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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
deren Dicke und Gewicht sich mühelos
verringern lassen, die eine ausgezeichnete Anzeigequalität aufweist
und sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
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Die
vorliegende Erfindung gründet
sich auf die japanische Patentanmeldung Nr. 2000-140320.
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2. Beschreibung des Standes
des Technik
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Es
wurde eine weitere Verringerung der Dicke und des Gewichtes von
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtungen
gefordert, um die Größe und das
Gewicht von tragbaren Personalcomputern, tragbaren Telefongeräten usw.
zu reduzieren. Bislang war es schwierig, die Dicke und das Gewicht
einer Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
mit Hintergrundreflexion, die mit einen Frontbeleuchtungssystem
unter Verwendung eines Seitenlicht-Lichtleiters ausgestattet ist,
zu verringern (siehe ungeprüfte
japanische Patentschrift Nr. Hei. 11-250715). Im Übrigen benötigt ein
derartiger Seitenlicht-Lichtleiter eine Plattendicke von etwa 2
mm oder mehr für
die Lichtleitung. Wenn optische Elemente, wie beispielsweise eine
Lichtstreuplatte etc., an dem Lichtleiter vorgesehen sind, erhöht sich
die Gesamtdicke im Allgemeinen auf etwa 3 mm oder mehr.
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JP
5-158033 hat eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
vorgeschlagen, bei der dafür
gesorgt wird, dass Beleuchtungslicht auf eine der Seitenflächen eines
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
auftrifft und vollständig
von einem Sichtseiten-Zellensubstrat
reflektiert wird, und bei der das reflektierte Licht von einer Reflexionsplatte
mit aufgerauter Oberfläche
gestreut wird, so dass es für
die Anzeige verwendet werden kann. In diesem Fall wird jedoch das
für die
Anzeige zur Verfügung
stehende Licht unter den Bedingungen der vollständigen Reflexion gestreut und
aus dem Bildschirm abgegeben. Streulicht weist im Allgemeinen eine
normale Verteilung mit einer Spitze in einer regelmäßigen Reflexionsrichtung
auf. Dementsprechend ist das Anzeigelicht in der Re flexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
zu stark zu der frontalen (vertikalen) Richtung geneigt, um effektiv
für die
Anzeige eingesetzt zu werden. Dadurch wird die Anzeige in frontaler
Richtung gedimmt. Wenn jedoch die Streuung durch die Reflexionsplatte
mit aufgerauter Fläche
intensiviert wird, verringert sich die Lichtmenge in frontaler Richtung
im Außenlichtmodus,
was für
die Anzeige ungünstig
ist. Deshalb ist es bei einem solchen Streu-Reflexionssystem mit
aufgerauter Oberfläche
notwendig, die Streuintensivität
so einzustellen, dass ein Gleichgewicht zwischen dem Außenlichtmodus
und Beleuchtungsmodus aufrechterhalten bleibt. Allerdings ist es
bei einem derartigen Streu-Reflexionssystem mit aufgerauter Oberfläche schwierig,
die Streuintensität
für beide
Modi günstig
zu gestalten, da die Streuintensität, die für den Außenlichtmodus erforderlich
ist, mit der für
den Beleuchtungsmodus erforderlichen inkompatibel ist.
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Eine
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
mit einem transparenten Frontbeleuchtungsmechanismus, der eine Lichtweg-Steuerschicht
aufweist, die eine sich wiederholende Struktur aus den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
hat, ist in
US 6048071 und
in SID Digest (1995) pp 375–378
offen gelegt. Die Präambel
von Anspruch 1 basiert auf jener Lehre.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
zu schaffen, deren Dicke und Gewicht sich mühelos verringern lassen, die
eine ausgezeichnete Anzeigequalität aufweist und sowohl im Außenlichtmodus
als auch in einem Beleuchtungsmodus verwendet werden kann.
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Erfindungsgemäß wird eine
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
geschaffen, die umfasst: einen Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirm,
der eine Flüssigkristallzelle
und einen Reflektor enthält,
wobei die Flüssigkristallzelle
ein Sichtseiten-Substrat, ein Rückseiten-Substrat
und einen Flüssigkristall
hat und das Sichtseiten-Substrat in der folgenden Reihenfolge ein
transparentes Substrat, eine transparente Schicht, die einen niedrigeren
Brechungsindex hat als das transparente Substrat, sowie eine transparente
Elektrode enthält,
das Rückseiten-Substrat
eine Elektrode aufnimmt, wobei das Flüssigkristall zwischen dem Sichtseiten- und
dem Rückseiten-Substrat
gehalten wird, so dass entsprechende Elektrodenseiten des Sichtseiten-
und des Rückseiten-Substrats
gegenüberliegend
und einander zugewandt sind und der Reflektor an der Seite des Rückseiten-Substrat
angeordnet ist; wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung, die an
einer der Querseitenflächen
des Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
angeordnet ist; und eine Lichtweg-Steuerschicht, die eine sich wiederholende
Struktur aus den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
an einer Außenseite
des Sichtseiten-Substrats hat und einen höheren Brechungsindex hat als
die transparente Schicht mit niedrigem Brechungsindex, wobei jede
der den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
in einem Neigungswinkel von 35 bis 48° zu einer Bezugsebene des Sichtseiten-Substrat
geneigt ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
wird von einer Beleuchtungseinrichtung, die an einer der Seitenflächen eines
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirm
angebracht ist, mit Hilfe von Flüssigkristallzell-Substraten
effizient zu einer anderen Seitenfläche, die der ersten Seitenfläche zugewandt
ist, geleitet, und der Lichtweg des durchgelassenen Lichts wird
mittels einer Lichtweg-Steuerschicht, die auf der Sichtseite angeordnet
ist, und mittels eines Reflektors auf der Rückseite effizient in eine Betrachtungsrichtung
des Bildschirms geändert.
Dementsprechend kann das durchgelassene Licht für die Flüssigkristallanzeige verwendet
werden. Die Lichtweg-Steuerschicht mit ausgezeichneter Dicke sowie die
Anordnung der Beleuchtungseinrichtung auf der Querseitenfläche (nachfolgend
als Seitenfläche
bezeichnet) des Bildschirms können
einen Frontbeleuchtungsmechanismus für die Anzeigevorrichtung darstellen.
Außerdem
kann die Anzeige ebenfalls im Außenlichtmodus erfolgen. Somit
entsteht eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die eine gute Dicke und ein gutes Gewicht aufweist, die eine helle
und ausgezeichnete Anzeigequalität
verzeichnet und die sowohl im Außenlichtmodus als auch in einem
Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
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Der
vorgenannte Effekt der Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
wird durch Verwendung der transparenten Schicht mit niedrigem Brechungsindex
und der Lichtweg-Steuerschicht
mit Neigungsreflexion erreicht, wobei beide Schichten auf dem Sichtseiten-Substrat
vorgesehen sind. D. h. auf die Seitenfläche des Bildschirms auftreffendes
Licht kann effizient zu einer anderen Seitenfläche gegenüber von der zuerst erwähnten Seitenfläche reflektiert
werden, und zwar durch einen Einschließeffekt, der auf die Gesamtreflexion
durch Verwendung der transparenten Schicht mit niedrigem Brechungsindex
zurückzuführen ist.
Dadurch verbessert sich die gleichmäßige Helligkeit auf dem gesamten
Anzeigebildschirm, so dass eine gute Anzeigequalität erreicht
wird. Wenn in der Anzeigevorrichtung keine transparente Schicht
mit niedrigem Brechungsindex vorgesehen ist, verringert sich der
Wirkungsgrad der Rückwärtsleitung,
so dass der Anzeigebildschirm dunkler und die Betrachtung der Anzeige
schwieriger wird, da der Betrach tungspunkt weiter von der Beleuchtungseinrichtung
entfernt ist. Wenn demgegenüber
das auf die Seitenfläche
auftreffende Licht bzw. das von ihr durchgelassene Licht von den
den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
reflektiert wird, lässt
sich der optische Weg des Lichtes mit guter Sichtbarkeit ändern. Dieser
Effekt lässt
sich nur schwer mit einem Streu-Reflexionssystem mit aufgerauter
Oberfläche
erreichen, wie es in der ungeprüften
japanischen Patentschrift Nr. Hei 5-158033 beschrieben ist.
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Andererseits
verwendet die erfindungsgemäße Lichtweg-Steuerschicht
mit Neigungsreflexion vorrangig Licht, welches eine Spitze in der
regelmäßigen Reflexionsrichtung
aufweist, und steuert den Lichtweg des reflektierten Lichts.
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Dementsprechend ändert die
Lichtweg-Steuerschicht den Lichtweg des Lichtes mit einer Richtfähigkeit,
die für
die Anzeige günstig
ist, insbesondere die frontale Richtfähigkeit, so dass ein heller
Beleuchtungsmodus erzielt werden kann. Die flachen Abschnitte der
Lichtweg-Steuerschicht mit Ausnahme der Abschrägungen können im Außenlichtmodus verwendet werden,
so dass sowohl der Beleuchtungsmodus als auch der Außenlichtmodus
mühelos
in einem Zustand abgeglichen werden können, der günstig für die Anzeige ist.
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Aus
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen,
die im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben
werden, gehen die Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittdarstellung zur Erläuterung
eines Beispiels für
eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch in einem Beleuchtungsmodus verwendet wird;
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2 ist
eine Schnittdarstellung zur Erläuterung
eines anderen Beispiels für
eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch in einem Beleuchtungsmodus verwendet wird;
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3A bis 3E sind
Seitenansichten zur Erläuterung
der den Lichtweg ändernden
Einrichtung in einer Lichtweg-Steuerschicht;
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4 ist
eine Perspektivansicht zur Erläuterung
eines weiteren Beispiels der Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung;
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5 ist
eine Perspektivansicht zur Erläuterung
eines Beispiels für
eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung;
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6 ist
eine Perspektivansicht zur Erläuterung
eines Beispiels für
eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung;
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7 ist
eine Seitenansicht zur Erläuterung
eines Beispiels der Lichtweg-Steuerschicht; und
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8 ist
eine Seitenansicht zur Erläuterung
eines anderen Beispiels der Lichtweg-Steuerschicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
erfindungsgemäße Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
umfasst: einen Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirm,
der eine Flüssigkristallzelle
und einen Reflektor enthält,
wobei die Flüssigkristallzelle
ein Sichtseiten-Substrat, ein Rückseiten-Substrat
und einen Flüssigkristall
hat und das Sichtseiten-Substrat ein transparentes Substrat, eine
transparente Schicht, die einen niedrigeren Brechungsindex hat als
das transparente Substrat, sowie eine transparente Elektrode enthält, das
Rückseiten-Substrat
eine Elektrode aufnimmt, wobei das Flüssigkristall zwischen dem Sichtseiten-Substrat
und dem Rückseiten-Substrat
gehalten wird, so dass entsprechende Elektrodenseiten des Sichtseiten-
und des Rückseiten-Substrats
einander zugewandt sind, der Reflektor an der Seite des Rückseiten-Substrats
angeordnet ist, wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung, die an
einer der Seitenflächen
des Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms angeordnet ist;
und eine Lichtweg-Steuerschicht, die eine sich wiederholende Struktur
aus den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
an einer Außenseite
des Sichtseiten-Substrats hat und einen höheren Brechungsindex hat als die
transparente Schicht mit niedrigem Brechungsindex, wobei jede der
den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
in einem Neigungswinkel in einem Bereich von 35 bis 48° hinsichtlich
einer Bezugsebene des Sichtseiten-Substrats geneigt ist.
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1 und 2 und 4 bis 6 zeigen
Beispiele für
die zuvor erwähnte
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung.
Die Bezugsziffern 1, 2, 3, 4 und 5 kennzeichnen
Flüssigkristallanzeige-Bildschirme; die
Ziffer 6 kennzeichnet eine Lichtweg-Steuerschicht; A1 eine
den Lichtweg ändernde
Abschrägung; 21 ein transparentes
Substrat (Sichtseiten-Substrat); 22 eine transparente Schicht
mit niedrigem Brechungsindex; 24 eine transparente Elektrode; 43 und 45 Rückseiten-Substrate; 42 und 44 deren
Elektroden; 31 einen Flüssigkristall; 16 und 42 Reflektoren
und 51 und 53 Beleuchtungseinrichtungen. Folglich
dient die Elektrode 42 als ein Reflektor. Im Übrigen bezeichnen
die Bezugsziffer 12 und 15 Polarisatoren, 13 und 14 Phasenverzögerer, 23 einen
Farbfilter und 25 und 41 zueinander ausgerichtete
Folien.
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Als
Flüssigkristallanzeige-Bildschirm
kann jede geeignete Art von Reflexionsbildschirm ohne spezielle Einschränkung verwendet
werden. Zum Beispiel enthält
der Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirm,
wie in 1 und 2 dargestellt, eine Flüssigkristallzelle
und einen Reflektor 42 bzw. 16. Die Flüssigkristallzelle verfügt über ein
Sichtseiten-Substrat 21, ein Rückseiten-Substrat 43 bzw. 45 und
einen Flüssigkristall 31.
Das Sichtseiten-Substrat 21 ist aus einem transparenten
Substrat (21) mit einer transparenten Schicht 22,
die einen niedrigeren Brechungsindex hat als das Substrat, und aus
einer transparenten Elektrode 24 gefertigt. Das Rückseiten-Substrat 43 bzw. 45 hat
eine Elektrode 42 bzw. 44. Der Flüssigkristall 31 wird
zwischen den beiden Substraten (21, 43) bzw. (21, 45)
gehalten, die so angeordnet sind, dass jeweilige Elektroden (24, 42)
bzw. (24, 44) der beiden Substrate einander gegenüberliegen.
Der Reflektor 42 bzw. 16 ist auf der Seite des
Rückseiten-Substrats 43 bzw. 45 angeordnet.
Licht, das auf die Sichtseite auftrifft, auf der sich die Lichtweg-Steuerschicht 11 befindet,
wird von dem Reflektor 42 bzw. 16 reflektiert/umgekehrt
und von dem Flüssigkristall 31 oder Ähnlichem
gesteuert. Im Ergebnis wird von der Sichtseite das Licht als Anzeigelicht
ausgegeben. Im Übrigen
kennzeichnet die Bezugsziffer 32 in 1 und 2 ein
Dichtungsmaterial zum Einschließen
des Flüssigkristalls 31 zwischen
Substraten (21, 43) bzw. (21, 45).
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Übrigens
können
spezielle Beispiele der oben beschriebenen Flüssigkristallzelle Folgendes
aufweisen: eine verdrehte oder nicht verdrehte Flüssigkristallzelle,
zum Beispiel eine TN-Flüssigkristallzelle,
eine STN-Flüssigkristallzelle,
eine senkrecht ausgerichtete Flüssigkristallzelle,
eine HAN-Flüssigkristallzelle
oder eine OCB-Flüssigkristallzelle;
eine Gast-Wirt- oder ferroelektrische Flüssigkristallzelle; eine Lichtdiffusions-Flüssigkristallzelle
usw. Jedes geeignete Verfahren, zum Beispiel ein Aktivmatrixverfahren,
ein Passivmatrixverfahren o. Ä.,
kann als Verfahren zum Ansteuern des Flüssigkristalls verwendet werden.
Der Flüssigkristall
wird meist von den transparenten Elektroden 24 und 44 oder
von der Brechungselektrode 42 angesteuert, die jeweils
zwischen dem Paar Zellsubstraten (21, 43) bzw.
(21, 45) vorgesehen sind, wie in 1 und 2 abgebildet.
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Was
das Sichtseiten-Substrat betrifft, so wird ein transparentes Substrat
verwendet, damit das Anzeigelicht durch das transparente Substrat
durchgelassen wird. Das transparente Substrat kann aus einem geeigneten
Material hergestellt sein, zum Beispiel Glas, Harz oder dergleichen.
Konkret wird das Substrat am besten aus einem optisch isotropen
Material gefertigt, um eine Doppelbrechung soweit wie möglich zu
unterdrücken
und dadurch einen Lichtverlust o. Ä. zu verringern. Darüber hinaus
ist aufgrund der Verbesserung der Leuchtkraft oder der Anzeigequalität u. Ä. ein Material
günstiger,
das bessere Eigenschaften hinsichtlich der Farblosigkeit und Transparenz
aufweist, zum Beispiel eine Nichtalkali-Glasplatte, die noch besser
ist als eine blaue Glasplatte. Weiterhin ist u. a. wegen des leichten
Gewichts ein Harzsubstrat günstig.
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Die
transparente Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die in dem Sichtseiten-Substrat
vorliegt, ist als eine Schicht mit einem Brechungsindex vorgesehen,
der niedriger ist als jener des transparenten Substrats, welches
das Sichtseiten-Substrat bildet. Wenn das von der Beleuchtungseinrichtung 51 auftreffende
Licht in das Sichtseiten-Substrat 21 geleitet wird, wird
folglich das durchgelassene Licht vollständig auf der Grundlage der
Brechungsindexdifferenz zwischen dem Substrat 21 und der
transparenten Schicht 22 reflektiert, so dass es wirksam
von dem Sichtseiten-Substrat eingeschlossen wird, wie durch den
Pfeil mit der Strichlinie α2
in 1 dargestellt. Somit wird das durchgelassene Licht
wirksam zurückgeleitet
und gleichmäßig den
Lichtweg ändernden
Abschrägungen
der Lichtweg-Steuerschicht an einer weit von der Beleuchtungseinrichtung
entfernten Stelle zugeführt.
D. h. die transparente Schicht mit niedrigem Brechungsindex ist
dafür vorgesehen, die
gleichmäßige Helligkeit
auf dem gesamten Anzeigebildschirm durch eine Änderung des Lichtwegs infolge der
Reflexion durch die den Lichtweg ändernden Abschrägungen zu
verbessern.
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Darüber hinaus
ist die transparente Schicht mit niedrigem Brechungsindex vorgesehen,
weil sie verhindert, dass durchgelassenes Licht aufgrund der teilweisen Änderung
des Durchlasszustands abgeschwächt oder
ungleichmäßig wird,
denn das durchgelassene Licht ist einer Doppelbrechung bzw. Streuung
ausgesetzt, wenn es in die Flüssigkristallschicht
eintritt. D. h. die transparente Schicht mit niedrigem Brechungsindex
dient dazu, ein Dunkelwerden der Anzeige und eine Qualitätseinbuße des Displays
zu verhindern, denn die Anzeige in der Nähe der Beleuchtungseinrichtung
wird hinten fehlerhaft. Wenn ein Farbfilter o. Ä. vorhanden ist, wird mit der
transparenten Schicht mit niedrigem Brechungsindex auch verhindert,
dass durchgelassenes Licht schnell in dem Farbfilter absorbiert
wird, so dass eine Verringerung des durchgelassenen Lichts vermieden wird.
Bei der Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
bei der von der Beleuchtungseinrichtung auftreffendes Licht in die
Flüssigkristallschicht
wie in JP 5-158033 geleitet wird, wird das durchgelassene Licht
von der Flüssigkristallschicht
gestreut, wodurch ein ungleichmäßiger Durchlasszustand
entsteht. Dadurch wird das austretende Licht ungleichmäßig und
es entstehen Bildfehler, wodurch es schwierig wird, das Anzeigebild
zu betrachten.
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Die
transparente Schicht mit niedrigem Brechungsindex kann mit Hilfe
eines geeigneten Verfahrens, z. B. Vakuumaufdampfen oder Schleuderbeschichten,
aus einem geeigneten Material hergestellt werden, beispielsweise
aus einem anorganischen oder organischen Dielektrikum mit niedrigem
Brechungsindex, dessen Brechungsindex unter dem des transparenten
Substrats liegt, das das Sichtseiten-Substrat bildet. Das Material und
das Verfahren zum Ausbilden der transparenten Schicht mit niedrigem
Brechungsindex sind nicht speziell eingegrenzt. In Anbetracht der
Rückwärts-Leiteffizienz
aufgrund der vollständigen
Reflexion u. Ä.
ist es günstig,
wenn die Brechungsindexdifferenz zwischen der transparenten Schicht
und dem transparenten Substrat so groß wie möglich ist. Vorzugsweise ist
die Brechungsindexdifferenz nicht kleiner als 0,05, konkret liegt
sie in einem Bereich von 0,1 bis 0,5. Dieses Ausmaß der Brechungsindexdifferenz
hat einen geringen Einfluss auf die Anzeigequalität im Außenlichtmodus.
Wenn die Brechungsindexdifferenz 0,1 beträgt, ist im Übrigen das Reflexionsvermögen von
Außenlicht
am Übergang
zwischen der transparenten Schicht und dem transparenten Substrat
nicht größer als
0,1 %, d. h. die Verringerung der Helligkeit oder des Kontrasts
infolge des Reflexionsverlustes ist sehr gering.
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Die
Position für
die Anbringung der transparenten Schicht mit niedrigem Brechungsindex
kann geeignet festgelegt werden. Vorzugsweise wird die transparente
Schicht mit niedrigem Brechungsindex zwischen dem transparenten
Substrat und der transparenten Elektrode positioniert, und zwar
angesichts des bereits erwähnten
Lichtleitungs-Einschließeffekts,
zwecks Verhinderung des Eintritts von Licht in die Flüssigkristallschicht
usw. Wenn ein Farbfilter zwischen dem transparenten Schicht mit
niedrigem Brechungsindex und der transparenten Elektrode vorhanden
ist, wird die transparente Schicht mit niedrigem Brechungsindex
vorzugsweise näher
an dem Substrat 21 als an dem Farbfilter angeordnet, weil
der Absorptionsverlust des durchgelassenen Lichts durch den Farbfilter
verhindert werden soll. Deshalb ist die transparente Schicht mit
niedrigem Brechungsindex im Allgemeinen direkt auf dem Sichtseiten-Substrat 21 vorgesehen.
In diesem Fall ist die Tatsache günstig, dass die Oberfläche des
Substrats, auf der die transparente Schicht vorgesehen ist, so glatt
wie möglich
ist, d. h. die Tatsache, dass die transparente Schicht so glatt
wie möglich
ist, ist günstig
für die
Verhinderung des Streuens des durch gelassenen Lichts. Weiterhin
ist dies günstig,
um eine Beeinflussung des Anzeigelichts zu vermeiden.
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Wenn
die transparente Schicht mit niedrigem Brechungsindex zu dünn ist,
kann der Einschließeffekts aufgrund
des Phänomens
der Wellendiffusion verringert werden. Daher wird die transparente
Schicht mit niedrigem Brechungsindex vorzugsweise so dick wie möglich ausgewählt, um
den vollständigen
Reflexionseffekt aufrechtzuerhalten. Die Dicke kann so festgelegt
werden, dass sie u. a. wegen des vollständigen Reflexionseffekts geeignet
ist. Angesichts des vollständigen
Reflexionseffekts auf das sichtbare Licht mit einer Wellenlänge zwischen
380 nm und 780 nm, speziell auf das Licht mit der kurzen Wellenlänge von
380 nm, wird die Dicke allgemein vorzugsweise so ausgewählt, dass
sie ausgehend von der Lichtweglänge,
die durch Multiplizieren des Brechungsindexes mit der Schichtdicke
berechnet wird, nicht kleiner als eine viertel Wellenlänge (95
nm), noch besser nicht kleiner als eine halbe Wellenlänge (190
nm) weiterhin vorzugsweise nicht kleiner als eine Wellenlänge (380
nm) und weiterhin vorzugsweise nicht kleiner als 600 nm ist.
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Andererseits
kann für
das Rückseiten-Substrat
jedes geeignete Substrat 43 verwendet werden. Das Substrat 43 kann
ein farbiges Substrat sein, denn das Rückseiten-Substrat braucht nicht
lichtdurchlässig
zu sein, wenn die Elektrode 42, die ebenfalls als Reflektor
dient, wie in 1 in der Flüssigkristallzelle vorgesehen
ist. In diesem Fall wird vorzugsweise ein schwarzes Substrat verwendet,
falls die Flüssigkristallzelle
eine Anzeige auf der Grundlage der Lichtstreu- bzw. -durchlass-/-absorptionsdifferenz
ermöglicht.
Demgegenüber kann
das transparente Substrat 45 verwendet werden, wenn der
Reflektor außerhalb
der Zelle angeordnet ist, weshalb das Rückseiten-Substrat wie in 2 lichtdurchlässig sein
muss. Das transparente Substrat 45 kann ähnlich wie
das Sichtseiten-Substrat
angeordnet sein.
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Die
Dicke des Sichtseiten-Substrats und die Dicke des Rückseiten-Substrats
können
auf geeignete Weise entsprechend der Einschließfestigkeit des Flüssigkristalls
o. Ä. ohne
eine spezielle Eingrenzung festgelegt werden. Im Allgemeinen wird
jede Dicke in einem Bereich von 10 μm bis 5 mm ausgewählt, speziell
in einem Bereich von 50 μm
bis 2 mm und noch konkreter zwischen 100 μm und 1 mm, um so einen Ausgleich zwischen
dem Durchlassgrad und einer Verringerung der Dicke und des Gewichts
zu erreichen. Wenn konkret das Sichtseiten-Substrat wie oben beschrieben
als Substrat zum Durchlassen des einfallenden Lichts von der Beleuchtungseinrichtung
genutzt wird, ist es u. a. wegen des Lichteinfallgrades und des
Durchlassgrades von Vorteil, wenn die Querschnittsfläche des
Substrats so groß wie
möglich
ist, d. h. es ist günstig,
wenn das Substrat so dick wie möglich
ist. Andererseits ist es im Hinblick auf die Verringerung der Dicke
und des Gewichts von Vorteil, wenn das Rückseiten-Substrat so dünn wie möglich ist.
Deshalb können
die Dicke des Sichtseiten-Substrats und die Dicke des Rückseiten-Substrats
gleich groß oder
unterschiedlich groß sein.
Im Übrigen können das
Sichtseiten-Substrat und das Rückseiten-Substrat
eine gleichmäßige Dicke
aufweisen, oder das Sichtseiten-Substrat
kann speziell die Form eines Keils im Querschnitt aufweisen, so
dass sich dessen Dicke teilweise ändert und es dadurch den Lichteinfallgrad
des durchgelassenen Lichts auf die den Lichtweg ändernden Abschrägungen auf
der Grundlage der Neigungsanordnung der Lichtweg-Steuerschicht verbessert.
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Die
Plangröße des Sichtseiten-Substrats
und die Plangröße des Rückseiten-Substrats
können
gleich groß oder
unterschiedlich groß sein.
Wenn das Sichtseiten-Substrat als Substrat zum Leiten des einfallenden Lichts
von der Beleuchtungseinrichtung verwendet wird, ist es aus der Sicht
des Lichteinfallgrades oder Ähnlichem
günstig,
wenn die Seitenfläche
des Sichtseiten-Substrats 21 wenigstens auf der Seitenfläche, an
der die Beleuchtungseinrichtung 51 bzw. 53 angeordnet
ist, stärker
hervorsteht als die Seitenfläche
des Rückseiten-Substrats 43 bzw. 45,
falls die Beleuchtungseinrichtung auf der Fläche der stärker hervortretenden Seite angeordnet
ist, wie in 4 bis 6 abgebildet.
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Die
transparente Elektrode 24 bzw. 44, die auf dem
Sichtseiten-Substrat 21 oder dem Rückseiten-Substrat 45 usw.
angebracht werden soll, kann aus einem beliebigen bekannten und
geeigneten Material, zum Beispiel ITO, hergestellt werden. Demgegenüber kann
die Elektrode 42, die auf dem Rückseiten-Substrat 43 o. Ä. angebracht
wird und ebenfalls als Reflektor dient, beispielsweise aus einem
geeigneten reflektierenden Metall hergestellt werden. Die Elektrode 42 wird
vorzugsweise aus einer dünnen
Folie eines Metalls mit hohem Reflexionsvermögen und guter elektrischer
Leitfähigkeit,
zum Beispiel Aluminium, gefertigt. In diesem Fall kann die Elektrode 42,
wenn das Sichtseiten-Substrat
als Substrat zum Durchlassen des einfallenden Lichts von der Beleuchtungseinrichtung
verwendet wird, auch als Streureflektor vorgesehen sein, weil das
in das Substrat geleitete Licht kaum den Reflektor erreicht, bevor
das Licht von den den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
der Lichtweg-Steuerschicht reflektiert wird, und weil verhindert
werden kann, dass das durchgelassene Licht durch Streureflexion
beeinträchtigt wird.
Diese Maßnahme
kann auch auf den Fall angewandt werden, in dem der Reflektor wie
in 2 außerhalb
der Quelle angeordnet ist.
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Der
bereits erwähnte
Reflektor innerhalb oder außerhalb
des Rückseiten-Substrats
in der Flüssigkristallzelle
ist so angeordnet, dass das von der Beleuchtungseinrichtung einfallende
Licht von den den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 der Lichtweg-Steuerschicht 11, wie durch den Pfeil mit
Strichlinie in 1 dargestellt, durchgelassen
und reflektiert wird. Folglich wird der Weg des Lichtes zu dem Rückseiten-Substrat
hin geändert.
Das Licht wird reflektiert umgekehrt. D. h. der Reflektor ist vorhanden,
um das Anzeigelicht α1
in einem Beleuchtungsmodus zu empfangen. Weiterhin wird das eintretende
Außenlicht
durch die Lichtweg-Steuerschicht 11 reflektiert/umgekehrt.
D. h. der Reflektor ist weiterhin vorhanden, um Anzeigelicht β in einem
Außenlichtmodus
bereitzustellen. Somit entsteht eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
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Der
Reflektor, speziell der Reflektor außerhalb der Zelle, kann aus
einem geeigneten Material hergestellt werden, zum Beispiel aus einer
weißen
Folie, wie sie auf dem Fachgebiet beschrieben ist. Bevorzugt wird ein
Reflektor mit hohem Brechungsindex. Konkret gehören zu Beispielen für einen
Reflektor Folgende: eine Beschichtung, die Pulver eines Metall mit
hohem Brechungsindex enthält,
zum Beispiel Aluminium, Silber, Gold, Kupfer, Chrom oder Pulver
aus einer Legierung dieser Metalle in einem Bindemittelharz; eine
Schicht, in der ein solches Metall und eine dielektrische mehrlagige
Schicht mittels eines geeigneten Dünnfilmausbildungsverfahrens
abgeschieden wird, zum Beispiel durch Vakuumaufdampfung, Sputtern
o. Ä.;
eine Reflexionsfolie mit der oben erwähnten Beschichtung oder aufgedampften
Schicht, die von einem Grundmaterial gehalten wird, das aus einem
Film o. Ä.
besteht; eine Metallfolie, usw.
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Der
Reflektor, der herzustellen ist, kann, wie oben beschrieben, eine
Lichtstreufunktion aufweisen. Das reflektierte Licht wird durch
eine Streureflexionsoberfläche
verteilt, so dass die frontale Richtfähigkeit verbessert werden kann.
Wenn die Oberfläche
des Reflektors aufgeraut ist, kann zusätzlich die Erzeugung von Newtonschen
Ringen infolge des engen Kontakts verhindert werden, so dass sich
die Sichtbarkeit verbessern lässt.
Deshalb kann der Reflektor, der außerhalb der Zelle angeordnet
werden soll, einfach ohne Ankleben platziert oder durch Kleben,
Aufdampfen oder dergleichen dicht angeordnet werden.
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Zum
Beispiel kann der Lichtsteuerreflektor hergestellt werden durch:
ein Oberflächenaufrauverfahren mittels
Sandstrahlen, Mattieren o. Ä.,
ein Verfahren, bei dem der Oberfläche eines Foliengrundmaterials
o. Ä. mittels
eines geeigneten Verfahrens eine feine Prismenstruktur verliehen
wird, zum Beispiel Partikelhinzufügungsverfahren und Ähnliche,
und es wird ein Reflektor aus dem Filmgrundmaterial o. Ä. geschaffen,
so dass die feine Prismenstruktur gespiegelt wird; usw. Der Reflektor
mit der feinen Prismastruktur, der die feine Prismastruktur auf
der Oberfläche
des Filmgrundmaterials spiegeln soll, lässt sich durch ein Verfahren
herstellen, bei dem ein Metall auf der Oberfläche des Filmgrundmaterials
oder dergleichen mit einem geeigneten Verfahren abgeschieden wird,
zum Beispiel mittels Aufdampfung (Vakuumaufdampfung), Ionenplattierung,
Sputtern u. Ä.
oder ein Schichtabscheidungsverfahren.
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Beim
Ausbilden der Flüssigkristallzelle
kann gegebenenfalls wenigstens eine geeignete Funktionsschicht geschaffen
werden, zum Beispiel: ein Ausrichtfilm, der aus einem Film besteht,
der zum Ausrichten des Flüssigkristalls
einem Schleifprozess unterzogen wird; einen Farbfilter für die Farbanzeige,
usw. Übrigens
werden die Ausrichtfilme 25 und 41 allgemein auf
den transparenten Elektroden 24, 42 und 44 gebildet,
wie in 1 und 2 abgebildet, und ein Farbfilter 23 wird
allgemein zwischen einem der Zellensubstrate 21 und 46 und
einer entsprechenden transparenten Elektrode vorgesehen. In 1 und 2 ist
der Farbfilter 23 auf dem Sichtseiten-Substrat 21 vorgesehen.
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In
dem Flüssigkristallanzeige-Bildschirm
kann die Kristallzelle zusätzlich
mit wenigstens einer geeigneten optischen Schicht versehen werden,
zum Beispiel mit Polarisationsfiltern 12 und 15,
Phasenverzögerern 13 und 14,
Lichtdiffusionsschichten usw., wie in 1 und 2 dargestellt.
Der Zweck der Polarisationsfilter besteht darin, eine Anzeige mit
Hilfe linear polarisierten Lichts zu erreichen, während die
Aufgabe der Phasenverzögerer
darin besteht, die Anzeigequalität
durch Kompensation einer Phasendifferenz zu verbessern, die u. a.
durch die Doppelbrechung des Flüssigkristalls
hervorgerufen wird. Andererseits sind die Aufgaben der Lichtdiffusionsschichten
Folgende: Vergrößerung der
Anzeigefläche
durch Diffusion des Anzeigelichts; Gleichmäßigkeit der Leuchtkraft durch
Ausgleich des emmissionslinienartigen Emissionslichtes mit Hilfe
der den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
der Lichtweg-Steuerschicht; Erhöhung
der Lichtmenge, die auf die Lichtweg-Steuerschicht fällt, durch
Streuung des durchgelassenen Lichts in dem Flüssigkristallanzeige-Bildschirm, usw.
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Als
Polarisationsfilter kann jede geeignete Platte ohne spezielle Einschränkung verwendet
werden. Im Hinblick auf das Erreichen einer Anzeige mit gutem Kontrastverhältnis auf
der Basis des Eintritts von stark linear polarisiertem Licht ist
es möglich,
vorzugsweise einen Polarisationsfilter mit hohem Polarisationsgrad
zu verwenden, zum Beispiel: einen Absorptions-Polarisationsfilm,
der so hergestellt wird, dass eine dichromatrische Substanz, zum
Beispiel Jod oder ein dichromatisches Färbemittel, in einem hydrophilen
polymeren Film absorbiert wird, zum Beispiel in einem Polyvinylalkoholfilm,
einem partiell formalisierten Polyvinylalkoholfilm oder einem partiell
verseiften Ethylenvinylacetat-Copolymerfilm,
und anschließend
der Film, der die dichromatische Substanz absorbiert hat, gedehnt
wird; einen polarisierten Film, bei dem eine transparente Schutzschicht
auf einer oder beiden Seiten des zuvor erwähnten Absorptions-Polarisationsfilms
vorhanden ist, o. Ä.
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Für die Herstellung
der erwähnten
transparenten Schutzschicht wird vorzugsweise ein Material verwendet,
das eine ausgezeichnete Transparenz, mechanische Festigkeit, thermische
Stabilität,
Feuchtigkeit usw. aufweist. Zu Beispielen für dieses Material gehören u. a.:
ein Polymer, wie beispielsweise Acetatharz, Polyesterharz, Polyethersulfonharz,
Polykarbonatharz, Polyamidharz, Polyimidharz, Polyolefinharz, Acrylharz, Polyetherharz,
Polyvinylchloridharz, Styrolharz oder Norbornanharz; bei Wärme oder
ultraviolettem Licht aushärtenden
Harz, zum Beispiel Acrylharz, Urethanharz, Acrylurethanharz, Epoxidharz,
Silikonharz, usw. Die transparente Schutzschicht kann durch ein
Klebeverfahren in Form eines Films aufgebracht werden oder durch
ein Beschichtungsverfahren in Form einer Polymerlösung, usw.
Im Übrigen
kann ein derartiger Polarisationsfilter auf beiden Seiten der Flüssigkristallzelle
vorgesehen werden, wie in 2 abgebildet,
oder lediglich auf einer Seite der Flüssigkristallzelle, wie in 1 dargestellt.
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Andererseits
kann der Phasenverzögerer
unter Verwendung einer geeigneten Platte hergestellt werden, zum
Beispiel wird ein doppelt brechender Film, der im Falle der zuvor
erwähnten
transparenten Schutzschicht aus einem geeigneten Polymer aus der
obigen Liste besteht, mit einem geeigneten Verfahren, zum Beispiel
mit dem einachsigen und zweiachsigen Ziehverfahren, aus einem parallel
ausgerichteten Film, aus einem geeigneten nematischen oder diskotischen
Flüssigkristallpolymer,
aus einem derartigen parallel ausgerichteten Film, bei dem die parallel
ausgerichtete Schicht von einem transparenten Substrat gehalten
wird, o. Ä.
gezogen und gedehnt wird.
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Als
Alternative dazu kann der Phasenverzögerer eine Schrumpffolie sein,
deren Brechungsindex in Dickenrichtung unter dem Effekt des Schrumpfens
durch Erhitzung gesteuert wird. Die ausgleichenden Phasenverzögerer 13 und/oder 14 sind
gegebenenfalls allgemein zwischen den Sichtseiten- und/oder Rückseiten-Polarisationsfiltern 12 und/oder 15 und
der Flüssigkristallzelle
angeordnet, wie in 1 und 2 dargestellt.
Als Phasenverzögerer
können
geeignete Platten entsprechend dem Wellenlängenbereich zum Einsatz kommen. Darüber hinaus
kann jeder der Phasenverzögerer
in Form von zwei oder mehr Schichten zur Anwendung kommen, die übereinander
angeordnet werden, um die optischen Eigenschaften, beispielsweise
die Phasendifferenz o. Ä.,
zu steuern.
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Die
Beleuchtungseinrichtung an der Seitenfläche des Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
ist so gestaltet, dass das Licht, welches als Beleuchtungslicht
für die
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
genutzt wird, auf die Seitenfläche
des Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
fällt.
Somit kann eine Verringerung der Dicke und des Gewichts der Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
mit einer Kombination aus der Beleuchtungseinrichtung und der Lichtweg-Steuerschicht
auf der Sichtseite des Bildschirms erreicht werden. Um zu verhindern,
dass von der Beleuchtungseinrichtung einfallendes Licht in die Flüssigkristallschicht
eintritt, gibt es ein bevorzugtes Verfahren, bei dem die Beleuchtungseinrichtung
wie oben beschrieben auf der Seitenfläche des Sichtseiten-Substrats angeordnet
wird, konkret auf der Seitenfläche
des Sichtseiten-Substrats, die stärker hervorsteht als die Seitenfläche des
Rückseiten-Substrats.
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Für die Beleuchtungseinrichtung
kann ein beliebiges geeignetes Material verwendet werden. Zu bevorzugten
Beispielen gehören
u. a.: eine lineare Lichtquelle, zum Beispiel eine (Kalt- oder Heiß-)kathodenstrahlröhre, eine
Punktlichtquelle, zum Beispiel eine Leuchtdiode, eine Anordnung,
bei der diese Punktlichtquellen linear oder planar aufgestellt sind,
eine Kombination aus einer Punktlichtquelle und einer linearen Lichtröhre, durch
die von der Punktlichtquelle einfallendes Licht in eine lineare
Lichtquelle umgewandelt wird, usw. Wie in 1 und 2 dargestellt,
können
die Beleuchtungseinrichtungen 51 und 53 auf wenigstens
einer Seitenfläche
des Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
angeordnet sein. Wenn die Beleuchtungseinrichtungen auf zwei oder
mehr Seitenflächen
vorgesehen sind, können
dieselben Flächen
als Kombination aus gegenüberliegenden
Seitenflächen
genutzt werden, wie in 2 abgebildet, oder als eine
Kombination aus Seitenflächen,
die einander längs
und quer schneiden, oder als eine Kombination aus drei und mehr
Seitenflächen,
die beiden zuvor genannten Kombinationen verwenden.
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Das
Einschalten der Beleuchtungseinrichtung ermöglicht die visuelle Erkennung
im Beleuchtungsmodus. Wenn die optische Erkennung im Außenlichtmodus
erfolgt, ist es unnötig,
die Beleuchtungseinrichtung einzuschalten. Deshalb kann die Beleuchtungseinrichtung
ein- und ausgeschaltet werden. Als Schaltverfahren kann eine geeignete
Methode verwendet werden oder eine beliebige Methode nach den Stand
der Technik. Im Übrigen
kann die Beleuchtungseinrichtung ein mehrfarbiges Lichtemissionssystem
sein, welches zwischen verschiedenen Emissionsfarben wechseln kann.
Als Alternative dazu kann Licht mit unterschiedlichen Farben aus
verschiedenen Arten von Beleuchtungseinrichtungen emittiert werden.
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Gegebenenfalls
kann die Beleuchtungseinrichtung 51 (51, 53)
wie in 1 (2) in einem kombinierten Körper ausgebildet
sein, indem eine geeignete Hilfseinrichtung, zum Beispiel eine Lichtquellenhalterung 52 (52, 54),
die die Beleuchtungseinrichtung umgibt, divergentes Licht zur Seitenfläche des
Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
lenkt. Als Lichtquellenhalterung kann eine geeignete reflektierende
Folie verwendet werden, die wenigstens das Licht von der Beleuchtungseinrichtung
reflektieren kann. Als reflektierende Folie lässt sich eine Haftfolie verwenden,
die mit einem dünnen
Film aus Metall mit hohem Reflexionsvermögen, einer weißen Folie,
einer Metallfolie oder Ähnlichem
versehen ist. Die Lichtquellenhalterung kann als Halteeinrichtung
benutzt werden, die darüber
hinaus die Funktion hat, die Beleuchtungseinrichtung so zu umgeben, dass
die Endabschnitte der Lichtquellenhalterung an die Endabschnitte
der Ober- und der Unterseite des Zellsubstrats des Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
angeklebt sind, speziell an die Endabschnitte der Ober- und Unterseite
des Sichtseiten-Substrats.
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Die
Lichtweg-Steuerschicht ist für
die folgende Aufgabe geschaffen worden:
Der Lichtweg des auftreffenden
Lichts von der Beleuchtungseinrichtung 51, die wie in 1 an
der Seitenfläche
des Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
angeordnet ist, bzw. der Lichtweg des durchgelassenen Lichts von dem
auftreffenden Licht wird über
die den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 zu dem Rückseiten-Substrat
des Bildschirms hin geändert,
und das Licht wird von dem Reflektor 42 so reflektiert/umgekehrt,
dass es als Beleuchtungslicht (Anzeigelicht) verwendet werden kann.
Die Lichtweg-Steuerschicht befindet sich außerhalb des Sichtseiten-Substrats 21 des
Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
und ist im Allgemeinen auf dem Abschnitt der Sichtseiten-Oberfläche angeordnet.
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Um
das zuvor genannte Ziel zu erreichen, verfügt die Lichtweg-Steuerschicht 11 über den
Lichtweg ändernde
Abschrägungen
A1, von denen jede in einem Neigungswinkel von 35 bis 48° zu einer
Bezugsebene (virtuelle horizontale Ebene) des Sichtseiten-Substrats geneigt
ist, so dass das einfallende Licht von der Beleuchtungseinrichtung 51 (51, 53)
reflektiert wird und dadurch den Lichtweg des Lichts in eine vorher
festgelegte Richtung ändert,
wie in 1 (2) abgebildet ist. Die Lichtweg-Steuerschicht
hat eine sich wiederholende Struktur aus den Lichtweg ändernden
Abschrägungen,
wodurch eine Verringerung der Dicke erreicht wird. Die Lichtweg-Steuerschicht
besteht aus einer Schicht mit einem Brechungsindex, der höher ist
als jener der transparenten Schicht mit niedrigem Brechungsindex,
die auf dem Sichtseiten-Substrat vorgesehen ist. Wenn der Brechungsindex
der Lichtweg-Steuerschicht niedriger ist als der der transparenten
Schicht, kann das einfallende Licht von der Beleuchtungseinrichtung
oder das durchgelassene Licht von dem Sichtseiten-Substrat umschlossen
werden. Dadurch wird der Lichteinfall auf die Lichtweg-Steuerschicht
gestört,
so dass das Licht kaum als Anzeigelicht genutzt werden kann.
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Die
Lichtweg-Steuerschicht kann als eine Schicht mit einer geeigneten
Form ausgebildet werden, mit Ausnahme der Tatsache, dass die Lichtweg-Steuerschicht
eine sich wiederholende Struktur aus den vorgegebenen den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
hat. Damit der Lichtweg des Lichts so geändert werden kann, dass ein
Anzeigelicht mit ausgezeichneter frontaler Richtfähigkeit
entsteht, ist die Lichtweg-Steuerschicht vorzugsweise auf eine Lichtweg-Steuerschicht
mit einer sich wiederholenden Struktur aus einer Vielzahl von den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A mit den Lichtweg ändernden Abschrägungen A1
ausgebildet, die jener Seitenfläche
zugewandt sind, an der sich die Beleuchtungseinrichtung befindet,
d. h. gegenüber
der Lichteinfall-Seitenfläche,
und noch günstiger
als eine Lichtweg-Steuerschicht mit einer sich wiederholenden Struktur aus
einer Vielzahl den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A mit den Lichtweg ändernden Abschrägungen A1, die
prismenartig ausgebildet sind.
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3A bis 3E zeigen
Beispiele aus der Vielzahl von den Lichtweg ändernden Einrichtungen A mit
den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
bzw. den oben beschriebenen prismenartigen Strukturen. Wie aus 3A bis 3C hervorgeht,
ist jede der den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A im Wesentlichen im Schnitt wie ein Dreieck geformt.
In den 3D und 3E ist
sie im Schnitt im Wesentlichen wie ein Viereck geformt. Darüber hin aus
hat in 3A jede von der Vielzahl der
den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A zwei den Lichtweg ändernde Abschrägungen A1,
die von zwei gleichen Seiten eines gleichschenkligen Dreiecks gebildet
werden. In 3B hat jeder aus der Vielzahl
den Lichtweg ändernder
Einrichtungen A eine den Lichtweg ändernde Abschrägung A1
und eine steile Abschrägung
A2 mit einem größeren Neigungswinkel
als der der Abschrägung
A1 zu der Bezugsebene. Demgegenüber
hat in 3C jede von den den Lichtweg ändernden Einrichtungen
A eine den Lichtweg ändernde
Abschrägungen
A1 und eine sanfte Abschrägung
A2 mit einem kleineren Neigungswinkel als die Abschrägung A1.
Darüber
hinaus ist die sich wiederholende Struktur, bei der die Vielzahl
der den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A fortlaufend nebeneinander angeordnet sind, auf der gesamten
einen Seitenfläche
der Lichtweg-Steuerschicht ausgebildet. In 3D wird
die Vielzahl der den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A von konvexen Abschnitten (Vorsprüngen) gebildet. In 3E wird
die Vielzahl der den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A von konkaven Abschnitten (Nuten) gebildet.
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Somit
kann, wie die oben beschriebenen Beispiele zeigen, die Vielzahl
der den Lichtweg ändernden Einrichtungen
von konvexen oder konkaven Abschnitten gebildet werden, von denen
jeder gleiche Seiten oder gleichseitige Abschrägungen mit denselben Neigungswinkeln
aufweist, oder sie kann aus konvexen bzw. konkaven Abschnitten gebildet
werden, von den jeder aus einer Kombination aus einer den Lichtweg ändernden Abschrägung und
einer steilen oder sanften Abschrägung bzw. Abschrägungen besteht,
die unterschiedliche Neigungswinkel haben. Die Form der Abschrägungen kann
je nach Anzahl und Position der Seitenflächen, auf die man das Licht
auftreffen lässt,
festgelegt werden. Um die Kratzfestigkeit zu verbessern und dadurch
die Funktion der Abschrägungen
aufrechtzuerhalten, ist es günstig,
die Vielzahl der den Lichtweg ändernden
Einrichtungen als konkave Abschnitte auszubilden und nicht als konvexe
Abschnitte, denn die Abschrägungen
o. Ä. in
den konkaven Abschnitten werden nur sehr selten beschädigt.
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Damit
die zuvor erwähnte
Eigenschaft, wie u. a. beispielsweise die frontale Richtfähigkeit
erreicht wird, ist es günstig,
wenn die Lichtweg-Steuerschicht den Lichtweg ändernde Abschrägungen A1
aufweist, von denen jede einen Neigungswinkel zwischen 35 und 48° zu der Bezugsebene
hat und der Seitenfläche
gegenüberliegt,
auf die das Licht auftrifft, wie in 3A bis 3E dargestellt.
Wenn die Beleuchtungseinrichtungen auf zwei oder mehr Seitenflächen des
Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
angeordnet sind, so dass zwei oder mehr Lichteinfallseitenflächen vorhanden
sind, ist es demzufolge günstig,
die Lichtweg-Steuerschicht zu nutzen, die den Lichtweg ändernde
Abschrägungen
A1 aufweist, die entsprechend der Anzahl und Position der Seitenfläche ausgebildet
sind.
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In
dem Fall, dass die Beleuchtungseinrichtungen 51 und 53 auf
zwei entgegengesetzten Seitenflächen des
Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
angeordnet sind, wie in 2 abgebildet, ist es im Übrigen günstig, eine
Lichtweg-Steuerschicht 11 mit zwei den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 zu verwenden, die wie folgt vorgesehen sind. Wie auf 3A hervorgeht,
verlaufen die Gratlinien der beiden den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 jeder den Lichtweg ändernden
Einrichtung A, die im Wesentlichen im Schnitt wie ein gleichschenkliges
Dreieck ausgebildet ist, parallel zu den bereits erwähnten Seitenflächen.
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Als
Alternative dazu verlaufen die Gratlinien der beiden den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 jeder den Lichtweg ändernden
Einrichtung A aus 3D und 3E, die
im Wesentlichen im Schnitt trapezförmig ist, parallel zu den Lichteinfall-Seitenflächen. Demgegenüber ist
es in dem Fall, dass Beleuchtungseinrichtungen auf zwei Seitenfläche des
Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
angeordnet sind, die sich längs
und quer schneiden, günstig,
eine Lichtweg-Steuerschicht zu verwenden, die den Lichtweg ändernde
Abschrägungen
A1 aufweist, deren Gratlinien parallel zu den beiden Längs- und
Querrichtungen verlaufen, die den Seitenflächen entsprechen. Wenn Beleuchtungseinrichtungen
auf drei oder mehr Seitenflächen
angeordnet sind, die gegenüberliegende
Seitenflächen
und Längs-
und Querseitenflächen
einschließen,
ist es weiterhin günstig, eine
Lichtweg-Steuerschicht mit den Lichtweg ändernden Abschrägungen A1
zu verwenden, die aus einer Kombination der zuvor erwähnten Abschrägungen bestehen.
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Die
zuvor erwähnten
den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 spielen folgende Rolle: Von dem Licht, das von den Beleuchtungseinrichtungen
auf die Seitenfläche
auftrifft und von dem durchgelassenen Licht des eingefallenen Lichts
reflektieren die Abschrägungen
A1 das Licht, das auf sie auftrifft und ändern so den Lichtweg des Lichts
und stellen damit der Rückseite
des Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
Licht zur Verfügung.
In diesem Fall wird der Neigungswinkel der den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 in Bezug auf die Bezugsebene so eingestellt, dass er im Bereich
von 35 bis 48° liegt.
Wie durch den Pfeil der Strichlinie in 1 repräsentiert,
lässt sich
der Lichtweg des Lichts, das auf die Seitenflächen auftrifft, oder des von
ihnen durchgelassenen Lichts mit guter Rechtwinkligkeit zu der Bezugsebene ändern, so
dass effizient Anzeigelicht mit ausgezeichneter frontaler Richtfähigkeit
entsteht. Wenn der Neigungswinkel kleiner als 35° ist, wird der Lichtweg des
Lichts, das von dem Reflektor reflektiert wird, sehr stark von der
frontalen Richtung verschoben. Somit ist es schwierig, das reflektierte
Licht effektiv für
die Anzeige zu nutzen, und die frontale Ausleuchtung wird gering.
Wenn im Gegensatz dazu der Neigungswinkel größer als 48° ist, nimmt die Lichtmenge zu,
die von den den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
austritt, da dies im Widerspruch zu der Bedingung ist, dass das
auf die Seitenflächen
einfallende oder von ihnen durchgelassene Licht vollständig reflektiert
wird. Somit verschlechtert sich der Nutzungsgrad des Lichts, das
auf die Seitenflächen
auftrifft.
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Um
den optischen Weg mit ausgezeichneter frontaler Richtfähigkeit
zu ändern
und die Menge des austretenden Lichts zu begrenzen, wird der Neigungswinkel
der den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 angesichts der Gesamtflexionsbedingungen ausgehend von der Brechung
des durchgelassenen Lichts in dem Flüssigkristallanzeige-Bildschirm
gemäß dem Snellius-Brechungsgesetz
usw. vorzugsweise in einem Bereich von 38 bis 45°, noch besser in einem Bereich
von 40 bis 44° eingestellt.
Im Übrigen
liegt die Bedingung der vollständigen
Reflexion einer Glasplatte im Allgemeinen bei 42° vor. In diesem Fall trifft
das auf die Seitenfläche
einfallende Licht auf die den Lichtweg ändernden Abschrägungen auf,
während
das Licht in einem Zustand durchgelassen wird, in dem das Licht
in einem Bereich von ±42° gebündelt ist.
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Die
Vielzahl der den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A mit den den Lichtweg ändernden Abschrägungen A1
ist als eine sich wiederholende Struktur ausgebildet, wie in 4, 5 und 6 dargestellt,
um wie oben beschrieben die Dicke der Lichtweg-Steuerschicht zu
verringern. Damit das auf eine Seitenfläche auftreffende Licht nach
hinten reflektiert wird und das reflektierte Licht effizient zu
einer Seitenfläche
durchgelassen wird, die der zuvor erwähnten Rückseitenfläche gegenüberliegt, wie durch α2 in 1 dargestellt,
um so das Licht auf der gesamten Oberfläche der Flüssigkristallanzeige so gleichmäßig wie
möglich
zu emittieren, ist hierbei die Struktur vorzugsweise als eine Struktur
mit sanften Abschrägungen
A2 ausgebildet, von den jede einen Neigungswinkel von höchstens
10°, konkret
von höchstens
5°, noch
genauer von höchstens
3° zu der Bezugsebene
hat, oder mit flachen Flächen
A3, von denen jede in einem Neigungswinkel von weitgehend 0° zu der Bezugsebene
geneigt ist, wie beispielsweise in 3A bis 3E dargestellt.
Daher verfügt
die Vielzahl der den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A mit den steilen Abschrägungen A2 wie in 3B vorzugsweise über eine
Struktur, bei der der Neigungs winkel der steilen Abschrägungen A2
so eingestellt ist, dass er nicht kleiner als 35°, speziell nicht kleiner als
50° und
noch genauer nicht kleiner als 60° zu
der Bezugsebene ist, wodurch die Breite der flachen Oberflächen A3
vergrößert werden
kann.
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Die
zuvor genannten sanften Abschrägungen
A2 bzw. flachen Oberflächen
A3 können
so gestaltet sein, dass sie als Lichteinfallabschnitte, auf die
Licht in einem Beleuchtungsmodus und Außenlicht in einem Außenlichtmodus
auftreffen, und als Lichtdurchlassabschnitte fungieren, durch die
das Anzeigelicht α1
des einfallenden Lichts in dem Beleuchtungsmodus und das Anzeigelicht β des einfallenden
Lichts im Außenlichtmodus,
das vom Reflektor 42 reflektiert wird, durchgelassen werden,
wie in 1 abgebildet. Dadurch entsteht eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus genutzt werden kann. Hierbei ist es
speziell dann, wenn die optische Schicht eine sich wiederholende Struktur
aus einer Vielzahl von den Lichtweg ändernden Einrichtungen A hat,
von denen jede durch die Abschrägungen
A1 und A2 gebildet wird und die nebeneinander wie in 3C eine
wiederholte Anordnung bilden, günstig,
dass eine Differenz der Neigungswinkel zu der Bezugsebene zwischen
den sanften Abschrägungen
A2 in der gesamten Lichtweg-Steuerschicht so eingestellt wird, dass
sie nicht größer als
5° ist,
konkret nicht größer als
4° und noch
spezieller nicht größer als
3°. Weiterhin
wird eine Differenz der Neigungswinkel zwischen den beiden sanften
Abschrägungen
nebeneinander vorzugsweise auf nicht mehr als 1°, speziell auf nicht größer als
0,3° und
ganz konkret auch nicht größer als
0,1° eingestellt.
Mit dieser Differenzeinstellung soll verhindert werden, dass die
optimale Betrachtungsrichtung der Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung, speziell
die optimale Betrachtungsrichtung nahe der frontalen Richtung aufgrund
der Lichtdurchlässigkeit durch
die sanften Abschrägungen
A2 erheblich verändert
wird, und insbesondere soll damit verhindert werden, dass die optimale
Betrachtungsrichtung zwischen zwei benachbarten sanften Abschrägungen stark
verändert wird.
Außerdem
ist es zwecks Erreichen einer hellen Anzeige im Außenlichtmodus
günstig,
wenn die projizierte Fläche
der sanften Abschrägungen
A2 auf der Bezugsebene auf nicht weniger als das Fünffache,
speziell nicht weniger als Zehnfache, noch konkreter nicht weniger
als das Fünfzehnfache
von jener den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 eingestellt ist. Diese Einstellung der projizierten Fläche dient
der Verbesserung des Lichteinfallgrades des Außenlichts und des Durchlassgrades
des Anzeigelichts, das von dem Reflektor reflektiert wird.
-
Die
Vielzahl der den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A ist so vorgesehen, dass ihre Gratlinien parallel
zu der Lichteinfall-Seitenfläche
des Flüssigkristallanzeige-Bildschirms,
auf der sich die Beleuchtungseinrichtung 51 wie in den 4 bis 6 abgebildet
oder zu ihr geneigt befindet. In diesem Fall kann die Vielzahl der
den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A kontinuierlich von einem Ende der Lichtweg-Steuerschicht
zum anderen Ende ausgebildet sein, wie in 4 und 5 abgebildet,
oder unterbrochen wie in 6. Wenn die den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A diskontinuierlich ausgebildet sind, ist es unter
Berücksichtigung
des Lichteinfallgrades bzw. der Effizienz der Lichtwegänderung
des durchgelassenen Lichts günstig,
wenn die Länge
der prismatischen Strukturen, die von Nuten und Vorsprüngen gebildet
werden, entlang der Lichteinfall-Seitenfläche nicht kleiner als fünfmal so
groß wie
die Tiefe bzw. Höhe
der prismatischen Strukturen ist. Darüber hinaus wird vorzugsweise
diese Länge
auf nicht mehr als 500 μm
eingestellt, speziell in einem Bereich von 10 bis 480 μm, noch konkreter
in einem Bereich von 50 bis 400 μm,
um eine gleichmäßige Lichtemission
auf der Anzeigefläche
des Bildschirms zu erreichen.
-
Es
gibt keine spezielle Begrenzung hinsichtlich der Querschnittsform
der den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A bzw. des Wiederholungsabstandes der den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1. Im Beleuchtungsmodus sind die den Lichtweg ändernden Abschrägungen A1
Faktoren, die die Leuchtkraft bestimmen. Daher kann die Anzahl der
den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 im Beleuchtungsmodus bzw. im Außenlichtmodus entsprechend
der gleichmäßigen Lichtemission
auf der Anzeigefläche
des Bildschirms in geeigneter Weise festgelegt werden. Somit kann
die Menge des auf dem Lichtweg geänderten Lichtes durch die Verteilungsdichte
der den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 gesteuert werden. Folglich können
die Abschrägungen
A1, A2, usw. auf der gesamten Oberfläche der Lichtweg-Steuerschicht
einen feststehenden Neigungswinkel o. Ä. haben. Um den Absorptionsverlust
bzw. die -dämpfung
des durchgelassenen Lichts infolge der vorangegangenen Veränderung
seines Lichtwegs zu beherrschen, kann alternativ die den Lichtweg ändernde
Einrichtung A mit zunehmendem Abstand von der Seitenfläche, auf
die das Licht auftrifft, wie in 7 größer gestaltet
werden.
-
Weiterhin
können
die den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A so gestaltet werden, dass sie wie in 7 einen
feststehenden Abstand haben oder ihr Abstand allmählich geringer
wird, um dadurch wie in 8 die Verteilungsdichte der
den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A mit zunehmendem Abstand von der Seitenfläche, auf
die Licht auftrifft, zu vergrößern. Weiterhin
kann auf der Anzeigefläche
des Bildschirms durch einen zufälligen
Abstand eine gleichmäßige Lichtemission
erreicht werden. Wenn die den Lichtweg ändernden Einrichtungen A aus
prismatischen Strukturen hergestellt werden, die aus diskontinuierlichen
Nuten bzw. Vorsprüngen
gebildet werden, können
darüber
hinaus die Größe, die
Form, die Verteilungsdichte, die Richtung der Gratlinie usw. der
prismatischen Strukturen unregelmäßig gestaltet sein, oder aber
die unregelmäßigen oder
regelmäßigen bzw.
standardisierten prismatischen Strukturen können zufällig angeordnet werden, so dass
auf der Anzeigefläche
des Bildschirms eine gleichmäßige Lichtemission
erreicht werden kann. Somit kann durch Anwendung eines geeigneten
Verfahrens auf die den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A in der oben beschriebenen beispielhaften Weise eine
gleichmäßige Lichtemission
auf der Anzeigefläche
des Bildschirms erreicht werden. Im Übrigen gibt die Pfeilrichtung
in 7 und 8 die Durchlassrichtung des
auf die Seitenfläche
auftreffenden Lichts an.
-
Wenn
sich die den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 mit den Pixeln der Flüssigkristallzelle überlappen,
kann die Anzeige infolge der unzureichenden Durchlässigkeit
des Anzeigelichts unnatürlich
werden. Um dies zu verhindern, ist es günstig, wenn die Überlappungsfläche so klein
wie möglich
ist, um sicherzustellen, dass eine ausreichende Lichtdurchlässigkeit
durch die sanften Abschrägungen
A2 oder die flachen Oberflächen
A3 gewährleistet
wird. Angesichts dessen, aber auch der Tatsache, dass der Pixelabstand
der Flüssigkristallzelle
allgemein in einem Bereich von 100 bis 300 μm liegt, sind die den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 vorzugsweise so ausgebildet, dass ihre auf die Bezugsebene projizierte
Breite nicht größer als
40 μm ist,
speziell zwischen 3 und 20 μm
und noch konkreter zwischen 5 und 15 μm liegt. Da die Kohärenzlänge einer
Fluoreszenzröhre
allgemein auf etwa 20 μm
eingestellt wird, ist eine solche projizierte Breite auch deshalb
günstig,
weil sie eine Verschlechterung der Anzeigequalität infolge der Lichtbeugung
verhindert.
-
Andererseits
ist es aus diesem Grunde auch günstig,
wenn die den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 große
Intervalle aufweisen. Allerdings fungieren die den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 als wesentliche Abschnitte zum Ausbilden des Beleuchtungslichtes,
indem sie den Lichtweg des Lichts, das auf die Seitenfläche auftrifft,
wie oben erwähnt, ändern. Wenn
das Intervall zu groß ist,
ist die Beleuchtung zum Zeitpunkt des Einschaltens der Beleuchtungseinrichtung
sehr gering, so dass die Anzeige unnatürlich sein kann. Deshalb ist
es günstig,
wenn der Wiederholungsabstand der den Lichtweg ändernden Abschrägungen A1
auf nicht größer als
5 mm, speziell zwischen 20 μm
und 3 mm und noch konkreter zwischen 50 μm und 2 mm eingestellt wird.
-
Wenn
aus der Vielzahl der den Lichtweg ändernden Einrichtungen eine
sich wiederholende prismatische Struktur gebildet wird, kann es
aufgrund der Interferenz zwischen den den Lichtweg ändernden
Einrichtungen und den Pixeln der Flüssigkristallzelle zum Moiré kommen.
Wenngleich das Moiré durch
Einstellung des Abstandes in der sich wiederholenden Struktur verhindert
werden kann, gibt es, wie oben erwähnt, einen bevorzugten Abstandsbereich
in der sich wiederholenden Struktur. Daher werden Gegenmaßnahmen
gegen das Moiré,
falls es auftritt, obwohl der Abstand in dem erwähnten Vorzugsbereich liegt,
ein Problem. Erfindungsgemäß sind die
prismatischen Strukturen so hergestellt, dass ihre Gratlinien zu
der Lichteinfall-Seitenfläche
geneigt sind. Folglich kann die sich wiederholende prismatische
Struktur quer über
die Pixel hinweg so angeordnet werden, dass ein Moiré verhindert
wird. Wenn hierbei der Neigungswinkel zu der Lichteinfall-Seitenfläche zu groß ist, kann
es bei der Reflexion durch die den Lichtweg ändernden Abschrägungen A1
zu einer Ablenkung kommen. Dadurch kann eine große Abweichung in der veränderten
Richtung des Lichtwegs entstehen. Dies kann zu einer Verringerung
der Anzeigequalität
führen.
Deshalb wird der Neigungswinkel der Gratlinie der prismatischen
Strukturen in Bezug auf die Lichteinfall-Seitenfläche vorzugsweise
so eingestellt, dass sie einem Bereich von ±30° liegt, vorzugsweise in einem
Bereich ±25°. Im Übrigen bedeutet
das Symbol „±" die Neigungsrichtung
der Gratlinien, wobei die Lichteinfall-Seitenfläche als Bezugsfläche dient.
Wenn die Auflösung
der Flüssigkristallzelle
niedrig genug ist, so dass es nicht zu Moiré kommt, oder wenn das Moiré vernachlässig werden
kann, werden diese Gratlinien vorzugsweise so parallel wie möglich zu
der Lichteinfall-Seitenfläche gebildet.
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Die
Lichtweg-Steuerschicht kann aus einem geeigneten Material hergestellt
werden, das eine Transparenz entsprechend dem Wellenlängenbereich
des Lichts aus der Beleuchtungseinrichtung aufweist und einen Brechungsindex
hat, der über
dem der transparenten Schicht mit niedrigem Brechungsindex liegt.
Im Übrigen
können
zu Beispielen für
das verwendete Material in dem sichtbaren Lichtbereich ein Polymer,
ein aushärtbares
Harz und Glas gehören,
wie bereits im Zusammenhang mit der Beschreibung der transparenten Schutzschicht
als Beispiele angeführt.
Bevorzugt wird eine Lichtweg-Steuerschicht aus einem Material, das keine
oder nur eine geringe Doppelbrechung aufweist. Um den Verlust an
Licht, das infolge der Reflexion an der Übergangsfläche von dem Bildschirm eingeschlossen
wird und nicht aus dem Bildschirm austreten kann, zu verringern,
und um der Lichtweg-Steuerschicht, speziell der den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 der Lichtweg-Steuerschicht, effizient Licht, das auf die Seitenfläche auftrifft
bzw. von ihr durchgelassen wird, zuzuführen, ist es günstig, wenn
die Lichtweg-Steuerschicht einen Brechungsindex hat, der um 0,05
oder mehr, konkret um 0,08 oder mehr, und am besten um 0,1 bis 0,5
größer ist
als der Wert der transparenten Schicht mit niedrigem Brechungsindex.
Damit das von der Beleuchtungseinrichtung einfallende Licht oder
das durchgelassene Licht effizient von dem Sichtseiten-Substrat
auf die Lichtweg-Steuerschicht auftreffen kann und dadurch eine
helle Anzeige durch die den Lichtweg ändernden Abschrägungen erreicht
wird, hat die Lichtweg-Steuerschicht vorzugsweise einen solchen
Brechungsindex, dass die Brechungsindexdifferenz zwischen der Lichtweg-Steuerschicht und
dem Sichtseiten-Substrat nicht größer ist als 0,15, speziell
nicht größer als 0,10
und ganz konkret nicht größer als
0,05 ist und die Lichtweg-Steuerschicht insbesondere einen Brechungsindex
hat, der über
dem des Sichtseiten-Substrats liegt.
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Die
Lichtweg-Steuerschicht kann durch ein Schneidverfahren oder ein
anderes geeignetes Verfahren gefertigt werden. Zu bevorzugten Beispielen
für das
Herstellungsverfahren der Lichtweg-Steuerschicht in der Massenfertigung
gehören
u. a.: ein Verfahren, bei dem ein thermoplastisches Harz gegen ein
Formwerkzeug gedrückt
wird, mit dem durch Erhitzen eine vorgegebene Form ausgebildet und übertragen
werden kann; ein Verfahren, bei dem ein Formwerkzeug, das eine vorgegebene
Form ausbilden kann, mit einem bei Hitze schmelzbaren thermoplastischen
Harz oder einem Harz, das durch Wärmeinwirkung oder mit einem
Lösungsmittel
flüssig
wird, gefüllt
wird; ein Verfahren, bei dem ein durch Wärme, ultraviolette oder andere
Strahlen polymerisierbares flüssiges
Harz in dem Zustand polymerisiert wird, in dem das Fluid in ein
Formwerkzeug gegossen wird, das eine vorgegebene Form ausbilden
kann, oder in dem Zustand, in dem das Formwerkzeug mit dem flüssigen Harz
gefüllt
wird. Somit kann die Lichtweg-Steuerschicht durch Hinzufügen der
vorgegebenen Form zu dem Sichtseiten-Substrat direkt oder als eine
transparente Folie o. Ä.
mit der vorgegebenen Form ausgebildet werden.
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Wenngleich
die Dicke der Lichtweg-Steuerschicht beliebig festgelegt werden
kann, wird sie allgemein auf nicht mehr als 300 μm, speziell in einem Bereich
von 5 bis 200 μm
und ganz konkret in einem Bereich von 10 bis 100 μm eingestellt,
um so die Dicke der Licht weg-Steuerschicht zu reduzieren. Wenn die
Lichtweg-Steuerschicht unabhängig
als eine transparente Folie o. Ä.
ausgebildet wird, wird die transparente Folie o. Ä. mit einer
Klebschicht, die einen höheren
Brechungsindex hat als die transparente Schicht mit niedrigem Brechungsindex,
speziell eine Klebschicht mit einem Brechungsindex, der so nahe
wie möglich
an dem der transparenten Folie liegt, und noch spezieller eine Klebschicht
mit einem Brechungsindex, der zwischen dem der transparenten Folie
und dem des Sichtseiten-Substrats liegt, an den Flüssigkristallanzeige-Bildschirm
angeklebt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das einfallende
Licht effizient von dem Sichtseiten-Substrat auf die Lichtweg-Steuerschicht
auftreffen kann und eine helle Anzeige gewährleistet. Folglich kann der
Brechungsindex der Klebschicht entsprechend der Lichtweg-Steuerschicht
eingestellt werden.
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Die
Klebschicht kann aus einem geeigneten transparenten Klebemittel
ohne spezielle Einschränkung von
dessen Art gefertigt werden. Bevorzugt wird wegen der leichten Verbindung
ein Verfahren unter Verwendung einer Klebeschicht. Eine Klebeschicht
wird vorzugsweise aus einem Klebstoff oder Ähnlichem unter Verwendung eines
geeigneten Polymers als Grundpolymer hergestellt, zum Beispiel Gummi,
Acryl, Vinylalkylether, Silikon, Polyester, Polyurethan, Polyether,
Polyamid, Styrol, usw. Bevorzugt wird insbesondere die Verwendung
eines Klebestoffs, der eine bessere Transparenz, Wetterbeständigkeit,
Wärmebeständigkeit
usw. aufweist, zum Beispiel ein Acrylklebstoff, bei dem ein Polymer,
das hauptsächlich
ein Acryl- oder Methacrylalkylester enthält, als Grundpolymer verwendet
wird.
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Die
Lichtweg-Steuerschicht befindet sich auf der sichtbaren Seite des
Flüssigkristallanzeige-Bildschirms.
Hierbei ist es vorzugsweise so, dass die die Abschrägungen bildende
Oberfläche
der Lichtweg-Steuerschicht, d. h. die Oberfläche, auf der die Vielzahl der
den Lichtweg ändernden
Einrichtungen A ausgebildet ist, wie in 1 und 2 auf
der Außenseite
(sichtbaren Seite) angeordnet ist, so dass eine wirksame Reflexion
durch die den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 aus der Vielzahl der den Lichtweg ändernden Einrichtungen A und
demzufolge eine Verbesserung der Leuchtkraft ausgehend von einer
effizienten Nutzung des Lichts, das auf die Seitenfläche auftrifft,
usw. gewährleistet
wird.
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Die
Außenfläche der
Lichtweg-Steuerschicht kann einer Behandlung unterzogen werden,
durch die sie blendfrei bzw. nicht reflektierend wird und dadurch
eine Sichtbehinderung durch Oberflächenreflektion des Außenlichts
verhindert. Die Behandlung zur Verhinderung von Blendeffekten kann
erfolgen, indem die Oberfläche durch
verschiedene Methoden mit einer feinen prismatischen Struktur versehen
wird, zum Beispiel durch Oberflächenaufrauen
mittels Sandstrahlen, Prägen
oder dergleichen; ein Verfahren, bei dem transparente Quarzglaspartikel
o. Ä. aufgebracht
werden, usw. Die Antireflexionsbehandlung kann mit Hilfe eines Verfahrens
zum Ausbilden eines kohärenten
dampfbeschichteten Films oder dergleichen entstehen. Als Alternative dazu
kann die Blendschutz- bzw. Antireflexionsbehandlung unter Anwendung
eines Verfahrens zum Ankleben eines Films mit einer derartigen feinen
prismatischen Oberflächenstruktur
oder eines kohärenten
Films an die Oberfläche
der Lichtweg-Steuerschicht o. Ä.
erfolgen.
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Wie
oben beschrieben, kann eine Lichtdiffusionsschicht in der erfindungsgemäßen Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
angeordnet sein. Die Lichtdiffusionsschicht kann durch ein geeignetes
Verfahren ausgebildet werden, zum Beispiel durch Ausbildung einer
Beschichtung, einer Diffusionsfolie o. Ä. mit einer feinen prismatischen
Oberflächenstruktur ähnlich der
zuvor erwähnten
Blendschutzschicht. Wenngleich die Anordnungsposition der Lichtdiffusionsschicht
angemessen festgelegt werden kann, so ist es allgemein doch am besten,
wenn die Lichtdiffusionsschicht zwischen der Lichtweg-Steuerschicht und
dem Sichtseiten- Substrat angeordnet wird, weil dies eine Stabilität der Anzeigequalität gewährleistet.
Um hierbei die Dicke der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
verringern zu können,
lässt sich
die Lichtdiffusionsschicht als eine Lichtdiffusions-Klebeschicht
ausbilden, die transparente Partikel enthält, so dass die Lichtdiffusionsschicht
ebenfalls als eine Klebeschicht zum Ankleben der transparenten Folie
der Lichtweg-Steuerschicht oder als eine Klebeschicht für das Ankleben
eines Polarisationsfilters oder eines Phasenverzögerers aneinander dient. Somit
können
eine, zwei oder mehr Lichtdiffusionsschichten vorgesehen werden.
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Hinsichtlich
der transparenten Partikel, die in der der Klebeschicht enthalten
sind, können
eine oder zwei Arten geeigneter transparenter Partikel aus anorganischem
Material, zum Beispiel Quarzglas, Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid,
Zinnoxid, Indiumoxid, Cadmiumoxid, Antimonoxid o. Ä., oder
aus organischem Material, wie beispielsweise einem vernetzten oder
einem nicht vernetzten Polymer oder Ähnlichem, ausgewählt werden.
Die anorganischen Partikel haben eine durchschnittliche Größe von 0,5
bis 20 μm
und können elektrisch
leitend sein.
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Entsprechend
dem Brechungsgesetz wird bei der erfindungsgemäßen Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
ein größerer Teil
des Lichts, das auf die Lichteinfall-Seitenfläche auftrifft, infolge Reflexion
durch den Flüssigkristallanzeige-Bildschirm
hindurch, insbesondere durch das Sichtseiten-Substrat des Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
hindurch, zurückgeleitet.
Während
Licht daran gehindert wird, von der Oberfläche des Bildschirms auszutreten
(verloren zu gehen) wird der Lichtweg des auf die den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 der Lichtweg-Steuerschicht auftreffenden Lichts effizient und
mit guter Quer-Ausrichtfähigkeit
in die Rückwärtsrichtung
geändert.
Der andere Teil des durchgelassenen Lichts wird weiterhin durch
die Gesamtreflexion nach hinten hindurch gelassen, so dass es auf
die den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 auftrifft. Folglich wird der Lichtweg des anderen Teils des durchgelassenen
Lichts effizient in die Rückwärtsrichtung, und
zwar mit guter rechtwinkliger Richtfähigkeit geändert. Dadurch lässt sich
eine Anzeige erreichen, die auf der gesamten Anzeigefläche des
Bildschirms eine ausgezeichnete gleichmäßige Helligkeit aufweist. Folglich kann
eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
geschaffen werden, die sowohl im Außenlichtmodus als auch im Beleuchtungsmodus
unter Verwendung von Licht von einer Beleuchtungseinrichtung oder
von externem Licht effektiv nutzen lässt und die hell ist, eine
gute Sicht ermöglicht
und eine ausgezeichnete Anzeigequalität bietet.
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Im Übrigen können erfindungsgemäß optische
Vorrichtungen oder Teile, zum Beispiel eine Lichtweg-Steuerschicht,
eine Flüssigkristallzelle,
ein Polarisationsfilter, ein Phasenverzögerer usw. zur Ausbildung des
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
vollständig
oder teilweise integral übereinander
laminiert/fixiert oder ohne weiteres separat voneinander angeordnet
werden. Um zu verhindern, dass der Kontrast aufgrund der Unterdrückung der
Reflexion an der Grenzfläche
o. Ä. verhindert
wird, ist es günstig,
wenn solche optischen Vorrichtungen oder Teile übereinander fixiert werden.
Für den
Fixier-/Klebevorgang
kann eine geeignete transparente Klebeschicht aus einem Klebstoff
oder Ähnlichem
verwendet werden. Die transparente Klebeschicht kann diese vorgenannten
transparenten Partikel enthalten, so dass die Klebeschicht eine
Diffusionsfunktion aufweist. Darüber
hinaus können
die zuvor erwähnten
optischen Vorrichtungen oder Teile, speziell jene auf der Sichtseite,
so gestaltet werden, dass sie ultraviolette Strahlung absorbieren
können,
zum Beispiel unter Anwendung eines Behandlungsverfahrens mit einem
Absorptionsmittel für
ultraviolette Strahlen, beispielsweise Salicylesterverbindun gen,
eine Benzophenonverbindung, eine Benzotriazolverbindung, eine Cyanacrylatverbindung,
eine Nickelkomplexverbindung o. Ä..
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[Beispiele]
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Referenzbeispiel 1
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Auf
eine nichtalkalische Glasplatte mit einer Dicke von 0,7 mm und einem
Brechungsindex von 1,52 wurde mittels Vakuumverdampfung Magnesiumfluorid
aufgetragen, wodurch eine transparente Schicht mit niedrigem Brechungsindex
und einer Dicke von 600 nm und einem Brechungsindex von 1,38 auf
der nichtalkalischen Glasplatte entstand. Auf der transparenten
Schicht mit niedrigem Brechungsindex wurden nacheinander eine rote,
blaue und grüne
streifenartige Farbfilterschicht sowie eine transparente, elektrisch
leitende ITO-Schicht ausgebildet. Anschließend wurde deren transparente
Elektrode durch Ätzen
unterteilt und eine Polyvinylalkohollösung durch Schleuderbeschichtung
aufgetragen. Der so entstandene trockene Film wurde einer Schleifbehandlung
unterzogen. Auf diese Art und Weise entstand das Sichtseiten-Substrat.
Andererseits wurde in der gleichen Art und Weise wie oben beschrieben
eine mit ultraviolettem Licht aushärtbare Harzschicht auf der
nichtalkalischen Glasplatte ausgebildet. Nachdem die mit ultraviolettem
Licht aushärtbare
Harzschicht einer Oberflächenaufrauungsbehandlung
unterzogen wurde, wurde Aluminiumdampf auf der mit ultraviolettem
Licht aushärtbaren
Harzschicht abgeschieden, um so eine Elektrode mit diffuser Reflexion
zu bilden. Genau wie oben beschrieben, wurde auf der Elektrode ein
Schleiffilm ausgebildet. So ist das Rückseiten-Substrat entstanden.
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Anschließend wurde
ein Spalt-Einstellmaterial vorgesehen, während das Sichtseiten-Substrat und das Rückseiten-Substrat
einander gegenüberliegend
angeordnet wurden, so dass die Schleifrichtungen der jeweiligen
Schleifflächen
der beiden Substrate einander senkrecht kreuzten. Nachdem der Rand
der beiden Substrate mit einem Epoxidharz abgedichtet worden war,
wurde ein Flüssigkristall
(ZLI-4792 von MERCK & Co., INC.)
zwischen die Substrate eingespritzt, um eine TN-Reflexions-Flüssigkristallzelle
zu schaffen. Polarisationsfilter (NPF EGW1225DU von NITTO DENKO
CORPORATION), die einer Antireflexionsbehandlung und einer Blendschutzbehandlung
unterzogen worden waren, wurden auf die gegenüberliegenden Oberflächen der Flüssigkristallzelle
geklebt. So entstand ein normal weißer Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirm.
Der Bildschirm hatte eine Breite von 45 mm und eine Länge von
34 mm. Eine Seitenfläche
des entsprechenden Substrats in Längenrichtung des Bildschirms
wurde so gestaltet, dass sie um 2 mm von der des Rückseiten-Substrats
hervorstand. Anschließend
wurde eine Kaltkatodenstrahlröhre
auf der hervorstehenden Seitenfläche
des Sichtseiten-Substrats vorgesehen und von einem Silberdampf-Polyesterfilm
umgeben. Mit einem doppelseitigen Klebeband wurden Endabschnitte
des Films an der Ober- und der Unterseite der Substrate befestigt,
so dass die Kaltkathodenstrahlröhre
festgehalten und fixiert wurde.
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Referenzbeispiel 2
-
Ein
normal weißer
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirm,
der mit einer Kaltkathodenstrahlröhre versehen ist, die auf einer
der Seitenflächen
des Bildschirms gehalten wird, wurde genauso wie bei dem Referenzbeispiel
1 hergestellt, außer
dass die Dicke der transparenten Schicht aus Magnesiumfluorid mit
niedrigem Brechungsindex auf 300 nm verändert wurde.
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Referenzbeispiel 3
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Ein
normal weißer
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirm,
der mit einer Kaltkathodenstrahlröhre versehen ist, die auf einer
der Seitenflächen
des Bildschirms gehalten wird, wurde genauso wie bei dem Referenzbeispiel
1 hergestellt, außer
dass die Dicke der transparenten Schicht aus Magnesiumfluorid mit
niedrigem Brechungsindex auf 100 nm geändert wurde.
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Referenzbeispiel 4
-
Ein
normal weißer
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirm,
der mit einer Kaltkathodenstrahlröhre versehen ist, die auf einer
der Seitenflächen
des Bildschirms gehalten wird, wurde genauso wie bei dem Referenzbeispiel
1 hergestellt, außer
dass die transparente Schicht aus Magnesiumfluorid mit niedrigem
Brechungsindex nicht auf dem Sichtseiten-Substrat vorgesehen wurde.
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Referenzbeispiel 5
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Ein
normal weißer
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirm,
der mit Kaltkathodenstrahlröhren
versehen ist, die auf beiden Seitenflächen des Bildschirms gehalten
werden, wurde genauso wie beim Referenzbeispiel 1 hergestellt, außer dass
die Größe des Bildschirms
auf 45 mm Breite × 36
mm Länge
geändert
wurde, so dass die gegenüberliegenden
Seitenflächen
des Sichtseiten-Substrats in Längenrichtung
um 2 mm von jenen des Rückseiten-Substrats
hervorstanden.
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Referenzbeispiel 6
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Ein
normal weißer
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirm,
der mit Kaltkathodenstrahlröhren
versehen ist, die auf beiden Seitenflächen des Bildschirms gehalten
werden, wurde genauso wie beim Referenzbeispiel 1 hergestellt, außer dass
die transparente Schicht aus Magnesiumfluorid mit niedrigem Brechungsindex
nicht auf dem Sichtseiten-Substrat
vorgesehen wurde.
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Referenzbeispiel 7
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Ein
mit ultraviolettem Licht aushärtbares
Acrylharz (ARONIX UV-3701 von TOAGOSEI CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.)
wurde mit einer Tropfeinrichtung so aufgetropft, so dass ein in
eine vorher festgelegte Form gebrachtes Formwerkzeug mit dem bei
ultraviolettem Licht aushärtbaren
Acrylharz gefüllt
wurde. Ein Triacetylcelluse-Film (TAC) (mit einer verseiften Oberfläche und
einem Brechungsindex von 1,49) und einer Dicke von 80 μm wurde ruhig
auf das bei ultraviolettem Licht aushärtbare Acrylharz aufgebracht
und anschließend mit
einer Gummiwalze angepresst, so dass überschüssiges Harz und Luftblasen
entfernt wurden. Anschließend
wurde das bei ultraviolettem Licht aushärtbare Acrylharz mit ultravioletten
Strahlen unter Verwendung einer Metallhalidlampe bestrahlt, so dass
das Harz aushärtete.
Dann wurde das Harz aus dem Formwerkzeug abgezogen und in eine vorgegebene
Größe zerschnitten.
Somit entstand eine transparente Folie mit einer Lichtweg-Steuerschicht,
die einen Brechungsindex von 1,51 aufwies. Eine Klebeschicht mit
einem Brechungsindex von 1,47 wurde an den Stellen auf die Oberfläche der
transparenten Folie aufgebracht, an denen die Lichtweg-Steuerschicht
nicht vorhanden war.
-
Im Übrigen war
die transparente Folie 40 mm breit und 30 mm lang. Die transparente
Folie verfügte über prismenartige
konkave Abschnitte, die kontinuierlich in Abständen von 210 μm angeordnet
waren und deren Gratlinien in einem Winkel von 21° in Breitenrichtung
geneigt waren (3C). Jeder der prismenartigen konkaven
Abschnitte hatte eine Lichtweg ändernde
Abschrägung
A1 und eine sanfte Abschrägung
A2. Der Neigungswinkel von jeder den Lichtweg ändernden Abschrägung A1
betrug 42°.
Der Neigungswinkel von jeder sanften Abschrägung A2 schwankte in einem
Bereich von 1,8 bis 3,6°.
Die Differenz zwischen den Neigungswinkeln von zwei benachbarten
sanften Abschrägungen
A2 war nicht größer als
0,1°. Die
projizierte Breite von jeder der den Lichtweg ändernden Abschrägungen A1
auf einer Bezugsebene lag im Bereich von 10 bis 16 μm. Das Verhältnis der
hervorstehenden Flächen
der sanften Abschrägungen
auf der Bezugsebene zu der projizierten Fläche der den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
auf der Bezugsebene war nicht kleiner als 12.
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Referenzbeispiel 8
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Eine
Lichtweg-Steuerschicht mit einem Brechungsindex von 1,51 wurde genauso
hergestellt wie bei dem Referenzbeispiel 7, außer dass der TAC-Film durch
einen Polycarbonatfilm mit einer Dicke von 60 μm ersetzt wurde. Die Lichtweg-Steuerschicht
wurde von dem Polycarbonatfilm abgezogen. Dadurch entstand eine
transparente Folie, die selbst als Lichtweg-Steuerschicht diente.
Eine Klebeschicht mit einem Brechungsindex von 1,51 wurde an den
Stellen auf eine Oberfläche
der transparenten Folie aufgebracht, an denen keine Lichtweg-Steuerschicht
vorhanden war. Im Übrigen
war die transparente Folie 40 mm breit und 30 mm lang. Die transparente
Folie verfügte über prismenartige
konkave Abschnitte, die kontinuierlich in Abständen von 210 μm angeordnet
waren und deren Gratlinien in einem Winkel von 21° in Breitenrichtung
geneigt waren (3B). Jeder der prismenartigen
konkaven Abschnitte hatte eine Lichtweg ändernde Abschrägung A1
und eine steile Abschrägung
A2. Der Neigungswinkel von jeder den Lichtweg ändernden Abschrägung A1
betrug 42°.
Der vertikale Winkel zwischen der den Lichtweg ändernden Abschrägung A1
und der steilen Abschrägung A2
betrug 70°.
Die projizierte Breite von jeder den Lichtweg ändernden Abschrägung A1
auf der Bezugsebene lag im Bereich von 10 bis 16 μm. Die projizierte
Fläche
der flachen Abschnitte A3 auf der Bezugsoberfläche war nicht kleiner als zehnmal
so groß wie
die gesamte Projektionsfläche
der den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 und der steilen Abschrägungen
A2 auf der Bezugsebene.
-
Referenzbeispiel 9
-
Eine
Klebeschicht enthaltende transparente Folie, die selbst als eine
Lichtweg-Steuerschicht
dient, entstand genauso wie bei dem Bezugsbeispiel 8, außer dass
ein anderes Formwerkzeug zum Einsatz kam. Die transparente Folie
hat eine Vielzahl von den Lichtweg ändernden Einrichtungen (3B)
mit jeweils einer Länge
von 80 μm.
Jede aus der Vielzahl der den Lichtweg ändernden Einrichtungen hat
eine den Lichtweg ändernde
Abschrägung
A1 und eine steile Abschrägung
A2. Der Neigungswinkel von jeder den Lichtweg ändernden Abschrägung A1
lag bei etwa 42°.
Die projizierte Breite von jeder den Lichtweg ändernden Abschrägung A1
auf einer Bezugsebene betrug 10 μm.
Der Neigungswinkel von jeder steilen Abschrägung A2 lag bei etwa 65°. Die Längs richtung
der Vielzahl von den Lichtweg ändernden
Einrichtungen war parallel zu einer Lichteinfall-Seitenfläche. Die
den Lichtweg ändernden
Einrichtungen waren so angeordnet, dass sie mit zunehmendem Abstand
von der Lichteinfall-Seitenfläche
in Breitenrichtung allmählich
dichter wurden (6 und 8). Die
projizierte Fläche
der flachen Abschnitte A3 auf der Bezugsoberfläche war nicht weniger als zehnmal
so groß wie
die gesamte projizierte Fläche
der den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 und der steilen Abschrägungen
A2 auf der Referenzebene.
-
Referenzbeispiel 10
-
Eine
Klebeschicht enthaltende transparente Folie, die als Lichtweg-Steuerschicht
dient, entstand genauso wie bei dem Bezugsbeispiel 9, außer dass
ein weiteres Formwerkzeug zum Einsatz kam. Die transparente Folie
hat eine Vielzahl von den Lichtweg ändernden Einrichtungen (3A)
mit jeweils einer Länge
von 80 μm.
Jede der den Lichtweg ändernden
Einrichtungen hatte die Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit den
Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 als die gleichlangen Seiten. Der Neigungswinkel von jeder den Lichtweg ändernden
Abschrägung
A1 lag bei etwa 42°.
Die projizierte Breite von jeder den Lichtweg ändernden Abschrägung A1
auf einer Bezugsebene betrug 10 μm.
Die Längsrichtung
der den Lichtweg ändernden Einrichtungen
war parallel zu einer Lichteinfall-Seitenfläche. Die den Lichtweg ändernden
Einrichtungen waren willkürlich
so angeordnet, dass sie mit zunehmendem Abstand von der Lichteinfall-Seitenfläche in Breitenrichtung
zum Mittelabschnitt der transparenten Folie hin allmählich dichter
wurden (6). Die projizierte Fläche der
flachen Abschnitte A3 auf der Bezugsoberfläche war nicht weniger als zehnmal
so groß wie
die gesamte projizierte Fläche
der den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 auf der Referenzebene.
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Referenzbeispiel 11
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Eine
Klebeschicht enthaltende transparente Folie, die selbst als eine
Lichtweg-Steuerschicht
dient, entstand genauso wie bei dem Bezugsbeispiel 8, außer dass
die Oberfläche
des Formwerkzeugs durch Sandstrahlen aufgeraut worden war.
-
Referenzbeispiel 12
-
Eine
Klebeschicht enthaltende transparente Folie, die selbst als eine
Lichtweg-Steuerschicht
dient, entstand genauso wie bei dem Bezugsbeispiel 8, außer dass
ein anderes Formwerkzeug zum Einsatz kam. Die transparente Folie
verfügte über prismenartige
konkave Abschnitte, die kontinuierlich in Abständen von 210 μm angeordnet
waren (3B). Jeder der prismenartigen
konkaven Abschnitte hatte eine Lichtweg ändernde Abschrägung A1
und eine steile Abschrägung
A2. Der Neigungswinkel von jeder den Lichtweg ändernden Abschrägung A1
betrug 30°.
Der vertikale Winkel zwischen jeder den Lichtweg ändernden
Abschrägung A1
und der steilen Abschrägung
A2 betrug 70°.
Die projizierte Breite von jeder den Lichtweg ändernden Abschrägung A1
auf der Bezugsebene lag im Bereich von 10 bis 16 μm. Die projizierte
Fläche
der flachen Abschnitte A3 auf der Bezugsoberfläche war nicht kleiner als zehnmal
so groß wie
die gesamte Projektionsfläche der
den Lichtweg ändernden
Abschrägungen
A1 und der steilen Abschrägungen
A2 auf der Bezugsebene.
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Beispiel 1
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Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 7 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 1 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit entstand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 7 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 4 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit entstand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
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Beispiel 2
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Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 8 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 1 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit entstand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
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Beispiel 3
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Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 8 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 2 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit ent stand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
-
Beispiel 4
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Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 8 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 3 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit entstand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
-
Vergleichsbeispiel 2
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Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 8 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 4 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit entstand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
-
Vergleichsbeispiel 3
-
Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 11 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 1 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit entstand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
-
Vergleichsbeispiel 4
-
Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 12 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 1 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit entstand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
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Beispiel 5
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Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 9 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 1 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit ent stand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
-
Vergleichsbeispiel 5
-
Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 9 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 4 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit entstand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
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Beispiel 6
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Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 10 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 5 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit entstand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
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Vergleichsbeispiel 6
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Eine
transparente Folie, die bei dem Referenzbeispiel 10 entstanden ist,
wurde an der Sichtseiten-Oberfläche
eines Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Bildschirms
aus dem Referenzbeispiel 6 mittels der Klebeschicht der transparenten
Folie angeklebt. Somit entstand eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die sowohl im Außenlichtmodus
als auch im Beleuchtungsmodus zum Einsatz kommen kann.
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Auswertungstest
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In
einer Dunkelkammer wurde mit einer Leuchtstärke-Messvorrichtung (BM-7 von
TOPCON CORP.) die frontale Lichtstärke an einer Position im Abstand
von 5 mm von der Lichteinfall-Seitenfläche, im Mittelabschnitt und
an einer Position 5 mm von der gegenüberliegenden Seitenfläche der
Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung,
die bei den Beispielen 1 bis 6 und den Vergleichsbeispiel 1 bis
6 hergestellt wurden, entfernt gemessen, während die Kaltkathodenstrahlröhre unter
der Bedingung eingeschaltet war, dass keine Spannung an die Flüssigkristallzelle
angelegt war. Weiterhin wurde die Anzeige im Beleuchtungsmodus in
frontaler Richtung, in einer Richtung von 15° zur Lichteinfall-Seitenfläche und
in einer Richtung von 15° zur
gegenüberliegenden
Seite der Seitenfläche
beobachtet. Unter diesen Bedingungen wurde die Anzeigequalität bewertet.
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Wenn
die Anzeigevorrichtung hell war und eine ausgezeichnete gleichmäßige Helligkeit
aufwies, so dass das Licht effizient abgegeben wurde, wurde dies
als o gewertet. Wenn die Anzeigevorrichtung eine etwas geringere
Helligkeit und weniger gleichmäßige Helligkeit
aufwies, wurde dies mit Δ bewertet.
Wenn die Anzeigevorrichtung dunkel war und eine ungleichmäßige Helligkeit
aufwies, wurde mit dies mit einem x bewertet.
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Die
Ergebnisse der Messung sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
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Aus
der Tabelle wird deutlich, dass eine helle und gleichmäßige Anzeige
im Beleuchtungsmodus in den Beispielen 1 bis 6 erreicht wurde, während in
den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 eine sehr dunkle oder ungleichmäßige Anzeige
zu verzeichnen war. Aus den Beispielen 2, 3 und 4 geht hervor, dass
sich die Eigenschaften auf dem Abschnitt der Lichteinfall-Seitenfläche verbesserten
und die gleichmäßige Helligkeit
sowie die Dicke der transparenten Schicht mit niedrigem Brechungsindex
verbesserten. Bei den Vergleichsbeispielen 1, 2, 5 und 6, bei denen
keine transparente Schicht niedrigem Brechungsindex in der Anzeigevorrichtung
vorgesehen war, wurde die Vorrichtung plötzlich dunkel, wenn der Betrachtungspunkt
weiter von der Lichteinfall-Seitenfläche entfernt war. Es wurde
festgestellt, dass die Vorrichtung eine sehr ungleichmäßige Helligkeit aufwies,
wobei davon ausgegangen wird, dass dies durch Absorption in der
Farbfilterschicht hervorgerufen wird. Dadurch war die Anzeige in
den Vergleichsbeispielen 1, 2, 5 und 6 nur sehr schwer zu sehen.
Gemäß der Tabelle
schien die Leuchtkraft im Vergleichsbeispiel 6 gleichmäßig zu sein.
Wenn der Betrachtungswinkel in Richtung der Lichteinfall-Seitenfläche geändert wurde,
schwankte die Gleichförmigkeit
der Leuchtkraft jedoch stark. Im Ergebnis dessen war die Anzeige
im Vergleichsbeispiel 6 sehr unnatür lich und nur schwer zu sehen.
Die Leuchtkraft selbst war im Vergleichsbeispiel 6 ebenfalls schlechter
im Beispiel 6.
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Weiterhin
war bei dem Vergleichsbeispiel 3, bei dem die Oberfläche der
transparenten Folie aufgeraut war, und bei dem Vergleichsbeispiel
4, bei dem der Neigungswinkel der Prismenabschrägungen kleiner war, die Anzeige
dunkel, da das Licht nicht effektiv abgegeben wurde. Die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
aus den Beispielen 1 bis 6 wurde in dem Zustand beobachtet, in dem
der Vorrichtung eine Spannung zugeführt wurde, um eine Anzeige
auszuführen.
Dadurch war entweder im Beleuchtungsmodus oder im Außenlichtmodus
eine gute Anzeige ohne ein spezielles Problem erreicht worden. Demgegenüber gab
es bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 im Außenlichtmodus kein Problem,
im Beleuchtungsmodus war die Anzeige jedoch schwer zu sehen. Aus
der obigen Beschreibung wird deutlich, dass erfindungsgemäß eine Reflexions-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung mit guter
Anzeigequalität
hergestellt werden kann, da durch Verwendung einer Lichtweg-Steuerschicht
eine Dicken- und Gewichtsverringerung erreicht wird, während gleichzeitig
durch Verwendung eines Lichtleiters eine Volumen- und Gewichtszunahme
verhindert wird.