KR20080089033A - 다중 배열 프리즘 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유니트 - Google Patents

다중 배열 프리즘 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유니트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 배열 프리즘 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유니트를 개시한다.
본 발명에 따른 백라이트 유니트는, 광을 조사하는 적어도 하나의 광원과; 상기 광원으로부터 입사된 광을 복수개로 분할하는 적어도 하나의 다중 배열 프리즘 렌즈와; 상기 다중배열 프리즘 렌즈에서 출사된 광을 가이드하는 도광판을 포함하는 백라이트 유니트이다.
광 분할, 다중 배열 프리즘 렌즈

Description

다중 배열 프리즘 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유니트 {Poly Integrated Prism Lens and Back Light Unit therewith}
도 1은 일반적인 LED 발광 백라이트 유니트의 사시도이다.
도 2는 도 1의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배열 프리즘 렌즈의 하나의 렌즈에 대한 정면 사시도이다.
도 4는 도 3의 렌즈에 대하여 다른 방향에서 본 사시도이다.
도 5는 도 4의 렌즈를 위에서 본 조립 평면도이다.
도 6은 도 4의 렌즈를 위에서 본 경우의 광 진행 경로를 설명하는 개략도이다.
도 7은 도 4의 렌즈를 X 방향에서 본 경우의 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배열 프리즘 렌즈가 장착된 백라이트 유니트의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 백라이트 유니트의 조립 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 배열 프리즘 렌즈를 위에서 본 경우의 광 진행 경로를 설명하는 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
106: 프리즘 렌즈 106a: 상부 렌즈 요소
106b: 하부 렌즈 요소 107a: 제 1 반사면
107b: 제 2 반사면 108a: 제 1 출사면
108b: 제 2 출사면 110: 입사면
140: LED 칩 102: 프레임
130: 도광판 112: 반사 플레이트
100: 백라이트 유니트
본 발명은 다중 배열 프리즘 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유니트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RGB 광원에서 각각 생성된 광이 도광판에 입사하여 도광판 내에서 혼합되기 전에 각각의 색상의 광원에서 생성된 광을 복수개로 분할하여 실제 존재하는 특정 색상의 광원의 개수보다 훨씬 더 많은 광원을 조밀하게 사용한 것과 동일한 효과를 내어 광의 혼합 거리를 단축시킬 수 있는 다중 배열 프리즘 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유니트에 관한 것이다.
본 발명은 특히 가장자리 발광형 백라이트 유니트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원에서 출사된 소정의 색상의 광이 보다 조밀하게 분할될 수 있도록 구조가 개선된 백라이트 유니트에 관한 것이다.
통상적으로 수광형 평판 디스플레이의 일종인 액정표시장치는 그 자체가 발 광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 빛이 입사되어 화상을 형성한다. 이를 위하여 액정표시장치의 배면에는 백라이트 유니트가 설치되어 광을 조사한다. 이 백라이트 유니트는 액정표시장치 뿐만 아니라 조명간판 등과 같은 면광원장치에도 사용된다.
백라이트 유니트는 광원의 배치형태에 따라서 직하발광형(direct light type)과, 가장자리 발광형(edge light type)을 분류된다. 직하발광형은 액정패널의 바로 아래에 설치된 램프가 광을 액정패널에 직접 조사하는 방식이다. 가장자리 발광형은 도광판(LGP: Light Guide Panel)의 가장자리 쪽에 설치된 램프가 광을 조사하고, 이 조사된 광을 도광판을 통하여 액정패널에 전달하는 방식이다.
도 1은 상대적으로 작은 면적의 점광원인 LED 칩을 사용하는 일반적인 가장자리 발광형 백라이트 유니트의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도광판(10)의 일측 가장자리(11)에 작지만 소정의면적을 가지는 LED(20)가 설치된다. 도광판(10)의 저면에는 LED(20)로부터 입사된 광을 출광면(12)으로 방출시키기 위한 홀로그램패턴(30)이 형성되어 있다. 상기 LED(20)는 도광판(10)의 가장자리(11)를 향하여 광을 방출한다.
한편, 이러한 일반적인 구조의 백라이트 유니트에서 LED(20)는 각각 R(적색), G(녹색), B(청색) 색상의 LED 칩이다. 따라서, 각각의 색상의 LED(20)에서는 소정의 색상의 광이 생성되게 되는데 이러한 R, G, B 의 광이 도광판 내부에서 서로 혼합되어 출광면(12)을 통하여 출사되는 광은 백색광이 된다. 그런데, R, G, B의 광이 서로 섞여서 백색광이 되기 위해서는 각각의 색상의 광이 혼합되기 위한 충분 한 공간이 확보되어야 한다. 그런데, LED(20)로부터 소정의 거리(D) 만큼 거리에서 각각의 고유의 색상이 희석되고 백색광이 생성된다면 백라이트 유니트의 가장자리에는 백색광이 아닌 R, G, B의 색상이 보이게 되어 백색광이 적절하게 형성되지 못하는 문제가 있고, 이러한 거리(D)가 길어지면 길어질수록 백라이트의 크기가 커지는 문제점이 있다.
본 발명의 다중 배열 프리즘 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유니트는, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고유의 색상의 광원에서 발생된 광을 서로 혼합하는 거리를 단축할 수 있도록 각각의 광원에서 발생된 광을 분할하여 혼합되게 할 수 있는 다중 배열 프리즘 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유니트를 제공한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유니트는,
광을 조사하는 적어도 하나의 광원과;
상기 광원으로부터 입사된 광을 복수개로 분할하는 적어도 하나의 다중 배열 프리즘 렌즈와;
상기 다중배열 프리즘 렌즈에서 출사된 광을 가이드하는 도광판을 포함한다.
한편, 상기 다중 배열 프리즘 렌즈는 광을 분할하여 유도하는 적어도 두 개의 렌즈 요소를 포함한다.
여기서, 상기 렌즈 요소는 입사면이 되는 일측면을 서로 공유하며 상면과 하면이 소정의 사잇각의 마름모 형상인 육면체로 되어 상하로 부분적으로 겹쳐져서 일체로 형성된 상측 렌즈 요소와 하측 렌즈 요소를 포함한다.
상기 광원은 LED 칩일 수 있다.
한편, 상기 LED 칩은 상기 일측면에 배치된다.
상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 일측면에 평행한 출사면을 각각 구비한다.
상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 상측에서 볼 경우 상기 일측면의 중심에서 수직하게 연장되는 방향을 기준으로 서로 대칭적으로 배치된다.
상기 LED 칩은 소정의 면적을 구비하여, 상기 LED 칩은 상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소에 동시에 대응되도록 상기 일측면에 배치된다.
특히, 상기 LED 칩은 상기 일측면의 중앙에 배치된다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배열 프리즘 렌즈는, 광원으로부터 입사된 광을 복수개로 분할하도록 적층하여 배치되는 두 개 이상의 렌즈 요소를 포함한다.
여기서, 상기 렌즈 요소는 각각의 육면체의 상면과 하면이 마름모 형상인 상측 렌즈 요소 및 하측 렌즈 요소를 포함한다.
상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 입사면이 되는 일측면을 서로 공유하며, 각각의 육면체가 상하로 부분적으로 겹쳐져서 일체로 형성된다.
상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 상기 일측면에 평행한 출사면 을 각각 구비한다.
상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 상측에서 볼 경우 상기 일측면의 중심에서 수직하게 연장되는 방향을 기준으로 서로 대칭적으로 배치된다.
상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 서로 동일한 두께로 형성된다.
한편, 상기 일측면의 중앙에는 광원이 장착되는 홈이 형성된다.
상기 홈은 상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소 모두에 대하여 대응되는 높이로 형성된다.
상기 홈은 상기 상측 렌즈와 상기 하측 렌즈 요소 모두에 대하여 대응되는 폭으로 형성된다.
이하 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 배열 프리즘 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유니트를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배열 프리즘 렌즈 1개에 대한 정면 사시도이고, 도 4는 도 3의 렌즈에 대하여 다른 방향에서 본 사시도이며, 도 5는 도 4의 렌즈를 위에서 본 조립 평면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배열 프리즘 렌즈(106)는 두 개의 렌즈 요소인 상측 렌즈 요소(106a)와 하측 렌즈 요소(106b)를 포함한다. 여기서, 렌즈 요소의 개수는 반드시 2개에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 두 개층 이상의 층으로 다수개의 렌즈 요소가 사용되어 적층 배치될 수도 있다 .
상기 상측 렌즈 요소(106a)와 상기 하측 렌즈 요소(106b)는 서로 적층하여 배치되어 광원(140)으로부터 다중 배열 프리즘 렌즈로 입사된 광을 복수개로 분할하게 된다. 여기서, 상기 상측 렌즈 요소(106a)와 상기 하측 렌즈 요소(106b)의 상면과 하면은 인접한 두 개의 변 사이의 사잇각이 90도 미만으로 되어 경사진 형태의 평형사변형 형상으로, 즉 마름모 형상으로 될 수 있다. 수학적으로 엄격히 말할 경우, 마름모 형상은 4변의 길이가 모두 동일한 조건이어야 하지만, 본 발명에서 말하는 마름모 형상은 인접한 두변의 사이의 사잇각이 90도 미만으로되어 기울어진 평형사변형을 의미한다. 상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 그 자체로는 육면체이다.
한편, 도 4를 참조하면 명확히 드러나듯이, 상기 상측 렌즈 요소(106a)와 상기 하측 렌즈 요소(106b)는 광원으로부터 광이 입사하는 입사면(110)이 되는 일측면을 공유한다. 즉, 상기 상측 렌즈 요소(106a)와 상기 하측 렌즈 요소(106b)을 이루는 육면체의 일면은 동일편면상에 나란하게 배치되어 상측 렌즈 요소와 하측 렌즈 요소가 일체를 이룬다. 여기서, 상기 상측 렌즈 요소(106a)와 상기 하측 렌즈 요소(106b)는 각각의 육면체가 상하로 부분적으로 겹쳐져서 일체로 형성된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 상측 렌즈 요소(106a)와 상기 하측 렌즈 요소(106b)는 입사면(110)인 일측면에 평행한 출사면(108)인 제 1 출사면(108a)과 제 2 출사면(108b)을 각각 구비한다.
도 3을 참조하면, 상기 상측 렌즈 요소(106a)와 상기 하측 렌즈 요소(106b)가 부분적으로 겹쳐져서 적층된 구조에서, 상기 하측 렌즈 요소(106b)의 상면은 삼 각형 형상으로 상측 방향으로 노출되며, 상기 상측 렌즈 요소(106a)의 하면은 역시 삼각형 형상으로 하측 방향으로 노출된다.
특히 상기 상측 렌즈 요소(106a)와 상기 하측 렌즈 요소(106b)는 상측에서 볼 경우, 입사면(110)인 일측면에 수직하게 연장되는 축방향(X 방향)을 기준으로 서로 대칭적으로 배치되며, 이러한 구조는 도 5에 명확히 도시된다.
상기 상측 렌즈 요소(106a)의 제 1 출사면(108a)와 상기 하측 렌즈 요소(106b)의 제 2 출사면(108b)는 동일 평면에서 나란하게 되는 관계로 형성되며, 상기 상측 렌즈 요소의 제 1 출사면(108a)과 상기 입사면(110) 사이의 측면 중 꼭지점 (124, 120, 130, 136)이 이루는 면은 제 1 반사면(107a)을 형성한다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 하측 렌즈 요소(106b)의 제 2 출사면(108b)과 상기 입사면(110) 사이의 측면 중 4개의 꼭지점(120, 134, 138, 152)이 이루는 면은 제 2 반사면(107b)을 형성한다.
상기 제 1 반사면(107a)과 상기 제 1 출사면(108a)에 동시에 접하는 변(120-124)은 상기 제 2 반사면(107a)과 상기 제 2 출사면(108b)에 동시에 접하는 변(120-134)에 대하여 연장되는 선이다. 따라서 상기 꼭지점(120)을 중심으로 제 1 출사면(108a)과 제 2 출사면(108b)은 점 대칭관계에 놓이게 된다.
한편, 상기 상측 렌즈 요소(106)와 상기 하측 렌즈 요소(106b)는 서로 동일한 두께(Y 축방향 길이)로 형성되는 것이 바람직하다.
입사면(110)이 되는 상기 일측면은 사각형 형상의 면이며, 그 중앙에는 광원이 장착되는 홈(170)이 형성되고, 홈(170)의 크기는 광원인 LED 칩(140)의 폭(W)과 높이(H)에 대응되게 형성된다. 실제로 도시된 바와 같이 상기 LED 칩(140)의 형상은 그 단면이 사각형으로 한정되는 것은 아니며, 상기 LED 칩(140)은 그 단면은 예를 들어 원형의 형상일 수도 있으며, 이 경우 LED 칩(140)이 장착되는 홈(170)의 크기는 대응되는 크기의 원형의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 홈(170)은 상기 렌즈 요소(106a)와 상기 하측 렌즈 요소(106b) 모두에 대하여 대응되는 위치(높이)에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 LED칩(140)은 입사면인 일측면의 세로 가장자리의 중심점인 꼭지점(130, 138)을 연결하는 가상의 선에 걸쳐지게 배치된다. 따라서, 상기 LED 칩(140)의 절반부위의 상측은 상측 렌즈 요소(106a)에 대응되고, 상기 LED 칩(140)의 절반부 아래의 하측은 하측 렌즈 요소(106b)에 대응되게 된다.
도 5는 도 4의 다중 배열 프리즘 렌즈에 광원인 LED 칩이 조립된 상태를 위에서 본 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 광원인 LED 칩(140)이 장착되는 홈은 상기 상측 렌즈 요소(106a)와 상기 하측 렌즈 요소(106b) 모두에 대하여 대응되도록 배치되며 폭이 결정되므로, 결국 이러한 홈에 장착되는 LED 칩(140)의 폭(W)은 상측 렌즈 요소와 하측 렌즈 요소에 걸쳐서 연장되는 길이로 된다.
도 6은 도 5의 평면도를 기초로 광원에서 생성된 광의 진행 경로를 도시하는 개략적인 도면이다.
광원인 LED 칩(140)은 거시적인 차원에서 점광원이지만, 실제 완벽한 점이 아니라 어느 정도의 면적을 가지는 점광원이다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같 이, LED 칩(140)에도 위치에 따라서 광의 진행 경로를 구분하여 살펴볼 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, LED 칩(140)의 지점(a)에서 발생되고 LED 칩의 절반부의 상측에서 발생된 광은 상측 렌즈 요소(106a)의 제 1 반사면(107a)에서 전반사되어 도 6을 기준으로 우측으로 경로가 변경된 후, 다시 상측 렌즈 요소(106a)의 제 1 반사면에 나란한 면인 제 3 반사면(107c)에서 전반사된후 제 1 출사면(108a)를 통하여 나가게 되는 광(La)를 형성하게 된다.
한편, LED칩(140)의 지점(b)에서 발생된 광은 상측 렌즈 요소(106a)의 중앙의 꼭지점(120)을 향하여 반사 없이 그래도 직진하여 출사되는 광(Lb)를 형성하게 된다. 또한, LED칩(140)의 지점(c)에서 발생되고 LED 칩의 절반부의 상측에서 발생된 광은 상측 렌즈 요소 내부에서 전진하는 동안 아무런 반사면을 만나지 않으므로 그대로 제1 출사면(108a)을 통하여 나가게 된다.
한편, LED칩의 지점(c)에서 발생되고 LED 칩의 절반부의 하측에서 발생된 광은 하측 렌즈 요소(106b)의 제 2 반사면(107b)에서 전반사되어 도 6을 기준으로 좌측으로 경로가 변경된 후, 다시 하측 렌즈 요소(106b)의 제 2 반사면(107b)에 나란한 면인 제 4 반사면(107d)에서 전반사된후 제 2 출사면(108b)를 통하여 나가게 되는 광(Lc)를 형성하게 된다.
또한, LED칩(140)의 지점(a)에서 발생되고 LED 칩의 절반부의 하측에서 발생된 광은 하측 렌즈 요소(106b) 내부에서 직진하는 동안 아무런 반사면을 만나지 않으므로 그대로 제2 출사면(108b)을 통하여 나가게 된다.
도 7은 LED 칩의 폭의 위치에 따른 LED 칩과 다중 배열 프리즘 렌즈의 입사 면(110)인 일측면의 관계를 나타내는 도면이다.
위에서 전술한 바와 같이, LED 칩(140)은 거시적으로는 점광원이지만, 미시적으로는 면광원인 상태이다. 따라서, 상측 렌즈 요소(106a)와 하측 렌즈 요소(106b)는 꼭지점(130)과 꼭지점(160)을 연결하는 가상의 수평선을 기준으로 상하로 구분될 수 있으며, 역시 좌우로도 동일한 면적으로 구분하여, 도 7에 도시된 바와 같이 K1, K2, K3, K4의 영역으로 구분될 수 있다.
도 6과 도 7을 연계하여 설명하면, LED 칩(140)의 K1 영역에서 발생된 광은 상측 렌즈 요소의 제 1 반사면(107a)에서 1차로 전반사되고, 다시 상측 렌즈 요소(106a)의 제 3 반사면(107c)에서 전반사된 후 제 1 출사면(108a)로 출사하게 됩니다. 한편, LED칩(140)의 K2 영역에서 발생된 광은 상측 렌즈 요소 내에서 직진함에 있어서, 아무런 장애물을 만나지 않고 바로 제 1 출사면(108a)으로 출사하게 됩니다.
LED 칩(140)의 K3 영역에서 발생된 광은 하측 렌즈 요소(106b)의 제 2 반사면(107b)에서 1차로 전반사되고, 다시 하측 렌즈 요소(106b)의 제 4 반사면(107d)에서 2차로 전반사된 후 제 2 출사면(108b)으로 출사하게 됩니다. 한편, LED 칩(140)의 K4 영역에서 발생된 광은 하측 렌즈 요소(106b) 내에서 직진함에 있어서 아무런 장애물을 만나지 않고 바로 제 2 출사면(108b)으로 출사하게 됩니다
정리하면, LED 칩(140)의 K1과 K2 영역에서 발생된 광은 제 1 출사면(108a)으로 출사하게 되고, LED 칩(140)이 K3과 K4의 영역에서 발생된 광은 제 2 출사면(108b)으로 출사하게 됩니다. 즉, 하나의 광원인 LED 칩(140)에서 발생된 광이 제1 출사면(108a)과 제2 출사면(108b)으로 분할되어 출사하게 되는 것입니다.
도 6의 구조에서 입사면(110)인 일측면과 제 1 반사면(또는 제 2 반사면)이 이루는 사잇각(α)를 조절해서 LED칩의 특정 지역에서 발생된 광의 전반사 여부 또는 전반사 없이 진직 출사 여부를 제어할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배열 프리즘 렌즈를 구비한 백라이트 유니트의 분해 사시도이며, 도 9는 도 8의 백라이트 유니트를 위에서 본 조립 평면도이다. 도 8에 도시된 다중 배열 프리즘 렌즈(106)은 위에서 전술한 구성의 프리즘 렌즈이므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유니트(100)는 적어도 하나의 광원인 LED 칩(140)과, 일 측면으로 입사된 광의 진행을 가이드하는 도광판(130)과, 이 도광판(130)의 측면에 마련되는 입광면(114) 및 상기 입광면(114)과 광원인 LED 칩(140) 사이에 일련의 적층 조립된 다중 배열 프리즘 렌즈(106)를 포함한다.
상기 광원은 LED 칩(140)과 같은 점광원으로 구성되는 것으로, 상기 도광판(60)의 일 측면으로 광을 조사한다. 그러나, 도 7에 대한 설명에서 언급한 바와 같이, LED 칩(140)은 엄밀히 말하면 작기는 하지만 면광원에 해당한다. 도 8 및 도 9는 상기 광원으로 R, G, B 색상의 LED 3개의 종류를 R, G, B, G의 반복 순서로 배치하여 채용한 경우를 예로 들어 나타낸 것이다.
따라서, 도 6 및 도 7과 관련하여 설명한 바와같이, 하나의 LED 칩(140)에서 발생된 특정 색상의 광이 제 1 출사면과 제 2 출사면으로 분할되어 나오게 되므로 도 8에 도시된 바와 같이, 다중 배열 프리즘 렌즈들이 일렬로 블록 쌓듯이 적층되어 배열될 경우, 실제 LED 칩(140)의 개수의 두배의 개수로 광이 분할되어 LED칩을 조밀하게 설치한 것과 동일한 효과를 볼 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 배열 프리즘 렌즈에서 광의 진행 경로를 설명하는 개략도이다. 전술한 실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하였다.
도 10에 도시된 프리즘 렌즈(106)의 경우, 상측 렌즈 요소와 하측 렌즈 요소의 각각의 제 1 출사면(108a') 및 제 2 출사면(108b')는 도 6에 도시된 전술한 실시예에 비하여 거리(P)만큼 돌출되어 있다.
즉, 상측 렌즈 부재와 하측 렌즈 부재에서 제1, 2, 3, 4 반사면이 길에 연장된 형태이다. 이때, 제 1 반사면(107a)과 제2 반사면(107b)이 교차하는 지점에 배치되는 중앙의 꼭지점(120)을 지나서 상측 렌즈 부재와 하측 렌즈 부재의 각 반사면이 소정의 사잇각(β)을 유지하면서 연장되는 것이다.
이와 같이, 반사면이 연장되는 경우, 도 6에 도시된 실시예에서 프리즘 렌즈로 입사된 광 중 일부가 프리즘 렌즈 내부의 반사면에 반사되지 않고 바로 출사면으로 출사되지 않고 제 1 반사면(107a) 및 제 2 반사면(107b)에 전반사되고 다시 제 3 반사면과 제 4 반사면에 반사되어 출사되게 할 수 있다.
여기서, 중앙의 꼭지점(120)으로부터 상측 렌즈 부재와 하측 렌즈 부재가 돌출된 수직 거리(P)를 조절하면 광원에서 출사된 빛의 진행 경로를 제어할 수 있게 된다.
도 10을 참조하면, LED 칩(140)의 모든 지점(a', b', c')에서 발생되고 LED 칩의 절반부의 상측에서 발생된 광은 상측 렌즈 요소(106a)의 제 1 반사면(107a)에서 전반사되어 도 10을 기준으로 우측으로 경로가 변경된후, 다시 상측 렌즈 요소(106a)의 제 1 반사면에 나란한 면인 제 3 반사면(107c: 도 6 참조)에서 전반사된후 제 1 출사면(108a)를 통하여 나가게 되는 광(La', Lb', Lc')를 형성하게 된다.
한편, LED칩의 지점(a', b', c')에서 발생되고 LED 칩의 절반부의 하측에서 발생된 모든 광은 하측 렌즈 요소(106b)의 제 2 반사면(107b)에서 전반사되어 도 10을 기준으로 좌측으로 경로가 변경된 후, 다시 하측 렌즈 요소(106b)의 제 2 반사면(107b)에 나란한 면인 제 4 반사면(107d)에서 전반사된후 제 2 출사면(108b)를 통하여 나가게 되는 광(La', Lb', Lc')를 형성하게 된다.
이와 같이, 상측 렌즈 부재와 하측 렌즈 부재의 돌출 길이를 조절하여 광의 진행 경로를 제어할 수도 있지만, 사잇각(β)을 조절해서도 광의 진행 경로를 제어할 수 있다.
전술한 바와 같은 구성을 구비한 본 발명의 다중 배열 프리즘 렌즈 및 이를 구비한 백라이트 유니트에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.
첫째, 광원인 LED 칩에서 발생된 R, G, B 색상의 광이 도광판 내에서 혼합되는 거리가 짧아지게 되어 백라이트 유니트의 전체 크기가 컴팩트하게 되는 효과가 있다.
둘째, 실제 장착된 LED 칩의 개수 이상으로 LED칩에서 광이 분할되는 효과가 있으므로 장착되는 LED 칩의 개수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
셋째, 렌즈의 길이를 조절함으로써 광의 여러 가지 조합을 제어할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 광을 조사하는 적어도 하나의 광원과;
    상기 광원으로부터 입사된 광을 복수개로 분할하는 적어도 하나의 다중 배열 프리즘 렌즈와;
    상기 다중배열 프리즘 렌즈에서 출사된 광을 가이드하는 도광판을 포함하는 백라이트 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 배열 프리즘 렌즈는 광을 분할하여 유도하는 적어도 두 개의 렌즈 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈 요소는 입사면이 되는 일측면을 서로 공유하며 상면과 하면이 소정의 사잇각의 마름모 형상인 육면체로 되어 상하로 부분적으로 겹쳐져서 일체로 형성된 상측 렌즈 요소와 하측 렌즈 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광원은 LED 칩인 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 LED 칩은 상기 일측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 일측면에 평행한 출사면을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 상측에서 볼 경우 상기 일측면의 중심에서 수직하게 연장되는 방향을 기준으로 서로 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 LED 칩은 소정의 면적을 구비하여, 상기 LED 칩은 상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소에 동시에 대응되도록 상기 일측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 LED 칩은 상기 일측면의 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  10. 광원으로부터 입사된 광을 복수개로 분할하도록 적층하여 배치되는 두 개 이상의 렌즈 요소를 포함하는 다중 배열 프리즘 렌즈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 렌즈 요소는 각각의 육면체의 상면과 하면이 마름모 형상인 상측 렌즈 요소 및 하측 렌즈 요소를 포함하는 다중 배열 프리즘 렌즈.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 입사면이 되는 일측면을 서로 공유하며, 각각의 육면체가 상하로 부분적으로 겹쳐져서 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 다중 배열 프리즘 렌즈.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 상기 일측면에 평행한 출사면을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 배열 프리즘 렌즈.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 상측에서 볼 경우 상기 일측면의 중심에서 수직하게 연장되는 방향을 기준으로 서로 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 배열 프리즘 렌즈.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소는 서로 동일한 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 배열 프리즘 렌즈.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 일측면의 중앙에는 광원이 장착되는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 다중 배열 프리즘 렌즈.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소 모두에 대하여 대응되는 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 배열 프리즘 렌즈.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 상측 렌즈 요소와 상기 하측 렌즈 요소 모두에 대하여 대응되는 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 배열 프리즘 렌즈.
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