DE102004054300A1

DE102004054300A1 - Display for a mobile device

Info

Publication number: DE102004054300A1
Application number: DE200410054300
Authority: DE
Inventors: Weimin Li
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-05-18
Also published as: WO2006051427A2; WO2006051427A3

Abstract

Handhabbares mobiles Gerät, insbesondere Mobiltelephon, aufweisend ein Displaymodul zur Erzeugung und Ausgabe von Information, aufweisend einen Bildschirm zur Präsentation von graphischer Information in einer Auflösung von größer als 320 x 240 Pixel, insbesondere von mindestens 300000 Pixel, bevorzugt im Format 640 x 480, wobei das Displaymodul eine bilderzeugende Mikro-Display-Einheit aufweist, wobei Mittel vorgesehen sind, die das mittels der Mikro-Display-Einheit auf dem Bildschirm erzeugte Bild dem Auge des Nutzers, das sich im normalen Leseabstand zwischen mindestens 15 cm und etwa 50 cm befindet, wahrnehmbar präsentiert.Handleable mobile device, in particular a mobile telephone, comprising a display module for generating and outputting information, comprising a screen for presenting graphic information in a resolution of greater than 320 x 240 pixels, in particular of at least 300,000 pixels, preferably in the format 640 x 480, wherein the display module has an image-forming micro-display unit, means being provided for the image produced by the micro-display unit on the screen to the user's eye being between at least 15 cm and about 50 cm at the normal reading distance, perceptibly presented.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mobiles Gerät, insbesondere ein Mobiltelephon, aufweisend ein Displaymodul zur Ausgabe von Information und aufweisend einen Bildschirm zur Präsentation von graphischer Information in einer Auflösung von größer als 320 × 240 Pixel, insbesondere von mindestens 640 × 480 Pixel.The The present invention relates to a mobile device, in particular a mobile phone, comprising a display module for outputting information and comprising a screen for presentation of graphic information in a resolution greater than 320 × 240 pixels, in particular at least 640 × 480 pixels.

Mobile Geräte wie Mobiltelefone und PDAs bieten dem Nutzer eine Vielzahl von Möglichkeiten und vereinfachen die Kommunikation. Dies gilt insbesondere, seit die Bandweite der Datenübermittlung stark zugenommen hat und datenintensive Informationen, wie Digitalfotos, Internetinhalte, Videospiele oder TV-Sendungen, mit großer Geschwindigkeit zwischen Anbietern und Nutzern übermittelt werden können. Gerade diese Multimediainhalte benötigen jedoch ein hochauflösendes Display mit vorteilhafterweise einer Auflösung von 640 × 480 Pixel, wie sie dem bekannten VGA Grafik Standard entspricht. Derart hohe Auflösungen können von den Displays der herkömmlichen Geräten nicht realisiert werden.mobile equipment Like mobile phones and PDAs offer the user a lot of possibilities and simplify the communication. This is especially true since the Bandwidth of data transmission strong has increased and data-intensive information, such as digital photos, Internet content, video games or TV shows, with great speed between Transmitted to providers and users can be. However, just these multimedia content require a high-resolution display advantageously with a resolution of 640 × 480 pixels, as it corresponds to the well-known VGA graphic standard. So high resolutions can from the displays of the conventional devices not realized.

Die herkömmlichen Geräte setzen bislang insbesondere TFT Displays ein, die aus polykristallinen oder amorphen Si-Filmen hergestellt und auf ein Glassubstrat aufgebracht werden. Im Verhältnis zu Displays mit einkristallinen Si-Transistoren auf CMOS VLSI-Chips haben derartige TFT Displays aufgrund ihrer elektrischen Eigenschaften den Nachteil, dass sie wesentlich größer sind. Zudem ist es nachteilig, dass wegen eines möglichen Temperaturstaus nur wenige metallische Leiterschichten übereinander gelegt werden können. So sind sind solche TFT-Schaltkreise verhältnismäßig einfach aufgebaut, um ein komplexes Datenrouting durch die Metallleitungen zu vermeiden. Für ein TFT-Display ist es typisch, dass TFT etwa 50% des Pixelbereichs einnimmt, während durch die anderen 50% der Fläche das zur Formung des Bildes benötigte Licht durch die Flüssigkristalle hindurchströmt. Diese Faktoren limitieren die Pixelgröße von TFT LCD auf größer 50 μm.The usual equipment In particular, TFT displays made of polycrystalline or amorphous Si films and applied to a glass substrate become. In relation to to displays with single-crystal Si transistors on CMOS VLSI chips have such TFT displays due to their electrical properties the disadvantage that they are much larger. In addition, it is disadvantageous that because of a possible Temperature congestion only a few metallic conductor layers on top of each other can be placed. So are such TFT circuits relatively simple, to avoid complex data routing through the metal lines. For a TFT display, it is typical that TFT occupies about 50% of the pixel area, while through the other 50% of the area that needed to form the image Light through the liquid crystals flowing. These factors limit the pixel size of TFT LCD to greater than 50 μm.

Ein weiterer Nachteil resultiert daraus, dass bei TFT Displays die Elektronen- und Leerstellenbeweglichkeit und damit die Transistorgeschwindigkeit relativ niedrig ist. Daher wird bei Farb-TFT-LCDs auch nicht die bekannte Farbsequenzmethode eingesetzt, sondern es wird mit Farbfiltern gearbeitet. Um das volle Farbspektrum darstellen zu können, werden drei Sets von Pixels in Kombination angeordnet. Die tatsächliche Displayauflösung beträgt dann lediglich noch ein Drittel der Pixel. Mit dieser Technologie ist es daher nicht möglich, hochauflösende Displays der Größe von kleiner 8 cm herzustellen, wie sie insbesondere für Mobiltelephone benötigt werden.One Another disadvantage results from the fact that with TFT displays the electron and vacancy mobility and thus the transistor speed relative is low. Therefore, with color TFT-LCDs not the well-known Color sequence method used, but it is worked with color filters. Around To be able to represent the full color spectrum will be three sets of Pixels arranged in combination. The actual display resolution is then only one third of the pixels. That's why this technology is not possible, high-resolution Displays the size of smaller 8 cm, as they are needed in particular for mobile phones.

Es ist zudem bekannt, sogenannte LCoS (Liquid Cristal on Silicon) Micro-Displays in mobilen Geräten einzusetzen. Ein solches Micro-Display hat Pixelgrößen der Größenordnung von 25 μm oder kleiner, so dass ein VGA-auflösendes Display nur den Bruchteil eines Zolls groß sein muss. Bei den bislang eingesetzten Systemen ist es jedoch erforderlich, das Gerät auf etwa 15 cm an das Auge heranzubringen, um die hochaufgelöste Informationen sehen zu können. Wird das Display weiter entfernt gehalten, kann der Benutzer nur niedrigaufgelöste Informationen auf dem Micro-Display oder auf einem anderen TFT-LCD-Display ansehen. Ein solches Display ist nicht als benutzerfreundlich zu bezeichnen. So kann beim Ansehen von Videos der Arm ermüden, wenn der Nutzer das Gerät so nah an das Auge hält. Zudem muss der Nutzer die Augen stark auf das Display fixieren und bekommt so weniger von seiner Umwelt mit. Auch ist diese Haltung ungünstig beim Spielen von Videospielen.It is also known, so-called LCoS (Liquid Cristal on Silicon) micro-displays in mobile devices use. Such a micro-display has pixel sizes of Magnitude of 25 μm or smaller, leaving a VGA-resolution display only a fraction one inch in size got to. In the systems used so far, however, it is necessary that Device up about 15 cm to bring the eye to the high-resolution information to be able to see. If the display is kept further away, the user can only low resolution Information on the micro display or on another TFT LCD display look at. Such a display is not as user friendly too describe. So when watching videos the arm can tire when the User the device so close to the eye. In addition, the user has to fix his eyes strongly on the display and gets so less of its environment. Also, this attitude is unfavorable when playing video games.

Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, ein bequem zu handhabendes mobiles Gerät, insbesondere ein Mobiltelephon, zu schaffen, das sich mit einfachen Mitteln kostengünstig herstellen lässt und das mit einem kleinen und hochauflösenden Display ausgestattet ist, wobei der auf dem Display wiedergegebene Inhalt für den Nutzer gut wahrnehmbar ist. Insbesondere ist es die Aufgabe ein Mobilgerät mit hochauflösendem Display zu schaffen, dessen Inhalt aus einer Distanz von mehr als 15 cm wahrnehmbar ist.task The invention is now, a convenient to handle mobile Device, In particular, a mobile phone, to create that with simple Means inexpensive can be produced and equipped with a small and high-resolution display is the content displayed on the screen for the user is well noticeable. In particular, it is the task of a mobile device with high-resolution display to create its contents from a distance of more than 15 cm is perceptible.

Diese Aufgaben werden gelöst durch das mobile Gerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruch 1. Merkmale besonderer Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen genannt.These Tasks are solved through the mobile device with the characterizing features of claim 1. Features special embodiments are mentioned in the respective subclaims.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, ein solches mobiles Gerät mit einem Micro-Display auszustatten und diese Micro-Display mit beliebigen (Hilfs) Mitteln, beispielsweise mit einer vergrößernden Optik in Verbindung zu bringen, die dem Nutzer im normalen Leseabstand zwischen mindestens 10 cm und etwa 50 cm, insbesondere zwischen 15 cm und 40 cm, die Wahrnehmung hochauflösender Bilder bei einer Größe von mindestens 2,5 cm in der Diagonalen ermöglicht. Dabei ist die Auflösung größer als 320 × 240 Pixel, wobei des Display insgesamt mehr als 200.000 Pixel und bevorzugt mindestens 300.000 Pixel im Format 640 × 480 Pixel aufweist. Besonders zu bevorzugen sind Auflösungen von mindestens 250 dpi (dots per inch). Auch wenn die bevorzugten Einsatzgebiete dieser Micro-Displays Mobiltelephone oder PDAs, so können sie auch als Sucher in Digitalkameras oder Camcordern sowie in Spielkonsolen, Minifernsehern oder MPEG4 Player eingesetzt werden.Of the The basic idea of the invention is to provide such a mobile device with a Micro-Display and equip this micro-display with any (auxiliary) Means, for example, with a magnifying optics in conjunction to bring to the user in the normal reading distance between at least 10 cm and about 50 cm, in particular between 15 cm and 40 cm, the Perception of high-resolution Pictures at a size of at least 2.5 cm in the diagonal allows. Here is the resolution greater than 320 × 240 Pixels, the display being more than 200,000 pixels in total and preferred has at least 300,000 pixels in the 640 × 480 pixel format. Especially to prefer are resolutions of at least 250 dpi (dots per inch). Even if the preferred Applications of these micro-displays mobile phones or PDAs, so can as a viewfinder in digital cameras or camcorders, as well as in game consoles, Mini-televisions or MPEG4 players are used.

Für die vergrößernde Optik bieten sich zwei Ausführungsformen an. In der ersten Ausführungsform sieht der Betrachter ein vergrößertes virtuelles Bild durch eine Linse, während er nach der zweiten Ausführungsform ein auf einen Bildschirm projiziertes reales Bild betrachtet. Beide Ausführungsformen sind in der folgenden Beispielsbeschreibung beschrieben.For the magnifying optics offer two embodiments at. In the first embodiment the viewer sees an enlarged virtual image through a lens while he according to the second embodiment looking at a real image projected on a screen. Both Embodiments are described in the following example description.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in dem Verfahren zur Herstellung der Displays. Dabei werden erfindungsgemäß die Displays in einer Vielzahl auf einem einkristallinen Si-Wafer erzeugt, wobei nachfolgend die einzelnen funktionalen Einheiten aus diesem herausgeschnitten werden. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass durch den Einsatz der CMOS VLSI Steuertechnologie ein hoher Integrationsgrad möglich ist. So können mehr Transistoren und Schaltkreise auf kleinerer Fläche integriert und besonders kleine Pixel konzipiert werden. Die überlegenen elektrischen Eigenschaften von einkristallinen Si-Transistoren resultieren insbesondere auch aus der schnelleren Reaktionszeit und der hohen Arbeitsfrequenz, wobei beide Faktoren dazu beitragen, inhaltsstarke Informationen über drahtlose Highspeed-Mobilkommunikation anzeigen zu können.One Another aspect of the invention lies in the process for the preparation the displays. In this case, according to the invention, the displays are in a variety produced on a monocrystalline Si wafer, wherein the following individual functional units are cut out of this. The advantage of this method is that by using the CMOS VLSI control technology a high level of integration is possible. So can more transistors and circuits integrated on a smaller area and especially small pixels are designed. The superior electrical properties In particular, single-crystal Si transistors also result from the faster reaction time and the high working frequency, Both factors contribute to high-content information via wireless high-speed mobile communications to be able to show.

Da es mit einkristallinem Si möglich ist, elektrische Signale, insbesondere die Spannung im Falle des LCoS oder den Strom im Fall von OLED auf Si in kleineren Schritten anzusteuern, können mit dem Micro-Display im Gegensatz zum bekannten TFT-LCD mehr Graustufen realisiert werden.There it is possible with monocrystalline Si is, electrical signals, in particular the voltage in the case of LCoS or the current in the case of OLED on Si in smaller steps to control with the micro display in contrast to the well-known TFT-LCD more grayscale will be realized.

Für die Umsetzung solcher Micro-Displays in hoher Qualität und großer Stückzahl bieten sich die folgenden Technologien besonders an: Zunächst sei noch einmal die genannte LCoS Technologie erwähnt. Zudem sei auf die DMD-Technologie (Digital Mirror Display) und die OLED (Organic Light emittig Device)-Technologie auf Si-Basis hingewiesen. LCoS und DMD sind beides Reflexionsdisplays. Dabei reflektieren kleine Al-Spiegel, die sich auf einer Metallschicht befinden, das von außen eingestrahlte Licht. Für LCoS wird eine Flüssigkristallschicht auf den Al-Spiegel aufgebracht. Die Pixel-Steuerschaltkreise legen eine Spannung an die Flüssigkristalle an, die den Verwindungswinkel der Flüssigkristalle und die Polarisierung des Lichts verändert. Das menschliche Auge kann das modulierte Licht mit Hilfe eines Polarisierers wahrnehmen.For the implementation Such high-quality and high-volume micro displays offer the following Technologies: First be mentioned again the mentioned LCoS technology. moreover be on the DMD technology (Digital Mirror Display) and the OLED (Organic Light Emitting Device) technology based on Si. LCoS and DMD are both reflection displays. Thereby, small ones reflect Al mirrors, which are located on a metal layer, the light radiated from outside. For LCoS becomes a liquid crystal layer on the Al mirror applied. The pixel control circuits apply a voltage the liquid crystals on, the twist angle of the liquid crystals and the polarization of the light changes. The human eye can use the modulated light with the help of a polarizer perceive.

Für DMD ist der Pixelsteuerschaltkreis eine SRAM-Zelle. Das Signal kann den Al-Spiegel um einen bestimmten Winkel auf jeder Seite kippen. In der einen Position strömt das reflektierte Licht durch die Projektionslinse. In der anderen Position strömt das Licht durch eine lichtabsorbierende Platte und wird vom Menschen nicht wahrgenommen. Mit OLED auf Si lässt sich ein selbstleuchtendes Display herstellen. Die Pixelsteuerschaltkreise senden eine Spannung auf die OLED-Struktur auf dem Pixel. Die Spannung erzeugt Licht durch elektrooptischen Effekt.For DMD is the pixel control circuit is an SRAM cell. The signal can be Al mirror around one tip certain angle on each side. In one position flows the reflected light through the projection lens. In the other Position flows the light passes through a light-absorbing plate and is emitted by humans not perceived. With OLED on Si can be a self-luminous Make the display. The pixel control circuits send a voltage the OLED structure on the pixel. The voltage generates light through electro-optical Effect.

Ein Vorteil der genannten Micro-Displays liegt darin, dass der Benutzer des Mobilgeräts dieses nicht näher als 10, insbesondere als 15 cm vor seine Augen halten muss, um von der hohen Auflösung profitieren zu können. Dies ist der wesentliche Vorteil gegenüber den bislang von Mobilgeräten bekannten hochauflösenden Micro-Displays. Ein weiterer besonderer Vorteil der Micro-Displays ist, dass der Stromverbrauch durch den Einsatz von OLED auf Si oder FED-Micro-Displays wesentlich geringer ist als bei den bekannten TFT-LCD, die Hochspannungs-LEDs benötigen.One Advantage of the aforementioned micro-displays is that the user of the mobile device not closer than 10, in particular as 15 cm before his eyes must keep to from benefit from the high resolution to be able to. This is the main advantage over the previously known by mobile devices high-resolution micro-displays. Another particular advantage of the micro-displays is that the power consumption through the use of OLED on Si or FED micro displays essential is lower than the well-known TFT-LCD, the high-voltage LEDs need.

Als weitere Micro-Displays sind die FED (Field Emission Display) einsetzbar, bei denen Elektronen von starken elektrischen Feldern von der Substratoberfläche „abgesaugt" werden. Die starken elektrischen Felder werden von scharfen Spitzen auf der Oberfläche ausgebildet. Die Elektronen werden dann von dem elektrischen Feld beschleunigt und treffen auf den Schirm, der mit Phosphorpulver beschichtet ist. Das Elektronenbombardement auf dem Phosphor erzeugt Licht. Kohlenstoff-Nanotubes weisen solche Feldemissionseigenschaften auf und können für Micro-Displays verwendet werden. Die genannten FEDs sind selbsterleuchtend. Ihre Einatzmöglichkeiten in Mobilgeräten sind ähnlich wie im Fall der OLED auf Si.When Other micro displays are FED (Field Emission Display) can be used, in which electrons are "sucked" by strong electric fields from the substrate surface Fields are formed by sharp points on the surface. The electrons are then accelerated by the electric field and hit the screen coated with phosphorus powder. The electron bombardment on the phosphor generates light. Carbon nanotubes point such field emission characteristics and can be used for microdisplays. The mentioned FEDs are self-luminous. Your uses in mobile devices are similar in the case of the OLED on Si.

Neben dem erfindungsgemäßen optischen System, das unmittelbar mit dem Micro-Display in Verbindung steht, sind als weitere wesentliche Aspekte der Erfindung zu nennen ein Bedienfeld für das Micro-Display und eine besondere Art der Halterung des Micro-Displays. Diese Merkmale stehen gewissermaßen unabhängig von dem optischen System. Das Bedienfeld ist mit dem Mainboard des Mobilgeräts elektrisch verbunden, wobei das Mainboard weitere funktionelle ICs oder Komponenten aufweist, die über gedruckte Metallleitungen miteinander in Verbindung stehen. Diese auf dem Mainboard angeordneten Komponenten empfangen oder erzeugen die auf dem Micro-Display gezeigte Information. Die Information wird von den Komponenten auf dem Mainboard verarbeitet und in Signale zur Ansteuerung der Pixel konvertiert, wobei die Signale zu dem Micro-Display-Chip übertragen werden. Micro-Display-Schaltkreise konvertieren die Signale in Bilder, die von dem Pixelarray wiedergegeben werden. Dabei können Micro-Display-Chips ebenso zur Signalberechnung eingesetzt werden oder eine Datenpufferfunktion aufweisen.Next the optical system according to the invention, which is directly related to the micro-display, are As another essential aspect of the invention to call a control panel for the micro display and a special way of holding the micro-display. These features stand in a sense independently from the optical system. The control panel is with the mainboard of the mobile device electrically connected, the mainboard further functional ICs or has components over printed metal lines communicate with each other. These receive or generate components arranged on the mainboard the information shown on the micro display. The information is processed by the components on the motherboard and in signals converted to drive the pixels, the signals to the Transfer micro-display chip become. Micro-display circuits convert the signals into images that from the pixel array. It can micro display chips as well be used for signal calculation or a data buffer function exhibit.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt in der hohen Auflösung der Displays bei Mobilgeräten, wobei Micro-Displays von weniger als 3,8 cm über 2 Mio. Pixel haben können. Das sind zwei Größenordnungen mehr als die bislang bekannten TFT-LCD-Farbdisplays, die 10.000 Pixel oder weniger haben. Ein weiterer nicht zu unterschätzender Vorteil ist, dass das System einfach aufgebaut ist und lediglich zwei oder drei Teile auf dem einen Träger montiert werden müssen. Die geringe Zahl an Bauteilen geht mit einer hohen Zuverlässigkeit einher.The main advantage of the invention lies in the high resolution of the displays in mobile devices, where micro-displays of less than 3.8 cm can have over 2 million pixels. This is two orders of magnitude more than the previously known TFT-LCD color displays that have 10,000 pixels or less. Another not to be underestimated advantage is that the system is simple and only two or three parts must be mounted on one carrier. The small number of components is associated with a high reliability.

Es ist vorteilhaft, zur Darstellung eines Bildpunktes mehrere Pixels zu benutzen, wobei mehrere benachbarte Pixel mit derselben Information angesteuert werden. Der Vorteil dieses Vorgehens liegt insofern in einer höheren Ausbeute, da das angrenzende Pixel noch funktioniert, auch wenn ein Pixel durch Fertigungsfehler ausfällt. Da das menschliche Auge derart kleine Fehlstellen nicht auflösen kann, sieht der Betrachter immer noch das gesamte Bild. Wenn nur ein Pixelset benutzt wird, kann ein totes Pixel vom Betrachter wahrgenommen werden, und der ganze Chip gilt als ausgefallen.It is advantageous for displaying a pixel several pixels to use multiple neighboring pixels with the same information be controlled. The advantage of this procedure is insofar in a higher Yield, because the adjacent pixel is still working, though one pixel fails due to manufacturing errors. Because the human eye like that Do not dissolve small defects can, the viewer still sees the entire picture. If only a pixel set is used, a dead pixel can be perceived by the viewer and the whole chip is considered failed.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erklärt. Es zeigen:following The invention is explained in more detail with reference to the figures. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Micro-Displays, 1 a first embodiment of the micro-display,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Micro-Displays, 2 A second embodiment of the micro-display,

3 die Wirkweise eines Bildschirms, 3 the effect of a screen,

4 einen vorteilhaften Bildschirmaufbau, 4 an advantageous screen layout,

5 einen Strahlengang mit Fresnel-Linse, 5 a beam path with Fresnel lens,

6 Strahlengänge von LCoS Micro-Displays, 6 Beam paths of LCoS micro displays,

7 LCoS Micro-Displays mit Polarisationsfilter, 7 LCoS micro-displays with polarizing filter,

8 das Prinzip einer frontalen Lichtquelle, 8th the principle of a frontal light source,

9 ein selbstleuchtendes OLED auf Si Micro-Display und 9 a self-luminous OLED on Si micro-display and

10 Ein DMD Anordnung als Micro-Display. 10 A DMD arrangement as a micro-display.

1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des Micro-Displays in Verbindung mit einem Mobiltelephon, dessen Gehäuse 1 auf der Vorderseite eine Scheibe 2 aufweist. Die Ansteuerung geschieht über ein Mainboard 3, das mit einem Micro-Display 4 über ein Kabel 5 elektrisch verbunden ist. Das Micro-Display 4 ist am Boden eines Displaygehäuses 6 angeordnet. In Blickrichtung des Betrachters ist im Abstand S vor dem Micro-Display 4 ein optisches Linsensystem 7 mit der Fokuslänge f angeordnet. Die Scheibe 2 ist im Abstand S1 vor der Linse 7 angeordnet. In diesem Fall sieht der Betrachter ein vergrößertes virtuelles Bild durch die Linse 7. Dabei ist die Entfernung zwischen dem Micro-Display und der Linse 7 geringer als die Brennweite f der Linse 7 und es wird die folgende Bedingung erfüllt: [1/S – 1/m S = 1/f], wobei m der Vergrößerungsfaktor ist. 1 schematically shows a first embodiment of the micro-display in conjunction with a mobile phone whose housing 1 on the front a disc 2 having. The control is done via a motherboard 3 that with a micro-display 4 over a cable 5 electrically connected. The micro-display 4 is at the bottom of a display case 6 arranged. In the direction of the viewer is at a distance S in front of the micro-display 4 an optical lens system 7 arranged with the focal length f. The disc 2 is at a distance S1 in front of the lens 7 arranged. In this case, the viewer sees an enlarged virtual image through the lens 7 , Here is the distance between the micro-display and the lens 7 less than the focal length f of the lens 7 and the following condition is satisfied: [1 / S-1 / m S = 1 / f], where m is the magnification factor.

In 2 ist eine andere mögliche Ausführungsform schematisch dargestellt. In diesem Fall wird von dem Micro-Display 4 über eine Projektionslinse 8 ein reales Bild auf die Oberfläche des Bildschirms 9 projiziert, wobei die Projektionslinse 8 in einem Linsenhalter 10 gehalten ist. Wird das reale Bild betrachtet, muss die Entfernung S zwischen dem Micro-Display 4 und der Linse 8 größer sein als die Brennweite f der Linse 8. Der Bildschirm 9 und das Micro-Display 4 sind jeweils auf einer anderen Seite der Linse 8 angeordnet. Ist S1 die Entfernung vom Bildschirm 9 zur Linse 7, dann gilt [1/S – 1/S1 = 1/f und S1/S = m].In 2 another possible embodiment is shown schematically. In this case, the micro-display 4 via a projection lens 8th a real picture on the surface of the screen 9 projected using the projection lens 8th in a lens holder 10 is held. When looking at the real image, the distance S must be between the micro display 4 and the lens 8th be greater than the focal length f of the lens 8th , The screen 9 and the micro-display 4 are each on a different side of the lens 8th arranged. S1 is the distance from the screen 9 to the lens 7 , then [1 / S - 1 / S1 = 1 / f and S1 / S = m].

In 3 ist die Wirkweise des Bildschirms 9 schematisch dargestellt. Dabei schaut der Betrachter jeweils von der rechten Seite. Bei allen drei Varianten a), b) und c) wird das von links einfallende Licht aufgestreut. Für die Ausführungsform des Micro-Display nach 2 kann, wie in 4 gezeigt, ein Abdeckteil 11 vorgesehen sein, das den Bildschirm 9 bedeckt. Das Abdeckteil 11 ist einem Material gefertigt, das eine hohe Lichtdurchlässigkeit aufweist. Es kann zudem mit einem nichtreflektierendem Film 12 oder einem Filmpaket beschichtet sein. Auch die Montage eines Touchscreen 13 ist möglich. Auch im Fall der 4 schaut der Betrachter von rechts.In 3 is the effect of the screen 9 shown schematically. The observer looks from the right side. In all three variants a), b) and c), the light incident from the left is scattered. For the embodiment of the micro-display after 2 can, as in 4 shown, a cover 11 be provided, which is the screen 9 covered. The cover part 11 is made of a material that has a high light transmission. It also works with a non-reflective film 12 or a film package. Also, the assembly of a touch screen 13 is possible. Also in the case of 4 the viewer looks from the right.

Um Platz und Gewicht einzusparen und dennoch den gewünschten optischen Effekt zu erreichen, können Fresnel-Linsen benutzt werden. Bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel mit der virtuellen Abbildung muss der effektive Durchmesser der Fresnel-Linse gleich oder größer als der Betrachtungsbereich sein. Dazu wird auf 5 hingewiesen. Die Spezifikationen für die Fresnel-Linse 14 sind in diesem Fall ein effektiver Durchmesser zwischen etwa 3,5 cm und 9 cm und eine effektive Brennweite f zwischen etwa 1 cm und 3,8 cm. Typische Fresnel-Linsen sind asphärische Linsen, um die sphärische Abweichung zu minimieren. Der Augabstand 15 ist größer als 15 cm. Die Fresnel-Linse 14 wird in einem Abstand 16 vor dem Micro-Display 17 angeordnet. Damit sieht der Betrachter ein vergrößertes virtuelles Bild 18, wobei der Durchmesser der Fresnel-Linse 14 größer als der Durchmesser des virtuellen Bildes 18 ist.To save space and weight and still achieve the desired optical effect, Fresnel lenses can be used. In the above-mentioned virtual image embodiment, the effective diameter of the Fresnel lens must be equal to or larger than the viewing area. This will be on 5 pointed. The specifications for the Fresnel lens 14 in this case are an effective diameter between about 3.5 cm and 9 cm and an effective focal length f between about 1 cm and 3.8 cm. Typical Fresnel lenses are aspherical lenses to minimize spherical aberration. The eye distance 15 is larger than 15 cm. The Fresnel lens 14 will be at a distance 16 in front of the micro display 17 arranged. Thus, the viewer sees an enlarged virtual image 18 where the diameter of the Fresnel lens 14 larger than the diameter of the virtual image 18 is.

Für die genannten LCOS-Micro-Displays gibt es zwei Möglichkeiten, Farben zu erzeugen: Eine Möglichkeit besteht darin, die drei Farben rot grün und blau (RGB) als durch LEDs zu realisieren und diese sequentiell zu pulsen. Die Impulszeit ist so klein, dass menschliche Auge die Periode nicht auflösen kann und statt dessen die sequentiellen RGB-Bilder in ein Farbbild integriert werden. Die Farbe und ihre Grauskala hängt von der Kombination der Grauskala jedes der RGB-Bilder ab. Die zweite Möglichkeit ist, weiße LEDs als Lichtquelle zu verwenden und Farbfilter auf die Pixel aufzubringen. RGB-Pixel-Dreiersets sind miteinander verwoben. Da das menschliche Auge eine derart kurze Distanz nicht unterscheiden kann, werden sie statt dessen zu Farbbildern integriert.There are two ways to produce colors for the aforementioned LCOS microdisplays: One Possibility is to realize the three colors red green and blue (RGB) as by LEDs and to pulse them sequentially. The pulse time is so small that human eyes can not resolve the period and instead the sequential RGB images are integrated into a color image. The color and its gray scale depends on the combination of the gray scale of each of the RGB images. The second option is to use white LEDs as the light source and apply color filters to the pixels. RGB Pixel Trip Sets are interwoven. Since the human eye can not distinguish such a short distance, they are instead integrated into color images.

6a und 6b zeigen Micro-Displays 19 mit LCoS-Setups, die jeweils einen polarisierten Strahlenteiler 20 (PBS) benutzen. Die beiden Setups unterscheiden sich in der Art der Farbdarstellung. So verwendet das Micro-Display nach a) eine sequentiell gepulste Rot Gelb Blau LED 21. Nach dem Beispiel nach b) wird eine weiße LED 22 verwendet, wobei ein Farbfilter 24 vor den Pixels des Micro-Displays 19 vorgesehen ist. Das von den LEDs ausgestrahlte Licht erhält eine Polarisation 23. Der PBS 20 hat nun die Eigenschaft, dass p-polarisiertes Licht total reflektiert wird, während s-polarisiertes Licht hindurchgeht. Das p-Licht wird daher in Richtung des Micro-Displays 19 reflektiert, wobei die Al-Spiegel auf den obersten Metallschichten des LCoS die Strahlung reflektieren. Die Orientierung der Flüssigkristalle auf dem Al-Spiegel ändert sich in Abhängigkeit vom Bildsignal. Verschiedene Orientierungen ändern die Lichtpolarisation derart, dass die Strahlung Anteile von s-polarisiertem Licht aufweist. Der s-Polarisationsanteil des Lichts, das von dem Al-Spiegel des Micro-Displays 19 reflektiert wird, ist für den Betrachter durch den PBS hindurch sichtbar, wobei das Bild auf dem Micro-Display 19 durch die Fresnel-Linse 25, die im Abstand S zur Oberfläche des Micro-Displays 19 angeordnet ist, vergrößert wird. 6a and 6b show micro-displays 19 with LCoS setups, each with a polarized beam splitter 20 (PBS). The two setups differ in the type of color representation. Thus, the micro-display according to a) uses a sequentially pulsed red yellow blue LED 21 , According to the example of b), a white LED 22 using a color filter 24 in front of the pixels of the micro-display 19 is provided. The light emitted by the LEDs receives polarization 23 , The PBS 20 now has the property that p-polarized light is totally reflected while s-polarized light passes through. The p-light is therefore in the direction of the micro-display 19 with the Al mirrors reflecting the radiation on the uppermost metal layers of the LCoS. The orientation of the liquid crystals on the Al mirror changes depending on the image signal. Different orientations change the polarization of light such that the radiation has portions of s-polarized light. The s-polarization component of the light coming from the Al mirror of the micro-display 19 is visible to the viewer through the PBS, taking the image on the micro display 19 through the Fresnel lens 25 at a distance S to the surface of the micro-display 19 is arranged is increased.

Da die oben beschriebenen polarisierten Strahlenteiler mit einem hohen baulichen Aufwand einhergehen, ist der in den 7a und 7b gezeigte Aufbau bevorzugt. Diese Figuren zeigen schematische Darstellung des Display-Systems, das LCoS 26 zusammen mit einem davor angeordneten Polarisationsfilter 27 und einer Lichtleiterstruktur 28. 7b zeigt das System wiederum mit einer weißen LED 29, wobei vor den Pixels Farbfilter 30 angeordnet sind. In der Entfernung S ist eine Fresnel Linse 31 angeordnet. Statt der weißen LED mit Farbfilter sind in der Ausführungsform nach 7a die drei Farben mit entsprechenden LEDs 32 realisiert. Im Fall der Ausführungsbeispiele nach 7 wird somit eine frontale Lichtquelle benutzt. Das Prinzip einer solchen frontalen Lichtquelle ist in 8 gezeigt. Die frontale Lichtquelle enthält als Lichtquelle beispielsweise eine LED und einen Lichtleiter 33 mit Reliefdesign, so dass Licht, das von der Seite 34 kommt, auf die LCD-Seite reflektiert wird, während das Licht 35, das senkrecht zu den Lichtleitern eingeht, zum Betrachter 36 hin weitergeleitet wird.Since the polarized beam splitters described above are associated with a high structural complexity, is in the 7a and 7b shown construction preferred. These figures show schematic representation of the display system, the LCoS 26 together with a polarizing filter arranged in front of it 27 and a light guide structure 28 , 7b again shows the system with a white LED 29 , where in front of the pixels color filters 30 are arranged. At the distance S is a Fresnel lens 31 arranged. Instead of the white LED with color filter are in the embodiment of 7a the three colors with corresponding LEDs 32 realized. In the case of the embodiments according to 7 Thus, a frontal light source is used. The principle of such a frontal light source is in 8th shown. The frontal light source contains as a light source, for example, an LED and a light guide 33 with relief design, allowing light to be from the side 34 comes on the LCD page is reflected while the light 35 , which is perpendicular to the light guides, to the viewer 36 is forwarded.

9 zeigt ein selbstleuchtendes OLED auf Si oder FED Micro-Display 37, das keine Lichtquelle benötigt. Die Farberzeugung geschieht vermittels eines RGB-Pixel-Dreierset 38 vor dem Micro-Display 37. Im Abstand S ist wiederum eine Fresnelsche Linse 39 angeordnet. 9 shows a self-luminous OLED on Si or FED micro-display 37 that does not need a light source. The color generation is done by means of an RGB pixel threeset 38 in front of the micro display 37 , At a distance S is again a Fresnel lens 39 arranged.

10 zeigt hingegen eine DMD Anordnung als Micro-Display 40, das von drei Farben realisierenden LEDs 41 beleuchtet wird. Im Abstand S ist wiederum eine Fresnelsche Linse 39 angeordnet. 10 shows, however, a DMD arrangement as a micro-display 40 , that of three colors realizing LEDs 41 is illuminated. At a distance S is again a Fresnel lens 39 arranged.

Claims

Handleable mobile device, in particular a mobile telephone, having a display module for generating and outputting information, comprising a screen ( 2 . 9 ) For the presentation of graphical information with a resolution of greater than 320 × 240 pixels, in particular of at least 300,000 pixels, preferably in the format of 640 × 480, characterized in that the display module an image-forming micro display unit ( 4 . 17 . 19 . 26 . 37 . 40 ), wherein means are provided, which by means of the micro-display unit on the screen ( 2 . 9 ) image presented to the user's eye, which is at normal reading distance between at least 10 cm and about 50 cm, in particular between 15 cm and 40 cm, perceptibly presented.

device according to claim 1, characterized in that the screen of Micro-Display unit has a resolution of more than 250 dpi ("dots per inch ").

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the means a by means of at least one lens ( 7 . 8th ) have magnifying optics.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the magnifying optics a Fresnel lens ( 14 ) having.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the image presented to the user by means of the optics on the screen ( 2 . 9 ) has a size of more than 2.5 cm in the diagonal.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the user (viewer) displays the information on the screen ( 2 . 9 ) of the micro-display unit generated graphics viewed through the magnifying optics, the image in the diago nalen greater than 2.5 cm, in particular greater than 3.5 cm.

device according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the of the micro-display unit generated image over the magnifying optics is projected onto the screen, with the screen in the Diagonals larger than 2.5 cm, in particular greater than 3.5 cm is.

device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the microdisplay an LCoS (Liquid Cristal on Silicon) a DMD (Digital Mirror Device), an OLED on Si - (Organic Light Emitting Diode on Silicon) or a FED (Field Emission Display) Display is.

device according to claim 8, characterized in that the micro-display Represents graphics in color, with one color filter, one set of colored LEDs or a set of colored light emitting pixels used becomes.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of the LCoS or the DMD a light source is used, which is an LED ( 29 . 32 ), a scattering element and a light guide ( 28 ), wherein the elements of the light source on the side facing the viewer of the micro-display ( 26 ) are arranged, wherein the optical fiber ( 28 ) on the micro display ( 26 ), in particular in the case of LCoS by means of a polarizing film ( 27 ) is present.

device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that for the representation of a pixel several pixels be used, wherein a plurality of adjacent pixels are driven with the same information become.

device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the screen with a non-reflective Film is covered and / or has a touch screen.