-
Die Erfindung betrifft eine elektronische Farbpixel-Matrixanzeige, welche wenigstens einen ein Pixelarray definierenden, bildgebenden Schichtaufbau aufweist. Derartige elektronische Farbpixel-Matrixanzeige sind beispielsweise als halbleiterbasierte Anzeigen mit TFT-Aufbau oder LED-Aufbau bekannt. Diese sind regelmäßig mit einer Black-Matrix versehen, um Streulicht am Rand der Anzeigefläche oder zwischen den hinterleuchteten Dünnschichttransistoren (TFTs) oder den selbstleuchteten, auf organischen Halbleiterschichten basierenden Leuchtdioden (LEDs) zu unterbinden. Die Black-Matrix hat den Nachteil, dass bei ausgeschalteter Hinterleuchtung bzw. der in den bildgebenden Schichtaufbau integrierten Lichtquellen, wie Leds, die Pixelmatrixanzeige dunkel erscheint und sich deutlich von der Umgebung unterscheidet. Erwünscht ist jedoch eine optisch attraktive Erscheinung der Anzeige bei ausgeschalteter Lichtquelle bzw. Lichtquellen, die insbesondere in dem die Anzeige umgebenden Dekor oder der Farbe einer Blende nicht in Erscheinung tritt, was als „Verschwindeeffekt“ geläufig ist. Bei den bisherigen Lösungen, bei der das Dekor sich beispielsweise semitransparent über die Anzeigefläche erstreckt, besteht bei eingeschalteter Lichtquelle aufgrund der optischen Beeinflussung durch das Dekor die Gefahr einer Beeinträchtigung in der Erkennbarkeit des auf der Anzeigefläche erscheinenden Bildinhalts. Ferner sind aus der
US 8 642 260 A1 , der
EP 3304187 A1 sowie der
US 2020081285 A1 Masken bekannt, die ein Dekor, wie ein Holzmaserung imitierendes Dekor aufweisen, die als eine Art Deckglas auf der eigentlichen Farbpixel-Matrixanzeige angeordnet sind. Dies hat den Nachteil, dass der dadurch vergrößerte Abstand zwischen der Maske und dem bildgebenden Schichtaufbau, d.h. der einzelnen Lichtdurchtrittsöffnungen der Maske und den bildgebenden „Pixeln“ des bildgebenden Schichtaufbaus, die Helligkeit der Darstellung, die Blickwinkelabhängigkeit der Anzeige verschlechtert und meist vor jedem Lichtdurchlass optisch fokussierende Elemente, wie Linsen, ausbildende Zwischenschicht erforderlich macht, wie es beispielsweise in der
EP 3304187 A1 beschrieben ist.
-
Vor diesem Hintergrund bestand Bedarf nach einer Lösung, bei der eine elektronische Farbpixel-Matrixanzeige (auch kurz als Anzeige bezeichnet) bereitgestellt wird, deren Erscheinen in ausgeschaltetem Zustand der Lichtquelle bzw. Lichtquellen verbessert ist, ohne dass dadurch die optische Darstellungsleistung der Anzeige beeinträchtigt ist. Diese Aufgabe wird durch eine Anzeige gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine gleichermaßen vorteilhafte Anordnung sowie eine Verwendung sind jeweils Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
-
Die Erfindung betrifft eine elektronische Farbpixel-Matrixanzeige, welche wenigstens eine Lichtquelle, bevorzugt mehrere Lichtquellen, zur Erzeugung eines Lichtstrahlverlaufs in Richtung eines Betrachters sowie ein Pixelarray definierenden, bildgebenden Schichtaufbau beinhaltet. Beispielsweise handelt es sich um einen Schichtaufbau, der eine in einem gleichmäßigen Abstand zueinander angeordnete und damit ein, üblicherweise aber nicht zwingend ebenes Array aus einer Vielzahl von Lichtquellen, wie beispielsweise einzelne Leuchtdioden (LEDs), bevorzugt Mikro-LEDs, beinhaltet. Beispielswiese basieren diese Leuchtdioden auf einer organischen Halbleiterschicht, so dass der Aufbau unter der Bezeichnung OLED bekannt ist. Zur Farbbilddarstellung ist hier ferner ein Farbfilter mit einem Array von Farbfilterelementen zur Darstellung eines Farbbildes erforderlich.
-
Gemäß einer anderen Ausgestaltung handelt es sich um einen nicht selbstleuchteten Schichtaufbau, der eine in einem gleichmäßigen Abstand zueinander angeordnete und damit ein, üblicherweise aber nicht zwingend ebenes Array aus einer Vielzahl von elektronisch ansteuerbaren Transmissionsfiltern beinhaltet. Beispielsweise wird der Transmissionsfilter jeweils mit einem elektrischen Feld beaufschlagbare Flüssigkristallschicht ausgebildet, wobei beispielsweise sich die Filterwirkung durch die elektrisch veränderbare Beeinflussung der Polarisationsrichtung des polarisierten Lichtdurchgangs durch die Flüssigkristallschicht ergibt. Diese Technologie wird beispielsweise schon in der monochromen Variante wegen der Flüssigkristallschicht als LCD-Aufbau bezeichnet und in der Farbvariante als Matrix-LCD-Aufbau, umgangssprachlich wegen der verwendeten Dünnschichttransistoren als TFT-Aufbau bezeichnet, wobei für jedes Farbpixel drei durch die transparenten Transistoren unabhängig ansteuerbare Rot-Grün-Blau-Subpixel zur additiven Farbmischung vorgesehen sind, so dass auch bei dieser Ausführungsform ein aus einem Array von Farbfilterelementen ausgebildeter Farbfilter erforderlich ist. In der vorliegenden Erfindung wird zwischen Subpixeln und Pixeln begrifflich nicht unterschieden. Es ist dem Fachmann geläufig, dass die einzelnen Pixel gleichförmige Subarray aus Subpixeln ausbilden müssen, damit sich über die Anzeigefläche eine gleichmäßige Farbdarstellung ergibt und beispielsweise ein Weißton bei entsprechender Ansteuerung wiedergegeben werden kann.
-
Entsprechend dem zuvor Erläuterten weist die erfindungsgemäße Farbpixel-Matrixanzeige einen im Lichtstrahlverlauf angeordneten Farbfilter auf. Der erfindungsgemäße Farbfilter weist eine opake Maske mit einem Array aus den Pixeln bzw. Subpixeln des Pixelarrays zugeordneten Lichtdurchlässen auf. Diese Maske wird geläufig als Black-Matrix bezeichnet und dient dazu einen gewünschten Streulichtaustritt und/oder das „Übersprechen“ des Lichtes zwischen den Pixeln bzw. Subpixeln zu vermeiden. Ferner weist der erfindungsgemäße Farbfilter ein Array einer einer Vielzahl von Farbfilterelementen, bevorzugt Rot-, Grün-, Blaufilterelementen, gegebenenfalls in Kombination mit einem zusätzlichen farblosen Filterelement zur Bereitstellung eines sogenannten „weißen“ Subpixels auf, welche jeweils in einem Bereich eines der Lichtdurchlässe angeordnet sind, beispielsweise innerhalb des Lichtdurchlasses und/oder davor und/oder dahinter, bezogen auf die Richtung der Lichtausbreitung. Wie zuvor erwähnt, definieren bevorzugt jeweils ein Rotfilterelement, ein unmittelbar benachbartes Blaufilterelement und ein unmittelbar benachbartes Grünfilterelement jeweils ein Subpixel und definieren zusammen aufgrund der räumlichen Anordnungsnähe ein Farbpixel. Die Farbfilterelemente können für die Transmission einer Vielzahl von Primärwellenlängen ausgelegt sein, wie z.B. primäres rotes Licht (z.B. 620 - 750 nm Wellenlänge), primäres grünes Licht (z.B. 495 - 570 nm Wellenlänge) oder primäres blaues Licht (z.B. 450 - 495 nm Wellenlänge), wobei die Ausführungsformen nicht auf diese beispielhaften Transmissionsspektren beschränkt sein sollen.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Farbfilter ist ferner vorgesehen, dass die Maske auf der dem Betrachter zugewandten und für diesen sichtbaren Seite farbig oder mehrfarbig ausgestaltet ist, das heißt: sie weist zumindest einen von schwarz abweichenden Farbton auf, und/oder sie weist ein Dekor auf. Dabei bildet ferner die Gesamtheit der Lichtdurchlässe die eigentliche Anzeigefläche der elektronischen Farbpixel-Matrixanzeige aus. Die farbige bzw. das Dekor aufweisende, dem Betrachter zugewandte und für den Betrachter sichtbare Seite sorgt dafür, dass die optische Erscheinung der Anzeigefläche bei ausgeschalteten Lichtquellen an die Umgebung, wie ein Fahrzeuginterieur, insbesondere an die Oberfläche einer umgebenden Blende angepasst ist und somit in dem ausgeschalteten Zustand zumindest weniger leicht erkennbar ist. Während dies durch eine transluzente Abdeckung ebenfalls erreichbar wäre, hat die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, dass durch Integration der farbigen bzw. dekortragenden Maske in den Farbfilter, d.h. in den internen Aufbau der elektronischen Farbpixel-Matrixanzeige die Qualität der Darstellung, wie die Luminanz oder die Blickwinkelstabilität, nicht beeinträchtigt wird. Durch die unmittelbare Integration in den Farbfilter sind ferner optische Elemente, beispielsweise fokussierende Linsenelemente im Lichtstrahlverlauf entbehrlich, so dass der Aufbau der gesamten Farbpixel-Matrixanzeige vereinfacht ist.
-
Bei dem Dekor handelt es sich beispielsweise um eine Holzmaserung, eine Flechtstruktur, wie beispielsweise eine solche, die sich bei einem Geflecht aus Carbonfasern ergibt, wie es zur Herstellung von Harz-Karbonfaser-Komponenten verwendet wird.
-
Bevorzugt sind die Farbfilter und die Maske auf einem gemeinsamen, transparenten Substrat aufgebracht. Bevorzugt weist das Substrat einen Glaswerkstoff auf oder ist aus einem Glaswerkstoff ausgebildet.
-
Bevorzugt sind die Maske und die Farbfilter auf der dem Betrachter abgewandten Seite des Substrats aufgebracht.
-
Bevorzugt ist der Farbfilter nächstbenachbart, bevorzugt unmittelbar angrenzend, an den bildgebenden Schichtaufbau angeordnet. Noch bevorzugter ist der Farbfilter in den bildgebenden Schichtaufbau integriert, beispielsweise bildet eine Schicht zwischen den Schichten des Schichtaufbaus, beispielsweise zwischen den Polarisationsfiltern aus.
-
Die Maske ist beispielsweise einschichtig ausgebildet, bevorzugt ist sie mehrschichtig ausgebildet und weist beispielsweise eine dem bildgebenden Schichtaufbau nähere Antireflexionsschicht, beispielsweise schwarze oder mattschwarze Schicht auf.
-
Bevorzugt ist die Maske durch ein lithographisches Verfahren aufgebracht.
-
Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung aus einer elektronischen Farbpixel-Matrixanzeige und einer die elektronischen Farbpixel-Matrixanzeige umgebenden Blende, die jeweils mit einem zugehörigen Übergangsbereich aneinandergrenzen, wobei die Farbe und/oder das Dekor von der Maske und der Blende wenigstens in den Übergangsbereichen übereinstimmend ausgebildet ist.
-
Die Erfindung betrifft ferner Verwendung der Anordnung aus einer Blende und der elektronischen Farbpixel-Matrixanzeige in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise in einem Fahrzeuginnenraum oder einem Außenbereich der Fahrzeugkarosserie, beispielsweise in einer der Säulen der Fahrzeugkarosserie.
-
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert. Die Figur ist dabei nur beispielhaft zu verstehen und stellt lediglich eine bevorzugte Ausführungsvariante dar. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Farbpixel-Matrixanzeige.
-
1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Farbpixel-Matrixanzeige 1. Diese weist eine Lichtquelle L auf, deren Licht in Richtung eines bildgebenden Schichtaufbaus 16 gelenkt wird. Üblicherweise handelt es sich um seitlich angeordnete Lichtquellen, deren Licht durch eine Lichtleiter-Diffusor-Kombination für eine vollflächige und gleichmäßige Hintergrundbeleuchtung des bildgebenden Schichtaufbaus 16 sorgt. Der genaue Aufbau der Hintergrundbeleuchtung ist zum Verständnis der Erfindung nicht notwendig und nicht wesentlich für die Erfindung, so dass zum besseren Verständnis der übrigen wesentlichen Komponenten der Erfindung in der 1 eine vereinfachte Darstellung gewählt wurde. Das Licht der Lichtquelle L durchsetzt einen ersten Polarisationsfilter 2 um eine Glassubstrat 13 und einem darauf aufgebrachten mehrschichtigen Aufbau aus transparenten Dünnschichttransistoren 9 und transparenten hinteren Elektroden 11 aus Indiumzinnoxid (ITO), welche über elektrisch isoliert zueinander und gekreuzt zueinander verlaufende elektrische Leitungen 5 und 6 kontaktiert und selektiv mit einem Potenzial beaufschlagbar sind. Dem Lichtstrahlverlauf folgend folgt eine zwischen zwei transparenten und durch Abstandhalter 8 beabstandete Polymerschichten 7 angeordnete Flüssigkristallschicht 17. Diese ist in der Lage in Abhängigkeit eines zwischen den hinteren Elektroden 11 und einer vorderen, transparenten Elektrode 10 aus Indiumzinnoxid (ITO) die Polarisationsebene des durch den ersten Polarisationsfilter 2 linear polarisierten Lichtes zu drehen, so dass aufgrund des zweiten, anders als der erste Polarisationsfilter 2 ausgerichteten Polarisationsfilters 3 die Transmissivität des Lichtes in Abhängigkeit des angelegten Feldes beeinflussbar ist und zwar in einer durch die Anordnung der hinteren Elektroden 11 definierten und vorgegebenen örtlich aufgelösten Weise, wobei die hinteren Elektroden 11 das Pixelarray definieren. Dadurch wird die Bildgebung ermöglicht. Um dabei zusätzlich eine Farbdarstellung zu erreichen, ist ein in dem Lichtverlauf angeordneter Farbfilter 15 vorgesehen. Dieser weist ein aus einem Glaswerkstoff bestehendes Substrat 12 auf, auf dem eine ein Array von Lichtdurchlässen 18 definierende, opake Maske 14 vorgesehen ist. Diese verhindert Streulicht und vermeidet unerwünschten Lichtübertritt zu benachbarten Lichtdurchlässen 18. Dabei sind die Lichtdurchlässe 18 entsprechend der von den hinteren Elektroden 11 vorgegebenen Struktur, dem eigentlichen Pixelarray, angeordnet. Der Farbfilter 15 beinhaltet ferner eine Vielzahl von Farbfilterelementen 4, hier Rotfilterelemente, Blaufilterelemente und Grünfilterelemente, die jeweils ein Subpixel definieren, um in Gruppen aus drei unterschiedlich farbigen und nächstbenachbarten Farbfilterelementen 4 ein Farbpixel zu definieren, welches je nach Ansteuerung der räumlich zugehörigen hinteren Elektroden 11 einen entsprechenden Farbwert des aus dem durch die drei Subpixel gebildeten Farbpixel austretenden Lichtes hervorzurufen. Auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Maske 14 und für den Betrachter B durch den zweiten Polarisationsfilter 3 und eine optionale, nicht dargestellte Deckglasschicht sichtbar, ist diese Seite farbig, d.h. nicht schwarz, ausgestaltet und weist eine Farbe auf, die der einer die Anzeigefläche der elektronischen Farbpixel-Matrixanzeige 1 unmittelbar umgebenden und nicht dargestellten Oberfläche einer Blende entspricht, wodurch die optische Erscheinung der elektronischen Farbpixel-Matrixanzeige 1 kaschiert werden kann. Da gleichzeitig der Farbfilter 15 mit der zumindest einseitig farbigen Maske 15 in den bildgebenden Schichtaufbau 16 integriert ist, nämlich wie gezeigt zwischen dem ersten Polarisationsfilter 2 und dem zweiten Polarisationsfilter 3 und an die vordere Elektrode 10 angrenzend angeordnet ist, kommt es zu keiner Beeinträchtigung der Darstellungsleistung der elektronischen Farbpixel-Matrixanzeige 1.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 8642260 A1 [0001]
- EP 3304187 A1 [0001]
- US 2020081285 A1 [0001]
