JP3127478U - Conical prism type LCD backlight illumination device - Google Patents

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Abstract

【課題】LCDが高輝度及び高飽和度の色彩を呈することの出来る円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置を提供すること。
【解決手段】LCDと、複数個のLEDと、及び散熱台座によって構成された円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置であって、前記LEDはLCDの後方に装着されたハイパワーLEDであり、各LEDにはいずれも発光点を含み、前記発光点の外部には透光性カバー体をパッケージしてあり、前記発光点の発光経路上には円錐状プリズムを設置してある。前記LEDの周囲には導熱基板を設置し、前記散熱台座はLEDの後方に装着してある。前記散熱台座のLED周囲には反射面を設置してある。
【選択図】図3
To provide a conical prism type LCD backlight illumination device in which an LCD can exhibit high brightness and high saturation color.
A conical prism-type LCD backlight illumination device comprising an LCD, a plurality of LEDs, and a heat dissipation pedestal, wherein the LEDs are high-power LEDs mounted on the back of the LCD, Each LED includes a light emitting point, a light-transmitting cover body is packaged outside the light emitting point, and a conical prism is installed on the light emitting path of the light emitting point. A heat conductive substrate is installed around the LED, and the heat dissipation pedestal is mounted behind the LED. A reflective surface is provided around the LED of the heat dissipation pedestal.
[Selection] Figure 3

Description

本考案は、円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置、特にモジュール化組み立てや製造及びメンテナンスが容易で、且つ均一で飽和した輝度及び色合いを呈することの出来るLCDバックライト照明装置に関するものである。   The present invention relates to a conical prism type LCD backlight illumination device, and more particularly to an LCD backlight illumination device that can be easily assembled, manufactured, and maintained, and can exhibit uniform and saturated luminance and color.

現在、LCDバックライト照明装置は、白光CCFL(冷陰極チューブ)を主体としており、CCFLをLCDの背後に設置して、導光板、拡散板、増光シートへ発光投射させ、更にLCDの上に投光して、LCD上の画面が現れるようにしている。
LCDのサイズが益々大きくなるにつれ、CCFL及び駆動回路の需要も増えている。
大サイズのLCDバックライト照明機能を達成するには、多数のCCFLを直列、並列しなければならない。
At present, the LCD backlight illumination device mainly uses white light CCFL (cold cathode tube). The CCFL is installed behind the LCD to emit light and project onto the light guide plate, diffusion plate, and light-intensifying sheet, and then projected onto the LCD. The screen on the LCD appears to light up.
As the size of LCDs grows larger, so does the demand for CCFLs and drive circuits.
In order to achieve a large size LCD backlight illumination function, multiple CCFLs must be in series and parallel.

ところが、先天的な要素のために、CCFLには以下のような欠点がある。
(1)CCFLの明るさが不均一であり、たとえ最大限にCCFLを直列・並列しても、LCDの寸法範囲内において、得られる明るさは依然として均一ではない。この点は、特に大サイズLCDにおいて顕著である。
(2)CCFLの寿命が短く、約4000〜6000時間使用すると明るさが減衰し始め、しかも交換が容易でなく、LCDの使用寿命を大幅に短縮している。
(3)CCFLの色彩飽和度が不足、その色温度は約4800Kであり、従って、NTSCで規範された色域の僅か80%しか達成できない。
特に赤色の表現が悪く、高規格の色彩ニーズに対応できない。例えば、計器で測定する場合や特定の色彩表現を要する環境下では、その色彩の欠陥が明らかに見られる。
(4)CCFLは電力消費が比較的大きく、且つ製作時に有害物質である「水銀」が含まれており、環境保護にとっては明らかに傷害をもたらす。
そのため、京都議定書には2006年7月1日から使用禁止が明記されている。
従って、その他のバックライト光源を採用することは、LCDの発展上必然的趨勢である。
However, due to innate elements, CCFL has the following drawbacks.
(1) The brightness of the CCFL is uneven, and even if the CCFLs are connected in series and in parallel, the brightness obtained is still not uniform within the LCD size range. This point is particularly noticeable in large-size LCDs.
(2) The life of the CCFL is short, and when it is used for about 4000 to 6000 hours, the brightness begins to attenuate, and it is not easy to replace, and the service life of the LCD is greatly shortened.
(3) The color saturation of CCFL is insufficient and its color temperature is about 4800K. Therefore, only 80% of the color gamut specified by NTSC can be achieved.
In particular, the red color is poorly expressed and cannot meet the high-standard color needs. For example, when measuring with a meter or in an environment that requires a specific color expression, the color defect is clearly seen.
(4) CCFL has a relatively large power consumption and contains “mercury” which is a harmful substance at the time of manufacture, which is obviously harmful to environmental protection.
For this reason, the Kyoto Protocol states that it will be banned from July 1, 2006.
Therefore, the use of other backlight light sources is an inevitable trend for LCD development.

現在、業界で普遍的に採用されている技術は、LEDをバックライト光源とすることで、LEDを小サイズのLCDスクリーンに応用することはすでにある期間行われている。
例えば、携帯電話・PDAなど、近年は更に、技術の向上で、LEDの明るさが大幅に向上し、加えて軽く・堅固且つ寿命が比較的長く、起動反応が速いので、多くの大サイズLCDの選択対象となっている。
Currently, the technology that is universally adopted in the industry is that LED is used as a backlight light source, and application of LED to a small-size LCD screen has already been performed for a certain period of time.
In recent years, for example, cellular phones and PDAs, the technology has been further improved, and the brightness of LEDs has been greatly improved. In addition, it is light and solid, has a relatively long life, and has a quick startup response. It is a selection target.

一般に、LEDをLCDバックライト光源とする設置方法は、LCDの片側、又は両側に数量の等しくないLEDを装着し、電源を入れたとき、LED光源がLCDの上に投射し、LCDの映像を現す。   In general, the LED is used as an LCD backlight light source. The LED light source is projected onto the LCD when an LED with an unequal quantity is mounted on one or both sides of the LCD and the power is turned on. Appear.

一般のLED光線は均一に散射せず、小さい範囲内に集中し、LCD上のLED投射光線がある区域で特に明るくなる反面、その明るい区域の周囲ではハッキリ明るさの減衰が見られ、且つ色彩も均一に表現されない。   General LED rays do not scatter uniformly, concentrate within a small area, and become particularly bright in areas with LED projection rays on the LCD. Is not evenly expressed.

又、前述のLCD装置は、一部のバックライト装置のエレメントが損壊した場合、いずれも単独に交換することが出来ず、全体を取り替えなければならないので、コストが高くなる。且つ大サイズLCDについていえば、単一のエレメントが損壊しただけで全部を取り替えることは、浪費であるばかりでなく、LCDの廃品も又環境保護の負担を増やすことになる。   Further, the above-mentioned LCD device cannot be replaced individually when some of the elements of the backlight device are damaged, and the entire device must be replaced, which increases the cost. And for large size LCDs, it is not only wasteful to replace a single element that is damaged, but LCD waste also increases the burden of environmental protection.

以上の点に鑑み本考案者は、LCDの背後から投光する方式で、LEDの投光を円錐状プリズムによって90度屈折させると、LED全体の明るさ及び色彩を均一に表現できることに気づいた。
更に特殊散熱メカニズムによってハイパワーLEDの発熱故障及び明るさの減衰などの問題を解決し、且つ独立モジュール設計によってメンテナンスを容易にする等の研究開発及び実験によって、ついに本案に係る円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置の研究開発に成功した。
In view of the above points, the present inventor has realized that the brightness and color of the entire LED can be expressed uniformly by refracting the light emitted from the LED by 90 degrees using a conical prism. .
Furthermore, the conical prism-type LCD according to this proposal is finally obtained through research and development and experiments, such as solving problems such as heat generation failure and brightness attenuation of high-power LEDs through a special heat dissipation mechanism, and facilitating maintenance through independent module design. We have succeeded in research and development of backlight illumination devices.

本考案の主要目的は、ハイパワーLEDを光源として、光線を円錐状プリズムの上に投射し、適当な角度で反射板の周囲に屈折させ、更に導光板の上に反射させて光線を均一にLCD上に反射させることによって、LCDが高輝度及び高飽和度の色彩を呈することの出来る円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置を提供することにある。   The main purpose of the present invention is to use a high power LED as a light source, project a light beam onto a conical prism, refract it around the reflector at an appropriate angle, and further reflect it onto the light guide plate to make the light beam uniform. It is an object of the present invention to provide a conical prism type LCD backlight illumination device in which the LCD can exhibit high brightness and high saturation color by being reflected on the LCD.

本考案のもう一つの目的は、特殊な散熱メカニズムを提供し、単一規格のバックライト照明モジュールを大量生産できるようにすることによって、熱によって生じる故障率を引き下げ、大サイズLCDの生産合格率及び輝度を向上させることの出来る円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to reduce the failure rate caused by heat by providing a special heat dissipating mechanism and mass production of single-standard backlight lighting modules, and the production pass rate of large size LCD Another object of the present invention is to provide a conical prism type LCD backlight illumination device capable of improving luminance.

本考案のもう一つ別の目的は、前記LEDを小型モジュールで構成することによって、単一エレメントが損壊した場合、損壊した部分のモジュールを直接交換して、大サイズLCDのメンテナンスを簡便にすることの出来る円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to construct the LED as a small module, so that when a single element is damaged, the damaged part of the module is directly replaced to facilitate maintenance of a large-size LCD. An object of the present invention is to provide a conical prism type LCD backlight illuminating device.

前述した目的を達成できる円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置は、LCDと、複数個のLEDと、散熱台座と、を含む。
前記LEDはハイパワーLEDであり、LCDの後方に装着され、十分な光線を生じてLCDの上に投射するためのもので、各LEDにはいずれも発光点を含み、前記発光点の外部には透光性カバー体をパッケージしてある。前記LEDの発光経路上には円錐状のプリズムを設置してある。
前記LEDの周囲に導熱基板を設置し、前記散熱台座はLEDの後方装着され、前記散熱台座のLED周囲には斜面をなす反射面を設置してある。
発光点から光線が生じると、光線を前記円錐状プリズムの上に投射し、前記円錐状プリズムを経由して光線を適当な角度に屈折させ、更に前記反射面によって導光板及び拡散板へ投射して光線を均一にLCDの上に分布させることが出来る。
前記ハイパワーLEDによって生じる熱エネルギーは、導熱基板によって散熱台座に導引され、製品の安定性を確保することが出来る。
A conical prism-type LCD backlight illumination device that can achieve the above-described object includes an LCD, a plurality of LEDs, and a heat dissipation pedestal.
The LED is a high-power LED, and is mounted behind the LCD to generate a sufficient ray of light and project it onto the LCD. Each LED includes a light emitting point and is outside the light emitting point. Is packaged with a translucent cover. A conical prism is installed on the light emission path of the LED.
A heat conducting substrate is installed around the LED, the heat dissipating pedestal is mounted behind the LED, and a reflective surface forming an inclined surface is installed around the LED of the heat dissipating pedestal.
When a light beam is generated from the light emitting point, the light beam is projected onto the conical prism, refracted at an appropriate angle via the conical prism, and further projected onto the light guide plate and the diffusion plate by the reflecting surface. Thus, the light beam can be uniformly distributed on the LCD.
The thermal energy generated by the high power LED is guided to the heat dissipation pedestal by the heat conductive substrate, and the stability of the product can be ensured.

本考案は、LCDにおいて高輝度及び高飽和度の色彩を表現させ、製造コストを軽減し、更に大サイズLCDの生産合格率を向上させ、且つメンテナンスを容易にするので、特に大サイズLCDでの使用に適合するものである。   The present invention expresses high brightness and high saturation color in the LCD, reduces the manufacturing cost, further improves the production pass rate of the large size LCD, and facilitates the maintenance, particularly in the large size LCD. It is suitable for use.

以下図面を参照して本考案に係る円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置について説明する。   Hereinafter, a conical prism type LCD backlight illumination device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1〜図3を参照して説明する。
本考案に係る円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置は、LCD1と、複数個のLED2と、散熱台座3によって形成される。
前記LCD1は、画面を表すためのもので、その後方に拡散板11及び導光板12を設置してある。
A description will be given with reference to FIGS.
The conical prism type LCD backlight illumination device according to the present invention is formed by an LCD 1, a plurality of LEDs 2, and a heat dissipation pedestal 3.
The LCD 1 is for representing a screen, and a diffusion plate 11 and a light guide plate 12 are installed behind the LCD 1.

前記拡散板11は光源の光を接収すると共に均一に分布させ、光線が一点に集中するのを避けるためである。
前記導光板12は、更に光線を一歩進めて均一に分布することによって、LCD1の画面の明るさや色彩飽和度を全面的に一致させることが出来る。
前記LED2は、LCD1の後方に装着され、光線を生じてLCD1の上に投射するためで、又このLED2は、ハイパワーLEDであり、十分な光線を生じることが出来るものである。
This is because the diffusion plate 11 receives the light from the light source and distributes it uniformly so as to avoid the light rays from being concentrated at one point.
The light guide plate 12 can further match the brightness and color saturation of the screen of the LCD 1 by further advancing the light beam one step and uniformly distributing it.
The LED 2 is mounted behind the LCD 1 so as to generate a light beam and project it onto the LCD 1. The LED 2 is a high power LED and can generate a sufficient light beam.

前述LED2には、いずれも発光点21を含む。
前記発光点21の外部には透光性カバー体22をパッケージしてあり、前記LED2の発光経路には円錐状プリズム23が設置され、発光点21から光線が生じると、光線を前記円錐状プリズム23の上に投射し、前記円錐状プリズム23によって光線を適当な角度に屈折させる。
Each of the LEDs 2 includes a light emitting point 21.
A light-transmitting cover 22 is packaged outside the light emitting point 21, and a conical prism 23 is installed in the light emitting path of the LED 2. When a light beam is generated from the light emitting point 21, the light beam is transmitted to the conical prism. Then, the light beam is refracted at an appropriate angle by the conical prism 23.

更に後述の反射面31・32によってLCD1の上に投射することが出来る。
前記LED2の周囲には、ナノメーター・プロセスによる超導熱基板としての導熱基板24を設け、ハイパワーLED2から生じる熱エネルギーを後述の散熱台座3の上に導引して、製品の安定性を確保することが出来る。
Further, it can be projected onto the LCD 1 by reflecting surfaces 31 and 32 described later.
Around the LED 2, a heat conductive substrate 24 as a super heat conductive substrate by a nanometer process is provided, and the heat energy generated from the high power LED 2 is guided onto a heat dissipation pedestal 3 to be described later, thereby ensuring the stability of the product. I can do it.

前記散熱台座3は、LED2の後方に装着され、前記LED2及び関連電気回路単元(図示せず)を取り付けるためのもので、前記散熱台座3においては、LED2の周囲に反射面31・32を設置する。
前記反射面31・32は斜面をなし、前記円錐状プリズム23からきた光線を接収すると共に、屈折させてLCD1の上に投射させることが出来る。
The heat dissipating pedestal 3 is mounted behind the LED 2 to attach the LED 2 and related electric circuit units (not shown). In the heat dissipating pedestal 3, reflective surfaces 31 and 32 are installed around the LED 2. To do.
The reflecting surfaces 31 and 32 are inclined so that the light rays coming from the conical prism 23 can be received and refracted and projected onto the LCD 1.

一つ一つのLED2はモジュール化設計となっているので、本考案によれば製造及びメンテナンスの面でかなり便利で、故障したLED2を単独に置き換えることが出来、全体のバックライト照明装置を交換する必要がない。   Since each LED 2 has a modular design, according to the present invention, it is quite convenient in terms of manufacturing and maintenance, the failed LED 2 can be replaced independently, and the entire backlight illumination device is replaced. There is no need.

以上の構造によって、本考案の操作では、前記発光点21から先ず発光し、この光線が発光経路を経由して円錐状プリズム23の上に投射され、前記円錐状プリズム23によって適当な角度の屈折を行う。
然る後、反射面31、32の上に投射される。
前記反射面31・32が更に光線を屈折させてLCD1の上に投射させる。
Due to the above structure, in the operation of the present invention, light is first emitted from the light emitting point 21, and this light beam is projected onto the conical prism 23 via the light emission path, and is refracted at an appropriate angle by the conical prism 23. I do.
Thereafter, the light is projected onto the reflection surfaces 31 and 32.
The reflection surfaces 31 and 32 further refract the light and project it onto the LCD 1.

光線が何回も屈折されるため、LCD1の上に均一に分散され、光線が直接LCD1上の一点に集中して明るさが不均一になる欠点を避けることが出来る。
又、製品の寿命を延長することが出来る。
Since the light beam is refracted many times, it is possible to avoid the disadvantage that the light beam is uniformly dispersed on the LCD 1 and the light beam is directly concentrated on one point on the LCD 1 and the brightness is not uniform.
In addition, the product life can be extended.

又、本考案ではハイパワーLED2を採用しているが、その熱エネルギーは前記導熱基板24を経由して散熱台座3の上に伝導され、前記散熱台座3自体の面積分布に加え、銅・アルミ・鉄などの高度散熱性、低コストの材質によって、熱エネルギーを適当に分散させ、製品の耐用性を増進することが出来る。   Further, in the present invention, the high power LED 2 is adopted, but its thermal energy is conducted on the heat dissipation pedestal 3 via the heat conducting substrate 24, and in addition to the area distribution of the heat dissipation pedestal 3 itself, copper / aluminum・ High heat dissipating and low cost materials such as iron can disperse heat energy appropriately and improve product durability.

前述のLCD1内側の反射面31の高さはLCD周囲の反射面32よりやや低くなっている。その目的は、各LED2の光が周囲のLED2の範囲まで延伸し、光線が一層拡散でき、且つ周囲のLED2の光線と重なり、前記LCD1上の光線が一層均一になるようにするためである。   The height of the reflective surface 31 inside the LCD 1 is slightly lower than the reflective surface 32 around the LCD. The purpose is to allow the light from each LED 2 to extend to the area of the surrounding LED 2 so that the light rays can be further diffused and overlap the light from the surrounding LED 2 to make the light rays on the LCD 1 more uniform.

又、本考案のモジュール化設計は、製品を一層生産し易くする。
そして本考案では、前記散熱台座3の上に位置決め点33を設けることによってLED2の装着をし易くしている。
具体的には、導熱基板24の上にノッチ25を設け、LED2と導熱基板24がノッチ25によって快速に散熱台座3の上に位置決めされ、スピーディに生産できるようにしてある。
Moreover, the modular design of the present invention makes it easier to produce products.
In the present invention, the LED 2 is easily mounted by providing the positioning point 33 on the heat dissipation pedestal 3.
Specifically, a notch 25 is provided on the heat conductive substrate 24, and the LED 2 and the heat conductive substrate 24 are positioned on the heat dissipation pedestal 3 quickly by the notch 25 so that they can be produced quickly.

上述した詳細な説明は本考案の実施可能な実施例についての具体的説明であるが、前記実施例の記載は本考案の請求の範囲を制限するものではなく、凡そ本考案の技術精神を逸脱せずになされる等価の実施または変更は、すべて本考案に含まれるものである。   The above detailed description is a specific description of an embodiment in which the present invention can be implemented. However, the description of the embodiment does not limit the scope of the claims of the present invention, and departs from the technical spirit of the present invention. All equivalent implementations or modifications made without this are intended to be included in the present invention.

本考案に係る円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置の斜視図である。1 is a perspective view of a conical prism type LCD backlight illumination device according to the present invention. 前記円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置の断面図である。It is sectional drawing of the said conical prism type | mold LCD backlight illumination apparatus. 前記円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置の作動原理図である。It is an operation principle diagram of the conical prism type LCD backlight illumination device.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・・・・LCD
11・・・・・拡散板
12・・・・・導光板
2・・・・・・LED
21・・・・・発光点
22・・・・・透光性カバー体
23・・・・・円錐状プリズム
24・・・・・導熱基板
25・・・・・ノッチ
3・・・・・・散熱台座
31・・・・・反射面
32・・・・・反射面
33・・・・・位置決め点
1. LCD
11 ... Diffusion plate 12 ... Light guide plate 2 ... LED
21... Light emitting point 22... Translucent cover body 23... Conical prism 24. Heat dissipation pedestal 31 ... reflective surface 32 ... reflective surface 33 ... positioning point

Claims (3)

LCDと、発光点を有する複数個のハイパワーLEDと、散熱台座と、を含み、
前記複数個のLEDは、前記LCDの後方に装着され、前記発光点外部には透光性カバー体をパッケージし、前記LEDの発光経路上に円錐状プリズムを設置し、前記LEDの台座周囲には導熱基板を設置してあり、
前記散熱台座は、前記LEDの後方に装着され、前記LED及び関連電気回路単元を装着するためのもので、前記散熱台座のLED周囲には反射面を設置してある、前記反射面は斜面をなし、
前述LED発光点から発射された光線は、円錐状プリズムの角度によって屈折し、周囲の反射面へ投射し、更に反射面から導光板及び拡散板へ屈折投射して光線がLCDの上に均一に現れるようにしたことを特徴とする、
円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置。
Including an LCD, a plurality of high power LEDs having a light emitting point, and a heat dissipation pedestal,
The plurality of LEDs are mounted behind the LCD, a light-transmitting cover body is packaged outside the light emitting point, a conical prism is installed on the light emitting path of the LED, and the LED base is surrounded. Has a heat conducting board installed,
The heat dissipating pedestal is mounted behind the LED and is used for mounting the LED and related electric circuit unit. A reflecting surface is provided around the LED of the heat dissipating pedestal. None,
The light beam emitted from the LED light emitting point is refracted according to the angle of the conical prism, projected onto the surrounding reflection surface, and further refracted from the reflection surface to the light guide plate and the diffusing plate, so that the light beam is uniformly projected on the LCD. Characterized by appearing,
Conical prism type LCD backlight illumination device.
前記LCD内側の反射面の高さを、LCD周囲の反射面よりやや低くすることによって、各LEDの光が一層拡散されるようにしたことを特徴とする、請求項1に記載の円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置。 The conical prism according to claim 1, wherein the light of each LED is further diffused by making the height of the reflective surface inside the LCD slightly lower than the reflective surface around the LCD. LCD backlight illumination device. 前記LCDの背面側に拡散板及び導光板を設置して、LEDの投射光線が導光板及び拡散板を経由して更にLCDの上に均一に投射されるようにしたことを特徴とする、請求項1に記載の円錐状プリズム式LCDバックライト照明装置。
The diffusing plate and the light guide plate are installed on the back side of the LCD, and the projection light of the LED is further uniformly projected onto the LCD through the light guide plate and the diffusing plate. Item 4. The conical prism type LCD backlight illumination device according to Item 1.
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