DE102009051534A1 - Light guiding plate for lighting device of flat display of display device of vehicle, has light scattering impurities arranged in sub region of surface of light guiding plate and partially in volume of light guiding plate - Google Patents

Light guiding plate for lighting device of flat display of display device of vehicle, has light scattering impurities arranged in sub region of surface of light guiding plate and partially in volume of light guiding plate Download PDF

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Abstract

The light guiding plate (4) has light scattering impurities (3) arranged in a sub region of a surface of the light guiding plate and partially in the volume of the light guiding plate. The light scattering impurities are formed as micro-fine cracks. The light scattering impurities are arranged in a pattern. The light guiding plate has an element selected from the group consisting of polymethyl methacrylate, polycarbonate and glass. Independent claims are also included for the following: (1) a lighting device with a brightness enhancement film; (2) a display device with liquid crystal display; (3) a vehicle with a windshield; and (4) a method for manufacturing a light guiding plate.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtleiterplatte für eine Beleuchtungsvorrichtung einer flächigen Anzeige, eine Beleuchtungsvorrichtung einer flächigen Anzeige, eine Anzeigevorrichtung aufweisend eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Fahrzeug aufweisend zumindest eine Anzeigevorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtleiterplatte.The invention relates to a light guide plate for a lighting device of a flat display, a lighting device of a flat display, a display device comprising a lighting device and a vehicle comprising at least one display device and a method for producing a light guide plate.

Bisherige Beleuchtungssysteme von LCD-Anzeigen für Anwendungen im Kraftfahrzeug bestehen aus einer Lichtleiterplatte, verschiedenen Helligkeitsverstärkungsfolien (Brightness Enhancement Folien, BEF) sowie aus einer milchig transparenten Streuscheibe zur Verbesserung der Beleuchtungshomogenität. Das Licht zur Ausleuchtung der LCD-Anzeige wird seitlich in die Lichtleiterplatte eingestrahlt und an der Oberfläche durch eine dreidimensional geformte Auskopplungsstruktur in die Display-Anzeige eingeleitet. Die Auskopplungsstruktur ist so ausgelegt, dass die Anzahl, Anordnung und Geometrie der Auskopplungselemente eine gleichmäßige Ausleuchtung der Anzeige ermöglichen. Die beschriebene Mikrostruktur muss der jeweiligen Applikation entsprechend berechnet und angepasst werden. Zur Erzielung einer hinreichenden Ausleuchtungshomogenität wird zum beschriebenen Beleuchtungssystem eine Streuscheibe hinzugefügt, die zwischen Displayglas und Lichtleiterplatte angeordnet ist.Previous illumination systems of LCD displays for automotive applications consist of a light guide plate, various brightness enhancement films (BEF) and a milky transparent diffuser to improve the illumination homogeneity. The light for illuminating the LCD display is irradiated laterally in the light guide plate and introduced to the surface through a three-dimensionally shaped extraction structure in the display display. The outcoupling structure is designed so that the number, arrangement and geometry of the outcoupling elements allow a uniform illumination of the display. The microstructure described must be calculated and adapted to the respective application. To achieve sufficient illumination homogeneity, a diffusing screen is added to the illumination system described, which is arranged between the display glass and the light guide plate.

Systeme der beschriebenen Art weisen folgende Nachteile auf: Die verwendeten Streuscheiben weisen eine geringe Transmission auf, so dass die Beleuchtungsintensität der Anzeige gemindert wird. Zur Kompensation muss die Anzahl der Lichtquellen erhöht werden. Dadurch ergeben sich höhere Kosten und ein erhöhter Energieverbrauch. Zudem muss für unterschiedliche Anzeigen die Geometrie der Auskopplungsstruktur der Lichtleiterscheibe neu berechnet und die Werkzeuge zum Aufbringen der Mikrostruktur entsprechend geändert werden.Systems of the type described have the following disadvantages: The lenses used have a low transmission, so that the illumination intensity of the display is reduced. For compensation, the number of light sources must be increased. This results in higher costs and increased energy consumption. In addition, for different displays, the geometry of the coupling-out structure of the optical waveguide disk must be recalculated and the tools for applying the microstructure must be changed accordingly.

Aus der DE 199 15 209 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die zur flächigen Hinterleuchtung einer Anzeige dient. Die Vorrichtung umfasst eine Lichtleiterplatte, an der an der Anzeige zugewandten Seitenfläche Mikrostrukturen in Form von trapez- oder rechteckförmigen Erweiterungen zur Auskopplung des Lichtes aus der Lichtleiterplatte angeordnet sind. Durch diese Erweiterungen ist eine effektive Auskopplung des Lichtes aus der Lichtleiterplatte möglich. Jedoch weist diese bekannte Vorrichtung die oben genannten Nachteile auf.From the DE 199 15 209 A1 a device is known which serves for the areal backlighting of a display. The device comprises a light guide plate, on the display side facing surface microstructures in the form of trapezoidal or rectangular extensions for coupling the light from the light guide plate are arranged. Through these extensions, an effective coupling of the light from the light guide plate is possible. However, this known device has the above-mentioned disadvantages.

Aus der EP 0 462 361 B1 ist eine flächige Lichtquellenvorrichtung bekannt, die eine lineare Lichtquelle und ein Lichtleiterelement mit einer in der Nähe der Lichtquelle angeordneten lang gestreckten Einfallendfläche umfasst. Zudem umfasst die Lichtquellenvorrichtung eine Streuplatte, die auf einer Vorderseite des Lichtleiterelements angeordnet ist, und Muster als Abschnitte mit Streufunktionen, die auf der Rückseite des Lichtleiterelements angeordnet sind, wobei die Fläche der Muster pro Flächeneinheit des Lichtleiterelements von der Einfallendfläche zu von der Einfallendfläche entfernten Abschnitten des Lichtleiterelements progressiv größer wird. Die Muster sind durch mit Abstand getrennt angeordnete Abschnitte gebildet, wobei die Fläche jedes der Abschnitte nahe dem Mittelabschnitt der Einfallendfläche klein ist und zu jeweiligen Enden der Einfallendfläche nahen Abschnitten des Lichtleiterelements progressiv größer wird, wobei die Abschnitte nahe dem Mittelabschnitt der Einfallendfläche kleine Flächen und von dieser Einfallendfläche entfernt größere Flächen aufweisen. Die genannten Muster lassen sich durch Aufdrucken eines weißen Zusatz enthaltenden Farbstoffs, einer Glaskugeln enthaltenden Farbe oder einer weißen Farbe sowie Spritzguss mit einer Gussform, die durch Sandstrahlen geprägt ist oder durch Druckguss herstellen.From the EP 0 462 361 B1 For example, a planar light source device is known, which comprises a linear light source and a light guide element with an elongate incident end surface arranged in the vicinity of the light source. In addition, the light source device comprises a diffusion plate disposed on a front side of the light guide member and patterns as scattering function portions disposed on the back surface of the light guide member, wherein the area of the patterns per unit area of the light guide member is from the incident end surface to portions removed from the incident end surface of the light guide element is progressively larger. The patterns are formed by spaced-apart portions, wherein the area of each of the portions near the central portion of the incident end surface is small and becomes progressively larger toward respective ends of the incident end surface of the lightguide member, the portions near the central portion of the incident end surface forming small areas this incident end face has larger areas. Said patterns can be prepared by printing on a dye containing white additive, a paint containing glass beads or a white paint and injection molding with a die which is embossed by sandblasting or by die casting.

Aus der DE 40 30 808 C2 ist eine Lichtstreuvorrichtung mit einer auf der Oberfläche eines transparenten Substrats angeordneten unregelmäßig reflektierenden Schicht bekannt. Die Schicht weist eine große Anzahl regelmäßig oder unregelmäßig verteilte kleine reflektierende Teile wie Punkte oder Streifen auf, die zu Mustern mit parallelen Streulinien zusammengefasst sind, deren die Dichte dieser Streulinien beschreibendes Flächenverhältnis zwischen reflektierenden Teilen zur Gesamtfläche der unregelmäßig reflektierenden Schicht mit dem Abstand von einer Lichtquelle zunimmt. Die unregelmäßig reflektierende Schicht kann mit Hilfe einer Siebdrucktechnik oder mittels eines weiß bedruckten Filmes hergestellt werden.From the DE 40 30 808 C2 For example, a light diffusing device having an irregularly reflecting layer disposed on the surface of a transparent substrate is known. The layer has a large number of regularly or irregularly distributed small reflecting parts, such as dots or stripes, which are combined into patterns with parallel scattering lines whose area ratio between reflective parts to the total area of the irregularly reflecting layer with the distance from a light source describing the density of these scattering lines increases. The irregularly reflecting layer can be produced by means of a screen printing technique or by means of a white printed film.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lichtleiterplatte für eine Beleuchtungsvorrichtung einer flächigen Anzeige, eine Beleuchtungsvorrichtung einer flächigen Anzeige, eine Anzeigevorrichtung aufweisend eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Fahrzeug mit einer Anzeigevorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtleiterplatte anzugeben, welche die genannten Nachteile überwinden und eine Verwendung einer Standard-Auskopplungsstruktur ermöglichen.The object of the invention is to provide a light guide plate for a lighting device of a flat display, a lighting device of a flat display, a display device comprising a lighting device and a vehicle with a display device and a method for producing a light guide plate, which overcome the disadvantages mentioned and a use of a Enable standard outcoupling structure.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the subject matter of the independent claims. Advantageous developments emerge from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine Lichtleiterplatte für eine Beleuchtungsvorrichtung einer flächigen Anzeige bereitgestellt, wobei Licht streuende Störstellen zumindest in einem Teilbereich zumindest einer Oberfläche der Lichtleiterplatte und zumindest teilweise in dem Volumen der Lichtleiterplatte angeordnet sind.According to the invention, a light guide plate for a lighting device of a flat display is provided, wherein light scattering defects at least in a partial region of at least one surface of the light guide plate and at least are partially arranged in the volume of the light guide plate.

Die erfindungsgemäße Lichtleiterplatte ermöglicht dadurch, dass sie Licht streuende Störstellen, welche das Licht gezielt streuen, sowohl in zumindest einem Teilbereich der Oberfläche und zumindest teilweise in dem Volumen der Lichtleiterplatte aufweist, die Funktionalität einer Streuscheibe eines Beleuchtungssystems in die Lichtleiterplatte zu integrieren. Durch das Entfallen der Streuscheibe, welche eine verminderte Transmission aufweist, wird die Systemhelligkeit in vorteilhafter Weise erhöht. Zudem führt dies zu einer Kosteneinsparung des Streuscheibenmaterials.The light guide plate according to the invention thereby makes it possible to integrate the functionality of a diffusing lens of an illumination system into the light guide plate by virtue of the fact that it has light-scattering impurities which selectively scatter the light, at least in a partial area of the surface and at least partially in the volume of the light guide plate. By eliminating the lens, which has a reduced transmission, the system brightness is increased in an advantageous manner. In addition, this leads to a cost saving of the spreading disc material.

Darüber hinaus wird die Verwendung einer Standard-Auskopplungsstruktur für Lichtleitersysteme ermöglicht. Dies führt zur Einsparung der Werkzeugkosten für ansonsten erforderliche spezifische Anpassungen der Mikrostrukturen in Form der Auskopplungsstruktur.In addition, the use of a standard outcoupling structure for fiber optic systems is made possible. This leads to the saving of the tooling costs for otherwise required specific adaptations of the microstructures in the form of the outcoupling structure.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtleiterplatte sind die Licht streuenden Störstellen als Mikrofeinrisse ausgebildet.In a preferred embodiment of the light guide plate according to the invention, the light scattering impurities are formed as microfine cracks.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Licht streuenden Störstellen in einem Muster angeordnet sind, wobei die Anordnungsdichte der Licht streuenden Störstellen von einer ersten Randseite der Lichtleiterplatte in Richtung auf eine zweite, der ersten Randseite gegenüberliegenden Randseite der Lichtleiterplatte zunimmt. Eine entsprechende Verteilung der Störstellen kann die gleichmäßige Abstrahlung ausgekoppelten Lichts verbessern.Furthermore, it is preferable that the light scattering impurities are arranged in a pattern, wherein the arrangement density of the light scattering impurities increases from a first edge side of the light guide plate toward a second, opposite the first edge side edge side of the light guide plate. An appropriate distribution of the impurities can improve the uniform emission of decoupled light.

Die Lichtleiterplatte kann quaderförmig oder keilförmig sein und zumindest ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus PMMA (Polymethylmethacrylat), Polycarbonat und Glas, aufweisen. Die genannten Formen und Materialien sind dabei besonders vorteilhaft für die Lichtleiterplatte.The optical waveguide plate may be cuboid or wedge-shaped and comprise at least one element selected from the group consisting of PMMA (polymethyl methacrylate), polycarbonate and glass. The forms and materials mentioned are particularly advantageous for the light guide plate.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Beleuchtungsvorrichtung einer flächigen Anzeige, wobei die Beleuchtungsvorrichtung eine Lichtleiterplatte gemäß einer der genannten Ausführungsformen und zumindest eine Lichtquelle aufweist. Licht der zumindest einen Lichtquelle ist in zumindest eine Randseite der Lichtleiterplatte einkoppelbar.The invention further relates to a lighting device of a flat display, wherein the lighting device comprises a light guide plate according to one of the said embodiments and at least one light source. Light of the at least one light source can be coupled into at least one edge side of the light guide plate.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lichtleiterplatte genannten Vorteile auf, welche an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen nicht nochmals aufgeführt werden. Zudem kann die Anordnung der zumindest einen Lichtquelle oder bevorzugt mehrerer Lichtquellen beliebig gewählt werden, da die Lichtverteilung durch die Struktur bzw. Anordnung der Licht streuenden Störstellen vorgegeben werden kann.The lighting device according to the invention has the advantages already mentioned in connection with the light guide plate according to the invention, which are not listed again at this point to avoid repetition. In addition, the arrangement of the at least one light source or preferably a plurality of light sources can be chosen arbitrarily, since the light distribution can be predetermined by the structure or arrangement of the light scattering impurities.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung weist diese zumindest eine Helligkeitsverstärkungsfolie (Brightness Enhancement Folie, BEF) auf. Die Helligkeitsverstärkungsfolie kann als eine Prismenfolie ausgebildet sein. Das Vorsehen einer Helligkeitsverstärkungsfolie erhöht in vorteilhafter Weise die ausgekoppelte Helligkeit des Lichts.In a preferred embodiment of the illumination device according to the invention, this has at least one brightness enhancement film (BEF). The brightness enhancement film may be formed as a prism sheet. The provision of a brightness enhancement film advantageously increases the coupled-out brightness of the light.

Die zumindest eine Lichtquelle kann eine Leuchtdiode (LED) und/oder eine Kaltkathodenröhre, welche bevorzugt quecksilberfrei ist, aufweisen.The at least one light source can have a light-emitting diode (LED) and / or a cold cathode tube, which is preferably mercury-free.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung weist die Lichtleiterplatte an einer der Anzeige abgewandten Seitenfläche einen Reflektor auf. Das Vorsehen des Reflektors ermöglicht es, einen Lichtverlust durch die der Anzeige abgewandten Seitenfläche zu vermeiden.In a further embodiment of the illumination device according to the invention, the light guide plate has a reflector on a side surface facing away from the display. The provision of the reflector makes it possible to avoid a loss of light through the side facing away from the display surface.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Anzeigevorrichtung, welche eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen und eine flächige Anzeige aufweist, wobei die flächige Anzeige eine Flüssigkristallanzeige ist.Moreover, the invention relates to a display device comprising a lighting device according to one of the aforementioned embodiments and a flat display, wherein the flat display is a liquid crystal display.

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung weist die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lichtleiterplatte genannten Vorteile auf, welche an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen nicht nochmals näher erläutert werden.The display device according to the invention has the advantages mentioned in connection with the light guide plate according to the invention, which will not be explained again at this point to avoid repetition.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, welches zumindest eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung aufweist.Moreover, the invention relates to a vehicle which has at least one display device according to the invention.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fahrzeug eine Windschutzscheibe und ein Armaturenbrett auf, wobei die Anzeigevorrichtung Bestandteil des Armaturenbretts ist und wobei in der Lichtleiterplatte ein jalousieartiges Muster von Mikrorissen punktuell vorhanden ist. Das Muster in der Lichtleiterplatte vermindert eine emittierte Lichtintensität in Richtung der Windschutzscheibe und strahlt diese in Richtung zumindest eines Fahrzeuginsassens unvermindert ab. Dadurch können in vorteilhafter Weise Reflexionen der Anzeige an der Windschutzscheibe unterdrückt werden, wobei im Vergleich zu herkömmlichen Foliensystemen, die zur Abblendung eingesetzt werden, ein geringer Helligkeitsverlust auftritt.In a preferred embodiment, the vehicle has a windscreen and a dashboard, wherein the display device is part of the dashboard and wherein a louver-like pattern of microcracks is present selectively in the light guide plate. The pattern in the light guide plate reduces an emitted light intensity in the direction of the windshield and radiates it unabated in the direction of at least one vehicle occupant. As a result, reflections of the display on the windshield can be suppressed in an advantageous manner, wherein, compared to conventional film systems, which are used for dimming, a low loss of brightness occurs.

Bevorzugt ist das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen.Preferably, the vehicle is a motor vehicle, in particular a passenger car or a truck.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtleiterplatte gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen, wobei die Licht streuenden Störstellen mittels eines Laserstrahles hergestellt werden. The invention further relates to a method for producing a light guide plate according to one of the aforementioned embodiments, wherein the light scattering impurities are produced by means of a laser beam.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich dabei in vorteilhafter Weise zum Einbringen der Licht streuenden Störstellen, da diese dabei besonders einfach und präzise hergestellt werden können.The method according to the invention is advantageously suitable for introducing the light-scattering impurities since these can be produced particularly simply and precisely.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures.

1A zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Lichtleiterplatte für eine Beleuchtungsvorrichtung einer flächigen Anzeige gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1A shows a schematic perspective view of a light guide plate for a lighting device of a flat display according to an embodiment of the invention;

1B zeigt einen Querschnitt durch die Lichtleiterplatte gemäß 1A entlang der Schnittebene A; 1B shows a cross section through the light guide plate according to 1A along the cutting plane A;

2 zeigt eine auseinander gezogene schematische Ansicht einer Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 2 shows an exploded schematic view of a display device according to an embodiment of the invention;

3 zeigt einen Teilbereich eines Fahrzeugs mit einer Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 3 shows a portion of a vehicle with a display device according to an embodiment of the invention;

4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 4 shows a schematic cross section through a lighting device according to an embodiment of the invention.

1A zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Lichtleiterplatte 4 für eine nicht dargestellte Beleuchtungsvorrichtung einer flächigen Anzeige gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und 1B zeigt einen Querschnitt durch die Lichtleiterplatte 4 gemäß 1A entlang der Schnittebene A. 1A shows a schematic perspective view of a light guide plate 4 for a non-illustrated lighting device of a flat display according to an embodiment of the invention and 1B shows a cross section through the light guide plate 4 according to 1A along the cutting plane A.

Die Lichtleiterplatte 4 weist Licht streuende Störstellen 3, welche Licht gezielt streuen, zumindest in einem Teilbereich der Oberfläche der Lichtleiterplatte 4 und zumindest teilweise in dem Volumen der Lichtleiterplatte 4 auf. In der gezeigten Ausführungsform sind die Licht streuenden Störstellen 3 als Mikrofeinrisse ausgebildet.The light guide plate 4 has light scattering impurities 3 , which scatter light specifically, at least in a portion of the surface of the light guide plate 4 and at least partially in the volume of the light guide plate 4 on. In the embodiment shown, the light scattering impurities 3 designed as microfine cracks.

Zudem sind die Licht streuenden Störstellen 3 in einem Muster angeordnet, wobei die Anordnungsdichte der Licht streuenden Störstellen 3 von einer ersten Randseite der Lichtleiterplatte 4, welche in der gezeigten Ausführungsform eine erste Schmalseite 5 ist, in Richtung auf eine zweite, der ersten Randseite gegenüberliegenden Randseite der Lichtleiterplatte 4, welche in der gezeigten Ausführungsform eine zweite Schmalseite 6 ist, zunimmt. Eine entsprechende Verteilung der Licht streuenden Störstellen 3 kann die gleichmäßige Abstrahlung ausgekoppelten Lichts verbessern. Die Homogenität der Ausleuchtung kann somit über die Verteilung der Licht streuenden Störstellen 3 eingestellt werden.In addition, the light scattering impurities 3 arranged in a pattern, wherein the arrangement density of the light scattering impurities 3 from a first edge side of the light guide plate 4 , which in the embodiment shown, a first narrow side 5 is, in the direction of a second, the first edge side opposite edge side of the light guide plate 4 which in the embodiment shown, a second narrow side 6 is, increases. An appropriate distribution of the light-scattering impurities 3 can improve the uniform emission of decoupled light. The homogeneity of the illumination can thus be determined by the distribution of the light-scattering impurities 3 be set.

In die erfindungsgemäße Lichtleiterplatte 4 ist die Funktionalität einer Streuscheibe eines Beleuchtungssystems integriert. Dies geschieht in der gezeigten Ausführungsform durch eine Bearbeitung der Lichtleiterplatte 4 mit einer nicht dargestellten 3D-Lasereinheit. Durch gezieltes Bestrahlen der Lichtleiterplatte 4 werden in dieser die Licht streuenden Störstellen 3 eingebracht.In the light guide plate according to the invention 4 the functionality of a diffuser of a lighting system is integrated. This is done in the embodiment shown by a processing of the light guide plate 4 with a 3D laser unit, not shown. By targeted irradiation of the light guide plate 4 become in this the light scattering impurities 3 brought in.

Durch das Einbringen der Licht streuenden Störstellen 3 ergeben sich folgende Vorteile: Die Systemhelligkeit wird durch das Entfallen einer Streuscheibe mit verminderter Transmission erhöht. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Lichtleiterplatte 4 eine Kosteneinsparung des Streuscheibenmaterials und die Verwendung einer Standard-Auskopplungsstruktur bei entsprechenden Lichtleitersystemen. Dies führt zu Einsparungen der Werkzeugkosten für eine ansonsten erforderliche spezifische Anpassung der Auskopplungsstruktur, beispielsweise in Form von Mikrostrukturen.By introducing the light-scattering impurities 3 The following advantages result: The system brightness is increased by the elimination of a diffuser with reduced transmission. In addition, the light guide plate according to the invention allows 4 a cost saving of the diffuser material and the use of a standard extraction structure in respective fiber optic systems. This leads to savings in tooling costs for otherwise required specific adaptation of the coupling-out structure, for example in the form of microstructures.

In der gezeigten Ausführungsform ist die Lichtleiterplatte 4 quaderförmig. Es ist jedoch auch möglich, die Lichtleiterplatte 4 keilförmig auszubilden. Die Lichtleiterplatte 4 kann zumindest ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus PMMA (Polymethylmethacrylat), Polycarbonat und Glas, aufweisen.In the embodiment shown, the light guide plate 4 cuboid. However, it is also possible, the light guide plate 4 form wedge-shaped. The light guide plate 4 may comprise at least one element selected from the group consisting of PMMA (polymethyl methacrylate), polycarbonate and glass.

2 zeigt eine auseinander gezogene schematische Ansicht einer Anzeigevorrichtung 12 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und im Folgenden nicht näher erörtert. 2 shows an exploded schematic view of a display device 12 according to an embodiment of the invention. Components having the same functions as in the preceding figures are identified by the same reference numerals and will not be discussed further below.

Die Anzeigevorrichtung 12 weist ein vorderes Gehäuseteil 17 und ein hinteres Gehäuseteil 18 auf, zwischen denen eine flächige Anzeige 2, beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige, angeordnet ist, die mit einer Beleuchtungsvorrichtung 1 ausgestattet ist, wobei die Beleuchtungsvorrichtung 1 die Lichtleiterplatte 4 aufweist, die über Lichtquellen 8 mit einer Leuchtintensität bestrahlt wird.The display device 12 has a front housing part 17 and a rear housing part 18 on, between which a two-dimensional display 2 , For example, a liquid crystal display, which is arranged with a lighting device 1 is equipped, wherein the lighting device 1 the light guide plate 4 that has light sources 8th is irradiated with a luminous intensity.

In der gezeigten Ausführungsform sind die Lichtquellen 8 dabei Leuchtdioden (LEDs). Es ist jedoch auch möglich, zumindest eine Kaltkathodenröhre, welche bevorzugt quecksilberfrei ist, für die Lichtquellen 8 vorzusehen.In the embodiment shown, the light sources 8th while light-emitting diodes (LEDs). However, it is also possible for at least one cold cathode tube, which is preferably mercury-free, for the light sources 8th provided.

Die Lichtquellen 8 sind auf einem Reflektor 10 fixiert, der auf der Rückseite der Lichtleiterplatte 4 angeordnet wird. An eine Randseite 7 der Lichtleiterplatte 4 sind Lichtkopplungselemente 19 angeordnet, die nach dem Zusammenbau das Licht der Lichtquellen 8 in die Lichtleiterplatte 4 einleiten, in der sich das Licht unter Mehrfach- und Totalreflexion ausbreitet. Die Lichtquellen 8 werden in nicht dargestellter Weise über elektrische Leitungen von einer ebenfalls nicht dargestellten Steuerelektronik angesteuert. The light sources 8th are on a reflector 10 fixed on the back of the light guide plate 4 is arranged. On a side edge 7 the light guide plate 4 are light coupling elements 19 arranged, which after assembly, the light of the light sources 8th in the light guide plate 4 initiate, in which the light propagates under multiple and total reflection. The light sources 8th be driven in a manner not shown via electrical lines by a control electronics, also not shown.

Die Licht streuenden Störstellen 3 sind zumindest in einem Teilbereich der Oberfläche der Lichtleiterplatte 4 und zumindest teilweise in dem Volumen der Lichtleiterplatte 4 angeordnet. Dabei sind die Licht streuenden Störstellen 3 in der gezeigten Ausführungsform in einem Muster angeordnet, wobei die Anordnungsdichte der Licht streuenden Störstellen 3 von der ersten Randseite 7 der Lichtleiterplatte 4 in Richtung auf eine zweite, der ersten Randseite 7 gegenüberliegenden Randseite 9 der Lichtleiterplatte 4 zunimmt. Eine entsprechende Verteilung der Störstellen 3 kann die gleichmäßige Abstrahlung ausgekoppelten Lichts verbessern.The light scattering impurities 3 are at least in a partial region of the surface of the light guide plate 4 and at least partially in the volume of the light guide plate 4 arranged. Here are the light scattering impurities 3 arranged in the embodiment shown in a pattern, wherein the arrangement density of the light scattering impurities 3 from the first edge side 7 the light guide plate 4 towards a second, the first edge side 7 opposite edge side 9 the light guide plate 4 increases. An appropriate distribution of impurities 3 can improve the uniform emission of decoupled light.

3 zeigt einen Teilbereich eines Fahrzeugs 11 mit einer Anzeigevorrichtung 12 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und im Folgenden nicht näher erörtert. In 3 sind die Licht streuenden Störstellen der Lichtleiterplatte 4 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. 3 shows a partial area of a vehicle 11 with a display device 12 according to an embodiment of the invention. Components having the same functions as in the preceding figures are identified by the same reference numerals and will not be discussed further below. In 3 are the light scattering impurities of the light guide plate 4 not shown for reasons of clarity.

In der gezeigten Ausführungsform ist das Fahrzeug 11 ein Kraftfahrzeug. 3 zeigt einen Querschnitt durch ein Armaturenbrett 14, eine Windschutzscheibe 13 und die Anzeigevorrichtung 12 des Fahrzeugs 11. Bei dem Armaturenbrett 14 handelt es sich um ein Armaturenbrett, das keine optische Blende in Richtung auf die Windschutzscheibe 13 aufweist, so dass sich auf der Windschutzscheibe 13 insbesondere bei Nachtfahrten ein Spiegelbild 23 der Anzeige 2 abbilden kann, welches Fahrzeuginsassen, die in 3 schematisch durch eine Augenellipse 22 veranschaulicht werden, irritieren könnte. Um dieses zu vermeiden, wird die Lichtleiterplatte 4 auf der Rückseite 24 der Anzeige 2 derart gestaltet, dass sie eine Lichtintensität 20 in Richtung auf die Windschutzscheibe 13 dämpft, was mit der gestrichelten Strahlenführung schematisch dargestellt ist, während eine Lichtintensität 21 in Richtung auf die Augenellipse 22 unvermindert abgestrahlt wird, was schematisch durch die durchgezogenen Linien dargestellt wird. Dies wird im Zusammenhang mit der folgenden Figur noch näher erläutert.In the embodiment shown, the vehicle is 11 a motor vehicle. 3 shows a cross section through a dashboard 14 , a windshield 13 and the display device 12 of the vehicle 11 , At the dashboard 14 It is a dashboard that has no optical aperture in the direction of the windshield 13 has, so on the windshield 13 especially at night driving a reflection 23 the ad 2 can map which vehicle occupants in 3 schematically by an eye ellipse 22 could be illustrated, irritated. To avoid this, the light guide plate 4 on the back side 24 the ad 2 designed so that they have a light intensity 20 towards the windshield 13 attenuates what is schematically represented by the dashed ray guide, while a light intensity 21 towards the eye ellipse 22 is radiated undiminished, which is schematically represented by the solid lines. This will be explained in more detail in connection with the following figure.

4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Beleuchtungsvorrichtung 1 eines nicht dargestellten Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und im Folgenden nicht näher erörtert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Licht streuenden Störstellen der Lichtleiterplatte 4 in 4 ebenfalls nicht dargestellt. 4 shows a schematic cross section through a lighting device 1 a vehicle, not shown, according to an embodiment of the invention. Components having the same functions as in the preceding figures are identified by the same reference numerals and will not be discussed further below. For clarity, the light scattering impurities of the light guide plate 4 in 4 also not shown.

Auf der Rückseite 26 der Lichtleiterplatte 4 der Beleuchtungsvorrichtung 1 ist ein Reflektor 10 angeordnet. Zudem ist in der Lichtleiterplatte 4 ein jalousieartiges Muster 15 von Mikrorissen 16 vorhanden, die eine Abstrahlung von Lichtintensität in Richtung auf eine nicht dargestellte Windschutzscheibe schwächen und in Pfeilrichtung B zu ebenfalls nicht dargestellten Fahrzeuginsassen hin die Lichtintensität 21 nicht beeinträchtigen.On the back side 26 the light guide plate 4 the lighting device 1 is a reflector 10 arranged. In addition, in the light guide plate 4 a louvered pattern 15 of microcracks 16 present, which weaken a radiation of light intensity in the direction of a windshield, not shown, and in the direction of arrow B to vehicle occupants, also not shown, the light intensity 21 do not interfere.

In dieser Ausführungsform ist der Abstand a zwischen den Mikrorissen 16 äquidistant und ein Abblendwinkel α ist so gewählt, dass möglichst keine spiegelnde Abbildung der Anzeige auf der Windschutzscheibe erscheint. Auch die Dicke und die Dichte der einzelnen Mikrorisse 16 ist gleichmäßig. Die Lichtquellen 8 können mit Hilfe von Lichtkopplungselementen 19 in die Randseiten 7 und 9 der Lichtleiterplatte 4 derart eingekoppelt werden, dass eine Mehrfachreflexion 25 und/oder Totalreflexion es ermöglichen, dass sich das Licht in der Lichtleiterplatte 4 teilt und aufgrund des jalousieartigen Musters 15 in die bevorzugte Pfeilrichtung B ungehindert ausbreitet.In this embodiment, the distance a is between the microcracks 16 equidistant and a dimming angle α is chosen so that as possible no reflective image of the display appears on the windshield. Also, the thickness and density of the individual microcracks 16 is even. The light sources 8th can with the help of light coupling elements 19 in the margins 7 and 9 the light guide plate 4 be coupled in such a way that a multiple reflection 25 and / or total reflection make it possible for the light in the light guide plate 4 divides and because of the louvered pattern 15 in the preferred direction of arrow B propagates unhindered.

Das Einbringen des jalousieartigen Musters 15 von Mikrorissen 16 kann mittels Laserscannen derart durchgeführt werden, dass in der Lichtleiterplatte 4 Licht absorbierende Mikrorisse oder Licht reflektierende Mikrorisse entstehen.The introduction of the jalousie-like pattern 15 of microcracks 16 can be performed by means of laser scanning such that in the light guide plate 4 Light-absorbing microcracks or light-reflecting microcracks arise.

Die Kombination aus Licht streuenden Störstellen und dem jalousieartigen Muster 15 mit Mikrorissen 16 ermöglicht in vorteilhafter Weise eine homogene Ausleuchtung der flächigen Anzeige unter gleichzeitiger Vermeidung von Reflexionen der Anzeige an der Windschutzscheibe. Zudem kann die Anordnung der Lichtquellen 8 beliebig gewählt werden, da die Lichtverteilung durch die Struktur bzw. Anordnung der Licht streuenden Störstellen vorgegeben werden kann.The combination of light scattering impurities and the louvered pattern 15 with microcracks 16 advantageously allows a homogeneous illumination of the flat display while avoiding reflections of the display on the windshield. In addition, the arrangement of the light sources 8th can be chosen arbitrarily, since the light distribution can be specified by the structure or arrangement of the light scattering impurities.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Beleuchtungsvorrichtunglighting device
22
Anzeigedisplay
33
Störstelleimpurity
44
LichtleiterplatteLight guide plate
55
Schmalseitenarrow side
66
Schmalseitenarrow side
77
Randseiteedge side
8 8th
Lichtquellelight source
99
Randseiteedge side
1010
Reflektorreflector
1111
Fahrzeugvehicle
1212
Anzeigevorrichtungdisplay device
1313
WindschutzscheibeWindshield
1414
Armaturenbrettdashboard
1515
Mustertemplate
1616
Mikrorissmicrocrack
1717
Gehäuseteilhousing part
1818
Gehäuseteilhousing part
1919
LichtkopplungselementLight coupling element
2020
LichtintensitätLight intensity
2121
LichtintensitätLight intensity
2222
AugenellipseEye ellipse
2323
Spiegelbildreflection
2424
Rückseiteback
2525
MehrfachreflexionMultiple reflection
2626
Rückseiteback
aa
Abstanddistance
AA
Pfeilrichtungarrow
BB
Pfeilrichtungarrow
αα
AbblendwinkelCut-off

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • EP 0462361 B1 [0005] EP 0462361 B1 [0005]
  • DE 4030808 C2 [0006] DE 4030808 C2 [0006]

Claims (15)

Lichtleiterplatte für eine Beleuchtungsvorrichtung (1) einer flächigen Anzeige (2), wobei Licht streuende Störstellen (3) zumindest in einem Teilbereich zumindest einer Oberfläche der Lichtleiterplatte (4) und zumindest teilweise in dem Volumen der Lichtleiterplatte (4) angeordnet sind.Light guide plate for a lighting device ( 1 ) of a flat display ( 2 ), where light scattering impurities ( 3 ) at least in a partial region of at least one surface of the light guide plate ( 4 ) and at least partially in the volume of the light guide plate ( 4 ) are arranged. Lichtleiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht streuenden Störstellen (3) als Mikrofeinrisse ausgebildet sind.Light guide plate according to claim 1, characterized in that the light-scattering impurities ( 3 ) are designed as microfine cracks. Lichtleiterplatte nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht streuenden Störstellen (3) in einem Muster angeordnet sind, wobei die Anordnungsdichte der Licht streuenden Störstellen (3) von einer ersten Randseite der Lichtleiterplatte (4) in Richtung auf eine zweite, der ersten Randseite gegenüberliegenden Randseite der Lichtleiterplatte (4) zunimmt.Light guide plate according to claim 1 or claim 2, characterized in that the light scattering impurities ( 3 ) are arranged in a pattern, wherein the arrangement density of the light scattering impurities ( 3 ) from a first edge side of the light guide plate ( 4 ) in the direction of a second, the first edge side opposite edge side of the light guide plate ( 4 ) increases. Lichtleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterplatte (4) quaderförmig ist.Light guide plate according to one of the preceding claims, characterized in that the light guide plate ( 4 ) is cuboid. Lichtleiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterplatte (4) keilförmig ist.Light guide plate according to one of claims 1 to 3, characterized in that the light guide plate ( 4 ) is wedge-shaped. Lichtleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterplatte (4) zumindest ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus PMMA, Polycarbonat und Glas, aufweist.Light guide plate according to one of the preceding claims, characterized in that the light guide plate ( 4 ) has at least one element selected from the group consisting of PMMA, polycarbonate and glass. Beleuchtungsvorrichtung einer flächigen Anzeige (2), aufweisend eine Lichtleiterplatte (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und zumindest eine Lichtquelle (8), wobei Licht der zumindest einen Lichtquelle (8) in zumindest eine Randseite der Lichtleiterplatte (4) einkoppelbar ist.Lighting device of a flat display ( 2 ), comprising a light guide plate ( 4 ) according to one of claims 1 to 6 and at least one light source ( 8th ), wherein light of at least one light source ( 8th ) in at least one edge side of the light guide plate ( 4 ) can be coupled. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (1) zumindest eine Helligkeitsverstärkungsfolie aufweist.Lighting device according to claim 7, characterized in that the lighting device ( 1 ) has at least one brightness enhancement film. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeitsverstärkungsfolie als eine Prismenfolie ausgebildet ist.Lighting device according to claim 8, characterized in that the brightness enhancement film is formed as a prism sheet. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lichtquelle (8) eine Leuchtdiode und/oder eine Kaltkathodenröhre aufweist.Lighting device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the at least one light source ( 8th ) has a light emitting diode and / or a cold cathode tube. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterplatte (4) an einer der Anzeige (2) abgewandten Seitenfläche einen Reflektor (10) aufweist.Lighting device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the light guide plate ( 4 ) on one of the displays ( 2 ) facing away from a reflector ( 10 ) having. Anzeigevorrichtung aufweisend eine Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11 und eine flächigen Anzeige (2), wobei die flächige Anzeige (2) eine Flüssigkristallanzeige ist.Display device comprising a lighting device ( 1 ) according to one of claims 7 to 11 and a flat display ( 2 ), where the areal display ( 2 ) is a liquid crystal display. Fahrzeug aufweisend zumindest eine Anzeigevorrichtung (12) nach Anspruch 12.Vehicle having at least one display device ( 12 ) according to claim 12. Fahrzeug nach Anspruch 13, weiterhin aufweisend eine Windschutzscheibe (13) und ein Armaturenbrett (14), wobei die Anzeigevorrichtung (12) Bestandteil des Armaturenbretts (14) ist und wobei in der Lichtleiterplatte (4) ein jalousieartiges Muster (15) von Mikrorissen (16) punktuell vorhanden ist, und wobei das Muster (15) in der Lichtleiterplatte (4) eine emittierte Lichtintensität in Richtung der Windschutzscheibe (13) vermindert und in Richtung zumindest eines Fahrzeuginsassens unvermindert abstrahlt.A vehicle according to claim 13, further comprising a windshield ( 13 ) and a dashboard ( 14 ), wherein the display device ( 12 ) Component of the dashboard ( 14 ) and wherein in the light guide plate ( 4 ) a louvre-like pattern ( 15 ) of microcracks ( 16 ) is punctual, and where the pattern ( 15 ) in the light guide plate ( 4 ) an emitted light intensity in the direction of the windshield ( 13 ) and radiates unabated in the direction of at least one vehicle occupant. Verfahren zur Herstellung einer Lichtleiterplatte (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Licht streuenden Störstellen (3) mittels eines Laserstrahles hergestellt werden.Method for producing a light guide plate ( 4 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the light-scattering impurities ( 3 ) are produced by means of a laser beam.
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