JP2013171767A - Led backlight module - Google Patents
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Description
本発明は、LEDバックライトモジュールに係り、特に、直下型のLEDバックライトモジュールに関する。 The present invention relates to an LED backlight module, and more particularly to a direct type LED backlight module.
液晶テレビではバックライトモジュールが用いられるが、近年では、特に高画質を訴求するモデルにおいて複数のLEDを液晶パネルモジュールの直下に配置した直下型のLEDバックライトモジュールが用いられるようになっている。 In a liquid crystal television, a backlight module is used, but in recent years, a direct type LED backlight module in which a plurality of LEDs are arranged directly below a liquid crystal panel module has been used particularly in a model that appeals high image quality.
直下型のLEDバックライトモジュールを有する液晶テレビでは、いわゆるローカルディミングとよばれる、バックライトの明るさを分割したエリア毎に制御する技術が可能となり、画質の向上がはかられている。 In a liquid crystal television having a direct type LED backlight module, so-called local dimming, a technology for controlling the brightness of the backlight for each divided area is possible, and image quality is improved.
図1は、一般的な直下型のLEDバックライトモジュール9及びLED基板4、LEDパッケージ1を示している。図1(a)に示すように、長方形或いは正方形、またはその他の形状をしたLED基板4を複数並べて配置することで、バックライトを構成している。ここでは4つのLED基板4(LED基板A〜D4a〜4d)が配置されている。また、図1(b)に示すように、ひとつのLED基板4(ここではLED基板A4a)には、縦横3×4にLEDパッケージ1を所定の間隔で計12個配置されている。そして、図1(c)に示す側面から見たLEDパッケージ1の配置及び図1(d)に示す一つのLEDパッケージ1(図1(b)の領域X1のLEDパッケージ1)の側面構造の通り、LED基板4(4a)の基板面8上にLED2が配置され、それを覆うように上面視で円形であり側面視で略半球状のレンズ3が形成されている。これらの構造を採用することで、面状の光源としてLED2から放射状に光が放射される。
FIG. 1 shows a general direct type LED backlight module 9, an
一方で、従来以上にバックライトとしてのクオリティの高さも求められことから、様々な技術が提案されている。 On the other hand, various technologies have been proposed because higher quality as a backlight is required than ever.
例えば、隣接する面状光源ユニット間に輝度ムラが生じ難い構造として、隣り合って接する光源間に隔壁を有する面状光源装置を提供する技術がある(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。また、発光ダイオード光源に関し、プリント基板に対する取り付け角度を変更することなく、プリント基板の法線方向から法線に対して照明方向を求められる片側に概ね光を照射して、その反対側には光をほとんど照射しないようにする技術もある(例えば、特許文献3参照)。さらにまた、複数のLEDについて隣接する発光エリアへの光の漏れを低減する技術も提案されている(例えば特許文献4参照)。
For example, there is a technique for providing a planar light source device having a partition wall between adjacent light sources as a structure in which luminance unevenness hardly occurs between adjacent planar light source units (see, for example,
ところで、直下型のLEDバックライトを備えた液晶テレビにおいて、ローカルディミングを行う際、バックライト点灯部、非点灯部の境界で白浮き(望まない光の漏れ)が発生する。これは、図1に示したLED基板4の外縁付近に配置されるLEDパッケージ1において、例えば領域X2に示す部分の放射光が隣のLED基板4(LED基板B4bやLED基板C4c)に影響することで、特に一方が点灯し他方が非点灯のときに発生した。白浮きがあると高コントラスト且つ高品位の映像の実現が難しくなるという課題があった。上述の特許文献1〜4であっても、同様の課題があり、別の技術が求められていた。
By the way, in a liquid crystal television provided with a direct type LED backlight, when local dimming is performed, white floating (unwanted light leakage) occurs at the boundary between the backlight lighting part and the non-lighting part. This is because, in the
本発明は以上のような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above situations, Comprising: It aims at providing the technique which solves the said subject.
本発明は、複数のLEDパッケージを離間して配置したLED基板を複数備えたLEDバックライトモジュールであって、前記LEDパッケージは、基板上に配置されるLED光源と、前記LED光源を覆って形成されたレンズとを備え、前記基板の外縁に配置される前記LEDパッケージの前記レンズは、内側部分とは異なり外側部分が削除されたカット面を備える。
また、前記カット面は、非透過加工されてもよい。
また、前記非透過加工が施されている領域は、前記LED光源の放射光の前記カット面への入射角が臨界角より小さい角度の領域であってもよい。
また、前記カット面は前記LED光源より外側に形成されると共に、前記レンズの上面の前記LED光源より外側の領域には、前記非透過加工が施されてもよい。
The present invention is an LED backlight module including a plurality of LED substrates in which a plurality of LED packages are spaced apart from each other, wherein the LED package is formed by covering an LED light source disposed on the substrate and the LED light source. The lens of the LED package disposed on the outer edge of the substrate includes a cut surface from which an outer portion is removed, unlike an inner portion.
The cut surface may be non-transparent processed.
Moreover, the area | region where the said non-transmissive process is given may be an area | region where the incident angle to the said cut surface of the emitted light of the said LED light source is smaller than a critical angle.
The cut surface may be formed outside the LED light source, and the non-transparent processing may be performed on a region outside the LED light source on the upper surface of the lens.
本発明によれば、LEDバックライトモジュールにおいて、点灯するLED基板と非点灯のLED基板との境界で発生する白浮き現象を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in an LED backlight module, the white floating phenomenon which generate | occur | produces in the boundary of the LED board to light and a non-lighting LED board can be reduced.
次に、本発明を実施するための形態(以下、単に「実施形態」という)を、図面を参照して具体的に説明する。 Next, modes for carrying out the present invention (hereinafter, simply referred to as “embodiments”) will be specifically described with reference to the drawings.
図2は、一般的な直下型のLEDバックライトモジュールに配置されるLED基板14及びLEDパッケージ11を示している。なお、LEDバックライトモジュールにおけるLED基板14の配置は図1と同様である。図2(a)及び(b)は一つのLED基板14(LED基板A14a)、特に、図1(a)等のLED基板A4aに対応する構成を示している。また、図2(c)は基板面18のコーナーに配置されるLEDパッケージ11cの側面を示している。
FIG. 2 shows the
図1に示した構造と異なる点は、LEDパッケージ11にあり、主に異なる点について説明し、同様の構成については適宜説明等を省略する。
The difference from the structure shown in FIG. 1 resides in the
LED基板A14aにおいて、長方形の基板面18の上に、縦横3×4にLEDパッケージ11を所定の間隔で計12個配置されている。そして、図2(b)や図2(c)の側面から見たLEDパッケージ11の構造の通り、LED基板A14aの基板面18上にLED12が配置され、それを覆うように上面視で円形であり側面視で略半球状のレンズ13が形成され、LED12を封止している。
In the LED substrate A14a, a total of 12
なお、LEDパッケージ11のうち内側に配置されるLEDパッケージ11aは、図1に示したような従来通りの形状である。一方、基板面18の外縁に沿って配置される外側のLEDパッケージ11b、11cは、外側部分がカット(削除)されている。例えば図2(c)のコーナーに配置されたLEDパッケージ11cでは、図示の右側、より具体的には、LED12より右側のレンズ13の一部A1がカット面15でカットされている。ここでカット面15は、平面で形成されている。
In addition, the
なお、レンズ13の形状として中心部分が若干凹んだ曲面形状となっているが、特にこの形状に限る趣旨ではなく、図3に示すように、単純凸状の曲面であってもよい。また、レンズ13の材料として、例えば、アクリル樹脂がある。
The
ここで、LED12の放射光の光路について、図3及び図4を参照して説明する。なお、図4は、異なる媒質の境界における反射及び屈折を説明する図である。 Here, the optical path of the radiated light of LED12 is demonstrated with reference to FIG.3 and FIG.4. FIG. 4 is a diagram for explaining reflection and refraction at the boundary between different media.
まず、図4を参照してレンズ13のカット面15における反射及び屈折について説明する。図4(a)に示すように、一般に、媒質Aに対する媒質Bの相対屈折率をnABとすると、
nAB = sinθA/sinθB
の関係式を満たす。
First, the reflection and refraction at the
n AB = sin θ A / sin θ B
Is satisfied.
媒質Aの絶対屈折率をnA、媒質Bの絶対屈折率をnBとすると、
nAB = sinθA/sinθB
= nB/nA
nA×sinθA= nB×sinθB
となる。
ここから、臨界角をθmとすると、全反射する条件は以下のようになる。
θB=90°, θm =θA
nA×sinθm=nB×sin90°
sinθm=nB/nA
When the absolute refractive index of the medium A is n A and the absolute refractive index of the medium B is n B ,
n AB = sin θ A / sin θ B
= N B / n A
n A × sin θ A = n B × sin θ B
It becomes.
From this point, assuming that the critical angle is θm, the conditions for total reflection are as follows.
θ B = 90 °, θm = θ A
n A × sin θ m = n B × sin 90 °
sin θ m = n B / n A
ここで、レンズ13の材質をアクリル樹脂とした場合、アクリル樹脂の絶対屈折率が1.49であり、空気層の絶対屈折率1.00である。したがって、図4(b)に示すように、LED2の放射光がアクリル層(媒質A)から空気層(媒質B)へ入光した際に全反射するための入射角(臨界角θm)は次の通りとなる。
sinθm=1.00/1.49
θm=42.2°
Here, when the material of the
sin θm = 1.00 / 1.49
θm = 42.2 °
ここで、図3を参照して、カット面15における放射光の反射及び屈折について説明する。上述のように、臨界角θm=42.2°とした場合、カット面15における入射角が臨界角θm以上の放射光が多いことが望ましい。そこで、図示のように、カット面15がLED12の近傍に形成される。その結果、図示においてLED12の真上及び左斜方向に放出する放射光L1(図中で実線)はレンズ13の上面で屈折するものの、カット面15で反射等することなく外部に放出される。
Here, with reference to FIG. 3, the reflection and refraction of the radiated light on the
LED12より図示で右斜方向に放出する放射光のうち、入射角が臨界角θm以上の放射光L2(図中で一点破線)は、本来であれば透過光L3(図中で破線)となるところが、カット面15で反射されて、カット面15より右側に透過することはない。但し、入射角が臨界角θmより小さい放射光L4(図中で二点破線)は、カット面15を屈折しながら透過するが、全体として十分な透過光の低減を実現できる。
LED12 of radiation emitting in the right oblique direction than shown, the angle of incidence is the critical angle theta m or more of the emitted light L2 (dashed line in the figure), if originally transmitted light L3 (the broken line in the drawing) However, it is reflected by the
なお、カット面15において、入射角が臨界角θmとなる位置より下側部分(基板面18側部分)を鏡面加工や吸光コーティング等の非透過加工とすることで、カット面15からの透過を実質的に完全に防止することができる。非透過加工として、蒸着による成膜加工や所定の貼り物等の公知の技術を用いることができる。また、カット面15を全面的に非透過加工とする場合には、臨界角の考慮は不要となる。
In the
以上、本実施形態によると、LED基板4間の白浮きが軽減され、このような構造を有するLEDバックライトモジュールを備えローカルディミングを行う液晶表示装置では、コントラスト感の向上が図ることができる。また、不要なエリアへ光を漏らさないことから、所望の点灯エリアの輝度を効率よく高めることができる。
As described above, according to the present embodiment, white floating between the
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective components and the like, and such modifications are within the scope of the present invention.
図5は、第1の変形例に係るLED基板104(LED基板A104a)を示している。本変形例では、内側のLEDパッケージ101aには変更はなく、外側のLEDパッケージ101b、101cの配置を、基板面108の外縁に一致させている。つまり。LEDパッケージ101b、101cのカット面105が基板端面118と一致している。このような構成を採用することで、LED基板104の境界面での輝度低下を低減できる。
FIG. 5 shows an LED substrate 104 (
図6は、第2の変形例に係るLEDパッケージ201の形状を示す。このLEDパッケージ201では、図示で太線で示すように、カット面205が基板面208側からレンズ203まで鏡面加工されている。さらに、レンズ203の上面部分で特にLED202より基板外側(図示でB2側)となる領域(ラウンド加工面206)がカット面205に連続した面を構成するようにラウンドしている。さらに、ラウンド加工面206はカット面205と同様に鏡面加工が施されている。
FIG. 6 shows the shape of the
このような構成を採用することで、ローカルディミングを行う際に、所望のエリア外への光漏れを防止することができる。そして、鏡面加工の位置(図示でB1とB2の境界)を調整することで、LED202の放射光を積極的に透過させたい領域と、非透過としたい領域とをコントロールできる。
By adopting such a configuration, it is possible to prevent light leakage outside a desired area when performing local dimming. Then, by adjusting the mirror processing position (the boundary between B1 and B2 in the figure), it is possible to control the region where the emitted light of the
11、11a、11b、11c LEDパッケージ
101a、101b、101c、201 LEDパッケージ
12、202 LED(LED光源)
13、203 レンズ
14、104 LED基板
14a、104a LED基板A
15、105、205 カット面
18、108、208 基板面
118 基板端面
206 ラウンド加工面
11, 11a, 11b,
13, 203
15, 105, 205
Claims (4)
前記LEDパッケージは、基板上に配置されるLED光源と、前記LED光源を覆って形成されたレンズとを備え、
前記基板の外縁に配置される前記LEDパッケージの前記レンズは、内側部分とは異なり外側部分が削除されたカット面を備える
ことを特徴とするLEDバックライトモジュール。 An LED backlight module including a plurality of LED substrates in which a plurality of LED packages are spaced apart from each other,
The LED package includes an LED light source disposed on a substrate, and a lens formed to cover the LED light source,
The LED backlight module, wherein the lens of the LED package disposed on the outer edge of the substrate includes a cut surface from which an outer portion is deleted, unlike an inner portion.
Priority Applications (1)
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JP2012036063A JP2013171767A (en) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Led backlight module |
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