DE19845229C1 - White light background lighting system, especially for flat displays, comprises blue-emitting LED chips and a diffuser foil with a coating containing a blue-to-white light conversion powder - Google Patents
White light background lighting system, especially for flat displays, comprises blue-emitting LED chips and a diffuser foil with a coating containing a blue-to-white light conversion powderInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Hintergrundbeleuchtung, insbesondere für Flächendisplays, mit auf einer lichtundurchlässigen Leiterplatte angeordneten und über Leiterbahnen ansteuerbaren Leuchtdioden-Chips und mit einem die Leiterplatte haltenden Rahmen, an dem der Leiterplatte mit Abstand gegenüberliegend eine Diffusorfolie als Leuchtfläche festgelegt ist.The invention relates to a backlight, especially for surface displays, with on one opaque circuit board arranged and over Conductor controllable light emitting diode chips and with one the circuit board holding frame on which the circuit board by far a diffuser film as Luminous area is set.
Eine gattungsgemäße Hintergrundbeleuchtung ergibt sich aus der WO 90/13885 A1; bei einem Ausführungsbeispiel der darin beschriebenen Hintergrundbeleuchtung ist in einem Reflexionsflächen ausbildenden Kunststoffrahmen eine Platine als Leiterplatte mit darauf angeordneten Leuchtdioden-Chips gehaltert, und dieser gegenüber ist eine durch eine Diffusorfolie ausgebildete auszuleuchtende Leuchtfläche angeordnet. Die Diffusorfolie ist an dem Rahmen festgelegt. A generic backlight results from WO 90/13885 A1; in one embodiment of the therein described backlight is in one Plastic frames forming reflection surfaces Circuit board as a printed circuit board with arranged on it Light-emitting diode chips, and this is one to be illuminated by a diffuser film Luminous area arranged. The diffuser film is on that Frame set.
Ergänzend ist es bei derartigen Hintergrundbeleuchtungen zur Erzeugung unterschiedlicher Farbgebungen durch Benutzung bekannt, Licht in unterschiedlichen Farben emittierende Leuchtdioden-Chips einzusetzen. Soweit bei einer derartigen Hintergrundbeleuchtung Weißlicht abgestrahlt werden soll, werden nach dem Prinzip des additiven Farbmischens verschiedenfarbige Leuchtdioden- Chips auf der Leiterplatte angeordnet. Eine derartige Auslegung einer weißlichtabstrahlenden Hintergrundbeleuchtung ist jedoch in nachteiliger Weise aufwendig in Herstellung und Steuerung.It is complementary for such backlights to create different colors Known use, light in different colors to use emitting light-emitting diode chips. So far with such backlight white light are to be emitted according to the principle of additive color mixing different colored light emitting diodes Chips arranged on the circuit board. Such Design of a white light emitting However, backlighting is disadvantageous complex to manufacture and control.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hintergrundbeleuchtung auf einfache Weise auf eine Weißlichtabstrahlung auszulegen.The invention is therefore based on the object Backlighting in a simple way To design white light radiation.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.The solution to this problem is inclusive advantageous refinements and developments from Content of the claims which this description are reproduced.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß zur Erzeugung eines Weißlichts die Leuchtdioden-Chips als blaues Licht emittierende Leuchtdioden-Chips ausgebildet sind und die Diffusorfolie auf ihrer der Leiterplatte zugewandten Innenfläche mit einer aus einem das blau emittierte Licht in Weißlicht transformierenden Konverterpulver und einem Trägermaterial bestehenden Beschichtung versehen ist. Mit der Erfindung ist zunächst der Vorteil verbunden, daß die Leiterplatte nur mit einer einzigen Sorte von Leuchtdioden-Chips bestückt werden muß. Soweit zur Konvertierung des blau abgestrahlten Lichts in Weißlicht auf der der Leiterplatte zugewandten Unterseite der Diffusorfolie lediglich eine Beschichtung aufzubringen ist, ist damit der Vorteil verbunden, daß aufgrund der vollflächigen Ausbildung der Beschichtung eine hohe Homogenität des abgestrahlten Weißlichtes sichergestellt ist. Unterschiede im Weißlichtempfinden sind aufgrund der ein einheitliches blaues Licht abstrahlenden Leuchtdioden- Chips und der homogenen Beschichtung der als Leuchtfläche wirkenden Diffusorfolie weitgehend ausgeschlossen.The basic idea of the invention provides that to generate a white light, the LED chips as Blue light emitting diode chips formed are and the diffuser film on their the circuit board facing inner surface with one of a blue emitted light transforming into white light Converter powder and a carrier material existing Coating is provided. With the invention is first the advantage connected that the circuit board with only one single type of light emitting diode chips must be equipped. So much for converting the blue light emitted into White light on the underside facing the circuit board to apply only a coating to the diffuser film is associated with the advantage that due to the full-surface formation of the coating a high Homogeneity of the emitted white light ensured is. Differences in white light perception are due to the a uniform blue light-emitting diode Chips and the homogeneous coating as a luminous surface acting diffuser film largely excluded.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Beschichtung durch Aufbringen des aus Konverterpulver und Trägermaterial bestehenden Gemisches im Siebdruckverfahren auf die Diffusorfolie aufgebracht ist. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß eine einfache Fertigung insbesondere der als Leuchtfläche wirkenden Diffusorfolie möglich ist. Hierzu ist lediglich die Mischung aus dem Konverterpulver und dem Trägermaterial vorzunehmen, und diese Mischung ist im Siebdruckverfahren auf die Diffusorfolie aufzubringen. Dieses Aufbringen kann in mehreren Schritten mit einer zwischengeschalteten Zwischentrocknung erfolgen.According to an embodiment of the invention provided that the coating by applying the Converter powder and carrier material existing mixture in the Screen printing process is applied to the diffuser film. This has the advantage that a simple Manufacture in particular of those that act as a luminous surface Diffuser film is possible. This is only the Mixture of the converter powder and the carrier material and this mixture is screen printed to apply to the diffuser film. This application can in several steps with an intermediary Intermediate drying take place.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Konverterpulver aus einem Yttriumaluminat dotiert mit Cerium, während das Trägermaterial aus einer für die Verarbeitung im Siebdruckverfahren geeigneten farblosen Siebdruckfarbe in Form einer Lösung synthetischer Kunstharze in organischen Lösungsmitteln besteht.According to an embodiment of the invention Converter powder made of an yttrium aluminate doped with Cerium, while the carrier material consists of one for the Processing in a screen printing process suitable for colorless Screen printing ink in the form of a synthetic solution Synthetic resins in organic solvents.
Zur Verbesserung der Handhabung des Gemisches beim Aufbringen der Beschichtung kann vorgesehen sein, daß das als Beschichtung aufgebrachte Gemisch zur Verbesserung seiner Verarbeitungseigenschaften beim Siebdruck als zusätzlichen Bestandteil einen Anteil eines Verdünnungsmittels enthält, wobei gegebenenfalls zusätzlich noch ein Anteil eines Verzögerungsreagenzes vorgesehen sein kann.To improve the handling of the mixture when Application of the coating can be provided that the mixture applied as a coating for improvement its processing properties in screen printing as additional component a portion of a Contains diluent, optionally additionally a portion of a delay reagent may also be provided can.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend erläutert ist. Die einzige Figur zeigt eine Hintergrundbeleuchtung im Schnitt.In the drawing is an embodiment of the invention reproduced, which is explained below. The only figure shows a backlight in section.
Die Hintergrundbeleuchtung besteht aus einem mit 10 insgesamt bezeichneten Modul, welches durch einen umlaufenden Rahmen 14 gebildet ist. Der Rahmen 14 hält bodenseitig eine Leiterplatte 11, auf der Leuchtdioden- Chips 12 in an sich bekannter Weise angeordnet und mit einer mit dem Bezugszeichen 13 angedeuteten Bondung geschaltet sind.The backlight consists of a module, designated overall by 10 , which is formed by a peripheral frame 14 . The frame 14 holds a printed circuit board 11 on the bottom, on which light-emitting diode chips 12 are arranged in a manner known per se and are connected with a bond indicated by reference number 13 .
Auf der der Leiterplatte 11 gegenüberliegenden Seite des Rahmens 14 ist eine Diffusorfolie 15 als Leuchtfläche auf dem Rahmen 14 befestigt. Auf ihrer der Leiterplatte 11 zugewandten Innenseite ist die Diffusorfolie 15 mit einer Beschichtung 16 versehen.On the side of the frame 14 opposite the printed circuit board 11 , a diffuser film 15 is attached to the frame 14 as a luminous surface. The diffuser film 15 is provided with a coating 16 on its inner side facing the printed circuit board 11 .
Diese Beschichtung besteht aus einer Mischung eines blau emittierten Lichtes in Weißlicht transformierenden Konverterpulvers mit einem Trägermaterial. Als Konverterpulver kann erfindungsgemäß ein Yttriumaluminat dotiert mit Cerium mit der chemischen Formel Y3Al5O12:Ce zur Anwendung kommen, wie es unter der Handelsbezeichnung L175 von der Firma Osram GmbH, München, angeboten wird. Bei dem Trägermaterial handelt es sich nach einem Vorschlag der Erfindung um eine für die Verarbeitung im Siebdruckverfahren geeignete farblose Siebdruckfarbe in Form einer Lösung synthetischer Kunstharze in organischen Lösungsmitteln, wie es beispielsweise unter der Bezeichnung Jet 200 entsprechend der Technischen Mitteilung 1/1998 von der Firma Farbenfabrik Proell GmbH & Co in 91773 Weißenburg, in den Handel gebracht wird. Diesem Gemisch werden gegebenenfalls Anteile eines Verdünnungsmittels sowie gegebenenfalls eines Verzögerungsreagenzes als Siebdruckhilfsmittel zugegeben. Das vorstehend bezeichnete Gemisch wird im Siebdruckverfahren auf die Diffusorfolie 15 aufgebracht, so daß sich eine an der Diffusorfolie 15 anhaftende Beschichtung 16 ergibt. Die Einstellung des Mischungsverhältnisses von Konverterpulver und Trägermaterial liegt in der Größenordnung von 1 zu 1,5 bis 1 zu 5 und ist im einzelnen auch von der Intensität des von den eingesetzten Leuchtdioden-Chips emittierten blauen Lichts abhängig. Die unter Umständen notwendigen bzw. zweckmäßigen Anteile an Verdünnungsmittel bzw. Verzögerungsreagenz sind von dem im Einzelfall eingesetzten Trägermaterial und dem zur Anwendung kommenden Siebdruckverfahren abhängig.This coating consists of a mixture of a blue emitted light in white light transforming converter powder with a carrier material. According to the invention, an yttrium aluminate doped with cerium with the chemical formula Y 3 Al 5 O 12 : Ce can be used as converter powder, as is offered under the trade name L175 by Osram GmbH, Munich. According to a proposal of the invention, the carrier material is a colorless screen printing ink suitable for processing in the screen printing process in the form of a solution of synthetic synthetic resins in organic solvents, as it is known, for example, under the name Jet 200 according to Technical Notice 1/1998 from the company Farbenfabrik Proell GmbH & Co in 91773 Weissenburg, Germany. Portions of a diluent and optionally a retarding agent are optionally added to this mixture as a screen printing aid. The mixture described above is applied to the diffuser film 15 in a screen printing process, so that a coating 16 adheres to the diffuser film 15 . The setting of the mixing ratio of converter powder and carrier material is in the order of 1 to 1.5 to 1 to 5 and is also dependent on the intensity of the blue light emitted by the light-emitting diode chips used. The proportions of diluent or delay reagent that may be necessary or appropriate depend on the support material used in the individual case and the screen printing process used.
Die Diffusorfolie 15 ist auf der Oberseite des Rahmens 14 in geeigneter Weise befestigt, vorzugsweise unter Verwendung eines geeigneten Klebers mit dem Rahmen 14 verklebt. Hierbei kann vorgesehen sein, daß der Kleber nur im Bereich der auf dem Rahmen 14 aufliegenden Fläche der Diffusorfolie 15 aufgebracht ist. Zur Vereinfachung der Fertigung kann aber auch vorgesehen sein, den durchsichtigen Kleber vollflächig auf die Beschichtung 16 der Folie 15 aufzutragen, so daß in dem Bereich der nicht an dem Rahmen 14 anliegenden Fläche der Beschichtung 16 bzw. der Diffusorfolie 15 der Kleber als Schutzfläche für die Beschichtung 16 dient. Eine Beeinträchtigung der Lichtabstrahlung ist damit nicht verbunden.The diffuser film 15 is attached to the top of the frame 14 in a suitable manner, preferably glued to the frame 14 using a suitable adhesive. It can be provided here that the adhesive is applied only in the area of the surface of the diffuser film 15 resting on the frame 14 . To simplify the manufacturing, but can also be provided to apply the transparent adhesive over the entire surface on the coating 16 of the sheet 15, so that in the area of the non-abutting on the frame 14 surface of the coating 16 and the diffuser sheet 15, the adhesive as a protective surface for the Coating 16 is used. This does not affect the light emission.
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