删除导光板的侧光式显示装置用透镜及具备该透镜的显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种删除导光板的侧光式显示装置用透镜及具备该透镜的显示装置，更为具体地涉及一种通过第一非球面至第三非球面减小波束角，以改善入光部的光集中现象及热斑(hot spot)的删除导光板的侧光式显示装置用透镜及具备该透镜的显示装置。
【背景技术】
[0002]平板显示(FPD ;Flat Panel Display)装置被广泛应用于TV、手机、笔记本电脑和平板电脑等设备，具有等离子面板显示(PDP !Plasma Display Panel)装置、液晶显示(LCD ；Liquid Crystal Display)装置、有机发光显不(0LED ；Organic Light-EmittingDisplay)装置和电泳显示(electrophoretic display)装置等。
[0003]这种平板显示装置具备显示影像的显示面板，在如液晶显示面板的情况下，面板本身不能生成光，因此具备向面板供给光的背光单元。
[0004]背光单元根据光源的位置，可分为侧光式(edge light type)和直下式(directlight type)，光源多使用棒状的冷阴极荧光灯，最近的趋势是多使用LED(Light EmittingD1de)ο
[0005]侧光式背光单元从配置在侧部的光源接收光，因此使用将来自侧部的光转换为朝向显示面板方向的导光板。近年来正在开发在不使用导光板的情况下通过反射板向显示面板输出光的技术。
[0006]图6a为以往的去除导光板的侧光式显示装置的示意性剖视图，图6b为表示LED的波束角的曲线图，图6c为表示对图6a的显示面板的平面积光分布的图。
[0007]参照图6a，以往的侧光式显示装置100P包括显示面板10、光学片20、反射板30和光源40。这些构件内置在上盖61及下盖62内，显示面板10和光学片20由塑胶框63分离。
[0008]显示面板10例如为液晶显示面板，光学片20可由扩散片和棱镜片等层叠形成。
[0009]反射板30配置在光学片20的背面并形成内部空间S，内侧面构成为使射入的光反射。
[0010]光源40使用LED。在侧光式显示装置100P中光源40配置在显示面板10的侧面，并朝向中央部分照射光。从光源40照射的光被反射板30最终朝向显示面板10。由此，SP使没有导光板，来自光源40的光能够被供给到显示面板10。
[0011]已知用作光源40的LED与其他光源相比波束角偏小，参照图6b，能看出LED的波束角呈现为约120°左右。
[0012]由于这种LED的波束角特性，如图6c所示，在光源40附近会产生光集中现象，并且产生光被集中后向外发射的热斑(hot spot) ο即产生来自光源40的光未能远距离行进至晒板10的中央附近，而在光源40附近向外发射的问题。
[0013]为了克服这种光集中现象，提出有加大反射板30和光学片20之间间隙的方法，但这样会难以达到显示装置本身的薄型化，因此难以采取这种方法。此外，若保持以往的反射板30和光学片20之间的间隙，会因光源40的扩散距离不够，显示装置的大型化受限。
[0014]此外，通过边框来遮挡热斑，而以往的显示装置结构由于这种热斑，减小边框的大小具有局限性。
[0015]相关专利文献:韩国专利申请号10-2012-0026165
【发明内容】
[0016]本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明所要解决的技术课题是提供一种删除导光板的侧光式背光装置用光源的透镜及具备该透镜的显示装置，该透镜通过第一非球面至第三非球面减小波束角，以改善入光部的光集中现象及热斑。
[0017]本发明的技术课题并不局限于上述课题，本领域技术人员应能通过下面的记载明确地理解未提及的其他课题。
[0018]为了解决上述课题，本发明的一实施例的透镜为在删除导光板的侧光式显示装置中使用的光源的透镜。所述透镜包括:第一非球面，相对于来自光源的光的行进方向凸出形成；第二非球面，相对于所述光的行进方向凸出形成，并且使通过所述第一非球面的光反射或透射；及第三非球面，使被所述第一非球面及所述第二非球面反射的光朝向所述光的行进方向反射。此外，所述第一非球面、所述第二非球面及所述第三非球面形成为，通过所述第一非球面的光的至少一部分朝向所述第二非球面，在所述第一非球面反射的光的至少一部分朝向所述第三非球面，射入所述第二非球面的光的至少一部分被反射而朝向所述第三非球面，在所述第一非球面及所述第二非球面反射并射入所述第三非球面的光的至少一部分被反射而朝向沿所述光的行进方向的方向行进。
[0019]根据本发明的另一特征，所述第一非球面及所述第二非球面以同轴形成。
[0020]根据本发明的又一特征，在所述第一非球面、所述第二非球面及所述第三非球面中的一个以上的表面上形成有用于使光散射的散射图案。
[0021]为了解决上述课题，本发明的一实施例的显示装置包括:显示面板；光学片，配置在所述显示面板的背面；反射板，配置在所述光学片的背面，与所述光学片一起形成内部空间，所述内部空间侧的表面构成为使光反射；光源，配置在所述显示面板的侧部，并且配置为向所述显示面板的中央部分照射光；及透镜，其中所述透镜配置为所述透镜的所述第一非球面与所述光源相对。
[0022]本发明的透镜及具备该透镜的显示装置，能够通过第一非球面至第三非球面减小波束角，以改善入光部的光集中现象及热斑。因此，即使删除导光板，也能提供薄型化的显示装置，能够大幅减小边框厚度。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的一实施例的显示装置的示意性剖视图。
[0024]图2为图1所示透镜的剖视图。
[0025]图3a表示通过图2所示透镜的光的光路的模拟信息，图3b表示不具备透镜的光源的光的光路的模拟信息。
[0026]图4为表示在适用图2所示透镜的情况下的波束角的曲线图。
[0027]图5表不射入图1所不显不面板中的光量的平面积分布。
[0028]图6a为以往的去除导光板的侧光式显示装置的示意性剖视图，图6b为表示LED的波束角的曲线图，图6c为表不对图6a所不显不面板的平面积光分布的图。
【具体实施方式】
[0029]若参照附图和详细后述的实施例，应能清楚地理解本发明的优点和特征、以及用于达到这些优点和特征的方法。但是，本发明并不局限于以下公开的实施例，而由各种不同的形式实现。本实施例只是用于完整地公开本发明，且为了向本领域的具有一般知识的人完整地告知发明范畴而提供的，本发明应由权利要求的范畴来定义。
[0030]所谓元件(elements)或层在另一元件或层的“上方(on) ”，包括该元件(elements)或层直接设置在该另一元件或层的上方的情况和中间设置有其他层或其他元件的情况。
[0031]虽然第一、第二等表述为了描述不同的构件而使用，但毋庸置疑这些构件并不受限于这些用语。这些用语只是为了将一个构件与另一构件区别开而使用。因此，下面所提的第一构件在本发明的技术思想内毋庸置疑也可为第二构件。
[0032]在说明书全文中，相同的附图标记表示相同的构件。
[0033]图中表示的各结构的大小和厚度是为了说明上的方便而图示的，本发明并不一定局限于所图示的结构的大小和厚度。
[0034]本发明的多个实施例的每一个特征可部分或整体地彼此结合或组合，如本领域技术人员能够充分理解，在技术上可进行多种联动及驱动，各实施例可彼此独立地进行实施，也可以通过关联关系来一起实施。
[0035]下面，参照附图对本发明的实施例的透镜及具备该透镜的显示装置进行详细说明。
[0036]图1为本发明的一实施例的显示装置的示意性剖视图；图2为图1所示透镜的剖视图；图3a表示通过图2所示透镜的光的光路的模拟信息，图3b表示不具备透镜的光源的光的光路的模拟信息；图4为表示在适用图2所示透镜的情况下的波束角的曲线图；图5表示射入图1所示显示面板中的光量的平面积分布。
[0037]首先，参照图1对安装有本发明的一实施例的透镜50的显示装置100的结构进行说明。
[0038]显示装置100为侧光式显示装置，包括显示面板10、光学片20、反射板30、光源40
及透镜50。
[0039]