WO2012147650A1 - Led module, backlight unit, and liquid crystal display device - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an edge light type backlight unit that emits part of planar light having different luminance, and relates to an LED module provided in the backlight unit and a liquid crystal display device including the backlight unit. It is.
- liquid crystal display devices are often used as display devices.
- the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel unit and a backlight unit disposed on the back surface of the liquid crystal panel unit, and the liquid crystal panel unit transmits the degree of transmittance (transmittance) of planar light from the backlight unit. ) For each pixel, and an image is displayed in the image display area in front of the liquid crystal panel unit.
- backlight units There are two types of backlight units.
- One is a light guide plate method (edge light method) that includes a light guide plate and receives light from the light receiving surface on the side surface of the light guide plate, and the other is a direct type method in which a light source is arranged on the back surface of the liquid crystal panel unit. is there.
- edge light method that includes a light guide plate and receives light from the light receiving surface on the side surface of the light guide plate
- direct type method in which a light source is arranged on the back surface of the liquid crystal panel unit.
- a light emitting diode In the backlight unit, a light emitting diode (LED) is often used for the light source unit.
- the LED itself is smaller and has a longer life than a fluorescent lamp (such as a cold-cathode tube) that has been conventionally used, and the drive circuit can be simplified, and the backlight unit can be further reduced in size and thickness. It becomes.
- FIG. 14 is an exploded perspective view of a conventional edge light type backlight unit.
- the backlight unit 91 includes a light guide plate 92 and a light source unit 93 arranged to face the light receiving surface 922 of the light guide plate 92.
- the light source unit 93 includes a substrate 930 arranged along the light receiving surface 922 and LED modules 96 arranged on the substrate 930 at equal intervals.
- the backlight unit 91 is used as a backlight for the liquid crystal display device.
- the brightness of the planar light is determined so that the image displayed on the liquid crystal display device has a certain level of brightness, and the number of LED modules 96 is determined based on the brightness of the planar light.
- the number of LED modules 96 is determined based on the brightness of the planar light. For example, in the backlight unit 91 shown in FIG. 14, five LED modules 96 are required to emit planar light having a necessary luminance. Therefore, five LED modules 96 are arranged on the substrate 930 of the light source unit 93. The LED modules 96 are arranged side by side at equal intervals in order to allow light to enter the light guide plate 92 evenly.
- FIG. 15 is a schematic view of an LED module used in a conventional backlight unit.
- the LED module 96 includes a box-shaped package 960 having an open upper surface, an LED chip 961 disposed at the bottom of the package 960, and a sealing portion 962 for sealing the LED chip 961. It is the composition provided with.
- the light emitted from the LED chip 96 has a strong directivity, and in the LED module 96 having this configuration, the light emitted from the LED chip 961 is irradiated in a direction perpendicular to the bottom of the package 960 and is not so wide. I don't get it.
- the portion of the light guide plate 92 that faces the LED module 96 is a bright region (B in the figure), and the light from the LED module 96 is incident on the side of the bright region B. It becomes a dark region (D in the figure).
- the light emitted from the LED module 96 has strong directivity and the traveling direction of the light is orthogonal to the light receiving surface 922, so that it is not diffused even if it is reflected by the surface opposite to the light receiving surface 922.
- Bright regions B and dark regions D appear alternately inside the light guide plate 92.
- FIG. 16 is a schematic view of an improved edge light type backlight unit.
- the dark space D is reduced by narrowing the mounting interval of the LED modules 96, thereby suppressing the luminance difference of light incident on the light guide plate 92 and being emitted from the backlight unit 91B.
- the brightness unevenness of the planar light is suppressed.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-265610 discloses a method in which an LED chip is sealed with a light-transmitting resin, and a light emitting surface (light-emitting surface) of the sealing resin is formed in a concave lens shape. There has been proposed a backlight unit configured to spread light emitted from a resin.
- the light exit surface of the resin that seals the LED chip is formed in a concave lens shape, so that the number of LEDs can be reduced without increasing the number of LEDs. The occurrence of uneven brightness can be suppressed.
- the sealing resin is formed in a complicated concave lens shape, it takes time and effort to seal the LED chip, and the manufacturing cost increases. Further, in order to form the concave lens shape, the length of the sealing resin is required to some extent, and it is often difficult to reduce the size of the light source unit and hence the backlight unit.
- an object of the present invention is to provide a backlight unit of an edge light system, which can reduce energy consumption with a simple configuration and emits planar light having a uniform luminance distribution. To do.
- Another object of the present invention is to provide an LED module used in this backlight unit and having a wide-angle light irradiation range and a liquid crystal display device using this backlight unit.
- the present invention includes a box-shaped package having an open top surface and a plurality of LED elements that are light emitting elements disposed on a bottom surface inside the package, and the bottom surface has different slopes.
- an LED module in which a plurality of inclined surfaces are arranged in one direction and at least one LED element is attached to each of the plurality of inclined surfaces.
- the LED elements are arranged on the inclined surfaces having different inclinations, it is possible to emit light from each LED element in different directions. For this reason, even if the light emitted from the LED element has high directivity, the light emitted from the LED module can be light diffusing at a wide angle.
- a plurality of inclined surfaces may be arranged so that the bottom surface is higher in the center than in the periphery. According to this configuration, since the light emitted from the LED elements arranged on the inclined surfaces is emitted in the opposite direction, the light spreading direction can be one direction. That is, light can be irradiated in a wide range in one direction of the irradiation target, and light leaking in a direction intersecting (orthogonal) with it can be suppressed.
- the bottom surface may include a reflecting wall body extending in a direction intersecting with a direction in which the plurality of inclined surfaces are arranged in the center. According to this structure, it can suppress that the area
- the reflection wall body may have a tip protruding outside the package.
- a transparent sealing portion that seals the LED element may be provided while closing the opening of the package.
- a transparent high refractive part that is disposed adjacent to the sealing part and has a refractive index higher than that of the sealing part may be provided on the opening side of the package.
- a backlight having the light source unit in which the LED modules are mounted side by side, and a light guide plate that receives light from the light source unit on the light receiving surface and emits the light from the light emitting surface as planar light. Mention a unit.
- a liquid crystal display device having a liquid crystal panel unit disposed on the front surface of the backlight unit can be cited as one using the backlight unit having the above-described configuration.
- an edge light type backlight unit that can reduce energy consumption and emits planar light with a uniform luminance distribution with a simple configuration.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of the LED module shown in FIG. 3. It is the figure which expanded the light source unit of the backlight unit concerning this invention. It is sectional drawing of the other example of the LED module concerning this invention. It is a front view of the LED module used for the backlight unit concerning this invention. It is VIII-VIII arrow sectional drawing of the LED module shown in FIG. It is the schematic of the other example of the backlight unit concerning this invention.
- FIG. 1 is an exploded perspective view of an example of a backlight unit according to the present invention
- FIG. 2 is a cross-sectional view of the backlight unit shown in FIG.
- the upper side of the drawing is the front side, that is, the observer side
- the lower side is the back side. Further, in the following description, the description is based on the front and back surfaces in the state of FIG.
- the backlight unit 1 is an illumination device that emits planar light.
- the backlight unit 1 includes a flat light guide plate 2, a light source unit 3 that emits light toward a light receiving surface 22 formed on a side surface of the light guide plate 2, and an optical sheet that is disposed in the vicinity of the light guide plate 2. 4 is provided.
- the backlight unit 1 includes a backlight chassis 10, and at least the light guide plate 2, the light source unit 3, and the optical sheet 4 are disposed inside the backlight chassis 10.
- the backlight chassis 10 is a box member whose front side (liquid crystal panel unit side) is open, and has a bottom 100 that is rectangular in plan view, and a side wall that protrudes from four sides of the bottom 100. 101.
- the backlight unit 1 is arranged from the bottom surface 100 in the order of the reflection sheet 11, the light guide plate 2, and the optical sheet 4.
- the light source unit 3 is attached to the inner peripheral side of the side wall 101 as shown in FIG.
- the light guide plate 2 is formed by forming a transparent resin such as polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate into a flat plate shape.
- a transparent resin such as polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate
- PMMA polymethyl methacrylate
- polycarbonate polycarbonate
- the light guide plate 2 is a flat plate member having a rectangular shape in plan view.
- the main surface on the front side is configured as a light exit surface 21.
- one side surface of the lateral direction and the side surfaces at both ends is configured as a light receiving surface 22 that receives light from the light source unit 3.
- the light source unit 3 includes a plurality of LED modules 6 arranged in a straight line.
- the LED modules 6 are arranged at equal intervals.
- the luminance of the central portion of the planar light is changed according to the visual characteristics of the human eye.
- the arrangement may be such that the outer space is wide so that the brightness of the edge portion is high and low.
- the light emitted from the LED module 6 is arranged to enter the light receiving surface 22. Details of the light source unit 3 will be described later.
- the optical sheet 4 aligns the direction of the light emitted from the light exit surface 21 with the diffusion sheet members 41 and 42 that diffuse the light emitted from the light exit surface 21 of the light guide plate 2. And a prism sheet member 43 that changes the direction of the incident light so as to face the liquid crystal panel unit 5.
- An optical sheet member having optical characteristics other than these may be used.
- the prism sheet member 43 is sandwiched between the two diffusion sheet members 41 and 42, but the present invention is not limited to this.
- the diffusion sheet members 41 and 42 and the prism sheet member 43 have a shape and a size that cover the light exit surface 21.
- the light incident from the light receiving surface 22 is repeatedly reflected inside the light guide plate 2 and finally emitted from the light exit surface 21 as planar light. It is preferable that all light incident from the light receiving surface 22 is emitted from the light emitting surface 21. However, actually, there is also light that exits from the main surface opposite to the light exit surface 21. Therefore, a reflection sheet 11 is disposed between the bottom surface 100 of the backlight chassis 10 and the light guide plate 2 to reflect the light emitted from the surface opposite to the light exit surface 21 and return it to the light guide plate 2. .
- the light source unit 3 has a long substrate 30 and five LED modules 6 mounted on the upper surface of the substrate 30 side by side at equal intervals.
- a wiring circuit that supplies power to each of the five LED modules 6 is formed on the upper surface of the substrate 30.
- the wiring circuit may be configured to supply power common to the LED modules 6, or may be configured to supply different power for each LED module 6.
- the light source unit 3 has a substrate 30 protruding from the long side of the bottom surface 100 of the backlight chassis 10 and a LED module 6 inside the backlight unit 2, that is, a light guide. It is attached to the backlight chassis 10 by being fixed so as to face the light receiving surface 22 of the optical plate 2. Therefore, the board
- FIG. 3 is a front view of the LED module provided in the light source unit shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of the LED module shown in FIG.
- the LED module 6 includes a package 60 that is an integrally molded body of resin, two LED chips 61 (LED elements) arranged inside the package 60, and the LED chip 61. And a sealing portion 62 for sealing.
- the LED chip 61 may include a light emitting element that emits light of wavelengths of red (R), green (G), and blue (B) to produce white light.
- the LED chip 61 that emits light of blue (B) wavelength and the sealing unit 62 that includes a portion that emits yellow light when blue (B) wavelength light is incident on at least a part thereof are combined.
- a pseudo-white type that emits white light by mixing light of blue (B) and yellow wavelengths
- an LED chip 61 that emits light of blue (B) wavelength, and at least partially blue (B) Blue (B), red (R), and green (G) wavelengths combined with a sealing portion 62 having a portion that emits red (R) and green (G) light when light having a wavelength of It is possible to adopt a high color rendering type that emits white light by mixing the light.
- the package 60 has a box shape having an opening at the top, and includes a bottom surface portion 601 having a rectangular shape when viewed from the front, and a side wall portion 602 protruding from the edge of the bottom surface portion 601. ing.
- the bottom surface portion 601 and the side wall portion 602 of the package 60 are configured to easily reflect the light emitted from the LED chip 61.
- the package 60 may be formed of a white resin, a white printing is performed on a region irradiated with light from the LED chip 61, or a metal film is formed. You may do.
- emitted from LED chip 61 can be employ
- the bottom surface portion 601 of the package 60 has a shape in which a first inclined surface 603 and a second inclined surface 604 that are inclined to the opposite side are continuous.
- the first inclined surface 603 and the second inclined surface 604 are arranged side by side in one direction and are inclined to the opposite sides. That is, the bottom surface portion 601 has a triangular cross-section with a raised central portion in the left-right direction.
- One LED chip 61 is mounted on each of the first inclined surface 603 and the second inclined surface 604.
- the concave portion surrounded by the bottom surface portion 601 and the side wall portion 602 is sealed with the sealing portion 62. is doing.
- the sealing portion 62 is a transparent resin and is filled in the package 60 and solidified. By forming the sealing portion 62, it is possible to suppress foreign matters such as moisture, dust, and dust from adhering to the LED chip 61, and to suppress deterioration of the LED chip 61.
- the light emitted from the LED chip 61 is highly directional light. However, since the LED chip 61 is a point light source, the light emitted from the LED chip 61 is diffuse light although the angle is small. In the LED module 6, diffused light is emitted from the LED chips 61 disposed on the first inclined surface 603 and the second inclined surface 604 that are inclined in opposite directions. Thereby, the light which spreads widely in the left-right direction is emitted from the LED module 6.
- FIG. 5 is an enlarged view of the light source unit of the backlight unit according to the present invention.
- the ellipse shown in FIG. 5 schematically shows the light emitted from the LED chip.
- the light emitted from the LED module 6 is diffused at a large angle as the LED chips 61 disposed on the first inclined surface 603 and the second inclined surface 604 emit light. And the LED module 6 which can irradiate light in such a wide angle is mounted in the board
- the light emitted from the LED module 6 is irradiated at a wide angle toward the light receiving surface 22 of the light guide plate 2, and the light emitted from the LED module 6 enters the light guide plate 2 at an angle that is not perpendicular. Thereby, the light emitted from the LED module 6 is repeatedly reflected on the side surface of the light guide plate 2, and spreads over the entire area inside the light guide plate 2. Thereby, it is possible to suppress the formation of clear bright regions and dark regions inside the light guide plate 2. Thereby, generation
- the light source unit 3 including the LED module 6 emits light that does not spread so much in the front-rear direction, that is, in the thickness direction of the light guide plate 2. Thereby, it is difficult for light to leak in the front direction from the gap between the light source unit 3 and the light guide plate 2. As a result, luminance unevenness due to leaked light hardly occurs.
- the first inclined surface 603 and the second inclined surface 604 are inclined surfaces having different directions but the same inclination angle.
- the present invention is not limited to this, and different inclinations are possible.
- corner may be sufficient.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of another example of the LED module according to the present invention.
- the LED module 6 used in the backlight unit 1 described above has a bottom surface provided with a first inclined surface 403 and a second inclined surface 604.
- the first inclined surface 603 is the first inclined surface 603.
- the auxiliary inclined surface 605 and the second auxiliary inclined surface 606 are combined.
- the second inclined surface 604 is configured by combining the third auxiliary inclined surface 607 and the fourth auxiliary inclined surface 608.
- the LED chip 61 is attached to each of the first auxiliary inclined surface 605, the second auxiliary inclined surface 606, the third auxiliary inclined surface 607, and the fourth auxiliary inclined surface 608.
- the LED module 6A having this configuration can emit light at a wider angle than the LED module 6A described above. Thereby, the number of LED modules mounted on the substrate 30 of the light source unit 3 can be reduced.
- the first inclined surface 603 and the second inclined surface 604 are formed in a protruding shape, that is, the abutting portions of the auxiliary inclined surfaces constituting the respective inclined surfaces protrude outward.
- the present invention is not limited thereto, and may be a concave shape recessed inward.
- the number of auxiliary inclined surfaces is not limited to two, and may not be the same on the left and right.
- FIG. 7 is a front view of an LED module used in the backlight unit according to the present invention
- FIG. 8 is a cross-sectional view of the LED module shown in FIG.
- the LED module 7 shown in FIGS. 7 and 8 has the same configuration as the LED module 6 shown in the first embodiment, except that it includes a reflective wall 705 that protrudes from the central portion of the bottom surface 70. Detailed description of substantially the same parts is omitted.
- the LED module 7 includes a package 70, an LED chip 71, and a sealing portion 72.
- the bottom surface of the package 70 includes a first inclined surface 703 and a second inclined surface 704 that are inclined in opposite directions, and includes a reflection wall body 705 disposed between the first inclined surface 703 and the second inclined surface 704. ing.
- the reflection wall body 705 is formed integrally with the bottom surface portion 701.
- the reflection wall body 705 will be described in detail. As shown in FIG. 8, the reflecting wall body 705 is formed higher than the side wall portion 702. That is, the reflection wall body 705 is formed so as to protrude from the package 70.
- the reflection wall body 705 is a ridge extending in a direction intersecting with the arrangement direction of the first inclined surface 703 and the second inclined surface 704.
- the reflecting wall body 705 can be a white one that easily reflects light, but is not limited thereto, and can be a thin film made of metal or the like. Furthermore, by forming fine irregularities on the surface of the reflecting wall 705, irregular reflection can be achieved, and the light diffusion effect can be enhanced.
- the light spread and irradiated on the second inclined surface 704 side is reflected by the reflecting wall body 705, It proceeds to the outside on the first inclined surface 703 side (left side in the figure).
- the light spread and irradiated on the first inclined surface 703 side is reflected by the reflecting wall body 705 and is on the second inclined surface 704 side. Proceed to the outside (right side in the figure).
- the light emitted from the LED chip 71 arranged on the first inclined surface 703 and the light emitted from the LED chip 71 arranged on the second inclined surface 704 are on the front of the LED module 7. Leakage can be suppressed. Thereby, it can suppress that the area
- FIG. 1 the area
- FIG. 9 is a schematic view of another example of a backlight unit according to the present invention.
- the backlight unit 1B shown in FIG. 9 has the same configuration as the backlight unit 1 shown in the first embodiment except that the LED module 7 provided in the light source unit 3 is different.
- the same reference numerals are given and detailed descriptions of the same parts are omitted.
- each light emitted from the LED chip 71 of the LED module 7 is irradiated outward.
- the directivity of the light emitted from the LED chip 71 forms an angle other than perpendicular to the side surface.
- Light incident from 22 is appropriately diffused. Thereby, it can suppress that a brightness nonuniformity generate
- the tip of the reflecting wall body 705 protrudes to the outside of the package 70.
- the shape may not be projected. is there.
- the reflective surface is planar, it is not limited to this, A concave curved surface or a convex curved surface may be sufficient.
- emitted from LED chip 71 can be employ
- FIG. 10 is a cross-sectional view of an LED module used in the backlight unit according to the present invention.
- the LED module 8 shown in FIG. 10 has the same configuration as that of the LED module 7 shown in the second embodiment except that the LED module 8 includes the high refraction part 83, and a detailed description of substantially the same part is omitted. .
- the LED module 8 has a high refraction part 83 disposed on the light emitting side.
- the high refraction part 83 is formed of a transparent material and is formed so as to cover the front side of the package 80.
- the high refraction part 83 is formed of a material having a higher refractive index than that of the sealing part 82.
- the high refraction part 83 is formed to have a surface connecting the side surface of the package 80 to the tip of the reflection wall body 805. That is, the high refraction part 83 has a mountain shape that rises from the front end of the side wall toward the reflection wall body 805.
- the LED chip 81 when the light emitted from the LED chip 81 arranged on the first inclined surface 803 enters the high refraction part 83 from the sealing part 82, the LED chip 81. Refracts to the outside. And the light which goes outside the LED module 8 is further emitted to the outside (wide angle) when it is emitted from the high refraction part 83 to the outside. Further, the light directed toward the inside of the LED module 8 has a smaller incident angle on the surface of the reflecting wall body 805 than the case where the high refraction part 83 is not provided, and the light reflected by the reflecting wall body 805 is the LED module 8. Toward the outside. Further, when the light is emitted from the high refraction part 83 to the outside, it is refracted to the outside and further to the outside.
- the light emitted from the LED chip 81 arranged on the first inclined surface 803 and the light emitted from the LED chip 81 arranged on the second inclined surface 804 are on the front of the LED module 8. Leakage can be suppressed. Thereby, the irradiation angle of the light emitted from the LED module 8 shell is further increased with respect to the LED module 7 of the second embodiment, and the front surface of the reflection wall body 805, that is, the central portion of the LED module 8 from the periphery. It is possible to suppress the formation of a bright region.
- FIG. 11 is a schematic view of another example of a backlight unit according to the present invention.
- the backlight unit 1C shown in FIG. 11 has the same configuration as the backlight unit 1 shown in the first embodiment except that the LED module 8 provided in the light source unit 3 is different.
- the same reference numerals are given and detailed descriptions of the same parts are omitted.
- the light emitted from the LED chip 81 of the LED module 8 is irradiated outward.
- the light output from the LED module 8 is incident on the light guide plate 2 from the light receiving surface 22, and the directivity of the light emitted from the LED chip 81 forms an angle other than perpendicular to the side surface.
- Light incident from 22 is appropriately diffused. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of luminance unevenness in the planar light emitted from the backlight unit 1C.
- the outer surface part of the high refractive part 83 has shown what is a plane, you may form in the convex curve shape swelled outside. By forming in this way, light can be irradiated at a wider angle.
- the shape of the curved surface is preferably determined based on the light irradiation angle and / or the luminance distribution.
- the LED module is described as an example having a rectangular package as viewed from the front, but is not limited to this, and is not limited to a square shape, a circular shape, an elliptical shape, or the like. It may be a shape. Moreover, although shapes other than these may be sufficient, it is preferable that it is a line symmetrical shape.
- FIG. 12 is an exploded perspective view of the liquid crystal display device according to the present invention
- FIG. 13 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device shown in FIG.
- any of the backlight units 1, 1B, and 1C described in the above-described embodiments can be adopted, but in the liquid crystal display device A of the present embodiment, The backlight unit 1 is used as a representative.
- a liquid crystal panel unit 5 is disposed on the front side of the backlight unit 1. Further, as shown in FIG. 13, the liquid crystal panel unit 5 is disposed on the front surface of the front case 102 of the backlight unit 1, and a bezel Bz, which is a frame-shaped member, covers the front side of the liquid crystal panel unit 5. It has been.
- the liquid crystal panel unit 5 includes a liquid crystal panel 51 in which liquid crystal is sealed, and a polarizing plate 52 attached to the front surface (observer side) and the back surface (backlight unit 1 side) of the liquid crystal panel 51.
- the liquid crystal panel 51 includes an array substrate, a counter substrate disposed to face the array substrate, and liquid crystal filled between the array substrate and the counter substrate.
- the array substrate is provided with a source wiring and a gate wiring orthogonal to each other, a switching element (for example, a thin film transistor) connected to the source wiring and the gate wiring, a pixel electrode connected to the switching element, an alignment film, and the like.
- the counter substrate is provided with a color filter in which colored portions of red, green, and blue (RGB) are arranged in a predetermined arrangement, a common electrode, an alignment film, and the like.
- a voltage is applied between the array substrate and the counter substrate in each pixel of the liquid crystal panel 51 by driving the switching elements of the array substrate with a drive signal.
- the degree of light transmission in each pixel is changed.
- an image is displayed in the image display area on the viewer side of the liquid crystal panel 51.
- the backlight unit By using the backlight unit according to the present invention, the occurrence of uneven brightness of the planar light incident on the liquid crystal panel unit 5 is suppressed, so that uneven brightness of an image displayed on the liquid crystal display device can be suppressed. .
- the liquid crystal display device is described as an image display device using the backlight unit of the present invention.
- the present invention is not limited to this, and the backlight unit according to the present invention is a transmissive type. It can be widely used in image display devices.
- the backlight unit and the liquid crystal display device according to the present invention can be used as a display unit of an electronic device such as an information appliance, a notebook PC, a mobile phone, or a game device.
Landscapes
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Abstract
Description
本発明は、一部の輝度が異なる面状光を出射するエッジライト方式のバックライトユニットに関するものであり、このバックライトユニットに備えられるLEDモジュール及びこのバックライトユニットを備えた液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to an edge light type backlight unit that emits part of planar light having different luminance, and relates to an LED module provided in the backlight unit and a liquid crystal display device including the backlight unit. It is.
情報家電、ノートPC、携帯電話、遊戯装置等の電子機器では、表示装置として液晶表示装置が多く用いられている。前記液晶表示装置は、液晶パネルユニットと、前記液晶パネルユニットの背面に配置されるバックライトユニットを備えており、前記液晶パネルユニットが、前記バックライトユニットからの面状光の透過度合(透過率)を画素毎に調整し、前記液晶パネルユニットの正面の画像表示領域に画像を表示する。 In electronic appliances such as information home appliances, notebook PCs, mobile phones and game machines, liquid crystal display devices are often used as display devices. The liquid crystal display device includes a liquid crystal panel unit and a backlight unit disposed on the back surface of the liquid crystal panel unit, and the liquid crystal panel unit transmits the degree of transmittance (transmittance) of planar light from the backlight unit. ) For each pixel, and an image is displayed in the image display area in front of the liquid crystal panel unit.
前記バックライトユニットには、大きく分けて2種類ある。1つは導光板を備え、前記導光板の側面の受光面から光を受光する導光板方式(エッジライト方式)であり、もう1つは液晶パネルユニットの背面に光源を配置した直下型方式である。近年、前記電子機器では、表示装置に対する薄型化の要求が高くなっており、薄型化に有効なエッジライト方式のバックライトユニットが用いられることが多くなっている(特開平9-160035号公報等参照)。 There are two types of backlight units. One is a light guide plate method (edge light method) that includes a light guide plate and receives light from the light receiving surface on the side surface of the light guide plate, and the other is a direct type method in which a light source is arranged on the back surface of the liquid crystal panel unit. is there. In recent years, there has been an increasing demand for thinning display devices in the electronic devices, and an edge light type backlight unit effective for thinning is often used (JP-A-9-160035, etc.). reference).
また、前記バックライトユニットでは、光源ユニットに発光ダイオード(LED)が用いられることが多くなっている。前記LEDは、従来用いられてきた蛍光ランプ(冷陰極管等)に比べてそれ自体小型で長寿命であるとともに、駆動回路を簡略化でき、バックライトユニットの更なる小型化及び薄型化が可能となる。 In the backlight unit, a light emitting diode (LED) is often used for the light source unit. The LED itself is smaller and has a longer life than a fluorescent lamp (such as a cold-cathode tube) that has been conventionally used, and the drive circuit can be simplified, and the backlight unit can be further reduced in size and thickness. It becomes.
ここで、従来のバックライトユニットについて図面を参照して説明する。図14は従来のエッジライト方式のバックライトユニットの分解斜視図である。 Here, a conventional backlight unit will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is an exploded perspective view of a conventional edge light type backlight unit.
図14に示すように、バックライトユニット91は、導光板92と、導光板92の受光面922に対向して配置された光源ユニット93とを備えている。光源ユニット93は、受光面922に沿って配置された基板930と、基板930に等間隔に配列されたLEDモジュール96とを備えている。なお、バックライトユニット91は、液晶表示装置の背面照明として用いられるものである。
As shown in FIG. 14, the
バックライトユニットでは、液晶表示装置で表示する画像が一定以上の輝度となるように面状光の輝度を決定し、面状光の輝度に基づきLEDモジュール96の個数が決定される。例えば、図14に示すバックライトユニット91において、必要な輝度の面状光を出射するためには5個のLEDモジュール96が必要である。そのため、光源ユニット93の基板930には、5個のLEDモジュール96が配列されている。LEDモジュール96は、導光板92に均等に光を入射させるため、等間隔で並んで配列されている。
In the backlight unit, the brightness of the planar light is determined so that the image displayed on the liquid crystal display device has a certain level of brightness, and the number of
従来のバックライトユニットに用いられているLEDについて図面を参照して説明する。図15は従来のバックライトユニットに用いられているLEDモジュールの概略図である。図15に示すように、LEDモジュール96は上面が開放された箱状のパッケージ960と、パッケージ960の底部に配置されたLEDチップ961と、LEDチップ961を封止するための封止部962とを備えた構成となっている。LEDチップ96より出射される光は強い指向性を有しており、この構成のLEDモジュール96では、LEDチップ961から出射された光は、パッケージ960の底部と垂直な方向に照射され、あまり拡がらない。
The LED used in the conventional backlight unit will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a schematic view of an LED module used in a conventional backlight unit. As shown in FIG. 15, the
LEDモジュール96は光が拡がりにくい光源であるため、導光板92のLEDモジュール96と対向する部分は明領域(図中B)となり、明領域Bの隣は、LEDモジュール96からの光が入射されず暗領域(図中D)となる。LEDモジュール96から出射される光は強い指向性を有しているとともに、光の進行方向が受光面922と直交であるので、受光面922と反対側の面で反射されても拡散されず、導光板92の内部で明領域Bと暗領域Dとが交互に現れる。これによって、導光板92より出射される光に明暗の輝度差が生じ、さらには、バックライトユニット91から出射される面状光に輝度のバラツキ(輝度ムラ)が発生する。これにより、液晶表示装置で表示される画像の表示品質が低下してしまう。
Since the
そこで、図16に示すバックライトユニットのような対策が施されている。図16は改良型のエッジライト方式のバックライトユニットの概略図である。図16に示すバックライトユニット91Bでは、LEDモジュール96の実装間隔を狭めることで、暗領域Dを減少させることで、導光板92に入射する光の輝度差を抑制し、バックライトユニット91Bから出射される面状光の輝度ムラを抑制している。
Therefore, measures like the backlight unit shown in FIG. 16 are taken. FIG. 16 is a schematic view of an improved edge light type backlight unit. In the backlight unit 91B shown in FIG. 16, the dark space D is reduced by narrowing the mounting interval of the
また、特開平11-265610号公報には、LEDチップを透光性の樹脂で封止し、封止樹脂の光が出射される面(出光面)を凹レンズ形状に形成することで、封止樹脂から出射される光が拡がるように構成されたバックライトユニットが提案されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-265610 discloses a method in which an LED chip is sealed with a light-transmitting resin, and a light emitting surface (light-emitting surface) of the sealing resin is formed in a concave lens shape. There has been proposed a backlight unit configured to spread light emitted from a resin.
しかしながら、LEDモジュール96の実装間隔を狭めると、LEDモジュール96の実装個数が増えるとともに、基板930に形成されるLEDモジュール96に電力を供給する回路が複雑になり、バックライトユニットの構造が複雑になる。これにより、製造に要する時間と手間が多くなり、製造コストが上昇する。また、LEDモジュール96の実装数が増えるので、消費電力(消費エネルギ)が多くなる。
However, if the mounting interval of the
これに対し、特開平11-265610号公報に記載のバックライトユニットでは、LEDチップを封止する樹脂の出光面を凹レンズ形状に形成することで、LEDの数を増やすことなく、面状光の輝度ムラの発生を抑えることができる。しかしながら、封止樹脂を複雑な凹レンズ形状に形成するため、LEDチップの樹脂封止に手間と時間がかかり、製造コストが上昇する。また、凹レンズ形状を形成するために、封止樹脂の長さがある程度必要であり、光源ユニットの小型化、ひいては、バックライトユニットの小型化が困難になる場合が多い。 On the other hand, in the backlight unit described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-265610, the light exit surface of the resin that seals the LED chip is formed in a concave lens shape, so that the number of LEDs can be reduced without increasing the number of LEDs. The occurrence of uneven brightness can be suppressed. However, since the sealing resin is formed in a complicated concave lens shape, it takes time and effort to seal the LED chip, and the manufacturing cost increases. Further, in order to form the concave lens shape, the length of the sealing resin is required to some extent, and it is often difficult to reduce the size of the light source unit and hence the backlight unit.
そこで本発明は、エッジライト方式のバックライトユニットであって、簡単な構成で、消費エネルギを抑えることができるとともに輝度分布が均一な面状光を出射するバックライトユニットを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a backlight unit of an edge light system, which can reduce energy consumption with a simple configuration and emits planar light having a uniform luminance distribution. To do.
また、このバックライトユニットに用いられ、広角な光照射範囲を有するLEDモジュール及びこのバックライトユニットを用いた液晶表示装置を提供することも目的としている。 Another object of the present invention is to provide an LED module used in this backlight unit and having a wide-angle light irradiation range and a liquid crystal display device using this backlight unit.
上記目的を達成するため本発明は、上面が開口した箱形状のパッケージと、前記パッケージ内部の底面に配置された発光素子である複数個のLED素子とを有し、前記底面は異なる傾斜度を有する複数の傾斜面が一方向に並べて形成されており、前記複数個の傾斜面それぞれに少なくとも1個のLED素子が取り付けられているLEDモジュールを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention includes a box-shaped package having an open top surface and a plurality of LED elements that are light emitting elements disposed on a bottom surface inside the package, and the bottom surface has different slopes. Provided is an LED module in which a plurality of inclined surfaces are arranged in one direction and at least one LED element is attached to each of the plurality of inclined surfaces.
この構成によると、異なる傾斜度を有する傾斜面のそれぞれにLED素子を配置しているので、各LED素子から異なる方向に光を出射することが可能である。このことから、LED素子から出射される光が高い指向性を有していても、LEDモジュールより出射される光は、広角で拡散する光とすることができる。 According to this configuration, since the LED elements are arranged on the inclined surfaces having different inclinations, it is possible to emit light from each LED element in different directions. For this reason, even if the light emitted from the LED element has high directivity, the light emitted from the LED module can be light diffusing at a wide angle.
上記構成において、前記底面が、中央が周囲よりも高くなるように、複数個の傾斜面が配列されていてもよい。この構成によると、各傾斜面に配置されたLED素子より出射される光が反対方向に出射されるので、光の広がり方向を一方向とすることができる。すなわち、照射対象の一方向には広い範囲で光を照射することができ、それと交差(直交する)方向に漏れる光を抑制することが可能である。 In the above configuration, a plurality of inclined surfaces may be arranged so that the bottom surface is higher in the center than in the periphery. According to this configuration, since the light emitted from the LED elements arranged on the inclined surfaces is emitted in the opposite direction, the light spreading direction can be one direction. That is, light can be irradiated in a wide range in one direction of the irradiation target, and light leaking in a direction intersecting (orthogonal) with it can be suppressed.
上記構成において、前記底面が、中央に前記複数の傾斜面が配列される方向と交差する方向に延びる反射壁体を備えていてもよい。この構成によると、LEDモジュールの正面で輝度が高くなる領域が形成されるのを抑制することができる。 In the above configuration, the bottom surface may include a reflecting wall body extending in a direction intersecting with a direction in which the plurality of inclined surfaces are arranged in the center. According to this structure, it can suppress that the area | region where a brightness | luminance becomes high in the front of an LED module is formed.
上記構成において、前記反射壁体が、その先端が前記パッケージの外側に突出していてもよい。 In the above configuration, the reflection wall body may have a tip protruding outside the package.
上記構成において、前記パッケージの開口を塞ぐとともに、前記LED素子を封止する透明な封止部を備えていてもよい。 In the above configuration, a transparent sealing portion that seals the LED element may be provided while closing the opening of the package.
上記構成において、前記パッケージの開口側に、前記封止部と隣接して配置され、前記封止部の屈折率よりも高い屈折率を有する透明な高屈折部を備えていてもよい。 In the above-described configuration, a transparent high refractive part that is disposed adjacent to the sealing part and has a refractive index higher than that of the sealing part may be provided on the opening side of the package.
上記構成のLEDモジュールを利用したものとして、前記LEDモジュールが並んで実装された光源ユニットと、光源ユニット光を受光面で受光し、出光面より面状光として出射する導光板とを有するバックライトユニットを挙げることができる。 A backlight having the light source unit in which the LED modules are mounted side by side, and a light guide plate that receives light from the light source unit on the light receiving surface and emits the light from the light emitting surface as planar light. Mention a unit.
上記構成のバックライトユニットを利用したものとして、前記バックライトユニットの前面に配置される液晶パネルユニットとを有する液晶表示装置を挙げることができる。 A liquid crystal display device having a liquid crystal panel unit disposed on the front surface of the backlight unit can be cited as one using the backlight unit having the above-described configuration.
本発明によると、エッジライト方式のバックライトユニットであって、簡単な構成で、消費エネルギを抑えることができるとともに輝度分布が均一な面状光を出射するバックライトユニットを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an edge light type backlight unit that can reduce energy consumption and emits planar light with a uniform luminance distribution with a simple configuration.
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は本発明にかかるバックライトユニットの一例の分解斜視図であり、図2は図1に示すバックライトユニットの断面図である。なお、図1に示すバックライトユニット1では、紙面上側が前面、すなわち、観察者側であり、下側が背面として説明する。また、以下の説明において、特に記載されていない場合、図1の状態における前面及び背面を基準に説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view of an example of a backlight unit according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the backlight unit shown in FIG. In the
バックライトユニット1は、面状光を出射する照明装置である。バックライトユニット1は、平板形状の導光板2と、導光板2の側面に形成された受光面22に向けて光を照射する光源ユニット3と、導光板2と近接して配置された光学シート4とを備えている。また、バックライトユニット1はバックライトシャーシ10を備えており、少なくとも、導光板2及び光源ユニット3及び光学シート4がバックライトシャーシ10の内部に配置される。
The
図1、図2に示すように、バックライトシャーシ10は、前面側(液晶パネルユニット側)が開口した箱部材であり、平面視長方形状の底部100と、底部100の四辺より突出した側壁部101とを備えている。図1に示しているように、バックライトユニット1は、反射シート11、導光板2、光学シート4の順番で、底面100より配置されている。また、光源ユニット3は、図1に示しているように、側壁部101の内周側に取り付けられている。また、バックライトシャーシ10の前面を覆うように配置され、光学シート4の辺縁部を押える前面ケース102を備えている(図2参照)。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
導光板2は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネイト等の透明な樹脂を平板形状に成形したものである。なお、これらの樹脂に限定されるものではなく、透明な平板形状に形成することができるものを広く採用することができる。
The
図1に示すように、導光板2は平面視長方形状の平板部材である。前面側の主面が出光面21として構成されている。また、短手方向、両端の側面のうち一方の側面が光源ユニット3からの光を受光する受光面22として構成されている。
As shown in FIG. 1, the
光源ユニット3は、直線状に配列された複数個のLEDモジュール6を備えている。なお、光源ユニット3では、LEDモジュール6が等間隔で配列されているが、部分的に間隔を変えた配列(例えば、人間の目の視覚特性にあわせて、面状光の中央部分の輝度が高く辺縁部分の輝度が低くなるように、外側の間隔が広くなるような配列)であってもよい。LEDモジュール6から出射された光が、受光面22に入射するように配置されている。なお、光源ユニット3の詳細については後述する。
The
光学シート4は、光学シート部材として、導光板2の出光面21より出射される光を拡散する拡散シート部材41、42と、出光面21より出射される光の方向を揃える、すなわち、斜めに進入した光を液晶パネルユニット5に向くように方向を変えるプリズムシート部材43とを備えている。なお、これら以外の光学特性を有する光学シート部材を用いる場合もある。
As an optical sheet member, the
また、図1に示す液晶表示装置Aでは、2枚の拡散シート部材41、42の間にプリズムシート部材43が挟まれた構成となっているが、これに限定されるものではない。また、拡散シート部材41、42及びプリズムシート部材43は、出光面21を覆う形状及び大きさを有している。
Further, in the liquid crystal display device A shown in FIG. 1, the
導光板2において、受光面22より入射した光は、導光板2の内部で反射を繰返したのち、最終的に面状光として出光面21より出射される。受光面22より入射した光が出光面21より全て出射されることが好ましい。しかしながら、実際には、出光面21と反対側の主面より出射してしまう光もある。そこで、バックライトシャーシ10の底面100と導光板2との間には、出光面21の反対側の面から出射した光を反射し、導光板2に戻すための反射シート11が配置されている。
In the
図1に示すように、光源ユニット3は長尺状の基板30と、基板30の上面に5個のLEDモジュール6が等間隔で並んで実装されている。基板30の上面には、5個のLEDモジュール6のそれぞれに電力を供給する配線回路が形成されている。なお、この配線回路は、各LEDモジュール6に共通の電力を供給する構成であってもよいし、LEDモジュール6ごとに異なる電力を供給する構成であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
図1、図2に示すように、光源ユニット3は、基板30がバックライトシャーシ10の底面100の長辺より突出する側壁部101に、LEDモジュール6がバックライトユニット2の内側、すなわち、導光板2の受光面22に対向するように固定されることで、バックライトシャーシ10に取り付けられる。そのため、基板30は取り付けられる側壁部101と略同じ大きさ及び形状の長方形状の板部材である。また、基板30を側壁部101に取り付けたとき、各LEDモジュール6から出射された光が導光板2の受光面22から入射するように、各LEDモジュール6が基板30に配列されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
次に、LEDモジュール6の詳細について図面を参照して説明する。図3は図1に示す光源ユニットに備えられるLEDモジュールの正面図であり、図4は図3に示すLEDモジュールのIV-IV矢視断面図である。図3、図4に示すように、LEDモジュール6は、樹脂の一体成型体であるパッケージ60と、パッケージ60の内部に配置された2個のLEDチップ61(LED素子)と、LEDチップ61を封止する封止部62とを備えている。
Next, details of the
なお、LEDチップ61として、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色の波長の光を出光し、白色光とする発光素子を備えたものを挙げることができる。また、青色(B)の波長の光を出光するLEDチップ61と、少なくとも一部に青色(B)の波長の光が入射すると黄色の光を出射する部分を備えた封止部62とを組み合わせ、青色(B)及び黄色の波長の光を混色することで白色光を出射する疑似白色タイプや、青色(B)の波長の光を出射するLEDチップ61と、少なくとも一部に青色(B)の波長の光が入射すると赤色(R)及び緑色(G)の光を出射する部分を備えた封止部62とを組み合わせた、青色(B)及び赤色(R)、緑色(G)の波長の光を混色することで白色光を出射する、高演色タイプ等を採用することができる。
Note that the
図3、図4に示すように、パッケージ60は、上部に開口を有する箱形状であり、正面視長方形状の底面部601と、底面部601の辺縁部より突出した側壁部602とを備えている。パッケージ60の底面部601及び側壁部602は、LEDチップ61より出射された光を反射しやすい構成となっている。光を反射しやすい構成としては、パッケージ60を白色の樹脂で形成されているものでもよいし、LEDチップ61からの光が照射される領域に白色の印刷等を行うものや、金属膜を形成するものであってもよい。LEDチップ61から出射された光を反射する構成のものを広く採用することができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
また、パッケージ60の底面部601は反対側に傾斜した第1傾斜面603、第2傾斜面604が連続した形状を有している。換言すると、図3、図4に示しているように、第1傾斜面603と第2傾斜面604とは、一方向に並んで配置されているとともに、互いに反対側に傾斜している。すなわち、底面部601は、左右方向の中央部分が盛り上がった三角形状の断面を有している。そして、第1傾斜面603、第2傾斜面604のそれぞれには、LEDチップ61が1個ずつ実装されている。
Further, the
LEDモジュール6では、第1傾斜面603、第2傾斜面604のそれぞれにLEDチップ61が実装されている状態で、底面部601と側壁部602に囲まれた凹部を封止部62で封止している。封止部62は透明な樹脂であり、パッケージ60に充填して固化させている。封止部62が形成されていることで、水分や塵、埃等の異物がLEDチップ61に付着するのを抑制し、LEDチップ61の劣化を抑制している。
In the
LEDチップ61より出射される光は指向性の強い光であるが、LEDチップ61が点光源であることから、LEDチップ61から出射される光は、角度は小さいが拡散光である。LEDモジュール6では、互いに反対向きに傾斜した第1傾斜面603及び第2傾斜面604に配置されたLEDチップ61より拡散光が出射される。これにより、LEDモジュール6から、左右方向に広く拡がる光が出射される。
The light emitted from the
本発明にかかるバックライトユニット1に備えられる光源ユニット3の詳細について図面を参照して説明する。図5は本発明にかかるバックライトユニットの光源ユニットを拡大した図である。なお、図5において示されている楕円は、LEDチップより出射された光を模式的に示しているものである。
Details of the
LEDモジュール6から出射される光は、第1傾斜面603及び第2傾斜面604に配置されたLEDチップ61が発光することで、大きな角度で拡散する。そして、このような広角に光を照射することが可能なLEDモジュール6を基板30に等間隔で実装して、光源ユニット3を構成している。
The light emitted from the
LEDモジュール6から出射される光は、導光板2の受光面22にむけて広角に照射されており、LEDモジュール6から出射された光は、導光板2に垂直ではない角度で入射する。これにより、LEDモジュール6から出射された光は導光板2の側面で反射を繰返すことで、導光板2の内部の全域に拡がる。これにより、導光板2の内部で明確な明領域及び暗領域が形成されるのを抑制することができる。これにより、バックライトユニット1から出射される面状光の輝度ムラの発生を抑制することができる。
The light emitted from the
また、このLEDモジュール6を備えた光源ユニット3は、前後方向、すなわち、導光板2の厚み方向にあまり拡がらない光を出射している。これにより、光源ユニット3と導光板2との隙間より前面方向に光が漏れにくい。これにより、漏れた光による輝度ムラが発生しにくい。
The
なお、本実施形態にかかるLEDモジュール6では、第1傾斜面603と第2傾斜面604は、方向は異なるが同じ傾斜角の傾斜面であるが、これに限定されるものではなく、異なる傾斜角を有する構成であってもよい。
In the
(第1の実施形態の変形例)
本発明にかかるバックライトユニットに用いられるLEDモジュールの変形例について図面を参照して説明する。図6は本発明にかかるLEDモジュールの他の例の断面図である。上述のバックライトユニット1に用いられるLEDモジュール6は底面が第1傾斜面403及び第2傾斜面604を備える構成としているが、図6に示すLEDモジュール6Aでは、第1傾斜面603が第1補助傾斜面605と第2補助傾斜面606を組み合わせた構成となっている。また、第2傾斜面604は第3補助傾斜面607と第4補助傾斜面608を組み合わせた構成となっている。
(Modification of the first embodiment)
A modification of the LED module used in the backlight unit according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view of another example of the LED module according to the present invention. The
そして、第1補助傾斜面605、第2補助傾斜面606、第3補助傾斜面607及び第4補助傾斜面608のそれぞれに、LEDチップ61が取り付けられている。この構成のLEDモジュール6Aは、上述したLEDモジュール6Aよりもさらに広角に光を出射することができる。これにより、光源ユニット3の基板30に実装されるLEDモジュールの数を減らすことができる。
The
なお、図6に示すLEDモジュール6Aでは、第1傾斜面603及び第2傾斜面604は、それぞれの傾斜面を構成する補助傾斜面の突合せ部が外側に突出した、すなわち、凸形状に形成されているが、それに限定されるものではなく、内側に窪んだ凹形状であってもよい。また、補助傾斜面の個数は2個に限定されるものではなく、左右で同数でなくてもよい。
In the
(第2の実施形態)
本発明にかかるバックライトユニットの他の例について図面を参照して説明する。図7は本発明にかかるバックライトユニットに用いられるLEDモジュールの正面図であり、図8は図7に示すLEDモジュールのVIII-VIII矢視断面図である。図7及び図8に示すLEDモジュール7は、底面70の中央部分より突出する反射壁体705を備えている以外は、第1の実施形態で示すLEDモジュール6と同じ構成を有しており、実質上同じ部分の詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
Another example of the backlight unit according to the present invention will be described with reference to the drawings. 7 is a front view of an LED module used in the backlight unit according to the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the LED module shown in FIG. The
図7、図8に示すように、LEDモジュール7は、パッケージ70、LEDチップ71、封止部72を備えている。パッケージ70の底面はそれぞれ反対側に傾斜した第1傾斜面703及び第2傾斜面704を備えており、第1傾斜面703と第2傾斜面704とのに配置された反射壁体705を備えている。なお、反射壁体705は底面部701と一体に形成されている。
7 and 8, the
反射壁体705について詳しく説明する。図8に示すように、反射壁体705は側壁部702よりも高く形成されている。すなわち、反射壁体705はパッケージ70から突出して形成されている。反射壁体705は、第1傾斜面703と第2傾斜面704との配列方向と交差する方向に延びる、凸条である。反射壁体705は、光が反射しやすい白色で形成されているものを挙げることができるが、それに限定されるものではなく、金属等の薄膜を形成したものを挙げることができる。さらに、反射壁体705の表面に微細な凹凸を形成することで、乱反射させることができ、光の拡散効果を高めることが可能である。
The
図8に示すように、第1傾斜面703に配置されたLEDチップ71から出射された光のうち、第2傾斜面704側に広がって照射される光は、反射壁体705で反射され、第1傾斜面703側(図中左側)の外側に進行する。また、第2傾斜面704に配置されたLEDチップ71から出射された光のうち、第1傾斜面703側に広がって照射される光は、反射壁体705で反射され第2傾斜面704側(図中右側)の外側に進行する。
As shown in FIG. 8, among the light emitted from the
以上のことから、第1傾斜面703に配置されているLEDチップ71から出射された光と第2傾斜面704に配置されているLEDチップ71から出射された光が、LEDモジュール7の正面に漏れるのを抑制することができる。これにより、LEDモジュール7の反射壁体705の前面、すなわち、LEDモジュール7の中央部分に周囲よりも明るい領域が形成されてしまうのを抑制することができる。
From the above, the light emitted from the
また、このようなLEDモジュール7を備えたバックライトユニットについて説明する。図9は本発明にかかるバックライトユニットの他の例の概略図である。図9に示すバックライトユニット1Bは、光源ユニット3に備えられるLEDモジュール7が異なる以外は、第1の実施形態に示すバックライトユニット1と同じ構成を有しており、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明を省略する。
Also, a backlight unit including such an
図9に示すように、LEDモジュール7のLEDチップ71より出射される光は、それぞれ、外側に向かって照射される。これにより、LEDモジュール7より出力された光が受光面22より導光板2に入射されることで、LEDチップ71より出射された光の指向性が側面と垂直以外の角度をなすので、受光面22より入射した光は適度に拡散される。これにより、バックライトユニット1Bより出射される面状光に輝度ムラが発生するのを抑制することができる。
As shown in FIG. 9, each light emitted from the
なお、LEDモジュール7では、反射壁体705の先端がパッケージ70の外部に突出しているが、パッケージ70の形状、LEDチップ71より出射される光の拡散角度によっては、突出しない形状となる場合もある。また、反射面は平面状となっているが、これに限定されるものではなく、凹曲面或いは凸曲面であってもよい。LEDチップ71より出射された光を反射することができる構成のものを広く採用することができる。
In the
(第3の実施形態)
本発明にかかるバックライトユニットのさらに他の例について図面を参照して説明する。図10は本発明にかかるバックライトユニットに用いられるLEDモジュールの断面図である。図10に示すLEDモジュール8は、高屈折部83を備えている以外は、第2の実施形態で示すLEDモジュール7と同じ構成を有しており、実質上同じ部分の詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
Still another example of the backlight unit according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a cross-sectional view of an LED module used in the backlight unit according to the present invention. The
図10に示すように、LEDモジュール8は、光が出射する側に高屈折部83が配置されている。高屈折部83は透明な材料で形成されており、パッケージ80の正面側を覆うように形成されている。また、高屈折部83は封止部82よりも屈折率が高い材料で形成されている。
As shown in FIG. 10, the
図10に示すように、高屈折部83はパッケージ80の側面から反射壁体805の先端とを結ぶ面を有するように形成されている。すなわち、高屈折部83は側壁の正面側の先端から反射壁体805に向かって盛り上がる山形の形状を有している。
As shown in FIG. 10, the
このような高屈折部83を備えていることで、第1傾斜面803に配置されているLEDチップ81より出射された光は封止部82から高屈折部83に入射するとき、LEDチップ81に対して外側に屈折する。そして、LEDモジュール8の外側に向かう光は、高屈折部83から外部に出射されるときにさらに外側(広角)に出射される。また、LEDモジュール8の内側に向かう光は、高屈折部83が備えられていない場合よりも反射壁体805の表面に入射角が小さく、反射壁体805で反射された光は、LEDモジュール8に対して外側に向かう。さらに、高屈折部83から外部に出射するとき、外側に屈折し、さらに外側に向かう。
By providing such a
以上のことから、第1傾斜面803に配置されているLEDチップ81から出射された光と第2傾斜面804に配置されているLEDチップ81から出射された光が、LEDモジュール8の正面に漏れるのを抑制することができる。これにより、LEDモジュール8殻出射される光の照射角度が第2の実施形態のLEDモジュール7に対してさらに大きくなるとともに、反射壁体805の前面、すなわち、LEDモジュール8の中央部分に周囲よりも明るい領域が形成されてしまうのを抑制することができる。
From the above, the light emitted from the
また、このようなLEDモジュール8を備えたバックライトユニットについて説明する。図11は本発明にかかるバックライトユニットの他の例の概略図である。図11に示すバックライトユニット1Cは、光源ユニット3に備えられるLEDモジュール8が異なる以外は、第1の実施形態に示すバックライトユニット1と同じ構成を有しており、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明を省略する。
Also, a backlight unit including such an
図11に示すように、LEDモジュール8のLEDチップ81より出射される光は、それぞれ、外側に向かって照射される。これにより、LEDモジュール8より出力された光が受光面22より導光板2に入射されることで、LEDチップ81より出射された光の指向性が側面と垂直以外の角度をなすので、受光面22より入射した光は適度に拡散される。これにより、バックライトユニット1Cより出射される面状光に輝度ムラが発生するのを抑制することができる。
As shown in FIG. 11, the light emitted from the
なお、高屈折部83の外面部分は平面であるものを示しているが、外側に膨らんだ凸曲面状に形成されていてもよい。このように形成することで、より広い角度で光を照射することができる。また、この曲面の形状は、光の照射角度及び(又は)輝度分布を基に決定されることが好ましい。
In addition, although the outer surface part of the high
上述の各実施形態において、LEDモジュールは、正面視長方形状のパッケージを備えているものを例に説明しているが、これに限定されるものではなく、正方形状、円形状、楕円形状等の形状であってもよい。またこれら以外の形状であってもよいが、線対称形状であることが好ましい。 In each of the above-described embodiments, the LED module is described as an example having a rectangular package as viewed from the front, but is not limited to this, and is not limited to a square shape, a circular shape, an elliptical shape, or the like. It may be a shape. Moreover, although shapes other than these may be sufficient, it is preferable that it is a line symmetrical shape.
(第4の実施形態)
本発明にかかるバックライトユニットを備えた液晶表示装置について図面を参照して説明する。図12は本発明にかかる液晶表示装置の分解斜視図であり、図13は図12に示す液晶表示装置の断面図である。なお、本発明にかかる液晶表示装置には、上述の各実施形態に記載されているバックライトユニット1、1B、1Cのいずれも採用することができるが、本実施形態の液晶表示装置Aでは、代表としてバックライトユニット1を用いている。
(Fourth embodiment)
A liquid crystal display device including a backlight unit according to the present invention will be described with reference to the drawings. 12 is an exploded perspective view of the liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 13 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device shown in FIG. In addition, in the liquid crystal display device according to the present invention, any of the
図12に示すように、本発明にかかる液晶表示装置Aはバックライトユニット1の前面側に液晶パネルユニット5が配置されている。また、図13に示しているように、バックライトユニット1の前面ケース102の前面に液晶パネルユニット5が配置されており、液晶パネルユニット5の正面側より枠状の部材であるベゼルBzがかぶせられている。
As shown in FIG. 12, in the liquid crystal display device A according to the present invention, a liquid
液晶パネルユニット5は、液晶が封入された液晶パネル51と、液晶パネル51の前面(観察者側)及び背面(バックライトユニット1側)に貼り付けられた偏光板52とを有している。液晶パネル51は、アレイ基板と、アレイ基板と対向して配置された対向基板と、アレイ基板と対向基板との間に充填される液晶とを含んでいる。
The liquid
アレイ基板には、互いに直交するソース配線及びゲート配線、ソース配線及びゲート配線に接続されたスイッチング素子(例えば、薄膜トランジスタ)、スイッチング素子に接続された画素電極及び配向膜等が設けられている。そして、対向基板には、赤、緑、青(RGB)の各着色部が所定の配列で配置されたカラーフィルタ、共通電極、配向膜等が設けられている。 The array substrate is provided with a source wiring and a gate wiring orthogonal to each other, a switching element (for example, a thin film transistor) connected to the source wiring and the gate wiring, a pixel electrode connected to the switching element, an alignment film, and the like. The counter substrate is provided with a color filter in which colored portions of red, green, and blue (RGB) are arranged in a predetermined arrangement, a common electrode, an alignment film, and the like.
アレイ基板のスイッチング素子を駆動信号で駆動することで、液晶パネル51の各画素におけるアレイ基板と対向基板との間に電圧が印加される。アレイ基板と対向基板の間の電圧が変化することで、各画素での光の透過度合が変更される。これにより、液晶パネル51の観察者側の画像表示領域に画像を表示する。
A voltage is applied between the array substrate and the counter substrate in each pixel of the
本発明にかかるバックライトユニットを用いることで、液晶パネルユニット5に入射する面状光の輝度ムラの発生が抑制されるので、液晶表示装置で表示される画像の輝度ムラを抑制することができる。
By using the backlight unit according to the present invention, the occurrence of uneven brightness of the planar light incident on the liquid
また、上述の実施形態では、本発明のバックライトユニットを用いる画像表示装置として液晶表示装置として説明しているが、これに限定されるものではなく、本発明にかかるバックライトユニットは透過型の画像表示装置に広く採用することが可能である。 In the above-described embodiment, the liquid crystal display device is described as an image display device using the backlight unit of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and the backlight unit according to the present invention is a transmissive type. It can be widely used in image display devices.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this content. The embodiments of the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the invention.
本発明にかかるバックライトユニット及び液晶表示装置は、情報家電、ノートPC、携帯電話、遊戯装置等の電子機器の表示部として利用することが可能である。 The backlight unit and the liquid crystal display device according to the present invention can be used as a display unit of an electronic device such as an information appliance, a notebook PC, a mobile phone, or a game device.
1 バックライトユニット
2 導光板
21 出光面
22 受光面
3 光源ユニット
30 基板
4 光学シート
5 液晶パネルユニット
6 LEDモジュール
60 パッケージ
601 底面部
602 側壁部
603 第1傾斜面
604 第2傾斜面
61 LEDチップ
62 封止部
7 LEDモジュール
70 パッケージ
701 底面部
702 側壁部
703 第1傾斜面
704 第2傾斜面
705 反射壁体
71 LEDチップ
72 封止部
8 LEDモジュール
80 パッケージ
801 底面部
802 側壁部
803 第1傾斜面
804 第2傾斜面
805 反射壁体
81 LEDチップ
82 封止部
83 高屈折部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記パッケージ内部の底面に配置された発光素子である複数個のLED素子とを有し、
前記底面は異なる傾斜度を有する複数の傾斜面が一方向に並べて形成されており、
前記複数個の傾斜面それぞれに少なくとも1個のLED素子が取り付けられていることを特徴とするLEDモジュール。 A box-shaped package with an open top;
A plurality of LED elements that are light emitting elements disposed on the bottom surface inside the package;
The bottom surface is formed by arranging a plurality of inclined surfaces having different inclinations in one direction,
An LED module, wherein at least one LED element is attached to each of the plurality of inclined surfaces.
光源ユニット光を受光面で受光し、出光面より面状光として出射する導光板とを有するバックライトユニット。 A light source unit in which the LED modules according to any one of claims 1 to 6 are mounted side by side on a substrate;
A backlight unit having a light guide plate that receives light from a light source surface on a light receiving surface and emits the light from the light emitting surface as planar light.
前記バックライトユニットの前面に配置される液晶パネルユニットとを有する液晶表示装置。 The backlight unit according to claim 7,
A liquid crystal display device having a liquid crystal panel unit disposed in front of the backlight unit.
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