DE602005000831T2

DE602005000831T2 - Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung für Anzeigeelement

Info

Publication number: DE602005000831T2
Application number: DE602005000831T
Authority: DE
Inventors: Fabien Henriet; Francois Klopfenstein
Original assignee: ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Current assignee: ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2025-02-02
Also published as: TWI388778B; HK1078655A1; US20050185389A1; CN100437292C; CN1661444A; EP1566686A1; SG114713A1; US7223008B2; JP2005233961A; KR101110470B1; JP4870364B2; DE602005000831D1; TW200533865A; KR20060041968A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung eines Informationsanzeigeelements eines tragbaren Gegenstandes wie etwa einer Armbanduhr. Die Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung umfasst eine Lichtleiterplatte mit einer Vorderseite und einer Rückseite, einen Lichtreflektor, der auf der Rückseite der Lichtleiterplatte angeordnet ist, und eine Quelle für sichtbares Licht. Diese Quelle für sichtbares Licht liefert Lichtstrahlen zum Rand der Lichtleiterplatte. Diese Lichtstrahlen breiten sich in der Lichtleiterplatte zwischen ihren zwei Seiten aus, damit sie geleitet werden, um den Anzeigebildschirm zu beleuchten, der an der Vorderseite der Lichtleiterplatte angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst auch eine Schicht, die auf der Seite der Vorderseite der Lichtleiterplatte angeordnet ist, die gegenüber dem Anzeigeelement des tragbaren Gegenstandes liegen soll. Diese Schicht weist mindestens eine Zone mit abnehmender partieller Lichtundurchlässigkeit ausgehend von einer Grenze auf, die sich in der Nähe des Orts des Randes der Lichtleiterplatte befindet, der die Lichtstrahlen von der Lichtquelle empfängt. Dies ermöglicht es, die Intensität des die Zone durchquerenden Lichts zu dämpfen.
Für einen Gegenstand wie eine Armbanduhr wird unter einem Anzeigeelement ein Uhrzifferblatt, auf dem Zeiger die Uhrzeit angeben, ein Anzeigebildschirm des Flüssigkristalltyps, auf dem Zeit- oder Text- oder Bildinformationen angezeigt werden können, oder eine Kombination des Zifferblatts und des Bildschirms verstanden.
Vorrichtungen zur Beleuchtung von hinten, die Hintergrundbeleuchtungsvorrichtungen genannt werden, für Anzeigebildschirme insbesondere des Flüssigkristalltyps wurden bereits im Stand der Technik beschrieben. Derartige Vorrichtungen werden hauptsächlich in Gegenständen wie drahtlosen Mobiltelephonen, tragbaren Computern oder anderen Arten von tragbaren Gegenständen des üblichen Gebrauchs angetroffen.
Für diese Gegenstände mit relativ großer Abmessung ist es im Allgemeinen leicht, ein Anzeigeelement auf seiner ganzen sichtbaren Oberfläche in homogener Weise von hinten zu beleuchten. Dazu wird die Beleuchtung von hinten durch eine oder mehrere Lichtquellen verwirklicht, die gegenüber Schnitten einer Lichtleiterplatte angeordnet sind. Diese Lichtquellen liefern Lichtstrahlen in die Lichtleiterplatte, damit das Licht zum Anzeigeelement gelenkt wird. Mit mehreren Lichtquellen, die in einem relativ großen Abstand in Bezug auf den sichtbaren Teil des Anzeigeelements versetzt sind, kann das Anzeigeelement in einer relativ gleichmäßigen Weise beleuchtet werden.
Im Fall einer Armbanduhr ist es in Anbetracht der Tatsache, dass der im Inneren des Gehäuses zur Verfügung stehende Platz eingeschränkt ist, schwierig, mehrere Lichtquellen vorzusehen, um das Anzeigeelement von hinten zu beleuchten. Da die Anzahl von im Gehäuse zu montierenden Bestandteilen verringert werden muss, um alle gewünschten Funktionen der Uhr zu erfüllen, wird im Allgemeinen eine einzige Lichtquelle vorgesehen, um die Beleuchtung des Anzeigeelements sicherzustellen.
Für eine herkömmliche Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung wird diese Lichtquelle im Gehäuse der Uhr unter dem Anzeigeelement in einer Position nahe dem sichtbaren Teil des Anzeigeelements angebracht. Selbst wenn die Lichtquelle teilweise unter dem Anzeigeelement verborgen ist, ruft ihre Lichtstrahlung einen Hof um die Position der Lichtquelle hervor, der durch das Anzeigeelement hindurch von außen sichtbar ist.
Die Beleuchtung des Anzeigeelements von hinten ist folglich in Anbetracht der Tatsache, dass die Lichtintensität dieses Hofs größer ist als die Lichtintensität, die den Rest des Anzeigeelements beleuchtet, nicht homogen. Dies ist ein Hauptnachteil einer derartigen Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung, wenn sie beispielsweise vorgesehen ist, um eine Spitzenuhr auszustatten.
Das Dokument US 2 823 476 beschreibt eine Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung eines Uhrenzifferblatts. Diese Vorrichtung umfasst eine Lichtleiterplatte, an deren Rand eine Lichtquelle angeordnet ist, um Lichtstrahlen in der Platte zwischen einer Rückseite und einer Vorderseite der Platte auszubreiten. Um die Helligkeit des Uhrenzifferblatts homogen zu machen, ist eine dünne Kompensationsschicht auf der Vorderseite der Lichtleiterplatte angeordnet. Die Lichtundurchlässigkeit dieser dünnen Kompensationsschicht nimmt vom Rand der Platte, der die Lichtstrahlen empfängt, ab.
Um diese dünne Kompensationsschicht zu verwirklichen, ist es zuallererst erforderlich, eine photographische Emulsion auf der dünnen Schicht zu verteilen, sie auf der Vorrichtung anzuordnen, die Lichtquelle zu verriegeln, dann die Emulsion in einer Dunkelkammer zu entwickeln, um eine Zone mit abnehmender Lichtundurchlässigkeit zu erhalten. Alle diese Schritte sind relativ kompliziert und kost spielig, um eine derartige dünne Kompensationsschicht zu erhalten, was ein Nachteil ist.
Die Erfindung hat folglich das Hauptziel, die vorstehend genannten Nachteile durch Liefern einer Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung eines Informationsanzeigeelements eines tragbaren Gegenstandes zu beseitigen, die es ermöglicht, die Beleuchtung des Anzeigeelements insbesondere in einer Zone, die um die Lichtquelle liegt, gleichmäßig zu machen, und die leicht zu verwirklichen ist.
Dazu betrifft die Erfindung eine Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung eines Informationsanzeigeelements eines tragbaren Gegenstandes wie einer vorher genannten Armbanduhr, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit erhalten wird durch eine abgestufte Einfärbung mit weißer oder silbriger Farbe, die auf die Schicht aufgebracht oder in die Schicht integriert ist, oder durch einen halbdurchlässigen metallischen Überzug mit veränderlicher Dicke oder durch einen metallischen Überzug, der von mehreren Löchern mit veränderlichem Durchmesser und Abstand und mit einer Größe, die kleiner als die Auflösung des menschlichen Auges ist, durchbohrt ist, oder durch einen metallischen Überzug, der aus einer Vielzahl von metallischen Punkten mit veränderlichem Durchmesser und Abstand gebildet ist, derart, dass die Lichtstrahlen zum Teil reflektiert und wieder in die Lichtleiterplatte geschickt werden, um die Verluste von Nutzphotonen zu verringern.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung liegt in der Tatsache, dass der Hof, der durch eine Lichtquelle hervorgerufen wird, die sich unter und in der Nähe des sichtbaren Teils des Anzeigeelements befindet, durch die Zone mit abnehmender Lichtundurchlässigkeit, die durch eine derartige Einfärbung oder einen derartigen Überzug erhalten wird, gedämpft wird. In dieser Weise ist es möglich, durch diese Zone mit abnehmender Lichtundurchlässigkeit das Anzeigeelement des tragbaren Gegenstandes in homogener Weise zu beleuchten, was auch vom Sichtwinkel des Anzeigeelements abhängen kann. Eine einzige Lichtquelle kann somit für die Beleuchtung des Anzeigeelements genügen. Diese Lichtquelle kann eine Elektrolumineszenzdiode sein, die an einer Platte mit gedruckter Schaltung angebracht ist und in einem nach oben offenen Fach eines Abstandshalters angeordnet ist, der an der Platte mit gedruckter Schaltung angebracht ist.
Da die Lichtintensität dieses Hofs selbstverständlich mit der Entfernung von der Lichtquelle bis zu einem bestimmten Abstand von der Quelle abnimmt, muss die partielle Lichtundurchlässigkeit der Zone der Schicht auch mit der Entfernung von der Quelle abnehmen. Diese Abnahme der Lichtundurchlässigkeit der Zone, die sich bis zu einem bestimmten Abstand auf der Schicht erstreckt, kann in Anbetracht der Tatsache nicht linear sein, dass die Abnahme der Intensität des Hofs in Abhängigkeit vom Abstand auch nicht linear ist.
Vorzugsweise wird die Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit durch eine auf die Schicht aufgebrachte oder in diese integrierte Einfärbung oder durch einen Versatz oder durch einen halbdurchlässigen metallischen Überzug mit veränderlicher Dicke oder durch einen metallischen Überzug, der mit mehreren Löchern durchbohrt ist oder aus metallischen Punkten mit einem in Abhängigkeit von der Auflösung des menschlichen Auges veränderlichen Durchmesser und Abstand besteht, erhalten. Die verwendete Einfärbung kann eine Abstufung von schwarzer oder weißer oder silbriger Farbe sein. Diese Einfärbung ist beispielsweise durch eine Druckmaschine aufgebrachte Tinte. Die weiße Farbe kann vorteilhafterweise in dem Fall verwendet werden, in dem die Schicht mit einer Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit ein integrierender Bestandteil der Vorderseite der Lichtleiterplatte für eine diffuse Reflexion eines wieder in die Lichtleiterplatte zu verteilenden Teils des Lichts ist.
Die Schicht mit der Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit kann auch eine dünne Diffusorschicht oder eine dünne Lichtgleichrichterschicht sein, die auf der Vorderseite der Lichtleiterplatte angeordnet ist.
Vorteilhafterweise umfasst die Lichtleiterplatte an ihrem Umfang eine abgerundete Ecke, die mit einer Lichtreflexionsschicht bedeckt ist, die ein vollständig lichtundurchlässiger weißer Anstrich oder ein metallischer Überzug sein kann. Die Elektrolumineszenzdiode ist folglich unter der abgerundeten Ecke angeordnet, um Lichtstrahlen in einer vertikalen Richtung zu liefern. In dieser Weise werden die Strahlen durch die Reflexionsschicht am Rand der Lichtleiterplatte reflektiert, um sich in der Lichtleiterplatte zwischen der Vorder- und der Rückseite auszubreiten.
Eine Dichtung aus Silikonmaterial kann auch den oberen Teil der Elektrolumineszenzdiode mit einer unteren Oberfläche der abgerundeten Ecke der Platte mit gedruckter Schaltung verbinden, um die optischen Verluste zu begrenzen. Diese Dichtung wird so gewählt, dass sie einen Brechungsindex zwischen dem Brechungsindex des lichtdurchlässigen Materials der Elektrolumineszenzdiode und dem Brechungsindex der Lichtleiterplatte aufweist.
Die Ziele, Vorteile und Merkmale der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung eines Informationsanzeigeelements eines tragbaren Gegenstandes zeigen sich besser in der folgenden Beschreibung mindestens einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen:
1 eine dreidimensionale auseinander gezogene Ansicht der erfindungsgemäßen Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung darstellt,
2a und 2b eine Draufsicht und eine dreidimensionale Ansicht der erfindungsgemäßen Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung darstellen, wobei alle Elemente zusammengefügt sind,
3a und 3b eine Draufsicht auf zwei Ausführungsvarianten der dünnen Diffusorschicht der erfindungsgemäßen Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung darstellen,
4 eine schematische teilweise Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung auf der Höhe der Lichtquelle darstellt,
5 eine schematische teilweise Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung auf der Höhe der Lichtquelle darstellt, und
6 in vereinfachter Weise eine Graphik der Lichtintensität des Lichts, das aus der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung austritt, ohne Dämpfung und mit Dämpfung der Intensität in Abhängigkeit vom Abstand zur Lichtquelle darstellt.
In der folgenden Beschreibung werden alle Elemente der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung, die dem Fachmann auf diesem technischen Gebiet gut bekannt sind, nicht im Einzelnen erläutert. Die beschriebene Ausführungsform betrifft insbesondere eine Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung eines Informationsanzeigeelements einer Armbanduhr. Dieses Anzeigeelement kann ein Flüssigkristallbildschirm des transreflektiven Typs oder ein Uhrenzifferblatt mit für sichtbares Licht durchlässigen Teilen sein.
1 stellt eine dreidimensionale auseinander gezogene Ansicht einer Ausführungsform der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung 1 dar, mit der eine Armbanduhr ausgestattet ist. In dieser Ausführungsform umfasst die Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung 1 eines Informationsanzeigeelements, das nicht dargestellt ist, zuallererst eine Platte 3 mit gedruckter Schaltung, auf der eine Lichtquelle wie eine Elektrolumineszenzdiode 2 mit vertikaler Beleuchtung und mindestens ein elektronisches Bauteil 4 befestigt sind. Die Elektrolumineszenzdiode wird durch eine nicht dargestellte Energiequelle wie eine Zelle oder einen Akkumulator versorgt, die mit der Platte 3 mit gedruckter Schaltung elektrisch verbunden ist.
Ein Abstandshalter 12 in Form eines Rahmens aus Kunststoff mit vorzugsweise schwarzer, sogar weißer Farbe ist in lösbarer Weise an der Platte mit gedruckter Schaltung angebracht. Dieser Abstandshalter ist durch Montagemittel, die durch Füße 26 in Kontakt mit dem Schnitt der Platte 3 mit gedruckter Schaltung gebildet sind, positioniert. Ein Fach 5 am äußeren Teil des Abstandshalters ist vorgesehen, um die Elektrolumineszenzdiode unterzubringen. Dieses Fach umfasst eine gewisse Anzahl von vertikalen Wänden, die die Diode 2 teilweise umgeben.
Dieses Fach könnte selbstverständlich auch mit vertikalen Wänden versehen sein, die die Elektrolumineszenzdiode vollständig umgeben, um zu ermöglichen, dass sie nur in einer vertikalen Richtung Lichtstrahlen liefert. Ein nicht dargestellter lichtundurchlässiger Rahmen könnte noch zwischen die Wände des Fachs und die Elektrolumineszenzdiode eingefügt werden.
Die Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung 1 eines Anzeigeelements umfasst noch eine Lichtleiterplatte 7, einen Lichtreflektor 6 des diffusen Typs oder einen Spiegel, der an der Rückseite der Lichtleiterplatte angebracht ist, und eine Schicht mit einer Zone 10' mit partieller Lichtundurchlässigkeit, die zwischen der Vorderseite der Lichtleiterplatte und dem Anzeigeelement angeordnet ist. Eine Struktur von Linsen 7', die beispielsweise eine Größe im Nanometerbereich oder dergleichen aufweisen können, ist an einem Teil der Vorderseite der Lichtleiterplatte 7 hergestellt. Diese Linsenstruktur könnte auch an einem Teil der Rückseite der Lichtleiterplatte 7 hergestellt sein.
Die Lichtleiterplatte 7 umfasst auch eine abgerundete Ecke 8, die mit einem weißen lichtundurchlässigen Anstrich oder mit einem metallischen Überzug bedeckt ist. Die Elektrolumineszenzdiode 2 in ihrem Fach 5 ist direkt unter der abgerundeten Ecke am Rand der Lichtleiterplatte angeordnet. Die Elektrolumineszenzdiode liefert Lichtstrahlen in einer vertikalen Richtung in Richtung der abgerundeten Ecke, damit diese Strahlen in diffuser Weise vom weißen Anstrich oder wie in einem Spiegel durch den metallischen Überzug reflektiert werden. Nach Reflexion in der abgerundeten Ecke breiten sich die Lichtstrahlen zwischen der Vorder- und der Rückseite der Lichtleiterplatte aus, damit sie vom Reflektor reflektiert und durch die Struktur von Nanometerlinsen abgelenkt werden.
Die Lichtleiterplatte 7 mit ihrer Struktur mit Nanometerlinsen kann aus PC (Polycarbonat) oder aus PMMA (Polymethylmethacrylat) hergestellt werden.
In dieser Ausführungsform ist die Schicht mit einer Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit eine flexible dünne Lichtdiffusorschicht 9, auf der eine flexible dünne Lichtgleichrichterschicht 11 angebracht werden kann. Diese flexible dünne Lichtgleichrichterschicht 11 kann eine dünne Schicht T-BEF 90/24 sein, die vom Unternehmen 3M hergestellt wird. Diese dünne Gleichrichterschicht besteht aus Mikroprismen auf ihrer Vorder- oder Rückseite, um das Licht zum Anzeigeelement auszurichten und zu orientieren. Vorzugsweise können Linien von Mikroprismen senkrecht in Bezug auf die Ausrichtungsachse des Lichts in der Lichtleiterplatte angeordnet sein, um das Licht besser auszurichten und seine Intensität zu maximieren. Zwei dünne Gleichrichterschichten mit gekreuzten Linien von Prismen könnten auch verwendet werden, um die Intensität des Lichts in einem vordefinierten Blickwinkel des Anzeigeelements zu maximieren.
Die Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit erstreckt sich auf der dünnen Diffusorschicht 9 von einer Grenze 25, die eine Randlinie des sichtbaren Teils des Anzeigeelements darstellt, bis zu einem bestimmten Abstand d1 von der Lichtquelle, wie in Bezug auf 3a und 3b besser zu sehen ist. Dieser Abstand d1 kann vom natürlichen Blickwinkel des Anzeigeelements abhängen, der im Fall einer Armbanduhr nicht unbedingt zum Anzeigeelement senkrecht ist.
Es ist zu beachten, dass der sichtbare Teil des Anzeigeelements vorzugsweise durch eine lichtundurchlässige Überhöhung zur Abstützung des Uhrglases, die nicht dargestellt ist und die das Anzeigeelement hält, definiert ist. In dem Fall, in dem die Überhöhung und das Zifferblatt der Uhr im Wesentlichen lichtdurchlässig sind, kann es erforderlich sein, eine teilweise oder vollständig lichtundurchlässige Schicht 10, beispielsweise mit schwarzer Farbe, wie in 3b gezeigt, auf der dünnen Diffusorschicht 9, die den sichtbaren Teil des Anzeigeelements umgibt, vorzusehen.
Die Lichtintensität des Hofs, der durch die Lichtquelle hervorgerufen wird und von der Außenseite des Anzeigeelements sichtbar ist, nimmt in nicht linearer Weise von der Grenze 25 bis zu einem Abstand d1 ab, ausgehend von welchem die Lichtintensität im Wesentlichen gleichmäßig ist. Deshalb muss die Lichtundurchlässigkeit der Zone folglich in nicht linearer Weise wie die Lichtintensität des Hofs von der Grenze 25 bis zum Abstand d1 von der Lichtquelle abnehmen, um eine gleichmäßige Beleuchtung des ganzen Anzeigeelements sicherzustellen. Die partielle Lichtundurchlässigkeit der Zone kann ungefähr 80 % von der Grenze 25 bis zu 0 % im Abstand d1 sein.
In 6 ist in vereinfachter Weise die Lichtintensität durch das Anzeigeelement in Abhängigkeit vom Abstand in Bezug auf die Position der Lichtquelle dargestellt. Es wird festgestellt, dass die Lichtintensität des Hofs in nicht linearer Weise bis zu einem Abstand d1 abnimmt, ausgehend von welchem betrachtet werden kann, dass die Intensität des Lichts mehr oder weniger konstant ist. Ohne Schicht mit einer Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit ist die Lichtintensität durch das Anzeigeelement durch die Kurve a dargestellt. Mit der Schicht ist die Lichtintensität gleichmäßig durch die Kurve b dargestellt, wobei sie durch die Zone mit Lichtundurchlässigkeit gedämpft wird, wie durch den schraffierten Teil gezeigt. Deshalb muss die Lichtundurchlässigkeit in jedem Punkt der Zone dem an der Kurve a dargestellten Intensitätsniveau entsprechen.
Die Zone 10' mit partieller Lichtundurchlässigkeit, die in vereinfachter Weise in den 1, 3a und 3b auf der dünnen Diffusorschicht 9 gezeigt ist, kann durch eine Einfärbung, die auf die flexible dünne Diffusorschicht aufgebracht oder in diese integriert ist, oder durch einen Versatz erhalten werden. Die verwendete Einfärbung kann eine Abstufung mit schwarzer, silbriger oder weißer Farbe sein. Diese schwarze Einfärbung ist beispielsweise Tinte, die durch eine Druckmaschine aufgebracht wird. Im Fall einer schwarzen Farbe wird das Licht, das durch die Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit hindurchtritt, teilweise absorbiert, geht folglich verloren, während mit einer weißen Farbe das Licht teilweise in diffuser Weise reflektiert und wieder in die Lichtleiterplatte geschickt wird, um die Verluste von Nutzphotonen zu begrenzen. Diese wiedergewonnenen Photonen können zu anderen weniger leuchtenden Zonen der Lichtleiterplatte 7 geleitet werden.
Anstelle einer Einfärbung kann die Zone 10' mit partieller Lichtundurchlässigkeit auch durch einen halbdurchlässigen metallischen Überzug mit veränderlicher Dicke oder durch einen metallischen Überzug, der mit mehreren Löchern mit veränderlichem Durchmesser und Abstand in Abhängigkeit von der Auflösung des menschlichen Auges durchbohrt ist, oder durch einen metallischen Überzug, der aus mehreren metallischen Punkten mit veränderlichem Durchmesser und Abstand besteht, erhalten werden, die durch eine mit Löchern durchbohrte Schablone erhalten werden. Dieser metallische Überzug kann durch ein Metallisierungsverfahren unter Vakuum hergestellt werden und die Löcher des dünnen Überzugs oder der Schablone können durch einen Laserstrahl oder ein anderes photolithographisches Verfahren gebohrt werden.
Wie in 3b gezeigt, kann vorgesehen werden, dass die dünne Diffusorschicht eine weitere Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit umfasst, um ein spezielles Muster 19, beispielsweise mindestens ein alphabetisches Zeichen, mindestens ein Symbol oder ein Bild, im Hintergrund des Anzeigeelements zu erzeugen. In Abhängigkeit von der Änderung der Lichtundurchlässigkeit dieser Zone kann eine Darstellung eines einfarbigen Bildes bewirkt werden.
Die Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit kann selbstverständlich auf einer anderen Schicht als der dünnen Diffusorschicht verwirklicht werden. Diese Zone kann direkt auf der Vorderseite der Lichtleiterplatte, auf der dünnen Gleichrichterschicht 11 oder auf der Rückseite des Anzeigeelements verwirklicht werden. Im Fall einer Zone auf der Lichtleiterplatte wäre es bevorzugt, eine abgestufte Einfärbung mit weißer Farbe ab einer Grenze entsprechend der Kantenlinie des sichtbaren Teils des Anzeigeelements auf der Seite der Lichtquelle auszuwählen. Wenn diese weiße Farbe direkt auf die Lichtleiterplatte aufgebracht wird, wird das Licht in diffuser Weise teilweise reflektiert und ermöglicht somit, Nutzphotonen wiederzugewinnen, wie vorstehend erläutert.
Da die Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung in Montagevorgängen in einem Gehäuse einer Armbanduhr leicht manipuliert werden können muss, müssen alle Elemente, die sie bilden, im Voraus zusammengefügt werden. Dazu umfasst mit Bezug auf 1 der Abstandshalter in Form eines Rahmens 12 zuallererst eine erste Innenkante 13 mit zwei flexiblen Fingern 15, die an den Seitenwänden der ersten Kante 13 angeordnet sind. Der Reflektor 6 und die Lichtleiterplatte 7 werden zwischen einer Abstützfläche der ersten Kante und den zwei flexiblen Fingern 15 gehalten.
Der Abstandshalter umfasst auch eine zweite Innenkante 14 über der ersten Kante 13 in dem Fall, in dem vorgesehen ist, eine dünne Diffusorschicht 9 und/oder eine dünne Gleichrichterschicht 11 anzubringen. Die dünne Diffusorschicht 9 wird zuallererst in Anlage an der zweiten Kante angeordnet und wird durch eine Zunge 20, die in einen Aufnahmesitz 16 einer Seitenwand der zweiten Kante eingesetzt wird, gehalten. Die dünne Gleichrichterschicht 11 wird anschließend in Anlage an der dünnen Diffusorschicht 9 angeordnet und wird wie für die dünne Diffusorschicht durch eine Zunge 21, die auch in den Aufnahmesitz 16 eingesetzt wird, gehalten. In dieser Weise werden alle Lichtdurchlass- oder -refle xionselemente in dem Abstandshalter gehalten, der selbst an der Platte mit gedruckter Schaltung montiert wird, an der die Elektrolumineszenzdiode 2 befestigt wird.
Der Reflektor 6, die Lichtleiterplatte 7, die dünne Diffusorschicht 9 und die dünne Gleichrichterschicht 11 weisen jeweils eine Oberfläche auf, die größer als die oder gleich der Oberfläche des sichtbaren Teils des Anzeigeelements ist.
In 1 kann auch bemerkt werden, dass die dünne Diffusorschicht, auf der die Zone mit abnehmender Lichtundurchlässigkeit verwirklicht wurde, einen Teil der dünnen Diffusorschicht umfasst, der an der abgerundeten Ecke 8 angeordnet ist. Dieser Teil der dünnen Diffusorschicht ist mit einer Schicht 10 mit schwarzer Farbe überzogen, die vollständig lichtundurchlässig ist und die sich bis zur Grenze des Beginns der Zone mit abnehmender Lichtundurchlässigkeit erstreckt, wie auch in 3a gezeigt.
Um sich einen besseren Eindruck von der Form der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung mit allen diesen zusammengefügten Elementen zu verschaffen, kann auf 2a und 2b Bezug genommen werden. Es wird darauf verzichtet, alle Elemente, die die Vorrichtung in diesen 2a und 2b bilden, zu beschreiben, in Anbetracht der Tatsache, dass sie bereits vorstehend insbesondere mit Bezug auf 1 beschrieben wurden.
Zwei Ausführungsvarianten der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung werden noch mit Bezug auf 4 und 5 erläutert. Dieselben Elemente, die vorstehend erläutert wurden, tragen selbstverständlich identische Bezugszeichen und werden nur in vereinfachter Weise erläutert.
Die teilweise im Schnitt gezeigte Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung umfasst die Platte 3 mit gedruckter Schaltung, die Elektrolumineszenzdiode 2, die an der Platte mit gedruckter Schaltung befestigt ist, den Abstandshalter 12 mit dem Fach 5 der Diode 2, den Reflektor 6, die Lichtleiterplatte 7, die dünne Diffusorschicht 9 und schließlich die dünne Gleichrichterschicht 11.
Wie in 4 gezeigt, ist die Elektrolumineszenzdiode 2 in einem kurzen Abstand von der Rückseite der Lichtleiterplatte direkt unter der abgerundeten Ecke angeordnet. Ein Luftraum trennt folglich die obere Fläche der Diode 2 von der abgerundeten Ecke 8. Ein Rand des Reflektors 6 ist mit einem oberen Rand des Fachs bündig. Vorzugsweise könnte der Rand des Reflektors direkt am Rand des Lichtausgangs der Elektrolumineszenzdiode liegen, um das von der abgerundeten Ecke reflektierte Licht nicht zu verlieren.
Durch die Zone 10' mit partieller Lichtundurchlässigkeit, die mit zunehmendem Abstand von der Diode abnimmt, hat das Licht F_L, das durch alle Lichtdurchlass- und –reflexionselemente umgelenkt und orientiert wird, eine Intensität, die in jedem Punkt im Wesentlichen gleich ist, um das Anzeigeelement in homogener Weise zu beleuchten.
In einer in 5 gezeigten Ausführungsvariante ist eine Dichtung 17 aus Silikonmaterial vorgesehen, um den oberen Teil der Elektrolumineszenzdiode 2 mit einer unteren Oberfläche der abgerundeten Ecke der Platte mit gedruckter Schaltung zu verbinden. Vorzugsweise besitzt die Dichtung einen Brechungsindex zwischen dem Brechungsindex des lichtdurchlässigen Materials der Elektrolumineszenzdiode und dem Brechungsindex der Lichtleiterplatte.
Die Teile des Abstandshalters 12, die das Fach 5 definieren, in dem die Elektrolumineszenzdiode 2 integral untergebracht ist, können einen vollständig lichtundurchlässigen Käfig definieren. Dies hat das Ziel, es zu vermeiden, parasitäre Lichteffekte zu haben, wenn das Zifferblatt der Uhr lichtdurchlässig ist.
Es hätte sich selbstverständlich auch vorgestellt werden können, die Diode in ein und derselben Ebene wie die Lichtleiterplatte anzuordnen, damit sie Lichtstrahlen durch einen Rand der Lichtleiterplatte in einer horizontalen Richtung liefert. In diesem Fall umfasst die Lichtleiterplatte keine abgerundete Ecke mehr.
Ausgehend von der Beschreibung, die gerade ausgeführt wurde, können mehrere Ausführungsvarianten der Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung vom Fachmann entworfen werden, ohne vom durch die Ansprüche definierten Rahmen der Erfindung abzuweichen. Es können eine oder mehrere weitere Zonen mit partieller Lichtundurchlässigkeit auf der Schicht in dem Fall vorgesehen werden, in dem es erwünscht ist, die Lichtintensität beliebig zu dämpfen, um spezielle Effekte durch das Anzeigeelement zu verleihen. Diese weiteren Zonen können auf der Seite der Vorderseite oder der Rückseite der Lichtleiterplatte angeordnet werden. Die Zone oder die Zonen mit partieller Lichtundurchlässigkeit können durch eine Einfärbung mit klarer bzw. heller Farbe verwirklicht werden. Es kann vorgesehen werden, für die Vorrichtung nur den Reflektor mit der Lichtleiterplatte zu verwenden, auf der eine oder mehrere Zonen mit partieller Lichtdurchlässigkeit verwirklicht sind, um die Herstellungskosten zu begrenzen. Der Reflektor und die Platte können nur ein einziges Element bilden.

Claims

Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) eines Informationsanzeigeelements eines tragbaren Gegenstands wie etwa einer Armbanduhr, wobei die Vorrichtung eine Lichtleiterplatte (7) mit einer Vorderseite und einer Rückseite, einen Lichtreflektor (6), der an der Rückseite der Lichtleiterplatte angeordnet ist, eine Quelle (2) für sichtbares Licht, die zu dem Rand der Lichtleiterplatte Lichtstrahlen liefert, die sich in der Lichtleiterplatte zwischen ihren beiden Flächen ausbreiten, und eine Schicht, die an der Vorderseite der Lichtleiterplatte angeordnet ist und sich gegenüber einem Anzeigeelement des tragbaren Gegenstands befinden soll, umfasst, wobei diese Schicht wenigstens eine Zone (10') mit abnehmender partieller Lichtundurchlässigkeit ausgehend von einer Grenze (25), die sich in der Umgebung desjenigen Ortes des Randes der Lichtleiterplatte befindet, der die Lichtstrahlen von der Lichtquelle empfängt, um die Stärke des durch die Zone verlaufenden Lichts zu dämpfen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit erhalten wird durch eine abgestufte Einfärbung mit weißer oder silbriger Farbe, die auf die Schicht aufgebracht oder in die Schicht integriert ist, oder durch einen halbdurchlässigen metallischen Überzug mit veränderlicher Dicke oder durch einen metallischen Überzug, der von mehreren Löchern mit unterschiedlichem Durchmesser und unterschiedlichem Abstand und mit einer Größe, die kleiner als die Auflösung des menschlichen Auges ist, oder durch einen metallischen Überzug, der aus einer Vielzahl von metallischen Punkten mit unterschiedlichem Durchmesser und unterschiedlichem Abstand gebildet ist, derart, dass die Lichtstrahlen zum Teil reflektiert und wieder in die Lichtleiterplatte geschickt werden, um die Verluste von Nutzphotonen zu verringern.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die partielle Lichtundurchlässigkeit der Zone ausgehend von der Grenze in der Umgebung des Randes der Lichtleiterplatte nichtlinear abnimmt.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht mit einer Zone (10') mit partieller Lichtundurchlässigkeit einen integrierenden Bestandteil der Vorderseite der Lichtleiterplatte (7) bildet oder als dünne Polarisatorschicht für das Anzeigeelement verwendet wird.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht mit einer Zone (10') mit partieller Lichtundurchlässigkeit eine dünne Diffusorschicht (9) oder eine dünne Lichtgleichrichterschicht (11), die auf der Vorderseite der Lichtleiterplatte angeordnet ist, ist.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine einzige Lichtquelle wie etwa eine Elektrolumineszenzdiode umfasst, um das Anzeigeelement von hinten zu beleuchten.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Abstandshalter (12), der einen Rahmen bildet, in dem der Reflektor (6), die Lichtleiterplatte und der Diffusor gehalten werden, und eine Platte (3) mit gedruckter Schaltung, auf der die Lichtquelle befestigt ist, die eine Elektrolumineszenzdiode ist, umfasst und dass am Umfang des Abstandshalters ein Fach (5) ausgebildet ist, um die Elektrolumineszenzdiode (2) unterzubringen, wobei der Abstandshalter durch Montagemittel (26) an der Platte mit gedruckter Schaltung lösbar angebracht und positioniert ist.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (12) zwei flexible Finger (15) umfasst, die an den Seitenflächen einer ersten Innenkante (13) angeordnet sind, um den Reflektor (6) und die Lichtleiterplatte (7) zu halten, die zwischen eine Abstützfläche der ersten Kante und jeden flexiblen Finger eingesetzt sind.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter über den flexiblen Fingern (15) eine zweite Innenkante (14) umfasst, um eine flexible dünne Diffusionsschicht (9) aufzunehmen, die mit Hilfe einer Zunge (20) gehalten wird, die in einen in einer Seitenfläche der zweiten Kante des Abstandshalters ausgebildeten Aufnahmesitz (16) eingesetzt ist, und dass eine lichtdurchlässige, flexible Lichtgleichrichterschicht (11) auf der dünnen Diffusionsschicht angeordnet ist und durch eine weitere Zunge (21) in dem Aufnahmesitz (16) der zweiten Kante angeordnet ist.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterplatte (7) an ihrem Umfang eine abgerundete Ecke (8), die durch eine Lichtreflexionsschicht (8') abgedeckt ist, und ein Prismen- oder Linsenstruktur (7') mit einer Größe im Mikrometer- oder Nanometerbereich auf einem Teil ihrer Vorderseite oder ihrer Rückseite umfasst und dass die Lichtquelle wie etwa die Elektrolumineszenzdiode (2) unter der abgerundeten Ecke angeordnet ist, um Lichtstrahlen in einer Richtung senkrecht zur Rückseite der Lichtleiterplatte zu liefern, damit die Strahlen durch die Reflexionsschicht am Rand der Lichtleiterplatte reflektiert werden und sich in der Lichtleiterplatte zwischen der Vorderseite und der Rückseite ausbreiten.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil einer dünnen Diffusorschicht (9) auf der abgerundeten Ecke (8) angeordnet ist, dass der Teil der dünnen Diffusorschicht mit einer Schicht (10) aus schwarzer Farbe, die vollständig lichtundurchlässig ist und sich bis zu der Grenze des Beginns der Zone mit abnehmender Lichtundurchlässigkeit erstreckt, überzogen ist und dass die abgerundete Ecke mit einer lichtundurchlässigen Schicht aus weißer Farbe oder mit einem metallischen Überzug beschichtet ist.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolumineszenzdiode (2) in dem Fach des Abstandshalters aufgenommen ist, das aus Seitenwänden gebildet ist, die die Diode ausgehend von einer oberen Oberfläche der Platte (3) mit gedruckter Schaltung teilweise oder vollständig umgeben ist, und dass ein Rand des Reflektors mit einem oberen Rand des Fachs bündig ist.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung (17) aus einem Silikonwerkstoff den oberen Teil der Elektrolumineszenzdiode (2) mit einer unteren Oberfläche der abgerundeten Ecke der Platte mit gedruckter Schaltung verbindet, wobei die Dichtung einen Brechungsindex im Bereich zwischen dem Brechungsindex des lichtdurchlässigen Materials der Elektrolumineszenzdiode und dem Brechungsindex der Lichtleiterplatte (7) besitzt.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterplatte (7), der Reflektor (6) und die Schicht mit einer Zone mit partieller Lichtundurchlässigkeit ein einziges Element bilden.
Hintergrundbeleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine oder mehrere weitere Zonen (19) mit partieller Lichtundurchlässigkeit auf der Schicht aufweist, um die Stärke des Lichts durch diese Zonen beliebig zu dämpfen, um einen besonderen Effekt oder ein besonderes Muster durch das Anzeigeelement hindurch zu erzeugen.