DE19960240A1

DE19960240A1 - Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung, Verfahren zu deren Herstellung und Flüssigkristall-Anzeigen-Vorrichtung

Info

Publication number: DE19960240A1
Application number: DE19960240A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Torihara; Kenichi Ukai; Nobuyuki Takahashi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: KR100395729B1; DE19960240B4; JP3871176B2; US6412969B1; KR20000048139A; JP2000235805A; TW442674B

Abstract

Eine Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung weist Folgendes auf: eine Lichtleitereinheit (T), die als im Wesentlichen ebene Platte aus einem ersten Harzmaterial mit voneinander abgewandten Oberflächen und Seitenflächen ausgebildet ist und einen Lichtleiterabschnitt (3) aufweist, wobei Licht durch mindestens eine der Seitenflächen in die Lichtleitereinheit eintritt und von einer der voneinander abgewandten Oberfläche abgestrahlt wird; und ein Lichtquellenelement (L), das angrenzend an mindestens eine Seitenfläche des Lichtleiterabschnitts angeordnet ist, um Licht auf die mindestens eine Seitenfläche des Lichtleiterabschnitts zu strahlen. Die Lichtleitereinheit beinhaltet ferner einen Lichtstreuabschnitt (5) aus einem zweiten Harzmaterial, der im Wesentlichen rechtwinklig von der mindestens einen Seitenfläche der Lichtleitereinheit vorsteht und entlang der Laufrichtung des aus dem Lichtleiterabschnitt austretenden Lichts über dem Lichtquellenelement liegt, um das durch das Lichtquellenelement abgestrahlte Licht zu streuen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Hintergrundbeleuchtungs-Vorrich tung und ein Verfahren zum Herstellen derselben. Genauer ge sagt, betrifft die Erfindung eine Hintergrundbeleuchtungs- Vorrichtung vom Randbeleuchtungstyp, die für eine Flüssig kristall-Anzeigevorrichtung und dergleichen geeignet ist, und sie betrifft auch eine Flüssigkristall-Anzeigevorrich tung mit dieser Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung.

2. BESCHREIBUNG DER EINSCHLÄGIGEN TECHNIK

Es ist allgemein eine Klasse von Hintergrundbeleuchtungs- Vorrichtungen für Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen be kannt, bei der von einem kapillarförmigen Lichtquellenele ment (z. B. einer Kaltkathodenröhre), die entlang einer Sei tenfläche einer Lichtleitereinheit angeordnet ist, erzeugtes Licht in die Lichtleitereinheit eintritt, um durch eine Flä che derselben abgestrahlt zu werden. Bei einer derartigen Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung liegen das Lichtquellen element und die Lichtleitereinheit nicht vertikal übereinan der, was eine Verringerung der Größe der Hintergrundbeleuch tungs-Vorrichtung in der Dickenrichtung ermöglicht. Bei ei ner derartigen Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung ist je doch außerhalb der Lichtleitereinheit ein Raum zum Anordnen des Lichtquellenelements erforderlich, der ein toter Raum werden kann, d. h. ein Raum, der bei einer Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung mit einer derartigen Hintergrundbeleuch tungs-Vorrichtung nicht als wirksame Betrachtungsfläche ge nutzt werden kann. Derzeit existiert zunehmender Bedarf an vergrößerter Anzeigefläche und verringerter Modulgröße, ins besondere bei Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen für Fahr zeuge und Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen für mobile Endstellen.

Die japanische Offenlegungsveröffentlichung Nr. 9-5742 of fenbart eine relativ kompakte Hintergrundbeleuchtungs-Vor richtung mit einem Aufbau, wie er in Fig. 12 dargestellt ist. Die in Fig. 12 dargestellte Flüssigkristall-Anzeige vorrichtung 100 beinhaltet eine Flüssigkristalltafel 110 und eine unter dieser angeordnete Hintergrundbeleuchtungs-Vor richtung 120. Die Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung 120 beinhaltet eine Aufnahme 122 für ein Lichtquellenelement L in Form einer Vertiefung, die in einem Teil jedes Längsendes 121a einer Lichtleitereinheit 121 vorhanden ist. Das Licht quellenelement L ist innerhalb der Aufnahme 122 angeordnet. Ein Gehäuse 123 bedeckt die Seitenflächen und die Unterseite der Lichtleitereinheit 121. Eine Lichtstreutafel 124 und ei ne Prismenlage 125 sind zwischen der Oberseite der Lichtlei tereinheit 121 und der Flüssigkristalltafel 110 vorhanden.

Bei der herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung 120 besteht die Lichtleitereinheit 121 aus transparentem Kunststoff, und sie beinhaltet an jedem Längsrand 121a, wo die Lichtleitereinheit 121 an die Oberseite der Aufnahme 122 für das Lichtquellenelement stößt einen schmalen Teil 126. Der schmale Teil 126 wird dadurch geschaffen, dass ein Teil chenmaterial mit einem anderen Brechungsindex in das trans parente Harz eingemischt wird. Zwischen dem schmalen Teil 126 und der Aufnahme 122 für das Lichtquellenelement ist ei ne Lichtmenge-Einstellfiltereinrichtung 127 ausgebildet. Die Offenbarung der japanischen Offenlegungsveröffentlichung Nr. 9-5742 gibt an, dass durch Bereitstellen der Lichtmenge-Ein stellfiltereinrichtung 127 am schmalen Teil 126 der Licht leitereinheit 121 eine Ungleichmäßigkeit der Leuchtstärke und Farbunregelmäßigkeiten der Hintergrundbeleuchtungs-Vor richtung 120 beseitigt wurden.

Als Lichtmenge-Einstellfiltereinrichtung 127 sind die fol genden Strukturen (1)-(4) offenbart.

1. Ein reflektierender PET-Film (Dicke 188 µm) mit direkt in diesem ausgebildeten Öffnungen mit Durchmessern von 0,2 mm oder weniger, wobei der Öffnungsanteil 12% beträgt.
2. Ein reflektierender PET-Film (Dicke 75 µm), bei dem wei ße Farbpunkte ausschließlich in einem Teil unmittelbar über dem Lichtquellenelement aufgedruckt sind.
3. Ein durchlässiger PET-Film mit einer Dicke von 100 µm, der eine an einer Seite abgeschiedene gepunktete Aluminium schicht trägt, wobei der Öffnungsanteil ungefähr 12% be trägt.
4. Ein durchlässiger PET-Film mit einer Dicke von 100 µm, der eine an seinen beiden Seiten abgeschiedene gepunktete Aluminiumschicht trägt, wobei der Öffnungsanteil ungefähr 10% beträgt.

Wenn beim oben genannten, in der japanischen Offenlegungs veröffentlichung Nr. 9-5742 offenbarten Verfahren ein Punkt druckvorgang verwendet wird, können jedoch z. B. Probleme während der Herstellung der Hintergrundbeleuchtungs-Vorrich tung auftreten, wie unerwünschte Schwankungen der Leucht stärke und der Farbe, die durch ungleichmäßigen Druck und ungleichmäßige Farbverteilung wegen Abnutzung des Drucksiebs hervorgerufen werden (derzeit muss das Drucksieb ausge tauscht werden, nachdem es für zehntausend Vorgänge verwen det wurde). Andererseits existieren, wenn eine abgeschiedene Aluminiumschicht verwendet wird, Probleme, wie durch eine Beeinträchtigung der Abscheidungsmaske hervorgerufene Ände rungen der Punktform, eine Verschiebung der Farbart durch Oxidation der abgeschiedenen Aluminiumschicht und Abschälen von Schichten wegen unzureichender Anhaftung an der PET-La ge.

Ferner sind zum Herstellen der Lichtmenge-Einstellfilterein richtung 127 einige Kosten aufzuwenden, z. B. für eine Punktdruckmaschine, eine Vakuumabscheidungsmaschine und Ab scheidungs-Spanneinrichtungen. Auch sind erhebliche Kosten in Zusammenhang mit Abnutzung der Maschinen und Produktun tersuchung aufzuwenden. Ferner kann das Anbringen der Licht menge-Einstellfiltereinrichtung 127 am schmalen Teil 126 der Lichtleitereinheit 121 zu schwerwiegenden Kostenproblemen in Zusammenhang mit den Zusammenbaukosten, den Kosten für De fekte während des Zusammenbaus wegen fehlerhafter Teile oder falschen Zusammenbaus sowie Inspektionskosten führen.

Die japanische Offenlegungsveröffentlichung Nr. 8-166513 of fenbart eine Lichtleitereinheit 130, wie sie in Fig. 13A dargestellt ist. Auf der Innenseite 13ob einer Verlängerung 130a der Lichtleitereinheit 130 ist ein Transmissionsein stellabschnitt 131 vorhanden, um den Lichttransmissionsfak tor einzustellen. Der Transmissionseinstellabschnitt 131 verfügt auch über Lichtstreufunktion. Die japanische Offen legungsveröffentlichung Nr. 8-166513 erläutert, dass lineare Ausbreitung des Lichts vom Lichtquellenelement L in den Transmissionseinstellabschnitt 131 gewährleistet ist, da die Innenseite 130b der Verlängerung 130a der Lichtleitereinheit 130, die dem Lichtquellenelement L zugewandt ist, entspre chend der Krümmung der Emissionsfläche des Lichtquellenele ments L in der Nähe des Orts, an dem die Verlängerung 130a mit dem Rest der Lichtleitereinheit 130 verschmilzt, ge krümmt ist.

Bei der in der japanischen Offenlegungsveröffentlichung Nr. 8-166513 beschriebenen Lichtleitereinheit 130 (siehe Fig. 13A) erzeugt jedoch das vom Lichtquellenelement L emittierte Licht innerhalb der Lichtleitereinheit 130 im gekrümmten Teil des Transmissionseinstellabschnitts 131, der aus weißem Kunststoff besteht, Lichtstrahlen, die über einen großen Winkelbereich verteilt sind. Daher können bei der in Fig. 14 dargestellten Lichtleitereinheit 130 einige Lichtstrah len, die durch den gekrümmten Teil des Transmissionsein stellabschnitts 131 gestreut wurden und die Oberseite der Lichtleitereinheit 130 erreichen, einen spitzen Einfallswin kel in Bezug auf die Oberseite der Lichtleitereinheit 130 aufweisen.

Der kritische Einfallswinkel (Θ_c) wird gemäß dem Snell'schen Gesetz durch die folgende Formel erhalten:

Θ_c = sin^-1 n/n_D.

Wenn angenommen wird, dass der Brechungsindex n von Luft 1,0 ist und der Brechungsindex n_D der Lichtleitereinheit 130 1,5 ist, wird der kritische Winkel (Θ_c) aus der obigen Formel zu ungefähr 42 Grad berechnet. In diesem Fall werden alle Lichtstrahlen, die mit einem Eintrittswinkel über ungefähr 42 Grad auf die Oberseite der Lichtleitereinheit 130 tref fen, an dieser Oberseite der Lichtleitereinheit 130 in die selbe zurückreflektiert. Andererseits werden von den Licht strahlen mit Eintrittswinkeln unter dem kritischen Winkel (Θ_c) einige an der Oberseite der Lichtleitereinheit 130 in diese zurückreflektiert, während andere gerade durch die Oberseite der Lichtleitereinheit 130 hindurchlaufen können oder an ihr gebrochen werden. Die Lichtstrahlen, die so un mittelbar aus der Lichtleitereinheit 130 herausgedrungen sind, erzeugen helle Linien 132. Wegen dieser hellen Linien 132 kann in Bereichen der Oberseite der Lichtleitereinheit 30 angrenzend an den gekrümmten Teil des Transmissionsein stellabschnitts 131 eine andere Menge und/oder Richtung des Lichts im Vergleich zu anderen Bereichen der Oberseite der Lichtleitereinheit 130 erhalten werden.

Wie es in Fig. 15 dargestellt ist, ist die Leuchtstärke an der Oberseite der Lichtleitereinheit 130 über den ebenen Teil des Transmissionseinstellabschnitts 131 (am linken Ende der Fig. 15 dargestellt) konstant und steigt dann in der Nähe des gekrümmten Teils wegen der hellen Linien 132 an, die unmittelbar aus dem Transmissionseinstellabschnitt 131 austreten, und sie fällt wegen der an der Oberseite auftre tenden Totalreflexion zur Mitte der Lichtleitereinheit 130 hin ab.

Wenn die Oberseite der Lichtleitereinheit 130 betrachtet wird, differiert der die maximale Leuchtstärke erzeugende Betrachtungswinkel auch zwischen den ebenen Teilen und dem gekrümmten Teil des Transmissionseinstellabschnitts 131. Wie es in den Fig. 16A und 16B dargestellt ist, wird an einem Punkt A, an dem der Transmissionseinstellabschnitt 131 eben ist, die höchste Leuchtstärke dann erhalten, wenn die Ober seite der Lichtleitereinheit 131 in einer Richtung recht winklig zu ihr betrachtet wird. Andererseits wird an einem Punkt B, an dem der Transmissionseinstellabschnitt 131 ge krümmt ist, die höchste Leuchtstärke dann erhalten, wenn die Lichtleitereinheit 130 von ihrer Mitte hin zum Lichtquellen element L betrachtet wird, d. h., wenn der Betrachtungswin kel mit dem Austrittswinkel der hellen Linien 132 überein stimmt.

Da diese Effekte existieren, kann, wenn eine Hintergrundbe leuchtungs-Vorrichtung mit der Lichtleitereinheit 130 und dem Lichtquellenelement L bei einer Flüssigkristall-Anzeige vorrichtung angewandt wird, eine Schwankung der Leuchtstärke entlang dem Lichtquellenelement L beobachtet werden, wenn der Kantenteil (an dem das Lichtquellenelement L vorhanden ist) vom Zentrum der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung aus betrachtet wird.

Auch werden wegen des gekrümmten Teils des Transmissionsein stellabschnitts 131, der die Oberseite des Lichtquellenele ments L bedeckt, Lichtstrahlen, die in Längsrichtung in die Lichtleitereinheit 130 eintreten sollten, durch den Trans missionseinstellabschnitt 131 auch gestreut. Dies verringert den Nutzungsgrad des Lichts vom Lichtquellenelement L, und so ist die Gesamtleuchtstärke an der Oberseite der Lichtlei tereinheit 130 verringert. Unter Bezugnahme auf die Fig. 17A und 17B werden das Ausmaß der Leuchtstärkeverringerung, die durch den gekrümmten Teil des Transmissionseinstellab schnitts 131, der die Oberseite des Lichtquellenelements L bedeckt, hervorgerufen werden kann, und das Leuchtstärkeni veau, das durch Überwinden dieses Problems erhalten werden kann, beschrieben.

In Fig. 17A ist D₁ die effektive Lichtleiter-Querschnitts länge (entlang der Höhenrichtung) der Lichtleitereinheit 130, über die das vom Lichtquellenelement L emittierte Licht unmittelbar entlang der Längsrichtung ohne jeden Leuchtstär keverlust in die Lichtleitereinheit 130 eintritt. D₂ ist die semieffektive Lichtleiter-Querschnittslänge (entlang der Hö henrichtung) der Lichtleitereinheit 130, über die das vom Lichtquellenelement L emittierte Licht durch den Transmis sionseinstellabschnitt 131 so gestreut wird, dass es zu ei ner gewissen Verringerung der Leuchtstärke kommt. D₀ reprä sentiert die effektive Lichtleiter-Querschnittslänge (ent lang der Höhenrichtung), über die das vom Lichtquellenele ment L emittierte Licht ohne Leuchtstärkeverlust in einem hypothetischen Fall in den Lichtleiterabschnitt 130 eintre ten kann, in dem über diejenige Länge keine Verringerung der Leuchtstärke des Lichts besteht, die als semieffektive Lichtleiter-Querschnittslänge D₂ angegeben ist.

Die Leuchtstärke an der Oberfläche der Lichtleitereinheit 130, die durch das vom Lichtquellenelement L emittierte Licht erzeugt wird, ist eindeutig durch das Verhältnis aus der effektiven Lichtleiter-Querschnittslänge zum Durchmesser des Lichtquellenelements L bestimmt. Fig. 17B ist ein Dia gramm, das die Beziehung zwischen der Leuchtstärke an der Oberseite der Lichtleitereinheit 130 und dem Verhältnis der effektiven Lichtleiter-Querschnittslänge zum Durchmesser des Lichtquellenelements L angibt. Die Vertikalachse des Dia gramms repräsentiert relative Leuchtstärkewerte an der Ober fläche der Lichtleitereinheit 130, wobei die Leuchtstärke an der Oberfläche der Lichtleitereinheit 130, wenn die effekti ve Lichtleiter-Querschnittslänge dem Durchmesser des Licht quellenelements L entspricht, als 100% definiert ist. Die horizontale Achse des Diagramms repräsentiert das Verhältnis der effektiven Lichtleiter-Querschnittslänge zum Durchmesser des Lichtquellenelements L. Die Leuchtstärke an der Oberflä che der Lichtleitereinheit 130 kann aus diesem Diagramm auf Grundlage der Gesamtsumme aus ihrer semieffektiven Lichtlei ter-Querschnittslänge und ihrer effektiven Lichtleiter-Quer schnittslänge bestimmt werden.

Bei der Lichtleitereinheit 130 verhindert der aus weißem Kunststoff hergestellte Transmissionseinstellabschnitt 131 das Eintreten von Licht aus dem Lichtquellenelement L in die Lichtleitereinheit 130. Daher wird angenommen, dass die Lichtmenge pro Einheitslänge, die über die semieffektive Lichtleiter-Querschnittslänge D₂ eintritt, kleiner als 50% der Lichtmenge pro Einheitslänge ist, die über die effektive Lichtleiter-Querschnittslänge D₁ eintritt. Sowohl die semi effektive Lichtleiter-Querschnittslänge D₂ als auch die ef fektive Lichtleiter-Querschnittslänge D₁ sind vom selben Wert, d. h. 1,5 mm. Demgemäß beträgt die Gesamtlänge der ef fektiven Lichtleiter-Querschnittslänge in der Lichtleiter einheit 130 ungefähr 2,3 mm, wenn angenommen wird, dass die über die semieffektive Lichtleiter-Querschnittslänge D₂ ein tretende Lichtmenge weniger als 50% der über die effektive Lichtleiter-Querschnittslänge D₁ eintretenden Lichtmenge beträgt. Wenn der Durchmesser des Lichtquellenelements L 2,4 mm ist, ist das Verhältnis der Querschnittlänge für ef fektives Licht zum Durchmesser des Lichtquellenelements 0,96; durch Eintragen dieses Werts in das Diagramm wird die Leuchtstärke an der Oberfläche der Lichtleitereinheit 130 zu ungefähr 95% bestimmt.

Andererseits würde, wenn der Transmissionseinstellabschnitt 131 das in die Lichtleitereinheit 130 eintretende Licht nicht behindern würde, das vom Lichtquellenelement L emit tierte Licht entlang der Längsrichtung, ohne jeden Leucht stärkeverlust, über die effektive Lichtleiter-Querschnitts länge (entlang der Höhenrichtung) D₀, die 3,0 mm beträgt, unmittelbar in die Lichtleitereinheit 130 eintreten. In die sem Fall beträgt das Verhältnis der effektiven Lichtleiter- Querschnittslänge zum Durchmesser des Lichtquellenelements 1,25. Durch Eintragen dieses Werts in das Diagramm wird die Leuchtstärke an der Oberfläche der Lichtleitereinheit 130 zu ungefähr 120% bestimmt.

Demgemäß kann durch Verhindern der durch den Transmissions einstellabschnitt 131 hervorgerufenen Leuchtstärkeverringe rung die Leuchtstärke an der Oberfläche der Lichtleiterein heit 130 um mehr als ungefähr 20% verbessert werden.

Wie oben beschrieben, zeigt die Lichtleitereinheit 130 Pro bleme hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit der um das Licht quellenelement L herum beobachteten Leuchtstärke sowie einer Verringerung der Leuchtstärke in der Lichtleitereinheit 130.

Ferner besteht eine Lichtleitereinheit einer Flüssigkris tall-Anzeigevorrichtung im Allgemeinen aus einem Acrylharz mit einer Temperatur von ungefähr 95°C betreffend Erweichung in Wärme. Der Randbereich der Elektroden des Lichtquellen elements kann bis auf 100°C steigen, bei welcher Temperatur das die Lichtleitereinheit aufbauende Harzmaterial plasti sche Verformung erfährt, was zu einem Lichtverlust im Rand teil des Rahmens der Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung oder zu einer Fehlausrichtung der optischen Lage führt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine erfindungsgemäße Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung ist mit Folgendem versehen: einer Lichtleitereinheit, die als im Wesentlichen ebene Platte aus einem ersten Harzmate rial mit voneinander abgewandten Oberflächen und Seitenflä chen ausgebildet ist und einen Lichtleiterabschnitt auf weist, wobei Licht durch mindestens eine der Seitenflächen in die Lichtleitereinheit eintritt und von einer der vonein ander abgewandten Oberflächen abgestrahlt wird; und einem Lichtquellenelement, das angrenzend an mindestens eine Sei tenfläche des Lichtleiterabschnitts angeordnet ist, um Licht auf die mindestens eine Seitenfläche des Lichtleiterab schnitts zu strahlen; wobei die Lichtleitereinheit ferner einen Lichtstreuabschnitt aus einem zweiten Harzmaterial aufweist, der im Wesentlichen rechtwinklig von der mindes tens einen Seitenfläche der Lichtleitereinheit vorsteht und entlang der Laufrichtung des aus dem Lichtleiterabschnitt austretenden Lichts über dem Lichtquellenelement liegt, um das durch das Lichtquellenelement abgestrahlte Licht zu streuen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das erste Harz material ein transparentes Harzmaterial.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung enthält das zweite Harzmaterial ein Licht streuendes Mittel.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Lichtstreuabschnitt so ausgebildet, dass er mit der mindes tens einen Seitenfläche der Lichtleitereinheit in Eingriff steht.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Lichtstreuabschnitt von einem Halteabschnitt gehalten, der einstückig vom Lichtleiterabschnitt vorsteht und aus dem ersten Harzmaterial besteht.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist das zweite Harzmaterial im Lichtstreuabschnitt eine Wärmebe ständigkeit auf, die größer als diejenige des ersten Harzes im Lichtleiterabschnitt ist.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung enthält das zweite Harzmaterial im Lichtstreuabschnitt ungefähr 2 Gew.-% bis ungefähr 5 Gew.-% eines Licht streuenden Mit tels.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung genügt die Dicke t des Lichtstreuabschnitts und das Gesamt-Licht transmissionsvermögen T der folgenden Formel:

10.1 × EXP(-1.406t) ≦ T ≦ 56.3 × EXP(-1.569t).

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Lichtleitereinheit und der Lichtstreuabschnitt einstü ckig durch Spritzgießen hergestellt, wobei sich das erste Harzmaterial vom zweiten Harzmaterial unterscheidet.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist das zweite Harzmaterial im Lichtstreuabschnitt nach dem For men ein zweites Kontraktionsverhältnis auf und das erste Harzmaterial im Lichtleiterabschnitt weist nach dem Formen ein erstes Kontraktionsverhältnis auf, wobei sich das erste Kontraktionsverhältnis vom zweiten Kontraktionsverhältnis unterscheidet.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind der Lichtstreuabschnitt und der Lichtleiterabschnitt so an geordnet, dass der Lichtstreuabschnitt den Lichtleiterab schnitt aufgrund einer Druckspannung festklemmt, die durch die Differenz zwischen einem zweiten Kontraktionsverhältnis des zweiten Harzmaterials im Lichtstreuabschnitt nach dem Formen und einem ersten Kontraktionsverhältnis des ersten Harzmaterials in der Lichtleitereinheit nach dem Formen er zeugt wird.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung bein haltet die oben genannte Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung ferner eine Rippe, die an mindestens einer Seitenfläche des Lichtleiterabschnitts vorhanden ist, die durch das Licht vom Lichtquellenelement beleuchtet wird, wobei die Rippe eine im Wesentlichen rechteckige Ecke abstützt, die zwischen der mindestens einen Seitenfläche und dem Lichtstreuabschnitt ausgebildet ist.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Rippe aus dem ersten Harz.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das erste Harzmaterial ein transparentes Harzmaterial.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung mehrere Rippen auf, die mit einem Abstand im Bereich von ungefähr 3 mm bis unge fähr 50 mm voneinander beabstandet sind.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung mindestens eine Lichtstreuplatte auf einer der voneinander abgewandten Flä chen der Lichtleitereinheit auf, durch die Licht vom Licht quellenelement austritt.

Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung eine zweite Streu platte auf der ersten Streuplatte auf, wobei die zweite Streuplatte einen niedrigeren Trübungsgrad als die erste Streuplatte aufweist.

Bei noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer der oben genannten Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtungen geschaffen, wobei von der Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung emittier tes Licht auf eine Flüssigkristalltafel der Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung gestrahlt wird.

Bei noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer der oben genannten Hin tergrundbeleuchtungs-Vorrichtungen geschaffen, das die fol genden Schritte aufweist: Herstellen des Lichtleiterab schnitts durch Ausführen eines Spritzgießvorgangs mit dem ersten Harz; Herstellen des Lichtstreuabschnitts in einstü ckiger Weise mit dem Lichtleiterabschnitt durch Ausführen eines Spritzgießvorgangs mit, dem zweiten Harzmaterial, das ein Licht streuendes Mittel enthält; und Anordnen des Licht quellenelements in solcher Weise, dass es an den Lichtstreu abschnitt und den Lichtleiterabschnitt angrenzt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet der Schritt zum Herstellen des Lichtleiterabschnitts das Her stellen eines ersten Eingriffsabschnitts und der Schritt zum Herstellen des Lichtstreuabschnitts das Herstellen eines zweiten Eingriffsabschnitts, wobei der erste Eingriffsab schnitt des Lichtleiterabschnitts mit dem zweiten Eingriffs abschnitt des Lichtstreuabschnitts in Eingriff steht.

Bei einer anderen Ausführungform der Erfindung beinhaltet der Schritt des Herstellens des Lichtleiterabschnitts das Herstellen einer Rippe auf der mindestens einen Seitenflä che, um eine im Wesentlichen rechteckige Ecke abzustützen, die zwischen der mindestens einen Seitenfläche und dem Lichtstreuabschnitt ausgebildet ist.

Demgemäß ermöglicht die hier beschriebene Erfindung die fol genden Vorteile: (1) Schaffen einer Hintergrundbeleuchtungs- Vorrichtung, die zur Massenherstellung geeignet ist, bei mi nimaler Streuung der Leuchtstärke oder der Farbe; (2) ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Hintergrundbe leuchtungs-Vorrichtung; und (3) Schaffen einer Flüssigkris tall-Anzeigevorrichtung mit dieser Hintergrundbeleuchtungs- Vorrichtung.

Diese und andere Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Be schreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren er sichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Hin tergrundbeleuchtungs-Vorrichtung.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Flüssigkristall-Anzei gevorrichtung mit einer Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 3A bis 3F sind Schnittansichten, die eine beispielhaf te Konfiguration eines Halteabschnitts und eines Lichtstreu abschnitts einer erfindungsgemäßen Lichtleitereinheit zei gen.

Fig. 4 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Dicke des einen Lichtstreuabschnitt bildenden Materials und dem Gesamt-Lichttransmissionsvermögen zeigt.

Fig. 5 ist eine sechsseitige Explosionsansicht einer Hin tergrundbeleuchtungs-Vorrichtung mit einem Lichtquellenele ment in "U"-Form.

Fig. 6 ist eine sechsseitige Explosionsansicht einer Hin tergrundbeleuchtungs-Vorrichtung mit einem Lichtquellenele ment in "C"-Form.

Fig. 7 ist eine sechsseitige Explosionsansicht einer Hin tergrundbeleuchtungs-Vorrichtung mit einem Lichtquellenele ment mit einer einzelnen Lichtquelle entlang einer langen Seitenfläche.

Fig. 8 ist ein Kurvenbild, das das Lichttransmissionsspek trum von klarem Acrylmaterial und eines Polycarbonatgemischs zeigt.

Fig. 9A ist ein Kurvenbild, das die Lichtleuchtstärke und die Farbmaßzahl an der Oberfläche einer Hintergrundbeleuch tungs-Vorrichtung zeigt, wobei eine zwischen einer Lichtlei tereinheit und einer Prismenlage angeordnete Streufolie ei nen hohen Trübungsgrad aufweist.

Fig. 9B ist ein Kurvenbild, das die Lichtleuchtstärke und die Farbmaßzahl an der Oberfläche einer Hintergrundbeleuch tungs-Vorrichtung zeigt, wobei eine zwischen einer Lichtlei tereinheit und einer Prismenlage angeordnete Streufolie ei nen niedrigen Trübungsgrad aufweist.

Fig. 10 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Lichtleiterabschnitts mit Rippen an seiner Seite.

Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines für eine Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung mit einem "C"-förmigen Lichtelement verwendeten Lichtleiterabschnitts, der an sei nen Seitenflächen Rippen aufweist.

Fig. 12 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen Hinter grundbeleuchtungs-Vorrichtung.

Fig. 13A ist eine Schnittansicht, die Lichtstrahlen inner halb einer herkömmlichen Lichtleitereinheit in einer Hinter grundbeleuchtungs-Vorrichtung zeigt, wobei helle Linien er zeugt werden.

Fig. 13B ist eine Schnittansicht, die Lichtstrahlen inner halb einer Lichtleitereinheit in einer erfindungsgemäßen Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung zeigt.

Fig. 14 ist eine Schnittansicht, die helle Linien zeigt, die an der Oberseite einer Lichtleitereinheit in einer her kömmlichen Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung erzeugt wer den.

Fig. 15 ist ein Diagramm, das die Unregelmäßigkeit heller Linien zeigt, die an der Oberseite einer Lichtleitereinheit in einer herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung erzeugt werden.

Fig. 16A ist eine Schnittansicht, die Betrachtungswinkel an der Oberseite der Lichtleitereinheit einer herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung zeigt.

Fig. 16B ist ein Diagramm, das verschiedene Beziehungen zwischen Leuchtstärke-Spitzenwerten und dem Betrachtungswin kel für einen Betrachtungspunkt A und einen Betrachtungs punkt B zeigt.

Fig. 17A ist eine Schnittansicht, die das Ausmaß einer Leuchtstärkeverringerung bei einer herkömmlichen Hinter grundbeleuchtungs-Vorrichtung zeigt, wobei die effektiven Lichtleiter-Querschnittslängen (D₁ und D₀) und eine semief fektive Lichtleiter-Querschnittslänge (D₂) veranschaulicht sind.

Fig. 17B ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Leuchtstärke an der Oberfläche der Lichtleitereinheit und dem Verhältnis einer effektiven Lichtleiter-Querschnittslän ge zum Durchmesser des Lichtquellenelements in einer her kömmlichen Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die eine erfindungsgemäße Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung zeigt. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, beinhaltet die erfindungsgemäße Hinter grundbeleuchtungs-Vorrichtung 1 eine Lichtleitereinheit T mit einem Lichtleiterabschnitt 3 in Form einer ebenen Platte aus transparentem Harz sowie ein Lichtquellenelement L zum Beleuchten der Lichtleitereinheit T mit Licht von den Sei tenflächen 4 derselben. Das Licht tritt von den Seitenflä chen 4 her in den Lichtleiterabschnitt 3 ein, und es tritt aus der Oberseite 2 aus. Für das Lichtquellenelement L kann eine superschmale Kaltkathodenröhre verwendet werden.

So wie hier verwendet, kann eine Lichtleitereinheit 3 eine "Oberseite", eine "Unterseite" sowie "Seitenflächen", ohne jede Unterscheidung zwischen den jeweiligen Seitenflächen, aufweisen. Anders gesagt, wird jede Fläche, außer der "Ober seite" und der "Unterseite", als "Seitenfläche" bezeichnet.

Die Lichtleitereinheit T beinhaltet den Lichtleiterabschnitt 3, einen Lichtstreuabschnitt 5 und einen Halteabschnitt 6 zum Halten des Lichtstreuabschnitts 5. Der Lichtstreuab schnitt 5, der aus einem ein Lichtstreumittel zum Streuen des vom Lichtquellenelement L abgestrahlten Lichts enthal tenden Harz besteht, liegt entlang der Laufrichtung des aus dem Lichtleiterabschnitt 3 austretenden Licht über dem Lichtquellenelement L, um das von diesem abgestrahlte Licht zu streuen, bevor es an der Oberseite 2 austritt. Der Halte abschnitt 6 besteht aus transparentem Harz, das einen Vor sprung (jedoch einstückigen Teil) des Lichtleiterabschnitts 3 bildet. Der Lichtstreuabschnitt und der Halteabschnitt 6 stehen im Wesentlichen rechtwinklig von den Seitenflächen 4 ab. Die Vorstehlänge des Lichtstreuabschnitts 5 und des Hal teabschnitts 6 von den Seitenflächen 4 beträgt vorzugsweise ungefähr 4 mm.

So wie hier verwendet, bedeutet der Begriff "im Wesentlichen rechtwinklig" einen Winkel im Bereich von ungefähr 85° bis ungefähr 90°. Wenn der Winkel zwischen der Seitenfläche 4 und dem Lichtstreuabschnitt 5 (und dem Halteabschnitt 6) in diesen Bereich fällt, wird im Wesentlichen kein unerwünsch ter Einfluss auf den Durchlauf des in den Lichtstreuab schnitt 5 und den Halteabschnitt 6 eintretenden Lichts aus geübt. Da die erfindungsgemäße Hintergrundbeleuchtungs-Vor richtung 1 vorzugsweise durch den Lichtleiterabschnitt 3, den Lichtstreuabschnitt 5 und den Halteabschnitt 6 gebildet wird, die durch Anwenden eines Spritzgießverfahrens auf ein Harzmaterial unter Verwendung eines Metallformwerkzeugs her gestellt werden, ist es wünschenswert, dass der Winkel der Ecke zwischen der Seitenfläche 4 und dem Lichtstreuabschnitt 5 (und dem Halteabschnitt 6) im Bereich zwischen ungefähr 85° und 88° liegt, um das Herausnehmen der Lichtleiterein heit aus dem Metallformwerkzeug zu erleichtern.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Flüssigkristall-Anzei gevorrichtung, die die Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung der Fig. 1 enthält. An der Oberseite der Lichtleitereinheit T, wo das vom Lichtquellenelement L emittierte Licht aus tritt, beinhaltet die Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung 1, wie erforderlich, Streufolien 11 und 12 zum Streuen von Licht sowie eine Prismenlage 13, die zwischen den Streufo lien 11 und 12 angeordnet ist. Die Lichtleitereinheit T kann auch eine Reflexionsfolie 14 zum Abdecken von Teilen der Lichtleitereinheit T außer der Oberseite und zum Abdecken des Lichtquellenelements L aufweisen.

Als Streufolien 11 und 12 wird vorzugsweise eine PET(Poly ethylenterephthalat)-Folie mit einer Dicke von ungefähr 130 µm und mit einer Beschichtung streuender Zeichen auf beiden Seiten verwendet. Die Prismenlage 13 verfügt vorzugs weise über eine Dicke von ungefähr 170 µm und einen Winkel an der Spitze von ungefähr 90°. Als Reflexionsfolie 14 wird vorzugsweise eine aus geschäumtem PET hergestellte Folie mit einer Dicke von ungefähr 188 µm verwendet.

Nach Bedarf kann die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 20 ferner Folgendes aufweisen: ein Gehäuse 16 zum Aufnehmen des Lichtquellenelements L und von Teilen der Lichtleitereinheit T, außer der Oberseite in Verbindung mit der Reflexionsfolie 14; einen Rahmen 17, der außerhalb des Gehäuses 16 vorhanden ist, um die Flüssigkristalltafel 15, die Streufolien 11 und 12, die Prismenlage 13 und die Hintergrundbeleuchtungs-Vor richtung 1 zu halten; und einen oberen Deckelring 18, der außerhalb des Rahmens 17 vorhanden ist.

Das Gehäuse 16 besteht vorzugsweise aus Aluminium mit einer Dicke von 0,7 mm. Der Rahmen 17 besteht vorzugsweise aus einem leitenden Harz, und der obere Deckelring 18 besteht aus rostfreiem Stahl.

Als transparentes Harzmaterial für den Lichtleiterabschnitt 3 der Lichtleitereinheit T kann ein Material von Lichtlei terqualität verwendet werden, das im Wesentlichen aus DELPET 80 N (klares Acrylmaterial, hergestellt von Asahi Chemical Industry Co., Ltd.) besteht. Als Harzmaterial für den Licht streuabschnitt 5 kann ein Polycarbonatgemisch verwendet wer den, das dadurch erhalten wird, dass ein bromfreies, flamm beständiges Material von Reflexionsqualität verwendet wird, das im Wesentlichen aus IUPILON HPR3000 oder HPR3500 (nach folgend einfach als "Material von Reflexionsqualität" be zeichnet) besteht, das ein Polycarbonat und diesem als Streumittel hinzugesetztes pulverförmiges Titanoxid enthält, und ein Material von klarer Qualität, das im Wesentlichen aus einem IUPILON-Erzeugnis besteht (nachfolgend einfach als "Material von klarer Qualität" bezeichnet) erhalten wird. Alle oben genannten "IUPILON"-Materialien werden von Mitsu bishi Engineering Plastic Co., Ltd. hergestellt.

Der Grund für die Verwendung eines Polycarbonatgemischs, das ein Material von Reflexionsqualität und ein Material von klarer Qualität enthält, als Harzmaterial für den Lichtsteu erabschnitt 5 ist der, zwei in Widerspruch stehende Erfor dernisse in Einklang zu bringen: unvermeidliche Dickenein schränkungen zum Gewährleisten baulicher Unversehrtheit des Harzmaterials sowie eine Verbesserung des Gesamt-Lichttrans missionsvermögens des Lichtstreuabschnitts 5 auf Harzbasis.

Um ein Material von Reflexionsqualität zu einer Harzlage zu bearbeiten, muss die sich ergebende Lage eine Dicke t von mindestens ungefähr 0,5 mm aufweisen. Da die Menge des in einem Material von Reflexionsqualität enthaltenen Titanoxids als Streumittel vom Hersteller des Materials vorbestimmt ist, wird das Lichttransmissionsvermögens eines Materials von Reflexionsqualität in erster Linie durch die Dicke der Konstruktion eingestellt, die aus dem Material von Reflexi onsqualität hergestellt wird. Daher ist es möglich, dass dann, wenn die Dicke mehr als die minimale Dicke t von 0,5 mm beträgt, die dazu erforderlich ist, ein Material von Reflexionsqualität zu einer Harzlage auszubilden, kein aus reichendes Gesamt-Lichttransmissionsvermögen für den Licht streuabschnitt 5 erzielt werden kann. Daher verwendet die Erfindung in vorteilhafter Weise ein Polycarbonatgemisch, das ein Material von Reflexionsqualität und ein Material von klarer Qualität enthält, als Harzmaterial für den Licht streuabschnitt 5.

Die Fig. 3A bis 3F zeigen eine Anzahl möglicher Konfigu rationen des Lichtstreuabschnitts 5 und des Halteabschnitts 6. Bei der in Fig. 3A dargestellten Lichtleitereinheit Z beinhaltet die effektive Betrachtungsfläche einer diese Lichtleitereinheit T enthaltenden Flüssigkristall-Anzeige vorrichtung den aus einem klaren Acrylmaterial hergestellten Halteabschnitt 6, der einen mit dem Lichtleiterabschnitt 3 einstückigen Vorsprung bildet. Der am Außenrand und der Un terseite des Halteabschnitts 6 vorhandene Lichtstreuab schnitt 5 weist eine Dicke t von ungefähr 0,55 mm auf. Der an den Außenrand des Halteabschnitts 6 angrenzende Licht streuabschnitt 5 verfügt über die minimale Dicke für Kon struktionsstabilität. Die Konstruktionsstabilität wird auch durch das klare Acrylmaterial des Lichtleitersabschnitts 3 und das Polycarbonat des Lichtstreuabschnitts 5, die einan der über eine weite Fläche kontaktieren, gefördert.

Fig. 4 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Dicke und dem Gesamt-Lichttransmissionsvermögen des Licht streuabschnitts 5 für den Fall zeigt, dass dieser alleine aus einem Material von Reflexionsqualität besteht. Wie es durch die Linie a (⬩-⬩) dargestellt ist, weist, wenn der Lichtstreuabschnitt 5 alleine aus einem Material von Refle xionsqualität besteht, derselbe bei einer Dicke t von 0,5 mm ein Gesamt-Lichttransmissionsvermögen von ungefähr 2% auf, so dass kaum Licht vom Lichtquellenelement L den Halteab schnitt 6 erreicht. Wenn das vom Lichtstreuabschnitt 5 durchgelassene Licht nur ungefähr 2% beträgt, ist die Leuchtstärke am Außenumfang des Betrachtungsgebiets der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu niedrig, um das Haupt ziel eines Ausgleichs der Leuchtstärke des gesamten Licht leiterabschnitts 3 zu erzielen.

Um das Gesamt-Lichttransmissionsvermögen des Lichtstreuab schnitts 5 zu erhöhen, während das Erfordernis für die Dicke t erfüllt wird (d. h. mehr als ungefähr 0,5 mm), um eine konstruktionsmäßig einstückige Harzlage herzustellen, ist es erforderlich, den prozentualen Gehalt des Titanoxids (das als Streumittel vorhanden ist) im den Lichtstreuabschnitt 5 bildenden Harzmaterial zu verringern. Jedoch ist, wie oben angegeben, der prozentuale Gehalt des Titanoxids in käuflich verfügbarem Material von Reflexionsqualität festgelegt. Dem gemäß haben die Erfinder herausgefunden, dass der prozentua le Gehalt von Titanoxid im Lichtstreuabschnitt 5 bildenden Harzmaterial wirkungsvoll durch Zumischen eines Materials von klarer Qualität in das Material von Reflexionsqualität gesenkt werden kann.

Als Ergebnis eines Versuchs zum Testen verschiedener Mi schungsverhältnisse zwischen dem Material von Reflexionsqua lität und dem Material von klarer Qualität haben die Erfin der herausgefunden, dass die beste Gleichmäßigkeit der Leuchtstärke für den gesamten Lichtstreuabschnitt 3 dann er halten wird, wenn Titanoxid mit einer Menge von ungefähr 3,5 Gew.-% in einem Polycarbonatgemisch aus einem Material von Reflexionsqualität und einem Material von klarer Quali tät vorhanden ist. Die Linie b (∎-∎) im Kurvenbild der Fig. 4 repräsentiert die Beziehung zwischen dem Gesamt-Licht transmissionsvermögen und der Dicke des Lichtstreuabschnitts 5, der aus einem Polycarbonatgemisch besteht, das ungefähr 3,5 Gew.-% Titanoxid enthält.

Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, weist dieses Polycarbo natgemisch ein Gesamt-Lichttransmissionsvermögen von unge fähr 10% auf, wenn es mit einer Dicke t von ungefähr 0,55 mm ausgebildet wird.

Der optimale prozentuale Gehalt von Titanoxid beträgt, wie oben angegeben, ungefähr 3,5 Gew.-%. Jedoch haben die Erfin der auch herausgefunden, dass zufriedenstellende Ergebnisse hinsichtlich der Anzeigequalität einer Flüssigkristall-An zeigevorrichtung erzielt werden können, wenn der prozentuale Gehalt von Titanoxid in den Bereich von ungefähr 2 Gew.-% bis ungefähr 5 Gew.-% fällt. Wenn der prozentuale Gehalt von Titanoxid als Streumittel weniger als 2 Gew.-% beträgt, wird das vom Lichtstreuabschnitt 5 in den Lichtleiterabschnitt 3 durchgelassene Licht zu stark, was die Umgebungsgebiete des Lichtquellenelements L zu hell macht und so helle Linien erzeugt. Andererseits wird, wenn der prozentuale Gehalt des Titanoxids als Streumittel mehr als 5 Gew.-% beträgt, das vom Lichtstreuabschnitt 5 in den Lichtleiterabschnitt 3 durchgelassene Licht zu schwach, was die Umgebungsgebiete des Lichtquellenelements L zu dunkel macht, wodurch schwarze Linien erzeugt werden.

In der Praxis muss jedoch Sorgfalt hinsichtlich der folgen den Punkte gewahrt werden, um durch Mischen eines Materials von Reflexionsqualität und eines Materials von klarer Quali tät ein Polycarbonatgemisch herzustellen, das ungefähr 3,5 Gew.-% eines Streumittels enthält.

Als Erstes kann die Nennmenge des dem reflektierenden Mate rial hinzugesetzten Streumittels einen Fehler von ungefähr 10% aufweisen. Auch ist anzunehmen, dass im Streumittel im Material von Reflexionsqualität ungefähr 10% an unregelmä ßiger Positionierung vorhanden sind, was insgesamt eine Schwankung von ± 20% betreffend alleine das Streumittel ausmacht. Ferner sind ungefähr ±20% Schwankung im Mi schungsverhältnis zu erwarten, wenn die zwei verschiedenen Materialien, d. h. das Material von Reflexionsqualität und das Material von klarer Qualität miteinander gemischt wer den.

Daher sind im das Material von Reflexionsqualität und das Material von klarer Qualität enthaltenden Polycarbonatge misch ungefähr 64% (= 80% × 80%) bis 144% (= 120% × 120%) Herstellstreuung hinsichtlich des Streumittels zu er warten. Zum Vergleich kann eine Streuung von ungefähr ±20% (d. h. von 120% bis 80%) existieren, wenn ein gewünschter Wert des Streumittelgehalts ohne Mischen zweier verschiede ner Materialien erhalten wird.

Demgemäß unterliegen die tatsächliche Menge des im gesamten Polycarbonatgemisch enthaltenen Streumittels und die Menge des innerhalb örtlicher Teile des Polycarbonatgemischs ent haltenen Streumittels einem gewissen Fehler, wenn ein Mate rial von Reflexionsqualität und ein Material von klarer Qua lität gemischt werden, um theoretisch ungefähr 3,5 Gew.-% an Streumittelgehalt zu erzielen.

Die Linie b (∎-∎) in Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der bevorzugten theoretischen Dicke t in mm zum Erzielen ei nes Gehalts von ungefähr 3,5 Gew.-% Streumittel und dem sich ergebenden Gesamt-Lichttransmissionsvermögen t in Prozent für den Lichtstreuabschnitt 5. Die Linie b (∎-∎) ist durch die folgende Formel repräsentiert:

T = 23 × EXP(-1.466t).

Andererseits sind, wenn ein käuflich verfügbares Material von Reflexionsqualität und ein Material von klarer Qualität tatsächlich gemischt werden, um den Lichtstreuabschnitt 5 mit einem Streumittelgehalt von 3,5 Gew.-% herzustellen, un gefähr 68% bis 144% Herstellstreuung hinsichtlich des Streumittelgehalts zu erwarten. Wenn dieser Fehler durch T = 23 × EXP(-1.466t) widergespiegelt wird, ergibt sich:

10.1 × EXP(-1.406t) ≦ T ≦ 56.3 × EXP(-1.569t).

Diese Formel repräsentiert die Beziehung zwischen der Dicke t (mm) des Lichtstreuabschnitts 5 zum Optimieren der Gleich mäßigkeit der Leuchtstärke im gesamten Lichtleiterabschnitt 3 und dem Gesamt-Lichttransmissionsvermögen T in Prozent, für den Fall, dass der Lichtstreuabschnitt 5 dadurch herge stellt wird, dass ein käuflich verfügbares Material von Re flexionsqualität und ein Material von klarer Qualität tat sächlich gemischt werden. Wie es im Kurvenbild der Fig. 4 dargestellt ist, liegt diese Beziehung im Bereich zwischen einer durch die durchgezogene Linie c bezeichneten Obergren ze und einer durch die gestrichelte Linie d bezeichneten Un tergrenze. Für den optimalen Lichtstreuabschnitt 5 ist anzu nehmen, dass die Beziehung zwischen der Dicke t und dem Ge samt-Lichttransmissionsvermögen T in diesen Bereich fällt. Außerdem ist der optimale Bereich für die Beziehung der Di cke t des Lichtstreuabschnitts 5 und dem Gesamt-Lichttrans missionsvermögen T, wie durch die durchgezogene Linie c und die gestrichelte Linie d in Fig. 4 repräsentiert, bei allen in den Fig. 3B bis 3F dargestellten Konstruktionen der Lichtleitereinheit T und auch bei der in Fig. 3A darge stellten Konstruktion der Lichtleitereinheit T anwendbar.

Das den Lichtstreuabschnitt 5 bildende Polycarbonatgemisch verfügt über eine Temperatur für die Auslenkung bei Last, die ungefähr 30°C höher als die des den Lichtleiterabschnitt 3 bildenden klaren Acrylmaterials ist. Das Polycarbonatge misch verfügt auch über eine Wärmebeständigkeit von ungefähr 120°C, was der Wärmebeständigkeit des klaren Acrylmaterials, die ungefähr 90°C beträgt, überlegen ist. So erfährt das Po lycarbonatgemisch selbst dann keine thermische Verformung wenn die Temperatur der Lichtleitereinheit T wegen der vom Lichtquellenelement L emittierten Wärme ansteigt. Im Ergeb nis kann der Lichtstreuabschnitt 5 hervorragende konstruk tionsmäßige und optische Leistungsfähigkeit aufrechterhal ten.

Da der erfindungsgemäße Lichtstreuabschnitt 5 aus einem ein Lichtstreumittel enthaltenden Harzmaterial hergestellt wird, wie oben angegeben, kann gemäß der Erfindung eine billige Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung hergestellt werden, die zur Massenherstellung geeignet ist.

Obwohl beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel für das den Lichtstreuabschnitt 5 bildende Harz ein Polycarbonatge misch verwendet ist, können zum Herstellen des Lichtstreuab schnitts 5 andere Materialien wie aus der Zeonex(Zonor)-Rei he (Temperatur für Verformung unter Wärme: ungefähr 110°C) von Nippon Zeon Co., Ltd. verwendet werden. Die Auswahl des Harzmaterials zum Herstellen der Lichtleitereinheit T ist für eine Verbesserung der Konstruktionsstabilität derselben wesentlich.

Wenn der Lichtstreuabschnitt 5 der Lichtleitereinheit T aus einem Material hergestellt wird, dessen Konzentrationsver hältnis nach dem Spritzgießen größer als das den Lichtlei terabschnitt 3 bildenden Harzmaterials ist, wird innerhalb des Lichtstreuabschnitts 5 eine Druckspannung erzeugt. Im Ergebnis dient der Lichtstreuabschnitt 5 mit hoher Kompres sion, der entlang dem Rand des Lichtleiterabschnitts 3 aus gebildet ist, zum Festklemmen des Lichtleiterabschnitts 3, um dadurch der Konstruktion der Lichtleitereinheit T Stabi lität zu verleihen. Es ist zu beachten, dass die Reihenfolge der Herstellung des Lichtleiterabschnitts 3 und des Licht streuabschnitts 5 die Konstruktionsstabilität der Lichtlei tereinheit T; die durch die Druckspannung innerhalb des Lichtstreuabschnitts 5 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel gebildet ist, kaum beeinflusst, da der Lichtleiterabschnitt 3 und der Lichtstreuabschnitt 5 geformt werden, bevor die Harze vollständig abgekühlt sind.

Das Kontraktionsverhältnis beim Spritzgießen der für die Er findung verwendeten Harzmaterialien beträgt von ungefähr 6/1000 bis ungefähr 7/1000 für den aus dem oben genannten Polycarbonatgemisch hergestellten Lichtstreuabschnitt 5 so wie ungefähr 3/1000 für den aus einem klaren Acrylmaterial hergestellten Lichtleiterabschnitt 3. Demgemäß zeigt der Lichtstreuabschnitt 5 ein höheres Kontraktionsverhältnis als der Lichtleiterabschnitt 3.

Die Unterseite 19 des Lichtleiterabschnitts 3 der Lichtlei tereinheit T verfügt vorzugsweise über eine Zufallstextur, um für Lichtstreuung für gleichmäßige Leuchtstärke an der Unterseite 19 zu sorgen.

Die Erfindung ist bei Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen verschiedener Konfigurationen anwendbar. Drei beispielhafte Konfigurationen von Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtungen sind schematisch in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt. Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel beinhaltet ein Lichtquellenelement L von "U"-Form, das entlang zweier kur zer Seitenflächen und einer langen Seitenfläche der Licht leitereinheit T vorhanden ist. Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel beinhaltet ein Lichtquellenelement L mit umgekehrter "C"-Form, das entlang einer kurzen Seitenfläche und zwei langen Seitenflächen der Lichtleitereinheit T vor handen ist. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 7 beinhaltet ein geradliniges Lichtquellenelement L, das entlang einer langen Seite der Seitenflächen 4 der Lichtleitereinheit T vorhanden ist.

Es ist zu beachten, dass die Fig. 5, 6 und 7 den Licht streuabschnitt 5 mit bevorzugten Formen für jeweilige Konfi gurationen des Lichtquellenelements zeigen. Im Fall eines "U"-förmigen Lichtquellenelements L sowie eines Lichtquel lenelements L vom "C"-Typ, wie sie: in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, umgibt der Lichtstreuabschnitt 5 aus Poly carbonat den Lichtleiterabschnitt 3 aus klarem Acryl auf drei Seiten seiner vier Flächen, um dadurch dem Lichtstreu abschnitt 5, dem Lichtleiterabschnitt 3 und dem Lichtquel lenelement L Konstruktionsstabilität zu verleihen. Jedoch ist im Fall des geradlinien Lichtquellenelements L, das sich entlang einer langen Seite der Lichtleitereinheit T er streckt, wie in Fig. 7 dargestellt, der Lichtstreuabschnitt 5 entlang nur dieser Seite des Lichtleiterabschnitts 3 vor handen, so dass es relativ schwierig ist, dem Lichtstreuab schnitt 5, dem Lichtleiterabschnitt 3 und dem Lichtquellen element L Konstruktionsstabilität zu verleihen. Daher sind beim ein geradliniges Lichtquellenelement L enthaltenden Ausführungsbeispiel beide Ränder des Lichtstreuabschnitts 5 L-förmig gegenüber dem Lichtleiterabschnitt 3 und dem Licht quellenelement L geformt, um eine größere Kontaktfläche und auch eine dreidimensionale Konstruktion zum Erzielen ausrei chender Konstruktionsstabilität zu erhalten.

Da das Polycarbonatgemisch nach dem Spritzgießen ein hohes Kontraktionsverhältnis aufweist, übt der aus dem Polycarbo natgemisch hergestellte Lichtstreuabschnitt 5 wegen der Kon traktion nach dem Spritzgießen eine hohe Druckspannung auf den Lichtleiterabschnitt 3 aus. Daher verstärkt der Licht streuabschnitt 5 die Konstruktionsstabilität der gesamten Vorrichtung aufgrund nicht nur seiner körperlichen Konfigu ration, sondern auch wegen der Druckspannung, die er herbei führt. Im Ergebnis sind die Schwingungsbeständigkeit und die Stoßfestigkeit der gesamten Vorrichtung stark verbessert.

Wenn eine Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung mit großer Oberfläche hergestellt wird, wie sie für ein Flüssigkris talldisplay mit großem Schirm verwendet wird, kann der um den Lichtleiterabschnitt 3 herum angeordnete Lichtstreuab schnitt 5 unterteilt werden, dass cüe durch den Lichtstreu abschnitt 5 erzeugten Druckspannungen entsprechend verteilt werden.

Nun wird ein Verfahren zum Herstellen der Lichtleitereinheit T für Einbau in die erfindungsgemäße Hintergrundbeleuch tungs-Vorrichtung 1 erläutert.

Als Erstes wird der Lichtleiterabschnitt 3 für die Lichtlei tereinheit T durch Spritzgießen hergestellt. Dann wird das dem Lichtleiterabschnitt 3 entsprechende Metallformwerkzeug durch ein Formwerkzeug zum Herstellen des Lichtstreuab schnitts 5 ersetzt. Dann wird auch das Material von dem für den Lichtleiterabschnitt 3 geändert, und der Lichtstreuab schnitt 5 wird durch Spritzgießen hergestellt. Alternativ kann der Lichtstreuabschnitt 5 vor dem Herstellen des Licht leiterabschnitts 3 hergestellt werden.

So wird die erfindungsgemäße Lichtleitereinheit T durch eine Spritzgießtechnik für dichroitisches Material hergestellt, die sich innerhalb der Kenntnisse des Fachmanns befindet. So können die körperlichen Abmessungen und die optischen Eigen schaften der erfindungsgemäßen Lichtleitereinheit T, die un ter Verwendung einer Spritzgießtechnik für dichroitisches Material hergestellt wird, für eine lange Zeitspanne auf rechterhalten werden, um dadurch jede Instabilität in Zusam menhang mit einer Massenherstellung zu minimieren.

Auch ist die erfindungsgemäße Lichtleitereinheit T, die durch ein Spritzgießverfahren für dichroitisches Material hergestellt werden kann, frei von vielen der Probleme in Zu sammenhang mit der oben genannten herkömmlichen Lichtleiter einheit mit einer Lichtmenge-Einstellfiltereinrichtung, ein schließlich der Ausgaben, die die Folge von Punktdruckma schinen, Maschinenabnutzung, Produktuntersuchung, Vakuumab scheidungsmaschinen und Spanneinrichtungen zur Abscheidung, oder der Zusammenbaukosten, der Ausrüstungsverluste und der Untersuchungskosten sind, die zum Positionieren einer Licht menge-Einstellfiltereinrichtung innerhalb der Lichtleiter einheit erforderlich sind. Im Ergebnis werden die Herstell kosten stark verringert.

Zu Zusatzkosten, die durch die erfindungsgemäße Lichtleiter einheit T hervorgerufen werden, gehören, neben dem Herstel len einer monochroitischen Lichtleitereinheit, die Kosten für ein spezielles Metallformwerkzeug zum Herstellen des Lichtstreuabschnitts 5, einer Zylinderausrüstung zum Ein spritzen von Harz mit einem darin: enthaltenen Streumittel sowie die Kosten für das das Streumittel enthaltende Harz selbst. Da eine normale Spritzgießmaschine für dichroiti sches Material häufig mehrere Harzeinspritzzylinder enthält, ist es nicht erforderlich, einen speziellen Zylinder zum Einspritzen eines ein Streumittel enthaltenden Harzes be reitzustellen, wie oben angegeben. Ferner werden ein Streu mittel enthaltende Harze in weitem Umfang zu allgemeinen Zwecken verwendet, und sie sind sehr billig, wobei einige derselben sogar billiger als transparente Harze sind. So sind die Zusatzkosten, die durch die Verwendung eines ein Streumittel enthaltenden Harzes hervorgerufen werden, falls sie überhaupt vorhanden sind, extrem klein.

Ein wichtiges Element bei der Konstruktion der Hintergrund beleuchtungs-Vorrichtung 1 betrifft die Wahl der Streufolie 11 und/oder der Streufolie 12 (in Fig. 2 dargestellt). Die Streufolie 11 und die Streufolie 12 können so angeordnet werden, dass sie entlang der Lichtlaufrichtung die Prismen lage 13 zwischen sich aufnehmen, um die Gleichmäßigkeit der Leuchtstärke und die Gleichmäßigkeit der Farbmaßzahl zu ver bessern und eine Charakteristik mit großem Betrachtungswin kel sowie hohe Leuchtstärke zu erzielen. Für die Prismenlage 13 kann in geeigneter Weise ein als BEF bezeichnetes Erzeug nisse verwendet werden (hergestellt von Minnesota Mining and Manufacturing co.).

Die Wellenlänge (Transmissionsspektrum) des durch das den Lichtleiterabschnitt 3 der Lichtleitereinheit T bildende klare Acrylmaterial hindurchgestrahlten Lichts unterscheidet sich von der Wellenlänge des durch das den Lichtstreuab schnitt 5 bildende Polycarbonatgemisch hindurchgestrahlten Lichts, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Daher kann selbst dann, wenn der prozentuale Gehalt des Streumittels im Poly carbonatgemisch so eingestellt wird, dass an der Oberfläche der Lichtleitereinheit T, einschließlich dem Halteabschnitt 6, gleichmäßige Leuchtstärke erzielt wird, immer noch eine merkliche Differenz bei der Farbmaßzahl vorliegen. Die Dif ferenz in der Farbmaßzahl zeigt sich selbst als Farbunter schied auf der Flüssigkristalltafel 15 der Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung 20.

Die Differenz der Farbmaßzahl kann durch die Streufolie 11 wirkungsvoll beseitigt werden, dis auf der Oberseite der Lichtleitereinheit T vorhanden ist, wie dies unten beschrie ben wird.

Im Allgemeinen fällt, wenn der Verunreinigungsgrad (Trübung) innerhalb der Streufolie 11 zunimmt, das Lichttransmissions vermögen derselben, so dass durch sie mehr Licht gestreut wird.

Der Begriff "Trübung" ist ein Maß für die Menge an Streu licht, das aus der Lichtaustrittsfläche einer Folie aus tritt, durch die Licht hindurchläuft. Ein Material mit höhe rem Trübungsgrad weist einen höheren Verunreinigungsgrad auf, d. h., es erscheint trüber. Ein Material mit niedrigem Trübungsgrad verfügt über einen niedrigeren Verunreinigungs grad, d. h., es erscheint eher wie transparentes Glas.

Eine Zunahme der Menge des durch die Streufolie 11 gestreu ten Lichts bedeutet eine Zunahme des optischen Wegs des Lichts, das in die Streufolie 11 eintritt, durch sie hin durchläuft und nach Streuung die Prismenlage 13 erreicht. Demgemäß läuft das durch den Lichtstreuabschnitt 5 (mit an derer Maßzahl als der des durch den Lichtleiterabschnitt 3 hindurchgestrahlten Lichts) hindurchgestrahlte Licht über einen größeren Weg, was für verbesserte, durch die Licht streufolie 11 bewerkstelligte Streuung sorgt (was demgemäß zu einem verlängerten optischen Weg führt). Im Ergebnis ist das oben genannte Problem einer Differenz in der Farbmaßzahl beseitigt.

Als Streufolie 11 mit ausreichend hohem Trübungsgrad zum Be seitigen der oben genannten Differenz in der Farbmaßzahl kann eine Anzahl von Produkten verwendet werden, z. B. D121 (ungefähr 78% Trübung), D118 (ungefähr 79% Trübung), D114 (ungefähr 81% Trübung) oder D123 (ungefähr 82% Trübung), die alle von Tsujiden Co., Ltd. hergestellt werden, wobei die Trübungswerte unter Verwendung des Modells Nr. 1001DP von Nihon Denshoku Kogyo Co., Ltd. gemessen wurden. Fig. 9A zeigt die Verteilung der Farbmaßzahl des auf die Flüssig kristalltafel 15 gestrahlten Lichts, wenn D123 (ungefähr 82% Trübung) für die Streufolie 11 verwendet wird. Fig. 9B zeigt die Verteilung der Farbmaßzahl, wie sie erhalten wird, wenn D120 (ungefähr 77% Trübung) für die Streufolie 11 ver wendet wird. Die in den Fig. 9A und 9B dargestellten Er gebnisse wurden unter Verwendung von D120 (ungefähr 77% Trübung) für die Streufolie 12 erhalten, um eine unerwünsch te Abnahme der Leuchtstärke des auf die Flüssigkristalltafel 15 gestrahlten Lichts zu verhindern.

In jeder der Fig. 9A und 9B repräsentiert die horizontale Achse den Weg auf der Oberfläche der Streulage 12 von einem Punkt über dem Lichtquellenelement L zur Mitte der Hinter grundbeleuchtungs-Vorrichtung, und die vertikale Achse re präsentiert die Farbmaßzahl. Die durchgezogene Linie x re präsentiert Werte der x-Koordinate, und die gestrichelte Li nie y repräsentiert Werte der y-Koordinate in einem Cartesi schen Koordinatensystem, das ein Farbmaßzahl-Diagramm reprä sentiert.

Wenn die Trübung der Streufolie 11. niedrig ist, wie es in Fig. 9B dargestellt ist, ändern sich sowohl die Leuchtstär ke als auch die Farbmaßzahl an der Grenze zwischen dem Lichtstreumaterial 5 und dem Lichtleiterabschnitt 3 dras tisch. Andererseits ändern sich die Leuchtstärke und die Farbmaßzahl allmählich, wenn die Trübung der Streufolie 11 hoch ist, wie es in Fig. 9A dargestellt ist.

Eine Streufolie mit höherem Trübungsgrad sorgt für bessere Lichtstreueigenschaften zum besseren Verhindern einer Un gleichmäßigkeit der Leuchtstärke im Lichtstreuabschnitt 5 der Lichtleitereinheit T. Auch kann Licht, das durch eine Streufolie mit hoher Trübung stark gestreut wurde, durch die Prismenlage zum Erhöhen der Leuchtstärke an der Front den maximalen Effekt erzielen. Um den Glanz der Prismenfolie zu minimieren, wie er unter einem schrägen Betrachtungswinkel gesehen wird, ohne die durch die Prismenlage geschaffene er höhte Leuchtstärke zu zerstören, ist es bevorzugt, eine Streufolie mit niedrigem Trübungsgrad zu verwenden. Daher können durch Anbringen der zweiten Streufolie 12 mit niedri ger Trübung über der ersten Streufolie 11, wie oben angege ben, die Ungleichmäßigkeit der Leuchtstärke des Lichtstreu abschnitts 5 der Lichtleitereinheit T und der Glanz der Prismenlage 13, wie er unter schrägem Betrachtungswinkel be obachtet wird, beide minimiert werden.

Nun werden die Wirkungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 13A und 1B grafisch beschrieben. Gemäß der Fig. 13B erlaubt die Lichtleitereinheit T für eine erfindungsge mäße Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung, die den Licht streuabschnitt 5 und den Halteabschnitt 6 aufweist, der im Wesentlichen rechtwinklig von der Seite 4 zur Oberseite des Lichtquellenelements L vorsteht, in wirkungsvoller Weise, das vom Lichtquellenelement L emittierte Licht durch den Lichtstreuabschnitt 5 zu streuen. So verhindert die erfin dungsgemäße Lichtleitereinheit T die Erzeugung heller Li nien. Zum Vergleich zeigt die Fig. 13A (die beim HINTER GRUND erörtert ist) eine Lichtleitereinheit 130 gemäß der japanischen Offenlegungsveröffentlichung Nr. 8-166513, bei der von der Lichtleitereinheit 130 helle Linien 132 erzeugt werden. So tritt bei der erfindungsgemäßen Lichtleiterein heit T das Licht vom Lichtquellenelement L nicht unmittelbar von der Oberseite 2 der Lichtleitereinheit T aus, so dass das unmittelbare Licht 30 vom Lichtquellenelement L in die Lichtleitereinheit T eingeführt werden kann, während hohe Leuchtstärke ohne Schwächung aufrechterhalten wird. Auch kann, gemäß der Erfindung, eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Leuchtstärke dadurch erzielt werden, dass ei ne geeignete Menge an Titanoxid aas Streumittel einem Harz material, wie Polycarbonat, das den Lichtstreuabschnitt 5 der Lichtleitereinheit T bildet, zugesetzt wird.

Die Leuchtstärkeverteilung der Flüssigkristall-Anzeigevor richtung 20, die die Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung 1 mit der Lichtleitereinheit T gemäß der Erfindung enthält, wurde auf die folgende Weise gemessen. Als Umrichter wurde der Umrichter HIU-288 von HARISON ELECTRIC CO., LTD. verwen det, und es konnte in einer superschmalen Kaltkathodenröhre, die als Lichtquellenelement L verwendet wurde, ein Strom mit einem Effektivwert von 6,5 mA fließen. Die Messungen wurden 15 Minuten nach dem Zünden der Leuchtstoff lampe gemessen. Die Umgebungstemperatur betrug ungefähr 25°C.

Die Leuchtstärkemessungen zeigten einen idealen Leuchtstär kepegel von ungefähr 380 cd/m² im mittleren Teil der Flüs sigkristalltafel sowie einen idealen Leuchtstärkepegel von ungefähr 375 cd/m² im Randgebiet der Flüssigkristalltafel. Hinsichtlich der Farbmaßzahl der Flüssigkristalltafel betrug dieselbe in der Mitte der Flüssigkristalltafel x = 0,313 und y = 0,329, wohingegen die Farbmaßzahl im Randteil der Flüs sigkristalltafel x = 3,314 und y = 0,330 betrug, was gering fügig höher als die Farbmaßzahl in der Mitte ist. Jedoch lag die gemessene Farbmaßzahl am Rand gut innerhalb der Grenzen der Spezifikationen für die Farbmaßzahl des Moduls, und durch visuelle Betrachtung wurde keine wesentliche Farbände rung beobachtet.

Die Fig. 3A bis 3F sind Schnittansichten, die mehrere Lichtleitereinheiten T zeigen, wie sie tatsächlich von den Erfindern entwickelt wurden. Es ist zu beachten, dass die in den Fig. 3A bis 3F dargestellten Konfigurationen nur bei spielhaft sind, und die erfindungsgemäße Lichtleitereinheit T auch bei anderen Konfigurationen als den in den Fig. 3A bis 3F dargestellten anwendbar ist.

Jede der Fig. 3A bis 3F veranschaulicht einen Aufbau, bei dem der Halteabschnitt 6 und der Lichtstreuabschnitt 5 mit einander in Eingriff stehen, was die Konstruktionsstabilität des Lichtleiterabschnitts 3 verbessert.

Bei der Lichtleitereinheit T in der Fig. 3A steht der Lichtstreuabschnitt 5 dem Lichtquellenelement L unter dem Halteabschnitt 6, der im Wesentlichen rechtwinklig von der Seitenfläche 4 vorsteht, direkt gegenüber. Bei der Lichtlei tereinheit T in der Fig. 3B ist der Lichtstreuabschnitt 5 an der Oberseite des Halteabschnitts 6 vorhanden, der im We sentlichen rechtwinklig von der Seitenfläche 4 vorsteht. Bei den Lichtleitereinheiten T in den Fig. 3C bis 3F bildet der Lichtstreuabschnitt 5 praktisch den gesamten Teil, der im Wesentlichen rechtwinklig von der Seitenfläche 4 vor steht, wobei der Lichtstreuabschnitt 5 in Eingriff mit dem an der Seitenfläche 4 vorhandenen Halteabschnitt 6 steht.

Bei den in den Fig. 3A-3F dargestellten Konfigurationen der Lichtleitereinheit T wird das Licht vom Lichtquellenele ment L durch den Lichtstreuabschnitt 5, der unmittelbar über dem Lichtquellenelement L liegt, wirkungsvoll gestreut, um die Leuchtstärke zu verringern. Im Ergebnis kann innerhalb des Lichtleiterabschnitts 3 gleichmäßige Leuchtstärke er zielt werden.

Beim Herstellprozess für die Lichtleitereinheit T ist es be vorzugt, den Lichtleiterabschnitt 3 vor dem Lichtstreuab schnitt 5 herzustellen. Dies, da die Herstellkosten gesenkt werden können, wenn der Lichtleiterabschnitt 3 mit größerem Volumen als dem des Lichtstreuabschnitts 5 hergestellt wird.

Wie es in Fig. 10 dargestellt ist, können an der Seitenflä che 4 mehrere Rippen 40 vorhanden sein, um den im Wesentli chen rechtwinkligen Vorsprung 6 an der Seitenfläche 4 der Lichtleitereinheit T und den Lichtstreuabschnitt 5 weiter abzustützen. Jede der Rippen 40, die vorzugsweise aus dem selben Acrylharz wie dem des Lichtleiterabschnitts 3 der Lichtleitereinheit T besteht, verfügt über allmählich zuneh mende Dicke ausgehend von der Unterseite 19 zur Oberseite 2 der Lichtleitereinheit T. Die bevorzugten Abmessungen der Rippe 40 sind die folgenden: ungefähr 3,5 mm Höhe ausgehend von der Unterseite 9 bis zur Oberseite 2 der Lichtleiterein heit T; ungefähr 1 mm Dicke an der Unterseite 19 und unge fähr 1,5 mm Dicke an der Oberseite 2. Der Abstand zwischen benachbarten Rippen beträgt vorzugsweise von ungefähr 3 mm bis ungefähr 50 mm. Ferner ist es bevorzugt, wenn das in den Fig. 5 und 6 dargestellte U- oder C-förmige Lichtquellen element L verwendet wird, Rippen 40 an allen Seitenflächen 4 der Lichtleitereinheit T anzubringen, die vom Lichtquellen element L beleuchtet werden. Im Fall der in Fig. 11 darge stellten U-förmigen Konfiguration sind insgesamt zehn Rippen an den drei Seitenflächen 4 vorhanden.

Im Randgebiet der Elektroden des Lichtquellenelements L kann die Temperatur wegen einer Erwärmung des Lichtquellenele ments L auf bis zu ungefähr 100°C ansteigen. Da die Tempera tur einer Verformung unter Wärme für das die Rippen 40 bil dende Acrylharz ungefähr 90°C beträgt, ist es bevorzugt, zwischen den Rippen 40 und dem Lichtquellenelement L eine Luftschicht als Isolierschicht anzubringen, um eine Verfor mung oder ein Gelb werden der Rippen 40 zu verhindern.

Da die Rippen 40 aus transparentem Acrylharz hergestellt werden, wird das Licht vom Lichtquellenelement durch diesel ben nicht gestreut oder absorbiert. Daher führen die Rippen 40 zu keiner wesentlichen Abnahme der Leuchtstärke.

Die Rippen 40 können während der Herstellschritte für den Lichtleiterabschnitt 3 dadurch hergestellt werden, dass im Metallformwerkzeug für den Lichtleiterabschnitt 3 der Licht leitereinheit T Vertiefungen ausgebildet werden und das transparente Harz eingespritzt wird. Danach wird der Licht streuabschnitt 5 durch Einspritzen des oben genannten, das Streumittel enthaltenden Harzes hergestellt, um so die Lichtleitereinheit T mit den daran vorhandenen Rippen 40 herzustellen.

Wie es in den Fig. 10 und 11 dargestellt ist, sorgen die Rippen 40 am Lichtleiterabschnitt 3 für eine weitere Unter stützung der im Wesentlichen rechteckigen Ecke zwischen der Seitenfläche 4 des Lichtleiterabschnitts 3 und dem von der Seitenfläche 4 vorstehenden Lichtstreuabschnitt 5, wodurch die Konstruktionsstabilität und die Schlagfestigkeit der Vorrichtung verbessert werden können.

Wie oben beschrieben, ist es durch die Erfindung möglich, eine wärmebeständige Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung zu schaffen, die zur Massenherstellung bei relativ niedrigen Kosten geeignet ist, da außer der zum Spritzgießen der Harze erforderlichen Ausrüstung keine Spezialausrüstung zur Her stellung erforderlich ist, und bei der eine Ungleichmäßig keit der Leuchtstärke und der Farbmaßzahl herabgedrückt ist. Gemäß der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung und ei ner Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit der Hintergrund beleuchtungs-Vorrichtung geschaffen.

Ferner können die Stabilität und die Schlagfestigkeit der Vorrichtung durch Anbringen von Rippen 40 am Lichtleiterab schnitt 3 der Lichtleitereinheit T in der Hintergrundbe leuchtungs-Vorrichtung weiter verbessert werden.

Die erfindungsgemäße Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung kann in geeigneter Weise für eine Flüssigkristall-Anzeige vorrichtung in einem Fahrzeug, eine Flüssigkristall-Anzeige vorrichtung für eine mobile Endstelle, eine Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung zu Unterhaltungszwecken, eine Flüssig kristall-Anzeigevorrichtung für AV(audiovisuelle)-Anwendun gen und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung für FA(Fa brikautomatisierungs)-Anwendungen verwendet werden.

Auch ermöglicht die Erfindung eine Vergrößerung des Anzeige bereichs bei minimaler Modulgröße.

Dem Fachmann sind verschiedene andere Modifizierungen er kennbar, und diese können von ihm leicht ausgeführt werden, ohne vom Schutzumfang und Grundgedanken der Erfindung abzu weichen. Demgemäß soll der Schutzumfang der hier angefügten Ansprüche nicht auf die hier dargelegte Beschreibung be schränkt sein, sondern vielmehr sollen die Ansprüche breit ausgelegt werden.

Claims

1. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung mit:

- einer Lichtleitereinheit (T), die als im Wesentlichen ebe ne Platte aus einem ersten Harzmaterial mit voneinander ab gewandten Oberflächen und Seitenflächen ausgebildet ist und einen Lichtleiterabschnitt (3) aufweist, wobei Licht durch mindestens eine der Seitenflächen in die Lichtleitereinheit eintritt und von einer der voneinander abgewandten Oberflä chen abgestrahlt wird; und
- einem Lichtquellenelement (L), das angrenzend an mindes tens eine Seitenfläche des Lichtleiterabschnitts angeordnet ist, um Licht auf die mindestens eine Seitenfläche des Lichtleiterabschnitts zu strahlen;
- wobei die Lichtleitereinheit ferner einen Lichtstreuab schnitt (5) aus einem zweiten Harzmaterial aufweist, der im Wesentlichen rechtwinklig von der mindestens einen Seiten fläche der Lichtleitereinheit vorsteht und entlang der Lauf richtung des aus dem Lichtleiterabschnitt austretenden Lichts über dem Lichtquellenelement liegt, um das durch das Lichtquellenelement abgestrahlte Licht zu streuen.

2. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Harzmaterial ein transparentes Harzmate rial ist.

3. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Harzmaterial ein Licht streuendes Mittel enthält.

4. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Lichtstreuabschnitt (5) so ausgebildet ist, dass er mit der mindestens einen Seitenfläche der Lichtleiterein heit (3) in Eingriff steht.

5. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Lichtstreuabschnitt (5) von einem Halteabschnitt (6) gehalten wird, der einstückig vom Lichtleiterabschnitt (3) vorsteht und aus dem ersten Harzmaterial besteht.

6. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Harzmaterial im Lichtstreuabschnitt (5) eine Wärmebeständigkeit aufweist, die größer als diejenige des ersten Harzes im Lichtleiterabschnitt (3) ist.

7. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Harzmaterial im Lichtstreuabschnitt (5) ungefähr 2 Gew-% bis ungefähr 5 Gew.-% eines Licht streuen den Mittels enthält.

8. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Dicke t des Lichtstreuabschnitts (5) und das Gesamt-Lichttransmissionsvermögen T der folgenden Formel ge nügen:
10.1 × EXP(-1.406t) ≦ T ≦ 56.3 × EXP(-1.569t).

9. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtleitereinheit (T) und der Lichtstreuab schnitt (5) einstückig durch Spritzgießen hergestellt sind, wobei sich das erste Harzmaterial vom zweiten Harzmaterial unterscheidet.

10. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das zweite Harzmaterial im Lichtstreuabschnitt (5) nach dem Formen ein zweites Kontraktionsverhältnis aufweist und das erste Harzmaterial im Lichtleiterabschnitt (3) nach dem Formen ein erstes Kontraktionsverhältnis aufweist, wobei sich das zweite Kontraktionsverhältnis vom zweiten Kontrak tionsverhältnis unterscheidet.

11. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Lichtstreuabschnitt (5) und der Lichtleiterab schnitt (3) so angeordnet sind, dass der Lichtstreuabschnitt den Lichtleiterabschnitt aufgrund einer Druckspannung fest klemmt, die durch die Differenz zwischen einem zweiten Kon traktionsverhältnis des zweiten Harzmaterials im Lichtstreu abschnitt nach dem Formen und einem ersten Kontraktionsver hältnis des ersten Harzmaterials in der Lichtleitereinheit nach dem Formen erzeugt wird.

12. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Rippe (40), die an mindestens einer Seiten fläche des Lichtleiterabschnitts (3) vorhanden ist, die durch das Licht vom Lichtquellenelement (L) beleuchtet wird, wobei die Rippe eine im Wesentlichen rechteckige Ecke ab stützt, die zwischen der mindestens einen Seitenfläche und dem Lichtstreuabschnitt (5) ausgebildet ist.

13. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Rippe (40) aus dem ersten Harz besteht.

14. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der das erste Harzmaterial ein transparentes Harzmate rial ist.

15. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 15, die mehrere Rippen (40) aufweist, die mit einem Abstand im Bereich von ungefähr 3 mm bis ungefähr 50 mm voneinander be abstandet sind.

16. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit mindestens einer Lichtstreuplatte (11, 12) auf einer der voneinander abgewandten Flächen der Lichtleiter einheit (T), durch die Licht vom Lichtquellenelement (L) austritt.

17. Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 16, die eine zweite Streuplatte (12) auf der ersten Streuplatte (11) aufweist, wobei die zweite Streuplatte einen niedrige ren Trübungsgrad als die erste Streuplatte aufweist.

18. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die die Hinter grundbeleuchtungs-Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 enthält, wobei das von der Hintergrundbeleuchtungs-Vorrichtung emit tierte Licht auf eine Flüssigkristalltafel der Flüssigkris tall-Anzeigevorrichtung gestrahlt wird.

19. Verfahren zum Herstellen der Hintergrundbeleuchtungs- Vorrichtung nach Anspruch 1, mit den folgenden Schritten:

- Herstellen des Lichtleiterabschnitts (3) durch Ausführen eines Spritzgießvorgangs mit dem ersten Harz;
- Herstellen des Lichtstreuabschnitts (5) in einstückiger Weise mit dem Lichtleiterabschnitt durch Ausführen eines Spritzgießvorgangs mit dem zweiten Harzmaterial, das ein Licht streuendes Mittel enthält; und
- Anordnen des Lichtquellenelements (L) in solcher Weise, dass es an den Lichtstreuabschnitt und den Lichtleiterab schnitt angrenzt.
- Verfahren zum Herstellen einer Hintergrundbeleuchtungs- Vorrichtung nach Anspruch 19, bei dem der Schritt zum Her stellen des Lichtleiterabschnitts (3) das Herstellen eines ersten Eingriffsabschnitts umfasst und der Schritt zum Her stellen des Lichtstreuabschnitts (5) das Herstellen eines zweiten Eingriffsabschnitts umfasst, wobei der erste Ein griffsabschnitt des Lichtleiterabschnitts mit dem zweiten Eingriffsabschnitt des Lichtstreuabschnitts in Eingriff steht.
- Verfahren zum Herstellen einer Hintergrundbeleuchtungs- Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der der Schritt des Her stellens des Lichtleiterabschnitts (3) das Herstellen einer Rippe (40) auf der mindestens einen Seitenfläche beinhaltet, um eine im Wesentlichen rechteckige Ecke abzustützen, die zwischen der mindestens einen Seitenfläche und dem Licht streuabschnitt (5) ausgebildet ist.