DE19905865A1

DE19905865A1 - Flaches Lichtquellengerät für Beleuchtungsanwendungen

Info

Publication number: DE19905865A1
Application number: DE19905865A
Authority: DE
Inventors: Masanobu Aizawa
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 1999-10-21
Also published as: JPH11237629A; US6152569A

Abstract

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein dünnes flaches Lichtquellengerät für Beleuchtungsverwendung, wie z. B. für eine Rückbeleuchtung eines LCD-Displays etc., zur Verfügung zu stellen, die durch Verdünnerung eines lichtführenden Trägerkörpers erhalten wird, selbst wenn es durch eine mehrfarbige Quelle beleuchtet wird. Eine rückwärtige Fläche des lichtführenden Trägerkörpers 1, der eine planare lichtemittierende Frontfläche 2 hat, ist durch ein abgeschrägtes Rändelverfahren hergestellt, um eine lichtzerstreuende Fläche 3 zu bilden. Zwei Entladungsröhren sind als Lichtquellen außerhalb einer Seitenfläche 4 des lichtführenden Trägerkörpers 1 sowohl parallel zu einer lichtemittierenden Fläche 2 als zu der Seitenfläche 4 angeordnet, so daß eine virtuelle Ebene, die durch beide Zentralachsen der zwei Röhren definiert wird, im wesentlichen senkrecht die Seitenfläche 4 schneidet. Eine der Entladungsröhren, die sich innerhalb befindet, ist eine rote Neonröhre 5, die aus einem transparenten Glas gebildet ist, während eine andere der Entladungsröhren, die sich außerhalb befindet, eine kalte Kathodenfluoreszenzröhre 6 ist, die eine erwünschte Lumineszenzfarbe, außer für rot, emittiert. Ein reflektierender Trägerkörper 7 ist angeordnet, der diese Entladungsröhren umfaßt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein flaches Lichtquellengerät mit einer Mehrfarbenlumineszenz, das geeignet ist für eine Rückbeleuchtung eines Flüssig kristallanzeigen- (auf die als "LCD" für "liguid crystal display" Bezug genommen wird) -gerätes wie z. B. zur Verwendung in einer Autotachometeranzeige.

2. KURZE BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

In den vergangenen Jahren wurde ein flaches Lichtemissionsgerät, das aus einem lichtführenden Trägerkörper kombiniert mit einer Fluoreszenzlampe mit einer Kaltkathode als Lichtquelle gebildet wird, häufig als Lichtquellengerät zur Beleuchtung eines LCD-Anzeigegerätes verwendet. Die Fig. 3A und 3B zeigen Ansichten, die einen schematischen Aufbau eines konventionellen Beispiels des oben erwähnten flachen lichtemittierenden Gerätes darstellen, worin die Fig. 3A eine Draufsicht und Fig. 3B eine Seitenschnittansicht darstellen.

In den Fig. 3A und 3B steht das numerische Zeichen 11 für einen lichtführenden Trägerkörper, wobei eine vordere Oberfläche davon eine planargeformte lichtemittierende Fläche 12 und eine rückwärtige Oberfläche davon eine abgeschrägte lichtzerstreuende Fläche 13 ist. Zwei kalte Kathodenfluoreszenzlampen 15 und 16 sind einer Seitenfläche 14 des lichtführenden Trägerkörpers 11 gegenüberliegend angeordnet, worin sie zueinander parallel ausgerichtet sind. Die fluoreszierende Lampe 15 emittiert hierin farbige Lichtstrahlen, während eine andere fluoreszierende Lampe 16 weiße Lichtstrahlen emittiert. Das von diesen fluoreszierenden Lampen 15 und 16 emittierte Licht dringt entweder direkt oder von einem reflektierenden Trägerkörper 1? reflektiert in ein Inneres des lichtführenden Trägerkörpers 11 ein, um an einer lichtzerstreuenden Fläche 13 in verschiedene Richtungen diffus reflektiert zu werden, wie von den in Fig. 3B gezeigten Pfeilen entnommen werden kann. Diese Lichtstrahlen werden dann von der lichtemittierenden Fläche 12 transmittiert, so daß die flache Lichtemission in ihrer Intensität gemittelt wird.

Das wie oben dargestellt aufgebaute flache lichtemittierende Quellengerät kann das LCD-Gerät für monochromatische (schwarz und weiß) Anzeigeanwendungen durch eine dichromatische Beleuchtung beleuchten, und dementsprechend werden darin die zwei fluoreszierenden Lampen 15 und 16 mit jeweils voneinander unterschiedlichen lumineszierenden Farben darin verwendet. Darüber hinaus sind die verschiedenen lumineszierenden Farben wie z. B. weiß, rot, grün, blau etc. durch mischen fluoreszendierender Materialien erreichbar, die es ermöglichen das LCD-Gerät in einer Vielzahl farbiger Strahlen zu beleuchten.

Um jedoch die mehrfarbigen Beleuchtungen in dem herkömmlichen oben erwähnten flachen Lichtquellengerät zu erreichen, wird ein Aufbau benötigt, worin eine virtuelle Ebene, die durch beide Zentralachsen der zwei Fluoreszenzlampen definiert wird, sich senkrecht bezüglich der lichtemittierenden Fläche 12 des lichtführenden Trägerkörpers 11 orientiert, so daß die Abmessungen des Gerätes in ihrer Dicke vergrößert werden. Die dimensionale Vergrößerung des lichtführenden Trägerkörpers in seiner Dicke induziert ein Problem das ein schlanker machen des Geräts unmöglich macht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird ausgeführt, um das oben erwähnte Problem zu lösen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein flaches Lichtquellengerät für Beleuchtungsanwendungen zur Verfügung zu stellen, das schlanker machbar ist und worin eine Dicke eines lichtführenden Trägerkörpers reduzierbar ist, selbst wenn eine mehrfarbige Beleuchtung verwendet wird.

Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, ist ein flaches Lichtquellengerät gemäß der vorliegenden Erfindung wie folgt aufgebaut:

(1) Es weist auf:
einen lichtführenden Trägerkörper, der eine planare lichtemittierende Fläche zum Emittieren von Lichtstrahlen und eine abgeschrägte lichtzerstreuende Fläche an einer der lichtemittierenden Fläche entgegengesetzten Seite des Trägerkörpers aufweist; und
zwei Entladungsröhren, die außerhalb einer Seitenfläche des lichtführenden Trägerkörpers als Lichtquellen versehen sind, worin:
die zwei zuvor erwähnten Entladungsröhren im wesentlichen parallel zu der lichtemittierenden Fläche sowie im wesentlichen parallel zu der Seitenfläche angeordnet sind;
ein virtuelle Ebene, die durch beide zentrale Achsen der zwei Entladungsröhren definiert wird, sich im wesentlichen orthogonal bezüglich der Seitenfläche orientiert; und
die Entladungsröhre, die weiter als die andere an die Seitenfläche des lichtführenden Trägerkörpers anliegend angeordnet ist, welche aus einer Neonröhre mit einem transparenten Glas besteht.
(2) Das flache Lichtquellengerät gemäß dem in (1) erwähnten Aufbau, weiter aufweisend:
andere Entladungsröhren, die zusätzlich als andere Lichtquellen außerhalb einer anderen Seitenfläche, die sich an einer entgegengesetzten Seite zu der Originalseitenfläche des lichtführenden Trägerkörpers befindet, ausgestattet sind.
(3) Die flachen Lichtquellengeräte gemäß den in (1) und (2) erwähnten Aufbauten, worin:
die lichtzerstreuende Fläche des lichtführenden Trägerkörpers durch ein Rändelungsverfahren bearbeitet ist.
(4) Die flachen Lichtquellengeräte gemäß den Aufbauten beschrieben unter (1) bis (3), worin:
die Entladungsröhren, außer der Neonröhren, fluoreszierende Lampen mit kalten Kathoden sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Fig. 1A und 1B sind schematische Ansichten, die einen Aufbau einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 2 ist eine Seitenschnittansicht, die eine andere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Die Fig. 3A und 3B (STAND DER TECHNIK) sind schematische Ansichten, die einen Aufbau eines herkömmlichen Beispiels zeigen.

DETAILLIERTERE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im nachfolgenden beschrieben sind die bevorzugten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Fig. 1A, 1B und 2. Die besten Modi, wie sie vom Erfinder während der Ausführung der vorliegenden Erfindung in die Praxis betrachtet wurden, sind ebenso entsprechend der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.

AUSFÜHRUNGSFORM 1

Die Fig. 1A und 1B sind schematische Ansichten, die einen Aufbau einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen, worin Fig. 1A eine Draufsicht und Fig. 1B eine Seitenschnittansicht ist.

In den Fig. 1A und 1B steht ein Referenzzeichen 1 für einen lichtführenden Trägerkörper, der aus einem Acryl- Polymer geformt ist, zur Erzeugung einer planaren Lichtemission, wobei eine Frontfläche davon als eine planare lichtemittierende Fläche 2 gefertigt ist und eine Rückfläche davon durch ein abgeschrägtes Knurling-Verfahren (Rändelverfahren) etc. hergestellt ist, um eine unebene lichtzerstreuende Fläche 3 darzustellen. Ein Referenzzeichen 4 steht für eine Seitenfläche des lichtführenden Trägerkörpers 1, wobei in deren äußerer Nachbarschaft zwei Entladungsröhren parallel zu der lichtemittierenden Fläche 2 sowie zu der Seitenfläche 4 in einer Weise angeordnet sind, daß sich eine virtuelle Ebene, die durch beide zentralen Achsen der zwei Röhren definiert wird, senkrecht bezüglich der Seitenfläche 4 orientiert. Eine der Entladungsröhren, die weiter als die andere an die Seitenfläche 4 anliegend angeordnet ist, ist eine Neonröhre 5, die aus transparentem Glas geformt ist, während die andere, weiter von der Seitenfläche 4 entfernt sich befindende Entladungsröhre eine kalte Kathodenfluoreszenzlampe 6 ist, die aus einer Glasröhre geformt ist, wobei deren Innenwand mit fluoreszenten Materialien beschichtet ist. Ein Referenzzeichen 7 steht für einen reflektierenden Trägerkörper der so angeordnet ist, daß er die Neonröhre 5 zusammen mit der kalten Kathodenfluoreszenzlampe 6 umschließt, um dazu zu dienen, daß die jeweilig emittierten Lichtstrahlen reflektiert werden, so daß diese effektiv in den lichtführenden Trägerkörper 1 eingeführt werden.

Der oben erwähnte Aufbau des flachen lichtemittierenden Quellengeräts kann eine Dicke des Quellengeräts für zwei farbige Beleuchtungsverwendung auf ein Maß reduzieren, das dimensionsmäßig äquivalent zu dem des Gerätes für monochromatische Beleuchtungsanwendungen ist. Um den oben erwähnten Zweck zu befriedigen, sind die zwei Entladungsröhren als Lichtquellen ausgestattet, so daß die virtuelle Ebene, die durch beide Zentralachsen der Entladungsröhren definiert wird, parallel zu der lichtemittierenden Fläche 2 des lichtführenden Trägerkörpers 1 des planaren Lichtquellengerätes für monochromatische Beleuchtungszwecke ausgerichtet ist. Weiterhin wird die aus der transparenten Glasröhre gebildeten Neonröhre 5 als die weiter an die Seitenfläche 4 anliegend sich befindende Entladungsröhre verwendet, die als Eintrittsmündung für einfallendes Licht dient, das von den Entladungsröhren in den lichtführenden Trägerkörper 1 erzeugt wird, während die gewöhnliche kalte Kathodenfluoreszenzlampe 6 als eine andere Entladungslampe verwendet wird, die weiter entfernt von der Seitenfläche 4 angeordnet ist.

Es sei erwähnt, daß die Entladungsröhren, die aus transparentem Glas geformt sind, im allgemeinen nur die roten Neonröhren sind und alle anderen Röhren mit den fluoreszierenden Materialien bedeckt sind. Dementsprechend ordnet der Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung die rote Neonröhre 5 innerhalb an und wählt andere Farben, außer rot, als die lumineszierenden Farben der kalten Kathodenfluoreszenzlampe 6, die außerhalb angeordnet ist.

Zunächst, wenn nur die kalte, außerhalb sich befindende Kathodenfluoreszenzlampe 6 angeschaltet ist, wird die flache Lichtemission, die dieselbe lumineszierende Farbe wie die der Lampe 6 hat, von der lichtemittierenden Fläche 2 des lichtführenden Trägerkörpers 1 erhalten. Bei dieser Gelegenheit, da das Glas der innenliegenden Neonröhre 5 transparent ist, verhindert die Neonröhre 5 nicht mehr die von der kalten Kathodenfluoreszenzlampe 6 erzeugten Lichtstrahlen vom Durchtreten, wie aus Fig. 1B ersichtlich ist. Als Ergebnis dringen die von der kalten Kathodenfluoreszenzlampe emittierten Lichtstrahlen direkt, über den reflektierenden Trägerkörper 7 oder durch die transparente Glasröhre der Neonröhre 5 in das Innere des lichtführenden Trägerkörpers 1 ein, worin sie an der lichtzerstreuenden Fläche 3 sich zerstreuen und nach außerhalb der lichtemittierenden Fläche 2 als ein uniformiertes Licht transmittieren.

Danach, wenn nur die sich innerhalb befindende Neonröhre 5 beleuchtet ist, wird ein rotes flaches Emissionslicht, das von der lichtemittierenden Ebene 2 des lichtführenden Trägerkörpers 1 in ähnlicher Art und Weise erhalten.

Im einzelnen kann das lichtemittierende Quellengerät für dichromatische Beleuchtungsanwendungen, wie z. B. rot- und-weiß, rot-und-grün, rot-und-blau etc., das dieselbe Dicke nur wie die des Quellengerätes für monochromatische Beleuchtungszwecke hat, entsprechend zu den lumineszierenden Farben der kalten Kathodenfluoreszenzlampe 6 erhalten werden.

Weiterhin, wenn die zwei Entladungsröhren, die aus der Neonröhre 5 und der kalten Kathodenfluoreszenslampe 6 zusammengestellt sind, gleichzeitig angeschaltet sind, wird die durch Mischen beider lumineszierenden Farben erzeugte lumineszierende Farbe erhalten, was ein Lichtquellengerät für Mehrfarbenbeleuchtungsanwendungen ermöglicht.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

Fig. 2 ist eine Seitenschnittansicht, die eine andere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform sind andere Entladungsröhren zusätzlich als andere Ladungsquellen außerhalb gegenüberliegend einer anderen Seitenfläche 4 angeordnet, die an einer entgegengesetzten Seite der Originalseitenfläche 4 sich befindet. Aufgrund der im Vorangegangenen erwähnten Gründe ist die sich innerhalb befindliche Entladungsröhre eine andere rote Neonröhre 5 mit einem transparenten Glas, während die sich außerhalb befindende Entladungsröhre eine andere kalte Kathodenfluoreszenzlampe 6 ist, die eine ähnliche lumineszierende Farbe zu der der Originallampe 6 emittiert. Dementsprechend ist eine uniforme planare Lichtemission mit einer erwünschten lumineszierenden Farbe erreichbar.

Im einzelnen ist ein lichtführender Trägerkörper 1 entsprechend der vorliegenden Erfindung verjüngend ausgearbeitet, um so in einem zentralen Bereich dünn und dick an beiden Enden zu sein. Wenn die sich an beiden Seiten befindenden Entladungsröhren so ausgeführt sind, daß sie zueinander symmetrisch sind, einschließlich der lumineszierenden Farben, wird die planare Lichtemission mit einer uniformen Farbe von der Lichtemissionsebene 2 erhalten.

Wie bereits erwähnt, können die Aufbauten entsprechend der vorliegenden Erfindung die Dicke des lichtführenden Trägerkörpers reduzieren, selbst wenn es gewünscht ist die mehrfarbige Beleuchtung zu erhalten, wobei dies einen Effekt des Ermöglichens des Verkleinerns der flachen Lichtquellengeräte und sie einschließendes Zubehör hat.

Claims

1. Ein flaches Lichtquellengerät für Beleuchtungsanwendungen, aufweisend:
einen lichtführenden Trägerkörper, der eine planargeformte lichtemittierende Fläche zum Emittieren von Lichtstrahlen und eine abgeschrägte lichtzerstreuende Fläche an einer der lichtemittierenden Fläche entgegengesetzten Seite des Trägerkörpers aufweist; und
zwei Entladungsröhren, die außerhalb einer Seitenfläche des lichtführenden Trägerkörpers als Lichtquellen versehen sind, worin:
die zwei Entladungsröhren im wesentlichen parallel zu der lichtemittierenden Fläche sowie im wesentlichen parallel zu der Seitenfläche angeordnet sind;
eine virtuelle Ebene, die durch beide zentralen Achsen der zwei Entladungsröhren definiert wird, sich im wesentlichen orthogonal bezüglich der Seitenfläche orientiert; und
eine der Entladungsröhren, die weiter als die andere an die Seitenfläche des lichtführenden Trägerkörpers anliegend angeordnet ist, eine Neonröhre mit einem transparenten Glas ist.

2. Das flache Lichtquellengerät gemäß Anspruch 1, weiter aufweisend:
andere Entladungsröhren, die zusätzlich als andere Lichtquellen außerhalb einer anderen Seitenfläche, die sich an einer entgegengesetzten Seite zu der Originalseitenfläche des lichtführenden Trägerkörpers befindet, ausgestattet sind.

3. Die flachen Lichtquellengeräte gemäß Anspruch 1 und 2, worin:
die lichtzerstreuende Fläche des lichtführenden Trägerkörpers durch ein Knurling-Verfahren bearbeitet ist.

4. Die flachen Lichtquellengeräte gemäß Anspruch 1, 2 und 3, worin:
die Entladungsröhren, außer der Neonröhre, fluoreszierende Lampen mit kalten Kathoden sind.