KR20200024380A - Backlight unit - Google Patents
Backlight unit Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200024380A KR20200024380A KR1020180100410A KR20180100410A KR20200024380A KR 20200024380 A KR20200024380 A KR 20200024380A KR 1020180100410 A KR1020180100410 A KR 1020180100410A KR 20180100410 A KR20180100410 A KR 20180100410A KR 20200024380 A KR20200024380 A KR 20200024380A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- optical lens
- light source
- emitting surface
- width
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 46
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 5
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 액정패널에 면광원의 빛을 제공하는 백라이트 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight device for providing light of a surface light source to the liquid crystal panel.
디스플레이 장치는 TV, 스마트폰, 노트북, 태블릿 등의 기기에 널리 사용되고 있으며, 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 유기발광표시장치(OLED:Organic Light-Emitting Display), 플라즈마표시장치(PDP; Plasma Display Panel) 등과 같은 다양한 종류가 사용되고 있다.Display devices are widely used in devices such as TVs, smartphones, laptops, and tablets, and include liquid crystal displays (LCDs), organic light-emitting displays (OLEDs), and plasma displays (PDPs); Various kinds such as Plasma Display Panel) are used.
여기서, 액정표시장치(이하, 'LCD'라 함)는 다른 표시장치와 달리 그 자체에서 빛을 발하지 못하여, 화상을 실현하기 위해서는 반드시 별도의 외부 광원을 필요로 한다. 따라서 LCD는 액정패널 외에 광원으로 백라이트 장치를 더 포함하며, 백라이트 장치가 액정패널로 고휘도의 빛을 균일하게 공급함으로써 고품질의 화상을 구현하게 된다.Here, the liquid crystal display (hereinafter, referred to as 'LCD') does not emit light in itself, unlike other display devices, and requires an external light source to realize an image. Therefore, the LCD further includes a backlight device as a light source in addition to the liquid crystal panel, and the backlight device uniformly supplies high brightness light to the liquid crystal panel, thereby realizing high quality images.
이와 같이 백라이트 장치는 LCD와 같은 디스플레이 장치의 화상을 실현하기 위하여 액정패널의 배면에 설치되는 면광원 어셈블리를 말한다. 백라이트 장치의 광원으로는 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 'LED'라 함)가 주로 이용되며, LED 광원이 배치되는 위치에 따라 직하 방식(Direct Lighting type) 또는 측면 방식(Edge Lighting type)의 백라이트 장치로 구분된다. 직하 방식은 확산판 하부에 LED 광원이 배치되어 확산판을 통하여 직접 빛을 비추어 조명하는 방식이며, 측면 방식은 도광판 측부에 LED 광원이 배치되어 도광판을 통하여 간접적으로 빛을 비추어 조명하는 방식이다.As such, the backlight device refers to a surface light source assembly installed on a rear surface of a liquid crystal panel to realize an image of a display device such as an LCD. As the light source of the backlight device, a light emitting diode (LED) is mainly used, and the backlight of the direct lighting type or the edge lighting type is determined depending on the position of the LED light source. It is divided into devices. The direct method is a method in which the LED light source is disposed below the diffuser plate to illuminate the light directly through the diffuser plate, and the side method is a method in which the LED light source is disposed at the light guide plate side to indirectly illuminate the light through the light guide plate.
한편, 최근에는 도광판이 삭제되어 장치의 부품 수를 최소로 하고 슬림화에 유리한 백라이트 장치가 한국공개특허 10-2013-0104560에 소개되어 있다. 선행문헌의 백라이트 장치는 커버버텀 내부의 공간 일 측부에 LED 광원이 배치되고, 커버버텀의 상부 개구부에는 확산판이 배치된다. 커버버텀 내면에는 광 반사 처리가 이루어지거나 반사시트가 결합될 수 있다.On the other hand, in recent years, the light guide plate has been deleted to minimize the number of parts of the device and the backlight device which is advantageous for slimming is introduced in Korea Patent Publication No. 10-2013-0104560. In the backlight device of the prior art, the LED light source is disposed at one side of the space inside the cover bottom, and the diffusion plate is disposed at the upper opening of the cover bottom. The inner surface of the cover bottom may be a light reflection treatment or a reflection sheet may be combined.
종래의 백라이트 장치는 LED 광원에서 출사되는 빛이 커버버텀 내부의 광 확산 공간에서 전반사되면서 상측의 확산판을 통하여 면광원으로 출사된다. 이때, 커버버텀의 바닥면에 경사를 부여하여 LED 광원으로부터 멀어질수록 커버버텀과 확산판 사이의 간격을 좁힘으로써, LED 광원의 거리에 따른 빛의 분포 밀도와 휘도 편차를 최소로 하고 있다.In the conventional backlight device, the light emitted from the LED light source is totally reflected in the light diffusion space inside the cover bottom and is emitted to the surface light source through the upper diffusion plate. At this time, the distance between the cover bottom and the diffusion plate is narrowed away from the LED light source by giving an inclination to the bottom surface of the cover bottom, thereby minimizing the distribution density and luminance variation of the light according to the distance of the LED light source.
이와 같이 도광판이 삭제된 백라이트 장치는 커버버텀에 경사를 부여하여 광 확산 공간의 휘도 편차를 개선하는 효과를 나타내고 있으나, 반입광부 영역은 여전히 낮은 휘도를 나타내어 입광부 영역과 반입광부 영역의 휘도 편차를 완전히 개선하는 데는 한계를 나타내고 있다. 입광부는 광원이 배치된 커버버텀 내의 일 측을 말하고, 반입광부는 입광부에 대향하는 반대측을 말한다.The backlight device in which the light guide plate is removed has an effect of improving the luminance deviation of the light diffusion space by giving the cover bottom an inclination, but the light incident region still exhibits low brightness so that the brightness variation of the light incident region and the light incident region is reduced. There is a limit to total improvement. The light incident portion refers to one side in the cover bottom in which the light source is disposed, and the light incident portion refers to the opposite side facing the light incident portion.
또한, 도광판이 제거된 백라이트 장치는 광원의 거리에 따른 휘도 편차로 대형화에 불리한 단점이 있다.In addition, the backlight device from which the light guide plate is removed has a disadvantage in that the size of the backlight device is disadvantageous due to the luminance deviation according to the distance of the light source.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 도광판이 제거된 측면형 백라이트 장치에 있어서, LED 광원의 빛을 집광 및 확산시켜 반입광부 영역까지 쉽게 도달하도록 유도함으로써, 휘도 편차를 개선하고, LED의 수를 줄일 수 있으며, 대형화에 유리한 백라이트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and in the side type backlight device from which the light guide plate is removed, by condensing and diffusing the light of the LED light source to induce it to easily reach the region of the incoming light, thereby improving luminance deviation. It is an object of the present invention to provide a backlight device which can reduce the number of LEDs and is advantageous in size.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백라이트 장치는, 내부에 수납공간을 형성하면서 바닥면이 상향 경사 구조를 갖는 커버버텀, 기판, 상기 기판에 실장되는 LED 광원 및 상기 LED 광원을 덮는 비등방 광학 렌즈로 이루어지고, 상기 커버버텀의 수납공간 일 측에 배치되어 광 확산 공간 내부로 빛을 제공하는 광원모듈, 및, 상기 커버버텀의 상부 개구부를 덮으면서 안착되어 상기 광 확산 공간에 분포된 빛을 출사시키는 확산판을 포함하고, 상기 LED 광원에서 출사되는 빛은 상기 광학 렌즈에 의하여 집광 및 확산되면서 반입광부 영역으로 유도되는 것을 특징으로 한다.The backlight device of the present invention for achieving the above object, the cover bottom having an upwardly inclined structure while forming a storage space therein, a substrate, an LED light source mounted on the substrate and an anisotropic optical covering the LED light source A light source module formed of a lens and disposed on one side of the storage space of the cover bottom to provide light into the light diffusion space, and seated while covering an upper opening of the cover bottom to distribute light distributed in the light diffusion space. It includes a diffuser plate for emitting, the light emitted from the LED light source is characterized in that it is guided to the light-receiving portion area while being focused and diffused by the optical lens.
또한, 상기 광학 렌즈는 빛이 진행하는 방향에 대하여 상하 방향의 폭이 좌우 방향의 폭보다 좁은 비등방 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.In addition, the optical lens has an anisotropic structure in which the width in the vertical direction is narrower than the width in the left and right directions with respect to the direction in which light travels.
또한, 상기 광학 렌즈는 바닥면에 인접하면서 평면으로 연장되는 제1 출광면과 상기 제1 출광면에서 곡면 형상으로 연장되어 돔 구조를 이루는 제2 출광면을 포함하는 것을 특징으로 한다.The optical lens may further include a first light emitting surface adjacent to a bottom surface and extending in a plane, and a second light emitting surface extending in a curved shape from the first light emitting surface to form a dome structure.
또한, 상기 광학 렌즈는 빛이 진행하는 방향에 대하여 상기 제1 출광면의 폭이 증가하여, 상기 제1 출광면의 끝단에서 가장 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the optical lens is characterized in that the width of the first light emitting surface increases in the direction of the light travels, and has the largest width at the end of the first light emitting surface.
또한, 상기 광학 렌즈는 상기 제1 출광면의 길이(Hd)와 상기 제2 출광면의 길이(Hu)의 비율(Hd/Hu)이 0.8 내지 0.9이고, 상하 방향의 폭(Lv)과 좌우 방향의 폭(Lh)의 비율(Lv/Lh)이 0.7 내지 0.8인 것을 특징으로 한다.In addition, the optical lens has a ratio Hd / Hu of the length Hd of the first light emitting surface and the length Hu of the second light emitting surface of 0.8 to 0.9, and the width Lv of the vertical direction and the horizontal direction The ratio (Lv / Lh) of the width (Lh) is characterized in that 0.7 to 0.8.
또한, 상기 확산판은 저면에 반사패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the diffusion plate is characterized in that the reflective pattern is formed on the bottom surface.
본 발명은 비등방 구조의 광학 렌즈가 LED 광원에서 출사되는 빛이 반입광부까지 도달할 수 있도록 집광하여 백라이트 장치의 전체 영역에서 광 분포 밀도 및 휘도 편차를 개선할 수 있다.The present invention can improve the light distribution density and luminance deviation in the entire region of the backlight device by condensing the optical lens of the anisotropic structure so that the light emitted from the LED light source can reach the light incident portion.
또한, 본 발명은 비등방 구조의 광학 렌즈가 LED 광원에서 출사되는 빛을 좌우 방향으로 확산시킴으로써, LED의 수를 줄여 제조 비용을 절감할 수 있다.In addition, the present invention by the optical lens of the anisotropic structure diffuses the light emitted from the LED light source in the left and right direction, it is possible to reduce the number of LEDs to reduce the manufacturing cost.
또한, 본 발명은 LED 광원에서 출사되는 빛이 확산판의 반사패턴에 의하여 광 확산 공간의 전체 영역으로 반사됨으로써, 휘도 및 휘도의 균일도를 개선할 수 있다.In addition, according to the present invention, the light emitted from the LED light source is reflected to the entire region of the light diffusion space by the reflection pattern of the diffusion plate, thereby improving the luminance and the uniformity of the luminance.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치의 주요 구성을 나타낸 단면도,
도 2는 도 1의 주요부인 광원 모듈을 나타낸 분해도,
도 3 및 도 4는 도 1의 주요부인 광학 렌즈와 광 유도 특성을 나타낸 도면,
도 5는 도 2의 백라이트 장치의 광 출사 특성을 나타낸 단면도,
도 6은 종래 및 본 발명의 따른 백라이트 장치의 광 특성을 나타낸 평면도.1 is a cross-sectional view showing the main configuration of a backlight device according to an embodiment of the present invention;
2 is an exploded view showing a light source module which is a main part of FIG. 1;
3 and 4 is a view showing the optical lens and the light induction characteristics of the main part of FIG.
5 is a cross-sectional view illustrating light output characteristics of the backlight device of FIG. 2;
6 is a plan view showing optical characteristics of the backlight device according to the prior art and the present invention.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 후술되는 본 발명의 실시예들의 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시예에 관련하여 다른 실시예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.The technical problem achieved by the present invention and the practice of the present invention will be apparent from the preferred embodiments described below. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Differences between the embodiments of the present invention described below are to be understood as not mutually exclusive. That is, without departing from the spirit and scope of the present invention, the specific shapes, structures, and characteristics described may be implemented in other embodiments with respect to one embodiment, and the location of individual components within each disclosed embodiment. Or it should be understood that the arrangement may be changed, and like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the several aspects, the length and area, the thickness and the like may be exaggerated for convenience.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치의 주요 구성을 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 주요부인 광원 모듈을 나타낸 분해도이며, 도 3 및 도 4는 도 1의 주요부인 광학 렌즈와 광 유도 특성을 나타낸 도면으로 각각 장변과 단변에 대한 특성을 나타내었고, 도 5는 도 2의 백라이트 장치의 광 출사 특성을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a main configuration of a backlight device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded view showing a light source module which is a main part of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are an optical lens and a light which are main parts of FIG. 1. The induction characteristics are shown for the long side and the short side, respectively, Figure 5 is a cross-sectional view showing the light emission characteristics of the backlight device of FIG.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 장치는 내부에 수납공간을 형성하는 커버버텀(100), 커버버텀 내부 공간에서 일 측부에 배치되는 광원 모듈(200), 커버버텀의 상부 개구부를 덮으면서 결합되는 확산판(300) 및 커버버텀 내부에 안착되는 반사시트(400)를 포함한다. 반사시트(400)와 확산판(300)은 소정 간격으로 이격되며 그 사이에는 광원 모듈(130)에서 출사되는 빛이 산란 및 분산되는 광 확산 공간(S)이 형성된다.First, referring to FIG. 1, the backlight device according to the present embodiment includes a
또한, 도시되지는 않았지만 확산판(300)을 고정시키기 위하여 가이드 패널이 커버버텀(100)의 가장자리를 따라 체결될 수 있고, 확산판(300)의 상부에는 액정패널이 적층되어 디스플레이 장치를 구현한다.In addition, although not shown, a guide panel may be fastened along the edge of the
구체적으로 살펴보면, 커버버텀(100)은 내부에 반사시트(400), 광원 모듈(200) 및 확산판(300)을 수납 및 고정하면서 백라이트 장치의 배면 하우징을 형성하는 구성이다. 커버버텀(100)은 판 상의 사각 플레이트가 바닥면을 형성하면서 바닥면의 가장자리가 상측으로 연장되는 수직 측벽이 형성되고, 그 내부에는 상부가 개방된 수납공간이 형성된다. 커버버텀(100)은 알루미늄과 같이 방열성이 우수한 금속을 이용한 사출 성형으로 제작될 수 있다. 특히, 본 발명의 커버버텀(100)은 바닥면을 구성하는 플레이트가 입광부에서 멀어질수록 상측으로 벤딩되는 경사 구조를 이룬다. 즉, 커버버텀(100)은 입광부에서 반입광부로 갈수록 두께가 얇아지는 쐐기 형상을 이룬다.Specifically, the
광원 모듈(200)은 확산판(300)과 반사시트(400) 사이의 광 확산 공간(S)으로 빛을 제공하는 백라이트 장치의 광원으로, 도 2에 도시된 바와 같이 기판(210) 상에 다수의 LED(220)가 실장되고, 각 LED(220)를 덮으면서 기판(210)에 결합되는 광학 렌즈(230)를 포함한다.The
광원 모듈(200)은 커버버텀(100) 수납공간의 일측에서 LED(220)의 출광면이 광 확산 공간(S)을 향하도록 배치된다. 광원 모듈(200)의 빛은 광 확산 공간(S)에서 산란 및 분산되면서 반사시트(400)에 반사되고, 확산판(300)을 통과하면서 면광원 형태로 출사된다. 또한, 개별 LED(220)에서 출사되는 빛은 광학 렌즈(230)에 의하여 집광 및 확산되어 반입광부 영역까지 고른 밀도로 분포된다.The
이를 위한 광학 렌즈(230)는 빛이 진행하는 방향(x 방향)의 단면(yz 평면)이 타원형인 비등방 구조의 돔 형상을 이룬다. 즉, 광학 렌즈(230)는 좌우 방향(y 방향)의 폭이 상대적으로 길고, 상하 방향(z 방향)의 폭이 상대적으로 짧은 형상을 이룬다.The
또한, 광학 렌즈(230)는 바닥면에 오목한 형상의 광원 홈(231)을 형성하고, 광원 홈(231)의 내면은 LED(220)의 빛이 입사되는 입광면(232)을 구성한다. 광학 렌즈(230)의 바닥면에는 기판(210)에 결합되기 위한 결합돌기(233)가 형성될 수 있다.In addition, the
또한, 광학 렌즈(230)의 표면은 빛이 출사되는 출광면(234)을 구성하며, 출광면(234)은 바닥면에서 출사 방향으로 선형으로 연장되는 제1 출광면(234a)과, 제1 출광면(234a)에서 돔 형상으로 연장되는 제2 출광면(234b)으로 구성된다. 즉, 광학 렌즈(230)는 좌우 폭이 상대적으로 긴 타원 형상을 이루면서, 표면은 평면 구조의 제1 출광면(234a)과, 곡면 구조의 제2 출광면(234b)을 포함한다.In addition, the surface of the
제1 출광면(234a)은 빛이 진행하는 방향(x 방향)에 대하여 폭이 증가하는 경사 구조를 갖는 바(bar) 형상을 이룬다. 제2 출광면(234b)은 빛이 진행하는 방향에 대하여 폭이 감소하는 곡면 구조를 갖는 돔(dome) 형상을 이룬다. 따라서, 광학 렌즈(230)는 폭이 점차 증가하면서 제1 출광면(234a)의 끝단에서 최대 직경을 이룬 후 돔 구조의 제2 출광면(234b)을 따라 폭이 점차 감소한다. 광학 렌즈(230) 내부로 입사된 빛은 전반사 및 굴절되면서 평면의 제1 출광면(234a)에서 1차 집광 및 확산되고, 다시 곡면의 제2 출광면(234b)에서 2차 집광 및 확산된다. The first
본 실시예의 광학 렌즈(230)는 상하 방향으로 빛을 집광시키고, 좌우 방향으로 빛을 확산시켜 광 확산 공간의 전체 영역에서 균일한 휘도의 빛이 출사되도록 한다. 이러한 빛의 집광과 확산은 상대적으로 상하 방향으로 폭이 좁고 좌우 방향으로 폭이 큰 비등방 구조의 렌즈 형상과, 평면 구조의 제1 출광면(234a)과 곡면 구조의 제2 출광면(234b)이 연속되는 구성에 의하여 이루어진다.The
광학 렌즈(230)에 의한 빛의 집광과 확산은 제1 출광면(234a)과 제2 출광면(234b)의 길이(빛의 진행 방향에 대한 길이), 장변(좌우 방향 폭)과 단변(상하 방향 폭)의 크기에 의하여 제어된다. The light condensing and diffusion of the light by the
도 3 및 도 4를 참조하면, 광학 렌즈(230)는 제1 출광면(234a)의 길이(Hd)와 제2 출광면(234b)의 길이(Hu)는 대략 0.8 내지 0.9의 비율(Hd/Hu)을 갖도록 구성된다. 제1 출광면(234a)과 제2 출광면(234b)의 길이 비율(Hd/Hu)이 0.8 미만이거나 0.9를 초과하는 경우 평면과 곡면 사이에서 이루어지는 전반사 및 굴절에 따른 지향각이 왜곡되어 집광 효율이 저하된다.3 and 4, in the
또한, 광학 렌즈(230)는 비등방 구조를 이루면서 상하 방향의 폭(단변, Lv)과 좌우 방향의 폭(장변, Lh)은 대략 0.7 내지 0.8의 비율(Lv/Lh)을 갖도록 구성된다. 상하 방향 및 좌우 방향의 폭 비율이 0.7 미만이거나 0.8을 초과하는 경우 빛의 출사 지향각이 왜곡되어 오히려 집광 및 확산 효율이 저하된다.In addition, the
또한, 광학 렌즈(230)는 제1 출광면(234a)이 빛의 진행 방향에 대하여 폭이 증가하는 경사를 이루며, 경사각(θ1)은 1° 내지 3°인 것이 바람직하다. 또한, 광학 렌즈(230)는 제2 출광면(234b)이 곡면 형상을 이루며 제1 출광면(234a)에 연결되는 위치에서 접선에 대한 경사각(θ2)은 20° 내지 30°인 것이 바람직하다. 제1 출광면(234a) 및 제2 출광면(234b)의 경사각(θ1,θ2)들이 상기 범위를 벗어날 때 집광 효율이 저하된다. In addition, in the
상기와 같은 구성의 광학 렌즈(230)는 도 3의 (b)와 같이 상하 방향의 빛이 집광되어 빛의 직진성이 증가하고, 결국, 광원으로부터 먼 거리까지 빛이 도달하게 된다. 이때, 상하 방향에 대하여 반치폭은 대략 20°이내로 좁게 형성된다. 또한, 광학 렌즈(230)는 도 4의 (b)와 같이 좌우 방향으로 빛의 확산성이 증가하고, 결국, LED 수량이 절감된다. 이때, 좌우 방향에 대하여 반치폭은 대략 40°이상으로 넓게 형성된다.In the
광학 렌즈(230)는 광 투과율이 우수한 투명 수지가 이용될 수 있으며, 강도가 높아 쉽게 변형되거나 깨지지 않는 PMMA(Polymethylmethacrylate), PS(Poly styrene), MS(Meta styrene) 또는 PC(Polycarbonate) 등의 수지를 이용한 사출 성형으로 제조될 수 있다.As the
다시 도 1을 참조하면, 확산판(300)은 광 확산 공간(S)에서 상측으로 출사되는 빛을 확산시켜 균일한 휘도의 빛이 출사되도록 하는 광 제어 부재이다. 특히, 확산판(300)은 저면(광 확산 공간 면)에 입광부 영역의 빛을 반입광부 영역으로 유도하기 위한 반사패턴(310)이 형성된다. 반사패턴(310)은 LED(220)에서 출사되는 빛과 반사시트(400)와 확산판(300) 사이의 광 확산 공간(S)에 분포되는 빛을 반사시키며, 특히 입광부 영역의 빛을 반입광부 영역으로 반사시킨다. 반사패턴(310)은 확산판(300) 표면에 광 반사제가 첨가된 잉크가 인쇄되거나, 광 반사 물질이 첨가된 수지가 코팅되거나, 광 반사 재질의 시트가 합지되거나, 다양한 형상의 패턴이 각인되어 형성될 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
또한, 반사패턴(310)은 광원모듈(200)에서 멀어질수록 면적이 감소되면서 형성된다. 즉, 확산판(300)은 입광부 영역에서 상대적으로 넓은 면적으로 반사패턴(310)이 형성되고, 반입광부로 갈수록 그 면적이 점차 감소한다. 이는 입광부에 분포되는 빛의 양이 가장 많으므로, 상대적으로 많은 양의 빛을 반사시켜 빛이 광 확산 공간(S) 내에 전체적으로 균일하게 분포되도록 하기 위함이다. 반사패턴(310)의 면적은 패턴의 크기나 밀도를 조절하여 가변시킬 수 있다.In addition, the
또한, 반사패턴(310)은 특정 패턴 영역에 인쇄 등이 이루어지는 포지티브(positive) 방식으로 형성되거나, 특정 패턴 영역을 제외한 부분에 인쇄 등이 이루어지는 네거티브(negative) 방식으로 형성될 수 있다.In addition, the
또한, 반사패턴(310)은 광원모듈로부터 소정 간격(a) 이격된 위치에서부터 형성된다. LED(220)는 소정의 지향각(θ)으로 빛을 출사시키므로 광 확산 공간(S)의 두께(T)를 고려할 때, 상기 반사패턴(310)은 LED(220)로부터, a = (2*T) / (*tanθ) 의 거리만큼 이격된 위치에서부터 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 불필요한 영역에 대한 소재의 낭비를 방지하고, 오히려 반사패턴에 의하여 광원에 인접한 영역에 암부가 발생되는 모순을 방지할 수 있다.In addition, the
반사시트(400)는 광원모듈(200)에서 출사되어 광 확산 공간(S)에 분포되는 빛을 상측으로 반사시키기 위한 구성으로, 광 반사율이 우수한 금속 시트로 이루어지거나 표면에 Ag와 같은 광 반사물질이 도포된 시트로 이루어질 수 있다. 반사시트(400)는 시트 또는 필름이 커버버텀(100) 바닥면에 합지될 수 있으며, 광 반사 물질의 수지가 커버버텀(100)의 바닥면에 코팅되어 형성될 수도 있다.
본 실시예의 백라이트 장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, LED(220)에서 출사되는 빛이 광학 렌즈(230)를 통과하면서 집광 및 확산되고, 입광부 영역에서 광 확산 공간(S)에 분포되는 일부의 빛은 확산판(300)의 비패턴 영역을 통과하여 출사되며, 나머지 일부의 빛은 반사패턴(310)에 반사되어 반입광부 영역으로 유도된다. 따라서 반입광부 영역의 확산판(300)에서 출사되는 빛의 양이 상대적으로 늘어나 전체적으로 균일한 휘도의 빛이 출사된다.In the backlight device of this embodiment, as shown in FIG. 5, light emitted from the
본 발명의 설명에 있어서, 커버버텀의 일측에 광원모듈이 배치되는 구성을 예시하였으나, 서로 대향하는 양측에 광원모듈이 배치되고 커버버텀의 바닥면이 중앙을 향하여 상측 경사를 이루는 구성도 가능하다. 이때, 양 측부가 입광부를 구성하고, 중앙 영역이 반입광부를 구성하게 된다.In the description of the present invention, a configuration in which the light source module is disposed on one side of the cover bottom is illustrated, but the light source module is disposed on both sides facing each other, and the bottom surface of the cover bottom may be configured to have an upward slope toward the center. At this time, both sides constitute the light incident portion, and the central region constitutes the light incident portion.
도 6은 종래 및 본 실시예의 백라이트 장치의 광 특성을 나타낸 평면도이다.6 is a plan view showing optical characteristics of the backlight device of the prior art and the present embodiment.
종래의 기술에 따른 백라이트 장치에서는 커버버텀의 바닥면이 상측으로 경사 구조를 이루고, 본 실시예에 따른 백라이트 장치는 커버버텀의 바닥면이 경사 구조를 이루면서 LED에 광학 렌즈가 결합되면서 확산판에 반사패턴이 형성되었을 때, 확산판에서 출사되는 광 특성을 각각 측정하였다. 광학 렌즈(230)는 제1 출광면(234a) 및 제2 출광면(234b)의 길이(Hd,Hu)가 각각 3.26mm, 2.73mm로서 비율(Hd/Hu)이 0.84이고, 상하 방향 및 좌우 방향의 폭(Lv,Lh)이 각각 7.68mm, 5.95mm로서 비율(Lv/Lh)이 0.77인 렌즈를 사용하였다. In the backlight device according to the related art, the bottom surface of the cover bottom has an inclined structure upward, and the backlight device according to the present embodiment has an inclined structure with the bottom surface of the cover bottom, and the optical lens is coupled to the LED and reflected on the diffuser plate. When the pattern was formed, the optical properties emitted from the diffusion plate were respectively measured. The
먼저, (a)와 같이 종래의 백라이트 장치에서는 대부분의 빛이 광원모듈 근처에 분포되어 높은 휘도를 나타내지만 광원모듈에서 멀어질수록 휘도가 현저히 감소되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 종래의 백라이트 장치는 입광부 영역과 반입광부 영역에서 휘도 편차가 여전히 나타나고 있다.First, as shown in (a), in the conventional backlight device, most of the light is distributed near the light source module to show high brightness, but as the distance from the light source module increases, the brightness is significantly decreased. Therefore, in the conventional backlight device, the luminance deviation still appears in the light incident region and the light incident region.
그러나 본 실시예의 백라이트 장치에서는 전체적으로 높은 휘도를 나타내면서 광원모듈과의 거리에 무관하게 균일한 휘도를 나타내고 있음을 확인할 수 있다. 이는 LED에서 출사되는 빛 중 충분한 양의 빛이 광학 렌즈 및 반사패턴에 의하여 반입광부 영역까지 도달하여 분포되기 때문이다.However, in the backlight device of the present embodiment, it can be seen that the overall luminance is high and the luminance is uniform regardless of the distance from the light source module. This is because a sufficient amount of light emitted from the LED reaches and is distributed to the light incident region by the optical lens and the reflection pattern.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다. While illustrative embodiments of the present invention have been illustrated and described as described above, various modifications and other embodiments may be made by those skilled in the art. Such modifications and other embodiments are all considered and included in the appended claims without departing from the true spirit and scope of the invention.
100 : 커버버텀
200 : 광원모듈
210 : 기판
220 : LED
230 : 광학 렌즈
300 : 확산판
310 : 반사패턴
400 : 반사시트100: cover bottom
200: light source module 210: substrate
220: LED 230: optical lens
300: diffusion plate 310: reflection pattern
400: reflective sheet
Claims (7)
기판, 상기 기판에 실장되는 LED 광원 및 상기 LED 광원을 덮는 비등방 광학 렌즈로 이루어지고, 상기 커버버텀의 수납공간 일 측에 배치되어 광 확산 공간 내부로 빛을 제공하는 광원모듈; 및
상기 커버버텀의 상부 개구부를 덮으면서 안착되어 상기 광 확산 공간에 분포된 빛을 출사시키는 확산판;을 포함하고,
상기 LED 광원에서 출사되는 빛은 상기 광학 렌즈에 의하여 집광 및 확산되면서 반입광부 영역으로 유도되는 백라이트 장치.A cover bottom having an upwardly inclined structure while forming a storage space therein;
A light source module comprising a substrate, an LED light source mounted on the substrate, and an anisotropic optical lens covering the LED light source, the light source module being disposed at one side of the storage space of the cover bottom to provide light into the light diffusion space; And
And a diffuser plate seated while covering the upper opening of the cover bottom to emit light distributed in the light diffusion space.
The light emitted from the LED light source is collected and diffused by the optical lens is led to the light incident region.
빛이 진행하는 방향에 대하여 상하 방향의 폭이 좌우 방향의 폭보다 좁은 비등방 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.The method of claim 1, wherein the optical lens,
And an anisotropic structure in which the width in the vertical direction is narrower than the width in the horizontal direction with respect to the direction in which light travels.
바닥면에 인접하면서 평면으로 연장되는 제1 출광면과 상기 제1 출광면에서 곡면 형상으로 연장되어 돔 구조를 이루는 제2 출광면을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.The method of claim 2, wherein the optical lens,
And a second light emitting surface adjacent to the bottom surface and extending in a plane and a second light emitting surface extending in a curved shape from the first light emitting surface to form a dome structure.
빛이 진행하는 방향에 대하여 상기 제1 출광면의 폭이 증가하여, 상기 제1 출광면의 끝단에서 가장 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.The method of claim 3, wherein the optical lens
The width of the first light emitting surface is increased with respect to the direction of the light, so that the backlight device having the largest width at the end of the first light emitting surface.
상기 제1 출광면의 길이(Hd)와 상기 제2 출광면의 길이(Hu)의 비율(Hd/Hu)이 0.8 내지 0.9 인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.The method of claim 4, wherein the optical lens,
The ratio Hd / Hu of the length Hd of the first light emitting surface to the length Hu of the second light emitting surface is 0.8 to 0.9.
상하 방향의 폭(Lv)과 좌우 방향의 폭(Lh)의 비율(Lv/Lh)이 0.7 내지 0.8인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치. The method of claim 4, wherein the optical lens,
A ratio (Lv / Lh) of the width Lv in the vertical direction and the width Lh in the left and right directions is 0.7 to 0.8.
저면에 반사패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
The diffusion plate according to any one of claims 1 to 6, wherein
A backlight device, characterized in that the reflective pattern is formed on the bottom surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180100410A KR20200024380A (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Backlight unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180100410A KR20200024380A (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Backlight unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200024380A true KR20200024380A (en) | 2020-03-09 |
Family
ID=69802188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180100410A KR20200024380A (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Backlight unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20200024380A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130104560A (en) | 2012-03-14 | 2013-09-25 | 삼성디스플레이 주식회사 | Backlight assembly and display device comprising the same |
-
2018
- 2018-08-27 KR KR1020180100410A patent/KR20200024380A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130104560A (en) | 2012-03-14 | 2013-09-25 | 삼성디스플레이 주식회사 | Backlight assembly and display device comprising the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4694985B2 (en) | Surface light emitting device and display device | |
US9638956B2 (en) | Backlight unit and display apparatus thereof | |
KR100790497B1 (en) | Direct type Back-light unit for LCD | |
KR20090131956A (en) | Light guide plate and backlight unit having the same | |
TW201525587A (en) | Edge-type backlighting module and light guide plate thereof | |
JP2009164101A (en) | Backlight | |
JP2010170897A (en) | Edge light partial drive backlight unit, and liquid crystal display device | |
JP2006040710A (en) | Light guide plate and planar lighting system using it | |
JP2009176512A (en) | Surface light source device and image display apparatus | |
JP2007335182A (en) | Surface light source element, light control member used therefor, and image display device using surface light source | |
US20060044832A1 (en) | Light guide plate and backlight module employing the same | |
JP2007080800A (en) | Light guide plate of backlight unit | |
JP7446065B2 (en) | display device | |
JP2007041015A (en) | Light transmitting film, backlight device and liquid crystal display apparatus | |
EP3012519B1 (en) | Lighting device | |
KR101429486B1 (en) | Light Guiding Plate and Backlight unit | |
KR20200024380A (en) | Backlight unit | |
KR101187748B1 (en) | Edge type back light unit without light guide plate and display apparatus using the same | |
JP2009158468A (en) | Backlight | |
KR20060110169A (en) | Backlight assembly and liquid crystal display comprising the same | |
JP2009265380A (en) | Back light and optical sheet for back light | |
KR100712107B1 (en) | Liquid crystal display device | |
KR101671513B1 (en) | Light guide plate, and back light unit and liquid crystal display using the same | |
JP5282500B2 (en) | Optical element and backlight unit and display device using the same | |
JP2008311091A (en) | Lighting system and display device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal |