백라이트 모듈의 두께를 줄이기 위해 MiniLED 백라이트 모듈용 미세구조 표면을 가진 광학 필름을 설계하였다. 먼저 확산 입자와 굴절 렌즈에 기반한 두 가지 확산 원리를 분석하였으며, 혼광 거리(Optical Distance, OD)가 매우 작은 경우 두 방식 모두 광원을 충분히 확산시켜 균일성 요구를 만족시킬 수 없음을 발견하였다. 그런 다음 전반사 원리를 기반으로 확장된 광원을 분산하여 점 광원으로 만들고, 단일 점 광원의 등판 반사 에너지를 분석했으며, 모든 분산된 점 광원의 반사 에너지를 누적하여 미세구조 전반사 시 에너지가 최대가 되는 미세구조 형태를 산출하였다. 시뮬레이션 결과, 이중층 미세구조 광학 필름을 MiniLED 칩 표면에 배치했을 때 시뮬레이션 광도 균일도는 79.9%였으며, OD=0.9 mm 위치에 확산막을 한 층 더 추가하면 광도 균일도를 89.2%까지 향상시킬 수 있었다. 무마스크 직작성 리소그래피 기술을 사용하여 광학 필름 샘플을 제작하였다. 실험 결과 이중층 미세구조 광학 필름을 MiniLED 칩 표면에 배치했을 때 광도 균일도는 79.6%였으며, OD=0.9 mm 위치에 확산막을 추가한 후 광도 균일도가 88.7%로 증가하였다. 본 논문에서 설계한 미세구조 광학 필름은 백라이트 모듈의 초박형화를 구현했으며, 사용 시 정밀한 위치 맞춤이 필요 없고 실용성이 높다.

초박형 백라이트 모듈; MiniLED; 미세구조; 전반사