KR20070025861A - Light emitting unit and direct light type back light apparatus using the same - Google Patents

Light emitting unit and direct light type back light apparatus using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20070025861A
KR20070025861A KR1020050082453A KR20050082453A KR20070025861A KR 20070025861 A KR20070025861 A KR 20070025861A KR 1020050082453 A KR1020050082453 A KR 1020050082453A KR 20050082453 A KR20050082453 A KR 20050082453A KR 20070025861 A KR20070025861 A KR 20070025861A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
lens
light emitting
emitting unit
emitting diode
Prior art date
Application number
KR1020050082453A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100738251B1 (en
Inventor
김용석
Original Assignee
럭스피아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 럭스피아 주식회사 filed Critical 럭스피아 주식회사
Priority to KR1020050082453A priority Critical patent/KR100738251B1/en
Priority to PCT/KR2006/003527 priority patent/WO2007029961A1/en
Publication of KR20070025861A publication Critical patent/KR20070025861A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100738251B1 publication Critical patent/KR100738251B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0071Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source adapted to illuminate a complete hemisphere or a plane extending 360 degrees around the source
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0061Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/04Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/48Semiconductor 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
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133603Direct backlight with LEDs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/48Semiconductor 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
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

A light-emitting unit and a direct light type back light unit employing the light-emitting unit are provided to improve brightness and prevent a dark part from being generated at the center of an LCD(Liquid Crystal Display) panel. A light-emitting unit includes a base(31), a light-emitting diode(40), a cup member(35), and a lens(50). The light-emitting diode is mounted on the base and emits light. The cup member is formed with a predetermined height on the base around the light-emitting diode. The lens is located on the base and includes a light-receiving part, a first refracting part(53) for refracting and transmitting incident light, and a second refracting part for refracting and transmitting the incident light. The first refracting part is flat and is formed at the center of the backside of the light-receiving part. The second refracting part is formed around the first refracting part and has a predetermined curvature. The light emitted from the light-emitting diode is uniformly projected over a wide range through the lens.

Description

발광 유니트 및 이를 채용한 직하 발광형 백라이트 장치{Light emitting unit and direct light type back light apparatus using the same}Light emitting unit and direct light type back light apparatus using the same

도 1은 종래의 가장자리 발광형 백라이트 장치를 보인 개략적인 단면도.1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional edge-emitting backlight device.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 유니트를 보인 개략적인 단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting unit according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 입사부의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략적인 도면.3 is a schematic view for explaining another embodiment of the incidence part of FIG. 2;

도 4는 디스펜싱부재의 굴절률이 렌즈의 굴절률 보다 큰 경우, 발광 다이오드에서 출사된 광(L1, L2)의 진행 경로를 나타낸 도면.FIG. 4 is a diagram illustrating a path of propagation of light L1 and L2 emitted from a light emitting diode when the refractive index of the dispensing member is greater than the refractive index of the lens. FIG.

도 5는 디스펜싱부재의 굴절률이 렌즈의 굴절률 보다 작으면서 그 값의 차이가 큰 경우의 광(L3)의 진행 경로와, 굴절률이 같은 경우의 광(L4)의 진행 경로를 나타낸 도면. FIG. 5 is a diagram showing a traveling path of the light L3 when the refractive index of the dispensing member is smaller than the refractive index of the lens and the difference in the value thereof is large, and a path of the light L4 when the refractive index is the same.

도 6 및 도 7은 비교예에 따른 발광 유니트 구조를 보인 도면.6 and 7 illustrate a light emitting unit structure according to a comparative example.

도 8은 제1굴절부의 직경(w)이 렌즈의 직경(R)의 1/3 이상의 값을 가지는 경우를 나타낸 도면이고, 도 9, 도 10a 및, 도 10b는 도 8의 경우 렌즈를 투과한 광의 휘도 분포를 나타낸 도면.FIG. 8 is a diagram illustrating a case in which the diameter w of the first refractive portion has a value equal to or greater than 1/3 of the diameter R of the lens, and FIGS. 9, 10A, and 10B are diagrams illustrating the case where the diameter w of the first refractive portion passes through the lens. Figure showing luminance distribution of light.

도 11은 제1굴절부의 직경(w)이 렌즈의 직경(R)의 1/3 이하의 값을 가지는 경우를 나타낸 도면이고, 도 12a 및 도 12b는 도 11의 경우 렌즈를 투과한 광의 휘도 분포를 나타낸 도면.FIG. 11 is a diagram illustrating a case in which the diameter w of the first refraction portion has a value equal to or less than one third of the diameter R of the lens, and FIGS. 12A and 12B are luminance distributions of light transmitted through the lens in FIG. 11. The figure showing.

도 13은 렌즈와 디스펜싱부재 사이에 공기층이 형성된 것을 보인 도면.13 is a view showing an air layer formed between the lens and the dispensing member.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 유니트를 보인 개략적인 단면도.14 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting unit according to another embodiment of the present invention.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 유니트를 보인 개략적인 단면도.15 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting unit according to another embodiment of the present invention.

도 16a는 에폭시 수지로 렌즈를 구성한 경우의 황변현상을 보인 그래프.Figure 16a is a graph showing the yellowing phenomenon when the lens is composed of an epoxy resin.

도 16b는 실리콘 수지로 렌즈를 구성한 경우의 황변현상 발생 여부를 보인 그래프.Figure 16b is a graph showing whether yellowing occurs when the lens is composed of a silicone resin.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 유니트를 보인 개략적인 단면도.17 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting unit according to another embodiment of the present invention.

도 18a 및 도 18b는 렌즈 표면을 폴리싱 처리시, 지향각 분포 및 조명광의 균일도를 보인 도면.18A and 18B show the directivity angle distribution and uniformity of illumination light when polishing a lens surface.

도 19a 및 도 19b는 렌즈 표면을 매트(Matte) 처리시, 지향각 분포 및 조명광의 균일도를 보인 도면.19A and 19B are diagrams showing a direction angle distribution and uniformity of illumination light when the lens surface is matted;

도 20a는 최대 광도값이 0도를 가지는 일반적인 발광 유니트의 지향각 분포를 나타낸 도면.20A is a view showing a distribution of directivity angles of a general light emitting unit having a maximum luminance value of 0 degrees.

도 20b는 대략 최대 광도값이 +/-75도의 분포를 가지는 본 발명에 따른 발광 유니트의 지향각 분포를 나타낸 도면.Fig. 20B is a view showing a distribution of directivity angles of the light emitting unit according to the present invention, wherein the maximum luminous intensity value has a distribution of +/- 75 degrees.

도 21은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈에 대하여 폴리싱 처리한 경우와 매트 처리한 경우의 루멘(Lumen) 값의 실측치를 나타낸 그래프.Fig. 21 is a graph showing actual values of lumen values in the case of polishing and matting of the lens according to the embodiment of the present invention.

도 22는 표면 거칠기 정도를 설명하기 위하여, 단면곡선을 모형적으로 나타낸 그래프.22 is a graph showing a cross-sectional curve in a model to explain the degree of surface roughness.

도 23은 본 발명의 실시예에 따른 직하 발광형 백라이트 장치를 보인 개략적인 단면도.Figure 23 is a schematic cross-sectional view showing a direct-emitting type backlight device according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

31...베이스 33, 35...컵부재31 ... base 33, 35 ... cup member

40...발광 다이오드 50, 150...렌즈40 ... Light Emitting Diode 50, 150 ... Lens

51, 52...입사부 53, 153...제1굴절부51, 52 ... input 53, 153 ... first refraction

55, 155...제2굴절부 61, 161...디스펜싱부재55, 155 ... second refraction 61, 161 ... dispensing member

63, 65...접착제 71...반사판63, 65 Adhesive 71 Reflector

73...확산판 75...프리즘시트73.Diffusion Plate 75 ... Prism Sheet

77...LCD 패널77 ... LCD panel

본 발명은 발광 다이오드를 이용한 발광 유니트 및 이를 채용한 백라이트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휘도를 높임과 아울러 렌즈 중앙에서의 암부 현상을 제거할 수 있도록 된 구조의 발광 유니트 및 이를 채용한 직하 발광형 백라이트 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting unit using a light emitting diode and a backlight device employing the same, and more particularly, to a light emitting unit having a structure capable of increasing luminance and removing dark phenomenon at the center of a lens, and direct light emitting employing the same. It relates to a type backlight device.

일반적으로, 수광형 평판 디스플레이의 일종인 액정표시장치는 자체적인 발 광 능력이 없으므로, 외부로부터 조사된 조명광을 선택적으로 투과시킴에 의하여 화상을 형성한다. 이를 위하여 액정표시장치의 배면에는 광을 조명하는 백라이트 장치가 설치된다.In general, the liquid crystal display device, which is a kind of light receiving type flat panel display, does not have its own light emitting capability, and thus forms an image by selectively transmitting illumination light emitted from the outside. To this end, a backlight device for illuminating light is provided on the back of the liquid crystal display.

백라이트 장치는 광원의 배치 형태에 따라서 직하 발광형과, 가장자리 발광형으로 분류된다. 직하 발광형은 액정패널의 바로 아래에 설치된 램프가 광을 액정패널에 직접 조사하는 방식이다. 반면, 가장자리 발광형은 도광판(LGP: Light Guide Panel)의 가장자리 쪽에 설치된 램프가 광을 조사하고, 이 조사된 광을 도광판을 통하여 액정패널에 전달하는 방식이다.The backlight device is classified into a direct emission type and an edge emission type according to the arrangement of the light sources. The direct emission type is a method in which a lamp installed directly below the liquid crystal panel directly irradiates light directly onto the liquid crystal panel. On the other hand, the edge emitting type is a method in which a lamp installed at an edge of a light guide panel (LGP) irradiates light and transmits the irradiated light to the liquid crystal panel through the light guide plate.

도 1은 종래의 가장자리 발광형 백라이트 장치를 보인 개략적인 단면도이다. 도면을 참조하면, 도광판(3)의 양측 가장자리에 냉음극 형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp, 이하 CCFL 이라 함)(1)가 설치된다. 그리고, 도광판(3)의 저면에는 CCFL(1)에서 입사된 광을 액정표시소자(이하, LCD라 함) 패널(10) 쪽으로 방출시키기 위한 반사판(9)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 CCFL(1)에서 조사된 광은 가장자리를 통하여 도광판(3)으로 입사된다. 이 입사된 광은 도광판(3)과 반사판(9)에 의하여 면광으로 변환되어, 도광판(3)의 상부면으로 출사된다.1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional edge-emitting backlight device. Referring to the drawings, cold cathode fluorescent lamps (CCFLs) are provided at both edges of the light guide plate 3. The bottom of the light guide plate 3 is formed with a reflector 9 for emitting light incident from the CCFL 1 toward the liquid crystal display device (hereinafter referred to as LCD) panel 10. Therefore, the light irradiated from the CCFL 1 is incident on the light guide plate 3 through the edge. The incident light is converted into surface light by the light guide plate 3 and the reflecting plate 9 and is emitted to the upper surface of the light guide plate 3.

상기 도광판(3)의 상부면에는 확산판(5)과, 광학 프리즘 시트(7)가 배치되어 있다. 따라서, 상기 도광판(3)의 상부면으로 출사된 광은 상기 확산판(5)에 의해 확산되고, 광학 프리즘 시트(7)에 의해 경로가 보정된 상태로 상기 LCD 패널(10) 쪽으로 진행하게 된다.The diffusion plate 5 and the optical prism sheet 7 are disposed on the upper surface of the light guide plate 3. Therefore, the light emitted to the upper surface of the light guide plate 3 is diffused by the diffuser plate 5, and then travels toward the LCD panel 10 with the path corrected by the optical prism sheet 7. .

한편, 상기한 종래의 백라이트 장치는 CCFL(1)을 광원으로 채용함으로써, 고 휘도, 고균일도의 강한 백색광을 얻을 수 있고, 대면적화 설계가 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 이 CCFL(1)은 방전 가스로서 수은을 사용하기 때문에 환경친화 문제로부터 자유로울 수 없다. 또한, 가장자리에서 조명된 광을 수직 방향으로 바꾸어주고 조명광의 경로 보정을 위하여 도광판(3) 및 광학 프리즘 시트(7)를 사용하므로, 부품수가 많이 들고 이들 광학요소들이 점유하는 공간 확보가 필요하므로 백라이트 장치의 전체 두께를 줄이는데 한계가 있다는 단점이 있다. 그리고, 색재현율에 있어서 텔레비전 방송 규격 심의회(NTSC ;National Television System Committee)의 규격에 비하여 대략 74% 정도 수준으로 매우 낮다는 문제점이 있다.On the other hand, the conventional backlight device has the advantage that by adopting the CCFL (1) as a light source, it is possible to obtain a strong white light of high brightness, high uniformity, it is possible to design a large area. However, since the CCFL 1 uses mercury as the discharge gas, it cannot be free from environmental problems. In addition, since the light guide plate 3 and the optical prism sheet 7 are used to change the light illuminated at the edge in the vertical direction and to correct the path of the illumination light, the number of parts is high and the space occupied by these optical elements needs to be secured. The disadvantage is that there is a limit to reducing the overall thickness of the device. In addition, there is a problem that the color reproduction rate is very low at about 74% level compared to the standard of the National Television System Committee (NTSC).

한편, 상기한 CCFL을 대신하는 광원으로서, 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode)를 이용한 발광 유니트가 새롭게 대두되고 있다. 이 발광 다이오드는 선광원인 CCFL과는 달리 점광원으로서, CCFL에 비하여 수명이 길고, 작동온도 범위가 넓고, 환경친화적이며, 색 재현율이 높다는 이점이 있다. 아울러, 구조에 따라 높은 휘도의 광을 조명할 수 있다는 이점이 있다.On the other hand, as a light source replacing the above-described CCFL, a light emitting unit using a light emitting diode (LED) is emerging. Unlike the CCFL, which is a linear light source, the light emitting diode is a point light source, and has the advantages of longer life, wider operating temperature range, environmental friendliness, and high color reproducibility than the CCFL. In addition, there is an advantage that it is possible to illuminate the light of a high luminance depending on the structure.

하지만, 이와 같은 고휘도의 발광 유니트를 도광판의 가장자리에 배치하여 백라이트 장치를 구성하는 경우, LCD 패널의 큰 면적 전체에 대해 광을 조명함에 있어서 LCD 패널의 중앙 부분에 광선이 충분히 전달되지 못한다. 이에 따라 그 부분에 암부(暗部)가 형성되는 문제점이 있다. 또한, 이러한 구조의 백라이트 장치는 도광판과 광학 프리즘 시트를 모두 채용하므로, CCFL을 광원으로 채용한 경우에 비하여 박형화하는데 한계가 있다.However, when the backlight unit is configured by arranging such a high brightness light emitting unit at the edge of the light guide plate, light is not sufficiently transmitted to the center portion of the LCD panel in illuminating light over the entire large area of the LCD panel. Accordingly, there is a problem in that a dark portion is formed in the portion. In addition, since the backlight device having such a structure employs both the light guide plate and the optical prism sheet, there is a limit in thickness reduction compared to the case where the CCFL is used as the light source.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 휘도를 높임과 아울러 발광소자의 상부 중앙에 암부현상이 발생되지 않도록 된 구조의 발광 유니트를 제공하는데 일 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a light emitting unit having a structure in which a dark phenomenon is not generated in the upper center of the light emitting device while increasing the brightness.

또한, 본 발명은 상기한 발광 유니트를 채용함으로써, 도광판을 배제하여 박형화 및 대화면 조명을 구현할 수 있도록 된 직하 발광형 백라이트 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a direct light emitting backlight device capable of implementing thinner and larger screen illumination by excluding a light guide plate by employing the light emitting unit described above.

상기한 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발광 유니트는, 베이스와; 상기 베이스 상에 실장되는 것으로, 광을 조사하는 발광 다이오드와; 상기 베이스 상의 상기 발광 다이오드 주변에 소정 높이로 형성된 컵부재와; 상기 베이스 상에 설치되는 것으로, 상기 발광 다이오드 쪽에 배치되며 광이 입사되는 입사부와, 상기 입사부의 이면 중앙에 평평하게 형성되는 것으로 입사광을 굴절 투과시키는 제1굴절부와, 상기 제1굴절부 주위에 소정 곡률로 형성되는 것으로 입사광을 굴절 투과시키는 제2굴절부를 구비한 렌즈;를 포함하여, 상기 발광 다이오드에서 조사된 광이 상기 렌즈를 통하여 넓은 영역에 걸쳐 균일하게 출사되도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a light emitting unit according to the present invention includes a base; A light emitting diode mounted on the base and emitting light; A cup member formed at a predetermined height around the light emitting diode on the base; It is provided on the base, disposed on the light emitting diode side, the incident portion to which light is incident, the first refractive portion for refracting and transmitting the incident light to be formed flat in the center of the back surface of the incident portion, and around the first refractive portion And a lens having a second refraction portion configured to refractively transmit incident light to be formed at a predetermined curvature. The light emitted from the light emitting diode is uniformly emitted through a wide area through the lens.

또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 직하 발광형 백라이트 장치는, 입사광을 반사시키는 반사판과; 상기한 발광 유니트를 상기 반사판 상에 복수개 구비하여, 광을 조명하는 광원과; 상기 광원 상에 배치되어, 상기 발광 유니트에서 조명된 광이 확산되도록 하는 확산판과; 상기 확산판을 통하여 확산 된 광을 굴절 투과시킴에 의하여, 진행 경로를 변환하는 프리즘시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the direct-emitting type backlight device according to the present invention in order to achieve the above another object, and a reflecting plate for reflecting the incident light; A light source including a plurality of light emitting units on the reflecting plate to illuminate light; A diffuser plate disposed on the light source and configured to diffuse light illuminated by the light emitting unit; And a prism sheet for converting the propagation path by refracting the light diffused through the diffusion plate.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광 유니트 및 이를 채용한 직하 발광형 백라이트 장치를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a light emitting unit and a direct light emitting backlight device employing the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발광 유니트는 베이스(31)와, 이 베이스(31) 상에 실장된 발광 다이오드(40)와, 상기 베이스(31) 상의 상기 발광 다이오드(40) 주변에 형성된 컵부재(33) 및, 상기 베이스(31) 상에 설치되는 것으로 상기 발광 다이오드(40)에서 조명된 광의 출사방향을 바꾸어주는 렌즈(50)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a light emitting unit according to an exemplary embodiment of the present invention includes a base 31, a light emitting diode 40 mounted on the base 31, and the light emitting diode 40 on the base 31. Cup member 33 formed in the periphery, and the lens 50 is installed on the base 31 to change the emission direction of the light illuminated from the light emitting diode (40).

상기 발광 다이오드(40)는 점광원으로서, 상기 렌즈(50)와 마주하는 면에서 소정 파장의 광을 조명한다. 여기서, 상기 베이스(31)에는 상기 발광 다이오드(40)에 전원을 공급하기 위한 리드프레임(35)이 마련되어 있으며, 상기 발광 다이오드(40)는 리드프레임(35) 상에 실장되거나 와이어에 의해 리드프레임(35)과 전기적으로 연결되어 있다.The light emitting diode 40 is a point light source and illuminates light having a predetermined wavelength on the surface facing the lens 50. Here, the base 31 is provided with a lead frame 35 for supplying power to the light emitting diode 40, the light emitting diode 40 is mounted on the lead frame 35 or a lead frame by a wire It is electrically connected to (35).

상기 컵부재(33)는 상기 베이스(31) 상의 상기 발광 다이오드(40) 주변에 소정 높이로 형성된다. 이 컵부재(33)는 상기 발광 다이오드(40)를 후술하는 디스펜싱(dispensing)부재(61)로 감싸고, 상기 렌즈(50)를 설치하기 위하여 구비된 것이다. 상기 컵부재(33)의 높이는 상기 렌즈(50)를 경유하여 진행하는 광의 경로를 방해하지 않는 높이로 형성되어야 한다. 이때 상기 발광 다이오드(40)에서 조사된 광의 일부가 상기 컵부재(33)에 입사된 경우, 이 입사된 광은 상기 컵부재(33)에서 반사되어 소망하는 진행경로 이외의 경로로 향하게 되므로 발광 유니트의 성능 저하를 유발시킨다. 이를 감안하여, 상기 컵부재(33)의 높이는 상기 발광 다이오드(40)의 높이와 같거나 이 보다 다소 높게 형성된다.The cup member 33 is formed at a predetermined height around the light emitting diode 40 on the base 31. The cup member 33 is provided to surround the light emitting diode 40 with a dispensing member 61 which will be described later, and to install the lens 50. The height of the cup member 33 should be formed at a height that does not interfere with the path of the light traveling through the lens 50. In this case, when a part of the light irradiated from the light emitting diode 40 is incident on the cup member 33, the incident light is reflected by the cup member 33 and is directed to a path other than a desired traveling path. Causes performance degradation. In view of this, the height of the cup member 33 is formed equal to or slightly higher than the height of the light emitting diode 40.

상기 렌즈(50)는 상기 발광 다이오드(40)에서 조명된 광 중 베이스(31) 상면에 대해 수직한 방향 또는 수직에 가까운 방향으로 조명되는 광을 측면으로 굴절시킬 수 있도록 된 구조를 가진다. 즉, 상기 렌즈(50)는 직하 발광형 백라이트 장치의 광원으로 채용시 액정 디스플레이 패널에서 광원이 일정한 휘도를 갖게 하기 위하여 지향각의 최대 강도를 대략 +/- 75도 방향으로 하고, 중앙부의 강도는 최대 강도보다 낮게 하여 전체적으로 일정한 휘도를 갖게 한다.The lens 50 has a structure in which the light emitted from the light emitting diode 40 is able to deflect laterally the light illuminated in a direction perpendicular to or near to an upper surface of the base 31. That is, when the lens 50 is used as a light source of the direct-emitting backlight device, the maximum intensity of the directivity angle is approximately +/- 75 degrees so that the light source has a constant brightness in the liquid crystal display panel, and the intensity of the center portion is maximum. It is lower than the intensity to have a constant luminance as a whole.

이를 위하여, 상기 렌즈(50)는 광이 입사되는 입사부(51)와, 상기 입사부(51)의 이면 중앙에 평평하게 형성된 제1굴절부(53)와, 상기 제1굴절부(53) 주위에 소정 곡률로 형성되는 제2굴절부(55)를 구비한다.To this end, the lens 50 includes an incident part 51 through which light is incident, a first refractive part 53 formed flat in the center of the back surface of the incident part 51, and the first refractive part 53. The second refractive portion 55 is formed around the predetermined curvature.

상기 입사부(51)는 상기 발광 다이오드(40) 쪽에 배치되는 것으로, 이를 통하여 광이 상기 렌즈(50)로 입사된다. 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 입사부(51)는 상기 발광 다이오드(40)의 광출사면과 평행한 평면 구조를 가질 수 있다. The incidence part 51 is disposed on the light emitting diode 40 side, through which light is incident on the lens 50. Referring to FIG. 2, the incidence part 51 according to the exemplary embodiment may have a planar structure parallel to the light exit surface of the light emitting diode 40.

도 3을 참조하면, 다른 실시예에 따른 입사부(52)는 상기 발광 다이오드(40) 쪽으로 소정 곡률로 돌출 형성된 돌출면으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 입사부(52)가 소정 곡률을 가짐으로써, 상기 제1 및 제2굴절부(53)(55)와 함께 렌즈(50)를 투과하는 광선에 대한 제어요소로서 실질적인 기능을 수행할 수 있다. 따라서 렌즈 설계시 광선들을 효율적으로 관리 할 수 있다.Referring to FIG. 3, the incident part 52 according to another exemplary embodiment may be formed of a protruding surface protruding toward the light emitting diode 40 at a predetermined curvature. In this case, the incident part 52 has a predetermined curvature so that the incident part 52 together with the first and second refraction parts 53 and 55 may perform a substantial function as a control element for the light beam passing through the lens 50. Can be. Therefore, it is possible to efficiently manage the rays in the lens design.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 컵부재(33)의 내부 공간에는 디스펜싱부재(61)가 더 구비된 것이 바람직하다. 2 and 3, it is preferable that the dispensing member 61 is further provided in the inner space of the cup member 33.

상기 디스펜싱부재(61)는 투명재질로 이루어진 것으로, 발광 다이오드(40)와 상기 렌즈(50) 사이에 위치되어 발광 다이오드(40)를 보호한다. 아울러, 상기 발광 다이오드(40)의 조명시 발생된 열이 상기 렌즈(50)에 직접 전달되는 것을 차단하여, 열에 의하여 상기 렌즈(50)가 황변되는 황변 현상을 방지할 수 있다.The dispensing member 61 is made of a transparent material and is positioned between the light emitting diode 40 and the lens 50 to protect the light emitting diode 40. In addition, the heat generated during the illumination of the light emitting diode 40 may be blocked from being directly transmitted to the lens 50, thereby preventing a yellowing phenomenon in which the lens 50 is yellowed by heat.

도 4는 디스펜싱부재(61')의 굴절률이 렌즈(50)의 굴절률 보다 큰 경우 상기 발광 다이오드(40)에서 출사된 광(L1, L2)의 진행 경로를 나타낸 것이다. 도면을 참조하면, 렌즈(50)와 디스펜싱부재(61') 사이의 경계면에서 임계각 θc[= sin-1(nd1/nd2)] 보다 작은 입사각을 가지는 광 L1은 입사부(51)를 굴절 투과하는 반면, 임계각 θc 보다 큰 입사각을 가지는 광 L2는 입사부(51)에서 전반사 됨을 알 수 있다. 여기서 nd1과 nd2는 렌즈(50)와, 디스펜싱부재(61) 각각의 d-라인 굴절률을 나타낸다.4 illustrates a traveling path of the light L 1 and L 2 emitted from the light emitting diode 40 when the refractive index of the dispensing member 61 ′ is greater than the refractive index of the lens 50. Referring to the drawings, the light L 1 having an incident angle smaller than the critical angle θ c [= sin −1 (n d1 / n d2 )] at the interface between the lens 50 and the dispensing member 61 ′ is incident part 51. It can be seen that the light L 2 having an angle of incidence larger than the critical angle θc is totally reflected at the incident part 51 while refracting the light. Where n d1 and n d2 represent the d-line refractive indices of the lens 50 and the dispensing member 61, respectively.

즉, 전반사는 굴절률이 높은 재질에서 낮은 재질로 임계각 보다 큰 각도로 입사될 때 일어나는 것이므로 이를 근본적으로 방지하기 위하여, 상기 디스펜싱부재(61)는 상기 렌즈(50)와 동일한 재질로 구성되거나 상기 렌즈(50)에 비하여 상대적으로 낮은 굴절률을 가지는 투명한 재질로 이루어진 것이 바람직하다.That is, since total reflection occurs when a material having a high refractive index is incident at an angle greater than a critical angle, the dispensing member 61 is made of the same material as that of the lens 50 or the lens to fundamentally prevent this. It is preferable to be made of a transparent material having a relatively low refractive index compared to (50).

한편, 도 5는 디스펜싱부재(61")의 굴절률이 렌즈(50)의 굴절률 보다 작으면 서 그 값의 차이가 큰 경우의 광(L3)의 진행 경로와, 굴절률이 같은 경우의 광(L4)의 진행 경로를 나타낸 것이다.FIG. 5 shows a traveling path of the light L 3 when the refractive index of the dispensing member 61 ″ is smaller than the refractive index of the lens 50 and the difference in the value thereof is large, and the light when the refractive index is the same ( L 4 ) shows the progress path.

도면을 참조하면, 두 경우 모두 상기 발광 다이오드(40)에서 조사된 광은 렌즈(50)를 투과한다. 한편, 광(L3)은 입사면(51)에서 일차적으로 굴절되는 반면, 광(L4)은 입사면(51)을 직진 투과한다. 그러므로, 렌즈(50)를 투과한 광의 경로를 비교하여 볼 때, L3가 L4에 비하여 렌즈의 상방으로 향하게 됨을 알 수 있다. 즉, 렌즈(50)와 디스펜싱부재(61") 사이의 굴절률 차이가 적은 경우나 같은 경우, 보다 큰 굴절각으로 광이 진행하므로 전체적으로 광이 넓게 퍼지게 됨을 알 수 있다. Referring to the drawings, in both cases, the light emitted from the light emitting diode 40 passes through the lens 50. On the other hand, the light L 3 is primarily refracted at the incident surface 51, while the light L 4 passes straight through the incident surface 51. Therefore, when comparing the paths of the light transmitted through the lens 50, it can be seen that L 3 is directed above the lens compared to L 4 . That is, when the difference in refractive index between the lens 50 and the dispensing member 61 ″ is small or the same, the light propagates at a larger refractive angle, so that the light spreads widely.

또한, 상기 렌즈(50)의 굴절률이 높을수록 최종적으로 렌즈(50)에서 출사되는 광의 굴절각이 커지게 된다. 그러므로, 상기한 점을 감안하여 상기 렌즈(50)와 디스펜싱부재(61")은 같은 굴절률을 가지며, 그 값이 큰 것이 바람직하다.In addition, as the refractive index of the lens 50 increases, the refractive angle of the light emitted from the lens 50 finally increases. Therefore, in view of the foregoing, it is preferable that the lens 50 and the dispensing member 61 " have the same refractive index and have a large value.

보다 바람직하게는 상기 렌즈(50)는 수학식 1의 조건을 만족하는 재질로 이루어진다.More preferably, the lens 50 is made of a material satisfying the condition of Equation (1).

Figure 112005049649304-PAT00001
Figure 112005049649304-PAT00001

상기 렌즈(50)를 이루는 투명재질의 예로는 d-라인 굴절률 nd1이 1.54인 에폭시 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 아크릴 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다.Examples of the transparent material constituting the lens 50 include an epoxy resin having a d-line refractive index n d1 of 1.54, polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), acrylic resin, and silicone resin.

또한, 상기 디스펜싱부재(61)는 수학식 2를 만족하는 재질로 이루어진다.In addition, the dispensing member 61 is made of a material satisfying the equation (2).

Figure 112005049649304-PAT00002
Figure 112005049649304-PAT00002

상기 디스펜싱부재(61)의 예로는 d-라인 굴절률 nd2가 1.41인 실리콘 수지를 들 수 있다.An example of the dispensing member 61 may be a silicone resin having a d-line refractive index n d2 of 1.41.

도 2를 참조하면, 상기 제1굴절부(53)는 상기 입사부(51)의 이면 중앙에 평평하게 형성된 플랫(Flat) 구조를 가진다. 이와 같이 플랫 구조로 상기 제1굴절부(53)를 형성하는 경우, 렌즈(50)에서 출사하는 굴절각이 전체적으로 비례적으로 증가함에 따라 휘도 측정 위치에서의 암부 현상을 제거할 수 있다. 이하, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 비교예에 따른 렌즈 구조와 비교하면서, 제1굴절부(53)가 플랫 구조를 가짐으로써 얻을 수 있는 이점을 상세히 설명하기로 한다.Referring to FIG. 2, the first refraction portion 53 has a flat structure formed flat in the center of the rear surface of the incident portion 51. As described above, when the first refraction portion 53 is formed in a flat structure, the dark phenomenon at the luminance measurement position can be eliminated as the angle of refraction emitted from the lens 50 increases proportionally as a whole. Hereinafter, the advantages obtained by the first refraction portion 53 having a flat structure will be described in detail while comparing with the lens structure according to the comparative example as shown in FIGS. 6 and 7.

도 6 및 도 7은 본 출원인에 의하여 2004년 12월 28일자로 출원된 특허 출원 10-2004-0113927호(발명의 명칭 : 발광 유니트 및 이를 채용한 백라이트 장치, 출원인 : 럭스피아 주식회사)에 개시된 발광 유니트 구조를 나타낸 것이다.6 and 7 are light emission disclosed in Patent Application No. 10-2004-0113927 filed by the present applicant on December 28, 2004 The unit structure is shown.

도면을 참조하면, 렌즈(20)는 그 중심 상부에 원추홈 형상으로 인입 형성된 구조의 제1굴절부(21)와 그 주변에 소정 곡률로 형성된 제2굴절부(23)를 가진다. 이와 같이 렌즈를 구성한 경우, 제1굴절부(21)와 제2굴절부(23) 각각을 투과한 광의 분포(A)(B)를 살펴 볼 때, 제2굴절부(23)를 투과한 광의 분포(B)는 비교적 간격 차이 없이 균일하게 분포함을 알 수 있다. 한편, 제1굴절부(21)를 투과한 광이 분 포(A)는 중앙에서 제2굴절부(23) 쪽으로 갈수록 그 분포가 넓어짐을 알 수 있다. 이는 입사각이 거리 변화에 따라 굴절각이 급격히 커지게 됨에 기인한 것이다. 이와 같은 광선의 분포를 가짐과 아울러 단위 면적 당 입사되는 광선의 수가 제2굴절부(23)에 비하여 작아지는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 제1굴절부(21)와 제2굴절부(23) 사이의 경계 부분에서 링(ring) 형태의 암부가 발생됨을 알 수 있다. Referring to the drawings, the lens 20 has a first refractive portion 21 of the structure formed in the conical groove shape in the upper portion of the center and the second refractive portion 23 formed with a predetermined curvature in the periphery thereof. When the lens is configured in this way, when looking at the distribution (A) (B) of the light transmitted through each of the first and second refractive portions 21 and 23, It can be seen that the distribution (B) is uniformly distributed without relatively spacing. On the other hand, it can be seen that the distribution of light transmitted through the first refraction portion 21 toward the second refraction portion 23 from the center becomes wider. This is because the angle of incidence increases rapidly as the incident angle changes with distance. In the case of having such a light distribution and the number of incident light rays per unit area is smaller than that of the second refractive portion 23, as shown in FIG. 7, the first refractive portion 21 and the second refractive portion ( It can be seen that a ring-shaped dark portion occurs at the boundary portion between 23).

본 발명은 상기한 암부 현상을 제거하기 위하여 상기 제1굴절부(53)를 플랫 구조로 한 점에 특징이 있는 것으로, 이와 같이 플랫 구조로 형성할 경우 중앙의 입사각이 전체적으로 비례적으로 커짐에 따라 휘도 측정 위치(백라이트 유니트의 광원으로 채용시 액정표시소자 위치)에서의 암부 현상을 제거할 수 있다.The present invention is characterized in that the first refraction portion 53 has a flat structure in order to eliminate the above-described dark portion phenomenon. The dark phenomenon at the luminance measurement position (the position of the liquid crystal display element when employed as the light source of the backlight unit) can be eliminated.

또한, 상기 제1굴절부(53)의 직경(w)은 상기 렌즈(50)의 전체 직경(R)과의 관계에서, 수학식 3의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. In addition, the diameter w of the first refraction portion 53 preferably satisfies the condition of Equation 3 in relation to the overall diameter R of the lens 50.

Figure 112005049649304-PAT00003
Figure 112005049649304-PAT00003

도 8은 제1굴절부(53)의 직경(w)이 렌즈(50)의 직경(R)의 1/3 이상의 값을 가지는 경우를 나타낸 것이고, 도 9, 도 10a 및, 도 10b는 도 8의 경우 렌즈를 투과한 광의 휘도 분포를 나타낸 것이다.FIG. 8 illustrates a case in which the diameter w of the first refraction portion 53 has a value equal to or greater than 1/3 of the diameter R of the lens 50. FIGS. 9, 10A, and 10B illustrate FIG. 8. In this case, the luminance distribution of the light transmitted through the lens is shown.

도면을 살펴보면, 제1굴절부(53)를 투과한 광의 휘도 분포(C)가 주변을 투과한 광의 휘도 분포에 비하여 큰 값을 가짐을 알 수 있다. 이는 제1굴절부(53)가 플랫 구조로 되어 있기 때문에 굴절각이 크지 않으므로, 중앙으로 곧게 진행하는 광 선의 수가 많아지게 됨에 기인한 것이다. 이와 같이 휘도 분포를 갖는 경우 렌즈를 투과한 광이 전체적으로 균일도를 이루지 못하므로, 본 발광 유니트를 백라이트 유니트 등의 광원으로서 활용하기 곤란하다는 단점이 있다.Referring to the drawings, it can be seen that the luminance distribution C of the light transmitted through the first refraction portion 53 has a larger value than the luminance distribution of the light transmitted through the surroundings. This is due to the fact that the refractive angle is not large because the first refraction portion 53 has a flat structure, and thus the number of light rays that proceed straight to the center increases. In this way, since the light transmitted through the lens does not achieve uniformity as a whole, it is difficult to utilize the light emitting unit as a light source such as a backlight unit.

도 11은 제1굴절부(53)의 직경(w)이 렌즈(50)의 직경(R)의 1/3 이하의 값을 가지는 경우를 나타낸 것이고, 도 12a 및 도 12b는 도 11의 경우 렌즈를 투과한 광의 휘도 분포를 나타낸 것이다.FIG. 11 illustrates a case in which the diameter w of the first refractive portion 53 has a value equal to or less than 1/3 of the diameter R of the lens 50. FIGS. 12A and 12B illustrate a lens in FIG. It shows the luminance distribution of the light passing through.

도면을 참조하면, 이와 같이 구성한 경우 제1굴절부(53)를 플랫 구조로 함으로써, 중앙 암부 현상을 제거할 수 있다. 또한, 제1굴절부(53)의 직경(w)을 상대적으로 좁게 형성함으로써 중앙으로 곧게 진행하는 광선의 수를 줄일 수 있으므로, 제1굴절부(53)에서 급격히 휘도가 높아지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 렌즈(50)를 투과한 광이 전체적으로 균일한 분포를 가지도록 할 수 있다. Referring to the drawings, in the above-described configuration, the central refraction portion can be eliminated by making the first refraction portion 53 flat. In addition, since the number of light rays that proceed straight to the center can be reduced by forming the diameter w of the first refractive portion 53 relatively narrow, it is possible to suppress the sudden increase in luminance at the first refractive portion 53. . Therefore, the light transmitted through the lens 50 can be made to have a uniform distribution as a whole.

그러므로, 본 실시예에 따른 발광 유니트를 디스플레이용 백라이트 유니트의 광원으로 적용시 일정 면적에 대해 전체적으로 일정한 휘도의 광을 조명할 수 있다.Therefore, when the light emitting unit according to the present embodiment is applied as a light source of the backlight unit for a display, it is possible to illuminate the light with a constant luminance as a whole for a certain area.

상기 제2굴절부(55)는 상기 발광 다이오드(40) 쪽에서 입사된 광을 측면으로 굴절 투과시키도록, 소정 곡률을 가진다. 여기서, 상기 제2굴절부(55)는 2mm 내지 10mm의 곡률 반경을 가지는 구면인 것이 바람직하다. 여기서, 곡률 반경이 10mm 보다 큰 경우는 발광 다이오드(40)에서 조명되어 상기 제2굴절부(55)로 입사된 광의 굴절각이 작아지게 된다. 따라서, 광의 조명 면적이 좁아지는 문제점이 발생한다.The second refraction portion 55 has a predetermined curvature so that the light incident from the light emitting diode 40 can be refracted and transmitted laterally. Here, the second refractive portion 55 is preferably a spherical surface having a radius of curvature of 2mm to 10mm. In this case, when the radius of curvature is greater than 10 mm, the angle of refraction of light illuminated by the light emitting diode 40 and incident on the second refraction portion 55 is reduced. Therefore, there arises a problem that the illumination area of light is narrowed.

한편, 굴절부(55)의 곡률이 2mm 이내인 경우는 상기 굴절부(55)의 충분한 크 기 확보가 곤란하고, 상기 제1굴절부(53)의 정상적인 배치가 곤란하다는 문제점이 있다.On the other hand, when the curvature of the refracting portion 55 is less than 2mm, it is difficult to secure a sufficient size of the refracting portion 55, there is a problem that the normal arrangement of the first refraction portion 53 is difficult.

상기한 바와 같이 구성된 렌즈(50)는 사출 성형, 인젝션 몰딩, 트랜스퍼 몰딩 또는 다이아몬드 터닝 가공 등을 통하여 성형 가공 될 수 있다.The lens 50 configured as described above may be molded through injection molding, injection molding, transfer molding, or diamond turning.

또한, 상기 베이스(31)에 대한 상기 렌즈(50)의 설치는 접착제(63)를 이용하여 수행될 수 있다. 여기서, 접착제(63)의 예로서 렌즈(50)의 매질과 동일한 에폭시 수지 또는 실리콘 수지를 들 수 있다.In addition, the installation of the lens 50 on the base 31 may be performed using the adhesive 63. Here, examples of the adhesive 63 include the same epoxy resin or silicone resin as the medium of the lens 50.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 렌즈(50)를 베이스(31) 상에 접합하는 경우에 있어서, 도 13에 도시된 바와 같이 렌즈(50)와 디스펜싱부재 사이의 계면이 분리되고, 그 사이에 공기층이 형성되는 문제가 발생될 수 있다. On the other hand, in the case of bonding the lens 50 on the base 31 as shown in Figure 2, as shown in Figure 13, the interface between the lens 50 and the dispensing member is separated between, Problems may occur in which an air layer is formed.

특히, 상기 렌즈(50) 및 접착제(63)를 에폭시 수지 또는 실리콘 수지로 구성하고, 상기 디스펜싱부재(61)를 실리콘 수지로 구성하는 경우 에폭시 수지와 실리콘 수지 사이에 접착성이 없기 때문에 공기층이 생기는 문제가 더욱 발생되기 쉽다. 이 경우 보다 구체적으로 살펴보면 발광 다이오드(40) 구동시 열이 발생되면서 실리콘 수지로 구성된 디스펜싱부재(61)가 열팽창하게 된다. 이때, 상기 렌즈(50)는 자연스럽게 위로 들뜨게 된다. 한편, 발광 다이오드(40)의 오프(off)시, 냉각되면서 상기 디스펜싱부재(61)는 수축을 하게 되면서 디스펜싱부재(61)와 렌즈(50) 사이의 계면에 공기층이 생기게 된다. 이와 같이 공기층이 형성되는 경우, 계면에서 광선이 비정상적으로 굴절되어 불균일한 휘도 분포를 초래하는 문제점을 야기할 수 있다.In particular, when the lens 50 and the adhesive 63 are made of an epoxy resin or a silicone resin, and the dispensing member 61 is made of a silicone resin, the air layer has no adhesiveness between the epoxy resin and the silicone resin. Problems are more likely to occur. In this case, in more detail, as the heat is generated when the LED 40 is driven, the dispensing member 61 made of a silicone resin is thermally expanded. At this time, the lens 50 is naturally lifted up. Meanwhile, when the light emitting diode 40 is turned off, the dispensing member 61 is contracted while being cooled, thereby forming an air layer at an interface between the dispensing member 61 and the lens 50. As such, when the air layer is formed, the light ray may be abnormally refracted at the interface, which may cause a problem of uneven brightness distribution.

이러한 점을 고려하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 유니트는 도 15에 도시된 바와 같은 접합 구조를 가지는 것이 바람직하다.In consideration of this point, it is preferable that the light emitting unit according to another embodiment of the present invention has a junction structure as shown in FIG. 15.

도 14를 참조하면, 렌즈(50)는 그 일부가 컵부재(35)에 접합됨에 의하여 베이스(31) 상에 설치된다. 이때 상기 렌즈(50)에 형성된 제1접합부(57)와 상기 컵부재(35)에 형성된 제2접합부(35a)는 상호 마주하는 면적이 넓도록 상호 대응되는 요철(凹凸) 형상으로 형성되고, 접착제(65)에 의해 상호 접합된다. 여기서, 상기 접착제(65)는 렌즈(50)와 같은 재질인 에폭시 재질로 이루어진 것이 바람직하다.Referring to FIG. 14, the lens 50 is installed on the base 31 by attaching a portion of the lens 50 to the cup member 35. At this time, the first bonding portion 57 formed on the lens 50 and the second bonding portion 35a formed on the cup member 35 are formed in a concave-convex shape corresponding to each other so as to have a large area facing each other. 65 are mutually joined. Here, the adhesive 65 is preferably made of an epoxy material of the same material as the lens 50.

이와 같이, 접합구조를 개선한 경우는 재질 특성상 렌즈(50)와 디스펜싱부재(61)가 상호 접합되지 않더라도, 렌즈(50)가 컵부재(35)에 강하게 접합되어 있으므로, 발광 유니트(40)의 동작시 발생되는 디스펜싱부재(61)의 열팽창을 억제할 수 있다. 따라서 발광 유니트(40)의 온/오프 동작시 외부 공기가 컵부재(35) 내부로 유입되지 않으므로 공기층의 형성을 근본적으로 차단할 수 있다.As described above, in the case where the bonding structure is improved, the lens 50 is strongly bonded to the cup member 35 even though the lens 50 and the dispensing member 61 are not bonded to each other due to material characteristics, and thus the light emitting unit 40 The thermal expansion of the dispensing member 61 generated during the operation can be suppressed. Therefore, since the external air does not flow into the cup member 35 during the on / off operation of the light emitting unit 40, it is possible to fundamentally block the formation of the air layer.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 입사부(52)에 곡률을 준 경우는 이 입사부(52)와 디스펜싱부재(61) 사이의 공간이 협소해지므로, 디스펜싱부재(61)의 열 팽창을 보다 더 효과적으로 억제할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, when a curvature is applied to the incidence portion 52, the space between the incidence portion 52 and the dispensing member 61 becomes narrow, and thus the thermal expansion of the dispensing member 61 is performed. Can be suppressed more effectively.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 유니트를 보인 개략적인 단면도이다.15 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting unit according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 유니트는 베이스(31)와, 이 베이스(31) 상에 실장된 발광 다이오드(40)와, 상기 베이스(31) 상의 상기 발광 다이오드(40) 주변에 형성된 컵부재(35)와, 상기 베이스(31) 상에 설치되는 것으로 상기 발 광 다이오드(40)에서 조명된 광의 출사방향을 바꾸어주는 렌즈(150) 및 디스펜싱부재(161)를 포함한다. 상기 렌즈(150)는 플랫 구조의 제1굴절부(153) 및 소정 곡률을 가지는 제2굴절부(155)를 포함하는 것으로, 그 구성 자체는 일 실시예에 따른 구성과 실질상 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to the drawings, the light emitting unit according to the present embodiment includes a base 31, a light emitting diode 40 mounted on the base 31, and a light emitting diode 40 formed on the base 31. And a lens 150 and a dispensing member 161 which are installed on the cup member 35 and the base 31 to change the emission direction of the light illuminated by the light emitting diode 40. The lens 150 includes a first refractive portion 153 having a flat structure and a second refractive portion 155 having a predetermined curvature. The description will be omitted.

본 실시예는 상기 렌즈(150)와 디스펜싱부재(161)는 실리콘 수지로 이루어지고, 다이렉트 몰딩(direct molding) 공정에 의해 일체로 형성된 점에 특징이 있다. 이와 같이 다이렉트 몰딩 공정에 의하여 렌즈(150)와 디스펜싱부재(161)를 일체로 성형하는 경우는 조립공수를 줄일 수 있다는 이점이 있다.The present embodiment is characterized in that the lens 150 and the dispensing member 161 are made of a silicone resin and are integrally formed by a direct molding process. As such, when the lens 150 and the dispensing member 161 are integrally formed by the direct molding process, the number of assembly processes can be reduced.

또한, 일체로 형성된 상기 렌즈(150)와 디스펜싱부재(161)를 실리콘 수지로 구성한 경우는 에폭시 수지로 구성시 발생될 수 있는 황변현상과 이에 의한 광속 저하를 방지하기 위한 것이다.In addition, when the lens 150 and the dispensing member 161 are integrally formed of a silicone resin, it is to prevent yellowing that may occur when the epoxy resin is formed and a decrease in luminous flux.

즉, 발광유니트의 렌즈 구성시 에폭시 수지로 다이렉트 몰딩 하게 되면, 저전류에서는 성능을 발휘한다. 반면, 높은 전류에서는 발광 다이오드의 온도가 상승하며 이로 인해 에폭시 수지 자체에 황변현상이 일어나게 되어 렌즈가 황색으로 변화하게 되고 그로 인해 광속 저하가 발생된다. 도 16a는 에폭시 수지로 렌즈를 구성한 경우의 황변현상을 보인 그래프이다. 그래프를 살펴보면, 초기에는 대략 350nm 이상의 파장영역의 광에 대해서 약 80% 이상의 투과율을 보임을 알 수 있다. 한편, 시일이 경과 할 수록 투과율이 대략 80% 이상을 가지는 파장대역이 점차 쉬프트 되어 14일차 이후에는 대략 450nm 이상의 파장영역의 광만이 투과율 80% 이상을 가짐을 알 수 있다. 따라서, 영역 D로 표시한 바와 같이, 렌즈가 노랗게 변화하 는 황변현상이 일어난다.That is, when direct molding with an epoxy resin in the lens configuration of the light emitting unit, the performance is exhibited at low current. On the other hand, at a high current, the temperature of the light emitting diode is increased, which causes yellowing of the epoxy resin itself, which causes the lens to turn yellow, thereby causing a decrease in luminous flux. FIG. 16A is a graph illustrating yellowing when the lens is formed of an epoxy resin. FIG. Looking at the graph, it can be seen that the initial transmittance of about 80% or more for light in the wavelength region of about 350 nm or more. On the other hand, as the seal passes, the wavelength band having a transmittance of about 80% or more is gradually shifted, and after day 14, only light in a wavelength region of about 450 nm or more has a transmittance of 80% or more. Therefore, as indicated by the area D, yellowing phenomenon occurs in which the lens changes to yellow.

한편, 실리콘 수지로 렌즈를 구성한 경우는 도 16b에 도시한 바와 같이, 14일차 경과 후에도 초기와 같은 대략 350nm 이상의 파장영역의 광에 대해서 약 80% 이상의 투과율을 보이므로, 황변현상이 발생되지 않음을 알 수 있다.On the other hand, when the lens is composed of a silicone resin, as shown in Fig. 16b, even after 14 days have passed, about 80% or more of the light in the wavelength region of about 350 nm or more as the initial stage shows that yellowing does not occur. Able to know.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 유니트를 보인 개략적인 단면도이다.17 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting unit according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 유니트는 베이스(31)와, 이 베이스(31) 상에 실장된 발광 다이오드(40)와, 상기 베이스(31) 상의 상기 발광 다이오드(40) 주변에 형성된 컵부재(35)와, 상기 베이스(31) 상에 설치되는 것으로 상기 발광 다이오드(40)에서 조명된 광의 출사방향을 바꾸어주는 렌즈(250) 및 디스펜싱부재(61)를 포함한다. 상기 렌즈(250)는 플랫 구조의 제1굴절부(253) 및 소정 곡률을 가지는 제2굴절부(255)를 포함하는 것으로, 렌즈 표면(250a)이 매트(Matte) 처리된 점에 특징이 있다. 여기서, 렌즈 표면(250a)을 매트(Matte) 처리한 점 이외의 구성은 앞서 설명된 구성과 실질 상 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to the drawings, the light emitting unit according to the present embodiment includes a base 31, a light emitting diode 40 mounted on the base 31, and a light emitting diode 40 formed on the base 31. And a lens 250 and a dispensing member 61, which are installed on the cup member 35 and the base 31 to change the emission direction of the light illuminated by the light emitting diode 40. The lens 250 includes a first refractive portion 253 having a flat structure and a second refractive portion 255 having a predetermined curvature, and is characterized in that the lens surface 250a is matted. . Here, since the configuration except for the Matt surface treatment of the lens surface 250a is substantially the same as the configuration described above, a detailed description thereof will be omitted.

렌즈의 표면 처리에 있어서, 통상적인 발광 유니트의 경우는 밝기를 고려하여 폴리싱(polishing)으로 렌즈 표면을 처리하는 것이 일반적이다. 한편, 이와 같이 폴리싱 처리를 한 경우는 도 18a에 도시된 바와 같이 지향각이 부드럽지 못하기 때문에 도 18b에 도시된 바와 같이 링(ring) 형태의 휘선이 나타나게 되어, 조명광의 균일도를 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.In the surface treatment of a lens, in the case of a conventional light emitting unit, it is common to treat the lens surface by polishing in consideration of the brightness. On the other hand, in the case where the polishing process is performed as shown in FIG. 18A, since the direction angle is not smooth as shown in FIG. 18B, a ring-shaped bright line appears as shown in FIG. 18B, which causes the uniformity of illumination light to be reduced. Can act as

이를 고려하여, 상기 렌즈(250)의 표면(250a)에 대해 매트(Matte) 처리를 한 경우는 상기 렌즈(250)를 투과하는 광이 상기 제1 및 제2굴절부(253)(255)에서 산란되어, 도 19a 및 도 19b에 도시된 바와 같이, 링 형태의 휘선이 없는 균일한 광분포를 가지는 조명광을 얻을 수 있다.In consideration of this, when a matte treatment is performed on the surface 250a of the lens 250, the light passing through the lens 250 is transmitted to the first and second refractive portions 253 and 255. Scattered, as shown in FIGS. 19A and 19B, it is possible to obtain illumination light having a uniform light distribution without a ring-shaped bright line.

여기서, 일반적인 렌즈의 경우는 매트 처리시, 전체 광속이 감소된다. 한편, 본 발명과 같이 최대 광도값이 대략 +/- 75도를 가지는 발광 유니트의 경우는 광속 저하가 크게 일어나지 않는다. 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Here, in the case of a general lens, during the matting process, the total luminous flux is reduced. On the other hand, in the case of the light emitting unit having the maximum luminous intensity value of approximately +/- 75 degrees as in the present invention, the luminous flux does not greatly decrease. Looking more specifically as follows.

도 20a는 최대 광도값이 0도를 가지는 일반적인 발광 유니트의 지향각 분포를 나타낸 것이다. 이와 같은 발광유니트의 경우 표면에 대해 매트 처리를 하게 되면, 산란된 광선들 중 상당수가 도면의 점선으로 표시된 부분으로 작용을 하게 된다. 점선에 보이는 광도값이 최대 광도값 대비 0.5배 이하의 광도값 위치이며, 이러한 점선 부분의 광선은 발광 유니트를 구동하였을 때 조명되는 곳이 아닌 소멸되는 광으로 작용을 하게 된다. 이에 따라 광속 값이 저하된다.FIG. 20A illustrates a distribution of directivity angles of a general light emitting unit having a maximum luminance value of 0 degrees. FIG. In the case of such a light emitting unit, when the surface is matte, many of the scattered light rays act as portions indicated by the dotted lines in the drawing. The luminous intensity value shown in the dotted line is the luminous intensity value position of 0.5 times or less than the maximum luminous intensity value, and the light rays of the dotted line portion act as light that disappears instead of being illuminated when the light emitting unit is driven. As a result, the luminous flux value is lowered.

도 20b는 대략 최대 광도값이 +/-75도의 분포를 가지는 본 발명에 따른 발광 유니트의 지향각 분포를 나타낸 것이다. 이 경우 발광 유니트의 전영역에서 조명된 광을 조명광으로 이용하기 때문에, 매트 표면 처리에 의해 산란이 발생되더라도 산란광이 유효 조명광으로 작용한다. 그러므로, 광속 저하가 크게 일어나지 않는다.FIG. 20B shows the distribution of the directivity angle of the light emitting unit according to the present invention, wherein the maximum luminous intensity value has a distribution of +/- 75 degrees. In this case, since the light illuminated in the entire area of the light emitting unit is used as the illumination light, the scattered light acts as the effective illumination light even when scattering is generated by the matt surface treatment. Therefore, luminous flux fall does not occur largely.

도 21은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈에 대하여 폴리싱 처리한 경우와 매트 처리한 경우의 루멘(Lumen) 값의 실측치를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 두 경우 모두 발광 다이오드에 인가되는 전류 값이 증가되는 경우에도 루멘 값이 크게 차이가 나지 않음을 알 수 있다.FIG. 21 shows measured values of lumen values in the case of polishing and matting of the lens according to the exemplary embodiment of the present invention. As shown, in both cases it can be seen that the lumen value does not differ significantly even when the current value applied to the light emitting diode is increased.

여기서, 렌즈 표면(250a)에 대한 매트 처리는 렌즈 표면이 소정 거칠기를 갖도록 렌즈 표면을 가공하는 것을 의미한다. 여기서, 표면 거칠기는 표면의 정밀함을 나타내는 요철의 정도를 의미한다.Here, matting of the lens surface 250a means processing the lens surface so that the lens surface has a predetermined roughness. Here, surface roughness means the degree of unevenness which shows the precision of a surface.

도 22는 단면곡선을 모형적으로 나타낸 그래프이다. 여기서, 단면곡선은 가공면을 수직으로 잘랐을 때 그 단면의 형상을 말한다. 도면에서, Rmax는 최대 거칠기를 나타낸 것이고, Ra는 중심선 평균값 즉, 평균 거칠기를 나타낸 것이다. 여기서, Rmax는 거칠기 단면곡선에서 기준길이를 채취하여, 단면곡선의 중심선과 평행하며 제일 높은 산과 낮은 골을 접하는 두 평행선간의 거리를 말한다. 22 is a graph showing a cross-sectional curve modelically. Here, the cross-sectional curve refers to the shape of the cross section when the processing surface is cut vertically. In the figure, Rmax represents the maximum roughness, and Ra represents the centerline average value, that is, the average roughness. Here, Rmax is the distance between the two parallel lines that take the reference length from the roughness cross-section curve and are parallel to the center line of the cross-section curve and contact the highest peak and the lowest valley.

본 실시예에 있어서, 상기 렌즈의 표면의 평균 거칠기 Ra는 대략 0.8㎛ 내지 1.8㎛ 범위의 값을 가지는 것이 바람직하다. 여기서, 0.8㎛ 미만의 값을 가지는 경우는 폴리싱 처리한 경우에 가까워지게 되어 링 형태의 휘선이 나타나게 되고, 1.8㎛ 범위의 값을 벗어나는 경우는 산란이 과도하게 되어 광속이 저하되는 문제점이 있다.In the present embodiment, it is preferable that the average roughness Ra of the surface of the lens has a value in the range of about 0.8 μm to 1.8 μm. Here, if the value is less than 0.8㎛ close to the case of the polishing treatment, the ring-shaped bright line appears, if the value is out of the 1.8㎛ range there is a problem that the light flux is reduced due to excessive scattering.

도 23은 본 발명의 실시예에 따른 가장자리 발광형 백라이트 장치를 보인 개략적인 단면도이다. 도면을 참조하면, 반사판(71)과, 상기 반사판(71) 상에 구비된 것으로 광을 조명하는 광원(100)과, 상기 광원(100) 상에 배치된 확산판(73) 및, 조명광을 LCD 패널(77) 방향으로 굴절 투과시키는 프리즘시트(75)를 포함한다. 상기 반사판(71)은 상기 광원에서 조명되어 입사된 광을 상기 확산판(73) 쪽으로 반사시킨다. 23 is a schematic cross-sectional view showing an edge-emitting backlight device according to an embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the reflection plate 71, the light source 100 for illuminating the light provided on the reflection plate 71, the diffusion plate 73 disposed on the light source 100, and the illumination light LCD It includes a prism sheet 75 for refraction transmission in the panel 77 direction. The reflector 71 reflects the light incident from the light source to the diffuser 73.

상기 광원(100)은 도 2 내지 도 22를 참조하여 설명된 발광 유니트를 복수개 구비하는 것으로, 각 발광 유니트는 대부분의 광을 광도값 +/- 75°주변으로 조명한다. 이 발광 유니트의 구성 자체는 앞서 설명된 바와 같으므로, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.The light source 100 includes a plurality of light emitting units described with reference to FIGS. 2 to 22, and each light emitting unit illuminates most of light at a luminance value of +/− 75 °. Since the structure itself of this light emitting unit is as described above, its detailed description will be omitted.

상기 확산판(73)은 상기 광원(100)에서 조명된 광을 확산 투과시킨다. 상기 프리즘시트(75)는 상기 확산판(73)에 의해 확산 투과된 광을 굴절 투과시킴에 의해 LCD 패널(77) 쪽으로 향하도록 한다. The diffusion plate 73 diffuses and transmits the light illuminated by the light source 100. The prism sheet 75 is directed toward the LCD panel 77 by refracting the light transmitted by the diffusion plate 73.

이와 같이 구성된 백라이트 장치는 직하 발광형으로 광원을 배치함으로써, 도광판(도 1의 3)의 사용을 배제하더라도, 일정한 휘도를 가지는 광을 상기 LCD 패널(70)에 조명할 수 있다. The backlight device configured as described above can illuminate the LCD panel 70 with light having a constant luminance even by eliminating the use of the light guide plate (3 in FIG. 1) by disposing a light source in a direct light emission type.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 발광 유니트는 플랫 구조의 제1굴절부 및 소정 곡률을 가지는 제2굴절부를 포함하는 렌즈를 이용하여 발광 다이오드의 수직 상방향으로 조사되는 광의 경로를 바꾸어 줌으로써, 광도값이 +/- 75° 범위의 지향각 분포를 가지는 광을 조명할 수 있다. 따라서, LCD 패널의 백라이트 장치의 광원으로 채용시, 발광 다이오드 설치 부분이 주변 보다 밝게 보이는 휘선을 방지함과 아울러, 렌즈 중앙부에 원추형 인입홈 형성시 발생될 수 있는 암부를 제거할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 발광 유니트는 렌즈와 베이스의 접합 구조를 개선하여 렌즈와 디스펜싱부재 사이의 공기층 형성을 차단함으로써, 공기층 형성에 의한 광균일도 저하를 근본적으로 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 발광 유니트는 렌즈 표면을 매트(Matte) 처리하여 렌즈 표면에서 출사광을 산란시킴으로 써, 렌즈 표면의 폴리싱 처리시 야기되는 링 형상의 휘선 발생을 저감시킬 수 있다는 이점이 있다.The light emitting unit according to the present invention configured as described above uses a lens including a first refraction portion having a flat structure and a second refraction portion having a predetermined curvature to change the path of light irradiated in the vertically upward direction of the light emitting diode, It is possible to illuminate a light whose value has a direction angle distribution in the range of +/- 75 °. Therefore, when employed as a light source of the backlight device of the LCD panel, it is possible to prevent the bright light lines appearing brighter than the peripheral portion of the light emitting diode installation, and to remove the dark portion that may be generated when the conical inlet is formed in the center of the lens. In addition, the light emitting unit according to the present invention improves the bonding structure between the lens and the base to block the formation of the air layer between the lens and the dispensing member, thereby fundamentally preventing the decrease in light uniformity due to the air layer formation. In addition, the light emitting unit according to the present invention has an advantage of reducing the occurrence of ring-shaped bright lines caused by the polishing process of the lens surface by scattering the light emitted from the lens surface by matting the lens surface.

또한, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 상기한 구조의 발광 유니트를 복수개 구비함으로써 LCD 패널의 하방에서 광을 조명할 수 있다. 따라서, 발광 유니트의 정렬 위치 및 개수에 따라 대형 디스플레이에도 적용 가능하다는 이점이 있다. 그리고, 도광판의 사용 없이도 소망하는 휘도를 가지는 균일광을 얻을 수 있으므로, 경박화가 가능하고, 제조 비용을 절감함과 아울러 생산 소요시간을 줄일 수 있다는 이점이 있다.In addition, the backlight device according to the present invention can be provided with a plurality of light emitting units having the above-described structure to illuminate the light from below the LCD panel. Therefore, there is an advantage that it can be applied to a large display according to the alignment position and the number of light emitting units. In addition, since uniform light having a desired luminance can be obtained without the use of a light guide plate, it is possible to reduce the thickness, reduce the manufacturing cost, and reduce the production time.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.The above embodiments are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible from those skilled in the art. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the invention described in the claims below.

Claims (22)

베이스와;A base; 상기 베이스에 실장되는 것으로, 광을 조사하는 발광 다이오드와;A light emitting diode mounted on the base and emitting light; 상기 베이스 상의 상기 발광 다이오드 주변에 소정 높이로 형성된 컵부재와;A cup member formed at a predetermined height around the light emitting diode on the base; 상기 베이스 상에 설치되는 것으로, 상기 발광 다이오드 쪽에 배치되며 광이 입사되는 입사부와, 상기 입사부의 이면 중앙에 평평하게 형성되는 것으로 입사광을 굴절 투과시키는 제1굴절부와, 상기 제1굴절부 주위에 소정 곡률로 형성되는 것으로 입사광을 굴절 투과시키는 제2굴절부를 구비한 렌즈;를 포함하여,It is provided on the base, disposed on the light emitting diode side, the incident portion to which light is incident, the first refractive portion for refracting and transmitting the incident light to be formed flat in the center of the back surface of the incident portion, and around the first refractive portion Including a lens having a second refractive portion that is formed with a predetermined curvature to refractively transmit incident light, including, 상기 발광다이오드에서 조사된 광이 상기 렌즈를 통하여 넓은 영역에 걸쳐 균일하게 출사되도록 하는 것을 특징으로 하는 발광 유니트.And the light emitted from the light emitting diode is uniformly emitted through a wide area through the lens. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 컵부재 내부에 설치되는 것으로, 상기 발광 다이오드를 보호하는 디스펜싱부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 유니트. And a dispensing member installed inside the cup member to protect the light emitting diode. 제2항에 있어서, 상기 디스펜싱부재는,The method of claim 2, wherein the dispensing member, 상기 렌즈의 굴절률에 비하여 상대적으로 낮은 굴절률을 가지거나, 상기 렌즈와 실질상 동일한 굴절률을 가지는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 유니트.A light emitting unit comprising a material having a refractive index relatively lower than the refractive index of the lens, or substantially the same refractive index as the lens. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 디스펜싱부재는 하기의 조건식을 만족하는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 유니트. 여기서, nd2는 상기 디스펜싱부재의 d-라인 굴절율을 나타낸다.The dispensing member is a light emitting unit, characterized in that made of a material satisfying the following conditional expression. Here, n d2 represents the d-line refractive index of the dispensing member. <조건식><Conditional expression>
Figure 112005049649304-PAT00004
Figure 112005049649304-PAT00004
제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 디스펜싱부재는 실리콘 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 유니트.The dispensing member is a light emitting unit, characterized in that made of a silicone resin. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 렌즈와 상기 디스펜싱부재는 실리콘 수지로 이루어지고, 다이렉트 몰딩 공정에 의해 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 발광 유니트.And the lens and the dispensing member are made of a silicone resin and are integrally formed by a direct molding process. 제1항에 있어서, 상기 렌즈의 입사부는,The method of claim 1, wherein the incident portion of the lens, 평면 내지는 소정 곡률로 돌출 형성된 돌출면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 유니트.A light emitting unit comprising a protruding surface protruding from a plane or a predetermined curvature. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 7, 상기 제1굴절부의 직경은 상기 렌즈의 전체 직경의 대략 1/3 이하인 것을 특징으로 하는 발광 유니트.Wherein the diameter of the first refraction portion is approximately 1/3 or less of the total diameter of the lens. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 7, 상기 제1굴절부는 2mm 내지 10mm의 곡률 반경을 가지는 구면인 것을 특징으로 하는 발광 유니트.The first refractive unit is a light emitting unit, characterized in that the spherical surface having a radius of curvature of 2mm to 10mm. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 렌즈는 하기의 조건식을 만족하는 투명 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 유니트. 여기서, nd1은 상기 렌즈의 d-라인 굴절율을 나타낸다.The lens is a light emitting unit, characterized in that made of a transparent material satisfying the following conditional expression. Where n d1 represents the d-line refractive index of the lens. <조건식><Conditional expression>
Figure 112005049649304-PAT00005
Figure 112005049649304-PAT00005
제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 렌즈는 에폭시 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리카보네이트, 아크릴 수지 및 실리콘 수지로 이루어진 재질 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 유니트.The lens is a light emitting unit, characterized in that made of any one material selected from epoxy resin, polymethyl methacrylate, polycarbonate, acrylic resin and silicone resin. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 7, 상기 렌즈는 그 일부가 상기 컵부재에 접합됨에 의하여 상기 베이스 상에 설치되는 것으로,The lens is installed on the base by a portion thereof is bonded to the cup member, 상기 렌즈의 접합부와 상기 컵부재의 접합부는 상호 마주하는 면적이 넓도록 상호 대응되는 요철 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 발광 유니트.A light emitting unit, characterized in that the junction of the lens and the junction of the cup member is formed in a concave-convex shape corresponding to each other so that the area facing each other. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 렌즈의 접합부와 상기 컵부재의 접합부는 에폭시 재질 또는 실리콘 수지로 이루어진 접착제로 상호 접합된 것을 특징으로 하는 발광 유니트.A light emitting unit, characterized in that the bonding portion of the lens and the bonding portion of the cup member are bonded to each other by an adhesive made of epoxy or silicone resin. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 7, 상기 렌즈를 투과하는 광이 상기 제1 및 제2굴절부에서 산란되도록, 상기 렌즈의 표면은 매트(Matte) 처리 된 것을 특징으로 하는 발광 유니트.And the surface of the lens is matted so that light passing through the lens is scattered at the first and second refractive portions. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 렌즈 표면의 평균 거칠기(Ra)는 대략 0.8㎛ 내지 1.8㎛ 범위의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 발광유니트.And the average roughness Ra of the lens surface is in the range of about 0.8 μm to 1.8 μm. 입사광을 반사시키는 반사판과;A reflector for reflecting incident light; 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 발광 유니트를 상기 반사판 상에 복수개 구비하여, 광을 조명하는 광원과;A light source provided with a plurality of light emitting units according to any one of claims 1 to 7 on the reflecting plate to illuminate light; 상기 광원 상에 배치되어, 상기 발광 유니트에서 조명된 광이 확산되도록 하는 확산판과;A diffuser plate disposed on the light source and configured to diffuse light illuminated by the light emitting unit; 상기 확산판을 통하여 확산된 광을 굴절 투과시킴에 의하여, 진행경로를 변환하는 프리즘시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직하 발광형 백라이트 장치.And a prism sheet for converting the propagation path by refracting and transmitting the light diffused through the diffusion plate. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 제1굴절부의 직경은 상기 렌즈의 전체 직경의 대략 1/3 이하인 것을 특징으로 하는 직하 발광형 백라이트 장치.And the diameter of the first refractive portion is about 1/3 or less of the total diameter of the lens. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 제1굴절부는 2mm 내지 10mm의 곡률 반경을 가지는 구면인 것을 특징으로 하는 직하 발광형 백라이트 장치.And the first refraction portion is a spherical surface having a radius of curvature of 2 mm to 10 mm. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 렌즈는 하기의 조건식을 만족하는 투명 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 직하 발광형 백라이트 장치. 여기서, nd1은 상기 렌즈의 d-라인 굴절율을 나타낸다.The lens is a direct-emitting type backlight device, characterized in that made of a transparent material satisfying the following conditional expression. Where n d1 represents the d-line refractive index of the lens. <조건식><Conditional expression>
Figure 112005049649304-PAT00006
Figure 112005049649304-PAT00006
제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 렌즈는 그 일부가 상기 컵부재에 접합됨에 의하여 상기 베이스 상에 설치되는 것으로,The lens is installed on the base by a portion thereof is bonded to the cup member, 상기 렌즈의 접합부와 상기 컵부재의 접합부는 상호 마주하는 면적이 넓도록 상호 대응되는 요철 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 직하 발광형 백라이트 장치.And a junction portion of the lens and a junction portion of the cup member are formed in a concave-convex shape corresponding to each other so that an area facing each other is wide. 제20항에 있어서, The method of claim 20, 상기 렌즈의 접합부와 상기 컵부재의 접합부는 에폭시 재질 또는 실리콘 수지로 이루어진 접착제로 상호 접합된 것을 특징으로 하는 직하 발광형 백라이트 장치.The junction of the lens and the junction of the cup member is a direct-emitting backlight device, characterized in that bonded to each other with an adhesive made of epoxy or silicone resin. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 렌즈를 투과하는 광이 상기 제1 및 제2굴절부에서 산란되도록, 상기 렌즈의 표면은 매트(Matte) 처리에 의해 대략 0.8㎛ 내지 1.8㎛ 범위의 평균 거칠기 값을 가지는 것을 특징으로 하는 직하 발광형 백라이트 장치.Direct light emission, characterized in that the surface of the lens has an average roughness value in the range of about 0.8 μm to 1.8 μm by Matte treatment so that the light passing through the lens is scattered at the first and second refractive portions. Type backlight device.
KR1020050082453A 2005-09-05 2005-09-05 Light emitting unit and direct light type back light apparatus using the same KR100738251B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050082453A KR100738251B1 (en) 2005-09-05 2005-09-05 Light emitting unit and direct light type back light apparatus using the same
PCT/KR2006/003527 WO2007029961A1 (en) 2005-09-05 2006-09-05 Light emitting unit and direct light type back light apparatus using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050082453A KR100738251B1 (en) 2005-09-05 2005-09-05 Light emitting unit and direct light type back light apparatus using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070025861A true KR20070025861A (en) 2007-03-08
KR100738251B1 KR100738251B1 (en) 2007-07-16

Family

ID=37836041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050082453A KR100738251B1 (en) 2005-09-05 2005-09-05 Light emitting unit and direct light type back light apparatus using the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100738251B1 (en)
WO (1) WO2007029961A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100967208B1 (en) * 2008-04-23 2010-07-05 서명덕 A convex lens for an illuminator
KR20120088528A (en) * 2009-10-28 2012-08-08 파나소닉 주식회사 Lens sheet, display panel device, and display device
WO2014088260A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 주식회사 루멘스 Light emitting device and backlight unit comprising same
WO2018230885A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-20 주식회사 아모센스 Window cover for sensor package and sensor package including same
CN111897163A (en) * 2020-08-20 2020-11-06 安徽芯瑞达科技股份有限公司 Backlight module device for realizing ultra-low OD by matching LED with lens

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008122941A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light-beam shaper.
US20090032827A1 (en) * 2007-07-30 2009-02-05 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Concave Wide Emitting Lens for LED Useful for Backlighting
JP5719104B2 (en) * 2009-08-24 2015-05-13 株式会社エンプラス Light flux controlling member, light emitting device, surface light source device, and display device
DE102010012712A1 (en) * 2010-03-25 2011-09-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting semiconductor device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001008228A1 (en) * 1999-07-26 2001-02-01 Labosphere Institute Bulk lens, light emitting body, lighting device and optical information system
US6547423B2 (en) 2000-12-22 2003-04-15 Koninklijke Phillips Electronics N.V. LED collimation optics with improved performance and reduced size
JP3778186B2 (en) * 2003-02-18 2006-05-24 株式会社豊田自動織機 Light guide plate
JP4526257B2 (en) * 2003-10-29 2010-08-18 スタンレー電気株式会社 Semiconductor light emitting device
US20050179041A1 (en) * 2004-02-18 2005-08-18 Lumileds Lighting U.S., Llc Illumination system with LEDs

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100967208B1 (en) * 2008-04-23 2010-07-05 서명덕 A convex lens for an illuminator
KR20120088528A (en) * 2009-10-28 2012-08-08 파나소닉 주식회사 Lens sheet, display panel device, and display device
WO2014088260A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 주식회사 루멘스 Light emitting device and backlight unit comprising same
KR101413596B1 (en) * 2012-12-07 2014-07-02 주식회사 루멘스 Light emitting device and backlight unit comprising the same
US9690030B2 (en) 2012-12-07 2017-06-27 Lumens Co., Ltd. Light emitting device including a lens at a predetermined position and backlight unit comprising same
WO2018230885A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-20 주식회사 아모센스 Window cover for sensor package and sensor package including same
KR20180135650A (en) * 2017-06-13 2018-12-21 주식회사 아모센스 Window cover and sensor package
CN110770545A (en) * 2017-06-13 2020-02-07 阿莫善斯有限公司 Window cover for sensor package and sensor package including the same
CN110770545B (en) * 2017-06-13 2021-10-29 阿莫善斯有限公司 Window cover for sensor package and sensor package including the same
US11233168B2 (en) 2017-06-13 2022-01-25 Amosense Co., Ltd. Window cover for sensor package comprising plural radiating units each having an inclined surface disposed to correspond to each of plural light emitting elements
CN111897163A (en) * 2020-08-20 2020-11-06 安徽芯瑞达科技股份有限公司 Backlight module device for realizing ultra-low OD by matching LED with lens

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007029961A1 (en) 2007-03-15
KR100738251B1 (en) 2007-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100738251B1 (en) Light emitting unit and direct light type back light apparatus using the same
JP4087864B2 (en) Flat light emitting device
KR100990813B1 (en) Illumination apparatus
KR100499140B1 (en) Backlight unit
JP4249631B2 (en) Backlight unit
TWI352795B (en) Light emitting device and lighting device having t
US7246931B2 (en) LED light source
JP5394497B2 (en) Thin side-emitting TIR lens for LED
JP5600409B2 (en) Light guide plate, backlight assembly having the same, and display device
WO2011007733A1 (en) Light emitting device, luminous flux control member, and illuminating device provided with light emitting device
TWI460503B (en) Backlight unit
JP5490410B2 (en) Illumination system, optical sensing plate and display device
JP2011014831A (en) Light emitting device, surface light source, and liquid crystal display device
KR20060040502A (en) Light emitting unit and back light apparatus using the same
US7794100B2 (en) Planar light source apparatus, display apparatus and planar illumination method
JP2014207225A (en) Reflection type diffusion lens and lighting device
JP2002289023A (en) Lighting device
KR100974078B1 (en) Diffuser plate comprising optical sheet having optical member and optical sheet having bead particles
US8834003B2 (en) Display apparatus
JP2011009052A (en) Surface light source, and liquid crystal display device
KR100701318B1 (en) Light emitting unit and back light apparatus using the same
KR20090026671A (en) Lens diffusing point source of light for backlight unit
KR20190044870A (en) Display apparatus
KR20140067471A (en) Diffusing light guide film, backlight unit, and liquid crystal display device having thereof
KR101355815B1 (en) Light emitting device and lighting device having the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130701

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140704

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150703

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160624

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170704

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180705

Year of fee payment: 12