WO2021043539A1 - Anzeigemodul, bildschirm und verfahren zum betreiben eines anzeigemoduls - Google Patents

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WO2021043539A1
WO2021043539A1 PCT/EP2020/072419 EP2020072419W WO2021043539A1 WO 2021043539 A1 WO2021043539 A1 WO 2021043539A1 EP 2020072419 W EP2020072419 W EP 2020072419W WO 2021043539 A1 WO2021043539 A1 WO 2021043539A1
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WO
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display module
pixels
receiving unit
supply energy
control signals
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PCT/EP2020/072419
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English (en)
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Thomas Schwarz
Andreas PLÖSSL
Horst Varga
Ralph Peter Bertram
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H02J50/30—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using light, e.g. lasers

Definitions

  • a display module is specified.
  • a screen and a method for operating a display module are specified.
  • One problem to be solved is to specify a display module that appears to be borderless. Further tasks to be solved consist in specifying a screen with such display modules and a method for operating such a display module.
  • the display module is specified.
  • the display module comprises a carrier with a front side and a rear side.
  • the front side and the rear side run in particular parallel or essentially parallel to one another.
  • the front side and the rear side each have, for example, an area of at least 25 cm ⁇ or at least 100 cm ⁇ or at least 2500 cm ⁇ or at least 1 m ⁇ . Alternatively or additionally, the area is
  • Front and back each no more than 25 m ⁇ or no more than 9 m ⁇ or no more than 1 m ⁇ .
  • a thickness of the beam measured as the distance between the front side and the rear side, is, for example, between 0.05 mm and 5 mm inclusive.
  • the carrier is preferably electrically insulating.
  • the carrier consists of a material that is transparent to visible light.
  • the carrier comprises or consists of a dielectric such as glass or plastic or sapphire.
  • the carrier can consist of a plastic film and be designed to be flexible.
  • the carrier is preferably contiguous and without interruptions.
  • the carrier is, for example, made in one piece.
  • the carrier can be self-supporting.
  • the carrier forms the stabilizing component of the display module.
  • the display module comprises a pixel field of several electrically controllable pixels on the front side, with electromagnetic radiation, in particular visible light, being emitted via each controlled pixel during operation of the display module.
  • a pixel that is not activated (pixel switched off) does not emit any radiation and appears dark or black to an observer.
  • a pixel is also known as an emission field.
  • the pixels are in particular arranged in a matrix pattern, for example in a rectangular pattern.
  • the pixel field comprises, for example, at least 100 or at least 1000 or at least 10000 pixels.
  • the pixels can preferably be controlled individually and independently of one another.
  • Each pixel is, for example, square or hexagonal and then preferably has an edge length between 0.1 mm and 50 mm inclusive, in particular between 0.2 mm and 20 mm inclusive, for example 1 mm.
  • electromagnetic radiation is emitted over the entire area of the controlled pixel or over a partial area of the area of the pixel.
  • Each pixel comprises, for example, three subpixels, via which light of different colors is emitted during operation. For example, red light is emitted via a first subpixel, blue light via a second subpixel and green light via a third subpixel.
  • the subpixels are preferably also individually and independently controllable.
  • each pixel and / or each subpixel is assigned an LED chip that intrinsically generates electromagnetic radiation during operation and emits it.
  • the LED chips are each based on a III-V compound semiconductor material, for example. Three LED chips for emitting red, green and blue light can each be clearly assigned to the pixels. Alternatively, only a single LED chip can be assigned to each pixel, which is pixelated into three subpixels.
  • the LED chips can have an edge length of at least 200 ⁇ m or between 50 ⁇ m and 200 ⁇ m (mini-LED chip) or an edge length of at most 50 ⁇ m (p-LED chip).
  • the individual pixels can each be formed by an OLED (organic light-emitting diode).
  • OLED organic light-emitting diode
  • the pixel field is a liquid crystal display (LCD for short).
  • a segment is then uniquely assigned to each pixel, the transparency of which for electromagnetic radiation, in particular for visible light, can be changed by applying voltage.
  • the display module preferably also includes a backlight for the liquid crystal display.
  • the backlight can have LED chips.
  • the backlight can be arranged on the front or on the back of the carrier.
  • the display module comprises an interconnection layer on the front side.
  • the pixels are electrically connected to one another via the interconnection layer.
  • the interconnection layer is arranged, for example, between the pixels and the carrier.
  • the interconnection layer comprises in particular a plurality of individual layers stacked one on top of the other.
  • the interconnection layer comprises one or more dielectric layers, such as SiOg layers, and one or more metal layers. The dielectric layers and the metal layers can be arranged alternately.
  • the pixels are electrically connected via the metal layer (s).
  • the display module comprises a receiving unit on the front.
  • the receiving unit is electrically connected to the interconnection layer.
  • the receiving unit is arranged, for example, between the pixels and the front side, in particular between the interconnection layer and the front side or in the interconnection layer.
  • the receiving unit is set up to wirelessly receive a supply energy for operating the display module. That is, the receiving unit is set up to be able to receive so much energy wirelessly that the entire electronics of the display module on the front, including all controls and pixels of the display module, can be supplied with it. Particularly preferably, no additional, wired energy transmission is necessary or used for operating the electronics on the front side.
  • the received supply energy is then, possibly after processing, passed on as electrical energy from the receiving unit via the interconnection layer to the pixels / to the pixel field and used to control the pixels.
  • a transmitter unit When the display module is in operation, a transmitter unit is used to supply the display module with the supply energy.
  • the transmitting unit sends the supply energy wirelessly to the receiving unit and the receiving unit is set up to receive what is sent by the transmitting unit. This means that when the display module is operated as intended, the supply energy is transmitted wirelessly from the transmitter unit to the receiver unit.
  • the transmission unit can be part of the display module, in particular it can be permanently integrated into the display module, or it can be an external unit that can be transported separately from the display module, for example.
  • the display module comprises a carrier with a front side and a rear side as well as a pixel field made up of a plurality of electrically controllable pixels on the front side. In operation, every controlled Pixel emits electromagnetic radiation.
  • the display module further comprises an interconnection layer on the front side, via which the pixels are electrically interconnected with one another.
  • the display module further comprises a receiving unit on the front side, the receiving unit being electrically connected to the interconnection layer. The receiving unit is set up to wirelessly receive a supply energy for operating the display module.
  • the present invention is based in particular on the knowledge that many video screens nowadays have a modular structure in order to make them transportable, storable, mountable and repairable.
  • a plurality of display modules are used, which in turn each comprise a plurality of pixels.
  • borderless display modules are desirable.
  • wired energy transmission paths at the edges of the display module can be avoided. This means that there are no dark lines between the display modules.
  • the display modules appear borderless, which increases the image quality.
  • the display module comprises a transmission unit on the rear.
  • the transmission unit can be arranged directly on the rear side or be arranged at a distance from the rear side.
  • the transmission unit is set up to transmit the supply energy for the operation of the display module through the carrier to the To send the receiving unit. That is to say, the transmitting unit and the receiving unit are set up for wireless energy transmission from the rear through the carrier to the front.
  • the display module is particularly preferably free of a wired energy transfer between the rear side and the front side. That is, the front and the back are electrically isolated from each other. Alternatively, for example at most one ground contact is formed between the front side and the rear side.
  • the transmitting unit and the receiving unit are set up in such a way that with the appropriate energy supply to the transmitting unit, so much energy can be wirelessly transmitted from the transmitting unit to the receiving unit that the entire electronics of the display module on the front, including all controls and pixels of the display module, can be supplied .
  • the transmission unit comprises, for example, a connection, for example a plug or a socket, via which the supply energy or control signals can be fed to the transmission unit via cables.
  • both the transmitting unit and the receiving unit preferably overlap with the pixel field.
  • the projections of the transmitting unit and the receiving unit lie completely in the projection of the pixel field.
  • the projections of the transmitting unit and the receiving unit lie outside the projection of the pixel field.
  • the receiving unit is set up to receive control signals or data to receive individual control of individual pixels wirelessly.
  • the transmitting unit is then preferably set up accordingly to transmit the control signals wirelessly to the receiving unit.
  • the transmitting unit is set up to wirelessly transmit the control signals from the rear through the carrier to the receiving unit.
  • the control signals include, in particular, information about which pixels are to be controlled. Particularly preferably, no wired signal transmission from the rear to the front is necessary or used for the individual control of the individual pixels.
  • the receiving unit is set up for inductive, wireless reception of the supply energy.
  • the receiving unit is set up for capacitive, wireless reception of the supply energy.
  • the receiving unit is set up for optical, wireless reception of the supply energy.
  • the transmission unit used is set up accordingly for inductive and / or capacitive and / or optical wireless transmission of the supply energy.
  • the receiving unit / transmitting unit can also be set up for inductive and / or capacitive and / or optical, wireless reception / transmission of the control signals.
  • the receiving unit comprises one or more coils for inductive, wireless reception of the supply energy.
  • the transmitting unit then preferably also comprises one or more coils for transmitting the supply energy.
  • the coils of the receiving unit are, for example, each a flat coil or a planar coil or a wire-wound coil, for example with a ferrite core.
  • the coils of the transmitter unit can each be one of the coils just mentioned.
  • the coils of the transmitting unit and the receiving unit are preferably arranged opposite one another in pairs. That is, when the coils of the transmitting unit and the receiving unit are projected onto the front side of the carrier, one coil of the transmitting unit each overlaps with a coil of the receiving unit.
  • the coils of the transmitting unit and the receiving unit preferably each comprise at least 10 or at least 50 turns.
  • the coils can have square turns, hexagonal turns, circular turns or octagonal turns.
  • the receiving unit comprises one or more electrodes for capacitive, wireless reception of the supply energy.
  • the transmission unit then preferably also comprises one or more electrodes for transmitting the supply energy.
  • the electrodes of the transmitting unit and the receiving unit are preferably arranged opposite one another.
  • the electrodes are each in direct contact with the carrier.
  • the electrodes are each formed, for example, rectangular.
  • the receiving unit comprises one or more photodetectors for optical, wireless reception of the supply energy. Accordingly, the receiving unit preferably comprises one or more radiation-emitting elements for sending the
  • the radiation-emitting elements are, for example, each a laser, for example a semiconductor laser, or an LED.
  • the photodetectors each have amorphous or polycrystalline silicon, for example.
  • the photodetector or detectors are integrated into the wiring layer.
  • the photodetector or detectors can each be a photodiode or a photo element.
  • the receiving unit comprises a first receiving element and a second receiving element.
  • the first receiving element is set up to wirelessly receive the supply energy for the display module.
  • the second receiving element is set up to wirelessly receive control signals for the individual control of individual pixels.
  • the transmission unit preferably comprises a first transmission element and a second transmission element.
  • the first transmission element is set up for wireless transmission of the supply energy and the second transmission element is set up for wireless transmission of the control signals.
  • the first transmitting element and the first receiving element preferably form a first pair which is set up to transmit the supply energy for operating the display module.
  • the second transmitting element and the second receiving element preferably form a second pair which is set up for the transmission of control signals.
  • the display module can comprise a plurality of such first and / or second receiving elements or pairs. All for a receiving element or a pair of transmitting element and Features disclosed for receiving element are also disclosed for all further receiving elements or pairs of transmitting element and receiving element.
  • the display module preferably comprises a plurality of second receiving elements or second pairs each comprising a second transmitting element and a second receiving element.
  • a different type of control signal is then assigned to each second receiving element or second pair, for example.
  • a second receiving element or second pair are the control signals for red subpixels
  • a further second receiving element or second pair are the control signals for green subpixels
  • a further second receiving element or second pair are the control signals for blue subpixels
  • a further second receiving element or second pair are the control signals for Synchronization and so on assigned.
  • the transmitting and receiving elements can each have or consist of a coil or a pair of electrodes or a radiation-emitting element or a photodetector.
  • the transmitting and receiving elements of a pair preferably overlap one another when projected onto the front side, especially when they are coils or electrodes.
  • the coils of the first transmitting element and / or of the first receiving element are preferably selected to be larger in terms of their dimensions and / or the number of windings than the coils of the second transmitting element and of the second receiving element.
  • a pair of a transmitting element and a Receiving element is set up both for the transmission of supply energy and for the transmission of control signals.
  • the supply energy is transmitted on a carrier frequency of, for example, approximately 1 MHz.
  • the control signals are also transmitted.
  • the display module has, for example, only a single receiving element or a single pair of transmitting element and receiving element.
  • the pixels of the display module can be divided into several pixel groups of several pixels each.
  • a receiving element or a pair of transmitting element and receiving element can be uniquely assigned to each pixel group.
  • a second receiving element or second pair for transmitting control signals for the pixel group is uniquely assigned to each pixel group.
  • the display module can have a single first receiving element or a single first pair of a first transmitting element and first receiving element, with which the supply energy for the operation of the entire electronics is received / transmitted on the front side.
  • first receiving elements or first pairs each comprising a first transmitting element and a first receiving element, the energy necessary for the operation of the entire electronics on the front side of the display module can be received / transmitted.
  • the interconnection layer and / or the receiving unit are thin-film structures.
  • the interconnection layer and / or the receiving element are, for example, by a Thin-film technology, such as sputtering or CVD or PVD.
  • the thickness of the interconnection layer measured perpendicular to the front side, is at most 20 mpi or at most 10 mpi or at most 5 mpi.
  • the thickness of the receiving unit, in particular the receiving elements or the coil (s) or the electrode (s), is, for example, at most 3 ⁇ m or at most 1 ⁇ m, for example 0.5 ⁇ m.
  • the display module comprises an active matrix control system on the front for the individual control of the individual pixels.
  • the active matrix control system implements a cross matrix control or a daisy chain control of the pixels.
  • the active matrix control system comprises, for example, a row driver and a column driver for driving the pixels.
  • the column driver includes, for example, shift registers, memories, voltage converters, digital-to-analog (DA) converters, and buffers.
  • the row driver has, for example, voltage converters, buffers and shift registers in order to parallelize a serial data / signal stream.
  • the active matrix control system preferably comprises a multiplicity of transistors, with at least one transistor being uniquely assigned to each pixel.
  • the transistors are used to control, i.e. to switch the pixels on and off.
  • the transistors assigned to the pixels are programmed or switched according to the intended control for the pixel.
  • the interconnection layer comprises thin-film transistors.
  • the interconnection layer is in particular a so-called TFT layer.
  • the interconnection layer preferably also comprises one or more semiconductor layers, for example made of amorphous silicon or polycrystalline silicon. At least one of the thin-film transistors of the interconnection layer is preferably uniquely assigned to each pixel.
  • the thin-film transistors form, for example, the transistors of the active matrix control system assigned to the pixels.
  • circuits for controlling the pixels can also be integrated in the interconnection layer.
  • control elements of the active matrix control system such as the row driver and / or the column driver, are integrated in the interconnection layer.
  • circuits for the voltage supply and the data processing can be integrated in the interconnection layer.
  • the semiconductor chips are each arranged in the area between two pixels.
  • the semiconductor chips are set up to control the pixels.
  • the semiconductor chips preferably each have edge lengths of at most 200 ⁇ m or at most 100 ⁇ m or at most 50 ⁇ m and thicknesses of at most 50 ⁇ m or at most 20 ⁇ m. In In plan view, the semiconductor chips preferably do not overlap with the radiation-emitting areas of the pixels.
  • the row driver and / or the column driver of the display module each include at least one of the semiconductor chips.
  • one or more of the semiconductor chips can be set up for data processing and for voltage supply.
  • only the (thin-film) transistors assigned to the individual pixels are integrated in the interconnection layer.
  • the radiation-emitting area of the pixels is in each case smaller, for example less than or equal to 50%, of the total area of the pixel. This is particularly the case when a mini-LED chip or an m-LED chip is assigned to each of the pixels.
  • the edge length of the semiconductor chips is, for example, at most a fifth or at most a tenth of the edge length of the pixels.
  • each semiconductor chip is therefore preferably spaced apart from the edge of the display module by at least part of an area of a pixel that emits radiation during operation.
  • the semiconductor chips can also include the transistors for the individual pixels.
  • the No wiring layer for example
  • the semiconductor chips are preferably so-called pIC chips, each with edge lengths of at most 50 ⁇ m and thicknesses of at most 20 ⁇ m.
  • pIC chips can easily be mounted between the pixels.
  • p-IC chips are also particularly suitable when the pixels are implemented by OLEDs, since they only cover a small part of the radiation-emitting area of the pixels.
  • the screen includes several of the display modules described here.
  • the display modules are connected to one another.
  • the display modules are connected to one another by a frame.
  • the display modules are in particular arranged next to one another in a direction parallel to the front side of the display modules.
  • the screen includes, for example, at least 16 or at least 100 of the display modules described here.
  • the screen is in particular a video screen.
  • the method initially carries out a step A) in which control signals for the individual control of individual pixels and a supply energy for operating the display module are wirelessly transmitted from a transmitter unit through the carrier to the receiver unit.
  • step B) the control signals and the supply energy are passed on from the receiving unit to the pixels via the interconnection layer.
  • step C the individual pixels are controlled as a function of the control signals and with the aid of the supply energy, with electromagnetic radiation then being emitted via the controlled pixels.
  • Steps A) to C) are carried out in alphabetical order.
  • no wire connection from the rear to the front is used for energy transfer during operation of the display module.
  • the display module is particularly preferable for the display module to be supplied exclusively wirelessly with supply energy and control signals / data during operation.
  • the energy to be transmitted are preferably modulated by modulation techniques, for example frequency modulated.
  • the electronics on the front in particular the semiconductor chips, preferably include filters, for example bandpass filters, in order to filter out the desired signals. In this way, the transmission security can be guaranteed.
  • Figure 2 shows an embodiment of the screen in plan view
  • FIG. 7 shows a schematic circuit arrangement of an exemplary embodiment of the display module.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the display module 100 in cross-sectional view.
  • the display module 100 comprises a carrier 1, for example made of plastic or glass.
  • the carrier 1 comprises a front side 10 and a rear side 11 opposite the front side 10. Areas of the front side 10 and the rear side 11 are, for example, in the range between 100 cm ⁇ and 9 m ⁇ inclusive.
  • An interconnection layer 3 and a pixel field made up of several pixels 2 are arranged on the front side 10 of the carrier 1.
  • the pixels 2 are each formed by an LED chip 20.
  • the individual pixels 2 are electrically interconnected with one another.
  • a plurality of thin-film transistors 6 are integrated in the interconnection layer 3, each thin-film transistor 6 being uniquely assigned to a pixel 2.
  • the associated pixels 2 can be switched on and off via the thin film transistors 6.
  • the interconnection layer 3 comprises, for example, a plurality of layers produced by thin-film technology, such as a metal layer, a dielectric layer and a semiconductor layer, as a result of which the individual thin-film transistors 6 and the interconnection between the pixels 2 is implemented.
  • a receiving unit 5 comprising a first receiving element 5a in the form of a coil 50 and a second receiving element 5b in the form of a further coil 50 is arranged on the front side 10 between the interconnection layer 3 and the carrier 1.
  • a transmission unit 4 comprising a first transmission element 4a in the form of a coil 40 and a second transmission element 4b in the form of a further coil 40 is arranged on the rear side 11.
  • the first transmitting element 4a lies opposite the first receiving element 5a.
  • the second transmitting element 4b lies opposite the second receiving element 5b.
  • the coils 40 can be arranged directly on the rear side 11. In the present exemplary embodiment, however, the coils 40 are arranged on an auxiliary carrier 8 and not directly on the carrier 1.
  • the coils 40 are spaced somewhat from the carrier 1, for example.
  • the transmission unit 4 is not part of the display module 100 and can preferably be transported independently of the display module 100.
  • the Coils 40, 50 in the present case are each produced, for example, by a thin-film technique.
  • a supply energy for operating the display module 100 is transmitted to the first receiving element 5a via the first transmission element 4a. From there, the supply energy is passed on via the wiring layer 3 to the electronics on the front side 10.
  • Control signals or data are transmitted wirelessly to the second receiving element 5b via the second transmitting element 4b.
  • the control signals store which pixels 2 are to be controlled and how. The pixels 2 are then controlled as a function of these control signals and with the aid of the supply energy.
  • FIG. 1000 An exemplary embodiment of a screen 1000 is shown in plan view in FIG.
  • the screen 1000 comprises several display modules 100, for example several of the display modules 100 of FIG. 1.
  • the display modules 100 are connected to one another and are arranged next to one another in a direction parallel to the front side.
  • the screen 1000 forms a video screen, for example.
  • FIG. 3 shows a section from an exemplary embodiment of the screen 1000. More precisely, FIG. 3 shows a display module 100 of the screen 1000 and parts of the adjacent display modules 100. In FIG. 3, only the plane in which the receiving elements 5a, 5b are arranged is shown. As can be seen, a first receiving element 5a in the form of a large coil 50 and a plurality of second receiving elements 5b, each in the form of a smaller coil 50, are assigned to the display module 100. In the present embodiment are For example, the pixels 2 are divided into four pixel groups, each pixel group being assigned a second receiving element 5b (and the corresponding second transmitting element 4b). The first receiving element 5a supplies all pixel groups and all of the remaining electronics on the front side of the display module 100 with sufficient supply energy for operation.
  • FIG. 4 several exemplary embodiments of coils 40, 50 with different geometries are shown.
  • the coils 40, 50 are each flat coils with thin, metallic conductor tracks.
  • the thickness of the conductor tracks is, for example, at most 500 nm.
  • the coils 40, 50 of FIG. 4 differ in their geometry.
  • the coils 40, 50 each have 150 turns, for example.
  • the widths of the conductor tracks of the coils 40, 50 are, for example, around 30 ⁇ m.
  • the distance between the conductor tracks between two adjacent windings is, for example, also 30 ⁇ m Coils 40, 50, for example, each approximately 2 mm. With such coils 40, 50 an inductance of approximately 200 pH is achieved.
  • the square coil 40, 50 achieves particularly high inductances because it encloses the largest area.
  • the coils 40, 50 of FIG. 4 with the specified dimensions are particularly suitable for use in a first transmitting element and first receiving element, which is set up to transmit the supply energy.
  • first receiving element 5a and a first transmitting element 4a per display module 100 in the form of a single coil (see FIG. 3)
  • a module size of 80 mm x 90 mm and a pixel edge length of 1 mm with a luminance of 2000 cd / m ⁇ one would have a power requirement per display module 100 of 6 W.
  • the power requirement per display module 100 would then be approximately 1.5 A.
  • each coil 40, 50 would then only have to carry 0.17 A.
  • a coil edge length could be approximately 25 mm.
  • FIG. 5 again shows the section from the screen 1000 in which a display module 100 is shown in detail.
  • the plane in which the pixels 2 are arranged is now shown.
  • a pLED chip 20 is assigned to each pixel 2.
  • the areas of the pixels 2 are each at least a factor of 5 larger than the areas of the pLED chips 20.
  • the area between two adjacent pixels that is not illuminated during operation is relatively large. This in turn makes it possible to arrange semiconductor chips 7a, 7b, 7c, 7d for controlling the pixels 2 between the pixels 2 without these influencing the image quality.
  • the display module 100 comprises an active matrix control system.
  • the active matrix control system includes one column driver that has two Semiconductor chips 7a comprises, and a row driver which comprises two further semiconductor chips 7b.
  • the display module 100 comprises a semiconductor chip 7d for data processing and a semiconductor chip 7c for the voltage supply. The functions of the semiconductor chips 7b,
  • An advantage of the arrangement of the semiconductor chips 7a, 7b, 7c, 7d in the area between the pixels 2 is that no semiconductor chips for controlling the pixels have to be arranged at the edges of the display module 100, which makes the display module 100 appear borderless during operation.
  • FIG. 5 A cross-sectional view of the display module 100 shown in FIG. 5 is shown in FIG.
  • the dashed lines indicate the boundaries between neighboring pixels 2.
  • the semiconductor chips 7a, 7d are each arranged in the area between two pixels 2, in particular in the area between the LED chips 20 of two adjacent pixels 2.
  • the semiconductor chips 7a, 7d are arranged here in a different plane than the LED chips 20.
  • the semiconductor chips 7a, 7d are arranged in the same plane as the LED chips 20.
  • FIG. 7 shows a schematic circuit arrangement of an exemplary embodiment of the display module 100. For example, it is the switching arrangement of the exemplary embodiment in FIGS. 3 and 5.
  • Image data or control signals are in the form of high-frequency signals.
  • the control signals can also be modulated in order to increase the transmission reliability
  • These are forwarded to the second transmitting element 4b on the rear side of the carrier 1 via an impedance converter 21. From there, the control signals are transmitted wirelessly through the carrier 1 to the front of the carrier to the second receiving element 5b.
  • the control signals are then forwarded from the second receiving element 5b to the semiconductor chip 7d, which is set up for data processing of the control signals.
  • the semiconductor chip 7d in the present case comprises an impedance converter 70d and a demultiplexer 71d.
  • the semiconductor chip 7d is signal-connected to the semiconductor chips 7a of the column driver and the semiconductor chips 7b of the row driver.
  • the processed control signals are thus forwarded to the column driver and the row driver, via which the individual pixels 2 are then controlled as a function of the control signals.
  • the supply energy for the display module 100 is provided via a power supply unit 200.
  • a modulator 22 on the rear side of the carrier 1 modulates the voltage and this is applied to the first transmitting element 4a on the rear side of the carrier 1.
  • the supply energy is then transmitted wirelessly through the carrier 1 to the first receiving element 5a.
  • the supply energy is forwarded from the first receiving element 5a via the wiring layer 3 to the semiconductor chip 7c for the voltage supply.
  • This semiconductor chip 7c comprises a circuit 70c for rectifying the electrical voltage / current, a circuit 71c for smoothing and a circuit 72c for stabilization.
  • capacitors are used for smoothing.
  • the capacitors for smoothing can alternatively also be integrated in the wiring layer be.
  • the pixel arrangement is then supplied with energy via the semiconductor chip 7c.
  • FIG. 8 Another exemplary embodiment of the display module 100 is shown in FIG.
  • the embodiment of Figure 8 is similar to that of Figure 1.
  • the coils 50 of the first 5a and second 5b receiving element core plates 90 for example made of nickel or cobalt or iron, arranged.
  • the core plates 90 overlap the coils 50 in a projection onto the front side.
  • the core plates 90 guide the magnetic field and thereby reduce losses.
  • a further exemplary embodiment of the display module 100 is shown in a cross-sectional view in FIG.
  • the transmitting unit 4 and the receiving unit 5 do not have coils, but electrodes 41, 51.
  • the wireless energy transmission for the supply energy and the control signals is capacitive here.
  • the electrodes 41, 51 are preferably each applied directly to the carrier 1 here.
  • FIG. 10 shows an exemplary embodiment of the display module 100 in a cross-sectional view, the transmission unit 4 comprising a radiation-emitting element 42, such as a semiconductor laser.
  • the receiving unit 5 has a photodetector 52.
  • the photodetector 52 can be produced using thin-film technology and can be based on amorphous silicon, for example.
  • the radiation-emitting element 42 transmits both the supply energy and the control signals to the photodetector 52 during operation. the transmission of supply energy and control signals is implemented in a single pair of transmitting element and receiving element.
  • the receiving unit 5 and the transmitting unit 4 each have, for example, only a single coil 40, 50 via which both the supply energy and the control signals are transmitted wirelessly.
  • the transmitting unit 4 and the receiving unit 5 were each arranged to overlap, in particular to completely overlap, with the pixel field of pixels 2. In the exemplary embodiment in FIG. 11, this is not the case.
  • the projections of the transmitting unit 4 and the receiving unit 5 on the front side 10 are outside the corresponding projection of the pixel field.

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Abstract

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Anzeigemodul (100) einen Träger (1) mit einer Vorderseite (10) und einer Rückseite (11) sowie ein Pixelfeld aus mehreren, elektrisch ansteuerbaren Pixeln (2) auf der Vorderseite. Im Betrieb wird über jedes angesteuerte Pixel elektromagnetische Strahlung emittiert. Das Anzeigemodul umfasst ferner eine Verschaltungsschicht (3) auf der Vorderseite, über die die Pixel miteinander elektrisch verschaltet sind. Weiter umfasst das Anzeigemodul eine Empfangseinheit (5) auf der Vorderseite, wobei die Empfangseinheit elektrisch mit der Verschaltungsschicht verschaltet ist. Die Empfangseinheit ist dazu eingerichtet, eine Versorgungsenergie für den Betrieb des Anzeigemoduls drahtlos zu empfangen.

Description

Beschreibung
ANZEIGEMODUL, BILDSCHIRM UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES ANZEIGEMODULS
Es wird ein Anzeigemodul angegeben. Darüber hinaus werden ein Bildschirm und ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigenmoduls angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein randlos erscheinendes Anzeigemodul anzugeben. Weitere zu lösende Aufgaben bestehen darin, einen Bildschirm mit solchen Anzeigemodulen sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Anzeigemoduls anzugeben.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch die Gegenstände der Patentansprüche 1 und 13 sowie durch das Verfahren des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der weiteren abhängigen Patentansprüche .
Zunächst wird das Anzeigemodul angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Anzeigemodul einen Träger mit einer Vorderseite und einer Rückseite. Die Vorderseite und die Rückseite verlaufen insbesondere parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander. Die Vorderseite und die Rückseite weisen beispielsweise jeweils eine Fläche von zumindest 25 cm^ oder zumindest 100 cm^ oder zumindest 2500 cm^ oder zumindest 1 m^ auf. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Fläche der
Vorderseite und der Rückseite jeweils höchstens 25 m^ oder höchstens 9 m^ oder höchstens 1 m^. Eine Dicke des Trägers, gemessen als Abstand zwischen der Vorderseite und der Rückseite, beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 0,05 mm und 5 mm.
Der Träger ist bevorzugt elektrisch isolierend.
Beispielsweise besteht der Träger aus einem für sichtbares Licht transparenten Material. Beispielsweise umfasst oder besteht der Träger aus einem Dielektrikum, wie Glas oder Kunststoff oder Saphir. Insbesondere kann der Träger aus einer Kunststofffolie bestehen und biegsam ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Träger zusammenhängend und ohne Unterbrechungen. Der Träger ist beispielsweise einstückig ausgebildet. Der Träger kann selbsttragend sein. Der Träger bildet insbesondere die stabilisierende Komponente des Anzeigemoduls .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Anzeigemodul ein Pixelfeld aus mehreren, elektrisch ansteuerbaren Pixeln auf der Vorderseite, wobei im Betrieb des Anzeigemoduls über jedes angesteuerte Pixel elektromagnetische Strahlung, insbesondere sichtbares Licht, emittiert wird. Ein nicht angesteuertes Pixel (ausgeschaltetes Pixel) emittiert keine Strahlung und erscheint für einen Betrachter dunkel oder schwarz. Ein Pixel wird auch als Emissionsfeld bezeichnet. Die Pixel sind insbesondere in einem Matrixmuster, beispielsweise in einem Rechteckmuster, angeordnet. Das Pixelfeld umfasst beispielsweise zumindest 100 oder zumindest 1000 oder zumindest 10000 Pixel. Bevorzugt sind die Pixel einzeln und unabhängig voneinander ansteuerbar.
Jedes Pixel ist zum Beispiel quadratisch oder hexagonal ausgebildet und weist dann bevorzugt eine Kantenlänge zwischen einschließlich 0,1 mm und 50 mm, insbesondere zwischen einschließlich 0,2 mm und 20 mm, beispielsweise von 1 mm, auf. Im Betrieb wird über die gesamte Fläche des angesteuerten Pixels oder über einen Teilbereich der Fläche des Pixels elektromagnetische Strahlung emittiert.
Jedes Pixel umfasst beispielsweise drei Subpixel, über die im Betrieb Licht unterschiedlicher Farben emittiert wird. Über ein erstes Subpixel wird beispielsweise rotes Licht emittiert, über ein zweites Subpixel blaues Licht und über ein drittes Subpixel grünes Licht. Die Subpixel sind bevorzugt ebenfalls einzeln und unabhängig ansteuerbar.
Die einzelnen Pixel oder Subpixel können auf verschiedene Arten realisiert sein. Zum Beispiel ist jedem Pixel und/oder jedem Subpixel ein LED-Chip, der im Betrieb intrinsisch elektromagnetische Strahlung erzeugt und diese emittiert, zugeordnet. Die LED-Chips basieren beispielsweise jeweils auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Den Pixeln können jeweils drei LED-Chips zur Emission von rotem, grünem und blauem Licht eindeutig zugeordnet sein. Alternativ kann jedem Pixel nur ein einziger LED-Chip zugeordnet sein, der in drei Subpixel pixeliert ist.
Die LED-Chips können eine Kantenlänge von zumindest 200 gm oder zwischen einschließlich 50 gm und 200 pm (Mini-LED-Chip) oder eine Kantenlänge von höchstens 50 pm (p-LED-Chip) aufweisen .
Alternativ können die einzelnen Pixel jeweils durch eine OLED (organische Leuchtdiode) gebildet sein. Beispielsweise sind mehrere oder alle Pixel aus einer gemeinsamen, zusammenhängenden OLED-Schichtenfolge gebildet. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass das Pixelfeld eine Flüssigkristallanzeige (Englisch: liquid crystal display, kurz LCD) ist. Jedem Pixel ist dann ein Segment eineindeutig zugeordnet, dessen Transparenz für elektromagnetische Strahlung, insbesondere für sichtbares Licht, durch Anlegen von Spannung änderbar ist. In diesem Fall umfasst das Anzeigemodul bevorzugt noch eine Hintergrundbeleuchtung für die Flüssigkristallanzeige. Die Hintergrundbeleuchtung kann LED-Chips aufweisen. Die Hintergrundbeleuchtung kann auf der Vorderseite oder auf der Rückseite des Trägers angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Anzeigemodul eine Verschaltungsschicht auf der Vorderseite. Die Pixel sind über die Verschaltungsschicht elektrisch miteinander verschaltet. Die Verschaltungsschicht ist beispielsweise zwischen den Pixeln und dem Träger angeordnet. Die Verschaltungsschicht umfasst insbesondere mehrere, übereinandergestapelte Einzelschichten. Zum Beispiel umfasst die Verschaltungsschicht eine oder mehrere dielektrische Schichten, wie SiOg-Schichten, und eine oder mehrere Metallschichten. Die dielektrischen Schichten und die Metallschichten können alternierend angeordnet sein. Über die Metallschicht (en) sind die Pixel elektrisch verschaltet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Anzeigemodul eine Empfangseinheit auf der Vorderseite. Die Empfangseinheit ist elektrisch mit der Verschaltungsschicht verschaltet. Die Empfangseinheit ist beispielsweise zwischen den Pixeln und der Vorderseite angeordnet, insbesondere zwischen der Verschaltungsschicht und der Vorderseite oder in der Verschaltungsschicht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Empfangseinheit dazu eingerichtet, eine Versorgungsenergie für den Betrieb des Anzeigemoduls drahtlos zu empfangen. Das heißt, die Empfangseinheit ist dazu eingerichtet, so viel Energie drahtlos empfangen zu können, dass damit die gesamte Elektronik des Anzeigemoduls auf der Vorderseite, inklusive aller Steuerungen und Pixel des Anzeigemoduls, versorgt werden kann. Besonders bevorzugt ist für den Betrieb der Elektronik auf der Vorderseite keine zusätzliche, drahtgebundene Energieübertragung notwendig oder verwendet. Die empfangene Versorgungsenergie wird dann, eventuell nach einer Aufbereitung, als elektrische Energie von der Empfangseinheit über die Verschaltungsschicht weiter an die Pixel/ an das Pixelfeld geleitet und zur Ansteuerung der Pixel verwendet.
Im Betrieb des Anzeigemoduls wird zur Versorgung des Anzeigemoduls mit der Versorgungsenergie eine Sendeeinheit verwendet. Die Sendeinheit sendet die Versorgungsenergie drahtlos an die Empfangseinheit und die Empfangseinheit ist dazu eingerichtet, das von der Sendeinheit gesendete zu empfangen. Das heißt, im bestimmungsgemäßen Betrieb des Anzeigemoduls wird die Versorgungsenergie drahtlos von der Sendeeinheit an die Empfangseinheit übertragen. Die Sendeeinheit kann Teil des Anzeigemoduls sein, insbesondere fest in das Anzeigemodul integriert sein, oder eine externe Einheit sein, die beispielsweise separat von dem Anzeigemodul transportierbar ist.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Anzeigemodul einen Träger mit einer Vorderseite und einer Rückseite sowie ein Pixelfeld aus mehreren, elektrisch ansteuerbaren Pixeln auf der Vorderseite. Im Betrieb wird über jedes angesteuerte Pixel elektromagnetische Strahlung emittiert. Das Anzeigemodul umfasst ferner eine Verschaltungsschicht auf der Vorderseite, über die die Pixel miteinander elektrisch verschaltet sind. Weiter umfasst das Anzeigemodul eine Empfangseinheit auf der Vorderseite, wobei die Empfangseinheit elektrisch mit der Verschaltungsschicht verschaltet ist. Die Empfangseinheit ist dazu eingerichtet, eine Versorgungsenergie für den Betrieb des Anzeigemoduls drahtlos zu empfangen.
Die vorliegende Erfindung basiert insbesondere auf der Erkenntnis, dass viele Videoleinwände heutzutage modular aufgebaut sind, um sie transportierbar, lagerbar, montierbar und reparierbar zu machen. Dazu wird eine Mehrzahl von Anzeigemodulen verwendet, die wiederum jeweils eine Vielzahl von Pixeln umfassen. Um diese nahtlos aneinanderzufügen, das heißt, um den Pixelabstand auch im Übergangsbereich zwischen zwei Anzeigemodulen konstant zu halten, sind randlose Anzeigemodule wünschenswert. Mit der vorliegenden Erfindung können drahtgebundene Energieübertragungspfade an den Rändern des Anzeigemoduls vermieden werden. Dadurch entfallen dunkel erscheinende Linien zwischen den Anzeigemodulen. Die Anzeigemodule erscheinen randlos, wodurch die Bildqualität erhöht wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Anzeigemodul eine Sendeeinheit an der Rückseite. Die Sendeeinheit kann direkt auf der Rückseite angeordnet sein oder beabstandet zur Rückseite angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Sendeeinheit dazu eingerichtet, die Versorgungsenergie für den Betrieb des Anzeigemoduls durch den Träger hindurch an die Empfangseinheit zu senden. Das heißt, die Sendeeinheit und die Empfangseinheit sind zu einer drahtlosen Energieübertragung von der Rückseite durch den Träger hindurch zur Vorderseite eingerichtet. Besonders bevorzugt ist das Anzeigemodul frei von einer drahtgebundenen Energieübertragung zwischen der Rückseite und der Vorderseite. Das heißt die Vorderseite und die Rückseite sind elektrisch voneinander isoliert. Alternativ ist zum Beispiel höchstens ein Massekontakt zwischen der Vorderseite und der Rückseite ausgebildet.
Insbesondere sind die Sendeeinheit und die Empfangseinheit so eingerichtet, dass bei entsprechender Energieversorgung der Sendeeinheit so viel Energie von der Sendeeinheit an die Empfangseinheit drahtlos übertragbar ist, dass die gesamte Elektronik des Anzeigemoduls auf der Vorderseite, inklusive aller Steuerungen und Pixel des Anzeigemoduls, versorgt werden kann. Die Sendeeinheit umfasst zum Beispiel einen Anschluss, beispielsweise einen Stecker oder eine Buchse, über die die Versorgungsenergie oder Steuersignale über Kabel der Sendeeinheit zuführbar sind.
Bevorzugt überlappen bei einer Projektion der Sendeeinheit, der Empfangseinheit und des Pixelfeldes auf die Vorderseite, sowohl die Sendeinheit als auch die Empfangseinheit mit dem Pixelfeld. Zum Beispiel liegen die Projektionen der Sendeeinheit und der Empfangseinheit vollständig in der Projektion des Pixelfeldes. In einer alternativen Ausgestaltung liegen die Projektionen der Sendeinheit und der Empfangseinheit außerhalb der Projektion des Pixelfeldes.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Empfangseinheit dazu eingerichtet, Steuersignale beziehungsweise Daten zur individuellen Ansteuerung einzelner Pixel drahtlos zu empfangen. Die Sendeeinheit ist dann bevorzugt entsprechend dazu eingerichtet, die Steuersignale drahtlos an die Empfangseinheit zu senden. Insbesondere ist die Sendeeinheit dazu eingerichtet, die Steuersignale von der Rückseite aus drahtlos durch den Träger hindurch zur Empfangseinheit zu senden. Die Steuersignale umfassen insbesondere Informationen darüber, welche Pixel angesteuert werden sollen. Besonders bevorzugt ist für die individuelle Ansteuerung der einzelnen Pixel keine drahtgebundene Signalübertragung von der Rückseite zur Vorderseite notwendig oder verwendet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Empfangseinheit zum induktiven, drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie eingerichtet. Alternativ oder zusätzlich ist die Empfangseinheit zum kapazitiven, drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie eingerichtet. Weiter alternativ oder zusätzlich ist die Empfangseinheit zum optischen, drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie eingerichtet.
Die verwendete Sendeeinheit ist entsprechend zum induktiven und/oder kapazitiven und/oder optischen drahtlosen Senden der Versorgungsenergie eingerichtet.
Weiter kann die Empfangseinheit/Sendeeinheit auch zum induktiven und/oder kapazitiven und/oder optischen, drahtlosen Empfangen/Senden der Steuersignale eingerichtet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Empfangseinheit eine oder mehrere Spulen zum induktiven, drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie. Entsprechend umfasst dann die Sendeeinheit bevorzugt ebenfalls eine oder mehrere Spulen zum Senden der Versorgungsenergie.
Bei den Spulen der Empfangseinheit handelt es sich zum Beispiel jeweils um eine Flachspule oder eine Planarspule oder eine drahtgewickelte Spule, beispielsweise mit einem Ferritkern. Ebenso können die Spulen der Sendeeinheit jeweils eine der soeben genannten Spulen sein. Die Spulen der Sendeeinheit und der Empfangseinheit sind bevorzugt paarweise einander gegenüberliegend angeordnet. Das heißt, bei einer Projektion der Spulen der Sendeeinheit und der Empfangseinheit auf die Vorderseite des Trägers überlappt jeweils eine Spule der Sendeeinheit mit einer Spule der Empfangseinheit. Die Spulen der Sendeeinheit und der Empfangseinheit umfassen bevorzugt jeweils zumindest 10 oder zumindest 50 Windungen. Die Spulen können quadratische Windungen, hexagonale Windungen, kreisförmige Windungen oder achteckige Windungen aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Empfangseinheit eine oder mehrere Elektroden zum kapazitiven, drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie. Entsprechend umfasst dann die Sendeeinheit bevorzugt ebenfalls eine oder mehrere Elektroden zum Senden der Versorgungsenergie. Die Elektroden der Sendeeinheit und der Empfangseinheit sind bevorzugt einander gegenüberliegend angeordnet.
Beispielsweise stehen die Elektroden jeweils in direktem Kontakt mit dem Träger. Die Elektroden sind beispielsweise jeweils rechteckig ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst zum optischen, drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie die Empfangseinheit ein oder mehrere Fotodetektoren. Entsprechend umfasst die Empfangseinheit bevorzugt ein oder mehrere strahlungsemittierende Elemente zum Senden der
Versorgungsenergie. Bei den strahlungsemittierenden Elementen handelt es sich beispielsweise jeweils um einen Laser, zum Beispiel um einen Halbleiterlaser, oder um eine LED. Die Fotodetektoren weisen beispielsweise jeweils amorphes oder polykristallines Silizium auf. Insbesondere sind der oder die Fotodetektoren in die Verdrahtungsschicht integriert. Der oder die Fotodetektoren können jeweils eine Photodiode oder ein Photoelement sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Empfangseinheit ein erstes Empfangselement und ein zweites Empfangselement. Das erste Empfangselement ist zum drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie für das Anzeigemodul eingerichtet. Das zweite Empfangselement ist zum drahtlosen Empfangen von Steuersignalen für die individuelle Ansteuerung einzelner Pixel eingerichtet.
In diesem Fall umfasst die Sendeeinheit bevorzugt ein erstes Sendeelement und ein zweites Sendeelement. Das erste Sendelement ist zum drahtlosen Senden der Versorgungsenergie eingerichtet und das zweite Sendeelement ist zum drahtlosen Senden der Steuersignale eingerichtet.
Das erste Sendeelement und das erste Empfangselement bilden bevorzugt ein erstes Paar, das zur Übertragung der Versorgungsenergie für einen Betrieb des Anzeigemoduls eingerichtet ist. Das zweite Sendeelement und das zweite Empfangselement bilden bevorzugt ein zweites Paar, das zur Übertragung von Steuersignalen eingerichtet ist. Das Anzeigemodul kann mehrere solcher ersten und/oder zweiten Empfangselemente oder Paare umfassen. Alle für ein Empfangselement oder Paar aus Sendeelement und Empfangselement offenbarten Merkmale sind auch für alle weiteren Empfangselemente beziehungsweise Paare aus Sendeelement und Empfangselement offenbart.
Bevorzugt umfasst das Anzeigemodul mehrere zweite Empfangselemente oder zweite Paare aus jeweils einem zweiten Sendeelement und einem zweiten Empfangselement. Jedem zweiten Empfangselement oder zweiten Paar ist dann beispielsweise eine andere Art von Steuersignalen zugeordnet. Beispielsweise sind einem zweiten Empfangselement oder zweiten Paar die Steuersignale für rote Subpixel, einem weiteren zweiten Empfangselement oder zweiten Paar die Steuersignale für grüne Subpixel, einem weiteren zweiten Empfangselement oder zweiten Paar die Steuersignale für blaue Subpixel, einem weiteren zweiten Empfangselement oder zweiten Paar die Steuersignale für Synchronisation und so weiter zugeordnet.
Die Sende- und Empfangselemente können jeweils eine Spule oder ein Elektrodenpaar oder ein strahlungsemittierendes Element beziehungsweise einen Fotodetektor aufweisen oder daraus bestehen. Das Sende- und Empfangselement eines Paares überlappen bei einer Projektion auf die Vorderseite bevorzugt miteinander, insbesondere wenn es sich um Spulen oder Elektroden handelt. Die Spulen des ersten Sendeelements und/oder des ersten Empfangselements sind in ihren Abmessungen und/oder Wicklungszahlen bevorzugt größer gewählt als die Spulen des zweiten Sendeelements und des zweiten Empfangselements .
Alternativ zur Verwendung separater Sende- und Empfangselemente für die Übertragung von Versorgungsenergie und für die Übertragung von Steuersignalen ist es aber auch möglich, dass ein Paar aus einem Sendeelement und einem Empfangselement sowohl für die Übertragung von Versorgungsenergie als auch für die Übertragung von Steuersignalen eingerichtet ist. Beispielsweise wird dazu die Versorgungsenergie auf einer Trägerfrequenz von beispielsweise zirka 1 MHz übertragen. Mithilfe einer Frequenzmodulation werden beispielsweise die Steuersignale mit übertragen. In diesem Fall weist das Anzeigemodul zum Beispiel nur ein einziges Empfangselement oder ein einziges Paar aus Sendeelement und Empfangselement auf.
Die Pixel des Anzeigemoduls können in mehrere Pixelgruppen aus jeweils mehreren Pixeln aufgeteilt sein. Jeder Pixelgruppe kann ein Empfangselement oder ein Paar aus Sendeelement und Empfangselement eineindeutig zugeordnet sein. Zum Beispiel ist jeder Pixelgruppe ein zweites Empfangselement oder zweites Paar zur Übertragung von Steuersignalen für die Pixelgruppe eindeutig zugeordnet.
Das Anzeigemodul kann ein einziges erstes Empfangselement oder ein einziges erstes Paar aus erstem Sendeelement und erstem Empfangselement aufweisen, mit dem die Versorgungsenergie für den Betrieb der gesamten Elektronik auf der Vorderseite empfangen/übertragen wird. Alternativ kann mit mehreren ersten Empfangselementen oder ersten Paaren, jeweils aus einem ersten Sendelement und einem ersten Empfangselement, die für den Betrieb der gesamten Elektronik auf der Vorderseite des Anzeigemoduls notwendige Energie empfangen/übertragen werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Verschaltungsschicht und/oder die Empfangseinheit Dünnschicht-Strukturen. Die Verschaltungsschicht und/oder das Empfangselement sind beispielsweise durch eine Dünnschichttechnik, wie Sputtern oder CVD oder PVD, hergestellt. Beispielsweise ist die Dicke der Verschaltungsschicht, gemessen senkrecht zur Vorderseite, höchstens 20 mpi oder höchstens 10 mpi oder höchstens 5 mpi. Die Dicke der Empfangseinheit, insbesondere der Empfangselemente beziehungsweise der Spule(n) oder der Elektrode(n), beträgt beispielsweise höchstens 3 pm oder höchstens 1 pm, beispielsweise 0,5 pm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Anzeigemodul ein Aktiv-Matrix-Steuersystem auf der Vorderseite zur individuellen Ansteuerung der einzelnen Pixel. Beispielsweise realisiert das Aktiv-Matrix- Steuersystem eine Kreuzmatrix-Ansteuerung oder eine Daisy- Chain-Ansteuerung der Pixel.
Das Aktiv-Matrix-Steuersystem umfasst beispielsweise einen Zeilentreiber und einen Spaltentreiber zur Ansteuerung der Pixel. Der Spaltentreiber weist zum Beispiel Schieberegister, Speicher, Spannungswandler, Digital-Analog-(DA-)Wandler und Puffer auf. Der Zeilentreiber weist zum Beispiel Spannungswandler, Puffer und Schieberegister auf, um einen seriellen Daten-/Signalstrom zu parallelisieren.
Bevorzugt umfasst das Aktiv-Matrix-Steuersystem eine Vielzahl von Transistoren, wobei jedem Pixel zumindest ein Transistor eindeutig zugeordnet ist. Die Transistoren dienen zum Ansteuern, also zum An- und Ausschalten der Pixel. Mithilfe der Spaltentreiber und Zeilentreiber werden zum Beispiel die den Pixeln zugeordneten Transistoren entsprechend der vorgesehenen Ansteuerung für das Pixel programmiert oder geschaltet . Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Verschaltungsschicht Dünnschichttransistoren. Bei der Verschaltungsschicht handelt es sich insbesondere um eine sogenannte TFT-Schicht. In diesem Fall umfasst die Verschaltungsschicht neben den dielektrischen Schichten und den Metallschichten bevorzugt noch eine oder mehrere Halbleiterschichten, zum Beispiel aus amorphem Silizium oder polykristallinem Silizium. Jedem Pixel ist bevorzugt zumindest einer der Dünnschichttransistoren der Verschaltungsschicht eindeutig zugeordnet. Die Dünnschichttransistoren bilden beispielsweise die den Pixeln zugeordneten Transistoren des Aktiv-Matrix-Steuersystems.
Neben den Transistoren können in der Verschaltungsschicht auch weitere Schaltungen für die Steuerung der Pixel integriert sein. Beispielsweise sind in der Verschaltungsschicht Steuerelemente des Aktiv-Matrix- Steuersystems, wie der Zeilentreiber und/oder der Spaltentreiber, integriert. Weiter können Schaltungen für die Spannungsversorgung und die Datenaufbereitung in der Verschaltungsschicht integriert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Anzeigemodul auf der Vorderseite Halbleiterchips, insbesondere IC-Chips (IC = integrated Circuit, zu Deutsch integrierter Schaltkreis). Die Halbleiterchips sind jeweils im Bereich zwischen zwei Pixeln angeordnet. Die Halbleiterchips sind zur Steuerung der Pixel eingerichtet.
Die Halbleiterchips weisen bevorzugt jeweils Kantenlängen von höchstens 200 pm oder höchstens 100 pm oder höchstens 50 pm und Dicken von höchstens 50 pm oder höchstens 20 pm auf. In Draufsicht überlappen die Halbleiterchips bevorzugt nicht mit den strahlungsemittierenden Flächen der Pixel.
Beispielsweise umfassen der Zeilentreiber und/oder der Spaltentreiber des Anzeigemoduls jeweils zumindest einen der Halbleiterchips. Ferner können ein oder mehrere der Halbleiterchips zur Datenaufbereitung und zur Spannungsversorgung eingerichtet sein. In diesem Fall sind beispielsweise nur die den einzelnen Pixeln zugeordneten (Dünnschicht-)Transistoren in der Verschaltungsschicht integriert .
Bevorzugt ist bei einer Anordnung der Halbleiterchips im Bereich zwischen den Pixeln die strahlungsemittierende Fläche der Pixel jeweils kleiner, zum Beispiel kleiner gleich 50 %, der Gesamtfläche des Pixels. Dies ist insbesondere der Fall, wenn den Pixeln jeweils ein Mini-LED-Chip oder ein m-LED-Chip zugeordnet ist. Die Kantenlänge der Halbleiterchips beträgt beispielsweise höchstens ein Fünftel oder höchstens ein Zehntel der Kantenlänge der Pixel.
Durch Anordnen der für die Steuerung der Pixel verwendeten Halbleiterchips im Bereich zwischen den Pixeln wird vermieden, dass der Rand des Anzeigemoduls durch eine Anordnung von Steuerelektronik verbreitert ist. So können wieder randlos erscheinende Anzeigemodule erzeugt werden. Bevorzugt ist also in einer Draufsicht auf die Vorderseite betrachtet jeder Halbleiterchip durch zumindest einen Teil einer im Betrieb strahlungsemittierenden Fläche eines Pixels vom Rand des Anzeigemoduls beabstandet.
Die Halbleiterchips können darüber hinaus die Transistoren für die einzelnen Pixel umfassen. In diesem Fall weist die Verdrahtungsschicht beispielsweise keine
Dünnschichttransistoren auf. Bevorzugt handelt es sich bei den Halbleiterchips in diesem Fall um sogenannte plC-Chips mit jeweils Kantenlängen von höchstens 50 gm und Dicken von höchstens 20 gm. Solche plC-Chips können leicht zwischen den Pixeln montiert werden. p-IC-Chips eignen sich insbesondere auch dann, wenn die Pixel durch OLEDs realisiert sind, da sie nur einen kleinen Teil der strahlungsemittierenden Fläche der Pixel überdecken.
Als nächstes wird der Bildschirm angegeben. Der Bildschirm umfasst mehrere der hier beschriebenen Anzeigemodule. Die Anzeigemodule sind miteinander verbunden. Beispielsweise sind die Anzeigemodule durch ein Gestell miteinander verbunden.
Die Anzeigemodule sind insbesondere in einer Richtung parallel zu der Vorderseite der Anzeigemodule nebeneinander angeordnet. Der Bildschirm umfasst beispielsweise zumindest 16 oder zumindest 100 der hier beschriebenen Anzeigemodule. Bei dem Bildschirm handelt es sich insbesondere um eine Videoleinwand .
Als nächstes wird das Verfahren zum Betreiben eines Anzeigemoduls angegeben. Mit dem Verfahren wird ein hier beschriebenes Anzeigemodul betrieben. Alle im Zusammenhang mit dem Verfahren offenbarten Merkmale sind daher auch für das Anzeigemodul offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird bei dem Verfahren zunächst ein Schritt A) ausgeführt, in dem Steuersignale zur individuellen Ansteuerung einzelner Pixel und eine Versorgungsenergie für den Betrieb des Anzeigemoduls von einer Sendeeinheit durch den Träger hindurch zur Empfangseinheit drahtlos übertragen werden. In einem Schritt B) werden die Steuersignale und die Versorgungsenergie von der Empfangseinheit zu den Pixeln über die Verschaltungsschicht weitergeleitet. In einem Schritt C) werden die einzelnen Pixel in Abhängigkeit von den Steuersignalen und mit Hilfe der Versorgungsenergie angesteuert, wobei über die angesteuerten Pixel dann elektromagnetische Strahlung emittiert wird.
Die Schritte A) bis C) werden in alphabetischer Reihenfolge ausgeführt. Bevorzugt wird während des Betriebs des Anzeigemoduls keine Drahtverbindung von der Rückseite zur Vorderseite für eine Energieübertragung genutzt. Besonders bevorzugt wird das Anzeigemodul im Betrieb ausschließlich drahtlos mit Versorgungsenergie und Steuersignalen/Daten versorgt .
Die zu übertragende Energie (Steuersignale und Versorgungsenergie) werden bevorzugt durch Modulationstechniken moduliert, zum Beispiel frequenzmoduliert. Die Elektronik auf der Vorderseite, insbesondere die Halbleiterchips, umfassen bevorzugt Filter, zum Beispiel Bandpassfilter, um die gewünschten Signale herauszufiltern. So kann die Übertragungssicherheit gewährleistet werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Anzeigemoduls, des Bildschirms und des Verfahrens zum Betreiben eines Anzeigemoduls ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die
Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:
Figuren 1, 6 und 8 bis 11 Ausführungsbeispiele des Anzeigemoduls jeweils in Querschnittsansicht,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel des Bildschirms in Draufsicht,
Figuren 3 und 5 Ausschnitte eines Ausführungsbeispiel des Bildschirms in verschiedenen Schnittansichten,
Figur 4 verschiedene Ausführungsbeispiele von Spulen,
Figur 7 eine schematische Schaltanordnung eines Ausführungsbeispiels des Anzeigemoduls.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Anzeigemoduls 100 in Querschnittsansicht. Das Anzeigemodul 100 umfasst einen Träger 1, beispielsweise aus Kunststoff oder Glas. Der Träger 1 umfasst eine Vorderseite 10 und eine der Vorderseite 10 gegenüberliegende Rückseite 11. Flächen der Vorderseite 10 und der Rückseite 11 liegen beispielsweise im Bereich zwischen einschließlich 100 cm^ und 9 m^.
Auf der Vorderseite 10 des Trägers 1 ist eine Verschaltungsschicht 3 sowie ein Pixelfeld aus mehreren Pixeln 2 angeordnet. Die Pixel 2 sind vorliegend jeweils durch einen LED-Chip 20 gebildet. Über die Verschaltungsschicht 3 sind die einzelnen Pixel 2 miteinander elektrisch verschaltet. Insbesondere sind in der Verschaltungsschicht 3 eine Mehrzahl von Dünnschichttransistoren 6 integriert, wobei jeder Dünnschichttransistor 6 einem Pixel 2 eindeutig zugeordnet ist. Über die Dünnschichttransistoren 6 sind die zugehörigen Pixel 2 an- und ausschaltbar. Die Verschaltungsschicht 3 umfasst beispielsweise mehrere durch eine Dünnschichttechnik erzeugte Schichten, wie eine Metallschicht, eine dielektrische Schicht und eine Halbleiterschicht, wodurch die einzelnen Dünnschichttransistoren 6 und die Verschaltung zwischen den Pixeln 2 realisiert ist.
Auf der Vorderseite 10 zwischen der Verschaltungsschicht 3 und dem Träger 1 ist eine Empfangseinheit 5 umfassend ein erstes Empfangselement 5a in Form einer Spule 50 und ein zweites Empfangselement 5b in Form einer weiteren Spule 50 angeordnet. An der Rückseite 11 ist eine Sendeinheit 4 umfassend ein erstes Sendeelement 4a in Form einer Spule 40 und ein zweites Sendeelement 4b in Form einer weiteren Spule 40 angeordnet. Das erste Sendeelement 4a liegt dem ersten Empfangselement 5a gegenüber. Das zweite Sendeelement 4b liegt dem zweiten Empfangselement 5b gegenüber. Die Spulen 40 können direkt auf der Rückseite 11 angeordnet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Spulen 40 jedoch auf einem Hilfsträger 8 angeordnet und nicht direkt auf dem Träger 1. Die Spulen 40 sind beispielsweise etwas von dem Träger 1 beabstandet. Insbesondere ist hier die Sendeeinheit 4 kein Teil des Anzeigemoduls 100 und bevorzugt unabhängig von dem Anzeigemodul 100 transportierbar. Der umgekehrte Fall, dass die Sendeinheit 4 Teil des Anzeigemoduls 100 ist und dann zum Beispiel nicht zerstörungsfrei von dem Anzeigemodul 100 lösbar ist, ist aber ebenso denkbar. Die Spulen 40, 50 sind vorliegenden zum Beispiel jeweils durch eine Dünnschichttechnik hergestellt.
Im Betrieb des Anzeigemoduls 100 wird über das erste Sendeelement 4a eine Versorgungsenergie zum Betreiben des Anzeigemoduls 100 an das erste Empfangselement 5a übertragen. Von dort aus wird die Versorgungsenergie über die Verdrahtungsschicht 3 zu der Elektronik auf der Vorderseite 10 weitergeleitet. Über das zweite Sendeelement 4b werden Steuersignale beziehungsweise Daten drahtlos an das zweite Empfangselement 5b übertragen. In den Steuersignalen ist gespeichert, welche Pixel 2 wie anzusteuern sind. Die Pixel 2 werden dann in Abhängigkeit von diesen Steuersignalen und mit Hilfe der Versorgungsenergie angesteuert.
In der Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Bildschirms 1000 in Draufsicht gezeigt. Der Bildschirm 1000 umfasst mehrere Anzeigemodule 100, beispielsweise mehrere der Anzeigemodule 100 der Figur 1. Die Anzeigemodule 100 sind miteinander verbunden und in einer Richtung parallel zur Vorderseite nebeneinander angeordnet. Der Bildschirm 1000 bildet beispielsweise eine Videoleinwand.
In der Figur 3 ist ein Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel des Bildschirms 1000 gezeigt. Genauer gesagt zeigt Figur 3 ein Anzeigemodul 100 des Bildschirms 1000 und Teile der benachbarten Anzeigemodule 100. In der Figur 3 ist nur die Ebene dargestellt, in der die Empfangselemente 5a, 5b angeordnet sind. Wie zu erkennen ist, sind dem Anzeigemodul 100 ein erstes Empfangselement 5a in Form einer großen Spule 50 und mehrere zweite Empfangselemente 5b jeweils in Form einer kleineren Spule 50 zugeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beispielsweise die Pixel 2 in vier Pixelgruppen unterteilt, wobei jeder Pixelgruppe ein zweites Empfangselement 5b (und das entsprechende zweite Sendeelement 4b) zugeordnet ist. Das erste Empfangselement 5a versorgt alle Pixelgruppen und die gesamte übrige Elektronik auf der Vorderseite des Anzeigemoduls 100 mit ausreichend Versorgungsenergie für den Betrieb .
In der Figur 4 sind mehrere Ausführungsbeispiele von Spulen 40, 50 mit verschiedenen Geometrien gezeigt. Bei den Spulen 40, 50 handelt es sich jeweils um Flachspulen mit dünnen, metallischen Leiterbahnen. Die Dicke der Leiterbahnen beträgt beispielsweise höchstens 500 nm. Die Spulen 40, 50 der Figur 4 unterscheiden sich in ihrer Geometrie. Die Spulen 40, 50 weisen beispielsweise jeweils 150 Windungen auf. Die Breiten der Leiterbahnen der Spulen 40, 50 liegen beispielsweise bei zirka 30 gm. Der Abstand der Leiterbahnen zwischen zwei benachbarten Wicklungen beträgt beispielsweise ebenfalls 30 gm. Ein äußerer Durchmesser der Spulen 40, 50 beträgt dann beispielsweise jeweils zirka 20 mm, ein innerer Durchmesser der Spulen 40, 50 beispielsweise jeweils zirka 2 mm. Mit solchen Spulen 40, 50 wird eine Induktivität von zirka 200 pH erreicht. Die quadratische Spule 40, 50 erreicht besonders hohe Induktivitäten, weil sie die größte Fläche umschließt. Die Spulen 40, 50 der Figur 4 mit den spezifizierten Abmessungen eignen sich besonders für die Verwendung in einem ersten Sendeelement und ersten Empfangselement, die zur Übertragung der Versorgungsenergie eingerichtet ist.
Statt eines ersten Empfangselements 5a und eines ersten Sendeelements 4a pro Anzeigemodul 100 in Form jeweils einer einzigen Spule (siehe Figur 3) kann es vorteilhaft sein, pro Anzeigemodul 100 mehrere erste Empfangselemente 5a und entsprechend mehrere erste Sendeelemente 4a jeweils in Form einer Spule 40, 50 zu verwenden. Beispielsweise bei einer Modulgröße von 80 mm x 90 mm und einer Pixelkantenlänge von 1 mm hätte man bei einer Leuchtdichte von 2000 cd/m^ einen Leistungsbedarf pro Anzeigemodul 100 von 6 W. Der Strombedarf pro Anzeigemodul 100 würde dann zirka 1,5 A betragen. Bei einer Spulendicke von zirka 0,3 gm wäre dies ein relativ großer Strom. In diesem Fall wären zum Beispiel neun erste Empfangselemente 5a und entsprechende erste Sendeelemente 4a sinnvoll. Jede Spule 40, 50 müsste dann nur 0,17 A tragen. Eine Spulenkantenlänge könnte ungefähr 25 mm betragen. Bei einer Breite der Leiterbahnen der Spulen von zirka 300 gm, einem Pitch zwischen benachbarten Leiterbahnen von 400 pm und 31 Windungen pro Spule wäre die Erwärmung der Spulen kleiner 20 °C.
In der Figur 5 ist wieder der Ausschnitt aus dem Bildschirm 1000 gezeigt, in der ein Anzeigemodul 100 detailliert dargestellt ist. Anders als in der Figur 3 ist aber nun die Ebene gezeigt, in der die Pixel 2 angeordnet sind. Wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu sehen ist, ist jedem Pixel 2 ein pLED-Chip 20 zugeordnet. Die Flächen der Pixel 2 sind dabei jeweils um mindestens einen Faktor 5 größer als die Flächen der pLED-Chips 20. Dadurch ist der im Betrieb nicht leuchtende Bereich zwischen zwei benachbarten Pixeln verhältnismäßig groß. Dies ermöglicht wiederum, Halbleiterchips 7a, 7b, 7c, 7d zur Steuerung der Pixel 2 zwischen den Pixeln 2 anzuordnen, ohne dass diese die Bildqualität beeinflussen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Anzeigemodul 100 ein Aktiv-Matrix-Steuersystem. Das Aktiv-Matrix- Steuersystem umfasst einen Spaltentreiber, der zwei Halbleiterchips 7a umfasst, und einen Zeilentreiber, der zwei weitere Halbleiterchips 7b umfasst. Außerdem umfasst das Anzeigemodul 100 einen Halbleiterchip 7d zur Datenaufbereitung und einen Halbleiterchip 7c für die Spannungsversorgung . Die Funktionen der Halbleiterchips 7b,
7d werden im Zusammenhang mit der Figur 7 noch näher erläutert .
Ein Vorteil der Anordnung der Halbleiterchips 7a, 7b, 7c, 7d im Bereich zwischen den Pixeln 2 ist, dass dadurch keine Halbleiterchips zur Steuerung der Pixel an den Rändern des Anzeigemoduls 100 angeordnet werden müssen, wodurch das Anzeigemodul 100 im Betrieb randlos erscheint.
In der Figur 6 ist eine Querschnittsansicht des in der Figur 5 gezeigten Anzeigemoduls 100 gezeigt. Die gestrichelten Linien deuten die Grenzen zwischen benachbarten Pixeln 2 an. Es ist zu erkennen, dass die Halbleiterchips 7a, 7d jeweils im Bereich zwischen zwei Pixeln 2, insbesondere im Bereich zwischen den LED-Chips 20 zweier benachbarter Pixeln 2, angeordnet sind. Außerdem sind die Halbleiterchips 7a, 7d hier in einer anderen Ebene als die LED-Chips 20 angeordnet. Ebenso ist aber denkbar, dass die Halbleiterchips 7a, 7d in derselben Ebene angeordnet sind wie die LED-Chips 20.
In der Figur 7 ist eine schematische Schaltanordnung eines Ausführungsbeispiels des Anzeigemoduls 100 gezeigt. Beispielsweise handelt es sich um die Schaltanordnung des Ausführungsbeispiels der Figuren 3 und 5.
Bilddaten beziehungsweise Steuersignale liegen in Form von hochfrequenten Signalen vor. Die Steuersignale können noch moduliert werden, um die Übertragungssicherheit zu erhöhen Über einen Impedanzwandler 21 werden diese an das zweite Sendeelement 4b an der Rückseite des Trägers 1 weitergeleitet. Von dort aus werden die Steuersignale drahtlos durch den Träger 1 hindurch zur Vorderseite des Trägers an das zweite Empfangselement 5b weitergeleitet. Von dem zweiten Empfangselement 5b werden die Steuersignale dann an den Halbleiterchip 7d weitergeleitet, der zur Datenaufbereitung der Steuersignale eingerichtet ist. Insbesondere umfasst der Halbleiterchip 7d vorliegend einen Impedanzwandler 70d und einen Demultiplexer 71d. Der Halbleiterchip 7d ist signaltechnisch mit den Halbleiterchips 7a des Spaltentreibers und den Halbleiterchips 7b des Zeilentreibers verbunden. Die aufbereiteten Steuersignale werden also an den Spaltentreiber und den Zeilentreiber weitergeleitet, über die dann die einzelnen Pixel 2 in Abhängigkeit der Steuersignale angesteuert werden.
Die Versorgungsenergie für das Anzeigemodul 100 wird über ein Netzteil 200 bereitgestellt. Ein Modulator 22 an der Rückseite des Trägers 1 moduliert die Spannung und diese wird an das erste Sendeelement 4a an der Rückseite des Trägers 1 angelegt. Die Versorgungsenergie wird dann drahtlos durch den Träger 1 hindurch an das erste Empfangselement 5a übermittelt. Von dem ersten Empfangselement 5a wird die Versorgungenergie über die Verdrahtungsschicht 3 zu dem Halbleiterchip 7c für die Spannungsversorgung weitergeleitet. Dieser Halbleiterchip 7c umfasst eine Schaltung 70c für die Gleichrichtung der elektrischen Spannung/Strom, eine Schaltung 71c für die Glättung und eine Schaltung 72c für die Stabilisierung. Für die Glättung werden beispielsweise Kondensatoren verwendet. Die Kondensatoren für die Glättung können alternativ auch in der Verdrahtungsschicht integriert sein. Über den Halbleiterchip 7c wird dann die Pixelanordnung mit Energie versorgt.
In der Figur 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Anzeigemoduls 100 gezeigt. Das Ausführungsbeispiel der Figur 8 ist ähnlich zu dem der Figur 1. Anders als in der Figur 1 sind im Ausführungsbeispiel der Figur 8 in einer Ebene über den Spulen 50 des ersten 5a und zweiten 5b Empfangselements Kernplatten 90, beispielsweise aus Nickel oder Kobalt oder Eisen, angeordnet. Die Kernplatten 90 überlappen in einer Projektion auf die Vorderseite mit den Spulen 50. Die Kernplatten 90 führen das magnetische Feld und vermindern dadurch Verluste.
In der Figur 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Anzeigemoduls 100 in einer Querschnittsansicht gezeigt.
Anders als im Ausführungsbeispiel der Figur 1 weisen die Sendeeinheit 4 und die Empfangseinheit 5 keine Spulen, sondern Elektroden 41, 51 auf. Die drahtlose Energieübertragung für die Versorgungsenergie und die Steuersignale erfolgt hier kapazitiv. Die Elektroden 41, 51 sind hier bevorzugt jeweils direkt auf dem Träger 1 aufgebracht .
In der Figur 10 ist ein Ausführungsbeispiel des Anzeigemoduls 100 in Querschnittsansicht gezeigt, wobei die Sendeeinheit 4 ein strahlungsemittierendes Element 42, wie einen Halbleiterlaser, umfasst. Die Empfangseinheit 5 weist einen Fotodetektor 52 auf. Der Fotodetektor 52 kann in Dünnfilmtechnik hergestellt sein und beispielsweise auf amorphem Silizium basieren. Das strahlungsemittierende Element 42 überträgt im Betrieb sowohl die Versorgungsenergie als auch die Steuersignale an den Fotodetektor 52. Das heißt, die Übertragung von Versorgungsenergie und Steuersignalen ist in einem einzigen Paar aus Sendeelement und Empfangselement realisiert .
In der Figur 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Anzeigemoduls 100 gezeigt. Die Empfangseinheit 5 und die Sendeeinheit 4 weisen zum Beispiel jeweils nur eine einzige Spule 40, 50 auf, über die sowohl die Versorgungsenergie als auch die Steuersignale drahtlos übertragen werden. In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen waren die die Sendeeinheit 4 und die Empfangseinheit 5 jeweils überlappend, insbesondere vollständig überlappend mit dem Pixelfeld aus Pixeln 2 angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 11 ist dies nicht der Fall. Hier liegen die Projektionen der Sendeeinheit 4 und der Empfangseinheit 5 auf die Vorderseite 10 außerhalb der entsprechenden Projektion des Pixelfeldes.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102019123893.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugszeichenliste
1 Träger
2 Pixel
3 VerdrahtungsSchicht
4 Sendeelement
4a erstes Sendeelement
4b zweites Sendeelement
5 Empfangselernent
5a erstes Empfangselement
5b zweites Empfangselement
6 Dünnfilmtransistor
7a, 7b, 7c , 7d Halbleiterchip 8 Hilfsträger
10 Vorderseite
11 Rückseite
20 LED-Chip
21 Impedanzwandler
22 Modulator
40, 50 Spule
41, 52 Elektrode 42 strahlungsemittierendes Element
52 Fotodetektor 7Od Impedanzwandler 7ld Demultiplexer
70c, 71c, 72c Schaltung 90 Kernplatte 100 Anzeigemodul 200 Netzteil
1000 Bildschirm

Claims

Patentansprüche
1. Anzeigemodul (100) umfassend
- einen Träger (1) mit einer Vorderseite (10) und einer Rückseite (11),
- ein Pixelfeld aus mehreren, elektrisch ansteuerbaren Pixeln (2) auf der Vorderseite (10), wobei im Betrieb über jedes angesteuerte Pixel (2) elektromagnetische Strahlung emittiert wird,
- eine Verschaltungsschicht (3) auf der Vorderseite (10), über die die Pixel (2) miteinander elektrisch verschaltet sind,
- eine Empfangseinheit (5) auf der Vorderseite (10), wobei
- die Empfangseinheit (5) elektrisch mit der Verschaltungsschicht (3) verschaltet ist,
- die Empfangseinheit (5) dazu eingerichtet ist, eine Versorgungsenergie für den Betrieb des Anzeigemoduls (100) drahtlos zu empfangen.
2. Anzeigemodul (100) nach Anspruch 1, weiter umfassend
- eine Sendeeinheit (4) an der Rückseite (11), wobei
- die Sendeeinheit (4) dazu eingerichtet ist, die Versorgungsenergie für den Betrieb des Anzeigemoduls (100) durch den Träger (1) hindurch an die Empfangseinheit (5) zu senden.
3. Anzeigemodul (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Empfangseinheit (5) dazu eingerichtet ist, Steuersignale zur individuellen Ansteuerung einzelner Pixel (2) drahtlos zu empfangen.
4. Anzeigemodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Empfangseinheit (5) zur induktiven und/oder kapazitiven und/oder optischen, drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie eingerichtet sind.
5. Anzeigemodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Empfangseinheit (5) zumindest eine Spule (50) zum induktiven, drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie umfasst .
6. Anzeigemodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Empfangseinheit (5) zumindest eine Elektrode (51) zum kapazitiven, drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie umfasst .
7. Anzeigemodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum optischen, drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie die Empfangseinheit (5) zumindest einen Fotodetektor (52) umfasst.
8. Anzeigemodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Empfangseinheit (5) ein erstes Empfangselement (5a) und ein zweites Empfangselement (5b) umfasst,
- das erste Empfangselement (5a) zum drahtlosen Empfangen der Versorgungsenergie für das Anzeigemodul (100) eingerichtet ist,
- das zweite Empfangselement (5b) zum drahtlosen Empfangen von Steuersignalen für die individuelle Ansteuerung einzelner Pixel (2) eingerichtet ist.
9. Anzeigemodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verschaltungsschicht (3) und/oder die Empfangseinheit (5) Dünnschicht-Strukturen sind.
10. Anzeigemodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Aktiv-Matrix-Steuersystem auf der Vorderseite (10) zur individuellen Ansteuerung der einzelnen Pixel (2).
11. Anzeigemodul (100) nach Anspruch 10, wobei
- die Verschaltungsschicht (3) Dünnschichttransistoren (6) umfasst,
- jedem Pixel (2) zumindest ein Dünnschichttransistor (6) zur Steuerung des Pixels (2) zugeordnet ist.
12. Anzeigemodul (100) nach Anspruch 10 oder 11, wobei
- das Anzeigemodul (100) auf der Vorderseite (10) Halbleiterchips (7a, 7b, 7c, 7d) umfasst,
- die Halbleiterchips (7a, 7b, 7c, 7d) jeweils im Bereich zwischen zwei Pixeln (2) angeordnet sind,
- die Halbleiterchips (7a, 7b, 7c, 7d) zur Steuerung der Pixel (2) eingerichtet sind.
13. Bildschirm (1000), umfassend mehrere miteinander verbundenen Anzeigemodule (100) jeweils gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Verfahren zum Betreiben eines Anzeigemoduls (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend
A) drahtloses Übertragen von Steuersignalen zur individuellen Ansteuerung einzelner Pixel (2) und von einer Versorgungsenergie für den Betrieb des Anzeigemoduls (100) von einer Sendeeinheit (4) durch den Träger (1) hindurch zur Empfangseinheit (5),
B) Weiterleiten der Steuersignale und der Versorgungsenergie von der Empfangseinheit (5) zu den Pixeln (2) über die Verschaltungsschicht (3),
C) Ansteuern einzelner Pixel (2) in Abhängigkeit von den Steuersignalen und mit Hilfe der Versorgungsenergie, wobei über die angesteuerten Pixel (2) elektromagnetische Strahlung emittiert wird.
15. Verfahren zum Betreiben eines Anzeigemoduls (100) nach Anspruch 14, wobei die Schritte A) bis C) in alphabetischer Reihenfolge ausgeführt werden.
16. Verfahren zum Betreiben eines Anzeigemoduls (100) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei die Steuersignale und/oder die Versorgungsenergie frequenzmoduliert werden.
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