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Dokumentenidentifikation DE69212662T2 20.02.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0500089
Titel Vorrichtung zur Hinterbeleuchtung
Anmelder Tosoh Corp., Shinnanyo, Yamaguchi, JP
Erfinder Kashima, Keiji, Ebina-shi, Kanagawa, JP;
Yoshida, Naoki, Kawasaki-shi, Kanagawa, JP;
Shoji, Osamu, Kita-ku, Tokyo, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69212662
Vertragsstaaten DE, GB, IT, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 20.02.1992
EP-Aktenzeichen 921028205
EP-Offenlegungsdatum 26.08.1992
EP date of grant 14.08.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.02.1997
IPC-Hauptklasse G09F 13/18
IPC-Nebenklasse G02F 1/1335   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine rückseitige Beleuchtungsvorrichtung für Flüssigkristall-Anzeigetafeln, die lichtdurchlässige oder licht-halbdurchlässige Tafeln (Anzeigetafeln) von der Rückseite beleuchten.

Dünne Flüssigkristallanzeigen, die mit einer rückseitigen Beleuchtungsvorrichtung ausgestattet sind, die ein einfaches Beobachten von Information auf dem Bildschirm zulassen, werden mit neuesten Versionen von Wort- Verarbeitungseinrichtungen oder Computern vom Laptop- oder Buchtyp verwendet. Bei der rückseitigen Beleuchtungsvorrichtung, die allgemein im Gebrauch ist, wird ein "Kanten-Beleuchtungs"-Verfahren verwendet, bei dem eine lineare Lichtquelle wie beispielsweise eine fluoreszierende Röhre an einer Kante einer durchlassigen lichtleitenden Platte wie in Fig. 1 gezeigt bereitgestellt ist. Ferner ist, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Oberfläche der lichtleitenden Platte, die mit dem Kanten-Beleuchtungsverfahren betrieben wird, oft teilweise von einem lichtzerstreuenden Material mit einem höheren Brechungsindex als von dem Material, aus dem die lichtleitende Platte hergestellt ist, umgeben, und die somit umgebene Fläche ist fast vollständig von einer spiegelnd reflektierenden oder diffus reflektierenden Platte umgeben.

Zusätzlich werden, wie es heutzutage oft der Fall ist, rückseitige Beleuchtungsvorrichtungen oft mit einer Batterie betrieben, und eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrads der Umwandlung von Leistung zu Leuchtdichte ist erwünscht. Um diesem Bedarf nachzukommen, ist vorgeschlagen worden, daß eine Licht-Reflexionsvorrichtung, die die lineare Lichtquelle bedeckt (umgibt), init einer lichtreflektierenden Platte mit einem hohen Licht-Reflexionsvermögen ausgestattet ist.

Durch die vorstehend beschriebenen Verfahren wird eine gewisse Verbesserung des Wirkungsgrads der Umwandlung von Leistung zu Leuchtdichte erreicht, aber sie ist noch unzureichend, und es ist eine noch stärkere Verbesserung erwünscht.

In EP-A-0 355 064 wird eine rückseitige Beleuchtungsvorrichtung für Anzeigetafeln beschrieben, die ein lichtleitendes Plattenmaterial, eine lineare Lichtquelle, die in der Nähe von mindestens einer Kante der lichtleitenden Platte bereitgestellt ist, umfaßt, wobei eine Oberfläche der lichtleitenden Platte mit der Fähigkeit zur Zerstreuung von Licht bereitgestellt ist und mit einer spiegelnd oder diffus reflektierenden Platte bedeckt ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine rückseitige Beleuchtungsvorrichtung für Anzeigetafeln bereitzustellen, die einen hohen Wirkungsgrad der Umwandlung von Leistung zu Leuchtdichte hat und die daher die Eigenschaft hat, eine hohe Leuchtdichte zu erreichen.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten zahlreiche Studien durch, um die vorstehend erwähnten Probleme des Stands der Technik zu lösen und haben gefunden, daß die erwünschte rückseitige Beleuchtungsvorrichtung, die mit einem Kanten-Beleuchtungsverfahren betrieben wird, das einen hohen Wirkungsgrad der Umwandlung von Leistung zu Leuchtdichte hat und das daher die Fähigkeit hat, eine hohe Leuchtdichte zu erzielen, erreicht werden kann, indem man den Lichtquellenbereich einer bestimmten Verarbeitung unterzieht.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine rückseitige Beleuchtungsvorrichtung für Anzeigetafeln, die eine lichtleitende Platte (1) aus einem lichtdurchlässigen Material;

eine lineare Lichtquelle (4), die in der Nähe zu mindestens einer Kante der lichtleitenden Platte (1) angeordnet ist, umfaßt,

wobei eine Oberfläche der lichtleitenden Platte (1) mit einer lichtzerstreuenden Fähigkeit (9) ausgestattet ist und mit einer spiegelnd oder diffus reflektierenden Platte (3) bedeckt ist, wobei die rückseitige Beleuchtungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner ein reflektierendes Laminat umfaßt, das teilweise die lineare Lichtquelle umgibt und das in der Reihenfolge von der Seite der Lichtquelle aus einer Überlagerung von einer spiegelnd reflektierenden Platte oder einem spiegelnd reflektierenden Film (7), einer Luftschicht (8) und einer diffus reflektierenden Platte oder einem diffus reflektierenden Film (6) besteht.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine rückseitige Beleuchtungsvorrichtung für Anzeigetafeln, die

eine lichtleitende Platte (1) aus einem lichtdurchlässigen Material;

eine lineare Lichtquelle (4), die in der Nähe von mindestens einer Kante der lichtleitenden Platte (1) bereitgestellt ist, umfaßt,

wobei eine Oberfläche der lichtleitenden Platte (1) mit einer lichtzerstreuenden Fähigkeit (9) ausgestattet ist und mit einer spiegelnd oder diffus reflektierenden Platte (3) bedeckt ist, wobei die rückseitige Beleuchtungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner eine lichtreflektierende Platte oder einen lichtreflektierenden Film (7) umfaßt, der die lineare Lichtquelle (4) teilweise in solch einer Weise umgibt, daß der Abstand zwischen der Außenfläche der Lichtquelle (4) und der Innenfläche der lichtreflektierenden Platte oder dem lichtreflektierenden Film (7) in im wesentlichen dem zentralen Bereich eines ersten Teils größer als in den anderen Bereichen des ersten Teils ist oder daß die lichtreflektierende Platte oder der lichtreflektierende Film (7) in dem ersten Teil in Kontakt mit der Außenfläche der linearen Lichtquelle (4) steht, wobei der "erste Teil" entgegengesetzt zu einem "zweiten Teil" ist, an dem die Oberfläche der linearen Lichtquelle (4) der lichtleitenden Platte (1) gegenübersteht, wobei der "zentrale Bereich" der Bereich senkrecht zu der Grenze zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil im Zentrum der Grenze ist und die Grenze die Linie ist, die durch das Zentrum der linearen Lichtquelle (4) durchgeht und die im wesentlichen senkrecht zu der breiteren Oberfläche der lichtleitenden Platte (1) ist.

In den vorstehend erwähnten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann es jedoch möglich sein, ein reflektierendes Laminat bereitzustellen, das in der Reihenfolge von der Seite der Lichtquelle aus einer spiegelnd reflektierenden Platte oder einem spiegelnd reflektierenden Film (7), einer Luftschicht (8) und einer diffus reflektierenden Platte (3) besteht.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer rückseitigen Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein Querschnitt der rückseitigen Beleuchtungsvorrichtung, die in Beispiel 1 als ein Modell verwendet wurde, das nach dem Kanten-Beleuchtungsverfahren betrieben wird;

Fig. 3 ist ein Querschnitt eines Lichtquellenbereichs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 4 ist ein Diagramm, das das Verteilungsprofil eines lichtzerstreuenden Materials zeigt, das auf der lichtleitenden Platte der rückseitigen Beleuchtungsvorrichtung der Erfindung aufgetragen ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer rückseitigen Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 ist ein Querschnitt derselben rückseitigen Beleuchtungsvorrichtung. Fig. 3 ist ein Querschnitt eines Lichtquellenbereichs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit 1 wird eine lichtleitende Platte bezeichnet, die aus jedem Material hergestellt sein kann, das die Fähigkeit zum effizienten Lichtdurchlaß hat, wie beispielsweise Quarz, Glas, lichtdurchlässige natürliche oder synthetische Harze wie beispielsweise Acrylharze. Mit 2 wird eine lichtzerstreuende Platte bezeichnet. Eine oder mehrere solcher lichtzerstreuenden Platten können gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Oberfläche der lichtleitenden Platte 1 mit einer lichtzerstreuenden Fähigkeit ausgestattet, und dies kann durch ein lichtstreuendes Material (mit 9 in Fig. 2 angedeutet) wie beispielsweise einen Anstrich oder eine Drucktinte erzielt werden, der bzw. die ein Pigment mit einem höheren Brechungsindex und einer höheren Fähigkeit zum diffusen Reflektieren als das Material, aus dem die lichtleitende Platte hergestellt ist, enthält. Solch ein lichtstreuendes Material wird mittels Siebdruck- oder anderen Druckverfahren in Punkten auf die Oberfläche der lichtleitenden Platte aufgebracht. Alternativ kann die beabsichtigte lichtzerstreuende Fähigkeit durch Aufrauhen einer Oberfläche der lichtleitenden Platte oder durch Bohren von Öffnungen durch die Oberfläche der lichtleitenden Platte bereitgestellt werden.

Eine spiegelnd oder diffus reflektierende Platte 3 wird in solch einer Weise bereitgestellt, so daß im wesentlichen die gesamte Oberfläche der lichtleitenden Platte, die bereits mit dem lichtstreuenden Material bedeckt ist, bedeckt wird. Mit 4 wird eine lineare Lichtquelle bezeichnet, die üblicherweise einen Außendurchmesser von 2 bis 6 mm hat. In einer bevorzugten Ausführungsform ist diese lineare Lichtquelle mit einer Reflexionsvorrichtung 5 in solch einer Weise bedeckt, daß ein bestimmter Abstand zwischen der äußeren Oberfläche der Lichtquelle und der inneren Oberfläche der Reflexionsvorrichtung bereitgestellt wird. Die Reflexionsvorrichtung hat einen in der Oberfläche gebildeten Schlitz, durch den von der linearen Lichtquelle einfallendes Licht in einen Endbereich der lichtleitenden Platte eingelassen wird. Eine lichtreflektierende Platte 7 ist auch zwischen der Reflexionsvorrichtung oder Schutzvorrichtung 5 und der linearen Lichtquelle 4 in solch einer Weise bereitgestellt, daß sie die lineare Lichtquelle 4 bedeckt. Die Lichtquelle ist in der Nähe von mindestens einer Kante der lichtleitenden Platte in solch einer Weise bereitgestellt, daß ihre zentrale Achse im wesentlichen parallel zu jeder Kante der lichtleitenden Platte ist.

Der wichtigste kennzeichnende Teil der vorliegenden Erfindung ist, daß sowohl die äußere Oberfläche der linearen Lichtquelle als auch die innere Oberfläche der lichtreflektierenden Platte, die die Lichtquelle umgibt, in solch einer Weise bereitgestellt ist, daß eine bestimmte angegebene Bedingung erfüllt ist.

Genauer gesagt ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Lichtquelle, die einer Kante der lichtleitenden Platte gegenübersteht, mit einem reflektierenden Platten- oder Filmlaminat bedeckt ist, das in der Reihenfolge von der äußeren Oberfläche der Lichtquelle aus einer spiegelnd reflektierenden Platte oder einem spiegelnd reflektierenden Film (wie durch 7 in Fig. 2 angegeben), einer Luftschicht (8 in Fig. 2) und einer diffus reflektierenden Platte oder einem diffus reflektierenden Film (6 in Fig. 2) in Überlagerung besteht. Dieses reflektierende Platten- oder Filmlaminat ist in solch einer Weise bereitgestellt, daß es die Seite der linearen Lichtquelle, die der Seite gegenüberliegt, die der Kante der lichtleitenden Platte gegenübersteht, bedeckt und ein Endbereich des reflektierenden Platten- oder Filmlaminats auf der Kante der lichtleitenden Platte überlagert ist.

Die einzige Anforderung, die durch das reflektierende Platten- oder Filmlaminat erfüllt werden sollte, ist, daß nicht die ganze Oberfläche der diffus reflektierenden Platten- oder Filmschicht in innigem Kontakt mit der spiegelnd reflektierenden Platten- oder Filmschicht ist, und eine Luftschicht muß nur zwischen solchen Schichten in mindestens einem Teil von oder der ganzen Fläche des reflektierenden Platten- oder Filmlaminats sein. Die Dicke der dazwischenliegenden Luftschicht ist nicht auf einen speziellen Wert beschränkt; in Hinblick auf die Struktur der aufzubauenden rückseitigen Beleuchtungsvorrichtung übersteigt sie vorzugsweise jedoch nicht 3 mm, wobei eine minimale Dicke so ist, daß mindestens eine Monolage Luft aufgenommen sein kann. Der Abstand zwischen der äußeren Oberfläche der Lichtquelle und der inneren Oberfläche der spiegelnd reflektierenden Platten- oder Filmschicht liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0 bis 3 mm. Es ist auch anzumerken, daß die Reflexionsvorrichtung oder Schutzvorrichtung 5, die den Lichtquellenbereich bedeckt, weggelassen werden kann, ohne der vorliegenden Erfindung einen bestimmten Nachteil zuzufügen.

Der genaue Grund dafür, daß die rückseitige Beleuchtungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau eine höhere Leuchtdichte erzielt, ist nicht vollständig klar, aber vorzugsweise kann dies daran liegen, daß jedes Licht, das durch die spiegelnd reflektierende Platte oder den spiegelnd reflektierenden Film durchgelassen wird, effizient umgedreht wird, wobei es zu der Lichtquelle umkehrt.

Die spiegelnd reflektierende Platte oder der spiegelnd reflektierende Film, der die äußere Oberfläche der linearen Lichtquelle bedeckt, kann aus jedem Material hergestellt sein, das eine spiegelnde Reflexion von Lichtstrahlen zuläßt, wie beispielsweise Silber, Aluminium, Platin, Nickel, Chrom, Gold und Kupfer, und bevorzugte Materialien sind Polyester und weitere Kunststoffsubstrate, die mit Silber, Aluminium und weiteren Oberflächenbeschichtungen durch Aufdampfen oder Zerstäuben bzw. Sputtern beschichtet sind.

Die diffus reflektierende Platte oder der diffus reflektierende Film ist vorzugsweise aus Kunststoff-, Metall-, Holz- oder Papiersubstraten hergestellt, die mit diffus reflektierenden Substanzen wie beispielsweise Titandioxid, Bariumsulfat, Magnesiumcarbonat und Magnesiumoxid ausgestattet sind oder alternativ hochmolekulare Materialien wie beispielsweise Polyester, die geschäumt sind, wobei sie eine lichtzerstreuende Eigenschaft erhalten.

Falls erwünscht, kann die diffus reflektierende Platte oder der diffus reflektierende Film oder die spiegelnd reflektierende Platte oder der spiegelnd reflektierende Film durch Auftragen von Anstrichen, die aus lichtzerstreuenden oder spiegelnd reflektierenden Materialien zusammengesetzt sind, hergestellt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die rückseitige Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den folgenden Aufbau haben. Wenn der Teil der linearen Lichtquelle, dessen Oberfläche dem "inneren" oder "zweiten Teil", wo die Oberfläche der Lichtquelle der lichtleitenden Platte gegenüberliegt, gegenübersteht, als "erster Teil" bezeichnet wird, ist der lichtreflektierende Platte oder der lichtreflektierende Film, der die lineare Lichtquelle bedeckt, in solch einer Weise positioniert, daß der Abstand zwischen der äußeren Oberfläche der linearen Lichtquelle und der inneren Oberfläche der lichtreflektierenden Platte oder des lichtreflektierenden Films, der die Lichtquelle bedeckt, in im wesentlichen dem zentralen Bereich des ersten Teils größer als der Abstand in den anderen Bereichen des ersten Teils ist, mit anderen Worten ist, wenn der "zweite Teil" und der "erste Teil" wie vorstehend definiert sind, wobei die Grenze die Linie ist, die durch das Zentrum der linearen Lichtquelle durchgeht und im wesentlichen senkrecht zu der breiteren Oberfläche der lichtleitenden Platte ist, der Abstand zwischen der äußeren Oberfläche der Lichtquelle und der inneren Oberfläche der lichtreflektierenden Platte oder des lichtreflektierenden Films in im wesentlichen dem zentralen Bereich des ersten Teils größer als in den anderen Bereichen des ersten Teils. Alternativ befindet sich die lichtreflektierende Platte oder der lichtreflektierende Film im Bereich des ersten Teils in Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Lichtquelle.

Der vorstehend definierte Abstand ist mit dem Durchmesser der verwendeten Lichtquelle variabel; wenn die gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwendende Lichtquelle von dem vorstehend beschriebenen Typ ist, ist der Abstand maximal 3 mm und in solchen Bereichen des ersten Teils, die nicht der zentrale Bereich sind, ist der Abstand vorzugsweise kleiner als im zentralen Bereichen, oder er ist im wesentlichen 0 mm. Wenn der maximale Abstand wie vorstehend definiert größer als der notwendige ist, ist das Ergebnis vom Gesichtspunkt der Lichtausnützung unerwünscht. Bestimmte Ergebnisse werden erzielt, selbst, wenn der interessierende Abstand im wesentlichen 0 mm ist (d. h. die lichtreflektierende Platte oder der lichtreflektierende Film ist in Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Lichtquelle). Wenn man jedoch einen hochfrequenten Strom durch die verwendete lineare Lichtquelle fließen läßt, wird vorzugsweise verursacht, daß sich die lichtreflektierende Platte oder der lichtreflektierende Film in gewissem Grad ausbeult, so daß ein Stromfluß zugelassen wird, der nicht zu der Lichtemission von der Lichtquelle beiträgt.

Wenn man die vorstehend angegebene Bedingung für die andere Ausführungsform in detaillierterer Weise ausdrückt, sollte sich die lichtreflektierende Platte oder der lichtreflektierende Film, die bzw. der die Außenseite der linearen Lichtquelle bedeckt, sich entweder in dichtem Kontakt mit der linearen Lichtquelle oder in solch einer Weise vorliegen, daß im wesentlichen der zentrale Bereich von dem ersten Teil der reflektierenden Platte oder des reflektierenden Film eine konvexe Form bereitstellt (siehe Fig. 3). Der Abstand zwischen der Oberfläche der Innenseite der linearen Lichtquelle und der Oberfläche der lichtreflektierenden Platte oder des lichtreflektierenden Films ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt, da er gegebenenfalls durch den Durchmesser der linearen Lichtquelle und die Dicke der lichtleitenden Platte bestimmt werden sollte.

Die lichtreflektierende Platte oder der lichtreflektierende Film, wie hier verwendet, kann die- oder derselbe wie die speigelnd reflektierende Platte oder der spiegelnd reflektierende Film sein, der vorstehend in Verbindung mit dem grundlegenden Konzept der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist. Der Berührungszustand zwischen dieser lichtreflektierenden Platte oder dem lichtreflektierenden Film und der lichtleitenden Platte kann auch derselbe wie vorstehend diskutiert sein.

Die lineare Lichtquelle 4 kann unter zahlreichen Typen ausgewählt sein, umfassend eine fluoreszierende Röhre, eine Wolfram-Glühröhre, einen optischen Stab und eine Anordnung von LEDs, und eine fluoreszierende Röhre ist bevorzugt. Vom Standpunkt der Energieersparnis ist es bevorzugt, daß die Länge des lichtemittierenden Bereichs ohne den Elektrodenbereich im wesentlichen gleich der Länge des Endbereichs der lichtleitenden Platte nahe dem emittierenden Bereich ist. Solche röhrenartigen Lichtquellen sollen im Umfang des Ausdrucks "lineare Lichtquellen" für die Zwecke der vorliegenden Erfindung enthalten sein.

Die spiegelnd oder diffus reflektierende Platte, die die Oberfläche der lichtleitenden Platte bedeckt, die mit einer lichtzerstreuenden Fähigkeit ausgestattet ist, kann dieselbe sein wie die lichtreflektierende Platte oder der lichtreflektierende Film, der verwendet wird, um die lineare Lichtquelle zu bedecken.

Die rückseitige Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, deren Hauptteil in der vorstehend beschriebenen Weise zusammengesetzt ist, ist mit Anzeigetafeln, insbesondere mit Flüssigkristall-Anzeigetafeln zu verwenden. In diesem speziellen Fall hat die rückseitige Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung die folgenden Konstruktions-Merkmale.

1) Das lichtzerstreuende Material ist in einem Punktmuster auf der Oberfläche der lichtleitenden Platte gebildet. Punkte können jede Form wie beispielsweise die eines Kreises oder eines Rechtecks haben. Sie können auch aus Querlinien ("crosslines") gebildet sein. Solche Punkte sind in einem Gittermuster gebildet, wobei sich jeder Punkt an der Stelle befindet, wo sich zwei beliebige imaginäre Linien unter rechten Winkeln schneiden. Benachbarte sich schneidende Linien liegen vorzugsweise 0,5 bis 3 mm, bevorzugter 0,8 bis 2 mm auseinander, wobei ein geeigneter Abstand gemäß der Dicke der lichtleitenden Platte ausgewählt wird.

Die Oberfläche der lichtleitenden Platte ist mit dem lichtzerstreuenden Material in solch einer Weise bedeckt, daß der prozentuale Bedeckungsgrad vorzugsweise 1 bis 50 % der Plattenoberfläche in Bereichen nahe der linearen Lichtquelle und 20 bis 100 % in dem Bereich ist, der am weitesten von der Lichtquelle entfernt liegt. Vorzugsweise ist die lichtleitende Platte mit dem lichtzerstreuenden Material in solch einer Weise bedeckt, daß der prozentuale Bedeckungsgrad schrittweise mit dem Abstand von der Lichtquelle von dem Startpunkt, wo sich die lineare Lichtquelle in der Nähe der Kante von einer Seite der lichtleitenden Platte befindet ansteigt. In der Nachbarschaft der Kante der anderen Seite der lichtleitenden Platte (von der linearen Lichtquelle abgewandt) kann der prozentuale Bedeckungsgrad mit dem lichtzerstreuenden Material vergleichbar oder kleiner als der Wert für den vorhergehenden oder am engsten angrenzenden Bereich sein. Der Ausdruck "prozentualer Bedeckungsgrad", wie er hier verwendet wird, bedeutet den Anteil einer Einheitsfläche der lichtleitenden Platte, der von der Beschichtung des lichtzerstreuenden Materials belegt ist.

2) Bevorzugter steigt der prozentuale Bedeckungsgrad (Y%) mit dem lichtzerstreuenden Material proportional mit einer Potenz des Abstands (X:mm) von der linearen Lichtquelle zu dem lichtzerstreuenden Material in einem Gittermuster an, wobei die Potenz in einem Bereich von 1,7 bis 3,5 liegt. Mit anderen Worten sollte der prozentuale Bedeckungsgrad (Y) um solche Werte ansteigen, die zwischen den Linien liegen, die durch Y - aX1,7 und Y = aX3,5 dargestellt werden (wo den Wert angibt, der von dem prozentualen Bedeckungsgrad am Endbereich der Oberfläche der lichtleitenden Platte bestimmt wird und die Beziehung 0 < a ≤ 2 erfüllt), oder Y sollte so ansteigen, daß die Beziehung Y = aX erfüllt ist (wo a der Wert ist, der durch dasselbe Verfahren wie gerade vorstehend beschrieben bestimmt wird und die Beziehung 1 < a ≤ 2 erfüllt), wobei Y und X jeweils auf den vertikalen und horizontalen Achsen genommen wird.

3) Es ist auch für die vorliegende Erfindung bevorzugt, daß der prozentuale Bedeckungsgrad mit dem lichtzerstreuenden Material, das auf die lichtemittierende Oberfläche entlang den gitterbildenden Linien, die parallel zur Achse der linearen Lichtquelle sind, aufgetragen ist, schrittweise mit dem Abstand zunimmt, um den die Beschichtung von einer Linie auf der Oberfläche der lichtleitenden Platte vertikal zum Zentrum von jeder parallelen Linie (d. h. dem Zentrum der Länge der linearen Lichtquelle) zu beiden Enden der parallelen Linien hin abweicht.

Die rückseitige Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird in der Praxis mit einer optischen Anzeigetafel wie beispielsweise einer Flüssigkristall-Tafel, die sich am oberen Ende der lichtzerstreuenden Platte befindet, verwendet.

Die rückseitige Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung hat eine vergleichsweise kleine Größe und erzeugt doch eine zufriedenstellende Leuchtdichte; daher kann sie als ein Modell mit einem hohen Wirkungsgrad der Umwandlung von Leistung zu Leuchtdichte verwendet werden.

Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Vergleichsbeispiele und ein Arbeitsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden nachstehend zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung beschrieben.

In einem Vergleichsbeispiel wurde eine Untersuchung durch das folgende Verfahren durchgeführt. Eine rechteckige lichtleitende Platte (225 mm x 127 mm) mit einer Dicke von 2 mm (siehe Fig. 1) wurde bereitgestellt. Eine fluoreszierende Röhre mit kalter Kathode (eine normale Röhre von Harrison Denki K. K.) mit einem Durchmesser von 4,1 mm, die 7 mm länger als die kürzere Seite der Platte war, wurde in Kontakt mit einer ihrer kürzeren Seiten gebracht. Die fluoreszierende Röhre war in einer zylindrischen Aluminium- Reflexionsvorrichtung, die einen Abstand von 2 mm zuließ und einen Schlitz mit 2 mm Breite hatte, in Kontakt mit der lichtleitenden Platte in solch einer Weise eingeschlossen, daß durch den Schlitz austretendes Licht in die Platte von einer kürzeren Seite eingelassen wurde. Die innere Oberfläche der Reflexionsvorrichtung hatte einen diffus reflektierenden Film ("MELINEX 329" von ICI Ltd.), der in innigem Kontakt mit der inneren Oberfläche bereitgestellt war. Dieser Film war aus einem Polyester hergestellt und hatte eine Dicke von 125 µm.

Ein lichtzerstreuendes Material wurde auf die Oberfläche der lichtleitenden Platte durch Siebdruck eines Musters mit kreisförmigen Punkten aufgetragen. Ein Siebdruck-Bildträger wurde durch CAD in solch einer Weise hergestellt, daß der prozentuale Bedeckungsgrad mit dem lichtzerstreuenden Material an dem Punkt für einen minimalen Wert von X (nahe Punkt in Fig. 4) 6 % war und an dem Punkt für einen maximalen Wert von X (nahe Punkt d in Fig. 4) 80% war, wobei der prozentuale Bedeckungsgrad in dem dazwischenliegenden Bereich proportional zu aX war.

In der Richtung X/, die parallel zu der linearen Lichtquelle war, war das Punktmuster in solch einer Weise gestaltet, daß der Bedeckungsgrad von dem Bereich von X = 0 zum Punkt b, der im wesentlichen das Zentrum der lichtleitenden Platte entlang ihrer Länge war, durch die prozentuale Veränderung bestimmt wurde, die proportional zur dritten Potenz von X' war, wobei Referenzwerte bei X' = 0 (Punkte zwischen und b) und X' = max (Punkte zwischen c und b') genommen wurden. Der Bedeckungsgrad am Punkt c in Fig. 4 kann geeignet aus dem Bereich von 1 bis 50 % in Abhängigkeit von der Dicke der lichtleitenden Platte, ihrer Größe und dem Typ der Röhre mit kalter Kathode ausgewählt sein. Im diskutierten Fall war der Bedeckungsgrad am Punkt c bei 10 % eingestellt.

Die Oberflächen-Leuchtdichte, die erzeugt wurde, wenn die Röhre mit kalter Kathode bei einem konstanten Strom betrieben wurde, wobei eine Wechseispannung (30kHz) angelegt war, wurde mit einer Leuchtdichte-Meßeinrichtung (Topcon BM-8) gemessen, und das Ergebnis war 219 im Durchschnitt (Vergleichsbeispiel 1). Dieselbe Ausstattung wurde unter denselben Bedingungen betrieben, wobei die Leuchtdichte gemessen wurde, außer, daß der diffus reflektierende Film (wie in Fig. 2 mit 6 bezeichnet) durch einen spiegelnd reflektierenden Film ersetzt wurde, bei dem Silber durch Aufdampfen in einer Dicke von mehreren hundert Å auf einem 38 µm Polyethylenterephthalat-Basismaterial abgeschieden war (einem Ag-beschichteten Film mit hohem Reflexionsvermögen von Nakai Kogyo Kabushiki Kaisha); das Ergebnis war 228 im Durchschnitt (Vergleichsbeispiel 2).

Dieselbe Ausstattung wurde unter denselben Bedingungen betrieben, außer, daß die äußere Oberfläche der Reflexionsvorrichtung (wie durch 5 in Fig. 2 bezeichnet) mit dem diffus reflektierenden Film, der in Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde, bedeckt war und daß der spiegelnd reflektierende Film, der in Vergleichsbeispiel 2 verwendet wurde, in innigem Kontakt mit der gesamten inneren Oberfläche der Reflexionsvorrichtung bereitgestellt wurde; das Ergebnis war 230 im Durchschnitt (Vergleichsbeispiel 3). Dieselbe Ausstattung wurde unter denselben Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 3 betrieben, außer, daß der diffus reflektierende Film und der spiegelnd reflektierende Film durch eine Luftschicht von ungefähr 0,3 mm Dicke (wie in Fig. 2 mit 8 bezeichnet) auseinanderlagen; das Ergebnis war 270 im Durchschnitt (Beispiel 1). In dem Fall, in dem der diffus reflektierende Film, der in Beispiel 1 verwendet wurde, durch einen spiegelnd reflektierenden Film ersetzt wurde (Vergleichsbeispiel 4), war die durchschnittliche Leuchtdichte 231.

In jedem von Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurden Leuchtdichtenmessungen an 60 Punkten durchgeführt, an denen imaginäre Linien auf der emittierenden Oberfläche der lichtleitenden Platte einander unter rechten Winkeln schnitten, und die Ergebnisse wurden als durchschnittliche Leuchtdichte (cd/m²) ausgedrückt.

Beispiel 2

Eine fluoreszierende Röhre mit kalter Kathode (normale Röhre von Harrison Denki K. K.) mit einem Durchmesser von 4,1 mm wurde an der Kante von einer von den kürzeren Seiten der lichtleitenden Platte, die in Beispiel 1 verwendet wurde, positioniert. Wie in Fig. 3 gezeigt, war der Umfang der Röhre mit kalter Kathode mit einem Silberfilm als eine reflektierende Platte (Produkt von Nakai Kogyo Kabushiki Kaisha) bedeckt, und die Röhre war ferner von einer zylindrischen Aluminium-Reflexionsvorrichtung mit einem Schlitz von 2 mm Breite in Kontakt mit der lichtleitenden Platte in solch einer Weise umschlossen, daß Licht, das durch den Schlitz austrat, in die Platte von dem Ende der kürzeren Seite eingelassen wurde. Der Abstand (mm) zwischen der äußeren Oberfläche der linearen Lichtquelle und dem Silberfilm als reflektierende Platte wurde in dem konvexen Bereich, der in Fig. 3 mit 10 bezeichnet wurde, variiert, und die sich ergebende Veränderung der Leuchtdichte ist nachstehend in Tabelle 1 gezeigt. Als ein Vergleich wurde derselbe Test für denselben Fall durchgeführt, in dem die innere Oberfläche der zylindrischen Aluminium- Reflexionsvorrichtung vollständig mit einem Silberfilm bedeckt war, und das Ergebnis ist auch in Tabelle 1 gezeigt.

In dem vorstehend beschriebenen Experiment war der Abstand zwischen der inneren Oberfläche der zylindrischen Aluminium- Reflexionsvorrichtung und der äußeren Oberfläche der linearen Lichtquelle 1,8 mm für im wesentlichen alle Bereiche. Die Struktur der lichtleitenden Platte und das Verfahren zur Messung der Leuchtdichte waren dieselben wie in Beispiel 1. Der "Leistungsverbrauch" in Tabelle 1 bezieht sich auf die Leistung, die von der primären Seite des verwendeten Wechselrichters bzw&sub4; Invertors verbraucht wurde.

Tabelle 1

Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist nur für Zwecke der Veranschaulichung und der Beschreibung dargestellt worden. Es ist nicht beabsichtigt, daß sie erschöpfend ist oder die Erfindung auf die genaue beschriebene Form einschränkt, und Modifikationen und Variationen sind in Hinblick auf die vorstehende Lehre möglich oder können durch die Ausführung der Erfindung erreicht werden. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären und den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung in zahlreichen Ausführungsformen und mit zahlreichen Modifikationen, wie sie für die spezielle betrachtete Verwendung geeignet sind, auszunutzen. Es ist beabsichtigt, daß der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.


Anspruch[de]

1. Rückseitige Beleuchtungsvorrichtung für Anzeigetafeln, umfassend:

eine lichtleitende Platte (1) aus einem lichtdurchlässigen Material;

eine lineare Lichtquelle (4), die in der Nähe zu mindestens einer Kante der lichtleitenden Platte (1) angeordnet ist,

wobei eine Oberfläche der lichtleitenden Platte (1) mit einer lichtzerstreuenden Fähigkeit (9) ausgestattet ist und mit einer spiegelnd oder diffus reflektierenden Platte (3) bedeckt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

sie ferner ein reflektierendes Laminat umfaßt, das teilweise die lineare Lichtquelle umgibt und das in der Reihenfolge von der Seite der Lichtquelle aus einer Überlagerung von einer spiegelnd reflektierenden Platte oder einem spiegelnd reflektierenden Film (7), einer Luftschicht (8) und einer diffus reflektierenden Platte oder einem diffus reflektierenden Film (6) besteht.

2. Rückseitige Beleuchtungsvorrichtung für Anzeigetafeln, umfassend:

eine lichtleitende Platte (1) aus einem lichtdurchlässigen Material;

eine lineare Lichtquelle (4), die in der Nähe von mindestens einer Kante der lichtleitenden Platte (1) bereitgestellt ist,

wobei eine Oberfläche der lichtleitenden Platte (1) mit einer lichtzerstreuenden Fähigkeit (9) ausgestattet ist und mit einer spiegelnd oder diffus reflektierenden Platte (3) bedeckt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

sie ferner eine lichtreflektierende Platte oder einen lichtreflektierenden Film (7) umfaßt, der die lineare Lichtquelle (4) teilweise in solch einer Weise umgibt, daß der Abstand zwischen der Außenfläche der Lichtquelle (4) und der Innenfläche der lichtreflektierenden Platte oder dem lichtreflektierenden Film (7) in im wesentlichen dem zentralen Bereich eines ersten Teils größer als in den anderen Bereichen des ersten Teils ist oder daß die lichtreflektierende Platte oder der lichtreflektierende Film (7) in dem ersten Teil in Kontakt mit der Außenfläche der linearen Lichtquelle (4) steht, wobei der "erste Teil" entgegengesetzt zu einem "zweiten Teil" ist, an dem die Oberfläche der linearen Lichtquelle (4) der lichtleitenden Platte (1) gegenübersteht, wobei der "zentrale Bereich" der Bereich senkrecht zu der Grenze zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil im Zentrum der Grenze ist und die Grenze die Linie ist, die durch das Zentrum der linearen Lichtquelle (4) durchgeht und die im wesentlichen senkrecht zu der breiteren Oberfläche der lichtleitenden Platte (1) ist.

3* Rückseitige Beleuchtungsvorrichtung für Anzeigetafeln nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Außenfläche der linearen Lichtquelle (4) und der Innenfläche der lichtreflektierenden Platte oder des lichtreflektierenden Films (7), der oder die die lineare Lichtquelle (4) teilweise umgibt, auf der Seite der linearen Lichtquelle (4), die der Seite, wo sie der lichtleitenden Platte (1) gegenübersteht, entgegengesetzt ist, nicht mehr als 3 mm ist, während in solchen Bereiche des ersten Teils, die von dem zentralen Bereich verschieden sind, der Abstand entweder kleiner als in dem zentralen Bereich oder im wesentlichen 0 mm ist.

4. Rückseitige Beleuchtungsvorrichtung für Anzeigetafeln nach einem der Ansprüch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtreflektierende Platte oder der lichtreflektierende Film (7), die oder der die Außenfläche der linearen Lichtquelle (4) teilweise umgibt, eine spiegelnd reflektierende Platte oder ein spiegelnd reflektierender Film ist.







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