DE102019203564A1

DE102019203564A1 - Display module

Info

Publication number: DE102019203564A1
Application number: DE102019203564.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Weber; Torsten Lahr; Ulrich Kabatek
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2020-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anzeigemodul (1) für eine Anzeigevorrichtung sowie eine Anzeigevorrichtung mit einem solchen Anzeigemodul (1). Das Anzeigemodul (1) weist ein Display-Panel (10) mit einer Matrix von Pixeln zur Erzeugung eines Bildes auf. Zudem weist das Anzeigemodul (1) eine Solarzellenanordnung (15) zur Umwandlung von Licht (SL, BL) in elektrischen Strom auf. Die Solarzellenanordnung (15) kann in eine Backplane (14) des Display-Panels (10) integriert sein.The invention relates to a display module (1) for a display device and a display device with such a display module (1). The display module (1) has a display panel (10) with a matrix of pixels for generating an image. In addition, the display module (1) has a solar cell arrangement (15) for converting light (SL, BL) into electrical current. The solar cell arrangement (15) can be integrated into a backplane (14) of the display panel (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anzeigemodul für eine Anzeigevorrichtung sowie eine Anzeigevorrichtung mit einem solchen Anzeigemodul.The present invention relates to a display module for a display device and to a display device with such a display module.

Die elektrische Leistung in Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird über die Lichtmaschine in Verbindung mit der Batterie bereitgestellt, in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen lediglich durch die Batterie. Größe und Gewicht aktueller Batteriesysteme ermöglichen aber nur eine begrenzte Reichweite elektrisch betriebener Kraftfahrzeuge im Vergleich zu Kraftfahrzeugen mit fossilen Antrieben.The electrical power in motor vehicles with internal combustion engines is provided by the alternator in connection with the battery, in electrically operated motor vehicles only by the battery. However, the size and weight of current battery systems allow only a limited range of electrically powered vehicles compared to vehicles with fossil fuels.

Die Anzahl und die Größe der Anzeigefläche von Anzeigevorrichtungen in Kraftfahrzeugen nimmt beständig zu. Zudem werden die Displays fortlaufend heller, um bei allen Umgebungsbedingungen gut ablesbar zu sein. Dies ist verbunden mit einer Zunahme der Verlustleistung. Auch die immer höher werdenden Auflösungen der Displays tragen zu einem steigenden Energiebedarf bei. Typische Displaysysteme für die Anwendung in Kraftfahrzeugen haben Verlustleistungen im Bereich von 10 W bis 40 W. Zusammen können die Displays in modernen Kraftfahrzeugen eine maximale Leistungsaufnahme von deutlich über 100 W aufweisen. Zwar muss dabei berücksichtigt werden, dass heutige LCD-Displays (LCD: Liquid Crystal Display; Flüssigkristallanzeige) zum Teil eine sehr geringe Effizienz haben, aber selbst zukünftige Technologien, wie z.B. OLED-Displays (OLED: Organic Light Emitting Diode; organische Leuchtdiode), werden eine signifikante Leistungsaufnahme haben. Zusätzlich steigt auch der Energieverbrauch von Steuergeräten durch einen immer höheren Automatisierungsgrad in Kraftfahrzeugen stetig an. All dies wirkt sich negativ auf die Reichweite von Elektrofahrzeugen aus.The number and size of the display area of display devices in motor vehicles is constantly increasing. In addition, the displays are continuously getting brighter in order to be easy to read in all ambient conditions. This is associated with an increase in the power loss. The increasing resolutions of the displays also contribute to increasing energy requirements. Typical display systems for use in motor vehicles have power losses in the range from 10 W to 40 W. Together, the displays in modern motor vehicles can have a maximum power consumption of well over 100 W. It must be borne in mind that today's LCD displays (LCD: Liquid Crystal Display) sometimes have a very low efficiency, but even future technologies, such as OLED displays (OLED: Organic Light Emitting Diode) will have a significant power consumption. In addition, the energy consumption of control devices is constantly increasing due to an ever higher degree of automation in motor vehicles. All of this has a negative impact on the range of electric vehicles.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Anzeigemodul für eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, das eine verbesserte Energiebilanz aufweist. It is an object of the present invention to provide a display module for a display device which has an improved energy balance.

Diese Aufgabe wird durch ein Anzeigemodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a display module with the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Anzeigemodul für eine Anzeigevorrichtung auf:

- ein Display-Panel mit einer Matrix von Pixeln zur Erzeugung eines Bildes; und
- eine Solarzellenanordnung zur Umwandlung von Licht in elektrischen Strom.

According to one aspect of the invention, a display module for a display device has:

a display panel with a matrix of pixels for generating an image; and
- a solar cell arrangement for converting light into electricity.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Energiebilanz eines Anzeigemoduls durch eine Kombination des Display-Panels mit Solarzellen verbessert. Eine Stromerzeugung ist dabei auch dann möglich, wenn das Anzeigemodul nicht in Betrieb ist. Die Solarzellenanordnung kann insbesondere einfallendes Sonnenlicht in Strom umwandeln. Die Anzeigen in Kraftfahrzeugen verbrauchen häufig besonders viel Energie bei hoher Umgebungshelligkeit, da sie dann für eine bessere Ablesbarkeit mit maximaler Helligkeit angesteuert werden; dies sind jedoch auch die Bedingungen maximalen Ertrags der Solarzellen. So steht einer hohen Leistungsaufnahme des Displays auch ein höherer Rückgewinn aus der Solarzellenanordnung gegenüber. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die in das Anzeigemodul integrierte Solarzellenanordnung für den Nutzer praktisch nicht sichtbar ist.In the solution according to the invention, the energy balance of a display module is improved by combining the display panel with solar cells. It is also possible to generate electricity when the display module is not in operation. The solar cell arrangement can in particular convert incident sunlight into electricity. The displays in motor vehicles often consume a lot of energy when the ambient light is high, since they are then controlled with maximum brightness for better readability; however, these are also the conditions for maximum yield from the solar cells. A high power consumption of the display is offset by a higher recovery from the solar cell arrangement. Another advantage of the solution according to the invention is that the solar cell arrangement integrated in the display module is practically invisible to the user.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Solarzellenanordnung in eine Backplane des Display-Panels integriert. Unter einer Backplane ist dabei die Schicht zu verstehen, die zur Ansteuerung der Pixel des Display-Panels dient. Die Backplane von TFT-Displays (TFT-Display: Thin-Film Transistor-Display, Anzeige mit Dünnschichttransistor-Ansteuerung) zur Ansteuerung der einzelnen Pixel besteht aus Halbleiterverbindungen, typischerweise Silizium. Während diese Schaltelemente vor Licht geschützt werden müssen, kann das Silizium in den restlichen Flächen für Fotodioden genutzt werden. Diese können einen Teil des von vorn einfallenden Sonnenlichts in Strom wandeln.According to one aspect of the invention, the solar cell arrangement is integrated into a backplane of the display panel. A backplane is to be understood here as the layer that is used to control the pixels of the display panel. The backplane of TFT displays (TFT display: thin-film transistor display, display with thin-film transistor control) for controlling the individual pixels consists of semiconductor compounds, typically silicon. While these switching elements have to be protected from light, the silicon in the remaining areas can be used for photodiodes. These can convert part of the sunlight coming in from the front into electricity.

Dünnschichtsolarzellen haben eine Effizienz bei der Stromerzeugung von bis zu 20%. Die für solche Solarzellen genutzten Materialien sind mit denen der Displays identisch oder verwandt, sodass die Komponenten gut kombiniert werden können. So eignet sich beispielsweise amorphes Silizium gleichermaßen für die Ansteuerung von LCD-Pixeln wie auch für Solarzellen. Auch ternäre Verbindungen können für beide Zwecke genutzt werden. Eine Ausführung in amorphem Silizium hat den besonderem Vorteil, dass amorphes Silizium ein Absorptionsmaximum im Bereich des sichtbaren Lichts zwischen 400 nm und 600 nm hat.Thin-film solar cells have an efficiency in generating electricity of up to 20%. The materials used for such solar cells are identical or related to those of the displays, so that the components can be easily combined. For example, amorphous silicon is equally suitable for controlling LCD pixels and solar cells. Ternary connections can also be used for both purposes. A design in amorphous silicon has the particular advantage that amorphous silicon has an absorption maximum in the range of visible light between 400 nm and 600 nm.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind Solarzellen der Solarzellenanordnung zwischen den Pixeln des Display-Panels angeordnet. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft in Kombination mit einem Display-Panel, bei dem nur ein geringer Anteil der Fläche des Display-Panels von den Bildpunkten belegt ist. Dies ist beispielsweise bei MikroLED-Displays (LED: Light Emitting Diode; Leuchtdiode) der Fall. Hier nehmen die Bildpunkte nur einen minimalen Anteil, z.B. <1%, der verfügbaren Fläche ein. Somit steht fast die gesamte Fläche zur Stromerzeugung zur Verfügung, ohne dass die Abstrahlung des Displays eingeschränkt wird. Anstelle von MikroLED sind auch die Bezeichnungen MicroLED, MLED, mLED und µLED gebräuchlich.According to one aspect of the invention, solar cells of the solar cell arrangement are arranged between the pixels of the display panel. This embodiment is particularly advantageous in combination with a display panel in which only a small proportion of the area of the display panel is occupied by the pixels. This is the case, for example, with microLED displays (LED: Light Emitting Diode; light emitting diode). Here the pixels only take up a minimal proportion, eg <1%, of the available area. This means that almost the entire surface is available for generating electricity without restricting the radiation from the display. Instead of MicroLED, the terms MicroLED, MLED, mLED and µLED are also used.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Solarzellenanordnung transparent ausgeführt und vor dem Display-Panel angeordnet. Transparente Solarzellen können beispielsweise unter Verwendung organischer Verbindungen realisiert werden. Alternativ zur Integration in die Backplane eines Display-Panels können Solarzellen somit auch als transparente Elemente vor dem Display-Panel angeordnet werden. In dieser Anordnung kann vor allem von außen einfallendes Licht zur Stromerzeugung genutzt werden.According to one aspect of the invention, the solar cell arrangement is transparent and arranged in front of the display panel. Transparent solar cells can be implemented using organic compounds, for example. As an alternative to integration in the backplane of a display panel, solar cells can also be arranged as transparent elements in front of the display panel. In this arrangement, light incident from outside can be used to generate electricity.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung nutzt die Solarzellenanordnung den infraroten oder den ultravioletten Teil des Lichtspektrums. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Solarzellenanordnung transparent ausgeführt und vor dem Display-Panel angeordnet ist. Der infrarote sowie der ultraviolette Teil des Lichtspektrums sind für den Menschen nicht wahrnehmbar, sodass es nicht zu störenden Einflüssen der Solarzellenanordnung auf die Bildhelligkeit oder die Farbwiedergabe kommt.According to one aspect of the invention, the solar cell arrangement uses the infrared or the ultraviolet part of the light spectrum. This is particularly useful when the solar cell arrangement is transparent and is arranged in front of the display panel. The infrared as well as the ultraviolet part of the light spectrum are imperceptible to humans, so that the solar cell arrangement does not interfere with the image brightness or the color rendering.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Solarzellenanordnung in ein transparentes Element des Anzeigemoduls integriert. Beispielsweise kann das transparente Element ein Deckglas oder ein Touchpanel sein. Dies hat den Vorteil, dass die Herstellung des Anzeigemoduls vereinfacht wird, da auf einen zusätzlichen Herstellungsschritt zum Aufbringen der Solarzellenanordnung verzichtet werden kann.According to one aspect of the invention, the solar cell arrangement is integrated into a transparent element of the display module. For example, the transparent element can be a cover glass or a touch panel. This has the advantage that the production of the display module is simplified, since an additional production step for applying the solar cell arrangement can be dispensed with.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Solarzellenanordnung hinter dem Display-Panel angeordnet. Die Solarzellenanordnung kann bei dieser Ausführungsform ein eigenständiges Bauteil sein, das in einem zusätzlichen Arbeitsschritt hinter dem Display-Panel angeordnet wird. Die Ausgestaltung als eigenständiges Bauteil vereinfacht die Herstellung der Solarzellenanordnung.According to one aspect of the invention, the solar cell arrangement is arranged behind the display panel. In this embodiment, the solar cell arrangement can be an independent component that is arranged behind the display panel in an additional work step. The design as an independent component simplifies the production of the solar cell arrangement.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Display-Panel ein LCD-Display, ein OLED-Display oder ein MikroLED-Display. Dabei handelt es sich um gebräuchliche Display-Technologien, die jeweils gut für eine Umsetzung der erfindungsgemäßen Lösung geeignet sind.According to one aspect of the invention, the display panel is an LCD display, an OLED display or a microLED display. These are customary display technologies, each of which is well suited for implementing the solution according to the invention.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine Anzeigevorrichtung ein erfindungsgemäßes Anzeigemodul auf. Eine solche Anzeigevorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit einer reduzierten Leistungsaufnahme auskommt. Zudem ist die Stromerzeugung aus dem einfallenden Licht auch dann möglich, wenn die Anzeigevorrichtung ausgeschaltet ist.According to one aspect of the invention, a display device has a display module according to the invention. Such a display device is characterized in that it manages with a reduced power consumption. In addition, electricity can be generated from the incident light even when the display device is switched off.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Fortbewegungsmittel eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Bildes für einen Nutzer des Fortbewegungsmittels auf. Die Einspeisung des gewonnenen Stroms in das Bordnetz erfolgt dabei über eine geeignete Elektronik, die in die Anzeigevorrichtung integriert oder extern angeordnet sein kann. Während eine separate Integration von Solarzellen in das Design des Fortbewegungsmittels schwierig ist, ist die im Anzeigemodul integrierte Solarzellenanordnung für den Nutzer nicht sichtbar. Die reduzierte Leitungsaufnahme der Anzeigevorrichtung ermöglicht zudem größere Reichweiten, insbesondere für elektrisch angetriebene Fortbewegungsmittel. Bei dem Fortbewegungsmittel kann es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug handeln. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Lösung auch in anderen Umgebungen oder für andere Anwendungen genutzt werden, z.B. in Lastkraftwagen, Luftfahrzeugen, in der Bahntechnik und im ÖPNV, bei Kranen und Baumaschinen, etc. Zudem kann eine solche Anzeigevorrichtung auch in anderen Geräten mit hoher Sonnenexposition verbaut werden, z.B. in Verkaufsautomaten oder Info-Displays.According to one aspect of the invention, a means of transport has a display device according to the invention for displaying an image for a user of the means of transport. The electricity obtained is fed into the vehicle electrical system via suitable electronics that can be integrated into the display device or arranged externally. While a separate integration of solar cells into the design of the means of transportation is difficult, the solar cell arrangement integrated in the display module is not visible to the user. The reduced line consumption of the display device also enables greater ranges, in particular for electrically driven means of transport. The means of locomotion can be a motor vehicle, for example. Of course, the solution according to the invention can also be used in other environments or for other applications, e.g. in trucks, aircraft, in railway technology and in public transport, in cranes and construction machinery, etc. In addition, such a display device can also be installed in other devices with high exposure to the sun, e.g. in vending machines or information displays.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.Further features of the present invention will become apparent from the following description and the appended claims in conjunction with the figures.

FigurenlisteFigure list

1 shows schematically an embodiment of a display module in which a solar cell arrangement is integrated into a backplane of a display panel;
2 shows schematically the structure of a solar cell;
3 shows schematically the structure of a control of a pixel of a TFT display;
4th shows schematically an embodiment of a display module in which solar cells are arranged between pixels of a display panel;
5 shows schematically an embodiment of a display module in which a solar cell arrangement is arranged behind a display panel;
6th shows schematically an embodiment of a display module in which a solar cell arrangement is arranged in front of a display panel;
7th shows schematically an embodiment of a display module in which a solar cell arrangement is integrated into a touch panel; and
8th shows schematically an embodiment of a display module in which a solar cell arrangement is integrated into a cover glass.

FigurenbeschreibungFigure description

Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Gleiche Bezugszeichen werden in den Figuren für gleiche oder gleichwirkende Elemente verwendet und nicht notwendigerweise zu jeder Figur erneut beschrieben. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.For a better understanding of the principles of the present invention, embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. The same reference symbols are used in the figures for elements that are the same or have the same effect and are not necessarily described again for each figure. It goes without saying that the invention is not restricted to the illustrated embodiments and that the features described can also be combined or modified without departing from the scope of protection of the invention as defined in the appended claims.

1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Anzeigemoduls 1, bei der eine Solarzellenanordnung 15 in eine Backplane 14 eines Display-Panels 10 integriert ist. Dargestellt ist ein Schnitt durch das Anzeigemodul 1. In diesem Beispiel handelt es sich bei dem Display-Panel 10 um ein LCD-Display. Die Integration in die Backplane 14 kann aber auch mit anderen Displaytypen realisiert werden, z.B. mit OLED-Displays oder MikroLED-Displays. 1 shows schematically an embodiment of a display module 1 , in which a solar cell array 15th into a backplane 14th a display panel 10 is integrated. A section through the display module is shown 1 . In this example it is the display panel 10 to an LCD display. Integration into the backplane 14th but can also be implemented with other display types, eg with OLED displays or microLED displays.

Eine Hintergrundbeleuchtung 11 strahlt unpolarisiertes Licht BL ab, das einen ersten Polarisator 12 durchläuft, der auf einem ersten Substrat 13 angeordnet ist. Das nunmehr linear polarisierte Licht durchläuft eine Flüssigkristallschicht 16, in der die Polarisation des Lichts gedreht werden kann. Zu diesem Zweck wird die Ausrichtung der Flüssigkristalle in der Flüssigkristallschicht 16 mittels Elektroden in einer Backplane 14 und, je nach LCD-Technologie, einer Frontplane 17 kontrolliert. Die Elektroden sind zum Zwecke der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Im Anschluss trifft das Licht einen zweiten Polarisator 19, der auf einem zweiten Substrat 18 angeordnet ist. In Abhängigkeit von der Drehung der Polarisation in der Flüssigkristallschicht 16 passiert das Licht den zweiten Polarisator 19 oder wird von diesem ganz oder teilweise geblockt.A backlight 11 emits unpolarized light BL, which has a first polarizer 12 going through that on a first substrate 13 is arranged. The now linearly polarized light passes through a liquid crystal layer 16 in which the polarization of the light can be rotated. For this purpose, the alignment of the liquid crystals in the liquid crystal layer 16 by means of electrodes in a backplane 14th and, depending on the LCD technology, a front tarpaulin 17th controlled. The electrodes are not shown for the sake of clarity. The light then hits a second polarizer 19th that is on a second substrate 18th is arranged. Depending on the rotation of the polarization in the liquid crystal layer 16 the light passes the second polarizer 19th or is completely or partially blocked by it.

Die Backplane 14 zur Ansteuerung der einzelnen Pixel besteht aus Halbleiterverbindungen, typischerweise Silizium. Während diese Schaltelemente vor Licht geschützt werden müssen, kann das Silizium in der restlichen Fläche für Fotodioden genutzt werden, da sich amorphes Silizium gleichermaßen für die Ansteuerung von LCD-Pixeln wie auch für Solarzellen eignet. In die Backplane 14 ist deshalb eine Solarzellenanordnung 15 integriert, die von vorne einfallendes Sonnenlicht SL in Strom wandelt. Die Einspeisung des gewonnenen Stroms in das Bordnetz 40 erfolgt über eine geeignete Elektronik 30. Diese kann extern angeordnet sein oder in eine Anzeigevorrichtung integriert sein, in der das Anzeigemodul 1 verbaut ist. Eine Ausführung in amorphem Silizium hat den besonderem Vorteil, dass dieses ein Absorptionsmaximum im Bereich zwischen 400 nm und 600 nm hat. Dies ist zugleich der Spektralbereich, in dem die Farbfilter des LCD, insbesondere in grünen und blauen Subpixeln, eine hohe Transmission haben und den Eintritt von Umgebungslicht erlauben.The backplane 14th to control the individual pixels consists of semiconductor compounds, typically silicon. While these switching elements have to be protected from light, the remaining area of the silicon can be used for photodiodes, since amorphous silicon is equally suitable for controlling LCD pixels and solar cells. In the backplane 14th is therefore a solar cell arrangement 15th integrated, which converts sunlight SL incident from the front into electricity. Feeding the generated electricity into the on-board network 40 takes place via suitable electronics 30th . This can be arranged externally or integrated into a display device in which the display module 1 is installed. A design in amorphous silicon has the particular advantage that it has an absorption maximum in the range between 400 nm and 600 nm. This is also the spectral range in which the color filters of the LCD, especially in green and blue subpixels, have high transmission and allow ambient light to enter.

2 zeigt schematisch den Aufbau einer Solarzelle 150. Dargestellt ist ein Schnitt durch eine Dünnschichtsolarzelle. Auf einem Substrat 151, beispielsweise einem Glassubstrat, sind eine erste Elektrode 152 und eine zweite Elektrode 155 angeordnet. Diese sind voneinander durch einen Isolator 153 getrennt. Zwischen den Elektroden 152, 155 ist ein Halbleiter 154 angeordnet, beispielsweise eine Schicht aus amorphen Silizium. In der Halbleiterschicht 154 ist durch ein entsprechendes Dotierprofil eine Fotodiode realisiert. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Subpixel des LCD und die Solarzellen eine Elektrode gemeinsam benutzen. 2 shows schematically the structure of a solar cell 150 . A section through a thin-film solar cell is shown. On a substrate 151 , for example a glass substrate, are a first electrode 152 and a second electrode 155 arranged. These are separated from each other by an insulator 153 Cut. Between the electrodes 152 , 155 is a semiconductor 154 arranged, for example, a layer of amorphous silicon. In the semiconductor layer 154 a photodiode is implemented using a corresponding doping profile. In a preferred embodiment, the sub-pixels of the LCD and the solar cells can share an electrode.

3 zeigt schematisch den Aufbau einer Ansteuerung 220 eines typischen Pixels eines TFT-Displays. Dargestellt ist ein Schnitt durch die Ansteuerung 220. Auf einem Substrat 221, z.B. einem Glassubstrat, ist eine erste Elektrode 222, die Gate-Elektrode, angeordnet. Eine zweite Elektrode 225, die Source-Elektrode, und eine dritte Elektrode 226, die Drain-Elektrode, sind von der ersten Elektrode 222 durch einen ersten Isolator 223 und einen Halbleiter 224 getrennt. Bei dem Halbleiter 224 kann es sich beispielsweise um eine Schicht aus amorphen Silizium handeln. Abgeschlossen wird der Schichtaufbau der Ansteuerung 220 durch einen zweiten Isolator 228. Bei der Ansteuerung 220 handelt es sich um eine Ansteuerung des Typs ES (ES: Etch Stop; Ätzstopp), bei dem die Oberfläche des Halbleiters 224 durch eine Etch-Stop-Schicht 227 geschützt ist. 3 shows schematically the structure of a control 220 of a typical pixel of a TFT display. A section through the control is shown 220 . On a substrate 221 , for example a glass substrate, is a first electrode 222 , the gate electrode. A second electrode 225 , the source electrode, and a third electrode 226 , the drain electrode, are from the first electrode 222 through a first isolator 223 and a semiconductor 224 Cut. With the semiconductor 224 it can be, for example, a layer made of amorphous silicon. The layer structure of the control is completed 220 through a second isolator 228 . When controlling 220 it is a control of the type ES (ES: Etch Stop), in which the surface of the semiconductor 224 through an etch stop layer 227 is protected.

Wie 2 und 3 zu entnehmen ist, sind die die Materialien von Dünnschichtsolarzellen mit denen der Displays identisch oder zumindest verwandt, sodass die Komponenten gut kombiniert werden können. Neben amorphem Silizium können beispielsweise auch ternäre Verbindungen für beide Zwecke genutzt werden.How 2 and 3 It can be seen that the materials of thin-film solar cells are identical or at least related to those of the displays, so that the components can be easily combined. In addition to amorphous silicon, ternary compounds can also be used for both purposes, for example.

4 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Anzeigemoduls 1, bei der Solarzellen 150 der Solarzellenanordnung 15 zwischen Pixeln 22 eines Display-Panels 10 angeordnet sind. Dargestellt ist eine perspektivische Draufsicht auf das Anzeigemodul 1. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die Pixel 150 einen relativ großen Abstand haben. Dies ist beispielsweise bei einem MikroLED-Display der Fall. MikroLED-Displays basieren auf einer Anordnung sehr kleiner Leuchtdioden 23, die die einzelnen Pixel 22 bilden. In 4 sind rote (R), grüne (G) und blaue (B) Leuchtdioden 23 in Form einer Matrix angeordnet. Hier nehmen die Bildpunkte nur einen sehr kleinen Anteil der verfügbaren Fläche ein. Somit steht ein Großteil der Fläche für die Stromerzeugung zur Verfügung, ohne dass die Abstrahlung des Display-Panels 10 eingeschränkt wird. Die Einspeisung des gewonnenen Stroms in das Bordnetz 40 erfolgt wieder über eine geeignete Elektronik 30. In 4 sind beispielhaft zwei streifenförmige Solarzellen 150 eingezeichnet. Die dabei entstehenden Lücken können beispielsweise durch zusätzliche passend geformte Solarzellen 150 genutzt werden, wie dies auf der rechten Seite zwischen den blauen Leuchtdioden 23 angedeutet ist. 4th shows schematically an embodiment of a display module 1 , in the case of solar cells 150 the solar cell array 15th between pixels 22nd a display panel 10 are arranged. A perspective top view of the display module is shown 1 . This embodiment is special advantageous if the pixels 150 have a relatively large distance. This is the case, for example, with a microLED display. MicroLED displays are based on an arrangement of very small light-emitting diodes 23 that are the individual pixels 22nd form. In 4th are red (R), green (G) and blue (B) LEDs 23 arranged in the form of a matrix. Here the pixels only take up a very small proportion of the available area. This means that a large part of the area is available for power generation without the radiation from the display panel 10 is restricted. Feeding the generated electricity into the on-board network 40 takes place again via suitable electronics 30th . In 4th are an example of two strip-shaped solar cells 150 drawn. The resulting gaps can be created, for example, by additional suitably shaped solar cells 150 can be used, as shown on the right-hand side between the blue LEDs 23 is indicated.

5 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines Anzeigemoduls 1, bei der eine Solarzellenanordnung 15 hinter einem Display-Panel 10 angeordnet ist. Dargestellt ist ein Schnitt durch das Anzeigemodul 1. In diesem Beispiel handelt es sich bei dem Display-Panel 10 um ein MikroLED-Display, was durch die großen Abstände zwischen den Leuchtdioden 23 verdeutlicht wird. Natürlich kann diese Ausführungsform des Anzeigemoduls 1 auch mit einem transparenten LCD-Display, einem transparenten OLED-Display oder einem anderen Displaytyp anstelle des MikroLED-Displays realisiert werden. Die Solarzellenanordnung 15 ist in diesem Beispiel ein eigenständiges Bauteil, das in einem zusätzlichen Arbeitsschritt hinter dem Display-Panel 10 angeordnet wird. Die Ausgestaltung als eigenständiges Bauteil vereinfacht die Herstellung der Solarzellenanordnung 15. Auch hier erfolgt die Einspeisung des gewonnenen Stroms in das Bordnetz 40 mittels einer geeigneten Elektronik 30. 5 shows schematically a further embodiment of a display module 1 , in which a solar cell array 15th behind a display panel 10 is arranged. A section through the display module is shown 1 . In this example it is the display panel 10 around a micro LED display, which is due to the large gaps between the light emitting diodes 23 is made clear. Of course, this embodiment of the display module 1 can also be implemented with a transparent LCD display, a transparent OLED display or another display type instead of the microLED display. The solar cell arrangement 15th in this example is an independent component that is installed in an additional work step behind the display panel 10 is arranged. The design as an independent component simplifies the production of the solar cell arrangement 15th . Here, too, the electricity generated is fed into the on-board network 40 by means of suitable electronics 30th .

6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines Anzeigemoduls 1, bei der eine Solarzellenanordnung 15 vor einem Display-Panel 10 angeordnet ist. Dargestellt ist ein Schnitt durch das Anzeigemodul 1. Wie schon in 5 handelt es sich bei dem Display-Panel 10 um ein MikroLED-Display, es können aber auch ein LCD-Display, ein OLED-Display oder andere Displaytypen genutzt werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Solarzellenanordnung 15 transparent ausgeführt. Ein Überblick über verfügbare transparente Solarzellen findet sich beispielsweise im Artikel „A review of transparent solar photovoltaic technologies“ von A. Husain et al. [1]. Vorzugsweise nutzt die Solarzellenanordnung 15 den infraroten oder den ultravioletten Teil des Lichtspektrums. Auch hier erfolgt die Einspeisung des gewonnenen Stroms in das Bordnetz 40 mittels einer geeigneten Elektronik 30. 6th shows schematically a further embodiment of a display module 1 , in which a solar cell array 15th in front of a display panel 10 is arranged. A section through the display module is shown 1 . As in 5 is the display panel 10 a microLED display, but an LCD display, an OLED display or other display types can also be used. In this embodiment, the solar cell arrangement 15th executed transparently. An overview of available transparent solar cells can be found in the article, for example "A review of transparent solar photovoltaic technologies" by A. Husain et al. [1]. Preferably uses the solar cell arrangement 15th the infrared or the ultraviolet part of the light spectrum. Here, too, the electricity generated is fed into the on-board network 40 by means of suitable electronics 30th .

In einer weiteren Ausführungsform kann eine transparente Solarzellenanordnung 15 in einem separaten Element 20, 21 vor dem Display-Panel 10 angeordnet werden. 7 zeigt beispielsweise eine Ausführungsform, bei der die Solarzellenanordnung 15 in ein Touchpanel 21 des Anzeigemoduls 1 integriert ist, das unterhalb eines Deckglases 20 angeordnet ist. Bei der in 8 schematisch gezeigten Ausführungsform ist die Solarzellenanordnung 15 in ein Deckglas 20 des Anzeigemoduls 1 integriert. Dargestellt ist jeweils ein Schnitt durch das Anzeigemodul 1. Auf einen zusätzlichen Herstellungsschritt zum Aufbringen der Solarzellenanordnung 15 kann somit in beiden Fällen verzichtet werden. Die Anordnung der Solarzellenanordnung 15 in einem separaten Element 20, 21 vereinfacht daher die Herstellung des Anzeigemoduls 1. Die Solarzellenanordnung 15 nutzt vorzugsweise den infraroten oder den ultravioletten Teil des Lichtspektrums, um die Farbwiedergabe nicht störend zu beeinflussen. Wie zuvor erfolgt die Einspeisung des gewonnenen Stroms in das Bordnetz 40 mittels einer geeigneten Elektronik 30.In a further embodiment, a transparent solar cell arrangement 15th in a separate element 20th , 21st in front of the display panel 10 to be ordered. 7th shows, for example, an embodiment in which the solar cell arrangement 15th in a touch panel 21st of the display module 1 is integrated, which is below a cover glass 20th is arranged. At the in 8th The embodiment shown schematically is the solar cell arrangement 15th in a cover slip 20th of the display module 1 integrated. A section through the display module is shown in each case 1 . On an additional manufacturing step for applying the solar cell arrangement 15th can therefore be omitted in both cases. The arrangement of the solar cell array 15th in a separate element 20th , 21st therefore simplifies the manufacture of the display module 1 . The solar cell arrangement 15th preferably uses the infrared or the ultraviolet part of the light spectrum in order not to disturb the color rendering. As before, the electricity generated is fed into the vehicle electrical system 40 by means of suitable electronics 30th .

Referenzencredentials

[1] A. Husain et al .: "A review of transparent solar photovoltaic technologies", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 94 (2018), pages 779-791 .

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

"A review of transparent solar photovoltaic technologies" by A. Husain et al. [0028]
A. Husain et al .: "A review of transparent solar photovoltaic technologies", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 94 (2018), pages 779-791 [0029]

Claims

Display module (1) for a display device, with: - A display panel (10) with a matrix of pixels (22) for generating an image; and - A solar cell arrangement (15) for converting light (SL) into electrical current.

Display module (1) according to Claim 1 , wherein the solar cell arrangement (15) is integrated into a backplane (14) of the display panel (10).

Display module (1) according to Claim 2 , wherein solar cells (150) of the solar cell arrangement (15) are arranged between the pixels (22) of the display panel (10).

Display module (1) according to Claim 1 , wherein the solar cell arrangement (15) is transparent and is arranged in front of the display panel (10).

Display module (1) according to Claim 4 wherein the solar cell arrangement (15) uses the infrared or the ultraviolet part of the light spectrum.

Display module (1) according to Claim 4 or 5 , wherein the solar cell arrangement (15) is integrated into a transparent element (20, 21) of the display module (1).

Display module (1) according to Claim 6 , wherein the transparent element (20, 21) is a cover glass (20) or a touch panel (21).

Display module (1) according to Claim 1 , wherein the solar cell arrangement (15) is arranged behind the display panel (10).

Display module (1) according to one of the preceding claims, wherein the display panel (10) is an LCD display, an OLED display or a microLED display.

Display device with a display module (1) according to one of the Claims 1 to 9 .

Means of transport with a display device according to Claim 10 for displaying an image to a user of the means of transportation.