DE60315910T2 - Beleuchtungseinrichtung, Flüssigkristallvorrichtung, und elektronisches Gerät - Google Patents

Beleuchtungseinrichtung, Flüssigkristallvorrichtung, und elektronisches Gerät Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung zum Erzeugen von Licht, eine Flüssigkristallvorrichtung, die die Beleuchtungseinrichtung verwendet, und ein elektronisches Gerät, das zur Verwendung der Flüssigkristallvorrichtung konfiguriert ist.
  • Gegenwärtig werden Flüssigkristallvorrichtungen allgemein in Zellulartelefonen, tragbaren Informationsterminals, Digitalkameras, Video-Camcordern und anderen solchen elektronischen Geräten verwendet. In vielen Fällen werden die Flüssigkristallvorrichtungen als Anzeigeeinheiten zur Anzeige von Bildern, wie Zeichen, Zahlen, Formen und so weiter, verwendet.
  • Im Allgemeinen wird bei Flüssigkristallvorrichtungen die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle innerhalb der Flüssigkristallschicht für jeden Anzeigepunkt durch Steuern der Spannung, die an den Flüssigkristall für jeden Anzeigepunkt angelegt wird, gesteuert.
  • Das Licht, das durch die Flüssigkristallschicht geht, wird durch die Orientierungssteuerung der Flüssigkristallmoleküle moduliert, wodurch Bilder, wie Zeichen oder dergleichen, angezeigt werden.
  • Es ist zu beachten, dass Anzeigepunkte eine große Anzahl der kleinsten Anzeigeeinheiten sind, die die effektive Anzeigefläche einer Flüssigkristallplatte bilden, und wenn eine vollfarbige Anzeige ausgeführt wird, indem zum Beispiel die drei Primärfarben R, G und B gemischt werden, ist eine Anzeigeeinheit für jede Farbe ein Anzeigepunkt und die Anzeigepunkte der drei Farben bilden gemeinsam ein Pixel. Auch im Falle einer monochromen Anzeige ist eine Anzeigeeinheit ein Anzeigepunkt und der Anzeigepunkt bildet selbst ein Pixel.
  • Es gibt zwei Arten der zuvor beschriebenen Flüssigkristallvorrichtung, reflektive Flüssigkristallvorrichtungen und transmissive Flüssigkristallvorrichtungen, abhängig davon, wie Licht der Flüssigkristallschicht zugeführt wird. Reflektive Flüssigkristallvorrichtungen leiten externes Licht, wie Sonnenlicht oder Raumlicht oder dergleichen, zu der Flüssigkristallschicht, wobei das Licht hinter der Flüssigkristallschicht reflektiert wird.
  • Ebenso haben transmissive Flüssigkristallvorrichtungen eine Beleuchtungseinrichtung, die hinter der Flüssigkristallschicht angeordnet ist, und leiten Licht, das an der Beleuchtungseinrichtung erzeugt wird, zu der Flüssigkristallschicht. Ebenso sind gegenwärtig sogenannte transflektive Flüssigkristallvorrichtungen bekannt, die sowohl den reflektiven Anzeigemodus, wie auch den transmissiven Anzeigemodus verwenden.
  • Ein Beispiel einer herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung ist eine Beleuchtungseinrichtung, die in 11(a) dargestellt ist, umfassend eine oder mehrere punktförmige Lichtquellen 152, die der Lichteinfangsfläche 151a einer Lichtleiterplatte 151 zugewandt sind, die eine Plattenform aufweist, wobei die Plattendickenrichtung in die vertikale Richtung der Zeichnung verläuft. Bei dieser Beleuchtungseinrichtung geht das Licht, das punktförmig von den Lichtquellen 152 ausgestrahlt wird, durch die Lichteintrittsfläche 151a und wird in die Lichtleiterplatte 151 geleitet und dann in ebener Form von der Lichtausstrahlungsfläche 151b des Lichtleiterelements 151 ausgestrahlt (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
  • Bei dieser herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung jedoch gab es Fälle, dass die Leuchtdichte der Flächen A nahe den einzelnen Lichtquellen 152 des Lichtleiterelements 151 örtlich hoch ist, so dass die Flächen A von einem Beobachter als übermäßig hell gesehen werden. In der vorliegenden Beschreibung werden Flächen, wo die Leuchtdichte örtlich hoch wird, als Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte bezeichnet. Normalerweise haben die Flächen A häufig eine Form, die jener eines Kreises ähnlich ist, und daher werden die Flächen A manchmal als Augbildungsflächen bezeichnet.
  • Zur Vermeidung eines Auftretens solcher Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte sind herkömmliche Anordnungen bekannt, in welchen bogenförmige Kerben 153, die sogenannte R-Formen sind, an der Lichteintrittsfläche 151a des Lichtleiterelements 151 bereitgestellt sind, die jeder Lichtquelle 152 zugewandt ist, wie in 11(B) dargestellt ist. Wie in 12(c) dargestellt ist, ist auch eine Konfiguration für das Lichtleiterelement 151 bekannt, in der die Distanz L zwischen der eben gebildeten, effektiven Lichtausstrahlungsfläche W und den Lichtquellen 152 so eingestellt ist, dass sie lang ist, so dass die Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte A innerhalb der effektiven Lichtausstrahlungsfläche W nicht auffällig sind. Ferner, wie in 12(D) dargestellt ist, ist auch das Bereitstellen einer Streuungsschicht 152 mit einem hohen Haze-Wert, d.h., einem hohen Grad an Lichtstreuung, an der Lichtausstrahlungsfläche 151b des Lichtleiterelements 151 bekannt.
  • Patentliteratur 1
    • Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. Hei 10-260404 (Seite 3, 1)
  • Jedoch ermöglicht weder die Konfiguration, in der bogenförmige Kerben 153 an der Lichteintrittsfläche 151a des Lichtleiterelements 151 bereitgestellt sind, wie in 11(b) dargestellt ist, noch die Konfiguration, in der die Distanz L zwischen der effektiven Lichtausstrahlungsfläche W und den Lichtquellen 152 so eingestellt ist, dass sie lang ist, wie in 12(c) dargestellt ist, noch die Konfiguration, in der eine Streuungsschicht 154 bereitgestellt ist, wie in 12(d) dargestellt ist, eine vollständige Beseitigung der Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte A.
  • Dokument US 5 359 691 offenbart eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtleiterplatte mit einer Lichteintrittsseite, die mehrere gekrümmt konisch zulaufenden Eintrittslichtleitern mit einer flachen Fläche nahe den Lichtquellen aufweist.
  • US 2001/0019479 offenbart eine Seitenlicht-Beleuchtungseinrichtung, die einen Kollimator zwischen der Lichtquelle und der Lichteintrittsfläche des Lichtleiters mit dreieckigen Prismen aufweist, deren Spitzen zu den Lichtquellen zeigen.
  • JP 2001 255415 offenbart verschiedene Konfigurationen einer Eintrittsfläche eines Lichtleiters mit abgerundeten Vertiefungen und flachen Flächen zwischen den Vertiefungen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obengenannten Probleme gemacht, und es ist eine ihrer Aufgaben, das Problem zu beheben, dass die Leuchtdichte nahe den punktförmigen Lichtquellen in Bezug auf das Licht, das von punktförmigen Lichtquellen ausgestrahlt wird, örtlich hoch wird.
    • (1) Zur Lösung der obengenannten Aufgabe umfasst eine Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: mehrere Lichtquellen zum Erzeugen von Licht; ein Lichtleiterelement mit einer Lichteintrittsfläche, die Licht von den Lichtquellen empfängt, und einer Lichtaustrittsfläche, die Licht, das an der Lichteintrittsfläche empfangen wird, ausstrahlt, und ein kontinuierliches optisches Muster aus abwechselnden Prismenflächen und flachen Flächen, das an der Lichteintrittsfläche bereitgestellt ist, wobei die Prismenflächen im Querschnitt eine dreieckige Form aufweisen, wobei die Spitzen der dreieckigen Formen von der Lichteintrittsfläche zu den Lichtquellen zeigen, und die flachen Abschnitte weiter von den Lichtquellen entfernt sind als die Spitzen. Gemäß dieser Beleuchtungseinrichtung ist die Lichteintrittsfläche weder eine einfache flache Fläche noch eine einfache Fortsetzung von Prismenflächen, sondern vielmehr eine Fläche aus kontinuierlichen Prismenflächen und flachen Flächen, so dass Licht, das in die Lichteintrittsfläche eingetreten ist, ausreichend gestreut wird, und insbesondere in die planare Richtung des Lichtleiterelements ausreichend gestreut wird. Daher kann das Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte an Teilen des Lichtleiterelements nahe den Lichtquellen sicher verhindert werden. Während eine Fortsetzung von Prismenflächen alleine zu einer Verringerung in der Leuchtdichte von Licht, das von dem Lichtleiterelement ausgestrahlt wird, und einer Verdunkelung des Anzeigeschirms führen kann, verhindert eine Fortsetzung von Prismenflächen und flachen Flächen eine Verschlechterung in der Leuchtdichte und erzeugt eine helle Anzeige.
    • (2) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, können die Prismenflächen so gebildet sein, dass sie sich linear in die Dickenrichtung des Lichtleiters erstrecken, d.h., in die orthogonalen Richtungen zu den planaren Richtungen, wobei deren Querschnittsform dreieckige Fortsätze oder Vertiefungen sind. Somit kann Licht, das in die Lichteintrittsfläche des Lichtleiterelements eintritt, ausreichend in die planare Richtung des Lichtleiterelements gestreut werden.
    • (3) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, können die Prismenflächen so gebildet sein, dass sie sich linear in die Dickenrichtung des Lichtleiters erstrecken, d.h., in die orthogonalen Richtungen zu den planaren Richtungen, wobei deren Querschnittsform Fortsätze oder Vertiefungen mit der Form eines rechtwinkeligen Dreiecks sind, mit der Lichteintrittsfläche als deren Basis. Somit kann Licht, das in die Lichteintrittsfläche des Lichtleiterelements eintritt, ausreichend in die planare Richtung des Lichtleiterelements gestreut werden.
    • (4) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, können die Prismenflächen so gebildet sein, dass sie sich linear in die Dickenrichtung des Lichtleiters erstrecken, d.h., in die orthogonalen Richtungen zu den planaren Richtungen, wobei deren Querschnittsform Fortsätze oder Vertiefungen mit der Form eines gleichschenkeligen Dreiecks sind, das spitzwinkeliger als ein gleichseitiges Dreieck ist. Somit kann Licht, das in die Lichteintrittsfläche des Lichtleiterelements eintritt, ausreichend in die planare Richtung des Lichtleiterelements gestreut werden.
    • (5) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, ist die Breite der Prismenflächen im Allgemeinen über die gesamte Fläche des Lichtleiterelements in die Dickenrichtung des Lichtleiterelements gleich. Eine Anordnung, in der Prismenflächen nicht über die gesamte Fläche des Lichtleiterelements in dessen Dickenrichtung bereitgestellt sind, sondern vielmehr teilweise über das Lichtleiterelement in die Dickenrichtung bereitgestellt sind, kann in Betracht gezogen werden. Ebenso kann eine Anordnung, in der die Breite der Prismenflächen sich entlang der Dickenrichtung des Lichtleiterelements ändert, in Betracht gezogen werden. In diesen Fällen jedoch könnten die Wirkungen einer Unterdrückung des Auftretens von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte unzureichend sein. Im Gegensatz dazu ermöglicht ein derartiges Einstellen der Breite der Prismenflächen, dass sie im Allgemeinen über die gesamte Fläche des Lichtleiterelements in die Dickenrichtung gleich ist, dass ein Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte sicher verhindert wird. Auch wird durch die derartige Einstellung der Breite der Prismenflächen, dass sie über die gesamte Fläche des Lichtleiterelements in die Dickenrichtung gleich ist, eine Herstellung extrem einfach.
    • (6) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, ist die Höhe oder Tiefe der Prismenflächen 10 bis 50 μm, vorzugsweise 0,02 bis 0,03 mm, der vertikale Winkel der Prismenflächen ist 80 bis 120°, und der Abstand der Prismen ist 100 bis 300 μm. Somit kann ein Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte sicher verhindert werden, und ferner kann die Leuchtdichte ausgestrahlten Lichts bei einem hohen Pegel gehalten werden.
    • (7) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, sind mehrere Punktmuster zur Einstellung des Brechungsindexes von Licht vorzugsweise an der Lichtaustrittsseite des Lichtleiterelements und/oder deren Rückseite gebildet, wobei von diesen Punktmustern die Breite der Punktmuster, die am nächsten zu der Lichteintrittsfläche gebildet sind, kleiner als die Länge der Basis der Prismenflächen ist. Somit kann das Ausmaß der Beteiligung von Licht, das in das Lichtleiterelement durch die Lichteintrittsfläche eintritt, beim Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte unterdrückt werden.
    • (8) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, können mehrere streifenförmige Muster zur Einstellung des Brechungsindexes von Licht an der Lichtaustrittsseite des Lichtleiterelements und/oder deren Rückseite gebildet sein. Gemäß den Versuchen, die von den gegenwärtigen Erfindern durchgeführt wurden, ist die Bildung von Prismenflächen an der Lichteintrittsfläche eines Lichtleiterelements, auf dem Streifenmuster gebildet wurden, in der Unterdrückung von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte effektiver als die Bildung von Prismenflächen auf der Lichteintrittsfläche eines Lichtleiterelements, auf dem Punktmuster gebildet wurden.
    • (9) Ferner umfasst die Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Lichtquelle zum Erzeugen von Licht; eine Platte zum Stützen der Lichtquelle; und ein Lichtleiterelement, wobei Licht von der Lichtquelle an einer Lichteintrittsfläche empfangen und von einer Lichtausstrahlungsfläche ausgestrahlt wird, wobei eine optische Fläche zur Unterdrückung der Leuchtdichte einer Fläche mit örtlich hoher Leuchtdichte, die nahe der Lichtquelle auftritt, auf der Fläche der Platte bereitgestellt ist, die die Lichtquelle stützt, und wobei auf der Lichteintrittsfläche ein optisches Muster aus kontinuierlichen Prismenflächen und flachen Flächen gebildet ist. Gemäß dieser Beleuchtungseinrichtung sind optische Muster, die Prismenflächen enthalten, auf der Lichteintrittsfläche des Lichtleiterelements gebildet, und ferner ist eine optische Fläche auf der Platte an der Lichtquellenseite gebildet, so dass ein Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte noch sicherer durch die interaktive Wirkung des optischen Musters und der optischen Fläche verhindert werden kann.
    • (10) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, kann die optische Fläche durch Bereitstellen eines Materials gebildet werden, das Licht auf der Platte nahe der Lichtaustrittsfläche der Lichtquelle nicht sogleich reflektiert. Somit kann das Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte sicher unterdrückt werden.
    • (11) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, kann die optische Fläche durch Bereitstellen eines Materials gebildet werden, das Licht auf einer Fläche auf der Platte, zu der Licht von der Lichtquelle gelangt, nicht sogleich reflektiert. Somit kann das Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte sicher unterdrückt werden.
    • (12) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, ist das Material, das Licht nicht sogleich reflektiert, vorzugsweise über einen weiteren Bereich als den optischen Richtungsbündelungsbereich der Lichtquelle bereitgestellt. Im Allgemeinen hat Licht, das von einer Lichtquelle ausgestrahlt wird, die Eigenschaft, sich in eine bestimmte Richtung zu bewegen, d.h., eine Richtungsbündelung. Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte treten häufig entsprechend solchen Richtbündelungsregionen auf. Daher ermöglicht die Bereitstellung des Materials, das Licht nicht sogleich reflektiert, über einen weiteren Bereich als den optischen Richtungsbündelungsbereich der Lichtquelle ein sicheres Unterdrücken des Auftretens von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte.
    • (13) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, ist eine Licht reflektive Fläche vorzugsweise auf der Oberfläche der Platte, wo die Lichtquelle bereitgestellt ist, in der umgebenden Fläche der optischen Fläche bereitgestellt. Die optische Fläche ist in einer Fläche bereitgestellt, zu der eine ausreichend große Menge an Licht von der Lichtquelle gelangt, und soll verhindern, dass eine große Menge an reflektiertem Licht in dieser Fläche auftritt. Wie daraus hervorgeht, wird nicht so viel Licht von der Lichtquelle zu den umgebenden Flächen der optischen Fläche auf der Platte geleitet. Daher kann eine große Differenz zwischen der optischen Fläche, zu der ausreichend Licht gelangt, und der Umgebung, in die nicht ausreichend Licht gelangt, auftreten, wenn nicht bestimmte Maßnahmen für die umgebende Fläche ergriffen werden. In diesem Fall ermöglicht die Bereitstellung einer Licht reflektiven Fläche in der umgebenden Fläche, dass die Menge an Licht, die um die optische Fläche reflektiert wird, erhöht wird, so dass die Differenz in der Leuchtdichte unterdrückt werden kann.
    • (14) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, kann die Licht reflektive Fläche als weiße Farbfläche gebildet sein. Auch kann diese weiße Farbfläche zum Beispiel durch Drucken einer weißen Farbe auf die Platte, Anbringen eines weißen Farbklebers auf der Platte und so weiter, gebildet werden.
    • (15) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, umfasst das Material, das Licht nicht sogleich reflektiert, Licht absorbierendes Material, Licht streuendes Material oder Licht durchlässiges Material. Wenn das Licht absorbierende Material verwendet wird, kann die Reflexion von Licht durch Absorption von Licht von der Lichtquelle unterdrückt werden. Auch wenn das Licht streuende Material verwendet wird, kann eine konzentrierte Reflexion von Licht in eine bestimmte Richtung durch Streuen von Licht von der Lichtquelle unterdrückt werden. Auch im Falle der Verwendung des Licht durchlässigen Materials kann die Reflexion von Licht durch Durchlassen von Licht von der Lichtquelle unterdrückt werden.
    • (16) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, kann das Material, das Licht nicht sogleich reflektiert, durch schwarz oder grau gefärbten Druck gebildet werden. Oder das Material, das Licht nicht sogleich reflektiert, kann durch Anbringen schwarzer Farbkleber oder grauer Farbkleber an der Platte gebildet werden.
    • (17) Bei der Beleuchtungseinrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, kann die Lichtquelle aus einer blauen LED (Leuchtdiode) und YAG fluoreszierenden Substanz, die um die blaue LED bereitgestellt ist, gebildet sein. Diese Konfiguration ist eine herkömmliche Konfiguration für LEDs zum Ausstrahlen von weißem Licht.
    • (18) Ferner umfasst eine Flüssigkristallvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: eine Beleuchtungseinrichtung, die Licht planar erzeugt; und eine Flüssigkristallplatte, die der Lichtaustrittsfläche der Beleuchtungseinrichtung zugewandt bereitgestellt ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung aus der zuvor beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung konfiguriert ist. Gemäß der Beleuchtungseinrichtung, die mit dieser Flüssigkristallvorrichtung verwendet wird, treten Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte nicht nahe den Lichtquellen auf, so dass eine Anzeige mit einer gleichförmigen Helligkeit über der gesamten Anzeigefläche erhalten werden kann.
    • (19) Ferner umfasst ein elektronisches Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung: eine Flüssigkristallvorrichtung, umfassend eine Flüssigkristallschicht; ein Gehäuse zur Aufnahme der Flüssigkristallvorrichtung; und ein Steuermittel zum Steuern des Betriebs der Flüssigkristallvorrichtung, wobei die Flüssigkristallvorrichtung aus der zuvor beschriebenen Flüssigkristallvorrichtung konfiguriert ist. Gemäß der Flüssigkristallvorrichtung, die in diesem elektronischen Gerät verwendet wird, kann eine Anzeige mit gleichförmiger Helligkeit über der gesamten Anzeigefläche erhalten werden, ohne Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte, so dass eine augenfreundliche Anzeige für die Informationsanzeigeeinheit des elektronischen Geräts erhalten werden kann.
  • Es werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur anhand eines weiteren Beispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von welchen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung und der Flüssigkristallvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 eine Querschnittsansicht ist, die die Querschnittskonfiguration der in 1 dargestellten Flüssigkristallvorrichtung zeigt.
  • 3 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Beispiel einer aktiven Vorrichtung zeigt, die in der in 1 dargestellten Flüssigkristallvorrichtung verwendet wird.
  • 4 eine Draufsicht ist, die die planare Konfiguration der Beleuchtungseinrichtung zeigt, die mit der in 1 dargestellten Flüssigkristallvorrichtung verwendet wird.
  • 5(a) eine vergrößerte Draufsicht ist, die die Primärkomponenten in 4 zeigt, und 5(b) ein Querschnittsdiagramm ist, das die Querschnittsstruktur der Primärkomponenten zeigt.
  • 6 eine Draufsicht ist, die eine Modifizierung der Prismenflächen zeigt, die an der Lichteintrittsfläche des Lichtleiterelements bereitgestellt sind.
  • 7 eine Draufsicht ist, die eine weitere Modifizierung, die nicht Teil der Erfindung ist, der Prismenflächen zeigt, die an der Lichteintrittsfläche des Lichtleiterelements bereitgestellt sind.
  • 8(a) eine Draufsicht ist, die eine Modifizierung optischer Muster zeigt, die an der Lichteintrittsfläche und so weiter des Lichtleiterelements bereitgestellt sind, und 8(b) ein Querschnittsdiagramm davon ist.
  • 9 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Ausführungsform des elektronischen Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 10 ein Blockdiagramm ist, das eine weitere Ausführungsform des elektronischen Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11 eine Draufsicht ist, die ein herkömmliches Beispiel einer Beleuchtungseinrichtung zeigt.
  • 12 eine Draufsicht ist, die ein weiteres herkömmliches Beispiel einer Beleuchtungseinrichtung zeigt.
  • 13 ein Diagramm ist, das eine Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei (a) eine Draufsicht ist und (b) eine seitliche Querschnittsansicht ist.
  • 14 ein Diagramm ist, das eine Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei (a) eine Seitenansicht ist und (b) eine Draufsicht ist.
  • 15 ein Diagramm ist, das die Messergebnisse zeigt, die unter Verwendung der Ausführungsform erhalten wurden, die in 14 dargestellt ist.
  • (Ausführungsformen der Beleuchtungseinrichtung und Flüssigkristallvorrichtung)
  • Es folgt eine Beschreibung der Beleuchtungseinrichtung und Flüssigkristallvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Ausführungsformen als Beispiele dafür. 1 ist eine Ausführungsform, in der die vorliegende Erfindung bei einer Flüssigkristallvorrichtung mit einer COG-Struktur ("Chip On Glass") angewendet wird, wobei Treiber-ICs direkt an einer Platte montiert sind, die vom aktiven Matrixtyp mit TFDs (Dünnfilmdioden) ist, die Schaltvorrichtungen mit zwei Anschlussklemmen sind.
  • In 1 wird die Flüssigkristallvorrichtung 1 durch Befestigen einer Beleuchtungseinrichtung 3 an einer Flüssigkristallplatte 2 gebildet. Die Flüssigkristallplatte 2 wird durch Anbringen eines ersten Substrats 4a und eines zweiten Substrats 4b gemeinsam mit einem ringförmigen Dichtungselement 6 gebildet. Wie in 2 dargestellt ist, wird ein sogenannter Zellspalt 12, der ein Spalt ist, der von Abstandshaltern 14 gehalten wird, zwischen dem ersten Substrat 4a und dem zweiten Substrat 4b gebildet, und Flüssigkristall wird in diesem Zellspalt 12 zur Bildung der Flüssigkristallschicht 13 eingeschlossen.
  • In 2 hat das erste Substrat 4a ein erstes Basismaterial 11a, das aus Glas, Kunststoff, usw. gebildet ist, das, betrachtet aus der Richtung des Pfeils B, quadratisch ist, mit einem Transflektorfilm 16 auf der Flüssigkristallseitenfläche des ersten Basismaterials 11a, auf dem TFDs 21 und Punktelektroden 17a gebildet sind, und einer Ausrichtungsschicht 18a, die darüber gebildet ist. Vor dem Anbringen der zwei Substrate 4a und 4b mit dem Dichtungselement 6 wird die Oberfläche der Ausrichtungsschicht 18 einer Orientierungsbearbeitung, wie einem Reibprozess oder dergleichen, unterzogen.
  • Ebenso ist eine Polarisierungsplatte 27a auf der äußeren Oberfläche des ersten Basismaterials 11a zum Beispiel durch Kleben und so weiter befestigt. Die Polarisierungsplatte 27a dient zum Durchlassen von linear polarisiertem Licht, das in eine Richtung gerichtet ist, und zum Nicht-Durchlassen anderen polarisierten Lichts durch Absorbieren, Streuen und so weiter.
  • Der Transflektorfilm 16 wird durch Bilden eines reflektiven Films aus einem fotoreflektiven Material, wie zum Beispiel Aluminium, durch Sputtern oder dergleichen gebildet, und anschließendes Bereitstellen von Öffnungen 19 zum Durchlassen von Licht an Positionen, die den Punktelektroden 17a entsprechen, zum Beispiel durch Fotoätzen. Es ist zu beachten, dass ein Anordnung verwendet werden kann, in der die Dicke des reflektiven Films dünn gestaltet wird, anstatt Öffnungen 19 bereitzustellen, so das dieser sowohl Funktionen zum Reflektieren von Licht wie auch Funktionen zum Durchlassen von Licht hat.
  • TFDs 21 sind zwischen den Punktelektroden 17a und der Leitungsverdrahtung 22 gebildet, wie in 1(a) dargestellt ist. Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die Leitungsverdrahtung 22 mehrere, die sich jeweils in die X-Richtung erstrecken, wobei diese parallel zueinander in vorbestimmten Intervallen in die Y-Richtung angeordnet sind (d.h., die Richtung orthogonal zu der X-Richtung), so dass sie insgesamt eine Streifenform bilden. Es ist zu beachten, dass, während 1 schematisch die Leitungsverdrahtung 22 mit nur einigen Leitungen und großen Abständen dazwischen zeigt, um die Struktur verständlicher zu machen, die Leitungsverdrahtung 22 tatsächlich eine große Anzahl von Leitungen aufweist, die in extrem engen Intervallen gebildet sind.
  • Die einzelnen TFDs 21 werden durch serielle Verbindung einer ersten TFD-Komponente 21a und einer zweiten TFD-Komponente 21b gebildet, wie in 3 dargestellt ist. Die TFD 21 wird zum Beispiel wie folgt gebildet. Zuerst wird ein erste Schicht 22a der Leitungsverdrahtung 22 und ein erstes Metall 23 der TFD 21 aus TaW (Tantalwolfram) gebildet. Anschließend wird eine anodische Oxidierungsbearbeitung zur Bildung einer zweiten Schicht 22b aus der Leitungsverdrahtung 22 und eines Isolierfilms 24 der TFD 21 durchgeführt. Anschließend wird eine dritte Schicht 22c der Leitungsverdrahtung 22 und ein zweites Metall 26 der TFD 21 zum Beispiel aus Cr (Chrom) gebildet.
  • Das zweite Metall 26 der ersten TFD-Komponente 21a erstreckt sich von der dritten Schicht 22c der Leitungsverdrahtung 22. Ebenso ist eine Punktelektrode 17a so gebildet, dass sie mit der Spitze des zweiten Metalls 26 der zweiten TFD-Komponente 21b überlappt. Unter Berücksichtigung, dass elektrische Signale von der Leitungsverdrahtung 22 zu der Punktelektrode 17a fließen, fließen elektrische Signale entlang der Stromrichtung in der Reihenfolge zweite Elektrode → Isolierfilm 24 → erstes Metall 23 an der ersten TFD-Komponente 21a, während elektrische Signale in der Reihenfolge erstes Metall 23 → Isolierschicht 24 → zweites Metall 26 an der zweiten TFD-Komponente 21b fließen.
  • Das heißt, ein Paar von TFD-Komponenten, die einander elektrisch zugewandt sind, sind seriell zwischen der ersten TFD-Komponente 21a und der zweiten TFD-Komponente 21b verbunden. Eine solche Struktur wird im Allgemeinen als Rücken-an-Rücken-Struktur bezeichnet, und von TFDs mit dieser Struktur ist bekannt, dass sie stabilere Eigenschaften liefern als die Konfiguration von TFDs mit nur einer TFD-Komponente.
  • Die Punktelektrode 17a, die in Überlappung mit der zweiten TFD-Komponente 21b der TFD 21 gebildet ist, wird zum Beispiel durch Anwenden einer fotolithografischen Bearbeitung und einer Ätzbearbeitung an einem Metalloxid wie ITO (Indiumzinnoxid) gebildet. Wie in 1(a) dargestellt ist, sind mehrere Punktelektroden 17a in einer Spaltenform in die Richtung angeordnet, in die sich eine Leitungsverdrahtung 22 erstreckt, d.h., in die X-Richtung, und ferner sind spaltenförmige Punktelektroden 17a derselben parallel in die Richtung orthogonal zu der Leitungsverdrahtung 22 angeordnet, das heißt, in die Y-Richtung. Folglich sind die mehreren Punktelektroden 17a in Matrixform innerhalb einer Platte angeordnet, die durch die X-Richtung und Y-Richtung definiert ist.
  • Die mehreren Punktelektroden 17a bilden jeweils einen Anzeigepunkt, und eine Matrixanordnung der mehreren Anzeigepunkte bildet eine Anzeigefläche zur Anzeige von Bildern.
  • In 2 hat ein zweites Substrat 4b, das dem ersten Substrat 4a zugewandt ist, ein zweites Basismaterial 11b, das aus Glas, Kunststoff usw. gebildet ist, das aus der Richtung des Pfeils B betrachtet ein Quadrat ist. Ein Farbfilter 28 ist an der Flssigkristallseite des zweiten Basismaterials 11b gebildet, mit darauf gebildeten Linienelektroden 17b, und eine Ausrichtungsschicht 18b ist darüber gebildet. Vor dem Auftragen des Paares von Substraten 4a und 4b mit dem Dichtungselement 6 wird die Oberfläche der Ausrichtungsschicht 18b einer Orientierungsbearbeitung, wie einem Reibprozess oder dergleichen, unterzogen.
  • Ebenso ist eine Polarisierungsplatte 27b an der äußeren Oberfläche des zweiten Basismaterials 11b zum Beispiel durch Kleben oder dergleichen befestigt. Die Polarisierungsplatte 27b dient zum Durchlassen linear polarisierten Lichts, das in eine Richtung geht, die sich von der Polarisierungsdurchlassachse der Polarisierungsplatte 27a an der Seite des ersten Substrats 4a unterscheidet, und anders polarisiertes Licht nicht durchlässt, indem sie es absorbiert, streut, usw..
  • Wie in 1 und 1(a) dargestellt ist, erstrecken sich die Linienelektroden 17b in die Richtung orthogonal zu der Leitungsverdrahtung 22, d.h., in die Y-Richtung, und sind parallel in vorbestimmten Intervallen in die X-Richtung, orthogonal zu dieser, angeordnet, wodurch insgesamt eine Streifenform gebildet wird. Wie in 1(a) dargestellt ist, ist jede der Linienelektroden 17b den mehreren Punktelektroden 17a zugewandt in einer Spaltenform in die Y-Richtung gebildet. Die überlappte Fläche zwischen den Punktelektroden 17a und den Linienelektroden 17b bildet einen Anzeigepunkt.
  • Es ist zu beachten, dass, obwohl 1 schematisch nur einige Linienelektroden 17b und große Abständen dazwischen zeigt, um die Struktur verständlicher zu machen, tatsächlich eine große Anzahl von Linienelektroden 17b in extrem engen Intervallen gebildet sind.
  • In 2 ist das Farbfilter 28 aus R, G und B Dreifarben-Bildelementen 29 konfiguriert, die in einer vorbestimmten Anordnung angeordnet sind, und Licht abschirmende Flächen sind zwischen den Bildelementen 29 gebildet, d.h., als schwarze Maske 31. Beispiele für die Anordnung der R, G und B Farbbildelemente 29 enthalten streifenförmige Anordnungen, Delta-Anordnungen, Mosaik-Anordnungen, und so weiter. Ebenso ist jedes der Farbbildelemente 29 an Positionen gebildet, die den Anzeigepunkten entsprechen, die so gebildet sind, dass die Punktelektroden 17a und Linienelektroden 17b überlappen.
  • In 1 hat das erste Substrat 4a einen Verlängerungsabschnitt 7, der sich von dem zweiten Substrat 4b nach außen erstreckt, wobei eine Verdrahtung 32 und Anschlussklemmen 33 an der Oberfläche des Verlängerungsabschnitts 7 gebildet sind. Eine Treiber-IC 9 ist an der Fläche, wo die Verdrahtung 32 und die Anschlussklemmen 33 gemeinsam vorhanden sind, durch einen ACF (anisotropen leitenden Film) 8 montiert. Wie in 2 dargestellt ist, hat die Treiber-IC 9 Kontakthöcker 36, die vorstehende Anschlussklemmen sind. Ebenso wird der ACF 8 durch Einmischen einer großen Menge an winzigen, elektrisch leitenden Teilchen 38 in ein Harz 37 mit Härtungseigenschaften, wie zum Beispiel Wärmehärtungseigenschaften, Thermoplastizität, Ultravioletthärtungseigenschaften und so weiter, gebildet. Die Kontakthöcker 36 an der Ausgangsseite der Treiber-IC 9 sind elektrisch leitend mit der Verdrahtung 32, die an dem Verlängerungsabschnitt 7 des ersten Substrats 4a gebildet ist, durch die elektrisch leitenden Teilchen 38 innerhalb des ACF 8 verbunden. Ebenso sind die Kontakthöcker 36 an der Ausgangsseite der Treiber-IC 9 elektrisch leitend mit den Anschlussklemmen 33 durch die elektrisch leitenden Teilchen 38 verbunden.
  • In 2 werden die Verdrahtung 32 und die Anschlussklemmen 33 auf dem ersten Substrat 4a gleichzeitig mit der Bildung der Leitungsverdrahtung 22 und der Punktelektroden 17a auf dem ersten Substrat 4a gebildet. Es ist zu beachten, dass sich die Leitungsverdrahtung 22 in den Verlängerungsabschnitt 7 erstreckt, wo sie zur Verdrahtung 32 wird. Sphärische oder zylindrische Leiter 34 sind in das Innere des Dichtungselements 6 gemischt, das das erste Substrat 4a an das zweite Substrat 4b klebt. Die Linienelektroden 17b, die auf dem zweiten Substrat 4b gebildet sind, werden auf den Abschnitt des Dichtungselements 6 auf dem zweiten Substrat 4b abgelegt und dann elektrisch leitend mit der Verdrahtung 32 auf dem ersten Substrat 4a über das leitende Material 34 verbunden. Aufgrund dieser Konfiguration kann die Treiber-IC 9, die auf dem ersten Substrat 4a montiert ist, Signale sowohl zu der Leitungsverdrahtung 22 auf dem ersten Substrat 4a und daher zu den Punktelektroden 17a, wie auch zu den Linienelektroden 17b auf dem zweiten Substrat 4b leiten.
  • In 1 hat die Beleuchtungseinrichtung 3, die der äußeren Oberfläche des ersten Substrats 4a zugewandt angeordnet ist, das die Flüssigkristallplatte 2 bildet, ein Lichtleiterelement 39 mit einer quadratischen Plattenform aus zum Beispiel einem transparenten Kunststoff, und eine Lichtquellenvorrichtung 41, die an dem Lichtleiterelement 39 befestigt ist. In 2 ist eine Licht reflektive Schicht 52 an der Fläche des Lichtleiterelements 39 gegenüber der Flüssigkristallplatte 2 durch zum Beispiel Kleben oder dergleichen montiert. Ebenso ist eine Lichtstreuungsschicht 53 an der Fläche des Lichtleiterelements 39, die der Flüssigkristallplatte 2 gegenüber liegt, durch zum Beispiel Kleben montiert, und des Weiteren ist eine Prismenschicht 54 durch zum Beispiel Kleben darauf montiert.
  • Die Licht reflektive Schicht 52 reflektiert Licht, das von der Fläche des Lichtleiterelements 39, die der Flüssigkristallplatte 2 gegenüber liegt, nach außen gestrahlt wird, so dass das Licht wieder durch das Lichtleiterelement 39 geht, so dass es von der Fläche des Lichtleiterelements 39, die der Flüssigkristallplatte 2 gegenüber liegt, nach außen gestrahlt wird. Die Lichtstreuungsschicht 53 streut das Licht, das von der Fläche des Lichtleiterelements 39, die der Flüssigkristallplatte 2 gegenüber liegt, ausgestrahlt wird, d.h., streut es in zahlreiche Richtungen.
  • De Prismenschicht 54 ist ein Schichtelement mit Prismen, d.h., tranparenten Elementen mit zwei oder mehr nicht parallelen Flächen, auf ihrer Fläche, die der Flüssigkristallplatte 2 zugewandt ist und/oder ihrer Fläche, die dem Lichtleiterelement 39 zugewandt ist, und dient dazu, das Licht, das von der Lichtstreuungsschicht 53 ausgestrahlt wird, in eine vorbestimmte Richtung zu lenken.
  • In 1 hat die Lichtquellenvorrichtung 41 drei LEDs 42, die als Lichtquellen zum Erzeugen von Licht in Punktform dienen, und eine Platte 43 zum Halten der LEDs 42. Die Anzahl von LEDs kann nur eine oder nach Bedarf eine Mehrzahl, die nicht drei ist, sein. Die Platte 43 umfasst auf einem flexiblen semitransparenten Kunststofffilm Anschlussklemmen 44, eine Verdrahtung 46, die sich von den Anschlussklemmen 44 erstreckt, und Steuerschaltungen 47, die an die Verdrahtung 46 angeschlossen sind. Die Steuerschaltungen 47 erzeugen einen Strom zum Ansteuern der LEDs 42. Die LEDs 42 sind an der Platte 43 durch Kleben oder dergleichen so befestigt, dass sie an die Steuerschaltungen 47 angeschlossen sind.
  • Wie in 2 dargestellt ist, haben die LEDs 42 zum Beispiel eine blaue LED 48 zum Erzeugen von blauem Licht, und Harz 49, das eine YAG fluoreszierende Substanz enthält, das an der Lichtausstrahlungsfläche der blauen LED 48 bereitgestellt ist. Wenn das blaue Licht, das von der blauen LED 48 ausgestrahlt wird, durch das Harz 49 geht, interagiert ein Teil des blauen Lichts mit der YAG fluoreszierenden Substanz und wird in gelbes Licht umgewandelt, d.h., in ein gemischtes Licht aus grünem Licht und rotem Licht, und vermischt sich mit dem blauen Licht, das nach außen ausgestrahlt wurde, ohne mit der YAG fluoreszierenden Substanz zu interagieren, wodurch weißfarbiges Licht an der Lichtausstrahlungsfläche 51 erhalten wird.
  • Eine Befestigungslasche K ist an der Spitze der Platte 43 der Lichtquellenvorrichtung 41 eingerichtet, wobei die Befestigungslasche K an der Fläche des Lichtleiterelements 39 gegenüber der Flüssigkristallplatte 2 durch zum Beispiel Kleben befestigt ist, während die Licht reflektive Schicht 52 dazwischen eingesetzt ist. Es kann eine Anordnung verwendet werden, in der anstelle des Klebeverfahrens Fortsätze, wie zum Beispiel Stifte, an geeigneten Positionen des Lichtleiterelements 39 gebildet sind, und passende Strukturen, wie zum Beispiel Löcher, an den entsprechenden Positionen der Platte 43 gebildet sind, so dass die Stifte und die Löcher zusammengefügt werden können, um die Lichtquellenvorrichtung 41 an dem Lichtleiterelement 39 zu befestigen.
  • Es ist zu beachten, dass, während eine Licht reflektive Schicht 52 zwischen dem Lichtleiterelement 39 und der Platte 43 in der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt ist, eine Anordnung gebildet werden kann, in der die Platte 43 direkt in dem Lichtleiterelement 39 befestigt ist, und die Licht reflektive Schicht 52 später auf der äußeren Oberfläche der Platte 43 und des Lichtleiterelements 39 montiert wird.
  • Mehrere Fortsätze 56, die als Punktmuster dienen, sind auf der Fläche des Lichtleiterelements 39 gegenüber der Flüssigkristallplatte 2 in einem konstanten Anordnungsmuster gebildet. Die Fortsätze 56 dienen dazu, Licht, das sich fortpflanzt, während eine Totalreflexion im Inneren des Lichtleiterelements 39 erfolgt, aus dem Lichtleiterelement 39 zu führen. 4 zeigt eine Konfiguration des Lichtleiterelements 39 und der Lichtquellenvorrichtung 41, die in 2 dargestellt ist, ohne die Flüssigkristallplatte 2, betrachtet aus der Richtung des Pfeils B. Wie in 4 dargestellt ist, ist jeder der Fortsätze 56 in planarer Weise quadratisch gebildet, und ist des Weiteren so gebildet, dass er eine kleine Fläche hat, je näher er zu der Lichtquellenvorrichtung 41 liegt, und eine größere Fläche hat, je weiter er von der Lichtquellenvorrichtung 41 entfernt ist.
  • Der Grund dafür, dass die Fläche der Fortsätze 56 entsprechend dem Abstand zu der Lichtquellenvorrichtung 41 geändert wird, ist, dass die Lichtmenge, die zu der Flüssigkristallplatte 2 ausgestrahlt wird, nahe der Lichtquellenvorrichtung 41 abgeschwächt wird, und die Lichtmenge, die zu der Flüssigkristallplatte 2 ausgestrahlt wird, fern der Lichtquellenvorrichtung 41 verstärkt wird, wodurch das planare Licht, das von dem Lichtleiterelement 39 zugeführt wird, gleichförmig wird.
  • Es ist zu beachten, das in 2, eine oder alle von der Licht reflektiven Schicht 52, der Licht streuenden Schicht 53 und der Prismenschicht 54 nach Bedarf fehlen können.
  • In 4 sind Licht reflektive Flächen H auf der Oberfläche der Platte 43, die die Lichtquellenvorrichtung 41 bildet, in Flächen G näher zu dem Lichtleiterelement 39 als die Position, wo die LEDs 42 bereitgestellt sind, zwischen benachbarten LEDs 42 bereitgestellt. Ebenso sind optische Flächen P zum Unterdrücken der Leuchtdichte von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte (siehe 11(a)) an den vorderen Flächen der Lichtausstrahlungsflächen 51 der LEDs 42 zwischen den Licht reflektiven Flächen H, d.h., nahe den Lichtausstrahlungsflächen 51, bereitgestellt.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Licht reflektiven Flächen H aus einem weißen Farbmaterial 57 gebildet, das auf die Platte 43 gedruckt ist, wie in 2 dargestellt ist. Ebenso sind optische Flächen P aus schwarzem Farbmaterial 58 gebildet, das auf dem weißen Farbmaterial 57 gebildet ist. Das schwarze Farbmaterial 58 dient als Element, das Licht nicht sogleich reflektiert. Die optischen Flächen P und die Licht reflektiven Flächen H sind sowohl in den Flächen zwischen der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 wie auch den Lichtausstrahlungsflächen 51 der LEDs 42 bereitgestellt, und in der Fläche, wo die Platte 43 das Lichtleiterelement 39 überlappt.
  • Die Licht reflektive Flächen H sind nicht auf den Druck eines weißen Farbmaterials beschränkt, und können erhalten werden, indem die Platte 43 selbst aus einem weißen Farbmaterial gebildet wird oder eine weiße Farbschicht aufgetragen wird. Ebenso ist die Farbe nicht auf weiß beschränkt, sondern es kann jede andere Farbe, die zur Reflexion von Licht imstande ist, verwendet werden.
  • Ebenso ist das Material, das Licht nicht sogleich reflektiert, das die optische Fläche P bildet, nicht auf den Druck eines schwarzen Farbmaterials beschränkt, und kann erhalten werden, indem die Platte 43 selbst aus einem schwarzen Farbmaterial gebildet wird oder eine schwarze Farbschicht aufgetragen wird. Ebenso ist die Farbe nicht auf schwarz beschränkt, sondern es kann jede andere Farbe, die zur Absorption von Licht imstande ist, wie zum Beispiel grau, verwendet werden.
  • 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts der Struktur, in der die Platte 43 und das Lichtleiterelement 39, die die Lichtquellenvorrichtung 41 bilden, zusammengebaut sind, wo die LEDs 42 bereitgestellt sind. Im Allgemeinen haben LEDs 42 eine Richtungsbündelung in Bezug auf ausgestrahltes Licht. Das heißt, das Licht, das von der Lichtausstrahlungsfläche 51 der LED 42 ausgestrahlt wird, ist in bestimmte Richtungen stark, und in bestimmte Richtungen schwach. Die Form, die durch das Bezugszeichen S in 5 bezeichnet ist, gibt die Lichtrichtungsbündelung der LED 42 an.
  • Zur Beschreibung, wie das Lichtrichtungsbündelungsdiagramm S in 5(a) zu sehen ist, hat die Stärke von Licht, das von der LED 42 ausgestrahlt wird, das sich in die gerade Fortpflanzungsrichtung fortpflanzt, die durch den Pfeil C0 angegeben ist, eine Stärke, die durch die Länge des Pfeils C0 angegeben ist, und die Stärke von Licht, das sich in die Richtungen der Pfeile C1, C2, C3 beziehungsweise C4 fortpflanzt, hat Stärken, die den Längen der Pfeile entsprechen. Wie aus diesem Richtungsbündelungsdiagramm S klar erkennbar ist, wird kein Licht in die Richtung unmittelbar neben der Lichtausstrahlungsfläche der LED 42 ausgestrahlt, das heißt, in die Richtung, die vollständig neben dem Winkel 0° liegt. Es ist, zu beachten, dass die Lichtrichtungsbündelung der LED 42 nicht planar ist, sondern vielmehr auch in Richtung der Höhe auftritt, wie in 5(b) dargestellt ist. Das heißt, die LED 42 hat eine Lichtrichtungsbündelung, die durch ein dreidimensionales Lichtrichtungsbündelungsdiagramm S dargestellt ist.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die planare Breite D der optischen Flächen P zur Unterdrückung des Auftretens von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte so gebildet, dass sie ein Bereich breiter als das obengenannte Lichtrichtungsbündelungsdiagramm S ist. Somit kann die Reflexion von Licht von der LED 42 weg von der Platte 43 sicher unterdrückt werden und folglich kann ein Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte aufgrund des reflektierten Lichts sicher unterdrückt werden.
  • Während die planare Breite D der optischen Flächen P wie zuvor beschrieben bestimmt wird, wird die planare Länge E der optischen Flächen P unabhängig von dem Lichtrichtungsbündelungsdiagramm S bestimmt, wie in 5(b) dargestellt ist. Insbesondere ist die Länge E der optischen Flächen P so eingestellt, dass sie länger als die Fläche ist, wo Licht, das von der Lichtausstrahlungsfläche 51 der LED 42 ausgestrahlt wird, zwischen dem Lichtleiterelement 39 und der LED 42 durchgeht und direkt die Platte 43 erreicht. Somit kann reflektiertes Licht von der Platte 43, das reflektiertes Licht an Abschnitten ist, die zum Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte beitragen, sicher unterdrückt werden.
  • Im Falle der Verwendung einer Struktur, in der die Licht reflektive Schicht 52 zwischen der Platte 43 und dem Lichtleiterelement 39 eingesetzt ist, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, wird nun das Licht, das von den LEDs 42 ausgestrahlt wird und in das Lichtleiterelement 39 eintritt, an der Licht reflektiven Schicht 52 reflektiert und erreicht die optischen Flächen P nicht. Daher kann es keinen Unterschied in den Wirkungen zur Unterdrückung des Auftretens von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte zwischen Anordnungen geben, die mit den optischen Flächen P bereitgestellt sind, und jenen, die nicht mit diesen bereitgestellt sind, insofern als die Flächen, die die Licht reflektive Schicht 52 überlappen, betroffen sind. Es kann jedoch Fälle geben, in welchen Licht vorhanden ist, das durch die Licht reflektive Schicht 52 durchgelassen wird, so dass, wenn möglich, die optischen Flächen P vorzugsweise auf der Platte 43 an Flächen bereitgestellt sind, die auch die Licht reflektive Schicht 52 überlappen, um zu verhindern, dass ein solches Licht an der Platte 43 reflektiert wird und zum Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte beiträgt.
  • Ebenso kann als Modifizierung der Flüssigkristallvorrichtung eine Anordnung in Betracht gezogen werden, in der die Licht reflektive Schicht 52 nicht zwischen der Platte 43 und dem Lichtleiterelement 39 eingesetzt ist, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, sondern wobei vielmehr die Platte 43 direkt an den Seiten des Lichtleiterelements 39 montiert ist, und die Licht reflektive Schicht 52 später an der äußeren Oberfläche der Platte 43 und des Lichtleiterelements 39 montiert wird. In solchen Fällen kann Licht, das von den LEDs 42 in das Lichtleiterelement 39 fällt, an der Grenzfläche zwischen dem Lichtleiterelement 39 und dem äußeren Raum nicht total reflektiert werden, sondern wird vielmehr aus dem Lichtleiterelement 39 ausgestrahlt, d.h., in den Raum an den Seitenabschnitten des Lichtleiterelements 39 nahe den LEDs 42. Wenn in solchen Fällen das Licht, das extern von dem Lichtleiterelement 39 ausgestrahlt wird, die Platte 43 erreicht, kann das Licht an der Platte 43 reflektiert werden und zum Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte beitragen, so dass optische Flächen vorzugsweise an Flächen der Platte 43 bereitgestellt sind, wo ein solches reflektiertes Licht erwartet werden kann.
  • Ferner kann als eine Modifizierung der Flüssigkristallvorrichtung eine Anordnung in Betracht gezogen werden, in der keine Licht reflektive Schicht 52 verwendet wird, sondern in der vielmehr die Platte 43 direkt an den Seiten des Lichtleiterelements 39 montiert ist. Auch in diesem Fall kann Licht, das von den LEDs 42 in das Lichtleiterelement 39 fällt, an der Grenzfläche zwischen dem Lichtleiterelement 39 und dem äußeren Raum nicht total reflektiert werden, sondern wird vielmehr aus dem Lichtleiterelement 39, d.h., in den Raum an den Seitenabschnitten des Lichtleiterelements 39 nahe den LEDs 42, ausgestrahlt. Wenn in solchen Fällen das Licht, das extern von dem Lichtleiterelement 39 ausgestrahlt wird, die Platte 43 erreicht, kann das Licht auch an der Platte 43 reflektiert werden und zum Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte beitragen, so dass optische Flächen P vorzugsweise an Flächen der Platte 43 bereitgestellt sind, wo ein solches reflektiertes Licht erwartet werden kann.
  • Wie zuvor beschrieben, kann das Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte durch die Bereitstellung optischer Flächen P nahe den LEDs 42 auf der Platte 43 unterdrückt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind des Weiteren Licht reflektierende Flächen H aus weißen Farbflächen oder dergleichen zwischen benachbarten Paaren von optischen Flächen P bereitgestellt. Im Allgemeinen erreicht Licht sogleich Flächen an der Vorderseite der Lichtausstrahlungsfläche der LEDs, aber Licht erreicht Flächen zwischen Paaren benachbarter LEDs nicht sogleich, d.h., Abschnitte an den Seiten der LEDs 42. Dies wird als ein Grund angesehen, warum Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte leicht entsprechend den Flächen an der Vorderseite der LEDs 42 auftreten. In Bezug darauf ermöglicht die Bereitstellung von Licht reflektierenden Flächen H in Zwischenflächen zwischen Paaren benachbarter LEDs, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, eine Erhöhung der Menge an reflektiertem Licht an der Platte 43 in Flächen, wo die Lichtmenge zur Abnahme neigt, und folglich können Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte noch sicherer unterdrückt werden.
  • Anschließend, wie in 1 und 4 dargestellt ist, wird ein optisches Muster aus kontinuierlichen abwechselnden Prismenflächen 61 und flachen Flächen 62 auf der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 gebildet. Ein Prisma ist ein transparentes Element mit zwei oder mehr nicht parallelen Flächen, wobei Prismenflächen die äußeren Flächen solcher Prismen sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind bergförmige Fortsätze, deren Querschnitt dreieckig ist, die sich linear über die gesamte Fläche der Höhenrichtung der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 erstrecken, d.h., in dessen Dickenrichtung, als Prismenflächen 61 bereitgestellt.
  • Es ist zu beachten, dass die Prismenflächen 61 nicht darauf beschränkt sind, dass sie über die gesamte Fläche der Höhenrichtung der Lichteintrittsfläche 39a bereitgestellt sind, d.h., in die Dickenrichtung des Lichtleiterelements 39, und können vielmehr an Teilabschnitten in dessen Höhenrichtung bereitgestellt sein. Ebenso kann die dreieckige Querschnittsform der Prismenflächen 61 ein gleichseitiges Dreieck sein, mit der Lichteintrittsfläche 39a als Basis; ein Dreieck, das höher als ein gleichseitiges Dreieck ist, d.h., ein gleichschenkeliges Dreieck, das spitzwinkeliger als ein gleichseitiges Dreieck ist, ein Dreieck, das niedriger als ein gleichseitiges Dreieck ist, d.h., ein gleichschenkeliges Dreieck, das stärker abgeflacht ist als ein gleichseitiges Dreieck, ein rechtwinkeliges Dreieck oder jedes andere beliebige Dreieck. Ebenso kann die Querschnittsform der Prismenfläche 61 eine polygonale Form sein, die kein Dreieck ist.
  • Wie zuvor beschrieben, sind Prismenflächen 61 an der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 bereitgestellt, so dass Licht, das von den LEDs 42 ausgestrahlt wird und in das Lichtleiterelement 39 eintritt, zweckdienlich in die Ebenenrichtung des Lichtleiterelements 39 durch die Prismenflächen 61 gestreut wird, und daher kann in Verbindung mit dem Vorhandensein der optischen Flächen P, die auf der Platte 43 bereitgestellt sind, das Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte nahe den LEDs 42 noch sicherer unterdrückt werden.
  • Bei der Bereitstellung der Prismenflächen 61 nahe der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 kann eine Anordnung, in der die Prismenflächen 61 alleine kontinuierlich bereitgestellt sind, d.h., in der die gesamte Fläche der Lichteintrittsfläche 39a aus kontinuierlichen Prismenflächen 61 besteht, in Betracht gezogen werden. Die vorliegende Ausführungsform verwendet jedoch nicht solche kontinuierlichen Prismenflächen 61, sondern verwendet vielmehr ein optisches Muster, in dem sich Prismenflächen 61 und flache Flächen 62 kontinuierlich fortsetzen.
  • Versuche, die von dem gegenwärtigen Erfinder durchgeführt wurden, haben bestätigt, dass das Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte durch eine Anordnung, in der flache Flächen 62 zwischen den Prismenflächen 61 eingesetzt sind, im Vergleich zu einer Anordnung, in der Prismenflächen 61 kontinuierlich sind, noch sicherer unterdrückt werden kann. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass der Streuungszustand von Licht bei der Anordnung, in der flache Flächen 62 zwischen den Prismenflächen 61 eingefügt sind, im Vergleich zu der Anordnung, in der Prismenflächen 61 kontinuierlich sind, noch ausgeprägter sein kann.
  • Ebenso kann die Leuchtdichte bei einer Anordnung abnehmen, in der Prismenflächen 61 kontinuierlich sind, ohne dazwischen eingefügte flache Flächen 62, aber die Fortsetzung von Prismenflächen 61 und flachen Flächen 62 verhindert eine Abnahme der Leuchtdichte und ermöglicht eine helle Anzeige.
  • Es ist zu beachten, dass die Länge der Basis des Querschnittsdreiecks, das die Prismenfläche 61 bildet, länger gebildet ist als die Breite des Fortsatzes 56a, der der Prismenflächen 61 am nächsten liegt, wie in 5(a) dargestellt ist. Mit anderen Worten, wenn mehrere Fortsätze 56 zur Einstellung der Lichtbrechung an der Fläche des Lichtleiterelements 39 gegenüber der Flüssigkristallplatte 2 gebildet werden, wird die Breite eines Fortsatzes 56a von diesen Fortsätzen 56, der der Prismenfläche 61 am nächsten liegt, so gebildet, dass sie kleiner als der Basisabschnitt der Prismenfläche 61 ist.
  • Es folgt eine Beschreibung des Betriebs der Flüssigkristallvorrichtung, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist.
  • Wenn externes Licht, wie Sonnenlicht, Raumlicht, usw., ausreichend ist, wird das externe Licht in der Flüssigkristallplatte 2 durch das zweite Substrat 4b aufgenommen, wie durch den Pfeil F in 2 dargestellt ist, und das externe Licht geht durch die Flüssigkristallschicht 13 und wird dann an dem Transflektorfilm 16 reflektiert und zu der Flüssigkristallschicht 13 geleitet.
  • Wenn andererseits externes Licht unzureichend ist, werden die LEDs 42 innerhalb der Lichtquellenvorrichtung 41, die die Beleuchtungseinrichtung 3 bildet, eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt wird das Licht, das von den LEDs 42 als punktförmiges Licht ausgestrahlt wird, durch die Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 in das Lichtleiterelement 39 geleitet, wie durch Pfeil J dargestellt ist, und wird anschließend direkt von dessen Fläche, die der Flüssigkristallplatte 2 zugewandt ist, d.h., der Lichtausstrahlungsfläche, ausgestrahlt, oder von der gegenüberliegenden Fläche, wo die Fortsätze 56 bereitgestellt sind, ausgestrahlt und von der Licht reflektiven Schicht 52 reflektiert, und dann von der Lichtausstrahlungsfläche ausgestrahlt. Somit geht Licht, das von jedem Abschnitt der Lichtausstrahlungsfläche ausgestrahlt wird, durch die Öffnungen 19, die in dem Transflektorfilm 16 gebildet sind, und wird zu der Flüssigkristallschicht 13 geleitet.
  • Während Licht derart zu der Flüssigkristallschicht 13 geleitet wird, wird die Flüssigkristallplatte 2 durch die Treiber-IC 19 mit Abtastsignalen gesteuert, die zum Beispiel zu der Leitungsverdrahtung 22 geleitet werden, während gleichzeitig zum Beispiel Datensignale zu den Linienelektroden 17b geleitet werden. Zu diesem Zeitpunkt, nachdem die TFD 21 eines bestimmten Anzeigepunktes entsprechend der Potenzialdifferenz zwischen dem Abtastsignal und dem Datensignal gewählt wurde (d.h., eingeschaltet wurde), wird ein Bildsignal in die Flüssigkristallkapazität innerhalb des Anzeigepunktes geschrieben, und anschließend, wenn die TFD 21 nicht gewählt wird (d.h., ausgeschaltet wird), wird das Signal in dem Anzeigepunkt gespeichert und steuert die Flüssigkristallschicht innerhalb des Anzeigepunktes an.
  • Somit werden Flüssigkristallmoleküle innerhalb der Flüssigkristallschicht 13 in Inkrementen von Anzeigepunkten gesteuert und somit wird das Licht, das durch die Flüssigkristallschicht 13 geht, in Inkrementen von Anzeigepunkten moduliert. Das derart modulierte Licht geht durch die Polarisierungsplatte 27b, wodurch Bilder, wie Zeichen, Zahlen, Formen usw., in der effektiven Anzeigefläche der Flüssigkristallplatte 2 angezeigt werden.
  • Wie in 4 dargestellt ist, während die Anzeige unter Verwendung des Flüssigkristalls wie zuvor beschrieben durchgeführt wird, wird das Licht, das von den LEDs 42 erzeugt wurde, in dem Lichtleiterelement 39 durch die Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 aufgenommen. Wenn bestimmte optische Bedingungen erfüllt sind, während sich dieses Licht durch das Lichtleiterelement 39 fortpflanzt, während es eine Totalreflexion aufweist, wird dieses Licht von dem Lichtleiterelement 39 planar ausgestrahlt und zu der Flüssigkristallplatte 2 geleitet.
  • Zu diesem Zeitpunkt ist die Stärke des Lichts, das von den LEDs 42 ausgestrahlt wird, an der Vorderfläche der Lichtausstrahlungsflächen 51 der LEDs 42 stark und an den Flächen, die in die Querrichtung von den LEDs 42 wegführen, schwach. Daher treten leicht Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte an Abschnitten des Lichtleiterelements 39 nahe den LEDs 42 auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform jedoch ist ein optisches Muster, in dem Prismenflächen 61 und flache Flächen 62 abwechselnd fortgesetzt sind, an der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 bereitgestellt, so das Licht, das in die Lichteintrittsfläche 39a fällt, ausreichend in die Ebenenrichtung des Lichtleiterelements 39 gestreut wird. Daher kann ein Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte in dem Lichtleiterelement 39 nahe den LEDs 42 sicher verhindert werden. Ebenso kann auch eine Verschlechterung der Leuchtdichte verhindert werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind auch schwarze optische Flächen P an den Vorderflächen der Lichtausstrahlungsflächen 51 der LEDs 42 bereitgestellt, so dass die Lichtmenge, die den Vorderflächen der Lichtausstrahlungsflächen 51 der LEDs 42 entspricht, unterdrückt werden kann. Daher kann das Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte, wie zuvor beschrieben, aufgrund der interaktiven Effekte mit dem optischen Muster, das die Prismenflächen 61 enthält, noch weiter unterdrückt werden.
  • Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform weiße Farblicht reflektive Flächen H bereitgestellt, die in die Querrichtung von den LEDs 42 wegführen, d.h., an den Seitenflächen der LEDs 42, so dass eine Abnahme in der Lichtmenge an den Flächen in der Querrichtung von den LEDs 42 unterdrückt werden kann. Daher kann ein Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte, wie zuvor beschrieben, aufgrund der interaktiven Effekte mit dem optischen Muster, das die Prismenflächen 61 und schwarzen optischen Flächen P kombiniert, noch weiter unterdrückt werden.
  • (Modifizierungen)
  • 6 zeigt eine Modifizierung der Prismenflächen, die an der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 bereitzustellen sind. Während Fortsätze mit Querschnittsformen eines gleichseitigen Dreiecks oder eines gleichschenkeligen Dreiecks als Prismenflächen 61 in 5(a) verwendet werden, verwendet das Beispiel, das in 6 dargestellt ist, Fortsätze mit Querschnittsformen eines rechtwinkeligen Dreiecks als Prismenflächen 61.
  • 7 zeigt eine andere Modifizierung der Prismenflächen, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, die an der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 bereitzustellen sind. Während Fortsätze für die Prismenflächen 61 in 5(a) und 6 verwendet werden, verwendet das Beispiel, das in 7 dargestellt ist, Vertiefungen als Prismenflächen 61, und insbesondere Vertiefungen mit Querschnittsformen eines gleichseitigen Dreiecks oder eines gleichschenkeligen Dreiecks.
  • 8 zeigt eine Modifizierung des optischen Musters zur Einstellung des Brechungsindexes von Licht, das an der planaren Lichtausstrahlungsfläche des Lichtleiterelements 39 und an der Fläche an dessen gegenüber liegender Seite bereitgestellt ist. Während bei der Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist, punktförmige Fortsätze 56 für ein solches optisches Muster verwendet werden, verwendet das Beispiel, das in 8 dargestellt ist, mehrere linienförmige Fortsätze 63, die sich in die Querrichtung zu der Einfallsrichtung von Licht von der LED 42 erstrecken, d.h., Streifenmuster, als optisches Muster. In 8 ist die Querschnittsform der Streifenmuster 63 dreieckig, aber sie kann auch quadratisch, halbkreisförmig, usw. sein.
  • Aus demselben Grund ist zur allmählichen Vergrößerung der Fläche der punktförmigen Fortsätze 56, während sich diese von den LEDs 42 in 5 wegbewegen, d.h., damit planares Licht mit einer gleichförmigen Stärke von der Lichtausstrahlungsfläche des Lichtleiterelements 39 ausgestrahlt werden kann, der Anordnungsabstand M der mehreren streifenförmigen Fortsätze so gebildet, dass er allmählich enger wird. Oder es kann stattdessen eine Konfiguration verwendet werden, in der die Größe der Streifenfortsätze 63 allmählich größer wird.
  • Ferner wird bei der in 5 dargestellten Ausführungsform der Druck eines schwarzen Farbmaterials oder dergleichen für das Material ausgeführt, das Licht nicht sogleich reflektiert, um die optischen Flächen P zu bilden, so dass ein Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte verhindert wird. Das heißt, Licht absorbierendes Material wird für das Material verwendet, das Licht nicht sogleich reflektiert. Material, das Licht nicht sogleich reflektiert, ist jedoch nicht auf ein solches Licht absorbierendes Material begrenzt, und kann stattdessen aus einem Licht streuenden Element oder einem Licht durchlässigen Element gebildet sein.
  • (Ausführungsform des elektronischen Geräts)
  • 9 zeigt eine Ausführungsform eines Zellulartelefons, das ein Beispiel des elektronischen Geräts der vorliegenden Erfindung ist. Das Zellulartelefon 90 ist aus Komponenten, wie einer Antenne 91, einem Lautsprecher 92, einer Flüssigkristallvorrichtung 100, Tastschaltern 93, einem Mikrofon 94 usw. gebildet, die in einem äußeren Gehäuse 96, das als Behältnis dient, aufgenommen sind. Ebenso ist eine Steuerschaltungsplatte 97, an der eine Steuerschaltung zum Steuern des Betriebs der obengenannten Komponenten montiert ist, innerhalb des äußeren Gehäuses 96 bereitgestellt. Die Flüssigkristallvorrichtung 100 kann zum Beispiel mit der Flüssigkristallvorrichtung 1, die in 1 dargestellt ist, konfiguriert sein.
  • Bei dem Zellulartelefon 90 werden Signale, die von den Tastschaltern 93 und dem Mikrofon 94 eingegeben werden, und Empfangsdaten und dergleichen, die von der Antenne 91 empfangen werden, in die Steuerschaltung auf der Steuerschaltungsplatte 97 eingegeben. Die Steuerschaltung zeigt Bilder, wie Zahlen, Zeichen, Bilder, usw., auf der Anzeigefläche der Flüssigkristallvorrichtung 1 auf der Basis der verschiedenen Arten von Daten an, die eingegeben werden, und sendet ferner Sendedaten durch die Antenne 91.
  • Bei der Flüssigkristallvorrichtung 1, die in 1 dargestellt ist, ist das optische Muster, das aus Prismenflächen 61 und flachen Flächen 62 gebildet ist, an der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 bereitgestellt, so dass ein Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte in der effektiven Anzeigefläche der Flüssigkristallplatte 2 nahe den LEDs 42 verhindert und eine gleichförmige Anzeige erhalten werden kann. Daher ermöglicht die Verwendung einer solchen Flüssigkristallvorrichtung 1 für die Flüssigkristallvorrichtung 100, die in 9 dargestellt ist, eine sogleich erkennbare Ansicht mit gleichförmiger Helligkeit auf der Anzeigeeinheit des Zellulartelefons 90.
  • 10 zeigt eine andere Ausführungsform des elektronischen Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung. Das hier gezeigte elektronische Gerät ist aus einer Anzeigeinformationsausgabequelle 101, einer Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 102, einer elektrischen Energiequellenschaltung 103, eines Zeitsteuerungsgenerators 104 und einer Flüssigkristallvorrichtung 100 konfiguriert. Die Flüssigkristallvorrichtung 100 hat eine Flüssigkristallplatte 107 und eine Ansteuerschaltung 106.
  • Die Anzeigeinformationsausgabequelle 101 umfasst einen Speicher, wie einen RAM (Direktzugriffsspeicher) oder dergleichen, eine Speichereinheit, wie eine Platte einer bestimmten Art oder dergleichen, und eine Synchronisierungsschaltung oder dergleichen für eine synchrone Ausgabe digitaler Bildsignale, und leitet Anzeigeinformationen von Bildsignalen nach einem vorbestimmten Format oder dergleichen zu der Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 102 auf der Basis von Taktsignalen einer bestimmten Art, die von dem Zeitsteuerungsgenerator 104 erzeugt werden.
  • Ferner hat die Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 102 eine große Anzahl bekannter Schaltungen, wie Verstärkungs- und Inversionsschaltungen, Rotationsschaltungen, Gammakorrekturschaltungen, Klemmschaltungen und so weiter, unterzieht die eingegebenen Anzeigeinformationen einer Verarbeitung, und leitet Bildsignale zu der Ansteuerschaltung 106 gemeinsam mit Taktsignalen CLK. Hier ist die Ansteuerschaltung 106 ein allgemeiner Hinweis nicht nur auf die Abtastleitungs-Ansteuerschaltung (nicht dargestellt) und die Datenleitungs-Ansteuerschaltung (nicht dargestellt), sondern auch auf Überprüfungsschaltungen und dergleichen. Ebenso leitet die elektrische Stromquellenschaltung 103 eine vorbestimmte elektrische Stromquellenspannung zu den obengenannten Komponenten.
  • In dem elektronischen Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine gleichförmige helle Anzeige ohne Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte unter Verwendung der Flüssigkristallvorrichtung 1, die in 1 dargestellt ist, als Flüssigkristallvorrichtung 100 gebildet werden.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Modifizierungen können innerhalb des Umfangs der Erfindung durchgeführt werden, der in den Ansprüchen beschrieben ist.
  • Zum Beispiel wurde die vorliegende Erfindung bei einer Flüssigkristallvorrichtung mit einer COG-Sruktur (Chip-On-Glass) angewendet, die Treiber-ICs sind direkt auf der Oberfläche auf der Platte montiert, aber es muss nicht darauf hingewiesen werden, dass die vorliegende Erfindung bei Flüssigkristallvorrichtungen angewendet werden kann, die eine Struktur aufweisen, in der die Treiber-IC an die Flüssigkristallplatte durch eine Verdrahtungsplatte, wie eine Flüssigkristallplatte (flexible gedruckte Schaltung) oder dergleichen angeschlossen ist. Ebenso kann die vorliegende Erfindung bei Flüssigkristallvorrichtungen mit einer Struktur angewendet werden, in der eine TAB-(Tape Automated Bonding) Platte, an der die Treiber-IC montiert wurde, an die Flüssigkristallplatte angeschlossen ist.
  • Ebenso wird bei der Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, die vorliegende Erfindung bei einer Flüssigkristallvorrichtung mit aktiver Matrix angewendet, die eine Konfiguration aufweist, in der TFDs, die aktive Vorrichtungen mit zwei Anschlussklemmen sind, an jedem Punkt als Schaltvorrichtungen bereitgestellt sind, aber die vorliegende Erfindung kann stattdessen auch bei Flüssigkristallvorrichtungen mit einfacher (statischer) Matrix angewendet werden, die keine aktiven Vorrichtungen verwenden, Flüssigkristallvorrichtungen mit aktiver Matrix mit einer Konfiguration aus aktiven Vorrichtungen mit drei Anschlussklemmen, wie TFTs (Dünnfilmtransistor), die an jedem Anzeigepunkt als Schaltvorrichtungen bereitgestellt sind.
  • Ebenso wird bei der Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, im Allgemeinen ein Flüssigkristallmaterial vom TN-Typ verwendet, aber die vorliegende Erfindung kann stattdessen auch bei Flüssigkristallvorrichtungen mit einer Konfiguration angewendet werden, die Flüssigkristallmaterial vom BTN (bistabilem verdrillten nematischen) Typ verwendet, Flüssigkristallvorrichtungen mit einer Konfiguration, die Flüssigkristallmaterial vom bistabilen Typ mit Speichereigenschaften verwendet, wie Flüssigkristallmaterial vom ferroelektrischen Typ, Flüssigkristallvorrichtungen mit einer Konfiguration, die Flüssigkristallmaterial vom Makromolekül-Disperionstyp verwendet, Flüssigkristallvorrichtungen mit verschiedenen Konfigurationen, die GH (Gast-Wirt) Flüssigkristall verwenden, wobei ein Farbstoff (Gast) mit Anisotropie in Bezug auf die Absorption von sichtbarem Licht in der Hauptachsenrichtung und der Nebenachsenrichtung des Moleküls in Flüssigkristall (Wirt) mit einer konstanten molekularen Anordnung aufgelöst ist, so dass die Farbstoffmoleküle parallel zu den Flüssigkristallmolekülen angeordnet sind, und so weiter.
  • Ebenso kann die vorliegende Erfindung bei Flüssigkristallvorrichtungen angewendet werden, die eine vertikale Ausrichtung (d.h., homöotrope Ausrichtung) verwenden, wobei die Flüssigkristallmoleküle vertikal in Bezug auf beide Substrate ausgerichtet sind, wenn keine Spannung angelegt wird, und wobei die Flüssigkristallmoleküle horizontal in Bezug auf beide Substrate ausgerichtet sind, wenn eine Spannung angelegt wird.
  • Ebenso kann die vorliegende Erfindung auch bei Flüssigkristallvorrichtungen angewendet werden, die eine parallele Ausrichtung verwenden (d.h., eine horizontale Ausrichtung oder homogene Ausrichtung), wobei die Flüssigkristallmoleküle horizontal in Bezug auf beide Substrate ausgerichtet sind, wenn keine Spannung angelegt wird, und wobei die Flüssigkristallmoleküle vertikal in Bezug auf beide Substrate ausgerichtet sind, wenn eine Spannung angelegt wird.
  • Wie zuvor beschrieben, kann die vorliegende Erfindung bei Flüssigkristallvorrichtungen mit verschiedenen Arten von Flüssigkristall und Ausrichtungsmethoden angewendet werden.
  • Während die vorliegende Ausführungsform bei einem Zellulartelefon als elektronisches Gerät in 9 angewendet wurde, kann die vorliegende Erfindung auch bei verschiedenen anderen Arten von elektronischen Geräten angewendet werden, wie tragbaren Informationsterminals, Digitalkameras, Video-Camcordern und so weiter.
  • [Ausführungsformen]
  • (Erste Ausführungsform)
  • Wie in 13(a) dargestellt ist, wurde die Höhe der Prismenfläche 61 bei L1 = 10 bis 50 μm, vorzugsweise 0,02 bis 0,03 mm, der vertikale Winkel auf α = 80 bis 120°, der Abstand auf P1 = 100 bis 300 μm, und der Abstand zwischen der Lichtausstrahlungsfläche der LED 42 und der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 auf D1 = 0,02 mm oder weniger eingestellt. Ebenso, wie in 13(b) dargestellt ist, wurde die Höhe der Lichtausstrahlungsfläche der LED 42 auf H1 = 0,7 mm, die Höhe der LED 42 auf 1,0 mm und die Höhe der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 auf H3 = 0,8 bis 0,9 mm eingestellt. Durch die Einstellung der Bedingungen für die LEDs 42 und die Prismenflächen 61 und so weiter, wie zuvor beschrieben, wurden die Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte auf einen Wert verringert, der vom praktischen Standpunkt keine Probleme bereitet, und ferner wurde eine ausreichende Leuchtdichte des Lichts, das von dem Lichtleiterelement 39 ausgestrahlt wurde, sichergestellt.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Ferner wurden in 14(a) für ein Lichtleiterelement 39 mit einer diagonalen Größe von zwei Inch drei Arten von Lichtleiterelementen 39 hergestellt: eine Anordnung, in der die Lichteintrittsfläche 39a eine einfache flache Fläche ist, ein Produkt der vorliegenden Erfindung, in dem die Lichteintrittsfläche 39a eine Fortsetzung von Prismenflächen und flachen Flächen ist, und eine Anordnung, in der die Lichteintrittsfläche 39a eine Fortsetzung von nur Prismenflächen ist.
  • Drei LEDs 42 wurden als Lichtquellen angeordnet, die der Lichteintrittsfläche 39a des Lichtleiterelements 39 zugewandt sind. Ebenso wurde eine Licht reflektive Schicht 66 an der Rückseite der Lichtleiterelemente 39 bereitgestellt und ferner wurden eine Licht streuende Schicht 67, eine erste Prismenschicht 68a und eine zweite Prismenschicht 68b an der Lichtausstrahlungsfläche der Lichtleiterelemente 39 bereitgestellt. Die erste Prismenschicht 68a und die zweite Prismenschicht 68b wurden so angeordnet, dass ihre Prismenmuster wechselseitig orthogonal sind.
  • Ein elektrischer Strom von 15 mA wurde zu jeder LED 42 geleitet, so dass die Beleuchtungseinrichtungen erleuchtet wurden. Dann wurde die Leuchtdichte an den fünf Punkten, die in 14(b) mit ➀ bis ➄ bezeichnet sind, auf der Lichtausstrahlungsfläche des Lichtleiterelements 39 unter Verwendung eines Leuchtdichtenmessers BM5A (hergestellt von TOPCON CORPORATION) gemessen.
  • 15 zeigt die Messergebnisse. In 15 bezeichnet "durchschnittliche Leuchtdichte" den Durchschnitt der Leuchtdichte, der von ➀ bis ➄ gemessen wurde. Ebenso ist "Gleichförmigkeit" der durchschnittliche Wert von "Leuchtdichtenunregelmäßigkeiten". Die Messergebnisse zeigten Folgendes. Das heißt, die Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte, die nahe den LEDs 42 des Lichtleiterelements 39 auftreten, wurden durch die Anordnung mit der Konfiguration, in der Prismenflächen und flache Flächen kontinuierlich sind, auf einen Wert verringert, der vom praktischen Standpunkt kein Problem bereitet. Ebenso wurden Leuchtdichtenunregelmäßigkeiten an der Lichtausstrahlungsfläche des Lichtleiterelements 39 durch die Anordnung mit der Konfiguration, in der Prismenflächen und flache Flächen kontinuierlich sind, auf einen Wert verringert, der vom praktischen Standpunkt kein Problem bereitet. Ferner war die durchschnittliche Leuchtdichte an der Lichtausstrahlungsfläche des Lichtleiterelements 39 bei der Anordnung mit der Konfiguration, in der Prismenflächen und flache Flächen kontinuierlich sind, am höchsten. Somit wurde gezeigt, dass die Bereitstellung eines optischen Musters mit kontinuierlichen Prismenflächen und flachen Flächen für die Lichteintrittsfläche des Lichtleiterelements 39 ein ausgestrahltes Licht mit hoher Leuchtdichte und ohne Auftreten von Flächen mit örtlich hoher Leuchtdichte ergibt.

Claims (19)

  1. Beleuchtungseinrichtung, umfassend: mehrere Lichtquellen zum Erzeugen von Licht; ein Lichtleiterelement mit einer Lichteintrittsfläche, die Licht von den Lichtquellen empfängt, und einer Lichtaustrittsfläche, die Licht, das an der Lichteintrittsfläche empfangen wird, ausstrahlt, und ein kontinuierliches optisches Muster aus abwechselnden Prismenflächen und flachen Flächen, das an der Lichteintrittsfläche bereitgestellt ist, wobei die Prismenflächen im Querschnitt eine dreieckige Form aufweisen, wobei die Spitzen der dreieckigen Formen von der Lichteintrittsfläche zu den Lichtquellen zeigen, und die flachen Abschnitte weiter von den Lichtquellen entfernt sind als die Spitzen.
  2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend mehrere Punktmuster zur Einstellung des Brechungsindexes von Licht, die an der Lichtaustrittsseite des Lichtleiterelements und/oder deren Rückseite gebildet sind, wobei die Punktmuster, die am nächsten bei der Lichteintrittsseite gebildet sind, eine geringere Breite als eine Länge einer Basis der Prismenflächen aufweisen.
  3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei sich die Prismenflächen linear in die Dickenrichtung des Lichtleiterelements erstrecken.
  4. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Prismenflächen im Querschnitt die Form eines rechtwinkeligen Dreiecks aufweisen.
  5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Prismenflächen im Querschnitt die Form eines gleichschenkeligen Dreiecks aufweisen, das spitzwinkeliger als ein gleichseitiges Dreieck ist.
  6. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Breite der Prismenflächen im Allgemeinen über die gesamte Fläche des Lichtleiterelements in die Dickenrichtung gleich ist.
  7. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Höhe der Prismenflächen 10 bis 50 μm ist, vorzugsweise 0,02 bis 0,03 mm, wobei der vertikale Winkel der Prismenflächen 80 bis 120° ist, und wobei der Abstand der Prismen 100 bis 300 μm ist,
  8. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei mehrere Streifenmuster zur Einstellung des Brechungsindexes von Licht an der Lichtaustrittsseite des Lichtleiterelements und/oder deren Rückseite gebildet sind.
  9. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend eine Platte zum Stützen der Lichtquelle, wobei eine optische Fläche zur Unterdrückung der Leuchtdichte einer Fläche mit örtlich hoher Leuchtdichte, die nahe der Lichtquelle auftritt, auf der Fläche der Platte bereitgestellt ist, die die Lichtquelle stützt.
  10. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 9, wobei die optische Fläche durch Bereitstellen eines Materials gebildet wird, das Licht auf der Platte nahe der Lichtaustrittsfläche der Lichtquelle nicht sogleich reflektiert.
  11. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 9, wobei die optische Fläche durch Bereitstellen eines Materials gebildet wird, das Licht auf einer Fläche auf der Platte, zu der Licht von der Lichtquelle gelangt, nicht sogleich reflektiert.
  12. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei das Material, das Licht nicht sogleich reflektiert, über einen weiteren Bereich als den optischen Richtungsbündelungsbereich der Lichtquelle bereitgestellt ist.
  13. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Material, das Licht nicht sogleich reflektiert, Licht absorbierendes Material, Licht streuendes Material oder Licht durchlässiges Material umfasst.
  14. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Material, das Licht nicht sogleich reflektiert, schwarz oder grau gefärbten Druck umfasst.
  15. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei eine Licht reflektierende Fläche auf der Oberfläche der Platte bereitgestellt ist, wo die Lichtquelle bereitgestellt ist, an der Fläche, die die optische Fläche umgibt.
  16. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 15, wobei die Licht reflektierende Fläche als weiß gefärbte Fläche gebildet ist.
  17. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mehreren Lichtquellen eine blaue LED und YAG fluoreszierende Substanz, die um die blaue LED bereitgestellt ist, umfassen.
  18. Flüssigkristallvorrichtung, umfassend: eine Beleuchtungseinrichtung, die Licht planar erzeugt; und eine Flüssigkristallplatte, die der Lichtaustrittsfläche der Beleuchtungseinrichtung zugewandt bereitgestellt ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung aus der Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche konfiguriert ist.
  19. Elektronisches Gerät, umfassend, eine Flüssigkristallvorrichtung, umfassend eine Flüssigkristallschicht; eine Gehäuse zur Aufnahme der Flüssigkristallvorrichtung; und ein Steuermittel zum Steuern des Betriebs der Flüssigkristallvorrichtung, wobei die Flüssigkristallvorrichtung aus der Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 18 konfiguriert ist.
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