KR101322890B1 - 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 - Google Patents
측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101322890B1 KR101322890B1 KR1020130010710A KR20130010710A KR101322890B1 KR 101322890 B1 KR101322890 B1 KR 101322890B1 KR 1020130010710 A KR1020130010710 A KR 1020130010710A KR 20130010710 A KR20130010710 A KR 20130010710A KR 101322890 B1 KR101322890 B1 KR 101322890B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- lens
- emitting diode
- light emitting
- light
- incident
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 58
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/483—Containers
- H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
본 발명은 전체적인 볼륨(volume)을 줄여 재료비를 절감할 수 있으며, 평면상 측면에 전반사부를 구비하여 측면으로 출사하는 광을 렌즈의 원주방향(tangential component)으로 분산시켜 출사시킴으로써 발광다이오드에서 발산하는 광을 전체적으로 더욱 고르게 확산시킬 수 있는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이러한 발광다이오드용 렌즈를 포함하는 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU) 및 표시장치(display device)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에서 발산하는 광을 측면으로 출사시키는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈에 있어서, 상기 발광다이오드에서 발산하는 광이 입사하는 입사면이 구비되는 밑면; 상기 입사면으로 입사한 광을 반사시키는 상면; 및 상기 상면에서 반사된 광이 출사하는 측면; 상기 측면의 외주면에 평면상 서로 마주하도록 구비되는 한 쌍의 전반사면을 가지는 전반사부;를 포함하고, 상기 한 쌍의 전반사면은 상기 상면에서 반사되어 상기 측면으로 입사하는 광과 상기 입사면으로 입사하여 상기 측면으로 직접 입사하는 광은 전반사시키도록 구비되고, 상기 한 쌍의 전반사면 각각은 서로 마주하는 다른 전반사면에서 전반사된 광은 상기 렌즈 외부로 출사시키도록 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에서 발산하는 광을 측면으로 출사시키는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈에 있어서, 상기 발광다이오드에서 발산하는 광이 입사하는 입사면이 구비되는 밑면; 상기 입사면으로 입사한 광을 반사시키는 상면; 및 상기 상면에서 반사된 광이 출사하는 측면; 상기 측면의 외주면에 평면상 서로 마주하도록 구비되는 한 쌍의 전반사면을 가지는 전반사부;를 포함하고, 상기 한 쌍의 전반사면은 상기 상면에서 반사되어 상기 측면으로 입사하는 광과 상기 입사면으로 입사하여 상기 측면으로 직접 입사하는 광은 전반사시키도록 구비되고, 상기 한 쌍의 전반사면 각각은 서로 마주하는 다른 전반사면에서 전반사된 광은 상기 렌즈 외부로 출사시키도록 구비될 수 있다.
Description
본 발명은 발광다이오드(LED)에서 발산하는 광을 측면으로 출사시키는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈와, 이를 구비하는 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU) 및 표시장치(display device)에 관한 것이다.
일반적으로 컴퓨터의 모니터나 TV 등으로 사용되는 표시 장치(display device)에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)가 구비되는데, 이러한 액정표시장치는 스스로 발광하지 못하기 때문에 별도의 광원을 필요로 한다.
액정표시장치용 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등과 같은 여러 개의 형광램프(fluorescent lamp)가 사용되거나 복수개의 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)가 사용되며, 이러한 광원은 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU)에 도광판, 복수의 광학 시트, 반사판 등과 함께 구비된다.
근래에는 이러한 광원 중 발광다이오드가 전력소모가 적고, 내구성이 좋으며 제조원가를 낮출 수 있어서, 차세대 광원으로 주목받고 있다. 그러나, 광원으로 발광다이오드를 사용하는 경우에는 빛이 좁은 영역으로 집중하여 발산하는 경향이 있어서, 이를 표시 장치와 같은 면 광원에 적용하기 위해서는 빛을 넓은 영역에 고르게 분포되도록 할 필요가 있다.
따라서 근래에는 이러한 기능을 수행하는 발광다이오드용 렌즈에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 이 중 대표적인 종래기술로는 미국등록특허 제6679621호에 "SIDE EMITTING LED LENS"가 개시되는데, 이러한 종래기술은 제조하기가 용이하지 않다는 문제가 있다.
또 다른 종래기술로서 한국등록특허 제10-0639873호(이하, '선행기술'이라 한다)에는 "측면 방출 발광 다이오드 및 그것에 적합한 렌즈"가 개시된다.
도 1은 선행기술에 따른 렌즈를 나타내는 도면이다.
도 1에서 보이는 바와 같이, 선행기술에 따른 렌즈(1)는 입사면과 상면(2) 및 측면(3)으로 이루어지며, 입사면은 볼록면(4), 교번하여 연결되는 입사면들(5)과 하부전반사면들(6)로 이루어진다.
따라서 엘이디(7)에서 발산하여 입사면의 볼록면(4)으로 입사하는 광은 볼록면(4)을 통해 대략 수직한 상태로 상면(2)으로 입사하며, 입사면들(5)로 입사하는 광은 하부전반사면들(6)을 통해 대략 수직한 상태로 상면(2)으로 입사한다. 그리고, 이와 같이 대략 수직한 상태로 상면(2)으로 입사한 광은 상면(2)에서 전반사되어 측면(3)을 통해 외부로 출사된다.
그러나, 선행기술에 따른 렌즈(1)와 같이, 상면(2)이 대략 수직한 상태로 입사하는 광을 전반사시키기 위해서는 상방으로 가파르게 경사져야 하기 때문에 렌즈(1) 전체의 높이가 매우 커지게 되며, 그에 따라 렌즈(1)의 전체적인 부피(volume)가 매우 커지는 문제가 있다. 또한, 이와 같이 렌즈(1)의 전체적인 부피가 커지게 되면, 이러한 렌즈(1)를 제조하기 위한 재료비가 증가하여 제조원가가 상승하는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전체 볼륨(volume)을 감소시킬 수 있는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈를 제공한다.
또한, 본 발명은 측면으로 출사하는 광을 평면상 렌즈의 원주방향으로 분산시켜 출사시킴으로써 발광다이오드에서 발산하는 광을 전체적으로 더욱 고르게 확산시킬 수 있는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈를 제공한다.
본 발명에 따른 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에서 발산하는 광을 측면으로 출사시키는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈에 있어서, 상기 발광다이오드에서 발산하는 광이 입사하는 입사면이 구비되는 밑면; 상기 입사면으로 입사한 광을 반사시키는 상면; 및 상기 상면에서 반사된 광이 출사하는 측면; 상기 측면의 외주면에 평면상 서로 마주하도록 구비되는 한 쌍의 전반사면을 가지는 전반사부;를 포함하고, 상기 한 쌍의 전반사면은 상기 상면에서 반사되어 상기 측면으로 입사하는 광과 상기 입사면으로 입사하여 상기 측면으로 직접 입사하는 광은 전반사시키도록 구비되고, 상기 한 쌍의 전반사면 각각은 서로 마주하는 다른 전반사면에서 전반사된 광은 상기 렌즈 외부로 출사시키도록 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 측면은 상기 상면에서 반사된 광이 출사하는 상부출사면과, 상기 입사면으로 입사한 광이 상기 측면으로 직접 입사하여 출사하는 하부출사면을 포함하고, 상기 전반사부는 상기 상부출사면과 상기 하부 출사면 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 백라이트유닛은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 광원으로 사용하는 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU)에 있어서, 상기 발광다이오드 상부에 상술한 바와 같은 구성을 가지는 렌즈가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 표시장치는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 광원으로 사용하는 표시장치(display device)에 있어서, 상기 발광다이오드의 상부에 상술한 바와 같은 구성을 가지는 렌즈가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈는 평면상 측면에 전반사부를 구비하여 측면으로 출사하는 광을 렌즈의 원주방향으로 분산시켜 출사시킴으로써 발광다이오드에서 발산하는 광을 전체적으로 더욱 고르게 확산시킬 수 있으며, 그에 따라 백라이트유닛 및 표시장치에서의 광 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈는 평면상 대략 원형으로 이루어지는 종래 렌즈의 측면 일부를 내측으로 함몰시켜 전반사부를 형성함으로써, 그만큼 전체적인 부피를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈에 의하면, 입사면의 중심영역에 의해 렌즈의 높이를 줄일 수 있으며, 또한 입사면의 주변영역에 의해 렌즈의 폭을 줄일 수 있어서, 렌즈의 전체 볼륨(volume)을 더욱 줄일 수 있게 되어 재료비를 절감하여 제조원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 선행기술에 따른 렌즈를 나타내는 수직단면도이고,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 측면 방출용 발광다이오드용 렌즈를 나타내는 사시도이고,
도 3은 도 2에 따른 렌즈의 수직단면도이고,
도 4는 도 2에 따른 렌즈의 평면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 렌즈의 개략적인 평면도로서 전반사부의 작용효과를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 상면의 광학적 조건을 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 측면의 광학적 조건을 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측면 방출용 발광다이오드용 렌즈를 나타내는 사시도이고,
도 9는 도 8에 따른 렌즈의 수직단면도이고,
도 10은 도 8에 따른 렌즈의 평면도이고,
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예들에 따른 렌즈를 개략적으로 나타내는 평면도이고,
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 렌즈를 나타내는 수직단면도이고,
도 14는 도 13에 따른 렌즈 입사면의 중심영역의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이고,
도 15는 주변영역의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이고,
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 렌즈를 나타내는 수직단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 측면 방출용 발광다이오드용 렌즈를 나타내는 사시도이고,
도 3은 도 2에 따른 렌즈의 수직단면도이고,
도 4는 도 2에 따른 렌즈의 평면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 렌즈의 개략적인 평면도로서 전반사부의 작용효과를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 상면의 광학적 조건을 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 측면의 광학적 조건을 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측면 방출용 발광다이오드용 렌즈를 나타내는 사시도이고,
도 9는 도 8에 따른 렌즈의 수직단면도이고,
도 10은 도 8에 따른 렌즈의 평면도이고,
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예들에 따른 렌즈를 개략적으로 나타내는 평면도이고,
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 렌즈를 나타내는 수직단면도이고,
도 14는 도 13에 따른 렌즈 입사면의 중심영역의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이고,
도 15는 주변영역의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이고,
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 렌즈를 나타내는 수직단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시 예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
한편, 첨부 도면에서, 두께 및 크기는 명세서의 명확성을 위해 과장되어진 것이며, 따라서 본 발명은 첨부도면에 도시된 상대적인 크기나 두께에 의해 제한되지 않는다.
본 발명은 전체적인 볼륨(volume)을 줄여 재료비를 절감할 수 있으며, 평면상 측면에 전반사부를 구비하여 측면으로 출사하는 광을 렌즈의 원주방향(tangential component)으로 분산시켜 출사시킴으로써 발광다이오드에서 발산하는 광을 전체적으로 더욱 고르게 확산시킬 수 있는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이러한 발광다이오드용 렌즈를 포함하는 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU) 및 표시장치(display device)에 관한 것이다. 다만 본 발명에 따른 발광다이오드용 렌즈를 제외한 백라이트유닛 및 표시장치의 다른 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 사항이므로, 본 명세서에서는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 측면 방출용 발광다이오드용 렌즈를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 따른 렌즈의 수직단면도이고, 도 4는 도 2에 따른 렌즈의 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 측면 방출용 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)용 렌즈(10)는 밑면(20), 상면(30) 및 밑면(20)과 상면(30)을 연결하는 측면(40)으로 이루어진다.
밑면(20)은 발광다이오드(LED, 이하 '엘이디'라 한다)(11)에서 발산하는 광이 입사하는 입사면(100)이 구비되며, 입사면(100)은 밑면(20)의 중심부에 형성된 홈부(21)의 내면으로 이루어질 수 있다.
상면(30)은 입사면(100)으로 입사한 후 상면(30)으로 직접 입사하는 광(L1)을 측면(40)으로 반사시키는 구성으로서, 코팅 또는 별도의 부재를 이용하여 직접 입사하는 광을 반사시키도록 구비될 수도 있으나, 입사한 광(L1)을 전반사시키도록 광학적으로 설계됨이 바람직하다. 이를 위해 상면(30)에는 엘이디(11)의 광축(12)에 근접할수록 하부로 함몰된 형상을 가지는 중심홈(32)이 형성될 수 있으며, 따라서 수직단면상 상면(30)의 형상은 엘이디(11)의 광축(12)을 기준으로 대칭으로 이루어지고, 광축(12)으로부터 멀어질수록 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 상방을 향하는 볼록한 곡선의 형상으로 이루어질 수 있다. 상면(30)이 직접 입사한 광(L1)을 전반사시키는 광학적 조건에 대한 상세한 설명은 후술한다.
측면(40)은 상면(30)에서 반사된 광(L1)을 렌즈(10) 외부로 출사시키는 구성이다. 또한 측면(40)은 상면(30)에서 반사된 광(L1)뿐만 아니라 엘이디(11)에서 발산하여 입사면(100)으로 입사된 광 중 측면(40)으로 직접 입사하는 광(L2)를 렌즈(10) 외부로 출사하도록 구성될 수도 있다. 측면(40)이 직접 입사한 광(L2)을 렌즈(10) 외부로 출사시키는 광학적 조건에 대한 상세한 설명은 후술한다.
바람직하게, 측면(40)은 하방으로 갈수록 내측으로 소정각도(θ) 기울어진 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 보이는 바와 같이, 측면(40)은 엘이디(11)의 광축(12)을 기준으로 하방으로 갈수록 일정한 기울기로 내측으로 기울어지는 경사면으로 이루어질 수 있으며, 또는 하방으로 만곡된 형상으로 이루어질 수도 있다. 그러면, 그만큼 렌즈(10)의 전체 부피를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사출성형으로 렌즈(10)를 제작하는 경우에 하부금형이 쉽게 분리될 수 있어서 제조가 쉽게 이루어질 수 있게 된다.
발광다이오드용 렌즈는 유리, 아크릴(Methylmethacrylate), PMMA(Polymethylmethacrylate), PC(Polycarbonate), PET(Poly Ethylen Terephthalate) 등의 투과율이 우수한 투명한 물질로 사출성형(injection molding)에 의해 일체로(one-body) 제작됨이 일반적이며, 이와 같이 렌즈를 사출성형으로 제작시에는 다수의 금형이 필요하지만, 본 발명에 따른 렌즈(10)는 측면(40) 형상이 내측으로 기울어진 형태로 이루어지기 때문에 상부금형과 하부금형 2개의 금형만으로 사출성형이 가능하며, 또한 하부금형의 하방으로의 분리가 쉽게 이루어질 수 있게 된다.
따라서, 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈(10)의 수직단면 형상은 상면(30) 중심부가 함몰된 형태를 가지는 역사다리꼴 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 렌즈(10)는 측면(40)으로 입사하는 광을 평면상 원주방향(tangential component)(T)으로 전반사시켜 출사시키는 전반사부(200)가 측면(40)에 구비될 수 있다. 이러한 전반사부(200)의 구성에 의하면 측면(40)으로 입사하는 광(L3)은 전반사부(200)에 의하여 전반사됨으로써 평면상 원주방향(T)으로 더욱 분산되어 렌즈(10) 외부로 출사될 수 있으며, 그에 따라 본 발명에 따른 렌즈(10)는 엘이디(11)에서 발산하는 광을 전체적으로 더욱 균일하게 확산시킬 수 있게 되며, 이는 본 발명에 따른 렌즈(10)가 구비되는 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU) 및 표시장치에서의 광 균일도를 향상시키게 된다.
도 2 및 도 4에서 보이는 바와 같이, 전반사부(200)는 측면(40)에 연속적으로 구비될 수도 있으며 또는 측면(40)에 일정한 간격으로 구비될 수도 있다. 그러면, 측면(40)으로 입사하는 광은 평면상 렌즈(10)의 원주방향(T)으로 보다 균일하게 분산시켜 출사할 수 있게 된다.
또한, 도면에서 보이는 바와 같이, 전반사부(200)는 평면상 측면(40)으로부터 외측으로 돌출되는 형태로 구비될 수 있는데, 예를 들어 톱니(sawteeth) 모양으로 돌출형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 렌즈(10)의 평면 형상은 전체적으로 외주면에 톱니형상을 가지는 꽃잎 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 전반사부(200)는 엘이디(11)에서 발산하는 광을 더욱 고르게 확산시키기 위하여 측면(40)으로 입사하는 광을 렌즈(10)의 평면상 원주방향(T)으로 전반사시켜 분산시키는 것으로 정의한다면, 상면(30)은 직접 입사하는 광(L1)을 엘이디(11)의 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 즉, 지름방향(radial component(R)으로 반사 또는 전반사시키는 것으로 정의될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈(10)는 밑면(20)의 소정위치로부터 하방으로 연장되어 렌즈(10)를 지지하는 레그(50)를 더 포함할 수 있다.
레그(50)는 도 4에서 보이는 바와 같이, 엘이디(11)로부터 일정한 거리에 소정각도 간격으로 복수개 구비될 수도 있으며, 또는 엘이디(11)로부터 일정한 거리에 연속적으로 즉, 대략 원형의 띠 형상으로도 구비될 수 있다.
이하, 전반사부(200)에 대한 구체적인 구성, 작용 및 효과에 대하여 도면을 상세히 설명한다.
도 5는 도 2에 따른 렌즈의 개략적인 평면도로서, 본 발명에 따른 전반사부의 작용효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서 보이는 바와 같이, 측면(40)으로 입사하는 광은 전반사부(200)에 의하여 렌즈(10)의 원주방향(T)으로 넓게 분산되어 출사될 수 있다.
바람직하게, 전반사부(200)는 측면(40)의 외주면에 평면상 서로 마주하도록 구비되어 측면(40)으로 입사하는 광을 서로 반대 방향으로 전반사시키는 한 쌍의 전반사면(210)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 한 쌍의 전반사면(210)을 연결하는 중심부에는 소정의 곡률로 굴곡진 굴곡부(202)가 구비될 수 있다. 물론, 전반사부(200)는 굴곡부(202) 없이 한 쌍의 전반사면(210)만으로 이루어져 한 쌍의 전반사면(210)이 연결되는 중심부는 뾰족한 형상으로도 이루어질 수도 있다. 상기 한 쌍의 전반사면(210)은 상면(30)에서 반사되어 측면(40)으로 입사하는 광과 입사면(100)으로 입사하여 측면(40)으로 직접 입사하는 광은 전반사시키도록 구비되고, 상기 한 쌍의 전반사면(210) 각각은 서로 마주하는 다른 전반사면에서 전반사된 광은 렌즈(10) 외부로 출사시키도록 구비될 수 있다.
이와 같이, 전반사부(200)가 서로 반대방향으로 전반사시키는 한 쌍의 전반사면(210)을 포함하여 이루어지면, 측면(40)으로 입사하는 광은 더욱더 렌즈(10)의 원주방향(T)으로 고르게 분산되어 출사될 수 있게 된다.
도면에서 보이는 바와 같이 전반사부(200)는 평면상 측면(40)으로부터 외측으로 돌출된 형상으로 이루어질 수도 있지만, 내측으로 함몰된 홈의 형태로도 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도면에서 보이는 바와 같이 전반사부(200)가 돌출된 형태로 이루어지는 경우에는 한 쌍의 전반사면(210)에서 전반사된 광(L3)은 서로 간섭되어 출사하게 되지만, 홈의 형태로 이루어지는 경우에는 한 쌍의 전반사면(210)에서 전반사된 광(L3)은 서로 간섭없이 바로 서로 반대방향으로 전반사되어 출사하게 된다.
또한, 전반사부(200)는 측면(40)으로부터 외측으로 돌출된 형태로 이루어지든지 또는 내측으로 함몰된 홈의 형태로 이루어지든지 무관하게 측면(40) 일부가 내측으로 함몰되어 형성됨이 바람직하다. 전반사부(200)가 이와 같은 형태로 형성되면, 도면에서 보이는 바와 같이 대략 원형의 평면형상을 가지는 종래 렌즈보다 내측으로 함몰된 만큼 즉, 빗금친 부분(205)만큼 부피가 줄어들 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈(10)는 전반사부(200)를 평면상 대략 원형으로 이루어지는 종래 렌즈의 측면 일부를 내측으로 함몰시켜 형성함으로써 그만큼 전체적인 부피를 줄일 수 있는 효과가 있다.
한편, 상면(30)은 직접 입사하는 광을 전반사시키도록 광학적으로 설계됨이 바람직한데, 이하 도면을 참조하여 이러한 상면(30)의 광학적 조건에 대하여 상세히 설명한다.
도 6은 상면의 광학적 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 엘이디(11)의 광축(12)과 엘이디(11)의 교점을 기준점(P)으로 하였을 때, 상면(30) 상의 임의의 점(P1)과 기준점(P)을 연결하는 직선과 광축(12)이 이루는 각을 α1, 상면(30) 상의 임의의 점(P1)과 기준점(P)의 거리를 R1, 상기 α1의 증분을 Δα1, Δα1에 대한 R1의 증분(감소량 또는 증가량)을 ΔR1, 상면(30) 상의 임의의 점(P1)에서의 법선(13)과 상기 직선 즉, 상면(30) 상의 임의의 점(P1)과 기준점(P)을 연결하는 직선이 이루는 각을 β1, 렌즈(10)를 이루는 재료의 굴절률을 n으로 하면, 상면(30)은 ΔR1 / (R1Δα1) 〉 1 / √(n2-1) 조건을 만족하도록 구성될 수 있다. 상기 조건이 상면(30)이 직접 입사하는 광(L1)을 광학적으로 전반사시키는 광학적 조건이 된다.
마찬가지로, 측면(40)도 직접 입사한 광(L2)을 렌즈(10) 외부로 출사시키도록 광학적으로 설계됨이 바람직하다. 이하 도면을 참조하여 이러한 측면(40)의 광학적 조건에 대하여 상세히 설명한다.
도 7은 측면의 광학적 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 광축(12)과 엘이디(11) 교점을 기준점(P)으로 하였을 때, 측면(40) 상의 임의의 점(P2)과 기준점(P)을 연결하는 직선과 광축(12)과 수직한 수평축(16)이 이루는 각을 α2, 측면(40) 상의 임의의 점(P2)과 기준점(P)의 거리를 R2, 상기 α2의 증분을 Δα2, Δα2에 대한 R2의 증분을 ΔR2, 렌즈(10)를 이루는 재료의 굴절률을 n으로 하면, 측면(40)은 ΔR2 / (R2Δα2) 〈 1 / √(n2-1) 조건을 만족하도록 구성될 수 있다. 상기 조건이 측면(40)이 직접 입사하는 광(L2)을 광학적으로 렌즈(10) 외부로 출사시키기 위한 광학적 조건이 된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈를 나타내는 사시도이고, 도 9는 도 8에 따른 렌즈의 수직단면도이고, 도 10은 도 8에 따른 렌즈의 평면도이다.
본 실시 예에 따른 렌즈(10)는 상기 실시 예에 따른 렌즈(10)와 비교하여 측면(40)의 구성에서 차이가 있으며, 따라서 동일한 구성에 대한 상세한 설명 및 도면부호는 상기 실시 예에서의 상세한 설명과 도면부호를 원용한다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 실시 예에 따른 측면(40)은 상면(30)에서 반사된 광(L1)이 출사하는 상부출사면(42)과, 입사면(100)으로 입사한 광이 측면(40)으로 직접 입사하여 출사하는 하부출사면(44)을 포함하여 이루어질 수 있다.
바람직하게, 측면(40)은 상부출사면(42)과 하부출사면(44) 사이에 내측 방향으로 단차지는 단차부(45)가 더 구비될 수 있다. 이와 같이, 측면(40)에 단차부(45)가 구비되면, 렌즈(10)의 전체적인 볼륨(volume)이 더욱 줄어들 수 있어서 재료비를 절감할 수 있게 된다.
한편, 본 실시 예에 따른 렌즈(10)는 전반사부(200)가 측면(40)의 하부출사면(44)에만 구비된 것이 구비되지만, 본 발명은 그에 한정하지 않으며, 전반사부(200)는 상부출사면(42)과 하부출사면(44) 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 렌즈를 개략적으로 나타내는 평면도로서, 도 11은 전반사부(200)가 상부출사면(42)에만 구비된 실시 예를 나타내는 평면도이고, 도 12는 전반사부(200)가 상부출사면(42)과 하부출사면(44) 모두에 구비된 실시 예를 나타내는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 렌즈를 나타내는 수직단면도이다. 본 실시 예에 따른 렌즈(10)는 상기 실시 예들과 비교하여 입사면(100)의 구성에서 차이가 있으며, 따라서 동일한 구성에 대한 상세한 설명 및 도면부호는 상기 실시 예들에서의 상세한 설명과 도면부호를 원용한다.
도 13을 참조하면, 본 실시 예에 따른 입사면(100)은 엘이디(11)에서 발산하는 광 중 광축(12)을 기준으로 소정각도 범위 내로 발산하는 광(L4,L5)을 상면(30)으로 입사시키는 상부입사면(110)과, 엘이디(11)에서 발산하는 광 중 상부입사면(110)으로 입사하는 광 외의 광(L6)을 측면(40)으로 입사시키는 측부입사면(120)으로 이루어질 수 있다.
상부입사면(110)은 엘이디(11) 광축(12)을 포함하며 엘이디(11)에서 발산하는 광을 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키는 중심영역(112)과, 중심영역(112)에 연결되며 엘이디(11)에서 발산하는 광을 광축(12)에 가까워지는 방향으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키는 주변영역(114)을 포함하여 이루어질 수 있다.
중심영역(112)은 엘이디(11)에서 발산하는 광 중 광축(12) 부근의 광(L4) 즉, 상부입사면(110)의 중심부로 발산하는 광(L4)을 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키는 것이며, 주변영역(114)은 엘이디(11)에서 발산하는 광 중 상부입사면(110)의 주변부로 발산하는 광(L5)을 광축(12)에 가까워지는 방향으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키는 것이다. 측부입사면(120)은 주변영역(114)과 밑면(20)을 연결하며 상부입사면(110)으로 입사하는 광 외의 광(L6)을 굴절시켜 측면(40)으로 입사시키는 것이다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 렌즈(10)는, 중심영역(112)에 의해 렌즈(10)의 높이(H)를 줄일 수 있으며, 주변영역(114)에 의해 렌즈(10)의 폭(W)을 줄일 수 있게 된다.
도 14는 도 13에 따른 렌즈 입사면의 중심영역의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 14에서 보이는 바와 같이, 입사면(100)의 중심영역(112)이 엘이디(11)의 광축(12) 부근에서 발산하는 광(L4) 즉, 상부입사면(110)의 중심부로 발산하는 광(L4)을 광축(12)으로부터 멀어지는 방향(화살표방향)으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키면, 이러한 광(L4)이 상면(30)으로 입사할 때 광축(12)과 이루는 각은 커지게 되며, 따라서 이러한 광(L4)을 전반사시키기 위한 상면(30)의 상방으로의 기울기는 작아질 수 있다. 반면, 선행기술과 같이 엘이디(11)에서 발산하여 광축(12)과 평행하게 대략 수직한 상태로 상면(30)으로 입사되면, 이러한 광(L7)을 전반사시키기 위한 상면(30)의 상방으로의 기울기는 매우 커져야 한다. 즉, 도면에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈(10)는 중심영역(112)에 의해 렌즈(10)의 높이를 대략 H 만큼 감소시킬 수 있게 된다.
중심영역(112)은 이와 같이 중심영역(112) 상의 임의의 점(P3)으로 입사하는 광(L4)을 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키기 위하여, 광축(12)으로부터 멀어질수록 하방으로 경사지되 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 경사지는 형상으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 중심영역(112)과 주변영역(114)의 교차점(P4)은 중심영역(112)의 최하단이 된다.
예를들어, 도면에서 보이는 바와 같이 중심영역(112)은 수직단면상 광축(12)에서 피크점을 갖는 곡선으로 이루어질 수 있으며, 다른 실시 예로 하방으로 소정각도로 경사진 직선, 하방으로 볼록한 형상 또는 상방으로 볼록한 형상으로도 이루어질 수도 있다. 또한, 중심영역(112)은 교차점(P4)에서 부드러운(smooth) 곡선의 형태로 이루어질 수 있도록 중심영역(112) 상에는 임의의 변곡점(P5)이 존재할 수 있다.
도 15는 주변영역의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이고,
도 15에서 보이는 바와 같이, 입사면(100)의 주변영역(114)이 주변영역(114) 상의 임의의 점(P6)으로 입사하는 광(L5)을 광축(12)에 가까워지는 방향(화살표방향)으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키면, 이러한 광(L5)이 상면(30)으로 입사할 때 광축(12)에 보다 근접하게 되므로, 그만큼 렌즈(10)의 폭(또는, 반지름)을 줄일 수 있게 된다. 특히, 주변영역(114)의 가장자리 끝점(P7)으로 입사하는 광(L8)이 상기 끝점(P7)에서 굴절되어 상면(30)으로 입사하는 지점이 본 발명에 따른 렌즈(10)의 상면(30) 모서리 끝점(P8)을 이루게 되는데, 도면에서 보이는 바와 같이 주변영역(114)이 상기 광(L8)을 광축(12) 방향으로 굴절시키게 되면, 상기 상면(30) 모서리 끝점이 P8'에서 P8로 이동하게 되어 대략 W 만큼 렌즈(10)의 폭을 감소시킬 수 있게 된다. 따라서 주변영역(114)이 주변영역(114)의 임의의 점(P6)으로 입사하는 광(L5)을 광축(12)에 가까워지는 방향으로 많이 굴절시킬수록 렌즈(10)의 폭은 그만큼 더욱 줄어들 수 있게 되며, 특히 주변영역(114)의 가장자리로 갈수록 그 굴절각이 클수록 직접적으로 렌즈(10)의 폭을 줄일 수 있게 된다.
주변영역(114)은 이와 같이 중심영역(114) 상의 임의의 점(P6)으로 입사하는 광(L2)을 광축(12)에 가까워지는 방향으로 굴절시키기 위하여, 광축(12)으로부터 멀어질수록 상방으로 경사지되 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 경사지는 형상으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 중심영역(112)과 주변영역(114)의 교차점(P4)은 중심영역(112)의 최하단임과 동시에 주변영역(114)의 최하단이 된다. 즉, 교차점(P4)은 상부입사면(110)의 최하단이 된다.
예를들어, 도면에서 보이는 바와 같이 주변영역(114)은 수직단면상 광축(12)으로부터 멀어질수록 상방을 향하는 곡선으로 이루어질 수 있으며, 다른 실시 예로 상방으로 소정각도로 경사진 직선 또는 하방으로 볼록한 형상으로도 이루어질 수도 있다. 바람직하게, 주변영역(114)은 가장자리로 갈수록 접선의 기울기가 증가하는 형상으로 이루어질 수 있으며, 이와 같이 주변영역(114)의 가장자리로 갈수록 상방을 향하는 기울기의 증가율 즉, 접선의 기울기가 커지는 형태로 이루어지면, 주변영역(114)의 가장자리 끝점(P7)에서의 광축(12) 방향으로의 굴절각이 가장 최대가 되며, 따라서 렌즈(10)의 폭을 직접적으로 가장 크게 줄일 수 있게 되므로 바람직하다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 렌즈를 나타내는 수직단면도이다.
도 16을 참조하면, 본 실시 예에 따른 렌즈(10)는 중심영역(112)이 수직단면상 광축(12)으로부터 멀어질수록 하방으로 경사지되 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 경사진 직선의 형태로 이루어지며, 주변영역(114)은 수직단면상 광축(12)으로부터 멀어질수록 상방으로 경사지되 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 경사진 직선의 형태로 이루어지며, 이 경우 중심영역(112)과 주변영역(114)의 교차점(P4)은 불연속한 점으로써, 상부입사면(110)의 최하단이 된다. 다만, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈(10)는 중심영역(112)과 주변영역(114)의 구체적인 형상에 의해서 한정하지 않으며, 렌즈(10)의 높이(H)를 줄이고, 폭(W)을 줄일 수 있는 어떠한 형상으로도 이루어질 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전체적인 볼륨(volume)을 줄여 재료비를 절감할 수 있으며, 평면상 측면에 전반사부를 구비하여 측면으로 출사하는 광을 렌즈의 원주방향(tangential component)으로 분산시켜 출사시킴으로써 발광다이오드에서 발산하는 광을 전체적으로 더욱 고르게 확산시킬 수 있는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈에 관한 것으로서, 그 실시 형태는 다양한 형태로 변경가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 개시된 실시 예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변경 가능한 모든 형태도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
10 : 렌즈 11 : 발광다이오드(또는, 엘이디)
12 : 광축 20 : 밑면
21 : 홈부 30 : 상면
40 : 측면 50 : 레그
100 : 입사면 110 : 상부입사면
112 : 중심영역 114 : 주변영역
120 : 측부입사면 200 : 전반사부
210 : 한 쌍의 전반사면
12 : 광축 20 : 밑면
21 : 홈부 30 : 상면
40 : 측면 50 : 레그
100 : 입사면 110 : 상부입사면
112 : 중심영역 114 : 주변영역
120 : 측부입사면 200 : 전반사부
210 : 한 쌍의 전반사면
Claims (15)
- 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)에서 발산하는 광을 측면으로 출사시키는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈에 있어서,
상기 발광다이오드에서 발산하는 광이 입사하는 입사면이 구비되는 밑면;
상기 입사면으로 입사한 광을 반사시키는 상면;
상기 상면에서 반사된 광이 출사하는 측면; 및
상기 측면의 외주면에 평면상 서로 마주하도록 구비되는 한 쌍의 전반사면을 가지는 전반사부;를 포함하고,
상기 한 쌍의 전반사면은 상기 상면에서 반사되어 상기 측면으로 입사하는 광과 상기 입사면으로 입사하여 상기 측면으로 직접 입사하는 광은 전반사시키도록 구비되고, 상기 한 쌍의 전반사면 각각은 서로 마주하는 다른 전반사면에서 전반사된 광은 상기 렌즈 외부로 출사시키도록 구비되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 1 항에 있어서,
상기 측면은 상기 상면에서 반사된 광이 출사하는 상부출사면과, 상기 입사면으로 입사한 광이 상기 측면으로 직접 입사하여 출사하는 하부출사면을 포함하고,
상기 전반사부는 상기 상부출사면과 상기 하부 출사면 중 적어도 어느 하나에 구비되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전반사부는 상기 측면에 연속적으로 또는 일정한 간격으로 구비되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전반사부는 톱니(sawteeth) 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전반사부는 상기 측면 일부가 내측으로 함몰되어 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 측면은 내측으로 소정각도 기울어진 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 렌즈의 수직단면 형상은 상기 상면 중심부가 함몰된 형태를 가지는 역사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 2 항에 있어서,
상기 상부출사면과 상기 하부출사면 사이에는 내측 방향으로 단차지는 단차부가 구비되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 발광다이오드의 광축과 상기 발광다이오드의 교점을 기준점으로 하였을 때, 상기 상면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 광축이 이루는 각을 α1, 상기 상면 상의 임의의 점과 상기 기준점의 거리를 R1, 상기 α1의 증분을 Δα1, Δα1에 대한 R1의 증분을 ΔR1, 상기 렌즈를 이루는 재료의 굴절률을 n으로 하면,
상기 상면은 ΔR1 / (R1Δα1) 〉 1 / √(n2-1) 조건을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 발광다이오드의 광축과 상기 발광다이오드의 교점을 기준점(P1)으로 하였을 때, 상기 측면 상의 임의의 점과 상기 기준점을 연결하는 직선과 상기 광축과 수직한 수평축이 이루는 각을 α2, 상기 측면 상의 임의의 점과 상기 기준점의 거리를 R2, 상기 α2의 증분을 Δα2, Δα2에 대한 R2의 증분을 ΔR2, 상기 렌즈를 이루는 재료의 굴절률을 n으로 하면,
상기 하부출사면은 ΔR2 / (R2Δα2) 〈 1 / √(n2-1) 조건을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 입사면은,
상기 발광다이오드의 광축을 포함하며, 상기 렌즈의 높이를 줄일 수 있도록 상기 발광다이오드에서 발산하는 광을 상기 광축으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시켜 상기 상면으로 입사시키는 중심영역과,
상기 중심영역에 연결되며, 상기 렌즈의 폭(또는, 반지름)을 줄일 수 있도록 상기 발광다이오드에서 발산하는 광을 상기 광축에 가까워지는 방향으로 굴절시켜 상기 상면으로 입사시키는 주변영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 11 항에 있어서,
상기 중심영역은 상기 광축으로부터 멀어질수록 하방으로 경사지되 상기 광축으로부터 멀어지는 방향으로 경사지는 형상으로 이루어지며, 상기 주변영역은 상기 광축으로부터 멀어질수록 상방으로 경사지되 상기 광축으로부터 멀어지는 방향으로 경사지는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 제 11 항에 있어서,
상기 광축과 상기 발광다이오드의 교점에서 발산하여 상기 주변영역의 가장자리 끝점으로 입사한 광이 상기 주변영역의 가장자리 끝점에서 굴절되어 상기 상면에 도달하는 지점은 수직단면상 상기 상면 테두리 끝점인 것을 특징으로 하는 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈. - 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 광원으로 사용하는 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU)에 있어서,
상기 발광다이오드의 상부에 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 발광다이오드용 렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛. - 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 광원으로 사용하는 표시장치(display device)에 있어서,
상기 발광다이오드의 상부에 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 발광다이오드용 렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130010710A KR101322890B1 (ko) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130010710A KR101322890B1 (ko) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101322890B1 true KR101322890B1 (ko) | 2013-10-29 |
Family
ID=49639460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130010710A KR101322890B1 (ko) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101322890B1 (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015119487A1 (ko) * | 2014-02-10 | 2015-08-13 | 주식회사 애니캐스팅 | 측면 방출형 엘이디 렌즈 |
| CN107044598A (zh) * | 2017-02-07 | 2017-08-15 | 苏州欧普照明有限公司 | 一种透镜、光源模组和照明装置 |
| WO2018121273A1 (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | 苏州欧普照明有限公司 | 一种透镜、光源模组和照明装置 |
| WO2018145569A1 (zh) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 苏州欧普照明有限公司 | 一种透镜、光源模组和照明装置 |
| WO2019143049A1 (ko) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060039633A (ko) * | 2004-11-03 | 2006-05-09 | 삼성전자주식회사 | 발광다이오드와 그 렌즈 |
| KR100651550B1 (ko) * | 2005-08-18 | 2006-11-29 | 삼성전기주식회사 | 상, 중, 하부로 구성된 ｌｅｄ 광원용 렌즈 |
| JP2010092956A (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | Ｌｅｄ光源及びそれを用いた発光体 |
-
2013
- 2013-01-30 KR KR1020130010710A patent/KR101322890B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060039633A (ko) * | 2004-11-03 | 2006-05-09 | 삼성전자주식회사 | 발광다이오드와 그 렌즈 |
| KR100651550B1 (ko) * | 2005-08-18 | 2006-11-29 | 삼성전기주식회사 | 상, 중, 하부로 구성된 ｌｅｄ 광원용 렌즈 |
| JP2010092956A (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | Ｌｅｄ光源及びそれを用いた発光体 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015119487A1 (ko) * | 2014-02-10 | 2015-08-13 | 주식회사 애니캐스팅 | 측면 방출형 엘이디 렌즈 |
| WO2018121273A1 (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | 苏州欧普照明有限公司 | 一种透镜、光源模组和照明装置 |
| CN107044598A (zh) * | 2017-02-07 | 2017-08-15 | 苏州欧普照明有限公司 | 一种透镜、光源模组和照明装置 |
| WO2018145569A1 (zh) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 苏州欧普照明有限公司 | 一种透镜、光源模组和照明装置 |
| US10948159B2 (en) | 2017-02-07 | 2021-03-16 | Opple Lighting Co., Ltd. | Lens, light source module, and lighting device |
| WO2019143049A1 (ko) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101299528B1 (ko) | 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 | |
| KR101535850B1 (ko) | 측면 방출형 엘이디 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 | |
| KR101299529B1 (ko) | 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 | |
| US8292466B2 (en) | Lens for light emitting diode | |
| US20060109681A1 (en) | Prism sheet and backlight unit employing the same | |
| JP4856261B2 (ja) | 光をコリメートする導光体、導光体のコリメーション改善方法、バックライト、及び表示装置 | |
| WO2012050121A1 (ja) | バックライトユニット | |
| KR101322890B1 (ko) | 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 | |
| US9169991B2 (en) | Lens and backlight module having the lens | |
| JP2010205713A (ja) | 照明装置及びこれを用いた表示装置 | |
| JP2014207225A (ja) | 反射型拡散レンズ及び照明装置 | |
| EP2733415B1 (en) | Light guide plate, backlight module and display device | |
| CN101614370A (zh) | 照明装置及采用该照明装置的显示装置 | |
| KR101398186B1 (ko) | 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 | |
| KR101304279B1 (ko) | 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈 | |
| KR101235345B1 (ko) | 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 | |
| KR100639873B1 (ko) | 측면 방출 발광 다이오드 및 그것에 적합한 렌즈 | |
| KR101488382B1 (ko) | 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 | |
| KR101322892B1 (ko) | 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈 | |
| KR20140121756A (ko) | 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈 | |
| KR20140121758A (ko) | 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈 | |
| KR20150094550A (ko) | 측면 방출형 엘이디 렌즈 | |
| KR101299530B1 (ko) | 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 | |
| KR20150098072A (ko) | 디스플레이 장치 | |
| KR101235349B1 (ko) | 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161021 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |