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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung
und insbesondere auf eine LCD-Vorrichtung zum Zuführen von
Licht zu einer Flüssigkristalltafel
mittels einer Vielzahl von Licht-emittierenden Dioden (LEDs).
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2. Beschreibung der einschlägigen Technik
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Im
Allgemeinen stellt eine LCD eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen
eines gewünschten
Bildes durch Anpassen einer Lichtdurchlässigkeit von Pixeln dar, indem
entsprechend einer Bildinformation Datensignale den in einer Matrixform
angeordneten Pixeln gesondert zugeführt werden.
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Dementsprechend
enthält
die LCD-Vorrichtung eine Treibereinheit zum Ansteuern der Pixel
und der Flüssigkristallanzeigetafel
mit den Pixeln, die darauf in Matrixform angeordnet sind.
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Die
Flüssigkristalltafel
enthält
ein Dünnschichttransistor
(TFT) Arraysubstrat, ein gegenüberliegend
angebrachtes Farbfiltersubstrat, wobei ein gleichmäßiger Zellenspalt
dazwischen aufrecht erhalten ist, und eine Flüssigkristallschicht, die im
Zellenspalt zwischen dem Arraysubstrat und dem Farbfiltersubstrat
ausgebildet ist.
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In
diesem Fall sind auf der Flüssigkristallanzeigetafel
eine gemeinsame Elektrode und Pixelelektroden ausgebildet, um ein
elektrisches Feld an die Flüssigkristallschicht
anzulegen, wobei die Flüssigkristallanzeigetafel
gebildet wird, wenn das Arraysubstrat und das Farbfiltersubstrat
befestigt werden.
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Wenn
daher in einem Zustand, in dem Spannung an die gemeinsame Elektrode
angelegt ist, die Spannung des Datensignals an der Pixelelektrode anliegt,
wird ein Flüssigkristall
der Flüssigkristallschicht
entsprechend dem elektrischen Feld zwischen der gemeinsamen Elektrode
und den Pixelelektroden aufgrund einer dielektrischen Anisotropie gedreht,
sodass von den Pixeln Licht durchgelassen oder unterbrochen wird,
um eine Anzeige von Symbolen oder Bildern zu ermöglichen.
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In
diesem Fall ist die LCD-Vorrichtung eine Licht-empfangende Vorrichtung,
die ein Bild anzeigt, indem eher die Durchlässigkeit von Licht angepasst wird,
das von einer externen Lichtquelle stammt, als dass sie selbst Licht
emittiert. Folglich benötigt
sie eine Vorrichtung und zwar eine Hintergrundbeleuchtung, um der
Flüssigkristalltafel
Licht zuzuführen.
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Die
Hintergrundbeleuchtung wird in eine seitliche Hintergrundbeleuchtung,
in der Lampen an einer oder an beiden Seiten der Flüssigkristalltafel
angeordnet sind und Licht durch eine Lichtleiterplatte, eine Reflektionsplatte
und optische Folien reflektiert, gestreut und gebündelt wird,
um so zu einer vorderen Oberfläche
der Flüssigkristalltafel
geleitet zu werden, und in eine direkte Hintergrundbeleuchtung eingeteilt,
in der Lampen an einer rückwärtigen Oberfläche der
Flüssigkristalltafel
so angeordnet sind, dass Licht direkt zur Vorderseite der Flüssigkristalltafel
geleitet wird.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer gewöhnlichen seitlichen Hintergrundbeleuchtung.
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Wie
in 1 gezeigt, enthält die seitliche Hintergrundbeleuchtung
eine Lichtleiterplatte 41, die an einer rückwärtigen Oberfläche der
Flüssigkristalltafel
(nicht gezeigt) angeordnet ist, Lampen 25, die an der Seite
der Lichtleiterplatte 41 angeordnet sind, eine Reflektionsplatte 42,
die an eine rückwärtigen Oberfläche der
Lichtleiterplatte 41 angeordnet ist, einen Lampenhalter
(nicht gezeigt) zum Befestigen der Lampen 25 an der Seite
der Lichtleiterplatte 41 und Leitungen 27 zum
Anlegen von Spannung an die Lampen 25.
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Von
den Lampen 25 erzeugtes Licht tritt an der Seite der aus
einem transparenten Material bestehenden Lichtleiterplatte 41 ein
und die an der rückwärtigen Oberfläche der
Lichtleiterplatte 41 angeordnete Reflektionsplatte 42 reflektiert
das zur rückwärtigen Oberfläche der
Lichtleiterplatte 41 geleitete Licht zu einer oberen Oberfläche der
Lichtleiterplatte 41, wodurch ein Lichtverlust reduziert
und Einheitlichkeit bzw. Konstanz verbessert wird.
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Wenn
die Lampen 25 in der seitlichen oder direkten Hintergrundbeleuchtung
eingesetzt werden, wird im Allgemeinen eine röhrenförmige Kaltkathode-Fluoreszenzlampe
(CCFL) mit einer Länge
entsprechend einem längeren
Seitenabstand oder einem kürzeren
Seitenabstand der Flüssigkristalltafel verwendet
und die CCFL erzeugt weißes
Licht, indem Spannung durch die Leitungen 27 an beiden Seiten
davon zugeführt
wird.
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Wenn
die CCFL als Lichtquelle der Hintergrundbeleuchtung verwendet wird,
wird in diesem Fall als Fluoreszenzröhre eine Fluoreszenzentladungsröhre verwendet,
die Quecksilbergas (Hg) verkapselt, zu dem Argon (Ar), Neon (Ne)
oder ähnliches
hinzugefügt
ist, um einen Penning-Effekt zu verwenden. In diesem Fall sind an
beiden Enden der Fluoreszenzentladungsröhre Elektroden ausgebildet und
eine negative Elektrode ist so ausgebildet, dass sie groß und plattenförmig ist.
Wenn daran Spannung angelegt wird, kollidieren innerhalb der Entladungsröhre ähnlich wie
bei einem Zerstäubungsphänomen Ladungsteilchen
mit der plattenförmigen
negativen Elektrode, um sekundäre
Elektronen zu erzeugen, und die erzeugten sekundären Elektronen regen die Elemente
in der Nähe
an, sodass ein Plasma gebildet wird. Diese Elemente emittieren starke
ultraviolette Strahlung und, da die emittierte ultraviolette Strahlung
wiederum einen Leuchtstoff anregt, emittiert der Leuchtstoff sichtbare
Strahlung.
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Jedoch
weist die die CCFL verwendende Hintergrundbeleuchtung keine gute
Farbwiedergabe auf, da die Lichtquelle, also die CCFL, keine guten Lichtemissionseigenschaften
aufweist. Darüber
hinaus sind die Größe und Kapazität der Fluoreszenzlampe
beschränkt,
sodass keine Hintergrundbeleuchtung mit einer hohen Leuchtkraft
erhalten werden kann.
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Da
das als Leuchtstoff in der CCFL verwendete Quecksilber darüber hinaus
für den
Menschen gesundheitsschädlich
ist, kann der Umweltvorschrift nicht entsprochen werden, die allmählich strenger wird.
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Seit
kurzem zieht eine Licht-emittierende Diode (LED) als Lichtquelle
der Hintergrundbeleuchtung viel Aufmerksamkeit auf sich. Die LED
hat eine längere
Lebenszeit als die CCFL und benötigt
keinen Inverter, da sie bei einer Gleichspannung von 5 V arbeitet.
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Insbesondere
weist die LED mit hoher Leuchtkraft eine längere Lebensdauer als die CCFL auf
und verbraucht 20% der Spannung des vorhandenen Produkts. Da die
LED mit hoher Leuchtkraft ferner kein zusätzliches Gerät wie beispielsweise
einen Inverter oder ähnliches
benötigt,
ist sie vorteilhaft, um ein Produkt dünner zu machen und eine innere
Fläche
effizient zu nutzen. Auch wird ihre Farbumsetzungsfähigkeit
besser als die der CCFL bewertet und die vollständige weltweite Vorschrift
seit 2006 unterstützt
den Einsatz der LED-Hintergrundbeleuchtung.
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2 zeigt
eine schematische Schnittansicht einer herkömmlichen LCD mit einer LED-Hintergrundbeleuchtung.
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Wie
in 2 gezeigt, sind bei der herkömmlichen LCD mit seitlicher
LED-Hintergrundbeleuchtung
ein Licht erzeugendes LED-Array 20, eine LED-Leiterplatte
(printed circuit board, PCB) 21 zum Ansteuern der LEDs
und eine reflektierende Platte 42 an einer unteren Abdeckung 50 angebracht
und ein LED-Gehäusereflektor 55 ist
in einem oberen Bereich der unteren Abdeckung 50 an einer
oberen Seite des LED-Arrays 20 angebracht.
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Eine
Lichtleiterplatte 41 ist in einer Richtung angebracht,
in der das LED-Array 20 Licht ausgibt, und in diesem Fall
ist eine Vielzahl von LEDs, die das LED-Array 20 bildet,
mit einem bestimmten Abstand zwischen den LEDs angeordnet, um eine
Gesamtleuchtkraftkonstanz der Hintergrundbeleuchtung zu erhalten.
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Die
reflektierende Platte 42, die unter der Lichtleiterplatte 41 angeordnet
ist, dient zur Reflektion von Licht, das vom LED-Array 20 zur
unteren Abdeckung 50 ausgegeben wird, um es zu optischen Folien 43 zu
leiten. Der LED-Gehäusereflektor 55 reflektiert
Licht, das vom LED-Array 20 zum oberen Bereich der unteren
Abdeckung 50 abgegeben wird, um es zu den optischen Folien 43 zu
leiten.
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Eine
Flüssigkristalltafel 10,
die aus einem TFT-Arraysubstrat und einem Farbfiltersubstrat zusammengesetzt
ist, ist in einem oberen Bereich der LED-Hintergrundbeleuchtung
angebracht, und so gestaltet und mit einem Klebeband 11 durch
ein oberes Gehäuse
(nicht gezeigt) befestigt, um das LCD auszubilden.
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Indessen
steigt mit der Entwicklung der Displayindustrie die Nachfrage für eine dünnere Anzeige und
Reduzierung der Produktionskosten.
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Um
die bestehende LED-Hintergrundbeleuchtung dünner zu machen, muss die Dicke
von jeweiligen Hauptbestandteilen minimiert werden. Jedoch werden
die Betriebseigenschaften wie beispielsweise die Dickenminimierung,
eine optische Effizienz und mechanische Beständigkeit gegeneinander abgewogen,
wodurch eine Einschränkung
in der Dickenminimierung entsteht.
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Um
die Kosten der bestehenden Hintergrundbeleuchtung zu reduzieren,
muss darüber
hinaus eine Fertigungszeit reduziert, eine Produktionsausbeute verbessert
und die Kosten von Rohmaterialien müssen gesenkt werden. Jedoch
ist die Verkürzung
der Fertigungszeit und die Verbesserung der Produktionsausbeute
begrenzt und der Druck eines Kostenanstiegs der Rohmaterialien steigt
ebenfalls, wodurch es schwierig ist, die Kosten zu senken.
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Wegen
dieser Probleme scheitert der Stand der Technik daher, der aktuellen
Nachfrage für
eine dünnere
Anzeige und Kostenreduzierung zu entsprechen.
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Und
zwar würde
sich bei der in 2 veranschaulichten herkömmlichen
LCD ein Endmontageprozess und insbesondere eine Verarbeitbarkeit
der Endmontage des LED-Gehäusereflektors 55 verschlechtern,
wenn eine Dicke d1 der LCD reduziert wird, um der Nachfrage nach
einer dünneren
Anzeige zu entsprechen. Auch würde
die Lichtmenge reduziert werden, wenn die Größe des LED-Arrays 20 reduziert
wird, und ebenso wird eine Reflektionseffizienz verschlechtert,
weil die LED-PCB 21 und die reflektierende Platte 42 überlappen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um
sich mit den obigen Fragen zu befassen, wurden daher die verschiedenen
hierin beschriebenen Merkmale konzipiert.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert eine Flüssigkristallanzeige
(LCD) Vorrichtung mit einer LED-Hintergrundbeleuchtung, die kein
Problem bezüglich
einer Umweltvorschrift einer Kaltkathodenfluoreszenzlampe (CCFL)
verursacht.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt eine LCD-Vorrichtung
an, die dünner
und leichter ist und reduzierte Kosten und Fertigungszeit aufweist,
indem ein LED-Gehäusereflektor
weggelassen wird.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine LCD-Vorrichtung,
die eine Lichtmengenreduktion aufgrund einer leichteren und dünneren Gestaltung
effektiv behebt.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein LCD angegeben, mit: einer
Flüssigkristalltafel;
einem LED-Array zum Zuführen
von Licht zu der Flüssigkristalltafel;
einer Lichtleiterplatte, die in einer Richtung angebracht ist, in
der die LEDs Licht ausgeben, und die das Licht leitet; einem Reflektor,
der zwischen dem LED-Array und einem unteren Bereich einer unteren
Abdeckung ausgebildet ist; und einer LED-PCB, die an einem oberen
Bereich der unteren Abdeckung an einer oberen Seite des LED-Arrays
angebracht ist und eine gewisse Reflektionsschicht aufweist, die
an einer der Lichtleiterplatte gegenüberliegenden Seite ausgebildet
ist.
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Wie
oben beschrieben, kann die LCD entsprechend einer beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einer Umweltvorschrift ordnungsgemäß entsprechen,
die allmählich
strenger wird, da sie kein solches Problem mit der Umweltvorschrift
wie eine CCFL verursacht.
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Da
die LED-PCB darüber
hinaus mit einer auf einer Oberfläche davon ausgebildeten Reflektionsschicht
an einer oberen Seite des LED-Arrays angebracht ist und sich die
Reflektionsplatte so erstreckt, dass sie den unteren Gereicht des
LED-Arrays ausreichend bedeckt, um so das von der Lichtquelle emittierte
Licht mit seinem maximalen Level einfallen zu lassen, ist die LCD-Vorrichtung
folglich dünner
und behebt dementsprechend die Lichtmengenreduktion. Im Fall der
LCD-Vorrichtung gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise das Problem aus dem Stand
der Technik im Wesentlichen vermieden, bei dem sich die Reflektionsplatte
mit einem Überlapp
erstreckt, sodass die Reflektionseffizienz der Reflektionsplatte
um 5% oder mehr gesteigert werden kann.
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Da
der LED-Gehäusereflektor
weggelassen ist, sind außerdem
die Kosten reduziert und ein Prozess zum Montieren des LED-Gehäusereflektors kann
ebenfalls weggelassen werden, wodurch bewirkt wird, dass die Fertigungszeit
und eine Ausschussrate reduziert und eine Produktionsausbeute und
die Verarbeitbarkeit verbessert werden kann.
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Die
vorausgehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung der vorliegenden Erfindung zusammen mit den begleitenden
Zeichnungen noch offensichtlicher.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht und zeigt schematisch eine gewöhnliche
seitliche Hintergrundbeleuchtung;
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2 ist
eine Schnittansicht und zeigt schematisch die Struktur einer gewöhnlichen
LCD-Vorrichtung mit LED-Emissionslampen;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht und zeigt schematisch die Struktur
einer LCD mit LED-Emissionslampen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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4 ist
eine Schnittansicht entlang Linie A-A' der in 3 veranschaulichten
LCD.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Flüssigkristallanzeige
(LCD) Vorrichtung gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird nun im Detail mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht und zeigt schematisch die Struktur
einer LCD mit LED-Emissionslampen entsprechend einer beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und 4 ist eine
Schnittansicht entlang Line A-A' der
in 3 veranschaulichten LCD.
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Wie
veranschaulicht, sind in der LCD-Vorrichtung entsprechend einer
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein LED-Array 120 zum Erzeugen
von Licht und eine Reflektionsplatte 141 an einer unteren
Abdeckung 150 angebracht, wobei eine LED-PCB 121,
auf der ein gewisser Treiberschaltkreis zum Ansteuern der LEDs angebracht
ist, ist an einem oberen Bereich der unteren Abdeckung 150 über dem
LED-Array 120 befestigt.
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Eine
Lichtleiterplatte 141 ist in einer Richtung angebracht,
in der das LED-Array 120 Licht ausgibt, und eine Vielzahl
von LEDs (nicht gezeigt), die das LED-Array 120 bilden,
können
mit einem bestimmten Abstand zwischen den LEDs angeordnet sein,
um eine Gesamtleuchtkraftkonstanz einer Hintergrundbeleuchtung zu
erhalten.
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Beispielweise
kann die Vielzahl von LEDs so angebracht sein, dass sie mit der
LED-PCB 121 verbunden ist. In den Zeichnungen ist das LED-Array 120 an
einer Seite der Lichtleiterplatte 141 angebracht, wobei
die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist
und das LED-Array 120 auch an beiden Seiten der Lichtleiterplatte 141 angebracht sein
kann.
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Die
Reflektionsplatte 142 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
ist so ausgebildet, dass sie sich zum LED-Array 120 so
erstreckt, dass sie den unteren Bereich des LED-Arrays 120 ausreichend bedeckt,
wodurch die Reflektionsplatte 142 vom LED-Array 120ausgegebenes
Licht mit einem maximalen Level zum unteren Bereich der unteren Abdeckung 150 reflektieren
kann und das Licht zu optischen Folien leitet.
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Außerdem enthält die LED-PCB 121 entsprechend
einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die am oberen Bereich der unteren Abdeckung 150 über dem
LED-Array 120 angebracht ist, eine gewisse Reflektionsschicht,
die auf einer der Lichtleiterplatte 141 gegenüberliegenden Seite
ausgebildet ist, um den herkömmlichen LED-Gehäusereflektor
zu ersetzen, und die das vom LED-Array 120 ausgegebene
Licht zum oberen Bereich der unteren Abdeckung 150 reflektiert,
um es zu den optischen Folien 143 zu leiten. Auch wenn
eine Dicke d2 der LCD-Vorrichtung verringert wird, um der Nachfrage
zu entsprechen, die Anzeige dünner
zu machen, kann in diesem Fall die Fertigungszeit und eine Ausschussrate
reduziert und eine Produktionsausbeute und eine Verarbeitbarkeit
kann verbessert werden, weil der Prozess zum Montieren des herkömmlichen
LED-Gehäusereflektors
weggelassen ist.
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Auf
diese Weise übernimmt
die LED-PCB 121 die Rolle des herkömmlichen LED-Gehäusereflektors,
der Licht, das zum oberen Bereich der unteren Abdeckung 150 läuft, zu
einem Lichtempfangsbereich der Lichtleiterplatte 141 hin
reflektiert. In diesem Fall ist die LED-PCB 121 mit einem
Lichteffizienz verbessernden Material beschichtet, wie beispielsweise
mit weißen
Foto-Lötstopplacken
(PSR), Polyimiden (PI) oder ähnlichem,
sodass das vom LED-Array 120 ausgegebene Licht zum Lichtempfangsbereich
der Lichtleiterplatte 141 reflektiert wird.
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Wie
oben beschrieben, erstreckt sich zudem die vorhandene Reflektionsplatte
zum LED-Array 120 hin
zwischen das LED-Array 120 und dem unteren Bereich der
unteren Abdeckung 150, sodass sie den unteren Bereich des
LED-Arrays 120 ausreichend bedeckt und das zur unteren
Seite des LED-Arrays 120 ausgegebene Licht zum Lichtempfangsbereich
der Lichtleiterplatte 141 reflektiert.
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In
diesem Fall ist die LED-PCB 121 elastisch, um so flach
gehalten zu werden, und die untere Abdeckung 150 kann so
gestaltet sein, dass ihr oberer Bereich zum unteren Bereich hin
an einer Stelle, an der das LED-Array 120 eingesetzt ist,
enger wird.
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Die
aus einem TFT-Arraysubstrat und einem Farbfiltersubstrat zusammengesetzte
Flüssigkristalltafel 110 ist
in einem oberen Bereich der LED-Hintergrundbeleuchtung angebracht
und so gestaltet, um das LCD zu bilden und ist mit einem Klebeband 111 durch
ein oberes Gehäuse
(nicht gezeigt) befestigt.
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Obwohl
es nicht im Detail gezeigt ist, sind eine Vielzahl von Gateleitungen
und eine Vielzahl von Datenleitungen vertikal und horizontal angeordnet,
um eine Vielzahl von Pixeln auf dem TFT-Arraysubstrat zu definieren,
wobei jeder Pixel einen TFT enthält,
um angesteuert zu werden, wenn ein Scannsignal von einer äußeren Quelle
an die Gateleitung angelegt wird. Auch enthält jedes Pixel eine Pixelelektrode,
wobei ein Bildsignal von einer äußeren Quelle
in die Datenleitung eingegeben wird, wenn der TFT von jedem Pixel
angesteuert wird.
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Außerdem enthält das Farbfiltersubstrat
eine Schwarzmatrix zum Blockieren der Lichttransmission in einen
Nicht-Anzeigebereich. Zwischen dem TFT-Arraysubstrat und dem Farbfiltersubstrat
ist eine Flüssigkristallschicht
und eine Farbfilterschicht zum Realisieren einer gegenwärtigen Farbe
ausgebildet.
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Wie
soweit beschrieben, wird die LCD-Vorrichtung folglich dünner ausgebildet
und behebt dementsprechend die Lichtmengenreduktion, da bei der LCD-Vorrichtung
entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung die LED-PCB mit der auf einer Oberfläche davon ausgebildeten Reflektionsschicht
an einer oberen Seite des LED-Arrays angebracht ist und die Reflektionsplatte sich
so erstreckt, dass sie den unteren Bereich des LED-Arrays ausreichend
bedeckt, um so das von der Lichtquelle emittierte Licht mit dem
maximalen Level einfallen zu lassen. Beispielsweise wird im Fall
der LCD-Vorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen das Problem aus dem Stand
der Technik vermieden, bei dem die Reflektionsplatte sich mit einem Überlapp
erstreckt, sodass die Reflektionseffizienz der Reflektionsplatte
um 5% oder mehr gesteigert werden kann.
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Da
der LED-Gehäusereflektor
weggelassen ist, werden darüber
hinaus die Kosten gesenkt. Ein Prozess zum Montieren des LED-Gehäusereflektors kann
ebenfalls weggelassen werden, wodurch bewirkt wird, dass die Fertigungszeit
und eine Ausschussrate reduziert und eine Produktionsausbeute und
die Verarbeitbarkeit verbessert werden kann.
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Da
die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt werden
kann, ohne von den Eigenschaften davon abzuweichen, sollte es selbstverständlich sein,
dass die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
nicht durch irgendwelche Details der vorausgehenden Beschreibung
eingeschränkt werden,
außer
es ist anderweitig festgelegt. Sondern sie sollen eher breit innerhalb
des in den beigefügten Ansprüchen definierten
Schutzbereichs ausgelegt werden. Daher sollen alle Änderungen
und Abwandlungen, die innerhalb des Bereichs der Ansprüche oder
innerhalb von Äquivalenten
von solchen Bereichen fallen, von den beigefügten Ansprüchen umfasst sein.
