KR20140077295A - 확산 발광 소자, 이를 이용한 엘이디 어레이 바 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
확산 발광 소자는 중심에서 단면이 제1 면적 및 곡률을 갖는 형상을 갖고, 상기 중심을 기준으로 양쪽으로 연속하여 면적이 증가하는 형상을 갖는 한 쌍의 광 반사면들; 및 한 쌍의 상기 광 반사면들과 연결되며 수평에 대하여 수직에 가까운 출사면을 갖고 상기 제1 면적보다 큰 제2 면적을 갖는 곡면 형상의 광 출사면을 갖는다.
Description
본 발명은 확산 발광 소자, 이를 이용한 엘이디 어레이 바 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리에 관한 것이다.
최근 들어, 다양한 전자 장치, 예를 들어, 휴대폰, 게임기, 컴퓨터용 모니터 장치, 노트북, 테블릿 PC 등 광범위한 분야에 걸쳐 정보를 영상을 표시하는 액정 표시장치가 널리 적용되고 있다.
최근 개발되는 액정 표시장치는 매우 얇은 두께를 가지면서 높은 휘도 균일성이 요구되고 있는데, 얇은 두께 및 높은 휘도 균일성을 구현하기 위하여 액정 표시 장치는 직하형 백라이트 유닛이 적용되고 있다.
직하형 백라이트 유닛은 액정표시장치의 하부에 CCFL 램프 또는 LED가 실장된 엘이디(Light Emitting Diode, LED) 어레이 바를 포함한다.
종래 직하형 백라이트 유닛의 엘이디 어레이 바는 회로 기판에 실장된 LED를 덮어 LED로부터 발생 된 광을 확산시키는 확산 렌즈를 포함하는데, 확산 렌즈의 형상에 따라서 LED의 휘도 균일성은 크게 차이난다.
종래 LED 상에 배치되는 확산 렌즈는 원기둥 형상으로 상면이 중앙으로 갈수록 좁고 깊게 함몰된 형상을 갖는데 이와 같은 확산 렌즈는 등방성 조도 분포를 갖는데, 등방성 조도 분포를 갖는 확산 렌즈는 렌즈의 피치가 불균일할 경우 휘도 균일성이 크게 낮아지는 문제점을 갖는다.
본 발명은 렌즈들 사이의 피치에 상관없이 균일한 휘도 분포를 구현하기에 적합한 비등방성 조도 분포를 갖고 수평에 가까운 방향으로 대부분의 광을 출사하여 휘도 균일성을 크게 향상시킨 확산 발광 소자, 이를 이용한 엘이디 어레이 바 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 확산 발광 소자는 중심에서 단면이 제1 면적 및 곡률을 갖는 형상을 갖고, 상기 중심을 기준으로 양쪽으로 연속하여 면적이 증가하는 형상을 갖는 한 쌍의 광 반사면들; 및 한 쌍의 상기 광 반사면들과 연결되며 수평에 대하여 수직에 가까운 출사면을 갖고 상기 제1 면적보다 큰 제2 면적을 갖는 곡면 형상의 광 출사면을 갖는다.
일실시예로서, 엘이디 어레이 바는 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며 회로 패턴이 형성된 회로 기판; 상기 회로 기판의 상기 회로 패턴에 실장된 발광 다이오드들; 및 상기 발광 다이오드들 상에 각각 배치되며, 상기 발광 다이오드들의 중심에서 단면이 제1 면적 및 곡률을 갖는 형상을 갖고, 상기 중심을 기준으로 양쪽으로 연속하여 면적이 증가하는 형상을 갖는 한 쌍의 광 반사면들 및 한 쌍의 상기 광 반사면들과 연결되며 수평에 대하여 수직에 가까운 출사면을 갖고 상기 제1 면적보다 큰 제2 면적을 갖는 곡면 형상의 광 출사면을 갖는 확산 발광 소자를 포함한다.
일실시예로서, 백라이트 어셈블리는 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며 회로 패턴이 형성된 회로 기판, 상기 회로 기판의 상기 회로 패턴에 실장된 발광 다이오드들 및 상기 발광 다이오드들 상에 각각 배치되며, 상기 발광 다이오드들의 중심에서 단면이 제1 면적 및 곡률을 갖는 형상을 갖고, 상기 중심을 기준으로 양쪽으로 연속하여 면적이 증가하는 형상을 갖는 한 쌍의 광 반사면들 및 한 쌍의 상기 광 반사면들과 연결되며 수평에 대하여 수직에 가까운 출사면을 갖고 상기 제1 면적보다 큰 제2 면적을 갖는 곡면 형상의 광 출사면을 갖는 확산 발광 소자를 포함하는 엘이디 어레이 바; 상기 엘이디 어레이 바를 수납하는 바텀 케이스; 및 상기 바텀 케이스 상에 배치된 반사판을 포함한다.
본 발명에 따른 확산 발광 소자, 이를 이용한 엘이디 어레이 바 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리에 의하면, 발광 다이오드로부터 발생된 광의 휘도 균일성을 보다 향상시키기 위하여 확산 발광 소자의 중심으로부터 양쪽으로 반지름이 증가되는 형상을 갖는 광 반사면을 형성하고 광 반사면과 연결된 광 출사면은 수평에 대하여 수직하게 형성하고, 확산 발광 소자의 중심에 발광 다이오드를 배치하여 발광 다이오드로부터 발생된 광의 대부분이 광 반사면에서 반사 및 굴절되어 수평에 대하여 수직하게 형성된 광 출사면으로 출사되도록 하여 발광 다이오드로부터 발생된 광의 휘도 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 확산 발광 소자의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1의 확산 발광 소자의 광 프로파일을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 확산 발광 소자를 포함하는 엘이디 어레이 바의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 평면도이다.
도 7은 도 1의 확산 발광 소자를 포함하는 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1의 확산 발광 소자의 광 프로파일을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 확산 발광 소자를 포함하는 엘이디 어레이 바의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 평면도이다.
도 7은 도 1의 확산 발광 소자를 포함하는 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 확산 발광 소자의 외관 사시도이다. 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 도 1의 확산 발광 소자의 광 프로파일을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 확산 발광 소자(100)는 광 반사면(10), 광 출사면(20) 및 바닥면(30)을 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 확산 발광 소자(100)의 중심(도 3 참조, O)은 단면이 빗금 쳐진 부분으로, 확산 발광 소자(100)의 중심(O)은 반원 형상으로 형성되며, 확산 발광 소자(100)의 중심(O)은 제1 면적을 갖고 형상은 곡면으로 형성된다. 예를 들어, 확산 발광 소자(100)의 중심은 제1 반지름(R1)을 갖는다.
확산 발광 소자(100)의 광 반사면(10)은 확산 발광 소자(100)의 상기 중심(O)을 기준으로 한 쌍이 양쪽 방향(좌우 방향)으로 상호 대칭 형상으로 형성된다.
광 반사면(10)은 확산 발광 소자(100)의 상기 중심(O)을 기준으로 한 쌍이 양쪽 방향을 향해 연장되며 연속하여 면적(또는 반지름)이 증가하는 형상으로 형성된다.
광 출사면(20)은 확산 발광 소자(100)의 중심(O)으로부터 양쪽 방향으로 연장되어 형성된 광 반사면(10)과 연결된다. 또한, 광 출사면(20)은 수평에 대하여 수직에 가까운 형상으로 형성되며, 광 출사면(20)은 제1 면적보다 큰 제2 면적을 갖는다. 예를 들어, 광 출사면(20)은 제1 반지름(R1) 보다 큰 제2 반지름(R2)을 갖는 반원 형상으로 형성된다.
도 3을 참조하면, 바닥면(30)은 광 출사면(20) 및 광 반사면(10)과 연결되며, 평탄한 형상으로 형성되고, 바닥면(30)으로부터는 외부광이 입사된다. 외부광은, 예를 들어, 발광 다이오드로부터 발생되며, 바닥면(30)으로 입사된 외부광이 공기와 접촉되어 광 굴절이 발생되지 않도록 바닥면(30)에는 발광 다이오드를 수용하기 위한 홈(35)이 형성될 수 있다. 이와 다르게, 본 발명의 일실시예에 따른 확산 발광 소자(100)를 성형할 때 발광 다이오드와 일체형으로 성형될 수 있다.
도 4를 참조하면, 확산 발광 소자(100)의 중심(O)으로부터 양쪽 방향으로 연속하여 반지름이 증가하는 형상으로 형성된 광 반사면(20) 및 수평에 대하여 수직하게 형성된 광 출사면(30)이 형성된 확산 발광 소자(100)의 중심(O)에 발광 다이오드가 배치되고 발광 다이오드로부터 광이 발생 될 경우, 대부분의 광은 광 반사면(10)에서 반사 및 굴절이 이루어지고 광은 광 출사면(20)으로 출사된다.
이때, 광 출사면(20)으로 출사되는 광은 대부분이 바닥면(30)과 대략 평행한 방향으로 출사되는 경향을 갖고 이로 인해 확산 발광 소자(100)로부터 출사된 광의 지향각이 크게 증가 되고 따라서 발광 다이오드로부터 발생 된 광의 휘도 균일성을 크게 향상 시킬 수 있다.
도 5는 도 1의 확산 발광 소자를 포함하는 엘이디 어레이 바의 분해 사시도이다. 도 6은 도 5의 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 엘이디 어레이 바(200)는 확산 발광 소자(100), 회로 기판(205) 및 발광 다이오드(210)를 포함한다.
회로 기판(205)은 단변 보다 장변이 긴 직사각형 플레이트 형상으로 형성되며, 확산 발광 소자(205)에는 회로 패턴(미도시)이 형성된다.
회로 패턴(205)은 후술 될 발광 다이오드(210)로 구동 신호를 제공하는 역할을 한다.
발광 다이오드(210)는 회로 기판(205)의 회로 패턴에 전기적으로 연결되고 회로 패턴에 인가된 구동 신호에 의하여 광을 발생시킨다.
발광 다이오드(210)로부터 발생된 광은 360도 방향으로 특정 지향각으로 퍼지는 광 프로파일을 가지며, 발광 다이오드(210)로부터 발생된 광은 고휘도 특성을 갖는 반면 휘도 균일성은 크게 떨어지는 광 프로파일을 갖는다.
이와 같이 고휘도 특성을 갖는 반면 휘도 균일성이 크게 감소되는 광 프로파일을 갖는 발광 다이오드(210)의 휘도 균일성을 개선하기 위하여 각 발광 다이오드(210)에는 확산 발광 소자(100)가 배치된다.
확산 발광 소자(100)는 광 반사면(10), 광 출사면(20) 및 바닥면(30)을 포함하며, 바닥면(30)에는, 예를 들어, 발광 다이오드(210)를 수납하기에 적합한 홈이 형성된다.
광 반사면(10)은 확산 발광 소자(100)의 중심으로부터 양쪽으로 향할수록 면적(또는 반지름)이 증가 되는 곡면으로 형성되며, 확산 발광 소자(100)의 중심은 반원 형상으로 형성된다. 한편, 광 반사면(10)과 연결된 광 출사면(20)은 회로 기판(205)에 대하여 수직에 가깝게 형성되며, 광 출사면(20)은 확산 발광 소자(100)의 중심의 면적보다 큰 면적(또는 반지름)을 갖는 반원 형상으로 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 회로 기판(205)에 장착된 확산 발광 소자(100)의 광 출사면(20)은 회로 기판(205)의 길이 방향과 평행한 방향으로 배치되며, 이로 인해 발광 다이오드(210)로부터 출사된 광은 대부분이 도 6에 도시된 바와 같이 확산 발광 소자(100)의 광 반사면(10)에서 반사된 후 확산 발광 소자(100)의 광 출사면(20)으로 출사되고 이로 인해 발광 다이오드(210)로부터 발생된 광의 휘도 균일성을 크게 향상시킬 수 있다.
이와 같이 확산 발광 소자(100)를 이용하여 광의 휘도 균일성을 크게 향상시킬 경우 보다 적은 개수의 발광 다이오드(210)를 이용하여 고휘도 및 높은 휘도 균일성을 갖는 광 프로파일을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 소비전력을 보다 감소시킬 수 있다.
비록 본 발명의 일실시예에서, 확산 발광 소자(100)의 광 출사면(20)은 회로 기판(205)의 길이 방향과 평행한 방향으로 배치되는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 확산 발광 소자(100)의 광 출사면(20)은 회로 기판(205)의 길이 방향과 수직한 폭 방향으로 배치되어도 무방하며, 이와 같이 확산 발광 소자(100)의 광 출사면(20)을 회로 기판의 폭 방향으로 배치할 경우 확산 발광 소자(100)들 사이의 간격을 보다 넓게 형성할 수 있다.
도 7은 도 1의 확산 발광 소자를 포함하는 백라이트 어셈블리의 단면도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 엘이디 어레이 바(200)는 도 5 및 도 6에 도시 및 설명된 엘이디 어레이 바와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 7을 참조하면, 백라이트 어셈블리(300)는 엘이디 어레이 바(200), 바텀 케이스(310) 및 반사판(320)을 포함한다. 이에 더하여, 백라이트 어셈블리(300)는 확산 부재(330)를 더 포함할 수 있다.
바텀 케이스(310)는 바닥판(305) 및 측면판(307)을 포함한다.
바닥판(305)은, 예를 들어, 사각 플레이트 형상으로 형성되며, 측면판(307)은 바닥판(305)으로부터 상부로 연장된 형상으로 바닥판(305) 및 측면판(307)에 의하여 바텀 케이스(310)의 내부에는 수납 공간이 형성된다.
반사판(320)은 바텀 케이스(310)의 바닥판(305) 상에 배치되며, 바닥판(305)에 배치된 반사판(320)은 엘이디 어레이 바(200)의 확산 발광 소자(100)의 광 출사면(20)으로부터 출사된 광을 반사시키는 역할을 한다.
본 발명의 일실시예에서, 엘이디 어레이 바(200)는 반사판(320) 상에 배치될 수 있고, 반사판(320) 중 엘이디 어레이 바(200)의 사이에 대응하는 부분은 '∧'자 형상으로 절곡되어 엘이디 어레이 바(200)의 확산 발광 소자(100)의 광 출사면(20)으로부터 출사된 광을 바텀 케이스(310)의 바닥판(305)에 대하여 수직한 방향으로 반사할 수 있다.
바텀 케이스(310)의 측면판(307)의 상단에는 확산 부재(330)가 배치되는데, 확산 부재(330)는 엘이디 어레이 바(200)의 확산 발광 소자(100)의 광 출사면(20)으로부터 출사된 광을 다시 한번 확산 시켜 발광 다이오드(210)로부터 발생된 광의 휘도 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 발광 다이오드로부터 발생된 광의 휘도 균일성을 보다 향상시키기 위하여 확산 발광 소자의 중심으로부터 양쪽으로 반지름이 증가되는 형상을 갖는 광 반사면을 형성하고 광 반사면과 연결된 광 출사면은 수평에 대하여 수직하게 형성하고, 확산 발광 소자의 중심에 발광 다이오드를 배치하여 발광 다이오드로부터 발생 된 광의 대부분이 광 반사면에서 반사 및 굴절되어 수평에 대하여 수직하게 형성된 광 출사면으로 출사되도록 하여 발광 다이오드로부터 발생된 광의 휘도 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10...광 반사면 20...광 출사면
30...바닥면 100...확산 발광 소자
200...엘이디 어레이 바 205...회로 기판
210...발광 다이오드 300...백라이트 어셈블리
310...바텀 케이스 320...반사판
30...바닥면 100...확산 발광 소자
200...엘이디 어레이 바 205...회로 기판
210...발광 다이오드 300...백라이트 어셈블리
310...바텀 케이스 320...반사판
Claims (7)
- 중심에서 단면이 제1 면적 및 곡률을 갖는 형상을 갖고, 상기 중심을 기준으로 양쪽으로 연속하여 면적이 증가하는 형상을 갖는 한 쌍의 광 반사면들; 및
한 쌍의 상기 광 반사면들과 연결되며 수평에 대하여 수직에 가까운 출사면을 갖고 상기 제1 면적보다 큰 제2 면적을 갖는 곡면 형상의 광 출사면을 갖는 확산 발광 소자.
- 제1항에 있어서,
상기 광 반사면 및 상기 광 출사면과 연결된 바닥판에는 발광 다이오드를 수납하기 위한 홈이 형성된 확산 발광 소자.
- 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며 회로 패턴이 형성된 회로 기판;
상기 회로 기판의 상기 회로 패턴에 실장된 발광 다이오드들; 및
상기 발광 다이오드들 상에 각각 배치되며, 상기 발광 다이오드들의 중심에서 단면이 제1 면적 및 곡률을 갖는 형상을 갖고, 상기 중심을 기준으로 양쪽으로 연속하여 면적이 증가하는 형상을 갖는 한 쌍의 광 반사면들 및 한 쌍의 상기 광 반사면들과 연결되며 수평에 대하여 수직에 가까운 출사면을 갖고 상기 제1 면적보다 큰 제2 면적을 갖는 곡면 형상의 광 출사면을 갖는 확산 발광 소자를 포함하는 엘이디 어레이 바.
- 제3항에 있어서,
상기 확산 발광 소자의 상기 출사면들은 상기 회로 기판의 길이 방향과 평행한 방향으로 배치된 엘이디 어레이 바.
- 제3항에 있어서,
상기 확산 발광 소자의 상기 출사면들은 상기 회로 기판의 길이 방향과 수직한 방향으로 배치된 엘이디 어레이 바.
- 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며 회로 패턴이 형성된 회로 기판, 상기 회로 기판의 상기 회로 패턴에 실장된 발광 다이오드들 및 상기 발광 다이오드들 상에 각각 배치되며, 상기 발광 다이오드들의 중심에서 단면이 제1 면적 및 곡률을 갖는 형상을 갖고, 상기 중심을 기준으로 양쪽으로 연속하여 면적이 증가하는 형상을 갖는 한 쌍의 광 반사면들 및 한 쌍의 상기 광 반사면들과 연결되며 수평에 대하여 수직에 가까운 출사면을 갖고 상기 제1 면적보다 큰 제2 면적을 갖는 곡면 형상의 광 출사면을 갖는 확산 발광 소자를 포함하는 엘이디 어레이 바;
상기 엘이디 어레이 바를 수납하는 바텀 케이스; 및
상기 바텀 케이스 상에 배치된 반사판을 포함하는 백라이트 어셈블리.
- 제6항에 있어서,
상기 바텀 케이스 상에는 상기 엘이디 어레이 바로부터 출사된 광을 확산시키는 확산 부재가 배치된 백라이트 어셈블리.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120145907A KR20140077295A (ko) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | 확산 발광 소자, 이를 이용한 엘이디 어레이 바 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120145907A KR20140077295A (ko) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | 확산 발광 소자, 이를 이용한 엘이디 어레이 바 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140077295A true KR20140077295A (ko) | 2014-06-24 |
Family
ID=51129247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120145907A KR20140077295A (ko) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | 확산 발광 소자, 이를 이용한 엘이디 어레이 바 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20140077295A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140118077A (ko) * | 2013-03-28 | 2014-10-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 광확산 소자, 및 이를 갖는 발광소자 어레이 유닛 |
| WO2018151224A1 (ja) * | 2017-02-20 | 2018-08-23 | 株式会社エンプラス | 光束制御部材、発光装置および面光源装置 |
-
2012
- 2012-12-14 KR KR1020120145907A patent/KR20140077295A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110291328A (zh) * | 2017-02-20 | 2019-09-27 | 恩普乐股份有限公司 | 光束控制部件、发光装置及面光源装置 |
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