DE4211047A1 - Von hinten einfallendes licht erzeugende vorrichtung einer fluessigkristallanzeige - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine von hinten einfallendes Licht erzeugende Vorrichtung einer Flüs­ sigkristallanzeige (LCD).

Allgemein umfaßt eine LCD, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, Polarisationsfilterschichten 1 auf ihren beiden Außen­ flächen, eine Frontplatte 2 und eine Rückplatte 3, die mit­ tels eines an den Innenrändern der LCD angebrachten Dich­ tungsmaterials 7 einen mit Flüssigkristall 6 gefüllten, geschlossenen Raum bilden, einander gegenüberliegende trans­ parente Elektroden 4 mit einem bestimmten Muster sowie Orientierungsschichten 5, die den oberen Teil der transpa­ renten Elektroden 4 und die zwischen den transparenten Elek­ troden freiliegende Innenseite von Frontplatte 2 und Rückplatte 3 zu einer bestimmten Dicke bedecken.

Obige LCD ist keine selbstleuchtende Vorrichtung, wie sie etwa eine Kathodenstrahlröhre oder Vakuumfluoreszenz­ anzeige darstellen, sondern eine nichtausstrahlende Anzeige, wie etwa ein Druck, die den Anzeigevorgang mit Hilfe von Licht von außen durchführt.

Es gibt zwei Arten von LCD-Vorrichtungen, nämlich eine LCD vom Frontreflexionstyp, welche das durch die Ausrichtung von Flüssigkristall 6 erzeugte Muster unter Verwendung von durch die Frontplatte 2 einfallendem Licht wiedergibt, und eine LCD vom Transmissionstyp, welche das von hinten ein­ fallende Licht einer solches Licht erzeugenden Vorrichtung, Licht also, das von der Rückseite der LCD einfällt, zur Erzeugung der Anzeige verwendet. Die vorliegende Erfindung verbessert letztere, die von hinten einfallendes Licht (im weiteren auch Hintergrundlicht genannt) erzeugende Vorrich­ tung einer LCD vom Transmissionstyp.

Der herkömmliche Aufbau der Hintergrundlicht erzeugen­ den Vorrichtung der Transmissions-LCD ist in Fig. 4 veran­ schaulicht. Die Hintergrundlichterzeugungsvorrichtung umfaßt eine Diffuserplatte 11, die der Unterseite der Rückplatte 3 einer LCD über die Polarisationsfilterschicht 1 zugekehrt angeordnet ist, eine Lichtdurchgangsplatte 12, die an der Unterseite der Diffuserplatte 11 angebracht ist, eine an der Unterseite der Lichtdurchgangsplatte 12 angebrachte Refle­ xionsplatte 13 zum Reflektieren des gestreuten Lichts aus dem in die Lichtdurchgangsplatte 12 eintretenden Licht zur Diffuserplatte 11, und eine an einer Seite der Lichtdurch­ gangsplatte 12 angeordnete Lampe L zum Einstrahlen von Licht auf diese. Die Lampe L weist innen einen Fluoreszenzfilm und Reflexionsfilm auf, die eine bestimmte kombinierte Dicke haben, und ist in einem Gehäuse H angebracht.

Bei einer wie oben beschrieben aufgebauten herkömmli­ chen Hintergrundlichterzeugungsvorrichtung fällt das von der Lampe L eingestrahlte Licht auf die Diffuserplatte 11 über die Lichtdurchgangsplatte 12 und wird dann durch die Diffu­ serplatte 11 so gestreut, daß es auf die Rückplatte einer LCD eingestrahlt wird.

Da jedoch das einfallende Licht nur durch die Diffuser­ platte 11 gestreut wird, geht bei einer solchen herkömmli­ chen Hintergrundlichterzeugungsvorrichtung ein erheblicher Anteil des von der Lampe L erzeugten Lichts verloren. Wegen der geringen Lichtmenge, die die Diffuserplatte 11 durch­ läuft und auf die Rückplatte auftrifft, läßt sich ein Bild mit ausreichender Helligkeit über die LCD nicht erzeugen. Dies liegt daran, da es unmöglich ist, eine Diffuserplatte mit guter spezifischer Durchlässigkeit zur Verminderung der Teilhelligkeitsdifferenz eines Bildes zu verwenden, so daß andere Maßnahmen erforderlich sind. Da die spezifische Durchlässigkeit einer herkömmlichen Diffuserplatte 20-30% beträgt, geht eine erhebliche Menge an Licht in der Diffu­ serplatte verloren, was die zur Anzeige des Bildes beitra­ gende Lichtmenge vermindert. Da die Helligkeit der LCD sinkt, wird die Leistung der Lampe erhöht, um den Hellig­ keitsverlust zu kompensieren, womit dann auch ein Bild ge­ wünschter Helligkeit erzielt wird. Eine solche Maßnahme erhöht jedoch den Stromverbrauch.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine von hinten einfallendes Licht erzeugende Vorrichtung für eine LCD-Vor­ richtung zu schaffen, bei welcher der Wirkungsgrad verbes­ sert werden kann, indem das von einer Lampe her einfallende Licht unter Verwendung einer Diffuserplatte hoher spezifi­ scher Lichtdurchlässigkeit verwendet wird, und ferner der Leistungsverlust verglichen mit demjenigen einer herkömm­ lichen Vorrichtung vermindert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine von hin­ ten einfallendes Licht erzeugende Vorrichtung einer LCD- Vorrichtung gelöst, welche eine der Unterseite der Rückplat­ te der LCD-Vorrichtung zugekehrt liegende Diffuserplatte und eine Lichtdurchgangsplatte sowie eine Reflexionsplatte, die aufeinanderfolgend unter der Diffuserplatte angeordnet sind, und eine an einem der Ränder der Lichtdurchgangsplatte an­ geordnete Lampe zum Einstrahlen von Licht aufweist, wobei die der Diffuserplatte gegenüberliegende Oberfläche der Lichtdurchgangsplatte in bezug auf die Diffuserplatte so geneigt ist, daß sie auf der Seite, wo die Lampe angebracht ist, nahe an der Diffuserplatte liegt und sich mit zuneh­ mender Entfernung von der Lampe von der Diffuserplatte ent­ fernt, und wobei der Raum zwischen der Lichtdurchgangsplatte und der Diffuserplatte mit Diffusermaterial mit einem be­ stimmten spezifischen Lichtbrechvermögen gefüllt ist.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Auf diesen ist

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfin­ dungsgemäßen von hinten einfallendes Licht erzeugenden Vor­ richtung einer LCD,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungs­ form der Erfindung,

Fig. 3 eine frontale Schnittansicht einer allgemeinen LCD-Vorrichtung und

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer herkömm­ lichen von hinten einfallendes Licht erzeugenden Vorrichtung einer LCD.

Fig. 1 zeigt die erste Ausführungsform der Hinter­ grundlicht erzeugenden Vorrichtung einer LCD, welche eine einer hinteren Platte 3 der LCD über die Polarisationsfil­ terschicht 1 gegenüberliegende Diffuserplatte 10, eine Lichtdurchgangsplatte 30 mit einer der Diffuserplatte 10 gegenüberliegenden Oberseite, die unter einem bestimmten Winkel gegenüber der Diffuserplatte 10 geneigt ist, eine Lampe L zum Einstrahlen von Licht, die an demjenigen Rand der Lichtdurchgangsplatte 30 angeordnet ist, welcher die größere Dicke hat, ein den Raum zwischen der geneigten Ober­ seite der Lichtdurchgangsplatte 30 und der Diffuserplatte 10 ausfüllendes Diffusermaterial 20 und eine Reflexionsplatte 40 zum Rückreflektieren von an der geneigten Fläche der Lichtdurchgansplatte reflektiertem Licht aus dem von der Lampe L eingestrahlten Licht in die Diffuserplatte 10 auf­ weist. Die geneigte Fläche der Lichtdurchgangsplatte 30 ist dabei mit Buckeln bzw. Unebenheiten versehen, damit ein Teil des von der Lampe L direkt einfallenden Lichts absorbiert wird, und ist so geneigt, daß sie sich mit zunehmender Ent­ fernung von der Lampe von der Diffuserplatte 10 entfernt. Gase, Flüssigkeiten und Festkörper mit größerem Brechungs­ vermögen als die Lichtdurchgangsplatte 30 werden als Diffu­ sermaterial 20 verwendet.

In Fig. 2, die eine weitere Ausführungsform zeigt, ist die Reflexionsplatte 40 entgegengesetzt zur Neigung der Oberseite der Lichtdurchgangsplatte 30 geneigt angeordnet, was den Reflexionswinkel des durch die Lichtdurchgangsplatte 30 einfallenden Lichts erhöht. Mit obiger Anordnung der Reflexionsplatte 40 ergibt sich eine verbesserte Helligkeit verglichen mit der ersten Ausführungsform. Bei der Hinter­ grundlichterzeugungsvorrichtung obigen Aufbaus für eine LCD verläuft das von der Lampe L einfallende Licht durch die Lichtdurchgangsplatte 30 und wird dann an der geneigten Seite regellos reflektiert bzw. abgelenkt, so daß ein Teil in das Diffusermaterial 20 gebrochen und ein weiterer Teil in die Reflexionsplatte 40 reflektiert und dann wieder nach oben in die geneigte Seite rückreflektiert wird und in die Diffuserplatte 10 eintritt. Auf dem Weg in die Diffuserplat­ te 10 wird das Licht im Diffusermaterial 20 gestreut, wonach es auf die Diffuserplatte 10 einfällt und erneut gestreut wird, wodurch es mit gleichmäßiger Verteilung auf die LCD- Vorrichtung eingestrahlt wird. Der Brechungswinkel des Lichts im Diffusermaterial 20 wird dabei kleiner als der Einfallswinkel, so daß ein erheblicher Teil des Lichts in die Diffuserplatte 10 eintritt. Wenn außerdem ein Diffuser­ material 20 mit großem Brechungsvermögen verwendet wird, wird der Brechungswinkel nahezu null, und das im Diffuserma­ terial 20 gebrochene Licht fällt nahezu senkrecht auf die Diffuserplatte 10 ein, so daß die Helligkeit verstärkt ist.

Wie oben erwähnt, wird bei der gegenständlichen Hinter­ grundlichterzeugungsvorrichtung das Licht durch das Diffu­ sermaterial 20 und die Diffuserplatte 10 zweimal zerstreut, so daß ein Bild mit gleichförmiger Helligkeit erzielt wird. Da ferner die erste Lichtzerstreuung im Diffusermaterial 20 stattfindet, ist es möglich, eine Diffuserplatte mit einem höheren Lichtdurchlaßvermögen zu verwenden, als es eine her­ kömmliche Diffuserplatte hat, so daß die Lichtausbeute er­ höht ist. Da, wie angegeben, die Verwendung einer Diffuser­ platte 10 mit hohem Lichtdurchlaßvermögen möglich wird, ist die Helligkeit gesteigert, so daß schon bei verhältnismäßig niedrigem Stromverbrauch verglichen mit dem bei einer her­ kömmlichen Vorrichtung ein Bild der gewünschten Helligkeit erzielt wird.

Da, wie erläutert, bei der Hintergrundlichterzeu­ gungsvorrichtung gemäß der Erfindung das Licht zweimal, nämlich durch das Diffusermaterial und die Diffuserplatte, zerstreut wird, wird die Verwendung einer Diffuserplatte mit hohem Lichtdurchlaßvermögen möglich. Verglichen mit der herkömmlichen Hintergrundlichterzeugungsvorrichtung, die eine Diffuserplatte niedrigen Lichtdurchlaßvermögens ver­ wendet, zeigt die Rücklichterzeugungsvorrichtung gemäß der Erfindung eine hohe Lichtausbeute, wobei ein Bild mit hoher Helligkeit erzielt wird und der Stromverbrauch abnimmt.

Claims (3)

1. Von hinten einfallendes Licht erzeugende Vorrichtung einer LCD-Vorrichtung, mit einer der Unterseite der Rück­ platte der LCD-Vorrichtung zugekehrt liegenden Diffuserplat­ te (10) und einer Lichtdurchgangsplatte (30) sowie einer Reflexionsplatte (40), die aufeinanderfolgend unter der Diffuserplatte (10) angeordnet sind, und einer Lampe (L) zum Einstrahlen von Licht, die an einem Rand der Lichtdurch­ gangsplatte (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Diffuserplatte (10) zugekehrte Seite der Lichtdurch­ gangsplatte (30) in bezug auf die Diffuserplatte (10) so geneigt ist, daß sie auf der Seite, wo die Lampe (L) ange­ ordnet ist, nahe an der Diffuserplatte (10) liegt und sich mit zunehmender Entfernung von der Lampe (L) von der Diffu­ serplatte (10) entfernt, wobei der Raum zwischen der Licht­ durchgangsplatte (30) und der Diffuserplatte (10) mit einem Diffusermaterial (20) eines vorbestimmten Brechungsvermögens ausgefüllt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsplatte (40) zur geneigten Seite der Licht­ durchgangsplatte (30) entgegengesetzt geneigt angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Brechungsvermögen des Diffusermaterials (20) größer als dasjenige der Lichtdurchgangsplatte (30) ist.