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- Priorität: 30. Juni 2005, Rep. Korea (KR), 10-2005-0058618
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Hinterleuchtungseinheit, und spezieller betrifft sie eine Hinterleuchtungseinheit unter Verwendung des Thomson-Effekts zum Erzielen einer verbesserten Wärmeabgabeeffizienz und einer verbesserten Heizeffizienz.
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Erörterung der einschlägigen Technik
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Kathodenstrahlröhren (CRTs) wurden allgemein als Anzeigesysteme für Einrichtungen wie Fernsehgeräte, Monitore von Messgeräten sowie Datenterminalanlagen verwendet. Jedoch verfügen derartige CRTs über eine schwere und sperrige Konstruktion, die sie für Anwendungen ungeeignet macht, die eine leichte und kompakte Anzeige benötigen.
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Es wurden verschiedene alternative Displays entwickelt, um CRTs als Displays zu ersetzen, wenn die Grössen- und Gewichtseinschränkungen von Displays auf CRT-Grundlage nicht für die Kompaktheit und das geringe Gewicht sorgten, wie sie für eine Anwendung erwünscht waren. Zu derartigen Displays gehören Flüssigkristalldisplays (LCDs) unter Verwendung eines elektrooptischen Effekts, Plasmadisplaytafeln (PDPs) unter Verwendung einer Gasentladung sowie Elektrolumineszenz(EL)displays unter Verwendung elektrolumineszenter Leuchtstoffe. Insbesondere erfolgt eine intensive Forschung an LCDs.
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Da LCDs die Vorteile der Kompaktheit, des geringen Gewichts und niedrigen Energieverbrauchs aufweisen, wurden sie aktiv als Ersatz für CRTs entwickelt. In jüngerer Zeit schritt die Entwicklung von LCDs ausreichend fort, um es zu ermöglichen, dass sie effektiv als Flachtafeldisplays fungieren. Im Ergebnis werden LCDs nicht nur für Monitore von Laptopcomputern sondern auch als Monitore von Desktopcomputern und anderen großen Informationsdisplays verwendet, wodurch die Nachfrage nach LCDs stark zugenommen hat.
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Die meisten LCDs nutzen die kontrollierte Transmission von Licht zum Erzeugen eines angezeigten Bilds. Da ein LCD nicht selbst Licht emittiert, ist eine separate, externe Lichtquelle, nämlich eine Hinterleuchtungseinheit, zum Beleuchten eines LCD erforderlich.
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Im Allgemeinen werden Hinterleuchtungseinheiten in solche entweder vom Kantentyp oder vom direkten Typ, entsprechend der Anordnung der zylindrischen Leuchtstofflampe oder -lampen, eingeteilt.
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Bei einer Hinterleuchtungseinheit vom Kantentyp ist eine Lampeneinheit an einer Seite einer Lichtleitplatte angeordnet. Die Lampeneinheit verfügt über eine Licht emittierende Lampe, Lampenhalter, die um entgegengesetzte Enden der Lampe zum Halten derselben herum angesetzt sind, und eine lampenseitige Reflexionsplatte, die in einer Seite der Lichtleitplatte so eingesetzt ist, dass sie eine Außenumfangsfläche der Lampe umgibt und das von dieser emittierte Licht zur Lichtleitplatte hin reflektiert.
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Eine Hinterleuchtungseinheit vom Kantentyp wird in erster Linie bei LCDs mit relativ geringer Größe verwendet, wie bei einem LCD, das als Monitor eines Laptopcomputers oder eines Desktopcomputers verwendet wird. Eine Hinterleuchtungseinheit vom Kantentyp zeigt hervorragende Gleichmäßigkeit des Lichts, eine lange Lebensdauer, und sie verfügt über ein vorteilhaft schlankes Profil.
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Andererseits wurden Hinterleuchtungseinheiten vom direkten Typ gleichzeitig mit der Entwicklung von LCDs mit einer Größe von 20 Zoll oder mehr aktiv entwickelt. Bei einer direkten Hinterleuchtungseinheit sind mehrere Lampen in ausgerichteter Weise unter einer Streuplatte so angeordnet, dass sie Licht direkt auf die Vorderseite einer LCD-Tafel strahlen.
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Eine direkte Hinterleuchtungseinheit wird hauptsächlich bei großen LCDs verwendet, die hohe Helligkeit benötigen, da eine direkte Hinterleuchtungseinheit eine hohe Lichtnutzungseffizienz im Vergleich zu einer Hinterleuchtungseinheit vom Kantentyp zeigt.
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Wenn jedoch eine direkte Hinterleuchtungseinheit bei einem großen LCD wie einem Display eines großen Monitors oder eines Fernsehers angewandt wird, nehmen die Betriebszeit der Hinterleuchtungseinheit und die Anzahl der in ihr verwendeten Lampen im Vergleich zur Betriebszeit und der Anzahl von Lampen zu, wie sie in der Hinterleuchtungseinheit vom Kantentyp bei einem Monitor eines Laptopcomputers verwendet werden. Je größer die Anzahl der Lampen und je länger ihre Betriebszeit bei der direkten Hinterleuchtungsanordnung ist, umso größer ist die Möglichkeit eines Lampenausfalls und einer verkürzten Lebensdauer der Lampen.
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Sowohl für LCD-Hinterleuchtungen vom Kantentyp als auch vom direkten Typ können eine EL-Lampe, eine Leuchtdiode (LED), eine Kaltkathoden-Leuchtstofflampe (CCFL), eine Heißkathoden-Leuchtstofflampe (HCFL) oder eine Leuchtstofflampe mit externer Elektrode (EEFL) verwendet werden.
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Nachfolgend wird eine Hinterleuchtungseinheit gemäß der einschlägigen Technik unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 beschrieben.
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Wie es in der 1 dargestellt ist, verfügt die einschlägige Hinterleuchtungseinheit vom Kantentyp über einen Abdeckungsboden 1, eine Lampe oder Lampen 2, die über dem Abdeckungsboden 1 an einer Seite oder jeder Seite desselben angeordnet sind, und ein Lampengehäuse 3, das die Lampe 2 mit Ausnahme einer offenen Lichtemissionsfläche umschließt, damit Licht von der Lampe 2 das Lampengehäuse 3 verlassen kann.
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Obwohl es nicht dargestellt ist, verfügt eine Hinterleuchtungseinheit vom Kantentyp auch über eine Lichtleitplatte, die von der Lampe 2 emittiertes Licht leitet und das emittierte Licht zu einer LCD-Tafel reflektiert; eine Streulage, die das nach oben aus der Lichtleitplatte austretende Licht unter einem bestimmten Winkel streut; eine Prismenlage, die das gestreute Licht kondensiert und dieses zur LCD-Tafel durchlässt; und eine bodenseitige Reflexionsplatte, die das zum Abdeckungsboden 1 durchgelassene Licht reflektiert, um Lichtverluste zu minimieren. Nach Bedarf können mehrere Streulagen verwendet werden.
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Wenn eine Lampe 2 auf jeder Seite des Abdeckungsbodens 1 angeordnet ist, kann der Abdeckungsboden in einem Monitor verwendet werden. Wenn andererseits eine Lampe 2 an einer Seite des Abdeckungsbodens 1 angeordnet ist, kann die Hinterleuchtungseinheit in einem Notebookcomputer verwendet werden.
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Obwohl die Lampe 2 in der 1 mit gerader Struktur dargestellt ist, kann sie über eine L- oder eine U-förmige Struktur verfügen.
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Bei der Hinterleuchtungseinheit vom Kantentyp gemäß der 1 steigt die Temperatur der Lampe 1 und diejenige eines Lichteintrittsbereichs, auf den das von der Lampe 1 emittierte Licht gerichtet wird, bei kontinuierlichem Ansteuern der Lampe 1 an.
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Die 2 und 3 zeigen detailliert das Temperaturprofil der Lampe und des mit ”A” gekennzeichneten Lichteintrittsbereichs und des mit ”B” gekennzeichneten Bereichs, der von der Lampe beabstandet ist. Die Beleuchtung von der Lampe führt im Bereich ”A” zu einer höheren Temperatur als im Bereich ”B”.
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Erhöhte Temperaturen der Lampe 1 und des Lichteintrittsbereichs gehen mit einer Überhitzung der Lampe wegen kontinuierlichen Ansteuerns derselben einher, und sie führen zu einer Beeinträchtigung des Funktionsvermögens der Lampe und einer Verringerung der Lebensdauer derselben.
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DE 10 2004 037 039 A1 zeigt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit Hinterlichteinheit, bei der eine Beschädigung von Elementen in einem Umgebungsbereich der Hinterlichteinheit aufgrund von hohen Temperaturen mittels einer Temperatursteuerung mit einer thermoelektrischen Vorrichtung und einer Peltier-Vorrichtung vermieden werden kann.
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JP 2003 015130 A beschreibt ebenfalls eine Temperatursteuerung für eine Hinterlichteinheit einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wobei die Temperatursteuerung die Temperatur einer zirkulierenden Kühlflüssigkeit mittels eines Thermosensors und eines Peltier-Elements einstellt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass eine Hinterleuchtungseinheit geschaffen ist, bei der auf effektive Weise ein Wärmeabsorptionsvorgang, wie er während eines Hochtemperaturzustands erforderlich ist, und ein Wärmeemissionsvorgang, wie er während eines Niedertemperaturzustands erforderlich ist, effektiv gesteuert werden können, um dadurch Probleme in Zusammenhang mit der Lampenfunktion und der Lebensdauer der Lampe zu lösen, und um einen verbesserten Effekt hinsichtlich der Anfangshelligkeit zu erzielen.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Zusätzliche Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sie werden dem Fachmann teilweise beim Studieren des Folgenden ersichtlich, oder sie ergeben sich beim Ausüben der Erfindung. Die Ziele und andere Vorteile der Erfindung können durch die Struktur realisiert und erreicht werden, wie sie speziell in der schriftlichen Beschreibung und den zugehörigen Ansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen dargelegt ist.
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Es ist zu beachten, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung beispielhaft und erläuternd sind und dazu vorgesehen sind, für eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu sorgen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in diese Anmeldung eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform (Ausführungsformen) der Erfindung, und sie dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, das Prinzip derselben zu erläutern.
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In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt.
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Hinterleuchtungseinheit vom Kantentyp gemäß einer einschlägigen Technik;
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2 und 3 sind Fotografien, die Temperaturverteilungen bei einer L- bzw. einer U-förmigen Hinterleuchtungseinheit gemäß einer einschlägigen Technik zeigen;
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4 ist eine perspektivische Ansicht einer Hinterleuchtungseinheit gemäß einer ersten Ausführungform der Erfindung;
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5 ist eine Draufsicht einer Hinterleuchtungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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6 ist eine Draufsicht einer Hinterleuchtungseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
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7 ist ein Schaltbild zum Veranschaulichen einer Stromrichtungssteuerung und eines Abdeckungsbodens, wie sie in jeder der 4, 5 und 6 dargestellt sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun wird detailliert auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele dargestellt sind. Wo immer es möglich ist, werden in allen Zeichnungen dieselben Bezugszahlen dazu verwendet, dieselben oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.
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Die erfindungsgemäße Hinterleuchtungseinheit verfügt über einen Abdeckungsboden, der durch einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt gebildet ist, und eine Stromrichtungssteuerung, die zwischen den ersten und den zweiten Abschnitt des Abdeckungsbodens geschaltet ist, um die Zufuhr von Strom und die Zuführrichtung desselben zu steuern.
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Zusätzlich zur oben beschriebenen Konfiguration verfügt die erfindungsgemäße Hinterleuchtungseinheit über eine Lichtleitplatte, die von einer Lampe emittiertes Licht so führt, dass es zu einer LCD-Tafel reflektiert wird; eine Streufolie, die das aus der Lichtleitplatte nach oben austretende Licht unter einem bestimmten Winkel streut; eine Prismenlage, die das gestreute Licht kondensiert und das kondensierte Licht zur LCD-Tafel durchlässt; und eine bodenseitige Reflexionsplatte, die zum Abdeckungsboden durchgelassenes Licht nach oben reflektiert, um Lichtverluste zu minimieren. Die Hinterleuchtungseinheit kann über mehrere Streulagen verfügen.
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Der erste, zweite und dritte Abschnitt des Abdeckungsbodens bilden eine geschlossene Schleife. Der erste Abschnitt ist ein Abdeckungsbodenabschnitt, der vom Bereich beabstandet ist, in dem die Lampe angeordnet ist. Der dritte Abschnitt ist ein Verbindungsabschnitt, der den ersten und den zweiten Abschnitt verbindet. Der Verbindungsabschnitt, d. h. der dritte Abschnitt, verfügt über eine kleine Fläche, so dass sich im dritten Abschnitt ein maximaler Temperaturgradient ergibt.
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Der erste und der zweite Abschnitt sind in einem Bereich, in dem der Abdeckungsboden angeordnet ist, voneinander beabstandet, jedoch mit Ausnahme eines Bereichs, in dem der dritte Abschnitt, d. h. der Verbindungsabschnitt, angeordnet ist. So bildet der Abdeckungsboden durch den Verbindungsabschnitt eine geschlossene Schleife.
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Die Lampe kann über eine gerade Form, eine L-Form oder eine U-Form verfügen. Unabhängig von der Form der Lampe ist der Abschnitt des Abdeckungsbodens, der benachbart zur Lampe angeordnet ist, als erster Abschnitt definiert, derjenige Abschnitt des Abdeckungsbodens, der von der Lampe beabstandet ist, ist ein zweiter Abschnitt definiert, und derjenige Abschnitt des Abdeckungsbodens, der den ersten und den zweiten Abschnitt verbindet, ist als dritter Abschnitt definiert. Der erste Abschnitt kann über eine gerade Form, eine L-Form oder eine U-Form verfügen.
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Nachfolgend wird die Hinterleuchtungseinheit in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenhang mit der Verwendung von Lampen mit verschiedenen Formen beschrieben.
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Die 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Hinterleuchtungseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die 5 ist eine Draufsicht einer Hinterleuchtungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die 6 ist eine Draufsicht einer Hinterleuchtungseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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Die 7 ist ein Schaltbild zum Veranschaulichen einer Stromrichtungssteuerung und eines Abdeckungsbodens, wie sie in jeder der 4, 5 und 6 dargestellt sind.
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Als Erstes wird die Hinterleuchtungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Wie es in der 4 dargestellt ist, verfügt die Hinterleuchtungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung über einen Abdeckungsboden 40, der in einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt 40a, 40b und 40c unterteilt ist, die eine geschlossene Schleife bilden, wobei der erste Abschnitt 40a eine gerade Form aufweisen kann. An einer Seite oder beiden Seiten des Abdeckungsbodens 40 ist eine Lampe 41 angeordnet, die über eine gerade Struktur verfügt. Genauer gesagt, ist die Lampe an einem Rand des ersten Abschnitts 40a angeordnet, der vom zweiten Abschnitt beabstandet ist. Ein Lampengehäuse 42 umgibt die Lampe 41 mit Ausnahme einer Lichtemissionsfläche derselben. Die Hinterleuchtungseinheit verfügt auch über eine Stromrichtungssteuerung 43, die zwischen den ersten und den zweiten Abschnitt 40a und 40b geschaltet ist, um die Zufuhr von Strom und die Zuführrichtung des Stroms zu steuern. Die Lampe 41 kann aus einer CCFL oder LEDs bestehen.
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Die Hinterleuchtungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verfügt, zusätzlich zu oben beschriebenen Konfiguration, über eine Lichtleitplatte, die von der Lampe 41 emittiertes Licht so führt, dass es zu einer LCD-Tafel reflektiert wird; eine Streufolie, die das nach oben aus der Lichtleitplatte unter einem bestimmten Winkel austretende Licht streut, eine Prismenlage, die das gestreute Licht kondensiert und das kondensierte Licht zur LCD-Tafel durchlässt; und eine bodenseitige Reflexionsplatte, die zum Abdeckungsboden 40 durchgelassenes Licht nach oben reflektiert, um Lichtverluste zu minimieren. Die Hinterleuchtungseinheit kann über mehrere Streulagen verfügen.
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Zusätzlich zur oben beschriebenen Konfiguration verfügt, um Verluste des Lichts zu verringern, das von der Lampe 41 zu einer Lichteintrittsfläche der Lichtleitplatte emittiert wird, die Hinterleuchtungseinheit ferner über eine lampenseitige Reflexionsplatte, die die Außenseite der Lampe 41 mit Ausnahme der Lichteintrittsfläche der Lichtleitplatte umgibt, sowie Lampenhalter, die an entgegengesetzten Enden der Lampe 41 angeordnet sind, um sie an einer gewünschten Position zu halten und zu verhindern, dass sie sich übermäßig in einen Abschnitt der Lichtleitplatte erstreckt, der einem Bereich entspricht, in dem die Lampe 41 angeordnet ist.
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Wenn die Lampe 41 an jeder Seite der Lichtleitplatte angeordnet ist, kann die Hinterleuchtungseinheit in einem Monitor verwendet werden. Wenn dagegen die Lampe 41 an einer Seite der Lichtleitplatte angeordnet ist, kann die Hinterleuchtungseinheit in einem Notebookcomputer verwendet werden.
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Bei der Hinterleuchtungseinheit mit der oben beschriebenen Konfiguration bildet der erste Abschnitt 40a des Abdeckungsbodens 40 einen Abdeckungsbodenabschnitt, der benachbart zum Bereich angeordnet ist, in dem die Lampe 41 angeordnet ist. Der dritte Abschnitt 40c ist ein Verbindungsabschnitt, der den ersten und den zweiten Abschnitt 40a und 40b verbindet.
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Der erste und der zweite Abschnitt 40a und 40b sind in einem Bereich, in dem der Abdeckungsboden 40 angeordnet ist, mit Ausnahme eines Bereichs voneinander beabstandet, in dem der dritte Abschnitt 40c, d. h. der Verbindungsabschnitt, angeordnet ist. So verfügt der Abdeckungsboden 40 über eine integrierte Struktur, die eine durch den Verbindungsabschnitt geschlossene Schleife bildet.
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Nun wird eine Hinterleuchtungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Wie es in der 5 dargestellt ist, verfügt die Hinterleuchtungseinheit gemäss der zweiten Ausführungsform der Erfindung über einen Abdeckungsboden 50, der in einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt 50a, 50b und 50c unterteilt ist, die eine geschlossene Schleife bilden, wobei der erste Abschnitt 50a über eine L-förmige Struktur verfügen kann; eine Lampe 51, die sich entlang zweier Ränder des ersten Abschnitts 50a des Abdeckungsbodens 50 erstreckt und über eine L-förmige Struktur verfügt; und ein Lampengehäuse, das die Lampe 51 mit Ausnahme einer Lichtemissionsfläche derselben einschließt. Die Hinterleuchtungseinheit verfügt auch über eine Stromrichtungssteuerung 54, die zwischen den ersten und den zweiten Abschnitt 50a und 50b geschaltet ist, um die Zufuhr von Strom und die Zuführrichtung desselben zu steuern. Die Lampe 51 kann über eine CCFL oder LEDs verfügen.
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Die Hinterleuchtungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verfügt, zusätzlich zur oben beschriebenen Konfiguration, über eine Lichtleitplatte, die von der Lampe 51 emittiertes Licht so leitet, dass es zu einer LCD Tafel reflektiert wird; eine Streufolie, die das von der Lichtleitplatte unter einem bestimmten Winkel nach oben austretende Licht streut; eine Prismenfolie, die das gestreute Licht kondensiert und das kondensierte Licht zur LCD-Tafel durchlässt; und eine bodenseitige Reflexionsplatte, die zum Abdeckungsboden 50 durchgelassenes Licht nach oben reflektiert, um Lichtverluste zu minimieren. Die Hinterleuchtungseinheit kann über mehrere Streulagen verfügen.
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Zusätzlich zur oben beschriebenen Konfiguration verfügt, um Verluste des von der Lampe 51 zu einer Lichteintrittsfläche der Lichtleitplatte emittierten Lichts zu verringern, die Hinterleuchtungseinheit ferner über eine lampenseitige Reflexionsplatte, die das Äußere der Lampe 51 mit Ausnahme der Lichteintrittsfläche der Lichtleitplatte umgibt, und Lampenhalter, die an entgegengesetzten Enden der Lampe 51 angeordnet sind, um diese an einer gewünschten Position zu halten und zu verhindern, dass sie sich übermäßig in einen Abschnitt der Lichtleitplatte erstreckt, der einem Bereich entspricht, in dem sie angeordnet ist.
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Bei der Hinterleuchtungseinheit mit der oben beschriebenen Konfiguration ist der erste Abschnitt 50a des Abdeckungsbodens 50 ein Abdeckungsbodenabschnitt, der benachbart zum Bereich angeordnet ist, in dem die L-förmige Lampe 51 angeordnet ist. Der zweite Abschnitt 50b ist ein Abdeckungsbodenabschnitt, der diagonal vom Bereich beabstandet ist, in dem die Lampe 51 angeordnet ist. Der dritte Abschnitt 50c ist ein Verbindungsabschnitt, der den ersten und den zweiten Abschnitt 50a und 50b verbindet.
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Der erste und der zweite Abschnitt 50a und 50b sind in einem Bereich, in dem der Abdeckungsboden 50 angeordnet ist, mit Ausnahme eines Bereichs voneinander beabstandet, in dem der dritte Abschnitt 50c, d. h. der Verbindungsabschnitt, angeordnet ist. So verfügt der Abdeckungsboden 50 über eine integrierte Struktur, die eine durch den Verbindungsabschnitt geschlossene Schleife bildet.
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Als Nächstes wird eine Hinterleuchtungseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Wie es in der 6 dargestellt ist, verfügt die Hinterleuchtungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung über einen Abdeckungsboden 60, der in einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt 60a, 60b und 60c unterteilt ist, die eine geschlossene Schleife bilden, wobei der erste Abschnitt 60a eine U-förmige Struktur aufweisen kann, eine Lampe 61, die sich entlang drei Rändern des ersten Abschnitts 60a des Abdeckungsbodens 60 erstreckt und über eine U-förmige Struktur verfügt, und ein Lampengehäuse, das die Lampe 61 mit Ausnahme einer Lichtemissionsfläche derselben einschließt. Die Hinterleuchtungseinheit verfügt auch über eine Stromrichtungssteuerung 64, die zwischen den ersten und den zweiten Abschnitt 60a und 60b geschaltet ist, um die Zufuhr von Strom und die Zuführrichtung desselben zu steuern. Die Lampe 61 kann über eine CCFL oder LEDs verfügen.
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Die Hinterleuchtungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung verfügt, zusätzlich zur oben beschriebenen Konfiguration, über eine Lichtleitplatte, die von der Lampe 61 emittiertes Licht so führt, dass es zu einer LCD-Tafel reflektiert wird; eine Streulage, die das nach oben aus der Lichtleitplatte unter einem bestimmten Winkel austretende Licht streut; eine Prismenlage, die das gestreute Licht kondensiert und das kondensierte Licht zur LCD-Tafel durchlässt; und eine bodenseitige Reflexionsplatte, die zum Abdeckungsboden 60 durchgelassenes Licht nach oben reflektiert, um Lichtverluste zu minimieren. Die Hinterleuchtungseinheit kann über mehrere Streulagen verfügen.
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Zusätzlich zur oben beschriebenen Konfiguration verfügt die Hinterleuchtungseinheit, um Verluste des von der Lampe 61 zu einer Lichteintrittsfläche der Lichtleitplatte emittierten Lichts zu verringern, ferner über eine lampenseitige Reflexionsplatte, die das Äußere der Lampe 61 mit Ausnahme der Lichteintrittsfläche der Lichtleitplatte umgibt, und Lampenhalter, die an entgegengesetzten Enden der Lampe 61 angeordnet sind, um sie an einer gewünschten Position zu halten und zu verhindern, dass sie sich übermäßig in einen Abschnitt der Lichtleitplatte hinein erstreckt, der einem Bereich entspricht, in dem sie angeordnet ist.
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Bei der Hinterleuchtungseinheit mit der oben beschriebenen Konfiguration ist der erste Abschnitt 60a des Abdeckungsbodens 60 ein Abdeckungsbodenabschnitt, der benachbart zum Bereich angeordnet ist, in dem die U-förmige Lampe 61 angeordnet ist. Der zweite Abschnitt 60b ist ein Abdeckungsbodenabschnitt, der vom Bereich beabstandet ist, in dem die Lampe 61 angeordnet ist, d. h. an den drei Rändern des Abdeckungsbodens 60. Das heißt, dass der zweite Abschnitt 60b den restlichen Rand des Abdeckungsbodens 60 bildet. Der dritte Abschnitt 60c ist ein Verbindungsabschnitt, der den ersten und den zweiten Abschnitt 60a und 60b verbindet.
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Der erste und der zweite Abschnitt 60a und 60b sind in einem Bereich voneinander beabstandet, in dem der Abdeckungsboden 60 angeordnet ist, mit Ausnahme eines Bereichs, in dem der dritte Abschnitt 60c, d. h. der Verbindungsabschnitt, angeordnet ist. So verfügt der Abdeckungsboden 60 über eine integrierte Struktur, die durch den Verbindungsabschnitt eine geschlossene Schleife bildet.
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Die Lampe 61 kann aus einer CCFL bestehen. Die Lampe 61 verfügt über eine Röhre sowie eine erste und eine zweite Innenelektrode 62a und 62b, die an entgegengesetzten Enden derselben in ihrem Inneren angeordnet sind. Wenn eine Treiberspannung an die erste und die zweite Innenelektrode 62a und 62b gelegt wird, emittiert die Lampe 61 Licht. Mit der ersten und der zweiten Innenelektrode 62a und 62b sind eine erste bzw. eine zweite Spannungsversorgungsleitung 63a und 63b verbunden, um die Treiberspannung für die Lampe 61 zuzuführen.
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Wie es in der 7 dargestellt ist, verfügt jede Stromrichtungssteuerung 43, 54 und 64, wie sie in der Hinterleuchtungseinheit gemäß der ersten, zweiten bzw. dritten Ausführungsform der Erfindung enthalten ist, über eine Spannungsquelle 70; eine erste Diode 72a und einen ersten Kondensator 73a, die in einem ersten Pfad angeordnet sind; eine zweite Diode 72b und einen zweiten Kondensator 73b, die in einem zweiten Pfad angeordnet sind; und einen ersten Schalter 71a und einen zweiten Schalter 71b, die so ausgebildet sind, dass sie den ersten Pfad bzw. den zweiten Pfad auswählen.
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Der erste und der zweite Pfad sind unter der Bedingung parallel geschaltet, dass sowohl der erste als auch der zweite Schalter 71a und 71b im geschlossenen oder EIN-Zustand vorliegen. Die erste und die zweite Diode 72a und 72b sind so angeordnet, dass sie den Stromfluss in entgegengesetzten Richtungen durchlassen.
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Jede der Stromrichtungssteuerungen 43, 54 und 64 ist zwischen entgegengesetzte Enden des ersten und zweiten Abschnitts des zugehörigen Abdeckungsbodens 40, 50 bzw. 60, wie sie in den 4, 5 bzw. 6 dargestellt sind, geschaltet.
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Wenn der erste Schalter 71a eingeschaltet wird, fließt Strom im ersten Pfad, d. h. einem Pfad A, über die erste Diode 72a und den ersten Kondensator 73a. Wenn dagegen der zweite Schalter 71b eingeschaltet ist, fließt Strom im zweiten Pfad, d. h. einem Pfad B, über die zweite Diode 72b und den zweiten Kondensator 73b.
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Die Abdeckungsböden 40, 50 und 60 der Hinterleuchtungseinheiten gemäß der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform der Erfindung können aus einem Material wie Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Platin (Pt) oder Silber (Ag) bestehen, wobei die Kosten, die Bearbeitbarkeit und das Gewicht berücksichtigt werden.
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Zur Bezugnahme werden die Schmelzpunkte, Siedepunkte und spezifischen Dichten von Fe, Cu, Pt und Ag in der folgenden Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
| Atomsymbol | Schmelzpunkt (°C) | Siedepunkt (°C) | Spezifische Dichte (bei 20°C) |
| Fe | 1535 | 2750 | 7,86 |
| Cu | 1084,5 | 2595 | 8,92 |
| Pt | 1772 | 3827 | 21,45 |
| Ag | 961,9 | 2212 | 10,49 |
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Der Zweck des Unterteilens jedes Abdeckungsbodens 40, 50 und 60 in einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt entsprechend der Form der Lampe sowie des Anordnens der Stromrichtungssteuerung 43, 54 oder 64 im zweiten Abschnitt, wie bei der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform der Erfindung, besteht im Erzeugen einer Wärmeabsorption oder Wärmeemission im Abdeckungsboden 40, 50 oder 60 entsprechend dem Thomson-Effekt, wie er durch geeignete Steuerung der Richtung des durch den Abdeckungsboden 40, 50 oder 60 fließenden Stroms erzeugt wird, wenn zwischen den Abschnitten des Abdeckungsbodens auf Grund der Anordnung der Lampe in Bezug auf den Abdeckungsboden eine Temperaturdifferenz besteht, um so die Abdeckungsboden der Abschnitte des Abdeckungsbodens 40, 50 oder 60 geeignet zu steuern.
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Der Thomson-Effekt ist ein Effekt dahingehend, dass dann, wenn ein Strom in einem Leiter mit einem Temperaturgradienten fließt, dafür gesorgt wird, dass vom Leiter zusätzlich zur durch den Stromfluss erzeugten Joulschen Wärme Wärme emittiert oder absorbiert wird.
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Die entsprechend dem Thomson-Effekt erzeugte Wärmemenge (Q) kann durch den folgenden Ausdruck 1 wiedergegeben werden:
wobei ”I” die Stromstärke repräsentiert, ”α” einen Thomson-Koeffizienten repräsentiert und ”Δ T” die Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt repräsentiert.
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Fe und Pt, aus denen der Abdeckungsboden bestehen kann, verfügen über einen positiven Thomson-Koeffizienten. Cu und
Ag, aus denen der Abdeckungsboden bestehen kann, verfügen über einen negativen Thomson-Koeffizienten.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zum Steuern der Temperatur der Hinterleuchtungseinheit mit der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben. Der Zweckdienlichkeit halber erfolgt die folgende Beschreibung in Zusammenhang mit einem der Abdeckungsböden 40, 50 und 60 gemäß der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform der Erfindung, ohne dass der Abdeckungsboden mit irgendeiner Bezugszahl gekennzeichnet würde.
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Als Erstes wird dem Abdeckungsboden ein Strom zugeführt, wenn in ihm dort, wo die Lampe angeordnet ist, ein Temperaturgradient erzeugt wird.
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Die Richtung des Stroms, wie er dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Abdeckungsbodens auf die Erzeugung eines Temperaturgradienten im Abdeckungsboden hin zugeführt wird, wird unter Verwendung der Stromrichtungssteuerung 43 gesteuert.
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Die Stromrichtung wird gesteuert, um dafür zu sorgen, dass der Strom von der Seite niedrigerer Temperatur zur Seite höherer Temperatur oder von der Seite höherer Temperatur zur Seite niedrigerer Temperatur im Abdeckungsboden abhängig davon fließt, ob der Thomson-Koeffizient des Abdeckungsbodens positiv (+) oder negativ (–) ist, um so dafür zu sorgen, dass der Abdeckungsboden Wärme absorbiert oder emittiert.
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Als Erstes wird die Wärmeabsorption und die Wärmeemission des Abdeckungsbodens in Zusammenhang mit dem Fall beschrieben, dass der Abdeckungsboden über einen positiven Thomson-Koeffizienten verfügt.
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Wenn der Abdeckungsboden aus einem Material mit positivem Thomson-Koeffizienten besteht, wird Wärme von ihm emittiert, wenn ihm Strom in der Richtung von der Seite niedrigerer Temperatur zur Seite höherer Temperatur zugeführt wird, d. h. vom zweiten Abschnitt zum ersten Abschnitt.
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Wenn vom Abdeckungsboden Wärme emittiert wird, wie oben beschrieben, wird ein Wärmeemissionseffekt erzeugt. Die Wärmeemission vom Abdeckungsboden erhöht die Temperatur des Lichteintrittsbereichs, in dem von der Lampe emittiertes Licht während eines Niedertemperaturzustands eine Erhöhung der anfänglichen Helligkeit erzeugt.
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Das heißt, dass dann, wenn die Temperatur der Hinterleuchtungseinheit niedrig ist und der Thomson-Koeffizient des Abdeckungsbodens positiv ist, Strom in der Richtung vom zweiten Abschnitt zum ersten Abschnitt an den Abdeckungsboden geliefert wird.
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Andererseits absorbiert der Abdeckungsboden Wärme, wenn der Strom in der Richtung von der Seite höherer Temperatur zur Seite niedrigerer Temperatur geliefert wird, d. h. vom ersten Abschnitt an den zweiten Abschnitt, wenn er aus einem Material mit positivem Thomson-Koeffizienten besteht.
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Wenn im Abdeckungsboden Wärmeabsorption auftritt, wie oben beschrieben, nimmt die Temperatur des Lichteinfallsbereichs, auf den von der Lampe emittiertes Licht fällt, ab. Demgemäß ist es möglich, eine Überhitzung der Lampe zu verhindern und so Probleme einer Beeinträchtigung der Funktion derselben und einer Verringerung ihrer Lebensdauer zu beseitigen.
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Das heißt, dass dann, wenn die Temperatur der Hinterleuchtungseinheit hoch ist und der Thomson-Koeffizient des Abdeckungsbodens positiv ist, Strom in der Richtung vom ersten Abschnitt zum zweiten Abschnitt an den Abdeckungsboden geliefert wird.
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Als Nächstes werden die Wärmeabsorption und Wärmeemission des Abdeckungsbodens in Zusammenhang mit dem Fall beschrieben, dass der Abdeckungsboden über einen negativen Thomson-Koeffizienten verfügt.
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Immer dann, wenn der Abdeckungsboden aus einem Material mit negativem Thomson-Koeffizienten besteht, absorbiert er Wärme, wenn Strom in der Richtung von der Seite niedrigerer Temperatur zur Seite höherer Temperatur an ihn geliefert wird. Wenn dagegen Strom in der Richtung von der Seite höherer Temperatur zur Seite niedrigerer Temperatur an den Abdeckungsboden geliefert wird, emittiert er Wärme.
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Das heißt, dass dann, wenn die Temperatur der Hinterleuchtungseinheit hoch ist und der Thomson-Koeffizient des Abdeckungsbodens negativ ist, Strom in der Richtung von der Seite niedrigerer Temperatur zur Seite höherer Temperatur an den Abdeckungsboden geliefert wird, d. h. vom zweiten zum ersten Abschnitt, um zu Wärmeabsorption zu führen.
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Wenn dagegen die Temperatur der Hinterleuchtungseinheit niedrig ist und der Thomson-Koeffizient des Abdeckungsbodens negativ ist, wird Strom in der Richtung von der Seite höherer Temperatur zur Seite niedrigerer Temperatur an den Abdeckungsboden geliefert, d. h. vom ersten zum zweiten Abschnitt, um zu Wärmeemission zu führen.
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So ist es möglich, den im Abdeckungsboden erzeugten Temperaturgradienten dadurch zu verringern, dass die Richtung des an den ersten und den zweiten Abschnitts des Abdeckungsbodens gelieferten Stroms entsprechend der Anordnung der Lampe in Bezug auf den Abdeckungsboden und entsprechend den Thomson-Koeffizienten des Abdeckungsbodens gesteuert wird.
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Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, liefern die Hinterleuchtungseinheit und das Verfahren zum Steuern derselben gemäß der Erfindung verschiedene Effekte.
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Wenn nämlich der Abdeckungsboden der Hinterleuchtungseinheit geeignet in einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt, die eine geschlossene Schleife bilden, entsprechend der Anordnung der Lampe in Bezug auf den Abdeckungsboden unterteilt wird, tritt in ihm Wärmeabsorption oder Wärmeemission auf, wenn Strom unter der Bedingung an ihn geliefert wird, gemäß der die Richtung des an den ersten Abschnitt des Abdeckungsbodens, der benachbart zur Lampe angeordnet ist, gelieferten Stroms und die Richtung des an den zweiten Abschnitts des Abdeckungsbodens, der von der Lampe entfernt ist, gelieferten Stroms gesteuert werden.
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Demgemäß ist es möglich, Probleme einer Beeinträchtigung der Funktion der Lampe und einer Verkürzung der Lebensdauer derselben, zu denen es durch eine Überhitzung der Lampe kommt, zu beseitigen.
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Es ist auch möglich, die Temperatur des Abdeckungsbodens in einem Zustand niedriger Temperatur lokal zu erhöhen. Demgemäß kann eine Erhöhung der anfänglichen Helligkeit erzielt werden.
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Der Fachmann erkennt, dass an der Erfindung verschiedene Modifizierungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang derselben abzuweichen. So soll die Erfindung die Modifizierung und Variationen ihrer selbst abdecken, vorausgesetzt, dass sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.
