侧向出射型led透镜、具备该透镜的背光单元及显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种侧向出射型LED透镜、具备该透镜的背光单元及显示装置，所述侧向出射型LED透镜使在LED发散的光朝向侧面出射。
【背景技术】
[0002]—般来讲，在用于计算机的显示屏或TV等的显示装置(display device)具备液晶显示器(Liquid Crystal Display，IXD)，而这种液晶显示器不能自行发光，因此，需要另行具备光源。
[0003]作为液晶显示器用光源，使用如冷阴极焚光灯(Cold Cathode FluorescentLamp，CCFL)、夕卜置电极焚光灯(External Electrode Fluorescent Lamp,EEFL)等那样的几个焚光灯(fluorescent lamp)或使用多个发光二极管(Light Emitting D1de，LED)，这种光源与导光板、多个光学片、反射板等一起具备于背光单元(Back Light Unit，BLU)。
[0004]最近，这种光源中LED由于耗电少、耐久性优良且能够降低制造成本，因此，作为下一代光源而受人瞩目。然而，LED在用作光源的情况下，由于具有使光集中在狭窄的区域而发散的倾向，因此，为了将LED适用到如显示装置那样的面光源，有必要使光均匀地分布在宽广的区域。
[0005]因此，最近在积极进行对于执行这种功能的LED透镜的研宄，其中，作为代表性的现有技术，在美国授权专利第6679621号中公开有“SIDE EMITTING LED LENS”(侧发光LED透镜)。
[0006]这种侧向出射型LED透镜是使在LED发散的光朝向侧面出射的透镜，其具备反射面，该反射面使在LED发散而入射至透镜内部的光朝向侧面反射，而反射面能够将上表面施以反射涂层而形成，或者还能够以使上表面全反射所入射的光的方式形成。
[0007]然而，在将上表面施以反射涂层而形成反射面的情况下，在以透明物质通过注塑成型而制作透镜之后须在上表面另行实施反射涂层，从这一角度来讲，存在制造成本上升的问题，在以上表面使所入射的光全反射的方式形成而在上表面并无反射涂层的情况下，存在着在上表面并未全反射而透过上表面朝向上部出射的光变多的问题。
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]本发明旨在解决如上所述的问题，本发明提供一种侧向出射型LED透镜，该透镜在形成反射面时，不仅以上表面使所入射的光全反射的方式形成而在上表面并无反射涂层，而且能够使在上表面并未全反射而透过上表面朝向上部出射的光最少化。
[0010]解决问题方案
[0011]根据本发明的侧向出射型LED透镜，其使发自以面光源来发散光的LED芯片(LEDchip)的光朝向侧面出射，所述侧向出射型LED透镜能够包括:底面，其具备在上述LED芯片发散的光所入射的入射面；上表面，其以使入射至上述入射面的光中直接入射的光全反射的方式形成；以及，侧面，其连接上述底面与上述上表面，并以使在上述上表面所全反射的光与入射至上述入射面的光中直接入射的光朝向上述透镜外部出射的方式形成，上述上表面以使所入射的光朝向上述侧面全反射的方式形成，其中，上述光在以上述LED芯片的光轴为基准时存在于与上述上表面上的任意点相同侧的上述LED芯片的发光面的端点发散而向上述上表面上的任意点入射。
[0012]另一方式的根据本发明的侧向出射型LED透镜，其使发自以立体光源来发散光的LED芯片(LED chip)的光朝向侧面出射，所述侧向出射型LED透镜能够包括:底面，其具备在上述LED芯片发散的光所入射的入射面；上表面，其以使入射至上述入射面的光中直接入射的光全反射的方式形成；以及，侧面，其连接上述底面与上述上表面，并使在上述上表面所全反射的光与入射至上述入射面的光中直接入射的光朝向上述透镜外部出射，上述上表面以使所入射的光朝向上述侧面全反射的方式形成，其中，上述光在以上述LED芯片的光轴为基准时存在于与上述上表面上的任意点相同侧的上述LED芯片的侧面下部端点发散而向上述上表面上的任意点入射。
[0013]另一方面，根据本发明的背光单元(Back Light Unit，BLU)，其将上述LED芯片(LED chip)用作光源，所述背光单元其特征在于，在上述LED芯片上部具备具有如上所述的构成的透镜。
[0014]另外，根据本发明的显示装置(display device)，其将上述LED芯片(LED chip)用作光源，所述显示装置其特征在于，在上述LED芯片上部具备具有如上所述的构成的透镜。
[0015]发明效果
[0016]具有如上所述的构成的根据本发明的侧向出射型LED透镜，在以使入射至透镜内部的光朝向侧面全反射的方式形成上表面时，由于将在LED芯片(LED chip)发散的光考虑成非为点光源(point source)的面光源(flat source)或立体光源(volume source)而形成，因此，与其相应地具有能够使透过上表面而朝向上部出射的光最少化的效果。
[0017]另外，根据本发明的侧向出射型LED透镜，在以使入射至透镜内部的光朝向侧面全反射的方式形成上表面时，由于考虑在LED芯片发散并向透镜内部入射的入射面的形状而形成，因此，与其相应地具有能够使透过上表面而朝向上部出射的光最少化的效果。
【附图说明】
[0018]图1是表示根据本发明的侧向出射型LED透镜的竖向剖视图。
[0019]图2是表示现有侧向出射型LED透镜的以上表面使所入射的光全反射的方式形成的状态的图。
[0020]图3和图4是用于说明如在根据本发明的透镜那样将在LED芯片发散的光考虑成面光源的情况下的上表面条件的图。
[0021]图5是用于说明考虑了入射面的形状的上表面的条件的图。
[0022]图6是概略地表示了在上表面具有发光面的LED芯片的一实施例的图。
[0023]图7是概略地表示了立体光源的LED芯片的图。
[0024]图8是说明将在LED芯片发散的光考虑成立体光源的情况下的上表面条件的图。
[0025]图9和图10是用于说明将在LED芯片发散的光考虑成面光源的情况下的侧面条件的图。
[0026]图11是用于说明将在LED芯片发散的光考虑成立体光源的情况下的侧面条件的图。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照附图详细说明根据本发明的各实施例，以使本领域普通技术人员能够容易实施。
[0028]本发明允许进行各种修改以及变形，通过各附图来例示而表示其各特定实施例，以下将详细说明。然而，并无以所公开的特别的方式来限定本发明的意图，反而本发明包括与由各项权利要求所定义的本发明的思想一致的所有修改、等同、以及替代。
[0029]另一方面，附图中厚度以及大小是为了说明书的明确性而夸张的，因此，本发明并不由附图中所图示的相对大小或厚度所限制。
[0030]本发明涉及一种侧向出射型LED透镜，该透镜在形成使在LED芯片(LED chip)发散的光朝向侧面出射的反射面时，不仅以上表面使所入射的光全反射的方式形成而在上表面并无反射涂层，而且能够使在上表面并未全反射而透过上表面朝向上部出射的光最少化。另外，本发明涉及包括这种LED透镜的背光单元(Back Light Unit，BLU)和显示装置(display device) ο这里，背光单元和显示装置的除了根据本发明的LED透镜之外的其它构成是本领域普通技术人员所能够容易实施的事项，因此在本说明书中省略对其的详细说明。
[0031]图1是表示根据本发明的侧向出射型LED透镜的竖向剖视图。
[0032]参照图1，根据本发明的侧向出射用发光二极管(Light Emitting D1de,LED)透镜10由底面20、上表面30、以及连接底面20和上表面30的侧面40构成。
[0033]底面20具备在安装于电路板(circuit board) 9上的LED芯片(LED chip) 11发散的光向透镜10内部入射的入射面100，入射面100能够由形成于底面20的中心部的槽部21的内表面构成。如图1所示，如此地由槽部21的内表面构成的入射面100的形状虽然能够以大致圆形的形状构成以使在LED芯片11发散的光径直向透镜10内部入射而不会折射，但本发明并不限定于此，入射面100的形状还能够以多种形态构成使得在LED芯片11发散的光折射而向透镜10内部入射。
[0034]上表面30以使在LED芯片11发散并透过入射面100而入射至透镜10内部的光中直接向上表面30入射的光LI朝向侧面40全反射的方式形成，侧面40以使在上表面30所全反射的光L2朝向透镜10外部出射的方式形成。侧面40尤其以使在LED芯片11发散并透过入射面100而入