RU2431168C2 - Illumination device - Google Patents

Illumination device Download PDF

Info

Publication number
RU2431168C2
RU2431168C2 RU2008128129/28A RU2008128129A RU2431168C2 RU 2431168 C2 RU2431168 C2 RU 2431168C2 RU 2008128129/28 A RU2008128129/28 A RU 2008128129/28A RU 2008128129 A RU2008128129 A RU 2008128129A RU 2431168 C2 RU2431168 C2 RU 2431168C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
zones
guide plate
leds
incidence
Prior art date
Application number
RU2008128129/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008128129A (en
Inventor
Александр Викторович Морозов (RU)
Александр Викторович Морозов
Мария Валерьевна Урусова (RU)
Мария Валерьевна Урусова
Original Assignee
Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд."
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." filed Critical Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд."
Priority to RU2008128129/28A priority Critical patent/RU2431168C2/en
Publication of RU2008128129A publication Critical patent/RU2008128129A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2431168C2 publication Critical patent/RU2431168C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: backlighting device includes a plurality of light-emitting diodes (LED) having a light-emitting surface with light scattering angle in the angular aperture of up to ±90° from the normal to said light-emitting surface, a light guide plate made from transparent optical material and having a first surface which has light incidence zones. Each light incidence zone has a central area, a well as lateral areas in the immediate vicinity of the light incidence zones; a second surface having a plurality of concave areas interfaced with said zones and having a plane of symmetry. The lateral surfaces of the said concave areas have a shape which facilitates reflection owing to the effect of total internal reflection of part of the light coming from the light incidence zone within the angular aperture up to α=±arcsin (1/n) from the normal to the said light incidence zones, where n is the refraction index of the transparent substance. The device also has light output apparatus and a reflecting surface under the said light guide plate. The LEDs are placed under the light guide plate, and said central areas have a common plane of symmetry with interfaced concave areas and formed from two surfaces, the angle between which ranges from 120° to 60°.
EFFECT: improved design of the backlighting device.
3 cl, 6 dwg

Description

Изобреение относится к видеотехнологиям, а более конкретно - к устройствам подсветки для дисплеев на жидких кристаллах (ЖК-дисплеев). Такие устройства подсветки используются для того, чтобы обеспечить равномерное освещение ЖК-панели излучением от светодиода.The invention relates to video technology, and more specifically to a backlight device for liquid crystal displays (LCDs). Such backlight devices are used to ensure uniform illumination of the LCD panel by radiation from the LED.

Известны устройства подсветки с источниками освещения, разнесенными один от другого в плоскости за ЖК-панелью, и снабженные пластиной-световодом с боковым пропусканием пучка, исходящего от каждого светодиода. Такая конфигурация имеет преимущество перед конструкцией с размещением светодиодов по одну сторону ЖК-панели за счет улучшенных температурных условий, она также отличается малой толщиной с высокой равномерностью по сравнению с конструкциями, основанными на светодиодах с линзами фронтального излучения. Устройство выхода светового потока (оно может быть реализовано в виде призменных элементов или диффузионных приспособлений, установленных, по меньшей мере, на одной поверхности пластины-световода для изменения направления светового потока, смешивания световых пучков и т.д.) обеспечивает равномерное освещение ЖК-панели.Known illumination devices with light sources spaced from one another in a plane behind the LCD panel, and equipped with a fiber guide plate with lateral transmission of a beam emanating from each LED. This configuration has an advantage over the design with the LEDs on one side of the LCD panel due to the improved temperature conditions, it also has a small thickness with high uniformity compared to designs based on LEDs with frontal radiation lenses. The light output device (it can be implemented as prism elements or diffusion devices installed on at least one surface of the light guide plate to change the direction of the light flux, mix light beams, etc.) provides uniform illumination of the LCD panel .

В выложенной заявке на патент США №2007/0200118 [1] описано устройство задней подсветки, содержащее массив светоизлучающих диодов, расположенных между отражающим слоем и оптической пленкой, снабженной множеством расположенных на ней оптических элементов, некоторые из которых, т.е. оптические элементы, имеют воронкообразные углубления с вращательной симметрией для отражения излучения светодиодов, а форма других оптических элементов не имеет вращательной симметрии. Под оптическими элементами расположен отражающий слой. При этом свет СИД не имеет возможности распространяться вверх через область воронкообразных углублений. Основные недостатки данного устройства заключаются в отсутствии возможности контроля однородности освещения и угловой апертуры выходящего света, а также в потерях света, поглощаемого отражающей поверхностью.U.S. Patent Application Laid-Open No. 2007/0200118 [1] describes a backlight device comprising an array of light emitting diodes located between the reflective layer and the optical film provided with a plurality of optical elements disposed thereon, some of which, i.e. optical elements have funnel-shaped depressions with rotational symmetry to reflect the radiation of LEDs, and the shape of other optical elements does not have rotational symmetry. Under the optical elements is a reflective layer. In this case, the LED light cannot propagate upward through the region of the funnel-shaped recesses. The main disadvantages of this device are the lack of control over the uniformity of lighting and the angular aperture of the outgoing light, as well as the loss of light absorbed by the reflecting surface.

В устройстве подсветки, описанном в патенте США №6679621 [2], использована дополнительная пленка с отражающимися зонами, однако эта конструкция является слишком толстой, чтобы обеспечить равномерное освещение на выходе.The backlight device described in US Pat. No. 6,679,621 [2] uses an additional film with reflective zones, but this design is too thick to provide uniform output lighting.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является техническое решение, описанное в выложенной заявке США №2005/0264716 [3], в которой предложена осветительная конструкция для ЖК-дисплея (см. Фиг.1), состоящая из одного светодиода или из нескольких светодиодов, разнесенных между собой на заданные расстояния и размещенных в ряд на подложке, и из формованного элемента, верхняя сторона которого представляет собой две кривые поверхности такого радиуса, который обеспечивает полное отражение светового потока, исходящего от светодиода. Кроме того, множество выпуклостей на верхней стороне подложки образуют средство для рассеивания света, чтобы обеспечить равномерное освещение на выходе блока подсветки. Такая конструкция может обеспечить достаточно равномерное освещению ЖК-панели, однако она имеет и ряд недостатков: рассеивающая или зеркальная подложка нарушает TIR-условие (TIR - это английское сокращение для термина «полное внутренне отражение») на нижней поверхности формованной части в целом, поэтому на подложке происходят световые потери (1-10% потери света за время одного лишь светового отражения), кроме того, отсутствует возможность распространения света внутри формованной части на значительное расстояние от источника света, поэтому возможность смешивания световых потоков от различных светодиодов весьма ограничена. Строго определенная геометрия верхней стороны (только две сферические поверхности) формованной части не позволяет использовать мощные светодиоды для освещения ЖК-панели в этой конструкции подсветки, имеющей тонкую формованную часть.Closest to the claimed invention is a technical solution described in US Patent Application Laid-Open No. 2005/0264716 [3], which proposes a lighting structure for an LCD display (see FIG. 1), consisting of one LED or several LEDs spaced between by a given distance and placed in a row on the substrate, and from a molded element, the upper side of which is two curved surfaces of such a radius that provides complete reflection of the light flux emanating from the LED. In addition, a plurality of bulges on the upper side of the substrate form a light scattering means to provide uniform illumination at the output of the backlight unit. Such a design can provide fairly uniform illumination of the LCD panel, but it also has a number of disadvantages: the scattering or mirror substrate violates the TIR condition (TIR is the English abbreviation for the term "total internal reflection") on the lower surface of the molded part as a whole, therefore light losses occur to the substrate (1-10% of light loss during light reflection alone), in addition, there is no possibility of light propagating inside the molded part at a considerable distance from the light source, therefore The ability to mix luminous fluxes from various LEDs is very limited. The strictly defined geometry of the upper side (only two spherical surfaces) of the molded part does not allow the use of powerful LEDs to illuminate the LCD panel in this backlight design having a thin molded part.

У известных из уровня техники решений можно выделить две основные проблемы:The solutions known from the prior art can distinguish two main problems:

- очень высокие требования к допускам при изготовлении профиля кривизны элементов бокового выпуска света;- very high requirements for tolerances in the manufacture of the profile of curvature of the lateral light emission elements;

- не поддающаяся контролю утечка светового потока на боковых поверхностях элементов бокового выпуска света: световой поток от соседних светодиодов может легко пройти через боковые поверхности элементов соседних ячеек.- uncontrollable leakage of luminous flux on the lateral surfaces of the lateral light emission elements: the luminous flux from adjacent LEDs can easily pass through the lateral surfaces of the elements of neighboring cells.

Заявляемое изобретение направлено на решение двух этих проблем.The invention is aimed at solving these two problems.

Технический результат достигнут за счет разработки усовершенствованной конструкции устройства подсветки, при этом заявляемое устройство включает в себя:The technical result is achieved due to the development of an improved design of the backlight device, while the inventive device includes:

- множество светодиодов, имеющих светоизлучающую поверхность с углом рассеяния светового потока в угловой апертуре до ±90° от нормали к упомянутой светоизлучающей поверхности, при этом упомянутые светодиоды разнесены один от другого в общей плоскости,- a plurality of LEDs having a light emitting surface with a scattering angle of the light flux in the angular aperture of up to ± 90 ° from the normal to said light emitting surface, wherein said LEDs are spaced from one another in a common plane,

- пластину-световод, выполненную из прозрачного оптического материала, включающую в себя:- a light guide plate made of a transparent optical material, including:

- первую поверхность, имеющую зоны падения света, а также центральные зоны и боковые зоны, находящиеся рядом с зонами падения света;- a first surface having light incidence zones, as well as central zones and side zones adjacent to the light incidence zones;

- вторую поверхность, имеющую множество вогнутостей, сопряженных с упомянутыми зонами и обладающих плоскостью симметрии, причем боковые поверхности упомянутых вогнутостей имеют форму, обеспечивающую возможность отражения за счет эффекта полного внутреннего отражения части светового потока, исходящего из зон падения света в пределах угловой апертуры вплоть до α=±arcsin (1/n) от нормали до упомянутых зон падения света, где n - коэффициент преломления прозрачного вещества;- a second surface having a plurality of concavities conjugated with said zones and having a plane of symmetry, the side surfaces of said concavities having a shape that allows reflection due to the effect of total internal reflection of a part of the light flux emanating from light incidence zones within the angular aperture up to α = ± arcsin (1 / n) from the normal to the mentioned light incidence zones, where n is the refractive index of the transparent substance;

- средство выпуска света, выполненное с возможностью обеспечить нарушение эффекта полного внутреннего отражения;- a means of releasing light, configured to provide a violation of the effect of total internal reflection;

- отражающую поверхность, размещенную под упомянутой пластиной-световодом;- a reflective surface placed under said fiber guide plate;

при этом упомянутые центральные зоны имеют общую плоскость симметрии с сопряженными вогнутостями и сформированы из двух поверхностей, величина угла между которыми лежит в диапазоне от 120 градусов до 60 градусов.wherein said central zones have a common plane of symmetry with conjugate concavities and are formed of two surfaces, the angle between which lies in the range from 120 degrees to 60 degrees.

Отличительным признаком заявляемого решения является геометрическая форма пластины-световода. Благодаря этой новой форме пластина-световод является тонкой и простой в производстве. Она выполнена с возможностью интеграции световых потоков и распространения их в пластине-световоде за счет эффекта полного внутреннего отражения (TIR-эффект) практически без потерь.A distinctive feature of the proposed solution is the geometric shape of the fiber plate. Thanks to this new shape, the fiber plate is thin and easy to manufacture. It is made with the possibility of integrating light fluxes and distributing them in a fiber guide due to the effect of total internal reflection (TIR effect) with virtually no loss.

Предложенная геометрия пластины-световода и основанная на ней конструкция устройства подсветки обеспечивают контролируемую равномерность светового потока. Требуемая степень равномерности обеспечивается за счет оптимизации распределения ячеек (здесь под ячейкой понимается связка рабочих элементов при каждом светодиоде) и оптимизации геометрии боковой зоны, прилегающей к зоне, непосредственно контактирующей с источником света на нижней поверхности пластины-световода.The proposed geometry of the fiber plate and the design of the backlight device based on it provide a controlled uniformity of the light flux. The required degree of uniformity is ensured by optimizing the distribution of cells (here, a cell means a bunch of working elements for each LED) and optimizing the geometry of the side zone adjacent to the zone directly in contact with the light source on the lower surface of the fiber-optic plate.

Заявленная геометрия центральной зоны, размещенной в зоне, которая непосредственно контактирует с источником света, обеспечивает приемлемые производственные допуски профиля у средства бокового выпуска светового потока.The claimed geometry of the central zone located in the zone that is directly in contact with the light source provides acceptable manufacturing tolerances for the profile of the lateral light output means.

Далее существо заявляемого изобретения поясняется с привлечением графических материалов.Further, the essence of the claimed invention is illustrated with the use of graphic materials.

Фиг.1 - известное решение по [3].Figure 1 - a known solution according to [3].

Фиг.2 - один из рабочих вариантов усовершенствованного устройства подсветки (см. нашу заявку на патент РФ №2008109586 [4]).Figure 2 is one of the working options of the improved backlight device (see our patent application of the Russian Federation No. 2008109586 [4]).

Фиг.3 - устройство подсветки согласно изобретению, где показаны следующие элементы:Figure 3 - the backlight device according to the invention, which shows the following elements:

1 - пластина-световод,1 - plate-fiber,

2 - источник света (светодиод),2 - light source (LED),

3 - диффузно отражающее зеркало,3 - diffusely reflecting mirror,

4 - светоизлучающая поверхность источника света,4 - light-emitting surface of the light source,

5 - первая поверхность пластины-световода,5 - the first surface of the fiber plate,

6 - зона падения света на первой поверхности,6 - zone of incidence of light on the first surface,

7 - центральная зона в зоне падения света,7 - the Central zone in the zone of incidence of light,

8 - боковые зоны на первой поверхности,8 - side zones on the first surface,

9 - вторая поверхность пластины-световода,9 - the second surface of the fiber plate,

10 - вогнутость,10 - concavity,

11 - боковая поверхность вогнутости,11 - lateral surface of concavity,

12 - плоскость симметрии вогнутости.12 - plane of symmetry of concavity.

Фиг.4 - принцип работы центральной зоны в зоне падения света.Figure 4 - the principle of operation of the Central zone in the zone of incidence of light.

Фиг.5 - принцип работы центральной зоны в зоне падения света и распределение освещенности в центральной зоне.Figure 5 - the principle of operation of the Central zone in the zone of incidence of light and the distribution of illumination in the Central zone.

Фиг.6 - принцип работы боковой зоны, где показаны следующие элементы:6 is a principle of the side zone, which shows the following elements:

13 - лучи, прошедшие через средство бокового выпуска света в известных решениях (вид 13.1),13 - rays passing through the lateral light emission means in known solutions (view 13.1),

14 - лучи, прошедшие через средство бокового выпуска света и вернувшиеся в пластину-световод в известных решениях (вид 13.1).14 - rays passing through the lateral light emission means and returning to the light guide plate in known solutions (view 13.1).

15 - лучи, отраженные призмообразной структурой боковой зоны, согласно изобретению,15 - rays reflected by the prismatic structure of the side zone according to the invention,

16 - лучи, прошедшие через призмообразную структуру боковой зоны и отраженные диффузионным зеркалом согласно изобретению.16 - rays transmitted through a prismatic structure of the side zone and reflected by the diffusion mirror according to the invention.

Заявленное устройство подсветки (Фиг.3) состоит из пластины-световода 1, светодиодов 2, размещенных под пластиной-световодом на расстоянии один от другого, диффузионного зеркала 3, размещенного под пластиной-световодом. Светодиоды 2 излучают световой поток в пределах угловой апертуры ±90° и имеют светоизлучающую поверхность 4 конечного размера. Упомянутая пластина-световод 1 имеет плоскую поверхность 5 с множеством зон 6 падения света, которые имеют оптический контакт со светоизлучающими поверхностями 4 светодиодов 2, при этом в каждой зоне падения света 6 имеется центральная зона 7, и, кроме того, первая поверхность 5 имеет боковые зоны 8, размещенные в непосредственной близости от зон 6 падения света; а вторая поверхность 9 с множеством вогнутостей 10 с боковыми поверхностями 11. Каждая вогнутость 10 имеет плоскость симметрии 12 и образует средство бокового выпуска света, которое отражает весь световой поток, поступивший из зон 6 в пределах угловой апертуры вплоть до α=±arcsin (1/n) от нормали до упомянутых зон 6 падения света, где n обозначает коэффициент преломления прозрачного вещества в соответствии с условием полного внутреннего отражения. По меньшей мере, на одной из поверхностей упомянутой пластины-световода 1 размещено средство бокового выпуска света, образованное вогнутостями 10 и выполненное с возможностью обеспечивать нарушение TIR-условия в определенной зоне. Центральная зона 7 состоит из вогнутости, имеющей плоскость симметрии, совпадающую с плоскостью симметрии 12 из соответствующего средства бокового выпуска света.The claimed backlight device (Figure 3) consists of a plate-fiber 1, LEDs 2, placed under the plate-fiber at a distance from one another, a diffusion mirror 3, placed under the plate-fiber. LEDs 2 emit a luminous flux within an angular aperture of ± 90 ° and have a light-emitting surface 4 of a finite size. The said light guide plate 1 has a flat surface 5 with a plurality of light incidence zones 6, which are in optical contact with the light emitting surfaces 4 of the LEDs 2, while in each light incidence zone 6 there is a central zone 7, and, in addition, the first surface 5 has side zone 8, located in the immediate vicinity of the zone 6 of the incidence of light; and the second surface 9 with many concavities 10 with side surfaces 11. Each concavity 10 has a plane of symmetry 12 and forms a lateral light emission means that reflects the entire luminous flux coming from zones 6 within the angular aperture up to α = ± arcsin (1 / n) from the normal to said light incidence zones 6, where n denotes the refractive index of the transparent substance in accordance with the condition of total internal reflection. At least one of the surfaces of said light guide plate 1 has a lateral light emission means formed by concavities 10 and configured to violate the TIR condition in a certain area. The central zone 7 consists of concavity having a plane of symmetry coinciding with a plane of symmetry 12 from the corresponding means of lateral release of light.

Светоизлучающие поверхности 4 светодиодов сопрягаются с зонами падения света таким образом, что световые лучи не испытывают преломления на зонах падения света (оптический контакт) за исключением центральных зон 7, где преломление лучей света имеет место. В одном из вариантов реализации размер светоизлучающих поверхностей совпадает по размеру с зонами падения света. В другом рекомендуемом варианте реализации размер светоизлучающих поверхностей меньше, чем размер зон падения лучей света.The light emitting surfaces of the 4 LEDs are coupled to the light incident zones in such a way that the light rays do not experience refraction in the light incident zones (optical contact) except for the central zones 7 where light rays are refracted. In one embodiment, the size of the light emitting surfaces is the same as the light incidence zones. In another recommended embodiment, the size of the light emitting surfaces is smaller than the size of the zones of incidence of light rays.

В одном из вариантов реализации изобретения центральная зона 7 представляет собой призмообразную вогнутость с двумя плоскими поверхностями. Эта форма обеспечивает отклонение лучей от вершины средства бокового выпуска света (Фиг.4 и 5). В результате лучи от источника 2 света не достигают вершины средства бокового выпуска света и не могут достигнуть ЖК-панели напрямую, и поэтому производственные допуски при изготовлении контура вершины могут быть нестрогими.In one embodiment, the central zone 7 is a prismatic concavity with two flat surfaces. This shape provides a deviation of the rays from the top of the lateral light emission means (Figs. 4 and 5). As a result, the rays from the light source 2 do not reach the top of the lateral light emission means and cannot reach the LCD panel directly, and therefore manufacturing tolerances in the manufacture of the vertex contour can be non-strict.

В одном из вариантов реализации изобретения размер центральной зоны 7 выполнен как совпадающий с размером зоны 6 падения света.In one of the embodiments of the invention, the size of the Central zone 7 is made as coinciding with the size of the zone 6 of the incidence of light.

Боковые зоны 8 размещены в непосредственной близости от зон 6 падения света для того, чтобы обеспечить дополнительную интеграцию (смешение) оптических сигналов и предотвращение частной производной лучей, проходящих к панели жидкого кристалла через побочные поверхности 11 из вогнутости 10.The lateral zones 8 are located in the immediate vicinity of the light incidence zones 6 in order to provide additional integration (mixing) of the optical signals and to prevent the partial derivative of the rays passing to the liquid crystal panel through the side surfaces 11 from the concavity 10.

В одном из вариантов реализации заявляемого изобретения боковые зоны 8 реализованы в виде призмообразных структур, за счет чего предотвращается попадание лучей, проходящих через боковые поверхности средства бокового выпуска света, на ЖК-панель. На Фиг.6 представлен принцип работы боковых зон. Вид на Фиг.6.1 поясняет известную конструкцию без боковой зоны: лучи 13 проходят через боковую поверхность светоизлучающей линзы на ЖК-панель, луч 14 проходит вне пластины-световода, но он возвращается благодаря конкретной форме средства бокового выпуска света. Такие лучи не представляют собой проблемы с точки зрения равномерности освещения. Фиг.6.2 поясняет случай с боковой зоной 8, в которой лучи 15, проходя путь, подобный лучам 13 из вида Фиг.6.1, отражаются затем благодаря полному внутреннему отражению и не выходят за пределы пластины-световода. Луч 16 преломляется на призмообразной структуре и поступает на диффузионное зеркало, поэтому часть лучей, приходящих в направлении средства бокового выпуска света, значительно ослаблена.In one of the embodiments of the claimed invention, the side zones 8 are implemented in the form of prism-like structures, thereby preventing the rays passing through the side surfaces of the lateral light emission means from entering the LCD panel. Figure 6 presents the principle of operation of the side zones. The view in FIG. 6.1 illustrates a known construction without a side zone: the rays 13 pass through the side surface of the light emitting lens to the LCD panel, the beam 14 passes outside the light guide plate, but it returns due to the specific form of the lateral light emission means. Such rays are not a problem in terms of uniformity of illumination. Fig.6.2 illustrates the case of the side zone 8, in which the rays 15, passing a path similar to the rays 13 from the view of Fig.6.1, are then reflected due to the total internal reflection and do not go beyond the plate of the fiber. Beam 16 is refracted by a prism-like structure and enters the diffusion mirror, therefore, some of the rays coming in the direction of the lateral light emission means are significantly weakened.

Имеется возможность использования в конструкции заявляемого устройства подсветки различных оптических листовых материалов, известных из уровня техники, таких как: диффузионная пленка, светоколлимирующая пленка (например, BEF производства компании 3М), поляризационная пленка (например, DBEF производства компании 3М).It is possible to use in the design of the inventive lighting device various optical sheet materials known from the prior art, such as: diffusion film, light-collimating film (e.g., BEF manufactured by 3M), polarization film (e.g., DBEF manufactured by 3M).

В заявляемом решении у призмы, формирующей центральную зону 7, угол при вершине составляет 110 градусов, хотя на практике этому углу можно придавать значения в диапазоне от 60 градусов до 120 градусов, чтобы добиться требуемой функциональности. Угол в 120 градусов-100 градусов не приводит к слишком большому увеличению поперечного размера вогнутости 10.In the claimed solution, the prism forming the central zone 7 has an angle at the apex of 110 degrees, although in practice this angle can be assigned values in the range from 60 degrees to 120 degrees in order to achieve the required functionality. An angle of 120 degrees-100 degrees does not lead to an excessively large increase in the transverse concavity size 10.

В заявляемом решении призмоподобная форма выступов в боковой зоне 8 имеет следующие геометрические параметры: каждое призмоподобное образование имеет две плоские поверхности, при этом первая поверхность выполнена перпендикулярно первой поверхности пластины-световода, угол при вершине призмоподобного образования составляет 70 градусов, причем допустимый диапазон этого угла лежит в пределах от 55 градусов до 80 градусов. Этот угол при вершине и призмоподобная форма должны быть оптимизированы для конкретной пластины-световода с конкретным видом соединительных элементов.In the claimed solution, the prism-like shape of the protrusions in the lateral zone 8 has the following geometric parameters: each prism-like formation has two flat surfaces, the first surface being perpendicular to the first surface of the fiber plate, the angle at the apex of the prism-like formation is 70 degrees, and the valid range of this angle lies ranging from 55 degrees to 80 degrees. This apex angle and prism-like shape should be optimized for a particular fiber guide plate with a specific kind of connecting elements.

Заявляемое устройство подсветки может найти применение в ЖК-дисплеях телевизоров, в промышленных дисплеях и в других приборах, требующих наличия подсветки.The inventive backlight device can be used in LCD displays of televisions, in industrial displays and in other devices requiring backlighting.

Claims (3)

1. Устройство подсветки, включающее в себя
- множество светодиодов, имеющих светоизлучающую поверхность с углом рассеяния светового потока в угловой апертуре до ±90° от нормали к упомянутой светоизлучающей поверхности, при этом упомянутые светодиоды разнесены один от другого в общей плоскости,
- пластину-световод, выполненную из прозрачного оптического материала, включающую в себя:
первую поверхность, имеющую зоны падения света, которые имеют оптический контакт со светоизлучающими поверхностями светодиодов, причем в каждой зоне падения света имеется центральная зона, а также боковые зоны, размещенные в непосредственной близости от зон падения света;
вторую поверхность, имеющую множество вогнутостей, сопряженных с упомянутыми зонами и обладающих плоскостью симметрии, причем боковые поверхности упомянутых вогнутостей имеют форму, обеспечивающую возможность отражения за счет эффекта полного внутреннего отражения части светового потока, исходящего из зон падения света в пределах угловой апертуры вплоть до α=±arcsin (1/n) от нормали до упомянутых зон падения света, где n - коэффициент преломления прозрачного вещества;
средство выпуска света, выполненное с возможностью обеспечить нарушение эффекта полного внутреннего отражения;
- отражающую поверхность, размещенную под упомянутой пластиной-световодом;
при этом светодиоды размещены под пластиной-световодом, и упомянутые центральные зоны имеют общую плоскость симметрии с сопряженными вогнутостями и сформированы из двух поверхностей, величина угла между которыми лежит в диапазоне от 120 до 60°.
1. The backlight device, including
- a plurality of LEDs having a light-emitting surface with a scattering angle of the light flux in the angular aperture of up to ± 90 ° from the normal to said light-emitting surface, said LEDs being spaced from one another in a common plane,
- a light guide plate made of a transparent optical material, including:
a first surface having light incident zones that are in optical contact with the light emitting surfaces of the LEDs, and in each light incident zone there is a central zone as well as side zones located in close proximity to the light incident zones;
a second surface having a plurality of concavities conjugated with said zones and having a plane of symmetry, the side surfaces of said concavities having a shape that allows reflection due to the effect of total internal reflection of a part of the light flux emanating from light incidence zones within the angular aperture up to α = ± arcsin (1 / n) from the normal to the mentioned light incidence zones, where n is the refractive index of the transparent substance;
light emitting means configured to provide a violation of the effect of total internal reflection;
- a reflective surface placed under said fiber guide plate;
the LEDs are placed under the fiber guide plate, and the said central zones have a common plane of symmetry with conjugate concavities and are formed of two surfaces, the angle between which lies in the range from 120 to 60 °.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутые боковые зоны выполнены в призмоподобной форме с углом при вершине в диапазоне от 55 до 80°.2. The device according to claim 1, characterized in that the said lateral zones are made in prism-like shape with an angle at the apex in the range from 55 to 80 °. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центральные зоны совпадают по размеру основания с зонами падения света. 3. The device according to claim 1, characterized in that the central zones coincide in size of the base with the zones of incidence of light.
RU2008128129/28A 2008-07-11 2008-07-11 Illumination device RU2431168C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008128129/28A RU2431168C2 (en) 2008-07-11 2008-07-11 Illumination device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008128129/28A RU2431168C2 (en) 2008-07-11 2008-07-11 Illumination device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008128129A RU2008128129A (en) 2010-01-20
RU2431168C2 true RU2431168C2 (en) 2011-10-10

Family

ID=42120236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008128129/28A RU2431168C2 (en) 2008-07-11 2008-07-11 Illumination device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2431168C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2638822C2 (en) * 2012-08-31 2017-12-18 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Lighting device based on light guide with light-scattering particles and light angle selection module

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2638822C2 (en) * 2012-08-31 2017-12-18 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Lighting device based on light guide with light-scattering particles and light angle selection module

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008128129A (en) 2010-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8066408B2 (en) Incoupling structure for lighting applications
TWI446066B (en) Surface light source device and liquid crystal display device
TWI428541B (en) Surface light source device and liquid crystal display device
JP4011287B2 (en) Light control sheet, surface light source device, and liquid crystal display
KR100898100B1 (en) Prism sheet
US7448787B2 (en) Prism sheet and backlight unit employing the same
US20080089093A1 (en) Backlight unit using particular direct backlight assembly
GB2455057A (en) Prismatic curved sheet optical device for use in a curved display
WO2011135627A1 (en) Planar light source apparatus and display apparatus using same
TWI487983B (en) Optical film and backlight module using the same
JP2011014520A (en) Lighting device and display
TWI460503B (en) Backlight unit
TWI428639B (en) Diffuser plate, backlight unit and liquid crystal display having the same
KR20130016102A (en) Display device
JPH04271324A (en) Lighting device for liquid crystal
US20130003414A1 (en) Symmetric serrated edge light guide film having elliptical base segments
JP3133859U (en) Backlight
US20130063975A1 (en) Asymmetric serrated edge light guide film having elliptical base segments
US20130063976A1 (en) Asymmetric serrated edge light guide film having circular base segments
RU2010143900A (en) LIGHTING DEVICE, DISPLAY DEVICE AND TELEVISION RECEIVER
US8491172B2 (en) Symmetric serrated edge light guide film having elliptical base segments
US20080079870A1 (en) Small-angled, predetermined-positioned and predetermined-orientated light emitting device of backlight module of liquid crystal display
WO2008047442A1 (en) Surface light source device
US20050157518A1 (en) Small-angled, specifically-positioned and specifically-orientated light emitting device of backlight module of liquid crystal display
TWM565324U (en) Direct-edge-lit thin planar light source device

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20091228

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20101119

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200712