(57)【要約】【課題】本発明は、発光ダイオードチップから発生した光を外部へ放出する発光ダイオードレンズ及びこれを備える発光ダイオードモジュールに関する。【解決手段】上記発光ダイオードレンズは発光ダイオードチップを内部に収容しながら 上記発光ダイオードチップからの光を外部へ放出する上側半球形状の基部;上記発光ダイオードチップの中心を通過しながら該発光面に垂直な仮想の平面に対して面対称で上記基部上端の両側に配され上記基部上端から遠ざかる方向へ上向き延長され、上記発光ダイオードチップから発生した光を上記延長される方向へ反射するよう構成された一対の反射面;及び、上記反射面から反射した光を外部へ放出するよう上記反射面の外側に各々配された一対の放出面を含む。 上記レンズにより光量を両方向へ集中させられる。【選択図】図５
2006121033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードチップから発生した光を外部へ放出する発光ダイオードレンズであって、
上記発光ダイオードチップを内部に収容し、かつ上記発光ダイオードチップからの光を外部へ放出する上側半球形状の基部と、
上記発光ダイオードチップの中心を通過し、かつその発光面に垂直な仮想の平面に対して面対称で上記基部上端の両側に上記基部上端から遠ざかる方向へ上向き延長されて配され、上記発光ダイオードチップから発生した光を上記延長される方向へ反射するように構成された一対の反射面と、
上記反射面から反射した光を外部へ放出するように上記反射面の外側に各々配された一対の放出面と、
を備える両極性側面放出型発光ダイオードレンズ。
【請求項２】
上記反射面、上記放出面、及び上記基部上端間に形成された略三角形の側面をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の両極性側面放出型発光ダイオードレンズ。
【請求項３】
上記反射面は、上端が下方へ湾曲されることを特徴とする請求項１に記載の両極性側面放出型発光ダイオードレンズ。
【請求項４】
上記反射面は、上端が上方へ湾曲されることを特徴とする請求項１に記載の両極性側面放出型発光ダイオードレンズ。
【請求項５】
上記反射面は、上端が平坦なことを特徴とする請求項１に記載の両極性側面放出型発光ダイオードレンズ。
【請求項６】
上記反射面は、上記基部上端から外側へ延長されながら幅が広くなることを特徴とする請求項１に記載の両極性側面放出型発光ダイオードレンズ。
【請求項７】
上記基部の下端には、一定の曲率を有する略半球形空間が下方に開放されて形成されることを特徴とする請求項１に記載の両極性側面放出型発光ダイオードレンズ。
【請求項８】
発光ダイオードチップと、
上記発光ダイオードチップが装着された基板と、
上記発光ダイオードチップを外部電源と連結する電源連結部と、
上記発光ダイオードチップを外部から密封し、かつ上記発光ダイオードチップから発生した光を外部へ放出する請求項１ないし６のいずれかに記載のレンズと、
を備える発光ダイオードモジュール。
【請求項９】
上記基部の下端には、一定の曲率を有する略半球形空間が下方に開放されて形成されることを特徴とする請求項８に記載の両極性側面放出型発光ダイオードモジュール。
【請求項１０】
上記基部の空間と合致する曲率を有し、上記発光ダイオードチップを内部に収容しながら上記発光ダイオードチップと一体に結合された密封部をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の両極性側面放出型発光ダイオードモジュール。
【請求項１１】
上記密封部は、１．４５ないし１．６５の屈折率を有するポリマーであることを特徴とする請求項１０に記載の両極性側面放出型発光ダイオードモジュール。
【請求項１２】
上記密封部には、２．２ないし３．５の屈折率を有する物質のナノ粒子が上記ポリマー内に均一に分散されることを特徴とする請求項１１に記載の両極性側面放出型発光ダイオードモジュール。
【請求項１３】
上記レンズは、上記密封部と別体であることを特徴とする請求項９に記載の両極性側面放出型発光ダイオードモジュール。
【請求項１４】
上記レンズの内部に配され、上記発光ダイオードチップを内部に収容しながら上記発光ダイオードチップと一体に結合された密封部をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の両極性側面放出型発光ダイオードモジュール。
【請求項１５】
上記密封部は、１．４５ないし１．６５の屈折率を有するポリマーであることを特徴とする請求項１４に記載の両極性側面放出型発光ダイオードモジュール。
【請求項１６】
上記密封部には、２．２ないし３．５の屈折率を有する物質のナノ粒子が上記ポリマー内に均一に分散されることを特徴とする請求項１５に記載の両極性側面放出型発光ダイオードモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードに関する。特に本発明は、両方向へ光量を集中させ得るように構成された両極性発光ダイオードレンズ及びこれを備える発光ダイオードモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器産業の発展につれて、液晶表示装置(LCD: Liquid Crystal Display)が次世代ディスプレイ装置として注目されている。上記LCDは自ら光を発生させないので、通常LCDパネルの背面に光を発生させるバックライト(backlight)モジュールを備える。
【０００３】
図１は、LCDバックライトモジュールに使用される従来の技術の側面放出型発光ダイオード(LED: Light Emitting Diode)レンズの一例として特許文献１に開示された発光ダイオードレンズを示す断面図である。
【０００４】
図１によると、上記文献に開示された発光ダイオードレンズ(１０)は、反射面(I)及び屈折面(H)を有する上部と屈折面(１５６)を有する下部とに区分される。また、立体的に見れば光軸(４３)を中心に対称形状を有する。
【０００５】
この発光ダイオードレンズにおいて、焦点(F)から放出された光は、反射面(I)によって反射され屈折面(H)を通して外部へ放出されるか、直接屈折面(１５６)を通して外部へ放出される。
【０００６】
しかし、上記従来の技術の発光ダイオードレンズ(１０)は次のような問題を抱えている。先ず、図２に示すように、複数の発光ダイオードレンズ(１０K、１０L、１０M、１０N…)を備える発光ダイオードアレイにおいて、一つの発光ダイオードレンズ(１０L)が図２のような光放出パターン(LP１０)を有する際、光の一部が隣接した発光ダイオードレンズ(１０K、１０M)に直接当たることにより、遮断される遮断領域(BA１０)が生じる。この遮断領域(BA１０)は、上記発光ダイオードレンズ(１０L)から放出される光に損失を与える。即ち、この遮断領域(BA１０)により損失される光量分だけ発光ダイオードの数を増加させなければならないので、LCDバックライトモジュールの小型化がその分だけ困難になる。
【０００７】
上記従来の技術の発光ダイオードレンズ(１０)が直面する他問題点について図３を参照しながら説明する。図３に示すように、高出力発光ダイオードの電流密度を下げて発光効率を向上させるために、通常の発光ダイオードチップ(２)に比して大きさが増大した発光ダイオードチップ(２a)の適用が必要な場合がある。しかし、該発光ダイオードチップ(２a)の縁端から発生した光(L２)は、全反射条件を外れるようになり、よって反射面(I)から反射せず上方へ放出された。これは全体のLCDバックライトモジュールの色均一度を劣らせ好ましくない。このことを解消するためには発光ダイオードレンズ(１０)の大きさもやはり増加させるべきであるが、そうすると全体のLCDバックライトモジュールの厚さも増加するので好ましくない。
【特許文献１】米国特許第６６７９６２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は先述した従来の技術の問題を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、発光ダイオードチップから発生する光量を主に両方向へ集中させ放出することにより複数の発光ダイオードレンズを備える発光ダイオードアレイにおいて隣接した発光ダイオードレンズ間に遮断領域が発生することを防止し得る発光ダイオードレンズ及びがレンズを備える発光ダイオードモジュールを提供することである。
【０００９】
本発明の異なる目的は、発光ダイオードチップから発生する光量を主に両方向へ集中して放出することにより、集中放出方向に対して略垂直方向へ発光ダイオードチップの大きさを増加させ、高出力条件において電流密度を下げ、それに応じて発光効率を向上させられる発光ダイオードレンズ及びがレンズを含む発光ダイオードモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
先述した本発明の目的を成し遂げるために本発明は発光ダイオードチップを内部に収容しながら上記発光ダイオードチップからの光を外部へ放出する上側半球形状の基部;上記発光ダイオードチップの中心を通過しながら該発光面に垂直な仮想の平面に対して面対称で上記基部上端の両側に配され上記基部上端から遠ざかる方向へ上向き延長され、上記発光ダイオードチップから発生した光を上記延長される方向へ反射するよう構成された一対の反射面;及び、上記反射面から反射した光を外部へ放出するよう上記反射面の外側に各々配された一対の放出面を含む両極性側面放出型発光ダイオードレンズを提供することを特徴とする。
【００１１】
本発明の発光ダイオードレンズにおいて、上記反射面と上記放出面及び上記基部上端間に形成された略三角形の側面をさらに含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の発光ダイオードレンズにおいて、上記反射面は上端が下方または上方へ湾曲するか平坦であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の発光ダイオードレンズにおいて、上記反射面は上記基部上端から 外側へ延長されながら幅が広くなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の発光ダイオードレンズにおいて、上記基部の下端には一定の曲率を有する略半球形空間が下方に開放され形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は発光ダイオードチップ; 上記発光ダイオードチップが装着された基板; 上記発光ダイオードチップを外部電源と連結する電源連結部;及び、上記発光ダイオードチップを外部から密封しながら上記発光ダイオードチップから発生した光を外部へ放出するための先述した発光ダイオードレンズを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の発光ダイオードモジュールにおいて、上記基部の下端には一定の曲率を有する略半球形空間が下方に開放され形成されることを特徴とする。
本発明の発光ダイオードモジュールは上記基部の空間と合致する曲率を有し上記発光ダイオードチップを内部に収容しながら上記発光ダイオードチップと一体で結合した密封部をさらに含むことを特徴とする。
【００１７】
または、本発明の発光ダイオードモジュールは上記レンズの内部に配され、上記発光ダイオードチップを内部に収容しながら上記発光ダイオードチップと一体に結合された密封部をさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明の発光ダイオードモジュールにおいて、上記密封部は１．４５ないし１．６５の屈折率を有するポリマーであることを特徴とする。
【００１９】
本発明の発光ダイオードモジュールにおいて、上記密封部には２．２ないし３．５の屈折率を有する物質のナノ粒子が上記ポリマー内に均一に分散されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
先述したように、本発明の発光ダイオードレンズ及びがレンズを備える発光ダイオードモジュールは発光ダイオードチップから発生する光量を主に両方向へ集中させ放出することにより複数の発光ダイオードレンズを具備した発光ダイオードアレイにおいて隣接した発光ダイオードレンズ間に遮断領域が生じることを防止できる。
【００２１】
また、本発明の発光ダイオードレンズ及びがレンズを備える発光ダイオードモジュールは発光ダイオードチップから発生する光量を主に両方向へ集中させ放出することにより集中放出方向に略垂直な方向へ発光ダイオードチップの大きさを増加させ高出力条件において電流密度を低くし、それにより発光効率を向上させられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましき実施例について添付の図を参照しながらより詳しく説明する。
【００２３】
図４は本発明の好ましき第１実施例による発光ダイオードレンズの斜視図で、図５は図４の発光ダイオードレンズの他方向から見た斜視図で、図６は図４の発光ダイオードレンズの平面図で、図７は図４の発光ダイオードレンズの正面図で、図８は図４の発光ダイオードレンズの側面図である。
【００２４】
図４ないし図８によると、本発明の発光ダイオードレンズ(１００)は全体的に透明な物質から成る単一体として、略上半球形態の基部(１０２)及び上記基部(１０２)の上端両側に突出した一対の翼(１０４)を含む。
【００２５】
上記基部(１０２)は発光ダイオードチップ(C)を内部に収容しながら 上記発光ダイオードチップ(C)から到達した光を外部へ放出するよう略半球形状を有する。上記翼(１０４)は上記発光ダイオードチップ(C)または基部(１０２)の中心を通過して上記発光ダイオードチップ(C)の発光面または上面と垂直に交差する垂直の仮想の平面(１１２)に対して面対称形状を有する。この際、該仮想の平面(１１２)の通常基部(１０２)の底面と垂直に交差するようになる。また、各々の翼(１０４)は上記発光ダイオードチップ(C)から到達した光を上記仮想の平面(１１２)に対して略垂直方向の外側へ反射するよう上記基部(１０２)の上端に配される反射面(１０６)、上記反射面(１０６)から反射した光を外部へ放出するよう上記反射面(１０６)の外側に配された放出面(１０８)及び上記反射面(１０６)と放出面(１０８)間に形成された側面(１１０)を備える。
【００２６】
反射面(１０６)は下端が基部(１０２)の上端に連結され円弧形態の断面で延長され上端へ向かうほど幅が広くなる形状である。放出面(１０８)は下端が基部(１０２)の上端に連結され円弧形態の断面で延長され上端へ向かうほど幅が広くなり、上端が上記反射面(１０６)の上端と連結される。この際、これら反射面(１０６)と放出面(１０８)の上端、即ち翼(１０４)の上端は図８から明らかなようにやや下方へ窪んだ形態である。一方、側面(１１０)は下端が基部(１０２)の上端に連結され反射面(１０６)と放出面(１０８)間で上方へ延長されながら幅が狭くなり略三角型形態である。
【００２７】
上記発光ダイオードレンズ(１００)において、基部(１０２)は発光ダイオードチップ(C)から直接到達した光を殆ど屈折させ外部へ放出し翼(１０４)は反射面(１０６)が発光ダイオードチップ(C)から到達した光を殆ど放出面(１０８)側へ反射し放出面(１０８)が反射した光を殆ど屈折させ外部へ放出する。したがって、発光ダイオードチップ(C)から発生した光は一部は基部(１０２)の円周方向へ拡散し一部は翼(１０４)により垂直の仮想の平面(１１２)の両面に略垂直方向へ拡散する。
【００２８】
かかる光の反射及び屈折による放出を図９ないし図１１を参照しながらより詳しく説明する。これらの図において、図９は図４のIX-IX線に沿って切断した発光ダイオードレンズ断面での反射及び屈折を説明する図で、図１０は発光ダイオードレンズ翼での反射及び屈折を説明するための斜視図で、図１１は図１０の発光ダイオードレンズの平面図である。
【００２９】
発光ダイオードが動作する際、発光ダイオードレンズ(１００)内の発光ダイオードチップから発生する光の経路を説明するにあたって、便宜上発光ダイオードチップは点光源であり全ての光は焦点(F)から発生するものと仮定する。
【００３０】
先ず、図９によると、発光ダイオードレンズ(１００)内の焦点(F)から発生した一団の光線(L１)は基部(１０２)の外面を通して外部へ放出され、垂直の仮想の平面(１１２)に対して予め定められた角度(θ)内にある残りの光線(L２)は反射面(１０６)から反射し放出面(１０８)を通して外部へ放出される。かかる屈折と反射により全体の光放出パターンはほぼ図の水平方向へ形成される。
【００３１】
図１０によると、焦点(F)から発生した一団の光(L３)は右側反射面(１０６)上の同一高さの線(H１１)上から反射した後、右側放出面(１０８)の同一高さの線(H１２)を通して外部へ放出されることがわかる。また、他方の一団の光(L４)は左側反射面(１０６)上の同一高さの線(H２１)上から反射した後、左側放出面(１０８)の同一高さの線(H２２)を通して外部へ放出される。
【００３２】
これを平面図で示すと、図１１のように、垂直の仮想の平面(１１２)に垂直な軸線(１１４)側へ光(L２)らが集まることが分かる。即ち、焦点(F)から多様な角度で放出した光らは一端反射面(１０６)に当たると大体軸線(１１４)側の両方向へ集まり両極性光放出パターンを形成する。
【００３３】
結果として、翼(１０２)は焦点(F)から予め定められた角度範囲で上向き放出した光(L２)らを軸線(１１４)側の両方向へ集中させることにより上記軸線(１１４)と交差する方向へは光(L２)の進行を遮断または少なくとも最少化させることが分かる。
【００３４】
一方、たとえ図示はしなくても翼(１０４)側に向かう光の一部は反射面(１０６)でない側面(１１０)に先ず当たる。この場合、基部(１０２)に隣接した部分に当たった光は側面(１１０)、即ち軸線(１１４)側へ屈折し放出される。また、放出面(１０８)に隣接した部分に当たった光は反射面(１０６)側へ反射して再び反射してから放出面(１０８)を通して外部へ放出されるか直接放出面(１０８)側へ反射し外部へ放出される。したがって、側面(１１０)に当たった光もやはり軸線(１１４)側へ方向が転換されることが分かる。
【００３５】
かかる基部(１０２)と翼(１０４)により屈折及び反射/屈折する光が形成する光放出パターンを説明すると図１２のようである。図１２に平面図で示したように、基部(１０２)を通過しながら殆ど屈折した光は基部から均一に拡散しながら円形の光放出パターン(LP１)を形成する。一方、翼(１０４)により反射/屈折した光は仮想の平面(１１２)に直角となる軸線(１１４)方向へ集まり両極性の光放出パターン(LP２)を形成する。
【００３６】
したがって、発光ダイオードチップ(C)から発生した光は軸線(１１４) 側へはその密度が高く、軸線(１１４)と交差する仮想の平面(１０２)方向へは密度が低くなり、先述したように両極性光放出パターン(LP２)を形成する。
【００３７】
図１３は本発明の第１実施例による発光ダイオードレンズの第１変形の側面図である。図１３によると、上記発光ダイオードレンズ(２００)は反射面(２０６)が膨らんでいることを除けば先述した第１実施例の発光ダイオードレンズ(１００)と実質的に同一である。
【００３８】
反射面(２０６)をこのように形成すると、図１０と図１１のような反射面(２０６)から反射する光が第１実施例の発光ダイオードレンズ(１００)に比して軸線(１１４) 側へより集まる。したがって、軸線(１１４)に沿ってより長い形態の光放出パターンが得られる。
【００３９】
図１４は本発明の第１実施例による発光ダイオードレンズの第２変形の側面図である。図１４によると、上記発光ダイオードレンズ(３００)は反射面(３０６)の上端が実質的に平坦なことを除けば先述した発光ダイオードレンズ(１００、２００)と実質的に同一である。
【００４０】
反射面(３０６)をこのように形成すると、図１０と図１１のような反射面(３０６)から反射する光が第１実施例の発光ダイオードレンズ(１００)に比して軸線側へより集まるが図１３の発光ダイオードレンズ(２００)には至らなくなる。したがって、軸線(１１４)に沿って得られる光放出パターンは上記発光ダイオードレンズ(１００、２００)間の中間形態で得られる。
【００４１】
一方、本発明の発光ダイオードレンズ(１００、２００、３００)はこれと異なる翼の構成を有することができる。例えば、上記翼は反射面と放出面及びその間の側面で構成されるが、反射面または放出面の両側縁端が適切に湾曲し放出面または反射面と直接連結されても本発明の目的を成し遂げることができる。
【００４２】
このような構成を有する発光ダイオードレンズ(１００、２００、３００)を用いて本発明の発光ダイオードモジュールを具現することができる。本発明の発光ダイオードモジュールは(図５に点線で表示したように)上記発光ダイオードレンズ(１００、２００、３００)内に収容された発光ダイオードチップ(C)、この発光ダイオードチップ(C)から発生した光を上向き誘導するための反射鏡、これらが装着された基板(S)及び発光ダイオードチップを外部電源と電気的に連結するための電源連結部(W)を含む。
【００４３】
また、上記レンズ(１００、２００、３００)の内部において上記発光ダイオードチップを密封する予め定められた曲率の密封部をさらに含むことができる。上記密封部はレンズ(１００、２００、３００)と類似する屈折率、好ましくは同一な屈折率を有する。
【００４４】
上記密封部の構成物質にはシリコンを使用することができる。これと異なり、１．４５ないし１．６５の間の屈折率を有するポリマー基材を使用でき、さらに高い屈折率を有する物質のナノ粒子を均一に分散させることができる。この際、適切な物質としてはTiO２、ZrO２などが挙げられ、これらの屈折率は各々３．１及び２．２である。このような物質をポリマー基材に添加すると全体の密封部の屈折率は１．７ないし２．５まで変化させることができる。このように密封部の屈折率を上げると、密封部の屈折率が低い場合発光ダイオードチップから発生した光が密封部により反射され光抽出効率(light extraction efficiency)を減少させることを防止できる。また、密封部の素材としてはポリマー鎖(polymer chain)に高屈折率特性を有する無機物基を結合して使用できる。
【００４５】
図１５は本発明の第２実施例による発光ダイオードモジュールの断面図である。図１５に示した発光ダイオードモジュールは半球型密封部を有する発光ダイオード(１２０)とこの発光ダイオード(１２０)の上部を収容する本発明の第２実施例による発光ダイオードレンズ(１００A)を含む。上記発光ダイオードレンズ(１００A)は半球型空間(１０２b)が形成された基部(１０２a)及び第１実施例の発光ダイオードレンズ(１００)のものと同一な構造の翼(１０４)を備える。したがって、上記発光ダイオードレンズ(１００A)は半球型空間(１０２b)を除けば先述した発光ダイオードレンズ(１００)と実質的に同一な構造を有する。
【００４６】
一方、上記発光ダイオード(１２０)は内部の発光ダイオードチップ(１２２)を密封する透明密封部のみを示すもので、上記透明密封部は基部(１０２a)、即ちレンズ(１００A)と類似する屈折率、好ましくは同一な屈折率を有する。図示はしないが、発光ダイオード(１２０)は発光ダイオードチップ(１２２)から発生した光を上向き誘導するための反射鏡、これらが装着された基板及び発光ダイオードチップ(１２２)を外部電源と電気的に連結するための電源連結部を含む。
【００４７】
上記密封部の構成物質としてはシリコンを使用できる。一般的には１．４５ないし１．６５の間の屈折率を有するポリマー基材を使用でき、さらに高い屈折率を有する物質のナノ粒子を均一に分散させられる。この際、適切な物質としては第１実施例の発光ダイオードモジュールにおいて先述したとおりである。 また、密封部の素材としてはポリマー鎖に高屈折率特性を有する無機物基を結合して使用できる。
【００４８】
このような発光ダイオードモジュールに使用される発光ダイオードレンズ(１００A)は内部空間(１０２b)を除いた構成が先述した発光ダイオードレンズ(１００)と同一するので、上のような発光ダイオードと結合すると先述したものと同一な機能及び効果が得られる。したがって、上記発光ダイオードレンズ(１００A)は通常の発光ダイオードにカバーとして被せ使用しても本発明の効果を奏するとの利点を有する。また、上記発光ダイオードレンズ(１００A)は発光ダイオードと別体に作製され選択的には分離可能に構成されるのでその適用が便利である。
【００４９】
一方、本実施例の発光ダイオードレンズ(１００A)は図１３または図１４の形態に変形して通常の発光ダイオードにカバーとして被せ使用することができる。また、本実施例の発光ダイオードレンズ(１００A)はこれと異なる翼の構成を有することができる。例えば、上記翼は反射面と放出面及びその間の側面で構成したが、反射面または放出面の両側縁端が適切に湾曲され放出面または反射面と直接連結されても本発明の目的を成し遂げることができる。
【００５０】
図１６は本発明の発光ダイオードレンズを複数個装着した発光ダイオードアレイの平面図である。図１６から分かる本発明の利点について先行する図１２と共に説明する。
【００５１】
複数の本発明の発光ダイオードレンズ(１００K、１００L、１００M、１００N…)を一定のパターンで発光ダイオードアレイに装着して使用する。これらの中から、いずれかの発光ダイオードレンズ(１００L)は略楕円形の光放出パターン(LP１００)を有するが、これは軸線(１１４)に沿って延長された形態として、図１２の各々の光放出パターン(LP１、LP２)を結合したものである。
【００５２】
このような光放出パターン(LP１００)において、一部の光は隣接した発光ダイオードレンズ(１００M、１００K)に直接当たることにより、これらにより遮断される遮断領域(BA１００)が生じる。しかし、先述したように光放出パターン(LP１００)は軸線(１１４)に沿って延長される形態であるため、隣接した発光ダイオードレンズ(１００M、１００K)側へ進行する光量は図２に示した従来の技術による発光ダイオードレンズ(１０)に比して減少する。したがって、遮断領域(BA１００)による光損失は図２の従来の技術における遮断領域(BA１０)に比して大きく減少し全体の発光ダイオードアレイの効率を向上させられる。
【００５３】
こうすると、このような一つの発光ダイオードアレイと対向した異なる発光ダイオードアレイ側へ放出される光量を増加させられるので、これら同士の距離を増加させても全体の光量は減少しない。その結果、LCDバックライトモジュールに使用される発光ダイオードの数を減らせ、それに応じてLCDバックライトモジュールを小型化することができる。
【００５４】
図１７は発光ダイオードチップの大きさを増加させる際の状態を説明する本発明の発光ダイオードレンズの断面図及び平面図である。 図１７から分かる本発明の利点について先行する図３を共に説明する。
高出力発光ダイオードの場合、電流密度を下げ発光効率を向上させるために通常の発光ダイオードチップに比して大きさが増大した発光ダイオードチップの適用が必要な場合がある。
【００５５】
従来の技術の場合にはレンズの大きさを如何なる方向へ増大させても発光ダイオードチップ(２a)の増大した縁端から発生した光(L２)は全反射条件から外れることになり、そうして反射面(I)から反射せず上方へ放出されていた。
【００５６】
しかし、本発明の発光ダイオードレンズ(１００)の場合には発光ダイオードチップ(C２)を垂直平面(１１２)方向へ延長させると従来の技術における問題が発生しない。即ち、垂直平面(１１２)方向へ延長させても(点線で表示)延長部分は反射面(１０６)間の境界線に対して同一な条件となるので、延長部分から発生した光が全反射条件を外れ上方へ放出される確立が延長前に比して増加しない。したがって、本発明の発光ダイオードレンズ(１００)を使用すれば、高出力発光ダイオードにおいて発光ダイオードチップ(C２)の大きさを増大させ電流密度を低くし発光効率を向上させながらも発光ダイオードレンズ(１００)の大きさの増加及びそれによるLCDバックライトモジュールの厚さの増加を防止することができる。
【００５７】
上記においては本発明の好ましき実施例を参照しながら説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内において本発明を多様に修正及び変更できることに想到するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来の技術の発光ダイオードレンズを示す断面図である。
【図２】従来の技術の発光ダイオードレンズの欠点を説明するための発光ダイオードアレイの平面図である。
【図３】従来の技術の発光ダイオードレンズの欠点を説明するための発光ダイオードレンズの断面図及び平面図である。
【図４】本発明の第１実施例による発光ダイオードレンズの斜視図である。
【図５】図４の発光ダイオードレンズの他方向から見た斜視図である。
【図６】図４の発光ダイオードレンズの平面図である。
【図７】図４の発光ダイオードレンズの正面図である。
【図８】図４の発光ダイオードレンズの側面図である。
【図９】図４のIX-IX線に沿って切断した発光ダイオードレンズ断面での反射及び屈折を説明する図である。
【図１０】発光ダイオードレンズ翼での反射及び屈折を説明するための斜視図である。
【図１１】図１０の発光ダイオードレンズの平面図である。
【図１２】本発明の発光ダイオードレンズにより得られる光放出パターンを示す平面図である。
【図１３】本発明の第１実施例による発光ダイオードレンズの第１変形の側面図である。
【図１４】本発明の第１実施例による発光ダイオードレンズの第２変形の側面図である。
【図１５】本発明の第２実施例による発光ダイオードモジュールの断面図である。
【図１６】本発明の発光ダイオードレンズを複数個装着した発光ダイオードアレイの平面図である。
【図１７】発光ダイオードチップの大きさを増加させる際の状態を説明する本発明の発光ダイオードレンズの断面図及び平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１００、１００A、２００、３００  LED レンズ
１０２、１０２a、２０２、３０２  基部
１０４、２０４、３０４  翼
１０６、２０６、３０６  反射面
１０８、２０８、３０８  放出面
１１０、２１０、３１０  側面
１１２、２１２、３１２  垂直の仮想の平面
１１４  軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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