发光二极管封装件以及包括其的液晶显示装置的制作方法

对相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2013年10月30日的韩国专利申请第10-2013-0130088号的权益，该韩国专利申请全部内容出于任何目的通过引用合并到本文中，就像完全在本文中阐述一样。

本发明涉及一种发光二极管(led)封装件。更具体地，本公开内容涉及一种具有增大的亮度的led封装件以及包括该led封装件的液晶显示(lcd)装置。

背景技术：

液晶显示(lcd)装置基于液晶分子的光学各向异性和极化来显示图像，lcd装置在显示运动图像方面是有利的，并且被广泛用于便携式装置、计算机和电视机的显示器，因为其具有高的对比度。

lcd装置具有液晶(lc)面板，lc面板可以包括在其上具有两个电极的两个衬底以及在这两个衬底之间的液晶层。液晶层中的液晶分子的排列方向可以通过改变在这两个电极之间产生的电场来调整，从而改变液晶层的透射率以显示各种图像。

然而，由于lcd装置不包括发光元件，所以需要附加的光源以显示图像。因此，通常在lc面板的背面上设置包括光源的背光单元。

虽然荧光灯例如冷阴极荧光灯(ccfl)或外部电极荧光灯(eefl)已被用作背光单元的光源，但是根据对薄轮廓和轻重量lcd装置的需求，荧光灯已被发光二极管(led)代替，发光二极管在功耗、重量和亮度方面具有优势。

根据光源的位置，背光单元可以分类为直接型和边缘型。在直接型背光单元中，由于光源设置在lc面板下方，所以从光源发射的光被直接提供到lc面板。在边缘型背光单元中，由于光导板设置在lc面板下方并且光源设置在光导板的至少一个侧表面上，所以从光源发射的光利用光导板中的折射和反射被间接地提供到lc面板。与边缘型背光单元相比，直接型背光单元在图像质量和清晰度方面具有优势。

由于从led发射的光具有高强度的相对窄发光区，所以在直接型背光单元中设置大数目的led以向lc面板的显示区提供均匀表面光。然而，led的数目的这种增加带来lcd装置的制造成本的增加。

为了降低制造成本，已开发了用于增宽来自led的光的发光区的透镜，并且该透镜已应用于led使得来自led的光能够扩散到更宽区域。具体地，由于lcd装置被应用于台式监视器和壁挂电视以及便携式计算机，所以具有低价格、高质量、薄轮廓、宽显示区域的lcd装置是优选的。因此，已研究了通过降低led的数目而获得制造成本降低且具有薄轮廓和高质量的lcd装置。

图1a和图1b是示出了根据相关技术的发光二极管封装件的横截面图。

在图1a中，第一led封装件包括led29a和第一led透镜10。第一led透镜10包括具有第一曲率的第一弯曲表面11、具有第二曲率的第二弯曲表面12、以及连接第一弯曲表面11与第二弯曲表面12的平面表面13。从led29a发射的第一光a1进入第一弯曲表面11并且在第一弯曲表面11处被折射以成为第二光a2。此外，第二光a2在第二弯曲表面12处被再次折射以作为第三光a3射出。

第一led透镜10是折射型的，在该处，led29a的光从第一led封装件通过在第一弯曲表面11和第二弯曲表面12处的折射射出。由于第一led封装件的辐照角通过用于第一led透镜10的材料的折射率来确定，所以在使用典型材料例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚碳酸酯(pc)用于第一led透镜10的情况下难以获得大于约155度的辐照角。

在图1b中，第二led封装件包括led29a和第二led透镜20。第二led透镜20包括平面表面21、倾斜表面22、以及连接平面表面21和倾斜表面22的侧表面23。此外，第二led透镜20是反射型的，并且具有关于中心轴ca对称的形状。从led部29a发射的第一中心光b1进入平面表面21并且在平面表面21处被折射以成为第二中心光b2。此外，第二中心光b2在倾斜表面22上被全反射以作为第三中心光b3通过侧表面23射出。

由于第二led透镜20具有平面表面21作为入射表面，所以与进入弯曲表面的光相比第一中心光b1的入射角相对小，并且难以调整第二中心光b2的折射角。因此，第二led透镜20形成为具有宽半径w，使得通过平面表面21的第二中心光b2可以在倾斜表面22上被全反射。

例如，当第二led透镜20的半径为w时，朝着相对远离led29a的中心的部分发射的第一杂散光c1可以进入平面表面21，并且可以在平面表面21处被折射以成为第二杂散光c2。此外，第二杂散光c2可以在侧表面23上被全反射以作为第三杂散光c3通过倾斜表面22射出。因此，led29a的光可能不会被均匀地扩散并且集中在中心部分。

为了获得均匀扩散，第二led透镜20的半径w需要被放大第一半径w1，使得第二杂散光c2在倾斜表面22上被全反射并且通过侧表面23射出以成为第四杂散光c4。

此外，当通过扩展led29a的宽度或发射角来宽广地扩散来自led29a的光时，第二led透镜20的半径需要被扩展。因此，第二led透镜20的部件成本和制造成本增加并且lcd装置的制造成本也增加。

此外，由于相邻led29a之间的分隔距离是固定的，所以第二led透镜20的半径的扩大存在限制。因此，包括第一led透镜10和第二led透镜20的led封装件在增大辐照角方面存在限制。

技术实现要素：

因此，本发明涉及一种发光二极管(led)封装件、包括该led的液晶显示(lcd)装置及其制造方法，发光二极管(led)封装件和包括该led的液晶显示(lcd)装置基本上避免了由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题。

本发明的优点在于提供适于增大亮度的发光二极管(led)封装件、包括该led的液晶显示(lcd)装置及其制造方法。

为了实现这些和其他优点并且根据本发明的目的，如所实施和宽泛描述的，一种液晶显示(lcd)装置例如可以包括：发光二极管(led)印刷电路板(pcb)；在ledpcb上的led封装件，该led封装件具有led和在led上的led透镜，该led透镜具有关于中心轴基本上对称的形状；以及在led封装件上的液晶面板，其中，led透镜包括具有第一下表面和第二下表面的下表面、上表面、以及连接下表面和上表面的侧表面，其中，入射到第一下表面上的光在上表面上基本上被全反射并且通过侧表面射出，其中，第一下表面包括从中心轴延伸的第一弯曲表面和从第一弯曲表面的第一端部延伸的第二弯曲表面，并且其中，第二下表面是平坦的并且从第二弯曲表面的第二端部延伸。

在本发明的另一方面中，一种发光二极管封装件例如可以包括：发光二极管(led)；和在led上方的led透镜，该led透镜具有关于中心轴对称的形状，其中，led透镜包括具有第一下表面和第二下表面的下表面、上表面、以及连接下表面和上表面的侧表面，其中，通过第一下表面的光在上表面上被全反射并且通过侧表面射出，其中，第一下表面包括从中心轴延伸的第一弯曲表面和从第一弯曲表面的第一端部延伸的第二弯曲表面，并且其中，第二下表面是平坦的并且从第二弯曲表面的第二端部延伸。

应该理解，前面一般的描述和后面的详细描述均是示例性和说明性的，并且意在提供如所要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

附图示出了本发明的实施方式并且该附图和描述一起用于说明本发明的原理，附图被并入该说明书中并且构成该说明书的一部分。

图1a是示出了根据相关技术的发光二极管封装件的横截面图；

图1b是示出了根据相关技术的发光二极管封装件的横截面图；

图2是示出了根据本发明的第一实施方式的发光二极管封装件的横截面图；

图3a是示出了根据本发明的第一实施方式的发光二极管封装件的发光二极管透镜的下表面的横截面图；

图3b是示出了根据本发明的第一实施方式的发光二极管封装件的发光二极管透镜的下表面的横截面图；

图4是示出了根据本发明的第一实施方式的发光二极管封装件的发光二极管透镜的侧表面的横截面图；

图5a是示出了通过根据相关技术的发光二极管封装件的发光二极管透镜的光路径的图；

图5b是示出了通过根据本发明的第一实施方式的发光二极管封装件的发光二极管透镜的光路径的图；

图6是示出了根据本发明的第二实施方式的发光二极管封装件的发光二极管透镜的下表面的横截面图；

图7a是示出了根据本发明的第三实施方式的发光二极管封装件的发光二极管透镜的上表面的横截面图；

图7b是示出了根据本发明的第四实施方式的发光二极管封装件的发光二极管透镜的上表面的横截面图；

图7c是示出了根据本发明的第五实施方式的发光二极管封装件的发光二极管透镜的上表面的横截面图；

图8是示出了通过图7c的发光二极管透镜的光路径的图；

图9是示出了根据本发明的第一实施方式的发光二极管封装件的辐照角的图；

图10是示出了包括根据本发明的第一实施方式的发光二极管封装件的液晶显示装置的横截面图；

图11a是示出了包括根据相关技术的发光二极管封装件的背光单元的光覆盖区的图；

图11b是示出了包括根据本发明的第一实施方式的发光二极管封装件的背光单元的光覆盖区的图；

图12是示出了根据本发明的第六实施方式的发光二极管封装件的横截面图；

图13是示出了通过图12的发光二极管封装件的光路径的横截面图；

图14a是示出了包括根据本发明的第六实施方式的发光二极管封装件的背光单元的光覆盖区以及发光二极管封装件的辐照角；

图14b是示出了根据本发明的第六实施方式的发光二极管封装件的照度的图；

图15是示出了包括根据本发明的第六实施方式的发光二极管封装件的液晶显示装置的横截面图；

图16a是示出了包括根据本发明的第六实施方式的发光二极管封装件的液晶显示装置的光覆盖区的图；

图16b是示出了包括根据本发明的第六实施方式的发光二极管封装件的液晶显示装置的光分布的图；以及

图16c是示出了包括根据本发明的第六实施方式的发光二极管封装件的液晶显示装置的颜色均匀性的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。

图2是示出了根据本发明的第一实施方式的发光二极管(led)封装件的横截面图。

在图2中，led封装件128包括led129a和led透镜129b。led透镜129b包括下表面160、上表面170和连接下表面160和上表面170的侧表面180。此外，led透镜129b可具有关于中心轴ca对称的形状。下表面160、上表面170和侧表面180可分别称为入射表面、反射表面和射出表面。另外，led透镜129b可具有带有凹中心部分的圆形形状。

从led129a发射的光所进入的下表面160可以具有第一下表面164和第二下表面166。第一下表面164包括从中心轴ca延伸的第一弯曲表面162和从第一弯曲表面162的第一端部p1延伸的第二弯曲表面163。第一弯曲表面162以第一曲率向下凸起，第二弯曲表面163以第二曲率向下凸起。第一曲率和第二曲率可以彼此相同或不同。例如，第二曲率可以等于或大于第一曲率。

与中心轴ca相邻的第一弯曲表面162可以使从led129a发射的高强度的第一中心光lt11折射并且较多地向外扩散，并且与中心轴ca分隔开的第二弯曲表面163可以使从led129a发射的低强度的第一杂散光lt21折射并且较少地向外扩散。由于上表面170的宽度可以通过第二弯曲表面163被减小，所以led透镜129b的半径和led封装件128的尺寸可以减小。

第二下表面166从第一下表面164的第二弯曲表面163的第二端部p2基本上平坦地延伸。第二下表面166可以是平面表面以便容易从用于注射成型方法的模具中抽取led透镜129b。当通过注射成型方法来形成led透镜129b时，使用喷射销用于使led透镜129b从模具中脱出。由于喷射销推动平坦第二下表面166，所以led透镜129b能够容易地从模具中脱离。

上表面170以第一可变曲率向上凸起并且使来自下表面160的光全反射。

侧表面180连接下表面160和上表面170，并且在上表面170上被全反射的光通过侧表面180射出。侧表面180可以具有从上表面170的端部向内延伸的第一倾斜表面182和第二倾斜表面184。第一倾斜表面182可以从上表面170的端部以第一斜率延伸，第二倾斜表面184可以从第一倾斜表面182以小于第一斜率的第二斜率延伸。具有第一倾斜表面182和第二倾斜表面184的侧表面180将在上表面170上被全反射的光的方向向上调整，使得led封装件128的辐照角被扩展，并且来自led封装件128的光被宽广地扩散。

在从led129a发射的光通过下表面160进入led透镜129b之后，光在上表面170上被全反射并且通过侧表面180从led透镜129b射出，使得该光被均匀地扩散和分布。

从led129a发射的第一中心光lt11和第一杂散光lt21可以进入led透镜129b的下表面160，并且可以在下表面160处被分别折射以成为第二中心光lt12和第二杂散光lt22。第二中心光lt12和第二杂散光lt22可以在上表面170上被分别全反射以成为第三中心光lt13和第三杂散光lt23。此外，第三中心光lt13和第三杂散光lt23可以在侧表面180处被折射以分别作为第四中心光lt14和第四杂散光lt24通过侧表面180射出。

led透镜129b还可以包括在下表面160上的支撑件190(图10)。支撑件190可以与led印刷电路板(pcb)129c(图10)接触以使得led透镜129b被ledpcb129c支撑并且被固定到ledpcb129c。例如，支撑件190可以在第一下表面164和第二下表面166中的一个上形成。

led129a与led透镜129b之间的分隔距离d可以通过调整支撑件的长度来调整。分隔距离d可以调整led透镜129b的中心部分和外围部分之间的光偏移以及反射板121(图10)与扩散板124(图10)之间的光学间隙。

led透镜129b可以由透明材料形成，使得从led129a发射的光通过折射和反射被宽广地扩散。例如，led透镜129b可以通过注射成型方法由环烯烃共聚物(coc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、硅、碳氟聚合物、聚苯乙烯(ps)和聚醚酰亚胺(pei)中的一个形成。led透镜129b可以具有在约1.41至约1.66的范围内的折射率。

图3a和图3b是示出了根据本发明第一实施方式的led封装件的led透镜的下表面的横截面图。

在图3a中，从led129a的中心点a发射高强度的第一中心光lt11和低强度的第一杂散光lt21。led透镜129b(图2)包括下表面160。第一中心光lt11可以通过第一弯曲表面162的第一点pt1进入第一下表面164，并且可以被折射以成为第二中心光lt12。第一杂散光lt21可以通过第二弯曲表面163的第二点pt2进入第一下表面164，并且可以被折射以成为第二杂散光lt22。

第一中心光lt11可以相对于led透镜129b的中心轴ca具有第一角θ1，第二中心光lt12可以相对于平行于中心轴ca的第一轴c1具有第二角θ2。第二角θ2可以大于第一角θ1。此外，第一杂散光lt21可以相对于led透镜129b的中心轴ca具有第三角θ3，第二杂散光lt22可以相对于平行于中心轴ca的第二轴c2具有第四角θ4。第四角θ4可以小于第三角θ3。

因此，led透镜129b可以改变高强度的第一中心光lt11朝着led封装件128的边缘部分的路径，并且可以改变低强度的第一杂散光lt21朝着led封装件128的中心部分的路径。

第一下表面164的第一弯曲表面162可以使高强度的第一中心光lt11折射并且较多地向外扩散。由于从led透镜129b的中心部分发射的光量减少，并且辐照角的中心强度的降低，led封装件128在led透镜129b的中心部分和外围部分具有均匀的光分布。

此外，第一下表面164的第二弯曲表面163可以使低强度的第一杂散光lt21折射并且较少地向外扩散。由于上表面170(图2)的宽度可以通过第二弯曲表面163被减小，所以led透镜129b的半径与led封装件128的尺寸可以被减小。

在第一弯曲表面162的第一点pt1处的第一切线t1可以相对于中心轴ca具有第一切角θc1，在第二弯曲表面163的第二点pt2处的第二切线t2可以相对于中心轴ca具有第二切角θc2。例如，第一切角θc1可以是小于约90度的锐角，第二切角θc2可以是大于约90度并且小于约180度的钝角。因此，第一下表面164的第一弯曲表面162和第二弯曲表面163的切线可以相对于中心轴ca具有锐角、直角和钝角中的一个。

在图3b中，在第一部分m1中的第一弯曲表面162的切线可以相对于中心轴ca具有锐角，第二部分m2中的第二弯曲表面163的切线可以相对于中心轴ca具有钝角。第一弯曲表面162和第二弯曲表面163连接于的第一端部p1的切线可以相对于中心轴ca具有直角。第一部分m1和第二部分m2的宽度可以通过第一弯曲表面162和第二弯曲表面163的曲率来改变，并且第一端部p1的位置可以通过第一弯曲表面162和第二弯曲表面163的曲率来改变。

第二下表面166的宽度可以根据在注射成型方法中所使用的喷射销的半径来确定。例如，参照led透镜129b的半径，第二下表面166的宽度可以等于或大于约2mm。当led129a具有约120°的辐照角并且第三角θ3为约60度(其为辐照角的一半角度)时，第二下表面166的宽度可以小于通过从led透镜129b的半径w减去第二点pt2与led透镜129b的中心点o之间的距离wdd而获得的值。由于大部分光从led129a在辐照角内被发射，所以大部分光可以通过第一下表面164进入led透镜129b。

当第二下表面166的宽度大于通过从led透镜129b的半径w减去距离wdd而获得的值时，从led129a发射的光可以通过第二下表面166进入led透镜129b。因此，辐照角的中心强度可能会增大，从而光分布的均匀性劣化。

图4是示出了根据本发明的第一实施方式的led封装件的led透镜的侧表面的横截面图。

在图4中，侧表面180可以包括具有不同斜率的第一倾斜表面182和第二倾斜表面184。第一倾斜表面182可以相对于平行于中心轴ca的第三轴c3具有第五角θ5，第二倾斜表面184可以相对于第三轴c3具有第六角θ6。第六角θ6可以大于第五角θ5。因此，第二倾斜表面184的斜率可以小于第一倾斜表面182的斜率。

来自上表面170的第一反射光lt31可以进入第一倾斜表面182，并且可以在第一倾斜表面182处被折射以成为第一折射光lt32。来自上表面170的第二反射光lt41可以进入第二倾斜表面184，并且可以在第二倾斜表面184处被折射以成为第二折射光lt42。由于第一倾斜表面182和第二倾斜表面184可以使第一反射光lt31和第二反射光lt41的方向分别向上改变，所以led封装件128的光扩散和辐照角得以改善。具体地，由于在第二倾斜表面184处的第二反射光lt41的折射角大于在第一倾斜表面182处的第一反射光lt31的折射角，所以第一折射光lt32和第二折射光lt42可以扩散得更宽广并且更均匀。

图5a是示出了通过根据相关技术的led封装件的led透镜的光路径的图，图5b是示出了通过根据本发明的第一实施方式的led封装件的led透镜的光路径的图。图5a的led透镜29b的上表面和侧表面具有与图5b的led透镜129b的上表面和侧表面相同的结构。此外，图5a的led透镜29b具有与图5b的led透镜129b相同的半径w。

在图5a中，led透镜29b包括平坦下表面60、上表面70和侧表面80。从led(未示出)发射的光通过下表面60进入led透镜29b并且在上表面70上被全反射。然而，不是所有从led发射的光都在上表面70上被全反射。例如，虽然大多数光线在上表面70上被全反射，但是第一光线r1并非在上表面70上被全反射。相反，第一光线r1在侧表面80上被全反射，并且通过上表面70射出以成为朝着前方向的第二光线r2。因此，从led发射的光并非均匀地扩散并且集中在中心部分。

为了使第一光线r1被上表面70全反射，led透镜29b的半径w应当被扩展第一宽度w1，使得第一光线r1能够在上表面70上被全反射并且能够通过侧表面80射出以成为第三光线r3。然而，led透镜29b的尺寸增大了第一宽度w1。

在图5b中，led透镜129b包括：具有第一下表面164和第二下表面166(图2)的下表面160、上表面170以及侧表面180。由于光路径通过第一下表面164和第二下表面166被调整，所以基本上所有从led129a(图2)发射的光在上表面170上被全反射，即使当led透镜129b的半径为w时也是如此。

虽然图5a的led透镜29b具有经扩展的半径(w+w1)以使第一光线r1被上表面70的边缘部分反射，但是图5b的led透镜129b的半径为w。这是因为边缘部分的光线被第一下表面164的第二弯曲表面163(图2)较少地向外折射。由于光路径通过led透镜129b的下表面160被调整，所以辐照角增大并且led封装件128的尺寸能够减小。

图6是示出了根据本发明的第二实施方式的led封装件的led透镜的下表面的横截面图。除了下表面中心部分的形状之外，第二实施方式的led透镜260具有与第一实施方式的led透镜129b相同的结构。

在图6中，下表面260还包括在其中心部分处的平面表面。因此，下表面260可以包括第一下表面264、第二下表面266和第三下表面261。从第三下表面261延伸的第一下表面264可以包括第一弯曲表面262和第二弯曲表面263。从第一下表面264延伸的第二下表面266可以是平坦的。设置在led透镜的中心部分处的第三下表面261可以是平坦的。第三下表面261的宽度可以小于第二下表面266的宽度。例如，参照led透镜的半径，第三下表面261的宽度可以等于或小于约1mm。

由于图6中的led透镜的下表面260在其中心部分处具有平坦的第三下表面261，所以led透镜可以从用于注射成型方法的模具中抽取。

图7a、图7b和图7c是分别示出了根据本发明的第三实施方式、第四实施方式和第五实施方式的led封装件的led透镜的上表面的横截面图。图8是示出了通过图7c中的led透镜的光路径的图。

在图7a中，led透镜的上表面270包括在其中心部分处的作为中心表面的凹弯曲表面271，而在图7b中，led透镜的上表面370包括在其中心部分处的作为中心表面的平面表面371。当凹弯曲表面271或平面表面371设置在上表面270或370的中心部分处时，从led(未示出)发射的一些光朝着前方向穿过凹弯曲表面271或平面表面371。因此，从led透镜的中心部分发射的光的量增大。换句话说，当从中心部分射出的光的量低于从led封装件的外围部分射出的光的量时，可以通过在led透镜的中心部分处形成凹弯曲表面271或平面表面371来增大从中心部分发出的光的量。因此，可以通过降低中心部分与外围部分之间的光偏差来获得led封装件的光分布。

此外，可以通过在led透镜的中心部分处形成凹弯曲表面271或平面表面371来减少注射成型方法的冷却时间。由于用于注射成型方法的模具由于在led透镜中心部分处的凹弯曲表面271或平面表面371而简化，所以可以改善注射成型方法的冷却效率和准确性。例如，参照led透镜的直径，凹弯曲表面271或平面表面371的宽度可以小于约0.3mm。

在图7c和图8中，上表面470包括：第一上表面472以及在其边缘部分处的作为边缘表面的第二平面表面473。入射到下表面上的一些光可以进入第二平面表面473，并且可以在第二平面表面473处被折射以通过第二平面表面473射出。来自led的光的大部分“主”光线以第一辐照角离开led透镜，而来自led的光的一些“次”光线以小于第一辐照角的第二辐照角离开led透镜。因此，光偏差可以被调整。

当led透镜具有半径(w)时，上表面470的第二平面表面473的宽度可以等于或小于半径w的四分之一(1/4w)。由于光的大部分光线在第一上表面472上被全反射并且光的一些光线通过第二平面表面473射出，所以led透镜的中心部分和外围部分之间的光偏差被减小并且光均匀性得以改善。

图9是示出了根据本发明第一实施方式的led封装件的辐照角的图。

在图9中，通过借助led透镜129b(图2)扩散来自led129a(图2)的光，led封装件128(图2)的辐照角被扩展为大于约165度。

图10是示出了根据本发明第一实施方式的包括led封装件的液晶显示(lcd)装置的横截面图。

在图10中，lcd装置100包括液晶面板110、背光单元120、主框130、顶框140和底框150。液晶面板110可以包括第一衬底112、第二衬底114、以及在第一衬底112与第二衬底114之间的用于显示图像的液晶层(未示出)。第一衬底112可以被称为下衬底或阵列衬底，第二衬底114可以被称为上衬底或滤光器衬底。

尽管未示出，但是在第一衬底112的内表面上可以形成彼此交叉以限定像素区的栅线和数据线，并且在像素区中可以形成连接到栅线和数据线的薄膜晶体管(tft)。在像素区中可以形成连接到tft的像素电极。

在第二衬底114的内表面上可以形成对应于栅线、数据线和tft的黑色矩阵，并且在黑色矩阵上可以形成包括红色、绿色和蓝色滤色器的滤色器层。在滤色器层上可以形成公共电极。

此外，在第一衬底112和第二衬底114的外表面上分别形成使预定偏振分量选择性穿过的第一偏振板119a和第二偏振板119b。

印刷电路板(pcb)可以通过连接单元例如柔性印刷电路(fpc)或带载封装件(tcp)连接到液晶面板110的至少一侧。在模块化步骤期间pcb可以被折叠并且设置在主框130的侧表面上或底框150的背表面上。

当根据来自栅驱动单元的栅信号使tft导通时，数据驱动单元的数据信号被施加到像素电极。液晶层的液晶分子根据在像素电极与公共电极之间产生的电场而重新排列以产生透射率差。

在液晶面板110下方的背光单元120根据透射率差向液晶面板110提供光以显示图像。背光单元120可以包括多个led组件129、在多个led组件129上的反射板121、在反射板121上方的扩散板124、以及在扩散板124上方的多个光学片126。

多个led组件129中的每一个可以包括ledpcb129c、在ledpcb129c上彼此间隔开的多个led129a、以及在每个led129a上的led透镜129b。led129a和led透镜129b构成了led封装件128。

从多个led129a发射的光在led透镜129b中通过折射和全反射被宽广且均匀地扩散。具体地，因为led封装件128的辐照角等于或大于约165度，所以即使当相邻led之间129a的分隔距离增大并且/或者多个led129a的数目下降时也能获得均匀光分布。此外，即使当相邻led组件129之间的分隔距离增大时也能获得均匀光分布。

多个led组件129在底框150上被设置成彼此间隔开且平行。由于led封装件128因led透镜129b的特性而具有宽辐照角，所以相邻led组件129之间的分隔距离以及相邻led129a之间的分隔距离能够增大，并且/或者多个led129a的数目能够减小。多个led组件129可以沿着底框150的纵向方向或者沿着垂直于底框150的纵向方向的方向设置。

ledpcb129c可以是用于辐射热的金属芯印刷电路板(mcpcb)。此外，在ledpcb129c的背表面上可以形成辐射器以将从多个led129a生成的热辐射到外部。

在ledpcb129c上方设置具有多个第一通孔121a的反射板121，以将从多个led129a到底框150的光朝着液晶面板110反射。多个led129a穿透多个第一通孔121a以在反射板121上方暴露，且反射板121设置在ledpcb129c上方。反射板121可具有与led透镜129b的支撑件190对应的多个第二通孔121b。反射板121可以是具有白色或银色的板。

在反射板121上方设置扩散板124。扩散板124可以与反射板121分隔开光学间隙。设置光学间隙以通过扩散从多个led129a发射的光而获得均匀光。由于在多个led129a的每一个上形成具有宽辐照角的led透镜129b，所以在反射板121与扩散板124之间的光学间隙可以减小并且lcd装置100的厚度也可以被减小。

在扩散板124上方设置多个光学片126。多个光学片126可以包括扩散片和至少一个校准片。此外，多个光学片126可以包括如双亮度增强膜(dbef)的功能片以改善从多个led129a发射的光的亮度。

从led封装件128发射的光通过反射板121、扩散板124和多个光学片126被提供到液晶面板110，并且液晶面板110利用光显示高亮度的图像。

液晶面板110和背光单元120由主框130、顶框140和底框150模块化。顶框140具有矩形环形状以覆盖液晶面板110的前边缘表面和侧表面。液晶面板110通过顶框140的开口显示图像。底框150具有板状形状以支撑背光单元120和液晶面板110。底框150可以包括一对侧支撑件(未示出)，每个侧支撑件具有杆状形状并且连接到底框150的两个相对侧。底框150的另外两个相对侧表面可以是弯曲的以给背光单元120提供空间。此外，主框130具有矩形环形状以覆盖液晶面板110的侧表面和背光单元120，并且主框130与顶框140和底框150相结合。

顶框140可以被称为顶盖、盒顶或顶盒。主框可以被称为支撑主体、导向板、主支撑件或模具框，并且底框可以被称为盖底或底盖。

图11a是示出了包括根据相关技术的led封装件的背光单元的光覆盖区的图，图11b是示出了包括根据本发明的第一实施方式的led封装件的背光单元的光覆盖区的图。图11a和图11b的背光单元的光学间隙为约15mm，并且对图11a和图11b的光覆盖区关于在半最大强度(其为最大强度的50％)处的距离相比较。

在图11a中，光从约-50的距离到约50的距离而分布，并且半最大强度(0.5)的点设置在约-30的距离和约30的距离处。在图11b中，光从约-105的距离到约110的距离而分布，并且半最大强度(0.5)的点设置在约-65的距离和约60的距离处。图11a中背光单元的半最大强度(0.5)的点之间的宽度为约60，图11b中背光单元的半最大强度(0.5)的点之间的宽度为约125。当图11a中背光单元具有约100％的光覆盖区时，图11b中背光单元具有约210％的光覆盖区。因此，当与图11a的背光单元比较时，图11b中背光单元具有较宽的光覆盖区，从而具有均匀光分布。

图12是示出了根据本发明第六实施方式的led封装件的横截面图，图13是示出了通过图12的led封装件的光路径的横截面图。

在图12中，led封装件528包括led529a和led透镜529b。led透镜529b包括下表面560、上表面570、以及连接下表面560和上表面570的侧表面580。此外，led透镜529b可以具有关于中心轴ca对称的形状。下表面560、上表面570和侧表面580可以分别称为入射表面、反射表面和射出表面。另外，led透镜129b可以具有带有凹中心部分的圆形形状。

从led529a发射的光所进入的下表面560可以具有第一下表面564和第二下表面566。第一下表面564包括从中心轴ca延伸的第一弯曲表面562和从第一弯曲表面562的第一端部延伸的第二弯曲表面563。第一弯曲表面562以第一曲率向下凸起，第二弯曲表面563以第二曲率向下凸起。第一曲率和第二曲率可以彼此相同或不同。例如，第二曲率可以等于或大于第一曲率。

与中心轴ca相邻的第一弯曲表面562可以使从led529a发射的高强度的第一中心光折射并且较多地向外扩散，并且与中心轴ca分隔开的第二弯曲表面563可以使从led529a发射的低强度的第一杂散光折射并且较少地向外扩散。第一弯曲表面562可以具有第一宽度n1，并且第二弯曲表面563可以具有等于或小于第一宽度n1的第二宽度n2。

第二下表面566从第一下表面564的第二弯曲表面563的第二端部平坦地延伸。第二下表面566的第三宽度n3可以等于或大于第一弯曲表面562的第一宽度n1和第二弯曲表面563的第二宽度n2的总和(n1+n2)。与led封装件128(图2)相比，led封装件528的外围强度可以通过扩展第二下表面566而增大。此外，第二下表面566可以是平面表面以便容易从用于注射成型方法的模具中抽取led透镜529b。

上表面570以第三曲率向上凸起并且使通过第一下表面564的光全反射。第三曲率可以是可变曲率。

侧表面580连接下表面560和上表面570，并且可以具有从上表面570的端部延伸的倾斜表面。在上表面570上反射的光通过侧表面580射出以扩展辐照角。此外，通过第二下表面566的光在侧表面580上被全反射，并且通过上表面570射出以使光宽广地扩散。

在下表面560与侧表面580之间形成突起591。在突起591上可以形成用于支撑led透镜529b的支撑件590(图15)。此外，注射成型方法的喷射销可以推动突起591使得led透镜529b能够容易从模具中脱离。突起591可以包括连接第二下表面566的端部的第一表面591a、与第一表面591a相对的第二表面591b、以及连接第一表面591a和第二表面591b的第三表面291c。突起591在横截面图中可具有矩形形状或半圆形形状。

当通过注射成型方法形成led透镜529b时，使用喷射销用于使led透镜529b从模具中脱出。由于喷射销推动突起591，所以led透镜529b能够容易地从模具中脱离。在另外实施方式中可以省略突起591。当省略突起591时，侧表面580可以延伸以连接到第二下表面566。

在从led529a发射的光的一部分通过第一下表面564进入led透镜529b之后，该部分光在上表面570上被全反射，并且通过侧表面580射出。此外，在从led529a发射的光的另一部分通过第二下表面566进入led透镜529b之后，该另一部分光在侧表面180上被全反射并且通过上表面570射出。因此，通过上表面570和侧表面580射出的光更宽广且均匀地扩散。

在图13中，从led529a发射的第一中心光lt11可以通过第一下表面564的第一弯曲表面562进入led透镜529b，并且可以在第一弯曲表面562处被折射以成为第二中心光lt12。第二中心光lt12可以在上表面570上被全反射以成为第三中心光lt13，并且第三中心光lt13可以通过侧表面180射出。从led529a发射的第一杂散光lt21可以通过第一下表面564的第二弯曲表面563进入led透镜529b，并且可以在第二弯曲表面563处被折射以成为第二杂散光lt22。第二杂散光lt22可以在上表面570上被全反射以成为第三杂散光lt23，并且第三杂散光lt23可以通过侧表面180射出。

切线tl可以被定义为与上表面570的两个顶点接触并且垂直于中心轴ca的线。第二中心线lt13可以相对于切线tl具有第一角θa，第二杂散光lt23可以相对于切线tl具有第二角θb。第一中心光lt11相对于中心轴ca的角小于第二中心光lt12相对于中心轴ca的角。此外，第一杂散光lt21相对于中心轴ca的角大于第二杂散光lt22相对于中心轴ca的角。因此，第二角θb可以大于第一角θa。由于与穿过第二弯曲表面563并且在上表面570上被全反射的光相比，穿过第一弯曲表面562并且在上表面570上被全反射的光被进一步扩散，所以辐照角被扩展。

从led529a发射的第一外围光lt31可以通过第二下表面566进入led透镜529b，并且可以在第二下表面566处被折射以成为第二外围光lt32。第一外围光lt31相对于中心轴ca的角大于第二外围光lt32相对于中心轴ca的角。第二外围光lt32可以在侧表面580上被全反射以成为第三外围光lt33，并且第三外围光lt33可以通过上表面570射出。因此，led透镜529b的前外围部分处的光强度增大。

图14a是示出了包括根据本发明的第六实施方式的led封装件的背光单元的光覆盖区以及led封装件的辐照角的图，图14b是示出了根据本发明的第六实施方式的led封装件的照度的图。在图14a中，比较例的背光单元是根据相关技术的背光单元。此外，图14中的背光单元具有约15mm的光学间隙，并且对图14a的光覆盖区关于在半最大强度(其为最大强度的50％)处的距离进行比较。

在图14a中，比较例的背光单元的光从约-75的距离到约70的距离而分布，并且半最大强度(0.5)的点设置在约-35的距离和约35的距离处。根据第六实施方式的背光单元的光的半最大强度(0.5)的点设置在约-100的距离和约100的距离处。比较例的背光单元的半最大强度(0.5)的点之间的宽度为约70，且根据第六实施方式的背光单元的半最大强度(0.5)的点之间的宽度为约200。当比较例的背光单元具有约100％的光覆盖区时，根据第六实施方式的背光单元具有约290％的光覆盖区。因此，与比较例的背光单元相比，根据第六实施方式的背光单元具有更宽的光覆盖区，且根据第六实施方式的led封装件具有更宽辐照角和均匀光分布。

在图14b中，led封装件具有宽辐照区，在该辐照区中光沿着x轴和y轴均匀地且对称地分布。

图15是示出了包括根据本发明的第六实施方式的led封装件的lcd装置的横截面图。除了led透镜的形状之外，图15的lcd装置具有与图10的lcd装置相同的结构。

在图15中，lcd装置500包括液晶面板510、背光单元520、主框530、顶框540和底框550。液晶面板510和背光单元520由主框530、顶框540和底框550模块化。

在液晶面板510下方的背光单元520可以包括多个led组件529、在多个led组件529上的反射板521、在反射板521上方的扩散板524、以及在扩散板524上方的多个光学片526。

多个led组件529中的每一个可以包括ledpcb529c、在ledpcb529c上彼此间隔开的多个led529a、以及在每个led529a上的led透镜529b。led529a和led透镜529b构成了led封装件528。

具有关于中心轴对称的形状的led透镜529b包括下表面560、上表面570、以及连接下表面560和上表面570的侧表面580。下表面560包括第一下表面564和第二下表面566，第一下表面564包括第一弯曲表面562和第二弯曲表面563。通过第一下表面564的光在上表面570上被全反射并且通过侧表面580射出。此外，通过第二下表面566的光在侧表面580上被全反射并且通过上表面570射出。

具体地，侧表面580具有从上表面570的端部向外延伸的倾斜表面。此外，来自led529a的光的一部分通过侧表面580透射，并且来自led529a的光的另一部分在侧表面580上被全反射。

此外，在侧表面580和下表面560的连接部处形成突起591。在突起591上可以形成支撑件590，支撑件590与led印刷电路板(pcb)529c接触以使得led透镜529b被ledpcb529c支撑并且被固定到ledpcb529c。由于在第二下表面566的端部处设置有支撑件590，所以可以降低或者防止支撑件590对从led529a到下表面560的光的干扰。此外，注射成型方法的喷射销可以推动突起591使得led透镜529b能够容易从模具中脱离。

从多个led529a发射的光在led透镜529b中通过折射和全反射被宽广且均匀地扩散。具体地，由于led封装件528的辐照角等于或大于约165度，所以即使当相邻led之间529a的分隔距离增大并且/或者多个led529a的数目减少时也能获得均匀光分布。此外，即使当相邻led组件529之间的分隔距离增大时也能获得均匀光分布。

表1示出了根据本发明的第六实施方式的led封装件的特性。在表1中，比较例的led封装件可以是根据相关技术的led封装件。

[表1]

在表1中，与比较例的背光单元相比，在反射板521与根据第六实施方式的背光单元的扩散板524之间的光学间隙(og)减小到约15mm。此外，与比较例的背光单元相比，根据第六实施方式的背光单元的led的数目减少。例如，对于32英寸的lcd装置比较例的背光单元包括22个led，而根据第六实施方式的背光单元包括14个led。由于光学间隙和led的数目的减少，所以该液晶显示装置的总厚度减小。因此，能够降低部件成本和制造成本。

图16a是示出了包括根据本发明的第六实施方式的led封装件的lcd装置的光覆盖区的图，图16b是示出了包括根据本发明的第六实施方式的led封装件的lcd装置的光分布的图，图16c是示出了包括根据本发明的第六实施方式的led封装件的lcd的颜色均匀性的图。图16a、图16b和图16c的lcd装置具有约15mm的光学间隙。

在图16a中，lcd装置的背光单元具有其中光被均匀分布的宽光覆盖区。由于lcd装置使用具有宽辐照角和高亮度的背光单元，所以lcd装置显示高质量的图像。例如，如图16b所示，lcd装置基本上无应变，并且如图16c所示，lcd装置显示真实颜色。

因此，在根据本发明的实施方式的包括led封装件的lcd装置中，由于led的数目减少，所以lcd装置的制造成本和部件成本降低。另外，由于led透镜的宽度可以通过因下弯曲表面而调整光方向来减小，所以部件成本降低。此外，由于光方向因具有斜率的侧表面而被调整，所以led封装件的外围光强度增大。此外，由于led透镜具有宽辐照角，所以能够降低反射板与扩散板之间的光学间隙，并且能够获得具有薄轮廓的lcd装置。

对于本领域技术人员明显的是,可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明中进行各种修改和变化。因而，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同内容的范围内的本发明所提供的修改和变化。

本发明提供了以下发明构思：

1.一种液晶显示装置，包括：

发光二极管印刷电路板；

在所述发光二极管印刷电路板上的发光二极管封装件，所述发光二极管封装件具有发光二极管和在所述发光二极管上的发光二极管透镜，所述发光二极管透镜具有关于中心轴基本上对称的形状；以及

在所述发光二极管封装件上的液晶面板，

其中，所述发光二极管透镜包括具有第一下表面和第二下表面的下表面、上表面、以及连接所述下表面和所述上表面的侧表面，

其中，入射到所述第一下表面上的光在所述上表面上基本上被全反射并且通过所述侧表面射出，

其中，所述第一下表面包括从所述中心轴延伸的第一弯曲表面和从所述第一弯曲表面的第一端部延伸的第二弯曲表面，并且

其中，所述第二下表面是平坦的并且从所述第二弯曲表面的第二端部延伸。

2.根据发明构思1所述的液晶显示装置，其中，来自所述发光二极管的第一中心光在所述第一弯曲表面处被折射以成为第二中心光，并且来自所述发光二极管的第一杂散光在所述第二弯曲表面处被折射以成为第二杂散光，

其中，所述第一中心光相对于所述中心轴的第一角小于所述第二中心光相对于所述中心轴的第二角，并且

其中，所述第一杂散光相对于所述中心轴的第三角大于所述第二杂散光相对于所述中心轴的第四角。

3.根据发明构思1所述的液晶显示装置，其中，所述下表面还包括第三下表面，所述第三下表面是平坦的并且设置在所述发光二极管透镜的中心部分中。

4.根据发明构思3所述的液晶显示装置，其中，所述第三下表面的宽度小于所述第二下表面的宽度。

5.根据发明构思1所述的液晶显示装置，其中，所述上表面包括在其中心部分处的中心表面，所述中心表面是凹弯曲表面和平面表面中的一个。

6.根据发明构思5所述的液晶显示装置，其中，所述中心表面的宽度小于约0.3mm。

7.根据发明构思5所述的液晶显示装置，其中，所述上表面还包括在其边缘部分处的边缘表面，所述边缘表面是平坦的。

8.根据发明构思7所述的液晶显示装置，其中，所述边缘表面的宽度等于或小于所述发光二极管透镜的半径的四分之一。

9.根据发明构思1所述的液晶显示装置，其中，所述侧表面包括：从所述上表面的端部以第一斜率向内延伸的第一倾斜表面；以及从所述第一倾斜表面以小于所述第一斜率的第二斜率向内延伸的第二倾斜表面。

10.根据发明构思1所述的液晶显示装置，其中，所述侧表面包括从所述上表面的端部向外倾斜的倾斜表面，并且通过所述第二下表面的光在所述倾斜表面上被全反射。

11.根据发明构思10所述的液晶显示装置，其中，所述发光二极管透镜还包括在所述下表面与所述侧表面之间的突起。

12.根据发明构思11所述的液晶显示装置，其中，所述发光二极管透镜还包括与所述发光二极管印刷电路板接触以使得所述发光二极管透镜被所述发光二极管印刷电路板支撑并且被固定到所述发光二极管印刷电路板的支撑件，并且所述支撑件连接到所述突起。

13.根据发明构思11所述的液晶显示装置，其中，在所述第一弯曲表面的第一点处的第一切线相对于所述中心轴具有第一切角，并且在所述第二弯曲表面的第二点处的第二切线相对于所述中心轴具有第二切角，并且

其中，所述第一切角是锐角，并且所述第二切角是钝角。

14.根据发明构思1所述的液晶显示装置，其中，所述第二下表面的宽度等于或大于约2mm、并且小于通过从所述发光二极管透镜的半径减去所述第二弯曲表面的一点与所述发光二极管透镜的中心点之间的距离而获得的值。

15.根据发明构思14所述的液晶显示装置，其中，来自所述发光二极管的第一杂散光在所述第二弯曲表面处被折射，并且所述第一杂散光相对于所述中心轴的角是所述发光二极管封装件的辐照角的一半。

16.根据发明构思1所述的液晶显示装置，其中，所述发光二极管透镜还包括与所述发光二极管印刷电路板接触以使得所述发光二极管透镜被所述发光二极管印刷电路板支撑并且被固定到所述发光二极管印刷电路板的支撑件，并且所述支撑件连接到所述第一下表面和所述第二下表面中的一个。

17.一种发光二极管封装件，包括：

发光二极管；以及

在所述发光二极管上方的发光二极管透镜，所述发光二极管透镜具有关于中心轴对称的形状，

其中，所述发光二极管透镜包括具有第一下表面和第二下表面的下表面、上表面、以及连接所述下表面和所述上表面的侧表面，

其中，通过所述第一下表面的光在所述上表面上被全反射并且通过所述侧表面射出，

其中，所述第一下表面包括从所述中心轴延伸的第一弯曲表面和从所述第一弯曲表面的第一端部延伸的第二弯曲表面，并且

其中，所述第二下表面是平坦的并且从所述第二弯曲表面的第二端部延伸。

18.根据发明构思17所述的发光二极管封装件，其中，来自所述发光二极管的第一中心光在所述第一弯曲表面处被折射以成为第二中心光，并且来自所述发光二极管的第一杂散光在所述第二弯曲表面处被折射以成为第二杂散光，

其中，所述第一中心光相对于所述中心轴的第一角小于所述第二中心光相对于所述中心轴的第二角，并且

其中，所述第一杂散光相对于所述中心轴的第三角大于所述第二杂散光相对于所述中心轴的第四角。

19.根据发明构思17所述的发光二极管封装件，其中，所述侧表面包括：从所述上表面的端部以第一斜率向内延伸的第一倾斜表面；以及从所述第一倾斜表面以小于所述第一斜率的第二斜率向内延伸的第二倾斜表面。

20.根据发明构思17所述的发光二极管封装件，其中，所述侧表面包括从所述上表面的端部向外倾斜的倾斜表面，并且通过所述第二下表面的光在所述倾斜表面上被全反射。