JP6180312B2

JP6180312B2 - LED backlight

Info

Publication number: JP6180312B2
Application number: JP2013259951A
Authority: JP
Inventors: 菊地　健一; 健一菊地; 直哉柏木; 清一渡辺; 宮下　純司; 純司宮下
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: JP2015118758A

Description

本発明は、液晶パネル等に使用されるＬＥＤバックライトに関し、さらに詳しくは、ＬＥＤの発光を導光板の側端面に入射させ、導光板の出射面から出射させるサイドライト方式のＬＥＤバックライトに関する。 The present invention relates to an LED backlight used in a liquid crystal panel or the like, and more particularly to a sidelight type LED backlight in which light emitted from an LED is incident on a side end surface of a light guide plate and is emitted from an exit surface of the light guide plate.

液晶表示装置では、液晶パネルを背面から照らすためＬＥＤの発光を導光板の側端面（以下、入光端面と呼ぶ。）に入射させ、液晶パネルと対向する導光板の出射面から出射させるサイドライト方式のＬＥＤバックライトが採用されることがある。このＬＥＤバックライトは、光源用のＬＥＤ及び導光板に加え、拡散シートやプリズムシートなどの光学シートを備えることが多い。また、このＬＥＤバックライトで使用する導光板は、ＬＥＤバックライトの薄型化が要請されるため、入光端面付近の厚さに対し、出射面付近を薄くし、入光端面から出射面の間に斜面を設けることがある。 In a liquid crystal display device, a sidelight that causes light emitted from an LED to be incident on a side end face of a light guide plate (hereinafter referred to as a light incident end face) in order to illuminate the liquid crystal panel from the back, and to be emitted from an exit face of the light guide plate facing the liquid crystal panel. A type of LED backlight may be employed. The LED backlight often includes an optical sheet such as a diffusion sheet or a prism sheet in addition to the light source LED and the light guide plate. In addition, since the light guide plate used in this LED backlight is required to have a thin LED backlight, the light emitting plate is thinned in the vicinity of the light incident end surface, and the light emitting plate is formed between the light incident end surface and the light emitting surface. In some cases, slopes are provided.

しかしながら導光板に斜面を設けると、導光板内を伝搬しようとする光の一部分が斜面から漏れ出してしまう。この漏れ出た光が拡散シートやプリズムシートなどの光学シートの側端面に入射し、いわゆるホットスポットと呼ばれる輝度ムラを生じることがある。この対策としては斜面と光学シートの側端面との間を遮光すればよい（例えば特許文献１の図２）。そこで特許文献１の図２を図３に再掲示し、その構造等を説明する。 However, if the light guide plate is provided with a slope, a part of the light that is to propagate through the light guide plate leaks out of the slope. The leaked light may be incident on the side end face of an optical sheet such as a diffusion sheet or a prism sheet, resulting in uneven brightness called a so-called hot spot. As a countermeasure, light shielding may be provided between the inclined surface and the side end surface of the optical sheet (for example, FIG. 2 of Patent Document 1). Then, FIG. 2 of patent document 1 is re-displayed in FIG. 3, and the structure etc. are demonstrated.

図３は従来の面状照明装置（ＬＥＤバックライト）の断面図である。図３に示す面状照明装置において導光板１１は、入光端面１４、出射面１２、出射面１２と対向する他方の主面１３、傾斜面１６（斜面）を備えており、傾斜部開始位置３３から出射面１２に向かって薄くなっている。導光板１１上には拡散シート１７及びプリズムシート１８、１９が積層している。 FIG. 3 is a sectional view of a conventional planar illumination device (LED backlight). In the planar illumination device shown in FIG. 3, the light guide plate 11 includes a light incident end surface 14, an exit surface 12, the other main surface 13 facing the exit surface 12, and an inclined surface 16 (inclined surface), and an inclined portion start position. The thickness is reduced from 33 toward the emission surface 12. A diffusion sheet 17 and prism sheets 18 and 19 are laminated on the light guide plate 11.

ＬＥＤ２２はＦＰＣ２１（フレキシブルプリント基板）に取り付けられ、その発光面２２ａが入光端面１４に対向している。ＦＰＣ２１は、カバーフィルム２３上に配線層２４とベースフィルム２５が積層しており、配線層２４は接着層２４ａ、２４ｃと導電パターン２４ｂ（銅箔層）からなる。またＦＰＣ２１にはＬＥＤ２２が実装される実装部２１ａと折り曲げ部２１ｂがある。折り曲げ部２１ｂはベースフィルム２５のみの厚さとなっており、その先端は導光板１１と拡散シート１７の間に挟み込まれている。 The LED 22 is attached to an FPC 21 (flexible printed circuit board), and the light emitting surface 22 a faces the light incident end surface 14. In the FPC 21, a wiring layer 24 and a base film 25 are laminated on a cover film 23, and the wiring layer 24 includes adhesive layers 24a and 24c and a conductive pattern 24b (copper foil layer). The FPC 21 has a mounting portion 21a on which the LED 22 is mounted and a bent portion 21b. The bent portion 21 b has a thickness of only the base film 25, and the tip thereof is sandwiched between the light guide plate 11 and the diffusion sheet 17.

面状照明装置は、傾斜面１６をＦＰＣ２１のベースフィルム２５で覆い、傾斜面１６から漏れ出そうとする光を遮っているので、拡散シート１７とプリズムシート１８、１９の側端面から光が入射せず、ホットスポット等の輝度ムラが抑えられる。 Since the surface illumination device covers the inclined surface 16 with the base film 25 of the FPC 21 and blocks light that is about to leak from the inclined surface 16, light is incident from the side end surfaces of the diffusion sheet 17 and the prism sheets 18 and 19. In this case, uneven brightness such as hot spots can be suppressed.

特開２０１３−３７８４６号公報（図２）JP 2013-37846 A (FIG. 2)

しかしながら図３に示したようなＬＥＤバックライト（面状照明装置）では、ポリイミドからなるベースフィルム２５の遮光性が十分でないため、ベースフィルム２５から漏れ出す光が光学シート（拡散シート１７、プリズムシート１８、１９）に入り込んでしまう。この結果、このＬＥＤバックライトには輝度ムラを充分に抑え込めないという課題があ
る。 However, in the LED backlight (planar illumination device) as shown in FIG. 3, since the light shielding property of the base film 25 made of polyimide is not sufficient, the light leaking from the base film 25 is an optical sheet (diffusion sheet 17, prism sheet). 18, 19). As a result, this LED backlight has a problem that luminance unevenness cannot be sufficiently suppressed.

またＦＰＣ２１はベースフィルム２５の一部分を延出させているように異形である。このため図３に示したようなＬＥＤバックライトには製造しにくいという課題があるうえ、導光板１１や光学シートの形状を変更したときＦＰＣ２１自体の変更が必要となるため、設計変更に対し柔軟に対応できないという課題もある。 Further, the FPC 21 is deformed so that a part of the base film 25 is extended. Therefore, the LED backlight as shown in FIG. 3 has a problem that it is difficult to manufacture, and when the shape of the light guide plate 11 or the optical sheet is changed, the FPC 21 itself needs to be changed. There is also a problem that it cannot respond to.

そこで本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、導光板の斜面から漏れ出す光による輝度ムラを充分に抑え込みながら、製造しやすく設計変更に柔軟に対応できるＬＥＤバックライトを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides an LED backlight that is easy to manufacture and can flexibly cope with design changes while sufficiently suppressing unevenness in luminance due to light leaking from the slope of the light guide plate. For the purpose.

上記目的を達成するため本発明のＬＥＤバックライトは、ＬＥＤと、入光端面と出射面を有し前記入光端面と前記出射面の間に斜面が設けられた導光板と、前記導光板の前記出射面に積層する光学シートとを備えるサイドライト方式のＬＥＤバックライトにおいて、前記ＬＥＤが取り付けられるＦＰＣと、前記ＦＰＣに貼り付けられるとともに一部分がＦＰＣから延出するテープと、前記テープの延出した部分に一端が貼り付けられた遮光シートと、前記ＬＥＤ、前記斜面及び前記出射面の一部を覆うリムシートとを備え、前記光学シートは、最下層に拡散シートを含み、前記遮光シートは、前記斜面を覆い、前記斜面と前記出射面が交わる部分の近傍であって、前記出射面上において他端が前記導光板と前記拡散シートの間に挟み込まれ、前記他端は、前記リムシートに覆われていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an LED backlight according to the present invention includes an LED, a light guide plate having a light incident end surface and an output surface, and an inclined surface provided between the light input end surface and the light output surface, and the light guide plate. In a sidelight type LED backlight including an optical sheet laminated on the emission surface, an FPC to which the LED is attached, a tape that is attached to the FPC and partially extends from the FPC, and an extension of the tape A light-shielding sheet with one end affixed to the part, and a rim sheet that covers a part of the LED, the slope and the emission surface , the optical sheet includes a diffusion sheet in the bottom layer, the light-shielding sheet , covering the slope, a vicinity of a portion where the exit surface and the inclined surface intersects the other end on the exit surface is sandwiched between the diffusion sheet and the light guide plate, Serial other end, and being covered in the rim seats.

本発明のＬＥＤバックライトは、遮光性能を高くできる遮光シートにより導光板の斜面から漏れ出そうとする光を遮光できるため、導光板の斜面から漏れ出した光が光学シートの端面から光学シートに入射することにより発生する輝度ムラを充分に抑え込める。またＦＰＣは、ベースフィルムだけ延出させるような異形処理を行う必要がないため製造しやすい。さらに導光板や光学シートの形状が変わってもテープや遮光シートの形状を変更すれば設計変更に幅広く対応でき、再設計の負荷が軽減される。 The LED backlight of the present invention can block light that leaks from the slope of the light guide plate by the light shielding sheet that can improve the light shielding performance, so that the light leaked from the slope of the light guide plate is transmitted from the end surface of the optical sheet to the optical sheet. Luminance unevenness caused by incidence can be sufficiently suppressed. Further, FPC is easy to manufacture because it is not necessary to perform a deforming process for extending only the base film. Furthermore, even if the shape of the light guide plate or the optical sheet changes, if the shape of the tape or the light shielding sheet is changed, it is possible to cope with a wide range of design changes, and the burden of redesign is reduced.

以上のように本発明のＬＥＤバックライトは、導光板の斜面から漏れ出す光による輝度ムラを充分に抑え込みながら、製造しやすく設計変更に柔軟に対応できる。 As described above, the LED backlight of the present invention can be easily manufactured and can flexibly cope with a design change while sufficiently suppressing luminance unevenness due to light leaking from the inclined surface of the light guide plate.

本発明の実施形態として示すＬＥＤバックライトの外観図。The external view of the LED backlight shown as embodiment of this invention. 図１に示すＬＥＤバックライトの断面図。Sectional drawing of the LED backlight shown in FIG. 従来例として示したＬＥＤバックライトの断面図。Sectional drawing of the LED backlight shown as a prior art example.

以下、添付図１、２を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また説明のため部材の縮尺は適宜変更している。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the description of the drawings, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. For the sake of explanation, the scale of the members is changed as appropriate.

まず図１により本実施形態のＬＥＤバックライト３０の外観について説明する。図１はＬＥＤバックライト３０の外観図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。 First, the external appearance of the LED backlight 30 of this embodiment will be described with reference to FIG. 1A and 1B are external views of the LED backlight 30. FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a side view.

図１（ａ）で示すようにＬＥＤバックライト３０を上面から眺めると、枠状のリムシート３１及びリムシート３１に取り囲まれた光出射部３２が観察される。リムシート３１は左辺が太くなっており、その下部にはＬＥＤ５０（図２参照）や導光板４１（図２参照）の入光端面４４（図２参照）や斜面４５（図２参照）がある。光出射部３２は、導光板４１や拡散シート４７（図２参照）を含み、紙面の垂直方向に光を出射する。また図１（ｂ）で示すようにＬＥＤバックライト３０を側面から眺めると、反射シート３６上にフレー
ム３４とリムシート３１が積層している様子が観察される。フレーム３４は、枠状の部材であり、その内側にＬＥＤ５０や導光板４１、拡散シート４７などを収納し、上下にリムシート３１と反射シート３６が貼り付けてある。 As shown in FIG. 1A, when the LED backlight 30 is viewed from above, a frame-shaped rim sheet 31 and a light emitting portion 32 surrounded by the rim sheet 31 are observed. The left side of the rim sheet 31 is thick, and a light incident end face 44 (see FIG. 2) and an inclined surface 45 (see FIG. 2) of the LED 50 (see FIG. 2) and the light guide plate 41 (see FIG. 2) are provided below the rim sheet 31. The light emitting unit 32 includes a light guide plate 41 and a diffusion sheet 47 (see FIG. 2), and emits light in a direction perpendicular to the paper surface. As shown in FIG. 1B, when the LED backlight 30 is viewed from the side, it is observed that the frame 34 and the rim sheet 31 are stacked on the reflection sheet 36. The frame 34 is a frame-shaped member. The LED 50, the light guide plate 41, the diffusion sheet 47, and the like are housed inside the frame 34, and the rim sheet 31 and the reflection sheet 36 are attached to the top and bottom.

次に図２によりＬＥＤバックライト３０の積層構造を詳細に説明する。図２は、図１のＡＡ線に沿って描いたＬＥＤバックライト３０の断面図である。図２に示すＬＥＤバックライト３０において導光板４１は、入光端面４４、出射面４２、出射面４２と対向する他方の主面４３、斜面４５を備えており、入光端面４４の近傍から出射面４２に向かって薄くなっている。導光板４１上には拡散シート４７及びプリズムシート４８、４９が積層している。 Next, the laminated structure of the LED backlight 30 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the LED backlight 30 drawn along the line AA in FIG. In the LED backlight 30 shown in FIG. 2, the light guide plate 41 includes a light incident end surface 44, an output surface 42, the other main surface 43 facing the output surface 42, and a slope 45, and emits light from the vicinity of the light incident end surface 44. It becomes thinner toward the surface 42. A diffusion sheet 47 and prism sheets 48 and 49 are stacked on the light guide plate 41.

ＬＥＤ５０はＦＰＣ５１（フレキシブルプリント基板）の下面に取り付けられ、その発光面５０ａが入光端面４４に対向している。ＦＰＣ５１の上面に貼り付けられたテープ５２は、ＦＰＣ５１から図の右方向に延出しており、この延出部に遮光シート５３の一端が貼り付いている。遮光シート５３は導光板４１の斜面４５を覆い、他端が導光板４１と拡散シート４７の間に挟み込まれている。なお図３では拡散シート４７と導光板４１の出射面４２の間に隙間があるように描いているが、実際の拡散シート４７は導光板４１と接触するように重なっており、遮光シート５３と重なる部分で変形している。この変形はプリズムシート４８、４９も同様である。 The LED 50 is attached to the lower surface of the FPC 51 (flexible printed circuit board), and the light emitting surface 50 a faces the light incident end surface 44. The tape 52 attached to the upper surface of the FPC 51 extends from the FPC 51 in the right direction in the figure, and one end of a light shielding sheet 53 is attached to the extended portion. The light shielding sheet 53 covers the slope 45 of the light guide plate 41, and the other end is sandwiched between the light guide plate 41 and the diffusion sheet 47. In FIG. 3, the gap between the diffusion sheet 47 and the light exit surface 42 of the light guide plate 41 is drawn. However, the actual diffusion sheet 47 overlaps with the light guide plate 41 so that the light shielding sheet 53 and Deformed at the overlapping part. This deformation is the same for the prism sheets 48 and 49.

その他、導光板４１の下面である主面４３には反射シート３６が貼り付いている。テープ５２の上面とプリズムシート４９の上面の一部にはリムシート３１が貼り付いている。図１に示した光出射部３２は、前述のようにリムシート３１の開口部であり、反射シート３６上に導光板４１、拡散シート４７、プリズムシート４８、４９が積層している。なお図２ではフレーム３４（図１参照）は図示していない。 In addition, a reflective sheet 36 is attached to the main surface 43 which is the lower surface of the light guide plate 41. The rim sheet 31 is attached to the upper surface of the tape 52 and a part of the upper surface of the prism sheet 49. 1 is the opening of the rim sheet 31 as described above, and the light guide plate 41, the diffusion sheet 47, and the prism sheets 48 and 49 are laminated on the reflection sheet. In FIG. 2, the frame 34 (see FIG. 1) is not shown.

導光板４１はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなり、入光端面４４近傍の厚さが４００μｍ、出射面４２の厚さが３００μｍ、斜面４５の長さが１．５ｍｍである。ＬＥＤ５０は、リードフレーム又はサブマウウント基板等にＬＥＤダイを実装し蛍光樹脂で被覆したパッケージ品であり、導光板４１方向にのみ光を出射させるための反射部材を備え、厚さが０．４ｍｍで紙面に垂直な方向に複数配置される。ＦＰＣ５１はポリイミドシートにＣｕ配線を形成したフレキシブルプリント基板であり、厚さが７０〜９０μｍで可撓性があり、図示していない電力供給部を有し、この電力供給部により外部から電力の供給を受ける。 The light guide plate 41 is made of PET (polyethylene terephthalate), has a thickness in the vicinity of the light incident end face 44 of 400 μm, a thickness of the emission face 42 of 300 μm, and a length of the slope 45 of 1.5 mm. The LED 50 is a package product in which an LED die is mounted on a lead frame or a submount substrate or the like and is covered with a fluorescent resin. The LED 50 includes a reflecting member for emitting light only in the direction of the light guide plate 41 and has a thickness of 0.4 mm. A plurality of them are arranged in a direction perpendicular to. The FPC 51 is a flexible printed circuit board in which Cu wiring is formed on a polyimide sheet, has a thickness of 70 to 90 μm, has flexibility, has a power supply unit (not shown), and supplies power from the outside by this power supply unit. Receive.

拡散シート４７は、ＰＥＴからなり、厚さが３０〜４０μｍである。プリズムシート４８、４９は、基材がＰＥＴであり、アクリル樹脂からなるマイクロプリズムアレイを備え、厚みが６０〜７０μｍである。プリズムシート４８、４９はそれぞれのマイクロプリズムの稜線が直交しており、紙面に垂直な方向と紙面に平行な方向の視角特性を調整している。 The diffusion sheet 47 is made of PET and has a thickness of 30 to 40 μm. The prism sheets 48 and 49 have a base material of PET, a microprism array made of acrylic resin, and a thickness of 60 to 70 μm. In the prism sheets 48 and 49, the ridge lines of the respective microprisms are orthogonal to each other, and the viewing angle characteristics in the direction perpendicular to the paper surface and the direction parallel to the paper surface are adjusted.

テープ５２は、黒色のＰＥＴからなり厚さが２０μｍで片面に粘着材がついている。遮光シート５３も黒色のＰＥＴからなり厚さが８０μｍである。反射シート３６もＰＥＴからなり、厚さが６０〜７０μｍである。リムシート３１は、上下の面が黒色のいわゆる両面テープであり、基材がＰＥＴ、厚さが３０μｍである。なおＬＥＤバックライト３０を液晶表示装置等の製品に組み込むまでは、リムシート３１の上面に図示していないセパレータが取り付けられている。 The tape 52 is made of black PET and has a thickness of 20 μm and has an adhesive on one side. The light shielding sheet 53 is also made of black PET and has a thickness of 80 μm. The reflection sheet 36 is also made of PET and has a thickness of 60 to 70 μm. The rim sheet 31 is a so-called double-sided tape whose upper and lower surfaces are black, has a base material of PET, and a thickness of 30 μm. Until the LED backlight 30 is incorporated in a product such as a liquid crystal display device, a separator (not shown) is attached to the upper surface of the rim sheet 31.

ＬＥＤバックライト３０は、斜面４５を遮光シート５３が覆い、斜面４５から漏れ出そうとする光を遮っているので、拡散シート４７とプリズムシート４８、４９の側端面から
光が入せず、拡散シート４７とプリズムシート４８、４９等の光学シートの側端面から入射する光により生ずるホットスポット等の輝度ムラが生じない。 In the LED backlight 30, the light shielding sheet 53 covers the slope 45 and blocks light that is about to leak from the slope 45, so that light does not enter from the side end surfaces of the diffusion sheet 47 and the prism sheets 48 and 49, and diffuses. Luminance unevenness such as hot spots caused by light incident from the side end surfaces of the optical sheets such as the sheet 47 and the prism sheets 48 and 49 does not occur.

ＬＥＤバックライト３０に含まれるテープ５２及び遮光シート５３は、黒色であるため遮光性を高めることができる。反対にテープ５２又は遮光シート５３を銀色とし反射特性を持たせれば、ＬＥＤバックライト３０の発光効率を向上させることができる。またＦＰＣ５１は高価であり厚みの変更も容易でないなかで、比較的安価で様々な厚みを準備できるテープ５２や遮光シート５３は、ＬＥＤバックライト３０の設計変更があってもこれら自身の形状や厚みだけの変更により柔軟に対応できることが多い。 Since the tape 52 and the light shielding sheet 53 included in the LED backlight 30 are black, the light shielding property can be improved. On the other hand, if the tape 52 or the light shielding sheet 53 is silver and has a reflection characteristic, the light emission efficiency of the LED backlight 30 can be improved. In addition, since the FPC 51 is expensive and it is not easy to change the thickness, the tape 52 and the light-shielding sheet 53, which are relatively inexpensive and can be prepared in various thicknesses, have their own shape and thickness even if the design of the LED backlight 30 is changed. In many cases, it is possible to respond flexibly by making changes.

３０…ＬＥＤバックライト、
３１…リムシート、
３２…光出射部、
３４…フレーム、
３６…反射シート、
４１…導光板、
４２…出射面、
４３…主面、
４４…入光端面、
４５…斜面、
４７…拡散シート、
４８、４９…プリズムシート、
５０…ＬＥＤ、
５０ａ…発光面、
５１…ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）、
５２…テープ、
５３…遮光シート。 30 ... LED backlight,
31 ... Rim seat,
32 ... light emitting part,
34 ... Frame,
36 ... reflective sheet,
41. Light guide plate,
42 .. exit surface,
43 ...
44. Incident light end face,
45 ... Slope,
47 ... diffusion sheet,
48, 49 ... Prism sheet,
50 ... LED,
50a: light emitting surface,
51 ... FPC (flexible printed circuit board),
52 ... tape,
53: A light shielding sheet.

Claims

A sidelight system comprising: an LED; a light guide plate having a light incident end surface and an output surface; and a light guide plate provided with an inclined surface between the light input end surface and the output surface; and an optical sheet laminated on the output surface of the light guide plate In LED backlight,
An FPC to which the LED is attached;
A tape attached to the FPC and partially extending from the FPC;
A light-shielding sheet with one end attached to the extended portion of the tape ;
A rim sheet covering the LED, the inclined surface, and a part of the emission surface ;
The optical sheet includes a diffusion sheet in the lowermost layer,
The light shielding sheet covers the slope, a vicinity of a portion where the exit surface and the inclined surface intersects the other end on the exit surface is sandwiched between the diffusion sheet and the light guide plate,
The LED backlight , wherein the other end is covered with the rim sheet .