DE3738414A1 - Device for illuminating passive information displays, preferably LCDs - Google Patents

Abstract

A device is proposed for illuminating passive information displays, preferably for illuminating an LCD (11), which, while having little depth of construction and requiring little space, permits the design possibilities which are desired in a motor vehicle. For this purpose, a transparent electroluminescence layer (14) as illuminating element covers the back side of the information display (11). When an alternating current is applied to the electroluminescence layer (14), the information display (11) is evenly (uniformly) illuminated (Figure 1). <IMAGE>

Description

Translated fromGerman

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Ausleuchtung pas­siver Informationsanzeigen nach der DE-OS 33 14 323.The invention relates to a device for illuminating pasSiver information displays according to DE-OS 33 14 323.

Bei einer solchen bekannten Vorrichtung für die Ausleuchtung passi­ver Informationsanzeigen, wie beispielsweise Meßgeräte oder Flüssig­kristalldisplays, wird das Licht über einen keilförmig gestalteten, vor der Anzeige angeordneten Lichtleiter auf die Frontseite der In­formationsanzeige gelenkt, wo es zur Anzeige hin austritt und diese gleichmäßig stark ausleuchtet. Dort muß zusätzlich mindestens eine Lichtquelle an einem Ende des Lichtleiters angeordnet werden. Derar­tige Lösungen haben den Nachteil, daß neben der Lichtquelle noch ein Lichtleiter benötigt wird, der insbesondere bei größeren Anzeige­formaten zu einer voluminösen Bauform führt. Außerdem werden durch diese Lösungen die Gestaltungsmöglichkeiten für die Informationsan­zeigen eingeschränkt.In such a known device for the illumination passiver information displays, such as measuring devices or liquidcrystal displays, the light is drawn over a wedge-shaped,Light guides arranged in front of the display on the front of the Information display directed where it exits to the display and thisevenly illuminated. There must also be at least oneLight source to be arranged at one end of the light guide. Derarterm solutions have the disadvantage that in addition to the light sourceLight guide is needed, especially for larger displaysformats leads to a voluminous design. In addition, throughthese solutions the design options for informationshow restricted. 

Ferner sind als flächenhafte Beleuchtungskörper Elektrolumineszenz­folien bekannt, die an eine Wechselspannung von etwa 100 V, 1 kHz angeschlossen werden und dabei ein gelbliches Licht aussenden. Der­artige Wechselspannungs-Pulver-Elektrolumineszenzfolien sind jedoch nicht transparent, so daß sie vor einer Informationsanzeige nicht angeordnet werden können. Außerdem ist ihre Lebensdauer für die Ver­wendung im Kraftfahrzeug unzureichend und zudem lassen sie sich dort wegen ungünstiger Klimaeigenschaften nicht einsetzen.Furthermore, electroluminescence is a two-dimensional lighting elementknown films that are connected to an AC voltage of about 100 V, 1 kHzbe connected and emit a yellowish light. Theare like AC powder electroluminescent filmsnot transparent so that it does not appear before an information displaycan be arranged. In addition, their lifespan for the verinadequate in motor vehicles and they can also be left theredo not use because of unfavorable climatic properties.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, eine transparente Vor­richtung zur Ausleuchtung der Informationsanzeige zu schaffen, die sehr flache Bauformen zuläßt und damit die Gestaltungsmöglichkeiten der Informationsanzeige, insbesondere im Kraftfahrzeug wesentlich verbessert.The aim of the present solution is to create a transparent templatedirection to illuminate the information display to create theallows very flat designs and thus the design optionsthe information display, especially in the motor vehicleimproved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß die transparente Elektro­lumineszenzschicht als Wechselspannungs-Dünnschicht gemeinsam mit der Informationsanzeige die baulichen Abmessungen der gesamten An­zeigevorrichtung gegenüber einem Display mit keilförmigem Licht­leiter mit zusätzlicher Lichtquelle erheblich verringert. Dadurch lassen sich auch größere Anzeigevorrichtungen, insbesondere Flüssig­kristallanzeigen im Armaturenbrett von Kraftfahrzeugen problemlos unterbringen. Die Elektrolumineszenzschicht besitzt ferner wegen ihrer geringen Dicke von lediglich 800 nm eine hohe Transparenz, und zugleich als Beleuchungselement beim Anlegen einer Wechselspannung von etwa 100 V, 1 kHz eine beachtliche Leuchtdichte und somit eine gute Ablesbarkeit der Informationsanzeigen. Das abgestrahlte gelb­liche Licht hat eine Wellenlänge von 585 nm. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß derartige, auf einen Träger aufgebrachte Elektro­lumineszenzschichten eine hohe Lebensdauer und eine hohe Resistenz gegen klimatische Einflüsse aufweisen, so daß sie sich für die An­wendung in Kraftfahrzeugen eignen. Außerdem können bei den Informa­tionsanzeigen durch die Verwendung von Elektrolumineszenzschichten als Beleuchtungselemente die Gestaltungsmöglichkeiten verbessert werden, so daß sie für den technischen Einsatz bei transparenten Displays im primären Blickfeld eines Fahrers bevorzugt verwendbar sind. Die vorgeschlagene Lösung läßt sich schließlich auch für größere Anzeigeeinheiten, beziehungsweise in der Industrie, in der Bürotechnik oder in anderen Anwendungsbereichen kostengünstig reali­sieren.The device according to the invention with the characteristic featuresof claim 1 has the advantage that the transparent electricalluminescent layer as an alternating voltage thin layer together withthe information display shows the structural dimensions of the entire Anpointing device opposite a display with wedge-shaped lightconductor with additional light source significantly reduced. Therebylarger display devices, especially liquid, can also be usedcrystal displays in the dashboard of motor vehicles without problemsaccommodate. The electroluminescent layer also has becausetheir low thickness of only 800 nm high transparency, andat the same time as a lighting element when applying an AC voltageof about 100 V, 1 kHz a remarkable luminance and thus one good readability of the information displays. The emitted yellowlight has a wavelength of 585 nm. Another advantageit can be seen that such electro applied to a carrierluminescent layers have a long service life and high resistanceagainst climatic influences, so that they are suitable for the Ansuitable in motor vehicles. In addition, at the Information displays through the use of electroluminescent layersimproved the design options as lighting elementsbe so that they are for technical use with transparentDisplays in the driver's primary field of vision are preferredare. The proposed solution can also be used forlarger display units, or in the industry in whichOffice technology or in other areas of application inexpensively realisieren.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentan­spruch 1 angegebenen Merkmale. So wird vorgeschlagen, die Elektro­lumineszenzschicht in einfacher Weise auf einer transparenten Platte hinter der Informationsanzeige als Dünnfilm aufzubringen. Dabei ist es besonders zweckmäßig, eine Glasplatte zu verwenden, die unmittel­bar hinter dem Informationsanzeige-Element angeordnet ist. Verwendet man als InformationsanzeigeElement eine LCD, so ist es für die Mon­tage besonders vorteilhaft, wenn die LCD mit der Glasplatte und der Elektrolumineszenzschicht von einem gemeinsamen Rahmen getragen wird. Eine besonders geringe Bautiefe läßt sich dadurch erreichen, daß die Elektrolumineszenzschicht unmittelbar auf die Rückseite einer LCD aufgebracht wird und so mit der LCD eine beleuchtete An­zeigeeinheit bildet.The measures listed in the subclaims resultadvantageous developments and improvements in the patentpronounced 1 characteristics. So it is suggested the electroluminescent layer in a simple manner on a transparent plateto be applied behind the information display as a thin film. It isit is particularly useful to use a glass plate, the immediatebar is arranged behind the information display element. Usedan LCD as an information display element, so it is for the Mondays particularly advantageous if the LCD with the glass plate and theElectroluminescent layer carried by a common framebecomes. A particularly low overall depth can be achievedthat the electroluminescent layer immediately on the backan LCD is applied and so with the LCD an illuminated onpointing unit forms. 

Zeichnungdrawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenTwo embodiments of the invention are shown in the drawingrepresents and explained in more detail in the following description. Itdemonstrate

Fig. 1 eine LCD als Informationsanzeige mit einer Elektro­lumineszenzschicht als Beleuchtungselement auf einer transparenten platte an der Rückseite der LCD undFig. 1 shows an LCD as an information display with an electro luminescent layer as a lighting element on a transparent plate on the back of the LCD and

Fig. 2 eine LCD mit einer davon separaten Elektrolumineszenzschicht.Fig. 2 is an LCD with a separate thereof electroluminescent layer.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

InFig. 1 ist eine LCD als passive Informationsanzeigevorrichtung10 dargestellt. Bei der LCD, deren bekannter Aufbau hier nicht näher erläutert wird, kann es sich sowohl um eine transmissive Flüssig­kristallanzeige11 mit einem Polarisator an der Rückseite oder um eine transflektive Flüssigkristallanzeige mit einem Transflektor an der Rückseite handeln. Der elektrische Anschluß12 erfolgt ebenfalls in bekannter Weise auf einer Stirnseite, wobei ggf. auch die Trei­berschaltung für die Anzeigeelemente der LCD11 in Chip-on-Glas-Technik mit auf der LCD aufgebracht sein können. Zur Ausleuchtung der passiven LCD ist an der Rückseite der LCD eine transparente Platte13 aus Glas angeordnet, auf die eine Elektrolumineszenz­schicht14 aufgebracht ist. Die Elektrolumineszenzschicht14 ist in einem Spezialverfahren, einem Atom-Lagen-Epitaxie-Prozeß als Dünn­film auf der der LCD11 zugewandten Seite der Glasplatte13 aufge­bracht. Der Anschluß der Elektrolumineszenzschicht14 erfolgt hier auf einer Stirnseite der Glasplatte13 über einen aufgeschobenen Steckanschluß15. Die andere Seite der Elektrolumineszenzschicht14 wird über eine leitfähige tranparente Schicht17 als durchgehende Flächenelektrode, welche auf der dem Betrachter18 abgekehrten Seite der LCD aufgebracht ist, angesteuert. Dabei können die elektroni­schen Bauelemente für die Spannungsversorgung der Elektrolumines­zenzschicht14 und der LCD11 an einer von der Anzeigevorrichtung10 getrennt angeordneten Stelle zusammengefaßt werden. Beim Anlegen einer Wechselspannung von z.B. 100 V und einer Frequenz von z.B. 1 kHz gibt die Elektrolumineszenzschicht14 ein gleichmäßiges gelb­liches Licht mit einer Wellenlänge von 585 nm ab, mit dem die LCD an ihrer Rückseite gleichmäßig ausgeleuchtet wird. In den angesteuerten Bereichen der LCD gelangt dieses Licht bei Negativansteuerung der LCD zum Auge des Beobachters18. Wird die Spannung an der Elektrolu­mineszenzschicht14 abgeschaltet, so fällt lediglich das von außen auf die Anzeigevorrichtung10 fallende Licht auf den Transflektor der LCD11.InFig. 1, an LCD is shown as a passive information display device10. In the LCD, the known structure of which is not explained in more detail here, it can be both a transmissive liquid crystal display11 with a polarizer on the back or a transflective liquid crystal display with a transflector on the back. The electrical connection12 is also carried out in a known manner on one end face, and if necessary the driver circuit for the display elements of the LCD11 can also be applied to the LCD in chip-on-glass technology. To illuminate the passive LCD, a transparent plate13 made of glass is arranged on the back of the LCD, on which an electroluminescent layer14 is applied. The electroluminescent layer14 is brought up in a special process, an atom-layer epitaxy process as a thin film on the side facing the LCD11 of the glass plate13 . The electroluminescent layer14 is connected here on an end face of the glass plate13 by means of a push-on connector15 . The other side of the electroluminescent layer14 is controlled via a conductive transparent layer17 as a continuous surface electrode which is applied to the side of the LCD facing away from the viewer18 . In this case, the electronic components for the voltage supply of the electroluminescent layer14 and the LCD11 can be combined at a point arranged separately from the display device10 . When an alternating voltage of for example 100 V and a frequency of 1 kHz, for example, the electroluminescent layer14 is a uniform yellow-pending light having a wavelength of 585 nm from which the LCD is uniformly illuminated on its rear side. In the controlled areas of the LCD, this light reaches the eye of the observer18 when the LCD is actuated negatively. If the voltage at the electroluminescent layer14 is switched off, only the light falling on the display device10 from the outside falls on the transflector of the LCD11 .

Für den Einbau in Kraftfahrzeugen oder anderen Einrichtungen ist die LCD11 gemeinsam mit der Platte13 und der darauf aufgebrachten Elektrolumineszenschicht14 in einem Rahmen16 aufgenommen.For installation in motor vehicles or other devices, the LCD11 is accommodated in a frame16 together with the plate13 and the electroluminescent layer14 applied thereon.

InFig. 2 ist als weiteres Ausführungsbeispiel eine LCD20 als In­formationsanzeige mit einer separaten und damit für sich auswechsel­baren Elektrolumineszenzanzeige21 versehen. Die LCD20 ist als transflektive oder transmissive Flüssigkristallanzeige mit einem Polerisator22 oder Transflektor auf ihrer Rückseite ausgebildet.InFig. 2, as an additional embodiment, an LCD20 is provided as an information display with a separate and thus interchangeable electroluminescent display21 . The LCD20 is designed as a transflective or transmissive liquid crystal display with a polerizer22 or transflector on its rear side.

Die Elektrolumineszenzanzeige selbst besteht aus zwei Glasplatten23, welche mit je einer leitfähigen Schicht24, die zur Ansteuerung der dazwischenliegenden Elektrolumineszenzschicht25 dient, be­schichtet sind. Beim Anlegen einer Spannung von z.B. 100 V und z.B. 1 kHz leuchtet die Elektrolumineszenzschicht mit einer Wellenlänge, deren Maximum bei 585 nm liegt.The electroluminescent display itself consists of two glass plates23 , which are each with a conductive layer24 , which serves to control the intermediate electroluminescent layer25 , be layers. When a voltage of, for example, 100 V and, for example, 1 kHz is applied, the electroluminescent layer lights up with a wavelength whose maximum is 585 nm.

Soll die ganze Anzeigenfläche der LCD beleuchtbar sein, ist es er­forderlich, durchgehende Elektroden24 und eine durchgehende Elek­trolumineszenzschicht25 zu verwenden. Dies gilt auch für eine An­ordnung nachFig. 1 wie auch nachFig. 2. Sollen nur bestimmte Flächen der LCD beleuchtbar sein, so ist es zweckmäßig, die Elektro­den freizuätzen, d.h. nur dort stehen zu lassen bzw. zu kontaktie­ren, wo die Elektrolumineszenzschicht leuchten soll. Diese Maßnahme reduziert zum einen den Stromverbrauch, zum zweiten wird bei einer LCD in Negativkontrast keine unnötige, unerwünschte Reststromemis­sion erzeugt. Für LCD und Beleuchtung kann auch hier ein gemeinsamer Tragrahmen vorgesehen werden.If the entire display area of the LCD can be illuminated, it is necessary to use continuous electrodes24 and a continuous electroluminescent layer25 . This also applies to an arrangement according toFIG. 1 and also according toFIG. 2. If only certain areas of the LCD are to be illuminated, it is expedient to free up the electronics, ie to only leave them there or to contact them where the electroluminescent layer should shine. On the one hand, this measure reduces power consumption, and on the other hand, an LCD in negative contrast does not generate any unnecessary, undesirable residual current emissions. A common support frame can also be provided for LCD and lighting.

Durch die erfindungsgemäße Lösung werden bei Informationsanzeigen nachFig. 1 mit einer Bautiefe von etwa 4 mm sowie bei Informa­tionsanzeigen nachFig. 2 mit etwa 5 mm Bautiefe freistehende An­zeigevorrichtungen geschaffen, die völlig neue designerische Ge­staltungsmöglichkeiten gestatten, so daß sie sich insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen im primären Blickfeld des Fahrers eignen. So kann es gegebenenfalls bei größeren Anzeigevorrichtungen auch zweckmäßig sein, die Elektrolumineszenzschicht nur an einem Teilbereich der Informationsanzeige rückseitig anzubringen.Through the solution according to the invention, free-standing display devices are created in information displays according toFIG. 1 with a construction depth of approximately 4 mm and in information displays according toFIG suitable for use in motor vehicles in the driver's primary field of vision. For example, in the case of larger display devices, it may also be expedient to attach the electroluminescent layer only to a partial area of the information display on the rear.

Claims (7)

Translated fromGerman

1. Vorrichtung zur Ausleuchtung von passiven Informationsanzeigen, vorzugsweise LCDs,dadurch gekennzeichnet, daß eine transparente Elektrolumineszenzschicht (14,25) als Beleuchtungselement zumindest einen Teil der Informationsanzeige (11,20) an deren Rückseite über­deckt und beim Anlegen einer Wechselspannung die Informationsanzeige (11,20) ausleuchtet.1. Device for illuminating passive information displays, preferably LCDs,characterized in that a transparent electroluminescent layer (14 ,25 ) as a lighting element covers at least part of the information display (11 ,20 ) on the back thereof and when the application of an AC voltage, the information display (11 ,20 ) illuminates.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolumineszenzschicht (14) auf einer transparenten Platte (13) hinter der Informationsanzeige (11) als Dünnfilm aufgebracht ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the electroluminescent layer (14 ) on a transparent plate (13 ) behind the information display (11 ) is applied as a thin film.3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (13) aus Glas besteht und die Elektrolumineszenzschicht (14) an einer Flächenelektrode auf der Rückseite der Informationsanzeige (11) anliegt.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the plate (13 ) consists of glass and the electroluminescent layer (14 ) abuts a surface electrode on the back of the information display (11 ).4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Informationsanzeige (11) eine LCD ist, die mit der Platte (13) und der darauf aufgebrachten Elektrolumineszenzschicht (14) von einem gemeinsamen Rahmen (16) getragen wird.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the information display (11 ) is an LCD which is carried by the plate (13 ) and the electroluminescent layer (14 ) applied thereon by a common frame (16 ).5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die LCD (20) mit einer separaten Elektrolumineszenzanzeige (21) kombiniert ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the LCD (20 ) is combined with a separate electroluminescent display (21 ).6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der Elektrolumineszenzschicht durchgehende Flächenelek­troden (17) sind, die zu einer ganzflächigen Ausleuchtung der Infor­mationsanzeige (11,20) führen.6. The device according to claim 1, characterized in that the electrodes of the electroluminescent layer are through-area electrodes (17 ) which lead to a full-area illumination of the information display (11 ,20 ).7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (24) der Elektrolumineszenzschicht derart geätzt sind, daß nur Teilbereiche der Informationsanzeige (11,20) ausgeleuchtet sind.7. The device according to claim 1, characterized in that the electrodes (24 ) of the electroluminescent layer are etched such that only partial areas of the information display (11 ,20 ) are illuminated.