JP7079854B2 - 透明ディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも部分的に透明な基板と直列に配置された複数の電気消費機器とを備えるディスプレイ装置に関する。

このようなディスプレイ装置は、たとえば、照明される窓又は照明されるファサードのために、又は、画像及びフィルムのためのディスプレイとして、使用される。この目的のために、電気消費機器は一般に、透明な基板上に分布し、好ましくは個々に駆動することができる発光ダイオード（ＬＥＤ）である。このような装置の１つの例は、欧州特許出願公開第２ ８７９ １２０Ａ１号に示されている。

欧州特許出願公開第２ ８７９ １２０Ａ１号において、各ＬＥＤは、特定の供給ラインを介して駆動され、複数の信号は、透明な基板において外部に送られる。それに対応して、電気的接続技術は複雑であり、複雑なプラグ接続を必要とし、それは、窓を設置するとき、特にガラス屋にとっては問題となる可能性がある。このようなプラグ接続は一般に、非常に繊細であり、取付中、簡単に破損する。

国際公開第２００９／００３５２５号は、透明な導電性コーティングを有するガラス板上のＬＥＤを駆動可能な方法を開示しており、その方法では、すべてのＬＥＤに電力が供給され、２つの金属製供給ラインは一方側でのみ少ない電力損失でエネルギーを供給している。しかしながら、国際公開第２００９／００３５２５号では、すべてのＬＥＤが同様に駆動されている。

国際公開第２０１１／１０１３５４Ａ１号は、コーティングされたガラス板上でＬＥＤを駆動可能な方法を開示しており、供給ラインの損失抵抗は最小化されている。しかしながら、国際公開第２０１１／１０１３５４Ａ１号に従い、冒頭で引用した欧州特許出願公開第２ ８７９ １２０Ａ１号の場合のように、ＬＥＤはやはり、複数の個々のラインによって駆動されており、その結果、個々のＬＥＤに対する複数の個々の供給ラインの問題は、まだ残っている。

独国特許出願公開第１０ ２００４ ０３９８９７Ａ１号は、代替の方法において、上ガラス板と下ガラス板との間に供給ラインを分布させて、その結果、基板の端子の数が半減可能であることを開示している。

このような背景に対して、電気消費機器を個々に駆動することができ、同時に、複雑でエラーが生じやすい電気的接続を回避するために、少数の供給ラインのみ必要とする、冒頭で述べられた種類のディスプレイ装置を明示することが、本発明の目的である。同時に、ディスプレイは、特別な保護及び絶縁手段を必要としないように、低動作電圧で動作可能であることが意図されている。さらに、ディスプレイ装置をできるだけ経済的に製造可能とすることが意図されている。

少なくとも部分的に透明な基板と、直列に配置された複数の電気消費機器であって、各消費機器が、第１の電位及び第２の電位を印加するための第１の接点及び第２の接点と、制御信号を受信するための第３の接点とを有する、複数の電気消費機器と、複数の電気消費機器に電気的に接触するための部分的に透明な導電層と、第１の電位及び第２の電位を導電層に印加するための第１の端子及び第２の端子、さらに、制御信号を導電層に印加するための第３の端子とを備え、導電層は、少なくとも部分的に透明な基板に、定義されたパターンで加えられ、それは、互いに絶縁された少なくとも３つのセグメントを有し、第１のセグメント及び第２のセグメントは、第３のセグメントによって互いに離間しており、第１のセグメントは、第１の端子と、複数の消費機器のうちの１つ又は複数の消費機器の第１の接点とに接触し、第２のセグメントは、第２の端子と、複数の電気消費機器のうちの１つ又は複数の消費機器の第２の接点とに接触し、第３のセグメントは、複数の電気消費機器のうちの電気消費機器の少なくとも第３の接点に接触しているディスプレイ装置によって、目的は実現される。

したがって、本発明の概念は、透明な基板、たとえば、ガラスシート又は積層ガラス要素に、複数の電気消費機器、特に、発光体を提供することである。電気消費機器は、透明な基板上に加えられた導電性で部分的に透明なコーティングによって、電気的に接触可能である。この文脈において、部分的に透明は、コーティングが、少なくとも５０％、特に、７０％～９０％の程度まで透明である、すなわち、このパーセンテージの程度まで、人間に見えるスペクトル領域において電磁放射を透過させることを意味する。

コーティングは、特別に構成されており、互いに絶縁された複数のセグメントを備える。最初に、電源電圧、次に、制御信号が、絶縁されたセグメントを介して電気消費機器に供給される。結果的に、ディスプレイ装置は、３つの外部端子だけで管理する。

ここで考慮される導電性で透明な層は、通常、約５オーム／□のシート抵抗を有する。シート抵抗（抵抗率）は、電流が層と平行にのみ導電層を通って流れる、すなわち、電流が１つの端面で入り、再び、対向する端面で出るような小さい厚さを有する導電層の電気抵抗を表す。約５オーム／□のシート抵抗は、プリント回路基板の銅コーティングのシート抵抗、約０．５ｍΩ／□の一万倍におおよそ対応する。

定義されたパターンでの分割は、電気消費機器の供給中の高いシート抵抗を考慮するように構成される。これは、できるだけ大きい第１のセグメント及び第２のセグメントの領域によって実現され、セグメントは、おおよそ同一のサイズであって、好ましくは対称であり、それにより、接続された電位から電気消費機器の第１の接点及び第２の接点までのセグメントにおける電圧降下は同じである。

第３のセグメントは、制御信号を電気消費機器に伝送することができるデータラインに対応する。制御信号は、好ましくはデジタル信号であり、それは、区切られた階段状の値の範囲を備え、時系列に関しては、特定の周期的な時点でのみ定義される、又は、特定の周期的な時点のみの信号値の変化を有する。アナログ制御信号と比較して、デジタル信号は、ライン損失が生じにくい、又は、適切な信号処理ステップによってこれらの損失を補償する可能性がある。結果的に、第１のセグメント及び第２のセグメントと比較して、第３のセグメントは、非常に小さく、そして、導体トラックとして、具現化することができる。導体トラック幅は、銅コーティングされたプリント回路基板の導体トラックの導体トラック幅に、おおよそ対応することができる。

したがって、本発明によるディスプレイ装置の場合、電気消費機器は好ましくは、導電層を介して排他的に接触され、電源電圧は、できるだけ同一の領域を有する２つのセグメントを介して伝達され、制御信号は、導体トラックに類似した第３のセグメントを介して、電気消費機器に供給される。したがって、ディスプレイ装置は３つの外部端子のみ必要とする。すべての供給ラインは、部分的に透明であり、１つの作業で透明な基板上に加えることができる。したがって、全体として、透明な基板上に複数の電気消費機器を有するディスプレイ装置の単純で経済的な製造が可能である。したがって、冒頭で述べられた目的は、全体として実現される。

１つの好ましい構成において、第１のセグメント及び第２のセグメントは実質的に、同一サイズの領域を備えることができて、対称的に具現化することができる。

さらなる構成において、第１のセグメントは、第１の端子と、複数の消費機器のうちの少なくとも２つの消費機器の第１の接点に接触することができ、第２のセグメント（２６）は、第２の端子と、複数の電気消費機器のうちの少なくとも２つのさらなる消費機器の第２の接点に接触することができ、いずれの場合にも、少なくとも２つの消費機器の第１の消費機器と、少なくとも２つのさらなる消費機器の第１の消費機器とは、第１の群を定義し、その中で、第１の消費機器は直列に接続されており、少なくとも２つの消費機器の第２の消費機器と、少なくとも２つのさらなる消費機器の第２の消費機器とは、第２の群を定義し、その中で、第２の消費機器は直列に接続されている。

さらなる構成において、複数の消費機器間の第３のセグメントは、さらなるセグメントにさらに分割することができ、それぞれの第１の消費機器と第２の消費機器との直列接続は、これらのさらなるセグメントを介して形成することができる。

さらなる構成において、第１の群は、さらなる第３の消費機器を有することができ、それは、第１の群の第１の消費機器と直列に接続され、第２の群は、さらなる第３の消費機器を有することができ、それは、第２の群の第２の消費機器と直列に接続される。

さらなる構成において、第１のセグメントは、第１の端子と、複数の消費機器のうちのすべての消費機器の第１の接点とに接触することができ、第２のセグメントは、第２の端子と、複数の電気消費機器のうちのすべての消費機器の第２の接点とに接触することができる。

さらなる構成において、第１のセグメントは、各電気消費機器のために、いずれの場合にも、第１の電位へのそれぞれの第１の接点の導電性の第１の接続を備え、第２のセグメントは、各電気消費機器のために、いずれの場合にも、第２の電位へのそれぞれの第２の接点の導電性の第２の接続を備える。

この構成において、電気消費機器の接点と電位との間の個々の接続を定義することが可能である。この場合、接続は、電位と電気消費機器の接点との間の電気的接触である。接続は、必ずしも互いに絶縁されているというわけではないが、むしろ、消費機器の接点と電位の端子との間のそれぞれの電気的特性によって決定される。この点について、２つの消費機器の接点は、同じセグメントを介して電位と接触することができるが、１つの接点は、たとえば、別の接点よりも電位の端子に近いので、異なる接続を定義する。したがって、定義されたパターンは、接続に影響を及ぼし、それによって、電気的特性に影響を与える。よって、異なる接続は、定義されたパターンとして定義することができ、その結果、特に、電位の端子に対する電気消費機器の異なる空間的位置は、有利なことには、補償することができる。

この点に関する１つの好ましい構成において、第１の導電性接続及び第２の導電性接続のそれぞれは、いずれの場合にも、導電層に関して定義されたシート抵抗を有し、各電気消費機器のそれぞれの第１の接続及び第２の接続のシート抵抗の比率が、直列に配置された複数の電気消費機器に関して、定義された許容範囲で同一の大きさであるように、定義済みのパターンは具現化されている。

この構成において、パターンは、接続のシート抵抗が定義済みの比率内であるように設計されている。電気消費機器が直列且つ水平に配置される場合、たとえば、電源の１つの極は、一方側から供給することができ、もう一方の極は、他方側から供給することができる。定義済みのパターンによって、接続のシート抵抗は、「負」及び「正」の電圧降下が有利なことには互いを相互に補償するように形作ることができる。この点について、電気消費機器がＬＥＤの場合、たとえば、左のＬＥＤは、左から極での小さい電圧降下がもたらされるが、右から極での大きい電圧降下がもたらされる。反対のことが右のＬＥＤに当てはまる。それぞれの消費機器の第１の接続及び第２の接続のシート抵抗が、主に電位端子に対する電気消費機器の位置のために異なる場合、これは特に有利である。

さらなる構成において、第３のセグメントは、電気消費機器を、好ましくは互いに直列に接続する導体ラインを形成する。

この構成において、電気消費機器は、第３のセグメントによって互いに接続されている。好ましくは、この場合、電気消費機器は、数珠状につなげられており、いずれの場合も、第３のセグメントに接続されている。よって、第３のセグメントは、消費機器で分割されたセクションに分割することもできる。よって、第３のセグメント又はその個々のセクションは、電気消費機器とともに、好ましくは、バスを形成し、それを介して、制御信号は、電気消費機器に連続的に伝送される。このように、電気消費機器は、とりわけ単純な方法で、１つの外部端子のみで駆動することができる。

この点に関する１つの好ましい構成において、複数の電気消費機器は、いずれの場合にも、制御信号を変更するように構成されている。変更は、とりわけ、制御信号が次の消費機器に送られる前に、個々の電気消費機器が、いずれの場合にも、制御信号を増幅することができることを意味する。

さらなる好ましい構成において、導体ラインは、少なくとも１つのコンデンサ、特に、複数の電気消費機器の各個々の電気消費機器の上流のコンデンサを直列に有する。

供給ライン抵抗のために、導電層を介して電源電圧に供給するとき、よって、主として、接地電位に供給するときも、電気消費機器は、すべてが同じ電位では動作しない。これは、主として、電気消費機器が導体ラインを介して互いに連結される信号電力に関連する。したがって、電気消費機器の０Ｖの局所レベルは、隣接する電気消費機器の同じ局所レベルに必ずしも対応するというわけではない。むしろ、値は、異なる接地電位のために、より大きく又はより小さくなる可能性がある。電気消費機器の上流の信号経路のコンデンサは、通過する信号の規則的に変化する電圧差のみによって、これらの電位差を除去することを可能にする。これは、直流成分ではなく、むしろ、それに応じて高周波数を有する実質的に交流成分を有することを、直列信号に求める。これは、たとえば、制御信号の適切なマンチェスタ符号化によって実現することができる。

さらなる構成において、それぞれの電圧レギュレータは、第１の接点と第２の接点との間に配置されている。

導電性コーティングを介した電気消費機器の電流の供給は、電流の通過に対して線形の電圧降下を受けやすい。オンにされた電気消費機器は、当然、オフにされた電気消費機器よりも多くの電流を必要とする。それにもかかわらず、いくつかの電気消費機器、たとえば、スマートＬＥＤは、内蔵電子機器のために、固定された範囲、たとえば、３．５～５．３Ｖの定義された電圧レベルを必要とする。この定義された電圧レベルは、個々の電圧レギュレータによって実現することができる。

この点に関する１つの好ましい構成において、電圧レギュレータは、ダイオード、特に、ツェナーダイオードであり、それは、第１の接点及び第２の接点と並列に接続されている。

電圧レギュレータは、単純なダイオードによって、とりわけ単純な方法で実現することができる。さらにまた、ダイオードは、異なる供給ライン抵抗とともに、安定した電圧供給を提供することができる。

さらなる構成において、定電流源を、電圧レギュレータとして使用することができる。定電流源は、個々のＬＥＤを駆動するためにも使用するものと同じとすることができる。ＬＥＤがオンにされた場合、定電流源はＬＥＤの駆動に役立つ。ＬＥＤがオフにされた場合、ＬＥＤはブリッジされる。

さらなる構成において、透明な基板は長方形であり、第１の電位を印加するための第１の端子は、少なくとも部分的に透明な基板の第１の辺に沿って延在し、第２の電位を印加するための第２の端子は、第１の辺の反対側に位置する第２の辺に沿って延在している。

この構成において、電源電圧の電位を受信するための端子は、透明な基板の両側で延在している。透明な基板上に行と列に延在する消費機器の比較的大きなマトリックスが駆動される場合、これは有利である。第１のセグメント及び第２のセグメントの単純な端子の場合、コーティングの供給ライン抵抗のために、指数的により多くのエネルギーが失われている。したがって、端部では、エネルギーの供給に役立つ端子電極として、好ましくは、金属導体が設けられる。不透明な金属導体がガラス板の端に位置する場合、ガラス板はこれらの点の限定された範囲に対してのみ透明であるので、それは透過性をほとんど損なわない。言うまでもなく、端子電極はさらに、外部端子が１つの位置でのみ必要とされるように、相互に対向する側の隣接する側縁に沿わせることもできる。しかしながら、この場合、いくつかの消費機器のための供給ライン抵抗を過度に大きい範囲まで減少させないために、隣接する側縁の電極は、導電層と接触しない。

この点に関する１つの好ましい構成において、一連の複数の電気消費機器は、第１の辺から第２の辺の方へ延在し、一連の複数の電気消費機器は、特に、第１の辺及び第２の辺と直角に交差する直線を定義する。

この構成において、導電層の最適のパターンは、特に簡単に決定及び実装することができる。一例として、電位の端子と電気消費機器の個々の接点との間の最適な接続を確実にするために、パターンは、２つのかみ合う櫛で実現することができる。

さらなる構成において、第１のセグメントは、第１の閉じた三角形の領域を形成し、第２のセグメントは、第２の閉じた三角形の領域を形成している。この構成は、特に、直列に配置された電気消費機器の場合、中央に配置された電気消費機器に定電圧を供給することも可能にする。

この点に関する１つの好ましい構成において、第１の閉じた三角形の領域の第１の辺は、少なくとも部分的に透明な基板の辺に沿っており、第２の閉じた三角形の領域の第１の辺は、少なくとも部分的に透明な基板の第２の辺に沿っており、第１の閉じた三角形の領域及び第２の閉じた三角形の領域の第２の辺は、いずれの場合にも、一連の複数の電気消費機器に沿っている。

この構成において、単一のバスによってすべてが接続され、２つのかみ合うジグザクの櫛によって動作電圧が最適に供給される電気消費機器のマトリックス配列を可能にする、特に好ましい定義されたパターンを実現することが可能である。

さらなる構成において、複数の電気消費機器のうちの少なくとも１つの電気消費機器は、スマートＬＥＤである。

スマートＬＥＤは、通常は直列に接続することができ、バスを介して個々に駆動することができる発光体である。各スマートＬＥＤは、個々に制御された方法で、好ましくは、３色ＬＥＤによって、豊富な色のスペクトルを表示することができる。制御信号を受信するための端子の他に、スマートＬＥＤは一般に、必要な電源電圧を印加するための第１の接点及び第２の接点と、任意選択的に、バスを介して制御信号を送るためのさらなる出力とを有する。スマートＬＥＤの１つの例は、部品ＷＳ２８１２Ｂであり、データバスとして正確に１つのラインを使用する。

好ましい構成において、複数の電気消費機器の各消費機器は、第４の接点を有し、制御信号を第３の接点から第４の接点に連続的にループさせるように構成されている。

電気消費機器のこの構成において、制御は、直列導体ラインを介して、とりわけ単純な方法で行うことができ、第３のセグメントは、いずれの場合にも、電気消費機器の第４の接点を、隣接する電気消費機器の第３の接点に接続する。さらにまた、電気消費機器は、データ入力（第３の接点）とデータ出力（第４の接点）との間に配置されて、制御信号の時間的に変化するデータワードを常に保持するシフトレジスタを有することができる。

さらなる構成において、第１のセグメント及び第２のセグメントは、複数の電気消費機器の第１の接点及び第２の接点への複数のスパーラインとして具現化されている。

この構成において、第１のセグメント及び第２のセグメントは、ストランド又はバーの形態の個々のスパーラインが接点に至るように具現化されている。この場合、第１のセグメント及び第２のセグメントは好ましくは、閉じた領域をさらに形成し、この領域の構成は、電流に影響を与えるために、個々のバーを接点に提供する。特に、互いの間での電気消費機器の相互作用は、このようにして、減らすことができる。

言うまでもなく、上記の特徴及び以下でさらに説明される特徴は、本発明の範囲を逸脱しない範囲で、それぞれ示された組合せだけでなく、他の組合せ又はそれら自身によっても、使用することができる。

本発明の例示的な実施形態は、図面に示されて、以下の記述でより詳細に説明される。

本発明の１つの例示的な実施形態によるディスプレイ装置の略図を平面図で示す。 ディスプレイ装置の１つの例示的な実施形態の一連の電気消費機器の回路図を示す。 ディスプレイ装置の１つの好ましい例示的な実施形態の略図を示す。 ディスプレイ装置の１つの特に好ましい例示的な実施形態の略図を示す。 好ましい接続技術によるディスプレイ装置の１つの例示的な実施形態の略図を示す。 本発明の１つの実施形態による、横に拡張されたディスプレイ装置の１つの例示的な実施形態の略図を示す。 本発明の１つの実施形態によるディスプレイ装置の１つの例示的な実現の回路の略図を示す。 本発明の意味する範囲内の電気消費機器としてのスマートＬＥＤの回路図を示す。 本発明のさらなる例示的な実施形態によるディスプレイ装置の略図を平面図で示す。 いずれの場合にも、直列群の３つの消費機器を有する、図９の例示的な実施形態によるディスプレイ装置の略図を示す。

図１において、新しいディスプレイ装置の１つの例示的な実施形態が、参照番号１０によって全体として示されている。図１は、ディスプレイ装置１０の平面図を示す。図２は、本発明の１つの実施形態による電気回路の略図を同様に示す。この場合、同一の参照符号は、図１に関するのと同様に、同一の部分を示し、以下で一緒に説明される。

ディスプレイ装置１０は、少なくとも部分的に透明な基板１２、特に、ガラス板又は積層ガラスシートを備える。直列に配置された複数の電気消費機器１４は、透明な基板１２上に配置されている。電気消費機器１４は好ましくは、発光体、特に、異なる色を表示することができるスマートＬＥＤである。好ましくは、発光体は、個々に駆動可能であり、制御信号に応じて異なる色又は明度を表すように構成される。

電気消費機器１４は、略一定の電源電圧を必要とする。ＬＥＤの場合、前記電源電圧は好ましくは、一定の電流源によって提供される。電源電圧を電気消費機器１４に印加するために、電気消費機器１４は、それぞれが定電位に接続された、第１の接点１４及び第２の接点１６を有する。それぞれの電位への接続は、導電性の部分的に透明な層２０を介して行われる。たとえば、このような層は、湿式化学的工程によって製造することができ、たとえば、ＺｎＯ－ＳｎＯ_２、ＺｎＯ－Ｉｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ－Ｇａ_２Ｏ_３、及びＧａ_２Ｏ_３－Ｓｂ_２Ｏ_５から構成されるシステムを備えるが、本発明はこれらに限定されない。部分的に透明は、上で説明したように、層が、少なくとも５０％の程度まで透明であることを意味する。

透明で導電性の層２０は、複数の電気消費機器１４も配置された透明な基板１２の表面上で加えられる。導電層２０は、プリント回路基板の銅コーティングのように振る舞い、同様に構成することができる。層２０が透明であるので、ディスプレイ装置１０も、できる限り透明なままである。言うまでもなく、基板及び導電層の他に、電気消費機器を覆うように、さらなる層、たとえば、終端カバー層を存在させることができる。したがって、ディスプレイ装置１０は好ましくは、複数の層を備える積層ガラス要素とすることができる。

銅コーティングとは対照的に、導電層のシート抵抗率は、プリント回路基板の従来どおりの銅コーティングのシート抵抗より約十万倍大きい。したがって、たとえば、金属コーティングを有する剛性又は可撓性プリント回路基板の場合の、キャリア材料上の不透明コーティングによるスマートＬＥＤの知られている接続技術は、透明な導電層に容易に適用できない。そのため、以下でより詳細に説明されるように、透明な導電層は、このような意図された用途に適合させなければならない。

本発明の１つの実施形態によると、透明な導電性コーティング２０（以下では略して、コーティング）は、特別に構成されており、互いに絶縁された複数のセグメントを備える。コーティングのセグメントは、請求項の意味の範囲内で、定義されたパターン２２を形成する。

定義されたパターン２２は、互いに絶縁された少なくとも３つのセグメント２４、２６、２８を備える。第１のセグメント２４は、第１の電位を提供するために、第１の接点１６を第１の端子３０に電気的に接続している。第２のセグメント２６は、第２の電位を提供するために、第２の接点１８を第２の端子３２に電気的に接続している。第１のセグメント２４及び第２のセグメント２６は、略同一のサイズであり、以下でさらにより詳細に説明されるように、できる限り対称的に実現される。

導電層２０の第３のセグメント２８は、制御信号を電気消費機器１４に供給することに役立つ。この目的のために、この例示的な実施形態では、電気消費機器１４はそれぞれ、第３の接点３４を有し、第３のセグメント２８は、制御信号を提供するために、電気消費機器１４の第３の接点３４を第３の端子３６に接続している。

ここで示される例示的な実施形態において、第３のセグメント２８は、導体トラックの形態で具現化され、第１のセグメント２４及び第２のセグメント２６と比較すると何倍も小さい。制御信号は好ましくはデジタル信号であるので、ライン抵抗は、アナログ信号の場合よりも関連性は低い。同様に、電源電圧のための供給ラインとは対照的に、低電流のみ、第３のセグメント２８を介して流れる。したがって、狭いトラック幅は、第３のセグメント２８にとっても適切である。

図１に示される例示的な実施形態において、第３のセグメント２８は、好ましくは互いに直列に電気消費機器１４を接続する導体ラインを形成する。１つの例示的な実施形態において、電気消費機器１４は、第４の接点を有することができる。第３の接点１６を介して受信した制御信号は、第４の接点を介して再び出力することができる。この場合、第３のセグメント２８は、電気消費機器１４を介して組み合わせられて、それによって、第３のセグメント２８を形成する一連の個々のサブセグメントから構成することができる。

第１のセグメント２４及び第２のセグメント２６は、電気消費機器１４に電流を供給することに役立つ。コーティング２０を介した電気消費機器１４の電流の供給は、電流の通過に対して線形の電圧降下を受けやすい。オンにされた電気消費機器１４は、当然、オフにされた電気消費機器１４よりも多くの電流を必要とする。それにもかかわらず、内蔵電子機器のために、電圧レベルは、狭い範囲内、たとえば、３．５～５．３Ｖでなければならない。この目的のために、電圧レギュレータを、消費機器１４に設けさせることができる、又は、消費機器１４と一体化させることができる。或いは、ダイオード、特に、ツェナーダイオードは、第１の接点１６と第２の接点１８との間に接続することもでき、ダイオードは、供給ライン抵抗とともに、安定した電圧供給を提供する。

そのため、原則として、電気消費機器１４の均一な電圧降下のために、コーティングのレイアウト（定義されたパターン２２）は、コーティングの高いシート抵抗率のために最適化しなければならない。

たとえば、電気消費機器１４が、図１に示されるように、直列且つ水平に配置されて、電源の１つの極が一方側から供給され、もう一方の極が他方側から供給される場合、パターン２２、特に、第１のセグメント２４及び第２のセグメント２６は、「負」及び「正」の電圧降下が互いを相互に補償するように形作られなければならない。図１に従う定義されたパターン２２の場合、たとえば、左の電気消費機器１４は、左から極での小さい電圧降下がもたらされるが、右から極での大きい電圧降下がもたらされる。反対のことが右の電気消費機器１４に当てはまる。次いで、ツェナーダイオードが電気消費機器と並列に接続される場合、それは、局所電位差が狭い範囲内のままであることを保証する。

電圧降下の大きさを計算可能とするために、所定のレイアウトのシート抵抗を計算可能とすることは有利である。それに応じて、シミュレーションは、この目的のために実行することができる。逆に、有利なレイアウトを、シミュレーションによって計算することもできる。

シミュレーションのために、接点と電位の端子との間の空間的に直接の接続が考慮され、たとえば、接続の長さ上の基準上で、シート抵抗は近似される。言うまでもなく、最適の接続及びそのために必要なレイアウトを決定するために、より複雑なシミュレーションを考えることができる。

好ましい構成において、電気消費機器１４は、二次元マトリックスの形で、水平方向だけでなく垂直方向にも透明な基板上に配置されている。特に好ましくは、この場合、第３のセグメント２８から形成される導体ラインは、１列の電気消費機器１４だけでなく、さらなる列の電気消費機器１４も駆動する。対応する実施形態は、図３及び図４に示されている。

図３及び図４に従う好ましい例示的な実施形態において、ディスプレイ装置１０の外形は、電気消費機器１４が均一な行と列で分布する長方形である。言うまでもなく、本発明は、この外形に限定されず、このような分布及びさらなる形状及び分布を考えることができる。

ここで、第１のセグメント２４及び第２のセグメント２６は、２つの櫛状構造のように具現化され、その歯４０は、互いに触れることなくかみ合う。電気消費機器１４は、少なくとも一方側の歯４０に沿っている。ここで、端子３０及び３２は、いずれの場合にも、外輪郭の側縁に沿って延在する櫛の背４２に配置されている。

ここで、図４に示される櫛のジグザクの実施形態は、図１に関して上で説明されたように、列の中央の電気消費機器１４にも定電圧を供給することができるので、特に有利であることが分かった。

多くの電気消費機器１４を有する比較的大きなディスプレイ装置を駆動可能とするために、大量のエネルギーが必要である。点状の供給ライン端子の場合、指数的により多くのエネルギーが、コーティングの供給ライン抵抗で失われる。したがって、好ましい例示的な実施形態において、透明な基板１２は、エネルギー供給を改善するために、縁にさらなる金属導体が設けられている。

図５は、２つの互いに対向する辺にそれぞれの金属電極４４、４６が設けられた、対応する例示的な実施形態を示す。金属電極４４、４６は、櫛の背４２に沿っており、個々の歯４０に、よって、電気消費機器１４に、最適且つ均一なエネルギーを供給する。この構成では、不透明の金属電極４４、４６が透明な基板１２の端に位置し、透明な基板は縁の限定された範囲にのみ規則的に透明であるので、透過性はほとんど損なわれない。

１つの特に好ましい構成において、金属電極４６のうちの１つは、２つの対向する辺の隣接する辺の１つに沿って延在することもできる。図５に示されるように、この辺の金属電極４６は好ましくは、導電層に接続されない、しかしながら、むしろ、電気消費機器１４の可能なツェナーダイオードが、過度に小さい供給ライン抵抗の結果として過負荷でないように、隙間４８によって導電層から分離されている。

共通の端子位置５０に２つの金属電極４４、４６を一緒に持ってくることで、ディスプレイ装置１０を、特に単純な方法で、制御及びエネルギー提供電子機器（ここでは、示されていない）に接続することが可能になる。特に好ましくは、導体ライン、すなわち、第３のセグメント２８もさらに、端子位置５０に引き出される。

電源電圧、したがって、電力損失は、一列の電気消費機器１４の数によって指数的に大きくなるので、ディスプレイ装置１０の水平解像度は、任意に増加させることはできない。電気消費機器１４として３６×３６のスマートＬＥＤを有するマトリックスでさえ、約２３０Ｖの電源電圧を必要とする。

それでも、より広いディスプレイ装置を提供可能とするために、本発明による複数の透明な基板は、互いに隣接して配置することができる。好ましくは、この目的のために、図５に従う実施形態によるレイアウトは、横方向に続く基板上で鏡写しにされる。その場合、側面の金属電極４４、４６は、互いに接触しない。有利なことには、この状況において、導体ラインは、１つの透明な基板１２からその隣に位置する透明な基板まで中継することもできる。さらなるプラグ接続は、場合によっては、このように省くことができる。

横に拡張されたディスプレイ装置１０の１つの例示的な実施形態が図６に示されている。同一の参照符号は同一の部分を示し、以下で再び説明はされない。

ディスプレイ装置１０の縦への拡張は、電源電圧に関する問題を引き起こさないが、信頼性が制限されることがあり、それは、直列導体ラインの場合、電気消費機器の故障は、それに続くすべての電気消費機器に影響を与える可能性があるためである。したがって、制御信号を受信するためのさらなる接点を有する電気消費機器、たとえば、ＷＳ２８１３タイプのスマートＬＥＤがあり、制御信号が第３の接点に到達しない場合に、さらなる接点が考慮される。

図７は、電気消費機器１４が制御信号を受信するためのさらなる接点５２をそれぞれ有する対応する例示的な実施形態を示す。この「バックアップ」入力を介して、２つ前の消費機器のデータ信号を、それぞれの消費機器に供給することができる。直前の消費機器が故障して、次の消費機器の通常の入力（ここでは、接点３４）にデータがもはや供給されない場合、次の消費機器は、入力として２つ前の消費機器の「バックアップ」入力を受け取る。さらにまた、消費機器からのフィードバックを伝送する、又は、双方向の円形伝送を実現するために、消費機器のさらなる接点５２を介して実現されるデータラインをリターンチャネルとして使用することが可能である。その他の点に関して、駆動は、図１に示される通りである。

図７に従う例示的な実施形態において、コンデンサ５４は、第３の接点３４への、そして、それぞれのさらなる接点５２への直列供給ラインのそれぞれに追加的に配置されている。この結合コンデンサ５２の他に、完全なＣＲフィルタを実現するために、追加の外部抵抗器をさらに設けることもできる。さらに、電圧レギュレータとして上記の機能を有するそれぞれのダイオード５６は、ここで示されるように、第１の接点１６と第２の接点１８との間に配置することができる。

図８は、最後に、好ましい電気消費機器を概略図に示す。ここで、電気消費機器は、第１のセグメント２４及び第２のセグメント２６を介して電圧が供給されるスマートＬＥＤ５８である。

実質的に第１のセグメント２４及び第２のセグメント２６のシート抵抗から生じる、電圧供給の異なる供給ライン抵抗６０のために、第１のセグメント２４及び第２のセグメント２６を介して接続されるスマートＬＥＤ５８は、すべてが同じ電位では動作しない。これは、主として、スマートＬＥＤを互いに接続する信号電力に関連する。第１のスマートＬＥＤの０Ｖの局所レベルが、必ずしも、次に隣接するスマートＬＥＤに存在する同じ局所レベルであるというわけではない。むしろ、その値は、隣接するスマートＬＥＤの異なる接地電位のために、より大きく又はより小さくなる可能性がある。

この問題を回避するために、それぞれのコンデンサ５４を信号経路に一体化することは有利である。コンデンサ５４は、信号の規則的に変化する電圧差のみを通過するコンデンサ５４による電位差の除去に役立つ。しかしながら、この場合、直列信号は直流成分を有するべきでないことは考慮しなければならず、それは、交流成分のみ考慮することができるためである。有利なことには、制御信号は、ＲＣ素子によって損なわれないようにするために、それに応じて、高い周波数を有しなければならない。したがって、直列信号の変調は好ましくは、具体的に選択されなければならず、たとえば、マンチェスタ符号化とすることができる。

電圧レギュレータに対するツェナーダイオード５６の利点も、この文脈において明らかにされる。電圧レギュレータを使用すると、スマートＬＥＤがスイッチオン又はスイッチオフされたとき、スマートＬＥＤの接地電位は動的に変化する。これは結果として、直列信号を破損させる。しかしながら、ツェナーダイオード５６の場合、総エネルギー消費量は、ほぼ同じままであり、そのため、接地電位も変化しない。

電気消費機器１４が、共通の供給ライン（第１のセグメント及び第２のセグメント）を介して駆動される場合、電気消費機器の大きい消費電流も隣接する電気消費機器の機能に影響を与える可能性がある。スマートＬＥＤの場合、たとえば、隣接するスマートＬＥＤの明るさが影響を受ける可能性があり、すなわち、スマートＬＥＤの電圧降下の増大により、隣接するスマートＬＥＤの光度が減少する。

これを回避するために、共通の供給ラインの代わりに、別々のスパーラインを個々の電気消費機器に導くことが考えられる。或いは、隣接する消費機器での電圧降下は、計算上、予測することもでき、ソフトウェア技術によって補償することもできる。たとえば、スマートＬＥＤの場合、輝度値を適応させることによって。さらにまた、電気消費機器が時分割多重方式で駆動される場合、最大電流が減少するように、経時駆動を相殺することが考えられる。スマートＬＥＤの場合、２つのスマートＬＥＤの発光が灰色であるように意図される場合、たとえば、一方のスマートＬＥＤに５０％の時間だけ発光させて、他方のスマートＬＥＤに５０％の時間だけ発光させることが可能である。よって、最大電流が約半分まで減少するので、供給ラインを通しての電圧の損失は小さいままである。

図９は、本発明のさらなる例示的な実施形態によるディスプレイ装置の略図を平面図で示す。

ここで、また、ディスプレイ装置１０は、少なくとも部分的に透明な基板１２を備え、その上に、直列に配置された複数の電気消費機器１４（ここでは、４つの要素１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）が配置されている。電気消費機器１４は、他の例示的な実施形態に関して上で説明されたものと同様の方法で配置されている。

電気消費機器１４は、ここで示されるように、直列に連続的に接続することができ、すなわち、たとえば、第１の消費機器１４ａの第２の接点１８ｄは、第２の消費機器１４ｂの第１の接点１６ａに接続され、第１の消費機器１４ａの第１の接点１６ａは、第１のセグメント２４と接触し、第２の消費機器１４ｂの第２の接点１８ａは、第２のセグメント２６と接触している。

第１の消費機器１４ａと第２の消費機器１４ｂとの間の直列接続は、第３のセグメント２８で生じさせることができる。この目的のために、第３のセグメント２８は、消費機器の間に、直列接続を実現するさらなるセグメント２８’を備えることができる。換言すれば、セグメントは、消費機器の間で、少なくとも２つのセクションに分割することができ、それらは、互いに分離及び絶縁されており、導体トラックのように消費機器の間の異なる接点を電気的に接続する。

好ましくは、並列接続技術及び直列接続技術を、図９に示されるように、互いに組み合わせることができる。ここで、第１の消費機器１４ａ及び第２の消費機器１４ｂは、第１の群を形成し、その中で、第１の消費機器及び第２の消費機器は、上記のように、互いに直列に接続されている。第３の消費機器１４ｃ及び第４の消費機器１４ｄは、第２の群を形成し、その中で、第３の消費機器及び第４の消費機器は、互いに直列に接続されている。第１の群及び第２の群は、第１のセグメント２４及び第２のセグメント２６を介して、互いに平行な第１の端子３０及び第２の端子３２に、順番に接続されている。

ここで示されるように、消費機器の電流の供給が、部分的に連続して直列に接続されている場合、より高い電圧、及び、それと関連付けられて、より小さい電流を採用することができるので、電流損失は、かなり減少させることができる。

言うまでもなく、本発明は、ここで示される２つの群を有する構成に限定されず、むしろ、このような群の多重度は、直列に形成することができる。同様に、群の中の消費機器の数は、ここで示された数に限定されない。図１０に関して以下で説明されるように、群は、３つ以上の消費機器を備えることもできる。特に、群は、それぞれ前後の消費機器とのみ直列に接触し、第１のセグメント２４にも第２のセグメント２６にも電気的に接続していない消費機器も備えることができる。

図１０は、たとえば、いずれの場合にも、群の３つの消費機器を有する、図９による例示的な実施形態を示す。ここで、第１の直列群は、消費機器１４ａ、１４ｂ、及び１４ｅによって形成され、第２の直列群は、消費機器１４ｃ、１４ｄ、及び１４ｆによって形成されている。各群から、消費機器１４ａ、１４ｃは、第１のセグメント１２に接続され、消費機器１４ｂ、１４ｄは、第２のセグメント２６に接続されている。対照的に、消費機器１４ｅ及び１４ｆは、２つのセグメントのどちらにも接続されていない。

それにもかかわらず、第１のセグメント２４及び第２のセグメント２６の構造化は、図１の例示的な実施形態に従う第１のセグメント２４及び第２のセグメント２６の構造化のようにもたらすことができる、すなわち、結果的に生じるセグメントが、おおよそ同一のサイズであって、好ましくは対称であるように、パターンは選択することができ、それにより、接続された電位から第１の群及び第２の群へのセグメントにおける電圧降下は、いずれの場合にも、同一の大きさである。

Claims (14)

1. 少なくとも部分的に透明な基板（１２）と、
   直列に配置された複数の発光ダイオード（１４）であって、各ダイオードが、第１の電位及び第２の電位を印加するための第１の接点（１６）及び第２の接点（１８）と、制御信号を受信するための第３の接点（３４）とを有する、複数の発光ダイオード（１４）と、
   前記複数の発光ダイオード（１４）に電気的に接触するための部分的に透明な導電層（２０）と、
   前記第１の電位及び前記第２の電位を前記導電層（２０）に印加するための第１の端子（３０）及び第２の端子（３２）、さらに、前記制御信号を前記導電層（２０）に印加するための第３の端子（３６）と
   を備え、
   前記導電層（２０）が、前記少なくとも部分的に透明な基板（１２）に、定義されたパターン（２２）で加えられ、それが、互いに絶縁された少なくとも３つのセグメントを有し、
   第１のセグメント（２４）及び第２のセグメント（２６）が、第３のセグメント（２８）によって互いに離間しており、
   前記第１のセグメント（２４）が、前記第１の端子（３０）と、前記複数の発光ダイオード（１４）のうちの１つ又は複数のダイオードの前記第１の接点（１６）とに接触し、
   前記第２のセグメント（２６）が、前記第２の端子（３２）と、前記複数の発光ダイオード（１４）のうちの１つ又は複数のダイオードの前記第２の接点（１８）とに接触し、
   前記第３のセグメント（２８）が、前記複数の発光ダイオード（１４）のうちのダイオードの少なくとも前記第３の接点（３４）に接触しており、
   前記第１のセグメント（２４）及び前記第２のセグメント（２６）が実質的に、同一サイズの領域を備え、
   前記第１のセグメント（２４）が、前記第１の端子（３０）と、前記複数の発光ダイオード（１４）のうちの少なくとも２つのダイオード（１４ａ、１４ｃ）の前記第１の接点（１６）とに接触し、
   前記第２のセグメント（２６）が、前記第２の端子（３２）と、前記複数の発光ダイオード（１４）のうちの少なくとも２つのさらなるダイオード（１４ｂ、１４ｄ）の前記第２の接点（１８）とに接触し、
   いずれの場合にも、前記少なくとも２つのダイオード（１４ａ、１４ｃ）の第１のダイオード（１４ａ）と、前記少なくとも２つのさらなるダイオード（１４ｂ、１４ｄ）の第１のダイオード（１４ｂ）とが、第１の群を定義し、その中で、前記第１のダイオード（１４ａ、１４ｂ）が直列に接続されており、
   前記少なくとも２つのダイオード（１４ａ、１４ｃ）の第２のダイオード（１４ｃ）と、前記少なくとも２つのさらなるダイオード（１４ｂ、１４ｄ）の第２のダイオード（１４ｄ）とが、第２の群を定義し、その中で、前記第２のダイオード（１４ｃ、１４ｄ）が直列に接続されており、
   前記複数の発光ダイオード間の前記第３のセグメント（２８）が、さらなるセグメント（２８’）に分割されており、
   前記第１のダイオード（１４ａ、１４ｂ）と前記第２のダイオード（１４ｃ、１４ｄ）との直列接続が、前記さらなるセグメント（２８’）を介して形成されている、
   ディスプレイ装置。
2. 前記第１の群が、さらなる第３のダイオード（１４ｅ）を有し、前記さらなる第３のダイオード（１４ｅ）が、前記第１の群の前記第１のダイオード（１４ａ、１４ｂ）と直列に接続されており、
   前記第２の群が、さらなる第３のダイオード（１４ｆ）を有し、前記さらなる第３のダイオード（１４ｆ）が、前記第２の群の前記第２のダイオード（１４ｃ、１４ｄ）と直列に接続されている、
   請求項１に記載のディスプレイ装置。
3. 前記第１のセグメント（２４）が、前記第１の端子（３０）と、前記複数の発光ダイオード（１４）のうちのすべてのダイオードの前記第１の接点（１６）に接触しており、
   前記第２のセグメント（２６）が、前記第２の端子（３２）と、前記複数の発光ダイオード（１４）のうちのすべてのダイオードの前記第２の接点（１８）に接触している、
   請求項１又は２に記載のディスプレイ装置。
4. 前記第１のセグメント（２４）が、各発光ダイオード（１４）のために、いずれの場合にも、第１の電位への前記それぞれの第１の接点（１６）の導電性の第１の接続を備え、
   前記第２のセグメント（２６）が、各発光ダイオード（１４）のために、いずれの場合にも、第２の電位への前記それぞれの第２の接点（１８）の導電性の第２の接続を備え、
   前記第１の導電性接続及び前記第２の導電性接続のそれぞれが、いずれの場合にも、前記導電層に関して定義されたシート抵抗を有し、
   各ダイオードの前記それぞれの第１の接続及び第２の接続の前記シート抵抗の比率が、直列に配置された前記複数の発光ダイオード（１４）に関して、定義された許容範囲で同一の大きさであるように、前記定義されたパターン（２２）が具現化されている、
   請求項３に記載のディスプレイ装置。
5. 前記第３のセグメント（２８）が、前記複数の発光ダイオード（１４）の前記ダイオードを接続する導体ラインを形成する、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
6. 前記第３のセグメント（２８）が、複数のセグメントに分割されており、
   前記複数の発光ダイオード（１４）の前記ダイオードが、いずれの場合にも、前記制御信号を変更するように構成されている、
   請求項５に記載のディスプレイ装置。
7. 前記導体ラインが、直列の少なくとも１つのコンデンサ（５４）を有する、請求項５又は６のいずれかに記載のディスプレイ装置。
8. それぞれの電圧レギュレータが、前記複数のダイオードの前記第１の接点（１６）と前記第２の接点（１８）との間に配置されている、
   請求項１～７のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
9. 前記電圧レギュレータが、ダイオード（５６）、特に、ツェナーダイオードであり、それが、前記第１の接点（１６）及び前記第２の接点（１８）と並列に接続されている、
   請求項８に記載のディスプレイ装置。
10. 前記透明な基板（１２）が長方形であり、
    前記第１の電位を印加するための前記第１の端子（３０）が、前記少なくとも部分的に透明な基板（１２）の第１の辺に沿って延在し、
    前記第２の電位を印加するための前記第２の端子（３２）が、前記第１の辺の反対側に位置する第２の辺に沿って延在している、
    請求項１～９のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
11. 一連の前記複数の発光ダイオード（１４）が、前記第１の辺から前記第２の辺の方へ延在し、
    前記一連の前記複数の発光ダイオード（１４）が、特に、前記第１の辺及び前記第２の辺と直角に交差する直線を定義する、
    請求項１０に記載のディスプレイ装置。
12. 前記第１のセグメント（２４）が、第１の閉じた三角形の領域を形成し、
    前記第２のセグメント（２６）が、第２の閉じた三角形の領域を形成している、
    請求項１又は２のいずれかに記載のディスプレイ装置。
13. 前記複数の発光ダイオード（１４）のうちの少なくとも１つのダイオードが、スマートＬＥＤ（５８）である、
    請求項１～１２のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
14. 前記第１のセグメント（２４）及び前記第２のセグメント（２６）が、前記複数の発光ダイオード（１４）の前記第１の接点（１６）及び前記第２の接点（１８）への複数のスパーラインとして具現化されている、
    請求項１～１３のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。

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