형광필름을 이용한 청색 LED BLU의 프리즘 시트 설계

[카리]

액정 판넬은 자체적으로 발광을 할 수 없기 때문에, 그 배면에 Backlight-unit(BLU)가 위치하여 액정 판넬 방향으로 균일한 평면광을 공급해주게 된다. 소형 디스플레이에서 사용되는 측면형 BLU는 도광판(LightGuide Panel, LGP)의 측면에 광원이 위치해 있으며, 광원에서 나온 백색광은 도광판 하단의 패턴과 반사시트에 의해서 도광판 상단으로 나가게 된다. 도광판에서 나온 빛은 확산판에 의해서 확산되어 균일한 면광원을 만들어주며, 두장의 프리즘 시트를 통해서 수직 상방향으로 집광된 광을 내보내게 된다. 백색 LED대신 청색 LED를 광원으로 사용하며, 확산판 대신 형광필름(PhotoLuminescent Film, PLF)을 사용한 측면형 BLU를 구성할 경우, 수직 상방향으로 방출되는 휘도는 확산판을 사용할 때 보다 떨어지게 된다. 그러나, 백색 LED 대신 청색 LED를 사용하면 BLU 광원부의 원가를 절감할 수 있으며 색재현성이 높아지는 장점을 가지게 된다. 측정을 통하여 얻은 도광판의 광시야각 정보와 형광 필름의 형광체 입자크기를 적용하며 형광 필름 내 형광체의 단위면적당 밀도를 변화시켜가며 전산 시늉을 진행한 결과 형광 필름의 광시야각 특성과 같은 확산판을 찾을 수 있었다. 형광 필름의 광학적 특성은 확산판에서 나오는 광학적 특성과 다르기 때문에 새로운 구조의 프리즘 시트의 전산 시늉을 진행하였다. 그 결과 half pipe모양의 새로운 프리즘 시트 구조를 찾았다. 상용화된 프리즘 시트들과 광효율 차이를 비교한 결과, 형광 필름의 광학적 특성을 가지는 확산판을 사용한 BLU 구조에서 half pipe 모양의 프리즘 시트를 사용하였을 경우, 삼각프리즘을 사용할 때보다 광효율이 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 half pipe의 높이와 밑변의 비율을 변경시키며 전산 시늉한 결과, 높이가 낮아질수록 광효율이 높아지는 효과를 확인할 수 있었다. 본 연구에서 전산 시늉을 통해 제시한 half pipe 모양의 프리즘 시트는 향후 확산판을 형광필름으로 대체할 경우뿐만 아니라 형광필름과 유사한 광시야각 특성을 가지는 확산판에서 사용 목적에 맞는 광시야각 분포 특성에 따라 다양하게 활용할 수 있다.

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