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Diese
Erfindung beansprucht die Priorität der Koreanischen Patentanmeldung
Nr. P2005-57012, welche am 29. Juni 2005 beim Koreanischen Patentamt
eingereicht wurde.
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Diese
Erfindung schafft eine Hintergrund-Beleuchtungseinheit und insbesondere
eine Prismenschicht, eine Hintergrund-Beleuchtungseinheit mit dieser Prismenschicht
und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit
dieser Hintergrund-Beleuchtungseinheit,
welche für
eine Verbesserung bei Licht-Konzentration,
frontaler Helligkeit und Blickwinkel geeignet ist.
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Verschiedene
Flachpaneel-Anzeigen wurden entwickelt, die im Vergleich mit einer
Kathodenstrahlröhren-Anzeige
das Gewicht und das Volumen reduzieren können. Beispiele für Flachpaneel-Anzeigen sind eine Flüssigkristall-Anzeige
(LCD = liquid crytal display), eine Feldemissions-Anzeige (FED =
field emission display), ein Plasma-Anzeige-Paneel (PDP = plasma
display panel) und eine Licht-emittierende Anzeige (LED = light
emitting display).
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Die
LCD-Anzeigen stellen Bilder dar, indem sie von einer Hintergrund-Beleuchtungseinheit
emittierte Lichtstrahlen unter Verwendung eines LCD-Paneels steuern.
Das LCD-Paneel weist eine Mehrzahl von Flüssigkristall-Zellen und eine
Mehrzahl von Steuerschaltern zum Schalten von an die entsprechenden
Flüssigkristall-Zellen
anzulegenden Videosignalen auf.
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Wie
in 1 dargestellt, weist
die herkömmliche
Hintergrund-Beleuchtungseinheit
auf: eine Licht erzeugende Lampe 10; eine Lichtleiterplatte 20,
die als Lichtquelle dient, indem sie von der Lampe 10 erzeugtes und
in die Lichtleitplatte 20 durch eine Einfalls-Oberfläche 22 hindurch
einfallendes Licht durch innere Dispersion emittiert; ein die Lampe 10 umgebendes
und gegenüber
der Einfalls-Oberfläche 22 der
Lichtleitplatte 20 angeordnetes Lampengehäuse 12;
eine unter der Lichtleitplatte 20 angeordnete Reflexionsplatte 30;
eine über der
Lichtleitplatte 20 angeordnete Diffusionsschicht 40 zum
Zerstreuen des sich durch die Lichtleitplatte 20 hindurch
ausbreitenden Lichts; und eine Prismenschicht 50, die eine
Richtung des sich durch die Diffusionsschicht 40 hindurch
ausbreitenden Lichts steuert.
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Im
Allgemeinen ist die Lampe 10 eine Kaltkathoden-Leuchtstofflampe.
Die Lampe 10 wird mittels einer Lampen-Betriebsspannung aus einem Inverter
(nicht dargestellt) erleuchtet.
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Das
Lampengehäuse 12 hat
innen eine reflektierende Oberfläche,
um das Licht aus der Lampe 10 in Richtung der Einfalls-Oberfläche 22 der
Lichtleitplatte 20 zu reflektieren.
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Die
Lichtleitplatte 20 erlaubt, dass das von der Lampe 10 einfallende
Licht einen von der Lampe 10 entfernten Abschnitt zu erreichen,
und leitet das einfallende Licht zu der Diffusionsschicht 40.
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Ein
Reflexionsmuster ist an einer Unterseite der Lichtleitplatte 20 gebildet,
damit das Licht von der Einfalls-Oberfläche 22 an einer geneigten
Rück-Oberfläche der Lichtleitplatte 20 reflektiert
wird und das reflektierte Licht auf die Diffusionsschicht 40 gerichtet
wird.
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Die
Reflexionsplatte 30 ist unter der Lichtleitplatte 20 angeordnet,
um Licht, das durch die Rück-Oberfläche der
Lichtleitplatte 20 aus dieser herauskommt, in die Lichtleitplatte 20 zurück zu reflektieren,
damit Lichtverluste reduziert werden. Die Diffusionsschicht 40 zerstreut
das sich durch die Lichtleitplatte 20 hindurch ausbreitende
Licht und emittiert das Licht in Richtung auf die Prismenschicht 50.
Die Prismenschicht 50 dient zum Kondensieren des sich durch
die Diffusionsschicht 40 hindurch ausbreitenden Lichts.
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Wie
in 2 gezeigt, weist
die Prismenschicht 50 einen Sammelfilm 52 aus
Polyester (PET) und eine Mehrzahl an auf dem Sammelfilm 52 gebildeten
Prismenspitzen 54 in Streifenform auf.
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Die
Prismenspitzen 54 haben jeweils eine erste geneigte Oberfläche und
eine zweite geneigte Oberfläche
mit einem vorgegebenen Winkel. Jede der ersten und zweiten geneigten
Oberflächen
ist mit Bezug auf die obere Oberfläche des Sammelfilms 52 unter
einem Winkel von 45° geneigt.
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Das
unter einem vorgegebenen Winkel θ1
auf die Prismenschicht
50, die einen Brechungsindex n1 hat,
einfallende Licht wird von der Prismenschicht
50 entsprechend
dem Snelliusschen Brechungsgesetz ausgedrückt durch die nachfolgende
Gleichung (1) in einen vorgegebenen Winkel θ2 reflektiert, wobei die Prismenschicht
50 eine
Brechungsindex n2 hat:
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Das
von der Lampe 10 emittierte Licht breitet sich bis zu der über der
Lichtleitplatte 20 angeordnete Diffusionsschicht 40 aus.
Das zerstreute Licht wird durch die Prismenschicht 50 hindurch
kondensiert und das kondensierte Licht wird schließlich nach
außen
hin emittiert.
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Das
auf die Prismenschicht 50 einfallende Licht kann sich jedoch
in drei Bereiche aufteilen, wie in 3 gezeigt
ist: nämlich
einen Totalreflexions-Bereich, einen Sammel-Bereich und einen Nebenmaximums-Bereich.
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Lichtstrahl
A des Totalreflexions-Bereichs tritt in den Sammelfilm 52 vertikal
ein und wird mittels der ersten und zweiten geneigten Oberflächen der
Prismenspitzen 54 intern total reflektiert. Das total reflektierte Licht
breitet sich wieder zu der Lichtleitplatte 20 aus. Auf
diese Weise wird das Licht A unter Verwendung der Reflexionsschicht 30 mittels
Wiederverwendung gesammelt.
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Lichtstrahl
B des Sammel-Bereichs tritt in den Sammelfilm 52 unter
einem Winkel ein und wird auf eine derartige Weise gesammelt, dass
es von der unteren Oberfläche
des Prismenfilms 50 und von einer der ersten und zweiten
geneigten Oberflächen
der Prismenspitzen 54 gebrochen wird.
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Lichtstrahl
C des Nebenmaximums-Bereichs tritt in den Sammelfilm 52 unter
einem Winkel ein und wird von einer der ersten und zweiten geneigten
Oberflächen
der Prismenspitzen 54 intern total reflektiert. Auf diese
Weise werden die Licht-Effizienz und die Blickwinkel-Charakteristik
verschlechtert.
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Wie
in 4 und in 5 gezeigt, existiert auf
Grund des Nebenmaximums ein heller Bereich an beiden Seiten einer
jeden Prismenschicht 50 um einen Symmetriepunkt herum.
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Daraus
resultiert, dass die Hintergrund-Beleuchtungseinheit des Standes
der Technik wegen der Struktur der Prismenschicht 50 einige
Probleme aufweist. Das heißt,
die Blickwinkel-Charakteristik
wird wegen der Helligkeits-Asymmetrie auf der vertikalen Achse (Y-Achse)
und der horizontalen Achse (X-Achse)
verschlechtert und die Sammel-Effizienz wird wegen des Nebenmaximums
verschlechtert.
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Dieser
Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, die oben genannten
Probleme zu reduzieren oder sogar zu beseitigen.
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Eine
erfindungsgemäße Prismenschicht
weist einen Lichtsammelnden Film und eine Mehrzahl von Prismenspitzen
auf, wobei jede Prismenspitze eine dreieckige Querschnitts-Fläche aufweist,
die von einer oberen Oberfläche
des Lichtsammelnden Films unter einem Winkel von zwischen ungefähr 20° und ungefähr 40° geneigt
ist.
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Eine
erfindungsgemäße Hintergrund-Beleuchtungseinheit
weist auf: eine Lampe zum Erzeugen von Licht; eine Lichtleitplatte
mit einer Einfalls-Oberfläche
an einer ihrer Seiten, die das Licht auf eine Prismenschicht hin
lenkt, die auf einer oberen Oberfläche der Lichtleitplatte bereitgestellt
ist, wobei die Prismenschicht das Licht mit einer Mehrzahl von Prismenspitzen
kondensiert (= sammelt), wobei jede Prismenspitze einen Neigungswinkel
von zwischen ungefähr
20° und
ungefähr
40° aufweist;
und einen auf der Prismenschicht bereitgestellten Reflexions-Polarisator
zum Erhöhen
entweder der S-Polarisation oder der P-Polarisation in dem von der
Prismenschicht kondensierten Licht.
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Alternativ
kann eine erfindungsgemäße Hintergrund-Beleuchtungseinheit
aufweisen: eine Mehrzahl von Licht erzeugenden Lampen; einen Boden-Träger zum
Tragen der Mehrzahl von Lampen; eine über den Lampen angeordnete
Diffusionsschicht; eine über
der Diffusionsschicht angeordnete Prismenschicht, die das Licht
mit einer Mehrzahl von Prismenspitzen kondensiert, wobei jede Prismenspitze
mit Bezug auf die Prismenschicht einen Neigungswinkel von zwischen
ungefähr
20° und
ungefähr
40° aufweist;
und einen über
der Prismenschicht angeordneten Reflexions-Polarisator zum Erhöhen entweder
der S-Polarisation oder der P-Polarisation
in dem von der Prismenschicht kondensierten Licht.
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden aus der
detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang
mit den beigefügten
Zeichnungen leichter verständlich. Darin
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Hintergrund-Beleuchtungseinheit gemäß dem Stand
der Technik;
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2 eine
Perspektiv-Ansicht einer in 1 dargestellten
Prismenschicht;
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3 die
Licht-Charakteristik der in 2 dargestellten
Prismenschicht;
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4 die
Licht-Charakteristik und die Winkelverteilung der in 2 dargestellten
Prismenschicht;
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5 die
Helligkeits-Winkelverteilung von sich durch die in 2 dargestellte
Prismenschicht hindurch ausbreitendem Licht;
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6 eine
Hintergrund-Beleuchtungseinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung;
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7 eine
Querschnitts-Ansicht einer in 6 dargestellten
Prismenschicht;
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8A die
Helligkeits-Winkelverteilung von sich durch die in 6 dargestellte
Prismenschicht hindurch ausbreitendem Licht;
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8B die
Helligkeits-Winkelverteilung von sich durch einen in 6 dargestellten
Reflexions-Polarisator hindurch ausbreitendem Licht;
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9 eine
Querschnitts-Ansicht einer Hintergrund-Beleuchtungseinheit gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung;
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10 eine
Querschnitts-Ansicht einer Hintergrund-Beleuchtungseinheit gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung;
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11 eine
Querschnitts-Ansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
mit der Hintergrund-Beleuchtungseinheit
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung;
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12 eine
Querschnitts-Ansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
mit der Hintergrund-Beleuchtungseinheit
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung; und
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13 eine
Querschnitts-Ansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
mit der Hintergrund-Beleuchtungseinheit
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung.
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Ausführungsbeispiele
dieser Erfindung werden nun nachfolgend unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Darin bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten.
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Wie
in 6 dargestellt, weist eine Hintergrund-Beleuchtungseinheit
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung eine Lampe 110, eine Lichtleitplatte 120,
ein Lampengehäuse 112,
eine Reflexionsplatte 130, eine Diffusionsschicht 140,
eine Prismenschicht 150 und einen Reflexions-Polarisator 160 auf.
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Die
Lampe 110 emittiert Licht und die Lichtleitplatte 120 leitet
das Licht weiter, das von der Lampe 110 emittiert wurde
und dann auf eine Einfalls-Oberfläche 122 der Lichtleitplatte 120 einfiel.
Das Lampengehäuse 112 umgibt
die Lampe 110 und ist gegenüber der Einfalls-Oberfläche 122 der
Lichtleitplatte 120 angeordnet. Die Reflexionsplatte 130 ist
unter der Lichtleitplatte 120 bereitgestellt. Die auf der
Lichtleitplatte 120 bereitgestellte Diffusionsschicht 140 zerstreut
das sich durch die Lichtleitplatte 120 hindurch ausbreitende
Licht. Die Prismenschicht 150 kondensiert (= sammelt) das
sich durch die Diffusionsschicht 140 hindurch ausbreitende Licht.
Der Reflexions-Polarisator 160 ist auf der Prismenschicht 150 bereitgestellt,
wobei der Reflexions-Polarisator 160 entweder
S-Polarisation oder P-Polarisation in dem von der Prismenschicht 150 kondensierten Licht
erhöht.
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Die
Lampe 110 kann eine Kaltkathoden-Leuchtstofflampe sein.
Obwohl nicht dargestellt, legt ein Inverter eine Betriebsspannung
an die Lampe 110 an. Das von der Lampe 110 emittierte
Licht fällt
auf die an einer Seite der Lichtleitplatte 120 bereitgestellte
Einfalls-Oberfläche 122 ein.
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Das
Lampengehäuse 112 ist
an der Seite der Lichtleitplatte 120 bereitgestellt, wobei
das Lampengehäuse 112 die
Lampe 110 umgibt, und befindet sich gegenüber der
Einfalls-Oberfläche 122 der
Lichtleitplatte 120. Das Lampengehäuse 112 hat innen
eine reflektierende Oberfläche,
wodurch das von der Lampe 110 emittierte Licht an der reflektierenden
Oberfläche
der Lampengehäuses 112 in
Richtung auf die Einfalls-Oberfläche 122 der
Lichtleitplatte 120 reflektiert wird.
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Die
Lichtleitplatte 120 führt
das Licht zu einem Bereich, der von der Lampe 110 entfernt
ist, und leitet das einfallende Licht in Richtung auf die Diffusionsschicht 140.
Da die Rück-Oberfläche (d.h.
die Rückseite) der
Lichtleitplatte 120 mit einem Reflexionsmuster hergestellt
ist, wird das einfallende Licht an der geneigten Rück-Oberfläche der
Lichtleitplatte 120 reflektiert und das reflektierte Licht
wird zu der Diffusionsschicht 140 geführt.
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Eine
Reflexionsplatte 130 ist unter der Lichtleitplatte 120 bereitgestellt.
Wenn das Licht die Reflexionsplatte 130 durch die Rück-Oberfläche der
Lichtleitplatte 120 erreicht, reflektiert die Reflexionsplatte 130 das Licht
zurück
in Richtung der Lichtleitplatte 120, wodurch der Lichtverlust
verringert wird.
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Die
Diffusionsschicht 140 zerstreut das sich durch die Lichtleitplatte 120 hindurch
ausbreitende Licht derart, dass das zerstreute Licht die Prismenschicht 150 erreicht.
Dann kondensiert (d.h. sammelt) die Prismenschicht 150 das
Licht. Die Prismenschicht 150 weist einen Licht-sammelnden
Film 152 und eine Mehrzahl von Prismenspitzen 154 auf.
Der Lichtsammelnde Film 152 ist aus Polyester (PET) hergestellt.
Die Prismenspitzen 154 sind in einer Streifen- oder Pyramiden-Form hergestellt,
wobei jede Prismenspitze 154 einen dreieckigen Querschnitt
mit unter einem Winkel von zwischen ungefähr 20° und ungefähr 40° geneigten Oberflächen mit
Bezug auf die Oberfläche
der Prismenschicht 150 aufweist.
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Eine
Pyramiden-Form (nicht dargestellt) ist eine Konfiguration, die ein
zweites Paar gegenüberliegender
geneigter Oberflächen
aufweisen, wobei das zweite Paar von Oberflächen um 90° bezogen auf das erste Paar
von Oberflächen
um eine Achse senkrecht zu der Oberfläche der Prismenschicht 150 rotiert
ist. Dabei sind mehrere Prismen entlang einer Richtung eines einzelnen
Streifens angeordnet.
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Jede
Prismenspitze 154 hat einen Scheitelwinkel von zwischen
ungefähr
100° und
ungefähr
140° sowie
erste und zweite geneigte Oberflächen
unter einem Winkel von zwischen ungefähr 20° und ungefähr 40° bezogen auf die Oberfläche der
Prismenschicht 150. Jeder Winkel der ersten und zweiten
geneigten Oberflächen
befindet sich in einem optimierten Bereich zum Entfernen von Lichtstrahlen,
die in einem Nebenmaximums-Bereich emittiert würden.
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Wie 7 zu
entnehmen ist, wird der einfallende Lichtstrahl A, der senkrecht
zu der Diffusionsschicht 140 ist, an den ersten und zweiten
geneigten Oberflächen
der Prismenspitzen 154 in Richtung der Reflexionsplatte 130 total
reflektiert und das Licht wird wieder verwendet. Außerdem werden
die einfallenden Lichtstrahlen B und C an den ersten und zweiten
geneigten Oberflächen
der Prismenspitzen 154 gebrochen, wodurch das Licht entweder
kondensiert oder total reflektiert wird. Daher ist es möglich, das
Nebenmaximum im Wesentlichen zu eliminieren.
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Der
Reflexions-Polarisator 160 erhöht entweder die S-Polarisation oder
die P-Polarisation in dem von der Prismenschicht 150 kondensierten
Licht, wodurch die frontale Helligkeit und die Licht-Effizienz verbessert werden.
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Der
Reflexions-Polarisator
160 transmittiert (= überträgt) die
S-Polarisation der sich durch die Prismenschicht
150 hindurch
ausbreitenden Lichts und reflektiert die P-Polarisation in Richtung der Reflexionsplatte
130.
Alternativ kann der Reflexions-Polarisator
160 die P-Polarisation
transmittieren und die S-Polarisation in Richtung der Reflexionsplatte
130 reflektieren.
Die Helligkeits-Winkelverteilung
P(θ) des
Reflexions-Polarisators
160 kann durch die nachfolgende
Gleichung (2) ausgedrückt
werden:
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In
Gleichung (2) bezeichnet „σ" den Halbwertsbreiten-Winkel
der Helligkeits-Verteilung, der mit der Diffusions-Intensität des Lichts
bei einer Gauss-Verteilung zusammenhängt, und „θ" den Einfallswinkel des durch die Prismenschicht 150 kommenden
Lichts.
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Der
Halbwertsbreiten-Winkel σ des
Reflexions-Polarisators 160 hat einen Wert von zwischen
ungefähr 0° und ungefähr 10°. Dementsprechend
ist der Wert der Helligkeits-Winkelverteilung in dem Bereich zwischen ungefähr 0° und ungefähr 10° optimiert.
Daher ist es möglich,
die Licht-Sammel-Effizienz des sich durch die Prismenschicht 150 hindurch
ausbreitenden Lichts zu verbessern und die frontale Helligkeit zu
verbessern, indem das in den Nebenmaximums-Bereich emittierte Licht
verringert oder im Wesentlichen eliminiert wird.
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8A stellt
nun die Helligkeits-Winkelverteilung von sich durch die in 6 dargestellte
Prismenschicht hindurch ausbreitendem Licht dar. 8B stellt
die Helligkeits-Winkelverteilung
von sich durch den in 6 dargestellten Reflexions-Polarisator
hindurch ausbreitendem Licht dar.
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Wie
in 8A gezeigt, wenn der Neigungswinkel der Prismenspitze 154 auf
ungefähr
37° optimiert ist,
ist es möglich,
den Nebenmaximums-Bereich in der Helligkeits-Winkelverteilung des sich durch die
Prismenschicht 150 hindurch ausbreitenden Lichts zu minimieren.
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Wie
in 8B dargestellt, wenn der Neigungswinkel der Prismenspitze 154 auf
ungefähr
37° optimiert wird
und der Halbwertsbreiten-Winkel σ auf
ungefähr
1° optimiert
wird, ist es außerdem
möglich,
den Nebenmaximums-Bereich von der Helligkeits-Winkelverteilung des
sich durch den Reflexions-Polarisator 160 hindurch
ausbreitenden Lichts im Wesentlichen zu eliminieren.
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Bei
der Hintergrund-Beleuchtungseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung wird der Neigungswinkel der Prismenspitze 154 in
dem optimierten Bereich zwischen ungefähr 20° und ungefähr 40° gebildet und der Halbwertsbreiten-Winkel σ des Reflexions-Polarisators 160 wird
in dem optimierten Bereich zwischen ungefähr 0° und ungefähr 10° gebildet. Daraus ergibt sich,
dass es möglich
ist, den Nebenmaximums-Bereich im Wesentlichen zu eliminieren und
die Licht-Sammel-Effizienz und die frontale Helligkeit zu verbessern.
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9 stellt
eine Querschnitts-Ansicht einer Hintergrund-Beleuchtungseinheit gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung dar. Unter Bezugnahme auf 9 wiest
die Hintergrund-Beleuchtungseinheit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung auf: eine ebene Lichtleitplatte 220, mindestens
eine Lampe 110, zwei Lampengehäuse 112, eine Reflexionsplatte 130,
eine Diffusionsschicht 140, eine Prismenschicht 150 und
einen Reflexions-Polarisator 160.
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Einfalls-Oberflächen 222 sind
auf beiden Seiten der ebenen Lichtleitplatte 220 bereitgestellt.
Mindestens eine Lampe 110 ist in Übereinstimmung mit jeder der
Einfalls-Oberflächen 222 bereitgestellt.
Jede der zwei Lampengehäuse 112 umgibt
die jeweilige Einfalls-Oberfläche 222 der
Lichtleitplatte 220 und die zugehörige Lampe 110. Außerdem ist
unter der Lichtleitplatte 220 die Reflexionsplatte 130 bereitgestellt.
Die auf der Lichtleitplatte 220 bereitgestellte Diffusionsschicht 140 zerstreut
sich durch die Lichtleitplatte 220 hindurch ausbreitendes
Licht. Die Prismenschicht 150 kondensiert das sich durch
die Diffusionsschicht 140 hindurch ausbreitende Licht.
Der Reflexions-Polarisator 160 ist auf der Prismenschicht 150 bereitgestellt,
wobei der Reflexions-Polarisator 160 entweder die S-Polarisation
oder die P-Polarisation in dem von der Prismenschicht 150 kondensierten
Licht erhöht.
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Mindestens
eine Lampe 110 ist in Übereinstimmung
mit jeder der an beiden Seiten der Lichtleitplatte 220 gebildeten
Einfalls-Oberflächen 222 bereitgestellt,
wobei die Hintergrund-Beleuchtungseinheit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung hinsichtlich ihrer Struktur ähnlich zu der Hintergrund-Beleuchtungseinheit
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung ist.
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Das
von der Lampe 110 emittierte Licht fällt durch die auf beiden Seiten
der Lichtleitplatte 220 gebildeten Einfalls- Oberflächen 222 ein,
so dass es möglich
ist, die Helligkeit des Lichts zu verbessern.
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Ein
Neigungswinkel einer in der Prismenschicht 150 gebildeten
Prismenspitze 154 wird in dem Bereich zwischen ungefähr 20° und ungefähr 40° festgelegt
und ein Halbwertsbreiten-Winkel σ des
Reflexions-Polarisators 160 befindet sich in einem optimierten
Bereich zwischen ungefähr
0° und ungefähr 10°. Daraus
ergibt sich, dass es möglich
ist, einen Nebenmaximums-Bereich
im Wesentlichen zu eliminieren und die Licht-Sammel-Effizienz und die
frontale Helligkeit zu verbessern.
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10 stellt
eine Querschnitts-Ansicht einer Hintergrund-Beleuchtungseinheit gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung dar. Diese Hintergrund-Beleuchtungseinheit weist
eine Mehrzahl von Lampen 310, eine Boden-Träger 312,
eine Diffusionsplatte 320, eine Prismenschicht 150 und
einen Reflexions-Polarisator 160 auf.
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Die
auf dem Boden-Träger 312 montierte
Mehrzahl von Lampen 310 emittiert Licht. Die Diffusionsplatte 320 ist
oberhalb der Lampen 310 derart positioniert, dass die Diffusionsplatte 320 das
von der Mehrzahl von Lampen 310 emittierte Licht zerstreut.
Die über
der Diffusionsplatte 320 bereitgestellte Prismenschicht 150 kondensiert
das von der Diffusionsplatte 320 zerstreute Licht. Der
Reflexions-Polarisator 160 ist auf der Prismenschicht 150 bereitgestellt,
wodurch der Reflexions-Polarisator 160 entweder die S-Polarisation
oder die P-Polarisation in dem von der Prismenschicht 150 kondensierten
Licht erhöht.
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Jeder
der Lampen 310 kann eine Kaltkathoden-Leuchtstofflampe
sein. Obwohl nicht dargestellt, legt ein Inverter eine Betriebsspannung
an die Lampe 310 an. Das von den Lampen 310 emittierte
Licht fällt
auf eine Rück-Oberfläche der
Diffusionsplatte 320 ein.
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Der
Boden-Träger 312 trägt die Mehrzahl
von Lampen 310. Zusätzlich
kann eine Reflexionsschicht (nicht dargestellt) an der inneren Oberfläche des
Boden-Trägers 312 derart
befestigt sein, beispielsweise mittels Klebens, dass die Reflexionsschicht
das von den Lampen 310 emittierte Licht zu der Diffusionsplatte 320 reflektiert.
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Die
Diffusionsplatte 320 bedeckt das Oberteil des Boden-Trägers 312 über den
Lampen 310. Daher wird das von den Lampen 310 emittierte
und an der Reflexionsschicht des Boden-Trägers 312 reflektierte
Licht von der Diffusionsplatte 320 zerstreut und das zerstreute
Licht fällt
dann auf die Prismenschicht 150 ein.
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Die
Prismenschicht 150 der Hintergrund-Beleuchtungseinheit
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel dieser
Erfindung ist ähnlich
in ihrer Struktur zu der Prismenschicht der in 7 dargestellten
Hintergrund-Beleuchtungseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung. Daher wird auf eine detaillierte Beschreibung
der Prismenschicht 150 der Hintergrund-Beleuchtungseinheit
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung verzichtet.
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Der
Reflexions-Polarisator 160 der Hintergrund-Beleuchtungseinheit
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung ist in seiner Struktur ähnlich dem Reflexions-Polarisator
der in 6 dargestellten Hintergrund-Beleuchtungseinheit
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung. Daher wird auch auf eine detaillierte Beschreibung
des Reflexions-Polarisators 160 der Hintergrund-Beleuchtungseinheit
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung verzichtet.
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Das
von den Lampen 310 emittierte Licht kann direkt auf die
Rück-Oberfläche der
Diffusionsschicht 140 einfallen, wodurch die Helligkeit
des Lichts verbessert wird.
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Der
Neigungswinkel einer in der Prismenschicht 150 gebildeten
Prismenspitze 154 befindet sich in einem optimierten Bereich
zwischen ungefähr
20° und
ungefähr
40° und
der Halbwertsbreiten-Winkel σ des
Reflexions-Polarisators 160 ist in einem Bereich zwischen
ungefähr
0° und ungefähr 10° gebildet.
Daraus ergibt sich, dass es möglich
ist, einen Nebenmaximums-Bereich im Wesentlichen zu eliminieren
und die Licht-Sammel-Effizienz und die frontale Helligkeit zu verbessern.
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Jede
der Hintergrund-Beleuchtungseinheiten gemäß den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen
dieser Erfindung kann als eine Lichtquelle zum Emittieren von Licht
für ein
in 11 bis 13 gezeigtes
Flüssigkristall-Anzeigepaneel 400 verwendet
werden. Das Flüssigkristall-Anzeigepaneel 400 kann
in einem IPS-Modus (IPS = in plane switching, d.h. Pixel-Elektrode und gemeinsame
Elektrode sind zum Ansteuern der Flüssigkristalle in einer gemeinsamen
Ebene angeordnet), in einem VA-Modus (VA = vertically aligned, d.h.
die Flüssigkristalle
sind vertikal ausgerichtet), in einem TN-Modus (TN = twisted nematic, d.h. die
Flüssigkristalle sind
verdreht nematisch angeordnet) oder in einem MD-Modus (MD = multi-domain,
d.h. die Flüssigkristall-Anzeige
ist in mehrere Domänen
aufgeteilt, wobei die Flüssigkristalle
von Domäne
zu Domäne
unterschiedlich ausgerichtet sind) angetrieben werden.
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Das
Flüssigkristall-Anzeigepaneel 400 weist
ein Dünnschichttransistor-Substrat,
ein Farbfilter-Substrat und eine Flüssigkristall-Schicht auf. Das
Dünnschichttransistor-Substrat weist auf
eine Mehrzahl an Flüssigkristall-Zellen,
die in Bereichen angeordnet sind, die durch eine Mehrzahl an Gate-
und Daten-Leitungen definiert werden, und eine Mehrzahl an Dünnschichttransistoren,
die als in den jeweiligen Flüssigkristall-Zellen gebildete
Schaltelemente dienen. Die Flüssigkristall-Schicht
ist zwischen dem Dünnschichttransistor-Substrat und
dem Farbfilter-Substrat gebildet, wobei das Dünnschichttransistor-Substrat
mit einem Zwischenabstand von dem Farbfilter-Substrat angeordnet
ist. Das Flüssigkristall-Anzeigepaneel 400 stellt
erwünschte
Bilder dar, indem es in der Flüssigkristall-Schicht
in Abhängigkeit
von den Datensignalen ein entsprechendes elektrisches Feld erzeugt,
um die Licht-Transmission zu steuern.