DE102018216342A1

DE102018216342A1 - Backlit LCD display

Info

Publication number: DE102018216342A1
Application number: DE102018216342.1A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Bäthis
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2020-03-26
Also published as: WO2020064628A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeige aufweisend ein LCD (101) mit Hintergrundbeleuchtung. Die Anzeige weist einen Zentralbereich (110) und einen Randbereich (121, 122, 123, 124) auf, sodass der Randbereich (121, 122, 123, 124) und der Zentralbereich (110) durch jeweils eine separate Hintergrundbeleuchtung (401, 402) durchleuchtbar ist, wobei die Hintergrundbeleuchtungen Lichtquellen (210, 221, 222, 223, 224) aufweisen.The invention relates to a display comprising an LCD (101) with backlighting. The display has a central area (110) and an edge area (121, 122, 123, 124) so that the edge area (121, 122, 123, 124) and the central area (110) each have a separate backlight (401, 402) can be transilluminated, the backlights having light sources (210, 221, 222, 223, 224).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeige aufweisend ein LCD mit Hintergrundbeleuchtung.The invention relates to a display comprising an LCD with backlight.

Aus dem Stand der Technik sind derartige Anzeigen bekannt, bei denen Lichtquellen von einem Beobachter der Anzeige aus gesehen hinter dem LCD angebracht sind und dieses durchleuchten. Die LCDs können das Durchdringen von Licht in einem dunkelgeschalteten Modus nicht vollständig verhindern, so das eigentlich schwarz darzustellende größere Bereiche dunkelgrau erscheinen. Deswegen ist es dem Stand der Technik bereits bekannt, für größere dunkel darzustellende Bereich ein sogenanntes local Dimming vorzusehen, bei dem bei größeren dunkel darzustellenden Bereichen die Hinterleuchtung der betreffenden Bereiche auszuschalten durch ein Ausschalten der hinter dem dunkel darzustellenden Bereich liegenden Lichtquellen. Dieses local Dimming ist aber aufwändig. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein einfach aufgebautes LCD mit Hinterleuchtung anzugeben, bei dem große Teile der Hinterleuchtung in einfacher Art und Weise abschaltbar sind.Such displays are known from the prior art, in which light sources, as seen by an observer of the display, are fitted behind the LCD and illuminate it. The LCDs cannot completely prevent the penetration of light in a dark-switched mode, so the larger areas that are actually to be displayed in black appear dark gray. For this reason, it is already known in the prior art to provide what is known as local dimming for larger areas to be displayed dark, in which, in the case of larger areas to be displayed dark, the backlighting of the areas concerned is switched off by switching off the light sources lying behind the area to be displayed dark. However, this local dimming is complex. The object of the present invention is therefore to provide a simply constructed LCD with backlighting, in which large parts of the backlighting can be switched off in a simple manner.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Anzeige einen Zentralbereich und einen Rand Bereich aufweist und der Zentralbereich und der Randbereich jeweils durch eine separate Hintergrundbeleuchtung durchleuchtbar ist. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass jeweils ein Lichtkasten hinter dem Zentralbereich und dem Randbereich angeordnet ist und sich in diesen Lichtkästen jeweils eine oder mehrere Lichtquellen befinden, wobei vorteilhafter Weise bei einer Mehrzahl von einem Bereich zugeordneten Lichtquellen diese Mehrzahl von dem Bereich zugeordneten Lichtquellen gemeinsam ein und ausgeschaltet werden.This object is achieved in that the display has a central area and an edge area and the central area and the edge area can each be illuminated by separate background lighting. This can be done, for example, by arranging a light box behind the central area and the edge area and in each of these light boxes there being one or more light sources, with a plurality of light sources assigned to an area advantageously having this plurality of light sources assigned to the area together can be switched on and off.

Wenn der Zentralbereich und der Randbereich jeweils mittels separater Lichtleiter durchleuchtbar sind, ist eine besonders einfache und flache Hinterleuchtung realisierbar.If the central area and the edge area can each be illuminated by means of separate light guides, particularly simple and flat backlighting can be realized.

Ebenso kann die Anzeige mit einem einzigen flächigen Lichtleiter, der alle Zonen gleichermaßen abdeckt, realisiert werden. In diesen Fall ist die Einkoppelgeometrie am Lichtleiter vorzugsweise so zu gestalten, dass die LED Einstrahlung möglichst parallel in den Lichtleiter erfolgt, wobei sich dann ein Übersprechen in den jeweils anderen Bereich nicht gänzlich vermeiden lässt. Dieses Übersprechen kann jedoch durch ein geschicktes HMI Design in Form von beispielsweise einer angepassten Ansteuerung der einzelnen Bildpunkte des LCD kaschiert werden.The display can also be realized with a single flat light guide that covers all zones equally. In this case, the coupling geometry on the light guide should preferably be designed in such a way that the LED radiation occurs as parallel as possible into the light guide, in which case crosstalk into the other area cannot be completely avoided. However, this crosstalk can be concealed by a clever HMI design in the form of, for example, an adapted control of the individual pixels of the LCD.

Weiter können die Lichtleiter verbessert werden, wenn die Lichtleiter von den Lichtquellen eingekoppeltes Licht vor der Auskopplung mindestens einmal reflektiert. Dies kann beispielsweise durch eine raue Oberfläche des Lichtleiters oder durch Flächen des Lichtleiters realisiert sein, die nicht parallel zur Ausbreitungsrichtung des Lichtes innerhalb des Lichtleiters angeordnet sind und so auftreffendes Licht reflektieren. Bei einer stattfindenden Reflexion im Lichtleiter kann die Anzeige besonders flach realisiert werden, wenn die Lichtquellen als Leuchtdioden, insbesondere als Side-Leds ausgestaltet sind. Dann können die Lichtquellen seitlich des LCD angeordnet werden, so dass die Anzeige insgesamt sehr flach ausgestaltet sein kann. So wird das Licht der Leuchtdioden in den Lichtleiter eingekoppelt, innerhalb des Lichtleiters mindestens einmal reflektiert und in Richtung des LCD ausgekoppelt, sodass das Licht der Leuchtdioden das LCD durchdringen kann.Furthermore, the light guides can be improved if the light guides reflect light coupled in from the light sources at least once before being coupled out. This can be realized, for example, by a rough surface of the light guide or by surfaces of the light guide that are not arranged parallel to the direction of propagation of the light within the light guide and thus reflect incident light. If there is a reflection in the light guide, the display can be realized in a particularly flat manner if the light sources are designed as light-emitting diodes, in particular as side LEDs. Then the light sources can be arranged on the side of the LCD, so that the display can be made very flat overall. The light from the light-emitting diodes is thus coupled into the light guide, reflected at least once within the light guide and coupled out in the direction of the LCD, so that the light from the light-emitting diodes can penetrate the LCD.

Weiterhin ist es möglich, anstelle der SideLeds flache TopLEDs zu verwenden, die auf einem zum Lichtleiter senkrecht stehenden Leiterplattenstreifen oder auf einer senkrecht stehenden Flexfolie assembliert sind. Diese Flexfolie ist dann vorteilhafterweise thermisch an ein Gehäuse der Beleuchtungseinheit angebunden.It is also possible to use flat TopLEDs instead of the SideLeds, which are assembled on a circuit board strip perpendicular to the light guide or on a vertical flex foil. This flex film is then advantageously thermally connected to a housing of the lighting unit.

Wenn mehrere Leuchtdioden für einen Lichtleiter vorhanden sind, ist es besonders vorteilhaft, diese Leuchtdioden in Reihe zu schalten und/oder sonst wie zu verketten, sodass die Ansteuerung der Leuchtdioden besonders einfach ist.If there are several light-emitting diodes for a light guide, it is particularly advantageous to connect these light-emitting diodes in series and / or to chain them in some other way, so that the control of the light-emitting diodes is particularly simple.

Wenn die Anzeige mehrere Randbereiche aufweist, können insbesondere bei einer Hinterleuchtung mittels Lichtleitern mehrere Randbereiche separat dunkel geschaltet werden. Es können beispielsweise auch zwei Randbereiche direkt aneinander anschließen.If the display has several edge areas, in particular in the case of backlighting by means of light guides, several edge areas can be darkened separately. For example, two edge areas can also connect directly to one another.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the figures.

Es zeigen:

1 die Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer besonders bevorzugten Anzeige bei einer vollständigen Durchleuchtung des LCD
2 die Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel aus 1 bei einer nur teilweisen Durchleuchtung des LCD
3 den Schnitt AA aus 1
4 die Aufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer besonders bevorzugten Anzeige bei einer nur teilweisen Durchleuchtung des LCD
5 den Schnitt BB aus 4

Show it:

1 the supervision of a first embodiment of a particularly preferred display when the LCD is completely illuminated
2nd the supervision of the embodiment 1 if the LCD is only partially illuminated
3rd the cut AA out 1
4th the supervision of a second embodiment of a particularly preferred display when the LCD is only partially illuminated
5 the cut BB out 4th

In 1 erkennt man eine Anzeige 100 aufweisend ein LCD 101 mit einem Zentralbereich 110, einem ersten Randbereich 121, einem zweiten Randbereich 122 und einem dritten Randbereich 123. In 1 you can see an ad 100 having an LCD 101 with a central area 110 , a first edge area 121 , a second border area 122 and a third edge area 123 .

Weiterhin erkennt man Leuchtdioden 210, 221, 222 und 223 und ein Gehäuse 300. Bei den Leuchtdioden 210 ist wegen der Übersichtlichkeit der Darstellung nur die oberste und unterste dargestellte Leuchtdiode mit dem Bezugszeichen 210 versehen. Alle Leuchtdioden 210, 221, 222, 223 leuchten, so dass über in 1 nicht dargestellte Lichtleiter das LCD 101 vollständig durchleuchtet wird. Für jeden der Randbereiche 121, 122 123 und den Zentralbereich 110 ist jeweils ein separater Lichtleiter vorhanden. Die Leuchtdioden 221 koppeln ihr Licht in den Lichtleiter ein, der den Randbeich121 durchstrahlt, die Leuchtdioden 222 koppeln ihr Licht in den Lichtleiter ein, der den Randbeich 122 durchstrahlt, die Leuchtdioden 223 koppeln ihr Licht in den Lichtleiter ein, der den Randbeich123 durchstrahlt und die Leuchtdioden 221 koppeln ihr Licht entsprechend in den Lichtleiter ein, der den Zentralbeich110 durchstrahlt. Je nach Ansteuerung der einzelnen Bildpunkte des LCD 101 lassen die Bildpunkte des LCD 101 das von den Leuchtdioden 210, 221, 222, 223 ausgesandte Licht durch oder behindern es, so dass auf dem Zentralbereich 110 die Darstellung einer Landkarte und in den Randbereichen 121, 122, 123 Buchstaben und Ziffern wahrnehmbar sind.You can also see LEDs 210 , 221 , 222 and 223 and a housing 300 . With the LEDs 210 is because of the clarity of the representation only the top and bottom light emitting diode shown with the reference symbol 210 Mistake. All LEDs 210 , 221 , 222 , 223 light up so that over in 1 Light guide, not shown, the LCD 101 is fully illuminated. For each of the marginal areas 121 , 122 123 and the central area 110 there is a separate light guide. The light emitting diodes 221 couple their light into the light guide, the edge area 121 shines through, the LEDs 222 couple their light into the light guide, the edge area 122 shines through, the LEDs 223 couple their light into the light guide that shines through the edge area 123 and the light-emitting diodes 221 couple their light accordingly into the light guide that shines through the central area110. Depending on the control of the individual pixels of the LCD 101 leave the pixels of the LCD 101 that of the LEDs 210 , 221 , 222 , 223 light emitted through or obstructing it, so that on the central area 110 the representation of a map and in the peripheral areas 121 , 122 , 123 Letters and numbers are perceptible.

In 2 sind nur die Leuchtdioden 221 eingeschaltet, während die Leuchtdioden 210, 222, 223 ausgeschaltet sind. Bei den Leuchtdioden 210 ist wegen der Übersichtlichkeit der Darstellung nur die oberste und unterste dargestellte Leuchtdiode mit dem Bezugszeichen 210 versehen. So sind nur die im Randbereich 121 dargestellten Buchstaben wahrnehmbar, während die sonstigen Bereiche des LCD 101 schwarz erscheinen. Vorteilhafterweise wird das LCD 101 so angesteuert, dass in den sonstigen Bereichen alle Bildpunkte kein Licht durchlassen. So wird insgesamt erreicht, dass das LCD 101 nur sehr wenig Licht aussendet und der Zentralbereich 110 und die Randbereiche 122, 123 schwarz erscheinen. So wird zum einen Energie gespart und insbesondere bei dunkler Umgebung der Anzeige 100 eine Blendung eines Beobachters der Anzeige 100 vermieden. Die Leuchtdioden 210, 221, 222, 223 sind vorteilhafterweise als Side-Leds ausgestaltet. Es können aber auch gewöhnliche LEDs oder sonstige Lichtquellen Verwendung finden, die dann vorteilhafterweise mit einem Reflektor zusammenwirken, der jeweils das Licht der einzelnen LEDs 210, 221, 222, 223 in Richtung der Einkoppelflächen der Lichtleiter sendet. Die LEDs 210, 221, 222, 223 sind vorteilhafterweise mit einer nicht dargestellten Abdeckung, insbesondere in der Form eines Rahmens für das LCD 101, versehen.In 2nd are just the light emitting diodes 221 switched on while the LEDs 210 , 222 , 223 are switched off. With the LEDs 210 is because of the clarity of the representation only the top and bottom light emitting diode shown with the reference symbol 210 Mistake. Only those in the marginal area are like this 121 shown letters perceptible, while the other areas of the LCD 101 appear black. Advantageously, the LCD 101 controlled in such a way that all pixels in the other areas do not let light through. So overall it is achieved that the LCD 101 emits very little light and the central area 110 and the edge areas 122 , 123 appear black. On the one hand, this saves energy and especially when the display is dark 100 a glare from an observer to the ad 100 avoided. The light emitting diodes 210 , 221 , 222 , 223 are advantageously designed as side leds. However, ordinary LEDs or other light sources can also be used, which then advantageously interact with a reflector, each of which emits the light from the individual LEDs 210 , 221 , 222 , 223 sends in the direction of the coupling surfaces of the light guide. The LEDs 210 , 221 , 222 , 223 are advantageously with a cover, not shown, in particular in the form of a frame for the LCD 101 , Mistake.

In 3 erkennt man das LCD 101 mit dem ersten Randbereich 121, die LED 221, ein Gehäuse 300 und einen Lichtleiter 401 mit einer Unterseite 4010. Das Licht der LED 221 wird in den Lichtleiter 401eingekoppelt und von der Unterseite 4010 reflektiert und in Richtung des LCD 101 ausgekoppelt. In 3 ist zwischen dem Lichtleiter 401 und dem LCD 101 kein sonstiges Bauteil dargestellt. Es können aber zusätzliche optisch wirksame Bauteile wie beispielsweise eine Streuscheibe vorhanden sein. Die Innenseite des Gehäuses kann reflektierend ausgestaltet sein, beispielsweise durch eine glatte Oberflächengestaltung und/oder eine reflektierende Beschichtung. Weiterhin kann die Unterseite 4010 des Lichtleiters 401 mit einer reflektierenden Beschichtung versehen sein. Die Form des Lichtleiter 401 ist so gewählt, dass das eingekoppelte Licht gleichmäßig über die Länge die Lichtleiters 401 ausgekoppelt wird und so eine gleichmäßige Durchleuchtung des LCD 101 erreicht wird.In 3rd you can see the LCD 101 with the first edge area 121 who have favourited LED 221 , a housing 300 and an optical fiber 401 with a bottom 4010 . The light of the LED 221 is coupled into the light guide 401 and from the bottom 4010 reflected and towards the LCD 101 uncoupled. In 3rd is between the light guide 401 and the LCD 101 no other component is shown. However, there may be additional optically effective components such as a diffusing screen. The inside of the housing can be designed to be reflective, for example through a smooth surface design and / or a reflective coating. Furthermore, the bottom 4010 of the light guide 401 be provided with a reflective coating. The shape of the light guide 401 is selected so that the coupled light is uniform over the length of the light guide 401 is decoupled and thus uniform illumination of the LCD 101 is achieved.

Die in 4 dargestellte Anzeige 100 unterscheidet sich von der in den 1,2 dargestellten Anzeige dadurch, dass sie neben dem Zentralbereich 110 und dem ersten Randbereich 121 oberhalb des Zentralbereichs 110 einen zweiten Randbereich 124 unterhalb des Zentralbereichs 110 aufweist und dadurch, dass die LEDs 221, 210, 224 an beiden Seiten des LCDs 101 angeordnet sind. Bei den Leuchtdioden 210 ist wegen der Übersichtlichkeit der Darstellung nur die oberste und unterste dargestellte Leuchtdiode mit dem Bezugszeichen 210 versehen. Die beidseitige Anordnung der LEDs 221, 210, 224 erleichtert konstruktiv die gleichmäßige Lichtverteilung unterhalb des LCD 101 und so eine gleichmäßige Beleuchtung des LCD 101. Durch entsprechende Ausgestaltung der Lichtleiter ist aber auch die in 1-3 dargestellte einseitige Anordnung der LEDs zielführend. In 4 sind die Leuchtdioden 221, 224 eingeschaltet, während die Leuchtdioden 210 für die Beleuchtung des Zentralbereichs 110 ausgeschaltet sind. So werden nur die Randbereiche 121, 124 durchstrahlt, während der Zentralbereich 110 vollständig schwarz erscheint.In the 4th displayed ad 100 differs from that in the 1 , 2nd Display shown by being next to the central area 110 and the first edge area 121 above the central area 110 a second edge area 124 below the central area 110 and that the LEDs 221 , 210 , 224 on both sides of the LCD 101 are arranged. With the LEDs 210 is because of the clarity of the representation only the top and bottom light emitting diode shown with the reference symbol 210 Mistake. The arrangement of the LEDs on both sides 221 , 210 , 224 constructively facilitates the uniform light distribution below the LCD 101 and so even illumination of the LCD 101 . By appropriate design of the light guide is also in 1-3 illustrated one-sided arrangement of the LEDs in a purposeful manner. In 4th are the light emitting diodes 221 , 224 switched on while the LEDs 210 for the lighting of the central area 110 are switched off. So only the edge areas 121 , 124 shines through while the central area 110 appears completely black.

In 5 erkennt man neben dem LCD 101 mit dem ersten Randbereich 121, den LEDs 221 und dem Gehäuse 300 einen Lichtleiter 402 mit Unterseite 4020 und eine Streuscheibe 500. Das Licht der LEDs 221 wird in den Lichtleiter 402 eingekoppelt. Der Lichtleiter 402 weist im Querschnitt eine nahezu rechteckige Form auf. Die Unterseite 4020 des Lichtleiters 401 ist aufgeraut, so dass dort auftreffendes Licht größtenteils reflektiert wird und in Richtung der Streuscheibe 500 und des LCD 101 ausgekoppelt wird. Die Innenseite des Gehäuses ist vorzugsweise reflektierend ausgestaltet, beispielsweise durch eine besondere Beschichtung oder eine besonders glatte Ausgestaltung. Weiterhin sollten die LEDs 210, 221, 224 abgedeckt sein, vorzugsweise in Form eines nicht dargestellten Rahmens für das LCD 101.In 5 can be seen next to the LCD 101 with the first edge area 121 , the LEDs 221 and the housing 300 a light guide 402 with bottom 4020 and a lens 500 . The light of the LEDs 221 is in the light guide 402 coupled. The light guide 402 has an almost rectangular shape in cross section. The bottom 4020 of the light guide 401 is roughened so that most of the light hitting it is reflected and in the direction of the lens 500 and the LCD 101 is decoupled. The inside of the housing is preferably designed to be reflective, for example by means of a special coating or a particularly smooth design. Furthermore, the LEDs 210 , 221 , 224 be covered, preferably in the form of a frame, not shown, for the LCD 101 .

Claims

Display comprising an LCD (101) with backlight, characterized in that the display has a central area (110) and an edge area (121, 122, 123, 124), the edge area (121, 122, 123, 124) and the central area (110) can be illuminated by separate backlights (401, 402), the backlights having light sources (210, 221, 222, 223, 224).

Display after Claim 1 , characterized in that the central region (110) and the edge region (121, 122, 123, 124) can be transilluminated by means of an optical fiber (401, 402).

Display after Claim 2 , characterized in that the central region (110) and the edge region (121, 122, 123, 124) can each be transilluminated by means of a separate light guide (401, 402).

Display after Claim 3 , characterized in that each light guide (401, 402) from the light sources (210, 221, 222, 223, 224) reflects light coupled in at least once before being coupled out.

Display according to one of the preceding claims, characterized in that the light sources (210, 221, 222, 223, 224) are designed as light-emitting diodes (210, 221, 222, 223, 224).

Display after Claim 5 , characterized in that the light-emitting diodes (210, 221, 222, 223, 224) are designed as side LEDs (210, 221, 222, 223, 224).

Display after Claim 5 or 6 , characterized in that the edge area (121, 122, 123, 124) and the central area (110) can each be illuminated by one or more light-emitting diodes (210, 221, 222, 223, 224).

Display after Claim 7 , characterized in that several light-emitting diodes (210, 221, 222, 223, 224) of individual areas (110, 121, 122, 123, 124) are connected in series and / or linked.

Display according to one of the preceding claims, characterized in that the display has a plurality of edge areas (121, 122, 123, 124), each of which can be illuminated by a separate backlight (221, 222, 223, 224, 401, 402).