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JP2013058353A - Light source module and liquid crystal display device having the same - Google Patents

Light source module and liquid crystal display device having the same Download PDF

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JP2013058353A
JP2013058353A JP2011195276A JP2011195276A JP2013058353A JP 2013058353 A JP2013058353 A JP 2013058353A JP 2011195276 A JP2011195276 A JP 2011195276A JP 2011195276 A JP2011195276 A JP 2011195276A JP 2013058353 A JP2013058353 A JP 2013058353A
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JP
Japan
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light
guide plate
light guide
coupling member
optical coupling
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Withdrawn
Application number
JP2011195276A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Ikuta
和也 生田
Kenji Takada
健治 高田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

【課題】導光板の加工を伴うことなく、光源から導光板への結合効率を高め、導光板の輝度ムラを低減し得る光源モジュール、及びそれを備えた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】LEDチップ23aと、導光板13と、LEDチップ23aからの光を導光板13に導く光結合部材30とからなる。光結合部材30は、導光板13側に光を入光させる頂部平坦面31と、頂部平坦面31部の両側に位置する2つの側面部と、LEDチップ23aの光を入光する入光面33aとを有している。2つの側面部のうちの一方の表面はその下方に位置する入光面33aからの光を曲面32aにて反射して頂部平坦面31に導く反射面となっている一方、2つの側面部のうちの他方の側面部である他方側面部36の表面は頂部平坦面31との境界を含む少なくとも一部が反射面よりも粗面に形成されている。
【選択図】図1
A light source module capable of increasing the coupling efficiency from a light source to a light guide plate without reducing the processing of the light guide plate and reducing luminance unevenness of the light guide plate, and a liquid crystal display device including the same.
An LED chip 23a, a light guide plate 13, and an optical coupling member 30 that guides light from the LED chip 23a to the light guide plate 13. The light coupling member 30 includes a top flat surface 31 that allows light to enter the light guide plate 13 side, two side surfaces located on both sides of the top flat surface 31, and a light incident surface that receives light from the LED chip 23 a. 33a. One of the two side surfaces is a reflection surface that reflects light from the light incident surface 33a positioned below the curved surface 32a and guides it to the top flat surface 31, while At least a part of the surface of the other side surface portion 36 that is the other side surface portion including the boundary with the top flat surface 31 is rougher than the reflecting surface.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、光源モジュール、及びそれを備えた液晶表示装置に関するものであり、光源モジュールは、例えば液晶表示装置のバックライト、又は室内若しくは屋外の照明等に適用される。   The present invention relates to a light source module and a liquid crystal display device including the same, and the light source module is applied to, for example, a backlight of a liquid crystal display device or indoor or outdoor illumination.

近年、液晶表示装置においては、薄型化を図るために、光源からの光を導光板によって面状に出射させるサイドエッジ(サイドライトともいう)型導光板を備えたバックライトが多用されている。   In recent years, in order to reduce the thickness of a liquid crystal display device, a backlight including a side edge (also referred to as a sidelight) type light guide plate that emits light from a light source in a planar shape by a light guide plate is frequently used.

このようなサイドエッジ型導光板では、導光板の長手方向の例えば両端部にLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)等の光源を配置し、導光板の長手方向の各端面から、光を入射させ、導光板の内部中央へその光を全反射させながら、導光板の表面に光を出射するようになっている。   In such a side-edge type light guide plate, light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged at both ends in the longitudinal direction of the light guide plate, and light is incident from each end face in the longitudinal direction of the light guide plate. The light is emitted to the surface of the light guide plate while totally reflecting the light toward the inner center of the light guide plate.

しかしながら、サイドエッジ型導光板においては、熱膨張により導光板が伸縮すると共に、特に、導光板の長手方向においては伸縮量が大きい。このため、導光板の端部においては、光源を導光板に密着させることはできず、熱膨張による伸縮量を見越した隙間を有する構造となっている。この結果、隙間の存在により光源の導光板への入射効率が悪くなるという問題点を有している。この問題は、液晶表示装置が大型になればなるほど、すなわち導光板が大型になればなるほど伸縮量が大きくなるので、光源と導光板との隙間を大きくしなければならず、その結果、入射効率がさらに低下する。   However, in the side edge type light guide plate, the light guide plate expands and contracts due to thermal expansion, and in particular, the amount of expansion and contraction is large in the longitudinal direction of the light guide plate. For this reason, at the edge part of a light-guide plate, a light source cannot be closely_contact | adhered to a light-guide plate, but it has a structure which has the clearance | gap which anticipated the expansion-contraction amount by thermal expansion. As a result, there is a problem that the incidence efficiency of the light source to the light guide plate is deteriorated due to the presence of the gap. The problem is that the larger the liquid crystal display device, that is, the larger the light guide plate, the greater the amount of expansion and contraction. Therefore, the gap between the light source and the light guide plate must be increased. Is further reduced.

そこで、この問題を解決するために、特許文献1に開示された表示装置用バックライト100では、図13に示すように、導光板110の下方に発光ダイオード101が、その光軸が導光板110に直交するようにして設けられている。そして、導光板110の表面における発光ダイオード101の直上においては、発光ダイオード101からの光を導光板110の両端部側へ反射すべく、曲面からなる反射面111・111が形成されている。また、発光ダイオード101の下側には反射シート102が設けられている。   Therefore, in order to solve this problem, in the backlight 100 for a display device disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 13, the light emitting diode 101 is provided below the light guide plate 110 and the optical axis thereof is the light guide plate 110. It is provided so as to be orthogonal to. Then, immediately above the light emitting diode 101 on the surface of the light guide plate 110, curved reflecting surfaces 111 and 111 are formed so as to reflect the light from the light emitting diode 101 toward both ends of the light guide plate 110. A reflective sheet 102 is provided below the light emitting diode 101.

上記の構成により、導光板110の厚み方向の伸縮量は大きくないので、発光ダイオード101を導光板110に近接して配設することができる。また、発光ダイオード101の下側に設けられた反射シート102の存在とも相俟って、発光ダイオード101から出射された光の略全てが導光板210に導入される。この結果、サイドエッジ(サイドライトともいう)型導光板よりも光の導光板110への結合効率及び光利用効率を向上し得るものとなっている。   With the above configuration, the light guide plate 110 can be disposed close to the light guide plate 110 because the light guide plate 110 does not have a large amount of expansion and contraction in the thickness direction. In addition, in combination with the presence of the reflection sheet 102 provided on the lower side of the light emitting diode 101, substantially all of the light emitted from the light emitting diode 101 is introduced into the light guide plate 210. As a result, it is possible to improve the coupling efficiency of light to the light guide plate 110 and the light utilization efficiency as compared with the side edge (also referred to as side light) type light guide plate.

尚、特許文献1の表示装置用バックライト100では導光板に加工を施す必要があるので、単なる平板状の導光板よりもコスト高になる欠点がある。また、発光ダイオード101の直上の輝度が周囲より明るくなり、輝線が発生するので、均一な輝度分布を作ることができないという欠点がある。   In addition, since it is necessary to process a light-guide plate in the backlight 100 for display apparatuses of patent document 1, there exists a fault which becomes high cost rather than a simple flat light-guide plate. In addition, since the luminance immediately above the light emitting diode 101 becomes brighter than the surroundings and bright lines are generated, there is a disadvantage that a uniform luminance distribution cannot be created.

ここで、一般的な直下型は、液晶パネルの下に、LEDをマトリックス状に配列させて液晶パネルを均一に照射する方式である。また、直下型には、LEDと拡散レンズ(光を拡散させるレンズ)を用いてLEDから出射される光を広げて液晶パネルを均一に照射する方式もある。   Here, the general direct type is a system in which LEDs are arranged in a matrix under the liquid crystal panel to uniformly irradiate the liquid crystal panel. In addition, the direct type includes a method in which light emitted from the LED is spread using a LED and a diffusion lens (a lens that diffuses light) to uniformly irradiate the liquid crystal panel.

特開2006−49324号公報(2006年2月16日公開)JP 2006-49324 A (published February 16, 2006)

しかしながら、上記従来の特許文献1に開示された光源モジュールでは、導光板に加工を施す必要があるので、単なる平板状の導光板よりもコスト高になるという問題点を有している。   However, the conventional light source module disclosed in Patent Document 1 has a problem that the light guide plate needs to be processed, so that the cost is higher than that of a simple flat light guide plate.

また、発光ダイオード101の直上の輝度が周囲より明るくなり、輝線が発生するので、均一な輝度分布を作ることができないという欠点がある。   In addition, since the luminance immediately above the light emitting diode 101 becomes brighter than the surroundings and bright lines are generated, there is a disadvantage that a uniform luminance distribution cannot be created.

さらに、製造ばらつきにより、光源と導光板との相対的位置がずれた場合には、輝度ムラが発生する。   Further, when the relative position between the light source and the light guide plate is shifted due to manufacturing variations, luminance unevenness occurs.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、導光板の加工を伴うことなく、光源から導光板への結合効率を高め、導光板の輝度ムラを低減し得る光源モジュール、及びそれを備えた液晶表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its object is to increase the coupling efficiency from the light source to the light guide plate without reducing the light guide plate, and to reduce the luminance unevenness of the light guide plate. It is an object to provide a light source module to be obtained and a liquid crystal display device including the same.

本発明の光源モジュールは、上記課題を解決するために、光源と、導光板と、該光源からの光を導光板に導く光結合部材とからなる光源モジュールであって、上記光結合部材は、導光板側に光を入光させる頂部平坦部と、該頂部平坦部の両側に位置する2つの側面部と、光源の光を入光する入光部とを有していると共に、上記2つの側面部のうちの一方の表面はその下方に位置する入光部からの光を曲面にて反射して上記頂部平坦部に導く反射面となっている一方、上記2つの側面部のうちの他方の表面は上記頂部平坦部との境界を含む少なくとも一部が上記反射面よりも粗面に形成されていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the light source module of the present invention is a light source module including a light source, a light guide plate, and an optical coupling member that guides light from the light source to the light guide plate. A top flat portion for entering light on the light guide plate side, two side portions located on both sides of the top flat portion, and a light incident portion for receiving light from the light source. One surface of the side surface portion is a reflection surface that reflects light from the light incident portion located below the curved surface and guides it to the top flat portion, while the other of the two side surface portions. At least a part of the surface including the boundary with the top flat portion is formed to be rougher than the reflecting surface.

上記の発明によれば、導光板の下方の光源から出射された光は、入光部から光結合部材に入光し、光結合部材の曲面にて反射して頂部平坦部から導光板に入射される。導光板に入射された光は、該導光板の内部を全反射しながら一部の光は導光板の端部まで伝搬すると共に、その途中では適宜光路変換素子にて、全反射条件が破られ、導光板の上面から出射される。   According to the above invention, the light emitted from the light source below the light guide plate enters the light coupling member from the light incident portion, is reflected by the curved surface of the light coupling member, and enters the light guide plate from the top flat portion. Is done. While the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate, a part of the light propagates to the end of the light guide plate, and the total reflection condition is broken by an optical path conversion element in the middle of the light. The light is emitted from the upper surface of the light guide plate.

この結果、従来のサイドエッジ型導光板とは異なり、導光板直下型のバックライトとなっているので、サイドエッジ型導光板においては必要であった熱膨張を回避するための光源と導光板との隙間が不要となり、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。   As a result, unlike the conventional side edge type light guide plate, since it is a backlight directly under the light guide plate, a light source and a light guide plate for avoiding thermal expansion required in the side edge type light guide plate, Thus, the coupling efficiency from the light source to the light guide plate can be increased, and the light utilization efficiency can be improved.

また、本発明では、導光板とは別体の光結合部材を設けることにより、導光板の下面の入射部から光を入射させるので、導光板の内部では入射光が全反射しながら導光される。この結果、導光板を加工しなくても済み、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上し得ると共に、製造コストも軽減される。   Further, in the present invention, since the light coupling member separate from the light guide plate is provided so that light is incident from the incident portion on the lower surface of the light guide plate, the incident light is guided while being totally reflected inside the light guide plate. The As a result, it is not necessary to process the light guide plate, the coupling efficiency from the light source to the light guide plate can be increased, the light utilization efficiency can be improved, and the manufacturing cost is also reduced.

ところで、このような構造の光源モジュールにおいては、光結合部材と光源との位置関係が所定の位置よりもずれると、詳細には光源が光結合部材に対する所定の位置よりも脚体部側にずれると、曲面からなる反射面を反射した光の一部が光結合部材の頂部平坦部に結合せず、曲面からなる反射面とは反対側である2つの側面部のうちの他方の表面から出射する迷光となる。このような迷光は、光源が光結合部材に対する所定の位置よりも2つの側面部のうちの他方の表面側に大きくずれればずれる程迷光の発生量が多くなる。   By the way, in the light source module having such a structure, when the positional relationship between the optical coupling member and the light source is deviated from a predetermined position, the light source is more specifically shifted to the leg part side than the predetermined position with respect to the optical coupling member. And a part of the light reflected from the reflecting surface made of a curved surface is not coupled to the top flat portion of the optical coupling member, and is emitted from the other surface of the two side surfaces opposite to the reflecting surface made of the curved surface. To become stray light. The amount of stray light generated increases as the stray light shifts to the other surface side of the two side surfaces from the predetermined position with respect to the optical coupling member.

そして、このような迷光が導光板に入射されると、導光板においては輝度ムラが発生する。   When such stray light enters the light guide plate, luminance unevenness occurs in the light guide plate.

そこで、本発明では、光結合部材における2つの側面部のうちの他方の表面は上記頂部平坦部との境界を含む少なくとも一部が上記反射面よりも粗面に形成されている。この結果、2つの側面部のうちの他方の表面の到達した光は、粗面にて乱反射を起こすので、導光板に入射しないことになる。   Therefore, in the present invention, at least a part of the other surface of the two side portions of the optical coupling member including the boundary with the top flat portion is formed to be rougher than the reflecting surface. As a result, the light that has reached the other surface of the two side surface portions causes irregular reflection on the rough surface, and therefore does not enter the light guide plate.

したがって、導光板の加工を伴うことなく、光源から導光板への結合効率を高め、導光板の輝度ムラを低減し得る光源モジュールを提供することができる。   Therefore, it is possible to provide a light source module that can increase the coupling efficiency from the light source to the light guide plate and reduce the uneven brightness of the light guide plate without processing the light guide plate.

本発明の光源モジュールでは、前記光結合部材における2つの側面部のうちの他方の表面における前記頂部平坦部との境界を含む少なくとも一部は、表面粗さRa≧0.2となっているとすることができる。   In the light source module of the present invention, at least a portion including the boundary with the top flat portion on the other surface of the two side surfaces of the optical coupling member has a surface roughness Ra ≧ 0.2. can do.

これにより、2つの側面部のうちの他方の表面の到達した光が、粗面にて確実に乱反射を起こすので、導光板に入射しないことになる。   As a result, the light that has reached the other surface of the two side surfaces is surely irregularly reflected by the rough surface, so that it does not enter the light guide plate.

本発明の光源モジュールでは、前記光結合部材における2つの側面部のうちの一方の表面である反射面は、表面粗さRa<0.2となっているとすることができる。   In the light source module of the present invention, the reflection surface, which is one of the two side surfaces of the optical coupling member, may have a surface roughness Ra <0.2.

これにより、光結合部材における曲面からなる反射面では確実に全反射して、該光結合部材の頂部平坦部から導光板に入射されることになる。   As a result, the reflection surface made of a curved surface of the optical coupling member surely totally reflects and enters the light guide plate from the top flat portion of the optical coupling member.

本発明の光源モジュールでは、前記光結合部材は、断面形状アーチ状又は半円状にてなっているとすることができる。   In the light source module of the present invention, the optical coupling member may have an arch shape or a semicircular shape in cross section.

これにより、光結合部材の下方に位置する光源から入光部を介して入光した光の多くを曲面にて反射して上記頂部平坦部に導くことが可能となる。また、断面形状アーチ状又は半円状の光結合部材においては、外形表面形状が左右対称となるので、金型形成し易いメリットがある。   Accordingly, it is possible to reflect most of the light incident from the light source located below the optical coupling member via the light incident portion on the curved surface and guide it to the top flat portion. Further, in the optical coupling member having a cross-sectional arch shape or semicircular shape, the outer shape surface shape is symmetrical, so that there is an advantage that a mold can be easily formed.

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記記載の光源モジュールをバックライトとして備えていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, a liquid crystal display device according to the present invention includes the light source module described above as a backlight.

上記の発明によれば、導光板の加工を伴うことなく、光源から導光板への結合効率を高め、導光板の輝度ムラを低減し得る光源モジュールを備えた液晶表示装置を提供することができる。   According to said invention, a liquid crystal display device provided with the light source module which can improve the coupling efficiency from a light source to a light guide plate, and can reduce the brightness nonuniformity of a light guide plate, without accompanying the process of a light guide plate can be provided. .

本発明の光源モジュールは、以上のように、光結合部材は、導光板側に光を入光させる頂部平坦部と、該頂部平坦部の両側に位置する2つの側面部と、光源の光を入光する入光部とを有していると共に、上記2つの側面部のうちの一方の表面はその下方に位置する入光部からの光を曲面にて反射して上記頂部平坦部に導く反射面となっている一方、上記2つの側面部のうちの他方の表面は上記頂部平坦部との境界を含む少なくとも一部が上記反射面よりも粗面に形成されているものである。   As described above, in the light source module of the present invention, the light coupling member has a top flat portion that allows light to enter the light guide plate side, two side portions located on both sides of the top flat portion, and light from the light source. A light incident portion that is incident on the surface, and one surface of the two side surface portions reflects light from the light incident portion located below the curved surface to be guided to the top flat portion. On the other hand, at least a part of the other surface of the two side portions including the boundary with the top flat portion is formed to be a rougher surface than the reflective surface.

本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記記載の光源モジュールをバックライトとして備えているものである。   As described above, the liquid crystal display device of the present invention includes the light source module described above as a backlight.

それゆえ、導光板の加工を伴うことなく、光源から導光板への結合効率を高め、導光板の輝度ムラを低減し得る光源モジュール、及びそれを備えた液晶表示装置を提供するという効果を奏する。   Therefore, there is an effect of providing a light source module capable of increasing the coupling efficiency from the light source to the light guide plate without reducing the processing of the light guide plate and reducing the luminance unevenness of the light guide plate, and a liquid crystal display device including the same. .

本発明における光源モジュールの実施の一形態を示すものであって、光源モジュールに備えられた光結合部材においてLEDチップからの入射光が導光板に結合しない場合に脚体部の表面で散乱する光路を示す断面図である。1 illustrates an embodiment of a light source module according to the present invention, and is an optical path that scatters on the surface of a leg portion when incident light from an LED chip is not coupled to a light guide plate in an optical coupling member provided in the light source module. FIG. 上記光源モジュールを備えた液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the liquid crystal display device provided with the said light source module. (a)は上記液晶表示装置の全体構成を示す断面図であり、(b)は(a)に示す液晶表示装置における光源ユニットの構成を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the whole structure of the said liquid crystal display device, (b) is sectional drawing which shows the structure of the light source unit in the liquid crystal display device shown to (a). 上記液晶表示装置における光源モジュールの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the light source module in the said liquid crystal display device. 上記光源モジュールにおける光源ユニットの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the light source unit in the said light source module. 上記光源ユニットにおけるLED基板の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the LED board in the said light source unit. (a)はLEDチップから出射した光が放物面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、(b)はLEDチップ近傍を示す要部断面図である。(A) is sectional drawing which shows the optical path when the light radiate | emitted from the LED chip injects into a light-guide plate via the optical coupling member which has a paraboloid, (b) is principal part sectional drawing which shows the LED chip vicinity. It is. 上記導光板を取り除いた光源モジュールの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the light source module which removed the said light-guide plate. 図8において切断面Sで切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the cut surface S in FIG. 図9のA側の要部構成を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part structure by the side of A of FIG. (a)は迷光の発生原理を説明するための光結合部材の光路を示す説明図であり、(b)は導光板の輝度分布を示す平面図である。(A) is explanatory drawing which shows the optical path of the optical coupling member for demonstrating the generation | occurrence | production principle of a stray light, (b) is a top view which shows the luminance distribution of a light-guide plate. (a)は液晶表示装置の構成を示す正面図であり、(b)はその側面図である。(A) is a front view which shows the structure of a liquid crystal display device, (b) is the side view. 従来の光源モジュールの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional light source module.

本発明の一実施形態について図1〜図12に基づいて説明すれば、以下のとおりである。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

(液晶表示装置の全体構成)
本実施の形態の光源モジュールを備えた液晶表示装置の構成について、図2に基づいて説明する。図2は、本実施の形態の液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
(Overall configuration of liquid crystal display device)
A configuration of a liquid crystal display device including the light source module of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment.

本実施の形態の液晶表示装置1は、図2に示すように、光源モジュールとしてのバックライト10、拡散板2A、プリズムシート3、拡散シート2B、液晶パネル4及びベゼル5がこの順に重ねられて配置されている。液晶表示装置1においては、バックライト10から出射された光が、拡散板2A、プリズムシート3、及び拡散シート2Bを通過して液晶パネル4に入射する。そして、液晶パネル4において光透過率を部分的に変化させることにより、所望の画像が表示されることになる。尚、液晶パネル4は、矩形の平板状であり、拡散板2A、プリズムシート3、及び拡散シート2Bも液晶パネル4と略同じ形状を有している。また、ここでは、液晶パネル4の長辺に平行な方向をX方向とし、液晶パネル4の短辺に平行な方向をY方向とし、X方向及びY方向の両方に垂直な方向をZ方向とする。X方向は、長手方向ともいう。また、Z方向は、液晶パネル4の法線方向ともいえる。   As shown in FIG. 2, the liquid crystal display device 1 of the present embodiment includes a backlight 10 as a light source module, a diffusion plate 2A, a prism sheet 3, a diffusion sheet 2B, a liquid crystal panel 4, and a bezel 5 stacked in this order. Has been placed. In the liquid crystal display device 1, the light emitted from the backlight 10 passes through the diffusion plate 2 </ b> A, the prism sheet 3, and the diffusion sheet 2 </ b> B and enters the liquid crystal panel 4. A desired image is displayed by partially changing the light transmittance in the liquid crystal panel 4. The liquid crystal panel 4 has a rectangular flat plate shape, and the diffusion plate 2A, the prism sheet 3 and the diffusion sheet 2B have substantially the same shape as the liquid crystal panel 4. Here, the direction parallel to the long side of the liquid crystal panel 4 is defined as the X direction, the direction parallel to the short side of the liquid crystal panel 4 is defined as the Y direction, and the direction perpendicular to both the X direction and the Y direction is defined as the Z direction. To do. The X direction is also referred to as the longitudinal direction. The Z direction can also be said to be the normal direction of the liquid crystal panel 4.

(バックライトの構成)
バックライト10は、図2に示すように、下から順に、つまり液晶パネル4に対して遠い方から順に、光源ユニット20、一筋の開口11aを有するシャーシ11、シャーシ11と同様に一筋の開口12aを有する反射シート12、及び光学部材としての導光板13にて構成されている。シャーシ11は、例えば鉄等の材質により形成されており、バックライト10の強度を高めるものである。シャーシ11は、液晶パネル4と略同じサイズの矩形に形成されている。
(Backlight configuration)
As illustrated in FIG. 2, the backlight 10 includes a light source unit 20, a chassis 11 having a single opening 11 a, and a single opening 12 a similar to the chassis 11, in order from the bottom, that is, in order from the far side from the liquid crystal panel 4. And a light guide plate 13 as an optical member. The chassis 11 is made of, for example, a material such as iron, and increases the strength of the backlight 10. The chassis 11 is formed in a rectangular shape that is substantially the same size as the liquid crystal panel 4.

上記光源ユニット20は、凹部21aを有する光源ホルダー21を備えている。凹部21aはX方向に伸びた長尺状つまり帯状の溝である。光源ホルダー21は、液晶パネル4における長辺方向に沿って端部側に配置されている。   The light source unit 20 includes a light source holder 21 having a recess 21a. The recess 21a is a long or strip-like groove extending in the X direction. The light source holder 21 is disposed on the end side along the long side direction of the liquid crystal panel 4.

反射シート12は、導光板13から漏れ出た光を反射し、導光板13に戻すために設けられている。反射シート12は、光源ユニット20内の後述する光学部材としての光結合部材30が導光板13に当接する部分で2つの区切られており、区切られた2つの反射シート間に一筋の開口12aが形成されている。すなわち、導光板13における、光源ユニット20側の下面には、光結合部材30と当接する領域、及び反射シート12が設けられた領域が存在する。そして、光は、導光板13における、光結合部材30と当接する領域を介して導光板13へ入射することとなる。   The reflection sheet 12 is provided to reflect the light leaking from the light guide plate 13 and return it to the light guide plate 13. The reflection sheet 12 is divided into two parts at a portion where an optical coupling member 30 as an optical member, which will be described later, in the light source unit 20 contacts the light guide plate 13, and a single opening 12 a is formed between the two divided reflection sheets. Is formed. That is, on the lower surface of the light guide plate 13 on the light source unit 20 side, there are a region in contact with the optical coupling member 30 and a region in which the reflection sheet 12 is provided. Then, the light enters the light guide plate 13 through a region of the light guide plate 13 that contacts the optical coupling member 30.

導光板13は、入射してくる光を液晶パネル4側へ導くためのものであり、平板状である。   The light guide plate 13 is for guiding incident light to the liquid crystal panel 4 side, and has a flat plate shape.

(光源ユニットの構成)
次に、光源ユニット20の構成について、図3(a)(b)、図4〜図7(a)(b)に基づいて説明する。図3(a)は、液晶表示装置1の全体構成を示す断面図であり、図3(b)は、液晶表示装置1における光源ユニットの構成を示す断面図である。図4は、液晶表示装置1におけるバックライトの構成を示す斜視図である。図5は、バックライトにおける光源ユニットの構成を示す分解斜視図である。図6は、光源ユニットにおけるLED基板の構成を示す平面図である。図7(a)はLEDチップから出射した光が放物面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、図7(b)はLEDチップ近傍を示す要部断面図である。
(Configuration of light source unit)
Next, the structure of the light source unit 20 will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b) and FIGS. 4 to 7 (a) and 7 (b). FIG. 3A is a cross-sectional view showing the overall configuration of the liquid crystal display device 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing the configuration of the light source unit in the liquid crystal display device 1. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the backlight in the liquid crystal display device 1. FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the light source unit in the backlight. FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the LED substrate in the light source unit. FIG. 7A is a cross-sectional view showing an optical path when light emitted from the LED chip enters the light guide plate through an optical coupling member having a paraboloid, and FIG. 7B shows the vicinity of the LED chip. It is principal part sectional drawing.

上記光源ユニット20は、図3(a)(b)〜図5に示すように、光源としてのLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)チップを搭載した光源基板としてのLED基板24aと、長尺状の光結合部材30と、ヒートシンク22とを備えている。光結合部材30は、LEDチップから発せられた光を結合させ、導光板13に対して所定の角度で入射させるための光学素子である。また、板状部材としてのヒートシンク22には、LED基板24a及び光結合部材30が搭載されている。また、導光板13、光結合部材30、LED基板24a、及びヒートシンク22は、この順に重ねて配設されている。尚、半導体のLEDチップは非常に微細なサイズであるため、図3(a)(b)〜図5では、図面の煩雑さを防ぐための記載を割愛する。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the light source unit 20 includes an LED substrate 24a as a light source substrate on which an LED (Light Emitting Diode) chip as a light source is mounted, and a long shape. The optical coupling member 30 and the heat sink 22 are provided. The light coupling member 30 is an optical element for coupling light emitted from the LED chip and causing the light to enter the light guide plate 13 at a predetermined angle. Moreover, the LED board 24a and the optical coupling member 30 are mounted on the heat sink 22 as a plate-like member. Further, the light guide plate 13, the optical coupling member 30, the LED substrate 24a, and the heat sink 22 are arranged in this order. Since the semiconductor LED chip has a very fine size, FIGS. 3 (a) and 3 (b) to FIG. 5 omit the description for preventing complexity of the drawings.

上記光結合部材30は、図4にも示すように、X方向の断面が二股形状(アーチ状)である透光部材からなっている。そして、この二股形状の一方側がLED基板24a上に配置されている。また、光結合部材30は、LED基板24aと反対側に頂部平坦面を有し、この頂部平坦面に導光板13が固定されている。尚、光結合部材30は、必ずしも断面形状アーチ状に限らず、断面形状半円状であってもよい。   As shown in FIG. 4, the optical coupling member 30 is made of a translucent member whose cross section in the X direction has a bifurcated shape (arch shape). And one side of this forked shape is arrange | positioned on LED board 24a. Moreover, the optical coupling member 30 has a top flat surface on the opposite side to the LED substrate 24a, and the light guide plate 13 is fixed to the top flat surface. Note that the optical coupling member 30 is not necessarily limited to the cross-sectional arch shape, and may be a semi-circular cross-sectional shape.

LED基板24a上のLEDチップから発した光は、光結合部材30における二股形状の一方の入光面から入光し、光結合部材30内部を伝搬し、導光板13との固定部分である頂部平坦面で、導光板13と光結合する。つまり導光板13に入射する。導光板13に入射した光は、導光板13内部を全反射しながらY方向に伝搬しつつ、その光の一部は、導光板13の裏面に形成された光取り出し手段である光散乱体により全反射条件が破られ、導光板13表面からZ方向上方である矢印Laに出射する。尚、上記光散乱体は、導光板13裏面に印刷等で形成された微小パターンである。このように、光源ユニット20は、LEDチップからの光を導光板13の凡そ全面から出射することができるので、面発光装置として利用することができる。光源ユニット20におけるLEDチップから導光板13までの光の詳細挙動については、後述する。   The light emitted from the LED chip on the LED substrate 24 a enters from one of the bifurcated light incident surfaces of the optical coupling member 30, propagates through the optical coupling member 30, and is a top portion that is a fixed portion to the light guide plate 13. It is optically coupled to the light guide plate 13 on a flat surface. That is, the light enters the light guide plate 13. The light incident on the light guide plate 13 propagates in the Y direction while being totally reflected inside the light guide plate 13, and a part of the light is transmitted by a light scatterer that is a light extraction unit formed on the back surface of the light guide plate 13. The total reflection condition is broken, and the light is emitted from the surface of the light guide plate 13 to the arrow La that is above the Z direction. The light scatterer is a minute pattern formed on the back surface of the light guide plate 13 by printing or the like. In this way, the light source unit 20 can emit light from the LED chip from almost the entire surface of the light guide plate 13, and thus can be used as a surface light emitting device. The detailed behavior of light from the LED chip to the light guide plate 13 in the light source unit 20 will be described later.

本実施の形態では、光源としてLEDチップを用いているが、これは、半導体チップ状のLEDは形状が小さくかつ狭い領域に配置できるためである。これにより、安価な低出力のLEDチップを用いた場合にも、間隔を詰めて多くのLEDを配置することによって照度も向上し、高機能の、バックライトの光源として利用できる点で好ましい。ただし、これに限るものではなく、例えば、パッケージに収納されたLEDでもよく、有機EL発光素子又は無機EL発光素子を用いることも可能である。   In the present embodiment, an LED chip is used as a light source. This is because a semiconductor chip-shaped LED has a small shape and can be arranged in a narrow region. Thereby, even when an inexpensive low-power LED chip is used, the illuminance is improved by disposing a large number of LEDs at close intervals, which is preferable in that it can be used as a high-function backlight light source. However, the present invention is not limited to this. For example, an LED housed in a package may be used, and an organic EL light emitting element or an inorganic EL light emitting element may be used.

図5に示すように、LED基板24aの表面には、白色系樹脂からなるダム26aが形成されている。図6に示すように、ダム26aは、液晶表示装置1の幅方向(長手方向)に長尺に形成されている。また、ダム26aは、凹部状に形成されている(後述する図10参照)。そして、ダム26a内には、図6に示すように、LEDチップ23aが、ダム26aの長手方向に例えば数mmの間隔をあけて列状に配置されている。ダム26aの外周には、光結合部材30との位置調整のためのアライメントマーク27aが設けられている。アライメントマーク27aは、LEDチップ23aの実装位置を規定するために予めLED基板24aに準備されたものである。また、LED基板24aは、いわゆるプリント配線基板であり、アルミナ、セラミック、ガラスエポキシ樹脂等の材料から構成される。LED基板24aの厚さは、例えば2mmである。   As shown in FIG. 5, a dam 26a made of a white resin is formed on the surface of the LED substrate 24a. As shown in FIG. 6, the dam 26 a is formed long in the width direction (longitudinal direction) of the liquid crystal display device 1. Moreover, the dam 26a is formed in the recessed shape (refer FIG. 10 mentioned later). In the dam 26a, as shown in FIG. 6, the LED chips 23a are arranged in a row at intervals of, for example, several mm in the longitudinal direction of the dam 26a. An alignment mark 27a for adjusting the position with the optical coupling member 30 is provided on the outer periphery of the dam 26a. The alignment mark 27a is prepared in advance on the LED substrate 24a in order to define the mounting position of the LED chip 23a. The LED board 24a is a so-called printed wiring board, and is made of a material such as alumina, ceramic, or glass epoxy resin. The thickness of the LED substrate 24a is 2 mm, for example.

また、図6では示されていないが、ダム26a内には、複数のLEDチップ23aを封止する透明樹脂が充填されている。そして、この透明樹脂には、蛍光体が含まれている。蛍光体は、個々のLEDチップ23aに対し同一の種類のものが用いられている。   Further, although not shown in FIG. 6, the dam 26a is filled with a transparent resin for sealing the plurality of LED chips 23a. And this transparent resin contains the fluorescent substance. The same type of phosphor is used for each LED chip 23a.

また、LED基板24aには、ボス用穴28a・28aが形成されている。このボス用穴28a・28aは、後述するボス35a・35a(後述する図8参照)を挿入するための穴である。   Also, boss holes 28a and 28a are formed in the LED substrate 24a. The boss holes 28a and 28a are holes for inserting bosses 35a and 35a described later (see FIG. 8 described later).

光結合部材30は、図4及び図5に示すように、X方向に垂直な断面形状が略U字形状つまりトンネル状又はアーチ状であり、X方向に長尺な棒状体である。そして、導光板13とLEDチップ23aとの間に設けられている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the optical coupling member 30 has a substantially U-shaped cross section perpendicular to the X direction, that is, a tunnel shape or an arch shape, and is a rod-like body that is long in the X direction. And it is provided between the light guide plate 13 and the LED chip 23a.

この結果、本実施の形態の液晶表示装置1は、液晶パネル4と、液晶パネル4に光を照射する導光板13と、導光板13に光を結合する光学部材としての光結合部材30と、上記光結合部材30に入射光を発するLEDチップ23aとを備え、上記液晶パネル4、導光板13、光結合部材30、LEDチップ23aがこの順に並んで配設された構成になっている。そして、液晶表示装置1におけるバックライト10は、LEDチップ23aが導光板13の下方に設けられた光源直下型のバックライト10となっている。そして、これらLEDチップ23aは、出射光の光軸方向つまり入射光における最も輝度の高い方向が、平板状の導光板13に対して直交するように配置されている。   As a result, the liquid crystal display device 1 of the present embodiment includes a liquid crystal panel 4, a light guide plate 13 that irradiates light to the liquid crystal panel 4, an optical coupling member 30 as an optical member that couples light to the light guide plate 13, The light coupling member 30 includes an LED chip 23a that emits incident light, and the liquid crystal panel 4, the light guide plate 13, the light coupling member 30, and the LED chip 23a are arranged in this order. The backlight 10 in the liquid crystal display device 1 is a backlight 10 directly under the light source in which the LED chip 23 a is provided below the light guide plate 13. The LED chips 23 a are arranged so that the optical axis direction of the emitted light, that is, the direction with the highest luminance in the incident light is orthogonal to the flat light guide plate 13.

また、本実施の形態では、液晶表示装置1は、導光板の加工という技術思想を伴うことなく、光源としてのLEDチップ23aから導光板13への光結合効率を高め、光利用効率を向上し得る。以下、光結合部材30の詳細構造及び光路について説明する。   Moreover, in this Embodiment, the liquid crystal display device 1 raises the optical coupling efficiency from the LED chip 23a as a light source to the light-guide plate 13, without accompanying the technical idea of processing of a light-guide plate, and improves light utilization efficiency. obtain. Hereinafter, the detailed structure and optical path of the optical coupling member 30 will be described.

光結合部材30は、上述したように、導光板13とLEDチップ23aとの間に設けられた断面略U字形状の帯状体つまり棒状体からなっている。光結合部材30の材質は、導光板13の材質と同じ樹脂からなっている。同じ材質であれば、屈折率を同じにすることができるので、光結合部材30から導光板13への光の入射が円滑に行われる。導光板13の屈折率が光結合部材30の屈折率より僅かに高い構成でも構わない。また樹脂に限るものではなく硝子等の材質でも構わない。   As described above, the optical coupling member 30 is formed of a strip-like body having a substantially U-shaped cross section, that is, a rod-like body, provided between the light guide plate 13 and the LED chip 23a. The material of the optical coupling member 30 is made of the same resin as that of the light guide plate 13. Since the refractive index can be made the same if they are the same material, the light is smoothly incident on the light guide plate 13 from the optical coupling member 30. The refractive index of the light guide plate 13 may be slightly higher than the refractive index of the optical coupling member 30. Further, the material is not limited to resin, and a material such as glass may be used.

詳細には、図7(a)に示すように、光結合部材30における導光板13側の表面は、平板状の導光板13に当接する頂部平坦部としての頂部平坦面31と、曲面32a・32bとからなっている。曲面32a・32bは、頂部平坦面31から両端側にそれぞれ導光板13から遠ざかるように伸びて形成されている。上記曲面32aは、本発明における光結合部材30の2つの側面部のうちの一方の表面の反射面としての機能を果たし、曲面32bは本発明における光結合部材30の2つの側面部のうちの他方の表面としての機能を果たしている。   Specifically, as shown in FIG. 7A, the surface of the optical coupling member 30 on the light guide plate 13 side has a top flat surface 31 as a top flat portion that abuts the flat light guide plate 13, and a curved surface 32 a. 32b. The curved surfaces 32a and 32b are formed so as to extend away from the light guide plate 13 from the top flat surface 31 to both ends. The curved surface 32a functions as a reflective surface of one surface of the two side surfaces of the optical coupling member 30 in the present invention, and the curved surface 32b is a function of the two side surfaces of the optical coupling member 30 in the present invention. It functions as the other surface.

曲面32a・32bは、例えば、図7(a)に示す断面放物線とすることができる。すなわち、曲面32a・32bは、液晶パネル4の長手方向(X方向)に垂直な光結合部材30の断面形状において、放物線を構成する。ただし、必ずしもこれに限るものではなく、断面楕円、弓型等の湾曲形状、又は頂部平坦面31から斜めに傾斜する平面であっても、導光板に光を有効に結合できる形状であれば構わない。これにより、光結合部材30が、光源から出射された光を、光結合部材内部で曲げながら伝搬し、平板状の導光板13に対して斜めに入射させるように機能する。このため、光源からの光の殆どを導光板13に結合させることができる。   The curved surfaces 32a and 32b can be, for example, a cross-sectional parabola shown in FIG. That is, the curved surfaces 32a and 32b form a parabola in the cross-sectional shape of the optical coupling member 30 perpendicular to the longitudinal direction (X direction) of the liquid crystal panel 4. However, the shape is not necessarily limited thereto, and may be a curved shape such as an elliptical cross section or a bow shape, or a flat surface inclined obliquely from the top flat surface 31 as long as it can effectively couple light to the light guide plate. Absent. Thereby, the optical coupling member 30 functions to propagate the light emitted from the light source while being bent inside the optical coupling member and to make the light incident on the flat light guide plate 13 obliquely. For this reason, most of the light from the light source can be coupled to the light guide plate 13.

また、光結合部材30における導光板13側とは反対側の表面、つまり光結合部材30の下端は、2つの下端平坦面となっている。この2つの下端平坦面のうち1つがLEDチップ23aからの光を入光する入光面33aとなっている。LEDチップ23aは、入光面33aの真下に配置されている。そして、入光面33aの一部に高さ0.5mm程度のスペーサ25aが形成され、LEDチップ23aと光結合部材30との衝突によるLEDチップ23aの破損を防いでいる。LEDチップ23aは、LED基板24aにボンディングされている。すなわち、LEDチップ23aは、スペーサ25a近傍に接着剤等を塗布することで、LED基板24aに接着固定される。   The surface of the optical coupling member 30 opposite to the light guide plate 13 side, that is, the lower end of the optical coupling member 30 is two lower flat surfaces. One of the two lower flat surfaces is a light incident surface 33a for receiving light from the LED chip 23a. The LED chip 23a is disposed directly below the light incident surface 33a. A spacer 25a having a height of about 0.5 mm is formed on a part of the light incident surface 33a to prevent the LED chip 23a from being damaged due to the collision between the LED chip 23a and the optical coupling member 30. The LED chip 23a is bonded to the LED substrate 24a. That is, the LED chip 23a is bonded and fixed to the LED substrate 24a by applying an adhesive or the like in the vicinity of the spacer 25a.

さらに、光結合部材30の下端側の中央部には凹部34が形成されている。ただし、必ずしもこれに限らず、凹部34が存在しない断面かまぼこ状や断面半円状でもよい。すなわち、本実施の形態では、曲面32aにて反射する光の導光板13への光路が確保できればよいので、光路とならない部分は凹部34としてくり抜くことができる。これにより、コスト削減を図ることができる。尚、凹部34に図示しない反射シート等の反射手段を設けることも可能である。これにより、頂部平坦面31近傍で発生した迷光が発生する場合があっても迷光の一部を導光板13側に反射させ液晶パネル4への照射を向上させることができる。   Further, a recess 34 is formed in the central portion on the lower end side of the optical coupling member 30. However, the present invention is not necessarily limited to this, and a cross-sectionally semi-cylindrical shape or a semicircular cross-sectional shape in which the recess 34 does not exist may be used. That is, in the present embodiment, it is only necessary to secure an optical path to the light guide plate 13 for light reflected by the curved surface 32a, so that a portion that does not become an optical path can be cut out as a recess 34. Thereby, cost reduction can be aimed at. In addition, it is also possible to provide reflection means such as a reflection sheet (not shown) in the recess 34. Thereby, even if the stray light generated in the vicinity of the top flat surface 31 may occur, a part of the stray light can be reflected to the light guide plate 13 side to improve the irradiation to the liquid crystal panel 4.

光結合部材30の入光面33aの下側には、LED基板24aにボンディングされたLEDチップ23aが近接して設けられている。LEDチップ23aは、図7(b)に示すように、例えば断面放物線からなる曲面32aの焦点位置Fよりも端部側に存在することが好ましい。これにより、図7(a)に示すように、例えばLEDチップ23aから出射された光は、光結合部材30の入光面33aから入光し、断面放物線の曲面32aにて反射される。そして、その反射光が光結合部材30の頂部平坦面31に到達し、到達方向を維持して導光板13に斜めに入射する。導光板13に入射した光は、図7(a)に示す導光板13の右側の内部を全反射して進みつつ、導光板13の裏面、つまり反射シート12側の面に設けられている図示しない光路変換部である光散乱体と衝突することにより、導光板13中を進む角度が変わる。そして、進む角度に応じて、全反射条件が破られた光と全反射条件を満たす光とになる。全反射条件が破られた光は、導光板13の液晶パネル4側表面から出射し、前記拡散シート2B及びプリズムシート3を通して液晶パネル4に向かう。一方、全反射条件を満たす光は、導光板13から出射せず、反射シート12で反射し、導光板13のさらに右側の内部(図4におけるY方向)を全反射して進みつつ、図示しない光路変換部である光散乱体と衝突することにより導光板13中を進む角度が変わる。   Below the light incident surface 33a of the optical coupling member 30, an LED chip 23a bonded to the LED substrate 24a is provided in proximity. As shown in FIG. 7B, the LED chip 23a is preferably present on the end side with respect to the focal position F of the curved surface 32a made of a parabolic cross section, for example. 7A, for example, light emitted from the LED chip 23a enters the light incident surface 33a of the optical coupling member 30 and is reflected by the curved surface 32a having a parabolic cross section. Then, the reflected light reaches the top flat surface 31 of the optical coupling member 30 and enters the light guide plate 13 obliquely while maintaining the arrival direction. The light incident on the light guide plate 13 is reflected on the right side of the light guide plate 13 shown in FIG. The angle of traveling through the light guide plate 13 is changed by colliding with a light scatterer that is an optical path changing unit. And according to the advancing angle, it becomes the light by which the total reflection conditions were violated, and the light which satisfies the total reflection conditions. The light whose total reflection condition is broken is emitted from the surface of the light guide plate 13 on the liquid crystal panel 4 side, and travels toward the liquid crystal panel 4 through the diffusion sheet 2B and the prism sheet 3. On the other hand, light that satisfies the total reflection condition is not emitted from the light guide plate 13 but is reflected by the reflection sheet 12 and is reflected by the reflection sheet 12 and totally reflected inside the light guide plate 13 (Y direction in FIG. 4). The angle of traveling through the light guide plate 13 is changed by colliding with a light scatterer that is an optical path changing unit.

すなわち、導光板13に入射した光は、導光板13内部を全反射し端部へ向かう光路中、導光板13の裏面に設けられた光散乱体の作用により、導光板13の液晶パネル4側表面に対する全反射条件が破れた光が生じ、この光が導光板13から出射する。一方、全反射条件を満たす光は、導光板13内部を全反射して端部へ向かい、この光路中、再び導光板13の裏面に設けられた光散乱体の作用により、導光板13から出射する光が生じる。このように、光源ユニット20では、導光板13内部において、入射光が全反射し端部へ向かう光路中に光散乱体を設けて入射光の進む角度を変えることにより、導光板13外部へ光を出射させている。   That is, the light incident on the light guide plate 13 is totally reflected inside the light guide plate 13 and travels toward the end portion, so that the light scattering body provided on the back surface of the light guide plate 13 acts on the liquid crystal panel 4 side of the light guide plate 13. Light with broken total reflection conditions on the surface is generated, and this light is emitted from the light guide plate 13. On the other hand, light satisfying the total reflection condition is totally reflected from the inside of the light guide plate 13 toward the end, and is emitted from the light guide plate 13 again by the action of the light scatterer provided on the back surface of the light guide plate 13 in this optical path. Light is generated. As described above, in the light source unit 20, the light is reflected to the outside of the light guide plate 13 by changing the angle at which the incident light travels by providing a light scatterer in the light path in which the incident light is totally reflected and travels toward the end. Is emitted.

このような光路は、断面楕円の曲面32aを有する光結合部材30においても同様である。そして、断面楕円の光結合部材30においても、LEDチップ23aは、例えば断面楕円からなる曲面32aの焦点位置Fよりも端部側に存在することが好ましい。   Such an optical path is the same in the optical coupling member 30 having the curved surface 32a having an elliptical cross section. And also in the optical coupling member 30 with a cross-sectional ellipse, it is preferable that the LED chip 23a exists in the edge part side rather than the focus position F of the curved surface 32a which consists of a cross-sectional ellipse, for example.

(LED基板と光結合部材との固定)
次に、本実施の形態のLED基板24aと光結合部材30との固定について、図8〜図10に基づいて説明する。図8は、光源ユニット20における導光板13を取り除いた構成を示す斜視図である。図9は、図8の構成を切断面Sで切断したときの断面図を示す。図10は、図9の構成におけるA側の要部構成を拡大して示した断面図である。
(Fixing of LED board and optical coupling member)
Next, fixing of the LED substrate 24a and the optical coupling member 30 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a perspective view showing a configuration in which the light guide plate 13 in the light source unit 20 is removed. FIG. 9 shows a cross-sectional view of the configuration of FIG. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing the main configuration of the A side in the configuration of FIG.

図8〜図10に示すように、光結合部材30は、X方向に長尺であり、X方向に垂直な断面が頂部平坦面31を根元とした二股形状(断面略U字形状)の帯状体である。頂部平坦面31からA側(一方の側)に延びる股部は、LED基板24a上に配置されている。LED基板24aは、ビス34aによりヒートシンク22に螺合されている。   As shown in FIGS. 8 to 10, the optical coupling member 30 is elongated in the X direction, and the cross section perpendicular to the X direction has a bifurcated shape (substantially U-shaped cross section) rooted at the top flat surface 31. Is the body. A crotch portion extending from the top flat surface 31 to the A side (one side) is disposed on the LED substrate 24a. The LED substrate 24a is screwed to the heat sink 22 by screws 34a.

光結合部材30におけるLED基板24aと対向する部分には、光結合部材30とLED基板24aとを固定するための2つのボス35a・35a’が設けられている。これらボス35a・35a’は、LED基板24aのボス用穴28a・28aに挿入される。そして、これらボス35a・35a’は、LED基板24aに接着固定されたボス35a、及びLED基板24aに対し取り外し可能に取り付けられたボス35a’に割当てられている。すなわち、ボス35a・35a’のうちボス35aのみが、LED基板24aのボス用穴28aに挿入されると共に、接着剤等で固定されている。一方、ボス35a’は、LED基板24aのボス用穴28aに挿入されているだけである。   Two bosses 35a and 35a 'for fixing the light coupling member 30 and the LED substrate 24a are provided in a portion of the light coupling member 30 facing the LED substrate 24a. These bosses 35a and 35a 'are inserted into the boss holes 28a and 28a of the LED substrate 24a. The bosses 35a and 35a 'are assigned to a boss 35a bonded and fixed to the LED board 24a and a boss 35a' detachably attached to the LED board 24a. That is, of the bosses 35a and 35a ', only the boss 35a is inserted into the boss hole 28a of the LED substrate 24a and fixed with an adhesive or the like. On the other hand, the boss 35a 'is only inserted into the boss hole 28a of the LED substrate 24a.

さらに、図9に示すように、ヒートシンク22には、その上のLED基板24aのボス用穴28aと連通する貫通穴22aが設けられている。この貫通穴22aは、LED基板24aのボス用穴28aを貫通するボス35a・35a’を収容するための穴であると共に、余分な接着剤が溜まる部分になっている。また、この貫通穴22aは、ヒートシンク22を貫通しており、補修の際に利用される。   Further, as shown in FIG. 9, the heat sink 22 is provided with a through hole 22a communicating with the boss hole 28a of the LED substrate 24a thereon. The through hole 22a is a hole for accommodating the bosses 35a and 35a 'penetrating the boss hole 28a of the LED substrate 24a, and is a portion where excess adhesive is accumulated. The through hole 22a penetrates the heat sink 22 and is used for repair.

光結合部材30における頂部平坦面31に対しB側(他方の側)には、LED基板が配置されていない。頂部平坦面31からB側に延びる股部には、ヒートシンク22と対向する部分に、光結合部材30とヒートシンク22とを固定するための2つのボス35b・35b’が設けられている。図9に示すように、ヒートシンク22には、これらボス35b・35b’を挿入するための貫通穴22b・22bが設けられている。そして、これらボス35b・35b’は、ヒートシンク22に接着固定されたボス35b、及びヒートシンク22に対して取り外し可能に取り付けられたボス35b’に割当てられている。すなわち、ボス35b・35b’のうちボス35bのみが、ヒートシンク22の貫通穴22bに挿入されると共に、接着剤で固定されている。ヒートシンク22の貫通穴22bは、補修の際に利用される。   No LED substrate is disposed on the B side (the other side) with respect to the top flat surface 31 of the optical coupling member 30. Two bosses 35 b and 35 b ′ for fixing the optical coupling member 30 and the heat sink 22 are provided in a portion facing the heat sink 22 at the crotch portion extending from the top flat surface 31 to the B side. As shown in FIG. 9, the heat sink 22 is provided with through holes 22b and 22b for inserting the bosses 35b and 35b '. These bosses 35 b and 35 b ′ are assigned to a boss 35 b that is bonded and fixed to the heat sink 22 and a boss 35 b ′ that is detachably attached to the heat sink 22. That is, of the bosses 35b and 35b ', only the boss 35b is inserted into the through hole 22b of the heat sink 22 and fixed with an adhesive. The through hole 22b of the heat sink 22 is used for repair.

また、光結合部材30における導光板13と対向する部分には、頂部平坦面31が形成されている。導光板13は、この頂部平坦面31で接触固定されている。この頂部平坦面31が、LED基板24aからの光を導光板13へ光を結合する部分となっている。   A top flat surface 31 is formed at a portion of the optical coupling member 30 that faces the light guide plate 13. The light guide plate 13 is fixed in contact with the top flat surface 31. The top flat surface 31 is a portion that couples light from the LED substrate 24 a to the light guide plate 13.

また、図8に示すように、光結合部材30における、頂部平坦面31からA側に延びる股部には、スペーサ25aが設けられている。このスペーサ25aは、光結合部材30の入光面33aとLED基板24aとのクリアランスを保つために設けられている。また、頂部平坦面31からB側に延びる股部には、ヒートシンク22と当接するスペーサ25bが設けられている。光結合部材30の入光面33aとLED基板24aとの平行度を保つ必要があるため、スペーサ25bは、スペーサ25aよりも、LED基板24aの厚さ分だけ高さが大きくなっている。   As shown in FIG. 8, a spacer 25 a is provided at the crotch portion of the optical coupling member 30 that extends from the top flat surface 31 toward the A side. The spacer 25a is provided to maintain a clearance between the light incident surface 33a of the light coupling member 30 and the LED substrate 24a. In addition, a spacer 25 b that contacts the heat sink 22 is provided at the crotch portion that extends from the top flat surface 31 to the B side. Since it is necessary to maintain the parallelism between the light incident surface 33a of the light coupling member 30 and the LED substrate 24a, the spacer 25b is higher than the spacer 25a by the thickness of the LED substrate 24a.

また、図10に示すように、LED基板24a及び光結合部材30の接合部分では、環状のダム26aの内側に複数のLEDチップ23aが配置されている。このLEDチップは、スペーサ25aよりも外側に配置されている。また、LEDチップ23aは、スペーサ25aにより光結合部材30と離間している。このスペーサ25aにより、LEDチップ23aと光結合部材30との衝突によるLEDチップ23aの破損を防いでいる。すなわち、このスペーサ25aの存在によって、LED基板24aと、光結合部材30の入光面33aとの間にLEDチップ23aを配置しかつLEDチップ23aを破損させない隙間を設けることができる。   Also, as shown in FIG. 10, a plurality of LED chips 23a are arranged inside the annular dam 26a at the joint portion of the LED substrate 24a and the optical coupling member 30. This LED chip is disposed outside the spacer 25a. The LED chip 23a is separated from the optical coupling member 30 by the spacer 25a. The spacer 25a prevents the LED chip 23a from being damaged due to the collision between the LED chip 23a and the optical coupling member 30. That is, the presence of the spacer 25a makes it possible to dispose the LED chip 23a between the LED substrate 24a and the light incident surface 33a of the light coupling member 30 and to provide a gap that does not damage the LED chip 23a.

このように、LEDチップ23aは、LED基板24a、スペーサ25a及び接着剤を介して、光結合部材30に固定されている。その結果、LEDチップ23aと光結合部材30とは一体化する。   Thus, the LED chip 23a is fixed to the optical coupling member 30 via the LED substrate 24a, the spacer 25a, and the adhesive. As a result, the LED chip 23a and the optical coupling member 30 are integrated.

また、LEDチップ23aを封止する透明樹脂は、ダム26aにより堰き止められており、その硬化物は、発光部23cを構成する。LEDチップ23aから発した光は、この透明樹脂の硬化物により波長変換される。このため、発光部23c全体が発光する。発光部23cと光結合部材30の入光面33aとの間のクリアランスは、例えば0.1mmで設定される。そして、このクリアランスは、上述のスペーサ25aにより確保される。また、LEDチップ23aから出射した光は、入光面33aに入光し、光結合部材30内部を伝搬して、曲面32aで全反射して頂部平坦面31に到達し、導光板13に入射する。図10に示す矢印Lbは、LEDチップ23aから導光板13へ向かう代表的な光路の一例を示している。   The transparent resin that seals the LED chip 23a is blocked by the dam 26a, and the cured product forms the light emitting portion 23c. The light emitted from the LED chip 23a is wavelength-converted by the transparent resin cured product. For this reason, the whole light emission part 23c light-emits. The clearance between the light emitting part 23c and the light incident surface 33a of the optical coupling member 30 is set to 0.1 mm, for example. And this clearance is ensured by the above-mentioned spacer 25a. Further, the light emitted from the LED chip 23 a enters the light incident surface 33 a, propagates inside the optical coupling member 30, is totally reflected by the curved surface 32 a, reaches the top flat surface 31, and enters the light guide plate 13. To do. An arrow Lb shown in FIG. 10 shows an example of a typical optical path from the LED chip 23a toward the light guide plate 13.

また、LED基板24a及び光結合部材30における接合部分の寸法の一例として、次の寸法が挙げられる。すなわち、ダム26aのY方向の幅が1.5mm、LED基板24aの厚さが2mm、発光部23cのY方向の幅が0.65mm、発光部23cと光結合部材30の入光面33aとの間のクリアランスが0.1mmである。   Moreover, the following dimension is mentioned as an example of the dimension of the junction part in LED board 24a and the optical coupling member 30. FIG. That is, the width of the dam 26a in the Y direction is 1.5 mm, the thickness of the LED substrate 24a is 2 mm, the width of the light emitting portion 23c in the Y direction is 0.65 mm, the light incident portion 33c and the light incident surface 33a of the optical coupling member 30 The clearance between them is 0.1 mm.

(光結合部材の曲面の表面粗さ)
本実施の形態では、光結合部材30における頂部平坦面31の両側に向かって垂れ下がる2つの側面部のうちの一方の表面はその下方に位置する入光面33aからの光を曲面32aにて反射して頂部平坦面31に導く反射面となっている一方、2つの側面部のうちの他方の側面部である他方側面部36の表面である曲面32bは頂部平坦面31との境界を含む少なくとも一部が上記反射面よりも粗面に形成されている。この理由について、図11(a)(b)に基づいて説明する。図11(a)は迷光の発生原理を説明するための光結合部材の光路を示す説明図であり、図11(b)は導光板の輝度分布を示す平面図である。
(Surface roughness of the curved surface of the optical coupling member)
In the present embodiment, one of the two side surfaces hanging down toward both sides of the top flat surface 31 of the optical coupling member 30 reflects light from the light incident surface 33a positioned below the curved surface 32a. The curved surface 32b which is the surface of the other side surface portion 36 which is the other side surface portion of the two side surface portions includes at least a boundary with the top flat surface 31. A part is formed to be rougher than the reflecting surface. The reason for this will be described with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b). FIG. 11A is an explanatory view showing the optical path of the optical coupling member for explaining the principle of stray light generation, and FIG. 11B is a plan view showing the luminance distribution of the light guide plate.

図10に示すように、光結合部材30の下側においてLED基板24aに設けられた発光部23cは、LEDチップ23aと、LEDチップ23aを封止する透明樹脂体から構成されることによって標準値で0.65mmの幅を持っている。この発光部23cの幅は、製造上寸法がばらつく。また、LED基板24aと光結合部材30との相対的な取り付け位置も製造上ばらつきが生じる。   As shown in FIG. 10, the light emitting portion 23c provided on the LED substrate 24a on the lower side of the optical coupling member 30 is configured by the LED chip 23a and a transparent resin body that seals the LED chip 23a. And has a width of 0.65 mm. The width of the light emitting portion 23c varies in manufacturing. Further, the relative mounting position of the LED substrate 24a and the optical coupling member 30 also varies in manufacturing.

ここで、図11(a)に示すように、光結合部材30とLEDチップ23aとの位置関係が所定の位置よりもずれて取り付けられた場合、光結合部材30に入光した光が頂部平坦面31に到達せずに、迷光となる場合がある。特に、発光部23cが光結合部材30に対して相対的に内側(二股の内側)にずれて取り付けられた場合、図中矢印Lcのようなパスを通り、頂部平坦面31に達しないで、曲面32aに対向する曲面32b側から抜けてしまい、光漏れとなる。すなわち、光結合部材30の他方側面部36における曲面32bは反射面としての機能を有していない。このため、LEDチップ23aの位置ずれが生じた場合に、曲面32aからなる反射面で反射された光の光が頂部平坦面31からずれたときに、反射光の一部が反対側の側面である他方側面部36の曲面32bに当たるようになる。そして、その場所は、他方側面部36の曲面32bのうち頂部平坦面31に近い境界部近傍となる。   Here, as shown in FIG. 11 (a), when the positional relationship between the light coupling member 30 and the LED chip 23a is shifted from a predetermined position, the light incident on the light coupling member 30 is flat at the top. In some cases, the light does not reach the surface 31 and becomes stray light. In particular, when the light emitting part 23c is attached to the optical coupling member 30 so as to be displaced relative to the inner side (the inner side of the fork), it passes through the path indicated by the arrow Lc in the drawing and does not reach the top flat surface 31 The light escapes from the side of the curved surface 32b facing the curved surface 32a, resulting in light leakage. That is, the curved surface 32b in the other side surface portion 36 of the optical coupling member 30 does not have a function as a reflecting surface. For this reason, when the position shift of the LED chip 23a occurs, when the light reflected by the reflecting surface made of the curved surface 32a deviates from the top flat surface 31, a part of the reflected light is reflected on the opposite side surface. It comes into contact with the curved surface 32b of the other side surface portion 36. And the place becomes the boundary part vicinity near the top flat surface 31 among the curved surfaces 32b of the other side surface part 36.

このため、曲面32b側から抜けた光は、導光板13の下側から導光板13に入射し、迷光となる。より詳細には、導光板13の下側には反射シート12が設けられているが、この導光板13と反射シート12との隙間(例えば、反射シート12の垂れ等により隙間が生じる)に該光線が導かれ、さらに反射シート12によって反射された該光線が導光板13を通り貫けて液晶パネル4へと導かれることによって光漏れが生じる。   For this reason, the light that has escaped from the curved surface 32b enters the light guide plate 13 from the lower side of the light guide plate 13 and becomes stray light. More specifically, the reflective sheet 12 is provided on the lower side of the light guide plate 13, but the gap is formed between the light guide plate 13 and the reflective sheet 12 (for example, a gap is generated due to sagging of the reflective sheet 12). The light beam is guided, and further, the light beam reflected by the reflection sheet 12 passes through the light guide plate 13 and is guided to the liquid crystal panel 4 to cause light leakage.

このような挙動は、発光部23cが光結合部材30に対して相対的に内側(二股の内側)にずれて取り付けられた場合、顕著になる。   Such a behavior becomes prominent when the light emitting portion 23c is attached to the optical coupling member 30 so as to be displaced relative to the inner side (the inner side of the fork).

このようにして発生した迷光がある光源モジュールを液晶表示装置1のバックライト等に適用した場合、図11(b)に示すように、迷光による輝度ムラが液晶表示装置1表面に発生して問題となる。   When the light source module with stray light generated in this way is applied to the backlight of the liquid crystal display device 1 or the like, luminance unevenness due to stray light occurs on the surface of the liquid crystal display device 1 as shown in FIG. It becomes.

そこで、本実施の形態のバックライト10では、図1に示すように、曲面32b、つまり光結合部材30の入光面側Aとは反対側Bの曲面32bを粗面に形成している。すなわち、光結合部材30における入光面側Aの曲面32aは、表面粗さRa<0.2の鏡面となっている一方、光結合部材30の曲面32aの対向面である光結合部材30における他方側面部36の曲面32bは、表面粗さRa≧0.2の粗面となっている。したがって、他方側面部36の曲面32bの表面粗さは、曲面32aの表面粗さよりも粗いものとなっている。   Therefore, in the backlight 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, a curved surface 32b, that is, a curved surface 32b opposite to the light incident surface side A of the optical coupling member 30 is formed on the rough surface. That is, the curved surface 32a on the light incident surface side A of the optical coupling member 30 is a mirror surface with a surface roughness Ra <0.2, while the curved surface 32a of the optical coupling member 30 is the opposite surface of the curved surface 32a. The curved surface 32b of the other side surface portion 36 is a rough surface with a surface roughness Ra ≧ 0.2. Therefore, the surface roughness of the curved surface 32b of the other side surface portion 36 is rougher than the surface roughness of the curved surface 32a.

尚、光の反射・拡散の点から、光結合部材30における入光面側Aの曲面32aは表面粗さRa=0.05程度の鏡面であるが好ましく、光結合部材30における他方側面部36の曲面32bは表面粗さRa≧0.4の粗面であることが好ましい。   From the viewpoint of light reflection / diffusion, the curved surface 32a on the light incident surface side A of the optical coupling member 30 is preferably a mirror surface with a surface roughness Ra = 0.05, and the other side surface portion 36 of the optical coupling member 30 is used. The curved surface 32b is preferably a rough surface having a surface roughness Ra ≧ 0.4.

これにより、発光部23cが光結合部材30に対して相対的にずれて取り付けられた場合に生ずる矢印Lcのようなパスの光を曲面32bの粗面で散乱させ、曲面32bから光結合部材30の外側に抜ける光を減少させることができる。詳細には、導光板13と反射シート12との隙間に光が導かれる前に様々な方向に光線を散乱させる。これにより、光漏れの原因となる光の多くが導光板13と反射シート12との隙間に導かれることがない。このため、一か所に光が集中することがなく、光漏れを抑制することができる。   As a result, light of a path such as an arrow Lc generated when the light emitting unit 23c is attached with being relatively displaced with respect to the optical coupling member 30 is scattered by the rough surface of the curved surface 32b, and the optical coupling member 30 from the curved surface 32b. The light that escapes outside can be reduced. Specifically, the light is scattered in various directions before the light is guided to the gap between the light guide plate 13 and the reflection sheet 12. Thereby, much of the light that causes light leakage is not guided to the gap between the light guide plate 13 and the reflection sheet 12. For this reason, light does not concentrate in one place, and light leakage can be suppressed.

その結果、導光板13における、光結合部材30の頂部平坦面31以外の下側から入る光を減少させ、バックライト10の光漏れを目立たなくすることができる。このようなバックライト10であれば、液晶表示装置1のバックライト等に適用した場合、迷光による輝度ムラが液晶表示装置1の表面に発生して問題となることはない。   As a result, light entering from the lower side of the light guide plate 13 other than the top flat surface 31 of the light coupling member 30 can be reduced, and light leakage of the backlight 10 can be made inconspicuous. With such a backlight 10, when applied to the backlight of the liquid crystal display device 1, luminance unevenness due to stray light is not generated on the surface of the liquid crystal display device 1, thereby causing a problem.

尚、LEDチップ23aが、光結合部材30の端部側(図1において左側)にずれた場合、光結合部材30の端部から、該光結合部材30の外側に出射される場合がある。しかし、その光の向かう方向には、導光板13が存在せず、かつ図示しないフレームとなっている。したがって、光結合部材30の端部から、該光結合部材30の外側に出射される光が存在しても迷光による輝度ムラが液晶表示装置1の表面に発生して問題となることはない。   When the LED chip 23 a is shifted to the end side (left side in FIG. 1) of the optical coupling member 30, it may be emitted from the end of the optical coupling member 30 to the outside of the optical coupling member 30. However, the light guide plate 13 does not exist in the direction of the light, and the frame is not shown. Therefore, even if light emitted from the end of the optical coupling member 30 to the outside of the optical coupling member 30 exists, luminance unevenness due to stray light is not generated on the surface of the liquid crystal display device 1 to cause a problem.

ここで、光結合部材30は、樹脂を金型等にて成型して形成するため、金型内の樹脂の流れ等を考慮すると、左右対称等の成型し易い形状であることが好ましい。   Here, since the optical coupling member 30 is formed by molding a resin with a mold or the like, it is preferable that the optical coupling member 30 has a shape that is easy to mold, such as symmetrical, considering the flow of the resin in the mold.

曲面32a側は、鏡面に仕上げることが必要であるため、その部分に対応する金型の部分の面精度も高いことが要求される。しかし、本実施の形態のバックライト10の光結合部材30を成型する金型の場合は、曲面32bに対応する金型部分は、面精度を低く作成できるため、金型の鏡面加工箇所が少なくなる。その結果、金型が安価になるメリットがある。   Since the curved surface 32a side needs to be finished to a mirror surface, it is required that the surface accuracy of the portion of the mold corresponding to that portion is also high. However, in the case of a mold for molding the optical coupling member 30 of the backlight 10 of the present embodiment, the mold portion corresponding to the curved surface 32b can be created with low surface accuracy, and therefore there are few mirror-finished portions of the mold. Become. As a result, there is an advantage that the mold is inexpensive.

(液晶表示装置への適用)
上述したように、本実施形態の光源ユニット20は、図12(a)(b)に示すように、液晶表示装置1に適用することが可能である。この場合、図2に示す光源ユニット20をX方向に並べて配置して使用する。そして、これにより、導光板13も、X方向及びY方向の寸法が共に大きなものとして構成される。このような構成とすることにより、液晶表示装置の液晶パネル4の大面積化に対応して、導光板13の面積を大きし、大画面の液晶表示装置1の実用に適したバックライトを実現することができる。
(Application to liquid crystal display devices)
As described above, the light source unit 20 of the present embodiment can be applied to the liquid crystal display device 1 as shown in FIGS. In this case, the light source units 20 shown in FIG. 2 are arranged and used in the X direction. As a result, the light guide plate 13 is also configured with large dimensions in both the X direction and the Y direction. By adopting such a configuration, the area of the light guide plate 13 is increased corresponding to the increase in the area of the liquid crystal panel 4 of the liquid crystal display device, and a backlight suitable for practical use of the large-screen liquid crystal display device 1 is realized. can do.

例えば、ヒートシンク22として、長さ110mm、幅100mm、厚さ2mmのものを8枚使用し、8組のヒートシンク22、光結合部材30及びLED基板24aのセットを配置し、その上に大型の導光板13を固定する方式の光源モジュールを構成し、液晶パネル4を背面から照明するバックライト方式の液晶表示装置1を構成することが可能である。   For example, eight heat sinks having a length of 110 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 2 mm are used, and a set of eight heat sinks 22, an optical coupling member 30, and an LED substrate 24 a is arranged on the large heat guide 22. It is possible to configure a backlight type liquid crystal display device 1 that configures a light source module that fixes the light plate 13 and illuminates the liquid crystal panel 4 from the back.

尚、図12(a)(b)では、液晶パネル4の寸法が60型である場合が例示されているが、例えば60型以上のサイズである70型等といった60型と異なる寸法であってもよい。   12A and 12B exemplify the case where the size of the liquid crystal panel 4 is 60 type, for example, the size is different from 60 type, such as 70 type which is a size of 60 type or more. Also good.

また、本実施の形態では、バックライト10を液晶表示装置1に適用していた。しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、バックライト10を照明装置に適用することが可能である。すなわち、本実施の形態のバックライト10は、そのまま大型平面光源への適用が可能である。また、導光板13の周辺に部材が不要であることから、シームレスに並べることにより、さらに、大きな平面光源への適用が可能である。   In the present embodiment, the backlight 10 is applied to the liquid crystal display device 1. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and for example, the backlight 10 can be applied to a lighting device. That is, the backlight 10 of the present embodiment can be applied to a large planar light source as it is. Further, since no member is required around the light guide plate 13, it can be applied to a larger planar light source by arranging them seamlessly.

以上のように、本実施の形態のバックライト10は、LEDチップ23aと、導光板13と、LEDチップ23aからの光を導光板13に導く光結合部材30とからなっている。光結合部材30は、導光板13側に光を入光させる頂部平坦面31と、該頂部平坦面31の両側に位置する2つの側面部と、LEDチップ23aの光を入光する入光部としての入光面33aとを有している。2つの側面部のうちの一方の表面はその下方に位置する入光面33aからの光を曲面32aにて反射して頂部平坦面31に導く反射面となっている。一方、2つの側面部のうちの他方である他方側面部36の表面は頂部平坦面31との境界を含む少なくとも一部が曲面32aからなる反射面よりも粗面に形成されている。   As described above, the backlight 10 according to the present embodiment includes the LED chip 23 a, the light guide plate 13, and the light coupling member 30 that guides light from the LED chip 23 a to the light guide plate 13. The optical coupling member 30 includes a top flat surface 31 that allows light to enter the light guide plate 13 side, two side surfaces located on both sides of the top flat surface 31, and a light incident portion that receives light from the LED chip 23a. And a light incident surface 33a. One surface of the two side surfaces is a reflecting surface that reflects light from the light incident surface 33 a located below the curved surface 32 a and guides it to the top flat surface 31. On the other hand, at least a part of the surface of the other side surface portion 36 which is the other of the two side surface portions including the boundary with the top flat surface 31 is formed to be rougher than the reflecting surface made of the curved surface 32a.

上記の構成によれば、導光板13の下方のLEDチップ23aから出射された光は、入光面33aから光結合部材30に入光し、光結合部材30の曲面32aにて反射して頂部平坦面31から導光板13に入射される。導光板13に入射された光は、該導光板13の内部を全反射しながら一部の光は導光板13の端部まで伝搬すると共に、その途中では適宜光路変換素子にて、全反射条件が破られ、導光板13の上面から出射される。   According to said structure, the light radiate | emitted from LED chip 23a below the light-guide plate 13 injects into the optical coupling member 30 from the light-incidence surface 33a, reflects on the curved surface 32a of the optical coupling member 30, and is a top part. The light enters the light guide plate 13 from the flat surface 31. While the light incident on the light guide plate 13 is totally reflected inside the light guide plate 13, a part of the light propagates to the end of the light guide plate 13. Is broken and emitted from the upper surface of the light guide plate 13.

この結果、従来のサイドエッジ型導光板とは異なり、導光板直下型のバックライトとなっているので、サイドエッジ型導光板においては必要であった熱膨張を回避するための光源と導光板との隙間が不要となり、LEDチップ23aから導光板13への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。   As a result, unlike the conventional side edge type light guide plate, since it is a backlight directly under the light guide plate, a light source and a light guide plate for avoiding thermal expansion required in the side edge type light guide plate, The gap between the LED chip 23a and the light guide plate 13 can be increased, and the light utilization efficiency can be improved.

また、本実施の形態では、導光板とは別体の光結合部材を設けることにより、導光板の下面の入射部から光を入射させるので、導光板の内部では入射光が全反射しながら導光される。この結果、導光板を加工しなくても済み、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上し得ると共に、製造コストも軽減される。   In the present embodiment, since the light coupling member separate from the light guide plate is provided so that light is incident from the incident portion on the lower surface of the light guide plate, the incident light is guided while being totally reflected inside the light guide plate. Lighted. As a result, it is not necessary to process the light guide plate, the coupling efficiency from the light source to the light guide plate can be increased, the light utilization efficiency can be improved, and the manufacturing cost is also reduced.

ところで、このような構造のバックライト10においては、光結合部材30とLEDチップ23aとの位置関係が所定の位置よりもずれると、詳細にはLEDチップ23aが光結合部材30に対する所定の位置よりも他方側面部36側にずれると、曲面32aからなる反射面を反射した光の一部が光結合部材30の頂部平坦面31に結合せず、曲面32aからなる反射面とは反対側である2つの側面部のうちの他方の他方側面部36の表面から出射する迷光となる。このような迷光は、LEDチップ23aが光結合部材30に対する所定の位置よりも他方側面部36側に大きくずれればずれる程迷光の発生量が多くなる。そして、このような迷光が導光板13に入射されると、導光板13においては輝度ムラが発生する。   By the way, in the backlight 10 having such a structure, when the positional relationship between the light coupling member 30 and the LED chip 23a deviates from a predetermined position, the LED chip 23a is more specifically moved from the predetermined position with respect to the light coupling member 30. If the second side surface portion 36 is also displaced, a part of the light reflected on the reflecting surface made of the curved surface 32a is not coupled to the top flat surface 31 of the optical coupling member 30, and is opposite to the reflecting surface made of the curved surface 32a. It becomes stray light emitted from the surface of the other side surface 36 of the other of the two side surfaces. The amount of stray light generated increases as the stray light shifts farther toward the other side surface 36 than the predetermined position with respect to the optical coupling member 30. When such stray light enters the light guide plate 13, uneven brightness occurs in the light guide plate 13.

そこで、本実施の形態では、光結合部材30における2つの側面部のうちの他方の表面である他方側面部36の表面は、頂部平坦面31との境界を含む少なくとも一部が曲面32aからなる反射面よりも粗面に形成されている。この結果、他方側面部36の表面の到達した光は、粗面にて乱反射を起こすので、導光板13に入射しないことになる。   Therefore, in the present embodiment, at least a part of the surface of the other side surface portion 36 that is the other surface of the two side surface portions of the optical coupling member 30 including the boundary with the top flat surface 31 is a curved surface 32a. It is formed rougher than the reflecting surface. As a result, the light reaching the surface of the other side surface portion 36 causes irregular reflection on the rough surface, and therefore does not enter the light guide plate 13.

したがって、導光板13の加工を伴うことなく、LEDチップ23aから導光板13への結合効率を高め、導光板13の輝度ムラを低減し得るバックライト10を提供することができる。   Therefore, the backlight 10 that can increase the coupling efficiency from the LED chip 23 a to the light guide plate 13 and reduce the luminance unevenness of the light guide plate 13 without processing the light guide plate 13 can be provided.

尚、本実施の形態では、光結合部材30は、断面形状アーチ状又は半円状にてなっている。しかし、本発明においては、光結合部材30の形状は、必ずしもこれに限らない。すなわち、他方側面部36は反射面としての機能を有していないため、原理的には形状は自由に採れる。このため、他方側面部36は下面まで延ばして、光結合部材30の設置面に対する脚体部としての機能を持たせることが可能である。これにより、光結合部材30を安定して設置面に配置することができる。   In the present embodiment, the optical coupling member 30 has a cross-sectional arch shape or semicircular shape. However, in the present invention, the shape of the optical coupling member 30 is not necessarily limited to this. That is, since the other side surface portion 36 does not have a function as a reflecting surface, the shape can be freely adopted in principle. For this reason, the other side surface portion 36 can be extended to the lower surface to have a function as a leg portion for the installation surface of the optical coupling member 30. Thereby, the optical coupling member 30 can be stably arranged on the installation surface.

また、本実施の形態のバックライト10では、光結合部材30における2つの側面部のうちの他方の表面における頂部平坦面31との境界を含む少なくとも一部は、すなわち、他方側面部36の曲面32bの表面は、表面粗さRa≧0.2となっている。これにより、他方側面部36の表面の到達した光が、粗面にて確実に乱反射を起こすので、導光板13に入射しないことになる。   Moreover, in the backlight 10 of this Embodiment, at least one part including the boundary with the top flat surface 31 in the other surface of the two side parts in the optical coupling member 30, ie, the curved surface of the other side part 36 The surface 32b has a surface roughness Ra ≧ 0.2. As a result, the light reaching the surface of the other side surface portion 36 is surely irregularly reflected on the rough surface, so that it does not enter the light guide plate 13.

また、本実施の形態のバックライト10では、光結合部材30における2つの側面部のうちの一方の表面である反射面は、表面粗さRa<0.2となっている。これにより、光結合部材30における曲面32aでは確実に全反射して、光結合部材30の頂部平坦面31から導光板13に入射されることになる。   Moreover, in the backlight 10 of this Embodiment, the reflective surface which is one surface of the two side parts in the optical coupling member 30 is surface roughness Ra <0.2. Accordingly, the curved surface 32 a of the optical coupling member 30 is surely totally reflected and is incident on the light guide plate 13 from the top flat surface 31 of the optical coupling member 30.

また、本実施の形態のバックライト10では、光結合部材30は、断面形状アーチ状又は半円状にてなっている。これにより、光結合部材30の下方に位置するLEDチップ23aから入光面33aを介して入光した光の多くを曲面にて反射して頂部平坦面31に導くことが可能となる。また、断面形状アーチ状又は半円状の光結合部材30においては、外形表面形状が左右対称となるので、金型形成し易いメリットがある。   Moreover, in the backlight 10 of this Embodiment, the optical coupling member 30 is cross-sectional arch shape or semicircle shape. Accordingly, it is possible to reflect most of the light incident from the LED chip 23 a located below the optical coupling member 30 through the light incident surface 33 a by the curved surface and guide it to the top flat surface 31. Moreover, in the optical coupling member 30 having a cross-sectional arch shape or a semicircular shape, since the outer shape is symmetrical, there is an advantage that a mold can be easily formed.

また、本実施の形態の液晶表示装置1は、本実施の形態の光源モジュールをバックライトとして備えている。それゆえ、導光板13の加工を伴うことなく、LEDチップ23aから導光板13への結合効率を高め、導光板13の輝度ムラを低減し得るバックライト10を備えた液晶表示装置1を提供することができる。   Further, the liquid crystal display device 1 of the present embodiment includes the light source module of the present embodiment as a backlight. Therefore, the liquid crystal display device 1 including the backlight 10 capable of increasing the coupling efficiency from the LED chip 23a to the light guide plate 13 and reducing the luminance unevenness of the light guide plate 13 without processing the light guide plate 13 is provided. be able to.

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、本実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in the present embodiment. Embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、テレビ、モニター等の液晶表示装置のバックライトに用いることができ、特に、光源直下型のバックライトに適用可能である。また、そのバックライトは、大型平面光源として照明装置に適用することが可能である。   The present invention can be used for a backlight of a liquid crystal display device such as a television or a monitor, and is particularly applicable to a backlight directly under the light source. The backlight can be applied to a lighting device as a large planar light source.

1 液晶表示装置
10 バックライト(光源モジュール)
13 導光板
20 光源ユニット
23a LEDチップ(光源)
24a LED基板(光源基板)
30 光結合部材
31 頂部平坦面(頂部平坦部)
32a 曲面
32b 曲面
33a 入光面(入光部)
36 他方側面部
1 Liquid crystal display device 10 Backlight (light source module)
13 Light guide plate 20 Light source unit 23a LED chip (light source)
24a LED board (light source board)
30 optical coupling member 31 top flat surface (top flat portion)
32a Curved surface 32b Curved surface 33a Light incident surface (light incident portion)
36 The other side

Claims (5)

光源と、導光板と、該光源からの光を導光板に導く光結合部材とからなる光源モジュールであって、
上記光結合部材は、
導光板側に光を入光させる頂部平坦部と、該頂部平坦部の両側に位置する2つの側面部と、光源の光を入光する入光部とを有していると共に、
上記2つの側面部のうちの一方の表面はその下方に位置する入光部からの光を曲面にて反射して上記頂部平坦部に導く反射面となっている一方、上記2つの側面部のうちの他方の表面は上記頂部平坦部との境界を含む少なくとも一部が上記反射面よりも粗面に形成されていることを特徴とする光源モジュール。
A light source module comprising a light source, a light guide plate, and an optical coupling member that guides light from the light source to the light guide plate,
The optical coupling member is
And having a top flat part for entering light on the light guide plate side, two side parts located on both sides of the top flat part, and a light entrance part for receiving light from the light source,
One surface of the two side surface portions is a reflection surface that reflects light from a light incident portion located below the curved surface and guides it to the top flat portion. The other surface of the light source module is characterized in that at least a part including a boundary with the top flat portion is formed to be rougher than the reflecting surface.
前記光結合部材における2つの側面部のうちの他方の表面における前記頂部平坦部との境界を含む少なくとも一部は、表面粗さRa≧0.2となっていることを特徴とする請求項1記載の光源モジュール。   2. The surface roughness Ra ≧ 0.2 of at least a part including a boundary with the top flat portion on the other surface of the two side surface portions of the optical coupling member. The light source module described. 前記光結合部材における2つの側面部のうちの一方の表面である反射面は、表面粗さRa<0.2となっていることを特徴とする1又は2記載の光源モジュール。   3. The light source module according to claim 1, wherein a reflection surface which is one surface of two side surfaces of the optical coupling member has a surface roughness Ra <0.2. 前記光結合部材は、断面形状アーチ状又は半円状にてなっていることを特徴とする請求項1,2又は3記載の光源モジュール。   4. The light source module according to claim 1, wherein the optical coupling member has an arch shape or a semicircular shape in cross section. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光源モジュールをバックライトとして備えていることを特徴とする液晶表示装置。   A liquid crystal display device comprising the light source module according to claim 1 as a backlight.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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