DE69930025T2

DE69930025T2 - Lichtleitende Platte, Oberfläche- Lichtquellenvorrichtung, und Reflexion-Type Flüssigkristall Anzeige

Info

Publication number: DE69930025T2
Application number: DE69930025T
Authority: DE
Inventors: Seji c/o Nitto Denko Corporation Ibaraki-shi Umemoto; Shuji c/o Nitto Denko Corporation Ibaraki-shi Yano; Hideo c/o Nitto Denko Corporation Ibaraki-shi Abe
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2019-04-17
Also published as: TW521137B; KR100634712B1; KR19990083239A; US6196692B1; DE69930025D1; EP0950851B1; EP0950851A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine lichtleitende Platte, mit der eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp gefertigt werden kann, die hell und leicht zu betrachten ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, welche die lichtleitende Platte verwendet und in welcher Licht hoch wirksam genutzt werden kann.
Hintergrund der Erfindung
Es gibt den Wunsch nach einer Beleuchtungseinrichtung, die es einer Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp ermöglicht, auch im Dunkeln oder dergleichen gelesen werden zu können. Die jetzigen Erfinder versuchten, eine Hintergrundbeleuchtung zur Nutzung in Flüssigkristallanzeigen vom Übertragungstyp auf ein Frontlichtsystem anzuwenden, in dem die Hintergrundbeleuchtung auf der Betrachtungsseite einer Flüssigkristallzelle eingerichtet ist. Diese Hintergrundbeleuchtung weist eine lichtleitende Platte auf, in der auftreffendes Licht von einer Seitenkante ausgesendet wird durch eine lichtemittierende Einrichtung von einer der oberen und unteren Flächen. In dem Frontlichtsystem wird die angezeigte Information durch die lichtleitende Platte gesehen.
Jedoch war es schwierig, die Hintergrundbeleuchtungen, die herkömmliche lichtleitende Platten verwenden, zum praktischen Gebrauch zu bringen, da sie Probleme aufwerten, dass die Anzeige im beleuchteten Zustand zu wenig Kontrast aufweist, zu wenig Helligkeit in unbeleuchtetem Zustand aufweist und Anzeigestörungen aufweist usw. Zum Beispiel weist eine Flüssigkristallanzeige, die eine lichtleitende Platte aufweist, welche Diffuserpunkte oder feine Oberflächenkörnung als eine lichtemittierende Einrichtung verwendet, folgende Probleme auf: Die Anzeige ist unzureichend im Kontrast, wenn sie in einem Darstellungszustand betrachtet wird. Wenn sie in einem unbeleuchteten Zustand mit externem Licht betracht wird, zum Beispiel Innenbeleuchtung, ist die Anzeige unzureichend im Kontrast und weist unzureichende Anzeigehelligkeit auf. Darüber hinaus werden die angezeigten Darstellungen auf der unbeleuchteten Anzeige, die durch die lichtleitende Platte gesehen werden, wesentlich gestört und weisen mangelnde Deutlichkeit auf.
Auf der anderen Seite wurde eine lichtleitende Platte vorgeschlagen, die als eine lichtemittierende Einrichtung eine stufenförmige prismatische Struktur verwendet, die geneigte Flächen mit einem Neigungswinkel von 45 Grad und ebene Flächen mit einem Neigungswinkel von 0 Grad aufweist (siehe JP-A-62-73206; der Ausdruck "JP-A" wie hierin verwendet bedeutet eine "ungeprüft veröffentlichte japanische Patentanmeldung"). Sogar eine Flüssigkristallanzeige, die diese lichtleitende Platte aufweist, hat ein Problem, dass sie unzureichend in Kontrast und Anzeigehelligkeit ist, wenn sie in einem beleuchteten Zustand betrachtet wird.
Die obige Flüssigkristallanzeige hat darüber hinaus folgendes Problem. Ein Teil des auftreffenden Lichts wird durch die untere Fläche der lichtleitenden Platte reflektiert, ohne dass es in die Flüssigkristallzelle eintritt usw., und tritt aus der oberen Fläche davon aus. Wenn diese Flüssigkristallanzeige von der oberen Seite betrachtet wird, überlagert der daraus resultierende Streuverlust die angezeigten Darstellungen, unabhängig davon, ob die Anzeige in einem beleuchteten Zustand ist oder nicht, verursacht helle Unschärfen und verminderten Kontrast, was zu einer beeinträchtigten Erkennbarkeit führt.
In EP-A-0 879 991 einer europäischen Patentanmeldung, die mit Bezug auf die vorliegende Anmeldung durch ihr Veröffentlichungsdatum unter die Bedingungen von Artikel 54 (3) und (4) EPC fällt ist die untere Fläche einer lichtleitenden Platte einem Antireflexionsverfahren oder einem Unschärfeverfahren unterworfen mit dem Zweck, die Gesamtmenge des auftreffenden Lichts zu reduzieren, das durch diese untere Fläche reflektiert wird und infolgedessen die Sichtbarkeit des zu beleuchtenden Objekts zu verbessern.
Übersicht über die Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp bereitzustellen, die erstklassig beim Kontrast ist, wenn sie mit oder ohne Beleuchtung betrachtet wird, und auch bei der Helligkeit der Anzeige und in welcher angezeigte Darstellungen, die durch eine lichtleitende Platte betrachtet werden, weniger dazu neigen, gestört zu werden, das heißt, erstklassig in der Deutlichkeit sind, und die weniger dazu neigen, eine durch ein Moirephänomen verursachte Verringerung der Erkennbarkeit aufzuweisen.
Ein weiteres Ziet der vorliegenden Erfindung ist, eine lichtleitende Platte und eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung bereitzustellen, mit der jeweils die Flüssigkristallanzeige gefertigt werden kann.
Die vorliegende Erfindung stellt eine lichtleitende Platte bereit, die eine lichtemittierende Einrichtung aufweist, die an der oberen Fläche derselben gebildet ist und dazu dient, auftreffendes Licht von einer Auftreffseitenkante der Platte abzulenken und das Licht durch die untere Fläche der Platte zu emittieren, und des Weiteren wenigstens auf der unteren Fläche derselben eine Antireflexschicht aufweist, welche auftreffendem Licht von der unteren Fläche der Platte ermöglicht, durch die obere Fläche der Platte hindurchzutreten.
Die vorliegende Erfindung stellt zudem bereit: eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, welche die oben beschriebene lichtleitende Platte und eine Lichtquelle, die an der Auftreffseitenkante derselben angeordnet ist, umfasst.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp bereit, welche die oben beschriebene Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung und eine auf der unteren Seite derselben angeordnete Flüssigkristallzelle, die eine reflektierende Schicht aufweist, umfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schrägansicht, die eine lichtleitende Platte veranschaulicht.
2 ist eine Seitenansicht, die andere lichtleitende Platten veranschaulicht.
3 ist eine Seitenansicht, die gewellte prismatische Strukturen veranschaulicht.
4 ist eine Ansicht, welche die lichtemittierenden Merkmale einer Ausführungsform der lichtleitenden Platte nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 ist ein Querschnitt einer Seitenansicht einer Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung.
6 ist ein Querschnitt einer Seitenansicht einer Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp
7 ist ein Querschnitt einer Seitenansicht einer weiteren Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp.
8 ist eine Ansicht, die angezeigte Darstellungen in einer Ausführungsform der Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9 ist eine Ansicht, die die lichtemittierenden Merkmale einer herkömmlichen lichtleitenden Platte veranschaulicht.
10 ist eine Ansicht, die angezeigte Darstellungen in einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp veranschaulicht.

1: lichtleitende Platte
11, 16, 17: obere Fläche
2a: Stegteil
2b: Nutteil
21, 23: schmale Fläche
22, 24: breite Fläche
12: untere Fläche
13: Auftreffseitenkante
2: Antireflexschicht
3: Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung
31: Lichtquelle
4: Diffuserschicht
5, 51: Polarisationsplatte
6: Flüssigkristrallzelle
7, 64: Reflexionsschicht

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Nach der vorliegenden Erfindung funktioniert die Antireflexschicht, die wenigstens auf der unteren Fläche der lichtleitenden Platte gebildet ist, in der folgenden Weise. Die Antireflexschicht verhindert, dass auftreffendes Licht von der unteren Fläche der lichtleitenden Platte reflektiert und dadurch Licht abgeleitet wird, ohne in eine Flüssigkristallzelle usw. einzutreten. Und zwar verhindert die Antireflexschicht die Erzeugung von Streulicht, das, wenn die Anzeige von der oberen Seite betrachten wird, die angezeigten Darstellungen auf der Flüssigkristallzelle überlagert und helle Unschärfen und verminderten Kontrast verursacht. Demzufolge kann zufrieden stellende Erkennbarkeit erzielt werden unabhängig davon, ob die Anzeige in einem beleuchteten oder unbeleuchteten Zustand ist. Die untere Fläche der lichtleitenden Platte 1 ist vorgesehen, einen Reflektionsgrad von etwa 3 bis 5% in Bezug auf jedes Licht aufzuweisen, wie in 8 durch die abwechselnd mit einem langen Strich und zwei kurzen Strichen gestrichelte Linie dargestellt: Licht δ, das in die lichtleitende Platte emittiert wird, und von außen auftreffendes Licht ε. Das reflektierte Licht beeinflusst helle Unschärfe und Kontrast daher erheblich.
Nach der vorliegenden Erfindung kann eine lichtleitende Platte erzielt werden, in welcher durch die untere Fläche emittiertes Licht hervorragend in vertikaler Richtwirkung ist und Streulicht von der oberen Fläche weniger dazu neigt, die angezeigten Darstellungen zu überlagern. Bei Nutzung dieser lichtleitenden Platte kann eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung erzielt werden, in der Licht hoch wirksam verwendet werden kann. Bei Nutzung der lichtleitenden Platte kann auch eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp mit hervorragender Anzeigequalität erzielt werden, die hervorragenden Kontrast aufweist, wenn sie mit oder ohne Beleuchtung betrachtet wird, und auch Anzeigehelligkeit, und bei dem angezeigte Darstellungen, die durch die lichtleitende Platte betrachtet werden, weniger dazu neigen, gestört zu werden, das heißt, hervorragend in der Deutlichkeit sind, und weniger dazu neigen, Moirephänomen zuzulassen, das durch lichtemittierende Einrichtungen verursacht wird.
Die oben beschriebenen Effekte sind bestimmten Eigenschaften zuschreibbar, die der lichtleitenden Platte verliehen sind. Die jetzigen Erfinder haben intensive Studien betrieben, um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden. Als ein Ergebnis haben sie herausgefunden, dass die oben beschriebene lichtleitende Platte, die herkömmliche Diffuserpunkte oder feine Oberflächenkörnung als lichtemittierende Einrichtung verwendet, die folgenden Nachteile aufweist. Wie in 9 und 10 gezeigt, wird durchgelassenes Licht, das von einer Seitenkante eintritt, durch die lichtemittierende Einrichtung der lichtleitenden Platte 18 in nahezu alle Richtungen gestreut. Durch die Streucharakteristiken weisen emittiertes Licht α₁ von der unteren Fläche und Streulicht β₃ von der oberen Fläche jeweils maximale Intensitäten B und b jeweils in einer Richtung θ₄ auf, die einen Winkel von ungefähr 60 Grad mit der Linie H (Frontrichtung) senkrecht zu der unteren Fläche bildet, und diese Intensitätswerte sind nahezu gleich. Infolgedessen ist in einem Bereich an Richtungen, die zur Betrachtung geeignet sind, im Besonderen in dem Betrachtungswinkelbereich, der vertikal von einer Richtung ungefähr 15 Grad über der senkrechten Linie zu einer mit etwa 30 Grad unter derselben und horizontal zwischen rechten und linken Richtungen ist, wobei jeder einen Winkel von ungefähr 30 Grad mit der senkrechten Linie bildet, ist die Menge an Licht zu klein, und die Anzeige weist deswegen schwache Helligkeit auf. Darüber hinaus wird emittiertes Licht α₂ von der unteren Fläche, welche die Anzeigedarstellungen bildet, durch Streulicht β₄ von der oberen Fläche überlagert, was zu schwachem Kontrast führt. Des Weiteren weist die Anzeige in einem unbeleuchteten Zustand durch die hellen Unschärfen der anzeigten Darstellungen schwachen Kontrast auf, verursacht durch das gestreute Licht γ₂, und Anzeigelicht γ₁ und Anzeigelicht γ₃ vermischen sich durch die Streuung der lichtleitenden Platte miteinander und stören die angezeigten Darstellungen erheblich.
Die jetzigen Erfinder haben darüber hinaus herausgefunden, dass die lichtleitende Platte, offen gelegt in JP-A-62-73206, die eine prismatische lichtemittierende Einrichtung aufweist, ebenfalls das Problem der geringen Anzeigequalität wie die oben beschriebenen lichtleitenden Platten aufweist. Besonders Streulicht von der oberen Fläche wird in großer Menge erzeugt und überlagert emittiertes Licht von der unteren Fläche, welche die angezeigten Darstellungen bildet, was zu schwachem Kontrast führt. Weil des Weiteren emittiertes Licht, das große Emissionswinkel aufweist, in großer Menge erzeugt wird, ist in den Richtungsbereichen, die für eine Betrachtung geeignet sind, die Menge an Licht klein, was zu verringerter Anzeigehelligkeit führt.
Infolgedessen sollte von einer Seitenkante auftreffendes Licht von der unteren Fläche mit ausreichender Richtwirkung emittiert werden, um einer lichtleitenden Platte die Bildung von leuchtend klaren Anzeigedarstellungen zu ermöglichen. Im Besonderen sollte, wie in 4 gezeigt, das auftreffende Licht mit ausreichender Richtwirkung in einer Richtung emittiert (A) werden, die einen Winkel θ₃ bildet, der mit der Richtung auf eine Linie H senkrecht zu der unteren Fläche so klein wie möglich ist, besonders in dem Betrachtungswinkelbereich. In Flüssigkristallanzeigen vom Reflexionstyp werden gleichmäßig und klar angezeigte Darstellungen normalerweise durch die Nutzung einer reflektierenden Schicht erreicht, die eine geraute Fläche mit einem durchschnittlichen Diffusionswinkel von etwa 5 bis 15 Grad aufweist. Wenn demzufolge die Lichtmenge, die in einem großen Winkel auf die reflektierende Schicht auftrifft, groß ist (etwa wie B in 9 und α₁ in 10), ist in dem Bereich der Richtungen, die für eine Betrachtung geeignet sind, die Menge an Licht klein, was es schwierig macht, eine helle Anzeige zu erzielen. Wenn darüber hinaus solche herkömmlichen Flüssigkristallenzeigen aus einer Richtung betrachtet werden, die wesentlich von der Frontrichtung abweicht, kann Anzeigeinversion auftreten, und Probleme, wie etwa erhöhte Farbgebung, kännen in Anzeigen vom Typ des elektrischen Felds mit Doppelbrechung auftreten.
Um den Kontrast zu erhöhen, wird eine lichtleitende Platte benötigt, die eine solche Beschaffenheit aufweist, dass die Überlagerung von Streulicht "a" von der oberen Fläche auf emittiertes Licht A von der unteren Fläche, welche die angezeigten Darstellungen bildet, minimiert wird, besonders in dem Betrachtungswinkelbereich wie in 4 gezeigt. Da das Verhältnis der Menge des Streulichts zu dem des emittierten Lichts in einer Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp im Allgemeinen von 1:5 bis 1:20 ist, beeinflusst die Überlagerung der angezeigten Darstellungen durch das Streulicht den Kontrast erheblich.
Zur Verhinderung der Störung von angezeigten Darstellungen wird eine lichtleitende Platte benötigt, die eine Beschaffenheit aufweist, dass die Streuungen von Licht, das dort von der oberen zu der unteren Fläche und die von Licht, das dort von der unteren zu der oberen Fläche hindurchgeht, minimiert werden. Das Frontlicht in Flüssigkristallanzeigen vom Reflexionstyp ist eine zusätzliche Lichtquelle, welche die Betrachtung in der Dunkelheit erlaubt, und Flüssigkristallanzeigen vom Reflexionstyp sollten grundsätzlich mit externem Licht wie etwa Innenbeleuchtung oder natürlichem Licht betrachtet werden mit dem Ziel, den Energieverbrauch zu reduzieren. Wenn demzufolge der Eintritt externen Lichts durch die lichtleitende Platte in einem unbeleuchteten Zustand verhindert wird, wird die Anzeige dunkel. Wenn die lichtleitende Platte Streuung verursacht, führt das zu reduziertem Kontrast auf Grund von Blasswerden der Fläche und Störung der angezeigten Darstellungen auf Grund von Lichtvermischung usw.
Darüber hinaus, unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Anzeigequalität, wird eine moirefreie, klare Anzeige gewünscht. Da Flüssigkristalianzeigen im Allgemeinen einen Pixelabstand von 100 bis 300 μm aufweisen, ist es gewünscht, den Einfluss der lichtleitenden Platte auf durchgelassenes Licht zu minimieren und dadurch Informationsdarstellungen zu ermöglichen, die einen Abstand von etwa 100 μm aufweisen, um klar wahrgenommen zu werden. Und zwar ist es gewünscht, das Auftreten eines Moires zu verhindern, das durch die Interferenz mit Pixels verursacht wird, und dadurch zufrieden stellende Anzeigequalität zu erzielen.
In der lichtleitenden Platte der vorliegenden Erfindung wird auftreffendes Licht von der Auftreffseitenkante durch die lichtemittierende Einrichtung abgelenkt, die auf der oberen Fläche der Platte gebildet ist, und auf diese Weise durch die untere Fläche derselben emittiert. Darüber hinaus tritt auftreffendes Licht von der unteren Fläche der Platte durch die obere Fläche der Platte auf Grund der Antireflexschicht, die auf der unteren oder oberen Fläche der Platte gebildet ist. Ausführungsformen der lichtleitenden Platte werden in 1 und 2(a) bis (d) gezeigt. Bezugszeichen 1 bezeichnet eine lichtleitende Platte und Bezugszeichen 11, 16 und 17 bezeichnen eine obere Fläche, die eine darauf gebildete lichtemittierende Einrichtung aufweist. Bezugszeichen 12 bezeichnet eine untere Fläche, die als eine lichtemittierende Seite dient, 13 eine Auftreffseitenkante, 14 eine Querseitenkante und 15 eine Kante gegenüber der Auftreffseitenkante. Darüber hinaus bezeichnet 2d eine Antireflexschicht, die auf jeder der oberen Flächen 11, 16 und 17 gebildet ist, und 2 eine Antireflexschicht, die auf der unteren Fläche 12 gebildet ist.
Die lichtleitende Platte der vorliegenden Erfindung, in der auftreffendes Licht von der Auftreffseitenkante durch die lichtemittierende Einrichtung abgelenkt wird, die auf der oberen Fläche derselben gebildet ist, und auf diese Weise durch die untere Fläche derselben wie oben beschrieben emittiert wird, umfasst im Allgemeinen ein flaches Material, das eine obere Fläche, eine untere Fläche, die derselben zugewandt ist, und Seitenkanten, welche die obere Fläche mit der unteren Fläche verbinden und eine Auftreffseitenkante einschließen, aufweist. Obgleich das flache Material eine gleichmäßige Dicke aufweisen kann, weist es vorzugsweise solch eine Form auf, bei der die Dicke der Kante 15 gegenüber der Auftreffseitenkante 13 kleiner ist als die der Auftreffseitenkante 13 und insbesondere nicht größer ist als 50% der Dicke der Auftreffseitenkante 13, wie in den Zeichnungen gezeigt.
Auf Grund der reduzierten Dicke der gegenüberliegenden Kante trifft das auf die Auftreffseitenkante auftreffende Licht, wie durch die offenen Pfeile in 3 und 4 gezeigt, wirksam auf die lichtemittierende Einrichtung auf, die auf der oberen Fläche gebildet ist, bevor es die gegenüberliegende Kante erreicht. Das Licht, das auf diese Weise an die lichtemittierende Einrichtung gebunden ist, wird von der unteren Fläche durch Reflexion emittiert usw., wodurch das auftreffende Licht wirksam an die Zielfläche geliefert werden kann. Die konisch zulaufende Form hat als weiteren Vorteil, dass die lichtleitende Platte ein reduziertes Gewicht aufweisen kann. Zum Beispiel in dem Fall einer lichtleitenden Platte, in welcher die obere Fläche flach ist wie in 2(a), kann ihr Gewicht etwa 75% von dem einer lichtleitenden Platte mit einer gleichmäßigen Dicke aufweisen.
Die lichtleitende Platte ist nicht besonders begrenzt, solange sie die Emissionscharakteristiken wie oben beschrieben zeigt. Die lichtemittierende Einrichtung, die auf der oberen Fläche des flachen Materials anzuordnen ist, kann deshalb eine geeignete Beschaffenheit haben, indem sie solche Eigenschaften zeigt. Jedoch ist eine lichtemittierende Einrichtung bevorzugt, die eine gewellte prismatische Struktur umfasst, hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt, dass emittiertes Licht mit hervorragender vertikaler Richtwirkung von der oberen Fläche derselben erzielt wird.
Die gewellte prismatische Struktur kann aus alternierenden Stegen und Nuten errichtet werden, in welchen alle Flächen die gleiche Breite aufweisen. Jedoch unter den Gesichtspunkten einer wirksamen Nutzung von Licht usw. wird die Struktur vorzugsweise aus alternierenden Stegen und Nuten gebildet, welche schmale Flächen und breite Flächen aufweisen. Beispiele von solchen gewellten prismatischen Strukturen werden in 3(a) und (b) gezeigt, worin 2a einen Stegteil bezeichnet, 2b einen Nutteil, 21 und 23 eine schmale Fläche und 22 und 24 eine breite Fläche. Ob ein Teil der Struktur ein Stegteil oder ein Nutteil ist, wird basierend auf einer Linie beurteilt, die durch Punkte gezogen wird, wo an jedem davon eine schmale Fläche auf eine weite Fläche trifft. Wenn nämlich ein Punkt (Spitze), an dem eine schmale Fläche auf eine weite Fläche trifft, über oder unter der Linie ist, wird der entsprechende Teil jeweils als ein Stegteil oder Nutteil genommen.
Zum Beispiel in dem Fall der gewellten prismatischen Struktur, die in 3 gezeigt wird, wird die mit alternierend einem langen und zwei kurzen Strichen gestrichelte Linie 20, welche sich durch Punkte erstreckt, wo an jedem davon jeweils eine schmale Fläche und eine weite Fläche (Flächen 21 und 22 oder Flächen 23 und 24) aufeinander treffen, welche einen Stegteil 2a oder einen Nutteil 2b bilden, als die Basis verwendet. Wenn ein Punkt (Spitze), an welchem eine schmale Fläche auf eine breite Fläche trifft, über oder unter der Linie 20 ist, wird der entsprechende Teil jeweils als ein Stegteil oder ein Nutteil genommen.
Eine bevorzugte lichtleitende Platte, hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der Vermeidung einer Verminderung des Kontrasts, verursacht durch die Überlagerung von Streulicht von der oberen Fläche derselben auf angezeigten Darstellungen, gebildet durch emittiertes Licht von der unteren Fläche, wird in 4 gezeigt. In dieser lichtleitenden Platte wird auftreffendes Licht (offener Pfeil) von der Auftreffseitenkante 13 hauptsächlich durch die untere Fläche 12 emittiert und streut teilweise durch die obere Fläche. Die Richtung θ₃, in welcher das emittierte Licht von der unteren Fläche 12 eine maximale Intensität A aufweist, bildet einen Winkel, der nicht größer als 30 Grad zu der Linie H senkrecht zu der Bezugsebene der unteren Seite ist, und die maximale Intensität des Streulichts von der oberen Fläche innerhalb des Bereichs der Richtungen, die jede einen Winkel bilden, der nicht größer als 30 Grad zu der senkrechten Linie H ist, ist nicht größer als ein Fünffaches der maximalen Intensität A auf der unteren Seite.
Das Streulicht von der oberen Fläche innerhalb dieses Richtungsbereichs neigt dazu, das reflektierte Licht zu überlagern, welches das emittierte Licht von der unteren Fläche war, das die maximale Intensität A aufweist und das durch eine Reflexionsschicht reflektiert wurde. Wenn das Verhältnis von (der maximalen Intensität des Streulichts der oberen Fläche)/(der maximalen Intensität emittierten Lichts der unteren Fläche) zu groß ist, neigt die relative Intensität von angezeigten Darstellungen dazu, reduziert zu werden, und Kontrast neigt deshalb dazu, reduziert zu werden.
Eine stärker bevorzugte lichtleitende Platte, hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der Erzielung einer Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp in verbesserter Anzeigequalität, zum Beispiel bei Helligkeit und Kontrast, ist eine, in welcher in einer Ebene senkrecht sowohl zu der Auftreffseitenkante 13 als eine Bezugsebene als auch der unteren Fläche 12 als die andere Bezugsebene (das heißt, in der Ebene des in der Zeichnung gezeigten Abschnitts) θ₃ nicht größer als 30 Grad, vorzugsweise nicht größer als 25 Grad, am besten nicht größer als 20 Grad ist, wie in 4 gezeigt.
Die oben beschriebene stärker bevorzugte lichtleitende Platte weist darüber hinaus die folgenden Eigenschaften auf. Unter der Annahme, dass die Auftreffseitenkante 13 sich, basierend auf der senkrechten Linie H, auf der negativen Seite befindet, ist die Intensität von Streulicht „a" von der oberen Fläche 11, wie in der Richtung gemessen, die den gleichen Winkel θ₃ mit der senkrechten Linie H bildet wie die Richtung für die maximale Intensität A, nicht höher als 1/10, vorzugsweise als 1/15, am besten als 1/20 der maximalen Intensität A. Da das Streulicht „a" das regelmäßig reflektierte Licht des Lichts überlagert, das die maximale Intensität A aufweist, verringern zu große Werte des Verhältnisses a/A die relative Intensität angezeigter Darstellungen, was zu verringertem Kontrast führt.
Eine bevorzugte lichtemittierende Einrichtung, hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der Erzielung von Eigenschaftsanforderungen in Bezug auf die Richtung für maximale Intensität, das Verhältnis von maximaler Intensität/Streulichtintensität usw., wird in 3 gezeigt. Sie hat eine gewellte prismatische Struktur, die Stege und Nuten (2a oder 2b) umfasst, welche schmale Flächen (θ₁) aufweisen, von denen jede einen Neigungswinkel von 30 bis 45 Grad aufweist mit Bezug auf die untere Fläche 12 als eine Bezugsebene, und breite Flächen (θ₂), von denen jede einen Neigungswinkel von 0 bis 10 Grad aufweist, ausgenommen 0 Grad.
Die schmalen Flächen 21 und 23, die sich von der Auftreffseitenkante (13) zu der gegenüberliegenden Kante (15) neigen, dienen dazu, den Teil von auftreffendem Licht von der Auftreffseitenkante zu reflektieren, das auf derselben auftrifft, und auf diese Weise das reflektierte Licht der unteren Fläche (lichtemittierende Fläche) zu liefern. In diesem Fall, indem die schmalen Flächen so geregelt werden, dass sie einen Neigungswinkel von θ₁ von 30 bis 45 Grad aufweisen, kann gesendetes Licht nahezu senkrecht zu der unteren Fläche reflektiert werden, wie durch die polygonalen Pfeile in 3 gezeigt. Als ein Ergebnis wird emittiertes Licht der unteren Fläche wirksam erlangt, das eine maximale Intensität A in einer Richtung θ₃ aufweist, die einen Winkel bildet, der nicht größer als 30 Grad zu der Linie H senkrecht zu der unteren Seite ist, wie in 4 gezeigt.
Unter den Gesichtspunkten der oben beschriebenen Leistungserfordernisse wie etwa Verminderung des Streulichts, Verhinderung, dass Streulicht die Erkennbarkeit beein trächtigt usw., ist der Neigungswinkel θ₁ der schmalen Flächen vorzugsweise von 32 bis 43 Grad, stärker bevorzugt von 35 bis 42 Grad. Wenn der Neigungswinkel θ₁ der schmalen Flächen kleiner als 30 Grad ist, hat das emittierte Licht der unteren Fläche eine maximale Intensität in einer Richtung, die einen großen Winkel zu der senkrechten Linie bildet, und dies neigt dazu, die für die Betrachtung geeignete Lichtmenge zu reduzieren und führt folglich zu verminderter Helligkeit. Wenn der Neigungswinkel θ₁ 45 Grad übersteigt, neigt die Menge an Streulicht von der oberen Fläche dazu, zu steigen.
Auf der anderen Seite dienen die breiten Flächen nicht nur dazu, durchgelassenes Licht, das auf denselben auftrifft, zu reflektieren und das reflektierte Licht an die schmalen Flächen zu liefern, sondern sie sind in einer Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp dazu bestimmt, von der Fiüssigkristallzelle angezeigten Darstellungen zu erlauben, durch dieselbe hindurchzugehen. Unter diesem Gesichtspunkt ist der Neigungswinkel θ₂ der breiten Flächen mit Bezug auf die Bezugsebene (12) der unteren Seite vorzugsweise von 0 bis 10 Grad, ausgenommen 0 Grad.
Auf Grund solcher Neigung der breiten Flächen wird durchgelassenes Licht, das auf die breiten Flächen 22 und 24 mit einem Winkel auftrifft, der größer ist als der Neigungswinkel θ₂, von den breiten Flächen reflektiert, wie in 3 von den polygonalen Pfeilen gezeigt. In diesem Fall wird das durchgelassene Licht, entsprechend dem Neigungswinkel der breiten Flächen, in Richtungen reflektiert, die näher an der Richtung parallel zu der unteren Fläche 12 sind, und das reflektierte Licht trifft auf die schmalen Flächen 21 und 23 auf, welche wiederum das auftreffende Licht reflektieren. Auf diese Weise wird das reflektierte Licht durch die untere Fläche 12 emittiert. Dieses emittierte Licht hat zufrieden stellende Richtwirkung auf Grund der parallelen Ausrichtung.
Als ein Ergebnis, neben dem durchgelassenen Licht, das direkt auf schmale Flächen auftrifft, kann das gesendete Licht, das zuerst auf breiten Flächen auftrifft und dann auf schmalen Flächen durch Reflexion durch die breiten Flächen auftrifft, an die untere Fläche durch Reflexion durch die schmalen Flächen geliefert werden. Somit kann die Wirksamkeit von Lichtausnutzung entsprechend gesteigert werden. Darüber hinaus kann das Licht, das durch breite Flächen reflektiert wurde und auf schmale Flächen auftrifft, einen konstanten Auftreffwinkel darauf aufweisen, und folglich können verminderte Schwankungen von Reflexionswinkeln erzielt werden. Und zwar kann das emittierte Licht parallel ausgerichtet werden.
Deshalb kann das emittierte Licht durch Regelung des Neigungswinkels der schmalen Flächen und des der breiten Flächen veranlasst werden, Richtwirkung zu haben. Als ein Ergebnis kann Licht senkrecht zu der unteren Fläche emittiert werden oder in Richtungen, die nahezu senkrecht zu derselben sind.
Wenn der Neigungswinkel θ₂ der breiten Flächen 0 Grad ist, ist der Effekt der parallelen Ausrichtung durchgelassenen Lichts vermindert. Wenn der Neigungswinkel θ₂ 10 Grad übersteigt, wird der prozentuale Anteil des Auftreffens auf den breiten Flächen vermindert und Lichtlieferung zu Bereichen nahe der gegenüberliegenden Kante wird unzureichend. Als ein Ergebnis neigt Beleuchtung dazu, ungleichmäßig zu werden. Darüber hinaus erlegen solche großen Neigungswinkel der breiten Flächen der gegliederten Form der lichtleitenden Platte Einschränkungen auf. Und zwar ist Reduzierung der Dicke auf der Seite gegenüber der Auftreffseite schwierig. Als ein Ergebnis neigt die Menge des Lichts, die auf der gewellten prismatischen Struktur auftrifft, zur Verringerung, und die Lichtausbeute neigt ebenfalls zur Verringerung. Der Grad der Neigung θ₂ der breiten Flächen ist vorzugsweise 8 Grad oder kleiner, bevorzugter 5 Grad oder kleiner, hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der oben beschriebenen Leistungsanforderungen wie etwa die Mitteilung von Richtwirkung an emittiertes Licht durch die parallele Ausrichtung von durchgelassenem Licht, Abnahme von Streulicht usw.
Hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der Erzielung zufrieden stellender Erkennbarkeit angezeigter Darstellungen durch die breiten Flächen der lichtleitenden Platte, erfüllen die breiten Flächen vorzugsweise, dass die größte Differenz bei Neigungswinkel θ₂ innerhalb aller breiten Flächen in der lichtleitenden Platte innerhalb 5 Grad ist, vorzugsweise innerhalb 4 Grad, stärker bevorzugt innerhalb 3 Grad, und dass die Differenz bei Neigungswinkel θ₂ zwischen den benachbarten breiten Flächen innerhalb von einem Grad liegt, vorzugsweise innerhalb von 0,3 Grad, stärker bevorzugt innerhalb von 0,1 Grad.
Als ein Ergebnis kann der Einfluss der breiten Flächen, durch welche angezeigte Darstellungen betrachtet werden, auf die angezeigten Darstellungen auf Grund der Differenzen in Neigungswinkel θ₂ usw. vermindert werden. Wenn das Licht, das durch die breiten Flächen hindurchgeht, dadurch in Richtungen abgelenkt wird, die wesentlich von Teil zu Teil abweichen, werden die angezeigten Darstellungen unnatürlich. Insbesondere, wenn der Grad der Ablenkung durchgelassener Darstellungen wesentlich in einem Bereich nahe an Pixels abweicht, die nahe zueinander angeordnet sind, besteht die Tendenz, dass im Wesentlichen unnatürliche angezeigte Darstellungen zu beobachten sind.
Die obige Erläuterung zu dem Unterschied in Neigungswinkel θ₂ wurde gegeben unter der Annahme, dass der Neigungswinkel θ₂ jeder breiten Fläche innerhalb des zuvor erwähnten Bereichs von 0 bis 10 Grad ist, ausgenommen 0 Grad. Und zwar ist die Annahme, dass die breiten Flächen so geregelt wurden, dass sie solch einen kleinen Neigungswinkel θ₂ aufweisen, und so, dass die Ablenkung von angezeigten Darstellungen durch Lichtbrechung auf einen Grad innerhalb eines erlaubten Bereichs reduziert wird, nachdem sie dort hindurchgegangen sind. Dies wird angestrebt, um die optimale Betrachtungsrichtung für eine Flüssigkristallanzeige nicht zu verändern, deren Richtung nahe der vertikalen Richtung ist.
Wenn angezeigten Darstellungen abgelenkt werden, verschiebt sich die optimale Betrachtungsrichtung zu einer Richtung, die außerhalb des Bereichs nahe der vertikalen Richtung ist. Wenn angezeigte Darstellungen erheblich abgelenkt werden, ist die Richtung des abgelenkten Lichts nahe der Richtung von Streulicht, das von der oberen Fläche der lichtleitenden Platte emittiert wird. Dies kann häufig einen Verfall des Kontrasts usw. verursachen. Die Gründe, warum der Neigungswinkel θ₂ der breiten Flächen auf einen Wert von 0 bis 10 Grad geregelt wurde, ausgenommen 0 Grad, beinhalten, dass der Einfluss der breiten Flächen auf die Streuung von durchgelassenem Licht auf einen vernachlässigbaren Level vermindert wird.
Unter dem Gesichtspunkt der Erzielung von hellen angezeigten Darstellungen ist die lichtemittierende Einrichtung vorzugsweise eine, welche hervorragend ist bei der Wirksamkeit von extern auftreffendem Licht und beim Durchlassen von angezeigten Darstel-lungen auf eine Flüssigkristallzelle oder der Wirksamkeit der Emission der angezeigten Darstellungen. In Anbetracht dessen ist die lichtemittierende Einrichtung vorzugsweise eine gewellte prismatische Struktur, in welcher der projizierte Bereich der breiten Flächen auf der unteren Seite der Bezugsebene wenigstens das Fünffache, vorzugsweise mindestens das Zehnfache, am besten mindestens das Fünfzehnfache von dem der schmalen Flächen ist. Als ein Ergebnis können die meisten der angezeigten Darstellungen auf einer Flüssigkristallzelle durch die breiten Flächen durchgelassen werden.
Wenn angezeigte Darstellungen auf einer Flüssigkristallanzeige durchgelassen sind, wird ein Teil der angezeigten Darstellungen, die auf die schmalen Flächen aufgetroffen sind, in Richtung auf die Auftreffseitenkante reflektiert und nicht durch die obere Fläche emittiert. Der verbleibende Teil davon wird abgelenkt und in eine Richtung emittiert, welche erheblich von der Richtung der Emission von angezeigten Darstellungen durch die breiten Flächen abweicht und auf der gegenüberliegenden Seite der Richtung dieser Emission ist, basierend auf der Linie senkrecht zu der unteren Fläche. Demzufolge übt das auf diese Weise abgelenkte und emittierte Licht nahezu keinen Einfluss auf die angezeigten Darstellungen aus, die durch die breiten Flächen hindurchgetreten sind. Unter diesem Gesichtspunkt werden die schmalen Flächen vorzugsweise nicht durch Pixel der Flüssigkristallzelle lokalisiert. Wenn die schmalen Flächen in einem extremen Fall alle Pixel überdecken, können angezeigte Darstellungen durch die breiten Flächen in einer Richtung, die nahe der vertikalen Richtung ist, nur schwerlich wahrgenommen werden.
Demzufolge, hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der Vermeidung unnatürlicher Anzeige auf Grund von unzureichender Übertragung von Anzeigelicht, wird es bevorzugt, den Bereich zu reduzieren, in welchem schmale Flächen Pixel überlappen, um dadurch einen ausreichenden Lichtdurchlass durch die breiten Flächen sicherzustellen. In Anbetracht der Tatsache, dass die Pixelabstände von Flüssigkristallzellen im Allgemeinen von 100 bis 300 μm betragen, und in Anbetracht der oben beschriebenen Einzelheit und Einfachheit der Bildung der gewellten prismatischen Struktur wurden die schmalen Flächen vorzugsweise so gebildet, dass jede schmale Fläche auf der Bezugsebene der unteren Seite eine projektierte Breite von 40 μm oder kleiner hat, bevorzugter von 1 bis 20 μm, am besten von 3 bis 15 μm. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass je kleiner die projektierte Breite ist, ein desto höherer Level an Technik erforderlich ist, um die schmalen Flächen zu bilden. Wenn die Stegteile der gewellten prismatischen Struktur einen Krümmungsradius aufweisen, der nicht niedriger als ein Sollwert ist, wird eine Diffusion erzeugt, und dies kann Störungen von angezeigten Darstellungen erzeugen usw. Darüber hinaus, in Anbetracht der Tatsache, dass Leuchtstofflampen im Allgemeinen eine kohärente Länge von etwa 20 μm aufweisen, neigen zu kleine projektierte Breiten der schmalen Flächen dazu, Diffraktion usw. zu verursachen, was zu beeinträchtigter Anzeigequalität führt.
Die schmalen Flächen werden unter obigem Gesichtspunkt vorzugsweise in großen Intervallen angeordnet. Weil jedoch die schmalen Flächen auf der einen Seite funktionieren, um im Wesentlichen auftreffendes Licht von einer Seitenkante zu emittieren wie oben beschrieben, führen zu große Intervalle dort zwischen zu geringer Beleuchtung, und dies kann ebenfalls zu unnatürlicher Anzeige führen. In Anbetracht dessen ist der Abstand P der Stege 2a und Nuten 2b in der gewellten prismatischen Struktur, wie in 3 gezeigt, vorzugsweise von 50 μm bis 1,5 mm. Der Abstand kann konstant in der gesamten gewellten prismatischen Struktur sein. Alternativ können die Stege 2a und Nuten 2b in unregelmäßigen Abständen angeordnet sein, wie etwa zum Beispiel als zufällige Abstände oder eine ungeordnete oder geordnete Kombination einer vorgegebenen Anzahl von Abständen.
Wenn die lichtemittierende Einrichtung eine gewellte prismatische Struktur umfasst, gibt es Fälle, in denen die prismatische Struktur sich störend auf die Pixel einer Flüssigkristallzelle auswirkt und ein Moire erzeugt. Obgleich Moireerzeugung durch Regelung der Abstände der Stege und Nuten verhindert werden kann, gibt es einen bevorzugten Bereich für den Abstand davon, wie oben beschrieben. Demzufolge ist das Problem, eine Moireerzeugung in dem Abstandsbereich zu vermeiden.
In der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, eine Technik zur Moirevermeidung zu verwenden, in der die Stege und Nuten einer gewellten prismatischen Struktur in einem geneigten Zustand in Bezug auf die Bezugsebene der Auftreffseite so angeordnet sind, dass die Richtung dieser Neigungsanordnung eine Richtung von Pixelanordnung kreuzt. In diesem Fall, wenn der Neigungswinkel zu groß ist, wird das auf die schmalen Flächen auftreffende Licht in unerwünschte Richtungen reflektiert und das resultierende emittierte Licht wird beträchtlich abgelenkt. Als ein Ergebnis variiert die Intensität der Beleuchtung entlang der Richtung der Lichtübertragung in der lichtleitenden Platte beträchtlich, und die Effizienz der Lichtausbeute wird reduziert. Dies neigt dazu, die Anzeigequalität zu vermindern.
Unter dem obigen Gesichtspunkt ist die Richtung der Anordnung der prismatischen Stege und Nuten, das heißt, der Neigungswinkel der Steglinien der prismatischen Stege und Nuten, in Bezug auf die Bezugsebene der Auftreffseite vorzugsweise innerhalb ± 35 Grad, bevorzugter ± 30 Grad, am besten ± 25 Grad. Das Symbol ± bedeutet, dass die Neigungsrichtung auf der Fläche der Auftreffseitenkante basiert. In dem Fall, in dem Moireerzeugung vernachlässigbar ist, sind die prismatischen Stege und Nuten vorzugsweise in einer Richtung angeordnet, die so parallel wie möglich zu der Auftreffseitenkante ist.
Wir hierin oben beschrieben, kann die lichtleitende Platte eine geeignete Form aufweisen. In dem Fall, in dem eine keilförmige oder ähnliche lichtleitende Platte hergestellt werden soll, kann ihre Form entsprechend bestimmt werden. Die obere Fläche davon kann eine geeignete Form aufweisen wie etwa zum Beispiel die flache Fläche 11, gezeigt in 2(a), oder die gewölbten Flächen 16 und 17, gezeigt in 2(b) und (c).
Mit Bezug auf die gewellte prismatische Struktur, die eine lichtemittierende Einrichtung bildet, müssen die Stege und Nuten nicht durch flache Flächen wie die Flächen 21, 22, 23 und 34 gebildet werden, wie in 3 gezeigt, und können eine geeignete Zusammenstellung aufweisen, die gewinkelte Flächen, gewölbte Flächen usw. aufweist. Die gewellte prismatische Struktur kann eine Kombination aus Stegen und Nuten umfassen, die nicht nur im Abstand, sondern auch in der Form usw. voneinander abweichen. Darüber hinaus kann die gewellte prismatische Struktur eine sein, in der jeder Steg oder jede Nut sich kontinuierlich so über die Breite der Anordnung erstreckt, dass sie eine fortlaufende Steglinie aufweist, oder kann eine sein, in welcher die Stege oder Nuten diskontinuierlich in der Richtung der Steglinien in einem bestimmten Intervall angeordnet sind.
Wie in den in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen, weist die obere Fläche 11, 16 oder 17 oder die untere Fläche 12 der lichtleitenden Platte 11 eine Antireflexschicht 2d oder 2 auf. Vorzugsweise weist die lichtleitende Platte eine Antireflexschicht, eine flache Fläche oder dergleichen auf. Dies dient dazu, Reflexion auf der unteren Fläche der lichtleitenden Platte zu verhindern und dadurch Streulicht daran zu hindern, von der oberen Fläche emittiert zu werden und durch Überlagerung der angezeigten Darstellungen den Kontrast zu vermindern usw. Die Antireflexschicht kann ein optischer, mehrschichtiger Film, eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex oder dergleichen sein, die nach einer herkömmlichen Technik aus zum Beispiel transparentem Dielektrikum, fluorhaltigem Kunststoff und Materialien mit niedriger Dichte gebildet werden.
Eine bevorzugte Antireflexschicht zeigt Antireflexeigenschaften über den gesamten sichtbaren Lichtbereich. Insbesondere hat die bevorzugte Antireflexschicht einen Reflexionsgrad von 1,5% oder weniger, vorzugsweise 1,3%, bevorzugter 1,0% oder weniger in Bezug auf vertikal auftreffendes Licht, das eine Wellenlänge von 550 nm aufweist, welche zwischen dem sichtbaren Lichtbereich ist und in einem visuell wichtigen Bereich liegt.
Die Antireflexschicht kann direkt auf der unteren Fläche der lichtleitenden Platte durch Aufdampfen oder eine andere Technik gebildet werden. Alternativ kann eine Antireflexschicht oder dergleichen, die ein transparentes Trägermaterial 25 umfasst, das zum Beispiel aus einer Folie besteht, und eine Antireflexschicht 26, die auf einer Seite des Trägermaterials 25 gebildet ist, kann als eine Antireflexschicht 2 auf die untere Fläche der lichtleitenden Platte in solch einer Weise aufgebracht werden, dass die Antireflexschicht 26 nach außen weist.
In dem Fall, in dem eine Antireflexschicht durch Aufbringung der oben beschriebenen Antereflexschicht oder dergleichen gebildet wird, wird die Antireflexschicht vorzugsweise in engem Kontakt zu der unteren Fläche der lichtleitenden Platte gebildet, so dass der Einschluss einer Luftschicht dazwischen unter den Gesichtpunkten der Antireflexion usw. verhindert wird. Um den engen Kontakt zu erzielen, kann ein geeignetes Haftmittel verwendet werden, wie etwa eine druckempfindliche Haftschicht oder eine andere haftende Schicht.
Durch Auswahl einer geeigneten Kombination einer lichtleitenden Platte, einer Haftschicht und eines transparenten Trägermaterials, so dass die Brechungsindexe dieser Einheiten so nah wie möglich zueinander sind, insbesondere in dem Bereich von 1,4 bis 1,65, vorzugsweise von 1,49 bis 1,60, kann Reflexion an jeder Schnittstelle vermieden werden, um den Antireflexeffekt zu erhöhen. Zum Beispiel kann eine Kombination aus einer lichtleitenden Platte, hergestellt aus Poly(-methylmethacrylat), einer Haftschicht, hergestellt aus einer drucksensitiven Haftschicht aus Acrylmaterial, und einer transparenten Trägerschicht, hergestellt aus Triacethylzellulose, Brechungsindexe in dem Bereich von 1,49 bis 1,5 aufweisen und eine nahezu vollständige Eliminierung von Reflexion an jeder Schnittstelle bewirken.
In der lichtleitenden Platte ist die Auftreffseitenkante nicht besonders begrenzt in ihrer Form, und eine geeignete Form kann verwendet werden. Obwohl die Auftreffseitenkante im Allgemeinen eine flache Fläche senkrecht zur unteren Fläche ist, ist es möglich, eine Form zu verwenden, die entsprechend der Peripherie einer Lichtquelle ist, wie etwa zum Beispiel einer vertieft gewölbten Fläche, um dadurch das Auftreffverhältnis zu verbessern. Darüber hinaus kann die Auftreffseitenkante einen Zuführungsteil aufweisen, eingeschoben zwischen der Seitenkante und einer Lichtquelle. Dieser Zuführungsteil kann eine geeignete Form entsprechend der Lichtquelle usw. aufweisen.
Die lichtleitende Platte kann aus einem geeigneten Material hergestellt sein, welches transparent für Licht in dem Wellenlängenbereich der verwendeten Lichtquelle ist. Beispiele von verwendbaren Materialien, dir transparent für Licht in dem sichtbaren Lichtbereich sind, schließen transparente Harze, vertreten durch Acrylharze, Polycarbonatharze und Epoxydharze, und Gläser ein. Bevorzugte lichtleitende Platten werden aus einem Material hergestellt, das keine oder geringe Doppelbrechung zeigt.
Beim Herstellen der lichtleitenden Platte kann Ausschneiden genutzt werden. Ein geeignetes Verfahren kann genutzt werden zur Herstellung der lichtleitenden Platte. Bevorzugte Beispiele von Produktionsverfahren, hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der Eignung zur Massenproduktion, umfassen: ein Verfahren, bei dem ein thermoplastisches Harz mit Hitze gegen einen Formkörper gepresst wird, der geeignet ist, eine ihm vorher gegebene, festgelegte Form auf das Harz zu übertragen; ein Verfahren, bei dem ein thermisch geschmolzenes thermoplastisches Harz oder ein Harz, das durch Einrichtungen zum Erhitzen oder eine Lösung verflüssigt wurde, in einen Formkörper gepackt wird, der geeignet ist, eine vorher festgelegte Form zu geben; und ein Verfahren, bei dem ein flüssiges, polymerisationsfähiges Harz durch Hitze, UV-Strahlung, Strahlung usw. in einen Formkörper gepackt oder gegossen wird, der eine vorher festgelegte Form geben kann, und das flüssige Harz wird dann polymerisiert.
Die lichtleitende Platte muss keine homogene Einschichtstruktur sein, hergestellt aus einem einzelnen Material, und kann ein Laminat oder dergleichen sein, zusammengestellt aus Teilen, die aus denselben oder unterschiedlichen Materialien sind. Beispiele davon umfassen eine lichtleitende Platte, die einen lichtleitenden Teil umfasst, der dazu dient, Licht durchzulassen, und eine damit verbundene Schicht, die eine lichtemittierende Einrichtung aufweist (obere Fläche), wie etwa zum Beispiel eine gewellte prismatische Struktur.
Die Dicke der lichtleitenden Platte kann passend vorher festgelegt werden entsprechend der Größe derselben, die variiert abhängig von der Nutzung und der Größe der Lichtquelle usw. in dem Fall, in dem die lichtleitende Platte in einer Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp genutzt werden soll, beträgt die Dicke der Platte, gemessen an der Auftreffseitenkante, im Allgemeinen bis zu 20 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 10 mm, bevorzugter von 0,5 bis 8 mm.
Hauptsächlich unter den Gesichtspunkten, zu vermeiden, dass die Erkennbarkeit durch die Störung der angezeigten Darstellungen beeinträchtigt wird, verursacht durch Streuung, und auf diese Weise klar angezeigte Darstellungen zu erzielen, weist eine bevorzugte lichtleitende Platte eine vollständige Lichtdurchlässigkeit auf, bezogen auf auftreffendes Licht, was dort von der oberen Fläche zu der unteren Fläche oder von der unte ren oder der oberen Fläche hindurchtritt, insbesondere vertikal auftreffendes Licht, was dort von der unteren zu der oberen Fläche hindurchtritt, von 90% oder mehr, vorzugsweise 92% oder mehr, bevorzugter 95% oder mehr, und eine Trübung von 30% oder weniger, vorzugsweise 15% oder weniger, bevorzugter 10% oder weniger.
In der lichtleitenden Platte nach der vorliegenden Erfindung tritt auftreffendes Licht von der oberen oder unteren Fläche ausreichend durch die untere oder obere Fläche, und Licht von einer Lichtquelle wird genau parallel ausgerichtet und dann in nahezu vertikalen Richtungen, die vorteilhaft für die Betrachtung sind, emittiert. Auf Grund dieser Funktionen der lichtleitenden Platte kann sie für die Herstellung verschiedener Apparate verwendet werden, wie etwa zum Beispiel einer Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, in welcher das Licht, emittiert von der Lichtquelle, wirksam ausgenutzt werden kann und hervorragende Helligkeit aufweist, und eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp, die hell, einfach zu betrachten und mit verringertem Energieverbrauch ist.
In 5 wird eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung 3 gezeigt, die eine lichtleitende Platte 1 nach der vorliegenden Erfindung aufweist. Eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung kann zum Beispiel hergestellt werden, indem eine Lichtquelle 31 an der Auftreffseitenkante einer lichtleitenden Platte 1 angeordnet wird, wie in der Zeichnung gezeigt. Diese Vorrichtung kann vorteilhaft genutzt werden, zum Beispiel als ein Frontlicht vom Seitenlichtquelle-Typ.
Eine geeignete Lichtquelle kann als die Lichtquelle genutzt werden, die an der Auftreffseitenkante der lichtleitenden Platte angeordnet ist. Bevorzugte Beispiele hierzu umfassen im Allgemeinen Linienlichtquellen wie etwa (kalte oder heiße) Kathodenröhren, Punktlichtquellen wie etwa lichtemittierende Dioden, eine regelmäßige Gruppierung linear, zweidimensional oder anderweitig angeordneter Punktlichtquellen und eine Lichtquelle, die eine Vorrichtung verwendet, welche einer Punktlichtquelle ermöglicht, als eine lineare Lichtquelle zu dienen, in der lichtemittierende Teile in regelmäßigen oder unregelmäßigen Intervallen verteilt werden. Besonders bevorzugt von diesen sind Kaltkathodenröhren unter den Gesichtspunkten des verminderten Energieverbrauchs, der Haltbarkeit usw.
Bei der Herstellung einer Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung kann eine geeignete Zusatzeinrichtung in Kombination damit entsprechend dem Bedarf verwendet werden. Zum Beispiel, wie in 5 gezeigt, kann ein Lichtquellenhalter 32 verwendet werden, der die Lichtquelle 31 so umgibt, dass das divergierende Licht, emittiert von der Lichtquelle 31, in die Auftreffseitenkante der lichtleitenden Platte 1 eingeführt wird. Darüber hinaus, wie zum Beispiel in 6 gezeigt, kann eine Diffusionsschicht verwendet werden, die so auf der unteren Fläche der lichtleitenden Platte angebracht ist, um gleichmäßige Oberflächenbeleuchtung zu erzielen.
Im Allgemeinen verwendete Lichtquellenhalter umfassen eine Harzschicht, die mit einem dünnen Metallfilm überzogen ist, die einen hohen Reflexionsgrad aufweist, eine Metallfolie oder dergleichen. In dem Fall, in dem ein Lichtquellenhalter mit einem Kantenteil einer lichtleitenden Platte mit einem Haftmittel oder dergleichen verbunden ist, ist es nicht nötig, dass dieser Verbindungsteil der lichtleitenden Platte eine lichtleitende Einrichtung aufweist.
Die Diffusionsschicht wird, wenn gewünscht, zuvor auf der lichtemittierenden Fläche einer Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung angeordnet, das heißt, auf der unteren Fläche 12 einer lichtleitenden Platte 1, mit dem Zweck, Unregelmäßigkeiten bei der Helligkeit zu eliminieren, das Vermischen angrenzender Lichtstrahlen zu verringern, um die Erzeugung eines Moires zu verhindern usw. In der vorliegenden Erfindung wird eine Diffusionsschicht bevorzugt, die einen schmalen Streubereich aufweist unter den Gesichtspunkten der Aufrechterhaltung der Richtwirkung von Licht, emittiert von der lichtleitenden Platte, wirksame Lichtausbeutung usw.
Die Diffusionsschicht kann durch jedes geeignete Verfahren ohne besondere Einschränkungen gebildet werden. Beispiele hierzu umfassen: ein Verfahren, in dem transparente Partikel, die einen hohen Brechungsindex aufweisen, in einem transparenten Harz gestreut werden, das einen niedrigen Brechungsindex aufweist, und die Dispersion wird aufgetragen und ausgehärtet; ein Verfahren, in welchem ein transparentes Harz, das darin verteilte Blasen enthält, aufgetragen und ausgehärtet wird; ein Verfahren, in welchem die Fläche eines Trägermaterials mit einer Lösung aufgequollen ist, um die Fläche zu craquelieren; ein Verfahren, in dem eine transparente Harzschicht gebildet wird, die eine unregelmäßig aufgeraute Fläche aufweist; und ein Verfahren, in dem eine Diffusionsschicht verwendet wird, die durch eines dieser Verfahren gebildet wurde. Die unregelmäßig aufgeraute Fläche kann durch ein geeignetes mechanisches und/oder chemisches Verfahren gebildet werden. Bei einem mechanischen Verfahren wird entweder eine aus einem transparenten Harz gebildete Basis- oder Belagsschicht darauf mit einer oberflächenrauen Rolle, Form oder dergleichen ausgeführt, um die Oberflächenrauheit darauf zu übertragen.
Die oben erwähnten transparenten Partikel können solcherart Geeignete sein, die einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von zum Beispiel 0,5 bis 100 μm aufweisen. Beispiele hierzu umfassen Partikel von optional elektrisch leitfähigen anorganischen Substanzen, wie etwa Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkondioxid, Zinnoxid, Indiumoxid, Kadmiumoxid und Antimonoxid und Partikel von querverbundenen und nicht querverbundenen organischen Polymeren.
Wie oben beschrieben ist die Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung hervorragend in der wirksamen Ausbeute von Licht, ist hell, emittiert Licht in nahezu vertikalen Richtungen und kann einfach so gefertigt werden, dass sie einen großen Bereich aufweist. Demzufolge ist die Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung vorteilhaft auf verschiedene Apparate anzuwenden. Zum Beispiel ist sie verwendbar als das Frontlichtsystem einer Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp oder dergleichen. Die erzielte Flüssigkristallanzeige vom Refexionstyp ist hell, einfach zu betrachten und mit vermindertem Energieverbrauch.
In 6 und 7 werden Flüssigkristallanzeigen vom Reflexionstyp gezeigt, die nach der vorliegenden Erfindung jede eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung 3 als ein Frontlichtsystem verwenden. Nummern 5 und 51 bezeichnen eine polarisierende Platte, 6 eine Flüssigkristallzelle, 61 und 63 ein Zellsubstrat, 62 eine Flüssigkristallschicht und 7 und 64 eine Reflexionsschicht. Eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp kann hergestellt werden durch Anordnung einer Flüssigkristallzelle 6, die eine Reflexionsschicht 7 oder 64 auf der lichtemittierenden Seite einer Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung aufweist, das heißt, auf der unteren Seite der lichtleitenden Platte in der Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, wie in den Zeichnungen gezeigt.
Im Allgemeinen wird eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp hergestellt durch geeignetes Zusammenfügen einer Flüssigkristallzelle, die eine transparente Elektrode aufweise, die als eine Blende für den Flüssigkristall funktioniert, mit der begleitenden Antriebseinrichtung und anderen Bestandteilen, wie etwa einer polarisierenden Platte, einem Frontlicht und einer reflektierenden Schicht, und optionalen Teilen, wie etwa einer Phasendifferenzplatte zur Kompensation. Es gibt keine besonderen Limitierungen in der vorliegenden Erfindung, ausgenommen, dass die oben beschriebene Oberflächen- Lichtquellenvorrichtung verwendet wird, und eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp kann in einer herkömmlichen Weise hergestellt werden, wie solche, die in den Zeichnungen gezeigt werden. In der in 6 veranschaulichten Ausführungsform wird die transparente Elektrode nicht gezeigt.
Demzufolge ist die zu verwendende Flüssigkristallzelle nicht besonders begrenzt, und eine geeignete kann verwendet werden. Beispiele hierzu umfassen, nach einer Klassifizierung nach Anordnung der ausgerichteten Flüssigkristallmoleküle, Zellen mit verdrehten oder nicht verdrehten Flüssigkristallen wie etwa TN-Flüssigkristallzellen, STN-Flüssigkristallzellen, vertikal ausgerichteten Zellen, HAN-Zellen und OCB-Zellen und schließen des Weiteren Zellen eines Flüssigkristalls vom Gast-Host-Typ und Zellen eines ferroelektrischen Flüssigkristalls ein. Der Modus zum Antrieb einer Flüssigkristallzel-le ist ebenfalls nicht besonders begrenzt, und ein geeigneter kann verwendet werden, wie etwa zum Beispiel aktive Matrix oder passive Matrix.
Ein einer Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp ist eine Reflexionsschicht 7 oder 64 unabdingbar. Die Reflexionsschicht kann entweder außerhalb der Flüssigkristallzelle 6, wie in der Ausführungsform in 6 gezeigt, oder innerhalb der Flüssigkristallzelle 6, wie in der Ausführungsform in 7 gezeigt, angeordnet sein. Die Refexionsschicht kann eine sein, die durch ein geeignetes herkömmliches Verfahren gebildet wird. Beispiele hierzu umfassen: eine Bezugsschicht, die ein Binderharz umfasst, das Partikel eines Metalls enthält, das einen hohen Reflexionsgrad aufweist, zum Beispiel Aluminium, Silber, Gold, Kupfer oder Chrom; eine dünne metallische Überzugsschicht, gebildet durch Aufdampfen oder dergleichen; eine Reflexionsschicht, welche die auf einem Trägermaterial bereitgestellte Bezugsschicht oder Überzugsschicht umfasst; und eine Metallfolie.
In dem Fall, in dem eine Reflexionsschicht 64 innerhalb einer Flüssigkristallzelle 6 gebildet ist, wie in 7 gezeigt, ist diese Reflexionsschicht vorzugsweise eine, die durch ein Verfahren gebildet wird, in welchem ein hoch elektroleitfähiges Material verwendet wird, wie etwa zum Beispiel eines der zuvor erwähnten Metalle, das einen hohen Brechungsindex aufweist, um ein Elektrodenmuster zu bilden, oder durch ein Verfahren, in welchem ein transparentes Elektrodenmuster mit einem transparenten elektroleitfähigen Film überzogen ist, der zum Beispiel aus dem gleichen Material ist wie die Elektrode.
Die polarisierende Platte kann eine geeignete sein. Jedoch wird bevorzugt, eine polarisierende Platte zu verwenden, die einen hohen Grad an Polarisation aufweist, wie etwa zum Beispiel einen Polarisator vom Absorptionstyp zur linearen Polarisation, der Jod oder einen Farbstoff enthält, hauptsächlich unter den Gesichtspunkten, ein hoch linear polarisiertes Licht zu veranlassen, auf die Flüssigkristallzelle aufzutreffen, und auf diese Weise angezeigte Darstellungen mit zufrieden stellendem Kontrast zu erzielen.
Bei der Herstellung einer Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp können eines oder mehrere passende optische Elemente entsprechend angeordnet werden. Zum Beispiel können eine Diffusionsplatte, eine blendfreie Schicht, ein Antireflexfilm oder eine schützende Schicht über die Polarisationsplatte auf ihrer Betrachtungsseite angeordnet werden. Darüber hinaus kann eine Retardationsplatte zur Kompensation zwischen der Flüssigkristallzelle und der Polarisationsplatte eingeschoben werden.
Die Retardationsplatte zur Kompensation ist zum Beispiel vorgesehen, die Wellenlängenabhängigkeit der Doppelbrechung auszugleichen usw., und dadurch die Erkennbarkeit zu verbessern. In der vorliegenden Erfindung ist diese Retardationsplatte zum Beispiel zwischen der Flüssigkristallzelle und mindestens einer der Polarisationsplatten angeordnet, die jeweils auf der Betrachtungsseite und der Rückseite entsprechend dem Bedarf angeordnet sind. Als die obige Retardationsplatte zur Kompensation kann eine entsprechend des Wellenlängenbereichs geeignete usw. verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Retardationsplatte verwendet werden, die aus einer einzelnen Retardationsschicht oder zusammengesetzt aus zwei oder mehr überlagerten Retardationsschichten besteht.
Die Flüssigkristallzelle vom Reflexionstyp nach der vorliegenden Erfindung wird durch die Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung betrachtet, besonders mit Hilfe des Lichts, das durch die breiten Flächen der lichtleitenden Platte derselben hindurchgegangen ist. 8 veranschaulicht, wie angezeigte Darstellungen in dem Fall einer Flüssigkristallanzeige betrachtet werden, die eine Antireflexschicht 64 innerhalb der Flüssigkristallzelle aufweist Wie in der Zeichnung gezeigt, wenn die Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung eingeschaltet ist, dann geht das von der unteren Fläche der lichtleitenden Platte 1 emittierte Licht α durch darunter liegende Schichten, einschließlich einer Antireflexschicht 2, Polarisationsplatte 5 und Flüssigkristallschicht 62, wird durch die Reflexionsschicht 64 reflektiert, geht zurück durch die Flüssigkristallschicht, Polarisationsplatte usw. zu der lichtleitenden Platte 1 und geht durch die breiten Flächen 22 hindurch. Das auf diese Weise durchgelassene Licht wird als angezeigte Darstellungen (α) wahrgenommen.
In dem obigen Fall wird starkes Streulicht β₁ in einer Richtung emittiert, die einen beträchtlich großen Winkel mit der Frontrichtung senkrecht zu der Flüssigkristallzelle bildet, während in der Frontrichtung emittiertes Streulicht β₂ schwach ist. Auf Grund dieser Effekte, die nach der vorliegenden Erfindung hervorgebracht werden, und auf Grund der Mitwirkung der Antireflexschichten können angezeigte Darstellungen in hervorragender Qualität durch die breiten Flächen in Richtungen um die Frontrichtung wahrgenommen werden.
Auf der anderen Seite, wenn die Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung ausgeschaltet ist und die Anzeige mit externem Licht betrachtet wird, dann geht das auf die breiten Flächen 22 der oberen Fläche der lichtleitenden Platte auftreffende Licht γ durch die Antireflexschicht, Polarisationsplatte und Flüssigkristallschicht, wird durch die Reflexionsschicht reflektiert und geht zurück durch diese Schichten zu der lichtleitenden Platte 1, wie in dem oben beschriebenen Fall. Als ein Ergebnis können angezeigte Darstellungen (γ) durch die breiten Flächen in Richtungen um die Frontrichtung wahrgenommen werden. Die angezeigten Darstellungen werden nur geringfügig durch die lichtleitende Platte gestört und weisen daher hervorragende Qualität auf.
In der oben beschriebenen Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung und Flüssigkristallanzeige nach der vorliegenden Erfindung können optische Elemente oder darin enthaltene Teile wie etwa die lichtleitende Platte, Diffusionsschicht, Flüssigkristallzelle und Polarisationsplatte ganz oder teilweise fest miteinander in einer einfach trennbaren Weise verbunden werden. Jedoch hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt zur Verhinderung von Reflexionen zwischen zwei Flächen, um Kontrastverminderung zu vermeiden, sind solche optischen Elemente vorzugsweise in einem fest verbundenen Zustand. Es wird bevorzugt, dass mindestens die untere Fläche der lichtleitenden Platte in der Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung und die obere Fläche der Flüssigkristallzelle in einem fest verbundenen Zustand sind.
Um die feste Verbindung zu erreichen, kann ein geeignetes Klebemittel, wie etwa ein drucksensitives Klebemittel, verwendet werden. Transparente Partikel wie solche oben beschriebenen oder andere Substanzen können in die transparente Klebeschicht eingebracht werden, um eine Klebeschicht zu bilden, die auch als ein Diffuser usw. wirkt.
Die vorliegende Erfindung wird ausführlicher beschrieben mit Bezug auf die folgenden Beispiele, aber es sollte selbstverständlich sein, dass die Erfindung nicht als darauf begrenzt ausgebildet ist.
Beispiel 1
Eine Fläche aus Blech, die zuvor so bearbeitet wurde, dass sie eine vorher bestimmte Form aufweist, wurde mit einem Diamantschneidewerkzeug geschnitten, um einen Kern für die Bildung der oberen Fläche bereitzustellen. Dieser Kern wurde in einem Formkörper platziert, der auf 100°C erhitzt wurde. Die Schmelze von Poly(-methylmethacrylat) wurde in den erhitzen Formkörper gegossen, um eine flache Form zur Verwendung in einer lichtleitenden Platte zu erzielen. Diese flache Form hatte eine Länge von 150 mm, Breite von 63 mm, Dicke der Auftreffseitenkante von 2,0 mm und Dicke der gegenüberliegenden Seitenkante von 0,8 mm. Die untere Fläche (Fläche der Emissionsseite) derselben war flach, während die obere Fläche derselben eine leicht nach aufwärts gewölbte Fläche war und einen Abschnitt wie den in 2(b) gezeigten aufwies. Die obere Fläche hatte eine gewellte prismatische Struktur, die Stege und Nuten umfasste, die alternierend in einem Abstand von 160 μm angeordnet waren, wobei die schmalen Flächen Neigungswinkel aufwiesen, die sich von 40,5 bis 43,5 Grad erstreckten, und die breiten Flächen wiesen Neigungswinkel auf, die sich von 1,8 bis 4,9 Grad erstreckten, und die Unterschiede der Neigungswinkel zwischen zwei benachbarten breiten Flächen innerhalb von 0,1 Grad lagen. Die schmalen Flächen wiesen jede einen vorbestimmten Bereich auf der unteren Fläche von 10,7 bis 21,1 μm auf, und das Verhältnis der vorbestimmten Bereiche der breiten Flächen der unteren Fläche zu denen der schmalen Flächen dazu betrug 6/1 oder mehr.
Anschließend wurde eine Antireflexschicht, bestehend aus einem 80 μm dicken Triacetatzellulosefilm, der auf einer Seite desselben eine Antireflexschicht aufweist, die aus einem fünfschichtigen dielektrischen Film besteht, der durch Aufdampfen gebildet und mit einer Hälfte der unteren Fläche der flachen Form durch eine 20 μm dicke, drucksensitive Acrylhaftschicht in einer solchen Weise verbunden wurde, dass die Antireflexschicht nach außen weist. Auf diese Weise wurde eine lichtleitende Platte erzielt. Die Antireflexschicht wies einen Reflexionsgrad von etwa 0,2% auf in Bezug auf vertikal auftreffendes Licht, das eine Wellenlänge von 550 nm aufweist.
Eine Kaltkathodenröhre, die einen Durchmesser von 2,4 mm aufweist (gefertigt bei der Harison Electric Co.), wurde an der Auftreffseitenkante der lichtleitenden Platte angeordnet. Die Kathodenröhre war umgeben von einem Lichtquellenhalter, bestehend aus einem Polyesterfilm, beschichtet mit aufgedampftem Silber, und mit beiden Enden des Films in engen Kontakt jeweils zu den Kantenteilen der oberen und unteren Flächen gebracht. Ein Gleichstrom-Wechselstrom-Konverter und ein Wechselstrom-Netzanschluss wurden mit der Kaltkathodenröhre verbunden, um eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung zu erzielen. Eine Schwarzweiß-TN-Flüssigkristallzelle vom Reflexionstyp, die auf ihrer Rückseite eine Reflexionsschicht aufwies, welche die gleiche war wie jene, auf welcher der Lichtquellenhalter auf der Lichtemissionsseite angeordnet war (auf der unteren Fläche der lichtleitenden Platte), um eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp zu erzielen. Der Ein/Aus-Zustand der Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung konnte durch die Ein-/Aus-Funktion des Gleichstrom-Netzanschlusses erzielt werden, und die Flüssigkristallanzeige verwendete den Antriebsmodus, in welchem jeder Pixel ein/aus geschaltet wurde.
Beispiel 2
Eine lichtleitende Platte, eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung und eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp wurden in der gleichen Weise erzielt wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass eine Antireflexschicht verwendet wurde, die durch Bildung einer Antireflexschicht aus Silikon auf einem PET-Film durch Beschichtung erzielt wurde, und dass die Antireflexschicht auf die gesamte untere Fläche aufgebracht wurde. Die Antireflexschicht wies einen Reflexionsgrad von etwa 1,4% in Bezug auf vertikal auftreffendes Licht auf, das eine Wellenlänge von 550 nm aufwies.
Vergleichendes Beispiel 1
Die Hälfte der Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung oder Flüssigkristallanzeige von Beispiel 1, welche keine Antireflexschicht auf der unteren Fläche aufwies, wurde als vergleichendes Beispiel 1 evaluiert.
Vergleichendes Beispiel 2
Eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung und eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp wurden in der gleichen Weise erzielt wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass von einer herkömmlichen lichtleitenden Platte Gebrauch gemacht wurde, die eine flache Form umfasste, welche eine Länge von 155 mm, Breite von 60 mm, Dicke der Auftreffseitenkante von 2,0 mm und Dicke der gegenüberliegenden Seitenkante von 1,0 mm aufwies und in welcher die oberen und unteren Flächen flach waren. Die obere Fläche der lichtleitenden Platte wies reifähnliche Rauheit mit zufällig verteilten Punktvorsprüngen auf, während die untere Fläche derselben keine Antireflexschicht aufwies. Die Punktvorsprünge wurden so angeordnet, dass je näher an der Kante gegenüberliegend zu der Auftreffseite der lichtleitenden Platte, desto größer der Bereich der Punkte.
Vergleichendes Beispiel 3
Eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung und eine Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp wurden in der gleichen Weise erzielt wie in vergleichendem Beispiel 2, mit der Ausnahme, dass die gleiche lichtleitende Platte wie in vergleichendem Beispiel 2 vor Gebrauch durch Aufbringung der gleichen Antireflexschicht wie in Beispiel 1 auf die untere Fläche derselben modifiziert wurde.
Evaluierungsprüfungen
Die Oberflächen-Lichtleitungsvorrichtungen und Flüssigkristallanzeigen vom Reflexionstyp, erzielt in den Beispielen und vergleichenden Beispielen, wurden auf die folgenden Eigenschaften geprüft.
Emissionsintensität
Jede Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung wurde eingeschaltet, und das von dem Zentrum der unteren Fläche der lichtleitenden Platte emittierte Licht wurde mit einem Messinstrument für die Leuchtdichte (BM7, hergestellt von Thompson Co.) auf die Winkelabhängigkeit der Emissionsintensität geprüft. Die Messungen wurden durchgeführt in einer Fläche senkrecht sowohl zu unteren Fläche als auch der Auftreffseitenkante mit verschiedenen Winkeln auf beiden Seiten der Linie senkrecht zu der unteren Fläche. Jeder ermittelte Wert wurde mit dem Kosinus des Messwinkels θ multipliziert, um so einen konstanten Messbereich zu erzielen. Auf diese Weise wurde die Emissionsintensität bei θ bestimmt. Die Richtung der Emission, in der sich eine maximale Intensität zeigte, wurde ebenfalls bestimmt. Die während des Betriebs verwendete Röhre war 2,8 mA.
Als ein Ergebnis betrugen die maximale Intensität auf der unteren Seite und der Winkel, an welchem sich die maximale Intensität zeigte, 1.100 cd/m² und 12 Grad jeweils in Beispielen 1 und und vergleichendem Beispiel 1, und betrugen 550 cd/m² und etwa 70 Grad jeweils in vergleichenden Beispielen 2 und 3.
Anzeigegualität
Ein Linienmuster wurde auf jeder Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp angezeigt. Die Anzeige, mit der Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung auf Ein (beleuchteter Zustand) oder auf Aus (unbeleuchteter Zustand), wurde von zehn zufällig ausgewählten Personen betrachtet, um die Klarheit des Musters zu bewerten. Die maximale Bewertung betrug zehn Punkte. Die erzielten Ergebnisse werden in Tabellen 1 und 2 gezeigt.
[Tabelle 1]
[Tabelle 2]
Tabellen 1 und 2 zeigen, dass die Flüssigkristallanzeigen der Beispiele in der Gesamtheit hervorragend waren im Vergleich zu denen der vergleichenden Beispiele in Bezug auf Anzeigeklarheit sowohl im beleuchteten als auch unbeleuchteten Zustand. Dies ist der verringerten hellen Unschärfe in den Anzeigen der Beispiele zuschreibbar. Insbesondere die Flüssigkristallanzeigen der vergleichenden Beispiele 2 und 3 im beleuchteten Zustand litten unter beträchtlicher heiler Unschärfe, so dass die ursprünglich schwarzen Bereiche nicht schwarz aussahen, und eine bestimmungsgemäße Anzeige nicht erzielt werden kann. Die gleichen Probleme traten auch in dem unbeleuchteten Zustand auf. Das Linienmuster wurde nur erkannt in den Bereichen, die keine Punktvorsprünge aufweisen, und die Bereiche, welche Punktvorsprünge aufweisen, wiesen wesentlich verminderten Kontrast auf Grund unregelmäßiger Reflektion auf. Die Flüssigkristallanzeigen der vergleichenden Beispiele 2 und 3 ergaben unregelmäßige Anzeige und wiesen beträchtlich verminderte Anzeigequalität auf Grund des Einflusses der reifähnlichen Rauheit auf. Diese beiden vergleichenden Flüssigkristallanzeigen boten nahezu die gleichen angezeigten Darstellungen.
Auf der anderen Seite zeigt ein Vergleich zwischen Bespielen 1 und 2 und vergleichendem Beispiel 1, dass die Bildung einer Antireflexschicht wirksam bei der Verbesserung der Anzeigeklarheit sowohl in beleuchteten als auch unbeleuchteten Zuständen ist. Ein Vergleich zwischen Beispiel 1 und Beispiel 2 zeigt, dass niedrigerer Reflexionsgrad der unteren Fläche bessere Anzeigeklarheit zur Folge hat. Aus dem Obigen lässt sich ersehen, dass der Grad, in welchem ursprünglich schwarze Bereiche schwarz aussehen ohne helle Unschärfen, wesentlich die Anzeigeklarheit beeinflusst, und dass es wichtig ist, helle Unschärfen zu verhindern, um dadurch Verminderung des Kontrast zu verhindern. Und zwar zeigen die obigen Ergebnisse, dass die Verhinderung von hellen Unschärfen mit Hilfe einer Antireflexschicht wirksam bei der Verbesserung der Anzeigeklarheit ist.
In den obigen Tests resultierte die Bildung einer Antireflexschicht in einer leichten Verringerung der Heiligkeit in hellen Bereichen im beleuchteten Zustand. Jedoch wurde diese Verringerung der Helligkeit nicht als eine Verminderung der Anzeigequalität wahrgenommen, weil sie verglichen mit dem Effekt der Verhinderung heller Unschärfen vernachlässigbar war. Die Flüssigkristallanzeigen von Beispiel 1 und vergleichendem Beispiel 1, beide in einem beleuchteten Zustand, wurden betrachtet, während der Betrachtungswinkel von der Frontrichtung zu der Kantenseite gegenüber der Auftreffseite der lichtleitenden Platte verändert wurde. Als ein Ergebnis kam in der Flüssigkristallanzeige des vergleichenden Beispiels 1 ein deutliches Streifenmuster von Licht zum Vorschein, wenn der Betrachtungswinkel eine Richtung mit einer Neigung von etwa 10 Grad erreicht hatte, und das gestreifte Muster veränderte sich kontinuierlich mit Veränderung des Betrachtungswinkels und verminderte die Anzeigequalität beträchtlich. Im Gegensatz dazu zeigte die Flüssigkristallanzeige von Beispiel 1 einen solchen Wechsel nicht bevor der Betrachtungswinkel eine Richtung geneigt bei etwa 30 Grad erreichte und wies auf diese Weise eine außerordentlich verbesserte Anzeigequalität auf. Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die lichtleitenden Platten oder Oberflächen-Lichtquellenvorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung Flüssigkristallanzeigen vom Reflexionstyp realisieren, die hell und einfach zu betrachten sind.

Claims

Lichtleitende Platte (1), die aufweist: eine lichtemittierende Einrichtung, die an der oberen Fläche (11, 16 oder 17) derselben ausgebildet ist und dazu dient, von einer Auftreffseitenkante (13) der Platte (1) auftreffendes Licht abzulenken und das Licht durch die untere Fläche (12) der Platte (1) zu emittieren, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren aufweist: eine Antireflexschicht (2) wenigstens an der unteren Fläche (12) derselben, die auftreffendes Licht von der unteren Fläche (12) der Platte (1) durch die obere Fläche (11, 16 oder 17) der Platte (1) hindurchtreten lässt, wobei die Antireflexschicht (2) von einer Seite eines transparenten Films getragen wird, der mit der unteren Fläche (12) der lichtleitenden Platte (1) verbunden ist, und die Antireflexschicht (2) nach außen gewandt ist.
Lichtleitende Platte (1) nach Anspruch 1, wobei die Antireflexschicht (2), die auf der oberen (11, 16 oder 17) und/oder unteren Fläche (12) der lichtleitenden Platte (1) ausgebildet ist, in Bezug auf vertikal auftreffendes Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm einen Reflexionsgrad von 2% oder weniger hat.
Lichtleitende Platte (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Richtung, in der das von der unteren Fläche (12) emittierte Licht eine maximale Intensität in einer Ebene senkrecht sowohl zu der Auftreffseitenkante (13) als einer Bezugsebene als auch der unteren Fläche (12) als der anderen Bezugsebene hat, einen Winkel von nicht mehr als 30° mit der Linie senkrecht zu der Bezugsebene der unteren Seite bildet.
Lichtleitende Platte (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die lichtemittierende Einrichtung eine gewellte prismatische Struktur hat, die schmale Flächen (21, 23) und breite Flächen (22, 24) aufweist, und prismatische Stege (2a) sowie Nuten (2b) umfasst, die abwechselnd kontinuierlich oder diskontinuierlich mit einem Abstand zwischen 50 μm und 1,5 mm angeordnet sind, die schmalen Flächen (21, 23) jeweils einen Neigungswinkel zwischen 30 und 45° in Bezug auf die Bezugsebene der unteren Seite und eine projizierte Breite auf der Bezugsebene von 40 μm oder weniger haben und zu der Kante gegenüber der Auftreffseitenkante (13) hin geneigt sind, und die breiten Flächen (22, 24) jeweils einen Neigungswinkel im Bereich zwischen 0 und 10° außer 0° in Bezug auf die Bezugsebene der unteren Seite haben, wenn die größte Differenz bezüglich des Neigungswinkels unter allen breiten Flächen (22, 24) innerhalb von 5° liegt und der Differenz des Neigungswinkels zwischen beliebigen zwei benachbarten breiten Flächen (22, 24) innerhalb von 1° liegt und die projizierte Fläche der breiten Flächen (22, 24) auf der Bezugsebene der unteren Seite wenigstens das Fünffache der der schmalen Flächen (21, 23) beträgt.
Lichtleitende Platte (1) nach Anspruch 4, wobei die Steglinien der gewellten prismatischen Struktur auf Basis der Bezugsebene der Auftreffseite (13) in einer Richtung innerhalb von ±35° ausgerichtet sind.
Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung (3), die die lichtleitende Platte (1) nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5 und eine Lichtquelle (31) umfasst, die an der Auftreffseitenkante (13) derselben angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeige vom Reflexionstyp, die die Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung (3) nach Anspruch 6 und, an der unteren Seite derselben angeordnet, eine Flüssigkristallzelle (6) mit einer reflektierenden Schicht (6, 64) umfasst.