DE102017105677A1 - Displaykonstrukt mit integriertem schaltbaren Spiegel und entsprechende Systeme und Verfahren - Google Patents

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Abstract

Eine Displayvorrichtung umfasst ein Flüssigkristalldisplay, das für eine wahlweise Übertragung von Licht geeignet ist. Die Displayvorrichtung hat auch einen schaltbaren Spiegel, der geeignet ist zu Schalten von einem durchsichtigen Zustand in einen reflektierenden Zustand. Das Flüssigkristalldisplay umfasst eine Flüssigkristallschicht, die zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat angeordnet ist. Um die Farbintegrität zu erhalten, sind ein Farbfilter und ein schaltbarer Spiegel auch zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft allgemein elektronische Geräte und insbesondere elektronische Geräte, die Displays verwenden.
  • Technischer Hintergrund
  • Intelligente tragbare Geräte wie Smartphones und Tablet-Computer werden zu zunehmend leistungsfähigen Rechenwerkzeugen und erfahren daher in der heutigen Gesellschaft zunehmende Verbreitung. Vor wenigen Jahren noch war ein Mobiltelefon ein einfaches Gerät, das man nur zum Telefonieren benutzen konnte. Die heutigen "intelligenten" Geräte hingegen sind nicht nur Telefone, sondern können Adressen verwalten, Kalender führen, Musik und Videos spielen, Bilder anzeigen und dem Nutzer das Surfen im Internet ermöglichen.
  • Da diese Geräte immer mehr Möglichkeiten bieten, wurden auch ihre Nutzerschnittstellen weiterentwickelt. Physische Tastaturen mit einer begrenzten Anzahl von Tasten sind einer modernen Nutzereingabevorrichtung wie beispielsweise einem berührungsempfindlichen Display gewichen, wobei diese Displays allerdings nicht bei sämtlichen Lichtbedingungen gut zu lesen sind. Ein spezielles Display, das bei schlechten Lichtbedingungen gut zu lesen ist, ist in der Sonne gegebenenfalls nur schlecht lesbar. Es hat bereits Versuche gegeben, transflektive Displays herzustellen, doch leiden diese bei hellen Lichtbedingungen unter "ausgewaschenen" Farben. Es wäre vorteilhaft, über ein besseres Display zur Verwendung bei elektronischen Geräten zu verfügen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein erläuterndes elektronisches Gerät gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung;
  • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines erläuternden elektronischen Geräts gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung;
  • 3 ist eine auseinandergezogene Darstellung eines erläuternden elektronischen Geräts gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung;
  • 4 ist eine auseinandergezogene Darstellung eines erläuternden elektronischen Geräts gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung;
  • 5 ist eine Schnittansicht einer erläuternden Nutzerschnittstelle, die eine Displaykonstruktion gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung verwendet;
  • 6 ist eine auseinandergezogene Schnittansicht einer weiteren Nutzerschnittstelle, die eine weitere Displaykonstruktion gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung verwendet;
  • 7 zeigt ein erläuterndes Display gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung, das in einem lichtdurchlässigen Modus arbeitet, wobei ein schaltbarer Spiegel in einem durchsichtigen Zustand arbeitet;
  • 8 zeigt ein erläuterndes Display gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung, das in einem reflektierenden Modus arbeitet, wobei ein reflektierender Spiegel in einem reflektierenden Zustand arbeitet;
  • 9 zeigt ein erläuterndes Display gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung, das in einem lichtdurchlässigen Modus arbeitet, wobei ein schaltbarer Spiegel in einem durchsichtigen Zustand arbeitet;
  • 10 zeigt ein erläuterndes Display gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung, das in einem reflektierenden Modus arbeitet, wobei ein schaltbarer Spiegel in einem reflektierenden Zustand arbeitet.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass Elemente in den Figuren im Hinblick auf eine einfache übersichtliche Darstellung nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeigt sind. Es können zum Beispiel die Dimensionen von manchen Elementen im Vergleich zu anderen Elementen übertrieben sein, um die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf diese Weise besser verständlich zu machen.
  • DETAILBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Vor der eingehenden Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist darauf hinzuweisen, dass die Ausführungsformen primär in Kombinationen von Verfahrensschritten und Vorrichtungskomponenten bestehen, die sich auf eine Displaykonstruktion beziehen, die einen schaltbaren Spiegel zwischen zwei Substraten eines Displays verwendet. Beschriebene Prozesse/Abläufe oder Blöcke in einem Flussdiagramm können Module, Segmente oder Teile eines Codes sein, die einen oder mehrere ausführbare Befehle für die Implementierung spezieller logischer Funktionen oder Schritte in einem Verfahren enthalten. Alternative Implementierungen sind ebenfalls umfasst, und es versteht sich, dass Funktionen abhängig von der beteiligten Funktionalität in einer anderen als der angegebenen Reihenfolge, unter anderem auch parallel oder in umgekehrter Reihenfolge, ausgeführt werden können. Aus diesem Grund sind Vorrichtungskomponenten und Verfahrensschritte in den Zeichnungen gegebenenfalls mit üblichen Symbolen bezeichnet, wobei nur diejenigen speziellen Details dargestellt sind, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung notwendig sind, um die Beschreibung nicht unnötigerweise mit Details zu überladen, die sich dem Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung ohne weiteres erschließen.
  • Ausführungsformen der Erfindung sind keine Wiedergabe einer praktizierten alltäglichen Geschäftsmethode, deren Ziel die Verarbeitung von Geschäftsinformationen ist, und sie sind auch keine Anwendung eines bekannten Geschäftsprozesses auf das spezielle technologische Umfeld des Internets. Darüber hinaus werden durch die Ausführungsformen der Erfindung keine Vertragsbeziehungen geschaffen oder geändert, indem generische Computerfunktionen und übliche Netzwerkoperationen verwendet werden. Es werden im Gegenteil in Ausführungsformen der Erfindung Verfahren oder Vorgehensweisen angewendet, die bei Anwendung auf elektronische Geräte und/oder auf die Nutzerschnittstellentechnologie die Funktionstüchtigkeit des elektronischen Geräts selbst und die Nutzererfahrung insgesamt verbessern, um Probleme zu beseitigen, die insbesondere im Bereich der Technologie entstehen, die mit der Interaktion zwischen dem elektronischen Gerät und dem Nutzer verbunden ist.
  • Es versteht sich, dass Ausführungsformen der vorliegend beschriebenen Erfindung aus einem oder mehreren üblichen Prozessoren und einmaligen gespeicherten Programmbefehlen bestehen, die den oder die Prozessoren in Verbindung mit bestimmten Nichtprozessorschaltungen zur Ausführung von einigen, den meisten oder sämtlichen Funktionen zum Transformieren einer Displayvorrichtung steuern, bei welcher ein schaltbarer Spiegel zwischen Substraten einer Flüssigkristallanzeigeschicht angeordnet ist, zwischen einem vorliegend beschriebenen durchsichtigen Zustand und einem reflektierenden Zustand. Die Nichtprozessorschaltungen können unter anderem einen Funkempfänger, einen Funksender, Signaltreiber, Taktschaltungen, Stromversorgungsschaltungen und Nutzereingabevorrichtungen umfassen, ohne Beschränkung hierauf. Solchermaßen können diese Funktionen als Schritte eines Verfahrens zum Durchführen von Steuerungsvorgängen einer Anzeige- bzw. Displayvorrichtung interpretiert werden, die eine Flüssigkristallanzeige und einen schaltbaren Spiegel umfasst, wobei der schaltbare Spiegel zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat der Flüssigkristallanzeige angeordnet ist. Alternativ könnten einige oder alle Funktionen durch eine Zustandsmaschine ausgeführt werden, die nicht über gespeicherte Programmanweisungen verfügt, oder in einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), in denen die jeweilige Funktion oder manche Kombination von einigen der Funktionen als kundenspezifische Logik implementiert werden. Selbstverständlich könnte auch eine Kombination der beiden Vorgehensweisen verwendet werden. Aus diesem Grund werden vorliegend Verfahren und Mittel für diese Funktionen beschrieben. Ferner wird davon ausgegangen, dass der Fachmann angeleitet durch die vorliegend beschriebenen Gedanken und Grundlagen ohne weiteres in der Lage ist, bei minimalem Experimentieren solche Softwarebefehle und Programme und ICs zu generieren, auch wenn hiermit unter Umständen ein größerer Aufwand verbunden ist und zum Beispiel die verfügbare Zeit, die aktuelle Technologie und wirtschaftliche Überlegungen eine Rolle spielen.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr im Detail erläutert. Dabei wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Elemente durchgehend gleich gekennzeichnet sind. In der Beschreibung und in den Ansprüchen werden die folgenden Begriffe verwendet, die, sofern der Kontext nichts anderes vorgibt, ausdrücklich die ihnen in der vorliegenden Beschreibung zugeordnete Bedeutung haben: die Begriffe "ein/e/r/s" und "der/die/das" umfassen ebenfalls den Plural, und der Begriff "in" umfasst "in" oder "an/auf/bei". In der vorliegenden Beschreibung wird der Begriff "wirkverbunden oder betriebsmäßig verbunden" verwendet, wenn Informationen zwischen solchen Komponenten gesendet werden können, selbst wenn eine oder mehrere Zwischenkomponenten oder intervenierende Komponenten zwischen die genannten Komponenten geschaltet oder entlang ihres Verbindungsweges vorgesehen sind. Die Begriffe "im Wesentlichen" und "etwa" werden verwendet, um auf Dimensionen, Richtungen oder Anordnungen, die Fertigungstoleranzen beinhalten, Bezug zu nehmen. Daher würde ein "im Wesentlichen rechter" Winkel mit einer Fertigungstoleranz von plus oder minus zwei Grad, alle Winkel zwischen 88 und 92 Grad einschließen. Relationale Begriffe wie erste/r/s und zweit/e/r/s, oben und unten und dergleichen werden gegebenenfalls nur verwendet, um eine Einheit von einer weiteren Einheit oder einen Vorgang von einem weiteren Vorgang zu unterscheiden, ohne dass zwischen diesen Einheiten oder Vorgängen tatsächlich eine solche Beziehung oder eine solche Ordnung oder Reihenfolge besteht. In Klammern stehende Bezugszeichen verweisen auf Komponenten, die außer den jeweils aktuell erläuterten Komponenten in einer Figur gezeigt sind. Wenn beispielsweise bei der Erläuterung von Figur A von einem Gerät (10) die Rede ist, würde dies auf ein Element 10 verweisen, das in einer anderen Figur als Figur A dargestellt ist.
  • Durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine Displayvorrichtung angegeben, die ein Flüssigkristalldisplay aufweist, das geeignet ist für eine selektive Übertragung von Licht in Reaktion auf einen oder mehrere Prozessoren. In einer oder in mehreren Ausführungsformen umfasst die Displayvorrichtung ferner einen schaltbaren Spiegel, der ausgebildet ist zum Schalten von einem durchsichtigen Zustand in einen reflektierenden Zustand. In einer oder in mehreren Ausführungsformen umfasst das Flüssigkristalldisplay eine Flüssigkristallschicht, die zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat angeordnet ist. Um eine singuläre Konstruktion zu bilden, ist der schaltbare Spiegel in einer oder in mehreren Ausführungsformen ebenfalls zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet. Dies steht im Gegensatz zu transflektiven Displayausbildungen des Standes der Technik, bei denen transflektive Materialien außerhalb, d.h. oberhalb oder unterhalb des Flüssigkristalldisplays angeordnet sind. Die durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellte unitäre Displaykonstruktion bietet entscheidende Vorteile gegenüber Displayanordnungen des Standes der Technik, bei denen ein Flüssigkristalldisplay zum Beispiel über oder unter einer transflektiven Schicht angeordnet ist.
  • Grundsätzlich gibt es drei Arten von Displays nach dem Stand der Technik: ein lichtdurchlässiges, ein reflektierendes und ein transflektives Display. Bei dem lichtdurchlässigen Display überträgt eine Hintergrundbeleuchtung Licht durch eine Flüssigkristallschicht, um einem Nutzer Informationen zu präsentieren. Solche Displays funktionieren gut bei schwachem Licht und bei Umgebungslicht. Bei hellem Licht wie zum Beispiel vollem Sonnenlicht sind sie jedoch kaum lesbar. Reflektierende Displays hingegen reflektieren Umgebungslicht von einer reflektierenden Vorrichtung zu den Augen des Nutzers. Diese Displays funktionieren gut bei hellem Licht, sind aber bei schwachem Licht schwierig zu lesen.
  • Aufgrund dieser Probleme haben Konstrukteure versucht, transflektive Displays zu schaffen, die eine Hintergrundbeleuchtung verwenden und einen Transflektor, der unter einem Flüssigkristalldisplaymodul angeordnet ist. Diese Konstruktionen nach dem Stand der Technik schaffen Problem in zweierlei Hinsicht: zum einen liegen die lichtdurchlässigen Bereiche jedes Pixels und die reflektierenden Bereiche jedes Pixels an verschiedenen Stellen. Dadurch wird entweder die wirksame Fläche der reflektierenden Bereiche oder der lichtdurchlässigen Bereiche um die Hälfte reduziert. Darüber hinaus können mitunter sechs anstelle der üblichen drei Farbelemente für jedes Pixel, d.h. ein einzelnes rotes, grünes und blaues Farbelement, erforderlich sein.
  • Das größere Problem ergibt sich, wenn diese bekannten Vorrichtungen in dem reflektierenden Modus arbeiten. Da die "aufgestapelte" mechanische Höhe dieser bekannten Vorrichtungen relativ groß ist, werden die Farben bei Betrieb in dem reflektierenden Modus verfälscht und ausgewaschen. Licht, das von einem grünen Pixelelement empfangen wird, kann durch ein blaues oder rotes Pixelelement reflektiert werden. Dies verfälscht und homogenisiert Farben und führt dazu, dass Bilder im reflektierenden Modus eigenartig und gestört erscheinen.
  • Dagegen wird durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine einzige unitäre Flüssigkristalldisplaykonstruktion vorgeschlagen, bei welcher die Flüssigkristallschicht, Farbfilter und ein schaltbarer Spiegel sämtlich zwischen den Substraten der Flüssigkristallanzeige angeordnet sind. Dies verringert zum Beispiel den Abstand zwischen dem Farbfilter und dem schaltbaren Spiegel deutlich, so dass Licht, das durch ein vordefiniertes Farbelement eines Pixels empfangen wird, durch dasselbe Farbelement reflektiert werden kann, von dem das Licht empfangen wurde. Wenn zum Beispiel ein erstes Substrat der Displayvorrichtungskonstruktion innerhalb eines optischen Kegels, der durch einen vordefinierten minimalen Einfallswinkel definiert wird, Licht durchlassen soll, wird in einer oder in mehreren Ausführungsformen, in der oder in denen eine Fläche eines konischen Bereichs des optischen Kegels an einem beliebigen gefärbten Pixelelement kleiner ist als die Fläche des Farbpixelelements, sichergestellt, dass rote Pixel rot, blaue Pixel blau erscheinen usw.
  • Durch Ausführungsformen der Erfindung wird in vorteilhafter Weise eine Displayvorrichtungskonstruktion vorgeschlagen, die eine unabhängige Modusumschaltung zwischen einem lichtdurchlässigen Betriebsmodus und einem reflektierenden Betriebsmodus ermöglicht, wodurch ein Display bereitgestellt wird, das für viele Arten von tragbaren elektronischen Geräten geeignet ist, unter anderem für tragbare Geräte wie Smartwatches, Fitnesstracker und andere Geräte. Durch Ausführungsformen der Erfindung wird eine Displayvorrichtungskonstruktion bereitgestellt, die eine außergewöhnliche Farb- und Kontrastleistung in dem lichtdurchlässigen Modus bietet und auch eine ausgezeichnete Lesbarkeit bei Umgebungslicht in dem reflektierenden Modus, z.B. wenn sich das Display im Freien in der vollen Sonne befindet. Gleichzeitig wird durch Ausführungsformen der Erfindung eine Displayvorrichtung bereitgestellt, die im reflektierenden Modus äußerst stromsparend ist.
  • In einer oder in mehreren Ausführungsformen umfasst ein Display, das mit einem oder mehreren Prozessoren betrieben werden kann, ein oder mehrere Substrate, die im Wesentlichen aus einem ersten Glassubstrat und einem zweiten Glassubstrat eines Flüssigkristalldisplaymoduls bestehen. In einer Ausführungsform sind ein Farbfilter und ein schaltbarer Spiegel zwischen dem ersten Glassubstrat und dem zweiten Glassubstrat angeordnet. Der schaltbare Spiegel kann dann mit dem oder den Prozessoren betrieben werden, für einen wahlweisen Übergang zwischen einem durchsichtigen Zustand und einem reflektierenden Zustand, so dass die Displayvorrichtung jeweils in einem lichtdurchlässigen Modus oder in einem reflektierenden Modus arbeiten kann.
  • Wenn ein elektronisches Gerät, welches das Display verwendet, drinnen betrieben wird, oder wenn alternativ ein Vollfarbendisplay gewünscht wird, veranlassen der oder die Prozessoren in einer Ausführungsform, dass der schaltbare Spiegel in den durchsichtigen Zustand wechselt. Eine Hintergrundbeleuchtung, die mit dem oder den Prozessoren betrieben werden kann, projiziert in einem normalen lichtdurchlässigen Betriebsmodus Licht durch die Displaykonstruktion. Wenn sich das elektronische Gerät hingegen im Freien befindet oder wenn ein reflektierender Betriebsmodus gewünscht wird, bewirken der oder die Prozessoren den Übergang des schaltbaren Spiegels in den reflektierenden Zustand. In einer oder in mehreren Ausführungsformen schalten der oder die Prozessoren die Hintergrundbeleuchtung in einen Energiesparmodus oder in einen Aus-Zustand, wenn dies stattfindet. Der schaltbare Spiegel reflektiert dann Licht, das durch die Flüssigkristallschicht und das Farbfilter empfangen wird, um auf dem Display Informationen darzustellen. Wie vorstehend erwähnt, ist der schaltbare Spiegel in einer Ausführungsform wirksam, um im reflektierenden Zustand Licht durch dasselbe Pixel zu reflektieren, von welchem das Licht empfangen wurde.
  • Wenngleich der schaltbare Spiegel in einer oder in mehreren Ausführungsformen zwischen den Substraten des Flüssigkristalldisplays angeordnet ist, gibt es verschiedene Wege für die Herstellung der Displayvorrichtungskonstruktion. In einer Ausführungsform zum Beispiel ist der schaltbare Spiegel in die offene Apertur der Fläche jedes Pixels der Flüssigkristalldisplayschicht integriert. In einer weiteren Ausführungsform ist der schaltbare Spiegel entlang des Glassubstrats des Flüssigkristalldisplays unter den Dünnfilm-Transistorschaltungen, die für den Betrieb der Flüssigkristalldisplayschicht verantwortlich sind, angeordnet. Zum Beispiel ist der schaltbare Spiegel an einem Glassubstrat des Flüssigkristalldisplays befestigt. Die Dünnfilm-Transistorschicht kann dann entlang der Oberseite des schaltbaren Spiegels angeordnet werden. Weitere Herstellungstechniken werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Figuren erläutert. Wiederum weitere Herstellungstechniken erschließen sich dem Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung.
  • Es wird auf 1 Bezug genommen. In dieser Figur ist eine Ausführungsform eines elektronischen Geräts 100 dargestellt, das gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung konfiguriert ist. Das erläuternde elektronische Gerät 100 von 1 ist zu Darstellungszwecken als Smartphone gezeigt. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass das Smartphone von 1 durch andere elektronische Geräte ersetzt werden kann. Zum Beispiel kann das elektronische Gerät 100 als Palmtop-Computer, als Tablet-Computer, als Spielgerät, als tragbarer Computer, als Mediaplayer oder anderes Gerät ausgebildet sein.
  • Ein Nutzer 101 hält das elektronische Gerät 100 in der Hand. Der Betriebssystemumgebung, die als ausführbarer Code konfiguriert ist, der auf einem oder mehreren Prozessoren oder in Steuerschaltungen des elektronischen Geräts 100 ausgeführt wird, sind verschiedene Anwendungen oder "Apps" zugeordnet. Beispiele solcher Anwendungen, die in 1 gezeigt sind, sind unter anderem eine Mobiltelefonanwendung 102 zum Tätigen von Sprachtelefonanrufen, eine Navigationsanwendung 103, die für den Nutzer Karten- und Navigationsinformationen auf dem Display 108 des elektronischen Geräts 100 bereitstellt, eine Emailanwendung 104, die für das Senden und Empfangen von elektronischen Mails konfiguriert ist, eine Gesten-Anwendung 105, die geeignet ist für die Erfassung von Gesten eines Nutzers 101 als Nutzereingabe, und eine Kameraanwendung 106, die für die Aufnahme von Einzelbildern (und wahlweise von Videobildern) geeignet ist. Eine Internet- und/oder lokale Suchanwendung 107 ist ebenfalls vorgesehen. Die Internet- und/oder lokale Suchanwendung 107 ermöglicht dem Nutzer die Suche im Netz oder in dem lokalen Gerät nach Kontakten, Listen, Songs, Medien, gewünschten Informationen über Personen, Orte, Dinge usw. Diese Anwendungen sind nur Beispiele. Weitere oder andere Anwendungen erschließen sich dem Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung.
  • In einer oder in mehreren Ausführungsformen dient eine Displayvorrichtung 108 als Nutzerschnittstelle des elektronischen Geräts 100. Wie nachstehend mit Bezug auf die 4 bis 6 näher erläutert wird, umfasst die Displayvorrichtung 108 in einer oder in mehreren Ausführungsformen einen schaltbaren Spiegel, der zwischen einem frontseitigen Substrat und einem rückseitigen Substrat des Flüssigkristalldisplays angeordnet ist. Die Displayvorrichtung 108 kann auch ein Farbfilter enthalten, das zwischen einem frontseitigen Substrat und einem rückseitigen Substrat des Flüssigkristalldisplays angeordnet ist. Einer oder mehrere Prozessoren des elektronischen Geräts 100 können dann derart betrieben werden, dass sie den schaltbaren Spiegel von einem durchsichtigen Zustand in einen reflektierenden Zustand schalten, wodurch von einem farbigen Pixel des Farbfilters empfangenes Licht durch das Farbpixel reflektiert wird – infolge der unmittelbaren Nähe des schaltbaren Spiegels und des Farbfilters zwischen den Substraten des Flüssigkristalldisplays, um ein Vollfarbendisplay bereitzustellen, das ohne ausgewaschene Farben sowohl in einem lichtdurchlässigen Modus als auch in einem reflektierenden Modus betrieben werden kann.
  • Es wird auf 2 Bezug genommen. In dieser Figur sind verschiedene Komponenten einer erläuternden elektronischen Vorrichtung 100 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei diese Komponenten als schematisches Blockdiagramm 200 dargestellt sind. Das schematische Blockdiagramm 200 zeigt eine Ausführungsform einer internen Schaltung, von Softwaremodulen, Firmwaremodulen und anderen elektronischen Komponenten in einem elektronischen Gerät 100 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Wenngleich diese beispielhafte interne Schaltung auf ein gattungsgemäßes elektronisches Gerät gerichtet ist, sollte beachtet werden, dass eine Anpassung an eine beliebige Anzahl von speziellen Geräten ohne weiteres möglich ist.
  • Wie in dem schematischen Blockdiagramm 200 gezeigt ist, können ein oder mehrere Prozessoren 208 mit einer Displayvorrichtung 108 betrieben werden. In einer Ausführungsform hat die Displayvorrichtung 108 eine Frontblende 201 und eine Displaykonstruktion 202. In einer oder in mehreren Ausführungsformen umfasst die Displaykonstruktion 202 ein unitäres singuläres Element, das zwischen zwei Substraten angeordnet ist, die normalerweise Glassubstrate sind. Dementsprechend ist die Displaykonstruktion 202 in einer oder in mehreren Ausführungsformen nicht eine Konstruktion aus mehreren separaten Elementen, die in dem elektronischen Gerät 100 aufeinandergeschichtet sind, sondern ein singuläres Element mit einer frontseitigen Hauptfläche, die durch ein erstes Glassubstrat definiert ist, und einer rückseitigen Hauptfläche, die durch ein zweites Glassubstrat definiert ist.
  • In einer oder in mehreren Ausführungsformen umfasst die Displaykonstruktion 202 eine Flüssigkristallschicht und einen schaltbaren Spiegel, die jeweils zwischen den Substraten angeordnet sind. Zum Beispiel kann die Displaykonstruktion 202 in einer Ausführungsform als Flüssigkristalldisplay mit einem integrierten schaltbaren Spiegel ausgebildet sein. Mit anderen Worten: in einer Ausführungsform umfasst das Flüssigkristalldisplay eine Flüssigkristallschicht, die zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat angeordnet ist. Der schaltbare Spiegel ist in diesem Fall ebenfalls zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat des Flüssigkristalldisplays angeordnet. Dadurch kann eine unitäre singuläre Vorrichtung in dem lichtdurchlässigen Modus und in dem reflektierenden Modus arbeiten, wie das nachstehend noch näher erläutert wird.
  • Der oder die Prozessoren 208 können einen Mikroprozessor, eine programmierbare Logik, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltungsvorrichtung oder eine ähnliche Vorrichtung umfassen und sind geeignet für die Ausführung von Programmbefehlen wie jene, die in dem Verfahren 203 dargestellt sind. Die Programmbefehle können entweder in dem oder den Prozessoren 208 oder in einem Speicher 204 oder in einem anderen computerlesbaren Medium gespeichert sein, das mit dem oder den Prozessoren 208 betrieben werden kann. Der Speicher 204 kann auch einen ausführbaren Code speichern, der den verschiedenen Anwendungen 213 entspricht, die auf dem elektronischen Gerät 100 laufen können, wie beispielsweise jene, die vorstehend mit Bezug auf 1 beschrieben wurden.
  • Der oder die Prozessoren 208 sind in einer Ausführungsform für die Ausführung der verschiedenen Funktionen des elektronischen Geräts 100 konfiguriert. Der oder die Prozessoren 208 können Softwareanwendungen oder Firmwareanwendungen in dem Speicher 204 speichern, um die Funktionen des Geräts bereitzustellen. Es kann ein Displaytreiber 205 enthalten sein, um eine Präsentation von Informationen auf der Displayvorrichtung 108 zu bewirken und zu steuern. In einer Ausführungsform können der oder die Prozessoren zuständig seine für die Ausführung der primären Funktionen des elektronischen Geräts 100. In einer Ausführungsform enthalten der oder die Prozessoren 208 zum Beispiel eine oder mehrere Schaltungen, die mir der oder den Nutzerschnittstellen betrieben werden können, die die Displayvorrichtung 108 und den Displaytreiber 205 umfassen können, um dem Nutzer Informationen in Form von Bildern, Videos oder in anderer Form zu präsentieren. Der ausführbare Softwarecode, der von dem oder den Prozessoren 208 verwendet wird, kann in Form eines oder mehrerer Module vorgesehen sein, die Befehle, Steueralgorithmen, logische Schritte usw. speichern.
  • In einer oder in mehreren Ausführungsformen können der oder die Prozessoren 208 mit den verschiedenen Komponenten des elektronischen Geräts 100 betrieben werden, einschließlich der weiteren Komponenten 206 und weiteren Sensoren 207, die in 2 gezeigt sind, um die Verfahren 203 gemäß der oder den Ausführungsformen der Erfindung durchzuführen. In einer oder in mehreren Ausführungsformen können die Prozessoren 208 zum Beispiel in Schritt 209 den schaltbaren Spiegel, der zwischen dem frontseitigen und dem rückseitigen Substrat der Displaykonstruktion 202 von einem durchsichtigen Zustand in einen reflektierenden Zustand schalten. In Schritt 210 kann das Verfahren 203 das Reflektieren von Licht umfassen, das von einem Farbpixel eines zwischen dem frontseitigen Substrat und dem rückseitigen Substrat der Displaykonstruktion 202 angeordneten Farbfilters empfangen wird, von dem schaltbaren Spiegel durch das Farbpixel reflektieren, von dem das Licht empfangen wurde. Demzufolge arbeitet die Displayvorrichtung 108 in einem reflektierenden Modus, wenn der oder die Prozessoren 208 die Durchführung der Schritte 209 und 210 veranlassen.
  • In Schritt 211 kann das Verfahren 203 das Schalten des schaltbaren Spiegels der Displaykonstruktion 202 von dem reflektierenden Zustand in einen durchsichtigen Zustand umfassen. In Schritt 212 kann das Verfahren 203 das Übertragen von Licht von einer Hintergrundbeleuchtung durch den schaltbaren Spiegel der Displaykonstruktion 202 enthalten. Demzufolge arbeitet die Displayvorrichtung 108 in einem lichtdurchlässigen Modus, wenn der oder die Prozessoren 208 die Durchführung der Schritte 211 und 212 veranlassen. Der reflektierende und der lichtdurchlässige Modus werden nachstehend mit Bezug auf die 7 bis 10 ausführlicher erläutert.
  • In einer Ausführungsform umfassen die weiteren Komponenten 206 eine Kommunikationsschaltung, die für eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation mit einem oder mehreren Geräten oder Netzwerken konfiguriert ist. Die Netzwerke können ein Wide Area Network, ein Local Area Network und/oder ein Personal Area Network umfassen. Die Kommunikationsschaltung kann auch die Drahtlostechnologie zur Kommunikation nutzen, unter anderem zum Beispiel eine Peer-to-Peer- oder Ad-hoc-Kommunikation wie HomeRF, Bluetooth und IEEE 802.11 (a, b, g oder n), und andere Formen der Drahtloskommunikation wie beispielsweise die Infrarottechnologie. Die Kommunikationsschaltung kann eine Drahtloskommunikationsschaltung, einen Empfänger oder einen Sender oder einen Sendeempfänger und eine oder mehrere Antennen umfassen.
  • Die weiteren Komponenten 206 können auch Ausgabekomponenten wie Videoausgänge, Audioausgänge und/oder mechanische Ausgänge umfassen. Beispiele von Ausgabekomponenten sind unter anderem Audioausgänge oder andere Alarmeinrichtungen und/oder Summer und/oder eine mechanische Ausgabekomponente wie ein vibrierender oder auf Bewegung basierender Mechanismus. Weitere Komponenten erschließen sich dem Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung.
  • Der oder die Sensoren 207 können ein Mikrofon oder Nutzerschnittstellenkomponenten wie Tasten umfassen, die entlang des elektronischen Geräts 100 angeordnet sind, oder Nutzer-Betätigungsziele, die entlang der Displayvorrichtung 108 angezeigt werden. Die weiteren Sensoren 109 können auch Tastenwahlsensoren, Näherungssensoren, einen Touchpad-Sensor, einen Touchscreen-Sensor, einen kapazitiven Berührungssensor und einen oder mehrere Schalter umfassen. Berührungssensoren können verwendet werden, um anzuzeigen, ob eines der Nutzer-Betätigungsziele auf der Displayvorrichtung 108 aktuell betätigt wird. Alternativ können in dem Gehäuse des elektronischen Geräts angeordnete Berührungssensoren verwendet werden, um zu bestimmen oder zu ermitteln, ob das elektronische Gerät 100 an Seitenkanten oder an Hauptflächen berührt wird. Die Berührungssensoren können in einer Ausführungsform kapazitive Gehäuse- und/oder Flächensensoren umfassen. Die weiteren Sensoren 207 können auch Audio- und Videosensoren (wie z.B. eine Kamera) umfassen. Die weiteren Sensoren 207 können auch Bewegungsdetektoren wie einen oder mehrere Beschleunigungsmesser oder Gyroskope umfassen. Zum Beispiel kann ein Beschleunigungsmesser in der elektronischen Schaltung des elektronischen Geräts 100 eingebettet sein, um eine vertikale Orientierung, eine konstante Neigung anzuzeigen und/oder anzuzeigen, ob das elektronische Gerät 100 stationär ist.
  • Es versteht sich, dass die 1 bis 2 lediglich Darstellungszwecken dienen und Komponenten eines elektronischen Geräts 100 gemäß Ausführungsformen der Erfindung zeigen und keine vollständige schematische Darstellung der verschiedenen Komponenten sein sollen, die für ein elektronisches Gerät erforderlich sind. Aus diesem Grund können andere elektronische Geräte gemäß den Ausführungsformen der Erfindung verschiedene andere Komponenten enthalten, die in 2 nicht dargestellt sind, oder können eine Kombination von zwei oder mehr Komponenten oder eine Aufteilung einer bestimmten Komponente in zwei oder mehr separate Komponenten umfassen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Es wird nunmehr auf 3 Bezug genommen, die eine auseinandergezogene Darstellung einer Ausführungsform des elektronischen Geräts 100 zeigt. Einige Elemente, die in 3 gezeigt sind, werden unter Bezugnahme auf anschließende Figuren näher beschrieben. 3 jedoch zeigt einen beispielhaften mechanischen "Aufbau", d.h. die Art und Weise, wie die Elemente in einen Gehäuse 301 angeordnet sein können, in einer Ausführungsform.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform hat das elektronische Gerät 100 eine Displayvorrichtung 108, die eine Frontblende 201 und die Displaykonstruktion 202 umfasst. In einer Ausführungsform ist die Displayvorrichtung 108 berührungsempfindlich ausgebildet und empfängt Nutzereingaben in Form einer Berührung. Die Displayvorrichtung kann zum Beispiel einen optionalen kapazitiven Berührungssensor umfassen, um seine Berührungssensorfunktion bereitzustellen, sofern diese Funktion inbegriffen ist. Der Fachmann wird jedoch erkennen, das außer kapazitiven Technologien auch andere Berührungssensortechnologien anwendbar sind.
  • Beginnend an der Oberseite des elektronischen Geräts 100 definiert die Frontblende 201 eine Hauptfläche des elektronischen Geräts. Der hier verwendet Begriff "Frontblende" bezeichnet eine Abdeckung für ein elektronisches Gerät, die abnehmbar sein kann oder nicht. In einer oder in mehreren Ausführungsformen überspannt die Frontblende 201 zumindest einen Teil des elektronischen Geräts 100. In einer Ausführungsform überspannt die Frontblende eine Hauptfläche – oder einen Teil derselben – des elektronischen Geräts 100. Die Frontblende 201 kann eine UV-Barriere enthalten, die zweckmäßig ist, wenn die Lesbarkeit der Displaykonstruktion 202 verbessert werden soll und wenn innenliegende Komponenten des elektronischen Geräts 100 geschützt werden sollen.
  • Wenn die Displayvorrichtung 108 berührungsempfindlich ist, kann das elektronische Gerät 100 als nächstes einen optionalen kapazitiven Berührungssensor 302 umfassen. Der kapazitive Berührungssensor 302 kann mit dem oder den Prozessoren 208 des elektronischen Geräts 100 betrieben werden, um die Stelle zu erfassen, an der die Frontblende 201 mit einem Finger des Nutzers oder mit einem Stift berührt wird. In dieser beispielhaften Ausführungsform arbeitet der kapazitive Berührungssensor 302 als berührungsempfindliche Nutzerschnittstelle, die im Wesentlichen unter der gesamten Frontblende 201 angeordnet ist, so dass die Berührungseingabe im Wesentlichen entlang der gesamten Frontblende 201 empfangen werden kann. In anderen Ausführungsformen jedoch kann der kapazitive Berührungssensor 302 lediglich entlang eines Teils der Frontblende 201 angeordnet sein, zum Beispiel innerhalb eines Nutzerschnittstellenbereichs, der nicht die gesamte Frontblende 201 überspannt. In einer wiederum anderen Ausführungsform kann der kapazitive Berührungssensor 302 anstelle eines eigenständigen Moduls in die Displaykonstruktion 202 integriert sein. Weitere Konfigurationen des kapazitiven Berührungssensors 302 erschließen sich dem Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung.
  • Sofern der kapazitive Berührungssensor 302 vorhanden ist, befindet sich unter diesem die Displaykonstruktion 202. Dies wird nachstehend mit Bezug auf 4 ausführlicher erläutert. In einer oder in mehreren Ausführungsformen können optional eine oder mehrere Klebstoffschichten 303, 304 verwendet werden, um die verschiedenen in 2 dargestellten Komponenten miteinander zu verbinden. Es kann eine optionale Hintergrundbeleuchtung 305 enthalten sein, wenn die Displayvorrichtung 108 in einem lichtdurchlässigen Modus arbeiten soll. Wenn der schaltbare Spiegel der Displaykonstruktion 202 in den durchsichtigen Zustand geschaltet wird, kann die Hintergrundbeleuchtung 305 in einer Ausführungsform zum Beispiel in einer schlecht beleuchteten Umgebung Licht durch Pixel der Flüssigkristallschicht projizieren.
  • Unter der Displaykonstruktion 202 kann ein Substrat 306 angeordnet sein. Das Substrat 306, das in einer oder in mehreren Ausführungsformen eine starre oder eine flexible Leiterplatte sein kann, nimmt die verschiedenen elektronischen Schaltungen des elektronischen Geräts 100 auf. In dem elektronischen Schaltkreis können zum Beispiel der oder die Prozessoren 208, der Displaytreiber 205, eine kapazitive Sensorschaltung und weitere Komponenten enthalten und entlang des Substrats 306 angeordnet sein. Jede dieser verschiedenen Schichten ist dann innerhalb eines Gehäuses 301 des elektronischen Geräts 100 angeordnet.
  • Die verschiedenen Elemente des elektronischen Geräts 100, das in 3 gezeigt ist, sind lediglich Beispiele. Wie der Fachmann erkennen wird, sind auch andere Konfigurationen möglich. Manche Konfiguration enthalten zum Beispiel einen kapazitiven Berührungssensor 302, andere wiederum nicht. Es können mehr oder weniger Schichten vorgesehen sein, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel ist in einigen Ausführungsformen des elektronischen Geräts 100 eine optionale haptische Schicht vorgesehen, um eine pseudotaktile Rückmeldung zu geben in Reaktion auf die Betätigung einer virtuellen Taste durch den Nutzer, eines Betätigungsziels oder von Eingabeelementen, die auf der Displayvorrichtung 108 dargestellt sind, um die üblichen physischen Tasten zu simulieren, indem an den Körper des elektronischen Geräts eine fühlbare Antwort gegeben wird.
  • In 4 ist eine erläuternde Displaykonstruktion 202 dargestellt, die geeignet ist für die Verwendung bei einer Displayvorrichtung (108), die gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung konfiguriert ist. Wie vorstehend bereits erwähnt, sind die verschiedenen Elemente der Displaykonstruktion 202 in einer oder in mehreren Ausführungsformen als unitäre singuläre Vorrichtung ausgebildet, wobei ein erstes Substrat 401 und ein zweites Substrat 402 jeweils eine frontseitige Hauptfläche und eine rückseitige Hauptfläche der Displaykonstruktion 202 definieren. Dies ermöglicht, dass bei einem elektronischen Gerät unter einer Frontblende (201) ein Einzelelement angeordnet werden kann oder das Einzelelement selbst als Frontblende dient. Dies steht im Gegensatz zu Konstruktionen gemäß dem Stand der Technik, bei denen mehrere separate Elemente zu einer Displayanordnung aufgebaut sind.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Displaykonstruktion 202 ein Flüssigkristalldisplay 405, das geeignet ist für die wahlweise Übertragung von Licht. In einer Ausführungsform enthält das Flüssigkristalldisplay 405 eine Flüssigkristallschicht 403, die zwischen einem ersten Substrat 401 und einem zweiten Substrat 402 angeordnet ist. Eine Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 kann ausgebildet sein für die Steuerung von einzelnen Pixeln der Flüssigkristallschicht 403 in Reaktion auf Steuersignale von dem oder den Prozessoren (208) und/oder dem Displaytreiber (205).
  • Die Flüssigkristallschicht 403 kann für einen Betrieb in verschiedenen Moden konfiguriert sein und kann unter Anwendung von verschiedenen Technologien hergestellt sein. In einer Ausführungsform zum Beispiel umfasst die Flüssigkristallschicht 403 ein verdrilltes nematisches Display. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Flüssigkristallschicht 403 ein in-Plane-Switching-Display (in der Ebene schaltendes Display). In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Flüssigkristallschicht 403 ein Display mit vertikaler Ausrichtung. In einer noch weiteren Ausführungsform umfasst die Flüssigkristallschicht 403 ein elektrisch gesteuertes Doppelbrechungs-Display. Weitere Display-Technologien, die für die Flüssigkristallschicht 403 geeignet sind, erschließen sich dem Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung.
  • In einer oder in mehreren Ausführungsformen sind das erste Substrat 401 und das zweite Substrat 402 aus verstärktem Glas hergestellt. In anderen Ausführungsformen kann jedoch ein anderes starres Material verwendet werden, zum Beispiel ein Polymer oder ein verstärkter Kunststoff. Weitere geeignete Materialien zur Verwendung für das erste Substrat 401 und das zweite Substrat 402 erschließen sich dem Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung.
  • Bei traditionellen Konstruktionen ist die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 entlang des zweiten Substrats 402 angeordnet. Das erste Substrat 401 kann zum Beispiel als transparentes Substrat ausgebildet sein, das durch eine Schicht aus transparentem Elektrodenmaterial (nicht gezeigt) wie festem Indium-Zinn-Oxid (In2O3SnO2), das entlang des ersten Substrats 401 angeordnet ist, gebildet ist und elektrisch mit der Erde oder mit einem gemeinsamen Knoten verbunden ist. Indium-Zinn-Oxid ist im Wesentlichen transparent und leitend und ist geeignet für die Aufbringung in dünnen Schichten mittels eines Druckverfahrens. Indium-Zinn-Oxid bietet eine Kombination von elektrisch leitenden Eigenschaften und optischer Transparenz. Wenn an den Elektroden der Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 ein elektrisches Feld angelegt wird, können einzelne Pixel der Flüssigkristallschicht 403 teilweise oder ganz angeschaltet oder abgeschaltet werden, um einem Nutzer graphische Informationen zu präsentieren. Zusätzlich zu den Elektroden kann die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 weitere Komponenten enthalten, z.B. Kondensatoren und anderes. In einer oder in mehreren Ausführungsformen können diese anderen oder weiteren Komponenten anstelle von Indium-Zinn-Oxid aus Metall hergestellt sein.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform enthält die Displaykonstruktion 202 jedoch einen schaltbaren Spiegel 406, der ebenfalls zwischen dem ersten Substrat 401 und dem zweiten Substrat 402 angeordnet ist. In einer oder in mehreren Ausführungsformen kann der schaltbare Spiegel 406 von einem durchsichtigen Zustand in einen reflektierenden Zustand, geschaltet werden, in Reaktion auf Steuersignale von dem oder den Prozessoren (208) und/oder dem Displaytreiber (205).
  • Durch die Einbindung des schaltbaren Spiegels 406 kann die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 von dem zweiten Substrat 402 an andere Stellen innerhalb der Displaykonstruktion verlegt werden. In diesem Beispiel ist der schaltbare Spiegel 406 an dem zweiten Substrat 402 befestigt. Die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 ist dann von dem zweiten Substrat 402 zur Oberseite des schaltbaren Spiegels 406 verlegt.
  • In einer Ausführungsform kann die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 zum Beispiel auf einem Substrat hergestellt werden, kann von dem Substrat abgehoben und dann zur Oberseite des schaltbaren Spiegels 406 verlegt werden. Dementsprechend ist die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 entlang einer Fläche des schaltbaren Spiegels 406 angeordnet, wie in 4 gezeigt. Ausführungsformen der Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. In einer anderen Ausführungsform sind der schaltbare Spiegel 406 und die Dünnfilmtransistorschaltungsschicht 404 entlang eines gemeinsamen Substrats angeordnet, z.B. entlang des zweiten Substrats 402. Der schaltbare Spiegel 406 kann zum Beispiel in die offene Apertur der Pixel der Flüssigkristallschicht 403 integriert sein. Weitere Konstruktionen erschließen sich dem Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung.
  • Der schaltbare Spiegel 406 kann in vielfältiger Form vorgesehen sein. In einer Ausführungsform zum Beispiel umfasst der schaltbare Spiegel einen elektrisch schaltbaren transreflexiven Spiegel, der als Dünnfilmfestkörper ausgebildet ist, mit einer Flüssigkristallschicht, die in Reaktion auf Steuersignale von dem oder den Prozessoren (208) und/oder von dem Displaytreiber (205) zwischen einem oder mehreren reflektierenden Zuständen schalten kann. In einem Zustand ist das Flüssigkristallmaterial durchsichtig, in einem anderen Zustand reflektierend. In einigen Ausführungsformen können auch teilweise reflektierende Zustände erreicht werden. Solche schaltbaren Spiegel werden zum Beispiel von Kent Optronics mit der Bezeichnung eTransFlectorTM hegestellt.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann der schaltbare Spiegel 406 ein cholesterisches Filter aufweisen, das von einem durchsichtigen Zustand in einen reflektierenden Zustand schalten kann. In einer Ausführungsform umfasst das cholesterische Filter eine Schicht aus cholesterischem Material, das zur Änderung einer Polarisation von Licht schaltbar ist. Mit dem cholesterischen Material kann eine Viertelwellenplatte verwendet werden, so dass das cholesterische Material für eine Richtung zirkular polarisierten Lichts durchlässig und für die andere Richtung zirkular polarisierten Lichts reflektierend ist.
  • In einer noch weiteren Ausführungsform kann der schaltbare Spiegel 406 einen elektrochromen Film aufweisen, zum Beispiel einen aus einer Nickel-Magnesium-Legierung hergestellten Film, wobei auf dem Film eine Elektrolytschicht angeordnet ist. Schalter können die Elektrolytschicht dahingehend aktivieren, dass die Elektrolytschicht die optischen Eigenschaften des schaltbaren Spiegels zwischen einem durchsichtigen Zustand und einem reflektierenden Zustand ändert. Das elektrochrome Material befindet sich in seinem reflektierenden Zustand, wenn keine Spannung an dem Material angelegt ist. Dagegen kann das elektrochrome Material in einen durchsichtigen Zustand übergehen, wenn durch den oder die Prozessoren (208) und/oder den Displaytreiber (205) eine Spannung angelegt wird.
  • Während diese Optionen für einen schaltbaren Spiegel 406 einige Technologien darstellen, die bei einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung angewendet werden können, erschließen sich dem Fachmann weitere Optionen aus der vorliegenden Beschreibung, da aktuell viele Technologien für schaltbare Spiegel entwickelt werden und in jüngster Zeit entwickelt wurden. Bei einigen werden wasserstoffinduzierte Phasenübergänge in Seltenerdmetallen genutzt. Andere nutzen metallbasierte schaltbare Spiegel, die für einen Zustandsübergang geeignet sind, zum Beispiel jene, die aus Dünnfilmen eines aktiven Übergangsmaterials hergestellt sind und durch das Anlegen von elektrischem Strom reversibel schalten zwischen einem reflektierenden und einem transparenten Zustand. Diese Vorrichtungsarten sind als elektrochrome Vorrichtungen bekannt.
  • Es sollte auch beachtet werden, dass trotz der Tatsache, dass der Begriff schaltbarer "Spiegel" verwendet wird, um die Vorrichtung zu beschreiben, die von einem durchsichtigen in einen reflektierenden Zustand übergehen kann, der schaltbare Spiegel 406 nicht notwendigerweise ein vollkommener Spiegel sein muss, d.h. glänzend und rein reflektierend wie ein üblicher Spiegel mit Silberschicht. Im Gegenteil: in einer oder in mehreren Ausführungsformen umfasst der schaltbare Spiegel 406 ein Element, das nichtglänzend ist, aber im reflektierenden Zustand dennoch Licht reflektiert. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform ein diffuses Element wie beispielsweise ein elektrophoretisches Element ausreichend reflektierend sein, um als schaltbarer Spiegel 406 zu dienen. In anderen Ausführungsformen kann der schaltbare Spiegel 406 glänzend sein, kann aber optische Merkmale wie Vertiefungen oder Strukturierungen aufweisen, die Licht bei der Reflexion verbreiten. Der schaltbare Spiegel 406 ist daher in einer oder in mehreren Ausführungsformen eine Vorrichtung, bei welcher die Durchlässigkeit und das Reflexionsvermögen elektronisch zwischen einem durchsichtigen Zustand und einem reflektierenden Zustand eingestellt werden können. Wie bereits erwähnt, kann der schaltbare Spiegel 406 im reflektierenden Zustand glänzend sein, diffus, glänzend mit mechanischen Mikrostrukturen zum Verbreiten des Lichts oder kann reflektierende Flächen einer anderen Art aufweisen.
  • Ungeachtet der Art der Technologie, die bei dem schaltbaren Spiegel 406 angewendet wird, wird in einer oder in mehreren Ausführungsformen der Erfindung das "Auswaschen" der Farben, das mit transreflektiven Displays gemäß dem Stand der Technik verbunden ist, umgangen, indem der schaltbare Spiegel 406 zwischen dem ersten Substrat 401 und dem zweiten Substrat 402 des Flüssigkristalldisplays 405 angeordnet ist. In einer oder in mehreren Ausführungsformen wird das Auswaschen der Farben ferner auch dadurch verhindert, dass zwischen dem ersten Substrat 401 und dem zweiten Substrat 402 ein Farbfilter 407 angeordnet ist, wie in 4 gezeigt. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Flüssigkristallschicht 403 zwischen dem Farbfilter 407 und dem schaltbaren Spiegel 406 angeordnet. Mit anderen Worten: in dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Flüssigkristallschicht 403 zwischen dem Farbfilter 407 und der Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 angeordnet, während die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 zwischen der Flüssigkristallschicht 403 und dem schaltbaren Spiegel 406 angeordnet ist. Die Anordnung sowohl des Farbfilters 407 als auch des schaltbaren Spiegels 406 zwischen dem ersten Substrat 401 und dem zweiten Substrat 402 reduziert den Abstand zwischen diesen. Wie nachstehend im Zusammenhang mit 8 näher erläutert wird, trägt diese Konfiguration in vorteilhafter Weise dazu bei sicherzustellen, dass der schaltbare Spiegel 406 im reflektierenden Zustand Licht durch dasselbe Farbpixel reflektiert, von dem das Licht empfangen wurde. In einer Ausführungsform sind das Farbfilter 407 und der schaltbare Spiegel 406 durch einen Abstand von weniger als fünfzig Mikron getrennt.
  • In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist ein erster Polarisator 408 auf einer Seite der Displaykonstruktion 202 angeordnet, um einfallendes Licht zu polarisieren. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist der Polarisator 408 entlang der Außenfläche des ersten Substrats 401 angeordnet. Ähnlich kann ein zweiter Polarisator 409 auf der gegenüberlegenden Seite der Displaykonstruktion 202 angeordnet sein, um ebenfalls Licht zu polarisieren. Es ist üblich, dass solche Polarisatoren mit traditionellen Flüssigkristallanzeigevorrichtungen verwendet werden, so dass diese an dieser Stelle nicht mehr weiter beschrieben werden. In der beispielhaften Ausführungsform von 4 ist der erste Polarisator 408 auf einer der Flüssigkristallschicht 403 gegenüberliegenden ersten Seite 410 des ersten Substrats 401 angeordnet, während der zweite Polarisator 409 auf einer der Flüssigkristallschicht 403 gegenüberliegenden zweiten Seite 411 des zweiten Substrats angeordnet ist. In dieser Konfiguration sind sowohl das Farbfilter 407 als auch der schaltbare Spiegel 406 nicht nur zwischen dem ersten Substrat 401 und dem zweiten Substrat 402 angeordnet, sondern auch zwischen dem ersten Polarisator 408 und dem zweiten Polarisator 409. Diese Anordnung trägt dazu bei, bei Betrieb im reflektierenden Modus die Farbintegrität sicherzustellen.
  • Es sollte beachtet werden, dass in der beispielhaften Ausführungsform von 4, in der das erste Substrat 401 und das zweite Substrat 402 aus Glas hergestellt sind, diese Substrate "Haupt"-Substrate für die Gesamt-Displaykonstruktion 202 definieren, weil sie die bei weitem dicksten Bereiche der Gesamtkonstruktion bilden. Während das erste Substrat 401 und das zweite Substrat 402 eine Dicke in der Größenordnung von 0,250 mm aufweisen, haben der erste Polarisator 408 und der zweite Polarisator 409, die jeweils auf dem ersten Substrat 401 und auf dem zweiten Substrat 402 angeordnet sind, gegebenenfalls lediglich eine Dicke 140 bis 180 Mikron. Die Flüssigkristallschicht 403 kann eine Dicke in der Größenordnung von zehn Angström aufweisen, während die Dicke der Dünnfilmtransistorschaltungsschicht 404 gegebenenfalls nur 100 Mikron beträgt. Die Dicke des schaltbaren Spiegels 406 beträgt gegebenenfalls nur 10 Mikron. Diese Dimensionen sind nur Beispiele. Weitere Dimensionen erschließen sich dem Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung. Ferner können sich diese Dimensionen mit dem technischen Fortschritt ändern oder gegebenenfalls verringern.
  • Während Zwischensubstrate wie Filme zwischen dem ersten Substrat 401 und dem zweiten Substrat 402 verwendet werden können, wie das nachstehend mit Bezug auf 6 beschrieben wird, können das erste Substrat 401 und das zweite Substrat 402 gegebenenfalls die einzigen starren Substrate der Displaykonstruktion 202 umfassen. Was die starren Substrate betrifft, besteht die Displaykonstruktion 202 in einer oder in mehreren Ausführungsformen aus diesem Grund im Wesentlichen nur aus dem ersten Substrat 401 und dem zweiten Substrat 402. Dies ist in der Ausführungsform von 4 der Fall.
  • Es wird auf 5 Bezug genommen, die eine Schnittansicht einer weiteren Displaykonstruktion 502 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung zeigt. Die Displaykonstruktion 502 ist ähnlich wie die Displaykonstruktion (202) von 4. Anstelle der Anordnung der Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 entlang einer Fläche des schaltbaren Spiegels 406 wie in 4, sind bei der Displaykonstruktion 502 von 5 sowohl die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 als auch der schaltbare Spiegel 406 entlang des zweiten Substrats 402 angeordnet. Dies lässt sich bewerkstelligen, wenn das Material des schaltbaren Spiegels in die offene Apertur des Pixelbereichs jede Pixels der Flüssigkristallschicht 403 integriert ist. Solchermaßen sind die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 und der schaltbare Spiegel 406 entlang eines gemeinsamen Glassubstrats, d.h. entlang des zweiten Substrats 402 angeordnet.
  • Zusätzlich zu der Displaykonstruktion 502 in der Ansicht von 5 sind der oder die Prozessoren 208 vorgesehen, um sowohl den schaltbaren Spiegel 406 als auch die Flüssigkristallschicht 403 zu steuern. Es ist daher eine Hintergrundbeleuchtung 501 vorgesehen, um Licht durch die Displaykonstruktion 502 und insbesondere den schaltbaren Spiegel 406 zu übertragen, wenn sich der schaltbare Spiegel 406 im durchsichtigen Zustand befindet.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Hintergrundbeleuchtung 501 eine elektrolumineszierende Vorrichtung, um für eine Hinterleuchtungsfunktion der Displaykonstruktion 502 zu sorgen, wenn diese im lichtdurchlässigen Modus arbeitet. Der hier verwendete Begriff "elektrolumineszierend" bezieht sich auf eine Vorrichtung, die elektrisch eine Lumineszenz erzeugen kann, unter anderem Leuchtdioden und äquivalente Vorrichtungen. Eine solche Funktion ist nützlich zum Verbessern der Lesbarkeit des Gesamtdisplays bei schlechten Lichtverhältnissen. In einer Ausführungsform umfasst die elektrolumineszierende Vorrichtung eine Schicht aus einem Hintergrundbeleuchtungsmaterial, die zwischen einem transparenten Substrat angeordnet ist. In einer oder in mehreren Ausführungsformen kann eine durchscheinende Klebstoffschicht 503 die Hintergrundbeleuchtung 501 optional mit der Displaykonstruktion 502 verbinden. In anderen Ausführungsformen entfällt die durchscheinende Klebstoffschicht 503.
  • Ein Lichtsensor 504 ist auch in dieser Ausführungsform von 5 enthalten. In einer Ausführungsform kann der Lichtsensor 504 mit dem oder den Prozessoren 208 betrieben werden, um auf der Displaykonstruktion 502, dem elektronischen Gerät (100) oder Kombinationen derselben einfallendes Licht zu erfassen. In einer Ausführungsform ist der Lichtsensor 504 geeignet für die Erfassung von Änderungen der optischen Intensität, der Farbe, des Lichts oder des Schattens in der Umgebung des elektronischen Geräts (100). Diesen Änderungen entsprechende Signale, die der oder die Prozessoren 208 von dem Lichtsensor 504 empfangen, können verwendet werden, um den Betrieb des schaltbaren Spiegels 406, die Hintergrundbeleuchtung 501 oder beides zu steuern. Wenn der Lichtsensor 504 beispielsweise anzeigt, dass sich das elektronische Gerät (100) in vollem Sonnenlicht befindet, können der oder die Prozessoren 208 veranlassen, dass der schaltbare Spiegel 406 von dem durchsichtigen Zustand in den reflektierenden Zustand schaltet und können wahlweise die Hintergrundbeleuchtung 501 ausschalten, damit die Anzeige besser lesbar ist und Energie gespart wird.
  • Das Gegenteil ist zutreffend, wenn der Lichtsensor 504 bestimmt, dass sich das elektronische Gerät (100) in Umgebungslicht befindet oder die Lichtverhältnisse schlecht sind. Der oder die Prozessoren 208 können den schaltbaren Spiegel 406 in den durchsichtigen Zustand überführen und die Hintergrundbeleuchtung 501 aktivieren. Dementsprechend sind der oder die Prozessoren 208 in einer oder in mehreren Ausführungsformen geeignet für das Schalten des schaltbaren Spiegels 406 von dem durchsichtigen Zustand in den reflektierenden Zustand, wenn die von dem Lichtsensor 504 empfangene Lichtmenge einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Darüber hinaus sind der oder die Prozessoren 208 wirksam für das Abschalten der Hintergrundbeleuchtung oder zum Schalten der Hintergrundbeleuchtung in den Energiesparmodus, wenn sich der schaltbare Spiegel 406 im reflektierenden Zustand befindet. Es sollte beachtet werden, dass der in 5 dargestellte Lichtsensor 504 in der gleichen Weise in einer beliebigen Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsformen eingebaut sein könnte.
  • Es wird auf 6 Bezug genommen, in welcher eine weitere Displaykonstruktion 602 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung in einem Sprengbild dargestellt ist. Im Zusammenhang mit 4 wurde ausgeführt, dass eine Displaykonstruktion (202, 502) gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen im Wesentlichen aus dem ersten Substrat 401 und dem zweiten Substrat 402 besteht, wie in den 4 und 5. Jedoch können in einigen Ausführungsformen Zwischensubstrate wie Filme zwischen dem ersten Substrat 401 und dem zweiten Substrat 402 verwendet werden. Dies ist in 6 der Fall.
  • In der beispielhaften Ausführungsform von 6 ist die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 entlang eines Dünnfilmsubstrats 601 angeordnet. Ähnlich ist der schaltbare Spiegel 406 zwischen zwei Dünnfilmsubstraten 604, 603 angeordnet. Diese Dünnfilmsubstrate 601, 604, 603 können zum Beispiel für eine Trennung zwischen elektrischen Komponenten, Elektroden und anderen Einrichtungen sorgen, die den Betrieb der Flüssigkristallschicht 403 und des schaltbaren Spiegels 406 steuern. Dementsprechend ist in einer oder in mehreren Ausführungsformen mindestens ein Zwischensubstrat der Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht 404 und dem schaltbaren Spiegel 406 angeordnet.
  • Da die Dicke dieser Dünnfilmsubstrate 601, 604, 603 im Vergleich zu jener der Glassubstrate, d.h. dem ersten Substrat 401 und dem zweiten Substrat 402, sehr gering ist, werden diese als untergeordnete Substrate, das erste und das zweite Substrat 401, 402 hingegen als Hauptsubstrate bezeichnet. Dementsprechend besteht die Displaykonstruktion 602 in einer oder in mehreren Ausführungsformen im Wesentlichen aus einem ersten Hauptsubstrat und einem zweiten Hauptsubstrat, wenngleich die untergeordneten Substrate vorhanden sind, da diese untergeordneten Substrate keinen Einfluss auf die Funktion der Hauptsubstrate haben.
  • Es wird auf 7 Bezug genommen. In dieser Figur ist eine Schnittansicht eines Pixels einer Vorrichtungskonstruktion 202 gezeigt, die gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung ausgebildet ist. Wie in 7 gezeigt ist, definiert das Farbfilter 407 in dieser beispielhaften Ausführungsform eine Mehrzahl von Pixel-Farbfiltern 701, 702, 703. In einer Ausführungsform zum Beispiel hat jedes Pixel des Farbfilters 407 ein rotes Pixelfilter 701, ein grünes Pixelfilter 702 und ein blaues Pixelfilter 703.
  • In der Ausführungsform von 7 befindet sich der schaltbare Spiegel 406 im durchsichtigen Zustand. Dementsprechend passiert Licht 704 aus einer Lichtquelle wie eine Hintergrundbeleuchtung (501) das Farbfilter 407 als rotes, grünes oder blaues Licht. Der oder die Prozessoren (208) können steuern, ob das Pixel rot, grün oder blau aussieht oder aus rot, grün oder blau kombiniert, indem die Flüssigkristallschicht 403 dahingehend gesteuert wird, dass diese bestimmt, wie viel von dem Licht 704 jeweils durch jedes Filter des roten Pixelfilters 701, des grünen Pixelfilters 702 und des blauen Pixelfilters 703 hindurchtritt.
  • Es wird auf 8 Bezug genommen. In dieser Figur ist eine weitere Schnittansicht eines Pixels der Gerätekonstruktion 202 gezeigt. Hier wurde der schaltbare Spiegel 406 jedoch in den reflektierenden Zustand überführt. Dementsprechend wird Umgebungslicht 804, das von externen Lichtquellen empfangen wird, von dem schaltbaren Spiegel 406 reflektiert.
  • Wenn der schaltbare Spiegel 406 in den reflektierenden Zustand gebracht wurde, kann es in einer oder in mehreren Ausführungsformen vorteilhaft sein, die Flüssigkristallschicht 403 in einem Modus mit reduzierter Spannung anzusteuern, so dass die gewünschte Polarisation von einfallendem Umgebungslicht 804 erreicht wird, da das Licht 804 zum Beispiel durch das erste Substrat 401, das Farbfilter 407 und die Flüssigkristallschicht 403 empfangen und dann durch die selben drei Schichten zurückreflektiert wird.
  • Wenn der schaltbare Spiegel 406 beispielsweise in dem durchsichtigen Zustand von 7 betrieben würde, könnten der oder die Prozessoren (208) und/oder der Displaytreiber (205) die Flüssigkristallschicht mit einhundert Prozent ihres Betriebsbereichs ansteuern, was auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass das unpolarisierte Hintergrundlicht die gewünschte Polarisation erreicht, indem es die Flüssigkristallschicht 403 durchdringt.
  • Wenn der schaltbare Spiegel 406 dagegen im reflektierenden Zustand arbeitet, sind der oder die Prozessoren (208) und/oder der Displaytreiber (205) wirksam für das Ansteuern der Kristalle der Flüssigkristallschicht 403 mit etwa fünfzig Prozent ihres Betriebsbereichs. Eine optische Abstimmung kann angewendet werden, um die Ansteuerspannung an das optimale Maß über oder unter dem Ausgangspunkt von fünfzig Prozent anzupassen. Dementsprechend tritt das Umgebungslicht 804 in einem unpolarisierten Zustand in die Displaykonstruktion 202 ein und erreicht fünfzig Prozent seiner gewünschten Polarisation, während es durch die Flüssigkristallschicht 403 zu dem schaltbaren Spiegel 406 hindurchtritt. Das Umgebungslicht 408 wird dann von dem schaltbaren Spiegel 406 reflektiert und passiert erneut die Flüssigkristallschicht 403, wodurch weitere fünfzig Prozent der gewünschten Polarisationsänderung erreicht werden. Durch das Ansteuern der Flüssigkristallschicht 403 mit reduzierter Spannung kompensiert die Displaykonstruktion 202 den Roundtrip-Effekt durch die Flüssigkristallschicht 403, der sich einstellt, wen der schaltbare Spiegel 406 im reflektierenden Zustand arbeitet.
  • Die Ansicht der Displaykonstruktion 202 in 8 zeigt verschiedene Vorteile der vorliegenden Ausführungsformen gegenüber dem Stand der Technik, bei dem transflektive Elemente außerhalb der Flüssigkristallanzeige angeordnet sind. Ein wesentlicher Vorteil ist die Nähe des Farbfilters 407 und des schaltbaren Spiegels 406. In einer oder in mehreren Ausführungsformen sind das Farbfilter 407 und der schaltbare Spiegel 406 durch einen Abstand 801 von weniger als fünfzig Mikron voneinander getrennt. Dadurch kann der schaltbare Spiegel 406 im reflektierenden Zustand Licht 804 durch dasselbe Pixel reflektieren, von dem das Licht 804 empfangen wurde, anstatt durch die Farbpixel "durchzubluten". Zum Beispiel wird das Licht 804 von dem in 8 gezeigten Pixel durch das rote Farbpixel 701 empfangen und wird durch dasselbe Farbpixel, d.h. das rote Farbpixel 701, reflektiert. Wie vorstehend angemerkt wurde, ist diese Dimension nur ein Beispiel und kann sich mit dem technologischen Fortschritt ändern.
  • Bei Konstruktionen gemäß dem Stand der Technik ist der Abstand zwischen einem beliebigen Farbfilter und einem beliebigen transflektiven Element so groß, dass Licht, das zum Beispiel durch das rote Farbpixel 701 empfangen wird, entweder durch das grüne Farbpixel 702 oder das blaue Farbpixel 703 zurückgestrahlt werden kann. Dies verursacht ein Auswaschen der Farben wegen des Parallaxeneffekts, der mit dem Abstand zwischen dem Farbfilter 407 und dem schaltbaren Spiegel 406 zu groß wird.
  • Dagegen wird in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das meiste, wenn nicht das gesamte Licht, das durch ein beliebiges Farbpixel empfangen wird, durch dasselbe Farbpixel reflektiert, um die Farbintegrität zu erhalten. Dies deshalb, weil in einer Ausführungsform sowohl das Farbfilter 407 als auch der schaltbare Spiegel 406 zwischen dem ersten Substrat 401 und dem zweiten Substrat 402 angeordnet sind. Ein zweiter Grund, warum die Farbintegrität konserviert wird, ist, dass sowohl das Farbfilter 407 als auch der schaltbare Spiegel 406 zwischen dem ersten Polarisator 408 und dem zweiten Polarisator 409 angeordnet sind.
  • Eine Möglichkeit, dies zu verstehen, ist die Berücksichtigung der Tatsache, dass Licht 804 nur durch das erste Substrat 401 hindurchtritt, wenn dieses Licht 804 an dem ersten Substrat in einem Winkel einfällt, der größer ist als ein vordefinierter minimaler Einfallswinkel 802, bei welchem es absorbiert oder reflektiert würde. Also wird Licht 804 innerhalb eines optischen Kegels 803 empfangen, der durch diesen vordefinierten minimalen Einfallswinkel 802 definiert wird. In der Ausführungsform von 8 ist der Abstand 801 zwischen dem Farbfilter 407 und dem schaltbaren Spiegel 406 ausreichend klein, damit ein Kegelschnitt 805 an einem der Pixel-Farbfilter 701, 702, 703 kleiner ist als die Fläche der Pixel-Farbfilter 701, 702, 703 selbst. Dementsprechend wird das Licht 804 durch dasselbe Farbpixel reflektiert, von dem es empfangen wurde, wie in 8 gezeigt.
  • Wie vorstehend ausgeführt wurde, kann die Flüssigkristallschicht 403 ein verdrilltes nematisches Display, ein elektrisch gesteuertes doppelbrechendes Display oder ein Display mit vertikaler Ausrichtung sein. In vorteilhafter Weise funktionieren die Ausführungsformen der Erfindung auch mit einem in der Ebene schaltenden Display, was auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass der schaltbare Spiegel 406 und das Farbfilter 407 innerhalb der Displaykonstruktion 202 angeordnet sind und deshalb in unmittelbarer Nähe zueinander liegen. Dies ist ein bedeutender Vorteil, weil bei einem traditionellen transreflektiven Display die Übertragung und Reflexion von Licht innerhalb desselben Sub-Pixels stattfinden. Die Verwendung eines in der Ebene schaltenden Displays wird dadurch kompliziert und schwierig, weil an den Übertragungs- und Reflexionsbereichen unterschiedliche Spannungen benötigt werden. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hingegen arbeiten mit in der Ebene schaltenden Technologien, wodurch sowohl transmissive als auch reflektierende Displays in Verbindung mit der überlegenen außeraxialen optischen Leistung, die in der Ebene schaltende Displays bieten, möglich sind.
  • Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen bei elektronischen Geräten in vorteilhafter Weise, dass Displaykonstruktionen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung bei schlechten oder Umgebungslichtbedingungen – oder alternativ bei hellen Lichtbedingungen – verwendet werden können, ohne dass dies zu Lasten der Lesbarkeit oder Farbtreue geht. In 9 zum Beispiel befindet sich ein Nutzer 101 im Haus und benutzt ein elektronisches Gerät 100 bei Umgebungslichtbedingungen, die von einer Tischlampe 901 geschaffen werden. In dieser Ausführungsform arbeitet die Displayvorrichtung 108 in einem durchlässigen Modus, wobei ein schaltbarer Spiegel (406) in einen durchsichtigen Zustand geschaltet ist. Dementsprechend durchquert Licht 704 von einer Hintergrundbeleuchtung (501) oder einer anderen elektrolumineszierenden Quelle die Displayvorrichtung 108 zu den Augen des Nutzers. Dementsprechend kann der Nutzer 101 ein Bild von seinem Hund Buster, 902, betrachten – klar und mit präziser Farbintegrität.
  • In 10 hingegen wird das elektronische Gerät 100 von dem Nutzer 101 im Freien in der vollen Sonne benutzt. Dementsprechend haben der oder die Prozessoren (208) des elektronischen Geräts 100, der oder die zusammen mit einem Lichtsensor (504) arbeiten, den schaltbaren Spiegel (406) in den reflektierenden Zustand geschaltet. Daher wird Licht 1001 von der Sonne 1002 von dem schaltbaren Spiegel (406) reflektiert, wodurch der Nutzer 101 das Bild von seinem Hund Buster, 902, deutlich und mit präziser Farbintegrität betrachten kann.
  • In der vorstehenden Beschreibung wurden bestimmte Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist. Vorliegende Beschreibung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind lediglich Beispiele und stellen keine Einschränkung der Erfindung dar. Modifikationen fallen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Nutzen und Vorteile sowie Problemlösungen und Elemente, die gegebenenfalls zu einem solchen Nutzen und zu solchen Vorteilen und Problemlösungen führen oder stärker hervortreten, sind nicht als entscheidende, notwendige oder wesentliche Merkmale oder Elemente eines oder sämtlicher Ansprüche zu sehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • IEEE 802.11 [0038]

Claims (20)

  1. Displayvorrichtung, umfassend: ein Flüssigkristalldisplay, das geeignet ist für eine wahlweise Übertragung von Licht; und einen schaltbaren Spiegel, der geeignet ist für das Schalten von einem durchsichtigen Zustand in einen reflektierenden Zustand; wobei das Flüssigkristalldisplay eine zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat angeordnete Flüssigkristallschicht umfasst; wobei der schaltbare Spiegel auch zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist.
  2. Displayvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Farbfilter, das zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist;
  3. Displayvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Flüssigkristallschicht zwischen dem Farbfilter und dem schaltbaren Spiegel angeordnet ist.
  4. Displayvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Farbfilter eine Mehrzahl von Farbpixelfiltern umfasst.
  5. Displayvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der schaltbare Spiegel geeignet ist, im reflektierenden Zustand Licht durch dasselbe Farbpixel zu reflektieren, von dem das Licht empfangen wurde.
  6. Displayvorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei das erste Substrat geeignet ist für die Übertragung von Licht innerhalb eines optischen Kegels, der durch einen vordefinierten minimalen Einfallswinkel, bei welchem das erste Substrat das Licht überträgt, definiert wird, wobei eine Fläche eines Kegelschnitts des optischen Kegels an einem beliebigen Pixel-Farbfilter kleiner ist als eine weitere Fläche eines beliebigen Pixel-Farbfilters.
  7. Displayvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Farbfilter und der schaltbare Spiegel durch einen Abstand von weniger als fünfzig Mikron getrennt sind.
  8. Displayvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend eine Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht, die geeignet ist zum Steuern der Flüssigkristallschicht.
  9. Display nach Anspruch 8, wobei die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht entlang einer Fläche des schaltbaren Spiegels angeordnet ist.
  10. Displayvorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei sowohl die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht als auch der schaltbare Spiegel entlang des zweiten Substrats angeordnet sind.
  11. Displayvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, ferner umfassend ein Zwischensubstrat, das zwischen der Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht und dem schaltbaren Spiegel angeordnet ist.
  12. Displayvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner umfassend einen Lichtsensor und einen oder mehrere Prozessoren, wobei der oder die Prozessoren geeignet sind zum Schalten des schaltbaren Spiegels von dem durchsichtigen in den reflektierenden Zustand, wenn die durch den Lichtsensor empfangene Lichtmenge eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
  13. Displayvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend eine Hintergrundbeleuchtung zum Übertragen von Licht durch den schaltbaren Spiegel, wenn sich der schaltbare Spiegel in einem durchsichtigen Zustand befindet.
  14. Displayvorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend einen oder mehrere Prozessoren zum Abschalten der Hintergrundbeleuchtung, wenn sich der schaltbare Spiegel in einem reflektierenden Zustand befindet.
  15. Displayvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner umfassend einen ersten Polarisator und einen zweiten Polarisator, wobei der erste Polarisator auf einer der Flüssigkristallschicht gegenüberliegenden ersten Seite des ersten Substrats und der zweite Polarisator auf einer der Flüssigkristallschicht gegenüberliegenden zweiten Seite des zweiten Substrats angeordnet ist.
  16. Elektronisches Gerät, umfassend: einen oder mehrere Prozessoren; und ein Display, das mit dem oder den Prozessoren betrieben werden kann und das umfasst: ein oder mehrere Substrate, die im Wesentlichen aus einem ersten Glassubtrat und einem zweiten Glassubstrat bestehen; ein Farbfilter; und einen schaltbaren Spiegel, der mit dem oder den Prozessoren betrieben werden kann, für einen wahlweisen Übergang zwischen einem durchsichtigen Zustand und einem reflektierenden Zustand; wobei der schaltbare Spiegel und das Farbfilter zwischen dem ersten Glassubstrat und dem zweiten Glassubstrat angeordnet sind.
  17. Elektronisches Gerät nach Anspruch 16, ferner umfassend eine Flüssigkristallschicht und eine Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht zum Steuern der Flüssigkristallschicht, wobei die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht und der schaltbare Spiegel entlang eines gemeinsamen Glassubstrats angeordnet sind.
  18. Elektronisches Gerät nach Anspruch 16, ferner umfassend eine Flüssigkristallschicht und eine Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht zum Steuern der Flüssigkristallschicht, wobei die Flüssigkristallschicht zwischen dem Farbfilter und der Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht und die Dünnfilm-Transistorschaltungsschicht zwischen der Flüssigkristallschicht und dem schaltbaren Spiegel angeordnet ist.
  19. Verfahren zum Steuern eines elektronischen Geräts, wobei das Verfahren umfasst: das Schalten eines zwischen einem frontseitigen Substrat und einem rückseitigen Substrat eines Flüssigkristalldisplays angeordneten schaltbaren Spiegels von einem durchsichtigen Zustand in einen reflektierenden Zustand mittels des oder der Prozessoren; das Ansteuern des Flüssigkristalldisplays mittels des oder der Prozessoren in einem Bereich, der kleiner ist als sein betriebsfähiger Bereich, wenn sich der schaltbare Spiegel im reflektierenden Zustand befindet; und das Reflektieren von Licht, das von einem Farbpixel eines Farbfilters empfangen wird, das zwischen dem frontseitigen Substrat und dem rückseitigen Substrat angeordnet ist, von dem schaltbaren Spiegel durch das Farbpixel.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend: das Schalten des schaltbaren Spiegels in den durchsichtigen Zustand; das Ansteuern der Flüssigkristallanzeige in dem betriebsfähigen Bereich, wenn sich der schaltbare Spiegel im durchsichtigen Zustand befindet; und das Übertragen von anderem Licht von einer Hintergrundbeleuchtung durch den schaltbaren Spiegel.
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