[发明专利]侧出射型LED透镜、具有该透镜的背光单元及显示装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年12月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0147982的优先权，因此将该韩国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及侧出射型发光二极管(light-emitting diode；LED)透镜以及具有这种透镜的背光单元(backlight unit；BLU)和显示装置，所述侧出射型LED透镜被构造成使得能够降低其整体体积。

背景技术

通常，液晶显示器(liquid crystal display；LCD)被设置在用于计算机显示器、TV等的显示装置中。这样的LCD需要独立的光源，因为它们自身不能产生光。

作为LCD的光源，使用诸如冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamp；CCFL)、外部电极荧光灯(external electrode fluorescent lamp；EEFL)、或多个发光二极管(LED)等几种荧光灯。光源与导光板(light guide plate；LGP)、多个光学片、反射镜板等一起设置于背光单元(BLU)上。

近来，在这些光源之中，LED作为下一代光源而引起了人们的兴趣，这是由于它们耗电更少，具有良好的耐久性，且能降低制造成本。然而，当将LED用作光源时，光往往是在被局限于有限区域的同时被出射。因此，为了将LED应用于诸如显示装置等的平面光源，需要使光均匀地分布在更宽的区域上。

于是，近来，人们正在积极研究能够执行这种功能的LED透镜。美国专利No.6,679,621中批露了“SIDE-EMITTING LED LENS(侧出射型LED透镜)”。然而，该发明具有与制造方面的困难相关的问题。

韩国专利No.10-0639873批露了“SIDE-EMITTING LED AND LENS ADAPTED THERETO(侧出射型LED和与其适应的透镜)”。图1是示出了相关技术的透镜的图。

如图1所示，透镜1具有入射面、上表面2和侧表面3。该入射面包括凸表面4、入射表面5和较低的全反射表面6。入射表面5和较低的全反射表面6彼此连接且彼此交替。

利用该构造，由LED7产生的一束光线进入入射面的凸表面4，然后穿过凸表面4沿大体上垂直的方向入射到上表面2。与此不同的是，由LED7产生的另一束光线进入一个入射表面5，然后在沿大体上垂直的方向入射到上表面2之前，从较低的全反射表面6被反射。此外，沿大体上垂直的方向已经照射到上表面2的光从该上表面2被全部反射，从而穿过侧表面3出射到外面。

然而，如在透镜1中那样，为了将沿大体上垂直的方向入射到上表面2的光全部反射，上表面2必须向上陡峭地倾斜。这显著地增加了透镜1的整体高度和透镜1的整体体积，这些都可能成为问题。此外，当如此增加了透镜1的整体体积时，用于制造透镜1的材料成本也会增加，从而增加了透镜的整体制造成本。

前述内容仅仅旨在帮助理解本发明的背景，而不旨在表明本发明落入到已经知晓的相关技术的范围内。

发明内容

于是，本发明是因为认识到在相关技术中出现的上述问题而做出的，并且本发明旨在提供一种侧出射型发光二极管(LED)透镜，其能减小所述透镜的整体体积。

本发明还提供了一种侧出射型LED透镜，其中当LED光源是平面光源而不是点光源时，能提高整体光效率。

为了实现至少一个上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种侧出射型LED透镜，其致使从LED发出的光穿过该透镜的侧表面从该透镜出射。所述侧出射型LED透镜包括：下表面，其具有入射表面，从LED发出的光经过所述入射表面进入所述透镜中；上表面，其反射已经经过所述入射表面进入所述透镜中然后直接入射到所述上表面的光；以及侧表面，其将所述下表面连接至所述上表面，直接入射到所述侧表面的光和从所述上表面被反射的光---它们均来源于已经经过所述入射表面进入所述透镜中的光---经过所述侧表面从所述透镜出射。所述入射表面包括：中心区域，其还包括所述LED的光轴，这里所述中心区域通过将从所述LED发出的光沿远离所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能够减小所述透镜的高度；以及周边区域，其与所述中心区域连接，这里所述周边区域通过将从所述LED发出的光沿趋近所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能够减小所述透镜的宽度或半径。

根据本发明的另一方面，提供了一种背光单元，其包括：LED光源；以及放置于所述LED光源上方的上述LED透镜。