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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine photoleitende Struktur eines Hinterleuchtungsmoduls. Insbesondere
betrifft die Erfindung eine photoleitende Struktur, in der ein Fokussiermuster,
eine Aufhellungsfolie und ein photoleitendes Muster einer photoleitenden
Karte konzentrische Bögen
bilden, deren Zentrum in der Lichtquelle liegt. Unter Einwirkung
der Fokussiermuster und der photoleitenden Muster wird der von der
Lichtquelle ausgestrahlte Lichtstrahl konzentriert und verlässt die
photoleitende Karte in Richtung der Normallinie der photoleitenden
Karte.
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7 zeigt
eine Draufsicht eines herkömmlichen
Hinterleuchtungsmoduls. Eine Bodenseite bzw. Unterseite einer photoleitenden
Karte 71 ist mit mehreren parallelen linearen photoleitenden
Mustern 72 gebildet, um den Lichtstrahl von der Lichtquelle 73 in Richtung
auf das (nicht gezeigte) Flüssigkristallmodul
korrekt zu leiten.
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Wie in 7 gezeigt,
werden die von der Lichtquelle 72 ausgestrahlten Lichtstrahlen
radial gestreut. Wenn der Lichtstrahl L auf die photoleitenden Muster 72 ausgestrahlt
wird, ist ein Winkel α zwischen
dem Lichtstrahl L und den photoleitenden Mustern 72 eingeschlossen.
Ein gebeugter Lichtstrahl L1 wird deshalb nach außen gestreut.
Dies führt
zu einer Beeinträchtigung
des Leuchtvermögens.
Um dieses Problem zu überwinden,
muss die Helligkeit der Lichtquelle erhöht oder die Anzahl von Lichtquellen
vergrößert werden.
Dies hat einen erhöhten
Stromverbrauch zur Folge.
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Wenn der Lichtstrahl L, wie in 8 gezeigt, in Richtung auf
die photoleitenden Muster 72 ausgestrahlt wird, bei denen
es sich um V-förmige
Kanäle handelt,
wird reflektiertes Licht L2 erzeugt. Das reflektierte Licht L2 und
die Normallinie A der photoleitenden Karte 71 schließen einen
vorbestimmten Reflexionswinkel β ein.
Je kleiner der Reflexionswinkel β ist,
desto höher
ist die Helligkeit des normalen bzw. des normal abgestrahlten Lichts.
Umgekehrt ist die Helligkeit des normalen Lichts schwächer.
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Um den Reflexionswinkel β zu rektifizieren, damit
der abgehende Lichtstrahl nahe an der Normallinie A der photoleitenden
Karte 71 zu liegen kommt, wird üblicherweise eine Aufhellungsfolie 8 auf
die photoleitende Karte 71 gelegt. Beispielsweise stellt die
3M® Company
eine Aufhellungsfolie 8 her, dessen Boden bzw. Unterseite
mit linearen parallel fokussierenden Mustern 81 gebildet
ist. Wie in 8 gezeigt,
verlaufen die Fokussiermuster 81 parallel zu den photoleitenden
Mustern 72, wobei unter Einwirkung der Fokussiermuster 81 das
reflektierte Licht L2 in das abgehende Licht L3 nahezu in der Richtung der
Normallinie A der photoleitenden Karte 71 rektifiziert
wird. Die Helligkeit des normalen Lichts wird dadurch erhöht.
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Die Verminderung der Helligkeit,
hervorgerufen durch Streuung des gebeugten Lichts L1, findet jedoch
statt, bevor der Lichtstrahl in den Aufhellungsfolie 8 eintritt.
D. h., lediglich ein Teil des Lichtstrahls von der Lichtquelle 73 tritt
in die Aufhellungsfolie 8 ein, um das erforderliche normale
Licht zu erzeugen. Durch die Aufhellungsfolie 8 besteht
deshalb für
das Hinterleuchtungsmodul weiterhin das Problem unzureichenden Leuchtvermögens.
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9 zeigt
eine weitere Art eines Hinterleuchtungsmoduls, in dem die photoleitende
Karte 91 mit mehreren bogenförmigen bzw. gebogenen photoleitenden
Mustern 92 gebildet ist, um den Lichtstrahl von der Lichtquelle 93 in
Richtung auf das (nicht gezeigte) Flüssigkristallmodul korrekt zu
leiten.
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Die photoleitenden Muster 92 sind
derart gebogen, dass der Winkel α,
der zwischen dem Lichtstrahl L von der Lichtquelle 93 und
den photoleitenden Mustern 92 eingeschlossen ist, nahezu
90 Grad beträgt.
Das Streuen und die Ablenkung des Lichtstrahls, hervorgerufen durch
Beugung, können
deshalb nicht effektiv kleinstmöglich
gemacht werden.
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Wenn der Lichtstrahl L auf die photoleitenden
Muster 92 ausgestrahlt wird, die als V-förmige Kanäle gebildet
sind, wie in 10 gezeigt,
wird jedoch reflektiertes Licht L2 ausgestrahlt. Der Winkel β, der zwischen
dem reflektierten Licht L2 und der Normallinie A der Oberseite der
photoleitenden Karte 91 eingeschlossen ist, beträgt etwa
30 bis 60 Grad. Mit einem derartigen Winkel ist die Helligkeit des
normalen Lichts weiterhin unzureichend. Obwohl die bogenförmigen photoleitenden
Muster 92 die Verminderung der Helligkeit kleinstmöglich halten
können,
ist deshalb ein Ausgangswinkel β von
30 bis 60 Grad nicht geeignet, ein Hinterleuchtungsmodul mit ausreichend
normalem Licht im sichtbaren Bereich bereit zu stellen.
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In dem Fall, dass die Aufhellungsfolie 8 mit den
linearen parallel fokussierenden Mustern 81 auf dem photoleitenden
Muster 91 mit den bogenförmigen photoleitenden Mustern 92 angeordnet
ist, verlaufen die bogenförmigen
photoleitenden Muster 92 nahezu parallel zu den fokussierenden
Mustern 81 ausschließlich
im Bereich in der Nähe
der Mittenlinie B der photoleitenden Karte 91. Die Aufhellungsfolie 8 vermag
deshalb eine Aufhellungswirkung ausschließlich im Bereich in der Nähe der Mittenlinie
B der photoleitenden Karte 91 zu erzielen, wie in 11 gezeigt. 11 zeigt eine Draufsicht, in der die
photoleitende Karte 91 mit der Aufhellungsfolie 8 über lappt.
Wie aus 11 hervorgeht,
schneiden die photoleitenden Muster 92 und die fokussierenden Muster 81 einander
nahezu parallel ausschließlich
im Bereich in der Nähe
der Mittenlinie B der photoleitenden Karte 91. Diese Aufhellungsfolie 8 ist
deshalb kaum geeignet, die Helligkeit des normalen Lichts der photoleitenden
Karte 91 mit den bogenförmigen
photoleitenden Mustern 92 zu verstärken.
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Eine primäre Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht deshalb darin, eine photoleitende Struktur eines
Hinterleuchtungsmoduls zu schaffen, die ausreichende Helligkeit
gewährleistet.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch
die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Demnach ist die photoleitende Karte
mit mehreren photoleitenden Mustern gebildet, bei denen es sich
um konzentrische Bögen
handelt, deren Zentrum in der Lichtquelle liegt. Eine Aufhellungsfolie ist
auf einer Seite der photoleitenden Karte angeordnet. Die Aufhellungsfolie
ist mit mehreren fokussierenden Mustern gebildet, die in derselben
Lage (Aspekt) angeordnet sind wie die photoleitenden Muster der
photoleitenden Karte. Unter Einwirkung der fokussierenden Muster
und der photoleitenden Muster wird der von der Lichtquelle ausgestrahlte
Lichtstrahl konzentriert und verlässt die photoleitende Karte
in Richtung der Normallinie der photoleitenden Karte. Der Photoleitungswirkungsgrad
der photoleitenden Karte ist deshalb verbessert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnung beispielhaft näher
erläutert;
in dieser zeigen:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht der photoleitenden Struktur gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Darstellung des Lichtpfads;
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2 eine
Draufsicht der erfindungsgemäßen photoleitenden
Struktur, aus der hervorgeht, dass der Lichtstrahl normal bzw. senkrecht
zu den photoleitenden Mustern verläuft;
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3 einen
erfindungsgemäßen Lichtstrahlpfad;
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4 einen
zweiten Aspekt der photoleitenden Muster gemäß der vorliegenden Erfindung;
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5 einen
dritten Aspekt der photoleitenden Muster gemäß der vorliegenden Frfindung;
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6 einen
vierten Aspekt der photoleitenden Muster gemäß der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Draufsicht eines herkömmlichen Hinterleuchtungsmoduls,
aus der hervorgeht, dass die Lichtstrahlen nach außen gestreut
werden;
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8 eine
Ansicht eines herkömmlichen Hinterleuchtungsmoduls
mit einer Aufhellungsfolie, aus der der Lichtpfad hervorgeht;
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9 eine
Draufsicht eines herkömmlichen Hinterleuchtungsmoduls
mit bogenförmigen
bzw. gebogenen Photoleitungsmustern unter Darstellung des zwischen
dem Lichtstrahl und den photoleitenden Mustern eingeschlossenen
Winkels;
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10 eine
Ansicht eines herkömmlichen Hinterleuchtungsmoduls
mit bogenförmigen
photoleitenden Mustern, aus der der Lichtpfad hervorgeht; und
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11 eine
Draufsicht eines herkömmlichen Hinterleuchtungsmoduls
mit bogenförmigen
photoleitenden Mustern und einer Aufhellungsfolie.
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Wie in 1 bis 3 gezeigt, umfasst die photoleitende
Struktur des Hinterleuchtungsmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung
eine photoleitende Karte 1, eine Lichtquelle 2,
eine reflektierende Karte bzw. Reflexionskarte 3 und eine
Aufhellungsfolie 4.
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Die Lichtquelle 2 ist benachbart
zu einer Ecke der photoleitenden Karte 1 angeordnet.
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Die Bodenseite bzw. Unterseite der
photoleitenden Karte 1 ist mit mehreren photoleitenden
Mustern 11 gebildet, bei denen es sich um konzentrische Bögen handelt,
deren Zentrum in der Lichtquelle 2 liegt. In dieser Ausführungsform
sind die Querschnitte der photoleitenden Muster 11 konvex.
Die photoleitenden Muster 11 sind voneinander mit Abständen W beabstandet.
Je näher
die Lichtquelle 2 an den photoleitenden Mustern 11 zu
liegen kommt, desto größer sind
die Abstände
zwischen den photoleitenden Mustern 11. Der Abstand W wird
relativ zur bzw. in Bezug auf die Lichtquelle 2 allmählich kleiner.
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Die reflektierende Karte 3 ist
mit der Unterseite der photoleitenden Karte 1 verbunden,
um den Lichtstrahl, der die photoleitende Karte 1 verlässt, in Richtung
auf die Oberseite der photoleitenden Karte 1 zu reflektieren.
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Die Aufhellungsfolie 4 ist
auf der Oberseite der photoleitenden Karte 1 angeordnet.
Die Unterseite der Aufhellungsfolie 4 ist mit mehreren
fokussierenden Mustern 41 gebildet. Bei den fokussierenden Mustern 41 handelt
es sich um konzentrische Bögen, deren
Zentren in der Lichtquelle 2 liegen. In dieser Ausführungsform
sind die Querschnitte der fokussierenden Muster 41 V-förmig bzw.
strahlen V-förmig
ab. Die fokussierenden Muster 41 sind voneinander um Abstände W' beabstandet. Die
Abstände
W' sind gleich zueinander.
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Die photoleitende Karte 1 wird
derart hergestellt, dass ein Photowiderstand zunächst auf ein Glassubstrat aufgetragen
bzw. abgeschieden wird. Durch eine Gelblichtherstellungsprozedur
werden daraufhin quadratische Photowiderstandsmikrostrukturen ausgebildet,
bei denen es sich um konzentrische Bögen handelt. Durch Erwärmen bzw.
Heizen werden daraufhin bogenförmige
bzw. gekrümmte
Mikrostrukturen gebildet. Der Durchmesser des gekrümmten Mikrostrukturmusters
beträgt
etwa 3 μm bis
180 μm.
Die Höhe
des Musters beträgt
etwa 4 μm bis
70 μm. Durch
Galvanoformen und Formumwandlung wird daraufhin eine Spritzform
hergestellt. Mittels der Spritzform können die photoleitende Karte 1 mit
den konzentrischen photoleitenden Mustern 11 durch Spritzgießen hergestellt
werden. Schließlich wird
der Ausgangswinkel θ zur
Erzielung maximaler Helligkeit der photoleitenden Karte 1 als
Referenzwert zur Herstellung der Aufhellungsfolie 4 gemessen.
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Die Aufhellungsfolie 4 wird
derart hergestellt, dass zunächst
durch mechanische Verarbeitung eine Metallplatte verarbeitet wird,
um die Aufhellungsstrukturen zu bilden, bei denen es sich um konzentrische
Bögen handelt.
In dieser Ausführungsform
handelt es sich bei den Aufhellungsstrukturen um vorstehende V-förmige Strukturen
mit einer Höhe
von etwa 30 μm.
Der Winkel γ der
Spitze (der Strukturen) ist gleich dem Ausgangswinkel θ zur Erzielung
maximaler Helligkeit der photoleitenden Karte 1. Die Aufhellungsfolie 4,
die aus PET-Material hergestellt ist, wird daraufhin auf der Metallplatte
angeordnet und thermisch gepresst, um die konzentrischen Aufhellungsstrukturen
auf die Aufhellungsfolie 4 zu duplizieren bzw. zu übertragen,
um die benötigten
fokussierenden Muster 41 auszubilden.
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Schließlich wird die Aufhellungsfolie 4 auf der
photoleitenden Karte 1 derart in Verbindung gebracht, dass
das Kreiszentrum der fokussierenden Muster 41 auf das Kreiszentrum
der photoleitenden Muster 11 zielt.
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Wie in 2 gezeigt,
handelt es sich bei sämtlichen
photoleitenden Mustern 11 um konzentrische Bögen, deren
Zentrum in der Lichtquelle 2 liegt, so dass der Winkel α, der zwischen
dem Lichtstrahl L, der von der Lichtquelle 2 abgestrahlt
wird, und den photoleitenden Mustern 11 eingeschlossen
ist, ein rechter Winkel ist. Der Lichtstrahl wird deshalb nicht nach
außen
gestreut und abgelenkt. Der von der Lichtquelle 2 abgestrahlte
Lichtstrahl L wird deshalb durch die photoleitenden Muster 11 insgesamt
reflektiert und verlässt
diese zur Erzielung eines besseren photoleitenden Wirkungsgrads.
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Wie in 3 gezeigt,
verlaufen die fokussierenden Muster 41 der Aufhellungsfolie 4 parallel
zu den photoleitenden Mustern 11 der photoleitenden Karte 1.
Nachdem der Lichtstrahl L in die photoleitende Karte 1 in
Richtung auf die photoleitenden Muster 11 eingedrungen
ist, wird deshalb ein reflektiertes Licht L1 mit einem Ausgangswinkel θ erzeugt.
Nachdem das reflektierte Licht L1 auf die fokussierenden Muster 41 der
Aufhellungsfolie 4 ausgestrahlt wurde, wird das reflektierte
Licht L1 durch die fokussierenden Muster 41 gebeugt, um
ein Ausgangslicht L2 zu erzeugen, das nahezu in der Richtung der
Normallinie A der photoleitenden Karte 1 verläuft. Die
Aufhellungsfolie 4 vermag deshalb die Helligkeit des normalen
Lichts zu erhöhen.
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Es wird bemerkt, dass die photoleitenden Muster 11 der
photoleitenden Karte 1 konzentrische Bögen sind, deren Zentrum in
der Lichtquelle 2 liegt. Durch die photoleitenden Muster 11 wird
deshalb der Lichtstrahl daran gehindert, nach außen zu streuen und abgelenkt
zu werden. Ferner verlaufen die fokussierenden Muster 41 der
Aufhellungsfolie 4 und die photoleitenden Muster 11 der
photoleitenden Karte 1 konzentrisch bogenförmig, und
ihr Zentrum liegt jeweils in der Lichtquelle 2. Die fokussie renden
Muster 41 vermögen
deshalb den Lichtstrahl so zu leiten, dass er nahezu in der Richtung
der Normallinie A der photoleitenden Karte 1 austritt.
Die Helligkeit des normalen Lichts ist deshalb erhöht. Das
Hinterleuchtungsmodul gemäß der vorliegenden
Erfindung nutzt demnach lediglich eine einzige Lichtquelle zur Erzielung
der benötigten
Helligkeit, so dass der Stromverbrauch wirksam verringert ist und
die Herstellungskosten ebenfalls verringert sind (im Vergleich zum Stand
der Technik).
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Die vorliegende Ausführungsform
dient lediglich zur Erläuterung
der vorliegenden Erfindung, ohne deren Umfang zu beschränken. Zahlreiche
Abwandlungen und Modifikationen der vorstehend angeführten Ausführungsform
sind möglich,
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise zeigen 4 bis 6 einige weitere Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, demnach die photoleitende Karte 1 unterschiedliches
Aussehen bezüglich
der photoleitenden Muster 11 bzw. unterschiedliche Aspekte
derselben aufweisen. In 4 ist
der Querschnitt der photoleitenden Muster konkav. In 5 ist der Querschnitt der
photoleitenden Muster eingetieft und V-förmig. In 6 steht der Querschnitt des photoleitenden
Musters vor und verläuft V-förmig. Diese
Ausführungsformen
erzielen dieselbe Wirkung wie diejenige der ersten Ausführungsform.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform
und unter Bezug auf die fokussierenden Muster der Aufhellungsfolie
gilt, je näher
die fokussierenden Muster an der Lichtquelle 2 liegen,
desto größer sind die
Abstände
W' zwischen den
fokussierenden Mustern. Hierdurch kann dieselbe Wirkung wie bei
der ersten Ausführungsform
erzielt werden.
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Die Erfindung betrifft eine photoleitende Struktur
eines Hinterleuchtungsmoduls mit einer photoleitenden Karte, einer
Lichtquelle, einer reflektierenden Karte und einer Aufhellungsfolie.
Entweder die Oberseite oder die Unterseite der photoleitenden Karte
ist mit mehreren photoleitenden Mustern gebildet, bei denen es sich
um kon zentrische Bögen
handelt, deren Zentrum in der Lichtquelle liegt. Die reflektierende
Karte ist auf einer Seite der photoleitenden Karte angeordnet. Entweder
die Oberseite oder die Unterseite der Aufhellungsfolie ist mit mehreren
fokussierenden Mustern gebildet, die mit demselben Aspekt bzw. demselben
Seitenverhältnis
wie die photoleitenden Muster angeordnet sind. Unter Einwirkung
der fokussierenden Muster und der photoleitenden Muster wird der
von der Lichtquelle ausgestrahlte Lichtstrahl konzentriert und tritt
aus der photoleitenden Karte in Richtung der Normallinie der photoleitenden
Karte aus.
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Hinsichtlich vorstehend im einzelnen
nicht näher
erläuterter
Merkmale der Erfindung wird in übrigen
ausdrücklich
auf die Patentansprüche
und die Zeichnung verwiesen.