WO2012173048A1 - バックライトユニット及び液晶表示装置 - Google Patents

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WO2012173048A1
WO2012173048A1 PCT/JP2012/064753 JP2012064753W WO2012173048A1 WO 2012173048 A1 WO2012173048 A1 WO 2012173048A1 JP 2012064753 W JP2012064753 W JP 2012064753W WO 2012173048 A1 WO2012173048 A1 WO 2012173048A1
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liquid crystal
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Inventor
健太郎 鎌田
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シャープ株式会社
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    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Definitions

  • the present invention relates to an edge light type backlight unit and a liquid crystal display device including the same.
  • the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel unit and a backlight unit disposed on the back surface of the liquid crystal panel unit, and the liquid crystal panel unit adjusts the transmittance (transmission amount) of light from the backlight unit. An image is displayed on the front surface of the liquid crystal panel unit.
  • backlight units There are two types of backlight units. One is a light guide plate method (edge light method) in which light is incident from the side of the light guide plate, and the other is a direct type method in which a light source is arranged on the back surface of the liquid crystal module.
  • a light guide plate method edge light method
  • a direct type method in which a light source is arranged on the back surface of the liquid crystal module.
  • the edge light type backlight unit has a structure in which light is incident from the side surface of the light guide plate, so that it is difficult to emit large planar light with a uniform luminance distribution. It was often used for small liquid crystal display devices such as In recent years, large planar light with uniform luminance distribution is emitted by increasing demands for thinning and miniaturization of the liquid crystal display device, improving the accuracy of the light guide plate, and increasing the luminance of the LED used as the light source. Therefore, it has been increasingly used for a large liquid crystal display device such as a large television.
  • the edge light type backlight unit has a light source unit in which a plurality of LEDs are arranged side by side, and light emitted from the light source unit is received from a light receiving surface on a side surface, and is more planar than a light emitting surface on one main surface.
  • a light guide plate that emits light; an optical sheet that is disposed adjacent to the light output surface of the light guide plate; and a reflective sheet that is disposed adjacent to a surface opposite to the light output surface of the light guide plate. .
  • These members are arranged inside the backlight chassis.
  • the light source unit in order to reduce the waste of light emitted from the light source unit, the light source unit is preferably as close to the light guide plate as possible. However, in order to prevent the light guide plate and the light source unit from coming into contact with each other due to expansion of the light guide plate due to heat, the light guide plate and the light source unit are arranged with a gap therebetween.
  • the light emitted from the LED is diffused light, and the light emitted from the LED does not enter the light guide plate, but is diffusely reflected from the gap by a leaking optical sheet or a reflective sheet, and emitted to the outside of the backlight unit.
  • Light may occur.
  • a linear portion with high luminance hereinafter referred to as a bright line
  • this bright line occurs, the uniformity of the brightness of the planar light is lost, and the display quality of the image displayed on the liquid crystal display device is degraded.
  • This leakage light is often generated by the size of the LED, the thickness of the light guide plate, and the gap between the light source unit and the light guide plate.
  • the light guide plate tends to be smaller (thin) for weight reduction and cost reduction.
  • the LED becomes smaller, the light emission efficiency decreases, so that the light guide plate is less likely to be miniaturized.
  • the light guide plate is thin relative to the size of the LED, even if the gap between the light source unit and the light guide plate is the same, the diffused light from the LED tends to come off from the light receiving surface of the light guide plate, and leakage light is generated. Likely to happen.
  • the light emitting portion of the LED is arranged obliquely and sealed with resin, and further, the light emitted from the sealing resin is
  • a backlight that includes a reflecting member that reflects the light, and causes light reflected by the reflecting member to enter the light guide plate. According to this configuration, the outer diameter of the LED can be reduced, and the backlight can be reduced in thickness.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-222430 proposes one in which a beam shutter is formed that shields light applied to an area where it is not desired to generate leakage light from an LED submount or a circuit board. Also disclosed is a beam shutter having reflectivity. According to this configuration, since the light emitted from the LED is shielded by the beam shutter, the occurrence of leakage light from the backlight can be suppressed.
  • the LED needs to be resin-sealed with high accuracy, and it takes time and effort to manufacture the backlight.
  • the structure is complex, and performance variations are likely to occur due to errors in manufacturing.
  • the present invention provides a backlight unit that has a simple structure, can be easily manufactured, and can suppress generation of leakage light in which light emitted from a light source leaks from a light guide plate. Objective.
  • the present invention provides a light source unit in which a plurality of LED modules are arranged side by side, and light from the light source is incident on a light receiving surface on a side surface, and planar light is emitted from a light exit surface of one main surface.
  • a light guide plate that emits planar light to the front side, wherein the LED module has at least a front surface of the backlight unit of the package surrounding the LED chip that is a light source.
  • the light-shielding part which protruded toward is provided.
  • the light irradiated to the backlight unit side is shielded by the light shielding unit, so that the backlight unit from the gap between the light source unit and the light guide plate It is hard to leak to the front side of the (light leakage is difficult to occur). Thereby, it is possible to suppress the occurrence of uneven brightness in the planar light emitted from the backlight unit due to the generation of leakage light.
  • the package may include a sealing portion for resin-sealing the LED chip, and the light-shielding portion may have a tip closer to the light guide plate than the sealing portion.
  • the surface of the light shielding portion on the LED chip side may have a structure that reflects light.
  • the light shielding portion may have a shape in which a central portion is closest to the light guide plate.
  • the light-shielding portion may have a triangular shape.
  • the light shielding portion may be provided on the back side of the package.
  • Examples of the apparatus using the backlight unit having the above-described configuration include a liquid crystal display device including a liquid crystal panel unit disposed on the front side of the backlight unit.
  • the present invention is an edge light type backlight unit, and it is possible to prevent the occurrence of uneven brightness of planar light. In addition, according to the present invention, it is possible to suppress uneven brightness of planar light and reduce energy consumption.
  • FIG. 7 It is a disassembled perspective view of an example of the liquid crystal display device provided with the backlight unit concerning this invention. It is sectional drawing of the backlight unit contained in the liquid crystal display device shown in FIG. It is a front view of the LED module used for the backlight unit concerning this invention. It is sectional drawing which cut
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of an example of a liquid crystal display device including a backlight unit according to the present invention.
  • the upper side of the drawing is the front side, that is, the observer side, and the lower side is the back side.
  • the liquid crystal display device A includes a backlight unit 1 and a liquid crystal panel unit 6 disposed on the front surface of the backlight unit 1.
  • the liquid crystal panel unit 6 includes a liquid crystal panel 61 in which liquid crystal is sealed, and a polarizing plate 62 attached to the front surface (observer side) and the back surface (backlight unit 1 side) of the liquid crystal panel 61.
  • the liquid crystal panel 61 includes an array substrate, a counter substrate disposed to face the array substrate, and liquid crystal filled between the array substrate and the counter substrate.
  • the array substrate is provided with a source wiring and a gate wiring orthogonal to each other, a switching element (for example, a thin film transistor) connected to the source wiring and the gate wiring, a pixel electrode connected to the switching element, an alignment film, and the like.
  • the counter substrate is provided with a color filter in which colored portions of red, green, and blue (RGB) are arranged in a predetermined arrangement, a common electrode, an alignment film, and the like.
  • the voltage is applied between the array substrate and the counter substrate in each pixel of the liquid crystal panel 61 by driving the switching element of the array substrate with the drive signal.
  • the degree of light transmission in each pixel is changed.
  • an image is displayed in the image display area on the viewer side of the liquid crystal panel 61.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device shown in FIG.
  • the backlight unit 1 is an illumination device that emits planar light.
  • the backlight unit 1 includes a flat light guide plate 2, a light source unit 3 that emits light toward a light receiving surface 22 formed on a side surface of the light guide plate 2, and the light guide plate 2.
  • the optical sheet 4 is arranged.
  • the backlight unit 1 includes a backlight chassis 10, and at least the light guide plate 2, the light source unit 3, and the optical sheet 4 are disposed inside the backlight chassis 10.
  • the backlight chassis 10 is a box member whose front side (the liquid crystal panel unit 6 side) is open, and has a bottom 100 having a rectangular shape in plan view and side walls protruding from four sides of the bottom 100. Part 101.
  • the backlight unit 1 is arranged from the bottom surface 100 in the order of the reflection sheet 11, the light guide plate 2, and the optical sheet 4.
  • the light source unit 3 is attached to the inner peripheral side of the side wall 101 as shown in FIG.
  • the front case 102 which is arrange
  • the light guide plate 2 is formed by forming a transparent resin such as polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate into a flat plate shape.
  • a transparent resin such as polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • polycarbonate polycarbonate
  • the light guide plate 2 is a flat plate member having a rectangular shape in plan view.
  • the main surface on the front side is configured as a light exit surface 21.
  • one side surface of the lateral direction and the side surfaces at both ends is configured as a light receiving surface 22 that receives light from the light source unit 3.
  • one of the four side surfaces is the light receiving surface 22, but the present invention is not limited to this, and two or more surfaces may be the light receiving surfaces.
  • the light source unit 3 includes a plurality of LED modules 5 arranged in a straight line.
  • the LED modules 5 are arranged at equal intervals, but may be an arrangement in which the intervals are partially changed.
  • the LED module 5 is arranged so that the emitted light enters the light receiving surface 22. Details of the light source unit 3 will be described later.
  • the optical sheet 4 aligns the direction of the light emitted from the light exit surface 21 with the diffusion sheet members 41 and 42 that diffuse the light emitted from the light exit surface 21 of the light guide plate 2. And a prism sheet member 43 that changes the direction of the entering light to face the front side.
  • An optical sheet member having optical characteristics other than these may be used.
  • the prism sheet member 43 is sandwiched between the two diffusion sheet members 41 and 42, but the present invention is not limited to this.
  • the diffusion sheet members 41 and 42 and the prism sheet member 43 have a shape and a size that cover the light exit surface 21.
  • the light emitted from the LED module 5 enters from the light receiving surface 22 of the light guide plate 2.
  • the light incident from the light receiving surface 22 is repeatedly reflected inside the light guide plate 2 and finally emitted from the light emitting surface 21 as planar light. It is preferable that all light incident from the light receiving surface 22 is emitted from the light emitting surface 21. However, actually, there is also light that exits from the main surface opposite to the light exit surface 21. Therefore, a reflection sheet 11 is disposed between the bottom surface 100 of the backlight chassis 10 and the light guide plate 2 to reflect the light emitted from the surface opposite to the light exit surface 21 and return it to the light guide plate 2. .
  • the light source unit 3 has a long substrate 30 and five LED modules 5 mounted on the upper surface of the substrate 30 at equal intervals.
  • a wiring circuit (not shown) for supplying power to each of the five LED modules 5 is formed on the upper surface of the substrate 30.
  • the wiring circuit may be configured to supply common power to the LED modules 5, or may be configured to supply different power for each LED module 5.
  • the substrate 30 faces the side wall portion 101 protruding from the long side of the bottom surface 100 of the backlight chassis 10, and the LED module 5 faces the inside of the backlight unit 2, that is, the light receiving surface 22 of the light guide plate 2. It is fixed to. Therefore, the board
  • the LED module 5 is arranged on a surface facing the light receiving surface 22 of the light guide plate 2 of the substrate 30 when the substrate 30 is attached to the side wall portion 101. Thereby, the light emitted from each LED module 5 enters from the light receiving surface 22 of the light guide plate 2.
  • the gap between the LED module 5 and the light receiving surface 22 of the light guide plate 2 should be as small as possible. It is better not to.
  • the light guide plate 2 expands due to heat from the light source unit 3 and the control board (not shown).
  • the light guide plate 2 comes into contact with the LED module 5 due to the expansion of the light guide plate 2, and pressure acts on the LED module 5 from the light guide plate 2.
  • This pressure may damage or damage the LED module 5 and / or the light guide plate 2.
  • Luminance unevenness occurs in the planar light emitted from the backlight unit 1 due to breakage or scratches of the LED module 5 and / or the light guide plate 2. Therefore, in the backlight unit 1, the LED module 5 and the light guide plate 2 are arranged with a gap so that they do not come into contact with each other even when the light guide plate 2 expands.
  • FIG. 3 is a front view of the LED module used in the backlight unit according to the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the LED module shown in FIG. 3 cut along the line IV-IV.
  • the LED module 5 includes a package 50 that is an integrally molded body of resin, an LED chip 51 disposed inside the package 50, and a sealing portion 52 that seals the LED chip 51. And.
  • the LED chip 51 may include a light emitting element that emits light of each color wavelength of red (R), green (G), and blue (B) to generate white light.
  • the LED chip 51 that emits light having a blue (B) wavelength and the sealing unit 52 that includes a portion that emits yellow light when blue (B) wavelength light is incident at least partially are combined.
  • the package 50 has a box shape having an opening on one surface, and includes a bottom surface portion 501 having a rectangular shape in front view, and a side wall portion 502 protruding from the long side and the short side. .
  • a light-shielding portion 500 extending toward the distal end side is formed at the distal end portion of one of the sidewall portions 502 that protrudes from the long side of the bottom surface portion 501.
  • the inner peripheral surfaces of the bottom surface portion 501, the side wall portion 502, and the light shielding portion 500 of the package 50 are configured to easily reflect the light emitted from the LED chip 51.
  • the package 50 may be formed of a white resin, a region that performs white printing or the like on a region irradiated with light from the LED chip 51, or a metal film May be formed.
  • emitted from the LED chip 51 can be employ
  • the light-shielding part 500 should just suppress that the light from LED chip 51 permeate
  • the bottom surface portion 501 of the package 50 has a rectangular shape as described above, and the LED chip 51 is attached to the center of the surface on the opening side.
  • the concave portion surrounded by the bottom surface portion 501 and the side wall portion 502 is sealed with the sealing portion 52.
  • the sealing portion 52 is a transparent resin and is filled in the package 50 and solidified. By forming the sealing portion 52, it is possible to suppress foreign matters such as moisture, dust, and dust from adhering to the LED chip 51, and to suppress deterioration of the LED chip 51.
  • the sealing portion 52 is formed from the bottom surface portion 501 to the height of the side wall portion 502.
  • the light emitted from the LED chip 51 is highly directional light, but since the LED chip 51 is a point light source, the light emitted from the LED chip 51 is diffused light. In the LED module 5, diffused light having strong directivity in the axial direction perpendicular to the bottom surface is emitted from the LED chip 51 disposed on the bottom surface portion 501.
  • the light emitted from the LED chip 51 When the light emitted from the LED chip 51 reaches farther than the side wall portion 502 of the package 50, it spreads outside the package 50. At this time, of the light emitted from the LED chip 51, the light reaching the light shielding unit 500 is reflected by the light shielding unit 500 (see FIG. 4). For this reason, the light emitted from the LED module 5 is not diffused to the side where the light shielding portion 500 is formed, but is diffused and emitted in other directions.
  • the LED module 5 is mounted such that the light shielding portion 500 is disposed on one long side of the substrate 30. In this way, the light source unit 3 is formed. And the board
  • substrate 30 is attached to the side wall part 101 of the backlight chassis 10 so that the light-shielding part 500 of the LED module 5 may be arrange
  • FIG. 2 when the light source unit 3 is attached to the backlight chassis 10, the light diffusing to the front side out of the light emitted from the LED module 5 is reflected to the back side by the light shielding unit 500.
  • the leaked light can be used as part of the planar light.
  • the power consumption of the backlight unit 1 can be reduced.
  • FIG. 5 is a front view of another example of the LED module used in the backlight unit according to the present invention
  • FIG. 6 is a bottom view of the LED module shown in FIG.
  • the LED module 5B shown in FIGS. 5 and 6 has the same configuration as the LED module 5 shown in FIGS. 3 and 4 except that the shape of the light shielding portion 500b is different. It is attached.
  • the LED chip 51 is a point light source that emits diffused light
  • the light irradiated to the light-shielding portion 500b is near the longitudinal center compared to both longitudinal ends. Stronger (more leakage). Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6, in the LED module 5 ⁇ / b> B, the light shielding part 500 b is formed in a triangular shape with a central portion protruding in the longitudinal direction, thereby blocking light out of the light emitted from the LED chip 51. It is possible to efficiently reflect the light irradiated to the part 500b side.
  • the front side of the backlight unit 1 is between the LED chip 51 and the light receiving surface 22 of the light guide plate 2. It is possible to suppress the leaked light leaking into the screen. Moreover, since the clearance between the light shielding part 500b and the light receiving surface 22 can be ensured by making the shape of the light shielding part 500b triangular, it is difficult to block the air flow and heat dissipation can be improved.
  • the triangular thing is illustrated as a shape of the light-shielding part 500b, it is not limited to this,
  • the polygon for example, trapezoid etc.
  • a semi-circular shape or a semi-elliptical shape cut along the major axis may be used.
  • the light emitted from the LED chip 51 becomes weaker as the distance increases. Therefore, the boundary where the light from the LED chip 51 is strong enough not to form a bright line may be the tip shape of the light shielding portion 500b.
  • the light emitted from the LED chip 51 it is possible to widely adopt a shape capable of effectively reflecting the light emitted toward the light shielding portion 500b.
  • FIG. 7 is a front view of still another example of the LED module used in the backlight unit according to the present invention
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the LED module shown in FIG. 7 cut along the line VIII-VIII.
  • the LED module 5C shown in FIGS. 7 and 8 has the same configuration as the LED module 5 shown in FIGS. 3 and 4 except that the shape of the light shielding portion 500c is different. It is attached.
  • the LED module 5C is formed with a light shielding portion 500c at both tip portions of the side wall portion 502 protruding from the long side of the bottom surface portion 501.
  • the two light shielding portions 500c are formed, the light irradiated in the short direction out of the light emitted from the LED chip 51 is reflected by the light shielding portion 500c. Thereby, the leakage light which leaks in the transversal direction of LED module 5C can be suppressed.
  • the side wall portions 502 at both ends in the longitudinal direction of the LED module 5C are not provided with the light shielding portions 500c, the light emitted from the LED chip 51 is diffused in the longitudinal direction of the LED module 5C.
  • the backlight unit 1 is interposed between the LED chip 51 and the light receiving surface 22 of the light guide plate 2. It is possible to suppress leakage light that leaks to the front side and the back side. Since the light diffusing in the longitudinal direction of the LED module 5C is not restricted, it is possible to suppress the occurrence of uneven brightness in the planar light emitted from the light guide plate 2.
  • the light-shielding part 500c is made into the rectangular shape in planar view, it is not limited to this, At least one light-shielding part 500c is a shape where the center part protruded as shown in FIG. 5, FIG. It may be a thing.
  • the light shielding portion 500c is described as being formed on the side wall portion 502 protruding from both long sides of the bottom surface portion 501, but is not limited thereto. It may be formed on the side wall portion 502 protruding from the short side portion of the portion 501.
  • the backlight unit and the liquid crystal display device according to the present invention can be used as a display unit of an electronic device such as an information appliance, a notebook PC, a mobile phone, or a game device.

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Abstract

　面状光のムラが発生するのを防ぐと共に、消費エネルギを低減するため、前面側に面状光を出射するバックライトユニットＡは、ＬＥＤモジュール５が、光源であるＬＥＤチップ５１を囲むパッケージ５０の少なくともバックライトユニットの前面側に導光板２の受光面２２に向けて突出した遮光部５００を備えている。

Description

バックライトユニット及び液晶表示装置
　本発明は、エッジライト方式のバックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置に関するものである。
　液晶表示装置は、液晶パネルユニットと、前記液晶パネルユニットの背面に配置されるバックライトユニットを備えており、前記液晶パネルユニットが、前記バックライトユニットからの光の透過率（透過量）を調整し、前記液晶パネルユニットの前面に画像を表示している。
　前記バックライトユニットには、大きく分けて２つの方式がある。１つは導光板の側面から光を入射させる導光板方式（エッジライト方式）であり、もう１つは液晶モジュールの背面に光源を配置した直下型方式である。
　従来、エッジライト方式のバックライトユニットは導光板の側面より光を入射する構造のため、輝度分布が均一で大きな面状光を出射するのが難しく、ノートブック型ＰＣのモニタや遊技機のモニタのような小型の液晶表示装置に用いられることが多かった。近年、前記液晶表示装置に対する薄型化及び小型化の要求の高まりと、導光板の精度の向上、光源として用いられるＬＥＤの高輝度化等によって、輝度分布が均一で大きな面状光を出射することが可能となり、大型テレビのような大型の液晶表示装置に用いられることが増えてきている。
　以下に、エッジライト方式のバックライトユニットについて説明する。エッジライト方式のバックライトユニットは、複数個のＬＥＤが並んで配置された光源ユニットと、光源ユニットから出射された光を側面の受光面から受光し、一方の主面の光出射面より面状光を出射する導光板と、導光板の光出射面に隣接して配置された光学シートと、導光板の光出射面の反対側の面に隣接して配置された反射シートとを備えている。そして、これらの部材は、バックライトシャーシの内部に配置されている。
　このようなエッジライト方式のバックライトユニットにおいて、光源ユニットから出射された光のむだを減らすため、光源ユニットは可能な限り導光板に接近させることが好ましい。しかしながら、導光板の熱による膨張で、導光板と光源ユニットとが接触するのを防ぐため、導光板と光源ユニットとは隙間をあけて配置される。
　一方、ＬＥＤから出射される光は拡散光であり、ＬＥＤから出射された光が、導光板に入射せず隙間から漏れ光学シートや反射シート等で乱反射されて、バックライトユニットの外部に出射される光（漏れ光）が発生する場合がある。この漏れ光が発生すると、バックライトユニットから出射される面状光の光源ユニットの近傍に輝度の高い線状の部分（以下、輝線と呼ぶ）が発生する。この輝線が発生すると、面状光の輝度の均一性が失われ、液晶表示装置で表示される画像の表示品質が低下する。
　この漏れ光は、ＬＥＤの大きさ、導光板の厚み及び光源ユニットと導光板との隙間によって発生する場合が多い。近年、バックライトユニットにおいて、軽量化及び低コスト化のために導光板は小さく（薄く）なる傾向にあるが、ＬＥＤは小さくなると発光効率が低下するので導光板ほど小型化しにくい。このように、ＬＥＤの大きさに対して導光板が薄くなると、光源ユニットと導光板との隙間が同じであっても、ＬＥＤからの拡散光が導光板の受光面から外れやすく、漏れ光が発生しやすい。
　そこで、特開２００７－１２８７４８号公報では、光源ユニットと導光板との隙間の上面に反射板を配置し、その反射板の導光板側の面に拡散反射性を有する反射シートを貼り付けた構成のバックライトを提案している。このバックライトの場合、ＬＥＤより出射され、導光板に入射されなかった光が、反射板に貼り付けられた反射シートで反射され、導光板に入射する。これにより、漏れ光の発生を抑制するとともに、漏れ光による面状光の輝度ムラの発生を抑制している。
　また、特開２００８－７１６９６号公報では、薄型の導光板に光を入射させるため、ＬＥＤの発光部を斜めに配置して樹脂で封止するとともに、さらに、封止樹脂から出射された光を反射する反射部材を備えることで、反射部材で反射した光を導光板に入射させるバックライトが提案されている。この構成によると、ＬＥＤの外径を小型化することができ、バックライトを薄型化することが可能である。
　さらに、特開２００６－２２２４３０号公報では、ＬＥＤのサブマウント又は回路基板より漏れ光を発生させたくない領域に照射される光を遮蔽するビームシャッタが形成されているものが提案されている。また、このビームシャッタが反射性を有するものも開示されている。この構成によると、ＬＥＤから出射される光がビームシャッタで遮蔽されるので、バックライトの漏れ光の発生を抑制することができる。
特開２００７－１２８７４８号公報 特開２００８－７１６９６号公報 特開２００６－２２２４３０号公報
　特開２００７－１２８７４８号公報に記載のバックライトの場合、従来のバックライトに加えて、反射板を配置する空間を確保しなくてはならず、バックライトの小型化が難しくなる。また、バックライトの一部に反射シートを貼り付ける方法も考えられるが、反射シートを貼り付ける場所がない場合もあり、その場合は対応が難しい。
　特開２００８－７１６９６号公報に記載のバックライトの場合、ＬＥＤを高精度で樹脂封止する必要があり、バックライトの製造に手間と時間がかかる。また、構造が複雑であり、製造時の誤差による性能のバラツキが発生しやすい。
　また、特開２００６－２２２４３０号公報に記載のバックライトの場合、サブマウント又は回路基板にビームシャッタを形成するため、半導体製造プロセスが煩雑になり、製造の手間と時間がかかる。
　そこで本発明は、簡単な構造を有し、容易に製造することができるとともに、光源より出射された光が導光板から漏れる漏れ光の発生を抑制することができるバックライトユニットを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため本発明は、複数個のＬＥＤモジュールが並んで配置された光源ユニットと、側面の受光面に前記光源からの光が入射され、一主面の出光面より面状光を出射する導光板とを備え、前面側に面状光を出射するバックライトユニットであって、前記ＬＥＤモジュールが、光源であるＬＥＤチップを囲むパッケージの少なくとも前記バックライトユニットの前面側に前記受光面に向けて突出した遮光部を備えていることを特徴とする。
　この構成によると、前記ＬＥＤチップより出射した光のうち、前記バックライトユニット側に照射された光は、前記遮光部で遮光されるので、前記光源ユニットと前記導光板の隙間から前記バックライトユニットの前面側に漏れにくい（漏れ光が発生しにくい）。これにより、漏れ光の発生によって前記バックライトユニットから出射される面状光に輝度ムラが発生するのを抑制することが可能である。
　上記構成において、前記パッケージには、前記ＬＥＤチップを樹脂封止する封止部が形成されており、前記遮光部は先端が前記封止部よりも前記導光板に接近していてもよい。
　上記構成において、前記遮光部の前記ＬＥＤチップ側の面は、光を反射する構造であってもよい。
　上記構成において、前記遮光部は、中央部分が前記導光板に最も接近している形状を有していてもよい。
　上記構成において、前記遮光部は、三角形状を有していてもよい。
　上記構成において、前記遮光部が、前記パッケージの背面側にも備えられていてもよい。
　上記構成のバックライトユニットを用いた機器として、前記バックライトユニットの前面側に配置された液晶パネルユニットとを備えた液晶表示装置を挙げることができる。
　本発明によるとエッジライト方式のバックライトユニットであって、面状光の輝度ムラが発生するのを防ぐことができる。また、本発明によると、面状光の輝度ムラを抑えると共に、消費エネルギを低減することが可能である。
本発明にかかるバックライトユニットを備えた液晶表示装置の一例の分解斜視図である。 図１に示す液晶表示装置に含まれるバックライトユニットの断面図である。 本発明にかかるバックライトユニットに用いられるＬＥＤモジュールの正面図である。 図３に示すＬＥＤモジュールをIV-IV線で切断した断面図である。 本発明にかかるバックライトユニットに用いられるＬＥＤモジュールの他の例の正面図である。 図５に示すＬＥＤモジュールの底面図である。 本発明にかかるバックライトユニットに用いられるＬＥＤモジュールのさらに他の例の正面図である。 図７に示すＬＥＤモジュールをVIII-VIII線で切断した断面図である。
　以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　図１は本発明にかかるバックライトユニットを含む液晶表示装置の一例の分解斜視図である。なお、図１に示すバックライトユニット１では、紙面上側を前面、すなわち、観察者側とし、下側を背面として説明する。また、以下において、特に記載されていない場合、図１の状態における前面及び背面を基準に説明する。
　図１に示すように、液晶表示装置Ａは、バックライトユニット１と、バックライトユニット１の前面に配置された液晶パネルユニット６とを備えている。
　液晶パネルユニット６は、液晶が封入された液晶パネル６１と、液晶パネル６１の前面（観察者側）及び背面（バックライトユニット１側）に貼り付けられた偏光板６２とを有している。液晶パネル６１は、アレイ基板と、アレイ基板と対向して配置された対向基板と、アレイ基板と対向基板との間に充填される液晶とを含んでいる。
　アレイ基板には、互いに直交するソース配線及びゲート配線、ソース配線及びゲート配線に接続されたスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ）、スイッチング素子に接続された画素電極及び配向膜等が設けられている。そして、対向基板には、赤、緑、青（ＲＧＢ）の各着色部が所定の配列で配置されたカラーフィルタ、共通電極、配向膜等が設けられている。
　アレイ基板のスイッチング素子を駆動信号で駆動することで、液晶パネル６１の各画素におけるアレイ基板と対向基板との間に電圧が印加される。アレイ基板と対向基板の間の電圧が変化することで、各画素での光の透過度合が変更される。これにより、液晶パネル６１の観察者側の画像表示領域に画像を表示する。
（第１の実施形態）
　次に本発明にかかるバックライトユニットの詳細について図面を参照して説明する。図２は図１に示す液晶表示装置の断面図である。バックライトユニット１は、面状光を出射する照明装置である。図１に示すように、バックライトユニット１は、平板形状の導光板２と、導光板２の側面に形成された受光面２２に向けて光を照射する光源ユニット３と、導光板２と近接して配置された光学シート４とを備えている。また、バックライトユニット１はバックライトシャーシ１０を備えており、少なくとも、導光板２及び光源ユニット３及び光学シート４がバックライトシャーシ１０の内部に配置される。
　図１、図２に示すように、バックライトシャーシ１０は、前面側（液晶パネルユニット６側）が開口した箱部材であり、平面視長方形状の底部１００と、底部１００の四辺より突出した側壁部１０１とを備えている。図１に示しているように、バックライトユニット１は、反射シート１１、導光板２、光学シート４の順番で、底面１００より配置されている。また、光源ユニット３は、図１に示しているように、側壁部１０１の内周側に取り付けられている。さらに、バックライトシャーシ１０の前面を覆うように配置され、光学シート４の辺縁部を押える前面ケース１０２を備えている（図２参照）。
　導光板２は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト等の透明な樹脂を平板形状に成形したものである。なお、これらの樹脂に限定されるものではなく、透明な平板形状に形成することができるものを広く採用することができる。
　図１に示すように、導光板２は平面視長方形状の平板部材である。前面側の主面が出光面２１として構成されている。また、短手方向、両端の側面のうち一方の側面が光源ユニット３からの光を受光する受光面２２として構成されている。なお、本実施形態では、側面４面のうち、１面が受光面２２とされているが、これに限定されるものではなく、２面以上が受光面となっていてもよい。
　光源ユニット３は、直線状に配列された複数個のＬＥＤモジュール５を備えている。なお、光源ユニット３では、ＬＥＤモジュール５が等間隔で配列されているが、部分的に間隔を変えた配列であってもよい。ＬＥＤモジュール５は出射された光が、受光面２２に入射するように配置されている。なお、光源ユニット３の詳細については後述する。
　光学シート４は、光学シート部材として、導光板２の出光面２１より出射される光を拡散する拡散シート部材４１、４２と、出光面２１より出射される光の方向を揃える、すなわち、斜めに進入した光の方向を正面側に向くように変えるプリズムシート部材４３とを備えている。なお、これら以外の光学特性を有する光学シート部材を用いる場合もある。
　また、図１に示す液晶表示装置Ａでは、２枚の拡散シート部材４１、４２の間にプリズムシート部材４３が挟まれた構成となっているが、これに限定されるものではない。また、拡散シート部材４１、４２及びプリズムシート部材４３は、出光面２１を覆う形状及び大きさを有している。
　ＬＥＤモジュール５から出射された光は、導光板２の受光面２２から入射する。受光面２２より入射した光は、導光板２の内部で反射を繰返したのち、最終的に面状光として出光面２１より出射される。受光面２２より入射した光が出光面２１より全て出射されることが好ましい。しかしながら、実際には、出光面２１と反対側の主面より出射してしまう光もある。そこで、バックライトシャーシ１０の底面１００と導光板２との間には、出光面２１の反対側の面から出射した光を反射し、導光板２に戻すための反射シート１１が配置されている。
　本発明にかかるバックライトユニット１に備えられる光源ユニット３の詳細について説明する。光源ユニット３は長尺状の基板３０と、基板３０の上面に５個のＬＥＤモジュール５が等間隔に並んで実装されている。基板３０の上面には、５個のＬＥＤモジュール５のそれぞれに電力を供給する配線回路（不図示）が形成されている。なお、この配線回路は、各ＬＥＤモジュール５に共通の電力を供給する構成であってもよいし、ＬＥＤモジュール５ごとに異なる電力を供給する構成であってもよい。
　光源ユニット３は、基板３０がバックライトシャーシ１０の底面１００の長辺より突出する側壁部１０１に、ＬＥＤモジュール５がバックライトユニット２の内側、すなわち、導光板２の受光面２２に対向するように固定されている。そのため、基板３０は取り付けられる側壁部１０１と略同じ大きさ及び形状の長方形状の板部材である。
　また、ＬＥＤモジュール５は、基板３０を側壁部１０１に取り付けたとき、基板３０の導光板２の受光面２２と対向する面に配列されている。これにより、各ＬＥＤモジュール５から出射された光が導光板２の受光面２２から入射する。ＬＥＤモジュール５から出射された光が受光面２２に効率よく入光されるためには、ＬＥＤモジュール５と導光板２の受光面２２との間はなるべく隙間が小さいほうがよく、可能であれば隙間はないほうがよい。
　一方で、光源ユニット３や制御基板（不図示）からの熱によって導光板２は膨張する。導光板２の膨張によって導光板２とＬＥＤモジュール５とが接触し、導光板２からＬＥＤモジュール５に圧力が作用する。この圧力によってＬＥＤモジュール５及び（又は）導光板２が破損したり傷ついたりする場合がある。ＬＥＤモジュール５及び（又は）導光板２の破損や傷によってバックライトユニット１より出射される面状光に輝度むらが発生する。そこで、バックライトユニット１では、ＬＥＤモジュール５と導光板２とは、導光板２が膨張しても接触しない程度に隙間を開けて配置されている。
　次に、ＬＥＤモジュール５の詳細について図面を参照して説明する。図３は本発明にかかるバックライトユニットに用いられるＬＥＤモジュールの正面図であり、図４は図３に示すＬＥＤモジュールをIV-IV線で切断した断面図である。図３、図４に示すように、ＬＥＤモジュール５は、樹脂の一体成型体であるパッケージ５０と、パッケージ５０の内部に配置されたＬＥＤチップ５１と、ＬＥＤチップ５１を封止する封止部５２とを備えている。
　なお、ＬＥＤチップ５１として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の波長の光を出光し、白色光とする発光素子を備えたものを挙げることができる。また、青色（Ｂ）の波長の光を出光するＬＥＤチップ５１と、少なくとも一部に青色（Ｂ）の波長の光が入射すると黄色の光を出射する部分を備えた封止部５２とを組み合わせ、青色（Ｂ）及び黄色の波長の光を混色することで白色光を出射する疑似白色タイプや、青色（Ｂ）の波長の光を出射するＬＥＤチップ５１と、少なくとも一部に青色（Ｂ）の波長の光が入射すると赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）の光を出射する部分を備えた封止部５２とを組み合わせた、青色（Ｂ）及び赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）の波長の光を混色することで白色光を出射する、高演色タイプ等を採用することができる。
　図３、図４に示すように、パッケージ５０は、一面に開口を有する箱形状であり、正面視長方形状の底面部５０１と、長辺及び短辺より突出した側壁部５０２とを備えている。また、底面部５０１の長辺より突出した側壁部５０２のうち一方の側壁部５０２の先端部には、先端側に伸びた遮光部５００が形成されている。
　パッケージ５０の底面部５０１、側壁部５０２及び遮光部５００の内周面は、ＬＥＤチップ５１より出射された光を反射しやすい構成となっている。光を反射しやすい構成としては、例えば、パッケージ５０を白色の樹脂で形成されているものでもよいし、ＬＥＤチップ５１からの光が照射される領域に白色の印刷等を行うものや、金属膜を形成するものであってもよい。ＬＥＤチップ５１から出射された光を反射する構成のものを広く採用することができる。また、遮光部５００は、ＬＥＤチップ５１からの光が透過するのを抑制すればよく、照射された光の一部またはすべてを吸収するもの（例えば、光を吸収するような塗装を施したもの等）であってもよい。
　また、パッケージ５０の底面部５０１は上述したとおり長方形状を有しており、開口側の面の中央にＬＥＤチップ５１が取り付けられている。底面部５０１にＬＥＤチップ５１が実装されている状態で、底面部５０１、側壁部５０２に囲まれた凹部を封止部５２で封止している。封止部５２は透明な樹脂であり、パッケージ５０に充填して固化させている。封止部５２が形成されていることで、水分や塵、埃等の異物がＬＥＤチップ５１に付着するのを抑制し、ＬＥＤチップ５１の劣化を抑制している。なお、封止部５２は底面部５０１から側壁部５０２の高さに至るまで形成されている。
　ＬＥＤチップ５１より出射される光は指向性の強い光であるが、ＬＥＤチップ５１が点光源であることから、ＬＥＤチップ５１から出射される光は拡散光である。ＬＥＤモジュール５において、底面部５０１に配置されたＬＥＤチップ５１より底面と直交する軸方向に強い指向性を有する拡散光が出射される。
　ＬＥＤチップ５１より出射された光は、パッケージ５０の側壁部５０２よりも遠くに到達するとき、パッケージ５０よりも外側に広がる。このとき、ＬＥＤチップ５１より出射された光のうち、遮光部５００に達した光は、遮光部５００で反射される（図４参照）。このことから、ＬＥＤモジュール５より出射された光は、遮光部５００が形成されている側には拡散せず、それ以外の方向に拡散して出射される。
　そして、ＬＥＤモジュール５は、遮光部５００が基板３０の一方の長辺側に配置されるように実装される。このようにして、光源ユニット３が形成されている。そして、基板３０は、ＬＥＤモジュール５の遮光部５００がバックライトユニット１の前面側に配置されるように、バックライトシャーシ１０の側壁部１０１に取り付けられる。図２に示すように、光源ユニット３がバックライトシャーシ１０に取り付けられると、ＬＥＤモジュール５から出射される光のうち、前面側に拡散する光は遮光部５００で背面側に反射される。
　これにより、ＬＥＤモジュール５から出射された光が、光源ユニット３と導光板２の受光面２２との間から漏れるのを（漏れ光の発生を）抑制できる。このことから、漏れ光による面状光の輝度ムラを抑制することができる。
　また、ＬＥＤチップ５１から出射され、遮光部５００で反射された光は、導光板２の受光面２２に照射されるので、漏れ光を面状光の一部として利用することが可能である。これにより、ＬＥＤチップ５１から出射される光を無駄なく利用することができるので、バックライトユニット１の消費電力を低減することができる。
（第２の実施形態）
　本発明にかかるバックライトユニットの他の例について図面を参照して説明する。図５は本発明にかかるバックライトユニットに用いられるＬＥＤモジュールの他の例の正面図であり、図６は図５に示すＬＥＤモジュールの底面図である。図５、図６に示すＬＥＤモジュール５Ｂは、遮光部５００ｂの形状が異なる以外は、図３、図４に示すＬＥＤモジュール５と同じ構成を有しており、実質上同じ部分には同じ符号が付してある。
　上述している通り、ＬＥＤチップ５１が拡散光を出射する点光源であることから、ＬＥＤモジュール５Ｂでは、遮光部５００ｂに照射される光は長手方向中央部の近傍が長手方向両端部に比べて強く（漏れ量が多く）なる。そこで、図５、図６に示すように、ＬＥＤモジュール５Ｂでは、遮光部５００ｂの形状を長手方向の中央部分が突出した三角形状とすることで、ＬＥＤチップ５１から出射された光のうち、遮光部５００ｂ側に照射される光を効率よく反射することが可能である。
　ＬＥＤモジュール５Ｂを遮光部５００ｂが前面側となるように基板３０に配置された光源ユニット３に用いることで、ＬＥＤチップ５１と導光板２の受光面２２との間からバックライトユニット１の前面側に漏れる漏れ光を抑えることが可能である。また、遮光部５００ｂの形状を三角形状とすることで、遮光部５００ｂと受光面２２との隙間を確保することができるので、空気の流れを遮りにくく、放熱性を高めることが可能である。
　なお、遮光部５００ｂの形状として、三角形状のものを例示しているが、これに限定されるものではなく、中央部が多く張り出す多角形（例えば、台形等）であってもよいし、半円形や長軸に沿って切断した半楕円形状等であってもよい。また、ＬＥＤチップ５１から出射される光は、遠くなるほど弱くなる。そこで、ＬＥＤチップ５１からの光が輝線を形成しない強さとなる境界を遮光部５００ｂの先端形状としてもよい。ＬＥＤチップ５１から出射された光のうち、遮光部５００ｂ側に出射された光を効果的に反射することができる形状を広く採用することが可能である。
（第３の実施形態）
　本発明にかかるバックライトユニットのさらに他の例について図面を参照して説明する。図７は本発明にかかるバックライトユニットに用いられるＬＥＤモジュールのさらに他の例の正面図であり、図８は図７に示すＬＥＤモジュールをVIII-VIII線で切断した断面図である。図７、図８に示すＬＥＤモジュール５Ｃは、遮光部５００ｃの形状が異なる以外は、図３、図４に示すＬＥＤモジュール５と同じ構成を有しており、実質上同じ部分には同じ符号が付してある。
　図７、図８に示すように、ＬＥＤモジュール５Ｃは、底面部５０１の長辺より突出する側壁部５０２の両方の先端部に遮光部５００ｃが形成されている。このように、２個の遮光部５００ｃが形成されていることで、ＬＥＤチップ５１から出射された光のうち、短手方向の照射される光は遮光部５００ｃによって反射される。これにより、ＬＥＤモジュール５Ｃの短手方向に漏れる漏れ光を抑制することができる。
　また、ＬＥＤモジュール５Ｃの長手方向両端部の側壁部５０２は遮光部５００ｃを備えていないので、ＬＥＤモジュール５Ｃの長手方向にはＬＥＤチップ５１から出射された光は、拡散される。
　ＬＥＤモジュール５Ｃを遮光部５００ｃの一方が前面側となるように基板３０に配置された光源ユニット３に用いることで、ＬＥＤチップ５１と導光板２の受光面２２との間からバックライトユニット１の前面側及び背面側に漏れる漏れ光を抑えることが可能である。ＬＥＤモジュール５Ｃの長手方向に拡散する光は規制しないので、導光板２より出射される面状光に輝度むらが発生するのを抑制することができる。
　なお、遮光部５００ｃは、平面視長方形状のものとしているが、これに限定されるものではなく、少なくとも一方の遮光部５００ｃが図５、図６に示すような、中央部分が突出した形状のものとしてもよい。また、本実施形態では、遮光部５００ｃとして、底面部５０１の両長辺より突出した側壁部５０２に形成されているものを例に説明しているが、これに限定されるものではなく、底面部５０１の短辺部より突出した側壁部５０２に形成されていてもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
　本発明にかかるバックライトユニット及び液晶表示装置は、情報家電、ノートＰＣ、携帯電話、遊戯装置等の電子機器の表示部として利用することが可能である。
１　バックライトユニット
２　導光板
２１　出光面
２２　受光面
３　光源ユニット
３０　基板
４　光学シート
４１、４２　拡散シート部材
４３　プリズムシート部材
５　ＬＥＤモジュール
５０　パッケージ
５００　遮光部
５０１　底面部
５０２　側壁部
５１　ＬＥＤチップ
５２　封止部
６　液晶パネルユニット

Claims (7)

  1. 　複数個のＬＥＤモジュールが並んで配置された光源ユニットと、
    　側面の受光面に前記光源からの光が入射され、一主面の出光面より面状光を出射する導光板とを備え、前面側に面状光を出射するバックライトユニットであって、
    　前記ＬＥＤモジュールが、光源であるＬＥＤチップを囲むパッケージの少なくとも前記バックライトユニットの前面側に前記受光面に向けて突出した遮光部を備えていることを特徴とするバックライトユニット。
  2. 　前記パッケージには、前記ＬＥＤチップを樹脂封止する封止部が形成されており、
    　前記遮光部は先端が前記封止部よりも前記導光板に接近している請求項１に記載のバックライトユニット。
  3. 　前記遮光部の前記ＬＥＤチップ側の面は、光を反射する構造である請求項１または請求項２に記載のバックライトユニット。
  4. 　前記遮光部は、中央部分が前記導光板に最も接近している形状を有している請求項１から請求項３のいずれかに記載のバックライトユニット。
  5. 　前記遮光部は、三角形状を有している請求項４に記載のバックライトユニット。
  6. 　前記遮光部が、前記パッケージの背面側にも備えられている請求項１から請求項５のいずれかに記載のバックライトユニット。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれかに記載のバックライトユニットと、
    　前記バックライトユニットの前面側に配置された液晶パネルユニットとを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
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