(57)【要約】【課題】光学レンズ及びこれを用いた発光素子パッケージ及びバックライトユニットを提供する。【解決手段】レンズの下部屈折面から発光素子の上部に出射された光を屈折させ反射面に至らせ、その光を反射面からレンズ側面に反射させることにより、レンズの上部に出射される光量を最大限減らすことができてホットスポットの発生を最大限抑えられる。また、本発明はホットスポット防止板の使用を除去して部品数を削減でき、複雑な組立工程及びパネルの厚さを減少させられる。【選択図】図７
2006309242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に形成されており、下部から上部に出射された光を反射させる反射面と、 
前記下部から上部へ出射された光を屈折させ、前記反射面に至らせる下部屈折面を含んでなる光学レンズ。
【請求項２】
前記反射面は傾斜面よりなっており、
前記下部屈折面は前記反射面と対称形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
【請求項３】
前記反射面から反射された光及び前記下部の側面に出射される光を屈折させ側面に出射させるように、側面に形成された外部屈折面がさらに備えられることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
【請求項４】
前記反射面、下部屈折面と外部屈折面を含んでいるレンズ胴体は半球状であることを特徴とする請求項３に記載の光学レンズ。
【請求項５】
前記反射面に、
反射膜がコーティングされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光学レンズ。
【請求項６】
光を放出する発光素子と、
上部に形成されており、前記発光素子から上部に放出された光を反射させる反射面と前記発光素子から上部に放出された光を屈折させ前記反射面に至らせる下部屈折面を有する光学レンズを含んで構成される発光素子パッケージ。
【請求項７】
前記発光素子がボンディングされているベース部材と、 
前記発光素子と電気的に連結されている端子と、
前記端子の一部を露出させ、前記発光素子とベース部材を包むモールディング部がさらに形成されており、
前記光学レンズは前記モールディング部の上部に接着されていることを特徴とする請求項６に記載の発光素子パッケージ。
【請求項８】
前記ベース部材は、
ヒートスラッグまたはサブマウント基板であることを特徴とする請求項７に記載の発光素子パッケージ。
【請求項９】
前記発光素子は、
青色光を放出する青色発光素子と黄色光を放出する黄色発光素子よりなる素子と、
赤色光を放出する赤色発光素子、緑色光を放出する緑色発光素子と青色光を放出する青色発光素子よりなる素子と、
白色光を放出する単一発光素子のいずれか一つであることを特徴とする請求項７に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１０】
前記反射面から反射された光及び前記発光素子の側面に放出される光を屈折させ前記光学レンズの側面に出射させるように、前記光学レンズの側面に形成された外部屈折面がさらに備えられたことを特徴とする請求項６に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１１】
前記反射面、下部屈折面と外部屈折面を含んでいる光学レンズの胴体は半球状であることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１２】
前記反射面は傾斜した面よりなっており、
前記下部屈折面は前記反射面と対称の傾斜面で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１３】
前記下部屈折面に、
前記発光素子から放出された光を反射面から反射されうる経路を有するように屈折させ、前記下部屈折面と垂直線上に対称の傾斜面で形成された縁部屈折面がさらに形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の発光素子 パッケージ。
【請求項１４】
前記下部屈折面は凹んだ曲面で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１５】
前記反射面に、
反射膜がコーティングされていることを特徴とする請求項６ないし１４のいずれか１項に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１６】
前記反射膜の上部に非透過用物質膜がさらにコーティングされていることを特徴とする請求項１５に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１７】
基板と、
前記基板に実装され、光を放出する複数個の発光素子と、 
上部に形成されており、前記発光素子それぞれの上部に放出された光を反射させる反射面と前記発光素子それぞれの上部に放出された光を屈折させ前記反射面に至らせる下部屈折面を有する光学レンズと、
前記光学レンズの上部に位置する拡散板を含むことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項１８】
前記拡散板の上部に、
液晶ディスプレイパネルが置かれることを特徴とする請求項１７に記載のバックライトユニット。
【請求項１９】
前記反射面から反射された光及び前記発光素子の側面に放出される光を屈折させ前記光学レンズの側面に出射させるように、前記光学レンズの側面に形成された外部屈折面がさらに具備されることを特徴とする請求項１７に記載のバックライトユニット。
【請求項２０】
前記反射面、下部屈折面と下部屈折面を含んでいる光学レンズの胴体は半球状であることを特徴とする請求項１９に記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学レンズ及びこれを用いた発光素子パッケージ及びバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般の発光ダイオードの光学形態はドーム状(Dome type)のレンズで構成され、発光分布も中心軸を基準に一定領域内に限定され分布している。 
【０００３】
このような発光ダイオードを用いて液晶ディスプレイ(Liquid crystal display)バックライトユニット(Backlight Unit)を作製する場合、発光ダイオードの発光特性によって均一な光特性を得るのに多くの制約を受ける。 
【０００４】
すなわち、発光ダイオードから発光する光が均一に合成されるためには相当な距離を必要とするようになって、薄いバックライトユニットでは均一な光特性が得られなくなる。  結局、発光ダイオードを使用したバックライトユニットは液晶ディスプレイシステムの厚さを厚くする短所がある。 
【０００５】
図１は従来の技術に係る側面光学レンズにおいて光の経路を示した図であって、まず発光ダイオード１０はドーム状のレンズ２０内部に置かれるが、このドーム状のレンズ２０は上部に円錐形の溝２１が形成されており、側面にはＶ状の溝２２が形成されている。
【０００６】
前記発光ダイオード１０から放出する光が前記レンズ２０の円錐形溝２１面に接触されれば、前記円錐形溝２１が傾斜しているため反射してレンズの側面に放出される。
【０００７】
そして、光がレンズ２０の側面のＶ状の溝２２に接触されれば、レンズ２０を透過してレンズの側面に放出される。
【０００８】
従って、このような従来の技術に係る側面発光ダイオードは発光ダイオード１０から出射される光をレンズを用いて側面に放出させる。
【０００９】
一方、前記レンズ２０は射出成形して形成するが、前記レンズ２０の側面に形成されているＶ状の溝２２の頂点２２ａに該当する領域は微細単位(例えば、ｍｍ以下単位)では凸凹になっているため、この領域で発光ダイオード１０の光がレンズ１０の側面に放出されずレンズ１０の上部に放出される。
【００１０】
図２は図１の発光ダイオードパッケージの概略的な斜視図であって、発光ダイオードはスラッグ(Slug)にボンディングされており、このスラグの側面にはリード３１、３２が置かれていて、発光ダイオードと電気的にボンディングされている。
【００１１】
そして、前記発光ダイオードの光放出面とリード３１、３２が外部に露出されるように、前記発光ダイオード及びスラグはモールディング手段４０にモールディング(Molding)されており、発光ダイオードを包む図１のようなレンズ２０が前記モールディング手段にボンディングされている。
【００１２】
図３は従来の技術に係る発光ダイオードパッケージの発光分布図であって、分布図の「a」及び「ｂ」のように、パッケージの側面に殆んどの光が放出され、「ｃ」、「ｄ」と「ｅ」のように、パッケージの中心に小量の光が放出される。
【００１３】
すなわち、図１を参照すれば、光の殆んどはレンズの側面に放出されるが、光の一部はレンズの上面に放出されることを意味する。
【００１４】
従って、このような発光ダイオードパッケージは完璧な側面への光放出を具現できないためディスプレイの光源として使用する場合、発光ダイオードパッケージの中心に発光ダイオードの一部光が出射されるため、平面光源を均一にするのに差し支えがある。 
【００１５】
すなわち、発光ダイオードパッケージの中心に光の一部が放出される現象はディスプレイに表示される画素の中心に斑点が生成されるホットスポット現象を招いてディスプレイの画質が低下する問題点が発生する。
【００１６】
このようなホットスポット(Hotspot)が発生する原因のうち一つを図４を参照して詳述する。
【００１７】
従来のレンズの円錐形の溝の面２１が発光ダイオード１０から出射される光のうち臨界角以上の角度で進む光(Ａ)だけを全反射させるため、発光ダイオード１０の大きさが極めて小さい場合は円錐形の溝の面２１から反射されレンズの側面に出射される光量が大きくなるが、発光ダイオード１０の大きさが極めて大きい場合は円錐形の溝の面２１から臨界角以下の角度で進む光(Ｃ)が存在するようになって、レンズの上部に光が出射されホットスポットが形成される。
【００１８】
ここで、図４のようにレンズの側面に進む光(Ｂ)はホットスポットに影響がない。
【００１９】
図５は従来の技術に係る発光ダイオードパッケージが印刷回路基板に実装されている断面図であって、複数個の側面発光ダイオードパッケージ５０は印刷回路基板６０に実装されている。
【００２０】
このように側面発光ダイオードパッケージが実装された印刷回路基板は図６に示したようにバックライトユニットに用いられる。
【００２１】
図６は従来の技術に係る発光ダイオードを液晶ディスプレイのバックライトユニット
(BacklightUnit)として使用した概略的な断面図であって、前述した発光ダイオードパッケージの中心に光が出射される問題点を解決するために、液晶ディスプレイのバックライトユニットにはホットスポット防止板８０を使用した。
【００２２】
すなわち、液晶ディスプレイのバックライトユニット９０は印刷回路基板６０に実装された複数個の発光ダイオードパッケージ７０それぞれの上部にホットスポット防止板８０を載置し、そのホットスポット防止板８０の上部に導光板８５を置かせて構成し、前記導光板８５から離隔された上部に液晶ディスプレイ９５を置かせ、バックライトユニット９０と液晶ディスプレイ９５は組立てられている。
【００２３】
このように構成されたバックライトユニット９０は複数個の発光ダイオードパッケージ７０の上部にディバータ(Diverter)とのホットスポット防止板８０を載置する組立工程を行うべきなので組立工程が複雑になる短所がある。
【００２４】
また、組立工程中に、複数個の発光ダイオードパッケージ７０の上部でホットスポット防止板８０のミスアラインメントが発生する場合、最終的なディスプレイの画面にホットスポットと類似した斑点が生成される問題点がある。
【００２５】
かつ、ホットスポット防止板８０の厚さほどディスプレイパネルの厚さが増加する短所がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、その目的はレンズの上部に出射される光を最小化してホットスポットの発生を最大限抑えられる光学レンズ及びこれを用いた発光素子パッケージを提供するところにある。
【００２７】
本発明の他の目的は部品数を削減することができ、複雑な組立工程及びパネルの厚さを減少させられるバックライトユニットを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第１様態は、上部に形成されており、下部から上部に出射された光を反射させる反射面と、前記下部から上部に出射された光を屈折させ、前記反射面に至らせる下部屈折面を含んでなされる光学レンズが提供される。
【００２９】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第２様態は、光を放出する発光素子と、上部に形成されており、前記発光素子から上部に放出された光を反射させる反射面と前記発光素子から上部に放出された光を屈折させ、前記反射面に至らせる下部屈折面を有する光学レンズを含んで構成される発光素子パッケージが提供される。
【００３０】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第３様態は、基板と、前記基板に実装され、光を放出する複数個の発光素子と、上部に形成されており、前記発光素子それぞれの上部に放出された光を反射させる反射面と前記発光素子それぞれの上部に放出された光を屈折させ前記反射面に至らせる下部屈折面を有する光学レンズと、前記光学レンズの上部に置かれる拡散板とを含むことを特徴とするバックライトユニットが提供される。
【発明の効果】
【００３１】
以上述べたように、本発明は発光素子の上部に放出された光を下部屈折面で屈折させ反射面に至らせ、その光を反射面からレンズ側面へ反射させるレンズを備えて、レンズの上部に出射される光量を最大限減らし、レンズの側面に出射される光量を増加させ、ホットスポットの発生を最大限抑えられる効果がある。
【００３２】
また、本発明はホットスポット防止板を使用する必要がなくて部品数を減らすことができ、複雑な組立工程が要らず、パネルの厚さを減少させられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付した図面に基づき本発明の実施形態をさらに詳述する。
【００３４】
図７は本発明の第１実施形態による光学レンズ及びそれを用いた発光素子パッケージを説明するための断面図であって、まず本発明の第１実施形態による光学レンズ２００は上部に形成されており、下部から上部へ出射された光を反射させる反射面２１０と、前記下部から上部に出射された光を屈折させ、前記反射面２１０に至らせる下部屈折面２２０を含んでなり、下部から入射される光の経路を変えてレンズの側面に出射させる。
【００３５】
ここで、前記光学レンズ２００は胴体よりなり、この胴体の上部に反射面２１０が形成されており、この胴体の下部には下部から入射された光が屈折され出射される下部屈折面２２０が形成されている。
【００３６】
この際、前記反射面２１０に入射される光は胴体の下部から上部に出射される光であり、胴体の下部から入射される光は屈折され胴体の上部へ出射される光と胴体の側面へ出射される光よりなり、前記反射面２１０から反射された光及び前記胴体の側面に出射される光が屈折され胴体の側面に出射されるように、胴体の側面に形成された外部屈折面２３０がさらに備えられることが望ましい。
【００３７】
すなわち、前述したレンズをなす胴体の側面に外部屈折面２３０が形成されている。そして、前記下部屈折面２２０は前記発光素子１００の上側方に存することが望ましい。
【００３８】
一方、前記反射面、下部屈折面と外部屈折面を含んでいるレンズの胴体は図７に示したように半球状よりなることが望ましく、この際反射面は半球状の上部が凹んだ円錐形に削られて生成された面であり、前記外部屈折面は前記半球状の下部を除き、前記半球状をなすために外部へ膨らんで突出した曲面であることが望ましい。
【００３９】
このように構成された本発明の第１実施形態による光学レンズ２００は発光素子１００でレンズ２００の上部へ放出された光を下部屈折面２２０で屈折させ反射面２１０に至らせ、反射面２１０は至った光を反射させ、レンズ２００の外部屈折面２３０は反射面２１０から反射された光を屈折させレンズ２００の側面へ出射させる。
【００４０】
すなわち、図７の「Ｅ１」、「Ｅ２」、「Ｅ３」は発光素子１００の上部へ放出される光の経路であり、前記下部屈折面２２０、反射面２１０と外部屈折面２３０によりレンズ２００の側面に出射される。
【００４１】
ここで、前記反射面２１０は傾斜した面よりなり、前記下部屈折面２２０は前記反射面と水平線上に対称の傾斜面で形成されていることが望ましい。
【００４２】
さらに望ましくは、図７に示されたように、前記反射面２１０はレンズの胴体上部が円錐形に除去された面であり、前記下部屈折面はレンズの胴体下部が円錐形に除去された面である。
【００４３】
一方、前記光学レンズ２００はＰＣ(Polycarbonat)、ＰＭＭＡ(Polymethylmethacrolate)、シリコン(Silicon)、フルオロカーボンポリマー(Fluorocarbon polymers)とＰＥＩ(Polyetherimide)のいずれか一つで形成する。
【００４４】
このように本発明の第１実施形態による光学レンズを用いた発光素子パッケージは光を放出する発光素子１０１と、該発光素子１００の上部へ放出される光を屈折させる下部屈折面２２０と、前記下部屈折面２２０で屈折された光を入射され前記発光素子１００の側面へ反射させる反射面２１０を有する光学レンズで構成される。
【００４５】
前記光学レンズは前記反射面２１０から反射された光及び前記発光素子１００の側面へ放出される光を屈折させ発光素子１００の側面に放出させる外部屈折面２３０をさらに含むことは選択的である。
【００４６】
図８は本発明の第１実施形態による光学レンズの他の機能を説明するための図であって、光学レンズに形成された反射面２１０が臨界角以上の角度(α)で入射された光だけを全反射させて反射動作を行なう場合、レンズの下部屈折面２２０では発光素子１０１から入射される光を前記反射面２１０に臨界角以上の角度で入射されるように屈折させる機能を行う。
【００４７】
すなわち、本発明のレンズで下部屈折面２２０は発光素子１００から上部へ放出された光の経路が変って、臨界角以上の角度で反射面に入射されるように光を屈折させる機能を行うことによって、レンズの上部へ出射される光量を最大限減らせ、かつレンズの側面へ出射される光量を増やせる。
【００４８】
従って、このようなレンズ及びレンズを装着した発光素子パッケージをディスプレイのバックライトとして活用する際、従来の技術のようなホットスポットの発生を最大限抑えられる長所がある。
【００４９】
図９の（ａ）ないし（ｃ）は本発明の第１実施形態による光学レンズの多様な形態を示した断面図であって、まず図９の（ａ）に示したように、光学レンズ２００の反射面２１０に反射膜２５０をコーティングする。
【００５０】
ここで、反射膜２５０は金属膜またはＨＲ(High reflective)膜で形成し、この金属膜はＡｇ、ＡｌとＲｈのいずれか一つまたは組み合わせられた膜である。
【００５１】
この反射膜２５０をコーティングすれば、レンズ２００の上部へは光放出が行なわれず、レンズ２００の側面へだけ光が放出される。
【００５２】
すなわち、従来の技術のホットスポットを完全に除去して、ディスプレイ適用時画質を改善できるようになる。
【００５３】
そして、図９の（ｂ）のように、コーティングされた反射膜２５０の上部に非透過用物質膜２６０ａをさらにコーティングすれば、レンズ２００の反射面２１０を透過してレンズ２００の上部へは光が抜け出られなくなる。
【００５４】
また、図９の（ｃ）のように、Ｖ状の溝で形成された反射面２１０に反射膜２５０がコーティングされており、このＶ状の溝に非透過用物質膜２６０bを充填することもできる。
【００５５】
図１０は発光パッケージの一例であって、発光素子１００はベース部材であるヒートスラグ(Slug)３０１にボンディングされており、ヒートスラグ３０１から離隔された外側に位置する端子であるリード３１０ａ、３１０ｂにワイヤ３１１ボンディングされ、発光素子１００とリード３１０ａ、３１０ｂは電気的に連結されている。
【００５６】
そして、前記発光素子１００、ヒートスラグ３０１、ワイヤ３１１及びリード３１０ａ、３１０ｂの一部はモールディング部３２０で包まれている。
【００５７】
この際、前記ヒートスラグ３０１の一部はモールディング部３２０の外部に露出させ発光素子１００で発生された熱を容易に放出させ、リード３１０ａ、３１０ｂはモールディング部３２０の外部へ露出させ外部と電気的に連結するものである。
【００５８】
そして、光学レンズ２００は前記モールディング部３２０の上部に接着剤３５０でボンディングされている。
【００５９】
このように、発光素子は図１０のように、ヒートスラグ３０１のようなベース部材にボンディングすることができるが、このベース部材を導電性ラインが形成されたサブマウント基板として使用する場合は導電性ラインに発光素子をフリップチップ(Flip chip)でボンディングしたり、または前記ベース部材が反射用溝が形成されたサブマウント基板の場合は反射用溝に発光素子をボンディングするものである。
【００６０】
従って、前記光学レンズ２００を用いて発光パッケージ構造を具現する方法は多様である。
【００６１】
図１１の（ａ）ないし（ｄ）は本発明による光学レンズを用いた発光パッケージの発光分布図であって、図１２に示したように、光学レンズ２００の反射面２１０の傾斜角(α１)は側面発光特性を考慮して調節することができる。
【００６２】
この際、光学レンズ２００の反射面２１０の傾斜角(α１)はV溝の頂点２０１ａの垂直線上(Ｏ)から反射面２０１までの角度であり、この傾斜角による発光分布は４５°(図１１の（ａ）)で光出力が１００％になり、５５°(図１１の（ｂ）)で光出力は９８％であり、６５°(図１１の（ｃ）)で光出力は９３％であり、７５°(図１１の（ｄ）)で光出力は８１％である。
【００６３】
しかし、発光分布図から分かるように、傾斜角度が４５°から７５°に行くほど光はさらなる側面へ放出される。
【００６４】
結局、傾斜角度により側面発光分布及び発光効率は相関関係があり、最適の光分布を維持するために傾斜角度は２０°〜８０°が望ましい。
【００６５】
図１３は本発明の第２実施形態による光学レンズ及びそれを用いた発光素子パッケージを説明するための断面図であって、本発明の第２実施形態による光学レンズには発光素子１００の上部縁部から放出される光が反射面２１０から反射される経路を有するように、光を屈折させる縁部屈折面２２１が図７で説明した第１実施形態のレンズの下部屈折面２２０にさらに形成されている。
【００６６】
そして、前記縁部屈折面２２１は傾斜した下部屈折面２２０と垂直線上(Ｅ)に対称の傾斜面に形成されることもできる。
【００６７】
すなわち、この光学レンズの構造を具体的に説明すれば、レンズの上部には「Ｖ」状の円錐溝が形成されその円錐溝面を反射面に形成し、レンズの下部には図１３に示したように、下部が除去され形成された円筒形溝があり、その円筒形溝の内部に発光素子１００が位置され、前記円筒形溝の上部は「Ｗ」字状の屈曲が形成されている。 
【００６８】
従って、本発明の第２実施形態による光学レンズは大面積の光源に適用される時、発光素子の縁部から放出される光が下部屈折面２２０から屈折され反射面から反射される光路を外れる場合を対比したもので、縁部屈折面２２１は発光素子の縁部から放出される光を反射面から反射させられる経路に屈折させレンズの側面(Ｆ１、Ｆ２経路)に出射させる。
【００６９】
このような光学レンズは発光素子と光が放出される空気との屈折率差からもたらす光の屈折経路(光学的に密な媒質(屈折率が大きい物質)から疎な媒質(屈折率が小さい物質)に入射、または疎な媒質から密な媒質に入射される時の屈折経路)を用いてその形状を具現する設計変更は自由に行なえる。
【００７０】
そして、レンズが中心軸に対称の胴体よりなり、前記胴体は反射面と縁部屈折面を含んでいる。
【００７１】
この際、前記反射面が中心軸方向に傾斜した面よりなる場合、縁部屈折面２２１も中心軸方向に傾斜する面で形成するのが望ましく、縁部屈折面も発光素子の上部から放出される光が反射面から反射される経路を有するように屈折させる機能を行なうことによって、単独の構成を有するレンズも本発明の目的を達成することができる。
【００７２】
一方、図１３において下部屈折面２２０の幅(Ｗ１)を面発光する発光素子の幅(Ｗ２)より大きく設計することもできる。
【００７３】
そして、本発明の第２実施形態による発光素子のレンズは第１実施形態の発光素子のレンズに縁部屈折面がさらに存在する。
【００７４】
図１４は本発明の第２実施形態に係る光学レンズの屈折面の形状を説明するための図であって、下部屈折面及び縁部屈折面のそれぞれを図１４に示したように、凹んだ曲面で形成できるが、このような曲面も発光素子１００の上部に放出される光を屈折させて反射面２１０に至らせ、反射面２１０からレンズの側面へ光を反射させられる。
【００７５】
図１５の（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態による光学レンズの他の形状示した断面図であって、まず図１５の（ａ）のように外部屈折面２３０をレンズ外部に膨らんだ曲面で形成し、その外部屈折、面２３０の下部にロッキング溝２３１を形成すれば、レンズの組立を円滑を行なえる。
【００７６】
そして、図１５の（ｂ）のように外部屈折面２３０を曲面２３０ａと平面２３０ｂを組み合わせて形成することができる。
【００７７】
前述したように、本発明は従来の技術に比べてレンズの側面に出射される光量が増やせる。
【００７８】
図１６の（ａ）と（ｂ）は本発明に係る発光素子パッケージのベース部材に発光素子がボンディングされた状態を示した断面図であって、ベース部材３８０に青色光を放出する青色発光素子１０１ａと黄色光を放出する黄色発光素子１０１bよりなる素子をボンディングして白色光を側面発光させられる(図１６の（ａ）)。
【００７９】
そして、図１６の（ｂ）に示したように、前記ベース部材３８０に赤色光を放出する赤色発光素子１０２ａ、緑色光を放出する緑色発光素子１０２ｂと青色光を放出する青色発光素子１０２ｃよりなる素子をボンディングして白色光を側面発光させることができる(図１６の（ｂ）)。
【００８０】
一方、図面には示されていないが、白色光を放出する単一発光素子をベース部材３８０にボンディングして白色光を側面発光させることもできる。
【００８１】
図１７は本発明に係る発光素子パッケージのベース部材に複数個の発光素子がボンディングされた状態を示した平面図であって、図１７の点線３９０はレンズが存在する領域であり、このレンズが存在する領域の内部に発光パッケージのベース部材３８０が位置される。
【００８２】
このベース部材３８０の上部には複数個の発光素子１０３をボンディングすることによって、光出力を向上させられる。
【００８３】
ここで、複数個の発光素子１０３は白色発光素子と、赤色、青色、緑色発光素子と、青色、黄色発光素子のいずれか一つよりなっている。 
【００８４】
図１８は本発明に係る光学レンズを用いて発光素子が実装された基板の断面図であって、基板４００の上部に相互離隔された複数個の発光素子１００を導電性ボンディングし、この発光素子１００を包みながら本発明の光学レンズ２００をボンディングする。
【００８５】
このように発光素子１００を基板４００に直接ボンディングすれば、ディスプレイのバックライトユニットとして使用される時、ディスプレイパネルの厚さを減少させられる。
【００８６】
図１９は本発明に係る発光素子パッケージが実装された基板の断面図であって、光学レンズが装着された複数個の発光素子パッケージ５３０を基板４００の上部に相互離隔させて実装する。
【００８７】
前記複数個の発光素子パッケージ５３０が実装された基板４００はディスプレイのバックライトユニットとして使用されうるが、従来の技術と対比してディバータ(Diverter)とのホットスポット防止板が不要なことから、ディスプレイパネルの組立工程が単純になり、ホットスポット防止板のミスアラインメントを恐れなくても良く、側面発光効率に優れるため、ディスプレイの画質が向上される長所がある。
【００８８】
また、ホットスポット防止板の厚さほどディスプレイパネルが薄厚になるため、ディスプレイパネルの厚さを減少させられる。
【００８９】
前述したように光学レンズ及びそれを用いた発光素子パッケージはディスプレイのみならず、照明機器、電光板、車両用点滅器などこれを適用できる全産業機器に利用でき、記載された分野に限られない。
【００９０】
図２０は本発明に係るバックライトユニットの概略的な断面図であって、前述したような光学レンズを用いたバックライトユニットは、基板４００と、前記基板４００に実装され、光を放出する複数個の発光素子１００と、上部に形成されており前記発光素子１００それぞれの上部に放出された光を反射させる反射面と前記発光素子それぞれの上部に放出された光を屈折させて前記反射面に至らせる下部屈折面を有する光学レンズ２００と、前記光学レンズ２００の上部に置かれる拡散板５００を含んで構成される。
【００９１】
図２０のバックライトユニットは、前述した図１８の基板を用いたものであり、ここで図１９の基板を用いると、前記発光素子がボンディングされているベース部材と、前記発光素子と電気的に連結されている端子と、前記端子の一部を露出させ、前記発光素子とベース部材を包むモールディング部がさらに形成されていれば良い。すなわち、前記発光素子はモールディング部でパッケージングされたものであり、前記光学レンズは前記モールディング部の上部に接着されている。 
【００９２】
一方、前記拡散板５００の上部には液晶ディスプレイパネル６００が位置される。
【００９３】
本発明は具体的な例についてのみ詳述してきたが、本発明の技術思想の範囲内で多様な変形及び修正が可能なことは明らかであり、このような変形及び修正は特許請求の範囲に属することは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】従来の技術に係る側面光学レンズにおいて光の経路を示した図。
【図２】図１の発光ダイオードパッケージの概略的な斜視図。
【図３】従来の技術による発光ダイオードパッケージの発光分布図。
【図４】従来の技術による光学レンズにおいてホットスポット(Hot spot)が生成される原因の一つを説明するための図。
【図５】従来の技術による発光ダイオードパッケージが印刷回路基板に実装されている断面図。
【図６】従来の技術による発光ダイオードを液晶ディスプレイのバックライトユニット(Backlight Unit)として使用した概略的な断面図。
【図７】本発明の第１実施形態による光学レンズ及びそれを用いた発光素子を説明するための断面図。
【図８】本発明の第１実施形態による光学レンズの他の機能を説明するための図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態による光学レンズの多様な形態を示した断面図。
【図１０】本発明の第１実施形態による光学レンズを用いた発光パッケージの概略的な断面図。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る光学レンズを用いた発光パッケージの発光分布図。
【図１２】本発明に係る光学レンズの概略的な一部断面図。
【図１３】本発明の第２実施形態による光学レンズ及びそれを用いた発光素子を説明するための断面図。
【図１４】本発明の第２実施形態による光学レンズの屈折面の形状を説明するための図。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態による光学レンズの他の形状を示した断面図。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は本発明に係る発光素子パッケージのベース部材に発光素子がボンディングされた状態を示した断面図。
【図１７】本発明による発光素子パッケージのベース部材に複数個の発光素子がボンディングされた状態を示した平面図。
【図１８】本発明に係る光学レンズを用いて発光素子が実装された基板の断面図。
【図１９】本発明に係る発光素子パッケージが実装された基板の断面図。
【図２０】本発明に係るバックライトユニットの概略的な断面図。
【符号の説明】
【００９５】
１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０３…発光素子、２００…レンズ、２１０…反射面、２２０、２２１、２３０…屈折面、２５０…反射膜、２６０ａ…透過用物質膜、３０１…ヒートスラグ、３１０ａ、３１０ｂ…リード、３１１…ワイヤ、３２０、３２１…モールディング部、３３０…突出部、３５０…接着剤、３８０…ベース部材、４００…基板、５００…拡散板、６００…液晶ディスプレイパネル。
【図１】
2006309242.tif 000003
【図２】
2006309242.tif 000004
【図３】
2006309242.tif 000005
【図４】
2006309242.tif 000006
【図５】
2006309242.tif 000007
【図６】
2006309242.tif 000008
【図７】
2006309242.tif 000009
【図８】
2006309242.tif 000010
【図９】
2006309242.tif 000011
【図１０】
2006309242.tif 000012
【図１１】
2006309242.tif 000013
【図１２】
2006309242.tif 000014
【図１３】
2006309242.tif 000015
【図１４】
2006309242.tif 000016
【図１５】
2006309242.tif 000017
【図１６】
2006309242.tif 000018
【図１７】
2006309242.tif 000019
【図１８】
2006309242.tif 000020
【図１９】
2006309242.tif 000021
【図２０】
2006309242.tif 000022