WO2002006891A1

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Publication number: WO2002006891A1
Application number: PCT/DE2001/002521
Authority: WO
Inventors: Stephan Windisch; Siegfried DOBRAWA
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2002-01-24

Abstract

Beschrieben wird ein Display mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung des Displayhintergrunds. Dabei umfasst die Lichtquelle eine flächige organische Leuchtdiode.

Description

Die Erfindung betrifft ein Display mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung des Display-Hintergrunds.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Gerät mit einem dementsprechenden Display.

Die Beleuchtung von Displays, im Speziellen von Flüssigkristall-Displays (LCD's), erfolgt üblicherweise durch eine Lichtquelle in Form einer LED, Glühlampe oder CCFT (Cold Cathode Fluorescence Tube) , deren Licht in einen Lichtleiter eingekoppelt wird. Dieser Lichtleiter wird so ausgestaltet, dass eine möglichst homogene Ausleuchtung des Displays erreicht wird. Hierbei ist insbesondere bei der Verwendung von Displays in kleinen tragbaren Geräten wie z. B. Mobilfunkgeräten, Pagern oder PDA' s (Personal Digital Assistents) darauf zu achten, dass die gesamte Einrichtung möglichst wenig Raum einnimmt. Bei der Reduzierung der Dicke des Lichtleiters können bestimmte Grenzen nicht unterschritten werden, ohne dass der Wirkungsgrad des Lichtleiters verschlechtert wird und damit die Anzahl der benötigten Lichtquellen bzw. die Leistung der Lichtquellen erhöht wird. Insbesondere ist eine Optimierung des Lichtleiters, mit dem das punktför ig jeweils von den einzelnen Lichtquellen abgestrahlte Licht im Lichtleiter so verteilt wird, dass die Ausleuchtung möglichst homogen ist, unter einer bestimmten Lichtleiterdicke nur mit Schwie- rigkeiten zu erreichen. Die Verwendung von einzelnen punkt- förmigen Lichtquellen führt daher häufig zu hellen Flecken in der Display-Hintergrundbeleuchtung, den sogenannten „hot spots* .

Eine weitere Alternative zur Beleuchtung von Displays stellen die sogenannten Elektrolu ineszens-Folien dar. Eine solche Folie wird flächig unter dem jeweiligen Display montiert und emittiert über die gesamte Fläche Licht mit einer sehr homo^¬ genen Leuchtdichteverteilung. Ein Nachteil dieser Technik liegt jedoch darin, dass zum Betrieb einer Elektro- lu ineszens-Folie üblicherweise Wechselspannungen von 80 Volt bis zu 200 Volt benötigt werden, die in einer speziellen Ansteuerschaltung - bei tragbaren Geräten aus der Batteriespannung - erzeugt werden müssen. Die Ansteuerung durch eine Wechselspannung regt die Elektrolumineszens-Folie zu einer mechanischen Schwingung an. Diese kann als Brummen wahrgenom- men werden, was insbesondere bei der Verwendung in Mobilfunkgeräten sehr störend ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Alternative zu diesem Stand der Technik zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Lichtquelle eine flächige organische Leuchtdiode umfasst.

Organische Leuchtdioden (OLED) bestehen üblicherweise aus verschiedenen organischen Verbindungen, die schichtweise auf ein Trägermaterial aufgetragen werden. Wie in den bekannten inorganischen Leuchtdioden (LED) werden durch Anlegen einer Spannung e^~-Loch-Paare erzeugt, die an einer Grenzschicht rekombinieren, wodurch Licht emittiert wird. Dieses emittierte Licht tritt aus der OLED aus, wenn die Schichten dünn genug sind. Man unterscheidet hier die eigentlichen OLED, welche aus kurzkettigen organischen Verbindungen bestehen, und die sogenannten Polymer-Leuchtdioden (PLED) , bei denen es sich um langkettige organische Polymer-Verbindungen handelt. Im Sinne dieser Schrift sind unter dem Begriff „organische Leucht- dioden* sämtliche Formen von organischen Leuchtdioden, insbesondere auch die PLED's, zu verstehen.

Die organischen Leuchtdioden haben nur eine geringe Dicke von wenigen Zehntel Millimeter und können im Prinzip direkt großflächig unter dem Display angeordnet sein, sodass das Licht von der Leuchtdiode direkt durch das Display abgestrahlt > ω t t h-¹ π σ in o Üi O Oi tr Φ ^ p tr Hi N < cn tr tr¹ < ω 3 SQ ≤ H P P CΛ H 3 <! Φ tr ^ N Ω P S

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Lichtleiters eine gleichmäßige Leuchtdichteverteilung vor, was die gleichmäßige Bestrahlung erleichtert. Somit wird durch die Verwendung der organischen Leuchtdiode das Auftreten von „hot spots* in der Displaybeleuchtung sicher vermie- den.

Die organische Leuchtdiode kann in jedem der Fälle entweder auf einem separaten Träger, beispielsweise einer Glasplatte oder dergleichen, bzw. auch auf einer Leiterplatte, bei- spielsweise der Hauptplatine des Geräts oder einer separaten Displayplatine, die die Ansteuerelektronik für das Display trägt, aufgebracht sein. Alternativ kann die organische Leuchtdiode auch direkt auf die Rückseite des Displays oder die Lichteintrittsfläche aufgebracht sein. D. h. das Display bzw. der Lichtleiter bilden in diesem Fall selbst den Träger für die Leuchtdiode.

Bei einer weiteren Variante ist die organische Leuchtdiode als Schicht in das Display oder den Lichtleiter integriert.

Aufgrund der flachen Bauweise und des geringen Schaltungsaufwands, verbunden mit nur geringen Spannungen zum Betrieb der OLED's, eignet sich ein solches Display insbesondere zur Verwendung in kleinen mobilen Endgeräten, beispielsweise Mobil- telefonen, Pagern, PDA's, Taschenrechnern etc. Insbesondere bei derartigen kleinen, tragbaren Geräten sollte die Beleuchtung möglichst homogen und hell sein, wobei die Leistungsaufnahme bei gleichzeitiger Reduzierung des Volumens bzw. der Dicke des Beleuchtungsmoduls gering gehalten werden muss.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die dort dargestellten Merkmale und die bereits oben beschriebenen Merkmale können nicht nur in den genannten Kombinationen, sondern auch einzeln oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Es stellen dar: co U> I\3 to F-> F-¹ n o üi o cn O

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Alternativ kann die organische Leuchtdiode 6 selbstver^¬ ständlich auf einen separaten Träger, beispielsweise auf eine Glasplatte, aufgebracht sein, wobei dann die organische Leuchtdiode gemeinsam mit dem Träger beispielsweise unter den Glasträger 3 des Displays 1 auf die Rückseite 4 aufgeklebt wird.

Bei der in Figur 2 dargestellten Version wird ebenfalls ein übliches LCD 1 verwendet, wobei hier als Ausführungsbeispiel der LCD-Controller 14 direkt auf dem unteren Glasträger 3 aufgebracht ist und somit den oben erwähnten „Chip On Glass^Xλ- Aufbau (COG) darstellt. Die Verbindung des Displays 1 mit der Hauptplatine 11 des Mobilfunkgeräts erfolgt wiederum über eine Leiterbahnfolie 12.

Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist jedoch hier die organische Leuchtdiode 7 nicht direkt auf die Rückseite 4 des Glasträgers 3 aufgetragen. Stattdessen befindet sich unter dem Glasträger 3 direkt angrenzend an die Rücksei- te 4 ein brückenartiger Lichtleiter 8 mit zwei Fußflächen. Diese beiden Fußflächen bilden die Lichteintrittsflächen 9 des Lichtleiters 8. An die Fußflächen grenzt jeweils eine flächige, streifenförmige organische Leuchtdiode an, welche die Fußflächen gleichmäßig beleuchten. Im dargestellten Fall handelt es sich hierbei um einzelne organische Leuchtdiodensegmente 7, welche jeweils zu einer streifenförmigen Leuchtdioden zusammengesetzt sind, sodass die Fußflächen vollflächig abgedeckt sind. Selbstverständlich kann es sich aber im Prinzip auch um zwei durchgehende langgestreckte einzelne Leuchtdioden handeln.

Die einzelnen organischen Leuchtdioden 7 sind hier direkt auf die Hauptplatine 11 aufgebracht, die somit als Träger für die organischen Leuchtdioden 7 dient. Der Lichtleiter 8 wird bei der Montage einfach mit den Fußflächen auf die aus den organischen Leuchtdioden 7 bestehenden Streifen passend positioniert aufgesetzt. Der brückenartige Lichtleiter 8 ist dabei so ausgebildet, dass das Licht von den Fußflächen zu der an der Rückseite 4 des Displays 1 angrenzenden Brückenoberfläche geleitet wird, die bei diesem Lichtleiter 8 als Lichtaustrittsfläche 10 dient. Die Abmessungen des Lichtleiters 8 sind so gewählt, dass die Lichtaustrittsfläche 10 die gesamte aktive Fläche des Displays bestrahlt

Die passende Umleitung des eingestrahlten Lichts innerhalb des Lichtleiters 8 aus der Lichtaustrittsfläche 10 hinaus kann durch geeignete Positionierung von integrierten Prismen im Lichtleiter 8 erfolgen. Diese Prismen sind z. B. in der Unterseite des Lichtleiter 8 gegenüberliegend der Licht- austrittsfläche 10 angebracht und weisen über die Fläche verteilt unterschiedliche Größen auf, sodass um so weniger Licht nach oben aus der Lichtaustrittsoberfläche 10 abgelenkt wird, je geringer die Entfernung zu den Fußflächen ist, sodass insgesamt eine gleichmäßige Leuchtdichte erreicht wird.

Selbstverständlich kann im Prinzip anstelle des brückenartigen Lichtleiters auch ein Lichtleiter mit einer anderen Form verwendet werden. Beipielsweise kann es sich um einen L- förmigen Lichtleiter mit nur einer Lichteintrittsfläche han- dein oder es wird ein flacher, blockförmiger Lichtleiter verwendet, bei dem das Licht in die seitlichen Kantenflächen eingestrahlt wird.

Durch die Verwendung der streifenförmig angebrachten, flächi- gen, organischen Leuchtdioden als Lichtquellen, aus denen bereits das Licht gleichmäßig in den Lichtleiter 8 eingekoppelt wird, treten auch an der Lichtaustrittsfläche keinerlei „hot spots* auf. Diese Ausführungsform hat gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 den Vorteil, dass auch OLED' s verwendet werden können, die nicht in sehr großen Flächen verfügbar oder für die Herstellung von einfachen, günstigen Geräten zu teuer sind. Außerdem ist die Optimierung des Cn

Claims

Patentansprüche

1. Display (1) mit einer Lichtquelle (6, 7) zur Beleuchtung des Displayhintergrunds, dadurch ge ennzeichnet, dass die Lichtquelle (6, 7) eine flächige organische Leuchtdiode (6, 7) umfasst.

2. Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Leuchtdiode (6) großflächig unter dem Display (1) angeordnet ist und das Licht von der Leuchtdiode (6) direkt durch das Display (1) abgestrahlt wird.

3. Display nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Lichtleiter (8) mit einer Lichteintrittsfläche (9), die von der organischen Leuchtdiode (7) beleuchtet wird, wobei das Licht durch den Lichtleiter (8) zum Display (1) geführt und dort von einer Lichtaustrittsfläche (10) aus gleichmäßig räumlich verteilt abgestrahlt wird.

4. Display nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteintrittsfläche (9) des Lichtleiters (8) kleiner ist als die Lichtaustrittsfläche (10) .

5. Display nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich- net, dass der Lichtleiter (8) mehrere Lichteintrittsflächen

(9) aufweist.

6. Display nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (8) eine brückenartige Form mit zwei Fußflächen aufweist, wobei die Fußflächen die Lichteintrittsflächen (9) bilden und an jeweils eine flächige organische Leuchtdiode (7) angrenzen, und der brückenartige Lichtleiter (8) so ausgebildet ist, dass das Licht von den Fußflächen zu einer an die Rückseite (4) des Displays (1) angren- zende Brückenoberfläche geleitet wird, welche die Lichtaustrittsfläche (10) bildet und von welcher das Licht durch das Display (1) abgestrahlt wird.

7. Display nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Leuchtdiode (7) auf einen separaten Träger (11) aufgebracht ist.

8. Display nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Leuchtdiode (6) auf die Rückseite (4) des Displays (1) oder auf die Lichteintrittsfläche aufgebracht ist.

9. Display nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Leuchtdiode als Schicht in das Display oder den Lichtleiter integriert ist.

10. Gerät mit einem Display (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ein mobiles Endgerät ist.