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Title:
PIXEL-MATRIX DISPLAY ARRANGEMENT FOR TRANSPORT SYSTEMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/039176
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a pixel-matrix display arrangement for displaying information in transport systems. In this arrangement, a pixel is produced by an organic light-emitting element.

Inventors:
HOESS ALFRED (DE)
SCHELTER WOLFGANG (DE)
SIMMERER JUERGEN (DE)
HOEGER REINER (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/000610
Publication Date:
September 11, 1998
Filing Date:
March 03, 1998
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
HOESS ALFRED (DE)
SCHELTER WOLFGANG (DE)
SIMMERER JUERGEN (DE)
HOEGER REINER (DE)
International Classes:
B60R21/00; B60K35/00; B60Q3/04; B60R1/00; G09F9/30; H01L27/32; (IPC1-7): B60Q3/04
Foreign References:
DE19502542A11996-08-08
EP0827366A21998-03-04
Other References:
GU G ET AL: "Transparent organic light emitting devices", APPLIED PHYSICS LETTERS, 6 MAY 1996, AIP, USA, vol. 68, no. 19, ISSN 0003-6951, pages 2606 - 2608, XP000588302
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Claims:
Patentansprüche
1. PixelMatrixAnzeigeeinrichtung zur Informationsdarstel lung in Transportsystemen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pixel durch ein organisches lichtemittierendes Element reali siert ist.
2. PixelMatrixAnzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß organische lichtemittierende Elemente In formation von unterschiedlichen Informationsquellen darstel len.
3. PixelMatrixAnzeigeeinrichtung nach einem der vorherge henden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein von orga nischen lichtemittierenden Elementen gebildeter Bereich (3) wenigstens ein Anzeigeinstrument (2) abbildet, in dem verän derliche Information durch organische lichtemittierende Ele mente angezeigt wird.
4. PixelMatrixAnzeigeeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß ein von den organischen lichtemittierenden Elementen gebildeter Bereich (3) zur al ternativen Darstellung unterschiedlicher Anzeigeinstrumente bestimmt ist.
5. PixelMatrixAnzeigeeinrichtung nach einem der vorherge henden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Speichereinrich tung (7), in der zur Informationsdarstellung Beschriftungen in verschiedenen Sprachen und/oder Symbole gespeichert sind.
6. PixelMatrixAnzeigeeinrichtung nach einem der vorherge henden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Speichereinrich tung (7) zur benutzerspezifischen Abspeicherung der Konfigu ration der Anzeigeeinrichtung.
7. PixelMatrixAnzeigeeinrichtung nach einem der vorherge henden Ansprüchen, gekennzeichnet durch transparente organi sche lichtemittierende Elemente.
8. PixelMatrixAnzeigeeinrichtung nach einem der vorherge henden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anbringung an ei nem Spiegel oder einer Fensterscheibe (6).
9. Bedienelement in einem Transportsystem, gekennzeichnet durch eine PixelMatrixAnzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen.
10. System zur Wiedergabe von Bildinformation in einem Trans portsystem, gekennzeichnet durch eine Kamera zur Aufnahme von Bildern der Umgebung des Transportsystems und durch eine Pi xelMatrixAnzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen zur Anzeige der aufgenommenen Bilder.
11. Verfahren zum Herstellen von Anzeigeinstrumenten für ein Kraftfahrzeug mit den Schritten : eine PixelMatrixAnzeigeeinrichtung nach einem der vorher gehenden Ansprüchen wird auf einem Armaturenbrett (1) ange ordnet, eine Steuereinheit der PixelMatrixAnzeigeeinrichtung wird mit einem Steuerprogramm zum Konfigurieren von wenigstens einem Anzeigeinstrument (2) versehen.
Description:
Beschreibung Pixel-Matrix-Anzeigeeinrichtung für Transportsysteme Die Erfindung betrifft eine Pixel-Matrix-Anzeigeeinrichtung zur Informationsdarstellung in Transportsystemen wie Kraft- fahrzeugen, Zügen, Flugzeugen oder dergleichen, und ein Ver- fahren zum Verfahren zum Herstellen von Anzeigeinstrumenten für ein Kraftfahrzeug.

Aus der internationalen Anmeldung WO 96/23200 ist eine Anzei- geeinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem Anzeigeinstrument und einer Beleuchtungseinrichtung hierfür bekannt. Die Be- leuchtungseinrichtung wird von einer eine organische lichte- mittierende Substanz aufweisenden Leuchtquelle gebildet. Da- bei ist auch vorgesehen, daß Buchstaben aus einem flächenhaf- ten Material der Leuchtquelle ausgestanzt sind, so daß eine Kombination aus Anzeige und Beleuchtung erreicht wird. Eine variable Informationsdarstellung kann allerdings durch eine solche Leuchtquelle nicht erfolgen.

Es ist ferner bekannt, in Kraftfahrzeugen Pixel-Matrix- Anzeigen in Form von passiven Flüssigkristall-Displays (LCDs) sowie Displays in Aktiv-Matrix-Ansteuerung (TFT) für die Se- kundärinstrumentierung wie beispielsweise Radio, Uhr, Bordcomputer, Navigationssystem etc. einzusetzen. Eine solche Anzeigeeinrichtung benötigt wegen fehlender eigener Leucht- kraft der Anzeigeelemente eine Hinterleuchtung. Diese bedingt eine hohe Energieaufnahme und eine komplexe Helligkeitsrege- lung.

Aus Patent Abstracts of Japan 07-134558 A ist ein organisches Elektrolumineszenz-Display mit einer Vielzahl von organischen elektrolumineszenten Elementen bekannt. Eine Vielzahl von An-

oden und Kathoden sind streifenförmig und kreuzweise angeord- net.

Aus der Zeitschrift Elektronik 3/1997, Seiten 44 bis 47 ist ein Multifunktions-Display für einen Testrechner bekannt, der in einem Kraftfahrzeug zu Versuchszwecken angeordnet ist. Das Display zeigt Bilder und Meßdaten an, die von Videokameras und Sensoren des Kraftfahrzeugs angezeigt werden.

Aus Patent Abstracts of Japan 08-036367 A ist ein LED-Display zur Befestigung an transparenten Türen oder Fenstern bekannt.

Die LEDs sind paarweise auf Leiterplatten angeordnet. Damit Licht durch diese Anordnung treten kann, sind die Leiterplat- ten voneinander beabstandet.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Pixel-Matrix-Anzeige- Einrichtung bereitzustellen, die auf eine Hinterleuchtung verzichten kann.

Dieses Ziel wird mit einer Pixel-Matrix-Anzeigeeinrichtung und einem Verfahren erreicht, wie sie in den unabhängigen An- sprüchen definiert sind. Zweckmäßige Weiterbildungen der Er- findung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Aufgrund der Realisierung der Pixel durch eine organische lichtemittierende Substanz erübrigt sich grundsätzlich eine Hinterleuchtung der gesamten Anzeigeeinrichtung.

Obgleich ein organisches lichtemittierendes Anzeigeelement nicht notwendigerweise eine Diodencharakteristik aufweisen muß, werden im folgenden derartige Anzeigeelemente als orga- nische lichtemittierende Diode (OLED) bezeichnet.

Im Gegensatz zu passiven und aktiven Flüssigkristall-Displays kann ein auf organischen lichtemittierenden Anzeigeelementen

oder Dioden basierendes Display extrem dünn und an die Geome- trie und Krümmung eines Trägers angepaßt hergestellt werden.

Zudem können OLEDs transparent ausgeführt werden. Ein OLED- Display eignet sich damit in idealer Weise zur Unterbringung in Transportsystemen. Insbesondere kann ein solches Display optimal an die Geometrie eines Armaturenbretts eines Kraft- fahrzeugs oder an beliebige Gegenstände, beispielsweise die Lehne eines Rücksitzes, dem Fahrzeugdach oder dergleichen, angepaßt werden.

Eine erfindungsgemäße Pixel-Matrix-Anzeigeeinrichtung kann auch für eine Innenraumbeleuchtung in einem Transportsystem, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, eingesetzt werden.

Ebenso ist es möglich, ein OLED-Display an einem Fenster oder einem Spiegel anzubringen. Es können daher beispielsweise An- zeigen eines Navigationssystems auf einfache Weise direkt in einer Windschutzscheibe (Head-up Display) eines Kraftfahr- zeugs oder die Abstandsanzeige einer Rangierhilfe in der Heckscheibe, in einem Spiegel oder in der Seitenscheibe neben dem Seitenspiegel angezeigt werden. Auch kann ein derartig angebrachtes Display mit einer Kamera aufgenommene Bilder an- zeigen. Auf diese Weise kann beispielsweise ein die Aerodyna- mik störender Fahrzeugaußenspiegel ersetzt werden. Ferner kann so der Abstand zu einem anderen Fahrzeug beim Einparken und Rangieren sichtbar gemacht werden sowie gänzlich auf Rückspiegel verzichtet werden.

Im Gegensatz zu Flüssigkristall-Displays bietet ein OLED- Display einen optimalen ("paper-like") Betrachtungswinkel, so daß eine OLED-Display gleichzeitig von einem Fahrer und von Mitfahrern eines Kraftfahrzeugs genutzt werden kann.

Da ein OLED-Display auch als Folie herstellbar ist, eignet sich die Pixel-Matrix-Anzeigeeinrichtung besonders gut für

die Nachrüstung eines Anzeigeinstruments in einem Fahrzeug.

Es ist nur erforderlich das Display an eine geeignete Stelle zu kleben und die dazugehörige Elektronik an einer verdeckten Stelle anzubringen.

Beim Herstellen von Anzeigeinstrumenten für einen bestimmten Kraftfahrzeugstyp muß lediglich eine erfindungsgemäße Pixel- Matrix-Anzeigeeinrichtung auf einem Armaturenbrett angeordnet werden und deren Steuereinheit mit einem Steuerprogramm zum Konfigurieren von wenigstens einem Anzeigeinstrument program- miert werden. Die Steuereinheit kann verdeckt im Fahrzeug an- geordnet werden.

Bevorzugt wird ein Pixel von einem etwa 0,5 mm * 0,5 mm gro- ßen organischen lichtemittierenden Substrat dargestellt.

Nachdem aber OLEDs problemlos als mehrere Quadratzentimeter große Flächen realisierbar sind, kann ein Pixel auch als Sym- bol, beispielsweise als Pfeil, geformt sein.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen : Figur 1 mehrere OLED-Displays für mehrere Zusatzgeräte, Figur 2 ein gemeinsames OLED-Display für mehrere Zusatzge- räte, Figur 3 ein großflächiges OLED-Display zur Darstellung der Primär-und Sekundärinstrumentierung, und Figur 4 OLED-Displays für Reisende auf Vorder-und Rücksit- zen.

In Figur 1 ist ein Armaturenbrett 1 eines Kraftfahrzeugs ab- gebildet, das sowohl herkömmliche Anzeigeinstrumente 2 als auch OLED-Displays 3 aufweist. Dabei ist die Primärinstrumen-

tierung, das heißt Informationsanzeigen über den Betriebszu- stand eines Kraftfahrzeugs wie Geschwindigkeit, Kühlmittel- temperatur und dergleichen, als analoge Anzeigeinstrumente ausgeführt. Die Sekundärinstrumentierung zur Anzeige von In- formationen, die von Zusatzeinrichtungen wie Radio, Klimaan- lage, Uhr, Navigationssystem oder dergleichen stammen, ist als separate Pixel-Matrix-Displays basierend auf organischen lichtemittierenden Dioden ausgeführt.

Diese können beispielsweise mit Polymeren, insbesondere kon- jugierten Polymeren, Oligomeren, kleinen organischen Molekü- len, Nanopartikeln in geeigneten Matrizes, wie zum Beispiel Polymeren oder Mischungen hiervon, realisiert werden. Die ak- tiven organischen Schichten können weitere anorganische und/oder organische Hilfsstoffe enthalten. Derartige Displays werden typischerweise durch Gasphasenprozesse (Aufdampfen im Vakuum) oder Flüssigphasenprozesse (Spin Coating, Rakeln) von mehreren extrem dünnen Schichten hergestellt. Bevorzugte Schichtdicken liegen im Bereich zwischen 10 und 200 nm. Eine geeignete Schichtenfolge besteht aus transparentem Substrat wie Glas oder Polymer-Folie, einer transparenten Elektrode wie Indium-Zinn-Oxid, einer Löchertransportschicht wie N, N'- Bis- (3-methyl-phenyl)-N, N'-diphenylbenzidin (TPD), einer emittierenden Schicht wie 8-Hydroxychinolin-Aluminiumsalz (AlQ3), evtl. dotiert mit einem weiteren Emitterfarbstoff wie Rubren und einer Metallgegenelektrode wie Magnesium-Silber- Legierung.

Weitere Hilfseinrichtungen wie Ansteuerelektronik, die Optik beeinflussende Einrichtungen (Microcavities), Filter, Emissi- ons-Konversionsfilter, UV-Filter, Antireflexschichten können integriert sein. Ebenso ist eine geeignete Umhüllung oder Verkapselung als Schutz gegen mechanische Belastung, Feuch- tigkeit sowie als Kühlung und Wärmeabführung vorhanden.

Die erzeugten angeregten Zustände (zum Beispiel Exzitonen) regen sich unter Aussendung von sichtbarem Licht an den Chro- mophoren oder Polymerketten ab. Mit solchen OLEDs kann das gesamte Farbspektrum des sichtbaren Lichts abgedeckt werden.

Ein farbiger Bildpunkt einer Pixel-Matrix kann daher durch mehrere verschiedenfarbige OLEDs durch Überlagerung der un- terschiedlichen Leuchtfarben oder auf herkömmliche Weise mit OLEDs einer einheitlichen Farbe und entsprechenden Farbfil- tern gebildet werden.

Dabei kann im Gegensatz zu Flüssigkristall-Displays die Hel- ligkeit der Anzeige sehr einfach über die angelegte Spannung, den eingeprägten Strom oder die Pulsbreite geregelt werden.

Daher läßt sich mit einfachen Mitteln eine automatische Hel- ligkeitsregelung zur Nachführung der OLEDs an die aktuellen Lichtverhältnisse realisieren.

Da nur kleine elektrische Leistungen zu regeln sind, reicht eine einfache Regelelektronik aus. Wegen der fehlenden lei- stungsintensiven Hinterleuchtung und der damit verbundenen komplexen Helligkeitsregelung ist der Aufbau eines OLED- Pixel-Matrix-Displays einfacher als bei Flüssigkristall- Displays. Insbesondere gegenüber TFT-Displays ergeben sich deutliche Kostenvorteile.

In Figur 2 werden mehrere Anzeigen der Sekundärinstrumentie- rung in einem einzigen OLED-Display 3 wiedergegeben. Ein Dis- play ist somit für die Wiedergabe von unterschiedlichen In- formationsquellen wie Bordcomputer, Navigationssystem, Radio und Telefon zuständig. Da Größe und Gestalt eines OLED- Displays weitgehend beliebig ist, ist eine optimale Anpassung an die vom Innenraum eines Fahrzeugs vorgegebenen Formen mög- lich.

Bedienelemente 4 eines Bedienteils 5 wie Tasten und Schalter weisen ebenfalls eine Oberfläche auf, die als OLED-Pixel- Matrix gestaltet ist. Dabei erlaubt die Verwendung eines fle- xiblen Substrates für die OLEDs auch die Realisierung von Be- dienelementen als Bildschirmtasten (Softkeys).

Aufgrund des Matrix-Displays auf einem solchen Bedienelement kann dasselbe Bedienelement unterschiedliche Symbole oder Be- schriftungen in Abhängigkeit einer gewählten Funktion (zum Beispiel Radio, Telefon oder Navigationssystem) oder eines Betriebszustands (Fenster offen/geschlossen) darstellen.

In Figur 3 sind nicht nur einzelne oder mehrere Instrumente der Sekundärinstrumentierung, wie oben gezeigt, durch ein OLED-Pixel-Matrix-Display ersetzt, sondern es wird sowohl die Primärinstrumentierung als auch die Sekundärinstrumentierung durch ein einziges großflächiges OLED-Display 3 dargestellt.

Ferner ist ein Pixel-Matrix-Display aus transparenten OLEDs in einer Windschutzscheibe 6 integriert.

Die Aufteilung der Displays ist jeweils beliebig. Die Dar- stellung, einschließlich aller Symbole und Instrumentenanzei- gen, ist in bezug auf ihre Anordnung und auf ihre Gestaltung frei programmierbar. Hieraus resultiert eine hohe gestalteri- sche Freiheit bei einfacher Umsetzung eines Designs auf einen bestimmten Fahrzeugtyp. Es muß jeweils nur die Software ent- sprechend angepaßt werden. Eine Speichereinrichtung 7 spei- chert die programmierte Instrumentenkonfiguration ab, die über eine Steuereinrichtung 8 oder CPU ausgegeben wird.

Durch die Integration mehrerer Anzeigen in ein Display, das über eine Steuereinrichtung ansteuerbar ist, wird der Verka- belungsaufwand gegenüber einer herkömmlichen Primärinstrumen- tierung deutlich reduziert. Ferner sind die Herstellung und

der Einbau des gezeigten OLED-Displays in wenigeren bzw. ein- facheren Arbeitsschritten möglich.

Neben der vom Hersteller vorgegebenen Aufteilung kann der Be- nutzer eine individuelle Gestaltung des Displays vornehmen.

So können zusätzliche Navigationspiktogramme an vom Fahrer oder Mitfahrer vorgegebenen Positionen des Bildschirms ange- zeigt werden. Zusätzliche benutzerspezifische Symbole, wie beispielsweise ein Symbol zur Anzeige eines eingehenden Fa- xes, können generiert und in einem bestimmten Bereich ange- zeigt werden. Der Benutzer kann entscheiden, ob ein bestimm- tes, vom Fahrzeughersteller in der Speichereinrichtung 7 ab- gespeichertes Anzeigeinstrument angezeigt wird und an welchem Ort es gegebenenfalls angezeigt wird. Ferner kann er aus ei- ner Mehrzahl von in der Speichereinrichtung 7 abgelegten De- signs für ein bestimmtes Anzeigeinstrument, beispielsweise analoges oder digitales Instrument, auswählen. Es kann eine Vielzahl von benutzerspezifischen Konfigurationen abgespei- chert werden. Daher kann ein Benutzer auch bei einem Mietwa- gen seine gewohnte Benutzeroberfläche konfigurieren.

Die angezeigte Information weist wegen der eigenen Leucht- kraft einen sehr hohen Kontrast auf und wird daher sehr gut wahrgenommen.

Figur 4 zeigt einen Fahrzeuginnenraum, bei dem für die Passa- giere auf den Vordersitzen ein großflächiges OLED-Display 3 am Armaturenbrett und für die Fondpassagiere jeweils an den Rücklehnen der Vordersitze OLED-Displays 9 angebracht sind.

Die Displays sind wegen der hohen erzielbaren Schaltfrequenz der OLEDs sehr gut für Video-und Multimediaanwendungen ge- eignet. Einem Display sind Anschlüsse 10 für Tastatur, Maus, Joystick, Kopfhörer und Mikrophon zugeordnet.

Ein Multimediarechner 11, der mit den einzelnen Displays 3,9 vernetzt ist, dient gleichzeitig als Personalcomputer für Beifahrer und Fondpassagiere. Durch die fahrzeuginterne Ver-

netzung zwischen den einzelnen Displays ist eine Kommunikati- on mit Bild und Daten möglich. Über Internet können Daten mit externen Stellen ausgetauscht werden.

Die Displays 9 an den Rücksitzen können zum jeweiligen Benut- zer hin geklappt werden und beim Verlassen des Fahrzeugs zum Schutz vor Diebstahl entnommen werden.

Sofern ein Display nicht anderweitig genutzt ist, läßt es sich als Innenbeleuchtung verwenden. An der Innenseite einer Tür angebracht, erfüllt ein leuchtendes OLED-Display bei ge- öffneter Tür die Funktion einer Warnleuchte.