WO2005103804A1 - Anzeigen mit reflektierenden schichten und oleds - Google Patents

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WO2005103804A1
WO2005103804A1 PCT/EP2005/004173 EP2005004173W WO2005103804A1 WO 2005103804 A1 WO2005103804 A1 WO 2005103804A1 EP 2005004173 W EP2005004173 W EP 2005004173W WO 2005103804 A1 WO2005103804 A1 WO 2005103804A1
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WO
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layer
display
oled
light
liquid crystal
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Application number
PCT/EP2005/004173
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg AMELUNG
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Publication date
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Publication of WO2005103804A1 publication Critical patent/WO2005103804A1/de

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133616—Front illuminating devices

Definitions

  • the present invention relates to a display and in particular to a display with a reflective layer and an OLED.
  • Portable devices with displays are increasingly in demand from consumers. Examples include PDAs, laptops, cell phones, GPS devices and cameras. Common to all these portable devices with displays is a requirement for a long operating time, either between the charging times of the battery or the replacement of a battery pack, which entails the requirement for a low power consumption.
  • liquid crystal displays with reflective layers in these devices are also increasingly leading to the use of liquid crystal displays with reflective layers in these devices.
  • the above devices are also used in poor ambient light, e.g. B. in vehicles, train wagons or at night. In such situations, an artificial light source that is integrated in the display is required.
  • the displays are illuminated in unfavorable ambient light conditions with a light-emitting diode which is attached outside the display field.
  • a disadvantage of this illumination of the display by means of a light-emitting diode is that the display is illuminated inhomogeneously and parts of the display image appear lighter or darker.
  • this lighting method reduces the sharpness of the display image and the display thus limited in their contrast.
  • Another disadvantage is the high power consumption for illuminating the display.
  • light guide glasses are often used.
  • these entail a complex manufacturing process for the display, which has an unfavorable effect on the economic efficiency of the industrial production process for the display and thus also on the cost situation of the device.
  • the use of optical glass leads to a higher installation depth of the display, which has an unfavorable effect on the geometric dimensions of the display and thus also on the portable device. This runs counter to the requirement for a space-saving scope of the devices in which the displays are used.
  • a further possibility for illuminating the display in unfavorable ambient light conditions is to implement recesses in the reflective layer and to arrange artificial light sources behind it, that is to say on the side facing away from the viewer. These ads are also known as transflective ads.
  • a disadvantage of these transflective displays is that the reflective layers have to be structured in order to introduce the recesses therein. This requires further manufacturing steps in the manufacture of the display, which stands in the way of an industrial, economical manufacturing process.
  • the installation depth of the display is also increased by the implementation of the artificial light source, which has a disadvantageous effect on the geometric dimensions of the display and thus on the space-saving use thereof.
  • the US 2002/0122144 AI shows a display device with a lighting device, which is improved in its efficiency.
  • the lighting device is arranged on the viewer side of a liquid crystal screen.
  • electroluminescent elements are formed on a surface of a transparent substrate.
  • the electroluminescent elements have a light-emitting layer which consists of an organic electroluminescent material. The light propagates from the electroluminescent element in the direction of a liquid crystal screen.
  • the liquid crystal screen has a polarization filter and an electrode in front of the liquid crystal layer that is common to the pixels.
  • the liquid crystal layer is divided into the respective pixels.
  • the pixel electrodes are formed behind the liquid crystal layer.
  • the pixel electrodes act as a reflective layer.
  • the electroluminescent element is arranged in a grid pattern, while the recesses between the pixel electrodes are also arranged in a grid.
  • the two grating patterns are arranged so that the axes along which the electroluminescent elements are located extend, not parallel to the axes along which the recesses between the pixels extend.
  • the intervals of the grating in which the electroluminescent elements are arranged are different from the intervals of the grating in which the recesses are arranged between the pixels.
  • the long-wave moire stripes can be suppressed by this arrangement of the recesses between the pixels in relation to the grid-shaped electroluminescent element.
  • the present invention has for its object to provide a display with a reflective layer that can be better illuminated.
  • the present invention provides a display having a reflective layer, a transmission device for selectively transmitting light, which is arranged in front of the reflective layer in the viewing direction, and an OLED which is arranged in front of the reflecting layer in the viewing direction.
  • the present invention is based on the knowledge of installing an OLED in front of a reflecting layer in the viewing direction in addition to a transmission device, the light of which is reflected by the reflecting layer and can thus be used to artificially illuminate the display in poor lighting conditions.
  • the advantage of using the OLED in this way is that the resulting display is characterized by a low installation depth. This means that space-saving ads can be produced accordingly.
  • Another advantageous effect of an arrangement of the OLED in the viewing direction in front of the reflective layer is that this enables homogeneous lighting of the display. This has an advantageous effect on the contrast of the image.
  • the OLED can be positioned very favorably in this arrangement, and the image is characterized by a good resolution even with a low light output of the OLED, which results in a low power consumption of the display.
  • OLEDs are very easy to attach in the viewing direction in front of the reflective layer, which can result in a simple manufacturing process.
  • the OLEDs can be positioned such that the optical path length of the daylight incident under favorable ambient light conditions is similar to the optical path length of the light from the OLEDs, which increases the quality of a displayed image.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a display according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a display according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a schematic view of a display according to an exemplary embodiment of the present invention
  • 4 shows a plan view of a pixel field according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the display comprises a reflective layer 1, a transmission device 11, a lower glass layer 21, an OLED 31 or organic light-emitting diode as the lighting device and an upper glass layer 41.
  • the display is provided so that a viewer 46 along a view direction 151 on the display 1 looks.
  • An ambient light light beam 161 strikes the display 1 as an example orthogonally, the light beam consisting of non-polarized light which comprises both components along a first polarization axis 171 and along a second polarization axis 181.
  • the transmission device 11 comprises a first polarization filter 51, a lower transmission glass layer 61, a color filter layer 71, a lower electrode layer 81, a liquid crystal layer 91, an upper electrode layer 101, an upper transmission glass layer 111 and a second polarization filter 121.
  • the lower electrode layer 81 has electrode layer recesses 131, while the color filter layer 71 is interrupted by color filter layer recesses 141.
  • the light beam 161 strikes the display 1 orthogonally and first passes through the glass layers 21, 41. It then traverses the second polarization filter 121, the light components being filtered out along the second polarization axis 181. After passing through the second polarization filter 141, the light is thus polarized along the first polarization axis 171. After passing through the upper transmission glass layer 111 and the transparent upper electrode layer 101, the light beam 161 enters the liquid crystal layer 91.
  • the light beam 161 is now changed in its polarization direction or not. If there is a voltage between the first lower electrode layer region 81a and the upper electrode layer 101, the resulting electric field in the liquid crystal layer 91 causes the light beam 161 to pass through the liquid crystal layer 91 without changing its polarization direction. On the other hand, if the first lower electrode layer region 81a is at the same potential as the upper electrode layer 101, the electric field in the liquid crystal layer 91 disappears. As a result, the liquid crystal layer 91 rotates the light beam 161 in its polarization direction by 90 ° while passing through the liquid crystal layer 91 ,
  • the light beam which has light polarized along the first polarization axis 171 when entering the liquid crystal layer 91 consists of light which is polarized along the second polarization axis 181 when leaving.
  • the liquid crystal layer 91 rotates the light beam 161 in its polarization direction when there is no voltage between the first lower electrode layer region 81a and the upper electrode layer 101, or does not rotate the light beam 161 in polarity when there is a voltage between the first lower electrode layer region 81a and the upper electrode layer 101 rests.
  • the same principle applies to the further pixels, which can be individually controlled by the lower electrode layer areas 81a-e, into which the electrode layer 81 is structured.
  • a voltage with respect to the common electrode layer 101 can be individually applied to the electrode regions 81 a - e via the liquid crystal layer 91, as a result of which these regions 81 a - e the individual, for example, form pixels of the display arranged in columns and rows, as is clear from the following description.
  • the electrode 101 extends as a strip over, for example, a row of pixel areas, while the electrodes 81a-e extend transversely thereto, that is to say as columns in a column over a column of pixel areas.
  • Crossings of the conductor tracks form points at which a voltage can be applied individually via layer 91.
  • the display is consequently designed as a passive matrix display.
  • the color filter layer 71 filters one of the primary colors red, yellow and blue out of the polarized color spectrum for each pixel region.
  • 1 is a color image display, in which each super pixel is composed of three so-called subpixels, with one subpixel only lighting up in one of the primary colors and corresponding to one of the areas 81a-e, of which only six are shown in FIG 1 can be seen.
  • the three sub-pixels for the primary colors red, yellow and blue mix for one eye of the viewer 46, so that any colors can be put together from these three primary colors in each super pixel.
  • the first polarization filter 51 transmits light which is polarized orthogonally to the second polarization filter 121, that is to say along the second polarization axis 181. It thus allows the light beam 161 to pass when it is rotated orthogonally in its polarization direction by the liquid crystal layer 91. If the light beam 161 is not orthogonally rotated by the liquid crystal layer 91, it absorbs the light beam 161.
  • the transmission behavior of the transmission device 11 depends on whether the light beam 161 is in the liquid crystal layer 91 is rotated orthogonally in its direction of polarization or not, gradual gradations also being possible, in that the voltage across the layer 91 causes the ratio of the polarization rotated to the non-polarization rotated or the degree of rotation from 0 ° to 90 ° is set.
  • the light beam 161 is transmitted through the first polarization filter 51, it strikes the reflecting layer 6 and is reflected by the latter.
  • the first polarization filter 51 which passes through it, and passes through the lower transmission glass layer 61 and the color filter layer 71 before it penetrates through the first lower electrode layer region 81a into the liquid crystal layer 91.
  • liquid crystal layer 91 if there is no electric field between the first lower electrode layer region 81a and the upper electrode layer 101, it is rotated by 90 ° in its polarization direction, so that it is now polarized against the first polarization axis 171. After passing through the upper transmission glass layer 111, it encounters the second polarization filter 121, which transmits it. After passing through the lower glass layer 21 and the upper glass layer 41, the light beam strikes the observer 46. This perceives the sub-pixel corresponding to the area 81a.
  • a control device recognizes that the light beam 161 is to be replaced by an OLED light beam 191. Detection takes place, for example, by means of a brightness sensor or using a clock that shows the time of day.
  • the same relationships apply to the propagation behavior of the light beam 191 as to the propagation behavior of the light beam 161. This is therefore also dependent on the voltage between the lower electrode layer regions 81a-e and the upper electrical layer 101 is selectively transmitted or absorbed locally by the first polarization filter.
  • the observer 46 can also perceive an image even in the dark, for example, when the light intensity of the light beam 161 is too low.
  • the radiation behavior in a solid angle range of 180 ° of the downward-facing or luminous OLEDs is advantageous here.
  • the OLEDs 31 are advantageously arranged in alignment with the electrode layer recesses 131 and the color filter layer recesses 141 or with the interspaces, so that in ambient light mode, that is to say when the illumination 31 is switched off, the ambient light can penetrate the pixel regions of the layer 91 unhindered, and vice versa
  • the rays 191 of the OLEDs also largely pass through the effective areas of the pixels, namely the color filter areas, on account of the radiation behavior.
  • FIG. 2 shows another embodiment of a display in accordance with the present invention.
  • elements which are the same or have the same effect are provided with the same reference symbols.
  • the upper glass layer 41 in FIG. 2 is replaced by a thin-film encapsulation 201.
  • the thin-film encapsulation 201 has a smaller thickness than the upper glass layer 41.
  • the smaller thickness of the thin-film encapsulation 201 leads to a lower installation depth of the display 1.
  • FIG. 3 illustrates another embodiment of a display in accordance with the present invention.
  • a structure of the OLED 31 is adapted here so that the OLED 31 can be placed directly on the second polarization filter 121.
  • the lower glass layer 21 from FIG. 1 can thus be omitted are, which in turn reduces the installation depth of the display 1.
  • the light beam 191 emerging from the OLED 31 first passes through the second polarization filter 121, which in turn ensures that the light emerging from the second polarization filter 121 is polarized along the first polarization axis 171.
  • FIG. 4 shows a top view of a display which is constructed according to one of the preceding exemplary embodiments.
  • Four pixel areas are shown by way of example, namely pixels 211a-d.
  • a horizontal axis 241 and a vertical axis 251 are also shown.
  • vertical conductor tracks 221a, b and horizontal conductor tracks 231a, b are shown in the pixels 211a-d.
  • the conductor tracks 221a, 221b correspond, for example, to the electrodes 81a, 81b and the conductor track 231a to the electrode 101.
  • the horizontal conductor track 231a runs along the horizontal axis 241, for example the row direction, while the vertical conductor track 221a runs along the vertical axis 251, for example that column direction.
  • This arrangement is also referred to as a passive matrix display, as described above.
  • This structure of a passive matrix display is preferably used in displays with a small number of pixels, since only a single pixel can light up at any given time. The pixels of a display image are therefore driven in series.
  • pixel 211a As an example. This means that on the vertical conductor tracks 221a, 221b a positive voltage and on the horizontal conductor tracks 231a, b a negative voltage is present. If pixel 211a is now excited to light, a control device (not shown) recognizes that the voltage of vertical conductor track 221a must be set to zero and the voltage of horizontal conductor track 231a should also be set to zero. As a result, there is no voltage difference between an overlap region of the vertical conductor track 221a and the horizontal conductor track 231a. As a result, there is also no electrical field between the vertical conductor track 221a and the horizontal conductor track 231a in the overlap region.
  • the liquid cell 91a arranged between the vertical and horizontal conductor tracks in the overlap region then rotates the polarization direction of a light beam impinging on the pixel 211a by 90 °.
  • the transmission device of the display shown in FIG. 4 corresponds to the transmission device 11 shown in FIG. 1. Only light rays incident on the pixel 211a are transmitted by the transmission device 11, while all light rays incident on all other pixels 211b-d are transmitted by the transmission device 11 be absorbed. If the intensity of the light rays striking the pixels 211a-d is too low, a control device (not shown here) recognizes this and excites the OLED field 31 to light up. In this exemplary embodiment, the OLED field 31 has a grid-like structure and thus replaces the daylight hitting the pixels. As explained above, the vertical conductor track 221a, b and the horizontal conductor track 231a, b are again driven in accordance with the image to be displayed.
  • the above exemplary embodiments have pixels in a rectangular shape.
  • the pixels can be in any shape, such as B. circles or ellipses.
  • the arrangement of the OLEDs in relation to the electrode layer recesses 131 and the color filter layer recesses gene 141 is advantageous.
  • the OLEDs can also be arranged in areas in which they overlap with the liquid crystal cells 91a-e.
  • the implementation of the color filter layer 71 in the transmission device 11 is also optional.
  • the color filter layer 71 can also be arranged outside the transmission device 11, or it can be completely omitted, for example in black and white image displays.
  • the transmission device 11 can also comprise only a single polarization filter, so that the first polarization filter 51 can be omitted.
  • liquid crystal cells 91a-e were used for the transmission device 11.
  • the passage device 11 can also in the form of other techniques such.
  • MEMs or micro-electro-mechanical systems e be executed.
  • the glass layers 21, 41, 61, 111 can also be designed in the form of other translucent materials.
  • the reflective layer 6 can be in the form of any materials with a high reflection factor, such as aluminum.
  • the color filter layer 71 filters out the primary colors red, yellow and blue. This is advantageous in many exemplary embodiments, but color components other than the primary colors can also be filtered out and mixed in the eye of the beholder.
  • the lighting device structured in several OLEDs could also be used for the artificial lighting of the reflective displays.
  • transflective displays are currently under development, with these displays structuring the reflector of the LCD and providing it with a backlight to enable the display to be illuminated in transparent mode in the event of low ambient light.
  • this application requires, in particular, a polarized backlight, so that light should be optically matched to the display in reflective mode. This arrangement increases the installation depth of the display and increases the price of the display considerably.
  • OLEDs are used as front lighting of reflective displays. In this way, various advantages in the manufacture of the displays and their operation can be combined.
  • the illumination of reflective displays is realized on the one hand through the use of external illuminations or through the use of transflective displays.
  • the reflector 1 of the display is structured by a production step and a backlight is placed behind this opening. In the event of poor ambient lighting, this backlight is switched on and thus ensures that the display is used as a transmissive display or as a normal LCD mode. In doing so A distinction is made between different types of execution. In the case of a single-line structure, the backlight is placed directly below the reflector 1; the optical adaptation of the light path must be a compromise between the reflective and transmissive modes.
  • an additional optical path between the reflector and the backlight is additionally installed under the opening in the reflector, which allows an independent adjustment of the light path in reflective and transmissive mode.
  • this increases the manufacturing costs through an additional process step.
  • a display which enables good readability in both the light and the dark surroundings is explained in the above exemplary embodiments according to the present invention.
  • the effort for producing the displays in the above exemplary embodiments is reduced.
  • OLEDs are used as lighting on the front of the reflective display in order to enable the display to be easily readable in the dark. Due to the radiation characteristics of the OLED, homogeneous illumination of the LCD display is possible. At the same time, the contrast of the display is not reduced. As a result, the installation depth and the manufacturing outlay are reduced in the above exemplary embodiments according to the present invention.
  • the above exemplary embodiments according to the present invention have advantages in the illumination of reflective displays by integrated lighting, the fact that no optical path adaptation is required, great flexibility since this can be used with any existing displays, and a reduced installation depth compared to transflective displays ,
  • an OLED is structured on a glass plate of small thickness so that it forms an almost closed ring Structure around each later pixel.
  • This OLED is adjusted on the LCD display so that the OLED 31 fills the spaces 131, 141 between the pixels 211a-d.
  • the OLED 31 illuminates the LCD homogeneously as a simulated outside light.
  • the LCD in the case of a passive matrix arrangement, consists of a mirror layer 6, followed by the first polarization layer 51, applied to the first glass plate 61, the following color filters 71 being optional.
  • the actual LC cell or liquid crystal cell with ITO contacts 81a-e, 101 and the LC or liquid crystal layer 91 now follows.
  • the cell is closed again with a glass 111 and the second polarizer 121.
  • the structure is now adjusted to this structure OLED 31 applied, which consists of the substrate glass 21, the OLED 31 and the cover glass 41.
  • the OLED areas are arranged so that only the unused areas between the LCD cells or liquid crystal cells are used for lighting. Since the OLED 31 is terminated by a non-transparent metal electrode, the OLED only lights up in the direction of the LCD cell.
  • the present exemplary embodiments relate only to passive matrix displays, they can also be transferred to active matrix displays in that the OLEDs 31 are applied in an adjusted manner to an active matrix display.
  • the first glass plate 111 of the LCD cell is designed as an active matrix backplane substrate, which enables pixel-specific potential assignment of the electrode layer 101 against a common potential of the then common electrode layer 81. Otherwise the structure could be identical.
  • a further embodiment is present in the above exemplary embodiments of the present invention if the OLED 31 is sealed by the thin-film encapsulation 201 instead of a glass plate 41, which reduces the effective display thickness.
  • Another form of implementation which is shown in the above exemplary embodiments, is when the OLED 31 is constructed in an inverted manner, so that the OLED starts with a non-transparent cathode and is terminated by a transparent cover electrode. In this case, it is possible to connect the encapsulation of the OLED 31 to the upper glass plate of the LCD cell 11.
  • an LCD display is illuminated by a structured OLED 31, which is characterized in that the OLED 31 uses only part of the LCD cell 91a-e and is attached to the LCD 1 in an adjusted manner on the display 1.
  • a system is listed in which the OLED 31 is structured in such a way that only the uncontrolled area between the LCD cells is used for illumination.
  • an OLED 31 can be encapsulated by a thin-film encapsulation 201.
  • the OLED 31 can be encapsulated with the LCD by one of the glass layers 111.

Abstract

Eine Anzeige weist eine reflektierende Schicht (1), eine Durchlaßeinrichtung (11) zum selektiven Durchlassen von Licht (161), die in Betrachterrichtung (151) vor der reflektierenden Schicht (6) angeordnet ist, und eine OLED (31) auf, die in Betrachterrichtung (151) vor der reflektierenden Schicht (6) angeordnet ist.

Description

Anzeigen mit reflektierenden Schichten und OLEDs
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anzeige und insbesondere auf eine Anzeige mit einer reflektierenden Schicht und einer OLED.
Immer häufiger werden von Verbrauchern tragbare Geräte mit Anzeigen nachgefragt. Beispiele hierfür sind PDAs, Laptops, Mobiltelefone, GPS-Geräte und Photoapparate. Gemeinsam ist all diesen tragbaren Geräten mit Anzeige eine Forderung nach langer Betriebsdauer, entweder zwischen den Ladezeiten des Akkus oder dem Austauschen eines Batteriesatzes, was die Anforderung nach einer niedrigen Stromaufnahme nach sich zieht.
Die Anforderung nach einer niedrigen Stromaufnahme führt auch immer häufiger zum Einsatz von Flüssigkristallanzeigen mit reflektierenden Schichten in diesen Geräten. Oft werden die oben genannten Geräte aber auch bei schlechtem Umgebungslicht, wie z. B. in Fahrzeugen, Zugwaggons oder bei Nacht, eingesetzt. In solchen Situationen ist eine künstli- ehe Lichtquelle, die in der Anzeige integriert ist, erforderlich.
Gemäß einer Möglichkeit werden die Anzeigen bei ungünstigen ümgebungslichtbedingungen mit einer Leuchtdiode, die außer- halb des Anzeigenfelds angebracht ist, beleuchtet.
Nachteilig an dieser Beleuchtung der Anzeige mittels einer Leuchtdiode ist jedoch, daß das Display inhomogen ausgeleuchtet wird und Teile des Anzeigenbildes heller bzw. dunkler erscheinen.
Gleichzeitig ist bei diesem Beleuchtungsverfahren eine Bildschärfe des Anzeigenbildes reduziert und die Anzeige damit in ihrem Kontrast eingeschränkt. Ein weiterer Nachteil ist die hohe Leistungsaufnahme für die Beleuchtung der Anzeige .
Um die homogene Beleuchtung des Displays zu erhöhen, werden häufig Lichtleitgläser eingesetzt. Diese ziehen aber ein aufwendiges Fertigungsverfahren der Anzeige nach sich, was sich ungünstig auf die Wirtschaftlichkeit des industriellen Herstellungsprozesses für die Anzeige und damit auch auf die Kostensituation des Geräts auswirkt. Darüber hinaus zieht der Einsatz der Lichtleitgläser eine höhere Einbautiefe der Anzeige nach sich, was sich ungünstig auf die geometrischen Abmessungen der Anzeige und damit auch des tragbaren Geräts auswirkt. Dies steht der Forderung nach einem möglichst platzsparenden Umfang der Geräte, in denen die Anzeigen eingesetzt werden, entgegen.
Eine weitere Möglichkeit, die Anzeige bei ungünstigen Umgebungslichtbedingungen zu beleuchten, besteht darin, Ausnehmungen in die reflektierende Schicht zu implementieren und dahinter, also an der dem Betrachter abgewandten Seite, künstliche Lichtquellen anzuordnen. Diese Anzeigen werden auch als transflective Anzeigen bezeichnet.
Ein Nachteil dieser transflectiven Anzeigen ist, daß eine Strukturierung der reflektierenden Schichten erforderlich ist, um die Ausnehmungen in diesen einzubringen. Dies erfordert weitere Fertigungsschritte bei der Herstellung der Anzeige, was einem industriellen wirtschaftlichen Herstellungsprozeß entgegensteht. Auch wird durch die Implementierung der künstlichen Lichtquelle die Einbautiefe der Anzeige erhöht, was sich nachteilig auf die geometrischen Abmessungen der Anzeige und damit einen platzsparenden Einsatz von dieser auswirkt.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der Tatsache, daß das bei günstigen Lichtbedingungen einfallende Tageslicht einen anderen Weg zurücklegt als das von der künstlichen Licht- quelle stammende Licht, das zur Beleuchtung der Anzeige bei ungünstigen Lichtbedingungen eingesetzt wird. Durch eine weitere Schicht zwischen der künstlichen Lichtquelle und der reflektierenden Schicht können die von dem Tageslicht und von der künstlichen Lichtquelle zurückgelegten optischen Wege der Lichtstrahlen aneinander angepaßt werden. Dies erfordert einen weiteren Fertigungsschritt, was die Herstellung der Anzeige aufwendiger macht und führt zu einer weiteren Erhöhung der Einbautiefe.
Die US 2002 / 0122144 AI zeigt ein Anzeigegerät mit einer Beleuchtungsvorrichtung, die in ihrer Effizienz verbessert ist. Die Beleuchtungsvorrichtung ist auf der Betrachterseite eines Flüssigkristallschirms angeordnet. In der Beleuch- tungsvorrichtung sind Elektrolumineszenz-Elemente auf einer Oberfläche eines transparenten Substrats gebildet. Die Elektrolumineszenz-Elemente weisen eine lichtemittierende Schicht auf, die aus einem organischen Elektrolumineszenz- Material besteht. Das Licht breitet sich von dem Elektrolu- mineszenz-Element in Richtung eines Flüssigkristallschirms aus .
Der Flüssigkristallschirm weist vom Betrachter aus gesehen ein Polarisationsfilter und eine den Pixeln gemeinsame Elektrode vor der Flüssigkristallschicht auf. Die Flüssigkristallschicht gliedert sich in die jeweiligen Pixel.
Aus der Sicht des Betrachters sind hinter der Flüssigkristallschicht die Pixelelektroden gebildet. Die Pixelelektro- den fungieren dabei als reflektierende Schicht.
Das Elektrolumineszenz-Element ist in einem Gittermuster angeordnet, während die Ausnehmungen zwischen den Pixelelektroden ebenfalls gitterförmig angeordnet sind. Die beiden Gittermuster sind dabei so angeordnet, dass die Achsen, entlang denen sich die Elektrolumineszenz-Elemente erstrecken, nicht parallel zu den Achsen, entlang denen sich die Ausnehmungen zwischen den Pixeln erstrecken, sind. Zugleich sind die Intervalle des Gitters, in dem die E- lektrolumineszenz-Elemente angeordnet sind, unterschiedlich zu den Intervallen des Gitters, in dem die Ausnehmungen zwischen den Pixeln angeordnet sind. Durch diese Anordnung der Ausnehmungen zwischen den Pixeln gegenüber dem gitter- förmigen Elektrolumineszenz-Element lassen sich die langwelligen Moire-Streifen unterdrücken.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeige mit einer reflektierenden Schicht, die besser beleuchtet werden kann, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Anzeige gemäß Anspruch 1 gelöst .
Die vorliegende Erfindung schafft eine Anzeige mit einer reflektierenden Schicht, einer Durchlaßeinrichtung zum selektiven Durchlassen von Licht, die in Betrachterrichtung vor der reflektierenden Schicht angeordnet ist, und eine OLED, die in Betrachterrichtung vor der reflektierenden Schicht angeordnet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, vor einer reflektierenden Schicht in Betrachterrichtung zusätzlich zu einer Durchlaßeinrichtung eine OLED anzubringen, deren Licht von der reflektierenden Schicht reflektiert wird und damit bei schlechten Lichtverhältnissen zur künstlichen Beleuchtung der Anzeige dienen kann.
Vorteilhaft an einem derartigen Einsatz der OLED ist, daß die daraus resultierende Anzeige von einer geringen Einbautiefe gekennzeichnet ist. Somit lassen sich entsprechend platzsparende Anzeigen herstellen.
Eine weitere vorteilhafte Auswirkung einer Anordnung der OLED in Betrachterrichtung vor der reflektierenden Schicht ist, daß dies eine homogene Beleuchtung der Anzeige ermöglicht. Dies wirkt sich vorteilhaft auf den Kontrast des Bildes aus .
Ein weiterer Vorteil ist, daß die OLED in dieser Anordnung sehr günstig positioniert werden kann, und das Bild schon bei einer geringen Lichtleistung der OLED von einer guten Auflösung gekennzeichnet ist, wodurch sich eine niedrige Leistungsaufnahme der Anzeige ergibt.
In industriellen Fertigungsprozessen sind OLEDs sehr einfach in Betrachterrichtung vor der reflektierenden Schicht anzubringen, was ein einfaches Fertigungsverfahren nach sich ziehen kann.
Zugleich können in der Anordnung der vorliegenden Erfindung die OLEDs so positioniert werden, daß die optische Weglänge des bei günstigen Umgebungslichtbedingungen einfallenden Tageslichts ähnlich der optischen Weglänge des Lichts von den OLEDs ist, was eine Qualität eines angezeigten Bildes erhöht.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Anzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht einer Anzeige gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Anzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Pixelfeld gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Anzeige, die nach einem Entwurf eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gefertigt ist. Die Anzeige umfaßt eine reflektierende Schicht 1, eine Durchlaßeinrichtung 11, eine untere Glasschicht 21, eine OLED 31 bzw. organisch lichtemittierende Diode als Beleuchtungseinrichtung und eine obere Glasschicht 41. Die Anzeige ist dazu vorgesehen, daß ein Betrachter 46 entlang einer Betrachterrichtung 151 auf die Anzeige 1 blickt. Ein Umgebungslicht-Lichtstrahl 161 fällt exemplarisch orthogonal auf die Anzeige 1, wobei der Lichtstrahl aus nichtpolari- siertem Licht besteht, das sowohl Komponenten entlang einer ersten Polarisationsachse 171 als auch entlang einer zweiten Polarisationsachse 181 umfaßt. Die Durchlaßeinrichtung 11 umfaßt ein erstes Polarisationsfilter 51, eine untere Durchlaßglasschicht 61, eine Farbfilterschicht 71, eine untere Elektrodenschicht 81, eine Flüssigkristallschicht 91, eine obere Elektrodenschicht 101, eine obere Durchlaßglasschicht 111 und ein zweites Polarisationsfilter 121.
Die untere Elektrodenschicht 81 weist Elektrodenschichtaus- nehmungen 131 auf, während die Farbfilterschicht 71 von Farbfilterschichtausnehmungen 141 unterbrochen ist. Der Lichtstrahl 161 trifft orthogonal auf die Anzeige 1 und passiert zuerst die Glasschichten 21, 41. Anschließend durchquert er das zweite Polarisationsfilter 121, wobei die Lichtanteile entlang der zweiten Polarisationsachse 181 herausgefiltert werden. Nach dem Durchqueren des zweiten Polarisationsfilters 141 ist das Licht damit entlang der ersten Polarisationsachse 171 polarisiert. Nach einem Passieren der oberen Durchlaßglasschicht 111 und der lichtdurchlässigen oberen Elektrodenschicht 101 tritt der Licht- strahl 161 in die Flüssigkristallschicht 91 ein.
In Abhängigkeit von der zwischen der oberen Elektrodenschicht 101 und dem ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a anliegenden Spannung, die ein entsprechendes Feld in der Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a und der Flüssigkristallschicht 91 erzeugt, wird nun der Lichtstrahl 161 in seiner Polari- sationsrichtung verändert oder nicht. Wenn zwischen dem ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a und der oberen Elektrodenschicht 101 eine Spannung herrscht, so führt das daraus resultierende elektrische Feld in der Flüssigkristallschicht 91 dazu, daß der Lichtstrahl 161 die Flüssig- kristallschicht 91 passiert, ohne seine Polarisationsrichtung zu verändern. Liegt hingegen der erste untere Elektrodenschichtbereich 81a auf demselben Potential wie die obere Elektrodenschicht 101, so verschwindet das elektrische Feld in der Flüssigkristallschicht 91. Dies führt dazu, daß die Flüssigkristallschicht 91 den Lichtstrahl 161 während dem Passieren der Flüssigkristallschicht 91 in seiner Polarisationsrichtung um 90° dreht.
Der Lichtstrahl, der beim Eintreten in die Flüssigkristall- schicht 91 entlang der ersten Polarisationsachse 171 polarisiertes Licht aufweist, besteht beim Verlassen aus Licht, das entlang der zweiten Polarisationsachse 181 polarisiert ist. In anderen Worten dreht die Flüssigkristallschicht 91 den Lichtstrahl 161 in seiner Polarisationsrichtung, wenn keine elektrische Spannung zwischen dem ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a und der oberen Elektrodenschicht 101 anliegt, oder dreht den Lichtstrahl 161 nicht in seiner Polarität, wenn eine Spannung zwischen dem ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a und der oberen Elekt- rodenschicht 101 anliegt. Selbiges Prinzip gilt für die weiteren Pixel, die durch die unteren Elektrodenschichtbe- reiche 81a - e individuell ansteuerbar sind, in die die Elektrodenschicht 81 strukturiert ist.
Anders ausgedrückt ist an die Elektrodenbereiche 81 a - e individuell eine Spannung gegenüber der gemeinsamen Elektrodenschicht 101 über die Flüssigkristallschicht 91 anlegbar, wodurch diese Bereiche 81 a - e die einzelnen, bei- spielsweise in Spalten und Zeilen angeordneten Pixel der Anzeige bilden, wie es aus der folgenden Beschreibung deutlich wird.
Die individuelle Ansteuerbarkeit wird vorliegend dadurch erzielt, daß sich die Elektrode 101 als Streifen über beispielsweise eine Zeile von Pixelbereichen erstreckt, während sich die Elektroden 81a - e quer hierzu, also spaltenweise als Streifen über eine Spalte von Pixelberei- chen erstrecken. Überkreuzungen der Leiterbahnen bilden Stellen, an denen individuell eine Spannung über die Schicht 91 anlegbar ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzeige folglich als Passiv-Matrix-Anzeige ausgebildet .
Die Farbfilterschicht 71 filtert pro Pixelbereich eine der Primärfarben Rot, Gelb bzw. Blau aus dem polarisierten Farbspektrum heraus. Somit ist die Anzeige aus Fig. 1 eine Farbbildanzeige, bei der sich jedes Super-Pixel aus drei sogenannten Subpixeln zusammensetzt, wobei ein Subpixel jeweils nur in einer der Primärfarben leuchtet und mit einem der Bereiche 81a - e korrespondiert, von denen lediglich sechs in Fig. 1 zu sehen sind. Die drei Subpixel für die Primärfarben Rot, Gelb, Blau vermischen sich für ein Auge des Betrachters 46, so daß aus diesen drei Primärfarben in jedem Superpixel beliebige Farben zusammengesetzt werden können.
Das erste Polarisationsfilter 51 läßt Licht, das zu dem zweiten Polarisationsfilter 121 orthogonal also entlang der zweiten Polarisationsachse 181 polarisiert ist, durch. Somit läßt er den Lichtstrahl 161 passieren, wenn dieser von der Flüssigkristallschicht 91 in seiner Polarisationsrichtung orthogonal gedreht ist. Falls der Lichtstrahl 161 von der Flüssigkristallschicht 91 nicht orthogonal gedreht ist, absorbiert er den Lichtstrahl 161. Somit ist das Durchlaßverhalten der Durchlaßeinrichtung 11 davon abhängig, ob der Lichtstrahl 161 in der Flüssigkristallschicht 91 in seiner Polarisationsrichtung orthogonal gedreht wird oder nicht, wobei auch graduelle Abstufungen möglich sind, indem durch die Spannung über die Schicht 91 das Verhältnis des in der Polarisation gedrehten zu dem nicht in der Polarisation gedrehten oder der Grad der Drehung von 0° bis 90° eingestellt wird. Wenn der Lichtstrahl 161 durch das erste Polarisationsfilter 51 durchgelassen wird, trifft er auf die reflektierende Schicht 6 und wird von dieser reflektiert. Daraufhin durchläuft er wieder, aber diesmal entgegen der Betrachterrichtung, das erste Polarisationsfilter 51, das diesen durchläßt, und passiert die untere Durchlaßglasschicht 61 und die Farbfilterschicht 71, bevor er durch den ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a in die Flüssigkristallschicht 91 eindringt.
In der Flüssigkristallschicht 91 wird er wieder, wenn zwischen dem ersten unteren Elektrodenschichtbereich 81a und der oberen Elektrodenschicht 101 kein elektrisches Feld anliegt, in seiner Polarisationsrichtung um 90° gedreht, so daß er jetzt entgegen der ersten Polarisationsachse 171 polarisiert ist. Nach dem Durchschreiten der oberen Durchlaßglasschicht 111 trifft er auf das zweite Polarisationsfilter 121, das diesen durchläßt. Nach einem Passieren der unteren Glasschicht 21 und der oberen Glasschicht 41 trifft der Lichtstrahl bei dem Betrachter 46 auf. Dieser nimmt das dem Bereich 81a entsprechende Subpixel wahr.
Falls eine Lichtintensität des Umgebungslichts und damit die Intensität des Lichtstrahls 161 zu gering ist, erkennt eine hier nicht gezeigte Steuereinrichtung, daß der Lichtstrahl 161 durch einen OLED-Lichtstrahl 191 zu ersetzen ist. Das Erkennen findet beispielweise mittels eines Helligkeitssensors oder anhand einer die Tageszeit anzeigenden Uhr statt. Für das Ausbreitungsverhalten des Lichtstrahls 191 gelten dieselben Zusammenhänge wie für das Ausbreitungsverhalten des Lichtstrahls 161. Dieser wird also auch in Abhängigkeit von der Spannung zwischen den unteren Elektrodenschichtbereichen 81a - e und der oberen Elektro- denschicht 101 von dem ersten Polarisationsfilter örtlich selektiv durchgelassen oder absorbiert. Somit kann der Betrachter 46 auch beispielsweise bei Dunkelheit, wenn die Lichtintensität des Lichtstrahls 161 zu gering ist, ein Bild wahrnehmen. Vorteilhaft ist hierbei das Abstrahlverhalten in einen Raumwinkelbereich von 180° der nach unten gerichteten bzw. leuchtenden OLEDs. Die OLEDs 31 sind in diesem Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise gegenüber den Elektrodenschichtausnehmungen 131 und den Farbfilter- schichtausnehmungen 141 bzw. zu den Zwischenräumen ausgerichtet angeordnet, so daß bei Umgebungslichtmodus, also bei ausgeschalteter Beleuchtung 31 das Umgebungslicht ungehindert in die Pixelbereiche der Schicht 91 eindringen kann, und umgekehrt auch die Strahlen 191 der OLEDs auf- grund des Abstrahlverhaltens zum Großteil die wirksamen Bereiche der Pixel nämlich die Farbfilterbereiche passieren.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anzeige gemäß der vorliegenden Erfindung. In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele werden gleiche oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist in Fig. 2 die obere Glasschicht 41 durch eine Dünnschichtverkapselung 201 ersetzt.
Die Dünnschichtverkapselung 201 weist eine geringere Dicke auf als die obere Glasschicht 41. Die geringere Dicke der Dünnschichtverkapselung 201 führt zu einer geringeren Einbautiefe der Anzeige 1.
Fig. 3 erläutert ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anzeige gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Aufbau der OLED 31 ist hier so angepaßt, daß die OLED 31 direkt auf das zweite Polarisationsfilter 121 gesetzt werden kann. Die untere Glasschicht 21 aus Fig. 1 kann damit weggelassen werden, was wiederum die Einbautiefe der Anzeige 1 reduziert.
Der aus der OLED 31 austretende Lichtstrahl 191 durchläuft zuerst das zweite Polarisationsfilter 121, der wiederum dafür sorgt, daß das aus dem zweiten Polarisationsfilter 121 austretende Licht entlang der ersten Polarisationsachse 171 polarisiert ist.
Auch die weiteren Schichten und Elemente übernehmen dieselbe Funktion wie in Fig. 1.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Anzeige, die nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele aufgebaut ist. In ihr sind exemplarisch vier Pixel-Bereiche dargestellt, nämlich Pixel 211a - d. Gezeigt ist ferner eine horizontale Achse 241 und eine vertikale Achse 251. In den Pixeln 211a - d sind vertikale Leiterbahnen 221a, b und horizontale Leiterbahnen 231a, b gezeigt. Die Leiterbahnen 221a, 221b entsprechen beispielsweise den Elektroden 81a, 81b und die Leiterbahn 231a der Elektrode 101. Die horizontale Leiterbahn 231a verläuft dabei entlang der horizontalen Achse 241, beispielsweise die Zeilenrichtung, während die vertikale Leiterbahn 221a entlang der vertikalen Achse 251 verläuft, beispielsweise die Spaltenrichtung.
Diese Anordnung wird auch als Passiv-Matrix-Anzeige bezeichnet, wie es im vorhergehenden beschrieben wurde. Dieser Aufbau einer Passiv-Matrix-Anzeige wird vorzugsweise in Anzeigen mit einer geringen Anzahl an Pixeln eingesetzt, da nur ein einziges Pixel jeweils zu einem bestimmten Zeitpunkt leuchten kann. Die Ansteuerung der Pixel eines Anzeigebilds erfolgt daher seriell hintereinander.
Im folgenden wird erläutert, wie ein Pixel zum Leuchten gebracht wird. Dies soll beispielhaft an dem Pixel 211a veranschaulicht werden. Das bedeutet, daß an den vertikalen Leiterbahnen 221a, 221b eine positive Spannung und an den horizontalen Leiterbahnen 231a, b eine negative Spannung anliegt. Wird nun das Pixel 211a zum Leuchten erregt, so erkennt eine nicht gezeigte Steuerungseinrichtung, daß die Spannung der vertikalen Leiterbahn 221a auf Null und die Spannung der horizontalen Leiterbahn 231a ebenfalls auf Null zu setzen ist. Hierdurch liegt zwischen einem Überlappungsbereich der vertikalen Leiterbahn 221a und der horizontalen Leiterbahn 231a keine Spannungsdifferenz an. Hierdurch gibt es auch kein elektrisches Feld zwischen der vertikalen Leiterbahn 221a und der horizontalen Leiterbahn 231a in dem Überlappungsbereich.
Die zwischen den vertikalen und horizontalen Leiterbahnen im Überlappungsbereich angeordnete Flüssigkeitszelle 91a dreht daraufhin die Polarisationsrichtung eines auf das Pixel 211a auftreffenden Lichtstrahls um 90°. Die Durchlaßeinrichtung der in Fig. 4 dargestellten Anzeige entspricht der in Fig. 1 gezeigten Durchlaßeinrichtung 11. Nur auf das Pixel 211a auftreffende Lichtstrahlen werden von der Durch- laßeinrichtung 11 durchgelassen, während alle auf sämtlichen anderen Pixel 211b - d auftreffenden Lichtstrahlen von der Durchlaßeinrichtung 11 absorbiert werden. Ist die Intensität der auf die Pixel 211a - d auftreffenden Lichtstrahlen zu gering, so erkennt eine hier nicht gezeigte Steuerungseinrichtung dies, und erregt das OLED-Feld 31 zum Leuchten. Das OLED-Feld 31 ist in diesem Ausführungsbeispiel gitterförmig aufgebaut und ersetzt somit das auf die Pixel auftreffende Tageslicht. Wie oben erläutert, werden die vertikale Leiterbahn 221a, b und die horizontale Lei- terbahn 231a, b wieder entsprechend des anzuzeigenden Bildes angesteuert.
Obige Ausführungsbeispiele weisen Pixel in rechteckiger Form auf. Jedoch können die Pixel in beliebigen Formen wie z. B. Kreisen oder Ellipsen ausgeführt sein.
Auch die Anordnung der OLEDs gegenüber den Elektroden- schichtausnehmungen 131 und den Farbfilterschichtausnehmun- gen 141 ist vorteilhaft. Jedoch können die OLEDs auch in Bereichen, in denen sie mit den Flüssigkristallzellen 91a - e überlappen, angeordnet werden. Auch die Implementierung der Farbfilterschicht 71 in der Durchlaßeinrichtung 11 ist optional. Die Farbfilterschicht 71 kann auch außerhalb der Durchlaßeinrichtung 11 angeordnet werden, oder sie kann beispielsweise bei Schwarzweißbildanzeigen vollständig weggelassen werden.
Auch kann die Durchlaßeinrichtung 11 nur ein einziges Polarisationsfilter umfassen, so daß das erste Polarisationsfilter 51 weggelassen werden kann.
In den obigen Ausführungsbeispielen wurden für die Durchla- ßeinrichtung 11 sogenannte Flüssigkristallzellen 91a - e verwendet. Die Durchlaßeinrichtung 11 kann aber auch in Form anderer Techniken wie z. B. MEMs bzw. Mikro-Elektro- Mechanische-Syste e, ausgeführt sein. Die Glasschichten 21, 41, 61, 111 können auch in Form anderer lichtdurchlässiger Materialien ausgeführt sein.
Die reflektierende Schicht 6 kann in Form beliebiger Materialien mit einem hohen Reflexionsfaktor, wie beispielsweise Aluminium, ausgeführt sein. In obigen Ausführungsbei- spielen ist erläutert, daß die Farbfilterschicht 71 die Primärfarben Rot, Gelb, Blau herausfiltert. Dies ist in vielen Ausführungsbeispielen vorteilhaft, jedoch können auch andere Farbkomponenten als die Primärfarben herausgefiltert werden und sich im Auge des Betrachters mischen.
Statt einer einzigen OLED 31 könnte auch die in mehrere OLEDs strukturierte Beleuchtungseinrichtung zur künstlichen Beleuchtung der reflektiven Anzeigen verwendet werden.
Obige Ausführungsbeispiele zeigen, daß reflektive LCD- Displays bzw. Liquid-Crystal-Display, wie Flüssigkristallanzeigen, äußerst vorteilhaft sind. Diese Anzeigen verwenden das Umgebungslicht anstelle eines eingebauten Backlights und sind aus diesem Grund extrem leistungseffizient. Diese Anzeigen zeigen insbesondere bei hohen Umgebungslichtstärken einen hervorragenden Kontrast bei niedriger Leistungsaufnahme. Ein Nachteil dieser Anzeigen zeigt sich bei geringem Umgebungslicht und Nachtanwendung. Hier sind diese Anzeigen nicht tauglich und müssen beleuchtet werden. Bei der Verwendung von Leuchtdioden als Beleuchtung müssen spezielle Lichtleitgläser eingesetzt werden, um eine homogene Ausleuchtung zu erreichen. Dies erhöht allerdings die Leistungsaufnahme und insbesondere die notwendige Einbautiefe. Weiterhin wird durch die Beleuchtung der Kontrast des Displays vermindert. Um diese Problematik zu umgehen, sind momentan transflective Displays in der Entwicklung, wobei bei diesen Anzeigen der Reflektor des LCD strukturiert und mit einem Backlight versehen wird, um eine Beleuchtung der Anzeige im transparenten Mode im Falle von geringem Umgebungslicht zu ermöglichen. Neben der Strukturierung des Reflektors 6 erfordert diese Anwendung insbesondere ein polarisiertes Backlight, so daß Licht optisch an das Display im reflektiven Mode angepaßt werden sollte. Diese Anordnung erhöht zum einen die Einbautiefe der Anzeige und erhöht zum anderen den Preis der Anzeige erheblich.
In obigen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung werden OLEDs als Vorderseitenbeleuchtung von reflektiven Displays genutzt. Hierdurch können verschiedene Vorteile bei der Herstellung der Anzeigen und deren Betrieb kombiniert werden.
Die Beleuchtung von reflektiven Displays wird einmal durch die Verwendung von externen Beleuchtungen verwirklicht oder durch den Einsatz transflectiver Displays. Bei den trans- flectiven Displays wird der Reflektor 1 des Displays durch einen Fertigungsschritt strukturiert und hinter dieser Öffnung ein Backlight plaziert. Im Fall einer schlechten Umgebungsbeleuchtung wird dieses Backlight eingeschaltet und sorgt hiermit für die Nutzung der Anzeige als transmis- sive Anzeige oder auch als Normal-LCD-Mode. Dabei werden Dabei werden verschiedene Ausfertigungsarten unterschieden. Bei einer Einzeilenstruktur wird das Backlight direkt unterhalb des Reflektors 1 plaziert, die optische Anpassung des Lichtwegs muß ein Kompromiß zwischen dem reflektiven und transmissiven Mode sein. Im Fall einer Zweizellenanordnung wird zusätzlich unter der Öffnung im Reflektor eine weitere optische Wegstrecke zwischen Reflektor und Backlight eingebaut, was eine unabhängige Anpassung der Lichtstrecke im reflektiven und transmissiven Mode erlaubt. Hierdurch werden allerdings die Herstellungskosten durch einen zusätzlichen Prozeßschritt erhöht.
Eine Anzeige, welche eine gute Ablesbarkeit in der hellen wie in der dunklen Umgebung ermöglicht, wird in obigen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Gleichzeitig ist der Aufwand für die Fertigung der Anzeigen in obigen Ausführungsbeispielen reduziert. In obigen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung werden OLEDs als Beleuchtung an der Vorderseite des reflektiven Displays verwendet, um eine gute Ablesbarkeit der Anzeige im Dunkeln zu ermöglichen. Aufgrund der Abstrahlcharakteristik der OLED ist eine homogene Ausleuchtung des LCD-Displays möglich. Gleichzeitig wird der Kontrast des Displays nicht verringert. Hierdurch wird in den obigen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung die Einbautiefe und der Fertigungsaufwand erniedrigt.
Die obigen Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung weisen Vorteile in der Ausleuchtung reflektiver Displays durch eine integrierte Beleuchtung, die Tatsache, daß keine optische Weganpassung erforderlich ist, eine große Flexibilität, da diese bei beliebigen vorhandenen Displays einsetzbar ist, und eine verringerte Einbautiefe gegenüber transflectiven Displays auf.
In obigen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf einer Glasplatte geringer Dicke eine OLED so strukturiert, daß sie eine fast geschlossene Ring- Struktur um jedes spätere Pixel bildet. Diese OLED wird auf dem LCD-Display so justiert, daß die OLED 31 die Zwischenräume 131, 141 zwischen den Pixeln 211a - d ausfüllt. Im Fall einer Beleuchtung leuchtet die OLED 31 als simuliertes Außenlicht die LCD homogen aus. Die LCD, im Fall einer Passiv-Matrix-Anordnung, besteht in obigen Ausführungsbeispielen aus einer Spiegelschicht 6, darauf folgt die erste Polarisationsschicht 51, aufgebracht auf der ersten Glasplatte 61, wobei die folgenden Farbfilter 71 optional sind. Nun folgt die eigentliche LC-Zelle bzw. Flüssigkristallzelle mit ITO-Kontakten 81a - e, 101 und dem LC bzw. der Flüssigkristallschicht 91. Abgeschlossen wird die Zelle wieder mit einem Glas 111 und dem zweiten Polarisator 121. Auf diese Struktur wird nun justiert die OLED 31 aufge- bracht, die aus dem Substratglas 21, der OLED 31 und dem Deckglas 41 besteht. Die OLED-Bereiche sind so angeordnet, daß nur die nichtgenutzten Bereiche zwischen den LCD-Zellen bzw. Flüssigkristallzellen zur Beleuchtung genutzt wird. Da die OLED 31 durch eine nichttransparente Metallelektrode abgeschlossen wird, leuchtet die OLED nur in Richtung der LCD-Zelle.
Die vorliegenden Ausführungsbeispiele bezogen sich zwar lediglich auf Passiv-Matrix-Anzeigen, sind aber ferner auf Aktiv-Matrix-Displays übertragbar, indem die OLEDs 31 justiert zu einer Aktiv-Matrix-Anzeige aufgebracht werden. Hierzu ist die erste Glasplatte 111 der LCD-Zelle als Aktiv-Matrix-Backplane-Substrat ausgebildet, die eine pixelindividuelle Potentialbelegung der Elektrodenschicht 101 gegen ein gemeinsames Potential der dann gemeinsamen Elektrodenschicht 81 ermöglicht. Ansonsten könnte der Aufbau identisch sein. Eine weitere Ausführungsform liegt in obigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung vor, wenn die OLED 31 anstelle einer Glasplatte 41 durch die Dünnschichtverkapselung 201 abgeschlossen wird, was die effektive Anzeigendicke verringert. Eine weitere Implementierungsform, welche in obigen Ausführungsbeispielen gezeigt ist, liegt vor, wenn die OLED 31 invertiert aufgebaut wird, so daß die OLED mit einer nichttransparenten Kathode startet und durch eine transparente Deckelektrode abgeschlossen wird. In diesem Fall ist es möglich, die Verkapselung der OLED 31 mit der oberen Glasplatte der LCD-Zelle 11 zu verbinden.
In obigen Ausführungsbeispielen erfolgt die Beleuchtung eines LCD-Displays durch eine strukturierte OLED 31, was dadurch gekennzeichnet ist, daß die OLED 31 nur einen Teil der LCD-Zelle 91a - e nutzt und justiert zum LCD-Display 1 auf dem Display 1 angebracht wird.
In obigen Ausführungsbeispielen ist ein System aufgeführt, bei dem die OLED 31 so strukturiert wird, daß nur der nicht angesteuerte Bereich zwischen den LCD-Zellen zur Beleuchtung genutzt wird.
In obigen Ausführungsbeispielen wird gezeigt, daß eine OLED 31 durch eine Dünnschichtverkapselung 201 verkapselt werden kann.
In obigen Ausführungsbeispielen kann die OLED 31 durch eine der Glasschichten 111 mit der LCD verkapselt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Anzeige (1) mit folgenden Merkmalen: einer reflektierenden Schicht (6); einer Durchlaßeinrichtung (11) zum selektiven Durchlassen von Licht (161), die in Betrachterrichtung (151) vor der reflektierenden Schicht (6) angeordnet ist, und die zumindest eine Flüssigkristallschicht (91) aufweist; und einer OLED (31), die in Betrachterrichtung vor der reflektierenden Schicht (6) angeordnet ist; wobei die Flüssigkristallschicht (91) zwischen einer ersten (81) und einer zweiten (101) lichtdurchlässigen Elektrodenschicht angeordnet ist; wobei die erste (81) und/oder die zweite lichtdurchlässige Elektrodenschicht (101) Ausnehmungen (131) aufweisen, die Grenzen zwischen Pixeln bilden; und wobei die OLED (31) so gegenüber den Ausnehmungen (131) in den lichtdurchlässigen Elektrodenschichten (81, 101) angeordnet ist, so dass in Betrachterrichtung die OLED (31) nur mit einem Zwischenraum zwischen den Pixeln lateral überlappt.
2. Anzeige (1) gemäß Anspruch 1, bei der die Durchlaßeinrichtung (11) eine Schicht aus einer Matrix von Flüssigkristallzellen (91a - e) aufweist, die die Pixel (211a - d) der Anzeige (1) bilden.
3. Anzeige (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Durchlaßeinrichtung (11) zumindest teilweise zwischen der OLED (31) und der reflektierenden Schicht (6) angeordnet ist.
4. Anzeige (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Durchlaßeinrichtung (11) eine Polarisationsschicht (51, 121) aufweist, die in Betrachterrichtung (151) vor der reflektierenden Schicht (6) angeordnet ist.
5. Anzeige (1) gemäß Anspruch 4, bei der die Polarisationsschicht (51, 121) zwischen der OLED (31) und der reflektierenden Schicht (6) angeordnet ist.
6. Anzeige (1) gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, bei der die Durchlaßeinrichtung (11) zwei Polarisationsschichten (51, 121) aufweist, die in Betrachterrichtung (151) vor bzw. hinter der Flüssigkristallschicht (91) angeordnet sind.
7. Anzeige (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die OLED (31) auf einer dem Betrachter (46) zugewandten Oberfläche mit einer lichtundurchlässigen Schicht versehen ist und ausgerichtet ist, um in Betrachterrichtung (151) zu strahlen.
8. Anzeige (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der ein Farbfilter (71) in Betrachterrichtung (151) vor der reflektierenden Schicht (6) angeordnet ist.
9. Anzeige (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der eine lichtdurchlässige Schicht (21, 61, 111) zwischen der OLED (31) und der reflektierenden Schicht (6) an- gebracht ist.
10. Anzeige (1) gemäß Anspruch 9, bei der die lichtdurchlässige Schicht (21, 61, 111) eine Glasschicht aufweist .
11. Anzeige (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der zwischen Betrachter (46) und OLED (31) eine lichtdurchlässige Deckschicht angebracht ist.
2. Anzeige (1) gemäß Anspruch 15, bei der die lichtdurchlässige Deckschicht eine Glasschicht umfaßt.
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