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WO2010084644A1 - バックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents

バックライトユニットおよび液晶表示装置 Download PDF

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Publication number
WO2010084644A1
WO2010084644A1 PCT/JP2009/065483 JP2009065483W WO2010084644A1 WO 2010084644 A1 WO2010084644 A1 WO 2010084644A1 JP 2009065483 W JP2009065483 W JP 2009065483W WO 2010084644 A1 WO2010084644 A1 WO 2010084644A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
guide plate
backlight unit
light emitting
receiving surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/065483
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲也 濱田
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US13/124,398 priority Critical patent/US20110199558A1/en
Priority to CN2009801548453A priority patent/CN102282413A/zh
Publication of WO2010084644A1 publication Critical patent/WO2010084644A1/ja

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133615Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0083Details of electrical connections of light sources to drivers, circuit boards, or the like

Definitions

  • the light from the LED 111 is balanced between the long side and the short side of the light guide plate 121 by one of the first cuts 171A and the other first cut 171B included in the second cut 172.
  • the light travels in a divided manner, and the light reaches the entire light guide plate 121 sufficiently.
  • An object of the present invention is to provide a backlight unit or the like that reduces the dark area in the light guide plate, suppresses unevenness in the amount of light caused by the dark area, and improves the light utilization efficiency, simply and inexpensively.
  • the backlight unit includes a first light emitting element and a plate-shaped light guide plate that receives light from the first light emitting element and transmits the light and guides the light from the top surface to the outside.
  • the light receiving surface that is formed on a part of the side surface of the light guide plate and faces the light emitting surface of the first light emitting element is located at the corner of the light guide plate, and the position of the corner is It is the position of at least two corners adjacent to each other in the light guide plate.
  • one or more first light emitting elements are arranged with respect to one light receiving surface.
  • one first light emitting element having relatively high luminance can be made to face the light receiving surface, or a plurality of first light emitting elements that are not high luminance but inexpensive can be used. It faces the light receiving surface.
  • a single light receiving surface is formed with a non-planar shape that changes the traveling direction of received light.
  • one recess that is recessed toward the destination of light from the first light emitting element is formed on one light receiving surface.
  • the inner surface of the recess may be a polygonal surface formed by arranging a plurality of small surfaces, or may be a curved surface.
  • the light receiving surface is not limited to a hollow shape, and other light receiving surfaces having a non-planar shape are possible.
  • one ridge rising toward the light emitting surface of the first light emitting element may be formed on one light receiving surface.
  • the raised surface on the light receiving surface may be a polygonal surface formed by arranging a plurality of small surfaces, or may be a curved surface.
  • the light emitting surface of the second light emitting element faces a portion adjacent to the light receiving surface on at least one of the side surfaces adjacent to the light receiving surface.
  • the light from the second light emitting element is incident from the side surface of the light guide plate where dark areas are likely to occur. Therefore, in the backlight unit equipped with the second light emitting element, unevenness in the amount of light due to the dark region is surely reduced.
  • the light emitting element (that is, at least one of the first and second light emitting elements) is preferably mounted on a mounting substrate, and the mounting substrate and the light guide plate on which the light emitting element is mounted are preferably housed in a frame.
  • the frame may be formed with a holding portion that directly or indirectly holds the light emitting element.
  • liquid crystal display device including the above backlight unit and a liquid crystal display panel that receives light from the backlight unit can also be said to be the present invention.
  • a mounting substrate on which the light emitting element that is, at least one of the first and second light emitting elements
  • a control substrate used for controlling the liquid crystal display panel
  • a substrate cover having heat dissipation for example, a metal substrate cover
  • the substrate cover may be formed with a holding unit that directly or indirectly holds the light emitting element.
  • the substrate cover not only functions as a measure against EMI (Electromagnetic Interference), but also functions as a heat radiation path for the light-emitting element. Therefore, a separate heat radiating plate for the light emitting element is unnecessary.
  • EMI Electromagnetic Interference
  • the backlight unit of the present invention light can reach most of the light guide plate with only a relatively small number of light emitting elements, and the dark area inside the light guide plate (especially near the side surface of the light guide plate) is reduced. . Therefore, in this backlight unit, light amount unevenness due to the dark region is reduced easily and inexpensively.
  • FIG. 5 is a plan view showing a region of a light guide plate illuminated by one of two LEDs and other dark regions. These are top views which show the area
  • FIG. 3 is a plan view showing a hollow light receiving surface composed of three small surfaces and three LEDs corresponding to the light receiving surface.
  • FIG. 4 is a plan view showing a hollow light receiving surface composed of three small surfaces and LEDs corresponding to each of the small surfaces.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device. These are top views which show the light-guide plate and LED in the conventional backlight unit. These are the enlarged plan views of the light-receiving surface formed in the corner of a light-guide plate.
  • FIG. 17 is an exploded perspective view showing the liquid crystal display device 69.
  • the liquid crystal display device 69 includes a liquid crystal display panel 59, a backlight unit 49, and a bezel BZ (front bezel) that holds the liquid crystal display panel 59 and the backlight unit 49 by sandwiching them. BZ1 and back bezel BZ2).
  • the backlight unit 49 irradiates the non-light emitting liquid crystal display panel 59 with light. That is, the liquid crystal display panel 59 exhibits a display function by receiving light from the backlight unit 49 (backlight light). Therefore, if the light from the backlight unit 49 can uniformly irradiate the entire surface of the liquid crystal display panel 59, the display quality of the liquid crystal display panel 59 is improved.
  • the backlight unit 49 includes an LED module MJ, a light guide plate 21, a reflection sheet 41, a diffusion sheet 42, optical sheets 43 and 44, and a built-in chassis 45, as shown in FIG.
  • the LED module MJ is a module that emits light, and is mounted on a mounting substrate 31 and electrodes (not shown) formed on a mounting surface 31F of the mounting substrate 31 (the back surface of the mounting surface 31F is referred to as a non-mounting surface 31R).
  • LED (Light Emitting Diode) 11 that receives the supply of current and emits light (details will be described later).
  • the light guide plate 21 is a plate-like member having a side surface 21S and a top surface 21U and a bottom surface 21B positioned so as to sandwich the side surface 21S. And a part of side surface 21S receives the light from LED11 by facing the light emission surface 11L of LED11. The received light is multiple-reflected inside the light guide plate 21 and is emitted from the top surface 21U to the outside as planar light (details will be described later).
  • the diffusion sheet 42 is positioned so as to cover the top surface 21U of the light guide plate 21, diffuses the planar light from the light guide plate 21, and spreads the light throughout the liquid crystal display panel 59 (this diffusion sheet). 42 and the optical sheets 43 and 44 are collectively referred to as an optical sheet group).
  • the optical sheets 43 and 44 have, for example, a prism shape in the sheet surface, deflect light emission characteristics, and are positioned so as to cover the diffusion sheet 42. Therefore, the optical sheets 43 and 44 collect the light traveling from the diffusion sheet 42 and improve the luminance. In addition, the divergence direction of each light condensed by the optical sheet 43 and the optical sheet 44 is in a relation of crossing.
  • the built-in chassis 45 is a frame-shaped base body (frame edge) that holds the various members described above. More specifically, the built-in chassis 45 holds the reflection sheet 41, the light guide plate 21, the diffusion sheet 42, and the optical sheets 43 and 44 while being stacked in this order ⁇ Note that this stacking direction is referred to as a stacking direction P, and this stacking direction is A direction along the length of the internal chassis 45 intersecting (for example, orthogonal to) P is referred to as a longitudinal direction Q, and a direction along the short side of the internal chassis 45 is referred to as a short direction R ⁇ .
  • the light from the LED 11 is emitted as planar light by the light guide plate 21, and the planar light passes through the optical sheet group to increase the light emission luminance. Emits light. Then, the backlight light reaches the liquid crystal display panel 59, and the liquid crystal display panel 59 displays an image by the backlight light.
  • the LED (first light emitting element) 11 facing the light receiving surface RS is mounted on the mounting substrate 31.
  • the mounting substrate 31 is, for example, a flexible FPC (Flexible Printed Circuits) substrate and extends linearly.
  • the length of the mounting substrate 31 is slightly longer than the longitudinal length of the light guide plate 21, and one LED 11 is mounted on each end of the mounting substrate 31.
  • the mounting substrate 31 is arranged so as to face the side surface 21S3 on the long side of the light guide plate 21. More specifically, the intermediate portion of the linear mounting substrate 31 faces the long side surface 21S3 of the light guide plate 21, one of the both ends of the mounting substrate 31 bends toward the light receiving surface RS1, and the other of the both ends of the mounting substrate 31 receives light.
  • the LEDs 11 and 11 face the light receiving surface RS (RS1 and RS2) by bending toward the surface RS2.
  • the principal ray is incident on the light receiving surface RS perpendicularly (with an incident angle of 90 °)
  • the principal ray travels perpendicularly with respect to the light receiving surface RS (with an emission angle of 90 °).
  • the peripheral ray is incident on the light receiving surface RS at an incident angle ⁇ 1in.
  • the peripheral ray travels at an exit angle ⁇ 1out that is smaller than the incident angle ⁇ 1in with respect to the light receiving surface according to Snell's law (incident angle ⁇ 1in> exit angle ⁇ 1out).
  • the positions of the corners 21C are the positions of two corners 21C (21C1 and 21C2) adjacent to each other in the light guide plate 21. Therefore, when these two LEDs 11 are lit, the light from one LED 11 reaches a part of the area where the other LED 11 did not reach the light (of course, the light from the other LED 11 is emitted by the one LED 11). To reach a part of the area that was not fully accessible).
  • the light of one LED 11 reaches most of the short side of the light guide plate 21 where the light of the other LED 11 did not reach, and the light of the other LED 11 The light reaches the most part near the short side of the light guide plate 21 where the light of the LED 11 has not reached. Further, the light from one LED 11 reaches a part of the light guide plate 21 where the light from the other LED 11 did not reach, and the light from the other LED 11 does not reach the light from one LED 11. It reaches a part of the vicinity of the longitudinal direction of the light plate 21.
  • the light of the LED 11 incident from the corner 21C of the light guide plate 21 via the light receiving surface RS is relatively easy to reach the side surface 21S of the light guide plate 21 adjacent to the light receiving surface RS.
  • light from the other LEDs 11 is present in the dark region. Reach it.
  • the dark region is only part of the vicinity of the length of the light guide plate 21 facing the mounting substrate 31. That is, even if relatively few LEDs 11 are mounted on the backlight unit 49, the backlight unit 49 reduces the unevenness in the amount of light caused by the dark region.
  • the light receiving surface RS facing the light emitting surface 11L of the LED 11 is located at the corner 21C of the light guide plate 21 and the corner 21C is located at the position of at least two corners 21C adjacent to the light guide plate 21.
  • the generation of dark areas can be suppressed as much as possible.
  • the inclination angle of the light receiving surface RS may be about 135 ° ⁇ for example, FIG. 3 ( ⁇ 1 + 90) ° is about 135 ° ⁇ .
  • the light from the LED 11 easily reaches the side surfaces 21S3 and 21S5 on the long side of the light guide plate 21.
  • the angle between the long side surface 21S and the short side surface 21S of the rectangular light guide plate 21 is about 90 °, the short side surface 21S4 of the light guide plate 21 and the light receiving surface RS are formed.
  • the angle is also about 135 °. Therefore, the light from the LED 11 can easily reach the side surfaces 21S4 and 21S6 on the short side of the light guide plate 21.
  • a holding portion HD that holds a part of the mounting substrate 31 on which the LED 11 is mounted may be formed on the bottom of the back bezel BZ2. More specifically, the holding portion HD is a piece that rises from the bottom surface of the back bezel BZ2, and holds the portion of the mounting substrate 31, for example, a portion that overlaps the LED 11 on the non-mounting surface 31R. The holding portion HD holds the LED 11 indirectly via the mounting substrate 31).
  • the single-sided light receiving surface RS is cited as an example. However, it is not limited to this.
  • one depression DH that is depressed toward the destination of light from the LED 11 may be formed on one light receiving surface RS.
  • a plurality of facets SS SS1 to SS3 so as to produce an angle (holding angle ⁇ ) of less than 180 ° between the facets SS, toward the destination of light from the LED 11
  • a hollow DH that is recessed may be formed on the light receiving surface RS.
  • the inner surface (and consequently the light receiving surface RS) of the recess DH becomes a polygonal surface formed by arranging a plurality of small surfaces SS. And if it is polygonal light-receiving surface RS, the light from LED11 will spread easily (In addition, the process which forms the non-planar hollow DH which changes the advancing direction of the light received by light-receiving surface RS is non-planar. Called processing). For example, as shown in FIG. 6, the small surface SS1 parallel to the light emitting surface 11L of the LED 11 and the inner wall of the recess DH (the wall portion of the inner surface of the recess DH) with the small surface SS1 at the bottom. It is assumed that the light receiving surface RS is formed by the small surfaces SS2 and SS3.
  • the facets SS2 and SS3 have a fixed clamping angle ⁇ with respect to the facet SS1. More specifically, a sandwiching angle ⁇ is generated between the surfaces that receive light from each other (small surface SS1 and small surface SS2, and small surface SS1 and small surface SS3). Therefore, the incident angle ⁇ 2in is smaller than the incident angle (incident angle ⁇ 1in; see FIG. 3) when the marginal ray is incident on the small surface SS1.
  • the emission angle ⁇ 2out is also relatively small (for example, emission angle ⁇ 2out ⁇ output angle ⁇ 1out; see FIG. 3).
  • the side surface 21S adjacent to the small surfaces SS2 and SS3 with respect to the normal of the small surfaces SS2 and SS3 is an angle ⁇ 2
  • the angle ( ⁇ 2 + 90) ° formed by SS3 is also relatively small ⁇ for example, ( ⁇ 2 + 90) ° is the angle formed by the one-side light receiving surface RS and the side surface 21S shown in FIG. 3 ( ⁇ 1 + 90). Less than ° ⁇ .
  • the number of small surfaces SS constituting the light receiving surface RS of the light guide plate 21 is not limited to three as shown in FIG.
  • the number of small surfaces SS (SS4 / SS5) may be two or four or more (in short, the light receiving surface RS is a destination of light from the LED 11).
  • the light receiving surface RS may be a curved surface that is recessed toward the destination of light from the LED 11 by increasing the number of the small surfaces SS (in short, the recess DH is important).
  • the inner surface may be a curved surface).
  • the light traveling from the light receiving surface RS travels so as not to be excessively separated from the side surface 21S adjacent to the light receiving surface RS.
  • the minimal surface including the incident point of the light ray (principal ray / peripheral ray) in the light receiving surface RS is perpendicular to the light ray. are less likely to be separated from the side surface 21S adjacent to each other ⁇ .
  • one LED 11 having relatively high luminance can be made to correspond to the light receiving surface RS, or a plurality of LEDs 11 which are not high luminance but inexpensive can be made to correspond to one light receiving surface RS. That is, if the number of the LEDs 11 with respect to one light receiving surface RS may be one or more, the options of the LEDs 11 that can be mounted on the backlight unit 49 are increased.
  • the principal ray of the LED 11 travels along the normal direction with respect to the small surfaces SS1 to SS3, and is adjacent to the light receiving surface RS (specifically, the small surfaces SS2 and SS3).
  • Light having relatively high light intensity reaches the vicinity of the matching side surface 21S.
  • the peripheral ray of the LED 11 reaches the vicinity of the side surface 21S more than the principal ray. Therefore, the area of the dark region generated on the side surface 21S adjacent to the light receiving surface RS is surely reduced, and unevenness in the amount of light resulting therefrom is also reduced.
  • the three LEDs 11 are arranged on the surface defined by the longitudinal direction and the short direction of the light guide plate 21 (QR in-plane direction defined by the Q direction and the R direction).
  • QR in-plane direction defined by the Q direction and the R direction.
  • a plurality of LEDs 11 may be arranged along the thickness direction (P direction) of the light guide plate 21. In short, it is sufficient that light can be supplied to the light receiving surface RS.
  • the sandwiching angle ⁇ between the small surfaces SS may be variously changed according to the light directivity (directing angle) of the LED 11 (note that the sandwiching angle ⁇ is a guide angle). This is the angle formed by the small surfaces SS outside the optical plate 21).
  • the directivity angle of the LED 11 is 84 °
  • the light receiving surface RS includes the small surfaces SS1 to SS3 as shown in FIG. 6, and the small surface SS1 is on the long side and the short side surface 21S of the light guide plate 21.
  • the sandwiching angle ⁇ of the small surfaces SS2 and SS3 with respect to the small surface SS1 may be about 175 °.
  • the sandwiching angle ⁇ from the small surface SS4 to the small surface SS5 is 160 °. It may be about ⁇ 174 °.
  • one depression DH that is depressed toward the destination of light from the LED 11 is formed on one light receiving surface RS, but the present invention is not limited to this.
  • a raised BG that rises toward the LED 11 may be formed on one light receiving surface RS.
  • a plurality of facets SS1 to SS3 are angled between the facets SS (between the facets SS1 and SS2 and between the facets SS1 and SS3) exceeding 180 ° (holding angle ⁇ ), And by connecting some of the small surfaces (SS2 ⁇ SS3) and the side surface 21S so as to generate an angle exceeding 180 ° (clamping angle ⁇ ), the origin of light from the LED 11 A bulge BG that rises toward the surface may be formed on the light receiving surface RS.
  • the surface of the raised BG (and thus the light receiving surface RS) becomes a polygonal surface formed by arranging a plurality of small surfaces SS. And if it is the polygonal light-receiving surface RS, the light from LED11 will spread easily like the polygonal light-receiving surface RS with the hollow DH shape. For example, a part of the light of the LED 11 close to the long side surface 21S3 of the light guide plate 21 proceeds toward the short side surface 21S4 of the light guide plate 21 through the small surface SS3. On the other hand, a part of the light of the LED 11 near the short side surface 21S4 of the light guide plate 21 proceeds toward the long side surface 21S3 of the light guide plate 21 through the small surface SS2.
  • the light incident on the light receiving surface RS including the raised BG travels while spreading in the light guide plate 21 as compared with the light incident on the single light receiving surface RS.
  • the area of the dark region generated on the side surface 21S adjacent to the light receiving surface RS is reduced, and the light amount unevenness caused by the dark region is reduced.
  • each LED 11 is arranged facing each of the small surfaces SS (SS1 to SS3) on the light receiving surface RS, but the present invention is not limited to this.
  • a plurality of LEDs 11 may be arranged in parallel in the same direction as the parallel direction of the small surface SS and in one plane of the mounting substrate 31 (see FIG. 9).
  • the light receiving surface RS including the raised BG may be a polygonal surface composed of two small surfaces SS or four or more small surfaces SS, instead of a polygonal surface composed of three small surfaces SS1 to SS3 (in short)
  • the light receiving surface RS may be a polygonal surface formed by arranging a plurality of small surfaces SS so as to rise toward the LED 11).
  • the light receiving surface RS may be a curved surface that rises toward the LED 11 by increasing the number of small surfaces SS (in short, the surface of the raised BG may be a curved surface).
  • the LED 11 is disposed on the light receiving surface RS of the corner 21C of the light guide plate 21, but also another LED (on the side surface 21S on the long side of the light guide plate 21 adjacent to the light receiving surface RS ( The second light emitting element) 12 may be arranged with the light emitting surface 12L directed.
  • the LED 12 may be disposed with the light emitting surface 12L facing the side surface 21S on the short side of the light guide plate 21 adjacent to the light receiving surface RS. If it is in this way, the light of LED12 spreads in a comparatively wide range from the side 21S of the short side used as an incident side to the side 21S of the other short side. That is, light reaches a wide area in the light guide plate 21. Therefore, the utilization efficiency of the light from LED12 is high.
  • the LEDs 12 and 12 may be arranged with the light emitting surface 12L facing the side surface 21S on the long side and the side surface 21S on the short side of the light guide plate 21 adjacent to the light receiving surface RS.
  • the light emitting surface 12L of the LED 12 faces a location adjacent to the light receiving surface RS, at least one of the side surfaces 21S adjacent to the light receiving surface RS.
  • the LED 12 is mounted on the side surface 21S of the light guide plate 21 so as to be adjacent to the light receiving surface RS, the light of the LED 12 is incident from the side surface 21S where a dark region is likely to occur. Therefore, the dark region near the side surface 21S disappears and becomes a bright region.
  • this LED12 aims at improving the brightness
  • the number of LEDs 12 for one side surface 21S may be smaller than the number of LEDs 11 for the light receiving surface RS.
  • the LED 11 may be mounted on a control board (control board) 32 having high hardness on which a gate driver, a source driver, etc. for controlling a switching element such as a TFT in the liquid crystal display panel 59 are mounted. More specifically, the LED 11 may be mounted on the control board 32 connected to the liquid crystal display panel 59 via the flexible FPC board 33.
  • the substrate surface on which the LED 11 is mounted on the control substrate 32 faces the top surface 21 U side of the light guide plate 21, the substrate surface is indicated by an arrow X. And turn to the bottom surface 21B side of the light guide plate 21 as shown in FIG.
  • the light emitting surface 11L of the LED 11 rising from the substrate surface of the control substrate 32 is brought close to the light receiving surface RS of the light guide plate 21, and the LED 11 can be mounted on the backlight unit 49 easily and inexpensively.
  • control board 32 may have a high hardness, or a flexible control board 32 (for example, a film-like control board 32) like the FPC board 33. There may be.
  • a holding part HD as shown in FIG. 17 (in this case, the holding part HD directly contacts the LED 11 on the control board 32 to directly connect the LED 11). Hold on).
  • the holding part HD was formed in the back bezel BZ2, it is not limited to this.
  • the holding portion HD may be formed on the substrate cover.
  • control board 32 when the control board 32 is attached to the liquid crystal display panel 59 via the flexible FPC board 33 and the LED module MJ is mounted on the liquid crystal display device 69, these are shown in FIG. 15A.
  • the control board 32 rotates as indicated by an arrow X, the control board 32 faces the bottom surface 21B side of the light guide plate 21 as shown in the plan view of FIG.
  • the substrate cover CV covers the control substrate 32.
  • Such a holding part HD attaches the mounting substrate 31 (and thus the LED 11) to at least one bezel BZ as the substrate cover CV is fixed to at least one of the front bezel BZ1 and the back bezel BZ2. It is easily immovable. Further, as in the first embodiment, when the holding portion HD is formed so as to face the light receiving surface RS of the light guide plate 21, and the light receiving surface RS and one surface of the holding portion HD are parallel, the holding portion HD. If the part which overlaps LED11 in non-mounting surface 31R closely_contact
  • the board cover CV made of metal having conductivity and heat dissipation functions not only as a measure against EMI (Electromagnetic Interference), but also leads to the LED 11 through the mounting board 31, and thus is attached to the LED 11. It also functions as a path (heat dissipation path) for radiating heat. Therefore, a separate heat sink for the LED 11 is unnecessary (that is, the cost of the liquid crystal display device 69 can be reduced).
  • EMI Electromagnetic Interference
  • the holding part HD of the substrate cover CV and the holding part HD of the back bezel BZ2 hold the LED 11 directly or indirectly, but are not limited thereto.
  • the holding unit HD may hold the LED 12 directly or indirectly as in the case of holding the LED 11 (in short, the holding unit HD of the substrate cover CV and the holding unit HD of the back bezel BZ2 are It is sufficient that at least one of the LED 11 and the LED 12 can be held directly or indirectly).
  • the light receiving surface RS may be formed in the two or more corners 21 ⁇ / b> C by the polygonal light guide plate 21.
  • one light receiving surface RS includes one recess DH toward the destination of light from the LED 11, and the light guide plate is sufficiently formed by the inner surface of the recess DH. If the light is allowed to travel while being diffused into the interior 21, the polygonal light guide plate 21 may be formed with only one recessed light receiving surface RS at one corner 21 ⁇ / b> C.
  • MJ LED module 11 LED (first light emitting element) 11L Light emitting surface 12 LED (second light emitting element) 12L Light emitting surface 21 Light guide plate 21U Top surface of light guide plate 21B Bottom surface of light guide plate 21S Side surface of light guide plate 21C Corner of light guide plate RS Light receiving surface of light guide plate SS Small surface constituting light guide plate (light receiving surface) DH depression (light receiving surface) BG bump (light-receiving surface) 31 Mounting board 31F Mounting surface 31R Non-mounting surface 32 Control board (Mounting board, Control board) 33 FPC board CV board cover 35 Bottom of board cover 36 Wall surface of board cover 41 Reflective sheet 42 Diffusion sheet 43 Optical sheet 44 Optical sheet 45 Built-in chassis 49 Backlight unit 59 Liquid crystal display panel BZ1 Front bezel (frame) BZ2 back bezel (frame) HD holder 69 liquid crystal display device

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Abstract

 バックライトユニット(49)では、導光板(21)の側面(21S)の一部に形成され、LED(11)の発光面(11L)に面する受光面(RS)が、導光板(21)の隅(21C)に位置し、かつ、その隅(21C)の位置は、導光板(21)にて隣り合う少なくとも2つの隅(21C)の位置である。

Description

バックライトユニットおよび液晶表示装置
 本発明は、光を発するバックライトユニット(照明装置)、および、そのバックライトユニットからの光を利用する液晶表示装置に関する。
 昨今、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットでは、コストダウンを図るべく、発光素子であるLEDの個数の削減を図っている。例えば、図18Aの平面図に示すように、導光板121における1つの隅121Cに、1つのLED111を配置させる。すると、LED111からの発散する光が、導光板121全体に効率よく行き届くようになり、少ないLED111でも、導光板121内部を比較的広範囲に明るくさせられる。
 しかしながら、1つのLED111だけでは、導光板121の全域に光が十分には行き届かず、光の行き届かない領域(暗領域;図中の斜線参照)が若干広範囲に生じる。そこで、特許文献1に記載のバックライトユニットでは、図18Bに示すように、導光板121の隅121Cに形成される受光面rsの面状に、2種の第1切れ込み171A・171Bをまとめた第2切れ込み172が複数形成される。
 このようになっていると、第2切れ込み172に含まれる一方の第1切れ込み171Aと他方の第1切れ込み171Bとで、LED111の光は、導光板121の長手側と短手側とにバランスよく分かれて進行し、導光板121全体に、光が十分行き届く。
特開2006-185852号公報
 しかしながら、複数の第2切れ込み172は、比較的小さいので、当然に、第1切れ込み171A・171Bが、さらに小さくなる。そのため、第1切れ込み171A・171B、ひいては第2切れ込み172が、設計通りに形成されないことがある。このような場合、導光板121には、暗領域が生じることになってしまい、その暗領域に起因する光量ムラがバックライトユニットからの光に含まれる。また、導光板121に対する第2切れ込み172のような加工、または、第2切れ込み172を生じさせるような導光板121の金型は、高価である。
 また、複数の第2切れ込み172を介して、導光板121に入光した光は、過剰に拡がることもあり、かかる場合、導光板121の側面に到達した光が、導光板121から外部へ出射することもある。そのため、光の利用効率が低下してしまう。
 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものである。そして、その目的は、簡単かつ安価に、導光板における暗領域を減らし、暗領域に起因する光量ムラを抑制した上、光の利用効率を向上させたバックライトユニット等を提供することにある。
 バックライトユニットは、第1の発光素子と、第1の発光素子からの光を受けるとともに、その光を透過させて天面から外部に導く板状の導光板と、を含む。そして、このバックライトユニットでは、導光板の側面の一部に形成され、第1の発光素子の発光面に面する受光面が、導光板の隅に位置し、かつ、その隅の位置は、導光板にて隣り合う少なくとも2つの隅の位置である。
 通常、第1の発光素子は、拡散させつつ光を発する(一定の指向性を有する光束を形成する)。すると、受光面を介して、導光板の隅から入射する第1の発光素子の光は、受光面に隣り合う導光板の側面に行き届きやすい。その上、複数のうちの1つの第1の発光素子だけでは光を行き届かせられない領域(暗領域)が受光面に隣り合う導光板の側面付近に発生したとしても、その暗領域には、他の第1の発光素子からの光が行き届く。そのため、導光板における暗領域が減る。その結果、このバックライトユニットでは、暗領域に起因する光量ムラが生じにくい。
 なお、第1の発光素子の選択肢を増やすために、1つの受光面に対して、単数または複数の第1の発光素子が配置されると望ましい。このようになっていれば、例えば、比較的高輝度な第1の発光素子を1つ受光面に対面させられる、または、高輝度ではないが安価な第1の発光素子を複数個、1つの受光面に対面させられる。
 また、1つの受光面には、受光する光の進行方向を変化させる非平面形状が形成されていると望ましい。例えば、1つの受光面には、第1の発光素子からの光の進行先に向かって窪む窪みが1つ形成されると望ましい。そして、窪みの内面は、複数の小面を並べて成る多角面であってもよいし、曲面であってもよい。
 このようになっていれば、第1の発光素子の光の一部が、窪みを含む受光面を介して、導光板内部に進行する場合、その進行する光は、受光面に隣り合う側面から過剰に乖離せずに進む。そのため、暗領域が導光板の側面付近に生じにくい。
 なお、窪み状の受光面に限らず、他の非平面形状の受光面も有り得る。例えば、1つの受光面には、第1の発光素子の発光面に向かって盛り上がる隆起が1つ形成されていてもよい。詳説すると、受光面における隆起の表面が、複数の小面を並べて成る多角面であってもよいし、曲面であってもよい。
 また、受光面に含まれる複数の小面の各々に面して、第1の発光素子の発光面が1つ配置されると望ましい。このようになっていると、導光板の側面に隣り合う小面から進行してくる光は、その側面に行き届きやすい。そのため、一層、暗領域が導光板の側面付近に生じにくい。
 また、受光面を境にして隣り合う側面の一方と他方とのうちの少なくも一方で、受光面に隣り合う箇所に、第2の発光素子の発光面が面すると望ましい。
 このようになっていると、暗領域の発生しやすい導光板の側面から第2の発光素子の光が入射することになる。そのため、この第2の発光素子を搭載するバックライトユニットでは、暗領域に起因する光量ムラが確実に減る。
 ところで、発光素子(すなわち、第1および第2の発光素子の少なくとも一方)は、実装基板に実装され、その発光素子を実装する実装基板および導光板は、フレームに収容されているとよい。特に、フレームには、発光素子を直接的または間接的に保持する保持部が形成されるとよい。
 このようになっていると、容易に実装基板をフレームに対して不動にさせられる。さらに、保持部が導光板の受光面に面するように形成され、受光面と保持部の一面とが平行になっていると、その保持部の一面に、非実装面にて、例えば、第1の発光素子に重なる部分が密着すれば、受光面と第1の発光素子の発光面とが容易に平行になる。これにより、第1の発光素子の光が、効率よく受光面に入射する。
 なお、以上のようなバックライトユニットと、そのバックライトユニットからの光を受光する液晶表示パネルと、を含む液晶表示装置も本発明といえる。
 また、液晶表示装置にて、実装基板が、液晶表示パネルの制御に用いられる制御基板でもあってもかまわない。このようになっていれば、発光素子用に新たな基板は不要になり、液晶表示装置のコストダウンが図れる。
 また、液晶表示装置にて、発光素子(すなわち、第1および第2の発光素子の少なくとも一方)を実装する実装基板、液晶表示パネルの制御に用いられる制御基板、制御基板を保護する導電性かつ放熱性を有する基板カバー(例えば、金属製の基板カバー)、が含まれており、基板カバーには、発光素子を直接的または間接的に保持する保持部が形成されていてもよい。
 このようになっていると、基板カバーは、EMI(Electromagnetic Interference)対策としての機能を果たすだけでなく、発光素子に帯びる熱の放熱路としての機能も果たす。そのため、別個に発光素子用の放熱板は不要になる。
 本発明のバックライトユニットでは、比較的少ない個数の発光素子だけで、導光板の大部分に光を行き届かせることができ、導光板内部(特に、導光板の側面付近)の暗領域が減る。そのため、このバックライトユニットでは、簡単かつ安価に、暗領域に起因する光量ムラが減る。
は、裏ベゼルに収容される導光板、およびLEDモジュールを示す平面図である。 は、導光板における1つの隅と1つのLEDとを拡大した平面図である。 は、LEDからの光を光路として示す平面図である。 は、2つのLEDのうちの一方によって照らされる導光板の領域とそれ以外の暗領域とを示す平面図である。 は、2つのLEDのうちの他方によって照らされる導光板の領域とそれ以外の暗領域とを示す平面図である。 は、2つのLEDによって照らされる導光板の領域とそれ以外の暗領域とを示す平面図である。 は、図1とは異なる裏ベゼルに収容される導光板およびLEDモジュールを示す平面図である。 は、導光板における1つの隅に形成された3つの小面から成る窪み状の受光面を示す平面図である。 は、導光板における1つの隅に形成された2つの小面から成る窪み状の受光面を示す平面図である。 は、導光板における1つの隅に形成された1つの曲面から成る窪み状の受光面を示す平面図である。 は、3つの小面から成る窪み状の受光面と、その受光面に対する3つのLEDとを示す平面図である。 は、3つの小面から成る窪み状の受光面と、その小面各々に対応するLEDとを示す平面図である。 は、3つの小面から成る隆起状の受光面と、その小面各々に対応するLEDとを示す平面図である。 は、受光面に面するLEDと、導光板の長手側の側面に面するLEDとを示す平面図である。 は、受光面に面するLEDと、導光板の短手側の側面に面するLEDとを示す平面図である。 は、受光面に面するLEDと、導光板の長手側および短手側の側面に面するLEDとを示す平面図である。 は、液晶表示装置の分解斜視図である。 は、液晶表示装置の部分側面図と部分平面図とを併記した2面図である。 は、液晶表示装置の一部分を示す平面図である。 は、液晶表示装置の一部分を示す平面図である。 は、液晶表示装置の部分側面図と部分平面図とを併記した2面図である。 は、液晶表示装置の分解斜視図である。 は、従来のバックライトユニットにおける導光板とLEDとを示す平面図である。 は、導光板の隅に形成された受光面の拡大平面図である。
 [実施の形態1]
 実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、便宜上、部材自体、部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。逆に、断面図ではなくても、便宜上、ハッチングを施すこともある。また、図面上での黒丸は紙面に対し垂直方向を意味する。
 図17の分解斜視図は液晶表示装置69を示す。この図17に示すように、液晶表示装置69は、液晶表示パネル59、バックライトユニット49、および、液晶表示パネル59とバックライトユニット49とを挟み込むことで、それらを保持するベゼルBZ(表ベゼルBZ1・裏ベゼルBZ2)を含む。
 なお、ベゼル(フレーム)BZの形状は、特に限定されるものではない。例えば、図17示すように、裏ベゼルBZ2が液晶表示パネル59およびバックライトユニット49を収容する箱体で、表ベゼルBZ1が裏ベゼルBZ2に覆い被さる枠体であってもよい(なお、裏BZ2は、バックライトユニット49を収容する部品であることから、バックライトユニット49の一部品と称してもよい)。
 液晶表示パネル59は、TFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子を含むアクティブマトリックス基板51と、このアクティブマトリックス基板51に対向する対向基板52とをシール材(不図示)で貼り合わせる。そして、両基板51・52の隙間に液晶(不図示)が注入される(なお、アクティブマトリックス基板51および対向基板52を挟むように、偏光フィルム53・53が取り付けられる)。
 バックライトユニット49は、非発光型の液晶表示パネル59に対して光を照射させる。つまり、液晶表示パネル59は、バックライトユニット49からの光(バックライト光)を受光することで表示機能を発揮する。そのため、バックライトユニット49からの光が液晶表示パネル59の全面を均一に照射できれば、液晶表示パネル59の表示品位が向上する。
 そして、このようなバックライトユニット49は、図17に示すように、LEDモジュールMJ、導光板21、反射シート41、拡散シート42、光学シート43・44、および、内蔵シャーシ45を含む。
 LEDモジュールMJは光を発するモジュールであり、実装基板31と、実装基板31における実装面31F(なお、実装面31Fの裏面は非実装面31Rと称する)に形成された不図示の電極に実装されることで電流の供給を受け、光を発するLED(Light Emitting Diode)11と、を含む(なお、詳細については後述)。
 導光板21は、側面21Sと、この側面21Sを挟持するように位置する天面21Uおよび底面21Bとを有する板状部材である。そして、側面21Sの一部は、LED11の発光面11Lに面することで、LED11からの光を受光する。この受光された光は、導光板21の内部で多重反射され、面状光として天面21Uから外部に向けて出射する(なお、詳細については後述)。
 反射シート41は、導光板21によって覆われるように位置する。そして、導光板21の底面21Bに面する反射シート41の一面が反射面になる。そのため、この反射面が、LED11からの光や導光板21内部を伝搬する光を漏洩させることなく導光板21(詳説すると、導光板21の底面21Bを通じて)に戻すように反射させる。
 拡散シート42は、導光板21の天面21Uを覆うように位置し、導光板21からの面状光を拡散させて、液晶表示パネル59全域に光をいきわたらせている(なお、この拡散シート42と光学シート43・44とを、まとめて光学シート群とも称する)。
 光学シート43・44は、例えばシート面内にプリズム形状を有し、光の放射特性を偏向させるものであり、拡散シート42を覆うように位置する。そのため、この光学シート43・44は、拡散シート42から進行してくる光を集光させ、輝度を向上させる。なお、光学シート43と光学シート44とによって集光される各光の発散方向は交差する関係にある。
 内蔵シャーシ45は、以上の種々部材を保持する枠状の基体(枠縁)である。詳説すると、内蔵シャーシ45は、反射シート41、導光板21、拡散シート42、光学シート43・44を、この順で積み重ねつつ保持する{なお、この積み重なる方向を重なり方向Pと称し、この重なり方向Pに対して交差する(例えば、直交する)内蔵シャーシ45の長手に沿う方向を長手方向Q、内蔵シャーシ45の短手に沿う方向を短手方向Rと称する}。
 そして、以上のようなバックライトユニット49では、LED11からの光は導光板21によって面状光になって出射し、その面状光は光学シート群を通過することで発光輝度を高めたバックライト光になって出射する。そして、このバックライト光が液晶表示パネル59に到達し、そのバックライト光によって、液晶表示パネル59は画像を表示させる。
 ここで、導光板21とLEDモジュールMJとについて、図1~図5を用いて詳説する。図1は、裏ベゼルBZ2に収容される導光板21、およびLEDモジュールMJを示す平面図であり、図2は導光板21における1つの隅21Cと1つのLED11とを拡大した平面図である。
 図1に示すように、導光板21は、長方形における四隅(21C1~21C4)のうち、長方形の2つの長手の一方における両隅(すなわち、隣り合う隅21C1・21C2)を欠損させることで六角形にした天面21Uおよび底面21Bを有する板である。そして、天面21Uおよび底面21Bに挟まれる側面21Sは、六角形の天面21Uおよび底面21Bに起因して、6面(21S1~21S6)生じる。
 この6つの側面21S(21S1~21S6)のうち、長方形(四角形;基準形状)の欠損により生じることになる2つの側面21S1・21S2に対して、LED11の発光面11Lが面する。なお、全ての側面21S1~21S6のうちの一部である2つの側面21S1・21S2は、LED11からの光を受ける面であるので、受光面RS(RS1・RS2=21S1・21S2)とも称する。
 一方、受光面RSに面するLED(第1の発光素子)11は、実装基板31に実装される。この実装基板31は、例えば可撓性を有するFPC(Flexible Printed Circuits)基板で、線状に延びる。なお、この実装基板31の長さは、導光板21の長手の長さよりも若干長く、実装基板31の両端の各々には、1個ずつLED11が実装される。
 そして、この実装基板31は、導光板21の長手側の側面21S3に面するように配置される。詳説すると、線状の実装基板31の中間部分が、導光板21の長手の側面21S3に面し、実装基板31の両端における一方が受光面RS1向けて撓み、実装基板31の両端における他方が受光面RS2向けて撓むことで、LED11・11が受光面RS(RS1・RS2)に面する。
 以上のようにして、受光面RSとLED11の発光面11Lとが向かい合う場合での光の挙動について、図3および図4A~図4Cの平面図を用いて説明する。なお、これらの図では、LED11からの光束のうち、中心付近の光(主光線と称する)を一点鎖線矢印で示し、縁付近の光(周縁光線)を点線矢印で示す(要は、LED11は、拡散させつつ光を発することで、一定の指向性を有する光束を形成する)。
 図3に示すように、LED11の発光面11Lと受光面RSとが向かい合っていると(両面11L・RSが、例えば平行に向かい合っていると)、受光面RSを通じて導光板21に入射する指向性を有する光には、以下のようなことがいえる。例えば、導光板21における1つの側面21S(例えば、側面21S3)から1つのLED11の光が入射した場合、その他の側面21S(例えば、側面21S4・側面21S6)には光が行き届きにくくなりがちだが、導光板21の隅21Cに受光面RSが位置し、LED11が指向性を有する光を発すれば、受光面RSに隣り合う側面21Sに、光は行き届きやすい。
 しかしながら、例えば、主光線が受光面RSに対して垂直に(入射角90°で)入射すれば、その主光線は受光面RSに対して垂直に(出射角90°で)進行するが、このように主光線が受光面RSに対して垂直に入射する場合、周縁光線は受光面RSに対して入射角θ1inで入射する。すると、その周縁光線は、スネルの法則により、受光面に対して入射角θ1inよりも小さな角度である出射角θ1outで進行する(入射角θ1in>出射角θ1out)。
 そして、導光板21内部にて、受光面RSに隣り合う側面21Sが受光面RSの法線に対する角度δ1よりも、出射角θ1outが小さい場合(出射角θ1out<角度δ1)、導光板21内部を進行する周縁光線は、図4A(2つのLED11のうち一方の光のみを図示)に示すように、受光面RSに隣り合う側面21Sから乖離するように進行する。すると、仮に、LED11が1つだけだと、受光面RSに隣り合う側面21S付近には、若干、光が行き届きにくくなりかねない(なお、光の行き届きにくい領域である暗領域を斜線で示す)。
 また、2つのLED11のうち他方の光のみを図示する図4Bに示すように、もう1つのLED11でも、図4Aと同様の現象が生じる。すなわち、仮に、LED11が1つだけだと、受光面RSに隣り合う側面21S付近には、光が行き届きにくくなりかねない。
 ただし、実際は、導光板21の側面21Sの一部に形成され、LED11の発光面11Lに面する受光面RS(RS1・RS2=21S1・21S2)は、導光板21の隅21Cに位置し、かつ、その隅21Cの位置は、導光板21にて隣り合う2つの隅21C(21C1・21C2)の位置である。そのため、これらの2つのLED11が点灯すると、一方のLED11の光は、他方のLED11により光の行き届かなかった領域の一部にまで行き届く(もちろん、他方のLED11の光は、一方のLED11により光の行き届かなかった領域の一部にまで行き届く)。
 詳説すると、図4Cに示すように、一方のLED11の光は、他方のLED11の光の行き届かなかった導光板21の短手付近の大部分にまで行き届き、他方のLED11の光は、一方のLED11の光の行き届かなかった導光板21の短手付近の大部分にまで行き届く。また、一方のLED11の光は、他方のLED11の光の行き届かなかった導光板21の長手付近の一部にまで行き届き、他方のLED11の光は、一方のLED11の光の行き届かなかった導光板21の長手付近の一部にまで行き届く。
 つまり、受光面RSを介して、導光板21の隅21Cから入射するLED11の光は、受光面RSに隣り合う導光板21の側面21Sに比較的行き届きやすい。その上、複数のうちの1つのLED11だけでは光を行き届かせられない暗領域が受光面RSに隣り合う側面21S付近に発生したとしても、その暗領域には、他のLED11からの光が行き届く。
 その結果、導光板21の内部にて、暗領域は実装基板31に面する導光板21の長手付近の一部だけになる。すなわち、比較的少ないLED11しかバックライトユニット49に搭載されていなくても、このバックライトユニット49では、暗領域に起因する光量ムラが減る。
 なお、以上では、LED11の発光面11Lに面する受光面RSは、導光板21の隅21Cに位置し、かつ、その隅21Cの位置は、導光板21にて隣り合う2つの隅21C(21C1・21C2)の位置であった。しかし、これに限定されるものではない。例えば、図5に示すように、受光面RS(RS3)が、導光板21にて隣り合う2つの隅21C1・21C2にさらに隣り合う1つの隅21C3に形成され、その受光面RS3に対応して新たなLED11が搭載されてもよい(要は、導光板21にて、一連状に受光面RSが形成され、各受光面RSに対応してLED11が配置されてもよい)。
 このようになっていれば、新たに搭載されたLED11が、隅21C1から隅21C2までの導光板21の長手付近に生じる暗領域にまで、光を行き届かせる。そのため、このようなバックライトユニット49では、より確実に、暗領域に起因する光量ムラが減る。もちろん、さらに暗領域を無くすべく、導光板21の全ての隅21C(21C1~21C4)に受光面RSが形成され、それらの受光面RSに対応してLED11が搭載されてもよい。
 ただし、LED11の発光面11Lに面する受光面RSは、導光板21の隅21Cに位置し、かつ、その隅21Cの位置は、導光板21にて隣り合う少なくとも2つの隅21Cの位置であれば、暗領域の発生を極力抑えられる。
 ところで、受光面RSの傾斜角とは、導光板21の内部にて、受光面RSに隣り合う導光板21の1つの側面21Sと受光面RSとの成す角度である(ここでは、導光板21における長手側の側面21Sと受光面RSとの成す角度とする)。そして、この受光面RSの傾斜角は、LED11の光の指向性(指向角度)に応じて種々変わるとよい。
 例えば、LED11の指向角度が84°の場合(いいかえると、主光線と周縁光線との成す角度が42°の場合)、受光面RSの傾斜角は、135°程度であるとよい{例えば、図3の(δ1+90)°が135°程度}。このようになっていると、導光板21の長手側の側面21S3・21S5に、LED11の光が行き届きやすくなる。その上、四角形の導光板21での長手側の側面21Sと短手側の側面21Sの成す角度が90°程度であれば、導光板21の短手側の側面21S4と受光面RSとの成す角度も135°程度になる。そのため、LED11の光が、導光板21の短手側の側面21S4・21S6にも行き届きやすくなる。
 なお、裏ベゼルBZ2の底には、図17に示すように、LED11を実装している実装基板31の一部分を保持する保持部HDが形成されてもよい。詳説すると、この保持部HDは、裏ベゼルBZ2の底面から立ち上がる一片で、実装基板31の一部分、例えば、非実装面31RにてLED11に重なる部分を押さえ付けることで保持するものである(要は、保持部HDは、実装基板31を介して、間接的にLED11を保持するものである)。
 そして、このような保持部HDがあれば、容易に実装基板31を裏ベゼルBZ2に対して不動にさせられる(例えば、接着剤で、保持部HDと実装基板31とが固定可能になる)。さらに、保持部HDが導光板21の受光面RSに面するように形成され、受光面RSと保持部HDの一面とが平行になっていると、その保持部HDの一面に、非実装面31RにてLED11に重なる部分が密着すれば、受光面RSとLED11の発光面11Lとが容易に平行になる。これにより、LED11の主光線が、効率よく受光面RSに入射する。
 [実施の形態2]
 実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
 実施の形態1では、一面状の受光面RSが、一例として挙げられていた。しかし、これに限定されるものではない。例えば、図6の平面図に示すように、1つの受光面RSに、LED11からの光の進行先に向かって窪んだ1つの窪みDHが形成されるとよい。例えば、複数の小面SS(SS1~SS3)を、小面同士SSの間で180°未満の角度(挟持角α)を生じさせるようにつなげることで、LED11からの光の進行先に向かって窪む窪みDHが、受光面RSに形成されるとよい。
 このようになっていると、窪みDHの内面(ひいては受光面RS)は、複数の小面SSを並べて成る多角面となる。そして、多角状の受光面RSであると、LED11からの光が拡がりやすい(なお、受光面RSにて受光される光の進行方向を変化させる非平面の窪みDHを形成する加工を、非平面加工と称する)。例えば、図6に示すように、LED11の発光面11Lに対して平行な小面SS1、および、この小面SS1を底にする窪みDHの内壁(窪みDHの内面のうちの壁部)となる小面SS2・SS3で、受光面RSが形成されているとする。
 このようになっていると、LED11からの主光線(一点鎖線矢印参照)が、垂直に、小面SS1を通じて導光板21に入射すると、その主光線は、スネルの法則にしたがって進行する。すなわち、主光線は受光面RSに対して垂直に進行する。一方、周縁光線(点線矢印参照)は、小面SS2・SS3に対して入射角θ2inで入射し、スネルの法則により、受光面に対して入射角θ2inよりも小さな角度である出射角θ2outで進行する(入射角θ2in>出射角θ2out)。
 ただし、小面SS2・SS3は、小面SS1に対して、一定の挟持角αを有する。詳説すると、互いに光を受ける側の面同士(小面SS1と小面SS2、および、小面SS1と小面SS3)の間で、挟持角αが発生する。そのため、入射角θ2inの角度は、仮に周縁光線が小面SS1に入射する場合の入射角(入射角θ1in;図3参照)に比べて小さい。
 すると、出射角θ2outも比較的小さくなる(例えば、出射角θ2out<出射角θ1out;図3参照)。ただし、導光板21内部にて、小面SS2・SS3に隣り合う側面21Sが小面SS2・SS3の法線に対する角度を角度δ2とすると、小面SS2・SS3に隣り合う側面21Sと小面SS2・SS3との成す角度である(δ2+90)°も、比較的小さくなる{例えば、(δ2+90)°は、図3に示される一面状の受光面RSと側面21Sとの成す角度である(δ1+90)°よりも小さい}。
 そのため、小面SS2・SS3から出射角θ2outで、導光板21内部を進行する光は、小面SS2・SS3に隣り合う側面21Sから過剰に乖離することなく進行する。つまり、導光板21内部において、受光面RS(詳説すると、小面SS2・SS3)に隣り合う側面21Sに対する周縁光線の乖離度合いは抑えられる。例えば、図6での周縁光線が受光面RSに隣り合う側面21Sから乖離する度合いは、図3での周縁光線が受光面RSに隣り合う側面21Sから乖離する度合いに比べて低い。
 以上を踏まえると、導光板21において、窪む受光面RSに入射する光は、一面状の受光面RSに入射する光に比べて、導光板21内部を拡がりながら進行する。すると、受光面RSに隣り合う側面21Sにて生じる暗領域の面積は減少し、暗領域に起因する光量ムラが減る。
 なお、導光板21の受光面RSを構成する小面SSの個数は、図6に示すように3つに限られるものではない。例えば、図7に示すように、小面SS(SS4・SS5)は2つであってもよいし、4以上であってもよい(要は、受光面RSが、LED11からの光の進行先に向かって窪むように複数の小面SSを並べて成る多角面となっていればよい)。さらには、図8に示すように、小面SSの数が増加することで、受光面RSが、LED11からの光の進行先に向かって窪む曲面であってもよい(要は、窪みDHの内面が曲面であってもよい)。
 なぜなら、受光面RSが、LED11からの光の進行先に向かって窪むようになっていれば、受光面RSから進行する光は、その受光面RSに隣り合う側面21Sから過剰に離れないように進行するためである{特に、受光面RSが曲面であると、受光面RS中の光線(主光線・周縁光線)の入射点を含む極小面は、光線に対して垂直になるので、受光面RSに隣り合う側面21Sから乖離しにくくなる}。
 ところで、以上では、導光板21の1つの隅21Cに形成された1つの受光面RSに対して、1つのLED11が対応していた。しかし、これに限定されるものではない。例えば、図9に示すように、小面SSの並列方向と同方向で、かつ実装基板31の一平面に、複数のLED11が並列してもかまわない(なお、多角面の受光面RSではなく、一面状の受光面RSに対して、複数のLED11が並列していてもかまわない)。
 このようになっていると、比較的高輝度なLED11を1つ受光面RSに対応させられる、または、高輝度ではないが安価なLED11を複数個、1つの受光面RSに対応させられる。すなわち、1つの受光面RSに対するLED11の個数が単数または複数のどちらでもよいようになっていれば、バックライトユニット49に搭載可能なLED11の選択肢が増える。
 なお、導光板21の受光面RSが多角面である場合、図10に示すように、受光面RSに含まれる複数の小面SSの各々に面して、各LED11が配置されるとよい。詳説すると、小面SS1~SS3と、各小面SS1~SS3に対応するLED11とが平行に向き合うように配置されるとよい。
 このようになっていると、小面SS1~SS3に対する法線方向に沿って、LED11の主光線(一点鎖線矢印参照)が進行し、受光面RS(詳説すると、小面SS2・SS3)に隣り合う側面21S付近にも光強度の比較的強い光が行き届く。その上、LED11の周縁光線(点線矢印参照)は、主光線よりも一層、側面21S付近に行き届く。そのため、受光面RSに隣り合う側面21Sにて生じる暗領域の面積は確実に減り、それに起因する光量ムラも減る。
 なお、以上では、3つのLED11は、導光板21における長手方向と短手方向とで規定される面上(Q方向とR方向とで規定されるQR面内方向)に並んでいた。しかし、これに限定されるものではない。例えば、導光板21の厚み方向(P方向)に沿って、複数のLED11が並んでもよい。要は、受光面RSに対して、光を供給可能であればよい。
 また、受光面RSが多角面である場合、各小面SS同士の挟持角αも、LED11の光の指向性(指向角度)に応じて種々変わるとよい(なお、挟持角αとは、導光板21の外部にて、小面SS同士の成す角度である)。例えば、LED11の指向角度が84°の場合、図6に示すような小面SS1~SS3を含む受光面RSにあって、小面SS1が導光板21の長手側および短手側の側面21Sに対して135°程度の傾斜角を有するならば、小面SS1に対する小面SS2・SS3の挟持角αは、175°程度であればよい。
 また、例えば、LED11の指向角度が84°の場合、図7に示すような小面SS4・SS5を含む受光面RSであれば、小面SS4から小面SS5までの挟持角αは、160°~174°程度であればよい。
 これらのようになっていれば、導光板21の側面21Sに隣り合う小面SSから進行してくる光は、その側面21Sに行き届きやすい。そのため、一層、暗領域が導光板21に生じにくい。
 また、以上では、1つの受光面RSに、LED11からの光の進行先に向かって窪んだ1つの窪みDHが形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、図11に示すように、1つの受光面RSに、LED11に向かって盛り上がる隆起BGが形成されていてもよい。
 例えば、複数の小面SS1~SS3を、小面同士SSの間(小面SS1と小面SS2との間、小面SS1と小面SS3との間)で180°を超える角度(挟持角β)を生じさせ、さらには、一部の小面(SS2・SS3)と側面21Sとを、180°を超える角度(挟持角γ)を生じさせるようにつなげることで、LED11からの光の進行元に向かって盛り上がる隆起BGが、受光面RSに形成されるとよい。
 このようになっていると、隆起BGの表面(ひいては受光面RS)は、複数の小面SSを並べて成る多角面となる。そして、多角状の受光面RSであると、窪みDH状で多角状の受光面RSと同様に、LED11からの光が拡がりやすい。例えば、導光板21の長手側の側面21S3に近いLED11の光の一部は、小面SS3を介することで、導光板21の短手側の側面21S4に向かって進む。一方で、導光板21の短手側の側面21S4に近いLED11の光の一部は、小面SS2を介することで、導光板21の長手側の側面21S3に向かって進む。
 したがって、この隆起BGを含む受光面RSに入射する光は、一面状の受光面RSに入射する光に比べて、導光板21内部を拡がりながら進行する。その結果、受光面RSに隣り合う側面21Sにて生じる暗領域の面積は減少し、暗領域に起因する光量ムラが減る。
 なお、図11では、受光面RSにおける小面SS(SS1~SS3)の各々に面して、各LED11の発光面11Lが配置されていたが、これに限定されるものではない。例えば、小面SSの並列方向と同方向で、かつ実装基板31の一平面に、複数のLED11が並列してもかまわない(図9参照)。
 また、隆起BGを含む受光面RSは、3つの小面SS1~SS3から成る多角面ではなく、2つの小面SSまたは4つ以上の小面SSから成る多角面であってもよい(要は、受光面RSが、LED11に向かって隆起するように、複数の小面SSを並べて成る多角面となっていればよい)。さらには、小面SSの数が増加することで、受光面RSが、LED11に向かって盛り上がる曲面であってもよい(要は、隆起BGの表面が曲面であってもよい)。
 [その他の実施の形態]
 なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
 例えば、図12Aに示すように、導光板21の隅21Cの受光面RSにLED11が配置されるだけでなく、受光面RSに隣り合う導光板21の長手側の側面21Sに、別のLED(第2の発光素子)12が発光面12Lを向けて配置されていてもよい。
 もちろん、図12Bに示すように、受光面RSに隣り合う導光板21の短手側の側面21Sに、LED12が発光面12Lを向けて配置されていてもよい。このようになっていれば、入射側となる短手側の側面21Sから他方の短手側の側面21Sまでの間で、LED12の光が比較的広範囲に拡がる。つまり、導光板21内の広範囲に光が行き届く。そのため、LED12からの光の利用効率が高い。
 また、図12Cに示すように、受光面RSに隣り合う導光板21の長手側の側面21Sおよび短手側の側面21Sに、LED12・12が発光面12Lを向けて配置されていてもよい。要は、受光面RSを境にして隣り合う側面21Sの一方と他方とのうちの少なくも一方で、受光面RSに隣り合う箇所に、LED12の発光面12Lが面するとよい。
 そして、導光板21の側面21Sで、受光面RSに隣り合うような箇所にLED12が搭載されていると、暗領域の発生しやすい側面21SからLED12の光が入射することになる。そのため、側面21S付近の暗領域は、消失して明領域になる。
 なお、このLED12は、導光板21の側面21S付近の輝度を改善することを目的とするので、LED11に比べて低輝度のものであってもかまわない。また同様の理由で、1つの側面21Sに対するLED12個数も、受光面RSに対するLED11の個数に比べて少なくてもかまわない。
 ところで、以上では、実装基板31は、LED11に対して電流供給を主とする基板であったが、これに限定されるものではない。例えば、図13の液晶表示装置69の分解斜視図、および、液晶表示装置69の部分側面図と部分平面図とを併記した2面図である図14に示すように、液晶表示パネル59の動作制御に要するコントロール基板32に、LED11が実装されていてもよい(なお、図14では、便宜上、両ベゼルBZ1・BZ2、内蔵シャーシ45等を省略しており、特に、平面図では、導光板21、コントロール基板32、LED11のみを図示する)。
 例えば、液晶表示パネル59におけるTFT等のスイッチング素子を制御するゲートドライバー・ソースドライバー等を実装する硬度の高いコントロール基板(制御基板)32に、LED11が実装されていてもよい。詳説すると、可撓性を有するFPC基板33を介して、液晶表示パネル59につながるコントロール基板32にLED11が実装されていてもよい。
 このようになっていると、図13に示すように、コントロール基板32でのLED11を実装する基板面が、導光板21の天面21U側に向いていたとしても、その基板面が、矢印Xのように回転し(裏返り)、図14に示すように、導光板21の底面21B側に向く。これにより、コントロール基板32の基板面から立ち上がるLED11の発光面11Lが、導光板21の受光面RSに近づけ、簡単かつ安価に、バックライトユニット49にLED11が搭載できる。
 なお、コントロール基板32の可撓性は問わない。例えば、図13および図14に示すように、硬度の高いコントロール基板32であってもよいし、FPC基板33のように可撓性を有するコントロール基板32(例えば、フィルム状のコントロール基板32)であってもよい。ただし、フィルム状のコントロール基板32の場合、図17に示すような保持部HDがあったほうが望ましい(この場合、保持部HDは、コントロール基板32上のLED11に接触することで、そのLED11を直接的に保持する)。
 また、保持部HDは、裏ベゼルBZ2に形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、コントロール基板32を保護する金属製の基板カバーが搭載される場合、その基板カバーに保持部HDが形成されてもよい。
 例えば、可撓性を有するFPC基板33を介して、液晶表示パネル59にコントロール基板32が取り付けられ、さらに、LEDモジュールMJが液晶表示装置69に搭載されている場合、これらを図示する図15Aの平面図に示すように、コントロール基板32が矢印Xのように回転すれば、図15Bの平面図に示すように、コントロール基板32は導光板21の底面21B側に向く。そして、この図15Bに示すように、このようなコントロール基板32に対して、基板カバーCVが覆い被さる。
 基板カバーCVは、図16(液晶表示装置69の部分側面図と部分平面図とを併記した2面図)に示すように、自身の底面35から立ち上がり、コントロール基板32を囲める壁面36を含むとともに、保持部HDも含む(網点ハッチング参照)。そして、この基板カバーCVは、コントロール基板32を保護しつつ、表ベゼルBZ1と裏ベゼルBZ2との間に介在する。そして、保持部HDは、実装基板31の一部分、例えば、非実装面31RにてLED11に重なる部分を押さえ付けることで保持する。
 このような保持部HDは、表ベゼルBZ1および裏ベゼルBZ2の少なくとも一方に対し、基板カバーCVが固定されることにともなって、少なくとも一方のベゼルBZに対し、実装基板31(ひいては、LED11)を容易に不動にさせられる。さらに、実施の形態1同様に、保持部HDが導光板21の受光面RSに面するように形成され、受光面RSと保持部HDの一面とが平行になっていると、その保持部HDの一面に、非実装面31RにてLED11に重なる部分が密着すれば、受光面RSとLED11の発光面11Lとが容易に平行になる。これにより、LED11の主光線が、効率よく受光面RSに入射する。
 その上、導電性および放熱性を有する金属製等の基板カバーCVは、EMI(Electromagnetic Interference)対策としての機能を果たすだけでなく、実装基板31を介しつつ、LED11につながるので、そのLED11に帯びる熱を放熱させる経路(放熱路)としての機能も果たす。そのため、別個にLED11用の放熱板は不要になる(つまり、液晶表示装置69のコストダウンが図れる)。
 なお、以上では、基板カバーCVの保持部HDおよび裏ベゼルBZ2の保持部HDは、LED11を直接的または間接的に保持していたが、これに限定されるものではない。例えば、保持部HDは、LED11を保持する場合と同様に、LED12を直接的または間接的に保持してもよい(要は、基板カバーCVの保持部HDおよび裏ベゼルBZ2の保持部HDは、LED11およびLED12の少なくとも一方を、直接的または間接的に保持できればよい)。
 ところで、以上では、受光面RSが形成されていないと想定した場合の導光板21の形状(基準形状)は四角形であった。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、基準形状を三角形または五角形以上の多角形(3つの隅21Cを有する板状または5つ以上の隅21Cを有する板状)とした導光板21であってもよい。
 なお、種々の多角形になった導光板21であっても、その導光板21の側面21Sの一部に形成され、LED11の発光面11Lに面する受光面RSは、導光板21の隅21Cに位置し、かつ、その隅21Cの位置が、導光板21にて隣り合う少なくとも2つの隅21Cの位置であるとよい。このようなっていれば、導光板21に対して、1つのLED11では、光を行き届かせられない領域に、別のLED11が光を行き届かせることができる。そのため、導光板21における暗領域の発生が減る。
 もちろん、多角形の導光板21にて、2つ以上の隅21Cに受光面RSが形成されていてもかまわない。逆に、実施の形態2で説明したように、1つ受光面RSが、LED11のからの光の進行先に向かって1つの窪みDHを含んでおり、その窪みDHの内面で十分に導光板21内部に光を拡散させつつ進行させられるのであれば、多角形の導光板21にて、1つの隅21Cに、1つの窪んだ受光面RSが形成されるだけであってもかまわない。
   MJ   LEDモジュール
   11   LED(第1の発光素子)
   11L  発光面
   12   LED(第2の発光素子)
   12L  発光面
   21   導光板
   21U  導光板の天面
   21B  導光板の底面
   21S  導光板の側面
   21C  導光板の隅
   RS   導光板の受光面
   SS   導光板を構成する小面(受光面)
   DH   窪み(受光面)
   BG   隆起(受光面)
   31   実装基板
   31F  実装面
   31R  非実装面
   32   コントロール基板(実装基板、制御基板)
   33   FPC基板
   CV   基板カバー
   35   基板カバーの底面
   36   基板カバーの壁面
   41   反射シート
   42   拡散シート
   43   光学シート
   44   光学シート
   45   内蔵シャーシ
   49   バックライトユニット
   59   液晶表示パネル
   BZ1  表ベゼル(フレーム)
   BZ2  裏ベゼル(フレーム)
   HD   保持部
   69   液晶表示装置

Claims (15)

  1.  第1の発光素子と、
     第1の上記発光素子からの光を受けるとともに、その光を透過させて天面から外部に導く導光板と、
    を含むバックライトユニットにあって、
     上記導光板の側面の一部に形成され、第1の上記発光素子の発光面に面する受光面は、上記導光板の隅に位置し、かつ、その隅の位置は、上記導光板にて隣り合う少なくとも2つの隅の位置であるバックライトユニット。
  2.  1つの上記受光面に対して、単数または複数の第1の上記発光素子が配置される請求項1に記載のバックライトユニット。
  3.  1つの上記受光面には、受光する光の進行方向を変化させる非平面形状が形成される請求項2に記載のバックライトユニット。
  4.  1つの上記受光面には、第1の上記発光素子からの光の進行先に向かって窪む窪みが1つ形成される請求項3に記載のバックライトユニット。
  5.  上記の窪みの内面は、複数の小面を並べて成る多角面である請求項4に記載のバックライトユニット。
  6.  上記の窪みの内面は、曲面である請求項4に記載のバックライトユニット。
  7.  1つの上記受光面は、第1の上記発光素子の発光面に向かって盛り上がる隆起が1つ形成される請求項3に記載のバックライトユニット。
  8.  上記の隆起の表面は、複数の小面を並べて成る多角面である請求項7に記載のバックライトユニット。
  9.  上記の隆起の表面は、曲面である請求項8に記載のバックライトユニット。
  10.  複数の上記小面の各々に面して、第1の上記発光素子の発光面が1つ配置される請求項5または8に記載のバックライトユニット。
  11.  上記受光面を境にして隣り合う上記側面の一方と他方とのうちの少なくも一方で、上記受光面に隣り合う箇所に、第2の発光素子の発光面が面する請求項1~10のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
  12.  上記発光素子は、実装基板に実装され、
     上記発光素子を実装する実装基板および上記導光板は、フレームに収容されており、
     上記フレームには、上記発光素子を直接的または間接的に保持する保持部が形成される請求項1~11のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
  13.  請求項1~12のいずれか1項に記載のバックライトユニットと、
     上記バックライトユニットからの光を受光する液晶表示パネルと、
    を含む液晶表示装置。
  14.  請求項12に記載のバックライトユニットと、
     上記バックライトユニットからの光を受光する液晶表示パネルと、
    を含む液晶表示装置にあって、
     上記実装基板は、上記液晶表示パネルの制御に用いられる制御基板でもある液晶表示装置。
  15.  請求項1~11のいずれか1項に記載のバックライトユニットと、
     上記バックライトユニットからの光を受光する液晶表示パネルと、
    を含む液晶表示装置にあって、
     上記発光素子を実装する実装基板、
     上記液晶表示パネルの制御に用いられる制御基板、
     上記制御基板を保護する導電性かつ放熱性を有する基板カバー、
    が含まれており、
     上記基板カバーには、上記発光素子を直接的または間接的に保持する保持部が形成される液晶表示装置。
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