KR100644700B1 - Side emitting device, back light system using the same as a light source and liquid display apparatus employing it - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 미국특허 6,679,621호에 개시된 측 발광 LED의 측면 방출기를 개략적으로 보인 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view schematically showing a side emitter of a side emitting LED disclosed in US Pat. No. 6,679,621.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 측 발광 LED의 측면 방출기로부터 출사되는 광의 진행 경로 분포를 개략적으로 보여준다. FIG. 2 schematically shows the traveling path distribution of light exiting from the side emitter of a conventional side emitting LED as shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 측 발광 디바이스를 개략적으로 보여준다.3 schematically shows a side light emitting device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 측 발광 디바이스에서의 광의 진행 경로를 보여준다.4 shows a traveling path of light in the side light emitting device of FIG. 3.
도 5는 도 3의 측 발광 디바이스에 적용되는 발광소자의 다른 실시예를 보여준다.FIG. 5 shows another embodiment of a light emitting device applied to the side light emitting device of FIG. 3.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측 발광 디바이스를 개략적으로 보여준다.6 schematically shows a side light emitting device according to another embodiment of the present invention.
도 7은 도 6의 측 발광 디바이스에서의 광의 진행 경로를 보여준다. FIG. 7 shows a traveling path of light in the side light emitting device of FIG. 6.
도 8은 비교예로서, 일반적인 발광다이오드에 사용되는 돔형 캡에서의 광의 굴절을 보여준다.FIG. 8 shows a refraction of light in a domed cap used in a general light emitting diode as a comparative example.
도 9는 도 3 및 도 4를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 측 발광 디바이스로부터 출사되는 광의 세기 분포를 보인 그래프이다. 9 is a graph illustrating an intensity distribution of light emitted from a side light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 10은 도 6 및 도 7을 참조로 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따른 측 발광 디바이스로부터 출사되는 광의 세기 분포를 보인 그래프이다. FIG. 10 is a graph illustrating an intensity distribution of light emitted from a side light emitting device according to another exemplary embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 6 and 7.
도 11은 도 8의 비교예에 따른 종래의 발광 디바이스의 캡을 통하여 출사되는 광의 세기 분포를 보인 그래프이다.FIG. 11 is a graph illustrating an intensity distribution of light emitted through a cap of a conventional light emitting device according to the comparative example of FIG. 8.
도 12는 본 발명에 따른 측 발광 디바이스를 어레이로 배치한 백라이트 시스템의 일 실시예를 개략적으로 보여준다. 12 schematically shows an embodiment of a backlight system in which the side light emitting devices according to the invention are arranged in an array.
도 13은 본 발명에 따른 백라이트 시스템을 구비한 액정표시장치를 개략적으로 보여준다.13 schematically shows a liquid crystal display device having a backlight system according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10,100...측 발광 디바이스 30...발광소자10,100 ... side
31,31a,31b,31c...발광소자 칩 50,150...측면 방출기31,31a, 31b, 31c ... light emitting chip 50,150 ... side emitter
51...몸체부 51a...굴절투과면51.Body
53,153...돌출부 55...원통 부분53,153
57...원뿔 부분 200...백라이트 시스템57
240...투과확산판 300...액정 패널240 ...
본 발명은 측 발광 디바이스 및 이를 광원으로 사용하는 백라이트 시스템 및 이를 채용한 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a side light emitting device, a backlight system using the same as a light source, and a liquid crystal display device employing the same.
평판 표시장치(flat panel display) 중 하나인 액정표시장치(liquid crystal display)는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 광이 입사되어 화상을 형성하는 수광형 표시장치이다. 백라이트 시스템은 이러한 액정표시장치의 배면에 설치되어 광을 조사한다. A liquid crystal display, which is one of flat panel displays, is a light-receiving display device that itself does not emit light to form an image, but light is incident from the outside to form an image. The backlight system is installed on the back of the liquid crystal display to irradiate light.
백라이트 시스템은 광원의 배치형태에 따라서 액정표시장치의 바로 아래에 설치된 다수의 광원으로부터의 광을 액정패널에 조사하는 직하발광형(direct light type)과, 도광판(LGP: light guide panel)의 측벽에 설치된 광원으로부터의 광을 액정패널에 전달하는 가장자리 발광형(edge light type)으로 크게 분류될 수 있다.The backlight system has a direct light type for irradiating the liquid crystal panel with light from a plurality of light sources provided directly below the liquid crystal display device and a sidewall of a light guide panel (LGP) according to the arrangement of the light sources. It can be broadly classified into an edge light type for transmitting light from the installed light source to the liquid crystal panel.
직하발광형 백라이트 시스템에는 점광원으로 램버시안(Lambertian)의 광이 출사되는 발광다이오드(LED:Light Emitting Diode)를 사용할 수 있다. LED에서 출사된 광이 확산판에 의해 확산되어 액정 패널에 조사될 때, 그 LED의 칼라 광이 확산판 위에서 바로 보이지 않게 하려면, LED에서 나온 광을 약간 측 방향으로 진행시켜 확산판에 입사시킬 수 있는 측 발광 LED가 요구된다.Light emitting diodes (LEDs) that emit light of Lambertian as a point light source may be used in the direct-emitting backlight system. When the light emitted from the LED is diffused by the diffuser plate and irradiated onto the liquid crystal panel, to prevent the color light of the LED from being directly visible on the diffuser plate, the light emitted from the LED can be propagated slightly laterally and incident on the diffuser plate. Side emitting LED is required.
미국특허 6,679,621호는 측 발광 LED에 대해 개시한다. 상기 미국특허에는 LED 접합부(junction)에서 나온 광들을 측면 방출기(side emitter)라는 디바이스에 의해 측면으로 광이 나가도록 설계된 측 발광 LED가 개시되어 있다. U. S. Patent No. 6,679, 621 discloses a side emitting LED. The US patent discloses a side emitting LED designed to emit light from the LED junction to the side by means of a device called a side emitter.
상기 미국 특허에 개시된 종래의 측면 방출기는 전반사를 일으키는 부분과 굴절을 일으키는 부분으로 나뉘어져 있다. 즉, 상기 미국특허에 개시된 종래의 측 면 방출기는 중심축에 대해 경사진 깔때기 모양의 반사면과, 상기 반사면에서 반사되어 입사되는 광을 굴절 투과시키도록 중심축에 대해 경사진 제1굴절면과, 밑면으로부터 제1굴절면까지 연결된 볼록 또는 톱니 형상의 제2굴절면으로 이루어진다.The conventional side emitter disclosed in this US patent is divided into a part causing total reflection and a part causing refraction. That is, the conventional side emitter disclosed in the US patent and the funnel-shaped reflecting surface inclined with respect to the central axis, and the first refractive surface inclined with respect to the central axis so as to refractively transmit the light reflected from the reflecting surface and And a convex or serrated second refractive surface connected from the bottom surface to the first refractive surface.
그런데, 이러한 구조의 측면 방출기의 측면 부분은 가공이 어렵기 때문에, 실제 제품은 도 1에 도시된 구조로 만들어진다. 도 1의 측면 방출기 구조 또한 상기 미국 특허에 개시되어 있다.By the way, since the side part of the side emitter of this structure is difficult to process, the actual product is made of the structure shown in FIG. The side emitter structure of FIG. 1 is also disclosed in this US patent.
도 1을 참조하면, 종래의 측면 방출기(1)는 중심축(C')에 대해 경사진 깔때기 모양의 반사면(3)과, 상기 반사면(3)에서 반사되어 입사되는 광을 굴절 투과시키도록 중심축(C')에 대해 경사진 제1굴절면(5)과, 밑면(9)으로부터 제1굴절면(5)까지 연결된 볼록형상의 제2굴절면(7)으로 이루어진다.Referring to FIG. 1, a
LED(미도시)쪽에서 측면 방출기(1) 내부로 입사되어 반사면(3)쪽으로 진행하는 광은 그 반사면(3)에서 대부분 전반사되어 제1굴절면(5)으로 향하고, 이 제1굴절면(5)을 투과하여 대략적으로 측 방향으로 진행한다. 또한, LED쪽에서 측면 방출기(1) 내부로 입사되어 볼록한 제2굴절면(7)으로 입사된 광은 그 제2굴절면(7)을 투과하여 대략적으로 측 방향으로 진행한다. Light incident from the side of the LED (not shown) into the
그런데, 상기와 같은 종래의 측면 방출기(1)에 따르면, 깔때기 모양의 반사면(3)의 중심축(C') 근방의 영역(A)에서는 전반사가 되지 않고 이 반사면(3)을 통과하는 광들이 많이 존재한다. 따라서, 도 2에 보여진 바와 같이 위로 직접 올라오는 광들이 많아진다. 도 2는 반사면(3)에 입사된 광의 진행 경로를 보인 시뮬레이션 결과이다.However, according to the
도 2에서 B 영역의 광선들은 상기 A 영역에서 전반사가 일어나지 않고 반사면(3)을 통과하여 위로 직접 올라오는 광을 나타낸다. In FIG. 2, the light rays of the region B represent light rising directly through the
이러한 광들은 백라이트에는 치명적인 영향을 미친다. 즉, 이러한 광들에 기인하여 측면 방출기(1)가 위치된 부분이 밝게 보일 수 있다. 따라서, 이러한 광들은 고른 밝기의 화면을 구성하는데 악영향을 미쳐 백라이트 특성을 나쁘게 한다. These lights have a devastating effect on the backlight. That is, due to these lights, the part where the
이러한 문제를 개선하기 위해서는, 여러 광학요소들 예컨대, 패턴 확산 반사판이나 미러들을 측면 방출기(1) 상방에 위치시킬 것이 요구된다. 또한, 상기와 같은 B 영역의 광 때문에, 이 광을 충분히 확산시켜 측면 방출기(1)가 위치된 부분이 밝게 보이는 문제를 없애기 위해서는 백라이트의 두께가 두꺼워진다. In order to remedy this problem, it is required to place several optical elements, for example pattern diffuse reflectors or mirrors, above the
또한, 상기 A 영역을 더 깊게 파서 많은 부분이 전반사가 일어나도록 하는 것도 가능하지만, 이러한 방법은 제조 공정상 쉽지 않다.It is also possible to dig deeper into the A region so that a large portion of total reflection occurs, but this method is not easy in the manufacturing process.
본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 측 방향으로 진행하는 광량을 보다 증진시킬 수 있도록 구조를 개선한 측 발광 디바이스 및 이를 광원으로 사용하는 백라이트 시스템 및 이를 채용한 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems, and provides a side light emitting device having an improved structure to further enhance the amount of light traveling in a lateral direction, a backlight system using the same as a light source, and a liquid crystal display device employing the same. Its purpose is to.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 측 발광 디바이스는, 단일 발광소자 칩 또는 적어도 두 파장 범위의 광을 조사하는 복수의 발광소자 칩을 포함하는 발광소자와; 상기 발광소자 쪽에서 입사된 광을 측 방향으로 진행하도록 하는 측면 방출기;를 포함하며, 상기 측면 방출기는, 상기 발광소자쪽에서 상기 측면 방출기 내부로 입사된 광을 굴절투과시키는 돔형상의 굴절투과면을 가지는 몸체부와; 상기 몸체부 상에 돌출되게 위치되어, 상기 몸체부의 중심부분을 통하여 진행하는 광을 내부 반사시킨 다음 굴절되어 출사되도록 하는 뾰족한 형태로 된 뿔형 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a side light emitting device comprising: a light emitting device including a single light emitting device chip or a plurality of light emitting device chips for irradiating light in at least two wavelength ranges; And a side emitter configured to propagate light incident from the light emitting device in a lateral direction, wherein the side emitter has a dome-shaped refractive transmission surface for refracting and transmitting light incident from the light emitting device into the side emitter. Wealth; Located in the protruding portion on the body portion, the horn-shaped protrusions having a pointed shape to be internally reflected and then refracted by the light traveling through the central portion of the body portion; characterized in that it comprises a.
상기 뿔형 돌출부는 원뿔 부분을 구비하는 것이 바람직하다.The horn-shaped protrusion preferably has a conical portion.
상기 뿔형 돌출부는, 상기 몸체부와 원뿔 부분 사이에 원통 부분을 더 포함할 수 있다.The horn-shaped protrusion may further include a cylindrical portion between the body portion and the cone portion.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 시스템은, 상기한 특징점 중 적어도 하나를 가지는 본 발명에 따른 측 발광 디바이스가 베이스 플레이트에 어레이로 배치된 측 발광 디바이스 어레이와; 상기 측 발광 디바이스 어레이의 상방에 위치되어 입사광을 확산 투과시키는 투과 확산판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A backlight system according to the present invention for achieving the above object comprises: a side light emitting device array having side light emitting devices according to the present invention having at least one of the above mentioned feature points arranged in an array on a base plate; And a transmission diffuser plate positioned above the side light emitting device array to diffusely transmit incident light.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 시스템은, 액정 패널과; 상기 액정 패널에 광을 조사하는 상기한 백라이트 시스템;을 구비하는 것을 특징으로 한다.A backlight system according to the present invention for achieving the above object is a liquid crystal panel; And the backlight system for irradiating light to the liquid crystal panel.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 측 발광 디바이스 및 이를 광원으로 사용하는 백라이트 시스템 및 이를 채용한 액정표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of a side light emitting device and a backlight system using the same as a light source and a liquid crystal display device employing the same.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 측 발광 디바이스(10)를 개략 적으로 보여주며, 도 4는 도 3의 측 발광 디바이스(10)에서의 광의 진행 경로를 보여준다.FIG. 3 schematically shows a side
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 측 발광 디바이스(10)는, 광을 출사하는 발광소자(30)와, 상기 발광소자(30)쪽에서 입사된 광을 측 방향으로 진행하도록 하는 측면 방출기(side emitter:50)를 포함하여 구성된다. 3 and 4, the side
상기 발광소자(30)는, 측면 방출기(50)의 중심 축 상에 배치된다. 이 발광소자(30)는 광을 발생시키는 발광소자 칩(chip)(31)을 구비하며, 이 발광소자 칩(31)이 베이스(35)에 배치된 상태로 상기 측면 방출기(50)와 결합된다. 상기 발광소자 칩(31)으로는 램버시안 광을 출사하는 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode) 칩 또는 OLED(Organic Light Emitting Diode, 유기 EL이라고도 한다) 칩을 사용할 수 있다.The
상기 발광소자 칩(31)과 측면 방출기(50) 사이는 밀착되는 것이 바람직하다. 이와 같이 발광소자 칩(31)과 측면 방출기(50) 사이를 밀착시킴에 의해 발광소자 칩(31)에서 발생되어 측면 방출기(50) 내에 들어가는 광량을 극대화시킬 수 있다.Preferably, the light emitting
한편, 상기 발광소자(30)는 단일 발광소자 칩(31)을 구비하는 대신에, 도 5에 도시된 바와 같이, 적어도 두 파장 범위의 광을 조사하는 복수의 발광소자 칩을 포함할 수도 있다.Meanwhile, instead of the single light emitting
도 5를 참조하면, 발광소자(30)는 예를 들어, 세 개의 제1발광소자 칩(31a), 두 개의 제2발광소자 칩(31b), 세 개의 제3발광소자 칩(31c)을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
여기서, 각 파장 범위별 발광소자 칩(31a)(31b)(31c)의 개수 또는 배열 형태 는 각 파장별 발광소자 칩(31a)(31b)(31c)으로부터 출사되는 광량을 고려하여 원하는 색 온도 범위에 따라 적당하게 구성될 수 있다. 복수의 파장 범위의 광을 발광하는 발광소자 칩(31a)(31b)(31c)의 배열 방식, 배열 개수를 다양하게 구성하여 발광소자(30)로 세팅할 수 있는 자유도가 크기 때문에 칼라 구현에 유리하며, 제조자의 입장에서도 칼라 선택도가 큰 이점이 있다. 또한, 발광소자(30)를 멀티칩을 가지는 구조로 구성하여도 단일칩을 가지는 발광소자에 비해 그 크기가 크게 변하지 않으므로 부피 증가에 대한 염려는 없다.Here, the number or arrangement of the light emitting
상기 측면 방출기(50)는, 투명 재질 예컨대, 투명 플라스틱 재질로 이루어진 투명 몸체부(51)와, 상기 몸체부(51) 상에 돌출되게 위치된 뾰족한 형태로 된 뿔형 돌출부(53)를 구비한다. The
상기 몸체부(51)는 발광소자(30)족에서 측면 방출기(50) 내부로 입사된 광을 굴절투과시키는 돔형상의 굴절투과면(51a)을 가진다.The
상기 돌출부(53)는 몸체부(51)의 중심부분을 통하여 진행하는 광을 내부 반사시킨 다음 굴절되어 출사되도록 한다. 상기 돌출부(53)는 원뿔 부분(57)을 구비할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 돌출부(53)는 몸체부(51)와 원뿔 부분(57) 사이의 원통 부분(55)을 더 포함한다.The
상기 발광소자(30)로부터 출사되어 몸체부(51)로 입사된 광은 그 몸체부(51) 매질을 통과한 후 굴절투과면(51a)을 통하여 외부로 출사된다. 이때, 광은 굴절투과면(51a)에서 굴절되어 도 4에 보여진 바와 같이, 대략적으로 측 방향으로 진행하여 넓게 퍼지게 된다. 여기서, 발광소자(30)와 측면 방출기(50)의 중심을 가로지르 는 중심축에 수직인 축을 수평축이라 할 때, 상기 측 방향은 그 수평축에 근접되거나 수평축에 소정 각도를 이루는 방향을 포함하는 것으로 간주된다.Light emitted from the
한편, 발광소자(30)로부터 출사되어 몸체부(51) 매질의 중심부분(즉, 중심축을 포함하는 소정 범위의 영역)으로 진행하는 광은 몸체부(51)의 중심축 상에 돌출되게 위치된 돌출부(53)로 입사되게 된다. On the other hand, the light emitted from the
이 몸체부(51)의 중심부분으로 진행하는 광이 그대로 몸체부(51)로부터 출사되어 상방으로 진행하게 되는 경우, 종래와 같이 발광소자(30)가 위치되는 영역이 나머지 부분에 비해 밝게 보이는 문제가 나타날 수 있다. 상기 돌출부(53)는 몸체부(51)의 중심부분의 진행하는 광의 대부분을 측 방향으로 진행할 수 있도록 한다.When the light traveling to the center portion of the
돌출부(53)로 입사된 광은 원통 부분(55) 또는 원뿔 부분(57)에서 적어도 1회 내부 반사, 보다 바람직하게는, 내부 전반사된 후 원뿔 부분(57)의 면에서 굴절되어 외부로 출사된다.Light incident on the
예를 들어, 몸체부(51)쪽에서 돌출부(53)로 입사되어 원통 부분(55)의 면으로 진행하는 광은, 그 면에서 내부 반사되어 원뿔 부분(57)으로 진행하고, 원뿔 부분(57)의 면을 투과하여 외부로 출사된다. 또한, 몸체부(51) 쪽에서 돌출부(53)로 입사되어 원뿔 부분(57)의 진행하는 광은 그 원뿔 부분(57)의 면의 소정 영역에서 내부 반사되어, 면의 다른 영역으로 진행하고, 그 면을 투과하여 외부로 출사된다.For example, the light incident from the
상기와 같은 돌출부(53) 구성에 의해, 몸체부(51) 쪽에서 돌출부(53)로 진행하는 광은 상방으로 곧바로 진행하는 것이 아니라, 도 4에 보여진 바와 같이, 돌출부(53)의 원뿔 부분(53)의 면에서 굴절되어 대략적인 측 방향으로 진행하여 퍼지게 된다. By the configuration of the
따라서, 상기한 바와 같은 측면 방출기(50)를 구비한 측 발광 디바이스(10)는 위로 직접 올라오는 광들을 크게 감소시키고, 측 방향으로 진행하는 광을 크게 증진시킬 수 있다.Thus, the side
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측 발광 디바이스(100)를 개략적으로 보여주며, 도 7은 도 6의 측 발광 디바이스(100)에서의 광의 진행 경로를 보여준다. 여기서, 앞선 실시예에서와 실질적으로 동일한 부재는 동일 참조부호로 표기하고 그 반복적인 설명을 생략한다.Meanwhile, FIG. 6 schematically shows a side
본 발명의 다른 실시예에 따른 측 발광 디바이스(100)에 있어서, 측면 방출기(150)는 몸체부(51)와 돌출부(153)를 포함하며, 돌출부(153)가 원뿔 부분만으로 이루어진 점에 특징이 있다.In the side
발광소자(30)로부터 출사되어 몸체부(51) 매질의 중심부분(즉, 중심축을 포함하는 소정 범위의 영역)으로 진행하는 광은 그 몸체부(51)의 중심축 상에 돌출되게 위치된 원뿔형 돌출부(153)로 입사되게 된다. Light emitted from the
돌출부(153)로 입사된 광은 그 원뿔 면의 소정 영역에서 적어도 1회 내부 반사, 보다 바람직하게는, 내부 전반사된 후 그 원뿔 면의 다른 영역으로 진행하고, 그 면의 영역에서 굴절되어 외부로 출사된다.Light incident on the
상기와 같은 돌출부(153) 구성을 가지는 경우에도, 몸체부(51) 쪽에서 돌출부(153)로 진행하는 광은 상방으로 곧바로 진행하는 것이 아니라, 도 7에 보여진 바와 같이, 돌출부(153)의 원뿔 면에서 굴절되어 대략적인 측 방향으로 진행하여 퍼지게 된다. Even when the
따라서, 상기한 바와 같은 측면 방출기(150)를 구비한 측 발광 디바이스(100)는 앞선 실시예에서와 유사하게, 위로 직접 올라오는 광들을 크게 감소시키고, 측 방향으로 진행하는 광을 크게 증진시킬 수 있다.Thus, the side
도 8은 비교예로서, 일반적인 발광다이오드에 사용되는 돔형 캡(170)에서의 광의 굴절을 보여준다. 캡(170)의 중심축상에 발광다이오드(미도시)가 위치된다고 할 때, 발광다이오드로부터 출사되어 캡(170)으로 입사된 광은, 캡(170) 매질을 통하여 진행하고 캡(170)의 표면을 굴절 투과하여 퍼지게 된다. 이때, 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 위로 직접 올라오는 광들이 상당량 존재한다.FIG. 8 shows a refraction of light in a
도 9는 도 3 및 도 4를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 측 발광 디바이스(10)로부터 출사되는 광의 세기 분포를 보인 그래프이다. 도 10은 도 6 및 도 7을 참조로 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따른 측 발광 디바이스(100)로부터 출사되는 광의 세기 분포를 보인 그래프이다. 도 11은 도 8의 비교예에 따른 종래의 발광 디바이스의 캡(170)을 통하여 출사되는 광의 세기 분포를 보인 그래프이다.FIG. 9 is a graph illustrating an intensity distribution of light emitted from the side
도 9 내지 도 11에서, 가로축은 측면 방출기 또는 캡의 중심축에 대한 각도를 나타내며, 세로축은 전체 광량을 100이라 할 때의 각 중심축에 대한 각도 위치에서의 세기를 나타낸다. 도 9 및 도 10과 도 11의 비교에 의해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 측 발광 디바이스(10)(100)에 의하면, 중심축에 근접된 각도 범위에서 광의 세기가, 일반적인 돔형 캡(170)을 사용하는 발광 디바이스에 비해 크게 작다. 이는 본 발명에 따른 측 발광 디바이스(10)(100)를 이용할 때, 위로 바로 올라오는 광량이 일반적인 발광 디바이스를 사용하는 경우에 비해 크게 줄어듬을 의미한다.9 to 11, the horizontal axis represents an angle with respect to the central axis of the side emitter or cap, and the vertical axis represents intensity at an angular position with respect to each central axis when the total amount of light is 100. As can be seen from the comparison of Figs. 9 and 10 with Fig. 11, according to the side light emitting device 10 (100) according to the present invention, the intensity of light in the angular range close to the central axis is a general dome cap ( Significantly smaller compared to a light emitting device using 170). This means that when using the side light emitting device 10 (100) according to the present invention, the amount of light rising immediately above is greatly reduced compared to the case of using a general light emitting device.
따라서, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 측 발광 디바이스(10)(100)를 백라이트 시스템 및 이를 채용한 액정표시장치에 적용하면, 바로 위로 올라오는 광량을 충분히 줄이면서 광을 충분히 넓게 퍼트릴 수 있어서, 백라이트 시스템의 두께를 충분히 얇게 하면서도 고른 밝기 분포의 화면을 얻을 수 있다.Therefore, when the side
도 12는 본 발명에 따른 측 발광 디바이스를 어레이로 배치한 백라이트 시스템(200)의 일 실시예를 개략적으로 보여준다. 도 12에서는 예시적으로 백라이트 시스템(200)에 본 발명의 일 실시예에 따른 측 발광 디바이스(10)를 적용한 경우를 보여주며, 본 발명의 다른 실시예에 따른 측 발광 디바이스(100)를 백라이트 시스템(200)에 적용한 실시예는 전술한 바와 도 12로부터 충분히 유추할 수 있으므로, 그 도시 및 설명을 생략한다.Figure 12 shows schematically an embodiment of a
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 시스템(200)은, 베이스 플레이트(201)에 어레이로 배치된 복수의 측 발광 디바이스(10)와, 상기 측 발광 디바이스(10) 상방에 위치되어 입사광을 확산 투과시키는 투과 확산판(240)을 포함한다. Referring to FIG. 12, a
상기 베이스 플레이트(201)는 복수의 측 발광 디바이스(10)를 어레이로 설치하기 위한 기판으로서 역할을 한다. 이 베이스 플레이트(201)는 측 발광 디바이스(10)의 구동을 위한 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 여기서, 측 발광 디바이스(10) 의 구동을 위한 인쇄회로기판(PCB)을 상기 베이스 플레이트(201)와 별도로 구비할 수도 있다.The
상기 측 발광 디바이스(10)는 도 3 내지 도 5를 참조로 앞서 설명한 바와 같이, 그 하방쪽에 위치된 발광소자 칩(31)에서 출사된 발산광의 대부분을 측면 방출기(50)에 의해 측 방향으로 출사시킨다. As described above with reference to FIGS. 3 to 5, the side
이때, 복수의 측 발광 디바이스(10) 어레이는, 단일 발광소자 칩(31)을 사용하는 경우에는, 예컨대, R, G, B 색광을 각각 출사하는 측 발광 디바이스를 교대로 배치한 구조일 수 있다. 이 경우에는, 측 발광 디바이스(10)에 각각 R, G 또는 B 색광을 발생시키는 발광소자 칩(31)이 사용된다. 또한, 도 5를 참조로 설명한 바와 같이, 측 발광 디바이스(10)의 발광소자(30)가 단일 발광소자 칩(31) 대신에, 적어도 두 파장 범위의 광을 조사하는 복수의 발광소자 칩(31a)(31b)(31c)을 포함하는 경우에는, 각 측 발광 디바이스(10)에서 백색광이 출사된다.In this case, when the single light emitting
상기와 같이 복수의 측 발광 디바이스(10) 어레이를 R, G, B 색광을 발생시키는 발광 다이오드 칩을 사용하여 색광별 측 발광 디바이스를 교대로 배치한 구조로 형성하거나, 각 측 발광 디바이스(10)가 백색광을 출사시키도록 구성된 경우, 이러한 백라이트 시스템(200)을 적용한 액정 표시장치는, 칼라 화상을 표시할 수 있다.As described above, the array of the plurality of side light emitting
한편, 본 발명에 따른 백라이트 시스템(200)은 상기 측 발광 디바이스(10)의 하방쪽에 위치되어 입사되는 광을 확산 반사시켜 상방쪽으로 진행시키는 반사 확산판(210)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the
상기 반사 확산판(210)은 측 발광 디바이스(10)의 하방쪽에 위치될 수 있도록, 상기 베이스 플레이트(201) 상에 놓여진다. 이를 위하여, 상기 반사 확산판(210)에 복수의 측 발광 디바이스(10)를 통과시킬 수 있는 복수의 구멍을 형성하고, 반사 확산판(210)은 이 구멍에 측 발광 디바이스(10)가 끼워진 상태로 베이스 플레이트(201)에 설치된다. The
상기와 같이 반사 확산판(210)을 더 구비하면, 백라이트 시스템(200)의 조명광으로 사용되는 광량을 보다 증대시킬 수 있다.If the
상기 투과 확산판(240)은 상기 측 발광 디바이스(10)에 대해 소정 간격 이격되게 위치된다. 상기 투과 확산판(240)은 입사되는 광을 확산 투과시킨다. The
이때, 투과 확산판(240)이 측 발광 디바이스(10)와 너무 가까우면, 측 발광 디바이스(10)가 위치되는 부분이 나머지 부분에 비해 더 밝게 보여 밝기 균일도가 떨어질 수 있다. 또한, 투과 확산판(240)이 측 발광 디바이스(10)로부터 이격될수록 백라이트 시스템(200)의 두께가 증가된다. 따라서, 이 투과 확산판(240)과 측 발광 디바이스(10)를 포함하는 백라이트 시스템(200)의 하부부분과의 이격 거리는, 광의 확산에 의해 광이 원하는 만큼 잘 섞일 수 있는 범위내에서 최소가 되도록 정해지는 것이 바람직하다. In this case, when the
물론, 본 발명에 따른 백라이트 시스템(200)은, 광을 넓게 퍼트릴 수 있으며, 바로 위로 진행하는 광량을 크게 저감시킨 본 발명에 따른 측 발광 디바이스(10)를 광원으로 사용하므로, 종래의 측 발광 LED나 돔형 캡을 가지는 일반적인 LED를 광원으로 사용하는 일반적인 백라이트 시스템에 비해, 광원과 그 상방의 투 과 확산판 사이의 간격을 줄여도, 밝기 균일도를 확보할 수 있으므로, 백라이트 시스템(200)의 전체 두께를 줄일 수 있다.Of course, the
한편, 본 발명에 따른 측 발광 디바이스(10 또는 100)를 사용한다 해도, 측면 방출기(50 또는 150) 상방으로 바로 진행하는 광이 일부 존재하므로, 백라이트 시스템(200)의 두께를 보다 줄이면서, 밝기 균일도를 확보하기 위해서, 본 발명에 따른 백라이트 시스템(200)은 측 발광 디바이스(10 또는 100)에서 상방으로 바로 출사되는 광을 곧바로 진행시키지 않고 반사시키도록 일면에 측 발광 디바이스(10 또는 100)의 배치에 대응되게 복수의 반사 미러(미도시)가 형성된 광학 플레이트(미도시)를 측 발광 디바이스(10 또는 100)와 투과 확산판(240) 사이에 더 구비할 수 있다. 광학 플레이트는 측 발광 디바이스(10 또는 100)에 대해 이격되게 설치된다. 광학 플레이트는 입사광을 그대로 투과시키는 투명 PMMA로 이루어지거나 투과 확산판으로 이루어질 수 있다.On the other hand, even when the side
상기와 같이 투과 확산판으로 된 광학 플레이트를 더 구비하는 경우, 상기 투과 확산판(240)만을 구비하는 경우에 비해 광의 확산이 보다 충분히 일어날 수 있으므로, 투과 확산판(240)과 측 발광 디바이스(10)사이의 간격 즉, 투과 확산판(240)과 본 발명에 따른 백라이트 시스템(200)의 하부부분 사이의 간격을 보다 줄여, 백라이트 시스템(200)의 두께를 줄일 수 있다. In the case of further comprising an optical plate made of a transmission diffusion plate as described above, light diffusion may occur more sufficiently than in the case where only the
한편, 본 발명에 따른 백라이트 시스템(200)은, 상기 투과 확산판(240)에서 나오는 광의 직진성을 향상시키기 위한 밝기 향상 필름(BEF:Brightness Enhancement Film)(250)을 더 구비할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트 시 스템(200)은 편광 효율을 높이기 위한 편광 향상 필름(Polarization Enhancement film:270)을 더 구비할 수 있다. Meanwhile, the
상기 밝기 향상 필름(250)은 투과 확산판(240)에서 나오는 광을 굴절 및 집광 시켜서 광의 직진성을 높임으로써 밝기를 향상시킨다.The
상기 편광 향상 필름(270)은 예컨대, p 편광의 광은 투과시키고, s 편광의 광은 반사시키는 과정을 통해, 입사된 광의 대부분이 일 편광 예컨대, p 편광의 광이 되어 출사되도록 한다. The
도 13은 본 발명에 따른 백라이트 시스템(200)을 구비한 액정표시장치를 개략적으로 보여준다. 13 schematically shows a liquid crystal display device having a
도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 백라이트 시스템(200)을 적용한 액정표시장치는, 백라이트 시스템(200)과, 이 백라이트 시스템(200) 상에 구비된 액정 패널(300)을 구비한다. 액정 패널(300)은 잘 알려져 있는 바와 같이, 일 선형 편광의 광을 액정 패널의 액정층에 입사시키고, 전계 구동에 의해 액정 디렉터(director)의 방향을 바꿔줌으로써, 액정층을 통과하는 광의 편광 변화에 의해 화상 정보 등을 표시하게 된다. 상기 액정 패널(300)은 구동 회로부와 연결되어 있다. 여기서, 액정 표시장치 분야에서 액정 패널(300)의 구체적인 구성 및 회로 구동에 의한 표시 작동에 대해 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명 및 도시를 생략한다. Referring to FIG. 13, a liquid crystal display device employing the
따라서, 액정 패널(300)에 입사되는 광이 단일 편광으로 될수록, 광 이용 효율을 높일 수 있기 때문에, 상기와 같이 백라이트 시스템(200)에 편광 향상 필름 (270)을 구비하면, 광효율을 향상시키는 것이 가능하다.Therefore, as light incident on the
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 백라이트 시스템(200)은 어레이로 배치된 점광원으로 대부분의 광을 대략적으로 측 방향으로 출사시켜 넓게 퍼트릴 수 있는 측 발광 디바이스(10 또는 100)를 구비하므로, 백라이트 시스템(200)의 두께를 충분히 얇게 하면서도 전면에 걸쳐 고른 광 강도 분포를 갖는 백라이트 시스템(200)을 얻는 것이 가능하다.As described above, the
따라서, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 백라이트 시스템(200)을 액정표시장치 예컨대, LCD TV에 적용하면, 전화면의 밝기가 고른 양질의 화상을 구현할 수 있게 된다.Therefore, when the
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 측 발광 디바이스는 발광소자 칩에서 출사되어 위로 바로 진행하는 광을 크게 줄여, 측 방향으로 진행하는 광량을 보다 증진시킬 수 있도록 구성된다.The side light emitting device according to the present invention as described above is configured to greatly reduce the light emitted from the light emitting device chip and proceeds directly up, thereby further increasing the amount of light traveling in the lateral direction.
따라서, 본 발명의 측 발광 디바이스를 점광원으로 사용한 백라이트 시스템은 그 백라이트 시스템 전면에 걸쳐 고른 강도 분포의 양질의 광을 얻을 수 있으며, 그 두께를 종래에 비해 줄일 수 있다. 그리고, 이러한 백라이트 시스템을 적용한 액정표시장치 예컨대, LCD TV는, 전화면의 밝기가 고른 양질의 화상을 구현할 수 있다.Therefore, the backlight system using the side light-emitting device of the present invention as a point light source can obtain high-quality light with an even intensity distribution over the entire surface of the backlight system, and its thickness can be reduced as compared with the prior art. In addition, a liquid crystal display device, for example, an LCD TV, to which the backlight system is applied, may implement a high-quality image having a uniform brightness of a full screen.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050053077A KR100644700B1 (en) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | Side emitting device, back light system using the same as a light source and liquid display apparatus employing it |
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US8757848B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-06-24 | Kia Motors Corporation | Double reflecting structure |
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2005
- 2005-06-20 KR KR1020050053077A patent/KR100644700B1/en not_active IP Right Cessation
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