MÓDULO DE RETROILUMINACIÓN PERIMETRAL 5 OBJETO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un módulo de retroiluminiaciónperimetral desarrollado dentro del área de módulos de retro iluminación de dispositivos de visualización, y más 10 particularmente a un módulo de retroiluminación perimetral de una estructura sin una placa de guía de luz y capaz de proporcionar una eficiencia de extracción de la luz con una distribución uniforme de intensidad luminosa de una luz LED en una superficie de salida de luz. 15 20 ANTECEDENTES DE LA INVENCION Una pantalla de cristal líquido (LCD) es un dispositivo de visualización pasiva sin ninguna función autoluminosa, por lo tanto, es necesario instalar adicionalmente un módulo de retro iluminación para proporcionar una fuente de luz requerida para la visualización de un panel frontal. El factor de si una fuente de luz superficial producida por el módulo de luz de fondo tiene o no un brillo lo suficientemente uniforme afecta directamente a la calidad de 25 visualización de la pantalla LCD. En el presente, el módulo de retroiluminación está dividido de acuerdo con su estructura en dos tipos, respectivamente: un módulo de retroiluminación perimctral y un módulo de retroiluminación directa respectivamente, en el que el módulo de retroiluminación perimetral está diseñado usando una30 fuente de luz con luz incidente perimetral, y presenta un peso ligero, un marco estrecho y un bajo consumo de energía, de manera que el módulo de retro iluminación perimetral se aplica extensamente en pantallas LCD de tamaño medio y pequeño por debajo de 18" pulgadas. 35 Además, el LED tiene las características de una alta eficiencia de
emisión de luz, una larga vida útil, y un bajo consumo de energía, y se convierte en la mejor elección para una fuente de luz aplicada enel módulo de retroiluminación. El módulo de retroiluminaciónperimetral convencional comprende una pluralidad de fuentes de luz5 LED dispuestas en una matriz e instaladas sobre dos lados opuestosde un panel posterior respectivamente, y una placa de guía de luzcubierta sobre el panel posterior para guiar y cambiar una trayectoria de la luz, de manera que las luces emitidas por lafuente de luz LED se emiten uniformemente para superar el problema10 de la elevada directividad. Sin embargo, la placa de guía de luz que actúa como un medio guía de luz absorbe mucha energía luminosa que afecta a la eficiencia de emisión de luz. Para cumplir losrequisitos de los dispositivos de visualización grandes, la placa de guía de luz tiene un gran área y, por lo tanto, aumenta el peso y el15 coste de los dispositivos de visualización. Adicionalmente, una placa de guía de luz con una estructura delgada incurre eh un costede fabricación relativamente alto debido a su difícil procedimientode fabricación. 20 25 30 En vista de los problemas de la técnica anterior, la presenteinvención pretende superar el diseño estructural que se hamencionado anteriormente del panel posterior y omitir o reemplazarla placa de guía de luz mientras que se mantiene una eficiencia de extracción de luz uniforme plana. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION Es un objetivo principal de la presente invención proporcionar un módulo de retroiluminación perimetral por un bajo coste de fabricación, y el módulo de retroiluminación perimetral adopta una microestructura reflejante de un panel posterior para guiar lasluces de diferentes intensidades a diferentes trayectorias paraconseguir un efecto de iluminación de la luz uniforme. 35 Para conseguir el objetivo que se ha mencionado anteriormente, lapresente invención proporciona un módulo de retroiluminación
perimetral que comprende un panel posterior de una forma rectangular, una pluralidad de LED y un panel frontal, en el que los LED se disponen simétricamente en dos lados opuestos del panel posterior respectivamente, y el panel frontal está cubierto sobre el 5 panel posterior y los LED, y una trayectoria de la luz de una luz emitida de cada LED y una normal forman un ángulo comprendido entre 0°-90° que puede dividirse secuencialmente en una primera zona angular, una segunda zona angular y una tercera zona angular, de tal forma que las luces emitidas de los LED se proyectan directamente y 10 se reflejan desde el panel posterior sobre el panel frontal para proporcionar una eficiencia de extracción de la luz con una intensidad luminosa uniforme, caracterizado porque el panel posterior tiene una primera porción de luz, una segunda porción de luz y una tercera porción de luz dispuestas secuencialmente desde la 15 posición central del panel posterior hacia dos lados opuestos del panel posterior, y la primera porción de luz, la segunda porción de luz y la tercera porción de luz son planos inclinados o cámaras para reflej ar luz en la primera zona angular, luz en la segunda zona angular y luz en la tercera zona angul~r respectivamente. 20 25 30 Con la condición de que la primera porción de luz, la segunda porción de luz y la tercera porción de luz sean planos inclinados y tengan una primera pendiente "m1", una segunda pendiente "m2" y una tercera pendiente "m3" respectivamente, la primera pendiente "m1" tiene un valor absoluto dentro de un intervalo de unidad de pendiente de 0,01-1,00 para reflejar la luz en la primera zona angular, y la segunda pendiente "m2" tiene un valor absoluto dentro de un intervalo de unidad de pendiente de 0,01-0,50 para reflejar la luz en la segunda zona angular, y la tercera pendiente "m3" tiene un valor absoluto dentro de un intervalo de unidad de pendiente de 0,01-1,20 para reflejar la luz en la tercera zona angular. Con la condición de que la primera porción de luz, la segunda porción de luz y la tercera porción de luz sean cámaras circulares y 35 tengan un primer radio "r1", un segundo radio "r2" y un tercer radio "r3" respectivamente, el primer radio "r1" está dentro de un
intervalo de 5-70 mm para reflejar la luz en la primera zona angular, y el segundo radio "r2" está dentro de un intervalo de 10-80 mm para reflej ar la luz en la segunda zona angular, y el tercer radio "r3" está dentro de un intervalo de 20-125 mm para 5 reflejar la luz en la tercera zona angular. Con la condición de que la primera porción de luz, la segunda porción de luz y la tercera porción de luz sean cámaras parabólicas y tengan una primera longitud focal "el", una segunda longitud focal 10 "c2" y una tercera longitud focal "c3" respectivamente, la primera longitud focal "el" está dentro de un intervalo de 3699-1304 mm para reflejar la luz en la primera zona angular, y la segunda longitud focal "c2" está dentro de un intervalo de 3699-1635 mm para reflejar la luz en la segunda zona angular, y la tercera longitud focal "c3" 15 está dentro de un intervalo de 3699-847,5 mm para reflejar la luz en la tercera zona angular. 20 25 30 Con la condición de que la primera porción de luz, la segunda porción de luz y la tercera porción de luz sean cámaras elípticas y tengan un primer eje longitudinal "al" y un primer eje transversal "b1", un segundo eje longitudinal "a2" y un segundo eje transversal "b2" y un tercer eje longitudinal "a3" y un tercer eje transversal "b3" respectivamente, el primer eje longitudinal al equivale a 3,9 mm y el primer eje transversal "b1" está dentro de un intervalo de 0,18-1,27 mm para reflejar la luz en la primera zona angular, y el segundo eje longitudinal "a2" equivale a 10 mm y el segundo eje transversal "b2" está dentro de un intervalo de 0,01-0,18 mm para reflejar la luz en la segunda zona angular, y el tercer eje longitudinal "a3" equivale a 20 mm y el tercer eje transversal "b3" está dentro de un intervalo de 0,01-10 mm para reflejar la luz en la tercera zona angular. En el cual, cuando el panel posterior está dividido desde una línea central en lados izquierdo y derecho, la primera porción de luz y la 35 segunda porción de luz en un lado están inclinadas en una misma dirección de inclinación y opuestas a la dirección de inclinación de
la tercera porción de luz. El panel frontal incluye un deflector instalado sobre dos lados opuestos del panel frontal por separado y hecho de plástico, pintura negra, cinta absorbente de luz o metal. El deflector se extiende perpendicularmente hacia el panel posterior 5 para formar una porción de bloqueo para bloquear una luz emitida del LED proyectada directamente sobre el panel frontal. El panel posterior tiene una placa reflejante adjunta en el mismo y hecha de tereftalato de polietileno (PET) o metal, o el panel posterior tiene una capa reflej ante formada por una deposición de vapor de metal 10 para mejorar la reflexión de las luces emitidas de los LED y la reflexión de las luces emitidas de los LED para mejorar la eficiencia de emisión de luz. El módulo de retroiluminación perimetral comprende adicionalmente 15 una película de guía de luz cubierta sobre el panel posterior y dispuesta bajo el panel frontal para mejorar la dirección de una trayectoria de la luz de las luces emitidas de los LED para distribuir la intensidad luminosa uniformemente, y la película de guía de luz tiene una pluralidad de microestructuras cilíndricas 20 25 30 formadas sobre una superficie superior de la película de guía de luz y una pluralidad de microestructuras triangulares piramidales formadas sobre una superficie inferior de la película de guía de luz, y la película de guía de luz comprende cuatro películas ópticas apiladas entre sí, y una o más de las películas ópticas son películas de mejora del brillo y películas de difusión. Por lo tanto, la fuente de luz de cada LED se proyecta directamente o se refleja desde la microestructura reflejante del panel posterior, de manera que las luces de diferentes intensidades muestran trayectorias de luz con diferentes distancias para conseguir la eficiencia de extracción de la luz de luces con una intensidad luminosa uniforme en la superficie de salida de la luz. La presente invención reemplaza el módulo de retro iluminación 35 convencional o una placa de guía de luz usada en una fuente de luz plana y adopta películas de mejora del brillo para reducir el coste
5 10 de fabricación y mejorar la eficiencia de emisión de luz de forma eficaz. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista esquemática de un patrón de radiación de un LED de una realización preferida de la presente invención. La figura 2 es una vista en perspectiva de un primer modo de implementación invención. de una realización preferida de la presente La figura 3 es una vista en sección transversal de un segundo modo de implementación de una realización preferida de la presente 15 invención. 20 25 30 35 La figura 4 es una vista en sección transversal de un tercer modo de implementación invención. de una realización preferida de la presente La figura 5 es una vista en sección transversal de un cuarto modo de implementación invención. de una realización preferida de la presente La figura 6 es una vista en sección transversal de un quinto modo de implementación invención. de una realización preferida de la presente La figura 7 es una vista esquemática de la medición de la iluminación VESA FPDM 2.0. La figura 8 es una vista en sección transversal de un sexto modo de implementación invención. de una realización preferida de la presente
5 REALIZACIONES PREFERENTES DE LA PRESENTE INVENCION El contenido técnico de la presente invención será evidente con la descripción detallada de las realizaciones preferidas y la ilustración de los dibujos relacionados como se indica a continuación. Con referencia a las figuras 1 y 2 para una vista esquemática de un patrón de radiación (120) de un LED (12) Y una vista en perspectiva 10 de un módulo de retroiluminación perimetral (1) de acuerdo con una realización preferida de la presente invención respectivamente, el módulo de retro iluminación perimetral (1) comprende un panel frontal rectangular (10), un panel posterior (11), una pluralidad de LED (12) Y una pluralidad de lentes (13), en el que los LED (12) se 15 disponen simétricamente en dos lados opuestos del panel posterior (11), y las lentes (13) se instalan correspondiendo con los LED (12), Y el panel frontal (10) está cubierto sobre el panel posterior (11) Y los LED (12). El panel posterior (11) tiene una primera 20 25 30 porción de luz (110), una segunda porción de luz (111) y una tercera porción de luz (112) dispuestas secuencialmente desde la posición central del panel posterior (11) hacia dos lados opuestos del panel posterior (11) y tienen un plano inclinado o una cámara para formar una estructura reflejante, de tal forma que las luces emitidas de los LED (12) se proyecten directamente y se reflejen desde la superficie reflejante para proporcionar una eficiencia de extracción de la luz de la luz con una intensidad luminosa uniforme en el panel frontal (10). Puesto que la trayectoria de la luz de la luz emitida por cada LED (12) Y la posición central de una normal forman un ángulo comprendido 9 de 0°-90°, por lo tanto, el ángulo comprendido de 0° a 90°, puede dividirse secuencialmente en una primera zona angular 9zonal, una segunda zona angular 9zona2 y una tercera zona angular 9zona3' A partir de la característica de la elevada directividad del LED (11), se sabe que la luz en la primera zona angular 9zonal tiene una energía relativamente mayor, y la luz en la 35 segunda zona angular 9zona2 viene a continuación, y la luz en la
tercera zona angular 9zona3 ocupa el último lugar. Como ejemplo, se usa el módulo de retroiluminación perimetral (1) que tiene el panel posterior (11) con las dimensiones (longitud x 5 anchura x altura) equivalentes a 228 mm x 150 mm x 1,5 mm y 24 piezas de 6015 LED (12) instalados sobre ambos lados del panel posterior (11). La primera porción de luz (110), la segunda porción de luz (111) y la tercera porción de luz (112) tienen planos inclinados con una primera pendiente "m1", una segunda pendiente 10 "m2" y una tercera pendiente "m3" respectivamente como se muestra en la figura 3. Cuando el panel posterior (11) se divide desde una línea central a los lados izquierdo y derecho simétricos, las primeras porciones de luz (110) se acoplan para formar un punto de inflexión debido a las direcciones de inclinación opuestas, y cada 15 una de las segundas porciones de luz (111) Y cada una de las primeras porciones de luz (110) tienen la misma dirección de inclinación, pero están opuestas a la dirección de inclinación de cada una de las terceras porciones de luz (112). La primera pendiente "m1" tiene un valor absoluto dentro de un intervalo de 20 unidad de pendiente de 0,01-1,00 para reflejar la luz emitida por el LED (12) en la primera zona angular 9zonal; la segunda pendiente "m2" tiene un valor absoluto dentro de un intervalo de unidad de 25 30 pendiente de 0,01-0,50 para reflejar la luz en la segunda zona angular 9zona2; Y la tercera pendiente "m3" tiene un valor absoluto dentro de un intervalo de unidad de pendiente de 0,01-1,20 para reflejar la luz en la tercera zona angular 9zona3. A través de las porciones de luz (110), (111), (112) de diferentes inclinaciones, pueden proyectarse uniformemente luces con una elevada, media y baja energía emitida por los LED (12) sobre cada posición del panel frontal (10) para mejorar la uniformidad del plano de salida de la luz, y conseguir el brillo esperado sin aumentar la potencia de emisión de luz de cada LED (12), con el fin de conseguir el efecto de reducir el coste de fabricación. 35 En la figura 4, la primera porción de luz (110), la segunda porción
de luz (111) y la tercera porción de luz (112) pueden ser cámaras circulares que tienen un primer radio "r1", un segundo radio "r2" y un tercer radio "r3" respectivamente, donde el primer radio "r1" está dentro de un intervalo de 5-70 mm para reflejar la luz en la 5 primera zona angular 9zonal; el segundo radio "r2" está dentro de un intervalo de 10-80 mm para reflejar la luz en la segunda zona angular 9zona2; Y el tercer radio "r3" está dentro de un intervalo de 20-125 mm para reflejar la luz en la tercera zona angular 9zona3. En la figura 5, la primera porción de luz (110), la segunda porción de 10 luz (111) Y la tercera porción de luz (112) pueden ser cámaras parabólicas que tienen una primera longitud focal "c1", una segunda longitud focal "c2" y una tercera longitud focal "c3" respectivamente, donde la primera longitud focal "c1" está dentro de un intervalo de 3699-1304 mm para reflejar la luz en la primera zona 15 angular 9zonal; la segunda longitud focal "c2" está dentro de un intervalo de 3699-1635 mm para reflejar la luz en la segunda zona 20 25 30 35 angular 9zona2; Y la tercera longitud focal "c3" está dentro de un intervalo de 3699-847,5 mm para reflejar la luz en la tercera zona angular 9zona3• En la figura 6, la primera porción de luz (110), la segunda porción de luz (111) y la tercera porción de luz (112) pueden ser cámaras elípticas que tienen un primer eje longitudinal "al" y un primer eje transversal "b1", un segundo eje longitudinal "a2" y un segundo eje transversal "b2" y un tercer eje longitudinal "a3" y un tercer eje transversal "b3", donde el primer eje longitudinal "al" equivale a 3,9 mm y el primer eje transversal "b1" está dentro de un intervalo de 0,18-1,27 mm para reflejar la luz en la primera zona angular 9zonal; el segundo eje longitudinal "a2" equivale a 10 mm y el segundo eje transversal "b2" está dentro de un intervalo de 0,01-0, 18 r~ para reflejar la luz en la segunda zona angular 9zona2; Y el tercer eje longitudinal "a3" equivale a 20 mm y el tercer eje transversal "b3" está dentro de un intervalo de 0,01-10 mm para reflejar la luz en la tercera zona angular 9zona3.
El panel posterior (11) tiene una placa reflejante adjunta en el mismo y hecha de PET o metal, tal como plata, o el panel posterior (11) tiene una capa reflejante formada por una deposición de vapor de un metal tal como aluminio para mejorar la reflexión de las luces 5 emitidas de los LED (12) para mejorar la eficiencia de emisión de luz. Además, el módulo de retroiluminación perimetral (1) que tiene los LED (12) sobre ambos lados puede causar una intensidad luminosa demasiado fuerte en los dos lados opuestos debido a la iluminación directa de las luces emitidas por los LED (12), de manera que panel 10 frontal (10) tiene un deflector (15) instalado sobre dos lados opuestos del panel frontal por separado y hecho de plástico, pintura negra, cinta absorbente de luz o metal, tal como plata. De acuerdo con el Estándar de Medición de Pantallas Planas (FPDM) 15 2.0 establecido por la Asociación para Estándares Electrónicos y de Video (VESA), las mediciones se toman como se muestra en la figura 7, donde la distancia entre el panel frontal (10) y un dispositivo de medición (2) equivale a 0,5 m se usa para medir nueve posiciones en el panel frontal (10), y un área con luz proyectada en un ángulo 20 25 sólido de 10 y el brillo en el centro se usan para obtener la uniformidad. En comparación con el brillo máximo convencional de 300 nits, un módulo de retroiluminación de 10" con 36 piezas de 6015 LED Y una potencia de 2,3 W en el quinto punto de medición 20 tiene un brillo de 4.100 cd/m2 y una uniformidad del 65%. Por otro lado, el módulo de retroiluminación perimetral (1) de la presente invención tiene los deflectores metálicos (15) de 25 mm instalados sobre ambos lados y tienen una potencia de 7,1 W, y un brillo de 7.000 cd/m2 y una uniformidad del 64% en el quinto punto de medición como se muestra en la Tabla 1. El módulo de retroiluminación perimetral (1) 30 de la presente invención tiene la misma uniformidad que el módulo de retroiluminación de 10" convencional, pero el brillo es mucho mayor que el requerido real, de manera que después de reducir la potencia a 3,6 W pueden obtenerse las mediciones del brillo y la uniformidad iguales que las obtenidas convencionales. Obviamente, la presente 35 invención puede conseguir los efectos de mejora de la eficiencia de emisión de luz al mismo tiempo que reduce el consumo de energía y
reduce el coste del producto. Tabla 1 6015L Unifo Consumo de Elemento ED Brillo rmida energía d CANT. Unidad Pieza W cd/m~ % Módulo de 2,3 W = 120 retroiluminaci 36 mA*19,2 V 4.100 65 ón de 10' , (6S/6P) 7,1 W = 150 Deflector 48 mA*47 V 7.100 64 de 25 mm (8S/6P) 3,6 W = 80 Deflector ::s:: 48 mA*45,9 V 4.100 62 o' de 25 mm O-(8S/6P) e 1-' Deflector o o-de 25 mm ro 11 + 3,6 W = 80 ro rt 11 Película 48 o mA*45,9 V 4.500 77 ..... de guía (8S/6P) 1-' e S de luz de ..... !:l ¡u 0,3 mm () ..... o' Deflector !:l 'O de 12,5 ro 11 ..... mm S 3,6 W = 80 ro rt + 11 48 mA*45,9 V 4.500 68 ¡u Película 1-' (8S/6P) de guía de luz de 0,3 mm Nota: 1) S, Clrculto en serle 5 2) P, Circuito en paralelo Para mejorar la dirección de la trayectoria de la luz de las luces emitidas de los LED (12), el panel frontal (10) tiene una película
5 10 15 20 25 30 de guía de luz (14) de 0,3 mm dispuesto bajo el panel frontal (10) y cubierto sobre el panel posterior (11) , una pluralidad de microestructuras cilíndricas formadas sobre una superficie superior de la película de guía de luz (14) y una pluralidad de microestructuras triangulares piramidales formadas sobre una superficie inferior de la película de guía de luz (14), de manera que las microestructuras triangulares piramidales se usan para conseguir el efecto de reflexión completa y reflejan luces desde diferentes ángulos a la parte superior y pasan a través de las microestructuras cilíndricas al exterior para obtener una iluminación uniforme, de manera que el módulo de retro iluminación perimetral (1) en el quinto punto de medición tiene un brillo de 4.500 cd/m2 y una uniformidad del 77% y mejora la uniformidad de la intensidad luminosa de forma significativa. Por otro lado, el uso junto con la película de guía de luz (14), el aumento del área de salida de la luz del panel frontal (10) tanto como sea posible y la reducción de los deflectores (15) de 15 mm a 12,5 mm permiten que el módulo de retroiluminación perimetral (1) tenga un brillo de 4.500 cd/m2 y una uniformidad del 68%. En vista de la descripción anterior, los LED (12) proyectan las luces emitidas al panel frontal (10) directamente para provocar demasiado brillo sobre ambos lados del panel frontal (10) que es desfavorable con respecto a la uniformidad global en la superficie de salida de la luz. Para superar dicho problema, el deflector (15) tiene una porción de bloqueo (150) extendida perpendicularmente hacia el panel posterior (11) como se muestra en la figura 8, o la mitad superior de la lente (13) se cubre con pintura negra para bloquear las luces emitidas de los LED (12) que pasan a través de la mitad superior de la lente (13) y que se proyectan sobre el panel frontal (10). Cabe señalar que la película de guía de luz (14) está formada por cuatro películas ópticas apiladas entre sí, y una o más de las películas ópticas son películas de mejora del brillo y películas de 35 difusión. Para superar la iluminación con demasiado brillo en el centro y reducir la altura de las microestructuras triangulares
piramidales, las microestructuras cilíndricas en la posición central de la película de guía de luz (14) pueden eliminarse. En base al principio de la fuente de luz puntual, se usan LED de pequeño tamaño (12), y el ángulo de la lente (13) se da la vuelta para aumentar la 5 energía proyectada sobre la película de guía de luz (14) con el fin de mejorar la uniformidad al mismo tiempo que se reduce el número de LED (12) usados.