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Dokumentenidentifikation DE102006023658A1 22.11.2007
Titel Funktionsintegrierte LCD-Anzeigen mit OLED-Backlight
Anmelder Merck Patent GmbH, 64293 Darmstadt, DE
Erfinder Biebel, Alexander, 64404 Bickenbach, DE;
Neeff, Rainer, 63263 Neu-Isenburg, DE
DE-Anmeldedatum 18.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006023658
Offenlegungstag 22.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse G09F 9/35(2006.01)A, F, I, 20060518, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G02F 1/13357(2006.01)A, L, I, 20060518, B, H, DE   G09F 9/33(2006.01)A, L, I, 20060518, B, H, DE   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft LCD-Anzeigen mit einem OLED-Backlight, die dadurch gekennzeichnet sind, dass das OLED-Backlight neben dem flächigen Bereich, der zur Hinterleuchtung der LCD-Anzeigen dient, einen oder mehrere zusätzliche Bereiche aufweist, die von dem flächigen Bereich unabhängig geschaltet werden können, sowie deren Verwendung.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft funktionsintegrierte Flüssigkristall-Anzeigen (LCDs, Liquid Crystal Displays) mit OLED (Organic Light Emitting Diodes)-Hinterleuchtung („Backlight") sowie deren Verwendung.

LCD-Anzeigen haben in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung genommen. Ob in Handys, Lap-tops, Palms, Navigationssystemen, Mess- und Anzeigegeräten aller Art, Notebooks, Monitoren und Fernsehern, Flüssigkristalle (LCs, Liquid Crystals) sind in Displays von nahezu allen elektronischen Geräten zu finden. Zu solchen elektronischen Geräten gehören desweiteren Messgeräte, Kommunikationsgeräte, bildgebende. Geräte, Spielgeräte, Heiz- und Kühlgeräte, Uhren, Geräte der Haushaltselektronik sowie Haushaltskleingeräte. Darüber hinaus finden die Flüssigkristalle beispielsweise Anwendung in Anzeigen zur Informationsdarstellung in Automobilen, Zügen, Flugzeugen, Schiffen und Maschinen sowie im Innen- und Außenbereich von Gebäuden.

Zur Ausleuchtung der LCD-Anzeigen werden zur Zeit in der Regel LEDs (Light Emitting Diodes) oder CCFLs (Cold Cathode Fluorescence Lamps) eingesetzt. Diese werden zur Ausleuchtung von LCD-Anzeigen in der Regel in einen Lichtleiter eingekoppelt. Dies insbesondere dann, wenn ein flacher Aufbau notwendig und/oder gewünscht ist. Dabei wird im allgemeinen der Lichtleiter mit LEDs/CCFLs seitlich eingekoppelt. Das aus der Fläche ausgekoppelte Licht tritt dann durch die auf dem Lichtleiter aufgebrachten Streuzentren aus. Ein strukturierter und bereichsweise schaltbarer Lichtaustritt ist auf diese Weise jedoch nicht möglich.

Der Einsatz von OLEDs als Backlight in LCD-Anzeigen wird in einer Vielzahl von Publikationen und Patentanmeldungen beschrieben. Derartige Produkte sind allerdings kommerziell noch nicht erhältlich.

So werden LCD-Anzeigen mit OLED-Backlights beispielsweise in der WO 99/54780 A1, der US 2004/0164292 A1 und der US 2005/0007517 A1 beschrieben. Durch die Verwendung von OLED-Backlights lassen sich reflektive, transflektive sowie transparente LCD-Anzeigen mit dünnem Aufbau realisieren.

Nachteilig an den bekannten LCD-Anzeigen sowohl mit LED- oder CCFL-Backlights als auch mit OLED-Backlights ist, dass die gesamte Information lediglich über die LCD-Anzeige zur Verfügung gestellt wird, während das Backlight lediglich die Funktion der Hinterleuchtung der LCD-Anzeige hat.

Folglich kann es als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, LCD-Anzeigen mit OLED-Backlights zur Verfügung zu stellen, die nicht die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik aufweisen und durch deren Einsatz zusätzliche Informationen bereitgestellt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine LCD-Anzeige, die ein strukturiertes OLED-Backlight aufweist, d.h. ein OLED-Backlight, das einen oder mehrere, für das menschliche Auge sichtbare bzw. auflösbare Bereiche aufweist, die sequentiell ansteuerbar und damit selektiv schaltbar sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine LCD-Anzeige mit einem OLED-Backlight, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das OLED-Backlight neben dem flächigen Bereich, der zur Hinterleuchtung der LCD-Anzeige dient, einen oder mehrere zusätzliche Bereiche aufweist, die von dem flächigen Bereich unabhängig geschaltet werden können.

Auf diese Weise ist es möglich, dass Informationen nicht nur über die LCD-Anzeige sondern zusätzlich auch über das OLED-Backlight bereitgestellt werden können.

Der allgemeine Aufbau und die Funktionsweise einer LCD-Anzeige ist dem Fachmann bekannt. Der Aufbau kann dabei auf alle dem Fachmann bekannten Möglichkeiten erfolgen und ist in keinster Weise beschränkt. Er wird beispielsweise in „Displays" von P.M. Knoll, A. Hüthing Verlag, Heidelberg beschrieben.

Auch der Aufbau des OLED-Backlights kann auf alle dem Fachmann bekannten Möglichkeiten erfolgen. Dabei weist das OLED in der Regel ein Glas- oder Kunststoffsubstrat auf, das mit einer transparenten Elektrode, wie z.B. Indium-Zinn-Oxid („ITO") beschichtet ist. Solche beschichteten Substrate sind im Handel erhältlich. Dieses beschichtete Substrat wird mindestens mit einer Schicht eines dünnen Films aus elektrolumineszierendem organischen Material und einer weiteren Schicht, die die zweite Elektrode bildet und in der Regel ein Metall oder eine Legierung ist, beschichtet. Darüber hinaus kann das OLED-Backlight weitere Schichten, wie z.B. Loch- und/oder Elektrontransportschichten sowie gegebenenfalls weitere Schichten aufweisen, die beispielsweise den Ladungstransport zwischen den Elektroden und dem elektrolumineszierenden Material verbessern.

Als lichtemittierende Materialien können in den OLEDs dabei sowohl niedermolekulare Verbindungen (sog. „small molecules") als auch Polymere eingesetzt werden, wie sie beispielsweise in der WO 90/13148 A1 und der US-A-4539507 beschrieben werden. Darüber hinaus kann das OLED sowohl monochrom als auch mehrfarbig ausgestaltet sein, beispielsweise durch den Einsatz von roten, grünen oder blauen Leuchtpolymeren sowie durch die Verwendung von farbigen oder weißen OLEDs und entsprechenden Farbfiltern.

Das erfindungsgemäße OLED-Backlight ist lediglich dadurch gekennzeichnet, dass es einen oder mehrere Bereiche aufweist, die von dem restlichen, flächigen Bereich, der zur Hinterleuchtung der LCD-Anzeige dient, unabhängig geschaltet werden kann.

Da der mindestens eine zusätzliche Bereich zur Informationsdarstellung eingesetzt werden soll, muß seine Größe zumindest für das menschliche Auge sichtbar bzw. auflösbar sein. Vorzugsweise beträgt die Größe des mindestens einen zusätzlichen Bereichs mindestens 4 mm2, besonders bevorzugt mindestens 25 mm2 und insbesondere mindestens 64 mm2.

Der mindestens eine zusätzliche Bereiche kann sich dabei von dem flächigen Bereich der zur Hinterleuchtung des LCDs dient, sowohl in Bezug auf Helligkeit, Farbe und/oder Form unterscheiden.

Darüber hinaus kann der mindestens eine zusätzliche Bereich beliebig in dem flächigen Bereich der zur Hinterleuchtung dient, angeordnet sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine zusätzliche Bereich so in dem OLED-Backlight angeordnet, dass er sich hinter der LCD-Anzeige befindet. Auf diese Weise kann die gewünschte Information direkt in die LCD-Anzeige eingeblendet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, weist das OLED-Backlight eine größere Fläche auf als die LCD-Anzeige. In diesem Fall ist es möglich, den mindestens einen zusätzlichen Bereich seitlich, ober- und/oder unterhalb der LCD-Anzeige anzuordnen. Auf diese Weise kann die gewünschte Information beispielsweise neben der LCD-Anzeige eingeblendet werden.

Selbstverständlich ist auch eine Kombination der beiden bevorzugten Ausführungsformen möglich, das heißt, es gibt mindestens einen zusätzlichen Bereich, der hinter der LCD-Anzeige angeordnet ist und mindestens einen Bereich, der oberhalb, unterhalb oder neben der LCD-Anzeige angeordnet ist.

Sowohl die LCD-Anzeigen als auch die OLED-Backlights lassen sich nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren herstellen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das OLED dergestalt hinter dem LCD angeordnet, dass einfallendes Sonnenlicht an der metallischen Kathode des OLED reflektiert wird und das LCD zur Steuerung des reflektierten Lichtes genutzt werden kann. Dabei können unterschiedliche Bereiche des OLEDs bzw. LCDs erfindungsgemäß unterschiedliche Reflexionsgrade und damit Helligkeiten aufweisen.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Kathode des OLED aber auch derart ausgestaltet sein, dass eine Reflexion an ihr weitgehend vermieden werden kann. Das einfallende Sonnenlicht wird in diesem Fall nicht, bzw. stark vermindert, reflektiert.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen LCD-Anzeigen mit OLED-Backlights. Sie können dabei in allen Fällen anstelle von bekannten LCD-Anzeigen eingesetzt werden. Bevorzugt sind jedoch Anwendungen in Bildschirmen, wie z. B. PC-Monitore, Notebooks, Laptops und Fernsehern, in der mobilen Unterhaltungselektronik, wie z. B. PDA, Gameboy, Handy, Uhren und Taschenrechnern, sowie in Anzeigen- und/oder Bedienelementen, beispielsweise in Automobilen (wie z.B. in KFZ-Instrumentenanzeigen und in KFZ-Schalthebeln), Zügen, Schiffen und Flugzeugen. Weitere mögliche Anwendungen als Anzeige- und Bedienelemente finden sich in Haushalts- und Gartengeräten, in Messgeräten und Maschinen, in der mobilen und stationären Medizintechnik, wie z. B. in Thermometern und Blutzuckermessgeräten, in Gebäuden, z. B. in Hauskommunikationsanlagen, Schaltern, Leuchten, Schildern und Wegsteuerungen, sowie in Sport- und Freizeitgeräten, z. B. in Hometrainern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert, ohne dadurch jedoch beschränkt zu werden.

1 stellt symbolisch eine TN-Zelle in einer Automobil-Instrumentenanzeige dar. Die Darstellung der Textinformation „Bitte tanken" erfolgt dabei über die LCD-Anzeige. Die zusätzlich Darstellung des entsprechenden Symbols erfolgt über den mindestens einen zusätzlichen Bereich des erfindungsgemäßen OLED-Backlights, beispielsweise in einer von der normalen Hinterleuchtung abweichenden Farbe. Darüber hinaus kann beispielsweise der Füllzustand des Tankes ebenfalls durch kleine LCD-Balken über dem Tanksymbol, welche vom OLED-Backlight kommen, dargestellt werden.

2 stellt symbolisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform dar, bei der das OLED-Backlight eine größere Fläche als die LCD-Anzeige aufweist. In diesem Fall sind zusätzliche Bereiche sowohl oberhalb als auch innerhalb der LCD-Anzeige angeordnet.


Anspruch[de]
LCD-Anzeige mit einem OLED-Backlight, dadurch gekennzeichnet, dass das OLED-Backlight neben dem flächigen Bereich, der zur Hinterleuchtung der LCD-Anzeige dient, einen oder mehrere zusätzliche Bereiche aufweist, die von dem flächigen Bereich unabhängig geschaltet werden können. LCD-Anzeige gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des mindestens einen zusätzlichen Bereichs mindestens 4 mm2 beträgt. LCD-Anzeige gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zusätzliche Bereiche sich von dem flächigen Bereich der zur Hinterleuchtung des LCDs dient, sowohl in Bezug auf Helligkeit, Farbe und/oder Form unterscheidet. LCD-Anzeige gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zusätzliche Bereich so in dem OLED-Backlight angeordnet, dass er sich hinter der LCD-Anzeige befindet. LCD-Anzeige gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zusätzliche Bereich seitlich, ober- und/oder unterhalb der LCD-Anzeige angeordnet ist. LCD-Anzeige gemäß Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zusätzlicher Bereich so in dem OLED-Backlight angeordnet, dass er sich hinter der LCD-Anzeige befindet, und mindestens ein zusätzlicher Bereich seitlich, ober- und/oder unterhalb der LCD-Anzeige angeordnet ist. Verwendung von LCD-Anzeigen gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche als Displays. Verwendung gemäß Anspruch 7 als Displays von Bildschirmen. Verwendung gemäß Anspruch 8 als Displays von Bildschirmen von PC-Monitoren, Notebooks, Laptops und Fernsehern. Verwendung gemäß Anspruch 7 als Displays in der mobilen Unterhaltungselektronik. Verwendung gemäß Anspruch 10 als Displays in PDAs, Gameboys, Handys, Uhren und Taschenrechnern. Verwendung gemäß Anspruch 7 als Displays in Anzeigen- und/oder Bedienelementen. Verwendung gemäß Anspruch 12 als Displays in Anzeigen- und Bedienelementen von Automobilen, Zügen, Schiffen und Flugzeugen.






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