DE102005028942A1 - Hintergrundbeleuchtungseinheit und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Hintergrundbeleuchtungseinheit mit Folgendem angegeben: DOLLAR A - einer Lichtquelle (100), die Licht emittiert; DOLLAR A - einem die Lichtquelle umgebenden Gehäuse (200); DOLLAR A - einer Lichtleitplatte (300), die das von der Lichtquelle emittierte Licht zu einer LCD-Tafel führt; und DOLLAR A - einer unter der Lichtleitplatte ausgebildeten Reflexionslage (400); DOLLAR A dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitplatte über eine kurvenförmig ausgebildete Eintrittsfläche (300a) verfügt. DOLLAR A Dadurch, dass die Eintrittsfläche der Lichtleitplatte kurvenförmig ausgebildet ist, ist die Lichteffizienz verbessert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hintergrundbeleuchtungseinheit.
  • Es existiert eine Anzahl sehr dünner Flachdisplays mit einem Anzeigeschirm mit einer Dicke einiger Zentimeter, von denen insbesondere LCDs (Flüssigkristalldisplays) in weitem Umfang für Notebook-Computer, Monitore, Luftfahrzeugdisplays usw. verwendet werden können. Jedoch emittieren LCDs, abweichend von anderen Flachdisplays, kein eigenes Licht, so dass sie an der Rückseite einer LCD-Tafel eine Hintergrundbeleuchtungseinheit benötigen, die als Lichtquelle verwendet wird.
  • Herkömmliche Hintergrundbeleuchtungseinheiten werden in solche vom direkten und solche vom Kantentyp eingeteilt.
  • Bei einer Hintergrundbeleuchtungseinheit vom direkten Typ sind mehrere Lampen an der gesamten Unterseite einer LCD-Tafel angebracht, durch die Licht direkt zu dieser gestrahlt wird. Beim Kantentyp ist eine Lampe an der Unterkante einer LCD-Tafel angebracht, und Licht wird mittels einer Lichtleitplatte zu dieser gestrahlt.
  • Nachfolgend wird eine Hintergrundbeleuchtungseinheit vom Kantentyp unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben, bei der es sich um eine Schnittansicht derselben handelt. Die dort dargestellte Hintergrundbeleuchtungseinheit verfügt über eine Lampe 10, ein Gehäuse 20, eine Lichtleitplatte 30 und eine Reflexionslage 40. Dabei ist die Lampe 10 an der Unterkante einer LCD-Tafel (nicht dargestellt) vorhanden, um Licht zu emittieren. Das die Lampe 10 umgebende Gehäuse 20 hält und stützt dieselbe. Die Lichtleitplatte 30 ist unter der LCD-Tafel so angeordnet, dass eine Seite derselben der Lampe 10 zugewandt ist. Damit leitet die Lichtleitplatte von der Lampe 10 emittiertes Licht zur LCD-Tafel. Die Reflexi onslage 40 ist so unter der Lichtleitplatte 30 ausgebildet, dass sie das Licht, das zur Seite entgegengesetzt zur LCD-Tafel streut, zur Lichtleitplatte 30 reflektiert.
  • Obwohl es nicht dargestellt ist, sind an der Lichtleitplatte 30 optische Folien, wie eine Streufolie, eine Prismenfolie und eine Schutzfolie vorhanden, um das durch die Lichtleitplatte geleitete Licht gleichmäßig auf die LCD-Tafel zu streuen. Auch sind die Lampe 10, das Gehäuse 20, die Lichtleitplatte 30 und die Reflexionslage 40 sowie die optischen Folien in einer Haupthalterung 50 aufgenommen.
  • Nun wird die Funktion dieser bekannten Hintergrundbeleuchtungseinheit erläutert.
  • Von der Lampe 10 emittiertes Licht fällt auf die Eintrittsfläche der Lichtleitplatte 30. Auch wird von der Lampe 10 emittiertes Licht am diese umgebenden Gehäuse 20 so reflektiert, dass es auf die Eintrittsfläche der Lichtleitplatte 30 fällt. Einiges des einfallenden Lichts wird direkt an der Oberfläche der Lichtleitplatte 30 reflektiert, während ein anderer Teil an der Unterseite derselben ausleckt, das dann jedoch durch die Reflexionslage 40 reflektiert wird und zur LCD-Tafel geschickt wird.
  • Das durch die Lichtleitplatte 30 geführte Licht fällt durch die optischen Folien, also die Streufolie, die Prismenfolie und die Schutzfolie, auf die LCD-Tafel. Dabei dient die Streufolie zum gleichmäßigen Streuen des durch die Lichtleitplatte 30 geführten Lichts auf die LCD-Tafel. Auch dient die Prismenfolie zum vertikalen Leiten des Lichts. Die Schutzfolie ist auf der Prismenfolie vorhanden, um ein in dieser ausgebildetes Höhen-Tiefen-Muster zu schützen.
  • So wird das von der Hintergrundbeleuchtungseinheit emittier te Licht zur LCD-Tafel gestrahlt, damit diese Bilder anzeigen kann. Von der Gesamtenergiemenge zum Betreiben eines LCD wird eine beträchtliche Menge von der Hintergrundbeleuchtungseinheit verwendet. Daher ist es erforderlich, die Lichteffizienz derselben zu verbessern, um die Lichteffizienz des gesamten LCD zu verbessern.
  • Jedoch bestehen bei dieser bekannten Hintergrundbeleuchtungseinheit die folgenden Nachteile. Wenn Licht von der Lampe 10 derselben emittiert wird, absorbiert die Lampe 10 auch Licht. Auch absorbiert das die Lampe 10 umgebende Gehäuse 20 Licht, so dass die Lichteffizienz verringert ist.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hintergrundbeleuchtungseinheit mit hoher Lichteffizienz zu schaffen.
  • Diese Aufgabe ist durch die Hintergrundbeleuchtungseinheiten gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 1 und 5 gelöst. Die erfindungsgemäßen Hintergrundbeleuchtungseinheiten verfügen über eine kurvenförmige Eintrittsfläche der Lichtleitplatte bzw. eine kurvenförmige Struktur im Gehäuse, um die Lichteffizienz zu verbessern.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
  • 1 ist eine Schnittansicht einer bekannten Hintergrundbeleuchtungseinheit; und
  • 2 bis 7 sind eine jeweilige Schnittansicht einer Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer ersten bis sechsten Ausführungsform der Erfindung.
    •
  • Wie es aus der 2 erkennbar ist, verfügt die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung über eine Lichtquelle 100, ein Gehäuse 200, eine Lichtleitplatte 300 und eine Reflexionslage 400. Die Lichtquelle 100 ist an einer Seite einer LCD-Tafel (nicht dargestellt) angebracht, um Licht zu dieser zu emittieren. Das die Lichtquelle 100 umgebende Gehäuse 200 hält und schützt dieselbe. Die Lichtleitplatte 300 ist unter der LCD-Tafel ausgebildet, um das von der Lichtquelle 100 emittierte Licht zu ihr zu führen. Die Reflexionslage 400 ist unter der Lichtleitplatte 300 ausgebildet, wodurch Licht, das entgegengesetzt zur Seite der LCD-Tafel streut, zur Lichtleitplatte 300 zurück reflektiert wird. Die Lichtquelle 100, das Gehäuse 200, die Lichtleitplatte 300 und die Reflexionslage 400 sind in einer Haupthalterung 500 aufgenommen.
  • Obwohl es nicht dargestellt ist, können zwischen der Lichtleitplatte 300 und der LCD-Tafel optische Folien, wie eine Streufolie, eine Prismenfolie und eine Schutzfolie vorhanden sein, um das durch die Lichtleitplatte 300 geführte Licht gleichmäßig zur LCD-Tafel zu streuen.
  • Die Lichtquelle 100 kann eine Kaltkathoden-Leuchtstofflampe (CCFL = Cold Cathode Fluorescent Lamp) sein. In den Zeichnungen sind zwei Lampen 100 als Lichtquelle 100 vorhanden. Jedoch kann die Anzahl der Lampen, die als Lichtquelle fungieren, abhängig von der Größe und dem Zweck des LCD variieren.
  • Das die Lichtquelle 100 umgebende Gehäuse 200 reflektiert das von dieser emittierte Licht zur Lichtleitplatte 300. Vorzugsweise ist ein reflektierendes Material wie Silber auf die Innenfläche des Gehäuses 200 aufgetragen.
  • Die Lichtleitplatte 300 ist der Lichtquelle 100 gegenüberstehend so ausgebildet, dass das von der Lichtquelle 100 emittierte oder das am Gehäuse 200 reflektierte Licht auf das Innere der Lichtleitplatte 300 fällt. Dabei ist die Eintrittsfläche 300a der Lichtleitplatte 300 als konvexe Fläche geformt. Im Vergleich mit einer linearen Eintrittsfläche einer Lichtleitplatte bei einer bekannten Hintergrundbeleuchtungseinheit verfügt die konvexe Eintrittsfläche der Lichtleitplatte 300 über eine vergrößerte Oberfläche, so dass die Menge einfallenden Lichts erhöht ist. Auch wird das einfallende Licht konzentriert, so dass insgesamt die Lichteffizienz verbessert ist.
  • Die konvexe Form der Eintrittsfläche 300a der Lichtleitplatte 300 erhöht die Menge einfallenden Lichts und verbessert die Konzentration desselben. Beim Herstellen der konvexen Eintrittsfläche 300a kann die Krümmung variabel gewählt werden.
  • Für das Material der Lichtleitplatte 300 besteht keine Einschränkung. Vorzugsweise verfügt das Material über hohe Festigkeit und hohes Transmissionsvermögen, wie dies z. B. bei Acrylharzen wie PMMA der Fall ist.
  • Die Reflexionslage 400 ist unter der Lichtleitplatte 300 ausgebildet, so dass zur von der LCD-Tafel abgewandten Seite ausleckendes Licht zur Lichtleitplatte 300 zurück reflektiert wird. Für das Material der Reflexionslage 400 besteht keine Einschränkung.
  • Die in der 3 veranschaulichte zweite Ausführungsform der Erfindung ist der ersten mit der Ausnahme ähnlich, dass nun eine Eintrittsfläche 300b der Lichtleitplatte 300 als konkave statt konvexe Fläche ausgebildet ist. Da ansonsten keine Unterschiede bestehen, sind dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Ebenso wie die konvexe Eintrittsfläche 300a bei der ersten Ausführungsform der Erfindung verfügt die konkave Eintrittsfläche 300b über eine vergrößerte Eintrittsfläche, so dass die Menge einfallenden Lichts erhöht ist. Auch wird das einfallende Licht konzentriert, so dass insgesamt die Lichteffizienz verbessert ist. Die Krümmung der konkaven Eintrittsfläche 300b der Lichtleitplatte 300 kann variabel sein.
  • Bei der in der 4 dargestellten dritten Ausführungsform der Erfindung sind die Lichtquelle 100, das Gehäuse 200, die Lichtleitplatte 300 und die Reflexionslage 400 gleich wie bei der bekannten Hintergrundbeleuchtungseinheit, und als Materialien sind beispielsweise diejenigen verwendbar, wie sie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung erläutert wurden.
  • Jedoch verfügt bei der vorliegenden dritten Ausführungsform der Erfindung das Gehäuse 200 zusätzlich über eine konvexe Konstruktion 600a, die in ihm so ausgebildet ist, dass sie der Lichtleitplatte 300, relativ zur Lichtquelle 100, zugewandt ist. Diese konvexe Konstruktion 600a kann aus einem reflektierenden Material zum Reflektieren von Licht oder einem durchlässigen Material zum Durchlassen von Licht bestehen. Wenn sie aus einem reflektierenden Material besteht, wird das von der Lichtquelle 100 emittierte Licht an ihr reflektiert, und das reflektierte Licht fällt dann auf die Lichtleitplatte 300. In diesem Fall fungiert die konvexe Konstruktion 600a als Konvexspiegel, so dass das auf die Lichtleitplatte 300 fallende Licht stark gestreut ist. Im Ergebnis ist es möglich, die Lichteffizienz zu verbessern.
  • Wenn die konvexe Konstruktion 600a aus einem durchlässigen Material besteht, läuft das von der Lichtquelle 100 emittierte Licht durch sie hindurch, und es wird dann am Gehäuse 200 reflektiert und fällt auf die Lichtleitplatte 300. In diesem Fall fungiert die konvexe Konstruktion 600a als Kon vexlinse, so dass das Licht konzentriert wird, wodurch die Lichteffizienz verbessert wird.
  • Die Krümmung der konvexen Konstruktion 600a kann variabel sein.
  • Die Lichtleitplatte 300 ist der Lichtquelle 100 gegenüberstehend angebracht. Dabei verfügt die Eintrittsfläche 300c der Lichtleitplatte 300 über lineare Form.
  • Die Reflexionslage 400 ist wiederum unter der Lichtleitplatte 300 angebracht, um Licht zu reflektieren, das zu deren Unterseite hin ausgeleckt ist.
  • Es können außerdem wieder die genannten optischen Folien vorhanden sein.
  • Die in der 5 veranschaulichte vierte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der dritten dadurch, dass im Gehäuse 200 statt einer konvexen nun eine konkave Konstruktion 600b vorhanden ist. Im Übrigen gilt für Materialien und Anordnungen das zuvor Gesagte, weswegen auch dieselben Bezugszeichen verwendet sind.
  • Bei dieser Hintergrundbeleuchtungseinheit kann die konkave Konstruktion 600b aus einem reflektierenden oder einem durchlässigen Material bestehen. Wenn sie aus einem reflektierenden Material besteht, wird das von der Lichtquelle 100 emittierte Licht an ihr reflektiert, und das reflektierte Licht fällt dann auf die Lichtleitplatte 300. In diesem Fall fungiert die konkave Konstruktion 600b als Konkavspiegel, so dass das auf die Lichtleitplatte 300 fallende Licht konzentriert ist, wodurch die Lichteffizienz verbessert ist. Wenn die konkave Konstruktion 600b dagegen aus einem durchlässigen Material besteht, läuft das von der Lichtquelle 100 emittierte Licht durch sie hindurch, und es wird dann am Gehäuse 200 reflektiert, um auf die Lichtleitplatte 300 zu fallen. In diesem Fall fungiert die konkave Konstruktion 600b als Konkavlinse, so dass das einfallende Licht stark gestreut wird. Im Ergebnis ist es möglich, die Lichteffizienz zu verbessern. Die Krümmung der konkaven Konstruktion 600b kann variabel sein.
  • Bei der in der 6 veranschaulichten fünften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Lichtquelle 100 und der Lichtleitplatte 300 eine konvex-konvexe Konstruktion 600a vorhanden. Ansonsten bestehen für die verwendeten Teile und Materialien keine Unterschiede zu den vorigen Ausführungsformen, so dass weiterhin dieselben Bezugszeichen verwendet sind.
  • Das von der Lichtquelle 100 emittierte oder am Gehäuse 200 reflektierte Licht läuft durch die konvex-konvexe Konstruktion 600a und dann fällt es auf die Lichtleitplatte 300. Die konvex-konvexe Konstruktion 600a besteht z. B. aus einem durchlässigen Material. Sie wirkt als Konvexlinse, so dass es möglich ist, die Konzentration des auf die Lichtleitplatte 300 fallenden Lichts zu verbessern.
  • Die in der 7 veranschaulichte sechste Ausführungsform der Erfindung entspricht der fünften, wobei nun jedoch statt einer konvex-konvexen Konstruktion eine konkav-konkave Konstruktion 600b zwischen der Lichtquelle 100 und der Lichtleitplatte 300 vorhanden ist. Da ansonsten dieselben Teile und Materialien verwendet sind, sind auch dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Das von der Lichtquelle 100 emittierte oder am Gehäuse 200 reflektierte Licht läuft durch die konkav-konkave Konstruktion 600b und fällt dann auf die Lichtleitplatte 300. Die konkav-konkave Konstruktion 600a besteht z. B. aus einem durchlässigen Material. Auch wirkt sie als Konkavlinse, so dass das auf die Lichtleitplatte 300 fallende Licht stark gestreut ist, wodurch die Lichteffizienz verbessert ist.
  • Obwohl es nicht dargestellt ist, können die Lichtleitplatte mit konkaver oder konvexer Eintrittsfläche gemäß der 2 bzw. der 3 gemeinsam mit der konvex-konvexen oder der konkav-konkaven Konstruktion vorliegen, um die Konzentration oder Streuung einfallenden Lichts zu maximieren.
  • Die erfindungsgemäße Hintergrundbeleuchtungseinheit zeigt die folgenden Vorteile:
    • – Durch die konvexe oder konkave Eintrittsfläche der Lichtleitplatte ist die Eintrittsfläche erhöht und die Konzentration bzw. Streuung einfallenden Lichts kann maximiert werden.
    • – Im Gehäuse kann eine konvex-konvexe oder eine konkav-konkave Konstruktion angebracht werden, um das Konzentrieren oder Streuen einfallenden Lichts zu maximieren.

Claims (25)

  1. Hintergrundbeleuchtungseinheit mit: – einer Lichtquelle (100), die Licht emittiert; – einem die Lichtquelle umgebenden Gehäuse (200); – einer Lichtleitplatte (300), die das von der Lichtquelle emittierte Licht zu einer LCD-Tafel führt; und – einer unter der Lichtleitplatte ausgebildeten Reflexionslage (400); dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitplatte über eine kurvenförmig ausgebildete Eintrittsfläche (300a) verfügt.
  2. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche der Lichtleitplatte (300) als konvexe Fläche ausgebildet ist.
  3. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche der Lichtleitplatte (300) als konkave Fläche ausgebildet ist.
  4. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Reflexionslage (400) und der LCD-Tafel optische Folien vorhanden sind.
  5. Hintergrundbeleuchtungseinheit mit: – einer Lichtquelle (100), die Licht emittiert; – einem die Lichtquelle umgebenden Gehäuse (200); – einer Lichtleitplatte (300), die das von der Lichtquelle emittierte Licht zu einer LCD-Tafel führt; und – einer unter der Lichtleitplatte ausgebildeten Reflexionslage (400); dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses eine Konstruktion (600a, 600b) mit kurvenförmigen Seiten vorhanden ist.
  6. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion (600a, 600b) innerhalb des Gehäuses (200) zwischen der Lichtquelle (100) und der Lichtleitplatte (300) ausgebildet ist.
  7. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion (600a, 600b) im Gehäuse (200) so ausgebildet ist, dass sie der Lichtleitplatte (300) relativ zur Lichtquelle (100) gegenübersteht.
  8. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion (600a) mit konvex-konvexer Form ausgebildet ist.
  9. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion (600b) mit konkav-konkaver Form ausgebildet ist.
  10. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion (600a, 600b) aus einem durchlässigen Material besteht.
  11. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion (600a, 600b) aus einem reflektierenden Material besteht.
  12. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitplatte (300) eine kurvenförmig ausgebildete Eintrittsfläche aufweist, die das von der Lichtquelle 100 emittierte Licht empfängt.
  13. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche der Lichtleitplatte (300) als konvexe Fläche ausgebildet ist.
  14. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche der Lichtleitplatte (300) als konkave Fläche ausgebildet ist.
  15. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Reflexionslage (400) und der LCD-Tafel optische Folien vorhanden sind.
  16. Verfahren zum Herstellen einer Hintergrundbeleuchtungseinheit, umfassend: – Bereitstellen einer Lichtquelle zum Emittieren von Licht; – Anbringen eines Gehäuses in solcher Weise, dass es die Lichtquelle umgibt; – Anbringen einer Lichtleitplatte zum Leiten des von der Lichtquelle emittierten Lichts zu einer LCD-Tafel; und – Anbringen einer Reflexionslage unter der Lichtleitplatte; dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitplatte mit einer kurvenförmigen Eintrittsfläche hergestellt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche mit konvexer oder konkaver Form hergestellt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lichtleitplatte und der LCD-Tafel optische Folien angebracht werden.
  19. Verfahren zum Herstellen einer Hintergrundbeleuchtungseinheit, umfassend: – Bereitstellen einer Lichtquelle zum Emittieren von Licht; – Anbringen eines Gehäuses in solcher Weise, dass es die Lichtquelle umgibt; – Anbringen einer Lichtleitplatte zum Leiten des von der Lichtquelle emittierten Lichts zu einer LCD-Tafel; und – Anbringen einer Reflexionslage unter der Lichtleitplatte; dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses eine Konstruktion mit kurvenförmigen Seiten angebracht wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion im Gehäuse zwischen der Lichtquelle und der Lichtleitplatte angebracht wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion im Gehäuse so angebracht ist, dass sie der Lichtleitplatte relativ zur Lichtquelle gegenübersteht.
  22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion mit konvex-konvexer Form hergestellt wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion mit konkav-konkaver Form hergestellt wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion aus einem durchlässigen oder einem reflektierenden Material hergestellt wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitplatte mit einer Eintrittsfläche mit konvexer oder konkaver Form hergestellt wird.
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