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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Flüssigkristallanzeigen.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zum Tragen bzw. Stützen von
Stapeln optischer Filme innerhalb von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen.
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Flüssigkristallanzeigen
(LCDs) sind optische Anzeigen, die in Vorrichtungen wie Laptops,
Taschenrechnern, Digitaluhren und Fernsehgeräten verwendet werden. Einige
LCDs weisen eine Lichtquelle auf, die sich auf der Seite der Anzeige
befindet, wobei ein Lichtleiter angeordnet ist, um das Licht von
der Lichtquelle zur Rückseite
des LCD-Panels zu leiten. Andere LCDs, beispielsweise manche LCD-Bildschirme
und LCD-Fernsehgeräte (LCD-TV-Geräte), werden
unter Verwendung einer Anzahl von Lichtquellen, die hinter dem LCD-Panel angeordnet
sind, direkt beleuchtet. Diese Anordnung ist bei größeren Anzeigen
zunehmend üblich,
weil zum Erreichen eines bestimmten Niveaus der Anzeigehelligkeit
die Lichtleistungsanforderungen mit dem Quadrat der Anzeigegröße zunehmen,
während
die verfügbare
Nutzfläche
für das
Anordnen von Lichtquellen entlang der Seite der Anzeige nur linear
mit der Anzeigegröße zunimmt.
Zusätzlich
machen es manche LCD-Anwendungen, wie LCD-Fernsehgeräte, erforderlich,
dass die Anzeige hell genug ist, um aus einem größeren Abstand als bei anderen
Anwendungen betrachtet zu werden, und die Betrachtungswinkelanforderungen
für LCD-Fernsehgeräte sind
im Allgemeinen von jenen für
LCD-Bildschirme und handgehaltene Vorrichtungen verschieden.
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Manche
LCD-Bildschirme und die meisten LCD-Fernsehgeräte werden gewöhnlich durch
eine Anzahl von Fluoreszenzröhren
von hinten beleuchtet. Diese Lichtquellen sind linear und erstrecken
sich über
die volle Breite der Anzeige, was dazu führt, dass die Rückseite
der Anzeige durch eine Reihe heller Streifen beleuchtet wird, die
durch dunklere Bereiche getrennt sind. Ein solches Beleuchtungsprofil
ist nicht wünschenswert,
so dass eine Diffusorschicht verwendet wird, um das Beleuchtungsprofil
auf der Rückseite
der LCD-Vorrichtung zu glätten.
Wenn die Schicht dünn
ist, kann eine gleichmäßige Luminanzverteilung
infolge eines Verziehens und einer Wellenbildung der Schicht nicht
leicht erhalten werden. In dem Maße, in dem LCD-Vorrichtungen
in den letzten Jahren größer geworden
sind, ist es wahrscheinlicher geworden, dass Verziehungen und eine
Wellenbildung der Diffusorschicht auftritt, und die Dicke der Diffusorschicht
selbst wurde vergrößert, um
diese Probleme zu unterdrücken.
Das erhöhte
Gewicht der Diffusorschicht, das sich aus der erhöhten Dicke
und Fläche
der Schicht ergibt, ist jedoch zu einem anderen Problem geworden.
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Zusätzlich können bei
den Diffusorschichten Probleme mit einer Verzerrung infolge der
Hochtemperatureinwirkung durch die Hintergrundbeleuchtungssysteme
sowie durch Feuchtigkeitsabsorption auftreten.
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KURZZUSAMMENFASSUNG
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Es
werden direkt beleuchtete Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Einheiten offenbart,
die ein LCD-Panel, einen Hintergrundbeleuchtungshohlraum, einen Filmstapel,
der zwischen dem LCD-Panel und dem Hintergrundbeleuchtungshohlraum
angeordnet ist, und eine Trag- bzw. Stützstruktur, die angeordnet
ist, um den Filmstapel in einem im Wesentlichen flachen Zustand
zu halten, aufweisen. Der Filmstapel weist mindestens einen flexiblen
optischen Film auf und kann einen flexiblen Diffusorfilm aufweisen.
Der Filmstapel selbst ist auch flexibel. Die Trag- bzw. Stützstruktur
weist mindestens einen flexiblen Träger, der in mindestens einer
Dimension straff gehalten wird, und/oder mindestens einen starren
lang gestreckten Träger,
der nur einen Teil einer Nutzfläche
des Filmstapels bedeckt, auf.
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Diese
und andere Aspekte der vorliegenden Anmeldung werden anhand der
nachstehenden detaillierten Beschreibung verständlich werden. Die vorstehenden
Zusammenfassungen sollten jedoch in keinem Fall als Einschränkungen
für den
beanspruchten Erfindungsgegenstand ausgelegt werden, der ausschließlich durch
die anliegenden Ansprüche definiert
ist, welche während
der Prüfung
geändert werden
können.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Es
zeigen:
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1 eine
Schnittansicht eines Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Systems;
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2 eine
perspektivische Einzelteilansicht des LCD-Systems aus 1;
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3A eine
andere perspektivische Einzelteilansicht des LCD-Systems aus 1,
wobei einige Systemkomponenten fortgelassen sind;
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3B eine
vergrößerte perspektivische Ansicht
eines Teils des LCD-Systems aus 3A;
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3C eine
andere vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Teils des LCD-Systems aus 3A;
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4 eine
perspektivische Einzelteilansicht eines anderen LCD-Systems;
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5 eine
perspektivische Einzelteilansicht eines anderen LCD-Systems; und
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6 eine
perspektivische Einzelteilansicht eines anderen LCD-Systems.
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In
den Figuren wurden gleiche Bezugszahlen verwendet, um gleiche Teile
zu bezeichnen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Sofern
nichts anderes angegeben ist, sollten alle Zahlen, die Merkmalsgrößen, Mengen
und physikalische Eigenschaften ausdrücken, die in der Beschreibung
und den Ansprüchen
verwendet werden, als durch den Ausdruck "etwa" modifiziert
angesehen werden. Demgemäß sind,
soweit nichts gegenteiliges angegeben ist, die in der vorliegenden
Beschreibung und den Ansprüchen
dargelegten numerischen Parameter Näherungen, die von den gewünschten Eigenschaften
abhängen
können,
die von Fachleuten unter Verwendung der hier offenbarten Lehren angestrebt
werden.
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Die 1 und 2 zeigen
eine Schnittansicht bzw. eine perspektivische Einzelteilansicht
eines Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Systems 10,
und sie werden in Zusammenhang miteinander erörtert. Das LCD-System 10 weist
ein LCD-Panel 12 mit einem absorbierenden Polarisator (nicht
dargestellt), einen Stapel optischer Filme 14, einen Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 mit
einer Oberfläche 18, Lichtquellen 20 und
Tragstäbe 22 auf.
Die Lichtquellen 20 sind im Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 positioniert
und lenken Licht durch den optischen Filmstapel 14 zum
LCD-Panel 12, wo ein sich ergebendes Bild von einem Betrachter
wahrgenommen wird, der sich vor dem LCD-System 10 befindet.
Das LCD-System 10 kann auch zusätzliche Komponenten oder Merkmale
zwischen dem LCD-Panel 12 und dem
Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 aufweisen.
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Der
Stapel optischer Filme 14 befindet sich zwischen dem LCD-Panel 12 und
dem Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 und beeinflusst
das sich von dem Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 ausbreitende
Licht, so dass der Betrieb des LCD-Systems 10 verbessert
wird. Der optische Filmstapel 14 kann Lichtlenkfilme, Diffusorfilme,
Umlenkfilme, helligkeitserhöhende
Filme, mehrschichtige Polymerfilme, reflektierende polarisierende
Filme und absorbierende Polarisatoren aufweisen, ist jedoch nicht darauf
beschränkt.
Beispielsweise kann der optische Filmstapel 14 einen Diffusorfilm
aufweisen, um die Gleichmäßigkeit
des auf das LCD-Panel 12 fallenden Beleuchtungslichts zu
verbessern. Hierdurch kann wiederum ein gleichmäßiges helles Bild auf dem LCD-Panel 12 bereitgestellt werden,
wenn es von einem Betrachter vor dem LCD-System 10 wahrgenommen
wird. Typischerweise ist jede Komponente des optischen Filmstapels 14 (d.
h. der Diffusorfilm, falls vorhanden, der reflektierende polarisierende Film,
falls vorhanden, der helligkeitserhöhende Film, falls vorhanden,
usw.) ein Film, der sich biegen, beugen und dergleichen kann, falls
er von Hand manipuliert wird, und der unter seinem eigenen Gewicht
einsackt, falls er aus dem LCD-System 10 entfernt wird und
an nur einem Ende oder einer Ecke gehalten wird. Diese Flexibilität kennzeichnet
typischerweise auch den gesamten Stapel optischer Filme 14,
der mehrere flexible optische Filme aufweisen kann oder im Wesentlichen
aus einem einzigen flexiblen optischen Film bestehen kann, falls
dies erwünscht
ist. Der optische Filmstapel 14 und jeder seiner Komponentenfilme
ist vorzugsweise sowohl in Längenabmessung
als auch in Breitenabmessung so bemessen, dass er zumindest die Öffnung des
Hintergrundbeleuchtungshohlraums 16 ausfüllt und/oder
zumindest den betrachtbaren Bereich des LCD-Panels 12 ausfüllt.
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Das
LCD-System 10 kann ein LCD-Fernsehgerät oder ein anderes LCD-Anzeigesystem
sein oder aufweisen. Wenngleich das LCD-System 10 in manchen
Fällen
eine dicke, starre Diffusorplatte aufweisen kann, wird vorzugsweise
eine notwendige Diffusionsfunktion zwischen dem Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 und
dem LCD-Panel 12 durch einen oder mehrere Filme in dem
optischen Filmstapel 14 bereitgestellt, so dass die Notwendigkeit
einer solchen Diffusorplatte vermieden wird und ein LCD-System 10 mit
einem dünneren
Gesamtprofil und einem geringeren Gewicht ermöglicht wird. Damit der optische
Filmstapel 14 ein LCD-System 10 mit einer optimalen
Ausgangshelligkeitsverteilung bereitstellt, wird er in einem im
Wesentlichen flachen Zustand gehalten, selbst wenn er inhärent flexibel
ist und daher für
ein Verziehen, Rollen, Einsacken usw. anfällig sein kann. Verschiedene
Tragstrukturen mit einem niedrigen Profil, die in der Lage sind,
den optischen Filmstapel 14 in einem flachen Zustand zu
halten, jedoch typischerweise dünner
und leichgewichtiger sind als herkömmliche Diffusorplatten, werden nachstehend
beschrieben. Ein Typ einer Tragstruktur umfasst einen Stab, der
den Filmstapel an einem isolierten Punkt oder Bereich berührt. Ein
anderer Typ einer Tragstruktur erstreckt sich über mindestens eine laterale
Dimension der Öffnung
des Hintergrundbeleuchtungshohlraums und/oder des sichtbaren Bereichs
des LCD-Panels und berührt
den Filmstapel entlang der Tragstruktur. Einige dieser erweiterten
Strukturen verwenden dünne
Komponenten, wie Fäden,
Bänder
oder Filme, die inhärent
flexibel sind, jedoch gespannt gehalten werden, um Steifigkeit bereitzustellen.
Andere erweiterte Strukturen verwenden dünne, lang gestreckte Komponenten, die
inhärent
steif sind.
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Geeignete
Diffusorfilme haben zumindest eine erste polymerische Harzphase
und eine zweite Phase wie Kügelchen,
Teilchen, Hohlräume
oder dergleichen, welche in Kombination eine Diffusionsfunktion
bereitstellen. Geeignete Polymermaterialien können amorph oder semikristallin
sein, und sie können Homopolymere,
Copolymere oder Mischungen davon aufweisen. Es können auch Polymerschäume verwendet
werden. Beispiele von Polymermaterialien sind Polycarbonat (PC),
Polystyrol (PS), Acrylate, Polypropylen (PP), Poly(ethylenterephthalat)
(PET), PET-Copolymere, Polyethylen (PE), Polymethylmethacrylat (PMMA),
PMMA-Copolymere, Poly(ethylennaphthalat) (PEN), PEN-Copolymere,
Cycloolefine, Cycloolefincopolymere, Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS),
Styrolacrylnitrilcopolymere (SAN), Epoxidharze, Poly(vinylcyclohexan),
PMMA/Poly(vinylfluorid)-Mischungen, ataktisches PP, Poly(phenylen)oxidlegierungen,
Styrolblockcopolymere, Polyimid, Polysulfon, Poly(vinylchlorid),
Poly(dimethylsiloxan) (PDMS), Polyurethane und Poly(carbonat)/aliphatisches-PET-Mischungen,
sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Gemäß manchen Ausführungsformen
kann der Diffusorfilm aus einem modifizierten Acrylschaumband mit
der Produktnummer 4643, das von 3M Company, Saint Paul, MN erhältlich ist,
bestehen.
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Der
Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 weist die Oberfläche 18,
Lichtquellen 20 und Tragstäbe 22 auf. Die Oberfläche 18 bildet
den Umfang des Hintergrundbeleuchtungshohlraums 16 in der
Nähe des
optischen Filmstapels 14 und weist Seiten 26, 28, 30 und 32 auf,
welche angeordnet werden können,
um ein Rechteck zu bilden, falls dies erwünscht ist.
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Der
Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 weist Lichtquellen 20 auf,
welche das LCD-Panel 12 beleuchten. Lichtquellen, die im
LCD-System 10 verwendet werden, sind typischerweise lineare
Kaltkathoden-Fluoreszenzröhren,
welche sich über
die Länge
oder Breite des LCD-Systems 10 erstrecken. Andere Typen
von Lichtquellen können
auch verwendet werden, wie Filament- oder Bogenlampen, Leuchtdioden
(LEDs), flache fluoreszierende Panels (FFL) oder Fluoreszenzlampen
mit äußeren Elektroden
(EEFL). Im Fall von LEDs können
Mehrfachanordnungen mehrfarbiger LEDs (wie Rot/Grün/Blau) verwendet
werden, und die LEDs können
gekapselt oder nicht gekapselt, vorwärts emittierend oder seitlich
emittierend sein. Wenngleich die 1 und 2 das
LCD-System 10 mit drei Lichtquellen 20 zeigen,
kann das LCD-System 10 eine beliebige Anzahl von Lichtquellen 20 aufweisen,
wie es erforderlich ist, um das LCD-Panel 12 angemessen
zu beleuchten.
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Tragstäbe 22 des
LCD-Systems 10 sind vorzugsweise im Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 oder
an diesem montiert, um dabei zu helfen, das Einsacken des optischen
Filmstapels 14 unter dem Einfluss der Schwerkraft zu minimieren.
Die Tragstäbe 22 erstrecken
sich vom Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 und berühren den
optischen Filmstapel 14 an zahlreichen Punkten, um den
optischen Filmstapel 14 zu unterstützen. Infolge dieser Unterstützung wird
verhindert, dass der optische Filmstapel 14 sich verzieht,
einsackt, sich rollt und dergleichen. Wenngleich der optische Filmstapel 14 die
Tragstäbe 22 berührt, ist
er vorzugsweise durch einen dünnen Luftspalt
zwischen einem Millimeter und fünfundzwanzig
Millimeter etwas von dem LCD-Panel 12 beabstandet. Alternativ
kann der optische Filmstapel 14 gemäß manchen Ausführungs formen
das LCD-Panel 12 berühren.
Wenngleich die 1 und 2 die Tragstäbe 22 als
gerade kreisförmige
Kegel zeigen, können
sie auch andere Formen aufweisen, solange sie die Lichtmenge von
den Lichtquellen 20, die zum LCD-Panel 12 durchgelassen
wird, nicht erheblich beeinträchtigen.
Die Tragstäbe 22 können auch
aus einem transparenten Material bestehen, so dass die Berührungspunkte
zwischen den Tragstäben 22 und dem
optischen Filmstapel 14 nicht leicht sichtbar sind, wenn
von einem Betrachter vor dem LCD-System 10 betrachtet wird.
Es kann eine beliebige Anzahl von Tragstäben 22 verwendet werden,
welche notwendig ist, um das Einsacken des optischen Filmstapels 14 wirksam
zu minimieren. Zusätzlich
können die
Tragstäbe 22 vollständig aus
dem LCD-System 10 fortgelassen sein.
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Mehrere
lang gestreckte Träger 34 weisen jeweils
Filamente bzw. Fäden 34a–34c auf.
Die Fäden 34a–34c erstrecken
sich quer über
das LCD-System 10, so dass das erste Ende 36 der
Fäden 34a–34c eine
Seite 26 der Oberfläche 18 berührt und
das zweite Ende 38 der Fäden 34a–34c die
entgegengesetzte Seite 30 der Oberfläche 18 berührt. Die
lang gestreckten Träger 34 können in
einer parallelen Anordnung, wie dargestellt, entlang der Oberfläche 18 ausgerichtet
sein, oder sie können
nicht parallel zueinander verlaufen, ob leicht schräg oder einander
schneidend, wobei dies das Schneiden unter rechten Winkeln einschließt. Beispielsweise
kann sich mindestens ein lang gestreckter Träger 34 von der Seite 26 zur
Seite 30 der Oberfläche 18 erstrecken
und sich mindestens ein anderer lang gestreckter Träger 34 von
der Seite 28 zur Seite 32 der Oberfläche 18 erstrecken.
Die lang gestreckten Träger 34 sind
so positioniert, dass sie den optischen Filmstapel 14 berühren, wodurch
verhindert wird, dass der optische Filmstapel 14 in den
Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 einsackt, und wodurch
der optische Filmstapel 14 in einem im Wesentlichen flachen Zustand
gehalten wird, wodurch ein Verziehen, Einsacken, Rollen oder dergleichen
des optischen Filmstapels 14 durch die Schwerkraft oder andere
Einflüsse
verhindert wird. In einigen Fällen
sind jeder lang gestreckte Träger 34 und
seine Komponentenfäden 34a–34c so
dünn und
lang, dass sie flexibel, biegsam und nicht selbsttragend sind, so
dass sie, falls sie aus dem LCD-System 10 entfernt
und an einem Ende gehalten werden würden, unter ihrem eigenen Gewicht
einsacken und sich biegen würden. Nichtsdestoweniger
wird durch Anbringen der Fäden 34a–34c unter
Spannung und Straffhalten von ihnen über mindestens eine Dimension
des Hintergrundbeleuchtungshohlraums 16 und/oder des sichtbaren Bereichs
des LCD-Panels 12 eine ausreichende Steifigkeit oder Starrheit
erreicht, um sie in die Lage zu versetzen, zu verhindern, dass der
optische Filmstapel 14 in den Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 einsackt,
wodurch der optische Filmstapel 14 in einem im Wesentlichen
flachen Zustand gehalten wird. Der Kontakt zwischen dem lang gestreckten
Träger bzw.
den lang gestreckten Trägern 34 und
dem optischen Filmstapel 14 behält die Flachheit des optischen
Filmstapels 14 bei. Der optische Filmstapel 14 wird
auf diese Weise durch Tragstäbe 22 und
lang gestreckte Träger 34 getragen,
so dass der optische Filmstapel 14 in einem im Wesentlichen
flachen Zustand bleibt und gegen ein Verziehen oder Einsacken widerstandsfähig ist.
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Die
Filamente bzw. Fäden 34a–34c können Drähte, Bänder oder ähnliche
dünne,
lange Strukturen sein, und sie können
organische oder anorganische Materialien, wie Kohlenstoff, Nylon,
Kunststoff, Metall und dergleichen, aufweisen. Wenngleich 2 jeden
lang gestreckten Träger 34 als
drei Fäden 34a, 34b und 34c aufweisend
darstellt, kann die Anzahl der Fäden
in jedem Träger 34 entsprechend Entwurfsbedingungen
gewählt
werden und beispielsweise lediglich eins oder bis zu einigen zehn,
hundert oder tausend oder mehr betragen. Die Fäden 34a–34c können eine
Dicke, d. h. eine Abmessung entlang einer Achse senkrecht zum Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 und
zur Vorderseite des LCD-Panels 12 aufweisen, die für die vorgesehene Anwendung
geeignet ist und in manchen Fällen,
abhängig
von dem zur Bildung der Fäden 34a–34c verwendeten
Material, von 0,01 Millimeter (mm) bis 10 mm reicht. Die Querschnittsform
der dünnen
Fäden 34a–34c kann
eine beliebige geeignete Form sein, einschließlich kreisförmig, elliptisch,
rechteckig, polygonal usw., ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wenngleich
die lang gestreckten Träger 34 in 2 als
an den Seiten 26 und 30 unter Bildung einer parallelen Mehrfachanordnung
von Trägern
angebracht dargestellt sind, kann die Anordnung der Träger 34 zusätzlich geändert werden,
solange die sich ergebende Struktur ausreichend Unterstützung bereitstellt,
um den optischen Filmstapel 14 in Position in Bezug auf den
Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 zu halten. Beispielsweise
können
die lang gestreckten Träger 34 eine
gekreuzte Mehrfachanordnung oder eine parallele und gekreuzte gemischte
Mehrfachanordnung bilden. Die lang gestreckten Träger 34 können auch eine
weite Winkelvariation in Bezug zueinander oder zur Oberfläche 18 aufweisen.
Falls die lang gestreckten Träger 34 beispielsweise
aus einem transparenten Material, wie Polymethylmethacrylat, mit
einem Brechungsindex ähnlich
demjenigen des unteren Substrats des optischen Filmstapels 14,
bestehen, können
die lang gestreckten Träger 34 verhältnismäßig dick
sein, weil die Transparenz und der ähnliche Brechungsindex der
lang gestreckten Träger 34 zu keiner
großen Änderung
des Lichtwegs vom Kontakt mit dem optischen Filmstapel 14 führen. Falls
jedoch andere Materialien, wie anorganische Stoffe oder Metalle,
verwendet werden, sollten die lang gestreckten Träger 34 verhältnismäßig dünn sein,
um zu verhindern, dass sie vom menschlichen Auge wahrgenommen werden,
wenn von einem Betrachter vor dem LCD-System 10 betrachtet
wird.
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3A zeigt
eine perspektivische Einzelteilansicht des LCD-Systems 10,
wobei die Lichtquellen 20 und die Tragstäbe 22 aus
Gründen
der Einfachheit fortgelassen sind. 3B zeigt
eine vergrößerte Ansicht
des LCD-Systems 10 und wird in Zusammenhang mit 3A erörtert. Zusätzlich zu
der Verwendung von Tragstäben 22 und
lang gestreckten Trägern 34 zur
Berührung
einer Hauptfläche
des optischen Filmstapels 14, um den optischen Filmstapel 14 flach
zu halten, kann weitere mechanische Stabilität in einem Entwurf mit einem
niedrigen Profil erhalten werden. Das erste Ende 36 von
jedem der Fäden 34a–34c ist
an Stäben 42 angebracht,
die entlang der Seite 26 der Oberfläche 18 angeordnet
sind, und das zweite Ende 38 von jedem der Fäden 34a–34c ist
an Stäben 42 angebracht,
die entlang der entgegengesetzten Seite 30 der Oberfläche 18 angeordnet
sind. Die lang gestreckten Träger 34 können an
dem LCD-System 10 angebracht werden, indem: (a) das erste
Ende 36 der Fäden 34a–34c durch
Stäbe 42 gefädelt wird,
die auf der Seite 26 der Oberfläche 18 angeordnet
sind, (b) die Fäden 34a–34c über das LCD-System 10 straff
gezogen werden und (c) das zweite Ende 38 der Fäden 34a–34c durch
Stäbe 42 gefädelt wird,
die auf der entgegengesetzten Seite 30 der Oberfläche 18 angeordnet
sind. Es können
auch andere auf dem Fachgebiet bekannte Anbringungstechniken verwendet
werden, einschließlich
(aber nicht beschränkt
auf) Klemmen, Kleben, Wickeln oder einer Kombination davon. Wie
vorstehend erwähnt
wurde, können
die lang gestreckten Träger 34 parallel
oder nicht parallel zueinander angeordnet werden.
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Zum
Anbringen des optischen Filmstapels 14 am Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 weist der
optische Filmstapel b vorzugsweise Ausrichtungsansätze 43 auf,
die sich an einer oder mehreren seiner Kanten oder Grenzen befinden.
Die Perforationen 45 erstrecken sich durch die Ansätze 43 des optischen
Filmstapels 14 und sind so bemessen und beabstandet, dass
sie zu entsprechenden Vorsprüngen 47 in
einer benachbarten Komponente wie z. B. der Oberfläche 18 des
Hintergrundbeleuchtungshohlraums 16 passen. Wie in 3C dargestellt
ist, kann der optische Filmstapel 14, nachdem die Fäden 34a–34c an
den Stäben 42 angebracht
wurden, durch Einführen
der exponierten Enden der Vorsprünge 47 in
entsprechende Perforationen 45 von Ansätzen 43 des optischen
Filmstapels 14 an dem Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 montiert
werden.
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Statt
die lang gestreckten Träger 34 direkt am
Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 zu montieren, können die
lang gestreckten Träger 34 alternativ an
einem getrennten Montagerahmen oder einer getrennten Montagestruktur
montiert werden, die dann an dem Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 angebracht
oder auf andere Weise damit verbunden wird. Dies ist in der perspektivischen
Ansicht von 4 dargestellt, worin ein LCD-System 10a dargestellt
ist, das dem LCD-System 10 ähnelt, jedoch einen Montagerahmen 44 aufweist.
Das LCD-System 10a weist den optischen Filmstapel 14 auf,
der an dem Montagerahmen 44 angebracht ist. Das LCD-System 10a weist
auch einen Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16a mit einer
Oberfläche 18a, ähnlich dem
Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 und der Oberfläche 18,
auf, wobei der erstgenannte jedoch keine Stäbe 42 oder Vorsprünge 47 aufweist.
Der Montagerahmen 44 kann so bemessen sein, dass er in
einer beliebigen bekannten Weise mit dem Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16a zusammenpasst.
Beispielsweise kann der Montagerahmen 44 in einem Reibungssitz
gleitend in den inneren Umfang des Hintergrundbeleuchtungshohlraums 16a eingreifen.
Der Montagerahmen 44 kann auch durch einen Klebstoff, mechanische
Mittel oder eine Kombination davon an dem Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16a angebracht
werden.
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Der
Montagerahmen 44 weist Seiten 46, 48, 50 und 52 auf,
welche eingerichtet werden können, um
ein Rechteck oder eine andere gewünschte Form zu bilden. Wie
beim Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 kann der Montagerahmen 44 beliebige
bekannte Konstruktionsmaterialien verwenden und beliebige Entwurfsmerkmale
verwenden, welche einen starren Körper mit einem niedrigen Profil
bereitstellen. Die Dicke des Montagerahmens 44 hängt von der
Größe und der
Dicke der LCD-Anzeige 12 und den Materialien für die Konstruktion
ab. Gemäß manchen
Ausführungsformen
hat der Montagerahmen 44 eine Dicke von 100 mm oder weniger.
Als Beispiel dienende Konstruktionsmaterialien umfassen ohne Einschränkung Kunststoffe,
wie Polypropylen, Poly(ethylen-20-terephthalat), Polymethylmethacrylat, Polycarbonat
und Polyethylen, sowie Metalle, wie Aluminium oder Edelstahl.
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Der
Montagerahmen 44 kann entlang einem Teil seines Umfangs
oder seines gesamten Umfangs Stäbe 42 aufweisen,
wie in 4 dargestellt ist. Diese Stäbe 42 können verwendet
werden, um lang gestreckte Träger 34 in
der gleichen Weise, wie in Zusammenhang mit 3 erörtert wurde,
am Montagerahmen 44 anzubringen. Die lang gestreckten Träger 34 können auch
durch einen Klebstoff, mechanische Mittel oder eine Kombination
davon am Montagerahmen 44 montiert werden. Durch geeignetes
Anordnen des Montagerahmens 44 innerhalb des LCD-Systems 10 werden
zumindest die Fäden 34a so
positioniert, dass sie eine Hauptfläche des optischen Filmstapels 14 berühren. Die
lang gestreckten Träger 34 können parallel
zueinander angeordnet sein, müssen
dies jedoch nicht, wie vorstehend in Zusammenhang mit 3 erörtert
wurde.
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5 ist
eine perspektivische Einzelteilansicht eines anderen LCD-Systems 100.
Ebenso wie die LCD-Systeme aus den 1–4 verwendet das
LCD-System 100 lang gestreckte Träger zum Kontakt mit dem optischen
Filmstapel 14, und um ihn in einer flachen Konfiguration
zu halten. Anders als bei den zuvor beschriebenen Systemen verwendet das
LCD-System 100 jedoch Träger, die infolge ihrer Zusammensetzung
und Dicke inhärent
starr und steif sind und die nicht straff gehalten oder unter Spannung
montiert zu werden brauchen. Die lang gestreckten Träger 56 werden
unmittelbar angrenzend an den optischen Filmstapel 14 positioniert
und bieten eine Unterstützung
für den
optischen Filmstapel 14, um sein Einsacken vom LCD-Panel 12 fort
zu verhindern. Ähnlich
wie die in den 1–4 dargestellten
lang gestreckten Träger 34 bieten
die in 5 dargestellten lang gestreckten Träger 56 ausreichend
Unterstützung
für den
optischen Filmstapel 14, wenngleich die lang gestreckten
Träger 56 nur ausgewählte Teile
des optischen Filmstapels 14 bedecken. Tatsächlich bedecken
die lang gestreckten Träger
gemäß als Beispiel
dienenden Ausführungsformen
sowohl individuell als auch gemeinsam nur einen Teil der Nutzfläche des
optischen Filmstapels, wobei die lang gestreckten Träger gemeinsam
vorzugs weise weniger als 50% dieser Nutzfläche bedecken und ein gegebener
lang gestreckter Träger
einzeln weniger als 25% dieser Nutzfläche bedeckt. "Nutzfläche" bezieht sich in
dieser Hinsicht natürlich auf
die (gewöhnlich
rechteckige mit einem Seitenverhältnis
von beispielsweise 16:9 oder 4:3) Fläche des Filmstapels, wodurch
Licht auf seinem Weg zur Flüssigkristallanzeige,
falls vorhanden, und zum Betrachter hindurchtritt. Die lang gestreckten
Träger 56 verhindern,
dass der optische Filmstapel 14 in den Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 einsackt.
Die lang gestreckten Träger 56 helfen
auf diese Weise dabei, den optischen Filmstapel 14 in einem
im Wesentlichen flachen Zustand ohne Verziehen, Einsacken, Rollen
oder dergleichen zu halten.
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Die
lang gestreckten Träger 56 haben
jeweils ein erstes Ende 58 und ein zweites Ende 60.
Wie dargestellt, sind die ersten Enden 58 an der Seite 26 der Oberfläche 18 angebracht
und die zweiten Enden 60 an der entgegengesetzten Seite 30 der
Oberfläche 18 angebracht.
Wie vorstehend erwähnt
wurde, können
die lang gestreckten Träger 56 in
einer parallelen Mehrfachanordnung angeordnet sein, brauchen dies jedoch
nicht. Schräge
Anordnungen, schneidende Anordnungen und andere Anordnungen können auch
verwendet werden, die Mehrfachanordnung der lang gestreckten Träger 56 stellt
jedoch vorzugsweise ausreichend Unterstützung bereit, um den optischen
Filmstapel 14 in Bezug auf das LCD-Panel 12 in
Position zu halten.
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Die
Anzahl der lang gestreckten Träger 56 kann
von eins bis zu einigen zehn, hundert oder sogar tausend oder mehr
reichen. Die Dicke von jedem der lang gestreckten Träger 56 hängt von
der Größe und der
Dicke der LCD-Anzeige 12 ab. Die Querschnittsform der lang
gestreckten Träger 56 kann kreisförmig, elliptisch,
rechteckig, polygonal oder eine andere gewünschte Form sein.
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Die
lang gestreckten Träger 56 können aus organischen
oder anorganischen Materialien, Kunststoffen oder Metallen bestehen.
Als Beispiel dienende Träger 56,
die innerhalb des Anzeigebereichs positioniert sind, sind entweder
transparent oder ausreichend schmal (aus der Perspektive des Betrachters vor
dem LCD-System 100), so dass sie, vom Betrachter aus gesehen,
keine erheblichen Störungen mit
der Sichtanzeige erzeugen. Alle lang gestreckten Träger 56,
die sich nicht innerhalb des Anzeigebereichs befinden, brauchen
nicht transparent zu sein und können
aus einem breiteren Kunststoff oder Metall bestehen. Als Beispiel
dienende Kunststoffe umfassen Polypropylen, Poly(ethylenterephthalat),
Polymethylmethacrylat, Polycarbonat und Polyethylen, sind jedoch
nicht darauf beschränkt.
Ein als Beispiel dienendes Metall ist Aluminium, ist jedoch nicht
darauf beschränkt.
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Die
lang gestreckten Träger 56 können unter Verwendung
beliebiger herkömmlicher
Techniken am Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16 angebracht werden.
Beispielsweise können
Löcher
in den ersten und zweiten Enden 58, 60 der lang
gestreckten Träger 56 gebildet
werden, um in entsprechende Stäbe in
der Oberfläche 18 einzugreifen.
Alternativ können lang
gestreckte Träger 56 durch
einen Klebstoff oder mechanische Mittel an der Oberfläche 18 oder
einem getrennten Montagerahmen angebracht werden.
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6 zeigt
eine perspektivische Einzelteilansicht eines anderen LCD-Systems 200.
Das LCD-System 200 weist einen optischen Filmstapel 14a, ähnlich dem
optischen Filmstapel 14, auf, wobei der erstgenannte jedoch
keine Ausrichtungsansätze 43 aufweist.
Natürlich
kann der Filmstapel 14a leicht modifiziert werden, falls
dies erwünscht
ist, so dass er perforierte Ausrichtungsansätze aufweist, welche in entsprechende
Vorsprünge
eingreifen, wie in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen erörtert wurde.
Das LCD-System 200 verwendet einen gedehnten Film 62 als
Träger.
Der gedehnte Film 62 wird montiert, um den optischen Filmstapel 14a zu berühren und
ihn in einem im Wesentlichen flachen Zustand zu halten. Wie die
in Zusammenhang mit den 1–4 erörterten
lang gestreckten Träger 34 ist
der gedehnte Film 62 ein flexibler Träger, der unter Verwendung einer
Komponente (in diesem Fall eines lichtdurchlässigen Films) hergestellt ist,
der inhärent
flexibel ist und demgemäß für ein Verziehen, Rollen,
Einsacken usw. anfällig
ist, der jedoch straff gehalten wird, um ausreichend Steifigkeit
bereitzustellen, so dass er einen Druck gegen den optischen Filmstapel 14a ausüben kann.
Im Gegensatz zu den lang gestreckten Trägern 34 aus den 1–4 und
den lang gestreckten Trägern 56 aus 5 berührt der
gedehnte Film 62 im Wesentlichen eine gesamte Hauptfläche des
optischen Filmstapels 14a, um zu verhindern, dass der optische
Filmstapel 14a in den Hintergrundbeleuchtungshohlraum 16a einsackt.
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Der
gedehnte Film 62 ist eine flexible Lage aus lichtdurchlässigem Material,
die über
die Oberfläche 18a oder über einen
anderen Rahmen oder eine andere Struktur innerhalb des LCD-Systems 200 gedehnt
ist, oder weist diese auf. Der gedehnte Film 62 kann aus
einem beliebigen Material bestehen, das für sichtbares Licht im Wesentlichen
transparent ist, einschließlich
Kunststoffmaterialien, wie Polypropylen, Poly(ethylenterephthalat)
und Polyethylen, jedoch ohne Einschränkung auf diese. Gemäß als Beispiel dienenden
Ausführungsformen
ist der gedehnte Film 62 ein Wärmeschrumpfungsfilm oder weist
einen solchen auf. Ein solcher Film kann leicht in das LCD-System 200 aufgenommen
werden, indem: (1) der gedehnte Film 62 (in einem nicht
gedehnten Zustand) an die Oberfläche 18a oder
einen getrennten Montagerahmen oder eine ähnliche Struktur mit einem
Klebstoff oder einem anderen herkömmlichen Verbindungsmechanismus
angebracht wird, und (2) Wärme
auf den gedehnten Film 62 angewendet wird, so dass er permanent
ausreichend berührt,
um innerhalb der Oberfläche 18a gleichmäßig straff
zu werden. Ein solcher Schrumpfungsfilm wird für die Zwecke dieser Anmeldung
als ein "gedehnter
Film" angesehen,
weil der Film unter Spannung gehalten wird, selbst wenn sich diese
Spannung aus einer Schrumpfung statt einer Ausdehnung des Films
ergibt. Natürlich
kann der gedehnte Film 62 auch durch mechanisches Dehnen
eines Films (beispielsweise durch Halten des Films in einem Greifmechanismus und
Auseinanderziehen der Klemmbacken, welche entgegengesetzte Ränder des
Films halten) und anschließendes
Montieren des gedehnten Films an einem Rahmen, um die Spannung in
dem Film aufrechtzuerhalten, hergestellt werden. Falls gewünscht, kann
der gedehnte Film 62 auf einen oder mehrere Filme des optischen
Filmstapels 14a, einschließlich in manchen Fällen auf
einen Diffusorfilm im optischen Filmstapel 14a, laminiert
werden. Der gedehnte Film 62 kann auch eine optische Funktionalität bereitstellen.
Beispielsweise kann der gedehnte Film 62 ein Diffusorfilm
oder ein anderer optischer Film sein, der für die Verwendung im optischen
Filmstapel 14a geeignet ist, oder diesen aufweisen.
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Die
vorliegende Anmeldung erwägt LCD-Systeme,
die eine beliebige Kombination von Merkmalen aufweisen, welche in
den verschiedenen vorstehend erörterten
LCD-Systemen offenbart sind. Beispielsweise kann ein LCD-System
einen oder mehrere lang gestreckte Träger 56, die sich über die Breite
des Hintergrundbeleuchtungshohlraums erstrecken, sowie einen oder
mehrere lang gestreckte Träger 34,
die sich über
die Länge
der Oberfläche 18 erstrecken,
aufweisen, wobei die letztgenannten lang gestreckten Träger 34 die
lang gestreckten Träger 56 schneiden
und optional senkrecht dazu verlaufen.
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Die
offenbarten LCD-Systeme weisen vorzugsweise ein LCD-Panel, einen optischen
Filmstapel und einen Hintergrundbeleuchtungshohlraum auf. Die Systeme
weisen auch eine Tragstruktur auf, welche den optischen Filmstapel
in Bezug auf das LCD-Panel der LCD-Einheit trägt. Die Tragstruktur übt Druck
auf den optischen Filmstapel aus, um zu verhindern, dass der optische
Filmstapel in den Hintergrundbeleuchtungshohlraum einsackt, und
um den optischen Filmstapel in einem im Wesentlichen flachen Zustand
zu halten.
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Wenngleich
die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass Änderungen
an der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne
vom Gedanken und vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Flüssigkristall-Anzeigeeinheit
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Direkt
beleuchtete Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Einheiten
weisen ein LCD-Panel, einen Hintergrundbeleuchtungshohlraum, einen
optischen Filmstapel, der sich zwischen dem LCD-Panel und dem Hintergrundbeleuchtungshohlraum
befindet, und eine Tragstruktur auf. Die Tragstruktur, die ein verhältnismäßig niedriges
Profil und ein verhältnismäßig geringes
Gewicht aufweist, ist positioniert, um den optischen Filmstapel
in einem im Wesentlichen flachen Zustand zu halten. In manchen Fällen weist die
Tragstruktur einen flexiblen Träger
in der Art eines Films, eines Fadens oder einer Mehrfachanordnung
von Fäden
auf, die in mindestens einer Dimension straff gehalten werden. In
manchen Fällen
weist die Tragstruktur einen starren lang gestreckten Träger auf,
der nur einen Teil einer Nutzfläche
des Filmstapels bedeckt.