DE3806421C2 - - 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.

Derartige Beleuchtungsgeräte sind in den offengelegten japa­ nischen Gebrauchsmusteranmeldungen Nummer 53-13 166 und 62-27 329 sowie in US-44 87 481 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.

Die Patentschrift US 44 87 481, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 berücksichtigt ist, beschreibt ein Gerät zur rückseitigen Beleuchtung einer Flüssigkeitskristall-Anzeige, bestehend aus einer Lichtquelle, die von einem Reflektor umgeben wird. Der Reflektor besitzt die Form eines aufgebogenen "U" mit einem zentralen Abschnitt, der direkt unter der Lichtquelle vorgesehen ist sowie ein Paar von benachbarten, in Bezug zu dem zentralen Abschnitt geneigten Seitenabschnitten. Die Flüssigkeitskristall-Anzeige ist direkt über der Lichtquelle angebracht und wird von dieser sowohl direkt als auch indirekt durch das reflektierende Licht beleuchtet. Nachteilig bei diesem Gerät ist allerdings, daß keine Maßnahmen getroffen werden, die Flüssigkeitskristallanzeige gleichmäßig zu beleuchten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Flüssigkeitskristallanzeigegerät anzugeben, bei dem die Flüssigkeitskristallanzeige eine gleichmäßige Bildleuchtdichteverteilung in einem Anzeigebereich mit gutem Beleuchtungswirkungsgrad aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Flüssigkristallanzeigegerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art (US 44 87 481) gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

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 ein Diagramm der Bildleuchtdichte 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 1a und ein unteres Gehäuse 1b aufweist. Das obere Gehäuse 1a 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 1b montiert ist. Batterien 17 sind in einem Batteriefach 1c vorgesehen, welches in dem unteren Gehäuse 1b ausgebildet ist, und werden in dem Fach 1c mit Hilfe eines Deckels 18 gehalten.

Fig. 4 und 5 zeigen, daß das Beleuchtungsgerät 9 eine Fluoreszenzlampe 11 umfaßt mit einem lichtemittierenden geraden Abschnitt 11a, 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 11a 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 15a und ein Paar nach oben gebogener Seitenabschnitte 15b auf, die symmetrisch auf gegen­ überliegenden Seiten des Basisabschnitts 15a ausgebildet sind. An den beiden Längsenden des Basisabschnitts 15a ist ein Paar von Führungsteilen 15d vorgesehen, um die Lampe 11 zu haltern. An Ecken jedes geneigten Abschnitts 15b ist ein Paar von Hakenabschnitten 15c ausgebildet.

Fig. 6 zeigt, daß die Basisplatte 29 eine flexible Platte ist, welche eine diffuse Reflexionsoberfläche 14a aufweist. Eingriffsvorsprünge 14b sind an vier Ecken der Platte 14 ausgebildet. Eine Platte 13 mit einer totalreflek­ tierenden Oberfläche 13a 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 14a, und dem dazwischen angeord­ neten totalreflektierenden Abschnitt 13a besteht.

Beispielsweise wird als diffus reflektierende Basisplatte 29 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 14b nach außen gebogen, wie in Fig. 5 gezeigt ist, und die diffus reflektierenden Ab­ schnitte 14a sind nach oben entlang den geneigten Ab­ schnitten 15b der Halterung 15 gekrümmt. Der totalreflek­ tierende Abschnitt 13a entspricht dem Basisabschnitt 15a, und jeder Eingriffsvorsprung 14b steht in Eingriff mit einem unterseitigen Abschnitt des Hakenabschnitts 15c. 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 15d. Daher umgibt die Reflektorplatte 12 die Unterseite und die Seitenabschnitte der Lampe 11. So ist der mit einer Spiegeloberfläche versehene totalreflek­ tierende Oberflächenabschnitt 13a benachbart der Unterseite des lichtemittierenden geraden Abschnitts 11a angeordnet, und gegenüberliegende diffus reflektierende Oberflächenab­ schnitte 14a mit hoch diffuser Reflexion sind entlang gegenüberliegender Seitenabschnitte des lichtemittierenden geraden Abschnitts 11a 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 11a 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 11a zu vermeiden.

Fig. 8 zeigt Diagramme der Bildleuchtdichte 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 13a und den diffus reflektierenden Abschnitten 14a gebogen ist, um die Form der Reflektorplatte 12 mit der der Halterung 15 in Einklang zu bringen. Daher ist der totalreflektierende Abschnitt 13a parallel zum Anzeige­ feld 5 angeordnet, und beide diffus reflektierenden Abschnitte 14a sind nach oben im selben Winkel zum totalreflek­ tierenden Abschnitt 13a 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 30 für die Reflektorplatte 20 weist eine total­ reflektierende Oberfläche auf. An gegenüberliegenden Seiten der Basisplatte 30 ist ein Paar von Platten 22 mit diffus reflektierenden Oberflächen 22a vorgesehen. Daher weist die Re­ flektorplatte 20 einen totalreflektierenden Abschnitt 21 auf, welcher zwischen diffus reflektierenden Abschnitten 22 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 23a, 23b vorgesehen oberhalb einer tablettförmigen Reflektorplatte 24, welche an einer Reflektorhalterung 27 befestigt ist. Die Reflektorplatte 24 weist eine Basisplatte 25 mit einer diffus reflektierenden Oberfläche auf. Die Basisplatte 25 ist mit einem Basisabschnitt 25b versehen, der einen W-förmigen Abschnitt und einen geneigten Umfangs­ seitenabschnitt 25a mit der diffus reflektierenden Oberfläche aufweist. An dem Basisabschnitt 25b ist eine U-förmige Platte 26 mit einem totalreflektierenden Abschnitt 26a angebracht. Die Lampe 23 ist so ausgebildet, daß sie oberhalb des total­ reflektierenden Abschnitts 26a angebracht werden kann. In einem zentralen Grenzabschnitt 28 zwischen den lichtemittieren­ den Abschnitten 23a, 23b springt der Basisabschnitt 25b nach oben vor in Richtung auf die Achse des lichtemittierenden Abschnitts 23a, 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.

Claims (9)

1. Beleuchtungsvorrichtung für ein Flüssigkristallanzeigegerät mit einem Flüssigkristallanzeigefeld und einer Lampe, welche einen lichtemittierenden, geraden Abschnitt aufweist und unter dem Flüssigkristallanzeigefeld angeordnet ist, einer Reflektorplatte mit einem zentralen Abschnitt unter dem lichtemittierenden, geraden Abschnitt und einem Paar von Seitenabschnitten, benachbart beiden Seiten des zentralen Abschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Abschnitt (13, 21) eine totalreflektierende Oberfläche (13a, 21a) und jeder der Seitenabschnitte (14, 22) eine diffus reflektierende Oberfläche (14a, 22a) aufweist.

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

3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Seitenabschnitten (14, 22) der Reflektorplatte (12, 20) an beiden Seiten des zentralen Abschnitts (13, 21) nach oben gebogen ist.

4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die totalreflektierende Oberfläche (13a, 21a) auf dem zentralen Abschnitt (13, 21) einer Basisplatte (29, 30) angeordnet ist und daß die diffus reflektierenden Abschnitte (14a, 22a) auf den Seitenabschnitten (14, 22) der Basisplatte (29, 30) angeordnet sind.

5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (29) der Reflektorplatte (12) eine flexible Platte ist, welche eine diffus reflektierende Oberfläche aufweist, und daß die totalreflektierende Oberfläche (13a) durch Hinzufügung von Spiegelmaterial gebildet ist.

6. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (30) der Reflektorplatte (20) eine mit einer totalreflektierenden Oberfläche (21a) versehene flexible Platte ist, und daß jede diffus reflektierende Oberfläche (22a) durch Befestigung eines plattenförmigen Paares von Seitenabschnitten (22) gebildet wird, welches eine diffus reflektierende Oberfläche (22a) 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 (12a, 21a) zur Gesamtoberfläche der diffus reflektierenden Oberflächen (14a, 22a) 1 : 2 beträgt.

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