DE10345046B4

DE10345046B4 - Display with a light filter

Info

Publication number: DE10345046B4
Application number: DE2003145046
Authority: DE
Inventors: Peter Selzer
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2023-09-27
Also published as: DE10345046A1

Abstract

Anzeige mit einer flächigen Bilderzeugungseinheit (2) zur Erzeugung einer Darstellung, mit mindestens einer Betrachtungsrichtung (21) und mindestens einer Beleuchtungsrichtung (20),
wobei die Anzeige (1) selbstleuchtend ausgebildet ist und Licht (6) der angezeigten Darstellung in Beleuchtungsrichtung (20) emittiert, so dass in Betrachtungsrichtung (21) das emittierte Licht (6) der Bilderzeugungseinheit (2) als Darstellung wahrnehmbar ist, wobei in Beleuchtungsrichtung (20) benachbart der Bilderzeugungseinheit (2) ein flächiger Lichtfilter (3) angeordnet ist,
wobei der Lichtfilter (3) optische Linsen (10) eingebettet in einem Trägermaterial (9) aufweist,
wobei das Trägermaterial (9) als erste Trägerschicht (8) ausgebildet ist,
wobei die Erstreckung der Linsen (10) quer zur Trägerschicht (9) des Lichtfilters (3) größer als die Dicke des Trägermaterials (9) ist,
wobei die erste Trägerschicht (8) in Beleuchtungsrichtung (20) bezeichnet eine Lichteintrittsseite (11) und gegenüberliegend eine Lichtaustrittsseite (12) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Linsen (10) zu einem größeren Anteil ihrer Erstreckung quer zur...Display with a two-dimensional image generation unit (2) for generating a representation, with at least one viewing direction (21) and at least one illumination direction (20),
wherein the display (1) is self-luminous and emits light (6) of the displayed representation in the illumination direction (20) so that in the viewing direction (21) the emitted light (6) of the image generation unit (2) is perceptible as a representation, wherein in the illumination direction (20) adjacent to the image forming unit (2) a planar light filter (3) is arranged,
the light filter (3) having optical lenses (10) embedded in a carrier material (9),
wherein the carrier material (9) is designed as a first carrier layer (8),
wherein the extension of the lenses (10) across the carrier layer (9) of the light filter (3) is greater than the thickness of the carrier material (9),
wherein the first carrier layer (8) in the illumination direction (20) denotes a light entry side (11) and opposite a light exit side (12),
characterized,
that the lenses (10) to a greater extent of their extension transversely to the ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeige mit einer flächigen Bilderzeugungseinheit zur Erzeugung einer Darstellung, mit mindestens einer Betrachtungsrichtung und mindestens einer Beleuchtungsrichtung, wobei die Anzeige selbstleuchtend ausgebildet ist und Licht der angezeigten Darstellung in Beleuchtungsrichtung emittiert, so dass in Betrachtungsrichtung das emittierte Licht der Bilderzeugungseinheit als Darstellung wahrnehmbar ist.The The invention relates to a display with a flat imaging unit for generating a representation, with at least one viewing direction and at least one lighting direction, the display being self-luminous is formed and light of the displayed representation in the illumination direction emitted, so that in the viewing direction, the emitted light the image generating unit is perceptible as a representation.

Anzeigen der vorbeschriebenen Art finden sich allerorten zur Übermittlung visueller Informationen an einem Betrachter. Der Betrachter betrachtet hierbei die Anzeige in einer Betrachtungsrichtung, wobei die Anzeige entgegen der Betrachtungsrichtung, also in vorbezeichneter Beleuchtungsrichtung, Licht emittiert, welches von dem Betrachter als Darstellung wahrnehmbar ist. Die Bilderzeugungseinheit weist in der Regel einzeln ansteuerbare Bildelemente, zum Beispiel Bildpunkte bzw. Pixel auf, mittels welchen beliebige Graphiken bzw. Bilder oder Symbole darstellbar sind. Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich hierbei auf Anzeigen, die selbst Licht einer Darstellung emittieren. Gebräuchliche Vorrichtungen im Sinne der Erfindung sind zum Beispiel Flüssigkristallanzeigen, Bildröhren oder Leuchtdiodenfelder. Regelmäßig weisen diese Anzeige und dazugehörige Bilderzeugungseinheiten eine primäre Betrachtungsrichtung entgegen der Normalen bzw. primäre Beleuchtungsrichtung auf, in deren bzw. in entgegengesetzt deren Richtung die anzuzeigende Darstellung mit guter Qualität wahrnehmbar ist und in wesentlicher Abweichung von dieser primären Betrachtungsrichtung es der Darstellung an für eine gute Wahrnehmbarkeit hinreichendem Kontrast und Helligkeit mangelt. Neben diesem Nachteil haben herkömmliche Anzeigen der gattungsgemäßen Art den zusätzlichen gravierenden Nachteil, dass die Wahrnehmbarkeit der anzuzeigenden Darstel lung bei Fremdlichteinstrahlung stark beeinträchtigt wird, da das Auge des Betrachters von dem reflektierten Fremdlicht geblendet wird. Ebenfalls äußerst nachteilig ist eine Verschiebung des Farbortes gattungsgemäßer Anzeigen bei einer Betrachtung der Anzeige außerhalb der Normalen bzw. der primären Betrachtungsrichtung der Anzeige. Bei Flüssigkristallanzeigen ist diese Farbverschiebung umso größer, je flacher der Einblickwinkel auf die Flüssigkristallanzeige ist. Die richtungsabhängige Farbverschiebung erfolgt üblicherweise in Richtung gelb und blau und wird in der visuell subjektiven Beurteilung als sehr störend empfunden. Diese Mängel finden insbesondere bei Anzeigen im Kraftfahrzeug, beispielsweise in der Mittelkonsole, keine Akzeptanz.Show The type described above can be found everywhere for transmission visual information to a viewer. The viewer looks at this the display in a viewing direction, the display counter the viewing direction, ie in the above direction of illumination, light emitted, which is perceived by the viewer as a representation is. The image generation unit usually has individually controllable Picture elements, for example pixels or pixels, by means of which Any graphics or images or symbols can be displayed. Of the The invention relates in this case to displays that even emit light of a representation. Common devices in the sense The invention are, for example, liquid crystal displays, picture tubes or LEDs fields. Show regularly this ad and related Imaging units a primary viewing direction against the normal or primary Lighting direction on, in their or in the opposite Direction the display to be displayed with good quality noticeable is and in substantial departure from this primary viewing direction it to the presentation for a good perceptibility of sufficient contrast and brightness lacking. In addition to this disadvantage, conventional displays of the generic type have the additional serious disadvantage that the perceptibility of the to be displayed Display is heavily affected by ambient light, since the eye of the observer is blinded by the reflected extraneous light becomes. Also extremely disadvantageous is a shift of the color locus of generic displays when viewed the ad outside the normal or the primary Viewing direction of the ad. For liquid crystal displays, this is Color shift the bigger, the flatter the viewing angle on the liquid crystal display is. The directional Color shift is usually done towards yellow and blue and is in the visually subjective assessment as very disturbing felt. These defects especially in displays in the motor vehicle, for example in the center console, no acceptance.

Aus der DE 100 57 687 A1 ist eine Anzeige mittels eines Drahtgitters mit matrixartig gerasteten Linsen bekannt.From the DE 100 57 687 A1 is a display by means of a wire grid with matrix-like latched lenses known.

Die DE 94 17 326 U1 beschreibt eine Anzeige mit einer Reflektormatrix, die zur Erhöhung des Kontrastes vorgesehen ist. Hierbei weist die Reflektormatrix eine Vielzahl von Durchlassöffnungen auf und umfasst eine vor der Reflektormatrix angeordnete Linsenmatrix, so dass einerseits erzeugtes Licht aufgrund der Reflektoren umfassend zur Anzeige genutzt wird und mittels der Linsen die Lichtintensität unter einem bestimmten Betrachtungswinkel erhöht wird.The DE 94 17 326 U1 describes a display with a reflector matrix, which is intended to increase the contrast. In this case, the reflector matrix has a multiplicity of passage openings and comprises a lens matrix arranged in front of the reflector matrix so that light generated on the one hand is used for display comprehensively due to the reflectors and the light intensity is increased at a certain viewing angle by means of the lenses.

Die DE 43 44 730 A1 beschreibt eine Platte, die Linsen zwar aufnimmt, wobei die Linsen jedoch nicht mittels einer Einbettung in ein Trägermaterial in Richtung des Lichteintritts und des Lichtaustritts von dem Trägermaterial unterschiedlich abdeckt.The DE 43 44 730 A1 describes a plate that receives lenses, although the lenses do not cover differently by means of an embedding in a carrier material in the direction of light entry and the light exit from the substrate.

Die WO 98/10402 A1 beschreibt eine Anzeige mit einer flächigen Bilderzeugungseinheit zur Erzeugung einer Darstellung, mit mindestens einer Betrachtungseinrichtung und mindestens einer Beleuchtungseinrichtung. Hierbei ist die Anzeige selbstleuchtend ausgebildet und emittiert das Licht der ange zeigten Darstellung in Beleuchtungsrichtung, so dass in Beleuchtungsrichtung das emittierte Licht der Bilderzeugungseinheit als Darstellung wahrnehmbar ist. Hierbei ist in Beleuchtungsrichtung benachbart zur Bilderzeugungseinheit ein flächiger Lichtfilter angeordnet, wobei der Lichtfilter optische Linsen eingebettet in ein Trägermaterial aufweist, wobei das Trägermaterial als erste Trägerschicht ausgebildet ist, wobei die Erstreckung der Linsen quer zur Trägerschicht des Lichtfilters größer ist als die Dicke des Trägermaterials und wobei die erste Trägerschicht in Beleuchtungsrichtung eine Lichteintrittsseite und gegenüberliegend eine Lichtaustrittsseite aufweist. Ausgehend von der vorgenannten Schrift sieht sich der Fachmann vor die erfindungsgemäße Aufgabe gestellt, weitestgehend unabhängig von der Betrachtungsrichtung eine möglichst gleichbleibende, gute Wahrnehmbarkeit der angezeigten Darstellung auf der Anzeige mit der flächigen Bilderzeugungseinheit zu gewährleisten.The WO 98/10402 A1 describes a display with a flat imaging unit for generating a representation, with at least one viewing device and at least one illumination device. In this case, the display is self-luminous and emits the light of the displayed representation in the illumination direction, so that in the illumination direction the emitted light of the image generation unit can be perceived as a representation. Here, a planar light filter is arranged in the illumination direction adjacent to the image forming unit, wherein the light filter has optical lenses embedded in a carrier material, wherein the carrier material is formed as a first carrier layer, wherein the extension of the lenses transverse to the carrier layer of the light filter is greater than the thickness of the carrier material and wherein the first carrier layer in the illumination direction has a light entrance side and opposite a light exit side. Based on the above-mentioned document, the person skilled in the art is faced with the task according to the invention of ensuring, as far as possible, a consistent, good perceptibility of the displayed representation on the display with the areal imaging unit, independently of the viewing direction.

Diese Aufgabe wird durch eine Anzeige mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a display with the features of the claim 1 solved.

Der erfindungsgemäße Lichtfilter ermöglicht eine selektive Transmission des von der flächigen Bilderzeugungseinheit in Beleuchtungsrichtung zu dem Betrachter als wahrnehmbare Darstellung ausgesendeten Lichts, so dass die Winkelbereiche, in welchen die Bilderzeugungseinheit eine Darstellung mangelhaften Kontrasts oder schlechte Helligkeit erzeugt, mittels des erfindungsgemäßen Lichtfilters herausgefiltert werden.Of the Light filter according to the invention allows one selective transmission of the area of the image-forming unit in the direction of illumination to the viewer as a perceptible representation emitted light, so that the angular ranges in which the Image generating unit is a representation of poor contrast or produces poor brightness, by means of the light filter according to the invention be filtered out.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass der Lichtfilter optische Linsen eingebettet in einem Trägermaterial aufweist. Zweckmäßig sind hierbei die optischen Linsen in der Weise ausgebildet und in das Trägermaterial eingebettet, dass hinsichtlich des Einstrahlwinkels im Durchlassrichtungsbereich einfallendes Licht zu einem hohen Transmissionsgrad in Beleuchtungsrichtung durchgelassen wird und außerhalb eines Winkels des Durchlassrichtungsbereichs einfallendes Licht in Beleuchtungsrichtung zu einem hohen Grad absorbiert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die optischen Linsen aus einem Material hohen Transmissionsgrades bestehen und das Trägermaterial einen höheren Absorbsionsgrad aufweist als das Material der optischen Linsen. Zweckmäßig ist hierbei für die optischen Linsen ein Transmissionsgrad von mindestens 90% und für das Trägermaterial ein Absorbsionsgrad von mindestens 80%.The invention further provides that the light filter has optical lenses embedded in a carrier material. Expedient here are the optical lenses are formed and embedded in the substrate so that light incident with respect to the irradiation angle in the transmission direction region is transmitted to a high transmittance in the illumination direction, and light incident outside an angle of the transmission direction region is absorbed to a high degree in the illumination direction. This can be achieved, for example, by the fact that the optical lenses consist of a material of high transmittance and the carrier material has a higher degree of absorption than the material of the optical lenses. Appropriately, this is for the optical lenses, a transmittance of at least 90% and for the substrate an Absorbsionsgrad of at least 80%.

Erfindungsgemäß ist das Trägermaterial als erste Trägerschicht ausgebildet, die Erstreckung der Linsen quer zur Trägerschicht des Lichtfilters größer als die Dicke des Träger materials in dieser Richtung, wobei die erste Trägerschicht in Beleuchtungsrichtung bezeichnet eine Lichteintrittsseite und gegenüberliegend eine Lichtaustrittsseite aufweist. Die Ausbildung des Lichtfilters mit einer Trägerschicht und darin eingebetteten Linsen bietet in erster Linie Vorteile bei der Handhabbarkeit des erfindungsgemäßen Lichtfilters sowohl im Rahmen der Herstellung als auch bei der Endmontage. Weiterhin ragen die Linsen zu einem größeren Anteil ihrer Erstreckung quer zur Trägerschicht auf der Lichteintrittsseite aus der ersten Trägerschicht heraus als auf der Lichtaustrittsseite. Dies hat den Vorteil, dass der Strahlengang im Durchlassrichtungsbereich vollständig ungeschwächt transmittiert wird.This is according to the invention support material as the first carrier layer formed, the extension of the lenses transverse to the carrier layer of the light filter greater than the thickness of the carrier materials in this direction, wherein the first carrier layer in the illumination direction denotes a light entrance side and opposite a light exit side having. The formation of the light filter with a carrier layer and lenses embedded therein provides benefits in the first place the handling of the light filter according to the invention both in Frame of manufacture as well as during final assembly. Continue to protrude the lenses to a greater extent their extent transverse to the carrier layer on the light entrance side out of the first carrier layer than on the Light output side. This has the advantage that the beam path completely undimmed transmitted in the forward direction becomes.

Zweckmäßig weist der erfindungsgemäße Lichtfilter einen Raumwinkelbereich in Form eines Kegels um eine Normale der von dem Lichtfilter aufgespannten Fläche erhöhten Transmissionsgrades für innerhalb des Kegels einfallendes Licht auf. Bei der Festlegung des Grenzwinkels werden erfindungsgemäß Kriterien, wie zum Beispiel Helligkeit, Kontrast aber auch Nähe zum Sollwert des Farbortes zugrunde gelegt. Auf diese Weise transmittiert der erfindungsgemäße Lichtfilter nur wahrnehmbare Darstellungen aus einem bestimmten Emissionswinkelbereich der Bilderzeugungseinheit um die Normale der von der Bilderzeugungseinheit aufgespannten Ebene, in welchem Winkelbereich der Farbort einer bestimmten Sollwertvorgabe genügt und/oder die Helligkeit einer bestimmten Sollwertvorgabe genügt und/oder der Kontrast einer bestimmten Sollwertvorgabe genügt. Darstellungen mangelhafter Qualität, die das Auge des Betrachters ungebührlich beanspruchen, werden schlicht absorbiert.Appropriately points the light filter according to the invention a solid angle area in the form of a cone about a normal of plane spanned by the light filter increased transmittance for within the cone of incident light. When defining the limit angle According to the invention, criteria such as brightness, contrast but also proximity to the setpoint of the color location. In this way, the transmitted Light filter according to the invention only perceptible representations from a certain range of emission angles the image forming unit about the normal of the image forming unit spanned level, in which angular range the color locus of a particular Setpoint specification is sufficient and / or the brightness of a specific setpoint specification is sufficient and / or the contrast of a specific setpoint specification is sufficient. representations poor quality, the the eye of the viewer unduly claim are simply absorbed.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sehen vor, dass der Durchlassrichtungsbereich sich ausgehend von der Normalen, des Lichtventils über einen Winkelbereich von bis zu 30° abweichend der Normalen erstreckt. Auf diese Weise ist ein durchlässiger Raumwinkelbereich in Form eines Kegels gebildet mit einem Kegelwinkel im Scheitel des Kegels von 60°.Appropriate further education of the invention provide that the forward direction range starting from the normal, the light valve over an angular range of up to 30 ° different from Normal extends. In this way, a permeable solid angle range in the form of a cone formed with a cone angle in the vertex of the cone of 60 °.

Mit besonderem Vorteil weist der Lichtfilter im Durchlassrichtungsbereich einen Transmissionsgrad von mindestens 80% auf. Dieser Transmissionsgrad ist im Wesentlichen spektralfarbenneutral, so dass unter den verschiedenen Beleuchtungsrichtungen bzw. Betrachtungsrichtungen in dem Durchlassrichtungsbereich keine Abweichung vom Sollwert des Farbortes wahrnehmbar ist.With The light filter in the forward direction is of particular advantage a transmittance of at least 80%. This transmittance is essentially spectral color neutral, so that among the different Illumination directions or viewing directions in the passage direction region no deviation from the setpoint of the color location is perceptible.

In gleicher Weise zweckmäßig ist eine Ausbildung des Lichtfilters, der für einfallendes Licht in einem Einstrahlwinkel außerhalb des Durchlassrichtungsbereichs einen Absorbsionsgrad von mindestens 80% aufweist. Auf diese Weise wird die ohnehin nicht den Sollvorgaben entsprechende Lichtemission der Bilderzeugungseinheit bis auf einen unbedeutenden Restanteil absorbiert.In the same way is appropriate an education of the light filter, which is responsible for incident light in one Beam angle outside of the forward direction region has an absorbance of at least 80%. In this way, that is not the target anyway corresponding light emission of the imaging unit except for one insignificant residual fraction absorbed.

Zusätzliche Vorteile erbringt eine Ausführung des Lichtfilters, der in Betrachtungsrichtung einen Reflektionsgrad von weniger als 20% aufweist. Wird das in Betrachtungsrichtung einfallende Licht nicht das Auge des Betrachters ungünstig blendend zurück reflektiert, kann die von der Bilderzeugungseinheit emittierte Darstellung schon bei geringerer Lichtstärke von dem Betrachter ohne Schwierigkeiten wahrgenommen werden.additional Benefits provides an execution of the Light filter, the reflection in the direction of observation less than 20%. Will that incident in the direction of observation Light does not reflect the eye of the beholder unfavorably dazzling back, the image emitted by the imaging unit can already be at lower light intensity be perceived by the viewer without difficulty.

Zusätzlich lässt sich in konkreter Ausgestaltung die gewünschte Charakteristik hinsichtlich der Transmission unter Winkeln des Durchlassrichtungsbereichs bedarfsgerecht gestalten, indem zum Beispiel die Linsen auf der Lichteintrittsseite aus der ersten Trägerschicht herausragen und auf der Lichtaustrittsseite nahezu vollständig von dem Trägermaterial bedeckt sind. Beide Möglichkeiten bieten die Festlegung des Durchlassrichtungsbereichs aufgrund der Höhe des herausragenden Anteils der Linsen aus dem Trägermaterial auf der Lichteintrittsseite. Je weiter die Linsen aus dem Trägermaterial der ersten Trägerschicht auf der Lichteintrittsseite herausragen, desto größer sind die Winkel abweichend von der Normalen des Durchlassrichtungsbereichs. Sind die Linsen auf der Lichtaustrittsseite nahezu vollständig von dem Trägermaterial bedeckt, hat das den Vorteil, dass die Lichtaustrittsseite ein glattes homogenes Erscheinungsbild bekommt.In addition, can be in a concrete embodiment, the desired characteristic in terms the transmission at angles of the passage direction range as needed shape, for example, by the lenses on the light entry side from the first carrier layer protrude and on the light exit side almost completely from the carrier material covered are. Both possibilities provide the definition of the passage direction range due to the height of the protruding Proportion of the lenses from the carrier material on the light entry side. The further the lenses from the carrier material the first carrier layer sticking out on the light entry side, the bigger they are the angles deviate from the normal of the passage direction range. Are the lenses on the light exit side almost completely off the carrier material covered, this has the advantage that the light exit side is a smooth Homogeneous appearance gets.

Ein besonders homogenes Bild der Darstellung präsentiert sich dem Betrachter, wenn der Lichtfilter in Beleuchtungsrichtung anschließend an die erste Trägerschicht einen als Schicht ausgebildeten Diffusor aufweist. Auf diese Weise wird das punktuell von den einzelnen Linsen transmittierte Licht zum einen homogenisierend gestreut und andererseits in einem größeren Winkelbereich als dem Durchlassrichtungsbereich in Beleuchtungsrichtung emittiert, so dass ein Betrachter unter jedem beliebigen Betrachtungswinkel die anzuzeigende Darstellung mit den Sollvorgaben entsprechendem Kontrast, entsprechend der Helligkeit und entsprechend dem Farbort wahrnehmen kann. In dieser Anordnung filtert der erfindungsgemäße Lichtfilter zunächst diejenigen Lichtanteile der anzuzeigenden Darstellung in einem gewissen Winkelbereich heraus und anschließend wird das vollständig den Sollvorgaben entsprechende Licht in einem weiten Raumwinkelbereich gestreut, so dass der Betrachter die anzuzeigende Darstellung gemäß den Sollwertvorgaben wahrnehmen kann.A particularly homogeneous image of the presentation presents itself to the viewer when the light filter has a layered diffuser in the direction of illumination following the first carrier layer. In this way, the punctually transmitted by the individual lenses light is ei NEN homogenizing scattered and on the other hand emitted in a greater angular range than the forward direction range in the direction of illumination, so that a viewer under any viewing angle, the display can be seen with the target specifications corresponding contrast, according to the brightness and corresponding to the color location. In this arrangement, the light filter according to the invention first filters out those light components of the display to be displayed in a certain angular range and then the light completely corresponding to the target specifications is scattered in a wide solid angle range, so that the viewer can perceive the display according to the setpoint specifications.

Zur weiteren Verbesserung der entsprechend von der Anzeige als Licht emittierte Darstellung hinsichtlich der Übereinstimmung mit den Sollvorgaben und gleichzeitigen Eliminierung ungünstiger Einflüsse von in Betrachtungsrichtung einfallenden Fremdlichts sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Lichtfilter in Durchlassrichtung im Anschluss an die erste Trägerschicht oder den Diffusor eine zweite Trägerschicht mit eingebetteten optischen Linsen aufweist, welche in Beleuchtungsrichtung bezeichnet eine Lichteintrittsseite und gegenüberliegend eine Lichtaustrittsseite aufweist. Mit besonderem Vorteil absorbiert die zweite Trägerschicht den größten Teil des in verschiedenen Winkeln aus Betrachtungsrichtung einfallenden Fremdlichts, welches störende Reflektionen verursachen könnte.to further improvement of the display accordingly as light emitted representation in terms of compliance with the target specifications and at the same time eliminating unfavorable influences of In the viewing direction incident extraneous light provides an advantageous Further development of the invention, that the light filter in the forward direction following the first carrier layer or the diffuser a second carrier layer having embedded optical lenses, which in the illumination direction denotes a light entrance side and opposite a light exit side having. With special advantage, the second carrier layer absorbs the biggest part the extraneous light incident at different angles from the viewing direction, which disturbing Could cause reflections.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die optischen Linsen als transparente Kugellinsen und/oder als mit ihrer Längsachse quer zur Beleuchtungseinrichtung orientierte transparente Stäbchen bzw. Zylinder ausgebildet sind. Als transparente Stäbchen ausgebildete Linsen erstrecken sich hierbei mit ihrer Längsachse parallel bzw. tangential zu der vom Lichtfilter gebildeten Ebene bzw. Fläche. Zur Anpassung des Durchlassrichtungsbereichs ist der Durchmesser der Kugellinsen bzw. Stäbchenlinsen hinein größer als die Dicke des Trägermaterials der Trägerschicht und die Kugellinsen oder Stäbchen hineinragen zu einem größeren An teil ihres Durchmessers jeweils auf der Lichteintrittsseite aus der ersten Trägerschicht heraus als auf der Lichtaustrittsseite oder sind sogar auf der Lichtaustrittsseite nahezu vollständig von dem Trägermaterial bedeckt. Für die zweite Trägerschicht gilt das Gleiche, wobei Lichteintrittsseite und Lichtaustrittsseite vertauscht sind, so dass sich im Wesentlichen eine an der Ebene der Diffusorschicht gespiegelte Ausbildung der ersten Trägerschicht von der zweiten Trägerschicht ergibt.A Particularly advantageous embodiment of the invention provides that the optical lenses as transparent ball lenses and / or as with its longitudinal axis transverse to the illumination device oriented transparent rods or Cylinders are formed. Lenses designed as transparent rods extend in this case with its longitudinal axis parallel or tangential to the plane or surface formed by the light filter. to Adjustment of the passage direction range is the diameter of the Ball lenses or rod lenses into it bigger than the thickness of the carrier material the carrier layer and the ball lenses or chopsticks protrude into a larger part their diameter each on the light entrance side from the first backing out than on the light exit side or even on the light exit side almost complete from the substrate covered. For the second carrier layer applies the same, with the light entrance side and the light exit side reversed are such that essentially one mirrored at the level of the diffuser layer Formation of the first carrier layer from the second carrier layer results.

Die Erfindung ermöglicht es vorteilhaft, den Lichtfilter in direktem Kontakt zu der Bilderzeugungseinheit an der Bilderzeugungseinheit anzubringen. Auf diese Weise entsteht ein Bauteil von besonderer Kompaktheit. Zusätzlich verbesserte optische Eigenschaften ergeben sich, wenn zwischen der Bilderzeugungseinheit und dem Lichtfilter Abstandselemente oder eine transparente Abstandsschicht vorgesehen ist. Mittels der transparenten Abstandsschicht kann der Abstand zwischen der Bilderzeugungseinheit und dem Lichtfilter in der Weise festgelegt werden kann, dass die Durchlassrichtungsbereiche einzelner benachbarter Linsen gar keine oder nur geringe Überschneidungen in ihrer Flächenprojektion auf der lichtemittierenden Fläche der Bilderzeugungseinheit aufweisen.The Invention allows it is advantageous to have the light filter in direct contact with the imaging unit to attach to the image forming unit. This way arises a component of particular compactness. In addition, improved optical Properties arise when between the imaging unit and the light filter spacers or a transparent spacer layer is provided. By means of the transparent spacer layer, the Distance between the image forming unit and the light filter in the way that the pass-direction areas can be set individual neighboring lenses no or only slight overlaps in their area projection on the light-emitting surface the image forming unit have.

Besondere Vorteile hinsichtlich der Serienproduktion ergeben sich, wenn der Lichtfilter als Folie ausgebildet ist und direkt oder indirekt unter Vorsehung von Abstandshaltern oder einer Abstandsschicht auf die Bilderzeugungseinheit flächig aufgeklebt ist.Special Advantages in terms of mass production arise when the Light filter is designed as a film and directly or indirectly below Provision of spacers or a spacer layer on the Areal imaging unit is glued on.

Verluste aufgrund des Lichtfilters lassen sich minimieren, wenn in der ersten Trägerschicht gleichartige Linsen angeordnet sind wie in der zweiten Trägerschicht. Diesbezüglich ergeben sich weitere Vorteile, wenn die Linsen in der ersten Trägerschicht dieselbe Anordnung wie in der zweiten Trägerschicht aufweisen, insbesondere dieselbe Periodizität in der Anordnung, z. B. denselben Bravis-Gitter-Typ aufweisen. Wei tere Verbesserungen lassen sich erzielen, wenn die Linsen in der ersten Trägerschicht zu den Linsen in der zweiten Trägerschicht in der Weise ausgerichtet sind, dass sie in Beleuchtungsrichtung jeweils paarweise im Wesentlichen auf einer optisch wirksamen Achse liegen bzw. jeweils paarweise gegenüberliegend gleich angeordnet und/oder ausgerichtet sind. Die Entstehung von Moiré-Mustern lässt sich unterdrücken, wenn die Anordnung der Linsen in dem Trägermaterial der ersten und/oder zweiten Trägerschicht quasiperiodisch ist, insbesondere jeweils ein Penrosemuster bildet. Die gleichen Vorteile bietet eine regellose Anordnung der Linsen in dem Trägermaterial der ersten und/oder zweiten Trägerschicht. In diesem Sinne lassen sich auch Linsen unterschiedlicher Geometrie, beispielsweise Kugellinsen und Stäbchenlinsen, miteinander gemischt in dem Trägermaterial einer Trägerschicht anordnen.losses due to the light filter can be minimized when in the first backing similar lenses are arranged as in the second carrier layer. In this regard, There are further advantages when the lenses in the first carrier layer have the same arrangement as in the second carrier layer, in particular the same periodicity in the arrangement, for. B. have the same Bravis grid type. Further Improvements can be made when the lenses in the first backing to the lenses in the second carrier layer are aligned in the way that they respectively in the direction of illumination lie in pairs essentially on an optically effective axis or in pairs opposite each other are arranged the same and / or aligned. The emergence of Moire patterns let yourself suppress, if the arrangement of the lenses in the carrier material of the first and / or second carrier layer quasiperiodisch is, in particular in each case forms a Penrosemuster. The same advantages are offered by a random arrangement of the lenses in the carrier material the first and / or second carrier layer. In In this sense, lenses of different geometry, For example, ball lenses and rod lenses, mixed together in the carrier material a carrier layer Arrange.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen lediglich zur Verdeutlichung ohne Einschränkung auf diese Ausführungsbeispiele näher beschrieben.The Invention leaves different embodiments to. The invention is based on exemplary embodiments with reference to drawings for illustration only, without limitation these embodiments described in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 bis 3: jeweils einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Anzeige mit einer Bilderzeugungseinheit und einem erfindungsgemäßen Lichtfilter. 1 to 3 : in each case a cross section by a display according to the invention with an image-forming unit and a light filter according to the invention.

Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Anzeige 1 besteht im Wesentlichen aus einer Bilderzeugungseinheit 2 und einem Lichtfilter 3. Die Bilderzeugungseinheit 2 weist eine Vielzahl von Bildelementen 4 auf, welche Licht 6 emittieren, das zum Teil das Auge eines Betrachters 5 als wahrnehmbare Darstellung erreicht. Der Lichtfilter 3 ist auf der Bilderzeugungseinheit 2 mittels einer transparenten Klebeschicht 7 mit bestimmten optischen Eigenschaften und einer definierten Di cke d aufgebracht. Der Lichtfilter 3 besteht in 1 aus einer ersten Trägerschicht 8, umfassend Trägermaterial 9 und kugelförmige Linsen 10. Die kugelförmigen Linsen 10 sind in das Trägermaterial 9 der ersten Trägerschicht 8 in der Weise eingebettet, dass sie aus dem Trägermaterial 9 auf einer der Bilderzeugungseinheit 2 zugewendeten Lichteintrittsseite 11 zu einem gewissen Teil herausragen und auf der der Lichteintrittsseite 11 gegenüberliegenden Lichtaustrittsseite 12 knapp von dem Trägermaterial 9 bedeckt sind. Die kugelförmigen Linsen 10 bestehen aus einem transparenten Material von einem im Wesentlichen wellenlängenunabhängigen Transmissionsgrad von etwa 90%. Eine optisch wirksame Achse 13 ist durch die Flächennormale des flächig ausgebildeten Lichtfilters 3 definiert. Eine Beleuchtungsrichtung 20 ist definiert als die Richtung, in welcher Licht der Bilderzeugungseinheit 2 den Lichtfilter 3 erreicht. Eine Betrachtungsrichtung 21 ist definiert als die Summe der der Beleuchtungsrichtungen 20 entgegengesetzten Richtungen. Die Einbettung der Linse 10 in dem Trägermaterial 9 der ersten Trägerschicht 8 des Lichtfilters 3 in der Weise, dass die als Kugellinse ausgebildete Linse 10 auf der Lichteintrittsseite 11 weiter herausragt als auf der Lichtaustrittsseite 12, hat zur Folge, dass nur Licht 6 in einem bestimmten Durchlassrichtungsbereich 30 von dem Lichtfilter 3 transmittiert wird. Der Durchlassrichtungsbereich 30 ist definiert als der Bereich von Einfallwinkeln zu der Flächennormale unter denen einfallendes Licht 6 von dem Lichtfilter 3 transmittiert wird. Der Durchlassrichtungsbereich 30 bildet sich je nach Höhe des herausragenden Teils der Linse aus dem Trägermaterial 9 auf der Lichteintrittsseite 11 als größerer oder kleinerer Abweichwinkel von der Normalen des flächigen Lichtfilters 3 aus. Je größer die Höhe der Linse 10 über dem Trägermaterial 9 ist, desto größer ergibt sich auch der Winkelbereich des Durchlassbereichs 30. Jenseits des Durchlassbereichs 30 einfallendes Licht 6 wird von dem Trägermaterial 9, welches einen Absorbsionsgrad von mindestens 90% aufweist, absorbiert. In Betrachtungsrichtung 21 einfallendes Fremdlicht wird entweder von dem Trägermaterial 9 absorbiert oder findet den Weg durch die Linse 10, wo es anschließend entweder von der Bilderzeugungseinheit 2 oder nach Reflektion von dem Trägermaterial 9 absorbiert wird.In the 1 illustrated display according to the invention 1 consists essentially of an imaging unit 2 and a light filter 3 , The image generation unit 2 has a variety of picture elements 4 on which light 6 emit, in part, the eye of an observer 5 achieved as a perceptible representation. The light filter 3 is on the imaging unit 2 by means of a transparent adhesive layer 7 with certain optical properties and a defined thickness d applied. The light filter 3 exists in 1 from a first carrier layer 8th comprising carrier material 9 and spherical lenses 10 , The spherical lenses 10 are in the carrier material 9 the first carrier layer 8th embedded in the way that they are made of the carrier material 9 on one of the imaging unit 2 facing light entrance side 11 sticking out to a certain extent and on the light entry side 11 opposite light exit side 12 just short of the carrier material 9 are covered. The spherical lenses 10 consist of a transparent material of a substantially wavelength-independent transmittance of about 90%. An optically effective axis 13 is through the surface normal of the flat formed light filter 3 Are defined. A lighting direction 20 is defined as the direction in which light of the imaging unit 2 the light filter 3 reached. A viewing direction 21 is defined as the sum of the illumination directions 20 opposite directions. The embedding of the lens 10 in the carrier material 9 the first carrier layer 8th of the light filter 3 in such a way that the lens designed as a ball lens 10 on the light entry side 11 protrudes further than on the light exit side 12 , as a result, only light 6 in a certain passage direction range 30 from the light filter 3 is transmitted. The passage direction area 30 is defined as the range of angles of incidence to the surface normal under which incident light 6 from the light filter 3 is transmitted. The passage direction area 30 forms depending on the height of the protruding part of the lens from the substrate 9 on the light entry side 11 as a larger or smaller deviation angle from the normal of the flat light filter 3 out. The greater the height of the lens 10 above the carrier material 9 is, the greater the angular range of the passband 30 , Beyond the passband 30 incident light 6 is from the substrate 9 , which has an absorbance of at least 90%, absorbed. In viewing direction 21 incident extraneous light is either from the substrate 9 absorbs or finds its way through the lens 10 where it is then either from the imaging unit 2 or after reflection from the substrate 9 is absorbed.

2 zeigt eine andere Anordnung der Linse 10 in dem Trägermaterial 9, bei welcher die Linse 10 sowohl auf der Lichteintrittsseite 11 als auch auf der Lichtaustrittsseite 12 aus dem Trägermaterial 9 hervorsteht, jedoch auf der Lichteintrittsseite 11 weiter als auf der Lichtaustrittsseite 12 heraussteht. 2 shows another arrangement of the lens 10 in the carrier material 9 in which the lens 10 both on the light entry side 11 as well as on the light exit side 12 from the carrier material 9 protrudes, but on the light entrance side 11 further than on the light exit side 12 protrudes.

3 zeigt die Anordnung der 1, wobei sich auf der Lichtaustrittsseite 12 der ersten Trägerschicht 8 ein als Schicht ausgebildeter Diffusor 41 anschließt und daran in spiegelbildlicher Anordnung, gespiegelt an der Schicht des Diffusors 41, eine zweite Trägerschicht 51. Der Lichtfilter 3 umfasst in der Ausbildung gemäß 3 eine an die Bilderzeugungseinheit 2 mittels einer Klebeschicht 7 angebrachte erste Trägerschicht 8 mit eingebetteten Linsen 10, einen sich in Beleuchtungsrichtung 20 daran anschließenden, als Schicht ausgebildeten Diffusor 41 und eine sich in Beleuchtungsrichtung 20 daran anschließende zweite Trägerschicht 51 mit im Trägermaterial 9 eingebetteten Linsen 10, wobei die erste Trägerschicht 8 und die zweite Trägerschicht 51 an der Schicht des Diffusors 41 spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Die zweite Trägerschicht 51 weist die eingebetteten Linsen 10 jeweils in paarweiser Nachbarschaft zu den in dem Trägermaterial 9 der ersten Trägerschicht 8 eingebetteten Linsen 10 auf, so dass beide Linsen 10 der unterschiedlichen Trägerschichten 8, 51 eine gemeinsame optisch wirksame Achse 13 beschreiben. Die zweite Trägerschicht 51 weitet das von den Linsen 10 der ersten Trägerschicht 8 fokussierte und transmittierte Licht 6 in einem optisch umgekehrten Prozess nach Streuung in den Diffusor 41 entsprechend der ursprünglichen Emission der Bilderzeugungseinheit 2 wieder auf. Einfallendes Fremdlicht 60 wird in gleicher Weise, wie beim Ausführungsbeispiel in 2 entweder direkt von dem Trägermateri al 9 der zweiten Trägerschicht 51 absorbiert oder zunächst von der Linse 10 transmittiert und anschließend von dem Trägermaterial 9 absorbiert. 3 shows the arrangement of 1 , being on the light exit side 12 the first carrier layer 8th a trained as a layer diffuser 41 adjoins and in a mirror image arrangement, mirrored on the layer of the diffuser 41 , a second carrier layer 51 , The light filter 3 includes in the training according to 3 one to the image forming unit 2 by means of an adhesive layer 7 attached first carrier layer 8th with embedded lenses 10 , one in the direction of illumination 20 adjoining, designed as a layer diffuser 41 and one in the direction of illumination 20 adjoining second carrier layer 51 with in the carrier material 9 embedded lenses 10 , wherein the first carrier layer 8th and the second carrier layer 51 at the layer of the diffuser 41 are arranged mirror images of each other. The second carrier layer 51 has the embedded lenses 10 in pairs adjacent to those in the substrate 9 the first carrier layer 8th embedded lenses 10 on, so that both lenses 10 the different carrier layers 8th . 51 a common optically effective axis 13 describe. The second carrier layer 51 extends that from the lenses 10 the first carrier layer 8th focused and transmitted light 6 in a visually reversed process after scattering in the diffuser 41 according to the original emission of the imaging unit 2 back up. Incident extraneous light 60 is in the same manner as in the embodiment in 2 either directly from the Trägermateri al 9 the second carrier layer 51 absorbed or first by the lens 10 transmitted and then from the substrate 9 absorbed.

11: Anzeigedisplay
22: BilderzeugungseinheitImaging unit
33: Lichtfilterlight filter
44: Bildelementepixels
55: Betrachterobserver
66: Lichtlight
88th: erste Trägerschichtfirst backing
99: Trägermaterialsupport material
1010: kugelförmige Linsenspherical lenses
1111: LichteintrittsseiteLight entering side
1212: LichtaustrittsseiteLight output side
2020: Beleuchtungsrichtunglighting direction
2121: Betrachtungsrichtungviewing direction
3030: DurchlassrichtungsbereichThrough direction of the area
4141: Diffusordiffuser
5151: zweite Trägerschichtsecond backing

Claims

Display with a flat imaging unit ( 2 ) for generating a representation, with at least one viewing direction ( 21 ) and at least one illumination direction ( 20 ), whereby the display ( 1 ) is self-luminous and light ( 6 ) of the displayed representation in the direction of illumination ( 20 ), so that in the direction of observation ( 21 ) the emitted light ( 6 ) of the image-forming unit ( 2 ) is perceptible as a representation, wherein in the illumination direction ( 20 ) adjacent to the image forming unit ( 2 ) a flat light filter ( 3 ), wherein the light filter ( 3 ) optical lenses ( 10 ) embedded in a carrier material ( 9 ), wherein the carrier material ( 9 ) as the first carrier layer ( 8th ), wherein the extension of the lenses ( 10 ) transversely to the carrier layer ( 9 ) of the light filter ( 3 ) greater than the thickness of the carrier material ( 9 ), wherein the first carrier layer ( 8th ) in the illumination direction ( 20 ) denotes a light entry side ( 11 ) and opposite a light exit side ( 12 ), characterized in that the lenses ( 10 ) to a greater extent of their extent transversely to the carrier layer ( 8th ) on the light entry side ( 11 ) from the first carrier layer ( 8th ) protrude than on the light exit side ( 12 ), so that the light filter ( 3 ) in a passage direction region ( 30 ) for in the illumination direction ( 20 ) incident light ( 6 ) up to a certain critical angle deviating from the normal of the light filter ( 3 ) has a transmittance of at least 50% and for outside of the transmission direction range ( 30 ) incident light ( 6 ) has a transmittance of less than 50%.

Display according to claim 1, characterized in that the light filter ( 3 ) in the forward direction ( 30 ) has a transmittance of at least 80%.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light filter ( 3 ) outside the transmission direction range ( 30 ) has an absorption degree of at least 80%.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light filter ( 3 ) in the direction of observation ( 21 ) has a reflectance of less than 20%.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the passage direction range ( 30 ) is configured such that it illuminates directions of illumination ( 20 ) in an angular range of up to 30 ° deviating from the normal of the light filter ( 3 ) stretched surface.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the carrier material ( 9 ) has a higher degree of absorption than the material of the lenses ( 10 ).

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the carrier material ( 9 ) has an absorption degree of at least 80%.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the lenses ( 10 ) on the light entry side from the first carrier layer ( 8th protrude) and on the light exit side ( 12 ) almost completely from the substrate ( 9 ) are covered.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the Lichtfil ter ( 3 ) in the illumination direction ( 21 ) to the first carrier layer ( 9 ) then a layered diffuser ( 41 ) having.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light filter ( 3 ) in the forward direction of passage following the first carrier layer ( 8th ) or the diffuser ( 41 ) a second carrier layer ( 51 ) with embedded optical lenses ( 10 ), which in the illumination direction ( 20 ) denotes a light entry side ( 11 ) and opposite a light exit side ( 12 ) having.

Display according to Claim 10, characterized in that the embedded optical lenses ( 10 ) in the second carrier layer ( 8th ; 51 ) to a greater extent of their extent in the transmission direction ( 30 ) on the light exit side ( 12 ) from the carrier layer ( 8th ) protrude than on the light entry side ( 11 ).

Display according to claim 10, characterized in that the lenses ( 10 ) on the light exit side ( 12 ) out. the second carrier layer ( 8th ; 51 protrude) and on the light entry side ( 11 ) almost completely from the substrate ( 9 ) are covered.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the optical lenses ( 10 ) as transparent spherical lenses and / or as with their cylindrical longitudinal axis transversely to the illumination direction ( 20 ) oriented transparent rods are formed.

Display according to claim 13, characterized in that the diameter of the ball lenses ( 10 ) and / or rods is greater than the thickness of the support material ( 9 ) of the carrier layer ( 8th ) and the ball lenses ( 10 ) and / or rods to a greater extent of their diameter on the light entry side ( 11 ) from the first carrier layer ( 8th ) protrude than on the light exit side ( 12 ).

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light filter ( 3 ) in direct contact with the image forming unit ( 2 ) attached to the image forming unit ( 2 ).

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light filter ( 3 ) is formed as a film and on the image forming unit ( 2 ) is glued flat.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the first carrier layer ( 8th ) and in the second carrier layer ( 51 ) similar lenses ( 10 ) are arranged.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the lenses ( 10 ) in the first carrier layer ( 8th ) have the same periodicity in the arrangement as the lenses ( 10 ) in the second carrier layer ( 51 ).

Display according to claim 18, characterized that the lenses have a periodicity of the same Bravais grid type exhibit.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the lenses ( 10 ) in the first carrier layer ( 8th ) to the lenses ( 10 ) in the second carrier layer ( 51 ) are aligned in such a way that in the direction of illumination ( 20 ) lie in pairs on an optically effective axis.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the arrangement of the lenses ( 10 ) in the carrier material ( 9 ) of the first and / or second carrier layer ( 8th ; 51 ) is quasi-periodic.

Display according to claim 21, characterized the arrangement of the lenses in each case forms a penrose pattern.

Display according to at least one of the preceding claims, characterized in that the lenses ( 10 ) in the carrier material of the first and / or second carrier layer ( 8th ; 51 ) are arranged randomly.