CN117957484A - 采用消失技术的显示元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用消失技术的显示元件(1)以及一种生产这种显示元件(1)的方法。显示元件(1)具有显示面板(2)、布置在显示面板(2)后面的背光件(3)以及表面防护件(6)。表面防护件(6)的顶侧(60)上布置有装饰(7)。在这种情况下，显示面板(2)的光阀(20)与装饰件(7)的表面(70)之间的距离(d)小于3mm、优选小于2mm。

Description

采用消失技术的显示元件
技术领域
本发明涉及一种采用消失技术的显示元件以及一种生产这种显示元件的方法。
背景技术
非自发光的透光显示元件(比如LCD(液晶显示器))需要背光件来呈现图像。这里背光的任务是尽可能一致地照亮显示元件的整个有效表面，以便产生直到周边区域也尽可能均匀的显示。由于显示元件的液晶层的对齐与偏振滤光器的对齐相结合准许最大透射的事实，实现了尽可能明亮的显示。深色或黑色的显示内容(例如在周边区域中)通过最小透射来实现，与自发光显示器相比，这里的最小透射总是大于零。
在汽车领域，以及在家用电器中和其他应用领域中，有一个明显的趋势，即操作或显示功能在关闭状态下应尽可能不可见，以实现具有光滑、大方表面的精简设计。技术元素应该只在需要时才可见。这种消失技术例如以“Shytech”或“Camouflage”的名称为人所知。
为了实现消失技术，例如，可以将显示元件布置在设计表面后面。用于该应用的合适的透光装饰表面可以用真实材料制成，例如，木材、石材、皮革、仿皮革等，也可以用塑料或玻璃技术制造。通过印刷技术将装饰施加到盖板的表面上或者替代性地施加到单独的片材/薄膜表面上。例如，装饰可以作为透光印刷品或以孔眼掩模的形式来应用。
在该背景下，US2015/0036061 A1描述了一种具有装饰层的显示设备，该装饰层至少形成在观看区域的一部分中。当显示设备的显示模块在运行并透过装饰层发射光时，装饰层呈现透明状态。当显示模块不运行时，装饰层受到环境光的照射，并且装饰层的装饰图案可见。
WO 2021/085524 A1描述了一种用于附接到物体的显示设备。该显示设备包括：显示单元，该显示单元具有用于显示视频数据的显示表面；半透明装饰层，该半透明装饰层布置在显示表面的一侧上并提供与物体的外部外观相协调的装饰设计；以及半透明单向镜面层，该半透明单向镜面层布置在显示单元与装饰层之间。
当实施消失技术时，应实现透过装饰结构的高质量的显示分辨率。然而，在实践中，大量参数的影响会导致图像质量下降。在这方面，可以提及的是装饰的表面特性、塑料制成的表面防护件(该表面防护件支撑装饰并需要与生成图像的显示表面保持一定的机械距离)的使用、表面或表面盖玻璃的机械稳定性、以及显示器相对于表面的组装过程。如果有必要，还可能需要集成透明的触摸传感器，这同样可能导致图像质量下降。
真实材料呈现的另一个复杂点是，装饰应该在面向观看者的最顶部表面上执行，以创造视觉和触觉上真实的整体体验。
总之，采用消失技术的显示器在图像质量和外观方面比标准显示器的设计难度要大得多。
发明内容
本发明的目的是提供一种将逼真的装饰与关于可识别性或图像清晰度的高质量外观相结合的采用消失技术的显示元件。
该目的通过具有权利要求1的特征的显示元件以及通过如权利要求9所述的用生产显示元件的方法来实现。从属权利要求涉及本发明的优选配置。
根据本发明的第一方面，显示元件具有：
-显示面板；
-布置在显示面板后面的背光件；
-表面防护件/表面盖板；以及
-布置在表面防护件的顶侧上的装饰；
其中，显示面板的光阀与装饰的表面之间的距离小于3mm、优选小于2mm。
在根据本发明的解决方案中，通过使从显示面板的光射出部与装饰的表面之间的距离保持尽可能小的事实来确保高质量图像显示。这可以首先通过将表面防护件成形到玻璃上来实现，装饰以膜的形式层压到该玻璃上。玻璃也可以是弯曲的或成形的。然后优选以面式压制(Pressung)的方式将膜层压到三维成形的玻璃上。然而，如果打算将更复杂成形的装饰部件配置为采用消失技术的显示元件，则利用玻璃这只能在有限的程度上实现或花费巨大。因此，表面防护件可以替代性地使用薄膜技术(例如通过注射模制过程)成形为塑料部件。由于工艺原因，这种塑料部件在生产过程中已经要求特定的厚度。该厚度同时确保表面防护件具有一定的机械稳定性。然而，表面防护件的厚度对于光学或视觉外观可能是有问题的。然而，如果选择厚度使得从显示面板的光射出部与装饰表面之间的距离不超过上面所述的值，则可以充分减小对图像清晰度的影响。作为注射模制的替代方案并且为了进一步减小厚度，还可以将装饰膜层压到薄的承载件(例如由玻璃构成的承载件或由厚度为0.5mm的塑料膜)上。
根据本发明的一方面，表面防护件的在位于显示面板上方的显示区域中的厚度比在显示面板周围延伸的周边区域中更薄。这允许进一步优化图像清晰度。塑料防护件在显示区域中的厚度的减小可以例如直接在塑料注射模制过程中通过基于工具作业将显示区域调整为更薄来实现。例如其上层压有装饰表面膜的玻璃防护件在显示区域中的厚度的减小可以优选地通过部分和局部减薄(例如蚀刻)来实现。在这种情况下，例如，仅显示区域暴露于酸，而周边区域被遮蔽。
根据本发明的一方面，通过厚度小于0.5mm、优选小于0.4mm的光学粘合层将显示面板连接到表面防护件。使用具有限定厚度的非常薄的粘合层允许进一步减小从显示面板的光射出部与装饰的表面之间的距离。同时，增加了整体构造的稳定性并且获得了显示面板的表面与表面防护件之间的恒定距离。举例来说，对于粘合层，可以使用光学透明黏附剂(OCA)膜或液体光学透明黏附剂(LOCA)层。粘合层的平整度偏差优选不超过±0.1mm。
根据本发明的一方面，装饰的透射小于30％。这确保了当显示器关闭时装饰被认为是真实材料呈现。
根据本发明的一方面，装饰的调制传递函数大于0.5。这确保了装饰引起的对比度损失保持在可接受的界限内。
根据本发明的一方面，显示面板的分辨率大于150ppi、优选大于200ppi。显示器的高级外观、即高图像质量需要高像素分辨率。在这种情况下，装饰优选地适配于显示面板的分辨率。该适配例如可以以这样的方式实现：装饰的孔眼掩模(Lochmaske)相对于显示面板的像素足够小和/或装饰的孔眼掩模相对于像素对齐。为了减少莫阿效应(Moiré-Effekt)，孔眼掩模可以相对于显示面板的像素结构倾斜。替代性地或附加地，为此目的孔眼掩模可以具有不规则分布的孔眼。
根据本发明的一方面，背光件的亮度大于2500cd/m2。因此，与常规背光件相比，背光件的亮度增加了2至5倍。与装饰的小于30％的透射相结合，因此获得了整个系统的大约800cd/m2的亮度。高亮度需要关于散热的特殊措施，比如通过风扇强制对流或使用通过金属压铸生产的壳体。
根据本发明的一方面，背光件是局部可控的。以这种方式可以避免显示器的周边区域透过覆盖的装饰显现出来的所谓的明信片效应(Postkarteneffekt)。背光件优选地被配置为局部调光矩阵背光件。在这种情况下，每个照亮区域的最大大小优选应在6mm×6mm至20mm×20mm的范围内。局部调光矩阵背光件的使用就热量生成而言也是有利的。
根据本发明的一方面，显示面板具有内嵌触摸传感器。优选地，触摸功能集成在显示面板中，而不是作为单独的部件实现。以这种方式减少了触摸功能对系统的整体厚度的附加影响。
根据本发明的另一方面，一种用于生产显示元件的方法包括以下步骤：
-生产表面防护件，该表面防护件具有布置在表面防护件的顶侧上的装饰；以及
-通过厚度小于0.5mm、优选小于0.4mm的光学粘合层将显示面板连接到表面防护件。
在根据本发明的方法中，通过具有限定厚度的非常薄的粘合层将显示面板连接到表面防护件。粘合层的小厚度使得可以将从显示面板的光射出部到装饰的表面之间的距离减小到小于3mm、优选小于2mm。同时，获得了稳定的整体结构以及显示面板的表面与表面防护件之间的恒定距离。举例来说，对于粘合层，可以使用光学透明黏附剂膜或液体光学透明黏附剂层。粘合层的平整度偏差应优选地不超过±0.1mm，因为距离的变化可能导致图像质量下降。
根据本发明的一方面，在将显示面板连接到表面防护件的过程之前，减小显示面板的上盖玻璃的厚度。显示面板的上盖玻璃的厚度通常为约0.5mm。通过使用减薄技术(例如，蚀刻)，厚度可以减少至约0.15mm。这允许显示面板的光阀靠近装饰的表面。出于稳定性原因，这里如果仅减小显示面板的顶侧的厚度是有利的。这在一定程度上维持了显示面板的刚度。
根据本发明的一方面，透明玻璃被层压到显示面板的下侧。这允许增加由于减薄而降低的整个系统的刚度。由于该附加玻璃的层压，有利的是在下侧上提供硬涂层偏光器(Hard-Coat-Polarisator)，即具有光滑表面并因此不会进一步将通过的光散射的偏振滤光器。另外有利的是，如果玻璃在朝向背光件的方向上在下侧上具有防眩光结构。
根据本发明的显示元件优选地用于实现采用消失技术的显示器，例如在运输工具中或在家用电器中。该装饰可以用于模拟例如木质外表、碳外表或金属表面的外观。
从以下描述和所附权利要求并结合附图，本发明的进一步特征将变得明显。
附图说明
图1示意性地示出了装饰表面后面的显示器；
图2示意性地示出了根据本发明的显示元件的第一示例性实施例；
图3示意性地示出了根据本发明的显示元件的第二示例性实施例；
图4示意性地示出了根据本发明的显示元件的第三示例性实施例；以及
图5示意性地示出了用于生产根据本发明的显示元件的方法。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的原理，下面将参考附图更详细地解释本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记用于相同或功能上相同的元件，并且不必针对每个附图再次描述。不言而喻，本发明不限于所展示的实施例，并且在不脱离所附权利要求中限定的本发明的保护范围的情况下，也可以组合或修改所描述的特征。
图1示意性地示出了装饰表面后面的显示器。它示出了布置在透光层后面的已知显示元件对观看者的影响。在所示的示例中，透光层是装饰表面100。装饰表面100的装饰设计在图1中通过阴影线指示。显示元件的尺寸通过拐角元件101来指示。显示元件呈现多个符号102。由于装饰表面100、显示元件和整体结构的特性，该呈现表现出图像质量的下降，例如高度的漫射。这在图1中通过显示区域103内除了阴影线之外还绘制的虚线来指示。
图2示意性地示出了根据本发明的显示元件1的第一示例性实施例。显示元件1具有壳体4，该壳体通过固定元件5固定至表面防护件6。所述表面防护件在其背离壳体4的顶侧60上设置有装饰7。外部照亮的显示面板2(例如液晶显示器面板(LCD面板))布置在表面防护件6的面向壳体4的内侧上。在这种情况下，表面防护件6的在位于显示面板2上方的显示区域中的厚度可以比在显示面板2周围延伸的周边区域中更薄。在该示例性实施例中，显示面板2的上盖玻璃21与表面防护件6之间存在空气间隙。显示面板2经由控制线8连接到控制单元(这里未示出)，该控制单元为该显示面板提供能量和要呈现的图像信息。显示面板2由背光件3照亮并且具有多个光阀20，该多个光阀调节来自背光件3的光透过显示面板2的通过。根据本发明，光阀20与装饰7的表面70之间的距离d小于3mm、优选小于2mm。在背光件3与显示面板2之间，在周边区域中布置有屏蔽杂散光的屏蔽件9。为了良好的散热，壳体4可以通过金属压铸的方式生产。
优选地，装饰7的透射小于30％。这确保了当显示器关闭时装饰7被认为是真实材料呈现。此外，装饰7的调制传递函数应当大于0.5，以便由装饰7引起的对比度损失保持在可接受的界限内。
背光件3的亮度优选大于2500cd/m2。与装饰7的小于30％的透射相结合，因此获得了整个系统的大约800cd/m2的亮度。优选地，在这种情况下，背光件3是局部可控的。此外，显示面板2的分辨率优选大于150ppi、优选大于200ppi。这种高像素分辨率使得显示器的外观高级，即图像质量高。
优选地，显示面板2具有内嵌触摸传感器。由于触摸功能集成在显示面板中而不是作为单独的部件实现，因此可以减少触摸功能对系统的整体厚度的附加影响。
图3示意性地示出了根据本发明的显示元件1的第二示例性实施例。它很大程度上对应于图2所示的显示元件1；然而，该示例性实施例中的显示面板2通过光学粘合层10连接到表面防护件6。光学粘合层10的厚度小于0.5mm、优选小于0.4mm。使用具有限定厚度的非常薄的粘合层10允许进一步减小从显示面板2的光射出部与装饰7的表面70之间的距离。同时，增加了整体构造的稳定性并且获得了显示面板2的表面22与表面防护件6之间的恒定距离。对于粘合层10，例如可以使用光学透明黏附剂膜或液体光学透明黏附剂层。粘合层的平整度偏差优选不超过±0.1mm。
图4示意性地示出了根据本发明的显示元件1的第三示例性实施例。它很大程度上对应于图3所示的显示元件1；然而，透明玻璃24被层压到显示面板2的下侧23。这允许增加整个系统的刚度。如果在将显示面板2连接到表面防护件6之前例如通过使用减薄技术来减小显示面板2的上盖玻璃21的厚度，则这是特别有利的。为了获得最大刚度，透明玻璃24可以大于显示面板2并且还可以可选地连接到壳体4或宽的元件以用于稳定。由于附加透明玻璃24的层压，有利的是在透明玻璃24的下侧上提供硬涂层偏光器25。
图5示意性地示出了用于生产根据本发明的显示元件的方法。在第一步骤中，生产S1表面防护件，该表面防护件具有布置在表面防护件的顶侧上的装饰。可选地，可以例如使用减薄技术减小S2显示面板的上盖玻璃的厚度。另外，可以将透明玻璃层压S3到显示面板的下侧。然后通过光学粘合层将显示面板连接S4到表面防护件。在这种情况下，光学粘合层的厚度小于0.5mm、优选小于0.4mm。
附图标记清单
1 显示元件
2 显示面板
20 光阀
21 上盖玻璃
22 显示面板的顶侧
23 显示面板的下侧
24 透明玻璃
25 硬涂层偏光器
3 背光件
4 壳体
5 固定元件
6 表面防护件
60 表面防护件的顶侧
7 装饰
70 装饰的顶侧
8 控制线
9 屏蔽件
10 光学粘合层
100 装饰表面
101 拐角元件
102 符号
103 显示区域
d 距离
S1 生产具有装饰的表面防护件
S2 减小显示面板的上盖玻璃的厚度
S3 将透明玻璃层压到显示面板的下侧
S4 将显示面板连接到表面防护件。

Claims (11)

1.一种显示元件(1)，包括：
-显示面板(2)；
-布置在该显示面板(2)后面的背光件(3)；
-表面防护件(6)；以及
-布置在该表面防护件(6)的顶侧(60)上的装饰(7)；
其中，该显示面板(2)的光阀(20)与该装饰(7)的表面(70)之间的距离(d)小于3mm、优选小于2mm。
2.如权利要求1所述的显示元件(1)，其中，该表面防护件(6)的在位于该显示面板(2)上方的显示区域中的厚度比在该显示面板(2)周围延伸的周边区域中更薄。
3.如权利要求1或2所述的显示元件(1)，其中，该显示面板(2)通过厚度小于0.5mm、优选小于0.4mm的光学粘合层(10)连接到该表面防护件(6)。
4.如前述权利要求中任一项所述的显示元件(1)，其中，该装饰(7)的透射小于30％和/或该装饰(7)的调制传递函数大于0.5。
5.如前述权利要求中任一项所述的显示元件(1)，其中，该显示面板(2)的分辨率大于150ppi、优选大于200ppi。
6.如前述权利要求中任一项所述的显示元件(1)，其中，该背光件(3)的亮度大于2500cd/m2。
7.如前述权利要求中任一项所述的显示元件(1)，其中，该背光件(3)是局部可控的。
8.如前述权利要求中任一项所述的显示元件(1)，其中，该显示面板(2)具有内嵌触摸传感器。
9.一种用于生产显示元件(1)的方法，该方法包括以下步骤：
-生产(S1)表面防护件(6)，该表面防护件具有布置在该表面防护件(6)的顶侧(60)上的装饰(7)；以及
-通过厚度小于0.5mm、优选小于0.4mm的光学粘合层(10)将显示面板(2)连接(S4)至该表面防护件(6)。
10.如权利要求9所述的方法，其中，在将该显示面板(2)连接(S4)到该表面防护件(6)的过程之前，减小(S2)该显示面板(2)的上盖玻璃(21)的厚度。
11.如权利要求10所述的方法，其中，将透明玻璃(24)层压(S3)到该显示面板(2)的下侧(23)。
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