DE102012221581A1 - Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten typ und flüssigkristallanzeige, die diese verwendet - Google Patents

Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten typ und flüssigkristallanzeige, die diese verwendet Download PDF

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Abstract

Eine LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ verbessert eine ungleichmäßige Farbe am Umfang der Anzeigeregion, ohne Erweiterung des Treibers und seiner Steuerschaltung und ohne Konturänderung einer Flüssigkristalltafel. Diese Vorrichtung enthält eine Bodenwand, einen Satz optischer Elemente, der gegenüber einer Innenfläche der Bodenwand angeordnet ist, eine Seitenwand, die die Bodenwand und den Satz optischer Elemente in einem vorgegebenen Abstand hält, und LEDs, die an der Innenfläche der Bodenwand befestigt sind. Die Seitenwand hat ein vorstehendes Teil, das zu einem mittleren Abschnitt eines Raums vorragt, der durch die Bodenwand, die Seitenwand und den Satz optischer Elemente gebildet wird. Mindestens einige Emissionsflächen der LEDs, die an äußersten Positionen angeordnet sind, überlappen mit dem vorstehenden Teil und sind an derartigen Positionen angeordnet, dass sie entlang einer Richtung senkrecht zum Satz optischer Elemente gesehen unsichtbar sind.

Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung und insbesondere eine Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ, die Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquelle verwendet, und eine Flüssigkristallanzeige (LCD), die die Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung verwendet.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Als eine Anwendung von LEDs ist eine weiße LED-Lichtquelle bekannt, die weißes Licht ausstrahlt, die durch Kombination einer weißen (W) LED mit LEDs in drei Farben, Rot (R), Grün (G) und Blau (B), oder Kombination einer weißen LED mit einigen farbigen LEDs, die nicht rote, grüne und blaue LEDs sind, gebildet wird. In den letzten Jahren hat die Ausgangsleistung von LEDs in hohem Tempo zugenommen und, somit haben sich die Anwendungen weißer LED-Lichtquellen dieses Typs ausgeweitet.
  • Insbesondere wurden Anwendungen für Beleuchtungsvorrichtungen, die eine starke Helligkeit benötigen, Lichtquellen für Projektoren und Hintergrundbeleuchtungsvorrichtungen für LCDs großer Größe besprochen. Da LEDs die Merkmale einer geringen Umweltbelastung aufgrund ihrer quecksilberfreien Eigenschaft, einer guten Farbwiedergabe, eines guten Ansprechvermögens, einer veränderbaren Helligkeit und einer langen Lebensdauer aufweisen, werden weiße LED-Lichtquellen als alternative weiße Lichtquelle zu den herkömmlichen fluoreszierenden Lampen (d. h., fluoreszierenden Glühkathodenlampen und fluoreszierenden Kaltkathodenlampen) angesehen.
  • Wenn weiße LED-Lichtquellen für die oben genannten Anwendungen verwendet werden, d. h., Beleuchtung, Lichtquellen für Projektoren und Hintergrundbeleuchtungsvorrichtungen für LCDs großer Größe, werden notwendigerweise viele LEDs, die jeweils als Punktlichtquelle dienen, verwendet, um die erforderliche Helligkeit zu erreichen, um eine Flächenlichtquelle unter den gegebenen Umständen darzustellen. Ferner müssen eine ungleichmäßige Helligkeit und ungleichmäßige Chromatizität in der gesamten Flächenlichtquelle innerhalb vorgegebener Bereiche vermindert werden.
  • Wenn hier Hintergrundbeleuchtungsvorrichtungen, die LEDs verwenden, (d. h., LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtungen) entsprechend ihrer Struktur eingeteilt werden, können sie in den Randlichttyp und den direkten Typ klassifiziert werden. Diese zwei Typen sind charakteristisch.
  • Beim Randlichttyp ist eine Lichtleiterplatte neben einem Satz optischer Folien angeordnet, der eine Diffusionsfolie und eine Prismenfolie enthält, und Beleuchtungslicht, das von ausgerichteten LEDs ausgestrahlt wird, wird in eine Endfläche der Lichtleiterplatte geführt. Auf diese Weise wird das Beleuchtungslicht von den LEDs zu der Richtung, entlang der das Beleuchtungslicht von der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung ausgestrahlt werden soll, senkrecht, wodurch eine Flächenlichtquelle erzeugt wird.
  • Beim direkten Typ ist eine Diffusionsplatte neben der unteren Fläche eines Satzes optischer Folien angeordnet, der eine Diffusionsfolie und eine Prismenfolie enthält, und LEDs sind direkt unter der Diffusionsplatte so angeordnet, dass sie ein vorgegebenes Muster (das eine LED-Anordnung bildet) aufweisen. Beleuchtungslicht, das von den LEDs ausgestrahlt wird, wird in eine Hauptfläche der Diffusionsplatte geleitet. Auf diese Weise wird das Beleuchtungslicht von den LEDs zu der Richtung, entlang der das Beleuchtungslicht von der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung ausgestrahlt werden soll, parallel, wodurch eine Flächenlichtquelle erzeugt wird. Es wird behauptet, dass der direkte Typ für vergleichsweise große Hintergrundbeleuchtungsvorrichtungen geeignet ist, da dieser Typ den Vorteil hat, dass die Helligkeit leicht erhöht werden kann.
  • Wenn jedoch die Dicke der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ begrenzt ist, mit anderen Worten, wenn die Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ ein dünnes Profil hat, ist die Länge des optischen Pfades von den LEDs zur Diffusionsplatte kurz, und daher ist es vergleichsweise schwierig, das Licht von den jeweiligen farbigen LEDs innerhalb der Fläche gleichförmig zu streuen. Infolgedessen entsteht die Schwierigkeit, dass wahrscheinlich eine ungleichmäßige Helligkeit und ungleichmäßige Chromatizität auftreten. Insbesondere im Falle einer weißen LED-Lichtquelle, die dreifarbige LEDs in roter, grüner und blauer Farbe verwendet, werden die Anordnungspositionen der LEDs aufgrund der Konturgrößendifferenz unter den LEDs aus den gewünschten verschoben, und gleichzeitig wird die Emissionsspitze jedes farbigen Lichts aufgrund der Anordnungspositionsverschiebungen der LEDs von den gewünschten verschoben. Daher tritt wahrscheinlich eine ungleichmäßige Farbe innerhalb der Ebene auf.
  • Die oben genannte ungleichmäßige Farbe, die durch die oben genannten Anordnungspositionsverschiebungen der dreifarbigen LEDs in roter, grüner und blauer Farbe in der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ mit dünnem Profil verursacht wird, tritt nicht im mittleren Teil (d. h., dem Teil, der nicht der Umfangsteil ist) derselben Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung auf. Der Grund ist, dass an jeder beliebigen Position im mittleren Teil das Licht, das von den LEDs ausgestrahlt wird, mit dem Licht von den umgebenden LEDs gut gemischt wird, um weißes Licht zu erhalten. Der Grund, warum eine ungleichmäßige Farbe im Umfangsteil (d. h., in der Nähe der Seitenwand) der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung dieses Typs auftritt, ist, dass die Gesamtmenge des Lichts von den LEDs, die entlang der Seitenwand der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung innerhalb der LED-Anordnung angeordnet sind (mit anderen Worten, die LEDs, die in der Nähe der Seitenwand angeordnet sind), geringer ist als die Gesamtmenge des Lichts von den LEDs, die im verbleibenden Teil angeordnet sind, und somit das Licht nicht zu weißem Licht gemischt wird, was zu einer verzerrten Farbe von Licht führt, die der Emissionsfarbe der LEDs entspricht, die in der Nähe derselben Seitenwand angeordnet sind.
  • Als Verfahren zur Verbesserung der oben genannten ungleichmäßigen Farbe offenbart Patentliteratur 1 eine Technik zur Verbesserung einer ungleichmäßigen Farbe. In dieser Technik wird an LEDs, die nahe einer Seitenwand angeordnet sind, ein Treiberstrom angelegt, der sich von jenem für LEDs unterscheidet, die in den übrigen Positionen angeordnet sind. Somit wird die Helligkeit der LEDs in der Nähe der Seitenwand geringer als jene der LEDs in den übrigen Positionen, wodurch die ungleichmäßige Farbe verbessert wird.
  • Die oben genannte Technik, die in Patentliteratur 1 offenbart ist, wird in der Folge unter Bezugnahme auf 1 und 2 erklärt. 1 ist eine Querschnittsansicht der LCD-Vorrichtung, die in Patentliteratur 1 offenbart ist, entlang einer Ebene, die den Satz der LEDs schneidet. 2 ist eine Zeichnung, die die Technik zeigt, die die Helligkeit der LEDs verringert, die sich an den Enden jedes Streifens befinden, um die ungleichmäßige Farbe zu verbessern.
  • Wie in 1 dargestellt, weist diese herkömmliche LCD eine LCD-Schicht 130 und eine Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung 132 auf. Die Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung 132 weist eine untere Mischkammer 135, eine Diffusionsfolie 101 als ersten Diffusor 176, eine obere Mischkammer 175, eine Diffusionsfolie 102 als zweiten Diffusor 180 und eine Helligkeitsverbesserungsfolie 182 auf. Die Helligkeitsverbesserungsfolie 182 ist an der oberen Fläche einer Acrylplatte befestigt, die die obere Wand der oberen Mischkammer 175 darstellt. Die Diffusionsfolie 102 ist an der unteren Fläche derselben Acrylplatte befestigt.
  • Eine vorgegebene Anzahl dreifarbiger LEDs 134 in roter, grüner und blauer Farbe ist an einer Schaltungsplatte 140 montiert, um ein vorgegebenes Layout in der unteren Mischkammer 135 zu erhalten. Jede der LEDs 134 weist eine Seitenemissionslinse 142 und einen Spotreflektor 166 auf. Das Licht, das von den jeweiligen LEDs 134 ausgestrahlt wird, wird in der unteren Mischkammer 135 gemischt und in der Diffusionsfolie 101 als den ersten Diffusor 176 gestreut und tritt dann in die obere Mischkammer 175 und wird weiter gemischt. Dieses Licht wird jedoch in der Diffusionsfolie 102 als den zweiten Diffusor 180 erneut gestreut und geht durch die Helligkeitsverbesserungsfolie 182, die auf der oberen Fläche der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung 132 (der oberen Mischkammer 175) angeordnet ist, um zur LCD-Schicht 130 gestrahlt zu werden.
  • Mit der Struktur von 1 wird die ungleichmäßige Farbe in der Nähe (im Umfangsteil) der Seitenwand 138 der unteren Mischkammer 135 der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung 132 durch Abschwächen der optischen Ausgaben einiger der LEDs 134 verbessert, die sich an den Enden der jeweiligen LED-Streifen befinden. Die Helligkeit von einer bis fünf LEDs 134, die sich an den Enden jedes LED-Streifens befinden, kann gemäß dem spezifischen Muster oder der Form (z. B. dem Abstand und der Abfolge der LEDs 134) der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung 132 abgeschwächt werden.
  • Eines der verschiedenen Verfahren zum Abschwächen der Helligkeit der LEDs 134, die sich an den Enden jedes LED-Streifens befinden, ist in 2 dargestellt. Der einfachen Erklärung wegen sind ein Treiber 1, ein Treiber 2 und ein Treiber 3 dargestellt, die verschiedene Gruppen der LEDs 134 ansteuern, die jeweils entlang dem LED-Streifen in 2 angeordnet sind. Zum Beispiel liefern der Treiber 1 und 3 andere elektrische Ströme als jenen, der vom Treiber 2 zugeleitet wird, zu den entsprechenden roten, grünen und blauen LEDs 134, die entlang dem LED-Streifen angeordnet sind, um das gewünschte Farbgleichgewicht aus roter, grüner und blauer Farbe in Bezug auf den bezeichneten weißen Punkt zu erreichen.
  • In 2 werden die letzten drei LEDs 134, die an jedem Endteil des LED-Streifens angeordnet sind, jeweils durch geringere Treiberströme angesteuert als jenen für die farbigen LEDs 134, die an den übrigen Positionen in demselben LED-Streifen angeordnet sind. Zum Beispiel wird die Helligkeit der grünen LEDs 134, die sich an der linken und rechten Endposition des LED-Streifens befinden, auf etwa die halbe Helligkeit der grünen LEDs 134 eingestellt, die sich im mittleren Teil des LED-Streifens befinden. Die Helligkeit der LEDs 134, die sich nach innen unmittelbar neben der linken und rechten Endposition des LED-Streifens befinden, ist auf etwa 50% bis 75% der Helligkeit der LEDs 134 derselben Farbe eingestellt, die sich im mittleren Teil des LED-Streifens befinden. Die Helligkeit der LEDs 134, die sich nach innen an der zweiten Position neben der linken und rechten Endposition des LED-Streifens befinden, ist auf etwa 60% bis 90% der Helligkeit der LEDs 134 derselben Farbe eingestellt, die sich im mittleren Teil des LED-Streifens befinden. Auf diese Weise ist die Helligkeit der LEDs 134, die an der linken und rechten Endposition des LED-Streifens angeordnet sind, im Vergleich zur Helligkeit der LEDs 134 derselben Farbe, die im mittleren Teil des LED-Streifens angeordnet sind, verringert. Zusätzlich beruht die spezifische Abschwächungsgröße des Helligkeitspegels auf der menschlichen Wahrnehmung einer gleichmäßigen Farbe, und die optimale Abschwächungsgröße kann experimentell beurteilt werden.
  • Das Ansteuern der LEDs 134, die sich in den Endteilen des LED-Streifens befinden, und der LEDs 134, die sich in dessen mittlerem Teil befinden, durch verschiedene Treiber ähnlich wie bei der oben genannten herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung 132 führt zu Problemen, wie erhöhten Kosten aufgrund einer Erweiterung der Treiber und ihrer Steuerschaltungen und eines größeren belegten Raums (dies führt zu einer Konturänderung der LCD).
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der zuvor beschriebenen Probleme der herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung 132 geschaffen, die in 1 und 2 dargestellt ist.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ, die eine ungleichmäßige Farbe am Umfang der Anzeigeregion ohne Erweiterung des Treibers und seiner Steuerschaltung und Änderung der Kontur (z. B. der Breite des Bildrahmens) einer Flüssigkristalltafel verbessert, sowie einer LCD, die die Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung verwendet.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ, die eine ungleichmäßige Helligkeit am Umfang der Anzeigeregion ohne Erweiterung des Treibers und seiner Steuerschaltung und Änderung der Kontur (z. B. der Breite des Bildrahmens) einer Flüssigkristalltafel verbessert, sowie einer LCD, die die Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung verwendet.
  • Die oben stehenden Aufgaben werden, gemeinsam mit anderen, die nicht ausdrücklich erwähnt sind, einem Fachmann aus der folgenden Beschreibung klar.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ vorgesehen, die Folgendes aufweist:
    eine Bodenwand;
    einen Satz optischer Elemente, die gegenüber einer Innenfläche der Bodenwand in einem vorgegebenen Abstand angeordnet sind;
    eine Seitenwand, die die Bodenwand und den Satz optischer Elemente in dem vorgegebenen Abstand hält; und
    LEDs als Lichtquelle, die an der Innenfläche der Bodenwand befestigt sind;
    wobei die Seitenwand ein vorstehendes Teil aufweist, das zu einem mittleren Abschnitt eines Raums vorragt, der durch die Bodenwand, die Seitenwand und den Satz optischer Elemente gebildet ist; und
    mindestens einige Emissionsflächen der LEDs, die an äußersten Positionen angeordnet sind, mit dem vorstehenden Teil überlappen und an solchen Positionen angeordnet sind, dass sie unsichtbar sind, wenn sie entlang einer Richtung senkrecht zum Satz optischer Elemente betrachtet werden.
  • Bei der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Seitenwand das vorstehende Teil auf, das zum mittleren Abschnitt des Raums vorragt, der durch die Bodenwand, die Seitenwand und den Satz optischer Elemente gebildet ist. Ferner überlappen mindestens einige der Emissionsflächen der LEDs, die an äußersten Positionen angeordnet sind, mit dem vorstehenden Teil und sind an solchen Positionen angeordnet, dass sie unsichtbar sind, wenn sie entlang der Richtung senkrecht zum Satz optischer Elemente betrachtet werden. Dies bewirkt, dass ein Teil von Licht, das von den LEDs ausgestrahlt wird, bei welchen mindestens einige der Emissionsflächen mit dem vorstehenden Teil überlappen, den Satz optischer Elemente nicht erreicht.
  • Aus diesem Grund kann eine ungleichmäßige Farbe, die am Umfang der Anzeigeregion der Flüssigkristalltafel auftritt, nur durch passende Einstellung des vorstehenden Zustandes des vorstehenden Teils und einer optischen Eigenschaft oder mehrerer optischer Eigenschaften (z. B. diffuse Reflexion, spiegelnde Reflexion, Absorption und so weiter) einer Bestrahlungsfläche des vorstehenden Teils verbessert werden, auf den das Licht von den LEDs gestrahlt werden soll.
  • Ferner werden der Treiber und seine Steuerschaltung nicht erweitert, und die Kontur einer LCD, wie die Breite des Bildrahmens wird für die oben genannte Verbesserung der ungleichmäßigen Farbe nicht geändert.
  • Auf diese Weise kann bei der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine ungleichmäßige Farbe am Umfang der Anzeigeregion ohne Erweiterung des Treibers und seiner Steuerschaltung und ohne Änderung der Kontur (z. B. der Breite des Bildrahmens) einer LCD-Vorrichtung verbessert werden.
  • Wenn die Lichtquelle durch die weißen LEDs gebildet wird, die nur weißes Licht ausstrahlen, kann eine ungleichmäßige Helligkeit am Umfang der Anzeigeregion ohne Erweiterung des Treibers und seiner Steuerschaltung und ohne Änderung der Kontur (z. B. der Breite des Bildrahmens) einer LCD-Vorrichtung verbessert werden.
  • Zusätzlich enthält das oben genannte ”vorstehende Teil” mindestens ein Teil, das von einer Innenseite der Seitenwand zum mittleren Abschnitt des Raums vorsteht, der durch die Bodenwand, die Seitenwand und den Satz optischer Elemente gebildet ist, und das mit den mindestens einigen der Emissionsflächen der LEDs überlappt, die an den äußersten Positionen gebildet sind. Das ”vorstehende Teil” kann eine benachbarte Region oder einen Teil dieses vorstehenden Teils enthalten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung befindet sich ein oberes Ende des vorstehenden Teils an einer Position, die entlang der Bodenwand in Bezug auf Mittelpunkte der Emissionsflächen der LEDs, die an den äußersten Positionen angeordnet sind, nach außen verschoben ist.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Seitenwand eine Trägerfläche zum Tragen des Satzes optischer Elemente auf und ein Schnittpunkt, der durch Schneiden der Trägerfläche mit einer Innenfläche der Seitenwand gebildet ist, liegt an einer Position, die entlang der Bodenwand in Bezug auf das obere Ende des vorstehenden Teils nach außen verschoben ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind Positionen des oberen Endes des vorstehenden Teils und des Schnittpunkts so bestimmt, dass ein äußerstes Ende einer Anzeigeregion einer Flüssigkristalltafel, die mit der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung kombiniert werden soll, zwischen dem oberen Ende des vorstehenden Teils und dem Schnittpunkt liegt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat die Lichtquelle eine Bündelstruktur, die durch Kombination der LEDs gebildet ist, die Licht unterschiedlicher Farbe ausstrahlen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Lichtquelle durch die LEDs gebildet, die nur weißes Licht ausstrahlen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die LEDs an der Innenfläche der Bodenwand in konstanten Abständen angeordnet, so dass sie eine quadratische Anordnung oder eine gestaffelte Anordnung bilden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Region der Seitenwand, die der Bodenwand näher liegt als das vorstehende Teil, eine optisch absorbierende Fläche.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Region der Seitenwand, die der Bodenwand näher liegt als das vorstehende Teil, eine diffuse Reflexionsfläche oder eine spiegelnde Reflexionsfläche.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Region der Seitenwand, die der Bodenwand näher liegt als das vorstehende Teil, eine optisch absorbierende Fläche und eine diffuse Reflexionsfläche oder eine spiegelnde Reflexionsfläche.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Querschnitt des vorstehenden Teils annähernd dreieckig oder rechteckig, und die Innenfläche der Seitenwand ist eine flache Oberfläche.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Querschnitt des vorstehenden Teils annähernd dreieckig oder rechteckig und die Innenfläche der Seitenwand ist eine vertiefte gekrümmte Oberfläche.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das vorstehende Teil selektiv nur an Stellen gebildet, die mit den LEDs überlappen, die an den äußersten Positionen gebildet sind, und das vorstehende Teil ist zwischen den LEDs nicht vorhanden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Lichtquelle riegelförmige LED-Sätze auf, von welchen jeder durch Ausrichten der LEDs, die Licht unterschiedlicher Farbe ausstrahlen, entlang einer ersten Richtung gebildet ist, und die riegelförmigen LED-Sätze sind in konstanten Abständen entlang einer zweiten Richtung, senkrecht zur ersten Richtung, angeordnet; wobei das vorstehende Teil nur an zwei gegenüberliegenden Abschnitten der Seitenwand vorgesehen ist, wobei die beiden gegenüberliegenden Abschnitte neben jedem Ende der riegelförmigen LED-Sätze liegen und sich entlang der zweiten Richtung erstrecken.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine LCD vorgesehen, die Folgendes aufweist:
    eine Flüssigkristalltafel; und
    die LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • Bei der LCD gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthalten und es werden dieselben Vorteile wie jene der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Zur einfachen Ausführung der vorliegenden Erfindung wird diese nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine erklärende Querschnittsansicht einer LCD-Vorrichtung, die eine herkömmliche LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ verwendet.
  • 2 ist eine konzeptionelle Ansicht, die das Ansteuerungsverfahren der herkömmlichen LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ zeigt, die in 1 dargestellt ist.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ist eine Teildraufsicht der LED-Anordnung, die in der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die LED-Anordnung von der Anzeigeflächenseite (Seite der optischen Folie) betrachtet wird.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, die die genauen Dimensionen des Hauptteils und das Positionsverhältnis mit der Flüssigkristalltafel der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 6A ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ zeigt, deren Seitenwand kein vorstehendes Teil aufweist, was der Struktur entspricht, die durch Weglassen des vorstehenden Teils P der Seitenwand 6 in der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
  • 6B ist eine Grafik, die die optischen Eigenschaften der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ mit der Struktur von 4A zeigt, wobei die Grafik durch Simulation erhalten wurde.
  • 7A ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 7B ist eine Grafik, die die optischen Eigenschaften der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die durch Simulation erhalten wurde.
  • 8 ist eine Teildraufsicht der LED-Anordnung, die in einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die LED-Anordnung von der Anzeigeflächenseite (Seite der optischen Folie) betrachtet wird.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 10A ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 10B ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 10C ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 12 ist eine Teildraufsicht der LED-Anordnung, die in einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die LED-Anordnung von der Anzeigeflächenseite (Seite der optischen Folie) betrachtet wird.
  • 13 ist eine erklärende Ansicht, die ein Beispiel der Struktur der LED-Anordnung zeigt, die in einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 14 ist eine Draufsicht der LED-Anordnung, die in einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die LED-Anordnung von der Anzeigeflächenseite (Seite der optischen Folie) betrachtet wird.
  • 15 ist eine Teildraufsicht der LED-Anordnung, die in einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die LED-Anordnung von der Anzeigeflächenseite (Seite der optischen Folie) betrachtet wird.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In der Folge werden nun bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 3 und 4 dargestellt.
  • Wie in 3 dargestellt, weist die LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine LED-Anordnung auf, die durch mehrere LEDs 1, eine Montageplatte 2, einen Satz optischer Elemente 8, eine Seitenwand 6 und ein Gehäuse 7 gebildet ist.
  • Die LED-Anordnung wird durch Kombinieren mehrerer LEDs 1, die jeweils rotes (R), grünes (G) oder blaues (B) Licht ausstrahlen, und Anordnen der LEDs 1 an der Innenfläche der Montageplatte 2, um ein vorbestimmtes Layout zu erhalten, gebildet. Die LED-Anordnung mischt das rote, grüne und blaue Licht zur Erzeugung von weißem Licht. Hier ist jede der LEDs 1 vom ”Draufsichttyp”, der rotes, grünes oder blaues Licht senkrecht zur Kompaktbaugruppe ausstrahlt.
  • Die konkrete Struktur der LED-Anordnung, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird, ist in 4 dargestellt. Wie in 4 dargestellt, sind vier LEDs 1, die rotes, grünes, grünes bzw. blaues Licht ausstrahlen, zur Bildung eines Quadrates angeordnet und bilden ein Bündel 1A. Bezüglich der Anordnung der LEDs 1 sind die zwei LEDs 1, die jeweils grünes Licht ausstrahlen, an jeder Seite der LED 1, die rotes Licht ausstrahlt, angeordnet und die LED 1, die blaues Licht ausstrahlt, ist auf einer diagonalen Linie dieses Bündels 1A angeordnet, die durch die LED 1 geht, die rotes Licht ausstrahlt. Die zwei LEDs 1, die jeweils grünes Licht ausstrahlen, sind auf der anderen diagonalen Linie dieses Bündels 1A angeordnet. Diese LED-Bündel 1A sind in konstanten Abständen zur Bildung einer Matrix auf der Montageplatte 2 angeordnet, die die LED-Anordnung insgesamt bildet. Der Abstand des Bündels 1A ist bei einem optimalen Wert entsprechend der notwendigen Helligkeit eingestellt.
  • Eine Treiberschaltung und eine Steuerschaltung (beide nicht dargestellt) sind auf der Montageplatte 2 zusätzlich zur LED-Anordnung montiert. Die Montageplatte 2 weist eine Reflexionsfläche 3 zum Reflektieren des Lichts auf, das von den LEDs 1 ausgestrahlt wird. Die Reflexionsfläche 3 ist an der Innenfläche der Montageplatte 2 derart gebildet, dass sie Flächen aufweist, wo die LEDs 1 offen platziert sind.
  • Die Seitenwand 6 hat eine zylindrische Form, deren zwei gegenüberliegende Enden offen sind, wobei der Querschnitt der zylindrischen Form annähernd rechteckig ist. Die Seitenwand 6 ist am Gehäuse 7 so befestigt, dass die den Umfang (alle Seiten) der Montageplatte 2 umgibt. Eines der offenen Enden (das untere Ende in 3) der Seitenwand 6 ist durch das Gehäuse 7 verschlossen und das andere offene Ende (das obere Ende in 3) ist durch den Satz optischer Elemente 8 verschlossen. Die Montageplatte 2 ist an der Innenfläche des Bodens des Gehäuses 7 befestigt. Das Gehäuse 7 ist so gebildet, dass es sowohl die Montageplatte 2 als auch die Seitenwand 7 umgibt, wodurch eine kastenartige Form erhalten wird, deren obere Fläche offen ist.
  • Der Satz optischer Elemente 8 wird durch eine Diffusionsplatte 4 und einen Satz optischer Folien 5 gebildet, der eine Diffusionsfolie, eine Prismenfolie und so weiter enthält. Die Diffusionsplatte 4 befindet sich an der innersten Position (d. h., der nächsten Position zur Montageplatte 2). Der Satz optischer Folien 5 befindet sich außerhalb der Diffusionsplatte 4 und liegt neben der Diffusionsplatte 4. Der Satz optischer Elemente 8 ist am gegenüberliegenden Ende (dem oberen Ende in 3) der Seitenwand 6 an der Montageplatte 2 befestigt. Auf diese Weise wird jedes der optischen Elemente 8 mit vorgegebenem Abstand zur Reflexionsfläche 3 gehalten.
  • Die Montageplatte 2, die Seitenwand 7 und der Satz optischer Elemente 8 bilden einen ”optischen Mischraum” (einen optischen Mischhohlraum) für das optische Zusammenmischen des Lichts unterschiedlicher Farbe, das von der LED-Anordnung ausgestrahlt wird, die auf der Montageplatte 2 platziert ist, um weißes Licht zu erzeugen. Die Montageplatte 2 bildet den Boden (d. h., die Bodenwand) des optischen Mischraumes; die Bodenwand des optischen Mischraums kann jedoch durch den Boden des Gehäuses 7 gebildet werden. Der Satz optischer Elemente 8 bildet die Oberseite (d. h., die obere Wand) des optischen Mischraumes.
  • Wie in 3 dargestellt, ragt die Innenfläche 6f der Seitenwand 6 nach innen und schräg im Bereich zwischen den Emissionsflächen der LEDs 1 und der Innenfläche (d. h., der Lichteinfallsfläche) der Diffusionsplatte 4 vor, was zu einem vorstehenden Teil P an der Innenseite der Seitenwand 6 führt. Somit ist die Seitenwand 6 im Querschnitt insgesamt konisch verjüngt. Mit anderen Worten, die Stärke der Seitenwand 6 nimmt allmählich (hier annähernd gleichförmig) von der Seite der optischen Elemente 8 zur Seite der Montageplatte 2 zu. Aus diesem Grund überlappt das Ende der Seitenwand 6 an der Seite der Montageplatte 2 mit einem Teil der Emissionsflächen der LEDs 1, die sich an den äußersten Positionen in der LED-Anordnung befinden (diese LEDs 1 werden in der Folge als die ”äußersten LEDs 1” bezeichnet), und wenn ein Betrachter die LED-Anordnung von der Seite der optischen Elemente 8 sieht (entlang der Richtung senkrecht zu den optischen Elementen 8), sind Teile der äußersten LEDs 1 (d. h., die äußeren Teile der LEDs 1) unsichtbar. Mit anderen Worten, die Teile der Emissionsflächen der äußersten LEDs 1 sind in die Rückseite der Seitenwand 6 so eingesetzt, dass sie eine Form haben, dass sie von der Seitenwand 6 bedeckt (oder verborgen) sind. Dieser Zustand ist in 4 deutlicher dargestellt.
  • Hier ragt das vorstehende Teil P der Seitenwand 6 in einer Richtung vor, die sich dem mittleren Teil des optischen Mischraums oder -hohlraums nähert, und hat die Funktion, einen Teil des Lichts, das von den äußersten LEDs 1 ausgestrahlt wird, daran zu hindern, den Satz optischer Elemente 8 zu erreichen. Das vorstehende Teil P enthält nicht nur (a) ein Teil oder Teile, das/die auf den äußersten LEDs 1 liegt/liegen (das/die die Funktion hat/haben, das Licht, das von den äußersten LEDs 1 direkt zum Satz optischer Elemente 8 ausgestrahlt wird, daran zu hindern, die optischen Elemente 8 zu erreichen), sondern auch (b) ein Teil oder Teile, das/die nahe den äußersten LEDs 1 liegt/liegen und das/die die Funktion hat/haben, das Licht, das schräg von den äußersten LEDs 1 nach außen ausgestrahlt wird, daran zu hindern, den Satz optischer Elemente 8 zu erreichen.
  • Bezüglich der LEDs 1, die entlang der vertikalen Richtung (auf- und abwärts) von 4 ausgerichtet sind, entsprechen die rote LED 1 und die grüne LED 1 den äußersten LEDs 1; somit sind die äußeren Teile der Emissionsflächen dieser zwei LEDs 1 mit (dem vorstehenden Teil P) der Seitenwand 6 verborgen. Bezüglich der LEDs 1, die entlang der quer verlaufenden Richtung (nach links und rechts) von 4 ausgerichtet sind, entsprechen die rote LED 1 und die grüne LED 1 ebenso den äußersten LEDs 1 und somit sind die äußeren Teile der Emissionsflächen dieser beiden LEDs 1 mit (dem vorstehenden Teil P) der Seitenwand 6 verborgen.
  • Am Endabschnitt der Seitenwand 6 an der Seite der Montageplatte 2 ist eine Fläche 6a gebildet, die die Innenfläche 6a fortsetzt und die annähernd parallel zur Reflexionsfläche 3 ist, und eine Fläche 6b, die annähernd senkrecht zur Reflexionsfläche 3 ist, ist in Fortsetzung der Fläche 6a gebildet. Die Fläche 6a befindet sich nahe den ”Emissionsflächen” der äußersten LEDs 1 und erstreckt sich entlang dieser Emissionsflächen. Die Fläche 6b befindet sich nahe den ”Seitenflächen” der äußersten LEDs 1 und erstreckt sich entlang diesen Seitenflächen in die Nähe der Fläche der Montageplatte 2. Ein winziger Spalt ist zwischen der Fläche 6a und der Emissionsfläche jeder äußersten LED 1 vorhanden und daher sind diese nicht miteinander in Kontakt. Ebenso ist ein winziger Spalt zwischen der Fläche 6b und der Seitenfläche jeder äußersten LED 1 vorhanden und daher sind diese nicht miteinander in Kontakt.
  • Am Endabschnitt der Seitenwand 6 an der Seite der optischen Elemente 8 ist eine Trägerfläche 6c gebildet, die annähernd parallel zur Reflexionsfläche 3 (der Montageplatte 2) liegt. Die Diffusionsplatte 4 ist mit der Trägerfläche 6c in Kontakt und wird von dieser Fläche 6c gehalten.
  • Da die Innenfläche 6f der Seitenwand 6 nach innen und schräg vorragt, ist der Schnittpunkt 6e der Fläche 6a und der Innenfläche 6f der Seitenwand 6 an der Seite der Montageplatte 2 nach innen entlang der Platte 2 in Bezug auf den Schnittpunkt 6d der Trägerfläche 6c und der Innenfläche 6f an der Seite der optischen Elemente 8 verschoben. Der Schnittpunkt 6e bildet ein oberes Ende oder eine Spitze der Innenfläche 6f des vorstehenden Teils P.
  • Wie in 6A dargestellt, ist eine Innenfläche 6f' der herkömmlichen Seitenwand 6', die kein vorstehendes Teil aufweist, das nach innen vorragt, innerhalb des Bereichs zwischen den Emissionsflächen der LEDs 1 und der Innenfläche der Diffusionsplatte 4 annähernd senkrecht zur Reflexionsfläche 3. Ferner ist die Stärke der Seitenwand 6' in dem Bereich zwischen den Emissionsflächen der LEDs 1 und der Innenfläche der Diffusionsplatte 4 gleichförmig. Die herkömmliche Seitenwand 6' ist offensichtlich in diesen Punkten anders als die Seitenwand 6 gemäß der ersten hierin beschriebenen Ausführungsform der Erfindung.
  • Eine Flüssigkristalltafel 9 ist an der Emissionsflächenseite (d. h., in der Nähe der optischen Elemente 8) der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform mit der oben beschriebenen Struktur angebracht, wobei die Platte 9 so befestigt ist, dass sie zu den optischen Elementen 8 parallel ist. Auf diese Weise wird eine Flüssigkristallanzeige (LCD) gemäß der ersten Ausführungsform erhalten.
  • Anschließend werden angemessene Positions- und Dimensionsverhältnisse der jeweiligen Bestandteile in der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 und 5 im Folgenden erklärt.
  • Wie in 4 dargestellt, ist bevorzugt, dass der Abstand der Bündel 1A, die die LED-Anordnung bilden, (d. h., der Abstand von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten Bündeln 1A) zum Beispiel 14 mm (oder größer) ist.
  • Die rote, grüne oder blaue LED 1, die im Bündel 1A enthalten ist, hat eine mittlere Leistung, deren Vorwärtsstrom etwa 100 mA ist, und eine Kompaktbaugruppengröße in einem Ausmaß von 3 mm bis 5 mm. Vier dieser LEDs 1 sind gemeinsam in Abständen von etwa 5 mm eng angeordnet, um das Bündel 1A zu bilden.
  • Wie in 5 dargestellt, ist der Abstand von der Reflexionsfläche 3 zur Innenfläche (d. h., der Lichteinfallsfläche) der Diffusionsplatte 4, die in dem Satz optischer Elemente 8 enthalten ist, vorzugsweise bei 14 mm eingestellt. Wie zuvor beschrieben, ragt die Seitenwand 6, die diesen Abstand hält, um die LEDs 1 entlang der Montageplatte 2 teilweise zu verbergen, in einer Höhe nach innen vor, in der die Seitenwand 6 mit den Emissionsflächen der LEDs 1 an den äußersten Positionen in der LED-Anordnung im Bereich zwischen den Emissionsflächen der LEDs 1 und der Innenfläche der Diffusionsplatte 4 nicht in Kontakt steht. Die Höhe der Emissionsflächen der LEDs 1 ist auf etwa 1 mm von der Innenfläche der Montageplatte 2 (d. h., der Reflexionsfläche 3) eingestellt. Die Spitze des vorstehenden Teils (d. h., des vorstehenden Teils P) der Seitenwand 6, mit anderen Worten, der Schnittpunkt 6e der Fläche 6a und der Innenfläche 6f, ist vorzugsweise nahe den Emissionsflächen der LEDs 1 bei einer Höhe eingestellt, in der diese Spitze (d. h., der Schnittpunkt 6e) keinen Kontakt mit den Emissionsflächen der LEDs 1 hat; insbesondere ist der Abstand der Spitze des vorstehenden Teils P (d. h., des Schnittpunkts 6e) von der Trägerfläche 6c, die die Diffusionsplatte 4 trägt, vorzugsweise kleiner als 13 mm.
  • Vorzugsweise ist die Spitze des vorstehenden Teils (d. h., des vorstehenden Teils P) der Seitenwand 6, mit anderen Worten der Schnittpunkt 6e der Fläche 6a und der Innenfläche 6f, an einer Position eingestellt, wo der Schnittpunkt 6e um 0,5 mm entlang der Montageplatte 2 von den Mittelpunkten der Emissionsflächen der äußersten LEDs 1 zur Seitenwand 6 (d. h., nach außen) verschoben ist. Auf diese Weise wird eine derartige Struktur erhalten, dass die (das vorstehende Teil P der) Seitenwand 6 die gesamten Emissionsflächen der äußersten LEDs 1 nicht verbirgt.
  • Hier haben die Fläche 6a der Seitenwand 6, die parallel zur Reflexionsfläche 3 liegt, und die Fläche 6b, die die Fläche 6a fortsetzt und senkrecht zur Reflexionsfläche 3 liegt, eine optische Eigenschaft, dass Licht nicht reflektiert wird (d. h., eine nicht reflektierende Eigenschaft), mit anderen Worten, eine optische Eigenschaft, die Licht absorbiert (d. h., eine Absorptionseigenschaft). Eine Fläche mit einer solchen optischen Eigenschaft, wie hier beschrieben, kann leicht zum Beispiel durch Anbringen eines bekannten Lichtabschirmungsbandes, das Licht absorbiert, realisiert werden. Die anderen Flächen, mit Ausnahme dieser zwei Flächen 6a und 6b, sind alle weiß gefärbt, so dass sie eine diffuse Reflexionseigenschaft haben.
  • Die Position jedes äußersten Endes der Anzeigeregion der Flüssigkristalltafel 9 entlang einer Richtung parallel zur Montageplatte 2 wird derart bestimmt, dass sie zwischen der Schnittlinie 6d (an der Seite der Diffusionsplatte 4) der Trägerfläche 6c und der Innenfläche 6f und der Schnittlinie 6e (an der Seite der Montageplatte 2) der Fläche 6a und der Innenfläche 6e liegt. Durch Anordnen jedes äußersten Endes der Anzeigeregion der Tafel 9 an einer solchen Position wie hierin beschrieben, wird die Bildrahmenregion, die die Anzeigeregion der Tafel 9 umgibt, nicht größer, selbst wenn die Stärke der Seitenwand 6 aufgrund des vorstehenden Teils P größer wird. Aus diesem Grund kann verhindert werden, dass eine große Verringerung der Helligkeit im Umfang der Anzeigeregion der Platte 9 auftritt und infolgedessen wird ein schmalerer Bildrahmen möglich.
  • Anschließend wird der Betrieb der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit der oben genannten Struktur im Folgenden erklärt.
  • Jede der LEDs 1 strahlt rotes, grünes oder blaues Licht aus, das so eingestellt ist, dass eine gewünschte Chromatizität in der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung erhalten wird. Das derart von jeder LED 1 ausgestrahlte Licht tritt in die Diffusionsplatte 4 über die Innenseite des optischen Mischraums ein, dessen konstanter Abstand (Höhe) von der Seitenwand 6 aufrechterhalten wird. Das Licht, das die Innenfläche 6f der Seitenwand 6 auf seinem Weg zur Diffusionsplatte 4 erreicht hat, wird von der Innenfläche 6f reflektiert und zur Diffusionsplatte 4 gesendet. Ein Teil des Lichts, das in die Diffusionsplatte 4 eingetreten ist, geht durch den Satz optischer Elemente 8, d. h., die Diffusionsplatte 4 und den Satz optischer Folien 5 (z. B., die Diffusionsfolie, die Prismenfolie und so weiter) und wird zur Flüssigkristalltafel 9 gestrahlt. Das derart von der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung ausgestrahlte Licht geht als Hintergrundbeleuchtung in die Flüssigkristalltafel 9.
  • Das Licht, das in die Diffusionsplatte 4 eingetreten ist, aber nicht durch den Satz optischer Elemente 8 gegangen ist, wird von der Diffusionsplatte 4 und/oder den optischen Folien 5 reflektiert oder gebrochen und kehrt zur Innenseite des optischen Mischraums zurück. Dann wird dieses Licht von der Reflexionsfläche 3 an der Montagefläche 2 und/oder der Innenfläche 6f der Seitenwand 6 reflektiert und wieder zur Diffusionsplatte 4 gesendet. Danach geht das Licht durch den Satz optischer Elemente 8 und wird schließlich zur Flüssigkristalltafel 9 gestrahlt. Das Licht, das somit auf diese Weise von der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung ausgestrahlt wird, geht auch als Hintergrundbeleuchtung in die Tafel 9.
  • Im optischen Mischraum, der durch die Montageplatte 2, die Seitenwand 6 und die optischen Elemente 8 gebildet wird, sind die Emissionsflächen der äußersten LEDs 1 teilweise von den zwei Flächen 6a und 6b verborgen, die an dem vorstehenden Teil P der Seitenwand 6 gebildet sind. Da beide Flächen 6a und 6b hier eine nicht reflektierende Eigenschaft haben, wird ein Teil des gesamten Leuchtstroms, der von den äußersten LEDs 1 ausgestrahlt wird, von den Flächen 6a und 6b absorbiert. Infolgedessen ist die Lichtmenge, die von den äußersten LEDs 1 ausgestrahlt wird, kleiner als jene, die von den anderen LEDs 1 neben den äußersten LEDs 1 ausgestrahlt wird und daher wird eine ungleichmäßige Farbe, die am Umfang der Anzeigeregion der Flüssigkristalltafel 9 auftritt, verbessert.
  • Bei der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Seitenwand 6, wie oben erklärt, an ihrer Innenseite das vorstehende Teil P auf, das zum mittleren Abschnitt des optischen Mischraums vorragt, der durch die Montageplatte 2 (die Bodenwand), die Seitenwand 6 und den Satz optischer Elemente 8 gebildet wird. Ferner überlappen die mindestens einigen Emissionsflächen der äußersten LEDs 1 mit dem vorstehenden Teil P und befinden sich an solchen Positionen, dass sie unsichtbar sind, wenn sie entlang der Richtung senkrecht zu den optischen Elementen 8 betrachtet werden. Dies bewirkt, dass das Licht, das von den äußersten LEDs 1 ausgestrahlt wird, von welchen mindestens einige der Emissionsflächen mit dem vorstehenden Teil P überlappen, teilweise den Satz optischer Elemente 8 nicht erreicht.
  • Aus diesem Grund kann eine ungleichmäßige Farbe am Umfang der Anzeigeregion der Flüssigkristalltafel 9 nur durch passendes Einstellen oder Anpassen des vorragenden Zustandes des vorstehenden Teils P und der Farbe und Menge des Lichts, das durch das vorstehende Teil P blockiert wird, verbessert werden, ohne eine Maßnahme wie ein Ändern der Antriebsströme zu ergreifen, die in der herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung verwendet wird, die in 1 und 2 dargestellt ist.
  • Ferner sind der Treiber und seine Steuerschaltung nicht erweitert und die Kontur einer LCD (z. B. die Breite des Bildrahmens) wird für eine Verbesserung der ungleichmäßigen Farbe nicht geändert.
  • Auf diese Weise hat die LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass eine ungleichmäßige Farbe am Umfang der Anzeigeregion ohne Erweiterung des Treibers und seiner Steuerschaltung und Änderung der Kontur (z. B. der Breite des Bildrahmens) einer LCD verbessert werden kann.
  • Der Erfinder bestätigte den Vorteil oder die Wirkung der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ der ersten Ausführungsform durch Simulationen. Das Ergebnis der Simulationen wird in der Folge unter Bezugnahme auf 6A, 6B, 7A und 7B erklärt.
  • 6A ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils einer herkömmlichen LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ zeigt, deren Seitenwand kein vorstehendes Teil aufweist. 6B zeigt die optischen Eigenschaften der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung mit der Struktur von 6A, die vom Erfinder durch Simulation erhalten wurden. 7A ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 7B zeigt die optischen Eigenschaften der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die vom Erfinder durch Simulation erhalten wurden.
  • Im Allgemeinen werden bei einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ in der mittleren Region, die dem mittleren Teil der Anzeigeregion der Flüssigkristalltafel 9 entspricht, das Licht, das von jedem LED-Bündel 1A ausgestrahlt wird, und das Licht, das im optischen Mischraum oder -hohlraum reflektiert wird, um dieselbe mittlere Region zu erreichen, gemischt, um einen gewünschten Chromatizitätswert zu erhalten. In der Umfangsregion, die dem Umfangsteil der Anzeigeregion der Tafel 9 entspricht, hat das Licht, das im optischen Mischraum oder -hohlraum reflektiert wird, um die Umfangsregion zu erreichen, jedoch eine geringere Menge als jenes, das die mittlere Region erreicht. Daher hängt ein erreichbarer Chromatizitätswert im Umfangsteil der Anzeigeregion weitgehend von den LED-Bündeln 1A ab, die in derselben Region angeordnet sind. Wenn die roten, grünen und blauen LEDs 1 verwendet werden, unterscheidet sich die ausgestrahlte Lichtverteilung von den äußersten LEDs 1 und jene von den LEDs 1, die neben den äußersten LEDs 1 nach innen liegen, da die Emissionsspitzen aufgrund einer Verschiebung der Anordnungspositionen der LEDs 1 der jeweiligen Farben verschoben sind. Aus diesem Grund weichen die Werte der relativen Helligkeit und die x- und y-Werte der Chromatizität stark von den gewünschten Werten ab. Dies ist in 6B klar dargestellt.
  • Insbesondere, wie in 6B dargestellt, schwanken die relative Helligkeit von grünem Licht (relative G-Helligkeit) und die relative Helligkeit von rotem Licht (relative R-Helligkeit) stark, wenn der Abstand von der Innenfläche 6f der Seitenwand 6 zunimmt. An den Positionen näher dem mittleren Abschnitt des optischen Mischraums ist die relative G-Helligkeit größer als die relative R-Helligkeit; an der Position jedoch, deren Abstand etwa 6,0 mm zur Innenfläche 6f beträgt, stimmt die relative G-Helligkeit mit der relativen R-Helligkeit überein. An den Positionen näher zur Seitenwand 6 wird dieses Verhältnis umgekehrt und die relative R-Helligkeit ist größer als die relative G-Helligkeit.
  • Bezüglich der x- und y-Werte der Chromatizität ist der x-Wert größer als der y-Wert und die Differenz zwischen den x- und y-Werten nimmt in dem Bereich weiter zu, dessen Abstand von der Innenfläche 6f der Seitenwand 6 kleiner als etwa 6,0 mm ist.
  • Als Ergebnis ist die Menge des Lichts von den äußersten LEDs 1 bei der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung von 6A relativ größer, deren Seitenwand 6' kein vorstehendes Teil an ihrer Innenfläche 6f' aufweist, da sich das Mischverhältnis von rotem, grünem und blauem Licht im Umfangsteil des optischen Mischraums von jenem im mittleren Teil des optischen Mischraums unterscheidet. Somit tritt eine ”ungleichmäßige Farbe” am Umfang der Anzeigeregion auf. Dieses Phänomen ist auffällig, wenn die Hohlraumdicke (die in dieser Ausführungsform 14 mm beträgt) der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung dünner gemacht wird und/oder der Anordnungsabstand (der in dieser Ausführungsform 5 mm beträgt) der LEDs 1 der jeweiligen Farben im LED-Bündel 1A vergrößert wird.
  • Im Gegensatz dazu können bei der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung von 7a gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung die ausgestrahlte Lichtverteilung von den äußersten LEDs 1 und jene von den LEDs 1, die innen neben den äußersten LEDs 1 liegen, durch teilweises Absorbieren des Lichts, das von den äußersten LEDs 1 ausgestrahlt wird, mit den Flächen 6a und 6b des vorstehenden Teils P der Seitenwand 6 aufeinander abgestimmt werden. In diesem Fall ist das Mischverhältnis des jeweiligen farbigen Lichts von den jeweiligen LEDs 1 im Umfangsteil des optischen Mischraums gleich jenem im mittleren Teil des optischen Mischraums, was bedeutet, dass eine ”ungleichmäßige Farbe” am Umfang der Anzeigeregion der Flüssigkristalltafel 9 verbessert wird. Dies ist in 7B klar erkennbar.
  • Insbesondere, wie in 7B dargestellt ist, sind die relative G-Helligkeit und die relative R-Helligkeit über den gesamten Bereich, der in 7B dargestellt ist, annähernd aufeinander abgestimmt. Zusätzlich sind die relative G-Helligkeit und die relative R-Helligkeit über den gesamten Bereich, der in 7B dargestellt ist, von der Position nahe dem mittleren Teil des optischen Mischraums bis zum Ende desselben Raums annähernd aufeinander abgestimmt und die Schwankung der relativen G- und R-Helligkeit ist auch gering. Bezüglich der x- und y-Werte einer Chromatizität ist der x-Wert etwas größer als der y-Wert und die Differenz zwischen den x- und y-Werten ist über den gesamten Bereich, der in 7B dargestellt ist, annähernd konstant.
  • Als Ergebnis ist bei der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung von 7A gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Mischverhältnis des roten, grünen und blauen Lichts im Umfangsteil des optischen Mischraums annähernd mit jenem im mittleren Teil des optischen Mischraums abgestimmt. Somit tritt keine ”ungleichmäßige Farbe” am Umfang der Anzeigeregion auf. Dasselbe gilt, wenn die Hohlraumdicke (die in dieser Ausführungsform 14 mm beträgt) der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung dünner gemacht wird und/oder der Anordnungsabstand (der in dieser Ausführungsform 5 mm beträgt) der LEDs 1 der jeweiligen Farben im LED-Bündel 1A vergrößert wird.
  • Zusätzlich hat die LED-Anordnung, die in der oben genannten Simulation verwendet wird, die Konfiguration von 4. Insbesondere, wie in 4 dargestellt, sind vier LEDs 1, die rotes, grünes, grünes bzw. blaues (R, G, G, B) Licht ausstrahlen, zur Bildung eines Quadrats angeordnet, das ein Bündel 1A bildet. Bezüglich der Anordnung der LEDs 1 im Bündel 1A sind zwei grüne LEDs 1 an jeder Seite der roten LED 1 angeordnet und die blaue LED 1 ist auf einer diagonalen Linie des Bündels 1A platziert, die durch die rote LED 1 geht. Zwei grüne LEDs 1 sind auf der anderen diagonalen Linie des Bündels 1A angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt.
  • Ferner ist in der ersten Ausführungsform jedes äußerste Ende der Anzeigeregion der Flüssigkristalltafel 9 derart positioniert, dass es zwischen der Ecke (d. h., der Schnittlinie 6d) der Trägerfläche 6c der Seitenwand 6 und der Spitze (d. h., der Schnittlinie 6e) des vorstehenden Teils P liegt. Jedes äußerste Ende der Anzeigeregion kann jedoch an einer Position liegen, die über der Ecke (d. h., der Schnittlinie 6d) der Trägerfläche 6c liegt, wenn der Bildrahmen der Tafel 9 einen Rand oder Raum hat. Kurz gesagt, es ist für die vorliegende Erfindung ausreichend, dass jedes äußerste Ende der Anzeigeregion der Tafel 9 an der Ecke der Trägerfläche 6c (d. h., der Schnittlinie 6d) oder an einer Position näher zum Mittelpunkt der Anzeigeregion als diese Ecke liegt.
  • Da eine LCD gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Kombinieren der oben genannten LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ mit der Flüssigkristalltafel 9 gebildet wird, ist offensichtlich, dass diese LCD denselben Vorteil wie diese Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung hat.
  • ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 8 ist eine Teildraufsicht, die die Struktur der LED-Anordnung zeigt, die in einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die LED-Anordnung von ihrer Emissionsflächenseite (d. h., der Seite der optischen Folien 8) betrachtet wird.
  • Bei der zweiten Ausführungsform, wie in 8 dargestellt, haben die LED-Bündel 1A ein gestaffeltes Layout oder Muster. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der oben genannten ersten Ausführungsform in diesem Punkt. Die übrige Struktur der zweiten Ausführungsform ist dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Da das LED-Bündel 1A ein gestaffeltes Layout hat, kann der Abstand zwischen den benachbarten Bündeln 1A konstant sein. Da der Abstand zwischen den Bündeln 1A konstant ist, wird zusätzlich das jeweilige farbige Licht von den jeweiligen LEDs 1 gut gemischt, um somit ein gutes Gleichgewicht innerhalb der gesamten Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zu haben. Daher kann mit der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform eine ungleichmäßige Farbe in der gesamten Anzeigeregion stärker verringert werden als bei der oben genannten LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der ersten Ausführungsform.
  • DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie in 9 dargestellt, ist in der dritten Ausführungsform, obwohl die Struktur der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung an sich dieselbe wie jene der oben genannten ersten Ausführungsform ist, die optische Eigenschaft der Flächen 6a, und 6b der Seitenwand 6, die sich an der Seite der Montageplatte 2 befinden, anders. Insbesondere haben in der ersten Ausführungsform die Fläche 6a, die parallel zur Reflexionsfläche 3 der Seitenwand 6 liegt, und die Fläche 6b, die die Fläche 6a fortsetzt und senkrecht zur Reflexionsfläche 3 liegt, eine nicht-reflektierende Eigenschaft (d. h., eine optische Absorptionseigenschaft). Im Gegensatz dazu hat in der dritten Ausführungsform die Fläche 6a eine Reflexionseigenschaft und die Fläche 6b eine optische Absorptionseigenschaft. Die übrige Struktur ist dieselbe wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
  • Die Kombination der optischen Eigenschaften der Flächen 6a und 6b ist nicht auf jene beschränkt, die in der dritten Ausführungsform beschrieben ist und es kann jede andere Art von Kombination verwendet werden. Zum Beispiel kann die Fläche 6a eine optische Absorptionseigenschaft haben und die Fläche 6b kann eine Reflexionseigenschaft haben. Beide Flächen 6a und 6b können eine Reflexionseigenschaft haben.
  • Die Eigenschaft (z. B. optische Absorption, Reflexion und so weiter) selbst kann geändert werden. Zum Beispiel kann der oder den Fläche(n) 6a und/oder 6b eine diffuse Reflexionseigenschaft verliehen werden, indem sie weiß gefärbt wird (werden), und es kann ihr (ihnen) eine spiegelnde Reflexionseigenschaft verliehen werden.
  • Die LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der dritten Ausführungsform hat den Vorteil, dass selbst nach der Herstellung der Seitenwand 6 eine Helligkeitsverteilung durch Einstellen der optischen Eigenschaft der Flächen 6a und 6b fein eingestellt werden kann, zusätzlich zu demselben Vorteil wie jenem der ersten Ausführungsform.
  • VIERTE BIS SECHSTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 10A, 10B und 10C sind Querschnittsansichten, die jeweils Strukturen der Hauptteile der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der vierten bis sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Die vierte bis sechste Ausführungsform entsprechen Variationen der Seitenwand 6 in der oben genannten ersten Ausführungsform. Für die Seitenwand 6 ist ausreichend, dass die Innenfläche 6f das vorstehende Teil P enthält, das zum mittleren Teil des optischen Mischraums oder -hohlraums entlang der Montageplatte 2 vorragt, und dass die mindestens einigen der Emissionsflächen der äußersten LEDs 1 mit dem vorstehenden Teil P überlappen und an solchen Positionen angeordnet sind, dass sie unsichtbar sind, wenn sie entlang einer Richtung senkrecht zum Satz optischer Elemente 8 betrachtet werden. Daher kann die Seitenwand 6 verschiedene Profile im Querschnitt aufweisen.
  • Bei der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der vierten Ausführungsform, wie in 10A dargestellt, ist die Fläche 6a, die in der oben genannten ersten Ausführungsform zur Montageplatte 2 parallel ist, zu den Emissionsflächen der LEDs 1 in Bezug auf die Montageplatte 2 geneigt.
  • Bei der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der fünften Ausführungsform, wie in 10B dargestellt, weist die Innenfläche 6f, die in Bezug auf die Montageplatte 2 in der oben genannten ersten Ausführungsform vollständig geneigt ist, das vorstehende Teil P mit einem rechteckigen Querschnitt auf. Dieses vorstehende Teil P wird selektiv in der Nähe der LED-Anordnung gebildet und der Teil des vorstehenden Teils P, der näher zu den optischen Elementen 8 liegt als das vorstehende Teil P, wird entfernt. Die Querschnittsform des vorstehende Teils P und die Querschnittsform des entfernten Teils des vorstehenden Teils P sind optional austauschbar.
  • Bei der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der sechsten Ausführungsform, wie in 10C dargestellt, ist die Innenfläche 6f, die in der oben genannten ersten Ausführungsform in Bezug auf die Montageplatte 2 vollständig geneigt ist, zur Montageplatte 2 senkrecht. Das vorstehende Teil P, das näher zu den optischen Elementen 8 liegt als die Fläche 6a, hat durchgehend dieselbe Dicke. Wenn der Bildrahmen der LCD einen Rand oder Raum in Bezug auf die Endposition der Anzeigeregion hat, kann die in 10C dargestellte Struktur genommen werden.
  • Es ist offensichtlich, dass die LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der vierten bis sechsten Ausführungsform denselben Vorteil aufweist wie die LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtungen vom direkten Typ gemäß der oben genannten ersten Ausführungsform.
  • SIEBENTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 11 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur des Hauptteils einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die siebente Ausführungsform hat die Struktur, dass das vorstehende Teil P der Innenfläche 6f der Seitenwand 6 durch gekrümmte Oberflächen gebildet ist. Diese Struktur entspricht jener, die durch Bilden des vorstehenden Teils P der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ der fünften Ausführungsform, die in 10B dargestellt ist, mit zwei vertieften gekrümmten Oberflächen erhalten wird, wobei das obere Ende des vorstehenden Teils P scharf gemacht wird.
  • Bei der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung gemäß der siebenten Ausführungsform sind die Fläche 6a, die in der oben genannten ersten Ausführungsform parallel zur Montageplatte 2 liegt, und die Fläche 6b, die senkrecht zur Montageplatte 2 liegt, zu einer vertieften gekrümmten Fläche 6g geändert. Die Innenfläche 6f ist auch vertieft und gekrümmt.
  • Bei der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der siebenten Ausführungsform wird auch derselbe Vorteil wie bei der oben genannten ersten Ausführungsform erreicht. Ferner gibt es zusätzlich zu diesem Vorteil einen weiteren Vorteil, dass die Helligkeitsverteilung durch Ändern der Krümmungszustände der Flächen 6f und 6g feineingestellt werden kann, um dadurch die Richtung der Spiegelreflexionskomponente des Lichts einzustellen, das von der Seitenwand 6 diffus reflektiert wird.
  • Die oben genannten Formen des vorstehenden Teils P der Seitenwand 6 und die oben genannten Formen der Innenflächen davon in den ersten bis siebenten Ausführungsformen können optional nach Bedarf miteinander kombiniert werden.
  • ACHTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 12 ist eine Teildraufsicht auf die LED-Anordnung, die in einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die LED-Anordnung von der Emissionsflächenseite betrachtet wird.
  • Wie in 12 dargestellt, unterscheidet sich die achte Ausführungsform von der oben genannten ersten Ausführungsform darin, dass die Seitenwand 6 selektiv geschnitten ist, so dass sie mehrere Ausschnitte oder Öffnungen 10 aufweist, von welchen jeder zwischen dem benachbarten LED-Bündel 1A liegt. Die übrige Struktur ist dieselbe wie bei der oben genannten ersten Ausführungsform.
  • In der Region zwischen den benachbarten LED-Bündeln 1A ist es für das Licht von den LEDs 1 schwierig, die optischen Elemente 8 zu erreichen. Aus diesem Grund entsteht die Befürchtung, dass es für das Licht von den äußersten LEDs 1 schwieriger ist, die Elemente 8 zu erreichen, da das vorstehende Teil P an der Seitenwand 6 vorgesehen ist. Zur Beseitigung einer solchen Befürchtung wird das vorstehende Teil P selektiv weggeschnitten, um die Ausschnitte 10 an den jeweiligen Positionen zwischen den benachbarten LED-Bündeln 1A in der achten Ausführungsform zu bilden. Durch Bilden der Ausschnitte 10 entsteht ein Zustand gleich jenem, bei dem das vorstehende Teil P in den jeweiligen Regionen zwischen den benachbarten LED-Bündeln 1A nicht vorhanden ist, und somit entsteht die Befürchtung nicht, dass es für das Licht von den äußersten LEDs 1 aufgrund des vorstehenden Teils P schwierig ist, die optischen Elemente 8 zu erreichen.
  • Bei der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der achten Ausführungsform wird auch derselbe Vorteil wie bei der oben genannten ersten Ausführungsform erzielt. Ferner gibt es zusätzlich zu diesem Vorteil den weiteren Vorteil, dass eine ungleichmäßige Farbe verhindert werden kann, selbst wenn ein ausreichender Spielraum für eine ungleichmäßige Helligkeit aus der Sicht der Hohlraumdicke der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung aufgrund der Einschränkungen des Abstandes zwischen den LED-Bündeln 1A nicht zulässig ist.
  • NEUNTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 13 ist eine Draufsicht, die die Struktur der LED-Anordnung zeigt, die in einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Wie in 13 dargestellt, sind in der neunten Ausführungsform verschiedene Kombinationen der LEDs 1 im LED-Bündel 1A entsprechend dem Zweck oder der Verwendung der Anzeigevorrichtung möglich.
  • Die Kombination (a) ist vom RGGB-Typ und enthält vier LEDs 1, wobei eine LED rotes Licht ausstrahlt, zwei LEDs grünes Licht ausstrahlen und die eine verbleibende LED blaues Licht ausstrahlt. Dieser Typ ist für den Zweck geeignet, der eine hohe Helligkeit und einen weiten Bereich einer Chromatizität verlangt. Diese Kombination wird in der oben genannten ersten Ausführungsform verwendet.
  • Die Kombination (b) ist vom RGB-Typ und enthält drei LEDs 1, die rotes, grünes und blaues Licht ausstrahlen. Dieser Typ ist für den Zweck geeignet, der eine geringe Helligkeit und einen weiten Bereich einer Chromatizität verlangt.
  • Die Kombination (c) ist vom WRGB-Typ und enthält vier LEDs 1, die weißes, rotes, grünes und blaues Licht ausstrahlen. Dieser Typ ist für den Zweck geeignet, der einen hohen Wirkungsgrad und einen geringen Stromverbrauch verlangt.
  • Die Kombination (d) ist vom WGB-Typ und enthält drei LEDs 1, die weißes, grünes und blaues Licht ausstrahlen. Dieser Typ ist für den Zweck geeignet, der eine Chromatizitätseinstellung innerhalb nur eines spezifischen Chromatizitätsbereichs, einen hohen Wirkungsgrad und einen geringen Stromverbrauch verlangt.
  • Die Kombination (e) ist vom WRG-Typ und enthält drei LEDs 1, die weißes, rotes und grünes Licht ausstrahlen. Dieser Typ ist auch für den Zweck geeignet, der eine Chromatizitätseinstellung innerhalb nur eines spezifischen Chromatizitätsbereichs, einen hohen Wirkungsgrad und einen geringen Stromverbrauch verlangt.
  • Auf diese Weise werden die Eigenschaften der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung entsprechend der Kombination der LEDs 1 im LED Bündel 1A geändert. Die Erfindung ist nicht auf den RGB-Typ beschränkt, der drei LEDs 1 mit rotem, grünem und blauem Licht enthält.
  • Wenn zum Beispiel eine weiße (W) LED mit höherem Wirkungsgrad als rote (R), grüne (G) und blaue (B) LEDs mit R-, G- und B-LEDs kombiniert wird, kann ein weißer Punkt durch R-, G- und B-LEDs veränderbar gemacht werden, während der Stromverbrauch gesenkt wird. Ferner kann der WGB- oder WRG-Typ verwendet werden, der durch eine Kombination der oben genannten W-LED mit G- und B-LEDs (eine R-LED von R-, G- und B-LEDs wird weggelassen) oder R- und G-LEDs (eine B-LED wird von R-, G- und B-LEDs weggelassen) gebildet wird. Da diese zwei dreifarbigen Kombinationen (d. h., WGB und WRG) eine Farbe weniger als die vierfarbige Kombination aus W, R, G und B aufweisen, kann der Maßstab der LED-Ausgangssteuerung, wenn ein weißer Punkt veränderbar ist, verkleinert und die erforderliche Anzahl an LEDs verringert werden. Dies trägt zur Senkung der Herstellungskosten von Anzeigevorrichtungen bei.
  • In diesen hierin beschriebenen Kombinationen wird die Anordnung der LEDs 1 im LED-Bündel 1A so bestimmt, dass eine Chromatizität optisch ausgewogen ist. Zum Beispiel kann die LED-Anordnung ein quadratisches, dreieckiges oder rhombisches Muster haben.
  • Der Zweck oder die Verwendung, wie in der neunten Ausführungsform beschrieben, ist ein Beispiel. Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf die Kombination der LEDs 1 im Bündel 1A beschränkt. Wenn auch nicht schematisch dargestellt, kann eine LED-Einheit oder -Vorrichtung mit mehrfarbigen LEDs (LED-Chips) 1 in ihrer Kompaktbaugruppe für die vorliegende Erfindung verwendet werden.
  • Bei der LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß der neunten Ausführungsform wird ebenso derselbe Vorteil wie bei der oben genannten ersten Ausführungsform erzielt. Ferner gibt es zusätzlich zu diesem Vorteil den weiteren Vorteil, dass eine optimale Eigenschaft gemäß dem Zweck oder der Verwendung der Anzeigevorrichtung vorgesehen sein kann.
  • ZEHNTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 14 ist eine Draufsicht auf die LED-Anordnung, die in einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten gemäß Typ einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die LED-Anordnung von der Emissionsseite betrachtet wird.
  • Wie in 14 dargestellt, unterscheidet sich die zehnte Ausführungsform von der oben genannten ersten Ausführungsform darin, dass die LEDs 1 nicht kombiniert sind, um das LED-Bündel 1A zu bilden, aber R-, G- und B-LEDs 1 für dreifarbiges Licht linear in einer vorgegebenen Reihenfolge entlang einer Richtung angeordnet sind, wodurch eine riegelförmige LED-Reihe oder ein LED-Satz 1B gebildet wird. Die übrige Struktur der zehnten Ausführungsform ist dieselbe wie in der ersten Ausführungsform.
  • In jeder der LED-Reihen oder LED-Sätze 1B sind rote, grüne und blaue LEDs 1 in einer vorgegebenen Reihenfolge in konstanten Abständen entlang einer Richtung (d. h., der vertikalen Richtung in 14) ausgerichtet und bilden eine riegelförmige Konfiguration. Dieses Anordnungsmuster ist dasselbe wie jenes für die riegelförmige fluoreszierende Lampe. Mehrere LED-Reihen 1B (mit anderen Worten, riegelförmige LED-Sätze) sind auf der Reflexionsfläche 3 in konstanten Abständen entlang einer Richtung (d. h., der lateralen Richtung in 14) senkrecht zur Verlaufsrichtung der LED-Reihen 1B angeordnet, wodurch die LED-Anordnung erhalten wird.
  • Da in dieser Ausführungsform die LED-Anordnung durch die Kombination der riegelförmigen LED-Sätze oder LED-Reihen 1B gebildet ist, ist es ausreichend, dass das vorstehende Teil P der Seitenwand 6 nur an zwei gegenüberliegenden Stellen (an der Innenfläche 6f) vorgesehen ist, wo jeweils beide Enden jeder LED-Reihe 1B angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Struktur der Seitenwand 6 vereinfacht ist. Aus diesem Grund kann eine ungleichmäßige Farbe durch derartiges Vorsehen des vorstehenden Teils P an der Innenfläche 6a der Seitenwand 6, dass es an den Stellen angebracht ist, wo die äußersten LEDs 1 in jeder LED-Reihe 1B angeordnet sind, verbessert werden. Zum Beispiel befinden sich in 14 die äußersten LEDs 1 in jeder LED-Reihe 1B an den oberen und unteren Endpositionen.
  • Wenn die riegelförmigen LED-Reihen 1B in ausreichend schmalen Abständen in Bezug auf die Hohlraumdicke der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung angeordnet sind und gleichzeitig die LED-Reihen 1B ausreichend nahe zu den Teilen (d. h., den linken und rechten Enden der Seitenwand 6 in 14) der Seitenwand 6 liegen, die parallel zur Anordnungsrichtung der LED-Reihen 1B sind (d. h., zur seitlichen Richtung in 14), kann ferner das vorstehende Teil P auch an diesen Stellen gebildet werden (d. h., am linken und rechten Ende der Seitenwand 6 in 14). In diesem Fall gibt es einen weiteren Vorteil, dass die ungleichmäßige Helligkeit, die an den Teilen der Seitenwand 6 auftritt, die parallel zur Anordnungsrichtung der LED-Reihen 1B liegen (d. h., dem linken und rechten Ende der Seitenwand 6 in 14), vermindert werden kann.
  • ELFTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 15 ist eine Draufsicht auf die LED-Anordnung, die in einer LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die LED-Anordnung von der Emissionsseite betrachtet wird.
  • Wie in 15 dargestellt, werden in der elften Ausführungsform nur weiße LEDs 1 als Lichtquelle verwendet. Ähnlich wie in der zuvor beschriebenen zehnten Ausführungsform sind die weißen LEDs 1 ferner in ausreichend schmalen Abständen in Bezug auf die Hohlraumdicke der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung angeordnet und gleichzeitig sind die äußersten LEDs 1 in der LED-Anordnung nahe der Seitenwand 6 angeordnet. Das vorstehende Teil P der Seitenwand 6 ist so gebildet, dass es die Emissionsflächen der äußersten LEDs 1 wie in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform teilweise bedeckt.
  • Da in dieser Ausführungsform die Abstände zwischen den benachbarten weißen LEDs 1 innerhalb der LED-Anordnung konstant sind, kann eine ungleichmäßige Helligkeit von weißem Licht von den LEDs 1 in der gesamten Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung unterdrückt werden.
  • VARIATIONEN
  • Die zuvor beschriebenen erste bis elfte Ausführungsform sind verkörperte Beispiele der vorliegenden Erfindung. Daher ist die vorliegende Erfindung natürlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und jede andere Modifizierung ist bei diesen Ausführungsformen anwendbar, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Zum Beispiel ist die Struktur des vorstehenden Teils P, das an der Innenfläche 6f der Seitenwand 6 gebildet ist, nicht auf jene beschränkt, die in den oben genannten Ausführungsformen erklärt wurden, sondern ist beliebig veränderbar. Ferner ist auch das Layout der LEDs 1 nicht auf jene beschränkt, die in den oben genannten Ausführungsformen erklärt wurden, sondern beliebig veränderbar.
  • Die vorliegende Erfindung ist bei LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtungen vom direkten Typ anwendbar, die LEDs als Lichtquelle verwenden, und bei LCD-Vorrichtungen, die die Hintergrundbeleuchtungsvorrichtungen verwenden.

Claims (15)

  1. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ, aufweisend: eine Bodenwand; einen Satz optischer Elemente, die gegenüber einer Innenfläche der Bodenwand in einem vorgegebenen Abstand angeordnet sind; eine Seitenwand, die die Bodenwand und den Satz optischer Elemente in dem vorgegebenen Abstand hält; und LEDs als Lichtquelle, die an der Innenfläche der Bodenwand befestigt sind; wobei die Seitenwand ein vorstehendes Teil aufweist, das zu einem mittleren Abschnitt eines Raums vorragt, der durch die Bodenwand, die Seitenwand und den Satz optischer Elemente gebildet ist; und mindestens einige Emissionsflächen der LEDs, die an äußersten Positionen angeordnet sind, mit dem vorstehenden Teil überlappen und an solchen Positionen angeordnet sind, dass sie unsichtbar sind, wenn sie entlang einer Richtung senkrecht zum Satz optischer Elemente betrachtet werden.
  2. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei sich ein oberes Ende des vorstehenden Teils an einer Position befindet, die entlang der Bodenwand in Bezug auf Mittelpunkte der Emissionsflächen der LEDs, die an den äußersten Positionen angeordnet sind, nach außen verschoben ist.
  3. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei die Seitenwand eine Trägerfläche zum Tragen des Satzes optischer Elemente aufweist und ein Schnittpunkt, der durch Schneiden der Trägerfläche mit einer Innenfläche der Seitenwand gebildet ist, an einer Position liegt, die entlang der Bodenwand in Bezug auf das obere Ende des vorstehenden Teils nach außen verschoben ist.
  4. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 3, wobei Positionen des oberen Endes des vorstehenden Teils und des Schnittpunkts so bestimmt sind, dass ein äußerstes Ende einer Anzeigeregion einer Flüssigkristalltafel, die mit der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung kombiniert werden soll, zwischen dem oberen Ende des vorstehenden Teils und dem Schnittpunkt liegt.
  5. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle eine Bündelstruktur hat, die durch Kombination der LEDs gebildet ist, die Licht unterschiedlicher Farbe ausstrahlen.
  6. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle durch die LEDs gebildet ist, die nur weißes Licht ausstrahlen.
  7. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei die LEDs an der Innenfläche der Bodenwand in konstanten Abständen angeordnet sind, so dass sie eine quadratische Anordnung oder eine gestaffelte Anordnung bilden.
  8. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei eine Region der Seitenwand, die der Bodenwand näher liegt als das vorstehende Teil, eine optisch absorbierende Fläche hat.
  9. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei eine Region der Seitenwand, die der Bodenwand näher liegt als das vorstehende Teil, eine diffuse Reflexionsfläche oder eine spiegelnde Reflexionsfläche hat.
  10. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei eine Region der Seitenwand, die der Bodenwand näher liegt als das vorstehende Teil, eine optisch absorbierende Fläche und eine diffuse Reflexionsfläche oder eine spiegelnde Reflexionsfläche hat.
  11. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei ein Querschnitt des vorstehenden Teils annähernd dreieckig oder rechteckig ist und die Innenfläche der Seitenwand eine flache Oberfläche ist.
  12. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei ein Querschnitt des vorstehenden Teils annähernd dreieckig oder rechteckig ist und die Innenfläche der Seitenwand eine vertiefte gekrümmte Oberfläche ist.
  13. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei das vorstehende Teil selektiv nur an einer Stelle gebildet ist, die mit den LEDs überlappt, die an den äußersten Positionen gebildet sind, und das vorstehende Teil zwischen den LEDs nicht vorhanden ist.
  14. LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle riegelförmige LED-Sätze aufweist, von welchen jeder durch Ausrichten der LEDs, die Licht unterschiedlicher Farbe ausstrahlen, entlang einer ersten Richtung gebildet ist, und die riegelförmigen LED-Sätze in konstanten Abständen entlang einer zweiten Richtung, senkrecht zur ersten Richtung, angeordnet sind; wobei das vorstehende Teil nur an zwei gegenüberliegenden Abschnitten der Seitenwand vorgesehen ist, wobei die beiden gegenüberliegenden Abschnitte neben jedem Ende der riegelförmigen LED-Sätze liegen und sich entlang der zweiten Richtung erstrecken.
  15. Flüssigkristallanzeigevorrichtung, aufweisend: eine Flüssigkristalltafel; und die LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom direkten Typ nach Anspruch 1.
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