필름 바로 밑에 배치된 광원에 명목상 면하지만 각 프리즘의 하나의 면(face)이 전방 방향에 대략 수직하거나, 광원으로부터 프리즘 면까지 연장하는 축에 대략 수직하거나 또는 후방 반사기에 대략 평행하도록 (예를 들어, 약 45도 만큼) 경사지게 필름을 배향시킴으로써 행해질 수 있다. 전방 진행 광은 그러한 프리즘 면 내로 들어가고 필름의 평평하거나 또는 매끄러운 대향 주 표면으로부터 내부 전반사에 의해 반사되며, 그 후에 이 광은 각 프리즘의 다른 면으로부터 빠져나온다. 전방 방향에 대해 상당한 각도로 진행하는 광은 제1 프리즘 면에서 그리고 이어서 다시 필름의 평평하거나 또는 매끄러운 대향 주 표면에서 굴절할 수 있어, 필름에 의해 적어도 부분적으로 투과된다. 사용된 반사 재료의 유형에 상관없이, 전환기는 프레임(예를 들어, 도 2의 프레임(15)))의 측면 또는 후방 반사기(예를 들어, 도 3의 후방 반사기(30))에 부착될 수 있다.

전환기의 반사 재료는 바람직하게는 적어도 가시 파장에 대해 손실이 낮은, 예를 들어 가시 영역에 대해 평균하였을 때 5%, 3% 또는 1% 미만의 단일-패스 흡수도를 갖는다. 부분 투과성 반사 재료를 사용하는 전환기의 경우, 부분 투과성의 특징은 몇 개의 유형일 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 반사기는 단지 일부의 수직 입사광을 반사하고 광의 상당한 나머지 부분을 투과하도록 제조될 수 있다. 예는 금속 층이 광을 투과할 만큼 충분히 얇은 금속 증기-코팅된 표면, 또는 개별 층 또는 광학 반복 유닛의 개수가 너무 작아서 수직 입사광에 높은 반사도를 제공하지 못하는 다층 간섭 스택(multilayer interference stack)과 같은 약한 반사기를 포함한다. 추가 예는 수직 입사광의 하나의 편광 상태(선형이든 원형이든지 간에)를 투과하고 직교 편광 상태를 반사하는 반사 편광기를 포함한다. 또 다른 예는 투명 필름이 미세 패턴을 형성하는 격리된 위치에서 고반사 재료로 코팅된 것과 같은 패턴화된 반사기, 또는 복수의 미세 구멍 또는 개구가 형성되어 투과를 증가시키는 고반사 다층 중합체 필름과 같은 천공된 반사기를 포함한다. 다른 경우에 있어서, 반사기는 몇몇 입사 방향의 광에 대해 아주 높은 반사도를 제공하지만, 다른 입사 방향의 광에 대해서는 그렇지 않을 수 있다. 예는 상술된 프리즘형 BEF 필름, 또는 유사한 프리즘형 또는 구조화된 표면 필름이다. 바람직하게는, 만약 부분 투과 반사기가 전환기로서 사용되면, 낮은 손실(예를 들어, 투과 퍼센트 + 반사 퍼센트가 적어도 95%, 97% 또는 99%임)을 갖고 20 내지 80% 범위의 투과 퍼센트를 나타낸다. 이러한 20 내지 80%의 투과 범위는 (a) 반사기에 수직으로 입사하는 광, 또는 (b) 반사기에 확산 입사하는, 즉 입사각의 반구 전면에 걸쳐 입사하는 광 - 여기서, 투과된 광이 반사기의 대향 측 상의 반구 전면에 걸쳐 검출(조건 (a)에서와 동일)됨 - , 또는 (c) 임의의 주어진 백라이트 설계의 경우에, 실제로 반사기에 충돌하는 전환기에 가장 가까운 광원으로부터의 광과 관련될 것이다. 이들 시험 조건은 수직 입사, 확산 입사 및 실제 입사로 각각 불릴 수 있다.

전환기의 하부 반사 표면은 후방 반사기의 평면에 대해 비스듬한 각도로 배향될 수 있다. 만약 0도가 후방 반사기의 평면에 대해 수직한 것으로 정의되고 백플레인(backplane)에 대해 수직하게 위치된 전환기가 0도에 위치된 전환기라고 한다면, 전환기는 전환기와 법선 사이의 각도가 15도 내지 75도 또는 -15도 내지 -75도 각도로 일 측벽을 향해 경사질 수 있다. 몇몇 실시 형태에 있어서, 전환기와 법선 사이의 각도는 35도 내지 70도 또는 -35도 내지 -70도일 수 있다. 전환기의 상부 반사 표면의 각방향 배향은 하부 반사 표면의 그것과 동일할 수 있거나, 또는 상이한 비스듬한 각도를 가질 수 있다. 전환기의 하부 및 상부 반사 표면이 만곡되면, 이하의 도 4의 몇몇 실시 형태에 도시된 바와 같이 반사 표면의 배향은 균일한 광 출력을 제공하도록 선택될 수 있다.

광원은 백라이트 캐비티 내에 위치될 수 있거나, 아니면 후방 반사기(30)가 적절한 개구, 예컨대 대응하는 구멍, 슬롯, 윈도우 또는 다른 광 투과 영역을 구비하는 한, 광원으로부터의 광이 여전히 캐비티 내로 직접적으로 주입될 수 있도록 광원을 음의 z 방향을 따라 이동시킴으로써 광원은 후방 반사기(30) 뒤에 위치될 수 있다.

주어진 광원은 (1) 전기를 광으로 전환하는 LED 다이 또는 형광 램프, 또는 여기 광(excitation light)을 방사 광으로 전환하는 형광체와 같은 능동 요소, 또는 (2) 능동 구성요소에 의해 발광된 광을 운반하고/하거나 형상화하는 렌즈, (섬유와 같은) 도파관 또는 다른 광학 요소와 같은 수동 요소, 또는 (3) 하나 이상의 능동 및 수동 요소의 조합일 수 있다. 예를 들어, 도면에서 광원(20, 22)은 LED 다이가 회로 기판 또는 히트 싱크(heat sink)에 근접하게 후방 반사기 뒤에 배치되지만 패키지된 LED의 형상화된 인캡슐런트(encapsulant) 또는 렌즈 부분은 후방 반사기 내의 슬롯 또는 개구를 통해 연장함으로써 재순환 캐비티 내에 배치되는 패키지된 측면 발광 LED(packaged side-emitting LED)일 수 있다.

개별 광원(20, 22)이 도면에 개략적으로 도시된다. 대부분의 경우, 이들 광원은 소형 LED이다. 이와 관련하여, "LED"는 가시광이든, 자외광이든, 적외광이든지 간에 광을 발광하는 다이오드를 말한다. 이는 통상적인 것이든 초 방사성(super radiant) 종류의 것이든 간에 "LED"로서 시판되는 비간섭성의 싸여진 또는 캡슐화된 반도체 소자를 포함한다. LED가 자외광과 같은 비가시광을 발광한다면, 그리고 가시광을 발광하는 몇몇 경우에 있어서, LED는 단파장 광을 장파장 가시광으로 변환하기 위해 형광체를 포함하도록 패키지되어(또는 원격 배치된 형광체를 조명할 수도 있음), 몇몇 경우에 백색광을 발광하는 장치가 얻어진다. "LED 다이"는 가장 기본적인 형태, 즉 반도체 가공 공정에 의해 제조된 개별 구성요소 또는 칩 형태의 LED이다. 구성요소 또는 칩은 소자를 활성화시키기 위한 전력의 인가에 적당한 전기 접점을 포함할 수 있다. 구성요소 또는 칩의 개별 층 및 다른 기능 요소는 전형적으로 웨이퍼 규모로 형성되고, 완성된 웨이퍼는 이어서 개별적인 단품(piece part)으로 절단되어 다수의 LED 다이가 얻어진다. 전방 발광 및 측면 발광 LED를 비롯한 패키지된 LED의 추가 논의가 이하에 제공된다.

필요하다면, 선형 CCFL 또는 열음극 형광 램프(hot cathode fluorescent lamp; HCFL)와 같은 다른 가시광 발광기가, 개별적인 LED 광원 대신에 또는 이에 더하여, 개시된 백라이트를 위한 조명원으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 응용에 있어서, 도 1a에 도시된 개별적인 광원(20)들의 열을 긴 원통형 CCFL과 같은 다른 광원으로, 또는 그 길이를 따라 광을 발광하고 (LED 다이 또는 할로겐 전구와 같은) 원격 능동 요소에 결합된 선형 표면 발광 도광체로 교체하고, 개별적인 광원(22)의 열에서도 마찬가지로 하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 선형 표면 발광 도광체의 예가 미국 특허 제5,845,038호(런딘(Lundin) 등) 및 제6,367,941호(리아(Lea) 등)에 개시되어 있다. 섬유 결합 레이저 다이오드 및 다른 반도체 발광기가 또한 알려져 있으며, 이들 경우에 광섬유 도파관의 출력 단부는 개시된 백라이트 캐비티 내에서의 출력 단부의 배치 또는 그렇지 않으면 백라이트의 출력 영역 후방에서의 출력 단부의 배치와 관련하여 광원으로 간주될 수 있다. 전구 또는 LED 다이와 같은 능동 요소로부터 수광한 광을 발광하는 렌즈, 편향기, 및 폭이 좁은 도광체 등과 같은 작은 발광 영역을 갖는 다른 수동 광학 요소에도 또한 동일하게 해당된다. 그러한 수동 요소의 한 가지 예는 측면 발광 패키지된 LED의 성형된 인캡슐런트 또는 렌즈이다.

이제 도 4a 내지 도 4i를 참조하여, 그것과 함께 적당한 전환기를 구성할 수 있는 아주 다양한 여러 기하학적 구성의 소형 샘플을 도시한다. 이들 도면은 모두 백라이트의 출력 영역에 수직하게 배향된 광원 축(51)을 갖는 광원(50)과 조합된 이중 기능의 전환기의 횡단면도이다. 후방 반사기(30)가 또한 도시된다. 광원(50)은 개별 광원의 열이거나 또는 도면의 평면에 수직하게 연장하는 선형 광원일 수 있다. 전환기는 또한 도면의 평면에 수직한 방향으로 연장된다.

도 4a는 2개의 반사 필름(62, 64)이 도포된 전환기 본체(61)를 갖는 전환기(60)를 도시한다. 필름(62)의 하부 표면은 광원(50)으로부터 전방으로 발광된 광을 측방향으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치되고, 필름(64)의 상부 표면은 측방향으로 진행하는 광을 백라이트의 출력 영역을 향해 상방으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다. 대안적인 실시 형태에서, 필름(62) 또는 필름(64)이 생략될 수 있으며, 전환기 본체(61)가 투명하다면 나머지 필름의 대향 주 표면이 방향전환 기능을 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 만약 전환기 본체(61)가 확산 백색 플라스틱 재료와 같은 고반사 재료로 이루어진다면 양 필름(62, 64) 모두 생략될 수 있다.

도 4b는 하나의 반사 필름(72)이 도포된 투명 전환기 본체(71)를 갖는 전환기(70)를 도시한다. 필름(72)의 하부 표면은 광원(50)으로부터 전방으로 발광된 광을 측방향으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치되고, 필름(72)의 상부 표면은 측방향으로 진행하는 광을 백라이트의 출력 영역을 향해 상방으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다.

도 4c는 2개의 반사 필름(82, 84)이 도포된 전환기 본체(81)를 갖는 전환기(80)를 도시한다. 필름(82)의 하부 표면은 광원(50)으로부터 전방으로 발광된 광을 측방향으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치되고, 필름(84)의 상부 표면은 측방향으로 진행하는 광을 백라이트의 출력 영역을 향해 상방으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다. 만약 전환기 본체(81)가 확산 백색 플라스틱 재료와 같은 고반사 재료로 이루어진다면 필름(82, 84) 중 하나 또는 둘 모두가 생략될 수 있다.

도 4d는 2개의 반사 필름(92, 94)이 도포된 전환기 본체(91)를 갖는 전환기(90)를 도시한다. 필름(92)의 하부 표면은 광원(50)으로부터 전방으로 발광된 광을 측방향으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치되고, 필름(94)의 상부 표면은 측방향으로 진행하는 광을 백라이트의 출력 영역을 향해 상방으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다. 만약 전환기 본체(91)가 확산 백색 플라스틱 재료와 같은 고반사 재료로 이루어진다면 필름(92, 94) 중 하나 또는 둘 모두가 생략될 수 있다.

도 4e는 2개의 반사 필름(102, 104)이 도포된 전환기 본체(101)를 갖는 전환기(100)를 도시한다. 필름(102)의 하부 표면은 광원(50)으로부터 전방으로 발광된 광을 측방향으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치되고, 필름(104)의 상부 표면은 측방향으로 진행하는 광을 백라이트의 출력 영역을 향해 상방으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다. 만약 전환기 본체(101)가 확산 백색 플라스틱 재료와 같은 고반사 재료로 이루어진다면 필름(102, 104) 중 하나 또는 둘 모두가 생략될 수 있다.

도 4f는 2개의 반사 필름(112, 114)이 도포된 전환기 본체(111)를 갖는 전환기(110)를 도시한다. 필름(112, 114)은 전환기 본체의 외측 표면에 도포된 연속 반사 필름의 상이한 부분이다. 필름(112)의 하부 표면은 광원(50)으로부터 전방으로 발광된 광을 측방향으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치되고, 필름(114)의 상부 표면은 측방향으로 진행하는 광을 백라이트의 출력 영역을 향해 상방으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다. 만약 전환기 본체(111)가 확산 백색 플라스틱 재료와 같은 고반사 재료로 이루어진다면 필름(112, 114) 중 하나 또는 둘 모두가 생략될 수 있다.

도 4g는 2개의 반사 필름(122, 124)이 도포된 전환기 본체(121)를 갖는 전환기(120)를 도시한다. 필름(122)의 하부 표면은 광원(50)으로부터 전방으로 발광된 광을 측방향으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치되고, 필름(124)의 상부 표면은 측방향으로 진행하는 광을 백라이트의 출력 영역을 향해 상방으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다. 만약 전환기 본체(121)가 확산 백색 플라스틱 재료와 같은 고반사 재료로 이루어진다면 필름(122, 124) 중 하나 또는 둘 모두가 생략될 수 있다.

도 4h는 2개의 반사 필름(132, 134)이 도포된 전환기 본체(131)를 갖는 전환기(130)를 도시한다. 필름(132)의 하부 표면은 광원(50)으로부터 전방으로 발광된 광을 측방향으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치되고, 필름(134)의 상부 표면은 측방향으로 진행하는 광을 백라이트의 출력 영역을 향해 상방으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다. 만약 전환기 본체(131)가 확산 백색 플라스틱 재료와 같은 고반사 재료로 이루어진다면 필름(132, 134) 중 하나 또는 둘 모두가 생략될 수 있다.

도 4i는 2개의 반사 필름(142, 144)이 도포된 전환기 본체(141)를 갖는 전환기(140)를 도시한다. 필름(142)의 하부 표면은 광원(50)으로부터 전방으로 발광된 광을 측방향으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치되고, 필름(144)의 상부 표면은 측방향으로 진행하는 광을 백라이트의 출력 영역을 향해 상방으로 방향전환하도록 비스듬하게 배치된다. 만약 전환기 본체(141)가 확산 백색 플라스틱 재료와 같은 고반사 재료로 이루어진다면 필름(142, 144) 중 하나 또는 둘 모두가 생략될 수 있다.

후방 반사기(30)는 바람직하게는 향상된 패널 효율을 위해 아주 반사적이다. 예를 들어, 후방 반사기는 광원에 의해 발광된 가시광에 대해 적어도 90%, 95%, 98% 또는 99% 이상의 평균 반사도를 가질 수 있다. 후방 반사기는 공간적으로 균일하든지 패턴화되든지 간에 현저한 경면 반사형, 확산형, 또는 조합된 경면 반사형/확산형 반사기일 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 후방 반사기는 고반사도의 코팅을 갖는 강성의 금속 기판, 또는 지지 기판에 적층된 고반사도의 필름으로부터 제조될 수 있다. 적당한 고반사도의 재료는 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 입수가능한 비퀴티 ESR 다층 중합체 필름(Vikuiti™ Enhanced Specular Reflector multilayer polymeric film): 0.01 ㎜(0.4 밀) 두께의 아이소옥틸아크릴레이트 아크릴산 감압 접착제를 사용하여 비퀴티 ESR 필름에 황산바륨이 로딩된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(0.05 ㎜(2 밀)의 두께)을 적층함으로써 제조된 필름(이 최종 라미네이트 필름은 본 명세서에서 "EDR Ⅱ" 필름으로 불림); 토레이 인더스트리즈, 인크.(Toray Industries, Inc.)로부터 입수가능한 E-60 시리즈 루미러(Lumirror™) 폴리에스테르 필름; 더블유. 엘. 고어 앤 어소시에이츠, 인크.(W. L. Gore & Associates, Inc.)로부터 입수가능한 것과 같은 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 필름; 랩스피어, 인크.(Labspher, Inc.)로부터 입수가능한 스펙트랄론(Spectralon™) 반사 재료; 알라노드 알루미늄-페레트룽 게엠베하 운트 코.(Alanod Aluminium-Veredlung GmbH & Co.)로부터 입수가능한 미로(Miro™) 양극산화 알루미늄 필름(미로 2 필름을 포함); 후루카와 일렉트릭 컴퍼니, 엘티디.(Furukawa Electric Co, Ltd.)로부터의 MCPET 고반사도 발포 시트류(foamed sheeting); 및 미츠이 케미칼즈, 인크.(Mitsui Chemicals, Inc.)로부터 입수가능한 화이트 레프스타 필름 및 MT 필름(White Refstar™ films and MT films)을 비제한적으로 포함한다. 후방 반사기는 사실상 평평하고 매끄러울 수 있거나, 또는 광 산란 또는 혼합을 향상시키기 위해 그에 결합된 구조화된 표면을 가질 수 있다. 그러한 구조화된 표면은 (a) 후방 반사기의 반사 표면 상에, 또는 (b) 상기 반사 표면에 도포된 투명 코팅 상에 부여될 수 있다. 전자의 경우에, 구조화된 표면이 이미 형성된 기판에 고반사 필름이 적층될 수 있거나, 또는 고반사 필름이 (쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 비퀴티 DESR-M 반사기와 같이 얇은 금속 시트와 같은) 평평한 기판에 적층되고 이어서 스탬핑(stamping) 작업과 같은 것으로써 구조화된 표면을 형성하는 것이 이어질 수 있다. 후자의 경우에, 구조화된 표면을 갖는 투명 필름이 평평한 반사 표면에 적층될 수 있거나, 또는 투명 필름이 반사기에 도포되고 이어서 이후 구조화된 표면이 투명 필름의 상부에 부여될 수 있다.

후방 반사기는 광원(들)이 그 위에 장착되는 연속적인 단일 (그리고 중단되지 않은) 층일 수 있거나, 또는 분리된 단편으로 비연속적으로 또는 광원이 통과하여 돌출할 수 있는 분리된 개구를 달리 연속 층 내에 포함하는 한 비연속적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 반사 재료의 스트립(strip)이 LED의 열이 그 위에 장착되는 기판에 도포될 수 있고, 각 스트립은 LED의 한 열로부터 다른 열로 연장하기에 충분한 폭을 가지며 백라이트 출력 영역의 대향 경계 사이에 걸치기에 충분한 길이 치수를 갖는다.

도 5 내지 도 8은 개시된 백라이트에 사용가능한 몇몇 광원의 도면을 나타내는데, 이들은 제한적으로 의도되는 것은 아니다. 도시된 광원은 패키지된 LED를 포함한다. 도 5, 도 6 및 도 8의 광원은 측면 발광 LED 패키지를 도시하며, 여기서 LED 다이로부터의 광은 일체형 인캡슐런트 또는 렌즈 요소에 의해 반사되고/되거나 굴절되어, 광원의 대칭축을 따른 전방이 아닌 대체로 측방향으로 최대 광 방사(peak light emission)를 제공한다. 도 7의 광원은 전방 발광형이다.

도 5에서, 광원(150)은 프레임(152)에 의해 지지되고 리드(lead)(153)에 전기적으로 접속된 LED 다이(151)를 포함한다. 리드(153)는 광원(150)을 회로 기판 등에 전기적으로 그리고 물리적으로 접속하기 위해 사용된다. 렌즈(154)는 프레임(152)에 부착된다. 렌즈(154)는 렌즈의 상부 섹션 내로 발광된 광이 상부 표면(155) 상에서 내부 전반사되어 상부 섹션의 하부 표면(156) 상에 입사하고 장치로부터 외부로 굴절되도록 설계된다. 렌즈의 하부 섹션(157) 내로 발광된 광은 또한 장치 외부로 굴절된다. 또한 미국 특허 출원 공개 제2004/0233665 호(웨스트(West) 등)를 참조하라.

도 6에서, 광원(160)은 리드 프레임(161) 상에 장착된 LED 다이(도시되지 않음)를 포함한다. 투명 인캡슐런트(162)는 LED 다이, 리드 프레임(161) 및 전기 리드의 일부를 둘러싸고 있다. 인캡슐런트(162)는 LED 다이 표면 법선을 포함하는 평면을 중심으로 반사 대칭을 나타낸다. 인캡슐런트는 만곡된 표면(164)에 의해 한정된 함몰부(163)를 갖는다. 함몰부(163)는 본질적으로 선형이고 대칭면 상에 중심이 위치되며, 반사 코팅(165)은 표면(164)의 적어도 일부 상에 배치된다. LED 다이로부터 발광되는 광은 반사 코팅(165)에서 반사되어 반사 광선을 형성하고, 이것은 이어서 인캡슐런트의 굴절 표면(166)에 의해 굴절되어 굴절 광선(167)을 형성한다. 미국 특허 제6,674,096호(소머스(Sommers))를 또한 참조하라.

도 7에서, 광원(170)은 리드 프레임(173)의 오목한 반사 영역(172) 내에 배치된 LED 다이(171)를 포함한다. 리드 프레임으로부터 LED 다이(171)로의 와이어 본드 접속의 덕택으로, 전력이 리드 프레임(173) 및 다른 리드 프레임(174)에 의해 광원에 공급된다. LED 다이는 그 위에 형광 재료(175)의 층을 갖고, 전체 조립체는 렌즈형 전방 표면을 갖는 투명한 캡슐화 에폭시 수지(176) 내에 매립된다. 활성화될 때, LED 다이(171)의 상부 표면은 청색광을 생성한다. 이 청색광 중 약간은 형광 재료의 층을 통과하고, 형광 재료에 의해 발광된 황색광과 조합하여 백색광 출력을 제공한다. 대안적으로, 형광 재료의 층을 생략하여, 광원이 LED 다이(171)에 의해 생성된 청색광(또는 원한다면 다른 색상)만을 발광할 수 있다. 각 경우에 있어서, 백색 또는 색상을 갖는 광이 본질적으로 전방 방향으로 발광되어, 광원(170)의 대칭축을 따라 최대 광 방사를 생성한다. 미국 특허 제5,959,316호(로워리(Lowery))를 또한 참조하라.

도 8에서, 광원(180)은 패키지 베이스(182)에 의해 지지된 LED 다이(181)를 갖는다. 렌즈(183)는 베이스(182)에 결합되고, 패키지 축(184)은 베이스(182) 및 렌즈(183)의 중심을 통과한다. 렌즈(183)의 형상은 LED 다이(181)와 렌즈(183) 사이의 체적(184)을 한정한다. 체적(184)은 실리콘으로, 또는 수지, 공기 또는 가스, 또는 진공과 같은 다른 적당한 제제로 충전 및 밀봉될 수 있다. 렌즈(183)는 톱니형상 굴절부(185) 및 내부 전반사(TIR; total internal reflection) 깔때기부(186)를 포함한다. 톱니부는 광이 굴절되고 꺽이도록(bend) 설계되어, 광은 가능한한 패키지 축(184)에 대해 90도에 가깝게 렌즈(183)로부터 빠져나온다. 미국 특허 제6,598,998호(웨스트 등)를 또한 참조하라.

백색광을 생성하기 위해 사용되든지 그렇지 않든지 간에, 백라이트 출력 영역의 색상 및 휘도 균일도에 상이한 영향을 주는 다색 광원은 백라이트 내에서 많은 형태를 갖출 수 있다. 일 접근법에 있어서, 다수의 LED 다이(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 발광 다이)는 모두 리드 프레임 또는 다른 기판 상에 서로 가까이 근접하여 장착되고, 이어서 하나의 캡슐화 재료 내에 함께 넣어져 단일 렌즈 구성요소를 또한 포함할 수 있는 단일 패키지를 형성한다. 그러한 광원은 개별 색상들 중 임의의 하나를 또는 모든 색상을 동시에 발광하도록 제어될 수 있다. 다른 접근법에 있어서, 패키지당 오직 하나의 LED 다이 및 하나의 발산된 색상을 갖는 개별적으로 패키지된 LED가 클러스터화될 수 있고, 이러한 클러스터(cluster)는 청색/황색 또는 적색/녹색/청색과 같은 상이한 색상을 발산하는 패키지된 LED의 조합을 포함한다. 또 다른 접근법에 있어서, 그러한 개별적으로 패키지된 다색 LED는 하나 이상의 라인, 어레이 또는 다른 패턴으로 위치될 수 있다.

광원의 선택에 따라, 백라이트의 후방 반사기, 전환기 및 다른 구성요소가 상이한 양의 UV 방사에 노출될 것이고, CCFL 및 HCFL 광원은 일반적으로 LED 광원보다 더 많은 UV 방사를 발한다. 그러므로, 백라이트의 구성요소는 UV 흡수제 또는 안정제를 포함할 수 있거나, 또는 UV 열화를 최소화하기 위해 선택된 재료를 사용할 수 있다. 만약 LED와 같이 UV 출력이 낮은 광원이 백라이트를 조명하기 위해 사용된다면, UV 흡수제 등이 필요하지 않을 수 있고 보다 넓은 재료 선택이 가능하다.

달리 표시되지 않으면, 본 명세서 및 청구의 범위에 사용된 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 숫자는 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 표시되지 않으면, 본 명세서 및 청구의 범위에 기술된 수치적 파라미터는 본 명세서에 개시된 교시를 이용하는 당업자가 얻고자 하는 바라던 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다.

본 발명의 다양한 변경 및 수정은 본 발명의 범주 및 정신으로부터 벗어남이 없이 당업자에게 자명하게 될 것이며, 본 발명이 본 명세서에 기재된 예시적인 실시 형태들로 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

Claims

출력 영역을 갖는 직하형 백라이트로서,

출력 영역 뒤에 배치되고, 서로 이격되어 있고, 각각 출력 영역을 향해 적어도 제1 광 성분을 발광하는 제1 및 제2 광원과,

광원과 출력 영역 사이에 배치되고 제1 및 제2 반사 표면을 갖는 제1 전환기를 포함하고,

제1 반사 표면은 제1 광 성분 중 적어도 일부를 출력 영역으로부터 멀어지게 방향전환하도록 비스듬하게 배치되고, 제2 반사 표면은 출력 영역에 대해 측방향으로 진행하는 제2 광 성분 중 적어도 일부를 출력 영역을 향해 방향전환하도록 비스듬하게 배치되는 백라이트.
제1항에 있어서, 출력 영역은 확산판의 표면인 백라이트.
제1항에 있어서, 후방 반사기 및 반사 측벽을 추가로 포함하고, 광원은 후방 반사기와 출력 영역 사이에 배치된 백라이트.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 광원은 광원의 제1 열의 일부이고, 전환기는 길며 광원의 제1 열에 평행하게 연장하도록 배향된 백라이트.
제4항에 있어서, 제1 광원은 제1 색상의 광을 발광하고, 제2 광원은 제1 색상과 상이한 제2 색상의 광을 발광하는 백라이트.
제5항에 있어서, 광원의 제1 열은 상기 제1 및 제2 색상과 상이한 제3 색상의 광을 발광하는 제3 광원을 추가로 포함하는 백라이트.
제6항에 있어서, 제1, 제2 및 제3 색상은 적색, 녹색 및 청색의 군으로부터 선택되는 백라이트.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 광원은 LED인 백라이트.
제8항에 있어서, LED는 패키지되어 적어도 일부의 광을 패키지 외부로 측방향으로 발광하는 백라이트.
제1항에 있어서, 제1 전환기는 반사 필름을 포함하고, 제1 및 제2 반사 표면은 반사 필름의 대향 주 표면인 백라이트.
제1항에 있어서, 제1 전환기는 서로 구분되는 제1 및 제2 반사 필름을 포함하고, 제1 반사 필름은 제1 반사 표면을 포함하며 제2 반사 필름은 제2 반사 표면을 포함하는 백라이트.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 반사 표면은 평평한 백라이트.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 반사 표면은 광을 경면 반사시키는 백라이트.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 반사 표면은 광을 확산 반사시키는 백라이트.
제1항에 있어서, 광원은 비대칭 횡단면 형상을 갖는 백라이트.
제1항에 있어서, 제1 반사 표면은 투과성이지 않은 백라이트.
제1항에 있어서, 제1 반사 표면은 부분 투과성인 백라이트.
제17항에 있어서, 제1 반사 표면은 수직 입사광, 확산 입사광 또는 실제 입사광의 20% 내지 80%를 투과하는 백라이트.
디스플레이 패널과 조합된 제1항의 백라이트.
제19항에 있어서, 디스플레이 패널은 액정 디스플레이(LCD)를 포함하는 조합체.
제20항의 조합체를 포함하는 LCD TV.