JP2011216270A - Backlight unit and liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化、LED光源からの光取り出し効率を損なうことなく、点灯時の導光板の膨張による不具合を解消することができるバックライトユニット及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は液晶パネルやバックライトユニット等を備える。バックライトユニットは、発光体42を有するLED光源19が導光板13の下側面13bに対向して近接して配されてなるエッジタイプである。このバックライトユニットは、導光板13の下側面13bと対向する位置であって発光体42が存在しない位置に対向部材43が存在し、当該対向部材43の相対的な高さが発光体42の高さよりも高い。
【選択図】図2The present invention provides a backlight unit and a liquid crystal display device that can solve the problems caused by the expansion of the light guide plate during lighting without reducing the size and the light extraction efficiency from the LED light source.
A liquid crystal display device includes a liquid crystal panel, a backlight unit, and the like. The backlight unit is an edge type in which an LED light source 19 having a light emitter 42 is disposed in close proximity to the lower surface 13 b of the light guide plate 13. In this backlight unit, a counter member 43 is present at a position facing the lower side surface 13 b of the light guide plate 13 and where the light emitter 42 is not present, and the relative height of the counter member 43 is that of the light emitter 42. Higher than height.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、発光体を有する光源が導光板の側面に対向して近接して配されてなるエッジタイプのバックライトユニット及び当該バックライトユニットを含む液晶表示装置に関する。 The present invention relates to an edge-type backlight unit in which a light source having a light emitter is disposed in close proximity to a side surface of a light guide plate, and a liquid crystal display device including the backlight unit.
近年、LED素子等の半導体発光素子を発光体とした光源(LED素子を利用した光源を、以下、「LED光源」とする。)を利用したエッジタイプのバックライトユニットが開発されている。なお、LED素子等を利用することで、従来の冷陰極ランプを利用した場合に比べて、省電力化及び小型(薄型)化を図ることができる。 In recent years, an edge type backlight unit using a light source using a semiconductor light emitting element such as an LED element as a light emitter (hereinafter, a light source using the LED element is referred to as an “LED light source”) has been developed. In addition, by using an LED element etc., compared with the case where the conventional cold cathode lamp is utilized, power saving and size reduction (thinning) can be achieved.
上記バックライトユニットは、矩形状の導光板と、導光板の所定の側面(例えば下側面や上側面である。)に沿って配されたヒートシンクと、導光板の所定の側面に対向する状態でヒートシンクに搭載されたLED光源と、導光板の前面に配された光学シート類とを、前面が開口した筐体内に備える(例えば特許文献1参照)。 The backlight unit includes a rectangular light guide plate, a heat sink disposed along a predetermined side surface of the light guide plate (for example, a lower side surface and an upper side surface), and a predetermined side surface of the light guide plate. An LED light source mounted on a heat sink and an optical sheet disposed on the front surface of the light guide plate are provided in a housing whose front surface is open (see, for example, Patent Document 1).
LED光源は、例えば、基板と、当該基板に実装された複数のLED素子と、複数のLED素子の各々を覆って封止する封止体とを備え、封止体により封止されたLED素子を発光体とする。 The LED light source includes, for example, a substrate, a plurality of LED elements mounted on the substrate, and a sealing body that covers and seals each of the plurality of LED elements, and the LED element sealed by the sealing body Is a light emitter.
ここで、導光板とLED光源とは、バックライトユニットの小型化、LED光源からの光の多くを導光板に入射させて有効的に利用する(以下、単に、「光の有効利用」ともいう。)という観点から近接している。 Here, the light guide plate and the LED light source are effectively used by downsizing the backlight unit and making most of the light from the LED light source incident on the light guide plate (hereinafter simply referred to as “effective use of light”). )) From the viewpoint.
しかしながら、上述したように、導光板とLED光源とを近接させた場合、LED光源が点灯した際に生じる熱により、導光板がLED光源側に膨張して発光体に接触し、発光体を構成するLED素子を損傷したり、導光板がさらに加熱されて変色したりする問題が生じる。 However, as described above, when the light guide plate and the LED light source are brought close to each other, the light guide plate expands toward the LED light source due to the heat generated when the LED light source is turned on and contacts the light emitter, thereby forming the light emitter. This causes problems such as damage to the LED element to be damaged, or discoloration by further heating the light guide plate.
本発明は、上記の課題に鑑み、小型(薄型)化及び光の有効利用を図りつつ、点灯時の導光板の膨張による不具合を解消することができるバックライトユニット及び液晶表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a backlight unit and a liquid crystal display device capable of solving the problems caused by the expansion of the light guide plate during lighting while reducing the size (thinning) and effectively using light. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明に係るバックライトユニットは、発光体を有する光源が導光板の側面に対向して近接配置されてなるエッジタイプであり、前記導光板の側面と対向する位置であって前記発光体が存在しない位置に対向部材が存在し、当該対向部材の相対的な高さが前記発光体の高さよりも高いことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a backlight unit according to the present invention is an edge type in which a light source having a light emitter is disposed in close proximity to a side surface of a light guide plate, and a position facing the side surface of the light guide plate. The counter member is present at a position where the light emitter does not exist, and the relative height of the counter member is higher than the height of the light emitter.
ここでいう「対向部材」には、導光板の側面にだけ対向する部材や、導光板の側面に対向する部分を有する部材が含まれる。なお、言うまでもなく、対向部材は存在していれば良く、当該対向部材が装着される相手の部材は問わない。 Here, the “opposing member” includes a member that faces only the side surface of the light guide plate and a member that has a portion that faces the side surface of the light guide plate. Needless to say, the opposing member only needs to be present, and the counterpart member to which the opposing member is attached does not matter.
また、「発光体」には、例えば、半導体発光素子と当該半導体素子を封止する封止体とから構成されたもの、複数の半導体発光素子と当該複数の半導体発光素子をすべて封止する封止体とから構成されたもの、SMDタイプのもの等を含む。なお、半導体発光素子には、LED素子やLD素子等がある。 The “light emitter” includes, for example, a semiconductor light emitting element and a sealing body that seals the semiconductor element, a plurality of semiconductor light emitting elements and a seal that seals all of the semiconductor light emitting elements. The thing comprised from the stationary body, the thing of a SMD type, etc. are included. Semiconductor light emitting elements include LED elements and LD elements.
さらに、「対向部材の相対的な高さが前記発光体の高さよりも高い」とは、対向部材の高さ(現実の寸法)が発光体の高さ(現実の寸法)より高い(大きい)場合、対向部材が装着される部材における対向部材の装着部分が、対向部材を装着していない部分よりも高くなっているときは、この対向部分の装着部分の高さも含める場合(つまり、発光体を実装する部分と対向部材が装着される部分とで段差があるようなときに、この段差も考慮するということである。)を想定している。 Furthermore, “the relative height of the facing member is higher than the height of the light emitter” means that the height (actual size) of the facing member is higher (larger) than the height (actual size) of the light emitter. In the case where the mounting portion of the facing member in the member to which the facing member is mounted is higher than the portion where the facing member is not mounted, the height of the mounting portion of the facing portion is also included (that is, the light emitter) It is assumed that this step is also taken into account when there is a step between the portion where the component is mounted and the portion where the opposing member is mounted.
本発明に係るバックライトユニットは、発光体の高さよりも高い対向部材を導光板の側面に対向して有するため、光源の点灯時に、発光体の熱により導光板が光源側に熱膨張しても、導光板と発光体とが接触するのを抑制することができる。 Since the backlight unit according to the present invention has a facing member that is higher than the height of the light emitter facing the side surface of the light guide plate, the light guide plate is thermally expanded toward the light source by the heat of the light emitter when the light source is turned on. Moreover, it can suppress that a light-guide plate and a light-emitting body contact.
また、前記光源は前記発光体を基板に備え、前記対向部材は、前記基板における発光体が存在しない部分に設けられていることを特徴とし、あるいは、前記光源は、前記導光板の側面に沿って配され且つ発光体の発光時の熱を放出するヒートシンクに固定部材により装着され、前記対向部材は前記固定部材であることを特徴としている。ここでいう「固定部材」には、ネジ部材、リベット部材、ピン部材等を含む概念である。 The light source includes the light emitter on a substrate, and the facing member is provided in a portion of the substrate where the light emitter does not exist. Alternatively, the light source extends along a side surface of the light guide plate. The fixing member is attached to a heat sink that is disposed in a row and emits heat when the light emitter emits light, and the opposing member is the fixing member. Here, the “fixing member” is a concept including a screw member, a rivet member, a pin member, and the like.
また、前記対向部材における前記導光板側の端部は半球形状をしていることを特徴とし、あるいは、前記対向部材における前記導光板側の端部は平坦形状をしていることを特徴としている。 In addition, the light guide plate side end of the counter member has a hemispherical shape, or the light guide plate side end of the counter member has a flat shape. .
一方、本発明に係る液晶表示装置は、バックライトユニットと液晶パネルとを有し、前記バックライトユニットが上記構成のバックライトユニットであることを特徴としている。 On the other hand, a liquid crystal display device according to the present invention includes a backlight unit and a liquid crystal panel, and the backlight unit is a backlight unit having the above-described configuration.
以下、本実施の形態に係るバックライトユニット及び液晶表示装置について、図面を参照しながら説明する。
<実施の形態>
1.構成
図1は、実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
Hereinafter, a backlight unit and a liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
<Embodiment>
1. Configuration FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment.
本実施の形態に係る液晶表示装置1は、同図に示すように、液晶パネル3、エッジタイプのバックライトユニット5、それらを収容する筐体7などを備える。
液晶パネル3は、公知のものが利用されている。ここでは、所謂、アクティブマトリックスタイプであり、例えば、画面側(表側でもある。)から、表側偏光板、ガラス基板、カラーフィルター、液晶層、ガラス基板、裏側偏光板、駆動モジュール等を備える(図示せず)。
As shown in the figure, the liquid
A known
バックライトユニット5は、図1に示すように、筐体9、光学シート11、導光板13、反射シート15、ヒートシンク17、LED光源19、点灯回路20などを備える。
図2は、バックライトユニットの前面枠を取り外した状態を正面から見た拡大図であり、図3は、バックライトユニットの分解斜視図である。
As shown in FIG. 1, the
FIG. 2 is an enlarged view of the backlight unit with the front frame removed, as viewed from the front, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the backlight unit.
筐体9は、例えば亜鉛メッキ鋼板などからなる金属製であり、図1に示すように、前面に相当する位置に開口を有する箱形の筐体本体21と、当該筐体本体21の前面側に取り付けられる略方形の前面枠23とを備え、前記前面枠23の開口23aが光取出口となっている。
The
筐体9の内部には、図1及び図3に示すように、反射シート15、導光板13、光学シート11が筐体本体21の底面側からその順で配された(積層されている)状態で、前面枠23が筐体本体21にネジ部材24により固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
ここでの光学シート11は、拡散シート25、プリズムシート27、偏光シート29から構成されている。なお、光学シートとしては、液晶表示装置、PDPなどのフラットパネルディスプレイの構成材料として使用されている光学シート(例えば反射防止シート等)を採用しても良い。
The
筐体本体21の底壁の中央部は、内部(液晶パネル3側である。)へと凹入する凹入部21aとなっており、この凹入部21aと筐体7の底壁7aとの間に点灯回路20が配されている。
The central portion of the bottom wall of the
筐体9の内部における導光板13の所定の側面、ここでは上下側面13a,13bには、図1及び図3に示すように、当該側面13a,13bに沿って、動作時(点灯時)のLED光源19からの熱を放出するヒートシンク17が配され、このヒートシンク17にLED光源19が装着されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, predetermined side surfaces of the
なお、本実施の形態では、LED光源19及びヒートシンク17は、複数(具体的には4個)あるが、説明において区別する必要がない場合、符号「19」、「17」を使用する。
In this embodiment, there are a plurality of
LED光源19は、導光板13の上下側面13a,13bに対向する状態で、ヒートシンク17に装着されている。LED光源19から出射された光は、導光板13の上下側面13a,13b、つまり、光入射面から導光板13内に入射し、導光板13の前面である光取出し主面13c、つまり、光出射面から出射する。
The
そして、出射した光はその後拡散シート25、プリズムシート27及び偏光シート29を透過し、前面枠23の開口23aからバックライトユニット5の外部へ出射し、さらに液晶パネル3に入射する。
The emitted light then passes through the
反射シート15は、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)製の略方形のシートであって、導光板13の背面側に配置されており、導光板13の背面に到達した光を光取出し主面13cへ向けて反射する。なお、反射シート15は、金属光沢を有する金属箔やAgシート等であっても良い。
The
導光板13は、例えば略方形のPC(ポリカーボネート)樹脂製の板材であって、その光出射面に対向する反射シート15側の主面(つまり導光板13の裏面)に、入射した光を光出射面から出射させるための採光要素であるドットパターン(不図示)が形成されている。LED光源19から放射された光は、導光板13の上下側面13a,13b(光入射面)より入射し、その内部を伝播しながら導光板13を透過する際に混色及び平均化されて光取出し主面13cから出射する。
The
導光板13に形成される採光要素としては、導光板の光出射面とは対向する主面に対して、印刷、成形などによって形成された光散乱構造体などの光散乱要素及びプリズム形状、または導光板の内部に形成された光散乱要素などが用いられるが、特に限定されない。また、この他にも、光の導光方向を変化させる光学要素を採光要素として用いることも可能である。
As a lighting element formed on the
拡散シート25は、例えばPETまたはPC樹脂製の略方形のフィルムであって、導光板13の光取出し主面13cに略密着した状態で積層されている。
プリズムシート27は、例えばポリエステル樹脂からなる面材の一方の表面にアクリル樹脂で均一なプリズムパターンを成形してなる略方形の光学シートであって、拡散シート25に密着した状態で積層されている。
The
The
偏光シート29は、例えばPCフィルムとポリエステルフィルムとアクリル系樹脂とを接合させたもの又はPEN(ポリエチレンナフタレート)製の略方形のフィルムであって、プリズムシート27に密着した状態で積層されている。
The
光学シート11、導光板13及び反射シート15は、筐体9の内部で公知の手段、例えば、各部材に切欠きを設け、この切欠きを筐体本体21の底部(底壁)より液晶パネル3側に突出させたピンと組み合わせることにより固定されている。このように導光板13などの各部材は、LED光源19に近接して配置されているので、動作時にLED光源19が点灯した際に、LED光源19の熱の影響を受けやすい。特に、LED光源19からもっとも近くに配置されている導光板13は熱の影響を大きく受け、LED光源19側へと熱膨張する傾向にある。
The
図4は、ヒートシンクにLED光源が装着された状態を示す図である。
ヒートシンク17は、放熱性の良い材料、例えばアルミニウム材料が利用され、図1〜図4に、特に図2に示すように、導光板13の上下側面13a,13b及び上下端部の裏面に沿うように、横断面形状が「L」字状をし、図4に示すように、L字を構成している2本の一方の辺31の内面31aにLED光源19が装着されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the LED light source is mounted on the heat sink.
The
なお、ここでの内面31aは、ヒートシンク17における導光板13と対向する面であり、換言すると、L字を構成する2本の辺31,33のなす角度が略90(度)となって側の面である。
Here, the
ヒートシンク17は、放熱性を向上させるために、横断面におけるL字を構成する辺33において、その中央から他方の辺31が存する側と反対側の端までが、厚肉部35となっている。
In order to improve heat dissipation, the
図5は図2におけるX1−X1断面を矢印方向から見た図である。
ヒートシンク17の一方の辺31の内面31aと導光板13の上下側面13a,13bとの間には隙間があり、この隙間内にLED光源19が存する。
FIG. 5 is a view of the X1-X1 cross section in FIG. 2 as viewed from the direction of the arrow.
There is a gap between the
LED光源19は、図2及び図4に示すように、長尺状の基板37と、基板37の主面に実装されたLED素子39と、LED素子39を被覆して素子を封止する封止体41とを備えるモジュールタイプである。なお、封止体41は、透光性材料と、LED素子39からの光の波長を変換する必要がある場合は所望の波長に変換する波長変換材料とを含む。また、LED素子39と封止体41とで1つの発光体42が構成され、基板37に複数の発光体42が実装されている。
2 and 4, the
LED光源19は、図2及び図4に示すように、導光板13の上下側面13a,13bに対向する位置となるように、ヒートシンク17の一方の辺31に固定部材43によって装着されている。この固定部材43は、バックライトユニット5が動作(点灯)している際に、LED光源19等の熱により導光板13が膨張して発光体(正確には封止体41である。)42に接触するのを規制(防止)する機能も有する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
なお、ここでの固定部材43には、金属製の(平)ネジ部材45が用いられている。また、固定部材43は、導光板13の上下側面13a,13bに対向する位置に存しているため本発明の対向部材に相当し(以下、固定部材43を対向部材43とすることもある。)、さらに点灯時に導光板13が膨張して発光体42に接触するのを規制する規制部材とも言える。固定部材43としては、金属製に限定されるものではなく、導光板の膨張時における発光体の接触を規制しうる強度を有するものであれば良い。
Note that a metal (flat)
図6は、図2におけるX2−X2断面を矢印方向から見た図である。
ネジ部材45における導光板13の上下側面13a,13bと対向する対向面45a(図2に示す仮想線X3である。)は、LED光源19の発光体42(封止体41)における導光板13の上下側面13a,13bと対向する対向面42a(図2における仮想線X4である。)と導光板13の上下側面13a,13bとの間に位置している。
6 is a view of the X2-X2 cross section in FIG. 2 as viewed from the direction of the arrow.
The opposing
つまり、導光板13の上下側面13a,13bを基準にしたときに、ネジ部材45の対向面45aとの距離L1の方が、発光体42の対向面42aとの距離L2よりも短くなっており、導光板13が熱膨張したときに先にネジ部材45に接触するようになっている。
2.実施例
上記実施の形態の実施例について説明する。
That is, when the upper and
2. Example An example of the above embodiment will be described.
実施例として説明する液晶表示装置1は、37インチ用である。
導光板13は、上述したように、PC樹脂製であって、縦×横の寸法が450(mm)×840(mm)であり、厚み(図6のB1である。)が4(mm)である。LED光源19と対向する側面であって光入射面となる導光板13の下側面13bとLED光源19の基板37との距離(図6のH1である。)は、0.65(mm)である。
The liquid
As described above, the
LED光源19は、例えば白色の光を出射する。このため、LED素子39は、例えば青色光を出射するGaN系が用いられている。封止体41は、透光性材料として、例えばシリコーン樹脂が利用され、波長変換材料として、例えばYAG蛍光体((Y,Gd)3Al5O12:Ce3+)、珪酸塩蛍光体((Sr,Ba)2SiO4:Eu2+)、窒化物蛍光体((Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu2+)、酸窒化物蛍光体(Ba3Si6O12N2:Eu2+)等が利用される。
The
封止体41は、平面視において正方形状をし、その一辺(図5のB2である。)が0.45(mm)であり、高さ(図5のH2である。)が0.1(mm)である。
ネジ部材45は、上述したように、ステンレス製の平ネジ部材が利用されている。ネジ部材45の頭部の平面視形状は円形状であり、頭部の直径(図6のB3である。)が2.5(mm)、頭部の高さ(図6のH3である。)が0.3(mm)である。
<変形例>
1.モジュール
実施の形態では、ヒートシンク17及びLED光源19はそれぞれ4個あり、それぞれのLED光源19が、ヒートシンク17に装着されていると共に1枚の基板37を有し、当該基板37がヒートシンク17にネジ部材45により螺着されている。
The sealing
As described above, the
<Modification>
1. In the module embodiment, there are four
つまり、各LED光源19は、1つのモジュールにより構成され、1つのヒートシンクに1つのモジュールが装着されている。しかしながら、各ヒートシンクに装着されるLED光源は複数のモジュールにより構成され、1つのヒートシンクに複数のモジュールが実装されても良い。
That is, each
図7は、実施の形態に係るLED光源の変形例1を示す斜視図である。
本変形例1に係るLED光源51は、複数のモジュールから構成される。
モジュール53は、同図に示すように、基板55、LED素子(図示省略)、封止体41を備え、ヒートシンク17に固定部材57を介して固定されている。ここでも、発光体42はLED素子39と封止体41とからなり、基板55に複数の発光体42が実装されている。
FIG. 7 is a perspective
The LED light source 51 according to the first modification is composed of a plurality of modules.
As shown in the figure, the module 53 includes a
固定部材57は、第1の実施の形態と同様にネジ部材59により構成され、上述のように、LED光源51の点灯時の導光板13の熱膨張により導光板13と発光体(封止体41)42とが接触するのを防止している。
2.対向部材
(1)構成
実施の形態では、LED光源19は、ネジ部材45によりヒートシンク17に装着され、当該ネジ部材45が対向部材として点灯時の導光板の熱膨張による接触を規制する機能を有している。つまり、ネジ部材45は、固定部材43でもあり、対向部材でもあり、両機能を有している。
The fixing
2. Configuration of Opposing Member (1) In the embodiment, the
しかしながら、LED光源19は、他の公知の手段によりヒートシンク17に装着されても良い。
図8は、実施の形態に係るLED光源の装着方法の変形例2を示す斜視図である。
However, the
FIG. 8 is a perspective view showing a second modification of the LED light source mounting method according to the embodiment.
変形例2に係るLED光源19は、同図に示すように、ヒートシンク17の一方の辺31(の内面31a)に接着剤71を介して固着されている。実施の形態では対向部材43にネジ部材45が利用されていたが、変形例2での対向部材73は、高さが封止体41よりも高い部材が利用されている。この部材としては、例えば横断面形状が正方形状をした棒部材75が利用されている。
The
このように対向部材73は、バックライトユニットの動作時にLED光源19の熱により導光板13が膨張したときに、導光板13とLED光源19の発光体42とが接触するのを阻止できれば良く、その形状、構造等について特に限定するものでない。
Thus, the opposing
但し、形状によっては、後述のような効果を奏する場合がある。
図9は、実施の形態に係る対向部材の変形例3を示す断面図である。なお、図9では、導光板13の下部側が主に現されており、導光板13の下部側を中心に説明するが、導光板の上部側も同じ構造である。
However, depending on the shape, the following effects may be obtained.
FIG. 9 is a cross-sectional
実施の形態では、対向部材43としてネジ部材45を利用し、当該ネジ部材45に規制機能をもたせていたが、他の部材で規制機能を持たせても良い。本変形例3では、ヒートシンク101に規制機能を持たせている。
In the embodiment, the
このヒートシンク101は、LED光源を構成するモジュール103用の装着溝105を有している。装着溝105は、ヒートシンク101における導光板13の下側面13bと対向する部分に設けられている。なお、モジュール103は、実施の形態と同様に、基板107、LED素子108、封止体109を備え、発光体はLED素子108と封止体109とで構成されている。
The
ヒートシンク101における導光板13の下側面13bと対向する対向面の一部111は、モジュール103を装着溝105に公知の手段(ネジ部材、接着剤等)により装着した状態において、モジュール103(発光体)より高くなっている。
A
つまり、導光板13の下側面13bとヒートシンク101の対向面の一部111との距離が、導光板13の下側面13bと発光体との距離より小さくなっている。これにより、ヒートシンク101の対向面の一部111は、実施の形態等における対向部材と同様の機能を有する。
That is, the distance between the
図10は、実施の形態に係る対向部材の変形例4を示す断面図である。なお、図10では、導光板13の下部側が主に現されており、導光板13の下部側を中心に説明するが、導光板の上部側も同じ構造である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing Modification 4 of the facing member according to the embodiment. In FIG. 10, the lower side of the
実施の形態では対向部材43としてネジ部材45に、変形例4ではヒートシンク101にそれぞれ規制機能を持たせたが、他の部材に同じ機能を持たせることもできる。
変形例4に係る対向部材は、ヒートシンク17やLED光源19を位置決めするための位置決め部材131により構成している。
In the embodiment, the
The facing member according to the modified example 4 includes a
位置決め部材131は、ピン部材133が用いられ、筐体本体21の所定位置に凸設されている。具体的には、筐体本体21に形成された貫通孔135に対してピン部材133が外部から挿入された状態で、ピン部材133が筐体本体21に溶接(溶着)されている。
As the
LED光源19及びヒートシンク17は、ピン部材133に対応する位置に貫通孔19a,17aを有しており、組立て時に、LED光源19の貫通孔19a及びヒートシンク17の貫通孔17aがピン部材133に嵌められる。
The
ピン部材133における導光板13の下側面13bと対向する対向面133aは、LED光源19がヒートシンク17に装着された状態では、LED光源19(発光体)より高くなっている。
The opposing
つまり、導光板13の下側面13bとピン部材133の対向面133aとの距離が、導光板13の下側面13bと発光体との距離より小さくなっている。これにより、ピン部材133の対向面133aは、実施の形態等における対向部材と同様の機能を有する。
(2)形状
実施の形態の対向部材43及び変形例等の対向部材や規制機能を有する部材(これらの部材を、以下、「対向部材43等」という。)は、駆動時に熱膨張する導光板13と接触する部分が平坦形状をしている。このように接触部分を平坦な形状にすると、導光板13と対向部材43等が接触したときに、導光板13が対向部材43等の接触部分から受ける応力が、接触部分が鋭利な形状やドーム形状の対向部材に比べて小さくなり、結果的に対向部材が導光板13に与える負荷を小さくできる。
That is, the distance between the
(2) Shape The opposing
一方、実施の形態の対向部材における導光板13の上下側面13a、13bと対向する面が例えば半球形状やドーム形状をしている場合、対向面が平坦な形状の対向部材(例えば実施の形態の対向部材43である。)に比べて、LED光源19からの光を対向部材の角等で遮るのを抑制でき、結果的にLED光源19からの光の取り出し効率を向上させることができる。
(3)駆動前の状態
実施の形態の対向部材43等は、その対向面45aがLED光源19の対向面よりも導光板13に近い位置に存していたが、例えば、駆動前は、LED光源の対向面の方が対向部材等の対向面よりも導光板に近い位置に存在し、駆動時に対向部材の対向面の方がLED光源の対向面よりも導光板に近くなるようにしても良い。
On the other hand, when the surface facing the upper and
(3) State Before Driving The facing
具体的には、LED光源に利用されているLED素子や封止体(つまり発光体)よりも熱膨張係数が高い材料で対向部材を構成することで実施できる。
(4)材料
実施の形態等では、対向部材等の材料について特に説明していないが、駆動時に導光板と接触した際に、導光板が発光体側にさらに熱膨張するのを規制できる剛性・硬度を有していれば良い。
(5)その他
上記対向部材等以外に、例えば発光に寄与しないダミーのLED素子を対向部材としても良い。言うまでもなく、このダミーのLED素子は、光源として利用される発光体よりも大きい(高い)、もしくは、ダミーのLED素子の実装面が光源として利用される発光体の実装面よりも導光板の側面に近いように凸状になっている必要がある。つまり、ダミーのLED素子は発光体よりも相対的に高い必要がある。
3.LED光源
実施の形態等のLED光源19は、モジュールタイプであり、基板37と、当該基板37に実装された複数のLED素子39と、それぞれのLED素子39を封止する封止体41とを備えていたが、封止体は、複数のLED素子をまとめて、或いは、複数のLED素子のうちの数個をまとめて封止する構成であっても良い。
Specifically, it can be implemented by configuring the facing member with a material having a higher thermal expansion coefficient than that of the LED element or sealing body (that is, the light emitting body) used for the LED light source.
(4) Material Although materials such as the facing member are not particularly described in the embodiments, etc., rigidity and hardness that can restrict further thermal expansion of the light guide plate toward the light emitter when contacting the light guide plate during driving. As long as it has.
(5) Others In addition to the above-described facing member, for example, a dummy LED element that does not contribute to light emission may be used as the facing member. Needless to say, this dummy LED element is larger (higher) than the light emitter used as the light source, or the side of the light guide plate is larger than the surface of the light emitter used as the light source. It needs to be convex so that it is close to. That is, the dummy LED element needs to be relatively higher than the light emitter.
3. LED Light Source The
さらに、実施の形態等のLED光源19は、複数のLED素子39を一列に基板37に実装してなるが、例えば複数のLED素子を千鳥状に複数列に実装しても良い。この際も、封止体は、1個のLED素子を封止しても良いし、複数個のLED素子を封止しても良い。
Further, the
また、実施の形態等のLED光源19は、導光板13の上下側面13a,13bの各側面に対して2個あり(合計で4個ある。)、各側面13a,13bに沿って配されていたが、2個のLED光源を1つにまとめた長尺状にしたものをLED光源としても良い。
Moreover, the
さらに、LED光源19は、基板37にLED素子39を実装して構成されていたが、例えば、ヒートシンクに絶縁処理を施し、LED素子をヒートシンクに直接実装しても良い。
Furthermore, although the
なお、LED光源19は、導光板13の上下側面13a,13bの2側面に対して配されていたが、上下側面の一方の側面に対して配して良いし、左右側面の2側面に対して或いは左右側面の2側面の一方に対して配しても良い。
4.導光板と対向部材との位置関係
導光板の光入射面に押圧されてLED光源が破損することを抑制するためには、前述した通り、発光体の表面(導光板の光入射面に対向する面)よりも対向部材の頭部(導光板の光入射面に対向する対向部分)が高い位置(導光板の光入射面に近い位置である。)にあれば良い。
The
4). Positional relationship between the light guide plate and the opposing member In order to prevent the LED light source from being damaged by being pressed by the light incident surface of the light guide plate, as described above, the surface of the light emitter (facing the light incident surface of the light guide plate). It suffices if the head of the facing member (the facing portion facing the light incident surface of the light guide plate) is higher than the surface) (the position close to the light incident surface of the light guide plate).
例えば、基板37から発光体の頭部(対向面)までの高さ(図5のH2である。)が0.65(mm)の場合は、基板37の表面から対向部材の対向部分(最も導光板側に位置する部位)までの高さ(図6のH3である。)が0.65(mm)以上であれば良い。
For example, when the height from the
但し、基板から延伸する対向部材の高さが高く、導光板の光入射面に対して対向部材の対向部分が接近しすぎている場合には、導光板が熱膨張した際に、対向部材と導光板とが容易に接触してしまい、導光板が反るという新たな問題が生じうる。 However, when the height of the facing member extending from the substrate is high and the facing portion of the facing member is too close to the light incident surface of the light guide plate, when the light guide plate is thermally expanded, A new problem may occur that the light guide plate comes into contact with the light guide plate easily and the light guide plate is warped.
その一方で、対向部材の高さが低く、発光体の表面(対向面)と対向部材の頭部(対向部分)との距離が短い場合には、導光板が熱膨張した際に、導光板と発光体とが接触し、LED光源が破損しうる。そのため、LED光源(発光体)と対向部材の頭部(対向部分)までの距離(膨張前)は、0.2(mm)以上0.3(mm)以下であることが好ましい。 On the other hand, when the height of the opposing member is low and the distance between the surface (opposing surface) of the light emitter and the head (opposing portion) of the opposing member is short, when the light guiding plate thermally expands, the light guiding plate And the illuminant may come into contact with each other, and the LED light source may be damaged. Therefore, the distance (before expansion) between the LED light source (light emitting body) and the head (opposed portion) of the opposing member is preferably 0.2 (mm) or more and 0.3 (mm) or less.
また、LED光源と対向部材の頭部までの距離を設計する際には、導光板の伸び量を考慮することが好ましい。導光板の伸び量は、LED光源に対して垂直向きの導光板の側辺の長さ(導光板を液晶パネル側から見たときの短手(縦)方向の長さ)に導光板材料の線膨張係数を積算することにより算出することができる。 Further, when designing the distance between the LED light source and the head of the opposing member, it is preferable to consider the extension amount of the light guide plate. The extension of the light guide plate is equal to the length of the side of the light guide plate perpendicular to the LED light source (the length in the short (vertical) direction when the light guide plate is viewed from the liquid crystal panel side). It can be calculated by integrating the linear expansion coefficient.
例えば37インチ(840(mm)×470(mm))のアクリル樹脂(点灯時の温度を考慮した線膨張係数が7〜8×10−5である。)を導光板とし、その短手方向に垂直、すなわち長手方向に沿ってLED光源を配置したエッジライト方式を採用する場合には、470×7×10−5=0.03(mm)を導光板の伸び量として算出し、その長さを上記範囲に加味し、LED光源からの光取り出し効率などを考慮の上、適宜設計すれば良い。なお、対向部材の頭部から導光板の光入射面までの距離は、LED光源と対向する導光板の側辺の設計公差よりも大き目に設計されていることが好ましい。 For example, 37 inches (840 (mm) × 470 (mm)) of acrylic resin (linear expansion coefficient in consideration of temperature at lighting is 7 to 8 × 10 −5 ) is used as a light guide plate in the short direction. When adopting the edge light system in which the LED light sources are arranged vertically, that is, along the longitudinal direction, 470 × 7 × 10 −5 = 0.03 (mm) is calculated as the extension amount of the light guide plate, and the length In consideration of the light extraction efficiency from the LED light source and the like. The distance from the head of the opposing member to the light incident surface of the light guide plate is preferably designed to be larger than the design tolerance of the side of the light guide plate facing the LED light source.
本発明は、動作時の導光板の熱膨張の影響を受けにくいバックライトユニット及び液晶表示装置に利用可能である。 The present invention is applicable to a backlight unit and a liquid crystal display device that are not easily affected by thermal expansion of the light guide plate during operation.
1 液晶表示装置
3 液晶パネル
5 バックライトユニット
7 筐体
9 筐体
11 光学系シート
13 導光板
17 ヒートシンク
19 光源
37 基板
39 LED素子
41 封止体
43 固定部材(対向部材)
45 ネジ部材
DESCRIPTION OF
45 Screw member
Claims (6)
前記導光板の側面と対向する位置であって前記発光体が存在しない位置に対向部材が存在し、当該対向部材の相対的な高さが前記発光体の高さよりも高い
ことを特徴とするバックライトユニット。 In an edge type backlight unit in which a light source having a light emitter is disposed in close proximity to the side surface of the light guide plate,
The back is characterized in that there is a counter member at a position facing the side surface of the light guide plate and where the light emitter does not exist, and the relative height of the counter member is higher than the height of the light emitter. Light unit.
前記対向部材は、前記基板における発光体が存在しない部分に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。 The light source includes the light emitter on a substrate,
The backlight unit according to claim 1, wherein the facing member is provided in a portion of the substrate where no light emitter exists.
前記対向部材は前記固定部材である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のバックライトユニット。 The light source is mounted along a side surface of the light guide plate and attached to a heat sink that emits heat when the light emitter emits light by a fixing member,
The backlight unit according to claim 1, wherein the facing member is the fixing member.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のバックライトユニット。 The backlight unit according to any one of claims 1 to 3, wherein an end of the facing member on the light guide plate side has a hemispherical shape.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のバックライトユニット。 The backlight unit according to claim 1, wherein an end of the facing member on the light guide plate side has a flat shape.
前記バックライトユニットが請求項1〜5のいずれか1項に記載のバックライトユニットである
ことを特徴とする液晶表示装置。 In a liquid crystal display device having a backlight unit and a liquid crystal panel,
The said backlight unit is a backlight unit of any one of Claims 1-5. The liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
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