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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lichtführungsplatte
und hierzu verwandte Vorrichtungen.
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Beschreibung des Standes der Technik:
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Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
sind weit verbreitet und werden in mittleren und großen Geräten, wie
z. B. persönlichen
Computern und Flüssigkristall-Fernsehgeräten, sowie
auch in kleinen tragbaren Geräten,
wie Mobiltelephonen und Projektoren (Bildprojektoren), verwendet.
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen,
die in diesen Geräten
verwendet werden, weisen im Allgemeinen Hintergrundbeleuchtungseinheiten
auf, die hinter ihren Flüssigkristallanzeigetafeln
angeordnet sind, um das angezeigte Bild hell und scharf erscheinen
zu lassen. Beispiele von Beleuchtungslichtquellen, die im Allgemeinen
für die Hintergrundbeleuchtungseinheiten
verwendet werden, sind Folgende: Kaltkatoden-Fluoreszenzröhren für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
mittlerer und großer
Geräte;
weiße
LEDs (lichtemittierende Dioden) für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
kleiner tragbarer Geräte;
und Spezial-Hochdruck-Quecksilberdampflampen für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
von Projektoren.
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In
den letzten Jahren wurde der Anwendungsbereich von LEDs aufgrund
der Verbesserung ihrer Lichtausbeute schnell erweitert, wobei rote,
grüne und blaue
LEDs als Lichtquellen für
Hintergrundbeleuchtungseinheiten von Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
in Produkten zur Anwendung kamen, in denen weiße LEDs, Kaltkatoden-Fluoreszenzröhren oder
Spezial-Hochdruck-Quecksilberdampflampen bisher als Lichtquellen
verwendet worden sind. Ein Vorteil einer Hintergrundbeleuchtungseinheit,
die eine rote, grüne
und blaue LEDs umfassende Lichtquelle verwendet, ist die Erweiterung
des Farbwiedergabebereiches von Bildern, die auf der Flüssigkristallanzeigetafel
angezeigt werden. Zum Beispiel ist es möglich, dunkle rote und grüne Farben
anzuzeigen, was bisher mit herkömmlichen
Bildanzeigesystemen schwierig war.
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22a und 22b zeigen
eine solche herkömmliche
Hintergrundbeleuchtungseinheit. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit
weist eine Lichtführungsplatte 1,
LEDs 2, die neben einer Lichteintrittsfläche 1a der
Lichtführungsplatte 1 angeordnet
sind, und ein Substrat 3 mit darauf montierten LEDs 2 auf. Licht
von den LEDs 2 tritt durch die Lichteintrittsfläche 1a in
die Lichtführungsplatte 1 ein
und tritt aus einer Lichtemissionsfläche 1c aus. Ein Reflektor,
der Prismen oder dergleichen umfasst, ist an einer unteren Oberfläche 1d der
Lichtführungsplatte 1 vorgesehen,
um das von den LEDs 2 in die Lichtführungsplatte 1 eintretende
Licht in Richtung zur Lichtemissionsfläche 1c zu reflektieren.
Im Allgemeinen ist ein Stapel aus einer Lichtdiffusionsfolie und
Prismenfolien über
der Lichtemissionsfläche 1c der
Lichtführungsplatte 1 vorgesehen,
wobei eine Reflexionsfolie unter der unteren Oberfläche 1d derselben
vorgesehen ist.
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Wie
in 22b gezeigt ist, enthalten die LEDs 2 drei
unterschiedliche Typen von LEDs R, G und B, die rotes, grünes bzw.
blaues farbiges Licht emittieren.
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Wenn
die roten, grünen
und blauen LEDs 2 gleichzeitig eingeschaltet sind, tritt
rotes, grünes
und blaues farbiges Licht aus der Lichtemissionsfläche 1c der
Lichtführungsplatte 1 aus
und mischt sich, um weißes
Licht zu bilden. In Wirklichkeit findet jedoch die Farbmischung
wie schematisch in 23 gezeigt statt. Das heißt, weißes Licht
wird in einem Bereich C gebildet, während jedoch in einem Bereich
D die Mischung von rotem, grünem
und blauem farbigen Licht unzureichend sein kann, was zu einer Farbunregelmäßigkeit
führt.
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Das
von einer LED emittierte Licht weist eine Richtcharakteristik auf.
Das heißt,
die Emissionsintensität
ist in einer Richtung direkt nach vorne relativ zur LED-Lichtemissionsfläche (d.
h. in der Richtung senkrecht hierzu) am stärksten. Die Emissionsintensität wird schwächer, wenn
der Winkel ausgehend von der Richtung direkt nach vorne zunimmt.
Im Allgemeinen fällt
nahezu 90% der Lichtmenge in einen Winkelbereich von 50° ausgehend
von der Richtung direkt nach vorne.
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Es
sei angenommen, dass in 23 die Richtung
einer X-Achse (Abszissenachse) die Tiefe oder die Longitudinalrichtung
der Lichtführungsplatte 1 ist
und die Richtung der Y-Achse (Ordinatenachse) die Breitenrichtung
der Lichtführungsplatte 1 ist. Wenn
die roten, grünen
und blauen LEDs 2 wie in 23 gezeigt
angeordnet sind, streut das rote, grüne und blaue farbige Licht,
während
es sich in X-Richtung in der Lichtführungsplatte 1 fortpflanzt und
gut vermischt, so dass im Bereich C gleichmäßig weißes Licht erhalten werden kann.
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Im
Bereich D, der sich näher
an der Lichteintrittsfläche 1a befindet,
ist das rote, grüne
und blaue farbige Licht noch nicht gut gestreut. Folglich ist die Mischung
der obenbeschriebenen drei Lichtfarben unzureichend, und eine Farbunregelmäßigkeit
tritt an der Lichtemissionsfläche 1c auf.
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In
einem Fall, in dem eine Lichtdiffusionsfolie und Prismenfolien an
der Lichtemissionsflächenseite der
Lichtführungsplatte
vorgesehen sind, wird das von der Lichtemissionsfläche der
Lichtführungsplatte emittierte
Licht durch die Lichtdiffusionsfolie und die Prismenfolien angepasst,
bevor es die Lichtemissionsfläche
der Hintergrundbeleuchtungseinheit verlässt. In diesem Fall kann selbst
ein Abschnitt der Lichtemissionsfläche der Hintergrundbeleuchtungseinheit,
der bei Betrachtung aus einer Position direkt von vorne weiß erscheint,
mit einer Farbunregelmäßigkeit
erscheinen, wenn er von einer Position schräg von vorne betrachtet wird,
da die Lichtquellenfarben des Lichts von den roten, grünen und
blauen LEDs 2 hiervon unvermischt emittiert werden. Dies
bedeutet, dass die drei Farben des Lichts von den LEDs 2 selbst
in dem Stadium, in dem sie die Lichtemissionsfläche der Hintergrundbeleuchtungseinheit
erreicht haben, noch nicht ausreichend miteinander vermischt sind.
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Mit
Bezug auf das obenbeschriebene technische Problem wurde ein weiterer
Typ von Planarlichtquelle (Hintergrundbeleuchtungseinheit) vorgeschlagen,
wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
2005-183124 offenbart ist. Die
Planarlichtquelle weist, wie in
24 gezeigt
ist, rote, grüne und
blaue lichtemittierende Linearlichtquellen
12R,
12G und
12B auf,
die auf einem Substrat
13 montiert sind, das parallel zur
Lichteintrittsfläche
angeordnet ist. Jede der Linearlichtquellen umfasst mehrere rote, grüne oder
blaue LEDs, die in Breitenrichtung der Lichteintrittsfläche der
Lichtführungsplatte
voneinander beabstandet angeordnet sind, sowie einen Linearreflektor,
der hinter den LEDs angeordnet ist, um das Licht von den LEDs gleichmäßig in Richtung
zur Lichteintrittsfläche
der Lichtführungsplatte
zu reflektieren. Unter Berücksichtigung
der Differenz der Leuchtstärken
der roten LED, der grünen
LED und der blauen LED ist die Anzahl der LEDs der jeweiligen Linearlichtquellen
anpassbar voneinander verschieden gemacht, um somit eine geeignete
Mischung der drei unterschiedlichen Lichtfarben zu bewerkstelligen.
Somit sind in dieser Hintergrundbeleuchtungseinheit die roten, grünen und
blauen LEDs nicht in einer Ebene senkrecht zur Lichteintrittsfläche und
zur Lichtemissionsfläche
der Lichtführungsplatte aufeinander
ausgerichtet.
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Gemäß diesem
Vorschlag wird festgestellt, dass die Linearlichtquellen so angeordnet
sind, dass eine Gleichmäßigkeit
des die Lichteintrittsfläche
der Lichtführungsplatte
beleuchtenden Lichts in dessen Breitenrichtung erreicht wird, und
dass sie ferner sehr dicht beieinander in Vertikalrichtung angeordnet
sind, um eine Mischung der drei Lichtfarben von den Lichtquellen
in Vertikalrichtung zu erreichen, wodurch eine Farbunregelmäßigkeit
des von der Hintergrundbeleuchtungseinheit emittierten Lichts eliminiert
wird.
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Wie
in 25 gezeigt ist, tritt jedoch das von den Linearlichtquellen 12R, 12G und 12B emittierte Licht
in die Lichtführungsplatte 11 ein
und pflanzt sich darin fort, während
es an der Lichteintrittsfläche 11a in
konvergierender Richtung gebrochen wird. Dementsprechend beginnt
die Mischung der drei Lichtfarben von den Linearlichtquellen 12R, 12G und 12B in vertikaler
Richtung von einem Abstand L2 weiter beabstandet
von der Lichteintrittsfläche 11a,
wie in 25 gezeigt ist, was zu einem
Bereich E führt,
in welchem die drei Lichtfarben wie durch schräge Linien gezeigt miteinander
vermischt sind, und einem Bereich F, in dem keine Farbmischung stattfindet.
Da ferner Licht von den Linearlichtquellen 12R, 12G und 12B in
konvergierender Richtung gebrochen wird, wenn es in die Lichtführungsplatte 11 eintritt
und sich darin fortpflanzt, nimmt in einem Bereich sehr nahe an
der Lichteintrittsfläche 11a die
Lichtmenge, die auf eine Reflexionsfläche 11b am Boden der
Lichtführungsplatte 11 und
eine an der Unterseite der Lichtführungsplatte 11 vorgesehene
Reflexionsfolie auftritt, ab, wodurch auch die Menge des hiervon
reflektierten Lichts abnimmt. Dementsprechend kann keine ausreichende
Farbmischung in einem Bereich sehr nahe der Lichteintrittsfläche 11a erreicht
werden, wobei in diesem Bereich eine Farbunregelmäßigkeit
auftritt. Das Auftreten der Farbunregelmäßigkeit ist unvermeidbar, da
es eine Grenze für
die Reduktion der Abstände
zwischen den Linearlichtquellen 12R, 12G und 12B gibt.
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Es
ist notwendig, dass die Hintergrundbeleuchtungseinheit, die eine
Flüssigkristallanzeigetafel
beleuchtet, so gestaltet wird, dass ein Bereich derselben, in dem
die Farbunregelmäßigkeit
auftritt, außerhalb
des Anzeigebereiches der Flüssigkristallanzeigetafel
angeordnet ist. Dies beschränkt
die Verkleinerung der Hintergrundbeleuchtungseinheit.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der obenbeschriebenen Umstände gemacht.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die Farbunregelmäßigkeit,
die auf der Lichtemissionsfläche
einer Lichtführungsplatte
erscheint, sowie diejenige einer Hintergrundbeleuchtungseinheit
zu minimieren.
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Gemäß einem
Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Hintergrundbeleuchtungseinheit,
die eine Lichtführungsplatte
enthält.
Die Lichtführungsplatte
weist eine Lichtemissionsfläche,
eine der Lichtemissionsfläche
gegenüberliegende
Gegenfläche, sowie
eine Umfangskantenfläche,
die sich zwischen den Umfangskanten der Lichtemissionsfläche und der
Gegenfläche
erstreckt, auf. Ein Teil der Umfangskantenfläche ist eine flache Lichteintrittsfläche im Wesentlichen
rechtwinklig zur Lichtemissionsfläche. Die Lichteintrittsfläche weist
mehrere konkave oder konvexe Lichtdiffusionsflächen auf, die einfallendes Licht
in die Lichtführungsplatte
leiten, während
sie es streuen. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit enthält mehrere
lichtemittierende Dioden, die in einer Ebene im Wesentlichen rechtwinklig
sowohl zur Lichteintrittsfläche
als auch zur Lichtemissionsfläche
angeordnet sind. Die lichtemittierenden Dioden bestrahlen die Lichteintrittsfläche jeweils
mit Licht, das Strahlungsspektren mit unterschiedlicher Spitzenleistungswellenlängen aufweist.
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In
dieser Hintergrundbeleuchtungseinheit brechen die konkaven oder
konvexen Lichtdiffusionsflächen
das auftreffende Licht und leiten es in die Lichtführungsplatte,
während
sie es streuen. Das Mischen der Farben des durch die Lichteintrittsfläche eintretenden
Lichts beginnt daher an einem Bereich nahe der Lichteintrittsfläche. Dementsprechend
kann die Farbunregelmäßigkeit
auf der Lichtemissionsfläche
minimiert werden. Im Allgemeinen ist ein Reflektor, der Prismen
oder dergleichen umfasst, auf der obenbeschriebenen Gegenfläche der
Lichtführungsplatte
vorgesehen. Wenn ein solcher Reflektor vorhanden ist, fällt das
von den Lichtdiffusionsflächen gestreute
Licht auf den Reflektor nahe der Lichteintrittsfläche und
wird von diesem reflektiert. Das Mischen der Farben des Lichts nahe
der Lichteintrittsfläche
wird somit gefördert,
so dass eine Farbunregelmäßigkeit
weiter minimiert werden kann. Da ferner mehrere lichtemittierende
Dioden, die die Lichteintrittsfläche
mit jeweils Licht mit einem Bestrahlungsspektrum mit unterschiedlichen
Spitzenleistungswellenlängen
bestrahlen, in der obenbeschriebenen Ebene angeordnet sind, können die
Farben des von diesen lichtemittierenden Dioden emittierten Lichts effizient
gemischt werden.
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Genauer
können
die lichtemittierenden Dioden aufeinanderfolgend in einer Richtung
von der Gegenfläche
in Richtung zur Lichtemissionsfläche und
gegenüberliegend
zur Lichteintrittsfläche
angeordnet sein.
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Als
spezifische Beispiele hierfür
können
die lichtemittierenden Dioden längs
einer Achse angeordnet sein, die bezüglich der Lichteintrittsfläche in der
obenbeschriebenen Ebene geneigt ist. Alternativ können wenigstens
zwei der lichtemittierenden Dioden in unterschiedlichen Abständen von
der Lichteintrittsfläche
und gegenüberliegend
der Lichteintrittsfläche
angeordnet sein.
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In
jedem Fall sind die lichtemittierenden Dioden in unterschiedlichen
Abständen
von der Lichteintrittsfläche
angeordnet. Diesbezüglich
sollten die lichtemittierenden Dioden vorzugsweise unter Berücksichtigung
der Intensität
des von den lichtemittierenden Dioden emittierten Lichts geeignet
angeordnet sein, so dass eine angemessene Farbmischung bewerkstelligt
werden kann.
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Die
Lichtdiffusionsflächen
können
dafür ausgelegt
sein, Licht in Dickenrichtung der Lichtführungsplatte zu streuen.
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Dies
ermöglicht,
eine Farbmischung in der obenbeschriebenen Ebene noch effizienter
zu bewerkstelligen.
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Genauer
können
die Lichtdiffusionsflächen längs wechselweise
paralleler imaginärer
Linien vorgesehen sein, die sich in Breitenrichtung der Lichteintrittsfläche erstrecken.
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Die
Lichtdiffusionsflächen
können
kontinuierlich oder diskontinuierlich längs der imaginären Linien
vorgesehen sein.
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Die
Lichtdiffusionsflächen
können
jeweils einen halbkreisförmigen
oder dreieckigen Querschnitt aufweisen.
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Die
Lichtdiffusionsflächen
können
mehrere wechselseitig parallele erste langgestreckte Oberflächen mit
einem konkaven Querschnitt und mehrere wechselseitig parallele zweite
langgestreckte Oberflächen
mit konkavem Querschnitt, die die ersten langgestreckten Oberflächen schneiden,
enthalten.
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Die
lichtemittierenden Dioden können
auf entsprechenden Substraten montiert sein. Die Montage der lichtemittierenden
Dioden auf entsprechenden Substraten ist in Bezug auf die Anordnung
und die Installation der lichtemittierenden Dioden vorteilhaft.
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Die
lichtemittierenden Dioden können
lichtemittierende Dioden enthalten, die Spitzenleistungswellenlängen in
einen roten Bereich, einem grünen Bereich
bzw. einem blauen Bereich aufweisen. Diese lichtemittierenden Dioden
sind in dem obenbeschriebenen Bereich angeordnet, wobei Licht von
den lichtemittierenden Dioden auf die Lichteintrittsfläche mit den
Lichtdiffusionsflächen
fällt.
Es kann daher eine Farbmischung effizient bewerkstelligt werden,
wobei es möglich
ist, weißes
Licht mit minimierter Farbunregelmäßigkeit zu emittieren.
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Die
lichtemittierenden Dioden können
weißliches
Licht emittierende Dioden enthalten, die mit einem Fluoreszenzmaterial
beschichtete blaues Licht emittierende Dioden sind. Die Verwendung
solcher weißliches
Licht emittierenden Dioden ermöglicht
die Erzeugung von weißem
Licht ohne die Notwendigkeit, die oben beschriebenen lichtemittierenden
Dioden für
drei Farben vorzusehen. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann
somit verkleinert werden.
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Die
Lichtführungsplatte
kann mehrere geteilte Lichtführungsplatten
umfassen, die tafelförmig sind
und in einer Richtung von der Gegenfläche in Richtung zur Lichtemissionsfläche gestapelt
sind. Mit dieser Anordnung finden eine Brechung und Streuung von
Licht zwischen den benachbarten geteilten Lichtführungsplatten statt. Somit
wird die Streuung des Lichts in der Lichtführungsplatte weiter verbessert.
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In
diesem Fall können
in der gleichen Ebene Teile der Umfangskantenflächen der geteilten Lichtführungsplatten
angeordnet sein, die kooperieren, um die Lichteintrittsfläche der
Lichtführungsplatte
zu bilden.
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Ferner
können
die lichtemittierenden Dioden so angeordnet sein, dass sie jeweils
den geteilten Lichtführungsplatten
zugeordnet sind.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Anzeigevorrichtung,
die die obenbeschriebene Hintergrundbeleuchtungseinheit und eine
Flüssigkristallanzeigetafel,
die neben der Lichtemissionsfläche
der Hintergrundbeleuchtungseinheit angeordnet ist, enthält.
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Die
obenbeschriebene Hintergrundbeleuchtungseinheit weist eine minimale
Farbunregelmäßigkeit
auf der Lichtemissionsfläche
auf und bietet eine vergrößerte Fläche zum
Emittieren von gleichmäßig gemischten
Lichtfarben. Dementsprechend kann der Anzeigeoberflächenbereich
vergrößert sein.
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Die
obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen
und in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen deutlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Lichtführungsplatte gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Teilschnittansicht eines wesentlichen Teils der in 1 gezeigten
Lichtführungsplatte.
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3 ist
eine erläuternde
Ansicht, die schematisch die Wirkung der Lichtdiffusionsflächen der Lichtführungsplatte
in 1 zeigt.
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4 ist
eine erläuternde
Ansicht, die schematisch die Funktionsbeziehung zwischen der Anordnung
der lichtemittierenden Dioden und der Lichtführungsplatte zeigt.
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5a ist
ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in welchem parallele lineare
Lichtdiffusionsflächen
bezüglich
einer Lichtemissionsfläche
der Lichtführungsplatte
geneigt sind.
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5b ist
ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in welchem lineare Lichtdiffusionsflächen einander
in einem Maschenmuster schneiden.
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6a ist
ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in welchem wechselseitig beabstandete
kurze lineare Lichtdiffusionsflächen
in Reihen vorgesehen sind.
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6b ist
ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in welchem eine Vielzahl von
wechselseitig beabstandeten punktförmigen Lichtdiffusionsflächen in Reihen
vorgesehen ist.
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7a ist ein Diagramm, das eine Modifikation
der Lichtführungsplatte
zeigt.
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7b ist ein Diagramm, das eine weitere Modifikation
der Lichtführungsplatte
zeigt.
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8 ist
eine Seitenansicht einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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9 ist
eine Draufsicht einer Lichtführungsplatte
und von lichtemittierenden Dioden der Anzeigevorrichtung in 8 von
der Seite der Flüssigkristallanzeigetafel
betrachtet.
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10 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie 10-10 in 9.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht, die schematisch die Lichtführungsplatte
und die lichtemittierenden Dioden der Anzeigevorrichtung in 8 zeigt.
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12 ist
eine Seitenansicht einer Anzeigevorrichtung mit einer Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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13 ist
eine Draufsicht der Hintergrundbeleuchtungseinheit der Anzeigevorrichtung
in 12.
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14 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Lichtführungsplatte
und einer Lichtquelleneinheit der Anzeigevorrichtung in 12 zeigt.
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15a ist eine Seitenansicht, die ein weiteres
Beispiel der Anordnung von drei unterschiedlichen Typen von lichtemittierenden
Dioden zeigt, nämlich
roten, grünen
und blauen lichtemittierenden Dioden.
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15b ist eine Seitenansicht, die ein weiteres
Beispiel der Anordnung der roten, grünen und blauen lichtemittierenden
Dioden zeigt.
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16 ist
eine Seitenansicht, die die Anordnung einer Lichtquelleneinheit
und einer Lichtführungsplatte
einer Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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17 ist
eine Seitenansicht, die die Anordnung einer Lichtquelleneinheit
und einer Lichtführungsplatte
einer Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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18 ist
eine Seitenansicht, die die Anordnung einer Lichtquelleneinheit
und einer Lichtführungsplatte
einer Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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19 ist
eine perspektivische Ansicht einer Lichtführungsplatte einer Hintergrundbeleuchtungseinheit
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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20 ist
eine Draufsicht, die die Positionsbeziehung zwischen der Lichtführungsplatte
in 19 und einer Lichtquelleneinheit zeigt.
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21 ist
eine Seitenansicht einer Lichtquelleneinheit und der Lichtführungsplatte
in 20.
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22a ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel
der Anordnung einer herkömmlichen
Lichtführungsplatte
und von roten, grünen
und blauen lichtemittierenden Dioden zeigt.
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22b ist eine Draufsicht der 22a.
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23 ist
eine erläuternde
Ansicht, die schematisch die Art zeigt, in der eine Farbunregelmäßigkeit
auftritt, wenn rote, grüne
und blaue lichtemittierende Dioden in den 22a und 22b gleichzeitig eingeschaltet sind.
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24 ist
eine Seitenansicht einer Planarlichtquelle gemäß einer weiteren Ausführungsform des
Standes der Technik.
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25 ist
eine erläuternde
Ansicht, die die Wirkung der Führung
von Licht von der in 24 gezeigten Planarlichtquelle
darstellt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Die 1 bis 7b zeigen eine Lichtführungsplatte 31 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Lichtführungsplatte 31 ist,
wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, in einer Draufsicht betrachtet rechteckig und weist eine Dicke
T auf. Die Lichtführungsplatte 31 nimmt
Licht von den LEDs 35 durch eine Lichteintrittsfläche 31a auf
und emittiert dieses aus einer Lichtemissionsfläche 31c, während das
aufgenommene Licht in Richtung zu einer Gegenfläche 31b, die der Lichteintrittsfläche 31a gegenüberliegt,
geleitet wird. Die LEDs 35 enthalten rote LEDs 35R,
grüne LEDs 35G und
blaue LEDs 35B. Die dargestellte Anordnung der LEDs 35 ist
lediglich ein Beispiel und sollte nicht als einschränkend aufgefasst
werden. Ferner sind die LEDs 35 nicht unbedingt auf LEDs
beschränkt,
die die drei Lichtfarben Rot, Grün
und Blau emittieren. LEDs, die eine oder zwei unterschiedliche Lichtfarben
emittieren, sind ebenfalls verwendbar.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, weist die Lichteintrittsfläche 31a der
Lichtführungsplatte 31 mehrere
langgestreckte Lichtdiffusionsflächen 32 mit konkavem
Querschnitt auf, die sich parallel zueinander in Breitenrichtung
der Lichteintrittsfläche 31a erstrecken.
Im dargestellten Beispiel ist der Querschnitt der Lichtdiffusionsflächen 32 halbkreisförmig und weist
eine Breite von mehreren μm
bis einigen zig μm auf.
In den Figuren sind jedoch die Lichtdiffusionsflächen 32 der Klarheit
halber übertrieben
groß gezeigt. Obwohl
in den Figuren nicht gezeigt, ist ein Reflektor, der Prismen oder
dergleichen umfasst, auf einer unteren Oberfläche 31d vorgesehen,
die der Lichtemissionsfläche 31c gegenüberliegt.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt ist, werden Lichtstrahlen
P1, P2, P3 und P4, die auf
die Oberfläche 31f jeder
Lichtdiffusionsfläche 32 fallen,
gebrochen und in Dickenrichtung der Lichtführungsplatte 31 gestreut.
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Der
Querschnitt der Lichtdiffusionsflächen 32 kann eine
beliebige Konfiguration aufweisen, die das Licht mittels Brechung
streut. Der Querschnitt der Lichtdiffusionsflächen 32 kann daher
eine halbkreisförmige
oder dreieckige Konfiguration oder eine Mischung aus diesen Konfigurationen
aufweisen. Der Querschnitt weist jedoch vorzugsweise eine sanft
gekrümmte
Oberflächenkonfiguration
auf, wie z. B. eine halbkreisförmige
oder halbelliptische Konfiguration. Der Ausdruck "halbkreisförmige Konfiguration", der in dieser Beschreibung
verwendet wird, schließt
halbkreisförmige
und halbelliptische Konfigurationen ein. Die Lichtführungsplatte 31 ist
vorzugsweise unter Verwendung eines Kunstharzmaterials, wie z. B.
eines Acrylharzes oder eines Polykarbonatharzes, mittels Spritzgießen hergestellt.
Da der halbkreisförmige
oder dreieckige Querschnitt eine einfache Konfiguration ist, ist
eine Gießform
für das Spritzgießen leicht
herzustellen, wobei der Spritzgießprozess leicht durchgeführt werden
kann.
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Die
Lichtdiffusionswirkung kann kontrolliert werden durch Variieren
des Krümmungsradius
der Lichtdiffusionsflächen 32.
Wenn z. B. der Krümmungsradius
erhöht
wird, nimmt die Lichtdiffusionswirkung ab. Wenn der Krümmungsradius
reduziert wird, nimmt die Lichtdiffusionswirkung zu. In einem Fall,
in dem die Lichtdiffusionsflächen 32 mit
einem dreieckigen Querschnitt ausgebildet sind, nimmt die Lichtdiffusionswirkung
ab, wenn der zwischen zwei schrägen
Oberflächen
des dreieckigen Querschnitts gebildete Winkel erhöht wird.
Wenn der Winkel reduziert wird, nimmt die Lichtdiffusionswirkung
zu.
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Wie
in 4 gezeigt ist, werden die drei Farben (Rot, Grün und Blau)
des Lichts von den LEDs 35R, 35G und 35B durch
die Lichtdiffusionsflächen 32 gebrochen,
die auf der Lichteintrittsfläche 31a der Lichtführungsplatte 31 vorgesehen
sind. Die drei Farben des Lichts werden somit in einem weiten Winkel in
Dickenrichtung gestreut, wenn sie sich in der Lichtführungsplatte 31 fortpflanzen.
Folglich beginnt die Mischung der drei Lichtfarben, d. h. des roten,
grünen und
blauen Lichts, ab einem Abstand L1 sehr
nahe an der Lichteintrittsfläche 31a.
Ferner treffen die drei Farben (Rot, Grün und Blau) des Lichts auch
auf den Reflektor, der Prismen oder dergleichen enthält, auf der
unteren Oberfläche 31d.
Das durch den Reflektor auf die untere Oberfläche 31d laufende Licht
fällt auf eine
(nicht gezeigte) Reflexionsfolie, die an der Unterseite der Lichtführungsplatte 31 vorgesehen
ist. Das vom Reflektor auf der unteren Oberfläche 31d reflektierte
Licht und das von der Reflexionsfolie reflektierte Licht pflanzen
sich wiederum in der Lichtführungsplatte 31 fort.
Selbst an einer Position sehr nahe an der Lichteintrittsfläche 31a sind
daher die Farben Rot, Grün
und Blau des Lichts ausreichend gestreut und vermischen sich, woraufhin
sie aus der Lichtemissionsfläche 31c nach
außen
austreten, wenn der Einfallswinkel darauf kleiner ist als der kritische
Winkel. Selbst an einer Position sehr nahe an der Lichteintrittsfläche 31a wird
dementsprechend eine erhöhte
Lichtmenge als weißes
Licht emittiert, das erzeugt wird durch Mischen der drei Farben
Rot, Grün
und Blau. In 4 vermischen sich die Farben Rot,
Grün und
Blau des Lichts in einem Bereich E, der durch schräge Linien
gezeigt ist, während
ein Bereich F sich dort befindet, wo die Farbmischung unzureichend
stattfindet. Das Vorsehen der Lichtdiffusionsflächen 32 vergrößert den
Bereich deutlich, in dem weißes
Licht von der Lichtemissionsfläche 31c emittiert
wird.
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Wenn
jedoch die Lichtdiffusionswirkung durch die Lichtdiffusionsflächen 32 extrem
erhöht wird,
kann es unmöglich
werden, dass eine ausreichende Lichtmenge den inneren Teil der Lichtführungsplatte 31 erreicht.
Die Lichtdiffusionswirkung der Lichtdiffusionsflächen 32 wird daher
vorzugsweise so eingestellt, dass eine gleichmäßige Lichtmenge vom gesamten
Bereich der Lichtemissionsfläche 31c emittiert
wird.
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Im
Allgemeinen weist eine Kantenlichttyp-Hintergrundbeleuchtungseinheit
eine Reflexionsfolie an der Unterseite einer Lichtführungsplatte
und einen Stapel aus einer Diffusionsfolie und Prismenfolien an
der Oberseite der Lichtführungsplatte
auf. Das aus der Lichtführungsplatte
austretende Licht wird durch die Diffusionsfolie gestreut, wobei
nur Licht, das die Transmissionsbedingungen für die Prismenfolien erfüllt, durch
die Prismenfolie gelangt und als Austrittslicht aus der Hintergrundbeleuchtungseinheit austritt.
Somit wird Licht, das aus der Lichtemissionsfläche 31c der Lichtführungsplatte 31 als
Gemisch der drei Lichtfarben Rot, Grün und Blau austritt, durch die
Diffusionsfolie weiter gestreut. Somit wird weißes Licht im Wesentlichen frei
von Farbunregelmäßigkeiten
von der Lichtemissionsfläche
(Lichtaustrittsfläche)
der Hintergrundbeleuchtungseinheit emittiert.
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Es
wurde eine Nachweisprüfung
für eine
Hintergrundbeleuchtungseinheit unter Verwendung von 75 Sätzen von
roten, grünen
und blauen LEDs durchgeführt,
die für
eine 14-Zoll-Lichtführungsplatte
vertikal aufeinander ausgerichtet waren, wobei die Sätze der
LEDs in Breitenrichtung der Lichteintrittsfläche angeordnet waren. Das Ergebnis
der Nachweisprüfung
ist Folgendes. Die Mittenhelligkeit der Lichtemissionsfläche betrug
etwa 3.000 cd/m2. Die Helligkeitsgleichmäßigkeit
der Lichtemissionsfläche
betrug etwa 80%. Bei Messung der Chromatizität von verschiedenen Bereichen
in der Lichtemissionsfläche relativ
zur Chromatizität
der Mitte der Lichtemissionsfläche
wurden Chromatizitätsdifferenzen
von weniger als ±0,01
erhalten. Das Ergebnis zeigt, dass die Hintergrundbeleuchtungseinheit
frei von sichtbaren Farbunregelmäßigkeiten
ist und gleichmäßig weißes Licht
bereitstellt. Als Vergleichsbeispiel wurde eine Nachweisprüfung für eine Hintergrundbeleuchtungseinheit
durchgeführt,
die nicht mit Lichtdiffusionsflächen 32 versehen
war. Mit dieser Hintergrundbeleuchtungseinheit wurden Chromatizitätsdifferenzen von
etwa ±0,02
bis 0,05 festgestellt, wobei bei visueller Untersuchung Farbunregelmäßigkeiten
deutlich sichtbar waren.
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Die
Hintergrundbeleuchtungseinheit ist im tatsächlichen Gebrauch hinter einer
Anzeigetafel platziert. Wenn diesbezüglich die Fläche der
Hintergrundbeleuchtungseinheit, die weißes Licht bereitstellt, zunimmt,
kann die Bildanzeigefläche
der Anzeigetafel dementsprechend vergrößert werden. Die Bildanzeigefläche der
Anzeigetafel ist im Wesentlichen durch Fertigungsspezifiktionen
festgelegt. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann daher verkleinert
werden, vorausgesetzt, dass die Bildanzeigefläche unverändert bleibt.
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Die 5a und 5b zeigen
Modifikationen der Anordnung der Lichtdiffusionsflächen 32.
Es ist zu beachten, dass in den Ausführungsformen und Modifikationen,
die in dieser Beschreibung beschrieben werden, einander entsprechende
Bauelemente im Wesentlichen die gleichen Strukturen und Funktionen
aufweisen sollen, sofern nichts anderes spezifiziert ist.
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Die
Lichtdiffusionsflächen 32,
die in 5a gezeigt sind, sind in einem
Winkel θ zur
Lichtemissionsfläche 31c geneigt.
Die Lichtdiffusionsflächen 32 mit
dem Neigungswinkel θ brechen
das darauf auftreffende Licht mit Richtcharakteristik sowohl in
Dickenrichtung als auch in Breitenrichtung der Lichtführungsplatte.
Wenn der Neigungswinkel θ klein
ist, ist die Lichtdiffusionswirkung in Dickenrichtung größer als
in Breitenrichtung. Wenn im Gegensatz hierzu der Neigungswinkel θ zunimmt,
nimmt die Lichtdiffusionswirkung in Breitenrichtung zu.
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Der
Neigungswinkel θ sollte
vorzugsweise nicht größer als
45° sein,
da die vorliegende Erfindung darauf zielt, die Lichtdiffusionswirkung
in Dickenrichtung zu steigern.
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5b zeigt
eine Modifikation, in der Lichtdiffusionsflächen 32A, die wie
in der Figur gezeigt ansteigen, und abfallende Lichtdiffusionsflächen 32B einander
schneidend angeordnet sind. Die Lichtdiffusionsflächen 32A weisen
einen Neigungswinkel θ zur Lichtemissionsfläche 31c auf.
Die Lichtdiffusionsflächen 32B weisen
einen Neigungswinkel δ auf.
Das Vorsehen der Lichtdiffusionsflächen 32A und 32B in dieser
Weise erlaubt eine gut ausgeglichene Lichtstreuung sowohl in Dickenrichtung
als auch in Breitenrichtung der Lichtführungsplatte.
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Obwohl
in der vorangehenden Beschreibung die Lichtdiffusionsflächen 32 in
Form von geraden durchgehenden Linien gezeigt worden sind, sind
die Lichtdiffusionsflächen 32 nicht
unbedingt auf eine solche kontinuierliche Linienform beschränkt.
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Zum
Beispiel zeigt 6a kurze, gerade linienförmige Lichtdiffusionsflächen 32,
die in regelmäßigen Abständen in
Breitenrichtung der Lichtführungsplatte
vorgesehen sind. 6d zeigt Lichtdiffusionsflächen 32,
die punktförmige
Aussparungen aufweisen, die in regelmäßigen Abständen in Breitenrichtung der
Lichtführungsplatte
vorgesehen sind. Die punktförmigen
Lichtdiffusionsflächen 32 streuen Licht
nicht nur in Dickenrichtung, sondern auch in Breitenrichtung. Die
in den 6a und 6b gezeigten
Lichtdiffusionsflächen 32 können längs imaginärer Linien
vorgesehen sein, die bezüglich
der Lichtemissionsfläche 31c geneigt
ist, wie in den 5a und 5b gezeigt
ist.
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Lichtführungsplatten,
auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist, sind nicht unbedingt
auf flache plattenförmige
Ausführungsformen
beschränkt. Zum
Beispiel weist eine in 7a gezeigte
Lichtführungsplatte 41 eine
Lichteintrittsfläche 41a auf,
die sich nach oben über
eine Lichtemissionsfläche 41c dersel ben
hinaus erstreckt. Eine abgeschrägte
Oberfläche 41e ist
dafür ausgelegt,
dass in die Lichtführungsplatte 41 eintretende
Licht in Richtung zu deren inneren Teil zu reflektieren. Eine Bodenfläche 41d ist mit
einem Reflektor versehen, der Prismen oder dergleichen umfasst.
Eine Lichtführungsplatte 51,
die in 7d gezeigt ist, weist eine
Lichtemissionsfläche 51c und
dieser gegenüberliegend
eine untere Oberfläche 51d auf.
Die untere Oberfläche 51d ist
bezüglich
der Lichtemissionsfläche 51c geneigt.
Der Ausdruck "tafelförmig", der in dieser Beschreibung
verwendet wird, schließt
solche Konfigurationen wie diejenigen der Lichtführungsplatten 41 und 51 ein.
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In
der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform
wird Licht von einer Seitenfläche der
Lichtführungsplatte
aufgenommen. Bei bestimmten mittleren und großen Lichtführungsplatten wird jedoch Licht
von zwei gegenüberliegenden
Seitenflächen
derselben aufgenommen. Die vorliegende Erfindung ist auch in solchen
Fällen
anwendbar.
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Als
nächstes
wird eine in den 8 bis 11 gezeigte
Anzeigevorrichtung 20 erläutert.
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Die
Anzeigevorrichtung 20 weist eine Flüssigkristallanzeigetafel 21 und
eine hinter der Flüssigkristallanzeigetafel 21 vorgesehene
Hintergrundbeleuchtungseinheit 60 auf. Die Flüssigkristallanzeigetafel 21 ist
eine Aktivmatrix-Anzeigetafel, die ein zwischen einem Paar von Substraten
(oberes und unteres Substrat) eingeschlossenes Flüssigkristallmaterial
aufweist und eine große
Anzahl von TFT-(Dünnschichttransistor)-Anzeigepixeln
aufweist, die darauf ausgebildet sind. Die Anzeigepixel sind mit
Farbfiltern für
Rot (R), Grün
(G) und Blau (B) versehen. Die obere Oberfläche des oberen Substrats ist
mit einem Polarisator versehen. In ähnlicher Weise ist die untere
Oberfläche
des unteren Substrats mit einem Polarisator versehen.
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Die
Hintergrundbeleuchtungseinheit 60 umfasst einen Stapel
aus einer Reflexionsfolie 67, einer Lichtführungsplatte 61,
einer Diffusionsfolie 68 und zwei Prismenfolien 69-1 und 69-2,
die von unten nach oben gestapelt sind. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit 60 weist
eine Lichtquelleneinheit 63 an einer Seitenfläche der
Lichtführungsplatte 61 auf.
Die Lichtquelleneinheit 61 weist drei unterschiedliche
Typen von LEDs 65 auf, die auf einem Montagesubstrat 66 montiert
sind. Die LEDs 65 umfassen rote LEDs 65R, grüne LEDs 65G und
blaue LEDs 65B.
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Die
Reflexionsfolie 67 der Hintergrundbeleuchtungseinheit 60 weist
eine reflektierende Oberfläche
auf, die z. B. durch Aufdampfen von Aluminium auf einer Kunstharzfolie
gebildet wird. Die Reflexionsfolie 67 reflektiert das aus
der Lichtführungsplatte 61 austretende
Licht in diese zurück.
Die Diffusionsfolie 68 wird gebildet durch Dispergieren
feiner Siliziumoxidpartikel in ein transparentes Kunstharz und Formen
desselben zu einer Folie. Die Diffusionsfolie 68 streut
das aus einer Lichtemissionsfläche 61c der Lichtführungsplatte 61 austretende
Licht. Die zwei Prismenfolien 69-1 und 69-2 sind
jeweils mit einer Vielzahl von parallelen langgestreckten Prismen
versehen und so angeordnet, dass die Verlängerungsrichtungen ihrer jeweiligen
Prismen einander senkrecht schneiden. Das durch die Prismenfolien 69-1 und 69-2 laufende
Licht kann somit im Wesentlichen senkrecht auf die Flüssigkristallanzeigetafel
auftreffen, um somit die Leuchtkraft zum Beleuchten der Flüssigkristallanzeigetafel 21 zu
erhöhen.
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Die
Lichtführungsplatte 61 ist
in ihrer Form eine rechteckige flache Platte und weist eine Lichteintrittsfläche 61a auf,
die Licht von den LEDs 65 aufnimmt, sowie eine Gegenfläche 61b,
die der Lichteintrittsfläche 61a gegenüberliegt,
eine Lichtemissionsfläche 61c,
die der Diffusionsfolie 68 zugewandt ist, und eine untere
Oberfläche 61d,
die der Lichtemissionsfläche 61c gegenüberliegt.
Die Lichteintrittsfläche 61a der
Lichtführungsplatte 61 ist
mit mehreren konkaven langgestreckten Lichtdiffusionsflächen 62 mit halbkreisförmigem Quer schnitt
versehen, die parallel zur Lichtemissionsfläche 61c verlaufen,
in derselben Weise wie in der vorangehenden Ausführungsform.
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Die
LEDs 65 umfassen rote LEDs 65R, grüne LEDs 65G und
blaue LEDs 65b, die in der gleichen Weise wie in der in
den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform
in vertikaler Richtung ausgerichtet sind. In dem in 9 gezeigten
Beispiel sind drei Sätze
von LEDs 65R, 65G und 65B der drei Farben
längs vertikal
verlaufenden Achsen Za, Zb und Zc vorgesehen, die voneinander in Breitenrichtung der
Lichtführungsplatte 61 beabstandet
sind. Die rote LED 65R, die grüne LED 65G und die
blaue LED 65B eines jeden Satzes sind in der in 10 gezeigten Reihenfolge
angeordnet. Die Achsen Za, Zb und
Zc befinden sich in gleichmäßig von
der Lichteintrittsfläche 61a beabstandeten
Positionen. Die roten LEDs 65R, die auf den Achsen Za, Zb und Zc vorgesehen sind, sind gemeinsam längs einer
Achse vorgesehen sind, sind gemeinsam längs einer Achse Ya ausgerichtet,
die senkrecht zu den Achsen Za, Zb und Zc verläuft. Die
blauen und grünen
LEDs 65B und 65G sind ebenfalls längs entsprechender
Achsen parallel zur Achse Ya ausgerichtet.
Die Abstände
zwischen den Achsen Za, Zb und
Zc sollten näherungsweise so eingestellt
sein, dass Licht von LEDs, die zueinander in Breitenrichtung der
Lichtführungsplatte 61 benachbart
sind, ausreichend miteinander vermischt wird, selbst in der sehr
engen Umgebung der Lichteintrittsfläche 61a. Die Abstände zwischen
den roten, grünen und
blauen LEDs, die in drei Reihen gestapelt sind, sollten minimiert
sein, so dass das von den LEDs vertikal emittierte Licht durch Wirkung
der Lichtdiffusionsfläche 62 selbst
in einem Bereich sehr nahe an der Lichteintrittsfläche 61a ausreichend
gemischt werden. Es ist zu beachten, dass die Pfeile X in den Figuren
die Richtung der Führung
des in die Lichtführungsplatte 61 eintretenden
Lichts zeigt.
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Als
nächstes
wird eine in den 12 bis 14 gezeigte
Anzeigevorrichtung 70 erläutert.
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Die
Anzeigevorrichtung 70 weist eine Flüssigkristallanzeigetafel 21 und
eine Hintergrundbeleuchtungseinheit 80 auf. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit 80 umfasst
einen Stapel aus einer Reflexionsfolie 87, einer Lichtführungsplatte 81,
einer Diffusionsfolie 88 und zwei Prismenfolien 89-1 und 89-2, die
von unten nach oben gestapelt sind. Eine Lichtquelleneinheit 83 ist
neben einer Seitenfläche
der Lichtführungsplatte 81 vorgesehen.
Wie in 14 gezeigt ist, weist die Lichtquelleneinheit 83 LEDs 85, die
auf einem Montagesubstrat 86 montiert sind, und ein Reflexionselement 84 auf.
Die LEDs 85 umfassen drei unterschiedliche Typen von LEDs,
d. h. rote LEDs 85R, grüne
LEDs 85G und blaue LEDs 85B. Die LEDs 85 emittieren
Licht direkt nach oben, wobei das emittierte Licht vom Reflexionselement 84 in Richtung
zu einer Lichteintrittsfläche 81a der
Lichtführungsplatte 81 reflektiert
wird.
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Die
Reflexionsfolie 87, die Diffusionsfolie 88, die
zwei Prismenfolien 89-1 und 89-2 und die Lichtführungsplatte 81 sind
im Wesentlichen die selben wie diejenigen, die in 8 gezeigt
sind. Eine genaue Beschreibung derselben wird daher hier weggelassen.
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Drei
Sätze von
roten, grünen
und blauen LEDs 85R, 85G und 85B sind
in der in den Figuren gezeigten Reihenfolge längs der Achsen Za,
Zb und Zc vorgesehen,
die ausgehend von der Lichteintrittsfläche 81a der Lichtführungsplatte 81 rechtwinklig
hierzu verlaufen. Im dargestellten Beispiel sind die Achsen Za, Zb und Zc in Breitenrichtung der Lichtführungsplatte 81 voneinander
beabstandet. Die roten LEDs 85R, die auf den Achsen Za, Zb und Zc vorgesehen sind, sind gemeinsam längs einer
Achse Ya ausgerichtet, die die Achsen Za, Zb und Zc parallel zu einer Lichtemissionsfläche 81c der
Lichtführungsplatte 81 senkrecht
schneidet. Die blauen und grünen
LEDs 85B und 85G sind ebenfalls längs entsprechender Achsen
parallel zur Achse Ya ausgerichtet.
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Das
Reflexionselement 84 wird aus einer Metallfolie oder aus
einem Kunstharzfilm mit einer Reflexionsoberfläche 84a hoher Reflektivität gebildet.
Obwohl in dargestellten Beispiel das Reflexionselement 84 eine
gekrümmte
Reflexionsoberfläche aufweist,
ist auch ein flaches plattenförmiges
Reflexionselement anwendbar.
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Rote,
grüne und
blaue Farben des von den LEDs 85 emittierten Lichts werden
vom Reflexionselement 84 vor dem Eintritt in die Lichtführungsplatte 81 reflektiert.
Im optischen Pfad von den LEDs 85 zu der Lichteintrittsfläche 81a mischen
sich die drei Farben des Lichts bis zu einem gewissen Ausmaß. Selbst
in einem Bereich der Lichtemissionsfläche 81c sehr nahe
an der Lichteintrittsfläche 81a mischen sich
dementsprechend die Farben Rot, Grün und Blau des Lichts, um eine
erhöhte
Menge an weißem Licht
bereitzustellen. Folglich kann von im Wesentlichen der gesamten
Fläche
der Lichtemissionsfläche 81c weißes Licht
emittiert werden. Das aus der Lichtemissionsfläche 81c der Lichtführungsplatte 81 austretende
Licht wird durch die Wirkung der Diffusionsfolie 88 weiter
gestreut, die an der Seite der Lichtemissionsfläche 81c der Lichtführungsplatte 81 vorgesehen
ist. Somit wird weißes
Licht im Wesentlichen frei von Farbunregelmäßigkeiten von der Lichtemissionsfläche der
Hintergrundbeleuchtungseinheit 80 emittiert.
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Da
die LEDs 85 in einer flachen Anordnung angeordnet sind,
kann die Lichtführungsplatte 81 in der
Dicke reduziert werden, wodurch die Dicke der Hintergrundbeleuchtungseinheit 80 reduziert
werden kann. Wenn daher relativ dicke LEDs verwendet werden, werden
diese vorzugsweise in planarer Weise angeordnet, wie in dieser Ausführungsform.
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LEDs
können
in verschiedenen Anordnungen angeordnet werden. Zum Beispiel zeigt 15a ein Beispiel, bei dem ein Satz aus
einer grünen
LED 75G, einer blauen LED 75B und einer roten
LED 75R auf einer geneigten Achse Za angeordnet
ist, die sich von einer ersten Achse Ya in
einer Ebene, die eine Lichteintrittsfläche 71a senkrecht
schneidet, schräg nach
oben verläuft. 15b zeigt ein Beispiel, in welchem eine
grüne LED 75G,
eine blaue LED 75B und rote LED 75R auf entsprechenden
Achsen Za, Zb und Zc angeordnet sind, die ausgehend von der
Achse Ya in verschiedenen Winkeln hierzu
verlaufen.
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Als
nächstes
wird eine in 16 gezeigte Hintergrundbeleuchtungseinheit
erläutert.
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In
dieser Hintergrundbeleuchtungseinheit weist eine Lichtquelleneinheit 93 LEDs 95 auf,
die auf einem Montagesubstrat 96 montiert sind. Die LEDs 95 enthalten
rote LEDs 95R und weißliche
LEDs 95By. Jede weißliche
LED 95By wird gebildet durch Verpacken einer blaues Licht
emittierenden Diode in einem transparenten Kunstharz mit einem darin
dispergierten gelben Fluoreszenzmaterial (YAG: Yttrium-Aluminium-Granat).
In der weißlichen
LED 95By werden die gelben Fluoreszenzpartikel durch das blaue
Licht, das von der blaues Licht emittierenden Diode emittiert wird,
zum Fluoreszieren angeregt, wodurch weißliches Licht erhalten wird.
Das weißliche
Licht von den weißlichen
LEDs 95By wird mit Licht von den roten LEDs 95R gemischt.
Somit wird weißliches
Licht erhalten, dass eine Emissionswellenlänge im roten Bereich enthält. Dies
erzeugt den Effekt der Erweiterung des Farbwiedergabebereiches von
Farbbildern, die auf der Flüssigkristallanzeigetafel
angezeigt werden. Fluoreszenzmaterialien, die in der vorliegenden
Erfindung nutzbar sind, sind nicht unbedingt auf gelbe Materialien
beschränkt. Grüne Fluoreszenzmaterialien
oder dergleichen sind ebenfalls nutzbar. Beispiele von nutzbaren
grünen Fluoreszenzmaterialien
sind Phosphat-, Silikat- und Aluminat-Fluoreszenzmaterialien.
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Diese
Hintergrundbeleuchtungseinheit erfordert nur zwei unterschiedliche
Typen von LEDs und ermöglicht
somit, die Dicke T der Lichtführungsplatte 91 entsprechend
zu reduzieren, und erlaubt ferner eine Reduktion der Anzahl der
Mannstunden, die zum Zusammenfügen
der Lichtquelleneinheit 93 erforderlich ist.
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17 zeigt
eine Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Diese
Hintergrundbeleuchtungseinheit weist eine Lichtführungsplatte 101 auf,
die einen Stapel aus drei geteilten Lichtführungsplatten 101A, 101B und 101C umfasst.
Rote LEDs 65R, grüne
LEDs 65G und blaue LEDs 65B sind so angeordnet,
dass sie jeweils den geteilten Lichtführungsplatten 101A, 101B und 101C zugeordnet
sind. Jede geteilte Lichtführungsplatte
ist im Wesentlichen identisch mit der Lichtführungsplatte in den vorangehenden
Ausführungsformen.
Lichtdiffusionsflächen 102 sind
auf jeder der Lichteintrittsflächen 101Aa, 101Ba und 101Ca der
geteilten Lichtführungsplatten 101A, 101B und 101C vorgesehen.
Ein Reflektor, der Prismen oder andere raue Strukturen umfasst,
ist auf jeder unteren Oberfläche 101Ad, 101Bd und 101Cd der
geteilten Lichtführungsplatten 101A, 101B und 101C vorgesehen.
Somit ist eine Luftschicht zwischen jedem Paar von benachbarten
geteilten Lichtführungsplatten
vorhanden. Das von einer der benachbarten geteilten Lichtführungsplatten
zur nächsten
laufende Licht unterliegt daher einer Brechung. Dementsprechend
wird die Lichtdiffusionswirkung der Lichtführungsplatte 101 verbessert,
wodurch die Mischung der Farben Rot, Grün und Blau des Lichts von den
LEDs 65 gefördert
wird und somit die Wirkung der Verhinderung des Auftretens einer
Farbunregelmäßigkeit
gesteigert wird.
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18 zeigt
eine Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform.
In dieser Hintergrundbeleuchtungseinheit sind rote LEDs 115R,
grüne LEDs 115G und
blaue LEDs 115B einer Lichtquelle 113 auf entsprechenden
Montagesubstraten 116a, 116b und 116c montiert.
In dieser Ausführungsform
werden Seitenleuchttyp-LEDs verwendet. Da die roten LEDs 115R,
die grünen
LEDs 115G und blauen LEDs 115B auf den jeweiligen
Montagesubstraten 116a, 116b und 116c montiert
sind, sind sie leicht anzuordnen und zu installieren.
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19 zeigt
eine Lichtführungsplatte 121 gemäß einer
weiteren Ausführungsform.
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Die
Lichtführungsplatte 121 weist
auf einer Lichteintrittsfläche 121a derselben
rillenförmige Lichtdiffusionsflächen 122a auf,
die sich in Breitenrichtung W der Lichteintrittsfläche 121a erstrecken, sowie
rillenförmige
Lichtdiffusionsflächen 122b,
die sich in vertikaler Richtung T (Dickenrichtung) der Lichteintrittsfläche 121a erstrecken.
Die Lichtdiffusionsflächen 122a und 122b sind
so angeordnet, dass sie einander in einem Maschenmuster schneiden. Die
Lichtdiffusionsflächen 122a streuen
das Licht von den LEDs in Dickenrichtung T, wobei die Lichtdiffusionsflächen 122b das
Licht von den LEDs in Breitenrichtung W streuen. Die Lichtquelleneinheit 63 ist
im Wesentlichen dieselbe wie diejenige, die in den 9 und 10 gezeigt
ist.
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Im
Vorangehenden wurden die Lichtführungsplatte
und die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf verschiedene Beispiele beschrieben. Alle diese Beispiele
erlauben das Mischen von rotem, grünem und blauem farbigem Licht
ab dem Beginn eines Bereichs sehr nahe an der Lichteintrittsfläche der
Lichtführungsplatte,
und ermöglichen
somit, dass Licht mit minimierter Farbunregelmäßigkeit aus der Lichtemissionsfläche austritt.
Die Lichtführungsplatte
und die Hintergrundbeleuchtungseinheit der vorliegenden Erfindung
sind effektiv nicht nur auf Anzeigevorrichtungen anwendbar, die
mit Farbfiltern versehen sind, sondern auch auf feld-sequenzielle
Farbanzeigevorrichtungen, in denen rote, grüne und blaue LEDs mit hoher
Geschwindigkeit sequenziell eingeschaltet werden und die zugehörigen Bildanzeigepixel
auf der Flüssigkristallanzeigetafel
synchron mit dem Einschalten der LEDs geöffnet werden, um somit Farbbilder
zu erhalten. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ferner in einem Projektor (Bildprojektor) anwendbar
und erlaubt die Projektion von Farbbildern frei von Farbunregelmäßigkeiten.
In den projizierten Farbbildern können auch dunkle rote und grüne Farbtöne erzielt werden.
Der Farbwiedergabebereich kann somit erweitert werden.
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Es
ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht unbedingt
auf die vorangehenden Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern auf verschiedenste Weise modifiziert werden kann, ohne vom
Wesentlichen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.