側(cè)向出射型led透鏡、具備該透鏡的背光單元及顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種側(cè)向出射型LED透鏡、具備該透鏡的背光單元及顯示裝置，所述側(cè)向出射型LED透鏡使在LED發(fā)散的光朝向側(cè)面出射。
【背景技術(shù)】
[0002]—般來講，在用于計算機的顯示屏或TV等的顯示裝置(display device)具備液晶顯示器(Liquid Crystal Display，IXD)，而這種液晶顯示器不能自行發(fā)光，因此，需要另行具備光源。
[0003]作為液晶顯示器用光源，使用如冷陰極焚光燈(Cold Cathode FluorescentLamp，CCFL)、夕卜置電極焚光燈(External Electrode Fluorescent Lamp,EEFL)等那樣的幾個焚光燈(fluorescent lamp)或使用多個發(fā)光二極管(Light Emitting D1de，LED)，這種光源與導(dǎo)光板、多個光學(xué)片、反射板等一起具備于背光單元(Back Light Unit，BLU)。
[0004]最近，這種光源中LED由于耗電少、耐久性優(yōu)良且能夠降低制造成本，因此，作為下一代光源而受人矚目。然而，LED在用作光源的情況下，由于具有使光集中在狹窄的區(qū)域而發(fā)散的傾向，因此，為了將LED適用到如顯示裝置那樣的面光源，有必要使光均勻地分布在寬廣的區(qū)域。
[0005]因此，最近在積極進行對于執(zhí)行這種功能的LED透鏡的研宄，其中，作為代表性的現(xiàn)有技術(shù)，在美國授權(quán)專利第6679621號中公開有“SIDE EMITTING LED LENS”(側(cè)發(fā)光LED透鏡)。
[0006]這種側(cè)向出射型LED透鏡是使在LED發(fā)散的光朝向側(cè)面出射的透鏡，其具備反射面，該反射面使在LED發(fā)散而入射至透鏡內(nèi)部的光朝向側(cè)面反射，而反射面能夠?qū)⑸媳砻媸┮苑瓷渫繉佣纬?，或者還能夠以使上表面全反射所入射的光的方式形成。
[0007]然而，在將上表面施以反射涂層而形成反射面的情況下，在以透明物質(zhì)通過注塑成型而制作透鏡之后須在上表面另行實施反射涂層，從這一角度來講，存在制造成本上升的問題，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無反射涂層的情況下，存在著在上表面并未全反射而透過上表面朝向上部出射的光變多的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問題
[0009]本發(fā)明旨在解決如上所述的問題，本發(fā)明提供一種側(cè)向出射型LED透鏡，該透鏡在形成反射面時，不僅以上表面使所入射的光全反射的方式形成而在上表面并無反射涂層，而且能夠使在上表面并未全反射而透過上表面朝向上部出射的光最少化。
[0010]解決問題方案
[0011]根據(jù)本發(fā)明的側(cè)向出射型LED透鏡，其使發(fā)自以面光源來發(fā)散光的LED芯片(LEDchip)的光朝向側(cè)面出射，所述側(cè)向出射型LED透鏡能夠包括:底面，其具備在上述LED芯片發(fā)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，側(cè)面，其連接上述底面與上述上表面，并以使在上述上表面所全反射的光與入射至上述入射面的光中直接入射的光朝向上述透鏡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側(cè)面全反射的方式形成，其中，上述光在以上述LED芯片的光軸為基準(zhǔn)時存在于與上述上表面上的任意點相同側(cè)的上述LED芯片的發(fā)光面的端點發(fā)散而向上述上表面上的任意點入射。
[0012]另一方式的根據(jù)本發(fā)明的側(cè)向出射型LED透鏡，其使發(fā)自以立體光源來發(fā)散光的LED芯片(LED chip)的光朝向側(cè)面出射，所述側(cè)向出射型LED透鏡能夠包括:底面，其具備在上述LED芯片發(fā)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，側(cè)面，其連接上述底面與上述上表面，并使在上述上表面所全反射的光與入射至上述入射面的光中直接入射的光朝向上述透鏡外部出射，上述上表面以使所入射的光朝向上述側(cè)面全反射的方式形成，其中，上述光在以上述LED芯片的光軸為基準(zhǔn)時存在于與上述上表面上的任意點相同側(cè)的上述LED芯片的側(cè)面下部端點發(fā)散而向上述上表面上的任意點入射。
[0013]另一方面，根據(jù)本發(fā)明的背光單元(Back Light Unit，BLU)，其將上述LED芯片(LED chip)用作光源，所述背光單元其特征在于，在上述LED芯片上部具備具有如上所述的構(gòu)成的透鏡。
[0014]另外，根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置(display device)，其將上述LED芯片(LED chip)用作光源，所述顯示裝置其特征在于，在上述LED芯片上部具備具有如上所述的構(gòu)成的透鏡。
[0015]發(fā)明效果
[0016]具有如上所述的構(gòu)成的根據(jù)本發(fā)明的側(cè)向出射型LED透鏡，在以使入射至透鏡內(nèi)部的光朝向側(cè)面全反射的方式形成上表面時，由于將在LED芯片(LED chip)發(fā)散的光考慮成非為點光源(point source)的面光源(flat source)或立體光源(volume source)而形成，因此，與其相應(yīng)地具有能夠使透過上表面而朝向上部出射的光最少化的效果。
[0017]另外，根據(jù)本發(fā)明的側(cè)向出射型LED透鏡，在以使入射至透鏡內(nèi)部的光朝向側(cè)面全反射的方式形成上表面時，由于考慮在LED芯片發(fā)散并向透鏡內(nèi)部入射的入射面的形狀而形成，因此，與其相應(yīng)地具有能夠使透過上表面而朝向上部出射的光最少化的效果。
【附圖說明】
[0018]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的側(cè)向出射型LED透鏡的豎向剖視圖。
[0019]圖2是表示現(xiàn)有側(cè)向出射型LED透鏡的以上表面使所入射的光全反射的方式形成的狀態(tài)的圖。
[0020]圖3和圖4是用于說明如在根據(jù)本發(fā)明的透鏡那樣將在LED芯片發(fā)散的光考慮成面光源的情況下的上表面條件的圖。
[0021]圖5是用于說明考慮了入射面的形狀的上表面的條件的圖。
[0022]圖6是概略地表示了在上表面具有發(fā)光面的LED芯片的一實施例的圖。
[0023]圖7是概略地表示了立體光源的LED芯片的圖。
[0024]圖8是說明將在LED芯片發(fā)散的光考慮成立體光源的情況下的上表面條件的圖。
[0025]圖9和圖10是用于說明將在LED芯片發(fā)散的光考慮成面光源的情況下的側(cè)面條件的圖。
[0026]圖11是用于說明將在LED芯片發(fā)散的光考慮成立體光源的情況下的側(cè)面條件的圖。
【具體實施方式】
[0027]以下，參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的各實施例，以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠容易實施。
[0028]本發(fā)明允許進行各種修改以及變形，通過各附圖來例示而表示其各特定實施例，以下將詳細(xì)說明。然而，并無以所公開的特別的方式來限定本發(fā)明的意圖，反而本發(fā)明包括與由各項權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的思想一致的所有修改、等同、以及替代。
[0029]另一方面，附圖中厚度以及大小是為了說明書的明確性而夸張的，因此，本發(fā)明并不由附圖中所圖示的相對大小或厚度所限制。
[0030]本發(fā)明涉及一種側(cè)向出射型LED透鏡，該透鏡在形成使在LED芯片(LED chip)發(fā)散的光朝向側(cè)面出射的反射面時，不僅以上表面使所入射的光全反射的方式形成而在上表面并無反射涂層，而且能夠使在上表面并未全反射而透過上表面朝向上部出射的光最少化。另外，本發(fā)明涉及包括這種LED透鏡的背光單元(Back Light Unit，BLU)和顯示裝置(display device) ο這里，背光單元和顯示裝置的除了根據(jù)本發(fā)明的LED透鏡之外的其它構(gòu)成是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所能夠容易實施的事項，因此在本說明書中省略對其的詳細(xì)說明。
[0031]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的側(cè)向出射型LED透鏡的豎向剖視圖。
[0032]參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的側(cè)向出射用發(fā)光二極管(Light Emitting D1de,LED)透鏡10由底面20、上表面30、以及連接底面20和上表面30的側(cè)面40構(gòu)成。
[0033]底面20具備在安裝于電路板(circuit board) 9上的LED芯片(LED chip) 11發(fā)散的光向透鏡10內(nèi)部入射的入射面100，入射面100能夠由形成于底面20的中心部的槽部21的內(nèi)表面構(gòu)成。如圖1所示，如此地由槽部21的內(nèi)表面構(gòu)成的入射面100的形狀雖然能夠以大致圓形的形狀構(gòu)成以使在LED芯片11發(fā)散的光徑直向透鏡10內(nèi)部入射而不會折射，但本發(fā)明并不限定于此，入射面100的形狀還能夠以多種形態(tài)構(gòu)成使得在LED芯片11發(fā)散的光折射而向透鏡10內(nèi)部入射。
[0034]上表面30以使在LED芯片11發(fā)散并透過入射面100而入射至透鏡10內(nèi)部的光中直接向上表面30入射的光LI朝向側(cè)面40全反射的方式形成，側(cè)面40以使在上表面30所全反射的光L2朝向透鏡10外部出射的方式形成。側(cè)面40尤其以使在LED芯片11發(fā)散并透過入射面100而入