WO2018159977A1 - 디스플레이 장치, 백라이트 유닛, 발광모듈 및 렌즈 - Google Patents

디스플레이 장치, 백라이트 유닛, 발광모듈 및 렌즈 Download PDF

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김은주
박재은
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Definitions

  • the present invention relates to a display apparatus, a backlight unit, a light emitting module, and a lens, and more particularly, to a display apparatus, a backlight unit, a light emitting module, and a lens that can specify a light emission distribution emitted to the outside.
  • a light emitting diode is an inorganic semiconductor device that emits light generated through recombination of electrons and holes. Recently, light emitting diodes have been used in various fields such as display devices, vehicle lamps, and general lighting. The light emitting diode has a low lifespan and low power consumption compared to a conventional light source, and has a fast response speed. Therefore, the LED is rapidly replacing a conventional light source.
  • An object of the present invention is to provide a display device, a backlight unit, a light emitting module, and a lens capable of minimizing optical interference between respective light emitting diodes when using a plurality of light emitting diodes.
  • Light emitting module the light emitting element; And a lens disposed on the light emitting device, the lens dispersing light emitted from the light emitting device, wherein the lens includes a light incident part to which light emitted from the light emitting device is incident and a light exit part to which incident light is emitted.
  • a planar shape of the light incident part and the light exit part has a long axis and a short axis, respectively, and the long axis of the light incident part and the long axis of the light exit part are disposed perpendicular to each other, and the light incident part extends from the bottom surface of the lens. It may include a vertical incident surface and the inclined incident surface extending to the upper portion of the vertical incident surface.
  • the lens may have a protruding surface protruding from the lower surface of the lens to have a predetermined curvature.
  • the light incident part is formed concave upward from the protruding surface of the lens
  • the concave inner surface includes a vertical incidence surface extending from the protruding surface of the lens and an inclined incident surface extending from the vertical incident surface. can do.
  • the lens may further include a plurality of legs coupled to the lower surface of the lens to support the lens.
  • the plurality of leg portions may be disposed outside the protruding surface.
  • the lens may further include a flange connecting the light exiting part to the bottom surface of the lens.
  • the height of the vertical incident surface may be smaller than the thickness of the flange.
  • the flange may have a thickness at the long axis of the light exit portion thicker than a thickness at the short axis of the light exit portion.
  • the shortest distance from the long axis direction end of the lens light exit part to the flange end in the flange long axis direction and the shortest distance from the short end direction of the lens light exit part to the flange end in the flange short direction may be different from each other.
  • the lens according to an embodiment of the present invention is formed in a concave shape at the bottom, the light incident portion to which the light emitted from the light emitting element is incident; And a light exit part for outputting light incident through the light incident part to the outside, wherein the planar shape of the light incident part and the light exit part has a long axis and a short axis, respectively, and the long axis of the light incident part and the long axis of the light exit part are mutually different.
  • the light incident part may be disposed vertically, and the light incident part may include a vertical incident surface extending from a lower surface and an inclined incident surface extending upward from the vertical incident surface.
  • the lower surface may further include a protruding surface protruding to have a predetermined curvature so as to surround the light incident portion.
  • the inner surface of the light incident part may include a vertical incident surface extending from the protruding surface and an inclined incident surface extending from the vertical incident surface.
  • the apparatus may further include a plurality of legs coupled to the lower surface, and the plurality of legs may be disposed outside the protruding surface.
  • the flange may have a thickness at the long axis of the light exit part thicker than a thickness at the short axis of the light exit part.
  • the backlight unit according to an embodiment of the present invention, the substrate; A plurality of light emitting elements disposed on the substrate; And a plurality of lenses disposed on the plurality of light emitting devices, respectively, to disperse the light emitted from the light emitting devices, wherein each of the plurality of lenses includes: a light incident part to which light emitted from the light emitting device is incident; And a light emitting part to which incident light is emitted, wherein the planar shape of the light incident part and the light exit part have a long axis and a short axis, respectively, and the long axis of the light incident part and the long axis of the light exit part are disposed perpendicular to each other.
  • At least one backlight module may include a vertical incident surface extending from the bottom surface of the lens and a sloped incident surface extending above the vertical incident surface.
  • the one or more backlight modules may be plural, and the plurality of backlight modules may be disposed at predetermined intervals.
  • the substrate may have a predetermined length, and the plurality of backlight modules may be disposed at predetermined intervals in a direction perpendicular to the length direction of the substrate.
  • the substrate may have a predetermined length, and the plurality of lenses may have a long axis of the light exit portion perpendicular to a length direction of the substrate.
  • the substrate may have a predetermined length, and a width in a short direction of the light incident part may be smaller than a width of the substrate.
  • each of the plurality of lenses may further include a plurality of legs disposed in the long axis direction of the light incident part.
  • the display device the substrate; A plurality of light emitting elements disposed on the substrate; And a plurality of lenses disposed on the plurality of light emitting devices, respectively, to disperse the light emitted from the light emitting devices, wherein each of the plurality of lenses includes: a light incident part to which light emitted from the light emitting device is incident; And a light emitting part to which incident light is emitted, wherein the planar shape of the light incident part and the light exit part have a long axis and a short axis, respectively, and the long axis of the light incident part and the long axis of the light exit part are disposed perpendicular to each other.
  • At least one backlight module may include a vertical incident surface extending from the bottom surface of the lens and a sloped incident surface extending above the vertical incident surface.
  • the substrate has a predetermined length
  • the at least one backlight module is a plurality
  • the plurality of backlight modules may be disposed at a predetermined interval in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate.
  • the substrate may have a predetermined length, and the plurality of lenses may have a long axis of the light exit portion perpendicular to a length direction of the substrate.
  • the substrate may have a predetermined length, and a width in a short direction of the light incident part may be smaller than a width of the substrate.
  • each of the plurality of lenses may further include a plurality of legs disposed in the long axis direction of the light incident part.
  • the light distribution distribution emitted from the light emitting module may have a shape close to a square shape, and thus, uniform light may be emitted to the outside by a combination with the light distribution distribution emitted from the adjacent light emitting module.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a light emitting module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a long axis direction of a lens included in a light emitting module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating a short axis direction of a lens included in the light emitting module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a long axis direction of the light emitting module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a short axis direction of the light emitting module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a light emitting module according to a first embodiment of the present invention installed on a substrate.
  • FIG. 7 illustrates a backlight unit of a 32-inch display apparatus in which a light emitting module according to a first embodiment of the present invention is installed.
  • FIG. 8 is a view illustrating a backlight unit of a 55-inch display apparatus in which a light emitting module is installed according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a long axis direction of a lens included in a light emitting module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating a lens included in a light emitting module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph comparing luminance of light emitted in a long axis direction of a light emitting module light emitting unit according to a second embodiment of the present invention with luminance of light emitted in a long axis direction of a light emitting module light emitting unit according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a graph comparing the luminance of light emitted in a shorter direction of the light emitting module output unit according to the second embodiment of the present invention and the luminance of light emitted in the shorter direction of the light emitting module output unit according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a light emitting module according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a side view illustrating a long axis direction of the light exit portion of the lens included in the light emitting module according to the third embodiment of the present invention.
  • 15 is a side view illustrating a short axis direction of the light exit portion of the lens included in the light emitting module according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram for describing a light exit part of a lens included in a light emitting module according to a third embodiment of the present invention.
  • 17 is a view for explaining that light is emitted through the side view in the long axis direction of the light emitting module according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a light emitting module according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a long axis direction of a lens included in the light emitting module according to the first embodiment of the present invention
  • 3 is a cross-sectional view illustrating a short axis direction of a lens included in the light emitting module according to the first embodiment of the present invention.
  • the light emitting module 100 includes a light emitting device 110 and a lens 120.
  • the light emitting device 110 is disposed on the substrate 200.
  • the substrate 200 may have insulation and a conductive circuit may be formed on the substrate 200.
  • the substrate 200 supports the light emitting device 110 and the lens 120.
  • the substrate 200 may be a printed circuit board and may have a mounting groove in which the light emitting device 110 is mounted.
  • the light emitting device 110 may be mounted on the substrate 200, and may be mounted in the mounting groove when the mounting groove is formed in the substrate 200.
  • the light emitting device 110 may have the form of a package in which a light emitting diode chip is mounted on a housing or a sub substrate, or may be a form in which the light emitting diode chip is directly mounted on the substrate 200.
  • the light emitting diode chip may include a light emitting structure including an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer.
  • the n-type electrode electrically connected to the n-type semiconductor layer and the p-type electrode electrically connected to the p-type semiconductor layer may be arranged in one direction, and the n-type electrode and the p-type electrode may be disposed in different directions. It may be a vertical type.
  • the n-type semiconductor layer, the active layer, and the p-type semiconductor layer may each include a III-V group compound semiconductor, and may include, for example, a nitride semiconductor such as (Al, Ga, In) N.
  • the n-type semiconductor layer may be a conductive semiconductor layer including n-type impurities (eg, Si), and the p-type semiconductor layer may be a conductive semiconductor layer including p-type impurities (eg, Mg).
  • the active layer may be interposed between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer, and may include a multi quantum well structure (MQW).
  • the composition ratio may be determined to emit light of a desired peak wavelength. In this embodiment, the composition ratio of the light emitting diode chip may be determined so as to emit blue light or ultraviolet light to the outside.
  • the lens 120 is provided to disperse the light emitted from the light emitting device 110 and is disposed to cover the light emitting device 110.
  • the lens 120 may have an incident surface 121a through which the light emitted from the light emitting element 110 is incident, and a light exit part 123 which emits light from the lens 120 to the outside.
  • the lens 120 may include a light incident portion 121 having a concave shape at a lower portion thereof, and an inner surface of the light incident portion 121 may be an incident surface 121a.
  • the light incident part 121 may be formed under the lens 120 and disposed at the center of the lens 120.
  • the shape of the light incident part 121 may have a concave shape, such as a longitudinal shape, as shown in FIGS. 1 to 3.
  • the light incident part 121 may have an elliptic shape having a long axis in the y-axis direction.
  • the short axis direction of the light-receiving part 121 having an elliptic shape is defined by the x-axis direction
  • the long axis direction of the light-receiving part 121 is defined by the y-axis direction.
  • the incident surface 121a which is an inner surface of the light incident part 121, may have a curved surface as a whole.
  • the incident surface 121a and the lower surface 125 of the lens 120 may be connected to the curved surface.
  • the incident surface 121a may have a curved surface as a whole, but as necessary, the uppermost portion of the incident surface 121a may include a plane.
  • the lower surface 125 of the lens 120 may have a planar shape, as shown.
  • the present invention is not limited thereto and may include an inclined surface as necessary.
  • the inclined surface may be a surface inclined upward in the outward direction of the lens 120 in the light incident part 121.
  • the light exit unit 123 forms an outer shape of the lens 120 as a surface on which light incident to the lens 120 is emitted to the outside.
  • the cross section of the light exit portion 123 may have an elliptic shape having a long axis in the x-axis direction.
  • the short axis direction of the light-emitting part 123 having an elliptic shape is the y-axis direction
  • the long axis direction of the light-emitting part 123 is the x-axis direction. That is, the long axis direction of the light incident part 121 and the long axis direction of the light exit part 123 are disposed perpendicular to each other.
  • the elliptic shape of the light incident part 121 may have a greater difference in ratio between the long axis and the short axis than the elliptic shape of the light exit part 123. That is, the ellipse shape of the light exit portion 123 may be an ellipse shape closer to the circular shape than the ellipse shape of the light incident portion 121. Accordingly, the light emitted from the light emitting device 110 may be relatively incident toward the long axis direction of the light emitting unit 123.
  • the light exit part 123 is arranged in the long axis direction, and the light incident part 121 is disposed in the short axis direction.
  • the light exit part 123 is disposed in the short axis direction and the light incident part 121 is disposed in the long axis direction. Accordingly, the light incident on the lens 120 through the light incident part 121 is greater than the light incident on the short axis direction of the light incident part 121 through the lens 120 than the light incident on the long axis direction of the light incident part 121. It can be seen that the transmission distance of the lens 120 is relatively long.
  • the lens 120 may further include a flange 127 connecting the light output part 123 and the lower surface 125 of the lens 120.
  • the flange 127 may be disposed along the outer side of the light exit portion 123, and the longitudinal cross section of the flange 127 may be perpendicular to the bottom surface 125 of the lens 120.
  • the thickness of the flange 127 may be different depending on the position of the exit surface, in the present embodiment, the thickness t1 of the flange 127 located in the long axis direction of the light exit portion 123 of the light exit portion 123 It may be relatively thicker than the thickness t2 of the flange 127 located in the short axis direction.
  • the thickness of the flange 127 may be the thickest in the long axis direction of the light exit part 123, and may be the thinnest in the short axis direction of the light exit part 123.
  • the boundary portion 127a which is a boundary between the flange 127 and the light exiting portion 123, may be formed in a curve, as illustrated in FIGS. 1 to 3.
  • a plurality of leg parts 129 may be disposed on the bottom surface 125 of the lens 120.
  • the leg part 129 may be disposed around the light incident part 121.
  • the leg part 129 may have a predetermined thickness, and when the lens 120 is coupled to the substrate 200, a reference to which the lens 120 may be properly mounted may be provided. Can be.
  • the plurality of leg parts 129 may be disposed long along the long axis direction of the light incident part 121. That is, in the present embodiment, four leg portions 129 are disposed, and the two leg portions 129 are disposed at the first interval W1 at one side of the light incident portion 121 in the long axis direction, and the remaining two legs 129 are disposed.
  • the leg part 129 may be disposed at a second interval W2 on an opposite side of one side of the light incident part 121 in the long axis direction. In this case, the first interval W1 and the second interval W2 may be equal to each other.
  • the distance between the two leg parts 129 disposed on one side of the light incident part 121 and the two leg parts 129 disposed on the other side may be wider than the first and second gaps W1 and W2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a long axis direction of the light emitting module according to the first embodiment of the present invention.
  • the light emitting device 110 of the light emitting module 100 is disposed in the light incident part 121 of the lens 120 as shown.
  • the light emitting device 110 may be a flip chip type light emitting device 110, so that the light emitting device 110 may emit light in the upper and lateral direction of the light emitting device 110. have.
  • Light emitted in an upward direction of the light emitting device 110 may be emitted to the outside through the light exiting portion 123 through the light entering portion 121 of the lens 120.
  • a portion of the light emitted in the lateral direction of the light emitting device 110 may be emitted to the outside through the light emitting unit 123 through the light receiving unit 121, but as shown, light incident on the light receiving unit 121. It may be discharged to the outside through the flange 127. Accordingly, the light emitted through the flange 127 may be emitted to the outside without being refracted by the lens 120, thereby increasing the amount of light emitted to the side of the lens 120.
  • the thickness of the flange 127 has been described that the major axis direction and the minor axis direction is different, the thickness of the major axis of the lens 120 is formed thicker than the thickness of the minor axis direction of the lens 120
  • the amount of light in the long axis direction may be relatively greater than the short axis direction. That is, as the thickness of the flange 127 is thicker, since the unrefractored light emitted from the light emitting device 110 and emitted through the flange 127 is relatively emitted, a lens having a relatively thick thickness of the flange 127 ( The amount of light emitted in the long axis direction of 120 may be large.
  • the lens 120 may further distribute light in the long axis direction as compared with the short axis direction.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a short axis direction of the light emitting module according to the first embodiment of the present invention.
  • the lens 120 of the light emitting module 100 may be formed by injection. Accordingly, the shape of the gate G for the injection mold may be formed on the flange 127 of the lens 120.
  • the thickness in the short axis direction of the flange 127 may be determined by the thickness of the gate (G), it may be thicker than the thickness of the gate (G).
  • the thickness of the flange 127 in the long axis direction is thicker than the thickness of the flange 127 in the minor axis direction, and may be smaller than 4 mm.
  • the thickness of the flange 127 in the short axis direction may be 0.3 mm to 1 mm.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a light emitting module installed on a substrate 200 according to a first embodiment of the present invention.
  • a plurality of light emitting modules 100 may be disposed on the substrate 200.
  • the substrate 200 may have a bar shape having a length direction, and a conductive circuit for supplying power to the light emitting device 110 mounted on the upper surface may be formed.
  • the light emitting module may be formed as the lens 120 is disposed to cover the plurality of light emitting devices 110 in a state in which the plurality of light emitting devices 110 are coupled to the conductive circuit of the substrate 200.
  • the lens 120 may be disposed on the substrate 200 such that the long axis direction of the light incident part 121 coincides with the length direction of the substrate 200. Accordingly, the long axis of the light exit portion 123 of the lens 120 may be disposed perpendicular to the longitudinal direction of the substrate 200, and the lens 120 may be disposed to protrude outward from the substrate 200. In addition, the width in the short direction of the light incident part 121 of the lens 120 may be smaller than the width of the substrate 200. In addition, the leg portions 129 of the lens 120 may be coupled to the substrate 200 such that the lens 120 may be coupled to the substrate 200.
  • FIG. 7 is a view illustrating a backlight unit of a 32-inch display apparatus in which a light emitting module is installed according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a view of a 55-inch display apparatus in which a light emitting module is installed according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows a backlight unit.
  • the backlight unit 300 of the 32-inch display device may include a backlight module 310.
  • the backlight module 310 may include a plurality of light emitting modules 100 disposed at predetermined intervals on the substrate 200 having a predetermined length.
  • one backlight module 310 may be installed in the 32-inch backlight unit 300, and the backlight module 310 may be disposed in the longitudinal direction of the backlight unit 300 in the center of the backlight unit 300. Accordingly, the light emitted from the plurality of light emitting modules 100 may be emitted in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate 200 to be irradiated to the front of the backlight unit 300.
  • the backlight module 310 in the backlight unit 400 of the 55-inch display device, three backlight modules 310 may be disposed in directions perpendicular to the length direction of the backlight unit.
  • the backlight module 310 includes a substrate 200 having a length in one direction and a plurality of light emitting modules 100 disposed on the substrate 200. Therefore, the backlight module 310 has a length in one direction like the substrate 200.
  • the three backlight modules 310 disposed in the backlight unit 400 of the 55-inch display device may be disposed in a direction perpendicular to the length direction of the backlight module 310.
  • Each backlight module 310 may be provided with a plurality of light emitting modules 100 on one substrate 200. Accordingly, the light emitted from each light emitting module 100 has a light distribution characteristic having a direction perpendicular to the length direction of the substrate 200, and may be emitted to the front surface of the backlight unit 400.
  • the number of backlight modules 310 and the number of light emitting modules 100 disposed on the substrate 200 may vary according to the size of the display device.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a long axis direction of a lens included in a light emitting module according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a plan view illustrating a lens included in a light emitting module according to a second embodiment of the present invention.
  • the light emitting module 100 includes a light emitting device 110 and a lens 120.
  • the configuration of the light emitting device 110 is the same as that of the first embodiment, and a description thereof is omitted, and a description of the same configuration of the lens 120 is also omitted.
  • the lens 120 includes a light incident part 121, a light exit part 123, a flange 127, and a leg part 129, and includes a light incident part 121, a light exit part 123, and a leg part.
  • the configuration of 129 is the same as in the first embodiment.
  • the flange 127 may protrude in the outward direction of the lens 120 from the light exit portion 123. That is, the width of the flange 127 may be relatively larger than the width of the long axis direction (x-axis direction) of the light emitting unit 123 of the lens 120, as shown in FIG.
  • the planar shape of the flange 127 may have a circular shape. That is, as the flange 127 has a circular shape, the distance from the outer end of the flange 127 to the outer end of the light exit portion 123 is equal to that of the light exit portion 123 of the lens 120. It may be different in the long axis direction and the short axis direction of (123).
  • FIG. 11 is a graph comparing the luminance of light emitted in the long axis direction of the light emitting module output unit according to the second embodiment of the present invention with the luminance of the light emitted in the long axis direction of the light emitting module output unit according to the first embodiment.
  • 12 is a graph comparing brightness of light emitted in a short direction of the light emitting module output unit according to the second embodiment of the present invention with brightness of light emitted in the short direction of the light emitting module output unit according to the first embodiment.
  • the lens included in the light emitting module 100 according to the second embodiment of the present invention has a different size and shape than the lens included in the light emitting module 100 according to the first embodiment. Accordingly, the brightness of the light emitted from the light emitting module 100 may be adjusted according to the size and shape of the flange 127. As such, the brightness of the light emitted from the light emitting module 100 may be adjusted by the size and shape of the flange 127. The light emitted from the light emitting module 100 may be reflected from the bottom of the substrate 200 or the backlight unit. Because there is.
  • the lens 120 is larger than the width of the substrate 200, light may be emitted to the outside through the lower surface 125 of the lens 120. Accordingly, when the size and shape of the flange 127 of the lens 120 is changed, the amount of light emitted through the bottom surface 125 of the lens 120 may vary.
  • FIG. 11 As in the second embodiment of the present invention, if the size of the flange 127 is expanded by 10% larger than in the first embodiment, as shown in FIG. 11, in the long axis direction with respect to the light exit portion of the lens 120, FIG. It can be seen that the emitted luminance decreases about 30% at the center. This is emitted through the lower surface 125 of the lens 120 of the light emitting module 100 and the lens (through the lower surface 125 of the lens 120 exposed to the outside of the substrate 200 than the amount of light reflected from the substrate 200). It can be confirmed that the phenomenon appears because the amount of light emitted to the outside of the 120) is large.
  • the center luminance emitted in the short axis direction with respect to the light exit portion of the lens 120 may be reduced by about 30%.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a light emitting module according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a long axis direction of a light emitting part of a lens included in a light emitting module according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 15 is a view illustrating a lens included in a light emitting module according to a third embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the short axis direction with respect to the light exit part.
  • the light emitting module 100 includes a light emitting device and a lens 120.
  • the light emitting device 110 is disposed on the substrate 200, and the light emitting device 110 in the present embodiment is the same as in the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • the lens 120 is provided to disperse the light emitted from the light emitting element 110 and is disposed to cover the light emitting element 110.
  • the lens 120 may have an incident surface 121a through which the light emitted from the light emitting element 110 is incident, and a light exit part 123 which emits light from the lens 120 to the outside.
  • the lens 120 may include a light incident portion 121 having a concave shape at a lower portion thereof, and an inner surface of the light incident portion 121 may be an incident surface 121a.
  • the light incident part 121 may be formed under the lens 120 and disposed at the center of the lens 120.
  • the shape of the light incident part 121 may have a concave shape, such as a longitudinal shape, as shown in FIGS. 13 to 15.
  • the light incident part 121 has a concave inner surface of the incident surface 121a, and the incident surface 121a includes a vertical incident surface 121aa and an inclined incident surface 121ab.
  • the vertical incident surface 121aa is vertically formed in the horizontal plane from the entrance of the light incident part 121 to a predetermined height.
  • An inclined incident surface 121ab is formed to extend from the vertical incident surface 121aa.
  • the inclined incident surface 121ab may be positioned above the vertical incident surface 121aa and may have a curved surface as a whole.
  • the vertical incident surface 121aa and the protruding surface 131 of the lens 120 may extend.
  • the protruding surface 131 of the lens 120 will be described later.
  • the entrance of the light incident part 121 may have a shape of a figure having a long axis and a short axis. In the present embodiment, the entrance of the light incident part 121 is described as being formed in an ellipse shape. As in the first embodiment, the long axis direction of the light incident part 121 is defined in the y axis direction, and the short axis direction of the light incident part 121 is defined in the x axis direction.
  • the lower surface 125 of the lens 120 may have a generally planar shape.
  • a protruding surface 131 may be formed around the inlet of the light incident part 121 of the lower surface 125 of the lens 120.
  • the protruding surface 131 may be formed in a shape in which a part of a spherical shape is coupled to the lower surface 125 of the lens 120. That is, the protruding surface 131 is a part cut in a spherical shape is coupled to the lower surface 125 of the lens 120, accordingly, as shown in FIGS. 14 and 15, the lower surface 125 of the lens 120 It may be formed in a protruding shape.
  • the light incident part 121 may be disposed at the center of the protruding surface 131, and the vertical incident surface 121aa of the light receiving part 121 may be connected to the protruding surface 131.
  • the center of the protrusion 131 and the center of the light incident part 121 may coincide with each other.
  • a plurality of leg parts 129 are disposed on the bottom surface 125 of the lens 120, wherein the plurality of leg parts 129 may be disposed outside the protruding surface 131. That is, when the protruding surface 131 is formed on the lower surface 125 of the lens 120, the leg part 129 may be disposed outside the protruding surface 131 so that interference with the protruding surface 131 does not occur. have.
  • the plurality of leg portions 129 may be disposed long along the long axis direction of the light incident portion 121, as in the first embodiment. That is, in the present embodiment, four leg portions 129 are disposed, and the two leg portions 129 are disposed at the first interval W1 at one side of the light incident portion 121 in the long axis direction, and the remaining two legs 129 are disposed.
  • the leg part 129 may be disposed at a second interval W2 on an opposite side of one side of the light incident part 121 in the long axis direction. In this case, the first interval W1 and the second interval W2 may be equal to each other.
  • the distance between the two leg parts 129 disposed on one side of the light incident part 121 and the two leg parts 129 disposed on the other side may be wider than the first and second gaps W1 and W2.
  • the light exit unit 123 forms an outer shape of the lens 120 as a surface on which light incident to the lens 120 is emitted to the outside.
  • the cross section of the light exit portion 123 may have an elliptical shape having a long axis in the x-axis direction and a short axis in the y-axis direction, and may have a convex shape to have a predetermined curvature.
  • the long axis direction of the light exit part 123 and the long axis direction of the light exit part 121 may be disposed perpendicular to each other.
  • a large amount of light emitted from the light emitting device 110 may be incident toward the long axis direction of the light emitting unit 123.
  • the lens 120 may further include a flange 127 connecting the light output part 123 and the lower surface 125 of the lens 120.
  • the flange 127 may be disposed along the outer side of the light exiting unit 123, and a longitudinal cross section of the flange 127 may be formed to be perpendicular to the bottom surface 125 of the lens 120.
  • the thickness of the flange 127 may be different depending on the position of the light exit portion 123, as in the first embodiment, the thickness of the flange 127 located in the long axis direction of the light exit portion 123 is the light exit portion ( It may be relatively thicker than the thickness of the flange 127 located in the minor axis of the 123.
  • the boundary part 127a which is a boundary between the flange 127 and the light exit part 123, may be formed in a curved line.
  • the height of the vertical incident surface 121aa of the light incident part 121 and the thickness of the flange 127 are compared, the height of the vertical incident surface 121aa of the light incident part 121 is the flange 127. May be less than the thickness. That is, the height of the vertical incident surface 121aa may be smaller than the thickness of the flange 127 in the short axis direction of the light exit portion 123, which is a portion where the thickness of the flange 127 is minimized.
  • FIG. 16 is a diagram for describing a light exit part of a lens included in a light emitting module according to a third embodiment of the present invention.
  • the curvature of the light emitter 123 of the lens 120 included in the light emitting module 100 according to the third embodiment of the present invention may be described.
  • a function of designing an anamorphic lens which is an optical lens 120 that compresses or converts a wide scene from side to side to a standard size region, may be used.
  • an asymetric constant (B) may be added to design an aspherical lens on the x and y axes. That is, the coordinate value of the surface of the light exit unit 123 according to the present embodiment may be represented by a z value according to Equation 1 according to the x and y values.
  • the anamorphic surface shape allows surfaces with different 20th order aspherical shapes in the Y-Z plane and the X-Z plane, but still have symmetrical shapes in each plane. That is, it is not an actual asymmetrical surface form.
  • the anamorphic surface may be input with curvature and cone constants and symmetry and asymmetry coefficients for each plane.
  • Equation 1 can be reduced to the standard rotationally symmetric polynomial aspherical surface.
  • the anamorphic aspherical surface shape allows the 20th order aspherical shape in the Y-Z and X-Z planes to be different but still be symmetrical in each plane.
  • X-Y polynomials can be used for fully asymmetric surface shapes.
  • Such an anamorphic aspheric surface may be inputted with the curvature and cone constants and symmetric and asymmetric aspheric coefficients for each plane.
  • the constant k value is then related to the common cone shape as follows.
  • -1 ⁇ k ⁇ 0 is an ellipse with a long axis on the z axis
  • k ⁇ -1 is a hyperbola
  • k> 0 is an oblate sphere .
  • kx is the cone constant on the x-axis and ky is the cone constant on the y-axis.
  • cx means curvature in the x-axis
  • cy means curvature in the y-axis.
  • Equation 1 decreases to the standard rotationally symmetric polynomial aspheric surface.
  • 17 is a view for explaining that light is emitted through the side view in the long axis direction of the light emitting module according to the third embodiment of the present invention.
  • the light emitting device 110 emits light from both the top and side surfaces of the light emitting device 110. Accordingly, the light emitted from the upper surface of the light emitting device 110 is incident to the lens 120 above the incident surface 121a of the lens 120 and is emitted through the light emitting unit 123. The light incident on the inclined incident surface 121ab of the lens 120 may be refracted and emitted through the light exit unit 123. In addition, the light emitted to the side of the light emitting device 110 is incident on the lens 120 through the vertical incident surface 121aa, it may be emitted to the side through the flange 127 of the lens 120 as it is.
  • a portion of the light emitted to the side of the light emitting device 110 is reflected upward from the protruding surface 131 coupled to the bottom surface 125 of the lens 120 to the outside through the light emitting portion 123 of the lens 120. Can be released.
  • the light emitted from the light emitting device 110 may be incident to the lens 120 through the incident surface 121a and may not be reflected to the light exiting unit 123, but may be reflected by the light exiting unit 123. Some of the light may be reflected back from the protruding surface 131 to be emitted to the outside through the light exit unit 123.
  • the light emitted from the light emitting element 110 may be reflected or re-reflected from the projecting surface coupled to the lower surface of the lens to be emitted through the light exit portion of the lens to increase the output of light emitted through the light exit portion of the lens.
  • some of the light emitted to the side of the light emitting device 110 is incident to the lens 120 through the vertical incident surface 121aa may be emitted through the flange 127 of the lens 120 as it is. Accordingly, the output of light emitted to the side of the lens 120 can be increased.
  • leg 131 protruding surface

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치, 백라이트 유닛, 발광 모듈 및 렌즈에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광모듈은, 발광소자; 상기 발광소자의 상부에 배치되며, 상기 발광소자에서 방출된 광을 분산시키는 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈는 상기 발광소자에서 방출된 광이 입사되는 입광부와 입사된 광이 출광되는 출광부를 포함하며, 상기 입광부와 출광부의 평면 형상은 각각 장축과 단축을 가지며, 상기 입광부의 장축과 상기 출광부의 장축을 서로 수직하게 배치되고, 상기 입광부는, 상기 렌즈의 하면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면의 상부로 연장된 경사 입사면을 포함할 수 있다. 본 발명에 의하면, 발광모듈에서 방출된 배광 분포가 사각 형상을 가질 수 있어, 인접한 발광모듈에서 방출된 배광 분포와의 조합에 의해 균일한 광이 외부로 방출될 수 있는 효과가 있다.

Description

디스플레이 장치, 백라이트 유닛, 발광모듈 및 렌즈
본 발명은 디스플레이 장치, 백라이트 유닛, 발광 모듈 및 렌즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부로 방출되는 발광 분포를 특정할 수 있는 디스플레이 장치, 백라이트 유닛, 발광모듈 및 렌즈에 관한 것이다.
발광 다이오드는 전자와 정공의 재결합을 통해 발생하는 광을 방출하는 무기 반도체 소자이다. 최근, 발광 다이오드는 디스플레이 장치, 차량용 램프, 일반 조명 등과 같은 여러 분야에 다양하게 이용되고 있다. 발광 다이오드는 수명이 기존 광원 대비 소비 전력이 낮으며, 응답속도가 빠른 장점이 있으며, 이러한 장점으로 인해 기존 광원을 빠르게 대치해 가고 있다.
이러한 발광 다이오드를 이용하여 디스플레이 장치나 일반 조명 등에 사용할 때, 수 개 내지 수십 개의 발광 다이오드가 이용될 수 있다. 이렇게 많은 발광 다이오드를 이용할 때, 발광 다이오드들 간의 광 간섭을 최소화하는 것이 중요하다. 그렇지 않으면, 각 발광 다이오드들에서 방출된 광이 간섭되어, 음영이나 부분적인 핫스팟이 발생할 수 있기 때문이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 복수의 발광 다이오드를 사용할 때, 각 발광 다이오드들 간의 광 간섭을 최소화할 수 있는 디스플레이 장치, 백라이트 유닛, 발광모듈 및 렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광모듈은, 발광소자; 및 상기 발광소자의 상부에 배치되며, 상기 발광소자에서 방출된 광을 분산시키는 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈는 상기 발광소자에서 방출된 광이 입사되는 입광부와 입사된 광이 출광되는 출광부를 포함하며, 상기 입광부와 출광부의 평면 형상은 각각 장축과 단축을 가지며, 상기 입광부의 장축과 상기 출광부의 장축을 서로 수직하게 배치되고, 상기 입광부는, 상기 렌즈의 하면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면의 상부로 연장된 경사 입사면을 포함할 수 있다.
이때, 상기 렌즈는, 상기 렌즈의 하면에서 소정의 곡률을 가지도록 돌출된 돌출면을 가질 수 있다.
여기서, 상기 입광부는 상기 렌즈의 돌출면에서 상부 방향으로 오목하게 형성되고, 상기 오목하게 형성된 내면은 상기 렌즈의 돌출면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면에서 연장된 경사 입사면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 렌즈는 상기 렌즈를 지지하기 위해 상기 렌즈의 하면에 결합된 복수의 다리부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 복수의 다리부는 상기 돌출면의 외곽에 배치될 수 있다.
그리고 상기 렌즈는, 상기 출광부와 상기 렌즈의 하면을 연결하는 플랜지를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수직 입사면의 높이는 상기 플랜지의 두께보다 작을 수 있다.
또한, 상기 플랜지는 상기 출광부의 장축에서의 두께가 상기 출광부의 단축에서의 두께보다 두꺼울 수 있다.
그리고 상기 렌즈 출광부의 장축 방향 끝단에서 상기 플랜지 장축 방향으로 상기 플랜지 끝단까지의 최단 거리와 상기 렌즈 출광부의 단축 방향 끝단에서 상기 플랜지 단축 방향으로 상기 플랜지 끝단까지의 최단 거리는 서로 다를 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈는, 하부에 오목한 형상으로 형성되고, 발광소자에서 방출된 광이 입사되는 입광부; 및 상기 입광부를 통해 입사된 광을 외부로 출광하는 출광부를 포함하고, 상기 입광부와 출광부의 평면 형상은 각각 장축과 단축을 가지고, 상기 입광부의 장축과 상기 출광부의 장축이 서로 수직하게 배치되며, 상기 입광부는, 하면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면에서 상부로 연장된 경사 입사면을 포함할 수 있다.
이때, 상기 입광부를 둘러싸도록 상기 하면에 소정의 곡률을 가지도록 돌출된 돌출면을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 입광부의 내면은 상기 돌출면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면에서 연장된 경사 입사면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하면에 결합된 복수의 다리부를 더 포함하고, 상기 복수의 다리부는 상기 돌출면의 외곽에 배치될 수 있다.
그리고 상기 출광부와 상기 하면을 연결하는 플랜지를 더 포함하고, 상기 수직 입사면의 높이는 상기 플랜지의 두께보다 작을 수 있다.
이때, 상기 플랜지는 상기 출광부의 장축에서의 두께가 상기 출광부의 단축에서의 두께보다 두꺼울 수 있다.
또 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 기판; 상기 기판 상에 배치된 복수의 발광소자; 및 상기 복수의 발광소자의 상부에 각각 배치되고, 상기 발광소자에서 방출된 광을 분산시키는 복수의 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 렌즈 각각은, 상기 발광소자에서 방출된 광이 입사되는 입광부와 입사된 광이 출광되는 출광부를 포함하며, 상기 입광부와 출광부의 평면 형상은 각각 장축과 단축을 가지며, 상기 입광부의 장축과 상기 출광부의 장축은 서로 수직하게 배치되고, 상기 입광부는, 상기 렌즈의 하면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면의 상부로 연장된 경사 입사면을 포함하는 하나 이상의 백라이트 모듈을 포함할 수 있다.
이때, 상기 하나 이상의 백라이트 모듈은 복수 개이고, 상기 복수의 백라이트 모듈은 소정의 간격으로 배치될 수 있다.
그리고 상기 기판은 소정의 길이를 가지며, 상기 복수의 백라이트 모듈은 상기 기판의 길이 방향에 수직한 방향으로 소정의 간격을 가지며 배치될 수 있다.
또한, 상기 기판은 소정의 길이를 가지며, 상기 복수의 렌즈는, 상기 출광부의 장축이 상기 기판의 길이 방향에 수직하게 배치될 수 있다.
그리고 상기 기판은 소정의 길이를 가지며, 상기 입광부의 단축 방향 너비는, 상기 기판의 폭보다 작을 수 있다.
또, 상기 복수의 렌즈 각각은, 상기 입광부의 장축 방향으로 길게 배치된 복수의 다리부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 기판; 상기 기판상에 배치된 복수의 발광소자; 및 상기 복수의 발광소자의 상부에 각각 배치되고, 상기 발광소자에서 방출된 광을 분산시키는 복수의 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 렌즈 각각은, 상기 발광소자에서 방출된 광이 입사되는 입광부와 입사된 광이 출광되는 출광부를 포함하며, 상기 입광부와 출광부의 평면 형상은 각각 장축과 단축을 가지며, 상기 입광부의 장축과 상기 출광부의 장축은 서로 수직하게 배치되고, 상기 입광부는, 상기 렌즈의 하면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면의 상부로 연장되는 경사 입사면을 포함하는 하나 이상의 백라이트 모듈을 포함할 수 있다.
이때, 상기 기판은 소정의 길이를 갖고, 상기 하나 이상의 백라이트 모듈은 복수개이며, 상기 복수의 백라이트 모듈은 상기 기판의 길이 방향에 수직한 방향으로 소정의 간격을 가지며 배치될 수 있다.
또한, 상기 기판은 소정의 길이를 가지며, 상기 복수의 렌즈는, 상기 출광부의 장축이 상기 기판의 길이 방향에 수직하게 배치될 수 있다.
그리고 상기 기판은 소정의 길이를 가지며, 상기 입광부의 단축 방향 너비는, 상기 기판의 폭보다 작을 수 있다.
또, 상기 복수의 렌즈 각각은, 상기 입광부의 장축 방향으로 길게 배치된 복수의 다리부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 발광모듈에서 방출된 배광 분포가 사각 형상에 가까운 형상을 가질 수 있어, 인접한 발광모듈에서 방출된 배광 분포와의 조합에 의해 균일한 광이 외부로 방출될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 장축 방향을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 단축 방향을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈의 장축 방향을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈의 단축 방향을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈을 기판에 설치한 것을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈이 설치된 32인치 디스플레이 장치의 백라이트 유닛을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈이 설치된 55인치 디스플레이 장치의 백라이트 유닛을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 장축 방향을 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈를 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광모듈 출광부의 장축 방향에서 방출되는 광의 휘도와 일 실시예에 따른 발광모듈 출광부의 장축 방향에서 방출되는 광의 휘도를 비교한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광모듈 출광부의 단축 방향에서 방출되는 광의 휘도와 일 실시예에 따른 발광모듈 출광부의 단축 방향에서 방출되는 광의 휘도를 비교한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈을 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 출광부에 대해 장축 방향을 도시한 측면도이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 출광부에 대해 단축 방향을 도시한 측면도이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 출광부를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈의 장축 방향의 측면도를 통해 광이 출사되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 장축 방향을 도시한 단면도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 단축 방향을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈(100)은, 발광소자(110) 및 렌즈(120)를 포함한다.
발광소자(110)는 기판(200) 상에 배치된다. 이때, 기판(200)은 절연성을 가지며, 상부에 도전회로가 형성될 수 있다. 그리고 기판(200)은 발광소자(110) 및 렌즈(120)를 지지하는 역할을 한다. 본 실시예에서 기판(200)은 인쇄회로기판일 수 있으며, 발광소자(110)가 실장되는 실장 홈을 가질 수 있다.
발광소자(110)는 기판(200)에 실장되며, 기판(200)에 실장 홈이 형성된 경우 실장 홈 내에 실장될 수 있다. 발광소자(110)는 하우징 또는 서브 기판에 발광 다이오드 칩이 실장된 패키지의 형태를 가지거나 발광 다이오드 칩이 기판(200)에 직접 실장되는 형태일 수 있다.
발광소자(110)가 발광 다이오드 칩의 형태인 경우, 발광 다이오드 칩은 n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 발광구조체를 포함할 수 있다. 그리고 n형 반도체층과 전기적으로 연결된 n형 전극 및 p형 반도체층과 전기적으로 연결된 p형 전극이 일 방향에 배치되는 플립칩 타입일 수 있고, n형 전극과 p형 전극이 서로 다른 방향에 배치되는 수직 타입일 수도 있다. 여기서, n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층은 각각 III-V족 계열의 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 일례로, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물 반도체를 포함할 수 있다.
n형 반도체층은 n형 불순물(예컨대, Si)을 포함하는 도전형 반도체층일 수 있고, p형 반도체층은 p형 불순물(예컨대, Mg)을 포함하는 도전형 반도체층일 수 있다. 그리고 활성층은 n형 반도체층 및 p형 반도체층 사이에 개재될 수 있으며, 다중 양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있다. 그리고 원하는 피크 파장의 광을 방출할 수 있게 조성비가 결정될 수 있다. 본 실시예에서, 발광 다이오드 칩은 청색광 또는 자외선을 외부로 방출하도록 조성비가 결정될 수 있다.
렌즈(120)는 발광소자(110)에서 방출된 광을 분산하기 위해 구비되며, 발광소자(110)를 덮도록 배치된다. 이를 위해 렌즈(120)는, 발광소자(110)에서 방출된 광이 입사하는 입사면(121a)과 렌즈(120)에서 외부로 광을 출사하는 출광부(123)를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 렌즈(120)는, 하부에 오목한 형상의 입광부(121)를 포함하며, 입광부(121)의 내면이 입사면(121a)일 수 있다.
입광부(121)는 도시된 바와 같이, 렌즈(120)의 하부에 형성되고, 렌즈(120)의 중앙에 배치될 수 있다. 입광부(121)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종 형상과 같이 오목한 형상을 가질 수 있다. 그리고 입광부(121)의 단면은 y축 방향으로 장축을 갖는 타원 형상일 수 있다. 본 실시예에서, 타원 형상의 입광부(121) 단축 방향을 x축 방향으로 정의하고, 입광부(121) 장축 방향을 y축 방향으로 정의하여 설명한다.
그리고 입광부(121)의 내측면인 입사면(121a)은 전체적으로 곡면을 가질 수 있다. 그리고 입사면(121a)과 렌즈(120)의 하면(125)은 곡면으로 연결될 수 있다. 이때, 본 실시예에서, 입사면(121a)은 전체적으로 곡면을 가질 수 있으나, 필요에 따라 입사면(121a)의 최상부는 평면을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 렌즈(120)의 하면(125)은 도시된 바와 같이, 평면 형상을 가질 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 경사면을 포함할 수 있다. 하면(125)이 경사면을 포함하는 경우, 경사면은 입광부(121)에서 렌즈(120)의 외측 방향으로 상향 경사진 면일 수 있다.
출광부(123)는 렌즈(120)로 입사된 광이 외부로 방출되는 면으로 렌즈(120)의 외형을 형성한다. 그리고 출광부(123)의 단면은 x축 방향으로 장축을 갖는 타원 형상일 수 있다. 본 실시예에서 타원 형상의 출광부(123) 단축 방향은 y축 방향이고, 출광부(123) 장축 방향은 x축 방향이다. 즉, 입광부(121)의 장축 방향과 출광부(123)의 장축 방향은 서로 수직하게 배치된다.
여기서, 입광부(121)의 타원 형상은 출광부(123)의 타원 형상보다 장축과 단축의 비율 차이가 클 수 있다. 즉, 입광부(121)의 타원 형상보다 출광부(123)의 타원 형상이 보다 원 형상에 가까운 타원 형상일 수 있다. 그에 따라 발광소자(110)에서 방출된 광이 출광부(123)의 장축 방향을 향해 상대적으로 많이 입사될 수 있다.
그에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈(120)의 x축 방향에 따른 단면을 보면, 출광부(123)는 장축 방향, 입광부(121)는 단축 방향으로 배치된다. 그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 렌즈(120)의 y축 방향에 따른 단면을 보면, 출광부(123)는 단축 방향, 입광부(121)는 장축 방향으로 배치된다. 그에 따라 입광부(121)를 통해 렌즈(120)로 입사된 광은 렌즈(120)를 통해 입광부(121)의 단축 방향으로 입사된 광이 입광부(121)의 장축 방향으로 입사된 광보다 상대적으로 렌즈(120)의 투과 거리가 긴 것을 확인할 수 있다.
그리고 본 실시예에서 렌즈(120)는 출광부(123)와 렌즈(120)의 하면(125)을 연결하는 플랜지(127)를 더 포함할 수 있다. 플랜지(127)는 출광부(123)의 외곽을 따라 배치될 수 있고, 플랜지(127)의 종단면은 렌즈(120)의 하면(125)과 수직을 이룰 수 있다. 이때, 플랜지(127)의 두께는 출사면의 위치에 따라 다를 수 있으며, 본 실시예에서, 출광부(123)의 장축 방향에 위치한 플랜지(127)의 두께(t1)가 출광부(123)의 단축 방향에 위치한 플랜지(127)의 두께(t2)보다 상대적으로 두꺼울 수 있다. 그리고 플랜지(127)의 두께는 출광부(123) 장축 방향에서 가장 두껍고, 출광부(123) 단축 방향에서 가장 얇을 수 있다. 이때, 플랜지(127)와 출광부(123)의 경계인 경계부(127a)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 곡선으로 형성될 수 있다.
또한, 렌즈(120)의 하면(125)에 복수의 다리부(129)가 배치될 수 있다. 다리부(129)는 입광부(121)의 주변에 배치될 수 있으며, 소정의 두께를 가지며 기판(200)에 렌즈(120)를 결합시킬 때, 렌즈(120)가 바르게 장착될 수 있는 기준이 될 수 있다.
이때, 복수의 다리부(129)는 입광부(121)의 장축 방향을 따라 길게 배치될 수 있다. 즉, 본 실시예에서, 네 개의 다리부(129)가 배치되며, 두 개의 다리부(129)는 입광부(121)의 장축 방향 일 측에 제1 간격(W1)으로 배치되고, 나머지 두 개의 다리부(129)는 입광부(121)의 장축 방향 일 측의 반대 측에 제2 간격(W2)으로 배치될 수 있다. 이때, 제1 간격(W1)과 제2 간격(W2)은 서로 같을 수 있다. 그리고 입광부(121)의 일 측에 배치된 두 개의 다리부(129)와 타 측에 배치된 두 개의 다리부(129) 간격은 제1 및 제2 간격(W1, W2)보다 넓을 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈의 장축 방향을 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈(100)의 발광소자(110)는 도시된 바와 같이, 렌즈(120)의 입광부(121) 내에 배치된다. 본 실시예에서, 발광소자(110)는 플립칩 타입의 발광소자(110)가 이용될 수 있으며, 그에 따라 발광소자(110)는 발광소자(110)의 상부 및 측면 방향으로 광을 방출할 수 있다.
발광소자(110)의 상부 방향으로 방출된 광은 렌즈(120)의 입광부(121)를 거쳐 출광부(123)를 통해 외부로 방출될 수 있다. 그리고 발광소자(110)의 측면 방향으로 방출된 광의 일부는 입광부(121)를 거쳐 출광부(123)를 통해 외부로 방출될 수 있지만, 도시된 바와 같이, 입광부(121)에 입사된 광이 플랜지(127)를 통해 외부로 방출될 수도 있다. 그에 따라 플랜지(127)를 통해 방출되는 광은 렌즈(120)에 의해 굴절되지 않은 상태로 외부로 방출될 수 있으며, 그에 따라 렌즈(120)의 측면으로 방출되는 광량을 보다 높일 수 있다.
이때, 본 실시예에서, 플랜지(127)의 두께는 장축 방향과 단축 방향이 다른 것에 대해 설명하였는데, 렌즈(120)의 장축 방향의 두께가 단축 방향의 두께보다 두껍게 형성됨에 따라 렌즈(120)의 단축 방향보다 장축 방향으로의 광량이 상대적으로 많을 수 있다. 즉, 플랜지(127)의 두께가 두꺼울수록 발광소자(110)에서 방출되어 플랜지(127)를 통해 방출되는 굴절되지 않은 광이 상대적으로 많이 방출되므로, 상대적으로 플랜지(127)의 두께가 두꺼운 렌즈(120)의 장축 방향으로 방출되는 광량이 많을 수 있다.
그에 따라 본 실시예에 따른 렌즈(120)는 단축 방향에 비해 장축 방향으로 광을 보다 분산시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈의 단축 방향을 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광모듈(100)의 렌즈(120)는 사출을 통해 형성할 수 있다. 그에 따라 렌즈(120)의 플랜지(127)에 사출 금형을 위한 게이트(G)의 형상이 형성될 수 있다. 여기서, 플랜지(127)의 단축 방향의 두께는 게이트(G)의 두께에 의해 결정될 수 있으며, 게이트(G)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
본 실시예에서, 장축 방향의 플랜지(127) 두께는 단축 방향의 플랜지(127) 두께보다는 두껍고, 4mm보다 작을 수 있다. 또한, 단축 방향의 플랜지(127) 두께는 0.3mm 내지 1mm일 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈을 기판(200)에 설치한 것을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 기판(200)에 복수의 발광모듈(100)이 배치될 수 있다. 기판(200)은 길이 방향을 갖는 바(bar)의 형상을 가질 수 있고, 상면에 실장된 발광소자(110)에 전원을 공급하기 위한 도전회로가 형성될 수 있다. 기판(200)의 도전회로에 복수의 발광소자(110)가 결합된 상태에서 복수의 발광소자(110)를 덮도록 렌즈(120)가 배치됨에 따라 발광모듈이 형성될 수 있다.
이때, 렌즈(120)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(200) 상에 입광부(121)의 장축 방향이 기판(200)의 길이방향과 일치하도록 배치될 수 있다. 그에 따라 렌즈(120)의 출광부(123) 장축이 기판(200)의 길이방향과 수직하게 배치되며, 기판(200)의 외측으로 렌즈(120)가 상대적으로 돌출된 상태로 배치될 수 있다. 또한, 렌즈(120)의 입광부(121)의 단축 방향 너비는 기판(200)의 폭보다 작을 수 있다. 그리고 렌즈(120)의 다리부(129)들이 기판(200) 상에 결합되어 렌즈(120)가 기판(200)에 결합될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈이 설치된 32인치 디스플레이 장치의 백라이트 유닛을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈이 설치된 55인치 디스플레이 장치의 백라이트 유닛을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 32인치 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(300)은 백라이트 모듈(310)을 포함할 수 있다. 백라이트 모듈(310)은 소정의 길이를 갖는 기판(200) 상에 일정 간격으로 배치된 복수의 발광모듈(100)을 포함할 수 있다.
이때, 32인치 백라이트 유닛(300)에 하나의 백라이트 모듈(310)이 설치될 수 있으며, 백라이트 모듈(310)은 백라이트 유닛(300)의 중앙에 백라이트 유닛(300)의 길이 방향으로 배치될 수 있다. 그에 따라 복수의 발광모듈(100)에서 방출된 광은 기판(200)의 길이 방향에 수직한 방향으로 방출되어 백라이트 유닛(300) 전면에 조사될 수 있다.
또한, 도 8을 참조하면, 55인치 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(400)은 세 개의 백라이트 모듈(310)이 백라이트 유닛의 길이 방향에 수직한 방향으로 각각 배치될 수 있다. 백라이트 모듈(310)은 도시된 바와 같이, 일 방향의 길이를 갖는 기판(200)과 기판(200) 상에 배치된 복수의 발광모듈(100)을 포함한다. 따라서 백라이트 모듈(310)은 기판(200)과 같이 일방향의 길이를 가진다. 그리고 55인치 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(400)에 배치되는 세 개의 백라이트 모듈(310)은 백라이트 모듈(310)의 길이 방향에 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
그리고 각 백라이트 모듈(310)은 하나의 기판(200) 상에 복수의 발광모듈(100)이 설치될 수 있다. 그에 따라 각 발광모듈(100)에서 방출된 광이 기판(200)의 길이 방향에 수직한 방향을 갖는 배광 특성을 가지며 방출되어, 백라이트 유닛(400)의 전면에 조사될 수 있다.
여기서, 디스플레이 장치의 크기에 따라 배치되는 백라이트 모듈(310)의 개수와 기판(200) 상에 배치된 발광모듈(100)의 수는 달라질 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 장축 방향을 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈를 도시한 평면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광모듈(100)은 발광소자(110) 및 렌즈(120)를 포함한다. 본 실시예에서 발광소자(110)의 구성은 제1 실시예에서와 동일하여 그에 대한 설명을 생략하고, 또한, 렌즈(120)의 구성도 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 실시예에서 렌즈(120)는, 입광부(121), 출광부(123), 플랜지(127) 및 다리부(129)를 포함하며, 입광부(121), 출광부(123) 및 다리부(129)의 구성은 제1 실시예와 동일하다. 본 실시예에서, 플랜지(127)는 출광부(123)에서 렌즈(120)의 외측 방향으로 돌출될 수 있다. 즉, 플랜지(127)의 너비는 도 9에 도시된 바와 같이, 렌즈(120) 출광부(123)의 장축 방향(x축 방향) 너비보다 상대적으로 클 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 플랜지(127)의 평면 형상은 원 형상을 가질 수 있다. 즉, 렌즈(120)의 출광부(123)가 타원 형상인 것에 비해 플랜지(127)는 원 형상을 가짐에 따라 플랜지(127)의 외측 끝단에서 출광부(123)의 외측 끝단까지의 거리는 출광부(123)의 장축 방향과 단축 방향에서 서로 다를 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광모듈 출광부의 장축 방향에서 방출되는 광의 휘도와 제1 실시예에 따른 발광모듈 출광부의 장축 방향에서 방출되는 광의 휘도를 비교한 그래프이다. 그리고 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광모듈 출광부의 단축 방향에서 방출되는 광의 휘도와 제1 실시예에 따른 발광모듈 출광부의 단축 방향에서 방출되는 광의 휘도를 비교한 그래프이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 발광모듈(100)에 포함된 렌즈는, 제1 실시예에 따른 발광모듈(100)에 포함된 렌즈에 비해 플랜지(127)의 크기와 형상이 다르다. 그에 따라 플랜지(127)의 크기와 형상에 따라 발광모듈(100)에서 방출되는 광의 휘도를 조절할 수 있다. 이처럼 플랜지(127)의 크기와 형상에 의해 발광모듈(100)에서 방출되는 광의 휘도를 조절할 수 있는 것은, 발광모듈(100)에서 방출된 광이 기판(200)이나 백라이트 유닛의 바닥에서 반사될 수 있기 때문이다.
즉, 제1 실시예에 대해 설명하면서, 도 6과 같이, 렌즈(120)가 기판(200)의 너비보다 크기 때문에 렌즈(120)의 하면(125)을 통해 광이 외부로 방출될 수 있다. 그에 따라 렌즈(120)의 플랜지(127)의 크기와 형상이 달라지면, 렌즈(120)의 하면(125)을 통해 방출되는 광량이 달라질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서와 같이, 플랜지(127)의 크기를 제1 실시예에서보다 10% 크게 확장하면, 도 11에 도시된 바와 같이, 렌즈(120)의 출광부에 대해 장축 방향으로 방출되는 휘도는 중심에서 약 30% 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 발광모듈(100)의 렌즈(120) 하면(125)을 통해 방출되어 기판(200)에서 반사된 광량보다 기판(200)의 외부로 노출된 렌즈(120)의 하면(125)을 통해 렌즈(120)의 외부로 방출되는 광량이 크기 때문에 나타나는 현상임을 확인할 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 렌즈(120)의 출광부에 대해 단축 방향으로 방출되는 중심 휘도가 약 30% 감소하는 것을 확인할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈을 도시한 사시도이다. 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 출광부에 대해 장축 방향을 도시한 단면도이며, 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 출광부에 대해 단축 방향을 도시한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈(100)은, 발광소자 및 렌즈(120)를 포함한다.
발광소자(110)는 기판(200) 상에 배치되며, 본 실시예에서의 발광소자(110)는 제1 실시예에서와 동일하여 자세한 설명은 생략한다.
렌즈(120)는, 발광소자(110)에서 방출된 광을 분산하기 위해 구비되며, 발광소자(110)를 덮도록 배치된다. 이를 위해 렌즈(120)는, 발광소자(110)에서 방출된 광이 입사하는 입사면(121a)과 렌즈(120)에서 외부로 광을 출사하는 출광부(123)를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 렌즈(120)는, 하부에 오목한 형상의 입광부(121)를 포함하고, 입광부(121)의 내면이 입사면(121a)일 수 있다.
이때, 입광부(121)는 도시된 바와 같이, 렌즈(120)의 하부에 형성되며, 렌즈(120)의 중앙에 배치될 수 있다. 입광부(121)의 형상은 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 종 형상과 같이 오목한 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 입광부(121)는 오목한 내측면이 입사면(121a)이며, 입사면(121a)은 수직 입사면(121aa) 및 경사 입사면(121ab)을 포함한다. 수직 입사면(121aa)은 입광부(121)의 입구에서 일정 높이까지 수평면에서 수직하게 형성된다. 그리고 수직 입사면(121aa)에서 연장되게 경사 입사면(121ab)이 형성된다.
경사 입사면(121ab)은 수직 입사면(121aa)의 상부에 위치하고, 전체적으로 곡면을 가질 수 있다. 그리고 수직 입사면(121aa)과 렌즈(120)의 돌출면(131)은 연장될 수 있다. 렌즈(120)의 돌출면(131)에 대해서는 후술한다.
입광부(121)의 입구는 장축과 단축을 갖는 도형의 형상을 가질 수 있고, 본 실시예에서, 입광부(121)의 입구의 형상이 타원 형상으로 형성된 것으로 설명한다. 그리고 제1 실시예에서와 같이, 입광부(121)의 장축 방향을 y축 방향으로 정의하고, 입광부(121)의 단축 방향을 x축 방향으로 정의하여 설명한다.
그리고 본 실시예에서, 렌즈(120)의 하면(125)은 대체로 평면 형상을 가질 수 있다. 그리고 렌즈(120)의 하면(125) 중 입광부(121)의 입구를 중심으로 돌출면(131)이 형성될 수 있다. 돌출면(131)은 도시된 바와 같이, 구형의 일부가 렌즈(120)의 하면(125)에 결합된 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 돌출면(131)은 구 형상에서 절단된 일부가 렌즈(120)의 하면(125)에 결합된 것이며, 그에 따라 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 렌즈(120)의 하면(125)에서 돌출된 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 돌출면(131)의 중심에 입광부(121)가 배치될 수 있으며, 입광부(121)의 수직 입사면(121aa)은 돌출면(131)과 연결될 수 있다. 그리고 도시하지 않았지만, 렌즈(120)의 평면도를 통해 보면, 돌출면(131)의 중심과 입광부(121)의 중심이 일치할 수 있다.
또한, 렌즈(120)의 하면(125)에 복수의 다리부(129)가 배치되는데, 이때, 복수의 다리부(129)는 돌출면(131)의 외곽에 배치될 수 있다. 즉, 돌출면(131)이 렌즈(120)의 하면(125)에 형성될 때, 다리부(129)는 돌출면(131)과 간섭이 발생하지 않도록 돌출면(131)의 외곽에 배치될 수 있다.
또한, 복수의 다리부(129)는 제1 실시예에서와 같이, 입광부(121)의 장축 방향을 따라 길게 배치될 수 있다. 즉, 본 실시예에서, 네 개의 다리부(129)가 배치되며, 두 개의 다리부(129)는 입광부(121)의 장축 방향 일 측에 제1 간격(W1)으로 배치되고, 나머지 두 개의 다리부(129)는 입광부(121)의 장축 방향 일 측의 반대 측에 제2 간격(W2)으로 배치될 수 있다. 이때, 제1 간격(W1)과 제2 간격(W2)은 서로 같을 수 있다. 그리고 입광부(121)의 일 측에 배치된 두 개의 다리부(129)와 타 측에 배치된 두 개의 다리부(129) 간격은 제1 및 제2 간격(W1, W2)보다 넓을 수 있다.
출광부(123)는 렌즈(120)로 입사된 광이 외부로 방출되는 면으로 렌즈(120)의 외형을 형성한다. 그리고 출광부(123)의 단면은 x축 방향으로 장축을 갖고, y축 방향으로 단축을 갖는 타원 형상일 수 있으며, 소정의 곡률을 가지도록 볼록한 형상을 가질 수 있다.
그리고 본 실시예에서, 출광부(123)의 장축 방향과 입광부(121)의 장축 방향을 서로 수직하게 배치될 수 있다.
따라서 발광소자(110)에서 방출된 광이 출광부(123)의 장축 방향을 향해 상대적으로 많이 입사될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 렌즈(120)는 출광부(123)와 렌즈(120)의 하면(125)을 연결하는 플랜지(127)를 더 포함할 수 있다. 플랜지(127)는 출광부(123)의 외곽을 따라 배치될 수 있고, 플랜지(127)의 종단면은 렌즈(120)의 하면(125)과 수직하게 형성될 수 있다. 이때, 플랜지(127)의 두께는 제1 실시예에서와 같이, 출광부(123)의 위치에 따라 다를 수 있는데, 출광부(123)의 장축 방향에 위치한 플랜지(127)의 두께가 출광부(123)의 단축 방향에 위치한 플랜지(127)의 두께보다 상대적으로 두꺼울 수 있다. 그에 따라 플랜지(127)와 출광부(123)의 경계인 경계부(127a)는 곡선으로 형성될 수 있다.
그리고 본 실시예에서, 앞서 설명한 입광부(121)의 수직 입사면(121aa)의 높이와 플랜지(127)의 두께를 비교하면, 입광부(121)의 수직 입사면(121aa)의 높이는 플랜지(127)의 두께보다 작을 수 있다. 즉, 수직 입사면(121aa)의 높이는 플랜지(127)의 두께가 최소가 되는 부분인 출광부(123)의 단축 방향에서의 플랜지(127) 두께보다 작을 수 있다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈에 포함된 렌즈의 출광부를 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈(100)에 포함된 렌즈(120)의 출광부(123)의 곡률을 설명할 수 있다. 렌즈(120)를 설계할 때, 표면에 좌우로 넓은 장면을 표준 크기의 영역으로 압축하거나 전환하는 광학 렌즈(120)인 에너모픽 렌즈(anamorphic lens)를 설계하는 기능을 이용할 수 있다.
이를 위해 x축과 y축으로 비구면 렌즈(aspherical lens)를 설계하기 위해 비대칭 상수(B, asymetric constant)가 추가되어 설계할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 출광부(123)의 표면의 좌표 값은 x 및 y 값에 따라 수학식 1에 따라 z 값으로 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2018002377-appb-I000001
에너모픽 표면 형상은 Y-Z 평면 및 X-Z 평면에서 서로 다른 20차 비구면 형상을 갖는 표면을 허용하지만 각 평면에서 여전히 좌우 대칭인 형상을 갖는다. 즉, 실제적인 비대칭 표면 형태는 아니다. 이때, 에너모픽 표면은 각 평면에 대한 곡률 및 원뿔 상수와 대칭 및 비대칭 계수로 입력될 수 있다.
여기서, 상수 A는 Y-Z 평면에서의 비구면 형상에 대한 대칭계수이고, 상수 B는 비대칭 계로, Y-X 평면과 X-Z 평면 간의 비구면 계수의 차이이다. 곡률이 동일하고 원뿔 상수가 같으며, 상수 B가 모두 0(zero) 이면, 수학식 1은 표준 회전 대칭 다항식 비구면으로 감소할 수 있다.
에너모픽 비구면 표면 형상은 Y-Z 평면 및 X-Z 평면에서 20차 비구면 형상이 다른 표면을 허용하지만 각 평면에서 여전히 좌우 대칭일 수 있다. 완전히 비대칭인 표면 형태의 경우엔 X-Y 다항식이 이용될 수 있다.
이러한 에너모픽 비구면 표면은 각 평면에 대한 곡륙 및 원뿔 상수와 대칭 및 비대칭 비구면 계수가 입력될 수 있다.
상수 k는 원뿔 상수이고, k=-(e2)이다. 이때, 상수 k 값은 공통 원뿔 모양과 하기와 같이 관련된다. k=0이면 구이고, -1<k<0이면 z축에 장축을 갖는 타원이며, k=-1이면 포물선이고, k<-1이면 쌍곡선이며, k>0이면 회전타원체(oblate sphere)이다.
이때, kx는 x축에서의 원뿔 상수이고, ky는 y축에서의 원뿔 상수이다. 그리고 cx는 x축에서의 곡률을 의미하고, cy는 y축에서의 곡률을 의미한다.
일례로, cx=cy이고, kx=ky이며, 모든 B가 0(zero)이면, 수학식 1은 표준 회전 대칭 다항식 비구면으로 감소한다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광모듈의 장축 방향의 측면도를 통해 광이 출사되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하여, 장축 방향으로 출사되는 광의 경로를 설명한다. 본 실시예에서, 발광소자(110)는 발광소자(110)의 상면 및 측면에서 모두 광이 방출된다. 그에 따라 발광소자(110)의 상면에서 방출된 광은 렌즈(120)의 입사면(121a) 상부로 렌즈(120)로 입사되어 출광부(123)를 통해 출사된다. 그리고 렌즈(120)의 경사 입사면(121ab)으로 입사된 광은 굴절되어 출광부(123)를 통해 출사될 수 있다. 또한, 발광소자(110)의 측면으로 방출된 광은 수직 입사면(121aa)을 통해 렌즈(120)에 입사되며, 그대로 렌즈(120)의 플랜지(127)를 통해 측면으로 출사될 수 있다.
그리고 발광소자(110)의 측면으로 방출된 광 중 일부는 렌즈(120)의 하면(125)에 결합된 돌출면(131)에서 상부로 반사되어 렌즈(120)의 출광부(123)를 통해 외부로 방출될 수 있다. 또한, 발광소자(110)에서 방출된 광은 입사면(121a)을 통해 렌즈(120)로 입사되어 출광부(123)로 방출되지 못하고 반사될 수 있는데, 이때, 출광부(123)에서 반사된 광의 일부는 돌출면(131)에서 재반사되어 다시 출광부(123)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
상기와 같이, 발광소자(110)에서 방출된 광은 렌즈의 하면에 결합된 돌출면에서 반사 또는 재반사되어 렌즈의 출광부를 통해 방출될 수 있어 렌즈의 출광부를 통해 방출되는 광의 출력을 높일 수 있다.
또한, 발광소자(110)의 측면으로 방출된 광 중 일부는 수직 입사면(121aa)을 통해 렌즈(120)로 입사되어 그대로 렌즈(120)의 플랜지(127)를 통해 방출될 수 있다. 그에 따라 렌즈(120)의 측면으로 출사되는 광의 출력을 높일 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
*/ 부호의 설명
100: 발광모듈
110: 발광소자
120: 렌즈 121: 입광부
121a: 입사면 121aa: 수직 입사면
121ab: 경사 입사면
123: 출광부 125: 하면
127: 플랜지 127a: 경계부
129: 다리부 131: 돌출면
200: 기판 300, 400: 백라이트 유닛
310: 백라이트 모듈

Claims (26)

  1. 발광소자; 및
    상기 발광소자의 상부에 배치되며, 상기 발광소자에서 방출된 광을 분산시키는 렌즈를 포함하고,
    상기 렌즈는 상기 발광소자에서 방출된 광이 입사되는 입광부와 입사된 광이 출광되는 출광부를 포함하며,
    상기 입광부와 출광부의 평면 형상은 각각 장축과 단축을 가지며, 상기 입광부의 장축과 상기 출광부의 장축을 서로 수직하게 배치되고,
    상기 입광부는, 상기 렌즈의 하면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면의 상부로 연장된 경사 입사면을 포함하는 발광모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈는, 상기 렌즈의 하면에서 소정의 곡률을 가지도록 돌출된 돌출면을 갖는 발광모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 입광부는 상기 렌즈의 돌출면에서 상부 방향으로 오목하게 형성되고, 상기 오목하게 형성된 내면은 상기 렌즈의 돌출면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면에서 연장된 경사 입사면을 포함하는 발광모듈.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 렌즈를 지지하기 위해 상기 렌즈의 하면에 결합된 복수의 다리부를 더 포함하는 발광모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 다리부는 상기 돌출면의 외곽에 배치된 발광모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈는, 상기 출광부와 상기 렌즈의 하면을 연결하는 플랜지를 더 포함하는 발광모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 수직 입사면의 높이는 상기 플랜지의 두께보다 작은 발광모듈.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 플랜지는 상기 출광부의 장축에서의 두께가 상기 출광부의 단축에서의 두께보다 두꺼운 발광모듈.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 렌즈 출광부의 장축 방향 끝단에서 상기 플랜지 장축 방향으로 상기 플랜지 끝단까지의 최단 거리와 상기 렌즈 출광부의 단축 방향 끝단에서 상기 플랜지 단축 방향으로 상기 플랜지 끝단까지의 최단 거리는 서로 다른 발광모듈.
  10. 하부에 오목한 형상으로 형성되고, 발광소자에서 방출된 광이 입사되는 입광부; 및
    상기 입광부를 통해 입사된 광을 외부로 출광하는 출광부를 포함하고,
    상기 입광부와 출광부의 평면 형상은 각각 장축과 단축을 가지고, 상기 입광부의 장축과 상기 출광부의 장축이 서로 수직하게 배치되며,
    상기 입광부는, 하면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면에서 상부로 연장된 경사 입사면을 포함하는 렌즈.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 입광부를 둘러싸도록 상기 하면에 소정의 곡률을 가지도록 돌출된 돌출면을 더 포함하는 렌즈.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 입광부의 내면은 상기 돌출면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면에서 연장된 경사 입사면을 포함하는 렌즈.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 하면에 결합된 복수의 다리부를 더 포함하고,
    상기 복수의 다리부는 상기 돌출면의 외곽에 배치된 렌즈.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 출광부와 상기 하면을 연결하는 플랜지를 더 포함하고,
    상기 수직 입사면의 높이는 상기 플랜지의 두께보다 작은 렌즈.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 플랜지는 상기 출광부의 장축에서의 두께가 상기 출광부의 단축에서의 두께보다 두꺼운 렌즈.
  16. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 복수의 발광소자; 및
    상기 복수의 발광소자의 상부에 각각 배치되고, 상기 발광소자에서 방출된 광을 분산시키는 복수의 렌즈를 포함하고,
    상기 복수의 렌즈 각각은, 상기 발광소자에서 방출된 광이 입사되는 입광부와 입사된 광이 출광되는 출광부를 포함하며,
    상기 입광부와 출광부의 평면 형상은 각각 장축과 단축을 가지며, 상기 입광부의 장축과 상기 출광부의 장축은 서로 수직하게 배치되고,
    상기 입광부는, 상기 렌즈의 하면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면의 상부로 연장된 경사 입사면을 포함하는 하나 이상의 백라이트 모듈을 포함하는 백라이트 유닛.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 하나 이상의 백라이트 모듈은 복수 개이고,
    상기 복수의 백라이트 모듈은 소정의 간격으로 배치된 백라이트 유닛.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 기판은 소정의 길이를 가지며,
    상기 복수의 백라이트 모듈은 상기 기판의 길이 방향에 수직한 방향으로 소정의 간격을 가지며 배치된 백라이트 유닛.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 기판은 소정의 길이를 가지며,
    상기 복수의 렌즈는, 상기 출광부의 장축이 상기 기판의 길이 방향에 수직하게 배치된 백라이트 유닛.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 기판은 소정의 길이를 가지며,
    상기 입광부의 단축 방향 너비는, 상기 기판의 폭보다 작은 백라이트 유닛.
  21. 청구항 16에 있어서,
    상기 복수의 렌즈 각각은, 상기 입광부의 장축 방향으로 길게 배치된 복수의 다리부를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  22. 기판;
    상기 기판상에 배치된 복수의 발광소자; 및
    상기 복수의 발광소자의 상부에 각각 배치되고, 상기 발광소자에서 방출된 광을 분산시키는 복수의 렌즈를 포함하고,
    상기 복수의 렌즈 각각은, 상기 발광소자에서 방출된 광이 입사되는 입광부와 입사된 광이 출광되는 출광부를 포함하며,
    상기 입광부와 출광부의 평면 형상은 각각 장축과 단축을 가지며, 상기 입광부의 장축과 상기 출광부의 장축은 서로 수직하게 배치되고,
    상기 입광부는, 상기 렌즈의 하면에서 연장된 수직 입사면 및 상기 수직 입사면의 상부로 연장되는 경사 입사면을 포함하는 하나 이상의 백라이트 모듈을 포함하는 디스플레이 장치.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 기판은 소정의 길이를 갖고, 상기 하나 이상의 백라이트 모듈은 복수개이며,
    상기 복수의 백라이트 모듈은 상기 기판의 길이 방향에 수직한 방향으로 소정의 간격을 가지며 배치된 디스플레이 장치.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 기판은 소정의 길이를 가지며,
    상기 복수의 렌즈는, 상기 출광부의 장축이 상기 기판의 길이 방향에 수직하게 배치된 디스플레이 장치.
  25. 청구항 22에 있어서,
    상기 기판은 소정의 길이를 가지며,
    상기 입광부의 단축 방향 너비는, 상기 기판의 폭보다 작은 디스플레이 장치.
  26. 청구항 22에 있어서,
    상기 복수의 렌즈 각각은, 상기 입광부의 장축 방향으로 길게 배치된 복수의 다리부를 더 포함하는 디스플레이 장치.
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