JP2014067679A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Sho Miyabe
翔 宮部
Masahiro Ide
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of reducing light emission unevenness visually recognized by a user in a direct backlight module.SOLUTION: In a backlight module 10, LED light sources 40a at the four corners of the backlight module 10 among all LED light sources 40 are provided with lens caps 60. Here, a total of four LED light sources 40a of two LED light sources 40a on both sides of the uppermost first LED module 20 and two LED light sources 40a on both sides of the lowest eighth LED module 20h are provided with the lens caps 60. The lens caps 60 are roughly elliptical in a top view, and arranged so as to be obliquely inclined (in the figure).

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、直下型のバックライトモジュールを備えた液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device including a direct type backlight module.

薄型テレビにおいて、近年、薄型化及び大型化が進んでおり、それに伴い、液晶テレビのバックライトはＣＣＦＬからＬＥＤに変わってきている。さらに大型モデルでは、輝度の観点から直下型バックライトが有効である。しかし、大型化が進むにつれ、画面のムラは発生しやすいという課題が有り対策の技術が必要とされている。   In recent years, thin televisions have become thinner and larger, and the backlight of liquid crystal televisions has changed from CCFLs to LEDs. In large models, a direct backlight is effective from the viewpoint of brightness. However, as size increases, there is a problem that unevenness of the screen is likely to occur, and a countermeasure technique is required.

そして、バックライトの発光ムラを低減する技術が各種提案されている。例えば、基板上に配置した配線、配線に接続されたＬＥＤ素子、素子を封止する透明樹脂を有した光源をベースとするパッケージに対して、凹凸形状を有した透明樹脂材で形成するレンズ材を搭載し、光源モジュールを構成する技術がある（例えば、特許文献１参照）。   Various techniques for reducing the uneven emission of the backlight have been proposed. For example, a lens material formed of a transparent resin material having a concavo-convex shape with respect to a package based on a light source having a wiring disposed on a substrate, an LED element connected to the wiring, and a transparent resin for sealing the element There is a technology for configuring a light source module (see, for example, Patent Document 1).

また、それぞれが発光部を有する発光モジュールを複数並べて配置した光源装置等において、発光モジュール毎にＬＥＤのレンズの大きさを調整することで輝度ムラの発生を抑制するようにした技術がある（例えば、特許文献２参照）。   In addition, in a light source device or the like in which a plurality of light emitting modules each having a light emitting unit are arranged, there is a technique that suppresses the occurrence of uneven brightness by adjusting the size of the LED lens for each light emitting module (for example, , See Patent Document 2).

特開２００９−１９２９１５号公報JP 2009-192915 A 特開２００９−９５２９０号公報JP 2009-95290 A

ところで、バックライトを必要とする液晶テレビにおいて、テレビの四隅が画面中心に比べて暗くなる場合がある。特に大型モデル、バックライト直下モデルで顕著に現れやすいという傾向がある。図１は、一般的な直下型のバックライトモジュール２１０及びその光分布を示している。図１（ａ）はバックライトモジュール２１０の平面図、図１（ｂ）はバックライトモジュール２１０に配置されるＬＥＤモジュール２２０の側面図、及び図１（ｃ）はＬＥＤモジュール２２０の光分布を模式的に示している。図示のように、モジュールフレーム２１５にＬＥＤモジュール２２０が複数配置されている。さらにＬＥＤモジュール２２０は複数のＬＥＤ光源２４０を備えている。そして、図示の四隅Ｃ１０の領域のＬＥＤ光源２４０ａは、隣接するＬＥＤ光源２４０が少ない。このため、図１（ｃ）の破線で示す部分の光分布が小さくなる。このため、一般には、画像処理で調整するものの、この部分で発光ムラが生じることがある。   By the way, in a liquid crystal television that requires a backlight, the four corners of the television may be darker than the center of the screen. In particular, it tends to be noticeable in large models and models directly under the backlight. FIG. 1 shows a general direct type backlight module 210 and its light distribution. 1A is a plan view of the backlight module 210, FIG. 1B is a side view of the LED module 220 disposed in the backlight module 210, and FIG. 1C is a schematic view of the light distribution of the LED module 220. Is shown. As illustrated, a plurality of LED modules 220 are arranged on the module frame 215. Further, the LED module 220 includes a plurality of LED light sources 240. And the LED light source 240a of the area | region of four corner C10 of illustration has few LED light sources 240 adjacent. For this reason, the light distribution of the part shown with the broken line of FIG.1 (c) becomes small. For this reason, in general, although adjustment is performed by image processing, uneven light emission may occur in this portion.

また、多数のユーザにとっては気にならないレベルのムラであっても、一部のユーザにとっては非常に気になる場合もある。また、製品投入される市場によって求められる品質に違いもあるが、多数の市場で共通な表示パネルが採用された場合、同じ製品であっても、ある市場では全くクレームがないのにもかかわらず、別の市場においてクレームが出てしまうことも考えられる。   Further, even if the level of unevenness is not noticeable for a large number of users, it may be very worrisome for some users. In addition, there is a difference in quality required depending on the market where the product is introduced, but when a common display panel is adopted in many markets, even if the same product is used, there is no claim in some markets. It is also possible that claims will come out in another market.

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、点光源をマトリックス状に配置した直下型のバックライトモジュールを有する液晶表示装置であって、前記バックライトモジュールの四隅に配置される前記点光源に取り付けられたカバーレンズを備える。
また、前記点光源は、光源部とレンズ部とを有し、前記カバーレンズは、前記レンズ部に係止するツメ状の係止部を有してもよい。 The present invention is a liquid crystal display device having a direct type backlight module in which point light sources are arranged in a matrix, and includes cover lenses attached to the point light sources arranged at four corners of the backlight module.
The point light source may include a light source unit and a lens unit, and the cover lens may include a claw-shaped locking unit that locks the lens unit.

本発明によれば、直下型のバックライトモジュールにおいてユーザに視認される発光ムラを低減する技術を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which reduces the light emission nonuniformity visually recognized by a user in a direct type backlight module can be provided.

背景技術に係る、一般的な直下型のバックライトモジュール及びその光分布示す図である。It is a figure which shows the general direct type backlight module based on background art, and its light distribution. 実施形態に係る、直下型のバックライトモジュールを示す図である。It is a figure which shows the direct type backlight module based on embodiment. 実施形態に係る、レンズキャップのＬＥＤ光源への取り付け態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the attachment aspect to the LED light source of the lens cap based on embodiment. 実施形態に係る、レンズキャップのＬＥＤ光源への取り付け態様を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the attachment aspect to the LED light source of the lens cap based on embodiment. 実施形態に係る、レンズキャップをＬＥＤ光源へ取り付けた前後の光路を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the optical path before and behind attaching the lens cap to the LED light source based on embodiment. 実施形態に係る、ＬＥＤ光源のレンズ部とレンズキャップとを通過するＬＥＤからの光路を対策前後についてシミュレーションした結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having simulated the optical path from LED which passes the lens part and lens cap of an LED light source before and after countermeasures based on embodiment. 実施形態に係る、対策前後の光分布を示す図である。It is a figure which shows the light distribution before and behind a countermeasure based on embodiment. 実施形態の変形例に係る、レンズキャップを示す図である。It is a figure which shows the lens cap based on the modification of embodiment. 実施形態の変形例に係る、ＬＥＤ光源（レンズ部）とレンズキャップとを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the LED light source (lens part) and lens cap based on the modification of embodiment.

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は本実施形態に係るバックライトモジュール１０を模式的に示す図である。図示のように、バックライトモジュール１０は長方形形状のＬＥＤモジュール２０を複数備えている。具体的には、ＬＥＤモジュール２０は、図示で８段に第１〜第８のＬＥＤモジュール２０ａ〜２０ｈが配置されている。   FIG. 2 is a diagram schematically showing the backlight module 10 according to the present embodiment. As illustrated, the backlight module 10 includes a plurality of rectangular LED modules 20. Specifically, the LED module 20 has first to eighth LED modules 20a to 20h arranged in eight stages in the figure.

第１〜第８のＬＥＤモジュール２０ａ〜２０ｈは、基本的な構造として、同一の構造を有している。つまり、第１〜第８のＬＥＤモジュール２０ａ〜２０ｈは、それぞれ、１０個の点光源であるＬＥＤ光源４０を備えている。なお、点光源として他にレーザ光源がある。   The first to eighth LED modules 20a to 20h have the same structure as a basic structure. That is, each of the first to eighth LED modules 20a to 20h includes the LED light sources 40 that are ten point light sources. There is another laser light source as a point light source.

そして、全部のＬＥＤ光源４０のうち、バックライトモジュール１０の四隅（Ｃ１）のＬＥＤ光源４０ａについては、レンズキャップ６０が取り付けられている。ここでは、一番上の第１のＬＥＤモジュール２０の両サイドの２つのＬＥＤ光源４０ａと、一番下の第８のＬＥＤモジュール２０ｈの両サイドの２つのＬＥＤ光源４０ａとの計４つのＬＥＤ光源４０ａにレンズキャップ６０が取り付けられている。このレンズキャップ６０は、上面視で略楕円形状を有しており、図示で斜めに傾かせるように配置されている。   The lens cap 60 is attached to the LED light sources 40a at the four corners (C1) of the backlight module 10 among all the LED light sources 40. Here, a total of four LED light sources, that is, two LED light sources 40a on both sides of the top first LED module 20 and two LED light sources 40a on both sides of the bottom eighth LED module 20h. A lens cap 60 is attached to 40a. The lens cap 60 has a substantially elliptical shape when viewed from above, and is disposed so as to be inclined obliquely in the drawing.

図３はレンズキャップ６０のＬＥＤ光源４０ａへの取り付け態様を示した斜視図であり、図３（ａ）は取り付け前の状態を示し、図３（ｂ）は取り付けた後の状態を示している。また、図４はレンズキャップ６０のＬＥＤ光源４０ａへの取り付け態様を示した断面図であり、図４（ａ）は取り付け前の状態を示し、図４（ｂ）は取り付けた後の状態を示している。   3A and 3B are perspective views showing how the lens cap 60 is attached to the LED light source 40a. FIG. 3A shows a state before attachment, and FIG. 3B shows a state after attachment. . FIG. 4 is a cross-sectional view showing how the lens cap 60 is attached to the LED light source 40a. FIG. 4 (a) shows a state before attachment, and FIG. 4 (b) shows a state after attachment. ing.

図示のように、ＬＥＤモジュール２０の基板２１にはＬＥＤ光源４０が配置されている。ＬＥＤ光源４０は、ＬＥＤ５５とその上に配置されたレンズ部５０とを備えている。ＬＥＤ５５とレンズ部５０とは一般的な構造を有するものである。特にレンズ部５０は、例えば透明樹脂で略半球状にレンズ部材５４が形成されており、レンズ底面５２の中央部分から内部に略釣り鐘形状に凹んだ空気層５３が形成されている。空気層５３の真下にＬＥＤ５５が配置されている。   As illustrated, an LED light source 40 is disposed on the substrate 21 of the LED module 20. The LED light source 40 includes an LED 55 and a lens unit 50 disposed thereon. The LED 55 and the lens unit 50 have a general structure. In particular, in the lens portion 50, a lens member 54 is formed in a substantially hemispherical shape with, for example, a transparent resin, and an air layer 53 that is recessed in a substantially bell shape from the center portion of the lens bottom surface 52 is formed. An LED 55 is disposed directly below the air layer 53.

ＬＥＤ光源４０のレンズ部５０に取り付けられるレンズキャップ６０は、例えば透明樹脂で半偏長楕円体の形状に形成されている。ここでは、透明樹脂の材料（レンズキャップ部材６４）はレンズ部５０のレンズ部材５４と同じである。   The lens cap 60 attached to the lens unit 50 of the LED light source 40 is formed of, for example, a transparent resin in a semi-ellipsoidal shape. Here, the transparent resin material (lens cap member 64) is the same as the lens member 54 of the lens unit 50.

レンズキャップ６０はＬＥＤ光源４０を覆うことができる大きさ及び構造を有している。具体的には、レンズキャップ６０のキャップ底面６２はレンズ部５０を収容可能な凹状形状を有しており、レンズ部５０が収容された状態で凹状形状の収容面６３とレンズ部５０のレンズ表面５１が一致する。なお、レンズキャップ６０とレンズ部５０との固定は、例えば、収容面６３にレンズ部５０が収容された状態で、レンズキャップ６０のキャップ底面６２が基板２１と接着剤や両面テープで接合される。   The lens cap 60 has a size and a structure that can cover the LED light source 40. Specifically, the cap bottom surface 62 of the lens cap 60 has a concave shape capable of accommodating the lens portion 50, and the concave-shaped accommodation surface 63 and the lens surface of the lens portion 50 in a state where the lens portion 50 is accommodated. 51 matches. The lens cap 60 and the lens unit 50 are fixed, for example, in a state where the lens unit 50 is housed in the housing surface 63, and the cap bottom surface 62 of the lens cap 60 is bonded to the substrate 21 with an adhesive or a double-sided tape. .

図５はレンズキャップ６０をＬＥＤ光源４０ａへ取り付けた前後の光路を模式的に示した断面図であり、図５（ａ）は取り付け前の光路を示し、図５（ｂ）は取り付けた後の状態を示している。また、図６はレンズ部５０とレンズキャップ６０とを通過するＬＥＤ５５からの光路を対策前後（レンズキャップ６０の取り付け前後）についてシミュレーションした結果を示している。また、図７は対策前後（レンズキャップ６０の取り付け前後）の光分布を示している。   FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the optical path before and after the lens cap 60 is attached to the LED light source 40a. FIG. 5 (a) shows the optical path before attachment, and FIG. Indicates the state. FIG. 6 shows the result of simulating the optical path from the LED 55 passing through the lens unit 50 and the lens cap 60 before and after the countermeasure (before and after the lens cap 60 is attached). FIG. 7 shows the light distribution before and after the countermeasure (before and after the lens cap 60 is attached).

図５及び図６に示すように、レンズキャップ６０がない対策前の状態では、ＬＥＤ５５からの光は、空気層５３からレンズ部材５４に入射するときに、条件に応じた屈折をし、さらにレンズ表面５１から出射して所定に拡散する。一方、レンズキャップ６０を有する対策後の状態では、ＬＥＤ５５からの光は、空気層５３からレンズ部材５４に入射するときに、条件に応じた屈折をし、さらにレンズ表面５１から出射してレンズキャップ６０（収容面６３）に入射する。このとき、レンズ部材５４とレンズキャップ部材６４の材質が同一で密着しているので光は直進する。そして、キャップ表面６１で出射する。つまり、ＬＥＤ５５からより離れた位置で出射し拡散する。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the state before the countermeasure without the lens cap 60, the light from the LED 55 is refracted according to the conditions when entering the lens member 54 from the air layer 53, and further the lens. The light is emitted from the surface 51 and diffused in a predetermined manner. On the other hand, in the state after the countermeasure having the lens cap 60, when the light from the LED 55 is incident on the lens member 54 from the air layer 53, the light is refracted according to the conditions and further emitted from the lens surface 51 to be emitted from the lens cap. 60 (incidence surface 63). At this time, since the lens member 54 and the lens cap member 64 are made of the same material and are in close contact, the light travels straight. Then, the light is emitted from the cap surface 61. That is, it emits and diffuses at a position further away from the LED 55.

したがって、図７で分かるように、対策前よりＬＥＤ５５から離れた位置でも光の強度が強くなる。図７では、対策後においてＬＥＤ５５に近い位置では若干光の強度が弱くなっているが、遠い位置では強度の落ち込みが小さい。特に、強度の落ち込みが大きいほどバックライトモジュール１０の発光ムラとして視認されやすいので、総合すると、発光ムラと視認されることが低減できる。   Therefore, as can be seen in FIG. 7, the intensity of light increases at a position farther from the LED 55 than before the countermeasure. In FIG. 7, the light intensity is slightly weak at a position close to the LED 55 after the countermeasure, but the intensity drop is small at a distant position. In particular, the greater the drop in strength, the easier it is to be visually recognized as light emission unevenness of the backlight module 10, so that it can be reduced that it is visually recognized as light emission unevenness.

このように、ＬＥＤ光源４０ａ（レンズ部５０）にレンズキャップ６０を取り付けることで、ＬＥＤ光源４０ａのレンズ形状を実質的に所望の方向に大きくすることができる。その結果、屈折率の高いレンズ部５０（レンズキャップ６０）が画面端までせり出すので、ＬＥＤ５５の光がより遠くまで拡散するようになる。   Thus, by attaching the lens cap 60 to the LED light source 40a (lens part 50), the lens shape of the LED light source 40a can be substantially increased in a desired direction. As a result, the lens part 50 (lens cap 60) having a high refractive index protrudes to the screen end, so that the light of the LED 55 is diffused farther.

また、このレンズキャップ６０は、例えばユーザから発光ムラのクレームがあったときに、後付けとすることができる。したがった、バックライトモジュール１０全体を取り替えるといった大がかりな対策が不要となる。また、後付けで対策する場合に、発生している発光ムラに応じた複数タイプのレンズキャップ６０を用意することで、様々な状態の発光ムラに対応することができる。   The lens cap 60 can be retrofitted, for example, when there is a complaint of uneven light emission from the user. Therefore, a large measure such as replacing the entire backlight module 10 becomes unnecessary. In addition, when countermeasures are taken later, by preparing a plurality of types of lens caps 60 corresponding to the generated light emission unevenness, it is possible to cope with light emission unevenness in various states.

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８は変形例に係るレンズキャップ１６０を示しており、図８（ａ）は平面図（キャップ表面１６１側）であり、図８（ｂ）は底面図（キャップ底面１６２側）を示している。また、図９はＬＥＤ光源４０ａ（レンズ部５０）とレンズキャップ１６０の断面図であり、図９（ａ）は取り付け前の状態を示し、図９（ｂ）は取り付け後の状態を示している。なお、本変形例では、レンズキャップ１６０の形状が上記の実施形態より長手方向に大きく形成され、レンズキャップ部材１６４が図示の左側部分にも若干形成されている。   FIG. 8 shows a lens cap 160 according to a modification. FIG. 8A is a plan view (cap surface 161 side), and FIG. 8B is a bottom view (cap bottom surface 162 side). . 9 is a cross-sectional view of the LED light source 40a (lens portion 50) and the lens cap 160. FIG. 9 (a) shows a state before attachment, and FIG. 9 (b) shows a state after attachment. . In this modification, the shape of the lens cap 160 is formed larger in the longitudinal direction than in the above embodiment, and the lens cap member 164 is slightly formed on the left side portion in the figure.

図示のように、レンズキャップ１６０は、キャップ底面１６２の収容面６３の近傍分に、収容面１６３の内側に向かって延びるツメ形状の４つの係止部１６５を有している。係止部１６５は、例えばスチール等の金属で形成されており、一定の可撓性・可塑性を有している。   As shown in the figure, the lens cap 160 includes four claw-shaped locking portions 165 extending toward the inside of the accommodation surface 163 in the vicinity of the accommodation surface 63 of the cap bottom surface 162. The locking portion 165 is made of a metal such as steel and has a certain flexibility and plasticity.

そして、レンズキャップ１６０とレンズ部５０とは、上述同様に、レンズ表面５１と収容面１６３とが一致する。さらに、この係止部１６５がレンズ底面５２とＬＥＤモジュール２０の基板２１との間の隙間１５８に係止することで、レンズキャップ１６０とＬＥＤ光源４０ａのレンズ部５０とが固定される。実施形態と異なり、接着剤等を用いないので、レンズキャップ１６０を取り替えることが比較的容易に行うことができる。   And as for the lens cap 160 and the lens part 50, the lens surface 51 and the accommodation surface 163 correspond similarly to the above-mentioned. Further, the locking portion 165 is locked in the gap 158 between the lens bottom surface 52 and the substrate 21 of the LED module 20, whereby the lens cap 160 and the lens portion 50 of the LED light source 40a are fixed. Unlike the embodiment, since no adhesive or the like is used, the lens cap 160 can be replaced relatively easily.

１０ バックライトモジュール
２０ ＬＥＤモジュール
２０ａ〜２０ｈ 第１〜第８のＬＥＤモジュール
２１ 基板
４０、４０ａ ＬＥＤ光源
５０ レンズ部
５１ レンズ表面
５２ レンズ底面
５３ 空気層
５４ レンズ部材
５５ ＬＥＤ
６０、１６０ レンズキャップ
６１、１６１ キャップ表面
６２、１６２ キャップ底面
６３、１６３ 収容面
６４、１６４ レンズキャップ部材
１５８ 隙間
１６５ 係止部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Backlight module 20 LED module 20a-20h 1st-8th LED module 21 Board | substrate 40, 40a LED light source 50 Lens part 51 Lens surface 52 Lens bottom surface 53 Air layer 54 Lens member 55 LED
60, 160 Lens cap 61, 161 Cap surface 62, 162 Cap bottom surface 63, 163 Housing surface 64, 164 Lens cap member 158 Clearance 165 Locking portion

Claims (2)

点光源をマトリックス状に配置した直下型のバックライトモジュールを有する液晶表示装置であって、
前記バックライトモジュールの四隅に配置される前記点光源に取り付けられたカバーレンズを備えることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device having a direct-type backlight module in which point light sources are arranged in a matrix,
A liquid crystal display device comprising a cover lens attached to the point light source disposed at four corners of the backlight module. 前記点光源は、光源部とレンズ部とを有し、
前記カバーレンズは、前記レンズ部に係止するツメ状の係止部を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。 The point light source has a light source part and a lens part,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the cover lens has a claw-shaped engaging portion that engages with the lens portion.
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