CN110133906A - 照明装置、显示装置及电视接收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够实现射出光量的均匀化的照明装置、显示装置及电视接收装置。照明装置的背光源装置包括:光源,其具有发光强度成为峰值的光朝向相对于正面方向倾斜的方向的配光分布;波长变换片层,其含有对来自光源的光的至少一部分进行波长变换的荧光体;反射片层,其进行光反射;光源配置区域,其配置光源;光源非配置区域,其未配置光源;呈色部,其在直到来自光源的光向外部射出的出光路径上以与光源非配置区域的一部分重叠的方式配置,与来自光源的光呈同色或与构成该光的各原色光呈同色;以及高光吸收率部,其以在出光路径上相对于呈色部位于外端侧,且与光源非配置区域的一部分重叠的方式配置,光吸收率高于反射片层。
Description
技术领域
本发明涉及照明装置、显示装置及电视接收装置。
背景技术
作为以往的液晶显示装置具有的面照明光源装置的一例,能够举出专利文献1记载的构造。专利文献1记载的面照明光源装置包括:壳体,其具有规定面积的底面及侧面以及开口,在内部设有反射体,在底面配置有点光源;以及放射侧反射单元,与其点光源分离规定距离并覆盖开口,使光透过及反射,在光源的正上方部分具有规定范围的中央反射部,在中央反射部的外周具有外侧反射部,外侧反射部使一部分光透过、反射及漫反射,由具有规定反射率的反射部件构成,中央反射部由相比于外侧反射部的反射率具有高反射率的光透过性的反射部形成。
现有技术文献
专利文件
专利文献1:日本专利第5678243号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在上述专利文献1记载的面照明光源装置中,采用了通过使用反射部件而不易在点光源的正上方形成光量局部较多的明亮部的方法,但除此以外还存在采用例如在点光源的正上方设置使光扩散的透镜的方法的情况。在具有这种透镜的面照明光源装置中,为了实现薄型化,在使液晶面板与透镜间的距离缩短的情况下,作为透镜的光学设计,只要使光以更宽的角扩散,就不易在透镜的正上方产生光量局部较多的明亮部。但是,若按照上述方式由透镜使光以大角度扩散,则下一次有可能在透镜的周边产生光量局部较多的明亮部和光量局部较少的暗部。特别是,在使用对点光源的光进行波长变换的波长变换片层的情况下,存在上述光量的差被视为颜色不均的问题。
本发明是基于上述情况完成的,目的在于实现射出光量的均匀化。
解决问题的手段
本发明的照明装置包括:光源,该光源的发光强度成为峰值的光具有朝向相对于正面方向倾斜的方向的配光分布;波长变换片层,其相对于所述光源在所述正面方向上在出光侧空开间隔配置,含有对来自所述光源的光的至少一部分进行波长变换的荧光体;反射片层,其相对于所述波长变换片层在所述正面方向上在所述光源侧空开间隔配置,进行光反射;光源配置区域,其位于所述波长变换片层及所述反射片层的中央侧,配置所述光源;光源非配置区域,其位于所述波长变换片层及所述反射片层的外端侧,未配置所述光源;呈色部,其在直到来自所述光源的光向外部射出的出光路径上,以与所述光源非配置区域的一部分重叠的方式配置,与来自所述光源的光呈同色或与构成该光的各原色光呈同色;以及高光吸收率部,其在所述出光路径上相对于所述呈色部位于所述外端侧,且以与所述光源非配置区域的一部分重叠的方式配置,光吸收率高于所述反射片层。
根据上述方式,从光源发出的光向波长变换片层直接照射或由反射片层反射而间接照射,在透过波长变换片层时,至少一部分由荧光体进行波长变换后向外部射出。在这里,在位于波长变换片层及反射片层的中央侧且配置光源的光源配置区域中,从光源向波长变换片层照射的光量的面内分布较均匀,因此不易产生亮度不均和颜色不均。另一方面,在位于波长变换片层及反射片层的外端侧且未配置光源的光源非配置区域,从光源向波长变换片层照射的光量的面内分布容易产生不均。具体来说,光源具有发光强度成为峰值的光朝向相对于正面方向倾斜的方向的配光分布,因此在光源非配置区域中,在靠近光源的中央侧,向波长变换片层照射的光量容易变少,而在距离光源较远的外端侧向波长变换片层照射的光量容易变多,因此容易产生亮度不均和颜色不均。
对此,在直到来自光源的光向外部射出的出光路径上,与来自光源的光呈同色或与构成该光的各原色光呈同色的呈色部,和光吸收率高于反射片层的高光吸收率部,以与光源非配置区域的各一部分重叠的方式配置,其中的呈色部相对于高光吸收率部位于中央侧,高光吸收率部相对于呈色部位于外端侧。因此,光源非配置区域中,虽然在靠近光源的中央侧向波长变换片层照射的光量容易变少,但能够利用呈色部补充光量的不足。在光源非配置区域中,虽然在距离光源较远外端侧向波长变换片层照射的光量容易变多,但能够利用高光吸收率部减少过剩的光量。根据以上方式,在光源非配置区域中向波长变换片层照射的光量的面内分布均匀化,因此射出光量也被均匀化且不易产生亮度不均和颜色不均。特别是,呈色部虽然会使光的利用效率大幅度恶化,但通过利用高光吸收率部减少向波长变换片层照射的光量,从而能够有效地使与由呈色部引起的光量减少相伴的亮度不均和颜色不均不易被看到。
发明效果
根据本发明能够实现射出光量的均匀化。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的电视接收装置的概略构成的分解立体图。
图2是液晶显示装置的图1的A-A线剖视图。
图3是液晶显示装置具有的背光源装置的俯视图。
图4是将图2中的液晶显示装置的端部附近放大的剖视图。
图5是将背光源装置的角部附近放大的俯视图。
图6是将本发明第二实施方式的液晶显示装置的端部附近放大的剖视图。
图7是将本发明第三实施方式的液晶显示装置的端部附近放大的剖视图。
图8是将本发明第四实施方式的液晶显示装置的端部附近放大的剖视图。
图9是将本发明第五实施方式的液晶显示装置的端部附近放大的剖视图。
图10是将本发明第六实施方式的液晶显示装置的端部附近放大的剖视图。
具体实施方式
<第一实施方式>
根据图1至图5说明本发明的第一实施方式。在本实施方式中,针对液晶显示装置10进行例示。并且,在各附图的局部示出X轴、Y轴及Z轴,各轴方向以成为在各附图中所示的方向的方式绘制。另外,将图2及图4等所示的上侧设为表侧,将该图下侧设为背侧。
本实施方式的电视接收装置10TV如图1所示,构成为包括:作为整体横长的呈大致方形状的液晶显示装置10;以夹着该液晶显示装置10的方式收容的表背两个机壳10C1、10C2;电源10P;接收电视信号的调谐器(信号接收部)10T;以及支架10S。液晶显示装置10如图2所示,包括显示图像的液晶面板(显示面板)11和向液晶面板11供给用于显示的光的背光源装置(照明装置)12,该液晶面板1和背光源装置12由框状的边框13等一体地保持。
接下来,对构成液晶显示装置10的液晶面板11及背光源装置12顺次进行说明。其中,液晶面板(显示面板)11如图1所示,在俯视观察时呈横长的方形状为将一对玻璃基板以隔开规定间隔的状态贴合,并在两个玻璃基板间封入有液晶的构造。在一个玻璃基板(阵列基板、有源矩阵基板)上设有与相互正交的源极布线和栅极布线连接的开关元件(例如TFT)、与该开关元件连接的像素电极以及取向膜等,在另一玻璃基板(对置基板、CF基板)上,设有将R(红色)、G(绿色)、(蓝色)等的各着色部以规定排列配置的滤色器、用于防止着色部间的混色的遮光部以及取向膜等。液晶面板11如图2所示,具有能够显示图像的显示面11DS,在该显示面11DS中,中央侧部分成为显示图像的显示区域,而外周侧部分成为包围显示区域的框状的非显示区域。并且,在两个玻璃基板的外侧分别配置有偏光板。
接下来对背光源装置12进行详细说明。背光源装置12如图2所示,包括:呈大致箱型的底盘14,其具有在表侧(出光侧、液晶面板11侧)开口的光射出部14B;光学部件15,其以覆盖底盘14的光射出部14B的方式配置;以及构架16,其沿底盘14的外缘部配置,将光学部件15的外缘部夹在与底盘14之间保持。此外,在底盘14内设有光源17、安装有光源17的光源基板(LED基板)18和使底盘14内的光反射的反射片层(反射部件)19。按照这种方式,本实施方式的背光源装置12为在底盘14内且在液晶面板11及光学部件15的正下方位置配置光源17的所谓正下方型。以下对背光源装置12的各构成部件进行详细说明。
底盘14由例如铝板或电镀锌钢板(SECC)等金属板构成,如图2及图3所示,包括:与液晶面板11同样地呈横长的方形状(矩形状、长方形状)的底板部(底部)14A;从底板部14A的各边(一对长边及一对短边)的外端部分别朝向表侧(出光侧)立起的侧板部(侧部)14C;从各侧板部14C的立起端向外伸出的承托板部(光学部件支承部)14D;以及从承托板部14D的外端部朝向表侧立起的立板部14E,作为整体呈朝向表侧开口的较浅的大致箱型。底盘14的长边方向与X轴方向一致,短边方向与Y轴方向一致。底板部14A相对于光源基板18配置在背侧,即相对于光源17配置在与出光侧相反侧。各侧板部14C相对于底板部14A呈倾斜状。各承托板部14D能够从表侧支承所载置的光学部件15或反射片层19的外端部。各承托板部14D与底板部14A的外端部借助各侧板部14C连接。各立板部14E与载置于各承托板部14D的光学部件15及反射片层19的端面呈对置状,且固定后述的构架16。
光学部件15与液晶面板11及底盘14同样地在俯视观察时呈横长的方形状,如图2所示,通过由承托板部14D支承其外端部,从而覆盖底盘14的光射出部14B,并夹入配置在液晶面板11与光源17之间。光学部件15相对于光源17在表侧即出光侧而在Z轴方向(正面方向)上空开规定的间隔地呈对置状。光学部件15由相对地配置在背侧(光源17侧、与出光侧相反侧)的第一光学部件15A、和相对于第一光学部件15A夹着构架16相对地配置在表侧的第二光学部件15B构成。第一光学部件15A的外端部相对于底盘14的承托板部14D以与表侧重叠的方式载置。第一光学部件15A包含扩散板20和波长变换片层21。其中,扩散板20构成为在具有规定厚度的大致透明的树脂制基材内大量分散设置扩散粒子,具有使透过的光扩散的功能。并且,关于波长变换片层21后文重新进行详细说明。
第二光学部件15B的外端部相对于构架16以与表侧重叠的方式载置,在与第一光学部件15A之间空开与构架16的厚度相应的间隔。第二光学部件15B由棱镜片层(透镜片层)22和在棱镜片层22的表侧重叠的反射型偏光片层23构成。棱镜片层22由片层状的基材和在基材表侧的表面设置的棱镜部构成。棱镜部由沿长边方向(X轴方向)延伸且在短边方向(Y轴方向)排列的多个单位棱镜构成。棱镜片层22通过设置这种棱镜部而能够向来自第一光学部件15A侧的光在单位棱镜的排列方向(Y轴方向)上选择性地赋予聚光作用(各向异性聚光作用)。反射型偏光片层23由反射型偏光膜和将反射型偏光膜从表背夹入的一对扩散膜构成。反射型偏光膜由例如将折射率互不相同的层交替层叠的多层构造构成,使来自棱镜片层22的光中的p波透过并使s波向背侧反射。由反射型偏光膜反射的s波利用后述的反射片层19等再次向表侧反射,此时分离为s波和p波。按照这种方式,反射型偏光片层23通过具有反射型偏光膜而能够使原本由液晶面板11的偏光板吸收的s波向背侧(反射片层19侧)反射,从而有效利用,能够提高光的利用效率(亮度)。一对扩散膜由聚碳酸酯树脂等透明的合成树脂材料构成,在与反射型偏光膜侧相反侧的表面实施对光赋予扩散作用的凹凸加工。
构架16由合成树脂构成,以具有光反射性的方式进行白色涂装,如图2所示,作为整体呈沿液晶面板11及光学部件15的外周缘部的框状。构架16包括:内框部16A,其与各承托板部14D呈对置状,在与各承托板部14D之间夹持第一光学部件15A的外端部;以及外框部16B,其从内框部16A的外端朝向背侧突出,与立板部14E的外表面对置。内框部16A从与承托板部14D侧相反侧按压构成第一光学部件15A的波长变换片层21的外端部。内框部16A在与边框13之间夹持液晶面板11及第二光学部件15B的外端部。
接下来,对光源17及安装光源17的光源基板18进行说明。光源17如图2所示,包括:发光的LED(发光部)17A;以及与LED17A的发光面17A1对置并使光扩散射出的透镜部17B。LED17A表面安装在光源基板18上,为其发光面17A1朝向与光源基板18侧相反侧的所谓顶面发光型(顶视型),其光轴与Z轴方向及液晶面板11的显示面11DS(光学部件15的板面)的法线方向(正面方向)一致。此处所说的“光轴”,是与LED17A的发光光中的发光强度最高的(成为峰值的)光的行进方向一致的轴。详细来说,LED17A作为发光源将发出蓝色光的蓝色LED元件(蓝色发光元件)利用封固材料封固在壳体内,封固材料中含有由来自蓝色LED元件的蓝色光激励而发出红色光的红色荧光体(未图示)。因此,LED17A能够利用从蓝色LED元件发出的蓝色光(蓝色成分的光)和由蓝色LED元件的蓝色光激励而从红色荧光体发出的红色光(红色成分的光)的混色,作为整体发出品红色光。并且,对于从该LED17A发出的品红色光来说,其一部分详细来说由后述的波长变换片层21波长变换为绿色光。因此,背光源装置12的射出光通过利用波长变换片层21波长变换得到的绿色光和LED17A的品红色光的加法混色而呈大致白色。LED17A具有的蓝色LED元件为由例如InGaN等半导体材料构成的半导体,通过顺方向施加电压而发出蓝色波长区域(约420nm至约500nm)中包含的波长的蓝色单色光。该蓝色LED元件通过未图示的引线框,与在壳体外配置的光源基板18上的布线图案连接。另外,红色荧光体以蓝色LED元件的蓝色光为激励光,发出属于红色的波长区域(约600nm至约780nm)的光即红色光作为荧光光。
构成光源17的透镜部17B如图2所示,以与LED17A的发光面17A1对置的方式安装于后述的光源基板18。透镜部17B与LED17A相比呈径向尺寸较大的大致圆板状,与LED17A同心状配置。透镜部17B使与LED17A的发光面17A1对置的面成为光射入面17B1,而使与光学部件15对置的面成为光射出面17B2。光射出面17B2形成为扁平的大致半球状,且其中央以凹状形成,从而能够使光扩散并射出。利用该光射出面17B2,透镜部17B具有发光强度成为峰值的光朝向相对于Z轴方向倾斜的方向的配光分布。并且,在图2及图4中,利用箭头表示从光射出面17B2射出的光的行进方向及发光强度,箭头的长度越长表示发光强度越强。另外,在透镜部17B形成有多个朝向背侧突出的安装脚部17B3,这些安装脚部17B3安装于光源基板18。
光源基板18如图2及图3所示,在俯视观察时呈方形状,在底盘14内以与底板部14A的表侧重叠的方式收容。在光源基板18的表侧的板面(朝向光学部件15侧的板面)上,表面安装有上述构成的光源17,该表面成为安装面18A。光源17在光源基板18的安装面18A的面内沿X轴方向及Y轴方向各有多个以行列状(矩阵状、网格状)排列配置,并且,利用在安装面18A的面内布线形成的布线图案彼此电连接。光源基板18中的各光源17的排列间距大致恒定,详细来说,在X轴方向(行方向)及Y轴方向(列方向)上分别以大致等间隔排列。另外,光源基板18为与底盘14相同的铝系材料等的金属制,构成为在其表面隔着绝缘层形成有由铜箔等金属膜构成的布线图案(未图示),进而在最外表面形成有呈白色的反射层(未图示)。并且,作为光源基板18所使用的材料,也可以使用陶瓷等绝缘材料。另外,在光源基板18上设有将未图示的布线部件连接起来的连接器部,经由布线部件从未图示的LED驱动基板(光源驱动基板)供给驱动电力。
反射片层19为合成树脂制,表面呈光反射性优异的白色。反射片层19不会在其表面吸收特定波长的光,而是对全部可见光线进行漫反射,在全域范围内光的反射率大致恒定。反射片层19如2及图3所示,具有铺设在底盘14的内表面的大致全域范围内的大小,因此能够在大致全域范围内从表侧(出光侧、光学部件15侧)覆盖在底盘14内配置的光源基板18。反射片层19相对于光学部件15(包含波长变换片层21)在Z轴方向上与背侧(光源17侧)空开间隔配置。能够利用该反射片层19使底盘14内的光朝向表侧反射。反射片层19构成为,包括:反射底部19A,其沿光源基板18(底板部14A)延伸,大小为一并覆盖光源基板18的大致全域;四个反射侧部(反射倾斜侧部)19B,其从反射底部19A的各外端部朝向表侧(波长变换片层21侧)立起并相对于反射底部19A呈倾斜状;以及延伸部19C,其从各反射侧部19B的外端向外延伸并载置于底盘14的承托板部14D。该反射片层19的反射底部19A以相对于光源基板18的表侧的面即光源17的安装面18A在表侧重叠的方式配置。另外,在反射片层19的反射底部19A,在俯视观察时与各光源17重叠的位置开设供各光源17独立穿插的光源穿插孔19D。该光源穿插孔19D对应于各光源17的配置而在X轴方向及Y轴方向上以行列状(矩阵状)排列配置多个。并且,构架16的内框部16A为相对于延伸部19C向内侧(光源配置区域LA侧)突出的形状。延伸部19C为在俯视观察时由内框部16A覆盖全域的状态。
上述的光学部件15及反射片层19如图3所示,其面内的中央侧部分成为配置多个光源17的光源配置区域LA,而外周端侧部分(外端侧部分)为未配置多个光源17的光源非配置区域LNA。并且,在图3及图5中,框状的单点划线表示光源配置区域LA的外形,与该单点划线相比的外侧区域为光源非配置区域LNA。在反射片层19中,反射底部19A横跨光源配置区域LA和光源非配置区域LNA配置,而反射侧部19B将其全域配置在光源非配置区域LNA。更详细来说,在反射底部19A中,中央侧部分成为光源配置区域LA,而包围光源配置区域LA的框状的外周端侧部分成为光源非配置区域LNA的中央侧部分。反射侧部19B成为与光源非配置区域LNA中的中央侧部分相比配置在外侧的外周端侧部分。
接下来,对波长变换片层21进行详细说明。波长变换片层21如图2所示,与液晶面板11等同样地呈方形状,是与第一光学部件15A的扩散板20大致相同的大小。波长变换片层21为厚度小于(薄于)扩散板20的片层状。波长变换片层21由用于对来自光源17的光进行波长变换的含有荧光体(波长变换物质)的荧光体层(波长变换层)、和从表背将荧光体层夹入而对其进行保护的一对保护层构成。在荧光体层中分散配合有以来自光源17的品红色光中含有的蓝色光为激励光发出绿色光(约500nm至约570nm的波长区域)的绿色荧光体。由此,背光源装置12的射出光包含从光源17发出的蓝色光及红色光和由波长变换片层21含有的绿色荧光体波长变换的绿色光,作为整体成为白色光。作为这种绿色荧光体,优选具有较陡的发光光谱,能够使用例如“SrGa2S4:Eu2+”等硫化物荧光体。
对光学部件15(主要是波长变换片层21)的光学作用进行说明。首先,如图2所示,由蓝色光和红色光构成的品红色光在作为一次光从构成光源17的LED17A的发光面17A1射出后射入透镜部17B的光射入面17B1,在从光射出面17B2射出时被赋予折射作用,以扩散为大角度的方式射出。来自光源17的一次光在利用构成第一光学部件15A的扩散板20中含有的扩散粒子赋予扩散作用后,其一部分射入扩散板20上的波长变换片层21。在射入波长变换片层21的一次光中,蓝色光的一部分由波长变换片层21中的绿色荧光体波长变换而成为绿色光(二次光)被释放。未进行波长变换而透过的蓝色光或红色光与绿色光一起从波长变换片层21射出。按照这种方式,通过将来自光源17的一次光(蓝色光、红色光)和波长变换后得到的二次光(绿色光)射出而形成白色光。波长变换片层21的射出光射入第二光学部件15B,利用构成第二光学部件15B的棱镜片层22及反射型偏光片层2赋予各自的光学作用并向液晶面板11射出。
然而,在上述构成的背光源装置12中的光源配置区域LA,由于从光源17照射到波长变换片层21的光量的面内分布较均匀,因此不易产生亮度不均和颜色不均。在光源非配置区域LNA中,存在从光源17向波长变换片层21照射的光量的面内分布容易产生不均的倾向。具体来说,光源17具有发光强度成为峰值的光相对于正面方向朝向倾斜方向的配光分布,因此在光源非配置区域LNA中,在靠近光源17的中央侧(特别是反射片层19的反射底部19A与反射侧部19B的边界附近),向波长变换片层21照射的光量容易变少,而在距离光源17较远的外端侧向波长变换片层21照射的光量容易变多,因此容易产生亮度不均和颜色不均。
因此,在本实施方式的背光源装置12中,在直到来自光源17的光射出到外部的出光路径上,如图4所示,与来自光源17的光呈同色或与构成该光的各原色光呈同色的呈色部24,和光吸收率高于反射片层19的高光吸收率部25以各与光源非配置区域LNA的一部分重叠的方式配置。其中的呈色部24相对于高光吸收率部25配置在中央侧,而高光吸收率部25相对于呈色部24配置在外端侧。根据上述方式,在光源非配置区域LNA中,虽然在靠近光源17的中央侧向波长变换片层21照射的光量容易变少,但能够利用呈色部24补充光量的不足。在光源非配置区域LNA中,虽然在距离光源17较远的外端侧向波长变换片层21照射的光量容易变多,但能够利用高光吸收率部25使过剩的光量减少。根据上述方式,在光源非配置区域LNA中,由于向波长变换片层21照射的光量的面内分布均匀化,因此射出光量也均匀化,且不易产生亮度不均和颜色不均。特别是,呈色部24虽然会使光的利用效率大幅度恶化,但通过利用高光吸收率部25减少向波长变换片层21照射的光量,从而有效地使与由呈色部24引起的光量减少相伴的亮度不均和颜色不均不易被看到。
对呈色部24进行详细说明。首先,呈色部24如图4及图5所示设置于反射片层19。反射片层19相对于波长变换片层21在Z轴方向上配置在光源17侧,因此与波长变换片层21相比,在X轴方向及Y轴方向(与正面方向正交的方向)上相对于光源17的位置关系容易确定。因此,通过在反射片层19设置呈色部24,容易使呈色部24相对于光源17的位置关系恰当、抑制亮度不均和颜色不均,因而优选。呈色部24与反射片层19相比,呈与光源17的光的色彩接近的色彩。即,相对于呈白色的反射片层19,呈色部24呈光源17的光的色彩即带品红色。呈色部24由使用公知的涂装技术(例如印刷技术)等在反射片层19的表面涂布呈品红色的涂料(包含颜料或染料)而形成的涂膜构成。呈色部24使颜色与从光源17发出的光(品红色光)处于补色关系的光(绿色光)的吸收率高于从光源17发出的光(品红色光(蓝色光、红色光))的吸收率。另外,呈色部24使从光源17发出的光(品红色光(蓝色光、红色光))的反射率高于颜色与从光源17发出的光处于补色关系的光(绿色光)的反射率。也就是说,呈色部24具有吸收绿色光而反射品红色光(蓝色光、红色光)的功能。由此,由呈色部24反射的光(例如白色的返回光)与由未设有呈色部24的白色部分(反射片层19)反射的情况相比带有品红色。
呈色部24如图5所示,俯视观察时呈大致圆形的点状,设置在反射片层19中的反射底部19A和反射侧部19B的范围内。在反射底部19A设置的呈色部24在反射底部19A中的配置于光源非配置区域LNA的框状的外周端侧部分沿X轴方向及Y轴方向各有多个空开间隔排列配置。根据上述方式,即使反射底部19A中的配置于光源非配置区域LNA的部分的反射光量少,也能够利用配置在此处的呈色部24恰当地补充容易不足的光量。另一方面,设置于反射侧部19B的呈色部24在四个反射侧部19B中的与反射底部19A的边界侧(光源17侧)的部分沿X轴方向或Y轴方向空开多个间隔并列配置。根据这种构成,呈色部24夹着反射底部19A与反射侧部19B的边界配置在反射底部19A及反射侧部19B。在反射底部19A与反射侧部19B的边界附近,由于光源17的光量尤其容易不足,因此能够利用夹着该边界的方式配置的呈色部24更加恰当地补充光量不足。在反射底部19A及反射侧部19B设置的各多个呈色部24使径向尺寸(大小)或浓度(颜色浓淡)大致相同,但未必限于此。即,也可以对应于光源17的配光分布等各条件采用使呈色部24的径向尺寸或浓度对应于配置而适当变化的设计。并且,呈白色的反射片层19的表面从相邻的呈色部24之间露出。
接下来对高光吸收率部25进行详细说明。高光吸收率部25如图4所示,由构成底盘14的侧板部14C的一部分构成。详细来说,在构成反射片层19的反射侧部19B局部设有开口部26,高光吸收率部25由侧板部14C中经由开口部26照射光源17的光的部分构成。在这里,底盘14如前所述为金属制,其表面的光反射率低于反射片层19的光反射率且光吸收率高于反射片层19的光吸收率。因此,若从光源17发出的光经由在反射片层19的反射侧部19B局部设置的开口部26向底盘14的侧板部14C照射,则作为其被照射部分的高光吸收率部25与反射片层19相比吸收较多的光,与反射片层19相比反射较少的光。由此,在光源非配置区域LNA的外端侧能够实现容易变得过剩的光量的减少。
如以上说明,本实施方式的背光源装置(照明装置)12包括:光源17,其具有使发光强度成为峰值的光相对于正面方向朝向倾斜方向的配光分布;波长变换片层21,其相对于光源17在正面方向上在出光侧空开间隔配置,含有对来自光源17的光的至少一部分进行波长变换的荧光体;反射片层19,其相对于波长变换片层21在正面方向上在光源17侧空开间隔配置,对光进行反射;光源非配置区域LNA,其位于波长变换片层21及反射片层19的中央侧,配置光源17;光源非配置区域LNA,其位于波长变换片层21及反射片层19的外端侧,未配置光源17;呈色部24,其在直到来自光源17的光向外部射出的出光路径中,以与光源非配置区域LNA的一部分重叠的方式配置,与来自光源17的光呈同色或与构成该光的各原色光呈同色;以及高光吸收率部25,其在出光路径上相对于呈色部24位于外端侧,并以与光源非配置区域LNA的一部分重叠的方式配置,光吸收率高于反射片层19。
根据上述方式,从光源17发出的光向波长变换片层21直接照射或由反射片层19反射而间接照射,在透过波长变换片层21时使至少一部分由荧光体波长变换并向外部射出。在这里,在位于波长变换片层21及反射片层19的中央侧且配置光源17的光源配置区域LA中,从光源17向波长变换片层21照射的光量的面内分布较均匀,因此不易产生亮度不均和颜色不均。另一方面,在位于波长变换片层21及反射片层19的外端侧且未配置光源17的光源非配置区域LNA中,从光源17向波长变换片层21照射的光量的面内分布容易产生不均。具体来说,光源17具有发光强度成为峰值的光朝向相对于正面方向倾斜的方向的配光分布,因此在光源非配置区域LNA中,在靠近光源17的中央侧向波长变换片层21照射的光量容易变少,而在距离光源17较远的外端侧向波长变换片层21照射的光量容易变多,因此容易产生亮度不均和颜色不均。
对此,在直到来自光源17的光向外部射出的出光路径上,与来自光源17的光呈同色或与构成该光的各原色光呈同色的呈色部24和光吸收率高于反射片层19的高光吸收率部25,以各与光源非配置区域LNA的一部分重叠的方式配置,其中的呈色部24相对于高光吸收率部25位于中央侧,高光吸收率部25相对于呈色部24位于外端侧。因此,在光源非配置区域LNA中,虽然在靠近光源17的中央侧向波长变换片层21照射的光量容易变少,但能够利用呈色部24补充光量的不足。在光源非配置区域LNA中,虽然在距离光源17较远的外端侧向波长变换片层21照射的光量容易变多,但能够利用高光吸收率部25使过剩的光量减少。根据以上所述,由于在光源非配置区域LNA中向波长变换片层21照射的光量的面内分布均匀化,因此射出光量也均匀化,且不易产生亮度不均和颜色不均。特别是,呈色部24虽然会使光的利用效率大幅度恶化,但通过利用高光吸收率部25减少向波长变换片层21照射的光量,从而有效地使与由呈色部24引起的光量的减少相伴的亮度不均和颜色不均不易被看到。
另外,至少呈色部24设置在反射片层19。反射片层19相对于波长变换片层21在正面方向上配置于光源17侧,因此与波长变换片层21相比,在与正面方向正交的方向上,相对于光源17的位置关系容易确定。因此,在反射片层19上至少设置呈色部24,容易使呈色部24相对于光源17的位置关系恰当,抑制亮度不均和颜色不均,因而优选。
另外,反射片层19至少包括横跨光源配置区域LA和光源非配置区域LNA配置的反射底部19A和配置在光源非配置区域LNA并从反射底部19A朝向波长变换片层21侧立起的反射侧部19B,呈色部24至少设置于反射底部19A。根据上述方式,由反射底部19A中的配置在光源非配置区域LNA的部分引起的反射光量,至少能够由配置在此处的呈色部24恰当地补充容易不足的光量。
另外,呈色部24不仅设置在反射底部19A,还设置在反射侧部19B。根据上述方式,呈色部24夹着反射底部19A和反射侧部19B的边界配置在反射底部19A及反射侧部19B。由于在反射底部19A与反射侧部19B的边界附近,光源17的光量尤其容易不足,因此能够利用以夹着该边界的方式配置的呈色部24更加恰当地补充光量不足。
另外,设有底盘14,该底盘14至少包括相对于反射底部19A配置在与光源17侧相反侧的底板部(底部)14A和从底板部14A朝向波长变换片层21侧立起的侧板部(侧部)14C,反射侧部19B局部设有开口部26,高光吸收率部25由侧板部14C中的经由开口部26照射光源17的光的部分构成。根据上述方式,底盘14能够用底板部14A及侧板部14C收容光源17及反射片层19等。来自光源17的光经由在反射片层19的反射侧部19B局部设置的开口部26向底盘14的侧板部14C照射,其照射光的部分为高光吸收率部25。由此,从光源17朝向反射片层19的反射侧部19B的光的一部分经由开口部26由底盘14的侧板部14C的高光吸收率部25吸收,因此能够实现在光源非配置区域LNA的外端侧容易过剩的光量的减少。
另外,反射侧部19B从反射底部19A向外端侧倾斜并朝向波长变换片层21侧立起。根据上述方式,在光源非配置区域LNA配置的反射侧部19B容易对从光源17朝向相对于正面方向倾斜的方向行进的发光强度成为峰值的光进行反射,能够使该反射光朝向波长变换片层21。与假设反射侧部19B从反射底部19A垂直立起的情况相比,反射侧部19B的反射光在波长变换片层21中以宽范围照射。因此,至少赋予了基于高光吸收率部25的光学作用的光扩散并向波长变换片层21照射,因此抑制亮度不均和颜色不均,因而更加优选。
另外,光源17构成为包括发光的LED(发光部)17A和与LED17A的发光面17A1对置且使来自LED17A的光扩散并射出的透镜部17B。根据上述方式,能够利用透镜部17B使从LED17A发出的光扩散并射出,因此容易设计发光强度成为峰值的光朝向相对于正面方向倾斜的方向的配光分布。
另外,光源17发出包含蓝色光和红色光的品红色光,波长变换片层21作为荧光体包含将蓝色光波长变换为绿色光的绿色荧光体。根据上述方式,由于从光源17发出的品红色光中包含蓝色光和红色光,因此在透过波长变换片层21时,品红色光所包含的蓝色光波长变换为绿色光。由此,该背光源装置12的射出光包含蓝色光、绿色光及红色光,作为整体成为白色光。
另外,本实施方式的液晶显示装置(显示装置)10包括上述记载的背光源装置12、和利用从背光源装置12照射的光显示图像的液晶面板(显示面板)11。根据这种液晶显示装置10,背光源装置12的射出光量均匀化,因此能够获得能够抑制亮度不均和颜色不均等的优异显示品质。
另外,本实施方式的电视接收装置10TV具有上述记载的液晶显示装置10。根据这种电视接收装置10TV,由于液晶显示装置10的显示品质优异,因此能够实现显示品质优异的电视图像的显示。
<第二实施方式>
根据图6说明本发明的第二实施方式。在该第二实施方式中,示出使高光吸收率部125的构成变更了情况。并且,对与上述第一实施方式相同的构造、作用及效果省略重复的说明。
本实施方式的高光吸收率部125如图6所示,以与构成反射片层119的反射侧部119B的表侧的面(面向光源117的面)重叠的方式局部设置。高光吸收率部125呈光吸收性优异的黑色,具体来说,在反射侧部119B的表面印刷黑色的墨等涂料(光吸收材料)等而形成。高光吸收率部125与呈色部124同样地呈点状,在反射侧部119B上局部设置。如上述第一实施方式所示,与在反射侧部19B局部设有开口部26的情况(参照图4)相比,能够避免发生向反射片层119外部的漏光。
如以上说明,根据本实施方式,高光吸收率部125以与反射侧部119B中的面向光源117的面重叠的方式局部设置。根据上述方式,与假设在反射侧部局部设有开口部的情况相比,能够避免发生向反射片层119外部的漏光。
<第三实施方式>
根据图7说明本发明的第三实施方式。在该第三实施方式中,示出从上述第二实施方式使呈色部224及高光吸收率部225的设置对象变更了情况。并且,对与上述第二实施方式相同的构造、作用及效果省略重复的说明。
本实施方式的呈色部224及高光吸收率部225如图7所示包含在光学部件215中,设置在相对于波长变换片层221在Z轴方向上配置在背侧(光源217侧)的扩散板220上。呈色部224及高光吸收率部225设置在扩散板220的背侧的板面即与光源217的对置面。呈色部224及高光吸收率部225分别通过在扩散板220的背侧的板面上印刷品红色的涂料或黑色的涂料等方法形成。
如以上说明,根据本实施方式,具有相对于波长变换片层221以在正面方向上与光源217侧重叠的方式配置的扩散板(光学部件)220,呈色部224及高光吸收率部225设置在扩散板220上。根据上述方式,照射到扩散板220的光在赋予了设置于扩散板220的呈色部224及高光吸收率部225的光学作用后向波长变换片层221照射。
<第四实施方式>
根据图8说明本发明的第四实施方式。在该第四实施方式中,示出从上述第二实施方式使呈色部324及高光吸收率部325的设置对象变更了情况。并且,对与上述第二实施方式相同的构造、作用及效果省略重复的说明。
本实施方式的呈色部324及高光吸收率部325如图8所示,设置于光学部件315所包含的波长变换片层321。呈色部324及高光吸收率部325设置于波长变换片层321的背侧的板面即与扩散板320的对置面。呈色部324及高光吸收率部325分别通过在波长变换片层321的背侧的板面印刷品红色的涂料或黑色的涂料等的方法形成。
如以上说明,根据本实施方式,呈色部324及高光吸收率部325设置于波长变换片层321。根据上述方式,照射到波长变换片层321的光由在波长变换片层321设置的呈色部324及高光吸收率部325赋予光学作用。
<第五实施方式>
根据图9说明本发明的第五实施方式。在该第五实施方式中,示出从上述第一实施方式使底盘414及反射片层419的构成等变更了情况。并且,对与上述第一实施方式相同的构造、作用及效果省略重复的说明。
本实施方式的底盘414如图9所示,构成为侧板部414C从底板部414A的外端部向表侧大致垂直立起。与此相伴,反射片层419构成为,反射侧部419B从反射底部419A的外端部向表侧大致垂直立起,与侧板部414C平行。因此,与上述第一实施方式相比,底板部414A及反射底部419A在光源非配置区域LNA处的面积(形成范围)增加,而侧板部414C及反射侧部419B在光源非配置区域LNA处的面积减少。并且,呈色部424仅设置在反射片层419中的反射底部419A,其配置范围伴随反射底部419A的面积增加而增大。另一方面,仅在反射侧部419B设有开口部426,侧板部414C中的与开口部426重叠的部分成为高光吸收率部425。反射侧部419B中的开口部426的配置范围和侧板部414C中的高光吸收率部425的配置范围分别伴随反射侧部419B及侧板部414C的面积减而缩小。
<第六实施方式>
根据图10说明本发明的第六实施方式。在该第六实施方式中,示出从上述第一实施方式使光源517的构成变更了情况。并且,对与上述第一实施方式相同的构造、作用及效果省略重复的说明。
本实施方式的光源517如图10所示,仅由LED517A构成,省略上述第一实施方式记载的透镜部17B(参照图4)。LED517A呈大致长方体状,其外周面中的朝向表侧(波长变换片层521侧)的顶面27和与顶面27相邻的四个侧面28分别发光。该LED517A通过进行例如使来自各侧面28的发光量比来自顶面27的发光量多等的调整,具有发光强度成为峰值的光朝向相对于正面方向倾斜的方向的配光分布。并且,在图10中,将从顶面27及各侧面28射出的光的行进方向及发光强度由箭头示出,箭头的长度越长表示发光强度越强。根据这种构成,能够省略上述第一实施方式记载的透镜部17B,因此能够实现光源517的制造成本的降低。
如以上说明,根据本实施方式,光源517使与波长变换片层521呈对置状的顶面27和与顶面27相邻的侧面28分别发光。根据上述方式,分别从光源517中的与波长变换片层521呈对置状的顶面27和与顶面27相邻的侧面28发光,因此通过对顶面27及侧面28的发光量进行调整,能够实现发光强度成为峰值的光朝向相对于正面方向倾斜的方向的配光分布。与假设独立于发光的LED517A使用透镜部的情况相比,能够实现低成本化,因而优选。
<其他实施方式>
本发明不限定于根据上述记述及附图说明的实施方式,例如以下实施方式也包含在本发明的技术范围内。
(1)在上述各实施方式中,示出了呈色部选择性地设置在反射片层、扩散板及波长变换片层中的某一个上的情况,但呈色部也可以分别设置在反射片层、扩散板及波长变换片层中的多个上。
(2)在上述各实施方式中,示出了呈色部选择性地设置在底盘、反射片层、扩散板及波长变换片层中的某一个上的情况,但呈色部也可以分别设置在底盘、反射片层、扩散板及波长变换片层中的多个上。
(3)在上述第一、第五、第六实施方式中,示出了在底盘的侧板部中将由光源的光经由在反射片层的反射侧部设置的开口部照射的部分直接作为高光吸收率部的情况,但也可以在底盘的侧板部中的构成高光吸收率部的部分的表面涂布黑色等光吸收性优异的涂料等来提高高光吸收率部的光的吸收性。在该情况下,也可以在底盘的侧板部的内侧表面的全域范围内涂布涂料。
(4)在上述各实施方式(除了第三、第四实施方式以外)中,示出在构成反射片层的全部四个反射侧部设置开口部或高光吸收率部的情况,但也可以以在四个反射侧部中的一部分设置开口部或高光吸收率部的方式,存在未形成开口部或高光吸收率部的反射侧部。
(5)除了上述各实施方式的图示以外,呈色部或高光吸收率部的径向尺寸(大小)/配置/设置数量/平面形状等也能够适当变更。呈色部或高光吸收率部的平面形状为例如四边形、三角形状等的多角形状、椭圆形状、不规则形状等,只要不影响本申请发明的目的,并无特别限制。
(6)作为上述各实施方式的变形例,在呈色部或高光吸收率部由涂料构成的情况下,也可以将其浓度对应于配置等适当地变更。在上述设计时,优选对应于光源的配光分布/光源的设置数量/光源的配置等进行。
(7)在上述各实施方式中,作为呈色部例示了由涂膜构成的情况,但除此以外,也可以使用例如与从LED发出的光同色的玻璃纸等作为呈色部。但是,上述各实施方式中记载的由涂膜构成的呈色部能够使用现有的涂装装置(印刷装置等)形成,而且优选形成速度较快。
(8)在上述各实施方式(除了第一、第五、第六实施方式)中,作为高光吸收率部例示了由涂膜构成,但除此以外,也可以将呈黑色的胶带(tape)作为扩散反射部使用。另外,高光吸收率部所呈的颜色除了黑色以外也能够适当变更。
(9)在上述各实施方式中,使用品红色(也就是说与从光源发出的光同色)的呈色部,但本发明不限于此,也可以是与构成从光源发出的光的各原色光同色的呈色部。例如,在来自光源的光为品红色光(蓝色光、红色光)的情况下,也可以取代品红色的呈色部,使用将与构成品红色光的蓝色光(原色光的一例)同色的呈色部(蓝色呈色部)和与红色光(原色光的一例)同色的呈色部(红色呈色部)组合而成的呈色部。
(10)在上述各实施方式中,使用射出品红色光(蓝色光、红色光)的光源,但除此以外,例如也可以使用将蓝色光作为一次光射出的光源,作为荧光体使用包含将蓝色光波长变换为绿色光的绿色荧光体和将蓝色光波长变换为红色光的红色荧光体的波长变换片层。在该情况下,作为从波长变换片层以所述荧光体波长变换得到的二次光射出绿色光和红色光。呈色部只要呈与光源同色的蓝色即可。另外,作为绿色荧光体例如也可以使用SrGa2S4:Eu2+,作为红色荧光体例如也可以使用(Ca,Sr,Ba)S:Eu2+。
(11)另外,作为其他情况,也可以使用将蓝色光作为一次光射出的光源,作为荧光体使用包含将蓝色光波长变换为黄色光的黄色荧光体的波长变换片层。在该情况下,从波长变换片层作为由所述荧光体波长变换的二次光射出黄色光。呈色部只要呈与光源同色的蓝色即可。
(12)另外,作为其他情况,也可以使用射出紫色光的光源,作为荧光体,使用含有黄色荧光体及绿色荧光体的波长变换片层。在该情况下,呈色部只要呈紫色即可。
(13)另外,作为其他情况,也可以使用射出蓝绿色光的光源,作为荧光体使用含有红色荧光体的波长变换片层。在该情况下,呈色部只要呈蓝绿色即可。
(14)在上述各实施方式中,作为波长变换片层的荧光体使用硫化物荧光体,但本发明不限于此,例如也可以使用量子点荧光体(Quantum Dot Phosphor)。量子点荧光体通过将电子/空穴或激子封入在纳米尺寸(例如直径2nm至10nm左右)的半导体结晶中以三维空间方位封锁,从而具有离散能级,能够通过改变其点的尺寸而适当选择发光光的峰值波长(发光色)等。并且,量子点荧光体与空气中的氧或水分反应而容易劣化,另外,由于使用作为环境负荷物质的镉等,因此作为波长变换片层的荧光体优选上述硫化物荧光体。硫化物荧光体由二氧化硅膜包覆,另外,通过在波长变换片层中添加气体吸收材料,可以说在高温高湿环境下可靠性也很高。
(15)在上述各实施方式中,示出了在波长变换片层的背侧层叠配置作为光学部件的扩散板的情况,但能够将除了扩散板以外的光学部件层叠配置在波长变换片层的背侧,根据情况还能够在该光学部件设置呈色部或高光吸收率部。
(16)在上述各实施方式中,例示了底盘为金属制的情况,但也可以使底盘为合成树脂制。
(17)在上述各实施方式中,作为光源的发光部或光源示出了使用LED的构造,但也可以使用有机EL等。另外,光源的设置数量/配置等能够适当变更。另外,光源基板的设置数量等也能够适当变更。
(18)在上述各实施方式中,例示了液晶面板及底盘使其短边方向与铅直方向一致的横置状态的情况,但液晶面板及底盘为使其长边方向与铅直方向一致的纵置状态的构造也包含在本发明中。
(19)在上述各实施方式中,作为液晶显示装置的开关元件使用了TFT,但也可以应用于使用除了TFT以外的开关元件(例如薄膜二极管(TFD))的液晶显示装置,除了彩色显示的液晶显示装置以外,也可以应用于白黑显示的液晶显示装置。
(20)在上述各实施方式中例示了透过型液晶显示装置,但除此以外,本发明也可以应用于反射型液晶显示装置或半透过型液晶显示装置。
(21)在上述各实施方式中,例示了作为显示面板使用液晶面板的液晶显示装置,但本发明也可以应用于使用其他种类显示面板的显示装置。
(22)在上述各实施方式中,例示了具有调谐器的电视接收装置,但本本发明也可以应用于不具有调谐器的显示装置。具体来说,本发明也可以应用于作为电子看板(数字看板)或电子黑板使用的液晶显示装置。
附图标记说明
10…液晶显示装置(显示装置)、10TV…电视接收装置、11…液晶面板(显示面板)、12…背光源装置(照明装置)、14、414…底盘、14A、414A…底板部(底部)、14C、414C…侧板部(侧部)、17、117,217、517…光源、17A、517A…LED(发光部)、17A1…发光面、17B…透镜部、19、119、419…反射片层、19A、419A…反射底部、19B、119B、419B…反射侧部、20,220,320…扩散板(光学部件)、21,221,321、521…波长变换片层、24、124,224,324、424…呈色部、25、125,225,325、425…高光吸收率部、26、426…开口部、27…顶面、28…侧面、LA…光源配置区域、LNA…光源非配置区域。
Claims (14)
1.一种照明装置,其特征在于,包括:
光源,其具有发光强度成为峰值的光朝向相对于正面方向倾斜的方向的配光分布;
波长变换片层,其相对于所述光源在所述正面方向上在出光侧空开间隔配置,含有对来自所述光源的光的至少一部分进行波长变换的荧光体;
反射片层,其相对于所述波长变换片层在所述正面方向上在所述光源侧空开间隔配置,进行光反射;
光源配置区域,其位于所述波长变换片层及所述反射片层的中央侧,配置所述光源;
光源非配置区域,其位于所述波长变换片层及所述反射片层的外端侧,未配置所述光源;
呈色部,其在直到来自所述光源的光向外部射出的出光路径上,以与所述光源非配置区域的一部分重叠的方式配置,与来自所述光源的光呈同色或与构成该光的各原色光呈同色;以及
高光吸收率部,其在所述出光路径上相对于所述呈色部位于所述外端侧,且以与所述光源非配置区域的一部分重叠的方式配置,光吸收率高于所述反射片层。
2.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
至少所述呈色部设置在所述反射片层。
3.根据权利要求2所述的照明装置,其特征在于,
所述反射片层包括反射底部和反射侧部,其中,所述反射底部横跨所述光源配置区域和所述光源非配置区域配置,所述反射侧部配置在所述光源非配置区域,从所述反射底部朝向所述波长变换片层侧立起,
所述呈色部至少设置在所述反射底部。
4.根据权利要求3所述的照明装置,其特征在于,
所述呈色部不仅设置在所述反射底部,还设置在所述反射侧部。
5.根据权利要求3或4所述的照明装置,其特征在于,
具有底盘,该底盘至少包括:相对于所述反射底部配置在与所述光源侧相反侧的底部;以及从所述底部朝向所述波长变换片层侧立起的侧部,
在所述反射侧部局部设有开口部,
所述高光吸收率部由所述侧部中的经由所述开口部照射所述光源的光的部分构成。
6.根据权利要求3或4所述的照明装置,其特征在于,
所述高光吸收率部以与所述反射侧部中的所述光源面对的面重叠的方式局部设置。
7.根据权利要求5或6所述的照明装置,其特征在于,
所述反射侧部从所述反射底部向所述外端侧倾斜,且朝向所述波长变换片层侧立起。
8.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
具有光学部件,其相对于所述波长变换片层在所述正面方向上以与所述光源侧重叠的方式配置,
所述呈色部及所述高光吸收率部设置在所述光学部件上。
9.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
所述呈色部及所述高光吸收率部设置在所述波长变换片层上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述光源构成为包括:发光的发光部;以及透镜部,其与所述发光部的发光面对置,且使来自所述发光部的光扩散并射出。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述光源的与所述波长变换片层呈对置状的顶面和与所述顶面相邻的侧面分别发光。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述光源发出包含蓝色光和红色光的品红色光,所述波长变换片层作为所述荧光体包含将所述蓝色光波长变换为绿色光的绿色荧光体。
13.一种显示装置,其特征在于,包括:
权利要求1至12中任一项所述的照明装置;以及
显示面板,其利用从所述照明装置照射的光显示图像。
14.一种电视接收装置,其特征在于,
具有权利要求13所述的显示装置。
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