Осветительное устройство, устройство отображения и телевизионный приемник - RU2468284C1
Код документа: RU2468284C1
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к осветительному устройству, к устройству отображения и телевизионному приемнику.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В последние годы дисплеи устройств воспроизведения изображения, включая телевизионные приемники, изменяются, и вместо дисплеев с обычными катодными трубками появляются тонкие дисплеи, включающие в себя жидкокристаллические панели и плазменные дисплейные панели. С тонкими дисплеями можно изготавливать тонкие устройства воспроизведения изображения. Жидкокристаллическому дисплейному устройству требуется блок задней подсветки как отдельное осветительное устройство, поскольку используемая в нем жидкокристаллическая панель не является светоизлучающим элементом.
В патентном документе 1 раскрыта технология изготовления тонких жидкокристаллических дисплейных устройств большого размера. Используемая в ней задняя подсветка включает в себя светодиоды, а также световодные пластины. Каждый светодиод имеет светоизлучающую поверхность, через которую испускается свет, в направлении, по существу параллельном поверхности воспроизведения жидкокристаллической панели. Каждая световодная пластина с боковой стороны (область боковой кромки) имеет входную световую поверхность, а на верхней поверхности - выходную световую поверхность. Входная световая поверхность направлена в сторону светодиода, и свет от светодиода входит в световодную пластину через входную световую поверхность. Свет выходит из выходной световой поверхности в направлении поверхности воспроизведения жидкокристаллической панели. Световодные пластины и светодиоды расположены параллельными рядами. На противоположных поверхностях соседних световодных пластин образованы отражающие слои. Эти отражающие слои отражают свет внутрь световодных пластин и направляют его к выходным световым поверхностям.
Патентный документ 1: Опубликованная заявка на патент Японии № 2006-108045.
Задача, решаемая изобретением
Вышеупомянутая задняя подсветка использует отражающие слои для направления света внутри световодных пластин. Кроме того, свет внутри световодных пластин может полностью отражаться на поверхности раздела между световодными пластинами и слоем воздуха, находящимся между соседними световодными пластинами, и направляться далее. Воздушный слой имеет меньший показатель преломления, чем световодные пластины.
В этом случае для возникновения воздушного слоя между соседними световодными пластинами требуется зазор определенной величины. Количество света в этом зазоре меньше, чем количество света на выходных световых поверхностях световодных пластин. Поэтому этот зазор может рассматриваться как темное пятно, и он приводит к образованию неравномерной яркости.
СУЩНОСТЬ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение было выполнено исходя из вышеизложенных обстоятельств. Задачей настоящего изобретения является предотвращение появления неравномерной яркости.
Задача, решаемая изобретением
Для решения вышеописанной задачи осветительное устройство по настоящему изобретению включает в себя, по меньшей мере, один источник света, множество световодных элементов, слой с низким показателем преломления и рассеивающую структуру. Каждый из световодных элементов расположен таким образом, что направлен в сторону источника света и включает в себя входную световую поверхность, через которую входит свет от источника света, и выходную световую поверхность, через которую свет выходит. Выходная световая поверхность расположена параллельно направлению расположения, в котором расположены источник света и входная световая поверхность. Световодные элементы расположены параллельно друг другу, так что они являются параллельными выходной световой поверхности и перпендикулярными направлению расположения. Слой с низким показателем преломления имеет показатель преломления, меньший, чем показатель преломления световодного элемента, и расположен между соседними световодными элементами. Рассеивающая структура сформирована на поверхности раздела между каждым световодным элементом и слоем с низким показателем преломления и сконфигурирована для рассеяния света внутрь световодного элемента.
Свет, испущенный из источников света, входит в световодный элемент через входную световую поверхность, проходит через световодный элемент и выходит через выходную световую поверхность. Когда свет, проходящий по световодному элементу, падает на поверхность раздела между световодным элементом и слоем с низким показателем преломления, он рассеивается рассеивающей структурой, сформированной на этой поверхности раздела. Свет содержит лучи, которые падают на поверхность раздела под углами, меньшими, чем критический угол полного внутреннего отражения относительно этой поверхности раздела. Лучи света выходят из световодного элемента во внешнее пространство. При такой конфигурации малое количество света между соседними световодными элементами может быть восполнено. Поэтому менее вероятно, что в области между световодными элементами образуются темные пятна.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть сконфигурированы следующим образом.
(1) Рассеивающая структура включает в себя большое количество микроскопических впадин и выступов. При наличии большого количества микроскопических впадин и выступов свет внутри световодного элемента может быть эффективно рассеянным. "Микроскопические" означает, что при рассмотрении внешнего вида подробные формы трудно различить, и они могут быть различимы при использовании увеличительного стекла или микроскопа.
(2) Впадины или выступы рассеивающей структуры образованы нерегулярными по формам и по их расположению. При такой конфигурации свет, который выходит из поверхности раздела, имеет низкую направленность или не имеет никакой направленности. Поэтому менее вероятно, что в области между световодными элементами образуется неравномерная яркость.
(3) Впадины или выступы рассеивающей структуры образованы пескоструйной обработкой поверхности раздела. При этом впадины или выступы могут быть образованы дешево и эффективно. "Пескоструйная обработка" представляет собой процесс, при котором ударные материальные элементы, содержащие мелкие зернышки, более твердые, чем обрабатываемая поверхность, посредством сжатого воздуха ударяются об обрабатываемую поверхность и делают ее матовой.
(4) Впадины или выступы рассеивающей структуры образованы регулярно с параллельным расположением. При такой конфигурации можно легко управлять количеством выходного света из поверхности раздела.
(5) Световодные элементы представляют собой смолу, отлитую в форму. Впадины или выступы образованы с использованием литейной формы. Для формирования регулярной структуры впадин или выступов не требуется никакой специальной обработки. Это отражается на снижении стоимости.
(6) Впадины или выступы сформированы таким образом, что их плотность распределения по поверхности раздела постепенно увеличивается в направлении расположения, в котором источник света и входная световая поверхность расположены до достижения максимальной плотности на стороне, отстоящей от источника света. Количество света внутри световодного элемента имеет относительно бόльшую величину на боковой стороне, близкой к источнику света, чем на боковой стороне, удаленной от источника света в направлении расположения, в котором выставлены источник света и входная световая поверхность. Плотность распределения впадин или выступов по поверхности раздела установлена на относительно низкую плотность на боковой стороне, близкой к источнику света, где количество света велико. Плотность распределения установлена на относительно высокую плотность на стороне, отстоящей от источника света, где количество света мало. При вышеописанных конфигурациях количество выходящего света подавляется на боковой стороне, близкой к источнику света, и увеличивается на стороне, отстоящей от источника света. В результате в областях между соседними световодными элементами обеспечивается одинаковое количество выходящего света. Появление неравномерной яркости менее вероятно еще в большей степени.
(7) Каждая поверхность раздела при макроскопическом рассмотрении представляет собой прямую вертикальную поверхность. По сравнению с поверхностью раздела с выступами и впадинами при макроскопическом рассмотрении погрешности в установке множества световодных пластин в параллельную конфигурацию относительно малы. Более конкретно, слой с низким показателем преломления между поверхностями раздела, которые направлены одна на другую, может быть построен как тонкий слой. Поэтому еще в большей степени менее вероятно, что в областях между соседними световодными элементами появятся темные пятна. Кроме того, световодные элементы могут быть установлены очень легко, и это вносит свой вклад в сокращение стоимости. "Макроскопический" означает, что особенности формы легко различаются при рассмотрении внешнего вида.
(8) Может быть использовано множество источников света. Каждый световодный элемент имеет множество входных световых поверхностей, соответствующих множеству источников света, а также щель, которая делит выходную световую поверхность в соответствии с множеством входных световых поверхностей. Материал слоя в этой щели имеет низкий показатель преломления. На поверхности раздела между каждым световодным элементом и находящимся в щели слоем с низким показателем преломления создана рассеивающая структура. Свет, испущенный из каждого источника света, входит через соответствующую входную световую поверхность и выходит через соответствующую выходную световую поверхность, которая является частью выходной световой поверхности, разделенной этой щелью. Некоторые лучи света, рассеянные рассеивающей структурой, выходят из поверхности раздела в щель между световодным элементом и слоем с низким показателем преломления в щели. Поэтому менее вероятно, что в той области, в которой образована щель, будут появляться темные пятна. Кроме того, каждый световодный элемент перекрывает множество источников света. Поэтому световодные элементы могут быть легко установлены параллельно друг другу. Это особенно предпочтительно в том случае, когда осветительное устройство выполнено в больших размерах.
(9) Световодные элементы установлены параллельно друг другу в таком направлении, в котором расположены источник света и входная световая поверхность. При такой конфигурации маловероятно, что осветительное устройство, в котором световодные элементы и их выходные световые поверхности расположены в двухмерном измерении параллельно друг другу, будет давать неравномерную яркость
(10) Каждый световодный элемент имеет рассеивающую структуру на поверхности, смежной с выходной световой поверхностью и с поверхностью раздела. При наличии этой рассеивающей структуры на поверхности, смежной с выходной световой поверхностью и с поверхностью раздела, свет проходит в область между расположенными параллельно друг другу световодными элементами в направлении расположения, в котором расположены источник света и входная световая поверхность. Поэтому в еще большей степени менее вероятно появление неравномерной яркости.
(11) Каждый световодный элемент включает в себя выходной световой участок, имеющий выходную световую поверхность, и световодный участок между входной световой поверхностью и выходным световым участком, сконфигурированный для проведения света, который входит через входную световую поверхность, к выходному световому участку. Выходной световой участок выполнен таким образом, что перекрывает световодный участок световодного элемента, расположенный смежно в направлении расположения, в котором, при взгляде сверху, расположены источник света и входная световая поверхность. Свет, который входит через входную световую поверхность, проходит по световодному участку и выходит через выходную световую поверхность выходного светового участка. Поэтому в плоскости выходной световой поверхности обеспечено равномерное распределение яркости. Выходные световые участки перекрывают световодные участки, которые не имеют выходных световых поверхностей. Выходные световые поверхности выставлены параллельно одна другой в направлении расположения, в котором расположены источник света и входная световая поверхность. Поэтому достигается равномерное распределение яркости осветительного устройства.
(12) Рассеивающая структура образована на каждом выходном световом участке, но не на световодном участке. Рассеивающие структуры не образованы на световодных участках, которые перекрывают выходные световые участки. Поэтому из каждой поверхности раздела не выходит чрезмерное количество света. При достижении достаточного количества света, выходящего из выходной световой поверхности, менее вероятно появление неравномерной яркости в области между соседними световодными элементами.
(13) Поверхности раздела между световодными элементами при макроскопическом рассмотрении имеют выступы и впадины, такие, что те поверхности раздела, которые направлены в сторону друг друга, пригнаны между собой, дополняя одна другую. При такой конфигурации в еще большей степени менее вероятно, что области между соседними световодными элементами можно считать темными пятнами.
(14) Слоем с низким показателем преломления является воздушный слой. При этом для формирования воздушного слоя не требуется никаких специальных материалов, и, таким образом, этот воздушный слой может быть образован с малыми затратами.
(15) Источником света является светоизлучающий диод. Поэтому может быть достигнута высокая яркость.
Далее, чтобы решить упомянутую ранее проблему, устройство воспроизведения изображения по настоящему изобретению включает в себя вышеупомянутое осветительное устройство и панель воспроизведения изображения, сконфигурированную для воспроизведения изображения с использованием света от этого осветительного устройства.
В соответствии с таким дисплейным устройством менее вероятно, что осветительное устройство, которое освещает панели воспроизведения изображения, будет иметь темные пятна между световодными элементами и обеспечивает равномерное распределение яркости. Поэтому можно получить высококачественный дисплей.
Примером панели воспроизведения изображения является жидкокристаллическая панель. Такое устройство воспроизведения изображения может использоваться как жидкокристаллическое дисплейное устройство в различных областях, включая телевизионные приемники и дисплеи персональных компьютеров. Особенно такое устройство воспроизведения изображения предпочтительно для изготовления больших экранов.
Положительный эффект изобретения
В соответствии с настоящим изобретением маловероятно появление неравномерной яркости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой деталировочный вид в перспективе, иллюстрирующий общую конструкцию телевизионного приемника в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг.2 представляет собой деталировочный вид в перспективе, иллюстрирующий общую конструкцию жидкокристаллической панели и блока задней подсветки.
Фиг.3 представляет собой вид в плане блока задней подсветки.
Фиг.4 представляет собой вид поперечного сечения жидкокристаллического дисплейного устройства вдоль направления длинной стороны.
Фиг.5 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения, иллюстрирующий концевой участок жидкокристаллического дисплейного устройства по фиг.4.
Фиг.6 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения световодной пластины, показанной на фиг.5.
Фиг.7 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения нижнего концевого участка жидкокристаллического дисплейного устройства по фиг.3 вдоль направления его короткой стороны.
Фиг.8 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения верхнего концевого участка жидкокристаллического дисплейного устройства по фиг.3 вдоль направления его короткой стороны.
Фиг.9 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения среднего участка жидкокристаллического дисплейного устройства по фиг.3 вдоль направления его короткой стороны.
Фиг.10 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения световодной пластины по фиг.9.
Фиг.11 представляет собой вид в плане, иллюстрирующий конфигурацию световодных пластин.
Фиг.12 представляет собой вид в плане световодной пластины.
Фиг.13 представляет собой вид снизу световодной пластины.
Фиг.14 представляет собой вид сбоку световодных пластин.
Фиг.15 представляет собой вид поперечного сечения световодной пластины вдоль щели.
Фиг.16 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения заднего участка поверхности боковой стороны выходного светового участка.
Фиг.17 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения переднего участка поверхности боковой стороны выходного светового участка.
Фиг.18 представляет собой вид сбоку световодной пластины в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.19 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения заднего участка поверхности боковой стороны выходного светового участка.
Фиг.20 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения переднего участка поверхности боковой стороны выходного светового участка.
Фиг.21 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения заднего участка поверхности боковой стороны выходного светового участка в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.22 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения переднего участка поверхности боковой стороны выходного светового участка.
Фиг.23 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения заднего участка поверхности боковой стороны выходного светового участка в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.24 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения.
Фиг.25 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения заднего участка поверхности боковой стороны выходного светового участка в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.26 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения.
Фиг.27 представляет собой увеличенный вид спереди световодной пластины в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.28 представляет собой увеличенный вид.
Фиг.29 представляет собой увеличенный вид спереди световодной пластины в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.30 представляет собой вид в плане, иллюстрирующий параллельную конфигурацию световодных пластин в соответствии с восьмым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.31 представляет собой вид световодной пластины сбоку.
Фиг.32 представляет собой вид сбоку световодной пластины в соответствии с другим вариантом осуществления (1) настоящего изобретения
Фиг.33 представляет собой вид сбоку световодной пластины в соответствии с другим вариантом осуществления (2) настоящего изобретения.
Фиг.34 представляет собой вид сбоку световодной пластины в соответствии с другим вариантом осуществления (3) настоящего изобретения.
Экспликация позиционных обозначений
10 - жидкокристаллическое дисплейное устройство (устройство воспроизведения изображения);
11 - жидкокристаллическая панель (панель дисплея);
12 - блок задней подсветки (осветительное устройство);
16 - светодиод (источник света, светоизлучающий диод);
18 - световодная пластина (световодный элемент);
18а, 18b, 18с - боковая поверхность (поверхность раздела);
24 - отражательный лист (отражательный элемент);
31 - выходной световой участок;
31а, 31b - крайняя боковая поверхность (поверхность раздела);
31с - передняя торцевая поверхность (поверхность, смежная с выходной световой поверхностью);
32 - световодный участок;
36 - выходная световая поверхность;
42 - щель;
47, 52 - матовая поверхность (рассеивающая структура);
48, 50 - углубление (рассеивающая структура);
49, 51, 53 - выступ (рассеивающая структура);
AR - воздушный слой (слой с низким показателем преломления);
TV - телевизионный приемник.
НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
<Первый вариант осуществления>
Первый вариант осуществления настоящего изобретения будет пояснен со ссылками на фиг.1-15. В этом варианте осуществления будет описано жидкокристаллическое дисплейное устройство 10. На некоторых иллюстрациях есть оси Х, оси Y и оси Z, которые соответствуют друг другу и указывают соответствующие направления. На фиг.4-11 верхняя сторона и нижняя сторона соответствуют передней боковой поверхности и задней боковой поверхности, соответственно.
Как показано на фиг.1, телевизионный приемник TV включает в себя жидкокристаллическое дисплейное устройство 10 (устройство воспроизведения изображения), отсеки Са и Cb, источник питания Р и тюнер Т. Отсеки Са и Cb содержат между собой жидкокристаллическое дисплейное устройство 10. Жидкокристаллическое дисплейное устройство 10 помещается в отсеках Са и Cb. Жидкокристаллическое дисплейное устройство 10 удерживается стойкой S в вертикальном положении, при котором поверхность 11а воспроизведения изображения установлена вдоль по существу вертикального направления (в направлении оси Y). Жидкокристаллическое дисплейное устройство 10 имеет полностью прямоугольную форму альбомного формата. Как показано на фиг.2, жидкокристаллическое дисплейное устройство 10 включает в себя жидкокристаллическую панель 11, которая является панелью воспроизведения изображения, и блок 12 задней подсветки (осветительное устройство), который является внешним источником света. Жидкокристаллическая панель 11 и блок 12 задней подсветки удерживаются вместе окантовкой 13 в виде рамки, как показано на фиг.2.
Выражение "поверхность 11а дисплея установлена вдоль вертикального направления" не ограничено условием, при котором поверхность 11а воспроизведения изображения установлена параллельно вертикальному направлению. Поверхность 11а дисплея может быть установлена вдоль направления ближе к вертикальному направлению, чем к горизонтальному. Например, поверхность 11а воспроизведения изображения может быть наклонена в диапазоне от 0 до 45° к вертикальному направлению, предпочтительно наклонена в диапазоне от 0 до 30°.
Далее будут описаны жидкокристаллическая панель 11 и блок 12 задней подсветки, включенные в жидкокристаллическое дисплейное устройство 10. Жидкокристаллическая панель 11 (панель воспроизведения изображения) имеет в плане прямоугольную форму и включает в себя две прозрачные стеклянные подложки, связанные вместе с предопределенным зазором между ними и с заделанными между ними жидкими кристаллами. На одной из стеклянных подложек расположены переключательные компоненты (например, тонкопленочные транзисторы), пиксельные электроды и корректирующая пленка. Переключательные компоненты соединены с линейками логических элементов и с линейками питания, которые перпендикулярны друг другу. Пиксельные электроды соединены с переключательными компонентами. На другой стеклянной подложке в предопределенном положении расположены цветовые фильтры, включая красную (R), зеленую (G) и синюю (В) цветовые секции, контрэлектроды, и корректирующая пленка. По внешним поверхностям стеклянных подложек, соответственно, расположены поляризационные пластины (см. фиг.5).
Далее будет подробно описан блок 12 задней подсветки. Как показано на фиг.4, блок 12 задней подсветки включает в себя шасси 14, оптический элемент 15, светодиоды 16 (светоизлучающие диоды), платы 17 светодиодов и световодные пластины 18. Шасси 14 имеет форму в виде короба и отверстие с передней стороны (сторона жидкокристаллической панели 11, светоизлучающая сторона). Оптический элемент 15 установлен таким образом, чтобы закрывать это отверстие. Светодиоды 16 представляют собой расположенные внутри шасси 14 источники света. Светодиоды 16 установлены на платах 17 светодиодов. Световые лучи, испущенные из светодиодов 16, направляются к оптическому элементу 15 световодными пластинами 18. Блок 12 задней подсветки дополнительно включает в себя опорный элемент 19, прижимной элемент 20 и теплоотводы 21. Опорный элемент 19 удерживает рассеиватели 15а и 15b со стороны жидкокристаллической панели 11. Теплоотводы 21 предусмотрены для рассеяния тепла, создаваемого светодиодами 16 при испускании света.
Блок 12 задней подсветки включает в себя ряд соединенных последовательно блоков излучателей света. Каждый блок излучателя света включает в себя световодную пластину 18 и соединенные последовательно светодиоды 16. Светодиоды 16 установлены на крайних боковых областях каждой световодной пластины 18. Ряд блоков излучателей света (на фиг.3 их двадцать) расположены последовательно вдоль направления расположения (в направлении оси Y), в котором последовательно расположены светодиоды 16 и световодные пластины 18, то есть в тандемной компоновке (см. фиг.7-9). Кроме того, блок 12 задней подсветки дополнительно включает в себя ряд блоков излучателей света (на фиг.3 их сорок), уложенных параллельно друг другу в направлении, по существу перпендикулярном направлению тандемной компоновки (направление оси Y), и вдоль поверхности 11а дисплея (направление оси Х). Более конкретно, ряд блоков излучателей света уложен в плоскости (то есть в двухмерной параллельной компоновке) вдоль поверхности 11а дисплея (в плоскости Х-Y) (см. фиг.3).
Далее будут подробно описаны компоненты блока 12 задней подсветки. Шасси 14 выполнено из металла и имеет общую форму мелкой коробки (или форму мелкой миски) с отверстием со стороны жидкокристаллической панели 11, как показано на фиг.4. Шасси 14 включает в себя нижнюю пластину 14а, боковые пластины 14b и опорные пластины 14с. Нижняя пластина 14а имеет прямоугольную форму, подобную форме жидкокристаллической панели 11. Боковые пластины 14b поднимаются от соответствующих краев нижней пластины 14а. Опорные пластины 14с выступают наружу из соответствующих концевых краев боковых пластин 14b. Направление вдоль длинной стороны и направление вдоль короткой стороны шасси 14 соответствует горизонтальному направлению (направление оси Х) и вертикальному направлению (направление оси Y), соответственно. Опорные пластины 14с сконфигурированы на шасси 14 таким образом, что на них со стороны передней поверхности размещены, соответственно, опорный элемент 19 и прижимной элемент 20. Каждая опорная пластина 14с имеет установочные отверстия 14d, которые являются сквозными отверстиями для удержания в предопределенных положениях посредством винтов всех вместе - окантовки 13, опорного элемента 19 и прижимного элемента 20. Одно из установочных отверстий 14d показано на фиг.7. Внешний участок края каждой опорной пластины 14с по длинной стороне загнут таким образом, что является параллельным соответствующей боковой пластине 14b (см. фиг.4). Нижняя пластина 14а имеет вставочные отверстия 14е, которые являются сквозными отверстиями, предназначенными для ввода в низ защелок 23 (см. фиг.5 и 6). Посредством защелок 23 к шасси крепятся световодные пластины 18. Нижняя пластина 14а также имеет установочные отверстия (не показаны). Эти установочные отверстия являются сквозными отверстиями, предназначенными для крепления посредством винтов светодиодных плат 17, и выполнены в предопределенных положениях.
Как показано на фиг.4, между жидкокристаллической панелью 11 и световодными пластинами 18 расположен оптический элемент 15. Он включает в себя рассеиватели 15а и 15b, расположенные со стороны световодной пластины 18, и оптический лист 15с, уложенный со стороны жидкокристаллической панели 11. Каждый из рассеивателей 15а и 15b включает в себя слой материала на основе прозрачной смолы, более толстый, чем оптический лист 15с, и большое количество рассеивающих частиц, распределенных в основном материале. Рассеиватели 15а и 15b предназначены для рассеивания света, который проходит внутрь их. Рассеиватели 15а и 15b, имеющие одинаковую толщину, расположены один поверх другого. Оптический лист 15с представляет собой тонкий лист, имеющий толщину, меньшую, чем толщина рассеивателей 15а и 15b. Оптический лист 15с включает в себя три листа, помещенные один поверх другого, а именно рассеивающий лист, линзовый лист и поляризующий лист отражательного типа, размещенные в этом порядке со стороны рассеивателя 15а (15b), то есть со стороны задней поверхности.
По внешним боковым участкам шасси 14 установлен опорный элемент 19, сконфигурированный для удержания почти всех внешних боковых участков пластин рассеивателей 15а и 15b. Как показано на фиг.3, опорный элемент 19 включает в себя пару опорных частей 19А по короткой стороне и две разные опорные части 19В и 19С по длинной стороне. Опорные части 19А по короткой стороне расположены таким образом, что продолжаются вдоль соответствующих коротких сторон шасси 14. Опорные части 19В и 19С по длинной стороне расположены таким образом, что продолжаются вдоль соответствующих длинных сторон шасси 14. Части опорного элемента 19 имеют различную конфигурацию в соответствии с установочными местами. Ссылочные обозначения 19А-19С используются для независимой ссылки на части опорного элемента 19. Для ссылки на опорный элемент 19 в целом используется цифровое обозначение 19 без букв.
Как показано на фиг.4 и 5, опорные части 19А по короткой стороне имеют по существу одинаковые конфигурации. Каждая из них имеет по существу L-образную форму поперечного сечения, такую, что опорная часть продолжается вдоль поверхности опорной пластины 14с и внутренней поверхности боковой пластины 14b. Часть каждой опорной части 19А, параллельная опорной пластине 14с, во внутренней области "получает" рассеиватель 15b, а по внешней области - прижимную часть 20А. Прижимная часть 20А по короткой стороне будет описана далее. Опорные части 19А по короткой стороне покрывают по существу все длины опорных пластин 14с и боковых пластин 14b по коротким сторонам.
Опорные части 19В и 19С по длинной стороне сконфигурированы различным образом. Более конкретно, первая опорная часть 19В по длинной стороне расположена по длинной стороне, показанной на фиг.3, шасси 14 (нижняя сторона в вертикальном направлении). Как показано на фиг.7, она расположена таким образом, что продолжается вдоль внутренней поверхности опорной пластины 14с и поверхности смежной световодной пластины 18, расположенной со стороны передней поверхности (поверхность со стороны, противоположной светодиодной плате 17). Назначением первой опорной части 19В по длинной стороне является прижим смежной световодной пластины 18 со стороны передней поверхности. Первая опорная часть 19В по длинной стороне по своему внутреннему краю "принимает" рассеиватель 15а, который расположен со стороны передней поверхности, а по своему внешнему краю - прижимную часть 20В по длинной стороне. Прижимная часть 20В по длинной стороне будет описана далее. Область внутреннего края первой опорной части 19В по длинной стороне имеет ступенчатый участок 19Ва, которому придан такой вид, чтобы он соответствовал по форме области внешнего края рассеивателя 15а, который расположен со стороны передней поверхности. Смежно относительно этого ступенчатого участка 19Ва по внешнему краю первой опорной части 19В по длинной стороне относительно ступенчатых участков 19Ва сформированы углубления 19Bb для приема выступов 20Вс первой прижимной части 20В по длинной стороне. Первая опорная часть 19В по длинной стороне перекрывает по существу все длины опорной пластины 14с по длинной стороне и несветящиеся участки смежной световодной пластины 18 (участок 30 установки платы и световодный участок 32). Ширина первой опорной части 19В по длинной стороне больше, чем ширина других опорных частей 19А и 19С, на область, которая перекрывает несветящиеся участки.
Вторая опорная часть 19С по длинной стороне на фиг.3 расположена на верхней стороне шасси 14 (верхняя сторона в вертикальном направлении). Как показано на фиг.8, вторая опорная часть 19С по длинной стороне имеет изогнутое поперечное сечение. Она расположена вдоль внутренних поверхностей опорной пластины 14с, боковой пластины 14b и нижней пластины 14а. В области опорной части 19С по длинной стороне, параллельной опорной пластине 14с, образован выступ 19Са опоры рассеивателя таким образом, что он выступает со стороны передней поверхности. Выступ 19Са опоры рассеивателя имеет дуговое поперечное сечение. Со стороны задней поверхности он контактирует с рассеивателем 15b со стороны его задней поверхности. В области второй опорной части 19С по длинной стороне, параллельной нижней пластине 14а, образован выступ 19Cb опоры световодной пластины таким образом, что он выступает со стороны передней поверхности. Выступ 19Cb опоры световодной пластины имеет дуговое поперечное сечение. Он контактирует со смежной световодной пластиной 18 со стороны задней поверхности. Назначением второй опорной части 19С по длинной стороне является прием рассеивателей 15а и 15b и световодной пластины 18 (то есть опорные функции). Область второй опорной части 19С по длинной стороне, параллельная опорной пластине 14с, внутренняя относительно выступа 19Са опоры рассеивателя, контактирует с концевым участком световодной пластины 18 со стороны задней поверхности. Световодная пластина 18 поддерживается в двух точках: на концевом участке - опорным выступом 19Са и на основном участке - выступом 19Cb опоры световода. Вторая опорная часть 19С по длинной стороне перекрывает по существу все области опорной пластины 14с и боковой пластины 14b по длинной стороне. Из внешнего края второй опорной части 19С по длинной стороне поднимается выступающий участок 19Сс, причем таким образом, что направлен в сторону концевых поверхностей рассеивателей 15а и 15b.
Как показано на фиг.3, на областях по внешнему краю шасси 14 расположен прижимной элемент 20. Ширина прижимного элемента 20 меньше, чем размеры соответствующих сторон шасси 14 и рассеивателей 15а и 15b. Поэтому прижимной элемент 20 прижимает части участка по внешнему краю рассеивателя 15а. Прижимной элемент 20 включает в себя прижимные части 20А по короткой стороне, расположенные по соответствующей области короткой стороны шасси 14, и множество прижимных частей 20В и 20С, расположенных по каждой области длинной стороны шасси 14. Эти части прижимного элемента 20 сконфигурированы по-разному в соответствии с местами крепления. Ссылочные обозначения 20А-20С используются для независимой ссылки на части прижимного элемента 20. Для ссылки на прижимной элемент 20 в целом используется цифровое обозначение 20 без букв.
Прижимные части 20А по короткой стороне расположены вокруг центральных участков соответствующих областей по короткой стороне шасси 14. Они расположены на участках внешнего края по коротким сторонам опорных частей 19А и закреплены винтами. Как показано на фиг.5, каждая имеет удерживающее ушко 20Аа, которое выдается внутрь от привинченной основной части. Рассеиватель 15а со стороны передней поверхности прижат крайними областями удерживающих ушек 20Аа. Со стороны поверхности воспроизведения на ушки 20Аа уложена жидкокристаллическая панель 11, которая удерживается между окантовкой 13 и удерживающими ушками 20Аа. На поверхности удерживающих ушек 20Аа уложены прокладки 20Ab для жидкокристаллической панели 11.
Прижимные части 20В и 20С по длинной стороне сконфигурированы по-разному. На фиг.3 первые прижимные части 20В по длинной стороне уложены на нижней стороне шасси 14 (нижняя сторона в вертикальном направлении). Как показано на фиг.3, три прижимные части 20В по длинной стороне уложены с, по существу, равными интервалами. На фиг.3 одна из них расположена вокруг середины области короткой стороны шасси 14, на нижней стороне, а две другие расположены по каждой из сторон относительно той, которая расположена посередине. Они помещены в области внешнего края первой опорной части 19В по длинной стороне и привинчены. Как показано на фиг.7, каждая прижимная часть 20В по длинной стороне с внутренней стороны имеет удерживающее ушко 20Ва, точно так же, как и прижимные части 20А. Поверхность удерживающего ушка 20Ва со стороны задней поверхности прижимает рассеиватель 15а. Поверхности со стороны передней поверхности через прокладки 20Bb "принимают" жидкокристаллическую панель 11. Прижимные части 20В по длинной стороне имеют ширины, большие, чем ширины других прижимных частей 20А и 20С, так чтобы соответствовать первым опорным частям 19В по длинной стороне. На поверхностях прижимных частей 20В по длинной стороне со стороны задней поверхности выполнены выступы 20Вс для позиционирования первых прижимных частей 20В по длинной стороне на первых опорных частях 19В по длинной стороне.
На фиг.3 на верхней стороне шасси 14 (верхняя сторона в вертикальном направлении) расположены прижимные части 20С по длинной стороне. Как показано на фиг.3, на области длинного края шасси 14 на верхней стороне по фиг.3 уложены две прижимные части 20С по длинной стороне. Они помещены прямо на опорную пластину 14с и привинчены. Как показано на фиг.8, подобно прижимным частям 20А по короткой стороне и первым прижимным частям 20В по длинной стороне, каждая прижимная часть 20С по длинной стороне на внутренней стороне имеет удерживающее ушко 20Са. Поверхности удерживающих ушек 20Са со стороны задней поверхности прижимают рассеиватель 15а, а поверхности со стороны передней поверхности через прокладки 20Cb "принимают" жидкокристаллическую панель 11. Другие прокладки 20Сс установлены между удерживающими ушками 20Са вторых прижимных частей 20С по длинной стороне и окантовкой 13.
Теплоотводам 21 придана форма в виде листов, и выполнены они из синтетической смолы или металла, имеющего высокую теплопроводность. Как показано на фиг.5 и 7, теплоотводы 21 расположены, соответственно, внутри и снаружи шасси 14. Внутри шасси теплоотвод 21 помещен между нижней пластиной 14а шасси 14 и светодиодными платами 17. В некоторых местах они имеют вырезы для компонентов. Теплоотвод 21 снаружи шасси 14 установлен на задней поверхности нижней пластины 14а шасси 14.
Как показано на фиг.10, светодиоды 16 установлены на поверхности светодиодных плат 17, то есть светодиоды 16 являются светодиодами с поверхностным монтажом. Каждый светодиод 16 имеет внешнюю форму в виде бруска, вытянутого в горизонтальном направлении. Светодиоды 16 являются светодиодами с боковым излучением. Боковая сторона каждого светодиода 16, который вертикально выступает из монтажной поверхности, является светоизлучающей поверхностью 16а. Установочная поверхность расположена напротив светодиодной платы 17 (то есть нижняя поверхность, которая контактирует со светодиодной платой 17). Световая ось LA света, испущенного из светодиода 16, по существу параллельна поверхности 11а воспроизведения изображения жидкокристаллической панели 11 воспроизведения изображения (выходная световая поверхность 36 световодной пластины 18) (см. фиг.7 и 10). Более конкретно, световая ось LA света, испущенного из светодиода 16, совпадает с направлением короткой стороны (направление оси Y) шасси 14, то есть с вертикальным направлением. Свет проходит в направлении верхней стороны в вертикальном направлении (направление распространения света, выходящего из выходной световой поверхности 16а) (см. фиг.3 и 7). Свет, испущенный из светодиода 16, распространяется по трем измерениям относительно световой оси LA в заданном угловом диапазоне. Его направленность выше, чем направленность света от трубок с холодным катодом. А именно, углы распределения светодиода 16 свидетельствуют о тенденции, что интенсивность излучения светодиода 16 значительно выше вдоль световой оси LA и резко уменьшается по мере увеличения угла относительно световой оси LA. Продольное направление светодиода 16 совпадает с направлением шасси 14 по длинной стороне (направление оси Х).
Светодиод 16 включает в себя множество светодиодных чипов 16с, установленных на плате 16b, которая расположена на противоположной стороне относительно светоизлучающей поверхности 16а (сторона задней поверхности). Светодиодные чипы 16с являются светоизлучающими элементами. Светодиод 16 помещен в корпус 16d, а внутреннее пространство корпуса 16d закрыто выполненным из смолы элементом 16е. Светодиод 16 включает в себя три различных вида светодиодных чипов 16с с различными длинами волн максимума излучения. Более конкретно, каждый светодиодный чип 16с испускает свет одного из цветов - красного (R), зеленого (G) или синего (B). Светодиодные чипы 16с расположены параллельно друг другу вдоль продольного направления светодиода 16. Корпус 16d выполнен в форме барабана с длинной стороной в горизонтальном направлении и в белом цвете, что обеспечивает высокую световую отражательную способность. Задняя поверхность платы 16b припаяна к "земле" платы 17.
Каждая светодиодная плата 17 выполнена из смолы, и поверхности (включая поверхность, направленную в сторону световодной пластины 18) окрашены в белый цвет, что обеспечивает высокую световую отражательную способность. Как показано на фиг.3, светодиодная плата 17 выполнена в виде пластины, имеющей в плане прямоугольную форму. Светодиодная плата 17 имеет длинный размер, меньший, чем короткий размер нижней платы 14а, и, таким образом, она может частично закрыть нижнюю плату 14а шасси 14. Светодиодные платы 17, если смотреть сверху, на поверхности нижней платы 14а шасси 14 расположены в виде решетки. На фиг.3 одна параллельно другой расположены пять светодиодных плат 17 вдоль направления длинной стороны на пять плат вдоль направления короткой стороны - всего 25 светодиодных плат 17. В предопределенных местах светодиодной платы 17 нанесены сетки проводников для светодиодной платы и светодиодов 16, которые представляют собой металлические пленки. Светодиодные платы 17 подсоединены к внешней плате управления (не показана). Плата управления сконфигурирована для подачи токов для включения светодиодов 16 при выполнении управления активизацией светодиодов 16. На плоской решетчатой структуре каждой светодиодной платы 17 расположено множество светодиодов 16. Шаг упорядоченной структуры светодиодов 16 соответствует шагу упорядоченной структуры световодных пластин 18, который будет описан далее. Более конкретно, на светодиодной плате 17 параллельно друг другу расположены восемь вдоль длинного ее направления на четыре вдоль короткого ее направления - всего 32 светодиода 16. Кроме того, на соответствующих светодиодных платах 17 установлены фотодатчики 22. Этими фотодатчиками 22 определяются условия светоизлучения, что позволяет осуществлять управление светодиодами 16 с обратной связью. Каждая светодиодная плата 17 имеет монтажные отверстия 17а для приема защелок 23 для установки световодных пластин 18 (см. фиг.6). Кроме того, она имеет также установочные отверстия 17b для позиционирования этих световодных пластин 18 (см. фиг.10). Эти отверстия выполнены в местах, соответствующих местам установки световодных пластин 18.
Каждая световодная пластина 18 выполнена из по существу прозрачной (то есть имеющей высокую светопропускающую способность) синтетической смолы (например, из поликарбоната), показатель преломления у которой значительно выше, чем у воздуха. Как показано на фиг.7-9, световодная пластина 18 воспринимает свет, испущенный светодиодом 16 в вертикальном направлении (в направлении оси Y), проводит его через себя (в направлении плоскости панели (в направлении оси Z)) и направляет его на оптический элемент 15 (в направлении Z). Как показано на фиг.12, световодная пластина 18 имеет форму панели, имеющей в плане прямоугольный вид. Направление по длинной стороне световодной пластины 18 параллельно световой оси LA светодиода 16 (направление светоизлучения) и направлению по короткой стороне шасси 14 (направление оси Y или вертикальное направление). Направление по короткой стороне параллельно направлению по длинной стороне шасси 14 (направление оси Х или горизонтальное направление). Далее будет подробно описана конструкция по поперечному сечению световодной пластины 18 вдоль длинной ее стороны.
Как показано на фиг.7-9, световодная пластина 18 имеет участок 30 установки платы, который расположен на одном из концевых участков по длинному измерению (со стороны светодиода 16) и скреплен со светодиодной платой 17. Другой концевой участок по длинному измерению сконфигурирован в виде светоизлучающего выходного светового участка 31, свет из которого выходит в направлении рассеивателей 15а и 15b. Средний участок между участком 30 установки платы и выходным световым участком 31 сконфигурирован в виде световодного участка 32. Световодный участок 32 предназначен для направления света к выходному световому участку 31 без потери большей части этого света. А именно, участок 30 установки платы, световодный участок 32 и выходной световой участок 31 расположены в этом порядке на световодной пластине 18, то есть вдоль световой оси LA светодиода 16 (направление светоизлучения). Участок 30 установки платы и световодный участок 32 не являются светоизлучающими участками. Выходной световой участок 31 является светоизлучающим участком. В нижеследующем описании точки, находящиеся впереди, в направлении от участка 30 установки платы к выходному световому участку 31 (направление излучения света светодиода 16 или направление слева направо на фиг.7-9), называются передней частью. Точки, находящиеся сзади, в направлении от выходного светового участка 31 к участку 30 установки платы (направление справа налево на фиг.7-9), называются задней частью.
С передней стороны от участка 30 установки платы образована содержащая светодиод полость 33, идущая насквозь в направлении оси Z. Поверхность одной из внутренних стенок светодиодной полости 33, которая направлена в сторону светоизлучающей поверхности 16а светодиода 16 (то есть передняя поверхность), является входной световой поверхностью 34, через которую входит свет от светодиода 16. Входная световая поверхность расположена между участком 30 установки платы и световодным участком 32. Почти все периферийные части световодного участка 32 являются плоскими и гладкими поверхностями. В поверхностях раздела между этими поверхностями и внешними воздушными слоями AR рассеянного отражения не происходит. Углы падения света, который падает на поверхности раздела, больше, чем критический угол, и, таким образом, свет при прохождении через световодный участок 32 подвергается множественному полному внутреннему отражению, после чего направляется к выходному световому участку 31. Поэтому свет с меньшей вероятностью выходит из световодного участка 32 и достигает других световодных пластин 18. С уменьшением потерь света из световодного участка 32 свет от светодиода 16 направляется к выходному световому участку 31 без потерь. Поэтому на выходной световой поверхности имеется достаточное количество выходящего света, и, таким образом, достигается высокая яркость. Светодиодные чипы 16с светодиода 16 испускают световые лучи соответствующих RGB-цветов. По мере того, как световые лучи проходят по световодному участку 32, эти три различных цвета смешиваются и превращаются в белый. Белый свет направляется к выходному световому участку 31. Во время прохождения через световодный участок 32 свет на соответствующем уровне рассеивается в направлении оси Х и в направлении оси Y. Поэтому на выходной световой поверхности 36 может быть достигнуто равномерное распределение яркости по плоскости. Дополнительно, в направлении стороны задней поверхности выдается позиционирующий выступ 35. Он расположен в области световодного участка 32 вблизи от участка 30 установки платы (вблизи от задней концевой области). Когда выступ 35 вставлен в установочное отверстие 17b светодиодной платы 17, световодная пластина 18 позиционируется относительно светодиодной платы 17 в направлении оси Х и в направлении оси Y.
Поверхность выходного светового участка 31, которая направлена в сторону поверхности воспроизведения, которая является почти всей областью поверхности напротив рассеивателя 15b, является выходной световой поверхностью 36. Выходная световая поверхность 36 является по существу плоской и гладкой поверхностью. Она по существу параллельна поверхностям пластин рассеивателей 15а и 15b (или поверхности 11а воспроизведения изображения жидкокристаллической панели 11) и перпендикулярна входной световой поверхности 34. Поверхность выходного светового участка 31 со стороны задней поверхности (поверхность, противоположная выходной световой поверхности 36, или поверхность, направленная в сторону светодиодной платы 17) обработана таким образом, чтобы на ней образовались микроскопические шероховатости. Поверхность с микроскопическими шероховатостями является рассеивающей поверхностью 37, которая рассеивает свет на поверхности раздела. Свет, который проходит по световодной пластине 18, рассеивается на поверхности раздела рассеивающей поверхности 37. Более конкретно, световые лучи падают на выходную световую поверхность 36 под углом падения, меньшим, чем критический угол (световые лучи, которые не подвергаются полному внутреннему отражению), и выходят из выходной световой поверхности 36. Рассеивающая поверхность 37 имеет множество линий перфораций 37а, которые продолжаются вдоль направления короткой стороны световодной пластины 18 параллельно одна другой. Шаг структуры (интервал структуры) этих перфораций 37а на задней стороне выходного светового участка 31 больше, чем на передней стороне, и постепенно увеличивается (см. фиг.13). Более конкретно, плотность перфораций 37а рассеивающей поверхности 37 низкая на задней стороне и высокая на передней стороне. Чем ближе к светодиоду 16, тем плотность становится меньше, а чем дальше от светодиода 16, тем плотность становится выше, то есть перфорации 37а выполнены с постепенным изменением структуры. При такой конфигурации маловероятно, что яркость в области выходного светового участка 31, более близкого к светодиоду 16, будет отличаться от яркости в области выходного светового участка 31, более удаленного от светодиода 16. В результате, на выходной световой поверхности 36 может быть достигнуто равномерное распределение яркости по плоскости. Рассеивающая поверхность 37 выполнена почти по всей области выходного светового участка 31. На виде в плане вся область по существу перекрывает выходную световую поверхность 36.
На поверхностях выходного светового участка 31 и световодного участка 32 (включая рассеивающую поверхность 37) со стороны задней поверхности расположен отражающий лист 24. Отражающий лист 24 сконфигурирован для отражения света, такого как свет, который входит в световодную пластину 18. Отражающий лист 24 выполнен из синтетической смолы, и его поверхность белая, что обеспечивает высокую световую отражательную способность. Отражающий лист 24 расположен таким образом, что на виде в плане он покрывает почти все области выходного светового участка 31 и световодного участка 32 (см. фиг.13). При наличии отражающего листа 24 свет, который идет по световодной пластине 18, не проходит со стороны задней поверхности, а свет, который рассеивается на рассеивающей поверхности 37, эффективно направляется в сторону выходной световой поверхности 36. Отражающий лист 24 прикреплен к световодной пластине 18 адгезивным веществом в точках в областях боковой стороны, которые с меньшей вероятностью будут взаимодействовать со светом, который проходит по световодной пластине 18. Отражающий лист 24 имеет отверстия, сквозь которые проходят позиционирующие выступы 35.
Как показано на фиг.10, световодная пластина 18 со стороны передней поверхности (поверхность, противоположная рассеивателям 15а и 15b, включающая в себя выходную световую поверхность 36) имеет плоские поверхности 38 и 41 соответственно. Эти плоские поверхности 38 и 41 по существу параллельны плоскости XY (на поверхности 11а воспроизведения изображения). Кроме того, световодная пластина 18 имеет наклонные поверхности 39 и 40. Наклонные поверхности 39 и 40 наклонены относительно оси Х и оси Z. Более конкретно, поверхность участка 30 установки платы со стороны задней поверхности является установочной поверхностью, которая расположена на светодиодной плате 17. Для того чтобы условия установки были стабильными, введена плоская поверхность 38 (поверхность, параллельная основной поверхности светодиодной платы 17). Поверхности световодного участка 32 и выходного светового участка 31 со стороны задней поверхности образуют непрерывную наклонную поверхность 39. Участок 30 установки платы световодной пластины 18 контактирует со светодиодной платой 17 и закреплен. Световодный участок 32 и выходной световой участок 31 отделены от светодиодной платы 17, то есть они не контактируют со светодиодной платой 17. Световодная пластина 18 вместе с участком 30 установки платы консольно удерживается относительно задней стороны, которая является точкой крепления (или точкой опоры), а передний конец является свободным концом.
Поверхности всех частей участка 30 установки платы, световодного участка 32 и выходного светового участка 31, ближнего к световодному участку 32 со стороны передней поверхности, образуют непрерывную наклонную поверхность 40. Наклонная поверхность 40 наклонена почти на такой же самый угол, что и наклонная поверхность 39 со стороны задней поверхности, и параллельна ей. Более конкретно, толщина световодной пластины 18 по существу постоянна по всей длине световодного участка 32 и выходного светового участка 31, ближнего к световодному участку 32 (ближнего к светодиоду 16). Поверхность выходного светового участка 31 по передней стороне (удаленной от светодиода 16) со стороны передней поверхности является плоской поверхностью 41. То есть выходная световая поверхность 36 включает в себя плоскую поверхность 41 и наклонную поверхность 40. Большая часть выходной световой поверхности 36 с передней стороны представляет собой плоскую поверхность 41, а часть ее со стороны выходного светового участка 31 является наклонной поверхностью 40. Толщина участка 30 установки платы уменьшается в направлении заднего конца (по мере удаления от световодного участка 32), то есть участок 30 установки платы имеет сужающуюся форму. Часть выходного светового участка 31, смежная со световодным участком 32, имеет наклонную поверхность 40 со стороны передней поверхности, и, таким образом, ее толщина - постоянна. Часть выходного светового участка 31, расположенная ближе вперед, чем вышеупомянутая часть, имеет со стороны передней поверхности плоскую поверхность 41. Поэтому толщина постепенно уменьшается в направлении переднего конца (по мере удаления от световодного участка 32), то есть выходной световой участок 31 имеет сужающуюся форму. Длинное измерение (измерение, выполненное в направлении оси Y) плоской поверхности 41 со стороны передней поверхности меньше, чем измерение плоской поверхности 38 со стороны задней поверхности. Поэтому передняя концевая область выходного светового участка 31 по толщине меньше, чем задняя концевая область участка 30 установки платы. Кроме того, площадь поверхности передней концевой области выходного светового участка меньше, чем площадь поверхности задней концевой области участка 30 установки платы.
Все периферийные поверхности каждой световодной пластины 18 (включая боковые поверхности и переднюю поверхность) при макроскопическом рассмотрении являются прямыми вертикальными поверхностями. "Макроскопический" означает, что при рассмотрении внешнего вида элементы формы легко различимы.
Как показано на фиг.12, световодная пластина 18, имеющая вышеописанную структуру поперечного сечения, включает в себя две светодиодные полости 33 для размещения светодиодов 16. Световодная пластина 18 сконфигурирована для приема световых лучей от двух различных светодиодов 16 и приведения их к различным рассеивателям 15а и 15b в оптически изолированных условиях. Как проводится свет, будет пояснено подробно вместе с описанием плоскостного расположения частей световодной пластины 18.
Световодная пластина 18 имеет симметричную форму относительно линии, которая проходит посередине короткой стороны (в направлении оси Х), в качестве линии симметрии. Светодиодные полости 33 участка 30 установки платы расположены симметрично на предопределенном расстоянии от середины короткой стороны (в направлении оси Х) световодной пластины 18. Каждая светодиодная полость 33 имеет в плане прямоугольную форму альбомного формата и размер, несколько больший, чем общий размер светодиода 16. Высота (измерение, выполненное в направлении оси Z) и ширина (измерение, выполненное в направлении оси Х) - несколько большие, чем высота и ширина светодиода 16. Площадь поверхности входной световой поверхности 34 значительно больше, чем светоизлучающая поверхность 16а. Поэтому пучки света, радиально испущенные из светодиода 16, входят в световодную пластину 18 без каких-либо потерь.
Как показано на фиг.12, светодиод 16 установлен в светодиодной полости 33 таким образом, что все его периферийные части отделены от внутренних стенок светодиодной полости 33 (включая входную световую поверхность 34) зазором предопределенных размеров. Эти зазоры обеспечены для компенсации погрешностей, обусловленных установочным положением световодной пластины 18 относительно светодиодной платы 17. Зазоры требуются для возможного теплового расширения световодной пластины 18, что может иметь место вследствие тепла, производимого во время горения светодиода 16. Обеспечением зазора между светодиодом 16 и стенками светодиодной полости 33 световодная пластина 18 с меньшей вероятностью будет касаться светодиода 16 и, таким образом, светодиод защищен от повреждений.
В середине световодной пластины 18 в направлении короткой стороны выполнена щель 42 таким образом, что она делит световодный участок 32 и выходной световой участок 31 на правую и левую части. Щель 42 проходит через световодную пластину 18 в направлении ее толщины (в направлении оси Z) и к передней части вдоль направления оси Y с постоянной шириной. Концевые поверхности световодной пластины 18, которые направлены в сторону щели 42, образуют крайние боковые поверхности разделенного световодного участка 32S и разделенного выходного светового участка 31S. Эти крайние боковые поверхности при макроскопическом рассмотрении являются прямыми вертикальными поверхностями. Крайние боковые поверхности световодного участка 32S являются плоскими и гладкими. Световые лучи, проходящие по световодной пластине 18, полностью отражаются на поверхности раздела между световодной пластиной 18 и слоем воздуха в щели 42. Поэтому световые лучи не проходят между разделенными световодными участками 32S, которые направлены в сторону друг друга через щель 42, или между разделенными выходными световыми участками 31S, которые направлены в сторону друг друга через эту щель 42, или смешиваются вместе. Более конкретно, разделенные световодные участки 32S и разделенные выходные световые участки 31S имеют оптически изолированную конфигурацию. Ширина щели 42 определяется исходя из учета производственных погрешностей и теплового расширения во время изготовления световодной пластины 18, таким образом, чтобы должным образом сохранялся воздушный слой AR. Задний конец щели 42 спереди несколько больше, чем позиционирующий выступ 35, а сзади больше, чем светоизлучающая область каждого светодиода 16 (область светодиода 16 внутри углового диапазона со световой осью LA в качестве центра, обозначенная на фиг.12 штрихпунктирными линями). При такой конфигурации испущенные из светодиода 16 световые лучи не проходят непосредственно в соседний разделенный световодный участок 32S, который не является целью освещения. Позиционирующие выступы 35 расположены симметрично по областям внешнего конца разделенных световодных участков 32S (концевые участки, отстоящие от щели 42) больше к задней части, чем светоизлучающие области соответствующих светодиодов 16. Поэтому позиционирующие выступы 35 с меньшей вероятностью будут являться препятствиями на пути лучей. Щель 42 не доходит до участка 30 установки платы. Поэтому разделенные световодные участки 32 соединяются друг с другом и продолжаются в участок 30 установки платы. Это обеспечивает механическую стабильность условиям установки. Световодная пластина 18 включает в себя две единичные световодные пластинки 18а и 18b (соответствующие разделенному световодному участку 32S и разделенному выходному световому участку 31S). Эти единичные световодные пластинки являются оптически изолированными одна от другой и каждая из них предназначена для каждого светодиода 16. Единичные световодные пластинки вместе соединены с участком 30 установки платы. Это упрощает установку световодной пластины 18 на светодиодной плате 17. Поверх щели 42 помещается отражательный лист 24 (см. фиг.13).
В крайних боковых областях участка 30 установки платы (в областях, более близких к внешней части, чем светодиодная полость 33) выполнены установочные отверстия 43 для защелок. Установочные отверстия 43 для защелок являются сквозными отверстиями, предназначенными для крепления световодной пластины 18 на светодиодной плате 17. Как показано на фиг.6, каждая защелка 23 включает в себя вставной штифт 23b и два упора 23с. Установочная пластина 23а параллельна участку 30 установки платы. Вставной штифт 23b выступает из установочной пластины 23а в направлении толщины (в направлении оси Z). Упоры 23с выступают по концам вставного штифта 23b таким образом, что затем отгибаются к установочной пластине 23а. Вставной штифт 23b защелки 23 вставляется в установочное отверстие 43 участка 30 установки платы и в установочное отверстие 17а светодиодной платы 17. Упоры 23с защелки 23 прижимаются к крайним участкам вокруг установочного отверстия 17а. В результате световодная пластина 18 установлена на светодиодной плате 17 и прикреплена к ней. Как показано на фиг.5 и 11, защелка 23 одного типа имеет один ставной штифт 23b, выступающий из установочной пластины 23а, а защелка другого типа имеет два ставных штифта 23b, выступающих из установочной пластины 23а. Защелки 23 первого типа вставляются в установочные отверстия 43 для защелок, расположенные по концевым областям внутри шасси 14. Второй тип защелок устроен так, чтобы соединять две световодные пластины 18, которые параллельны друг другу, и, таким образом, две световодные пластины 18 устанавливаются совместно. Как показано на фиг.6 и 12, вокруг установочных отверстий 43 для защелок предусмотрены приемные углубления 44 защелок, предназначенные для приема установочных пластин 23а защелок 23. При наличии приемных углублений 44 защелок установочные пластины 23а не выступают вперед из участков 30 установки платы, таким образом, можно сократить объемы, то есть толщину блока 12 задней подсветки.
Как показано на фиг.12, каждый участок 30 установки платы между светодиодными полостями 33 имеет полости 45 установки фотодатчика. Полость 45 установки фотодатчика представляет собой сквозное отверстие, предназначенное для размещения фотодатчика 22, установленного на светодиодной плате 17. На светодиодной плате 17 предопределенное количество фотодатчиков 22 расположено неравномерным образом, то есть между конкретными светодиодами. Более конкретно, на шасси 14 некоторые полости 45 установки фотодатчика световодной пластины 18 не содержат фотодатчиков 22. Каждый участок 30 установки платы в области, более близкой к задней части, чем световодные полости 33, имеет вырезы 46. Эти вырезы 46 расположены симметрично. Каждый вырез 46 проходит полностью через весь участок 30 установки платы, подобно удерживающему светодиод участку 33, но открывается в сторону заднего конца. В вырез 46 вставлен винт (не показан) для крепления светодиодной платы 17 к шасси 14. Некоторые из вырезов не используются для световодных пластин 18 на шасси 14, поскольку не используются некоторые полости 45 установки фотодатчиков.
Как описано выше, внутри области нижней пластины 14а на шасси 14 расположено большое количество световодных пластин 18, размещенных в плоской сетчатой конфигурации. Размещение световодных пластин 18 будет описано более подробно. Прежде всего, будет пояснено их размещение в направлении оси Y в двухмерной конфигурации. Как показано на фиг.9, световодные пластины 18 установлены таким образом, что световодные участки 32 и выходные световые участки 31 отделены от светодиодных плат 17. Световодный участок 32 и выходной световой участок 31 каждой световодной пластины 18 перекрывают по передней стороне почти все области участка 30 установки платы и световодный участок 32 соседней световодной пластины 18, расположенной с передней стороны (верхняя сторона в вертикальном направлении). Более конкретно, если смотреть сверху, то участок 30 установки платы и световодный участок 32 световодной пластины 18 с передней стороны перекрывают световодный участок 32 и выходной световой участок 31 световодной пластины 18 с задней стороны. Участок 30 установки платы и световодный участок 32, которые не являются светоизлучающими участками световодной пластины 18, покрыты световодным участком 32 и выходным световым участком 31 соседней световодной пластины 18. Более конкретно, участок 30 установки платы и световодный участок 32 не являются открытыми со стороны рассеивателя 15b, а открыта только выходная световая поверхность 36 выходного светового участка. При такой конфигурации выходные световые поверхности 36 световодной пластины 18 расположены непрерывно и без зазоров в двухмерном направлении. Почти все задние поверхности световодного участка 32 и выходной световой участок 31 покрыты отражательным листом 24. Поэтому даже когда свет отражается входной световой поверхностью 34 и имеет место его "просачивание", этот просочившийся свет не входит в соседнюю световодную пластину 18 с задней стороны. Световодный участок 32 и выходной световой участок 31 световодной пластины 18 с задней стороны (сторона передней поверхности) со стороны шасси 14 поддерживаются передней стороной (сторона задней поверхности) соседней перекрываемой световодной пластины 18. Наклонная поверхность 40 световодной пластины 18 со стороны передней поверхности и наклонная поверхность 39 со стороны задней поверхности имеют по существу один и тот же угол наклона и являются параллельными друг другу. Поэтому между перекрывающимися световодными пластинами 18 зазоры не возникают, и световодная пластина 18 со стороны задней поверхности поддерживает световодную пластину 18 со стороны задней поверхности по всей поверхности. Только передние части световодных участков 32 световодных пластин 18 с задней стороны покрывают участки 30 установки платы световодных пластин 18 с передней стороны. Задние части направлены в сторону светодиодных плат 17.
На фиг.5 и 11 иллюстрируется конфигурация в направлении, перпендикулярном направлению тандемной конфигурации (направление по оси Х). На виде в плане световодные пластины 18 не перекрывают друг друга. Они расположены параллельно одна другой с предопределенным зазором между ними. При наличии зазоров между световодными пластинами 18, соседними одна с другой в направлении оси Х, имеются воздушные слои. Поэтому световые лучи не проходят между световодными пластинами 18, соседними одна с другой в направлении оси Х, или не смешиваются, и, таким образом, световодные пластины 18 являются оптически изолированными одна от другой. Размер зазоров между световодными пластинами 18 является равным размеру щели 42 или меньше него. Зазор между световодными пластинами 18 определяется исходя из учета погрешностей сборки во время установки световодной пластины 18 на плату и теплового расширения, таким образом, чтобы должным образом сохранялся воздушный слой AR.
Как показано на фиг.3 и 11, внутри шасси 14 расположено множество световодных пластин 18 в плоскостной конфигурации. Выходная световая поверхность блока 12 задней подсветки образована множеством разделенных выходных световых участков 31S. Как описано выше, разделенные световодные участки 32S и разделенные выходные световые участки 31S являются оптически изолированными друг от друга. Включение и выключение светодиодов 16 управляется независимо. Выходящий свет (количество света, испускание или неиспускание света) разделенного выходного светового участка 31S может управляться независимо. Управление блоком 12 задней подсветки может производиться с использованием активной зональной технологии, которая обеспечивает управление светом, испускаемым каждой зоной. Это значительно улучшает контраст, что очень важно для характеристик воспроизведения жидкокристаллического дисплейного устройства 10.
Как показано на фиг.11, световодные пластины 18, соседние одна с другой в направлении оси Х (в направлении, параллельном выходной световой поверхности 36 и перпендикулярном направлению расположения, в котором расположены светодиод 15 и выходная световая поверхность 34), расположены со специальным зазором С1 (то есть с интервалом, пространством или промежутком) между ними так, чтобы образовался воздушный слой AR. Количество света в зазоре С1, как правило, относительно мало по сравнению с выходной световой поверхностью 36. Подобным же образом щелью 42 образован зазор С2 между разделенным световодным участком 32S и разделенным выходным световым участком 31S, соседними один с другим в направлении оси Х, для образования воздушного слоя AR. Количество света в зазоре С2 также, как правило, относительно мало. Если количество света совсем мало, то области, соответствующие зазорам С1 и С2, считаются относительно большими пятнами по сравнению с выходной световой поверхностью 36. Это может привести к неравномерной яркости. В этом варианте осуществления поверхность раздела между каждой световодной пластиной 18 и слоем воздуха AR представляет собой рассеивающую структуру. Эта рассеивающая структура сконфигурирована таким образом, чтобы свет для компенсации малого количества света выходил из специальной части. Далее будет описана рассеивающая структура.
Рассеивающая структура выполнена только на выходном световом участке 31 (имеющем выходную световую поверхность 36) каждой световодной пластины 18, но не на участке 30 установки платы и на световодном участке 32 (не имеющих выходной световой поверхности 36). Более точно, крайняя боковая поверхность 31а выходного светового участка 31 каждой световодной пластины 18, обращенная в сторону крайней боковой поверхности световодной пластины 18, соседней с ней в направлении оси Х через воздушный слой AR в зазоре С1, имеет рассеивающую структуру (см. фиг.14). Кроме того, имеет рассеивающую структуру (см. фиг.15) крайняя боковая поверхность 31b выходного светового участка 31 каждой световодной пластины 18, обращенная в сторону крайней боковой поверхности 31b на другой стороне воздушного слоя AR в щели 42 (зазор С2). Четыре крайние боковые поверхности 31а и 31b являются поверхностями раздела между световодной пластиной 18 и воздушным слоем AR. Рассеивающие структуры на крайних боковых поверхностях 31а и 31b будут пояснены более подробно. Рассеивающие структуры на крайних боковых поверхностях 31а и 31b имеют по существу одну и ту же структуру, поэтому подробное описание каждой рассеивающей структуры даваться не будет.
Как показано на фиг.14 и 15, рассеивающая структура формируется пескоструйной финишной обработкой каждой из крайних боковых поверхностей 31а или 31b каждого светового участка 31 так, чтобы образовалась матовая поверхность 47. Когда с использованием литейной формы отливается каждая световодная пластина 18, крайняя боковая поверхность 31а или 31b светового участка 31 формируется формой в виде плоской и гладкой поверхности. Затем эта поверхность подвергается пескоструйной финишной обработке для образования матовой поверхности 47, которая и является рассеивающей структурой. Матовая поверхность 47 включает в себя множество микроскопических углублений 48, сформированных внутрь относительно опорной поверхности BS, которая сразу после литья является плоской и гладкой поверхностью. "Микроскопические" означает, что при наблюдении внешнего вида подробные формы трудно различить, но они могут быть различимы при использовании увеличительного стекла или микроскопа.
Как показано на фиг.16 и 17, углубления 48 образованы с нерегулярной (или случайной) формой и расположением (то есть в случайном порядке). "Нерегулярной" означает, что без повторяющегося рисунка. Более точно, на крайней боковой поверхности 31а или 31b образовано множество углублений, случайным образом без повторения в направлении оси Y (направление, в котором расположены светодиод 16 и входная световая поверхность 34) и в направлении оси Z (перпендикулярно выходной световой поверхности 36). Поперечное сечение внешней формы каждого отверстия 48 по существу треугольное. Размеры, измеренные по направлениям оси Х, по оси Y и по оси Z, отличаются один от другого. Углубления 48 с одинаковыми размерами и углами на крайней боковой поверхности 31а или 31b не расположены регулярно (с параллельным расположением). Боковая поверхность 31а или 31b каждого выходного светового участка 31 при макроскопическом рассмотрении является по существу прямой вертикальной поверхностью, даже несмотря на то, что на ней нанесено множество углублений 48 с нерегулярными формами и расположением. Более конкретно, при рассмотрении крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка 31 матовая поверхность 47 различается, но подробные формы углублений 48 трудноразличимы. Поэтому крайняя боковая поверхность 31а или 31b считается по существу прямой вертикальной поверхностью (см. фиг.12, 14 и 15).
Созданием на крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка 31 матовой поверхности, включающей в себя множество углублений 48 с нерегулярными формами и расположением, могут быть достигнуты следующие эффекты. Когда свет, идущий по световодной пластине 18, достигает выходного светового участка 31 и падает на поверхность раздела между световодной пластиной 18 и воздушным слоем AR в углублениях 48 с нерегулярными формами и расположением, свет рассеивается. При этом некоторые световые лучи падают на поверхности раздела между световодной пластиной 18 и воздушным слоем AR в углублениях 48 под углами, меньшими, чем критический угол. Из выходного светового участка 31 эти световые лучи выходят во внешнее пространство. Другие световые лучи падают на поверхности раздела под углами, большими, чем критический угол. Эти световые лучи полностью отражаются от поверхностей раздела и возвращаются внутрь световодных участков 31. При этой конфигурации свет, который выходит из крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка, идет в зазор С1 между выходными световыми участками 31 соседних световодных пластин 18 или в зазор С2 (в щели 42) между соседними разделенными выходными световыми участками 31S. В результате небольшие количества света в этих зазорах С1 и С2 компенсируются (см. фиг.11).
Как показано на фиг.14 и 15, матовая поверхность 47 образована на указанной области А1, которая начинается от переднего конца крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка 31 (конец, удаленный от светодиода 16) и продолжается в направлении спереди назад (направление оси Y). Область А1, в которой образована матовая поверхность 47, меньше, чем область А2, в которой образован выходной световой участок 31. Более точно, передний конец области А1 такой же, как и передний конец области А2, но задний конец (конец, ближний к светодиоду 16) расположен в большей степени вперед, чем задний конец области А2 выходного светового участка 31.
Углубления 48 образованы на матовой поверхности 47 крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка 31 с различными уровнями плотности распределения. Плотность распределения углублений 48 постепенно возрастает до максимальной плотности на передней концевой стороне крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка 31, то есть в стороне от светодиода 16. Более конкретно, на задней концевой стороне (более близкой к светодиоду 16) крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка 31 образовано меньшее количество углублений 48 большего размера (см. фиг.16). На передней концевой стороне крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка 31 (дальше от светодиода 16) образовано большее количество углублений 48 меньшего размера (см. фиг.17). Количество света, который выходит из крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка 31 с задней концевой стороны, на которой плотность распределения углублений 48 относительно низка, относительно мало. Количество света, который выходит из крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка 31 с передней концевой стороны, на которой плотность распределения углублений 48 относительно велика, относительно высоко. Количество света внутри световодной пластины 18 относительно больше на задней концевой стороне, более близкой к светодиоду 16, и меньше на передней концевой стороне, удаленной от светодиода 16. Формированием углублений 48 с различными уровнями плотности распределения, как описано выше, количество света, который выходит из крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка 31, не изменяется в направлении спереди назад (в направлении оси Y), и тем самым может быть достигнуто равномерное количество света.
Каждая световодная пластина 18, имеющая вышеописанную конфигурацию, изготавливается следующим образом. Расплавленная синтетическая смола заливается в литейную форму для отливки световодной пластины 18. Когда эта синтетическая смола остывает и становится твердой, литейная форма открывается. Световодная пластина специальной формы изготовлена. В результате литья крайняя боковая поверхность 31а или 31b выходного светового участка 31 получается в виде плоской и гладкой поверхности. Затем крайняя боковая поверхность 31а или 31b выходного светового участка 31 подвергается процессу пескоструйной обработки. То есть ударные материальные элементы, содержащие мелкие зернышки, более твердые, чем световодная пластина 18, посредством сжатого воздуха ударяются о крайнюю боковую поверхность 31а или 31b и делают ее матовой. В результате на крайней боковой поверхности 31а или 31b выходного светового участка 31 образуется матовая поверхность 48, имеющая множество микроскопических углублений 48.
Каждая световодная пластина 18, изготовленная, как описано выше, устанавливается на плату 17 светодиодов 16, смонтированных на поверхности в процессе производства блока 12 задней подсветки. Каждая плата 17 светодиодов устанавливается на специальное место нижней платы 14а шасси 14 (см. фиг.3), а на плату 17 светодиодов устанавливается световодная пластина 18, в положение, соответствующее светодиодам 16. Световодная пластина 18 имеет две содержащие светодиоды полости 33 (входная световая поверхность 34). Световодная пластина 18 располагается таким образом, чтобы светодиодные полости 33 соответствовали светодиодам 16, установленным по соседству друг с другом в направлении оси Х. Затем с помощью защелок 23 на светодиодную плату 17 крепится световодная пластина 18.
Как показано на фиг.11, крайние боковые поверхности каждой световодной пластины 18, расположенные по внешним сторонам в направлении оси Х (включая внешние крайние боковые поверхности 31а выходных световых участков 31), при макроскопическом рассмотрении в плане представляют собой прямые вертикальные поверхности. По сравнению с поверхностью, имеющей выступы и впадины (или с зигзагообразной, пилообразной или извилистой поверхностью), погрешность установки относительно мала. Поэтому необходимый зазор С1 (или воздушный слой AR) между световодными пластинами 18, соседними одна с другой в направлении оси Х, может быть выполнен столь малым (или узким), насколько возможно. Зазор С1 может быть причиной появления темного пятна, и, таким образом, уменьшение зазора С1 по величине может способствовать уменьшению создаваемого темного пятна. При обеспечении крайних боковых поверхностей каждой световодной пластины 18 при макроскопическом рассмотрении в виде прямых вертикальных поверхностей зазор С1 может быть уменьшен по своей величине в максимальной степени. Поэтому менее вероятно, что при этом появятся темные пятна и неравномерная яркость. Кроме того, при обеспечении крайних боковых поверхностей каждой световодной пластины 18 при макроскопическом рассмотрении в виде прямых вертикальных поверхностей во время монтажа не требуется точного позиционирования световодных пластин 18, соседних одна с другой в направлении оси Х, по сравнению с поверхностями, имеющими выступы и впадины. Без такой точности зазор С1 с постоянной шириной, тем не менее, обеспечивается. То есть световодные пластины 18 могут быть установлены легко.
Поясним установку световодных пластин 18 в направлении тандемной конфигурации (в направлении оси Y). Прежде всего, одна из световодных пластин 18 устанавливается в положение, соответствующее светодиоду 16 в верхней концевой области (передняя концевая область) нижней платы 14а шасси 14 относительно вертикального направления (направление тандемной конфигурации). Затем устанавливаются другие световодные пластины 18, в последовательности, соответствующей светодиодам 16, расположенным пониже в вертикальном направлении (или сзади) (см. фиг.7-9). Световодные пластины 18, установленные во вторую очередь или позже, частично перекрывают световодные пластины 18, расположенные по соседству, выше в вертикальном направлении от передней части. В результате световодные пластины 18 перекрывают одна другую и смонтированы в случайном порядке вдоль вертикального направления.
После того, как световодные пластины 18 установлены на светодиодных платах 17, собираются другие компоненты. После этого сборка блока 12 задней подсветки и жидкокристаллического дисплейного устройства 10 завершена. При включении жидкокристаллического дисплейного устройства 10 и загорании светодиодов 16 свет, испущенный через светоизлучающую поверхность 16а каждого светодиода, падает на входную световую поверхность 34. Свет входит в световодную пластину 18 через входную световую поверхность 34, проходит по световодному участку 32 в направлении выходного светового участка 31 при полном внутреннем отражении от поверхности раздела между световодной пластиной 18 воздушным слоем AR. При такой конфигурации маловероятно, что свет будет выходить во внешнее пространство. При прохождении по световодному участку 32 световые лучи различных цветов от светодиодных чипов 16с светодиода 16 смешиваются и получается белый свет. Белый свет в достаточной степени рассеивается в направлении оси Х и в направлении оси Y. Свет, который достигает выходного светового участка 31, рассеивается рассеивающей поверхностью 37, образованной на поверхности, противоположной выходной световой поверхности 36, и отражается отражательным листом 24, расположенным на более дальней стороне задней поверхности, чем рассеивающая поверхность 37. То есть свет направляется к выходной световой поверхности 36. Такой свет, рассеянный рассеивающей поверхностью 37 и отраженный отражательным листом 24 в направлении верхней стороны, включает в себя лучи, которые падают на выходную световую поверхность 36 под углами, меньшими, чем критический угол. Такие световые лучи выходят из световодной пластины 18 через выходную световую поверхность 36 во внешнее пространство. Лучи, которые падают на выходную световую поверхность 36 под углами, большими, чем критический угол, выходной световой поверхностью 36 отражаются и рассеиваются рассеивающей поверхностью 37. Эти лучи повторяют такие перемещения и, в конце концов, выходят из выходной световой поверхности 36. Свет, выходящий из световодной пластины 18, является равномерно рассеянным в плоскости, образованной всеми выходными световыми поверхностями 36 в блоке 12 задней подсветки. Этот свет преобразован в плоский свет и освещает жидкокристаллическую панель 11.
Некоторые лучи света, которые входят в световодную пластину 18, выходят из выходной световой поверхности 36 выходного светового участка 31 во внешнее пространство. Некоторые лучи света выходят во внешнее пространство через крайние боковые поверхности 31а и 31b вследствие наличия ранее описанных рассеивающих структур. Свет, который проходит по световодному участку 32 и достигает выходного светового участка 31, включает в себя лучи, которые идут в направлении крайних боковых поверхностей 31а и 31b, и отличные от них лучи, которые идут в направлении рассеивающей поверхности 37, противоположной выходной световой поверхности 36. Все показанные на фиг.16 и 17 лучи, которые идут в направлении крайних боковых поверхностей 31а и 31b, падают на поверхность раздела между световодной пластиной 18 и воздушным слоем AR в углубления 48 в матовых поверхностях 47 и рассеиваются. Некоторые лучи падают на поверхность раздела под углами, меньшими, чем критический угол. Эти световые лучи выходят из крайних боковых поверхностей 31а и 31b во внешнее пространство. Углубления 48 образованы нерегулярными по формам и по их расположению. Поэтому лучи, вышедшие из поверхностей раздела в углублениях 48, не имеют направленности и широко рассеяны. Лучи, вышедшие из крайних боковых поверхностей 31а и 31b выходного светового участка 31, равномерно распределены в зазоре С1 между световодными пластинами 18, соседними одна с другой в направлении оси Х, и в зазоре С2 между разделенными выходными световыми участками 31S, соседними один с другим в направлении оси Х.
Углубления 48 образованы таким образом, что распределение их плотности по крайним боковым поверхностям 31а и 31b выходного светового участка 31 постепенно возрастает до максимальной плотности на передней концевой стороне (см. фиг.14 и 15). Количество света, который выходит из крайних боковых поверхностей 31а и 31b выходного светового участка 31 с задней концевой стороны (более близкой к светодиоду 16), уменьшено (см. фиг.16), поскольку количество света, отходящего от этой стороны, имеет тенденцию к увеличению. Количество света, который выходит из крайних боковых поверхностей 31а и 31b выходного светового участка 31 с передней концевой стороны (более удаленной от светодиода 16), увеличено (см. фиг.17), поскольку количество света, отходящего от этой стороны, имеет тенденцию к уменьшению. При такой конфигурации распределение света в зазорах С1 и С2 в направлении от передней части назад (в направлении оси Y) является равномерным. Равномерное распределение света в зазорах С1 и С2 обеспечивается по всем областям, и, таким образом, в зазорах С1 и С2 может быть достигнуто равномерное распределение яркости. В результате, менее вероятно, что зазоры С1 и С2 будут видимы как темные пятна, более темные, чем выходная световая поверхность 36. Поэтому менее вероятно, что в направлении оси Х блока 12 задней подсветки яркость будет неравномерной.
Световодные пластины 18 внутри шасси 14 расположены последовательно вдоль направления оси Y (вертикальное направление) таким образом, что выходные световые участки 31 перекрывают в плане световодные участки 32 соседних световодных пластин 18 с передней стороны. То есть выходные световые участки 31 и световодные поверхности 36 расположены последовательно вдоль направления оси Y. При такой конфигурации менее вероятно, что в блоке 12 задней подсветки возникнет неравномерная яркость в направлении оси Y. На выходных световых участках 31, которые последовательно расположены вдоль направления оси Y, образованы матовые поверхности 47, имеющие рассеивающие структуры. Лучи света, уходящего от крайних боковых поверхностей 31а и 31b, имеющих матовые поверхности 47, покрывают блок 12 задней подсветки в направлении оси Y от одного конца до другого. Поэтому маловероятно, что по всем выходным световым поверхностям 36 блока 12 задней подсветки будет иметь место неравномерная яркость. Матовая поверхность 47 образована только на каждом выходном световом участке 31 и не образована на световодных участках 32, которые на виде в плане перекрываются выходными световыми участками 31. Если бы матовая поверхность была нанесена на каждом из световодных участков 32, и свет через них выходил бы, то количество света, которое идет в выходные световые участки 31, уменьшилось. В результате количество света, уходящего от выходной световой поверхности 36, уменьшится. Нанесением матовой поверхности 47 только на каждый выходной световой участок 31 количество света, уходящего от крайней боковой поверхности 31а или 31b каждой световодной пластины 18, может быть сокращено до минимальной величины так, чтобы появление темного пятна стало менее вероятно. В результате, количество света, уходящего от выходной световой поверхности 36, через которую свет должен выходить, может поддерживаться на приемлемом уровне.
Как описано выше, блок 12 задней подсветки в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя светодиоды 16, световодные пластины 18, воздушный слой AR и рассеивающие структуры. Световодные пластины 18 расположены таким образом, чтобы быть направленными в сторону светодиодов 16. Каждая световодная пластина 18 имеет входную световую поверхность 36 и выходную световую поверхность 36. Свет от каждого светодиода 16 входит через входную световую поверхность 34. Каждая выходная световая поверхность 36 выставлена вдоль направления расположения, в котором расположены светодиод 16 и входная световая поверхность 34. Световодные пластины 18 расположены последовательно вдоль выходных световых поверхностей 36 и перпендикулярно направлению расположения. Между соседними световодными пластинами 18 выполнены воздушные слои AR, имеющие меньший показатель преломления, чем показатель преломления световодных пластин 18. Каждая крайняя боковая поверхность 31а, которая является поверхностью раздела между световодной пластиной 18 и воздушным слоем AR, имеет рассеивающую структуру для рассеяния света внутрь световодной пластины 18.
Свет, испущенный из светодиода 16, входит в световодную пластину 18 через входную световую поверхность 34, проходит по световодной пластине 18 и выходит через выходную световую поверхность 36 во внешнее пространство. Свет, который проходит по световодной пластине 18, падает на крайнюю боковую поверхность 31а, которая является поверхностью раздела между световодной пластиной 18 и воздушным слоем AR. Этот свет рассеивается рассеивающей структурой крайней боковой поверхности 31а. Рассеянный свет включает в себя лучи, которые падают на крайнюю боковую поверхность 31а под углами, меньшими, чем критический угол. Эти лучи выходят из световодной пластины 18 во внешнее пространство. При такой конфигурации компенсируется малое количество света между соседними световодными пластинами 18. Поэтому менее вероятно, что в области между световодными пластинами 18 образуются темные пятна и, таким образом, менее вероятно, что образуется неравномерная яркость.
Блок 12 задней подсветки в соответствии с этим вариантом осуществления включает в себя множество светодиодов 16. Каждая световодная пластина 18 имеет множество входных световых поверхностей 34 для множества светодиодов 16. Кроме того, каждая световодная пластина 18 имеет щель 42, которая делит выходную световую поверхность 36 таким образом, чтобы она соответствовала соответствующим светодиодам 16. В щели 42 образован воздушный слой AR. Крайняя боковая поверхность 31b, которая является поверхностью раздела между световодной пластиной 18 и воздушным слоем AR, имеет рассеивающую структуру.
При такой конфигурации свет, испущенный из каждого светодиода 16, входит через входную световую поверхность 34 и выходит через соответствующую часть выходной световой поверхности 36, которая представляет собой часть, образованную делением выходной световой поверхности 36 щелью 42. Некоторые световые лучи вследствие наличия рассеивающей структуры выходят из световодной пластины 18 через крайнюю боковую поверхность 31b, которая является поверхностью раздела между световодной пластиной 18 и воздушным слоем AR в щели 42, в эту щель 42. В результате менее вероятно, что в области, соответствующей щели 42, образуются темные пятна. Каждая световодная пластина 18 сконфигурирована для размещения в ней множества светодиодов 16. Поэтому световодные пластины 18 могут быть легко уложены в последовательность. Это особенно предпочтительно, если блок задней подсветки имеет большой размер.
Рассеивающая структура включает в себя большое множество микроскопических углублений 48. При такой конфигурации свет, который проходит через каждую световодную пластину 18, микроскопическими углублениями 48 должным образом рассеивается. "Микроскопические" означает, что при рассматривании внешнего вида подробные формы трудно различить, и они могут быть различимы при использовании увеличительного стекла или микроскопа.
Рассеивающая структура включает в себя углубления 48, образованные нерегулярно по формам и по расположению. При такой конфигурации свет, который выходит через крайнюю боковую поверхность 31а или 31b, имеет низкую направленность или не имеет никакой направленности. Поэтому менее вероятно, что в области между соседними световодными пластинами 18 образуется неравномерная яркость.
Углубления 48 образуются тогда, когда крайняя боковая поверхность 31а или 31b подвергается процессу пескоструйной обработки. Углубления 48, нерегулярные по форме и по расположению, могут быть эффективно образованы при низких затратах. "Пескоструйная обработка" представляет собой процесс, при котором ударные материальные элементы, включающие в себя мелкие зернышки, более твердые, чем обрабатываемая поверхность, посредством сжатого воздуха ударяются об обрабатываемую поверхность и делают ее матовой.
Углубления 48 образованы таким образом, что их плотность распределения по крайним боковым поверхностям 31а или 31b каждого выходного светового участка 31 постепенно увеличивается до достижения максимальной плотности на стороне, отстоящей от светодиода 16. Количество света внутри световодной пластины относительно велико на стороне, более близкой к светодиоду 16, в направлении, в котором выставлены этот светодиод 16 и входная световая поверхность 34. Углубления 48 образованы на крайней боковой поверхности 31а или 31b с относительно низкой плотностью распределения в области, приближающейся к светодиоду 16, куда подается большое количество света, с тем, чтобы сократить количество уходящего света. Углубления 48 образованы с относительно высокой плотностью распределения в области, удаленной от светодиода 16, куда подается малое количество света, с тем, чтобы увеличить количество уходящего света. При такой конфигурации количество света, который проходит к областям, соответствующим зазору С1 между соседними световодными пластинами 18 и зазору С2 в щели 42, в направлении расположения равномерно. Это благоприятно влияет на уменьшение неравномерности яркости.
При макроскопическом рассмотрении каждая крайняя боковая поверхность 31а или 31b представляет собой прямую вертикальную поверхность. По сравнению с поверхностью, имеющей выступы и впадины, при макроскопическом рассмотрении погрешности в последовательной установке множества световодных пластин 18 относительно малы. Поэтому воздушный слой AR между крайними боковыми поверхностями 31а и 31b, которые направлены одна в сторону другой, может быть построен как тонкий слой, и, таким образом, менее вероятно, что в областях между соседними световодными пластинами 18 появятся темные пятна. Кроме того, световодные пластины 18 могут быть установлены очень легко, и это вносит свой вклад в сокращение стоимости. "Макроскопический" означает, что особенности формы легко различаются при рассмотрении внешнего вида.
Световодные пластины 18 расположены последовательно вдоль направления расположения, в котором выставлены светодиод 16 источника света и входная световая поверхность 34. В блоке 12 задней подсветки световодные пластины 18 и их выходные световые поверхности 36 расположены в двухмерном параллельном порядке. Поэтому маловероятно появление неравномерной яркости по всей площади блока 12 задней подсветки.
Каждая световодная пластина 18 включает в себя выходной световой участок 31 и световодный участок 32. Выходной световой участок 31 имеет выходную световую поверхность 36. Световодный участок 32 расположен между входной световой поверхностью 34 и выходным световым участком 31. Световодный участок 32 проводит свет, который входит через входную световую поверхность 34, к световодному участку 32. Световодные пластины 18 расположены таким образом, что каждый выходной световой участок 31 перекрывает световодный участок 32 световодной пластины 18, соседней в направлении, в котором выставлены светодиод и входная световая поверхность 34. При такой конфигурации свет, который входит через входную световую поверхность 34 и проходит через световодный участок 32, выходит через выходную световую поверхность 36 выходного светового участка 31. Поэтому может быть достигнуто равномерное распределение яркости по плоскости выходной световой поверхности 36. Выходные световые участки 31 наложены на соответствующие световодные участки 32, которые не имеют выходных световых поверхностей 36. Выходные световые поверхности 36 расположены последовательно вдоль направления расположения, в котором выставлены светодиоды 16 и входные световые поверхности 34. При такой конфигурации блок 12 задней подсветки может обеспечить равномерную яркость по всей площади.
Рассеивающая структура образована на каждом выходном световом участке 31, но не на каждом световодном участке 32. Каждый световодный участок 32, на котором находится перекрывающий его выходной световой участок 31, не имеет рассеивающего участка. При такой конфигурации маловероятно, что через крайнюю боковую поверхность 31а или 31b будет выходить слишком большое количество света. Поэтому пока количество уходящего света от выходной световой поверхности 36 поддерживается на должном уровне, маловероятно, что в зазоре С1 между соседними световодными пластинами 18 и в зазоре С2 в щели 42 будет наблюдаться неравномерная яркость.
Слоями с низким показателем преломления являются воздушные слои AR. Для образования воздушных слоев AR не требуется никаких специальных материалов, то есть воздушные слои AR могут формироваться с малыми затратами.
Источниками света являются светодиоды 16, и, таким образом, может быть достигнута высокая яркость.
<Второй вариант осуществления>
Второй вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылками на фиг.18-20. Во втором варианте осуществления используются различные рассеивающие структуры. Элементы, подобные аналогичным элементам первого варианта осуществления, будут обозначены теми же самыми ссылочными позициями, за которыми следует буква А. Те же самые конфигурации, функции и эффекты поясняться не будут.
Рассеивающие структуры изготавливаются посредством литейной формы (не показана), использовавшейся для литья световодных пластин 19-А. Они включают в себя множество микроскопических выступов 49. Более конкретно, литейная форма имеет большое количество микроскопических углублений в поверхностях литейной формы для формирования крайних боковых поверхностей 31а-А и 31b-А каждого выходного светового участка 31-А. Эти микроскопические выступы образованы по формам соответствующих углублений. Выступы 49 регулярно расположены по крайним боковым поверхностям 31а-А и 31b-А каждого выходного светового участка 31-А с параллельным расположением вдоль направления спереди назад (направление оси Y). "Регулярно" означает, что с периодической картиной. Как показано на фиг.18 и 19, выступы 49 выступают из опорной поверхности BS-A каждой крайней боковой поверхности 31а-А или 31b-А. Каждый выступ образован по форме, имеющей по существу треугольное поперечное сечение и продолжающейся в направлении оси Z от одного конца к другому крайней боковой поверхности 31а-А или 31b-А. Каждый выступ имеет две наклонные поверхности 49а, которые являются внешними поверхностями выступов 49. Эти наклонные поверхности наклонены таким образом, что углы к оси Х или к оси Y являются постоянными по всей области вдоль направления оси Z. Все выступы 49 имеют общую структуру, которая представляет собой призмообразную форму с, по существу, треугольным поперечным сечением. Большое количество выступов 49 одинаковой формы непрерывно расположено по крайним боковым поверхностям 31а-А и 31b-А каждого выходного светового участка 31-А в направлении оси Y. Некоторые световые лучи внутри выходного светового участка 31-А падают на поверхности раздела между каждым выступом 49 и внешним воздушным слоем AR под углами падения, меньшими, чем критический угол. Эти лучи выходят во внешнее пространство. Наклонные поверхности каждого выступа 49 являются поверхностями раздела. Как описано выше, наклонные поверхности 49а представляют собой регулярные формы. Поэтому количество света, уходящего во внешнее пространство, или направление хода уходящего света может легко управляться регулированием углов наклона.
Теперь будет подробно пояснено расположение выступов 49 в направлении спереди назад (направление оси Y) на каждой крайней боковой поверхности 31а-А или 31b-А. Выступы 49 расположены таким образом, что их плотность распределения на крайней боковой поверхности 31а-А или 31b-А выходного светового участка 31-А постепенно становится выше от минимальной на стороне заднего конца до максимальной на стороне переднего конца по мере того, как расстояние от светодиода становится больше. То есть шаг расположения (или интервал расположения) выступов 49 на крайней боковой поверхности 31а-А или 31b-А выходного светового участка 31-А постепенно становится меньше от минимального на стороне заднего конца до максимального на стороне переднего конца. На крайней боковой поверхности 31а-А или 31b-А выходного светового участка 31-А ширина (измерение в направлении оси Y) по опорной поверхности BS-A каждого выступа 49 на стороне заднего конца имеет тенденцию увеличиваться, а количество выступов 49 на единицу площади имеет тенденцию уменьшаться (см. фиг.19). Ширина и высота каждого выступа 49 на стороне заднего конца имеют тенденцию уменьшаться, а количество выступов 49 на единицу площади имеет тенденцию увеличиваться (см. фиг.20).
Углы наклона наклонных поверхностей 49а каждого из выступов 49 относительно оси Y на стороне заднего конца (см. фиг.19) имеют тенденцию уменьшаться (то есть наклон более пологий) и увеличиваться (то есть наклон более крутой) на стороне переднего конца (см. фиг.20). Количество уходящего света от крайней боковой поверхности выходного светового участка 31-А на стороне заднего конца, на котором плотность распределения выступов 49 относительно низка, относительно мало. Количество уходящего света на стороне переднего конца, на котором плотность распределения выступов 49 относительно высока, относительно велико. Функции и эффекты, достигаемые посредством нанесения множества выступов 49, те же самые, что и достигаемые посредством нанесения углублений 48 в предыдущем варианте осуществления. Поэтому они поясняться не будут. Область выходного светового участка 31-А, в которой сформированы выступы 49, та же самая, что и область, в которой в первом варианте осуществления сформированы углубления 48.
Ширина каждого выступа 49 со стороны переднего конца на крайней боковой поверхности 31а-А или 31b-А выходного светового участка 31-А находится в диапазоне от 50 до 500 мкм, высота от опорной поверхности BS-A находится в диапазоне от 20 до 500 мкм, а углы наклонных поверхностей 48а находятся в диапазоне от 90 до 150 градусов. Ширина каждого выступа 49 со стороны заднего конца на крайней боковой поверхности 31а-А или 31b-А выходного светового участка 31-А находится в диапазоне от 50 до 500 мкм, высота от опорной поверхности BS-A находится в диапазоне от 20 до 500 мкм, а углы наклонных поверхностей 48а находятся в диапазоне от 90 до 150 градусов. В соответствии с этим вариантом осуществления каждая рассеивающая структура включает в себя выступы, регулярно расположенные с параллельным расположением. При такой конфигурации количеством уходящего света от каждой крайней боковой поверхности 31а-А или 31b-А можно легко управлять.
Каждая световодная пластина 18 изготовлена литьем смолы с использованием литейной формы, и выступы 49 сформированы посредством литейной формы. Поскольку никакого специального процесса для сформирования выступов 49 с регулярным расположением не требуется, производственные затраты могут быть сокращены.
<Третий вариант осуществления>
Третий вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылками на фиг.21 и 22. В этом варианте осуществления выступы 49-В образованы с формами и расположением, отличным от второго варианта осуществления. Элементы, подобные аналогичным элементам второго варианта осуществления, будут обозначены теми же самыми ссылочными позициями, за которыми следует буква В. Те же самые конфигурации, функции и эффекты поясняться не будут.
Выступы 49-В сформированы на каждой крайней боковой поверхности 31а-В и 31b-В каждого выходного светового участка 31-В. Они образованы на крайней боковой поверхности 31а-В и 31b-В в направлении спереди назад с одной и той же формой, но с различными шагами. Более конкретно, выступы 49-В сформированы с одной и той же шириной и с одной и той же высотой от соответствующих опорных поверхностей BS-В и с наклонными поверхностями 49а-В, наклоненными под тем же самым углом наклона относительно направления оси Y. Как показано на фиг.21, шаг расположения выступов 49-В на стороне заднего конца выходного светового участка 31-В относительно велик. Каждая крайняя боковая поверхность 31а-В или 31b-В имеет плоские области (между выступами 49-В), в которых выступы не выполнены. Как показано на фиг.21, шаг расположения выступов 49-В на стороне переднего конца выходного светового участка 31-В относительно мал. Выступы 49-В расположены таким образом, чтобы соединяться непосредственно с другими без плоских областей. Выполнением расположения выступов 49-В таким образом плотность распределения этих выступов на крайней боковой поверхности 31а-В или 31b-В на стороне заднего конца выходного светового участка 49-В может постепенно увеличиваться до максимальной на стороне переднего конца.
<Четвертый вариант осуществления>
Четвертый вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылками на фиг.23 и 24. В этом варианте осуществления вместо выступов по третьему варианту осуществления образованы впадины 50. Элементы, подобные аналогичным элементам третьего варианта осуществления, будут обозначены теми же самыми ссылочными позициями с последующей буквой С. Те же самые конфигурации, функции и эффекты поясняться не будут.
Как показано на фиг.23 и 24, каждая крайняя боковая поверхность 31а-С или 31b-С имеет множество микроскопических углублений 50 с регулярным расположением в параллельном расположении спереди назад (в направлении оси Y). Каждое углубление 50 выполнено в форме, напоминающей паз, который продолжается в крайней боковой поверхности 31а-С или 31b-С выходного светового участка 31-С под опорной поверхностью BS-C от одного конца к другому. Форма каждого углубления 50 на поперечном сечении по существу треугольная. Каждое углубление 50 имеет две наклонные поверхности 50а, которые являются поверхностями его внутренней стенки. Углы наклона к оси Х и к оси Y являются постоянными по всей высоте вдоль направления оси Z. Расположение углублений 50 на крайней боковой поверхности 31а-С или 31b-С выходного светового участка 31-С в направлении спереди назад подобно расположению выступов третьего варианта осуществления.
<Пятый вариант осуществления>
Пятый вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылками на фиг.25-26. В этом варианте осуществления образованы выступы, по форме отличные от выступов по второму варианту осуществления. Элементы, подобные аналогичным элементам первого варианта осуществления, будут обозначены теми же самыми ссылочными позициями, за которыми следует буква D. Те же самые конфигурации, функции и эффекты поясняться не будут.
Как показано на фиг.25 и 26, на каждой крайней боковой поверхности 31а-D или 31b-D каждого выходного светового участка 31-D выполнены выступы 51. Каждый выступ 51 выступает от опорной поверхности BS-C и имеет круговое поперечное сечение. Выступ 51 сформирован в виде столба, который продолжается в направлении оси Z от одного конца к другому в крайней боковой поверхности 31а-D или 31b-D. Внешняя поверхность выступа 51 представляет собой куполообразную поверхность 51а. Выступы 51 расположены таким образом, что их плотность распределения постепенно увеличивается до максимальной на стороне переднего конца. В крайней боковой поверхности 31а-D или 31b-D выходного светового участка 31-D ширина (измерение в направлении оси Y) и высота (измерение в направлении оси Х) от опорной поверхности BS-C каждого выступа 51 имеют тенденцию увеличиваться на стороне заднего конца, а количество выступов 51 на единицу площади на стороне заднего конца имеет тенденцию уменьшаться (см. фиг.25). Ширина и высота каждого выступа 51 на стороне заднего конца имеют тенденцию уменьшаться, а количество выступов 51 на единицу площади на стороне заднего конца имеет тенденцию увеличиваться (см. фиг.26). Кривизна куполообразных поверхностей выступов 51 имеет тенденцию к увеличению на стороне заднего конца (см. фиг.25) и к уменьшению на стороне переднего конца (см. фиг.26). Функции выступов 51 и даваемые ими эффекты в вышеописанной конфигурации подобны тем, которые имеются во втором варианте осуществления. Подобно четвертому варианту осуществления, вместо выступов 51 могут быть сформированы углубления.
<Шестой вариант осуществления>
Шестой вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылками на фиг.27 и 28. В этом варианте осуществления передняя концевая поверхность выходного светового участка 31-Е содержит рассеивающую структуру. Элементы, подобные аналогичным элементам первого варианта осуществления, будут обозначены теми же самыми ссылочными позициями, за которыми следует буква Е. Те же самые конфигурации, функции и эффекты поясняться не будут.
Как показано на фиг.27, передняя торцевая поверхность 31с каждого выходного светового участка 31-Е, смежного с выходной световой поверхностью 36-Е и с крайними боковыми поверхностями 31а-Е и 31b-Е, имеет матовую поверхность 52 в качестве рассеивающей структуры. Матовая поверхность 52 включает в себя большое количество микроскопических углублений. Передняя торцевая поверхность 31с выходного светового участка 31-Е, на которой выполнена матовая поверхность 52, направлена в сторону выходного светового участка 31-Е световодной пластины 18-Е, которая расположена по соседству и с передней стороны в направлении оси Y (см. фиг.28). Каждая матовая поверхность 52 получена пескоструйной финишной обработкой передней торцевой поверхности 31с выходного светового участка 31-Е. Углубления в матовой поверхности 52 выполнены таким образом, что их плотность распределения по существу постоянна по всей передней торцевой поверхности 31с выходного светового участка 31-Е. Остальные структуры и эффекты матовых поверхностей 52 подобны тому, что имеет место в первом варианте осуществления.
Формированием такой матовой поверхности 52 на передней торцевой поверхности каждого выходного светового участка 31-Е могут быть достигнуты следующие эффекты. Как объяснено при описании первого варианта осуществления и проиллюстрировано на фиг.28, множество световодных пластин 18-Е расположено последовательно вдоль направления оси Y (направление тандемного расположения) таким образом, что выходные световые участки 31-Е (или выходные световые поверхности 36-Е) расположены непрерывно. Если световодные пластины 18-Е установлены с некоторыми погрешностями в направлении оси Y, то между областями А2-Е, в которых в указанном порядке и по соседству друг с другом в направлении оси Y образованы выходные световые участки 31-Е, может образоваться зазор С3. Если такой зазор С3 образуется, то область, соответствующая этому зазору С3, может быть идентифицирована как темное пятно, которое относительно более темное, чем выходная световая поверхность 36-Е. В соответствии с этим вариантом осуществления передняя торцевая поверхность 31с каждого выходного светового участка 31-Е, который направлен в сторону зазора С3, имеет матовую поверхность 52, и свет выходит из выходного светового участка 31-Е в зазор С3. Тем самым малое количество света в зазоре С3 может быть компенсировано. Даже тогда, когда зазор С3 образуется вследствие погрешности, допущенной во время установки световодной пластины 18-Е в направлении оси Y, маловероятно, что зазор С3 может быть идентифицирован как темное пятно, и появление неравномерной яркости также маловероятно.
В соответствии с этим вариантом осуществления поверхность, смежная с выходной световой поверхностью 36-Е и с крайними боковыми поверхностями 31а-Е и 31b-Е каждой световодной пластины 18-Е, в качестве рассеивающей поверхности имеет матовую поверхность 52. При наличии в качестве рассеивающей поверхности матовой поверхности 52, созданной на поверхности, смежной с выходной световой поверхностью 36-Е и с крайними боковыми поверхностями 31а-Е и 31b-Е каждой световодной пластины 18-Е, свет проходит в области между световодной пластиной 18-Е и соседней световодной пластиной 18-Е, которая помещена вдоль направления, в котором расположены светодиод 16-Е и входная световая поверхность 34. Поэтому появление неравномерной яркости еще в большей степени менее вероятно.
<Седьмой вариант осуществления>
Седьмой вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылками на фиг.29. В этом варианте осуществления используются иные рассеивающие структуры, чем в шестом варианте осуществления. Элементы, подобные аналогичным элементам первого варианта осуществления, будут обозначены теми же самыми ссылочными позициями, за которыми следует буква F. Те же самые конфигурации, функции и эффекты поясняться не будут.
Как показано на фиг.29, передняя торцевая поверхность 31с-F каждого выходного светового участка 31-F в качестве рассеивающей структуры имеет микроскопические выступы 53. Большое количество выступов 53 регулярно расположены в направлении оси Х. Выступы 53 изготовлены посредством литьевой формы (не показана), использовавшейся для формовки из смолы световодной пластины 18-F. Плотность распределения выступов 53 по существу одинакова по всей передней торцевой поверхности 31с-F выходного светового участка 31-F. Как объяснялось при описании четвертого варианта осуществления, вместо выступов 53 могут быть образованы углубления.
<Восьмой вариант осуществления>
Восьмой вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылками на фиг.29 и 30. В этом варианте осуществления каждая световодная пластина 18-G имеет крайние боковые поверхности 18а, 18b и 18с, формы которых отличны от того, что было в вышеописанных вариантах осуществления. Элементы, подобные аналогичным элементам седьмого варианта осуществления, будут обозначены теми же самыми ссылочными позициями, за которыми следует буква G. Те же самые конфигурации, функции и эффекты поясняться не будут.
Как показано на фиг.30, крайние боковые поверхности 18а, 18b и 18с каждой световодной пластины 18-G на макроскопическом виде в плане имеют выступы и впадины. Внешние крайние боковые поверхности 18а и 18b световодных пластин 18-G, соседних одна с другой в направлении оси Х, направлены в сторону друг друга. Внутренние крайние боковые поверхности 18с каждой световодной пластины 18-G направлены в сторону друг друга через щель 42-G. Внешние крайние боковые поверхности 18а и 18b и внутренние крайние боковые поверхности 18с имеют выступы 54, последовательно идущие вдоль направления оси Y. Шаги расположения выступов 54 крайних боковых поверхностей 18а, 18b и 18с вдоль направления оси Y одинаковы. На фиг.29 правые выступы 54 на крайней боковой поверхности 18b световодной пластины 18-G (первая световодная пластина) с левой стороны и левые выступы 54 на крайней боковой поверхности 18а световодной пластины 18-G (вторая световодная пластина, соседняя с первой световодной пластиной в направлении оси Х) с правой стороны сдвинуты относительно друг друга в направлении оси Y. Выступы 54 крайних боковых поверхностей 18с, которые направлены в сторону друг друга через щель 42-G, также имеют между собой такое же позиционное соотношение. То есть крайние боковые поверхности 18а, 18b и 18с световодных пластин 18-G образованы в виде дополнительных фигур. Поэтому зазоры С1-G между световодными пластинами 18-G, соседними одна с другой в направлении оси Х, и зазоры С2 в щелях 42-G выполнены зигзагообразной (или извилистой) формы, продолжающейся в направлении оси Y. Ширины зазоров С1-G и С2-G по существу постоянны на всем пути от одного конца к другому. По сравнению с зазорами по первому варианту осуществления, выполненными линейной формы, зазоры С1-G и С2-G менее вероятно узнать. Как показано на фиг.31, крайние боковые поверхности 18а, 18b и 18с каждого выходного светового участка 31-G имеют матовые поверхности 47-G, подобные одному такому зазору в первом варианте осуществления - в области А2-G, в которой образован выходной световой участок 31-G.
В соответствии с этим вариантом осуществления крайние боковые поверхности 18а, 18b и 18с каждого выходного светового участка 31-G имеют на макроскопическом виде выступы и впадины. Крайние боковые поверхности 18а, 18b и 18с образованы в виде дополнительных фигур, так что противоположные поверхности совместимы друг с другом. При такой конфигурации, и имея в виду, что световые лучи, которые направляются на эти крайние боковые поверхности 18а, 18b и 18с матовыми поверхностями 47-G, проходят через них наружу, области, соответствующие зазорам С1-G и С2-G, еще в большей степени менее вероятно признать как темные пятна.
<Другие варианты осуществления>
Настоящее изобретение не ограничено вышеприведенными вариантами осуществления, поясненными в вышеприведенном описании. Следующие варианты осуществления могут быть включены в технический объем настоящего изобретения в качестве примеров.
(1) Как модификация восьмого варианта осуществления в области А2-Н, в которой образован выходной световой участок 31-Н, могут быть сформированы выступы 49-Н, подобные выступам по второму варианту осуществления. Как показано на фиг.32, область А2-Н расположена на каждой из крайних боковых поверхностей 18b-H (включая те из них, которые направлены в сторону щели) каждой световодной пластины 18-H на выступах и впадинах макроскопического вида.
(2) Как модификация первого варианта осуществления плотность распределения углублений 48-I по каждой из крайних боковых поверхностей 31а (включая те из них, которые направлены в сторону щели) каждого выходного светового участка 31 может быть одинаковой по всей области, как показано на фиг.33.
(3) Как модификация второго варианта осуществления плотность распределения выступов 49-J по каждой из крайних боковых поверхностей 31а-J (включая те из них, которые направлены в сторону щели) каждого выходного светового участка 31-J может быть одинаковой по всей области, как показано на фиг.34.
(4) В вышеприведенных вариантах осуществления матовые поверхности могут быть получены финишной пескоструйной обработкой. Финишная пескоструйная обработка включает в себя абразивную обработку, дробеструйную обработку, обработку твердыми стеклянными частицами, обработку кусочками проволоки, обработку металлической крошкой, собственно пескоструйную обработку и жидкостно-абразивную обработку. Можно выбрать соответствующий тип струйной обработки.
(5) Для создания матовых поверхностей может быть использована любая другая поверхностная обработка. Например, матовая поверхность может быть образована нанесением на обрабатываемые поверхности мельчайших частиц, таких как частицы кварца. Кроме того, матовая поверхность может быть образована трением обрабатываемой поверхности абразивом или воздействием на поверхность химических веществ, вызывающих разъедание.
(6) В вышеприведенных вариантах осуществления для формирования регулярных выступов или впадин в отливаемых световодных пластинах используется литейная форма для литья смолы. Однако регулярные выступы или впадины могут быть получены резкой или шлифованием поверхности по окончании литья световодных пластин. Кроме того, листы с шероховатой поверхностью могут быть изготовлены отдельно от световодных пластин, а затем прикреплены к этим световодным пластинам.
(7) Плотность распределения рассеивающей структуры по каждой из крайних боковых поверхностей каждого выходного светового участка (например, плотность распределения углублений или выступов) в вышеприведенных вариантах осуществления может быть изменена в зависимости от необходимости.
(8) Область каждой световодной пластины, в которой создана рассеивающая структура, также может быть изменена в зависимости от необходимости. Например, рассеивающая структура может быть создана не только на каждом выходном световом участке, но и на каждой крайней боковой поверхности световодного участка или участка установки платы.
(9) В вышеприведенных вариантах осуществления в качестве слоев с низким показателем преломления используются слои воздуха. Однако в зазорах между световодными пластинами для образования слоев с низким показателем преломления могут использоваться материалы с низким показателем преломления.
(10) В вышеприведенных вариантах осуществления каждая световодная пластина имеет одну щель и, таким образом, два разделенных световодных участка (входные световые поверхности). Однако каждая световодная пластина может иметь две или большее количество щелей и, таким образом, три или большее количество разделенных световодных участков (входных световых поверхностей). При такой конфигурации одна световодная пластина может сразу перекрывать три или большее количество светодиодов. Это облегчает сборку блока задней подсветки. Световодные пластины, предпочтительно, крепятся крепежными элементами, такими как зажимы, так, чтобы светодиоды между двумя крепежными элементами установились правильно.
(11) В вышеприведенных вариантах осуществления выходной световой участок и световодный участок каждой световодной пластины разделены щелью, перекрывая, таким образом, несколько светодиодов. Однако могут быть использованы световодные пластины без щелей, при этом сконфигурированные для перекрытия соответствующих светодиодов (то есть каждая из них имеет одну входную световую поверхность). При таких световодных пластинах свет, испущенный из соседнего светодиода, который не является светодиодом назначения, который должна перекрывать эта световодная пластина, в эту световодную пластину не проходит. Световодные пластины, предпочтительно, крепятся крепежными элементами, такими как зажимы, так, чтобы светодиоды между двумя крепежными элементами установились правильно.
(12) В вышеприведенном варианте осуществления каждая световодная пластина имеет в плане прямоугольную форму. Однако каждая световодная пластина может иметь в плане квадратную форму. Длины, ширины и иные поверхностные элементы каждого участка крепления платы, каждого световодного участка и каждого выходного светового участка могут изменяться по необходимости.
(13) В вышеприведенном варианте осуществления каждый светодиод испускает свет вверх в вертикальном направлении. Однако направление излучения света может изменяться в зависимости от необходимости. То есть светодиод может быть установлен на светодиодной плате в нужном положении. Более конкретно, каждый светодиод может быть установлен на светодиодной плате таким образом, чтобы он мог излучать свет вниз в вертикальном направлении, или таким образом, чтобы направление излучения света (световая ось) совпало с горизонтальным направлением. В исполнение могут быть включены светодиоды с различными направлениями излучения света.
(14) В вышеприведенных вариантах осуществления световодные пластины расположены таким образом, что на виде в плане перекрывают одна другую. Однако световодные пластины могут быть расположены таким образом, чтобы на виде в плане они не перекрывали одна другую. В таком случае рассеивающая структура, предпочтительно, создается не только на каждом выходном световом участке, но и на крайних боковых поверхностях каждого световодного участка и на каждом участке крепления платы. Кроме того, предпочтительно, чтобы она была создана по всей периферийной поверхности световодной пластины.
(15) Светодиоды и световодные пластины (единичные световые излучатели) расположены с двухмерным параллельным расположением относительно друг друга внутри шасси. Однако они могут быть расположены одномерно параллельно друг другу. Более конкретно, светодиоды и световодные пластины могут быть расположены параллельно друг другу только в вертикальном направлении или они могут быть расположены параллельно друг другу только в горизонтальном направлении.
(16) В вышеприведенном варианте осуществления каждый светодиод включает в себя три различных светодиодных чипа, сконфигурированные для испускания соответствующих цветов набора RGB. Однако могут быть использованы светодиоды, каждый из которых состоит из одного светодиодного чипа, сконфигурированного для испускания одного цвета - синего или фиолетового, и каждый из которых сконфигурирован для испускания белого цвета с использованием флуоресцентного материала.
(17) В вышеприведенном варианте осуществления каждый светодиод включает в себя три различных светодиодных чипа, сконфигурированные для испускания соответствующих цветов набора RGB. Однако могут быть использованы иные светодиодные чипы, сконфигурированные для испускания, соответственно, голубого (С), пурпурного (М) и желтого (Y) цветов, или белые светодиоды.
(18) В вышеприведенном варианте осуществления светодиоды используются в качестве точечных источников света. Однако могут быть использованы иные точечные источники света, отличные от светодиодов.
(19) В вышеприведенном варианте осуществления в качестве источников света используются точечные источники света. Однако могут быть использованы линейные источники света, такие как трубки с холодным катодом, а также катодные трубки с нитью накала.
(20) В отличие от использованных в вышеописанных вариантах осуществления, могут использоваться планарные источники света, такие как органические люминесцентные источники света.
(21) Оптические элементы могут быть сконфигурированы иным образом, чем в вышеописанных вариантах осуществления. Более конкретно, количество рассеивателей или количество и тип оптических листов могут быть изменены в зависимости от необходимости. Кроме того, может быть использовано множество оптических листов одного и тот же типа.
(22) В вышеприведенном варианте осуществления жидкокристаллическая панель и шасси удерживаются в вертикальном положении с длинной стороной в вертикальном направлении. Однако жидкокристаллическая панель и шасси могут удерживаться в вертикальном положении с длинной стороной в вертикальном направлении.
(23) В вышеприведенном варианте осуществления для переключения компонентов жидкокристаллического дисплейного устройства используются тонкопленочные транзисторы. Однако вышеописанная технология может быть применима в жидкокристаллических дисплейных устройствах, содержащих переключающие компоненты, отличные от тонкопленочных транзисторов (например, тонкопленочные диоды). Кроме того, данная технология может быть применима не только к цветным жидкокристаллическим дисплейным устройствам, но и к черно-белым жидкокристаллическим дисплейным устройствам.
(24) В вышеприведенных вариантах осуществления используется жидкокристаллическое дисплейное устройство, включающее в себя в качестве компонента жидкокристаллическую панель. Данная технология может быть применима к устройствам воспроизведения изображения, содержащим иные типы компонентов воспроизведения изображения.
(25) В вышеприведенных вариантах осуществления используется телевизионный приемник, включающий в себя тюнер. Однако технология может быть применима к устройствам воспроизведения изображения без тюнера.
Реферат
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для изготовления тонких дисплейных устройств. Техническим результатом является достижение равномерной яркости. Осветительное устройство 12 содержит светодиоды 16, световодные пластины 18, воздушный слой AR и рассеивающие структуры. Каждая световодная пластина 18 имеет входную световую поверхность 34 и выходную световую поверхность 36. Входная световая поверхность 34 направлена в сторону соответствующего светодиода 16, и свет от светодиода 16 проходит через входную световую поверхность 34. Выходная световая поверхность 36, через которую свет выходит, расположена вдоль направления, в котором расположены светодиод 16 и входная световая поверхность 34. Световодные пластины 18 расположены в параллельном порядке, таким образом, что они параллельны выходной световой поверхности 36 и перпендикулярны направлению расположения. Между соседними световодными пластинами 18 выполнен воздушный слой AR, имеющий меньший показатель преломления, чем показатель преломления световодных пластин 18. На крайних боковых поверхностях 31а, которые являются поверхностями раздела между световодными пластинами 18 и воздушным слоем AR, образованы рассеивающие структуры. Эти рассеивающие структуры сконфигурированы для рассеяния света внутрь световодных пластин 18. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 34 ил.
Формула
по меньшей мере, один источник света,
множество световодных элементов, каждый из световодных элементов расположен таким образом, чтобы быть направленным в сторону источника света, и включает в себя входную световую поверхность, через которую свет от источника света входит, и выходную световую поверхность, через которую свет выходит, причем выходная световая поверхность расположена параллельно направлению расположения, в котором расположены источник света и входная световая поверхность, а световодные элементы расположены параллельно друг другу таким образом, что являются параллельными выходной световой поверхности и перпендикулярными направлению расположения,
слой с низким показателем преломления, имеющий показатель преломления, меньший, чем показатель преломления световодного элемента, расположенного между соседними световодными элементами; и рассеивающую структуру, образованную на поверхности раздела между каждым световодным элементом и слоем с низким показателем преломления и сконфигурированную для рассеяния света внутри световодного элемента.
световодные элементы представляют собой смолу, отлитую посредством литейной формы, а
углубления или выступы сформированы посредством литейной формы.
по меньшей мере, один источник света включает в себя множество источников света,
каждый световодный элемент имеет множество входных световых поверхностей, так чтобы они соответствовали множеству источников света, и щель, которая делит выходную световую поверхность таким образом, чтобы соответствовать множеству входных световых поверхностей,
в щели обеспечен слой с низким показателем преломления,
на поверхности раздела между каждым световодным элементом и слоем с низким показателем преломления в щели образована рассеивающая структура.
осветительное устройство по п.1 и
панель воспроизведения изображения, сконфигурированную для обеспечения отображения с использованием света от осветительного устройства.
Документы, цитированные в отчёте о поиске
Световая панель
Осветительное устройство для имитации неонового света
Световой или индикаторный элемент с вводом излучения в корпус световода
Светоизлучающая панель
