KR20080064262A - Lens and backlight unit and liquid crystal display having the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛의 일 예를 도시한 저면 사시도이다.1 is a bottom perspective view showing an example of a light source unit having a lens according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 렌즈의 배면 사시도이다.FIG. 2 is a rear perspective view of the lens shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛의 단면도이다.3 is a sectional view of a light source unit with a lens according to the invention.
도 4는 본 발명에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛의 출사광 형태를 도시한 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing the shape of the emitted light of the light source unit having a lens according to the present invention.
도 5a 내지 도 5d는 종래 기술과 본 발명에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛의 조도 분포도를 각각 나타낸 그래프이다.5A to 5D are graphs showing illuminance distribution diagrams of a light source unit having a lens according to the prior art and the present invention, respectively.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛을 어레이한 상태에서의 조도 균일도를 나타낸 그래프이며, 도 7a 내지 도 7c는 렌즈를 구비하지 않은 광원 유닛을 어레이한 상태에서의 조도 균일도를 나타낸 그래프이다. 6A to 6C are graphs showing illuminance uniformity in an array of light source units having a lens according to the present invention, and FIGS. 7A to 7C are illuminance uniformity in an array of light source units not having a lens; Is a graph.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈를 나타낸 사시도이다.8 is a perspective view showing a lens according to another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛을 포함한 액정표시장치의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.9 is an exploded perspective view showing an example of a liquid crystal display including a light source unit having a lens according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100; 액정표시패널 300; 상부 샤시100; A liquid
400; 광원 유닛 410; 발광 다이오드400; A
420; 램프 450; 렌즈420;
455; 홈 457; 굴절 패턴455;
458; 반사부 600; 확산판458; Reflector 600; Diffuser
700; 광학 시트 800; 몰드 프레임700;
900; 하부 샤시900; Lower chassis
본 발명은 액정표시장치용 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유닛과 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 광원을 패키징하기 용이한 구조로 형성된 액정표시장치용 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유닛과 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lens for a liquid crystal display device and a backlight unit and a liquid crystal display device having the same, and more particularly, a lens for a liquid crystal display device and a backlight unit and a liquid crystal having the same structure having an easy structure for packaging a plurality of light sources. It relates to a display device.
액정표시장치용 백라이트의 광원으로는 전구, 발광 다이오드(LED), 형광램프, 메탈할라이드 램프 등이 주로 사용된다. 이중 발광 다이오드는 수명이 길며, 별도의 인버터가 필요 없고, 경량 및 박형으로 균일 발광이 가능하고 저소비전력 특성이 우수하여, 중소형 액정표시장치용 백라이트 광원으로 많이 사용되고 있다. As a light source of a backlight for a liquid crystal display device, a light bulb, a light emitting diode (LED), a fluorescent lamp, a metal halide lamp, and the like are mainly used. The dual light emitting diode has a long lifespan, does not require an inverter, is light and thin, enables uniform light emission, and has excellent low power consumption. Therefore, it is widely used as a backlight light source for small and medium-sized liquid crystal display devices.
이러한 백라이트 광원 중 점광원인 발광 다이오드는 출사된 광의 분포를 크고, 고르게 하기 위하여, 일반적으로 렌즈를 사용한다. 이러한 렌즈는 각 발광 다 이오드 상부에 패키징되어 발광 다이오드에서 출사되는 빛을 그 정면으로 넓게 확산시켜주는 역할을 한다. 발광 다이오드의 크기가 작으면, 이러한 렌즈를 패키징하기 어려워지며, 발광 다이오드의 개수가 많이 사용되면, 그 만큼 렌즈의 비용이 증가하고, 렌즈를 패키징하는 비용이 많이 들게되어, 결과적으로 백라이트 및 액정표시장치의 제조 비용이 증가하게 된다.A light emitting diode, which is a point light source among these backlight light sources, generally uses a lens to make the distribution of emitted light large and even. Such a lens is packaged on top of each light emitting diode to serve to diffuse light emitted from the light emitting diode to the front of the light emitting diode. If the size of the light emitting diode is small, it is difficult to package such a lens, and if the number of light emitting diodes is used, the cost of the lens is increased by that much, and the cost of packaging the lens is high, resulting in backlight and liquid crystal display. The manufacturing cost of the device increases.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 광원을 패키징하기 용이한 구조로 형성된 액정표시장치용 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유닛과 액정표시장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems, and a technical object of the present invention is to provide a lens for a liquid crystal display device having a structure that is easy to package a plurality of light sources, and a backlight unit and a liquid crystal display device having the same. It is to.
본 발명의 또 다른 목적은 광원의 광 분포 거리를 증가시켜, 균일한 조도를 확보하며. 백라이트 유닛의 불균일한 조도 분포로 인하여 발생하는 휘도 얼룩 및 색 얼룩을 제거할 수 있는 액정표시장치용 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유닛과 액정표시장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to increase the light distribution distance of the light source, ensuring a uniform illuminance. Disclosed is a lens for a liquid crystal display device capable of removing luminance unevenness and color unevenness caused by uneven illuminance distribution of a backlight unit, and a backlight unit and a liquid crystal display device having the same.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 평면으로 형성된 평면부; 상기 평면부와 연접되어 대향되며, 제1 곡률값을 갖는 곡면으로 형성된 곡면부; 상기 평면부 상에 형성되며, 제2 곡률값을 갖는 곡면을 포함하는 홈; 및 상기 홈 내부에 형성된 굴절 패턴을 포함하며, 상기 렌즈는 일 방향으로 연장되어 형성되고, 상기 홈은 상기 일 방향으로 연장되어 형성되는 액정표시장치 용 렌즈가 제공된다.According to an embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention, a flat portion formed in a plane; A curved surface portion formed in a curved surface having a first curvature value, the surface portion being connected to and opposed to the plane portion; A groove formed on the planar portion and including a curved surface having a second curvature value; And a refractive pattern formed in the groove, wherein the lens extends in one direction, and the groove extends in the one direction.
상기 제2 곡률값은 상기 제1 곡률값 보다 큰 것을 특징으로 한다.The second curvature value is greater than the first curvature value.
상기 액정표시장치용 렌즈는 터널 형태로 형성된다.The liquid crystal display lens is formed in a tunnel shape.
상기 홈은 연장방향에 수직방향으로 절단된 단면이 타원 형태로 형성된다.The groove has an elliptical shape in cross section cut in the direction perpendicular to the extension direction.
상기 굴절 패턴은 상기 홈의 곡면 상에 형성된 요철부를 포함한다.The refractive pattern includes an uneven portion formed on the curved surface of the groove.
상기 요철부는 상기 홈의 형태에 상응하게 형성된다.The uneven portion is formed corresponding to the shape of the groove.
상기 곡면부 상에 형성된 반사부를 더 포함한다.It further includes a reflector formed on the curved portion.
상기 반사부 상에 형성된 요철부를 더 포함한다.It further includes an uneven portion formed on the reflecting portion.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 평면으로 형성된 평면부; 상기 평면부와 연접되어 대향되며, 제1 곡률값을 갖는 곡면으로 형성된 곡면부; 상기 평면부 상에 형성되며, 제2 곡률값을 갖는 곡면을 포함하는 홈; 및 상기 홈 내부에 형성된 굴절 패턴을 포함하며, 상기 렌즈는 일 방향으로 연장되어 형성되고, 상기 홈은 상기 일 방향으로 연장되어 형성되는 액정표시장치용 렌즈; 및 상기 렌즈의 홈 내에 배치된 광원으로 구성된 광원 유닛을 포함하는 백라이트 유닛이 제공된다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a flat portion formed in a flat; A curved surface portion formed in a curved surface having a first curvature value, the surface portion being connected to and opposed to the plane portion; A groove formed on the planar portion and including a curved surface having a second curvature value; And a refractive pattern formed in the groove, wherein the lens extends in one direction, and the groove extends in the one direction; And a light source unit configured of a light source disposed in the groove of the lens.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 평면으로 형성된 평면부; 상기 평면부와 연접되어 대향되며, 제1 곡률값을 갖는 곡면으로 형성된 곡면부; 상기 평면부 상에 형성되며, 제2 곡률값을 갖는 곡면을 포함하는 홈; 및 상기 곡면부 상에 형성된 반사부를 포함하며, 상기 렌즈는 일 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 홈은 상기 일 방향으로 연장되어 형성되고, 상기 반사부와 상기 홈 중 적어도 어느 하나에는 굴절 패턴이 형성되는 액정표시장치용 렌즈; 및 상기 렌즈의 홈 내에 배치된 광원으 로 구성된 광원 유닛을 포함하는 백라이트 유닛이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a flat portion formed in a plane; A curved surface portion formed in a curved surface having a first curvature value, the surface portion being connected to and opposed to the plane portion; A groove formed on the planar portion and including a curved surface having a second curvature value; And a reflector formed on the curved portion, wherein the lens extends in one direction, the groove extends in the one direction, and a refractive pattern is formed on at least one of the reflector and the groove. A lens for a liquid crystal display device; And a light source unit configured of a light source disposed in the groove of the lens.
상기 광원은 적어도 하나 이상의 발광 다이오드를 포함한다.The light source includes at least one light emitting diode.
상기 광원은 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.And the light source comprises a lamp.
상기 광원 유닛은 복수개로 구성되어, m×n 매트릭스 형태(m, n은 자연수)로 배치되며, 각 광원 유닛은 소정 간격 이격되어 배치된다.The light source units are configured in plural and arranged in an m × n matrix form (m and n are natural numbers), and each light source unit is disposed at a predetermined interval apart.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 화상을 디스플레이 하기 위한 액정표시패널; 상기 액정표시패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛; 및 상기 백라이트 유닛을 수납하기 위한 수납 부재를 포함하며, 상기 백라이트 유닛은 평면으로 형성된 평면부; 상기 평면부와 연접되어 대향되며, 제1 곡률값을 갖는 곡면으로 형성된 곡면부; 상기 평면부 상에 형성되며, 제2 곡률값을 갖는 곡면을 포함하는 홈; 및 상기 홈 내부에 형성된 굴절 패턴을 포함하며, 상기 렌즈는 일 방향으로 연장되어 형성되고, 상기 홈은 상기 일 방향으로 연장되어 형성되는 액정표시장치용 렌즈; 및 렌즈의 홈 내에 배치된 광원으로 구성된 광원 유닛을 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a liquid crystal display panel for displaying an image; A backlight unit for providing light to the liquid crystal display panel; And an accommodation member for accommodating the backlight unit, wherein the backlight unit comprises a flat portion formed in a plane; A curved surface portion formed in a curved surface having a first curvature value, the surface portion being connected to and opposed to the plane portion; A groove formed on the planar portion and including a curved surface having a second curvature value; And a refractive pattern formed in the groove, wherein the lens extends in one direction, and the groove extends in the one direction; And a light source unit composed of a light source disposed in the groove of the lens.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 화상을 디스플레이 하기 위한 액정표시패널; 상기 액정표시패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛; 및 상기 백라이트 유닛을 수납하기 위한 수납 부재를 포함하며, 상기 백라이트 유닛은 평면으로 형성된 평면부; 상기 평면부와 연접되어 대향되며, 제1 곡률값을 갖는 곡면으로 형성된 곡면부; 상기 평면부 상에 형성되며, 제2 곡률값을 갖는 곡면을 포함하는 홈; 및 상기 곡면부 상에 형성된 반사부를 포함하며, 상기 렌즈는 일 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 홈은 상기 일 방향으로 연장되어 형성되고, 상기 반사부와 상기 홈 중 적어도 어느 하나에는 굴절 패턴이 형성되는 액정표시장치용 렌즈; 및 렌즈의 홈 내에 배치된 광원으로 구성된 광원 유닛을 포함하는 액정표시장치가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a liquid crystal display panel for displaying an image; A backlight unit for providing light to the liquid crystal display panel; And an accommodation member for accommodating the backlight unit, wherein the backlight unit comprises a flat portion formed in a plane; A curved surface portion formed in a curved surface having a first curvature value, the surface portion being connected to and opposed to the plane portion; A groove formed on the planar portion and including a curved surface having a second curvature value; And a reflector formed on the curved portion, wherein the lens extends in one direction, the groove extends in the one direction, and a refractive pattern is formed on at least one of the reflector and the groove. A lens for a liquid crystal display device; And a light source unit composed of a light source disposed in the groove of the lens.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛의 일 예를 도시한 저면 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 렌즈의 배면 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛의 단면도이다. 1 is a bottom perspective view showing an example of a light source unit having a lens according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a rear perspective view of the lens shown in Figure 1, Figure 3 is a lens according to the invention It is sectional drawing of the provided light source unit.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광원 유닛(400)은 발광 다이오드(410) 및 렌즈(450)를 포함한다. 1 to 3, the
광원 유닛(400)은 복수개의 발광 다이오드(410)를 포함하며, 각 발광 다이오드(410)는 소정 간격으로 이격되어 일렬로 배치된다. The
렌즈(450)는 복수개의 발광 다이오드(410)를 일괄적으로 커버할 수 있도록 발광 다이오드(410)가 배치된 방향으로 연장된 형태 즉, 바(bar) 형태로 형성되고, 그 하부면에 홈(455)이 형성되며, 홈(455)에는 굴절 패턴(457)이 형성된다. 렌즈(450)의 홈(455) 내부에는 복수개의 발광 다이오드(410)가 소정 간격 이격되어 배치된다. 복수개의 발광 다이오드(410) 상에 배치된 렌즈(450)는 발광 다이오드(410)에서 출사되는 광의 경로를 변경시키는 역할을 수행한다. 이때, 렌즈(450)는 발광 다이오드(410)에서 상방으로 출사되는 광의 경로를 측면 방향으로 굴절시켜서, 발광 다이오드(410)에서 출사된 광의 분포를 확산시키는 역할을 수행한다. The
렌즈(450)는 평면으로 형성된 평면부(451)와, 이러한 평면부(451)와 연접되어 대향되며, 제1 곡률값(C1)을 갖는 곡면으로 형성된 곡면부(452), 및 평면부(451) 상에 형성되며, 제2 곡률값(C2)을 갖는 곡면을 포함하는 홈(455)으로 구성되며, 홈(455)의 곡면 상에는 굴절 패턴(457)이 형성된다. 이때, 굴절 패턴(457)은 홈(455)의 형태에 상응하게 형성된 요철부를 포함하며, 본 실시예에서 요철부는 U자형 그루브(groove)의 형태로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변형될 수 있다.The
또한, 렌즈(450)는 전체적으로 일 방향으로 연장되어 형성되어 바(bar) 형태로 형성되며, 평면부(451) 상에 형성된 홈(455) 역시 렌즈(450)가 형성된 방향으로 연장되어 형성된다. 이때, 홈(455)의 곡면이 갖는 제2 곡률값(C2)은 곡면부(452)의 제1 곡률값(C1) 보다 크게 형성된다.In addition, the
렌즈(450)는 일 면(즉, 평면부(451))은 평면이고, 타 면(즉, 곡면부(452))은 곡면인 바 형태로 형성되고, 렌즈의 평면부(451) 즉, 렌즈의 하부면에 형성된 홈(455)은 연장방향 즉, 길이방향에 수직방향으로 절단된 단면이 타원 형태로 형성되어, 렌즈(450)는 전체적으로 터널 형태로 형성된다. The
본 실시예의 경우, 광원 유닛(400)은 광원으로서 발광 다이오드를 예로서 설명하고 있으나, 광원이 발광 다이오드로 한정되는 것은 아니며, 냉음극 형광램프(CCFL) 또는 외부전극 형광램프(EEFL) 등과 같은 선광원이 사용될 수도 있다. In the present embodiment, the
도 4는 본 발명에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛의 출사광 형태를 도시한 개념도이다. 4 is a conceptual diagram showing the shape of the emitted light of the light source unit having a lens according to the present invention.
도 4를 참조하여, 렌즈(450)의 홈(455) 내에 배치된 발광 다이오드(410)에서 출사된 광의 경로를 살펴보면, 발광 다이오드(410)에서 출사된 광(L1)은 대부분 상방으로 진행하다가, 제2 곡률값(C2)을 갖는 곡면에 입사되면서 측방으로 굴절된 제1 굴절광(L2)으로 변경되고, 제1 굴절광은 렌즈 내부를 진행하다가 제1 곡률값(C1)을 갖는 곡면부(452)에 입사되면서 다시 한번 측방으로 굴절된 제2 굴절광(L3)으로 변경되어 렌즈 외부로 출사된다. 즉, 발광 다이오드에서 출사된 광은 렌즈를 통하여 수평 방향(즉, 렌즈의 폭 방향)으로 굴절되어 출사된다. Referring to FIG. 4, when looking at the path of the light emitted from the
또한, 발광 다이오드(410)에서 출사된 광(L1)은 대부분 상방으로 진행하다가, 제2 곡률값(C2)을 갖는 곡면 상에 형성된 굴절 패턴(457)에 입사되면서 제3 굴절광(L4)으로 변경되고, 제3 굴절광은 렌즈 내부를 진행하다가 제1 곡률값(C1)을 갖는 곡면부(452)에 입사되면서 다시 한번 측방으로 굴절된 제4 굴절광(L5)으로 변경되어 렌즈 외부로 출사된다. 이때, 제3 및 제4 굴절광은 굴절 패턴에 의해서 제1 및 제3 굴절광과 대체로 교차되는 방향으로 굴절된다. 즉, 발광 다이오드에서 출사된 광은 렌즈를 통하여 수직 방향(즉, 렌즈의 길이 방향)으로 굴절되어 출사된다.In addition, the light L 1 emitted from the
그 결과, 발광 다이오드(410)에서 출사된 광은 렌즈(450)를 통하여 측방으로 굴절되어 출사되므로, 발광 다이오드의 상부에 집중되지 않고, 출사광의 분포가 넓 어지는 효과를 가져오게 된다. 또한, 홈(455) 내부에 굴절 패턴(457)을 형성함으로써, 수직 방향(즉 렌즈의 길이 방향)으로 출사되는 광 성분이 증가되어, 출사광의 수평 방향과 수직 방향으로 균일한 조도 분포를 얻을 수 있게 된다.As a result, since the light emitted from the
도 5a 내지 도 5d는 종래 기술과 본 발명에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛의 조도 분포도를 각각 나타낸 그래프이다.5A to 5D are graphs showing illuminance distribution diagrams of a light source unit having a lens according to the prior art and the present invention, respectively.
도 5a는 굴절 패턴이 형성되지 않은 바 형태의 렌즈를 통하여 출사된 광의 조도 분포도이며, 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 실시예에 따라 굴절 패턴이 형성된 바 형태의 렌즈를 통하여 출사된 광의 조도 분포도이고, 도 5d는 렌즈를 구비하지 않은 경우의 조도 분포도이다. 도 5a 내지 도 5c에서 사용된 바 형태의 렌즈는 전체 길이가 300mm, 폭이 13.4mm, 높이가 15.4mm이며, 홈의 높이는 5mm, 홈의 폭은 4mm로 형성되며, 도 5b에 도시된 렌즈에 형성된 굴절 패턴은 깊이와 폭이 각각 0.7mm와 1.2mm로 형성되고, 도 5c에 도시된 렌즈에 형성된 굴절 패턴은 깊이와 폭이 각각 1.2mm와 1.2mm로 형성된다.5A is an illuminance distribution diagram of light emitted through a bar-shaped lens without a refractive pattern formed, and FIGS. 5B and 5C are illuminance distribution diagrams of light emitted through a bar-shaped lens with a refractive pattern formed according to an embodiment of the present invention; 5D is an illuminance distribution diagram when no lens is provided. The bar-shaped lens used in FIGS. 5A to 5C has a total length of 300 mm, a width of 13.4 mm, and a height of 15.4 mm, a groove height of 5 mm, and a groove width of 4 mm. The formed refractive patterns are formed in the depth and width of 0.7mm and 1.2mm, respectively, and the refractive patterns formed in the lens shown in FIG. 5C are formed in the depth and width of 1.2mm and 1.2mm, respectively.
도 5a에 도시된 조도 분포는 도 5d에 도시된 조도 분포와 비교하여, 수직 방향(즉, 렌즈의 길이 방향)의 광의 분포 거리에 비하여, 수평 방향(즉, 렌즈의 폭 방향)의 광의 분포 거리가 큼을 알 수 있다. 그 이유는 발광 다이오드에서 출사된 광은 렌즈를 통하여 수평 방향으로 굴절되어 출사되므로, 수직 방향의 광의 분포 거리에 비하여 수평 방향의 광 분포 거리가 커지게 된다.The illuminance distribution shown in FIG. 5A is compared with the illuminance distribution shown in FIG. 5D, compared with the distribution distance of light in the vertical direction (ie, the longitudinal direction of the lens), and the distribution distance of light in the horizontal direction (ie, the width direction of the lens). You can see the greater. The reason is that the light emitted from the light emitting diode is refracted and emitted in the horizontal direction through the lens, so that the light distribution distance in the horizontal direction becomes larger than the distribution distance of the light in the vertical direction.
도 5b 및 도 5c에 도시된 조도 분포는 도 5a에 도시된 조도 분포와 비교하 여, 수직 방향(즉 렌즈의 길이 방향)으로 출사되는 광 성분이 증가되어, 출사광의 수평 방향과 수직 방향의 조도 분포가 균일하다. 본 시뮬레이션에서는 굴절 패턴의 깊이가 더 깊게 형성된 도 5c 경우가 수평 방향과 수직 방향의 조도 분포가 가장 균일하게 분포된다.The illuminance distributions shown in FIGS. 5B and 5C have increased light components emitted in the vertical direction (that is, the longitudinal direction of the lens) as compared with the illuminance distribution shown in FIG. 5A, so that the illuminance distribution in the horizontal and vertical directions of the emitted light is increased. Is uniform. In the simulation, the illumination distribution in the horizontal direction and the vertical direction is most uniformly distributed in the case of FIG. 5C in which the depth of the refractive pattern is deeper.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛을 어레이한 상태에서의 조도 균일도를 나타낸 그래프이며, 도 7a 내지 도 7c는 렌즈를 구비하지 않은 광원 유닛을 어레이한 상태에서의 조도 균일도를 나타낸 그래프이다. 6A to 6C are graphs showing illuminance uniformity in an array of light source units having a lens according to the present invention, and FIGS. 7A to 7C are illuminance uniformity in an array of light source units not having a lens; Is a graph.
도 6a 내지 도 6c에는 소정 간격으로 배치된 복수의 발광 다이오드 상에 바 형태의 렌즈를 배치한 후, 본 발명의 실시예에 따른 굴절 패턴이 형성된 렌즈를 통하여 출사된 광의 조도 균일도가 도시되며, 도 7a 내지 도 7c에는 소정 간격으로 배치된 복수의 발광 다이오드에서 직접 출사된 광의 조도 균일도가 도시된다. 이때, 도 6a 및 도 7a는 인접한 발광 다이오드의 간격이 40mm이며, 도 6b 및 도 7b는 인접한 발광 다이오드의 간격이 30mm이고, 도 6c 및 도 7c는 인접한 발광 다이오드의 간격이 20mm이다.6A to 6C illustrate illuminance uniformity of light emitted through a lens having a refractive pattern according to an exemplary embodiment of the present invention after arranging a bar-shaped lens on a plurality of light emitting diodes disposed at predetermined intervals. 7A to 7C show illuminance uniformity of light emitted directly from a plurality of light emitting diodes arranged at predetermined intervals. 6A and 7A have a distance of 40 mm between adjacent light emitting diodes, FIGS. 6B and 7B have a distance of 30 mm between adjacent light emitting diodes, and FIGS. 6C and 7C have a distance of 20 mm between adjacent light emitting diodes.
본 발명의 실시예에 따라 굴절 패턴이 형성된 렌즈의 경우, 발광 다이오드의 간격이 40mm간격일 때, 얼룩이 시인되지만, 30mm 이하에서는 시인되지 않음을 알 수 있다. 반면에, 렌즈를 사용하지 않은 경우에는 30mm에서도 얼룩이 시인되며, 20mm의 경우에 얼룩이 제거됨을 알 수 있다. In the case of the lens having the refractive pattern according to the exemplary embodiment of the present invention, when the distance between the light emitting diodes is 40 mm, the stain is visually recognized, but it can be seen that it is not visible at 30 mm or less. On the other hand, when the lens is not used, the stain is recognized even at 30 mm, and in the case of 20 mm, the stain is removed.
따라서, 굴절 패턴이 형성된 렌즈를 사용할 경우, 발광 다이오드 간의 간격 을 증가시킴으로써, 발광 다이오드의 개수를 줄일 수 있고, 굴절 패턴에 의해서 등방향(원형)으로 광을 확산시킴으로써, 줄무늬 얼룩을 제거할 수 있게 된다.Therefore, when using a lens having a refractive pattern, the number of light emitting diodes can be reduced by increasing the spacing between the light emitting diodes, and the streaks can be removed by diffusing light in the same direction (circular) by the refractive pattern. do.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈를 나타낸 사시도이다.8 is a perspective view showing a lens according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 렌즈(450)는 평면으로 형성된 평면부(451)와, 이러한 평면부(451)와 연접되어 대향되며, 제1 곡률값(C1)을 갖는 곡면으로 형성된 곡면부(452)와, 평면부(451) 상에 형성되며, 제2 곡률값(C2)을 갖는 곡면을 포함하는 홈(455)과, 곡면부(452) 상에 형성된 반사부(458)를 포함하며, 반사부(458) 상에는 굴절 패턴이 형성된다. 본 실시예의 경우, 반사부(458) 상에만 굴절 패턴이 형성되나, 홈(455)의 곡면 상에도 굴절 패턴(457)이 형성될 수 있으며, 홈(455)의 곡면 상에만 굴절 패턴이 형성될 수도 있다. 이때, 굴절 패턴(457)은 렌즈의 길이 방향과 수직 방향으로 연장되는 요철부(도 8a) 또는 렌즈의 길이 방향과 동일한 방향으로 연장되는 요철부(도 8b) 또는 U자형 그루브(groove)의 형태로 형성된 요철부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변형될 수 있다.Referring to FIG. 8, the
렌즈(450)는 전체적으로 일 방향으로 연장되어 형성되어 바(bar) 형태로 형성되며, 평면부(451) 상에 형성된 홈(455) 역시 렌즈(450)가 형성된 방향으로 연장되어 형성된다. 이때, 홈(455)의 곡면이 갖는 제2 곡률값(C2)은 곡면부(452)의 제1 곡률값(C1) 보다 크게 형성된다.The
렌즈(450)는 일 면(즉, 평면부(451))은 평면이고, 타 면(즉, 곡면부(452))은 곡면인 바 형태로 형성되고, 렌즈의 평면부(451) 즉, 렌즈의 하부면에 형성된 홈(455)은 연장방향 즉, 길이방향에 수직방향으로 절단된 단면이 타원 형태로 형성되어, 렌즈(450)는 전체적으로 터널 형태로 형성된다. The
본 실시예의 경우, 반사부(458)는 렌즈의 곡면부(452)를 통하여 출사된 광을 측방으로 전반사되도록, 그 단면이 전체적으로 M자 형태로 형성된 전반사면으로 형성된다. 그러나, 이에 반사부의 형태가 이에 한정되는 것은 아니며, 광을 다양한 방향으로 굴절 또는 반사시키기 위하여, 다양하게 변형될 수 있다.In the present exemplary embodiment, the
도 9는 본 발명에 따른 렌즈를 구비한 광원 유닛을 포함한 액정표시장치의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.9 is an exploded perspective view showing an example of a liquid crystal display including a light source unit having a lens according to the present invention.
도 9를 참조하면, 액정표시장치는 상부 샤시(300), 액정표시패널(100), 구동 회로부(220, 240), 확산판(600), 다수의 광학 시트(700), 광원 유닛(400), 몰드 프레임(800) 및 하부 샤시(900)를 포함한다.Referring to FIG. 9, the LCD includes an
몰드 프레임(800)의 내부에는 소정의 수납 공간이 형성되며, 몰드 프레임의 수납 공간에는 확산판(600), 다수의 광학 시트(700) 및 광원 유닛(400)으로 구성된 백라이트 유닛이 배치되고, 이러한 백라이트 유닛의 상부에는 화상을 디스플레이 하는 액정표시패널(100)이 배치된다. A predetermined storage space is formed inside the
구동 회로부(220, 240)는 액정표시패널(100)과 연결되며, 콘트롤 IC을 탑재하고 TFT 기판(120)의 게이트 라인에 소정의 게이트 신호를 인가하기 위한 게이트측 인쇄회로기판(224)과, 콘트롤 IC(integrated circuit)를 탑재하고 TFT 기 판(120)의 데이터 라인에 소정의 데이터 신호를 인가하기 위한 데이터측 인쇄회로기판(244)과, TFT 기판(120)과 게이트측 인쇄회로기판(224) 사이를 연결하기 위한 게이트측 연성 인쇄회로기판(222)과, TFT 기판(120)과 데이터측 인쇄회로기판(244) 사이를 연결하기 위한 데이터측 연성 인쇄회로기판(242)을 포함한다. 게이트측 및 데이터측 인쇄회로기판(224, 244)은 게이트 구동신호 및 외부의 영상신호를 인가하기 위해 게이트측 및 데이터측 연성 인쇄회로기판(222, 242)에 접속된다. 이때, 게이트측 및 데이터측 인쇄회로기판(224, 244)을 통합하여 하나의 인쇄회로기판으로 형성할 수도 있다. 또한, 연성 인쇄회로기판(222, 242)에는 구동 IC(미도시)가 탑재되어 있어, 인쇄회로기판(224, 244)으로부터 생성된 RGB(Read, Green, Blue) 신호 및 전원 등을 액정표시패널(100)에 전송한다. The driving
광원 유닛(400)은 인쇄회로기판(410), 인쇄회로기판(410) 상에 j×k 매트릭스 형태로 배치된 발광 다이오드(410) 및 발광 다이오드(410) 상에 m×n 매트릭스 형태로 배치된 렌즈(450)를 포함한다. 이때, j=9, k=5이며, m=1, n=5이나, 이러한 j, k, m, n은 다양하게 변형될 수 있다. 발광 다이오드(410)에서 출사된 광은 렌즈(450)를 통하여 측방으로 굴절되어 출사되므로, 발광 다이오드의 상부에 집중되지 않고, 출사광의 분포가 넓어지는 효과를 가져오게 된다. The
확산판(600) 및 다수의 광학 시트(700)는 광원 유닛(400) 상부에 배치되어 광원 유닛(400)에서 출사된 광의 휘도 분포를 균일하게 한다. 상부 샤시(300)는 액정표시패널(100)의 가장자리 부분 즉, 비표시 영역과 몰드 프레임(800)의 측면과 하부면 일부를 덮도록, 몰드 프레임(800)에 체결된다. 하부 샤시(900)는 몰드 프레 임(800)의 하부에 설치되어, 몰드 프레임의 수납 공간을 폐쇄하는 역할을 수행한다.The
본 실시예의 경우, 광원 유닛의 광원으로 발광 다이오드를 예로서 상술하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 램프와 같은 선광원이 사용될 수도 있다.In the present embodiment, the light emitting diode is described as an example of the light source of the light source unit.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 액정표시장치용 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유닛과 액정표시장치의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only an exemplary embodiment of a lens for a liquid crystal display according to the present invention, a backlight unit having the same, and a liquid crystal display, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the claims As claimed, any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 렌즈를 복수의 광원을 동시에 패키징할 수 있도록 길게 형성함으로써, 광원 유닛의 패키징 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과를 얻는다.As described above, according to the present invention, the lens is formed long to package a plurality of light sources at the same time, thereby obtaining the effect of reducing the packaging time and cost of the light source unit.
본 발명에 따른 렌즈를 광원 상에 부착함으로써, 광 분포 거리가 증가되어, 균일한 조도를 얻을 수 있게 된다. 그 결과, 광원 유닛의 광 효율이 증가되어, 광원의 개수를 절감시킬 수 있게 된다. 또한, 균일한 조도 분포를 얻게 되어, 휘도 얼룩과 색 얼룩의 발생을 방지할 수 있게 된다.By attaching the lens according to the invention on the light source, the light distribution distance is increased, so that uniform illuminance can be obtained. As a result, the light efficiency of the light source unit is increased, so that the number of light sources can be reduced. In addition, a uniform illuminance distribution can be obtained, whereby occurrence of luminance unevenness and color unevenness can be prevented.
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US9645299B2 (en) | 2010-04-01 | 2017-05-09 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light unit and display apparatus having the same |
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