ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР И ДИСПЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО, В КОТОРОМ ОН ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
LIGHTING FIXTURE AND DISPLAY DEVICE, IN WHICH IT IS USED

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к устройству подсветки, используемому для подсветки и т.п., и к дисплейному устройству, в котором используется такое устройство подсветки.
Предшествующий уровень техники
В последнее время в жидкокристаллических телевизионных приемниках, мониторах, мобильных телефонах и пр. нашли широкое применение жидкокристаллические дисплейные устройства, играющие роль плоскопанельных дисплеев, которые обладают преимуществами перед обычными трубками Брауна, такими как меньшая толщина и меньший вес. Такие жидкокристаллические дисплейные устройства содержат устройство подсветки, излучающее свет, и жидкокристаллическую панель, отображающую требуемое изображение, играя роль затвора для света, исходящего от источника света, имеющегося в устройстве подсветки.
Кроме того, в качестве вышеуказанного устройства подсветки было предложено устройство с торцовой подсветкой или устройство с прямой подсветкой, в котором сбоку от жидкокристаллической панели или под жидкокристаллической панелью расположено линейное устройство подсветки, состоящее из трубки с холодным катодом или трубки с горячим катодом. Однако трубка с холодным катодом и т.п., как описано выше, содержит ртуть, поэтому возникают трудности с утилизацией выброшенных трубок с холодным катодом. Затем в качестве источника было предложено устройство подсветки, в котором используется светоизлучающий диод и не содержащее ртути (см., например, JP 2006-128125 A).
Далее, в патентном документе 1 показано, что в обычном устройстве подсветки множество возбуждающих элементов для возбуждения светоизлучающих диодов расположено на монтажной поверхности печатной платы, на которой также установлено множество светоизлучающих диодов. Было решено, что в таком известном устройстве подсветки производительность этого осветительного устройства можно увеличить, поместив множество светоизлучающих диодов и множество возбуждающих элементов на одну печатную плату.
Краткое описание изобретения
Проблема, решаемая изобретением
В вышеописанном устройстве подсветки для увеличения экрана и повышения яркости жидкокристаллического дисплейного устройства необходимо увеличить количество устанавливаемых светоизлучающих диодов. В частности, в изделиях, относящихся к категории "high end", например в жидкокристаллическом телевизионном приемнике, выполненном с возможностью принимать цифровые телевизионные сигналы, невозможно обойтись без повышения яркости и т.п. за счет увеличения количества устанавливаемых светоизлучающих диодов, поэтому существует необходимость в увеличении такого числа устанавливаемых элементов.
Однако в вышеописанном известном устройстве подсветки множество светоизлучающих диодов (светоизлучающих элементов) и множество возбуждающих элементов (элементов цепи возбуждения) установлено на монтажной поверхности одной печатной платы (подложки источника света), и тепло, генерируемое каждым светоизлучающим диодом, и тепло, генерируемое каждым возбуждающим элементом, взаимодействуют друг с другом, что приводит к существенному повышению температуры каждого из светоизлучающих диодов из-за тепла от возбуждающих элементов. В результате в таком известном устройстве подсветки в некоторых случаях невозможно получить требуемую яркость из-за снижения светоизлучающей способности каждого из светоизлучающих диодов. В частности, когда количество устанавливаемых светоизлучающих диодов увеличивается, улучшить качество излучения света становится чрезвычайно трудно, поскольку количество излучаемого света каждого светоизлучающего диода существенно уменьшается. Поэтому такое осветительное устройство может оказаться не пригодным для использования в упомянутых изделиях категории "high end".
Учитывая изложенное, целью настоящего изобретения является создание устройства подсветки, качество излучения света которого можно повысить, даже когда увеличивается количество устанавливаемых светоизлучающих элементов, а также дисплейного устройства, в котором применяется такое устройство подсветки.
Средства решения проблемы
Для достижения вышеуказанной цели устройство подсветки по настоящему изобретению является устройством подсветки, которое содержит светоизлучающий элемент и подложку источника света, включающую монтажную поверхность, на которой установлен светоизлучающий элемент. На монтажной поверхности подложки источника света расположено множество светоизлучающих элементов, а на тыльной стороне монтажной поверхности расположен возбуждающий элемент для возбуждения светоизлучающих элементов.
В подложке источника света в устройстве подсветки вышеописанной конфигурации множество светоизлучающих элементов и элемент возбуждающей цепи расположены соответственно на монтажной поверхности и на тыльной поверхности и разнесены друг от друга. Поэтому, даже когда количество устанавливаемых светоизлучающих диодов увеличивается, можно предотвратить взаимодействие тепла, генерируемого светоизлучающими элементами, и тепла, генерируемого элементом цепи возбуждения. Поэтому предотвращается повышение температуры каждого из светоизлучающих диодов за счет тепла от элемента цепи возбуждения. В результате в отличие от прототипа можно предотвратить снижение эффективности излучения света и качество излучения света можно повысить.
В вышеописанном устройстве подсветки предпочтительно на монтажной поверхности подложки источника света установлено множество рядов светоизлучающих элементов, при этом множество рядов светоизлучающих элементов включает множество рядов светоизлучающих элементов, проходящих в заранее определенном направлении с заранее определенными интервалами, а на тыльной стороне монтажной поверхности расположен элемент цепи возбуждения для возбуждения светоизлучающих элементов, находящийся между множеством рядов светоизлучающих элементов.
В этом случае можно более уверенно предотвратить взаимодействие тепла, выработанного светоизлучающими элементами, и тепла, выработанного элементом цепи возбуждения, поэтому качество излучения света устройства подсветки легко можно повысить. Далее, в каждом ряду светоизлучающих элементов множество светоизлучающих элементов расположено в заранее определенном направлении с заранее определенными интервалами. Поэтому можно предотвратить неравномерность яркости света, излучаемого устройством подсветки.
Далее, предпочтительно, вышеописанное устройство подсветки далее содержит шасси для установки подложки источника света, радиаторную часть для рассеяния тепла, выработанного светоизлучающими диодами, расположенный на тыльной стороне подложки источник света и тепла от радиаторной части рассеивается в пространство через это шасси.
В этом случае, поскольку радиаторная часть передает тепло, выработанное светоизлучающими элементами с монтажной поверхности на тыльную поверхность, тепло можно эффективно рассеивать наружу.
Далее, в вышеописанном устройстве подсветки между шасси и радиаторной частью установлен теплопередающий элемент.
В этом случае тепло, выработанное светоизлучающими элементами, можно эффективно рассеивать в пространство.
Далее, в вышеописанном устройстве подсветки теплопередающий элемент предпочтительно обладает упругостью.
В этом случае благодаря упругости теплопередающий элемент находится в поверхностном контакте с шасси и с радиаторной частью. Поэтому тепло, выработанное светоизлучающими элементами, можно уверенно передавать на шасси и рассеивать в пространство.
Далее, в вышеописанном устройстве подсветки теплопередающий элемент может быть выполнен адгезивным.
В этом случае поверхностный контакт теплопередающего элемента с шасси и радиаторной частью благодаря адгезии является стабильным.
Поэтому тепло, выработанное светоизлучающими элементами, можно более уверенно передавать на шасси и рассеивать в пространство.
Далее, в вышеописанном устройстве подсветки светоизлучающими элементами могут быть светоизлучающие диоды.
В этом случае легко можно получить устройство подсветки с низким потреблением энергии и не представляющее угрозы для окружающей среды.
Далее, в вышеописанном устройстве подсветки в качестве светоизлучающих элементов можно использовать множество типов светоизлучающих диодов, цвета излучаемого света которых отличаются друг от друга, но которые при смешении дают белый цвет.
В этом случае можно улучшить чистоту цвета света, излучаемого светоизлучающими диодами множества типов, и легко можно получить устройство подсветки с высоким качеством излучаемого света.
Далее, в вышеописанном устройстве подсветки предпочтительно в качестве светоизлучающих элементов используется множество типов светоизлучающих диодов, цвета излучаемого света которых отличаются друг от друга, при этом имеется множество наборов светоизлучающих диодов, цвета излучаемого света которых можно смешивать для получения белого цвета, и это множество наборов светоизлучающих диодов установлено на монтажной поверхности в заранее определенном направлении и с заранее определенными интервалами.
В этом случае при освещении, создаваемом наборами светоизлучающих диодов, можно создать устройство подсветки, выполненное с возможностью создавать активную подсветку участков (area active backlight drive), которое может использоваться в высококачественном дисплейном устройстве.
Далее, дисплейное устройство по настоящему изобретению содержит дисплейный участок. Дисплейный участок облучается светом любого из вышеописанных устройств подсветки.
В дисплейном устройстве описанной конфигурации используется устройство подсветки, качество излучаемого света которого можно повысить даже при увеличении количества устанавливаемых светоизлучающих элементов. Поэтому легко можно создать высококачественное дисплейное устройство, имеющее большую яркость и высокое качество изображения.
Эффекты изобретения
Согласно настоящему изобретению имеется возможность создать устройство подсветки, качество излучаемого света которого можно повысить даже при увеличении количества устанавливаемых светоизлучающих элементов, а также дисплейное устройство, в котором используется такое устройство подсветки.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - разнесенный вид в перспективе, иллюстрирующий жидкокристаллическое дисплейное устройство, в котором используется устройство подсветки по настоящему изобретению.
Фиг.2 - разнесенный вид, иллюстрирующий устройство подсветки.
Фиг.3 - диаграмма, поясняющая освещаемые участки и участки отображения, заданные в жидкокристаллическом дисплейном устройстве.
Фиг.4 - вид сверху компонентов устройства подсветки.
Фиг.5A-5C - эскизы, поясняющие конфигурацию подложки светоизлучающих диодов, показанную на фиг.4, и на фиг.5A, 5B и 5C показаны монтажная поверхность, тыльная поверхность и боковая поверхность подложки светоизлучающих диодов соответственно.
Фиг.6 - вид в перспективе шасси, показанного на фиг.4.
Фиг.7A - сечение по линии VIIa-VIIa на фиг.4, а фиг.7B - сечение по линии VIIb-VIIb на фиг.4.
Фиг.8 - эскиз, иллюстрирующий основные компоненты жидкокристаллического дисплейного устройства.
Фиг.9 - блок-схема примера конфигурации управляющего участка панели, показанного на фиг.8.
Фиг.10 - блок-схема примера конфигурации участка управления подсветкой, показанного на фиг.8.
Фиг.11 - схема синхронизации, иллюстрирующая работу каждого участка жидкокристаллического дисплейного устройства.
Описание изобретения
Далее следует описание предпочтительного варианта устройства подсветки и дисплейного устройства, в котором используется устройство подсветки по настоящему изобретению со ссылками на чертежи. В нижеследующем описании описывается случай, при котором настоящее изобретение применено к жидкокристаллическому дисплейному устройству, работающему на пропускание. Далее, размеры компонентов на каждом чертеже не обязательно отражают реальные размеры компонентов и соотношения размеров между различными компонентами и т.п.
На фиг.1 показан разнесенный вид в перспективе жидкокристаллического дисплейного устройства, в котором используется устройство подсветки по настоящему изобретению. На фиг.2 представлен разнесенный вид в перспективе устройства подсветки. Как показано на фиг.1, жидкокристаллическое дисплейное устройство 1 содержит лицевую рамку 2, жидкокристаллическую панель 3 и устройство 4 подсветки по настоящему изобретению. Жидкокристаллическая панель 3 и устройство 4 подсветки помещены за лицевой рамкой в порядке перечисления. Лицевая рамка 2 охватывает дисплейную поверхность жидкокристаллической панели 3. В жидкокристаллической панели 3 используется элемент ЖКИ-транспаранта (не показан), содержащий жидкокристаллический слой и пару поляризаторов, между которыми находится жидкокристаллический слой. Далее, жидкокристаллическая панель 3 образует дисплейный участок, на который устройством 4 подсветки излучается плоский свет (подсвечивающий свет). В настоящем варианте жидкокристаллическая панель 3 и устройство 4 подсветки интегрированы в жидкокристаллическое дисплейное устройство 1, работающее на пропускание.
Как показано на фиг.2, устройство 4 подсветки содержит рамку 5, охватывающую светоизлучающую поверхность устройства 4 подсветки, оптическую пластину 6 и шасси 7, в котором расположены подложки светоизлучающих диодов (далее "подложки СИД), являющиеся подложками источника света, на которых смонтированы светоизлучающие диоды, являющиеся светоизлучающими элементами (источниками света). Оптическая пластина 6 и шасси 7 расположены за рамкой 5 в порядке перечисления. Оптическая пластина содержит известный оптический листовой материал, например поляризационную пластину, призму (собирающую или рассеивающую) в соответствии с необходимостью. Например, за счет оптической пластины 6 соответственно увеличивается яркость подсветки от устройства 4 подсветки, повышая характеристики отображения жидкокристаллической панели 3.
Далее, в жидкокристаллическом дисплейном устройстве 1 на рабочей поверхности жидкокристаллической панели 3 и на светоизлучающей поверхности, освещающей поверхности устройства 4 подсветки, соответственно, определено множество участков отображения и множество участков подсветки. А в жидкокристаллическом дисплейном устройстве 1 одновременно выполняется сканирующая подсветка (backlight scan drive), при которой множество светоизлучающих диодов включаются последовательно в соответствии с информацией, отображаемой на жидкокристаллической панели 3, и активная подсветка участков (area active backlight drive), при которой светоизлучающие диоды включаются в соответствии с подсвечиваемым участком (как будет описано более подробно ниже).
Далее, со ссылками на фиг.3 следует подробное описание участков отображения жидкокристаллической панели 3 и участков подсветки на устройстве 4 подсветки.
На фиг.3 представлена схема, поясняющая конкретный пример участков подсветки и участков отображения, определенных в жидкокристаллическом дисплейном устройстве 1.
Как показано на фиг.3, в устройстве 4 подсветки на светоизлучающей поверхности (поверхности оптической пластины 6, охваченной рамкой 5 и обращенной к жидкокристаллической панели 3) сформировано всего 54 участка подсветки 1-1, 1-2…, 6-8, 6-9 (далее, совместно обозначаемые как "ba"), расположенные в форме матрицы 6 х 9 и обращенные к жидкокристаллической панели 3. Другими словами, например, девять участков подсветки ba определены в направлении, параллельном горизонтальному направлению дисплейной поверхности жидкокристаллической панели 3, и шесть участков подсветки ba определены в направлении, параллельном вертикальному направлению дисплейной поверхности.
Далее, участки подсветки 1-1, 1-2, 6-8 и 6-9 позволяют лучам света от наборов светоизлучающих диодов, описываемых ниже, попадать на 54 участка отображения (1), (2), …, (53) и (54) (далее, совместно обозначаемые как "pa"), сформированные на дисплейной поверхности жидкокристаллической панели 3. Каждый участок pa отображения содержит множество пикселей. В жидкокристаллическом дисплейном устройстве 1 участки ba подсветки и участки pa отображения по существу имеют взаимно однозначное соответствие, как показано выше, и реализуется активная подсветка участков, при которой один участок подсветки ba соответственно подсвечивает один участок pa отображения в соответствии с отображаемой информацией. Поэтому в жидкокристаллическом дисплейном устройстве 1 путем независимого управления множеством участков подсветки ba и множеством участков pa отображения можно не только расширить контраст на поверхности дисплея, но и улучшить характеристики движущегося изображения.
Хотя чертеж на фиг.3 разделен горизонтальными и вертикальными линями для четкого обозначения каждой области ba подсветки и каждой области pa отображения, в реальности области ba подсветки и области pa отображения не разделены никакими демаркационными линиями, перегородками и т.п. Однако перегородки могут устанавливаться, например, поверх шасси 7 для разделения участка ba подсветки на соответствующие участки.
Далее следует более подробное описание устройства 4 подсветки со ссылками на фиг.4-7.
На фиг.4 представлен вид сверху основных компонентов устройства 4 подсветки. На фиг.5А-5С представлены эскизы, поясняющие конфигурацию подложки 8 СИД, показанной на фиг.4. На фиг.5A, 5B и 5C соответственно показаны монтажная поверхность 8a, тыльная поверхность 8b и боковая поверхность подложки 8 СИД. На фиг.6 приведен вид в перспективе шасси 7, показанного на фиг.4. Фиг.7А - сечение по линии VIIa-VIIa на фиг.4, а фиг.7B - сечение по линии VIIb-VIIb на фиг.4.
Как показано на фиг.4, в устройстве 4 подсветки на шасси 7 установлены прямоугольные подложки 8 СИД, по три в горизонтальном направлении и по шесть в вертикальном направлении относительно фиг.4. Как более подробно будет описано ниже, подложки 8 СИД расположены в шасси 7 в таком состоянии, что горизонтально соседние подожки 8 СИД электрически соединены друг с другом. Другими словами, в шасси 7 сформировано шесть рядов групп подложек СИД, состоящих из трех подложек 8 СИЛ, электрически соединенных друг с другом. На каждой подложке 8 СИД имеется два ряда светоизлучающих диодов, и каждый ряд содержит множество, например шесть, светоизлучающих диодов 9, расположенных в ряд, и всего на подложке смонтировано двенадцать светоизлучающих диодов 9. Следует отметить, что в устройстве 4 подсветки количество устанавливаемых подложек 8 СИД и количество, тип и размер устанавливаемых светоизлучающих диодов 9 выбираются в соответствии с размером жидкокристаллической панели 3 и характеристик дисплея, таких как яркость и качество изображения, которые требуются от жидкокристаллической панели 3.
Более конкретно, как показано на фиг.5, на монтажной поверхности 8a подложки 8 СИД в качестве светоизлучающих диодов 9 используются строенные светодиоды, каждый из которых содержит красный, зеленый и синий светоизлучающие диоды, которые соответственно излучают красный (R), зеленый (G) и синий (B) свет. В каждом строенном светоизлучающем диоде 9 используются множество типов светоизлучающих диодов с разными цветами излучаемого света, и они образуют вышеупомянутый набор светоизлучающих диодов, излучаемый свет которых можно смешивать для получения белого света. Кроме того, что касается подложки 8a СИД, на каждый из 54 участков ba подсветки выделено всего четыре светоизлучающих диода 9 - два смежных по вертикали и два смежных по горизонтали.
Далее, как показано на фиг.5A, два ряда светоизлучающих диодов расположены на монтажной поверхности 8a параллельно друг другу в горизонтальном направлении. Кроме того, каждый ряд светоизлучающих диодов содержит шесть светоизлучающих диодов 9, расположенных в заранее определенном направлении (горизонтальном направлении) с заранее определенными интервалами. Поэтому, поскольку можно легко предотвратить неравномерность подсветки жидкокристаллической панели 3 в устройстве 4 подсветки, качество подсветки устройства 4 можно легко повысить.
Далее, как показано на фиг.5B, на тыльной стороне 8b подложки 8 СИД установлена конфигурация радиаторных профилей 10, являющихся радиаторными частями для рассеяния тепла, выработанного светоизлучающими диодами 9. Другими словами, каждый радиаторный профиль 10 установлен в положении непосредственно за (непосредственно под) соответствующим светоизлучающим диодом 9, и тепло от светоизлучающего диода 9 эффективно переносится на радиаторные профили 10 через сквозные отверстия и т.п., сформированные в подложке 8 СИД с монтажной стороны 8a на тыльную сторону 8b.
Далее, к тыльной поверхности 8b подложки 8 СИД в горизонтальном направлении прикреплена теплопроводная лента 12, являющаяся теплопроводным элементом для переноса тепла от радиаторных профилей 10 на шасси 7, и теплопроводная лента 12 расположена вдоль рядов радиаторных профилей 10, каждый из которых включает шесть радиаторных профилей 10, расположенных в линию. Для изготовления теплопроводной ленты 12 применяется клейкая синтетическая смола, обладающая высокой теплопроводностью, например акриловая смола, и теплопроводная лента 12 расположена так, чтобы покрывать каждый ряд радиаторов. Теплопроводная лента 12 переносит тепло, выработанное светодиодами 9, на шасси 7 и рассеивает тепло наружу (как более подробно будет описано ниже).
Далее, на тыльной стороне 8b подложки 8 СИД установлено, например, три драйвера 11 светоизлучающих диодов, расположенных так, чтобы находиться между двумя рядами радиаторов или, другими словами, между двумя рядами светоизлучающих диодов 9, установленных на монтажной поверхности 8a. Каждый из драйверов 11 светоизлучающих диодов является элементом цепи возбуждения для возбуждения светоизлучающих диодов 9 и состоит из интегральной схемы, в которой интегрированы определенные электронные компоненты, такие как цепь постоянного тока для подачи постоянного тока на светоизлучающие диоды 9, элемент сопротивления и конденсатор. Далее, каждый драйвер 11 светоизлучающих диодов электрически соединен с четырьмя светоизлучающими диодами 9 через сквозные отверстия, выполненные в подложке 8 СИД, и индивидуально возбуждает эти четыре светоизлучающих диода 9, соединенные с ним, на основе сигнала команды от участка управления подсветкой, который будет описан ниже. Таким образом, светоизлучающие диоды 9 и драйверы 11 светоизлучающих диодов, как источники выработанного тепла, смонтированы отдельно на монтажной поверхности 8a и на тыльной поверхности 8b подложки 8 СИД.
Кроме того, на тыльной поверхности 8b подложки 8 СИД на левом и на правом концах параллельно друг другу расположены клеммные участки 8c1 и 8c2. Эти клеммные участки 8c1 и 8c2 электрически соединены с драйверами 11 через разводку платы (не показана). Далее, клеммные участки 8c1 и 8c2 электрически соединены со светоизлучающими диодами 9 непосредственно, через сквозные отверстия и т.п., или косвенно, через драйверы 11 светоизлучающих диодов. На подложку 8 СИД от участка управления подсветкой (описываемого ниже) через клеммные участки 8c1 и 8c2 подается сигнал команды, а также питание от источника питания (не показан).
Далее, как показано на фиг.5C, светоизлучающие диоды 9 и драйверы 11 светоизлучающих диодов установлены на подложке 8 СИД так, чтобы выступать соответственно из монтажной поверхности 8a и из тыльной поверхности 8b. С помощью припоя эти светоизлучающие диоды 9 и драйверы 11 светоизлучающих диодов соответственно прикреплены к разводке платы на соответствующей монтажной поверхности 8a и тыльной поверхности 8b.
Для шасси 7 используется, например, металл, обладающий высокой теплопроводностью, такой как алюминий, поэтому тепло, выработанное светоизлучающими диодами 9, может рассеиваться в пространство. Более конкретно, как показано на фиг.6, шасси содержит рамку 7a, образующую боковые стенки шасси 7, и плоское основание 7b, выполненное интегрально с рамкой 7a так, чтобы закрывать одну сторону (нижнюю сторону) рамки 7a. Далее, шасси 7 содержит опорные участки 7c1 и 7c2 для поддержки подложек 8 СИД, соединительные участки 7d для электрического соединения двух горизонтально примыкающих друг к другу подложек 8 СИД и соединительные участки 7e для электрического соединения подложек 8 СИД, участка 17 управления подсветкой и источника питания друг с другом. Далее, шасси 7 содержит шесть рядов канавок 7f, сформированных параллельно в горизонтальном направлении, и три ряда канавок 7g, сформированных параллельно в вертикальном направлении. Двенадцать соединительных участков 7d и шесть соединительных участков 7e интегрально размещены на основании 7b и пересечениях канавок 7f и 7g. Более конкретно, толщина и материал основания 7b шасси 7 определены так, чтобы придать основанию 7b требуемую жесткость (прочность), и прямоугольные опорные участки 7c1 и 7c2 прикреплены к основанию 7b. Далее, площадь поверхности каждого опорного участка 7c1, обращенного к светоизлучающей поверхности (верхней стороне), приблизительно вдвое больше площади поверхности каждого опорного участка 7c2, и каждый опорный участок 7c1 поддерживает две смежные по вертикали подложки 8 СИД. С другой стороны, опорные участки 7c2 в верхнем ряду и в нижнем ряду поддерживают подложки 8 СИД верхнего и нижнего рядов. Кроме того, каждая канавка 7f выполнена на шасси 7 между двумя соседними по вертикали опорными участками 7c1 и между опорным участком 7c1 и вертикально соседним с ним опорным участком 7c2. Подложки 8 СИД опираются на соответствующие опорные участки 7c1 и 7c2 так, что драйверы 11 светоизлучающих диодов расположены в канавках 7f.
То есть, как показано на фиг.7А, подложки 8 СИД помещены на опорные участки 7c1 и 7c2 и поддерживаются ими через теплопроводную ленту 12 в состоянии, когда драйверы 11 светоизлучающих диодов находятся в канавках 7f. Далее, поскольку теплопроводная лента 12 обладает не только теплопроводностью, но и упругостью, эта теплопроводная лента 12 улучшает контакт между радиаторными профилями 10 подложек 8 СИД и опорными участками 7c1 и 7c2. Кроме того, поскольку обе поверхности теплопроводной ленты 12, т.е. и поверхность, обращенная к подложке 8 СИД, и поверхность, обращенная к опорным участкам 7c1 и 7c2, являются клейкими, тыльная поверхность 8b подложки 8 СИД и поверхности опорных участков 7c1 и 7c2 могут уверенно и стабильно сохранять поверхностный контакт с соответствующими поверхностями теплопроводной ленты 12.
Как описано выше, теплопроводная лента 12 улучшает контакт между подложками 8 СИД и шасси 7, позволяя уверенно сохранять контакт между поверхностями подложек 8 СИД и шасси 7. Поэтому в устройстве 4 подсветки по настоящему изобретению можно предотвратить в максимально возможной степени уменьшение эффективности теплопереноса от подложки 8 СМД на шасси, осуществляемого теплопроводной лентой 12. В результате, в устройстве 4 подсветки по настоящему варианту тепло, выработанное светоизлучающими диодами 9, можно быстро и более эффективно рассеивать в пространство через шасси 7, используя радиаторные профили 10, теплопроводную ленту 12, опорные участки 7c1 и 7c2 и основание 7b. Поэтому в устройстве 4 подсветки по настоящему изобретению можно предотвратить изменения яркости светоизлучающих диодов 9, вызванные изменением температуры окружающей среды. Поэтому можно легко создать устройство 4 подсветки с высоким качеством подсветки.
Следует отметить, что вместо использования теплопроводной ленты 12, описанной выше, радиаторные профили 10 подложек 8 СИД и опорные участки 7c1 и 7c2 шасси 7 могут вводиться в контакт друг с другом непосредственно. Далее, вместо использования теплопроводной ленты 12 можно также применять теплопроводный клей, который после твердения становится резиновым упругим телом. Далее, на основании 7b шасси 7 может быть установлен теплоотвод для усиления излучающей способности шасси 7 или на основании 7b можно установить излучающий механизм для принудительного отвода теплоты от светоизлучающих диодов, например вентилятор или кожух водяного охлаждения, в котором циркулирует вода (охлаждающая среда).
Далее, каждый из двенадцати соединительных участков 7d прикреплен к основанию 7b шасси 7 интегрально так, чтобы располагаться между двумя горизонтально смежными подложками 8 СИД. То есть, как показано на фиг.6, между в трех рядах канавок 7g, сформированных параллельно в горизонтальном направлении, шесть соединительных участков 7d расположены в линию с заранее определенными интервалами в канавках 7g в левой части в центре чертежа.
Далее, как показано на фиг.7B, каждый соединительный участок 7d снабжен металлической пленкой 7d1, которая проводит электричество, входя в контакт с клеммным участком 8c2 подложки 8 СИД, и опорным элементом 7d2, образованным упругим телом, например, из резинового материала и интегрированным с металлической пленкой 7d1 для поддержки металлической пленки 7d1. Далее, опорные элементы 7d2 прикреплены к основанию 7b крепежными средствами (не показаны), например винтами или клеем, и каждый соединительный участок 7d прикреплен к основанию 7b шасси 7 интегрально с возможностью упругой деформации.
Кроме того, каждый соединительный участок 7d может электрически соединять две горизонтально смежные подложки 8 СИД друг с другом, когда клеммные участки 8c1 и 8c2 подложек 8 СИД помещены на металлическую пленку 7d1. Следовательно, в устройстве 4 подсветки по настоящему изобретению, поскольку подложки 8 СИД могут легко и точно крепиться на шасси 7, производительность устройства 4 подсветки можно повысить. Более того, в устройстве 4 подсветки по настоящему изобретению подложки 8 СИД электрически соединены друг с другом без использования проводов, таких как FPC, или разъема для соединения подложек СИД. Поэтому, как показано на фиг.4, на шасси 7 можно разместить множество подложек 8 СИД, не создавая мертвого пространства, и легко можно предотвратить увеличение размеров устройства 4 подсветки.
Далее, шесть соединительных участков 7e расположены в канавке 7g с правой стороны фиг.6 в одну линию с заранее определенными интервалами. Как и соединительные участки 7d, каждый соединительный участок 7e прикреплен к основанию 7b шасси 7 интегрально и электрически изолирован от рамки 7a и основания 7b и также находится в состоянии упругой деформации относительно основания 7b. Далее, с каждым соединительным участком 7e соединен один конец FPC (не показан), другой конец которого соединен с участком управления подсветкой и с источником питания, благодаря чему на подложки 8 СИД поступают сигналы команд и питание.
Как описано выше, поскольку соединительные участки 7d и 7e установлены на шасси 7 интегрально и в состоянии упругой деформации, они могут более уверенно электрически соединяться с клеммными участками 8c1 и 8c2. Далее, каждый соединительный участок 7d и 7e за счет упругой деформации прижат к шасси 7. Поэтому, даже когда подложки 8 СИД прикреплены к шасси 7 крепежными средствами, такими как винты, вертикальное расстояние подложек 8 СИД, соединенных через соединительные участки 7d и 7e, относительно 7b шасси 7 можно легко регулировать до заранее определенной величины. В результате в устройстве 4 подсветки по настоящему варианту можно повысить точность по время крепления подложек 8 СИД к шасси 7.
Следует отметить, что вместо применения соединительных участков 7d и 7e, описанных выше, можно использовать соединительные элементы, выполненные съемными с шасси 7. Далее, не используя соединительные элементы, две подложки СИД можно электрически соединять друг с другом путем формирования клеммных участков и на стороне монтажной поверхности 8a, и на тыльной поверхности 8b подложек 8 СИД.
Далее со ссылками на фиг.8-11 следует подробное описание блока сканирующей подсветки (backlight scan drive) и блока активной подсветки участков (area active backlight drive) в жидкокристаллическом дисплейном устройстве по настоящему изобретению.
На фиг.8 представлена схема, на которой показаны основные компоненты жидкокристаллического дисплейного устройства 1. На фиг.9 представлена блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации блока управления панелью, показанной на фиг.8. На фиг.10 представлена блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации блока управления подсветкой, показанной на фиг.8. На фиг.11 представлена диаграмма синхронизации, иллюстрирующая работу каждого из блоков жидкокристаллического дисплейного устройства.
Как показано на фиг.8, сигнал изображения подается в блок 13 управления извне жидкокристаллического дисплейного устройства 1 от источника сигнала (не показан), например телевизионного приемника или персонального компьютера. Далее, блок 13 управления по существу возбуждает жидкокристаллическую панель 2, используя входной сигнал изображения. Кроме того, блок 13 управления по существу возбуждает устройство 4 подсветки, используя входной сигнал изображения.
Более конкретно, блок 13 управления содержит блок 14 управления панелью для возбуждения жидкокристаллической панели 3 по пикселям, использующей входной сигнал изображения, блок 15 управления подсветкой для возбуждения каждого светоизлучающего диода 9 устройства 4 подсветки, используя сигнал изображения, и покадровое запоминающее устройство 16, выполненное с возможностью покадрового хранения данных об изображении, содержащихся в сигнале изображения. Далее, в блок управления 13 от удаленного контроллера (не показан) или подобного устройства, соединенного с жидкокристаллическим дисплейным устройством 1, вводится задающий сигнал затемнения. На основании введенного задающего сигнала затемнения блок 15 управления подсветкой изменяет питание, подаваемое на светоизлучающие диоды 9.
Далее, блок 13 управления панелью выводит задающие сигналы на драйвер 17 истоков и на драйвер 18 затвора. Кроме того, на блок 14 управления панелью от блока коррекции перекрестных помех межу участками (который будет описан ниже), находящегося в блоке 15 управления подсветкой, передается информация о величине яркости каждого участка ba подсветки. Поэтому задающий сигнал выводится из блока 14 управления панелью на драйвер 17 истока после корректировки, чтобы учесть полученную величину яркости для каждого участка ba подсветки.
Драйвер 17 истока и драйвер 18 затвора являются схемами деления для деления множества пикселей, имеющегося в жидкокристаллической панели 3, на пиксели. С драйвером 17 истока соединено множество сигнальных линий S1 SM (где М - целое число больше или равно 2), а с драйвером 18 затвора соединено множество управляющих линий G1 GN (где N - целое число больше или равно 2). Эти сигнальные линии S1 SM и управляющие линии G1 GN образуют матрицу и в соответствующих отдельных участках, разделенных в матрице сигнальными и управляющими линиями, сформированы регионы пикселей. Далее, множество пикселей содержат пиксели Pr красного цвета, пиксели Pg зеленого цвета и пиксели Pb синего цвета. Эти пиксели Pr, Pg, Pb, соответственно красного, зеленого и синего цвета, расположены последовательно в перечисленном порядке, например параллельно управляющим линиям G1 GN.
Для каждого пикселя имеется переключающий элемент 19, и затвор переключающего элемента 19 соединен с каждой из управляющих линий G1 GN. С другой стороны, исток переключающего элемента 19 соединен с каждой из сигнальных линий S1 SM. Далее, пиксельный электрод, имеющийся в каждом пикселе, соединен со стоком каждого переключающего элемента 19. В каждом пикселе общий электрод 21 расположен так, чтобы быть обращенным к пиксельному электроду 20, и между ними расположен вышеуказанный жидкокристаллический слой, находящийся на жидкокристаллической панели 3.
Как показано на фиг.9, блок 14 управления панелью содержит процессор 22 изображения и средство 23 коррекции данных изображения, которые соответственно генерируют задающие сигналы для драйвера 17 истока и драйвера 18 затвора, используя входной сигнал изображения. То есть процессор 22 изображения генерирует задающий сигнал для драйвера 18 затвора на основании дисплейных данных сигнала изображения, хранящихся в покадровом запоминающем устройстве 16, и выводит сигнал на драйвер 18 затвора. На основании задающего сигнала от процессора 22 изображения драйвер 18 затвора последовательно выводит на управляющие линии G1 GN отпирающие импульсы для включения затвора соответствующего переключающего элемента. Далее, процессор 22 изображения генерирует задающий сигнал для драйвера 17 истока на основании дисплейных данных и выводит этот сигнал на средство 23 коррекции данных изображения.
На средство 23 коррекции данных изображения подается не только задающий сигнал от процессора 22 изображения для драйвера 17 истока, но и значение яркости для каждого участка ba подсветки от блока коррекции перекрестных помех между участками. Эти значения яркости участков ba подсветки были скорректированы с использованием величины перекрестных помех, описанной ниже, и влияние перекрестных помех от света окружающих участков ba подсветки принимается во внимание. Используя значение яркости каждого участка ba подсветки, средство 23 коррекции данных изображения корректирует задающий сигнал для драйвера 17 истока по каждому пикселю для генерирования нового задающего сигнала и выводит новый задающий сигнал на драйвер 17 истока. Поэтому драйвер 17 истока соответственно выводит на линии S1 SM сигналы, представленные напряжением (напряжение градации), которые определяют яркость (градацию) информации, которая должна отображаться на поверхности дисплея.
Как показано на фиг.10, блок 15 управления подсветкой содержит средство 24 управления яркостью участка, блок 25 коррекции перекрестных помех участков и блок 26 управления возбуждением светоизлучающих диодов. Блок 15 управления подсветкой возбуждает шесть рядов групп подложек СИД для последовательной подсветки в соответствии с введенным в него сигналом изображения (как будет описано ниже).
Средство 24 управления яркостью участка из вводимого сигнала изображения получает информацию о яркости пикселей, включенных в соответствующий дисплейный участок ра, для каждого участка ba подсветки. Далее, используя полученную информацию о яркости пикселей, средство 24 управления яркостью участка определяет величины яркости каждого из красного, зеленого и синего цветов для каждого участка подсветки ba при работе (процесс задания яркости). Далее, средство 24 управления яркостью участка передает величины яркости красного, зеленого и синего цветов для каждого участка подсветки на блок 25 коррекции перекрестных помех.
Величины яркости красного, зеленого и синего цветов для каждого участка подсветки от средства 24 управления яркостью участка вводятся в блок 25 коррекции перекрестных помех между участками. Далее, блок 25 коррекции перекрестных помех между участками определяет величину перекрестной помехи от света, приходящего на соответствующий участок pa отображения от окружающих участков ba подсветки, и корректирует каждую величину яркости для множества участков ba подсветки на основании рассчитанной величины перекрестной помехи (процесс коррекции перекрестных помех между участками). Кроме того, блок 25 коррекции перекрестных помех между участками выполняет процесс коррекции перекрестных помех для каждого из красного, зеленого и синего светов.
Блок 26 управления возбуждением светоизлучающих диодов выполняет сканирующую подсветку, при которой множество участков ba подсветки последовательно освещаются в соответствии с информацией, отображаемой на жидкокристаллической панели 3. При сканирующей подсветке, для того чтобы множество участков ba подсветки последовательно излучали свет в заранее определенном направлении подсветки, а также для того, чтобы каждый участок ba подсветки излучал свет одновременно с по меньшей мере одним примыкающим участком ba подсветки в направлении подсветки во время заранее определенного периода перекрытия, соответствующие светоизлучающие диоды 9 включаются последовательно. Поэтому в устройстве 4 подсветки по настоящему изобретению сканирующая подсветка и активная подсветка участков выполняются одновременно.
Более конкретно, в устройстве 4 подсветки по настоящему варианту позициями с I по VI на фиг.11 обозначены шесть рядов групп подложек СИД, в которых горизонтально примыкающие друг к другу подложки 8 СИД электрически соединены друг с другом и последовательно включаются в вертикальном направлении поверхности дисплея, которое является направлением подсветки. Далее, каждая группа подложек СИД настроена на подсветку в течение одного и того же периода свечения светоизлучающих диодов, и во время вышеупомянутого периода перекрытия каждая группа подложек СИД настроена на подсветку одновременно с группами подложек СИД, примыкающих к ней по вертикали.
Другими словами, в устройстве 4 подсветки по настоящему варианту из светоизлучающих диодов 9, показанных на фиг.4, одновременно загораются 36 светоизлучающих диодов 9, установленных на трех подложках 8 СИД, помещенных в верхнем ряду. Поэтому участки 1-1, 1-9 подсветки (фиг.3), соответствующие этим светоизлучающим диодам 9, одновременно излучают свет на соответствующие дисплейные участки (1)…(9) (фиг.3). Затем, пока осуществляется подсветка участками 1-1, 1-9 подсветки, одновременно включаются 36 светоизлучающих диодов 9, установленных на трех подложках 8 СИД во втором сверху ряду. Поэтому свет, излучаемый участками 2-1, 2-9 подсветки (фиг.3), одновременно подсвечивают соответствующие дисплейные участки (10) (18) (фиг.3). Затем, в момент, обозначенный на фиг.11 как "период свечения СИД", участки ba подсветки, сформированные параллельно горизонтальному направлению поверхности дисплея, одновременно излучают свет и подсвечивают соответствующие дисплейные участки pa.
Далее, в устройстве 4 подсветки по настоящему варианту длительность одного кадра и период сканирования заданы так, чтобы иметь одинаковую длительность, а период реакции жидких кристаллов и период свечения светоизлучающих диодов находятся в пределах длительности одного кадра. Далее, в устройстве 4 подсветки по настоящему варианту все светоизлучающие диоды выключаются во время периодов, не относящихся к периоду свечения СИД, чем обеспечивается наличие периода зачернения. Во время такого периода зачернения дисплейные участки pa поверхности дисплея последовательно отображают черное поле в соответствии с операцией прекращения свечения участков ba подсветки. В результате в жидкокристаллическом дисплейном устройстве 1 по настоящему варианту можно уверенно предотвратить ухудшение качества изображения даже при движущемся изображении.
В устройстве 4 подсветки по настоящему изобретению, как описано выше, множество светоизлучающих диодов (светоизлучающих элементов) 9 и множество драйверов светоизлучающих диодов (элементов цепи возбуждения) 11 установлены соответственно на монтажной поверхности 8a и на тыльной поверхности 8b каждой подложки 8 СИД (подложки источника света) в распределенном порядке. Поэтому в отличие от известного устройства подсветки в устройстве 4 подсветки по настоящему изобретению можно предотвратить взаимодействие тепла, выработанного светоизлучающими диодами 9, и тепла, выработанного драйверами 11 светодиодов, даже когда количество устанавливаемых светоизлучающих диодов 9 увеличивается. Следовательно, в отличие от известного устройства подсветки устройство 4 подсветки по настоящему изобретению предотвращает повышение температуры светоизлучающих диодов 9 из-за тепла от драйверов 11 СИД, поэтому предотвращается падение эффективности излучения света каждым светоизлучающим диодом 9. Следовательно, в настоящем варианте качество освещения, создаваемого устройством 4 подсветки, можно повысить.
Далее, в настоящем варианте использовалось устройство 4 подсветки, качество освещения которого можно повысить даже при увеличении количества установленных светоизлучающих диодов 9. Поэтому можно легко создать обладающее высокими характеристиками жидкокристаллическое дисплейное устройство, создающее высокую яркость и изображение высокого качества.
Далее, в настоящем варианте тепло, выработанное каждым светоизлучающим диодом 9, эффективно отводится от монтажной поверхности 8a на шасси 7 с помощью расположенных на тыльной поверхности 8b каждой подложки 8 СИД радиаторных профилей 10 каждого светоизлучающего диода 9. Таким образом, имеется возможность эффективно рассеивать тепло от каждого светоизлучающего диода 9 в пространство. В результате, в настоящем варианте качество подсветки, создаваемой устройством 4 подсветки, легко можно повысить. Далее, поскольку радиаторные профили 10 образованы светоизлучающими диодами 9, даже при последовательном включении шести групп подложек СИД, как показано на фиг.11, тепло, выработанное светоизлучающими диодами 9 каждого ряда светоизлучающих диодов, может соответственно рассеиваться. В результате, даже при одновременном осуществлении сканирующей подсветки и активной подсветки участка множество светоизлучающих диодов 9 может работать стабильно и, следовательно, можно предотвратить снижение качества подсветки.
Вышеуказанный вариант приведен только в целях иллюстрации и не является ограничивающим. Технический диапазон настоящего изобретения определен формулой, и все изменения, находящиеся в диапазоне, эквивалентном конфигурации, определенной в формуле изобретения, также входят в технический диапазон настоящего изобретения.
Например, хотя выше был описан случай, когда настоящее изобретение было применено к жидкокристаллическому дисплею, работающему на пропускание, применение устройства подсветки по настоящему изобретению не ограничивается таким типом жидкокристаллических дисплеев. Например, устройство подсветки по настоящему изобретению может применяться в различных дисплейных устройствах, включая несветящиеся дисплеи, в которых для отображения информации, такой как изображения и текст, используется источник света. Более конкретно, устройство подсветки по настоящему изобретению предпочтительно может применяться в полупропускающих (semi-transmissive) жидкокристаллических дисплейных устройствах и дисплейных устройствах проекционного типа, например в рирпроекторах (rear projector), в которых в жидкокристаллических панелях используются лампы накаливания.
В дополнение к описанным выше примерам настоящее изобретение предпочтительно может применяться в рентгеновском осветителе, который используется для освещения рентгенограмм, в световых коробах для освещения негативных изображений и т.п., для облегчения их просмотра, или в осветительных устройствах для освещения рекламных щитов или рекламных объявлений, помещенных на стены в помещениях.
Далее, выше был описан случай использования подложек СИД, каждая из которых имеет два ряда по шесть светоизлучающих диодов, расположенных в линию, и шесть рядов групп подложек СИД, каждая из которых содержит три подложки СИД, расположенные в линию и электрически соединенные друг с другом. Однако в отношении конфигурации подложек источника света (включая количество и тип светоизлучающих элементов), количества устанавливаемых подложек источников света и способа соединения настоящее изобретение не ограничивается вышеописанной конфигурацией, если элементы цепи возбуждения для возбуждения светоизлучающих элементов расположены на тыльной поверхности подложки источников света, а множество светоизлучающих элементов установлено на монтажной поверхности.
Однако при установке множества рядов светоизлучающих элементов на монтажной поверхности подложки, как в вышеописанном варианте, для более уверенного предотвращения взаимодействия тепла, выработанного светоизлучающими элементами, и тепла, выработанного элементами цепи возбуждения, и для повышения качества подсветки, создаваемой таким устройством подсветки, предпочтительно размещать элементы цепи возбуждения на тыльной стороне подложки между множеством рядов светоизлучающих элементов. Далее, при монтаже только одного ряда светоизлучающих элементов на монтажной поверхности предпочтительно устанавливать элементы цепи возбуждения на тыльной стороне на участках, не находящихся непосредственно под светоизлучающими элементами, выстроенными в ряд так, чтобы на этих участках непосредственно под светоизлучающими диодами можно было разместить радиаторы.
Далее, как и в варианте, описанном выше, в качестве светоизлучающего элемента предпочтительно использовать светоизлучающие диоды, что позволяет легко создать устройство подсветки с низким потреблением энергии и с высокой экологической чистотой.
Далее, выше был описан случай использования множества строенных светоизлучающих диодов, содержащих красный, зеленый и синий светоизлучающие диоды. Однако светоизлучающие диоды, которые можно использовать в настоящем изобретении, не ограничиваются этим типом, и в настоящем изобретении можно использовать индивидуальные красные, зеленые и синие (R, G, В) светоизлучающие диоды, белые (W) светоизлучающие диоды, которые излучают белый свет, и так называемые счетверенные светоизлучающие диоды, содержащие четыре светоизлучающих диода, например R, G, В и W или G, R, G и В. Далее, можно также добавить светоизлучающие диоды, не относящиеся к R, G, В и W. В этом случае, хотя придется добавлять цвета к пикселям жидкокристаллической панели, можно воспроизвести более широкий диапазон цветов. К примерам цветов, которые можно добавить, относятся желтый и пурпурный.
Однако, как и в вышеописанном варианте, для улучшения чистоты цветов соответствующего излучения множества типов светоизлучающих диодов предпочтительно использовать много типов (например, RGB) светоизлучающих диодов, цвета излучаемого света которых отличаются друг от друга, но которые можно смешивать для получения белого цвета, а не белые светоизлучающие диоды. Кроме того, можно легко создать устройство подсветки с высоким качеством подсветки и, в результате, дисплейное устройство с высоким качеством изображения.
Выше было описано устройство подсветки прямого типа. Однако применение настоящего изобретения не ограничивается этим типом и оно может применяться в устройстве подсветки краевого типа, в котором на нижнюю сторону светоизлучающей поверхности устройства подсветки устанавливается единственная светопроводящая пластина, и множество подложек для источников света расположены параллельно по меньшей мере одной из четырех сторон, окружающих светопроводящую пластину, или в устройстве подсветки другого типа, например в тандемном устройстве подсветки, световодные пластины образованы светоизлучающим элементом. Далее, даже если настоящее изобретение применяется в тандемном устройстве подсветки, в котором оптические компоненты, такие как световодные пластины, нужно устанавливать на монтажную поверхность подложек для источников света, электронные компоненты, не являющиеся светоизлучающими элементами, такие как вышеупомянутые соединители, не устанавливаются на монтажную поверхность подложки источника света, как показано на фиг.5. Поэтому оптические компоненты можно легко установить и легко уменьшить толщину устройства подсветки.
В дополнение к примерам, описанным выше, настоящее изобретение также может применяться, например, в устройствах подсветки, имеющих конфигурацию, в которой яркость подсветки, создаваемой светоизлучающими элементами, содержащимися во множестве участков подсветки, задается участком подсветки в соответствии с входным сигналом изображения с возможностью всей области работать как коллективный флэш-накопитель, в котором все светоизлучающие элементы могут включаться или выключаться одновременно, или в устройстве подсветки, выполненном с возможностью включать из всех светоизлучающих элементов, расположенных в ряд, два соседних светоизлучающих элемента в состоянии, когда фазы широтно-импульсной модуляции включения/выключения затемнения двух соседних светоизлучающих элементов смещены друг от друга так, чтобы предотвратить возникновение мерцания или неравномерности яркости.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение полезно для устройства подсветки, качество подсветки которого может быть улучшено, даже когда количество размещаемых светоизлучающих элементов увеличивается, и для высококачественного дисплейного устройства, в котором используется это устройство подсветки.