DE112011104968B4

DE112011104968B4 - Seitenlichtartige Lichtleiterplatten-Baugruppe und Hintergrundbeleuchtungsmodul

Info

Publication number: DE112011104968B4
Application number: DE112011104968.4T
Authority: DE
Inventors: Kuangyao Chang; Chechang Hu; Jianfa Huang; Jing Zhang
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: US8573826B2; US20120320628A1; DE112011104968T5; CN102156320A; WO2012113164A1; CN102156320B

Abstract

Ein seitenlichtartiges Hintergrundbeleuchtungsmodul das folgendes aufweist:- eine Lichtleiterplatte (LGP) (50) mit einer unteren Oberfläche (50a), einer der unteren Oberfläche (50a) gegenüberliegenden Lichtaustritts-Oberfläche (52) und zumindest einer mit der unteren Oberfläche (50a) und der Lichtaustritts-Oberfläche (52) verbundenen Lichteintrittsseiten-Oberfläche (51);- zumindest eine Reflektorfolie (60), die auf zumindest einer Seiten-Oberfläche der LGP (50) mit Ausnahme der Lichteintrittsseiten-Oberfläche (51) angeordnet ist, wobei eine Mediumsschicht (80, 82) zwischen der Reflektorfolie (60) und der LGP (50) definiert ist, der Brechungsindex der Mediumsschicht (80, 82) kleiner oder gleich 1,12 ist und die Mediumsschicht (80, 82) eine Luftschicht ist; und- eine Lichtquelle (71), die auf einer Seite der Lichteintrittsseiten-Oberfläche (51) angeordnet ist und die verwendet wird, um Licht bereitzustellen, das von der Lichteintrittsseiten-Oberfläche (51) in die LGP emittiert (50), dadurch gekennzeichnet, dass eine der LGP (50) zugewandte Seite der Reflektorfolie (60) mit einem optischen Film (80") befestigt ist; eine der LGP (50) zugewandte Seite des optischen Films (80") konkav und konvex ist; der optische Film (80") an der LGP (50) durch eine transparente Haftschicht (83) befestigt ist und die Luftschicht (80, 82) zwischen dem optischen Film (80") und der transparenten Haftschicht (83) definiert ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine seitenlichtartige Lichtleiterplatten- (LGP, light guide plate) Baugruppe und ein seitenlichtartiges Hintergrundbeleuchtungsmodul und insbesondere auf eine seitenlichtartige LGP-Baugruppe und ein seitenlichtartiges Hintergrundbeleuchtungsmodul, die in der Lage sind, das Auftreten eines Lichtverlust-Phänomens an Rändern der LGP zu verhindern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Flüssigkristallanzeige (LCD, Liquid Crystal Display) ist eine Art von Flachbildschirmanzeige (FPD, Flat Panel Display), die Bilder aufgrund der Eigenschaft eines Flüssigkristall-Materials anzeigt. Im Vergleich mit anderen Anzeigegeräten besitzt die Flüssigkristallanzeige Vorteile bei Leichtbauweise, Kompaktheit, niedriger Betriebsspannung und geringer Leistungsaufnahme und ist daher bereits zum Hauptprodukt im gesamten Verbraucher-Markt geworden. Jedoch kann das Flüssigkristall-Material der Flüssigkristallanzeige selbst kein Licht emittieren und daher besitzt die Flüssigkristallanzeige weiterhin ein Hintergrundbeleuchtungsmodul (Back light module), um Licht mit einer gleichmäßigen Helligkeitsverteilung bereitzustellen. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul weist hauptsächlich eine Hintergrundbeleuchtungsquelle, einen Schirm, eine Reflektorfolie (Reflector), eine Lichtleiterplatte (Light guide plate), eine Diffusionsfolie (Diffusion sheet), einen Helligkeitsverstärkungsfilm (Brightness enhancement film), und so weiter auf.
Im Allgemeinen können Hintergrundbeleuchtungsmodule in zwei Arten unterteilt werden, d.h. das seitenlichtartige Hintergrundbeleuchtungsmodul und das direktlichtartige Hintergrundbeleuchtungsmodul, wobei das direktlichtartige Hintergrundbeleuchtungsmodul keine LGP beinhaltet, sondern das Licht durch eine untere Reflektorfolie aufwärts reflektiert und es durch eine obere Diffusionsfolie ausgibt. Andererseits beinhaltet das seitenlichtartige Hintergrundbeleuchtungsmodul eine LGP, wobei das Licht von einer seitlichen Oberfläche davon in die LGP emittiert wird, anschließend aufgrund der spezifischen Reflexionsfunktion der LGP reflektiert wird und schließlich von deren oberen Oberfläche aufwärts ausgegeben wird.
Mit Bezug auf die 1 und 2 wird eine Seitenansicht eines herkömmlichen seitenlichtartigen Hintergrundbeleuchtungsmoduls in 1 dargestellt und eine teilweise vergrößerte Ansicht einer Reflektorfolie auf einer Seite einer LGP von 1 wird in 2 dargestellt. Wie in 1 dargestellt, weist ein herkömmliches Hintergrundbeleuchtungsmodul eine LGP 10, eine Lichtquellen-Baugruppe 20 und eine Mehrzahl von Reflektorfolien 30 auf, wobei die LGP 10 und die Reflektorfolien 30 auch als eine LGP-Baugruppe bezeichnet werden. Die LGP 10 weist eine untere Oberfläche 10a, eine Lichteintrittsseiten-Oberfläche 11 und eine Lichtaustritts-Oberfläche 12 auf, wobei die untere Oberfläche 10a der Lichtaustritts-Oberfläche 12 gegenüberliegt und die Lichteintrittsseiten-Oberfläche 11 mit der Lichtaustritts-Oberfläche 12 und der unteren Oberfläche 10a verbunden ist. Die Lichtquellen-Baugruppe 20 weist eine Lichtquelle 21 und einen Schirm 22 auf. Die Lichtquellen-Baugruppe 20 ist benachbart zu der Lichteintrittsseiten-Oberfläche 11 der LGP 10 und die Lichtquellen-Baugruppe 20 wird verwendet, um Licht bereitzustellen, das in die Lichteintrittsseiten-Oberfläche 11 der LGP 10 emittiert wird. Die Reflektorfolien 30 sind auf weiteren Seiten-Oberflächen der LGP 10 angeordnet, mit Ausnahme der Lichteintrittsseiten-Oberfläche 11. (Wie in 1 gezeigt, ist eine Reflektorfolie 30 auf einer der Lichteintrittsseiten-Oberfläche 11 gegenüberliegenden Seiten-Oberfläche der LGP 10 angeordnet.)
Wie in 1 gezeigt, wird beispielhaft ein Lichtstrahl gezeigt, wobei der Lichtstrahl zwischen der unteren Oberfläche 10a und der Lichtaustritts-Oberfläche 12 in der LGP 10 reflektiert wird und schließlich auf eine der Lichteintrittsseiten-Oberfläche 11 gegenüberliegende Seiten-Oberfläche der LGP 10 reflektiert wird. Falls der Lichtstrahl die Bedingungen einer Totalreflexion erfüllt, wird der Lichtstrahl direkt in die LGP 10 zurückkehren; und, falls der Lichtstrahl die Bedingungen einer Totalreflexion nicht erfüllt, wird der Lichtstrahl aus der LGP 10 austreten und an die Reflektorfolie 30 reflektiert. Anschließend wird der Lichtstrahl von der Reflektorfolie 30 reflektiert und kehrt in die LGP 10 zurück.
Mit Bezug auf die 1 und 2 besitzt die untere Oberfläche 10a der LGP 10 zum Ausgeben des Lichtstrahls von der Lichtaustritts-Oberfläche 12 weiterhin Punkte 13 (oder Mikrostrukturen), um das Phänomen der Totalreflexion während eines Ausgebens des Lichtstrahls von der Lichtaustritts-Oberfläche 12 zu zerstören, wobei der Lichtstrahl die diffuse Reflexion aufgrund der Punkte 13 ausführen kann. Daher erfüllt der Lichtstrahl nach der diffusen Reflexion die Bedingungen einer Totalreflexion der Lichtaustritts-Oberfläche 12 nicht und kann daher von der Lichtaustritts-Oberfläche 12 aufwärts ausgegeben werden, um als eine Hintergrundbeleuchtungs-Quelle einer Flüssigkristallanzeige verwendet zu werden. Eine untere Reflektorfolie 14 ist weiterhin unterhalb der LGP 10 angeordnet, um einen weiteren Lichtstrahl, der aufgrund der diffusen Reflexion abwärts emittiert wird, zurück in die LGP 10 zu leiten, um die Lichtausbeute zu erhöhen.
Jedoch existiert weiterhin ein technisches Problem bei dem herkömmlichen seitenlichtartigen Hintergrundbeleuchtungsmodul. Wie in 2 gezeigt, ist die Reflektorfolie 30 an der Seiten-Oberfläche der LGP 10 durch eine transparente Haftschicht 31 befestigt. Da der Brechungsindex der LGP 10 und der transparenten Haftschicht 31 ungefähr 1,5 beträgt. Daher verursacht, wenn der durch die LGP 10 und die transparente Haftschicht 31 laufende Lichtstrahl durch die Reflektorfolie 30 reflektiert wird, dieser ein Phänomen diffuser Reflexion (aufgrund einer nicht vollkommen glatten Oberfläche). Daher gelangt ein Teil des Lichtstrahls zurück in die LGP 10 und emittiert an die Lichtaustritts-Oberfläche 12, wobei der Teil des Lichtstrahls die Bedingung einer Totalreflexion (der Einfallswinkel ist kleiner als 42°) nicht erfüllen kann und daher direkt aus der Lichtaustritts-Oberfläche 12 emittiert. Da der Teil des Lichtstrahls nicht durch die Punkte 13 (oder Mikrostrukturen) auf der unteren Oberfläche 10a zerstreut wird, ist der Teil des Lichtstrahls relativ hell und verursacht ein Lichtverlust-Phänomen (light leakage) in benachbart zu Rändern der LGP 10 liegenden Bereichen, wodurch der gesamte Anzeigeeffekt beeinträchtigt wird.
Herkömmlicherweise kann, um das genannte Problem zu lösen, die Breite eines äußeren Rahmens einer Anzeige weiter erhöht werden. Der äußere Rahmen 40, der in 2 durch gedachte Linien dargestellt ist, besitzt eine Breite, wobei die Breite des äußeren Rahmens 40 derart gewählt ist, einen maximalen Bereich der LGP 10, in dem der Lichtverlust auftreten kann (L), abzuschatten. Jedoch kann diese Lösung das Auftreten des Lichtverlust-Phänomens im Wesentlichen nicht lösen. Daher muss die LGP 10 in ihrer Fläche vergrößert werden (das heißt Material hinzugefügt werden), um die Bedürfnisse eines effizienten Blickwinkels von Flüssigkristallanzeigen zu erfüllen, was in einer Verringerung der Lichtausbeute resultiert. Zudem muss das Profil der Anzeige verbreitert werden, was nachteilhaft für das Design von schmalen Rahmenkanten ist. Die Druckschriften JP 2007-200741 A und US 2005/0030443 A1 offenbaren seitenlichtartige Hintergrundbeleuchtungsmodule und dienen so zum Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung.
Daher ist es erforderlich, eine seitenlichtartige LGP-Baugruppe und ein seitenlichtartiges Hintergrundbeleuchtungsmodul bereitzustellen, um die oben beschriebenen, in den herkömmlichen Technologien vorhandenen Probleme zu lösen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein primäres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine seitenlichtartige Lichtleiterplatten-Baugruppe und einen seitenlichtartiges Hintergrundbeleuchtungsmodul bereitzustellen, die zumindest das Auftreten eines Lichtverlust-Phänomens an Rändern einer Lichtleiterplatte verhindern können.
Um das genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein seitenlichtartiges Hintergrundbeleuchtungsmodul gemäß der Ansprüche bereit. Das seitenlichtartiges Hintergrundbeleuchtungsmodul weist folgendes auf:

Eine Lichtleiterplatte (LGP) mit einer unteren Oberfläche, einer der unteren Oberfläche gegenüberliegenden Lichtaustritts-Oberfläche und zumindest einer mit der unteren Oberfläche und der Lichtaustritts-Oberfläche verbundenen Lichteintrittsseiten-Oberfläche;
zumindest eine Reflektorfolie, die auf zumindest einer Seiten-Oberfläche der LGP mit Ausnahme der Lichteintrittsseiten-Oberfläche angeordnet ist, wobei eine Mediumsschicht zwischen der Reflektorfolie und der LGP definiert ist und der Brechungsindex der Mediumsschicht kleiner oder gleich 1,12 ist und die Mediumsschicht eine Luftschicht ist; und
eine Lichtquelle, die auf einer Seite der Lichteintrittsseiten-Oberfläche angeordnet ist und die verwendet wird, um Licht bereitzustellen, das von der Lichteintrittsseiten-Oberfläche in die LGP emittiert;
wobei eine der LGP zugewandte Seite der Reflektorfolie mit einem optischen Film befestigt; eine der LGP zugewandte Seite des optischen Films ist konkav und konvex; der optische Film ist an der LGP durch eine transparente Haftschicht befestigt und die Luftschicht ist zwischen dem optischen Film und der transparenten Haftschicht definiert.

In einer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiterhin aufweisend: einen äußeren Rahmen, der die LGP umhüllt, wobei die Reflektorfolie in einer inneren Seiten-Oberfläche des äußeren Rahmens befestigt ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Dicke der Luftschicht zwischen 0,05 mm bis 2 mm.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weiterhin aufweisend: eine Mehrzahl von zwischen der Reflektorfolie und der LGP angeordneten Abstandshaltern, um die Dicke der Luftschicht zu erhalten.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der optische Film an der Reflektorfolie durch eine weitere transparente Haftschicht befestigt.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine seitenlichtartige Leiterplatten- (LGP) Baugruppe bereit, die folgendes aufweist:

eine Lichtleiterplatte (LGP) mit einer unteren Oberfläche, einer der unteren Oberfläche gegenüberliegenden Lichtaustritts-Oberfläche und zumindest einer mit der unteren Oberfläche und der Lichtaustritts-Oberfläche verbundenen Lichteintrittsseiten-Oberfläche; und
zumindest eine Reflektorfolie, die auf zumindest einer Seiten-Oberfläche der LGP mit Ausnahme der Lichteintrittsseiten-Oberfläche angeordnet ist, wobei eine Mediumsschicht zwischen der Reflektorfolie und der LGP definiert ist und der Brechungsindex der Mediumsschicht kleiner oder gleich 1,12 ist und die Mediumsschicht eine Luftschicht ist,
wobei eine der LGP zugewandte Seite der Reflektorfolie mit einem optischen Film befestigt; eine der LGP zugewandte Seite des optischen Films ist konkav und konvex; der optische Film ist an der LGP durch eine transparente Haftschicht befestigt und die Luftschicht ist zwischen dem optischen Film und der transparenten Haftschicht definiert.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Dicke der Luftschicht zwischen 0,05 mm bis 2 mm.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weiterhin aufweisend: eine Mehrzahl von zwischen der Reflektorfolie und der LGP angeordneten Abstandshaltern, um die Dicke der Luftschicht zu erhalten.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der optische Film an der Reflektorfolie durch eine weitere transparente Haftschicht befestigt.
Im Vergleich zu der herkömmlichen Technologie wird die vorliegende Erfindung mit einer Mediumsschicht zwischen der LGP und der Reflektorfolie bereitgestellt, die einen Brechungsindex besitzt, der kleiner oder gleich 1,12 ist, so dass das Licht, das von der Mediumsschicht zurück in die LGP gelangt und zu der Lichtaustritts-Oberfläche emittiert, die Bedingungen einer Totalreflexion erfüllen kann. Daher wird das Licht nicht direkt aus der Lichtaustritts-Oberfläche emittieren, sondern wird durch die Lichtaustritts-Oberfläche zu der unteren Oberfläche der LGP reflektiert und anschließend durch die Punkte der unteren Oberfläche zerstreut und im Anschluss daran aus der Lichtaustritts-Oberfläche emittiert. Daher kann die vorliegende Erfindung das Auftreten eines Lichtverlust-Phänomens aufgrund eines direkten Emittierens aus der Lichtaustritts-Oberfläche verhindern.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines herkömmlichen seitenlichtartigen Hintergrundbeleuchtungsmoduls;
2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1 ;
3A bis 3C sind schematische Darstellungen von Lichtreflexions-Phänomenen;
4 ist eine schematische Ansicht eines Lichtbrechungs-Phänomens;
5 ist eine Seitenansicht eines seitenlichtartigen Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 5;
7 ist eine Seitenansicht eines seitenlichtartigen Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine Seitenansicht eines seitenlichtartigen Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
9 ist eine Seitenansicht eines seitenlichtartigen Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Struktur und die technischen Mittel, die von der vorliegenden Erfindung angewendet werden, um das oben genannte und weitere Ziele zu erreichen, können am besten durch Bezug auf die folgende detailliertere Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und die beigefügten Figuren verstanden werden.
Weiterhin sind Richtungsausdrücke, die in der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wie beispielsweise oberer/obere/oberes, unterer/untere/unteres, vorne, hinten, links, rechts, innen, außen, Seite und so weiter, lediglich Richtungen mit Bezug auf die beigefügten Figuren und daher werden die verwendeten Richtungsausdrücke verwendet, um die vorliegende Erfindung zu beschreiben und zu verstehen, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Das Lichtemissions-Phänomen wird wie folgt beschrieben:

(1) Reflexion: die Reflexion kann in drei Arten unterteilt werden: gerichtete Reflexion (specular reflection), ausgebreitete Reflexion (spread reflection) und diffuse Reflexion (diffuse reflection). Wie in 3A dargestellt, bedeutet die gerichtete Reflexion, dass der Einfallswinkel des Lichts gleich dem Ausfallswinkel davon in Bezug auf eine vollkommen glatte Oberfläche ist. Wie in 3B dargestellt, tritt die ausgebreitete Reflexion auf einer normal-ebenen Oberfläche auf, wobei das reflektierte Licht größer als in einem vorbestimmten Winkel reflektiert wird und der Ausfallswinkel des gesamten reflektierten Lichts im wesentlichen gleich dem Einfallswinkel davon ist. Wie in 3C dargestellt, tritt die diffuse Reflexion auf einer rauen oder unebenen Oberfläche auf, wobei das reflektierte Licht mehrere unterschiedliche Ausfallswinkel besitzt.
(2) Brechung: Wie in 4 dargestellt, wird, wenn Licht von einer Art von Material in eine andere Art von Material emittiert (wie beispielsweise aus der Luft in ein transparentes Glas), das Licht gebrochen werden, das heißt das Licht wird seine Geschwindigkeit und Richtung ändern. Die Brechung ist in Abhängigkeit von zwei Faktoren bestimmt: ein Faktor ist ein Einfallswinkel (θi) und der andere ist der Brechungsindex (N) des Materials. Der Brechungsindex ist gleich der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit (C) geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit in dem Material (V): N = C/V. Die Lichtgeschwindigkeit in Luft ist fast gleich der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit, so dass der Brechungsindex in Luft als 1 angenommen werden kann (N = 1,000293). Der Brechungsindex aller weiteren Materialien ist meistens größer als 1, da die Lichtgeschwindigkeit verringert wird, wenn Licht durch eines der Materialien läuft. Wenn das Licht durch ein weiteres Medium mit einem unterschiedlichen Brechungsindex läuft, kann die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel (θi) und dem Ausfallswinkel (θr) durch das Snelliussche Gesetz dargestellt werden.

Beispielsweise wird, falls Licht von Luft (Brechungsindex = 1) in eine LGP (Brechungsindex = 1,5) emittiert, ein Teil des Lichts reflektiert werden und der weitere Teile des Lichts wird durch die LGP laufen. Falls ein von dem Einfallswinkel und einer Normalenlinie eingeschlossener Winkel vorliegt, wird das Licht das Phänomen der Brechung erzeugen, wobei der Einfallswinkel größer ist als der Brechungswinkel gemäß dem Snelliussche Gesetz (n1sinθ1 = n2sinθ2). Falls das Licht von der LGP in Luft emittiert, wird ein Teil des Lichts reflektiert und der weitere Teil des Lichts wird gebrochen, wobei der Einfallswinkel geringer ist als der Brechungswinkel. Wenn der Brechungswinkel 90° beträgt (das heißt der Brechungswinkel ist senkrecht zu der Normalenlinie und parallel zu der Oberfläche), wird der Einfallswinkel als ein kritischer Winkel bezeichnet. Wenn das Licht von der LGP in Luft emittiert, beträgt der kritische Winkel ungefähr 42°. Das bedeutet, dass, wenn der Einfallswinkel größer oder gleich ungefähr 42° ist, das Licht nicht aus der LGP austritt und das gesamte Licht zurück in die LGP reflektiert wird, d.h. das Prinzip der Totalreflexion wird auf die LGP angewendet.

Weiterhin kann mit Bezugnahme auf die vorhergehenden Beispiele eine Vergleichstabelle des Brechungswinkels des Lichts zwischen Luft und der LGP bereitgestellt werden, wobei die Emissionsrichtung des Lichts reversibel ist. Mit anderen Worten ist, wenn Licht gebrochen wird, der Winkel, aus dem das Licht von Luft in die LGP emittiert, gleich dem Winkel, in dem das Licht von der LGP in Luft emittiert, und lediglich die Richtung davon ist umgekehrt. Tab. 1: Die Vergleichstabelle des Brechungswinkels des Lichts zwischen Luft und der LGP

Brechungswinkel in Luft(N = 1)	Brechungswinkel in der LGP
	(N = 1,5)
0°	0°
10°	6,7°
20°	13,2°
30°	19,6°
40°	25,5°
50°	30,9°
60°	35,5°
70°	39°
80°	41,3°
90°	42°

Mit Bezug auf die 5 und 6 wird eine Seitenansicht eines seitenlichtartigen Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in 5 dargestellt und eine teilweise vergrößerte Darstellung von 5 wird in 6 dargestellt. Wie in den 5 und 6 dargestellt, weist das seitenlichtartige Hintergrundbeleuchtungsmodul der Ausführungsform eine Lichtleiterplatte (LGP) 50 und eine Mehrzahl von Reflektorfolien 60 auf, wobei die LGP 50 und die Reflektorfolien 60 auch als eine LGP-Baugruppe bezeichnet werden. Die LGP 50 weist eine untere Oberfläche 50a, eine Lichteintrittsseiten-Oberfläche 51 und eine Lichtaustritts-Oberfläche 52 auf, wobei die untere Oberfläche 50a der Lichtaustritts-Oberfläche 52 gegenüberliegt und die Lichteintrittsseiten-Oberfläche 51 mit der Lichtaustritts-Oberfläche 52 und der unteren Oberfläche 50a verbunden ist. Die Reflektorfolie 60 ist entsprechend zwischen einer Seiten-Oberfläche der LGP 50 mit Ausnahme der Lichteintrittsseiten-Oberfläche 51 angeordnet, wobei eine Mediumsschicht zwischen der Reflektorfolie 60 und der LGP 50 definiert ist. In der Ausführungsform ist die Mediumsschicht eine Luftschicht 80.
Es sollte angemerkt werden, dass die 5 und 6 Seitenansichten sind und zur beispielhaften Darstellung lediglich eine Reflektorfolie 60 zeigen, die auf der der Lichteintrittsseiten-Oberfläche 51 gegenüberliegenden Seite der LGP 50 angeordnet ist. Tatsächlich kann die Reflektorfolie 60 auf sämtliche dieser weiteren Seiten der LGP 50 mit Ausnahme der Lichteintrittsseiten-Oberfläche 51 angeordnet sein, um das Licht daran zu hindern, aus anderen Seiten der LGP 50 auszutreten.
Wie in 5 dargestellt, weist das Hintergrundbeleuchtungsmodul weiterhin eine Lichtquellen-Baugruppe 70 auf, die eine Lichtquelle 71 und einen Schirm 72 besitzt. Die Lichtquellen-Baugruppe 70 ist auf einer Seite der Lichteintrittsseiten-Oberfläche 51 der LGP 50 angeordnet. Die Lichtquelle 71 wird verwendet, um Licht bereitzustellen, das durch die Lichteintrittsseiten-Oberfläche 51 der LGP 50 in die LGP 50 emittieren kann, wobei der Schirm 72 halbkugelförmig ist, um die Lichtquelle 71 abzudecken, um das Licht daran zu hindern außenseitig auszutreten und um das Licht zurück in die LGP 50 zu leiten.
Weiterhin wird, wie in 5 dargestellt, die untere Oberfläche der LGP 50 mit einer Mehrzahl von Punkten 53 (oder Mikrostrukturen) bereitgestellt, um das Totalreflexions-Phänomen zu zerstören und die diffuse Reflexion des Lichts auszuführen, um das Licht aus der Lichtaustritts-Oberfläche 52 zu emittieren. Daher kann einiges Licht, das nicht die Bedingungen einer Totalreflexion erfüllt, von der Lichtaustritts-Oberfläche 52 aufwärts emittiert werden, um eine Hintergrundbeleuchtungsquelle der Flüssigkristallanzeige bereitzustellen. Zudem ist eine untere Reflektorfolie 54 unterhalb der LGP 50 angeordnet, um einen weiteren Lichtstrahl, der aufgrund der diffusen Reflexion abwärts emittiert wird, zurück in die LGP 50 zu leiten, um die Lichtausbeute zu erhöhen.
Wie in 6 dargestellt, wird ein Lichtstrahl beispielhaft gezeigt, wobei der Lichtstrahl zwischen der unteren Oberfläche 50a und der Lichtaustritts-Oberfläche 52 in der LGP 50 reflektiert wird und schließlich zu einer der Lichteintrittsseiten-Oberfläche 51 gegenüberliegenden Seiten-Oberfläche der LGP 50 reflektiert wird. Falls der Lichtstrahl die Bedingungen einer Totalreflexion erfüllt, wird der Lichtstrahl direkt in die Lichtleiterplatte 50 zurückkehren; und, falls der Lichtstrahl die Bedingungen einer Totalreflexion nicht erfüllt, wird der Lichtstrahl aus der LGP 50 austreten. Wenn der Lichtstrahl in die Luftschicht 80 eintritt, tritt ein Brechungs-Phänomen auf (mit Bezug auf das Snelliussche Gesetz: n1sinθ1 = n2sinθ2 oder die vorhergehende Vergleichstabelle des Brechungswinkels des Lichts zwischen Luft und der LGP ist der Brechungswinkel θ2 größer als der Einfallswinkel θ1) und der Lichtstrahl emittiert zu der Reflektorfolie 60. Anschließend wird der Lichtstrahl zurück in die Luftschicht 80 reflektiert und emittiert zu einer kritischen Oberfläche zwischen der Luftschicht 80 und der LGP 50 (ungefähr entlang der Richtung θ3).
Wenn der von der Reflektorfolie 60 aufgrund der diffusen Reflexion zurückkehrende Lichtstrahl durch die Luftschicht 80 läuft und in die LGP 50 emittiert, gibt es zwei mögliche Bedingungen: der Lichtstrahl, der die Bedingung einer Reflexion erfüllt, wird von der LGP 50 zurück in die Luftschicht 80 reflektiert; der Lichtstrahl, der die Bedingung einer Brechung erfüllt, wird in die LGP 50 gebrochen (der Brechungswinkel θ4 ist kleiner als der Einfallswinkel 63). Da der Brechungswinkel θ4 des in die LGP 50 zurückkehrenden Lichts sicher kleiner als 42° ist (Winkel der Totalreflexion). Daher wird das in die LGP 50 zurückkehrende Licht zu der Lichtaustritts-Oberfläche 52 entsprechend eines Einfallswinkels θ5 emittieren (d.h. eines Komplementärwinkels von θ4), der sicher größer als 48° ist (90° minus 42°), sodass die Bedingungen einer Totalreflexion erfüllt sind.
Daher kann die Luftschicht 80 verursachen, dass der von der Luftschicht 80 zu der LGP 50 zurückkehrende Lichtstrahl einen Brechungswinkel kleiner als der Winkel der Totalreflexion besitzt und daher emittiert der zu der LGP 50 zurückkehrende Lichtstrahl zu der Lichtaustritts-Oberfläche 52 gemäß einem Einfallswinkel größer als der Winkel der Totalreflexion, so dass die Bedingungen einer Totalreflexion erfüllt sind. Daher kann sie gewähren, dass der in die LGP 50 zurückkehrende Lichtstrahl nicht direkt aus der Lichtaustritts-Oberfläche 52 emittiert, sondern durch die Lichtaustritts-Oberfläche 52 reflektiert wird und zu der unteren Oberfläche 50a der LGP 50 emittiert wird. Nachdem der Lichtstrahl durch die Punkte 53 der unteren Oberfläche 50a weiter zerstreut wird, wird der Lichtstrahl aus der Lichtaustritts-Oberfläche 52 emittieren. Daher kann verhindert werden, dass das von der Reflektorfolie 60 zu der LGP 50 zurückkehrende Licht direkt aus der Lichtaustritts-Oberfläche 52 emittiert, um ein Lichtverlust-Phänomen zu erzeugen.
In der vorliegenden Erfindung ist die Dicke der Luftschicht 80 (d.h. der Abstand zwischen der LGP 50 und der Reflektorfolie 60) bevorzugte zwischen 0,05 mm bis 2 mm.
Die seitenlichtartige LGP-Baugruppe der vorliegenden Erfindung besitzt die zwischen der LGP 50 und der Reflektorfolie 60 angeordnete Luftschicht 80, so dass das aus der Seite der LGP 50 austretende und in die LGP 50 zurückkehrende Licht die Bedingung einer Totalreflexion erfüllen kann, wenn es weiterhin zu der Lichtaustritts-Oberfläche 52 emittiert, um damit das Auftreten eines Lichtverlust-Phänomens an Rändern der LGP 50 zu verhindern. Daher ist es nicht erforderlich, die Breite eines äußeren Rahmens einer Anzeige zu erhöhen, um den Lichtverlust abzuschatten, so dass die Lichtausbeute relativ gesehen erhöht werden kann (und das Material der LGP 50 eingespart werden kann), wobei es vorteilhaft ist, das Design des äußeren Rahmens der Anzeige zu verkleinern.
Weiterhin kann das Material der Reflektorfolie 60 PET (Polyethylenterephthalat), PP (Polypropylen), PE (Polyethylen), PC (Polycarbonat) usw. sein oder kann direkt durch Aufbringen eines reflektiven Anstrichs geformt sein. Zudem ist die in der vorliegenden Erfindung gezeigte Reflektorfolie 60 auf Rändern der LGP 50 angeordnet und hält einen vorbestimmten Abstand dazu ein. Jedoch sind die Befestigungsmittel der Reflektorfolie 60 der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt. Beispielsweise kann die Reflektorfolie 60 an der LGP 50 durch eine Rastverbindung oder Schraubverbindung befestigt sein. Weiterhin kann die Reflektorfolie 60 an einer externen Komponente durch einen Klebstoff, eine Rastverbindung oder eine Schraubverbindung befestigt sein, insbesondere an einer weiteren Komponente des Hintergrundbeleuchtungsmoduls befestigt sein, wie beispielsweise einem äußeren Rahmen 90, der die LGP 50 umhüllt, wie in 6 durch eine gedachte Linie dargestellt ist (die ein Teil einer hinteren Platte oder eines Vorderrahmens des Hintergrundbeleuchtungsmoduls sein kann), wobei die Reflektorfolie 60 an einer inneren Seite des äußeren Rahmens 90 durch einen Klebstoff, eine Rastverbindung oder eine Schraubverbindung befestigt sein kann.
Mit Bezug auf 7 wird ein seitenlichtartiges Hintergrundbeleuchtungsmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in 7 gezeigt. Die seitenlichtartige LGP-Baugruppe der Ausführungsform ist ähnlich zu der seitenlichtartigen LGP-Baugruppe in der in 5 gezeigten Ausführungsform, so dass ähnliche Begriffe oder Bezugszeichen der vorhergehenden Ausführungsform verwendet werden. Wie dargestellt unterscheidet sich diese Ausführungsform dadurch, dass eine Mehrzahl von Abstandshaltern 61 zwischen der Reflektorfolie 60 und der LGP 50 angeordnet sind, um die Dicke der Luftschicht 80 beizubehalten. Weiterhin ist eine Mehrzahl von Abstandshaltern 62 zwischen der Reflektorfolie 60 und dem äußeren Rahmen 90 angeordnet, um den Abstand zwischen der Reflektorfolie 60 und dem äußeren Rahmen 90 beizubehalten.
Mit Bezug auf 8 wird ein seitenlichtartiges Hintergrundbeleuchtungsmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in 8 gezeigt. Die seitenlichtartige LGP-Baugruppe der Ausführungsform ist ähnlich zu der seitenlichtartigen LGP-Baugruppe in der in 5 gezeigten Ausführungsform, so dass ähnliche Begriffe oder Bezugszeichen der vorhergehenden Ausführungsform verwendet werden. Wie dargestellt unterscheidet sich diese Ausführungsform dadurch, dass eine Mediumsschicht zwischen der LGP 50 und der Reflektorfolie 60 nicht die Luftschicht 80 ist, sondern eine feste Mediumsschicht 80' ist. Die Dicke der Mediumsschicht 80' ist bevorzugt zwischen 0,5 mm bis 2 mm, wobei der Brechungsindex der Mediumsschicht 80' kleiner oder gleich 1,12 ist. Es wird bestätigt, dass der von der Mediumsschicht 80' zu der LGP 50 zurückkehrende Lichtstrahl einen Brechungswinkel kleiner als der Winkel der Totalreflexion besitzt, so dass der zu der LGP 50 zurückkehrende Lichtstrahl zu der Lichtaustritts-Oberfläche 52 gemäß einem Einfallswinkel größer als der Winkel der Totalreflexion emittieren kann, so dass die Bedingungen einer Totalreflexion erfüllt sind. Daher kann gewährleistet werden, dass der in die LGP 50 zurückkehrende Lichtstrahl nicht direkt aus der Lichtaustritts-Oberfläche 52 emittiert, sondern durch die Lichtaustritts-Oberfläche 52 reflektiert wird und zu der unteren Oberfläche 50a der LGP 50 emittiert wird. Nachdem der Lichtstrahl durch die Punkte 53 der unteren Oberfläche 50a weiter zerstreut wird, wird der Lichtstrahl aus der Lichtaustritts-Oberfläche 52 emittiert. Daher kann das Erzeugen eines Lichtverlust-Phänomens, falls der von der Reflektorfolie 60 zu der LGP 50 zurückkehrende Lichtstrahl direkt aus der Lichtaustritts-Oberfläche 52 emittiert, verhindert werden.
Mit Bezug auf 9 wird ein seitenlichtartiges Hintergrundbeleuchtungsmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in 9 gezeigt. Die seitenlichtartige LGP-Baugruppe der Ausführungsform ist ähnlich zu der seitenlichtartigen LGP-Baugruppe in der in 5 gezeigten Ausführungsform, so dass ähnliche Begriffe oder Bezugszeichen der vorhergehenden Ausführungsform verwendet werden. Wie dargestellt unterscheidet sich diese Ausführungsform dadurch, dass eine der LGP 50 zugewandte Seite der Reflektorfolie 60 mit einem optischen Film 80" befestigt ist; eine der LGP 50 zugewandte Seite des optischen Films 80" konkav und konvex ist; die konkave und konvexe Seite des optischen Films 80" an der LGP 50 durch eine transparente Haftschicht 83 befestigt ist; der optische Film 80" an der Reflektorfolie 60 durch eine weitere transparente Haftschicht 84 befestigt ist und eine Luftschicht 82 zwischen dem optischen Film 80" und der transparenten Haftschicht 83 definiert ist. Mit anderen Worten ist die Luftschicht 82 eine Lücke, die zwischen der konkaven und konvexen Seite des optischen Films 80" und der transparenten Haftschicht 83 definiert ist.
Wie in 9 gezeigt ist, besitzt die seitenlichtartige LGP-Baugruppe der Ausführungsform eine zwischen dem optischen Film 80" und der transparenten Haftschicht 83 definierte Luftschicht 82, wobei die Luftschicht 82 den Grad des an Rändern einer LGP 50 auftretenden Lichtverlust-Phänomens reduzieren kann. Indessen besitzt der optische Film 80" eine hohe Transmittanz, um den Lichtverlust zu reduzieren. Weiterhin ist der optische Film 80" an der LGP 50 durch die transparente Haftschicht 83 befestigt, so dass er zudem den Einfluss einer thermischen Ausdehnung und eines thermischen Zusammenziehens der LGP 50 überwinden kann, womit die Montage vereinfacht wird. Zudem kann der optische Film 80" eine Prismenfolie, ein Diffusionsfilm oder ein anderer optischer Film sein, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Wie oben erläutert wird im Vergleich zu der herkömmlichen Technologie, die Reflektorfolie auf einer Seite der seitenlichtartigen LGP durch die transparente Haftschicht anzuordnen, was ein Lichtverlust-Phänomen in randnahen Bereichen der LGP verursacht und den gesamten Anzeigeeffekt beeinträchtigt, die seitenlichtartige LGP-Baugruppe und das seitenlichtartige Hintergrundbeleuchtungsmodul der vorliegenden Erfindung mit der Mediumsschicht bereitgestellt, die einen Brechungsindex kleiner oder gleich 1,12 besitzt und zwischen der LGP und der Reflektorfolie angeordnet ist, so dass der aus der Seite der LGP austretende und in die LGP zurückkehrende Lichtstrahl die Bedingung einer Totalreflexion erfüllen kann, wenn er weiterhin zu der Lichtaustritts-Oberfläche emittiert, um damit das Auftreten eines Lichtverlust-Phänomens an Rändern einer Lichtleiterplatte zu verhindern. Daher ist es nicht erforderlich, die Breite eines äußeren Rahmens einer Anzeige zu erhöhen, um den Lichtverlust abzuschatten, so dass die Lichtausbeute relativ gesehen erhöht werden kann (und das Material der LGP 50 eingespart werden kann), wobei es vorteilhaft ist, das Design des äußeren Rahmens der Anzeige zu verkleinern.
Die vorliegende Erfindung wurde mit einer bevorzugten Ausführungsform davon beschrieben und es wird verstanden, dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen an der beschriebenen Ausführungsform ausgeführt werden können, ohne den Anwendungsbereich und den Geist der Erfindung zu verlassen, welche lediglich durch die angefügten Ansprüche beschränkt werden sollen.

Claims

Ein seitenlichtartiges Hintergrundbeleuchtungsmodul das folgendes aufweist: - eine Lichtleiterplatte (LGP) (50) mit einer unteren Oberfläche (50a), einer der unteren Oberfläche (50a) gegenüberliegenden Lichtaustritts-Oberfläche (52) und zumindest einer mit der unteren Oberfläche (50a) und der Lichtaustritts-Oberfläche (52) verbundenen Lichteintrittsseiten-Oberfläche (51); - zumindest eine Reflektorfolie (60), die auf zumindest einer Seiten-Oberfläche der LGP (50) mit Ausnahme der Lichteintrittsseiten-Oberfläche (51) angeordnet ist, wobei eine Mediumsschicht (80, 82) zwischen der Reflektorfolie (60) und der LGP (50) definiert ist, der Brechungsindex der Mediumsschicht (80, 82) kleiner oder gleich 1,12 ist und die Mediumsschicht (80, 82) eine Luftschicht ist; und - eine Lichtquelle (71), die auf einer Seite der Lichteintrittsseiten-Oberfläche (51) angeordnet ist und die verwendet wird, um Licht bereitzustellen, das von der Lichteintrittsseiten-Oberfläche (51) in die LGP emittiert (50), dadurch gekennzeichnet, dass eine der LGP (50) zugewandte Seite der Reflektorfolie (60) mit einem optischen Film (80") befestigt ist; eine der LGP (50) zugewandte Seite des optischen Films (80") konkav und konvex ist; der optische Film (80") an der LGP (50) durch eine transparente Haftschicht (83) befestigt ist und die Luftschicht (80, 82) zwischen dem optischen Film (80") und der transparenten Haftschicht (83) definiert ist.
Das seitenlichtartige Hintergrundbeleuchtungsmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin aufweist: einen äußeren Rahmen (90), der die LGP (50) umhüllt, wobei die Reflektorfolie (60) in einer inneren Seiten-Oberflache des äußeren Rahmens (90) befestigt ist.
Das seitenlichtartige Hintergrundbeleuchtungsmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Luftschicht (80, 82) zwischen 0,05 mm bis 2 mm ist.
Das seitenlichtartige Hintergrundbeleuchtungsmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin aufweist: eine Mehrzahl von zwischen der Reflektorfolie (60) und der LGP (50) angeordneten Abstandshaltern (61), um die Dicke der Luftschicht (80, 82) zu erhalten.
Das seitenlichtartige Hintergrundbeleuchtungsmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Film (80") an der Reflektorfolie (60) durch eine weitere transparente Haftschicht (84) befestigt ist.
Eine seitenlichtartige Leiterplatten- (LGP) Baugruppe die folgendes aufweist: - eine Lichtleiterplatte (LGP) (50) mit einer unteren Oberfläche (50a), einer der unteren Oberfläche (50a) gegenüberliegenden Lichtaustritts-Oberfläche (52) und zumindest einer mit der unteren Oberfläche (50a) und der Lichtaustritts-Oberfläche (52) verbundenen Lichteintrittsseiten-Oberfläche (51); und - zumindest eine Reflektorfolie (60), die auf zumindest einer Seiten-Oberfläche der LGP (50) mit Ausnahme der Lichteintrittsseiten-Oberfläche (51) angeordnet ist, wobei eine Mediumsschicht (80, 82) zwischen der Reflektorfolie (60) und der LGP (50) definiert ist, der Brechungsindex der Mediumsschicht (80, 82) kleiner oder gleich 1,12 ist und die Mediumsschicht (80, 82) eine Luftschicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine der LGP (50) zugewandte Seite der Reflektorfolie (60) mit einem optischen Film (80") befestigt ist; eine der LGP (50) zugewandte Seite des optischen Films (80") konkav und konvex ist; der optische Film (80") an der LGP (50) durch eine transparente Haftschicht (83) befestigt ist und die Luftschicht (80, 82) zwischen dem optischen Film (80") und der transparenten Haftschicht (83) definiert ist.
Die seitenlichtartige LGP-Baugruppe gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Luftschicht (80, 82) zwischen 0,05 mm bis 2 mm ist.
Die seitenlichtartige LGP-Baugruppe gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin aufweist: eine Mehrzahl von zwischen der Reflektorfolie (60) und der LGP (50) angeordneten Abstandshaltern (61), um die Dicke der Luftschicht (80, 82) zu erhalten.
Die seitenlichtartige LGP-Baugruppe gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Film (80") an der Relektorfolie (60) durch eine weitere transparente Haftschicht (84) befestigt ist.