УСТРОЙСТВО ОСВЕЩЕНИЯ, УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ И ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ПРИЕМНИК
LIGHTING DEVICE, REFLECTION DEVICE AND TELEVISION RECEIVER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству освещения, устройству отображения и телевизионному приемнику.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В последние годы при изготовлении устройств отображения изображения, включающих в себя телевизионные приемники, переходят от использования обычных устройств отображения на основе электронно-лучевых трубок к устройствам отображения с тонкими экранами, которые включают в себя жидкокристаллические панели и плазменные панели. С помощью устройств отображения с тонкими экранами можно обеспечивать тонкие устройства отображения изображений. Для жидкокристаллического устройства отображения требуется блок подсветки в качестве отдельного устройства освещения, потому что используемая жидкокристаллическая панель не является светоизлучающим компонентом. Также необходимо, чтобы такой блок подсветки был более тонким. Например, блок освещения, раскрытый в патентном документе 1, используется в жидкокристаллическом устройстве отображения.
Патентный документ 1: японская опубликованная заявка на патент № 2001-93321
Задача, решаемая с помощью настоящего изобретения
Устройство освещения, раскрытое в патентном документе 1, включает в себя множество светопроводящих элементов и множество источников света. Каждый светопроводящий элемент включает в себя пару прозрачных пластин, которые имеют противоположные оконечные части различной толщины. Оконечные части, имеющие большую толщину, и соответствующие оконечные части, имеющие меньшую толщину, оптически бесшовно соединяют. Каждый источник света располагают на задней поверхности смежного светопроводящего элемента в расположении ближе к оконечной части, имеющей большую толщину. Устройство освещения дополнительно включает в себя оптический элемент, конфигурированный для передачи света, излучаемого из источников света, на заднюю поверхность светопроводящего элемента. Поэтому, устройство освещения можно конфигурировать для устройств отображения с большим экраном. С помощью указанной выше конфигурации обеспечивают устройство освещения, которое имеет небольшую толщину и небольшой вес с высокой яркостью и высокой равномерностью яркости в плоскости. С помощью этого устройства освещения обеспечивают яркое и имеющее низкое энергопотребление устройство отображения, которое имеет небольшую толщину и вес, с большим экраном.
Для обеспечения равномерности при полной яркости блока подсветки, свет, который выходит из узла выхода света светопроводящего элемента, должен предпочтительно быть равномерным в плоскости. Когда плоский свет создают, используя множество светопроводящих элементов, как в патентном документе 1, каждый светопроводящий элемент должен быть точно разработан с учетом света, который проходит от смежного светопроводящего элемента.
СУЩНОСТЬ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение было сделано ввиду предшествующих обстоятельств. Задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства освещения, которое имеет улучшенную равномерность яркости в плоскости, устройства отображения, включающего в себя данное устройство освещения, и телевизионного приемника, включающего в себя данное устройство отображения.
Задача, решаемая с помощью настоящего изобретения
Для решения указанной выше задачи устройство освещения настоящего изобретения включает в себя множество источников света и множество светопроводящих элементов. Каждый светопроводящий элемент включает в себя узел выхода света, через который свет от соответствующего источника света выходит, и узел световода, конфигурированный для передачи света от источника света к узлу выхода света. Источники света включают в себя первый источник света и второй источник света. Светопроводящие элементы включают в себя первый светопроводящий элемент и второй светопроводящий элемент. Первый светопроводящий элемент включает в себя первый узел выхода света, через который выходит свет от первого источника света, и первый узел световода, конфигурированный для передачи света от первого источника света к первому узлу выхода света. Второй светопроводящий элемент включает в себя второй узел выхода света, через который выходит свет от второго источника света, и второй узел световода, конфигурированный для передачи света от второго источника света ко второму узлу выхода света. Второй узел выхода света второго светопроводящего элемента располагают над первым узлом световода первого светопроводящего элемента, так что первый узел выхода света первого светопроводящего элемента и второй узел выхода света второго светопроводящего элемента расположены смежно друг с другом на плоскости. Каждый светопроводящий элемент конфигурируют таким образом, что максимальное количество света выходит из области узла выхода света, расположенной ближе к переднему краю, чем середина области между краем узла выхода света, расположенным смежно с узлом световода, и передним краем узла выхода света.
Устройство освещения включает в себя источники света и светопроводящие элементы в парах. В таком устройстве освещения первый узел выхода света первого светопроводящего элемента и второй узел выхода света второго светопроводящего элемента размещают смежно друг с другом на плоскости. Для обеспечения равномерности яркости в плоскости, распределение яркости предпочтительно должно быть равномерно в каждом узле выхода света. Согласно настоящему изобретению, второй узел выхода света второго светопроводящего элемента размещают над первым узлом выхода света первого светопроводящего элемента. Поэтому первый узел выхода света первого светопроводящего элемента и второй узел выхода света второго светопроводящего элемента размещают смежно друг с другом на плоскости. В этом случае свет проходит от второго узла выхода света, который размещают над первым узлом световода, и добавляется к свету первого узла выхода света. Поэтому распределением количества выходящего света нужно управлять с учетом света утечки. Одной из причин появления света утечки является то, что большая или небольшая область поверхности, из которой свет выходит, сформирована в области переднего края второго узла выхода света. Кроме того, свет проходит через промежуток между первым узлом световода и вторым узлом выхода света, даже когда второй узел выхода света размещают над первым узлом световода. Кроме того, свет проходит от (поверхности выхода света) части переднего края второго светопроводящего элемента, когда элемент световода конфигурируют таким образом, что максимальное количество света от области узла выхода света расположено в середине узла выхода света. Поэтому каждый светопроводящий элемент разрабатывают так, чтобы он имел следующие характеристики выходящего света. Максимальное количество света, выходящего из области узла выхода света, расположено ближе к переднему краю, чем середина области между краем узла выхода света, расположенным смежно с узлом световода, и передним краем узла выхода света, когда измеряют распределение количества выходящего света. С помощью этой конфигурации утечка света от второго узла выхода света поступает в первый узел выхода света. При объединении оптических характеристик первого узла выхода света для выходящего света со светом утечки от второго узла выхода света можно обеспечивать равномерность яркости в плоскости. Светопроводящие элементы разрабатывают таким образом, что максимальное количество света выходит из области первого узла выхода света, расположенной ближе к переднему краю, чем ко второму узлу выхода света (со стороны первого узла световода). А именно, свет утечки со стороны второго узла выхода света (со стороны первого узла световода) добавляют к проходящему по первому светопроводящему элементу свету. Поэтому полная яркость первого узла выхода света является равномерной.
Когда измеряют распределение количества выходящего света от узла выхода света каждого светопроводящего элемента, данное измерение показывает, что максимальное количество света выходит из области между краем узла выхода света, расположенным смежно с узлом световода, и передним краем узла выхода света. Количество выходящего света изменяется параболически. Количество выходящего света является небольшим на стороне узла световода и постепенно увеличивается до максимального количества. Количество выходящего света затем постепенно уменьшается от максимального значения и составляет небольшое количество на стороне переднего края. В другом аспекте настоящего изобретения максимальное количество выходящего света измеряют в области, которая ближе к передней стороне узла выхода света, чем середина области между краем узла выхода света, расположенным смежно с узлом световода, и передним краем узла выхода света.
В указанном выше устройстве освещения каждый светопроводящий элемент имеет узел рассеивания света, конфигурированный для рассеивания света. Узел рассеивания света формируют на поверхности, которая расположена напротив поверхности выхода света узла выхода света. Узел рассеивания света является фактором, используемым для определения распределения количества выходящего света из узла выхода света. Узел рассеивания света, сформированный на поверхности напротив поверхности выхода света узла выхода света, можно конфигурировать таким образом, чтобы показатель рассеивания света был различен в областях, для обеспечения различного распределения выходящего света из узла выхода света. Распределение выходящего света из узла выхода света можно определять согласно узлу рассеивания света, в частности, показателя рассеивания света, основываясь на структуре узла рассеивания света. С помощью распределения выходящего света, определенного таким способом, можно обеспечивать предпочтительное устройство освещения, имеющее указанную выше конфигурацию.
Узел рассеивания света конфигурируют таким образом, что показатель рассеивания света в узле выхода света ниже на стороне узла световода, чем на стороне переднего края, и постепенно увеличивается. Конфигурируя узел рассеивания света таким образом, что показатель рассеивания света в узле выхода света ниже на стороне узла световода, чем на стороне переднего края, и постепенно увеличивается, по меньшей мере свет от источников света можно направлять к переднему краю узла выхода света.
Узел рассеивания света включает в себя элементы выхода света, сформированные на поверхности узла выхода света напротив поверхности выхода света. Плотность элементов выхода света в узле выхода света ниже на стороне узла световода, чем на стороне переднего края, и постепенно увеличивается. С такой конфигурацией, в которой плотность элементов выхода света в узле выхода света ниже на стороне узла световода, чем на стороне переднего края, и постепенно увеличивается, показатель рассеивания света можно устанавливать ниже на стороне узла световода, чем на стороне переднего края узла выхода света, и так, чтобы она постепенно увеличивалась.
Узел выхода света каждого светопроводящего элемента имеет поверхность выхода света в краевой поверхности напротив узла световода. Когда поверхность выхода света формируют на краевой поверхности напротив узла световода, свет проходит от поверхности выхода света к узлу выхода света смежного светопроводящего элемента. Поэтому предпочтительно использовать конфигурацию настоящего изобретения.
Источники света и светопроводящие элементы формируют вторичные источники света. Вторичные источники света размещают в двух измерениях на плоскости. В результате обеспечивают плоский свет. Поэтому устройство освещения можно предпочтительно использовать в качестве блока подсветки в устройстве отображения (т.е. в качестве устройства освещения для устройства отображения).
Каждый источник света включает в себя множество элементарных источников света, конфигурированных для излучения света различного цвета. Каждый источник света конфигурируют для генерации белого света, смешивая различные цвета света, излучаемого элементарными источниками света. Источники света могут быть светоизлучающими диодами. Настоящее изобретение можно предпочтительно использовать для таких источников света. В частности, когда используют точечные источники света, такие как светоизлучающие диоды, равномерное распределение яркости в плоскости можно предпочтительно обеспечивать согласно настоящему изобретению.
Затем, для решения указанной ранее задачи устройство отображения настоящего изобретения включает в себя указанное выше устройство освещения и панель дисплея, конфигурированную для обеспечения отображения, используя свет от данного устройства освещения. Примером панели дисплея является жидкокристаллическая панель, включающая в себя пару подложек с жидкими кристаллами, герметизированными между ними. Кроме того, можно обеспечивать телевизионный приемник, включающий в себя такое устройство отображения. Равномерность распределения яркости в плоскости устройства отображения и телевизионного приемника улучшается, в то время как их толщина уменьшается.
Результат изобретения
Согласно настоящему изобретению, можно обеспечить устройство освещения, улучшающее равномерность яркости в плоскости, устройство отображения, включающее в себя данное устройство освещения, и телевизионный приемник, включающий в себя данное устройство отображения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - представление в разобранном перспективном виде, показывающее общую конструкцию телевизионного приемника согласно одному из вариантов осуществления;
фиг. 2 - представление в разобранном перспективном виде, показывающее общую конструкцию панели жидкокристаллического дисплея и блока подсветки;
фиг. 3 - вид сверху блока подсветки;
фиг. 4 - представление поперечного разреза жидкокристаллического устройства отображения по направлению его длинной стороны;
фиг. 5 - увеличенное представление поперечного разреза, показывающее оконечную часть жидкокристаллического дисплея на фиг. 4;
фиг. 6 - увеличенное представление поперечного разреза пластины световода, показанной на фиг. 5;
фиг. 7 - увеличенное представление поперечного разреза нижней оконечной части жидкокристаллического устройства отображения на фиг. 3 по направлению его короткой стороны;
фиг. 8 - увеличенное представление поперечного разреза верхней оконечной части жидкокристаллического устройства отображения на фиг. 3 по направлению его короткой стороны;
фиг. 9 - увеличенное представление поперечного разреза средней части жидкокристаллического устройства отображения на фиг. 3 по направлению его короткой стороны;
фиг. 10 - увеличенное представление поперечного разреза пластины световода, показанной на фиг. 9;
фиг. 11 - вид сверху, показывающий расположение пластин световода;
фиг. 12 - вид сверху пластины световода;
фиг. 13 - вид снизу пластины световода;
фиг. 14 - представление поперечного разреза, показывающее параллельное расположение пластин световода;
фиг. 15 - график, на котором показывают распределение выходящего света из области выхода света пластины световода; и
фиг. 16 - график, на котором показывают распределение плотности перфораций в поверхности рассеяния пластины световода.
Объяснение обозначений
10: Жидкокристаллическое устройство отображения (устройство отображения);
11: жидкокристаллическая панель (панель дисплея);
12: блок подсветки (устройство освещения);
16: LED (источник света, светоизлучающий диод);
16n: первый источник света;
16m: второй источник света;
17: плата LED (монтажная плата);
18: пластина световода (светопроводящий элемент);
18n: первая пластина световода (первый светопроводящий элемент);
18m: вторая пластина световода (второй светопроводящий элемент);
24: отражающий слой;
30: узел монтажа на плате;
31: узел выхода света;
31n: первый узел выхода света;
31m: второй узел выхода света;
32: узел световода;
32n: первый узел световода;
32m: второй узел световода;
36: поверхность выхода света;
37: рассеивающая поверхность (узел рассеивания света);
37a: перфорация;
TV: телевизионный приемник;
TP: скошенная поверхность (поверхность выхода света);
YA: область выхода света; и
200: блок излучения света (вторичный источник света).
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вариант осуществления настоящего изобретения будет объяснен в отношении фигур. В данном варианте осуществления будет объяснен телевизионный приемник, включающий в себя жидкокристаллическое устройство 10 отображения. Оси X, оси Y и оси Z на данных фигурах соответствуют друг другу и указывают соответствующие направления.
Как показано на фиг. 1, телевизионный приемник TV включает в себя жидкокристаллическое устройство 10 отображения (устройство отображения), корпуса Ca и Cb, источник электропитания P и блок настройки T. Жидкокристаллическое устройство 10 отображения помещают между корпусами Ca и Cb с передней и задней сторон. Жидкокристаллическое устройство 10 отображения находится внутри корпусов Ca и Cb. Жидкокристаллическое устройство 10 отображения удерживается с помощью подставки S в вертикальном положении, в котором поверхность отображения 11a устанавливают по существу в вертикальном направлении (в направлении оси Y). Жидкокристаллическое устройство 10 отображения имеет форму вытянутого по горизонтали прямоугольника. Как показано на фиг. 2, жидкокристаллическое устройство 10 отображения включает в себя жидкокристаллическую панель 11, которая является панелью дисплея, и блок 12 подсветки (устройство освещения), который является внешним источником света. Жидкокристаллическую панель 11 и блок 12 подсветки скрепляют вместе с помощью рамки 13, имеющей прямоугольную форму, как показано на фиг. 4.
«Поверхность отображения 11a устанавливают в вертикальном направлении» не ограничивается условием, что поверхность отображения 11a устанавливают параллельно вертикальному направлению. Поверхность отображения 11a можно устанавливать в направлении, которое ближе к вертикальному направлению, чем к горизонтальному направлению. Например, поверхность отображения 11a может быть наклонена от 0° до 45° по отношению к вертикальному направлению, предпочтительно наклонена от 0° до 30°.
Далее будут объясняться жидкокристаллическая панель 11 и блок 12 подсветки, которые включают в себя жидкокристаллическое устройство 10 отображения. Жидкокристаллическая панель (панель дисплея) 11 имеет прямоугольный вид в плане и включает в себя пару прозрачных стеклянных подложек, соединенных вместе с предопределенным промежутком между ними, и жидкие кристаллы, герметизированные между подложками. На одной из стеклянных подложек расположены переключающие компоненты (например, TFT (тонкопленочные транзисторы)), электроды пикселей и выравнивающая пленка. Переключающие компоненты соединяют с линией затвора и линией истока, которые перпендикулярны друг другу. Электроды пикселя соединяют с переключающими компонентами. На другой стеклянной подложке располагают цветные фильтры, включающие в себя предопределенно расположенные цветные узлы R (красный), G (зеленый), B (синий), противоэлектрод и выравнивающую пленку. Поляризующие пластины располагают на внешних поверхностях стеклянных подложек, соответственно.
Далее будет подробно объяснен блок 12 подсветки. Как показано на фиг. 4, блок 12 подсветки включает в себя корпус 14, оптический элемент 15, LED (светоизлучающие диоды) 16, платы 17 LED и пластины 18 световода. Корпус 14 имеет прямоугольную форму и отверстие на стороне жидкокристаллической панели 11 (на стороне выхода света). Оптический элемент 15 размещают так, чтобы он накрывал это отверстие. LED 16 являются источниками света, расположенными в корпусе 14. LED 16 устанавливают на платах 17 LED. Свет, излучаемый из LED 16, направляют к оптическому элементу 15 с помощью пластин 18 световода. Блок 12 подсветки дополнительный включает в себя первый элемент 19 крепления, второй элемент 20 крепления и радиаторы 21. Первый элемент 19 крепления прикрепляет рассеиватели 15a и 15b, которые включает в себя оптический элемент 15, со стороны корпуса 14. Второй элемент 20 крепления прикрепляет рассеиватели 15a и 15b со стороны жидкокристаллической панели 11. Радиаторы 21 обеспечивают для отвода тепла, которое выделяется во время свечения LED 16.
Блок 12 подсветки включает в себя LED (точечные источники света) 16, которые функционируют как первичные источники света, и пластины 18 световода, которые преобразовывают точечный свет в плоский свет. LED 16 и пластины 18 световода функционируют вместе, как вторичные источники света. Как показано на фиг. 10, каждый блок 200 излучения света (вторичный источник света) создают из LED (первичного источника света) 16 и пластины 18 световода. LED монтируют по направлению оси Y, так что они параллельны друг другу. Множество блоков 200 излучения света (двадцать из них показаны на фиг. 3) располагают по направлению оси Y, так что они параллельны друг другу, в так называемом последовательном расположении (см. фиг. 7-9). Кроме того, блок 12 подсветки включает в себя множество блоков 200 излучения света (сорок из них показаны на фиг. 3), расположенных параллельно друг другу в направлении, по существу перпендикулярном направлению последовательного расположения (направлению оси Y) и вдоль поверхности отображения 11a (в направлении оси X). А именно, множество блоков 200 излучения света располагают на плоскости вдоль поверхности отображения 11a (плоскости X-Y), т.е. располагают в двух измерениях параллельно друг другу (см. фиг. 3).
Далее будут подробно объяснены компоненты блока 12 подсветки. Корпус 14 изготавливают из металла, и он имеет форму «неглубокой коробки» (или форму «неглубокого резервуара») с отверстием на стороне жидкокристаллической панели 11, как показано на фиг. 4. Корпус 14 включает в себя нижнюю пластину 14a, боковые пластины 14b и пластины 14c поддержки. Нижняя пластина 14a имеет прямоугольную форму, аналогичную форме жидкокристаллической панели 11. Боковые пластины 14b поднимаются от соответствующих краев нижней пластины 14a. Пластины 14c поддержки выступают по направлению наружу от соответствующих оконечных краев боковых пластин 14b. Направление длинной стороны и направление короткой стороны корпуса 14 соответствуют горизонтальному направлению (направлению оси X) и вертикальному направлению (направлению оси Y), соответственно. Пластины 14c поддержки корпуса 14 конфигурируют таким образом, что первый элемент 19 крепления и второй элемент 20 крепления размещают на них, соответственно, со стороны жидкокристаллической панели 11. У каждой пластины 14c поддержки есть монтажные отверстия 14d, которые являются сквозными отверстиями, для скрепления рамки 13, первого элемента 19 крепления и второго элемента 20 крепления вместе с помощью винтов и которые сформированы в предопределенных местах (см. фиг. 8). Внешняя часть края каждой пластины 14c поддержки на длинной стороне повернута так, чтобы быть параллельной соответствующей боковой пластине 14b (см. фиг. 4). Нижняя пластина 14a имеет отверстия 14e для установки, которые являются сквозными отверстиями для установки в них фиксаторов 23 (см. фиг. 5 и 6). Пластины 18 световода устанавливают на корпус с помощью фиксаторов 23. Нижняя пластина 14a также имеет монтажные отверстия (не показаны). Монтажные отверстия являются сквозными отверстиями для установки плат 17 LED с помощью винтов, и их формируют в предопределенных местах.
Как показано на фиг. 4, оптический элемент 15 располагают между жидкокристаллической панелью 11 и пластинами 18 световода. Он включает в себя рассеиватели 15a и 15b, расположенные на стороне пластин 19 световода, и оптическую пластину 15c, расположенную на стороне жидкокристаллической панели 11. Каждый из рассеивателей 15a и 15b включает в себя прозрачный материал на основе полимера, более толстый, чем оптическая пластина 15c, и большое количество рассеивающих частиц, размещенных случайным образом в данном материале-основе. Рассеиватели 15a и 15b имеют функцию рассеивания света, который передают через них. Рассеиватели 15a и 15b, которые имеют одинаковую толщину, помещают поверх друг друга. Оптическая пластина 15c является тонкой пластиной, имеющей меньшую толщину, чем толщина рассеивателей 15a и 15b. Оптическая пластина 15c включает в себя три пластины, помещенные друг поверх друга, более конкретно, пластину рассеивания, пластину линзы и поляризующую пластину отражающего типа, которые расположены в данном порядке со стороны рассеивателя 15a (15b) (т.е. со стороны задней поверхности).
Первый элемент 19 крепления располагают на внешних частях края корпуса 14 и конфигурируют для поддержания почти всех внешних частей края пластин 15a и 15b рассеивания со стороны корпуса 14. Как показано на фиг. 3, первый элемент 19 крепления включает в себя пару первых узлов 19A фиксации короткой стороны и два отличающихся первых узла 19B и 19C фиксации длинной стороны. Первый узел 19A фиксации короткой стороны располагают вдоль соответствующих коротких сторон корпуса 14. Первые узлы 19B и 19C фиксации длинной стороны располагают вдоль соответствующих коротких сторон корпуса 14. Части первого элемента 19 крепления конфигурируют по-разному в зависимости от расположения при монтаже. Символы 19A-19C используются для того, чтобы независимо ссылаться на части первого элемента 19 крепления. Чтобы сослаться на первый элемент 19 крепления в целом, используется цифра 19 без символов.
Как показано на фиг. 4 и 5, первые узлы 19A фиксации короткой стороны имеют по существу одинаковую конфигурацию. Каждый из них имеет по существу поперечное сечение L-формы по направлениям вдоль поверхности пластины 14c поддержки и внутренней поверхности боковой пластины 14b. Часть каждого первого узла 19 фиксации короткой стороны, которая параллельна пластине 14c поддержки, соединяют с рассеивателем 15b во внутренней области, а со вторым узлом 20A фиксации короткой стороны - во внешней области. Второй узел 20A фиксации короткой стороны будет объясняться позже. Первые узлы 19A фиксации короткой стороны охватывают по существу всю длину пластин 14c поддержки и боковых пластин 14b на коротких сторонах.
Первые узлы 19B и 19C фиксации длинной стороны конфигурируют по-разному. В частности, первый узел 19B фиксации длинной стороны располагают на нижней стороне в вертикальном направлении корпуса 14 (нижняя сторона на фиг. 3). Как показано на фиг. 7, его располагают вдоль внутренней поверхности пластины 14c поддержки и поверхности пластины 18 световода, расположенной на стороне поверхности отображения (поверхности напротив стороны платы 17 LED). Пластину 18 световода располагают смежно с пластиной 14c поддержки. Первый узел 19B фиксации длинной стороны имеет функцию прижатия смежной пластины 18 световода со стороны поверхности отображения. Первый узел 19B фиксации длинной стороны соединяют с рассеивателем 15a, который расположен на стороне поверхности отображения, в области внутреннего края, а со вторым узлом 20B фиксации длинной стороны - в области внешнего края. Второй узел 20B фиксации длинной стороны будет объясняться позже. Область внутреннего края первого узла 19B фиксации длинной стороны имеет ступенчатую часть 19Ba, сформированную так, чтобы она соответствовала форме области внешнего края рассеивателя 15a, который расположен на стороне поверхности отображения. Смежно со ступенчатой частью 19Ba, на первом узле 19B фиксации длинной стороны на внешней стороне относительно ступенчатой части 19Ba формируют углубление 19Bb для соединения с выступом 20Bc второго узла 20B фиксации длинной стороны. Узел 19B фиксации длинной стороны охватывает по существу всю длину пластины 14c поддержки на длинной стороне и несветящиеся части смежных пластин 18 световода (узел 30 монтажа на плате и узел 32 световода). Ширина первого узла 19B фиксации длинной стороны больше ширины других первых узлов 19A и 19C фиксации на область, которая охватывает несветящуюся часть.
Первый узел 19C фиксации длинной стороны расположен на верхней стороне корпуса 14 (верхняя сторона на фиг. 3). Как показано на фиг. 8, первый узел 19C фиксации длинной стороны имеет подобное «кривошипу» поперечное сечение. Он расположен вдоль внутренних поверхностей пластины 14c поддержки, боковой пластины 14b и нижней пластины 14a. Выступ 19Ca поддержки рассеивателя формируют в области первого узла 19C фиксации длинной стороны, параллельной пластине 14c поддержки, чтобы он выступал в сторону поверхности отображения. Выступ 19Ca поддержки рассеивателя имеет поперечное сечение, имеющее форму арки. Он контактирует с рассеивателем 15b со стороны корпуса 14. Выступ 19Cb поддержки пластины световода формируют в области первого узла 19C фиксации длинной стороны, параллельной нижней пластине 14a, чтобы он выступал в сторону поверхности отображения. Выступ 19Cb поддержки пластины световода имеет поперечное сечение, имеющее форму арки. Он контактирует со смежной пластиной 18 световода со стороны задней поверхности. Первый узел 19C фиксации длинной стороны имеет функции присоединения рассеивателей 15a и 15b (т.е. функции поддержки) и пластины 18 световода (т.е. функции поддержки). Область узла 19C фиксации длинной стороны, параллельная пластине 14c поддержки и расположенная внутри относительно выступа 19Ca поддержки рассеивателя, контактирует с оконечной частью пластины 18 световода со стороны задней поверхности. Пластина 18 световода поддерживается в двух точках: в оконечной части с помощью выступа 19Ca поддержки и в основной части с помощью выступа 19Cb поддержки световода. Первый узел 19C фиксации длинной стороны охватывает по существу всю область пластины 14c поддержки и боковую пластину 14b на длинной стороне. Выступающая часть 19Cc поднимается от внешнего края узла 19C фиксации длинной стороны, в направлении краевых поверхностей рассеивателей 15a и 15b.
Как показано на фиг. 3, второй элемент 20 крепления располагают в областях внешних краев корпуса 14. Ширина второго элемента 20 крепления меньше размера соответствующих сторон корпуса 14 и рассеивателей 15a и 15b. Поэтому второй элемент 20 крепления прижимает части внешнего края рассеивателя 15a. Второй элемент 20 крепления включает в себя второй узел 20A фиксации короткой стороны, расположенный на соответствующей области короткого края корпуса 14, и множество вторых узлов 20B и 20C фиксации длинной стороны, которые расположены в каждой области длинного края. Части второго элемента 20 крепления конфигурируют по-разному согласно расположению при монтаже. Символы 20A - 20C используются для независимой ссылки к частям второго элемента 20 крепления. Чтобы обратиться ко второму элементу 20 крепления в целом, используется цифра 20 без символов.
Вторые узлы 20A фиксации короткой стороны располагают вокруг центральных частей соответствующих областей короткого края корпуса 14. Их размещают в части внешнего края первого узла 19A фиксации короткой стороны и фиксируют с помощью винтов. Как показано на фиг. 5, у каждого второго узла 20A фиксации короткой стороны есть фиксирующая лапка 20Aa, которая выдается внутрь от основной части детали, которую прикрепляют винтами. Рассеиватель 15a прижимают краями фиксирующей лапки 20Aa с передней стороны. Жидкокристаллическую панель 11 помещают в фиксирующую лапку 20Aa со стороны поверхности отображения, и она удерживается между рамкой 13 и фиксирующей лапкой 20Aa. Амортизирующие материалы для жидкокристаллической панели 11 располагают на поверхностях фиксирующей лапки 20Aa.
Вторые узлы 20B и 20C фиксации длинной стороны конфигурируют по-разному. Вторые узлы 20B фиксации длинной стороны располагают на нижней стороне корпуса 14 в вертикальном направлении (нижняя сторона на фиг. 3). Как показано на фиг. 3, три вторых узла 20B фиксации длинной стороны располагают по существу с равными интервалами. Один из них располагают приблизительно в середине длинной стороны корпуса 14 на нижней стороне на фиг. 3, а другие два располагают с обеих сторон от того узла, который расположен в середине. Их размещают в области внешнего края первого узла фиксации длинной стороны 19B и прикрепляют винтами. Как показано на фиг. 7, каждый узел 20B фиксации длинной стороны имеет фиксирующую лапку 20Ba с внутренней стороны, аналогично узлу 20A фиксации короткой стороны. Поверхность фиксирующей лапки 20Ba на стороне корпуса 14 прижимает рассеиватель 15a. К ее поверхности со стороны поверхности отображения присоединяют панель жидкокристаллического дисплея 11 через амортизирующие материалы 20Bb. Вторые узлы 20B фиксации длинной стороны имеют размеры, которые больше размеров других вторых узлов 20A и 20C фиксации, которые аналогичны первым узлам 19B фиксации длинной стороны. Выступы 20Bc для позиционирования вторых узлов 20B фиксации длинной стороны относительно первых узлов 19B фиксации длинной стороны формируют на поверхностях вторых узлов 20B фиксации длинной стороны со стороны корпуса 14.
Вторые узлы 20C фиксации длинной стороны располагают на верхней стороне корпуса 14 в вертикальном направлении (верхняя сторона на фиг. 3). Как показано на фиг. 3, два вторых узла 20C фиксации длинной стороны располагают в области длинного края корпуса 14 на верхней стороне на фиг. 3. Их непосредственно помещают на пластину 14c поддержки корпуса 14 и прикрепляют винтами. Как показано на фиг. 8, у каждого второго узла 20C фиксации длинной стороны есть фиксирующая лапка 20Ca на внутренней стороне, аналогично второму узлу 20A фиксации короткой стороны и второму узлу 20B фиксации длинной стороны. Поверхности фиксирующих лапок 20Ca со стороны корпуса 14 прижимают рассеиватель 15a, и к поверхностям со стороны поверхности отображения присоединяют жидкокристаллическую панель 11 через амортизирующие материалы 20Cb. Другие амортизирующие материалы 20Cc обеспечивают между фиксирующими лапками 20Ca вторых узлов 20C фиксации длинной стороны и рамкой 13.
Радиаторы 21 изготавливают из синтетического полимера или металла, имеющего высокую теплопроводность, и их формируют в форме листа. Как показано на фиг. 5 и 7, радиаторы 21 располагают внутри и снаружи корпуса 14, соответственно. Радиатор 21 внутри корпуса 14 помещают между нижней пластиной 14a корпуса 14 и платами 17 LED. У него есть вырезы для компонентов в некоторых областях. Радиатор 21 снаружи корпуса 14 располагают на задней поверхности нижней пластины 14a корпуса 14.
Как показано на фиг. 10, LED 16 монтируют на поверхности плат 17 LED, т.е. LED 16 являются поверхностно монтируемыми LED. Каждый LED 16 имеет подобную бруску габаритную форму, длинное измерение которого имеет горизонтальное направление. LED 16 является LED с боковым направлением излучения. Боковая поверхность каждого LED 16, которая расположена вертикально от поверхности монтажа, является поверхностью 16a излучения света. Поверхность монтажа находится напротив платы 17 LED (т.е. на нижней поверхности, которая контактирует с платой 17 LED). Ось света LA, излучаемого из LED 16, по существу параллельна поверхности 11a отображения панели жидкокристаллического дисплея 11 (поверхности 36 выхода света из пластины 18 световода) (см. фиг. 7 и 10). В частности, ось света LA света, излучаемого из LED 16, соответствует направлению короткой стороны (направлению оси Y) корпуса 14, т.е. вертикальному направлению. Свет проходит вверх в вертикальном направлении (направлении прохождения выходящего света от поверхности 16a выхода света) (см. фиг. 3 и 7). Свет, излучаемый из LED 16, излучается в трех измерениях вокруг оси света LA в указанном угловом диапазоне. Направленность его выше, чем у ламп с холодным катодом. А именно, угловые распределения LED 16 имеют тенденцию, что интенсивность излучения LED 16 значительно высока по оси света LA и резко уменьшается, когда угол к оси света LA увеличивается. Продольное направление LED 16 соответствует направлению длинной стороны корпуса 14 (направлению оси X).
LED 16 включает в себя множество элементарных LED 16c, установленных на плате 16b, которая расположена на противоположной стороне от поверхности 16a излучения света (на задней поверхности). Элементарные LED 16c являются светоизлучающими компонентами. LED 16 размещают в корпусе 16d, и внутреннее пространство корпуса 16d закрывают с помощью полимерного элемента 16e. LED 16 включает в себя три различных вида элементарных LED 16c с различными основными длинами волн излучения. В частности, каждый элементарный LED 16c излучает свет одного цвета: красный (R), зеленый (G) или синий (B). Элементарные LED 16c располагают параллельно друг другу вдоль продольного направления LED 16. Корпус 16d имеет цилиндрическую форму, которая имеет длину в горизонтальном направлении, и белый цвет, что обеспечивает высокое отражение света. Заднюю поверхность платы 16b припаивают к «земле» на плате 17 LED.
Каждую плату 17 LED изготавливают из полимера, и ее поверхность (включающая в себя поверхность, ориентированную на пластину 18 световода) имеет белый цвет, который обеспечивает высокое отражение света. Как показано на фиг. 3, плату 17 LED формируют в форме пластины, имеющей прямоугольный вид в плане. Плата 17 LED имеет длинное измерение, которое меньше короткого измерения нижней пластины 14a, и таким образом она может частично закрывать нижнюю пластину 14a корпуса 14. Платы 17 LED расположены в плоской структуре в виде решетки на поверхности нижней пластины 14a корпуса 14. На фиг. 3 в общей сложности 25 плат 17 LED расположены параллельно друг другу (пять плат вдоль направления длинной стороны корпуса 14 на пять плат вдоль направления короткой стороны). Рисунок схемных соединений, которые являются металлическими пленками, формируют на каждой плате 17 LED, и LED 16 устанавливают в предопределенных местах на плате 17 LED. Платы 17 LED соединяют с внешней управляющей платой (не показана). Управляющую плату конфигурируют для подачи электропитания для включения LED 16 и для выполнения управления запуском LED 16.
Множество LED 16 располагают в плоской структуре в виде решетки на каждой плате 17 LED. Шаг расположения LED 16 соответствует шагу расположения пластин 18 световода, который будет объясняться позже. В частности, в общей сложности 32 LED 16 располагают параллельно друг другу на плате 17 LED (восемь LED вдоль направления длинной стороны платы 17 LED на четыре LED вдоль направления ее короткой стороны). Фотодатчики 22 также устанавливают на соответствующих платах 17 LED. Условия излучения света LED 16 определяют с помощью фотодатчиков 22, и таким образом можно осуществлять управление LED 16 с обратной связью (см. фиг. 4 и 12). У каждой платы 17 LED есть монтажные отверстия 17a для приема фиксатора 23 для установки пластины 18 световода (см. фиг. 5 и 6). У нее также есть отверстия 17b позиционирования для позиционирования пластин 18 световода (см. фиг. 10). Отверстия формируют в местах, которые соответствуют расположению монтажных отверстий пластин 18 световода.
Каждую пластину 18 световода изготавливают из по существу прозрачного (т.е. имеющего высокую возможность передачи света) синтетического полимера (например, поликарбоната), индекс отражения которого значительно выше, чем индекс отражения воздуха. Как показано на фиг. 7-9, пластина 18 световода перемещает свет, излучаемый из LED 16, в вертикальном направлении (в направлении оси Y), передает таким образом свет (в плоском направлении панели (в плоскости X-Y)) и направляет его к оптическому элементу 15 (в направлении Z). А именно, он преобразовывает точечный свет в плоский свет и направляет этот свет к панели жидкокристаллического дисплея 10. Как показано на фиг. 13, пластина 18 световода имеет форму пластины, имеющей прямоугольную форму на виде сверху. Направление длинной стороны пластины 18 световода параллельно оси света LA LED 16 (направлению излучения света) и направлению короткой стороны корпуса 14 (направлению оси Y или вертикальному направлению). Направление короткой стороны параллельно направлению длинной стороны корпуса 14 (направлению оси X или горизонтальному направлению). Далее будет подробно объясняться структура поперечного сечения пластины 18 световода вдоль направления длинной стороны.
Как показано на фиг. 7-9, пластина 18 световода имеет узел 30 монтажа на плате, который расположен в одной из оконечных частей длинного измерения (на стороне LED 16) и прикреплен к плате 17 LED. Другую оконечную часть длинного измерения конфигурируют как узел 31 выхода света, из которого свет выходит к рассеивателям 15a и 15b. Среднюю часть между узлом 30 монтажа на плате и узлом 31 выхода света конфигурируют как узел 32 световода. Узел 32 световода конфигурируют для направления света к узлу 31 выхода света без потери большей части света. А именно, узел 30 монтажа на плате, узел 32 световода и узел 31 выхода света располагают в данном порядке со стороны LED 16 вдоль направления длинной стороны пластины 18 световода, т.е. вдоль оси света LA (направления излучения света) LED 16. Функции пластины 18 световода изменяются вдоль оси света LA LED 16. Узел 30 монтажа на плате и узел 32 световода являются несветящимися частями. Узел 31 выхода света является светящейся частью. В последующем описании точка впереди в направлении от узла 30 монтажа на плате к узла 31 выхода света (в направлении излучения света LED 16 или в направлении вправо на фиг. 7-9) упоминается как в переднем направлении. Точка сзади в направлении от узла 31 выхода света к узлу 30 монтажа на плате (в направлении влево на фиг. 7-9) упоминается как в заднем направлении.
Перед узлом 30 монтажа на плате формируют углубление 33 для размещения LED, так, чтобы оно проходило в направлении оси Z. Поверхность одной из внутренних стенок углубления 33 для размещения LED, которая ориентирована к поверхности 16a излучения света LED 16 (т.е. к передней поверхности), является входной поверхностью 34, через которую входит свет от LED 16. Почти все внешние поверхности узла 32 световода - плоские и гладкие поверхности. Рассеянное отражение не происходит на границах раздела (между поверхностями и внешними слоями воздуха). Углы, под которыми свет падает на границу раздела, больше критического угла, и таким образом свет полностью отражается многократно при прохождении через узел 32 световода и направляется к узлу 31 выхода света. Поэтому менее вероятно, что свет пройдет от узла 32 световода и достигнет других пластин 18 световода.
Элементарные LED 16c из LED 16 излучают пучки света соответствующих цветов RGB. Лучи трех разных цветов смешивают, пока пучок света проходит через узел 32 световода, и преобразовывают в белый свет. Белый свет направляют к узлу 31 выхода света. Выступ 35 позиционирования выступает в сторону задней поверхности. Он расположен в области узла 32 световода ближе к узлу 30 монтажа на плате (ближе к области заднего края). Пластину 18 световода позиционируют относительно платы 17 LED в направлении оси X и направлении оси Y, когда выступ 35 вставляют в отверстие 17b позиционирования платы 17 LED.
Как показано на фиг. 13, LED 16 располагают в углублении 33 для размещения LED, причем вся его внешняя поверхность отделена от внутренних стенок углубления 33 для размещения LED (включающих в себя входную поверхность 34 света) промежутками предопределенных размеров. Промежутки обеспечивают для компенсации ошибки, относящейся к позиционированию монтажной пластины 18 световода относительно платы 17 LED. Промежутки требуются для предоставления возможности теплового расширения пластины 18 световода, которое может произойти из-за тепла, выделяемого во время свечения LED 16. Обеспечивая промежутки между LED 16 и стенками углубления 33 для размещения LED, менее вероятно, что пластина 18 световода коснется LED 16, и таким образом LED 16 защищен от повреждения.
Поверхность узла 31 выхода света, которая обращена к стороне поверхности отображения, которая приблизительно равна всей области поверхности напротив рассеивателя 15b, является поверхностью 36 выхода света. Поверхность 36 выхода света по существу является плоской и гладкой поверхностью. Она по существу параллельна поверхности пластин 15a и 15b рассеивания (или поверхности 11a отображения панели жидкокристаллического дисплея 11) и перпендикулярна входной поверхности 34 света. Поверхность узла 31 выхода света со стороны корпуса 14 (поверхность напротив поверхности 36 выхода света или поверхность, которая обращена к плате 17 LED) обрабатывают для формирования на ней микроскопических неровностей. Поверхность с микроскопическими неровностями - рассеивающая поверхность 37, которая рассеивает свет на границе раздела. Свет, который проходит через пластину 18 световода, рассеивается с помощью границы рассеивающей поверхности 37. А именно, лучи света падают на поверхность 36 выхода света под углами падения света, которые меньше критического угла, и выходят через поверхность 36 выхода света. Как показано на фиг. 13, рассеивающая поверхность 37 имеет линии из множества перфораций 37a (элементов выхода света), которые тянутся прямо вдоль направления короткой стороны пластины 18 световода и параллельны друг другу. Шаг размещения (интервал размещения) перфораций 37a больше на задней стороне узла 31 выхода света, чем на стороне переднего края, и постепенно уменьшается. А именно, плотность перфораций 37a рассеивающей поверхности 37 является низкой на задней стороне и высокой на передней стороне. Ближе к LED 16 плотность становится ниже, а дальше от LED 16 плотность становится выше. С помощью этой конфигурации менее вероятно, что яркость в области узла 31 выхода света ближе к LED 16 будет отличаться от яркости в области узла 31 выхода света дальше от LED 16. В результате равномерное распределение яркости в плоскости можно обеспечивать на поверхности 36 выхода света. Рассеивающую поверхность 37 обеспечивают почти по всей области узла 31 выхода света. Вся эта область по существу перекрывает поверхность 36 выхода света на виде сверху.
Отражающий слой 24 размещают на поверхности узла 31 выхода света и узла 32 световода (включающей в себя рассеивающую поверхность 37) на стороне задней поверхности (со стороны корпуса 14). Отражающий слой 24 конфигурируют для отражения света таким образом, что свет входит в пластину 18 световода. Отражающий слой 24 сделан из синтетического полимера, и его поверхность - белая, что обеспечивает высокий коэффициент отражения света. Отражающий слой 24 располагают так, чтобы он охватывал почти все области узла 31 выхода света и узла 32 световода на виде сверху (см. фиг. 14). С помощью отражающего слоя 24 свет, который проходит через пластину 18 световода, не пройдет, или менее вероятно, что пройдет к стороне задней поверхности, и свет, который рассеивается на рассеивающей поверхности 37, эффективно направляют к поверхности 36 выхода света. Отражающий слой 24 присоединяют к пластине 18 световода с помощью клея в точках в краевых областях, в которых менее вероятно, что они создадут помехи свету, который проходит через пластину 18 световода. Отражающий слой 24 имеет отверстия, через которые проходят выступы 35 позиционирования.
Как показано на фиг. 10, пластина 18 световода имеет плоские поверхности 38 и 41 со стороны корпуса 14 (поверхность напротив платы 17 LED) и со стороны поверхности отображения (поверхность напротив рассеивателей 15a и 15b, которая включает в себя поверхность 36 выхода света), соответственно. Пластина 18 световода также имеет наклонные поверхности 39 и 40 со стороны корпуса 14 и со стороны поверхности отображения, соответственно. Плоские поверхности 38 и 41 параллельны плоскости X-Y (или поверхности отображения 11a). Наклонные поверхности 39 и 40 наклонены относительно плоскости X-Y. В частности, поверхность узла 30 монтажа на плате на стороне корпуса 14 является монтажной поверхностью, которую помещают на плату 17 LED. Для обеспечения устойчивости при монтаже, обеспечивают плоскую поверхность 38 (поверхность, которая параллельна поверхности основной платы 17 LED). Поверхности узла 32 световода и узла 31 выхода света на стороне корпуса 14 формируют непрерывную наклонную поверхность 39. Узел 30 монтажа на плате пластины 18 световода соединяют с платой 17 LED и закрепляют. Узел 32 световода и узел 31 выхода света отделены от платы 17 LED, т.е. они не контактируют с платой 17 LED. Пластину 18 световода удерживают консольным способом, причем узел 30 монтажа на плате на задней стороне является прикрепляющей точкой (или точкой поддержки), а передний край является свободным.
Поверхности всех частей узла 30 монтажа на плате и узла 32 световода и части узла 31 выхода света вблизи узла 32 световода на стороне поверхности отображения формируют непрерывную наклонную поверхность 40. Наклонная поверхность 40 наклонена приблизительно под тем же самым углом и параллельна наклонной поверхности 39 со стороны корпуса 14. А именно, толщина пластины 18 световода является по существу постоянной по всему узлу 32 световода и части узла 31 выхода света вблизи от узла 32 световода (вблизи от LED 16). Поверхность узла 31 выхода света на передней стороне (дальше от LED 16) на стороне поверхности отображения является плоской поверхностью 41. А именно, поверхность 36 выхода света включает в себя плоскую поверхность 41 и наклонную поверхность 40. Большая часть поверхности 36 выхода света на передней стороне является плоской поверхностью 41 и часть ее на стороне узла 31 световода - наклонная поверхность 40. Толщина узла 30 монтажа на плате уменьшается к заднему концу (дальше от узла 32 световода), т.е. узел 30 монтажа на плате имеет клиновидную форму. Часть узла 31 выхода света, смежная с узлом 32 световода, имеет наклонную поверхность 40 на стороне поверхности отображения, и таким образом ее толщина является постоянной. Часть узла 31 выхода света, которая расположена ближе к передней стороне, чем указанная выше часть, имеет плоскую поверхность 41 на стороне поверхности отображения. Поэтому толщина постепенно уменьшается к переднему краю (дальше от узла 32 световода), т.е. узел 31 выхода света имеет клиновидную форму. Длинное измерение (измерение, имеющее размеры в направлении оси Y) плоской поверхности 41 на стороне поверхности отображения меньше длинного измерения плоской поверхности 38 на стороне корпуса 14. Передняя часть узла 31 выхода света имеет толщину, которая меньше толщины задней части узла 30 монтажа на плате. Все внешние границы пластины 18 световода (которые включают в себя краевые поверхности и передние поверхности) являются вертикальными поверхностями, которые расположены по существу вертикально по направлению оси Z.
Как показано на фиг. 12 и 13, пластина 18 световода, имеющая описанную выше структуру поперечного сечения, включает в себя пару углублений 33 для размещения LED для того, чтобы в них размещались LED 16. Пластину 18 световода конфигурируют для приема пучков света от двух различных LED 16 и передачи их к рассеивателям 15a и 15b в оптически независимых условиях. То, как свет передают, будет объясняться наряду с плоской структурой частей пластины 18 световода.
Пластина 18 световода имеет симметричную форму относительно линии, которая проходит через середину короткой стороны (в направлении оси X), как линия симметрии. Углубления 33 для размещения LED узла 30 монтажа на плате располагают симметрично на предопределенном расстоянии от середины короткой стороны (в направлении оси X) пластины 18 световода. Каждое углубление 33 для размещения LED является сквозным отверстием, которое проходит через пластину 18 световода по направлению оси Z, как описано ранее. Боковые стены углублений 33 для размещения LED с обеих сторон LED 16 являются частью узла 30 монтажа на плате, которая параллельна плате 17 LED. Эта конфигурация способствует обеспечению устойчивости при монтаже пластины 18 световода на плате 17 LED. Углубление 33 для размещения LED немного больше полного размера LED 16. А именно, высота (измерение, имеющее размеры в направлении оси Z) и ширина (измерение, имеющее размеры в направлении оси X) немного больше высоты и ширины LED 16. Область входной поверхности 34 света значительно больше, чем поверхность 16a выхода света. Поэтому пучки света, излучаемые радиально из LED 16, входят в пластину 18 световода без каких-либо потерь.
В середине пластины 18 световода в направлении короткой стороны формируют разрез 42 для разделения узла 32 световода и узла 31 выхода света на правую и левую части. Разрез 42 проходит через пластину 18 световода в направлении толщины (направлении оси Z) и по направлению к передней стороне вдоль оси Y с постоянной шириной. Краевые поверхности пластины 18 световода, которые направлены к разрезу 4, формируют краевые поверхности, которые делят узел 32S световода и делят узел 31S выхода света. Данные поверхности являются плоскими и гладкими поверхностями, расположенными по существу прямо вдоль направления оси Z. Все пучки света, проходящие через пластину 18 световода, отражаются от границы раздела между краевыми поверхностями и воздушным слоем разреза 42. Поэтому пучки света не проходят и не смешиваются вместе между разделенными узлами 32S световода, которые ориентированы друг на друга через разрез 42, или между разделенными узлами 31S выхода света, которые ориентированы друг на друга через разрез 42. А именно, разделенные узлы 32S световода и разделенные узлы 31A выхода света имеют оптически независимые конфигурации. Задний конец разреза 42 немного ближе к передней стороне, чем выступ 35 позиционирования, и ближе к задней части, чем область освещения каждого LED 16 (область в пределах углового диапазона с осью света LA LED 16, как центр, и обозначена с помощью линий из чередующихся длинных и коротких штрихов на фиг. 12). При этой конфигурации пучки света, излучаемые из LED 16, непосредственно не входят в смежный разделенный узел 32S световода, который не является целью освещения. Выступы 35 позиционирования симметрично расположены на внешних оконечных областях разделенных узлов 32S световода (оконечных частях по направлению от разреза 42) ближе к задней части, чем области освещения соответствующих LED 16. Поэтому маловероятно, что выступы 35 позиционирования будут препятствием на оптических путях. Разрез 42 не проходит к узлу 30 монтажа на плате. Поэтому разделенные узлы 32 световода соединяются друг с другом и продолжаются в узле 30 монтажа на плате. Это обеспечивает механическую прочность в условиях монтажа. Пластина 18 световода включает в себя две элементарные пластины 18a и 18b световода (соответствующие разделенному узлу 32S световода и разделенному узлу 31S выхода света). Пластины световода блока 18a и 18b оптически независимы друг от друга, и каждую из них обеспечивают для каждого LED 16. Элементарные пластины 18a световода и 18b соединяют друг с другом с помощью узла 30 монтажа на плате. Это упрощает установку пластины 18 световода на плату 17 LED. Отражающий слой 24 размещают по разрезу 42 (см. фиг. 13).
Отверстия 43 для установки фиксатора формируют в краевых областях узла 30 монтажа на плате (в областях ближе к внешней стороне, чем углубление 33 для размещения LED). Отверстия 43 для установки фиксатора являются сквозными отверстиями, обеспечиваемыми для установки пластины 18 световода на плату 17 LED. Как показано на фиг. 6, каждый фиксатор 23 включает в себя монтажную пластину 23a, вставляемый штифт 23b и пару ограничителей 23c. Монтажная пластина 23a параллельна узлу 30 монтажа на плате. Вставляемый штифт 23b выступает из монтажной пластины 23a в направлении толщины (в направлении оси Z) узла 30 монтажа на плате. Ограничители 23c выступают от конца вставляемого штифта 23b по направлению к монтажной пластине 23a. Вставляемый штифт 23b фиксатора 23 вставляют в отверстие 43 для установки фиксатора узла 30 монтажа на плате и в монтажное отверстие 17a платы 17 LED. Ограничители 23c фиксатора 23 прижимают к краям вокруг монтажного отверстия 17a. В результате пластину 18 световода устанавливают и прикрепляют к плате 17 LED. Как показано на фиг. 5 и 11, у одного вида фиксаторов 23 есть один вставляемый штифт 23b, выступающий из монтажной пластины 23a, а у другого вида есть два вставляемых штифта 23b, выступающих из монтажной пластины 23a. Первый вид фиксаторов 23 вставляют в отверстия 43 для установки фиксатора, расположенные в оконечных областях в корпусе 14. Другой вид фиксаторов 23 предназначен для соединения двух пластин 18 световода, которые параллельны друг другу, и таким образом две пластины 18 световода являются вместе наклонными. Как показано на фиг. 6 и 12, углубления 44 для приема фиксаторов, предназначенные для приема фиксаторов 23 монтажной пластины 23a, обеспечивают вокруг отверстий 43 для установки фиксатора. С углублениями 44 для приема фиксаторов, монтажная пластина 23a не выступает из узла 30 монтажа на плате в переднюю сторону, и таким образом расстояния можно уменьшать, т.е. толщину блока 12 подсветки можно уменьшать.
Как показано на фиг. 12 и 13, у каждого узла 30 монтажа на плате есть углубление 45 для размещения фотодатчика между углублениями 33 для размещения LED. Углубление 45 для размещения фотодатчика является сквозным отверстием для размещения фотодатчика 22, установленного на плате 17 LED. Предопределенное количество фотодатчиков 22 располагают нерегулярно, т.е. между определенными LED на платах 17 LED. А именно, некоторые из углублений 45 для размещения фотодатчика пластин 18 световода в корпусе 14 не содержит фотодатчики 22. Каждый узел 30 монтажа на плате имеет вырезы 46 в области, которая ближе к задней части, чем углубление 33 для размещения фотодатчика. Вырезы 46 расположены симметрично. Каждый вырез 46 проходит полностью через узел 30 монтажа на плате, аналогично углублению 33 для размещения LED, но он открыт на заднем крае. Винт (не показан) для установки платы 17 LED на корпус 14 вставляют в вырез 46. Некоторые из вырезов не используются для пластин 18 световода в корпусе 14, поскольку некоторые из углублений 45 для размещения фотодатчиков не используются.
Как описано выше, большое количество пластин 18 световода размещают в решетчатой и плоской структуре в пределах области нижней пластины 14a корпуса 14. Расположение пластин 18 световода будет объясняться подробно. Сначала будет объясняться расположение в направлении последовательного расположения (в направлении оси Y). Как показано на фиг. 9, пластины 18 световода устанавливают таким образом, что узлы 32 световода и узлы 31 выхода света отделены от плат 17 LED. Узел 32 световода и узел 31 выхода света каждой пластины 18 световода перекрывают почти всю область узла 30 монтажа на плате и узла 32 световода расположенной смежно пластины 18 световода на передней стороне (верхней стороне в вертикальном направлении) с передней стороны. А именно, узел 30 монтажа на плате и узел 32 световода пластины 18 световода на передней стороне перекрывают узел 32 световода и узел 31 выхода света пластины 18 световода на задней стороне на виде сверху. Узел 30 монтажа на плате и узел 32 световода, которые являются несветящейся частью пластины 18 световода, закрыты узлом 32 световода и узлом 31 выхода света смежной пластины 18 световода. А именно, узел 30 монтажа на плате и узел 32 световода прикрыты на стороне рассеивателя 15b, и только светящаяся часть, т.е. поверхность 36 выхода света узла 31 выхода света не прикрыты. В такой конфигурации поверхности 36 выхода света пластин 18 световода непрерывно расположены без промежутков в направлении последовательного расположения. Почти все задние поверхности узла 32 световода и узла 31 выхода света закрыты отражающим слоем 24. Поэтому даже когда свет отражается входной поверхностью 34 света, и происходит утечка, свет утечки не поступает в смежную пластину 18 световода на заднюю сторону. Узел 32 световода и узел 31 выхода света пластины 18 световода на задней стороне (стороне передней поверхности) поддерживаются смежной перекрывающейся пластиной 18 световода на передней стороне (стороне задней поверхности) со стороны корпуса 14. Наклонная поверхность 40 пластины 18 световода на стороне поверхности отображения и наклонная поверхность 39 на стороне корпуса 14 имеют по существу те же самые углы наклона, и они параллельны друг другу. Поэтому промежутки не создаются между накладывающимися пластинами 18 световода, и пластины 18 световода на стороне задней поверхности поддерживают пластины 18 световода на стороне корпуса 14 без зазора. Только части передней стороны узлов 32 световода пластин 18 световода на задней стороне накрывают узлы 30 монтажа на плате пластин 18 световода на передней стороне. Части задней стороны обращены к платам 17 LED.
Структура в перпендикулярном направлении к направлению последовательного расположения (направлению оси X) показана на фиг. 5 и 11. Пластины 18 световода не накладываются друг на друга на виде сверху. Они расположены параллельно друг другу с предопределенными промежутками между ними. С помощью промежутков воздушные слои обеспечивают между пластинами 18 световода, смежными друг с другом в направлении оси X. Поэтому пучки света не проходят и не смешиваются между пластинами 18 световода, смежными друг с другом, в направлении оси X, и таким образом пластины 18 световода оптически независимы друг от друга. Размер промежутков между пластинами 18 световода равен или меньше размера разреза 42.
Как показано на фиг. 3 и 11, большое количество пластин 18 световода располагают в плоской структуре в корпусе 14. Поверхность выхода света блока 12 подсветки формируют с помощью множества разделенных узлов 31S выхода света. Как описано выше, разделенные узлы 32S световода и разделенные узлы 31S выхода света пластин 18 световода оптически независимы друг от друга. Включением и выключением LED 16 управляют независимо. Выходящим светом (количеством света, излучением или отсутствием излучения света) от разделенных узлов 31S выхода света можно управлять независимо. Запуском блока 12 подсветки можно управлять, используя технологию активной области, которая обеспечивает управление выходящим светом для каждой области. Это значительно улучшает контраст, что очень важно для эффективности дисплея жидкокристаллического устройства 10 отображения.
В блоке подсветки 12, включающем в себя такие LED 16 и пластины 18 световода, выходящий свет из поверхности 16a выхода света, когда LED 16 включен, проходит через промежуток между LED 16 и входной поверхностью 34 света и затем через входную поверхность 34 света. Свет входит в пластину 18 световода через входную поверхность 34 света, полностью отражается границей раздела между узлом 32 световода и внешним пространством и направляется к узлу 31 выхода света. Свет не выходит во внешнее пространство при прохождении через узел 32 световода, и таким образом никакой света утечки не появляется. Свет, который достигает узла 31 выхода света, рассеивается с помощью рассеивающей поверхности 37, сформированной на поверхности напротив поверхности 36 выхода света, и отражается с помощью отражающего слоя 24 на задней поверхности. В результате свет направляют на поверхность 36 выхода света. Некоторые лучи света, рассеянного с помощью рассеивающей поверхности 37, отраженные с помощью отражающего покрытия 24, падают на поверхность 36 выхода света под углами, которые меньше критического угла. Лучи света выходят из пластины 18 световода через поверхность 36 выхода света и уходят во внешнее пространство. Пучки света, которые падают на поверхность 36 выхода света под углами, которые больше критического угла, полностью отражаются поверхностью 36 выхода света и рассеиваются с помощью рассеивающей поверхности 37. Пучки света неоднократно отражаются и рассеиваются, и затем выходят из поверхности 36 выхода света. Свет, который выходит из каждой пластины 18 световода, является рассеянным. Лучи рассеянного света ориентированы так, чтобы равномерно распространяться в пределах всей области поверхности 36 выхода света блока 12 подсветки, когда они проходят через рассеиватели 15a и 15b и оптическую пластину 15c. В таком случае они формируют по существу плоский свет и освещают жидкокристаллическую панель 11.
С таким выходящим светом, как показано на фиг. 14, одинаковое количество света выходит к жидкокристаллической панели 11 через светоизлучающую область YA, соответствующую поверхности 36 выхода света (области пластины 18n световода между передним краем Y1 пластины 18m световода с задней стороны и передним краем Y2 пластины 18n световода). На фиг. 14 различные LED 16 упоминаются как первый источник света 16n и второй источник света 16m, и различные пластины 18 световода упоминаются как первая пластина 18n световода и вторая пластина 18m световода. Кроме того, узел 32 световода и узел 31 выхода света на стороне первой пластины 18n световода упоминаются, как узел 32n световода и узел 31n выхода света, соответственно. Узел 32 световода и узел 31 выхода света на стороне второй пластины 18m световода упоминаются, как узел 32m световода и узел 31m выхода света, соответственно. Как описано ранее, поверхность узла 31 выхода света на стороне корпуса 14 (поверхность напротив поверхности 36 выхода света или поверхность, ориентированную на плату 17 LED) обрабатывают для формирования на ней микроскопических неровностей. Свет, который проходит через пластину 18 световода, рассеивается с помощью границы раздела рассеивающей поверхности 37. А именно, лучи света падают на поверхность 36 выхода света под углами падения света, которые меньше критического угла (лучи света, которые нарушают полное отражение), и выходят из поверхности 36 выхода света к жидкокристаллической панели 11.
Как описано ранее, перфорации 37a формируют в рассеивающей поверхности 37 таким образом, что их ряд располагают параллельно друг другу с предопределенными интервалами, каждый из которых тянется прямо вдоль направления короткой стороны пластины 18 световода (см. фиг. 13). Шаг массива (интервал массива) перфораций 37a больше на задней стороне узла 31 выхода света и становится меньше к переднему краю (отдаленному от центра концу). Плотность перфораций 37a в рассеивающей поверхности 37 (количество перфораций 37a в области блока в направлении оси Y) становится ниже на задней стороне (ближе к LED 16) и выше на передней стороне (дальше от LED 16). Распределение плотности перфораций 37a показано на фиг. 16.
На фиг. 16 сплошная линия показывает кривую распределения плотности, относящейся к перфорациям 37a, сформированным в каждой пластине 18 световода, используемой в данном варианте осуществления. Линии из чередующихся длинных и коротких штрихов показывают теоретическую кривую распределения плотности, относящуюся к одной пластине световода, у которой есть перфорации, сформированные таким образом, что количество выходящего света является постоянным по направлению оси Y, и которая используется одна (т.е. свет излучается от одного LED и выводится через одну пластину световода). По отношению к такой пластине световода, которая имеет перфорации, сформированные таким образом, что количество выходящего света является постоянным по направлению оси Y (обозначено с помощью линий из чередующихся длинных и коротких штрихов на фиг. 15), плотность перфораций постепенно увеличивается со стороны Y1, постепенно изменяясь, как показано на фиг. 16.
Когда пластины 18 световода, имеющие перфорации, распределение плотности которых имеет простое постепенное изменение, обозначенное с помощью линий из чередующихся длинных и коротких штрихов на фиг. 16, размещают в последовательном расположении, количество выходящего света из области выхода света YA пластины 18n световода на фиг. 14 становится значительно больше на стороне Y1 ближе к переднему краю пластины 18m световода. Это может быть из-за света, который выходит из поверхности переднего края (поверхности выхода света) TP пластины 18m световода на задней стороне, или света, который проходит через небольшой промежуток между пластинами 18n световода и 18m. Если количество выходящего света является слишком большим, то яркость на поверхности 36 выхода света может быть неравномерной. Когда распределение плотности имеет простое постепенное изменение, обозначенное с помощью линий из чередующихся длинных и коротких штрихов на фиг. 16, количество выходящего света на стороне Y2 ближе к переднему краю пластины 18n световода также становится слишком большим из-за света утечки от переднего края Y2 пластины 18n световода. В результате яркость на поверхности 36 выхода света может быть неравномерной. В данном варианте осуществления распределение плотности немного ниже, чем теоретическое распределение плотности (обозначено с помощью линий из чередующихся длинных и коротких штрихов на фиг. 16) на задней стороне (т.е. на стороне Y1 ближе к переднему краю пластины 18m световода на задней стороне), как показано сплошной линией на фиг. 16. Распределение плотности выше, чем теоретическое распределение плотности в средней области ((Y1+Y2)/2), и немного ниже, чем теоретическое распределение плотности на передней стороне (т.е. на стороне Y2 ближе к переднему краю пластины 18n световода). Поэтому каждая пластина 18 световода излучает количество света, показанное с помощью сплошной линии на фиг. 15.
Каждую пластину 18 световода данного варианта осуществления конфигурируют таким образом, что максимальное количество света выходит из области узла 31 выхода света, расположенной ближе к переднему краю, чем середина области от узла 32 световода до переднего края узла 31 выхода света. Свет, включающий в себя свет утечки от поверхности переднего края TP пластины 18m световода на задней стороне и свет утечки от переднего края Y2, выходит из пластины 18n световода в последовательном расположении. Поэтому равномерное распределение яркости в плоскости можно обеспечивать на поверхности 36 выхода света.
Как показано на фиг. 14, блок 12 подсветки данного варианта осуществления включает в себя вторичные источники 200 света (блоки излучения света), каждый из которых создан из LED 16 и пластины 18 световода. Первый узел 31n выхода света первой пластины 18n световода и второй узел 31m выхода света второй пластины 18m световода находятся смежно друг с другом на плоскости. Второй узел 31m выхода света второй пластины 18m световода размещают над первым узлом 32n световода первой пластины 18n световода. В результате первый узел 31n выхода света первой пластины 18n световода и второй узел 31m выхода света второй пластины 18m световода расположены смежно друг с другом на плоскости. В этом случае свет пропускают от второго узла 31m выхода света, размещенного над первым узлом 32n световода, к первому узлу 31 выхода света. Поэтому распределением количества выходящего света от первого узла 31n выхода света нужно управлять с учетом данной света утечки. Одной из причин света утечки является то, что большая или небольшая область поверхности, из которых свет выходит (т.е. поверхности выхода света), сформирована в области переднего края второго узла 31m выхода света. Кроме того, свет проходит через промежуток между первым узлом 32n световода и вторым узлом 31m выхода света, даже когда второй узел 31m выхода света расположен над первым узлом 32n световода. Кроме того, свет проходит от (поверхности выхода света) передней части второй пластины 18m световода, когда вторую пластину 18m световода конфигурируют таким образом, что максимальное количество света выходит из области узла 31m выхода света, расположенной в середине узла 31m выхода света. Поэтому каждую пластину 18 световода данного варианта осуществления разрабатывают так, чтобы она имела следующие светоизлучающие характеристики. Когда измеряют распределение количества выходящего света из узла 31 выхода света каждой пластины 18 световода, данное измерение показывает, что максимальное количество света выходит из области узла 31 выхода света, расположенной ближе к переднему краю, чем середина области от узла 32 световода до переднего края узла 31 выхода света. При данной конфигурации распределение яркости в первом узле выхода света 31n становится равномерным из-за света утечки со стороны второго узла 31m выхода света. Пластину 18n световода разрабатывают таким образом, что максимальное количество света выходит из области узла 31 выхода света, расположенной ближе к переднему краю, чем середина области от узла 32 световода до переднего края узла 31 выхода света. А именно, свет утечки со стороны второго узла 31m выхода света (со стороны первого узла 32n световода) добавляют к проходящему по первой пластине 18n световода свету. Поэтому полная яркость первого узла 31n выхода света является равномерной.
В данном варианте осуществления обеспечивают блок 12 подсветки, который имеет небольшую толщину и равномерную яркость. Поэтому обеспечивают жидкокристаллический дисплей 10 и телевизионный приемник, которые имеют небольшую толщину.
<Другие варианты осуществления>
Настоящее изобретение не ограничено приведенными выше вариантами осуществления, объясненными в приведенном выше описании. Техническая область применения настоящего изобретения может включать в себя, например, следующие варианты осуществления.
(1) В приведенном выше варианте осуществления распределением количества света, который выходит из узла выхода света через поверхность выхода света, управляют с помощью рассеивающей поверхности. Однако данным распределением можно управлять с помощью отражающей пластины, имеющей неровную поверхность. В приведенном выше варианте осуществления в поверхности каждого узла выхода света напротив поверхности выхода света формируют перфорации, как элементы выхода света. Однако, данную поверхность можно формировать неровно или с точками для элементов выхода света для излучения света из узла выхода света.
(2) В приведенном выше варианте осуществления один разрез формируют в каждой пластине световода, чтобы разделить узел выхода света и узел световода (входную поверхность света) на две части, соответственно. Однако два разреза можно формировать в каждой пластине световода для формирования более двух разделенных частей выхода света и более двух разделенных частей световода (входных поверхностей света). При этой конфигурации больше двух LED вместе накрывают одной пластиной световода, и это делает монтаж блока подсветки проще.
(3) В приведенном выше варианте осуществления каждая пластина световода имеет разрез, который делит узел выхода света и узел световода на две части, соответственно, чтобы они все вместе накрывали множество LED. Однако каждую пластину световода можно обеспечивать без разреза, и она может накрывать один LED (т.е. у нее есть одна входная поверхность света). При такой конфигурации свет от соседнего LED, который не накрыт этой конкретной пластиной световода, не входит в пластину световода. А именно, поддерживается оптическая независимость каждой пластины световода.
(4) В приведенном выше варианте осуществления каждая пластина световода имеет прямоугольное представление в плане. Однако каждая пластина световода может иметь квадратное представление в плане. Длину, ширину, толщину и контур каждого узла монтажа на плате, узла световода и узла выхода света можно гибко определять.
(5) В приведенном выше варианте осуществления LED и пластины световода расположены в двух измерениях параллельно друг другу внутри корпуса. Однако они могут быть расположены в одном измерении параллельно друг другу. В частности, LED и пластины световода располагают параллельно друг другу только в вертикальном направлении, или их располагают параллельно друг другу только в горизонтальном направлении.
(6) В приведенном выше варианте осуществления, каждое углубление для размещения LED имеет отверстие на задней стороне, и соответствующая входная поверхность света подвергается воздействию света из внешнего пространства на задней стороне. Однако углубление для размещения LED может быть сформировано, как сквозное отверстие, которое проходит в направлении толщины пластины световода и имеет обод с закрытым концом, и входная поверхность света не может подвергаться воздействию света из внешнего пространства на задней стороне.
(7) В приведенном выше варианте осуществления каждый LED включает в себя три различных элементарных LED, конфигурированных для излучения соответствующих цветов RGB. Однако можно использовать LED, каждый из которых включает в себя один элементарный LED, конфигурированный для излучения одного синего или фиолетового цвета, и каждый из которых конфигурируют для излучения белого света, используя флуоресцентный материал.
(8) В приведенном выше варианте осуществления каждый LED включает в себя три различных элементарных LED, конфигурированных для излучения соответствующих цветов RGB. Однако можно использовать LED, каждый из которых включает в себя три различных элементарных LED, конфигурированных для излучения, соответственно, голубого (C), пурпурного (M) и желтого (Y) цветов, или белые LED.
(9) В приведенном выше варианте осуществления в качестве точечных источников света используют LED. Однако можно использовать другие точечные источники света, помимо LED. Кроме того, в приведенном выше варианте осуществления в качестве источников света используют точечные источники света. Однако можно использовать линейные источники света, такие как лампы с холодным катодом и лампы с горячим катодом.
(10) В приведенном выше варианте осуществления в качестве переключающих компонентов жидкокристаллического устройства отображения используют TFT. Однако описанную выше технологию можно применять к жидкокристаллическим устройствам отображения, включающим в себя другие переключающие компоненты, кроме TFT (например, тонкопленочный диод (TFD)). Кроме того, данную технологию можно относить не только к цветным жидкокристаллическим устройствам отображения, но также и к черно-белым жидкокристаллическим устройствам отображения. Кроме того, в указанном выше варианте осуществления используют жидкокристаллическое устройство отображения, включающее в себя жидкокристаллическую панель как компонент дисплея. Данную технологию можно применять к устройствам отображения, включающим в себя другие типы компонентов дисплея.