DE202021104128U1

DE202021104128U1 - Display and display substrate with microstructure elements

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Publication number: DE202021104128U1
Application number: DE202021104128.5U
Authority: DE
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2021-08-03
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2021-09-27
Anticipated expiration: 2031-08-04

Abstract

Displaysubstrat (1) das als plattenförmiger Lichtleiter aus einem zumindest teiltransparenten Lichtleitmaterial ausgebildet ist und wobei der plattenförmiger Lichtleiter über einen Lichteinkopplungsabschnitt (10) und eine als Sichtfläche (20) ausgebildete Oberfläche zum Anzeigen eines bestimmten Symbols, Bildelementes und/oder eines Hinweise (S) verfügt, wobei hierzu in einem gegenüberliegend der Sichtfläche (20) rückwärtigen Bereich (25) eine Vielzahl von Mikrostrukturformen (30) in die Oberfläche im rückwärtigen Bereich (25) des Lichtleiters eingebracht sind, die jeweils in einer vorbestimmten geometrischen Größe, Form und Anordnung vorgesehen sind, so dass beim Betrachten der Sichtfläche (20) je nachdem ob der plattenförmige Lichtleiter mittels Leuchtmittel (40) über den Lichteinkopplungsabschnitt (10) beleuchtet wird oder nicht, auf der Sichtfläche (20) unter zumindest einem bestimmten Winkelbereich α relativ zur Lotrechten (L) der Oberfläche betrachtet, das Symbol, das Bildelement oder der Hinweise (S) dargestellt wird oder nicht.Display substrate (1) which is designed as a plate-shaped light guide made of an at least partially transparent light guide material and wherein the plate-shaped light guide has a light coupling section (10) and a surface designed as a visible surface (20) for displaying a specific symbol, picture element and / or an indication (S) for this purpose, in a rear area (25) opposite the visible surface (20), a plurality of microstructure shapes (30) are introduced into the surface in the rear area (25) of the light guide, each of which is provided in a predetermined geometric size, shape and arrangement so that when looking at the visible surface (20), depending on whether the plate-shaped light guide is illuminated by means of lighting means (40) via the light coupling section (10) or not, on the visible surface (20) under at least a certain angular range α relative to the perpendicular (L ) the surface, the symbol, the picture element or the instructions (S) is displayed or not.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Display und Displaysubstrat für eine Anzeigeeinrichtung mit Mikrostrukturelementen, insbesondere zur temporären Anzeige von Symbolen, Hinweisen oder Informationen an einen Betrachter.This invention relates to a display and display substrate for a display device with microstructure elements, in particular for the temporary display of symbols, instructions or information to a viewer.

Im der Stand der Technik gibt es diverse unterschiedliche Konzepte zu Anzeigeeinrichtungen, die ausgebildet sind einen dynamisch veränderlichen Inhalt darzustellen. Bekannte Lösungen sind zum Beispiel die OLED Technik oder Elektrolumineszenz-Techniken. Eine organische Leuchtdiode ist ein leuchtendes Dünnschichtbauelement aus organischen halbleitenden Materialien, das sich von den anorganischen Leuchtdioden (LED) dadurch unterscheidet, dass die elektrische Stromdichte und Leuchtdichte geringer und keine einkristallinen Materialien erforderlich sind. Im Vergleich zu herkömmlichen (anorganischen) Leuchtdioden lassen sich organische Leuchtdioden daher in Dünnschichttechnik kostengünstiger herstellen, ihre Lebensdauer und Lichtausbeute sind jedoch noch geringer als die herkömmlicher Leuchtdioden. Die OLED-Technik wird für Bildschirme in Smartphones, Tablet-Computern wie auch in größerflächigen Anzeigen eingesetzt.In the prior art, there are various different concepts for display devices that are designed to display dynamically changing content. Well-known solutions are, for example, OLED technology or electroluminescence technology. An organic light-emitting diode is a luminous thin-film component made of organic semiconducting materials, which differs from inorganic light-emitting diodes (LED) in that the electrical current density and luminance are lower and no single-crystalline materials are required. Compared to conventional (inorganic) light-emitting diodes, organic light-emitting diodes can therefore be produced more cost-effectively using thin-film technology, but their service life and light yield are even lower than those of conventional light-emitting diodes. OLED technology is used for screens in smartphones, tablet computers and large-area displays.

In Fahrzeuganwendungen besteht ein besonderer Bedarf für eine Darstellung von Anzeigesymbolen, Bildzeichen oder Hinweisen an den unterschiedlichsten Orten und Positionen innerhalb des Fahrzeugs. Das Anbringen von aufwändigen und teuren Displays, die ggf. auch elektronisch aufwändig angesteuert werden müssten und mit Energie versorgt werden müssen, scheidet dafür aus. Somit kommt eine Vielzahl der herkömmlichen und bekannten Lösungen für solche Anwendungen nicht in Frage.In vehicle applications, there is a particular need for display symbols, icons or information to be displayed at the most varied of locations and positions within the vehicle. The attachment of complex and expensive displays, which may also have to be electronically controlled and supplied with energy, is ruled out. A large number of the conventional and known solutions are therefore out of the question for such applications.

Aus der DE 10 2020 002 053 B3 ist ein Verfahren zur Beeinflussung der Lichtausbreitungsrichtungen mindestens einer selbstleuchtenden oder beleuchteten Fläche bekannt, wobei die besagte Fläche Licht wenigstens teilweise unterschiedlicher Wellenlängenbereiche in jeweils unterschiedliche Raumrichtungen aussendet, wobei sich die Wellenlängenbereiche mindestens in ihrer Peak-Wellenlänge unterscheiden, und wobei in Betrachtungsrichtung vor der besagten Fläche ein schaltbarer Farbkonverter angeordnet ist, der durch Deaktivieren oder Aktivieren einen ersten oder zweiten Sichtmodus bewirkt, so dass ein Wellenlängenbereich transmittiert und ein Wellenlängenbereich absorbiert wird, wodurch das von der Fläche ausgehende Licht lediglich aus einer Raumrichtung wahrnehmbar ist. Nachteilig ist dabei, dass man zur Anzeige jeweils einen Farbkonverter benötigt und die Anzeige auch Wellenlängenabhängig ist. Insgesamt ist die Implementierung daher für die einfache Anzeige von Hinweisen, Symbolen und Bildzeichen zu aufwändig.From the DE 10 2020 002 053 B3 a method is known for influencing the directions of light propagation of at least one self-luminous or illuminated surface, said surface emitting light at least partially of different wavelength ranges in different spatial directions, the wavelength ranges differing at least in their peak wavelength, and being in front of said surface in the viewing direction a switchable color converter is arranged, which by deactivating or activating a first or second viewing mode, so that a wavelength range is transmitted and a wavelength range is absorbed, whereby the light emanating from the surface can only be perceived from one spatial direction. The disadvantage here is that a color converter is required for each display and the display is also wavelength-dependent. Overall, the implementation is therefore too complex for the simple display of information, symbols and icons.

Ferner besteht auch ein Interesse daran, dass die Symbole im Fahrzeug nur unter bestimmten Blickrichtungen, zum Beispiel nur vom Fahrersitz aus betrachtet werden und erkannt werden, während zum Beispiel der Beifahrer das angezeigte Symbol nicht erkennen kann oder sogar nicht erkennen soll.Furthermore, there is also interest in the fact that the symbols in the vehicle are only viewed and recognized from certain viewing directions, for example only from the driver's seat, while, for example, the front passenger cannot or should not even recognize the displayed symbol.

Aus der DE 10 2014 003298 A1 ist ein Verfahren zur wahlweisen Einschränkung der Erkennbarkeit von Bildern bekannt, die auf einem Bildschirm dargestellt werden, bei welchem ein optisches Element in Betrachtungsrichtung vor dem Bildschirm angeordnet ist, welches für das von dem Bildschirm ausgehende Licht zu mindestens 70% transparent ist, und welches für aus Leuchtmittel seitlich in Winkeln von über 70 Grad gegenüber seiner Flächennormale einfallendes Licht in mindestens einen eingeschränkten Winkelbereich W1, W2, ... derart ablenkt, dass eine Abstrahlung nur in gewünschten Raumrichtungen erfolgt. Ferner ist vorgesehen, dass bei ausgeschalteten Leuchtmittel das auf dem Bildschirm dargestellte Bild jedoch ohne Einschränkung aus allen von dem Bildschirm beleuchteten Winkel sichtbar ist.From the DE 10 2014 003298 A1 a method for optionally restricting the recognizability of images that are displayed on a screen is known, in which an optical element is arranged in the viewing direction in front of the screen, which is at least 70% transparent for the light emanating from the screen, and which for from the illuminant laterally at angles of more than 70 degrees with respect to its surface normal deflects light in at least one restricted angular range W1, W2, ... in such a way that it is emitted only in the desired spatial directions. Furthermore, it is provided that, when the light source is switched off, the image displayed on the screen is visible without restriction from all angles illuminated by the screen.

Die DE 10 2019 006 339 A1 betrifft ein Verfahren zur Verstärkung des Sichtschutzeffektes eines Bildschirms, umfassend die folgenden Schritte: Darstellung eines Bildinhaltes auf einem Bildschirm, wobei der Bildschirm über einen Sichtschutzeffekt verfügt, der die Betrachtung nur aus einem eingeschränkten Winkelbereich erlaubt. Allerdings ist auch diese Lösung in der technischen Umsetzung komplex und aufwändig.the DE 10 2019 006 339 A1 relates to a method for enhancing the visual protection effect of a screen, comprising the following steps: display of image content on a screen, the screen having a visual protection effect which allows viewing only from a restricted angular range. However, this solution is also complex and time-consuming in terms of its technical implementation.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, eine verbesserte konzeptionelle Lösung vorzusehen, bei der es auf kostengünstige und vergleichsweise einfache Weise möglich ist, Bildelemente, Symbole und Hinweise an gewünschten Raumpositionen temporär anzuzeigen und ferner gleichzeitig eine Lösung vorzusehen, dass diese Bildelemente, Symbole und Hinweise dann nur in einem eingeschränkten Winkelbereich sichtbar sind. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Darstellung einer temporär sichtbaren Symbolik mit hoher Konturschärfe und gut sichtbar unter allen Lichtverhältnisbedingungen und verschiedenen relativen Winkeln des Betrachters zum Symbol zu ermöglichen.Against this background, the present invention is based on the technical problem of providing an improved conceptual solution in which it is possible in a cost-effective and comparatively simple way to temporarily display picture elements, symbols and information at desired spatial positions and, at the same time, to provide a solution that these picture elements , Symbols and notes are then only visible in a restricted angular range. In other words, this means that the object of the present invention is to enable the representation of temporarily visible symbols with high contour definition and easily visible under all light conditions and different angles of the viewer relative to the symbol.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung sieht dabei vor, einen plattenförmigen Lichtleiter spezifisch mit einer Vielzahl von Mikrostrukturformen oder Mikrostrukturelementen auszubilden, die gemeinsam eine Lichtstreuung zu einer Betrachtungsseite des Lichtleiters in Form eines anzuzeigenden Symbols oder Bildelements bewirken.A basic idea of the present invention provides for a plate-shaped light guide to be specifically designed with a large number of microstructure shapes or microstructure elements, which together cause light to be scattered to a viewing side of the light guide in the form of a symbol or picture element to be displayed.

Erfindungsgemäß wird hierzu ein Displaysubstrat vorgesehen, das als plattenförmiger Lichtleiter aus einem zumindest teiltransparenten Lichtleitmaterial ausgebildet ist, wobei der plattenförmiger Lichtleiter über einen Lichteinkopplungsabschnitt und eine als Sichtfläche ausgebildete Oberfläche zum Anzeigen eines bestimmten Symbols, Bildelementes und/oder eines Hinweises verfügt, wobei hierzu in einem gegenüberliegend der Sichtfläche rückwärtigen Bereich (Rückseite) eine Vielzahl von Mikrostrukturformen und/oder Mikrostrukturelementen in die Oberfläche im rückwärtigen Bereich des Lichtleiters eingebracht sind, die jeweils in einer vorbestimmten geometrischen Größe, Form und Anordnung vorgesehen sind, so dass beim Betrachten der Sichtfläche je nachdem ob der plattenförmige Lichtleiter mittels Leuchtmittel über den Lichteinkopplungsabschnitt beleuchtet wird oder nicht, auf der Sichtfläche unter zumindest einem bestimmten Winkelbereich α (relativ zur Lotrechten der Oberfläche betrachtet), das entsprechend erzeugte Symbol, das Bildelement oder der Hinweise (S) dargestellt wird oder nicht.According to the invention, a display substrate is provided for this purpose, which is designed as a plate-shaped light guide made of an at least partially transparent light guide material, the plate-shaped light guide having a light coupling section and a surface designed as a visible surface for displaying a certain symbol, picture element and / or an indication, with this in a opposite the visible surface rear area (rear side) a plurality of microstructure shapes and / or microstructure elements are introduced into the surface in the rear area of the light guide, which are each provided in a predetermined geometric size, shape and arrangement, so that when looking at the visible surface depending on whether the plate-shaped light guide is or is not illuminated by means of illuminants via the light coupling section, on the visible surface under at least a certain angular range α (viewed relative to the perpendicular of the surface), d The correspondingly generated symbol, the picture element or the notes ( S. ) is displayed or not.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass im nicht über den Lichteinkopplungsabschnitt beleuchteten Zustand des plattenförmigen Lichtleiters keine durch die Mikrostrukturformen gebildete Strukturen oder Symbole auf der Sichtseite durch einen Betrachter in jedwedem Betrachtungsabstand erkennbar sind. Dies hat den Vorteil, dass der Betrachter nur dann ein Symbol erkennen kann, wenn eine Beleuchtung stattfindet und nicht bei gewissen Lichtverhältnissen doch irgendwie eine Struktur erkennt und als Symbol deutet.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that when the plate-shaped light guide is not illuminated via the light coupling section, no structures or symbols formed by the microstructure shapes on the visible side can be recognized by a viewer at any viewing distance. This has the advantage that the viewer can only recognize a symbol when there is lighting and not somehow recognizes a structure and interprets it as a symbol under certain lighting conditions.

Hierzu ist insbesondere vorgesehen dass das Raster, Muster und die Form, insbesondere die Tiefe der Mikrostrukturformen in der Oberfläche in der Größenordnung von 5 µm bis 100 µm liegt. Besonders vorteilhaft hat sich eine Kombination gezeigt, bei der die Breite der Mikrostrukturformen zwischen 25 µm und 100 µm und die Tiefe bei ca. 40 bis 60 µm liegt, während das durch die Vielzahl der Mikrostrukturformen gebildete Rastermaß im Bereich zwischen zwischen 25 µm und 100 µm liegt.For this purpose, provision is made in particular for the grid, pattern and shape, in particular the depth of the microstructure shapes in the surface, to be in the order of magnitude of 5 μm to 100 μm. A combination has shown to be particularly advantageous in which the width of the microstructure shapes is between 25 μm and 100 μm and the depth is approximately 40 to 60 μm, while the grid dimension formed by the large number of microstructure shapes is in the range between 25 μm and 100 μm lies.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn wenigstens eine Seitenkante des plattenförmigen Lichtleiters als Lichteinkopplungsabschnitt vorgesehen ist, um über wenigstens diese Seitenkante Licht von einem Leuchtmittel in den Lichtleiter einzukoppeln.It is also advantageous if at least one side edge of the plate-shaped light guide is provided as a light coupling section in order to couple light from a light source into the light guide via at least this side edge.

In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mikrostrukturformen jeweils eine entsprechend geformte und/oder orientierte Streufläche ausbilden, um das vom Lichteinkopplungsabschnitt eingekoppelte Licht bestimmungsgemäß in Richtung der Sichtfläche abzulenken oder zu streuen, wobei die Form und/oder Orientierung der Streufläche dabei so gewählt ist, dass das eingekoppelte Licht vorzugsweise unter einem bestimmten Winkel α gegenüber der Lotrechten der Sichtseite aus der Sichtseite austritt.In a likewise advantageous embodiment of the invention, it is provided that the microstructure shapes each form a correspondingly shaped and / or oriented scattering surface in order to deflect or scatter the light coupled in by the light coupling section as intended in the direction of the visible surface, the shape and / or orientation of the scattering surface in the process is chosen so that the coupled-in light preferably emerges from the visible side at a certain angle α with respect to the perpendicular of the visible side.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die Mikrostrukturformen in einem vorbestimmten, insbesondere symmetrischen Muster in Reihen und/oder Spalten, vorzugsweise räumlich begrenzt durch die des anzuzeigenden Symbols definierte Außenkontur ausgebildet sind. Somit können die ausgewählten Bereiche mit Mikrostrukturformen, entsprechend dem Symbol, das an der Sichtseite dargestellt werden sollen, korrespondierend auf der Rückseite als Rasterbild eingeprägt sein, wobei die Rasterposition die Mikrostrukturformen sind.It is also advantageous if the microstructure shapes are formed in a predetermined, in particular symmetrical pattern in rows and / or columns, preferably spatially limited by the outer contour defined by the symbol to be displayed. Thus, the selected areas with microstructure shapes corresponding to the symbol that are to be displayed on the visible side can be embossed on the back as a raster image, the raster position being the microstructure shapes.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mikrostrukturformen als dreidimensionale Mikroausnehmungen in der der Sichtseite gegenüberliegenden Rückseite ausgebildet sind.In a particularly preferred embodiment of the invention it is provided that the microstructure shapes are designed as three-dimensional micro-recesses in the rear side opposite the visible side.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Mikrostrukturelemente die mit einer hybriden Form aus pyramidalen, prismatischen oder einer daraus kombinierten Form ausgebildet sind, die jeweils zumindest eine gegenüber dem Lichteinkopplungsabschnitt im Wesentlichen gekrümmte oder gewölbte Streufläche, insbesondere konvex gewölbte Streufläche ausbilden, an denen das eingekoppelte Licht jeweils in einen definierten Streuwinkel zur Sichtfläche hin gestreut wird.It is further advantageous if the microstructure elements are designed with a hybrid shape of pyramidal, prismatic or a combined shape, each of which forms at least one essentially curved or arched scattering surface with respect to the light coupling section, in particular convexly curved scattering surface, on which the coupled light is scattered in a defined scattering angle towards the visible surface.

In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die jeweils wenigstens eine gekrümmte oder gewölbte Streufläche ein Mantelflächenabschnitt eines Zylinders (Teilmantelfläche eines Zylinders) ist, der zu einer Streuung des Lichts aus der Oberfläche auf der Sichtseite zur Anzeige des durch die Mikrostrukturelemente erzeugten Symbols unter einem Betrachtungswinkel α von bis zu 40° zur Lotrechten L erkennbar ist.In a likewise advantageous embodiment of the invention it is provided that the at least one curved or arched scattering surface is a lateral surface section of a cylinder (partial lateral surface of a cylinder), which is used to scatter the light from the surface on the visible side to display the symbol generated by the microstructure elements can be seen at a viewing angle α of up to 40 ° to the perpendicular L.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft neben dem beschriebenen Displaysubstrat auch eine Displayanordnung bestehend aus wenigstens zwei oder mehreren übereinander gestapelten Displaysubstraten, wobei die jeweils in dem Lichtleiter des betroffenen Displaysubstrats ausgebildeten Mikrostrukturelemente in einer spezifischen (jeweils anderen) Anordnung vorgesehen sind, dass jeweils ein anderes, insbesondere auch aus mehreren Symbolen überlagertes Symbol an der Sichtseite des obersten Displaysubstrats angezeigt werden kann, je nachdem welche der im Stapel angeordneten Displaysubstraten beleuchtet wird. So kann ausgewählt aus dem Stapel z. B. nur ein ganz bestimmtes Displaysubstrat beleuchtet werden, um das durch dessen Mikrostrukturelemente gebildete Symbol anzuzeigen. Alternativ können auch zwei oder mehrere Displaysubstrate gleichzeitig beleuchtet werden, um die durch die entsprechenden Mikrostrukturelemente gebildeten Symbole optisch zu überlagern oder nebeneinander anzuzeigen, je nach relativer örtlicher Ausprägung der Mikrostrukturelemente in dem jeweiligen Displaysubstrat.In addition to the display substrate described, a further aspect of the present invention also relates to a display arrangement consisting of at least two or more display substrates stacked one on top of the other, the microstructure elements formed in the light guide of the display substrate concerned being provided in a specific (respectively different) arrangement, each with a different one , in particular a symbol superimposed from several symbols can be displayed on the visible side of the top display substrate, depending on which of the display substrates arranged in the stack is illuminated. So can be selected from the stack z. B. only a very specific display substrate can be illuminated to the symbol formed by its microstructure elements to display. Alternatively, two or more display substrates can also be illuminated at the same time in order to visually superimpose the symbols formed by the corresponding microstructure elements or to display them next to one another, depending on the relative local characteristics of the microstructure elements in the respective display substrate.

Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft neben der Displayanordnung auch ein Display umfassend ein Displaysubstrat oder eine wie beschriebene Displayanordnung.In addition to the display arrangement, yet another aspect of the present invention also relates to a display comprising a display substrate or a display arrangement as described.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures.

Es zeigen:

1 eine schematische Prinzipskizze, die das Konzept der Erfindung mit einem Displaysubstrat erläutert;
2 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Displayanordnung aus mehreren übereinander geschichteten Displaysubstraten;
3 ein schematischer Ausschnitt eines Bereiches eines Displaysubstrate mit einer Vielzahl von Mikrostrukturformen, die in einem beispielhaften Raster in Reihen und Spalten angeordnet sind und
4 beispielhafte Formen erfindungsgemäßer Mikrostrukturformen.

Show it:

1 a schematic diagram illustrating the concept of the invention with a display substrate;
2 a view of a display arrangement according to the invention composed of several display substrates stacked one on top of the other;
3 a schematic section of an area of a display substrate with a large number of microstructure shapes, which are arranged in an exemplary grid in rows and columns and
4th exemplary shapes of microstructure shapes according to the invention.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführungsform mit Bezug auf die 1 bis 4 näher beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hinweisen.In the following, the invention will be explained on the basis of an exemplary embodiment with reference to FIG 1 until 4th described in more detail, the same reference numerals in the figures indicating the same functional and / or structural features.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung bzw. eine schematische Prinzipskizze, die das Konzept der Erfindung mit einem Displaysubstrat 1 näher erläutert. Das Displaysubstrat 1 ist in einer schematioschen Schnittansicht gezeigt und stellt einen plattenförmigen Lichtleiter aus einem zumindest teiltransparenten Lichtleitmaterial dar. Der plattenförmige Lichtleiter besitzt an seiner Seitenkante 11 einen Lichteinkopplungsabschnitt 10 und eine Sichtfläche 20, die in der späteren Einbausituation einem Betrachter zugewandt ist.the 1 shows a schematic representation or a schematic basic sketch that shows the concept of the invention with a display substrate 1 explained in more detail. The display substrate 1 is shown in a schematic sectional view and represents a plate-shaped light guide made of an at least partially transparent light guide material. The plate-shaped light guide has on its side edge 11 a light coupling section 10 and a visible surface 20th , which is facing a viewer in the later installation situation.

Die als Sichtfläche 20 ausgebildete Oberfläche dient dem Anzeigen eines bestimmten Symbols, Bildelementes und/oder eines Hinweise S. Zur Erzeugung eines Symbols S werden in den der Sichtfläche 20 gegenüberliegenden rückwärtigen Bereich 25 eine Vielzahl von Mikrostrukturformen 30 eingebracht, wie dies in der 3 schematisch dargestellt ist.The one as a visible surface 20th formed surface is used to display a specific symbol, picture element and / or a note S. . To create a symbol S. are in the visible surface 20th opposite rear area 25th a variety of microstructure shapes 30th introduced as this in the 3 is shown schematically.

Hierzu sind innerhalb einer klar abgegrenzten Kontur 34 eine Vielzahl von in Reihen 32 und Spalten 33 in die Oberfläche eingeformte Mikrostrukturformen 30 vorgesehen, die eine spezifische hybride Form, wie zum Beispiel in der 4 gezeigt, als Pyramide, Teilpyramide oder Prisma mit wenigstens einer gebogenen Streufläche 31.For this purpose are within a clearly delimited contour 34 a variety of in rows 32 and columns 33 Microstructural shapes molded into the surface 30th provided that a specific hybrid form, such as in the 4th shown as a pyramid, partial pyramid or prism with at least one curved scattering surface 31 .

Entscheidend ist, dass die Mikrostrukturformen 30 zu mindestens jeweils eine zum Lichtweg im flachen Lichtleiter hin gebogene oder gewölbte Streufläche 31 besitzen, die eine Teilfläche der Mikrostrukturform 30 ist. So kann z. B. eine Pyramidenseitenfläche in der hybriden Form eine solche gekrümmte Streufläche 31 ausbilden.It is crucial that the microstructure shapes 30th at least one diffusing surface that is curved or arched towards the light path in the flat light guide 31 have a partial area of the microstructure shape 30th is. So z. B. a pyramid side surface in the hybrid form such a curved scattering surface 31 form.

Aufgrund der Brechungsverhältnisse an der Streufläche 31 wird das Licht (zumindest teilweise bzw. größtenteils) abgelenkt und zwar zur Sichtfläche 20 hin, wie dies in der 1 schematisch gezeigt ist. Aufgrund der geometrisch gewählten Formen der Mikrostrukturformen 30 wird gezielt ein zu flachen Streuflächen vergleichsweise größerer Streuwinkel α erzielt. Dieser ist so gewählt, dass das aus der Oberfläche auf der Sichtseite 20 austretende gestreute Licht zur Anzeige des durch die Mikrostrukturelemente 30 erzeugten Symbols S somit unter einem Betrachtungswinkel α von bis zu 40° erkennbar ist.Due to the refraction conditions on the scattering surface 31 the light is (at least partially or largely) deflected towards the visible surface 20th out like this in the 1 is shown schematically. Due to the geometrically chosen shapes of the microstructure shapes 30th a relatively larger scattering angle α that is too flat is achieved in a targeted manner. This is chosen so that it comes from the surface on the visible side 20th emerging scattered light to indicate the through the microstructure elements 30th generated symbol S. can thus be seen at a viewing angle α of up to 40 °.

Beim Betrachten der Sichtfläche 20 wird, je nachdem ob der plattenförmige Lichtleiter mittels Leuchtmittel 40 über den Lichteinkopplungsabschnitt 10 beleuchtet wird oder nicht, auf der Sichtfläche 20 unter dem Winkelbereich α relativ zur Lotrechten L der Oberfläche betrachtet, das Symbol, das Bildelement oder der Hinweise S dargestellt oder eben nicht dargestellt.When looking at the visible surface 20th is, depending on whether the plate-shaped light guide by means of light sources 40 via the light coupling section 10 is illuminated or not, on the visible surface 20th viewed under the angular range α relative to the perpendicular L of the surface, the symbol, the picture element or the information S. shown or not shown.

In der 2 ist eine Anordnung von drei übereinander superpositionierten Displaysubstraten 1 gezeigt, mit denen sich je nach Einkopplung in ein Displaysubstrat 1 mit zum Beispiel einer Wellenlänge eine bestimmte Farbe des ansonsten gleichartigen Symbols darstellen lässt. Denkbar sind aber auch unterschiedliche überlagerte Symbole oder eben die Anzeige von Symbolen nebeneinander, wenn die Bereiche mit den Mikrostrukturformen 30 in der Ebene versetzt zueinander ausgebildet sind.In the 2 is an arrangement of three superpositioned display substrates 1 shown, with which depending on the coupling in a display substrate 1 with a wavelength, for example, can display a certain color of the otherwise similar symbol. However, different superimposed symbols or the display of symbols next to one another are also conceivable if the areas with the microstructure shapes 30th are formed offset from one another in the plane.

Das Einbringen der Mikrostrukturform 30 in die Oberfläche kann durch geeignete Abtragungsverfahren und Oberflächenbehandlungsverfahren geschehen. So wäre neben dem Laserabtragen auch die schichtweise chemische Ätzung denkbar.The introduction of the microstructure shape 30th into the surface can be done by suitable removal processes and surface treatment processes. In addition to laser ablation, chemical etching in layers would also be conceivable.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. So können z. B. auch andere geometrische Formen und Anordnungen genutzt werden, um die gewünschten Symbole darzustellen.The embodiment of the invention is not limited to those specified above preferred embodiments. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different designs. So z. B. other geometric shapes and arrangements can be used to represent the desired symbols.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102020002053 B3 [0004]
DE 102014003298 A1 [0006]
DE 102019006339 A1 [0007]

Claims

Display substrate (1) which is designed as a plate-shaped light guide made of an at least partially transparent light guide material and wherein the plate-shaped light guide has a light coupling section (10) and a surface designed as a visible surface (20) for displaying a specific symbol, picture element and / or an indication (S) has, for this purpose, in a rear area (25) opposite the visible surface (20), a plurality of microstructure shapes (30) are introduced into the surface in the rear area (25) of the light guide, each of which is provided in a predetermined geometric size, shape and arrangement so that when looking at the visible surface (20), depending on whether the plate-shaped light guide is illuminated by means of illuminants (40) via the light coupling section (10) or not, on the visible surface (20) under at least a certain angular range α relative to the perpendicular (L ) the surface, the symbol, the picture element or the instructions (S) is displayed or not.

Display substrate (1) Claim 1 , characterized in that when the plate-shaped light guide is not illuminated via the light coupling section (10), no structures or symbols formed by the microstructure shapes (30) on the visible side (20) can be recognized by an observer at any viewing distance.

Display substrate (1) Claim 1 or 2 , characterized in that at least one side edge (11) of the plate-shaped light guide is provided as a light coupling section (10) in order to couple light from a lamp (40) into the light guide via at least this side edge (11).

Display substrate (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the microstructure shapes (30) each form a correspondingly shaped and / or oriented scattering surface (31) in order to divert the light coupled in from the light coupling section (10) in the direction of the visible surface (20) as intended. deflect or scatter, the shape and / or orientation of the scattering surface (31) being selected so that the coupled light preferably emerges from the visible side (20) at a certain angle α with respect to the perpendicular (L) of the visible side (20) .

Display substrate (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the microstructure shapes (30) in a predetermined, in particular symmetrical pattern in rows (32) and / or columns (33), preferably spatially limited by the outer contour defined by the symbol to be displayed ( 34).

Display substrate (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the microstructure shapes (30) are designed as three-dimensional micro-recesses in the rear side (25) opposite the visible side (20).

Display substrate (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the microstructure elements (30) are designed with a hybrid shape of pyramidal, prismatic or a combined shape, each of which is at least one essentially curved or arched relative to the light coupling section (10) Form a scattering surface (31) on which the coupled light is scattered in a defined scattering angle towards the visible surface (20).

Display substrate (1) Claim 7 , characterized in that the at least one curved or arched scattering surface (31) is a lateral surface section of a partial cylinder which is used to scatter the light from the surface on the visible side (20) to display the symbol (S ) can be seen at a viewing angle α of up to 40 ° to the perpendicular L.

Display arrangement (100) consisting of at least two or more display substrates (1) according to one of the preceding, stacked one on top of the other Claims 1 until 8th , wherein the microstructure elements (30) formed in the light guide of the relevant display substrate (1) are provided in a specific arrangement so that in each case a different symbol, in particular also consisting of several symbols (S), is superimposed on the visible side (20) of the uppermost display substrate ( 1) can be displayed, depending on which of the display substrates (1) arranged in the stack is illuminated.

Display comprising a display substrate (1) according to one of the preceding Claims 1 until 8th or a display arrangement (100) according to Claim 9 .