ES2212218T3 - Pantalla de cristal liquido con retroiluminacion. - Google Patents

Pantalla de cristal liquido con retroiluminacion.

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ES2212218T3 ES98204144T ES98204144T ES2212218T3 ES 2212218 T3 ES2212218 T3 ES 2212218T3 ES 98204144 T ES98204144 T ES 98204144T ES 98204144 T ES98204144 T ES 98204144T ES 2212218 T3 ES2212218 T3 ES 2212218T3
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Abstract

PANTALLA DE CRISTAL LIQUIDO QUE CONSTA DE UN SISTEMA DE PANTALLA PARA MOSTRAR CARACTERES Y GRAFICOS. ESTE SISTEMA INCLUYE UNA PARTE DE PANTALLA QUE CONSTA DE AL MENOS UN PANEL DE CRISTAL LIQUIDO, UN SISTEMA DE ILUMINACION PARA ILUMINAR LA PARTE DE PANTALLA DEL PANEL DE CRISTAL LIQUIDO, Y UN SISTEMA DE CONVERGENCIA PARA HACER QUE LOS RAYOS DE LUZ DEL SISTEMA DE ILUMINACION CONVERJAN EN LA PARTE DE PANTALLA DEL PANEL DE CRISTAL LIQUIDO. EL SISTEMA DE ILUMINACION CONSTA DE UNA LAMPARA (87), UNA PLACA GUIA DE LUZ (83) PARA RECIBIR LOS RAYOS DE LA LAMPARA (87) A TRAVES DE UNA SUPERFICIE LATERAL DE LA MISMA Y PARA PROPAGAR Y DIFUNDIR UNIFORMEMENTE LOS RAYOS DE LUZ EN ELLA; TIENE UNA PLACA REFLECTORA (83) DISPUESTA EN LA SUPERFICIE TRASERA DE LA PLACA GUIA DE LUZ (83) PARA REFLEJAR LOS RAYOS DE LUZ DE LA SUPERFICIE TRASERA DE ESTA (83) Y UNA PLACA DIFUSORA DISPUESTA SOBRE LA SUPERFICIE FRONTAL DE LA PLACA GUIA DE LUZ (74) PARA DIFUNDIR LOS RAYOS DE LUZ DESDE LA SUPERFICIE FRONTAL DE LA PLACA GUIADE LUZ (83). EL SISTEMA DE CONVERGENCIA (81), LA PLACA GUIA DE LUZ (83), LA PLACA REFLECTORA (84) Y LA PLACA DIFUSORA (82) ESTAN SOLDADOS INTEGRALMENTE UNO CON OTRO EN AL MENOS UNA POSICION PERIFERICA (89A) SIN QUE AFECTEN A LA PARTE DE PANTALLA DEL PANEL DE CRISTAL LIQUIDO (85).

Description

Pantalla de cristal líquido con retroiluminación.
La presente invención está relacionada con una pantalla de visualización de cristal líquido, y más particularmente con un dispositivo de iluminación que utiliza una lente prismática para converger los rayos de retroiluminación y para su utilización en un dispositivo de retroiluminación para pantalla de visualización de cristal líquido, y una pantalla de visualización de cristal líquido del tipo de transmisión para su utilización en un ordenador personal de tipo portátil, en un procesador de textos y en un televisor de cristal líquido, etc., y un dispositivo de retroiluminación para su uso en una pantalla de visualización de cristal líquido del tipo de transmisión, tal como un ordenador personal del tipo portátil, en un procesador de textos, un televisor de cristal líquido, etc., y más particularmente con un dispositivo de retroiluminación que utilice una placa de guía de la luz.
Las pantallas de visualización de cristal líquido (LCD) no radian luz y precisan que sean iluminadas cuando están siendo utilizadas. En consecuencia, las pantallas de visualización de cristal líquido están provistas con una retroiluminación para asegurar la luminosidad necesaria. La retroiluminación está compuesta por una fuente luminosa y un elemento de difusión de la luz. La iluminación de una fuente luminosa tal como una lámpara incandescente (fuente puntual de luz), una lámpara fluorescente (fuente lineal de luz) y similares se convierten a partir de un elemento difusor de luz en una luz superficial para iluminar una pantalla de visualización de cristal líquido desde la parte posterior. Existen muchas clases de pantallas propuestas de visualización de cristal líquido provistas con retroiluminación.
Por ejemplo, la publicación de la solicitud de patente no examinada JP, A, 2-77726 expone una pantalla de visualización de cristal líquido, la cual tiene una lente condensadora asférica situada entre una fuente luminosa puntual y un panel de cristal líquido, y que tiene una lente Fresnel asférica.
La publicación de la solicitud de patente no examinada JP, A, 61-15104 expone una pantalla de visualización de cristal líquido que tiene un difusor de luz compuesto por una pluralidad de fotoconductores dispuestos a modo de escalones entre una fuente de luz lineal y una placa difusora que tiene prismas triangulares dispuestos sobre la misma.
La publicación de la solicitud del modelo de utilidad no examinado JP, U, 2-62417 expone una pantalla de visualización de cristal líquido que tiene una placa transparente entre la fuente luminosa y la placa de difusión y en la que la placa transparente tiene una pluralidad de ranuras colocadas sobre la misma para funcionar como un prisma frente a la fuente luminosa.
Como uno de los medios para incrementar la luminosidad de la iluminación de la pantalla, se propone un método para incrementar la luminosidad del alumbrado de la pantalla en una dirección especificada, consistente en la convergencia de luz difusa del dispositivo de retroiluminación mediante el uso de lentes prismáticas.
Tal como se expuso anteriormente, la aplicación de una lente prismática convencional puede incrementar la luminosidad de una pantalla de visualización de cristal líquido (LC) en una dirección especificada, pero genera un ángulo visual sin iluminación. Esto puede afectar negativamente a la calidad de la imagen en la pantalla de visualización de cristal líquido LC. En consecuencia, la lámina de difusión se utiliza usualmente entre una lente prismática y un panel de cristal líquido (LC). Esto significa que los rayos de luz se hace que sean convergentes y siendo después difundidos. En consecuencia, el efecto perseguido del uso de la lente prismática no puede conseguirse. Es posible omitir la lámina de difusión mediante el aumento del ángulo del vértice de la lente prismática, hasta el nivel en el que pueda ser despreciable el efecto del ángulo sin iluminación. No obstante, esto puede tener poco efecto sobre la lente prismática puesto que el prisma tiene un ángulo incrementado en el vértice que tiene una potencia de convergencia menor.
La pantalla convencional de visualización de cristal líquido genera el problema de que la luz externa puede ser reflejada por las superficies frontal y posterior de una placa de protección transparente, por una superficie frontal de la misma y por el panel de cristal líquido, por lo que la visibilidad de la imagen queda afectada negativamente.
La pantalla convencional de cristal líquido tiene un límite en la consecución de la reducción de su grosor, y al mismo tiempo, del incremento de su brillo en sus pantallas de visualización. Por ejemplo, es difícil reducir el grosor de la pantalla de cristal líquido utilizando una retroiluminación del tipo de reflexión directa del fondo. El intento para incrementar la luminosidad de la lámpara mediante el incremento de la corriente está acompañado por el calentamiento de la lámpara, lo cual conduce a daños en los chips de los circuitos integrados para los controladores horizontales y verticales dispuestos en la periferia de la pantalla de presentación. Fue difícil cumplir con los anteriores requisitos mencionados al mismo tiempo.
Uno de los inconvenientes del dispositivo convencional de retroiluminación de guiado de luz es que los componentes independientes pueden expandirse para crear una separación desigual entre los mismos, o bien ser desplazados durante el ensamblado, provocando por tanto una luminosidad no uniforme por los rayos de la retroiluminación durante el funcionamiento de los dispositivos. En particular, en el caso del ensamblaje de componentes muy finos, por ejemplo, placas de convergencia, difusión y de reflexión de 0,2 mm de grosor, se deberá tener un cuidado extremado para impedir la expansión y el desplazamiento y también para evitar el posicionamiento erróneo de los componentes y para impedir el daño a partir de la suciedad sobre sus superficies que puedan provocar puntos de oscuridad y luminiscencia en una imagen en la pantalla de visualización del panel de cristal líquido. Adicionalmente, cualquier dispositivo de retroiluminación convencional puede tener rayos de luz por fugas a través de un espacio libre entre su lámpara y la placa de guiado de la luz y el dispositivo y su soporte, que provoca la luminosidad más débil de una imagen sobre el panel de cristal líquido.
El otro inconveniente del arte previo es como sigue: los paneles de cristal líquido tienen un ángulo de visión característico que es particularmente estrecho en su dirección vertical. En consecuencia, incluso aunque se apliquen rayos de la retroiluminación uniformemente en todos los ángulos visuales a un panel de presentación de cristal líquido, la calidad de la imagen de la pantalla podrá ser apenas mejorada debido al ángulo de visión muy estrecho del panel en la dirección vertical.
Es deseable conseguir un incremento en la luminosidad y disminuir la reflexión de una pantalla de cristal liquido provista con una unidad de retroiluminación del tipo de luz marginal.
El sujeto técnico es incrementar la luminosidad de una unidad de retroiluminación.
La presente invención propone una retroiluminación que comprende una lámpara (fuente luminosa), una placa de guiado de la luz, una placa de difusión y una placa de convergencia, tal como se expone en la reivindicación adjunta. Por otro lado, el Boletín de Publicaciones Técnicas de IBM, Vol. 33 (1990), páginas 143 y 144, las publicaciones japonesas de la solicitud no examinada JP, A, 61-15104, y JP, U, 2-62417, exponen el arte previo relevante. El segundo arte previo utiliza una unidad de retroalimentación del tipo de luz marginal, pero la mencionada unidad está compuesta por una fuente de luz, una placa de guía de la luz, y una placa de difusión de doble capa, para eliminar la falta de uniformidad de la luz para iluminar un panel de cristal líquido. El tercer arte previo utilizaba una retroiluminación del tipo de reflexión inferior directa, la cual estaba compuesta por una fuente luminosa, una placa de convergencia, y una placa de difusión, a través de la cual los rayos de luz iluminaban el panel del cristal líquido, mientras que el dispositivo de retroiluminación presente es para iluminar el panel de cristal líquido con los rayos de la retroiluminación a través del uso de una placa de convergencia.
Esencialmente, el segundo arte previo tenia por objeto impedir una iluminación no uniforme dentro solamente de la pantalla de visualización, y el tercer arte previo tenia por objeto incrementar (al máximo) la luminosidad de una posición específica dentro de la pantalla de visualización, sin tener en cuenta la luminosidad no uniforme en la misma. La presente invención propone el incrementar la luminosidad axial frontal de la pantalla de visualización, al mismo tiempo impedir la luminosidad no uniforme en la misma en todo lo que sea posible.
Es deseable proporcionar una pantalla de cristal líquido que sea capaz de tener una luminosidad incrementada de su pantalla de visualización con un grosor reducido de su sistema global.
La pantalla de cristal liquido puede hacerse más delgada en su tamaño puesto que está dispuesta una lámpara fluorescente en la superficie lateral de la unidad de retroiluminación. Sobre el panel del cristal liquido se encuentran dispuestos unos chips de circuitos integrados, lejos por tanto de la unidad de la lámpara de forma que no puedan sufrir daños debidos a la luminosidad incrementada de la pantalla de visualización. La unidad de la lámpara puede estar fijada en forma desmontable a un sujetador de la pantalla de cristal líquido, y por tanto podrá ser reemplazada fácilmente con una nueva.
Un dispositivo de retroiluminación en el que se encuentran dispuestos un panel de cristal liquido y una placa de difusión, con una placa de convergencia que un gran número de ranuras en forma de prismas dispuestas en intervalos suficientemente estrechos para que la separación de los elementos de la imagen en la dirección vertical del panel de cristal líquido, puedan convergir hacia reflectando hacia arriba y reflectando hacia abajo los rayos de luz en una dirección axial, para incrementar la luminosidad frontal en la pantalla de visualización, utilizando realmente los rayos de la retroiluminación.
Es posible proporcionar una unidad de retroiluminación del tipo de guiado de la luz, que comprende una placa de guiado de la luz, una placa de reflexión inferior, una placa de difusión, una placa de convergencia que tiene un gran numero de ranuras en forma de prismas dispuestas en intervalos suficientemente cercanos con respecto a los elementos de la imagen verticales de la pantalla de visualización de cristal líquido, en la que todos los componentes mencionados están soldados en una parte de la periferia para formar una unidad de retroiluminación integrada con elementos de alta capacidad reflectante, que cubren las superficies laterales de la placa de guiado de la luz, superficies internas de un sujetador de la retroiluminación, y resaltando la placa de difusión. Una unidad de retroiluminación así construida está exenta de una luminosidad no uniforme, debido al desplazamiento de los componentes durante el ensamblado de la unidad, y debido a que no tiene fugas de rayos de luz, por lo que se asegura un uso altamente efectivo de los rayos de la retroiluminación.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista para exponer la acción convergente de una lente prismática del arte previo.
La figura 2 es una vista para exponer la ley de refracción de la luz de una lente prismática del arte previo.
La figura 3 es una vista para exponer el ángulo de reflexión crítico de la luz de una lente prismática del arte previo.
La figura 4 es una vista para exponer el estado de refracción de una lente prismática del arte previo.
La figura 5 es una vista parta exponer otro estado de refracción de una lente prismática del arte previo.
La figura 6 es una pantalla convencional de cristal líquido del tipo de retroiluminación por transmisión.
La figura 7A es una vista frontal de un ejemplo de una pantalla convencional de cristal líquido.
La figura 7B es una vista en sección a lo largo de la línea VIIB-VIIB de la figura 7A.
La figura 8A es una vista frontal de otro ejemplo de una pantalla de cristal líquido convencional.
La figura 8B es una vista en sección a lo largo de la línea VIIIB-VIIIB de la figura 8A.
La figura 9 es una vista esquemática de un dispositivo de retroiluminación convencional del tipo de guiado de la luz.
La figura 10 es una vista esquemática de un dispositivo de retroiluminación convencional de un tipo de reflexión directa del fondo.
La figura 11A muestra una realización de las lentas prismáticas.
La figura 11B muestra la característica visual de la lente prismática mostrada en la figura 11A.
La figura 12 muestra una realización de la lente prismática que es capaz de ajustar la característica visual por medios de un área superficial de una parte plana y una magnitud de partes prismáticas.
La figura 13A muestra otra realización de una lente prismática.
La figura 13B muestra una característica visual por los medios del ángulo del vértice, el área superficial de una parte plana y por la cantidad de partes prismáticas.
La figura 13C muestra otra realización de la lente prismática.
La figura 13D muestra otra realización de la lente prismática.
La figura 14A muestra otra realización de una lente prismática.
La figura 14B muestra una lente prismática, que es capaz de crear una marcación por los medios de un ángulo de magnitud sin iluminación de un prisma.
La figura 15A muestra otro ejemplo de una lente prismática de la figura 14A.
La figura 15B muestra una pantalla de visualización con un ángulo de visión de 36,5º que se muestra en la figura 15A.
La figura 15C muestra una pantalla de visualización con un ángulo de visión de 38,6º que se muestra en la figura 15A.
Las figuras 16 y 17 están relacionadas con realizaciones que no son parte de la presente invención.
La figura 18A es una vista frontal de una pantalla de cristal líquido que incluye la presente invención.
La figura 18B es una vista en sección a lo largo de la línea XVIIIB - XVIIIB de la figura 18A.
La figura 19A es una vista frontal de una unidad de lámpara utilizada en la realización de una pantalla de cristal líquido.
La figura 19B es una vista en sección a lo largo de la línea XIXB - XIXB de la figura 19A.
La figura 20 es una vista para exponer la construcción de un dispositivo de retroiluminación que está incluido en la presente invención.
La figura 21 es una sección ampliada de una parte A de la figura 20.
La figura 22 es una vista de otra realización de un dispositivo de retroiluminación de acuerdo con la presente invención.
La figura 23A es una vista de otra realización incluso de un dispositivo de retroiluminación de acuerdo con la presente invención.
La figura 23B es una vista en sección a lo largo XXIIIB - XXIIIB de la figura 23A.
La figura 24 es una sección ampliada de una parte B de la figura 23B.
La figura 25A es una vista de otra realización de un dispositivo de retroiluminación de acuerdo con la presente invención.
La figura 25B es una vista de otra realización de un dispositivo de retroiluminación mostrado en la figura 25A.
La figura 26 muestra un gráfico del ángulo de visión con respecto a la luminosidad de un dispositivo de retroiluminación de acuerdo con la presente invención.
Realización preferida de la invención
Como uno de los medios para incrementar la luminosidad del brillo de la pantalla, se propone un método para incrementar la luminosidad del brillo de la pantalla en una dirección especificada, mediante la convergencia de la luz difusa del dispositivo de retroiluminación, mediante el uso de una lente prismática. Se describirá con detalle el mecanismo de una lente prismática de acuerdo con el arte previo, con referencia a los dibujos adjuntos.
Las figuras 1A y 1B son vistas para explicar la función de convergencia de una lente prismática: la figura 1A es una vista de la construcción general de una pantalla de cristal líquido, y la figura 1B muestra una característica del ángulo de visión de una lente prismática, en la que A y B representan las partes de la distribución de la cantidad de luz. La lámina 1 comprende pequeñas piezas ensambladas de lentes prismáticas. El número 2 designa un panel de cristal líquido y el número 3 designa un dispositivo de retroiluminación compuesto de una placa de guía de la luz, una placa reflectora, una placa difusora y una fuente luminosas, por ejemplo, un tubo fluorescente, electroluminiscente o bien la luz diurna, y el número 4 designa una lámina de difusión.
La figura 2 muestra la ley de la refracción de la luz. Cuando un haz de luz entra con un ángulo de incidencia \theta_{1} en un medio que tiene un índice de refracción n, el haz de luz se refracta con un ángulo \theta_{o} según lo expresado por la fórmula siguiente:
...(1)\theta_{o} = sen^{-1} ((sen \theta_{1}) \ / \ n)
Cuando el haz de luz refractado pasa desde el medio hasta el aire, se refracta de nuevo con un ángulo \theta que se expresa por la fórmula siguiente:
...(2)\theta = sen^{-1} ( n \ x \ sen \ \theta_{o}) \ = \ sen^{-1} \ ( \ n \ x \sen \ (sen^{-1} \ (sen \theta_{1} ) \ / \ n)) \ = \theta_{1}
La formula (2) muestra que el ángulo de incidencia de la luz es igual al ángulo de salida si el plano de incidencia y el plano de salida son paralelos entre sí.
La figura 3 muestra el ángulo de reflexión critico de la luz. El rayo de luz entra en un medio con un ángulo de incidencia de 90º y se refracta con un ángulo \theta_{limite} expresado por la fórmula siguiente. En consecuencia, si el ángulo de incidencia del haz de luz excede a este ángulo, no tendrá lugar refracción alguna, y toda la energía de la luz será reflejada por la interfaz. Este ángulo se denomina como ángulo de reflexión crítico.
...(3)\theta_{limite} = sen^{-1} ((sen \ 90^{o}) \ / \ n) \ = \ sen^{-1} \ (1/n)
La figura 4 muestra el estado de refracción de una lente prismática. Un haz de luz entra en un medio con un ángulo de incidencia de \theta_{i} y se refracta con un ángulo de refracción de \theta_{1} expresado por la fórmula (1). Si el ángulo del vértice de una lente prismática se denota por \theta_{p}, el haz de luz refractado se encuentra el límite de la lente prismática con un ángulo \theta_{2}, expresado mediante la fórmula siguiente:
...(4)\theta_{2} = 90^{o} - \theta_{1} - \theta_{p} / 2
El haz de luz sale de la lente prismática con un ángulo \theta_{3} (el ángulo formado por el rayo con una línea imaginaria perpendicular a la superficie del prisma) expresado por la siguiente fórmula:
...(5)\theta_{3} = sen^{-1} (n \ x \ sen \ \theta_{2})
Finalmente, el haz de luz aparece como refractado con un ángulo \theta_{o} expresado por la fórmula:
...(6)\theta_{o} = 90^{o} - \theta_{p} / 2 - \ \theta_{3} = \alpha - sen^{-1} (n . \ sen \ (\alpha - sen^{-1} (sen \ \theta_{1}) / n)) \ (\alpha = 90^{o} - \theta_{p}/2)
Este haz de luz de salida corresponde a la parte A de la cantidad de luz distribuida, tal como se muestra en la figura 1.
Cuando el ángulo de incidencia \theta_{1} del haz de luz es igual substancialmente a 90º, su ángulo de salida puede tener la expresión siguiente:
...(7)\theta_{o} = \alpha - sen^{-1} \ ( n . \ sen (\alpha - sen^{-1} \ (1 / n)))
Si el ángulo de salida del haz de luz supera al valor antes mencionado, no aparece la luz y el brillo queda reducido drásticamente. Este ángulo crítico se denominará como ángulo sin luz.
La figura 5 muestra otro estado de refracción de una lente prismática. Una parte del haz de luz aparece como procedente de la lente prismática después de ser reflejada en la misma. El haz de luz entra en el prisma con un ángulo de incidencia \theta_{1} a determinar con la fórmula (1). Cuando el ángulo del vértice del prisma se denota por \theta_{p}, el haz de luz refractado que encuentra el límite de la lente prismática con un ángulo \theta_{2} se expresa mediante la siguiente fórmula:
...(8)\theta_{2} = \theta_{p} / 2 - \theta \ (90^{o} - \theta_{1} = \theta_{2} + 90^{o} - \theta_{p}/2)
Si \theta_{2} es menor que el ángulo de reflexión crítico determinado por la fórmula (2), el haz de luz se refleja totalmente en la superficie límite de la lente prismática. Este haz encuentra el límite de la lente prismática con el ángulo \theta_{3} expresado por la fórmula siguiente:
...(9)\theta_{3} = \theta_{2} + \theta_{p} - 90^{o} \ (\theta_{3} \ = 180^{o} \ - \ 90^{o} \ - (180^{o} \ - \ \theta_{p} - \theta_{2}))
Este haz de luz pasa a través de la lente prismática con un ángulo \theta_{4} (el ángulo formado por el rayo con una línea imaginaria perpendicular a la superficie del prisma), expresado por la fórmula:
...(10)\theta_{4} = sen^{-1} ( n \ x \ sen \ \theta_{3})
Finalmente, el haz de luz aparece refractado con un ángulo \theta_{o} expresado por la fórmula siguiente:
...(11)\theta_{o} = 90^{o} - \theta_{p}/2 - \theta_{4} = \alpha + sen^{-1} \ (n . \ sen \ (\theta_{p} - \ \alpha \ - \ sen^{-1} \ (sen \ \theta_{1}) \ / \ n )) \ (\alpha \ = \ 90^{o} \ - \theta_{p}/2)
Este haz de luz de salida corresponde a la parte B de la cantidad de luz distribuida tal como se muestra en la figura 1B.
La figura 6 es una pantalla convencional de cristal líquido del tipo de retroiluminación de transmisión que comprende un panel de cristal líquido 5 que incluye un cristal de filtro de color 5a, una placa de deflexión 5b, una matriz negra 5c, etc., para obtener una iluminación de transmisión de la imagen a partir de la luz blanca emitida por una retroiluminación (no mostrada), y una placa transparente frontal 7 hecha de resina acrílica y similar, y dispuesta con una capa de espacio de aire 6 en el lado frontal del panel de cristal líquido (opuesta al lado enfrentado a la retroiluminación). La placa transparente frontal 7 sirve para proteger el panel de cristal líquido 5 contra la aplicación directa de una fuerza mecánica y contra la contaminación por el polvo y la suciedad.
En una pantalla de cristal líquido construida de esta forma, la luz blanca procedente de una retroiluminación (no mostrada) entra en el panel de cristal líquido 5 y pasa a su través para formar una imagen sobre la pantalla de visualización mediante los rayos luminosos transmitidos a través de la capa del espacio de aire 6 y de la placa transparente frontal 7.
Por el contrario, uno de los factores que afectan a la visibilidad de la pantalla de cristal líquido es la reflexión de la luz externa en la superficie frontal de la pantalla de cristal líquido. Generalmente, la reflectancia de la luz en la interfaz entre los dos medios tiene diferentes índices de refracción, que tiene la siguiente expresión:
Reflectancia de la luz R = [(n_{1} - n_{2})^{2} / (n_{1} + n_{2})^{2}] x 100 (%) en donde n_{1} y n_{2} son los índices de refracción.
Los rayos de luz reflejados se generan con la reflectancia antes mencionada.
La reflexión de la luz externa está descrita con más detalle a continuación:
Cuando la luz externa encuentra una superficie frontal (incidente) 7a de la placa transparente frontal 7 que se supone que tiene un índice de refracción del 1,5% y una transmitancia del 92%, aproximadamente el 4,3% de la luz incidente es reflejada por la superficie 7a y aproximadamente el 4,1% de la luz incidente es reflejada por la superficie posterior 7b de la placa transparente frontal 7. Cuando la luz incidente pasa a través de la placa transparente frontal 7 colisiona con una superficie frontal 5b_{1} de la placa de deflexión 5b que se supone que tiene un índice de refracción del 1,49% y una transmitancia del 41%, aproximadamente el 3,3% de la luz incidente es reflejada por la superficie 5b_{1}. Cuando la luz incidente pasa a través de la placa deflectora 5b encuentra una superficie 5c_{1} de la matriz negra 5c del cristal del filtro de color 5a con la suposición de que la reflectancia de la matriz negra es del 30%, una tasa de apertura de los elementos de la imagen del 40%, y una transmitancia del cristal del filtro de color 5a del 95%, aproximadamente el 11,6% de la luz incidente es reflejada por la superficie 5c_{1} de la matriz negra 5c. La reflexión de la luz externa en la superficie frontal 5a_{1} (el límite en la placa deflectora 5b) del cristal del filtro de color 5a es despreciable, puesto que el índice de refracción del cristal del filtro de color 5a es casi igual al de la placa deflectora 5b.
Tal como se ha mencionado anteriormente, la pantalla de cristal líquido convencional refleja totalmente en torno al 23,3% de la luz incidente externa desde su superficie frontal, que puede afectar negativamente a la visibilidad de la imagen mostrada en la pantalla de visualización. Particularmente, bajo una luz externa intensa, la luz reflejada llega a ser más brillante que la imagen de la pantalla de cristal líquido, que puede afecta marcadamente al contraste de la imagen de la pantalla, es decir, afectando negativamente a su visibilidad.
En consecuencia, para mejorar la visibilidad de la pantalla de cristal líquido mediante la reducción de los rayos de luz reflejados en su superficie frontal, se ha propuesto y se ha adoptado aplicar un revestimiento antirreflectante a la placa transparente frontal de la pantalla de cristal líquido.
El impedimento de la reflexión de la luz mediante esta película fina que tiene un revestimiento antirreflectante están basado en que el revestimiento antirreflectante puede provocar que el haz de luz incidente tenga una cierta longitud de onda introducida en el mismo que tenga una fase inversa al haz de luz reflejado por la superficie posterior del mismo, cancelándose entre si. Esto elimina la reflexión de la luz hacia la superficie frontal.
Incrementando la cantidad de revestimiento antirreflectante se puede suprimir la reflexión de los haces de luces de todas las longitudes de onda.
Las pantallas de cristal líquido del tipo de transmisión convencionales para su utilización en los televisores de cristal líquido han utilizado principalmente unas unidades de retroiluminación del tipo de reflexión directa, tal como se muestra en las figuras 7A, 7B o en las figuras 8A, 8B.
Las figuras 7A y 7B muestran una unidad de retroiluminación que utiliza una lámpara fluorescente en forma de U, en la que se encuentran montados los chips de circuitos integrados 14a y 14b para el controlador horizontal mediante el sistema TAB (unión automatizada de cinta) en el borde superior y el borde inferior, respectivamente, y una placa de cristal 12, y los chips de los circuitos integrados 15a y 15b para el controlador vertical montados mediante el sistema TAB en el borde izquierdo de la placa de cristal 12. Los chips de los circuitos integrados 14a, 14b, y 15a, 15b están conectados al substrato de los controladores 16 por los medios de un miembro que encierra un fijador 17 de la pantalla de cristal líquido. La unidad de la lámpara 13 compuesta por una lámpara fluorescente 18 en forma de U, una placa reflectante 19, una placa de difusión 20 y una unidad inversora 21, se encuentran insertadas dentro del fijador 17 de la pantalla de cristal líquido desde el lado derecho de la misma. La unidad inversora 21 incluye un circuito de control de la lámpara y que está conectado eléctricamente a la lámpara fluorescente 18 en forma de U. La lámpara fluorescente 18 puede ser intercambiada con una nueva después de extraer la unidad de la lámpara 13 del fijador 17 en la dirección mostrada mediante las flechas A.
En la pantalla de cristal líquido así construida, el paquete TAB del controlador es doblable para reducir el tamaño del bastidor de la pantalla, pero es difícil hacer más pequeña la lámpara 18 en forma de U en su diámetro, por lo que la unidad de la lámpara 13 tiene que ser gruesa en el tamaño, aumentando el grosor total de la pantalla de cristal líquido.
Las figuras 8A y 8B muestran una pantalla de cristal líquido que utiliza una lámpara 18 fluorescente de tubo recto, y que es similar en construcción a la pantalla de cristal líquido de las figuras 7A y 7B. En este caso, los chips de los circuitos integrados 14a, 14b del controlador horizontal, los chips de los circuitos integrados del controlador vertical y el substrato de los controladores 16 están montados en el mismo plano del panel de cristal líquido 11, para reducir el grosor de la pantalla de cristal líquido. La lámpara fluorescente de tipo de tubo recto 18 puede tener un diámetro reducido. Esto permite que la unidad de la lámpara 13 sea más delgada, asegurando por tanto la posibilidad de reducir el grosor de la pantalla de cristal líquido.
Las figuras 9 y 10 son vistas de la construcción de las pantallas convencionales de cristal líquido del tipo de transmisión, las cuales están provistas, respectivamente, con un dispositivo de retroiluminación del tipo de guiado de luz (figura 9) y un dispositivo de retroiluminación que provoca la reflexión del fondo (figura 10). En las figuras 9 y 10, se muestran un panel de cristal líquido 31, un reflector 32, una placa difusora 33, una placa de guiado de la luz 34 que tiene una superficie de entrada lateral 34a, una superficie frontal 34b y una superficie inferior 34c, una placa reflectora 35, una lámpara fluorescente 36 y una placa reflectante 37.
En la figura 9, se muestra un dispositivo de retroiluminación del tipo de guiado de la luz, en el que los rayos luminosos de la lámpara fluorescente 36 entran directamente, después de haber sido reflejados en el reflector 32, en la placa de guiado de la luz 34, a través de la superficie de entrada lateral 34a, siendo después reflejados repetidamente en la superficie inferior 34c y en la superficie frontal 34b, y después siendo emitidos como rayos retroiluminados homogéneos dirigidos hacia arriba desde la superficie frontal. En la parte posterior de la placa de guiado de la luz 34 se encuentra colocada la placa reflectora 35, mediante la cual los rayos de luz que se escapan desde la superficie inferior de la placa de retroiluminación 34 son reflejados y devueltos a la placa de guiado de la luz 34, por lo que pueden utilizarse realmente los rayos luminosos. Los rayos de luz emitidos desde la placa de guiado de la luz 34 son difundidos en la placa de difusión 33 en una luz difusa homogénea que tiene una direccionalidad limitada y que ilumina el panel de cristal líquido 31.
Con referencia a la figura 26, en el caso de que dicha construcción tenga una lámpara configurada en la parte superior de la pantalla de cristal líquido, los rayos de luz procedentes de la placa de guiado de la luz 34 tiene la direccionalidad A, con una iluminación máxima obtenible cuando es observada desde una posición inferior, es decir, la direccionalidad no corresponde al ángulo de visión D del panel de cristal líquido. Esto significa que el alumbrado máximo sobre la pantalla no puede obtenerse al observar la pantalla de visualización desde la parte frontal.
En consecuencia, la placa de guiado de la luz 34 está colocada generalmente en la superficie frontal con la placa de difusión 33 para obtener rayos luminosos homogéneos de una direccionalidad relativamente pequeña B', tal como se muestra en la figura 26. Otro ejemplo similar del arte previo es un dispositivo de retroiluminación que tiene una placa de convergencia situada en la superficie frontal de la placa de guiado de la luz 34, y que tiene una placa de difusión 33 situada sobre la placa de convergencia. No obstante, tales modificaciones no pueden generar el efecto perseguido porque los rayos de luz devueltos convergen pero se difunden de nuevo.
Todos los componentes y el fijador para el dispositivo de retroiluminación están provistos con nervaduras y ensamblados sobre el fijador a través del uso de nervaduras. No obstante, puesto que los componentes son delgados y no están fijados entre sí, pueden llegar a desplazarse en el curso del ensamblado, provocando por tanto una luminosidad desigual por los rayos de la retroiluminación.
Otro ejemplo típico del arte previo es un dispositivo de retroiluminación del tipo de reflexión de fondo directa, que puede utilizar una variedad de lámparas tubulares rectas, en forma de U y en forma de W. El dispositivo mostrado en la figura 10 incluye una lámpara fluorescente recta de tipo tubular. Los rayos de luz devueltos de la lámpara 36 son inyectados directamente o bien después de la reflexión mediante una placa reflectante 37, en una placa de difusión 33 a través de la cual se irradian los rayos de luzhomogéneamente difusa a un panel de una pantalla de cristal líquido 31.
Con referencia ahora a los dibujos adjuntos, se describirán las realizaciones preferidas de la presente invención con detalle de la forma que se expone a continuación:
Las figuras 11A y 11B son vistas, respectivamente, que muestran una característica de la refracción de la figura 11A y una característica del ángulo de visión de la figura 11B de una lente prismática. En la figura 11A, los numerales 41 y 42 designan una parte prismática de una parte plana, respectivamente, de una lente prismática, y el numeral 43 designa la lente prismática en sí. En la figura 11B, A representa una parte de la característica del ángulo de visión de una parte prismática y B representa una parte de una característica del ángulo de visión de una parte plana y C representa una parte de la característica del ángulo de visión del sistema completo. El caso mostrado, la parte plana 42 está provista sobre la parte superior de una parte prismática 41, no obstante, puede conseguirse el mismo efecto proporcionando una parte plana 42 entre las partes prismáticas 41 o sobre la parte superior de las partes prismáticas y entre las partes prismáticas. Cuando el ángulo del vértice de un prisma está expresado como \theta_{p} en la figura 11A, el ángulo de la magnitud sin luz es la lente prismática que tenga la expresión siguiente:
\theta_{o} = \alpha - sen^{-1} ( n . \ sen^{-1} \ (\alpha \ - \ sen^{-1} \ (1/n))
en donde \alpha = 90º - \theta_{p} / 2)
Puesto que no aparece luz en los ángulos mayores que este ángulo, una única lente prismática pierde drásticamente la luminancia. No obstante, según se describe en relación con la expresión (2), la parte plana a la cual el ángulo de incidencia de una haz de luz es igual a su ángulo de salida, y siendo \theta_{o} menor de 90º, el haz luminoso aparecerá con el ángulo \theta_{o}. La intensidad del haz de luz, dirigido en la dirección del ángulo \theta_{o}, puede ser ajustada por los medios de una relación del área de la parte plana con respecto al área de la lente prismática.
Con referencia a la figura 12, una pluralidad de partes prismáticas 41 están configuradas con las partes planas 42 entre dos partes prismáticas, en las que la característica del ángulo de visión de la unidad de la lente prismática puede ajustarse por los medios del área plana de las partes y por el número de las partes prismáticas.
Por ejemplo, en caso de que la lente prismática tenga un ángulo del vértice de \theta_{p} = 90º de un prisma y un coeficiente de refracción de 1,585 del material (resina de policarbonato), el ángulo de la magnitud sin iluminación es de 35,6º de acuerdo con la fórmula siguiente:
\theta_{o} = \alpha - sen^{-1} (n . sen (\alpha - sen^{-1} (1/n))) = 45^{o} - sen^{-1} (1,585 . sen (45^{o} - sen^{-1} (1/1,585))) = 35,6^{o}
Puesto que \theta_{o} > 90º, la salida del haz de luz tiene lugar en la dirección angular \theta_{o} gracias a la provisión de las partes planas.
Las figuras 13A a 13D son vistas de la construcción de otra realización de la lente prismática. En las figuras 13A a 13D, los numerales 41 y 43 designan una parte prismática y una lente prismática. En la figura 13B, A representa una parte de una característica del ángulo de visión de un prisma P1, y B representa una parte de una característica del ángulo de visión de un prisma P2, y C representa una parte de una característica del ángulo de visión del sistema completo. El diseño de una unidad de lente prismática puede ser determinado por las características del ángulo de visión y los ángulos del campo visual necesarios de una pantalla de cristal líquido y un sistema de retroiluminación. Cuando las partes del prisma de la unidad de la lente prismática de la figura 13A tienen los ángulos del vértice \theta_{p1} y \theta_{p2} respectivamente, el ángulo de la magnitud sin iluminación está definido por la expresión (6):
\theta_{01(2)} = \alpha . \ sen^{-1} \ (n . \ sen \ (\alpha-sen^{-1} \ (1/n)))
(en donde \alpha = 90º - \theta_{p1(2)}/2)
Puesto que no aparece luz con los ángulos mayores que el ángulo anteriormente mencionado, una única lente prismática pierde totalmente su luminosidad. No obstante, la provisión de lentes prismáticas que tengan diferentes ángulos en el vértice permite al haz luminoso pasar en la dirección del ángulo \theta_{01(2)}. La intensidad del haz de luz dirigido en la dirección angular \theta_{01(2)}. puede ajustarse por los medios de una relación operativa de los ángulos del vértice y del área de las partes prismáticas. La figura 13C muestra una unidad de lente que tiene diferentes ángulos de los vértices en cada parte prismática. Con referencia a la figura 13D, se encuentran configurados una pluralidad de partes prismáticas con las partes del prisma teniendo un ángulo distinto en el vértice entre dos partes prismáticas en las que el ángulo de visión, característico de la unidad de lente prismática, puede ajustarse por los medios del área de las partes prismáticas y por el número de las partes prismáticas.
Por ejemplo, en el caso de la lente prismática que tiene el ángulo del vértice de 70º (\theta_{p1}) y 100º (\theta_{p2}) de un prisma y un coeficiente de refracción de 1,585, los ángulos de la magnitud sin iluminación se calculan tal como sigue a continuación:
\theta_{01} = \ 33^{o} - sen^{-1} \ (1,585 \ . \ sen \ (33^{o} \ - \ sen^{-1} \ (1/1,585))) \ = \ 29,3^{o}
\theta_{02} = \ 40^{o} - sen^{-1} \ (1,585 \ . \ sen \ (40^{o} \ - \ sen^{-1} \ (1/1,585))) \ = \ 38,6^{o}
Puesto que los ángulos sin iluminación se encuentran desplazados entre sí a 10º, la combinación de dos prismas, que tengan diferentes ángulos en el vértice, puede eliminar generalmente la parte sin iluminación.
Tal como se ha descrito anteriormente en las realizaciones mostradas en las figuras 11A, 11B y figura 13A a 13D, es posible eliminar los ángulos sin iluminación mediante el ajuste de los ángulos del vértice de las pares prismáticas. Esto significa la posibilidad adicional de ver completamente uniforme una imagen sobre una pantalla LC al verla desde la parte frontal de la pantalla pero se puede tener cualquier carácter o cifra que pueda verse contra el fondo de la pantalla de visualización al cambiar el ángulo de visión a una dirección especificada. Esto se consigue mediante la eliminación selectiva del ángulo de la magnitud sin iluminación de solo una parte especificada de la unidad de lente prismática.
Las figuras 14A y 14B muestran un ejemplo para visualizar un carácter o símbolo contra el fondo de la pantalla LC solo para un ángulo de visión especificado mediante la introducción de una parte plana en una lámina prismática. Por ejemplo, en el caso de una lente prismática que tenga un ángulo del vértice de 90º (\theta_{p}) y un coeficiente de refracción del material de 1,585, los ángulos sin iluminación se calculan de la forma siguiente:
\theta_{o} = 45 - sen^{-1} (1,585. \ sen^{-1}(45^{o} - sen^{-1} (1/1,585))) = 35,6^{o}
Al observar la pantalla de la presentación con el ángulo de visión de 35,6º, se pueden ver los símbolos (\bigcirc \Delta X \boxempty en la figura 14B), que nunca pueden verse al observarlos desde la parte frontal. Esto permite colocar cualquier símbolo, por ejemplo, marcas del control de calidad en la pantalla sin temor a que afecte a la calidad de la imagen en la pantalla LC. Adicionalmente, es posible también conseguir un efecto tal que una parte especificada de la imagen de la pantalla pueda ser resaltada con una luminosidad incrementada.
La figura 15A a 15C muestra ejemplos para proporcionar una pluralidad de ángulos de una magnitud sin iluminación en una unidad de lente prismática mediante la introducción de un prisma que tenga un ángulo del vértice distinto sobre la parte de la lámina prismática. Por ejemplo, en el caso de la figura 15B que incluye un prisma que tiene un ángulo en el vértice de 70º, los símbolos normalmente invisibles:
\blacktriangle\newmoon\blacksquare\blacksquare
llegan a ser visibles solo para un ángulo de visión de 29,3º y en el caso de la figura 15C teniendo un ángulo del vértice de 100º, los símbolos normalmente visibles:
\bigcirc\bigcirc\boxempty\bigcirc
llegan a ser visibles con un ángulo de visión de 38,6º. En ambos casos, dicha visibilidad se obtiene haciendo planas las partes correspondientes.
Las figuras 18A y 18B son vistas de la construcción de una pantalla de cristal líquido que incluye la presente invención, que está comprendida por un transistor de película delgada (TFT), una placa de cristal 52, un fijador de cristal líquido 53, chips de los circuitos integrados para el controlador horizontal 54a, 54b, chips de los circuitos integrados para el controlador vertical 55a, un substrato de los controladores 56, una placa de reflexión 57, una lámpara fluorescente del tubo recto 58, un reflector de la lámpara 59, un portalámparas 60, una placa de difusión 61, una placa de convergencia 62, y una placa de guiado de la luz 63. En las figuras 18A y 18B, el numeral 51 designa un panel de cristal líquido plano que comprende una placa de cristal 52 rellenada con cristal líquido, y que tiene un transistor de película delgada (TFT) que compone los elementos de la imagen, un filtro de color RGB, matrices negras entre los elementos de imagen y líneas de buses hasta cada elemento de la imagen, y un substrato de controladores 56 sobre el cual se montan los chips de los circuitos integrados 54a, 54b para el controlador horizontal, y los chips de los circuitos integrados 55a, 55b para el controlador vertical. Los chips de los circuitos integrados 54a y 54b están dispuestos en el borde inferior de la placa de cristal 52, y los chips de los circuitos integrados 55a y 55b están dispuestos en el borde lateral izquierdo de la placa de cristal 52. Estos chips de los circuitos integrados están conectados eléctricamente con los elementos de imagen TFT de la placa de cristal 52. La unidad de la lámpara contiene una lámpara 58 fluorescente del tipo de tubo recto, estando dispuesta en una superficie lateral (la superficie superior en la figura 18B) de la unidad de retroiluminación. Un portalámparas 60 fija la lámpara 58 fluorescente del tipo de tubo recto, en el que un reflector de la lámpara 59 encierra la lámpara, tal como se muestra con detalle en las figuras 19A y 19B. Incluye también los fusibles térmicos de seguridad 61a, 61b. Los cables terminales de la lámpara 58 a través de los fusibles térmicos 61a, 61b están conectados eléctricamente a los terminales de los electrodos 62a y 62b provistos en la superficie externa del portalámparas 60.
La unidad de retroiluminación está compuesta por una placa de guiado de la luz 63 para recibir los rayos de luz desde la lámpara fluorescente 58, a través de la superficie lateral de la misma y propagar y difundir uniformemente la luz a través de una pantalla de visualización completa, una placa de reflexión 57 dispuesta en la superficie posterior de la placa de guiado de la luz 63, a fin de reflejar la luz desde la misma, una placa de difusión 61 para distribuir la luz desde la superficie frontal de la placa de guiado de la luz 63, y una placa de convergencia 62 para hace que la luz converja desde la placa de difusión, de acuerdo con una característica direccional substancialmente correspondiente a la característica del ángulo de visión de un panel de cristal líquido 51. Estos componentes están dispuestos en capas planas sobre la superficie posterior de la placa de cristal 52.
El panel de cristal líquido anteriormente mencionado 51, la unidad de la lámpara y la unidad de retroiluminación están retenidas por un soporte 53 de la pantalla de cristal líquido.
Los rayos de luz emitidos por la lámpara fluorescente 58 y los rayos de luz reflejados por el reflector 59 entran en la placa de guía de la luz 63 a través de su superficie lateral, en donde se propagan uniformemente y se difunden. La placa reflectante 57 refleja los rayos luminosos de fuga de la superficie inferior de la placa de guiado de la luz 63, y los inyecta de nuevo dentro de la placa de guiado de la luz 63. Los rayos de luz pasan a través de la superficie frontal de la placa de guiado de la luz 63, y entran en la placa de convergencia 62, por lo que se hace que converjan además en la dirección hacia la superficie frontal del panel de cristal líquido 51. Consecuentemente, los rayos de luz de la placa de convergencia 62 pueden tener una característica direccional substancialmente en correspondencia con la característica del ángulo de visión del panel de cristal líquido, aumentando drásticamente la luminosidad axial frontal de la pantalla de visualización.
La unidad de la lámpara que retiene integralmente la lámpara fluorescente 58 en forma conjunta con el reflector de la lámpara 59, puede ser fijada en forma desmontable al soporte 60 de la pantalla de cristal líquido. En consecuencia, cuando la lámpara 58 alcanza el final de su vida útil o bien que esté dañada, cualquiera puede reemplazar fácilmente la unidad completa de la lámpara con otra nueva.
La figura 20 es una vista de la construcción de un dispositivo de retroiluminación del tipo de guiado de la luz, el cual comprende un panel de cristal líquido 71, una placa de convergencia 72, una placa difusora 73, una placa de guiado de la luz 74, que tiene una parte de entrada lateral 74a, una superficie frontal 74b, y una superficie inferior 74c, una placa reflectante 75, una lámpara 76 y un reflector 77.
Los rayos luminosos de la lámpara fluorescente 76 entran, directamente o después de la reflexión por el reflector 77, en la placa de guiado de la luz 74, a través de la superficie de entrada lateral 74a, reflectándose repetidamente en la superficie inferior 74c y sobre la superficie frontal 74b de la misma, y después siendo emitidos como rayos de retroiluminación homogénea dirigidos hacia arriba desde la superficie frontal de la misma. En la parte posterior de la placa de guiado de la luz 74 se coloca la placa reflectante 75, mediante la cual los rayos luminosos, que se emiten como fugas desde la superficie inferior de la placa de guiado de la luz 74 se reflejan y se devuelven a la placa de guiado de la luz 74, por lo que los rayos luminosos pueden ser utilizados con eficacia. Los rayos luminosos emitidos desde la placa de guiado de la luz 74 se difunden en la placa de difusión 73, para generar una luz homogénea y difusa, teniendo una pequeña direccionalidad que ilumina el panel de cristal líquido 71.
Esta realización difiere del dispositivo de retroiluminación convencional, mostrado en la figura 9, en el que está provista una placa de convergencia 72 de forma prismática entre el panel de cristal líquido 71 y la placa de difusión 73. En la realización, los rayos de la retroiluminación dirigidos hacia arriba y hacia abajo en ángulo se hace que converjan en una dirección axial, mediante la placa de convergencia 72 de forma prismática. Consecuentemente, la realización puede tener la característica C del ángulo de visión, mostrada en la figura 26, que es similar en la direccionalidad a la característica D del panel de cristal líquido, y que puede tener una luminosidad axial drásticamente incrementada, en comparación con la característica del ángulo de visión B y B', mostrada en la figura 26, de las placas de difusión convencionales.
La aplicación de la placa de convergencia 72 que tiene ranuras similares a prismas, mostradas en la sección ampliada en la figura 21, en una dirección horizontal, es efectiva para obtener las características de convergencia en una dirección vertical del ángulo de visión. Si el espaciado entre las ranuras similares a prismas de la placa de convergencia 72 es substancialmente igual al correspondiente a los elementos verticales de la imagen del panel de cristal líquido 71, puede tener lugar una luminosidad desigual periódica que aparece como márgenes de muaré en una imagen de la pantalla de cristal líquido.
En consecuencia, cuando los elementos de la imagen del panel de cristal líquido 71 se encuentran configurados, por ejemplo, en intervalos de aproximadamente 200 \mum en una dirección vertical, las ranuras similares a prismas de la placa de convergencia 72 estarán configuradas en intervalos no superiores a 50 \mum, por lo que puede ser eliminada la posibilidad de la presencia de márgenes de muaré.
La figura 22 es una vista de la construcción de un dispositivo de retroiluminación de un tipo de reflexión inferior directa, en el que la placa de reflexión está designada mediante el numeral 78 y en la que los otros componentes similares a los de la figura 20 se muestran con numerales similares. La realización difiere del arte previo mostrado en la figura 10, porque la placa de convergencia que tiene ranuras similares a prismas 72 dispuestas en intervalos estrechos se coloca sobre una placa de difusión 73.
En este caso, los rayos de la retroiluminación dirigidos hacia arriba y hacia abajo formando un ángulo, llegan conjuntamente en la dirección axial mediante la placa 72 de convergencia en forma de prisma. En consecuencia, la realización puede tener la característica C del ángulo de visión que se muestra en la figura 26, la cual es similar en la dirección a la característica D del panel de cristal líquido, y que puede conseguir una memora notable en la luminosidad axial similar al caso anteriormente mencionado.
Las figuras 23A y 23B son vistas de la construcción de un dispositivo de retroiluminación que utiliza una unidad soldada de guiado de la luz, y la figura 24 que muestra la parte B de la figura 23B en una escala ampliada. En las figuras 23A, 23B, y figura 24, se muestran una placa de convergencia 81, una placa de difusión 82 que tiene un saliente 82a, una placa de guía de la luz 83 que tiene una parte de entrada 83a, una superficie frontal 83b y una superficie inferior 83c, una placa de reflexión 84, un área de imagen de un panel de cristal liquido 85, un reflector 86, una lámpara 87, un panel de cristal líquido 88, una unidad de retroiluminación 89 con una parte soldada 89a y los salientes 89b, 89c, y un elemento reflectante 90.
Los rayos luminosos de la lámpara fluorescente 87 son inyectados directamente o después de una reflexión mediante el reflector 86, en una placa de difusión 83 a través de la parte de entrada 83a de la misma, en la que se reflejan repetidamente en la superficie inferior 83c y en la superficie frontal 83b, y saliendo después de la superficie frontal 83b. La placa reflectante 84 refleja los rayos luminosos que se fugan desde la superficie inferior de la placa de guiado de la luz 83, y se inyectan de nuevo en la placa de guiado de la luz 83. Los rayos luminosos de la placa de guiado de la luz 83 entran en la placa de difusión 82, en la que se difunden en rayos luminosos homogéneos que no tienen dirección. En la realización, entre la placa de difusión y el panel de cristal líquido, se proporciona la placa de convergencia 81 que permite que los rayos luminosos de la característica B' del ángulo de visión, substancialmente tal como la mostrada en la figura 26, tengan una característica C del ángulo de visión similar a la del panel de cristal líquido, provocando que los rayos luminosos ascendentes, descendentes y en diagonal converjan en la dirección axial frontal. Tales rayos luminosos aseguran la luminosidad frontal incrementada de una imagen sobre el panel de cristal líquido. La placa convergente, que tiene ranuras en forma de prismas en la dirección horizontal, es efectiva para conseguir la característica de convergencia requerida en una dirección visual vertical en ángulo. No obstante, si la separación entre las ranuras en forma de prismas de la placa de convergencia es substancialmente igual a la de los elementos de la imagen verticales del panel de cristal liquido, puede producirse una luminosidad desigual periódica que aparecerá como márgenes con muaré sobre la imagen visualizada en la pantalla de cristal líquido. En consecuencia, cuando los elementos de la imagen del panel de cristal líquido se encuentran configurados, en intervalos de aproximadamente 200 \mum en una dirección vertical, las ranuras en forma de prismas de la placa convergente deberán estar configuradas en intervalos no superiores a 50 \mum, eliminando por tanto los márgenes con muaré.
Se describe a continuación con detalle un método para soldar los componentes antes mencionados para formar una unidad integrada:
En el caso en que la placa de guiado de la luz 83 y la placa de difusión 82, fabricadas cada una con resina acrílica que tiene un coeficiente de dilatación térmica de 6 a 7 x 10^{-5} cm/cm/ºC, una placa de recubrimiento 81 hecha de resina de policarbonato, que tiene un coeficiente de dilatación térmica de aproximadamente 2 x 10^{-5} cm/cm/ºC, y una placa reflectante que tiene un coeficiente de dilatación térmica de aproximadamente 1,8 x 10^{-5}cm/cm/ºC, están soldadas entre sí en la periferia para formar una unidad que tiene un área igual a la pantalla de visualización de 4 pulgadas. La unidad en funcionamiento a temperaturas de 0 a 50ºC puede estar sujeta a la deformación térmica con aproximadamente 02, a 0,3 mm, provocando por tanto una luminosidad no uniforme de la retroiluminación. En consecuencia, en dicho método tal como se muestra en la figura 23A, la unidad de retroiluminación 89 se fabrica con un tamaño mayor que la pantalla de visualización de cristal líquido 88 en aproximadamente 3 mm en cada borde periférico, y sus componentes se sueldan en uno de los dos salientes 89b, 89c provistos para montar el sujetador 91 de la retroiluminación, tal como se muestra en la figura 25B. El método propuesto puede eliminar la posibilidad de provocar una luminosidad desigual en la parte de la soldadura de la unidad sobre la pantalla de visualización, así como también se elimina la posibilidad de la presencia de una luminosidad no uniforme debido a la deformación térmica de los componentes, puesto que cada componente puede dilatarse y encogerse libremente.
Se mejora la protección contra la fuga de rayos de luz de la periferia de la placa de guiado de la luz del dispositivo, de la forma expuesta a continuación.
Uno de los métodos propuestos es fijar de forma adhesiva las placas reflectantes 83d, 83e a ambas superficies laterales de la guía de iluminación 83 tal como se muestra en la figura 25A.
El otro método es tal que la placa de guiado de la iluminación 83 está encerrada en todas las superficies mediante las superficies enfrentadas de otros componentes y por las superficies, excepto para la superficie superior 91d para montar un panel de cristal líquido, de un sujetador de retroiluminación 91 mostrado en la figura 25B. Todas las superficies opuestas de los componentes están hechas o revestidas con un material de alta potencia reflectante.
La figura 24 muestra la parte B de la figura 23B a una escala ampliada. La parte entre la lámpara 87 y una superficie de entrada de luz 83a de una placa de guiado de la iluminación 83 se encuentra encerrada por un reflector 86 y una placa reflectante 84, pero tal como se muestra en la figura 23B, la placa de difusión 82 tiene un extremo 82a que sobresale en la dirección del reflector 86. En consecuencia, los rayos luminosos emitidos por la lámpara 87 pueden tener fugas a través del extremo saliente 82a de la placa de difusión 82 y propagarse a través del panel de cristal líquido 85, provocando una luminosidad no uniforme en la pantalla de visualización, y dando lugar a una pérdida de la iluminación. En consecuencia, el elemento reflectante de la luz 90 está fijado en forma adhesiva a la superficie inferior del saliente 82a de la placa de difusión 82 para impedir la fuga de los rayos luminosos a su través.

Claims (1)

1. Una pantalla de cristal líquido provista con una retroiluminación, comprendiendo la mencionada pantalla:
medios de visualización para visualizar caracteres y gráficos, incluyendo los medios mencionados una parte de la pantalla que comprende al menos un panel de cristal líquido (85); y
medios de iluminación para iluminar la parte de la pantalla del panel de cristal liquido (85);
en el que los mencionados medios de iluminación comprenden una lámpara (87), una placa de guiado de la luz (83) para recibir en la misma los rayos de luz de la lámpara (87) a través de una superficie lateral de la misma, y para hacer que se propaguen y se difundan uniformemente los rayos de luz en la misma, una placa de reflectante (84) dispuesta sobre la superficie trasera de la placa de guiado de la luz (83), para reflejar los rayos luminosos desde la superficie trasera de la placa de guiado de la luz (83) hacia los medios de visualización de la pantalla, una placa de difusión (82) dispuesta sobre la superficie frontal de la placa de guiado de la luz (83) para difundir los rayos luminosos de la superficie frontal de la placa de guiado de la luz (83), y medios de convergencia (81) para hacer converger los rayos de luz de la placa de difusión en la parte de la pantalla del panel de cristal líquido (85); estando la mencionada pantalla caracterizada porque:
los medios de convergencia (81), la placa de guiado de la luz (83), la placa reflectante (84), y la placa de difusión (82) están soldadas integralmente entre sí, en al menos una posición periférica que no afecta a la parte de visualización del panel de cristal líquido (85).
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