DE4127656A1

DE4127656A1 - Elektrolumineszenz-anzeige

Info

Publication number: DE4127656A1
Application number: DE4127656A
Authority: DE
Inventors: Peter Prof Dipl Ing Knoll; Winfried Dipl Ing Dr Koenig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-08-21
Filing date: 1991-08-21
Publication date: 1993-02-25
Also published as: JPH06509999A; WO1993004568A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer optoelektronischen Einrichtung zur Anzeige von Informationen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-PS 33 47 271 ist schon eine optische Einrichtung an Kraft fahrzeugen bekannt, bei der Informationen über eine Optik als Head-up-Display (HUD) auf die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeu ges projiziert werden. Dabei werden die von den Anzeigeelementen dargestellten Informationen über ein Linsen- und Spiegelsystem, das sich unterhalb der Windschutzscheibe befindet, im Bereich des pri mären Sichtfeldes des Fahrers auf die Windschutzscheibe projiziert. Die Einrichtung ist sehr aufwendig in der Herstellung, da neben den optischen Anzeigeelementen ein entsprechendes Linsensystem, Spiegel sowie eine Beleuchtungseinrichtung erforderlich sind. Diese Ein richtungen benötigen insgesamt sehr viel Platz, der im Bereich des Armaturenbrettes im allgemeinen für andere Geräte benötigt wird und damit kaum vorhanden ist. Hinzu kommt, daß durch Staubeinflüsse und Ablagerungen im optischen Strahlengang der Anzeige der Kontrast beeinträchtigt werden kann.

Desweiteren ist ein Verfahren bekannt, bei dem mittels eines holo graphischen Spiegels, welcher selektiv nur Licht eines sehr schmalen Wellenlängenbereiches reflektiert, Informationen auf eine Schicht einer Scheibe projiziert werden können. Andere Wellenlängen des Lichtes werden nahezu ungeschwächt hindurchgelassen, so daß die als holographischer Combiner wirkende Schicht für den Betrachter nahezu völlig transparent erscheint. Bei der holographischen Projektion erscheint auf der dem Betrachter abgewandten Seite des Combiners ein kontrastreiches, helles Bild der darzustellenden Informationen in einer vorgegebenen Farbe. Die Herstellung des holographischen Combiners, der als Zwischenschicht einer üblicherweise als Verbund glas hergestellten Frontscheibe eingebettet ist, ist relativ kompliziert. Dieser Herstellungsprozeß wird gegenwärtig noch nicht beherrscht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße opto-elektronische Einrichtung mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor teil, daß sie im Bereich des Armaturenbrettes eines Fahrzeuges kei nen Platz benötigt. Besonders vorteilhaft ist, daß das Elektrolumi neszenz-Display (ELD) direkt auf die Windschutzscheibe oder in eine Zwischenschicht einer Verbundglasscheibe aufgebracht werden kann, so daß über dünne elektrische Zuleitungen zu dem ELD die Informationen direkt auf der Windschutzscheibe dargestellt werden können. Beson ders vorteilhaft ist weiter, daß die ELD im ausgeschalteten Zustand praktisch nicht sichtbar ist und die Windschutzscheibe ihre Licht transmission in großem Maß beibehält. Als besonderer Vorteil ist weiter hervorzuheben, daß die Herstellung einer ELD mit sehr ein fachen Mitteln durchführbar ist, da nur wenige Arbeitsschritte benö tigt werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen opto-elektronischen Einrichtung möglich. Besonders vor teilhaft ist, daß die ELD eine Dünnfilm-Elektrolumineszenz-Anzeige (ACTFEL) ist. Die gesamte Anzeige ist extrem dünn als Film herstell bar, so daß sie ohne größere Mühe in die Zwischenschicht einer Ver bundscheibe eingeklebt werden kann. Dadurch ist sie vor äußeren Be schädigungen durch Kratzen oder Verschmutzung geschützt.

Günstig ist weiterhin die Ausbildung der ELD als Matrixstruktur, de ren Matrixpunkte über Dünnschicht-Leitungen ansteuerbar sind. Durch die Matrixstruktur ist eine weitgehende Gestaltungsfreiheit der In formationsanzeige gewährleistet. Die Dünnschichtleitungen werden auf das Trägermaterial im Aufdampfverfahren hergestellt und sind nur wenige Angström dick, so daß sie praktisch nicht sichtbar sind und die Transmission der Scheibe kaum beeinflussen.

Durch die Wahl von geeigneten Fluoreszenzstoffen ist die Anzeige auch farblich herstellbar, so daß sowohl der Kontrast als auch die Übersichtlichkeit optimiert werden können.

Besondere Vorteile ergeben sich dadurch, daß die Helligkeit der ELD in Abhängigkeit vom Umgebungslicht der Fahrzeugscheibe regelbar ist. Da die Messung der Helligkeit mittels eines Fototransistors sehr einfach durchführbar ist, kann eine Helligkeitsanpassung sowohl bei Tageslicht als auch bei Nachtfahrten erfolgen, so daß keine stören den Blendungen auftreten können. Dabei ist von Vorteil, daß die ELD sehr einfach durch Änderung der Frequenz der Versorgungsspannung steuerbar ist.

Besondere Vorteile ergeben sich für die Anzeige von Informationen, wenn die ELD im primären Sichtfeld des Fahrers angeordnet ist. So kann der Fahrer die Informationen lesen, ohne daß er allzusehr vom Fahrgeschehen abgelenkt wird.

Auch ist günstig, mit einer ELD Warnhinweise auf der Heckscheibe eines Fahrzeuges anzuzeigen, die vorzugsweise bei Betätigung der Bremse und/oder des Blinkhebers aufleuchten. Da die Heckscheibe im allgemeinen in Augenhöhe eines nachfolgenden Fahrers sichtbar ist, sind die Warnhinweise besonders gut erkennbar. Diese Anzeigen können dann insbesondere bei Nachtfahrten oder im Nebel eingeschaltet wer den.

Zur Entspiegelung der Anzeige ist das Vorschalten eines Polarisa tionsfilters als vorteilhaft anzusehen. Durch das Polarisationsfil ter kann die Doppelbrechung an der Grenzschicht Scheibe/Luft wir kungsvoll unterdrückt werden. Weitere Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Anordnung einer Elektrolumineszenz-Anzeige an einer Fahrzeugscheibe,

Fig. 2 den raumbildlichen Aufbau der Elektrolumineszenz-Anzeige und

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Steuerung der Elektrolumineszenz-Anzeige.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt eine Fahrzeugscheibe 4, die als Verbundglasscheibe mit den Glassubstraten 1, 2 aufgebaut ist. Die beiden Glassubstrate 1, 2 werden durch eine Kunststoffolie 3 verklebt. Im unteren Teil der Fahrzeugscheibe 4, im primären Blickfeld des Fahrers 5, ist eine Elektrolumineszenz-Anzeige (ELD) 6 angeordnet. Die ELD 6 ist als Wechselspannungs-Dünnfilm-Elektrolumineszenz-Anzeige ausgebildet (ACTFEL). Die Anzeige weist Dünnschicht-Zuleitungen 8 auf, die nach unten herausgeführt sind und zur Ansteuerung der ELD verwendbar sind.

In Fig. 2 ist der prinzipielle Aufbau einer ELD-Struktur darge stellt. Zwischen zwei Isolationsfolien 32, 33 ist eine Lumi neszenz-Schicht 34 angeordnet. Je nach Art und gewünschter Farbe enthält die Lumineszenz-Schicht beispielsweise ein Zinksulfid, das mit Mangan, Terbium oder anderen Stoffen angereichert ist. An den Außenseiten der Isolationsschichten 32, 33 sind kreuzweise Elektro den 30, 31 angebracht. Die jeweils sich überlappenden Flächen lassen die dazwischenliegende Lumineszenz-Schicht 34 aufleuchten, wenn an den zugeordneten Elektroden 30, 31 eine Spannung angelegt wird. Die Herstellung einer ACTFEL-Anzeige erfolgt nach dem ALE-Verfahren (Atom-Lagen Epitaxie). Die Anzeige ist extrem dünn (weniger 100 nm) und kann auf einer Glasfolie aufgebracht werden, die die Dicke der üblicherweise verwendeten Kunststoffolie 3 nicht überschreitet. Die Herstellung einer Dünnfilm-Elektrolumineszenz-Anzeige ist per se be kannt und nicht Gegenstand der Erfindung. Vorteilhaft ist, daß die ELD 6 extrem dünn ist und dadurch problemlos in der Zwischenschicht 3 der Fahrzeugscheibe 4 einbaubar ist. Durch die dünnen aufge dampften Elektroden ist die Anzeige im ausgeschalteten Zustand eben sowenig erkennbar wie die Zuleitungen 8. Die Zuleitungen werden an geeigneter Stelle im unteren oder seitlichen Bereich der Scheibe herausgeführt und mit entsprechenden Ausgängen einer Steuervorrich tung 20 gemäß der Fig. 3 verbunden. Derartige Verbindungen sind problemlos, da ein ähnliches Kontaktierungsverfahren bei der Herstel lung von Digitaluhren verwendet wird.

Der Fig. 3 ist weiter entnehmbar, daß die Steuervorrichtung 20 mehrere Eingänge aufweist, an die beispielsweise eine Eingabe 21 angeschlossen ist, die ihre Daten von dem Tachometer oder anderen Quellen erhält. Desweiteren ist ein Anschluß für einen Lichtsensor 10 vorgesehen, der gemäß der Fig. 1 an der Innenseite der Fahrzeugscheibe 4 die Helligkeit des Umgebungslichtes erfaßt. Ein weiterer Eingang für die Steuerein richtung 20 ist für einen Helligkeitsregler 23 vorgesehen, mit dem die Helligkeit der ELD eingestellt werden kann.

Der Tachometer liefert beispielsweise die gewünschten Daten wie Geschwindigkeit, Kilometerstand, Tankinhalt oder ähnliche Daten an die Steuervorrichtung 20 die für die Anzeige ELD 6 entsprechend auf bereitet werden, so daß sie anzeigbar sind. Die Eingabe 21 kann aber auch mit einem Navigationssystem verbunden sein, so daß auch die Straßenkarten oder Fahrtrichtungsanweisungen erfaßt und dann zur Anzeige gebracht werden können. Der Lichtsensor 10 ist beispielswei se ein Fototransistor, der in Abhängigkeit vom Umgebungslicht ein Spannungssignal an die Steuervorrichtung 20 abgibt. Bei großer Umge bungshelligkeit wird die Leuchtstärke der ELD 6 erhöht, während sie beispielsweise bei Dunkelheit verringert wird. Der Helligkeitsregler 23 steuert beispielsweise die Frequenz der Versorgungsspannung U für die ELD 6. Da die Helligkeit einer ELD durch Änderung der Frequenz der Versorgungsspannung änderbar ist, ergibt sich eine einfache Möglichkeit für eine Kontrastanpassung.

Die Steuervorrichtung 20 enthält dem Fachmann bekannte Baugruppen wie Decoder, Speicher, Treiberstufen, die zur Ansteuerung der ELD 6 benötigt werden. Die Baugruppen sind handelsüblich, so daß sich eine ausführliche Beschreibung erübrigt.

In Fig. 2 sind nur jeweils zwei Elektrodenpaare aus Übersichtlich keitsgründen dargestellt. Die Anzahl der Elektroden 30, 31 ist be liebig wählbar und von der Punktzahl der anzusteuernden Matrix ab hängig. Ebenso kann eine Anzeige mit diskreten Bildelementen ausge stattet sein (z. B. 7-Segmentlayout).

Sowohl der Lichtsensor 10 als auch der Helligkeitsregler 23 wirken auf einen Frequenzregelbaustein der Steuervorrichtung 20, mit dem die Helligkeit der ELD 6 steuerbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, eine ent sprechende ELD 6 in die Heckscheibe eines Fahrzeuges einzusetzen. Die Anzeige kann dann insbesondere Warnfunktionen darstellen wie "Stop", "Vorsicht", "Achtung", entsprechende Blinksymbole für Links- bzw. Rechtsabbiegen usw. Vorteilhaft ist die Ausbildung der anzusteuernden Elektroden 30, 31 als alphanumerische Zeichen und Ziffern oder auch als Pfeilsymbol, um Fahrtrichtungen anzuzeigen.

In Verbindung mit einem Abstandsmeßsystem erscheint weiterhin vor teilhaft, daß bei einem zu dichten Auffahren eines nachfolgenden Fahrzeuges beispielsweise ein Warnzeichen "Bitte Abstand halten" eingeschaltet wird. Daher kann die Anzeige vorteilhaft auch zur Er höhung der Verkehrssicherheit beitragen.

Claims

1. Opto-elektronische Einrichtung zur Anzeige von Informationen an wenigstens einem Teil einer transparenten Scheibe, insbesondere im Bereich einer Fahrzeugscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die opto-elektronische Einrichtung eine Elektrolumineszenz-Anzeige (ELD) (6) ist.

2. Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Elektrolumineszenz-Anzeige (6) eine Wechselspan nungs-Dünnfilm-Elektrolumineszenz-Anzeige (ACTFEL) ist.

3. Opto-elektronische Einrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolumineszenz-Anzeige (6) in einer Zwischenschicht der Fahrzeugscheibe (4) angeordnet ist.

4. Opto-elektronische Einrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolumineszenz-Anzeige (6) eine Matrixstruktur aufweist, deren Matrixpunkte über Dünn schicht-Leitungen (8) ansteuerbar sind.

5. Optoelektronische Einrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Elektrolu mineszenz-Anzeige (6) dargestellten Informationen farbig sind.

6. Optoelektronische Einrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit der Elektrolu mineszenz-Anzeige (6) in Abhängigkeit vom Umgebungslicht der Fahr zeugscheibe (4) regelbar ist.

7. Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Helligkeit durch Änderung der Frequenz der An steuerung regelbar ist.

8. Optoelektronische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolumineszenz-An zeige (6) an der Frontscheibe eines Kraftfahrzeuges im primären Sichtfeld (5) des Fahrers angeordnet ist.

9. Opto-elektronische Einrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolumineszenz-Anzeige (6) an der Heckscheibe des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.

10. Opto-elektronische Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Elektrolumineszenz-Anzeige (6) vorzugsweise eine Warninformation anzeigt, die bei Betätigung der Bremse und/oder des Blinkgebers erscheint.

11. Opto-elektronische Einrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der Fahr zeugscheibe im Anzeigebereich der Elektrolumineszenz-Anzeige (6) ein Polarisationsfilter (11) angeordnet ist.

12. Optoelektronische Einrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (30, 31) als alphanumerisches Zeichen und/oder Symbol ausgebildet sind.