DE20220828U1 - Optical display for images or text, has arrangement of light emitting elements with corresponding supply leads embedded in optically transparent layer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine optische Anzeigeeinrichtung, wie man sie zur Anzeige graphischer Informationen wie Bildern oder Texten verwenden kann.The invention relates to an optical Display device as one uses to display graphical information how to use images or text.
Elektronisch gesteuerte und daher auf einfache Weise aktualisierbare optische Anzeigen, mittels derer einem Betrachter Informationen übermittelt werden, spielen eine ständig wachsende Rolle in unserem öffentlichen Leben. Die angezeigten Informationen können beispielsweise den Straßenverkehr (Richtungsschilder) oder die Sicherheit (Warnschilder) betreffen, oder sie umfassen sonstige Nachrichten oder Werbung.Electronically controlled and therefore optical displays that can be updated easily, by means of which information is transmitted to a viewer, play one all the time growing role in our public Life. The information displayed can be, for example, road traffic (direction signs) or concern or include safety (warning signs) other news or advertising.
Weit verbreitete elektronisch gesteuerte optische Anzeigen sind Flüssigkristall-Anzeigen, die (A) im Auflicht betrachtet (wie bei vielen Taschenrechnern) oder (B) mittels Durchlicht projiziert werden können (wie z. B. bei Datenprojektoren). Eine ähnliche Funktionsweise wie Flüssigkristall- Anzeigen besitzen Vielfach-Mikrospiegel-Anzeigen, und die jeweiligen Anzeigetechniken werdenWidely used electronically controlled optical displays are liquid crystal displays, the (A) viewed in reflected light (like many calculators) or (B) can be projected using transmitted light (such as with data projectors). A similar Works like liquid crystal displays Multiple micromirror displays, and the respective display techniques become
in der Literatur auch als "passiv" bezeichnet, weil jeweils eine äußere Lichtquelle erforderlich ist, um die Änderungen einer optischen Eigenschaft im Anzeigefeld der Anzeigeeinrichtung (insbesondere Transmission oder Reflexion) sichtbar zu machen.also referred to in the literature as "passive" because one external light source each is required to make the changes an optical property in the display field of the display device (especially transmission or reflection).
Im Gegensatz zu den vorstehend diskutierten „passiven" Anzeigen sind sogenannte „aktive" optische Anzeigeeinrichtungen
selbstleuchtend. Bekannte Beispiele aktiver optischer Anzeigen sind Fernseh-
und Computer-Bildschirme in der Form von Kathodenstrahl-Röhren und
Plasma-Entladungsstrecken, sowie Matrix-Anordnungen von Licht-Emittierenden
Dioden (LEDs). Aktive Anzeigen umfassen für gewöhnlich diskrete Bildpunkte
(sogenannte "Pixel") , die einzeln in
ihrer Helligkeit und Farbe elektronisch gesteuert werden, wie dies
beispielsweise in der
Den heute bekannten aktiven optischen Anzeigeeinrichtungen ist gemeinsam, dass sie im ausgeschalteten Zustand nicht transparent sind, sondern opak. Sie erlauben daher im ausgeschalteten Zustand keine freie Durchsicht durch das Anzeigefeld, sondern blockieren den Lichtdurchtritt völlig oder schwächen ihn doch zumindest erheblich ab. Der Einsatzbereich der heute bekannten aktiven optischen Anzeigeeinrichtungen ist daher begrenztThe active optical known today Display devices have in common that they are switched off Condition are not transparent, but opaque. You therefore allow when switched off, no clear view through the display field, but completely block the passage of light or weaken at least considerably. The area of application of those known today active optical display devices is therefore limited
Unter verschiedenen Gesichtspunkten wäre es wünschenswert, selbstleuchtende (aktive) optische Anzeigeeinrichtungen zu besitzen, die im ausgeschalteten Zustand eine hohe Transparenz besitzen und insbesondere die Durchsicht durch das Anzeigefeld auf dahinterliegende Gegenstände ermöglichen. Als Beispiel einer möglichen Anwendung einer transparenten selbstleuchtenden Anzeigeeinrichtung sei die wünschenswerte Möglichkeit genannt, Fensterscheiben nicht nur ihrer üblichen Funktion gemäß zum Einlass von Tageslicht in einen Raum zu verwenden, sondern sie zusätzlich des Nachts als Anzeigefläche zu verwenden. In einer Vielzahl von Fällen muss eine Fensterscheibe nachts ihre übliche Funktion nicht mehr erfüllen; sie nimmt aber dennoch einen wesentlichen Teil der in einem Raum sichtbaren Wandfläche ein, der somit bislang nachts ungenutzt bleibt. Eine aktive Anzeige in der Form einer (Fenster-)Scheibe, die im ausgeschalteten Zustand eine hohe Transparenz besitzt, könnte den Nutzwert der Fensterscheibe erhöhen. Tagsüber bliebe die Anzeigeeinrichtung regelmäßig ausgeschaltet, so dass die Scheibe wie ein übliches Fenster wirken würde, das heißt den Raum mit Tageslicht versorgen und den Blick ins Freie erlauben würde. In der Nacht könnte jedoch die Anzeige eingeschaltet und dazu benutzt werden, im Raum anwesenden Personen Informationen anzuzeigen, z. B. Fernsehbilder. Zum Vergleich: Mangels hochtransparenter aktiver Anzeigescheiben werden heutzutage Fernsehbilder üblicherweise mittels einer speziellen opaken Anzeige („Fernsehbildschirm") angezeigt. Wenn der Fernseher ausgeschaltet ist (in der Regel tagsüber) ist der Bildschirm (das Anzeigefeld) opak und nimmt von der im Raum sichtbaren (Wand-)Fläche einen wesentlichen Teil ein, der ungenutzt bleibt.From different points of view would it be desirable, to have self-illuminating (active) optical display devices, which have a high transparency when switched off and especially the view through the display field to the one behind objects enable. As an example of a possible one Use of a transparent self-illuminating display device be the desirable one possibility called, window panes not only according to their usual function to the entrance of daylight to use in a room, but also the At night as a display area to use. In a variety of cases, a window pane needs to be their usual function at night no longer meet; however, it takes up a substantial part of that in a room visible wall surface one that has so far remained unused at night. An active ad in the form of a (window) pane which, when switched off, has a has high transparency increase the usefulness of the window pane. The display device would remain during the day regularly switched off, so the disc like a usual Window would work that is called provide the room with daylight and allow a view of the outside would. Could be at night however the display is turned on and used in the room present information to people present, e.g. B. TV pictures. For comparison: lack of highly transparent active display panels TV pictures are common nowadays displayed by means of a special opaque display ("TV screen"). If the television is switched off (usually during the day) the screen (the display panel) opaque and takes from that in the room visible (wall) surface an essential part that remains unused.
Das vorstehende Beispiel zeigt bereits, dass es äußerst wünschenswert wäre, eine transparente aktive Anzeigeeinrichtung (insbesondere in Scheibenform) zu besitzen, da sie es in vielen Fällen überflüssig machen würde, in einem Raum zwei separate (Teil-)Wandflächen vorzusehen, von denen für gewöhnlich nur jeweils eine genutzt werden kann.The example above already shows that it is extremely desirable would be a transparent active display device (especially in the form of a disc) to own, since in many cases it would make it superfluous in to provide two separate (partial) wall surfaces in one room, one of which usually only one can be used at a time.
Das vorstehende Beispiel zeigt auch, dass eine hohe Transparenz anzustreben ist, damit eine transparente aktive Anzeigeeinrichtung vielfältige Verwendung finden kann. Vorzugsweise soll eine „hochtransparente" Anzeigeeinrichtung (vorzugsweise in Scheibenform) dem Auge in gleichem Maße freie Durchsicht gestatten, wie es eine gute Fensterscheibe tut. Im ausgeschalteten Zustand der Anzeigeeinrichtung soll sich eine (vom Betrachter aus gesehen) hinter der Anzeigeeinrichtung abspielende Szene dem Betrachter unverzerrt und in möglichst ähnlicher Helligkeit und Farbe darstellen wie ohne die Anzeigeeinrichtung. Möglichst zu vermeiden sind daher alle Abweichungen von der angestrebten hohen Transparenz, die insbesondere bestehen können aus:The example above also shows that a high level of transparency should be aimed for, so that a transparent one active display device various uses Can be found. A "highly transparent" display device should preferably be used (preferably in the form of a disk) the eye to the same extent Allow see-through as a good window pane does. In the off The status of the display device should be (from the viewer seen) behind the display device playing scene the viewer undistorted and as similar as possible Display brightness and color as without the display device. preferably avoid all deviations from the desired high level of transparency, which in particular can consist of:
- – Bildverzerrungen (wie sie in besonders ausgeprägter Form z. B. von Badezimmer-Fensterscheiben bekannt sind; sogenanntes „Profilglas"),- image distortion (as they are in more pronounced Form z. B. are known from bathroom window panes; so-called "profile glass"),
- – Lichtstreuung an feinen Unregelmäßigkeiten innerhalb der transparenten Anzeigeeinrichtung (vergleichbar mit der Lichtstreuung an einer weißen Gardine oder in sogenanntem "Mattglas" oder "Milchglas"),- Light scatter on fine irregularities within the transparent display device (comparable to light scatter on a white curtain or in so-called "matt glass" or "frosted glass"),
- – Abdunkelung infolge geringer optischer Transmission (vergleichbar mit der Abdunkelung beim Tragen einer dunklen Sonnenbrille),- darkening due to low optical transmission (comparable to darkening when wearing dark sunglasses),
- – Färbung des Bildes (vergleichbar mit der Färbung eines Bildes, wie sie beim Tragen einer gefärbten Sonnenbrille wahrgenommen wird).- Coloring the Image (comparable to the coloring of an image as perceived when wearing colored sunglasses becomes).
Die beiden letztgenannten Abweichungen von einer hohen Transparenz (Abdunkelung und Färbung) wirken dabei einer ungehinderten Durchsicht durch das Anzeigefeld einer Anzeigeeinrichtung besonders störend entgegen, wenn sie ungleichmäßig über dessen Fläche verteilt sind. Die Durchsicht erscheint dann "fleckig".The latter two deviations from high transparency (darkening and coloring) have an unimpeded effect A look through the display field of a display device in particular disturbing opposed if they are uneven about it area are distributed. The review then appears "stained".
Das vorstehende Beispiel der „Fensterscheibe mit integrierter selbstleuchtender optischer Anzeigeinrichtung" charakterisiert bereits recht gut das Format der optischen Anzeigen, um die es im Rahmen der vorliegenden Erfindung geht. Gewünscht werden nämlich insbesondere selbstleuchtende transparente optische Anzeigeeinrichtungen in der Größe von Fensterscheiben, also mit Diagonalen in der Größenordnung von 1 m und darüber. In besonderen Fällen kann allerdings eine transparente selbstleuchtende optische Anzeigeeinrichtung auch noch mit einer Diagonalen von etwa 0, 30 m oder weniger nützlich sein.The above example of the “window pane characterized with integrated self-illuminating optical display " already quite well the format of the optical displays around which it is in Within the scope of the present invention. In particular, they are desired self-illuminating transparent optical display devices the size of window panes, with diagonals of the order of magnitude of 1 m and above. In special cases can, however, a transparent self-illuminating optical display device also useful with a diagonal of about 0.30 m or less.
Aus dem zuvor Gesagten ergibt sich, dass es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war, eine aktive optische Anzeigeeinrichtung anzugeben, die ein im ausgeschalteten Zustand transparentes Anzeigefeld besitzt.From what has been said, that it was the object of the present invention to be an active one optical display device to indicate the one switched off Has a transparent display field.
Des Weiteren war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fensterscheibe anzugeben, die eine entsprechende Anzeigeeinrichtung umfasst.Furthermore, it was a job the present invention to provide a window pane, the one corresponding display device includes.
Vorzugsweise sollten die anzugebenden Anzeigeeinrichtungen dabei so ausgelegt sein, dass sie keine oder zumindest keine nennenswerten Abweichungen von der angestrebten Transparenz verursachen, wie sie oben angegeben sind.Preferably, the ones to be specified Display devices should be designed so that they have no or at least no significant deviations from the target Create transparency as stated above.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine optische Anzeigeeinrichtung mit einem im ausgeschalteten Zustand transparenten Anzeigefeld, die im Bereich des Anzeigenfeldes die folgenden Bestandteile umfasst:The object is achieved according to the invention by an optical display device with an off state transparent display panel, which in the area of the display panel includes the following:
- – eine erste optisch transparente Schicht,- one first optically transparent layer,
- – auf oder in der Schicht eine Anordnung lichtemittierender Elemente,- on or an arrangement of light-emitting elements in the layer,
- – auf oder in der Schicht angeordnete Leitungen zum (individuellen) Ansteuern der lichtemittierenden Elemente, wobei die Breite der Leitungen, gemessen in der Ebene der Schicht, nicht größer ist als 0,1 mm, vorzugsweise nicht größer als 0,05 mm.- on or lines arranged in the layer for (individual) control of the light-emitting elements, the width of the lines, measured in the plane of the layer, is not greater than 0.1 mm, preferably not bigger than 0.05 mm.
Eine derartige erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung kann in eine Fensterscheibe integriert sein, wodurch die oben genannte weitere Aufgabe gelöst wird.Such a display device according to the invention can be integrated into a window pane, making the above solved another task becomes.
Die Erfindung basiert auf einer sorgfältigen Analyse
des Standes der Technik im Bereich der aktiven optischen Anzeigeeinrichtungen.
Es wurde festgestellt, dass diese im ausgeschalteten Zustand nur schlecht
oder überhaupt
nicht transparent sind, weil bei ihnen (vom Betrachter aus gesehen)
hinter dem Bildschirm, der die Licht erzeugenden Bildpunkte (Pixel)
trägt,
regelmäßig eine
Vielzahl mechanischer, elektronischer, thermischer und/oder anderer
Bauelemente angeordnet sind, die zum Betrieb der Pixel erforderlich
aber nicht transparent sind. Insbesondere ist es zu einer gezielten
elektronischen Ansteuerung im Prinzip notwendig, vom Rand des jeweiligen Bildschirms
(Anzeigefeldes) her für
jeden einzelnen Pixel eine eigene elektrische Zuleitung vorzusehen, wie
z. B. in der
Alternativ kann die Zahl dieser Zuleitungen verringert werden, indem elektronische Multiplex-Einrichtungen im Bereich der Pixel vorgesehen werden, die als "Leitungskonzentratoren" wirken, indem sie zeitseriell zugeführte Ansteuersignale in raumparalleler Form an die Pixel abgeben.Alternatively, the number of these feed lines can be reduced by using electronic multiplexing equipment in the field of Pixels are provided that act as "line concentrators" by supplied in time series Drive signals in parallel to the pixels.
Die vorhandenen Bauelemente und Leitungen blockieren somit, wenn sie in der für eine ausreichende Bildauflösung erforderlichen Zahl vorhanden sind, die freie Durchsicht durch das Anzeigefeld.The existing components and lines block if they are in the required for sufficient image resolution Number are available, the clear view through the display field.
Üblicherweise
sind bei den aus dem Stand der Technik bekannten aktiven optischen
Anzeigeeinrichtungen die jeweiligen Bildpunkte (Pixel) im ausgeschalteten
Zustand opak. Eine gewisse Ausnahme besteht allerdings hinsichtlich
sogenannter OLEDs , d. h. Organischer LichtEmittierender Dioden,
wie sie z. B. in der
Hinsichtlich der Herstellung eines transparenten Anzeigefeldes sind bei aktiven optischen Anzeigeeinrichtungen auch die elektrischen Leitungen problematisch, die zur Verbindung der optoelektronischen und elektronischen Bauelemente (beispielsweise der erwähnten Multiplexer) untereinander und mit der äußeren Ansteuerung dienen. Da die Zahl solcher Leitungen sehr groß (103 – 106) sein kann, etwa bei einer Matrix-Anzeige, erschien es nahezu unmöglich, die Leitungen so zu gestalten, dass sie die Transparenz des Anzeigefeldes einer optischen Anzeigeeinrichtung nicht entscheidend beeinflussen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer optischen Anzeigeeinrichtung, bei der die Leitungen eine Breite von nicht mehr als 0,1 mm (vorzugsweise nicht mehr als 0,05mm) besitzen führt – gegebenenfalls zusammen mit weiteren bevorzugten Ausgestaltungsmerkmalen, auf die weiter unten näher eingegangen wird – zu einer nur minimalen Beeinträchtigung der von einem Betrachter wahrgenommenen Transparenz des Anzeigefeldes einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung.With regard to the production of a transparent display panel, the electrical lines which are used to connect the optoelectronic and electronic components (for example the multiplexers mentioned) to one another and to the external control are also problematic in the case of active optical display devices. Since the number of such lines can be very large (10 3 - 10 6 ), for example in the case of a matrix display, it seemed almost impossible to design the lines in such a way that they made the display field of an optical display transparent Do not significantly influence the display device. The inventive design of an optical display device in which the lines have a width of not more than 0.1 mm (preferably not more than 0.05 mm) leads - if appropriate together with further preferred design features, which will be discussed in more detail below - to one only minimal impairment of the transparency perceived by a viewer of the display field of a display device according to the invention.
Es sei an dieser Stelle noch auf einen alternativen Lösungsansatz verwiesen, der jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht weiter verfolgt wurde, da er nicht zur Herstellung von Anzeigevorrichtungen mit einer Vielzahl (z. B. mehr als 10) von Schaltkreisen mit lichtemittierenden Elementen gangbar erschien.It is still open at this point an alternative approach referenced, but not within the scope of the present invention has been pursued since it was not used to manufacture display devices with a variety (e.g., more than 10) of circuits with light emitting Elements seemed feasible.
In der
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Anordnung lichtemittierender Elemente und/oder sind die Leitungen für diese Elemente und/oder sind gegebenenfalls vorhandene separate elektronische Elemente wie Multiplexer vorzugsweise in die erste Schicht eingebettet. Eine hohe Transparenz lässt sich insbesondere bei allseitiger Einbettung in das Material der ersten optisch transparenten Schicht erzeugen, da eine ansonsten stattfindende Lichtstreuung an Ecken und Kanten der eingebetteten Bauteile vermindert wird.Within the scope of the present invention is the arrangement of light emitting elements and / or are the Lines for these elements and / or are any existing separate ones electronic elements such as multiplexers preferably in the first layer embedded. A high level of transparency can be seen especially in all-round Embedding in the material of the first optically transparent layer generate because otherwise there is light scattering at corners and edges of the embedded components is reduced.
Vorzugsweise sind die Oberflächen der ersten optisch transparenten Schicht glatt. Dies erfordert, dass ihre Rautiefe kleiner ist als die Wellenlänge sichtbaren Lichtes. Vorzugsweise wird die Rautiefe kleiner als 0,3 Mikrometer gemacht. Noch geringere Rautiefen sind natürlich vorteilhaft, z. B. r < 0,1 Mikrometer. Die Oberfläche der ersten Schicht lässt sich dann als „optisch glatt" bezeichnen und es ist sichergestellt, dass an den besagten Oberflächen der ersten Schicht keine nennenswerte Lichtstreuung stattfindet, die eine Schwächung des durchgehenden Lichtes und damit eine Minderung der Transparenz darstellen würden.Preferably, the surfaces of the first optically transparent layer smooth. This requires that their roughness depth is less than the wavelength of visible light. Preferably the roughness depth is made less than 0.3 micrometers. Even lower surface roughness are natural advantageous, e.g. B. r <0.1 Micrometers. The surface leaves the first layer then turns out to be "optical describe smooth " and it is ensured that the said surfaces of the no significant light scattering takes place in the first layer a weakening of the continuous light and thus a reduction in transparency would.
Wie erwähnt ist es vorteilhaft, die für die aktive Anzeige notwendigen Bauteile gemeinsam in die erste Schicht einzubetten. Bevorzugt ist hierbei eine allseitige Einbettung der Bauteile (lichtemittierende Elemente, Leitungen, separate elektronische Elemente) ganz in das Innere der Schicht, doch ist insbesondere in Fällen, in denen ein solches Bauteil selbst einen optisch glatten, ebenen Oberflächenteil besitzt, auch ein nur teilweises Umschließen akzeptabel, und zwar insbesondere, wenn der besagte Oberflächenteil in die Oberfläche der ersten Schicht integriert wird und das Einbettungsmaterial der ersten Schicht das betreffende Bauteil in dessen verbliebenen Oberflächenbereichen vollständig umschließt.As mentioned, it is advantageous that for the active display necessary components together in the first layer embed. Embedding on all sides is preferred Components (light-emitting elements, lines, separate electronic Elements) all the way inside the layer, but is special in cases in which such a component itself has an optically smooth, level surface Has surface part, only partial encapsulation acceptable, in particular, if the said surface part into the surface the first layer is integrated and the embedding material of the first layer the component in question in its remaining surface areas Completely encloses.
Vorzugsweise werden die Oberflächen der ersten optisch transparenten Schicht im Bereich des Anzeigefeldes zueinander lokal parallel verlaufen. Bezogen auf eine Anzeigeeinrichtung, in der die erste Schicht die Gestalt einer planen Scheibe besitzt, bedeutet dies, dass die Oberflächen der Scheibe insgesamt zueinander parallel sind. Bezogen auf eine Ausgestaltung, bei der die erste Scheibe die Gestalt einer im Raum gekrümmten Scheibe besitzt, sind die Oberflächen lokal parallel, wenn kleine, einander unmittelbar gegenüberliegende Oberflächenabschnitte zueinander parallel sind. Sind die Oberflächen der ersten Schicht im Bereich des Anzeigefeldes zueinander lokal parallel, kommt es bei Durchsicht nicht oder nicht im nennenswerten Maße zu einer Bildverzerrung. Liegt aber eine Abweichung von der Parallelität vor, wirkt das zwischen den einander unmittelbar gegenüber liegenden Oberflächenabschnitten eingeschlossene Volumen der ersten Schicht (Einbettungsschicht) wie ein optisches Prisma oder eine Linse und lenkt die Richtung des hindurchtretenden Lichtes ab. Das Auge würde dies als Verzerrung des Bildes, welches man durch das Anzeigefeld hindurch sehen kann, wahrnehmen, was in den meisten Fällen nachteilig wäre.Preferably the surfaces of the first optically transparent layer in the area of the display panel to each other run locally in parallel. Related to a display device, in the first layer has the shape of a flat disc, it means that the surfaces the disc are parallel to each other. Relating to one Design in which the first disc is in the shape of a space curved The disc has surfaces locally parallel if small, directly opposite each other surface sections are parallel to each other. Are the surfaces of the first layer in the Area of the display field locally parallel to each other, it happens Not looking through or not appreciably to an image distortion. However, if there is a deviation from parallelism, this works between the two opposite each other lying surface sections included volume of the first layer (embedding layer) like an optical prism or a lens and directs the direction of the light passing through. The eye would see this as a distortion of the image, which you can see through the display field, which is disadvantageous in most cases would.
Die Dicke der ersten optisch transparenten (Einbettungs-) Schicht wird, wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen bereits ergibt, regelmäßig mindestens so groß sein wie die Bauhöhe der eingebetteten Bauelemente und Leitungen (jeweils gemessen quer zur Oberfläche der ersten Schicht). Bei modernen optoelektronischen und elektronischen Elementen liegt die Bauhöhe im Bereich von 0,5 mm – 2 mm, weshalb Schichtdicken von in etwa gleicher Größe für die vollständige Einbettung ausreichend sind. Die angestrebte hohe Transparenz der ersten Schicht lässt sich bei diesen Dicken erreichen; zum Erzielen einer ausreichenden mechanischen Stabilität einer erfindungsgemäßen optischen Anzeigeeinrichtung sind jedoch größere Dicken insbesondere im Bereich des Anzeigefeldes häufig erwünscht. Es ist dann natürlich möglich, eine erste (Einbettungs-)Schicht mit einer Schichtdicke zu verwenden, die deutlich größer ist als z. B. 2 mm; in vielen Fällen bevorzugt ist es jedoch, eine vergleichsweise dünne erste Schicht durch eine einzelne mechanisch stabile und hochtransparente Tragscheibe zu stützen oder die erste Schicht zwischen zwei derartigen hochtransparenten Scheiben anzuordnen. Zum Erzielen einer hohen Transparenz des Gesamtverbundes aus erster Schicht und Scheibe bzw. Scheiben ist es dabei zweckmäßig, die erste (Einbettungs-)Schicht so eng mit der oder den stabilisierenden Scheiben zu verbinden, dass ein sogenannter "optischer Kontakt" gewährleistet ist. In diesem Falle werden die Reflexionsverluste minimiert, die beim Lichtdurchgang durch die Grenzfläche (n) zwischen erster Schicht und Scheibe (n) auftreten.The thickness of the first optically transparent (embedding) layer will, as can already be seen from the above explanations, regularly be at least as great as the height of the embedded components and lines (in each case measured transversely to the surface of the first layer). With modern optoelectronic and electronic elements, the overall height is in the range of 0.5 mm - 2 mm, which is why layer thicknesses of roughly the same size are sufficient for complete embedding. The desired high transparency of the first layer can be achieved with these thicknesses; However, in order to achieve sufficient mechanical stability of an optical display device according to the invention, larger thicknesses are often desired, particularly in the area of the display panel. It is then of course possible to use a first (embedding) layer with a layer thickness that is significantly larger than e.g. B. 2 mm; in many cases however, it is preferred to support a comparatively thin first layer by means of a single mechanically stable and highly transparent supporting disk or to arrange the first layer between two such highly transparent disks. To achieve a high level of transparency of the overall composite of first layer and pane or panes, it is expedient to connect the first (embedding) layer so closely to the stabilizing pane or panes that a so-called “optical contact” is ensured. In this case, the reflection losses that occur when light passes through the interface (s) between the first layer and the pane (s) are minimized.
Vorzugsweise besitzt die erste Schicht einen Brechungsindex n ≥ 1,5. Die mit einem solchen Brechungsindex des Materials der ersten Schicht verbundenen Vorteile werden weiter unten im Rahmen der Figurenbeschreibung näher erläutert. An dieser Stelle sei nur kurz darauf hingewiesen, dass sich ein hoher Brechungsindex positiv auf die Transparenz der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung auswirkt.The first layer preferably has a refractive index n ≥ 1.5. Those with such a refractive index of the material of the first layer related advantages are further below in the context of the figure description explained in more detail. On At this point it should only be briefly pointed out that there is a high Refractive index positive on the transparency of the display device according to the invention effect.
Vorzugsweise wird die erste Schicht einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung so ausgelegt, dass ihr Material eine gewisse schwache optische Absorption besitzt. Dies steht zwar im Widerspruch zu der Forderung nach hoher optische Transparenz, bietet andererseits aber den Vorteil, "vagabundierendes" Licht zu absorbieren. Dies ist Licht, das von den lichtemittierenden Elementen in Raumrichtungen ausgeht, für die kein Austritt aus der Einbettungsschicht möglich ist, sondern für die Totalreflexion an den Oberflächen der Schicht erfolgt. Das Licht bleibt dann nach der Art eines Lichtleiters in der Schicht gefangen und breitet sich im Mittel parallel zur Schichtebene aus. Es kann dabei von allen in die Schicht eingebetteten Elementen gestreut werden und die Sichtbarkeit der Anzeige beeinträchtigen. Die Verwendung eines Schichtmaterials mit einer gewissen Absorption ist eine wirksame Technik, solches Licht zu absorbieren. Dabei ist ein Kompromiß notwendig, um die gewünschte Transparenz der Schicht bei Durchsicht nicht zu stark einzuschränken. Ein in diesem Sinne vorteilhafter Wert der Absorption des Schichtmaterials ist dann gegeben, wenn bei senkrechtem Durchtritt von Licht durch die Schicht die Lichtintensität um zumindest 10 %, vorzugsweise zumindest 20 %, verringert wird. Alternativ kann statt der Einbettungsschicht auch eine andere Schicht (z.B. eine der weiter unten erläuterten Tragscheiben) aus solchem schwach absorbierenden Material hergestellt sein, um einen vergleichbaren Effekt zu erzielen.Preferably the first layer a display device according to the invention designed so that their material has some weak optical absorption has. This contradicts the demand for high optical transparency, but on the other hand offers the advantage of absorbing "vagabond" light. This is light that emanates from the light-emitting elements in spatial directions, for the no exit from the embedding layer is possible, but for total reflection on the surfaces the shift takes place. The light then remains like a light guide trapped in the layer and spreads parallel to the average Layer level. It can be embedded in the layer by everyone Elements are scattered and impair the visibility of the ad. The use of a layer material with a certain absorption is an effective technique to absorb such light. It is a compromise necessary to the desired Do not restrict transparency of the layer too much when looking through it. On in this sense advantageous value of the absorption of the layer material is given when light passes through vertically the layer the light intensity is reduced by at least 10%, preferably at least 20%. Alternatively, another layer (e.g. one of those explained below Supporting discs) made of such weakly absorbent material to achieve a comparable effect.
Hinsichtlich der Anordnung der lichtemittierenden
Elemente in einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung
ist es vorteilhaft, wenn diese regelmäßig und so im Abstand zueinander
angeordnet sind, dass sie insgesamt im Mittel weniger als 50% des
Anzeigefeldes der ersten optisch transparenten Schicht verdecken.
Vorzugsweise verdecken sie aber weniger als 10 % des Anzeigefeldes.
Eine für
universell einsetzbare Anzeigen (Schrift, Symbole, Bilder) bevorzugte
regelmäßige Anordnung
der lichtemittierenden Elemente ist eine, bei der diese zu einer
zweidimensional periodischen Struktur mit Reihen und Spalten angeordnet
sind, in der die Abstände
der lichtemittierenden Elemente zu ihren jeweils nächstbenachbarten
lichtemittierenden Elementen gleich sind. Es ergibt sich so eine
Matrix, die besonders universell zur Anzeige von Informationen aller
Art geeignet ist, vergleiche z. B. die
Hinsichtlich der Leitungen wurde bereits erwähnt, dass diese in einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung eine Breite besitzen, die nicht größer ist als 0,1 mm ist. Bevorzugt sind dabei natürlich Leitungen mit einer noch geringeren Breite, da diese dem durch ein Anzeigefeld hindurchtretenden Licht noch weniger den Durchtritt versperren. Die Breite der Leitungen lässt sich bei Beibehaltungen des ohmschen Widerstandes der Leitungen verringern, wenn gleichzeitig deren Höhe (gemessen quer zur Oberfläche der ersten Schicht) erhöht wird. Eine solche Ausgestaltung der Leitungen kann deshalb vorteilhaft sein. Die erfindungsgemäß vorhandenen Leitungen können im Prinzip eine beliebige Querschnittsgeometrie besitzen, vorteilhaft sind jedoch in vielen Fällen polygonale und insbesondere rechteckige Querschnitte (insbesondere mit einer geringeren Breite als Höhe).Regarding the lines already mentioned, that this in a display device according to the invention Have a width that is not greater than 0.1 mm. Of course, preference is given to lines with an even smaller one Width, as this is still the light passing through a display field less block the passage. The width of the lines can be reduce while maintaining the ohmic resistance of the lines, if at the same time their height (measured across the surface the first layer) increased becomes. Such a design of the lines can therefore be advantageous his. The existing according to the invention Lines can in principle have any cross-sectional geometry, advantageous are, however, in many cases polygonal and in particular rectangular cross sections (in particular with a width less than height).
Um die visuelle Wahrnehmbarkeit der erfindungsgemäß vorhandenen Leitungen zu reduzieren, insbesondere im Bereich des Anzeigefeldes, werden diese Leitungen oberflächlich zumindest abschnittsweise oder aber im Bereich zwischen benachbarten lichtemittierenden Elementen vor der Einbettung so behandelt, dass sie möglichst schwach reflektieren. Hierfür ist eine stark Licht absorbierende dunkle Färbung der Leitungsoberflächen vorteilhaft, beispielsweise eine oberflächliche Oxidation, insbesondere aber eine Beschichtung mit schwarzem Lack. Dieser reduziert das Reflexionsvermögen der Leitungsoberfläche und vermeidet somit Lichtreflexe, welche die Transparenz der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung negativ beeinflussen würden. Diese Reduktion des Reflexionsvermögens kann auch bei einer sehr dünnen Lackschicht besonders effizient dadurch erreicht werden, dass zumindest abschnittsweise oder aber im Bereich zwischen benachbarten lichtemittierenden Elementen die Oberfläche der Leitungen vor der Lackierung leicht aufgeraut wird, allerdings nur soweit, dass noch keine nennenswerte Streuung auftritt. Die dazu notwendige Mindestrautiefe liegt bei etwa 0,05 um.To the visual perceptibility of the existing according to the invention Reduce lines, especially in the area of the display panel, these lines become superficial at least in sections or in the area between adjacent light-emitting Elements treated before embedding so that they are as possible reflect weakly. Therefor a strong light-absorbing dark coloring of the line surfaces is advantageous, for example a superficial one Oxidation, but especially a coating with black paint. This reduces the reflectivity of the cable surface and thus avoids light reflections which increase the transparency of the display device according to the invention would adversely affect. This reduction in reflectivity can also be very thin Paint layer can be achieved particularly efficiently in that at least in sections or in the area between adjacent light-emitting Elements the surface the lines are slightly roughened before painting, however only to the extent that no significant scatter occurs. The the minimum roughness required for this is about 0.05 µm.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung sind für benachbarte lichtemittierende Elemente separate Leitungen vorgesehen, die zumindest abschnittsweise quer zur Oberfläche der ersten Schicht stapelförmig angeordnet sind. Auf diese Weise wird die Transparenz im Bereich des Anzeigefeldes nur minimal beeinträchtigt.According to a particularly preferred embodiment of the display device according to the invention, separate lines are provided for adjacent light-emitting elements, which are arranged in stacks at least in sections transverse to the surface of the first layer. That way the transparency in the area of the display panel is only minimally impaired.
Bei den lichtemittierenden Elementen kann es sich im Übrigen um Halbleiter-Dioden handeln, wie sie oben mit Blick auf den bekannten Stand der Technik erwähnt wurden, also insbesondere um übliche LEDs.With the light-emitting elements it can, by the way around semiconductor diodes act as above with a view to the known prior art mentioned were, in particular to usual LEDs.
Die vorstehenden Ausführungen bezogen sich auf die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung. Es versteht sich, dass diese insbesondere in eine erfindungsgemäße Fensterscheibe integriert werden kann.The foregoing related to the display device according to the invention. It understands that this is particularly in a window pane according to the invention can be integrated.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen werden nachfolgend beispielhaft anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.Further preferred configurations are exemplified with reference to the accompanying figures explained in more detail.
Es stellen dar:They represent:
In
Zusätzlich zu den lichtemittierenden
Elementen
Die in
Gemäß
In den
In
Um ein vollständiges Einschließen der
lichtemittierenden Elemente
Eine weitere Möglichkeit, die mechanische Stabilität der Anzeigeeinrichtung
zu erhöhen,
ist in
Eine weitere Möglichkeit, die mechanische Stabilität einer
erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung
zu erhöhen,
besteht gemäß
In der Ausgestaltung gemäß
Alternativ zu der in
Die Anordnung mehrerer optisch transparenter
Schichten in einer Art Sandwich eröffnet die Möglichkeit, jede der zusammen
angeordneten optisch transparenten Schichten
Aus einem Vergleich der
In
Durch die Verwendung einer optisch
transparenten Schicht mit einem Brechungsindex ≥ 1,5 wird somit die Transparenz
einer Anzeigeeinrichtung gegenüber
einer Anordnung in Luft erhöht.
Im Einzelnen bedeutet die Verwendung einer optisch transparenten
Schicht mit einem hohen Brechungsindex, das ein schräg einfallendes
Lichtbündel
In
Eine ähnliche Möglichkeit vorteilhafter Querschnittsausgestaltung
besteht in der Verwendung einer im Querschnitt dreieckförmigen Leitung
Eine für die angestrebte hohe Transparenz vorteilhafte
Anordnung der Leitungen
Die Leitungen
Die Auswirkungen unterschiedlicher
Querschnittsgeometrien von Leitungen auf das Reflexionsverhalten
lassen sich anhand der
Darüber hinaus ist eine Verminderung
der Störung
durch Streureflexe möglich,
indem die Querschnittsform der Leitungen nicht rund, sondern polygonal
gewählt
wird. Zur Illustration dieser Möglichkeit ist
in
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20220828U DE20220828U1 (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Optical display for images or text, has arrangement of light emitting elements with corresponding supply leads embedded in optically transparent layer |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002147553 DE10247553B4 (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Optical display device |
DE20220828U DE20220828U1 (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Optical display for images or text, has arrangement of light emitting elements with corresponding supply leads embedded in optically transparent layer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE20220828U1 true DE20220828U1 (en) | 2004-04-29 |
Family
ID=32299131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE20220828U Expired - Lifetime DE20220828U1 (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Optical display for images or text, has arrangement of light emitting elements with corresponding supply leads embedded in optically transparent layer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE20220828U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2128845A1 (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-02 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Transparent display device with conductive paths provided with an opaque coating |
US10535292B2 (en) | 2014-06-17 | 2020-01-14 | Nato Pirtskhlava | One way display |
-
2002
- 2002-10-11 DE DE20220828U patent/DE20220828U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2128845A1 (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-02 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Transparent display device with conductive paths provided with an opaque coating |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20040603 |
|
R150 | Term of protection extended to 6 years |
Effective date: 20051130 |
|
R151 | Term of protection extended to 8 years |
Effective date: 20081124 |
|
R152 | Term of protection extended to 10 years |
Effective date: 20101119 |
|
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |