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Die
Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit und ein Verfahren zur Herstellung
einer Anzeigeeinheit.
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Bei
einer Vielzahl von elektrischen Geräten ist es erforderlich, Information
auf einer Anzeigeeinheit bzw. einem Display darzustellen. Wichtige
Qualitätskriterien
bei einer Anzeigeeinheit sind unter anderem Herstellungskosten,
erforderlicher Energieverbrauch, Helligkeit und Lebensdauer. In
neuester Zeit haben insbesondere Anzeigeeinheiten, welche mit sogenannten
organischen Leuchtdioden bzw. „Organic
Light Emitting Diodes" (OLEDs)
arbeiten Anwendung gefunden. Aufgrund von Problemen bezüglich Helligkeit
und Lebensdauer sind derzeit die monochrom emittierenden Anzeigeeinheiten
mit OLEDs weiter verbreitet als Vollfarbendisplays..
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OLED's können auch
auf organischen Substraten aufgebracht werden. Displays auf OLED
Basis verbrauchen wenig Strom, weshalb sie besonderes für mobile
elektrische Geräte
geeignet sind. Weiterhin ist der Betrieb auch bei tiefen Temperaturen
bei wenig veränderter
Ansprechzeit möglich.
Tiefe Temperaturen, die bei Anzeigeeinheiten beispielsweise in Fahrzeugen
oder bei Mobiltelefonen auftreten können, liegen beispielsweise
bei –30 °C.
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OLED'S eignen sich weiterhin
insbesondere für
elektrische Geräte
mit kleinen Abmessungen, wie beispielsweise Mobiltelefone, da keine
Hintergrundbeleuchtung erforderlich ist.
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Nachteilig
ist, dass bei diesem monochrom emittierenden Display aufgrund der
zur Verfügung stehenden
Emittersubstanzen, welche bei bestimmten Wellenlängen abstrahlen, nur bestimmte
Farben zur Verfügung
stehen. Diese sind in Abhängigkeit
von der Verwendung der Anzeigeeinheit oft nicht geeignet, die Information
auf der Anzeigeeinheit gut sichtbar darzustellen.
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Um
diesen Nachteil zu beseitigen, werden derzeit hauptsächlich Flüssigkristall-Anzeigen
verwendet, deren farbliche Erscheinung durch eine passende Hinterleuchtung
mit entsprechenden Leuchtdioden (LEDs) angepasst werden kann. Diese
Anzeigeeinheiten werden auch als „area colour displays" bezeichnet, da eine
bestimmte Farbe für
eine bestimmte Fläche
vorgesehen ist. Die Verwendung von Flüssigkeitskristall-Anzeigen erfolgt
deshalb, weil bei selbst emittierenden Anzeigeeinheiten, wie beispielsweise
auf OLED-Basis arbeitenden, eine sehr aufwändige chemische Anpassung der
Emittersubstanz erforderlich ist.
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Weiterhin
ist der Einsatz eines Vollfarbendisplays möglich, welches beispielsweise
auf Flüssigkristall-Technologie
oder Plasma-Technologie beruht. Bei einem Vollfarbendisplay können an
jedem Bildpunkt bzw. Pixel die für
eine Farbmischung erforderlichen drei Grundfarben angezeigt werden
um an diesem Bildpunkt beliebige Farben herzustellen. Infolgedessen
ist keine Hintergrundbeleuchtung in einer entsprechenden Farbe erforderlich.
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Von
der Verwendung von Vollfarbendisplays wird jedoch zumeist abgesehen,
da Vollfarbendisplays in der Herstellung sehr teuer sind. Dies stellt
einen Nachteil insbesondere für
Massenprodukte dar.
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Aufgrund
der im Vergleich zu „area
colour displays" höheren Auflösung ist
weiterhin der Energieverbrauch im Vergleich zu diesen höher, was nachteilig
für die
Verwendung in mobilen Geräten
ist.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, Informationen
gut sichtbar auf einer Anzeigeeinheit darzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es
ist Kern der Erfindung, dass bei einer Anzeigeeinheit, welche zumindest
einen Bildpunkt bzw. Pixel aufweist, zumindest zwei Emittersubstanzen vorgesehen
sind. Beide sind in der vordefinierten Fläche des Bildpunktes aufgebracht
und die Emissionswellenlänge
der ersten Emittersubstanz ist verschieden von der Emissionswellenlänge der
zweiten Emittersubstanz. Jede der Emissionswellenlängen ruft beim
Benutzer eine Farbe bzw. einen Farbeindruck hervor. Durch die Aufbringung
der zwei Emittersubstanzen kann damit eine Farbe erzielt werden,
welche unterschiedlich ist zur jeweiligen Farbe der einzelnen Emittersubstanzen,
ohne dass eine aufwändige
chemische Behandlung der Emittersubstanz nötig wäre. Dies ermöglicht eine
gute Sichtbarkeit, beispielsweise durch die Herstellung eines entsprechenden
Kontrasts.
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Vorzugsweise
kann die Farbe durch ein entsprechendes Mischverhältnis von
erster und zweiter Emittersubstanz festgelegt werden. Dadurch kann die
Farbpalette, welche für
OLED Anzeigeeinheiten zur Verfügung
steht mit einfachen Mitteln erweitert werden, was beispielsweise
für eine
benutzerfreundliche Aufbereitung eines Anzeigeinhalts von Wichtigkeit
ist, etwa indem wichtige Inhalte farblich hervorgehoben dargestellt werden.
Auch eine – im
Kontrast zur Umgebung, in der sich die Anzeigeeinheit befindet,
stehende Farbgestaltung ist vorgesehen. Dies erhöht die Sichtbarkeit und Lesbarkeit
von Information.
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Besondere
Farbeffekte können
durch entsprechende Aufprägung
der ersten und zweiten Emittersubstanz in Teilbereichen des Bildpunktes
erzielt werden. Beispielsweise können
somit graduelle Farbabstufungen vorgenommen werden, welche die Sichtbarkeit
erhöhen.
Damit kann die Aufmerksamkeit des Benutzers auf bestimmte Information
gerichtet werden.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen
Anzeigeeinheit. Vorzugsweise werden dazu erste und zweite Emittersubstanz
auf ein Trägermaterial,
auf dem Bildpunkte definiert sind, mittels Tintenstrahldrucks aufgebracht.
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Damit
kann sowohl die örtliche
als auch die quantitative Aufbringung der Emittersubstanzen zuverlässig und
mit einfachen Mitteln gesteuert werden.
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Weitere
Vorschläge
der Erfindung werden anhand ausgewählter Beispiele detailliert
dargelegt. Es zeigen:
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1 den
schematischen Aufbau einer organischen Leuchtdiode (OLED),
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2 eine
Verteilung von erster und zweiter Emittersubstanz auf einem Trägermaterial
und
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3 eine
weitere beispielhafte Verteilung von erster und zweiter Emittersubstanz
auf einem Trägermaterial.
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In 1 ist
in einer Explosionszeichnung schematisch ein Aufbau einer organischen
Leuchtdiode (OLED) dargestellt. Ein Substrat SU dient als Basis
für den
Aufbau. Das Substrat SU ist insbesondere transparent und besteht
beispielsweise aus Glas, Quarz oder Polymerfolie. Das Substrat SU
kann ferner flexibel oder starr gestaltet sein. Über dem Substrat SU ist eine
Anode AN angeordnet. Die Anode AN besteht aus einer elektrisch leitfähigen und
für sichtbares
Licht durchlässigen
Schicht, beispielsweise einer Indium-Zinn-Oxid (ITO)-Schicht.
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Das
Licht wird in einer organischen Schicht OS gebildet, wenn dort Paare
von Elektronen und Löchern
rekombinieren und dabei jeweils ein Photon erzeugen. Das Licht wird
durch das optisch transparente Substrat SU abgestrahlt. Um eine
hohe Effizienz bezüglich
der Lichtausbeute zu erreichen, werden eine oder mehrere organische
Schichten aufgebracht.
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Die
organische Schicht OS wird direkt auf die Anode aufgebracht oder
auf – über der
Anode AN aufgebrachten Zwischenschichten.
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Das
bzw. die für
die organische Schicht verwendeten Materialien werden im Folgenden
auch als Emittersubstanzen bezeichnet.
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Als
Kathode KA wird ein optisch nicht transparenter Metallkontakt mit
niedriger Austrittsarbeit, wie beispielsweise Kalzium aufgebracht,
beispielsweise durch Aufdampfen. Beim Anlegen einer äußeren Spannung
U zwischen Kathode KA und Anode AN kommt es zur Emission von Licht.
Die Farbe des emittierten Lichts hängt von den eingesetzten organischen
Materialien bzw. Emittersubstanzen ab.
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Als
organische Materialien bzw. Emittersubstanzen werden polymere Verbindungen
oder niedermolekulare Materialien verwendet. Als Trägermaterial
für die
organischen Substanzen kann – wie
bereits dargelegt- die Anode selbst dienen oder ein weiteres Material,
auf welchem dann die Emittersubstanzen aufgebracht werden.
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Die
Farbe des emittierten Lichts wird durch die Energielücke der
Emittersubstanz bestimmt, d.h. durch die Energie, welche frei wird,
wenn ein Elektron und ein Loch zusammentreffen und rekombinieren. Diese
Energie und damit die Farbe der Emission hängt von der Wahl der Emittersubstanz
ab.
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Bei
der räumlich
engen Aufbringung von Emittersubstanzen, welche bei unterschiedlichen Wellenlängen emittieren,
wird beim Benutzer für
den räumlich
engen Bereich der Eindruck einer Mischfarbe hervorgerufen.
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Als
räumlich
enger Bereich eignet sich insbesondere ein Bildpunkt, d.h. ein Bereich
einer Anzeigeeinheit, d.h. die kleinstmögliche Auflösung einer Darstellung auf
einer Anzeigeeinheit.
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Die
organische Schicht OS besteht aus zumindest einem, im Allgemeinen
aus einer Mehrzahl von Bildpunkten BP, welche auch als Pixels bezeichnet
werden. In 2 ist ein solcher Bildpunkt
BP beispielhaft im Detail dargestellt. Der Bildpunkt BP besitzt
eine vordefinierte Fläche.
Innerhalb dieser vordefinierten Fläche ist eine erste Emittersubstanz
E1 und eine zweite Emittersubstanz E2 aufgebracht. Hierbei emittiert
die erste Emittersubstanz E1 bei einer ersten Wellenlänge, die
zweite Emittersubstanz E2 bei einer zweiten Wellenlänge, welche
verschieden von der ersten Wellenlänge ist. Damit ergibt sich für den Bildpunkt
der Eindruck einer Farbe, welche verschieden von der Farbe der Emittersubstanz
E1 oder der Emittersubstanz E2 ist.
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Wie
in 2 gezeigt, ist die erste Emittersubstanz E1 in
einem Teilbereich des Bildpunktes beispielsweise über Tintenstrahldruck
in Streifen aufgebracht, und die zweite Emittersubstanz E2 in dem verbleibenden
Teilbereich. Dadurch kann die farbliche Erscheinung des Bildpunkts
so gestaltet werden, dass ein kontinuierlicher Übergang von einer ersten Farbe,
welche der ersten Wellenlänge
entspricht, beispielsweise rot, zu einer zweiten Farbe, welche der zweiten
Wellenlänge
entspricht, beispielsweise orange, realisiert werden, da für das Auge
eine Mischfarbe entsteht.
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Somit
ist es beispielsweise möglich,
8/10 des Bildpunktes BP mit einer ersten Emittersubstanz E1 zu bedrucken,
welche bei 550 Nanometer emittiert und 2/10 mit einer zweiten Emittersubstanz,
die bei 600 Nanometer emittiert. Die wahrgenommene Emissionsfarbe
ist dann eine Mischfarbe aus beiden emittierten Spektren und könnte im
genannten Beispiel bei etwa 560 Nanometer liegen.
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In 3 ist
eine weitere beispielhafte Gestaltung eines Bildpunktes BP dargestellt.
Im Gegensatz zu 2 ist die Verteilung der zweiten
Emittersubstanz E2 innerhalb von Bereichen, in denen die erste Emittersubstanz
E1 aufgebracht ist, gleichmäßiger. Dadurch
werden, nicht wie bei 2 Übergangseffekte erzielt, sondern
eine gleichmäßige Mischfarbe.
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Wie
in 3 dargestellt, wird dazu in einem ersten Teilbereich
T1 die Emittersubstanz E1 aufgebracht, in einem zweiten Teilbereich
T2 die zweite Emittersubstanz E2, dann wiederum in einem weiteren
Teilbereich T1' die
erste Emittersubstanz, in dem Teilbereich T2' die zweite Emittersubstanz und im Teilbereich
T1'' die erste Emittersubstanz.
Das Verhältnis
der Gesamtgröße der Teilbereiche
T1, T1' und T1'' , in denen die erste Emittersubstanz
E1 aufgebracht ist, bestimmt das Mischverhältnis und somit die wahrgenommene
Farbe.
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Durch
die Aufteilung der einzelnen Teilbereiche, d.h. wie groß beispielsweise
der erste Teilbereich T1 im Verhältnis
zum zweiten Teilbereich T2 ist und wie diese angeordnet sind, können entsprechende
Farbeffekte erzielt werden. Aufgrund der größeren Anzahl von zur Verfügung stehenden
Farben – ohne aufwendige
chemische Veränderungen
oder einer Suche nach neuen Emittersubstanzen – ist es möglich Informationsinhalte übersichtlicher
und besser sichtbar darzustellen.
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Die
einzelnen Bereiche, in denen sich die erste Emittersubstanz E1 und
die zweite Emittersubstanz E2 befinden, können nebeneinander, wie in den 2 und 3 dargestellt,
aufgebracht werden. Alternativ ist es auch vorgesehen, zumindest Teilbereiche,
in denen die erste Emittersubstanz E1 aufgebracht ist, auch die
Emittersubstanz E2 überlappend
aufzutragen. Auch dadurch kann eine Mischfarbe erzielt werden. Die
erzielte Mischfarbe hängt
hier neben den Flächen,
auf denen die zumindest zwei Emittersubstanz aufgebracht sind und
deren Emissionswellenlängen
auch von der Schichtdicke der einzelnen Emittersubstanz ab. Dadurch
kann die Farbe der Anzeigeeinheit in Abhängigkeit von der Umgebung gewählt werden
um beispielsweise durch Kontrasteffekte das Augenmerk auf wichtige
Informationsinhalte zu lenken.
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Weiterhin
ist es vorgesehen, noch weitere Emittersubstanzen, d.h. zumindest
eine dritte Emittersubstanz mit eine Emissionswellenlänge, welche verschieden
von der ersten und zweiten Emissionswellenlänge ist, aufzubringen. Dadurch
werden die Mischmöglichkeiten
erweitert.
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Derartige
Anzeigeeinheiten oder OLED's
lassen sich in elektrischen Geräten
wie beispielsweise portablen Kommunikationsendgeräten wie
Mobiltelefonen, PDA's,
Laptops einsetzen. Besonders vorteilhaft ist hierbei der geringe
Energieverbrauch.
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Weiterhin
können
diese Anzeigeinheiten Anwendung im Automobilbereich für den Fahrcomputer oder
zusätzliche
Navigationssysteme finden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft,
dass die Farbe der Anzeigeeinheit an die Umgebung angepasst werden kann
um die Sichtbarkeit von dargestellten Informationsinhalten zu erhöhen.
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Ein
elektrisches Gerät
EG ist in 4 dargestellt. Es weist neben
einer Anzeigeeinheit AE wie oben beschrieben auch eine Benutzeroberfläche MMI
zur Interaktion des Benutzers mit dem elektrischen Gerät auf. Insbesondere
ist auch die Anzeigeeinheit AE Bestandteil der Benutzeroberfläche MMI.