KR100705704B1 - Led array type lenz and backlight apparatus using a thereof - Google Patents
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- G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
Abstract
본 발명은 빛의 균일도 향상과 더불어 고 휘도를 구현할 수 있는 엘이디 어레이 렌즈 및 이를 이용한 백라이트 장치를 제공하기 위한 것으로서, 본 발명의 엘이디 어레이용 렌즈는 V자 형태로 경사진 상부 출사면을 가지며, 바닥면에는 상호 소정의 간격을 두고 발광다이오드(LED)가 삽입될 수 있도록 한 개 이상의 LED 삽입홈을 갖는 것을 특징으로 한다. 그리고 본 발명의 엘이디 어레이 렌즈를 이용한 백라이트 장치는 액정층의 하부에 설치되어 광원을 출력하는 백라이트 장치에 있어서, 상호 소정의 간격을 두고 나란하게 배치되는 복수개의 엘이디 어레이 렌즈들과, 상기 엘이디 어레이 렌즈들의 상부에 설치되는 확산시트와, 상기 엘이디 어레이 렌즈 및 확산시트를 고정, 지지하기 위한 프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention is to provide an LED array lens and a backlight device using the same, which can implement a high brightness while improving the uniformity of light, the LED array lens of the present invention has a top emitting surface inclined in the V shape, the bottom The surface has one or more LED insertion grooves so that the light emitting diodes (LEDs) can be inserted at predetermined intervals from each other. In addition, the backlight device using the LED array lens of the present invention is a backlight device installed under the liquid crystal layer to output a light source, a plurality of LED array lenses arranged side by side at a predetermined interval from each other, and the LED array lens It is characterized in that it comprises a diffusion sheet which is installed on the upper portion, and a frame for fixing and supporting the LED array lens and the diffusion sheet.
엘이디 렌즈, 백라이트 LED lens, backlight
Description
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈의 사시도1 is a perspective view of an LED array lens according to an embodiment of the present invention
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈의 측면도2 is a side view of the lens for the LED array according to an embodiment of the present invention
도 3a 내지 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈의 다른 예시도3a to 3c is another illustration of the lens for the LED array according to an embodiment of the present invention
도 4a 내지 4c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈의 사시도4A to 4C are perspective views of a lens for an LED array according to another embodiment of the present invention.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 엘이디 어레이용 렌즈에 따른 LED 삽입홈의 모양을 설명하기 위한 예시도5a to 5d are exemplary views for explaining the shape of the LED insertion groove according to the LED array lens of the present invention.
도 6은 본 발명의 엘이디 어레이용 렌즈를 반복하여 다수 개 배치한 상태도6 is a state diagram in which a plurality of lenses for LED array of the present invention is repeatedly arranged
도 7은 본 발명의 엘이디 어레이용 렌즈에 따른 공간상에서의 휘도 측정값을 나타낸 그래프7 is a graph showing luminance measured values in space according to the LED array lens of the present invention.
도 8은 본 발명의 엘이디 어레이용 렌즈에 따른 평면상의 휘도 측정값을 나타낸 그래프8 is a graph showing luminance measurement values on a plane according to the LED array lens of the present invention.
도 9는 본 발명의 엘이디 어레이용 렌즈에 따른 시야각 측정값을 나타낸 그래프9 is a graph showing the viewing angle measurement value according to the LED array lens of the present invention
도 10은 본 발명의 엘이디 어레이용 렌즈를 이용한 백라이트 장치의 구성도10 is a block diagram of a backlight device using the LED array lens of the present invention
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *
100 : 엘이디 어레이용 렌즈 200 : LED 삽입홈100: LED array lens 200: LED insertion groove
300 : 확산시트 400 : 프레임300: diffusion sheet 400: frame
본 발명은 발광다이오드(LED) 어레이용 렌즈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 작업성이 우수하고, 고 휘도를 구현하는데 적당한 엘이디 어레이용 렌즈 및 이를 이용한 백라이트 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lens for a light emitting diode (LED) array, and more particularly, to an LED array lens and a backlight device using the same, which is excellent in workability and suitable for high brightness.
최근 대형, 고해상도 디스플레이 장치에 대한 소비자의 욕구가 증가하면서 무게와 부피가 큰 CRT(Cathode Ray Tube) 대신에 박형의 평판 디스플레이 장치의 개발이 절실히 요구되었고, 이러한 평판 디스플레이 장치의 하나로 액정표시장치가 개발되었다.Recently, as consumers' desire for large size and high resolution display devices increases, development of thin flat panel display devices in place of weight and bulk CRT (Cathode Ray Tube) is urgently needed, and one of such flat display devices has developed a liquid crystal display device. It became.
이러한 액정표시장치는 자체적으로 발광하지 못하는 수광소자인 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 화면을 디스플레이 하기 때문에 별도의 광원인 백라이트 유닛(BackLight Unit)을 필요로 하며, 최근에는 대면적, 고해상도의 액정표시장치의 구현을 위해서 화면의 휘도, 효율, 소비전력, 광균일성, 색재현성, 시야각, 박형 구 조, 가격 경쟁력의 향상이 절실히 요구되고 있는 실정이다. Such a liquid crystal display device requires a backlight unit (BackLight Unit), which is a separate light source because it displays a screen by using a liquid crystal (liquid crystal) that does not emit light by itself, and recently, a large area and high resolution liquid crystal display In order to realize the device, improvement of screen brightness, efficiency, power consumption, optical uniformity, color reproducibility, viewing angle, thin structure, and price competitiveness are urgently required.
한편, 액정표시장치에서의 화면의 품위는 광원에 의해 절대적으로 영향을 받는다. 이는 액정표시장치 자체가 발광능력을 갖고 있지 않기 때문이며, 따라서 종래의 TN 모드(Twisted Nematic Mode)나 STN 모드(Super Twisted Nematic Mode)의 액정은 외부 광원을 이용한 반사형이 주류를 이루었다.On the other hand, the quality of the screen in the liquid crystal display device is absolutely affected by the light source. This is because the liquid crystal display itself does not have a light emitting capability. Therefore, the liquid crystal of the conventional TN mode (Twisted Nematic Mode) or the STN mode (Super Twisted Nematic Mode) is mainly the reflection type using an external light source.
그러나 화면이 대면적화되고 고품위에 대한 소비자의 요구가 증가함에 따라 전방이나 측방에 광원을 설치하는 것보다 화면의 뒤쪽에 광원을 설치하고 빛이 액정 패널을 통과하면서 화상을 표시해주는 백라이트 방식을 주로 사용하게 되었으며, 이때 사용되는 광원으로서는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp) 등이 사용되며, 특히 수명이 길고 소비전력이 작으며 얇게 제작할 수 있는 CCFL(냉음극형광램프)가 주로 사용된다.However, as the screen becomes larger and the consumer's demand for high quality increases, rather than installing the light source on the front or side, the backlight method is mainly used to install the light source on the back of the screen and display the image as light passes through the liquid crystal panel. In this case, CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL (Hot Cathode Fluorescent Lamp), etc. are used as the light source.In particular, CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp), which has long life, low power consumption, and can be manufactured thinly Used.
상기의 광원은 액정 패널의 아래쪽에 여러 개가 직접 화면을 비추도록 직하형으로 설치되기도 하고, 액정 패널의 적어도 어느 일측에 설치되어 도광판 및 반사판에 의해 화면을 비추도록 하는 에지 방식으로 설치되기도 한다. 이때 화면의 휘도 균일성을 높이기 위해 액정 패널과 광원 사이에 확산시트 등이 설치되기도 한다.The light source may be installed in a direct type so that a plurality of light sources directly illuminate the screen, or may be installed in at least one side of the liquid crystal panel in an edge manner to illuminate the screen by a light guide plate and a reflecting plate. In this case, a diffusion sheet may be provided between the liquid crystal panel and the light source in order to increase luminance uniformity of the screen.
하지만, 대화면의 액정표시장치에 사용되는 냉음극형광램프의 경우, 방전관에 봉입된 가스의 주성분이 수은이므로 금속과의 결합으로 쉽게 아말감(Amalgam)을 형성하여 램프의 수명이 줄어들기 쉽고, 온도의 변화에 따른 휘도의 변화가 심하다는 문제가 있었다. 특히 최근 환경에 대한 관심이 높아지면서 맹독성의 중금속인 수은 사용에 따른 폐기물 처리 등의 문제로 인하여 그 사용이 제안되고 있으며, 무엇보다 소비전력이 높고 밝기가 균일하지 않아 다양한 색상을 구현하는데 한계가 있었다.However, in the case of the cold cathode fluorescent lamp used in the liquid crystal display of the large screen, since the main component of the gas encapsulated in the discharge tube is mercury, it is easy to form amalgam by combining with a metal, thereby reducing the lifetime of the lamp, There was a problem that the change in luminance with the change is severe. In particular, due to the growing interest in the environment, its use has been proposed due to problems such as the disposal of heavy mercury, a toxic heavy metal, and above all, there was a limitation in implementing various colors due to high power consumption and uneven brightness. .
또한, 백라이트 유닛에서 차지하는 공간이 넓어 백라이트 유닛을 소형화시키는데 어려움이 있으며, 휘도 균일도가 저하됨에 따라 광원의 밝기에 비례하여 확산판에 의한 빛의 균일도를 조절해 주어야 하는 문제점이 있었다.In addition, the space occupied by the backlight unit is difficult to miniaturize the backlight unit, and as the uniformity of luminance decreases, there is a problem in that the uniformity of light by the diffuser plate needs to be adjusted in proportion to the brightness of the light source.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 빛의 균일도 향상과 더불어 고 휘도를 구현할 수 있는 엘이디 어레이용 렌즈 및 이를 이용한 백라이트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an LED array lens and a backlight device using the same, which can implement high brightness and high brightness.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈는 V자 형태로 경사진 상부 출사면을 가지며, 바닥면에는 상호 소정의 간격을 두고 발광다이오드(LED)가 삽입될 수 있도록 한 개 이상의 LED 삽입홈을 갖는 것을 특징으로 한다.LED array lens according to an embodiment of the present invention for achieving the above object has an upper exit surface inclined in the V-shape, the light emitting diode (LED) can be inserted at a predetermined interval on the bottom surface It is characterized in that it has one or more LED insertion groove.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈는 상부 출사면이 역피라미드 형상의 홈으로 구성되며, 바닥면에는 상호 소정의 간격을 두고 발광다이오드(LED)가 삽입될 수 있도록 한 개 이상의 LED 삽입홈을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the LED array lens according to another embodiment of the present invention is the upper exit surface is composed of a reverse pyramid-shaped groove, the bottom surface at least one light emitting diode (LED) can be inserted at a predetermined interval from each other It is characterized by having an LED insertion groove.
여기서, 상기 V자 형태의 상부 출사면은 그 꼭지점의 각도가 60°~120°범위 가 되도록 하향 경사진 것을 특징으로 한다.Here, the V-shaped upper exit surface is characterized in that the inclined downward so that the angle of the vertex is 60 ° ~ 120 ° range.
또한, 상기 LED 삽입홈의 천정면과 상부 출사면의 꼭지점과는 0.1mm~3mm 범위의 간격을 가지며, 상기 LED 삽입홈의 천정면의 형상은 다각형, 반구형, 원기둥형, 원추형 및 복수의 꼭지각을 갖는 원추형 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the vertex of the top surface and the top surface of the LED insertion groove has a spacing of 0.1mm ~ 3mm range, the shape of the ceiling surface of the LED insertion groove is polygonal, hemispherical, cylindrical, conical and a plurality of vertex angles. It is characterized by having any one of conical shape.
또한, 상기 바닥면과 접하는 양쪽의 측면 출사면을 가지며, 상기 측면 출사면은 상기 바닥면에 대해 50~120°범위의 기울기를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, it has both side exit surface in contact with the bottom surface, the side exit surface is characterized in that it has a slope in the range of 50 ~ 120 ° with respect to the bottom surface.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈를 이용한 백라이트 장치는 액정층의 하부에 설치되어 광원을 출력하는 백라이트 장치에 있어서, 상호 소정의 간격을 두고 나란하게 배치되는 복수개의 엘이디 어레이 렌즈들과, 상기 엘이디 어레이 렌즈들의 상부에 설치되는 확산시트와, 상기 엘이디 어레이 렌즈 및 확산시트를 고정, 지지하기 위한 프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, a backlight device using an LED array lens according to an exemplary embodiment of the present invention is a backlight device installed under a liquid crystal layer and outputting a light source, and includes a plurality of LED array lenses arranged side by side at a predetermined interval from each other. And a diffusion sheet installed on the LED array lenses, and a frame for fixing and supporting the LED array lens and the diffusion sheet.
여기서, 상기 엘이디 어레이 렌즈는 V자 형태로 경사진 상부 출사면을 가지며 바닥면에는 상호 소정의 간격을 두고 배치되어 발광다이오드(LED)가 삽입될 수 있도록 형성된 복수개의 LED 삽입홈과, 상기 LED 삽입홈에 삽입된 LED들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 상부 출사면이 역피라미드 형상의 홈으로 구성되는 것을 포함한다.Here, the LED array lens has a plurality of LED insertion grooves having a top exit surface inclined in a V-shape and are arranged at predetermined intervals on the bottom surface so that a light emitting diode (LED) can be inserted therein; It characterized in that it comprises a LED inserted into the groove, the upper exit surface comprises a reverse pyramid-shaped groove is configured.
또한, 상기 LED의 상단과 상기 LED 삽입홈의 천정면과의 사이에 소정의 공기층이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a predetermined air layer is further provided between the top of the LED and the ceiling surface of the LED insertion groove.
[실시 예][Example]
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈 및 이를 이용한 백라이트 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an LED array lens and a backlight device using the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈의 사시도이고, 도 2는 측면도이다.1 is a perspective view of an LED array lens according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view.
본 발명의 엘이디 어레이용 렌즈(100)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상부 출사면이 소정 각도로 경사진 테이퍼 형상을 갖고, 바닥면에는 상호 소정의 간격을 두고 발광다이오드(LED)가 삽입될 수 있도록 하나 이상의 LED 삽입홈(200)이 형성된다.1 and 2, the
여기서, 상기 엘이디 어레이용 렌즈(100)의 재질은 투과 혹은 반투과성의 수지로 구성되며, 일예로, 폴리카본에이트(Polycabonate)나 폴리메틸메타그릴레이트(PMMA: Polymethyl-methacrylate) 등의 아크릴 수지 및 레진(Resin) 등으로 이루어질 수 있다.Here, the material of the
상기 엘이디 어레이용 렌즈(100)의 상부 출사면은 바람직하게는 중앙부의 꼭지점을 중심으로 그 양측이 상기 꼭지점을 향해 하향 경사진 "V"자 형태를 갖는다. 이때, 상기 꼭지점이 이루는 각도(α)는 40~140°정도의 범위를 가지며, 더욱 바람직하게는 60~120°의 범위를 갖는다. 참고로, 아래의 표 1은 본 발명의 실시 예에 따른 꼭지각의 각도별 휘도 값을 나타낸 것으로서, 꼭지각(α)이 60°이하인 경우와 꼭지각(α)이 120°이상인 경우와 비교하여 볼 때 60~120°범위 내에서 각 측정 포인별로 휘도 값이 현저하게 높게 나타남을 알 수 있다.The upper exit surface of the
[표 1]TABLE 1
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈(100)는 도 3a 내지 3c에 도시한 바와 같이, 바닥면과 접하는 양쪽의 측면 출사면을 갖되, 상기 측면 출사면은 상기 바닥면에 대해 50~120°범위의 기울기를 갖는 것이 바람직하다.On the other hand, the
추가하여, 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈(100)는 도 4a 내지 4c에 도시한 바와 같이, 상부 출사면의 모양을 "V"자 대신에 역피라미드 형상으로 움푹 파인 모양으로 형성할 수도 있으며, 이처럼, 상부 출사면을 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, "V"자 혹은 도 4a 내지 4c와 같이, 역피라미드 모양으로 형성함으로써 발광다이오드(LED)에서 출사되는 빛을 사방으로 골고루 확산시킬 수가 있어 그 만큼 휘도를 개선시킬 수가 있게 된다.In addition, the
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈(100)는 상기 바닥면에 형성되는 LED 삽입홈(200)이 LED가 삽입될 수 있는 정도로 소정의 폭(W)을 갖되, 그 천정면은 도 5a 내지 5d에 도시한 바와 같이, 상기 엘이디 어레이용 렌즈(100)의 상부 출사면을 향해 돌출되거나 혹은 움푹 파인 형태로 형성할 수도 있으며, 이외에도, 다각형 형상을 포함하여 반구형, 원기둥형, 원추형 및 복수의 꼭지 각을 갖는 원추형 등 다양하게 형성할 수도 있다. In addition, the
이때, 상기 LED 삽입홈(200)의 천정면과 상기 상부 출사면의 꼭지점과는 0.1mm 내지 3mm 정도의 간격을 유지하는 것이 바람직하며, 상기 LED 삽입홈(200)의 천정면의 모양과 엘이디 어레이용 렌즈(100)의 양쪽 측면 출사면의 각도는 얼마든지 다양한 형태로 조합할 수가 있음은 자명하다.At this time, it is preferable to maintain a gap of about 0.1mm to 3mm between the ceiling surface of the
한편, 상기 LED 삽입홈(200)에 삽입될 LED의 상단과 상기 LED 삽입홈(200)의 천정면과의 사이에 소정의 공기층(미도시)을 형성할 수도 있다. 만일 상기와 같이 공기층을 형성할 경우, 엘이디 어레이 렌즈(100)를 구성하는 재질과 공기층간의 굴절률이 서로 달라 빛의 확산 효과를 더욱 증대시킬 수가 있게 되며, 상기 공기층의 유무는 상기 LED 삽입홈(200)에 어떤 종류의 LED를 삽입하느냐에 따라 달라진다.Meanwhile, a predetermined air layer (not shown) may be formed between the upper end of the LED to be inserted into the
상기 LED 삽입홈(200)에 삽입되는 발광다이오드는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광다이오드로 구성할 수도 있으며, 백색의 단일색으로 구성할 수도 있다. 이때, 상기 LED 삽입홈(200)에 삽입되는 발광다이오드(LED)는 도 6에 도시한 바와 같이, 점광원 형태의 발광다이오드(LED)를 일렬로 배치하여 마치 막대형 형광램프가 다수 개 설치된 것처럼 선광원 형태의 발광다이오드(LED) 어레이(Array)를 형성하며, 이러한 선광원 형태를 갖는 복수개의 발광다이오드(LED) 어레이(Array)를 다시 좌우로 나란하게 배치하면 전체적으로 면광원 형태의 발광다이오드(LED) 어레이를 구성할 수가 있게 된다.The light emitting diode inserted into the
참고로, 본 발명의 실시 예에서는 상기 선광원 형태의 발광다이오드 어레이를 직선형으로 다수개 배치하여 면광원 형태의 발광다이오드 어레이를 구현하였지 만, 반드시 직선형으로만 배치해야 되는 것은 아니며, 면광원 형태의 발광 다이오드 어레이를 형성할 수 있는 것이라면 선광원 형태의 발광다이오드 어레이를 동심원 형태로 구성하여도 무방하다.For reference, in the exemplary embodiment of the present invention, a plurality of light emitting diode arrays having a linear light source shape are arranged in a straight line to implement a light emitting diode array having a surface light source shape, but the light emitting diode arrays are not necessarily arranged in a straight line shape. As long as the light emitting diode array can be formed, the light emitting diode array in the form of a linear light source may be configured in the form of concentric circles.
또한, 상기 LED 삽입홈(200)에 삽입될 발광다이오드(LED)의 수는 액정 패널의 크기나 엘이디 어레이용 렌즈(100)의 크기에 따라 증감될 수 있으며, 발광다이오드들간의 간격 역시 패널의 크기에 따라 수 mm에서 수십 mm 정도로 유지될 수 있다.In addition, the number of light emitting diodes (LEDs) to be inserted into the
한편, 도 7은 상기와 같이 구성된 본 발명의 엘이디 어레이용 렌즈에 따른 공간상에서의 휘도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 8은 평면상에서의 휘도를 측정한 결과를 나타난 그래프이며, 도 9는 본 발명의 엘이디 어레이 렌즈에 따른 시야각(Viewing angle)을 나타낸 그래프로서, 도 8에 나타난 바와 같이, 평균 휘도값이 50,000cd/㎡ 정도로 높게 나타남을 알 수 있으며, 시야각의 범위가 최소 150°이상이 됨을 알 수 있다.On the other hand, Figure 7 is a graph showing the result of measuring the brightness in the space according to the LED array lens of the present invention configured as described above, Figure 8 is a graph showing the result of measuring the brightness on the plane, Figure 9 As a graph illustrating a viewing angle according to the LED array lens of the present invention, as shown in FIG. 8, it can be seen that the average luminance value is as high as 50,000 cd /
아래의 표 2는 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈를 이용하여 백라이트 장치를 구현한 후, 측정한 공간상에서의 휘도 값을 수치로 나타낸 것이고, 표 3은 표 2에 따른 측정 포인트별 평균 휘도 값과 일반적인 백라이트 장치의 휘도 값을 비교한 것이다.Table 2 below shows the luminance values in the measured space after implementing the backlight device using the LED array lens according to an embodiment of the present invention, Table 3 is the average for each measuring point according to Table 2 The luminance value is compared with that of a typical backlight device.
[표 2]TABLE 2
[표 3]TABLE 3
위의 표 2 및 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈를 이용하여 백라이트 장치를 구현하였을 경우의 공간상에서의 휘도 값과 종래 일반적인 백라이트 장치의 휘도 값을 비교하여 보면, 본 발명의 엘이디 어레이용 렌즈를 이용한 경우의 휘도 값이 현저하게 높게 나타남을 알 수 있다.As shown in Table 2 and Table 3 above, when comparing the brightness value in the case of implementing the backlight device using the lens for the LED array according to an embodiment of the present invention and the brightness value of the conventional general backlight device It can be seen that the luminance value of the LED array lens of the present invention is markedly high.
한편, 아래의 표 4는 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 어레이용 렌즈를 이용하여 백라이트 장치를 구현한 후, 평면상에서의 휘도 값을 포인트별로 나타난 것이고, 표 5는 표 4에 따른 측정 포인트별 휘도값을 평균한 결과 값과 일반적인 백라이트 장치의 평면상에서의 휘도값을 비교하여 나타낸 것으로서, 아래의 표 4 및 표 5에 나타난 바와 같이, 평면상에서의 휘도 값 역시 종래에 비해 현저하게 높게 나타남을 알 수 있다.On the other hand, Table 4 below shows the brightness value on the plane after implementing the backlight device by using the lens for the LED array according to an embodiment of the present invention, Table 5 is the brightness per measurement point according to Table 4 As a result of averaging the value and comparing the brightness value on the plane of a general backlight device, as shown in Tables 4 and 5 below, it can be seen that the brightness value on the plane is also markedly higher than in the prior art. have.
[표 4]TABLE 4
[표 5]TABLE 5
이하에서는 상기와 같은 엘이디 어레이용 렌즈를 이용한 백라이트 장치에 대해 설명하기로 한다. 즉, 전술한 엘이디 어레이용 렌즈를 액정표시장치의 백라이트 장치로 적용할 경우, 상기 백라이트 장치는 도 10과 같이 구성할 수 있다. Hereinafter, a backlight device using the LED array lens as described above will be described. That is, when the above-described LED array lens is applied as a backlight device of the liquid crystal display device, the backlight device may be configured as shown in FIG.
도 10은 본 발명의 엘이디 어레이용 렌즈를 이용한 백라이트 장치의 구성도로서, 상호 소정의 간격을 두고 나란하게 배치되는 복수개의 엘이디 어레이 렌즈(100a)들과, 상기 엘이디 어레이 렌즈들의 상부에 설치되는 확산시트(300)와, 상기 엘이디 어레이 렌즈(100) 및 확산시트(300)를 고정, 지지하기 위한 프레임(400)을 포함하여 구성된다.10 is a block diagram of a backlight device using the LED array lens of the present invention, a plurality of LED array lenses (100a) arranged side by side at a predetermined interval from each other, and the diffusion is installed on the LED array lenses It comprises a
여기서, 상기 엘이디 어레이 렌즈(100a)의 상부에 설치되는 확산시트(300)는 엘이디 어레이 렌즈(100)에서 출력되는 고강도의 빛을 균일하게 확산시키기 위한 것으로서, 상기 엘이디 어레이 렌즈(100a)와는 소정의 간격을 유지하는 것이 바람직하다.In this case, the
상기 엘이디 어레이 렌즈(100a)의 하면에는 상기 엘이디 어레이 렌즈(100a)에서 출력되는 빛이 렌즈의 하면으로 손실되는 것을 방지하기 위한 반사시트(미도 시)가 더 구비될 수 있다.A lower surface of the LED array lens 100a may further include a reflective sheet (not shown) to prevent light output from the LED array lens 100a from being lost to the lower surface of the lens.
상기 엘이디 어레이 렌즈(100a)의 재질은 투과 혹은 반투과성의 수지로 구성되며, 일예로, 폴리카본에이트(Polycabonate)나 폴리메틸메타그릴레이트(PMMA: Polymethyl-methacrylate) 등의 아크릴 수지 및 레진(Resin) 등으로 이루어질 수 있다. The LED array lens 100a may be formed of a transmissive or semi-permeable resin. For example, acrylic resins such as polycarbonate or polymethyl-methacrylate (PMMA) and resins may be used. Or the like.
또한, 상기 엘이디 어레이 렌즈(100a)의 상면 출사면은 바람직하게는 중앙부의 꼭지점을 중심으로 그 양측이 상기 꼭지점을 향해 하향 경사진 "V"자 형태를 갖거나 역피라미드 형상으로 패인 형태를 갖는다. 이때, 상부 출사면이 "V"자 형태를 갖는 경우, 꼭지점이 이루는 각도(α)는 60~140°정도의 범위를 가지며, 더욱 바람직하게는 70~120°범위를 갖는다. In addition, the upper surface exit surface of the LED array lens 100a preferably has a "V" shape inclined downward toward the vertex with respect to the vertex of the center portion, or has a shape inclined in the reverse pyramid shape. At this time, when the upper exit surface has a "V" shape, the angle (α) formed by the vertex has a range of about 60 ~ 140 °, more preferably has a range of 70 ~ 120 °.
또한, 상기 엘이디 어레이 렌즈(100)는 그 바닥면과 접하는 양쪽 측면 출사면이 상기 바닥면에 대해 50~120°범위의 기울기를 갖는 것이 바람직하며, 상기 바닥면에 형성되는 LED 삽입홈(200)은 LED가 삽입될 수 있는 정도로 소정의 폭(W)을 갖고 상기 상면 출사면을 향해 움푹 파이거나 돌출된 형태로 형성된다. 또한, 상기 LED 삽입홈(200)은 의 상단은 다각형 형상을 포함하여 반구형, 원기둥형, 원추형 및 복수의 꼭지각을 갖는 원추형 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 LED 삽입홈(200)과 상기 꼭지점과는 0.1mm 내지 3mm 정도의 간격을 유지하는 것이 바람직하다.In addition, the
이와 같이 본 발명의 엘이디 어레이 렌즈를 이용한 백라이트 장치는 고강도의 빛을 내는 발광다이오드 어레이(Array)들로 이루어진 렌즈 위에 확산시트를 설 치하여 상기 발광다이오드 어레이에서 출력되는 빛을 균일하게 확산함으로써 그 만큼 휘도를 향상시키는 결과를 도모할 수가 있게 된다.As such, the backlight device using the LED array lens of the present invention installs a diffusion sheet on a lens made of light emitting diode arrays emitting high intensity light, and uniformly diffuses the light output from the light emitting diode array. The result of improving the luminance can be achieved.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있고, 상기 실시 예들을 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수가 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, it is clear that the present invention can use various changes, modifications, and equivalents, and that the above embodiments can be appropriately modified and applied in the same manner. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 엘이디 어레이 렌즈 및 이를 이용한 백라이트 장치는 렌즈의 하면에 발광다이오드(LED)를 삽입할 수 있는 LED 삽입홈을 형성한 후 상기 LED 삽입홈에 끼우기만 하면 되므로 렌즈 제작에 따른 작업성이 매우 용이해진다.As described above, the LED array lens of the present invention and a backlight device using the same need only be inserted into the LED insertion groove after forming an LED insertion groove into which a light emitting diode (LED) can be inserted into the lower surface of the lens. Workability according to the production becomes very easy.
또한, 적은 수의 LED만으로도 고휘도를 구현할 수가 있고, 그에 따른 비용 절감 효과를 얻을 수가 있으며, 빛의 균일도 및 시야각을 향상시키는 효과를 갖는다. In addition, it is possible to implement high brightness with only a small number of LEDs, thereby achieving cost reduction effects, and improving light uniformity and viewing angle.
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Legal Events
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |