DE102017212071A1

DE102017212071A1 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102017212071A1
Application number: DE102017212071.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Wall; Michael Stützel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2019-01-17
Also published as: WO2019011483A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung umfassend eine Anzeigefläche (10) zum Anzeigen von pixelbasierten Graphikobjekten, wobei durch die Anzeigefläche (10) ein an die Anzeigefläche (10) angrenzender Raum in einen Frontbereich (12), welchem die Anzeigefläche (10) zugewandt ist, und in einen Rückbereich (14), welchem eine der Anzeigefläche (10) gegenüberliegende Rückseite der Anzeigefläche (10) zugewandt ist, eingeteilt ist, und eine transparente Abdeckscheibe (20) für die Anzeigefläche (10), die im Frontbereich (12) vor der Anzeigefläche (10) derart angeordnet ist, dass zwischen der Anzeigefläche (10) und der transparenten Scheibe (20) ein Luftspalt (22) ausgebildet ist, wobei die transparente Abdeckscheibe (20) Bereiche (36, 38) mit unterschiedlicher Materialstärke aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung umfassend eine Anzeigefläche zum Anzeigen von pixelbasierten Graphikobjekten, wobei durch die Anzeigefläche ein an die Anzeigefläche angrenzender Raum in einen Frontbereich, welchem die Anzeigefläche zugewandt ist, und in einen Rückbereich, welchem eine der Anzeigefläche gegenüberliegende Rückseite der Anzeigefläche zugewandt ist, eingeteilt ist, und eine transparente Abdeckscheibe für die Anzeigefläche, die im Frontbereich vor der Anzeigefläche derart angeordnet ist, dass zwischen der Anzeigefläche und der transparenten Scheibe ein Luftspalt ausgebildet ist.
Eine derartige, aus dem Stand der Technik bekannte Anzeigevorrichtung ist in 1 dargestellt. Dabei ist die Anzeigefläche mit 10 bezeichnet. Sie definiert einen an die Anzeigefläche angrenzenden Frontbereich 12 sowie einen Rückbereich 14, dem die der Anzeigefläche 10 gegenüberliegende Rückseite 16 der Anzeigefläche 10 zugewandt ist. Die Vorderseite der Anzeigefläche ist mit 18 bezeichnet. Im Frontbereich 12 vor der Anzeigefläche 10 ist eine transparente Abdeckscheibe 20 für die Anzeigefläche 10 derart angeordnet, dass zwischen der Anzeigefläche 10 und der transparenten Scheibe 20 ein Luftspalt 22 ausgebildet ist.
Durch ein externes Bild 24, das an der Vorderseite 26 und der Rückseite 28 der transparenten Abdeckscheibe 20 reflektiert wird, entsteht ein Doppelbild 30. Dieses umfasst ein erstes Teilbild 32, welches durch Reflexion des externen Bilds 24 an der Vorderseite 26 der transparenten Abdeckscheibe 20 entstanden ist, sowie ein zweites Teilbild 34, welches durch Reflexion des externen Bilds 24 an der Rückseite 28 der transparenten Abdeckscheibe 20 entstanden ist. Der dem ersten Teilbild 32 zugeordnete Reflexionswinkel ist mit a, der dem zweiten Teilbild 34 zugeordnete Reflexionswinkel mit β bezeichnet. Es gilt: α=β.
Ein derartiges Doppelbild 30 wirkt störend, vermindert die Ablesbarkeit der Anzeigefläche 10 und mindert die hochwertige Anmutung der Anzeigevorrichtung.
Aus der DE 10 2004 040 508 A1 ist eine Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung bekannt. Dabei ist eine transparente gelartige Harzschicht zwischen einer Rückseite einer transparenten Frontplatte und einer Vorderseite einer Anzeigetafel ausgebildet. Die transparente gelartige Harzschicht vermindert eine Belastung, die auf die Anzeigetafel durch eine Verformung der transparenten Frontplatte ausgeübt wird. Durch diese gelartige Harzschicht ist es weiterhin möglich, eine Reflexion von Licht an einer Grenzfläche zwischen angrenzenden, schichtartig angeordneten Substraten effektiv zu unterdrücken. Allerdings ist zum Injizieren des flüssigen Harzmaterials in den genannten Raum ein evakuierter Zustand vorzusehen, wobei anschließend das Harzmaterial gehärtet werden muss. Verbleibt das Harzmaterial im Gelzustand, sind entsprechende Abdichtmaßnahmen zu treffen.
Aus der DE 10 2015 011 377 A1 ist eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug-Kombiinstrument bekannt. Um auf einer Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung den Einfluss von störenden Lichtreflexen von Umgebungslicht zu minimieren, ist dabei vorgesehen, dass die Anzeigefläche als eine gekrümmt angeordnete OLED-Pixelmatrix bereitgestellt ist. Mit anderen Worten ist die Anzeigefläche nicht eben oder platt. Stattdessen handelt es sich bei der Anzeigefläche um eine dreidimensional gekrümmte Fläche. Die OLED-Pixelmatrix ist also gebogen. Der Krümmungsradius der gekrümmten Anzeigefläche kann beispielsweise in einem Bereich von 50 cm bis 150 cm liegen. Durch die Biegung oder Krümmung der Anzeigefläche können Situationen vermieden werden, wo die Anzeigefläche vollständig starkes Licht reflektiert. Durch die Biegung werden die Reflexionen verteilt und für einen Fahrer ist immer ein Großteil der Anzeigefläche ablesbar. Die Anzeigefläche kann durch eine transparente Scheibe abdeckt oder geschützt sein. Die Scheibe ist ohne Luftspalt auf der OLED-Pixelmatrix aufgebracht. Hierzu ist eine teure Laminierung der OLED-Pixelmatrix und der transparenten Scheibe nötig.
Aus der DE 198 48 842 A1 ist eine Flüssigkristallanzeige mit einem gekrümmten Flüssigkristallbildschirm bekannt. Vor dem Flüssigkristallbildschirm ist eine Beobachtungsglasanordnung angeordnet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine eingangs genannte Anzeigevorrichtung derart weiterzubilden, dass bei möglichst günstigen Herstellungskosten eine verbesserte Ablesbarkeit ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass auch ohne teure Laminierung von Anzeigefläche und Abdeckscheibe oder dem aufwändigen Einbringen eines Harzes eine hervorragende Ablesbarkeit selbst bei einem Luftspalt zwischen Anzeigefläche und Abdeckscheibe realisierbar ist, wenn die transparente Abdeckscheibe Bereiche mit unterschiedlicher Materialstärke aufweist. Durch die Bereiche mit unterschiedlicher Materialstärke ergeben sich unterschiedliche Reflexionswinkel eines externen, auf die Abdeckscheibe einfallenden Lichts, sodass ermöglicht wird, dass das erste Teilbild, welches durch Reflexion an der Vorderseite der transparenten Abdeckscheibe entsteht, weiter entfernt ist von einem zweiten Teilbild, das durch Reflexion eines externen Bilds an der Rückseite der transparenten Abdeckscheibe entsteht. Auf diese Weise liegen die beiden Teilbilder weiter auseinander als beim Stand der Technik, sodass bevorzugt nur noch eines der beiden Teilbilder in das Auge des Betrachters reflektiert wird. Auf diese Weise kann die Ablesbarkeit bei äußerst niedrigen Herstellungskosten erheblich verbessert werden und die Anmutung einer derartigen Anzeigevorrichtung ebenfalls. Weiterhin ergeben sich durch eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung größere Designfreiheiten, da beispielsweise die Abdeckscheibe weiterhin plan ausgebildet sein kann und nicht, wie in der oben bereits genannten DE 10 2015 011 377 A1 , gekrümmt. Da bei Abdeckscheiben aus Kunststoff der im Zusammenhang mit dem Stand der Technik gemäß 1 genannte Nachteil noch deutlicher zu Tage tritt als bei Verwendung von Glas, kann nunmehr bei einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung die transparente Abdeckscheibe auch aus kostengünstigem Kunststoff gefertigt sein, ohne dass störende Doppelbilder entstehen würden.
Wie bereits erwähnt, kann die transparente Abdeckscheibe plan oder gekrümmt, insbesondere um eine oder zwei Raumachsen gekrümmt, ausgebildet sein. Insbesondere sind bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung größere Krümmungsradien möglich als in der genannten DE 10 2015 011 377 A1 , ohne dass es zu störenden Doppelbildern kommen würde.
Beispielsweise kann die Abdeckscheibe einen Krümmungsradius von mindestens 150 cm, bevorzugt größer gleich 200 cm, aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform variiert die Materialstärke von einer ersten Seite der transparenten Abdeckscheibe zu einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Abdeckscheibe. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn die Materialstärke von der ersten zur zweiten Seite der transparenten Abdeckscheibe, insbesondere kontinuierlich, zu- oder abnimmt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass über die gesamte Anzeigefläche die beiden entstehenden Teilbilder weit genug auseinanderliegen, sodass ein Benutzer gleichzeitig maximal eines der beiden Teilbilder sieht.
In diesem Zusammenhang kann in Montageanordnung der Anzeigevorrichtung die erste Seite durch eine Unterkante und die zweite Seite durch eine Oberkante der transparenten Abdeckscheibe, oder die erste Seite durch eine linke Kante und die zweite Seite durch eine rechte Kante der transparenten Abdeckscheibe gebildet sein. Durch eine kontinuierliche Zu- oder Abnahme der Materialstärke fallen die unterschiedlichen Dicken einem Benutzer kaum auf. Dennoch werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung ermöglicht.
Das Verhältnis zwischen einem Bereich mit minimaler Materialstärke zu einem Bereich mit maximaler Materialstärke liegt bevorzugt zwischen 1:1,5 und 1:5, insbesondere 1:2,5. Mit anderen Worten werden die oben genannten Vorteile einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung ermöglicht, ohne den Bauraum für eine derartige Anzeigevorrichtung signifikant zu vergrößern bzw. ohne beträchtliche Kosten für das zusätzliche Material der Abdeckscheibe. In diesem Zusammenhang wird noch einmal darauf hingewiesen, dass bei einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung die transparente Abdeckscheibe nunmehr auch aus Kunststoff gefertigt sein kann, der wesentlich leichter ist als Glas.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die transparente Abdeckscheibe plan ausgebildet ist und derart zur Anzeigefläche angeordnet ist, dass die Anzeigefläche und die Fläche der transparenten Abdeckscheibe, die von der Anzeigefläche abgewandt ist - mit den obigen Worten die Vorderseite der transparenten Abdeckscheibe, in parallelen Ebenen angeordnet sind. Bei einer derartigen Realisierung fällt die erfindungsgemäße Ausbildung der transparenten Abdeckscheibe besonders wenig auf.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen und deren Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen in:

1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt in Vertikalrichtung durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Anzeigevorrichtung;
2 in schematischer Darstellung einen Querschnitt in Vertikalrichtung durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;
3 in schematischer Darstellung einen Querschnitt in Vertikalrichtung durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung; und
4 in schematischer Darstellung einen Querschnitt in Vertikalrichtung durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung.

Im Folgenden werden für gleiche und gleich wirkende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Die mit Bezug auf 1 eingeführten Bezugszeichen werden für die 2 bis 4 weiter verwendet.
Die vorliegende Erfindung wird am Beispiel einer Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Navigationssystem oder ein MMI (Mensch-Maschine-Schnittstelle), dargestellt, wobei jedoch andere Anwendungen, wie für den Fachmann offensichtlich, möglich sind. 2 zeigt demnach einen Querschnitt entlang einer durch eine Vertikalrichtung und eine Fahrzeuglängsrichtung aufgespannten Ebene durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung. Die in 2 dargestellte transparente Abdeckscheibe 20 wird demnach von einer Oberseite 36 zur einer Unterseite 38 kontinuierlich dicker, d.h. die Materialstärke nimmt kontinuierlich zu. Die Vorderseite 26 der transparenten Abdeckscheibe 20 verläuft parallel zur Vorderseite 18 der Anzeigefläche 10. Aufgrund der kontinuierlichen Zunahme der Materialstärke von oben nach unten nimmt im Gegenzug der Luftspalt 22 von oben nach unten kontinuierlich ab. Da für die Reflexion gilt: $Einfallswinkel = Ausfallswinkel$
ergibt sich aufgrund der Neigung der Rückseite 28 der transparenten Abdeckscheibe gegenüber der Vertikalen für die Reflexionswinkel: $β > α .$
Aus diesem Grund kommt es nicht mehr zu einer Überlappung der Teilbilder 32 und 34, die Entstehung eines Doppelbildes mit überlappenden Teilbildern wird vermieden. Die Teilbilder 32 und 34 sind deutlich entlang der Hochachse voneinander entfernt. Je nachdem, in welcher Höhe sich die Augen eines Benutzers befinden, nimmt der Benutzer entweder Teilbild 32 oder Teilbild 34 wahr.
Während bei dem Ausführungsbeispiel von 2 die Vorderseite 26 der transparenten Abdeckscheibe 20 plan ausgebildet war, ist diese bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 gekrümmt ausgeführt, vorliegend um eine Raumachse, die quer zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Von der Oberseite 36 zur Unterseite 38 nimmt die Materialstärke der transparenten Abdeckscheibe 20 kontinuierlich zu. Die transparente Abdeckscheibe 20 kann weiterhin um eine zweite Raumachse gekrümmt sein, beispielsweise um eine Raumachse, die vertikal verläuft, also senkrecht auf der ersten Raumachse steht. Dabei kann die Materialstärke von oben nach unten, wie in der Querschnittsdarstellung von 3 dargestellt, zunehmen; es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Materialstärke weiterhin zunimmt von links nach rechts oder von rechts nach links.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung nimmt die Materialstärke der transparenten Abdeckscheibe 20 von der Oberseite 36 bis zur Mitte 40 ab und im weiteren Verlauf bis zur Unterseite 38 wieder zu, insbesondere auf denselben Wert wie an der Oberseite 36. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann die Abdeckscheibe um eine Raumachse oder um zwei Raumachsen gekrümmt sein. Für die Materialstärke in Richtung „links-rechts“ gilt das in Zusammenhang mit 3 Ausgeführte.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004040508 A1 [0005]
DE 102015011377 A1 [0006, 0010, 0011]
DE 19848842 A1 [0007]

Claims

Anzeigevorrichtung umfassend - eine Anzeigefläche (10) zum Anzeigen von pixelbasierten Graphikobjekten, wobei durch die Anzeigefläche (10) ein an die Anzeigefläche (10) angrenzender Raum in einen Frontbereich (12), welchem die Anzeigefläche (10) zugewandt ist, und in einen Rückbereich (14), welchem eine der Anzeigefläche (10) gegenüberliegende Rückseite der Anzeigefläche (10) zugewandt ist, eingeteilt ist, und - eine transparente Abdeckscheibe (20) für die Anzeigefläche (10), die im Frontbereich (12) vor der Anzeigefläche (10) derart angeordnet ist, dass zwischen der Anzeigefläche (10) und der transparenten Scheibe (20) ein Luftspalt (22) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Abdeckscheibe (20) Bereiche (36, 38) mit unterschiedlicher Materialstärke aufweist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Abdeckscheibe (20) plan oder gekrümmt, insbesondere um eine oder zwei Raumachsen gekrümmt, ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke variiert von einer ersten Seite (36) der transparenten Abdeckscheibe (20) zu einer zweiten, der ersten Seite (36) gegenüberliegenden Seite (38) der Abdeckscheibe (20).
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke von der ersten (36) zur zweiten Seite (38) der transparenten Abdeckscheibe (20), insbesondere kontinuierlich, zu- oder abnimmt.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Montageanordnung der Anzeigevorrichtung die erste Seite (36) durch eine Unterkante und die zweite Seite (38) durch eine Oberkante der transparenten Abdeckscheibe (20), oder die erste Seite (36) durch eine linke Kante und die zweite Seite (38) durch eine rechte Kante der transparenten Abdeckscheibe (20) gebildet ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen einem Bereich mit minimaler Materialstärke zu einem Bereich mit maximaler Materialstärke zwischen 1:1,5 und 1:5, insbesondere 1:2,5, liegt.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Abdeckscheibe (20) aus Glas oder Kunststoff gebildet ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Abdeckscheibe (20) plan ausgebildet ist und derart zur Anzeigefläche (10) angeordnet ist, dass die Anzeigefläche (10) und die Fläche (26) der transparenten Abdeckscheibe (20), die von der Anzeigefläche (10) abgewandt ist, in parallelen Ebenen angeordnet sind.