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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einem beleuchteten Randbereich.
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Die derzeit üblicherweise in Kraftfahrzeugen verbauten Displays verwenden in der Regel eine Hintergrundbeleuchtung mit seitlicher Lichteinstrahlung (Edge Backlight) oder eine flächige Hintergrundbeleuchtung (direct backlight).
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Bei der Hintergrundbeleuchtung mit seitlicher Lichteinstrahlung wird das Licht an einigen wenigen Stellen bzw. an einer Seite eingekoppelt. Damit ergibt sich eine Lichtverteilung, die beginnend mit diesen Einkoppelstellen am hellsten ist und über Lichtleiter auf die restliche Fläche verteilt wird. Aus Kostengründen ist dies heute die am häufigsten verwendete Technik.
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Konstruktionsbedingt haben die Hintergrundbeleuchtung und das Display-Panel oftmals eine nicht aktive Fläche. Das Display-Panel hat in diesem Bereich Displaytreiber und Leiterbahnen. Die Hintergrundbeleuchtung hat in diesem Bereich LED-Leiterplatten (LED: Light Emitting Diode; Leuchtdiode) zur Einkopplung des Lichts, die ca. 8 mm zusätzlichen Bauraum benötigen. Des Weiteren muss die Hintergrundbeleuchtung etwas größer als die aktive Displayfläche sein, damit auch bei seitlichem Einblick die Kanten des Lichtleiters nicht dunkel erscheinen.
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Diese nicht sichtbaren Bereiche werden bevorzugt durch einen schwarzen Rahmen auf dem Deckglas des Displays verdeckt. Dieser Rahmen wirkt sich allerdings störend aus, wenn der Eindruck eines schmalrandigen Designs erzielt werden soll. Idealerweise soll sogar keinerlei Rand als solcher erkennbar sein.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, bei der der sichtbare Rahmen reduziert oder visuell verkleinert ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß weist eine Anzeigevorrichtung auf:
- - ein Display-Panel;
- - ein Deckglas für das Display-Panel;
- - eine Hintergrundbeleuchtung für das Display-Panel;
- - einen Lichtleiter, der an zumindest einer Seite des Display-Panels unter dem Deckglas angeordnet ist; und
- - eine Lichtquelle zum Einkoppeln von Licht in den Lichtleiter.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird unterhalb des Deckglases am Rand des Display-Panels ein Lichtleiter angeordnet, in den Licht eingekoppelt wird und der so den vorhandenen Rahmen reduziert erscheinen lässt. Anders als bei Anwendungen, die einen Bildschirm durch die Abstrahlung von Licht zur Seite oder nach hinten optisch größer wirken lassen sollen, wird das in den Lichtleiter eingekoppelte Licht bei der erfindungsgemäßen Lösung bevorzugt nach vorne abgestrahlt. Auf diese Weise wird die aktive Displayfläche in den Randbereich hinaus fortgesetzt. Für den Betrachter erscheint der Rahmen schmaler, wodurch das gewünschte schmalrandige Design erzielt werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung kann auch genutzt werden, wenn das Deckglas als berührungsempfindliches Element ausgestaltet ist. Die Beleuchtung kann hinsichtlich Helligkeit, Farbe etc. an die Einbauumgebung angepasst werden, z.B. an einen Fahrzeuginnenraum. Zudem kann der Lichtleiter genutzt werden, um den Nutzer auf das Display aufmerksam zu machen, z.B. um auf neue Informationen auf dem Display hinzuweisen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Lichtquelle Bestandteil der Hintergrundbeleuchtung. Auf diese Weise kann eine integrierte Lösung realisiert werden, die sich der bereits für die Hintergrundbeleuchtung vorhandenen Lichtquellen bedient. Eine separate Lichtquelle für die Beleuchtung des Rahmens kann entfallen, sodass die Anzeigevorrichtung kostengünstig realisiert werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Lichtleiter umlaufend um das Display-Panel ausgestaltet. Durch die umlaufende Ausgestaltung wird ein besonders einheitliches Design erzielt, bei dem keine Seite der Anzeigevorrichtung durch eine abweichende Gestaltung auffällt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist der Lichtleiter abgerundete Ecken auf. Dies ermöglicht ein harmonisches Design ohne harte visuelle Brüche an den Ecken der Anzeigevorrichtung.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist der Lichtleiter vier Segmente auf, die an den vier Seiten des Display-Panels angeordnet sind. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da der Lichtleiter sehr einfach gehalten ist und somit unkompliziert gefertigt werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist jedem Segment des Lichtleiters eine Lichtquelle zugeordnet. Dies ermöglicht es, jedes Segment einzeln zu dimmen und so eine vom Bildinhalt abhängige Anpassung der Leuchtdichte des Lichtleiters zu realisieren.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Lichtquelle eine Multicolor-Lichtquelle. Dies ermöglicht es, eine vom Bildinhalt abhängige Anpassung der Farbgestaltung des Lichtleiters zu realisieren.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Deckglas eine Bedruckung zum Beeinflussen des vom Lichtleiter abgestrahlten Lichts auf. Vorzugsweise ist die Bedruckung auf einer Unterseite des Deckglases aufgebracht und farbig, in Graustufen oder als Lochmaske ausgestaltet. Das Aufbringen der Bedruckung auf der Unterseite des Deckglases schützt die Bedruckung dabei vor Beschädigungen. Sie kann alternativ aber auch auf einer Oberseite des Deckglases aufgebracht sein. Die Bedruckung hat eine für die Hinterleuchtung ausgelegte Transluzenz, die z.B. durch den Druckprozess eingestellt werden kann. Mit der Bedruckung kann beispielsweise die Farbe des abgestrahlten Lichts beeinflusst werden, ohne dass dazu eine farbige Lichtquelle erforderlich ist. Des Weiteren können Farbverläufe oder ein sanftes Ausblenden des Lichteffekts in Richtung des äußeren Randes der Anzeigevorrichtung realisiert werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Bedruckung auf einer Unterseite des Deckglases aufgebracht und weist eine lichtrichtende oder lichtbrechende Struktur auf. Die Struktur kann alternativ auch auf einer Oberseite des Deckglases aufgebracht sein. Die lichtrichtende oder lichtbrechende Struktur kann beispielsweise Mikrolinsen, Fresnel-Linsen oder Gitterstrukturen umfassen. Die Verwendung derartiger Strukturen erlaubt es, weitere Beleuchtungseffekte zu realisieren. Die gewünschten Strukturen können beispielsweise mittels Nanoprägelithografie hergestellt werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Lichtleiter durch eine Abschottung gegenüber dem Display-Panel abgegrenzt. Auf diese Weise kann das Einstrahlen von Streulicht in einen aktiven Anzeigebereich vermieden werden.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
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Figurenliste
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- 1 zeigt einen Schnitt durch eine Anzeigevorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
- 2 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;
- 3 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;
- 4 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;
- 5 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;
- 6 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;
- 7 veranschaulicht eine erste Ausführungsform einer Bedruckung eines Deckglases;
- 8 illustriert eine Ausführung einer Bedruckung eines Deckglases als Lochmaske; und
- 9 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform einer Bedruckung eines Deckglases.
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Figurenbeschreibung
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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.
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1 zeigt einen Schnitt durch eine Anzeigevorrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik. Die Anzeigevorrichtung 1 umfasst ein Display-Panel 10 und eine Hintergrundbeleuchtung 12 für das Display-Panel 10. Zwischen der Hintergrundbeleuchtung 12 und dem Display-Panel 10 können zusätzliche optische Schichten 16 angeordnet sein, z.B. Polarisationsfilter, lichtrichtende Folien (Prismenfolien, Linsenfolien, etc.) oder lichtstreuende Folien (Diffusoren). Das Display-Panel 10, die Hintergrundbeleuchtung 12 und die optischen Schichten 16 sind in einem Gehäuse 2 der Anzeigevorrichtung 1 angeordnet. Das Gehäuse 2 ist zur Umgebung hin durch ein Deckglas 11 abgeschlossen. Bei dem Display-Panel 10 kann es sich beispielsweise um eine Flüssigkristallanzeige (LCD; Liquid Crystal Display) handeln. In 1 gut zu erkennen ist die Problematik, dass sich das Display-Panel 10 nicht über die gesamte Fläche des Deckglases 11 erstreckt.
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2 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1. Angrenzend an das Display-Panel 10 sind Lichtleiter 13 unter dem Deckglas 11 angeordnet. In diese Lichtleiter 13 wird bei dieser Ausführungsform Licht der Hintergrundbeleuchtung 12 eingekoppelt, d.h. die Hintergrundbeleuchtung 12 dient zugleich als Lichtquelle 14 für die Lichtleiter 13. Das eingekoppelte Licht wird durch die Lichtleiter 13 in Richtung des Deckglases 11 geführt und dort im Wesentlichen nach vorne abgestrahlt. Auf diese Weise wird die aktive Displayfläche in den Randbereich hinaus fortgesetzt. Für den Betrachter erscheint der das Display-Panel 10 umgebende Rahmen schmaler. Vorzugsweise ist der Lichtleiter 13 umlaufend um das Display-Panel 10 ausgestaltet. Optional kann der Lichtleiter 13 durch eine Abschottung 17 gegenüber dem Display-Panel 10 abgegrenzt sein, z.B. in einen Lichtkasten eingefasst sein. Auf diese Weise kann das Einstrahlen von Streulicht in den aktiven Anzeigebereich vermieden werden.
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3 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1. Auch bei dieser Ausführungsform sind angrenzend an das Display-Panel 10 Lichtleiter 13 unter dem Deckglas 11 angeordnet, allerdings wird in diesem Fall nicht das Licht der Hintergrundbeleuchtung 12 eingekoppelt. Stattdessen ist zumindest eine eigenständige Lichtquelle vorgesehen, die in der Figur nicht dargestellt ist. Sie kann beispielsweise seitlich an einem Lichtleiter 13 angeordnet sein oder an eine Endfläche eines Lichtleiters 13 angrenzen. Wie schon in 2 wird das eingekoppelte Licht durch die Lichtleiter 13 im Wesentlichen nach vorne abgestrahlt. Vorzugsweise ist der Lichtleiter 13 wiederum umlaufend um das Display-Panel 10 ausgestaltet. In 3 weist der Lichtleiter 13 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Dies ist allerdings nicht zwingend der Fall, auch andere Querschnitte können genutzt werden. Insbesondere kann der Lichtleiter 13 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Optional kann der Lichtleiter 13 auch bei dieser Ausführungsform durch eine hier nicht dargestellte Abschottung gegenüber dem Display-Panel 10 abgegrenzt sein.
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4 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1. Bei dieser Ausführungsform ist der Lichtleiter umlaufend um das Display-Panel 10 ausgestaltet und besteht aus vier Segmenten 131a, 131b, 131c, 131d, von denen jedes benachbart an eine Seite des Display-Panels 10 unter dem Deckglas 11 angeordnet ist. Das Display-Panel 10 ist in 4 durch das gestrichelte Rechteck angedeutet. Jedem der Segmente 131a, 131b, 131c, 131d des Lichtleiters ist eine eigenständige Lichtquelle 140a, 140b, 140c, 140d zugeordnet, deren Licht in eine Endfläche des jeweiligen Segments 131a, 131b, 131c, 131d des Lichtleiters eingekoppelt wird. Die Verwendung eigenständiger Lichtquellen 140a, 140b, 140c, 140d ermöglicht es, jedes Segment 131a, 131b, 131c, 131d einzeln zu dimmen und so eine vom Bildinhalt abhängige Anpassung der Leuchtdichte des Lichtleiters zu realisieren. Handelt es sich bei den Lichtquellen 140a, 140b, 140c, 140d darüber hinaus um Multicolor-Lichtquellen, kann zudem eine vom Bildinhalt abhängige Anpassung der Farbgestaltung des Lichtleiters realisiert werden. Eine eventuelle Abschottung der Segmente 131a, 131b, 131c, 131d gegenüber dem Display-Panel 10 ist der Einfachheit halber nicht dargestellt.
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5 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1. Bei dieser Ausführungsform ist der Lichtleiter 13 wiederum umlaufend um das Display-Panel 10 ausgestaltet, allerdings nicht in Segmente unterteilt. Die hier nicht dargestellte Lichtquelle kann beispielsweise seitlich am Lichtleiter 13 angeordnet sein. Alternativ kann, wie in 2, Licht einer Hintergrundbeleuchtung eingekoppelt werden. Um ein besonders harmonisches Design ohne harte visuelle Brüche an den Ecken der Anzeigevorrichtung 1 zu erreichen, weist der Lichtleiter 13 abgerundete Ecken 130 auf. Auch hier ist eine eventuelle Abschottung des Lichtleiters 13 gegenüber dem Display-Panel 10 der Einfachheit halber nicht dargestellt.
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6 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1. Diese entspricht weitgehend der Ausführungsform aus 3, allerdings ist oberhalb des Lichtleiters 13, auf der Unterseite des Deckglases 11, eine Bedruckung 15 aufgebracht. Die Bedruckung 15 kann alternativ auch auf der Oberseite des Deckglases 11 aufgebracht sein. Die Bedruckung 15 ermöglicht es, Einfluss auf das vom Lichtleiter 13 abgestrahlte Licht zu nehmen. Beispielsweise kann die Farbe des abgestrahlten Lichts beeinflusst werden oder es kann ausgehend vom Display-Panel 10 in Richtung des äußeren Randes der Anzeigevorrichtung 1 ein Übergang von Hell nach Dunkel realisiert werden. Optional kann der Lichtleiter 13 auch bei dieser Ausführungsform durch eine hier nicht dargestellte Abschottung gegenüber dem Display-Panel 10 abgegrenzt sein.
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7 veranschaulicht eine erste Ausführungsform der Bedruckung 15 des Deckglases 11. Die Bedruckung 15 ist oberhalb des Lichtleiters 13 auf der Unterseite 110 des Deckglases 11 aufgebracht. Die Bedruckung 15 kann alternativ auch auf der Oberseite 111 des Deckglases 11 aufgebracht sein. Der Lichtleiter 13 weist in diesem Beispiel einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Die Bedruckung 15 ist in Form eines Graustufenverlaufs realisiert, was durch die von links nach rechts zunehmende Dichte der Schraffur der Bedruckung 15 angedeutet ist. Durch den Graustufenverlauf wird ein sanftes Ausblenden des Lichteffekts in Richtung des äußeren Randes der Anzeigevorrichtung realisiert. Ein vergleichbarer Effekt kann erreicht werden, wenn die Bedruckung 15 als Lochmaske mit variabler Lochdichte oder Lochgröße ausgestaltet ist. Bereiche der Bedruckung, die hell erscheinen sollen, weisen dabei mehr Löcher oder größere Löcher auf, als Bereiche, die dunkler wirken sollen.
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8 illustriert die Ausführung der Bedruckung des Deckglases 11 als Lochmaske 151. Durch die Lochmaske 151 bzw. die Ausgestaltung und Anordnung der Löcher 152 wird ausgehend vom Display-Panel 10 in Richtung des äußeren Randes der Anzeigevorrichtung ein Übergang von Hell nach Dunkel realisiert. In 8 sind drei Möglichkeiten skizziert, wie dieser Übergang umgesetzt werden kann. Im oberen Drittel der Lochmaske 151 wird lediglich die Dichte der Löcher 152 variiert. Bereiche, die hell erscheinen sollen, weisen dabei mehr Löcher 152 auf, als Bereiche, die dunkler wirken sollen. Im mittleren Drittel der Lochmaske 151 wird stattdessen die Größe der Löcher 152 variiert. Bereiche, die hell erscheinen sollen, weisen dabei größere Löcher 152 auf, als Bereiche, die dunkler wirken sollen. Im unteren Drittel der Lochmaske 151 wird schließlich eine Kombination der beiden vorgenannten Ansätze genutzt.
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9 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Bedruckung 15 des Deckglases 11. Die Bedruckung 15 ist wie zuvor oberhalb des Lichtleiters 13 auf der Unterseite 110 des Deckglases 11 aufgebracht, sie kann aber wie zuvor auch auf der Oberseite 111 des Deckglases 11 aufgebracht sein. Die Bedruckung 15 weist in diesem Beispiel eine Struktur 150 aus Mikrolinsen auf, durch die ein Lichteffekt realisiert wird. Anstelle von Mikrolinsen können auch andere lichtrichtende oder lichtbrechende Strukturen 150 realisiert werden, z.B. Fresnel-Linsen oder Gitterstrukturen. Die gewünschten Strukturen 150 können beispielsweise mittels Nanoprägelithografie hergestellt werden.
