专利名称：尤其是在家用设备中显示和/或操作单元的lc显示设备的背景照明用的装置的制作方法
尤其是在家用设备中显示和/或操作单元
的LC显示设备的背景照明用的装置
本发明涉及尤其是在家用设备中显示和/或操作单元的LC显示设 备的背景照明用的装置，具有布置在LC显示层之下的背景照明层，其 中至少一个背景光源能够与所述背景照明层相耦合。
用于LCD背景照明的装置一般已经是>{^知的(请参阅例如DE 102 52 630 Al， DE 699 12 233 T2， DE 20 2005 015 061 Ul )。在这些/〉知 的装置的情况下，其中仅仅涉及这里称为LC显示单元的液晶显示单元 的大面积的或整个面积的背景照明。也即因此只能以一种颜色完整地 照明各自的背景。对各个背景区域的有针对性的照明因此是不可能的。
也已经建议了 一种操作和显示单元，用于利用单色LC显示设备和 LC显示设备的背景照明装置以区分颜色的方式标记文本或符号(DE 10 2004 063 593.5)，其中，在背景照明装置和LC显示设备之间设置 具有微结构的薄膜。通过使在有关操作和显示单元的不同区域中所布 置的多个这种薄膜与单独的光源、尤其是与不同颜色的发光二极管 LED耦合，能够单独地利用相应背景照明照亮有关区域。在此，有关 区域尤其是LC显示设备按照相应的控制可以使信息可见的这种区域。 因此虽然可以在由各自的薄膜所确定的单独背景照明之前来观察这些 信息。但是在此情况下，基本上也只能以按面积区分颜色的方式来标 记单色LC显示装置的文本或符号。
但是在设备的、尤其是家用设备的用LC显示设备所装备的显示和 操作单元中，日益希望不仅整个面积或大面积地从背后照明这种LC显 示设备，而且附加地从背后照明所述LC显示设备中的确定区域。所以 本发明的任务是展示一种途径，如何能够在开始时所述类型的装置中 以特别简单、但是仍然有效的方式在可确定的几何上分开的区域中提 供至少一个附加背景照明。
根据本发明在开始时所述类型的装置方面如下来解决以上所指明 的任务在所述一个背景照明层之下布置至少一个附加背景照明层， 所述附加背景照明层能够与给其所分配的至少一个其它背景光源耦 合，并且各自的附加背景照明层允许在分别所确定的掩蔽的区域中穿
过所述一个背景照明层和穿过LC显示层发出来自至少一个附加的背 景光源的光。
本发明带来以下的优点，在含有所述一个背景照明层的LC显示设 备中可以以总共特别小的设计耗费在可确定的几何上分开的、即所标 记的区域中提供至少一个附加背景照明。如果设置两个或更多附加背 景照明层(优选以所谓的夹层技术)，则可以并排地和/或相互间布置 所述附加背景照明层。以相应的方式，也能够并排地和/或相互间来布 置分配给或属于各自附加背景照明层的附加的背景光源。在此，可以 以不同的亮度和/或照明颜色来工作，这尤其是对于电气设备中的激活 过程或在这种设备中的程序控制或流程的用户指导时有大的好处。通 过本发明还避免在由附加背景照明所照明的区域和相邻区之间示出分 界的分开线。
合宜地在所述一个背景照明层和各自的附加背景照明层之间布置 如此成型的和/或所印刷的覆盖掩模，使得来自分别所属的附加的背景 光源的光可以仅仅根据覆盖掩模的透光区域向LC显示层发出和穿过 该LC显示层发出。因此利用各自附加背景照明层的要以比较简单方式 制造的覆盖掩模足以能够从属于各自附加背景照明层的附加背景光源 将光发到分别所希望的区域中。
优选地如下来形成各自的覆盖掩模，即在朝向所述一个背景照明 层的侧在从附加背景照明中除去的区域中尤其是通过暗的颜色层覆盖 各自的附加背景照明层。在此情况下，可以以特别简单的方式和以特 别小的设计耗费来制造各自的覆盖掩模。
根据本发明的另一有利的扩展方案，所述的透光区域包括至少一 个线元素和/或字符和/或至少一个字标(Schrifzug)。由此可以将各自 的附加背景照明完全有针对性地集中于至少一个线元素和/或字符和/ 或至少一个字标。这种背景照明利用开始时所考虑的已知的大面积的 或整个面积的背景照明是根本不可能的。
为了能够特别有效地实现一个或多个附加背景照明，优选地将所 述的一个背景照明层要么构成为组合式反光器和散光器，要么由半透 射的扩散器薄膜来形成所述的一个背景照明层。
为了通过所述的一个背景照明层确保尽可能均匀的背景照明，在 所述的一个背景照明层和LC显示层之间合宜地布置扩散器膜或扩散
器薄膜。
根据本发明的另一有利扩展方案，分别由光导合成材料薄膜来形 成所述的一个背景照明层和各自的附加背景照明层。各自的合成材料
薄膜优选地由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或由聚碳酸酯(PC)制成。 所述合成材料作为光导的合成材料已特别经住考验。
为了防止在分别所确定的区域之外在采用各自的附加背景照明层
和其所属的附加背景光源时有时出现的普照效应 (Ueberstrahlungseffekt)，可以将各自的附加背景照明层要么在其分 别所确定的(多个)区域中成型为这种光学结构或元件，要么在通向 LC显示层的光程中与这种光学结构或元件相组合，使得能够通过分别 确定的区域发出来自分别所属的附加背景光源的实际上平行的光束。 在这方面，例如准直仪透镜或准直仪透镜装置可以被考虑作为光学元 件。但是也可以在这里采用引起各自附加背景光源的所希望的射线聚 束的其它光学结构。
以下借助实施例参照附图详细阐述本发明。
图1以强烈放大的示意图展示了根据本发明的装置的第一实施例。 图2以强烈放大的示意图展示了根据本发明的装置的第二实施例。 图3展示了在图1中所示出的本发明装置的修改方案。 图4展示了在图2中所示出的本发明装置的修改方案。 在详细讨论附图中所示出的本发明装置及其修改方案之前，要说 明的是，在所有的图中用相同的参考符号表示相同的元件或设备。
显示和/或操作单元的液晶或LC显示设备的背景照明用的在图1 至4中分别以强烈放大的示意图示出的装置，分别含有液晶显示设备 LCD,其中分别仅仅示出液晶元件和偏振滤光器。有关的液晶显示设 备LCD—般是已知的，并在这里在其构造方面不需要进一步阐述。然 而这里要注明的是，有关的LC显示设备一般可被用于要i殳置显示单元 和/或操作单元的设备中。在操作单元的情况下，LC显示设备LCD与 附加的操作元件、例如与传感器按键相组合，而这在这里未详细示出。 优选地为家用设备设置相应的装置，所述家用设备含有显示单元以及 操作单元的家用设，诸如电洗衣机、电烘干机、电洗碗机等等。
除了所提及的液晶显示设备LCD之外，布置在该液晶显示设备 LCD之下的背景照明层LL1属于图1中所示出的装置，其中至少一个
背景光源能够与所述背景照明层LL1相耦合。根据图l仅仅设置了一 个这种背景光源Ll。以前提及的背景照明层LL1优选地要么被构成为 组合式反光器和散光器，该组合式反光器和散光器允许向液晶显示设 备LCD和穿过该液晶显示设备LCD以光束SI的形式发出尽可能均匀 的背景光，要么由半透射的扩散器薄膜来形成有关的背景照明层LLl。 在首先所述的情况下，有关的背景照明层LL1在其下侧合宜地完全用 颜色、也就是尤其是用白颜色层WS (在采用输出白色光的背景光源 Ll时)来覆盖。像在图1中所展示的那样，将由背景光源Ll所发出 的光在横向上射入背景照明层LL1中。在朝向液晶显示设备LCD的侧 面上，在所提及的背景照明层LL1之上设置扩散器薄膜DF，所迷扩散 器薄膜DF必要时也可以被施加在背景照明层LL1上。
通过以上所阐述的装置构造，借助所提及的光束S1能够实现整个 液晶显示设备LCD的实际上均匀的背景照明。然而通过以下所阐述的 其它措施来考虑开始时所提及的愿望不仅整个面积或大面积地从背 后照明有关的液晶显示设备LCD,而且附加地有针对性地从背后照明 某些区域。为此在图1中所示出的第一实施例的情况下，在以前所观 察的一个背景照明层LL1之下以及并排地布置两个附加背景照明层 LL2和LL3 ，并能够与分别所分配的背景光源L2或L3相耦合。此外， 该两个背景照明层LL2和LL3在其轮廓方面在其非激活时从外部是不 可见的。
两个附加背景照明层LL2和LL3允许在分别所确定的掩蔽的区域 或照明区域中穿过所述一个背景照明层LLl和穿过液晶显示设备LCD 分别发出来自给其所分配的背景光源L2或L3的光。在图1中通过与 背景光源L2有关的两个光束S2和通过与附加的背景光源L3有关的一 个光束S3来表示所述光。在此，如下来实现刚才提及的掩蔽 (Maskierung):在所述一个背景照明层LL1和各自的附加背景照明 层LL2、 LL3之间布置了如此成型的和/或所印刷的覆盖掩模(在图1 中用必要时有关联的掩模件M2、 M3和M23来示出)，使得能够仅仅 根据有关覆盖掩模的透光区域向液晶显示设备LCD方向和穿过该液晶 显示设备LCD发出来自分别所属的附加的背景光源L2或L3的光。此 外，可以自由地定位有关的透光区域或附加照明区域，并以可自由确 定的几何形状来设计。此外，在此能够以无视差的方式显示相应透光
区域或附加照明区域，而且尤其是在采用微小厚度的背景照明层时。
合宜地如此形成根据图1由所提及的掩模件M2、 M3和M23组成 各自的覆盖掩模，使得在图1中在朝向所述的一个背景照明层LL1的 侧，在对于附加的背景照明所除去的区域中尤其是通过暗的颜色层来 覆盖各自的附加背景照明层LL2和IX3。此外，有关的覆盖掩模或其 单个的、优选有关联的覆盖掩模件M2、 M3和M23可以与图1中所示 的装置的下侧面例如通过印刷相连接，所迷装置包括背景照明层LL1 和其颜色覆盖层WS。
覆盖掩模中的透光区域、即根据图1 一方面在掩模件M2和M23 之间和另一方面在掩模件M3和M23之间的范围，优选地包括至少一 个线元素和/或字符和/或至少一个字标。以此方式，根据本发明可以用 至少一个附加背景照明对完全有针对性所确定的几何上分开的区域进 行照明。例如能够以相同的颜色实现所迷附加背景照明，其中利用所 迷颜色通过所述的一个背景照明层LL1实现背景照明。在此情况下， 将通过附加背景照明如此照明的区域相对于其周围环境照亮。但是自 然也可以以与以根据图1的背景照明层LL1为出发点的颜色不同的颜 色来设置各自的附加背景照明。
根据本发明第二实施例的在图2中所示出的装置与图1中所示出 的装置的区别基本上仅仅在于，设置有两个附加背景照明设备，所述 两个附加背景照明设备不是并排地，而是更确切地说彼此布置在结合 图1中所示的装置已经提及的背景照明层LL1之下。因此在这里单独 讨论根据图2的装置与根据图1的装置相区别的特征可能就足够了。
根据图2,所述一个附加背景照明装置包括结合图1已经考察的附 加背景照明层LL2和其所配有的附加的背景光源L2。根据图2，在该 附加背景照明层LL2和其所属的背景光源L2与所述一个背景照明层 LL1的覆盖层WS的下侧面之间，以实际上彼此相同的相对位置i殳置 结合图1已经阐述的覆盖掩模件M2、 M3和M23。在该情况下，也像 在图1的情况下那样，从附加背景照明层LL2向液晶显示设备LCD的 上侧面发出光束S2。
在图2中所示出的装置中，在以前所考察的附加背景照明层LL2 和其所配有的背景光源L2之下布置具有所分配的附加的背景光源L3， 的另外的附加背景照明层LL3，。在一方面附加背景照明层LL2和其所
配有的背景光源L2与另一方面另外的附加背景照明层LL3，和其所配 有的背景光源L3，之间布置单独的覆盖掩模，所述单独的覆盖掩模根据 图2由必要时同样有关联的覆盖掩模件M2，、 M3，和M23，组成。在该 情况下，这些覆盖掩模件M2，、 M3，和M23，在其空间扩展和位置方面 对应于以前所考察的覆盖掩模件M2、 M3和M23。由此从附加背景照 明层LL3，向液晶显示设备LCD的上侧面发出光束S3，，如这在图2中 所示出的那样。
关于从附加背景照明层LL3，穿过在覆盖掩模件M3和M23之间以 及在覆盖掩模件M3，和M23，之间的中间空间的光发出，该光发出对应 于图1中所示出的附加背景照明层LL3的光发出。在此处要注明，必 要时可以删去所述两对覆盖掩模件中的一对。然而在那里所示出的附 加背景照明层LL2的范围中根据图2附加背景照明层LL3，的光发出导 致，可以将具有在图2中在中间范围中所示出的光束S3，的另一附加光 发出添加给通过两个所示的光束S2的附加光发出。该刚才提及的光束 S3，可以通过覆盖掩模件M2，和M23，被成型为完全确定的形式、例如成 型为至少一个线元素或字符或至少一个字标的形式，其中利用所述线 元素或字符或字标例如可以穿过液晶显示设备LCD向外发出确定的附 加信号，例如警告。在此，由附加的背景光源L3，所输出的背景光可以 具有与由附加的背景光源L2所发出的背景光的颜色不同的颜色。因此 例如属于或分配给背景照明层LL1的背景光源Ll可以发出白色光， 而分配给或属于附加背景照明层LL2的附加的背景光源L2可以发出 黄色光。属于或分配给附加背景照明层LL3，的背景光源L3，例如可以 发出红色光。
在图3中示出了本发明装置的在图1中所示的实施例的修改方案。 有关的修改方案在于，分别由准直仪透镜LL2"或LL3"形式的光学结 构代替在根据图1的实施例中所设置的两个附加背景照明层LL2和 LL3。图3中所示出装置的其它构造完全对应于在图1中所示出的装置 的构造，因此这里将仅仅讨论两个准直仪透镜LL2"或LL3"。
准直仪透镜LL2"或LL3"代表任一光学结构，该光学结构导致由 所属的相应背景光源L2或L3所发出光束的这种射线聚束，使得在由 所属的覆盖掩模件分别确定的照明区域中以光束S2"或S3"的形式向液 晶显示设备LCD的上侧面发出实际上平行的光束。像开始时所提及的
那样，以此方式可以相对容易地避免所谓的普照效应，其中有时在液
晶显示设备LCD的显示区中在由附加的背景照明源L2或L3分别照明 的区域之间所述普照效应。
在图4中示出了本发明装置的在图2中所示出实施例的修改方案。 不同于图2中所示出的根据本发明的装置，在图4中所示出的装的情 况下，由作为准直仪透镜所示出的光学结构LL2"，代替在图2中所设 置的附加背景照明层LL2。该准直仪透镜LL2，"由于其所属的背景光 源L2的照明而向在图4中所示出的液晶显示设备LCD的上侧面发出 光束S2"，。除此之外，有关的准直仪透镜LL2"，发出光束L3，形式的 光，所述光束L3，或所述光由根据图4的附加背景照明层LL3，发出。
针对本发明装置的在图2中所示出的第二实施例，在该实施形式 的在图4中所示出的修改方案情况下，在左侧所示的光程中在一方面 掩模件M3、 M23和另一方面掩模件M3，、 M23，之间布置准直仪透镜 LL3，，，形式的光学结构，其中在所述光程中从附加背景照明层LL3，发 出光束S3，。该准直仪透镜LL3，"在由附加背景照明层LL3，所发出的 光束方面以与在图3中所示出装置情况下代替附加背景照明层所采用 的每一个准直仪透镜LL2，，或LL3，，和与在图4中所示出的准直仪透镜 LL2，"相同的方式起作用。
在根据本发明在图l和2中所示出装置的在图3和4中所示出的修 改方案情况下，分别在横向于光学透镜主轴的方向上示出了从分别所 属的背景光源L2或L3向准直仪透镜LL2"、 LL3"和LL2，"的光耦合 输入。可能毫无问题地看出，当然也可以沿着各自的光学透镜主轴来 实现分别所属的背景光源的光耦合输入，正像这在图4中针对准直仪 透镜LL3"，所示出的那样。
以上借助附图中的示意图阐述了根据本发明的装置的两个实施例 以及分别阐述了这些装置的修改方案。可以看出，在本发明的实际实 施时，可以在装置的不同范围之间采取不同的附加光屏蔽措施。因此 例如可以在根据图1的各个附加背景照明层之间以及在根据图3和4 的各个准直仪透镜之间设置这种屏蔽措施。
此外，布置有各个光源的位置可以不同于从图1至4中可看出的 位置。还可以将能发出不同颜色的或甚至于混合色的光的极大不同类 型的光源采用为背景光源，例如白炽灯、发光二极管、有机发光二极
管(O-LED)、冷阴极管(CCFL)、电致发光或发光薄膜等等。优选 地将光导合成材料、简称光导体考虑作为背景照明层的材料。在这里 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)已特别经住考验。所 阐述的准直仪透镜也优选地由这种材料组成。合宜地用微结构配备所 述材料的相应上和/或下侧面用于光耦合输出和均匀性改善。
附图标记列表
DF LCD
Ll， L2， L3, L3， IX1
LL2， LL2"， IX2，"， LL3， LL3，， LL3'， M2， M3， M23， M2，， M3'， M23， Sl， S2， S2"， S2，"， S3, S3，， S3"
ws
散光器膜或薄膜
LC或液晶显示设备 (多个)背景光源 背景照明层 LL3"， 附加背景照明 (多个)覆盖掩模件 光束或多个光束 白色颜色层
权利要求
1. 尤其是在家用设备中显示和/或操作单元的LC显示设备的背景照明用的装置，具有布置在LC显示层之下的背景照明层，其中至少一个背景光源能够与所述背景照明层相耦合，其特征在于，在所述一个背景照明层(LL1)之下布置至少一个附加背景照明层(LL2，LL3；LL2，LL3’；LL2”，LL3”；LL2”’，LL3”’，LL’)，所述附加背景照明层能够与至少一个另外的给其所分配的背景光源(L2，L3，L2，L3’)相耦合，和各自的附加背景照明层(LL2，LL3；LL2，LL3’；LL2”，LL3”；LL2”’，LL3”’，LL’)允许在分别所确定的所掩蔽的区域中穿过所述的一个背景照明层(LL1)和穿过LC显示层(LCD)发出来自至少一个附加背景光源(L2，L3，L2，L3’)的光。
2. 按照权利要求1的装置，其特征在于，在所述的一个背景照明层 (LL1)和各自的附加背景照明层(LL2， LL3; LL2， LL3，； LL2"，LL3"; LL2"，,LL3"，， LL，)之间布置如此成型的和/或所印刷的覆盖 掩模(M2， M3， M23; M2'， M3，， M23，)，使得能够仅仅按照覆盖 掩模(M2， M3， M23; M2，， M3，， M23，)的透光区域向LC显示层 (LCD)和穿过所述LC显示层(LCD)发出来自分别所属的附加背 景光源(L2， L3, L2，L3，)的光。
3. 按照权利要求2的装置，其特征在于，形成各自的覆盖掩模(M2， M3， M23; M2，， M3，， M23，)，使得在朝向所述的一个背景照明层(LL1)的侧在对于附加的背景照明所除去的区域中尤其是通过暗的颜 色层来覆盖各自的附加背景照明层(LL2, LL3; LL2， LL3，； LL2"， IX3，，； IX2，"，IX3，"， IX，)。
4. 按照权利要求2或3的装置，其特征在于，所述透光区域包括至 少一个线元素和/或字符和/或至少一个字标。
5. 按照权利要求1至4之一的装置，其特征在于，所述的一个背景 照明层(LL1)被构成为组合式反光器(WS)和散光器(DF)，或通 过半透明的扩散器薄膜来形成。
6. 按照权利要求5的装置，其特征在于，所述的一个背景照明层 (LL1)在其下侧面上完全用颜色、尤其是用白色颜色(WS)来覆盖。
7. 按照权利要求5或6的装置，其特征在于，在所述的一个背景照明层(LL1)和LC显示层(LCD)之间布置扩散器膜(DF)。
8. 按照权利要求1至7之一的装置，其特征在于，所述的一个背景 照明层(LL1)和各自的附加背景照明层(LL2, LL3; LL2， LL3，； LL2"， LL3"; LL2，"，LL3"，， LL，)分别由光导合成材料薄膜形成。
9. 按照权利要求8的装置，其特征在于，所述合成材料薄膜由聚甲 基丙烯酸甲酯或由聚碳酸酯制成。
10. 按照权利要求1至9之一的装置，其特征在于，各自的附加背 景照明层(1X2， 1X3; IX2， IX3，； IX2"， IX3，，； IX2，"，1X3，"， LL，)在其分别所确定的区域的范围中被成型为这种光学结构(LL2", LL3"),和/或在通向LC显示层(LCD)的光程中与这种光学结构(LL2"，， LL3"，)相组合，使得能够穿过分别所确定的区域发出来自 分别所属的附加背景光源(L2， L3， L2，L3，)的平行光束。
全文摘要
在LC显示层(LCD)之下布置背景照明层(LL1)用于尤其是在家用设备中显示和/或操作单元的LC显示设备的背景照明，其中至少一个背景光源(L1)能够与所述背景照明层(LL1)相耦合；在背景照明层(LL1)之下布置至少一个附加背景照明层(LL2，LL3)，其中所述至少一个附加背景照明层(LL2，LL3)能够与至少一个另外的给其所分配的背景光源(L2，L3)相耦合，并且各自的附加背景照明层(LL2，LL3)允许在分别所确定的所掩蔽的区域中穿过所述的一个背景照明层(LL1)和穿过LC显示层(LCD)发出来自至少一个附加背景光源(L2，L3)的光。
文档编号G02B6/00GK101384930SQ200780005641
公开日2009年3月11日 申请日期2007年1月9日 优先权日2006年2月15日
发明者B·西格马, G·科菲迪斯, G·马杰 申请人:Bsh博施及西门子家用器具有限公司