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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Etikett, auf ein Verfahren zum Herstellen einer Backplane für eine Anzeigevorrichtung zur Integration in ein graphisches Druckerzeugnis, beispielsweise ein Etikett, auf ein Verfahren zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung, auf eine Backplane für eine Anzeigevorrichtung, auf die Integration einer Anzeigevorrichtung in ein graphisches Druckerzeugnis, auf eine Einstellvorrichtung zum temporären Anschließen an eine Anzeigevorrichtung und auf ein Verfahren zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments.
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Es gibt verschiedene Technologien, um Bildschirme bzw. Displays zu ermöglichen. In kommerzieller Massenproduktion sind derzeit grob gesagt vor allem folgende Displaytechnologien am weitesten verbreitet: LCD (engl. Liquid Crystal Display, dt. Flüssigkristallanzeige), OLED (engl. organic light emitting diode), EPD (engl. electrophoretic display oder auch Electrical paper display genannt).
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Displays aller Art bestehen üblicherweise im groben aus zwei Bestandteilen, der sogenannten Backplane und der Frontplane. Die Frontplane ermöglicht die optischen Eigenschaften, also das Darstellen von schwarzen oder weißen Bereichen, bzw. von Graustufen oder Farben.
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Die Backplane steuert und kontrolliert die angelegte elektrische Spannung bzw. den Strom an definierten Stellen und erzielt dadurch die optischen Effekte der Frontplane.
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Backplane für eine Anzeigevorrichtung, ein Verfahren zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung, eine Backplane für eine Anzeigevorrichtung, eine Einstellvorrichtung zum temporären Anschließen an eine Anzeigevorrichtung, ein Verfahren zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments und ein Etikett gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Eine Anzeigevorrichtung kann eine Elektrode, eine Gegenelektrode und ein zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode angeordnetes opto-elektrisches Medium aufweisen. Das opto-elektrische Medium kann ausgebildet sein, um unterschiedliche Darstellungen eines Bildsegments zu ermöglichen. Unter einem Bildsegment kann beispielsweise ein Bildpunkt oder eine Fläche einer beliebigen Form verstanden werden, die beispielsweise als Teil einer Schrift, eines Buchstabens, einer Ziffer oder eines Bildes verwendet werden kann. Eine Darstellung des Bildsegments kann beispielsweise durch ein zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode anliegendes elektrisches Feld gesteuert werden, durch das das opto-elektrische Medium beeinflusst wird. Gemäß einer Ausführungsform kann das opto-elektrische Medium ausgebildet sein, um eine eingestellte Darstellung eines Bildsegments auch ohne Anliegen eines elektrischen Felds zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode aufrechtzuerhalten. Somit kann die Anzeigevorrichtung beispielsweise auf dem Prinzip eines elektrophoretischen Displays basieren. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das opto-elektrische Medium ausgebildet sein, um eine eingestellte Darstellung eines Bildsegments nach Entfernen des elektrischen Felds zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode zu verlieren.
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Eine Anzeigevorrichtung kann eine Frontplane und eine Backplane umfassen. Die Frontplane kann die Elektrode und das opto-elektrische Medium umfassen. Die Backplane kann die Gegenelektrode umfassen.
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Zumindest während des Einstellens einer Darstellung eines Bildsegments kann es erforderlich sein, dass die Frontplane und die Backplane miteinander verbunden sind, also eine Stapelanordnung aus Elektrode, opto-elektrischem Medium und Gegenelektrode besteht. Durch das Einstellen einer Darstellung des Bildsegments kann die Darstellung des Bildsegments erstmalig eingestellt oder verändert werden. Durch das Einstellen kann beispielsweise eine Farbe des Bildsegments verändert, hervorgerufen oder entfernt werden. Beispielsweise kann durch das Einstellen eine Darstellung des Bildsegments von einer ersten Farbe in eine zweite Farbe geändert werden. Nach dem Einstellen der Darstellung des Bildsegments kann ein Vorhandensein der Frontplane ausreichend sein, um das Bildsegment in der eingestellten Darstellung weiterhin anzuzeigen.
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Daher kann gemäß einer Ausführungsform eine Anzeigevorrichtung verwendet werden, die lediglich eine Frontplane umfasst und nur während des Einstellens der Darstellung eines Bildsegments mit einer Backplane verbunden werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann eine Anzeigevorrichtung ohne integrierte Energieversorgung ausgeführt sein. Unter einer integrierten Energieversorgung kann eine dauerhaft mit der Anzeigevorrichtung gekoppelte Energieversorgung verstanden werden, die beispielsweise in einem Gehäuse der Anzeigevorrichtung angeordnet sein kann. Stattdessen kann eine solche Anzeigevorrichtung einen oder mehrere äußere Anschlusskontakte aufweisen, die temporär während des Einstellens einer Darstellung eines Bildsegments mit einer externen Energieversorgung verbunden werden können. Eine solche Energieversorgung kann nach dem Vorgang des Einstellens der Darstellung des Bildsegments von der Anzeigevorrichtung entfernt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann eine Anzeigevorrichtung als ein Etikett oder als ein Teil eines Etiketts eingesetzt werden. Durch ein Etikett kann beispielsweise ein Gegenstand mit relevanten Informationen versehen werden. Dabei kann beispielsweise ein Trägermaterial des Etiketts, beispielsweise Papier oder eine Kunststofffolie als Trägermaterial für eine Frontplane und zusätzlich oder alternativ für eine Backplane der Anzeigevorrichtung eingesetzt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann eine Anzeigevorrichtung in ein graphisches Druckerzeugnis, beispielsweise ein Schriftstück oder ein Bild oder eben auch ein Etikett integriert werden. Abgesehen von der Anzeigevorrichtung, die dem graphischen Druckerzeugnis unter Verwendung elektrischer Komponenten ein oder mehrere Bildsegmente hinzufügen kann, kann das graphische Druckerzeugnis unveränderbare graphische Elemente, wie Bildpunkte, Bildflächen oder Zeichen umfassen. Das Druckerzeugnis kann als Trägermaterial ein Substrat, beispielsweise aus Kunststoff oder Papier umfassen. Das Substrat kann zugleich als Substrat für die Anzeigevorrichtung dienen. Das graphische Druckerzeugnis kann somit einen veränderbaren Bereich umfassen, innerhalb dessen die Anzeigevorrichtung angeordnet ist und einen an den veränderbaren Bereich angrenzenden Bereich aufweisen, der entweder bereits unveränderlich bedruckt oder für eine spätere Beschriftung, beispielsweise auch von Hand, vorgesehen ist.
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Gemäß einer Ausführungsform kann zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung oder eines Teils einer Anzeigevorrichtung, wie einer Frontplane oder einer Backplane, ein additives Verfahren eingesetzt werden. Unter einem additiven Verfahren kann beispielsweise ein Druckverfahren, Überzugverfahren oder Beschichtungsverfahren verstanden werden. Unter Verwendung eines additiven Verfahrens kann ein Element, beispielsweise eine Gegenelektrode oder eine Isolierschicht hergestellt werden, indem das Element bildende Material ausschließlich auf einen Bereich einer Trägerschicht aufgebracht wird, der durch das fertige Element zu bedecken ist. Dadurch kann ein nachträgliches Entfernen von Material vermieden werden. Somit kann eine geometrische Form des Elements ausschließlich unter Verwendung eines additiven Verfahrens gebildet werden.
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In einem additiven Verfahren kann genau in der Form die elektrische Funktionsschicht, die zum Beispiel isolierend oder leitend sein kann, auf einen flächigen Gegenstand aufgebracht werden, wie das endgültige elektrische Element ausgeprägt sein soll. Ein flächiger Gegenstand kann ein Trägermaterial oder auch ein Substrat sein. Es kann auch teilweise oder ganz eine andere Druckschicht sein, die in einem vorangegangen Druckvorgang aufgebracht wurde, sodass mehrere Druckschichten übereinander aufgebracht werden können.
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Der Druckvorgang arbeitet mit Schablonen. Im Siebdruck handelt es sich um ein Sieb. Die Stellen des Siebes, die für die elektrische Funktionspaste durchlässig sein sollen, bleiben durchlässig, wobei die restliche Fläche mit einem undurchlässigen Material beschichtet und somit verstopft wird. Auf der einen Seite des Siebes wird die Funktionspaste vollflächig aufgebracht. Der sogenannte Rakel fährt nun vollflächig über das Sieb und drückt die Funktionspaste an den Stellen, die nicht mit dem undurchlässigen Material beschichtet sind, durch das Sieb auf den darunter liegenden flächigen Gegenstand. Die Viskosität der Funktionspaste ist derart eingestellt, dass die auf das Substrat aufgedruckte Funktionspaste soweit verläuft, um das Druckmuster der Siebmaschen zu eliminieren. Danach wird die gedruckte Funktionspaste mittels Hitze und/oder UV Licht behandelt und gehärtet.
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Der Flexodruck arbeitet mit Stempelmatten, die Täler und Plateaus aufweisen. Die Plateaus repräsentieren den Bereich, der auch gedruckt werden soll. Sollen zum Beispiel elektrische Leitungen gedruckt werden, sind diese als Plateaus auf der Stempelmatte ausgebildet. Die Plateaus werden mit der elektrischen Funktionspaste benetzt. Die benetzte Stempelmatte wird auf das Substrat gedrückt, die Funktionspaste geht auf das Substrat genau an den Stellen der Plateaus über und dann wird die Stempelmatte wieder entfernt. Die gedruckte Funktionspaste wird mittels Hitze und/oder UV Licht behandelt und gehärtet.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Backplane für eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments unter Verwendung einer Frontplane mit zumindest einer Elektrode und einem zwischen der zumindest einen Elektrode und zumindest einer Gegenelektrode der Backplane angeordnetem opto-elektrischen Medium, die folgenden Schritte:
Bereitstellen eines Substrats für die Backplane; und
Aufbringen der zumindest einen Gegenelektrode der Backplane und zumindest einer Anschlussleitung auf das Substrat, unter Verwendung zumindest eines additiven Verfahrens zum Ausformen der zumindest einen Gegenelektrode und der zumindest einen Anschlussleitung, wobei die Anschlussleitung eine durchgängig elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Gegenelektrode und einem der Gegenelektrode zugeordneten äußeren Anschlusskontakt der Backplane bildet.
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Durch Anlegen eines elektrischen Signals an den äußeren Anschlusskontakt kann das Bildsegment angezeigt werden. Dabei kann eine optische Darstellung, beispielsweise eine Farbe des Bildsegments abhängig von einer Form des elektrischen Signals sein. Die Form des elektrischen Signals kann beispielsweise durch die Form eines Stromstärkeverlaufes des elektrischen Signals oder durch die Form eines Spannungshöheverlaufs des elektrischen Signals definiert sein. Bei dem opto-elektrischen Medium kann es sich beispielsweise um ein Medium mit elektrophoretischer Eigenschaft handeln. Die Elektrode kann durch eine transparente Schicht gebildet sein, sodass das opto-elektrische Medium durch die Elektrode hindurch für einen Betrachter der Frontplane sichtbar ist. Unter einer Frontplane kann ein Segment der Anzeigevorrichtung verstanden werden, das auf einer einem Betrachter beim Blick auf das Bildsegment zugewandten Seite der Anzeigevorrichtung angeordnet ist. Unter einer Backplane kann ein Segment der Anzeigevorrichtung verstanden werden, das auf einer einem Betrachter beim Blick auf das Bildsegment abgewandten Seite der Anzeigevorrichtung angeordnet ist. Die Frontplane und die Backplane können miteinander verbunden werden, um eine aus Frontplane und Backplane bestehende Anzeigevorrichtung auszubilden. Dabei kann eine Position und Form des Bildsegments durch einen Überlappungsbereich zwischen der Gegenelektrode und der Elektrode gebildet werden. Das Bildsegment kann für einen Betrachter durch die Elektrode hindurch sichtbar sein.
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Das Substrat kann ein flexibles Material sein. Beispielsweise kann das Substrat als eine Kunststofffolie oder als ein Blatt Papier ausgeführt sein. Eine Dicke des Substrats kann beispielsweise unter 500 µm betragen. Das Substrat kann eine oder mehrere Schichten auch unterschiedlichen Materials aufweisen. Im Schritt des Aufbringens kann Material additiv auf eine Oberfläche des Substrats aufgebracht werden. Dadurch können die Gegenelektrode und die Anschlussleitung, abgesehen von einer oder mehreren optionalen Durchkontaktierungen, vollständig außerhalb des Substrats gebildet werden. Durch Verwendung eines oder mehrerer additiver Verfahrensschritte können die Gegenelektrode und die Anschlussleitung direkt in der gewünschten Form aufgebracht werden. Ein nachträgliches Entfernen eines Teils des zum Bilden der Gegenelektrode oder der Anschlussleitung aufgebrachten Materials kann entfallen. Beispielsweise können die Gegenelektrode und/oder die Anschlussleitung ohne Ausführung eines Ätz- oder Lithographie-Prozesses hergestellt werden. Es kann somit die Gegenelektrode ausschließlich durch ein oder mehrere additive Verfahren aufgebracht und geformt werden. Entsprechend kann somit die Anschlussleitung ausschließlich durch ein oder mehrere additive Verfahren aufgebracht und ausgeformt werden.
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Das Substrat kann ein Trägersubstrat speziell für die Backplane darstellen. Alternativ kann das Substrat ein Trägersubstrat eines graphischen Druckerzeugnisses sein und zusätzlich als Trägersubstrat für die Backplane verwendet werden, um die Backplane oder die gesamte Anzeigevorrichtung in das graphische Druckerzeugnis integrieren zu können.
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Unter einer durchgängigen elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen der Gegenelektrode und dem Anschlusskontakt kann eine ununterbrochene und nicht durch einen steuerbaren Schalter unterbrechbare elektrische Leitung verstanden werden. Die Anschlussleitung kann somit keinen Transistor oder Transistorabschnitt umfassen. Unter einem äußeren Anschlusskontakt kann eine äußere Schnittstelle der Backplane verstanden werden, durch die die Backplane angesteuert werden kann. Der äußere Anschlusskontakt kann beispielsweise Teil eines äußeren Anschlussfelds der Backplane sein. Der äußere Anschlusskontakt kann außerhalb eines Bereichs der Backplane angeordnet sein, der zur Abdeckung durch die Frontplane vorgesehen ist. Der äußere Anschlusskontakt kann somit entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Substrats gesehen, neben einem Anzeigebereich der Anzeigevorrichtung angeordnet sein. Gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen können die Gegenelektrode und der äußere Anschlusskontakt auf derselben oder auf einander gegenüberliegenden Seiten des Substrats angeordnet sein. Sind die Gegenelektrode und der äußere Anschlusskontakt auf einander gegenüberliegenden Seiten des Substrats angeordnet, so kann der äußere Anschlusskontakt auch innerhalb eines Anzeigebereichs der Anzeigevorrichtung angeordnet sein. Gemäß einer Ausführungsform kann der äußere Anschlusskontakt ein freies Ende der Anschlussleitung darstellen. Beispielsweise kann der äußere Anschlusskontakt nicht fest verdrahtet mit einer Logikschaltung sein.
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Die Backplane kann auch zumindest zwei, zumindest drei oder mehr Gegenelektroden aufweisen. In diesem Fall können jeder Gegenelektrode eine eigene Anschlussleitung und ein eigener äußerer Anschlusskontakt zugeordnet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der genannte Schritt des Aufbringens die folgenden Schritte:
Aufbringen der zumindest einen Anschlussleitung auf eine Oberfläche des Substrats, unter Verwendung eines additiven Verfahrens, wobei die zumindest eine Anschlussleitung den Anschlusskontakt einen Gegenelektrodenkontakt und einen den Anschlusskontakt und den Gegenelektrodenkontakt verbindenden Leitungsabschnitt aufweist;
Aufbringen eines Isolatormaterials auf die Oberfläche des Substrats und den Leitungsabschnitt der zumindest einen Anschlussleitung, unter Verwendung eines additiven Verfahrens;
Aufbringen der zumindest einen Gegenelektrode auf das Isolationsmaterial, unter Verwendung eines additiven Verfahrens, wobei eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der zumindest einen Gegenelektrode und dem Gegenelektrodenkontakt der zumindest einen Anschlussleitung ausgebildet wird.
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Die Anschlussleitung, das Isolatormaterial und die Gegenelektrode können unter Verwendung desselben oder unterschiedlicher additiver Verfahren aufgebracht werden. Die Anschlussleitung kann als eine planare Leitung auf die Oberfläche des Substrats aufgedruckt werden. Das Isolatormaterial kann eine elektrische Isolation zwischen eventuell überlappenden Bereichen der Anschlussleitung und der Gegenelektrode bilden. Das aufgebrachte Isolatormaterial kann eine durchgängige Schicht ausbilden, die im Bereich des Gegenelektrodenkontakts eine Durchgangsöffnung aufweist. Beim Aufbringen von Material der zumindest einen Gegenelektrode kann ein Teil des Materials der zumindest einen Gegenelektrode in die Durchgangsöffnung eindringen und eine elektrisch leitfähige Verbindung zu dem Gegenelektrodenkontakt ausbilden.
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Eine Form der zumindest einen Gegenelektrode kann einer Form des zumindest eines Bildsegments der Anzeigevorrichtung entsprechen. In diesem Fall kann die Elektrode der Frontplane flächig oder unstrukturiert ausgeführt sein. Eine Position des Bildsegments kann durch einen Überlappungsbereich zwischen der Gegenelektrode und der Elektrode definiert sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform können im genannten Schritt des Aufbringens die zumindest eine Gegenelektrode und die zumindest eine Anschlussleitung auf eine Oberfläche des Substrats aufgebracht werden. Dabei können die Gegenelektrode und die Anschlussleitung gemeinsam auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht werden, beispielsweise aufgedruckt werden. Die Gegenelektrode und die Anschlussleitung können als eine planare Leiterbahn ausgeführt sein. In diesem Fall kann eine flächenmäßige Ausdehnung der zumindest einen Gegenelektrode zumindest einer flächenmäßigen Ausdehnung des zumindest einen Bildsegments der Anzeigevorrichtung entsprechen. Die Elektrode der Frontplane kann in diesem Fall eine Form des Bildsegments definieren. Eine Position des Bildsegments kann durch einen Überlappungsbereich zwischen der Gegenelektrode und der Elektrode definiert sein, wobei eine Abmessung der Gegenelektrode gleich oder größer der Elektrode sein kann. Zum Anzeigen mehrerer Bildsegmente können mehrerer Elektroden vorhanden sein, denen jeweils eine Gegenelektrode zugeordnet ist. Gemäß dieser Ausführungsform kann vorteilhafterweise eine Isolationsschicht zwischen Gegenelektrode und Anschlussleitung eingespart werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der genannte Schritt des Aufbringens die folgenden Schritte umfassen:
Aufbringen der zumindest einen Gegenelektrode auf eine erste Oberfläche des Substrats unter Verwendung eines additiven Verfahrens; und
Aufbringen der zumindest einen Anschlussleitung, die den Anschlusskontakt, einen Gegenelektrodenkontakt und einen den Anschlusskontakt und den Gegenelektrodenkontakt verbindenden Leitungsabschnitt aufweist, auf eine der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Substrats, unter Verwendung eines additiven Verfahrens, wobei eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der zumindest einen Gegenelektrode und dem Gegenelektrodenkontakt der zumindest einen Anschlussleitung ausgebildet wird.
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Vorteilhafterweise kann das Substrat dabei als eine Isolationsschicht zwischen der Gegenelektrode und der Anschlussleitung genutzt werden. Das Substrat kann im Bereich des Gegenelektrodenkontakts eine Durchgangsöffnung aufweisen. In die Durchgangsöffnung kann vor, oder während des Aufbringens des Materials der Gegenelektrode oder der Anschlussleitung elektrisch leitfähiges Material eingebracht werden, um die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der zumindest einen Gegenelektrode und dem Gegenelektrodenkontakt auszubilden. Gemäß dieser Ausführungsform kann eine Form und Position des zumindest einen Bildsegments durch eine Form und Position der zumindest einen Gegenelektrode definiert werden.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Aufbringens einer graphischen Druckschicht zur Ausbildung zumindest eines graphischen Elements auf eine Oberfläche des Substrats und zusätzlich oder alternativ auf eine Oberfläche einer Anschlussleitung umfassen. Das graphische Element kann separat und unabhängig zu dem Bildsegment ausgeführt sein. Dazu können bekannte Druckfarben und Druckverfahren eingesetzt werden, die beispielsweise zum Bedrucken von Papier oder Folien eingesetzt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die graphische Druckschicht in demselben Druckvorgang wie beispielsweise die Gegenelektrode oder die Anschlussleitung aufgedruckt werden. Durch das graphische Element kann beispielsweise ein unveränderbares Zeichen oder ein unveränderbares Bild auf das Substrat aufgedruckt werden. Die graphische Druckschicht kann für einen Betrachter des Bildsegments sichtbar neben dem Bildsegment angeordnet sein. Die Anzeigevorrichtung kann somit vorteilhaft in ein graphisches Druckerzeugnis integriert werden. Dabei kann ein variabler Inhalt des Druckerzeugnisses durch das Bildsegment dargestellt werden.
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Zumindest eines der genannten additiven Verfahren kann ein Siebdruckverfahren, ein Flexodruckverfahren, ein Offsetdruckverfahren, ein Tiefdruckverfahren oder ein Inkjetverfahren sein. Solche Verfahren ermöglichen ein kostengünstiges und schnelles Aufbringen der gewünschten Strukturen auf das Substrat. Zudem können während eines Arbeitsschrittes zum einen Material zum Herstellen der Backplane als auch Material zum Erstellen eines neben der Backplane angeordneten graphischen Elements aufgebracht werden.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung umfasst die folgenden Schritte:
Herstellen einer Backplane gemäß einem genannten Verfahren; und
Kombinieren der Backplane mit einer Frontplane, die zumindest eine Elektrode und ein opto-elektrisches Medium aufweist, wobei die zumindest eine Gegenelektrode der Backplane gegenüberliegend zu der zumindest einen Elektrode der Frontplane angeordnet ist und das opto-elektrische Medium zwischen der zumindest einen Gegenelektrode und der zumindest einen Elektrode angeordnet ist.
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Dabei können die Frontplane und die Backplane separat gefertigt und im Schritt des Kombinierens dauerhaft oder kurzzeitig miteinander verbunden werden. Alternativ können Schichten der Frontplane auf die bereitgestellte Backplane, beispielsweise unter Verwendung eines additiven Verfahrens, aufgebracht werden.
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Eine Backplane für eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments unter Verwendung einer Frontplane mit zumindest einer Elektrode und einem zwischen der zumindest einen Elektrode und zumindest einer Gegenelektrode der Backplane angeordnetem opto-elektrischen Medium, weist die folgenden Merkmale auf:
ein Substrat; und
zumindest eine Gegenelektrode und zumindest eine Anschlussleitung, die unter Verwendung zumindest eines additiven Verfahrens auf dem Substrat ausgeformt sind, wobei die Anschlussleitung eine durchgängig elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Gegenelektrode und einem der Gegenelektrode zugeordneten äußeren Anschlusskontakt der Backplane bildet.
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Die Backplane kann zumindest eine Antenne aufweisen. Die Antenne kann auf dem Substrat angeordnet sein. Die Antenne kann ausgebildet sein, um zum Anzeigen des zumindest einen Bildsegments erforderliche elektrische Energie an den äußeren Anschlusskontakt bereitzustellen. Die zum Betrieb der Anzeigevorrichtung, insbesondere zum Einstellen einer Darstellung des Bildsegments, erforderliche Energie kann somit über eine drahtlose Verbindung bereitgestellt werden. Bei einer Anzeigevorrichtung kann eine solche Antenne auch außerhalb der Backplane angeordnet sein.
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Eine Anzeigevorrichtung weist die folgenden Merkmale auf:
eine genannte Backplane; und
eine Frontplane, die zumindest eine Elektrode und ein opto-elektrisches Medium aufweist, wobei die zumindest eine Gegenelektrode der Backplane gegenüberliegend zu der zumindest einen Elektrode der Frontplane ausgerichtet ist und das opto-elektrische Medium zwischen der zumindest einen Gegenelektrode und der zumindest einen Elektrode angeordnet ist.
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Wenn die Anzeigevorrichtung in ein graphisches Druckerzeugnis integriert ist, kann das Substrat der Backplane zugleich Trägermaterial des Druckerzeugnisses sein, sich somit über einen Rand eines Anzeigebereichs der Anzeigevorrichtung hinaus erstrecken. Beispielsweise kann eine Gesamtfläche des Substrats mindestens zweimal oder mindestens fünfmal so groß sein, wie eine für die Backplane genutzte Fläche des Substrats.
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Ein graphisches Druckerzeugnis kann beispielsweise ein Etikett, eine Buchseite, eine Smart Card, wie z. B. eine Kreditkarte, ein Ausweis, ein Sicherheitspapier oder eine Banknote sein. Ein Etikett kann eine Klebefläche zum Aufkleben des Etiketts auf einen Gegenstand beispielsweise auf eine Verpackung eines Gegenstands aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform kann eine Verpackung, beispielsweise eines Arzneimittels, ein Etikett aufweisen, das neben einem unveränderlichen graphischen Aufdruck eine elektrische Anzeigevorrichtung zum veränderbaren Darstellen eines Bildsegments umfasst.
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Somit kann die Anzeigevorrichtung eine in ein graphisches Druckerzeugnis, insbesondere in ein Etikett integrierte Vorrichtung repräsentieren. Das Substrat kann ein Trägermaterial des graphischen Druckerzeugnisses sein. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung eines graphischen Druckerzeugnisses, das aufgrund der Anzeigevorrichtung zumindest in einem der Anzeigevorrichtung zugeordneten Abschnitt einen veränderbaren graphischen Inhalt darstellen kann.
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Der äußere Anschlusskontakt kann als eine Anschlussstelle zum temporären Anschließen einer Einstellvorrichtung ausgebildet sein. Dabei kann die Einstellvorrichtung geeignet sein, um zum Anzeigen des zumindest einen Bildsegments erforderliche elektrische Energie an den äußeren Anschlusskontakt bereitzustellen, wenn die Einstellvorrichtung an den äußeren Anschlusskontakt angeschlossen ist. Nach dem zum Anzeigen oder Einstellen einer Darstellung des Bildsegments erforderlichen Bereitstellens elektrischer Energie kann die Einstellvorrichtung wieder von dem äußeren Anschlusskontakt entfernt werden. Indem eine Anzeigevorrichtung ohne eigene integrierte Einstellvorrichtung, die beispielsweise eine Energieversorgung und eine Logikschaltung zum Ansteuern des Bildsegments aufweist, hergestellt wird, kann die Anzeigevorrichtung sehr kostengünstig und mit einem geringen Platzbedarf hergestellt werden. Zudem kann eine nachträgliche Veränderung der Darstellung des Bildsegments durch Begrenzen der Verfügbarkeit der Einstellvorrichtung unterbunden werden.
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Eine Einstellvorrichtung zum temporären Anschließen an eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments, wobei die Anzeigevorrichtung eine auf einem Substrat angeordnete Frontplane mit zumindest einer Elektrode und einem opto-elektrischen Medium umfasst, weist das folgende Merkmal auf:
eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen elektrischer Energie an zumindest eine Gegenelektrode einer Backplane der Anzeigevorrichtung, um das zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode angeordnete opto-elektrische Medium zum Anzeigen des zumindest einen Bildsegments einzustellen.
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Die Einstellvorrichtung kann ferner eine Schnittstelle, beispielsweise eine Benutzerschnittstelle aufweisen, durch die eine gewünschte Darstellung des zumindest einen Bildsegments vorgegeben werden kann.
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Die Anzeigevorrichtung kann sowohl eine Frontplane als auch eine Backplane aufweisen. In diesem Fall kann die Bereitstellungseinrichtung zumindest einen Kontakt zum Kontaktieren zumindest eines äußeren Anschlusskontakts der Anzeigevorrichtung aufweisen. Das Kontaktieren des zumindest einen äußeren Anschlusskontakts kann beispielsweise durch eine direkte Berührung erfolgen.
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Wenn die Anzeigevorrichtung ohne eigene Backplane ausgeführt ist, kann die Einstellvorrichtung eine Backplane mit der zumindest einen Gegenelektrode aufweisen. In diesem Fall kann die Backplane der Einstellvorrichtung zum Einstellen der Anzeigevorrichtung gegenüber der Frontplane ausgerichtet und in Kontakt mit der Frontplane gebracht werden. Die Backplane der Einstellvorrichtung kann austauschbar ausgeführt sein. Auf diese Weise kann die Einstellvorrichtung an unterschiedliche Frontplanes angepasst werden. Auch kann die zumindest eine Gegenelektrode der Einstellvorrichtung in Form und Position veränderbar sein.
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Ein Verfahren zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments umfasst die folgenden Schritte:
Bereitstellen einer Frontplane mit zumindest einer Elektrode und einem opto-elektrischen Medium;
Bereitstellen einer genannten Einstellvorrichtung;
Ausrichten der Einstellvorrichtung und der Frontplane gegeneinander und Bereitstellen elektrischer Energie von der Einstellvorrichtung an zumindest eine Gegenelektrode einer Backplane für die Frontplane, um das zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode angeordnete opto-elektrische Medium zum Anzeigen des zumindest einen Bildsegments einzustellen; und
Trennen der Frontplane und zumindest eines Teils der Einstellvorrichtung voneinander.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Backplane als ursprünglicher Teil der Einstellvorrichtung im Schritt des Trennens an der Frontplane haften bleiben.
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Ein Etikett weist die folgenden Merkmale auf:
ein Trägermaterial des Etiketts, wobei das Trägermaterial einen transparenten Anzeigebereich aufweist; und
eine Frontplane die innerhalb des Anzeigebereichs auf dem Trägermaterial angeordnet ist und eine transparente Elektrode und ein opto-elektrisches Medium aufweist, wobei die transparente Elektrode zwischen dem Trägermaterial und dem opto-elektrischen Medium angeordnet ist.
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Gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen wird eine Integration einer Anzeigevorrichtung, auch Display genannt, in ein graphisches Druckerzeugnis ermöglicht.
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Produkte, die graphischen Inhalt anzeigen und bislang für diesen graphischen Inhalt primär keine elektrischen Komponenten und keine Spannungsversorgung beinhalteten, können von der Möglichkeit von veränderbaren graphischen Anzeigen profitieren. Eine solche veränderbare graphische Anzeige kann beispielsweise durch ein oder mehrere der genannten Bildsegmente einer oder mehrerer Anzeigevorrichtungen realisiert werden.
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Von solchen veränderbaren graphischen Anzeigen kann unter anderem die Druckindustrie profitieren. Es werden z. B. Texte und Bilder graphisch auf Trägermaterialien wie Papier oder Folien gedruckt, wobei dies endgültig und nicht mehr änderbar ist. Bücher, Magazine und Zeitschriften, aber auch sogenannte Smart Cards, wie z. B. Kreditkarten, Firmenausweise oder Personalausweise, Sicherheitspapier und Banknoten sind ein typisches Beispiel hierfür. Gleiches gilt auch für Etiketten, die im Folgenden beispielhaft als zentrales Beispiel herangezogen werden. Etiketten, für gewöhnlich im Niedrigkostenbereich, zeigen Information an und haben im Spezialetikettenbereich auch noch weitere Eigenschaften.
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Als Druckmethode wird unter anderem Sieb-, Offset-, Flexo- oder Tiefdruck verwendet. Diese Druckverfahren sind optimiert ein und dasselbe Druckbild auf sehr effiziente Weise zu multiplizieren. Individualdruck, die Möglichkeit, dass jedes Produkt individuell aussieht, ermöglichen Inkjet und Laserverfahren. Doch auch hier, sobald der Druck stattgefunden hat, lässt sich keine Änderung mehr vornehmen.
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Es besteht nun die Möglichkeit auf diesen Produkten eine graphische Flexibilität und Variabilität zu erzielen, sodass der graphische Inhalt, also der Text oder das Bild, zu einem beliebigen Zeitpunkt definiert, geändert oder auch mehrfach modifiziert werden kann.
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Bekannt ist es bereits, ein gedrucktes Buch durch ein elektrisches Gerät mit einem großen Display zu substituieren. Ganze Buchbände lassen sich so in einem kleinen, handlichen Gerät lesen. Dennoch fand keine vollständige Substitution des Buches statt, da die Kunden auf das traditionelle Buch nicht verzichten wollen. Der erfindungsgemäße Ansatz ermöglicht eine Hybridlösung:
Bücher, Zeitschriften, usw., die an definierten Stellen statt eines gedruckten Bilds eine veränderbare Anzeige ermöglichen, oder sogar Videos, also Bewegt-Bilder, darstellen können.
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Auch im Bereich der Etiketten ist es sehr vorteilhaft, wenn sich der graphische Inhalt von Etiketten teilweise oder ganz verändern lässt. Beispielsweise werden Etiketten verwendet, um das Verfallsdatum einer Medizin anzugeben. Das Pharmaunternehmen sollte prognostizieren, wie viele Etiketten mit einer bestimmten Verfallsdatumsaufschrift wann benötigt werden, um die produzierte Medizin mit dem Etikett bzw. Verfallsdatum zu kennzeichnen. Ein präziser Abstimmungsaufwand zwischen dem produzierenden Pharma-Unternehmen und der Etiketten-Druckerei kann umso stärker reduziert werden, umso später in der Prozesskette das Etikett mit der Verfallsdatumsaufschrift versehen werden kann. Durch ein Etikett mit einer integrierten elektrischen Anzeigevorrichtung kann Flexibilität gewonnen werden. Im Idealfall wird das Etikett mit dem gewünschten Verfallsdatum erst dann unter Verwendung der elektrischen Anzeigevorrichtung versehen, wenn es auf die produzierte Medizin aufgebracht wird. Dabei ist eine Anzeigevorrichtung vorteilhaft, bei der eine Darstellung der von ihr anzeigbaren Bildsegmente unter Verwendung einer separaten Einstellvorrichtung eingestellt werden kann. Die separate Einstellvorrichtung kann nach dem Einstellen der Darstellung der Bildsegmente wieder entfernt werden, wobei die Darstellung der Bildsegmente durch die Anzeigevorrichtung erhalten bleibt.
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Ein weiteres Beispiel: Im Rahmen von klinischen Forschungen wird ausgegebene Medizin mit eng bemessenen Verfallsterminen beschriftet. Nicht selten stellt sich aber noch innerhalb dieser Zeit beim pharmazeutischen Hersteller heraus, dass das Verfallsdatum ohne weiteres verlängert werden könnte. Durch Verwendung eines Etiketts mit einer integrierten elektrischen Anzeigevorrichtung kann vermieden werden, dass eine große Menge an Medizin im Rahmen der klinischen Forschung anhand des ursprünglichen Verfallsdatums vernichtet wird, da das Verfallsdatum der ausgegebenen Medizin durch ein nachträgliches Verändern der Darstellung der Bildsegmente im Nachhinein gezielt verändert werden kann.
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Durch den hier beschriebenen Ansatz wird eine adäquate technische Lösung für die genannten Anwendungsfälle geschaffen. Auf einem solchen Ansatz basierende Anzeigevorrichtungen oder Displays können flexibel, unzerbrechlich, dünn genug und kostengünstig hergestellt werden. Es können biegbare Displays hergestellt werden, die bei Weitem ausreichend flexibel und dünn sind. Zudem können die Produktionskosten niedrig genug gehalten werden, um in den oben skizzierten Anwendungen wirtschaftlich sinnvoll eingesetzt werden zu können. Zum Einsatz einer elektrischen Anzeigevorrichtung in einem graphischen Druckerzeugnis ist es nicht mehr erforderlich Bücher oder Broschüren mit einem starren, dicken Buchband zu versehen, um dort, aber auch nur dort, eine Displaylösung mit einer bisher erforderlichen Batterie und einer bisher erforderlichen Ansteuerelektronik zu integrieren. Vorteilhafterweise kann eine elektrische Anzeigevorrichtung in einem graphischen Druckerzeugnis nun ohne integrierte Batterie und Ansteuerelektronik hergestellt und/oder verwendet werden.
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Displays in Etiketten zu integrieren, ist nun möglich. Etiketten zeichnen sich in der Regel dadurch aus, dass sie dünn und kostengünstig sind. Die Integration von Displays ist nun praktikabel, da Displays, die mit einem additiven Verfahren hergestellt sind, nicht mehr um ein vielfaches teurer sind als das Etikett selbst. Zudem können Displays, insbesondere da die dafür notwendige Elektronik in ein externes Gerät ausgelagert werden kann, so ausgeführt werden, dass sich nicht mehr zu dick und klobig sind für die Verwendung von Etiketten. Es ist auch nicht mehr erforderlich, eine Stromversorgung für das Display ebenfalls in das Etikett zu integrieren.
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Im Etikettenbereich gibt es außerhalb der in das Etikett integrierten Anzeigevorrichtung eine sehr eingeschränkte graphische Variabilität, üblicherweise mit chemischen Stoffen erzielt, die oft mittels Druckverfahren aufgebracht wird. Diese chemischen Stoffe reagieren optisch auf Parameter wie Zeit, Temperaturen oder Feuchtigkeit. Z. B. erscheint auf Eintrittstickets nach einer grob definierten Zeit die Schrift „ungültig“, oder wenn Temperaturen unter- oder überschritten wurden bzw. Feuchtigkeit auftrat, wird dies farblich auf Indikationsetiketten angezeigt. Durch die Integration einer elektrischen Anzeigevorrichtung in ein Etikett werden die Möglichkeiten sehr erweitert, wann, wie und was wie oft angezeigt werden kann.
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Die beschriebenen Ausführungsformen und im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele bezieht sich auf elektrophoretische Displays, kann aber auch sinngemäß bei allen anderen Displaytechnologien eingesetzt werden. Der Vorteil von elektrophoretischen Displays – gerade in den beschriebenen Anwendungsbereichen – liegt darin, dass nur dann Strom benötigt wird, wenn der Displayinhalt geändert werden soll. Sonst wird der Display-Inhalt ohne Energieaufwand für lange Zeit gehalten. Diese Eigenschaft wird auch als bistabil, wenn zwei genau definierte Zustände, oder multistabil, wenn mehrere genau definierte Zustände über eine signifikant lange Zeit ohne Energieaufwand aufrechterhalten werden können, bezeichnet. Ein weiterer Vorteil der elektrophoretischen Displays liegt darin, dass vorhanden Frontplanes sehr flexibel und biegbar sind.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung einer Frontplane und der Funktionsweise eines opto-elektrischen Mediums;
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3 eine schematische Darstellung einer Frontplane;
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4 eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7 eine schematische Darstellung einer Backplane für eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Backplane für eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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9 eine schematische Darstellung einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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10 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Backplane für eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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11 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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12 eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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13 eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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14 eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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15 eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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16 eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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17 eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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18 eine schematische Darstellung einer Einstellvorrichtung zum temporären Anschließen an eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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19 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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20 eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung und einer Einstellvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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21 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses 100 mit einer integrierten Anzeigevorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Beispielsweise kann es sich bei dem graphischen Druckerzeugnis um ein Etikett handeln. Ein solches Etikett kann beispielsweise zur Kennzeichnung eines Gegenstands auf eine Oberfläche des Gegenstands aufgeklebt werden, sodass das Etikett für einen Betrachter des Gegenstands gut sichtbar ist.
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Das graphische Druckerzeugnis 100 weist als Trägermaterial ein Substrat 104 auf. Das Substrat 104 kann beispielsweise eine Folie oder ein Papier sein. Das Substrat 104 kann flexibel sein.
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In einem ersten Abschnitt des graphischen Druckerzeugnisses 100 ist eine graphische Druckschicht zur Ausbildung zumindest eines graphischen Elements 106 auf eine Oberfläche des Substrats 104 aufgebracht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind als graphisches Element 106 zwei Buchstaben „XX“ auf die Oberfläche des Substrats 104 aufgedruckt. Das graphische Element 106 kann unter Verwendung einer bekannten, für Aufdrucke allgemein verwendeten, Druckfarbe auf die Oberfläche des Substrats 104 aufgedruckt worden sein. Das graphische Element 106 kann nicht veränderbar, also beispielsweise dokumentenecht, ausgeführt sein.
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In einem zweiten Abschnitt des graphischen Druckerzeugnisses 100 wird die Anzeigevorrichtung 102 von dem Substrat 104 getragen. Die Anzeigevorrichtung 102 kann dabei auf der Oberfläche des Substrats 104, auf der auch das graphische Element 106 angeordnet ist, auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats 104 oder verteilt auf beiden Oberflächen des Substrats 104 angeordnet sein. Die Anzeigevorrichtung 102 ist ausgebildet, um zumindest ein Bildsegment 108, hier in Form eines Strichs, anzuzeigen. Dabei ist eine Darstellung des Bildsegments 108 einstellbar. Durch Bereitstellung elektrischer Energie, beispielsweise in Form eines elektrischen Feldes, einer elektrischen Spannung, eines elektrischen Stroms oder eines elektromagnetischen Feldes, kann die Darstellung des Bildsegments 108 verändert werden. Beispielsweise kann das Bildsegment 108 in einer ersten Einstellung für einen Betrachter des graphischen Druckerzeugnisses sichtbar sein. In diesem Fall kann der Betrachter neben dem graphischen Element 106 das Bildsegment 108 erkennen. In einer zweiten Einstellung kann das Bildsegment 108 für einen Betrachter des graphischen Druckerzeugnisses nicht sichtbar sein. In diesem Fall kann der Betrachter neben dem graphischen Element 106 kein Bildsegment 108 erkennen. Die Anzeigevorrichtung 102 kann ausgebildet sein, um mehrere Bildsegmente 108 in unterschiedlichen Kombinationen anzeigen zu können. Auf diese Weise können durch die Anzeigevorrichtung 102 beispielsweise unterschiedliche Ziffern, Piktogramme oder Buchstaben angezeigt werden.
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Gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das graphische Druckerzeugnis 100 keine integrierte Energieversorgung und keine Logikschaltung, beispielsweise keine Transistorschaltung aus. Das Druckerzeugnis 100 kann ausschließlich aus passiven Elementen aufgebaut sein.
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Gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele kann die Anzeigevorrichtung 102 einen Aufbau aus einer Backplane und einer Frontplane oder nur eine Frontplane umfassen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Einstellvorrichtung verwendet werden, um eine Darstellung des Bildsegments 108 einzustellen. Zum Einstellen der Darstellung des Bildsegments 108 kann die Einstellvorrichtung temporär in direkten Kontakt mit der Anzeigevorrichtung 102 gebracht werden oder der Anzeigevorrichtung 102 zumindest angenähert werden. Nach Einstellen der Darstellung des Bildsegments 108 kann die Einstellvorrichtung von dem graphischen Druckerzeugnis 100 entfernt werden, oder umgekehrt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Anzeigevorrichtung 102 ein opto-elektrisches Medium aufweisen, dass ansprechend auf die Bereitstellung elektrischer Energie das Bildsegment 108 anzeigen kann. Beispielsweise kann das opto-elektrische Medium eine elektrophoretische Eigenschaft aufweisen. Auf diese Weise kann das Bildsegment 108 auch dann angezeigt werden, wenn keine elektrische Energie an die Anzeigevorrichtung bereitgestellt wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Funktionsweise einer Frontplane 205. Die Frontplane besteht mindestens aus einer Elektrode 212 und einem opto-elektrischen Medium 210. Das opto-elektrische Medium 210 kann beispielsweise im Zusammenhang mit einer Anzeigevorrichtung eingesetzt werden, wie sie in 1 gezeigt ist.
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Gezeigt ist eine Anordnung aus einem opto-elektrischen Medium 210, das zwischen einer Elektrode 212 und einer Gegenelektrode 214 angeordnet ist. Das opto-elektrische Medium 210 weist erste Farbelemente 216 auf, die eine erste elektrische Ladung tragen und zweite Farbelemente 218 auf, die eine zweite elektrische Ladung tragen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Farbelemente 216 positive geladen und die Farbelemente 218 negativ geladen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Elektrode 212 ein definiertes Ladungspotenzial Null, z. B. ein in der Elektronik übliches Massepotential, auf. Es kann auch ein anderes definiertes Ladungspotential sein. Und gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die erste Gegenelektrode 214 eine im Verhältnis zur Elektrode 212 positive Ladung auf. Die ersten Farbelemente 216, die eine dunkle Farbe aufweisen, sind an die Elektrode 212 angelagert und die zweiten Farbelemente 218, die eine helle Farbe aufweisen, sind an die Gegenelektrode 214 angelagert.
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Die Elektrode 212, die Gegenelektrode 214 und das dazwischen angeordnete opto-elektrische Medium 210 bilden eine Anzeigevorrichtung aus, durch die ein Bildsegment, hier in der Größe der Elektrode 212 angezeigt werden kann. Eine Darstellung des Bildsegments kann durch die gezielte Polung von Elektrode 212 im Verhältnis zur Gegenelektrode 214 verändert werden. Weist nämlich die Gegenelektrode 214 eine negative Ladung im Verhältnis zur Elektrode 212 auf, so lagern sich die zweiten Farbelemente 218, die eine helle Farbe aufweisen, an der Elektrode 212 und die ersten Farbelemente 216, die eine dunkle Farbe aufweisen, an der Gegenelektrode 214. Ein Bildsegment kann durch eine oder mehrere Anordnungen aus Elektrode 212, Gegenelektrode 214 und dazwischen angeordnetem opto-elektrischen Medium 210 gebildet werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt 2 ein Schema einer elektrophoretischen Anzeige oder eines Displays. Das opto-elektrische Medium 210 ermöglicht die optische Darstellung der Anzeige. Die Funktionsweise basiert darauf, dass schwarze und weiße Teilchen 216, 218, beispielsweise in Form von Kügelchen, unterschiedliche Ladung besitzen. Je nach angelegter äußerer Spannung der umgebenden Elektroden 212, 214 wandern die schwarzen oder weißen Teilchen 216, 218 in Richtung der Elektrode 212, hier nach oben, und somit in Richtung eines Betrachters. Die Elektrode 212 sollte durchsichtig sein.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Frontplane 320 in einem x-z-Diagramm. Eine Haupterstreckungsrichtung der Frontplane 320 ist in x-Richtung. Ein Schichtaufbau der Frontplane 320 ist in z-Richtung.
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Die Frontplane 320 weist entgegen der z-Richtung, einen Schichtaufbau auf, der ausgehend von einem Substrat 322, eine transparente Elektrode 212, ein opto-elektrisches Medium 210 und einen Leitkleber 324 aufweist.
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Gezeigt ist somit ein üblicher Querschnittsaufbau der Frontplane 320 eines elektrophoretischen Displays. Betrachtet wird das Display aus z-Richtung von oben:
Oberste Schicht ist das Substrat 322, das durchsichtig sein sollte.
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Eine transparente Elektrode 212, d. h. eine elektrisch leitende Schicht, die entweder vollflächig oder strukturiert aufgebracht wird. Da diese Elektrode 212 transparent sein sollte, kann eine dünne ITO-Schicht verwendet werden (ITO – engl.: Indium Tin Oxide, deutsch: Indium Zinn Oxid). Es können auch neue organische Stoffe, wie zum Beispiel PEDOT PSS, zum Einsatz kommen, die eine höhere Flexibilität und Biegbarkeit als ITO aufweisen.
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Ein opto-elektrisches Medium 210, das die optische Darstellung des Displays ermöglicht, wie es anhand von 2 beschrieben ist. Der Betrachter würde hier entgegen der z-Richtung auf das opto-elektrische Medium 210 blicken.
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Optional folgt nun ein Leitkleber 324, der zum einen eine Klebe- und Haftwirkung hat, zum anderen auch elektrisch leitend nur in z-Richtung, nicht aber in x- und y-Richtung ist.
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Für einen solchen Aufbau einer biegbaren, flexiblen Frontplane 320 kann auf bekannte Produkte zurückgegriffen werden.
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Sofern die transparente Elektrode 212 der Frontplane 320 vollflächig aufgebracht ist, stellt eine Backplane an der Stelle und in der Flächengröße eine elektrische Kontaktstelle, eine Gegenelektrode, bereit, wo auch die optische Erscheinung, in 1 als Bildsegment bezeichnet, gewünscht ist. Die Polung, die Spannungshöhe und die zeitliche Dauer der angelegten Spannung bzw. des angelegten Stromes an der Elektrode 212 und der Gegenelektrode 214 der Backplane bestimmt die optische Darstellung des elektrophoretischen Displays, wie es in 2 gezeigt ist.
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Die Stellen des Displays, die nicht verändert werden sollen, benötigen nicht unbedingt eine Gegenelektrode. Jedoch kann dieser Bereich beispielsweise mit einer zusammenhängenden Gegenelektrode zusammengefasst sein.
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In den einfachen Fällen wird die Gegenelektrode mit einfachen Stromleitungen auf einer Leiterplatte realisiert, wobei die Zuleitungen zur Frontplane 320 hin isoliert sein müssen, sodass die Zuleitungen keine graphischen Auswirkungen haben.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist das graphische Druckerzeugnis 100 während eines Entstehungsprozesses, bei dem eine Anzeigeeinrichtung, bestehend aus einem Stapel aus einer Frontplane 320 und einer Backplane 430, mit der Backplane 430 voran, auf eine Oberfläche des Trägermaterials 104 des graphischen Druckerzeugnisses 100 aufgebracht wird, wie es durch einen Pfeil gekennzeichnet ist. Bei dem Trägermaterial 104 kann es sich beispielsweise um Papier, Folie oder ähnliches handeln. Für den Fall, dass es sich bei dem graphischen Druckerzeugnis 100 um ein Etikett handelt, kann es sich um ein Trägermaterial 104 für ein Etikett handeln.
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Benachbart zu einem für die Backplane 430 vorgesehenen Bereich einer Oberfläche des Trägermaterials 104 sind Bereiche mit einem graphischen Druck 106, beispielsweise von Texten oder Bildern angeordnet. Der graphische Druck kann durch fest auf dem Trägermaterial 104 fixierte Farbe und somit nicht veränderbar ausgeführt sein.
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Somit kann eine Integration einer Anzeigevorrichtung in Form eines Displays in ein graphisches Druckerzeugnis 100, wie einem Etikett, einem Buch oder einer Broschüre erfolgen.
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Das graphische Druckerzeugnis 100, also beispielsweise ein Label oder eine Buchseite fußt auf einem Trägermaterial 104, z. B. Papier oder Folie. Darauf wird der graphische Druck 106 aufgebracht. Dies sind mehrere aufeinander aufbauende Druckvorgänge und Druckschichten. Die Stelle, auf die das gesamte Display gesetzt werden soll, bleibt idealerweise frei und unbedruckt. Darauf wird das Display, das üblicherweise eine Einheit aus Frontplane 320 und Backplane 430 ist, gesetzt bzw. geklebt, wie es in den 4 bis 6 gezeigt ist.
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Das Display sollte nun mit elektrischen Leitungen verbunden werden, die gemäß einer ersten Option oberhalb des Labels verlaufen können oder gemäß einer zweiten Option durch ein Loch im Trägermaterial auf die Rückseite des Labels geführt werden und somit optisch aus Betrachtersicht verschwinden. Nach Stand der Technik führen die elektrischen Leitungen mindestens zu einer Stromquelle, aber üblicherweise auch zu einem Controller, der digitale Eingabesignale in entsprechende analoge Stromverläufe verwandelt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung führen die elektrischen Leitungen zu einem von außerhalb des graphischen Druckerzeugnisses 100 kontaktierbaren äußeren Anschlusskontakt der Anzeigevorrichtung. Somit kann das fertige graphische Druckerzeugnis 100 ohne Stromquelle und zusätzlich oder alternativ ohne Controller realisiert sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel können zumindest Schichten der Backplane 430 durch mehrere aufeinander aufbauende Druckvorgänge und Druckschichten auf dem Trägermaterial 104 aufgebracht werden. Dies kann zusammen mit dem Aufdrucken des graphischen Drucks 106 erfolgen.
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5 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines graphischen Druckerzeugnisses mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um das graphische Druckerzeugnis 100 handeln, das in 4 während des Herstellungsprozesses gezeigt ist. Die aus Frontplane 320 und Backplane 430 bestehende Anzeigevorrichtung ist auf eine Oberfläche des Trägermaterials 104 aufgebracht. Eine elektrische Kontaktierung der Anzeigevorrichtung erfolgt über elektrische Leitungen 536, die gemäß der ersten Option auf der Seite des Trägermaterials 104 verlaufen können, auf der die Anzeigevorrichtung angeordnet ist, oder die gemäß der zweiten Option durch ein Loch 538 in dem Trägermaterial 104 auf die gegenüberliegende Seite des Trägermaterials 104 geführt sein können.
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6 zeigt eine schematische Draufsichtdarstellung eines graphischen Druckerzeugnisses 100, auch graphisches Gesamtprodukt genannt, mit einer integrierten Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um das in 5 gezeigte graphische Druckerzeugnis 100 handeln.
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Das Trägermaterial 104 erstreckt sich in einer x-y-Ebene. Ein Betrachter, der das graphische Druckerzeugnis 100 betrachtet, blickt auf den graphischen Druck 106 und die Frontplane 320 der Anzeigevorrichtung, durch die beispielsweise ein oder mehrere Bildsegmente angezeigt werden können.
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Im Folgenden werden anhand der 7 bis 22 weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Gemäß einiger Ausführungsbeispiele wird nur noch die herkömmliche Frontplane verwendet, wobei eine neuartige Backplane und eine neuartige Ansteuerung des Displays eingesetzt werden.
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Anhand der 7 bis 11 werden Ausführungsbeispiele bezüglich einer gedruckten Backplane beschreiben. Die Backplane kann auf eine neue Art und Weise sehr kostengünstig und dünn hergestellt werden.
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Anhand der 12 bis 17 werden Ausführungsbeispiele bezüglich einer Backplane beschrieben, die unmittelbar in ein graphisches Druckerzeugnis, beispielsweise ein Etikett, integriert werden kann, was einen sehr dünnen, flexiblen und kostengünstigen Aufbau ermöglicht.
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Anhand der 18 bis 19 werden Ausführungsbeispiele bezüglich einer Ansteuerung einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise in Form eines Displays, durch externes Gerät beschrieben. Ist die Anzeigevorrichtung in ein graphisches Druckerzeugnis, beispielsweise ein Etikett integriert, so beinhalten weder die Anzeigevorrichtung noch das graphische Druckerzeugnis als Ganzes eine eigene Stromversorgung und Logik.
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Anhand der 20 bis 22 werden Ausführungsbeispiele bezüglich einer externen Backplane beschrieben. Für manche Anwendungen reicht es aus, wenn das graphische Druckerzeugnis, beispielsweise in Form eines Labels nur die Frontplane beinhaltet.
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7 zeigt eine schematische Darstellung einer Backplane 430 für eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um eine gedruckte Backplane 430 handeln, die im Zusammenhang mit einer vollflächigen Elektrode in der Frontplane eingesetzt werden kann.
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Gezeigt ist die Backplane 430 in einer Explosionsdarstellung. Die Backplane 430 kann beispielsweise Teil einer Anzeigevorrichtung oder eines Displays sein, wie es in 1 gezeigt ist.
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Die Backplane 430 weist ein Substrat 104, eine Mehrzahl von Anschlussleitungen 536, einen Isolator 704 und eine Mehrzahl von Gegenelektroden 214 auf. Das Substrat 104 und der Isolator 704 sind je als eine Schicht ausgeformt, die im fertigen Zustand der Backplane übereinandergestapelt angeordnet sind. Die Mehrzahl von Anschlussleitungen 536 sind im fertigen Zustand der Backplane in einer Ebene zwischen dem Substrat 104 und dem Isolator 704 angeordnet. Die Mehrzahl von Gegenelektroden 214 sind im fertigen Zustand der Backplane auf einer der Mehrzahl von Anschlussleitungen 536 abgewandten Oberflächen des Isolators 704 angeordnet. Somit weist die fertige Backplane einen stapelförmigen Aufbau aus dem Substrat 104, einer Ebene mit der Mehrzahl von Anschlussleitungen 536, dem Isolator 704 und einer Ebene mit der Mehrzahl von Gegenelektroden 214 auf. Jede Anschlussleitung ist direkt mit mindestens einer Gegenelektrode 214 elektrisch verbunden.
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Das Substrat 104 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine Schicht mit einer Dicke zwischen beispielsweise 25 μm und 200 μm ausgeführt. Es können aber auch dickere Substrate 104, beispielsweise auch starre Substrate 104 verwendet werden.
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Das Substrat 104 kann eine dünnflächige, flexible Trägerschicht bilden. Das Substrat 104 kann beispielsweise aus Kunststoff oder Papier sein. Als Kunststoffe eignen sich für das Substrat 104 beispielsweise PMMA (Polymethylmethacrylat), PU (Polyurethan), PET (Polyethylenterephthalat), PC (Polycarbonat). Das Substrat 104 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine plane Fläche ausgeführt. Alternativ kann das Substrat 104 eine gekrümmte Oberfläche aufweisen. Eine Größe einer Fläche des Substrats 104 kann einer Grundfläche der Backplane 430 entsprechen. Wird die Backplane 430 in ein graphisches Druckerzeugnis integriert, so kann eine Fläche des Substrats 104 größer als eine Grundfläche der Backplane 430 sein, sodass neben der Backplane 430 noch ausreichend Platz für graphische Elemente vorhanden ist.
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Die Anschlussleitungen 536 sind unter Verwendung eines additiven Verfahrens auf eine Oberfläche des Substrats 104 aufgebracht. Durch ein additives Verfahren kann eine Gestalt der Anschlussleitungen 536, also beispielsweise eine Form und äußere Abmessungen, direkt beim Aufbringen des Materials der Anschlussleitungen 536 ausgeformt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Anschlussleitungen 536 auf die Oberfläche des Substrats 104 aufgedruckt werden.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind sieben Anschlussleitungen 536 gezeigt. Alternativ können auch mehr oder weniger Anschlussleitungen 536, beispielsweise auch nur eine einzige Anschlussleitung 536 verwendet werden. Einander benachbarte Anschlussleitungen 536 sind voneinander beabstandet angeordnet und somit voneinander elektrisch isoliert. Im fertigen Zustand der Backplane kann ein Zwischenraum zwischen zwei benachbarten der Anschlussleitungen 536 beispielsweise von einem Material des Isolators 704 ausgefüllt sein. Die Anschlussleitungen 536 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgeführt. Beispielsweise können die Anschlussleitungen 536 aus metallischen oder Graphit umfassenden Druckfarben ausgeführt sein.
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Eine Dicke der Anschlussleitungen 536 kann zwischen 1 und 5 µm betragen. Eine Breite der Anschlussleitungen 536 kann beispielsweise 0,3 bis 2 mm betragen.
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Eine jede der gezeigten Anschlussleitungen 536 umfasst an einem Ende einen Anschlusskontakt 710 und an einem der Anschlusskontakt 710 gegenüberliegenden Ende einen Gegenelektrodenkontakt 712. Der Anschlusskontakt 710 kann als ein freies Ende der Anschlussleitung 536 verstanden werden. Der Übersichtlichkeit halber sind in 7 nur für eine der Anschlussleitungen, deren Anschlusskontakt und deren Elektrodenkontakt mit Bezugszeichen versehen. Der zwischen dem Anschlusskontakt 710 und dem Gegenelektrodenkontakt 712 liegende Leitungsabschnitt der Anschlussleitung 536 bildet eine Punkt-zu-Punkt Verbindung zwischen dem Anschlusskontakt 710 und dem Gegenelektrodenkontakt 712 aus. Die Anschlussleitung 536 umfasst keine schaltbaren Verzweigungspunkte, beispielsweise keinen Transistor.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Anschlusskontakte 710 der Anschlussleitungen 536 zu einer Randseite der Backplane 430, in der Darstellung in 7, der rechten Randseite geführt. Beispielhaft sind die Anschlusskontakte 710 auf einer Linie angeordnet. Die Anschlusskontakte 710 können als rechteckige Flächen ausgeführt sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Anschlussleitungen 536 ausgehend von den Anschlusskontakten 710 zunächst parallel zueinander geführt. Um ausgehend von einem der Anschlusskontakte 710 einen gewünschten Punkt eines Gegenelektrodenkontakts 712 erreichen zu können, können die Anschlussleitungen 536 abgewinkelte Endabschnitte aufweisen. Im fertigen Zustand der Backplane sind die Anschlussleitungen 536 vollständig auf einer Oberfläche des Substrats 104 angeordnet. Die Anschlusskontakte 710 können dabei von einem Rand des Substrats 104 beabstandet angeordnet sein. Jeder der Anschlusskontakte 710 ist direkt mit mindestens einem der Gegenelektrodenkontakte 712 und somit mit einer der Gegenelektroden 214 elektrisch verbunden. Die Anschlussleitungen 536 mit Anschlusskontakten 710 und den Gegenelektrodenkontakten 712 können je als durchgängige planare Leiterbahn ausgeführt sein. Die Anschlusskontakte 710 bilden eine äußere Kontaktierungsmöglichkeit für die Backplane 430 oder einer die Backplane 430 umfassenden Anzeigevorrichtung. Die Anschlusskontakte 710 können im fertigen Zustand der Anzeigevorrichtung freiliegen oder durch eine Schutzschicht bedeckt sein. Die Anschlusskontakte 710 sind außerhalb eines von dem Isolator 704 überdeckten Bereichs des Substrats 104 angeordnet.
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Der Isolator 704 kann als eine Schicht ausgeführt sein, die im fertigen Zustand der Backplane die Anschlussleitungen 536, abgesehen von den Elektrodenkontakten 712, den Anschlusskontakten 710 und optional einen an die Anschlusskontakte 710 angrenzenden Bereich der Anschlussleitungen 536 vollständig bedeckt. Eine Fläche des Isolators 704 ist somit gemäß dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel kleiner als eine Fläche des Substrats 104. Der Isolator 704 ist als eine durchgängige Schicht ausgeführt, die eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 714 aufweist, von denen der Übersichtlichkeit halber nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Eine Anzahl der Durchgangsöffnungen 714 entspricht einer Anzahl der Elektrodenkontakte 712. Im fertigen Zustand der Backplane ist je eine Durchgangsöffnung 714 auf einer Höhe eines Elektrodenkontaktes 712 angeordnet. Auf diese Weise werden die Elektrodenkontakte 712 zumindest nicht vollständig von einem Material des Isolators 704 bedeckt. Der Isolator 704 ist aus einem elektrisch isolierenden Material ausgeformt. Beispielsweise kann der Isolator 704 eine Schichtdicke von 5 bis 20 µm aufweisen. Der Isolator 704 kann unter Verwendung eines additiven Verfahrens auf das Substrat 104 aufgebracht werden, wobei die Durchgangsöffnungen 714 bereits beim Aufbringen des Materials des Isolators 704 vorhanden sind, es also nicht erforderlich ist, die Durchgangsöffnungen 714 nachträglich zu erzeugen. Beispielsweise kann der Isolator 704 in der gewünschten Gestalt mit bereits vorhandenen Durchgangsöffnungen 714 aufgedruckt werden.
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Die Gegenelektroden 214 sind unter Verwendung eines additiven Verfahrens auf eine Oberfläche des Isolators 704 aufgebracht. Durch ein additives Verfahren kann eine Gestalt der Gegenelektroden 214, also beispielsweise eine Form und äußere Abmessungen, direkt beim Aufbringen des Materials der Gegenelektroden 214 ausgeformt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Gegenelektroden 214 auf die Oberfläche des Isolators 704 aufgedruckt werden. Beim Aufbringen der Gegenelektroden 214 kann aufgebrachtes Material der Gegenelektroden 214 in die Durchgangsöffnungen 714 eindringen und eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einander gegenüberliegenden Gegenelektroden 214 und Gegenelektrodenkontakten 712 ausbilden.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind sieben Gegenelektroden 214 auf der Oberfläche des Isolators 704 angeordnet. Die Gegenelektroden 214 sind je als ein Balken ausgeformt. Beispielsweise kann eine Länge einer Gegenelektrode 214 mindestens dreimal so lang wie eine Breite der Gegenelektrode 214 sein. Die Gegenelektroden 214 können jeweils als planare Leitungsabschnitte ausgeführt sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Gegenelektroden 214 in Form einer „8“ angeordnet. Benachbart angeordnete Gegenelektroden 214 sind dabei elektrisch voneinander isoliert. Durch separate Ansteuerung der Gegenelektroden 214 können alle Ziffern zwischen „0“ und „9“ als Bildsegmente einer Anzeigevorrichtung dargestellt werden.
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Durch Pfeile 722, 724, 726 ist angedeutet, dass während eines Herstellungsverfahrens der Backplane 430, wie es anhand von 8 beschrieben wird, die Mehrzahl von Anschlussleitungen 536, der Isolator 704 und die Mehrzahl von Gegenelektroden 214 der Reihe nach auf das Substrat 104 aufgebracht werden.
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Die Backplane 430 kann im vorzugweise additiven Verfahren durch Druckprozesse hergestellt werden. Es können leicht modifizierte graphische Druckmaschinen und Coating-Verfahren (Überzug- und Beschichtungsverfahren) verwendet werden, um Pasten mit elektrischen Eigenschaften, wie leitend, isolierend, dotiert (Halbleiter) gezielt aufzubringen.
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Vorzugsweise wird das Siebdruck- und Flexodruckverfahren verwendet, wobei auch die anderen graphischen Druckverfahren (Offset-, Tiefdruck und Inkjet) angewendet werden können.
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Im Folgenden wird beschrieben, wie eine 7-Segmentanzeige gemäß diesem Ansatz hergestellt werden kann.
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Das Substrat 104 ist für den Anwendungsfall eines Etiketts idealerweise 50 bis 100 µm dick und kann aus den Materialien PMMA (Polymethylmethacrylat), PU (Polyurethan), PET (Polyethylenterephthalat), PC (Polycarbonat), Papier, etc. bestehen.
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Die Backplane 430 kann für eine Anzeigevorrichtung mit einer Frontplane mit einer vollflächigen Elektrode eingesetzt werden.
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Zuerst werden auf das Substrat 104 die Zuleitungen 536 zu den 7 Segmenten, die durch die Gegenelektroden 214 definiert werden, mittels Druckverfahren, z. B. Siebdruck, aufgebracht. Eine leitfähige Druckpaste wird dazu eingesetzt. Hier kommen z. B. Silber- oder Graphitdruckfarben zum Einsatz. Nach dem Druckprozess wird das Substrat 104 mit der aufgebrachten Druckfarbe für die Zuleitungen 536 einer Hitze- und UV-Bestrahlung ausgesetzt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird durch die Bestrahlung eine Materialeigenschaft des aufgebrachten Materials der Zuleitungen verändert. Dann wird eine Isolationsschicht 704 nahezu vollflächig aufgedruckt und wieder mit Hitze- und UV behandelt. Nur die Stellen 714 werden ausgespart, die die Kontaktierung zwischen den Zuleitungen 536 und den Gegenelektroden 214 der 7 Segmente ermöglichen und diejenigen, die später als Kontaktierungsstellen 710 zum Ansteuern der Segmente dienen sollen. Um eine 100%ige elektrische Isolation zu erzielen, kann eine mehrfache Wiederholung des Druckens der Isolationsschicht erforderlich sein. Dann werden die 7 Segmente, die als Gegenelektroden 214 zur Frontplane fungieren, aufgedruckt. Hier kann die gleiche Druckpaste wie bei den Zuleitungen 536 verwenden werden. Ebenfalls folgt ein Trocknungsprozess mit Hitze und UV. Optional kann auf dieser Ebene, neben den durch die gezeigten Gegenelektroden 536 definierten Segmenten, der restliche Bereich zu einer einzigen weiteren Gegenelektrode zusammengefasst werden, die jedoch gegenüber den gezeigten Gegenelektroden 536 elektrisch isoliert ist.
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Diese Backplane 430 sollte nun vollflächig in Verbindung mit der Frontplane, d. h. entweder mit dem Leitkleber oder direkt mit dem opto-elektrischen Medium der Frontplane, gebracht werden. Wenn nun ein Stromkreis zwischen einer Kontaktierungsstelle 710 über das entsprechend angesteuerte Segment (Gegenelektrode 214) mit der vollflächigen Elektrode der Frontplane entsteht, regeln die Polung, die Strom- und Spannungsstärke die Erscheinung dieses Segments und lassen dieses Segment schwarz oder weiß oder in dazwischenliegenden Graustufen erscheinen.
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8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Backplane für eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um eine Backplane handeln, wie sie in 7 gezeigt ist.
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In einem Schritt 800 wird ein Substrat bereitgestellt. Stapelförmig werden in einem Schritt 802 eine Mehrzahl von Anschlussleitungen, in einem Schritt 804 ein Isolator und in einem Schritt 806 eine Mehrzahl von Gegenelektroden auf eine Oberfläche des Substrats aufgebracht.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die Mehrzahl von Anschlussleitungen im Schritt 802 unter Ausführung eines Druckverfahrens auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht. Bei dem Druckverfahren kann es sich beispielsweise um ein Siebdruck- oder Flexodruck- oder Offset- oder Tiefdruck- oder Inkjetverfahren handeln. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schritt 802 einen Schritt des Behandelns umfassen, in dem die auf das Substrat aufgebrachten Anschlussleitungen mit Wärme und zusätzlich oder alternativ mit UV-Licht behandelt werden.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Isolator im Schritt 804 unter Ausführung eines Druckverfahrens auf die Oberfläche des Substrats und der Mehrzahl an Anschlussleitungen aufgebracht. Bei dem Druckverfahren kann es sich beispielsweise um ein Siebdruck- oder Flexodruck- oder Offset- oder Tiefdruck- oder Inkjet- oder Coatingverfahren handeln. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schritt 804 einen Schritt des Behandelns umfassen, in dem die aufgebrachte Isolationsschicht mit Wärme und zusätzlich oder alternativ mit UV-Licht behandelt wird. Der Schritt 804 wird mindestens ein Mal durchgeführt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die Gegenelektroden im Schritt 806 unter Ausführung eines Druckverfahrens auf die Oberfläche des Substrats, auf die Isolationsschicht und Elektrodenkontakte aufgebracht. Bei dem Druckverfahren kann es sich beispielsweise um ein Siebdruck- oder Flexodruck- oder Offset- oder Tiefdruck- oder Inkjetverfahren handeln. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schritt 806 einen Schritt des Behandelns umfassen, in dem die aufgebrachten Gegenelektroden mit Wärme und zusätzlich oder alternativ mit UV-Licht behandelt werden.
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In den Schritten 802, 804, 806 können Druckschichten zum Herstellen eines oder mehrerer graphischer Elemente aufgebracht werden, wie sie anhand von 12 beschrieben sind.
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9 zeigt eine schematische Darstellung einer Anzeigevorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Anzeigevorrichtung 102 weist eine Backplane 430 und eine Frontplane 320 auf. Dabei kann es sich um eine gedruckte Backplane 430 handeln, die im Zusammenhang mit einer strukturierten Elektrode 212 in der Frontplane eingesetzt werden kann.
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Gezeigt ist die Anzeigevorrichtung 102 in einer Explosionsdarstellung.
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Der Aufbau der Backplane 430 entspricht dem anhand von 7 beschriebenen Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied, dass die Gegenelektroden 214 und die Anschlussleitungen 536 in einer Ebene angeordnet sind. Eine Gegenelektrode 214 kann zusammen mit der zugeordneten Anschlussleitung 536 durch eine planare Leiterbahn gebildet sein. Dadurch kann auf einen Isolator zwischen Gegenelektrode 214 und Anschlussleitung 536 verzichtet werden.
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Das Substrat 104 kann entsprechend zu dem anhand von 7 beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt sein.
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Eine Mehrzahl von Anschlussleitungen 536 und Gegenelektroden 214, ein Leitkleber 324, ein opto-elektrisches Medium 210, eine Elektrode 212, die transparent ausgeführt sein kann und ein Substrat 322 der Frontplane 320 sind je als eine Schicht ausgeformt, die im fertigen Zustand der Anzeigevorrichtung 102 übereinandergestapelt angeordnet sind. Die Mehrzahl von Anschlussleitungen 536 und Gegenelektroden 214 sind im fertigen Zustand der Anzeigevorrichtung 102 in einer Ebene zwischen dem Substrat 104 und dem Leitkleber 324 angeordnet.
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Die Anschlussleitungen 536 sind zusammen mit den Kontaktierungsstellen 710 und Gegenelektroden 214 unter Verwendung eines additiven Verfahrens auf eine Oberfläche des Substrats 104 aufgebracht. Durch ein additives Verfahren kann eine Gestalt der Anschlussleitungen 536 und der Kontaktierungsstellen 710 und Gegenelektroden 214, wie anhand von 7 beschrieben, direkt beim Aufbringen des Materials der Anschlussleitungen 536 ausgeformt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Anschlussleitungen 536 und die Kontaktierungsstellen 710 und Gegenelektroden 214 auf die Oberfläche des Substrats 104 aufgedruckt werden.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind sieben Anschlussleitungen 536 gezeigt. Alternativ können auch mehr oder weniger Anschlussleitungen 536, beispielsweise auch nur eine einzige Anschlussleitung 536 verwendet werden. Einander benachbarte Anschlussleitungen 536 sind voneinander beabstandet angeordnet und somit voneinander elektrisch isoliert. Im fertigen Zustand der Backplane kann ein Zwischenraum zwischen zwei benachbarten der Anschlussleitungen 536 beispielsweise von einem Material des Leitklebers 324 ausgefüllt sein. Die Anschlussleitungen 536 und die Kontaktierungsstellen 710 und Gegenelektroden 214 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgeführt. Beispielsweise können die Anschlussleitungen 536 und die Kontaktierungsstellen 710 und Gegenelektroden 214 aus metallischen oder Graphit umfassenden Druckfarben ausgeführt sein.
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Eine Dicke der Anschlussleitungen 536 und der Kontaktierungsstellen 710 und Gegenelektroden 214 kann zwischen 1 und 5 µm betragen. Eine Breite der Anschlussleitungen 536 kann beispielsweise 0,3 bis 2 mm betragen.
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Eine jede der gezeigten Anschlussleitungen 536 umfasst an einem Ende einen Anschlusskontakt 710 und ist an einem dem Anschlusskontakt 710 gegenüberliegenden Ende mit einer Gegenelektrode 214 elektrisch leitfähig verbunden. Eine Anschlussleitung 536 kann somit zusammen mit einer Gegenelektrode 214 als fertig ausgeformte Einheit auf die Oberfläche des Substrats 104 aufgedruckt werden. Der Übersichtlichkeit halber sind in 9 nur für eine der Anschlussleitungen, deren Anschlusskontakt und deren zugeordnete Gegenelektrode 214 mit Bezugszeichen versehen. Der zwischen dem Anschlusskontakt 710 und der Gegenelektrode 712 liegende Leitungsabschnitt der Anschlussleitung 536 bildet eine Punkt-zu-Punkt Verbindung zwischen dem Anschlusskontakt 710 und der zugeordneten Gegenelektrode 214 aus. Die Anschlussleitung 536 umfasst keine schaltbaren Verzweigungspunkte, beispielsweise keinen Transistor.
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Die Anschlusskontakte 710 können entsprechend zu dem anhand von 9 beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt und zum Ansteuern der kompletten Anzeigevorrichtung 102 verwendet werden.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind entsprechend zu dem anhand von 9 beschriebenen Ausführungsbeispiel sieben Gegenelektroden 214 vorgesehen.
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Die Frontplane 320 kann schichtweise oder als Ganzes auf die Backplane 430 aufgebracht werden. Dabei kann der Leitkleber die Gegenelektroden 214 und Anschlussleitung 536, abgesehen von den Anschlusskontakten 710, bedecken. Der Aufbau der Frontplane 320 kann beispielsweise wie anhand von 3 beschrieben ausgeführt sein.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Frontplane 320 eine strukturierte Elektrode 212 auf. Die strukturierte Elektrode 212 weist sieben Teilelektroden auf, die im fertigen Zustand der Anzeigevorrichtung 102 gegenüberliegend zu der Gegenelektrode 214 angeordnet sind. Durch die Teilelektroden werden Position und Gestalt der darstellbaren Bildsegmente definiert. Jeder Gegenelektrode 214 ist eine Teilelektrode der strukturierten Elektrode 212 zugeordnet. Eine Gegenelektrode 214 und die korrespondierende Teilelektrode der strukturierten Elektrode 212 können die gleiche Größe und Form aufweisen und in z-Richtung gesehen, direkt übereinander angeordnet sein. Alternativ kann die Gegenelektrode 214 größer als die korrespondierende Teilelektrode der strukturierten Elektrode 212 ausgeführt sein. Durch einen zwischen einer Gegenelektrode 214 und der korrespondierenden Teilelektrode der strukturierten Elektrode 212 gelegener Bereich des opto-elektrischen Mediums 210 kann ein Bildsegment der Anzeigevorrichtung 102 ausbilden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Anzeigevorrichtung 102 sieben Bildsegmente auf, deren Darstellung durch eine geeignete Ansteuerung über einen, mehrere oder alle der Anschlusskontakte 710 sowie über eine optionale zusätzliche geeignete Ansteuerung der Kontaktierungsstelle 914 unabhängig voneinander eingestellt werden kann.
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Die Teilelektroden der strukturierten Elektrode 212 sind über elektrische Leitungen 912 miteinander verbunden. Die strukturierte Elektrode 212 kann über eine eigene Kontaktierungsstelle 914 kontaktiert werden, beispielsweise durch eine externe Einstellvorrichtung über die auch die Anschlusskontakte 710 kontaktiert werden können.
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Gemäß dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Frontplane 320 eine strukturierte Elektrode 212 auf, die die 7 Segmente beinhaltet. Der Aufbau ist dabei wie folgt. Die transparente Elektrode 212 der Frontplane 320 besteht aus den 7 Segmenten und einer Leitung, die alle Segmente elektrisch verbindet und nach außen zu einer Kontaktierungsstelle 914 führt. Die Gegenelektrode 214 der Backplane 430 kann nun dort optische Display Effekte entstehen lassen, wo die 7 Segmente der Frontplane 320 über den Leitungen 536, 214 der Backplane (aus z-Richtung gesehen) liegen. Daher müssen Zuleitungen nicht zwangsläufig gegenüber der Backplane 430 isoliert werden.
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Die Gegenelektrode 214 wird mit demselben Druckverfahren hergestellt, wie es anhand der 7 und 8 beschrieben ist.
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Der beschriebene Schichtaufbau ähnelt dem Schichtaufbau bestehender Backplanes, jedoch die Produktionsmethode ist völlig neuartig. Statt üblichen Prozessen wie Lithographie und Ätzen, wird das additive Druckverfahren von elektrischen Funktionspasten verwendet. Der Vorteil liegt in der wirtschaftlich kostengünstigeren Herstellung.
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10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Backplane gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um eine Backplane handeln, wie sie in 9 gezeigt ist.
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In einem Schritt 800 wird ein Substrat bereitgestellt. Stapelförmig werden in einem Schritt 802 eine Mehrzahl von Anschlussleitungen zusammen mit einer Mehrzahl von Gegenelektroden auf eine Oberfläche des Substrats aufgebracht.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die Mehrzahl von Anschlussleitungen zusammen mit der Mehrzahl von Gegenelektroden im Schritt 802 unter Ausführung eines Druckverfahrens auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht. Bei dem Druckverfahren kann es sich beispielsweise um ein Siebdruck- oder Flexodruck- oder Offset- oder Tiefdruck- oder Inkjetverfahren handeln. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schritt 802 einen Schritt des Behandelns umfassen, in dem die auf das Substrat aufgebrachten Anschlussleitungen mit Wärme und zusätzlich oder alternativ mit UV-Licht behandelt werden.
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In dem Schritt 802 kann eine Druckschicht zum Herstellen eines oder mehrerer graphischer Elemente aufgebracht werden, wie sie anhand von 12 beschrieben sind.
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11 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um eine Anzeigevorrichtung handeln, wie sie in 9 gezeigt ist. Alternativ kann es sich um eine Anzeigevorrichtung mit einer vollflächigen Elektrode und einer Backplane, wie sie anhand von 7 beschrieben ist, handeln.
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In einem Schritt 1100 wird eine Backplane bereitgestellt. Die Backplane kann dabei wie anhand der 8 und 10 beschrieben hergestellt werden oder als, fertige Backplane bereitgestellt werden. In einem Schritt 1102 wird auf die Backplane eine Frontplane aufgebracht und mit der Backplane, beispielsweise über den in 9 gezeigten Leitkleber verbunden. Im Schritt 1102 kann die Frontplane einteilig oder schichtweise aufgebracht werden. Bei einem schichtweisen Aufbringen der Frontplane können additive Verfahren wie bei der Herstellung der Backplane verwendet werden.
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12 zeigt eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses 100 mit einer integrierten Anzeigevorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um ein graphisches Druckerzeugnis 100 handeln, wie es beispielsweise anhand von 1 beschrieben ist.
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Die Anzeigevorrichtung 102 weist eine Backplane auf, deren Aufbau und Herstellungsverfahren der in 7 beschriebenen Backplane entspricht. Auf die Backplane ist eine Frontplane aufgesetzt.
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Das Substrat 104 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel nicht nur Träger für die Backplane sondern zusätzlich Träger von graphischen Elementen 106 des graphischen Druckerzeugnisses 100. Die graphischen Elemente 106 können durch Aufbringen einer Farbschicht oder mehrerer nacheinander aufgebrachter Farbschichten realisiert werden.
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Gemäß dem in 12 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein graphisches Element 106 neben der Anzeigevorrichtung 102 angeordnet. Das graphische Element 106 kann beispielsweise direkt an einen Rand des Isolators 704 oder der Frontplane 320 angrenzen. Ein weiteres graphisches Element 106 ist überlappend mit Bereichen der Anschlussleitungen 536 angeordnet, die sich außerhalb eines von dem Isolator 704 abgedeckten Bereichs befinden.
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Die graphischen Elemente 106 können vor, nach oder während des Aufbringens der Schichten der Backplane auf das Substrat 104 aufgebracht, beispielsweise aufgedruckt werden.
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Beispielsweise kann eine erste Druckschicht des neben der Anzeigevorrichtung 102 angeordneten graphischen Elements 106 zeitgleich mit dem Aufbringen der Anschlussleitungen 536 erfolgen, wie es durch den Pfeil 722 angedeutet ist. Eine zweite Druckschicht kann zeitgleich mit dem Aufbringen des Isolators 704 erfolgen, wie es durch den Pfeil 724 angedeutet ist. Eine dritte Druckschicht kann zeitgleich mit dem Aufbringen der Gegenelektroden 214 erfolgen, wie es durch den Pfeil 726 angedeutet ist.
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Entsprechend kann eine erste Druckschicht des neben die Anschlussleitungen teilweise überdeckenden graphischen Elements 106 zeitgleich mit dem Aufbringen des Isolators 704 erfolgen, wie es durch den Pfeil 724 angedeutet ist. Eine zweite Druckschicht kann zeitgleich mit dem Aufbringen der Gegenelektroden 214 erfolgen, wie es durch den Pfeil 726 angedeutet ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel für das additive Druckverfahren wird kein eigenes Backplane-Substrat verwendet, sondern die elektrische Funktion der Backplane wird unmittelbar auf das Trägermaterial des Etiketts 100 in Form des Substrats 104 aufbracht.
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Auf das Substrat 104 des Etiketts 100 werden die elektrischen Zuleitungen 536 gedruckt. Neben dem Platz des Displays 102 kann auch bereits mit den ersten graphischen Druckschichten 106 begonnen werden. Dann wird die Isolationsschicht 704 auf die Zuleitungen 536 aufgedruckt, wie dies bereits anhand von 7 beschrieben wurde. Auf dem vorher gedruckten graphischen Druck 106 kann eine weitere Druckschicht 106 aufgebracht werden. Zudem können die elektrischen Zuleitungen 536 an den Stellen, die nicht später von der Frontplane 320 überdeckt werden, durch einen graphischen Aufdruck 106 überdeckt werden. 12 zeigt dies rechts von der Isolationsschicht 704. In einem weiteren Schritt werden die 7 Segmente (die Gegenelektroden 214) gedruckt und es können auch noch weitere graphische Druckschritte folgen. Zuletzt wird die Frontplane 320 auf die 7-Segmentanzeige aufgebracht. In diesem Fall ist die Frontplane 320, bzw. die transparente Elektrode elektrisch „frei schwimmend“.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Elektrode der Frontplane 320 ebenfalls mit einer Kontaktierungsstelle versehen, sodass sich der Aufbau wie in 13 dargestellt ergibt.
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13 zeigt eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses 100 mit einer integrierten Anzeigevorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung entspricht der in 12 gezeigten Darstellung, mit dem Unterschied, dass in 13 zusätzlich eine Kontaktierungsstelle 1315 für die transparente Elektrode 212 der Frontplane 320 gezeigt ist.
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Bei dem graphischen Druckerzeugnis 100 kann es sich um ein Etikett und bei der Anzeigevorrichtung 102 um ein Display handeln. Das Display ist voll integriert in das Etikett. Der Aufbau des Displays ist mit einem Elektrodenanschluss in Form der Kontaktierungsstelle 1315 ausgeführt.
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Die Kontaktierungsstelle 1315 kann zusammen und in entsprechender Weise wie die Anschlussleitungen 536 auf das Substrat aufgebracht werden oder aufgebracht worden sein. Um einen elektrischen Kontakt zwischen der Kontaktierungsstelle 1315 und der Elektrode 212 zu ermöglichen, weisen der Isolator 704 und das opto-elektrische Medium 210 im Bereich der Kontaktierungsstelle 1315 eine Aussparung auf, sodass die Kontaktierungsstelle 1315 weder von dem Isolator 704 noch von dem opto-elektrischen Medium 210 bedeckt wird. Der Leitkleber 324 kann sich aufgrund seiner leitenden Eigenschaft über die Kontaktierungsstelle 1315 erstrecken.
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14 zeigt eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses 100 mit einer integrierten Anzeigevorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das graphische Druckerzeugnis 100 kann dem anhand von 1 beschriebenen graphischen Druckerzeugnis 100 entsprechen. Das graphische Druckerzeugnis 100 kann durch Zusammenführen der in 13 gezeigten einzelnen Schichten gefertigt werden.
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Bei dem graphischen Druckerzeugnis 100 kann es sich um ein Etikett und bei der Anzeigevorrichtung 102 um ein Display mit gedruckter Backplane handeln. Das Display ist voll integriert in das Etikett.
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Gezeigt ist das Substrat 104 als Trägermaterial des graphischen Druckerzeugnisses 100. Das Substrat 104 und damit das graphische Druckerzeugnis 100 weisen eine rechteckige Form, hier eine Streifenform auf. Das graphische Druckerzeugnis 100 weist beispielhaft vier Bereiche auf, die sich jeweils über die gesamte Breite des Substrats 104 erstrecken. Von links nach rechts gesehen, weist das graphische Druckerzeugnis 100 einen Bereich mit einem graphischen Element 106, hier einem graphischen Druckbild, einem Bereich zum Anzeigen von Bildsegmenten 108 unter Verwendung der Vorrichtung 102, einen weiteren Bereich mit einem graphischen Element 106, hier einem graphischen Druckbild und einen Kontaktbereich in dem freiliegend eine Mehrzahl von Anschlusskontakten 710 und die Kontaktierungsstelle 1315 für die transparente Elektrode der Frontplane angeordnet sind.
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Die Anzeigevorrichtung 102 weist sieben Bildsegmente 108 auf. Diese sieben Segmente 108 können weiß, über grau bis schwarz geschaltet werden. Das Schalten kann durch Anlegen geeigneter elektrischer Signale an die Mehrzahl von Anschlusskontakten 710 und an die Kontaktierungsstelle 1315 erfolgen. Dadurch kann eine Art der Darstellung der Bildsegmente 108 eingestellt werden. Geeignete elektrische Signale können an die Mehrzahl von Anschlusskontakten 710 und an die Kontaktierungsstelle 1315 unter Verwendung einer Einstellvorrichtung angelegt werden, die entsprechende Gegenkontakte aufweist.
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Liegen keine elektrischen Signale an die Mehrzahl von Anschlusskontakten 710 und an die Kontaktierungsstelle 1315, so kann die Anzeigevorrichtung 102 ausgebildet sein, um die eingestellte Darstellung der Bildsegmente 108 beizubehalten.
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Das graphische Druckerzeugnis 100 kann beispielsweise als ein Label auf einen Gegenstand, beispielsweise auf eine Pappschachtel aufgeklebt werden oder aufgeklebt sein.
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Die 12 bis 14 zeigen ein graphisches Druckerzeugnis 100 bei dem die Backplane keinen eigenen zusätzlichen Träger aufweist. Die Backplane wird mittels elektrischer Druckschichten direkt auf das Trägermaterial 104 des graphischen Druckerzeugnisses 100, beispielsweise eines Etiketts aufgedruckt. Diese Druckschichten sind sehr dünn und weisen eine Dicke von 1 bis maximal 20 µm auf und haben somit eine ähnliche Dicke wie der benachbarte, graphische Druck 106. Die Frontplane selbst ist weniger als 100 µm dick.
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Dies erzielt eine Reihe von Vorteilen. Zum einen eine Einsparung von Materialkosten, da kein zusätzliches Trägermaterial für die Backplane benötigt wird. Ferner ergeben sich geringe Produktionskosten. Graphische Etiketten werden üblicherweise in sogenannten Mehrfarbenmaschinen hergestellt. D. h. mehrere Druckwerke sind hintereinander geschaltet. Mit dieser Erfindung kann im Idealfall in einem Durchlauf sowohl die graphische Farbe für die graphischen Elemente 106 als auch die elektrische Funktionsfarbe für die Backplane aufgedruckt werden. Dies erzielt eine sehr hohe technische und wirtschaftliche Effizienz. Der Gesamtaufbau des graphischen Druckerzeugnisses 100 ist sehr flach und flexibel bzw. biegbar. Die Frontplane von elektrophoretischen Displays ist flexibel. Elektrische Leitungen zum Kontaktieren der Gegenelektroden 214 oder der Elektrode der Frontplane 320 können sehr flexibel und kostengünstiger gelegt werden. Es ist auch eine „unsichtbare Weiterführung“ der elektrischen Leitung 536 zum Display 102 auch unter dem graphischen Druck 106 möglich.
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14 zeigt gemäß einem Ausführungsbeispiel ein fertiges Etikett 100. Das beispielhaft erzeugte Etikett 100 besteht aus 4 Bereichen. Zwei Bereiche für herkömmliche graphische Druckbilder 106, eine 7-Segmentanzeige 102 und ein Bereich, der die elektrischen Anschlüsse 710, 1315 zum Ansteuern des Displays 102 beinhaltet.
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15 zeigt eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses 100 mit einer integrierten Anzeigevorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Anzeigevorrichtung 102 weist eine Backplane auf, die der anhand von 7 beschriebenen Backplane entspricht, mit dem Unterschied, dass die Gegenelektroden 214 auf einer ersten Seite des Substrats 104 und die Anschlussleitungen 536 auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des Substrats 104 angeordnet sind. Als Isolator zwischen den Anschlussleitungen 536 und den Gegenelektroden 214 dient das Substrat 104, ein weiterer Isolator ist nicht erforderlich. Die Gegenelektroden 214 werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel nicht auf einen Isolator sondern direkt auf eine erste Oberfläche des Substrats 104 additiv aufgebracht. Die Anschlussleitungen 536 werden auf eine gegenüberliegende zweite Oberfläche des Substrats 104 additiv aufgebracht. Das Substrat 104 weist Durchgangsöffnungen 1504 auf, durch vorher oder während des Aufbringens der Anschlussleitungen 536 und/oder der Gegenelektroden 214 mit elektrisch leitfähigem Material gefüllt werden, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Gegenelektroden 214 und zugeordneten Gegenelektrodenkontakten 712 zu ermöglichen.
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Auf die Backplane wird im Bereich der Gegenelektroden 214 eine Frontplane 320 aufgesetzt. Beidseitig eines von der Frontplane 320 überdeckten Bereich sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel graphische Elemente 106, in Form von graphischem Druck auf die erste Oberfläche des Substrats 104 aufgebracht. Die graphischen Elemente 106 können im Schritt des Aufdruckens der Gegenelektroden 214 auf das Substrat 104 aufgedruckt werden.
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Somit können die elektrischen Leitungen zum Display 102 auch auf der Unterseite des Etiketts 100 geführt werden. Hier werden Löcher 1504 durch das Substrat 104 benötigt, um eine Durchkontaktierung zu den 7 Segmenten, also zu den Gegenelektroden 214 zu ermöglichen. Idealerweise wird die Oberseite des Etiketts 100 zuerst fertiggestellt, und dann werden die elektrischen Leitungen 536 auf der Rückseite des Etiketts 100 als letzter Prozessschritt gedruckt, um die Löcher 1504 ideal mit Leitpaste füllen zu können und dadurch elektrische Vias zu schaffen.
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Der Vorteil liegt darin, dass die Isolationsschicht von 7 bzw. 13 nicht benötigt wird, da diese Isolations-Funktion das Substrat 104 übernimmt. Nachteil ist der zusätzliche Prozessschritt zur Generation der Löcher 1504. In 15 wird ein solcher Aufbau verdeutlicht, der beispielsweise für ein Display 102 mit gedruckter Backplane voll integriert in das Etikett 100 und Zuleitungen 536 auf der Rückseite verwendet werden kann.
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16 zeigt eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses 100 mit einer integrierten Anzeigevorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Frontplane 320 der Anzeigevorrichtung 102 weist eine strukturierte Elektrode 212 auf, wie es anhand von 9 beschrieben ist. Die Elektrode 212 ist als eine leitende, transparente Elektrode ausgeführt, die von einem transparenten Substrat 322 der Frontplane 320 bedeckt ist.
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Im Fall einer solchen strukturierten Elektrode 212 in der Frontplane 320 sieht der Aufbau auf der Backplane-Seite, im Vergleich zu dem anhand von 13 beschriebenen Aufbau, entsprechend einfacher aus, da keine Isolationsschicht benötigt wird.
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Die Anschlussstelle 1315 ist wie auch in 13 mit der Elektrode 212, hier in 16 mit der strukturierten Elektrode 212 der Frontplane 320, verbunden. Die Verbindung zwischen der Anschlussstelle 1315 und der strukturierten Elektrode 212 erfolgt über die elektrischen Leitungen 912 und die Anschlussstelle 914.
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Die Anzeigevorrichtung kann somit als ein Display mit gedruckter Backplane voll integriert in das Etikett und einer strukturierten Elektrode 212 in der Frontplane ausgeführt sein.
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17 zeigt somit eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses 100 mit einer integrierten Anzeigevorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um ein graphisches Druckerzeugnis 100 handeln, das den anhand von 16 beschriebenen Schichtaufbau aufweist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es sich bei der Anzeigevorrichtung 102 um ein Display mit gedruckter Backplane voll integriert in das Etikett 100 handeln.
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Das produzierte Etikett 100 unterscheidet sich nur im Aufbau, nicht aber im fertigen Produkt, von dem in 14 gezeigten Etikett mit vollflächiger Elektrode in der Frontplane.
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18 zeigt eine schematische Darstellung einer Einstellvorrichtung 1800 zum temporären Anschließen an eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise kann die Einstellvorrichtung 1800 eingesetzt werden, um elektrische Signale an die Anschlusskontakte 710 und die Kontaktierungsstelle der Anzeigevorrichtung des in 17 gezeigten graphischen Druckerzeugnisses anzulegen, um eine Darstellungsform der Bildsegmente der Anzeigevorrichtung einzustellen. Die Einstellvorrichtung 1800 kann dazu auf die Anschlusskontakte und die Kontaktierungsstelle des graphischen Druckerzeugnisses aufgesetzt werden.
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Die Einstellvorrichtung 1800 ist somit zum temporären Anschließen an eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments vorgesehen. Als Schnittstelle zu der Anzeigevorrichtung weist die Einstellvorrichtung 1800 Gegenkontakte 1802 auf. Die Gegenkontakte 1802 können mit den Anschlusskontakten und der Kontaktierungsstelle des graphischen Druckerzeugnisses in Kontakt gebracht werden. Ferner weist die Einstellvorrichtung 1800 eine Bereitstellungseinrichtung 1804 auf, die ausgebildet ist, um ein oder mehrere elektrische Signale an die Gegenkontakte 1802 bereitzustellen. Über die elektrischen Signale kann gesteuert werden, welche der Bildsegmente in welcher Art, beispielsweise in welcher Graustufe, durch die Anzeigevorrichtung dargestellt werden. Zum Bereitstellen der Signale durch die Bereitstellungseinrichtung 1804 weist die Einstellvorrichtung 1800 eine Energieversorgung 1806, beispielsweise eine Batterie oder einen Stecker zum Anschließen einer externen Energieversorgung auf. Ferner weist die Einstellvorrichtung 1800 eine Konfigurationsschnittstelle 1808 auf, über die Art der von der Bereitstellungseinrichtung 1804 bereitstellbare Signale konfiguriert werden kann. Über die Konfigurationsschnittstelle 1808 können somit die von der Anzeigevorrichtung anzuzeigenden Bildsegmente konfiguriert werden. Bei der Konfigurationsschnittstelle 1808 kann es sich um ein Eingabefeld für einen Bediener der Einstellvorrichtung 1800 oder um eine Schnittstelle handeln, beispielsweise zum Einlesen von Konfigurationsdaten von einem Datenträger.
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Gemäß dem beschriebenen Ansatz ist es nicht erforderlich, dass die elektrischen Anschlussleitungen einer Anzeigevorrichtung zu einer Stromquelle, die mit dem Etikett verbunden ist, geführt sind, im Sinne von festverdrahtet. Ebenso ist es nicht erforderlich, dass die Anschlussleitungen einer Anzeigevorrichtung zu einem Controller, der digitale Eingabesignale in entsprechende analoge Stromverläufe verwandelt, geführt sind.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann als Stromquelle für eine Anzeigevorrichtung auch mit induktiven Antennen gearbeitet werden, die die Energie aus einem angelegten elektromagnetischen Feld ziehen. Dies in Kombination mit RFID ermöglicht das gezielte drahtlose Ansteuern des Displays auf dem Etikett. Dabei kann beispielsweise jedem Anschlusskontakt eine Antenne zugeordnet sein.
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Unter Verwendung der gezeigten Einstellvorrichtung 1800, die beispielsweise als ein elektrisches Gerät ausgeführt sein kann, kann nun der Inhalt des Displays des Etiketts mittels eines externen Geräts jederzeit und wiederholt definiert werden.
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Die Einstellvorrichtung 1800 in Form eines externen Geräts berührt dazu die vorher beschriebenen Kontaktierungsstellen, unter denen auch die beschriebenen Anschlusskontakte verstanden werden, und „lädt“ den Inhalt des Displays. Da es sich um eine elektrophoretische Displaytechnologie handelt, hält das Display die Anzeige auch dann, wenn das externe Gerät 1800 von den Kontaktierungsstellen wieder entfernt wird.
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Somit beinhaltet das externe Gerät 1800 mindestens die Energieversorgung 1806, um den Displayinhalt zu verändern, und die Bereitstellungseinrichtung 1804, beispielsweise in Form einer Logik, die den Strom- und Spannungsverlauf zu jeder Kontaktierungsstelle während der Berührung steuert. In der Praxis wird dieses externe Gerät 1800 von einem Benützer derart verwendet, dass der gewünschte Displayinhalt über ein Eingabefeld 1806 am Gerät 1800 eingestellt wird und das Gerät 1800 diesen Inhalt während der Kontaktierung mit dem Etikett das Display des Etiketts dementsprechend einstellt.
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19 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dazu kann eine Einstellvorrichtung verwendet werden, wie sie anhand von 18 beschrieben ist.
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In einem Schritt 1910 wird eine Anzeigevorrichtung mit einer Frontplane und einer Backplane, beispielsweise die in 17 gezeigte Anzeigevorrichtung bereitgestellt. Die Anzeigevorrichtung weist Kontaktierungsstellen zum elektrischen Kontaktieren der Anzeigevorrichtung auf. Die Kontaktierungsstellen sind, beispielsweise über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, elektrisch leitend mit einer Mehrzahl von Gegenelektroden und einer Elektrode der Anzeigevorrichtung verbunden.
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In einem Schritt 1912 wird eine Einstellvorrichtung bereitgestellt, wie sie beispielsweise anhand von 18 beschrieben ist.
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In einem Schritt 1914 werden Gegenkontakte der Einstellvorrichtung auf die Kontaktierungsstellen der Anzeigevorrichtung aufgesetzt. Dazu können die Anzeigevorrichtung und die Einstellvorrichtung unter Durchführung einer Relativbewegung aufeinander zu bewegt werden. Wenn sich die Gegenkontakte und die Kontaktierungsstellen berühren, können von der Einstellvorrichtung elektrische Signale an die Kontaktierungsstellen übertragen werden, wodurch eine Darstellung der Bildsegmente der Anzeigevorrichtung eingestellt wird.
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In einem Schritt 1916 wird die Einstellvorrichtung von der Anzeigevorrichtung entfernt. Dazu können die Anzeigevorrichtung und die Einstellvorrichtung unter Durchführung einer Relativbewegung voneinander wegbewegt werden.
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20 zeigt eine schematische Darstellung eines graphischen Druckerzeugnisses 100 mit einer integrierten Anzeigevorrichtung 102 und einer Einstellvorrichtung 1800 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Gezeigt ist ein Substrat 104 des graphischen Druckerzeugnisses 100. Auf eine erste Oberfläche des Substrats 104 sind optional graphische Elemente 106 aufgedruckt worden, wie es durch den Pfeil 2021 angedeutet ist. Entsprechend dazu sind auf einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Substrats 104 optional weitere graphische Elemente 106 aufgedruckt worden, wie es durch den Pfeil 2023 angedeutet ist.
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Auf einen Bereich der zweiten Oberfläche des Substrats 104, der hier beidseitig an graphische Elemente 106 angrenzt, ist eine Frontplane mit einem Substrat 322 der Frontplane, die direkt auf die zweite Oberfläche des Substrats 104 aufgebracht ist, einer transparenten Elektrode 212, einem opto-elektrischen Medium 210 und einem Leitkleber 324 aufgebracht.
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Ferner ist eine Einstellvorrichtung 1800 gezeigt, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Backplane 430 für die Anzeigevorrichtung 102 aufweist. Im Unterschied zu der in 18 gezeigten Einstellvorrichtung weist die in 20 gezeigte Einstellvorrichtung 1800 somit zusätzlich oder anstelle der Gegenkontakte die Backplane 430 auf.
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Zum Einstellen einer Darstellung der Bildsegmente der Anzeigevorrichtung 102 wird die Backplane 430 der Einstellvorrichtung 1800 in Form eines externen Geräts auf die an dem Substrat 104 befestigte Frontplane aufgesetzt.
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Somit kann die Anzeigevorrichtung 102, beispielsweise in Form eines Displays, des graphischen Druckerzeugnisses 100, beispielsweise eines Etiketts, durch ein externes Gerät 1800 geladen werden. Im Vergleich zu der anhand von 18 beschriebenen Einstellvorrichtung beinhaltet das externe Gerät 1800 auch noch die Backplane 430. Das Etikett 100 trägt nur noch die Frontplane und nicht mehr die Backplane 430. Die Frontplane des Displays 102 ist integriert in das Etikett 100.
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Das Substrat 104 des Etiketts 100, das transparent sein sollte, wird entweder an der Ober- oder Unterseite graphisch bedruckt. Die Stelle, an die das Display 102 kommen soll, wird ausgespart.
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Die Frontplane kann nun entweder als gesamte Einheit von unten z. B. aufgeklebt werden, so dass die sichtbare Displayseite nach oben zum transparenten Etikettensubstrat 104 zeigt, oder Schicht für Schicht auf das Etikettensubstrat 104 aufgetragen werden. Der letztgenannte Fall hat den Vorteil, daß das Substrat 322 der Frontplane nicht benötigt wird, wenn die transparente Elektrode 212, die entweder strukturiert oder vollflächig ist, direkt auf das Substrat 104 des Etiketts 100 und das opto-elektrische Medium 210 direkt auf die Elektrode 212 aufgebracht werden kann. Der darauf folgende Leitkleber 324 ist optional.
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Wenn die Backplane 430, die an einem externen Gerät 1800 befestigt ist, die „offen“ liegende Seite der Frontplane berührt und dadurch ein entsprechender Stromfluss entsteht, kann der Inhalt des Displays 102 neu definiert werden. Sobald dies geschehen ist, wird das externe Gerät 1800 wieder entfernt.
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Um die „offene“ Seite der Frontplane zu schützen, sind unterschiedliche Maßnahmen denkbar.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Isolationsplättchen z. B. aus Silikon schützend über die „offene“ Seite der Frontplane darübergelegt werden. Z. B. durch den Leitkleber 324 haftet es an dem Etikett 100 und kann mehrmals entfernt werden, um das Gerät 1800 aufzusetzen, und anschließend jeweils wieder aufgebracht werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann sich die Backplane 430 des externen Geräts 1800 nach der Berührung der Frontplane, vom Gerät 1800 lösen und auf der Frontplane dauerhaft oder temporär haften bleiben. Beispielsweise kann dem Gerät 1800 anschließend eine neue Backplane automatisch oder manuell zugeführt werden, sodass das Gerät 1800 zur Einstellung des Inhalts eines weiteren graphischen Druckerzeugnisses eingesetzt werden kann.
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21 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In einem Schritt 2110 wird eine Frontplane mit zumindest einer Elektrode und einem opto-elektrischen Medium bereitgestellt. Dabei kann es sich beispielsweise um die in 20 gezeigte Frontplane handeln.
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In einem Schritt 2112 wird eine Einstellvorrichtung mit einer Backplane, wie sie beispielsweise anhand von 20 gezeigt ist, bereitgestellt.
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In einem Schritt 2114 werden die Backplane der Einstellvorrichtung und die Frontplane gegeneinander ausgerichtet und es wird elektrische Energie von der Einstellvorrichtung an zumindest eine Gegenelektrode der Backplane bereitgestellt, um das nun zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode angeordnete opto-elektrische Medium zum Anzeigen zumindest eines Bildsegments anzuregen.
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In einem Schritt 2116 werden die Frontplane und zumindest ein Teil der Einstellvorrichtung voneinander getrennt. Verbleibt die Backplane an der Einstellvorrichtung, so kann die Backplane anschließend zum Einstellen der Darstellung einer weiteren Anzeigevorrichtung verwendet werden.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.