KR20150094550A - 측면 방출형 엘이디 렌즈 - Google Patents

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KR20150094550A
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김병욱
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(주)애니캐스팅
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Abstract

본 발명은 엘이디에서 나오는 빛을 측면으로 방출시키는 측면 방출형 엘이디 렌즈에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 측면 방출형 엘이디용 렌즈는 엘이디에서 발산하는 빛이 입사하는 입사면이 구비되는 밑면; 상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛을 전반사시키는 상면; 상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛과 상기 상면에서 전반사된 빛이 출사하는 측면; 및 상기 측면에 형성되는 부식면;을 포함하고, 상기 부식면은 상기 측면에 수직방향으로 적어도 2개 이상 형성되는 영역 중 일부 영역에 형성될 수 있다.

Description

측면 방출형 엘이디 렌즈{SIDE EMITTING LIGHT EMITTING DIODE LENS}
본 발명은 엘이디에서 나오는 빛을 측면으로 방출시키는 측면 방출형 엘이디 렌즈에 관한 것이다.
일반적으로 컴퓨터의 모니터나 TV 등으로 사용되는 표시 장치(display device)에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)가 구비되는데, 이러한 액정표시장치는 스스로 발광하지 못하기 때문에 별도의 광원을 필요로 한다.
액정표시장치용 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등과 같은 여러 개의 형광램프(fluorescent lamp)가 사용되거나 복수개의 엘이디(Light Emitting Diode, LED)가 사용되며, 이러한 광원은 백라이트유닛(Back Light Unit, BLU)에 도광판, 복수의 광학 시트, 반사판 등과 함께 구비된다.
근래에는 이러한 광원 중 엘이디가 전력소모가 적고, 내구성이 좋으며 제조원가를 낮출 수 있어서, 차세대 광원으로 주목받고 있다. 그러나, 광원으로 엘이디를 사용하는 경우에는 빛이 좁은 영역으로 집중하여 발산하는 경향이 있어서, 이를 표시 장치와 같은 면 광원에 적용하기 위해서는 빛을 넓은 영역에 고르게 분포되도록 할 필요가 있다.
따라서 근래에는 이러한 기능을 수행하는 엘이디 렌즈에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 이 중 대표적인 형태로는 엘이디에서 나오는 빛을 측면으로 방출하는 형태의 측면 방출형 엘이디 렌즈가 있다.
이러한 측면 방출형 엘이디 렌즈의 종래기술 중 본 출원인이 출원하여 특허등록된 한국등록특허 제10-1299528호의 "측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치"(이하, "종래기술"이라 한다)가 개시된다.
그러나 종래기술에 따른 측면 방출형 엘이디 렌즈는 렌즈의 전체부피를 줄일 수 있는 장점은 있으나, 종래기술에 따른 렌즈를 구비한 표시장치의 경우에는 디스플레이 패널의 가장자리부 즉, 엣지(edge)부가 중심부보다 밝아지는 문제가 있다.
또한, 종래기술에 따른 렌즈를 구비한 표시장치의 경우에는 디스플레이 패널의 엣지부와 중심부 간에 색 편차가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 종래기술(한국등록특허 제10-1299528호)에 따른 측면 방출형 엘이디 렌즈에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디스플레이 패널의 엣지부가 중심부와 비교하여 밝아지는 현상과 엣지부와 중심부 간에 발생하는 색 편차를 개선할 수 있는 측면 방출형 엘이디 렌즈를 제공한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 측면 방출형 엘이디용 렌즈는 엘이디에서 발산하는 빛이 입사하는 입사면이 구비되는 밑면; 상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛을 전반사시키는 상면; 상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛과 상기 상면에서 전반사된 빛이 출사하는 측면; 및 상기 측면에 형성되는 부식면;을 포함하고, 상기 부식면은 상기 측면에 수직방향으로 적어도 2개 이상 나누어지는 영역 중 일부 영역에 형성될 수 있다.
그러면, 본 발명에 따른 렌즈가 구비되는 표시장치의 디스플레이 패널 상의 엣지부가 중심부보다 밝아지는 현상을 개선할 수 있음과 동시에 상기 측면으로 출사하는 빛의 색 분포를 고르게 하여 패널 상의 엣지부와 중심부 간에 발생하는 색 편차를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 엘이디용 렌즈에 있어서, 상기 적어도 2개 이상의 영역은 상기 측면의 상부로부터 순차적으로 제1영역, 제2영역, 제3영역, 제4영역으로 나누어지고, 상기 부식면은 상기 제1영역과 상기 제2영역에 형성되거나, 상기 제1영역과 상기 제2영역 중 어느 하나의 영역과, 상기 제3영역과 상기 제4영역 중 어느 하나의 영역에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 엘이디용 렌즈는 엘이디에서 발산하는 빛이 입사하는 입사면이 구비되는 밑면; 상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛을 전반사시키는 상면; 상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛과 상기 상면에서 전반사된 빛이 출사하는 측면; 상기 상면과 상기 측면을 연결하는 연결면; 및 상기 연결면에 형성되는 부식면;을 포함할 수 있다.
그러면, 본 발명에 따른 렌즈의 제작이 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있으면서도 상기 연결면에 의해 발생하는 문제 즉, 패널 상의 렌즈 상부가 밝게 비추어지는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 측면 방출형 엘이디용 렌즈는 측면에 수직방향으로 나누어진 복수의 영역 중 일부 영역에 선택적으로 부식면을 형성함으로써, 디스플레이부 패널의 엣지부가 중심부보다 밝아지는 현상을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 동시에 엣지부와 중심부 간에 발생하는 색 편차 현상도 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 측면 방출형 엘이디용 렌즈는 상면과 측면을 연결하는 연결면을 형성하여 제작이 원활하게 이루어질 수 있도록 함과 동시에, 연결면에 부식면을 형성함으로써 연결면에 의해 패널 상의 렌즈 상부가 주위와 비교하여 밝아지는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위와 상세한 설명의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 측면 방출용 엘이디 렌즈를 나타내는 수직단면도이고,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 렌즈가 입사면의 중심영역과 주변영역의 구성에 의하여 전체부피를 줄일 수 있는 효과를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 부식면 형성영역 변경에 따른 측면으로 출사하는 빛의 색 분포를 측정한 결과를 나타내는 도표이고, 도 5 내지 도 9는 부식면의 형성영역의 다양한 실시 예를 나타내는 도면이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측면 방출용 엘이디 렌즈를 나타내는 수직단면도이고,
도 11은 본 실시 예에 따른 렌즈가 구비된 표시장치에서의 반사시트 상에서의 광 분포를 나타내는 도면이고, 도 12는 표시장치의 패널 상에서의 광 분포를 나타내는 도면이다.
도 13은 연결면에 부식면이 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이고,
도 14는 연결면에 부식면이 형성된 렌즈가 구비된 표시장치에서의 반사시트 상에서의 광 분포를 나타내는 도면이고, 도 15는 표시장치의 패널 상에서의 광 분포를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시 예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부도면에서, 두께 및 크기는 명세서의 명확성을 위해 과장되어진 것일 수 있으며, 본 발명은 첨부도면에 도시된 상대적인 크기나 두께에 의해 한정되지 않는다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 측면 방출용 엘이디 렌즈를 나타내는 수직단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 측면 방출용 엘이디(Light Emitting Diode, LED) 렌즈(10)는 밑면(20), 상면(30) 및 밑면(20)과 상면(30)을 연결하는 측면(40)을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 렌즈(10)는 밑면(20)의 소정위치로부터 하방으로 연장되어 렌즈(10)를 지지하는 레그(50)를 더 포함할 수 있다.
밑면(20)은 엘이디(11)에서 발산하는 빛이 입사하는 입사면(100)이 구비되며, 입사면(100)은 밑면(20)의 중심부에 형성된 홈부(21)의 내면으로 이루어질 수 있다.
입사면(100)은 엘이디(11)에서 발산하는 빛 중 광축(12)을 기준으로 소정각도 범위 내로 발산하는 빛(L1,L2)을 상면(30)으로 입사시키는 상부입사면(110)과, 엘이디(11)에서 발산하는 빛 중 상부입사면(110)으로 입사하는 빛 외의 빛(L3)을 측면(40)으로 입사시키는 측부입사면(120)으로 이루어진다.
또한, 상부입사면(110)은 엘이디(11) 광축(12)을 포함하며 엘이디(11)에서 발산하는 빛을 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키는 중심영역(112)과, 중심영역(112)에 연결되며 엘이디(11)에서 발산하는 빛을 광축(12)에 가까워지는 방향으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키는 주변영역(114)을 포함하여 이루어질 수 있다.
중심영역(112)은 엘이디(11)에서 발산하는 빛 중 광축(12) 부근의 빛(L1) 즉, 상부입사면(110)의 중심부로 발산하는 빛(L1)을 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키는 것이며, 주변영역(114)은 엘이디(11)에서 발산하는 빛 중 상부입사면(110)의 주변부로 발산하는 빛(L2)을 광축(12)에 가까워지는 방향으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키는 것이다. 측부입사면(120)은 주변영역(114)과 밑면(20)을 연결하며 상부입사면(110)으로 입사하는 빛 외의 광(L3)을 굴절시켜 측면(40)으로 입사시키는 것이다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 엘이디 렌즈(10)는, 중심영역(112)에 의해 렌즈(10)의 높이(H)를 줄일 수 있으며, 주변영역(114)에 의해 렌즈(10)의 폭(W)을 줄일 수 있게 된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
상면(30)은 엘이디(11)의 광축(12)을 기준으로 대칭으로 이루어지며, 입사면(100)의 상부입사면(110)으로 입사한 후 굴절되어 상면(30)으로 직접 입사하는 빛(L1,L2)을 광학적으로 전반사시키는 구성이며, 측면(40)은 상면(30)에서 전반사된 빛과, 측부입사면(120)으로 입사한 후 굴절되어 측면(40)으로 직접 입사하는 빛(L3)을 렌즈(10) 외부로 출사시키는 구성이다.
측면(40)은 하방으로 갈수록 내측으로 소정각도(θ) 기울어진 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 측면(40)은 엘이디(11)의 광축(12)을 기준으로 상방으로 갈수록 일정한 기울기로 벌어지는 경사면으로 이루어지거나 또는 하방으로 만곡된 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 엘이디용 렌즈(10)는 유리, 아크릴(Methylmethacrylate), PMMA(Polymethylmethacrylate), PC(Polycarbonate), PET(Poly Ethylen Terephthalate) 등의 투과율이 우수한 투명한 물질로 사출성형(injection molding)에 의해 일체로(one-body) 제작될 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 렌즈가 입사면의 중심영역과 주변영역의 구성에 의하여 전체부피를 줄일 수 있는 효과에 대하여 설명한다.
도 2는 중심영역의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에서 보이는 바와 같이, 입사면(100)의 중심영역(112)이 엘이디(11)의 광축(12) 부근에서 발산하는 빛(L1) 즉, 상부입사면(110)의 중심부로 발산하는 빛(L1)을 광축(12)으로부터 멀어지는 방향(화살표방향)으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키면, 이러한 빛(L1)이 상면(30)으로 입사할 때 광축(12)과 이루는 각은 커지게 되며, 따라서 이러한 빛(L1)을 전반사시키기 위한 상면(30)의 상방으로의 기울기는 작아질 수 있다. 중심영역(112)은 이와 같이 중심영역(112) 상의 임의의 점(P4)으로 입사하는 빛(L1)을 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시키기 위하여, 광축(12)으로부터 멀어질수록 하방으로 경사지되 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 경사지는 형상으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 중심영역(112)과 주변영역(114)의 교차점(P5)은 중심영역(112)의 최하단이 된다.
예를들어, 도면에서 보이는 바와 같이 중심영역(112)은 수직단면상 광축(12)에서 피크점을 갖는 곡선으로 이루어질 수 있으며, 다른 실시 예로 하방으로 소정각도로 경사진 직선, 하방으로 볼록한 형상 또는 상방으로 볼록한 형상으로도 이루어질 수도 있다. 또한, 중심영역(112)은 교차점(P5)에서 부드러운(smooth) 곡선의 형태로 이루어질 수 있도록 중심영역(112) 상에는 임의의 변곡점(P6)이 존재할 수 있다.
도 3은 주변영역의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서 보이는 바와 같이, 입사면(100)의 주변영역(114)이 주변영역(114) 상의 임의의 점(P7)으로 입사하는 빛(L2)을 광축(12)에 가까워지는 방향(화살표방향)으로 굴절시켜 상면(30)으로 입사시키면, 이러한 빛(L2)이 상면(30)으로 입사할 때 광축(12)에 보다 근접하게 되므로, 그만큼 렌즈(10)의 폭(또는, 반지름)을 줄일 수 있게 된다. 특히, 주변영역(114)의 가장자리 끝점(P8)으로 입사하는 빛(L8)이 상기 끝점(P8)에서 굴절되어 상면(30)으로 입사하는 지점이 본 발명에 따른 렌즈(10)의 상면(30) 모서리 끝점(P9)을 이루게 되는데, 도면에서 보이는 바와 같이 주변영역(114)이 상기 빛(L8)을 광축(12) 방향으로 굴절시키게 되면, 상기 상면(30) 모서리 끝점이 P9'에서 P9로 이동하게 되어 대략 W 만큼 렌즈(10)의 폭을 감소시킬 수 있게 된다. 따라서 주변영역(114)이 주변영역(114)의 임의의 점(P7)으로 입사하는 빛(L2)을 광축(12)에 가까워지는 방향으로 많이 굴절시킬수록 렌즈(10)의 폭은 그만큼 더욱 줄어들 수 있게 되며, 특히 주변영역(114)의 가장자리로 갈수록 그 굴절각이 클수록 직접적으로 렌즈(10)의 폭을 줄일 수 있게 된다.
주변영역(114)은 이와 같이 중심영역(114) 상의 임의의 점(P7)으로 입사하는 빛(L2)을 광축(12)에 가까워지는 방향으로 굴절시키기 위하여, 광축(12)으로부터 멀어질수록 상방으로 경사지되 광축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 경사지는 형상으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 중심영역(112)과 주변영역(114)의 교차점(P5)은 중심영역(112)의 최하단임과 동시에 주변영역(114)의 최하단이 된다. 즉, 교차점(P5)은 상부입사면(110)의 최하단이 된다.
예를들어, 도면에서 보이는 바와 같이 주변영역(114)은 수직단면상 광축(12)으로부터 멀어질수록 상방을 향하는 곡선으로 이루어질 수 있으며, 다른 실시 예로 상방으로 소정각도로 경사진 직선 또는 하방으로 볼록한 형상으로도 이루어질 수도 있다. 또한 주변영역(114)은 가장자리로 갈수록 접선의 기울기가 증가하는 형상으로 이루어질 수 있으며, 이와 같이 주변영역(114)의 가장자리로 갈수록 상방을 향하는 기울기의 증가율 즉, 접선의 기울기가 커지는 형태로 이루어지면, 주변영역(114)의 끝점(P8)에서의 광축(12) 방향으로의 굴절각이 가장 최대가 되며, 따라서 렌즈(10)의 폭을 직접적으로 가장 크게 줄일 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 엘이디 렌즈(10)는 측면(40)에 형성되는 부식면(200)을 더 포함한다.
부식면(200)은 부식처리에 의해 형성될 수 있다. 상기 부식처리는 렌즈(10)의 사출성형시 사용되는 금형 코어에 화학적 부식을 이용하여 형성하거나, 또는 샌딩 부식을 적용하여 형성할 수 있다.
이와 같이 측면(40)에 부식면(200)을 형성하면, 측면(40)으로 출사하는 빛은 부식면(200)에 의해 산란되면서 디스플레이 패널의 가장자리부 즉, 엣지부가 중심부보다 밝아지는 현상을 개선할 수 있다.
다만, 부식면(200)이 측면(40) 전체에 형성되는 경우에는 패널의 엣지부가 중심부보다 밝아지는 현상을 현저히 감소시킬 수는 있지만, 그에 따라 중심부에서의 빛 균일도가 악화되는 문제가 발생한다.
이는 본 발명에 따른 렌즈(10)가 엘이디(11)에서 나오는 빛을 측면(40)으로 출사시키는 빛의 분포(예를들어, 측면(40)으로 출사하는 빛의 각도, 측면(40)의 상부와 하부로 출사시키는 빛의 양 등), 디스플레이 패널의 전체적인 크기, 표시장치에 구비되는 렌즈(10)의 갯수, OD(Optical Distance) 거리 등에 따라 디스플레이 패널에서의 빛의 균일도가 달라지기 때문이다. 여기서, 상기 OD거리는 엘이디(11)에서 발산한 빛이 디스플레이 패널까지 도달되는 거리로서, 표시장치의 두께를 결정하게 되는 중요요소이며, 일반적으로 표시장치의 하부에 구비되는 반사판과 표시장치의 상부에 구비되는 디퓨져까지의 거리를 말한다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈(10)가 엘이디(11)에서 나오는 빛을 측면(40)으로 출사시키더라도 모든 빛이 디스플레이 패널의 엣지부로만 비추어지는 것은 아니며, 표시장치에는 다수의 엘이디가 구비되고, 표시장치의 하부에는 반사시트가 구비되고,표시장치의 상부에는 디퓨져가 구비되기 때문에, 본 발명에 따른 렌즈(10)가 엘이디(11)에서 나오는 빛을 측면(40)으로 출사시키더라도 반사시트와 디퓨저에 의해서 디스플레이 패널에서는 빛이 균일하게 비추어질 수 있다.
따라서, 패널의 엣지부가 중심부보다 밝아지는 현상을 개선하면서도 중심부에서의 빛의 균일도에 미치는 영향을 최소화시키기 위해서는, 부식면(200)은 측면(40)의 수직방향으로 적어도 2개 이상의 영역으로 나누어지는 영역 중 일부 영역에 선택적으로 형성됨이 바람직하다.
또한, 이와 같이 부식면(200)이 측면(40)의 일부 영역에 선택적으로 형성되면, 디스플레이부 패널의 엣지부가 중심부보다 밝아지는 현상을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 동시에 엣지부와 중심부 간에 발생하는 색 편차 현상도 개선할 수 있게 된다. 이하 이에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 부식면 형성영역 변경에 따른 측면으로 출사하는 빛의 색 분포를 측정한 결과를 나타내는 도표이고, 도 5 내지 도 9는 부식면의 형성영역의 다양한 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 9를 참조하면, 본 실시 예에 있어서 상기 적어도 2개 이상의 영역은 측면(40)의 상부로부터 하부방향으로 순차적으로 제1영역(42), 제2영역(43), 제3영역(45), 제4영역(47)으로 대략 균등하게 나누어진다.
또한, 본 실시 예에 있어서 측면(40)으로 출사하는 빛의 색 분포 측정은 측면(40)에 부식면(200)을 전혀 형성하지 않은 경우(A), 제1영역(42)과 제2영역(43)에만 형성한 경우(B, 도5), 제1영역(42)과 제4영역(47)에만 형성한 경우(C, 도6), 제1영역(42)과 제3영역(45)에만 형성한 경우(D, 도7), 제2영역(43)과 제4영역(47)에만 형성한 경우(E, 도8), 제2영역(43)과 제3영역(45)에만 형성한 경우(F, 도9) 각각에 대하여 이루어졌으며, 그 측정결과를 나타내면 아래 표와 같다.
영역 Y B B/Y
A


 제1영역 378 197 0.521164
제2영역 372 190 0.510753
제3영역 378 178 0.470899
제4영역 456 160 0.350877
B


 제1영역 425 255 0.6
제2영역 404 248 0.613861
제3영역 384 237 0.617188
제4영역 344 210 0.610465
C


 제1영역 432 255 0.590278
제2영역 401 247 0.61596
제3영역 378 241 0.637566
제4영역 376 235 0.625
D


 제1영역 454 255 0.561674
제2영역 416 247 0.59375
제3영역 412 244 0.592233
제4영역 398 226 0.567839
E


 제1영역 409 232 0.567237
제2영역 411 232 0.564477
제3영역 407 227 0.55774
제4영역 454 230 0.506608
F


 제1영역 434 234 0.539171
제2영역 431 238 0.552204
제3영역 422 224 0.530806
제4영역 451 213 0.472284
표 1에서 B값은 각각의 영역에서의 blue 파장의 광량 값이고, Y값은 yellow 파장의 광량 값이고, B/Y값은 Y값을 B값으로 나눈 값이다.
또한, 도 4는 표 1에서 측정된 결과를 나타내는 도표인데, 도 4에서 X축은 각각의 영역을 나타내고, Y축은 B/Y값을 나타낸다. 따라서 B/Y값의 수치가 낮을수록 yellow가 강함을 의미한다.
도 4에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈(10)는 측면(40)에 부식면(200)을 형성하지 않으면 색 편차가 크게 나타남을 알 수 있는데, 이러한 색 편차는 대략 상부에서 하부로 갈수록 yellow가 강해지는 경향을 나타낸다.
반면, B 내지 F의 경우와 같이, 부식면(200)이 측면(40)의 제1 내지 제4영역 중 일부 영역에만 형성되는 경우에는 측면(40)으로 출사하는 빛의 색 분포가 전체적으로 고르게 이루어짐을 알 수 있으며, 그에 따라 패널 상의 엣지부와 중심부 간에 발생하는 색 편차를 개선할 수 있게 된다.
한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 부식면(200)이 제1 내지 제4영역 모두에 즉, 측면(40) 전체에 형성되는 경우에도 측면(40)으로 출사하는 빛의 색 분포가 고르게 이루어질 수는 있지만, 전술한 바와 같이 패널의 중심부에서의 빛 균일도가 악화되는 문제가 발생하기 때문에 패널의 전체적인 광 분포 측면에서는 바람직하지 않다.
또한, B의 경우와 달리, 부식면(200)이 제3영역(45)과 제4영역(47)에만 형성되는 경우에도 측면(40)으로 출사하는 빛의 색 분포가 고르게 이루어질 수는 있지만, 이 경우에는 패널 상의 엣지부가 중심부보다 밝아지는 현상을 개선하는데에는 한계가 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 렌즈(10)에 있어서, 엘이디(11)에서 나오는 빛은 주로 상면(30)에서 전반사되어 측면(40)으로 출사되는데, 이와 같이 상면(30)에서 전반사된 빛은 측면(40)의 제1영역(42)과 제2영역(43)을 통해 렌즈(10) 외부로 출사되기 때문에, 부식면(200)이 제3영역(45)과 제4영역(47)에만 형성되는 경우에는 패널 상의 엣지부가 중심부보다 밝아지는 현상을 개선하는데에는 한계가 있기 때문이다.
따라서, 본 발명에 따른 렌즈(10)에 있어서, 부식면(200)은 제1영역(42)과 제2영역(43)에 형성되거나, 제1영역(42)과 제2영역(43) 중 어느 하나의 영역과, 제3영역(45)과 제4영역(47) 중 어느 하나의 영역에 형성됨이 바람직하다 할 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측면 방출용 엘이디 렌즈를 나타내는 수직단면도이다.
본 실시 예에 따른 엘이디 렌즈(10)는 상기 실시 예와 비교하여 상면(30)과 측면(40)을 연결하는 연결면(70)을 더 포함한다.
연결면(70)은 대략 평평한 형태로 구성될 수 있으며, 이와 같이 대략 평평한 형태의 연결면(70)이 구비되면, 렌즈(10)의 제작이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
본 발명에 따른 렌즈(10)의 상면(30)은 입사하는 빛을 측면(40)으로 전반사시키도록 구성되기 때문에, 이러한 상면(30)이 측면(40)과 직접 연결되면 그 연결부위는 뾰족한 형태로 이루어질 수밖에 없으며, 이는 렌즈(10) 사출성형시 다수의 불량을 발생시키는 원인이 된다.
그러나, 본 실시 예에서와 같이, 대략 평평한 형태로 구성되는 연결면(70)이 상면(30)과 측면(40) 사이에 개재되면 연결부위가 뾰족해지는 것을 방지할 수 있어서 그만큼 렌즈(10)의 제작이 원활해 질 수 있게 된다.
다만, 본 실시 예에서와 같이, 상면(30)과 측면(40)을 연결하는 대략 평평한 형태의 연결면(70)이 구성되면, 연결면(70)으로 입사하는 빛은 측면(40)으로 전반사될 수 없게 됨에 따라 디스플레이 패널 상의 광 분포에 악영향을 미치게 되는데, 이에 대하여 상세히 설명한다.
도 11은 본 실시 예에 따른 렌즈가 구비된 표시장치에서의 반사시트 상에서의 광 분포를 나타내는 도면이고, 도 12는 표시장치의 패널 상에서의 광 분포를 나타내는 도면이다.
도 11에서 보이는 바와 같이, 반사시트 상에서의 광 분포는 본 실시 예에 따른 렌즈(10)와 바로 인접한 주위에 원형의 밝은 띠(72)가 발생함을 확인할 수 있는데, 이는 연결면(70)으로 입사하는 빛이 전반사되지 않고 반사시트로 반사된 후 패널 상의 렌즈(10) 상부로 바로 입사되기 때문에 발생하는 현상이다.
그리고, 도 12에서 보이는 바와 같이, 상기 원형의 밝은 띠(72)에 의해 패널 상의 광 분포가 고르지 못하고 렌즈 상부(74)가 주위보다 밝게 비추어지게 됨을 확인할 수 있다.
이는 상기 연결면(70)에 의해 반사시트 상에서 발생하는 원형의 밝은 띠(72)는 연결면(70)에서 반사되어 반사시트로 거의 수직한 상태로 입사하기 때문에, 반사시트에서 반사된 빛은 거의 수직하게 패널 상의 렌즈 상부(74)로 입사하기 때문에 발생하는 현상이다.
따라서, 본 실시 예에 따른 렌즈(10)에서와 같이, 상면(30)과 측면(40)을 연결하는 연결면(70)을 더 포함하는 경우에는, 연결면(70)에 의해 발생하는 위와 같은 문제를 해결할 필요가 있으며, 도 13에서 보이는 바와 같이, 본 실시 예에 따른 렌즈(10)는 연결면(70)에 부식면(200)을 형성함으로써 그러한 문제를 해결할 수 있다.
도 14는 연결면에 부식면이 형성된 렌즈가 구비된 표시장치에서의 반사시트 상에서의 광 분포를 나타내는 도면이고, 도 15는 표시장치의 패널 상에서의 광 분포를 나타내는 도면이다.
도 14에서 보이는 바와 같이, 연결면(70)에 형성된 부식면(200)에 의해 렌즈(10)에 바로 인접하여 발생하는 도 11에서의 원형의 밝은 띠(72)가 제거됨을 확인할 수 있으며, 그에 따라 도 15에서 보이는 바와 같이, 패널 상에서의 광 분포가 고르게 이루어짐을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 렌즈(10)는 상면(30)과 측면(40)을 연결하는 대략 평평한 형태의 연결면(70)을 더 포함함과 동시에 연결면(70)에 부식면(200)을 형성함으로써, 렌즈(10)의 제작이 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있으면서도 연결면(70)에 의해 발생하는 문제 즉, 패널 상의 렌즈 상부(74)가 밝게 비추어지는 현상을 방지할 수 있게 된다.
한편, 도 11에서 보이는 바와 같이, 반사시트 상에서의 광 분포에는 상기 연결면(70)에 의해 발생하는 원형의 밝은 띠(72) 외에도 그 주위에 다른 원형의 밝은 띠들이 발생함을 확인할 수 있지만, 도 12 및 도 15에서 보이는 바와 같이, 상기 다른 원형의 밝은 띠에 의한 패널 상에서의 광 분포 영향은 연결면(70)에 의해 렌즈(10)와 바로 인접하여 발생하는 원형의 밝은 띠(72)와 비교하여 크지 않음을 확인할 수 있는데, 이는 상기 다른 원형의 밝은 띠를 발생시키는 빛들은 반사시트로 입사하는 입사각이 크지 않아 다시 패널로 반사되는 경우에는 넓게 퍼지게 되기 때문이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 종래기술(한국등록특허 제10-1299528호)에 따른 측면 방출형 엘이디 렌즈에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디스플레이 패널의 엣지부가 중심부와 비교하여 밝아지는 현상과 엣지부와 중심부 간에 발생하는 색 편차를 개선할 수 있는 측면 방출형 엘이디 렌즈에 관한 것으로서, 그 실시 형태는 다양한 형태로 변경가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 개시된 실시 예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변경 가능한 모든 형태도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
10 : 렌즈 11 : 엘이디(또는, 엘이디)
12 : 광축 20 : 밑면
21 : 홈부 30 : 상면
40 : 측면 50 : 레그
70 : 연결면
100 : 입사면 110 : 상부입사면
112 : 중심영역 114 : 주변영역
120 : 측부입사면 200 : 부식면

Claims (7)

  1. 엘이디(Light Emitting Diode, LED)에서 나오는 빛을 측면으로 방출시키는 측면 방출형 엘이디용 렌즈에 있어서,
    상기 엘이디에서 발산하는 빛이 입사하는 입사면이 구비되는 밑면;
    상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛을 전반사시키는 상면;
    상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛과 상기 상면에서 전반사된 빛이 출사하는 측면; 및
    상기 측면에 형성되는 부식면;을 포함하고,
    상기 부식면은 상기 측면에 수직방향으로 적어도 2개 이상 나누어지는 영역 중 일부 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 엘이디 렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개 이상의 영역은 상기 측면의 상부로부터 순차적으로 제1영역, 제2영역, 제3영역, 제4영역으로 나누어지고,
    상기 부식면은 상기 제1영역과 상기 제2영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 엘이디 렌즈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개 이상의 영역은 상기 측면의 상부로부터 순차적으로 제1영역, 제2영역, 제3영역, 제4영역으로 나누어지고,
    상기 부식면은 상기 제1영역과 상기 제2영역 중 어느 하나의 영역과, 상기 제3영역과 상기 제4영역 중 어느 하나의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 엘이디 렌즈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 상면과 상기 측면을 연결하는 연결면을 더 포함하고,
    상기 부식면은 상기 연결면에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 엘이디 렌즈.
  5. 엘이디(Light Emitting Diode, LED)에서 나오는 빛을 측면으로 방출시키는 측면 방출형 엘이디용 렌즈에 있어서,
    상기 엘이디에서 발산하는 빛이 입사하는 입사면이 구비되는 밑면;
    상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛을 전반사시키는 상면;
    상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛과 상기 상면에서 전반사된 빛이 출사하는 측면;
    상기 상면과 상기 측면을 연결하는 연결면; 및
    상기 연결면에 형성되는 부식면;을 포함하는 측면 방출형 엘이디 렌즈.
  6. 상기 엘이디에서 발산하는 빛이 입사하는 입사면이 구비되는 밑면; 상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛을 전반사시키는 상면; 및 상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛과 상기 상면에서 전반사된 빛이 출사하는 측면;을 포함하고, 상기 입사면은 상기 엘이디에서 발산하는 빛 중 상기 엘이디의 광축을 기준으로 소정각도 범위 내로 발산하는 빛을 상기 상면으로 입사시키는 상부입사면과, 상기 엘이디에서 발산하는 빛 중 상기 상부입사면으로 입사하는 빛 외의 빛을 상기 측면으로 입사시키는 측부입사면으로 이루어지는 측면 방출형 엘이디용 렌즈에 있어서,
    상기 측면 방출형 엘이디용 렌즈는 상기 측면에 형성되는 부식면을 더 포함하고,
    상기 부식면은 상기 측면에 수직방향으로 적어도 2개 이상 형성되는 영역 중 일부 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 엘이디 렌즈.
  7. 상기 엘이디에서 발산하는 빛이 입사하는 입사면이 구비되는 밑면; 상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛을 전반사시키는 상면; 및 상기 입사면으로 입사한 빛 중 직접 입사하는 빛과 상기 상면에서 전반사된 빛이 출사하는 측면;을 포함하고, 상기 입사면은 상기 엘이디에서 발산하는 빛 중 상기 엘이디의 광축을 기준으로 소정각도 범위 내로 발산하는 빛을 상기 상면으로 입사시키는 상부입사면과, 상기 엘이디에서 발산하는 빛 중 상기 상부입사면으로 입사하는 빛 외의 빛을 상기 측면으로 입사시키는 측부입사면으로 이루어지고, 상기 상부입사면은, 상기 엘이디의 광축을 포함하며, 상기 렌즈의 높이를 줄일 수 있도록 상기 엘이디에서 발산하는 빛을 상기 광축으로부터 멀어지는 방향으로 굴절시켜 상기 상면으로 입사시키는 중심영역과, 상기 중심영역에 연결되며, 상기 렌즈의 폭(또는, 반지름)을 줄일 수 있도록 상기 엘이디에서 발산하는 빛을 상기 광축에 가까워지는 방향으로 굴절시켜 상기 상면으로 입사시키는 주변영역으로 이루어지는 측면 방출형 엘이디용 렌즈에 있어서,
    상기 측면 방출형 엘이디용 렌즈는 상기 측면에 형성되는 부식면을 더 포함하고,
    상기 부식면은 상기 측면에 수직방향으로 적어도 2개 이상 형성되는 영역 중 일부 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 엘이디 렌즈.
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Cited By (2)

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US11022274B2 (en) 2018-03-15 2021-06-01 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019177310A1 (ko) * 2018-03-15 2019-09-19 서울반도체주식회사 발광모듈 및 렌즈
US11022274B2 (en) 2018-03-15 2021-06-01 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens
US11499696B2 (en) 2018-03-15 2022-11-15 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens
US11815258B2 (en) 2018-03-15 2023-11-14 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens

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