DE69933258T2

DE69933258T2 - Ausgedehnte und transparente Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE69933258T2
Application number: DE69933258T
Authority: DE
Inventors: c/o Minebea Co. Ltd. Motoji Iwata-gun Egawa; c/o Minebea Co. Ltd. Nobuhiro Iwata-gun Sato; c/o Minebea Co. Ltd. Shingo Iwata-gun Suzuki
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2019-05-27
Also published as: EP0961076A1; DE69933258D1; US6295104B1; EP0961076B1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung, die mit einer Displayeinheit integriert ist, die in einem Vorderoberflächenbeleuchtungsmittel für eine Vielfalt von Reflexionstyp-Anzeigeeinheiten usw. verwendet wird, und insbesondere eine Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung, die als ein Vorderoberflächenbeleuchtungsmittel in einer Reflexionstyp-Flüssigkristallanzeigeeinheit verwendet wird.
Hintergrund des verwandten Stands der Technik
Eine Flüssigkristallanzeigeeinheit, die mit einem geringen elektrischen Stromverbrauch betrieben werden kann, ist zunehmend für Anzeigeeinheiten gefordert worden, die hauptsächlich auf Computer angewendet werden, weil sie eine dünne Konfiguration, ein geringes Gewicht usw. aufweist. Da Flüssigkristall, der ein strukturelles Element der Flüssigkristallanzeigeeinheiten ist, von sich aus kein Licht emittiert, ist ein Beleuchtungsmittel zum Beleuchten eines Bilds erforderlich, das von einer Lichtemissionstypeinrichtung wie etwa einer CRT verschieden ist. Insbesondere wird unter den Umständen, wo ein Bedarf an einem feinen und gefärbten Bild auf hohem Grad jüngst zunimmt, üblicherweise die Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einer eine hohe Luminanz aufweisenden Streulichtquelle dahinter verwendet. Damit jedoch die Streulichtquelle beleuchtet werden kann, weil übermäßige elektrische Leistung erforderlich ist, tritt jedoch dort ein derartiges Problem auf, dass das Merkmal des Flüssigkristalls mit einem geringen elektrischen Stromverbrauch reduziert ist.
Insbesondere gibt es bei einer tragbaren Flüssigkristalleinrichtung, die häufig mit den Vorteilen der Flüssigkristallanzeigeeinheit verwendet wird, die eine dünne Konfiguration und ein geringes Gewicht aufweist, einen Nachteil, dass der Verbrauch an internem elektrischen Strom aufgrund des Beleuchtens der Streulichtquelle erhöht wird, die in der Flüssigkristallanzeigeeinheit vorgesehen ist, um eine Beleuchtungszeitperiode nennenswert zu verkürzen, in der sie als eine tragbare Einrichtung verwendet wird.
Zur Lösung des obigen Problems wurde ein Reflexionstyp-Flüssigkristallanzeige-Element entwickelt, das selbst dann arbeiten kann, wenn keine Streulichtquelle vorgesehen ist, indem ein Umgebungslicht als Beleuchtungslicht verwendet wird, und insbesondere ist ein Bedarf nach einem Reflexionstyp-Flüssigkristallelement für eine Farbanzeige erhöht worden, während eine höhere Bildqualität in den vergangenen Jahren gefordert worden ist.
Die grundlegende Struktur der Reflexionstyp-Flüssigkristalleinrichtung ist so ausgelegt, dass zwei flache Glassubstrate, bei der auf jeder einzelnen der Oberflächen eine durchsichtige Elektrode angeordnet ist und bei der auf jeder der anderen Oberflächen eine Polarisationsplatte angeordnet ist, so ausgebildet sind, dass sich ihre durchsichtigen Elektroden einander mit einem gegebenen Abstand gegenüberliegen, und Flüssigkristallmaterial ist zwischen die jeweiligen Glassubstrate gefüllt. Zudem ist ein Farbfilter auf dem Glassubstrat angeordnet, das eine Beobachtungsflächenseite ist, und ein hocheffizienter Reflektor ist auf dem Glassubstrat angeordnet, der eine Rückoberflächenseite ist.
Bei diesem Beispiel ist die durchsichtige Elektrodenplatte des Glassubstrats, das sich auf der Rückoberflächenseite befindet, profiliert, und um ein gewünschtes Bild anzuzeigen, sind Schalteinrichtungen jeweils mit der durchsichtigen Elektrodenplatte verbunden.
Da bei der so strukturierten Reflexionstyp-Flüssigkristalleinrichtung ein auf den auf seiner Rückoberfläche angeordneten Reflektor von den Umgebungen einfallendes Licht so reflektiert wird, dass ein Schirm hell beleuchtet wird, kann ein Bild beobachtet werden.
Da jedoch die Reflexionstyp-Flüssigkristalleinrichtung eine Struktur derart aufweist, dass wie oben erwähnt ein auf den Reflektor auffallendes Umgebungslicht den Schirm beleuchtet, hängt seine Anzeigequalität von der Umgebungshelligkeit ab. Insbesondere muss bei dem Bedarf nach einem eine hohe Qualität betreffenden Bild auf einer Anzeige, da eine Konstitution des Farbanzeige-Reflexionstyp-Flüssigkristalls, der Bedarf dessen zuzunehmen erwartet wird, derart werden muss, dass der Farbfilter und dergleichen dazu hinzugefügt werden, sein Reflexionsgrad niedriger als der von monochromem Flüssigkristall werden. In einem Zustand, wo die auf dem Schirm abzustrahlende Lichtmenge gering ist (d.h. die Umgebung ist relativ dunkel), weil die Luminanz des Schirms nicht ausreicht, wird zum Betrachten eines Bilds ein Hilfslicht benötigt.
Als ein entsprechendes Hilfsbeleuchtungsmittel für die obige Reflexionstyp-Flüssigkristalleinrichtung wurde in der japanischen Patentanmeldung JP 19 970 347 648 eine Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung offenbart.
Eine in (8) gezeigte Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1' ist so angeordnet, dass sie die Betrachtungsfläche F der wie oben strukturierten Reflexionstyp-Flüssigkristalleinrichtung L zur Verwendung abdeckt, und ihre Struktur ist derart, dass eine linienförmige Lichtquellenlampe 4 so angeordnet ist, dass sie sich nahe bei einer Seitenendfläche 3 des flachen durchsichtigen Substrats 2 befindet, das aus einem Material mit hoher Transmittanz ausgebildet und im Schnitt in einem Rechteck geformt ist, wie in 9 gezeigt. Als die Lichtquellenlampe 4 wird eine Kaltkathodenfluoreszenzröhre (CCFL), eine Heißkathodenfluoreszenzröhre (HCFL) oder dergleichen verwendet.
Bei diesem Beispiel wurde angenommen, dass in 9 eine Oberfläche (eine untere Seite in 9) des durchsichtigen Substrats 2, die an die Reflexionstyp-Flüssigkristalleinrichtung L anstößt, eine untere Oberfläche 5 ist und ihre entgegengesetzte Oberfläche (eine obere Seite in 9), die sich auf einer Betrachtungsflächenseite (Schirmseite) befindet, eine obere Oberfläche 6 ist.
Auf der oberen Oberfläche 6 des durchsichtigen Substrats 2 ist eine Lichtreflexionsprofilierung 7 ausgebildet. Die Lichtreflexionsprofilierung 7 besteht aus einer großen Anzahl von Kerben 8, die im Schnitt im Wesentlichen dreieckig sind, und einer großen Anzahl flacher Abschnitte 9 neben den Kerben 8.
Die Lichtreflexionsprofilierung 7 ist so ausgelegt, dass Intervalle, zwischen denen die Kerben 8 ausgebildet sind, je nach der Position der Kerbe verschieden sind, so dass die Helligkeit an beliebigen Positionen in dem durchsichtigen Substrat 2 fast gleichförmig wird, ohne von den Abständen von der Lichtquellenlampe 4 beeinflusst zu sein, wie in 9 gezeigt. Mit anderen Worten ist das Verhältnis der Breite (belegtes Gebiet) der Kerben 8 zu der Breite (belegtes Gebiet) der flachen Abschnitte 9 so gesetzt, dass es graduell erhöht wird, je weiter die Kerben 8 oder die flachen Abschnitte 9 von der einen Seitenendfläche 3 des durchsichtigen Substrats 2 entfernt sind.
Mit dem Zusatz der so strukturierten Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1' als einer Hilfsbeleuchtung wird bewirkt, dass ein von der Lichtquellenlampe 4 emittiertes Licht auf das Innere des durchsichtigen Substrats 2 von der einen Seitenendfläche 3 des durchsichtigen Substrats 2 auftrifft und in Richtung der gegenüberliegenden Oberfläche 10 fortschreitet, während das Licht Reflexion und Brechung im Inneren des durchsichtigen Substrats 2 wiederholt. Während dieser. Aktion wird das Licht von der unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats ganz allmählich mit dem Ergebnis emittiert, dass das Licht auf die Reflexionstyp-Flüssigkristall-Einrichtung L abgestrahlt wird, die in engem Kontakt mit dem durchsichtigen Substrat 2 angeordnet ist. Da die Lichtreflexionsprofilierung 7 auf dem durchsichtigen Substrat 2 ausgebildet ist, kann zudem die Verteilung der von der unteren Oberfläche 5 emittierten Lichtmenge ganz darauf fast gleichförmig mit dem Ergebnis gemacht werden, dass das Licht gleichförmig auf das Reflexionstyp-Flüssigkristallelement L abgestrahlt wird.
Wenngleich in den 8 und 9 weggelassen, da eine periphere Oberfläche der Lichtquellenlampe 4, die nicht auf eine Seitenendfläche 3 ausgerichtet ist, mit einem filmförmigen Reflexionselement bedeckt ist, kann die Koppeleffizienz eines Lichts verbessert werden. Wenn die Seitenoberflächen des durchsichtigen Substrats 2 mit Ausnahme der einen Seitenendfläche 3 ebenfalls mit einem Reflexionselement bedeckt sind, da verhindert wird, dass Licht von den Seitenendflächen emittiert wird, kann zudem die von der unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 emittierte Lichtmenge erhöht werden. Insbesondere auf der gegenüber liegenden Oberfläche 10 der einen Seitenendfläche 3, da die emittierte Lichtmenge größer ist als jene von zwei anderen Seitenoberflächen, ist es wünschenswert, dass die gegenüber liegende Oberfläche 10 mit einem Reflexionselement bedeckt ist.
Da eine Richtung des von der unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 emittierten Lichts variiert, indem ein Reflexionswinkel des Lichts gemäß der Konfiguration der Kerben 8 der Lichtreflexionsprofilierung 7 geändert wird, kann auch die Konfiguration der Kerbe 8 entsprechend gesetzt werden, so dass eine große Lichtmenge in einer Richtung senkrecht zu einer unteren Oberfläche 5 emittiert wird (d.h. einer Vorderoberflächenrichtung).
Zudem kann in dem Fall, wo die Beobachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L an einer Stelle beobachtet wird, wo die Umgebung hell ist, der elektrische Stromverbrauch unterdrückt werden, indem die Lichtquellenlampe 4 der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1' abgeschaltet wird, wodurch ermöglicht wird, dass eine Zeitperiode, während der die interne elektrische Stromversorgung verwendet wird, lang wird. In diesem Fall ist zwar die Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1' auf der, Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L durch die flachen Abschnitte 9 der Lichtreflexionsprofilierung 7 angeordnet, da die Betrachtungsfläche F durch die flachen Abschnitte 9 der Lichtreflexionsprofilierung 7 betrachtet werden kann, kann der Schirm im Wesentlichen so gut betrachtet werden wie in einem Fall, wo kein durchsichtiges Substrat 2 vorgesehen ist.
Um die Luminanz des Schirms der Reflexionstyp-Flüssigkristalleinrichtung L sicherzustellen, wird die als die Hilfsbeleuchtung dienende Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1' zu der Seite der Betrachtungsfläche F hinzugefügt, so dass der Schirm betrachtet werden kann, ohne von der Umgebungshelligkeit beeinflusst zu sein.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass der Zusatz der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1' zu einer Verschlechterung des Kontrasts des Schirms führt (d.h., der Schirm wird weißer), was in dem Fall bemerkenswert ist, wo die Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L an einer Stelle betrachtet wird, wo die Umgebung hell ist.
Dieser Grund wird unten beschrieben. D.h., das Anzeigen des Bilds auf dem Reflexionstyp-Flüssigkristallelement L wird von einem Licht durchgeführt, das sich aus dem Reflektieren des fortschreitenden Umgebungslichts an dem auf der Rückseite des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L angeordneten Reflektors ergibt. Das einfallende Umgebungslicht wird schnittstellenmäßig nicht auf dem Reflektor reflektiert (Fresnel-Reflexion), sondern auf der oberen Oberfläche 6 oder der unteren Oberfläche 5 der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1' oder der Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallanzeige-Elements L.
Wenn das Umgebungslicht somit schnittstellenmäßig so reflektiert wird, dass der Kontrast zu einem Zustand verschlechtert wird, wo der Schirm weißer ist, entsteht ein Problem derart, dass es schwierig wird, das Bild zu betrachten.
Außerdem hat sich herausgestellt, dass es einen Fall gibt, wo der Zusatz der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1' bewirkt, dass auf der Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L ein Moiré-Muster erzeugt wird.
Das Moiré-Muster ist ein Interferenzstreifen, der verursacht wird durch verdunkelnde Streifen, die auftreten, weil die Kerben 8 und die flachen Abschnitte 9 hinsichtlich des Durchsichtigkeitsfaktors unter einander verschieden sind, und eine Anordnung aus einer Mosaikprofilierung (eine gepunktete Linie, die in den Reflexionstyp-Flüssigkristallzellen gezeichnet ist, die die Pixel des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L bilden, wenn das Licht von der Lichtreflexionsprofilierung 7 auf dem durchsichtigen Substrat 2 reflektiert wird. Dieser Interferenzstreifen führt zu einem Problem derart, dass es schwierig ist, ein Bild zu betrachten.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde als Ergebnis verschiedener Untersuchungen erzielt, um die obigen Probleme zu lösen, deshalb besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung, die die Verschlechterung des Kontrasts unterdrückt, die die Betrachtung eines Bilds schwierig machen kann.
Bei der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird die aus dem Konkaven und Konvexen bestehende Lichtreflexionsprofilierung auf der Oberfläche des durchsichtigen Substrats ausgebildet, das Licht kann gleichmäßig auf die Oberfläche des durchsichtigen Substrats abstrahlen ungeachtet einer Entfernung von der Lichtquellenlampe, und das durchsichtige Element zum Ändern der Ausbreitungsrichtung des hindurchtretenden Lichts ist zwischen dem Reflexionstyp-Flüssigkristallanzeige-Element und dem durchsichtigen Substrat so angeordnet, dass es in engem Kontakt mit beiden Oberflächen davon steht, um dadurch die schnittstellenmäßige Reflexion (Fresnel-Reflexion) und das auf der Oberfläche des Reflexionstyp-Flüssigkristallanzeige-Elements erzeugte Moiré-Muster zu unterdrücken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich eingehend anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht, die die Struktur einer Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Querschnittsansicht, die die Struktur der in 1 gezeigten Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung zeigt;
3 eine Querschnittsansicht zum Erläutern der Konfiguration einer in 1 gezeigten Lichtreflexionsprofilierung;
4 eine Perspektivansicht, die die Struktur einer Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung zeigt, die von der von 1 verschieden ist;
5 eine Querschnittsansicht, die die Struktur der in 4 gezeigten Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung zeigt;
6 eine Querschnittsansicht zum Erläutern der Konfiguration einer Lichtdispersionsplatte;
7 eine Querschnittsansicht zum Erläutern der Konfiguration einer Lichtdispersionsplatte, die von der von 6 verschieden ist;
8 eine Perspektivansicht, die die Struktur einer herkömmlichen Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung zeigt; und
9 eine Querschnittsansicht, die die Struktur der in 8 gezeigten Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun folgt eine ausführlichere Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
Bei der Erläuterung der Struktur einer Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung sind die gleichen Teile wie jene der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1', die im "allgemeinen Stand der Technik" unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben wurden, mit identischen Bezügen bezeichnet, und ihre ausführliche Beschreibung entfällt.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist die Struktur der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 fast identisch mit der herkömmlichen und besteht hauptsächlich aus einem durchsichtigen Substrat 2 und einer Lichtquellenlampe 4. Ein Unterschied zwischen der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 und der herkömmlichen Vorrichtung 1' besteht darin, dass ein durchsichtiges Element 11 mit einem kleineren Brechungsindex als mindestens das durchsichtige Substrat 2 zwischen einer Betrachtungsfläche F eines Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L und einer unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 so angeordnet ist, dass es in engem Kontakt damit steht. Andere Strukturen sind identisch zu jenen der herkömmlichen Vorrichtung.
Der Grund, weshalb das durchsichtige Element 11 mit einem kleineren Brechungsindex als das durchsichtige Substrat 2 somit in der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, wird unten im Vergleich zu der herkömmlichen Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1' geschrieben.
Es hat sich herausgestellt, dass, um zu verhindern, das ein Schirm aufgrund der Verschlechterung des Kontrasts der Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L weiß wird, die Fresnel-Reflexion wie oben beschrieben unterdrückt werden muss.
Bei diesem Beispiel wird unter der Annahme, dass das Umgebungslicht veranlasst wird, von der vorderen Oberfläche der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtungen 1 und 1' einzufallen, der Fresnel-Reflexionsfaktor der unteren Oberfläche des durchsichtigen Substrats 2 durch die folgende Formel dargestellt: {(N2 – N1)/(N2 + N1)}2 × 100(%) (1)wobei N1 ein Brechungsindex eines Materials ist, das mit der unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 in Kontakt steht, und N2 ein Brechungsindex des durchsichtigen Substrats 2 ist.
Da bei der herkömmlichen Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1' ein Material in Kontakt mit der unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 Luft ist, beträgt der Brechungsindex N1 etwa 1. Weil andererseits in der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung das durchsichtige Element 11 in engem Kontakt mit der unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 angeordnet ist, ist der Brechungsindex N1 identisch mit dem Brechungsindex des durchsichtigen Elements 11. Da der Fresnel-Reflexionsfaktor durch die Beziehung der obigen Formel (1) dargestellt werden kann, nimmt er stärker ab, wenn der Brechungsindex (d.h. Brechungsindex N1) des durchsichtigen Elements 11 über 1 ansteigt, und wenn der Brechungsindex des durchsichtigen Elements 11 gleich N2 wird, wird der Fresnel-Reflexionsfaktor ein Minimum, d.h. 0. Deshalb ist es wünschenswert, dass der Brechungsindex des durchsichtigen Elements 11 gleich dem Brechungsindex des durchsichtigen Substrats 2 ist.
Um als die Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 zu fungieren, muss außerdem ein Licht gleichförmig über die ganze Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L ungeachtet der Position der Lichtquellenlampe 4 abstrahlen. Aus diesem Grund wird ein ausbreitender Zustand des von der Lichtquellenlampe 4 emittierten Lichts, wenn veranlasst wird, dass es von der einen Seitenendfläche 3 auf das durchsichtige Substrat 2 auffällt, zuerst unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
In 3 befindet sich die Lichtquellenlampe 4, die in der Figur weggelassen ist, auf der linken Seite, so dass das Licht sich im Grunde von der linken Seite zur rechten Seite ausbreitet. Zur Erläuterung eines Lichtausbreitungszustands wird nun ein repräsentativer ausbreitender Zustand grob in drei Zustände klassifiziert, und die ausbreitenden Beispiele a, b und c werden jeweils beschrieben.
In dem Lichtausbreitungsbeispiel a wird ein Licht an den Kerben 8 der Lichtreflexionsprofilierung 7 auf dem durchsichtigen Substrat 2 total reflektiert, tritt durch die untere Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 hindurch und breitet sich zu dem Reflexionstyp-Flüssigkristallelement L aus. Das Licht kommt schließlich an der Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L an. In dem Lichtausbreitungsbeispiel b tritt ein Licht durch die Kerben 8 hindurch und breitet sich einmal zum Äußeren des durchsichtigen Substrats 2 aus. Weil jedoch das Licht beim Durchtritt durch die Kerben 8 gebrochen wird, breitet es sich wieder zum Inneren des durchsichtigen Substrats 2 aus und wird schließlich von der geneigten Oberfläche der Kerben 8 total reflektiert und kommt an der Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L an. Wie in dem Lichtausbreitungsbeispiel b beschrieben, beleuchtet, weil der Neigungswinkel der geneigten Oberfläche der Kerben 8 so gesetzt ist, dass das Licht, das durch die Kerbe 8 hindurchtritt, in einer Richtung gebrochen werden kann, entlang derer das Licht wieder sich zum Inneren des durchsichtigen Substrats 2 ausbreitet, das meiste des in das Innere des durchsichtigen Substrats 2 einfallenden Lichts, von dem von der Lichtquellenlampe 4 emittierten Licht, das Reflexionstyp-Flüssigkristallelement L.
Zudem wird in dem Lichtausbreitungsbeispiel c ein Licht an den flachen Abschnitten 9 der Lichtreflexionsprofilierung 7 so auf dem durchsichtigen Substrat 2 total reflektiert, dass es an der unteren Oberfläche 5 ankommt.
Da im Fall der herkömmlichen Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1' Luft unter der unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 (Brechungsindex: etwa 1) vorliegt, wie in dem Ausbreitungsbeispiel c1' nach dem Lichtausbreitungsbeispiel c gezeigt, wo das Licht auf der oberen Oberfläche 6 total reflektiert wird und sich zu der unteren Oberfläche 5 ausbreitet, wo das Licht auf der unteren Oberfläche 5 total reflektiert wird. Auf diese Weise breitet sich das Licht des Ausbreitungsbeispiels d' graduell in dem durchsichtigen Substrat 2 zu einer Richtung weit von der Lichtquellenlampe 4 aus, und in dem Schemadiagramm von 3 wird das Licht nicht zum Äußeren des durchsichtigen Substrats 2 emittiert.
Dementsprechend werden die Breiten der flachen Abschnitte 9 (d.h. Intervalle zwischen den jeweiligen Kerben 8) entsprechend so eingestellt, dass das Licht, das sich in dem durchsichtigen Substrat 2 ausbreitet, in ein Emissionslicht und ein Ausbreitungslicht getrennt werden kann. Infolgedessen wird die Lichtreflexionsprofilierung 7 derart ausgebildet, dass eine Rate der Kerben 8 mehr zunimmt, d.h. die Breiten der flachen Abschnitte 9 werden graduell mehr verengt, wenn die Position der Kerben weit weg liegt von der Lichtquellenlampe 4 (in Richtung der rechten Seite in 9), und infolgedessen kann ein gewünschtes Emissionslicht selbst an einer gegenüber liegenden Oberfläche 10 erhalten werden, die sich auf einer der Lichtquellenlampe 4 gegenüber liegenden Seite befindet. D.h., ein Licht kann sogar auf die ganze Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L gleichförmig abgestrahlt werden.
Andererseits ist die Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung derart strukturiert, dass das durchsichtige Material 11 in engem Kontakt mit der unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 angeordnet ist. In dieser Situation wird unter der Annahme, dass N1 ein Brechungsindex des durchsichtigen Materials 11 ist, N2 ein Brechungsindex des durchsichtigen Substrats 2 ist und 8 ein Einfallswinkel des in dem Ausbreitungsbeispiel c angegebenen Lichts zu der unteren Oberfläche 5 ist, ein Zustand, unter dem das Licht total reflektiert wird, durch die folgende Formel dargestellt. sin θ ≥ N1/N2 (2)
In dem Fall, dass Formel (2) nicht erfüllt ist, wie in dem Ausbreitungsbeispiel c2' gezeigt, wird das Licht unter einem gegebenen Winkel auf der unteren Oberfläche 5 in Richtung des Äußeren des durchsichtigen Substrats 2 gebrochen, emittiert und kommt dann an der Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L an. Auf diese Weise existiert in dem Fall, in dem das Licht zum Äußeren des durchsichtigen Substrats 2 emittieren kann, ohne von der unteren Oberfläche 5 total reflektiert zu werden, kein Ausbreitungslicht, und alle die von den Ausbreitungsbeispielen a, b und c dargestellten Lichter werden zu einem Licht, das auf das Reflexionstyp-Flüssigkristallelement L abgestrahlt wird. Infolgedessen wird ein Teil des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L nur auf einer Seite nahe bei der Lichtquellenlampe 4 von dem Licht hell beleuchtet, so dass die Gleich förmigkeit der Beleuchtung bemerkenswerterweise verloren geht. Um die Gleichförmigkeit der Beleuchtung aufrecht zu erhalten, wie aus Formel (2) offensichtlich ist, muss, weil Formel (2) mindestens erst dann gilt, wenn N2 größer ist als N1, der Brechungsindex des durchsichtigen Elements 11 so ausgewählt werden, dass er niedriger ist als der Brechungsindex des durchsichtigen Substrats 2.
Wie oben beschrieben muss unter Berücksichtigung der Formeln (1) und (2) der Brechungsindex des durchsichtigen Elements 11 niedriger als der Brechungsindex (N2) des durchsichtigen Substrats 2 gesetzt werden, um die Gleichförmigkeit der Beleuchtung sicherzustellen und muss auch fast gleich dem Brechungsindex des durchsichtigen Substrats 2 unter dem Gesichtspunkt sein, die Verschlechterung des Kontrasts eines Schirms durch Unterdrücken der Fresnel-Reflexion zu verhindern. Deshalb muss der Brechungsindex des durchsichtigen Elements 11 kleiner gemacht werden als mindestens der Brechungsindex des durchsichtigen Substrats 2, und wird so gewählt, dass die Gleichförmigkeit der Beleuchtung des Schirms und die Verhinderung der Verschlechterung des Kontrasts des Schirms realisiert werden können.
Es wird beobachtet, während der Reflexionsindex des durchsichtigen Elements 11 geändert wird, ob die Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L mit der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung weiß wird oder nicht, und die Gleichförmigkeit der Beleuchtung wird beobachtet.
(Testbeispiel 1)
Die Struktur der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 ist identisch mit jenen in 1 und 2 beschriebenen, bei denen ein durchsichtiges Substrat 2 aus einer aus Acrylharz hergestellten durchsichtigen flachen Platte ausgebildet ist (Größen: 240 mm × 160 mm, Dicke 3 mm, Brechungsindex N2 = 1,49), und auf einer oberen Oberfläche des durchsichtigen Substrats 2 ist eine Lichtreflexionsprofilierung 7, die aus Kerben 8, die parallel zu ihren Längsseiten verlaufen und im Schnitt dreieckig sind, und flachen Abschnitten 9 besteht, ausgebildet.
Die Kerben 8 der Lichtreflexionsprofilierung 7 sind im Durchschnitt dreieckig, und um einen Neigungswinkel der dreieckigen Kerben 8 zu setzen, werden ein Winkel α, ein Winkel β und ein Winkel γ wie in 3 gezeigt entschieden. Der Winkel α ist ein Basiswinkel auf einer Seite nahe bei der Lichtquellenlampe 4, unter Basiswinkeln eines Dreiecks, das mit der Annahme einer virtuellen Basis S ausgebildet ist. Außerdem ist β ein Basiswinkel, der von dem obigen Winkel α verschieden ist, und der Winkel γ ist ein Winkel einer Spitze des virtuellen Dreiecks (d.h., ein Talabschnitt der Kerben 8).
Die Kerben 8 werden derart ausgebildet, dass der Winkel γ konstant bei 60° gehalten wird, und der Winkel wird kontinuierlich so variiert, dass er auf 48° bis 52°, dann 46° von der einen Seitenendfläche 3 in Richtung der gegenüber liegenden Oberfläche 10 gesetzt wird, und dementsprechend wird auch der Winkel β variiert.
Die jeweiligen Tiefen der Kerben 8 werden konstant bei 10 μm gehalten, und um das relative Verhältnis der Kerben 8 und der flachen Abschnitte 9 zu ändern, werden die Breiten der flachen Abschnitte 9 so gesetzt, dass sie graduell mehr reduziert werden, wenn sie sich von der Lichtquellenlampe 4 weit weg befinden. Insbesondere wird das Verhältnis der Breite der Kerben 8 zu der der flachen Abschnitte 9 konstant auf 0,1 in einem Gebiet von einer Seitenendfläche 3 zu einer Position entsprechend 1/3 der Länge zwischen der einen Seiten endfläche 3 und der gegenüber liegenden Oberfläche 10 des durchsichtigen Substrats 2 gesetzt, und das Verhältnis der Kerben 8 wird graduell mehr erhöht, wenn die Kerben 8 nahe bei der gegenüber liegenden Oberfläche 10 ausgebildet werden, so dass das Verhältnis in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche 10 auf 1,2 gesetzt ist.
Dann wird eine Kaltkathodenfluoreszenzröhre mit einem Außendurchmesser Φ von 2,3 mm als die Lichtquellenlampe 4 verwendet und stößt an die eine Seitenendfläche 3 an. Dann wird die Lichtquellenlampe 4 durch einen Inverter mit einem Röhrenstrom 3,5 mA und Sinus-Wellen einer Beleuchtungsfrequenz 60 kHz eingeschaltet.
Wenngleich dies in 1 und 2 nicht gezeigt ist, ist außerdem ein Lampenreflektor vorgesehen, der entweder aus einem Reflexionsfilm, auf dem Metall in weiß, silber oder dergleichen aufgedampft ist, oder einer Reflexionsplatte ausgebildet ist, die ausgebildet wird durch Biegen einer Metallplatte wie etwa einer Aluminiumplatte, aufgetragen in einem Spiegeloberflächenbehandlungsprozess, so dass eine Außenoberfläche der Lichtquellenlampe 4, die nicht der einen Seitenendfläche 3 zugewandt ist, damit bedeckt ist, dadurch, und ein von der Lichtquellenlampe 4 emittiertes Licht sich mit hoher Effizienz in dem durchsichtigen Substrat 2 ausbreiten kann. Zudem sind die Seitenendflächen des durchsichtigen Substrats 2 mit Ausnahme der einen Seitenendfläche 3, wo die Lichtquellenlampe 4 angeordnet ist, mit dem Reflexionsglied bedeckt, um die Lichtmenge zu erhöhen, indem bewirkt wird, dass das von der Seitenendfläche emittierte Licht wieder auf das Innere des durchsichtigen Substrats 2 auftrifft. Weil die auf der gegenüber liegenden Oberfläche 10 emittierte Lichtmenge mehr ist als die von zwei anderen Oberflächen, ist insbesondere die Anordnung des Reflektors effektiver.
Auf diese Weise ist es wünschenswert, den Lampenreflektor und den Reflektor so weit wie es geht auszunutzen, was es gestattet, dass die Lichtmenge selbst in der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung zunimmt.
Zudem werden die Proben der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtungen 1 unter Verwendung des durchsichtigen Elements 11, hergestellt durch Verarbeiten von 5 Arten von Materialien mit einem unterschiedlichen Brechungsindex N1 (Polycarbonatharz, Acrylharz, Fluoracrylharz, durchsichtiger Silikonkautschuk und amorphes Fluorharz) und unter Verwendung keines durchsichtigen Elements 11 (d.h. Luft), hergestellt.
Das Reflexionstyp-Flüssigkristallelement L, was im Wesentlichen eine gleiche Größe wie das durchsichtige Substrat 2 aufweist, ist auf der Rückoberfläche der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 wie oben strukturiert angeordnet und ein Bild wird beobachtet. In diesem Beispiel sind das durchsichtige Material 11 und das Reflexionstyp-Flüssigkristallelement L so angeordnet, dass sie in engem Kontakt miteinander stehen.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, in der die Ergebnisse der Betrachtung des Bilds angegeben sind, ist eine Probe, die nicht als ein Produkt verwendet werden kann, mit einer Markierung x angegeben, und eine Probe, die exzellent ist, ist mit einer Markierung O angegeben bezüglich der Gleichförmigkeit der Beleuchtung und des Weißungsgrads eines Schirms.
Tabelle 1

wobei N2 = 1,49 (Acrylharz).

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht hat sich herausgestellt, dass das durchsichtige Element 11 mit dem Brechungsindex N1, was der Forderung genügt, dass N2/N1 in einem Bereich von 1,05 bis 1,15 ist, verwendet werden sollte, um ausgezeichnete Ergebnisse bei der Gleichförmigkeit der Beleuchtung und dem Weißungsgrad des Schirms zu erhalten.
(Beispiel 2)
Danach wurde eine Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 unter Verwendung des durchsichtigen Substrats 2, das durch Verarbeiten von Polycarbonatharz (Brechungsindex N2 = 1,59) und mit anderen Strukturen identisch mit denen von Beispiel 1 hergestellt wurden, hergestellt, und die Gleichförmigkeit der Beleuchtung und der Weißungsgrad des Schirms wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2

wobei N2 = 1,59 (Polycarbonatharz)

In Tabelle 2 stellt Δ, das in einer Spalte des amorphen Fluorharzes bezüglich des Weißungsgrads des Schirms angegeben ist, dar, dass der Weißungsgrad des Schirms nicht gut, sondern relativ klein ist. Es wurde aus Tabelle 2 bewiesen, dass das durchsichtige Element 11 mit dem Brechungsindex N1, das der Forderung genügt, dass N2/N1 in einem Bereich von 1,05 bis 1,15 liegt, verwendet werden sollte, um die ausgezeichneten Ergebnisse der Gleichförmigkeit der Beleuchtung und des Weißungsgrads des Schirms zu erhalten.
Das durchsichtige Element 11 in der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist in engem Kontakt mit der unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 angeordnet, wie oben beschrieben. In der vorliegenden Erfindung bedeutet "in engem Kontakt angeordnet", dass das durchsichtige Element 11 mit einem Abstand angeordnet ist, der in einem Bereich kleiner als mindestens Mikrometer ist, weil, wenn der Abstand zwischen dem durchsichtigen Element 11 und dem durchsichtigen Substrat 2 (analog auch zwischen dem durchsichtigen Element 11 und dem Reflexionstyp-Flüssigkristallelement L) 1 μm oder mehr ist, der Abstand gleich einer Luftschicht mit dem Ergebnis ist, dass der oben erwähnte Effekt der vorliegenden Erfindung eliminiert wird. Wenn außerdem das durchsichtige Element 11 massiv ist, selbst wenn das durchsichtige Element 11 in engem Kontakt mit der unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 angeordnet ist und sich die Betrachtungsfläche F des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L in einem Anfangszustand befindet, existiert ein Risiko, dass sich das durchsichtige Element 11 durch eine Änderung von Umgebungen oder dergleichen ablöst. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass das durchsichtige Element 11 aus einer Flüssigkeit, einem Gel oder einem elastischen Material besteht, so dass sie immer in engem Kontakt mit den beiden Oberflächen selbst dann angeordnet ist, wenn eine Änderung von Umgebungen vorliegt.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform erläutert, bei der das durchsichtige Element 11 in der ersten Ausführungsform durch eine Platte ersetzt wird, die Perlen enthält, die das Licht durchlassen können, aber die Lichtausbreitungsrichtung dispergieren. Die zweite Ausführungsform soll das Problem eines Moiré-Musters lösen.
Wie oben beschrieben ist das Moiré-Muster ein Interferenzstreifen, der verursacht wird, durch in dem durchsichtigen Substrat 2 auftretende verdunkelnde Streifen und einer Anordnung aus einem Mosaik-Muster aus Flüssigkristallzellen, die die Pixel des Reflexionstyp-Flüssigkristallelements L bilden. Deshalb wird bei der Anordnung der Lichtdiffusionsplatte 11 wie etwa der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung ein von dem durchsichtigen Substrat 2 emittiertes Licht diffundiert, um zu verhindern, dass die verdunkelnden Streifen in dem durchsichtigen Substrat 2 auftreten, und infolgedessen kann das Auftreten des Moiré -Musters unterdrückt werden. Da jedoch ein Fall vorliegt, wo die Diffusion des von der unteren Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 emittierten Lichts durch die Lichtdiffusionsplatte 11 ein Bild vage macht, muss die Lichtdiffusionsplatte 11 hergestellt werden, die das Auftreten des Moiré-Musters unterdrückt und die Diffusivität zu einem derartigen Ausmaß aufweist, dass die Klarheit eines Bildes nicht verloren geht.
Die Lichtdiffusionsplatte 11, die ein Hauptabschnitt der vorliegenden Erfindung ist, ist derart strukturiert, dass eine Diffusionsschicht 14 aus einem durchsichtigen Harz, das Diffusionsperlen 13 enthält, das gestattet, dass das Licht unregelmäßig reflektiert wird, auf der oberen Oberfläche eines folienartigen durchsichtigen Trägers 12 mit einer Größe ausgebildet ist, die die untere Oberfläche 5 des durchsichtigen Substrats 2 bedeckt, wie in 6 gezeigt. Auch ist die in 7 gezeigte Lichtdiffusionsplatte 11 so ausgelegt, dass die obere Oberfläche des folienartigen durchsichtigen Trägers 15, die Diffusionsperlen 13 darin enthalten, fein und rau ausgebildet ist, so dass das Licht nicht nur von den Diffusionsperlen 13, sondern auch von einer rauen Oberfläche 16 diffundiert wird.
Die Lichtdiffusionsplatte 11 hat die Funktion, ein Licht zu diffundieren, und ist grob in drei Strukturen klassifiziert, d.h. eine Struktur, bei der eine Diffusionsperlen darin enthaltende Diffusionsschicht auf der oberen Oberfläche des durchsichtigen Trägers ausgebildet ist (siehe 6), eine Struktur, bei der Diffusionsperlen in dem durchsichtigen Träger enthalten sind, und eine Struktur, bei der die Oberfläche des durchsichtigen Trägers fein und rau ausgebildet ist. Die Lichtdiffusionsplatte 11 kann als jene jeweiligen individuellen Strukturen ausgebildet sein oder so, dass man eine gewünschte Diffusivität erhält durch entsprechendes Kombinieren der obigen drei Strukturen, wie in 7 gezeigt.
Die durchsichtigen Träger 12 und 15 sind aus einem folienartigen durchsichtigen Film oder einem plattenartigen Element ausgebildet und können aus unterschiedlichem thermoplastischem durchsichtigen Harz wie etwa Acrylharz, PET-Harz, Vinylchloridharz, Polycarbonatharz, Olefinharz oder Styrolharz bestehen. Auch kann sich ein wärmehärtendes durchsichtiges Harz wie etwa Epoxidharz oder Allyldiglykol-Carbonatharz oder ein anorganisches durchsichtiges Material wie etwa verschiedene Glasmaterialien anwenden lassen, wenn ein Bedarf besteht. Außerdem lässt sich das gleiche Material auf ein durchsichtiges Harz anwenden, das eine Diffusionsperlen 13 darin enthaltende Diffusionsschicht darstellt.
Die Diffusionsperlen 13 können beispielsweise aus anorganischen Pulvern wie etwa Titanoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Siliziumoxid- oder Glaspulvern oder organischen Pulvern wie etwa Acryl oder Polystyrol hergestellt sein.
Zudem lassen sich ein Verfahren zum Ausbilden der feinrauen Oberfläche 16 auf dem durchsichtigen Träger 15, ein Verfahren zum direkten Verarbeiten der Oberfläche des durchsichtigen Trägers 15 durch Sandstrahlen, Honen oder dergleichen anwenden. In dem Fall jedoch, wo der durchsichtige Träger 15 aus thermoplastischem Harz hergestellt ist, wird eine Werkzeugoberfläche einem Fein-Rau-Ausformungsprozess unterzogen, und dann kann der durchsichtige Träger 15 durch verschiedene Ausformverfahren wie etwa ein Gießverfahren, ein Wärme-Druck-Ausformverfahren, ein Extrudierverfahren oder ein Spritzgussverfahren hergestellt werden.
Ein Bearbeitungsprozess zum Ausbilden der Kerben 8 der Lichtreflexionsprofilierung 7 kann durch Schneiden mit einem Diamantdrehbearbeitungswerkzeug implementiert werden. Da in diesem Fall das Drehwerkzeug zum maschinellen Bearbeiten verwendet wird, während es fixiert ist, wird der Winkel γ des Talabschnitts entsprechend der Spitze der Kerben 8, die fast dreieckig im Durchschnitt sind, konstant. Infolgedessen wird eine Summe aus dem Neigungswinkel α und dem Neigungswinkel β immer konstant gehalten, doch sind wie oben bei der tatsächlichen Herstellung der Lichtreflexionsprofilierung 7 in der Ausführungsform beschrieben der Neigungswinkel α und der Neigungswinkel β so definiert, dass sie innerhalb eines variablen Bereichs ungefähr geändert werden können, um dadurch eine Streubeleuchtung effizienter zu realisieren.
Bei der Herstellung der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtungen 1 der vorliegenden Erfindung reicht es aus, dass die durchsichtigen Substrate 2 aus einem Material hergestellt sind, das es gestattet, dass das Licht mit hoher Effizienz dort hindurch tritt, und das durchsichtige Substrat 2 ist unter dem Gesichtspunkt seiner Durchsichtigkeit und Verarbeitbarkeit bei der Verarbeitung ganz besonders bevorzugt aus Acrylharz hergestellt. Bei der Implementierung der vorliegenden Erfindung ist jedoch das Material der durchsichtigen Substrate nicht auf Acrylharz beschränkt und kann aus unterschiedlichem thermoplastischem durchsichtigem Harz wie etwa Vinylchloridharz, Polycarbonatharz, Olefinharz oder Styrolharz hergestellt werden. Außerdem kann das wärmehärtende durchsichtige Harz wie etwa Epoxidharz oder Allyldiglykol-Carbonatharz oder ein anorganisches durchsichtiges Material wie etwa anderes Glasmaterial geeignet sein, wenn die Gelegenheiten dies verlangen.
Außerdem kann ein Verfahren zum Herstellen der durchsichtigen Substrate durchgeführt werden durch direkte maschinelle Bearbeitung wie etwa Schneiden oder Schleifen, und im Fall von Harzmaterial lassen sich verschiedene Ausformverfahren wie etwa Gießformen, Extrusionsformen, Wärme-Druck-Formen oder Spritzformen anwenden. Das Spritzformverfahren unter Verwendung von Harzmaterial ist angesichts der Produktivität ganz besonders bevorzugt.
Bei diesem Beispiel wurde als eine Lichtquelle eine gerade Fluoreszenzröhre verwendet, doch ist die vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Lichtquelle so strukturiert sein, dass mehrere LED-Elemente angeordnet sind, eine Lichtquelle kann so strukturiert sein, dass mehrere feine Glühlampen angeordnet sind, oder dergleichen kann verwendet werden.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei der Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung gemäß der Charakteristik der vorliegenden Erfindung die aus dem Konkaven und Konvexen bestehende Lichtreflexionsprofilierung auf der vorderen Oberfläche des durchsichtigen Substrats ungeachtet einer Entfernung von der Lichtquellenlampe zum Beleuchten des Reflexionstyp-Flüssigkristallanzeige-Elements auf gestreute Weise beleuchtet, und das durchsichtige Element zum Ändern des Ausbreitungswegs des das durchsichtige Element passierenden Lichts ist zwischen dem Reflexionstyp-Flüssigkristallanzeige-Element und dem durchsichtigen Substrat so angeordnet, dass es in engem Kontakt mit beiden Flächen davon steht, um dadurch die grenzflächenmäßige Reflexion (Fresnel-Reflexion) und die Erzeugung des Moiré-Musters zu unterdrücken. Infolgedessen kann die Verschlechterung des Kontrasts, was die Betrachtung eines Bilds erschwert, verhindert werden.
Die vorausgegangene Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist zum Zweck der Darstellung und Beschreibung vorgelegt worden. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarte präzise Form beschränken, und Modifikationen und Variationen sind angesichts der obigen Lehren möglich oder können durch eine Praxis der Erfindung in Erfahrung gebracht werden. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, damit der Fachmann die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen nutzen kann, wie sie sich für die in Betracht gezogene jeweilige Verwendung eignen. Der Schutzbereich der Erfindung soll durch die hieran angehängten Ansprüche definiert sein.

Claims

Eine Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung (1) aufweisend ein transparentes Substrat (2), bedeckend eine Frontoberfläche eines Reflexionstyp-Flüssigkristallanzeige-Elements (L), eine Lichtquellenlampe (4), welche nahe zu wenigstens einer Seitenendfläche (3) des genannten transparenten Substrats angeordnet ist und eine Lichtreflexionsprofilierung (7), die an einer Frontoberfläche des genannten transparenten Substrats geformt ist, die Lichtreflexionsprofilierung (7) besteht aus Kerben (8), die im Wesentlichen dreieckig im Querschnitt sind, und flachen Abschnitten (9), die an getrennte Kerben angrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass ein transparentes Element (11), hergestellt aus einer Flüssigkeit, einem Gel oder einem elastischen Material, zwischen dem genannten transparenten Substrat (2) und dem genannten Reflexionstyp-Flüssigkristallanzeige-Element (L) in solch einem nahen Kontakt mit dem genannten transparenten Substrat und dem genannten Reflexionstyp-Flüssigkristallanzeige-Element angeordnet ist, dass ein. Abstand ≤ 1 μm beträgt; das genannte transparente Element (11) einen Brechungsindex N1 von mehr als 1 und weniger als ein Brechungsindex N2 des genannten transparenten Substrats (2) hat; und ein Verhältnis von N2 zu N1 in einem Bereich von 1,05 ≤ N2/N1≤ 1,15 gesetzt ist.
Eine Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis einer Breite der genannten Kerben (8) zu einer Breite der genannten flachen Abschnitte (9) graduell durch graduelle Verringerung der Breite der genannten flachen Abschnitte erhöht wird, je weiter deren entsprechende Position von der genannten Lichtquellenlampe (4) entfernt ist.
Eine Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Basiswinkel (α) der genannten Kerbe (8) an einer Seite nahe der genannten Lichtquellenlampe (4) in einem Bereich von 48° bis 52° liegt, wobei der Winkel der Spitze (γ) konstant gehalten ist.
Eine Durchsicht- und Streubeleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Breitenverhältnis in einem Drittel des Gebiets des genannten transparenten Substrates (2), beginnend von der Seitenfläche (3) konstant auf 0,1 gesetzt ist und dann graduell bis zu 1,2 zu einer Oberfläche (10) des genannten transparenten Substrates, gegenüberliegend der Seitenendfläche, erhöht ist.