DE102019201647A1 - Optical unit for the background lighting of a display - Google Patents
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Abstract
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer optischen Einheit für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays umfasst die optische Einheit mehrere optische Folien (F). Ein mindestens zwei Folien aufweisender Folienstapel (FB) wird mit einer ersten Kontur geformt und an mindestens einer Kante abgekantet (S4) . Mindestens eine weitere Folie (R) wird mit einer an der ersten Kontur angepassten zweiten Kontur geformt (S5) . Die weitere Folie wird in den abgekanteten Teil des Folienstapels eingebracht (S6).In the method according to the invention for producing an optical unit for the backlighting of a display, the optical unit comprises a plurality of optical films (F). A film stack (FB) comprising at least two films is formed with a first contour and folded over on at least one edge (S4). At least one further film (R) is formed with a second contour that is adapted to the first contour (S5). The further film is introduced into the folded part of the film stack (S6).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer optischen Einheit für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays. Die Erfindung betrifft weiterhin eine unter Verwendung des Verfahrens hergestellte optische Einheit für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays und ein Display mit einer solchen Hintergrundbeleuchtung.The present invention relates to a method for producing an optical unit for the backlighting of a display. The invention further relates to an optical unit produced using the method for the background lighting of a display and a display with such a background lighting.
Flüssigkristallanzeigen (englisch: liquid crystal displays, LCDs) finden in vielen Bereichen der Technik Anwendung, beispielsweise in der Unterhaltungselektronik, zur Bildwiedergabe auf Mobiltelefonen oder auch im Bereich der Fahrzeugtechnik für Kombiinstrumente, die Anzeige eines Infotainmentsystems oder als bildgebende Einheit für Head-up-Displays.Liquid crystal displays (LCDs) are used in many areas of technology, for example in entertainment electronics, for displaying images on mobile phones or in vehicle technology for instrument clusters, for displaying in an infotainment system or as an imaging unit for head-up displays .
Die Anzeige beruht hierbei auf voneinander unabhängigen Segmenten mit Flüssigkristallen, die ihre Ausrichtung ändern, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird, und damit die Polarisationsrichtung von einfallendem Licht beeinflussen. Auf diese Weise ändert sich an einem Polarisationsfilter die Durchlässigkeit für polarisiertes Licht, das mit einer Hintergrundbeleuchtung und einem weiteren Polarisationsfilter erzeugt wird.The display is based on mutually independent segments with liquid crystals, which change their alignment when an electrical voltage is applied and thus influence the polarization direction of incident light. In this way, the permeability of polarized light that is generated with a backlight and another polarization filter changes on a polarization filter.
Bei der heute üblichen Hintergrundbeleuchtung für LCDs werden Leuchtdioden (englisch: light-emitting diode, LED) eingesetzt. Diese können seitlich am Rand eines Lichtleiters angebracht werden und durch diesen nach vorne gestreut werden. Hierbei werden üblicherweise zwischen dem Lichtleiter und der Flüssigkristallschicht mehrere separate, gestapelt angeordnete optische Folien vorgesehen, um durch Streuung und Ablenkung des Lichts eine möglichst homogene Ausleuchtung der Displayfläche zu gewährleisten. Auf der gegenüberliegenden Seite des Lichtleiters wird häufig ein Reflektor vorgesehen, um Licht, welches sich vom Lichtleiter zunächst nicht in Richtung der Flüssigkristallschicht ausbreitet, in diese Richtung umzulenken und so die Helligkeit und den Wirkungsgrad der Anzeige zu erhöhen.In the background lighting for LCDs that is common today, light-emitting diodes (LED) are used. These can be attached to the side of a light guide and scattered forward through it. In this case, several separate, stacked optical foils are usually provided between the light guide and the liquid crystal layer in order to ensure the most homogeneous possible illumination of the display surface by scattering and deflecting the light. A reflector is often provided on the opposite side of the light guide in order to deflect light, which does not initially propagate from the light guide in the direction of the liquid crystal layer, in this direction and thus to increase the brightness and the efficiency of the display.
Der Folienstapel der für die homogene Ausleuchtung der Displayfläche verwendeten optischen Folien wird zurzeit üblicherweise durch Übereinanderlegen von mehreren vorkonfektionierten Folien in der Endmontage der Hintergrundbeleuchtung erzeugt, beispielsweise indem nacheinander die einzelnen Folien auf dem Lichtleiter positioniert, ausgerichtet und durch einen Halterahmen fixiert werden.The film stack of the optical films used for homogeneous illumination of the display surface is currently usually produced by superimposing several prefabricated films in the final assembly of the background lighting, for example by successively positioning the individual films on the light guide, aligning them and fixing them in a holding frame.
Hierfür werden die einzelnen optischen Folien auf Maß zugeschnitten beschafft und verarbeitet. Dies ist technisch, logistisch und kostentechnisch nicht die beste Lösung und sehr aufwendig. Weiterhin können die einzelnen Folien durch Reibung untereinander Flitter erzeugen die das durch das Display erzeugte Bild störend beeinflussen können. Ebenso muss jede der einzelnen Folien separat fixiert werden, um so beispielsweise eine anderenfalls potenziell erfolgende Geräuschbildung bei Vibrationen zu verhindern.For this purpose, the individual optical foils are procured and processed to measure. Technically, logistically and in terms of costs, this is not the best solution and is very complex. Furthermore, the individual foils can generate tinsel through friction with one another, which can interfere with the image generated by the display. Each of the individual foils must also be fixed separately in order to prevent, for example, any noise that might otherwise occur in the event of vibrations.
Weiterhin beschreibt die
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein demgegenüber verbessertes Verfahren zum Herstellen einer optischen Einheit für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays, sowie eine entsprechende optische Einheit für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays und ein Display mit einer solchen Hintergrundbeleuchtung anzugeben.It is an object of the present invention to provide an improved method for producing an optical unit for the background lighting of a display, as well as a corresponding optical unit for the background lighting of a display and a display with such a background lighting.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer optischen Einheit für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine optische Einheit gemäß Anspruch 8 und ein Display gemäß Anspruch 9 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method for producing an optical unit for the backlighting of a display having the features of claim 1, an optical unit according to claim 8 and a display according to claim 9. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer optischen Einheit für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays umfasst die optische Einheit mehrere optische Folien. Ein mindestens zwei Folien aufweisender Folienstapel wird mit einer ersten Kontur geformt und an mindestens einer Kante abgekantet. Mindestens eine weitere Folie wird mit einer an der ersten Kontur angepassten zweiten Kontur geformt. Die weitere Folie wird in den abgekanteten Teil des Folienstapels eingebracht.In the method according to the invention for producing an optical unit for the background lighting of a display, the optical unit comprises several optical films. A stack of foils comprising at least two foils is formed with a first contour and bent at at least one edge. At least one further film is formed with a second contour adapted to the first contour. The further film is introduced into the folded part of the film stack.
Hierdurch entsteht eine mechanisch stabile Anordnung, die ein Verrutschen der Folien gegeneinander oder gegenüber einem dazwischen befindlichen Lichtleiter verhindert. Des Weiteren kann das Eindringen von Verschmutzungen verhindert oder zumindest reduziert werden.This creates a mechanically stable arrangement which prevents the foils from slipping against one another or with respect to a light guide located in between. Furthermore, the ingress of dirt can be prevented or at least reduced.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird Folienmaterial für die mindestens zwei Folien des Folienstapels übereinander angeordnet. Aus dem übereinander angeordneten Folienmaterial wird ein die mindestens zwei Folien aufweisenden Folienstapel vereinzelt. Die einzelnen Folien in dem Folienstapel werden dann miteinander an den Kanten verbunden.According to an advantageous embodiment, film material for the at least two films of the film stack is arranged one above the other. A film stack comprising the at least two films is separated from the film material arranged one above the other. The individual foils in the foil stack are then connected to one another at the edges.
Hierdurch wird die Endmontage deutlich vereinfacht, da statt mehrerer Folien nur noch ein einzelnes Bauteil gehandhabt wird. Weiterhin wird die Reibung der Folien untereinander ausgeschlossen, so dass die Flitterbildung und darauf basierende Bildstörungen vermieden werden. Schließlich sind auch Maßnahmen zur Geräuschreduzierung durch die Handhabung nur eines Bauteils anstatt mehrerer einzelner Folien einfacher umzusetzen.This significantly simplifies the final assembly, since only a single component is handled instead of several foils. Furthermore, the Friction of the foils with one another is excluded, so that the formation of tinsel and the resulting image disturbances are avoided. Finally, measures to reduce noise by handling only one component instead of several individual foils are easier to implement.
Vorteilhafterweise werden die einzelnen Folien in dem Folienstapel zusammengedrückt und dadurch an den Kanten thermisch miteinander verschmolzen.The individual foils in the foil stack are advantageously pressed together and thereby thermally fused to one another at the edges.
Ebenso können die einzelnen Folien vorteilhafterweise auch in dem Folienstapel durch ein Klebeverfahren an den Kanten miteinander verbunden werden.Likewise, the individual foils can advantageously also be connected to one another at the edges in the foil stack by means of an adhesive process.
Vorzugsweise werden hierbei die einzelnen Folien in der für die Displaybeleuchtung erforderlichen Form und Größe ausgestanzt und in dem Folienstapel nach dem Stanzen durch das Klebeverfahren verbunden.In this case, the individual foils are preferably punched out in the shape and size required for the display lighting and connected in the foil stack after the punching by the adhesive process.
Ebenso können die einzelnen Folien aber auch in der für die Displaybeleuchtung erforderlichen Form und Größe mittels eines thermischen Schmelzschneidverfahrens ausgeschnitten werden und durch ein Anschmelzen der Randphase in dem Folienstapel durch das Schneidverfahren verbunden werden.Likewise, the individual foils can also be cut out in the shape and size required for the display lighting by means of a thermal fusion cutting process and connected by the cutting process by melting the edge phase in the foil stack.
Vorteilhafterweise ist hierbei das thermische Schmelzschneidverfahren ein Laserschneidverfahren oder ein Ultraschallschneidverfahren.The thermal fusion cutting process is advantageously a laser cutting process or an ultrasonic cutting process.
Entsprechend umfasst eine erfindungsgemäße optische Einheit für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays einen mindestens zwei Folien aufweisenden Folienstapel, wobei
- -ein mindestens zwei Folien aufweisender Folienstapel mit einer ersten Kontur geformt und an mindestens einer Kante abgekantet ist; und
- - mindestens eine weitere Folie mit einer an der ersten Kontur angepassten zweiten Kontur geformt ist; und
- - die weitere Folie in den abgekanteten Teil des Folienstapels eingebracht ist.
- a stack of foils comprising at least two foils is shaped with a first contour and folded at at least one edge; and
- - At least one further film is formed with a second contour adapted to the first contour; and
- - The further film is introduced into the folded part of the film stack.
Ein Display gemäß der Erfindung weist eine Hintergrundbeleuchtung mit einer erfindungsgemäßen optischen Einheit auf.A display according to the invention has a backlight with an optical unit according to the invention.
Vorzugsweise weist die Hintergrundbeleuchtung des Displays einen Lichtleiter und einen Reflektor, der als Reflektorfolie ausgestaltet ist, auf, wobei die Reflektorfolie in den abgekanteten Teil des Folienstapels eingebracht ist und der Lichtleiter zwischen der Reflektorfolie und dem Folienstapel angeordnet ist.The background lighting of the display preferably has a light guide and a reflector, which is designed as a reflector film, the reflector film being introduced into the beveled part of the film stack and the light conductor being arranged between the reflector film and the film stack.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.Further features of the present invention will become apparent from the following description and the appended claims in conjunction with the figures.
FigurenlisteFigure list
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer optischen Einheit für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays;1 shows a flow chart for the method according to the invention for producing an optical unit for the background lighting of a display; -
2 zeigt schematisch die Herstellung einer erfindungsgemäßen optischen Einheit bestehend aus einem abgekanteten, aus mehreren verbundene Folien aufweisenden Folienstapel und einer in diesen eingeschobenen Reflektorfolie; und2 shows schematically the production of an optical unit according to the invention consisting of a folded foil stack comprising several connected foils and a reflector foil inserted therein; and -
3 zeigt schematisch eine Hintergrundbeleuchtung mit einer erfindungsgemäßen optischen Einheit.3 shows schematically a backlight with an optical unit according to the invention.
FigurenbeschreibungFigure description
Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Gleiche Bezugszeichen werden in den Figuren für gleiche oder gleichwirkende Elemente verwendet und nicht notwendigerweise zu jeder Figur erneut beschrieben. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.For a better understanding of the principles of the present invention, embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. The same reference symbols are used in the figures for elements that are the same or have the same effect and are not necessarily described again for each figure. It goes without saying that the invention is not limited to the illustrated embodiments and that the features described can also be combined or modified without departing from the scope of protection of the invention as defined in the appended claims.
Hierbei werden keine einzelnen, bereits vorkonfektionierten Folien verwendet. Stattdessen wird Folienmaterial in einem ersten Verfahrensschritt
In einem zweiten Verfahrensschritt
Die einzelnen Folien im Folienstapel werden dann in einem dritten Verfahrensschritt
Die Verbindung der einzelnen Folien kann auch bereits im Rahmen des Schneidvorgangs erfolgen, wenn durch Einsatz eines geeigneten Schneidverfahrens, beispielsweise eines Laser- oder Ultraschallschneidverfahrens, die Randphase des Folienstapels angeschmolzen wird. Schließlich ist auch denkbar, das Folienmaterial zunächst zu verbinden und erst anschließend zu vereinzeln.The connection of the individual foils can also take place during the cutting process, if the edge phase of the foil stack is melted using a suitable cutting process, for example a laser or ultrasonic cutting process. Finally, it is also conceivable to first connect the film material and only then to separate it.
Der erzeugte Folienstapel weist beispielsweise zwei oder drei übereinandergestapelte Folien auf. Die eingesetzten Folien können hierbei unterschiedliche optischen Eigenschaften haben.The stack of foils produced has, for example, two or three foils stacked one on top of the other. The foils used can have different optical properties.
So werden beispielsweise für die Hintergrundbeleuchtung sogenannte Diffusionsfolien bzw. Diffusorfolien eingesetzt, die für eine homogene Streuung des Lichts sorgen, dass direkt von als Lichtquelle verwendeten LEDs oder einem Lichtleiter abgegeben wird. Solche Diffusionsfolien sind typischerweise zwar durchscheinend mit hohen Transmissionswerten für das eingestrahlten Licht, sind aber nicht vollständig transparent und erscheinen eingetrübt. Es können beispielsweise je nach Konfiguration zwischen Null und drei Diffusionsfolien eingesetzt werden.For example, so-called diffusion foils or diffuser foils are used for the background lighting, which ensure a homogeneous scattering of the light that is emitted directly by LEDs or a light guide used as a light source. Diffusion films of this kind are typically translucent with high transmission values for the incident light, but are not completely transparent and appear cloudy. For example, depending on the configuration, between zero and three diffusion foils can be used.
Ebenso können beispielsweise Prismenfolien eingesetzt werden, die hoch transparent sind und mit einer mikroprismatischen Oberfläche für eine Optimierung der Ausleuchtung eingesetzt werden können. Es kann hierbei beispielsweise eine Prismenfolie oder auch zwei Prismenfolien mit zueinander senkrecht angeordneten Prismenstrukturen verwendet werden.Likewise, prism films can be used, for example, which are highly transparent and can be used with a microprismatic surface to optimize the illumination. For example, a prism film or two prism films with prism structures arranged perpendicular to one another can be used here.
Ebenso kann auch eine Kombination verschiedener Folientypen, beispielsweise von zwei Prismenfolien mit einer Diffusionsfolie, erfolgen.A combination of different types of film, for example two prismatic films with one diffusion film, can also be used.
In einem vierten Verfahrensschritt
Weiterhin wird in einem fünften Verfahrensschritt
Diese wird in einem sechsten Verfahrensschritt
Das Abkanten des Folienstapels kann, je nach Gesamtaufbau, auch an nur einer, zwei oder drei Seiten erfolgen. So kann bei einer seitlichen Einkopplung des von den LEDs stammenden Lichtes in den Lichtleiter der Bereich der Einkoppelstelle von der Abkantung ausgespart werden.The folding of the stack of foils can also be done on just one, two or three sides, depending on the overall structure. Thus, when the light originating from the LEDs is coupled into the light guide from the side, the area of the coupling point can be left out of the fold.
Folienbögen mit Folienmaterial
Die Hintergrundbeleuchtung weist in der dargestellten Ausführungsform eine Lichtquelle L, einen plattenförmigen Lichtleiter LL einen deckelförmiger Folienverbund
Die Lichtquelle L erzeugt vorzugsweise weißes Licht und kann insbesondere eine Anordnung mit einer Vielzahl von Leuchtdioden (LEDs) aufweisen, es sind aber auch andere Bauformen beispielsweise mit einer oder mehreren Leuchtstoffröhren möglich. Insbesondere bei Anzeigesystemen, bei denen eine geringe Gesamtdicke gewünscht ist, wird die Lichtquelle hierbei wie dargestellt seitlich positioniert und das Licht der Lichtquelle durch den Lichtleiter LL auf das eigentliche Anzeigeelement umgelenkt. Um ein Einkopplung des von den LEDs stammenden Lichtes in den Lichtleiter zu ermöglichen, ist der deckelförmiger Folienverbund
Der Folienverbund
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R163 | Identified publications notified | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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