CN101809639A - 具有特别均匀外观的背光显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于显示元件(121a、121b、121c、122)的背光照明(BL)的显示装置(2),其特征在于,包括位于显示元件(121a、121b、121c、122)和部分透明的材料制造的窗口(11)之间的反光材料的半透明层(23),赋予所述显示装置(2)特别的外观。

Description

具有特别均匀外观的背光显示装置
技术领域
本发明涉及背光照明的显示装置的一般领域。这种装置使得各种显示元件被显示。
背景技术
在已知的显示元件中,一些由透明膜支撑,该透明膜覆盖有正好在这些显示元件处被中断的不透明涂层。在这种情况下,显示元件有利地通过在透明膜上印制有白色涂料而制造。
其它已知的显示元件,例如液晶显示屏,可被放置在透明膜后、面朝不透明涂层中的中断部。
目前,这种透明膜被结合一窗口使用,该窗口由放置在该透明膜上的暗材料制造,以在没有背光照明时掩盖显示元件。因此,印制在透明膜上的符号、液晶显示屏等,当在这种情况下,各种机械元件对于车辆的使用者的视线被隐藏,这是从审美立场的主要优点。
这些特点符合汽车领域内的当前审美趋势,由此在汽车控制面板上可追求一种“黑色面板”效果。这特别意味着,除了在施加背光照明时,没有显示元件是可视的。
这种显示装置可被用在所有类型的人/机界面,不管这是在控制面板上、中控台或仪表板上,只要至少一个符号当背光照明不打开时被遮盖。
这种显示装置包括由具有低透光性的材料制造的窗口,例如透射系数从10%至30%。该窗口被放置在在显示元件处被中断的膜的顶部上,该膜优选地通过用白色涂料印制制造,以确保从观察显示元件的所有角度的均匀景像。术语“背光照明(backlighting)”意味着,发射到膜上的光使得所有符号从显示装置的外部可视。在没有背光照明时,该窗口掩盖该膜。
但是,在非常明亮的环境中,例如当日光直接照射该显示装置时,可以看到该显示元件。
具体地,显示元件所处的区域反射光,而没有显示元件的区域吸收光。因此,颜色不同深浅的区域的交替对于使用者是可见的。这从审美的观点是不令人满意的,在这种情况下,当背光照明被关闭时,显示区域容易在黑色面板上被辨认出来,这与追求的效果相反。
此外,低透射系数要求强光源,其不仅造成在消耗的电功率方面的问题,而且还造成在消除由光源(一个或多个)产生的热方面的问题,由此产生进一步的结构性约束。
因此,通常用于制造具有黑色外观的显示装置的方案,在背光照明关闭时显示面板的暗色或甚至黑色外观与在背光照明打开时通过背光照明中使用的一定量的光在一定距离处的显示元件可视性之间折衷。
这些方案从审美观点或是从能够容易地阅读显示装置的观点看通常是不令人满意的。
发明内容
因此本发明的一个目的是通过提供一种用于显示背光照明的显示元件的显示装置来减少这些缺点,该显示装置包括位于显示元件和部分透明的材料制造的窗口之间的反光材料的半透明层,赋予显示装置特别均匀的外观。
另一目的是获得一种显示装置,其能使用小功率的光源,同时仍保持或甚至改善审美外观。
利用这种装置,反光材料的半透明层反射外部光,以使得该光不到达在其上支撑有显示元件的膜上。
利用具有与要赋予显示装置的外观相应的外观的窗口,允许获得期望的外观和一事实,即没有背光照明时,显示元件被完全遮盖且从外部不可见。
为此,本发明的主题是一种显示装置,用于显示背光照明的显示元件,其包括位于显示元件和由部分透明的材料制造的窗口之间的反光材料的半透明层,赋予显示装置特别均匀的外观,其特征在于,反光材料的半透明层由独立膜支撑,该独立膜插置在窗口下且在显示元件上。
这样,可以使用一种窗口,与其中显示装置没有在窗口和支撑显示元件的透明膜之间设置有反射装置层的情况相比,该窗口没那么暗。
在一个实施例中,反光材料是金属。使用的金属可从铝和铬中选择。
半透明层和独立膜例如被制造为聚碳酸酯的金属化片的形式。
窗口可被选择为使得特别均匀的外观是特定的颜色,比如具有高吸收水平的颜色,例如黑色。随后得到一种符合流行趋势的显示装置,其为汽车控制面板提供了吸引人的均匀的黑色外观,且显示在其中非常显明(discrete)。
在一个特定实施例中,显示元件由支撑膜支撑,该支撑膜覆盖有在这些显示元件处被中断的不透明涂层。这种支撑膜的使用的特征在于实施特别简单。
具体地,显示元件然后可被简单地使用白色涂料印制在膜上且位于不透明涂层中的中断处。用于通过印制字符制造该支撑膜的方法是可以想象的且使得装置的制造简单。
还可以提供具有液晶显示屏的显示装置,该液晶显示屏放置在支撑膜之后、面朝不透明涂层的中断处。这就是当显示装置必须能显示被显示在液晶显示屏上的可变化数字数据和在控制面板上位于特定位置处的不能改变外观的符号二者时通常所使用的。
在有利实施例中,窗口使50%至80%的被接收光透过。
这种透光特性,结合反射材料层,使得可以获得期望的审美外观。
有利地,反光材料的半透明层使70%至80%的被接收光透过。
附图说明
通过参考所附视图从下面给出的说明可明白本发明的其它特征和优点,该附图特别示出了本发明的示例性实施例,而没有任何限制性,在附图中:
图1是根据现有技术的显示装置的示意性图示;
图2是根据本发明的一个实施例的显示装置的示意性图示;
图3是根据本发明的另一实施例的显示装置的示意性图示。
具体实施方式
图1描述了根据现有技术的显示装置1。该显示装置1包括由具有低透光性(例如光透射系数为5%)的材料制造的窗口11。从表面上看来,该窗口11由此显得较暗。其可以是灰色、深暗的或填充有各种颜料。
当背光照明被关闭时,暗窗口11具有黑色的总体外观。局部地,该窗口11可被涂有不透明的黑色颜料,以完全隐藏位于窗口11后的可能的元件,例如机械或电子元件,这些元件可从外部看到且绝不是必须从外部看到。
窗口11被放置在部分透明的支撑膜12的顶部上,且覆盖有不透明涂层120,该涂层在其所要支撑的显示元件121a、121b、121c处被中断。
显示元件121a、121b、121c通常是位于不透明涂层120中的中断部处且由用白色涂料印制而产生的符号,以确保可观察显示元件的所有角度的景像的均匀性(uniformity)。
用白色涂料印制形成显示元件的这些元件在图2中直接标有标记121a、121b、121c。
不透明涂层120中的一个特定中断部被设计为布置成与显示元件122相对,例如液晶显示屏122。当然,作为一种替代,可以设想例如VFD(真空荧光显示)屏、TFT(薄膜晶体管)或TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示)屏、各种液晶显示屏、或者LED(发光二极管)或OLED(有机发光二极管)显示屏,作为显示元件122。
当背光照明(由箭头BL表示)被打开时,指向到支撑膜12上的光穿过液晶显示屏和/或主要由白色涂料形成且印制在膜12上的显示元件121a、121b、121c,光然后穿过窗口11。穿过窗口11的光的量例如是被接收的光的5%。发射的光的总穿透率由此在液晶显示屏122或印制的符号或显示元件121a、121b、121c处约为5%。
这使得所有符号121a、121b、121c和/或液晶显示屏122从显示装置11的外部可被看到。
在没有背光照明时,黑色窗口11隐藏了支撑膜12,从而不透明涂层区域120和不透明涂层120中的在支撑膜12上标记显示元件121a、121b、121c或液晶显示屏122的中断部的特定区域的交替从乘员舱不可见。
如图1所示,不透明涂层区域120具有反射系数10%,具有显示元件121a、121b、121c的区域具有反射系数50%。
由此,对于穿过窗口11的光的量L,关于具有显示元件121a、121b、121c的区域的光感(perception)LA是:
LA=0.5L。
关于不透明涂层区域120的光感(perception)LB是:
LB=0.1L。
按照定义,对比度是图像固有性质,其使得可以量化两个单独区域的区别能力。对比度是一种量,其必须从0(对于具有相同亮度的区域)到1(对于具有亮度的最大差异的区域)变化。如果最大亮度由Imax表示,最小亮度由Imin表示,对比度可由以下定义:
C=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)。
对于图1中所示的例子,则得到对比度C1
C1=0.666。
现在参考图2,其示出了根据本发明的显示装置2。该显示装置2具有与图1所示显示装置1相同的技术元件。用于这些技术元件的标记由此与关于图1限定的相同。根据本发明的显示装置还包括半透明反光材料层23。
该反射材料层23由独立膜支撑(假定该层和独立膜较薄,二者具有相同的附图标记),或者换句话说由在此布置在透明支撑膜12的外表面上的片或膜支撑。半透明层23和独立膜例如被制造为聚碳酸酯的金属化片的形式。
在图2中,为了增强具有层23的该膜的独立性,其二者被示出为在一侧上距离窗口11一距离,在另一侧上距离支撑膜一距离。当然,片形式的独立膜可被布置在支撑膜上或与其物理接触。
由此理解,该层由此由插置在窗口11和支撑膜12之间的膜支撑,而非由支撑膜12支撑。反射材料层23由此当外部日光被反射在所述层上时用作镜子。
此后,可以使用具有更好透光性的窗口11而同时仍保持黑色外观。该窗口11将由此被选择为没有图1的装置中选择的窗口那么暗。
由于该较高的总透射系数,可以为背光照明使用更小功率的光源,且更便宜、运行中消耗更少能量,且其使得可以减少光源产生的热和散热的问题。
在图2所示的实施例中,不透明涂层区域120具有10%的反射系数,具有显示元件121a、121b、121c的区域具有50%的反射系数。此外,支撑膜12具有50%的透射系数。由于假定没有能量被吸收时的透射和反射系数的和为100%,所以反射系数为50%。
因此,对于穿过窗口11的光的量L,关于具有显示元件121a、121b、121c的区域的光感LA为:
LA=0.5L+0.5×0.5×0.5L=0.625L。
关于不透明涂层区域120的光感LB是:
LB=0.5L+0.5×0.1×0.5L=0.525L。
对于图1中所示的例子,则获得对比度C2
C2=0.087。
当存在环境照明时且对于具有给定光透射系数的相同窗口11,不具有膜12时,不透明涂层区域120和具有显示元件121a、121b、121c的区域之间的对比度比包括膜12的结构高8.25倍。由此,具有显示元件121a、121b、121c的区域在没有层23的结构中比具有层23的结构更可视。因此,对于具有层23的结构,在未照亮模式中的总体外观更均匀,因为各个区域之间的对比度更低。
结果,外部光的量越大,显示元件被看见得越少,因为更多的光被反射。这由此是非常有利的。窗口11可由此透射高达80%的光。
当该光是外部光时,如图2中由箭头EL示意性地所示,光被从半反射层23(例如金属涂层)均匀地反射。
从外部,显示装置的外观由此与窗口11的外观一致。显示元件121a、121b、121c和液晶显示屏122通过所述窗口不可见。
另一方面,当背光照明打开时,由图2中的箭头BL表示的背光穿过反光材料层23。该层由此具有70%至80%的透射系数,且仅20%到30%的被发射光被该层反射。该光然后穿过窗口11,其中50%至80%的光功率穿过金属涂层23。得到的透光性由此约为35%至64%。
为了增加得到的透光性,能以高透射系数(例如高至80%)透光的反射材料层由此被使用。在这种情况下,得到了约为64%的透光性。
图3不同于图2所示实施例之处在于,一方面,显示元件122被制造为显示屏的形式,例如VFD(真空荧光显示)屏、TFT(薄膜晶体管)或TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示)屏、各种液晶显示屏、或者LED(发光二极管)或OLED(有机发光二极管)显示屏,其没有背光照明,另一方面,不像前一实施例那样具有支撑膜。
在该示例性实施例中,反射材料层23由独立膜支撑(由于该层和独立膜较薄,二者具有相同的附图标记),或者换句话说,由在此布置在透明支撑膜12的外表面上的片或膜支撑。半透明层23和独立膜例如被制造为聚碳酸酯的金属化片的形式。
该层23和窗口11具有与图2所示示例性实施例的情况中描述的那些相同的透射特性。
在这种情况下,由于较高的总透射系数,可以以降低的光发射功率来操作该显示屏,其更便宜且操作中消耗更少的能量,且对于特定类型的显示屏可以减少光源产生的热和关于散热的问题。
因此,通过本发明,当背光照明被打开时显示元件以与已知显示装置基本上相同的方式被显示,但是在背光照明被关闭时在外观上基本上是不同的方式。
关于上述详细说明的各种例子描述的本发明的主题是一种显示装置,其中具有显示元件的区域和不具有显示元件的区域的交替是不可见的。因此,从审美的观点,除了背光照明被施加时,没有显示元件是可见的,因此保留了期望的“黑色面板”效果。
本发明特别可适用于供暖、通风和/或空调单元中且特别适用于机动车装备领域。

Claims (13)

1.一种用于显示至少一个显示元件(121a、121b、121c、122)的显示装置(2),包括位于所述至少一个显示元件(121a、121b、121c、122)和部分透明的材料制造的窗口(11)之间的反光材料的半透明层(23),赋予该显示装置(2)特别均匀的外观,其特征在于,反光材料的半透明层(23)由独立膜(23)支撑,该独立膜插置在窗口(11)下且位于所述至少一个显示元件(121a、121b、121c、122)上。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,其具有多个背光照明(BL)的显示元件(121a、121b、121c、122)。
3.如权利要求1或2所述的装置,其特征在于,反光材料是金属。
4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所用的金属从以下金属中选择:铝和铬。
5.如权利要求3或4所述的装置,其特征在于,半透明层(23)和独立膜被制造为聚碳酸酯的金属化片的形式。
6.如前述权利要求任一项所述的装置,其特征在于,特别均匀的外观是特定的颜色。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,该颜色是具有高吸收水平的颜色,例如黑色。
8.如前述权利要求任一项所述的装置,其特征在于,显示元件(121a、121b、121c、122)由覆盖有不透明涂层(120)的支撑膜(12)支撑,该不透明涂层在这些显示元件(121a、121b、121c、122)处被中断。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,显示元件(121a、121b、121c、122)以白色印制在膜(12)上。
10.如权利要求1至9任一项所述的装置,其特征在于,显示元件(122)是显示屏。
11.如权利要求10所述的装置,其特征在于,显示屏是液晶显示屏,该液晶显示屏布置在支撑膜(12)后、面朝不透明层(120)中的中断部。
12.如前述权利要求任一项所述的装置,其特征在于,窗口(11)使50%至80%的被接收光(EL、BL)透过。
13.如前述权利要求任一项所述的装置,其特征在于,反光材料的半透明层(23)使70%至80%的被接收光(EL、BL)透过。
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Application publication date: 20100818