FR2882597A1 - Ensemble de retroeclairage a diodes electroluminescentes et dispositif d'affichage a cristaux liquides l'utilisant - Google Patents

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Abstract

Le dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) comprend un ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (120) comprenant une pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (124).Il comprend en outre une plaque de diffusion (130) espacée de la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes et ayant un facteur de transmission de la lumière entre environ 50% et environ 90% et une pluralité de feuilles optiques (132), un panneau LCD (110) sur la pluralité de feuilles optiques, un couvercle inférieur (150) recouvrant un côté postérieur de l'ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes, une feuille réfléchissante (126) sur un côté intérieur du couvercle inférieur, ayant une pluralité de trous traversants correspondant à la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes, un couvercle principal (140) et un couvercle supérieur (160).

Description

ENSEMBLE DE RETROECLAIRAGE A DIODES ELECTROLUMINESCENTES
ET DISPOSITIF D'AFFICHAGE A CRISTAUX LIQUIDES L'UTILISANT La présente invention concerne un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD). Plus particulièrement, la présente invention concerne un ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL), un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) comprenant l'ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes et un procédé d'utilisation de l'ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes pour fournir une source lumineuse plane dans un dispositif d'affichage à cristaux liquides.
Il existe une demande pour des dispositifs d'affichage à écran plat (FPD). Les dispositifs d'affichage à écran plat comprennent des panneaux d'affichage à plasma (PDP), des dispositifs d'affichage à émission de champ (FED), des dispositifs d'affichage électroluminescent (ELD), des dispositifs d'affichage à cristaux liquides (LCD) et ainsi de suite. Du fait qu'ils sont tous petits, légers et ont une faible consommation, les dispositifs d'affichage à écran plat sont en train de prendre la place des dispositifs d'affichage à tube cathodique (CRT).
Parmi les divers dispositifs d'affichage à écran plat, les dispositifs à cristaux liquides sont particulièrement utiles dans des ordinateurs portables et des écrans de bureau, car ils fournissent une résolution, un affichage couleur et une qualité d'image excellents. Un dispositif LCD repose sur une anisotropie optique et une capacité de polarisation de molécules de cristaux liquides pour produire une image. Les molécules de cristaux liquides sont alignés avec des caractéristiques directionnelles découlant de leurs profils minces et longs et sont disposées à des angles spécifiés d'inclinaison préalable. La direction d'alignement des molécules de cristaux liquides peut être commandée en appliquant un champ électrique au cristal liquide. Une variation d'un champ électrique appliqué influence l'alignement des molécules de cristaux liquides. Du fait de l'anisotropie optique des molécules de cristaux liquides, la réfraction de la lumière incidente dépend de la direction d'alignement des molécules de cristaux liquides. Ainsi, en contrôlant de manière appropriée le champ électrique appliqué, une image désirée peut être produite.
Un panneau LCD typique comprend un substrat supérieur, un substrat inférieur en face et une couche de matériau de cristaux liquides interposés entre eux. Un champ électrique est généré dans un panneau LCD en appliquant une tension à des électrodes à l'intérieur des substrats supérieur et inférieur, en alignant ainsi les molécules de cristaux liquides pour visualiser des images selon la transmission de la lumière. Toutefois, du fait qu'un dispositif LCD n'émet pas de lumière, une source RABrevets\24700 24701-051223-tradTXT doc - 23 décembre 2005 - 1/17 lumineuse supplémentaire est nécessaire. En conséquence, un dispositif LCD visualise des images en disposant un ensemble de rétroéclairage à l'arrière de celui-ci et en émettant de la lumière à partir de l'ensemble de rétroéclairage.
Généralement, l'ensemble de rétroéclairage comprend une lampe comme source lumineuse. La lampe peut être une lampe à décharge telle qu'une lampe fluorescente à cathode froide (CCFL) ou une lampe fluorescente à électrode extérieure (EEFL). Récemment, des lampes à diodes électroluminescentes (DEL) ont été utilisées comme source lumineuse. Les lampes à DEL ne contiennent pas de mercure (Hg) toxique et ont une bonne reproductibilité de couleurs. Un ensemble de 1 o rétroéclairage ayant des lampes à DEL peut être indiqué comme un ensemble de rétroéclairage à DEL.
Le panneau d'affichage à cristaux liquides et l'ensemble de rétroéclairage peuvent être rendus modulaires en utilisant des éléments mécaniques pour les protéger contre des chocs et minimiser la perte de lumière. La figure 1 est une vue en perspective représentant un dispositif LCD avec un ensemble de rétroéclairage à DEL selon l'art connexe. Sur la figure 1, le dispositif LCD comprend un panneau d'affichage à cristaux liquides 10, un ensemble de rétroéclairage 20, un couvercle principal 40, un couvercle inférieur 50 et un couvercle supérieur 60. L'ensemble de rétroéclairage 20 est disposé sur un côté postérieur du panneau d'affichage à cristaux liquides 10. Le couvercle principal 40, un châssis rectangulaire, est disposé entre l'ensemble de rétroéclairage 20 et le panneau d'affichage à cristaux liquides 10. Le couvercle inférieur 50 couvre le côté postérieur de l'ensemble de rétroéclairage 20 et est relié au couvercle principal 40. Le couvercle supérieur 60 est un châssis rectangulaire qui couvre les bords avant du panneau d'affichage à cristaux liquides 10 et est relié au couvercle principal 40 et au couvercle inférieur 50.
Des supports latéraux de type barre 70 sont disposés à des extrémités opposées d'un couvercle inférieur 50 suivant une première direction. Deux extrémités du couvercle inférieur 50 suivant une deuxième direction sont pliées obliquement dans une direction vers le haut. Les supports latéraux de type barre 70 et les extrémités pliées dans le couvercle inférieur 50 forment un espace dans lequel l'ensemble de rétroéclairage 20 est disposé.
L'ensemble de rétroéclairage 20 comprend une pluralité de cartes de circuits imprimés 22, une pluralité de lampes à DEL 24, une feuille réfléchissante 26, une fenêtre transparente 30 et des feuilles optiques 32. Les cartes de circuits imprimés 22 sont en forme de bande et sont agencées sur une surface intérieure du couvercle inférieur 50. Une pluralité de lampes à DEL 24 est disposée sur les cartes de circuits imprimés 22. Une feuille réfléchissante 26 recouvre la pluralité de cartes de circuits imprimés 22 et la surface intérieure du couvercle inférieur 50. La feuille R_ABrevets\24700A24701-051223-tradTXT doc - 23 décembre 2005 - 2/17 réfléchissante 26 a une pluralité de trous traversants 28 correspondant à la pluralité de lampes à DEL 24, moyennant quoi la pluralité de lampes à DEL 24 fait saillie à travers la pluralité de trous traversants 28 dans la feuille réfléchissante 26. La fenêtre transparente 30 est espacée de et fait face à la pluralité de lampes à DEL 24. La fenêtre 30 comprend des points réfléchissants 31 correspondant à la pluralité de lampes à DEL 24. Des feuilles optiques 32 sont disposées sur la fenêtre transparente 30.
La pluralité de lampes à DEL 24 comprend des lampes à DEL rouges, vertes et bleues agencées séquentiellement, moyennant quoi les lumières rouges, vertes et bleues sont combinées pour former une lumière blanche. Les points réfléchissants 31, également indiqués comme des déviateurs, ont des profils circulaires correspondant aux lampes à DEL 24, qui réfléchissent la lumière conjointement à la feuille réfléchissante 26. Les feuilles optiques 32 comprennent une feuille à prisme, une feuille de diffusion et ainsi de suite. La lumière émise directement à partir des lampes à DEL 24 ou réfléchie sur la feuille réfléchissante 26 à partir des lampes à DEL 24 est convertie en lumière blanche lorsqu'elle passe à travers la fenêtre transparente 30 et les feuilles optiques 32 sur le panneau d'affichage à cristaux liquides 10. Le panneau d'affichage à cristaux liquides 10 utilise la lumière pour produire des images lumineuses.
La figure 2 est une vue en coupe transversale illustrant une partie d'un dispositif LCD comprenant un ensemble de rétroéclairage à DEL selon l'art connexe et correspond à une vue en coupe transversale suivant la ligne IIII de la figure 1. Sur la figure 2, la lumière est directement émise à partir des lampes à DEL 24 à travers la fenêtre transparente 30 ou elle est réfléchie par des points réfléchissants 31 sur la fenêtre transparente 30 en retour vers la feuille réfléchissante 26 et ensuite vers le haut encore à travers la fenêtre transparente 30 ou vers les points réfléchissants 31. En conséquence, les lampes à DEL 24 fournissent une source lumineuse à points qui est convertie en une source lumineuse planaire lorsqu'elle passe à travers les feuilles optiques 32.
Il existe plusieurs problèmes associés aux dispositifs LCD utilisant un ensemble de rétroéclairage à DEL selon l'art connexe. D'abord, malgré l'utilisation de points réfléchissants 31 et de feuilles optiques 32, il est difficile d'obtenir une efficacité de dispersion de lumière uniforme. Autrement dit, la lumière émise par la pluralité de lampes à DEL 24 n'est pas complètement convertie en lumière planaire.
En conséquence, la source lumineuse à points dans des lampes à DEL 24 peut affecter la manière selon laquelle des images sont visualisées sur le panneau d'affichage à cristaux liquides 10. Par exemple, les images visualisées peuvent devenir mouchetées ou elles peuvent présenter une luminosité non uniforme.
R:ABrevets\24700A24701-051223-tradTXT.doc - 23 décembre 2005 -3117 En réduisant la distance entre les points réfléchissants 31 dans la fenêtre transparente 30 et leurs lampes à DEL correspondantes 24, une luminosité plus uniforme peut être obtenue. Ainsi, la distance entre la fenêtre transparente 30 et les lampes à DEL 24 est maintenue à moins d'environ 3 mm. Toutefois, si la fenêtre transparente 30 et les lampes à DEL 24 sont trop proches, elles peuvent s'écraser entre elles et se rompre quand des contraintes extérieures, telles qu'un choc ou une vibration, sont appliquées.
Par ailleurs, lorsque la fenêtre transparente 30 s'approche des lampes à DEL 24, le trajet de la lumière rouge, verte et bleue émise à partir des lampes à DEL 24 l0 est raccourci, en produisant un espace plus étroit pour mélanger la lumière rouge, verte et bleue. En conséquence, pour produire une lumière blanche de haute qualité, des distances entre les lampes à DEL 24 devraient être réduites.
Selon un aspect, la présente invention propose un ensemble de rétroéclairage comprend une pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL), une plaque de diffusion espacée de la pluralité de lampes à DEL, la plaque de diffusion ayant un facteur de transmission de la lumière entre environ 50% et environ 90%, et une pluralité de feuilles optiques sur la plaque de diffusion.
Selon un mode de réalisation, la plaque de diffusion est constituée de matériaux comprenant une résine transparente et des agents de dispersion.
Selon un autre mode de réalisation, la plaque de diffusion est espacée de la pluralité de lampes à DEL d'une distance supérieure à 3 mm.
Selon un autre mode de réalisation, la pluralité de feuilles optiques comprend une feuille à prisme et une feuille de diffusion.
Selon un autre mode de réalisation, au moins une de la pluralité de feuilles optiques est espacée de la plaque de diffusion d'une distance supérieure à 10 mm.
Selon un autre mode de réalisation, la pluralité de lampes à DEL comprend une pluralité de DEL et une pluralité de lentilles de DEL entourant la pluralité de DEL et une pluralité de lentilles de DEL comprend une portion ouverte exposant une partie supérieure d'une DEL.
Selon un autre mode de réalisation, une pluralité de lentilles de DEL est formée d'un matériau transparent peint avec une couleur rouge, verte ou bleue.
De préférence, l'ensemble de rétroéclairage à DEL comprend en outre une feuille réfléchissante à points couvrant la partie ouverte dans une pluralité de lentilles de DEL.
Selon un mode de réalisation, la feuille réfléchissante à points a une couleur blanche ou argentée.
Selon un autre mode de réalisation, la feuille réfléchissante à points comprend une partie en pointe au niveau d'un côté faisant face à une DEL.
RABrevets', 24700A24701-051223-tradTXT doc - 23 décembre 2005 -4/17 Selon un autre aspect de l'invention, un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) utilisant un ensemble de rétroéclairage selon la présente invention est proposé.
L'ensemble de rétroéclairage à DEL comprend en outre une feuille réfléchissante ayant une pluralité de trous traversants correspondant à la pluralité de lampes à DEL. En plus de l'ensemble de rétroéclairage à DEL, le dispositif LCD comprend un panneau LCD sur l'ensemble de rétroéclairage à DEL, un couvercle inférieur recouvrant un côté postérieur de l'ensemble de rétroéclairage à DEL, et un couvercle principal disposé entre le panneau LCD et l'ensemble de rétroéclairage à DEL. Un couvercle supérieur recouvre le panneau LCD et est relié au couvercle principal. Le couvercle principal est relié au couvercle inférieur en formant un espace pour enfermer l'ensemble de rétroéclairage pour éviter une fuite de lumière.
De préférence, le dispositif d'affichage à cristaux liquides comprend en outre un espace dans lequel l'ensemble de rétroéclairage est disposé, et l'espace est défini par des supports latéraux de type barre disposés à des extrémités opposées du couvercle inférieur suivant une première direction et par deux extrémités opposées du couvercle inférieur suivant une deuxième direction, dans lequel les extrémités opposées suivant la deuxième direction sont pliées obliquement dans une direction vers le haut.
Selon un mode de réalisation, la plaque de diffusion est constituée de matériaux comprenant une résine transparente et des agents de dispersion.
Selon un autre mode de réalisation, la plaque de diffusion est espacée de la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes d'une distance supérieure à 3 mm.
Selon un autre mode de réalisation, la pluralité de feuilles optiques comprend une feuille à prisme et une feuille de diffusion et dans lequel au moins une de la pluralité de feuilles optiques est espacée de la plaque de diffusion d'une distance supérieure à 10 mm.
Selon un autre mode de réalisation, la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes comprend une pluralité de diodes électroluminescentes et une pluralité de lentilles de DEL entourant la pluralité de diodes électroluminescentes et dans lequel une pluralité de lentilles de DEL comprend une portion ouverte exposant une partie supérieure d'une DEL.
Selon un autre mode de réalisation, une pluralité de lentilles de DEL est formée d'un matériau transparent peint avec une couleur rouge, verte ou bleue et dans une feuille réfléchissante à points blanche ou argentée couvre la portion ouverte dans une pluralité de lentilles de DEL.
R: \Brevets \24700\24701-051223-tradTXT. doc - 23 décembre 2005 -5/ 17 Selon un autre mode de réalisation, la feuille réfléchissante à points comprend une partie en pointe au niveau d'un côté faisant face à une diodes électroluminescentes Selon un autre aspect, l'invention propose un procédé pour fournir une source lumineuse planaire à un dispositif LCD comprenant les étapes consistant à fournir un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant un panneau d'affichage à cristaux liquides; incorporer dans le dispositif d'affichage à cristaux liquides un ensemble de rétroéclairage selon l'invention; et à transmettre la Iumière émise par les lampes à diodes électroluminescentes ou réfléchie par la feuille réfléchissante à travers la plaque de diffusion et la pluralité de feuilles optiques au panneau d'affichage à cristaux liquides, la lumière transmise à partir de la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL) changeant d'une source lumineuse à points en une source lumineuse planaire.
De préférence, la plaque de diffusion est espacée de la pluralité de lampes à 15 diodes électroluminescentes d'une distance supérieure à 3 mm.
Avantageusement, la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes comprend une pluralité de diodes électroluminescentes (DEL) et une pluralité de lentilles de DEL entourant la pluralité de diodes électroluminescentes et dans lequel une pluralité de lentilles de DEL comprend une portion ouverte exposant une partie supérieure d'une DEL; et la pluralité de lentilles de diodes électroluminescentes est formée d'un matériau transparent peint avec une couleur rouge, verte ou bleue et une feuille réfléchissante à points blanche ou argentée est disposée sur la portion ouverte dans une pluralité de lentilles de DEL.
Il doit être compris que la description générale ci-dessus et la description 25 détaillée ci-dessous sont exemplaires et explicatives et sont destinées à fournir une explication ultérieure de l'invention telle que revendiquée.
Les dessins annexés, qui sont inclus pour fournir une compréhension ultérieure de l'invention et sont incorporés dans et font partie de cette description, illustrent des modes de réalisation de l'invention. Sur les dessins: la figure 1 est une vue en perspective illustrant un dispositif LCD avec un ensemble de rétroéclairage à DEL selon l'art connexe; la figure 2 est une vue en coupe transversale illustrant une partie d'un dispositif LCD comprenant un ensemble de rétroéclairage à DEL selon l'art connexe; la figure 3 est une vue en perspective illustrant un dispositif LCD comprenant un ensemble de rétroéclairage à DEL selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est une vue en coupe transversale illustrant une partie d'un dispositif LCD comprenant un ensemble de rétroéclairage à DEL selon la présente invention; R: ABrevets\24700A24701-051223-tradTXT-doc -23 décembre 2005 - 6/ 17 les figures 5A à 5C sont des vues illustrant une lampe à DEL selon un mode de réalisation de la présente invention.
La figure 3 est une vue en perspective représentant un dispositif d'affichage à cristaux liquide (LCD) comprenant un ensemble de rétroéclairage à DEL selon un mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 3, un ensemble de rétroéclairage 120 est disposé au niveau d'un côté postérieur du panneau d'affichage à cristaux liquides 110. Le couvercle principal 140, un châssis rectangulaire d'un moulage de résine, est disposé entre l'ensemble de rétroéclairage 120 et le panneau d'affichage à cristaux liquides 110. Le couvercle inférieur 150 couvre et maintient l'ensemble de rétroéclairage 120 en place. Le couvercle principal 140 disposé au niveau du côté postérieur du panneau d'affichage à cristaux liquides 110 est relié au couvercle inférieur pour empêcher une fuite de lumière. Un couvercle supérieur 160, couvrant le bord avant du panneau d'affichage à cristaux liquides 110, est relié au couvercle principal 140 et au couvercle inférieur 150.
Le panneau d'affichage à cristaux liquides 110 produit des images. Le panneau d'affichage à cristaux liquides 110 comprend des premier et deuxième substrats 112 et 114 fixés l'un à l'autre avec une couche de matière à cristaux liquides interposée entre eux. Une pluralité de lignes de grille et une pluralité de lignes de données forment sur une surface intérieure du premier substrat 112 faisant face au deuxième substrat 114. La pluralité de lignes de grille et la pluralité de lignes de données s'entrecroisent pour définir une pluralité de régions de pixel. Une électrode de pixel transparente est formée dans chaque région de pixel. Un transistor à couches minces (TFT) est formé à chaque point d'intersection entre une ligne de grille et une ligne de données. Chaque transistor à couches minces est connecté à une électrode de pixel transparente. Le premier substrat 112 comprenant les transistors à couches minces et les électrodes de pixel est également indiqué comme le substrat de réseau.
Une matrice noire et une couche de filtres chromatiques sont formées sur une surface intérieure du deuxième substrat 114 faisant face au premier substrat 112. La couche de filtres chromatiques comprend des filtres de couleurs rouge, verte et bleue, chaque filtre couleur correspondant à une région de pixel. La matrice noire est formée entre des filtres chromatiques adjacents et couvre les lignes de grille et de données et les transistors à couches minces. Une électrode commune est formée sur la matrice noire et le filtre couleur. Le deuxième substrat 114 comprenant la couche de filtre couleur et l'électrode commune est également indiqué comme le substrat de filtre couleur.
Des circuits intégrés d'attaque sont connectés à au moins un côté du panneau d'affichage à cristaux liquides 110 à travers des moyens de connexion conducteurs 116. Ces moyens de connexion conducteurs 116 peuvent comprendre des cartes de R3Brevets\24700'24701-051223-tradTXT. doc - 23 décembre 2005 - 7/17 circuit intégré flexible (FPC) ou des boîtiers de support de bande (TCP). Les moyens de connexion conducteurs 116 sont pliés vers un côté du couvercle principal 140 ou un côté postérieur du couvercle inférieur 150. Les circuits intégrés d'attaque comprennent des circuits intégrés d'attaque de grille et des circuits intégrés d'attaque de données. Les circuits intégrés d'attaque de grille délivrent des signaux de balayage pour la commutation à l'état passant/bloqué des transistors à couches minces à travers les lignes de grille. Les circuits intégrés d'attaque de données délivrent des signaux d'image pour chaque image à travers les lignes de données. Les circuits intégrés d'attaque de grille et les circuits intégrés d'attaque de données peuvent être disposés sur des côtés adjacents du panneau d'affichage à cristaux liquides 110.
Dans le panneau d'affichage à cristaux liquides 110, des signaux de balayage balaient les lignes de grille ligne par ligne. Quand un signal de balayage est délivré à travers une ligne de grille sélectionnée pour commuter à l'état passant un transistor à couches minces connecté à celleci, des signaux d'image sont délivrés aux électrodes de pixel à travers les lignes de données et les transistors à couches minces. La disposition de molécules de cristaux liquides est modifiée en fonction des variations de facteur de transmission de lumière à partir de variations d'un champ électrique induit entre une électrode de pixel et l'électrode commune.
Le couvercle inférieur 150 sert de boîtier inférieur pour maintenir l'ensemble de rétroéclairage 120. Des supports de latéraux de type barre 170 sont disposés à des extrémités opposées du couvercle inférieur 150 suivant une première direction. Des extrémités du couvercle inférieur 50 suivant une deuxième direction sont pliées obliquement et dressées dans une direction vers le haut. En conséquence, les supports latéraux de type barre 170 et les extrémités pliées dans le couvercle inférieur 150 délimitent un espace dans lequel l'ensemble de rétroéclairage 120 est disposé.
L'ensemble de rétroéclairage 120 est disposé dans cet espace et fournit de la lumière au panneau d'affichage à cristaux liquides 110. L'ensemble de rétroéclairage 120 utilise une pluralité de lampes à diode électroluminescente (DEL) 124 comme source lumineuse. L'ensemble de rétroéclairage 120 comprend une pluralité de cartes de circuits imprimés 122, une pluralité de lampes à DEL 124, une feuille réfléchissante 126, une plaque de diffusion 130 et une pluralité de feuilles optiques 132.
Les cartes de circuits imprimés 122 sont sous forme de bandes et sont agencées sur une surface intérieure du couvercle inférieur 150. Les lampes à DEL 124 sont agencées sur une ligne sur une carte de circuits imprimés 122 donnée. Une feuille réfléchissante 126 est disposée sur le couvercle inférieur 150. La feuille réfléchissante 126 couvre une pluralité de cartes de circuits imprimés 122 et une R \Brevets\24700'24701-051223radTXT doc - 23 décembre 2005 - 8/17 surface intérieure du couvercle inférieur 150. La feuille réfléchissante 126 a une pluralité de trous traversants 128 correspondant à la pluralité de lampes à DEL 124, moyennant quoi la pluralité de lampes à DEL 124 fait saillie à travers la pluralité de trous traversants 128 dans la feuille réfléchissante 126. La feuille réfléchissante 126 peut être de couleur blanche ou de couleur argentée. Une plaque de diffusion 130 est espacée de et fait face à la pluralité de lampes à DEL 124. Une pluralité de feuilles optiques 132 est disposée sur la plaque de diffusion 130.
La pluralité de lampes à DEL 124 comprend des lampes à DEL rouges, vertes et bleues agencées séquentiellement sur les cartes de circuits imprimés 122, moyennant quoi les lumières rouge, verte et bleue sont combinées pour former une lumière blanche. La pluralité de feuilles optiques 132 comprend des feuilles ou pellicules fonctionnelles, telles qu'une feuille à prisme, une feuille de diffusion ou une pellicule de polarisation réfléchissante, également indiquées comme une pellicule d'amélioration de luminosité double (DBEF). En conséquence, la lumière émise directement à partir des lampes à DEL 124 ou réfléchies sur la feuille réfléchissante 126 est convertie successivement en lumière blanche lorsqu'elle passe à travers la plaque de diffusion 130 et les feuilles optiques 132 vers le panneau d'affichage à cristaux liquides 110. Le panneau d'affichage à cristaux liquides 110 utilise la lumière pour visualiser des images lumineuses. Contrairement à l'art connexe, la présente invention peut changer une source lumineuse à points en une source lumineuse planaire en utilisant une plaque de diffusion 130 à la place d'une fenêtre transparente ayant des points réfléchissants.
La figure 4 est une vue en coupe transversale illustrant une partie d'un dispositif LCD comprenant un ensemble de rétroéclairage à DEL selon la présente invention, plus particulièrement l'ensemble de rétroéclairage à DEL, et correspond à une section transversale suivant la ligne IV-IV de la figure 3. Sur la figure 4, la lumière émise directement à partir des lampes à DEL 124 ou réfléchie successivement par une feuille réfléchissante 126 est dirigée sur le panneau d'affichage à cristaux liquides 110 après être passée séquentiellement à travers la plaque de diffusion 130 et les feuilles optiques 132.
La plaque de diffusion 130 a un facteur élevé de transmission de la lumière dans une plage entre environ 50% et environ 90%. La plaque de diffusion 130 peut être formée en ajoutant des agents dispersants lors de l'extrusion d'une résine synthétique, telle que du polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Les agents dispersants peuvent comprendre des particules ayant des propriétés réfléchissantes, telles que des particules d'aluminium. La plaque de diffusion 130 est espacée des lampes à DEL 124. Ainsi, la plaque de diffusion 130 diffuse des sources lumineuses R: ABrevets'24700.24701-051223-tradTXT-doc - 23 décembre 2005 - 9/17 à points provenant des lampes à DEL 124 et améliore le mixage des lumières de couleur rouge, verte et bleue.
Dans la présente invention, la lumière est diffusée à travers une surface sensiblement totale de la plaque de diffusion 130 au lieu d'une diffusion limités à travers des points réfléchissants. Une distance entre la plaque de diffusion 130 et les lampes à DEL 124 peut être de plus de 3 mm. En augmentant la distance entre les lampes à DEL 124 et la plaque de diffusion 130 par rapport à l'art connexe, fournissant un meilleur mixage des lumières rouge, verte et bleue. Par ailleurs, la différence spatiale accrue réduit la possibilité d'une collision entre la plaque de diffusion 130 et les lampes à DEL 124 dans le cas de contraintes externes produisant un choc ou une vibration.
La plaque de diffusion 130 fonctionne de manière similaire à une feuille de diffusion utilisée dans une feuille optique 132. Toutefois, la plaque de diffusion 130 est plus épaisse que la feuille de diffusion car la plaque de diffusion 130 est espacée ultérieurement des lampes à DEL 124par rapport à une feuille optique 132 selon l'art connexe. Ainsi, un trajet de lumière réfractée au niveau d'un plan incident est prolongé par l'épaisseur de la plaque de diffusion 130 et par la distance spatiale entre les lampes à DEL 124 et la plaque de diffusion 130. En conséquence, un meilleur mélange des lumières colorées est obtenu.
La plaque de diffusion 130 peut être formée par impression ou revêtement d'agents dispersants sur un côté ou les deux côtés d'une fenêtre transparente. La fenêtre transparente peut comprendre du polyméthacrylate de méthyle. En conséquence, la plaque de diffusion 130 utilisée dans l'ensemble de rétroéclairage à DEL de la présente invention est configurée pour diffuser la lumière sur toute la surface, contrairement à une fenêtre transparente dans l'art connexe ayant des points réfléchissants circulaires disposés sur les lampes à DEL 124 pour réfléchir la lumière. Du fait que la plaque de diffusion 130 est espacée des lampes à DEL 124 à une distance supérieure à 3 mm, un mélange de couleurs amélioré se produit et une lumière planaire plus uniforme est obtenue. La lumière diffusant et se mélangeant lorsqu'elle passe à travers la plaque de diffusion 130 est à nouveau diffusée à travers les feuilles optiques 132. En conséquence, une source lumineuse plus uniforme est délivrée au panneau d'affichage à cristaux liquides 110. Dans ce cas, les feuilles optiques 132 peuvent être espacées de la plaque de diffusion 130 d'une distance supérieure à 10 mm.
Des éléments additionnels peuvent être inclus pour produire une source lumineuse planaire plus uniforme. Les figures 5A à 5C illustrent une lampe à DEL selon un autre mode de réalisation de la présente invention. En particulier, les figures 5A à 5C représentent une lampe à DEL 124, comprenant une DEL 124a et une R \Brevets\24700',24701-051223-tradTXT.doc - 23 décembre 2005 - 10/17 lentille de DEL 124b, qui peut être utilisée dans un ensemble de rétroéclairage selon la présente invention. La DEL 124a est installée sur une carte de circuits imprimés 122. La carte de circuits imprimés 122 peut être une carte de circuits imprimés à âme métallique, qui rayonne de la chaleur. Une lentille à DEL 124b entoure la DEL 124a et un côté avant de la lentille de DEL 124b émettant la lumière est ouvert. La lentille de DEL 124b expose une partie supérieure de la DEL 124a. La lentille de DEL 124b peut être formée de résine transparente peinte avec une couleur rouge, verte ou bleue.
Une feuille réfléchissante à points 180 est fixée à la lampe DEL 124 et couvre le côté avant de la lentille de DEL 124b. Dans un mode de réalisation, la feuille réfléchissante à points 180 est une feuille colorée banche ou colorée argentée réfléchissant la lumière de manière similaire à la feuille réfléchissante 126. La feuille réfléchissante à points 180 réfléchit la lumière émise par la DEL 124a vers la lentille de DEL 124b et à travers la lentille de DEL 124b. En conséquence, les lumières de couleur sont mieux mélangées, de manière à fournir une source lumineuse planaire plus uniforme. Pour augmenter le rendement de réflexion, un miroir peut être formé sur un côté inférieur de la feuille réfléchissante à points 180, c'est-à-dire un côté faisant face à la DEL 124a.
Le côté inférieur de la feuille réfléchissante à points 180 peut avoir une surface plane comme représentée sur la figure 5A. Le côté inférieur de la feuille réfléchissante à points 180 peut être structuré pour augmenter la quantité de lumière passant à travers la lentille de DEL 124b. Par exemple, sur la figure 5B, le côté inférieur de la feuille réfléchissante à points 180 est représenté comme une partie en pointe 182, qui peut être formée à l'intérieur du côté avant ouvert de la lentille de DEL 124b. Sur la figure 5C, la partie en pointe 182 est espacée ultérieurement du côté supérieur de la feuille réfléchissante à points 180 par rapport à la figure 5B.
La partie en pointe 182 réfléchit la lumière émise à partir de la DEL 124a vers la feuille réfléchissante à points 180, en changeant un trajet de lumière vers la lentille de DEL 124b. La partie en pointe 182 peut avoir d'autres formes. Par exemple, les deux côtés de la partie en pointe 182 peuvent être courbes.
L'ensemble de rétroéclairage de la présente invention convertir des sources lumineuses ponctuelles provenant de lampes à DEL en une source lumineuse planaire plus uniforme. Du fait que dans la présente invention la plaque de diffusion est remplacée par une fenêtre transparente ayant des points réfléchissants circulaires, la diffusion et le mélange de la lumière sont améliorés, avec pour résultat un affichage d'images de luminosité plus uniforme et de meilleur qualité.
En outre, du fait que les lampes à DEL peuvent être disposées plus éloignées de la feuille de diffusion, il existe une possibilité réduite que les lampes à DEL R-\Brevetsl24700A24701-051223-tradTXT-doc - 23 décembre 2005 - I I/17 entrent en collision avec la plaque de diffusion quand des contraintes externes sont appliquées.
Il ressortira pour l'homme du métier que diverses modifications et variations peuvent être apportées dans la fabrication et l'application de la présente invention sans sortir de l'esprit ou de la portée de l'invention. Ainsi, il est entendu que la présente invention couvre les modifications et variations de cette invention pourvu qu'elles rentrent dans la portée des revendications jointes et de leurs équivalents.
R. ABrevets\24700'24701-051223-tradTXT. doc - 23 décembre 2005 -12/17

Claims (21)

REVENDICATIONS
1. Ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) (120) comprenant: - une pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL) (124) ; - une plaque de diffusion (130) espacée de la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL), la plaque de diffusion ayant un facteur de transmission de la lumière entre environ 50% et environ 90% ; et - une pluralité de feuilles optiques (132) sur la plaque de diffusion.
2. Ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de diffusion (130) est constituée de matériaux comprenant une résine transparente et des agents de dispersion.
3. Ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque de diffusion (130) est espacée de la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL) (124) d'une distance supérieure à 3 mm.
4. Ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pluralité de feuilles optiques (132) comprend une feuille à prisme et une feuille de diffusion.
5. Ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) selon la revendication 4, caractérisé en ce que au moins une de la pluralité de feuilles optiques (132) est espacée de la plaque de diffusion (130) d'une distance supérieure à 10 mm.
6. Ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la pluralité de lampes à DEL (124) comprend une pluralité de diodes électroluminescentes (DEL) (124a) et une pluralité de lentilles de DEL (124b) entourant la pluralité de diodes électroluminescentes (DEL) et en ce qu'une pluralité de lentilles de DEL comprend une portion ouverte exposant une partie supérieure d'une DEL.
7. Ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) selon la revendication 6, caractérisé en ce que une pluralité de lentilles de DEL (124b) est formée d'un matériau transparent peint avec une couleur rouge, verte ou bleue.
R:\Brevets\24 7 0012 4 70 1-06 03 2 2-Rev modif irregudoc - 31 mars 2006 13/4
8. Ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) selon la revendication 6, comprenant en outre une feuille réfléchissante à points (180) couvrant la partie ouverte dans une pluralité de lentilles de DEL (124).
9. Ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la feuille réfléchissante à points (180) a une couleur blanche ou argentée.
10. Ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la feuille réfléchissante à points (180) comprend une partie en pointe (182) au niveau d'un côté faisant face à une DEL.
11. Dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) comprenant: un ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10; un panneau d'affichage à cristaux liquides (110) sur la pluralité de feuilles optiques; un couvercle inférieur (150) recouvrant un côté postérieur de l'ensemble de 20 rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) ; une feuille réfléchissante (126) sur un côté intérieur du couvercle inférieur, la feuille réfléchissante ayant une pluralité de trous traversants correspondant à la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL) ; un couvercle principal (140) interposé entre le panneau d'affichage à cristaux 25 liquides et l'ensemble de rétroéclairage à diodes électroluminescentes (DEL) et relié au couvercle inférieur; et un couvercle supérieur (160) recouvrant le côté antérieur du panneau d'affichage à cristaux liquides et relié au couvercle principal.
12. Dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) selon la revendication 11, comprenant en outre un espace dans lequel l'ensemble de rétroéclairage (120) est disposé, caractérisé en ce que l'espace est défini par des supports latéraux de type barre (170) disposés à des extrémités opposées du couvercle inférieur suivant une première direction et par deux extrémités opposées du couvercle inférieur suivant une deuxième direction, dans lequel les extrémités opposées suivant la deuxième direction sont pliées obliquement dans une direction vers le haut.
RBrevets\24700A24701-051223-tradIXT. doc- 23 décembre 2005 -14/17
13. Dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que la plaque de diffusion (130) est constituée de matériaux comprenant une résine transparente et des agents de dispersion.
14. Dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) selon l'une quelconque des revendications I l à 13, caractérisé en ce que la plaque de diffusion (130) est espacée de la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL) d'une distance supérieure à 3 mm.
15. Dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que la pluralité de feuilles optiques (132) comprend une feuille à prisme et une feuille de diffusion et dans lequel au moins une de la pluralité de feuilles optiques (132) est espacée de la plaque de diffusion d'une distance supérieure à 10 mm.
16. Dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL) (124) comprend une pluralité de diodes électroluminescentes (DEL) (124a) et une pluralité de lentilles de DEL (124b) entourant la pluralité de diodes électroluminescentes (DEL) et dans lequel une pluralité de lentilles de DEL comprend une portion ouverte exposant une partie supérieure d'une DEL.
17. Dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) selon la revendication 16, caractérisé en ce que une pluralité de lentilles de DEL (124b) est formée d'un matériau transparent peint avec une couleur rouge, verte ou bleue et dans lequel une feuille réfléchissante à points blanche ou argentée (180) couvre la portion ouverte dans une pluralité de lentilles de DEL.
18. Dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) selon la revendication 17, caractérisé en ce que la feuille réfléchissante à points (180) comprend une partie en pointe au niveau d'un côté faisant face à une diodes électroluminescentes (DEL).
19. Procédé pour fournir une source lumineuse planaire à un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) comprenant les étapes consistant à : fournir un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant un panneau d'affichage à cristaux liquides (110) ; R:ABrevets\24700A2470I051223-tradTXT. doc - 23 décembre 2005 - 15/17 incorporer dans le dispositif d'affichage à cristaux liquides un ensemble de rétroéclairage (120) comprenant: une pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL) (124) ; une plaque de diffusion (130) espacée de la pluralité de lampes à diodes 5 électroluminescentes (DEL), la plaque de diffusion ayant un facteur de transmission de la lumière entre environ 50% et environ 90% ; et une pluralité de feuilles optiques (132) sur la plaque de diffusion; une feuille réfléchissante (126) ayant une pluralité de trous traversants correspondant à la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL) ; et transmettre la lumière émise par les lampes à diodes électroluminescentes (DEL) ou réfléchie par la feuille réfléchissante à travers la plaque de diffusion et la pluralité de feuilles optiques au panneau d'affichage à cristaux liquides, dans lequel la lumière transmise à partir de la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL) change d'une source lumineuse à points en une source lumineuse planaire.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que la plaque de diffusion (130) est espacée de la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL) d'une distance supérieure à 3 mm.
21. Procédé selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que la pluralité de lampes à diodes électroluminescentes (DEL) (124) comprend une pluralité de diodes électroluminescentes (DEL) (124a) et une pluralité de lentilles de DEL (124b) entourant la pluralité de diodes électroluminescentes (DEL) et dans lequel une pluralité de lentilles de DEL comprend une portion ouverte exposant une partie supérieure d'une DEL; et en ce qu'une pluralité de lentilles de diodes électroluminescentes (DEL) (124b) est formée d'un matériau transparent peint avec une couleur rouge, verte ou bleue et une feuille réfléchissante à points blanche ou argentée (180) est disposée sur la portion ouverte dans une pluralité de lentilles de DEL.
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