JP2006114863A - 発光ダイオード及びそのレンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 屈折率がnである物質からなり、底面、前記底面から延長された第1周辺曲面、前記第1周辺曲面から延長された次中央曲面、及び前記次中央曲面から延長された最中央曲面を有し、前記底面の中央には発光ダイオードチップを収容するためのチップ溝が形成されている発光ダイオード用レンズであって、前記底面の中心から前記次中央曲面の任意の地点までの距離が、常に前記次中央曲面の前記任意の地点の曲率半径より短く、前記最中央曲面の任意の地点での接線であって前記発光ダイオード用レンズの中心軸と交差する接線が前記発光ダイオード用レンズの中心軸となす角のうちの内角をA1とし、前記チップ溝の中心及び前記最中央曲面の前記任意の地点を連結する直線が前記発光ダイオード用レンズの中心軸となす鋭角をA2とする時、A1+A2<90+sin-1(1/n)を満たす、発光ダイオード用レンズを提供する。
【選択図】 図11
Description
液晶表示装置用の人工光源であるバックライト装置は、光源として、CCFL(cold cathode fluorescent lamp)やEEFL(external electrode fluorescent lamp)などのようないくつかの蛍光ランプや、複数の発光ダイオードを使用する。
発明2は、前記発明1において、前記底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、前記底面の中心から前記第2中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第2中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする発光ダイオード用レンズを提供する。
発明7は、前記発明6において、前記最中央曲面の任意の地点での接線が前記発光ダイオード用レンズの中心軸となす角のうち内角をA1とし、前記底面の中心及び前記最中央曲面の前記任意の地点を連結する直線が前記発光ダイオード用レンズの中心軸となす鋭角をA2とすると、A1+A2<90+sin-1(1/n)を満たすことを特徴とする発光ダイオード用レンズを提供する。
発明8は、前記発明6において、前記底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び前記第2周辺曲面から延長された中央曲面からなり、前記底面の中心から前記中央曲面の任意の地点までの距離は、前記中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする発光ダイオード用レンズを提供する。
前記課題を解決するために、本発明12は、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された第1中央曲面と、を有する第1レンズと、前記第1レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、前記発光チップの表面の任意の地点から前記第1中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第1中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明13は、前記発明12において、前記第1レンズの底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、前記発光チップ表面の任意の地点から前記第2中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第2中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明15は、前記発明14において、前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第3周辺曲面と、前記第3周辺曲面から延長された第3中央曲面と、を有し、前記発光チップ表面の任意の地点から前記第3中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第3中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明21は、前記発明20において、前記第1最中央曲面の任意の地点での接線が前記第1レンズの中心軸となす角のうち内角をA1とし、前記発光チップの表面の中心及び前記第1最中央曲面の前記任意の地点を連結する直線が前記第1レンズの中心軸となす鋭角をA2とすると、A1+A2<90+sin-1(1/n)を満たすことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明22は、前記発明20において、前記第1レンズの底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び前記第2周辺曲面から延長された第1中央曲面からなり、前記発光チップ表面の任意の地点から前記第1中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第1中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明24は、前記発明23において、前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第3周辺曲面と、前記第3周辺曲面から延長された第2中央曲面と、を有し、前記発光チップ表面の任意の地点から前記第2中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第2中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
また、前記課題を解決するために、本発明30は、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された第1中央曲面を有するレンズと、前記レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、前記第1中央曲面及び前記第1周辺曲面のうちの少なくとも一部には凹凸が形成されており、前記発光チップ表面の任意の地点から前記第1中央曲面の輪郭面における任意の地点までの距離は、前記第1中央曲面の輪郭面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明31は、前記発明30において、前記レンズの底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、前記発光チップ表面の任意の地点から前記第2中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第2中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明33は、前記発明32において、前記内側レンズは、底面と、前記底面から延長された周辺曲面と、前記周辺曲面から延長された中央曲面と、を有し、前記発光チップ表面の任意の地点から前記中央曲面の任意の地点までの距離は、前記中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
また、前記課題を解決するために、本発明35は、屈折率がnである物質からなり、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された次中央曲面と、前記次中央曲面から延長された最中央曲面と、を有するレンズと、前記レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、前記最中央曲面、前記次中央曲面、及び前記第1周辺曲面のうちの少なくとも一部には凹凸が形成されており、前記発光チップの表面の任意の地点から前記次中央曲面の内部の輪郭面における任意の地点までの距離は、前記次中央曲面の輪郭面の前記任意の地点の曲率半径より短く、前記最中央曲面は、前記発光ダイオード用レンズの中心軸に対して対称に形成され、前記次中央曲面と逆側に凸であることを特徴とする、発光ダイオードを提供する。
発明36は、前記発明35において、前記最中央曲面の任意の地点での接線が前記レンズの中心軸となす角のうち内角をA1とし、前記発光チップ表面の中心及び前記最中央曲面の前記任意の地点を連結する直線が前記レンズの中心軸となす鋭角をA2とすると、A1+A2<90+sin-1(1/n)を満たすことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明37は、前記発明35において、前記レンズの底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び前記第2周辺曲面から延長された中央曲面からなり、前記発光チップ表面の任意の地点から前記中央曲面の任意の地点までの距離は、常に前記中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明39は、前記発明38において、前記内側レンズは、底面と、前記底面から延長された周辺曲面と、前記周辺曲面から延長された中央曲面と、を有し、前記発光チップ表面の任意の地点から前記中央曲面の任意の地点までの距離は、前記中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
また、前記課題を解決するために、本発明42は、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された第1中央曲面と、を有するレンズにおいて、前記底面の中心から前記第1中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記レンズの第1中央曲面の前記任意の地点における法線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも大きいことを特徴とする、発光ダイオード用レンズを提供する。
発明43は、前記発明42において、前記底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、前記底面の中心から前記第2中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第2中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする発光ダイオード用レンズを提供する。
発明46は、前記発明44において、前記底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2周辺曲面から延長された中央曲面からなり、前記底面の中心から前記中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする発光ダイオード用レンズを提供する。
発明48は、前記発明47において、前記第1レンズの底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、前記底面の中心から前記第2中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第2中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明50は、前記発明49において、前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第3周辺曲面と、前記第3周辺曲面から延長された第3中央曲面と、を有し、前記第2レンズの底面の中心から前記第3中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第3中央曲面の前記任意の地点での法線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも大きいことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明57は、前記発明1において、前記第1レンズの底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び前記第2周辺曲面から延長された第1中央曲面からなり、前記第1レンズの底面の中心から前記第1中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記第1レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第1中央曲面の前記任意の地点における法線が前記第1レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明59は、前記発明58において、前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第3周辺曲面と、前記第3周辺曲面から延長された第2中央曲面と、を有し、前記第2レンズの底面の中心から前記第2中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第2中央曲面の前記任意の地点における法線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも大きいことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
また、前記課題を解決するために、本発明65は、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された第1中央曲面と、を有するレンズと、前記レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、前記第1中央曲面及び前記第1周辺曲面のうちの少なくとも一部には凹凸が形成されており、前記底面の中心から前記第1中央曲面の輪郭面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記レンズの第1中央曲面の輪郭面の前記任意の地点における法線が前記レンズの中心軸となす角よりも大きいことを特徴とする、発光ダイオードを提供する。
発明66は、前記発明65において、前記レンズの底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、前記底面の中心から前記第2中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第2中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角よりも小さいことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明68は、前記発明67において、前記内側レンズは、底面と、前記底面から延長された周辺曲面と、前記周辺曲面から延長された中央曲面と、を有し、前記内側レンズの底面の中心から前記内側レンズの中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記内側レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記内側レンズの中央曲面の前記任意の地点における法線が前記内側レンズの中心軸となす角よりも大きいことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
また、前記課題を解決するために、本発明70は、屈折率がnである物質からなり、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された次中央曲面と、前記次中央曲面から延長された最中央曲面と、を有するレンズと、前記レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、前記次中央曲面、前記最中央曲面及び前記第1周辺曲面のうちの少なくとも一部には凹凸が形成されており、前記底面の中心から前記次中央曲面の輪郭面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記レンズの次中央曲面の輪郭面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角よりも大きく、前記最中央曲面は、前記レンズの中心軸に対して対称に形成され、前記次中央曲面と逆側に凸であることを特徴とする、発光ダイオードを提供する。
発明71は前記発明70において、前記最中央曲面の任意の地点での接線が前記レンズの中心軸となす角のうちの内角をA1とし、前記発光チップ表面の中心及び前記最中央曲面の前記任意の地点を連結する直線が前記レンズの中心軸となす鋭角をA2とすると、A1+A2<90+sin-1(1/n)を満たすことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明72は、前記発明70において、前記レンズの底面の中央に空洞が形成されており、前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び前記第2周辺曲面から延長された中央曲面からなり、前記底面の中心から前記中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角よりも小さいことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
発明74は、前記発明73において、前記内側レンズは、底面と、前記底面から延長された周辺曲面と、前記周辺曲面から延長された中央曲面と、を有し、前記内側レンズの底面中心から前記内側レンズの中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記内側レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記内側レンズの中央曲面の前記任意の地点での法線が前記内側レンズの中心軸となす角よりも大きいことを特徴とする発光ダイオードを提供する。
図面では、複数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体を通じて類似した部分については、同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、基板、板などの部分が他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。
<液晶表示装置の構成>
図1は、本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図である。図2は、本発明の一実施例による液晶表示装置の分解斜視図である。図3は、本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。
液晶表示板組立体300の二つの表示板100、200の外側面には、光源体349から発散される光を偏光させる偏光子(図示せず)が付着されている。
<液晶表示装置の表示動作>
次に、このような液晶表示装置の表示動作について詳細に説明する。
以下より、本発明の一実施例による光源部910、即ち、バックライト装置を構成する発光ダイオードについて、図4、図5、及び図6を参考にして詳細に説明する。
<発光ダイオードの他の実施例>
図7は、本発明の他の実施例による発光ダイオードの透視図である。図8は、図7の発光ダイオードの垂直断面図である。
(数1)
A1+A2<90+sin-1(1/n)・・・ (1)
最中央曲面11がこのような条件を満たせば、発光チップ15が発散する光は最中央曲面11で屈折して分散されるのみであって、全反射は起こらない。したがって、大部分の光がレンズの最中央曲面11及び次中央曲面12を通じて上方向に分散されながら発散する。
(最中央曲面形成の条件)
以下より、図13を参考にして、式(1)の意味を説明する。
(数2)
sinAr/sinAi=n/1 ・・・ (2)
全反射が起こる場合は、Ar=90°であるので、臨界入射角Aiは、
(数3)
sinAi=1/n ・・・ (3)
(数4)
Ai=sin-1(1/n) ・・・ (4)
である。したがって、全反射が起こらない条件は、
(数5)
Ai<sin-1(1/n) ・・・ (5)
である。
(数6)
A1+A2+A3=180° ・・・ (6)
となり、図13を参考にすると、
(数7)
Ai+A3=90° ・・・ (7)
である。式(5)、(6)、(7)をA1及びA2に対し整理すると、式(1)が得られる。つまり、式(1)は発光チップ15が発散した光が最中央曲面11で全反射が起こらない条件である。
図14の実施例による発光ダイオードは、図11及び図12の発光ダイオードに比べて、レンズの内部に底面14から湾入して形成された中央空洞を有し、発光チップ15をレンズの底面14に固定するための支持体18をさらに含む。
図15は、本発明の他の実施例による発光ダイオードの垂直断面図である。
図16の発光ダイオードは、図14の発光ダイオードに比べると、レンズの最中央曲面11及び次中央曲面12の境界と、次中央曲面12及び周辺曲面13の境界とに微細な凹凸19、20がさらに形成されている。凹凸19、20は、光の分散をより均一にする。この凹凸19,20は、最中央曲面11、次中央曲面12、及び周辺曲面13全体に形成することができる。また、凹凸19、20は、最中央曲面11、次中央曲面12、及び周辺曲面13の特定の部分にだけ部分的に形成してもよい。
図17の発光ダイオードは、図7及び図8の発光ダイオード用レンズの中央空洞内に発光チップ4を覆う内側レンズ200をさらに含む。内側レンズ200の形状は、図4及び図5の発光ダイオード用レンズと同一な形状を有する。つまり、底面、底面から延長された周辺曲面、周辺曲面から延長された中央曲面を有し、内側レンズの底面にはチップ溝が形成されている。この時、内側レンズの中央曲面も第1曲率半径条件または第1光拡散条件を満たす。また、内側レンズも、周辺曲面を省略し、中央曲面を底面に達するまで延長することもできる。
図18の発光ダイオードは、図14の発光ダイオードの中央空洞内に発光チップ15を覆う内側レンズ200をさらに含む。内側レンズ200の形状は、図4及び図5の発光ダイオード用レンズと同一な形状を有する。つまり、底面、底面から延長された周辺曲面、周辺曲面から延長された中央曲面を有し、内側レンズの底面にはチップ溝が形成されている。この時、内側レンズの中央曲面も第1曲率半径条件または第1光拡散条件を満たす。また、内側レンズも、周辺曲面を省略し、中央曲面を底面に達するまで延長することもできる。
発光ダイオードの発光立体角が広ければ広いほど、液晶表示装置用バックライトで白色光を作るための混色区間(R、G、Bの3色の発光ダイオードを使用する場合)及び均一な面光を形成するための均分散区間を減少させることができる。したがって、液晶表示装置の軽薄化に有利である。
2、6、13、17 周辺曲面
14、31 底面
3 液晶層
4、15 発光チップ
7、18 支持体
8、19、20 凹凸
9 中央空洞
11 最中央曲面
12 次中央曲面
22 内側レンズ
100 下部表示板
190 画素電極
200 上部表示板
270 共通電極
300 液晶表示組立体
330 表示部
340 バックライト部
341 反射板
342 導光板
343 光学シート
344 発光ダイオード(LED)
345 PCB基板
349 光源体
350 液晶モジュール
361 前面シャーシ
362 後面シャーシ
363、364 モールドフレーム
400 ゲート駆動部
410 ゲートテープキャリアパッケージ(ゲートTCP)
450 ゲート印刷回路基板(ゲートPCB)
500 データ駆動部
510 データテープキャリアパッケージ(データTCP)
550 データ印刷回路基板(データPCB)
600 信号制御部
800 階調電圧生成部
910 光源部
920 光源駆動部
101、301 外側レンズ
401、601、801 内側レンズ
Claims (75)
- 底面と、
前記底面から延長された第1周辺曲面と、
前記第1周辺曲面から延長された第1中央曲面と、を含み、
前記底面の中心から前記第1中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第1中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする、発光ダイオード用レンズ。 - 前記底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、
前記底面の中心から前記第2中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第2中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする、請求項1に記載の発光ダイオード用レンズ。 - 前記底面の中心から前記第2中央曲面及び前記第2周辺曲面の境界までの線と前記底面とのなす角度は20度から50度の間であることを特徴とする、請求項2に記載の発光ダイオード用レンズ。
- 前記底面の中心から前記第1中央曲面及び前記第1周辺曲面の境界までの線と前記底面とのなす角度は20度から50度の間であることを特徴とする、請求項1に記載の発光ダイオード用レンズ。
- 前記底面には、発光するチップを収容するチップ溝が形成されており、
前記チップ溝の中心から前記第1周辺曲面の任意の地点までの距離は、前記第1周辺曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする、請求項1に記載の発光ダイオード用レンズ。 - 屈折率がnである物質からなり、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された次中央曲面と、前記次中央曲面から延長された最中央曲面と、を有する発光ダイオード用レンズであって、
前記底面の中心から前記次中央曲面の任意の地点までの距離は、前記次中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短く、
前記最中央曲面は、前記発光ダイオード用レンズの中心軸に対して対称に形成され、前記次中央曲面と逆側に凸であることを特徴とする、発光ダイオード用レンズ。 - 前記最中央曲面の任意の地点での接線が前記発光ダイオード用レンズの中心軸となす角のうち内角をA1とし、前記底面の中心及び前記最中央曲面の前記任意の地点を連結する直線が前記発光ダイオード用レンズの中心軸となす鋭角をA2とすると、
A1+A2<90+sin-1(1/n)を満たすことを特徴とする、請求項6に記載の発光ダイオード用レンズ。 - 前記底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び前記第2周辺曲面から延長された中央曲面からなり、
前記底面の中心から前記中央曲面の任意の地点までの距離は、前記中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする、請求項6に記載の発光ダイオード用レンズ。 - 前記次中央曲面及び前記最中央曲面の境界での接線が前記発光ダイオード用レンズの中心軸となす角度は90度であることを特徴とする、請求項6に記載の発光ダイオード用レンズ。
- 前記底面の中心から前記次中央曲面及び前記第1周辺曲面の境界までの線と前記底面とのなす角度は20度から50度の間であることを特徴とする、請求項6に記載の発光ダイオード用レンズ。
- 前記最中央曲面は、円錐状に凹んでいることを特徴とする、請求項6に記載の発光ダイオード用レンズ。
- 底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された第1中央曲面と、を有する第1レンズと、
前記第1レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、
前記発光チップの表面の任意の地点から前記第1中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第1中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする、発光ダイオード。 - 前記第1レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第2中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第2中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする、請求項12に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを覆っており、前記第1レンズの中央空洞の内部に形成されている第2レンズをさらに含むことを特徴とする、請求項13に記載の発光ダイオード。
- 前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第3周辺曲面と、前記第3周辺曲面から延長された第3中央曲面と、を有し、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第3中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第3中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする、請求項14に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記第2レンズの空洞の内部表面は第4周辺曲面及び第4中央曲面からなり、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第4中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第4中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする、請求項15に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第5周辺曲面と、前記第5周辺曲面から延長された次中央曲面と、前記次中央曲面から延長された最中央曲面と、を有し、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記次中央曲面の任意の地点までの距離は、前記次中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短く、
前記最中央曲面は、前記第2レンズの中心軸に対して対称に形成され、前記次中央曲面と逆側に凸であることを特徴とする、請求項14に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記第2レンズの空洞の内部表面は第6周辺曲面及び第6中央曲面からなり、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第6中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第6中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする、請求項17に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを支持し、前記第1レンズの底面に付着されて前記発光チップを前記第1レンズに固定するチップ支持体をさらに含むことを特徴とする、請求項13に記載の発光ダイオード。
- 屈折率がnである物質からなり、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された第1次中央曲面と、前記第1次中央曲面から延長された第1最中央曲面と、を有する第1レンズと、
前記第1レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第1次中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第1次中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短く、
前記第1最中央曲面は、前記第1レンズの中心軸に対して対称に形成され、前記第1次中央曲面と逆側に凸であることを特徴とする、発光ダイオード。 - 前記第1最中央曲面の任意の地点での接線が前記第1レンズの中心軸となす角のうち内角をA1とし、前記発光チップの表面の中心及び前記第1最中央曲面の前記任意の地点を連結する直線が前記第1レンズの中心軸となす鋭角をA2とすると、
A1+A2<90+sin-1(1/n)を満たすことを特徴とする、請求項20に記載の発光ダイオード。 - 前記第1レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び前記第2周辺曲面から延長された第1中央曲面からなり、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第1中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第1中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする、請求項20に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを覆っており、前記第1レンズの中央空洞の内部に形成されている第2レンズをさらに含むことを特徴とする、請求項22記載の発光ダイオード。
- 前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第3周辺曲面と、前記第3周辺曲面から延長された第2中央曲面と、を有し、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第2中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第2中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする、請求項23に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記第2レンズの空洞の内部表面は第4周辺曲面及び第3中央曲面からなり、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第3中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第3中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする、請求項24に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第5周辺曲面と、前記第5周辺曲面から延長された第2次中央曲面と、前記第2次中央曲面から延長された第2最中央曲面と、を有し、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第2次中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第2次中央曲面の前記任意の地点の曲率半径より短く、
前記第2最中央曲面は、前記第2レンズの中心軸に対して対称に形成され、前記第2次中央曲面と逆側に凸であることを特徴とする、請求項23に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記第2レンズの空洞の内部表面は第6周辺曲面及び第4中央曲面からなり、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第4中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第4中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする、請求項26に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを支持し、前記第1レンズの底面に付着され前記発光チップを前記第1レンズに固定するチップ支持体をさらに含むことを特徴とする、請求項22に記載の発光ダイオード。
- 前記第1最中央曲面は、円錐状に凹んでいることを特徴とする、請求項20に記載の発光ダイオード。
- 底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された第1中央曲面を有するレンズと、
前記レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、
前記第1中央曲面及び前記第1周辺曲面のうちの少なくとも一部には凹凸が形成されており、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第1中央曲面の輪郭面における任意の地点までの距離は、前記第1中央曲面の輪郭面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする、発光ダイオード。 - 前記レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記第2中央曲面の任意の地点までの距離は、前記第2中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする、請求項30に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを覆っており、前記レンズの中央空洞の内部に形成されている内側レンズをさらに含むことを特徴とする、請求項31に記載の発光ダイオード。
- 前記内側レンズは、底面と、前記底面から延長された周辺曲面と、前記周辺曲面から延長された中央曲面と、を有し、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記中央曲面の任意の地点までの距離は、前記中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする、請求項32に記載の発光ダイオード。 - 前記凹凸は、前記第1中央曲面及び前記第1周辺曲面の境界に形成されていることを特徴とする、請求項30に記載の発光ダイオード。
- 屈折率がnである物質からなり、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された次中央曲面と、前記次中央曲面から延長された最中央曲面と、を有するレンズと、
前記レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、
前記最中央曲面、前記次中央曲面、及び前記第1周辺曲面のうちの少なくとも一部には凹凸が形成されており、
前記発光チップの表面の任意の地点から前記次中央曲面の内部の輪郭面における任意の地点までの距離は、前記次中央曲面の輪郭面の前記任意の地点の曲率半径より短く、
前記最中央曲面は、前記発光ダイオード用レンズの中心軸に対して対称に形成され、前記次中央曲面と逆側に凸であることを特徴とする、発光ダイオード。 - 前記最中央曲面の任意の地点での接線が前記レンズの中心軸となす角のうち内角をA1とし、前記発光チップ表面の中心及び前記最中央曲面の前記任意の地点を連結する直線が前記レンズの中心軸となす鋭角をA2とすると、
A1+A2<90+sin-1(1/n)を満たすことを特徴とする、請求項35に記載の発光ダイオード。 - 前記レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び前記第2周辺曲面から延長された中央曲面からなり、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記中央曲面の任意の地点までの距離は、常に前記中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも長いことを特徴とする、請求項35に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを覆っており、前記レンズの中央空洞の内部に形成されている内側レンズをさらに含むことを特徴とする、請求項37に記載の発光ダイオード。
- 前記内側レンズは、底面と、前記底面から延長された周辺曲面と、前記周辺曲面から延長された中央曲面と、を有し、
前記発光チップ表面の任意の地点から前記中央曲面の任意の地点までの距離は、前記中央曲面の前記任意の地点の曲率半径よりも短いことを特徴とする、請求項38に記載の発光ダイオード。 - 前記凹凸は、前記最中央曲面及び前記次中央曲面の境界と、前記次中央曲面及び前記第1周辺曲面の境界とに形成されていることを特徴とする、請求項35に記載の発光ダイオード。
- 前記最中央曲面は、円錐状に凹んでいることを特徴とする、請求項35に記載の発光ダイオード。
- 底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された第1中央曲面と、を有するレンズにおいて、
前記底面の中心から前記第1中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記レンズの第1中央曲面の前記任意の地点における法線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも大きいことを特徴とする、発光ダイオード用レンズ。 - 前記底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、
前記底面の中心から前記第2中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第2中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする、請求項42に記載の発光ダイオード用レンズ。 - 屈折率がnである物質からなり、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された次中央曲面と、前記次中央曲面から延長された最中央曲面と、を有する発光ダイオード用レンズであって、
前記底面の中心から前記次中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記レンズの次中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも大きく、
前記最中央曲面は、前記発光ダイオード用レンズの中心軸に対して対称に形成され、前記次中央曲面と逆側に凸であることを特徴とする、発光ダイオード用レンズ。 - 前記最中央曲面の任意の地点での接線が前記発光ダイオード用レンズの中心軸となす角のうち内角をA1とし、前記底面の中心及び前記最中央曲面の前記任意の地点を連結する直線が前記発光ダイオード用レンズの中心軸がなす鋭角をA2とすると、
A1+A2<90+sin-1(1/n)を満たすことを特徴とする、請求項44に記載の発光ダイオード用レンズ。 - 前記底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2周辺曲面から延長された中央曲面からなり、
前記底面の中心から前記中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする、請求項44に記載の発光ダイオード用レンズ。 - 底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された第1中央曲面と、を有する第1レンズと、
前記第1レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、
前記底面の中心から前記第1中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記レンズの第1中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも大きいことを特徴とする、発光ダイオード。 - 前記第1レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、
前記底面の中心から前記第2中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第2中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする、請求項47に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを覆っており、前記第1レンズの中央空洞内に形成されている第2レンズをさらに含むことを特徴とする、請求項48に記載の発光ダイオード。
- 前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第3周辺曲面と、前記第3周辺曲面から延長された第3中央曲面と、を有し、
前記第2レンズの底面の中心から前記第3中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第3中央曲面の前記任意の地点での法線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも大きいことを特徴とする、請求項49に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記第2レンズの空洞の内部表面は第4周辺曲面及び第4中央曲面からなり、
前記第2レンズの底面の中心から前記第4中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第4中央曲面の前記任意の地点での法線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする、請求項50に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第5周辺曲面と、前記第5周辺曲面から延長された次中央曲面と、前記次中央曲面から延長された最中央曲面と、を有し、
前記第2レンズの底面の中心から前記次中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第2レンズの次中央曲面の前記任意の地点での法線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも大きく、
前記最中央曲面は、前記第2レンズの中心軸に対して対称に形成され、前記次中央曲面と逆側に凸であることを特徴とする、請求項49に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記第2レンズの空洞の内部表面は第6周辺曲面及び第6中央曲面からなり、
前記第2レンズの底面の中心から前記第6中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第6中央曲面の前記任意の地点での法線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする、請求項52に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを支持し、前記第1レンズの底面に付着されて前記発光チップを前記第1レンズに固定するチップ支持体をさらに含むことを特徴とする、請求項48に記載の発光ダイオード。
- 屈折率がnである物質からなり、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された第1次中央曲面と、前記第1次中央曲面から延長された第1最中央曲面と、を有する第1レンズと、
前記第1レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、
前記底面の中心から前記第1次中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第1次中央曲面の前記任意の地点における法線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも大きく、
前記第1最中央曲面は、前記第1レンズの中心軸に対して対称に形成され、前記第1次中央曲面と逆側に凸であることを特徴とする、発光ダイオード。 - 前記第1最中央曲面の任意の地点での接線が前記第1レンズの中心軸となす角のうちの内角をA1とし、前記発光チップ表面の中心及び前記第1最中央曲面の前記任意の地点を連結する直線が前記第1レンズの中心軸となす鋭角をA2とすると、
A1+A2<90+sin-1(1/n)を満たすことを特徴とする、請求項55に記載の発光ダイオード。 - 前記第1レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び前記第2周辺曲面から延長された第1中央曲面からなり、
前記第1レンズの底面の中心から前記第1中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記第1レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第1中央曲面の前記任意の地点における法線が前記第1レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする、請求項55に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを覆っており、前記第1レンズの中央空洞の内部に形成されている第2レンズをさらに含むことを特徴とする、請求項57に記載の発光ダイオード。
- 前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第3周辺曲面と、前記第3周辺曲面から延長された第2中央曲面と、を有し、
前記第2レンズの底面の中心から前記第2中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第2中央曲面の前記任意の地点における法線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも大きいことを特徴とする、請求項58に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記第2レンズの空洞の内部表面は第4周辺曲面及び第3中央曲面からなり、
前記第2レンズの底面の中心から前記第3中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第3中央曲面の前記任意の地点における法線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする、請求項59に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズは、底面と、前記底面から延長された第5周辺曲面と、前記第5周辺曲面から延長された第2次中央曲面と、前記第2次中央曲面から延長された第2最中央曲面と、を有し、
前記第2レンズの底面の中心から前記第2次中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第2次中央曲面の前記任意の地点における法線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも大きく、
前記第2最中央曲面は、前記発光チップを基準にして凹むように形成されていることを特徴とする、請求項58に記載の発光ダイオード。 - 前記第2レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記第2レンズの空洞の内部表面は第6周辺曲面及び第4中央曲面からなり、
前記第2レンズの底面の中心から前記第4中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第4中央曲面の前記任意の地点における法線が前記第2レンズの中心軸となす角のうちの鋭角よりも小さいことを特徴とする、請求項61に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを支持し、前記第1レンズの底面に付着されて前記発光チップを前記第1レンズに固定するチップ支持体をさらに含むことを特徴とする、請求項57に記載の発光ダイオード。
- 前記第1最中央曲面は、円錐状に凹んでいることを特徴とする、請求項55に記載の発光ダイオード。
- 底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された第1中央曲面と、を有するレンズと、
前記レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、
前記第1中央曲面及び前記第1周辺曲面のうちの少なくとも一部には凹凸が形成されており、
前記底面の中心から前記第1中央曲面の輪郭面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記レンズの第1中央曲面の輪郭面の前記任意の地点における法線が前記レンズの中心軸となす角よりも大きいことを特徴とする、発光ダイオード。 - 前記レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び第2中央曲面からなり、
前記底面の中心から前記第2中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記第2中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角よりも小さいことを特徴とする、請求項65に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを覆っており、前記レンズの中央空洞内に形成されている内側レンズをさらに含むことを特徴とする、請求項66に記載の発光ダイオード。
- 前記内側レンズは、底面と、前記底面から延長された周辺曲面と、前記周辺曲面から延長された中央曲面と、を有し、
前記内側レンズの底面の中心から前記内側レンズの中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記内側レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記内側レンズの中央曲面の前記任意の地点における法線が前記内側レンズの中心軸となす角よりも大きいことを特徴とする、請求項67に記載の発光ダイオード。 - 前記凹凸は、前記第1中央曲面及び前記第1周辺曲面の境界に形成されていることを特徴とする、請求項65に記載の発光ダイオード。
- 屈折率がnである物質からなり、底面と、前記底面から延長された第1周辺曲面と、前記第1周辺曲面から延長された次中央曲面と、前記次中央曲面から延長された最中央曲面と、を有するレンズと、
前記レンズの下に配置されている発光チップと、を含む発光ダイオードであって、
前記次中央曲面、前記最中央曲面及び前記第1周辺曲面のうちの少なくとも一部には凹凸が形成されており、
前記底面の中心から前記次中央曲面の輪郭面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記レンズの次中央曲面の輪郭面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角よりも大きく、
前記最中央曲面は、前記レンズの中心軸に対して対称に形成され、前記次中央曲面と逆側に凸であることを特徴とする、発光ダイオード。 - 前記最中央曲面の任意の地点での接線が前記レンズの中心軸となす角のうちの内角をA1とし、前記発光チップ表面の中心及び前記最中央曲面の前記任意の地点を連結する直線が前記レンズの中心軸となす鋭角をA2とすると、
A1+A2<90+sin-1(1/n)を満たすことを特徴とする、請求項70に記載の発光ダイオード。 - 前記レンズの底面の中央に空洞が形成されており、
前記空洞の内部表面は第2周辺曲面及び前記第2周辺曲面から延長された中央曲面からなり、
前記底面の中心から前記中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記中央曲面の前記任意の地点での法線が前記レンズの中心軸となす角よりも小さいことを特徴とする、請求項70に記載の発光ダイオード。 - 前記発光チップを覆っており、前記レンズの中央空洞内に形成されている内側レンズをさらに含むことを特徴とする、請求項72に記載の発光ダイオード。
- 前記内側レンズは、底面と、前記底面から延長された周辺曲面と、前記周辺曲面から延長された中央曲面と、を有し、
前記内側レンズの底面中心から前記内側レンズの中央曲面の任意の地点をつなぐ直線が前記内側レンズの中心軸となす角のうちの鋭角は、前記内側レンズの中央曲面の前記任意の地点での法線が前記内側レンズの中心軸となす角よりも大きいことを特徴とする、請求項73に記載の発光ダイオード。 - 前記凹凸は、前記最中央曲面及び前記次中央曲面の境界と、前記次中央曲面及び前記第1周辺曲面の境界とに形成されていることを特徴とする、請求項70に記載の発光ダイオード。
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