具有改進(jìn)對(duì)比度的顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種顯示裝置(1)，所述顯示裝置具有顯示區(qū)域(2)，所述顯示區(qū)域由非發(fā)光區(qū)域(9)和發(fā)光區(qū)域(12)組成，其中，相鄰的發(fā)光區(qū)域(12)的幾何中心之間具有間距(11，11.1)，所述間距小于觀察者(50)的分辨能力，其中，優(yōu)選地，所述非發(fā)光區(qū)域(9)在整個(gè)所述顯示區(qū)域(2)上的比例大于70％。
【專利說明】
具有改進(jìn)對(duì)比度的顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種具有帶有多個(gè)像素的顯示區(qū)域的顯示裝置。這樣的顯示裝置在現(xiàn)有技術(shù)中例如作為LCD顯示裝置或OLED顯示裝置已知。上述顯示裝置缺點(diǎn)是，該顯示裝置具有受限的對(duì)比度范圍。
【背景技術(shù)】
[0002]US 2008/0024470公開一種在光阻材料中不可見的、透光的顯示系統(tǒng)?；旧喜豢梢姷摹㈠F形的、透光的孔在透光的圖案中通過光阻材料的至少一部分在使用具有小于錐形的孔的最小直徑的焦距的激光射束的情況下被穿透。主目標(biāo)方向存在于在作為LED指示器的應(yīng)用中，例如用于電池或待機(jī)指示燈信號(hào)，所述LED指示器應(yīng)該不可見地集成到材料中，其中，這些孔本身應(yīng)該非常小，孔之間的間距與觀察者的分辨能力相適應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目標(biāo)在于，改進(jìn)最開始提到的類型的顯示裝置，也就是說，具有帶有多個(gè)像素的顯示區(qū)域的顯示裝置，例如LCD或OLED顯示裝置，特別是改進(jìn)這樣顯示裝置的顯示質(zhì)量和/或視覺印象和/或設(shè)計(jì)高效節(jié)能的顯示裝置。
[0004]該目標(biāo)通過獨(dú)立權(quán)利要求來解決。有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中定義。
[0005]該目標(biāo)特別是通過具有由非發(fā)光區(qū)域和發(fā)光區(qū)域組成的顯示區(qū)域的顯示裝置解決，其中，相鄰的發(fā)光區(qū)域的幾何中心之間具有間距，所述間距小于觀察者的分辨能力，并且非發(fā)光區(qū)域在整個(gè)顯示區(qū)域上的比例大于70%。
[0006]因此，首先提供一種顯示裝置，所述顯示裝置以已知的方式是高分辨率的，以使得人類的觀察者不能區(qū)分各個(gè)發(fā)光區(qū)域。此外，通過故意地并且與一般發(fā)光區(qū)域最大化剛好相反地減小發(fā)光區(qū)域在顯示區(qū)域上的比例并且增大在發(fā)光區(qū)域之間的非發(fā)光區(qū)域，獲得特別的優(yōu)點(diǎn)。因此，暗的區(qū)域事實(shí)上也可以保持暗，因?yàn)榘档膮^(qū)域在比例上大大地大于發(fā)光區(qū)域，例如在非發(fā)光區(qū)域的比例例如大于95%時(shí)還增強(qiáng)(本發(fā)明的優(yōu)選特征，參見下文)，并且光反射是較少的，這在圖像的較暗的部分中和/或在環(huán)境光很強(qiáng)時(shí)是特別有利的。這本身又帶來很大的省電潛能，因?yàn)樾枰^少的光來實(shí)現(xiàn)好的對(duì)比度值(在存在環(huán)境光時(shí))。此外，實(shí)現(xiàn)附加的對(duì)比度提高，因?yàn)樵诟鱾€(gè)發(fā)光區(qū)域之間存在由于非發(fā)光區(qū)域的較大的分離部，并且因此一方面在相鄰的發(fā)光區(qū)域之間不發(fā)生或僅僅發(fā)生顯著減小的光“串?dāng)_”。
[0007]顯示裝置或者顯示器理解為一種裝置，所述裝置設(shè)置用于，顯示優(yōu)選數(shù)字的或數(shù)字化的圖像、文本、圖形或視頻，所述圖像、文本、圖形或視頻分別由各個(gè)像素組成。例如它是手持設(shè)備(例如移動(dòng)無線電單元/智能手機(jī)，手表/懷表，掌上媒體播放器，平板電腦等等)，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)(筆記本電腦，臺(tái)式機(jī)等等)，電視機(jī)或廣告/信息顯示牌(例如在地鐵，體育館或百貨商場中，在房屋墻壁上等等)的顯示器。
[0008]顯示區(qū)域優(yōu)選顯示裝置的面對(duì)觀察者的區(qū)域，在所述區(qū)域中設(shè)置各個(gè)像素。顯示區(qū)域優(yōu)選通過(想象的)線來限界，所述線沿著最外面的像素，優(yōu)選沿著顯示裝置的最外面的發(fā)光區(qū)域延伸。優(yōu)選地，框架一般圍繞顯示區(qū)域延伸，所述框架例如負(fù)責(zé)機(jī)械穩(wěn)定性，所述框架越薄，那么對(duì)于例如設(shè)計(jì)就越有利。
[0009]發(fā)光區(qū)域理解為這樣一個(gè)區(qū)域，在接通的模式下光束從所述區(qū)域射向觀察者。光束或者直接在該區(qū)域中產(chǎn)生或者發(fā)出(例如通過設(shè)置在該發(fā)光區(qū)域中的主動(dòng)的光源例如LED)，或者其穿過發(fā)光區(qū)域向觀察者轉(zhuǎn)送(例如在LCD屏幕中的背景照明)。該區(qū)域優(yōu)選部分地或整個(gè)地延伸穿過空氣或者無形的區(qū)域。在此，發(fā)光區(qū)域優(yōu)選通過框架或框罩被裝上框。特別優(yōu)選地，該區(qū)域部分地或完全地由至少部分地或一定程度或完全透明的固體組成，或部分地或完全地延伸穿過該固體。例如發(fā)光區(qū)域是顯示裝置的這樣的區(qū)域，所述區(qū)域是子像素，并且子像素發(fā)光時(shí)，該光射到觀察者上。發(fā)光區(qū)域的形狀是任意的，優(yōu)選是四邊形的或圓的。優(yōu)選至少一個(gè)發(fā)光區(qū)域形狀以均勻重復(fù)方式相同地存在。優(yōu)選給一個(gè)像素配置一個(gè)發(fā)光區(qū)域。
[0010]非發(fā)光區(qū)域理解為這樣一種區(qū)域，所述區(qū)域在發(fā)光區(qū)域之間，并且所述區(qū)域本身不發(fā)光或不被背光。優(yōu)選一個(gè)或所有的非發(fā)光區(qū)域至少90%是不透明(不透光)的。
[0011]發(fā)光區(qū)域的幾何中心是幾何焦點(diǎn)或區(qū)域的焦點(diǎn)，所述區(qū)域的焦點(diǎn)在數(shù)學(xué)上與在該區(qū)域內(nèi)所有點(diǎn)的平均一致。
[0012]小于觀察者的分辨能力的間距，優(yōu)選是這樣的，以使得像素或發(fā)光區(qū)域這樣近地一起布置為，觀察者不再能夠區(qū)分兩個(gè)相鄰的像素或發(fā)光區(qū)域，觀察者的眼睛優(yōu)選相對(duì)于顯示裝置位于一間距處，所述間距在使用顯示裝置時(shí)對(duì)于顯示裝置的實(shí)際類型是平常的。
[0013]優(yōu)選小于觀察者的分辨能力的間距是這樣的間距，所述間距在觀察者以最大兩角分的角度觀察時(shí)出現(xiàn)。因此，像素或發(fā)光區(qū)域?qū)τ诖蟛糠钟^察者而言不再能夠被區(qū)分，因?yàn)槿说姆直婺芰υ诓焕那闆r下大約是2角分。特別優(yōu)選地，間距在觀察者最大以一角分的角度時(shí)出現(xiàn)，特別優(yōu)選0.5角分，特別優(yōu)選0.25角分。因此，對(duì)于幾乎所有人類觀察者而言，像素或發(fā)光區(qū)域不再能夠被區(qū)分。最大角度越小，就存在越少的觀察者，所述觀察者的視力足夠用來區(qū)分兩個(gè)像素或發(fā)光區(qū)域。
[0014]優(yōu)選地，觀察者的眼睛到顯示區(qū)域具有間距，所述間距對(duì)于顯示裝置的實(shí)際類型在使用顯示裝置時(shí)是常見的。例如，間距是5cm至1.20m，對(duì)于手持設(shè)備(手機(jī)，表，平板電腦)的顯不器而言優(yōu)選是15cm至60cm，是25cm至2m，對(duì)于臺(tái)式電腦的顯不器而言優(yōu)選40cm至Im，是Im至7m，對(duì)于電視而言優(yōu)選2m至5m和/或2m至10m，對(duì)于廣告/信息顯不牌而言優(yōu)選5m至大于100m。特別優(yōu)選地，該小于觀察者的分辨能力的間距，小于1mm，其中，該間距例如是電視的情況下的間距，在所述間距下用戶在一般的觀看距離(>2m)下不再能夠區(qū)分各個(gè)像素或發(fā)光區(qū)域。
[0015]例如顯示裝置是具有最小的用戶距離(關(guān)于眼睛)50cm的臺(tái)式電腦。假想地設(shè)想，例如70%潛在的用戶不具有好于0.6角分的分辨能力，那么顯示裝置的像素或發(fā)光區(qū)域彼此間隔小于等于87μπι，對(duì)于安全緩沖器(安全緩沖器)優(yōu)選80μπι，因此對(duì)于至少70%的用戶而言在正常使用顯示裝置時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)特別高品質(zhì)的顯示，因?yàn)閷?duì)于它們而言不能區(qū)分各個(gè)發(fā)光區(qū)域。其實(shí)現(xiàn)顯示裝置317DPI的分辨率，具有安全緩沖器優(yōu)選320DPI。
[0016]優(yōu)選地，小于觀察者的分辨能力的間距，最大是190μ??，優(yōu)選最大80μπι，特別優(yōu)選最大50μπι。因此，實(shí)現(xiàn)，也當(dāng)觀察者比平常更近地靠近顯示區(qū)域時(shí)，他不再能夠區(qū)分各個(gè)像素或發(fā)光區(qū)域。視各個(gè)觀察者的分辨能力和視力調(diào)節(jié)能力而定，因此即使觀察者不管怎么靠近顯示裝置，因?yàn)樗旧碓谧顑?yōu)地使用其視力并且接近直到其眼睛的最近對(duì)焦界限時(shí)不能區(qū)分各個(gè)像素或發(fā)光區(qū)域。
[0017]優(yōu)選地，一個(gè)發(fā)光區(qū)域、優(yōu)選每個(gè)發(fā)光區(qū)域的伸展最高是70μπι，優(yōu)選最高25μπι，特別優(yōu)選最高ΙΟμπι或甚至最高5μπι。因此，實(shí)現(xiàn)，觀察者用肉眼(在閉合狀態(tài)中)不能識(shí)別發(fā)光區(qū)域并且對(duì)比度顯得更高。所述伸展優(yōu)選是平行于顯示區(qū)域的發(fā)光區(qū)域的伸展，優(yōu)選最大的伸展。特別優(yōu)選地，該伸展小于或等于可見光和/或穿過光的波長。其例如最高是2μπι，優(yōu)選最高Iym或最高0.5μηι。因此，特別是由于由發(fā)光區(qū)域發(fā)出的光的出射角的瑞利準(zhǔn)則而更大。
[0018]非發(fā)光區(qū)域在整個(gè)顯示區(qū)域上的比例優(yōu)選是非發(fā)光區(qū)域的所有面積的總和在整個(gè)顯示區(qū)域的面積上的比例。其優(yōu)選與發(fā)光區(qū)域在顯示區(qū)域上的比例成反比，也就是說，非發(fā)光區(qū)域和發(fā)光區(qū)域在整個(gè)顯示區(qū)域上的比例優(yōu)選是100%。
[0019]發(fā)光區(qū)域在顯示區(qū)域上的比例優(yōu)選是發(fā)光區(qū)域所有面積的總和在整個(gè)顯示區(qū)域上的比例。
[0020]直到現(xiàn)在一般由于LCD單元的觸發(fā)的布線得出顯示區(qū)域的非發(fā)光區(qū)域并且現(xiàn)有技術(shù)中人們致力于，盡可能地將該剩余的區(qū)域最小化，因此發(fā)光區(qū)域獲得盡可能多的地方。
[0021]優(yōu)選地，非發(fā)光區(qū)域在整個(gè)顯示區(qū)域上的比例大于80%，優(yōu)選大于90%，特別優(yōu)選大于95%，非常特別優(yōu)選大于98%和最后還進(jìn)一步優(yōu)選至少99%。
[0022]優(yōu)選地，與此類似地，發(fā)光區(qū)域在整個(gè)顯示區(qū)域上的比例最高20%，優(yōu)選最高10%，特別優(yōu)選最尚5%，非常特別優(yōu)選最尚2%和最后還進(jìn)一步優(yōu)選最尚I %。
[0023]非發(fā)光區(qū)域的比例越大和/或發(fā)光區(qū)域的比例越小，開始時(shí)提到的根據(jù)本發(fā)明的效果就越強(qiáng)。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，給一個(gè)像素配置一個(gè)或者多個(gè)發(fā)光區(qū)域并且顯示區(qū)域具有多個(gè)這樣的像素，所述像素以本身重復(fù)的，優(yōu)選均勻地重復(fù)的圖案布置，從而能夠由這些像素組成圖片。
[0025]優(yōu)選地，像素的發(fā)光區(qū)域具有比其它像素的發(fā)光區(qū)域的間距更小的相互間距。優(yōu)選地發(fā)光區(qū)域，特別優(yōu)選所有發(fā)光區(qū)域與其它的像素的其它發(fā)光區(qū)域分離開，例如通過不能發(fā)光的或不能導(dǎo)光的區(qū)域，，也就是說，通過非發(fā)光區(qū)域。例如，顯示裝置單色的并且像素分別由各個(gè)發(fā)光區(qū)域構(gòu)成，或顯示裝置是多色的并且像素分別是由兩個(gè)或多個(gè)發(fā)光區(qū)域構(gòu)成，其中，發(fā)光區(qū)域以不同的基色發(fā)光或像素由每一個(gè)多色地發(fā)光的發(fā)光區(qū)域構(gòu)成。
[0026]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，大多數(shù)、優(yōu)選所有的非發(fā)光區(qū)域具有小于50%的漫反射的反射比。
[0027]因此，非發(fā)光區(qū)域有利地用于，正面地影響對(duì)比度比率。漫反射出現(xiàn)的越少，非發(fā)光區(qū)域就越暗地出現(xiàn)。在此，再次一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是，與平常的顯示裝置相比能夠使用大得多的面積(也就是所有非發(fā)光區(qū)域的整個(gè)區(qū)域)，以便產(chǎn)生低的反射比，其中，在此，不必須保證，非發(fā)光區(qū)域必須是透明的或能夠轉(zhuǎn)導(dǎo)光，并且因此能夠較簡單地并且通過較大的間隙實(shí)現(xiàn)低的反射比(例如借助于材料選擇，表面結(jié)構(gòu)，表面涂層等等)。優(yōu)選地，漫反射的反射比小于25%，特別優(yōu)選地小于10%，非常特別優(yōu)選小于5%和還進(jìn)一步優(yōu)選地小于I %。
[0028]與此相反地，在發(fā)光區(qū)域(0LED，IXD，LED，等等)的背景的現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)有非常高的反射比，以便向前帶來盡可能多的光(借助于盡可能大的發(fā)光區(qū)域)。這負(fù)面地影響在較暗的區(qū)域中的對(duì)比度，特別是在環(huán)境光強(qiáng)的情況下，這又強(qiáng)迫提高光強(qiáng)度，以便實(shí)現(xiàn)相對(duì)于環(huán)境光好的對(duì)比度，這又耗費(fèi)更多的能源。這對(duì)于例如可移動(dòng)的儀器又是大大不利的。通過本發(fā)明剛好相反地爭取并且實(shí)現(xiàn)(即使最小的發(fā)光區(qū)域的背景設(shè)有非常高的反射比)。
[0029]漫反射的反射比優(yōu)選能夠作為所謂的光反射值，LVR(優(yōu)選根據(jù)英國測量標(biāo)準(zhǔn)BS8493:2008+A1:2010)，特別優(yōu)選作為反照率借助于反照率計(jì)被測量，其中，優(yōu)選多數(shù)，優(yōu)選所有非發(fā)光區(qū)域具有小于0.5，優(yōu)選小于0.25，特別優(yōu)選小于0.10，非常特別優(yōu)選小于0.05和還進(jìn)一步優(yōu)選小于0.01的反照率。反照率在此優(yōu)選是從完全照射的面到達(dá)觀察者的輻射電流比從相同大小的漫反射的，絕對(duì)白盤(所謂的蘭伯特輻射器)在光垂直入射時(shí)到達(dá)觀察者的輻射電流的比率。
[0030]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，多數(shù)、優(yōu)選所有非發(fā)光區(qū)域具有小于50%的鏡面反射的反射比。
[0031]因此，非發(fā)光區(qū)域有利地用于，正面地影響對(duì)比度比率。鏡面反射出現(xiàn)的越少，非發(fā)光區(qū)域越暗地出現(xiàn)，因?yàn)檩^亮的物體較少地反照它們。此外，提高可讀性，因?yàn)椴痪鶆虻溺R圖像的疊化通過顯示圖像減小。在此，再次一個(gè)決定性的優(yōu)點(diǎn)是，與通常的顯示裝置相比具有大得多的面積，以便產(chǎn)生低的反射比。優(yōu)選地，鏡面反射的反射比小于25%，特別優(yōu)選小于10%，非常特別優(yōu)選小于5%和還進(jìn)一步優(yōu)選小于1%。在現(xiàn)有技術(shù)中(傳統(tǒng)的顯示屏)(較大的)發(fā)光區(qū)域大部分設(shè)有玻璃或像玻璃一樣的材料，并且因此整個(gè)顯示區(qū)域具有較大的鏡面反射比。與此相反地，本發(fā)明基于非常小的發(fā)光區(qū)域，從而顯示區(qū)域因此幾乎不具有鏡面反射，即使發(fā)光區(qū)域設(shè)有玻璃或像玻璃一樣的材料。
[0032]鏡面反射的反射比優(yōu)選能夠以GU(光澤單位)借助于光澤計(jì)測量，其中，優(yōu)選多數(shù)，優(yōu)選所有非發(fā)光區(qū)域具有以GU為單元的小于50GU，優(yōu)選小于25GU，特別優(yōu)選小于10GU，非常特別優(yōu)選小于5GU和還進(jìn)一步優(yōu)選小于IGU的光澤。優(yōu)選地，GU的刻度基于參考值，所述參考值在拋光的黑色玻璃中達(dá)到。在校準(zhǔn)中，該參考值優(yōu)選作為100GU固定?？潭鹊牡诙⒖键c(diǎn)優(yōu)選在OGU，所述測量值在一個(gè)完美啞光的表面達(dá)到。
[0033]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，整個(gè)顯示區(qū)域具有小于50%的漫反射的反射比和/或小于50 %的鏡面反射的反射比。
[0034]通過非發(fā)光區(qū)域在整個(gè)面積上的比例占統(tǒng)治地位，也能夠以簡單的方式有效地降低整個(gè)顯示區(qū)域的反射比(鏡面的和/或漫射的)，并且因此，獲得非常好的對(duì)比度比率。優(yōu)選地，整個(gè)顯示區(qū)域的鏡面反射的反射比小于25%，特別優(yōu)選小于10%，非常特別優(yōu)選小于5%和還進(jìn)一步優(yōu)選小于1%。優(yōu)選地，整個(gè)顯示區(qū)域的漫反射的反射比小于25%，特別優(yōu)選小于10%，非常特別優(yōu)選小于5%和還進(jìn)一步優(yōu)選小于I %。
[0035]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，多數(shù)，優(yōu)選所有非發(fā)光區(qū)域具有暗的顏色或是黑色的。
[0036]因此，實(shí)現(xiàn)特別是漫反射的低反射比。
[0037]暗的顏色優(yōu)選是在RGB顏色空間中的一種顏色(例如sRGB或Adobe RGB 1998)，散射顏色的來自R值，G值和B值的平均值小于或等于最大值的25%，也就是說，例如在最大值為255時(shí)(每個(gè)R，G，B 256級(jí))，該平均值小于63.75。
[0038]特別優(yōu)選地，暗的顏色是ΡΑΝΤ0ΝΕ 色中的一個(gè):1545，1545C，161，161C，168，1815，1817，2617C，262，2627，2627C，2685C，2695C，273C，2735C，2738，2738C，274，274C，2745，2745C，2747，2747C，2748，2748C，275，275C，2755，2755C，2756C，2757，2757C，2758，2758C，276，276C，2765，2765C，2766，2766C，2767，2767C，2768，2768C，280，280C，281，281C，282，282C，287C，288，288C，289，289C，294C，295，295C，2955，2955C，296，296C，2965，2965C，302，302C，3025，303，303C，3035，3035C，309，309C，316，316C，3165，3165C，3292，3292C，3298C，330，330C，3302，3302C，3305，3305C，3308，3308C，336，336C，342，342C，3425，3425C，343，343C，3435，3435C，349，349C，350，350C，356，356C，357，357C，3682X，412，412C，419，419C，426，426C，432C，433，433 2X，433C，439，439C，440，440C，447，447C，448C，4485，4625，4625C，469，4695，4695C，476C，483，483C，490，490C，497，497C，4975，4975C，504，504C，505，5115，5115C，5185，5185C，5255，5255C，532，532C，533C，534C，539，539C，5395，5395C，540，540C，541，541C，546，546C，5463，5463C，5467，5467C，547，547C，548，548C，553，553C，5535，5535C，554，554C，560，560C，5605，5605C，561C，567C，5743C，5747C，5753，5757，5815，626，627，627C，648，648C，654，654C，655，655C，662，662C，669C，725，731，732，732C，7421C，7449C，7463C，7476C，7483C，7484C，7533C，7546C，7547C，7554C，7631C，7645C，7693C，7694C，7720C，7721C，7722C，7727C，7728C，7729C，7732C，7733C，Black，Black 2,Black 22X,Black 2C,Black 3,Black 3 2X,Black 3C,Black 4,Black 4 2X,Black 4C,Black 5，Black 5 2X,Black 5C,Black 6,Black 6 2X,Black 6C,Black 7,Black 7 2X,Black 7C，Black C，Blue 072C,Dark Blue C,Neutral Black C,Reflex Blue,Reflex Blue 2X，Reflex Blue C0
[0039]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，多數(shù)，優(yōu)選所有非發(fā)光區(qū)域具有在0.2μπι和1.0μm范圍內(nèi)的粗糙度。
[0040]因此，特別是鏡面反射在可見光波長的范圍內(nèi)減少。優(yōu)選地，粗糙度在0.4μπι至0.8Mi的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，為了求取該測量值，該表面在定義的測量段上被掃描，并且粗糙表面的全部的高度差和深度差被記錄。計(jì)算在測量段上的該粗糙度變化曲線的確定的積分之后，最后該結(jié)果被測量段的長度除盡。
[0041]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，多數(shù)、優(yōu)選所有非發(fā)光區(qū)域借助于抗反射涂層被涂層。
[0042]因此，同樣減少特別是鏡面反射?？狗瓷渫繉觾?yōu)選是抗反射膜(例如ζ.B.3Μ?Vikuiti?)或抗反射涂層。抗反射涂層優(yōu)選具有粗糙的表面(例如具有在0.2μηι至1.Ομπι范圍內(nèi)的粗糙度)和/或基于破壞性干擾的抗反射層。
[0043]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，顯示裝置具有電子補(bǔ)償裝置，借助于所述電子補(bǔ)償裝置用于適配顯示黑色的圖像像素的發(fā)光區(qū)域的最小亮度能夠根據(jù)環(huán)境亮度自動(dòng)調(diào)
-K-
T O
[0044]因此，對(duì)比度比率能夠與環(huán)境亮度協(xié)調(diào)。即使非發(fā)光區(qū)域設(shè)計(jì)為盡可能的暗和不反射的，非發(fā)光區(qū)域的亮度視環(huán)境亮度而定更亮或更暗。但是借助于補(bǔ)償裝置，發(fā)光區(qū)域的最小亮度現(xiàn)在也相應(yīng)地與非發(fā)光區(qū)域的亮度協(xié)調(diào)。黑色的圖像像素是這樣的圖像像素，所述圖像像素例如包含作為RBG的圖信息(0，0，0)。借助于補(bǔ)償裝置，黑點(diǎn)與環(huán)境亮度協(xié)調(diào)，也就是說，其例如在環(huán)境亮度較大時(shí)提升和在環(huán)境亮度較低時(shí)降低。例如在陽光大時(shí)，黑色的圖像點(diǎn)不通過完全關(guān)閉的發(fā)光區(qū)域示出，而是發(fā)光區(qū)域被以亮度驅(qū)動(dòng)，從而發(fā)光區(qū)域具有和非發(fā)光區(qū)域大約相同的亮度。待顯示的圖像的剩余的亮度級(jí)那么在通過補(bǔ)償裝置調(diào)整的最小亮度和發(fā)光區(qū)域的最大亮度之間的其余區(qū)域中分布。以這種方式，暗的圖像部分不下沉。優(yōu)選地，電子的補(bǔ)償裝置具有環(huán)境光傳感器。
[0045]在說明的進(jìn)一步過程中此外也說明光源。光源和其與發(fā)光區(qū)域的關(guān)系重要全面地說明。
[0046]光源優(yōu)選是可控制的光源，其中，由光源發(fā)出的光至少是可打開的和可關(guān)閉的，但是優(yōu)選發(fā)出的光的強(qiáng)度能夠被調(diào)制成多個(gè)級(jí)或被連續(xù)地調(diào)制。光源例如是主動(dòng)的光源例如LED(OLED，Mikro-LED)，激光器(例如垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)或者表面發(fā)射激光器)，優(yōu)選具有5μπι或更小的射束直徑，或等離子單元。因此，非常小的和高效節(jié)能的光源是可能的。光源也可以是UV-LED或藍(lán)色LED，所述UV-LED或藍(lán)色LED與發(fā)光材料層共同作用，或是電子發(fā)射器，所述電子發(fā)射器與發(fā)光材料層共同作用。光源(例如PN結(jié)的面)或由光源產(chǎn)生的激光射束的發(fā)光主動(dòng)的區(qū)域(也就是說，主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域)平行于顯示區(qū)域的最大擴(kuò)展優(yōu)選小于或等于發(fā)光區(qū)域的最大擴(kuò)展，也就是說，例如最高70μηι，優(yōu)選最高25μηι，特別優(yōu)選最高I Ομπι或5μηι，或還小于例如2μηι，Iμπι或0.5μηι。發(fā)光區(qū)域優(yōu)選散射元件，特別是當(dāng)由光源產(chǎn)生的射束，特別是激光射束的最大擴(kuò)展小于發(fā)光區(qū)域的最大擴(kuò)展。優(yōu)選地，光源是光源陣列的元件或作為照明裝置集成到顯示裝置中的和設(shè)置在發(fā)光區(qū)域后的顯示屏(特別是OLED顯示屏)的像素或子像素。例如給一個(gè)發(fā)光區(qū)域配置顯示屏的像素陣列和/或子像素陣列，例如1x2，2x2，4x4，5x5，10x10 或 100x100像素或子像素。
[0047]優(yōu)選地，光源中的至少一個(gè)、優(yōu)選每個(gè)光源，是雙色的、優(yōu)選多色的光源或存在具有不同的發(fā)射波長的不同的光源。因此，借助于該顯示裝置能夠?qū)崿F(xiàn)雙色的或多色的或者全色的顯示。單色優(yōu)選表示，光源基本上發(fā)送在一定的，優(yōu)選不變的波長范圍或波長矩陣內(nèi)的光(例如紅色)，雙色優(yōu)選表示，光源設(shè)置用于，可控制地發(fā)送在兩個(gè)不同的波長范圍內(nèi)的光(例如分別可控制的綠色比例和紅色比例)，多色的優(yōu)選表示，光源設(shè)置用于可控制地在兩個(gè)或者多個(gè)不同的波長范圍內(nèi)的光(例如分別可控的綠色比例和紅色比例和藍(lán)色比例)。
[0048]優(yōu)選地，給每個(gè)發(fā)光區(qū)域剛好配置一個(gè)單色的光源，優(yōu)選多色的光源。因此，給定光源相對(duì)于發(fā)光區(qū)域的布置，由此，光源的單調(diào)制是可能的，并且因此，該實(shí)施形式例如與能源消耗方面不好的LCD不同，在所述LED中產(chǎn)生大面積的光，但是之后必須在本地再次變暗。替代該空間消減的圖像布局，優(yōu)選能夠?qū)崿F(xiàn)空間增加的圖像布局。不同的單色的光源例如是這樣的光源，所述光源分別本身在波段內(nèi)輻射，但是各個(gè)光源的波段不同(例如紅，綠，藍(lán))。相同的單色的光源例如是這樣的，所述光源所有分別在基本上相同的波段內(nèi)輻射。替代地，給一個(gè)或多個(gè)單色的光源、優(yōu)選多色的光源配置多個(gè)發(fā)光區(qū)域。優(yōu)選地，在此一個(gè)像素由多個(gè)發(fā)光區(qū)域構(gòu)成，給所述多個(gè)發(fā)光區(qū)域配置不同波長的光源配置。例如像素由三個(gè)或多個(gè)發(fā)光區(qū)域構(gòu)成，其中，給至少一個(gè)發(fā)光區(qū)域配置一個(gè)或多個(gè)光源，所述一個(gè)或多個(gè)光源向發(fā)光區(qū)域發(fā)射綠光，給第二發(fā)光區(qū)域中的至少一個(gè)配置一個(gè)或多個(gè)光源，所述一個(gè)或多個(gè)光源向第二發(fā)光區(qū)域發(fā)射藍(lán)光，和給第三發(fā)光區(qū)域中的至少一個(gè)配置一個(gè)或多個(gè)光源，所述一個(gè)或多個(gè)光源向第三發(fā)光區(qū)域發(fā)射紅光。優(yōu)選地，對(duì)于用于多個(gè)單色的光源的發(fā)光區(qū)域中的每一個(gè)存在相應(yīng)的光路。替代地，對(duì)于用于一個(gè)或者多個(gè)多色的光源的發(fā)光區(qū)域中的每一個(gè)存在相應(yīng)的光路。優(yōu)選地，在此存在用于多色的光源的有利的均勻的非成像的光學(xué)元件，例如散射元件。
[0049]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，顯示裝置具有帶有基底的照明裝置，在所述基底上設(shè)置多個(gè)光源。因此，能夠以簡單的方式實(shí)現(xiàn)具有根據(jù)本發(fā)明的顯示區(qū)域的顯示裝置。
[0050]照明裝置優(yōu)選從觀察者看出設(shè)置在發(fā)光區(qū)域后面和安裝用于，從后面照亮發(fā)光區(qū)域，也就是說，從其背面。背面是發(fā)光區(qū)域的背離觀察者的一側(cè)。
[0051]照明裝置優(yōu)選具有一個(gè)或者多個(gè)主動(dòng)的光源或被動(dòng)的光源，例如偏轉(zhuǎn)鏡，所述被動(dòng)的光源可以將其它光源的光從后面導(dǎo)到發(fā)光區(qū)域上，這例如也可以是環(huán)境光，特別是白日光或者陽光。
[0052]發(fā)光區(qū)域和照明裝置之間的間距(例如從照明裝置的發(fā)射光的或者反射光的面開始，所述面已經(jīng)基本上平行于觀察方向發(fā)送或轉(zhuǎn)送)是優(yōu)選最高3mm，特別優(yōu)選最高1mm，非常特別優(yōu)選最高0.5mm或還優(yōu)選最高0.2_。
[0053 ]基底優(yōu)選是一平板，例如電路板或晶片。
[0054]光源的一個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)形式例如激光器設(shè)有例如5μπι射束直徑，所述激光器作為陣列設(shè)置在基底(例如硅晶片)上，例如呈具有50μπι邊長的方形的形狀。優(yōu)選地，在這樣的方形上設(shè)置散射元件，所述散射元件同時(shí)也構(gòu)成發(fā)光區(qū)域。在方形中的各個(gè)激光器優(yōu)選具有彼此不同的發(fā)射波長。許多這樣的單元構(gòu)成顯示裝置的像素或子像素。
[0055]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，發(fā)光區(qū)域分別通過光源中的一個(gè)或通過能夠被光源中的一個(gè)照亮的光學(xué)散射元件或透明的遮蓋元件或光學(xué)顏色過濾元件構(gòu)成，并且顯示區(qū)域的非發(fā)光區(qū)域通過基底的區(qū)域和/或通過發(fā)光區(qū)域之間的填充材料構(gòu)成。
[0056]通過該優(yōu)選的發(fā)光區(qū)域的設(shè)計(jì)和相對(duì)于光源的布置，能夠?qū)崿F(xiàn)特別有效率的圖像顯示。通過非發(fā)光區(qū)域來自基底材料或填充材料的設(shè)計(jì)，特別是能夠特別好地非發(fā)光區(qū)域的反射特性。填充材料優(yōu)選是可淋澆的材料或其借助于3D印刷方法構(gòu)造在光源之間或是在形方面可調(diào)節(jié)的材料(圍繞發(fā)光區(qū)域)或是這樣一種材料，所述材料透視發(fā)光區(qū)域(透明的和/或孔眼緊密的和/或打孔的)。
[0057]光學(xué)散射元件優(yōu)選是一種物體，所述物體將從一個(gè)方向射到散射元件上的光轉(zhuǎn)送到大于兩個(gè)不同的，優(yōu)選多個(gè)不同的方向上，其可以是透射的和/或反射的。例如該光學(xué)散射元件是由玻璃或者塑料制成的半透明的和/或亞光的物體(磨砂玻璃體)，優(yōu)選具有放入的散射粒子(如銀顆?；蚣{米顆粒)，微棱鏡，用于貼附的亞光膜，微小的亞光盤或衍射光學(xué)元件，例如光柵。散射元件優(yōu)選設(shè)置用于，(大約)用作蘭伯特輻射器(Lambertstrahler)JA而例如在大的空間角度，例如180°內(nèi)進(jìn)行均勻的輻射。優(yōu)選地，其設(shè)置用于根據(jù)瑞利效應(yīng)散射和/或根據(jù)電漿效應(yīng)設(shè)置。例如這表示，散射元件具有開口，所述開口小于可見光和/或透過光的波長(例如Iym或更小)。優(yōu)選的是，例如在這種情況下，發(fā)光區(qū)域被不透明的框罩(例如之后還說明的覆蓋層)或框架裝上框，并且發(fā)光區(qū)域的擴(kuò)展例如小于可見光和/或透過光的波長，從而單獨(dú)通過發(fā)光區(qū)域的大小結(jié)合框架給出散射元件。
[0058]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，每個(gè)光源具有電子發(fā)射器，所述電子發(fā)射器設(shè)置用于，通過發(fā)送電子射束使發(fā)光材料層主動(dòng)發(fā)光，或每個(gè)光源具有UV發(fā)射器，所述UV發(fā)射器設(shè)置用于，通過發(fā)送UV光束使發(fā)光材料層主動(dòng)發(fā)光。
[0059]以這種方式，實(shí)現(xiàn)非常有效的和光譜能夠好地被調(diào)整的光源。特別是可以通過非發(fā)光區(qū)域和發(fā)光區(qū)域的根據(jù)本發(fā)明的面積比率，UV發(fā)射器和特別是電子發(fā)射器能夠更好地互相彼此更好地分開，這特別在分別需要自己的真空室的電子發(fā)射器而言是特別有利的。UV發(fā)射器也理解為優(yōu)選一種發(fā)射器，所述發(fā)射器在藍(lán)到紫的區(qū)域(具有或沒有UV范圍)中輻射。在電子發(fā)射器中需要真空和本發(fā)明的發(fā)光區(qū)域之間的間距因此能用于安裝間距保持器，這在現(xiàn)有技術(shù)中是非常困難的，因?yàn)榘l(fā)光區(qū)域非常大或者盡可能大和間距保持器干擾地(例如陰影)起作用。
[0060]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，顯示裝置具有帶有一個(gè)光源或多個(gè)光源的照明裝置，或者顯示裝置具有光源的主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域，當(dāng)照明裝置具有多個(gè)光源時(shí)，光源的主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域分別具有大于顯示區(qū)域發(fā)光區(qū)域面積的面積。
[0061]因此，在較大的面積上的光的產(chǎn)生作為發(fā)光區(qū)域的大小是可能的，和因此，優(yōu)選光附加地集中到較小的發(fā)光區(qū)域上，在發(fā)光區(qū)域內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)較高的輻射密度。優(yōu)選地，照明裝置的面積或照明裝置的面積的總和(所述照明裝置發(fā)光)，大于發(fā)光區(qū)域的所有面積的總和。優(yōu)選地，所有配置給發(fā)光區(qū)域的光源的總伸展大于發(fā)光區(qū)域的伸展。優(yōu)選地，光源是多色的并且光源或者其主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域具有一伸展，所述伸展大于發(fā)光區(qū)域的幾何中心的間距的50%，優(yōu)選大于75%。優(yōu)選地，光源是單色的并且光源或者其主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域具有一伸展，所述伸展大于發(fā)光區(qū)域的幾何中心的間距的三分之一的50%，優(yōu)選大于75%。光源的主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域是這樣的區(qū)域，所述區(qū)域主動(dòng)地發(fā)光(例如Pn過渡的區(qū)域)。
[0062]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，發(fā)光區(qū)域分別由能夠被照明裝置照亮的光學(xué)散射元件或透明的遮蓋元件或光學(xué)顏色過濾元件構(gòu)成，并且顯示區(qū)域的非發(fā)光區(qū)域由設(shè)置在發(fā)光區(qū)域之間的填充材料或基底的區(qū)域構(gòu)成。
[0063]通過發(fā)光區(qū)域的該優(yōu)選的設(shè)計(jì)和相對(duì)于照明裝置的布置又可能的是特別有效的圖像顯示。通過由基底材料或填充材料組成的非發(fā)光區(qū)域的設(shè)計(jì)特別是非發(fā)光區(qū)域反射的特性能夠非常好地被調(diào)節(jié)。散射元件優(yōu)選是之前詳細(xì)說明的散射元件。
[0064]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，顯示裝置具有光學(xué)式射束成形裝置，所述光學(xué)式射束成形裝置設(shè)置在照明裝置和顯示區(qū)域之間，并且給每個(gè)射束成形裝置，優(yōu)選至少一個(gè)或剛好一個(gè)發(fā)光區(qū)域，并且射束成形裝置分別設(shè)置用于，將光從照明裝置集中到相應(yīng)的發(fā)光區(qū)域上。
[0065]因此，借助于射束成形裝置光能夠被集中到發(fā)光區(qū)域上，由此，提高最大能夠?qū)崿F(xiàn)的亮度。光學(xué)射束成形元件優(yōu)選設(shè)置用于，將光從照明裝置集中和/或聚焦到發(fā)光區(qū)域上。優(yōu)選地，一個(gè)或者多個(gè)射束成形裝置在輸出端上具有尖或管形的或圓柱形的端部件(所謂“光導(dǎo)件”)，例如玻璃纖維件，特別優(yōu)選有最終的漫射層。
[0066]當(dāng)光從射束成形元件來傳播穿過發(fā)光區(qū)域時(shí)，射束成形元件優(yōu)選配置給一發(fā)光區(qū)域。射束成形元件沿著光學(xué)軸線的伸展優(yōu)選小于3mm，特別優(yōu)選小于1mm，非常特別優(yōu)選小于
0.5mm或還優(yōu)選小于0.25mm。射束成形元件優(yōu)選被淋澆或借助于激光光刻制造。優(yōu)選它們構(gòu)成由射束成形元件組成的陣列。優(yōu)選地，給每個(gè)光學(xué)射束成形元件配置照明裝置的至少一個(gè)光源。
[0067]通過射束成形裝置的光集中(例如借助于鏡頭或光導(dǎo)件，例如玻璃纖維)，可能的是，在光源和發(fā)光區(qū)域之間的間距的橋接非常有效。優(yōu)選地，射束成形裝置具有在沿著顯示區(qū)域或基底的方向上的伸展，所述伸展大于光源的伸展，特別優(yōu)選地，該伸展和相鄰的發(fā)光區(qū)域的幾何中心的間距一樣大。
[0068]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，光學(xué)式射束成形裝置分別具有光學(xué)式瞄準(zhǔn)儀。[0069 ]因此，光源的光能夠被收集和轉(zhuǎn)向到一個(gè)方向上。例如瞄準(zhǔn)儀膜(微棱鏡膜，微棱錐膜，微球膜)和/或具有光源的優(yōu)選在焦點(diǎn)中的(拋物線/橢圓形的)反射器和/或(微)鏡頭(菲涅爾或常規(guī))或一般瞄準(zhǔn)反射的或透射的光學(xué)器件設(shè)置作為瞄準(zhǔn)儀。瞄準(zhǔn)儀優(yōu)選設(shè)置用于，照明裝置的光源的輻射角通過朝向光學(xué)軸線的射束偏轉(zhuǎn)減小。
[0070]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，光學(xué)式射束成形裝置分別具有光學(xué)式集中器。
[0071]通過射束成形裝置的該部分，光有效地集中到發(fā)光區(qū)域上。例如(通常不成像的)復(fù)合拋物面聚光器(CPC)設(shè)置作為集中器和/或光子的晶體或一般聚焦地或集中地反射的或透射的光學(xué)器件例如(成像的或非成像的)聚光透鏡或菲涅爾透鏡設(shè)置作為集中器。優(yōu)選地，集中器是非成像的光學(xué)器件，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)集中的較高效率和強(qiáng)度均勻。光學(xué)式集中器的面對(duì)照明裝置的輸入端(例如在直徑上或在對(duì)角線上80μπι)優(yōu)選具有比光學(xué)式集中器的面對(duì)發(fā)光區(qū)域輸出端(例如在直徑上或在對(duì)角線上8μπι)大的面。這優(yōu)選適合于每個(gè)光學(xué)式集中器。優(yōu)選地，輸入端具有一個(gè)面，所述面和如配置給集中器的光源或光源的發(fā)光區(qū)域那樣大小并且相同地成形。因此，光從較大的入射面集中到小的發(fā)光區(qū)域上。優(yōu)選帝，集中器具有輸入端和輸出端。輸入端優(yōu)選具有比輸出端大的面。優(yōu)選地，輸出端面對(duì)發(fā)光區(qū)域以及顯示區(qū)域，并且輸入端面對(duì)照明裝置。集中器優(yōu)選具有光學(xué)輸入角度，所述光學(xué)輸入角度小于瞄準(zhǔn)儀的光學(xué)輸出角度最大30°，優(yōu)選最大10°。特別優(yōu)選地，集中器的光學(xué)輸入角度等于或大于瞄準(zhǔn)儀的輸出角度。
[0072]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，光學(xué)式瞄準(zhǔn)儀關(guān)于照明裝置的光的傳播方向設(shè)置在集中器前面，從而光能夠首先基本上被瞄準(zhǔn)和然后被集中。
[0073]因此，特別有效的射束成形是可能的。特別優(yōu)選地，光學(xué)式瞄準(zhǔn)儀和光學(xué)式集中器統(tǒng)一在一個(gè)元件中。因此，能夠?qū)⑸⑸涔鈸p失最小化。
[0074]在根據(jù)本發(fā)明的另一顯示裝置中，光學(xué)式射束成形裝置具有至少一個(gè)彎曲的或階梯式的反射面。
[0075]通過彎曲的或階梯式的反射面，光能夠以極大提高的效率被導(dǎo)到發(fā)光區(qū)域上，特別是通過使用全反射現(xiàn)象。優(yōu)選是拋物線形或橢圓形彎曲的面(例如CPC)或是面鏡。
[0076]此外，本發(fā)明的目標(biāo)特別是通過在顯示裝置上顯示圖像的方法來解決，其中，使用根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置。
【附圖說明】
[0077]圖1:根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的放大局部圖，其中，非發(fā)光區(qū)域在顯示區(qū)域上的比例大于70%，
[0078]圖2:間距的純粹定性的說明，所述間距小于觀察者的分辨能力(分辨率)并且所述間距在觀察者以最大兩角分的角度觀察時(shí)出現(xiàn)，
[0079]圖3a和3b:基于圖1的根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的截面，其中，該顯示裝置是彩色顯示裝置，
[0080]圖4a_6d:例如以不同的方式可以獲得根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的原理(非發(fā)光區(qū)域在整個(gè)顯示區(qū)域上的比例設(shè)置為大于70 % )的顯示區(qū)域的二維的結(jié)構(gòu)，其中:
[0081]圖4a-4e:示出基于圖3a或3b的根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的局部，其中，該顯示裝置具有帶有基底的照明裝置，在所述基底上設(shè)置多個(gè)光源，其中，在此光源優(yōu)選是小的光源(例如垂直腔面發(fā)射激光器)，也就是說，優(yōu)選這樣的光源，在所述光源中主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域的面積小于或等于相應(yīng)的發(fā)光區(qū)域的面積，并且
[0082]圖5a_6d:示出基于圖3a或3b的根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的局部，其中，該顯示裝置與圖4a_4e相比具有較大的光源并且特別是分別具有光學(xué)式射束成形裝置，所述光學(xué)式射束成形裝置設(shè)置在照明裝置和顯示區(qū)域之間，并且給每個(gè)射束成形裝置配置一發(fā)光區(qū)域并且所述射束成形裝置分別設(shè)置用于，將光從照明裝置集中到相應(yīng)的發(fā)光區(qū)域上。
[0083]附圖標(biāo)記列表
[0084]I顯示裝置
[0085]2 顯示裝置的顯示區(qū)域
[0086]8 基底
[0087]9非發(fā)光區(qū)域
[0088]10 像素
[0089]11 間距
[0090]11.1 間距11 的 1/3
[0091]12 發(fā)光區(qū)域
[0092]13 散射元件
[0093]14 顏色過濾元件
[0094]20 照明裝置
[0095]21 光源
[0096]22 光源的主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域
[0097]30 光學(xué)式射束成形裝置
[0098]31 光學(xué)式集中器
[0099]32 光學(xué)式集中器的輸入端
[0100]33 光學(xué)式集中器的輸出端
[0101]34 光學(xué)式瞄準(zhǔn)儀
[0102]35 光學(xué)損失
[0103]36 光學(xué)式瞄準(zhǔn)儀的輸出角度
[0104]37 光學(xué)式集中器的輸入角度
[0105]50 觀察者
[0106]51 入射角
【具體實(shí)施方式】
[0107]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置I的局部放大圖，在所述顯示裝置中，非發(fā)光區(qū)域9在整個(gè)顯示區(qū)域2上的比例大于70%。該顯示裝置I具有顯示區(qū)域2(邊界=具有最長線條的虛線)，所述顯示區(qū)域由非發(fā)光區(qū)域9和發(fā)光區(qū)域12組成。幾何中心相鄰的發(fā)光區(qū)域12具有相互的間距11，所述間距小于觀察者的分辨能力。該例子此外示出，一個(gè)或多個(gè)發(fā)光區(qū)域12被配置給一個(gè)像素10(像素邊界=具有中等線條長度的虛線)，并且該顯示區(qū)域2具有多個(gè)這樣的像素1，所述多個(gè)像素被布置在重復(fù)的圖案中，從而圖像可以由像素1構(gòu)成。
[0108]—個(gè)非常大的優(yōu)點(diǎn)是，發(fā)光區(qū)域12被由非發(fā)光區(qū)域9構(gòu)成的、大的分隔區(qū)域彼此分隔開，并且因此不產(chǎn)生從一個(gè)到另一個(gè)發(fā)光區(qū)域12的散射光(或所述散射光被大大地減少)，并且另一方面由顯示裝置I顯示的圖像的暗區(qū)域還能夠顯的更暗，因?yàn)榉前l(fā)光區(qū)域9占優(yōu)勢(shì)。
[0109]圖2示出間距11的純粹定性的說明，所述間距小于觀察者50的并且所述間距在觀察者以最大兩角分的角度51觀察時(shí)出現(xiàn)。在這樣的間距11時(shí)，大多數(shù)觀察者50不再能夠發(fā)現(xiàn)兩個(gè)不同的像素10，并且因此獲得特別高品質(zhì)的和連續(xù)的圖像印象。
[0110]在以下附圖中示出也在顯示裝置I中由于位置原因而不同的設(shè)計(jì)可能性，這并不限制于其它方案。表示的是，相應(yīng)的顯示裝置優(yōu)選僅僅具有所示出的設(shè)計(jì)可能性(應(yīng)用在所有發(fā)光區(qū)域/像素上)的一個(gè)形狀或不同的設(shè)計(jì)可能性的混合(例如之后所示的那樣)。
[0111]圖3a和3b示出基于圖1的根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置2的局部圖，其中，顯示裝置I是彩色顯示裝置。分別示出在到顯示區(qū)域2上的視圖的上方的側(cè)視圖。但是為了更好地說明和顏色區(qū)別，這里使用陰影線。
[0112]在圖3a中示出兩個(gè)像素10。分別給一個(gè)像素10配置一個(gè)發(fā)光區(qū)域12，其中，通過發(fā)光區(qū)域12向觀察者發(fā)出多個(gè)顏色。示出像素10的成分的兩種可能性，左邊像素10成分由優(yōu)選條形布置的顏色紅(從左上向右下的緊密的陰影線)，綠(從左下向右上的緊密的陰影線)，藍(lán)(豎直的緊密陰影線)組成和右邊像素成分由優(yōu)選近似方形布置的顏色紅，綠，藍(lán)和白(沒有陰影線)組成。具有從左上向左下的寬的陰影線的構(gòu)件以及這里的非發(fā)光區(qū)域9，優(yōu)選是不透明的。
[0113]在圖3b中示出一個(gè)像素10，給所述像素配置三個(gè)發(fā)光區(qū)域12，其中，能夠通過第一發(fā)光區(qū)域12向觀察者發(fā)出紅色，通過第二發(fā)光區(qū)域12向觀察者發(fā)出綠色和通過第三發(fā)光區(qū)域12向觀察者發(fā)出藍(lán)色。幾何中心相鄰的發(fā)光區(qū)域12的間距11.1是間距11的1/3，所述間距小于觀察者50的分辨能力。
[0114]圖4a_6d示出例如以不同的方式可以獲得根據(jù)本發(fā)明的原理(非發(fā)光區(qū)域9在整個(gè)顯示區(qū)域2上的比例設(shè)置為大于70%)的顯示區(qū)域2的二維的結(jié)構(gòu)。光學(xué)軸線分別點(diǎn)劃線地畫出并且部分地在軸線的下端部上給出相應(yīng)的光源21的優(yōu)選的發(fā)光圖案或者發(fā)光顏色并且在該軸線的上端部上給出在發(fā)光區(qū)域12上優(yōu)選得到的發(fā)光圖案或者發(fā)光顏色。
[0115]圖4a_4e示出基于圖3a或3b的根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置I的局部。該顯示裝置I具有帶有基底8的照明裝置20，在所述基底上設(shè)置多個(gè)光源21，其中，在此光源21優(yōu)選是小的光源21(例如垂直腔面發(fā)射激光器)，也就是說，優(yōu)選這樣的光源21，在所述光源中主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域22的面積小于或等于相應(yīng)的發(fā)光區(qū)域12的面積。圖4a和4d示出光源21，所述光源是多色的，也就是說，所述光源設(shè)置用于，發(fā)出具有不同的波長的光的不同的、可變的部分，例如紅色，綠色，藍(lán)色部分。圖4b，4c和4e示出光源21，所述光源是單色的，也就是說，所述光源發(fā)出不可變的波長區(qū)域或者不同的波長的固定的混合。
[0116]在圖4a中，發(fā)光區(qū)域12分別由光源21中的一個(gè)構(gòu)成。顯示區(qū)域2的非發(fā)光區(qū)域9由光源21之間的填充材料的區(qū)域構(gòu)成，這在圖4b中也可以完全一樣地設(shè)置。在圖4b中發(fā)光區(qū)域12分別由光源21中的一個(gè)構(gòu)成。顯示區(qū)域2的非發(fā)光區(qū)域9由基底8的區(qū)域構(gòu)成，這在圖4a中也可以完全一樣地設(shè)置。在圖4a和4b中，相應(yīng)的光源21的主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域22因此同樣也是顯示區(qū)域2的發(fā)光區(qū)域12。因此，顯示裝置可以制造有很少的構(gòu)件，但是其中，為此應(yīng)該使用有利地定性非常尚品質(zhì)的、殼的和尺寸精確的光源。
[0117]在圖4c中發(fā)光區(qū)域12分別由能夠被光源21中的一個(gè)照亮的透明的遮蓋元件構(gòu)成。顯示區(qū)域2的非發(fā)光區(qū)域9由光源21之間的填充材料的區(qū)域構(gòu)成。每個(gè)光源21具有發(fā)光材料層和電子發(fā)射器，所述電子發(fā)射器設(shè)置用于，通過發(fā)出電子射束使發(fā)光材料層激活發(fā)光。發(fā)光材料層在此也可以視為散射元件，因?yàn)槠鋵⒌竭_(dá)的輻射能源從一個(gè)方向分成多個(gè)方向。在電子發(fā)射器和發(fā)光材料層之間分別存在真空室中的真空。
[0118]在此有利的是，由于根據(jù)本發(fā)明的、在發(fā)光區(qū)域之間大的中間區(qū)域的原理，真空室的非常好的和合適的密封也是可能的。
[0119]在圖4d中發(fā)光區(qū)域12分別由能夠被光源21中的一個(gè)照亮的光學(xué)散射元件13(從左下向右上的寬的陰影線-這種類型的陰影線優(yōu)選表示，這樣被加陰影的構(gòu)件，例如后來的鏡頭也是透明的，優(yōu)選基本上沒有顏色過濾)構(gòu)成。顯示區(qū)域2的非發(fā)光區(qū)域9由在光源21之間的填充材料的區(qū)域，在散射元件12的高度上，構(gòu)成。示出兩種設(shè)計(jì)可能性，左邊具有所謂的光導(dǎo)部件(例如玻璃纖維)作為射束成形裝置30，所述射束成形裝置也用作集中器31，右邊具有鏡頭作為集中器31。在發(fā)光區(qū)域12上得出的發(fā)光圖案如上所述，左邊大約和發(fā)光區(qū)域22的發(fā)光圖案大小相同，右邊稍微變小。此外得出的發(fā)光圖案是散射的，優(yōu)選具有彼此徹底混合的顏色，這基于散射元件13進(jìn)行，但是在繪畫技術(shù)上不能有利地示出。因此，實(shí)現(xiàn)散射的輻射，但是同時(shí)光的捆束達(dá)到散射元件13上。
[0120]在圖4e中發(fā)光區(qū)域12分別由能夠被光源21中的一個(gè)照亮的光學(xué)顏色過濾元件14構(gòu)成。顯示區(qū)域2的非發(fā)光區(qū)域9由在光源21之間的填充材料的區(qū)域，在顏色過濾元件14的高度上，構(gòu)成。每個(gè)光源21具有一個(gè)UV發(fā)射器，所述UV發(fā)射器設(shè)置用于，通過發(fā)出UV光束使發(fā)光材料層(所述發(fā)光材料層這里例如也作為散射元件13起作用)激活發(fā)光。不同的顏色，這里是紅綠藍(lán)RGB，因此被顏色過濾元件14獲得，例如通過量子點(diǎn)。此外，示出三種設(shè)計(jì)可能性，左邊和右邊射束成形元件30如在圖4d中那樣和在中間是沒有射束成形元件30的變型。
[0121]優(yōu)選在圖4d和4e中，瞄準(zhǔn)儀34是射束成形裝置30的一部分，與例如圖6a類似。
[0122]圖5a_6d示出基于圖3a或3b的根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置I的局部。顯示裝置I與圖4a-4e相比具有較大的光源21并且特別是分別具有光學(xué)式射束成形裝置30，所述光學(xué)式射束成形裝置設(shè)置在照明裝置20和顯示區(qū)域2之間，并且給每個(gè)射束成形裝置30配置一個(gè)發(fā)光區(qū)域2并且射束成形裝置30分別設(shè)置用于，將光從照明裝置20集中到相應(yīng)的發(fā)光區(qū)域12上。光源21的主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域22分別具有一面積，所述面積大于顯示區(qū)域2的發(fā)光區(qū)域12相應(yīng)的面積。顯示裝置I分別具有光學(xué)式射束成形裝置30，所述光學(xué)式射束成形裝置設(shè)置在照明裝置20和顯示區(qū)域2之間，并且給每個(gè)射束成形裝置30配置一個(gè)發(fā)光區(qū)域12并且射束成形裝置30分別設(shè)置用于，將光從照明裝置20集中到相應(yīng)的發(fā)光區(qū)域12上。光學(xué)式射束成形裝置30分別具有光學(xué)式瞄準(zhǔn)儀34(例如半球形的瞄準(zhǔn)儀鏡頭)和具有彎曲的反射面的光學(xué)式集中器31并且光學(xué)式瞄準(zhǔn)儀34分別關(guān)于照明裝置20的光的傳播方向設(shè)置在集中器31的前面，從而光能夠首先基本上被瞄準(zhǔn)并且然后被集中。一方面復(fù)合拋物面聚光器(CPC)(由兩個(gè)對(duì)置的彎曲的、優(yōu)選拋物線彎曲的反射面成像并且也在圖5c中透視地示出)，替代地聚光鏡頭31(例如圖6a右邊)，設(shè)置作為集中器31。一方面棱鏡瞄準(zhǔn)儀34(通過一角錐的結(jié)構(gòu)示出)或替代地反射體34(如在圖6a-圖6d中那樣)作為瞄準(zhǔn)儀34存在。
[0123]在圖5a，5b和5d中，顯示裝置I具有光源21，所述光源近似是蘭伯特輻射器。在圖5a中，發(fā)光區(qū)域12分別由能夠被照明裝置20照亮的光學(xué)散射元件13構(gòu)成。顯示區(qū)域2的非發(fā)光區(qū)域9由設(shè)置在散射元件13之間的填充材料的區(qū)域構(gòu)成，其中，填充材料這里作為區(qū)域示出，但是此外，同樣可以完全填滿在相鄰的射束成形元件30之間的中間空間。光源是多色的并且光源或者其主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域具有擴(kuò)展，所述擴(kuò)展大于發(fā)光區(qū)域12的幾何中心的間距11的50% XPC31具有輸入端32和輸出端33(也參見圖5c)，其中，輸入端32具有比輸出端33大的面積并且輸出端33面對(duì)發(fā)光區(qū)域12以及顯示區(qū)域2并且輸入端32面對(duì)照明裝置20 XPC具有光學(xué)輸入角度37，所述光學(xué)輸入角度比棱鏡目苗準(zhǔn)儀34的光學(xué)輸出角度36小最多30°至10°，優(yōu)選20°。因此光學(xué)損失35被盡可能地減小。通過瞄準(zhǔn)儀34和集中器31結(jié)合，出現(xiàn)到發(fā)光區(qū)域12上的有效的光集中。此外，通過作為非成像的光學(xué)系統(tǒng)的CPC實(shí)現(xiàn)非常均勻的顏色混合，這通過白的輸出端發(fā)光圖案表示。散射元件13允許大的觀察角度。光的輻射過程通過虛線的箭頭表示。在圖5b中示出圖5a的顯示裝置的變型，在所述變型中，光源21的擴(kuò)展小于間距11的50%，但是比發(fā)光區(qū)域12的擴(kuò)展大。在圖5d中與圖5a不同的是，光源是單色的并且發(fā)光區(qū)域12分別由能夠被照明裝置20照亮的光學(xué)顏色過濾元件構(gòu)成，所述光學(xué)顏色過濾元件同時(shí)是散射元件13。此外，得出發(fā)光區(qū)域12之間的間距11.1，所述間距是間距11的三分之
O
[0124]在圖6a，6b，6c和6d中顯不裝置I具有光源21，所述光源按面積地(例如根據(jù)光源的主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域)在大小上等于或者大于發(fā)光區(qū)域12。在其它方面，圖6a與圖5a類似，其中，圖6a示出與圖5a不同的是瞄準(zhǔn)儀34，所述瞄準(zhǔn)儀拋物線反射體包圍光源21。光學(xué)式瞄準(zhǔn)儀34—如既往關(guān)于照明裝置20的光的傳播方向設(shè)置在集中器31之前，從而光首先基本上能夠被瞄準(zhǔn)并且之后能夠被集中。右邊RGBW光源作為變型示出，以及替代CPC，作為集中器31的是聚光鏡頭，這里是非成像的聚光鏡頭，所述聚光鏡頭同樣引起輻射穿過發(fā)光區(qū)域12的光很好的均勻。圖6b與圖6a類似，其中，光源21是單色的并且發(fā)光區(qū)域12分別由能夠被照明裝置20照亮的光學(xué)顏色過濾元件構(gòu)成，所述光學(xué)顏色過濾元件同時(shí)是散射元件13。此外，得出在發(fā)光區(qū)域12之間的間距11.1，所述間距是所述間距11的三分之一。圖6c與圖6a類似，其中，光源21是單色的，這里是白色的并且顏色過濾元件14直接設(shè)置在光源21上。此外，右邊示出一種具有成像的聚光鏡頭31的設(shè)計(jì)可能性。圖6d與圖6a類似，其中，光源21單色的，這里例如基本上發(fā)出藍(lán)光和/或UV。發(fā)光區(qū)域12分別由能夠被照明裝置20照亮的光學(xué)顏色過濾元件14構(gòu)成。每個(gè)光源21具有藍(lán)光發(fā)射器和/或UV發(fā)射器，所述藍(lán)光發(fā)射器和/或UV發(fā)射器設(shè)置用于，通過發(fā)出藍(lán)光光束和/或UV光束使得發(fā)光材料層激活發(fā)光，所述發(fā)光材料層這里例如也作為散射元件13起作用。不同的顏色，這里是RGB，因此通過顏色過濾元件14獲得。此外，得出在發(fā)光區(qū)域12之間的間距11.1，所述間距是所述間距11的三分之一。顏色過濾元件14直接設(shè)置在光源21上(例如量子點(diǎn))。
[0125]在所有示出的實(shí)施形式中，優(yōu)選非發(fā)光區(qū)域9，優(yōu)選整個(gè)顯示區(qū)域2具有小于50%的漫反射和/或鏡面反射的反射比。非發(fā)光區(qū)域9為此優(yōu)選具有暗的顏色或是黑色的和/或非發(fā)光區(qū)域具有在0.2μπι和1.Ομπι范圍內(nèi)的粗糙度和/或被涂有抗反射涂層。優(yōu)選地，此外存在電子補(bǔ)償裝置，借助于所述電子補(bǔ)償裝置能夠根據(jù)環(huán)境亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)用于適配黑的圖像像素的顯示的發(fā)光區(qū)域12的最小亮度最小的亮度。
[0126]通過本發(fā)明提供顯示裝置的革命性的質(zhì)量改進(jìn)。圖像質(zhì)量通過這樣的原理來提高:在發(fā)光區(qū)域之間的非發(fā)光區(qū)域設(shè)計(jì)為盡可能的大，例如通過非發(fā)光區(qū)域在整個(gè)顯示區(qū)域上的比例為至少70%，因此，對(duì)比度被改進(jìn)并且可以節(jié)省很多能源，這特別是對(duì)于可移動(dòng)的儀器是非常重要的。通過附加地設(shè)置具有小反射比(鏡面的或散射的)的非發(fā)光區(qū)域，黑色的圖像組成部分也保持黑色。為了能夠使明亮的圖像區(qū)域還更明亮，并且也為了通過減少發(fā)光區(qū)域的面積比例來平衡亮度損失，視環(huán)境光而定，使用特別強(qiáng)化的光源(例如激光器或微LED或微OLED)，或者借助于特別的射束成形裝置(所述射束成形裝置從觀察者看出位于顯示區(qū)域的后面)來實(shí)現(xiàn)光到發(fā)光區(qū)域上的集中并且因此實(shí)現(xiàn)亮度提高，從而亮度平均值與正常顯示裝置相似，但是具有更好的對(duì)比度和更少的能源消耗。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.顯示裝置(I)，所述顯示裝置具有顯示區(qū)域(2)，所述顯示區(qū)域具有非發(fā)光區(qū)域(9)和發(fā)光區(qū)域(12)，其中，相鄰的發(fā)光區(qū)域(12)的幾何中心之間具有間距(11，11.1)，所述間距小于觀察者(50)的分辨能力，其中，所述非發(fā)光區(qū)域(9)在整個(gè)顯示區(qū)域(2)上的比例大于70%。2.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示裝置(I)，其中，一個(gè)或多個(gè)發(fā)光區(qū)域(12)被配置到像素(10)以及所述顯示區(qū)域(2)具有多個(gè)這樣的像素(10)，所述像素(10)以重復(fù)的圖案布置，從而能夠由這些像素(10)組成圖片。3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的顯示裝置(I)，其中，大多數(shù)所述非發(fā)光區(qū)域(9)具有小于50%的漫反射的反射比。4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的顯示裝置(I)，其中，大多數(shù)所述非發(fā)光區(qū)域(9)具有小于50 %的鏡面反射的反射比。5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的顯示裝置(I)，其中，大多數(shù)所述非發(fā)光區(qū)域(9)具有暗的顏色或是黑色的和/或其中大多數(shù)所述非發(fā)光區(qū)域(9)具有在0.2μπι和1.Ομπι范圍內(nèi)的粗糙度和/或其中大多數(shù)所述非發(fā)光區(qū)域(9)借助于抗反射涂層被涂層。6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的顯示裝置(I)，其中，所述顯示裝置(I)具有電子補(bǔ)償裝置，借助于所述電子補(bǔ)償裝置用于適配顯示黑色的圖像像素的發(fā)光區(qū)域(12)的最小亮度能夠根據(jù)環(huán)境亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)。7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的顯示裝置(I)，其中，所述顯示裝置(I)具有帶有基底(8)的照明裝置(20)，在所述基底上設(shè)置有多個(gè)光源(21)。8.根據(jù)權(quán)利要求7的顯示裝置(I)，其中，每個(gè)所述發(fā)光區(qū)域(12)由所述光源(21)中的一個(gè)光源構(gòu)成，或者由能夠被所述光源(21)中的一個(gè)光源照亮的光學(xué)散射元件(13)或透明的遮蓋元件或光學(xué)顏色過濾元件(14)構(gòu)成，以及其中所述顯示區(qū)域(2)的非發(fā)光區(qū)域(9)通過所述基底(8)的區(qū)域和/或通過發(fā)光區(qū)域(12)之間的填充材料區(qū)域構(gòu)成。9.根據(jù)權(quán)利要求8的顯示裝置(I)，其中，每個(gè)所述光源(21)具有電子發(fā)射器，所述電子發(fā)射器設(shè)置用于，通過發(fā)送電子射束使發(fā)光材料層主動(dòng)發(fā)光，或每個(gè)光源具有UV發(fā)射器，所述UV發(fā)射器設(shè)置用于，通過發(fā)送UV光束使發(fā)光材料層主動(dòng)發(fā)光。10.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的顯示裝置(I)，其中，所述顯示裝置(I)具有帶有一個(gè)光源(21)或多個(gè)光源(21)的照明裝置(20)，其中所述光源(21)的主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域(22)，或者當(dāng)所述照明裝置(20)具有多個(gè)光源時(shí)，每個(gè)所述光源(21)的主動(dòng)的發(fā)光區(qū)域(22)具有大于所述顯示區(qū)域(2)發(fā)光區(qū)域(12)面積的面積。11.根據(jù)上述權(quán)利要求10的顯示裝置(I)，其中，每個(gè)所述發(fā)光區(qū)域(12)由能夠被照明裝置(20)照亮的光學(xué)散射元件(13)或透明的遮蓋元件或光學(xué)顏色過濾元件(14)構(gòu)成，并且其中所述顯示區(qū)域(2)的非發(fā)光區(qū)域(9)由設(shè)置在發(fā)光區(qū)域(12)之間的填充材料或基底(8)的區(qū)域構(gòu)成。12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)的顯示裝置(I)，其中，所述顯示裝置(I)具有光學(xué)式射束成形裝置(30)，所述光學(xué)式射束成形裝置設(shè)置在所述照明裝置(20)與所述顯示區(qū)域(2)之間，并且其中，每個(gè)射束成形裝置(30)配置有發(fā)光區(qū)域(12)，并且每個(gè)所述射束成形裝置(30)設(shè)置用于，將光從所述照明裝置(20)集中到相應(yīng)的發(fā)光區(qū)域(12)上。13.根據(jù)權(quán)利要求12中的顯示裝置(I)，其中，每個(gè)所述射束成形裝置(30)具有光學(xué)式瞄準(zhǔn)儀(34)。14.根據(jù)權(quán)利要求12至13中任一項(xiàng)的顯示裝置(I)，其中，每個(gè)所述射束成形裝置(30)具有光學(xué)式集中器(34)。15.根據(jù)權(quán)利要求12至13中任一項(xiàng)的顯示裝置(I)，其中，所述射束成形裝置(30)具有至少一個(gè)彎曲的或階梯式的反射面。
【文檔編號(hào)】H01L51/50GK106030370SQ201580009611
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年2月18日
【發(fā)明人】P-A·科特
【申請(qǐng)人】Pa·科特家族控股有限公司