BRPI1101661A2 - aparelho de retro-iluminação - Google Patents

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Satoshi Ouchi
Hajime Inoue
Hidenao Kubota
Mayumi Nagayoshi
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Hitachi Consumer Electronics
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Abstract

APARELHO DE RETRO-ILUMINAçãO. Uma pluralidade de blocos de retro-iluminação (4) são alinhados, cada bloco inclui fontes de luz e uma placa de guia de luz unitária (5) para guiar a luz das fontes de luz para o lado de um painel de cristal líquido (1), configurações da difusão unitária (61) são formadas em um alinhamento em zigue-zague na placa de guia de luz unitária e outra configuração de difusão é fonnada na parte posterior da placa de guia de luz unitária. Um lado da placa de guia de luz unitária é definido como uma superfície de entrada de luz e LEDs (7) como fontes de luz são alinhados ao longo da superfície de entrada de luz para satisfazer p <242> a <242>c, onde a indica o tamanho da configuração de entrada de luz em uma direção ortogonal a um eixo óptico de saída da fonte de luz, c indica o tamanho de uma superfície de emissão de LED na direção de alinhamento dos LEDs e p indica o passo de alinhamento das fontes de luz.

Description

"APARELHO DE RETRO-ILUMINAÇÃO"
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
A presente invenção relaciona-se a um aparelho de exibição de imagem tal como um dispositivo de visor de cristal líquido e um aparelho de retro-iluminação usado para o mesmo. Mais particularmente, a presente invenção relaciona-se a um aparelho de exibição de imagem configurado para reduzir uma não uniformidade de luminância de um assim chamado aparelho de retro-iluminação tipo em fila que é constituído de diversas placas de guia de luz.
Nos últimos anos, tem sido requerido reduzir adicionalmente uma espessura (isto é, um tamanho de profundidade) de um aparelho de exibição de imagem tal como um dispositivo de exibição de cristal líquido. Uma assim chamada fonte de luz de superfície pode ser usada como aparelho de retro-iluminação para reduzir uma espessura de um aparelho de exibição de imagem, e a fonte de luz de superfície é tal que uma fonte de luz linear ou uma fonte de luz pontual é convertida em uma fonte de luz de superfície por uma placa de guia de luz tipo placa, composta de um material transparente tal como acrílico ou similar. Para o dispositivo de fonte de luz de superfície, é conhecida uma fonte de luz de superfície do tipo em fila, na qual diversas placas de guia de luz são alinhadas, cada uma das quais guia luz de superfície convertida a partir da luz da fonte de luz para um lado do painel de cristal líquido. A fonte de luz de superfície do tipo em fila é formada de diversas placas de guia de luz tocando ou se unindo, de tal modo que uma sombra, linha escura ou linha brilhante ocorre no contorno entre placas de guia de luz adjacentes. Isto é, ocorre uma etapa de luminância entre uma porção de contorno da placa de guia de luz e uma porção diferente da porção de contorno, resultando na causa de não uniformidade de luminância em uma tela de exibição.
No sentido de reduzir a sombra, linha escura ou linha brilhante em tal contorno entre placas de guia de luz adjacentes, por exemplo, um documento de patente JP-A-11-288611 descreve que, em um dispositivo de fonte de luz de superficie do tipo em fila no qual são arranjados uma pluralidade de conjuntos, cada um sendo formado de uma fonte de luz primária e blocos de guia de luz que guiam a luz de superfície convertida a partir da luz de fonte de luz primária para um lado do painel de cristal líquido, uma extremidade de um certo bloco de guia é superposta em um bloco de guia de luz adjacente a ele para evitar a linha escura ou a linha brilhante descrita acima.
A JP-A-2004-265635 descreve que um aparelho de retro- iluminação é constituído de unidades de retro-iluminação formadas de uma pluralidade de conjuntos, cada conjunto incluindo uma fonte de luz, uma placa de guia de luz e uma unidade de reflexão, e uma placa de acrílico transparente se interpondo entre uma retro-iluminação incluindo uma placa de guia, uma placa de difusor e um painel de cristal líquido.
Entretanto, no aparelho de retro-iluminação descrito nas JP-A- 11-288611 e JP-A-2004-265635, pode haver o caso em que a sombra, linha escura ou linha brilhante no contorno entre as placas de guia de luz não pode ser suficientemente reduzida.
Por exemplo, quando os blocos ou as unidades de retro- iluminação estão alinhados, pode ocorrer que a perda de luz devido ao deslocamento de posição das placas de guia de luz no contorno dos blocos ou unidades de retro-iluminação cause uma linha brilhante. Reversamente, o déficit de luz pode causar uma linha escura em tal estrutura. Adicionalmente, na técnica anterior, uma vez que a luminância é tornada uniforme dentro do bloco, há uma possibilidade de que a linha brilhante no contorno possa ser mais evidente ao invés do contrário.
Conforme mencionado acima, a placa de guia de luz é constituída de resina tal como acrílico ou similar, de tal modo que esta causará expansão térmica devida ao calor de uma fonte de luz tal como um LED (Diodo Emissor de Luz). Se as placas de guia de luz causam expansão térmica, interferem uma com a outra, pressionando uma à outra, de tal modo que as placas de guia de luz podem sofrer deformação ou quebra. Para evitar a possibilidade, pode haver uma estrutura em que as placas de guia de luz sejam espaçadas uma da outra com um espaço de, por exemplo, tanto quanto 0,1 mm até poucos mm, para absorver a expansão térmica nas placas de guia de luz. Quando tal espaço é provido, a sombra, linha escura ou linha brilhante no contorno entre as placas de guia de luz será mais evidente.
Em tal técnica anterior, conforme descrito nas JP-A-11- 288611 e JP-A-2004-265635, somente superpondo as placas de guia de luz uma à outra ou fazendo com que uma placa de acrílico se intercale entre a placa do difusor e a placa de guia de luz, há uma possibilidade de que a não uniformidade de luminância devido à linha escura ou linha brilhante no contorno entre as placas de guia de luz não possa ser suficientemente reduzida.
A vista do problema acima mencionado, a presente invenção foi feita, e provê uma tecnologia que pode reduzir bem a não uniformidade de luminância causada por uma sombra, uma linha escura ou uma linha brilhante provocada no contorno entre as placas de guia de luz onde uma unidade de retro-iluminação é formada alinhando diversas placas de guia de luz.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Para resolver o problema, a presente invenção é caracterizada pela configuração conforme definido nas reivindicações. Por exemplo, de acordo com uma característica da presente invenção, uma pluralidade de blocos de retro-iluminação, cada um incluindo uma fonte de luz e uma placa de guia de luz unitária para guiar luz da fonte de luz para o lado de um painel de cristal líquido são alinhados, configurações da difusão unitária são formadas na superfície da placa de guia de luz unitária do bloco de retro- iluminaçao ou sobre uma superfície oposta ao painel de cristal líquido em um alinhamento em zigue-zague, e adicionalmente é formada uma outra configuração de difusão na parte posterior da placa de guia de luz unitária ou do lado oposto da superfície da placa de guia.
De acordo com uma outra característica da presente invenção, um lado de uma placa de guia de luz unitária é definido como uma superfície de entrada de luz, uma pluralidade de LEDs como fontes de luz são alinhados ao longo da superfície de entrada de luz para satisfazer a ρ > a > c, onde a indica o tamanho da configuração da difusão unitária em uma direção ortogonal a um eixo óptico de saída da fonte de luz, c indica o tamanho de um plano de emissão de LED na direção de alinhamento dos LEDs e ρ indica o passo do arranjo de LEDs.
Na superfície de entrada de luz da placa de guia de luz unitária, uma pluralidade de rebaixos são formados como uma parte de entrada de luz para entrada de luz do LED na placa de guia de luz unitária. A relação W ≥ a ≥ 0,5 xe pode ser satisfeita onde Sindica a largura do rebaixo, e e indica o passo das configurações da difusão unitária.
A relação h ≥ a pode ser adicionalmente satisfeita, onde h indica a distância de difusão entre a superfície de entrada de luz de uma placa de difusor e a superfície de saída da placa de guia de luz unitária, a placa de difusor sendo disposta entre a placa de guia de luz unitária e o painel de cristal líquido.
A configuração da difusão unitária pode ser formada entre cada um dos uma pluralidade de rebaixos. A configuração da difusão unitária pode ser formada de uma superfície bruta, uma unidade de prisma de desvio diminuta, uma lente convexa ou uma lente côncava.
De acordo com a presente invenção, uma configuração de contraste é formada em uma tela pelas configurações da difusão unitária que são formadas na superfície da placa de guia de luz unitária em um alinhamento em zigue-zague. Como resultado, a não uniformidade de luminância devida a uma sombra, linha escura ou linha brilhante causada pelo contorno entre placas de guia de luz pode ser tornada não evidente.
Outros objetivos, características e vantagens da invenção tornar-se-ão aparentes a partir da seguinte descrição das realizações da invenção, consideradas em conjunto com os desenhos que a acompanham.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Figura 1 é uma vista explodida mostrando o esboço da estrutura total de um Visor de Cristal Líquido (LCD) incluindo um aparelho de retro-iluminação de acordo com uma realização da presente invenção.
Figura 2 é uma vista de blocos de retro-iluminação nos quais o aparelho de retro-iluminação de acordo com a realização é dividido.
Figura 3 é uma vista seccional da estrutura interna do bloco de retro-iluminação e um Visor de Cristal Líquido (LCD) incluindo um aparelho de retro-iluminação de acordo com a presente realização.
Figura 4 é uma ilustração para explicar um exemplo da configuração para gerar intencionalmente uma distribuição de contraste de luminância a partir do aparelho de retro-iluminação de acordo com a presente realização, através de uma pluralidade de blocos de retro-iluminação.
Figura 5 é uma ilustração para explicar a situação de uma diferença de luminância causada entre os contornos de blocos de retro- iluminação e o interior dos blocos de retro-iluminação relativos à luminância da luz a partir do aparelho de retro-iluminação da técnica anterior, através de uma pluralidade de blocos de retro-iluminação.
Figura 6 é uma ilustração mostrando um exemplo de uma configuração de difusão unitária formada na superfície da placa de guia de luz unitária de acordo com a presente realização.
Figura 7 é uma ilustração mostrando um exemplo de uma configuração posterior formada no lado posterior da placa de guia de luz unitária, de acordo com a presente realização.
DESCRIÇÃO DAS REALIZAÇÕES
A descrição de um aparelho de retro-iluminação de acordo com a presente realização será feita em detalhe com referência às Figuras 1 a 7.
O esboço da estrutura total será descrito, no qual um aparelho de retro-iluminação de acordo com a presente realização é aplicado a um aparelho de exibição de imagem com referência às Figuras 1 a 3. Figura 1 é uma vista explodida mostrando o esboço da estrutura total de um Visor de Cristal Líquido (LCD) incluindo um aparelho de retro-iluminação de acordo com uma realização da presente invenção. Figura 2 é uma vista de esboço mostrando um exemplo de configuração do aparelho de retro-iluminação de acordo com a realização. Figura 3 é uma vista seccional da estrutura interna do aparelho de retro-iluminação e um Visor de Cristal Líquido (LCD) incluindo um aparelho de retro-iluminação de acordo com a presente realização.
Conforme mostrado na Figura 1, um Visor de Cristal Líquido (LCD) do tipo transparente usando um painel de cristal líquido 1 que prevaleceu como um visor para exibição de imagem inclui como uma constituição total, um painel de cristal líquido 1, folhas ópticas 2 que incluem uma placa de difusor, uma folha de difusão, uma placa de polarização, um filme de deflexão e similar, e um aparelho de retro-iluminação 3. O aparelho de retro-iluminação 3 é um assim chamado dispositivo de fonte de luz de superfície do tipo em fila configurado de tal modo que uma pluralidade de blocos de retro-iluminação 4 possuindo cada um uma placa de guia de luz são arranjados e combinados sobre um plano em uma matriz de alinhamento conforme mostrado na Figura 2, de tal modo que o aparelho de retro- iluminação 3 de grande escala pode prover uniformidade de luminância. No visor de cristal líquido, a luz é iluminada a partir do lado posterior do painel de cristal líquido 1, de tal modo que o aparelho de retro-iluminação 3 é requerido. O aparelho de retro-iluminação 3 é classificado em um tipo vertical e um tipo de luz lateral (luz de borda) dependendo da estrutura do aparelho de retro-iluminação. O aparelho de retro-iluminação 3 de acordo com a presente realização é configurado de tal modo que a intensidade da luz pode ser controlada para cada bloco de retro-iluminação 4 de acordo com o nível de luminância de um sinal de imagem, por exemplo, fazendo com que seja possível prover a assim chamada diminuição de luminância local. Isto é, cada bloco de retro-iluminação 4 é definido como a unidade mínima de uma região submetida à redução de luminosidade local. Na presente realização, portanto, uma placa de guia de luz incluída em cada bloco de retro-iluminação 4 é chamada uma placa de guia de luz unitária. Em alguns casos, um aparelho de retro-iluminação incluindo coletivamente todas as placas da unidade de guia de luz pode ser chamada meramente "placa de guia de luz".
O aparelho de retro-iluminação 3 de acordo com a realização da presente invenção emprega o tipo de luz lateral e inclui uma pluralidade de blocos de retro-iluminação 4 na estrutura. Referindo-se à Figura 3, cada um dos blocos de retro-iluminação 4 inclui basicamente LEDs (Diodos Emissores de Luz) 7 cada um dos quais está disposto sobre um substrato de LED 6 como uma fonte de luz, uma placa de guia de luz unitária 5 formada de resina tal como acrílico ou similar e para receber luz emitida a partir do LED 7 e guiar a luz de entrada para o painel de cristal líquido 1 efetivamente, e uma folha de reflexão 8 provida no lado posterior da placa de guia de luz unitária 5 para refletir luz a partir da parte posterior da placa de guia de luz unitária 5. Conforme mostrado na Figura 2, o bloco de retro-iluminação 4 é formado em uma forma retangular quando visualizado a partir da porção superior (isto é, a partir do lado do painel de cristal líquido 1). Conforme mostrado na Figura 3, a forma seccional da placa de guia de luz unitária 5 é uma forma tipo borda na qual a espessura da placa de guia de luz unitária 5 diminui gradualmente à medida que a placa de guia de luz 5 e traçada a partir de uma superfície de entrada 51 desta, na direção de uma extremidade 55 oposta a ela.
Conforme mostrado na Figura 3, a luz a partir do LED 7 é inserida na superfície de entrada 51 em um lado curto da placa de guia de luz unitária 5 de forma retangular, passa na direção mais longa da placa de guia de luz 5 (isto é, na direção de ou da esquerda para a direita na folha da Figura 3) e então é refletida por uma parte posterior 53 da placa de guia de luz 5 (a superfície oposta à folha de reflexão 8) ou pela folha de reflexão 8, sai de uma superfície de saída 52 da placa de guia de luz unitária 5 que é oposta ao painel de cristal líquido 1 e se propaga na direção do painel de cristal líquido 1.
Adicionalmente, na presente realização, entre a superfície de saída 52 da placa de guia de luz unitária 5 e folhas ópticas e similares 2, isto é, uma superfície de entrada de luz da placa de difusor incluída nas folhas ópticas e similares 2, é provida uma distância de difusão definindo um espaço requerido para difusão de luz a partir da superfície de saída 52, onde o tamanho h da distância de difusão é tanto quanto, por exemplo, 1 mm a 10 mm. Conforme mencionado acima, uma vez que a placa de guia de luz unitária 5 é formada de uma resina tal como acrílico ou similar, ocorrerá expansão térmica devido ao aquecimento do LED 7. Há uma possibilidade de que, se a placa de guia de luz unitária 5 causar expansão térmica, as placas da unidade de guia de luz 5 interferem ou contatam uma com a outra para colidir, de tal modo que as placas da unidade de guia de luz podem ser deformadas ou danificadas. Portanto, um espaçamento ou ranhura 54 é provido entre as placas de unidade de guia de luz 5 uma com a outra, absorvendo deste modo a expansão térmica das placas de unidade de guia de luz 5. A largura 1 do espaçamento 54 é configurada para ser tanto quanto 0,1 mm a 1 mm, por exemplo.
Uma pluralidade de LEDs 7 são alinhados a um intervalo apropriado com a superfície de entrada 51 provida no lado curto da placa de guia de luz unitaria 5, ao longo de seu lado curto, isto é, na direção vertical ou de profundidade relativa à folha da Figura 3. Adicionalmente, na presente realização, o LED é explicado como a fonte de luz. Entretanto, a fonte de luz não está limitada ao LED, porém pode ser uma lâmpada fluorescente ou uma fonte de luz a Laser. Os LEDs podem ser alinhados no lado longo dos blocos de retro-iluminação 4 do LED 7.
Conforme ilustrado nos desenhos, diversas placas da unidade de guia de luz 5 são alinhadas ao longo do lado longo desta, a saber, na direção lateral da folha, e partes das placas de guia de luz alinhadas são superpostas umas às outras. Por exemplo, uma extremidade 55 da placa de guia de luz unitária 5 posicionada do lado esquerdo da Figura 3 é feita para ser superposta à superfície de entrada 51 da placa de guia de luz unitária 5 do lado direito da Figura 3 adjacente a ela.
A seguir, referindo-se à Figura 4 e Figura 5, será feita descrição da configuração na qual o aparelho de retro-iluminação de acordo com a realização da presente invenção, não uniformidade de luminância em uma tela de imagem devido à luminância no contorno do bloco de retro- iluminação 4 e a luminância na outra porção, por exemplo, a porção central do bloco de retro-iluminação, é tornada não evidente.
Agora, diversas placas de unidade de guia de luz 5, por exemplo, três placas na Figura 4 e Figura 5, são integralmente conectadas na direção vertical relativa aos planos de folha da Figura 4 e Figura 5, isto é, na direção do lado curto da placa de guia de luz unitária 5, para formar uma placa de guia de luz estreita. A direção mais longa (a direção vertical nos planos da folha) da placa de guia de luz estreita se encontra, por exemplo, com a direção mais longa, direção horizontal, do painel de cristal líquido 1. Diversas placas de guia de luz estreitas conforme mostrado na Figura 3, são alinhadas na direção transversal relativa ao plano da folha (na direção do lado longo da placa de guia de luz unitária 5) de modo a superpor partes das placas de guia de luz estreitas uma com a outra. Na Figura 4 e Figura 5, somente a placa de guia de luz localizada no lado mais à esquerda relativo ao plano da folha é mostrada como uma placa de guia de luz estreita e cada uma das outras placas de guia de luz é mostrada somente por uma placa de guia de luz unitária 5. Entre as placas da unidade de guia de luz 5 na placa de guia de luz estreita, uma ranhura substancialmente do mesmo tamanho que o espaçamento 54 ou menor do que aquele tamanho é formada. Deste modo, a placa de guia de luz estreita é dividida em placas da unidade de guia de luz 5, cada uma das quais é uma unidade de diminuição de luz local.
Figura 4 é uma ilustração para explicar um exemplo da configuração para gerar intencionalmente uma distribuição de contraste de luminância a partir do aparelho de retro-iluminação de acordo com a presente realização, através de uma pluralidade de blocos de retro-iluminação. Figura 5 é uma ilustração para explicar a maneira como uma diferença de luminância é causada entre os contornos das placas da unidade de guia de luz 5 dos blocos de retro-iluminação 4 e uma porção diferença dos contornos (por exemplo, uma porção central e a "porção diferente dos contornos" é referida posteriormente como "interior") relativa à luminância da luz a partir do aparelho de retro-iluminação da técnica anterior, ao longo de um alinhamento de uma pluralidade de blocos de retro-iluminação. O eixo das ordenadas nos gráficos mostrados na Figura 4 e Figura 5 indica luminância (L). A diferença de luminância acima descrita (diferença de contraste de luminância ou não uniformidade de luminância) é referida como uma diferença de luminância quando luz iluminada a partir do aparelho de retro-iluminação 3 é visualizada a partir do lado do eixo óptico de folhas ópticas e similares 2 incluindo uma placa de difusor nela.
Referindo-se à Figura 5 da técnica anterior, uma linha brilhante ocorre devido a escapamento de luz no contorno entre uma pluralidade de blocos de retro-iluminação 4 ou entre diversas placas de unidade de guia de luz 5, para gerar uma seção de luminância brilhante 21 conforme mostrado na Figura 5. Opostamente, pode ocorrer uma linha escura devido a déficit de luz. Figura 5 exemplifica que uma linha brilhante é causada devido a escapamento de luz.
No interior da placa de guia de luz unitária 5, uma seção de luminância escura 22 é formada, conforme mostrado na Figura 5. Adicionalmente, Figura 5 mostra que a seção de luminância escura 22 é formada na porção central da placa de guia de luz unitária 5. Entretanto, isto significa que a seção de luminância escura 22 é relativamente escura em luminância, comparada com uma seção de luminância brilhante 21 nos contornos, porém isto não significa que a porção central é tornada escura. As distribuições de luminância da luz a partir do bloco de retro-iluminação 4 em tal técnica anterior é mostrada no gráfico no lado inferior da Figura 5, onde a abscissa do gráfico indica a posição do bloco de retro-iluminação 4. De acordo com a distribuição de luminância, tem sido causadas inconveniências de tal modo que a seção de luminância brilhante 21 nos contornos entre as placas da unidade de guia de luz 5 do bloco de retro-iluminação 4 é evidente comparada com a seção de luminância escura 22 que é uniforme no interior da placa de guia de luz unitária 5. A seção de luminância escura 22 é vista como uma linha ou uma grade na tela, de modo a corresponder ao contorno da placa de guia de luz unitária 5. Se um espaçamento de um tamanho pre- determinado é provido na porção do contorno mencionada acima, no sentido de evitar interferência uma com a outra das placas da unidade de guia de luz 5, devido à expansão térmica conforme mencionado acima, a área da seção de luminância brilhante 21 resultantemente aumenta. O espaçamento aumentará de tamanho devido a um deslocamento da posição ou similar quando montado com o bloco de retro-iluminação 4. Como resultado, a seção de luminância brilhante 21 pode também aumentar.
No aparelho de retro-iluminação de acordo com a realização da presente invenção, conforme mostrado, por exemplo, na Figura 4, o contraste de luminância é feito intencionalmente no interior da placa de guia de luz unitária 5 do bloco de retro-iluminação 4, para encurtar o intervalo de não uniformidade de luminância através da tela inteira. Isto é, na presente realização, levando em conta a propriedade visual de que a não uniformidade de luminância é fácil de ser percebida por um olho humano (abreviadamente, evidente) como o intervalo (período) é periódico e maior, é feita uma configuração para causar intencionalmente não uniformidade de luminância entre contornos das placas da unidade de guia de luz 5, não só para gerar a não uniformidade de luminância na tela irregularmente comparada com o caso em que ocorre não uniformidade de luminância somente no contorno da placa de guia de luz unitária 5, mais também encurta o intervalo. Deste modo, a não uniformidade de luminância será não evidente através da tela inteira. Conforme mostrado em um gráfico no lado inferior da Figura 4, na configuração de não conformidade de luminância de acordo com a presente realização, isto é, em uma distribuição de luminância no bloco de retro- iluminação 4, picos de luminância que indicam seções de luminância brilhantes ocorrem irregularmente a um intervalo curto comparado com a distribuição de luminância da técnica anterior mostrado no gráfico na porção inferior da Figura 5. Desta maneira, na presente realização, luz de saída de cada bloco de retro-iluminação 4 é gerada para prover uma distribuição de luminância para deste modo diminuir o brilho (ou escurecer) a porção de luminância de uma forma de linha ou forma de grade nos contornos dos blocos de retro-iluminação 4, comparada com o interior da placa de guia de luz unitária 5, tornando tal porção de luminância difícil de perceber visualmente.
Em um exemplo mostrado na Figura 4 de acordo com a realização da presente invenção, no interior da placa de guia de luz unitária 5, seções de luminância escura 12 e partes de luminância de contraste intermediário 13 (a seção é um pouco escura comparada com a seção de luminância brilhante 11, porém é u m pouco brilhante comparada com a seção de luminância escura 12) são dispostas alternadamente. Isto é, uma diferença de contraste e luminância é provida no interior da placa de guia de luz unitária 5 e deste modo a diferença de luminância visual com a seção de luminância brilhante 11 no contorno da placa de guia de luz unitária 5 é diminuída. Quando ocorre uma linha escura no contorno, pode ser provida um configuração que é mais escura que a superfície de luminância uniforme da placa de guia de luz unitária 5 e é mais brilhante que a linha escura acima descrita, no sentido de formar a diferença de contraste de luminância no interior da placa de guia de luz unitária 5, de tal modo que a linha escura pode ser não evidente.
Com tal estrutura, a não uniformidade de luminância causada no contorno entre as placas da unidade de brilho de luz pode ser tornada não evidente. Mesmo quando um espaçamento para evitar interferência entre cada uma das placas da unidade de guia de luz 5 devido à expansão térmica é provido no contorno entre cada uma das placas da unidade de guia de luz 5, o espaçamento pode evitar que a não uniformidade de luminância seja evidente.
A distribuiçao de luminância de acordo com a presente realização mencionada acima (por exemplo, a distribuição de luminância mostrada no gráfico na porção inferior da Figura 4) pode ser obtida formando uma configuração de difusão pré-determinada na superfície da placa de guia de luz unitária 5, a saber superfície de saída 52. Figura 6 mostra um exemplo da configuração de difusão.
Figura 6 e Figura 7 mostram um exemplo da difusão unitária para gerar distribuições de luminância de acordo com a presente realização, no interior do bloco de retro-iluminação, em associação com o arranjo de LED 7. Figura 6 e Figura 7 mostram superfícies de placa de guia de luz estreita (superfície de saída 52) que é constituída conectando diversas placas de guia de unidade 5.
Conforme mostrado na Figura 6, no interior da superfície (superfície de saída 52) da placa de guia de luz unitária 5, diversas configurações de difusão de unidade 61, por exemplo, de uma forma circular ou elíptica, ou uma forma retangular possuindo um canto arredondado ou chanfrado são formadas. As configurações de difusão de unidade 61 são alinhadas em um alinhamento em zigue-zague na direção ao longo da qual os LEDs 7 da placa da unidade de guia de luz 5 são alinhadas (na direção ao longo do lado curto da placa de guia de luz unitária 5, isto é, na direção lateral do plano da folha da Figura 6). Em outras palavras, na superfície da placa de guia de luz unitária 5 de acordo com presente realização, configurações de difusão de unidade 61 e partes de não difusão 62 nas quais as configurações de difusão de unidade 61 não são formadas, são formadas. A configuração de difusão de unidade 61 é constituída, por exemplo, por superfícies desiguais finamente ou densamente anguladas (superfície bruta). Adicionalmente, diversas das configurações de difusão de unidade 61 são alinhadas em uma direção paralela a uma direção de alinhamento dos LEDs 7 da placa de guia de luz unitária 5 (na direção ao longo do lado curto da placa de guia de luz unitária 5 na presente realização), uma fila do alinhamento das configurações de difusão de unidade forma uma área de luminância contrastante. Duas ou mais áreas de luminância contrastantes são providas na direção ortogonal à direção de alinhamento dos LEDs 7 (na direção ao longo do lado longo da placa de guia de luz unitária 5 na presente realização, a saber na direção de passagem da luz ou direção de eixo óptico). Deste modo, as configurações de difusão de unidade 61 funcionam para aumentar a quantidade de luz passando para diante (na direção do painel de cristal líquido 1) mais do que as partes de não difusão 62 rodeando as configurações de difusão de unidade 61 para prover luminância brilhante. Em outras palavras, a configuração de difusão de unidade 61 funciona como um "elemento de imposição de seção brilhante" para impor uma seção brilhante localmente à superfície da placa de guia de luz unitária 5.
De acordo com tal estrutura da presente realização, ao considerar o aparelho de retro-iluminação 3 total, cobrindo o contorno do bloco de retro-iluminação 4, devido à presença da parte de luminância contrastante formada pelas configurações de difusão de unidade 61 como o elemento de imposição da seção brilhante, o intervalo resultante ou período de picos em uma distribuição de luminância da luz emanada para a parte frontal, a partir do aparelho de retro-iluminação 3 é encurtada para causar desigualdade ou irregularidade na emissão do pico, deste modo tornando difícil perceber visualmente o grau de contraste de luminância (abreviadamente, o brilho no contorno não é evidente). A configuração de difusão de unidade 61, conforme mostrado na Figura 6, pode ser de uma forma de círculo, uma elipse, ou retangular possuindo cantos arredondados ou chanfrados ou um retângulo. O número de partes contrastante de luminância de cada placa de guia de luz unitária 5 (o número de partes contrastante de luminância presentes na direção longitudinal no plano da folha da Figura 6) pode ser diferente para uma outra das placas da unidade de guia de luz adjacentes, por exemplo, duas e três. Em outras palavras, a configuração de difusão da unidade 62 que poderia formar uma parte contrastante intermediária de luminância, de modo a produzir diferença de irregularidade de luminância em relação à seção de luminância escura 12, pode tomar qualquer forma e qualquer alinhamento. A parte contrastante de luminância pode compreender uma primeira parte de luminância contrastante possuindo uma função de ajustar a luminância na superfície, para assegurar a uniformidade de luminância do bloco de retro-iluminação 4 e uma segunda parte contrastante de luminância para cancelar uma linha brilhante e uma linha escura devidas a um "ponto quente" e uma linha de contorno de bloco que, respectivamente, são contínuos, tornando deste modo a não uniformidade de luminância mais não evidente.
A configuração de difusão de unidade 61 mencionada acima pode ser contínua na forma, em uma direção perpendicular ao eixo óptico do LED, e adicionalmente pode ser contínua na forma, na direção ao longo do eixo óptico. A configuração de difusão de unidade 61 pode ser por exemplo, uma multiplicidade de elementos ópticos de desvio diminutos, em lugar da superfície bruta acima mencionada. O elemento óptico de desvio diminuto pode ser, por exemplo, um prisma de desvio diminuto, uma lente côncava ou uma lente convexa ou similar.
O intervalo entre pontos extremos ou picos da respectiva luminância emanada de duas ou mais configurações de difusão de unidade 61 é preferivelmente cerca de 0,5 mm a 30 mm. Um intervalo entre os pontos extremos é preferivelmente duas ou mais vezes a distância a partir da superfície da placa de guia de luz unitária 5 até a superfície de entrada das folhas ópticas e similares 2 (a superfície de entrada de uma placa de difusor disposta na posição mais próxima da placa de guia de luz unitária 5). Mais preferivelmente, a diferença de luminância entre a luz passando através da configuração de difusão de unidade 61 formada da parte posterior da placa de guia de luz 5 (superfície de saída 51) e luz saída das partes de não difusão 62 é tornada 50 por cento ou mais que a diferença de luminância da luz entre a seção de luminância brilhante (ou a seção de luminância escura) no contorno do bloco de retro-iluminação 4 e as partes de não difusão 62. Se a configuração de difusão de unidade 61 é formada de modo a satisfazer a estas condições, a seção de luminância brilhante (ou seção de luminância escura) no contorno do bloco de retro-iluminação 4 pode ser tornada não evidente.
Quando diversas configurações de difusão de unidade 61 são dispostas em uma direção ortogonal à direção de alinhamento dos LEDs 7 na superfície da placa de guia de luz unitária 5, (uma seção de luminância brilhante ou uma seção de luminância escura) no contorno do bloco de retro- iluminação 4 que emana na direção ortogonal à direção de alinhamento dos LEDs 7 (na direção horizontal do plano da folha da Figura 4) será visualmente não evidente. Como seria lógico esperar, diversas configurações de difusão de unidade 61 podem ser providas, ambas na direção paralela à direção de alinhamento dos LEDs 7 e na direção ortogonal a ela. Adicionalmente, conforme mostrado na Figura 6, a configuração de difusão de unidade 61 pode ser configurada de tal modo que o passo de alinhamento da configuração decresce gradualmente, para aumentar a densidade da configuração à medida que a superfície de entrada 51 da placa de guia de luz unitária 5 avança para a extremidade 55 desta. Isto é, a luz emana mais eficientemente à medida que se aproxima da extremidade da placa de guia de luz unitária 5. Como resultado, uma função de melhorar a uniformidade da luz dentro do bloco de retro-iluminação 4 é compatível com uma função de tornar não evidente uma porção tal como a linha brilhante e a linha escura no contorno, na qual a luminância varia extremamente. Deste modo, a luz na superfície de saída da luz propagando-se através da placa de guia de luz é preferivelmente controlada para suprimir a não conformidade de luminância.
Conforme descrito acima, de acordo com a configuração da presente realização, não só a seção de luminância brilhante ou a seção de luminância escura provocadas no contorno do bloco de retro-iluminação 4 podem ser tornadas não evidentes, mas também a seção de luminância brilhante ou a seção de luminância escura provocada dentro do bloco de retro- iluminação 4, diferente do contorno devido a um outro fator, pode ser tornada igualmente não evidente. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 3, na estrutura na qual a extremidade 55 de qualquer placa de guia de luz unitária 5 é superposta sobre a vizinhança da superfície de entrada 51 da placa de guia de luz unitária 5 adjacente, e o LED 7 é disposto abaixo da porção superposta, um elemento de blindagem de luz tal como uma folha de reflexão 8 ou similar é disposta entre a parte posterior de qualquer placa de guia de luz unitária 5 e ο LED 7 para interromper a luz direta, evitando deste modo a emissão de um "ponto quente". Neste instante, se a folha de reflexão 8 é fina, um "ponto quente" do LED 7 pode ser percebido visualmente. Mesmo neste caso, as configurações de difusão de unidade 61 formadas em um alinhamento em zigue-zague pode tornar com que a não uniformidade de luminância devida a "ponto quente" não evidente.
Na presente realização, no sentido de fazer com que a luminância inserida na placa de guia de luz unitária 5 a partir do LED 7 saia da superfície de saída 52 de maneira substancialmente uniforme (isto é, no sentido de tornar a luminância da luz de saída uniforme) uma outra configuração de difusão 71 é formada através da parte posterior 53 inteira da placa de guia de luz unitária 5 conforme mostrado na Figura 7 (posteriormente, a outra configuração de difusão é referida como "configuração posterior 71"). Figura 7 mostra a configuração posterior 71 formada na parte traseira 53 da placa de guia de luz unitária 5 e a densidade da configuração posterior 71. No gráfico da Figura 7, a abscissa (X) indica a direção ao longo da parte mais longa da placa de guia de luz unitária 5 e a ordenada (Y) indica a densidade da configuração posterior. A densidade da configuração posterior é ajustada para controlar a densidade apropriadamente, ao longo do eixo óptico do LED 7, entre a superfície de entrada do LED 7 até a porção de extremidade 55, de modo a tornar a distribuição de luminância uniforme. No exemplo mostrado na Figura 7, conforme mostrado no gráfico no lado inferior da Figura 7, a densidade da configuração é um pouco alta na vizinhança da superfície de entrada 51, é um pouco baixa na porção central da placa de guia de luz unitária 5 e é mais alta na extremidade 55. Deste modo, a luz é tornada fácil de difundir na vizinhança da superfície de entrada 51 ou na vizinhança da extremidade 55 na qual a luz diminui relativamente, de tal modo que a quantidade de luz emanada para o painel de cristal líquido 1 pode ser aumentada. A configuração posterior 71 inclui uma superfície bruta como a configuração de difusão de unidade 61. Alternativamente, a configuração 61 pode incluir um grande número de elementos ópticos de desvio diminutos. O elemento óptico pode ser, por exemplo, uma lente côncava de desvio diminuta, uma lente convexa diminuta, um prisma de desvio diminuto, um cone truncado ou um cone de desvio diminuto. A configuração posterior 71 pode ser formada na parte posterior da placa de guia de luz unitária por impressão.
Conforme descrito acima, na presente realização, não uniformidade de luminância é causada na superfície da placa de guia de luz unitária 5. Por outro lado, uma configuração de difusão capaz de equalizar a distribuição de luminância é formada na parte posterior da placa de guia de luz unitária 5. Deste modo, a não uniformidade de luminância dependendo da estrutura óptica da placa de guia de luz unitária 5 pode ser reduzida com a não uniformidade de luminância causada devido ao contorno e o espaçamento entre as placas da unidade de guia de luz 5 sendo tornadas não evidentes. Como resultado, a realização pode prover luz de iluminação de boa retro- iluminação, que é de pouca não uniformidade de luminância e é equalizada em luminância.
Subseqüentemente, referindo-se à Figura 6, será feita uma descrição da relação entre configurações de difusão de unidade 61 formadas na placa de guia de luz e LEDs 7 alinhadas no lado da superfície de entrada da placa de guia de luz, de acordo com a presente realização.
Na presente realização, conforme mostrado na Figura 6, supondo que a indica o tamanho da configuração de difusão de unidade 61 formada na superfície da placa de guia de luz unitária 5 na direção ortogonal ao eixo de entrada do LED 7 (tamanho da configuração de difusão na direção ao longo do lado curto da placa de guia de luz unitária 5 ou na direção de alinhamento dos LEDs, isto é, tamanho na direção transversal do plano da folha da Figura 6), c indica o tamanho da superfície de emissão de LED 7 ao longo de sua direção mais longa (na direção ao longo do lado curto da placa de guia de luz unitária 5 ou na direção de alinhamento dos LEDs 7 que é a direção transversal no plano da folha da Figura 6), e ρ indica o passo de alinhamento dos LEDs 7, a relação da seguinte Expressão sendo satisfeita:
ρ ≥ a ≥ c -- (1)
Conforme indicado pelo Expressão acima, ajustando o tamanho de uma configuração de difusão de unidade 61 na direção ao longo do lado curto da placa de guia de luz unitária 5 para ser maior que o tamanho c da superfície de emissão do LED 7, luz a partir do LED 7 que se propaga dentro da placa de guia de luz unitária 5 é seguramente alargado, e uma área de pseudo emissão maior em tamanho que a área de emissão do LED 7 é recriada por uma configuração brilhante formada através da configuração de difusão de unidade 61, resultando em um efeito como se diversas fontes de luz estivessem alinhadas diretamente sobre a configuração de difusão.
Ajustando o tamanho de uma configuração de difusão de unidade 61 na direção ao longo do lado curto da placa de guia de luz 5 para ser menor que o passo ρ do LED 7, será possível prover uma seção brilhante ou seção de pseudo emissão forçadamente em uma área escura, partindo de uma área de luz alargada, diretamente após a superfície de entrada 51 (isto é, a área entre LEDs 7 de uma para a outra na vizinhança da superfície de entrada 51. Isto é, na presente realização, quando o passo ρ do LED 7 é grande, a configuração de difusão de unidade 61 é uma seção brilhante impactando no elemento para derivar luz forçadamente, é provida uma porção da placa de guia de luz (seção escura) cuja luminância tenha sido reduzida devido à luz do LED 7 ser difícil de entrar. Deste modo, a não uniformidade de luminância do contraste pode ser convertida em contraste mais definido da luminância, para miniaturizar o contraste, tornando a não uniformidade de luminância não evidente, isto é similar ao fenômeno de que uma configuração de pontos parece uma configuração uniforme quando vista à distância.
Na presente realização, a relação entre o tamanho de uma configuração de difusão de unidade 61 e a distância de difusão h acima descrita (referir-se à Figura 3) satisfaz à Expressão 2 conforme abaixo:
h≥a --(2)
Deste modo, a luz de uma configuração contrastante formada pela configuração de difusão de unidade 61 é bem difundida, devido à distância de difusão, e a luz difundida, luz reflexiva refletida por uma placa de difusor das folhas ópticas 2 e a luz de retorno são misturadas, tornando, como resultado, a não uniformidade de luminância muito mais não evidente.
Conforme mostrado na Figura 6, na placa de guia de luz unitária 5 de acordo com a presente realização, uma pluralidade de rebaixos .63 rodeando a superfície de emissão de cada LED 7 são formadas ao longo do lado da superfície de entrada 51 da placa de guia de luz unitária 5, como uma seção de entrada que torna fácil a luz do LED 7 entrar na placa de guia de luz unitária .5. Os rebaixos 63 são providos pelo número igual ao de LEDs. No exemplo da Figura 6, quatro rebaixos 63 são dispostos na superfície de entrada 51 de cada placa de guia de luz unitária 5. A Figura 6, para facilidade de ilustração, mostra os LEDs 7 somente para a placa de guia de luz unitária 5 localizada do lado esquerdo destes. Naturalmente, os LEDs 7 são providos na outra placa de guia de luz unitária 5. Supondo agora que Sindica a largura do rebaixo 63 (o tamanho na direção de alinhamento dos LEDs 7 e e indica o passo das configurações de difusão de unidade 61 na direção ao longo do lado curto da placa de guia de luz unitária 5 ou na direção do alinhamento dos LEDs 7, a relação com o tamanho a da configuração de difusão de unidade 61 satisfaz à seguinte Expressão (3).
W ≥a≥0,5 χ e (3)
Naturalmente, quando a largura do rebaixo é menor que 0,5 χ e, W pode substituir metade da largura de passo para o rebaixo. Neste instante, o tamanho da profundidade do LED é tornado pequeno, suprimindo deste modo a quantidade de fluxo de luz de saída para fornecer a luz para se propagar na direção do eixo óptico. Na presente realização, é quando a largura Wda luz de entrada do LED é maior que 0,5 χ e.
Deste modo, um par da configuração brilhante pela configuração de difusão de unidade 61 e uma configuração escura pelas partes de não difusão 62 estão presentes dentro da largura W dos rebaixos. Uma vez que a configuração de difusão de unidade 61 difunde positivamente a luz para emissão, a configuração 61 estabelece uma configuração brilhante. As partes de não difusão 62 fazem principalmente com que a luz difundida no lado da superfície de saída por uma configuração de difusão posterior 71 (referir-se à Figura 7) formada na parte superior 53 da placa de guia de luz unitária 5 emita, estabelecendo deste modo uma configuração escura. Colocando a configuração brilhante e a configuração escura na condição mista dentro da largura W do rebaixo 63, será possível controlar a luz de saída a partir da placa de guia de luz unitária 5 ou a distribuição de luminância desta. Em adição, conforme mostrado na Expressão (3), configurando a largura da configuração brilhante, isto é, o tamanho de uma configuração de difusão de unidade 61 para ser igual ou maior que a largura da configuração escura, torna-se possível através da configuração de difusão de unidade 61, controlar e aumentar a quantidade de luz de saída a partir da placa de guia de luz unitária 5.
Em uma seção super brilhante na luminância, tal como a vizinhança da superfície de entrada 51, é considerado aumentar o tamanho da configuração escura. Nesse caso, a Expressão (3) não será aplicável no escopo. Entretanto, para a seção diferente da vizinhança da superfície de entrada 51, a não uniformidade de luminância da outra seção diferente da seção local pode ser reduzida, formando a configuração de difusão de unidade 61 com base na Expressão (3). A configuração de difusão de unidade 61 pode ser formada também em uma seção local entre cada um dos outros rebaixos 63 na vizinhança da superfície de entrada 51. Para a seção local, a condição da Expressão (3) pode nem sempre ser satisfeita. Entretanto, para a outra seção, a configuração de difusão de unidade 61 pode ser formada de modo a satisfazer a condição da Expressão (3), deste modo tornando possível suprimir a não uniformidade de luminância. Se a largura de uma configuração de difusão de unidade é ajustada para ser igual ou menor que a largura W do rebaixo, torna-se possível fazer com que parte da luz do LED 7 saia enquanto é feito com que o restante da luz se propague ao longo do eixo óptico. Quando a configuração de difusão de unidade 61 é configurada por uma multiplicidade de elementos ópticos de prismas de desvio diminutos, lentes convexas de desvio diminutas, lentes côncavas de desvio diminutas, em forma de cone ou em forma de lentes convexas de desvio diminuto, a luz pode ser difundida com uma propriedade regular, melhorando assim o fator de utilização da luz comparado com a superfície bruta formada pela impressão, e também tornando possível ajustar adequadamente a não uniformidade de luminância.
Desta maneira, de acordo com a realização da presente invenção, configurações de difusão de unidade 61 retangulares são formadas na superfície da placa de guia de luz unitária 5 em um alinhamento em zigue- zague, cada configuração sendo, por exemplo, um círculo, elipse, retângulo arredondado ou chanfrado, tornando deste modo difícil perceber a não uniformidade de luminância causada devido a contorno ou espaçamento entre cada uma das placas da unidade de guia de luz 5. Em adição, configurações de difusão que podem causar não uniformidade de luminância na superfície da placa de guia de luz unitária 5 e equalizar a distribuição de luminância na parte posterior da placa de guia de luz unitária são formadas na superfície das placas da unidade de guia de luz 5 e na parte posterior desta, respectivamente, tornando deste modo possível reduzir a não uniformidade de luminância dependendo da estrutura óptica das placas da unidade de guia de luz 5 ou similares, com não uniformidade de luminância causada devido ao contorno ou espaçamento entre cada uma das placas da unidade de guia de luz 5 ser tornado não evidente. Portanto, a presente realização pode prover luz de iluminação de uma boa retro-iluminação que é visualmente pequena em não uniformidade de luminância e é equalizada.
O contraste de luminância descrito acima não está limitado à formação usando as placas da unidade de guia de luz 5, mas pode ser implementado tornando configurações na folha de reflexão 8 e/ou folhas ópticas 2.
Deveria ser adicionalmente entendido pelos especialistas na técnica que, embora a descrição precedente tendo sido feita nas realizações da invenção, a invenção não está limitada a isto e várias mudanças e modificações podem ser feitas, sem se afastar do espírito da invenção e do escopo das reivindicações anexas.

Claims (10)

1. Aparelho de retro-iluminação compreendendo uma pluralidade de blocos de retro-iluminação (4) que são alinhados, cada bloco possuindo fontes de luz (7) e uma placa de guia de luz unitária (5) para guiar a luz das fontes de luz para o lado de um painel de cristal líquido (1), caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: padrões de difusão unitária (61) formadas em uma superfície de saída de luz (52) da placa de guia de luz unitária do bloco de retro- iluminação em um alinhamento em zigue-zague; e outro padrão de difusão (71) formada na parte posterior da placa de guia de luz unitária.
2. Aparelho de retro-iluminação de acordo com a reivindicação - 1, caracterizado pelo fato de que a configuração da difusão unitária é de forma elíptica.
3. Aparelho de retro-iluminação de acordo com a reivindicação - 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz é um LED.
4. Aparelho de retro-iluminação de acordo com a reivindicação - 1, caracterizado pelo fato de que o passo da difusão unitária varia ao longo da direção aparelho de uma superfície de entrada de luz da placa de guia de luz unitária, cuja luz a partir da fonte de luz entra em uma extremidade da placa de guia de luz unitária oposta à superfície de entrada de luz.
5. Aparelho de retro-iluminação de acordo com a reivindicação - 1, caracterizado pelo fato de que a placa de guia de luz unitária é definida como uma superfície de entrada de luz, as fontes de luz são alinhadas ao longo da superfície de entrada de luz e ρ ≥ a ≥ c é satisfeito, onde a indica o tamanho da configuração de entrada de luz em uma direção ortogonal a um eixo óptico de saída da fonte de luz, c indica o tamanho de uma superfície de emissão de LED na direção de alinhamento dos LEDs e ρ indica o passo de alinhamento das fontes de luz.
6. Aparelho de retro-iluminação de acordo com a reivindicação - 1, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de rebaixos para entrada de luz a partir das fontes de luz nas placas da unidade de guia de luz são formadas na superfície de entrada de luz das placas da unidade de guia de luz, e W ≥ a ≥ 0,5 χ e é satisfeito onde W indica a largura do rebaixo, a indica o tamanho da configuração da difusão unitária em uma direção ortogonal a um eixo óptico de saída da fonte de luz, e e indica o passo das configurações da difusão unitária.
7. Aparelho de retro-iluminação de acordo com a reivindicação - 1, caracterizado pelo fato de que onde uma placa de difusor para difundir a luz a partir da placa de guia de luz unitária é disposta entre as placas da unidade de guia de luz e o painel de cristal líquido, e h ≥ a é satisfeito, onde h indica a distância entre a superfície de saída de luz da placa de guia de luz e uma superfície de entrada de luz da placa de difusor.
8. Aparelho de retro-iluminação de acordo com a reivindicação - 6, caracterizado pelo fato de que as configurações da difusão unitária são formadas entre cada um dos uma pluralidade de rebaixos.
9. Aparelho de retro-iluminação de acordo com a reivindicação - 1, caracterizado pelo fato de que a configuração da difusão unitária é constituída de uma superfície bruta, seções de prisma de desvio diminutas, lentes côncava ou convexa de desvio diminutas.
10. Aparelho de exibição de imagem, compreendendo uma pluralidade de blocos de retro-iluminação que são alinhados, cada bloco possuindo fontes de luz e uma placa de guia de luz unitária para guiar a luz das fontes de luz para o lado de um painel de cristal líquido, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: configurações de difusão unitária formadas em uma superfície de saída de luz da placa de guia de luz unitária do bloco de retro- iluminação em um alinhamento em zigue-zague; e uma outra configuração de difusão formada na parte posterior da placa de guia de luz unitária.
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