DE60301983T2

DE60301983T2 - Oberflächenemittierende Beleuchtungsvorrichtung für eine Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE60301983T2
Application number: DE60301983T
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Ota-ku Kano
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: EP1341030B1; EP1341030A1; CN1441298A; JP2003257229A; KR20030071503A; DE60301983D1; CN1182430C; US7206040B2; US20030160911A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur, die als ein Hintergrundlicht oder ein Vordergrundlicht zur Verwendung in einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung bevorzugt sein kann, und eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, die mit dem Hintergrundlicht oder dem Vordergrundlicht ausgestattet ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Dokument EP 1 113 218 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten einer LCD-Einrichtung gemäß der Erklärung, die die Bestimmung des Gegenstands von Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung angibt.
20 ist eine schematische Schnittansicht, die eine existierende transmittierende Flüssigkristallanzeigeeinrichtung zeigt, und eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung 100 in dem Beispiel weist eine Flüssigkristallanzeigeeinheit 120 und ein Hintergrundlicht 110, das an einer Rückoberflächenseite der Flüssigkristallanzeigeeinheit 120 angeordnet ist, auf.
Das Hintergrundlicht 110 ist derart aufgebaut, dass es Licht von einer langen Lichtquelle 113 ermöglicht wird, in eine Lichtleiterplatte 112 von einer Endfläche daran (Eintrittsfläche 112a) einzutreten und aus einer Seitenfläche (Austrittsfläche 112b) auszutreten, die der Flüssigkristalleinheit 120 in der Lichtleiterplatte 112 gegenüber liegt. An der anderen Seitenfläche 112c an einer Seite, die der Austrittsfläche 112b der Lichtleiterplatte 112 gegenüber liegt, sind eine Prismentafel 114 und eine weiße Tafel 115 in dieser Reihenfolge angeordnet. Um die Bestandteile des Hintergrundlichts 110 integral zu halten, ist ein abdeckungs ähnliches Halteelement 116, das die lange Lichtquelle 113, die Lichtleiterplatte 112, die Prismentafel 114 und die weiße Tafel 115 in einem Stück aufnehmen kann, vorgesehen. Ferner hat die weiße Tafel 115, die an einer Rückoberflächenseite der Lichtleiterplatte 112 angeordnet ist, Lichtdiffusionseigenschaften und Lichtreflektionseigenschaften, und weiterhin ist zwischen der Lichtleiterplatte 112 und der weißen Tafel 115 die Prismentafel 114 angeordnet, und so sind die Lichtdiffusionseigenschaften und die Gleichmäßigkeit einer Helligkeitsverteilung verbessert. Ferner wurde als die lange Lichtquelle 113 eine kalte Kathodenröhre verwendet.
Bei einem Hintergrundlicht einer kleineren Anzeigeeinrichtung, wie z.B einer Informationsterminal-Einrichtung usw., wurde jedoch statt der kalten Kathodenröhre eine Lichtquelle, die ein EL-Element (Elektrolumineszenz) verwendet, weithin eingesetzt, da die kalte Kathodenröhre, die einen Wandler usw. benötigt, einen zu hohen Stromverbrauch aufweist und zu einem starken Verbrauchen einer Batterie führt.
Wenn jedoch ein EL-Element als eine Lichtquelle dieser Art einer Anzeigeeinrichtung verwendet wird, ist, um eine Helligkeit von im Wesentlichen mehreren Cd/m² zu erhalten, ein Stromverbrauch von 4 bis 5 mW/cm² nötig, und demgemäß gibt es ein Problem dahingehend, dass trotz hohen Stromverbrauchs die Helligkeit gering ist.
Ferner ist bei einem EL-Element, um dem Element selbst zu ermöglichen, zu emittieren, ein Wandler notwendig in einer Amplitudenschaltung, und es tritt ein Problem dahingehend auf, dass der Wandler eine Rauschquelle für eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung wird. Bis jetzt war es als eine Gegenmaßnahme für das Wandlerrauschen notwendig, die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung mit einer Rauschgegenmaßnahmeschaltung, Rauschabschirmeinrichtung auszustatten, was zu höheren Kosten führt. Ferner ist der Wandler angesichts einer Schaltung dahingehend nachteilig, dass Kosten erhöht werden.
Da das EL-Element einen Nachteil dahingehend hat, dass eine Emissionslebensdauer relativ kurz ist, sind ferner für eine längere Verwendung Bauteilersetzung und -wartung notwendig. Zum Beispiel ist für den Fall eines gewöhnlichen EL-Elements, ausgedrückt in einer Halbwertszeit, wenn die Helligkeit die Hälfte der anfänglichen Helligkeit wird, die Emissionslebensdauer im Wesentlichen 5000 h im längsten Fall und im Wesentlichen 2500 h im kürzesten Fall. Demgemäß bedarf es einer Lichtquelle, die eine weiter verlängerte Lebensdauer hat.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, ein Hintergrundlicht bereitzustellen, das geringer beim Stromverbrauch ist, eine höhere Helligkeit aufweisen kann, in seiner Lebensdauer länger ist und weniger Rauschen erzeugt, und eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, die damit ausgestattet ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die obigen Probleme zu überwinden, ist ein Hintergrundlicht gemäß der Erfindung ein Hintergrundlicht, das an einer Rückoberflächenseite eines zu beleuchtenden Gegenstands angeordnet ist und den zu beleuchtenden Gegenstand von der Rückoberflächenseite beleuchtet, wobei das Hintergrundlicht eine Lichtleiterplatte, einen Zwischenlichtleiter, der entlang einer Endoberfläche einer Seite der Lichtleiterplatte angeordnet ist, und eine Lichtquelle, die an dem Zwischenlichtleiter angeordnet ist, aufweist, wobei eine Oberflächenseite der Lichtleiterplatte in eine Reflexionsoberfläche ausgebildet ist, an der eine konkav-konvexe Form ausgebildet ist, um sich darin bewegendes Licht zu reflektieren, wobei die andere Oberflächenseite der Lichtleiterplatte in eine Austrittsfläche ausgebildet ist, die von der Reflexionsfläche reflektiertes Licht austreten lässt, wobei an der Reflexionsfläche eine Mehrzahl von Ausnehmungen, die aus einem leicht geneigten Bereich und einem steil geneigten Bereich, der einen Neigungswinkel hat, der steiler als derjenige des leicht geneigten Bereichs ist, der kontinuierlich in Streifen ausgebildet ist, außerhalb der Austrittsfläche des zu beleuchtenden Gegenstands angeordnet ist.
Da das von der Lichtquelle angeregte Licht an dem Bereich steiler Neigung reflektiert werden kann und von der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte auf den zu beleuchtenden Gegenstand gestrahlt werden kann, kann der zu beleuchtende Gegenstand von dessen Rückseite aus beleuchtet werden, was ein Funktionieren als ein Hintergrundlicht ermöglicht.
Um die obigen Probleme zu überwinden, ist bei einem Hintergrundlicht gemäß der Erfindung die Lichtquelle aus einer Licht-emittierenden Diode mit einer grünen, einer bläulich-grünen, einer blauen, einer orangen, einer roten oder einer gelblich-grünen Farbe ausgebildet.
Wenn die Licht-emittierende Diode mit einer der Farben Grün, Bläulich-Grün, Blau, Orange, Rot und Gelblich-Grün als eine Lichtquelle verwendet wird, kann die lichtemittierende Diode billig erhalten werden, was zu einem Beitrag bei der Kostenreduktion bei der Lichtquelle führt. Im Vergleich mit einer Struktur, die ein EL-Element als Lichtquelle verwendet, sind ferner eine Abschirmung und eine Rauschreduktionsschaltung überflüssig, da kein Bedarf an Rauschgegenmaßnahmen besteht, was zu einem Beitrag bei der Kostenreduktion führt.
Da ferner die Licht-emittierende Diode mit einer dieser Farben bei der erhaltenden Helligkeit relativ zu dem Stromverbrauch höher ist, kann ein helleres Hintergrundlicht billig bereitgestellt werden.
Um die obigen Probleme zu überwinden, sind bei einem Hintergrundlicht gemäß der Erfindung ein Abdeckelement mit mindestens einem Reflexionsflächenabdeckbereich, der einen Seitenendbereich an einer Reflexionsflächenseite der Lichtleiterplatte abdeckt, ein Lichtleiterabdeckbereich, der den Zwischenlichtleiter abdeckt, und ein Austrittsflächenabdeckbereich, der einen Seitenendbereich an der Austrittsflächenseite der Lichtleiterplatte abdeckt, so angebracht, um zumindest den Zwischenlichtleiter und den Seitenendbereich der Lichtleiterplatte abzudecken.
Wenn das Abdeckelement an einer Vorder- und einer Hinterseite eines Seitenendbereichs einer Lichtleiterplatte und einer Randseite des Zwischenlichtleiters angeordnet ist, kann Lichtleckage von einer Seitenendbereichsseite der Lichtleiterplatte und der Randseite des Zwischenlichtleiters reduziert werden, in die Lichtleiterplatte eingeführtes Licht kann gesteigert werden, was zu einer Verbesserung bei der Helligkeit als Hintergrundlicht führt.
Um die obigen Probleme zu überwinden, ist bei einem Hintergrundlicht gemäß der Erfindung eine Reflexionsfläche an einer Innenfläche des Abdeckelements ausgebildet.
Wenn die Reflexionsfläche an einer Innenfläche des Abdeckelements ausgebildet ist, kann eine Lichtmenge, die innerhalb des Zwischenlichtleiters reflektiert wird und in die Lichtleiterplattenseite eingegeben wird, erhöht werden, was zu einer Verbesserung bei der Helligkeit als Hintergrundlicht führt.
Wenn eine teilweise transmittierende Flüssigkristallanzeigeeinheit oder eine transmittierende Flüssigkristallanzeigeeinheit als der durch das Hintergrundlicht gemäß der Erfindung zu beleuchtende Gegenstand eingesetzt wird, kann eine Flüssigkristallanzeigeeinheit hellerer Anzeige bereitgestellt werden.
Um die obigen Probleme zu überwinden, weist eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung eine Lichtleiterplatte, einen Zwischenlichtleiter, der entlang einer Endfläche einer Seite der Lichtleiterplatte angeordnet ist, und eine Lichtquelle, die an einem Endbereich des Zwischenlichtleiters angeordnet ist, auf, wobei eine Oberflächenseite der Lichtleiterplatte in eine Reflexionsfläche ausgebildet ist, an der eine konkav-konvexe Form ausgebildet ist, um sich darin bewegendes Licht zu reflektieren, wobei die andere Oberflächenseite der Lichtleiterplatte in eine Austrittsfläche ausgebildet ist, die durch die Reflexionsfläche reflektiertes Licht austreten lässt, wobei an der Reflexionsfläche eine Mehrzahl von Ausnehmungen, die aus einem leicht geneigten Bereich und einem steil geneigten Bereich, der einen Neigungswinkel hat, der steiler ist als derjenige des leicht geneigten Bereichs, ausgebildet sind, kontinuierlich in Streifen ausgebildet ist und wobei außerhalb der Austrittsfläche eine transmittierende oder teilweise transmittierende Flüssigkristallanzeigeeinheit angeordnet ist.
Da aus der Lichtquelle ausgetretenes Licht an dem Bereich steiler Neigung reflektiert werden kann und von der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte auf das zu beleuchtende Objekt gestrahlt werden kann, kann die transmittierende oder teilweise transmittierende Flüssigkristallanzeigeeinheit von deren Rückseite aus beleuchtet werden.
Um die obigen Probleme zu überwinden, ist bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung die Flüssigkristallanzeigeeinheit ein transmittierender oder teilweise transmittierender Schwarz/Weiß-Anzeigetyp.
Um die obigen Probleme zu überwinden, ist bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung die Lichtquelle aus einer Licht-emittierenden Diode mit einer der Farben Grün, Bläulich-Grün oder Blau ausgebildet.
Wenn die Licht-emittierende Diode als eine Lichtquelle verwendet wird, ist im Vergleich mit einem EL-Element der Stromverbrauch kleiner, und eine höhere Helligkeit relativ zum Verbrauch kann erreicht werden. Ferner kann die Licht-emittierende Diode mit einer der Farben Grün, Bläulich-Grün oder Blau einfach erhalten werden und ist billig, was zu einem Beitrag bei der Kostenreduktion führt. Wenn die Licht-emittierende Diode mit einer dieser Farben als Lichtquelle verwendet wird, gibt es ferner, obwohl farbiges Licht die Flüssigkristallanzeigeeinheit von einer Rückoberflächenseite beleuchtet, kein Problem, wenn die Flüssigkristallanzeigeeinheit kein Farbanzeigetyp ist, sondern ein Schwarz/Weiß-Anzeigetyp vom transmittierenden oder teilweise transmittierenden Typ, was zum Erhalten einer Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einem helleren Anzeigemodus bei geringen Kosten führt.
Der Bereich steiler Neigung und der Bereich leichter Neigung, die die Ausnehmung bilden, sind vorzugsweise abwechselnd angeordnet.
Wenn die Lichtabgabe von der Lichtquelle an dem Bereich steiler Neigung reflektiert werden kann und von der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte auf den zu beleuchtenden Gegenstand gestrahlt werden kann, kann der zu beleuchtende Gegenstand von dessen Rückseite aus beleuchtet werden, was eine Funktion als Hintergrundlicht ermöglicht, was zum Erhalt einer Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einem helleren Anzeigemodus führt.
Um die obigen Probleme zu überwinden, sind bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung ein Abdeckelement mit mindestens einem Reflexionsflächenabdeckbereich, der einen Seitenendbereich an einer Reflexionsflächenseite der Lichtleiterplatte abdeckt, ein Lichtleiterabdeckbereich, der den Zwischenlichtleiter abdeckt, und ein Austrittsflächenabdeckbereich, der einen Seitenendbereich an der Austrittsflächenseite der Lichtleiterplatte abdeckt, so angebracht, dass mindestens der Zwischenlichtleiter und der Seitenendbereich der Lichtleiterplatte abgedeckt wird.
Wenn das Abdeckelement an einer Vorder- und einer Rückseite eines Seitenendbereichs der Lichtleiterplatte und einer Randseite des Zwischenlichtleiters angeordnet ist, kann Lichtleckage von einer Seitenendbereichsseite der Lichtleiterplatte und der Zwischenlichtleiterseite unterdrückt werden, und in die Lichtleiterplatte eingeführtes Licht kann gesteigert werden, was zu einer Verbesserung bei der Helligkeit als Hintergrundlicht führt und was ferner zum Bereitstellen einer Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einem helleren Anzeigemodus führt.
Um die obigen Probleme zu überwinden, kann bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung eine Reflexionsfläche an einer Innenfläche des Abdeckelements ausgebildet sein.
Da das Licht weiter an der Innenfläche des Abdeckelements reflektiert wird und Lichtleckage an dem Zwischenlichtleiterbereich reduziert werden kann, kann eine Lichtmenge, die von dem Zwischenlichtleiter in die Lichtleiterplattenseite eingegeben wird, vergrößert werden, was zu einer Verbesserung bei der Helligkeit als Hintergrundlicht führt und ferner zum Bereitstellen einer Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einem helleren Anzeigemodus führt.
Ein Vordergrundlicht gemäß der Erfindung ist ein Vordergrundlicht, das an einer Vorderflächenseite eines zu beleuchtenden Gegenstands angeordnet ist und den zu beleuchtenden Gegenstand von einer Vorderflächenseite beleuchtet, wobei das Vordergrundlicht eine Lichtleiterplatte, einen Zwischenlichtleiter, der entlang einer Endfläche an einer Seite der Lichtleiterplatte angeordnet ist, und eine Lichtquelle, die zu dem Zwischenlichtleiter angeordnet ist, aufweist, wobei eine Oberflächenseite der Lichtleiterplatte in eine Reflexionsfläche ausgebildet ist, an der eine konkav-konvexe Form ausgebildet ist, um sich darin bewegendes Licht zu reflektieren, wobei die andere Oberflächenseite der Lichtleiterplatte in eine Austrittsfläche ausgebildet ist, die von der Reflexionsfläche reflektiertes Licht austreten lässt, wobei an der Reflexionsfläche eine Mehrzahl von Ausnehmungen, die aus einem Bereich leichter Neigung und einem Bereich steiler Neigung, der einen Neigungswinkel hat, der steiler ist als derjenige des Bereichs leichter Neigung, kontinuierlich in Streifen ausgebildet ist, und wobei die Lichtquelle aus einer Licht-emittierenden Diode ausgebildet ist, die eine der Farben Grün, Bläulich-Grün, Blau, Orange, Rot oder Gelblich-Grün hat.
Da das aus der Lichtquelle ausgetretene Licht an dem Bereich steiler Neigung reflektiert werden kann und von der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte auf den zu beleuchtenden Gegenstand gestrahlt werden kann, kann der zu beleuchtende Gegenstand von dessen Rückseite her beleuchtet werden, was zu einer Funktion als eine Vordergrundlicht führt. Wenn eine Licht-emittierende Diode mit einer der Farben Grün, Bläulich-Grün, Blau, Orange, Rot und Gelblich-Grün als eine Lichtquelle verwendet wird, kann die Licht-emittierende Diode billig erhalten werden, was zu einem Beitrag bei der Kostenreduktion für die Lichtquelle führt. Im Vergleich mit einer Struktur, die ein EL-Element als Lichtquelle verwendet, sind ferner eine Abschirmung und eine Rauschreduktionsschaltung überflüssig, da es keine Notwendigkeit für Rauschgegenmaßnahmen gibt, was zu einem Beitrag bei der Kostenreduktion führt.
Da die Licht-emittierende Diode mit einer dieser Farben bei der erhaltenen Helligkeit relativ zu dem Stromverbrauch besser ist, kann ferner ein helleres Vordergrundlicht billig bereitgestellt werden.
Bei dem Vordergrundlicht gemäß der Erfindung ist ein Abdeckelement mit mindestens einem Reflexionsflächenabdeckbereich, der einen Seitenendbereich an einer Reflexionsflächenseite der Lichtleiterplatte abdeckt, ein Lichtleiterabdeckbereich, der den Zwischenlichtleiter abdeckt, und ein Austrittsflächenabdeckbereich, der einen Seitenendbereich an der Austrittsflächenseite der Lichtleiterplatte abdeckt, so angebracht, dass zumindest der Zwischenlichtleiter und ein Seitenendbereich der Lichtleiterplatte abgedeckt sind.
Wenn das Abdeckelement an einer Vorder- und einer Rückseite eines Seitenendbereichs der Lichtleiterplatte und einer Randseite des Zwischenlichtleiters angeordnet ist, kann eine Lichtleckage von einer Seitenendbereichsseite der Lichtleiterplatte und der Randseite des Zwischenlichtleiters verringert werden, in die Lichtleiterplatte eingeführtes Licht kann gesteigert werden, was zu einer Verbesserung der Helligkeit als Vordergrundlicht führt.
Bei dem Vordergrundlicht gemäß der Erfindung ist das Abdeckelement aus einer Metallplatte gemacht, und an einer Innenflächenseite davon ist eine Reflexionsfläche ausgebildet.
Wenn eine Reflexionsfläche an einer Innenfläche des Abdeckelements ausgebildet ist, kann eine Lichtmenge, die innerhalb des Zwischenlichtleiters reflektiert wird und in die Lichtleiterplattenseite eingegeben wird, vergrößert werden, was zu einer Verbesserung der Helligkeit als Vordergrundlicht führt.
Bei dem Vordergrundlicht gemäß der Erfindung ist der zu beleuchtende Gegenstand eine reflektierende Schwarz/Weiß-Anzeige-Flüssigkristallanzeigeeinheit.
Wenn die Licht-emittierende Diode mit einer der vorangehenden Farben als Lichtquelle verwendet wird, gibt es, obwohl farbiges Licht die Flüssigkristallanzeigeeinheit von einer Rückflächenseite beleuchtet, kein spezielles Problem, wenn die Flüssigkristallanzeigeeinheit kein Farbanzeigeryp ist, sondern ein reflektierender Schwarz/Weiß-Anzeigetyp, was zum Erhalt einer Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einem helleren Anzeigemodus bei niedrigen Kosten führt.
Eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung weist ein Vordergrundlicht auf, die eine Lichtleiterplatte, einen Zwischenlichtleiter, der entlang einer Endfläche an einer Seite der Lichtleiterplatte angeordnet ist, und eine Lichtquelle, die an einem Endbereich des Zwischenlichtleiters angeordnet ist, auf, wobei eine Oberflächenseite der Lichtleiterplatte in eine Reflexionsfläche ausgebildet ist, an der eine konkav-konvexe Form ausgebildet ist, um sich darin bewegendes Licht zu reflektieren, wobei die andere Oberflächenseite der Lichtleiterplatte in eine Austrittsfläche ausgebildet ist, die von der Reflexionsfläche reflektiertes Licht austreten lässt, wobei an der Reflexionsfläche eine Mehrzahl von Ausnehmungen, die aus einem Bereich leichter Neigung und einem Bereich steiler Neigung, der einen Neigungswinkel hat, der steiler ist als derjenige des Bereichs leichter Neigung, kontinuierlich als Streifen ausgebildet ist, und wobei die Lichtquelle aus einer lichtemittierenden Diode mit einer der Farben Grün, Bläulich-Grün, Blau, Orange, Rot und Gelblich-Grün gebildet ist; und einer Flüssigkristallanzeigeeinheit, die außerhalb der Austrittsfläche des Vordergrundlichts angeordnet ist.
Bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Flüssigkristallanzeigeeinheit ein reflektierender Schwarz/Weiß-Anzeigetyp.
Wenn die Licht-emittierende Diode mit einer der vorangehenden Farben als Lichtquelle verwendet wird, gibt es ferner, obwohl farbiges Licht die Flüssigkristallanzeigeeinheit von einer Rückoberflächenseite beleuchtet, kein spezielles Problem, wenn die Flüssigkristallanzeigeeinheit kein Farbanzeigetyp ist, sondern ein reflektierender Schwarz/Weiß-Anzeigetyp, was zum Erhalt einer Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einem helleren Anzeigemodus bei niedrigen Kosten führt.
Bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung ist ein Abdeckelement mit mindestens einem Reflexionsflächenabdeckbereich, der einen Seitenendbereich an einer Reflexionsflächenseite der Lichtleiterplatte abdeckt, ein Lichtleiterabdeckbereich, der den Zwischenlichtleiter abdeckt, und ein Austrittsflächenabdeckbereich, der einen Seitenendbereich an der Austrittsflächenseite der Lichtleiterplatte abdeckt, so angebracht, dass mindestens der Zwischenlichtleiter und der Seitenendbereich der Lichtleiterplatte abgedeckt sind.
Wenn das Abdeckelement an einer Vorder- und einer Rückseite eines Seitenendbereichs der Lichtleiterplatte und an einer Randseite des Zwischenlichtleiters angeordnet ist, kann Lichtleckage von einer Seitenendbereichsseite der Lichtleiterplatte und der Randseite des Zwischenlichtleiters verringert werden, in die Lichtleiterplatte eingeführtes Licht kann gesteigert werden, was zu einer Verbesserung der Helligkeit als Vordergrundlicht führt.
Bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung ist das Abdeckelement aus einer Metallplatte gemacht, und an einer Innenfläche davon ist eine Reflexionsfläche ausgebildet.
Wenn eine Reflexionsfläche an einer Innenfläche des Abdeckelements ausgebildet ist, kann eine Lichtmenge, die innerhalb des Zwischenlichtleiters reflektiert wird und in die Lichtleiterplattenseite eingegeben wird, vergrößert werden, was zu einer Verbesserung bei der Helligkeit als Vordergrundlicht führt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden schematischen Zeichnungen beschrieben:
1 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung zeigt, die mit einem vergleichbaren Hintergrundlicht nicht gemäß der Erfindung ausgestattet ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht des vergleichbaren Hintergrundlichts.
3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des vergleichbaren Hintergrundlichts.
4 ist eine perspektivische Ansicht, bei der das vergleichbare Hintergrundlicht mit der Oberseite nach unten angeordnet ist, um einen Zwischenlichtleiter und einen Licht-emittierenden Bereich daran zu zeigen.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung, gesehen von einer Bodenflächenseite.
6 ist eine vergrößerte Ansicht, wenn ein Teil einer Lichtleiterplatte und ein Teil eines Abdeckelements des Hintergrundlichts von einer Bodenflächenseite aus gesehen sind, gemäß der Erfindung.
7 ist ein Diagramm, das einen Aufbau eines teilweisen Schnitts der Lichtleiterplatte des Hintergrundlichts, eines teilweisen Schnitt des Abdeckelements daran und eine Flüssigkristallanzeigeeinheit gemäß der Erfindung veranschaulicht.
8 ist eine teilweise Seitenschnittansicht eines vergleichbaren Beispiels eines Hintergrundlichts, dessen Reflexionsflächenabdeckbereich und Austrittsflächenabdeckbereich von gleicher Länge sind.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Reflektorelements zeigt, das an einer Lichtleiterplatte des Hintergrundlichts angebracht ist.
10 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines Frontlichts zeigt, das eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist.
11 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Abdeckelement von dem in 10 gezeigten Vordergrundlicht entfernt ist.
12 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Stablichtleiter, einem Licht-emittierenden Element und einer Lichtleiterplatte gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
13 ist eine teilweise Seitenschnittansicht des Vordergrundlichts.
14 ist eine teilweise Seitenschnittansicht eines vergleichbaren Beispiels eines Vordergrundlichts, dessen Reflexionsflächenabdeckbereich und Austrittsflächenabdeckbereich von gleicher Länge sind.
15 ist ein erklärendes Diagramm, das eine Reflexionsfläche des Stablichtleiters zeigt.
16 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht des Stablichtleiters.
17 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Tiefe einer in dem in 11 gezeigten Stablichtleiter ausgebildeten Ausnehmung und einem Abstand von einer Lichtquelle zeigt.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung zeigt, die mit dem Vordergrundlicht gemäß der in 10 gezeigten Ausführungsform ausgestattet ist.
19 ist eine schematische Schnittansicht entlang einer XIX-XIX-Linie der in 18 gezeigten Flüssigkristallanzeigeeinrichtung.
20 ist eine teilweise Schnittansicht, die ein weiteres vergleichbares Aufbaubeispiel eines Hintergrundlichts zeigt, das mit einer existierenden kalten Kathodenröhre und einer Flüssigkristallanzeigeeinheit versehen ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden die Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur auf die nachfolgenden Ausführungsformen beschränkt. Außerdem sind in den jeweiligen Zeichnungen Maßstäbe der jeweiligen Bauelemente geeignet geändert zum Zwecke der Veranschaulichungsvereinfachung.
1 ist ein Schnittblockdiagramm, das ein Beispiel einer transmittierenden oder teilweise transmittierenden Flüssigkristallanzeigeeinrichtung zeigt, die mit einem Vergleichsbeispiel eines Hintergrundlichts (einer planaren Licht-emittierenden Einrichtung) nicht gemäß der Erfindung ausgestattet ist, 2 ist eine perspektivische Ansicht des vergleichbaren Hintergrundlichts, und 3 ist eine Seitenansicht, die einen Teil des vergleichbaren Hintergrundlichts vergrößert zeigt. Eine Schnittrichtung in 1 ist eine Richtung entlang einer I-I-Linie in 2.
Eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung A weist eine Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 und ein Hintergrundlicht 10 auf, das an einer Rückoberflächenseite der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 angeordnet ist und die Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 von der Rückoberflächenseite her beleuchtet.
Die Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 in diesem Modus ist ein transmittierender Typ oder ein teilweise transmittierender Typ und ist grob aufgebaut durch Verbinden und Integrieren, mit einem Dichtelement 24, eines transparenten ersten Substrats 21 und eines transparenten zweiten Substrats 22, die aus Glas oder dergleichen gebildet sind und einander mit einer dazwischen angeordneten Flüssigkristallschicht 23 gegenüber liegen. An den Seiten der Flüssigkristallschicht 23 des ersten Substrats 21 und des zweiten Substrats 22 sind jeweils Anzeigeschaltungsschichten 26 und 27 ausgebildet.
Die Anzeigeschaltungsschichten 26 und 27 weisen, obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, eine Elektrodenschicht, die aus einem transparenten, leitfähigen Film gebildet ist, zum Ansteuern der Flüssigkristallschicht 23, einen Ausrichtungsfilm zum Kontrollieren der Ausrichtung der Flüssigkristallschicht 23 usw. auf. In den Anzeigeschaltungsschichten 26 und 27 sind ferner, wenn ein Ansteuerungsmodus eines Flüssigkristalls ein einfacher Matrixtyp ist, eine transparente Elektro de und ein Ausrichtungsfilm angeordnet, wenn jedoch ein Flüssigkristallansteuerungsmodus ein aktiver Matrixtyp ist, sind zusätzlich zu Pixelelektroden Pixelansteuerungs-Dünnfilmtransistoren oder Dünnfilmdioden angeordnet, und verschiedene Arten von Verkabelungen zum Ansteuern derselben sind angeordnet. Der Ansteuerungsmodus des Flüssigkristalls macht jedoch keinen besonderen Unterschied bei der Erfindung.
Die Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 ist eine Flüssigkristallanzeigeeinheit vom Schwarz/Weiß-Anzeigetyp, die nicht mit einem Farbfilter für Farbanzeige ausgestattet ist.
Das Hintergrundlicht 10 weist eine transparente Lichtleiterplatte 12 und eine Lichtquelleneinrichtung 13 auf. In dem Hintergrundlicht 10 ist die Lichtquelleneinrichtung 13 an einer Seite einer Endfläche 12a angeordnet von einer Seite daran, von der Licht in die Lichtleiterplatte 12 eingeführt wird.
Die Lichtleiterplatte 12 ist an einer Rückoberflächenseite (außerhalb des Substrats 22) der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 angeordnet und strahlt die Lichteingabe von der Lichtquelleneinrichtung 13 auf die Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 und ist aus einer planaren, transparenten Acrylharzplatte usw. ausgebildet. Wie in den 2 und 4 gezeigt, ist an einer Endfläche 12a (hierin in einigen Fällen als eine Einfallsfläche 12a bezeichnet) einer Seite der Lichtleiterplatte 12 die Lichtquelleneinrichtung 13 angeordnet, und Lichtabgabe von der Lichtquelleneinrichtung 13 wird durch die Einfallsfläche 12a in die Lichtleiterplatte 12 eingeführt. Eine Bodenfläche der Lichtleiterplatte 12 (eine Fläche an einer Seite gegenüber liegend der Seite der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20) ist in eine Prismenfläche (Reflexionsfläche) 12c ausgebildet, und eine obere Fläche an der entgegengesetzten Seite (eine Fläche an der Seite der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20) von der Prismenfläche 12c ist in eine planare Austrittsfläche 12b ausgebildet.
Als ein Material, das die Lichtleiterplatte 12 bildet, können außer Acrylharz auch transparente Harzmaterialien, wie z.B. Polycarbonatharz oder Epoxitharz, und Glas verwendet werden. Ferner können, wenn spezielle Beispiele genannt sind, obwohl nicht speziell darauf beschränkt, ARTON (Markenname: hergestellt durch JSR Corporation) oder ZEONOA (Markenname: hergestellt durch Nippon Zeon Co., Ltd.) vorzugsweise genannt sein.
Die Austrittsfläche 12b der Lichtleiterplatte 12 ist eine Fläche, die gegenüber liegend der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 angeordnet ist und von der Licht zum Beleuchten der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 ausgegeben wird und ist in eine glatte Oberfläche ausgebildet, deren Oberflächenrauigkeit (Ra) z.B. 10 nm oder weniger ist.
Um Licht, das sich innerhalb der Lichtleiterplatte 12 ausbreitet, zu reflektieren und dessen Ausbreitungsrichtung zu ändern, ist an der Prismenfläche 12c eine Mehrzahl von Ausnehmungen 14 (Gräben) mit im Wesentlichen V-Form im Querschnitt mit einem vorbestimmten Zwischenabstand ausgebildet, um so ein streifenähnliches Muster zweidimensional zu bilden. Die Ausnehmungen 14 sind asymmetrisch ausgebildet aus einem Bereich 14a leichter Neigung, der geneigt zu der Austrittsfläche 12b ausgebildet ist, und einem Bereich 14b steiler Neigung, der kontinuierlich mit dem Bereich leichter Neigung 14a ausgebildet ist und bei einem steileren Neigungswinkel als demjenigen des Bereichs leichter Neigung 14a ist, und die Ausbildungsrichtungen der jeweiligen Ausnehmungen 14 sind so ausgerichtet, dass sie sich parallel zu der Einfallsfläche 12a der Lichtleiterplatte 12 erstrecken. Eine Richtung der Lichtleiterplatte 12 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass eine Dicke graduell zunehmen kann, wenn der Abstand des Bereichs 14a leichter Neigung von der Lichtquelleneinrichtung 13 zunimmt. Das heißt, wenn der Bereich 14b steiler Neigung so angeordnet ist, dass er graduell dünner wird, wenn er sich von der Lichtquelleneinrichtung 13 entfernt, kann die Effizienz, mit der von der Lichtquelleneinrichtung 13 abgegebenes Licht durch den Bereich 14b steiler Neigung reflektiert wird und aus der Austrittsfläche 12b abgegeben wird, verbessert werden.
3 ist eine Seitenansicht, die einen Teil der Lichtleiterplatte 12 vergrößert zeigt. Bezugszeichen 19 in 3 zeigt ein Beispiel eines Propagationsweges von Licht, das innerhalb der Lichtleiterplatte 12 propagiert. Das Licht 19, das von der Lichtquelleneinrichtung 13 abgegeben wird, die an einer linken Seite in der Zeichnung angeordnet ist, propagiert innerhalb der Lichtleiterplatte 12 mit Reflexionen, die sich an einer Innenfläche der Lichtleiterplatte 12 wiederholen, und ein Teil davon tritt aus der Austrittsfläche 12b der Lichtleiterplatte 12 aus.
Das Licht, das von der Lichtquelleneinrichtung 13 in die Seite der Lichtleiterplatte 12 eingegeben wird, ist nicht auf in 3 gezeigtes paralleles Licht beschränkt, und Licht mit verschiedenen Komponenten von Einfallswinkeln wird eingegeben.
Der Propagationsweg des Lichts in der Innenseite der Lichtleiterplatte 12 kann variieren, abhängig von einem Neigungswinkel theta 1 des Bereichs leichter Neigung 14a, der die Ausnehmung 14 bildet, eines Neigungswinkels theta 2 des Bereichs 14b steiler Neigung und einem Zwischenabstand P_T der Ausnehmung 14. Dementsprechend kann durch richtiges Einstellen dieser Neigungswinkel theta 1 und theta 2 und des Zwischenabstandes P_T die Gleichmäßigkeit einer Menge austretenden Lichts in einer Ebene der Austrittsfläche 12b verbessert werden, und es kann verhindert werden, dass eine helle Linie an der Seite der Prismenfläche 12c der Lichtleiterplatte 12 erzeugt wird. Zusätzlich zu dem Obigen kann ein Winkel theta A, den eine Richtung Rm, in der das von der Prismenfläche 12c abgegebene Licht maximal wird, und eine Normallinie P' der Austrittsfläche 12b bilden, auch in einem gewünschten Bereich kontrolliert werden.
Wenn z.B. ein Winkel (Sichtwinkel), bei dem ein Anzeigebildschirm einer erhaltenen Flüssigkristallanzeigeeinrichtung 1 am hellsten gesehen werden kann, wenn der Anzeigebildschirm aus verschiedenen Winkeln beobachtet wird, d.h., ein Sichtwinkel, bei dem die Helligkeit des Anzeigebildschirms maximal wird, auf den Bereich von +/–10° in Bezug auf die Normale des Anzeigebildschirms eingestellt werden soll, kann es bevorzugt sein, den Neigungswinkel theta 2 des Bereichs 14b steiler Neigung auf 40° oder mehr und 50° oder weniger, z.B. im Wesentlichen 43°, einzustellen. In ähnlicher Weise wird der Neigungswinkel theta 1 des Bereichs 14a leichter Neigung vorzugsweise im Bereich von 1,8 bis 2,5°, z.B. im Wesentlichen 2°, eingestellt.
Je kleiner der Zwischenabstand P_T der Ausnehmungen 14 ist, um so geringer wird ferner die Menge an Austrittslicht aus dem Hintergrundlicht 10, d.h., um so geringer wird die Helligkeit der Flüssigkeitskristallanzeigeeinrichtung 1. Wenn andererseits der Zwischenabstand P_T zu groß ist, wird die helle Linie in der Lichtleiterplatte 12 erzeugt, und unerwünschterweise wird tendenziell Ungleichmäßigkeit bei der Helligkeit des Hintergrundlichts 10 erzeugt. Demgemäß ist der Zwischenabstand P_T der Ausnehmungen 14 vorzugsweise im Bereich von 120 μm oder mehr und 250 μm oder weniger eingestellt.
Die Lichtquelleneinrichtung 13, wie sie in den 2 und 4 gezeigt ist, besteht aus einem quadratischen Zwischenlichtleiter 13A, der aus Acrylharz oder Polycarbonatharz gebildet ist, und einer Lichtquelle (Licht-emittierendes Element) 13B, die aus einer LED gebildet ist, die an einem Ende einer längeren Richtung des Zwischenlichtleiters 13A angeordnet ist. Bei den Seitenflächen des Zwischenlichtleiters 13A ist an einer Oberfläche an einer entgegengesetzten Seite der Lichtleiterplatte 12 eine Prismenfläche 13d mit einer dreieckigen konkav-konvexen Struktur ausgebildet. Das von dem Licht-emittierenden Element 13B in den Zwischenlichtleiter 13A eingeführte Licht wird durch die Prismenfläche 13d reflektiert, um eine Propagationsrichtung hin zu der Lichtleiterplatte 12 zu ändern, und dadurch wird das Licht von dem Licht-emittierenden Element 13B effizient auf die Einfallsfläche 12a der Lichtleiterplatte 12 gestrahlt. Die Prismenfläche 13d ist vorzugsweise mit einem Lichtreflexionsfilm abgedeckt, um so die Lichtreflexionseffizienz zu verbessern.
Da in 4 die Beziehung von oben und unten bezüglich der Lichtleiterplatte 12 aus einer umgekehrten Richtung bezüglich derjenigen aus den 1 bis 3 gezeigt ist, sind in 4 die Ausnehmungen 14 so gezeichnet, dass sie an einer oberen Oberflächenseite der Lichtleiterplatte 12 ausgebildet sind. Da die Austrittsfläche 12b in 4 nach unten gerichtet ist, wird das Licht demgemäß nach unten ausgegeben.
Als die LED (Licht-emittierende Diode), die als das Licht-emittierende Element 13B verwendet wird, kann eine verwendet werden, die in der Lage ist, irgendeine der Farben Grün, Bläulich-Grün, Blau, Orange, Rot und Gelblich-Grün zu emittieren. Die Licht-emittierenden Dioden, die in der Lage sind, diese Farben zu emittieren, zeichnen sich dadurch aus, dass der Stromverbrauch derart gering ist, dass er in einem Bereich von im Wesentlichen 2,0 bis 2,5 mW/cm² ist, dass eine höhere Helligkeit im Bereich von im Wesentlichen 5 bis 10 cd/cm² leicht erreicht werden kann, dass eine längere Lebensdauer, wie etwa 10.000 h oder mehr, erreicht werden kann, dass schwerlich Rauschen erzeugt wird und die Kosten günstig sind (z.B. im Wesentlichen 20 bis 30 japanische Yen pro Stück). Die Licht-emittierenden Dioden, die in der Lage sind, Licht dieser Farben zu emittieren, können aufgrund der Farbgebung nicht als Hintergrundlicht einer Flüssigkristallanzeigeeinheit vom Farbanzeigetyp verwendet werden. Diese können jedoch für eine Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 vom Schwarz/Weiß-Anzeigetyp ohne Probleme verwendet werden, wie z.B. bei dem in 1 gezeigten Beispiel. Wenn die Licht-emittierende Diode mit einer der jeweiligen Farben verwendet wird, kann demgemäß ein Hintergrundlicht erhalten werden, das niedrig im Stromverbrauch ist und einen helleren Anzeigemodus in Bezug auf den geringen Stromverbrauch hat. Unter diesen kann ferner, wenn die Helligkeit stärker gefragt ist, eine grüne Licht-emittierende Diode in eine gelblich-grüner Farbe geändert werden. Um der Anzeige modisches Aussehen zu geben, ist es ferner effektiv, eine Licht-emittierende Diode mit einer roten Farbe oder einer orangen Farbe zu verwenden.
Obwohl bei dem Vergleichsbeispiel als die Lichtquelleneinrichtung 13 eine verwendet wird, die mit dem aus einer Licht-emittierenden Diode ausgebildeten Licht-emittierenden Element 13B ausgestattet ist, kann als die Lichtquelleneinrichtung 13 jede beliebige Lichtquelleneinrichtung verwendet werden, die das Licht gleichmäßig auf die Einfallsfläche 12a der Lichtleiterplatte 12 strahlen kann. Es wird jedoch eine bevorzugt, die aus einer Licht-emittierenden Diode ausgebildet ist, die beim Stromverbrauch geringer ist, in der Emissionseffizienz exzellent ist und billig ist.
Beim Hintergrundlicht 10 mit der in den 1 bis 4 gezeigten Konfiguration wird das Licht grüner, bläulich-grüner oder blauer Farbe, das von dem Licht-emittierenden Element 13B abgegeben wird, durch den Zwischenlichtleiter 13A hin zu der Seite der Lichtleiterplatte 12 geleitet, durch den Bereich 14b leichter Neigung innerhalb der Lichtleiterplatte 12 reflektiert und von der Austrittsfläche 12b hin zu der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 abgegeben, gefolgt durch ein Durchlaufen durch die transmittierende oder teilweise transmittierende Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 und weiterhin gefolgt durch ein Beleuchten der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 von einer Rückseite. Die Licht-emittierenden Dioden, die in der Lage sind, das Licht dieser Farben zu emittieren, können aufgrund der Farbgebung nicht als ein Hintergrundlicht einer Flüssigkristallanzeigeeinheit vom Farbanzeigetyp verwendet werden. Diese können jedoch für eine Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 vom Schwarz/Weiß-Anzeigetyp, wie dem in 1 gezeigten Beispiel, ohne Probleme verwendet werden.
Wenn ferner die Licht-emittierende Diode einer der jeweiligen Farben verwendet wird, kann ein Hintergrundlicht 10 erhalten werden, das niedrig im Stromverbrauch ist und einen helleren Anzeigemodus in Bezug auf den niedrigeren Stromverbrauch hat.
Die Licht-emittierende Diode, die in der Lage ist, eine dieser Farben zu emittieren, niedrig im Stromverbrauch ist und einfacher beim Erhalten hoher Helligkeit ist, kann eine hellere transmittierende oder teilweise transmittierende Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 bereitstellen. Da ferner die Licht-emittierenden Dioden, die in der Lage sind, die Farben zu emittieren, eine längere Lebensdauer als das EL-Element usw. haben, schwieriger Rauschen erzeugen und bei den Kosten billiger sind, erlaubt dies das Weglassen eines Rauschunterdrückungsmechanismus an der Seite der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20, was zu einem Beitrag zur Senkung der Kosten einer gesamten Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, die mit dem Hintergrundlicht 10 ausgestattet ist, führt.
(Erste Ausführungsform)
5 zeigt eine erste Ausführungsform eines Hintergrundlichts gemäß der Erfindung, und ein Hintergrundlicht (planare Licht-emittierende Einrichtung) B gemäß dieser Ausführungsform ist durch Anbringen eines Abdeckelements 25 an einen Teil der Lichtleiterplatte 12 gemäß dem vorherigen Vergleichsbeispiel ausgebildet.
Das Abdeckelement 25 gemäß der Ausführungsform ist, wie in 5 gezeigt, ein Metallabdeckelement, das so angeordnet ist, dass es einen stabähnlichen Zwischenlichtleiter 13A, ein Licht-emittierendes Element 13B an einer Endseite daran und einen Seitenendbereich an einer Seite des Zwischenlichtleiters 13A der Lichtleiterplatte 12 abdeckt und hat eine Schnittform eines Hufeisens.
Das Abdeckelement 25 ist aufgebaut aus einem Reflexionsflächenabdeckbereich 25a, der an einer Stelle an einer Reflexionsflächenseite der Lichtleiterplatte 12 angeordnet ist, einem Austrittsflächenabdeckbereich 25b, der an einer Stelle an der Austrittsflächenseite der Lichtleiterplatte 12 angeordnet ist, und einem Licht leiterabdeckbereich 25c, der mit den Basisbereichen verbunden ist und der Reflexionsfläche 13d des Zwischenlichtleiters 13A gegenüber liegend angeordnet ist.
6 ist eine vergrößerte Ansicht, um einen Zustand zu erklären, in dem das Abdeckelement 25 gemäß der Ausführungsform an dem Zwischenlichtleiter 13A und dem Licht-emittierenden Element 13B angehaftet wird.
Wie in der Zeichnung gezeigt, ist bei dem Abdeckelement 25 gemäß der Ausführungsform, um das Licht-emittierende Element 13B, das von einer Seitenfläche der Lichtleiterplatte 12 ragt, abzudecken, ein Außenflächenabdeckbereich 25d so ausgebildet, dass er einer Außenflächenseite (einer Seite entgegengesetzt zu einer Seite, die der Zwischenlichtleiterplatte 13a gegenüber liegt) des Licht-emittierenden Elements 13B gegenüber liegt, und ein Seitenflächenabdeckbereich 25e ist so ausgebildet, dass er einer Seitenfläche an der Seite der Lichtleiterplatte 12 des Licht-emittierenden Elements 13B gegenüber liegt. Die Außenflächenabdeckbereiche 25d und 25e sind vorzugsweise so ausgebildet, dass keine Lücke jeweils zu dem Reflexionsflächenabdeckbereich 25a, dem Austrittsflächenabdeckbereich 25b und dem Lichtleiterabdeckbereich 25c gebildet wird. Der Abdeckbereich 25d kann nicht vorgesehen sein, wenn die Außenflächenseite des Licht-emittierenden Elements 13B Licht-abgeschirmt ist, so dass kein Licht nach außen aus dem Abdeckelement 25 leckt.
Ein Merkmal des Abdeckelements 25 gemäß der Ausführungsform ist, dass, wie in den 5 bis 7 gezeigt, der Reflexionsflächenabdeckbereich 25a weiter vorragend in einer Länge zu einer Lichtleiterrichtung (einer Richtung, die von dem Zwischenlichtleiter 13A zu der Lichtleiterplatte 12 gerichtet ist) ausgebildet ist als der Austrittsflächenabdeckbereich 25b, und eine Vorraglänge L ist auf 0,5 mm oder mehr eingestellt. Durch ein solches Ausbilden kann das Hintergrundlicht gemäß der Ausführungsform eine spürbare Verbesserung bei der Helligkeit realisieren. Ferner ist die Vorraglänge vorzugsweise auf 0,7 mm oder mehr eingestellt und ist stärker bevorzugt 0,8 mm oder mehr. Durch Einstellen der Vorraglänge in dem obigen Bereich kann eine weitere Verbesserung bei der Helligkeit realisiert werden. Die Arbeitsweisen davon werden im Nachfolgenden unter Bezugnahme auf die 7 und 8 detailliert beschrieben.
7 ist eine teilweise Seitenschnittansicht entlang einer Linie VII-VII des in 5 gezeigten Hintergrundlichts, und 8 ist eine teilweise Seitenschnittansicht eines Abdeckelements 251, das eine Struktur hat, bei der eine Länge in einer Lichtleiterrichtung des Reflexionsflächenabdeckbereichs 25a und diejenige in der Lichtleiterrichtung des Austrittsflächenabdeckbereichs 25b gleich ausgebildet sind. In 8 ist ein Reflexionsflächenabdeckbereich 25a1 gezeigt, dessen Länge in der Lichtleiterrichtung gleich der Länge des Austrittsflächenabdeckbereichs 25b ausgebildet ist.
In der in 8 gezeigten Konfiguration greift das Abdeckelement 251 mit einer Form eines Hufeisens im Schnitt einen Seitenendbereich der Lichtleiterplatte 12 von oben und unten, wobei der Zwischenlichtleiter 13A darin aufgenommen ist, und eine Länge in der Lichtleiterrichtung des Abdeckelements 251 an der Seite der Prismenfläche 12c der Lichtleiterplatte 12 ist im Wesentlichen identisch ausgebildet wie diejenige an der Seite der Austrittsfläche 12b. Wie in 8 gezeigt, wird in dieser Struktur Licht, das durch eine Innenflächenseite eines Spitzenendbereichs des Austrittsflächenabdeckbereichs 25b reflektiert wird und innerhalb der Lichtleiterplatte 12 propagiert, durch die Prismenfläche 12c der Lichtleiterplatte 12 unter dem Hintergrundlicht ausgegeben. Vorausgesetzt, dass die Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 an einer oberen Oberflächenseite des Hintergrundlichts angeordnet ist, würde das Licht nicht zur Beleuchtung der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 beitragen und wird zu Verlustlicht, was dazu führt, dass es nicht zu der Anzeige der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 beiträgt.
Bei dem Hintergrundlicht 10 gemäß der in 7 gezeigten Ausführungsform nimmt andererseits das Abdeckelement 25 mit einer Form eines Hufeisens im Schnitt den Zwischenlichtleiter 13A darin auf und greift die Lichtleiterplatte 12 durch Spitzenenden daran von oben und unten. Außerdem ist der Reflexionsflächenabdeckbereich 25a an der Seite der Prismenfläche 12c der Lichtleiterplatte 12 in der Lichtleiterrichtung um die Vorraglänge L länger ausgebildet als der Austrittsflächenabdeckbereich 25b an der Seite der Austrittsfläche 12b der Lichtleiterplatte 12. Bei dem derart konfigurierten Hintergrundlicht 10 propagiert das von dem Zwischenlichtleiter 13A abgegebene Licht mit sich wiederholenden Reflexionen an einer Innenfläche der Lichtleiterplatte 12 oder an einer Innenflächenseite des Abdeckelements 25 von der Seite des Zwischenlichtleiters 13A in eine Richtung hin zu der Seite der Lichtleiterplatte 12. Bei dem Hintergrundlicht 10 ge mäß der Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, wird von dem Licht, das an der Innenflächenseite des Abdeckelements 25 reflektiert wird, das Licht, das an der Innenflächenseite des Spitzenendbereichs des Austrittsflächenabdeckbereichs 25b reflektiert wird, weiter reflektiert an die Innenflächenseite des Spitzenendbereichs des Reflexionsflächenabdeckbereichs 25a und von der Austrittsfläche 12b der Lichtleiterplatte 12 oberhalb des Hintergrundlichts 10 abgegeben. Wenn die Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 an einer oberen Oberflächenseite des Hintergrundlichts 10 angeordnet ist, kann dementsprechend, wie z.B. in 7 gezeigt, das an dem Spitzenendbereich des Reflexionsflächenabdeckbereichs 25a reflektierte Licht auch als Licht verwendet werden, das zur Anzeige der Flüssigkristallanzeigeeinheit 20 beiträgt. Da das Hintergrundlicht 10 gemäß der Ausführungsform eine Menge von Austrittslicht aus der Austrittsfläche 12b der Lichtleiterplatte 12 erhöhen kann und das Licht von der Prismenfläche 12c der Lichtleiterplatte 12 vom Lecken abgehalten werden kann, kann somit das Hintergrundlicht gemäß der Ausführungsform einen spürbaren Helligkeitsverbesserungseffekt im Vergleich zu dem Hintergrundlicht mit der in 8 gezeigten Struktur realisieren.
Bei den oben erklärten jeweiligen Ausführungsformen ist ein Reflexionsfilm nicht speziell an einer Außenfläche der Prismenfläche 12c der Lichtleiterplatte 12 angeordnet: Ein Reflexionsfilm 29 hoher Lichtreflektivität, wie z.B. Ag oder Al, kann jedoch an der Außenfläche der Prismenfläche 12c angeordnet sein, wie mit einer Zwei-Punkt-Strich-Linie in 1 gezeigt, um so die Lichtreflektivität der Prismenfläche 12c weiter zu verbessern. Ferner kann an einer Innenfläche des Abdeckelements 25 ein Lichtreflexionsfilm separat angeordnet sein, um die Lichtreflektivität an der Innenfläche des Abdeckelements 25 zu verbessern. Ferner kann, obwohl in der obigen Ausführungsform ein gesamtes Abdeckelement 25 aus einer Metallplatte gemacht ist, das gesamte Abdeckelement 25 nicht aus einer Metallplatte, sondern aus einem Lichtreflexionsfilm ausgebildet sein.
Ferner kann bei der Erfindung ein Reflektorelement 28 vom Abdecktyp mit einer Form eines Hufeisens im Schnitt, wie in 9 gezeigt, an einem Endbereich der Lichtleiterplatte 12 separat von dem obigen Abdeckelement 25 angebracht sein, so dass Licht durch eine Lichtreflexionsfläche reflektiert werden kann, die an einem Innenflächenbereich des Reflektorelements 28 angeordnet ist, und dadurch kann Austrittslicht von der Austrittsfläche 12b der Lichtleiterplatte 12 ge steigert werden. Das Reflektorelement 28 kann aus dem identischen Material wie das Abdeckelement 25 ausgebildet sein.
Wenn das Reflektorelement 28 separat an der Endbereichsseite der Lichtleiterplatte 12 angebracht ist, kann das Licht, das außerhalb der Endbereichsseite der Lichtleiterplatte 12 heraus lecken kann, zurück reflektiert und zu der Innenseite der Lichtleiterplatte 12 zurückgeführt werden. Als Ergebnis kann eine Lichtmenge, die an dem Flächenbereich 14b steiler Neigung der Prismenfläche 12c reflektiert werden kann, vergrößert werden, und dadurch kann die Helligkeit des Hintergrundlichts 10 verbessert werden.
(Zweite Ausführungsform)
10 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines Vordergrundlichts (planare Licht-emittierende Einrichtung) zeigt, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist. Ferner ist 11 eine teilweise perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Abdeckelement 58, das später beschrieben wird, von dem in 10 gezeigten Vordergrundlicht 50 entfernt ist. Das in diesen Zeichnungen gezeigte Vordergrundlicht 50 ist gebildet mit einer flachen Lichtleiterplatte 52, die aus einem transparenten Harzmaterial gemacht ist; einem stabartigen Stablichtleiter (Lichtleiter) 53, der an einem Seitenendbereich (einem Endbereich an einer der kürzeren Seiten einer rechteckigen Lichtleiterplatte 52) an einer Seite einer Seitenendfläche 52a der Lichtleiterplatte 52 angeordnet ist; Licht-emittierenden Elementen (Lichtquelle) 55, 55, die an beiden Endbereichen in einer Längenrichtung des Stablichtleiters 53 angeordnet sind; und einem Abdeckelement 58, das so angehaftet ist, dass es den Stablichtleiter 53 und die Licht-emittierenden Elemente 55, 55 sowie einen Seitenendbereich an einer Seite des Stablichtleiters 53 der Lichtleiterplatte 52 abdeckt.
Die Lichtleiterplatte 52 ist, wie in 11 gezeigt, ein transparentes flaches Element, bei dem eine Seitenendfläche 52a, die zu dem Stablichtleiter 53 gerichtet ist, eine Einfallsfläche ist und eine obere Oberfläche davon eine Reflexionsfläche 52c ist, bei der Projektionsbereiche 54, die im Wesentlichen parallel zu der Seitenendfläche 52a sind und eine keilförmige Seitenansicht haben, in Streifen parallel zueinander ausgebildet sind und eine Reflexionsfläche 52c bilden. Die Lichtleiterplatte 52 ist so strukturiert, dass von der Seitenendfläche 52a in deren Innenseite eingeführtes Licht an der Reflexionsfläche 52c reflektiert wird, seine Propagationsrichtung ändert und von einer Oberfläche (Bodenfläche in der Zeichnung) an einer entgegengesetzten Seite der Reflexionsfläche 52c ausgegeben wird.
Ferner kann die Lichtleiterplatte 52 nach einem Verfahren hergestellt werden, bei dem ein Harzmaterial, wie z.B. transparentes Acrylharz, in eine flache Form spritzgegossen wird. Ferner können als die Lichtleiterplatte 52 bildendes Material die identischen Materialien ausgewählt werden, wie diejenigen für die Lichtleiterplatte 12 gemäß der vorhergehenden Ausführungsform.
Der Stablichtleiter 53 und die Licht-emittierenden Elemente 55 in diesem Beispiel sind dieselben, wie sie in der ersten Ausführungsform verwendet wurden, und an einer Seitenfläche des Lichtleiters 53 sind, wie in 15 gezeigt, keilförmige Ausnehmungen 56 ausgebildet, um eine Reflexionsfläche 53b zu bilden. Der Stablichtleiter 53 reflektiert das Licht, das von den Licht-emittierenden Elementen 55, 55 abgegeben und in die Innenseite eingegeben wird, an einer Oberfläche, die diese Ausnehmungen 56 bildet, ändert eine Propagationsrichtung des Lichts hin zu der Lichtleiterplatte 52 und strahlt das Licht auf die Seitenendfläche 52a der Lichtleiterplatte 52. Das von dem Stablichtleiter 53 in die Lichtleiterplatte 52 eingeführte Licht wandert innerhalb der Lichtleiterplatte 52, wird an der Oberfläche, die die an der Reflexionsfläche 52c ausgebildeten Vorsprünge 54 bildet, reflektiert, ändert seine Propagationsrichtung und wird aus einer Austrittsfläche (Bodenfläche in der Zeichnung) der Lichtleiterplatte 52 ausgegeben.
Das Abdeckelement 58 ist, wie in 10 gezeigt, ein Metallelement, das eine Hufeisenform im Schnitt hat und an dem Stablichtleiter 53, den Licht-emittierenden Elementen 55, 55 an dessen beiden Seiten und einem Seitenendbereich an der Seite des Stablichtleiters 13 der Lichtleiterplatte 52 abdeckend angeordnet ist. Das Abdeckelement 58 ist ausgebildet mit einem Reflexionsflächenabdeckbereich 58a, der eine Stelle ist, die an der Reflexionsflächenseite (obere Oberflächenseite in der Zeichnung) der Lichtleiterplatte 52 angeordnet ist; einem Austrittsflächenabdeckbereich 58b, der eine Stelle ist, die an der Austrittsflächenseite (Bodenoberflächenseite in der Zeichnung) der Lichtleiterplatte 52 angeordnet ist; und einem Lichtleiterabdeckbereich 58c, der mit den Basisberei chen verbunden ist und auf die Reflexionsfläche 53b des Stablichtleiters 53 gerichtet angeordnet ist.
Ferner ist 12 eine vergrößerte Erklärungsansicht, um einen Zustand zu erklären, bei dem das Abdeckelement 58 gemäß der Ausführungsform an dem Stablichtleiter 53 und dem Licht-emittierenden Element 55 angehaftet ist.
Wie in der Zeichnung gezeigt, ist bei dem Abdeckelement 58 gemäß der Ausführungsform, um das von einer Seitenfläche der Lichtleiterplatte 52 ragende Licht-emittierende Element 55 abzudecken, ein Außenflächenabdeckbereich 58d so ausgebildet, dass er einer Außenflächenseite (Oberfläche an einer Seite gegenüber liegend einer Seite, die zu dem Stablichtleiter 53 gerichtet ist) des Licht-emittierenden Elements 55 gegenüber liegt, und ein Seitenflächenabdeckbereich 58e ist so ausgebildet, dass er einer Seitenfläche an der Seite der Lichtleiterplatte 52 des lichtemittierenden Elements 55 gegenüber liegt.
Ein Merkmal des Abdeckelements 58 gemäß der Ausführungsform ist, dass der Refexionsflächenabdeckbereich 58a, wie in 10 gezeigt, weiter in einer Lichtleiterrichtung (Richtung ausgehend von dem Stablichtleiter 53 hin zu der Lichtleiterplatte 52) vorragend ausgebildet ist als der Austrittsflächenabdeckbereich 58b und eine Vorraglänge L' davon ist auf 0,5 mm oder mehr eingestellt. Durch derartiges Ausbilden kann das Vordergrundlicht 50 gemäß der Ausführungsform eine bemerkenswerte Verbesserung bei der Helligkeit realisieren. Ferner ist die Vorraglänge L vorzugsweise auf 0,7 mm oder mehr eingestellt und ist stärker bevorzugt auf 0,8 mm oder mehr eingestellt. Durch Einstellen des obigen Bereichs kann eine weitere Verbesserung bei der Helligkeit realisiert werden. Die Arbeitsweisen davon werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die 13 und 14 detailliert erklärt.
13 ist eine teilweise Seitenschnittansicht eines in den 10 bis 12 gezeigten Vordergrundlichts 50, und 14 ist eine teilweise Seitenschnittansicht eines Vordergrundlichts, bei dem der Reflexionsflächenabdeckbereich 118a und der Austrittsflächenabdeckbereich 118b in der Länge gleich sind.
Zunächst ist in der in 14 gezeigten existierenden Konfiguration das Abdeckelement 68, das eine Hufeisenform im Schnitt hat, ausgebildet durch Umgreifen eines Seitenendbereichs der Lichtleiterplatte 52 von oben und unten, wobei der Stablichtleiter 53 innerhalb davon aufgenommen ist, und die Längen des Abdeckelements 58 in der Lichtleiterrichtung sind im Wesentlichen identisch ausgebildet an der Seite der Reflexionsfläche 52c der Lichtleiterplatte 52 und an der Seite der Austrittsfläche 52b daran. Wie in 14 gezeigt, wird bei dieser Struktur Licht, das an einer Innenflächenseite eines Spitzenendbereichs des Austrittsflächenabdeckbereichs 58b reflektiert wird und innerhalb der Lichtleiterplatte 52 propagiert, von der Reflexionsfläche 52c der Lichtleiterplatte 52 oberhalb des Vordergrundlichts ausgegeben. Vorausgesetzt, dass eine reflektierende Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 an einer Bodenflächenseite des Vordergrundlichts angeordnet ist, erreicht das Licht einen Anwender, ohne durch die Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 zu gehen. Das Licht trägt nicht nur nicht zu der Anzeige der Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 bei, sondern bewirkt auch eine Schleierbildung (blushing) an der Reflexionsfläche 52c der Lichtleiterplatte 52, was dazu führt, dass eine Verschlechterung der Sichtbarkeit bewirkt wird.
Andererseits ist bei dem Vordergundlicht 50 gemäß der in den 10 bis 13 gezeigten Ausführungsform der Reflexionsflächenabdeckbereich 58a in der Lichtleiterrichtung um eine Vorraglänge L' länger ausgebildet als der Austrittsflächenabdeckbereich 58b in der Lichtleiterrichtung.
Bei der Konfiguration wie dieser propagiert das von dem Stablichtleiter 53 abgegebene Licht mit wiederholten Reflexionen an einer Innenfläche der Lichtleiterplatte 52 oder an einer Innenflächenseite des Abdeckelements 58 von der Seite des Lichtleiters 53 zu einer Richtung hin zu der Lichtleiterplatte 52. Bei dem Vordergrundlicht 50 gemäß der Ausführungsform wird das an der Innenflächenseite des Spitzenendbereichs des Austrittsflächenabdeckbereichs 58b reflektierte Licht ferner an der Innenflächenseite des Spitzenendbereichs des Reflexionsflächenabdeckbereichs 58a reflektiert und ausgegeben. Wenn eine reflektierende Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 an einer Bodenflächenseite des Vordergrundlichts 50 angeordnet ist, kann dementsprechend, wie z.B. in 13 gezeigt, das an dem Spitzenendbereich des Reflexionsflächenabdeckbereichs 58a reflektierte Licht auch als Licht verwendet werden, das zu der Anzeige der Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 beiträgt. Da das Vordergrundlicht 50 gemäß der Ausführungsform die Menge an Austrittslicht von der Austrittsfläche 52b der Lichtleiterplatte 52 steigern kann und auch das Licht von der Reflexionsfläche 52 der Lichtleiterplatte 52 vom Herauslecken abhalten kann, kann somit ein Vordergrundlicht ausgebildet werden, das eine spürbare Helligkeitsverbesserung im Vergleich mit einem existierenden Vordergrundlicht realisieren kann, schwerlich eine Schleierbildung bewirken kann und bei der Sichtbarkeit exzellent ist.
Bei dem Stablichtleiter 53 des Vordergrundlichts 50 gemäß der Ausführungsform ist, wie in 16 gezeigt, in den Ausnehmungen 56, die an der Reflexionsfläche 53b ausgebildet sind, ein Winkel, den Neigungsbereiche 56a, 56b bilden, im obigen Bereich ausgebildet, und Tiefen D der in 16 gezeigten Ausnehmungen sind auch bei vorbestimmten Tiefen kontrolliert ausgebildet. Die Tiefen D der Ausnehmungen 56 werden nachfolgend mit Bezug auf 17 detailliert beschrieben. 17 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen den Tiefen D der Ausnehmungen 56, die an der Reflexionsfläche 53b des Lichtleiters 53 ausgebildet sind, und Abständen zwischen dem Licht-emittierenden Element 55 und den jeweiligen Ausnehmungen 56 zeigt.
In 17 sind die Tiefen der Ausnehmungen 56 von einem Zentrum des Lichtleiters 53 zu einem Licht-emittierenden Element 55 gezeigt. Die Beziehung zwischen den Abständen bis hinauf zu dem anderen Licht-emittierenden Element 55 und den Tiefen D der Ausnehmungen ist symmetrisch in Bezug auf das Zentrum des Lichtleiters 53. Das heißt, die Tiefen D zweier Ausnehmungen 56, die von dem Zentrum des Lichtleiters 53 gleich beabstanded sind, sind gleich.
Die Tiefen D der Ausnehmungen 56 in dem Vordergrundlicht 50 gemäß der Ausführungsform sind, wie in 17 gezeigt, zwischen einer Region 1, die die Nachbarregion des Zentralbereichs des Lichtleiters 53 ist, und einer Region 2 von der Außenseite der Region 1 hin zu dem Licht-emittierenden Element 55, unterschiedlich ausgebildet. Das heißt, in der Region 1, die die Zentralbereichsseite des Lichtleiters 53 ist, sind die Tiefen D der Ausnehmungen 56 konstant bei einer Tiefe d₂ ausgebildet, und in der Region 2 ist die Tiefe der Ausnehmung 56, die am nächsten zu dem Licht-emittierenden Element 55 ist, auf d, eingestellt, und je näher die Ausnehmungen 56 zu dem Zentrum des Lichtleiters 53 sind, um so tiefer sind die Ausnehmungen 56 ausgebildet. In der Region 2 ist die Beziehung zwischen dem Abstand von dem Licht-emittierenden Element 55 zu der Ausnehmung 56 und der Tiefe D der Ausnehmung 56 gemäß einer quadratischen Funktion oder einer exponentiellen Funktion ausgebildet. Das heißt, eine Tiefe D einer Ausnehmung 56 mit einem Abstand t von dem Licht-emittierenden Element 55 kann durch einen Beziehungsausdruck D = a × t² + b × t + d₁ (a und b sind Konstanten) oder D = c × e^t + d₁ (c ist eine Konstante) ausgedrückt werden, und in den Beziehungsausdrücken enthaltene Konstanten können geeignet an die besten Werte gemäß einer Abmessung wie z.B. der Länge des Lichtleiters 53 usw. angepasst werden.
Genauer ausgedrückt sind, wenn die Länge des Stablichtleiters 53 im Wesentlichen 40 bis 100 mm ist, die in 17 gezeigten Ausnehmungstiefen d₁ und d₂ auf im Wesentlichen jeweils 20 μm und 50 μm eingestellt, und in der Region 2 sind die Ausnehmungstiefen D vorzugsweise so ausgebildet, dass sie sequenziell gemäß der quadratischen Funktion oder der exponentiellen Funktion von 20 μm an der Seite des Licht-emittierenden Elements 55 hin zum Zentrum des Stablichtleiters 53 zunehmen.
Somit kann das Vordergundlicht 50 gemäß der Ausführungsform, da dessen Stablichtleiter 53 wie oben beschrieben kontrolliert ausgebildet ist, eine Lichtmenge erhöhen, die von dem Stablichtleiter 53 in die Lichtleiterplatte 52 eingeführt wird und kann deren Gleichmäßigkeit verbessern. Dadurch kann eine Erhöhung der Lichtmenge, die aus der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte 52 ausgegeben wird, erhöht werden, und eine Verbesserung bei der Gleichmäßigkeit des Austrittslichts kann realisiert werden. Außerdem kann aufgrund der Anordnung des Abdeckelements 58 mit der obigen Konfiguration Licht am Herauslecken von einer oberen Oberfläche (Reflexionsfläche 52c) der Lichtleiterplatte 52 gehindert werden, und das Licht, das bisher zu der oberen Oberfläche heraus geleckt ist, kann hin zu einer Bodenfläche der Lichtleiterplatte 52 ausgegeben werden, was zum Realisieren einer Verbesserung bei der Helligkeit des Vordergundlichts führt.
(Flüssigkristallanzeigeeinrichtung)
An nächster Stelle wird ein Beispiel einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, die mit dem Vordergundlicht 50 gemäß der Ausführungsform ausgestattet ist, erklärt. 18 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung zeigt, die mit dem in 10 gezeigten Vordergrundlicht 50 ausgestattet ist, und 19 ist eine schematische Schnittansicht entlang einer in 18 gezeigten XIX-XIX-Linie. Die in den Zeichnungen gezeigte Flüssigkristallanzeigeeinrichtung weist ein Vordergundlicht 50 gemäß der Ausführungsform und eine reflektierende Schwarz/Weiß-Flüssigkristallanzeigeeinheit 70, die an dessen Rückseite angeordnet ist, auf.
Die Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 ist, wie in 19 gezeigt, durch Verbinden und Integrieren mit einem Dichtmaterial 74 eines ersten Substrats 71 und eines zweiten Substrats 72, die einander mit einer zwischen diesen angeordneten Flüssigkristallschicht 73 gegenüber liegen, ausgebildet. An der Seite der Flüssigkristallschicht 73 des ersten Substrats 71 ist eine Anzeigeschaltung 77 ausgebildet, die eine Elektrodenschicht und einen Ausrichtungsfilm aufweist und die Flüssigkristallschicht 73 ansteuert und kontrolliert, und an der Seite der Flüssigkristallschicht 73 des zweiten Substrats 72 sind ein Reflexionsfilm 75, der das auf die Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 fallende Licht reflektiert, und eine Anzeigeschaltung 76, die eine Elektrodenschicht und einen Ausrichtungsfilm aufweist und die Flüssigkristallschicht 73 ansteuert und kontrolliert, sequenziell laminiert. Ferner kann der Reflexionsfilm 75 mit einer konkav-konvexen Form an dessen einer Oberfläche ausgebildet sein, um das reflektierte Licht zu streuen.
Bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der obigen Konfiguration wird das von dem Licht emittierenden Element 55 abgegebene Licht zunächst in den Stablichtleiter 53 eingeführt, anschließend wird es an der Reflexionsfläche 53b des Stablichtleiters 53 reflektiert, um seine Propagationsrichtung zu ändern, und wird in die Lichtleiterplatte 52 eingeführt von einer Seitenendfläche der Lichtleiterplatte 52, die gegenüber der Austrittsfläche des Stablichtleiters 53 angeordnet ist. Das sich innerhalb der Lichtleiterplatte 52 ausbreitende Licht wird an dem Neigungsbereich 54a der Reflexionsfläche 52c der Lichtleiterplatte 52 reflektiert, dadurch wird dessen Propagationsrichtung geändert, und das Licht, das die Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 beleuchtet, wird aus der Austrittsfläche 52b der Lichtleiterplatte 52 ausgegeben.
Anschließend geht das in die Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 eingegebene Licht durch das erste Substrat 71, die Anzeigeschaltung 77, die Flüssigkristallschicht 73 und die Anzeigeschaltung 76 und erreicht den Reflexionsfilm 75, wird durch den Reflexionsfilm 75 reflektiert und kehrt wieder zu der Seite der Flüssigkristall schicht 73 zurück. Das reflektierte Licht wird von einer oberen Oberflächenseite der Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 ausgegeben, transmittiert durch die Lichtleiterplatte 52 und erreicht einen Anwender. Wenn das Vordergrundlicht 50 gemäß der Erfindung als eine Lichtquelle einer reflektierenden Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 verwendet wird, ermöglicht somit die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung, dass die Anzeige sogar an einem dunklen Platz, wo nicht ausreichend Umgebungslicht erhalten werden kann, zu sehen ist. Wenn die Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 mit dem Vordergrundlicht 50 gemäß der Erfindung ausgestattet ist, kann ferner eine Lichtmenge, die auf die Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 gestrahlt werden soll, erhöht werden, was zum Erhalt einer helleren Anzeige führt. Da das Licht am Herauslecken zu einer oberen Oberflächenseite des Vordergrundlichts 50 gehindert wird, kann ferner das Senken der Sichtbarkeit aufgrund der Schleierbildung unterdrückt werden.
Ähnlich wie bei dem Fall der vorangehenden Ausführungsform kann ferner die als Licht-emittierendes Element 55 verwendete LED (Licht-emittierende Diode) irgendeine sein, die in der Lage ist, grüne Farbe, bläulich-grüne Farbe, blaue Farbe, orange Farbe, rote Farbe oder gelblich-grüne Farbe zu emittieren.
Ferner kann unter diesen, für den Fall, dass mehr Helligkeit erforderlich ist, die grün emittierende Licht-emittierende Diode in eine gelblich-grün emittierende geändert werden. Weiterhin kann, um der Anzeige ein modisches Aussehen zu geben, die rot oder orange emittierende Licht-emittierende Diode effektiv verwendet werden.
Die Licht-emittierenden Dioden, die diese Farben emittieren können, zeichnen sich dadurch aus, dass der Stromverbrauch so gering ist, dass er im Wesentlichen im Bereich von 2,0 bis 2,5 mW/cm² ist, eine höhere Helligkeit, wie z.B. im Wesentlichen 5 bis 10 cd/cm² leicht erreicht werden kann, eine längere Lebensdauer, wie z.B. 10.000 h oder mehr erreicht werden kann, das Rauschen schwerlich erzeugt wird und die Kosten günstig sind (z.B. im Wesentlichen 20 bis 30 japanische Yen pro Stück). Die Licht-emittierenden Dioden, die diese Farben emittieren können, können aufgrund der Farbigkeit nicht als ein Vordergrundlicht einer Flüssigkristallanzeigeeinheit vom Farbanzeigetyp eingesetzt werden. Sie können jedoch ohne Probleme bei einer Flüssigkristallanzeigeeinheit 70 vom Schwarz/Weiß-Anzeigetyp wie einem solchen gemäß der Ausführungsform, ein gesetzt werden. Wenn die Licht-emittierende Diode mit einer der jeweiligen Farben verwendet wird, kann demgemäß eine Vordergrundlichtanzeige-Flüssigkristallanzeigeeinrichtung 70, die niedrig im Stromverbrauch ist und einen helleren Anzeigemodus im Bezug auf den niedrigen Stromverbrauch hat, erhalten werden.
Wie oben erklärt, ist die Erfindung ausgebildet mit einer Lichtleiterplatte; einem an einem Seitenendbereich daran vorgesehenen Lichtleiter; und einer Lichtquelle; wobei eine Flächenseite der Lichtleiterplatte in eine konkav-konvexe Reflexionsfläche ausgebildet ist; die andere Flächenseite der Lichtleiterplatte ist in eine Austrittsfläche ausgebildet; die Reflexionsfläche ist mit einer Mehrzahl von streifenähnlichen Ausnehmungen vorgesehen, die aus einem Bereich leichter Neigung und einem Bereich steiler Neigung gebildet sind, und ein zu beleuchtender Gegenstand ist außerhalb der Austrittsfläche angeordnet. Demgemäß wird von der Lichtquelle abgegebenes Licht an dem Bereich steiler Neigung reflektiert und kann von der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte auf den zu beleuchtenden Gegenstand gestrahlt werden. Somit kann der zu beleuchtende Gegenstand von dessen Rückseite beleuchtet werden, was zu einem Ermöglichen eines Funktionierens als ein Hintergrundlicht führt.
Bei dem Hintergrundlicht gemäß der Erfindung ist die Lichtquelle aus einer Licht-emittierenden Diode irgendeiner der Farben Grün, Bläulich-Grün oder Blau ausgebildet. Da die Licht-emittierende Diode mit einer dieser Farben billig erhalten werden kann, trägt sie zu der Kostenreduzierung als Lichtquelle bei. Im Vergleich mit einer Struktur, bei der ein EL-Element als die Lichtquelle verwendet wird, gibt es ferner, da die Licht-emittierende Diode weniger Rauschen erzeugt, keine Notwendigkeit für eine Rauschgegenmaßnahme, d.h. es besteht keine Notwendigkeit einer Abschirmung oder einer Rauschreduzierungsschaltung, was zu einem Beitrag zur Kostenreduzierung führt.
Da die Licht-emittierende Diode mit einer dieser Farben in der Helligkeit höher ist bezogen auf den Stromverbrauch, kann ferner ein helleres Hintergrundlicht billig bereitgestellt werden.
Bei dem Hintergrundlicht gemäß der Erfindung ist der Bereich steiler Neigung, der die Ausnehmung bildet, an einer Seite näher zu der Seite der Lichtquelle als der Bereich leichter Neigung angeordnet. Demgemäß führt der Bereich steiler Nei gung das Licht sicher von der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zu einer Seite des zu beleuchtenden Gegenstands. Als Ergebnis kann ein helleres Hintergrundlicht leicht erhalten werden.
Bei dem Hintergrundlicht gemäß der Erfindung ist das Abdeckelement mit zumindest dem Reflexionsflächenabdeckbereich, der den Seitenendbereich an der Reflexionsflächenseite der Lichtleiterplatte abdeckt, dem Lichtleiterabdeckbereich, der den Lichtleiter abdeckt und dem Austrittsflächenabdeckbereich, der den Seitenendbereich der Austrittsflächenseite der Lichtleiterplatte abdeckt, so angehaftet, dass der Lichtleiter und der Seitenendbereich der Lichtleiterplatte abgedeckt werden. Dementsprechend kann Lichtleckage von der Seitenendbereichsseite der Lichtleiterplatte und der Lichtleiterseite kleiner gemacht werden, und das in die Lichtleiterplatte eingeführte Licht kann gesteigert werden, was zu einer Verbesserung bei der Helligkeit als Hintergrundlicht führt.
Bei dem Hintergrundlicht gemäß der Erfindung kann, da die Reflexionsfläche an einer Innenflächenseite des Abdeckelements ausgebildet ist, eine Lichtmenge, die innerhalb des Lichtleiters reflektiert wird und in die Lichtleiterplattenseite eingegeben wird, gesteigert werden, was zu einer Verbesserung der Helligkeit als Hintergrundlicht führt.
Da die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung mit dem Hintergrundlicht ausgestattet ist, bei dem das von der Lichtquelle abgegebene Licht an dem Bereich steiler Neigung reflektiert wird und von der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte auf das zu beleuchtende Objekt gestrahlt werden kann, kann die transmittierende oder teilweise transmittierende Flüssigkristallanzeigeeinheit von deren Rückseite beleuchtet werden.
Um die obigen Probleme zu überwinden, ist bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung die Flüssigkristallanzeigeeinheit ein Schwarz/Weiß-Anzeigetyp, und die Lichtquelle ist aus einer Licht-emittierenden Diode mit einer der Farben Grün, Bläulich-Grün oder Blau gebildet. Wenn die Licht-emittierende Diode als die Lichtquelle verwendet wird, ist der Stromverbrauch im Vergleich mit dem EL-Element kleiner, und höhere Helligkeit, bezogen auf den Stromverbrauch, kann erreicht werden. Ferner kann die Licht-emittierende Diode mit einer der Farben Grün, Bläulich-Grün oder Blau einfach erhalten werden und ist billig, was zu einem Beitrag zur Kostenreduzierung führt. Ferner ist die Licht-emittierende Diode schwächer bei der Rauscherzeugung im Vergleich mit einer Struktur, bei der das EL-Element als die Lichtquelle verwendet wird. Da es keine Notwendigkeit für eine Rauchgegenmaßnahme gibt, gibt es demgemäß keine Notwendigkeit einer Abschirmung oder Rauschreduzierungsschaltung, was zu einem Beitrag bei der Kostenreduzierung führt.
Die Licht-emittierenden Dioden mit diesen Farben sind bei der erhaltenen Helligkeit höher in Bezug auf den Stromverbrauch, was zu einem billigen Bereitstellen eines helleren Hintergrundlichts führt.
Wenn eine der Licht-emittierenden Dioden mit diesen Farben als die Lichtquelle verwendet wird, beleuchtet ferner farbiges Licht die Flüssigkristallanzeigeeinheit von deren Rückflächenseite. Wenn jedoch die Flüssigkristallanzeigeeinheit kein Farbanzeigetyp ist, sondern ein Schwarz/Weiß-Anzeigetyp, gibt es kein spezielles Problem, und ein hellerer Anzeigemodus kann billig erhalten werden.
Um die obigen Probleme zu überwinden, ist bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung der Bereich steiler Neigung, der die Ausnehmung bildet, näher zu der Lichtquellenseite angeordnet als der Bereich leichter Neigung, und das von der Lichtquelle abgegebene Licht wird durch den Bereich steiler Neigung reflektiert und kann von der Austrittsfläche auf den zu beleuchtenden Gegenstand gestrahlt werden. Demgemäß kann der zu beleuchtende Gegenstand von dessen Rückseite beleuchtet werden, und so wird ein Funktionieren als ein Hintergrundlicht ermöglicht. Somit kann eine Flüssigkristallanzeige mit einer Transmissionsmodenanzeige oder einem Anzeigemodus mit teilweiser Transmission, der Beleuchtungslicht von der Rückflächenseite verwendet, erhalten werden.
Bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung ist das Abdeckelement an einer Vorder- und einer Rückseite des Seitenendbereichs der Lichtleiterplatte und einer Randseite des Lichtleiters angeordnet, wodurch Lichtleckage von der Seitenendbereichsseite der Lichtleiterplatte und der Lichtleiterseite kleiner gemacht werden kann und das in die Lichtleiterplatte eingeführte Licht gesteigert werden kann. Demgemäß kann die Helligkeit des Hintergrundlichts ver bessert werden, was zu einem Bereitstellen einer Flüssigkristallanzeigeeinheit hellerer Anzeige führt.
Um die obigen Probleme zu überwinden, kann bei der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung eine Reflexionsfläche an einer Innenflächenseite des Abdeckelements ausgebildet sein. Da die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung mit einem helleren Hintergrundlicht ausgestattet ist, kann eine Flüssigkristallanzeigeeinheit hellerer Anzeige bereitgestellt werden.
Bei dem Vordergrundlicht gemäß der Erfindung weist die Lichtquelle eine Licht-emittierende Diode mit einer der Farben Grün, Bläulich-Grün, Blau, Orange, Rot oder Gelblich-Grün auf. Da die Licht-emittierende Diode mit einer dieser Farben billig erhalten werden kann, trägt sie zu der Kostenreduzierung als Lichtquelle bei. Ferner besteht kein Bedarf für eine Rauschgegenmaßnahme, da im Vergleich mit einer Struktur, bei der ein EL-Element als die Lichtquelle verwendet wird, die Licht-emittierende Diode weniger Rauschen erzeugt, d.h., es besteht kein Bedarf an einer Abschirmung oder einer Rauschreduzierungsschaltung, was zu einem Beitrag zu der Kostenreduzierung führt.
Da die Licht-emittierende Diode mit einer dieser Farben bei der erhaltenen Helligkeit relativ zu dem Stromverbrauch höher ist, kann ferner helleres Vordergrundlicht billig bereitgestellt werden.
Bei dem Vordergrundlicht gemäß der Erfindung ist der Bereich steiler Neigung, der die Ausnehmung bildet, an einer Seite näher zu der Lichtquellenseite als der Bereich leichter Neigung angeordnet. Demgemäß leitet der Bereich steiler Neigung das Licht sicher von der Austrittsfläche der Lichtleiterplatte zu einer Seite des zu beleuchtenden Gegenstands. Als Ergebnis kann ein helleres Vordergrundlicht leicht erhalten werden.
Wenn die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung mit dem Vordergrundlicht ausgestattet ist, kann ferner, da höhere Helligkeit in Bezug auf den Stromverbrauch erhalten werden kann, eine hellere Flüssigkristallanzeigeeinrichtung billig bereitgestellt werden.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (10), aufweisend: eine Lichtleiterplatte (12) mit zwei entgegengesetzten Hauptflächen und Seitenflächen entlang der Kanten der Hauptflächen, wobei zwei entgegengesetzte Seitenflächen entlang den Kanten der Hauptflächen Endflächen der Lichtleiterplatte definieren; einen Zwischenlichtleiter (13A), der entlang einer Endfläche der Lichtleiterplatte (12) angeordnet ist; und eine Lichtquelle (13B), die so angeordnet ist, dass sie auf eine Lateralfläche des Zwischenlichtleiters (13A) gerichtet ist; wobei eine Hauptfläche der Lichtleiterplatte (12) eine Reflexionsfläche (12c) bildet, an der eine konkav-konvexe Form (14) ausgebildet ist, so dass in deren Innenseite propagierendes Licht reflektiert wird, wobei die andere Hauptfläche der Lichtleiterplatte (12) eine Austrittsfläche (12b) bildet, die entgegengesetzt der Reflexionsfläche (12c) angeordnet ist und die durch die Reflexionsfläche (12c) reflektiertes Licht ausgibt, und wobei die Reflexionsfläche (12c) eine Mehrzahl von Ausnehmungen (14) aufweist, die aus einem Bereich (14a) leichter Neigung und einem Bereich (14b) steiler Neigung gebildet sind, wobei der Bereich (14b) steiler Neigung einen Neigungswinkel (θ₂) aufweist, der steiler als der Neigungswinkel (θ₁) des Bereichs (14a) leichter Neigung ist, und wobei die Ausnehmungen (14) in einem durchgehenden streifenähnlichen Muster ausgebildet sind; und ferner aufweisend ein Abdeckelement (25), aufweisend einen Reflexionsflächenabdeckbereich (25a), der einen Seitenendbereich an einer Reflexionsflächenseite (12c) der Lichtleiterplatte (12) abdeckt, einen Lichtleiterabdeckbereich (25c, d, e), der den Zwischenlichtleiter abdeckt, und einen Austrittsflächenabdeckbereich (25b), der einen Seitenendbereich an einer Austrittsflächenseite (12b) der Lichtleiterplatte (12) abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflexionsflächenabdeckbereich (25a) so ausgebildet ist, dass er sich um eine Länge L in einer Lichtleiterrichtung weiter erstreckt als der Austrittsflächenabdeckbereich (25b) und dass die Lichtquelle (13B) aus einer Licht emittierenden Diode ausgebildet ist, die eine der Farben grün, bläulich-grün, blau, orange, rot oder gelblich-grün aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Abdeckelement (25) aus einer Metallplatte gebildet ist und die Reflexionsfläche (12c) an einer Innenfläche daran ausgebildet ist.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, aufweisend eine Flüssigkristallanzeigeeinheit (70) und eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung an der Rückseite der Flüssigkristallanzeigeeinheit angeordnet ist, so dass sie in der Lage ist, die Anzeigeeinheit von der Rückseite her zu beleuchten.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, aufweisend eine Flüssigkristallanzeigeeinheit (70) und eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Beleuchtungsvorrichtung an der Vorderseite der Flüssigkristallanzeigeeinheit angeordnet ist, so dass sie in der Lage ist, die Anzeigeeinheit von der Vorderseite her zu beleuchten.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Flüssigkristallanzeigeeinheit eine transmittierende oder teilweise transmittierende Flüssigkristallanzeigeeinheit ist.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Anzeigeeinheit ein transmittierender oder teilweise transmittierender Schwarz/Weiß-Aanzeigetyp ist.