-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine transparente Beleuchtungseinrichtung,
die als stirnseitiges Beleuchtungsmittel für eine Flüssigkristallanzeige des Reflektions-Typs
verwendet wird.
-
2. HINTERGRUND
DES STANDES DER TECHNIK
-
Eine
mit einem tiefen Energieverbrauch arbeitende Flüssigkristallanzeige ist zunehmend
für Anzeigen,
hauptsächlich
für Computer,
verlangt worden, da sie dünn
aufgebaut, leicht im Gewicht ist, und so weiter. Da Flüssigkristall,
welcher ein struktureller Bestandteil einer Flüssigkristallanzeige ist, selber kein
Licht aussendet, wird ein Beleuchtungsmittel zur Beleuchtung eines
Bildes benötigt,
welches unterschiedlich zu einem Lichtemissionsgerät, wie einer Kathodenstrahlröhre (CRT),
ist. Insbesondere in denjenigen Fällen, wo in letzter Zeit zunehmend
die Nachfrage nach einem feinen, farbigen Bild hohen Niveaus besteht,
wird üblicherweise
eine Anordnung, in welcher eine Flüssigkristallanzeige mit einer
Lichtquelle hoher Leuchtkraft hinterlegt ist, eingesetzt. Da jedoch
zur Beleuchtung der ausgedehnten Lichtquelle übermässig elektrische Energie benötigt wird,
tritt das Problem auf, dass die Eigenschaft des einen tiefen Stromverbrauch
aufweisenden Flüssigkristalls vermindert
wird.
-
Im
Besonderen weist ein portables Flüssigkristallgerät, welches
häufig
die Vorteile der im Aufbau dünnen
und gewichtsmässig
leichten Flüssigkristallanzeigeeinheit
benutzt wird, einen Nachteil auf, dass der interne Stromverbrauch
aufgrund der Beleuchtung der ausgedehnten Lichtquelle, mit welcher
die Flüssigkristallanzeigeeinheit
ausgestattet ist, zunimmt, was eine Dauer der Beleuchtungszeit bei
der Verwendung als Portables Gerät
bemerkenswert verkürzt.
-
Um
obgenanntes Problem zu lösen,
ist ein Flüssigkristallgerät des Reflektions-Typs
entwickelt worden, das unter Verwendung des Umgebungslichts als
Beleuchtungsmittel betrieben werden kann, auch wenn es mit keiner
ausgedehnten Lichtquelle ausgerüstet
ist.
-
Der
grundlegendste Aufbau des Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
ist derart gestaltet, dass zwei flache Glassubstrate, welche auf
je einer Oberfläche,
wo eine transparente Elektrode angeordnet ist, derart angeordnet
sind, und an jeder der beiden Oberflächen eine Polarisationsplatte
angeordnet ist, dass deren transparente Elektroden in einem bestimmten
Abstand einander gegenüberliegen,
und Flüssigkristall-Material
zwischen die betreffenden Glassubstrate gefüllt ist. Ausserdem ist ein
Farbfilter auf dem Glassubstrat angeordnet, welches auf einer Betrachtungsfläche liegt,
und ein hocheffizienter Reflektor ist auf einer Seite der hinteren
Oberfläche
des Glassubstrats angeordnet.
-
In
diesem Beispiel weist die transparente Elektrodenplatte des Glassubstrats,
welches sich auf der Seite der hinteren Oberfläche befindet, ein Muster auf,
und Schaltgeräte
sind an die entsprechende transparente Elektrodenplatte angeschlossen,
um ein gewünschtes
Bild anzuzeigen.
-
In
dem auf diese Weise strukturierten Flüssigkristallgerät des Reflektions-Typs
wird ein auf einen auf der hinteren Oberfläche angeordneten Reflektor
einfallendes Umgebungslicht derart reflektiert, dass eine Projektionsfläche hell
bestrahlt wird, um ein Bild auf der Projektionsfläche wahrnehmbar
zu machen.
-
Wie
auch immer, daher dass das Flüssigkristallgerät einen
derartigen Aufbau hat, wie oben erwähnt, beleuchtet ein auf den
Reflektor einfallendes Umgebungslicht die Projektionsfläche, deren
Anzeigequalität
von der Helligkeit der Umgebung abhängt.
-
Besonders
beim Erfordernis nach hoher Qualität bezüglich des Bildes auf der Projektionsfläche, aufgrund
der Beschaffenheit der Farbanzeige des Flüssigkristalls vom Reflektions-Typ,
soll die Nachfrage, von der erwartet wird, dass sie steigt, derart
werden, dass der Farbfilter und Ähnliches
hinzugefügt
werden, so dass sein Reflektionsgrad tiefer als derjenige eines
Monochrom-Flüssigkristalls
wird. Dementsprechend ist beim Zustand, wo das Umgebungslicht zur
Bestrahlung klein ist (nämlich
wenn die Umgebung relativ dunkel ist) eine Hilfsbeleuchtung zum
Wahrnehmen eines Bildes erforderlich, da die Leuchtdichte der Anzeige
ungenügend
ist. Als eine geeignete Hilfsbeleuchtung für das obgenannte Flüssigkristallgerät des Reflektions-Typs
ist ein transparentes und ausgedehntes Flüssigkristallgerät des Reflektions-Typs
in der japanischen Patentanmeldung Hei 9-347648 offenbart worden.
-
Ein
in 11 gezeigtes, transparentes und ausgedehntes Flüssigkristallgerät 1' ist derart
angeordnet, dass die Betrachtungsfläche F des gemäss obigen
Angaben aufgebauten Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
für den
Betrieb abgedeckt ist, und dessen Aufbau so ist, dass eine lineare
Lichtquellenlampe 4 derart angeordnet ist, dass sie nahe einer
Seitenendfläche 3 des
flachen transparenten Substrats 2, welches aus einem Material
mit grosser Lichtdurchlässigkeit
hergestellt und, wie in den 11 und 12 gezeigt,
in einem rechteckigen Querschnitt geformt ist. Als Lichtquellenlampe 4 wird eine
Kaltkathodenstrahlröhre
(CCFL), eine Heisskathodenstrahlröhre (HCFL) oder Ähnliches
eingesetzt.
-
In
diesem Beispiel, siehe 12, wird angenommen, dass eine
Oberfläche
(eine Unterseite in 12) des transparenten Substrats 2,
welches an das Flüssigkristallgerät des Reflektions-Typs
L grenzt, eine untere Oberfläche 5 und
seine gegenüberliegende
Oberfläche
(eine Oberseite in 12), welche an einer Seite der
Betrachtungsfläche
(Anzeige) liegt, eine obere Oberfläche 6 ist.
-
Auf
der oberen Oberfläche 6 des
transparenten Substrats 2 wird ein Lichtreflektionsmuster 7 gebildet.
Das Lichtreflektionsmuster 7 setzt sich aus einer grossen
Anzahl von Rillen 8, welche einen im Wesentlichen dreieckigen
Querschnitt aufweisen, und einer grossen Anzahl von flachen, den
Rillen 8 benachbarten Abschnitten 9 zusammen.
-
Das
Lichtreflektionsmuster 7 ist derart gestaltet, dass die
Abstände,
zwischen denen die Rillen 8 festgelegt sind, abhängig von
der Position der Rille unterschiedlich sind, so dass die Helligkeit
im transparenten Substrat 2 nahezu überall einheitlich ist, ohne
durch die Distanzen von der Lichtquellenlampe 4, wie in 12 gezeigt,
beeinflusst zu sein. Mit anderen Worten ist das Verhältnis der
Breiten (besetzte Fläche)
der Rillen 8 zu den Breiten der flachen Abschnitte 9 derart
festgelegt, dass es stetig ansteigt, je weiter die Rillen oder die
flachen Abschnitte von der Seitenendfläche 3 des transparenten
Substrats 2 entfernt sind.
-
Mit
der Zugabe des transparenten und ausgedehnten Flüssigkristallgeräts 1', so aufgebaut
als eine Hilfsbeleuchtung, wird ein von der Lichtquellenlampe 4 emittiertes
Licht von einer Seitenendfläche 3 aus
ins Innere des transparenten Substrats 2 einfallend gemacht,
und pflanzt sich in Richtung der gegenüberliegenden Oberfläche 10 fort,
während
das Licht im Inneren des transparenten Substrates 2 Reflektion
und Refraktion wiederholt. Während
diesem Ablauf wird das Licht von der unteren Oberfläche 5 nach
und nach emittiert, was zur Folge hat, dass das Licht auf das Flüssigkristallgerät des Reflektions-Typs
L geworfen wird, welches in engem Kontakt zum transparenten Substrat 2 steht. Überdies
kann die Verteilung des von der unteren Oberfläche 5 emittierten
Lichts im Wesentlichen einheitlich darauf werden, da das Lichtreflektionsmuster 7 auf
dem transparenten Substrat 2 gebildet wird.
-
Obwohl
in den 11 und 12 nicht
gezeigt, kann die Kopplungseffizienz eines Lichts erhöht werden,
da ja eine äussere
Oberfläche
der Lichtquellenlampe 4, welche nicht an der einen Seitenendfläche 3 anliegt,
mit einem filmförmigen
Reflektionsteil bedeckt ist. Ausserdem kann der Betrag an von der
unteren Oberfläche 5 des
transparenten Substrats 2 emittierten Licht erhöht werden,
wenn die seitlichen Oberflächen
des transparenten Substrats 2, mit Ausnahme der einen Seitenendfläche 3,
ebenfalls mit einem Reflektionsteil abgedeckt werden, da das Licht
am Emittieren durch die Seitenendflächen gehindert wird. Besonders
auf der der Seitenendfläche 3 gegenüberliegenden
Oberfläche 10 ist
es wünschenswert,
dass die gegenüberliegende
Oberfläche 10 mit
einem Reflektionsteil abgedeckt wird, da der Betrag an emittiertem
Licht grösser
ist, als jener der anderen zwei Seitenendflächen.
-
Ferner
kann die Konfiguration der Rille 8 angemessen festgelegt
werden, so dass eine grosse Menge an Licht in einer rechtwinklig
zur unteren Oberfläche 5 liegenden
Richtung emittiert wird (also in Richtung der Frontoberfläche), da
eine Richtung des von der unteren Oberfläche 5 des transparenten Substrats 2 emittierten
Lichts durch Verändern
eines Reflektionswinkels des Lichts entsprechend der Konfiguration
der Rillen 8 des Lichtreflektionsmusters 7 variiert.
-
Wie
oben beschrieben, wird das transparente und ausgedehnte Flüssigkristallgerät 1' zur Betrachtungsfläche F hinzugegeben,
um die Leuchtdichte der Anzeige des Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
L zu sichern, so dass die Anzeige ohne Beeinflussung der Umgebungshelligkeit
betrachtet werden kann.
-
Wie
auch immer wurde befunden, dass die Zugabe des transparenten und
ausgedehnten Flüssigkristallgeräts 1' dazu führen kann,
dass ein Moiré-Muster
auf der Betrachtungsfläche
F des Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
L auftritt.
-
Das
Moiré-Muster
ist ein Bildstörungsstreifen,
welcher entsteht, wenn ein Licht am Lichtreflektionsmuster 7 des
transparenten Substrats 2 reflektiert wird, dadurch, dass
unterbrochene Streifen, verursacht durch unterschiedliche Übertragungsrate zwischen
den Rillen 8 und den flachen Abschnitten 9, und
eine mosaikartige Musteranordnung (im in 11 dargestellten
Flüssigkristallgerät L durch
eine gestrichelte Linie dargestellt) der Flüssigkristallzellen, welche
Bildpunkte (Pixel) des Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
L bilden. Dieses Moiré-Muster
verursacht solch ein Problem, dass ein Bild auf der Anzeige schwer
wahrnehmbar ist.
-
Wie
oben beschrieben, ist bewiesen worden, dass das Auftreten des Moiré-Musters
in enger Beziehung zur Musteranordnung des Lichtreflektionsmusters 7 steht,
das heisst, die Tiefe, Grösse
und der Abstand P (ein Abstand von einer der Rillen 8 zu
einer anderen, dazu benachbarten Rille 8) usw., der Rillen 8.
Als Ergebnis des Studiums der Musteranordnung des Lichtreflektionsmusters 7 durch
verschiedenartiges Ändern
ist dementsprechend bewiesen worden, dass im Fall, wo die Abstände P der
Rillen 8 (das heisst, die Breiten der flachen Abschnitte 9)
wie im in 12 gezeigten Lichtreflektionsmuster 7 nicht
konstant sind, das grosse Moiré-Muster örtlich auftritt,
was es einem erschwert, das Bild auf der Anzeige wahrzunehmen.
-
US-A-5,202,950
offenbart eine Lichtröhre, welche
zur Hinterleuchtung von Flüssigkristallbildschirmen
verwendet wird, welche eine ebene Frontoberfläche und eine treppenstufenförmige oder
facettenartige hintere Oberfläche
aufweist. Von den Enden der Lichtröhren der offenen, Kalt- oder
Heisskathodenleuchtstoffröhren
wird Licht eingegeben. Die hintere Oberfläche weist eine Folge von ebenen,
zur Frontoberfläche
parallelen Abschnitten auf, welche durch Facetten verbunden sind,
die derart geneigt sind, dass das eingegebene Licht über die
Facetten durch die Frontoberfläche
reflektiert wird. Ein Reflektor mit einer ebenen, hochspiegelnden,
hochstreuenden Oberfläche
oder einer sägezahnförmigen oder gerillten
oberen Oberfläche
ist angrenzend an und parallel zur Lichtröhrenoberfläche angeordnet, um von der
hinteren Oberfläche
zurück
zur Lichtröhre entrinnendes
Licht zum Austreten durch die Frontoberfläche zu reflektieren. Die Achse
der Rillen liegt vorzugsweise leicht schräg zu der Facettenachse, um
die Entwicklung von Moiré-Mustern
zu vermindern. Ein tiefstreuender oder verlustarmer Diffusor ist angrenzend
an und parallel zu der vorderen Lichtröhrenoberfläche angeordnet, um die Bildung
von Moiré-Mustern
zu reduzieren. Das Flüssigkristallgerät ist über dem
tiefstreuenden Diffusor angeordnet.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Deswegen
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine transparente und
ausgedehnte Beleuchtungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, in welcher
eine Hilfsbeleuchtung in einer Einheit mit einem Flüssigkristallanzeigegerät des Reflektions-Typs
gebildet ist, um es zu ermöglichen,
dass das Gerät
ohne Beeinflussung durch die Helligkeit der Umgebung benutzt werden
kann und das Auftreten der Moiré-Muster, welche ein Wahrnehmen des Bildes
auf der Anzeige erschweren, zu unterdrücken.
-
Um
das obgenannte Ziel entsprechend einem ersten Gesichtspunkt der
vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist eine transparente Stirnflächen-Beleuchtungsvorrichtung
vorgesehen, welche eine Stirnfläche
eines Flüssigkristallanzeigegerätes des
Reflektions-Typs, das über
einen Reflektor auf einer hinteren Oberfläche von besagtem Flüssigkristallgerät verfügt, eng
anliegend abdeckt, in welchem eine Lichtquellenlampe nahe entlang
mindestens einer Seitenendfläche
eines transparenten, aus lichtdurchlässigem Material hergestellten
Substrat angeordnet ist, ein Lichtreflektionsmuster auf einer vorderen
Oberfläche
von besagtem, transparenten Substrat erzeugt ist, das Lichtreflektionsmuster
durch eine Vielzahl von Vertiefungen gebildet ist, welche in festgelegten
Abständen
P1 parallel zur axialen Richtung von besagter Lichtquellenlampe
ausgebildet sind, worin Abstände
zwischen Streifen, welche parallel zu besagten Vertiefungen in der
Anordnung von Fluidzellen des besagten Flüssigkristallanzeigegerätes des
Reflektions-Typs liegen, P2 betragen, die Abstände P1 festgelegt sind, um
einer Beziehung zwischen P1 und P2 zu genügen: P1:P2
= 1:(N + 1.3) bis 1:(N + 1.6)oder P1:P2
= 1:1/(N + 1.6) bis 1:1/(N + 1.3)wobei N ganzzahlig ist: 0,
1, 2, 3, ...
-
Entsprechend
einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beinhalten
die Vertiefungen Rillen mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt,
und flache Abschnitte sind zwischen den jeweiligen, benachbarten
Rillen gebildet, um besagtes Lichtreflektionsmuster, bestehend aus
besagten Rillen und besagten flachen Abschnitten zu bilden, und ein
Neigungswinkel (α, β, γ) von der
Rille ist derart festgelegt, dass der Betrag von emittiertem Licht, welcher über die
gesamte untere Oberfläche
von dem transparentem Substrat im Wesentlichen einheitlich ist,
gewährleistet
ist.
-
Entsprechend
einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beinhalten
die Vertiefungen Rillen, welche im wesentlichen dreieckige Querschnitte
aufweisen, das Lichtreflektionsmuster ist derart strukturiert, dass
die Rillen kontinuierlich gebildet sind, und der Neigungswinkel
(α, β, γ) von der
Rille derart festgelegt ist, dass der Betrag von emittiertem Licht,
welcher über
die gesamte untere Oberfläche
des transparenten Substrats im wesentlichen einheitlich ist, gewährleistet
ist.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
In
den einhergehenden Zeichnungen ist:
-
1 eine
perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer transparenten und
ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
2 eine
Querschnittansicht, die den Aufbau einer transparenten und ausgedehnten
Beleuchtungsvorrichtung gemäss 1 zeigt;
-
3 eine
Querschnittansicht, welche den Aufbau eines Lichtreflektionsmuster
in 1 erklärt;
-
4 eine
Tabelle zur Erläuterung
einer Wertereihe des Lichtreflektionsmusters der transparenten und
ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung gemäss einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
5 eine
perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer gegenüber 1 unterschiedlichen transparenten
und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung zeigt;
-
6 eine
Querschnittansicht, welche die transparente und ausgedehnte Beleuchtungs-Vorrichtung gemäss 5 zeigt;
-
7 eine
perspektivische Ansicht einer transparenten und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung,
welche unterschiedlich zu derjenigen von 5 ist;
-
8 eine
Querschnittansicht, welche den Aufbau der transparenten und ausgedehnten
Beleuchtungsvorrichtung gemäss 7 zeigt;
-
9 eine
Querschnittansicht zur Erläuterung
eines Aufbaus eines gegenüber
demjenigen von 1 unterschiedlichen Lichtreflektionsmusters;
-
10 eine
Querschnittansicht zur Erläuterung
eines Aufbaus eines gegenüber
demjenigen von 9 unterschiedlichen Lichtreflektionsmusters;
-
11 eine
perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer konventionellen transparenten
und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung zeigt; und
-
12 eine
Querschnittansicht, die den Aufbau der transparenten und ausgedehnten
Beleuchtungsvorrichtung gemäss 11 zeigt.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Nun
wird eine detailliertere Erklärung
des Aufbaus einer transparenten und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung 1 der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die damit einhergehenden Zeichnungen
gegeben. Die selben Teile wie jene einer transparenten und ausgedehnten
Beleuchtungsvorrichtung 1' des
obgenannten Standes der Technik, basierend auf den 11 und 12,
wie oben beschrieben, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet
und deren detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
-
Wie
in 1 gezeigt, ist die Struktur der transparenten
und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung 1 im Wesentlichen
identisch mit der konventionellen Beleuchtungsvorrichtung. Die transparente und
ausgedehnte Beleuchtungsvorrichtung 1 ist hauptsächlich strukturiert
durch ein transparentes Substrat 2 und eine Lichtquellenlampe
und, unterschiedlich zur konventionellen Beleuchtungsvorrichtung 1', durch Vorsehen
eines Lichtreflektionsmusters 11.
-
Wie
in den 1 und 2 gezeigt, setzt sich das Lichtreflektionsmuster 11 aus
einer grossen Anzahl von Rillen 12, welche einen im wesentlichen dreieckigen
Querschnitt aufweisen, und flachen Abschnitten 13 zusammen,
und die Abstände
zwischen den Vertiefungen der betreffenden Rillen 12 sind
konstant. Ausserdem ist die geschnittene Breite und Tiefe der Rillen 12 grösser ausgeführt, je
weiter die Rillen von der Lichtquellenlampe 4 entfernt
sind.
-
In
diesem Beispiel ist ein Neigungswinkel der Neigungsoberfläche der
Rille 12 (welche im wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt
aufweist) derart festgelegt, dass von dem im transparenten Substrat 2 fortschreitenden
Licht, die Menge des von der unteren Oberfläche 5 des transparenten
Substrats 2 durch Reflektion auf die Rille 12 emittierten
Lichts mit der Menge des von der unteren Oberfläche 5 in Abhängigkeit
zu einem Abstand zur Lichtquellenlampe 4 stehenden, emittierten
Lichts ausgewogen ist, so dass das emittierte Licht über der
gesamten unteren Oberfläche 5 des
transparenten Substrats 2 nahezu einheitlich ist.
-
In
dieser Situation kann, wenn die transparente und ausgedehnte Beleuchtungsvorrichtung 1 der
vorliegenden Erfindung detailliert betrachtet wird, erkannt werden, dass
die unterbrochenen Streifen entsprechend den Intervallen des Lichtreflektionsmusters 11 gebildet
werden. Da jene Streifen mit den Abständen zwischen den Rillen 12 korrespondieren, sind
die Abstände
davon P1.
-
Ferner
ist das Flüssigkristallanzeigegerät des Reflektions-Typs
L zum eigentlichen Zeigen des Bildes in engem Kontakt, so dass seine
Betrachtungsfläche
F im Kontakt zur unteren Oberfläche 5 der
transparenten und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung 1 der
vorliegenden Erfindung steht, und das Flüssigkristallanzeigegerät L eine
Anordnung eines feinen Mosaikmusters ist, in welchem Pixel (Zellen)
regelmässig
angeordnet sind. Daher kann, wie schematisch in 1 gezeigt,
das längs
und quer unterbrochene Streifenmuster (angezeigt durch eine gestrichelte
Linie) auf der Betrachtungsfläche
F wahrgenommen werden. Im unterbrochenen Streifenmuster wird vermutet,
dass die Abstände
der Streifen (Pixel), welche im wesentlichen parallel zur Rille 12 der
transparenten und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung 1 verlaufen,
P2 sind.
-
In
diesem Beispiel führten
die Erfinder einen Versuch durch, bei welchem die Abstände P1 der
Rillen 12 des Lichtreflektionsmusters 11 entsprechend verändert wurden,
und bewiesen, dass das Auftreten des Moiré-Musters unterdrückt werden
kann, wenn die Beziehung zwischen P1 und P2 wie folgt definiert ist.
-
Das
heisst, die Beziehung zwischen P1 und P2 ist ein Bereich von P1:P2
= 1: (N + 1.3) bis 1: (N + 1.6) oder ein Bereich von P1:P2 = 1:1/(N
+ 1.6) bis 1:1/(N + 1.3), wobei N ganzzahlig ist (0, 1, 2, 3, ...).
-
Wenn
P1 und P2 in den obgenannten Bereichen festgesetzt sind, wird die
Interferenz, verursacht durch die unterbrochenen Streifen mit den
Abständen
P1 des Lichtreflektionsmusters 11 und den Streifen mit
den Abständen
P2 der Bildpunkte des Flüssigkristallgeräts L, unterdrückt, wodurch
kein grosses Moiré-Muster
erzeugt wird.
-
Dementsprechend
müssen
die Abstände
P1 des Lichtreflektionsmusters 11, beinhaltend die Rillen 12,
im obgenannten Bereich entsprechend der Pixelgrösse (Intervalle) des Flüssigkristallanzeigegeräts des Reflektions-Typs
L festgelegt werden.
-
(Ausführungsform)
-
Es
wird beobachtet, ob ein Moiré-Muster
auf der Betrachtungsfläche
des Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
L mit der transparenten und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäss der vorliegenden
Erfindung erzeugt wird, oder nicht.
-
Der
Aufbau der transparenten und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung 1 ist
identisch mit demjenigen, der Bezug auf die 1 und 2 nimmt,
in welchem ein transparentes, aus einer flachen, durchsichtigen
Acrylharzplatte (Abmessungen: 240 mm × 160 mm, Dicke 3mm) hergestellten,
Substrat 2 gefertigt ist, und an einer vorderen Oberfläche 6 des
transparenten Substrats 2 ein Lichtreflektionsmuster 11 gebildet
ist, das Rillen 12, welche parallel zu seiner Längsseite
sind und einen dreieckigem Querschnitt aufweisen, besteht.
-
Die
Rillen 12 des Lichtreflektionsmusters 11 sind
im Querschnitt dreieckig und ein Winkel α, ein Winkel β und ein
Winkel γ sind,
wie in 3 gezeigt, festgelegt, um den Neigungswinkel der
dreieckigen Rillen 12 zu bestimmen. Der Winkel α ist ein
Basiswinkel einer Seite, welche näher zur Lichtquellenlampe 4 ist,
unter Basiswinkeln eines Dreiecks, welches unter der Annahme einer
fiktiven Grundlinie S gebildet ist. Ferner ist der Winkel β ein Basiswinkel,
welcher unterschiedlich zum obgenannten Winkel ist, und der Winkel γ ist ein
Winkel des Öffnungswinkels des
fiktiven Dreiecks (das heisst, einer Vertiefung der Rillen 12).
-
Die
Rillen 12 sind derart gestaltet, dass der Winkel γ konstant
60° beträgt, und
der Winkel α ist kontinuierlich
variiert, um zwischen 48° und
58° und auf
46° festgelegt
zu sein, von der einen Seitenendfläche 3 in Richtung
der gegenüberliegenden
Oberfläche 10,
entsprechend ist der Winkel β ebenfalls
variiert. In diesem Zustand werden die Abstände P1 der Rillen 12 konstant
gehalten.
-
Um
das relative Verhältnis
der Rillen 12 zu den flachen Abschnitten 13 zu
verändern,
wird ferner das Verhältnis
der Breite der Rillen 12 zur Breite der flachen Abschnitte 13 in
einem Abschnitt von einer Seitenendfläche 3 auf 1/3 der
Länge zwischen
der einen Seitenendfläche 3 und
der gegenüberliegenden Oberfläche 10 konstant
auf 0.1 festgelegt, und, ausgehend vom Punkt auf 1/3 der Länge zwischen
der einen Seitenendfläche 3 und
der gegenüberliegenden
Oberfläche 10,
in Richtung der gegenüberliegenden
Oberfläche 10 ist
die Einschnittbreite der Rillen 12 allmählich erhöht, so dass das Verhältnis in
der Nähe
der gegenüberliegenden
Oberfläche 10 auf
1.2 festgelegt ist.
-
Dann
ist eine Kaltkathodenleuchtstoffröhre mit ⌀ 2.3 mm Aussendurchmesser
als die Lichtquellenlampe 4 eingesetzt und grenzt an die
Seitenendfläche 3.
Dann ist die Lichtquellenlampe 4 von einem Umrichter mit
Röhrenstrom
von 3.5 mA und Sinuswellen einer Beleuchtungsfrequenz von 60KHz
eingeschaltet.
-
Zusätzlich wird,
obwohl in den 1 und 2 nicht
gezeigt, ein durch irgendeine reflektierende Schicht, in welcher
weisses, silbernes oder ähnliches
Metall aufgedampft wurde, gebildeter Lampenreflektor angeordnet,
und einer, aus durch Biegen einer Metallplatte entstandenen Reflektionsplatte, wie
einer, einer Spiegelendbearbeitung unterworfenen Aluminiumplatte,
derart, dass eine äussere Oberfläche der
Lichtquellenlampe 4, welche nicht gegen die eine Seitenendfläche 3 zeigt,
damit beschichtet ist, dadurch ist es einem von der Lichtquellenlampe 4 emittierten
Licht erlaubt, sich mit hoher Effizienz im transparenten Substrat 2 fortzupflanzen.
-
Ferner
sind die Seitenendflächen
des transparenten Substrats 2, mit Ausnahme der einen Seitenendfläche 3,
wo die Lichtquellenlampe 4 angeordnet ist, mit einem Reflektionselement
bedeckt, um die Menge an Licht zur Beleuchtung zu erhöhen.
-
Das
Flüssigkristallgerät des Reflektions-Typs
L, welches im Wesentlichen gleich gross wie das transparente Substrat 2 ist,
ist auf der hinteren Oberfläche
der derart aufgebauten transparenten und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung 1 angeordnet,
und ein Bild wird betrachtet. Wenn die unterbrochenen, auf der Betrachtungsfläche des
Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
L generierten, Streifen zum voraus gemessen werden, um die Abstände P1 der
Rillen 12 festzulegen, betragen die gemessenen Abstände P2 der
unterbrochenen Streifen, welche parallel zu den Rillen 8 liegen,
0.33 mm.
-
Die
Abstände
P1 der Rillen 12 sind auf Grund der Abstände P2 (0.33
mm) festgelegt, vierzehn Proben werden, wie in der Tabelle in 4 gezeigt,
vorbereitet, und ein Bild wird jeweils betrachtet.
-
Als
Ergebnis der Betrachtung des Bildes wird, wie in 4 gezeigt,
eine Probe, wo das Moiré-Muster
stark erzeugt wird, mit einem X bezeichnet (noch stärkeres Moiré-Muster
wird mit XX bezeichnet), eine Probe, wo das Moiré-Muster schwach erzeugt wird,
ist mit 0 angegeben, und eine Probe, wo der Grad des Moiré-Musters
dazwischenliegend ist, ist mit Δ angegeben.
-
Wie
aus 4 ersichtlich ist, kann das Auftreten eines grossen
Moiré-Musters
in einem Bereich von P1:P2 = 1: 1.3 bis 1:1.6 oder einem Bereich
von P1:P2 = 1:1/1.6 bis 1:1/1.3 unterdrückt werden.
-
Dementsprechend
wird die transparente und ausgedehnte Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäss der vorliegenden
Erfindung zum Flüssigkristallgerät des Reflektions-Typs
L hinzugegeben, wodurch es möglich
wird, dass die Vorrichtung ohne Beeinflussung durch die Helligkeit
der Umgebungen benutzt wird und das Auftreten des Moiré-Musters unterdrückt wird,
was zur Folge hat, dass die Anzeige leichter wahrgenommen wird.
-
Zusätzlich kann,
wie oben beschrieben, da ja das Moiré-Muster durch eine Interferenz, verursacht durch
die unterbrochenen Streifen mit dem Abstand P1 des Lichtreflektionsmusters 11 und
den Streifen mit dem Abstand P2, welche durch die Pixel des Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
L vorliegen, dies wie folgt verallgemeinert werden, das heisst,
das Auftreten des Moiré-Musters
kann in einem Bereich von P1:P2 = 1:(N + 1.3) bis 1:(N + 1.6) oder
einem Bereich von P1:P2 = 1:1/(N + 1.6) bis 1:1/(N + 1.3) unterdrückt werden,
wobei N ganzzahlig ist (0, 1, 2, 3...). Obwohl N ohne Grenzen logisch
erhöht
werden kann, solange N ganzzahlig ist, ist es wünschenswert, dass ein Bereich
von 0 bis 3 in den praktischen Gebrauch aufgenommen wird, um die Rillen 12 tatsächlich herzustellen.
-
In
der transparenten und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäss der vorliegenden Erfindung
kann das transparente Substrat 2' im Wesentlichen keilförmig gestaltet
werden, so wie in der in 5 und 6 gezeigten,
transparenten und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung 1, um das Gewicht
der Vorrichtung zu verringern. In dieser Situation ist das transparente
Substrat 2' derart
ausgelegt, dass die dickere, zur Rille 12 parallele, seitliche Oberfläche als
eine Seitenendfläche 3 bestimmt
ist und seine Dicke in Richtung der gegenüberliegenden Oberfläche 10 reduziert
wird.
-
In
diesem Fall wird das auf der oberen Oberfläche 6 des transparenten
Substrats 2 geformte Lichtreflektionsmuster 11 durch
die Rillen 12 und die flachen Abschnitte 13 strukturiert,
wie auch immer ist die vorliegende Erfindung nicht allein auf den
obigen Aufbau beschränkt,
da es genügt,
dass das Lichtreflektionsmuster 11 derart ausgebildet ist,
dass es die durch die Pixel des Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
L zum Unterdrücken
der Bildung des Moiré-Musters
verursachten, unterbrochenen Streifen nicht stört. Wie in den 7 und 8 gezeigt,
kann das Lichtreflektionsmuster durch kontinuierliche Bildung der
Rillen 12' parallel
zur Lichtwellenlampe 4 gebildet werden (das heisst, wenn
keine flachen Abschnitte 13 vorgesehen sind).
-
Ferner
ist der Schnittaufbau der Rillen 12 nicht wie in diesem
Ausführungsbeispiel
auf ein Dreieck beschränkt,
sondern kann entsprechend derart gebildet werden, dass die Menge
von emittiertem Licht überall
auf der unteren Oberfläche 5 des
transparenten Substrats 2 nahezu einheitlich wird. Beispielsweise
kann er eine vierseitige Figur sein, wie in 9 gezeigt,
oder ein Vieleck mit mehr als jenen in der vierseitigen Figur gezeigten
Winkeln. Ausserdem kann er durch eine gebogene Oberfläche, wie
in 10 gezeigt, aufgebaut sein, welche derart ausgeführt ist,
dass alle geneigten Oberflächen
des Vielecks, wie in 9 gezeigt, sanft miteinander
verbunden sind.
-
Ein
Herstellungsverfahren zur Bildung der Rillen 12 des Lichtreflektionsmusters 11 kann
durch Schneiden mit einem Diamantwerkzeug realisiert werden. In
diesem Fall wird ein Winkel γ einer
Vertiefung entsprechend dem Öffnungswinkel
der Rillen 12, deren Querschnitt nahezu dreieckig ist,
konstant, da das Drehwerkzeug zur Bearbeitung eingespannt ist. In
der Folge wird eine Summe des geneigten Winkels α und des geneigten Winkels β immer konstant gehalten,
aber, wie oben in der tatsächlichen
Herstellung des Lichtreflektionsmusters 11 in der Ausführungsform
beschrieben, sind der geneigte Winkel α und der geneigte Winkel β derart festgelegt,
dass sie in einem variablen Bereich entsprechend geändert werden
können,
um eine ausgedehnte Beleuchtung effizienter zu realisieren.
-
Bei
der Herstellung der transparenten und ausgedehnten Beleuchtungsvorrichtung 1 der
vorliegenden Erfindung können
die transparenten Substrate 2 und 2' aus einem Material hergestellt
werden, welches dem Licht ein hocheffizientes Durchlaufen gestattet,
und ist aus dem Gesichtspunkt seiner Transparenz und Verarbeitbarkeit
vorzugsweise aus Acrylharz gefertigt. Für die Umsetzung der vorliegenden
Erfindung ist das Material des transparenten Substrats 2 und 2' jedoch nicht
beschränkt
auf Acrylharz und kann aus verschiedenen thermoplastischen, transparenten
Harzen wie Vinylchloridharz, Polykarbonatharz, Olefinharz oder Styrolharz
usw. hergestellt werden. Auch thermoplastische, transparente Harze
wie Epoxydharz oder Allyldiglykolkarbonatharz oder Ähnliches,
oder anorganisches, transparentes Material wie verschiedene Glasmaterialien oder Ähnliches
können
je nach Bedarf angewendet werden.
-
Ferner
kann ein Verfahren zur Herstellung des transparenten Substrats 2 und 2' durch Bearbeitung
wie Schneiden oder Schleifen direkt ausgeführt werden, und es sind, im
Fall von Harzmaterial, verschiedene Ausform-Methoden wie zum Beispiel Formgiessen,
Extrusionsgiessen, thermisches Druckpressen oder Spritzgiessen anwendbar.
Aus Sicht der Produktivität
ist Spritzgiessen mit Harzmaterial die bevorzugte Methode.
-
Wie
oben beschrieben, ist gemäss
der vorliegenden Erfindung eine transparente und ausgedehnte Beleuchtungsvorrichtung
nahe angeordnet, um eine Oberfläche
eines Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
zu bedecken, in welchem eine Lichtquellenlampe nahe entlang mindestens
einer Seitenendfläche
eines transparenten, aus lichtdurchlässigem Material hergestellten
Substrats angeordnet ist, ein Lichtreflektionsmuster auf einer vorderen
Oberfläche
des transparenten Substrats gebildet ist, das Lichtreflektionsmuster
durch eine Vielzahl von Vertiefungen gebildet ist, welche in festgelegten
Abständen P1
parallel zur axialen Richtung von besagter Lichtquellenlampe ausgebildet
sind, worin Abstände
zwischen Streifen, welche parallel zu besagten Vertiefungen in der
Anordnung von Fluidzellen des Flüssigkristallanzeigegerätes des
Reflektions-Typs liegen, P2 betragen, die Abstände P1 derart festgelegt sind, um
einer Beziehung zwischen P1 und P2 zu genügen: P1:
P2 = 1: (N + 1.3) bis 1: (N + 1.6)oder P1:P2
= 1:1/(N + 1.6) bis 1:1/(N + 1.3)wobei N ganzzahlig ist: 0,
1, 2, 3, .... Daher wird die durch die unterbrochenen Streifen mit
dem Abstand P1 des Lichtreflektionsmusters und den Streifen mit dem
Abstand P2, aufgrund der Pixel des Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
L verursachte Interferenz unterdrückt, um dadurch das Auftreten
eines grossen Moiré-Musters
zu unterdrücken.
-
Dadurch,
dass das Emissionslicht von der Lichtquellenlampe ins Innere des
transparenten Substrats schreitet und von der hinteren Oberfläche emittiert
wird, und dann ins Flüssigkristallgerät des Reflektions-Typs
eintritt, wird die Betrachtungsfläche des Flüssigkristallgeräts des Reflektions-Typs
durch besagtes Licht bestrahlt, so dass dadurch die Leuchtdichte
sichergestellt wird und auch daher, dass das Auftreten des Moiré-Musters
unterdrückt
ist, so dass das Bild leicht wahrgenommen wird.
-
Ferner
kann dadurch, dass das transparente Substrat aus lichtdurchlässigem Material
hergestellt ist, selbst wenn es zum Abdecken der Oberfläche des
zu beleuchtenden Elementes aufgebaut ist, das Bild wahrgenommen
werden und ausserdem sind sie miteinander zu einer Einheit ausgestaltet,
es ist tauglich für
eine tragbare Verwendung.
-
Die
vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
ist zum Zweck der Veranschaulichung und Erklärung dargelegt worden. Es ist
nicht beabsichtigt, abschliessend zu sein, oder die Erfindung auf
die genau offenbarte Ausgestaltung zu begrenzen und Änderungen
und Variationen sind im Lichte der obigen Lehren möglich oder
können
durch Benutzung der Erfindung erlangt werden. Die Ausführungsformen
wurden ausgewählt und
beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische
Anwendung zu erklären
und um es dem Fachmann zu ermöglichen,
die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Änderungen
zu verwenden, die für
die bestimmte, in Erwägung
gezogenen Verwendung geeignet sind. Es ist beabsichtigt, dass der
Umfang der Erfindung durch die hieran beigefügten Ansprüche definiert wird.