JP2005276718A - Backlight device - Google Patents

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Masahiro Arai
政広 荒井
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Sharp Corp
シャープ株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To securely prevent occurrence of wrinkles of an optical sheet even in a large-sized backlight device in which an extension amount of the optical sheet due to thermal expansion is large. <P>SOLUTION: In the backlight device in which a diffusion plate 3 is arranged ahead of a fluorescent tube 2 which is a light source, and in which a plurality of the optical sheets 4 are arranged at the front face of the diffusion plate 3, a zigzag-formed or wave-formed shock absorbing part 6 is formed in a brim part of the optical sheets 4, and the outer end part of the shock absorbing part 6 is mounted on a cabinet 1 by a fixing metal fitting 7 in a state of a tensile force being added in the outer direction. When a temperature of the optical sheet 4 rises and it is swollen because the fluorescent tube 2 is switched on, the swollen part is absorbed in the shock absorbing part 6 and there becomes to be no occurrence of the wrinkle in the optical sheet 4. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液晶テレビ等の光源として用いられるバックライト装置に関し、詳しくはバックライト装置を構成する光学シートにしわが発生しないように支持して均一な輝度が得られるバックライト装置に関する。   The present invention relates to a backlight device used as a light source for a liquid crystal television or the like, and more particularly to a backlight device that can support an optical sheet constituting the backlight device so that wrinkles do not occur and obtain uniform brightness.
従来、液晶テレビ等の液晶表示装置に用いられるバックライト装置は、光源である蛍光ランプの前方にアクリル板等からなる拡散板を配置しその前面にITOシート、拡散フィルム、プリズムシート、反射偏光フィルム等の光学シートが配置されている。これら拡散板、光学シートは互いに膨張率が異なる。そのため、バックライト装置が点灯される度に、常温から温度上昇を始めるにつれて互いに異なる伸び量で膨張する。このとき拡散板に光学シートが部分的あるいは全面で密着した状態にあると、互いの伸縮量が異なるため、光学シート側にリング状のしわが発生する。しわが発生すると、その前面の液晶パネルに陰が映り、輝度が不均一になるという問題が発生した。   Conventionally, a backlight device used for a liquid crystal display device such as a liquid crystal television has a diffusion plate made of an acrylic plate or the like disposed in front of a fluorescent lamp as a light source, and an ITO sheet, a diffusion film, a prism sheet, a reflective polarizing film in front of the diffusion plate. An optical sheet such as is arranged. These diffusion plates and optical sheets have different expansion coefficients. For this reason, each time the backlight device is turned on, the backlight device expands at different elongation amounts as the temperature starts to rise from room temperature. At this time, if the optical sheet is in close contact with the diffuser plate partially or entirely, the amount of expansion / contraction is different, and ring-shaped wrinkles are generated on the optical sheet side. When wrinkles occur, shadows appear on the front LCD panel, resulting in uneven brightness.
その対策として従来は、バックライト装置の照射面が垂直に支持される場合は、拡散板の上端部が当接する反射板ベースプレートの当接面に複数のピンを突設して、上端に孔を形成した拡散板、各光学シートをそのピンに係止し、拡散板、光学シートをその自重で吊り下げた状態で保持していた。この状態では、光学シートに厚み方向に外力が加わらずに、光学シートは拡散板に対して密着することなく微小な隙間を介して自由に伸縮できるように保持されている。このように構成されたことで、比較的小型のサイズのバックライト装置の場合は目立つ大きさのしわを発生することなく保持できる。しかし、バックライト装置のサイズが大きくなると、光学シートを拡散板に対して密着することなく保持することが困難となり、一部または全面で光学シートが拡散板に対して密着することになり、しわの発生を招くことになり、そのしわが目立つ大きさになると、前面の液晶パネルに陰が映ることがあった。その対策として、特許文献1に記載されるように、光学シートの端部を押さえるようにしたものがある。
特開平11−281966号公報
Conventionally, as a countermeasure, when the irradiation surface of the backlight device is supported vertically, a plurality of pins are provided on the abutting surface of the reflector base plate with which the upper end of the diffusing plate abuts, and a hole is formed at the upper end. The formed diffusion plate and each optical sheet were locked to the pins, and the diffusion plate and the optical sheet were held in a state of being suspended by their own weight. In this state, the optical sheet is held so that it can be freely expanded and contracted through a minute gap without being in close contact with the diffusion plate, without applying an external force to the optical sheet in the thickness direction. With this configuration, a relatively small-sized backlight device can be held without generating a noticeable size wrinkle. However, when the size of the backlight device is increased, it becomes difficult to hold the optical sheet without being in close contact with the diffusion plate, and the optical sheet is in close contact with the diffusion plate in part or on the entire surface. When the wrinkles become conspicuous, shadows may be reflected on the front LCD panel. As a countermeasure, there is one in which an end portion of an optical sheet is pressed as described in Patent Document 1.
JP-A-11-281966
このように、従来は光学シートに発生するしわを防ぐため、光学シートの縁を押さえることが試みられており、中型サイズまでのバックライト装置では、それなりに効果が得られるが、バックライト装置がさらに大型になると、光学シートの伸びも比例して大きくなり、単に光学シートの縁を押さえただけではしわの発生を完全に防ぐことができなかった。そこで本発明は、熱膨張による光学シートの伸び量が大きい大型サイズのバックライト装置であっても、光学シートのしわの発生を確実に防止することのできるバックライト装置を提案することを目的とした。   Thus, conventionally, in order to prevent wrinkles generated in the optical sheet, attempts have been made to press the edges of the optical sheet, and in the backlight device up to the medium size, an effect is obtained as such, but the backlight device is As the size of the optical sheet further increased, the elongation of the optical sheet also increased in proportion, and the generation of wrinkles could not be completely prevented by simply pressing the edge of the optical sheet. Therefore, the present invention has an object to propose a backlight device that can reliably prevent wrinkling of the optical sheet even in a large-sized backlight device in which the amount of elongation of the optical sheet due to thermal expansion is large. did.
上記課題を解決するために、本発明は、光源の前方に拡散板を配置し該拡散板の前面に光学シートを配置したバックライト装置において、前記光学シートの縁部分に該光学シートの伸縮力を吸収する緩衝部を形成するとともに、前記緩衝部の外端部を外方向に張力を付与して支持する。
詳しくは、前記拡散板および光学シートが矩形をしている場合に、前記光学シートの相対する短辺または長辺いずれかの一方の辺の縁に該光学シートの伸縮力を吸収する緩衝部を形成するとともに前記相対する両方の辺の縁を外方向に張力を付与して支持することが好ましい。
また、前記拡散板および光学シートが矩形をしている場合に、前記光学シートの相対する短辺および長辺のそれぞれの一方の辺の縁に該光学シートの伸縮力を吸収する緩衝部を形成するとともにそれぞれの両方の辺の縁を外方向に張力を付与して支持することが好ましい。
さらには、前記拡散板および光学シートが矩形をしている場合に、前記光学シートの4辺それぞれの縁に該光学シートの伸縮力を吸収する緩衝部を形成するとともにそれぞれの辺の縁を外方向に張力を付与して支持することが好ましい。
なお、 前記複数の光学シートの各々の膨張率が互いに異なる場合には、 緩衝部分で相前後する光学シート間に光学シートの膨張収縮方向に隙間を形成するとともに、前記隙間は相前後する光学シートが温度変化したときに互いに発生する膨張収縮量の差分以上とすることが必要である。
また、前記光学シートの緩衝部分を、光学シートと異なる材質のシート材により形成して、光学シートの端部に接続することも可能である。
In order to solve the above problems, the present invention provides a backlight device in which a diffuser plate is disposed in front of a light source and an optical sheet is disposed in front of the diffuser plate. A buffer portion that absorbs water is formed, and an outer end portion of the buffer portion is supported by applying a tension in an outward direction.
Specifically, when the diffuser plate and the optical sheet have a rectangular shape, a buffer portion that absorbs the stretching force of the optical sheet is provided at the edge of one of the short side or the long side that faces the optical sheet. It is preferable to form and support the edges of both opposing sides by applying tension in the outward direction.
In addition, when the diffusion plate and the optical sheet are rectangular, a buffer portion that absorbs the expansion and contraction force of the optical sheet is formed at the edge of each of the short side and the long side of the optical sheet. In addition, it is preferable to support the edges of both sides by applying tension in the outward direction.
Further, when the diffuser plate and the optical sheet are rectangular, a buffer portion that absorbs the expansion and contraction force of the optical sheet is formed at each edge of the four sides of the optical sheet, and the edges of the respective sides are removed. It is preferable to support by applying tension in the direction.
When each of the plurality of optical sheets has a different expansion coefficient, a gap is formed in the expansion and contraction direction of the optical sheet between the optical sheets that follow each other in the buffer portion, and the gap is an optical sheet that follows each other. It is necessary to set the difference between the amounts of expansion and contraction that occur when the temperature changes.
In addition, the buffer portion of the optical sheet may be formed of a sheet material made of a material different from that of the optical sheet and connected to the end of the optical sheet.
以上述べたように本発明によれば、光学シートの縁部分に該光学シートの伸縮力を吸収する緩衝部を形成するとともに、緩衝部の外端部を外方向に張力を付与して支持したことで、光学シートが温度変化により膨張と収縮を繰り返しても、その伸び縮みが緩衝部の部分で吸収されてしわの発生が解消され、均一な輝度のバックライト装置が得られる。その結果、バックライト装置の大型化も可能になる。   As described above, according to the present invention, the buffer portion that absorbs the expansion and contraction force of the optical sheet is formed at the edge portion of the optical sheet, and the outer end portion of the buffer portion is supported by applying an external tension. As a result, even if the optical sheet repeatedly expands and contracts due to temperature changes, the expansion and contraction is absorbed by the buffer portion, so that the generation of wrinkles is eliminated, and a backlight device with uniform brightness can be obtained. As a result, the backlight device can be increased in size.
以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明のバックライト装置を用いた液晶表示装置を示し、図(a)は正面図、図(b)は縦断面図であり、図2は図1の(a)の下端を拡大して模式的に示した図である。図3は光学シート下端に形成されている緩衝部分の膨張収縮動作を示した断面図である。これらの図において、1は反射板をかねた筐体であり、内部に等間隔で光源の蛍光管2が配置され、その前方にアクリル等の拡散板3が配置され、その前面に3枚の光学シート4が配置されている。光学シート4の前方には液晶パネル5が配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A and 1B show a liquid crystal display device using the backlight device of the present invention, FIG. 1A is a front view, FIG. 2B is a longitudinal sectional view, and FIG. 2 is an enlarged view of the lower end of FIG. FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the expansion / contraction operation of the buffer portion formed at the lower end of the optical sheet. In these drawings, reference numeral 1 denotes a casing that also serves as a reflector, inside which fluorescent tubes 2 of a light source are arranged at equal intervals, a diffusion plate 3 such as acrylic is arranged in front thereof, and three sheets are arranged in front of it. An optical sheet 4 is arranged. A liquid crystal panel 5 is disposed in front of the optical sheet 4.
光学シート4の端部は図2に示されるように、予め加熱処理等により、つづら折形状に緩衝部6が形成されている。緩衝部6の外端は断面コ字形の固定金具7により挟着されており、外側に引っ張ってテンションを与えた状態で筐体1に固定されている。図示されている緩衝部6は、上下方向にテンションがかけられ変形して伸びている状態であり、テンションがかけられていない自然状態では上下方向に縮んだ密着に近い状態である。   As shown in FIG. 2, the end portion of the optical sheet 4 is preliminarily formed with a buffer portion 6 in a zigzag shape by heat treatment or the like. The outer end of the buffer portion 6 is clamped by a fixing bracket 7 having a U-shaped cross section, and is fixed to the housing 1 in a state in which tension is applied by pulling outward. The buffer portion 6 shown in the figure is in a state in which tension is applied in the vertical direction and deformed and extended, and in a natural state in which no tension is applied, the buffer portion 6 is in a state close to close contact in the vertical direction.
このように光学シート4が両側に引っ張られて支持されたことにより、バックライト装置の蛍光管2が点灯して、その輻射熱や雰囲気温度の上昇により、光学シート4が加熱されて熱膨張しても、その膨張分が緩衝部6の復元動作により吸収されてしまい、光学シート4の中央部分にしわが発生することがなくなる。また、バックライト装置の蛍光管2が消灯されて雰囲気の温度が常温に低下して、光学シート4が収縮すると、その収縮分に相当する分だけ緩衝部6の部分が伸びることになる。つまり、膨張前の状態に復帰することになる。   Since the optical sheet 4 is pulled and supported on both sides in this way, the fluorescent tube 2 of the backlight device is turned on, and the optical sheet 4 is heated and thermally expanded due to the increase in radiant heat and ambient temperature. However, the expansion is absorbed by the restoring operation of the buffer portion 6, and wrinkles are not generated in the central portion of the optical sheet 4. Further, when the fluorescent tube 2 of the backlight device is turned off and the temperature of the atmosphere decreases to room temperature, and the optical sheet 4 contracts, the buffer portion 6 extends by an amount corresponding to the contraction. That is, the state before the expansion is restored.
ところで、光学シート4は互いに異なる材質のシート材により形成されているため、互いの膨張率が異なり、緩衝部6の部分で吸収される膨張量に差が現れる。そのため、緩衝部6の部分で、各光学シート4が互いに隙間なく重ねられていると、緩衝部6の部分で各光学シート4ごとに変形量が異なり、各光学シート4が互いに干渉することになり、緩衝部6の上端、すなわち、光学的に機能する各光学シート4の下端部に厚み方向の分力が作用して、厚み方向に広がるという問題が発生する。そこで、本発明では、緩衝部6の部分で相前後する光学シート4の間に、その膨張伸縮方向に隙間を形成して、干渉の発生を防いでいる。   By the way, since the optical sheet 4 is formed of different sheet materials, the expansion rates of the optical sheets 4 are different, and a difference appears in the amount of expansion absorbed in the buffer portion 6. Therefore, if the optical sheets 4 are overlapped with each other at the buffer portion 6 with no gaps, the deformation amount differs for each optical sheet 4 at the buffer portion 6 and the optical sheets 4 interfere with each other. Thus, there arises a problem that a component force in the thickness direction acts on the upper end of the buffer portion 6, that is, the lower end portion of each optical sheet 4 that functions optically, and spreads in the thickness direction. Therefore, in the present invention, a gap is formed in the expansion / contraction direction between the optical sheets 4 that follow each other at the buffer portion 6 to prevent interference.
すなわち、図3に示されるように、光学シート4が3枚の光学シート4A,4B,4Cにより構成されている場合に、緩衝部6の部分で各光学シート4A,4B,4Cの間に、光学シートの膨張伸縮方向に隙間を形成した。図3では、左側に示されているように、加熱されて光学シート4全体が膨張し、その膨張量を緩衝部6の部分が収縮することにより吸収している状態で、各光学シート4A,4B,4C間に均一な隙間が形成されるようにする。この状態から、図の右側に示されるように、常温に冷却されると、光学シート4全体が収縮し、光学シート4Aの緩衝部6の上端で距離Sの分上昇する。   That is, as shown in FIG. 3, when the optical sheet 4 is composed of three optical sheets 4A, 4B, and 4C, the buffer portion 6 has a portion between the optical sheets 4A, 4B, and 4C. A gap was formed in the expansion and contraction direction of the optical sheet. In FIG. 3, as shown on the left side, each optical sheet 4A, 4A, 4A, A uniform gap is formed between 4B and 4C. From this state, as shown on the right side of the figure, when cooled to room temperature, the entire optical sheet 4 contracts and rises by a distance S at the upper end of the buffer portion 6 of the optical sheet 4A.
このとき、各光学シート4A,4B,4Cの膨張率の違いにより、収縮量に差が現れる。図では、光学シート4Aよりも光学シート4Bの膨張率が大きく、光学シート4Bよりも光学シート4Cの膨張率が大きい場合を示しており、光学シート4Cの収縮量が最も大きく、光学シート4Aの収縮量が最も小さくなる。しかしながら、各光学シート4A,4B,4Cの間には、予め膨張伸縮方向に隙間を形成されているため、互いの膨張量の差分が、その隙間以内であれば、各光学シート4A,4B,4Cは、互いに接することなく、干渉が発生しない。   At this time, a difference appears in the amount of contraction due to the difference in expansion coefficient between the optical sheets 4A, 4B, and 4C. In the figure, the optical sheet 4B has a larger expansion coefficient than the optical sheet 4A, and the optical sheet 4C has a larger expansion coefficient than the optical sheet 4B. Shrinkage is minimized. However, since a gap is formed in advance between the optical sheets 4A, 4B, and 4C in the expansion and contraction direction, if the difference between the expansion amounts is within the gap, each optical sheet 4A, 4B, The 4Cs do not touch each other and no interference occurs.
図では、左側に示される加熱状態で、各光学シート4A,4B,4Cの間の隙間を、緩衝部6の部分の全長にわたって均一に形成しているが、各光学シート4A,4B,4Cの膨張量の差分は、緩衝部6の上端で最大となり、緩衝部6の下端で0となる。そのため、各光学シート4A,4B,4C間に形成する隙間は、緩衝部6の下端部で0とし、上に行くに従い次第に広くするように形成することも可能である。いずれにしても、緩衝部6の各部分に形成される隙間は、その部分に発生する前後の光学シート4間の膨張量の差分以上であることが必要である   In the figure, in the heating state shown on the left side, the gaps between the optical sheets 4A, 4B, and 4C are uniformly formed over the entire length of the buffer portion 6, but each of the optical sheets 4A, 4B, and 4C The difference in the amount of expansion becomes maximum at the upper end of the buffer portion 6 and becomes 0 at the lower end of the buffer portion 6. Therefore, the gap formed between the optical sheets 4A, 4B, and 4C can be set to 0 at the lower end portion of the buffer portion 6 and gradually widen as it goes upward. In any case, the gap formed in each part of the buffer portion 6 needs to be greater than or equal to the difference in expansion amount between the optical sheets 4 before and after occurring in that part.
図示例では、緩衝部6が左側に2山で右側に1山の形状に形成されているが、山の数は多い方が好ましい。また、緩衝部6の形状もつづら折形状に限定されずに、波状等とすることも可能である。また、図示例では光学シート4の上下両端に緩衝部6を形成したが、上下いずれか一方だけに緩衝部6を形成することも可能である。さらには、図示していないが、光学シート4の左右端部の両方または片方にも緩衝部を形成して、横方向の膨張を吸収させる構成とすることも可能である。   In the illustrated example, the buffer 6 is formed in a shape of two peaks on the left side and one mountain on the right side, but it is preferable that the number of peaks is larger. Further, the shape of the buffer portion 6 is not limited to the wavy shape, but may be a wave shape or the like. Further, in the illustrated example, the buffer portions 6 are formed at both the upper and lower ends of the optical sheet 4, but the buffer portions 6 can be formed only at either the upper or lower side. Furthermore, although not shown, it is also possible to form a buffer part on both or one of the left and right end parts of the optical sheet 4 to absorb lateral expansion.
なお、光学シート4の緩衝部6が形成される縁の部分は、光学的な機能を有する必要がないため、別部材を貼着しても支障がないので、別途、弾性の大きいシート部材に緩衝部を形成しておき、それを光学シートの縁に貼着して接続するという方法も可能である。   In addition, since the edge part in which the buffer part 6 of the optical sheet 4 is formed does not need to have an optical function, there is no problem even if another member is pasted. It is also possible to form a buffer portion and attach it to the edge of the optical sheet for connection.
本発明は、バックライト装置以外には、温度が変動する雰囲気中に光学シートを支持する構造を有する他の光学機器、装置に利用可能である。   The present invention can be used for other optical devices and apparatuses having a structure for supporting an optical sheet in an atmosphere where the temperature fluctuates, in addition to the backlight device.
本発明のバックライト装置を用いた液晶表示装置を示し、図(a)は正面図、図(b)は縦断面図である。The liquid crystal display device using the backlight apparatus of this invention is shown, Fig. (A) is a front view, Fig. (B) is a longitudinal cross-sectional view. 図1の(a)の下端を拡大して模式的に示した図である。It is the figure which expanded the lower end of (a) of Drawing 1, and was shown typically. 光学シート下端に形成されている緩衝部部分の膨張収縮動作を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the expansion-contraction operation | movement of the buffer part formed in the optical sheet lower end.
符号の説明Explanation of symbols
1 筐体
2 蛍光管
3 拡散板
4 光学シート
5 液晶パネル
6 緩衝部
7 固定金具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case 2 Fluorescent tube 3 Diffusion plate 4 Optical sheet 5 Liquid crystal panel 6 Buffer part 7 Fixing bracket

Claims (6)

  1. 光源の前方に拡散板を配置し該拡散板の前面に複数の光学シートを配置したバックライト装置において、
    前記光学シートの縁部分に該光学シートの伸縮力を吸収する緩衝部を設け、該緩衝部の外端部を外方向に張力を付与して支持したことを特徴とするバックライト装置。
    In a backlight device in which a diffusion plate is arranged in front of a light source and a plurality of optical sheets are arranged in front of the diffusion plate,
    A backlight device characterized in that a buffer portion that absorbs the expansion and contraction force of the optical sheet is provided at an edge portion of the optical sheet, and the outer end portion of the buffer portion is supported by applying an external tension.
  2. 請求項1に記載のバックライト装置において、
    前記拡散板および光学シートが矩形をしている場合に、前記光学シートの相対する短辺または長辺いずれかの一方の辺の縁部分に該光学シートの伸縮力を吸収する緩衝部を設け、前記相対する両方の辺の前記緩衝部の外端部を外方向に張力を付与して支持したことを特徴とするバックライト装置。
    The backlight device according to claim 1,
    When the diffusion plate and the optical sheet have a rectangular shape, a buffer part that absorbs the expansion and contraction force of the optical sheet is provided at the edge part of one of the short side or the long side of the optical sheet, A backlight device characterized in that the outer ends of the buffer portions on both opposing sides are supported by applying an outward tension.
  3. 請求項1に記載のバックライト装置において、
    前記拡散板および光学シートが矩形をしている場合に、前記光学シートの相対する短辺および長辺のそれぞれの一方の辺の縁部分に該光学シートの伸縮力を吸収する緩衝部を設け、それぞれの該緩衝部の外端部を外方向に張力を付与して支持したことを特徴とするバックライト装置。
    The backlight device according to claim 1,
    When the diffusion plate and the optical sheet have a rectangular shape, a buffer part that absorbs the expansion and contraction force of the optical sheet is provided at the edge part of each of the short side and the long side of the optical sheet, A backlight device characterized in that an outer end portion of each of the buffer portions is supported by applying an external tension.
  4. 請求項1に記載のバックライト装置において、
    前記拡散板および光学シートが矩形をしている場合に、前記光学シートの4辺それぞれの縁部分に該光学シートの伸縮力を吸収する緩衝部を設け、それぞれの該緩衝部の外端部を外方向に張力を付与して支持したことを特徴とするバックライト装置。
    The backlight device according to claim 1,
    When the diffusion plate and the optical sheet have a rectangular shape, a buffer portion that absorbs the expansion and contraction force of the optical sheet is provided at each edge portion of the four sides of the optical sheet, and an outer end portion of each buffer portion is provided. A backlight device characterized by being supported by applying tension in an outward direction.
  5. 請求項1乃至4のいずれかに記載のバックライト装置において、
    前記複数の光学シートの各々の膨張率が互いに異なる場合に、前記緩衝部分で相前後する光学シート間に光学シートの膨張収縮方向に隙間を形成するとともに、前記隙間は相前後する光学シートが温度変化したときに互いに発生する膨張収縮量の差分以上としたことを特徴とするバックライト装置。
    The backlight device according to any one of claims 1 to 4,
    When each of the plurality of optical sheets has a different expansion coefficient, a gap is formed in the direction of expansion and contraction of the optical sheet between the optical sheets that follow each other in the buffer portion. A backlight device characterized in that the difference is greater than or equal to the difference between the expansion and contraction amounts that occur when they change.
  6. 請求項1乃至5のいずれかに記載のバックライト装置において、
    前記緩衝部分を、光学シートと異なる材質のシート材により形成して、光学シートの端部に接続したことを特徴とするバックライト装置。
    The backlight device according to any one of claims 1 to 5,
    The backlight device, wherein the buffer portion is formed of a sheet material made of a material different from that of the optical sheet and connected to an end portion of the optical sheet.
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