ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ И ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ПРИЕМНИК
ILLUMINATION DEVICE, DISPLAY DEVICE AND TELEVISION RECEIVER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к осветительному устройству, устройству отображения и телевизионному приемнику.
ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ТЕХНИКИ
Жидкокристаллическая панель, применяемая, например, для такого жидкокристаллического устройства отображения, как жидкокристаллический телевизор, не излучает свет, и поэтому в качестве отдельного осветительного устройства требуется устройство задней подсветки. Известно устройство задней подсветки, которое устанавливают за жидкокристаллической панелью (со стороны, противоположной стороне поверхности изображения). Устройство задней подсветки содержит основание, содержащее окно на поверхности со стороны жидкокристаллической панели, несколько источников света (например, СД (светодиодов)), заключенных в основании в качестве ламп, и оптический элемент (рассеиватель и т.п.), обеспеченный в окне основания и эффективно выпускающий свет, излучаемый источниками света, в сторону жидкокристаллической панели.
Когда источники света в устройстве задней подсветки излучают свет как точечные источники, свет от точечных источников превращается в свет от планарного источника с помощью оптического элемента, чтобы сделать равномерной яркость света подсветки в плоскости. Однако, когда свет от точечного источника недостаточно превращается в свет от планарного источника, вдоль схемы расположения источников света формируется изображение точечных ламп, что искажает качество отображения жидкокристаллического устройства отображения.
Для устранения формирования изображения ламп в устройстве задней подсветки, требуется, например, увеличивать число источников света, подлежащих установке, чтобы уменьшить расстояние между источниками света, которые являются смежными, или увеличивать коэффициент рассеяния рассеивателя. Однако, когда число источников света увеличивают, то стоимость устройства задней подсветки возрастает, а также увеличивается энергопотребление. Когда увеличивают коэффициент рассеяния рассеивателя, то невозможно повысить яркость, что требует невыгодного увеличения числа источников света. В таком случае, известное устройство задней подсветки, обеспечивающее снижение энергопотребления и устранение формирования изображения ламп, описано в следующем патентном документе 1.
Устройство задней подсветки, описанное в патентном документе 1, содержит рассеиватель, обеспеченный в направлении потока света от множества источников света. Точечный рельеф для модулированного света наносят на рассеиватель печатью. В частности, диаметр точки, расположенной непосредственно над каждым источником света, является большим. Диаметр точки уменьшают по мере удаления от каждого источника света. В соответствии с данной конфигурацией, свет, излучаемый источниками света, используется эффективно, и, тем самым, свет с равномерной яркостью может излучаться без увеличения энергопотребления каждого источника света.
Патентный документ 1: Публикация японского нерассмотренного патента № 2005-117023
ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Так как в устройстве, описанном в патентном документе 1, точечный рельеф для модулированного света формируют по всему рассеивателю, то свет от источников света, главным образом, отражается точками, и яркость всего устройства задней подсветки, обычно, ослабляется. Так как диаметр точки, расположенной непосредственно над источником света, является большим, особенно, когда источник света установлен в центральной зоне устройства задней подсветки, то яркость в центральной зоне освещаемой поверхности может ослабляться. Когда устройство задней подсветки применяют для устройства отображения, человеческие глаза обычно обращают внимание на центральную область экрана отображения. Поэтому, когда яркость в центральной зоне снижена, область низкой яркости обычно бросается в глаза, что может заметно ухудшить визуальное восприятие. Следовательно, еще остается возможность усовершенствований при разработке устройства задней подсветки для снижения энергопотребления и устранения формирования изображений ламп.
РАСКРЫТИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение создано с учетом вышеприведенных обстоятельств. Целью настоящего изобретения является предоставление осветительного устройства, выполняющего задачу снижения стоимости, уменьшения энергопотребления и устранения формирования изображения ламп. Другой целью настоящего изобретения является предоставление устройства отображения, содержащего осветительное устройство. Еще одной целью настоящего изобретения является предоставление телевизионного приемника, содержащего устройство отображения.
СРЕДСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
Для решения упомянутой задачи, осветительное устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит множество точечных источников света, основание, вмещающее точечные источники света и содержащее окно, через которое выходит свет, излучаемый точечными источниками света, и оптический элемент, обращенный к точечным источникам света и выполненный с возможностью покрытия окна. Точечные источники света расположены с относительно небольшими промежутками в зоне с высокой плотностью расположения источников света, и точечные источники света расположены с относительно большими промежутками в зоне с низкой плотностью расположения источников света. Оптический элемент содержит светоотражательный участок для перекрытия, по меньшей мере, зоны основания с низкой плотностью расположения источников света. Светоотражательный участок выполнен с возможностью отражения света, излучаемого точечными источниками света.
Таким образом, точечные источники света расположены так, что обеспечены зона с высокой плотностью расположения источников света и зона с низкой плотностью расположения источников света. Тем самым, для снижения стоимости и экономии энергии можно уменьшить число точечных источников света, по сравнению со случаем, когда по всему основанию сформирована зона с высокой плотностью расположения источников света. Так как расстояние между точечными источниками света, которые являются смежными в зоне с низкой плотностью расположения источников света, сравнительно больше, то, когда формируют зону с низкой плотностью расположения источников света, то свет, излучаемый точечными источниками света, вероятно, достигает оптического элемента без перемешивания света от разных источников. В результате, яркость в области, совмещенной с точечными источниками света на оптическом элементе, локально повышается, что приводит к формированию изображения ламп. В таком случае, в настоящем изобретении, оптический элемент содержит светоотражательный участок, отражающий свет от каждого точечного источника, сформированного, по меньшей мере, в области, совмещенной с зоной с низкой плотностью расположения источников света. Вследствие этого, свет, излучаемый точечными источниками света в зоне с низкой плотностью расположения источников света, в основном, отражается однократно в сторону основания светоотражательным участком. Свет отражается в основании, при этом свет перемешивается и может снова достигать оптического элемента. Тем самым можно получить почти равномерную яркость по всему оптическому элементу и можно устранить формирование изображения ламп.
Оптический элемент может содержать светоотражательный участок так, чтобы перекрывать каждый точечный источник света в горизонтальной проекции.
Так как свет, излучаемый точечными источниками света, непременно достигает светоотражательного участка в соответствии с данной конфигурацией и может отражаться в сторону основания светоотражательным участком, при этом лучи перемешиваются между собой, то можно дополнительно устранить формирование изображения ламп.
Светоотражательный участок может иметь планарную область большую, чем каждый точечный источник света.
Так как свет, излучаемый точечными источниками света, непременно может отражаться светоотражательным участком в соответствии с данной конфигурацией, то можно дополнительно устранить формирование изображения ламп.
Светоотражательный участок может быть сформирован так, что коэффициент светоотражения участка оптического элемента, совмещенного с зоной с низкой плотностью расположения источников света, является наибольшим.
Свет, излучаемый точечными источниками света, может отражаться, главным образом, в области, совмещенной с зоной с низкой плотностью расположения источников света на оптическом элементе, в зону с низкой плотностью расположения источников света, в которой, в основном, обычно формируется изображение ламп, в соответствии с данной конфигурацией. Вследствие этого, свет от точечных источников света, очевидно, должен перемешиваться, и можно соответственно устранять формирование изображения ламп.
Оптический элемент может содержать светоотражательный участок на поверхности, обращенный к одному из точечных источников света.
Так как свет, приходящий к оптическому элементу от точечных источников света непременно может отражаться в соответствии с данной конфигурацией, то можно устранять формирование изображения ламп.
Светоотражательный участок может быть сформирован тем, что оптический элемент подвергают процессу печати.
Таким образом, внешний вид рельефа светоотражательного участка можно надлежащим образом спроектировать при формировании светоотражательного участка посредством процесса печати, и рельеф светоотражательного участка 50 можно легко сформировать соответственно проекту.
Основание может содержать зону с высокой плотностью расположения источников света в средней зоне основания.
В соответствии с данной конфигурацией можно повысить яркость в центральной зоне освещаемой поверхности осветительного устройства. Поэтому, в устройстве отображения, содержащем осветительное устройство, обеспечивается также высокая яркость в центральной зоне экрана отображения. Так как человеческие глаза обычно обращают внимание на центральную область экрана отображения, то посредством обеспечения высокой яркости в центральной зоне экрана отображения, можно получить хорошее визуальное восприятие.
Основание может содержать зону с низкой плотностью расположения источников света на своем внешнем боковом участке.
Зона с высокой плотностью расположения источников света может быть меньше, чем зона с низкой плотностью расположения источников света.
Таким образом, зона с высокой плотностью расположения источников света имеет площадь меньше, чем площадь зоны с низкой плотностью расположения источников света, и, следовательно, можно дополнительно уменьшить число точечных источников света и можно ожидать значительных результатов по снижению стоимости и экономии энергии.
Осветительное устройство может дополнительно содержать линзу рассеивателя, обеспеченную, по меньшей мере, со стороны выхода света точечных источников света, которые расположены в зоне с низкой плотностью расположения источников света. Линза рассеивателя может быть сконфигурирована с возможностью рассеивания света, излучаемого точечными источниками света.
В соответствии с данной конфигурацией, свет, излучаемый точечными источниками света, сначала рассеивается линзой рассеивателя. Даже когда применяются точечные источники света, имеющие высокий коэффициент направленности света, коэффициент направленности снижается. В результате, свет от точечных источников света, которые являются смежными, перемешивается также в зоне с низкой плотностью расположения источников света, в которой точечные источники света размещены относительно редко, что позволяет дополнительно устранять формирование изображения ламп. Формирование изображения ламп в зоне с низкой плотностью расположения источников света можно также дополнительно устранять за счет влияния светоотражательного участка, сформированного в области, совмещенной с зоной с низкой плотностью расположения источников света оптического элемента.
Линза рассеивателя может иметь круглую форму в горизонтальной проекции.
Так как, в данном случае, свет от точечных источников света почти равномерно рассеивается линзами рассеивателя на 360 градусов, то можно дополнительно устранять формирование изображения ламп.
Линза рассеивателя может иметь поверхность входа света, обращенную к одному из точечных источников света и получающую свет от точечного источника света. Поверхность входа света может содержать углубление со стороны входа света так, чтобы перекрывать точечный источник света. Углубление со стороны входа света может быть углублено в сторону оптического элемента. Углубление со стороны входа света может иметь боковую стенку, наклоненную так, чтобы быть обращенной к точечному источнику света.
В соответствии с данной конфигурацией, свет, излучаемый точечными источниками света, входит, главным образом, в углубление со стороны входа света каждой линзы рассеивателя. В данном контексте, углубление со стороны входа света имеет боковую стенку, наклоненную так, чтобы быть обращенной к каждому точечному источнику света. Поэтому свет, входящий в углубление со стороны входа света, достигает боковой стенки и может преломляться в линзе рассеивателя под широким углом (то есть во внешнюю сторону от внутренней стороны линзы рассеивателя) сквозь боковую стенку. Тем самым, можно дополнительно устранить локальное повышение яркости в области, совмещенной с точечными источниками света, в линзе рассеивателя и можно дополнительно устранить формирование изображения ламп.
Линза рассеивателя может иметь поверхность выхода света, обращенную к оптическому элементу, и свет, излучаемый точечным источником света и входящий в линзу рассеивателя, выходит из поверхности выхода света. Поверхность выхода света может содержать углубление со стороны выхода света так, чтобы перекрывать точечный источник света. Углубление со стороны выхода света может быть углублено в сторону точечного источника света.
В данном случае, количество света, приходящего от точечных источников света, в области, совмещенной с точечными источниками света, на поверхности выхода света, очевидно, должно увеличиваться по сравнению с количеством света в другой области, что, очевидно, должно локально повышать яркость. В поверхности выхода света сформировано углубление со стороны выхода света в положении, совмещенном с точечными источниками света. Поэтому, свет от точечных источников света может преломляться под широким углом углублением со стороны выхода света, или свет от точечных источников света может частично отражаться. Тем самым можно устранить локальное повышение яркости в области, совмещенной с точечными источниками света на поверхности выхода света, и можно дополнительно устранить формирование изображения ламп.
По меньшей мере, поверхность входа света линзы рассеивателя может быть подвергнута обработке для придания шероховатости поверхности.
Таким образом, свет может дополнительно эффективно рассеиваться при подвержении линз рассеивателя обработке для придания шероховатости поверхности, например, поверхностному травлению.
Оптический элемент может быть светорассеивающим элементом, выполненным с возможностью рассеяния света от точечных источников света.
В данном случае, можно управлять светопропусканием в каждой области оптического элемента посредством распределения коэффициента светоотражения оптического элемента. Кроме того, свет может рассеиваться светорассеивающим элементом. Тем самым, в осветительном устройстве можно дополнительно устранять формирование изображения ламп.
Точечные источники света могут быть светодиодами.
Следовательно, можно обеспечить более продолжительный срок службы, снижение энергопотребления и т.п. источников света.
Далее, для решения вышеприведенной проблемы, устройство отображения в соответствии с настоящим изобретением содержит осветительное устройство и панель отображения, выполненную с возможностью обеспечения отображения с использованием света от осветительного устройства.
Так как осветительное устройство может иметь меньшую стоимость и устранять формирование изображения ламп, то упомянутое устройство отображения может иметь меньшую стоимость и обеспечивать хорошее отображение с устранением формирования изображения ламп.
Примеры панели отображения содержат жидкокристаллическую панель. Данная панель отображения может применяться для различных применений в качестве жидкокристаллического устройства отображения, например, телевизионного приемника и дисплея для персонального компьютера. Устройство отображения пригодно, в частности, для экрана большого размера.
Телевизионный приемник в соответствии с настоящим изобретением содержит устройство отображения.
Данный телевизионный приемник может обеспечивать устройство с превосходным визуальным восприятием.
ПОЛЕЗНЫЙ ЭФФЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Осветительное устройство в соответствии с настоящим изобретением может обеспечить снижение стоимости и энергопотребления и получение почти равномерной подсветки, без формирования изображения ламп. Так как устройство отображения в соответствии с настоящим изобретением содержит данное осветительное устройство, то устройство отображения может обеспечить снижение стоимости и хорошее отображение. Кроме того, так как телевизионный приемник в соответствии с настоящим изобретением содержит данное устройство отображения, то телевизионный приемник может обеспечить устройство с превосходным визуальным восприятием.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - вид в перспективе с пространственным разделением компонентов, схематически представляющий конфигурацию телевизионного приемника в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - вид в перспективе с пространственным разделением компонентов, схематически представляющий конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения, содержащегося в телевизионном приемнике;
Фиг.3 - вид в разрезе, представляющий конфигурацию в разрезе в направлении короткой стороны жидкокристаллического устройства отображения;
Фиг.4 - вид в плане, схематически представляющий конфигурацию платы светодиодов, содержащейся в жидкокристаллическом устройстве отображения;
Фиг.5 - схематический вид способа размещения светоотражательных участков, сформированных на поверхности, обращенной к плате светодиодов, на рассеивателе, содержащемся в устройстве задней подсветки;
Фиг.6 - вид в разрезе, схематически представляющий конфигурацию светодиодного источника света, обеспеченного на плате светодиодов;
Фиг.7 - вид в разрезе, представляющий модификацию способа размещения светоотражательных участков;
Фиг.8 - график, представляющий изменение светоотражения в направлении оси Y рассеивателя, изображенного на Фиг.7;
Фиг.9 - вид в перспективе с пространственным разделением компонентов, схематически представляющий конфигурацию телевизионного приемника в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.10 - вид в разрезе, представляющий конфигурацию в разрезе в направлении короткой стороны жидкокристаллического устройства отображения, содержащегося в телевизионном приемнике;
Фиг.11 - вид в плане, схематически представляющий конфигурацию платы светодиодов, содержащейся в жидкокристаллическом устройстве отображения;
Фиг.12 - вид в разрезе, представляющий модификацию способа размещения светоотражательных участков в жидкокристаллическом устройстве отображения, изображенном на Фиг.11.
НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
<Первый вариант осуществления>
Первый вариант осуществления поясняется ниже со ссылкой на Фиг.1-6.
Сначала приведено описание конфигурации телевизионного приемника TV, содержащего жидкокристаллическое устройство 10 отображения.
Как показано на Фиг.1, телевизионный приемник TV в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит жидкокристаллическое устройство 10 отображения, переднюю и заднюю части Ca, Cb корпуса, которые вмещают между собой жидкокристаллическое устройство 10 отображения, источник P питания, селектор T каналов и подставку S. Жидкокристаллическое устройство 10 отображения (устройство отображения) имеет, в целом, прямоугольную форму с горизонтальной длинной стороной. Жидкокристаллическое устройство 10 отображения размещено в вертикальном положении. Как показано на Фиг.2, жидкокристаллическое устройство 10 отображения содержит жидкокристаллическую панель 11 в качестве панели отображения и устройство 12 задней подсветки (осветительное устройство) в качестве внешнего источника света. Жидкокристаллическая панель 11 и устройство 12 задней подсветки закреплены, как одно целое, оправой 13, имеющей форму рамки, и т.п.
Затем приведено описание жидкокристаллической панели 11 и устройства 12 задней подсветки, содержащихся в жидкокристаллическом устройстве 10 отображения (смотри Фиг.2 и 3).
Жидкокристаллическая панель (панель отображения) 11 имеет такую конфигурацию, в которой пара стеклянных подложек соединена с предварительно заданным зазором между ними, и между стеклянными подложками загерметизирован жидкий кристалл. На одной из стеклянных подложек обеспечены переключающие компоненты (например, TFT (тонкопленочные транзисторы)), соединенные с линиями стока и линиями затвора, которые взаимно перпендикулярны, пиксельные электроды, соединенные с переключающими компонентами, ориентирующая пленка и т.п. На другой подложке обеспечены цветные светофильтры, содержащие цветные секции, такие как секции R (красного), G (зеленого) и В (синего) цветов, расположенные предварительно заданным способом, противоэлектроды, ориентирующая пленка и т.п. Поляризационные пластины 11a, 11b закреплены на внешних поверхностях подложек (смотри Фиг.3).
Как показано на Фиг.2, устройство 12 задней подсветки содержит основание 14, набор 15 оптических листов (рассеиватель, оптический элемент, светорассеивающий элемент 15a и множество оптических листов 15b, которые обеспечены между рассеивателем 15a и жидкокристаллической панелью 11), и рамку 16. Основание 14 имеет, по существу, форму короба и содержит окно 14b со стороны поверхности выхода света (со стороны жидкокристаллической панели 11). Набор 15 оптических листов обеспечен так, чтобы покрывать окно 14b основания 14. Рамка 16, обеспеченная вдоль длинной стороны основания 14, закрепляет длинный краевой участок рассеивателя 15a в положении, в котором длинный краевой участок проложен между рамкой 16 и основанием 14. Устройство 12 задней подсветки дополнительно содержит плату 81 светодиодов, содержащую точечные светодиодные источники 80 света (точечные источники света), и внешние краевые элементы 20, сформированные на коротком краевом участке и направляющие свет от светодиодных источников 80 света внутрь, в основании 14. Сторона выхода света устройства 12 задней подсветки является стороной, находящейся ближе к рассеивателю 15a, чем плата 81 светодиодов.
Основание 14 выполнено из металла. Основание 14 выполнено в форме, по существу, неглубокого короба листовой штамповкой. Как показано на Фиг.3, основание 14 содержит прямоугольную нижнюю пластину 30 и загнутые внешние краевые участки 21 (загнутые внешние краевые участки 21a в направлении короткой стороны и загнутые внешние краевые участки 21b в направлении длинной стороны), каждый из которых продолжается вертикально от соответствующей периферической кромки нижней пластины 30 и имеет, по существу, U-образную форму. Кроме того, как показано на Фиг.3, основание 14 содержит установочные отверстия 14c, сформированные в верхней поверхности загнутого внешнего краевого участка 21b основания для скрепления оправы 13, рамок 16 и основания 14 и т.п., воедино винтами и т.п.
Плата 81 светодиодов уложена на внутреннюю поверхность нижней пластины 30 основания 14. Плата 81 светодиодов содержит отражательный лист 82, уложенный на поверхность со стороны выхода света, то есть поверхность, обращенную к рассеивателю 15a, и множество светодиодных источников 80 света, окруженных отражательным листом 82, то есть обеспеченных с возможностью выхода из отверстий 82a (смотри Фиг.6), сформированных в отражательном листе 82. Хотя, для жидкокристаллической панели 11 в настоящем варианте осуществления применена одна плата 81 светодиодов, плата 81 светодиодов может разделяться на несколько плат, чтобы надлежащим образом расположить множество плат 81 светодиодов в плоскости.
Светодиодные источники 80 света излучают белый свет. Например, можно собрать на поверхности светодиодные кристаллы трех типов свечения, красного, зеленого и синего, (не показано). В альтернативном варианте, светодиодные источники 80 света можно получить объединением светодиодного кристалла синего свечения с желтым флуоресцирующим материалом. Как показано на Фиг.3 и 4, светодиодные источники 80 света расположены на плате 81 светодиодов таким образом, что зона LH с высокой плотностью расположения источников света, в которой промежуток расположения источников света является относительно небольшим, сформирована в центральной зоне (то есть центральной зоне основания 14) платы 81 светодиодов, и зона LL с низкой плотностью расположения источников света, в которой промежуток расположения источников света является относительно большим, сформирована на внешнем краевом участке (то есть внешнем краевом участке основания 14) платы 81 светодиодов. Зона LH с высокой плотностью расположения источников света, расположенная в центральной зоне платы 81 светодиодов, меньше, чем зона LL с низкой плотностью расположения источников света, расположенная на внешнем краевом участке (внешней стороне) платы 81 светодиодов. В настоящем варианте осуществления, светодиодные источники света, обеспеченные в зоне LH с высокой плотностью расположения источников света, изображены как светодиодные источники 80b света на стороне высокой плотности расположения, и светодиодные источники света, обеспеченные в зоне LL с низкой плотностью расположения источников света, изображены как светодиодные источники 80a света на стороне низкой плотности расположения.
Светодиодные источники 80a света на стороне низкой плотности расположения из светодиодных источников 80 света накрыты линзами 24 рассеивателя для рассеяния света, излучаемого светодиодными источниками 80a света на стороне низкой плотности расположения. Светодиодные источники 80b света на стороне высокой плотности расположения не накрыты линзами рассеивателя.
Линза 24 рассеивателя сформирована из прозрачного элемента (например, акрилового полимера и поликарбоната), имеющего показатель преломления выше, чем показатель преломления воздуха. Линза 24 рассеивателя выполняет функцию преломления света, излучаемого каждым светодиодным источником 80a света, для рассеивания света. Линза 24 рассеивателя имеет круглую форму в горизонтальной проекции, и светодиодный источник 80a света обеспечен в центре линзы рассеивателя. Как показано на Фиг.6, линза 24 рассеивателя обеспечена так, чтобы накрывать переднюю сторону светодиодного источника 80a света. Линза 24 рассеивателя содержит базовый участок 24A, имеющий форму круглой пластины в горизонтальной проекции, и плоско-сферический участок 24B, имеющий плоскую полусферическую форму. Три части 28 ножек выполнены выступающими из периферического участка линзы 24 рассеивателя. Три части 28 ножек расположены с приблизительно равными промежутками (промежутками, приблизительно, 120 градусов) по отношению к центральной зоне линзы 24 рассеивателя в горизонтальной проекции. Например, части 28 ножек прикреплены к плате 81 светодиодов клеем или термоактивной смолой.
Линза 24 рассеивателя содержит углубление (углубление со стороны входа света) 24D, имеющее, по существу, коническую форму, выполненную в нижней поверхности (со стороны светодиодного источника 80a света) линзы рассеивателя посредством вдавливания места, расположенного непосредственно над светодиодным источником 80a света, в переднюю сторону (в верхнюю сторону на Фиг.6, то есть в сторону рассеивателя 15a). Углубление 24D имеет боковую стенку, наклоненную так, чтобы быть обращенной к светодиодному источнику 80a света. Нижнюю поверхность (со стороны светодиодного источника 80a света) линзы 24 рассеивателя подвергают обработке для придания шероховатости поверхности для дополнительного повышения коэффициента рассеяния. Линза 24 рассеивателя содержит также углубление (углубление со стороны выхода света) 24E, имеющее, по существу, чашеобразную форму на верхнем участке (верхнем участке, расположенном на стороне (то есть стороне выхода света), обращенной к рассеивателю 15a) линзы рассеивателя. Углубление 24E содержит внутреннюю периферическую поверхность, имеющую форму дуги окружности в сечении. Как показано на Фиг.6, в данной конфигурации, свет от светодиодного источника 80a света преломляется под широким углом на границе между линзой 24 рассеивателя и воздухом и рассеивается по окружности от светодиодного источника 80a света.
Отражательный лист 82, сформированный на плате 81 светодиодов, выполнен из синтетической смолы и имеет поверхность белого цвета, который обеспечивает высокое светоотражение. Отражательный лист 82 обеспечен вдоль внутренней поверхности нижней пластины 30 основания 14 для покрытия почти всего основания 14. Свет, излучаемый светодиодными источниками 80 света, может отражаться отражательным листом 82 в сторону рассеивателя.
Как показано на Фиг.3, основание 14 содержит плату 29 возбуждения источников света, закрепленную на внешней поверхности (поверхности, противоположной поверхности, на которой обеспечены светодиодные источники 80 света) нижней пластины 30 основания, для подачи питания возбуждения в светодиодные источники 80 света.
Со стороны окна 14b основания 14 обеспечен набор 15 оптических листов, содержащий рассеиватель (оптический элемент, светорассеивающий элемент) 15a и оптические листы 15b. Рассеиватель 15a включает в себя пластинчатый элемент, выполненный из синтетической смолы и светорассеивающих частиц, распространенных в пластинчатом элементе. Рассеиватель 15a выполняет функцию рассеяния света, излучаемого светодиодными источниками 80 света в форме точечных источников света, а также функцию отражения света, излучаемого светодиодными источниками 80 света.
Рассеиватель 15a содержит расположенный на нем оптический лист 15b. Оптический лист 15b получен наслаиванием рассеивающего листа, линзового листа и поляризационной пластины отражательного типа в приведенном порядке от рассеивателя 15a. Оптический лист 15b выполняет функцию преобразования света, излучаемого светодиодным источником 80 света и проходящего сквозь рассеиватель 15a, в свет планарного источника. Оптический лист 15b содержит жидкокристаллическую панель 11, расположенную со стороны верхней поверхности оптического листа. Оптический лист 15b проложен между рассеивателем 15a и жидкокристаллической панелью 11.
Светоотражательная функция рассеивателя 15a и формирование внешнего вида светоотражательного участка описаны ниже со ссылкой на Фиг.3-5. На Фиг.3-5, направление по длинной стороне рассеивателя задано как направление по оси X; направление по короткой стороне рассеивателя задано как направление по оси Y; и направление по толщине рассеивателя задано как направление по оси Z.
Рассеиватель 15a содержит светоотражательный участок 50, обеспеченный на поверхности, обращенной к светодиодным источникам 80 света, и формирующий рельеф белых точек. В настоящем варианте осуществления, каждая точка светоотражательных участков 50 имеет круглую форму. Точечный рельеф светоотражательных участков 50 сформирован печатной пастой, содержащей оксид металла (оксид титана и т.п.), например, на поверхности рассеивателе 15a. Предпочтительными способами печати являются трафаретная печать, краскоструйная печать и т.п.
Светоотражательный участок 50 имеет коэффициент светоотражения 80% на поверхности, обращенной к светодиодному источнику 80 света. Светоотражательный участок 50 имеет относительно больший коэффициент светоотражения, чем коэффициент светоотражения 30% на поверхности самого рассеивателя 15a. В этом смысле, в настоящем варианте осуществления, коэффициент светоотражения каждого материала представлен средним коэффициентом светоотражения внутри диаметра измерения, измеренным прибором CM-3700d с большой стандартной апертурой (LAV) (диаметр измерения ⌀ равен 25,4 мм) от компании Konica Minolta. Коэффициент светоотражения светоотражательного участка 50 имеет значение, получаемое формированием светоотражательного участка 50 по всей поверхности стеклянной подложки и измерением поверхности с использованием вышеупомянутого средства измерения. Коэффициент светоотражения светоотражательного участка 50 составляет, предпочтительно, не менее 80% и, более предпочтительно, не менее 90%. Следовательно, по мере того, как коэффициент светоотражения светоотражательного участка 50 становится выше, степень отражения можно с высокой точностью регулировать в зависимости от внешнего вида матричного рельефа (числа точек и площади каждой точки и т.п.).
В настоящем варианте осуществления, светоотражательный участок 50 обеспечен, по меньшей мере, в области, совмещенной с зоной LL с низкой плотностью расположения источников света на рассеивателе 15a. В частности, светоотражательный участок 50 сформирован в положении, совмещенном со светодиодным источником 80a света на стороне низкой плотности расположения в горизонтальной проекции. Как показано на Фиг.5, светоотражательный участок 50 имеет планарную наблюдаемую область больше планарной области светодиодного источника 80 света (светодиодного источника 80a света на стороне низкой плотности расположения). В соответствии с методом размещения светоотражательных участков 50, коэффициент светоотражения рассеивателя 15a является наибольшим в области, совмещенной с зоной LL с низкой плотностью расположения источников света, на поверхности, обращенной к светодиодному источнику 80 света, на рассеивателе 15a.
Выше приведено описание конфигурации жидкокристаллического устройства 10 отображения, содержащегося в телевизионном приемнике TV в соответствии с первым вариантом осуществления. Далее приведено описание операций и эффектов, представляемых конфигурацией.
Во-первых, в настоящем варианте осуществления, устройство 12 задней подсветки содержит множество точечных светодиодных источников 80 (80a, 80b) света. Светодиодные источники 80 (80a, 80b) света расположены так, чтобы обеспечивать зону LH с высокой плотностью расположения источников света, в которой интервал расположения источников света является относительно небольшим, и зону LL с низкой плотностью расположения источников света, которой интервал расположения источников света является относительно большим. Рассеиватель 15a содержит светоотражательный участок 50, отражающий свет от каждого светодиодного источника 80 (80a) света, сформированного, по меньшей мере, в области, совмещенной с зоной LL с низкой плотностью расположения источников света. Таким образом, светодиодные источники 80 света расположены в зоне LH с высокой плотностью расположения источников света и зоне LL с низкой плотностью расположения источников света. Тем самым, число светодиодных источников 80 света можно уменьшить по сравнению со случаем, когда зона LH с высокой плотностью расположения источников света сформирована по всему основанию 14, чтобы можно было добиться снижения стоимости и сбережения энергии.
Так как расстояние между светодиодными источниками 80, 80 (80a, 80a) света, которые являются смежными в зоне LL с низкой плотностью расположения источников света, оказывается сравнительно большим, когда формируют зону LL с низкой плотностью расположения источников света, то свет, излучаемый светодиодными источниками 80 (80a) света, вероятно, должен достигать рассеивателя 15a без перемешивания света от разных источников. В результате, яркость в области, совмещенной со светодиодными источниками 80 (80a) света, на рассеивателе 15a локально возрастает, что имеет следствием формирование изображения ламп. Тогда, в настоящем варианте осуществления, по меньшей мере, в области, совмещенной с зоной LL с низкой плотностью расположения источников света, на рассеивателе 15a, сформирован светоотражательный участок 50, отражающий свет каждого светодиодного источника 80 (80a) света. Тем самым, свет, излучаемый светодиодными источниками 80 (80a) света в зоне LL с низкой плотностью расположения источников света, в основном, отражается в сторону основания 14 светоотражательным участком 50 один раз. Свет отражается в основании 14, при этом, свет перемешивается и снова может достигать рассеивателя 15a. Тем самым можно получить почти равномерную яркость по всему рассеивателю 15a и можно устранить формирование изображения ламп.
В настоящем варианте осуществления, рассеиватель 15a содержит светоотражательный участок 50, сформированный в положении, совмещенном с каждым светодиодным источником 80 (80a) света в горизонтальной проекции. Поэтому, так как свет, излучаемый светодиодными источниками 80 (80a) света, непременно достигает светоотражательных участков 50 и может отражаться в сторону основания 14 светоотражательным участком 50, при перешивании света, то можно дополнительно устранять формирование изображения ламп.
Светоотражательный участок 50 имеет планарную наблюдаемую область больше планарной наблюдаемой области каждого светодиодного источника 80 (80a) света. Поэтому, так как свет, излучаемый светодиодными источниками 80 (80a) света, непременно может отражаться светоотражательным участком 50, то можно дополнительно устранять формирование изображения ламп.
Светоотражательный участок 50 сформирован так, что коэффициент светоотражения рассеивателя 15a является наибольшим в области, совмещенной с зоной LL с низкой плотностью расположения источников света, на рассеивателе 15a. Так как свет от светодиодных источников 80 (80a) света может отражаться, главным образом, в области, совмещенной с зоной LL с низкой плотностью расположения источников света, в которой в данном случае обычно формируется изображение ламп на рассеивателе 15a, то свет от светодиодных источников 80 (80a) света очевидно может перемешиваться, и можно соответственно устранять формирование изображения ламп.
Рассеиватель 15a содержит светоотражательный участок 50, сформированный на поверхности, обращенной к каждому светодиодному источнику 80 (80a) света. Следовательно, так как свет, приходящий к рассеивателю 15a от светодиодных источников 80 (80a) света, непременно может отражаться, то можно устранять формирование изображения ламп.
Светоотражательный участок 50 сформирован тем, что рассеиватель 15a подвергают процессу печати. Поэтому, форму рельефа светоотражательного участка 50 можно спроектировать надлежащим образом, и рельеф светоотражательного участка 50 можно легко сформировать соответственно проекту.
Основание 14 содержит зону LH с высокой плотностью расположения источников света, сформированную в центральной зоне основания. Тем самым повышается яркость в центральной зоне освещаемой поверхности устройства 12 задней подсветки. В результате, в жидкокристаллическом устройстве 10 отображения обеспечивается также высокая яркость в центральной зоне экрана отображения. Так как человеческие глаза обычно обращают внимание на центральную область экрана отображения, то посредством обеспечения высокой яркости в центральной зоне экрана отображения можно получить хорошее визуальное восприятие.
Зона LH с высокой плотностью расположения источников света имеет площадь меньше, чем площадь зоны LL с низкой плотностью расположения источников света. Зона LH с высокой плотностью расположения источников света имеет площадь меньше, чем площадь зоны LL с низкой плотностью расположения источников света, и, тем самым, можно дополнительно уменьшить число светодиодных источников 80 света.
Линзы 24 рассеивателя, выполненные с возможностью рассеивания света от светодиодных источников 80 (80a) света, обеспечены, по меньшей мере, со стороны выхода света от светодиодных источников 80 (80a) света, расположенных в зоне LL с низкой плотностью расположения источников света. Тем самым, свет, излучаемый светодиодными источниками 80 (80a) света, сначала рассеивается линзами 24 рассеивателя. Даже когда применяются светодиодные источники 80 (80a) света имеющие высокий коэффициент направленности света, коэффициент направленности снижается. В результате, свет от соседних светодиодных источников 80 (80a) света перемешивается также в зоне LL с низкой плотностью расположения источников света, в которой светодиодные источники 80 (80a) света размещены относительно редко, что позволяет дополнительно устранять формирование изображения ламп. Формирование изображения ламп в зоне LL с низкой плотностью расположения источников света можно также дополнительно устранять за счет влияния светоотражательного участка 50 рассеивателя 15a, сформированного в области, совмещенной с зоной LL с низкой плотностью расположения источников света.
Линзы 24 рассеивателя имеют круглую форму в горизонтальной проекции. Вследствие этого, так как свет от светодиодных источников 80 (80a) света почти равномерно рассеивается линзами 24 рассеивателя на 360 градусов, то можно дополнительно устранять формирование изображения ламп.
Линза 24 рассеивателя содержит поверхность входа света, обращенную к каждому светодиодному источнику 80 (80a) света и получающую свет от каждого светодиодного источника 80 (80a) света. Поверхность входа света содержит углубление 24D, сформированное в положении, совмещенном с каждым светодиодным источником 80 (80a) света. Углубление 24D имеет боковую стенку, наклоненную с таким расчетом, чтобы быть обращенной к каждому светодиодному источнику 80 (80a) света. В соответствии с приведенной конфигурацией, свет, излучаемый светодиодными источниками 80 (80a) света, входит, главным образом, в углубление 24D каждой линзы 24 рассеивателя. В данном контексте, углубление 24D имеет боковую стенку, наклоненную для обращения навстречу каждому светодиодному источнику 80 (80a) света. Поэтому, свет, входящий в углубление 24D, достигает боковой стенки и может преломляться в линзе 24 рассеивателя под широким углом (то есть во внешнюю сторону от внутренней стороны линзы 24 рассеивателя) сквозь боковую стенку. Тем самым, можно устранить локальное повышение яркости в области, совмещенной со светодиодными источниками 80 (80a) света, в линзе 24 рассеивателя и дополнительно можно устранить формирование изображения ламп.
Линза 24 рассеивателя имеет поверхность выхода света, выпускающую свет, приходящий от каждого светодиодного источника 80 (80a) света. Поверхность выхода света содержит углубление 24E со стороны выхода света, углубленное в сторону светодиодного источника 80 (80a) света и сформированное в положении, совмещенном с каждым светодиодным источником 80 (80a) света. Количество света, приходящего от светодиодных источников 80 (80a) света, в области, совмещенной со светодиодными источниками 80 (80a) света, на поверхности выхода света, очевидно, должно увеличиваться по сравнению с количеством света в другой области, что, очевидно, должно локально повышать яркость. Тогда, в поверхности выхода света формируют углубление 24E со стороны выхода света в положении, совмещенном со светодиодными источниками 80 (80a) света. Поэтому, свет от светодиодных источников 80 (80a) света может преломляться под широким углом углублением 34E со стороны выхода света, или свет от светодиодных источников 80 (80a) света может частично отражаться. Тем самым можно устранить локальное повышение яркости в области, совмещенной со светодиодными источниками 80 (80a) света, на поверхности выхода света и можно дополнительно устранить формирование изображения ламп.
<Модификация первого варианта осуществления>
Выше приведено описание первого варианта осуществления настоящего изобретения. Однако, настоящее изобретение не ограничено вышеописанным вариантом осуществления. Например, можно использовать модифицированный способ распределения светоотражательных участков 50, показанный на Фиг.7. В настоящей модификации, составные части и составные элементы, аналогичные тем, которые присутствуют в первом варианте осуществления, обозначены теми же символами и не поясняются.
Рассеиватель 15a в настоящей модификации содержит, по меньшей мере, светоотражательные участки 50, обеспеченные в положениях, обращенных к светодиодным источникам 80 света, причем, не только в положении, совмещенном с зоной LL с низкой плотностью расположения источников света, но также в положении, совмещенном с зоной LH с высокой плотностью расположения источников света, как показано на Фиг.7. В данном случае, на светоотражательных участках 50, площадь точки в положении, совмещенном с зоной LH с высокой плотностью расположения источников света, меньше, чем площадь на стороне зоны LL с низкой плотностью расположения источников света, и/или плотность точки меньше, чем плотность на стороне зоны LL с низкой плотностью расположения источников света. Вследствие этого, коэффициент светоотражения рассеивателя 15a на стороне зоны LH с высокой плотностью расположения источников света меньше, чем коэффициент светоотражения на стороне зоны LL с низкой плотностью расположения источников света, как показано на Фиг.8.
Данная модификация позволяет уменьшить число светодиодных источников 80 света, при одновременном обеспечении яркости в центральной зоне устройства 12 задней подсветки, и позволяет уменьшить стоимость. В частности, так как светоотражательные участки 50 сформированы на внешнем краевом участке, на котором уменьшено число светодиодных источников 80 света, то формирование неравномерной яркости устраняется. Кроме того, формирование неравномерной яркости в центральной зоне устраняется частичным формированием светоотражательных участков 50 также в центральной зоне.
<Второй вариант осуществления>
Описание второго варианта осуществления настоящего изобретения приведено ниже со ссылками на Фиг.9-11.
В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения, содержащемся в телевизионном приемнике TV в соответствии со вторым вариантом осуществления, линзы 24 рассеивателя исключены из устройства 12 задней подсветки в соответствии с первым вариантом осуществления, а другие компоненты являются такими же, как в первом варианте осуществления. Составные части, аналогичные частям в вышеописанном первом варианте осуществления, обозначены теми же символами, без дублирования описаний.
Устройство 12 задней подсветки, применяемое для второго варианта осуществления, содержит светодиодные источники 80 света, обеспеченные на плате 81 светодиодов. Светодиодные источники 80 света расположены на плате 81 светодиодов таким образом, что зона LH с высокой плотностью расположения источников света, в которой промежуток расположения светодиодных источников 80 света является относительно небольшим, сформирована в центральной зоне (то есть центральной зоне основания 14) платы 81 светодиодов, и зона LL с низкой плотностью расположения источников света, в которой промежуток расположения светодиодных источников 80 света является относительно большим, сформирована на внешнем краевом участке (то есть на внешнем краевом участке основания 14) платы 81 светодиодов. Площадь зоны LH с высокой плотностью расположения источников света, расположенной в центральной зоне платы 81 светодиодов, меньше, чем площадь зоны LL с низкой плотностью расположения источников света, расположенной на внешнем краевом участке платы 81 светодиодов. Светодиодные источники света, обеспеченные в зоне LH с высокой плотностью расположения источников света, изображены как светодиодные источники 80b света на стороне высокой плотности расположения. Светодиодные источники света, обеспеченные в зоне LL с низкой плотностью расположения источников света, изображены как светодиодные источники 80a света на стороне низкой плотности расположения.
В настоящем варианте осуществления, линзы рассеивателя не сформированы ни для светодиодных источников 80b света в зоне LH с высокой плотностью расположения источников света, ни для светодиодных источников 80a света в зоне LL с низкой плотностью расположения источников света, в отличие от первого варианта осуществления. То есть на рассеивателе 15a сформированы светоотражательные участки 50 в качестве средства для устранения неравномерной яркости светодиодных источников 80a света, сконфигурированных с низкой плотностью расположения таким образом, что промежуток расположения источников света является большим. Однако, линзы рассеивателя, которые выполняли бы функцию устранения неравномерной яркости, не сформированы.
В данном случае, неравномерная яркость, создаваемая светодиодными источниками 80a света зоны LL с низкой плотностью расположения источников света, может устраняться светоотражательными участками 50, зависящими от промежутка расположения источников света. Зону точек светоотражательных участков 50 можно увеличить по сравнению с упомянутой зоной первого варианта осуществления, чтобы в отдельности, дополнительно исключать неравномерную яркость, или можно увеличить плотность расположения точек по сравнению с плотностью в первом варианте осуществления.
<Другой вариант осуществления>
Выше описаны варианты осуществления настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления, представленными в вышеприведенном описании и на чертежах. Например, нижеописанные варианты осуществления также включены в объем настоящего изобретения.
(1) Вышеописанные варианты осуществления с использованием светодиодов относятся к такому же типу точечного источника света, который описан выше. Однако в настоящем изобретении применим также точечный источник света другого типа, например, лампа тлеющего разряда.
(2) В вышеописанных вариантах осуществления, каждая точка точечного рельефа, составляющая светоотражательный участок, выполнена в форме круглой точки. Однако, каждая точка не ограничена круглой формой. Допустим выбор дополнительных форм, например, многоугольных, в частности, прямоугольной формы.
(3) В вышеописанном варианте осуществления, набор из оптических листов, полученный объединением рассеивателя с рассеивающим листом, линзовым листом и поляризационной пластиной отражательного типа, является примерным вариантом. Однако, для примера, можно применить оптический лист, полученный набором слоев из двух рассеивателей.
(4) В вышеописанных вариантах осуществления, светоотражательные участки сформированы на поверхности рассеивателя, обращенной к источнику света. Однако, светоотражательные участки могут быть сформированы на поверхности рассеивателя, противоположной источнику света.
(5) В вышеописанных вариантах осуществления описана конфигурация, в которой зона с высокой плотностью расположения источников света сформирована в центральной зоне нижней пластины основания. Однако, конфигурацию можно соответствующим образом изменять в зависимости от количества света, излучаемого источником света, и режима работы устройства задней подсветки и т.п. Например, зона с высокой плотностью расположения источников света сформирована на части концевого участка, в дополнение к центральной зоне пластины основания.
ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
10: жидкокристаллическое устройство отображения (устройство отображения)
11: жидкокристаллическая панель (панель отображения)
12: устройство задней подсветки (осветительное устройство)
14: основание
14b: окно основания
15a: рассеиватель (оптический элемент, светорассеивающий элемент)
24: линза рассеивателя
24D: углубление (углубление со стороны входа света)
24E: углубление (углубление со стороны выхода света)
50: светоотражательный участок
80: светодиодный источник света (точечный источник света)
80a: светодиодный источник света на стороне низкой плотности расположения (точечный источник света)
80b: светодиодный источник света на стороне высокой плотности расположения (светодиодный источник света)
LL: зона с низкой плотностью расположения источников света
LH: зона с высокой плотностью расположения источников света
TV: телевизионный приемник.