DE3806421A1 - Beleuchtungsvorrichtung fuer ein fluessigkristallanzeigegeraet - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Be­ leuchtung eines Flüssigkristallanzeigegeräts, welches beispiels­ weise bei einem Fernseher verwendet wird, und insbesondere eine rückwärtige Beleuchtungseinrichtung für das Flüssigkristall­ anzeigegerät. Es ist erforderlich, das Beleuchtungsgerät mit gleichförmiger Bildleuchtdichte zu beleuchten.

Derartige Beleuchtungsgeräte sind in den offengelegten japa­ nischen Gebrauchsmusteranmeldungen Nummer 53-13 166 und 62-27 329 beschrieben.

Bei der Anmeldung Nr. 53-13 166 ist unter einem Flüssigkristall­ anzeigefeld ein Reflektor eines Beleuchtungsgeräts vorgesehen. Der Reflektor weist mehrere flache Oberflächenabschnitte und mehrere unebene oder rauhe Oberflächenabschnitte auf, die miteinander zur Ausbildung einer Oberfläche mit einem streifenförmigen, schachbrettartigen oder punktförmigen Muster kombiniert sind. Oberhalb des Reflektors ist eine Lampe vorge­ sehen, und das Licht von der Lampe wird auf die flachen Ober­ flächenabschnitte mit Totalreflexion und auf die unebenen Oberflächenabschnitte mit diffuser Reflexion reflektiert, so daß das Anzeigefeld gleichförmig beleuchtet wird.

Bei der Anmeldung Nr. 62-27 329 ist ein Beleuchtungsgerät unter einem Flüssigkristallanzeigefeld mit dazwischen ange­ ordneter Diffusionsplatte vorgesehen. Das Beleuchtungsgerät umfaßt ein Paar parabolischer Spiegel mit rauhen Oberflächen und ein Paar von Fluoreszenzlampen, die oberhalb des jeweiligen Spiegels angebracht sind. Daher wird das Licht von den zwischen den Spiegeln und der Diffusionsplatte angebrachten Lampen mit diffuser Reflexion reflektiert, um das Anzeigefeld gleich­ förmig zu beleuchten.

Allerdings bestehen beim Stand der Technik die nachstehend angegebenen Schwierigkeiten. Da der Reflektor flach ausge­ bildet und die Lampe außerhalb des Reflektors angeordnet ist, reicht bei dem erstgenannten Gerät das Licht von der Lampe nicht ausreichend zu Abschnitten des Anzeigefelds, die von der Lampe entfernt liegen, so daß die gesamte Ober­ fläche des Feldes nicht gleichförmig beleuchtet werden kann.

Bei dem letztgenannten Gerät muß eine genügende Entfernung zwischen der Diffusionsplatte und den Parabolspiegeln bereit­ gestellt werden, um zu verhindern, daß die Diffusionsplatte in den Lampen benachbarten Abschnitten abnorm erhellt wird. Bei Bereitstellung einer genügenden Entfernung sinkt die Bildleuchtdichte der Diffusionsplatte insgesamt und verringert so den Beleuchtungswirkungsgrad. Darüber hinaus führt die Bereitstellung eines großen Abstands zu einer Erhöhung der Abmessungen und der Dicke des Anzeigegeräts.

Um diese Schwierigkeiten auszuschalten kann der Parabolspiegel des letztgenannten Geräts durch einen Parabolspiegel mit einer totalreflektierenden Oberfläche ersetzt werden. Da jedoch die Bildleuchtdichteeigenschaften von der Form des Reflektors abhängen, wird die Herstellung des Reflektors kompliziert und erfordert zahlreiche Schritte. Da weiterhin Licht auf der totalreflektierenden Oberfläche mit einem Reflexions­ winkel reflektiert wird, der gleich dem Einfallswinkel ist, neigt das Licht dazu, sich an gegenüberliegenden Seitenab­ schnitten des Anzeigefeldes anzusammeln.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in vorteilhafter Weise eine rückwärtige Beleuchtungsvorrichtung für ein Flüssig­ kristallanzeigegerät bereitgestellt, bei welchem die voranstehend genannten Schwierigkeiten behoben sind.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Beleuchtungsgeräts, welches eine gleichförmige Bildleuchtdichteverteilung in einem Anzeige­ bereich mit hervorragendem Beleuchtungswirkungsgrad bereit­ stellen kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Beleuchtungsgerät für ein Flüssigkristallanzeigegerät mit einem Flüssigkristall­ anzeigefeld bereitgestellt, welches eine Lampe aufweist, die mit einem geraden lichtemittierenden Abschnitt versehen und unter dem Flüssigkristallanzeigefeld angeordnet ist, eine Reflektorplatte, die einen zentralen, unter dem geraden lichtemittierenden Abschnitt vorgesehenen Abschnitt aufweist, und ein Paar benachbart beiden Seiten des zentralen Abschnitts angeordneter Seitenabschnitte aufweist, wobei der zentrale Abschnitt eine totalreflektierende Oberfläche und jeder der Seitenabschnitte eine diffuse Reflexionsoberfläche aufweist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Reflektor­ platte gekrümmt, um den lichtemittierenden geraden Abschnitt der Lampe zu umgeben.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Reflektorplatte mit einem flachen Abschnitt versehen, der parallel zum Flüssigkristallanzeigefeld angeordnet ist, und mit einem Paar von Seitenabschnitten, die an beiden Seiten des flachen Abschnitts nach oben gebogen sind, und die total­ reflektierende Oberfläche ist auf dem flachen Abschnitt vorge­ sehen und die diffus reflektierenden Abschnitte sind auf den Seitenabschnitten vorgesehen. Die Reflektorplatte kann eine flexible Platte sein, die eine diffuse Reflexionsober­ fläche aufweist, und die totalreflektierende Oberfläche wird durch Hinzufügung von Spiegelmaterial ausgebildet. Das Flächen­ verhältnis der totalreflektierenden Oberfläche zur Gesamtfläche der diffus reflektierenden Oberflächen ist 1 : 2.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Flüssigkristall-Fernseh­ empfängers, bei welchem ein Beleuchtungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Empfänger;

Fig. 3 eine Schnittansicht des Empfängers entlang einer Linie III-III von Fig. 2;

Fig. 4 eine Perspektivansicht eines Beleuchtungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Schnittansicht des Beleuchtungsgeräts entlang einer Linie V-V von Fig. 4;

Fig. 6 eine Perspektivansicht einer in dem Beleuchtungs­ gerät vorgesehenen Reflektorplatte;

Fig. 7 eine Perspektivansicht eines Reflektorhalters;

Fig. 8 einen Graphen der Bildleuchtdichteeigenschaften des Beleuchtungsgeräts;

Fig. 9 eine Schnittansicht mit einer Darstellung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 eine Perspektivansicht eines weiteren Beispiels für eine Reflektorplatte; und

Fig. 11 eine Perspektivansicht mit einer Darstellung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Flüssigkristall-Fernsehempfänger dargestellt, welcher ein oberes Gehäuse 1 a und ein unteres Gehäuse 1 b aufweist. Das obere Gehäuse 1 a ist mit einem Fenster 2 für ein Flüssigkristallanzeigefeld 5 einer Flüssigkristall­ anzeigeeinrichtung versehen und mit mehreren tonabgebenden Öffnungen 3 für einen Lautsprecher 4. An einem seitlichen Umfangsabschnitt des Empfängers sind externe Betätigungs­ einrichtungen vorgesehen, beispielsweise Abstimm- und Laut­ stärkeeinsteller, Knöpfe, Ausgangsanschlüsse, sowie eine Stabempfangsantenne.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist das Flüssigkristallanzeigefeld 5 durch einen Feldträgerrahmen 6 gehaltert und elektrisch über einen Verbinder 8 mit Schaltkreisen auf einer ersten Schaltkreisplatte 7 verbunden, welche eine Anzeigetreiber­ schaltung umfaßt. Unterhalb des Anzeigefelds 5 ist eine Be­ leuchtungseinrichtung 9 mit einer Fluoreszenzlampe 11 und dazwischen angeordneter Diffusionsplatte 10 vorgesehen. Die Beleuchtungseinrichtung 9 ist an einer zweiten Schaltkreisplatte 16 befestigt, welche auf dem unteren Gehäuse 1 b montiert ist. Batterien 17 sind in einem Batteriefach 1 c vorgesehen, welches in dem unteren Gehäuse 1 b ausgebildet ist, und werden in dem Fach 1 c mit Hilfe eines Deckels 18 gehalten.

Fig. 4 und 5 zeigen, daß das Beleuchtungsgerät 9 eine Fluoreszenzlampe 11 umfaßt mit einem lichtemittierenden geraden Abschnitt 11 a, einer Reflektorhalterung 15 und einer Reflektor­ platte 12.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Beleuchtungsgerät so unter dem Anzeigefeld 5 angeordnet, daß der lichtemittierende gerade Abschnitt 11 a der Lampe 11 in horizontaler Richtung in einem zentralen Abschnitt angeordnet ist, welcher dem Anzeigefeld 5 entspricht. Die Lampe 11 ist mit der zweiten Schaltkreistafel 16 durch Stromversorgungsleitungen verbunden. An beiden Endabschnitten der Lampe 11 ist eine Platte 29 vorgesehen, um zu verhindern, daß Licht von den Endabschnitten austritt.

Die Reflektorhalterung 15 wird durch Biegen einer Metallplatte hergestellt und ist an der zweiten Schaltkreisplatte 16 be­ festigt.

Wie aus Fig. 7 hervorgeht, weist die Reflektorhalterung 15 einen Basisabschnitt 15 a und ein Paar nach oben gebogener Seitenabschnitte 15 b, 15 b auf, die symmetrisch auf gegen­ überliegenden Seiten des Basisabschnitts 15 a ausgebildet sind. An den beiden Längsenden des Basisabschnitts 15 a ist ein Paar von Führungsteilen 15 d vorgesehen, um die Lampe 11 zu haltern. An Ecken jedes geneigten Abschnitts 15 b ist ein Paar von Hakenabschnitten 15 c ausgebildet.

Fig. 6 zeigt, daß die Reflektorplatte 12 eine flexible Basis­ platte 14 ist, welche eine diffuse Reflexionsoberfläche 14 a aufweist. Eingriffsvorsprünge 14 b sind an vier Ecken der Platte 14 ausgebildet. Eine Platte 13 mit einer totalreflek­ tierenden Oberfläche 13 a ist an einem zentralen Abschnitt der Platte 14 befestigt. Auf diese Weise wird die Reflektor­ platte 12 bereitgestellt, welche aus einem Paar diffus re­ flektierender Abschnitte 14 a, 14 a und dem dazwischen angeord­ neten totalreflektierenden Abschnitt 13 a besteht.

Beispielsweise wird als diffus reflektierende Basisplatte 14 ein weißer Polyesterfilm verwendet. Als totalreflektierende Platte 13 wird ein durchsichtiger Polyesterfilm verwendet, auf welchem ein dünner Film aus Aluminium durch Vakuumbe­ schichtung abgelagert ist, um eine Spiegeloberfläche auszu­ bilden.

Um die Reflektorplatte 12 an der Halterung 15 zu befestigen, ist jeder Eingriffsvorsprung 14 b nach außen gebogen, wie in Fig. 5 gezeigt ist, und die diffus reflektierenden Ab­ schnitte 14 a, 14 a sind nach oben entlang den geneigten Ab­ schnitten 15 b der Halterung 15 gekrümmt. Der totalreflek­ tierende Abschnitt 13 a entspricht dem Basisabschnitt 15 a, und jeder Eingriffsvorsprung 14 b steht in Eingriff mit einem unterseitigen Abschnitt des Hakenabschnitts 15 c. Auf diese Weise ist die Reflektorplatte 12 sicher an der Halterung 15 festgelegt, um die Reflektorplatte daran zu hindern, nach oben entfernt zu werden. Die Lampe 11 steht in Eingriff mit den Führungsteilen 15 d. Daher umgibt die Reflektorplatte 12 die Unterseite und die Seitenabschnitte der Lampe 11.

So ist der mit einer Spiegeloberfläche versehene totalreflek­ tierende Oberflächenabschnitt 13 a benachbart der Unterseite des lichtemittierenden geraden Abschnitts lla angeordnet, und gegenüberliegende diffus reflektierende Oberflächenab­ schnitte 14 a, 14 a mit hoch diffuser Reflexion sind entlang gegenüberliegender Seitenabschnitte des lichtemittierenden geraden Abschnitts 11 a angeordnet. Daher ist die Reflektorplatte 12 so angeordnet, daß sie wirksam das Licht von der Lampe 11 zum Anzeigefeld 5 durch die Diffusionsplatte 10 reflektiert und den Anzeigebereich des Anzeigefelds 5 gleichförmig be­ leuchtet.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, weist die Diffusionsplatte 10 einen dicken Zentralabschnitt auf, der entsprechend dem licht­ emittierenden Abschnitt 11 a der Lampe 11 ausgebildet ist, so daß die Menge des durch den dicken Abschnitt gelangenden Lichts verringert wird, um eine hohe lokale Bildleuchtdichte in einem Abschnitt benachbart dem lichtemittierenden Abschnitt 11 a zu vermeiden.

Fig. 8 zeigt Graphen der Bildleuchtdichteeigenschaften auf der Oberfläche der Diffusionsplatte 10, wenn Flächen der totalreflektierenden Oberfläche und der diffus reflektierenden Oberfläche der Reflektorplatte in unterschiedlichen Raten geändert werden.

Eine Linie A zeigt die Bildleuchtdichte auf der Platte 10 in dem Fall, in welchem die Reflektorplatte 12 nur mit einer diffus reflektierenden Oberfläche versehen ist. Eine Linie B zeigt die Bildleuchtdichte, wenn jeweils diffus reflektierende Abschnitte auf gegenüberliegenden Seiten des totalreflek­ tierenden Abschnitts bereitgestellt werden und jeweils zwei cm breit sind, und wenn das Verhältnis der totalreflektierenden Oberfläche zur diffus reflektierenden Oberfläche 1 : 8 beträgt.

Die durch eine Linie C dargestellte Bildleuchtdichte wird erhalten, wenn jeder der diffus reflektierenden Abschnitte eine Breite von 1,5 cm aufweist und das Flächenverhältnis 1 : 2 beträgt. Eine Linie D wird erhalten, wenn jeder diffus reflektierende Abschnitt 1 cm Breite aufweist und das Flächen­ verhältnis 1 : 1 beträgt. Eine Linie E zeigt die Bildleucht­ dichte, wenn die Reflektorplatte nur mit einer totalreflek­ tierenden Oberfläche versehen ist.

Es wird deutlich, daß bei einem Verhältnis der totalreflek­ tierenden Fläche zur diffus reflektierenden Fläche von 1 : 2 eine äußerst wirksame Beleuchtung mit gleichförmiger Beleuch­ tungsdichte auf der Diffusionsplatte 10 erhalten wird.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei welcher die Reflektorplatte 12 durch Erhitzung von Randabschnitten zwischen dem totalre­ flektierenden Abschnitt 13 a und den diffus reflektierenden Abschnitten 14 a gebogen ist, um die Form der Reflektorplatte 12 mit der der Halterung 15 in Einklang zu bringen. Daher ist der totalreflektierende Abschnitt 13 a parallel zum Anzeige­ feld 5 angeordnet, und beide diffus reflektierenden Abschnitte 14 a, 14 a sind nach oben im selben Winkel zum totalreflek­ tierenden Abschnitt 13 a geneigt. Bei dieser Ausführungsform ist eine gleichförmig flache Diffusionsplatte 19 vorgesehen. Daher kann dieselbe Beleuchtungswirkung wie bei der ersten Ausführungsform erreicht werden.

Anstelle der bei den voranstehenden Ausführungsformen ver­ wendeten Reflektorplatte 12 kann eine andere Reflektorplatte verwendet werden, die in Fig. 10 dargestellt ist. Eine flexible Basisplatte 21 für die Reflektorplatte 20 weist eine total­ reflektierende Oberfläche auf. An gegenüberliegenden Seiten der Basisplatte 21 ist ein Paar von Platten 22 mit diffus reflektierenden Oberflächen vorgesehen. Daher weist die Re­ flektorplatte 20 einen totalreflektierenden Abschnitt 21 a auf, welcher zwischen diffus reflektierenden Abschnitten 22 a, 22 a angeordnet ist.

Fig. 11 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist eine U-förmige Fluoreszenzlampe 23 mit einem Paar gerader lichtemittierender Abschnitte 23 a, 23 b vorgesehen oberhalb einer tablettförmigen Reflektorplatte 24, welche an einer Reflektorhalterung 27 befestigt ist. Die Reflektorplatte 24 weist eine Basisplatte platte 25 mit einer diffus reflektierenden Oberfläche auf. Die Basisplatte 25 ist mit einem Basisabschnitt 25 b versehen, der einen W-förmigen Abschnitt und einen geneigten Umfangs­ seitenabschnitt 25 a mit der diffus reflektierenden Oberfläche aufweist. An dem Basisabschnitt 25 b ist eine U-förmige Platte 26 mit einem totalreflektierenden Abschnitt 26 a angebracht. Die Lampe 23 ist so ausgebildet, daß sie oberhalb des total­ reflektierenden Abschnitts 26 a angebracht werden kann. In einem zentralen Grenzabschnitt 28 zwischen den lichtemittieren­ den Abschnitten 23 a, 23 b springt der Basisabschnitt 25 b nach oben vor in Richtung auf die Achse des lichtemittierenden Abschnitts 23 a, um den Beleuchtungswirkungsgrad zu erhöhen.

Aus der voranstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die vorliegende Erfindung eine rückwärtige Beleuchtungseinrichtung zur Verfügung stellt, welche die Flüssigkristallanzeigeein­ richtung gleichförmig durch die Reflektorplatte beleuchtet, bei welcher die totalreflektierende Oberfläche unter der Lampe angeordnet ist und diffus reflektierende Oberflächen benachbart beiden Seiten der totalreflektierenden Oberfläche vorgesehen sind.

Zwar wurde die Erfindung anhand spezifischer bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben, jedoch wird darauf hinge­ wiesen, daß diese Beschreibung zur Erläuterung der Erfindung und nicht zu deren Einschränkung dienen soll, und daß der umfang der Erfindung auch durch die nachstehenden Patentan­ sprüche bestimmt wird.

Claims (9)

1. Beleuchtungsvorrichtung für ein Flüssigkristallanzeige­ gerät mit einem Flüssigkristallanzeigefeld, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lampe (11) vorge­ sehen ist, welche einen lichtemittierenden geraden Ab­ schnitt (11 a) aufweist und unter dem Flüssigkristallan­ zeigefeld (5) angeordnet ist, daß eine Reflektorplatte (12, 13, 14) mit einem zentralen Abschnitt (13) unter dem lichtemittierenden geraden Abschnitt (11 a) vorgesehen ist und ein Paar von Seitenabschnitten (14) benachbart beiden Seiten des zentralen Abschnitts (13), wobei der zentrale Abschnitt eine totalreflektierende Oberfläche (13 a) und jeder der Seitenabschnitte eine diffus reflek­ tierende Oberfläche (14 a) aufweist.

2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorplatte (12) so gekrümmt ist, daß sie den lichtemittierenden geraden Abschnitt (11 a) der Lampe (11) umgibt.

3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorplatte (12, 20) mit einem flachen Abschnitt (13, 21 a) versehen ist, welcher parallel zum Flüssigkristallanzeigefeld (5) verläuft, und mit einem Paar von Seitenabschnitten (14 a, 22), welche an beiden Seiten des flachen Abschnitts (13, 21 a) nach oben gebogen sind.

4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die totalreflektierende Oberfläche (13 a, 21 a) auf dem flachen Abschnitt angeordnet ist und daß die diffus reflektierenden Abschnitte (14 a, 22 a) auf den Seitenabschnitten angeordnet sind.

5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorplatte eine flexible Platte ist, welche eine diffus reflektierende Oberfläche aufweist, und daß die totalreflektierende Oberfläche durch Hinzufügung von Spiegelmaterial gebildet ist.

6. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorplatte (20) eine mit einer totalreflektierenden Oberfläche (21 a) versehene flexible Platte (21) ist, und daß jede diffus reflektierende Oberfläche durch Befestigung einer Platte (22) gebildet wird, welche eine diffus reflektierende Oberfläche (22 a) aufweist.

7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Halterung (15) zum Haltern der Reflektorplatte (12) vorgesehen ist.

8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Fläche der totalreflektierenden Oberfläche zur Gesamtoberfläche der diffus reflektierenden Oberflächen 1 : 2 beträgt.

9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe (23) mit mehre­ ren lichtemittierenden geraden Abschnitten (23 a, 23 b) versehen ist.