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KR20120002267A - Backlight unit including quantum dots - Google Patents

Backlight unit including quantum dots Download PDF

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KR20120002267A
KR20120002267A KR1020100063063A KR20100063063A KR20120002267A KR 20120002267 A KR20120002267 A KR 20120002267A KR 1020100063063 A KR1020100063063 A KR 1020100063063A KR 20100063063 A KR20100063063 A KR 20100063063A KR 20120002267 A KR20120002267 A KR 20120002267A
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light
guide plate
backlight unit
light guide
light source
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KR1020100063063A
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이규태
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A backlight unit including a quantum dot is provided to reduce the phenomenon of yellowish generated in a photo converter form including a quantum dot. CONSTITUTION: A backlight unit includes a light guide plate(200), a plurality of light sources, and a photo converter(300). A plurality of light sources is located in the side of the light guide plate and emits the light of a specific wavelength band. The photo converter is inserted between the light source and the light guide plate. The photo converter is charged in the quantum dot for converting the wavelength of the light. The photo converter is formed in a hemi-cylinder shape.

Description

양자점을 포함한 백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT INCLUDING QUANTUM DOTS}BACKLIGHT UNIT INCLUDING QUANTUM DOTS}

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 양자점이 충진된 광변환부의 형상을 변경함으로써 도광판에 입사되는 광량이 증가하여 도광판의 입광면에서 발생하는 황변(Yellowish) 현상을 감소할 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight unit, and more particularly, by changing the shape of a light conversion part filled with a quantum dot, the amount of light incident on the light guide plate increases, thereby reducing a yellowing phenomenon occurring on the light incident surface of the light guide plate. It is about.

일반적으로 백라이트 유닛의 광원으로 사용되는 백색 LED를 구현하는 방법으로 빛의 삼원색인 적색, 녹색, 청색을 내는 3개의 LED를 조합하여 백색을 구현하는 방법이 있으나 이 방법은 하나의 백색광원을 만드는데 3개의 LED를 사용해야 하며, 각각의 LED를 제어해야 하는 기술이 개발되어야 하는 단점이 있어 최근에는 청색 LED를 광원으로 사용하여 형광체를 여기 시킴으로써 백색을 구현하는 방법이 발광효율이 우수하여 각광받고 있다.Generally, a white LED used as a light source of a backlight unit is a method of implementing white by combining three LEDs of red, green, and blue, which are three primary colors of light, but this method creates a white light source. There are disadvantages in that it is necessary to use two LEDs, and a technology for controlling each LED has to be developed. Recently, a method of implementing white by exciting a phosphor using a blue LED as a light source has been spotlighted for its excellent luminous efficiency.

그러나 백색 LED에서 방출된 광의 스펙트럼은 청색 영역의 색감은 뛰어난 반면 녹색과 적색의 색감은 현저하게 낮아 색 재현율이 떨어지는 문제가 있다.However, the spectrum of the light emitted from the white LED is excellent in the color of the blue region, while the color of the green and red is significantly low, there is a problem that the color reproduction rate is lowered.

이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 상기 양자점(Quantum Dots: QDs)을 이용하여 백색광을 구현하는 기술이 활발하다. In order to solve such a problem, a technique for implementing white light using the quantum dots (QDs) has recently been active.

양자점은 발광특성이 우수하므로 양자점(QDs)을 이용하여 백색광을 구현하는 경우 기존의 백색 LED에 비하여 녹색과 적색의 색 재현율이 높아지는 효과가 있다.Since the quantum dots have excellent light emission characteristics, when the white light is implemented using quantum dots (QDs), the color reproducibility of green and red is higher than that of conventional white LEDs.

그러나 도 1과 같이 양자점을 이용하여 백라이트를 구성하는 경우 광원(10)에서 방출된 광 중 형광막(20)의 중심에 입사되는 빛은 RGB 값이 대체적으로 균일하게 분포하는 반면 형광막(20)의 가장자리에 입사되는 광은 광량이 부족하여 대부분 그린광과 레드광으로 변환된다. 이때 형광막(20)의 가장자리에 입사되는 광은 도광판(30)의 입광면에서 전반사되므로 도광판(30)의 입광면 부근에서 황변(Yellowish) 현상이 발생하는 문제가 있다.However, when the backlight is formed by using the quantum dots as shown in FIG. 1, the light incident at the center of the fluorescent film 20 among the light emitted from the light source 10 has a substantially uniform RGB value while the fluorescent film 20 The light incident on the edge of the light is insufficient and is mostly converted into green light and red light. In this case, since light incident on the edge of the fluorescent film 20 is totally reflected at the light incident surface of the light guide plate 30, a yellowing phenomenon occurs in the vicinity of the light incident surface of the light guide plate 30.

또한, 도광판(30)의 입광면에 전반사되는 광이 증가하는 만큼 광량이 감소하여 백라이트의 휘도가 떨어지는 문제가 있다.In addition, as the light totally reflected on the light incident surface of the light guide plate 30 increases, the amount of light decreases, thereby decreasing the brightness of the backlight.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 광변환부의 형상을 변경함으로써 도광판의 입광면에서 발생하는 황변(Yellowish) 현상을 감소하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to reduce a yellowing phenomenon occurring at the light incident surface of the light guide plate by changing the shape of the light conversion unit.

본 발명의 또 다른 목적은 도광판이 입사되는 광량을 증가시켜 백라이트의 휘도를 개선하는 것이다.Another object of the present invention is to improve the brightness of the backlight by increasing the amount of light incident to the light guide plate.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징은 도광판과, 상기 도광판의 측면에 위치하고 특정 파장 대역의 광을 방출하는 복수 개의 광원, 및 상기 광원과 도광판 사이에 장착되어 상기 광원에서 방출된 광의 파장 대역을 장파장으로 변환하는 양자점이 충진된 광변환부를 포함하고, 상기 광변환부에는 적어도 일면에 곡률이 형성되도록 구성된다.One feature of the present invention for achieving the above object is a light guide plate, a plurality of light sources positioned on the side of the light guide plate to emit light of a specific wavelength band, and mounted between the light source and the light guide plate of the light emitted from the light source It includes a light conversion unit filled with a quantum dot converting the wavelength band to a long wavelength, the light conversion unit is configured to have a curvature formed on at least one surface.

광변환부는 반원 기둥 형상 또는 사다리꼴 기둥형상으로 형성된다. 이때 반원 기둥의 곡률면은 180mm ~ 500mm의 곡률을 갖도록 구성되고, 사다리꼴 기둥 형상의 구배 각도는 수평면을 기준으로 35°~ 50°을 갖도록 구성된다.The light conversion portion is formed in a semicircular columnar shape or a trapezoidal columnar shape. At this time, the curvature surface of the semi-circle pillar is configured to have a curvature of 180mm ~ 500mm, the gradient angle of the trapezoidal pillar shape is configured to have a 35 ° ~ 50 ° relative to the horizontal plane.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징은 적어도 일면이 볼록한 제 1 렌즈가 구비된 광원과, 상기 광원에서 방출된 광이 입사되는 면에 일면이 볼록한 제 2 렌즈가 구비된 도광판 및 상기 광원과 도광판 사이에 삽입되고 적어도 일면이 오목하게 형성된 광변환부를 포함한다.Another feature of the present invention for achieving the above object is a light guide plate provided with a first lens having at least one convex surface, and a light guide plate having a second lens having one surface convex on the surface on which the light emitted from the light source is incident; It includes a light conversion unit inserted between the light source and the light guide plate and formed at least one surface concave.

본 발명에 따르면 광변환부를 통과한 광이 도광판에 입사되는 양이 증가하여 도광판의 입광면에서 발생하는 황변(Yellowish) 현상이 감소 된다.According to the present invention, the amount of light passing through the light conversion part is incident on the light guide plate to increase the yellowing phenomenon occurring at the light incident surface of the light guide plate.

또한, 도광판이 입사되는 광을 증가시켜 백라이트의 휘도가 개선된다.In addition, the brightness of the backlight is improved by increasing light incident on the light guide plate.

도 1은 종래 백라이트의 단면도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트의 결합 사시도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트의 단면도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예의 광변환부 곡률 변화에 따른 조도균일도의 변화를 보여주는 그래프,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트의 단면도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예의 광변환부 구배 각도에 따른 조도균일도의 변화를 보여주는 그래프,
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략도,
도 8은 본 발명의 제 3 실시예의 렌즈 곡률반경 변경에 따른 도광판의 스팟 다이어그램(Spot Diagram).
1 is a cross-sectional view of a conventional backlight,
2 is a combined perspective view of a backlight according to a first embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view of a backlight according to a first embodiment of the present invention;
4 is a graph showing a change in illuminance uniformity according to the change in curvature of the light conversion unit according to the first embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view of a backlight according to a second embodiment of the present invention;
6 is a graph showing a change in roughness uniformity according to the light conversion part gradient angle of the second embodiment of the present invention;
7 is a schematic diagram of a backlight unit according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a spot diagram of a light guide plate according to a change in the radius of curvature of the lens of the third exemplary embodiment of the present invention. FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다. In addition, it is to be understood that the accompanying drawings in the present application are shown enlarged or reduced for convenience of description.

이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the drawings. Like reference numerals designate like elements throughout, and duplicate descriptions thereof will be omitted.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트는 크게 도광판(200)과, 상기 도광판(200)의 측면에 위치하고 특정 파장 대역의 빛을 방출하는 복수 개의 광원(100), 및 상기 광원(100)과 도광판(200) 사이에 장착되어 상기 광원(100)에서 방출된 광의 파장 대역을 장파장으로 변환하는 양자점이 충진된 광변환부(300)를 포함하여 구성된다.The backlight according to the embodiment of the present invention is largely a light guide plate 200, a plurality of light sources 100 positioned on the side of the light guide plate 200 and emitting light of a specific wavelength band, and the light source 100 and the light guide plate 200 It is configured to include a light conversion unit 300 is mounted between the quantum dots filled between the wavelength band of the light emitted from the light source 100 to the long wavelength.

상기 도광판(200)은 상기 광원(100)에서 입사되는 점광원(100)을 면광원(100)으로 변환하는 광학 시트로서 일반적인 도광판(200)의 형상뿐만 아니라 실시예에 맞게 다양하게 변화할 수 있다. 예를 들면 도광판(200)에 웨지 등과 같이 형성되면, 도광판(200)의 형태는 적절하게 결정될 수 있으며 모서리 부분에 직선면, 곡면 등과 같은 임의의 적합한 표면 형태가 도광판(200)에 적용될 수 있다.The light guide plate 200 is an optical sheet for converting the point light source 100 incident from the light source 100 into the surface light source 100, and may be variously changed according to the embodiment as well as the shape of the general light guide plate 200. . For example, when the light guide plate 200 is formed as a wedge or the like, the shape of the light guide plate 200 may be appropriately determined, and any suitable surface shape such as a straight surface or a curved surface may be applied to the light guide plate 200 at the edge portion.

또한, 도면에는 도시되지 않았으나 도광판(200) 상면에 프리즘 형상의 요철이 형성될 수 있으며 이러한 프리즘 형상의 요철은 직선면, 굴절면, 곡면 등과 같은 임의의 표면 형태로 이루어질 수도 있다.In addition, although not shown in the drawings, the prism-shaped unevenness may be formed on the upper surface of the light guide plate 200, and the unevenness of the prism-shaped may be formed in any surface form such as a straight surface, a refractive surface, a curved surface, or the like.

상기 광원(100)은 상기 도광판(200)의 측면에 복수 개가 형성되며, LED 소자로 형성될 수 있다. 이때 상기 광원(100)은 430~470nm의 파장을 갖는 청색 LED 또는 UV LED로 구성될 수 있다.The light source 100 may be formed in plural on the side surface of the light guide plate 200 and may be formed of an LED element. At this time, the light source 100 may be composed of a blue LED or a UV LED having a wavelength of 430 ~ 470nm.

상기 광변환부(300)는 상기 광원(100)에서 방출된 단일 파장의 빛을 다양한 파장대로 변환시키는 역할을 하는 것으로, 투명 글라스로 형성된 관(Capillary)에 사이즈가 상이한 양자점(QDs)이 주입되고 양끝이 밀봉되어 형성된다. The light conversion unit 300 serves to convert light of a single wavelength emitted from the light source 100 into various wavelengths, and quantum dots (QDs) having different sizes are injected into a capillary made of transparent glass. Both ends are sealed.

양자점(Quantum Dots: QDs)이란 양자고립효과(quantum confinement effect)를 가지는 소정크기의 입자를 말하며 약 2∼15㎚ 크기를 갖는다.Quantum dots (QDs) refer to particles of a predetermined size having a quantum confinement effect and have a size of about 2 to 15 nm.

이러한 양자점(QDs)은 좁은 파장대에서 강한 형광을 발생하게 되는데 양자점(QDs)이 발산하는 광은 전도대(Conduction band)에서 가전자대(valence band)로 불안정한(들뜬) 상태의 전자가 내려오면서 발생하게 된다. The quantum dots (QDs) generate strong fluorescence in a narrow wavelength band, and the light emitted by the quantum dots (QDs) is generated as electrons in an unstable (excited) state fall from the conduction band to the valence band. .

이때 발생하는 형광은 양자점(QDs)의 입자가 작을수록 짧은 파장의 광이 발생하고, 입자가 클수록 긴 파장의 광을 발생하게 된다.In this case, the smaller the particles of the quantum dots QDs generate light having a shorter wavelength, and the larger the particles produce light having a longer wavelength.

특히, 상기 양자점(QDs)은 발광특성이 우수하므로 이를 이용하여 백색광을 구현하는 경우 기존의 백색 LED에 비하여 녹색과 적색의 색 재현율이 높아지는 효과가 있다.In particular, since the quantum dots (QDs) have excellent light emission characteristics, when the white light is implemented using the quantum dots (QDs), the color reproducibility of green and red is higher than that of conventional white LEDs.

상기 광원(100)으로 청색 LED를 사용하는 경우에는 양자점의 크기가 청색 파장 대의 광을 흡수하여 녹색 파장 대의 광을 방출하는 크기의 양자점(QD1)과 적색 파장 대의 광을 방출하는 크기의 양자점(QD2)이 랜덤하게 포함될 수 있다.When the blue LED is used as the light source 100, the quantum dot size of the quantum dot absorbs light in the blue wavelength band and emits light in the green wavelength band, and the quantum dot QD2 emits light in the red wavelength band. ) May be included at random.

따라서 광원(100)에서 방출된 빛이 상기 광변환부(300)를 통과하면서 랜덤하게 양자점(QDs)이 청색광을 흡수하여 녹색 또는 적색 파장 대역의 광으로 변환하게 되고, 그 결과 청색,녹색,적색 파장의 광이 서로 혼합되면서 백색광이 만들어져 도광판(200)으로 입사된다.Accordingly, as the light emitted from the light source 100 passes through the light conversion unit 300, the quantum dots QDs randomly absorb blue light and convert the light into green or red wavelength band light, and as a result, blue, green, and red light. As the light of the wavelength is mixed with each other, white light is made to be incident to the light guide plate 200.

이와 다르게 자외선(UV) 광원(100)을 사용한 경우에는 양자점(QDs)의 크기가 자외선 파장 대의 광을 흡수하여 청색, 녹색 또는 적색 파장 대역의 광을 방출하는 크기의 양자점(QDs)이 선택되어야 함은 물론이다.(이하에서는 설명의 편의를 위하여 블루 LED를 기준으로 설명한다.)In contrast, when the UV light source 100 is used, quantum dots (QDs) having a size that absorbs light in the ultraviolet wavelength band and emits light in the blue, green, or red wavelength band should be selected. Of course, the following description will be made based on the blue LED for convenience of description.

상기 광원(100)과 광변환부(300)의 사이 및 광변환부(300)와 도광판(200) 사이에는 광경화성 레진이 도포되고 UV를 조사하여 경화시킴으로써 상기 광원(100)와 광변환부(300) 및 도광판(200)을 정위치에 고정(index matching) 시킬 수 있다.Photocurable resin is applied between the light source 100 and the light conversion unit 300 and between the light conversion unit 300 and the light guide plate 200, and irradiates and cures UV light to light source 100 and the light conversion unit ( 300 and the light guide plate 200 may be indexed in place.

도 3을 참조할 때 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광변환부(300)는 일면이 곡률면(301)을 갖도록 형성되고 타면은 평평한 반원 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 상기 일면과 타면의 곡률이 다르게 형성되거나 광변환막 형태로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the light conversion unit 300 according to the first exemplary embodiment of the present invention may have one surface having a curvature surface 301, and the other surface may have a flat semi-circular column shape. However, the present invention is not limited thereto, and the curvature of the one surface and the other surface may be formed differently or may be formed in the form of a light conversion film.

상기 광원(100)에서 방출된 광은 광원(100)의 출사면에서 180° 범위로 방출되어 상기 광변환부(300)에 입사되나 상기 광원(100)에서 방출되는 청색광은 광축에서 멀어질수록 광량이 줄어들게 된다. The light emitted from the light source 100 is emitted in the range of 180 ° from the exit surface of the light source 100 and is incident on the light conversion part 300, but the blue light emitted from the light source 100 is lighter as it moves away from the optical axis. Will be reduced.

따라서 상기 광원(100)에서 방출되는 광 중 상기 광변환부(300)의 중심을 통과하는(광축과 가까운) 광의 경우 광량이 많아 일부는 양자점에 의하여 그린광과 레드광으로 변환되고 일부는 청색광을 그대로 유지하여 전체적으로 균일한 RGB 값을 갖고 도광판(200)의 입광면(210)에 입사된다. Therefore, the light passing through the center of the light conversion unit 300 (close to the optical axis) of the light emitted from the light source 100 has a large amount of light, some of which are converted into green light and red light by quantum dots, and some of the blue light The light is incident on the light incidence surface 210 of the light guide plate 200 while maintaining the light uniformity.

반면에 상기 광원(100)에서 방출되는 광 중 상기 광변환부의 가장자리에 입사되는 청색광의 경우에는 광량이 적어 대부분 그린광과 적색광으로 변환되어 도광판(200) 방향으로 방출된다.On the other hand, among the light emitted from the light source 100, the blue light incident on the edge of the light conversion unit has a small amount of light, and thus is converted into green light and red light and emitted in the direction of the light guide plate 200.

이때 상기 광변환부(300)의 곡률면(301)이 볼록렌즈의 역할을 수행하게 되므로 상기 광변환부(300)의 가장자리에 입사된 광은 도광판(200) 방향으로 집광되어 상기 도광판(200)에 용이하게 입사될 수 있는 것이다.In this case, since the curvature surface 301 of the light conversion unit 300 serves as a convex lens, the light incident on the edge of the light conversion unit 300 is focused in the direction of the light guide plate 200 so that the light guide plate 200 It can be easily incident on.

따라서 종래 광변환부(300)의 가장자리에서 방출된 그린광과 레드광이 도광판(200) 입사면 주위에서 관찰되는 황변(Yellowish) 현상이 해소된다.Therefore, the yellowing phenomenon in which the green light and the red light emitted from the edge of the conventional light conversion unit 300 are observed around the incident surface of the light guide plate 200 is eliminated.

또한, 광변환부(300)의 가장자리에서 변환된 그린광과 레드광이 도광판(200)에 입사되므로 전체적으로 백색광의 색균일도와 휘도가 증가하게 된다.In addition, since the green light and the red light converted at the edge of the light conversion unit 300 are incident on the light guide plate 200, the color uniformity and brightness of the white light are increased as a whole.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예의 광변환부 곡률 변화에 따른 조도균일도의 변화를 보여주는 그래프이다.4 is a graph showing a change in illuminance uniformity according to the curvature change of the light conversion unit of the first embodiment of the present invention.

도 4를 참조할 때, 조도균일도는 광변환부(300)의 곡률반경을 연속적으로 변화시키면서 측정한 것으로 곡률반경이 180mm이하까지는 조도균일도가 상당히 낮은 값을 보이다가 180mm이상에서 급격하게 상승하였고, 이후 500mm 이상에서는 조도균일도가 약 60 이하로 감소함을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, the illuminance uniformity was measured while continuously changing the curvature radius of the light conversion unit 300. The illuminance uniformity was significantly lowered until the curvature radius was 180 mm or less, and then rapidly increased at 180 mm or more. After 500mm or more it can be confirmed that the roughness uniformity is reduced to about 60 or less.

따라서 일반적으로 백라이트에서 요구되는 조도균일도가 약 60이므로 상기 곡률반경은 180mm에서 500mm인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 190mm에서 300mm인 것이 좋다. Therefore, since the roughness uniformity required in the backlight is generally about 60, the radius of curvature is preferably 180 mm to 500 mm, more preferably 190 mm to 300 mm.

상기 광변환부(300)는 도 3에서 곡률면(301)이 상기 광원(100)을 향하고 있는 것으로 설명되었으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 곡률면(301)이 도광판(200)을 향하고 있는 경우에도 유사한 조도균일도를 갖는 것을 실험적으로 확인하였다.Although the light conversion unit 300 has been described as having the curvature surface 301 facing the light source 100 in FIG. 3, the light conversion unit 300 is not limited thereto. It was experimentally confirmed that the curvature surface 301 had a similar roughness uniformity even when facing the light guide plate 200.

또한, 상기 광변환부(300)는 상기 복수 개의 광원(100)을 모두 커버하도록 길이방향으로 길게 형성될 수도 있으나 각각의 광원(100)과 동일한 개수로 형성되어 각각 대응되는 위치에 장착될 수도 있다.
In addition, the light conversion unit 300 may be formed long in the longitudinal direction to cover all of the plurality of light sources 100, but may be formed in the same number as each of the light sources 100 and mounted at corresponding positions. .

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예의 광변환부 구배 각도에 따른 조도균일도의 변화를 보여주는 그래프이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of the backlight unit according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a graph showing a change in illuminance uniformity according to the gradient angle of the light conversion unit according to the second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광변환부(310)의 형상에서 차이가 있을 뿐 그 이외의 구성은 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위하여 동일한 부분에 대한 자세한 설명은 생략한다.Since the backlight unit according to the second embodiment of the present invention has a difference in the shape of the light conversion unit 310, other configurations are the same, and detailed descriptions of the same parts will be omitted in order to avoid duplication of description.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 광변환부(310)는 단면이 사다리꼴 형상으로 형성되고 도 6을 참조할 때 사다리꼴 빗면(312)의 구배 각도는 수평면(또는 광축)을 기준으로 35°에서 50°인 경우 조도균일도가 양호하게 된다.In the light conversion unit 310 according to the second embodiment of the present invention, the cross section is formed in a trapezoidal shape, and when referring to FIG. 6, the draft angle of the trapezoidal oblique surface 312 is 50 ° from 35 ° based on the horizontal plane (or optical axis). In the case of °, roughness uniformity becomes good.

도 5를 참고할 때 광변환부(310)의 사다리꼴의 빗면(312)으로 입사되는 광이 굴절되어 도광판(200)에 수직하게 입사되어 앞서 설명한 바와 동일하게 황변(Yellowish) 현상이 해소되며 휘도가 증가하게 되는 효과를 갖는다.Referring to FIG. 5, the light incident on the trapezoidal oblique surface 312 of the light conversion unit 310 is refracted and incident perpendicularly to the light guide plate 200, thereby eliminating the yellowing phenomenon and increasing luminance as described above. It has an effect.

또한, 도 5에서 사다리꼴의 윗변(311)이 광원(100)을 향하도록 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 도광판(200)을 향하도록 구성하여도 무방하다.(이때 사다리꼴의 윗변(311)은 아랫변(313)에 비하여 짧은 것으로 정의한다.)
In addition, in FIG. 5, the upper side 311 of the trapezoid is illustrated to face the light source 100, but is not necessarily limited thereto. The upper side 311 of the trapezoid may be configured to face the light guide plate 200. Is defined as shorter than the lower side (313).)

도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략도이고, 도 8은 본 발명의 제 3 실시예의 렌즈의 곡률반경 변경에 따른 도광판(200)의 스팟 다이어그램(Spot Diagram)이다.FIG. 7 is a schematic diagram of a backlight unit according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a spot diagram of the light guide plate 200 according to a change in the curvature radius of the lens of the third embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 적어도 일면이 볼록한 제 1 렌즈(400)가 구비된 광원(100)과, 적어도 일면이 오목하게 형성된 광변환부(340) 및 적어도 일면이 볼록한 제 2 렌즈(500)가 구비된 도광판(200)으로 구성된다.According to an embodiment of the present invention, a backlight unit includes a light source 100 including a first lens 400 having at least one convex surface, a light conversion unit 340 having at least one surface concave, and a second lens having at least one surface convex. 500 is provided with a light guide plate 200.

도 7을 참조할 때 상기 광원(100)에서 방출된 광 중에서 소정의 각도를 갖는 광이 최초 제 1 렌즈(400)를 통과하면서 집광되고 상기 광변환부(340)를 통과하면서 발산된 후 다시 도광판(200)의 입광면(210)에 형성된 제 2 렌즈(500)를 통과하면서 굴절되어 최종적으로는 도광판(200)에 수직으로 입사하게 된다. 이때 미설명된 부호(P)는 광원의 광축이다.Referring to FIG. 7, light having a predetermined angle among the light emitted from the light source 100 is collected while passing through the first first lens 400, diverged while passing through the light conversion unit 340, and then again, the light guide plate. The light is refracted while passing through the second lens 500 formed on the light incident surface 210 of 200, and finally enters the light guide plate 200 vertically. In this case, reference numeral P denotes an optical axis of the light source.

상기 제 1 렌즈(400)와 제 2 렌즈(500)는 일면이 곡률을 갖도록 형성되거나 양면이 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 렌즈는 별도로 형성되어 각각 광원(100)과 도광판(200)에 장착될 수도 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 광원(100)과 도광판(200)에 일체로 형성될 수도 있다.The first lens 400 and the second lens 500 may be formed so that one surface has a curvature or both surfaces thereof may have a curvature. In addition, the lens may be separately formed and mounted to the light source 100 and the light guide plate 200, respectively, but is not limited thereto. The lens may be integrally formed with the light source 100 and the light guide plate 200.

도 8의 스팟 다이어그램(Spot Diagram)은 레드광의 입사각도를 0°, 그린광의 입사각도를 14°, 블루광의 입사각도를 20°로 실험하여 상기 각 렌즈를 통과하여 도광판(200)의 입광면에 입사되는 지점이 동일한지 실험한 것이다.The spot diagram of FIG. 8 tests the incident angle of the red light at 0 °, the incident angle of the green light at 14 °, and the incident angle of the blue light at 20 ° to pass through each lens to the light incident surface of the light guide plate 200. It is an experiment to see if the incident points are the same.

상기 8을 참조할 때 그린광과 블루광은 도광판(200)의 입광면에서 입광지점(S)이 서로 일치하는 것을 알 수 있고 레드광의 경우 상기 입광지점(S)과 인접한 지점에 입사되어 상대적으로 수차가 작음을 알 수 있다.Referring to 8, the green light and the blue light can be seen that the light receiving points S coincide with each other on the light receiving surface of the light guide plate 200. It can be seen that the aberration is small.

이때 각 렌즈의 스펙을 광이 입사되는 순서대로 살펴보면, 제 1 렌즈(400)의 광입사면(410)은 곡률반경이 21mm이고, 광방출면(411)은 평평하게 형성되어 있으며, 상기 광변환부(340)의 광입사면(341)은 -19mm로 오목하게 형성되어 있으며 광방출면(342)은 22mm로 볼록하게 형성되어 있다. 또한, 제 2 렌즈(500)의 광입사면(510)은 곡률반경이 328mm로 볼록하게 형성되고 광방출면(520)은 -16mm로 오목하게 형성되어 있다.At this time, the spec of each lens in order of light incident, the light incident surface 410 of the first lens 400 has a radius of curvature of 21mm, the light emitting surface 411 is formed flat, the light conversion The light incident surface 341 of the part 340 is concavely formed at −19 mm, and the light emitting surface 342 is convexly formed at 22 mm. Further, the light incident surface 510 of the second lens 500 is convexly formed with a radius of curvature of 328 mm, and the light emitting surface 520 is concavely formed with -16 mm.

따라서 렌즈의 광학적 오차를 고려할 때 각 렌즈의 곡률 범위는 하기 표 1과 같이 정해질 수 있다.Therefore, considering the optical error of the lens, the curvature range of each lens may be determined as shown in Table 1 below.

제 1 렌즈First lens 광변환부Light conversion unit 제 2 렌즈2nd lens 광입사면Light incident 11 ~ 31mm11 to 31mm -9 ~ -29mm-9 to -29 mm 318 ~ 338mm318 to 338 mm 광방출면Light emitting surface 12 ~ 32mm12 to 32mm -6 ~ -26mm-6 to -26 mm

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

100: 광원 200: 도광판
300: 광변환부 311: 곡률면
400: 제 1 렌즈 500: 제 2 렌즈
100: light source 200: light guide plate
300: light conversion unit 311: curvature plane
400: first lens 500: second lens

Claims (11)

도광판;
상기 도광판의 측면에 위치하고 특정 파장 대역의 광을 방출하는 복수 개의 광원; 및
상기 광원과 도광판 사이에 삽입되고 상기 광원에서 방출된 광의 파장 대역을 장파장으로 변환하는 양자점이 충진된 광변환부;를 포함하고,
상기 광변환부는 반원 기둥 형상 또는 사다리꼴 기둥 형상으로 형성된 백라이트 유닛.
Light guide plate;
A plurality of light sources positioned on side surfaces of the light guide plate to emit light of a specific wavelength band; And
And a light conversion part inserted between the light source and the light guide plate and filled with a quantum dot converting a wavelength band of light emitted from the light source into a long wavelength.
The light conversion unit is a backlight unit formed in a semi-circular column shape or trapezoidal column shape.
제1항에 있어서, 상기 반원 기둥의 곡률면은 상기 광원을 향하는 백라이트 유닛. The backlight unit of claim 1, wherein a curvature surface of the semi-circular column faces the light source. 제1항에 있어서, 상기 반원 기둥의 곡률면은 상기 도광판을 향하는 백라이트 유닛.The backlight unit of claim 1, wherein a curvature surface of the semi-circular column faces the light guide plate. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 반원 기둥의 곡률면은 180mm ~ 500mm의 곡률을 갖는 백라이트 유닛.The backlight unit of claim 2 or 3, wherein the curvature surface of the semi-circular column has a curvature of 180 mm to 500 mm. 제4항에 있어서, 상기 광변환부는 복수 개로 형성되어 상기 광원에 각각 대응되는 위치에 형성되는 백라이트 유닛.The backlight unit of claim 4, wherein the light conversion unit is formed in plural and formed at positions corresponding to the light sources, respectively. 제4항에 있어서, 상기 광변환부는 상기 복수 개의 광원에 대응되는 소정의 길이로 연장형성되는 백라이트 유닛.The backlight unit of claim 4, wherein the light conversion unit extends to a predetermined length corresponding to the plurality of light sources. 제1항에 있어서, 상기 광원은 청색 LED이고, 상기 광변환부에 충진된 양자점은 청색광을 일부 흡수하여 그린광 또는 레드광을 방출하는 백라이트 유닛. The backlight unit of claim 1, wherein the light source is a blue LED, and the quantum dots filled in the light conversion part absorb blue light and emit green light or red light. 제1항에 있어서, 상기 광원은 UV LED이고, 상기 광변환부에 충진된 양자점은 자외선 영역 파장을 흡수하여 블루광, 그린광 및 레드광 중 적어도 어느 하나의 광을 방출하는 백라이트 유닛. The backlight unit of claim 1, wherein the light source is a UV LED, and the quantum dot filled in the light conversion unit absorbs an ultraviolet wavelength and emits at least one of blue light, green light, and red light. 제1항에 있어서, 상기 사다리꼴 기둥 형상의 구배 각도는 수평면을 기준으로 35°~ 50°인 백라이트 유닛.The backlight unit of claim 1, wherein a gradient angle of the trapezoidal pillar shape is 35 ° to 50 ° based on a horizontal plane. 적어도 일면이 볼록한 제 1 렌즈가 구비된 광원;
상기 광원에서 방출된 광이 입사되는 면에 일면이 볼록한 제 2 렌즈가 구비된 도광판; 및
상기 광원과 도광판 사이에 삽입되고 적어도 일면이 오목하게 형성된 광변환부를 포함하는 백라이트 유닛.
A light source including at least one convex first lens;
A light guide plate having a second lens having one surface convex on a surface on which light emitted from the light source is incident; And
And a light conversion part inserted between the light source and the light guide plate and formed at least one surface of the light guide plate.
제 10항에 있어서, 상기 제 1 렌즈의 광입사면은 곡률반경이 11 ~ 31mm이고 광방출면은 평평하게 형성되어 있으며, 상기 광변환부의 광입사면은 -9 ~ -29mm로 오목하게 형성되고 광방출면은 12 ~ 32mm로 볼록하게 형성되며, 제 2 렌즈의 광입사면은 곡률반경이 318 ~ 338mm로 볼록하게 형성되고 광방출면은 -6 ~ -26mm로 오목하게 형성된 백라이트 유닛.The light incident surface of the first lens has a radius of curvature of 11 to 31 mm, and a light emitting surface is flat, and the light incident surface of the first lens is concave to have a diameter of -9 to -29 mm. The light emitting surface of the backlight unit is formed convexly (12 ~ 32mm), the light incident surface of the second lens is formed convexly curvature radius of 318 ~ 338mm and the light emitting surface is concave -6 ~ -26mm.
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