FI91810B

FI91810B - The light-guide

Info

Publication number: FI91810B
Application number: FI923695A
Authority: FI
Inventors: Anssi Saarikko
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date: 1992-08-18
Filing date: 1992-08-18
Publication date: 1994-04-29
Also published as: FI923695A0; FI91810C; GB9316785D0; GB2269928A; FI923695A

Description

9181091810

VALO-OHJAIN - LJUSSTYRENHETLIGHT CONTROLLER - LJUSSTYRENHET

Keksinnön kohteena on nestekidenäytön valon ohjaamiseksi tarkoitettu laite, eli valo-ohjain.The invention relates to a device for controlling the light of a liquid crystal display, i.e. a light controller.

55

Nestekidenäytössä valoa synnyttävät elimet, ns. LED:it (light emitting diod), on tavallisesti sijoitettu näytön reunoihin tai niiden läheisyyteen. Näiden LED:ien yläpuolelle ja koko näytön ylle sovitetaan ns. valojohde, joka taval-10 lisesti on yhdestä tai useammasta yhdensuuntaisista, valkoisista levyistä koostuva elin. Valojohteen tehtävänä on levittää LED:ien synnyttämä valo tasaisesti koko näytön alueelle. Valojohteen päälle asetetaan informaatiota välittävä elin ja sen päälle suojalasi tai vastaava.In a liquid crystal display, light-generating organs, the so-called LEDs (light emitting diodes) are usually placed at or near the edges of the screen. Above these LEDs and above the entire display, a so-called a light guide, which is usually a member of one or more parallel white plates. The purpose of the light guide is to distribute the light generated by the LEDs evenly over the entire display area. An information-transmitting member is placed on top of the light guide and a protective glass or the like is placed on it.

1515

On välttämätöntä ohjata LED:ien synnyttämä valo näytön keskelle, koska muussa tapauksessa valo "karkaa" sivuille, ja itse näyttö jää miltei valaisematta. Tällainen valon karkaamisen esto on tähän saakka hoidettu siten, että ne valojoh-20 teen osat, jotka ympäröivät LED:it, on pinnoitettu, esimerkiksi maalattu, jollakin sopivalla aineella. Tällainen LED:ien pinnoitus on kyllä toiminut valon karkaamisen esteenä, mutta epäkohtana on myös ollut pinnoitteen valoa imevä ominaisuus, minkä johdosta näytön valon voimakkuus on hei-25 kentynyt.It is necessary to direct the light generated by the LEDs to the center of the screen, otherwise the light will "escape" to the sides and the screen itself will be almost unlit. Such light escape prevention has hitherto been treated in such a way that the parts of the light guide 20 surrounding the LEDs are coated, for example painted, with a suitable material. Although such coating of LEDs has acted as a barrier to light escape, the disadvantage has also been the light-absorbing property of the coating, as a result of which the light intensity of the display has been reduced.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa mainittu epäkohta ja aikaansaada valo-ohjain, joka sen lisäksi, että se estää valon karkaamisen myös tehokkaasti, heijastaa valon näyttö-30 alueeseen.The object of the present invention is to eliminate said drawback and to provide a light guide which, in addition to effectively preventing light escape, also reflects light into the display area.

Keksinnön tunnusmerkit ilmenevät patenttivaatimuksista. Keksinnön kohteena on siten nestekidenäytön valon ohjaamiseksi tarkoitettu laite, eli valo-ohjain, joka asetetaan 35 valojohteen päälle valoa synnyttävien elimien, eli ns.The features of the invention appear from the claims. The invention thus relates to a device for controlling the light of a liquid crystal display, i.e. a light guide which is placed on a light guide 35 by means of light generating means, i.e. a so-called light guide.

LED:ien, yläpuolelle ja sivuille. Tunnusomaista on, että valo-ohjain on tehty materiaalista, jonka valolähteen puo- 2 91810 leinen pinta on valoa heijastava ja että valo-ohjain on valojohteeseen nähden erillinen kappale.LEDs, above and to the sides. It is characterized in that the light guide is made of a material whose light source is reflective, and that the light guide is a separate piece from the light guide.

Keksinnön mukaisen valo-ohjaimen ansiosta saadaan valo tarkasti suunnattua määrättyyn alueeseen, jolloin näytön laatu 5 paranee ja sen virrantarve pienenee. Vaio-ohjaimeen sopivia materiaaleja ovat joko sinänsä heijastavat materiaalit, kuten metallit, tai sinänsä heijastamattomat materiaalit, kuten erilaiset muovit, joiden valolähteen puoleinen pinta on päällystetty jollakin heijastavalla pinnoitteella. Ky-10 seinen materiaali voi olla jäykkää tai taipuisaa. Jos materiaali on taipuisaa, se voidaan kiinnittää esimerkiksi teipillä.Thanks to the light guide according to the invention, the light can be precisely directed to a certain area, whereby the quality of the display 5 is improved and its power requirement is reduced. Materials suitable for the Vaio guide are either reflective materials per se, such as metals, or non-reflective materials per se, such as various plastics, the light source side surface of which is coated with a reflective coating. The Ky-10 wall material can be rigid or flexible. If the material is flexible, it can be fixed with tape, for example.

Edullisen suoritusmuodon mukaan valo-ohjain on tehty jäykästä materiaalista, ja mikäli LED:it on ryhmitelty eri 15 reunoihin nestekidenäytössä ja muodostavat toisistaan erillään olevia alueita ja on siten suojattu erillisillä valo-ohjaimilla, sellaiset valo-ohjaimet on keskenään yhdistetty jäykästä materiaalista tehdyillä välitangoilla yhtenäiseksi kappaleeksi. Edullisesti sellaiset valo-ohjaimet ja niiden 20 välitangot on alusta lähtien työstetty yhtenäiseksi kappaleeksi. Kun tämä kappale kiinnitetään näytön pohjaan, joka useimmiten vastaa piirilevyä, saadaan stabiili valonäyttö, joka ei värähtele.According to a preferred embodiment, the light guide is made of a rigid material, and if the LEDs are grouped on different edges in the liquid crystal display and form separate areas and are thus protected by separate light guides, such light guides are connected to each other by rigid material spacers. . Preferably, such light guides and their intermediate rods 20 are machined into a unitary piece from the outset. When this piece is attached to the bottom of the display, which most often corresponds to a circuit board, a stable light display that does not vibrate is obtained.

Keksinnön mukaisen valo-ohjaimen rakenne ilmenee tarkemmin 25 seuraavista kuvioista.The structure of the light guide according to the invention is shown in more detail in the following figures.

Kuvio 1 esittää valojohdetta päältä päin katsottuna.Figure 1 shows a top view of a light guide.

Kuvio 2 esittää valojohdetta perspektiivikuvana.Figure 2 shows the light guide in a perspective view.

Kuvio 3 esittää valojohdetta päältä päin katsottuna ja kahden valo-ohjaimen suojaamana.Figure 3 shows a light guide seen from above and protected by two light guides.

30 Kuvio 4 esittää yhtä valo-ohjainta perspektiivikuvana.Figure 4 shows one light guide in a perspective view.

Kuvio 5 esittää päältä päin katsottuna yhtenäistä kappaletta, joka käsittää kaksi valo-ohjainta yhdistettynä välitangolla.Figure 5 is a top plan view of a unitary body comprising two light guides connected by a spacer bar.

1· 3 918101 · 3 91810

Kuvio 6 esittää kuvion 5 mukaista välitankoa sivusta katsottuna.Fig. 6 shows a side view of the intermediate rod according to Fig. 5.

Kuvio 7 esittää kuvion 5 mukaista valo-ohjainta sivusta katsottuna.Fig. 7 shows a side view of the light guide according to Fig. 5.

5 Kuviossa 1, jossa esitetään valojohdetta 10, on LED:ien upotuspaikat merkitty viitenumerolla 12. Kohdista 13 levy 11 on kiinnitetty näytön pohjaan.5 In Fig. 1, which shows the light guide 10, the recessed locations of the LEDs are indicated by the reference number 12. At the points 13, the plate 11 is attached to the bottom of the display.

Kuviossa 3 nähdään valojohteen levy 11 kahden erillisen valo-ohjaimen 20 suojaamana. Kuviossa 4 nähdään tarkemmin 10 valo-ohjain, jossa pinta 21 on kaareva LED:ien 12 suojapin-ta, ja 22 on tasainen, levyyn 11 kiinnitettävä elin. LED:it 12 eivät tietenkään näy pinnan 21 läpi kuvioiden 3 ja 4 mukaisissa laitteissa, vaan ne on merkitty näkyviksi kuvioissa ainoastaan valo-ohjaimen rakenteen selventämiseksi.Figure 3 shows the light guide plate 11 protected by two separate light guides 20. Figure 4 shows in more detail a light guide 10 in which the surface 21 is a curved protective surface of the LEDs 12, and 22 is a flat member to be attached to the plate 11. Of course, the LEDs 12 are not visible through the surface 21 in the devices according to Figures 3 and 4, but are marked as visible in the figures only to clarify the structure of the light guide.

15 Kuvio 5 esittää päältä päin katsottuna keksinnön erästä edullista suoritusmuotoa, jossa kaksi valo-ohjainta 20 on välitangon 23 avulla yhdistetty yhdeksi kappaleeksi. Kappale on kohdista 24 kiinnitettävissä näytön pohjaan esimerkiksi juottamalla. Tämä kappale on edullisesti tehty yhte-20 näisestä, heijastavasta peltilevystä. Pellistä tehdyt rakenteet ovat valmistuskustannuksiltaan edullisia ja ne on helposti asennettavissa paikoilleen.Fig. 5 shows a top view of a preferred embodiment of the invention, in which the two light guides 20 are connected in one piece by means of an intermediate rod 23. The piece can be attached to the bottom of the screen at points 24, for example by soldering. This piece is preferably made of a uniform, reflective sheet metal plate. Sheet metal structures are inexpensive to manufacture and easy to install.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellusmuodot voivat vaihdella jäljempänä esitettävien 25 patenttivaatimusten puitteissa.It will be apparent to those skilled in the art that various embodiments of the invention may vary within the scope of the appended claims.

Claims

1. Anordning för styrning av ljuset hos en flytkristall-skärmbild, dvs. en 1jusstyrenhet, som placeras pä en foto-konduktor ovanför och bredvid 1jusalstrande fotodioder, och 5 vilken 1jusstyrenhet (20) är gjord av ett material i vilket ytan som vetter mot ljuskällan är 1jusreflekterande, kännetecknad av att 1jusstyrenheten är ett separat stycke med avseende pä fotokonduktorn (10).An apparatus for controlling the light of a liquid crystal display, i.e. a light control unit located on a photoconductor above and next to light-emitting photodiodes, and said light control unit (20) is made of a material in which the surface facing the light source is light reflective, characterized in that the light control unit is a separate piece with respect to the photoconductor. (10).

2. Ljusstyrenhet enligt patentkrav 1, kännetecknad av att den ljusreflekterande ytan som vetter mot ljuskällan är av ett styvt material.Light control unit according to claim 1, characterized in that the light-reflecting surface facing the light source is of a rigid material.

3. Ljusstyrenhet enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad 15 av att materialet i den ljusreflekterande ytan som vetter mot ljuskällan är en reflekterande metall.Light controller according to claim 1 or 2, characterized in that the material in the light-reflecting surface facing the light source is a reflective metal.

4. Ljusstyrenhet enligt patentkrav l, 2 eller 3, kännetecknad av att materialet i den ljusreflekterande ytan som vet- 20 ter mot ljuskällan är en metall beklädd med en reflekterande beläggning, härd plast eller dylikt.Light control unit according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the material in the light-reflecting surface facing the light source is a metal lined with a reflective coating, hardened plastic or the like.

5. Ljusstyrenhet enligt nägot av patentkrav 1-4, kännetecknad av att den med hjälp av mellanstänger (23) av styvt ma- 25 terial är förbunden med andra 1jusstyrenheter (20) i samma • flytkristallskärmbild, varvid de skilda 1jusstyrenheterna jämte mellanstänger bildar ett enhetligt stycke som kan fäs-tas vid bottnet av flytkristallskärmbilden.Light control unit according to any one of claims 1-4, characterized in that it is connected to other light control units (20) in the same liquid crystal display by means of intermediate rods (23) of rigid material, whereby the separate 1 light control units and intermediate rods form a uniform a piece that can be attached to the bottom of the liquid crystal display.

6. Enhetligt stycke för styvning av ljuset vid en flytkris- tallbildskärm, kännetecknat av att det utgörs av ljusstyren-heter (20) enligt nägot av patentkraven 1-4 och av styrenhe-terna sammanbindande mellanstänger (23), som tili antalet kan vara en eller flera, och att stycket är fästbart vid 35 bottnen av flytkristallbildskärmen.A uniform piece for stiffening the light on a liquid crystal display, characterized in that it consists of light controllers (20) according to any one of claims 1-4 and the interconnecting bars (23) of the controllers, which in number can be a or more, and that piece is attachable to the bottom of the liquid crystal display.

7. Stycke enligt patentkrav 6, kännetecknat av att det frän början bearbetats som ett enhetligt stycke.7. A piece according to claim 6, characterized in that it was initially processed as a unitary piece.