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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungseinheit mit einer an
einer Seitenfläche
einer Lichtleiterplatte vorgesehenen Lichtquelle und einer dieser
benutzenden Flüssigkristalldisplayvorrichtung.
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Technischer Hintergrund
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In
den letzten Jahren sind Flüssigkristalldisplayvorrichtungen
häufig
als Displays für
Informationsanwendungen benutzt worden, wie in einem Notebook-PC
und einem Wordprozessor sowie als Displays für Bildwiedergabegeräte, wie
etwa bei einem Mobilfernseher, einer tragbaren Filmkamera, einem Autonavigationssystem,
und zwar wegen ihrer Eigenschaften wie geringes Gewicht, geringe
Dicke und niedriger Leistungsverbrauch. Bei Flüssigkristalldisplayvorrichtungen
wird im Allgemeinen eine Displayplatte mit Licht beleuchtet, das
von einer internen Beleuchtungseinheit von hinten abgestrahlt wird,
so dass sich ein leuchtender Bildschirm ergibt.
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Eine
Kantenlicht-Beleuchtungseinheit, bei welcher eine Lichtleiterplatte
an der Rückfläche der Displayplatte
angeordnet ist und eine lineare Lichtquelle, wie etwa eine Leuchtstoffröhre, an
einer Kante der Lichtleiterplatte angeordnet ist, wird normalerweise
als Rückbeleuchtung
der in einem Notebook-PC und dergleichen enthaltenen Flüssigkristalldisplayvorrichtung
wegen ihrer Eigenschaften geringer Dicke und ausgezeichneter Helligkeitsgleichmäßigkeit über eine
Lichtemissionsfläche
verwendet.
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Eine übliche Kantenlichtbeleuchtungseinheit UT
mit Leuchtstoffröhren
ist in 6 gezeigt, und eine Flüssigkristalldisplayvorrichtung
LD mit der Beleuchtungseinheit UT nach 6 ist in 7 gezeigt. Die
Beleuchtungseinheit UT hat eine tafelförmige transparente Lichtleichterplatte 1 für die Lichtübertragung,
Leuchtstoffröhren 2,
die separat an zwei gegenüberliegenden
von vier Seiten der Lichtleiterplatte 2 angeordnet sind,
und ein Reflektorblatt 3 zum Reflektieren von Licht, das
von den Leuchtstoffröhren 2 abgestrahlt
wird, um das reflektierte Licht an die Facetten- bzw. Seitenkanten
D1 der Lichtleiterplatte 1 zu führen. Die Seitenkanten D1 der
Lichtleiterplatte 1 sind Facetten, an welchen die Leuchtstoffröhren 2 vorgesehen
sind, und eine Seitenkante D2 ist eine Fassette, an welcher keine
Leuchtstoffröhren
angeordnet sind. Die Rückfläche und
die Facetten D2 der Lichtleiterplatte 1 sowie die Leuchtstoffröhren 2 sind von
dem Reflektionsblatt überdeckt
und bilden ein Beleuchtungselement 10. Dieses Beleuchtungselement 10 wird
von einem Rahmenteil 9 an seiner oberen und den seitlichen
Seiten sowie von einer in den Rahmenteil 9 eingepassten
kastenförmigen
Rückflächenabdeckung 8 von
seiner unteren Seite gehalten, so dass das Beleuchtungselement 10 in
einem Gehäuse 30 sitzt,
das von dem Rahmenteil 9 und der Rückflächenabdeckung 8 gebildet
wird. An der Lichtemissionsfläche
der Lichtleiterplatte 1 sind Lichtkorrekturblätter 4 und 5 vorgesehen.
Die Beleuchtungseinheit UT wird in der oben beschriebenen Weise
gebildet. Dann werden auf der Lichtemissionsfläche der Beleuchtungseinheit
UT eine Flüssigkristallplatte 11 und
eine Frontabdeckung 12 montiert. Auf diese Weise wird die
Flüssigkristalldisplayvorrichtung
LD gebildet.
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Das
Reflektionsblatt 3 reflektiert Licht, welches von der Lichtleiterplatte 1 zur
Außenseite
der Einheit herausdringt, um dieses „Lecklicht" zur Lichtleiterplatte 1 zurückzubringen
und damit das aus der Lichtemissionsfläche zu emittierende Beleuchtungslicht
zu vermehren. Für
das Reflektionsblatt 3 wird ein weißer Kunstharzfilm mit hohen
Reflektionseigenschaften benutzt. Auf das Reflektionsblatt 3 können (hier
nicht gezeigte) Muster aufgedruckt werden, welche einen Lichtdiffusionsbereich
ergeben, der im Verhältnis
zum Abstand von den als Lichtquelle dienenden Leuchtstoffröhren 2 vergrößert ist.
Wie 5 zeigt, ist das Reflektionsblatt 3 in
eine vorbestimmte Form geschnitten, so dass es die Rückfläche und
die Seitenkanten D1 und D2 der Lichtleiterplatte 1 sowie die
Leuchtstoffröhren 2 bedeckt,
und an vorbestimmten Positionen sind Perforationen S ausgebildet,
so dass das Reflektionsblatt 3 längs der Rückfläche und der Seitenkanten gefaltet
ist.
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Wenn
auch der Umfang jeder der Leuchtstoffröhren 2 (im Folgenden
als Reflektionsteil 20) und die Rückfläche der Lichtleiterplatte 1 bei
dieser Bauform von dem Reflektionsblatt 3 bedeckt sind, kann
das Reflektionsblatt 3 auch in Blätter unterteilt sein, welche
den Reflektionsteil 20 und die Rückfläche der Lichtleiterplatte 1 separat
abdecken, wobei die unterteilten Blätter mit einem Doppelklebeband aneinander
geklebt sind. Das in 6 gezeigte Reflektionsblatt 3,
welches kontinuierlich den Reflektionsteil 20 und die Rückfläche der
Lichtleiterplatte 1 überdeckt,
ist insofern von Vorteil, als man damit eine geringe Dicke der Beleuchtungseinheit
UT erreicht und die Kosten und Anzahl von Schritten für den Zusammenbau
der Lichteinheit UT verringert.
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Für die Lichtkorrekturblätter 4 und 5 kann
ein Diffusionsblatt, ein Prismenblatt und dergleichen verwendet
werden. Das von der Lichtleiterplatte 1 austretende Licht
kann gestreut oder gesammelt werden durch die Auswahl eines für die Lichtkorrekturblätter 4 und 5 benutzten
Blattes aus verschiedenen Blatttypen unterschiedlicher optischer
Eigenschaften und durch Wahl der Anzahl der benötigten Blätter, um auf diese Weise eine
Gleichförmigkeit
und hohe Leuchtstärke
des emittierten Lichtes zu erreichen.
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Jedes
Ende der Leuchtstoffröhren 2 ist
mit (hier nicht dargestellten) Leitungsdrähten durch Anlöten oder
dergleichen verbunden, und die Leitungsdrähte sind mit einer (ebenfalls
nicht gezeigten) Stromversorgungseinheit verbunden, wie etwa einem
Inverter zur Erzeugung eines hochfrequenten Wechselstroms. Im Betrieb
der Beleuchtungseinheit UT wird eine zum Leuchten der Leuchtstoffröhren benötigte Spannung
von der Stromversorgungsquelle durch die Leitungsdrähte zugeführt. Allgemein
wird für
die Leuchtstoffröhren 2 eine
hohe Spannung benötigt.
Daher ist eine aus einem Isolator, wie Gummi, hergestellte Gummihalterung 7 an
jeder der Leuchtstoffentladungsröhren 2 und
um die Leitungsdrähte angebracht,
um die Elektroden der Leuchtstoffröhren zu schützen und die Sicherheit der
Leitungsdrähte durch
Bedeckung von freiliegenden Teilen zu gewährleisten.
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Zur
Abführung
der von den Leuchtstoffröhren 2 erzeugten
Wärme ist
am Boden der kastenförmigen Rückflächenabdeckung 8 eine
Mehrzahl von Wärmeableitungslöchern 15 ausgebildet.
Wie oben beschrieben, ist die Rückflächenabdeckung 8 in
den Rahmenteil 9 zur Bildung des Gehäuses 30 zur Umhüllung des
Lichtelementes 10 eingepasst.
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Bei
der üblichen
Beleuchtungseinheit UT und der Flüssigkristalldisplayvorrichtung
LD obiger Bauart entstehen Zwischenräume 16A zwischen dem
mit der Rückflächenabdeckung 8 zusammengesetzten
Rahmenteil 9. Weiterhin bestehen bei der Beleuchtungseinheit
UT und der Flüssigkristalldisplayvorrichtung
LD Zwischenräume 16B zwischen
der Rückflächenabdeckung 8 und
dem Beleuchtungselement 10. Die Spalten 16A und 16B entstehen
aufgrund der Konstruktion der üblichen
Beleuchtungseinheit.
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Während und
nach dem Zusammenbau der Flüssigkristalldisplayvorrichtung
LD eingedrungener Staub tritt durch die Spalten 16A und 16B,
wie auch durch Spalten zwischen dem Rahmenteil 9 und dem Beleuchtungselement 10 in
einen aus der Flüssigkristallplatte 11 und
den Lichtkorrekturblättern 4 und 5 gebildeten
Displaybereich 25. Ebenso gelangt Staub, der durch die
Wärmeableitungslöcher 15 in der
Rückflächenabdeckung 8 in
die Vorrichtung eingetreten ist, durch die Spalten 16B und
die Spalten zwischen dem Rahmenteil 9 und dem Beleuchtungselement 10 in
den Displaybereich 25. Der in den Displaybereich eingedrungene
Staub behindert den Lichtaustritt und führt zu einer ungleichmäßigen Beleuchtung.
Weiterhin werden Bauteile im Displaybereich 25, wie die
Lichtkorrekturblätter 4 und 5,
durch Reibung mit dem Staub beschädigt. Auch ist die Entfernung
von Staub, der in einen Spalt zwischen der Flüssigkristallplatte 11 und
der Beleuchtungseinheit 5 eingedrungen ist, ohne Zerlegung
der Displayvorrichtung sehr schwierig. Somit sind Vorsichtsmaßnahmen
gegen ein Eindringen von Staub ein wichtiger Gesichtspunkt bei der
Pflege einer Flüssigkristalldisplayvorrichtung
LD nach deren Zusammenbau.
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Wenn
weiterhin die von den Leuchtstoffröhren 2 beim Betrieb
der Beleuchtungseinheit UT erzeugte Hitze durch die Wärmeabführlöcher 15 nach außen abgeleitet
wird, wirken die Spalte 16B zwischen der Rückflächenabdeckung 8 und
dem Beleuchtungselement 10 als Wärmeisolierungsschicht und haben
eine ungenügende
Wärmeabfuhr
zur Folge, was zu verschiedenen auf Wärme zurückführende Fehlern führt.
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Die
US-A-574366, welche die im Oberbegriff des beiliegenden unabhängigen Anspruchs
1 angeführten
Merkmale beschreibt, bezieht sich auf eine Flüssigkristalldisplayvorrichtung.
Dieses Dokument offenbart eine Displayvorrichtung mit einem plattenförmigen Lichtleiter
und zwei Licht aussendenden Elementen, die jeweils an einer kürzen Seite
des plattenförmigen
Lichtleiters angeordnet sind. Wärmeableitungsmittel
sind in Form eines plattenförmigen Teils
aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, wie
Eisen, Kupfer, Aluminium oder dergleichen vorgesehen. Der plattenförmige Wärmeleiter
befindet sich auf der der Flüssigkristalldisplayvorrichtung
gegenüberliegenden
Hauptoberfläche
des Lichtleiters. Ein Spalt verläuft
kontinuierlich um die Peripherie des Wärmeleiters und erlaubt einen
Luftzutritt zum Lichtleiter.
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Die
JP-A-2000148028 bezieht sich auf eine ebene Displayvorrichtung.
Eine rohrförmige
Lichtquelle ist neben einer kleineren Oberfläche einer Lichtleiterplatte
angeordnet. Die Vorrichtung ist mit einem Gehäuse versehen.
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Die
JP-A-09-171173 bezieht sich auf eine von unten beleuchtete Flüssigdisplayplatte.
Auf einer Hauptoberfläche
an der Rückseite
einer Flüssigkristallplatte
sind sechs Fluoreszenzentladungsröhren in gleichmäßigen Abständen angeordnet.
Die Platte hat ein gelochtes Gehäuse
und ist mit Schaumgummipackungen versehen, um das Eindringen von
Staub zu verhindern.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme
gemacht, welche bei der üblichen
Technologie festgestellt worden sind, und eine Aufgabe besteht darin,
eine Flüssigkristalldisplayvorrichtung
zu schaffen, die in der Lage ist, Eindringen von Staub in einen
Displaybereich ohne Nachteile zu verhindern, und damit eine für die Flüssigkristalldisplayvorrichtung
geeignete Beleuchtungseinheit zu schaffen. Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung
ist eine Kantenbeleuchtungseinheit vorgesehen mit: einem mit einer
Lichtquelle und einer Lichtleiterplatte versehenen Beleuchtungselement,
wobei die Lichtleiterplatte eine erste Hauptoberfläche und
eine dieser gegenüberliegenden
zweite Hauptoberfläche
sowie eine Mehrzahl von kleinere Oberflächen bildenden Facetten hat,
wobei die erste Hauptoberfläche
eine Lichtaustrittsfläche
bildet; die Lichtquelle ist an einer der Facetten vorgesehen und das
Beleuchtungselement enthält
weiterhin ein Reflektionsblatt, welches die zweite Hauptoberfläche der
Lichtleiterplatte überdeckt
und die Lichtquelle und Facetten der Lichtleiterplatte umhüllt, so
dass das von der Lichtquelle austretende Licht in die Lichtleiterplatte
eintritt und aus der Lichtemissionsfläche austritt; ein Gehäuse zur
Halterung des Beleuchtungselementes ist mit Wärmeaustrittsöffnungen
in einem Bereich des Gehäuses
in einer mit der zweiten Hauptoberfläche der Lichtleiterplatte korrespondierenden
Lage versehen, wobei ein Abschirmteil vorgesehen ist, der aus einem
Material höherer
Wärmeleitungsfähigkeit
als Luft besteht und zwischen dem Gehäuse und dem Reflektionsblatt
angeordnet ist, so dass er mindestens die zweite Hauptoberfläche der Lichtleiterplatte überdeckt;
die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmteil
die Wärmeabführlöcher im
Gehäuse überdeckt
und somit gegen Staub abschirmt und sich ferner in direktem Kontakt mit
dem Gehäuse
und dem Reflektionsblatt befindet, um Luftspalte zwischen dem Gehäuse und
dem Reflektionsblatt zu verhindern und damit die innerhalb der Belichtungseinheit
erzeugte Wärme
nach außen abzuführen.
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Weil
bei dieser Anordnung die Spalte zwischen dem Gehäuse und dem Beleuchtungselement von
dem Abschirmteil abgeschirmt werden, kann während oder nach dem Zusammenbau
der Einheit eindringender Staub nicht durch die Spalte zur Lichtaustrittsfläche des
Beleuchtungselementes gelangen. Damit lässt sich eine außerordentlich
zuverlässige
Beleuchtungseinheit schaffen, bei welcher zahlreiche durch die Wärme verursachte
Defekte vermieden werden.
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Das
Gehäuse
kann einen Rahmen zur Halterung des Beleuchtungselementes von der
Lichtaustrittsflächenseite
und den Facettenseiten sowie eine zweite Oberflächenabdeckung zur Halterung
des Beleuchtungselementes von der zweiten Hauptflächenseite
aufweisen, wobei die Wärmeabführlöcher in
der zweiten Oberflächenabdeckung
vorgesehen sind, um innere Hitze der Einheit zu deren Außenseite
abzuführen.
Da der Abschirmteil zwischen der Rückseitenabdeckung des Gehäuses und
dem Beleuchtungselement angeordnet ist, wird verhindert, dass Staub
an den Wärmeabführlöchern zur
Lichtaustrittsfläche
des Beleuchtungselementes gelangt. Da der Abschirmteil aus einem
Material mit geringerer Wärmeleitfähigkeit
als Luft besteht und zwischen der Rückflächenabdeckung des Gehäuses und
dem Beleuchtungselement angeordnet ist, wird Wärme wirksam von den Wärmeabführlöchern zur
Außenseite der
Einheit abgeführt,
im Gegensatz zu dem Fall, wo zwischen dem Gehäuse und dem Beleuchtungselement
die mit Luft gefüllten
Zwischenräume
vorhanden sind.
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Die
zweite Flächenabdeckung
ist mit dem Rahmen als Gehäuse
des Beleuchtungselementes zusammengesetzt; und Spalte zwischen dem
Rahmen und der zweiten Oberflächenabdeckung
können mit
dem Abschirmteil abgedeckt sein.
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Weil
bei dieser Konstruktion die Spalte zwischen dem Rahmen und der zweiten
Flächenabdeckung
durch den Abschirmteil abgedeckt sind, wird verhindert, dass Staub
durch die Spalte zur Lichtemissionsfläche des Beleuchtungselementes
dringt.
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Der
Abschirmteil kann plattenförmig
sein und so angeordnet werden, dass sein Außenumfang zwischen dem Innenumfang
eines Gehäuseteils
und dem Außenumfang
des anderen Gehäuseteils
liegt.
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Alternativ
kann der Abschirmteil kastenförmig
und so angeordnet sein, dass sein Außenumfang zwischen dem Innenumfang
eines Gehäuseteils
und dem Außenumfang
des anderen Gehäuseteils
liegt.
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Bei
dieser Konstruktion sind die Spalte zwischen dem Rahmen und der
zweiten Oberflächenabdeckung,
welche das Gehäuse
bilden, mit dem Abschirmteil abgedeckt und damit von dem Beleuchtungselement
isoliert, und die in der zweiten Oberflächenabdeckung ausgebildeten
Wärmeabführlöcher sind
mit einer Hauptfläche
des Abschirmteils abgedeckt und damit von dem Beleuchtungselement
isoliert.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Flüssigkristalldisplayvorrichtung mit
einer Beleuchtungseinheit gemäß dem ersten Gesichtspunkt
der Erfindung und einer auf der Lichtaustrittsfläche der Beleuchtungseinheit
angeordneten Flüssigkristallplatte
vorgesehen.
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Bei
dieser Ausbildung wird verhindert, dass Staub infolge der oben beschriebenen
Effekte bei der Beleuchtungseinheit in einen Displaybereich eintritt. Daher
zeigt die Flüssigkristalldisplayvorrichtung
keine Beleuchtungleichmäßigkeiten
infolge des Eindringens von Staub und keine Beschädigungen
der Komponenten im Displaybereich, wie sie andernfalls von Staub
verursacht werden können.
Weil die Vorrichtung keine Demontage erfordert, wie sie zur Entfernung
von in den Displaybereich eingedrungenem Staub erforderlich ist,
lässt sie
sich leicht warten. Der Abschirmteil besteht aus einem Material
größerer Wärmeleitfähigkeit
als Luft. Weil bei dieser Konstruktion die Wärmeabführung, wie oben bei der Beleuchtungseinheit
beschrieben, effizient erfolgt, werden verschiedene durch Hitze
verursachte Fehler vermieden. Damit ergibt sich eine sehr zuverlässige Vorrichtung.
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Diese
und andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen
noch näher
aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Teilschnitt zur Veranschaulichung des Aufbaus der Beleuchtungseinheit
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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2 ist
ein Teilschnitt zur Veranschaulichung des Aufbaus einer Flüssigkristalldisplayvorrichtung
mit der Beleuchtungseinheit gemäß 1.
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3 ist
ein Teilschnitt zur Veranschaulichung des Aufbaus einer Beleuchtungseinheit
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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4 ist
ein Teilschnitt zur Veranschaulichung des Aufbaus einer Beleuchtungseinheit
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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5 ist
eine Abwicklung zur Veranschaulichung der Form eines bei der Beleuchtungseinheit verwendeten
Reflektionsblattes.
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6 ist
ein Teilschnitt zur Veranschaulichung des Aufbaus einer üblichen
Beleuchtungseinheit.
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7 ist
ein Teilschnitt zur Veranschaulichung des Aufbaus einer Flüssigkristalldisplayvorrichtung
mit einer Beleuchtungseinheit gemäß 6.
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Beste Möglichkeit zur Ausführung der
Erfindung
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Im
Folgenden seien Ausführungsformen
der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
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(1. Ausführungsform)
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1 zeigt
einen Querschnitt, der schematisch den Aufbau einer Beleuchtungseinheit
gemäß der Erfindung
darstellt, und 2 ist ein Querschnitt, welcher
schematisch einen Aufbau einer Flüssigkristalldisplayvorrichtung
mit der Beleuchtungseinheit nach 1 zeigt.
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Wie
die 1 und 2 zeigen, ist die Beleuchtungseinheit
dieser Ausführungsform
versehen mit: als Lichtquellen dienenden Leuchtstoffröhren 2, einer
tafelförmigen
Lichtleiterplatte 1 zur Übertragung von Licht von den
Leuchtstoffröhren 2 zur
einer Flüssigkristallplatte 11,
die hier noch später
erläutert wird;
einem derart angeordneten Reflektionsblatt 3, dass es eine
Unterseite (eine der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegende Seite) und Facetten
D2 der Lichtleiterplatte 1 sowie Peripherien der Leuchtstoffröhren 2 (Reflektorteil 20) überdeckt;
einem Rahmen 9 zur Halterung der Leuchtstoffröhren 2 und
der Lichtleiterplatte 1, welche beide von dem Reflektionsblatt 3 umschlossen
sind (die Leuchtstoffröhren 2 und
die Lichtleiterplatte 1 werden im Folgenden als Beleuchtungselement 10 bezeichnet)
von oben (von einer Lichtaustrittsflächenseite); einer kastenförmigen Rückflächenabdeckung 8,
die mit dem Rahmenteil 9 zusammengepasst ist und das Beleuchtungselement 10 von
unten haltert; und einen plattenförmigen Abschirmteil 13,
welcher zwischen dem Boden der Rückflächenabdeckung 8 und
dem Beleuchtungselement 10 sitzt. Gemäß 2 sind die
Flüssigkristallplatte 11 und
eine Frontabdeckung 12 auf der Lichtaustrittsflächenseite
der Beleuchtungseinheit 10 angeordnet, um die Flüssigkristalldisplayvorrichtung LD
zu bilden. Bei dieser Anordnung werden die Flüssigkristallplatte 11 und
ein Bereich unterhalb desjenigen Bereiches, in welchem sich die
Platte befindet, als Displaybereich 25 bezeichnet.
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Bei
der Herstellung der Beleuchtungseinheit UT gemäß obiger Konstruktion wird
an jede der Facetten D1 der Lichtleiterplatte 1 einander
gegenüberliegend
eine Leuchtstoffröhre 2 angebracht.
Ein (nicht gezeigter) Leitungsdraht ist jeweils mit den Enden der
Leuchtstoffröhre 2 durch
Anlöten
oder dergleichen verbunden, und die Leitungsdrähte sind mit einer (nicht gezeigten)
Stromversorgungseinheit verbunden, wie etwa einem Inverter zur Erzeugung
eines hochfrequenten Wechselstroms. Weil der Leuchtstoffröhre 2 bei
Betätigung
der Beleuchtungseinheit einer Hochspannung zugeführt wird, ist um die freiliegenden
Leitungsdrähte
und die Leuchtstoffröhre 2 eine
Gummihalterung 7 angebracht, die aus einem Isolator, wie
etwa Gummi, besteht. Danach werden die Rückfläche der Lichtleiterplatte 1 und
die Facetten D2 der Leuchtstoffröhren 2 mit
dem Reflektionsblatt 3 überdeckt.
Nachdem so das Beleuchtungselement 10 durch Überdecken
der Lichtleiterplatte 1 und der Leuchtstoffröhren 2 mit
dem Reflektionsblatt 3 gebildet ist, wird der zum Umschließen des
Displaybereiches ausgebildete Rahmenteil 9 an dem oberen
Teil (an der Lichtaustrittsfläche)
des Beleuchtungselementes 10 angebracht. Somit werden der
obere Teil und die Seitenteile des Beleuchtungselementes 10 von
dem Rahmenteil 9 vom Außenumfang her gehaltert. Ferner
wird das Beleuchtungselement 10, an dem der Rahmenteil 9 angebracht
ist, in der kastenförmigen
Rückflächenabdeckung 8 untergebracht,
in deren Boden eine Mehrzahl von Wärmeabführlöchern 15 ausgebildet
ist. Hier ist zuvor am Boden der Rückflächenabdeckung 8 ein
Abschirmteil 13 angeordnet, und der Rahmenteil 19 ist
in die Rückflächenabdeckung 8 eingepasst,
so dass das Beleuchtungselement 10 auf dem Abschirmteil 13 platziert
ist. Auf diese Weise wird das Beleuchtungselement 10 von
der Rückflächenabdeckung 8 von
unten über
den Abschirmungsteil 13 gehalten. Lichtkorrekturblätter 4 und 5 sind
an einem Teil der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte 1 vorgesehen,
welche nicht vom Rahmenteil 9, d.h. auf den Displaybereich, abgedeckt
ist, um die Beleuchtungseinheit UT zu vervollständigen. Gemäß 2 wird dann
die Flüssigkristallplatte 11 auf
der Lichtaustrittsflächenseite
der Beleuchtungseinheit UT angeordnet, und die eine Art Gehäuse bildende
Frontabdeckung wird an der Flüssigkristallplatte 11 angebracht,
um so die Flüssigkristalldisplayvorrichtung
LD zu vervollständigen.
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Die
Lichtleiterplatte 1 wird aus einem Material hergestellt,
wie einem Acryl mit einer Durchlässigkeit,
einem Brechungsindex und dergleichen optischen Eigenschaften, welche
für die
Lichtdurchlässigkeit
optimal sind. Auf der Rückfläche der
Lichtleiterplatte 1 wird ein Punktmuster oder Rillenmuster oder
dergleichen (nicht veranschaulicht) ausgebildet, dessen Streuungsbereich
in Abhängigkeit
von den Abständen
von den Leuchtstoffröhren 12 verändert wird.
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Als
das Reflektionsblatt 3 wird ein weißer Kunstharzfilm mit hohem
Reflektionsvermögen
benutzt. Bei dieser Ausführungsform
bedeckt das Reflektionsblatt 3 durchgehend die Rückfläche und
die Facetten 2 der Lichtleiterplatte 1. Im Einzelnen
ist die Reflektionsplatte 3 zu einer vorbestimmten Form
geschnitten und mit Perforationen S für die Facetten D1 und D2 der
Lichtleiterplatte 1 ausgebildet, wie es 3 zeigt.
Das Reflektionsblatt 3 ragt über die Rückfläche der Lichtleiterplatte 1 hinaus,
um längs der
Facetten D1 gefaltet zu werden, so dass die Leuchtstoffröhren 2 vom
Reflektionsblatt 3 mit dem gebildeten Reflektionsbereich 20 umschlossen
werden. An dem Reflektionsteil 20 ist eine Kante des Reflektionsblattes 3 an
einer Peripherie der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte 1 mit
einem Klebstoff, wie etwa einem Doppelklebeband, befestigt. An der Fassette
D2 der Lichtleiterplatte 1, wo sich keine Leuchtstoffröhre befindet,
ragt das Reflektionsblatt 3 über die Rückseite der Lichtleiterplatte 1 hinaus,
um längs
der Fassette D2 gefaltet zu werden. Der Rahmenteil 9 und
die Rückflächenabdeckung 8 bestehen aus
einem Kunstharzmaterial. Am Boden der Rückflächenabdeckung 8 sind
die Wärmeabführlöcher 15 so
ausgebildet, dass die von den Leuchtstofflampen 2 im Betrieb
der Beleuchtungseinheit UT erzeugte Wärme nach außen abgeführt wird.
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Durch
Zusammenpassen des Rahmenteils 9 mit der Rückflächenabdeckung 8 wird
ein Gehäuse gebildet,
welches das Beleuchtungselement 10 umgibt und haltert.
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Der
Abschirmteil 13 hat die Form einer flachen Platte und eine
solche Größe, dass
er über
den Außenumfang
des Beleuchtungselementes 10 in Draufsicht auf die Beleuchtungseinheit
UT hinausragt und in der Rückflächenabdeckung 8 aufgenommen
werden kann. Ränder
des Abschirmteils 13 ragen über den Innenumfang des Rahmenteils 1 jeweils
um 1 mm oder mehr hinaus und enden kurz vor dem Außenumfang
des Rahmenteils 9. Der Abschirmteil 13 besteht
aus metallischem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als Luft (1,69 × 10–5 cal·cm–1·s–1·deg–1),
wie etwa Aluminium mit einer Wärmeleitfähigkeit
von 0,487 × 10–5 cal·cm–1·s–1·deg–1.
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Die
auf der Lichtaustrittsseite der Lichtleiterplatte 1 angeordneten
Lichtkorrekturblätter 4 und 5 dienen
zum Erreichen einer Gleichförmigkeit
und hohen Leuchtstärke
des von der Lichtleiterplatte 1 austretenden Lichts, und
bei dieser Ausführungsform werden
daher ein Diffusionsblatt 4 und ein Prismenblatt 5 verwendet.
Das Diffusionsblatt ist ein blattförmigen optisches Teil, welches
zum Streuen von Licht von den Leuchtstoffröhren 2 benutzt wird,
um die Flüssigkristallplatte 11 gleichförmig mit
gestreutem Licht zu bestrahlen. Das Prismenblatt 5 ist
ein transparenter Kunstharzfilm, auf dem ein Muster durch gleichmäßig eingeschlitzte
Dreiecknuten ausgebildet ist, welches als Kondensator für das von
der Lichtleiterplatte 1 abgestrahlte Licht dient, um die
Flüssigkristallplatte 11 mit
dem kondensierten Licht zu bestrahlen. Die Diffusionsschicht 4 und
die Prismenschicht 5 sind vorgesehen, ohne an der Lichtleiterplatte 1,
dem Reflektionsblatt 3 und dem Rahmenteil 9 befestigt
zu sein. Überdies
ist das Lichtkorrekturblatt nicht beschränkt auf das Diffusionsblatt 4 und das
Prismenblatt 5, vielmehr ist es möglich, verschiedene Blätter mit unterschiedlichen
optischen Eigenschaften als Lichtkorrekturblatt zu verwenden. Die Anzahl
der Lichtkorrekturblätter
kann erforderlichenfalls geändert
werden.
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Im
Betrieb der Beleuchtungseinheit UT lässt man das von den Leuchtstoffröhren 2 erzeugte
Licht mit Hilfe der Facetten D1, an denen die Leuchtstoffröhren 2 angeordnet
sind, zur Lichtleiterplatte 1 gelangen. Da die Umfänge der
Leuchtstoffröhren 2 mit dem
Reflektionsblatt 3 bedeckt sind, wird das Licht, welches
den Reflektionsteil 20 von den Leuchtstoffröhren 2 erreicht
hat, durch das Reflektionsblatt 3 reflektiert, um wirkungsvoll
in die Lichtleiterplatte 1 ohne Streulicht zur Außenseite
einzutreten. Da die Rückfläche der
Lichtleiterpatte 1 und die Fassette D1 der Lichtleiterplatte 1,
an welche sich keine Leuchtstoffröhre 2 befindet, von
dem Reflektionsblatt 3 abgedeckt sind, wird nach außen dringendes
Licht von dem Reflektionsblatt 3 reflektiert und kehrt
zur Lichtleiterplatte 1 zurück. Weil das Reflektionsblatt 3 auf diese
Weise einen Lichtaustritt nach außen verhindert, vergrößert sich
die Menge des von der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte ausgesendeten
Lichtes. Weil weiterhin das Punktmuster oder Rillenmuster (nicht
gezeigt) zur Lichtstreuung auf der Rückfläche der Lichtleiterplatte 1 ausgebildet
ist, wird das auf die Lichtleiterplatte 1 auffallende Licht
durch das Muster gestreut. Damit lässt sich eine Gleichmäßigkeit
und hohe Leuchtstärke
des von der Lichtemissionsfläche
abgestrahlten Lichtes erreichen.
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Das
von der Lichtleiterplatte 1 austretende Licht durchläuft das
Diffusionsblatt 4 und das Prismenblatt 5, welche
die Lichtkorrekturblätter
darstellen, um auf die Flüssigkristallplatte 11 aufzutreffen. Durch
das Diffusionsblatt 4 und das Prismenblatt 5 wird
das Licht gleichförmig
gemacht und in seiner Helligkeit verstärkt. Die Flüssigkristallplatte 11 ergibt unter
Verwendung des so erhaltenen Lichtes eine Anzeige.
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Bei
der Beleuchtungseinheit UT und der Flüssigkristalldisplayvorrichtung
LD dieser Ausführungsform
ist der Abschirmteil 13 zwischen dem Reflektionsblatt 3,
welches die Rückseite
der Lichtleiterplatte 1 bedeckt, und der Rückseitenhülle 8 angeordnet.
Daher sind die Spalte 16A und 16B sowie die Wärmeabführlöcher 15,
welche Wege für
ein Eintreten von Staub in den Displaybereich 25 bilden
können,
durch den Abschirmteil 13 abgedeckt, so dass der Displaybereich 25 auf
diesen Wegen nicht zugänglich
ist. Daher kann Staub, der von außen nach dem Zusammenbau der
Vorrichtung in die Spalte 16A eingetreten ist, sowie in
den Spalten 16A und 16B vorhandener Staub, welcher
beim Zusammenbau in die Spalte eintritt, und von außen durch
die Wärmeabführlöcher 15 eintretender
Staub nicht in den Displaybereich 25 eindringen, weil der
Abschirmteil 13 die Wege zum Displaybereich 25 versperrt. Gemäß dieser
Ausführungsform
wird der Staub also daran gehindert, zur Flüssigkristallplatte 11 und
den Lichtkorrekturblättern 4 und 5 im
Displaybereich 25 zu gelangen, und damit wird eine ungleichmäßige Helligkeit
verhindert, und die Komponenten im Displaybereich 25 werden
nicht durch Reibung mit dem Staub beschädigt. Weil es ferner nicht
mehr nötig
ist, die Vorrichtung zum Zwecke der Staubentfernung auseinander
zu nehmen, lässt
sich die Vorrichtung nach dem Zusammenbau einfach warten.
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Weil
weiterhin bei der oben beschriebenen Konstruktion der Abschirmteil 13 aus
einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit
besteht, wirkt die Wärmeabfuhr
besser im Vergleich zu einem üblichen
Beispiel, bei welchem in dem Gerät
erzeugte Wärme nach
außen
durch die Wärmeabführlöcher über die Spalte 16B abgeführt wird,
die als mit Luft gefüllte Wärmeisolierschicht
wirken. Daher werden verschiedene Fehler ausgeschaltet, die anderenfalls
durch Wärme
entstehen.
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Wenn
auch die Reflektionsschicht, welche den Reflektionsteil 20 und
die Rückfläche der
Lichtleiterplatte 1 überdeckt,
bei dieser Ausführungsform selbst durchgehend
verwendet wird, kann man eine andere Art von Reflektionsblatt 3 als
Abwandlung dieser Ausführungsform
benutzen. Beispielsweise ist es möglich, ein Reflektionsblatt
zu benutzen, welches man erhält
durch Unterteilung des Reflektionsblattes 3 in Blätter zur
separaten Überdeckung
des Reflektionsteils 20 von der Rückseite der Lichtleiterplatte 1 und
Anbringung der geteilten Blätter
aneinander mit einem Klebstoff oder dergleichen.
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Wenn
weiterhin vorstehend auch ein Beispiel mit zwei Leuchtstoffröhren beschrieben
ist, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die Erfindung lässt sich
auch mit nur einer Leuchtstoffröhre
realisieren, oder die Anzahl und Position der Leuchtstoffröhren kann
verändert
werden. Auch können
andere Lichtquellen als die Leuchtstoffröhren benutzt werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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3 stellt
einen Schnitt dar, welcher schematisch die Bildung einer Beleuchtungseinheit
UT gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Die in 1 verwendeten
Bezugsziffern werden auch in 3 zur Bezeichnung
identischer oder äquivalenter
Bauteile benutzt.
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Die
Beleuchtungseinheit UT hat bei dieser Ausführungsform den gleichen Aufbau
wie die erste Ausführungsform
und unterscheidet sich in folgenden Punkten. In der ersten Ausführungsform
wird ein tafelförmiger
Abschirmteil 13 verwendet, während der bei dieser Ausführungsform
verwendete Abschirmteil 13' die
Form eines Kastens hat, und das Beleuchtungselement 10 ist
in dem Abschirmteil 13 untergebracht. Auch ist am unteren
Ende des inneren Umfangs jedes Rahmenteils 9 eine Stufe 9A vorgesehen,
wobei die Stufen 9A und der Abschirmteil 13' ineinander
passen. Mit dieser Konstruktion wird die gleiche Wirkung wie bei
der ersten Ausführungsform erreicht.
Durch Anordnung der Flüssigkristalldisplayplatte
und einer Frontabdeckung auf einer Lichtemissionsfläche der
Beleuchtungseinheit UT dieser Ausführungsform, wie in 2 für die erste
Ausführungsform
gezeigt, lässt
sich eine Flüssigkristalldisplayvorrichtung
realisieren, welche die gleichen Wirkungen wie die Flüssigkristalldisplayvorrichtung
der ersten Ausführungsform
hat.
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(Dritte Ausführungsform)
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4 zeigt
einen Querschnitt einer schematischen Darstellung der Konstruktion
einer Beleuchtungseinheit UT gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung. Die in 1 benutzen Bezugsziffern werden
auch in 2 zur Bezeichnung gleicher oder äquivalenter
Komponenten verwendet.
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Die
Beleuchtungseinheit UT dieser Ausführungsform hat den gleichen
Aufbau wie die erste Ausführungsform
und unterscheidet sich in folgenden Punkten. Bei der ersten Ausführungsform
sind die Rückflächenabdeckung 8 und
der Rahmenteil 9 separat vorgesehen und werden zur Bildung
des Gehäuses 30 zusammengesetzt,
um das Beleuchtungselement 10 zu umgeben, während bei
dieser Ausführungsform
ein Gehäuse 30' einer solchen
Struktur vorgesehen ist, dass der Rahmenteil 9 und die
Rückflächenabdeckung 8 einteilig
ausgebildet sind. Am Boden des Gehäuses 30 ist ein tafelförmiges Abschirmelement 13 angepasst,
und auf dem Abschirmteil 13 ist ein Beleuchtungselement 10 angeordnet.
Somit ist bei dieser Ausführungsform
das Beleuchtungselement 10 im Gehäuse 30' untergebracht, so dass von ihm
ein oberer Teil, Seitenteile und ein Unterteil gehalten werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
existieren keine Spalte 16A (1) zwischen
dem Rahmenteil 9 und der Rückseite 8 und keine
Spalte 16B zwischen dem Boden des Gehäuses 30' und dem Beleuchtungselement 10,
und die Wärmeabführlöcher 15 sind
von dem Abschirmteil 13 abgedeckt. Daher erreicht man wie
bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform die Wirkungen, dass
kein Staub eindringen kann, und dass die Wärmeabführung verbessert wird. Durch
Anordnen einer Flüssigkristalldisplayplatte
und einer Frontabdeckung auf der Lichtaustrittsseite der Belichtungseinheit
UT dieser Ausführungsform,
ebenso wie gemäß 2 bei
der ersten Ausführungsform,
lässt sich
eine Flüssigkristalldisplayvorrichtung
realisieren, welche die gleichen Wirkungen erreicht, wie die Flüssigkristalldisplayvorrichtung der
ersten Ausführungsform.
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Gemäß der Beleuchtungseinheit
und der Flüssigkristalldisplayvorrichtung
der Erfindung wird ohne Nachteil verhindert, dass Staub in den Displaybereich
der Flüssigkristalldisplayvorrichtung
eindringt, und damit wird eine ungleiche Lichtstärke vermieden, die andernfalls
durch eingedrungenen Staub verursacht wird, und es werden Schäden von
Komponenten im Displaybereich verhindert, die andernfalls auf den
Staub zurückzuführen sind.
Wegen der verbesserten Wärmeabführung entfallen
weiterhin Fehler, wie sie andernfalls durch im Betrieb erzeugte Wärme hervorgerufen
werden.
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Viele
Abwandlungen und andere Ausführungsformen
ergeben sich für
den Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung. Es sei daher darauf
hingewiesen, dass die Beschreibung nur als Beispiel und als Lehre
für die
beste Ausführungsform
der Erfindung für
den Fachmann dient. Wenn auch beispielhaft ein Anwendungsfall der
Erfindung auf eine Kantenbeleuchtungseinheit anhand der ersten bis
dritten Ausführungsform
beschrieben worden ist, lässt
sich die Erfindung auch auf andere Beleuchtungseinheiten als die
oben erläuterten
anwenden.
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Gewerbliche Verwendbarkeit
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Eine
Beleuchtungseinheit gemäß der Erfindung
und eine Flüssigkristalldisplayvorrichtung
unter Verwendung der Beleuchtungseinheit eignen sich als „low profile" und kleine Flüssigkristalldisplayvorrichtung,
wie sie benutzt wird für
AV, OA und Kommunikationsanwendungen und Beleuchtungseinheiten für diese.