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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: n1 / n2 = sinθ1 / sinθ2. (1)
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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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DE 694 24 723 T2 und
DE 693 33 355 T2 offenbaren eine Hintergrund-Beleuchtungseinheit mit einer Prismenschicht, wobei der Scheitelwinkel der Prismen einen Winkel von 70°–110° einschließt. Die Helligkeits-Winkelverteilung weist jedoch ausgeprägte Nebenmaxima auf.
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In der Schrift
US 2004/0105251 A1 ist eine Hintergrund-Beleuchtungseinheit mit einer Lichtleitplatte, einer Prismenschicht und einem Reflexions-Polarisator, der Licht einer Polarisationszustands durchlässt und Licht mit einer dazu senkrechten Polarisation reflektiert, offenbart.
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Dieser Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Hintergrund-Beleuchtung mit einer hohen Licht-Effizienz zu schaffen.
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Eine erfindungsgemäße Hintergrund-Beleuchtungseinheit weist auf: wenigstens 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 Durchlassen von entweder der S-Polarisation oder der P-Polarisation in dem von der Prismenschicht kondensierten Licht und Reflektieren der jeweils anderen Polarisation, wobei der Reflexions-Polarisator einen Halbwertsbreiten-Winkel in einer Helligkeits-Winkelverteilung in einem Bereich zwischen ungefähr 0° und ungefähr 10° aufweist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ein Flüssigkristall-Anzeigepaneel zum Darstellen von Bildern und eine Hintergrund-Beleuchtungseinheit zum Emittieren von Licht auf das Flüssigkristall-Anzeigepaneel auf. Dabei weist die Hintergrund-Beleuchtungseinheit wenigstens eine Lampe zum Erzeugen von Licht, eine Lichtleitplatte mit mindestens einer Einfalls-Oberfläche an einer ihrer Seiten, eine Prismenschicht, die gegenüberliegend einer emittierenden Oberfläche der Lichtleitplatte angeordnet ist, zum Kondensieren von Licht mit einer Mehrzahl von Prismenspitzen, wobei jede Prismenspitze einen dreieckigen Querschnitt mit unter einem Winkel von zwischen ungefähr 20° und ungefähr 40° geneigten Oberflächen mit Bezug auf eine Oberfläche der Prismenschicht aufweist, und einen auf der Prismenschicht angeordneten Reflexions-Polarisator zum Durchlassen entweder von S-Polarisation oder von P-Polarisation in dem von der Prismenschicht kondensierten Licht und Reflektieren der jeweils anderen Polarisation auf. Der Reflexions-Polarisator weist einen Halbwertsbreiten-Winkel in einer Helligkeits-Winkelverteilung in einem Bereich zwischen ungefähr 0° und ungefähr 10° auf.
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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 Rückoberfläche (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: P(θ) = p0exp(–(0,5( θ / σ)2). (2)
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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.
