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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anzeige und insbesondere
auf eine Anzeige mit einer reflektierenden Schicht und einer OLED.
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Immer
häufiger
werden von Verbrauchern tragbare Geräte mit Anzeigen nachgefragt.
Beispiele hierfür
sind PDAs, Laptops, Mobiltelefone, GPS-Geräte und Photoapparate. Gemeinsam
ist all diesen tragbaren Geräten
mit Anzeige eine Forderung nach langer Betriebsdauer, entweder zwischen
den Ladezeiten des Akkus oder dem Austauschen eines Batteriesatzes,
was die Anforderung nach einer niedrigen Stromaufnahme nach sich
zieht.
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Die
Anforderung nach einer niedrigen Stromaufnahme führt auch immer häufiger zum
Einsatz von Flüssigkristallanzeigen
mit reflektierenden Schichten in diesen Geräten. Oft werden die oben genannten Geräte aber
auch bei schlechtem Umgebungslicht, wie z. B. in Fahrzeugen, Zugwaggons
oder bei Nacht, eingesetzt. In solchen Situationen ist eine künstliche Lichtquelle,
die in der Anzeige integriert ist, erforderlich.
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Gemäß einer
Möglichkeit
werden die Anzeigen bei ungünstigen
Umgebungslichtbedingungen mit einer Leuchtdiode, die außerhalb
des Anzeigenfelds angebracht ist, beleuchtet.
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Nachteilig
an dieser Beleuchtung der Anzeige mittels einer Leuchtdiode ist
jedoch, daß das
Display inhomogen ausgeleuchtet wird und Teile des Anzeigenbildes
heller bzw. dunkler erscheinen.
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Gleichzeitig
ist bei diesem Beleuchtungsverfahren eine Bildschärfe des
Anzeigenbildes reduziert und die Anzeige damit in ihrem Kontrast
eingeschränkt.
Ein weiterer Nachteil ist die hohe Leistungsaufnahme für die Beleuchtung
der Anzeige.
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Um
die homogene Beleuchtung des Displays zu erhöhen, werden häufig Lichtleitgläser eingesetzt. Diese
ziehen aber ein aufwendiges Fertigungsverfahren der Anzeige nach
sich, was sich ungünstig
auf die Wirtschaftlichkeit des industriellen Herstellungsprozesses
für die
Anzeige und damit auch auf die Kostensituation des Geräts auswirkt.
Darüber
hinaus zieht der Einsatz der Lichtleitgläser eine höhere Einbautiefe der Anzeige
nach sich, was sich ungünstig auf
die geometrischen Abmessungen der Anzeige und damit auch des tragbaren
Geräts
auswirkt. Dies steht der Forderung nach einem möglichst platzsparenden Umfang
der Geräte,
in denen die Anzeigen eingesetzt werden, entgegen.
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Eine
weitere Möglichkeit,
die Anzeige bei ungünstigen
Umgebungslichtbedingungen zu beleuchten, besteht darin, Ausnehmungen
in die reflektierende Schicht zu implementieren und dahinter, also
an der dem Betrachter abgewandten Seite, künstliche Lichtquellen anzuordnen.
Diese Anzeigen werden auch als transflective Anzeigen bezeichnet.
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Ein
Nachteil dieser transflectiven Anzeigen ist, daß eine Strukturierung der reflektierenden Schichten
erforderlich ist, um die Ausnehmungen in diesen einzubringen. Dies
erfordert weitere Fertigungsschritte bei der Herstellung der Anzeige,
was einem industriellen wirtschaftlichen Herstellungsprozeß entgegensteht.
Auch wird durch die Implementierung der künstlichen Lichtquelle die Einbautiefe der
Anzeige erhöht,
was sich nachteilig auf die geometrischen Abmessungen der Anzeige
und damit einen platzsparenden Einsatz von dieser auswirkt.
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Ein
weiterer Nachteil ergibt sich aus der Tatsache, daß das bei
günstigen
Lichtbedingungen einfallende Tageslicht einen anderen Weg zurücklegt als das
von der künstlichen
Licht quelle stammende Licht, das zur Beleuchtung der Anzeige bei
ungünstigen
Lichtbedingungen eingesetzt wird. Durch eine weitere Schicht zwischen
der künstlichen
Lichtquelle und der reflektierenden Schicht können die von dem Tageslicht
und von der künstlichen
Lichtquelle zurückgelegten
optischen Wege der Lichtstrahlen aneinander angepaßt werden.
Dies erfordert einen weiteren Fertigungsschritt, was die Herstellung
der Anzeige aufwendiger macht und führt zu einer weiteren Erhöhung der
Einbautiefe.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeige
mit einer reflektierenden Schicht, die besser beleuchtet werden
kann, zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Anzeige gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Anzeige mit einer reflektierenden
Schicht, einer Durchlaßeinrichtung
zum selektiven Durchlassen von Licht, die in Betrachterrichtung
vor der reflektierenden Schicht angeordnet ist, und eine OLED, die
in Betrachterrichtung vor der reflektierenden Schicht angeordnet
ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, vor einer
reflektierenden Schicht in Betrachterrichtung zusätzlich zu
einer Durchlaßeinrichtung
eine OLED anzubringen, deren Licht von der reflektierenden Schicht
reflektiert wird und damit bei schlechten Lichtverhältnissen
zur künstlichen
Beleuchtung der Anzeige dienen kann.
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Vorteilhaft
an einem derartigen Einsatz der OLED ist, daß die daraus resultierende
Anzeige von einer geringen Einbautiefe gekennzeichnet ist. Somit lassen
sich entsprechend platzsparende Anzeigen herstellen.
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Eine
weitere vorteilhafte Auswirkung einer Anordnung der OLED in Betrachterrichtung
vor der reflektierenden Schicht ist, daß dies eine homogene Beleuchtung
der Anzeige ermöglicht.
Dies wirkt sich vorteilhaft auf den Kontrast des Bildes aus.
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Ein
weiterer Vorteil ist, daß die
OLED in dieser Anordnung sehr günstig
positioniert werden kann, und das Bild schon bei einer geringen
Lichtleistung der OLED von einer guten Auflösung gekennzeichnet ist, wodurch
sich eine niedrige Leistungsaufnahme der Anzeige ergibt.
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In
industriellen Fertigungsprozessen sind OLEDs sehr einfach in Betrachterrichtung
vor der reflektierenden Schicht anzubringen, was ein einfaches Fertigungsverfahren
nach sich ziehen kann.
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Zugleich
können
in der Anordnung der vorliegenden Erfindung die OLEDs so positioniert
werden, daß die
optische Weglänge
des bei günstigen
Umgebungslichtbedingungen einfallenden Tageslichts ähnlich der
optischen Weglänge
des Lichts von den OLEDs ist, was eine Qualität eines angezeigten Bildes
erhöht.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht einer Anzeige gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht einer Anzeige gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
schematische Ansicht einer Anzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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4 eine
Draufsicht auf ein Pixelfeld gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt
eine Anzeige, die nach einem Entwurf eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung gefertigt ist. Die Anzeige umfaßt eine reflektierende Schicht 1,
eine Durchlaßeinrichtung 11,
eine untere Glasschicht 21, eine OLED 31 bzw. organisch
lichtemittierende Diode als Beleuchtungseinrichtung und eine obere
Glasschicht 41. Die Anzeige ist dazu vorgesehen, daß ein Betrachter 46 entlang
einer Betrachterrichtung 151 auf die Anzeige 1 blickt.
Ein Umgebungslicht-Lichtstrahl 161 fällt exemplarisch orthogonal
auf die Anzeige 1, wobei der Lichtstrahl aus nichtpolarisiertem
Licht besteht, das sowohl Komponenten entlang einer ersten Polarisationsachse 171 als
auch entlang einer zweiten Polarisationsachse 181 umfaßt. Die
Durchlaßeinrichtung 11 umfaßt ein erstes
Polarisationsfilter 51, eine untere Durchlaßglasschicht 61,
eine Farbfilterschicht 71, eine untere Elektrodenschicht 81,
eine Flüssigkristallschicht 91,
eine obere Elektrodenschicht 101, eine obere Durchlaßglasschicht 111 und
ein zweites Polarisationsfilter 121.
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Die
untere Elektrodenschicht 81 weist Elektrodenschichtausnehmungen 131 auf,
während
die Farbfilterschicht 71 von Farbfilterschichtausnehmungen 141 unterbrochen
ist. Der Lichtstrahl 161 trifft orthogonal auf die Anzeige 1 und
passiert zuerst die Glasschichten 21, 41. Anschließend durchquert
er das zweite Polarisationsfilter 121, wobei die Lichtanteile
entlang der zweiten Polarisationsachse 181 herausgefiltert
werden. Nach dem Durchqueren des zweiten Polarisationsfilters 141 ist
das Licht damit entlang der ersten Polarisationsachse 171 polarisiert. Nach
einem Passieren der oberen Durchlaßglasschicht 111 und
der lichtdurchlässigen
oberen Elektrodenschicht 101 tritt der Lichtstrahl 161 in
die Flüssigkristallschicht 91 ein.
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In
Abhängigkeit
von der zwischen der oberen Elektrodenschicht 101 und dem
ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a anliegenden
Spannung, die ein entsprechendes Feld in der Flüssigkristallschicht zwischen
dem ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a und der
Flüssigkristallschicht 91 erzeugt,
wird nun der Lichtstrahl 161 in seiner Polarisationsrichtung
verändert
oder nicht. Wenn zwischen dem ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a und
der oberen Elektrodenschicht 101 eine Spannung herrscht,
so führt
das daraus resultierende elektrische Feld in der Flüssigkristallschicht 91 dazu,
daß der
Lichtstrahl 161 die Flüssigkristallschicht 91 passiert,
ohne seine Polarisationsrichtung zu verändern. Liegt hingegen der erste
untere Elektrodenschichtbereich 81a auf demselben Potential
wie die obere Elektrodenschicht 101, so verschwindet das
elektrische Feld in der Flüssigkristallschicht 91.
Dies führt dazu,
daß die
Flüssigkristallschicht 91 den
Lichtstrahl 161 während
dem Passieren der Flüssigkristallschicht 91 in
seiner Polarisationsrichtung um 90° dreht.
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Der
Lichtstrahl, der beim Eintreten in die Flüssigkristallschicht 91 entlang
der ersten Polarisationsachse 171 polarisiertes Licht aufweist,
besteht beim Verlassen aus Licht, das entlang der zweiten Polarisationsachse 181 polarisiert
ist. In anderen Worten dreht die Flüssigkristallschicht 91 den
Lichtstrahl 161 in seiner Polarisationsrichtung, wenn keine elektrische
Spannung zwischen dem ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a und
der oberen Elektrodenschicht 101 anliegt, oder dreht den
Lichtstrahl 161 nicht in seiner Polarität, wenn eine Spannung zwischen
dem ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a und der
oberen Elektrodenschicht 101 anliegt. Selbiges Prinzip
gilt für
die weiteren Pixel, die durch die unteren Elektrodenschichtbereiche 81a – e individuell
ansteuerbar sind, in die die Elektrodenschicht 81 strukturiert
ist.
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Anders
ausgedrückt
ist an die Elektrodenbereiche 81a – e individuell eine Spannung
gegenüber der
gemeinsamen Elektrodenschicht 101 über die Flüssigkristallschicht 91 anlegbar,
wodurch diese Bereiche 81a – e die einzelnen, bei spielsweise
in Spalten und Zeilen angeordneten Pixel der Anzeige bilden, wie
es aus der folgenden Beschreibung deutlich wird.
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Die
individuelle Ansteuerbarkeit wird vorliegend dadurch erzielt, daß sich die
Elektrode 101 als Streifen über beispielsweise eine Zeile
von Pixelbereichen erstreckt, während
sich die Elektroden 81a – e quer hierzu, also spaltenweise
als Streifen über eine
Spalte von Pixelbereichen erstrecken. Überkreuzungen der Leiterbahnen
bilden Stellen, an denen individuell eine Spannung über die
Schicht 91 anlegbar ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ist die Anzeige folglich als Passiv-Matrix-Anzeige ausgebildet.
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Die
Farbfilterschicht 71 filtert pro Pixelbereich eine der
Primärfarben
Rot, Gelb bzw. Blau aus dem polarisierten Farbspektrum heraus. Somit
ist die Anzeige aus 1 eine Farbbildanzeige, bei
der sich jedes Super-Pixel aus drei sogenannten Subpixeln zusammensetzt,
wobei ein Subpixel jeweils nur in einer der Primärfarben leuchtet und mit einem
der Bereiche 81a – e
korrespondiert, von denen lediglich sechs in 1 zu sehen
sind. Die drei Subpixel für die
Primärfarben
Rot, Gelb, Blau vermischen sich für ein Auge des Betrachters 46,
so daß aus
diesen drei Primärfarben
in jedem Superpixel beliebige Farben zusammengesetzt werden können.
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Das
erste Polarisationsfilter 51 läßt Licht, das zu dem zweiten
Polarisationsfilter 121 orthogonal also entlang der zweiten
Polarisationsachse 181 polarisiert ist, durch. Somit läßt er den
Lichtstrahl 161 passieren, wenn dieser von der Flüssigkristallschicht 91 in
seiner Polarisationsrichtung orthogonal gedreht ist. Falls der Lichtstrahl 161 von
der Flüssigkristallschicht 91 nicht
orthogonal gedreht ist, absorbiert er den Lichtstrahl 161.
Somit ist das Durchlaßverhalten der
Durchlaßeinrichtung 11 davon
abhängig,
ob der Lichtstrahl 161 in der Flüssigkristallschicht 91 in
seiner Polarisationsrichtung orthogonal gedreht wird oder nicht,
wobei auch graduelle Abstufungen möglich sind, indem durch die
Spannung über
die Schicht 91 das Verhältnis
des in der Polarisation gedrehten zu dem nicht in der Polarisation
gedrehten oder der Grad der Drehung von 0° bis 90° eingestellt wird. Wenn der
Lichtstrahl 161 durch das erste Polarisationsfilter 51 durchgelassen
wird, trifft er auf die reflektierende Schicht 6 und wird
von dieser reflektiert. Daraufhin durchläuft er wieder, aber diesmal
entgegen der Betrachterrichtung, das erste Polarisationsfilter 51,
das diesen durchläßt, und
passiert die untere Durchlaßglasschicht 61 und
die Farbfilterschicht 71, bevor er durch den ersten unteren
Elektrodenschichtbereich 81a in die Flüssigkristallschicht 91 eindringt.
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In
der Flüssigkristallschicht 91 wird
er wieder, wenn zwischen dem ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a und
der oberen Elektrodenschicht 101 kein elektrisches Feld
anliegt, in seiner Polarisationsrichtung um 90° gedreht, so daß er jetzt
entgegen der ersten Polarisationsachse 171 polarisiert
ist. Nach dem Durchschreiten der oberen Durchlaßglasschicht 111 trifft
er auf das zweite Polarisationsfilter 121, das diesen durchläßt. Nach
einem Passieren der unteren Glasschicht 21 und der oberen
Glasschicht 41 trifft der Lichtstrahl bei dem Betrachter 46 auf.
Dieser nimmt das dem Bereich 81a entsprechende Subpixel
wahr.
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Falls
eine Lichtintensität
des Umgebungslichts und damit die Intensität des Lichtstrahls 161 zu gering
ist, erkennt eine hier nicht gezeigte Steuereinrichtung, daß der Lichtstrahl 161 durch
einen OLED-Lichtstrahl 191 zu ersetzen ist. Das Erkennen findet
beispielweise mittels eines Helligkeitssensors oder anhand einer
die Tageszeit anzeigenden Uhr statt. Für das Ausbreitungsverhalten
des Lichtstrahls 191 gelten dieselben Zusammenhänge wie
für das Ausbreitungsverhalten
des Lichtstrahls 161. Dieser wird also auch in Abhängigkeit
von der Spannung zwischen den unteren Elektrodenschichtbereichen 81a – e und
der oberen Elektro denschicht 101 von dem ersten Polarisationsfilter örtlich selektiv
durchgelassen oder absorbiert. Somit kann der Betrachter 46 auch
beispielsweise bei Dunkelheit, wenn die Lichtintensität des Lichtstrahls 161 zu
gering ist, ein Bild wahrnehmen. Vorteilhaft ist hierbei das Abstrahlverhalten
in einen Raumwinkelbereich von 180° der nach unten gerichteten
bzw. leuchtenden OLEDs. Die OLEDs 31 sind in diesem Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise
gegenüber
den Elektrodenschichtausnehmungen 131 und den Farbfilterschichtausnehmungen 141 bzw.
zu den Zwischenräumen
ausgerichtet angeordnet, so daß bei
Umgebungslichtmodus, also bei ausgeschalteter Beleuchtung 31 das
Umgebungslicht ungehindert in die Pixelbereiche der Schicht 91 eindringen
kann, und umgekehrt auch die Strahlen 191 der OLEDs aufgrund
des Abstrahlverhaltens zum Großteil
die wirksamen Bereiche der Pixel nämlich die Farbfilterbereiche
passieren.
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2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Anzeige gemäß der vorliegenden
Erfindung. In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
werden gleiche oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Gegenüber dem
Ausführungsbeispiel
in 1 ist in 2 die obere
Glasschicht 41 durch eine Dünnschichtverkapselung 201 ersetzt.
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Die
Dünnschichtverkapselung 201 weist
eine geringere Dicke auf als die obere Glasschicht 41.
Die geringere Dicke der Dünnschichtverkapselung 201 führt zu einer
geringeren Einbautiefe der Anzeige 1.
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3 erläutert ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer Anzeige gemäß der vorliegenden
Erfindung. Ein Aufbau der OLED 31 ist hier so angepaßt, daß die OLED 31 direkt
auf das zweite Polarisationsfilter 121 gesetzt werden kann.
Die untere Glasschicht 21 aus 1 kann damit
weggelassen werden, was wiederum die Einbautiefe der Anzeige 1 reduziert.
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Der
aus der OLED 31 austretende Lichtstrahl 191 durchläuft zuerst
das zweite Polarisationsfilter 121, der wiederum dafür sorgt,
daß das
aus dem zweiten Polarisationsfilter 121 austretende Licht
entlang der ersten Polarisationsachse 171 polarisiert ist.
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Auch
die weiteren Schichten und Elemente übernehmen dieselbe Funktion
wie in 1.
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4 zeigt
eine Draufsicht auf eine Anzeige, die nach einem der vorhergehenden
Ausführungsbeispiele
aufgebaut ist. In ihr sind exemplarisch vier Pixel-Bereiche dargestellt,
nämlich
Pixel 211a – d. Gezeigt
ist ferner eine horizontale Achse 241 und eine vertikale
Achse 251. In den Pixeln 211a – d sind vertikale Leiterbahnen 221a,
b und horizontale Leiterbahnen 231a, b gezeigt. Die Leiterbahnen 221a, 221b entsprechen
beispielsweise den Elektroden 81a, 81b und die
Leiterbahn 231a der Elektrode 101. Die horizontale
Leiterbahn 231a verläuft
dabei entlang der horizontalen Achse 241, beispielsweise
die Zeilenrichtung, während
die vertikale Leiterbahn 221a entlang der vertikalen Achse 251 verläuft, beispielsweise
die Spaltenrichtung.
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Diese
Anordnung wird auch als Passiv-Matrix-Anzeige bezeichnet, wie es
im vorhergehenden beschrieben wurde. Dieser Aufbau einer Passiv-Matrix-Anzeige
wird vorzugsweise in Anzeigen mit einer geringen Anzahl an Pixeln
eingesetzt, da nur ein einziges Pixel jeweils zu einem bestimmten
Zeitpunkt leuchten kann. Die Ansteuerung der Pixel eines Anzeigebilds
erfolgt daher seriell hintereinander.
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Im
folgenden wird erläutert,
wie ein Pixel zum Leuchten gebracht wird. Dies soll beispielhaft
an dem Pixel 211a veranschaulicht werden. Das bedeutet, daß an den
vertikalen Leiterbahnen 221a, 221b eine positive
Spannung und an den horizontalen Leiterbahnen 231a, b eine
negative Spannung anliegt. Wird nun das Pixel 211a zum
Leuchten erregt, so erkennt eine nicht gezeigte Steuerungseinrichtung, daß die Spannung
der vertikalen Leiterbahn 221a auf Null und die Spannung
der horizontalen Leiterbahn 231a ebenfalls auf Null zu
setzen ist. Hierdurch liegt zwischen einem Überlappungsbereich der vertikalen Leiterbahn 221a und
der horizontalen Leiterbahn 231a keine Spannungsdifferenz
an. Hierdurch gibt es auch kein elektrisches Feld zwischen der vertikalen Leiterbahn 221a und
der horizontalen Leiterbahn 231a in dem Überlappungsbereich.
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Die
zwischen den vertikalen und horizontalen Leiterbahnen im Überlappungsbereich
angeordnete Flüssigkeitszelle 91a dreht
daraufhin die Polarisationsrichtung eines auf das Pixel 211a auftreffenden
Lichtstrahls um 90°.
Die Durchlaßeinrichtung
der in 4 dargestellten Anzeige entspricht der in 1 gezeigten
Durchlaßeinrichtung 11.
Nur auf das Pixel 211a auftreffende Lichtstrahlen werden
von der Durchlaßeinrichtung 11 durchgelassen,
während
alle auf sämtlichen
anderen Pixel 211b – d
auftreffenden Lichtstrahlen von der Durchlaßeinrichtung 11 absorbiert
werden. Ist die Intensität
der auf die Pixel 211a – d auftreffenden Lichtstrahlen
zu gering, so erkennt eine hier nicht gezeigte Steuerungseinrichtung
dies, und erregt das OLED-Feld 31 zum Leuchten. Das OLED-Feld 31 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
gitterförmig
aufgebaut und ersetzt somit das auf die Pixel auftreffende Tageslicht.
Wie oben erläutert,
werden die vertikale Leiterbahn 221a, b und die horizontale
Leiterbahn 231a, b wieder entsprechend des anzuzeigenden
Bildes angesteuert.
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Obige
Ausführungsbeispiele
weisen Pixel in rechteckiger Form auf. Jedoch können die Pixel in beliebigen
Formen wie z. B. Kreisen oder Ellipsen ausgeführt sein.
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Auch
die Anordnung der OLEDs gegenüber den
Elektrodenschichtausnehmungen 131 und den Farbfilterschichtausnehmun gen 141 ist
vorteilhaft. Jedoch können
die OLEDs auch in Bereichen, in denen sie mit den Flüssigkristallzellen 91a – e überlappen,
angeordnet werden. Auch die Implementierung der Farbfilterschicht 71 in
der Durchlaßeinrichtung 11 ist
optional. Die Farbfilterschicht 71 kann auch außerhalb
der Durchlaßeinrichtung 11 angeordnet
werden, oder sie kann beispielsweise bei Schwarzweißbildanzeigen
vollständig
weggelassen werden.
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Auch
kann die Durchlaßeinrichtung 11 nur ein
einziges Polarisationsfilter umfassen, so daß das erste Polarisationsfilter 51 weggelassen
werden kann.
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In
den obigen Ausführungsbeispielen
wurden für
die Durchlaßeinrichtung 11 sogenannte
Flüssigkristallzellen 91a – e verwendet.
Die Durchlaßeinrichtung 11 kann
aber auch in Form anderer Techniken wie z. B. MEMs bzw. Mikro-Elektro-Mechanische-Systeme,
ausgeführt
sein. Die Glasschichten 21, 41, 61, 111 können auch
in Form anderer lichtdurchlässiger
Materialien ausgeführt
sein.
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Die
reflektierende Schicht 6 kann in Form beliebiger Materialien
mit einem hohen Reflexionsfaktor, wie beispielsweise Aluminium,
ausgeführt
sein. In obigen Ausführungsbeispielen
ist erläutert,
daß die Farbfilterschicht 71 die
Primärfarben
Rot, Gelb, Blau herausfiltert. Dies ist in vielen Ausführungsbeispielen vorteilhaft,
jedoch können
auch andere Farbkomponenten als die Primärfarben herausgefiltert werden und
sich im Auge des Betrachters mischen.
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Statt
einer einzigen OLED 31 könnte auch die in mehrere OLEDs
strukturierte Beleuchtungseinrichtung zur künstlichen Beleuchtung der reflektiven Anzeigen
verwendet werden.
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Obige
Ausführungsbeispiele
zeigen, daß reflektive
LCD-Displays bzw.
Liquid-Crystal-Display, wie Flüssigkristallanzeigen, äußerst vorteilhaft
sind. Diese Anzeigen verwenden das Umgebungslicht anstelle eines
eingebauten Backlights und sind aus diesem Grund extrem leistungseffizient.
Diese Anzeigen zeigen insbesondere bei hohen Umgebungslichtstärken einen
hervorragenden Kontrast bei niedriger Leistungsaufnahme. Ein Nachteil
dieser Anzeigen zeigt sich bei geringem Umgebungslicht und Nachtanwendung.
Hier sind diese Anzeigen nicht tauglich und müssen beleuchtet werden. Bei
der Verwendung von Leuchtdioden als Beleuchtung müssen spezielle Lichtleitgläser eingesetzt
werden, um eine homogene Ausleuchtung zu erreichen. Dies erhöht allerdings die
Leistungsaufnahme und insbesondere die notwendige Einbautiefe. Weiterhin
wird durch die Beleuchtung der Kontrast des Displays vermindert.
Um diese Problematik zu umgehen, sind momentan transflective Displays
in der Entwicklung, wobei bei diesen Anzeigen der Reflektor des
LCD strukturiert und mit einem Backlight versehen wird, um eine
Beleuchtung der Anzeige im transparenten Mode im Falle von geringem
Umgebungslicht zu ermöglichen. Neben
der Strukturierung des Reflektors 6 erfordert diese Anwendung
insbesondere ein polarisiertes Backlight, so daß Licht optisch an das Display
im reflektiven Mode angepaßt
werden sollte. Diese Anordnung erhöht zum einen die Einbautiefe
der Anzeige und erhöht
zum anderen den Preis der Anzeige erheblich.
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In
obigen Ausführungsbeispielen
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden OLEDs als Vorderseitenbeleuchtung von reflektiven
Displays genutzt. Hierdurch können
verschiedene Vorteile bei der Herstellung der Anzeigen und deren
Betrieb kombiniert werden.
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Die
Beleuchtung von reflektiven Displays wird einmal durch die Verwendung
von externen Beleuchtungen verwirklicht oder durch den Einsatz transflectiver
Displays. Bei den transflectiven Displays wird der Reflektor 1 des
Displays durch einen Fertigungsschritt strukturiert und hinter dieser Öffnung ein
Backlight plaziert. Im Fall einer schlechten Umgebungsbeleuchtung
wird dieses Backlight eingeschaltet und sorgt hiermit für die Nutzung
der Anzeige als transmissive Anzeige oder auch als Normal-LCD-Mode.
Dabei werden Dabei werden verschiedene Ausfertigungsarten unterschieden.
Bei einer Einzellenstruktur wird das Backlight direkt unterhalb
des Reflektors 1 plaziert, die optische Anpassung des Lichtwegs
muß ein
Kompromiß zwischen dem
reflektiven und transmissiven Mode sein. Im Fall einer Zweizellenanordnung
wird zusätzlich
unter der Öffnung
im Reflektor eine weitere optische Wegstrecke zwischen Reflektor
und Backlight eingebaut, was eine unabhängige Anpassung der Lichtstrecke
im reflektiven und transmissiven Mode erlaubt. Hierdurch werden
allerdings die Herstellungskosten durch einen zusätzlichen
Prozeßschritt
erhöht.
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Eine
Anzeige, welche eine gute Ablesbarkeit in der hellen wie in der
dunklen Umgebung ermöglicht,
wird in obigen Ausführungsbeispielen
gemäß der vorliegenden
Erfindung erläutert.
Gleichzeitig ist der Aufwand für
die Fertigung der Anzeigen in obigen Ausführungsbeispielen reduziert.
In obigen Ausführungsbeispielen
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden OLEDs als Beleuchtung an der Vorderseite des reflektiven
Displays verwendet, um eine gute Ablesbarkeit der Anzeige im Dunkeln
zu ermöglichen. Aufgrund
der Abstrahlcharakteristik der OLED ist eine homogene Ausleuchtung
des LCD-Displays möglich.
Gleichzeitig wird der Kontrast des Displays nicht verringert. Hierdurch
wird in den obigen Ausführungsbeispielen
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Einbautiefe und der Fertigungsaufwand erniedrigt.
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Die
obigen Ausführungsbeispiele
gemäß der vorliegenden
Erfindung weisen Vorteile in der Ausleuchtung reflektiver Displays
durch eine integrierte Beleuchtung, die Tatsache, daß keine
optische Weganpassung erforderlich ist, eine große Flexibilität, da diese
bei beliebigen vorhandenen Displays einsetzbar ist, und eine verringerte
Einbautiefe gegenüber
transflectiven Displays auf.
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In
obigen Ausführungsbeispielen
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird auf einer Glasplatte geringer Dicke eine OLED so
strukturiert, daß sie
eine fast geschlossene Ring struktur um jedes spätere Pixel bildet. Diese OLED
wird auf dem LCD-Display so justiert, daß die OLED 31 die
Zwischenräume 131, 141 zwischen
den Pixeln 211a – d
ausfüllt.
Im Fall einer Beleuchtung leuchtet die OLED 31 als simuliertes Außenlicht
die LCD homogen aus. Die LCD, im Fall einer Passiv-Matrix-Anordnung,
besteht in obigen Ausführungsbeispielen
aus einer Spiegelschicht 6, darauf folgt die erste Polarisationsschicht 51,
aufgebracht auf der ersten Glasplatte 61, wobei die folgenden
Farbfilter 71 optional sind. Nun folgt die eigentliche
LC-Zelle bzw. Flüssigkristallzelle
mit ITO-Kontakten 81a – e, 101 und
dem LC bzw. der Flüssigkristallschicht 91.
Abgeschlossen wird die Zelle wieder mit einem Glas 111 und
dem zweiten Polarisator 121. Auf diese Struktur wird nun
justiert die OLED 31 aufgebracht, die aus dem Substratglas 21,
der OLED 31 und dem Deckglas 41 besteht. Die OLED-Bereiche sind
so angeordnet, daß nur
die nichtgenutzten Bereiche zwischen den LCD-Zellen bzw. Flüssigkristallzellen
zur Beleuchtung genutzt wird. Da die OLED 31 durch eine
nichttransparente Metallelektrode abgeschlossen wird, leuchtet die
OLED nur in Richtung der LCD-Zelle.
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Die
vorliegenden Ausführungsbeispiele
bezogen sich zwar lediglich auf Passiv-Matrix-Anzeigen, sind aber
ferner auf Aktiv-Matrix-Displays übertragbar, indem die OLEDs 31 justiert
zu einer Aktiv-Matrix-Anzeige aufgebracht werden. Hierzu ist die erste
Glasplatte 111 der LCD-Zelle als Aktiv-Matrix-Backplane-Substrat
ausgebildet, die eine pixelindividuelle Potentialbelegung der Elektrodenschicht 101 gegen
ein gemeinsames Potential der dann gemeinsamen Elektrodenschicht 81 ermöglicht.
Ansonsten könnte
der Aufbau identisch sein. Eine weitere Ausführungsform liegt in obigen
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung vor, wenn die OLED 31 anstelle
einer Glasplatte 41 durch die Dünnschichtverkapselung 201 abgeschlossen
wird, was die effektive Anzeigendicke verringert.
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Eine
weitere Implementierungsform, welche in obigen Ausführungsbeispielen
gezeigt ist, liegt vor, wenn die OLED 31 invertiert aufgebaut
wird, so daß die
OLED mit einer nichttransparenten Kathode startet und durch eine
transparente Deckelektrode abgeschlossen wird. In diesem Fall ist
es möglich,
die Verkapselung der OLED 31 mit der oberen Glasplatte der
LCD-Zelle 11 zu verbinden.
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In
obigen Ausführungsbeispielen
erfolgt die Beleuchtung eines LCD-Displays durch eine strukturierte
OLED 31, was dadurch gekennzeichnet ist, daß die OLED 31 nur
einen Teil der LCD-Zelle 91a – e nutzt und justiert zum
LCD-Display 1 auf dem Display 1 angebracht wird.
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In
obigen Ausführungsbeispielen
ist ein System aufgeführt,
bei dem die OLED 31 so strukturiert wird, daß nur der
nicht angesteuerte Bereich zwischen den LCD-Zellen zur Beleuchtung
genutzt wird.
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In
obigen Ausführungsbeispielen
wird gezeigt, daß eine
OLED 31 durch eine Dünnschichtverkapselung 201 verkapselt
werden kann.
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In
obigen Ausführungsbeispielen
kann die OLED 31 durch eine der Glasschichten 111 mit
der LCD verkapselt werden.