WO2001061239A1 - Illumination device for a transmissively operating flat screen - Google Patents

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WO2001061239A1
WO2001061239A1 PCT/DE2001/000614 DE0100614W WO0161239A1 WO 2001061239 A1 WO2001061239 A1 WO 2001061239A1 DE 0100614 W DE0100614 W DE 0100614W WO 0161239 A1 WO0161239 A1 WO 0161239A1
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light guide
light
screen
prisms
microprism
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PCT/DE2001/000614
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Inventor
Arndt Wagner
Matthias Gebauer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
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    • G02B6/0048Tapered light guide, e.g. wedge-shaped light guide with stepwise taper
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    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
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    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for a transmissively operated flat screen, which comprises a flat light guide extending over the surface of the screen for arrangement on the back of the screen, which in the assembled state has a microprism or microprism-like structure on the surface facing away from the back of the screen and on which light can be coupled in the area of a side surface.
  • symmetrical prisms are arranged in the assembled state parallel to the screen plane on the surface side of the light guide facing away from the screen, the longitudinal axes of which run parallel to a side edge of the light guide at which light is coupled.
  • the for Side surface opposite to light coupling is provided with a reflector.
  • Another reflector is arranged above the prisms.
  • the light coupled into the light guide is not completely coupled out as it passes through the light guide through the prism structure, but sometimes reaches the side surface with a reflector opposite the light coupling side, is reflected there and is only coupled out on the way back through the light guide.
  • This light is weakened on the one hand by the absorption of the non-ideal reflector on the side surface, on the other hand it experiences a non-negligible weakening on the comparatively long path through the light guide, which, for. B. consists of the transparent material polymethyl methacrylate, abbreviated PMMA.
  • the microprisms have a symmetrical shape in order to be able to decouple both the light that is directly coupled in from the light source and the light reflected on the opposite side surface.
  • the invention has for its object to provide a lighting device of the type described in the introduction, in which the luminous efficacy is improved and the luminance is concentrated as much as possible to a maximum.
  • the light guide viewed in cross section, tapers in a wedge shape from the side surface to which light can be coupled in, and that the prisms of the microprismatic or microprismatic structure are asymmetrical. Due to the wedge shape of the light guide, only a comparatively small part of the light is not coupled out during a single passage through the light guide. In this way, a weakening of light can essentially be avoided by a reflection on the side surface opposite the light coupling side surface and by the longer paths of light caused thereby.
  • the prisms of the microprismatic or microprismatic structure can be formed asymmetrically, which not only enables a better adapted decoupling, but also the essential proportion of the outcoupled light can be concentrated on only one luminance maximum. This enables a significantly improved luminous efficiency of the backlighting system to be achieved.
  • the surface structure does not necessarily have to consist of flat surfaces, it can also include curved surfaces.
  • the wedge shape of the light guide can deviate from a linear course. This means that the tips of the microprisms can, for example, span a concave or convex surface.
  • the prisms of the microprismatic or microprismatic structure have a longitudinal axis which runs parallel to the side surface on which light can be coupled in, the prisms being spaced apart from one another. The distance between the prisms is advantageously chosen so that the density of the prisms increases with increasing distance from the light coupling surface. In this way, the most uniform possible luminance distribution can be achieved.
  • the light guide sections lie between the prisms in planes which each run parallel to the light guide side, which faces the rear of the screen in the assembled state, so that these sections form a step structure in cross section due to the wedge shape of the light guide.
  • the direction of the light beams with regard to the coupling-out in the step structure is only defined by the microprisms. Because the parallel light guide sections between the prisms do not change the angle of incidence and angle of reflection of totally reflected light.
  • a prism structure is formed on the surface of the light guide, which faces the screen in the assembled state, which is orthogonal to the microprism or microprism-like structure of the opposite surface runs.
  • the prism structure on the surface of the light guide which in the assembled state faces the back of the screen, comprises prisms that lie next to one another in one plane without a space.
  • prisms of the micro-prism or micro-prism-like structure have a side surface pointing to the light coupling side, which has an angle ⁇ to the light guide plane or screen surface of 90 to 35 °.
  • the prisms of the microprism or microprism-like structure have a side surface facing away from the light coupling side, which includes an angle ⁇ to the light guide plane or screen surface of 5 ° to 45 °. With the help of this dimensioning, the exit direction of the maximum luminance can be adjusted in the desired manner, in particular to a downstream prism foil.
  • the prisms run parallel to the prisms of the Microprismatic or microprismatic structure.
  • This microprism foil e.g. B. BEF (Brightness Enhancement Film from 3M) is used to concentrate the luminance maximum of the backlighting device around a vertical viewing direction. For example, light emerging from the light guide is tilted towards the normal at an angle of 30 ° to the vertical.
  • a reflector is provided on the surface side of the light guide with a micro-prism or micro-prism-like structure. Even in the case of a wedge-shaped structure, part, albeit a small part, of the light can leave the light guide through the micro-prism or micro-prism-like structure. As with a light guide without a wedge structure, a portion of the light emerging from the microprisms immediately re-enters the subsequent microprism and is therefore not lost for the light decoupling. The light rays, which however do not immediately re-enter the next micro prism, are reflected back into the light guide by the reflector and can thus be used at least in part for the light decoupling into the screen.
  • FIG. 1 shows a backlighting device for a transmissively operated flat screen with a wedge-shaped light guide in a schematic sectional view
  • 2 shows an enlarged section of the wedge-shaped light guide according to FIG. 1 in a schematic section
  • FIG. 3 shows the enlarged view of the wedge-shaped light guide according to FIG. 2 with a beam path shown by way of example
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a wedge-shaped light guide with modified light coupling unit in a schematic sectional view
  • Fig. 5 shows the basic structure of a conventional backlighting device with a flat screen in a schematic sectional view.
  • the backlighting device 51 comprises a light guide 53 which has a smooth surface which points in the direction of the screen 52, the opposite surface side running parallel to the smooth surface and being provided with symmetrical prisms 54.
  • the longitudinal axis of the prisms 54 runs parallel to a side surface 55, on which light is coupled in with a light coupling module 56
  • Light guide 53 is initiated.
  • the light coupling module 56 has a reflector 57 and a linear light source 58 running on the side surface 55, e.g. B. a CCFL (Cold Cathode Fluorescence Lamp).
  • a prism film 59 is provided between the flat screen 52 and the light guide 53.
  • a white reflector 60 is arranged above the prisms 54 on the opposite surface side.
  • the light guide there are two beam profiles in the light guide, which are indicated by the schematically multiplexed light beam profiles 61 and 62 in FIG. 5.
  • the light beam does not pass completely through the light guide 53, but is reflected on a prism 54 and coupled out.
  • multiple reflection takes place in the light guide until the light beam reaches the side surface opposite the light coupling side, on which a reflector 63 is arranged. At this, the light beam is reflected back into the light guide and, after reflection, is coupled out to a prism 54.
  • the prism film 59 has the task of deflecting the light coupled out of the light guide 53 as far as possible in a direction perpendicular to the flat screen 52.
  • this arrangement has the disadvantage that, due to the multiple reflections of the light, as occurs in the course of the beam 62, the light is weakened due to the reflector losses and the losses in Optical fiber material enters. Furthermore, the symmetrical arrangement of the prisms has the result that, in addition to a main luminance maximum, a further luminance maximum occurs in the present example at approximately 75 ° with respect to the screen normal, which approximately reaches the luminance of the main maximum at 0 °. This limits the luminance at the main maximum, which corresponds to the direction in which the screen is mainly viewed.
  • the backlighting device 1 comprises a light guide 2 which is wedge-shaped in cross section, on the wide side surface 3 of which light is coupled into the light guide 2 via a light coupling module 4.
  • the light coupling module 4 is constructed, for example, like the coupling module 56 and comprises a reflector 5 and a linear CCFL 6.
  • a prism film 7 e.g. B.
  • a BEF Backlight Enhancement Film
  • Prisms 8 are formed on the wedge-shaped light guide 2 on the surface side facing away from the screen in the assembled state, the longitudinal axes of which run parallel to the linear light source 6 or to the wide side surface 3 of the light guide.
  • the prisms 8 are asymmetrical. That is, the side surface 9 of the prisms 8 facing the light source 6 has a steeper angle ⁇ with respect to the screen plane than the side surface 10 facing away from the light source 6, which includes an angle ⁇ with respect to the screen plane.
  • the prisms 8 are spaced apart from one another, with a light guide section 11 between the prisms 8 in each case parallel to the Screen level runs. Overall, the light guide sections 11 are thus arranged in a step shape due to the wedge shape of the light guide 2.
  • a reflector 12 is also positioned above the prisms 8.
  • a prism structure with prisms 13 is present on the light guide 2, in which the longitudinal axes of the prisms 13 run orthogonally to the linear light source 6 or to the longitudinal axes of the prisms 8.
  • the majority of the light is coupled out from the light source 6 to a flat screen in accordance with the symbolically drawn beam path 14.
  • a reflector 15 is provided there, which reflects the light back into the light guide and, if necessary, after a multiple reflection due to the steep side 9 of a prism 8 Coupling total reflection.
  • FIG. 3 illustrates Another possibility of how light can leave the side of the light guide with the prisms 8.
  • the light beam 17 drawn therein symbolically leaves the microprism 8a, but immediately re-enters the light guide on the steep side surface 9 of the prism 8b and is therefore not lost for the light coupling out to a screen.
  • the microprisms 8 can have the following angles (see FIG. 2): ⁇ between 90 and 35 °, ⁇ between 5 and 45 °.
  • the distribution of the prisms on the underside of the light guide 2 is selected such that a maximum homogeneity of the surface to be illuminated is achieved, that is to say in general the surface density will vary as symbolically represented in FIG. 1.
  • FIG 4 is a light coupling unit 40 with a cut-out light guide 41 shown.
  • the coupling unit 40 comprises a reflector 42, a linear light source 43 and between the light source 43 and the coupling side surface 44 of the light guide 41 a prismatic film 45, e.g. B. a BEF (Brightness Enhancement Film), whose prism structures run perpendicular to the linear light source.
  • a prismatic film 45 e.g. B. a BEF (Brightness Enhancement Film)
  • BEF Backlight Enhancement Film

Abstract

An illumination device (1), for a transmissively operating flat screen is disclosed, comprising a flat light guide (2), extending over the surface of the screen for arrangement on the rear side of the screen. In the mounted state the light guide comprises a microprism, or microprism-like structure on the surface facing the rear surface of the screen and which may have light injected in the region of a side surface (3). According to the invention, the light guide (2) tapers in cross-section, viewed from the side surface (3) into which light may be injected, to the opposing side in the form of a wedge, whereby the prisms (8) of the microprisms or microprism-like structures are unsymmetrical.

Description

"Beleuchtungsvorrichtung für einen transmissiv betriebenen flachen Bildschirm""Illumination device for a transmissively operated flat screen"
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für einen transmissiv betriebenen flachen Bildschirm, die einen über die Oberfläche des Bildschirms sich erstreckenden flächigen Lichtleiter zur Anordnung auf der Rückseite des Bildschirms umfasst, der im montierten Zustand auf der zur Bildschirmruckseite abgewandten Oberfläche eine ikroprismen- bzw. mikroprismenähnliche Struktur aufweist und an welchem im Bereich einer Seitenfläche Licht eingekoppelbar ist .The invention relates to a lighting device for a transmissively operated flat screen, which comprises a flat light guide extending over the surface of the screen for arrangement on the back of the screen, which in the assembled state has a microprism or microprism-like structure on the surface facing away from the back of the screen and on which light can be coupled in the area of a side surface.
Stand der TechnikState of the art
Beleuchtungsvorrichtungen der einleitend bezeichneten Art sind bereits bekannt geworden. Bei einer Ausfuhrungsform sind im montierten Zustand parallel zur Bildschirmebene symmetrische Prismen auf der zum Bildschirm abgewandten Oberflächenseite des Lichtleiters angeordnet, deren Längsachsen parallel zu einer Seitenkante des Lichtleiters verlaufen, an welcher Licht eingekoppelt wird. Die zur Lichteinkoppel-Seitenfläche gegenüberliegende Seitenfläche ist mit einem Reflektor versehen. Über den Prismen ist ein weiterer Reflektor angeordnet.Lighting devices of the type described in the introduction have already become known. In one embodiment, symmetrical prisms are arranged in the assembled state parallel to the screen plane on the surface side of the light guide facing away from the screen, the longitudinal axes of which run parallel to a side edge of the light guide at which light is coupled. The for Side surface opposite to light coupling is provided with a reflector. Another reflector is arranged above the prisms.
Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Anordnung eine Reihe von Nachteilen aufweist .It has been shown that such an arrangement has a number of disadvantages.
Das in den Lichtleiter eingekoppelte Licht wird beim Durchgang durch den Lichtleiter durch die Prismenstruktur nicht vollständig ausgekoppelt, sondern gelangt teilweise an die der Lichteinkoppelseite gegenüberliegende mit einem Reflektor versehene Seitenfläche, wird dort reflektiert und erst auf dem Rückweg durch den Lichtleiter ausgekoppelt. Dieses Licht wird einerseits durch die Absorption des nicht idealen Reflektors an der Seitenfläche geschwächt, andererseits erfährt es eine nicht vernachlässigbare Schwächung auf dem vergleichsweise langen Weg durch den Lichtleiter, der z. B. aus dem transparenten Material Polymethylmethacrylat, abgekürzt PMMA, besteht.The light coupled into the light guide is not completely coupled out as it passes through the light guide through the prism structure, but sometimes reaches the side surface with a reflector opposite the light coupling side, is reflected there and is only coupled out on the way back through the light guide. This light is weakened on the one hand by the absorption of the non-ideal reflector on the side surface, on the other hand it experiences a non-negligible weakening on the comparatively long path through the light guide, which, for. B. consists of the transparent material polymethyl methacrylate, abbreviated PMMA.
Die Mikroprismen haben eine symmetrische Form, um sowohl das direkt von der Lichtquelle eingekoppelte Licht, als auch das an der gegenüberliegenden Seitenfläche reflektierte Licht in gleicher Weise auskoppeln zu können. Daraus ergibt sich jedoch der Nachteil, dass die Leuchtdichte der Beleuchtungsvorrichtung nicht nur ein Maximum bei ungefähr senkrechter Betrachtung aufweist, sondern ein weiteres etwa gleich großes Maximum bei einem Winkel von ca. 75° zeigt. Dies ist im Allgemeinen unerwünscht, da ein flacher Bildschirm mit einer derartigen Hinterleuchtung im Betrieb hauptsächlich senkrecht betrachtet wird. Aufgabe und Vorteile der ErfindungThe microprisms have a symmetrical shape in order to be able to decouple both the light that is directly coupled in from the light source and the light reflected on the opposite side surface. However, this results in the disadvantage that the luminance of the lighting device not only has a maximum when viewed approximately vertically, but also shows another approximately equally large maximum at an angle of approximately 75 °. This is generally undesirable since a flat screen with such a backlight is viewed primarily vertically in operation. Object and advantages of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, bei welcher die Lichtausbeute verbessert und die Leuchtdichte möglichst auf ein Maximum konzentriert ist.The invention has for its object to provide a lighting device of the type described in the introduction, in which the luminous efficacy is improved and the luminance is concentrated as much as possible to a maximum.
Diese Aufgabe wird ausgehend von der Beleuchtungsvorrichtung der einleitend beschriebenen Art dadurch gelöst, dass der Lichtleiter im Querschnitt betrachtet von der Seitenfläche, an welcher Licht eingekoppelbar ist, sich zur gegenüberliegenden Seitenfläche keilförmig verjüngt und dass die Prismen der Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur unsymmetrisch sind. Durch die Keilform des Lichtleiters wird nur ein vergleichsweise geringer Teil des Lichtes bei einem einmaligen Durchgang durch den Lichtleiter nicht ausgekoppelt . Damit kann eine LichtSchwächung durch eine Reflexion an der zur Lichteinkoppel-Seitenfläche gegenüberliegenden Seitenfläche und durch die hiermit bedingten längeren Wege des Lichtes im Wesentlichen vermieden werden. Da rücklaufende Lichtanteile somit vernachlässigt werden können, lassen sich die Prismen der Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur unsymmetrisch ausbilden, wodurch nicht nur eine besser angepasste Auskopplung möglich wird, sondern auch der wesentliche Anteil des ausgekoppelten Lichts auf nur ein Leuchtdichtemaximum konzentriert werden kann. Somit lässt sich eine deutlich verbesserte Lichtausbeute des HinterleuchtungsSystems erzielen.This object is achieved on the basis of the lighting device of the type described in the introduction in that the light guide, viewed in cross section, tapers in a wedge shape from the side surface to which light can be coupled in, and that the prisms of the microprismatic or microprismatic structure are asymmetrical. Due to the wedge shape of the light guide, only a comparatively small part of the light is not coupled out during a single passage through the light guide. In this way, a weakening of light can essentially be avoided by a reflection on the side surface opposite the light coupling side surface and by the longer paths of light caused thereby. Since returning light components can thus be neglected, the prisms of the microprismatic or microprismatic structure can be formed asymmetrically, which not only enables a better adapted decoupling, but also the essential proportion of the outcoupled light can be concentrated on only one luminance maximum. This enables a significantly improved luminous efficiency of the backlighting system to be achieved.
Die Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlicheThe microprismatic or microprismatic
Oberflächenstruktur muss dabei nicht zwangsläufig aus ebnen Flächen bestehen, sie kann auch gewölbte Flächen umfassen. Des Weiteren kann die Keilform des Lichtleiters von einem linearen Verlauf abweichen. Das heißt, die Spitzen der Mikroprismen können beispielsweise eine konkave oder konvexe Oberfläche aufspannen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Prismen der Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur eine Längsachse auf, die parallel zur Seitenfläche verläuft, an welcher Licht eingekoppelbar ist, wobei die Prismen voneinander beabstandet sind. Der Abstand der Prismen ist vorteilhafterweise so gewählt, dass sich die Dichte der Prismen mit zunehmendem Abstand zur Lichteinkoppelfläche erhöht. Auf diese Weise lässt sich eine möglichst gleichmäßige Leuchtdichtenverteilung erreichen.The surface structure does not necessarily have to consist of flat surfaces, it can also include curved surfaces. Furthermore, the wedge shape of the light guide can deviate from a linear course. This means that the tips of the microprisms can, for example, span a concave or convex surface. In a particularly preferred embodiment of the invention, the prisms of the microprismatic or microprismatic structure have a longitudinal axis which runs parallel to the side surface on which light can be coupled in, the prisms being spaced apart from one another. The distance between the prisms is advantageously chosen so that the density of the prisms increases with increasing distance from the light coupling surface. In this way, the most uniform possible luminance distribution can be achieved.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegen die Lichtleiterabschnitte zwischen den Prismen in Ebenen, die jeweils parallel zur Lichtleiterseite verlaufen, welche im montierten Zustand der Rückseite des Bildschirms zugewandt ist, so dass diese Abschnitte aufgrund der Keilform des Lichtleiters im Querschnitt eine Stufenstruktur ausbilden. Im Gegensatz zu einem normalen keilförmigen Lichtleiter, bei dem die Zwischenräume normalerweise der Keilform folgen, wird die Richtung der Lichtstrahlen im Hinblick auf die Auskopplung bei der Stufenstruktur nur durch die Mikroprismen definiert. Denn über die parallelen Lichtleiterabschnitte zwischen den Prismen werden Ein- und Ausfallswinkel von totalreflektiertem Licht nicht verändert . Bei einem keilförmigen Lichtleiter wird das durch Totalreflexion weitergeleitete Licht um so steiler auf die Auskoppeloberfläche des Lichtleiters auftreffen, je weiter es von der Lichteinkoppel-Seitenfläche entfernt ist . Dadurch ergibt sich nach mehreren Totalreflexionen ein derart steiler Winkel, dass keine Totalreflexion und damit Weiterleitung des Lichtes mehr stattfindet, sondern das Licht unter einem unerwünscht flachen Winkel aus dem Lichtleiter austritt. Durch die stufenförmige Anordnung der Lichtleiterabschnitte zwischen den Prismen lässt sich dieser Effekt vermeiden, wodurch die Effektivität und Gleichmäßigkeit der Hinterleuchtungsvorrichtung weiter verbessert werden kann.In a further particularly preferred embodiment of the invention, the light guide sections lie between the prisms in planes which each run parallel to the light guide side, which faces the rear of the screen in the assembled state, so that these sections form a step structure in cross section due to the wedge shape of the light guide. In contrast to a normal wedge-shaped light guide, in which the spaces normally follow the wedge shape, the direction of the light beams with regard to the coupling-out in the step structure is only defined by the microprisms. Because the parallel light guide sections between the prisms do not change the angle of incidence and angle of reflection of totally reflected light. In the case of a wedge-shaped light guide, the light transmitted by total reflection will strike the coupling-out surface of the light guide the steeper the further it is from the light coupling-in side surface. After several total reflections, this results in such a steep angle that no total reflection and thus no forwarding of the light takes place, but the light emerges from the light guide at an undesirably flat angle. This effect can be avoided by the step-like arrangement of the light guide sections between the prisms Effectiveness and uniformity of the backlight device can be further improved.
Um eine Kollimation des Lichts in Richtung parallel zur Lichteinkoppel-Seitenfläche zu erreichen, wird überdies vorgeschlagen, dass an der Oberfläche des Lichtleiters, welche im montierten Zustand dem Bildschirm zugewandt Ist, eine Prismenstruktur ausgebildet ist, die orthogonal zur Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur der gegenüberliegenden Oberfläche verläuft.In order to achieve a collimation of the light in the direction parallel to the light coupling side surface, it is also proposed that a prism structure is formed on the surface of the light guide, which faces the screen in the assembled state, which is orthogonal to the microprism or microprism-like structure of the opposite surface runs.
Zur Erzielung einer möglichst effektiven Kollimation des Lichts wird überdies vorgeschlagen, dass die Prismenstruktur auf der Oberfläche des Lichtleiters, welche im montierten Zustand der Bildschirmruckseite zugewandt ist, Prismen umfasst, die ohne Zwischenraum in einer Ebene nebeneinander liegen.In order to achieve the most effective possible collimation of the light, it is also proposed that the prism structure on the surface of the light guide, which in the assembled state faces the back of the screen, comprises prisms that lie next to one another in one plane without a space.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen Prismen der Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur eine zur Lichteinkoppelseite zeigende Seitenfläche auf, die einen Winkel δ zur Lichtleiterebene bzw. Bildschirmoberfläche von 90 bis 35° besitzt. In diesem Zusammenhang ist es überdies bevorzugt, wenn die Prismen der Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur eine zur Lichteinkoppelseite abgewandte Seitenfläche aufweisen, die einen Winkel γ zur Lichtleiterebene bzw. Bildschirmoberfläche von 5° bis 45° einschließt. Mit Hilfe dieser Dimensionierung lässt sich die Austrittsrichtung der maximalen Leuchtdichte in gewünschter Weise insbesondere auf eine nachgeordnete Prismenfolie abstimmen.In a further preferred embodiment of the invention, prisms of the micro-prism or micro-prism-like structure have a side surface pointing to the light coupling side, which has an angle δ to the light guide plane or screen surface of 90 to 35 °. In this context, it is also preferred if the prisms of the microprism or microprism-like structure have a side surface facing away from the light coupling side, which includes an angle γ to the light guide plane or screen surface of 5 ° to 45 °. With the help of this dimensioning, the exit direction of the maximum luminance can be adjusted in the desired manner, in particular to a downstream prism foil.
Dies kann vorzugsweise eine Prismenfolie sein, die über der Seite des Lichtleiters, welche im montierten Zustand der Bildschirmruckseite zugewandt ist, angeordnet wird. Dabei verlaufen die Prismen parallel zu den Prismen der Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur. Diese Mikroprismenfolie, z. B. BEF (Brightness Enhancement Film der Firma 3M) , wird dazu eingesetzt, das Leuchtdichtemaximum der Hinterleuchtungsvorrichtung um eine senkrechte Betrachtungsrichtung zu konzentrieren. Beispielsweise wird unter einem Winkel von 30° zur Senkrechten aus dem Lichtleiter austretendes Licht in Richtung Normale gekippt.This can preferably be a prism foil, which is arranged over the side of the light guide, which in the assembled state faces the back of the screen. The prisms run parallel to the prisms of the Microprismatic or microprismatic structure. This microprism foil, e.g. B. BEF (Brightness Enhancement Film from 3M) is used to concentrate the luminance maximum of the backlighting device around a vertical viewing direction. For example, light emerging from the light guide is tilted towards the normal at an angle of 30 ° to the vertical.
In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist auf der Oberflächenseite des Lichtleiters mit Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlicher Struktur ein Reflektor vorgesehen. Auch bei einer keilförmigen Struktur kann ein Teil des Lichtes, wenn auch ein geringer Teil, den Lichtleiter durch die Mikroprismen- bzw. die mikroprismenähnliche Struktur verlassen. Wie bei einem Lichtleiter ohne Keilstruktur tritt dabei ein Anteil des aus den Mikroprismen austretenden Lichtes unmittelbar in das darauffolgende Mikroprisma wieder ein und geht somit für die Lichtauskopplung nicht verloren. Die Lichtstrahlen, die jedoch nicht sofort wieder in das nächste Mikroprisma eintreten, werden durch den Reflektor in den Lichtleiter zurück reflektiert und können somit zumindest teilweise für die Lichtauskopplung in den Bildschirm genutzt werden.In a further preferred embodiment of the invention, a reflector is provided on the surface side of the light guide with a micro-prism or micro-prism-like structure. Even in the case of a wedge-shaped structure, part, albeit a small part, of the light can leave the light guide through the micro-prism or micro-prism-like structure. As with a light guide without a wedge structure, a portion of the light emerging from the microprisms immediately re-enters the subsequent microprism and is therefore not lost for the light decoupling. The light rays, which however do not immediately re-enter the next micro prism, are reflected back into the light guide by the reflector and can thus be used at least in part for the light decoupling into the screen.
Zeichnungendrawings
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher erläutert . Es zeigenSeveral exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail with the specification of further advantages and details. Show it
Fig. 1 eine Hinterleuchtungsvorrichtung für einen transmissiv betriebenen flachen Bildschirm mit keilförmigem Lichtleiter in einer schematischen Schnittansicht , Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des keilförmigen Lichtleiters gemäß Figur 1 in einer schematischen Schnittansieht,1 shows a backlighting device for a transmissively operated flat screen with a wedge-shaped light guide in a schematic sectional view, 2 shows an enlarged section of the wedge-shaped light guide according to FIG. 1 in a schematic section,
Fig. 3 die vergrößerte Ansicht des keilförmigen Lichtleiters gemäß Figur 2 mit einem beispielhaft eingezeichneten Strahlengang,3 shows the enlarged view of the wedge-shaped light guide according to FIG. 2 with a beam path shown by way of example,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines keilförmigen Lichtleiters mit modifizierter Lichteinkopplungs- einheit in schematischer Schnittansicht und4 shows an exemplary embodiment of a wedge-shaped light guide with modified light coupling unit in a schematic sectional view and
Fig. 5 der prinzipielle Aufbau einer herkömmlichen Hinterleuchtungsvorrichtung mit flachem Bildschirm in einer schematischen Schnittansicht .Fig. 5 shows the basic structure of a conventional backlighting device with a flat screen in a schematic sectional view.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 5 ist der prinzipielle Aufbau eines Bildschirmmoduls 50 mit Hinterleuchtungsvorrichtung 51 und flachem Bildschirm 52, z. B. einer Flüssigkristallanzeige, dargestellt. Die Hinterleuchtungsvorrichtung 51 umfasst einen Lichtleiter 53, der eine glatte Oberfläche aufweist, die in Richtung Bildschirm 52 zeigt, wobei die gegenüberliegende Oberflächenseite parallel zu der glatten Oberfläche verläuft und mit symmetrischen Prismen 54 versehen ist . Die Längsachse der Prismen 54 läuft parallel zu einer Seitenfläche 55, an welcher mit einem Lichteinkopplungsmodul 56 Licht in den Lichtleiter 53 eingeleitet wird. Das Lichteinkopplungsmodul 56 besitzt einen Reflektor 57 und eine an der Seitenfläche 55 verlaufende linienfδrmige Lichtquelle 58, z. B. eine CCFL (Cold Cathode Fluorescence Lamp) .In Figure 5, the basic structure of a screen module 50 with backlight 51 and flat screen 52, z. B. a liquid crystal display. The backlighting device 51 comprises a light guide 53 which has a smooth surface which points in the direction of the screen 52, the opposite surface side running parallel to the smooth surface and being provided with symmetrical prisms 54. The longitudinal axis of the prisms 54 runs parallel to a side surface 55, on which light is coupled in with a light coupling module 56 Light guide 53 is initiated. The light coupling module 56 has a reflector 57 and a linear light source 58 running on the side surface 55, e.g. B. a CCFL (Cold Cathode Fluorescence Lamp).
Zwischen dem flachen Bildschirm 52 und dem Lichtleiter 53 ist ein Prismenfilm 59 vorgesehen. Über den Prismen 54 auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite ist ein Weißreflektor 60 angeordnet .A prism film 59 is provided between the flat screen 52 and the light guide 53. A white reflector 60 is arranged above the prisms 54 on the opposite surface side.
Im Lichtleiter herrschen prinzipiell zwei Strahlenverläufe vor, die durch die schematisch mehrfach umgelenkten LichtStrahlenverläufe 61 und 62 in Figur 5 angedeutet sind. Bei Lichtstrahlen gemäß dem Strahlenverlauf 61 durchläuft der Lichtstrahl den Lichtleiter 53 nicht vollständig, sondern wird an einem Prisma 54 reflektiert und ausgekoppelt. Bei Lichtstrahlen vom Typ des Strahlenverlaufs 62 findet eine Mehrfachreflexion im Lichtleiter statt, bis der Lichtstrahl die der Lichteinkoppelseite gegenüberliegende Seitenfläche erreicht, an welcher ein Reflektor 63 angeordnet ist. An diesem wird der Lichtstrahl zurück in den Lichtleiter reflektiert und nach der Reflexion an einem Prisma 54 ausgekoppelt .In principle, there are two beam profiles in the light guide, which are indicated by the schematically multiplexed light beam profiles 61 and 62 in FIG. 5. In the case of light beams according to the beam path 61, the light beam does not pass completely through the light guide 53, but is reflected on a prism 54 and coupled out. In the case of light beams of the type of the beam path 62, multiple reflection takes place in the light guide until the light beam reaches the side surface opposite the light coupling side, on which a reflector 63 is arranged. At this, the light beam is reflected back into the light guide and, after reflection, is coupled out to a prism 54.
Licht, das den Lichtleiter auf der Prismenseite verlässt, wird vom Weißreflektor 60 zurück in den Lichtleiter reflektiert .Light that leaves the light guide on the prism side is reflected by the white reflector 60 back into the light guide.
Der Prismenfilm 59 hat die Aufgabe, das aus dem Lichtleiter 53 ausgekoppelte Licht möglichst in eine in Bezug auf den flachen Bildschirm 52 senkrechte Richtung umzulenken.The prism film 59 has the task of deflecting the light coupled out of the light guide 53 as far as possible in a direction perpendicular to the flat screen 52.
Wie eingangs beschrieben, hat diese Anordnung den Nachteil, dass aufgrund der Mehrfachreflexionen des Lichtes, so wie sie beim Strahlenverlauf 62 stattfindet, eine Schwächung des Lichtes aufgrund der Reflektorverluste und der Verluste im Lichtleitermaterial eintritt. Des Weiteren hat die symmetrische Anordnung der Prismen zur Folge, dass neben einem Leuchtdichte-Hauptmaximum ein weiteres Leuchtdichtemaximum bei im vorliegenden Beispiel ca. 75° in Bezug auf die Bildschirmnormale auftritt, welches ungefähr die Leuchtdichte des Hauptmaximums bei 0° erreicht . Dadurch ist die Leuchtdichte beim Hauptmaximum, die der Richtung entspricht, unter welcher der Bildschirm hauptsächlich betrachtet wird, begrenzt.As described at the beginning, this arrangement has the disadvantage that, due to the multiple reflections of the light, as occurs in the course of the beam 62, the light is weakened due to the reflector losses and the losses in Optical fiber material enters. Furthermore, the symmetrical arrangement of the prisms has the result that, in addition to a main luminance maximum, a further luminance maximum occurs in the present example at approximately 75 ° with respect to the screen normal, which approximately reaches the luminance of the main maximum at 0 °. This limits the luminance at the main maximum, which corresponds to the direction in which the screen is mainly viewed.
Durch die Hinterleuchtungsvorrichtung 1 gemäß Figur 1 werden diese Nachteile vermieden. Die Hinterleuchtungsvorrichtung 1 umfasst einen im Querschnitt keilförmigen Lichtleiter 2, an dessen breiten Seitenfläche 3 Licht über ein Lichteinkopplungsmodul 4 in den Lichtleiter 2 eingekoppelt wird. Das Lichteinkopplungsmodul 4 ist beispielsweise so wie das Einkopplungsmodul 56 aufgebaut und umfasst einen Reflektor 5 und eine linienförmige CCFL 6. Zwischen einem flachen Bildschirm (nicht dargestellt) und dem Lichtleiter 2 ist ein Prismenfilm 7, z. B. ein BEF (Brightness Enhancement Film) angeordnet .These disadvantages are avoided by the backlighting device 1 according to FIG. The backlighting device 1 comprises a light guide 2 which is wedge-shaped in cross section, on the wide side surface 3 of which light is coupled into the light guide 2 via a light coupling module 4. The light coupling module 4 is constructed, for example, like the coupling module 56 and comprises a reflector 5 and a linear CCFL 6. Between a flat screen (not shown) and the light guide 2 there is a prism film 7, e.g. B. a BEF (Brightness Enhancement Film) is arranged.
Am keilförmigen Lichtleiter 2 sind auf der im montierten Zustand vom Bildschirm abgewandten Oberflächenseite Prismen 8 ausgebildet, deren Längsachsen parallel zur linienförmigen Lichtquelle 6 bzw. zur breiten Seitenfläche 3 des Lichtleiters verlaufen.Prisms 8 are formed on the wedge-shaped light guide 2 on the surface side facing away from the screen in the assembled state, the longitudinal axes of which run parallel to the linear light source 6 or to the wide side surface 3 of the light guide.
Die Prismen 8 sind, wie insbesondere in Figur 2 zu sehen ist, unsymmetrisch. Das heißt, die zur Lichtquelle 6 weisende Seitenfläche 9 der Prismen 8 weist einen steileren Winkel δ in Bezug auf die Bildschirmebene auf, als die von der Lichtquelle 6 abgewandte Seitenfläche 10, welche in Bezug auf die Bildschirmebene einen Winkel γ einschließt . Die Prismen 8 sind zueinander beabstandet, wobei ein Lichtleiterabscnnitt 11 zwischen den Prismen 8 jeweils parallel zur Bildschirmebene verläuft. Insgesamt sind somit die Lichtleiterabschnitte 11 aufgrund der Keilform des Lichtleiters 2 stufenförmig angeordnet .As can be seen in particular in FIG. 2, the prisms 8 are asymmetrical. That is, the side surface 9 of the prisms 8 facing the light source 6 has a steeper angle δ with respect to the screen plane than the side surface 10 facing away from the light source 6, which includes an angle γ with respect to the screen plane. The prisms 8 are spaced apart from one another, with a light guide section 11 between the prisms 8 in each case parallel to the Screen level runs. Overall, the light guide sections 11 are thus arranged in a step shape due to the wedge shape of the light guide 2.
Über den Prismen 8 ist überdies ein Reflektor 12 positioniert. Um eine Kollmination des Lichts in Richtung der linienförmigen Lichtquelle zu erreichen, ist auf dem Lichtleiter 2 eine Prismenstruktur mit Prismen 13 vorhanden, bei welcher die Längsachsen der Prismen 13 orthogonal zur linienförmigen Lichtquelle 6 bzw. zu den Längsachsen der Prismen 8 verlaufen.A reflector 12 is also positioned above the prisms 8. In order to achieve a collimation of the light in the direction of the linear light source, a prism structure with prisms 13 is present on the light guide 2, in which the longitudinal axes of the prisms 13 run orthogonally to the linear light source 6 or to the longitudinal axes of the prisms 8.
Der größte Teil des Lichtes wird gemäß dem symbolisch eingezeichneten Strahlengang 14 von der Lichtquelle 6 zu einem flachen Bildschirm ausgekoppelt. Das heißt, das Licht der Lichtquelle 6 trifft auf die flache Seite 10 eines Prismas 8, wird aus dem Lichtleiter ausgekoppelt und durch den BEF 7 in die Normale umgelenkt bevor es zum Bildschirm gelangt. Gegebenenfalls wird das Licht über Totalreflexion mehrfach an den Seitenflächen der Prismen 13 und der Lichtleiterabschnitte 11 weiter in den Lichtleiter hineingeleitet und über eine flache Seite 10 eines weiter von der Lichtquelle entfernten Prismas 8 ausgekoppelt. Um auch den geringen Anteil der Lichtstrahlen zu erfassen, die auf die der Lichteinkoppelfläche 3 gegenüberliegende Seitenfläche treffen, ist dort ein Reflektor 15 vorgesehen, der das Licht in den Lichtleiter zurück reflektiert und über die steile Seite 9 eines Prismas 8 gegebenenfalls nach einer Mehrfachreflexion aufgrund von Totalreflexion auskoppelt .The majority of the light is coupled out from the light source 6 to a flat screen in accordance with the symbolically drawn beam path 14. This means that the light from the light source 6 strikes the flat side 10 of a prism 8, is coupled out of the light guide and is deflected by the BEF 7 into the normal before it reaches the screen. If necessary, the light is guided several times via total reflection on the side surfaces of the prisms 13 and the light guide sections 11 further into the light guide and coupled out via a flat side 10 of a prism 8 further away from the light source. In order to also detect the small proportion of light rays that strike the side surface opposite the light coupling surface 3, a reflector 15 is provided there, which reflects the light back into the light guide and, if necessary, after a multiple reflection due to the steep side 9 of a prism 8 Coupling total reflection.
Ein geringer Anteil des Lichts, das den Lichtleiter auf der Seite der Prismen 8 verlässt, wird über den Reflektor 12 gemäß dem symbolisch dargestellten Lichtstrahl 16 wieder in den Lichtleiter zurück reflektiert und zum Bildschirm ausgekoppelt. Eine weitere Möglichkeit, wie Licht die Seite des Lichtleiters mit den Prismen 8 verlassen kann, ist in Figur 3 verdeutlicht. Der darin symbolisch eingezeichnete Lichtstrahl 17 verlässt das Mikroprisma 8a, tritt jedoch an der steilen Seitenfläche 9 des Prismas 8b sofort wieder in den Lichtleiter ein und geht damit für die Lichtauskopplung zu einem Bildschirm nicht verloren.A small proportion of the light that leaves the light guide on the side of the prisms 8 is reflected back into the light guide via the reflector 12 in accordance with the symbolically represented light beam 16 and is coupled out to the screen. Another possibility of how light can leave the side of the light guide with the prisms 8 is shown in Figure 3 illustrates. The light beam 17 drawn therein symbolically leaves the microprism 8a, but immediately re-enters the light guide on the steep side surface 9 of the prism 8b and is therefore not lost for the light coupling out to a screen.
Durch diesen Aufbau wird der Großteil des Lichts an der flachen Seitenfläche 10 der Mikroprismen 8 aufgrund von Totalreflexion umgelenkt und verlässt unter ungefähr 30° gegenüber der Normalen den Lichtleiter 2. Durch den BEF 7 wird dieses unter 30° ausgekoppelte Licht in die Normale umgelenkt .As a result of this construction, the majority of the light on the flat side surface 10 of the microprisms 8 is deflected due to total reflection and leaves the light guide 2 at approximately 30 ° with respect to the normal. This light, which is coupled out at 30 °, is deflected into the normal.
Dadurch tritt nur ein Leuchtdichtemaximum im Bereich um die Normale auf, das heißt, es ergibt sich kein weiteres Maximum unter einem anderen Winkel, z. B. 70° aus der Normalen. Damit wird das Licht der Lichtquelle effektiv genutzt. Diese Winkelangaben treffen auch auf Lichtstrahlen zu, die mehrfach zwischen den Lichtleiterabschnitten 11 und den Seitenflächen der Prismen 13 reflektiert werden bevor sie aus dem Lichtleiter ausgekoppelt werden. Dies liegt daran, dass die Lichtleiterabschnitte 11 parallel zur Bildschirmoberfläche verlaufen und somit nicht wie bei einer keilförmigen Ausrichtung der Abschnitte zwischen den Prismen eine Versteuerung der Auftrittswinkel von mehrfach reflektiertem Licht eintritt.As a result, only a luminance maximum occurs in the area around the normal, that is, there is no further maximum at another angle, e.g. B. 70 ° from the normal. This means that the light from the light source is used effectively. This angle information also applies to light beams that are reflected several times between the light guide sections 11 and the side surfaces of the prisms 13 before they are coupled out of the light guide. This is due to the fact that the light guide sections 11 run parallel to the screen surface and thus, as with a wedge-shaped alignment of the sections between the prisms, the angles of incidence of multiple-reflected light are not controlled.
Die Mikroprismen 8 können folgende Winkel besitzen (siehe Figur 2) : δ zwischen 90 und 35°, γ zwischen 5 und 45°. Die Verteilung der Prismen auf der Unterseite des Lichtleiters 2 ist so gewählt, dass eine maximale Homogenität der auszuleuchtenden Fläche erreicht wird, das heißt im Allgemeinen wird die Flächendichte so wie in Figur 1 symbolisch dargestellt variieren.The microprisms 8 can have the following angles (see FIG. 2): δ between 90 and 35 °, γ between 5 and 45 °. The distribution of the prisms on the underside of the light guide 2 is selected such that a maximum homogeneity of the surface to be illuminated is achieved, that is to say in general the surface density will vary as symbolically represented in FIG. 1.
In Figur 4 ist eine Lichteinkopplungseinheit 40 mit einem ausschnittsweise dargestellten Lichtleiter 41 abgebildet. Die Einkopplungseinheit 40 umfasst einen Reflektor 42, eine linienförmige Lichtquelle 43 und zwischen der Lichtquelle 43 und der Einkoppelseitenfläche 44 des Lichtleiters 41 eine Prismenfolie 45, z. B. einen BEF (Brightness Enhancement Film) , dessen Prismenstrukturen senkrecht zur linienförmigen Lichtquelle verlaufen. Dadurch wird Licht in einer Ebene parallel zur Lichtleiterebene kollimiert. Dies bewirkt eine Reduzierung der Auskopplungsverluste auf der Unterseite des Lichtleiters. Außerdem kann auf einen Prismenfilm 7 zwischen Lichtleiter und Bildschirmruckseite verzichtet werden, wodurch bei einer höheren Lichtausbeute eine wesentlich kleinere Fläche eines Prismenfilms benötigt wird. In Figure 4 is a light coupling unit 40 with a cut-out light guide 41 shown. The coupling unit 40 comprises a reflector 42, a linear light source 43 and between the light source 43 and the coupling side surface 44 of the light guide 41 a prismatic film 45, e.g. B. a BEF (Brightness Enhancement Film), whose prism structures run perpendicular to the linear light source. This collimates light in a plane parallel to the light guide plane. This causes a reduction in the coupling losses on the underside of the light guide. In addition, there is no need for a prism film 7 between the light guide and the back of the screen, as a result of which a significantly smaller area of a prism film is required with a higher light yield.

Claims

Patentansprüche claims
1. Beleuchtungsvorrichtung (1) für einen transmissiv betriebenen flachen Bildschirm, die einen über die Oberfläche des Bildschirms sich erstreckenden flächigen Lichtleiter (2, 41) zur Anordnung auf der Rückseite des Bildschirms umfasst, der im montierten Zustand auf der zur Bildschirmruckseite abgewandten Oberfläche eine Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnliche Struktur (8) aufweist, und an welchem im Bereich einer Seitenfläche (3, 44) Licht eingekoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (2, 41) im Querschnitt betrachtet von der Seitenfläche (3, 44), an welcher Licht eingekoppelbar ist, sich zur gegenüberliegenden Seitenfläche keilförmig verjüngt und dass die Prismen (8) der Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur im Querschnitt unsymmetrisch sind.1. Illumination device (1) for a transmissively operated flat screen, which comprises a flat light guide (2, 41) extending over the surface of the screen for arrangement on the back of the screen, which in the assembled state has a microprism on the surface facing away from the screen rear side - Has or microprism-like structure (8), and to which light can be coupled in the region of a side surface (3, 44), characterized in that the light guide (2, 41) viewed in cross section from the side surface (3, 44) which light can be coupled in, tapers in a wedge shape to the opposite side surface and that the prisms (8) of the microprismatic or microprismatic structure are asymmetrical in cross section.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Prismen (8) der Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur eine Längsachse aufweisen, die parallel zur Seitenfläche (3, 44) verläuft, an welcher Licht eingekoppelt wird, und dass die Prismen (8) voneinander beabstandet sind.2. Lighting device according to claim 1, characterized in that the prisms (8) of the microprism or microprism-like structure have a longitudinal axis which runs parallel to the side surface (3, 44) on which light is coupled, and that the prisms (8 ) are spaced from each other.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass Lichtleiterabschnitte (11) zwischen den Prismen (8) in Ebenen liegen, die jeweils parallel zur Lichtleiteroberfläche verlaufen, welche im montierten Zustand der Rückseite des Bildschirms zugewandt ist, so dass diese Lichtleiterabschnitte (11) aufgrund der Keilform des Lichtleiters (2, 41) eine Stufenstruktur ausbilden.3. Lighting device according to claim 1 or 2, characterized in that light guide sections (11) between the prisms (8) lie in planes which each run parallel to the light guide surface, which faces the back of the screen in the assembled state, so that these light guide sections ( 11) form a step structure due to the wedge shape of the light guide (2, 41).
4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberfläche des Lichtleiters (2, 41), welche im montierten Zustand dem Bildschirm zugewandt ist, eine Prismenstruktur ausgebildet ist, die orthogonal zur Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur der gegenüberliegenden Oberfläche verläuft.4. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that a prism structure is formed on the surface of the light guide (2, 41) which faces the screen in the assembled state which is orthogonal to the microprism or microprism-like structure of the opposite surface.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismenstruktur auf der Oberfläche des Lichtleiters (2) , welche im montierten Zustand dem Bildschirm zugewandt ist, Prismen (13) umfasst, die ohne Zwischenraum in einer Ebene nebeneinander liegen.5. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the prism structure on the surface of the light guide (2), which faces the screen in the assembled state, comprises prisms (13) which lie next to one another in one plane without a space.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Prismen (8) der Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur eine zur Lichteinkoppelseite (3, 44) zeigende Seitenfläche (9) aufweisen, die einen Winkel δ zur Lichtleiterebene bzw. Bildschirmoberfläche von 90 bis 35° aufweist.6. Lighting device according to one of claims 2 to 5, characterized in that prisms (8) of the micro prism or micro prism-like structure have a side surface (9) pointing to the light coupling side (3, 44), which has an angle δ to the light guide plane or screen surface from 90 to 35 °.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismen (8) der Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur eine zur Lichteinkoppelseite (3, 44) abgewandte Seitenfläche 10 aufweisen, die einen Winkel γ zur Lichtleiterebene bzw. Bildschirmoberfläche von 5 bis 45° besitzt.7. Lighting device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the prisms (8) of the microprism or microprism-like structure have a side surface 10 facing away from the light coupling side (3, 44), which has an angle γ to the light guide plane or screen surface of 5 to 45 °.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über der Oberfläche des Lichtleiters, welche in montiertem Zustand der Bildschirmruckseite zugewandt ist, eine Prismenfolie (7) angeordnet ist, deren Prismen (18) parallel zu den Prismen (8) der Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlichen Struktur verlaufen.8. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that a prism sheet (7) is arranged above the surface of the light guide, which faces the back of the screen in the assembled state, the prisms (18) parallel to the prisms (8) of the microprisms - or microprism-like structure.
9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über der Oberflächenseite des Lichtleiters mit Mikroprismen- bzw. mikroprismenähnlicher Struktur ein Reflektor (12) , vorzugsweise ein Streureflektor, vorgesehen ist.9. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that a reflector (12) on the surface side of the light guide with a micro-prism or micro-prism-like structure, preferably a scattering reflector is provided.
10. Transmissiver flacher Bildschirm, insbesondere Flüssigkristallbildschirm, mit einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 10. Transmissive flat screen, in particular liquid crystal screen, with a lighting device according to one of the preceding claims.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140355299A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Light guide plate having ribs and backlight module having same

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10124370B4 (en) * 2001-05-18 2010-11-18 Zumtobel Lighting Gmbh Optical element with total reflection
DE102020201644A1 (en) 2020-02-11 2021-08-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Lighting device for a motor vehicle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994020871A1 (en) * 1993-03-11 1994-09-15 Nioptics Corporation Tapered multilayer luminaire devices
EP0924549A1 (en) * 1997-12-17 1999-06-23 Minebea Co.,Ltd. Transparent and spread illuminating apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5237641A (en) * 1992-03-23 1993-08-17 Nioptics Corporation Tapered multilayer luminaire devices
JP3682313B2 (en) * 1995-03-08 2005-08-10 日東樹脂工業株式会社 Surface light source device and liquid crystal display
DE19709268C1 (en) * 1997-03-06 1998-08-20 Bosch Gmbh Robert Lighting unit
DE19835922A1 (en) * 1998-08-07 2000-02-10 Siteco Beleuchtungstech Gmbh Optical display device
DE19860737A1 (en) * 1998-12-30 2000-07-06 Bosch Gmbh Robert Rear lighting for flat display has micro prism structure on side of light conductor away from display with micro prisms, each with one of two sides closer to light conductor narrow side

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994020871A1 (en) * 1993-03-11 1994-09-15 Nioptics Corporation Tapered multilayer luminaire devices
EP0924549A1 (en) * 1997-12-17 1999-06-23 Minebea Co.,Ltd. Transparent and spread illuminating apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140355299A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Light guide plate having ribs and backlight module having same

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