ОСВЕЩЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ДИСПЛЕЙНОЙ ПАНЕЛИ Российский патент 2006 года по МПК G09F9/37 

Область, к которой относится изобретение

Техническая область изобретения - освещение больших, бистабильных электромагнитных дисплейных панелей, используемых для дорожных знаков, автобусных и поездных указателей маршрута, больших информационных дисплейных панелей в аэропортах, железнодорожных и автобусных станциях и для спортивных мероприятий в условиях плохого освещения. Согласно международной патентной классификации, данная заявка на патент классифицирована в группы G 09 F 3/4 и G 09 F 9/37. Так как видимость является чрезвычайно важной для этих дисплеев, требуются отличная угловая видимость, визуальное восприятие и высокий контраст.

Цель изобретения

Цель настоящего изобретения - разработка концепции освещения электромагнитных дисплейных панелей, которая минимизирует отражение света с темного фона, а также отражения от внешнего прозрачного защитного покрытия, и подчеркивает только свет, возникающий из яркого люминесцентного поверхностного слоя на активированных дисплейных пикселях. Предлагаемое освещение электромагнитных дисплейных панелей базируется на использовании люминесцентных красок с абсорбцией света в ближнем УФ-диапазоне и после поглощения УФ-света переизлучающих свет в видимом спектральном диапазоне. Преимущество новой концепции состоит в том, что отраженный свет, использованный для освещения дисплейной панели, является едва видимым человеческому глазу и поэтому прямые отражения от темного неактивизированного фона, а также от внешнего прозрачного защитного покрытия дисплейной панели являются чрезвычайно низкими. Это влечет чрезвычайно высокий контраст дисплейной панели в плохих условиях освещения. Поскольку при этом свет отражается от дисплейных пикселей в произвольных направлениях, угловая видимость такого дисплея является отличной.

Техническая проблема

Техническая проблема, решенная настоящим изобретением, заключается в обеспечении новой, обеспечивающей малую стоимость производства концепции освещения электромагнитных дисплеев, которые должны обеспечить отличную угловую видимость в плохих условиях внешнего освещения или при его отсутствии, уменьшать дымку и блики, вызванные рассеянием света, от защитного покрытия, а также отражения света от фона и корпуса дисплея, что негативно влияет на контраст дисплея.

Уровень техники

Электромагнитные дисплейные панели известны свыше двух десятилетий и играют важную роль в приложениях, где необходимы сравнительно большой размер, дисплейные панели со средней информационной загруженностью, с высоким контрастом и отличной видимостью даже при больших углах в условиях довольно хорошей внешней освещенности. Бистабильные электромагнитные дисплейные панели (US №№3871945, 4577427, 4860470, EP 0084959, EP 0731435 A1, ...), используемые для дорожных знаков, автобусных и поездных указателей маршрута, больших информационных дисплейных панелей в аэропортах, на автобусных и железнодорожных станциях и спортивных мероприятиях, очень хорошо удовлетворяют вышеуказанным требованиям. Используя яркие отражающие краски на выбранных элементах показа («ON» позиция) и матовую черную на невыбранных областях («OFF» позиция), эти дисплеи обеспечивают хороший контраст и отличную угловую видимость в условиях хорошего внешнего освещения.

Благодаря их отличной работе в вышеупомянутых приложениях, их применение в ситуациях, где окружающий свет довольно плохой или его совсем нет (ночь), становится все более важным. Однако существующие решения в этой области не кажутся очень подходящими:

- прямое освещение целой дисплейной панели с дополнительными обычными источниками света, как, например, стандартные флуоресцентные лампы, представляет дешевое, эффективное и широко используемое решение. Однако основным недостатком является то, что такая концепция освещения приводит в результате к чрезмерной дымке и бликам на дисплейных панелях. Дело в том, что свет, приходящий от источников света, используемых для освещения дисплея, рассеивается от защитных прозрачных покрытий (автобусные и поездные указатели маршрута), а также от поверхностей фона и от невыбранных дисплейных пикселей, что приводит к довольно плохому контрасту дисплейной панели.

В большинстве случаев технические решения базируются на использовании дополнительных источников света в каждом из дисплейных элементов. Множество технических решений этого типа уже разработаны. В большинстве этих решений применяют светодиоды (LED) (US 5050325, WO 00/62274, DE 18902218 A1, EP 0731435 A1, ...) или другие источники света (US 4914427, GB 2297185 A, US 5642130, ...), встроенные в каждый элемент пикселя непосредственно, или через оптические волокна (US 5055832).

Общая проблема всех этих решений состоит в том, что источник света должен быть вставлен на поверхность дисплейного пикселя для того, чтобы позволить электромагнитному элементу функционировать правильно, давая возможность клапану одного (US 6603458) или другого типа (US 5771616) вращаться таким способом, чтобы отображать отражающий цвет (выбранный элемент «ON») или матовый черный цвет поверхности фона (невыбранный элемент «OFF»). Из-за этого видимость дисплейной панели, при использовании собственных активных источников света, заметно деградирует на больших углах в сравнении с тем же дисплеем, использующим только нормальное внешнее освещение. Другая проблема состоит в том, что источник света, встроенный в каждый пиксель, может покрыть только ограниченную область пикселя, чтобы электромагнитная дисплейная панель действовала в условиях обычного (высокого) внешнего освещения. Это значит, что восприятие символов на таком дисплее при слабом внешнем освещении сильно деградирует.

Наконец надо упомянуть, что использование светодиодов или любого другого дополнительного светоизлучающего элемента для индивидуального освещения дисплейных пикселей - это дорогое и слишком энергозатратное решение.

Согласно изобретению, патент решает вышеопределенные технические проблемы, используя освещение внешним УФ, а не видимым светом электромагнитных дисплейных панелей. Для того, чтобы использовать преимущество УФ-освещения, необходимо использовать цветные краски, поглощающие свет в ближнем УФ-диапазоне и переизлучающие его в видимом спектральном диапазоне, в выбранных элементах показа или в форме УФ люминесцентной краски, или пластического материала, используемого для дисплейных пикселей, имеющего вышеуказанные краски, непосредственно введенные/растворенные в нем. Краски, освещаемые УФ-светом с люминесцентными красителями, довольно широко применяются в различных световых шоу (развлечения, реклама, ...). Однако не сообщалось об указанном принципе освещения дисплеев, где указанный принцип использовался бы для уменьшения дымки и бликов от электромагнитных дисплейных панелей, что дает в результате увеличение контраста этих устройств.

Раскрытие изобретения

Электромагнитные дисплеи обычно выполнены в виде большой матрицы, преимущественно из квадратных дисплейных пикселей с подвижными клапанами и встроенными соленоидами. «ON» и «OFF» позиции клапанов указаны визуально очень контрастными цветами. Вращая клапан вокруг оси, посредством магнитного поля, можно отобразить любые узоры. Магнитный привод пикселей предусмотрен для внутренней памяти, которая существенна для поддержания энергопотребления в требуемых пределах.

Цель изобретения достигнута использованием невидимого УФ-освещения дисплейной панели, которое возможно при использовании УФ-флуоресцентных красителей в красках или пластическом материале для отражающей поверхности выбранного элемента пикселя, вместо поверхностей, отражающих обычный видимый свет. Вышеуказанные красители поглощают невидимый свет ближнего УФ-диапазона и после поглощения переизлучают его в видимом диапазоне (Фиг.1). Такая концепция освещения дисплейных панелей дает в результате отличный контраст, так как отсутствует видимый свет, рассеивающийся от фона или защитных наружных покрытий, что дает в результате дымку и блики. Кроме того, в отличие от электромагнитных дисплейных панелей, использующих встроенные источники света в каждом элементе пикселя (т.е. диоды, ...), вид/восприятие отображаемых символов (форма, геометрия) остаются неизменными в условиях сильного и слабого внешнего освещения.

Основное преимущество, проистекающее из использования вышеуказанного освещения ближним УФ, состоит не столько в ярких цветах при УФ-освещении (любая яркая, правильно освещенная, отражающая краска дает тот же эффект), но скорее в уменьшении света освещения, рассеиваемого от поверхности фона и дисплейных защитных покрытий, который обычно значительно уменьшает контраст стандартной электромагнитной дисплейной панели. Эффект очевиден даже в обычных условиях освещения (дополнительный УФ-свет увеличивает яркость) и особенно в ситуации отсутствия внешнего освещения, где электромагнитные дисплеи согласно изобретению демонстрируют чрезвычайно высокий контраст без какой-либо дымки из-за рассеянного света освещения.

Техническое решение, предлагаемое в этой заявке на патент, одновременно решает проблему дымки и бликов из-за рассеянного света освещения (видимого!), а также проблему угловой зависимости и визуального восприятия освещенного дисплейного пикселя и является простым, дешевым и в то же самое время очень эффективным решением для общей технической проблемы видимости электромагнитного дисплея в «темных условиях».

Использование предлагаемой концепции освещения не ограничено никаким конкретным проектом и может использоваться с каждой из уже существующих концепций электромагнитных дисплеев.

Как уже подчеркнуто, для того, чтобы использовать преимущество невидимого УФ-освещения, нужно использование цветных красок, поглощающих свет в ближнем УФ-диапазоне и переизлучающих его в видимом спектральном диапазоне, в верхнем слое выбранной («ON») поверхности дисплейного пикселя, или в форме УФ-люминесцентной краски, или вводя/растворяя вышеуказанные УФ-люминесцентные красители в пластическом материале, использованном для дисплейных пикселей. Для того, чтобы избегать потребности в дополнительном УФ-освещении в условиях высокой внешней освещенности, выбранные («ON») поверхности дисплейного пикселя должны также отражать видимый свет. Есть несколько возможностей для достижения этой цели, которые тем не менее изменяются в связи с принципом работы дисплейного пикселя (см. Фиг.2a, 2b и соответствующее подробное описание, следующее ниже).

В условиях нормальной освещенности электромагнитная дисплейная панель, использующая дисплейные пиксели, сделанная согласно вышеописанной концепции, ведет себя аналогично любым электромагнитным дисплейным панелям известного уровня техники, однако при добавочном освещении светом ближнего УФ-диапазона яркость может быть улучшена. В условиях слабого внешнего освещения использование невидимого света ближнего УФ-диапазона для освещения приносит наибольшую выгоду, поскольку электромагнитные дисплеи согласно настоящему изобретению демонстрируют чрезвычайно высокий контраст, без какой-либо дымки и бликов из-за рассеянного видимого света освещения, в сравнении с решениями известного уровня техники, использующими освещение со стандартными флуоресцентными лампами.

Реализация активного освещения электромагнитного дисплея, согласно изобретению, аналогична стандартной концепции освещения с обычными флуоресцентными лампами. Если их заменить, например, флуоресцентными лампами «черного луча», используемыми для развлечения, рекламы и т.п. (см. Фиг.4) или любым другим источником света ближнего УФ (УФ-светодиоды, ...), достигается важное увеличение контраста, а также важное уменьшение дымки и бликов, как результат уменьшения света освещения, рассеиваемого от поверхности фона и защитных покрытий дисплея, что значительно уменьшает контраст стандартной электромагнитной дисплейной панели.

Описание чертежей

Это изобретение, его цели и преимущества могут быть лучше поняты специалистами, ссылаясь на следующие чертежи:

Фиг.1 - спектр света UV люминесцентного красителя:

кривая а - спектр поглощения света; кривая b - спектр излучения света;

Фиг.2 - спектр светлой эмиссии, стандартные концепции конструкции электромагнитных дисплейных пикселей:

а - концепция #1 - подвижный клапан дисплейного пикселя представляет полный дисплейный пиксель,

b - концепция #2 - дисплейный пиксель состоит из статичной части и подвижного клапана, который покрывает только одну половину поверхности дисплейного пикселя;

Фиг.3 - поперечные сечения через секции «ON» дисплейных пикселей, показывающие относительные позиции слоев, содержащих УФ-люминесцентные красители для различных концепций производства:

а - слои краски, содержащие UV люминесцентные красители и красители, отражающие видимый свет, покрывающие сторону «ON» клапана дисплейного пикселя, согласно функциональной концепции #1;

b - УФ-люминесцентные красители, введенные/растворенные в основном пластическом материале (7), использованном для производства клапанов дисплейных пикселей, согласно функциональной концепции #1, покрытых на стороне «OFF» слоями, содержащими красители (7_VIS), отражающие видимый свет и темные (обычно матово черные) красители (7_b) соответственно;

c - слои краски, содержащие УФ-люминесцентные красители и красители, отражающие видимый свет, покрывающие сторону «ON» клапанов дисплейных пикселей и секции «ON» поверхности дисплейных пикселей (функциональная концепция #2);

d - УФ-люминесцентные красители, введенные/растворенные в основном пластическом материале, использованном для производства клапанов дисплейных пикселей и поверхностных слоев дисплейного пикселя, согласно функциональной концепции #2 - Клапан дисплейного пикселя, а также соответствующие секции поверхностей дисплейных пикселей покрыты слоями, содержащими краситель (7_VIS), отражающий видимый свет, и слоями, содержащими светопоглощающий краситель (7_b) соответственно: при переключении пикселя на сторону «OFF» пластиковый материал (7) пикселя сначала покрыт слоем (7_VIS), отражающим видимый свет, а затем светопоглощающим, обычно матово-черным слоем (7_b); причем статическая поверхность дисплейного пикселя на секции «OFF» покрыта слоем, содержащим светопоглощающий краситель (7_b), тогда как секция пикселя «ON» на его нижней стороне покрыта слоем, содержащим краситель (7_VIS), отражающий видимый свет;

Фиг.4 - принцип UV освещения - стороны «ON» поверхностей дисплейных пикселей покрыты УФ-люминесцентной краской; дисплейная панель освещена источником света ближнего УФ-диапазона «черного луча» и, необязательно, могут использоваться фильтры для выравнивания интенсивности общего освещения дисплейной панели;

Фиг.5 - принцип УФ-освещения для больших электромагнитных дисплейных панелей.

Осуществление изобретения

Как уже упомянуто, предлагаемое техническое решение освещения электромагнитного дисплея посредством невидимого света ближнего УФ-диапазона, а не видимого света, согласно изобретению решает проблему расширения функционирования электромагнитных дисплейных панелей в условиях низкой внешней освещенности или ее отсутствия простым, дешевым и очень эффективным способом. Указанное решение сильно уменьшает дымку и блики от дисплейной панели и тем самым увеличивает ее контрастность.

Предлагаемая концепция освещения может в общем случае применяться независимо от функциональной концепции электромагнитных дисплейных пикселей. Детали реализации тем не менее изменяются с принципом работы дисплейного пикселя. В общем случае существуют две, в значительной степени разные концепции действия электромагнитного дисплейного пикселя, как показано на Фиг.2a и 2b.

1. Решения (как описано в EP 0327250, US №№6272778, 6025825, 5898418, ...), основанные на подвижном клапане 2 пикселя, вращающегося вокруг оси 5 вращения через центр клапана 2, обычно ≤180°, в пределах механически ограничивающих позиций 9 и имеет размер целого дисплейного пикселя (см. Фиг.2a).

Клапан 2 покрыт на своей передней 2a и задней стороне 2b визуально очень контрастным цветом. Для переключения между «ON» и «OFF» позициями дисплейного пикселя эти решения обычно используют фиксированный постоянный магнит, помещенный в центр тяжести плоскости подвижного клапана пикселя 2 и ориентированный перпендикулярно оси 5 вращения клапана, а также электромагнит (3+8) с U-образным магнитным сердечником 8, встроенным в тело дисплейного пикселя 6 и ориентированным перпендикулярно оси 5 вращения подвижного клапана дисплейного пикселя 2. Магнитные полюсы U-образного магнитного сердечника 8 спозиционированы на сторонах каждого дисплейного клапана пикселя 2, вблизи полюсов постоянных магнитов, встроенных в подвижные клапаны дисплейных пикселей 2. Короткий интенсивный приводной электрический импульс определяет направление намагничивания в магнитном сердечнике 8, сделанном из магнитного полужесткого материала, который сохраняет намагничивание даже после того, как приводной электрический импульс пропадает. Остаточное намагничивание сердечника электромагнита играет роль элемента памяти - внутренней памяти. Через магнитную силу, вызываемую магнитным полем полужесткого магнитного сердечника приводного электромагнита, определяется ориентация постоянного магнита, встроенного в подвижный клапан дисплейного пикселя 2, заставляя его отображать или очень контрастную, ярко окрашенную сторону «ON» 2a, или темную (обычно матово-черную) сторону 2b дисплейного пикселя.

2. Решения (как описано в US 6603458, DE 3501912 C2, DE 3601018 A1, ...), основанные на дисплейных пикселях, которые подразделены на две части - статичную дисплейную поверхность пикселя 1a, 1b и подвижный клапан 2, покрывающий только одну половину дисплейного пикселя (см. Фиг.2b).

Каждый пиксель снабжен вращающимся, бистабильным наклоняющимся клапаном 2, который является асимметричным относительно своей оси 5 вращения. Наклоняющийся клапан 2 покрывает одну из двух частей панельной поверхности в области пикселя, когда клапан 2 лежит в одной из своих двух стабильных позиций. Сторона наклоняющегося клапана 2, обращенная к передней стороне панели 2a, и часть панели 1a в области пикселя, покрытой им, покрашены одним, а противоположная сторона клапана 2b и остальная часть области пикселя 1b покрыта другим, очень контрастным цветом по сравнению с первым. Для того, чтобы переключаться между «ON» и «OFF» позициями дисплейного пикселя, эти решения используют постоянные магниты, размещенные в каждом наклоняющемся клапане вблизи оси вращения. Постоянный магнит ориентирован перпендикулярно поверхности клапана дисплейного пикселя. Наклоняющийся клапан 2 вращается из первой бистабильной позиции во вторую бистабильную позицию с помощью электромагнита с прямым магнитным сердечником, который находится на обратной стороне каждого дисплейного пикселя. Механизм для переключения между «ON» и «OFF» позициями дисплейного пикселя аналогичен указанному в концепции #1. Такая конструкция имеет определенное преимущество перед другими техническими решениями, ведь целая конструкция может быть заметно тоньше (только одна половина поверхности пикселя вращается вокруг оси вращения!), чем в технических решениях, описанных в концепции #1.

Для того, чтобы использовать преимущества невидимого UV освещения, необходимо использование цветных красок, поглощающих свет в ближнем УФ-диапазоне и переизлучающих его в видимом спектральном диапазоне, в верхнем слое выбранного («ON») поверхности дисплейного пикселя, или в форме УФ-люминесцентной краски, или введение/растворение вышеуказанных УФ-люминесцентных красок в пластическом материале, использованном для изготовления поверхностного слоя дисплейного пикселя. Для того чтобы избежать потребности в дополнительном УФ-освещении, также и в условиях хорошего внешнего освещения, выбранные («ON») дисплейные поверхности пикселя также должны отражать видимый свет. Есть несколько возможностей для достижения этой цели, которая тем не менее изменяется с принципом работы дисплейного пикселя и обсуждается более подробно в четырех следующих примерах.

- Дисплейный клапан пикселя сделан из темной пластмассы (обычно матовая черная), которая обычно такая же, что и для тела 6 дисплейного пикселя. Сторона («ON») пикселя покрыта краской, имеющей как УФ-поглощающие красители (переизлучающие свет в видимом диапазоне), а также цветные красители, отражающие видимый свет.

- Дисплейный пиксель выполнен из темной пластмассы (обычно матовая черная), которая обычно такая же, что и для тела 6 дисплейного пикселя. Сторона («ON») пикселя покрыта сначала слоем 7_VIS краски, отражающей видимый свет и потом слоем 7_UV краски, имеющей УФ-поглощающие красители, которые обычно являются прозрачными в видимом спектре.

- Дисплейный пиксель выполнен из прозрачной пластмассы 7, содержащей УФ-поглощающие красители, введенные/растворенные в ней. Состояния «ON» и «OFF» дисплейного пикселя в этом случае достигаются посредством дополнительных слоев краски, содержащих отражающие видимый свет 7_VIS и поглощающие свет 7b (обычно матово черные) красители (см. подробности в примерах).

Реализация активного освещения электромагнитной дисплейной панели 13 (Фиг.4, 5) согласно изобретению аналогична стандартной концепции освещения с обычными флуоресцентными лампами. Если оно заменяется например флуоресцентными лампами 11 «черного луча», используемыми для развлечений, рекламы и т.п. (см. Фиг.4) или любой другой источник света ближнего УФ-диапазона (УФ-диоды), то заметно увеличивается контраст. Для того, чтобы фокусировать как можно больше света на дисплейную панель 13, обычно используют дополнительный световой рефлектор 10. Независимо от оптимизации формы такого рефлектора, освещение в ближнем УФ-диапазоне УФ-люминесцентной краски, покрывающей секции «ON» дисплейных пикселей 13_P стандартной конструкции, как показано на Фиг.4, сильно зависит от расстояния между флуоресцентной лампой 11 «черного луча» и конкретной секцией дисплейной панели 13. Интенсивность видимого света, излучаемого флуоресцентными красителями, изменяется соответственно, поскольку она пропорциональна освещенности в ближнем УФ-диапазоне. Так как увеличение расстояния между флуоресцентным источником 11 света «черного луча» и дисплейной панелью 13 обычно очень ограничено общими размерами дисплейной панели 13, равномерность УФ-освещения достигается добавлением соответствующего переменного серого фильтра 12 (см. Фиг.4).

В случае больших дисплейных панелей 13, вышеописанное техническое решение, использующее стандарт флуоресцентных источников света «черного луча», не очень практично, поскольку большие области не могут освещаться только со стороны. Направление источников 16 света ближнего УФ-диапазона должно быть более подходящим (см. Фиг.5). В случае, когда требуется более яркое УФ-освещение, чем его обеспечивают стандартные направленные лампы 16 «черного луча», можно вместо них применить стандартные источники света низкого давления с парами ртути, как, например, направленные лампы Philips HPR 150. Для того, чтобы устранить видимый свет, генерируемый вышеуказанными источниками, можно добавить дополнительные цветные стеклянные фильтры 14, поглощающие свет (например, Стекло Schott EG3). Для того, чтобы уменьшать тепло, рассеиваемое этими фильтрами, оптимизировать максимальное излучение света на максимуме поглощения света флуоресцентным красителем (Фиг.1) и, наконец, для того, чтобы эффективно устранить более дальний УФ-свет, можно добавить дополнительный тонкопленочный отражающий фильтр 15 Фабри-Перо (Фиг.5).

Использование предлагаемого технического решения можно наилучшим образом продемонстрировать его применением на средних и больших дисплейных панелях, обычно используемых для автобусных или поездных маршрутоуказателей. В этом случае электромагнитная дисплейная панель сделана в виде матричного массива N×M (N - число строк; M - число столбцов) элементов дисплейных пикселей, где количество столбцов обычно значительно большее, чем количество строк (несколько строк алфавитно-числовых символов). Как уже указывалось, реализация предлагаемого изобретения в основном зависит от выбора способа введения УФ-люминесцентных свойств в дисплейную поверхность пикселя 13_P, когда дисплейный пиксель в позиции «ON», а также от принципа работы электромагнитных дисплейных пикселей, используемых в конкретном приложении. Типичные реализации описаны в четырех Примерах и иллюстрированы на Фиг.3a, b, c и d следующим образом.

Пример 1

Основной принцип работы дисплейных пикселей, использованный в этой реализации вышеуказанной автобусной или поездной электромагнитной дисплейной панели, базируется на подвижном клапане пикселя 2, вращающегося вокруг оси 5 вращения, проходящей через центр клапана 2, который реально представляет дисплейный элемент пикселя - операционная концепция #1, как описано выше (см. описание и Фиг.2a). Для того, чтобы отображать или «ON«, или «OFF» позиции дисплейного пикселя, клапан 2 должен вращаться примерно на 180° вокруг своей оси вращения так, что обе стороны клапана должны показывать очень контрастные цвета.

Для того, чтобы использовать дисплейную панель как в условиях хорошего, так плохого внешнего освещения, нужно использовать дополнительное освещение. При использовании принципа освещения невидимым УФ-светом, согласно изобретению, клапан изготавливают, используя черный матовый материал (обычно черный пигментированный ABS), предпочтительно такой же, который используется в основном теле 6 дисплейного элемента пикселя. Так что сторона «OFF» 2b клапана показывает черный матовый цвет, без дальнейшей обработки. Для того, чтобы получать очень контрастный внешний вид, сторона «ON» 2a клапана 2 покрыта первым слоем (обычно толщиной 10 мкм) краски 7_VIS, содержащей краситель, отражающий видимый свет и, наконец, покрытой слоем краски 7_UV, содержащей высокую концентрацию УФ-люминесцентного красителя (например, HOS Y3G). Этот слой поглощает свет в ближнем УФ-спектральном диапазоне и после поглощения переизлучает свет в видимом спектральном диапазоне (см. Фиг.1), который предпочтительно соответствует спектру отражения первой краски слоя 7_VIS Фиг.3a.

Реализация активного освещения электромагнитной дисплейной панели 13 (Фиг.4, 5) согласно настоящему изобретению реализована посредством использования флуоресцентных ламп 11 «черного луча», размещенных вдоль одной или обеих длинных сторон электромагнитной дисплейной панели 13 (см. Фиг.4). Для того, чтобы фокусировать как можно больше света на поверхность электромагнитной дисплейной панели 13, добавляют световой рефлектор 10, выполненный с возможностью максимально равномерного освещения поверхности дисплейной панели. Тем не менее, независимо от оптимизации формы такого рефлектора, освещение в ближнем УФ-диапазоне УФ-люминесцентной краски, покрывающей дисплейные пиксели 13_P, как показано на Фиг.4, сильно зависит от расстояния между флуоресцентной лампой 11 «черного луча» и конкретной секцией дисплейной панели 13. В результате интенсивность видимого света, излучаемого флуоресцентными красками, изменяется соответственно. Равномерность освещения электромагнитной дисплейной панели 13 можно в принципе улучшить перемещением источников света дальше от поверхности дисплейной панели, однако увеличение расстояния между флуоресцентным источником 11 света «черного луча» и дисплейной панелью 13 обычно очень ограничено общими размерами панели 13 и возможностью монтажа. Следовательно, равномерность освещения УФ-света нельзя получить только оптимизацией формы светового рефлектора 10. Для того, чтобы оптимизировать результаты, добавлен соответствующий переменный серый фильтр 12 (см. Фиг.4).

Пример 2

В отличие от варианта осуществления «автобусной и поездной» электромагнитной дисплейной панели, как описано в примере 1, вышеуказанная дисплейная панель может быть произведена таким способом, чтобы вращающиеся клапаны дисплейного пикселя были выполнены из пластического материала 7, содержащего в себе УФ-люминесцентные красители, согласно изобретению, введенные/растворенные в нем, а не используя тот же материал, который использован для изготовления тела 6 дисплейного пикселя. Для того, чтобы пластичное «тело» клапана 2, сделанного из вышеуказанного материала 7, отражало яркий видимый свет при освещении или видимым, или ближним УФ-светом, пластический материал 7 должен быть более или менее прозрачным в видимом светлом спектре и поверхность этого клапана, противоположная поступающему свету, покрыта слоем 7_VIS, полностью отражающим свет в видимом спектре, между тем как УФ-люминесцентные красители, введенные/растворенные в материале 7, должны излучать поглощенный свет, предпочтительно, в том же видимом спектральном диапазоне, что и слой 7_VIS. Если та же сторона покрашена слоем черной матовой краски 7B (полностью поглощая поступающий свет), то при вращении клапана на 180° приводит к переключению между «ON» (светлой) и «OFF» (темной) позицией дисплейного пикселя (см. Фиг.3b).

Реализация активного освещения вышеуказанной электромагнитной дисплейной панели 13, а также все другие соображения, относящиеся к видимости такого варианта осуществления, остаются такими же, как обсуждено в примере 1.

Пример 3

Основной принцип работы дисплейных пикселей, использованный в данном варианте осуществления электромагнитной дисплейной панели для показа автобусного или поездного маршрута, основан на дисплейных пикселях, которые подразделены на две части - статичная поверхность 1a, 1b дисплейного пикселя и подвижный клапан 2, покрывающий только одну половину дисплейного пикселя - операционная концепция #2, как описано выше (см. Фиг.2b). Для того, чтобы отображать или «ON» или «OFF» позиции дисплейного пикселя, несимметричный наклоняющийся клапан 2 должен вращаться до 180° вокруг своей оси вращения. Также обе стороны клапана 2a и 2b, а также секции статичной поверхности 1a и 1b дисплейного пикселя, покрываемые клапаном 2, в одной из своих бистабильных позиций должны показывать очень контрастные цвета.

Для того чтобы иметь возможность использовать дисплейную панель в условиях хорошего, а также плохого внешнего освещения, надо добавить дополнительное освещение. При использовании принципа освещения невидимым УФ-светом, согласно изобретению, в этой реализации вышеуказанной электромагнитной дисплейной панели для показа «автобусного или поездного маршрута» клапан выполняют, используя черный матовый материал, предпочтительно такой же, как используют в основном теле 6 элемента дисплейного пикселя. Так, сторона «OFF» клапана 2b и «OFF» секция статичной поверхности 1b показывают черный матовый вид пикселя без дальнейшей обработки. Для того чтобы получать очень контрастный вид позиции «ON» дисплейного пикселя, сторона «ON» клапана 2a и сторона «ON» статичной поверхности 1a дисплейного пикселя покрыты первым слоем (обычно толщиной 10 мкм) краски 7_VIS, содержащей краситель, отражающий видимый свет, и покрыты слоем краски 7_UV, содержащей высокую концентрацию УФ-люминесцентного красителя, который поглощает свет в ближнем УФ-спектральном диапазоне и после поглощения переизлучает свет в видимом спектральном диапазоне (см. Фиг.1). Спектр света, испускаемый от УФ-люминесцентными красителями, предпочтительно соответствует спектру отражения краски первого слоя 7_VIS (Фиг.3c). Наклон клапана 2 от одной до другой бистабильной позиции дает в результате переключение между «ON» (светлой) и «OFF» (темной) позицией дисплейного пикселя.

Реализация активного освещения вышеуказанной электромагнитной дисплейной панели 13, а также все другие соображения, относящиеся к видимости такого варианта осуществления, остаются такими же как и в примере 1.

Пример 4

В качестве альтернативы варианту осуществления электромагнитной дисплейной панели «автобусного или поездного показа» маршрута, как описано в примере 3, вышеуказанная дисплейная панель может быть выполнена таким способом, чтобы вращающиеся клапаны дисплейных пикселей 2, а также статичная плата 1 поверхности дисплейного пикселя (см. Фиг.2b и Фиг.3d) выполнены из пластичного материала 7 и содержат УФ-люминесцентные красители, согласно изобретению, введенные/растворенные в нем, а не используя тот же материал, который использован для производства тела 6 дисплейного пикселя.

Для того, чтобы гарантировать работу вышеуказанной электромагнитной дисплейной панели при освещении видимым светом или светом ближнего УФ-диапазона, необходимо, чтобы пластиковое «тело» клапана 2 (сторона 2a в Фиг.2b) и секция 1a статичной платы поверхности дисплейного пикселя 1, выполненные из вышеуказанного материала 7, отражали яркий видимый свет, когда дисплейный пиксель 13_P (см. Фиг.5) в состоянии «ON». Следовательно, пластический материал 7 должен быть более или менее прозрачным в видимом спектре, и поверхность клапана 2b должна быть покрыта слоем краски 7_VIS, которая полностью отражает свет в видимом спектре. Поскольку в этой реализации поверхность дисплейного пикселя сформирована поверхностью клапана 2a и секцией 1a статичной платы 1 поверхности дисплейного пикселя, последняя также должна быть покрыта на стороне, противоположной поступающему свету, слоем краски 7_VIS, которая полностью отражает свет в видимом спектре. Так как УФ-люминесцентные красители, введенные/растворенные в материале 7, излучают поглощенный свет ближнего УФ-диапазона, предпочтительно в том же видимом спектральном диапазоне, что и слой 7_VIS, вышеуказанный дисплейный пиксель показывает интенсивную яркую позицию (ON) под УФ или видимым светом. Если та же сторона 2b клапана 2, так же, как и секция статичной поверхности слоя 1b дисплейного пикселя покрыта наклоняющимся клапаном 2, покрыты слоем черной матовой краски 7B (полностью поглощая поступающий свет), то вращение клапана на 180° дает в результате переключение между «ON» (светлой) и «OFF» (темной) позициями дисплейного пикселя (см. Фиг.3d).

Реализация активного освещения вышеуказанной электромагнитной дисплейной панели 13 (Фиг.5), а также все другие соображения, относящиеся к видимости такого варианта осуществления, остаются такими же, как обсужденные в Примере 1.

Необходимо подчеркнуть, что вышеописанные примеры представляют только четыре исполнимых рабочих варианта осуществления предлагаемого электромагнитного дисплея, согласно изобретению. Различные модификации и изменения могут быть сделаны в пределах объема настоящего изобретения для того, чтобы выполнить адаптацию к конкретной конструкции/изготовлению электромагнитной дисплейной панели и/или принципу работы пикселя. Типичные модификации вышеуказанных примеров связаны с использованием красок, содержащих как УФ-люминесцентные красители, так и красители, отражающие видимый свет, вместо двух отдельных слоев разных красок, содержащих один или другой тип красителей, как описано в вышеуказанных примерах. Другое типичное изменение вышеуказанных примеров - это большие дисплейные панели (например, информационные панели в аэропорту), где вышеописанные технические решения, использовавшие стандартные флуоресцентные источники света «черного луча», не очень практичны, т.к. большие области не могут освещаться только со стороны. Направленные источники света ближнего УФ-диапазона должны быть более подходящими (см. Фиг.5). В случае, если требуется более сильное УФ-освещение, чем обеспечиваемое коммерчески доступными направленными лампами 16 «черного луча», стандартный источник света с парами ртути низкого давления, подобный направленной лампе Philips HPR 150, может использоваться взамен. Для того, чтобы устранить видимый свет, генерируемый вышеуказанными источниками, могут быть добавлены дополнительные цветные стеклянные поглощающие фильтры 14 видимого света (например, Стекло Schott EG3). Для того, чтобы уменьшать тепло, рассеиваемое этими фильтрами, согласовать максимум излучения света с максимумом поглощения света флуоресцентной краской (Фиг.1) и, наконец, для того, чтобы эффективно устранить нежелательный дальний УФ свет, может быть добавлен дополнительный тонкопленочный отражающий фильтр Фабри-Перо 15 (Фиг.5).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении и освещении электромагнитных дисплейных панелей. Техническим результатом является уменьшение контраста дисплейной панели в плохих условиях освещения и улучшение угловой видимости и контрастности дисплея. Технический результат достигается за счет использования ультрафиолетовых (УФ) флуоресцентных красителей в красках или пластическом материале для отражающей поверхности выбранного элемента пикселя вместо обычного отражающего красителя. Вышеуказанные красители поглощают невидимый свет ближнего УФ-диапазона и после поглощения переизлучают его в видимом диапазоне. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Электромагнитная дисплейная панель, состоящая из матричного массива в общем случае квадратных дисплейных пикселей с клапанами (2), перемещаемыми электромагнитным способом, имеющих две бистабильные позиции и средства (11, 16) для освещения, для обеспечения работы в условиях плохого внешнего освещения, причем «ON» и «OFF» позиции дисплейных пикселей (13_р) определены двумя бистабильными позициями подвижных клапанов (2) и показаны визуально очень контрастным цветом на поверхностях (13_р) дисплейных пикселей, причем каждый из клапанов (2) имеет встроенный постоянный магнит и каждый из пикселей имеет встроенный соленоид (3) с полужестким магнитным сердечником (8), выполненным с возможностью перемещения клапана (2) из одной бистабильной позиции в другую посредством электрических токовых импульсов, отличающаяся тем, что средства (11, 16) для освещения излучают свет в ближнем УФ-диапазоне спектра и что поверхность дисплейного пикселя (13_р), отображающаяся в одной из двух бистабильных позиций, соответствующих или «ON», или «OFF» позициям дисплейного пикселя, содержит флуоресцентные красители, поглощающие свет в ближнем УФ-диапазоне и излучающие свет в видимом спектральном диапазоне.2. Электромагнитная дисплейная панель по п.1, отличающаяся тем, что флуоресцентные красители, поглощающие свет в ближнем УФ-диапазоне и излучающие свет в видимом спектральном диапазоне, введены в поверхностный слой дисплейного пикселя (13_р), отображаемый в одной из двух бистабильных позиций подвижного клапана (2), соответствуя или «ON», или «OFF» позициям дисплейного пикселя, и что упомянутые УФ-флуоресцентные красители вводят при помощи окрашивания вышеуказанного поверхностного слоя дисплейного пикселя (13_р) слоем краски (7_VIS), содержащей цветные красители, отражающие свет в видимом спектральном диапазоне, который покрывают слоем (7_UV) краски, содержащей флуоресцентные красители ближнего УФ-диапазона.3. Электромагнитная дисплейная панель по п.1, отличающаяся тем, что флуоресцентные красители, поглощающие свет в ближнем УФ-диапазоне и излучающие свет в видимом спектральном диапазоне, введены в поверхностный слой дисплейного пикселя (13_p), отображаемый в одной из двух бистабильных позиций подвижного клапана (2), соответствуя или «ON», или «OFF» позициям дисплейного пикселя, и что упомянутые УФ-флуоресцентные красители вводят при помощи окрашивания вышеуказанного поверхностного слоя дисплейного пикселя (13_р) слоем краски, содержащей цветные красители, отражающие свет в видимом спектральном диапазоне, а также флуоресцентные красители ближнего УФ-диапазона.4. Электромагнитная дисплейная панель по п.1, отличающаяся тем, что УФ-флуоресцентные добавки, поглощающие свет в ближнем УФ-диапазоне и излучающие свет в видимом спектральном диапазоне, введены в поверхностный слой дисплейного пикселя (13_р) введением/растворением вышеуказанных красителей в пластическом материале, из которого сделан вышеуказанный поверхностный слой дисплейного пикселя (13_р).5. Электромагнитная дисплейная панель по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что средства (11, 16) для освещения представляют собой стандартные флуоресцентные лампы «черного луча», излучающие свет в ближнем УФ-диапазоне.6. Электромагнитная дисплейная панель по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что средства (11, 16) для освещения включают в себя дополнительный серый фильтр (12), а также соответствующим образом сформированный световой рефлектор (10) для выравнивания интенсивности УФ-света на дисплейной панели.7. Электромагнитная дисплейная панель по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что средства (11, 16) для освещения включают в себя стандартные «направленные» УФ-источники света (16) и дополнительные стеклянные фильтры (14), поглощающие видимый свет, предпочтительно в комбинации с рефлекторами (15) с тонкой пленкой, спектральная зависимость которой оптимизирована таким образом, чтобы эффективная спектральная зависимость обоих фильтров имела центр в максимуме поглощения флуоресцентной краски.