УСТРОЙСТВО ОСВЕЩЕНИЯ И ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК F21S2/00 G02F1/13357 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству освещения, которое предназначено для использования в качестве задней подсветки жидкокристаллического устройства отображения и т.п., и к жидкокристаллическому устройству отображения, включающему в себя это устройство освещения.

Уровень техники

В последние годы жидкокристаллические устройства отображения быстро распространились вместо электронно-лучевых трубок (CRT). Такие жидкокристаллические устройства отображения обеспечивают экономию энергии, являются тонкими, имеют малый вес и тому подобное, и широко используются в тонких телевизорах, мониторах, мобильных телефонах и т.п. Один способ дальнейшего использования таких характеристик состоит в улучшении устройства освещения, предусмотренного на задней стороне жидкокристаллического устройства отображения.

Устройства освещения, в общем, подразделяют на устройства прямого типа и устройства с краевой подсветкой. В устройстве прямого освещения линейный источник света, такой как трубка с холодным катодом или трубка с горячим катодом, предусмотрен на задней стороне жидкокристаллической панели, или множество точечных источников света, таких как светодиоды или тому подобное, предусмотрены в параллельных линиях. Свет, излучаемый таким источником света, непосредственно подают на жидкокристаллическую панель. Благодаря такой структуре, устройство освещения прямого типа позволяет легко получать высокую яркость, даже в случае большого экрана и, в основном, используется как задняя подсветка крупных жидкокристаллических дисплеев, размер которых составляет 20 дюймов или больше.

В то же время, в устройстве с краевой подсветкой световод предусмотрен на задней стороне жидкокристаллической панели, а источник света предусмотрен на участке бокового края. Свет, излучаемый таким источником света, отражается световодом и опосредованно подается на жидкокристаллическую панель. Взаимное положение между источником света и световодом определяется выравниванием в соответствии с формой корпуса. В частности, в некоторых устройствах освещения для недавно выпущенных мобильных телефонов взаимное положение между источником света и световодом определяют путем выравнивания с использованием двусторонней липкой ленты в дополнение к выравниванию в соответствии с формой корпуса. Такая конфигурация позволяет создать устройство освещения с краевой подсветкой более тонким и обеспечивающим превосходную равномерность освещенности, хотя устройства освещения с краевой подсветкой имеют низкую яркость. Соответственно, устройство освещения с краевой подсветкой в основном используется как задняя подсветка для дисплеев со средним размером и малым размером, например, в мобильных телефонах или переносных компьютерах.

При таких обстоятельствах в последнее время раскрыто тандемное устройство освещения (см., например, Патентную литературу 1). В тандемном устройстве освещения множество световодов предусмотрено на задней стороне жидкокристаллической панели таким образом, что множество световодов перекрывают друг друга. Такая структура позволяет получить устройство освещения, которое обладает как (i) преимуществом устройства с прямым освещением (то есть, реализация более высокой яркости и большего размера), так и (ii) преимуществом устройства освещения с краевой подсветкой (то есть реализация более тонкого корпуса).

Список литературы

Патентная литература

Патентная литература 1

Публикация заявки на японский патент, Tokukai, №2001-312916 (опубликована 9 ноября 2001 г.)

Раскрытие изобретения

Техническая задача

В тандемном устройстве освещения взаимное положение между источником света и световодом оказывает большое влияние на яркость устройства освещения. Например, в случае, когда источник света и световод расположены так, что они находятся очень близко друг к другу, эффективность подачи света в световод улучшается. В результате может быть получено устройство освещения, имеющее предпочтительную эффективность использования света. С другой стороны, в случае, когда источник света и световод расположены так, что они находятся на некотором расстоянии друг от друга, входная эффективность света в световод снижается. В результате, понижается яркость устройства освещения. Такая проблема становится более выраженной, если источник света и световод расположены на большем расстоянии друг от друга.

Кроме того, в тандемном устройстве освещения множество световодных модулей, каждый из которых включает в себя комбинацию источника света и световода, расположены в линиях так, что они перекрывают друг друга и, таким образом, получают устройство освещения больших размеров. Соответственно, в случае, когда множество световодных модулей, которых каждый имеет разное взаимное положение между источником света и световодом, обеспечены в линиях так, что они перекрывают друг друга, яркость изменяется в каждом световодном модуле. В результате, серьезно нарушается однородность яркости устройства освещения.

Кроме того, в тандемном устройстве освещения используется технология установки, в соответствии с которой, в то время как световод выравнивают, световод закрепляют на подложке, на которой неподвижно закреплен источник света. Однако в текущей конфигурации трудно различать случай, когда световод неправильно установлен на подложке, от случая, когда световод установлен на подложке предпочтительным образом. В результате, изготовление продукта усложняется, в то время как световодн неправильно установлен на подложке.

Настоящее изобретение разработано с учетом описанных выше задач. Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить тандемное устройство освещения, которое позволяет обеспечить чрезвычайно точное выравнивание источника света и световода для улучшения однородности яркости и которое также позволяет легко распознать неправильную установку световода хорошо разработанным способом закрепления и выравнивания источника света и световода.

Решение задачи

Для решения описанных выше задач, устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением включает в себя: источник света; множество светоизлучающих модулей, каждый из которых включает в себя световод, причем световод обеспечивает рассеяние света от источника света и его излучение со светоизлучающей поверхности; и подложку, на которой закреплен источник света, при этом подложка соединена со световодом, световод обеспечен в каждом из множества светоизлучающих модулей, причем световод включает в себя: светоизлучающий участок, имеющий светоизлучающую поверхность; и световодный участок для проведения света от источника света к светоизлучающему участку, множество светоизлучающих модулей расположено в линиях так, что светоизлучающий участок одного световода проходит над световодным участком другого световода, соседнего с указанным одним световодом, световод имеет выступ для выравнивания относительно подложки, выступ сформирован на поверхности световода, обращенной к подложке, подложка имеет отверстие или углубление, выступ сцеплен с отверстием или углублением на участке зацепления, участок зацепления выступа и отверстие или углубление находятся в положении, которое расположено ближе к светоизлучающему участку световода, чем область соединения, предназначенная для соединения световода с подложкой.

Устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением представляет собой так называемое тандемное устройство освещения. В устройстве освещения в соответствии с настоящим изобретением источник света неподвижно расположен на подложке, а подложка и световод соединены путем использования, например, штифта для соединения в области соединения. Кроме того, на поверхности световода, обращенной к подложке (эта поверхность также называется задней поверхностью световода), предусмотрен выступ для выравнивания. На подложке формируют отверстие или углубление, с которым сцепляется выступ. Участок сцепления выступа и отверстие или углубление расположены так, чтобы быть ближе к светоизлучающему участку световода, чем область (область соединения), в которой соединены световод и подложка (то есть в положении в направлении излучения света источником света относительно области соединения).

В соответствии с описанной выше конфигурацией, когда выравнивание выполняют путем сцепления выступа для выравнивания с отверстием или углублением, подложка и световод могут быть соединены. Соответственно, точное выравнивание и расположение световода возможно на подложке, на которой расположен источник света. Поэтому, например, благодаря высокоточному выравниванию каждого элемента в положении, в котором эффективность излучения света оптимальна, становится возможным реализовать устройство освещения с высокой эффективностью излучения света.

В дополнение к описанной выше конфигурации, участок сцепления, состоящий из выступа световода и отверстия или углубления, сформированных на подложке, расположен так, чтобы быть ближе к светоизлучающему участку световода, чем область соединения световода и подложки. Таким образом, участок сцепления расположен так, что расстояние между участком сцепления и светоизлучающим участком короче, чем расстояние между областью соединения и светоизлучающим участком. По сравнению со случаем, когда участок сцепления расположен так, что он находится дальше от светоизлучающего участка световода, чем участок соединения, описанная выше конфигурация вызывает больший подъем участка верхнего торца (участок верхнего торца расположен дальше всего от участка соединения световода и подложки) светоизлучающего участка световода в случае, когда выступ неправильно сцеплен с отверстием или с углублением. Поэтому описанная выше конфигурация позволяет легко выявить случай неправильной установки.

Предпочтительно, устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением выполнено таким образом, что в области соединения для соединения между световодом и подложкой световод и подложка имеют соответственно выполненные в них сквозные отверстия; и световод и подложка соединены путем сцепления элемента соединения для соединения световода и подложки со сквозными отверстиями, соответственно выполняемыми в световоде и в подложке.

В описанной выше конфигурации могут быть надежно зафиксированы положения световода и подложки, и световод и подложка могут быть соединены. Пример соединительного элемента представляет собой штифт для фиксации или винт.

Предпочтительно, устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением выполнено таким образом, что количество подложек, предусмотренных для множества светоизлучающих модулей, составляет одну. Таким образом, множество светоизлучающих модулей может быть расположено на одной подложке.

В соответствии с описанной выше конфигурацией, множество модулей света могут быть выровнены на одной подложке. Это позволяет не допустить неправильного выравнивания соответствующих светоизлучающих модулей относительно друг друга. В результате, однородность яркости устройства освещения может быть дополнительно улучшена. Кроме того, описанная выше конфигурация позволяет уменьшить количество подложек.

Предпочтительно, устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением выполнено таким образом, что выступ предусмотрен на световодном участке световода.

На свет, проходящий через световод, в значительной степени влияет присутствие выступа. Соответственно, если выступ будет расположен на светоизлучающем участке световода, тогда состояние излучения света в непосредственной близости к выступу может отличаться от других участков, что может привести к неравномерной яркости.

В соответствии с описанной выше конфигурацией выступ расположен на световодном участке. Соответственно, выступ в меньшей степени влияет на свет, излучаемый из световода. Это позволяет сделать состояние излучения света из светоизлучающего участка однородным.

Кроме того, по сравнению со светоизлучающим участком, световодный участок расположен ближе к области соединения световода и подложки. Когда участок сцепления, состоящий из выступа и отверстия (или углубления), расположен ближе к области соединения, участок верхнего торца светоизлучающего участка света (верхний торцевой участок, расположенный дальше всего от участка соединения световода и подложки) приподнят вверх в большей степени в случае, когда выступ световода неправильно сцеплен с отверстием или с углублением подложки. Поэтому в соответствии с описанной выше конфигурацией можно более просто определять случай неправильной установки.

Предпочтительно, устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением выполнено таким образом, что выступ предусмотрен в положении, которое ближе к краевому участку световода, чем к центральному участку световода.

В соответствии с описанной выше конфигурацией, количество света, проходящего через световод, больше на центральном участке световода, чем на краевом участке световода. Соответственно, положение выступа ближе к краевому участку световода, позволяет уменьшить степень влияния выступа на свет, проходящий через световод.

Предпочтительно, устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением выполнено таким образом, что предусмотрено множество выступов на одном световоде.

В соответствии с описанной выше конфигурацией становится возможным чрезвычайно точное выравнивание световода на подложке. В результате, световод и источник света, неподвижно закрепленный на подложке, могут быть выровнены со значительно более высокой точностью.

Предпочтительно, устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением выполнено таким образом, что отверстие сформировано в подложке, с которым сцепляется выступ; и выступ имеет длину, равную или большую толщины подложки.

В соответствии с описанной выше конфигурацией в случае, когда выступ световода сцеплен неправильно с отверстием на подложке, верхняя часть световода будет в большей степени приподнята вверх. Это приводит к состоянию, в котором неправильную установку можно более легко наблюдать визуально. Кроме того, в описанной выше конфигурации возникает трудность, связанная с тем, что выступ световода может выйти из отверстия в подложке. Поэтому, даже в случае, когда забывают сцепить элемент соединения, не допускается отсоединение световода от подложки.

Предпочтительно, устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением выполнено таким образом, что углубление сформировано на подложке, и с этим углублением сцепляется выступ; причем выступ имеет меньшую длину, чем глубина углубления.

В соответствии с описанной выше конфигурацией в состоянии, когда выступ световода сцепляется с углублением на подложке, не допускается подъем световода.

Предпочтительно, устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением выполнено таким образом, что световод имеет отверстие, с которым сцепляется источник света, причем источник света неподвижно закреплен на подложке.

В соответствии с описанной выше конфигурацией возможно точное выравнивание световода и источника света. Кроме того, становится возможным не допустить неправильное выравнивание источника света.

Устройство жидкокристаллического дисплея в соответствии с настоящим изобретением включает в себя, в качестве задней подсветки, одно или более устройств освещения, описанных выше.

В соответствии с описанной выше конфигурацией, устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением включено в качестве задней подсветки. Это исключает случай, когда световод установлен неправильно. Поэтому, становится возможным реализовать устройство жидкокристаллического дисплея с превосходной однородностью яркости.

Полезные эффекты изобретения

В устройстве освещения в соответствии с настоящим изобретением на поверхности световода, обращенной к подложке, сформирован выступ для выравнивания с подложкой. В то же время на подложке сформировано отверстие или углубление, с которым сцепляется выступ. Кроме того, участок сцепления из выступа и отверстия или углубления расположен ближе к светоизлучающему участку световода по сравнению с областью соединения световода и подложки.

В соответствии с описанной выше конфигурацией в тандемном устройстве освещения становится возможной чрезвычайно высокая точность выравнивания источника света и световода. Соответственно, может быть улучшена однородность яркости. Кроме того, становится возможным легко различать неправильную установку световода.

Поскольку устройство жидкокристаллического дисплея в соответствии с настоящим изобретением включает в себя устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением, устройство жидкокристаллического дисплея в соответствии настоящим изобретением позволяет улучшить равномерность яркости.

Краткое описание чертежей

На фиг.1(а) показан вид сбоку, иллюстрирующий конфигурацию части задней подсветки, предусмотренной в устройстве жидкокристаллического дисплея, показанном на фиг.2, и показано состояние, в котором один из световодов установлен неправильно; в позиции на фиг.1(b) показан вид сбоку, иллюстрирующий конфигурацию части задней подсветки в соответствии со сравнительным примером настоящего изобретения, и представляет состояние, в котором одно из световодов установлено неправильно.

На фиг.2 показан вид в разрезе, иллюстрирующий конфигурацию устройства жидкокристаллического дисплея в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.3 показан вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию одного из световодов, предусмотренных в задней подсветке по фиг.1(а).

На фиг.4 показан вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию части подложки, предусмотренной в задней подсветке по фиг.1(а).

На фиг.5 показан вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию части задней подсветки по фиг.1(а).

На фиг.6 показан вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию одного из световодов, предусмотренных в задней подсветке в сравнительном примере, показанном на фиг.1(а).

На фиг.7 показан вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию части подложки задней подсветки в соответствии со сравнительным примером, показанным на фиг.1(b).

На фиг.8 показан вид сверху, иллюстрирующий часть задней подсветки в соответствии со сравнительным примером, показанном на фиг.1(b).

Подробное описание изобретения

Ниже поясняется вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг.1-8. Следует отметить, что настоящее изобретение ни коим образом не ограничено этим вариантом осуществления.

Настоящий вариант осуществления поясняет тандемное устройство освещения, которое включает в себя множество излучающих свет модулей, каждый из которых включает в себя комбинацию точечного источника света и световода. На фиг.2 показана конфигурация устройства 1 жидкокристаллического дисплея, в котором тандемное устройство освещения предусмотрено в качестве задней подсветки.

Устройство 1 жидкокристаллического дисплея включает в себя заднюю подсветку 2 (устройство освещения) и панель 3 жидкокристаллического дисплея. Панель 3 жидкокристаллического дисплея расположена так, что она обращена к задней подсветке 2.

Панель 3 жидкокристаллического дисплея является такой же, как и обычные панели жидкокристаллического дисплея, которые используются в обычных устройствах жидкокристаллического дисплея. Хотя это не показано, например, панель 3 жидкокристаллического дисплея включает в себя подложку активной матрицы и подложку CF, которая обращена к подложке активной матрицы. На подложке активной матрицы сформировано множество TFT (тонкопленочных транзисторов). Между подложкой активной матрицы и подложкой CF герметично размещен слой жидких кристаллов с использованием уплотнительного материала.

Ниже описана подробная конфигурация задней подсветки 2, предусмотренной в устройстве 1 жидкокристаллического дисплея.

Как показано на фиг.2, задняя подсветка 2 расположена на задней стороне панели 3 жидкокристаллического дисплея (на стороне, противоположной поверхности отображения). Задняя подсветка 2 включает в себя множество излучающих свет модулей 11, рассеиватель 8, оптический лист 9 и прозрачную пластину 10. Для удобства пояснения в настоящем варианте осуществления поясняется, в качестве примера, один излучающий свет модуль 11, включающий в себя один световод 7, и другой излучающий свет модуль 11, включающий в себя другой световод 17. Следует отметить, что в указанный один световод 7, в качестве типичной модели световодов 7 и 17 поясняется как пример, если только специально не будет указано другое.

Один излучающий свет модуль 11 включает в себя источник 5 света, световод 7, который рассеивает свет от источника 5 света и вызывает излучение света из поверхности, подложку 4, на которой расположен источник 5 света, отражающий лист 6 и т.п. Световод 7 включает в себя излучающий свет участок 7b, включающий в себя излучающую свет поверхность 7а, и световодный участок 7с, который направляет свет от источника 5 света к излучающему свет участку 7b. Другой излучающий свет участок 17b другого световода 17 расположен так, что другой излучающий свет участок 17b другого излучающего свет тела 17 размещается поверх световодного участка 7с световода 7. Это формирует сплошную излучающую свет поверхность (излучающая свет поверхность всей задней подсветки 2, излучающая свет область) в результате использования множества световодов 7, 17. Такая компоновка называется тандемной компоновкой.

Как описано выше, множество излучающих свет модулей 11 предусмотрено в тандемной компоновке. Поверх структуры, имеющей такую тандемную компоновку, предусмотрены прозрачная пластина 10, рассеиватель 8 и оптический лист 9 в указанном порядке, как показано на фиг.2.

Световод 7, в основном, изготовлен из прозрачной полимерной смолы, такой как поликарбонат (PC) или полиметилметакрилат (РММА). Однако материал световода 7 не ограничен чем-либо конкретным. Материал световода 7 предпочтительно представляет собой материал с высокой пропускающей способностью света. Кроме того, световод 7 может быть сформирован, например, путем формования под давлением, экструзионного формования, теплового формования с прессованием или в результате обработки резанием. Следует отметить, что способ формирования световода 7 не ограничен описанными выше способами, но может представлять собой любой способ обработки, обеспечивающий характеристики, аналогичные характеристикам, обеспечиваемым в описанных выше способах.

Отражающий лист 6 расположен так, чтобы он был в контакте с задней поверхностью световода 7 (поверхность, обращенная к излучающей свет поверхности 7а). Отражающий лист 6 отражает свет и обеспечивает больший выход света из излучающей свет поверхности 7а. В настоящем варианте осуществления предусмотрено множество световодов 7. Для каждого из световодов 7, 17 предусмотрен отражающий лист 6.

Рассеиватель 8 расположен так, что он закрывает всю сплошную излучающую свет поверхность (излучающую свет область), составленную из соответствующих излучающих свет поверхностей 7а световодов 7, 17. Рассеиватель 8 расположен так, что он обращен к излучающим свет поверхностям 7а. Рассеиватель 8 рассеивает свет, излучаемый с излучающей свет поверхности 7а световода 7, и направляет свет на оптический лист 9. В настоящем варианте осуществления в качестве рассеивателя 8 используется материал "Panlite PC 9391 50HLW" (производства Teijin Chemicals Ltd), имеющий толщину 2,0 мм.

Оптический лист 9 изготовлен из множества листов, расположенных так, что они перекрывают друг друга на передней стороне световода 7. Оптический лист 9 делает свет, излучаемый с излучающей свет поверхности 7а световода 7, однородным и собирает свет для подачи этого света на панель 3 жидкокристаллического дисплея. Таким образом, оптический лист 9 может представлять собой рассеивающий лист для рассеяния света, который одновременно собирает свет, лист с линзами, для улучшения освещенности на передней стороне (на стороне, на которой предусмотрена панель жидкокристаллического дисплея) в результате сбора света, поляризующий отражающий лист для улучшения яркости устройства 1 жидкокристаллического дисплея в результате отражения одного компонента поляризованного света при пропускания другого компонента поляризованного света. Предпочтительно, чтобы эти листы использовались в комбинации соответствующим образом, в зависимости от цены и характеристик устройства 1 жидкокристаллического дисплея. Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления используются в качестве одного примера "LIGHT UP 250GM2" производства Kimoto Co, Ltd, в качестве рассеивающего листа, "Thick RBEF" производства Sumitomo 3M Ltd в качестве листа с призмами (лист с линзами), "DBEF-D400", производства компании Sumitomo 3M Ltd, в качестве поляризующего листа (поляризующий отражающий лист) и т.п.

Прозрачная пластина 10 используется в случае, когда расстояние между световодом 7 и рассеивателем 8 поддерживается постоянным, и формируется область рассеяния света. Прозрачная пластина 10 изготовлена из пропускающего свет материала, такого как полиэтиленовая пленка. Следует отметить, что может использоваться такая конфигурация, в которой прозрачная пластина 10 исключена, и световод 7 расположен так, что он обращен к рассеивателю 8.

В описанной выше конфигурации свет, излучаемый точечным источником 5 света, проходит через световод 7, при этом рассеиваясь и отражаясь, а затем выходит через излучающую свет поверхность 7а.

Затем, после того, как свет, излучаемый с излучающей свет поверхности 7а, пройдет через прозрачную пластину 10, расположенную на передней стороне световода 7, свет рассеивается рассеивающим листом 8 и оптическим листом 9. В результате, свет делают однородным и собирают, и затем направляют на жидкокристаллическую панель 3.

Далее, со ссылкой на фиг.1-5, поясняется конкретная конфигурация излучающего свет модуля 11, составляющего заднюю подсветку 2.

Световод 7, входящий в состав излучающего свет модуля 11, обеспечивает излучение света с излучающей свет поверхности 7а, используя свет, излучаемый источником 5 света. Излучающая свет поверхность 7а представляет собой поверхность, предназначенную для освещения объекта. В настоящем варианте осуществления световоды 7 имеют тандемную структуру, как показано на фиг.2. Таким образом, каждый из световодов 7 включает в себя излучающий свет участок 7b, имеющий излучающую свет поверхность 7а, и световодный участок 7 с для направления света от источника 5 света к излучающему свет участку 7b. Световоды 7 расположены таким образом, что излучающий свет участок 17b одного световода 17 помещается поверх световода 7 с другого световода 7. Это формирует сплошную излучающую свет поверхность (излучающую свет поверхность всей задней подсветки 2, излучающую свет область) в результате использования множества световодов 7, 17.

На фиг.3 показана плоская конфигурация световода 7 в излучающем свет модуле 11. В световоде 7 по фиг.3 излучающая свет область (область излучающей свет поверхности 7а) заштрихована. Как показано на фиг.3, в непосредственной близости к оконечному участку на стороне световодного участка 7с световода 7 предусмотрены два отверстия 15, каждое из которых предназначено для размещения источника света. Поскольку отверстия 15, каждое из которых предназначено для размещения источника света, предусмотрены в световодном теле 7, источник 5 света вставляется в каждое из отверстий 15, как показано на фиг.2, в момент времени, когда световод 7 устанавливают на подложке 4, на которой установлен источник 5 света. Это позволяет обеспечить точное совмещение световода 7 и источника 5 света.

Кроме того, как показано на фиг.2, на задней стороне световода 7 (поверхность, противоположная излучающей свет поверхности 7а), предусмотрен выступ 12. Этот выступ 12 предусмотрен на стороне, на которой предусмотрен световодный участок 7с световода 7. Такая конфигурация уменьшает влияние выступа 12 на выход света из излучающей свет поверхности 7а. Поэтому, состояние излучения света от излучающей свет поверхности 7а может быть однородным.

Кроме того, как показано на фиг.1, по сравнению с излучающим свет участком 7b, световодный участок 7с предусмотрен в положении ближе к области А соединения, предназначенной для соединения между световодом 7 и подложкой 4. Если участок В сцепления (участок выравнивания), предназначенный для сцепления выступа 12 и сквозного отверстия 13, предусмотрен в положении ближе к области А соединения, световод 7 будет в большей степени приподнят вверх, в случае, когда выступ 12 световода 7 неправильно сцеплен со сквозным отверстием 13 подложки 4. Соответственно, в описанной выше конфигурации становится возможным упростить выявление случая, когда имеет место неправильная установка.

На фиг.3 показана плоская конфигурация в то время, когда световод 7 рассматривают со стороны поверхности (стороны излучающей свет поверхности 7а). Пунктирной линией обозначена область, где сформирован выступ 12. Как показано на фиг.3, выступ 12 предусмотрен в непосредственной близости к краевому участку световода 7 (то есть в положении, ближе к краевому участку, чем к центральному участку световода 7). Количество света, пропускаемого через световод 7, больше на центральном участке, чем на краевом участке. Поэтому, в связи с тем, что выступ 12 расположен в положении ближе к краевому участку световода, влияние выступа 12 на распространение света в световоде может быть уменьшено.

Кроме того, в световоде 7, как показано на фиг.3, сформировано отверстие 21 (сквозное отверстие) для соединения с подложкой 4. В этом отверстии 21 для соединения устанавливают штифт 23 для соединения. Штифт 23 предназначен для реализации фиксированого соединения световода 7 с подложкой 4.

На фиг.4 показана конфигурация части подложки, составляющей излучающий свет модуль 11. Как показано на фиг.4, множество источников 5 света неподвижно закреплены на подложке 4.

Каждый из источников 5 света представляет собой точечный источник света, такой как светодиод (LED). В настоящем варианте осуществления источники 5 света включают в себя множество типов светодиодов, цвета излучаемого света которых отличаются друг от друга.

Более конкретно, источники 5 света представляют собой группу светодиодов, в которой множество светодиодов трех цветов (красного (R), зеленого (G) и синего (В)) расположены в линиях. Поскольку источник света изготовлен из этих светодиодов трех цветов, можно, чтобы излучающая свет поверхность излучала белый свет. Однако следует отметить, что в задней подсветке в соответствии с настоящим изобретением источник света не обязательно включает в себя множество типов светодиодов, которые излучают разные цвета. Например, источник света может быть сформирован из множества светодиодов одного типа, например, такого как белые светодиоды.

Следует отметить, что комбинация цветов светодиодов может быть определена соответствующим образом в зависимости от характеристик цветов светодиода каждого цвета и характеристик цветов задней подсветки, требуемой в соответствии с назначением устройства 1 жидкокристаллического дисплея. Источники 5 света, изготовленные из группы светодиодов, установлены на подложке 4. Следует отметить, что в качестве источника 5 света возможно использовать светодиоды с боковым излучением света, получаемые путем формования светодиодных микросхем соответствующих цветов в одном пакете. Это позволяет получить заднюю подсветку, которая позволяет воспроизводить широкий диапазон цветов. Источники 5 света, имеющие описанную выше конфигурацию, являются неподвижными и установлены на подложке 4.

Как показано на фиг.4, в подложке 4 сквозное отверстие (отверстие) 13, с которым сцепляется выступ 12, расположено в положении, соответствующем выступу 12, сформированному на световодном теле 7.

Кроме того, на подложке 4 установлен возбуждающий модуль (не показан) для управления освещением каждого светодиода, составляющего источник 5 света. Возбуждающий модуль установлен на подложке 4 вместе с источником 5 света. Это позволяет уменьшить количество подложек и соединителей для соединения подложек. Вследствие этого может быть уменьшена стоимость устройства. Кроме того, в результате уменьшения количества подложек может быть уменьшена толщина задней подсветки 2.

Кроме того, на подложке 4 сформировано отверстие 22 (сквозное отверстие) для соединения со световодом 7. В это отверстие 21 для соединения вставлен штифт 23 для соединения. Такой штифт 23 предназначен для реализации фиксированого соединения со световодом 7.

Кроме того, на фиг.4 положение, в котором расположен один световод 7, обозначено пунктирной линией. Как обозначено пунктирной линией, это положение находится в положении, в котором отверстие 15 для размещения источника света в световоде 7 соответствует источнику 5 света на подложке 4. Положение световода 7 также находится в положении, в котором сквозное отверстие 13 на подложке 4 соответствует выступу 12, сформированному в световодном теле 7. Кроме того, положение световода 7 также находится в положении, в котором отверстие 22 (сквозное отверстие) для соединения подложки 4 соответствует отверстию 21 (сквозное отверстие) для соединения со световодом 7.

На фиг.5 показан вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию части задней подсветки 2, предусмотренной в устройстве 1 жидкокристаллического дисплея, показанном на фиг.2. Как показано на фиг.5, задняя подсветка 2 сформирована путем выравнивания множества излучающих свет модулей 11 в вертикальном и горизонтальном направлениях. На фиг.5 в качестве конфигурации части задней подсветки 2 размещены четыре излучающих свет модуля 11 в виде тандемной компоновки в вертикальном направлении (направление X) на фиг.5, и два излучающих свет модуля 11 расположены в горизонтальном направлении (направление Y) на фиг.5. На фиг.5 излучающая свет поверхность (излучающая свет область) 7а световода 7 или 17 показана заштрихованной. Типы штриховки изменяются между одной излучающей свет поверхностью 7а световода 7 и другой излучающей свет поверхностью 7а другого световода 17, причем излучающая свет поверхность 7а другого световода 17 расположена так, что она расположена поверх части световода 7. Следует отметить, что на фиг.5 не показаны рассеиватель 8, оптический лист 9 и прозрачная пластина 10.

Как понятно из фиг.2, 5 и т.д., одна подложка 4 предусмотрена для множества излучающих свет модулей 11. Такая конфигурация позволяет обеспечить выравнивание множества излучающих свет модулей относительно одной подложки. Соответственно, излучающие свет модули 11 могут быть более точно выровнены относительно друг друга. Это позволяет улучшить однородность яркости устройства освещения. Кроме того, в результате использования такой конфигурации количество подложек также может быть уменьшено.

Как описано выше, на задней подсветке 2 в соответствии с настоящим вариантом осуществления на задней стороне световода 7 (на поверхности, обращенной к подложе 4) предусмотрен выступ 12 для выравнивания относительно подложки 4. Кроме того, в положении, соответствующем выступу 12, в подложке 4 предусмотрено сквозное отверстие (отверстие) 13, с которым сцепляется выступ 12.

Кроме того, как показано на фиг.1, в соответствующих положениях световода 7 и подложки 4 сформированы отверстия (сквозные отверстия) 21 и 22 для соединения световода 7 и подложки 4. В эти отверстия для соединения (отверстие 21 световода 7 для соединения и отверстие 22 подложки 4 для соединения) установлен штифт 23. Таким образом, световод 7 и подложка 4 фиксировано соединены.

Как описано выше, выступ 12 для выравнивания интегрально сформирован со световодом 7. Это предотвращает ухудшение точности выравнивания световодной пластины и подложки. В то же время конфигурация для фиксированого соединения подложки 4 и световода 7 включает в себя три части, которые представляют собой отверстие 22 для соединения, которое сформировано на подложке 4, отверстие 21 для соединения, которое сформировано в световоде 7, и штифт 23. Это позволяет надежно зафиксировать световод 7 на подложке 4, исключая отклонения.

Задняя подсветка 2 в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет описанную выше конфигурацию, поэтому выравнивание световода и источника света выполняется точно и улучшается однородность яркости.

Кроме того, в задней подсветке 2 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, благодаря хорошо сконструированному взаимному расположению между областью А соединения, предназначенной для соединения между источником 5 света и световодом 7, и участком В выравнивания (участок сцепления), который предназначен для выравнивания между источником 5 света и световодом 7, можно легко выявить дефект в установке световода. Ниже поясняется этот момент со ссылкой на позиции (а) и (b) на фиг.1.

В позиции (а) на фиг.1 показан вид сбоку, иллюстрирующий конфигурацию части задней подсветки 2, предусмотренной в устройстве 1 жидкокристаллического дисплея в соответствии с настоящим вариантом осуществления. В позиции (а) по фиг.1 показано состояние, в котором один световод (световод 17) установлен неправильно.

С другой стороны, в позиции (b) на фиг.1 иллюстрируется конфигурация части задней подсветки 102 в качестве сравнительного примера настоящего изобретения. Аналогично позиции (а) на фиг.1 и позиции (b) на фиг.1 показано состояние, в котором один световод (световод 117) установлен неправильно. Кроме того, на фиг.6 иллюстрируется плоская конфигурация световода 107, составляющего излучающий свет модуль 11 задней подсветки 102, в качестве сравнительного примера. На фиг.7 иллюстрируется конфигурация части подложки 102, составляющей излучающий свет модуль 11 задней подсветки 102 в качестве сравнительного примера. На фиг.8 иллюстрируется конфигурация части задней подсветки 102 в качестве сравнительного примера.

В такой задней подсветке 102 по сравнительному примеру элементы, соответственно имеющие такую же конфигурацию, как и у задней подсветки 2, в соответствии с настоящим вариантом осуществления обозначены теми же номерами ссылочных позиций, соответственно.

На фиг.6 иллюстрируется плоская конфигурация световода 107 в излучающем свет модуле 11. В световоде 107 по фиг.6 излучающая свет область (область излучающей свет поверхности 7а) показана заштрихованной. Как показано на фиг.6, в непосредственной близости к оконечному участку световодного участка 7с световода 107 сформированы два отверстия 15 для размещения источников света. Кроме того, в световоде 107 сформировано отверстие 21 (сквозное отверстие) для соединения с подложкой 104. В это отверстие 21 для соединения установлен штифт 23 для соединения. Штифт 23 предназначен для реализации фиксированого соединения с подложкой 4. Конфигурация и положение размещения отверстия 15 и отверстия 21 для соединения, по существу, являются теми же, что и в световоде 7, показанном на фиг.3.

В то же время, положение, в котором предусмотрен выступ 112, отличается от положения в световоде 7, показанном на фиг.3. Выступ 112 предусмотрен дальше от излучающего свет участка 7b световода 7, чем отверстие 21 для соединения (то есть, в положении в обратном направлении от направления, в котором источник 5 света излучает свет, относительно отверстия 21 для соединения) на задней поверхности световода 107 (со стороны, которая противоположна излучающей свет поверхности 7а).

На фиг.7 иллюстрируется конфигурация части подложки 104, составляющей излучающий свет модуль 11. Кроме того, на фиг.7 пунктирной линией обозначено положение, в котором предусмотрен один световод 107. Как показано на фиг.7, на подложке 104 фиксированно расположено множество источников 5 света. На подложке 104 в положении, соответствующем выступу 112, сформированному на световоде 107, предусмотрено сквозное отверстие (отверстие) 113, с которым сцепляется выступ 112. Кроме того, на подложке 104 сформировано отверстие 22 (сквозное отверстие) для соединения со световодом 107. В это отверстие 21 для соединения установлен штифт 23 для соединения. Штифт 23 предназначен для реализации фиксированого соединения со световодом 107.

На фиг.8 показан вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию части задней подсветки 102. Как показано на фиг.8, задняя подсветка 102 сформирована в результате выравнивания множества излучающих свет модулей 11 в вертикальном и горизонтальном направлениях. На фиг.8 в качестве конфигурации части задней подсветки 102 расположены четыре излучающих свет модуля 11 в виде тандемной компоновки в вертикальном направлении (направление X) по фиг.8 и два излучающих свет модуля 11 размещены в горизонтальном направлении (направление Y) на фиг.8. На фиг.8 излучающая свет поверхность 7а (излучающая свет область) световода 107 (или 117) представлена заштрихованной. Тип штриховки изменяется между излучающей свет поверхностью 7а одного световода 107 и излучающей свет поверхностью 7а другого световода 117, причем излучающая свет поверхность 7а другого световода 117 расположена так, чтобы она находилась выше части световода 107. Следует отметить, что на фиг.8 не показаны рассеиватель 8, оптический лист 9 и прозрачная пластина 10.

При сравнении между фиг.1(а) и фиг.1(b), между фиг.3 и фиг.6, между фиг.4 и фиг.7, и между фиг.5 и фиг.8, установлено следующее. В настоящем варианте осуществления участок В выравнивания, предназначенный для выравнивания источника 5 света и световода 7, предусмотрен ближе к излучающему свет участку 7b световода 7, чем область соединения, предназначенная для соединения источника света 5 и световода 7 (то есть в положении в направлении излучения света источника 5 света относительно отверстия 21 для соединения). С другой стороны, в сравнительном примере участок В выравнивания предусмотрен дальше от излучающего свет участка 7b световода 107, чем область А соединения (то есть в положении в обратном направлении от направления излучения света источника 5 света, относительно отверстия 21 для соединения).

Как описано выше, положения участков В выравнивания отличаются в настоящем варианте осуществления и в сравнительном примере. Соответственно состояния световодов отличаются в настоящем варианте осуществления и в сравнительном примере в случае, когда световодные тела установлены неправильно.

В сравнительном примере, как показано на фиг.1(b), в случае, когда имеет место неправильное соединение в непосредственной близости к участку В выравнивания, световод 117 приподнимается в непосредственной близости к участку В выравнивания, а верхний торцевой участок световода 117 (торцевой участок излучающей свет поверхности 7а) слегка опущен. Однако как подъем световода 117 в непосредственной близости к участку В выравнивания, так и опускание торцевого участка световода 117 являются незначительными. Это вызывает проблему, связанную с тем, что трудно различить, имеет ли место неправильная установка.

Напротив, в настоящем варианте осуществления, как показано на фиг.1 (а), участок В выравнивания находится в положении на верхней торцевой стороне световода 17 (сторона ближе к излучающему свет участку 7b), чем к участку А соединения. Соответственно, если фиксация осуществляется в состоянии, в котором выступ 12 не полностью сцеплен со сквозным отверстием 13 подложки 4, верхний торец световода 17 поднят вверх. Это позволяет легко распознать состояние неправильной установки.

В сравнительном примере трудно определить, имеет ли место неправильная установка в результате визуального наблюдения. Поэтому в процессе сборки требуется выполнять испытание на подсветку и проверку, в соответствии с необходимостью, возникает или нет ухудшение яркости из-за неправильной установки. С другой стороны, в настоящем варианте осуществления без испытания на подсветку можно выполнять быструю проверку неправильной установки посредством визуального наблюдения за состоянием подъема вверх верхнего торца световода.

В излучающем свет модуле 11, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, как описано выше, источник 5 света фиксировано расположен на подложке 4. Кроме того, на подложке 4 предусмотрено сквозное отверстие 13, с которым сцеплен выступ 12 световода 7. Такая конфигурация позволяет выполнить точное выравнивание и размещение световода 7 на подложке 4, на которой расположен источник 5 света.

Кроме того, как описано выше, когда подложка 4 и световод 7 точно выровнены, штифт 23 для соединения вставляется в отверстиях 21 и 22 подложки 4 и световода 7 для соединения. Таким образом, подложку 4 и световод 7 фиксируют друг с другом так, что не возникает отклонений.

В соответствии с описанной выше конфигурацией можно не допустить отклонения подложки 4 и световода 7. Кроме того, относительное положение между источником 5 света и световодом 7 можно установить однородным в множестве излучающих свет модулей 11. В соответствии с этим, благодаря тому, что состояние излучения света каждого излучающего свет модуля 11 сделано однородным, становится возможным улучшить равномерность яркости задней подсветки 2.

Кроме того, в задней подсветке 2 в соответствии с настоящим вариантом осуществления можно легко различать состояние, в котором световод 7 установлен не правильно. Это уменьшает долю готового продукта с неправильной установкой. Вследствие этого можно уменьшить частоту возникновения неправильной установки.

Следует отметить, что в случае, когда сквозное отверстие 13, с которым сцеплен выступ 12, сформировано на подложке 4, длина выступа 12 (высота выступа), предусмотренного на световоде 7, предпочтительно больше, чем толщина подложки 4. Например, длина выступа 12 может быть приблизительно в 1,5 раза больше, чем толщина подложки 4. Например, в случае, когда толщина подложки составляет 1 мм, длина выступа предпочтительно равна 1,5 мм. В соответствии с описанной конфигурацией, в случае, когда выступ световода неправильно сцеплен со сквозным отверстием подложки, торец световода в большей степени приподнят.Это позволяет более легко визуально проверять дефект при установке. Кроме того, в представленной выше конфигурации выступ на световоде становится трудно не разместить в сквозном отверстии. Поэтому, даже если соединительный элемент забудут вставить, предотвращается отсоединение световода от подложки.

Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления поясняется пример, в котором в подложке 4 сквозное отверстие 13 сформировано как элемент для выравнивания со световодом 7. Однако настоящее изобретение не ограничено этой конфигурацией. На подложке 4 может быть предусмотрено углубление как элемент для выравнивания.

В случае, когда углубление на подложке 4, с которым должен соединяться выступ, сформировано, как описано выше, длина выступа (высота выступа) предпочтительно должна быть меньше, чем глубина углубления. Это предотвращает подъем вверх световода подложки в состоянии, когда выступ световода сцепляется с углублением на подложке.

В настоящем варианте осуществления представлена, в качестве примера, конфигурация, в которой два выступа 12 для выравнивания предусмотрены на одном световоде 7. Однако настоящее изобретение не ограничено такой конфигурацией. Следует отметить, что для более точного выравнивания подложки и световода предпочтительно, чтобы множество выступов 12 было предусмотрено на одном световоде.

Кроме того, в настоящем варианте осуществления в области соединения для соединения между световодом и подложкой сформировано сквозное отверстие в каждом световоде и в подложке. Кроме того, элемент соединения, такой как штифт или винт, который представляет собой отдельный элемент, соединяют с каждым из указанных выше сквозных отверстий так, что световод и подложка соединяются. Однако настоящее изобретение не ограничивается такой конфигурацией. Например, объем настоящего изобретения включает в себя конфигурацию, в которой световод и подложка соединяются с использованием, например, клеящего вещества или двусторонней липкой ленты.

Настоящее изобретение не ограничивается описанием представленных выше вариантов осуществления, но может быть изменено специалистом в данной области техники в пределах объема формулы изобретения. Вариант осуществления, основанный на надлежащей комбинации технических средств, раскрытых в разных вариантах осуществления, входит в технический объем настоящего изобретения.

Промышленная применимость

В соответствии с настоящим изобретением можно реализовать устройство освещения, равномерность яркости которого улучшена. Устройство освещения в соответствии с настоящим изобретением применимо в качестве задней подсветки устройства жидкокристаллического дисплея.

Список номеров ссылочных позиций

1 устройство жидкокристаллического дисплея

2 задняя подсветка (устройство освещения)

3 панель жидкокристаллического дисплея

4 подложка

5 источник света

6 отражающий лист

7 световод

17 световод

7а излучающая свет поверхность

7b излучающий свет участок

7с световодный участок

11 излучающий свет модуль

12 выступ

13 сквозное отверстие (отверстие или углубление)

21 отверстие для соединения (сквозное отверстие)

22 отверстие для соединения (сквозное отверстие)

23 штифт (элемент соединения)

А область соединения

В участок выравнивания (участок сцепления)

Изобретение относится к области электротехники. Техническим результатом является повышение однородности яркости изображения за счет высокоточного выравнивания источника света и световода. Устройство освещения включает в себя источник (5) света, множество светоизлучающих модулей (11), каждый из которых включает в себя световод (7), который рассеивает свет от источника света и обеспечивает выход рассеянного света с излучающей свет поверхности, и подложку (4), с которой неподвижно соединен источник (5) света и которая соединена со световодом (7). На поверхности световода (7), которая обращена к подложке (4), сформирован выступ (12) для выравнивания с подложкой (4), а на подложке (4) выполнено сквозное отверстие (13), в которое вставляют выступ (12). Участок В зацепления (участок выравнивания) выступа (12) и сквозного отверстия (13) расположен так, что он находится ближе к излучающему свет участку (7b) световода, чем к области А соединения световода (7) и подложки (4). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство освещения, содержащее:
источник света;
множество излучающих свет модулей, каждый из которых включает в себя световод, причем световод выполнен с возможностью вызывать рассеяние света от источника света и излучение света с излучающей свет поверхности, и
подложку, на которой неподвижно закреплен источник света, причем подложка соединена со световодом,
световод обеспечен в каждом из множества излучающих свет модулей, при этом световод включает в себя
излучающий свет участок, содержащий излучающую свет поверхность, и
световодный участок для направления света от источника света к излучающему свет участку,
причем множество излучающих свет модулей расположены в линиях так, что излучающий свет участок одного световода расположен выше световодного участка другого световода, соседнего с указанным световодом,
световод имеет выступ для выравнивания относительно подложки, причем выступ сформирован на поверхности световода, обращенной к подложке,
подложка имеет сформированное на ней отверстие или углубление, причем выступ выполнен с возможностью сцепляться с отверстием или углублением на участке сцепления,
при этом участок сцепления выступа с отверстием или углублением находится в месте, которое ближе к излучающему свет участку световода, чем область соединения для соединения световода с подложкой.

2. Устройство освещения по п.1, в котором
в световоде и в подложке в соединительной области для соединения световода с подложкой соответственно сформированы сквозные отверстия, при этом
световод и подложка соединены путем сцепления элемента соединения для соединения световода и подложки через сквозные отверстия, соответственно сформированные в световоде и в подложке.

3. Устройство освещения по п.1, в котором
количество подложек для множества излучающих свет модулей равно единице.

4. Устройство освещения по п.1, в котором
выступ выполнен на световодном участке световода.

5. Устройство освещения по п.1, в котором
выступ выполнен в месте, находящемся ближе к краевому участку световода, чем к центральному участку световода.

6. Устройство освещения по п.1, в котором
на одном световоде выполнено множество выступов.

7. Устройство освещения по п.1, в котором
отверстие сформировано на подложке, причем с отверстием сцеплен выступ;
при этом выступ имеет длину, равную или большую толщины подложки.

8. Устройство освещения по п.1, в котором
углубление сформировано на подложке, причем с углублением сцеплен выступ;
при этом выступ имеет длину, меньшую глубины углубления.

9. Устройство освещения по п.1, в котором световод имеет отверстие, в котором усыновлен источник света, причем источник света неподвижно закреплен на подложке.

10. Жидкокристаллическое устройство отображения, содержащее в качество задней подсветки устройство освещения по любому из пп.1-9.