Мобильный дисплей

Устройство предназначено для информирования людей - сторонних наблюдателей, путем создания статического или динамического изображения в окнах транспортного средства, передвижного киоска, магазина или другого объекта.
Известен мобильный дисплей, интегрированный в систему Samsung Safety Truck [1], состоящий из четырех больших экранов, установленных в одной плоскости на задних дверях грузового автомобиля. Экраны, обращенные назад по ходу движения грузового автомобиля, показывают изображение дороги перед грузовым автомобилем на уровне глаз водителя легкового автомобиля, следующего за грузовиком. Это устройство информирует водителей о дорожной ситуации перед грузовиком, которое от него скрыто. Недостатками данного устройства являются высокая стоимость и энергопотребление экрана большой площади, и необходимость очистки экрана от дорожного загрязнения.
Известен тонкий двухсторонний дисплей “Two-Sided  OLED TV” [2], предназначенный для формирования изображений на обеих сторонах экрана. Недостатком данного устройства является его высокая стоимость, обусловленная применением OLED матриц.
По структуре и дизайну наиболее близким к заявленному устройству является искривленный дисплей [3], края которого выгнуты в сторону наблюдателя для лучшего восприятия изображения, однако конструктивно выполнено как жесткая панель, не предусматривающая адаптацию к искривленной поверхности окна транспортного средства или витрины магазина.
Известен мобильный дисплей [4] (Патент на изобретение RU  2671053), представляющий собой многослойную структуру, имеющую с лицевой стороны пластичную клейкую линзу, которая служит для заполнения пространства между экраном дисплея и изогнутым окном транспортного средства (магазина или киоска), а также для прикрепления дисплея к поверхности окна. Недостатком данного устройства является низкая технологичность конструкции, требующая изготовления трудоемкого дополнительного элемента (линзы).
Мобильный дисплей является аппаратной частью Мобильной системы информирования [5] (патент на изобретение RU  2659956) и предназначен для информирования людей путем создания динамического и статического изображения в окне транспортного средства, передвижного киоска или магазина.
Для этого дисплей выполнен из тонких листовых компонентов, скрепленных по периметру материалом. Ему заранее придается форма для соответствия поверхности окна без повреждений его компонентов и искажений воспроизводимого изображения. Лицевая сторона дисплея соединяется с поверхностью окна клеевым составом и/или другим прозрачным материалом для полного устранения воздушной прослойки и улучшения качества изображения.
Также известен мобильный гибкий дисплей [6] (Патент на изобретение RU  2664822  Мобильный гибкий дисплей), состоящий из тонких листовых компонентов, скрепленных по периметру эластичной рамой, который допускает упругую деформацию и смещение краев многослойной структуры дисплея без повреждений его компонентов и критичных для восприятия искажений воспроизводимого изображения.
Общим недостатком перечисленных конструкций [4] и [6] является недостаточная яркость изображения из-за световых помех (яркого солнечного света) в варианте использования ЖК матрицы.
Цель полезной модели – повышение качества изображения за счет:
внедрения электрических пленок с управляемой переменной светопропускаемостью или стекол с управляемой переменной светопропускаемостью [7] в конструкцию мобильного дисплея для уменьшения нагрева устройства и использования отраженного света извне для подсветки жидкокристаллической матрицы.
Устройство может быть реализовано с использованием доступных жидкокристаллических матриц, предназначенных для формирования изображения.
Под словосочетанием «качество изображения» подразумевается сочетание характеристик изображения получаемого от устройства отображения, в данном случае от мобильного дисплея, установленного на стекле, которыми являются яркость, равномерность яркости, контрастность изображения и угол обзора изображения с устройства отображения, а так же отсутствие оптических эффектов, возникающих, например, от внутреннего отражения света, диффузного отражения света, интерференции, дифракции, эффектов возникающих при прохождении света через среды с различным показателем преломления  и мешающих воспринимать изображение с устройства отображения.
Так как мобильный дисплей имеет в своей конструкции жидкокристаллическую матрицу, сильный нагрев этих элементов приводит к появлению темных пятен или иных дефектов, которые могут повлиять на качество изображения. Для предотвращения возникновения подобных дефектов используются электрические пленки с управляемой переменной светопропускаемостью или стекла с управляемой переменной светопропускаемостью.
На фиг. 1  показан пример размещения мобильного дисплея внутри транспортного средства. Дисплей размещён с внутренней стороны окна.
На фиг. 2  - вид сзади, изнутри транспортного средства.
На фиг. 3-7 показано сечение дисплея, выполненного на основе жидкокристаллической матрицы с фронтальной (direct) подсветкой.
На фигурах 1-2 приняты следующие обозначения:
А – транспортное средство, в данном случае легковой автомобиль.
1 – мобильный дисплей.
2 – слой из прозрачного клея и/или другого прозрачного материала.
На фигурах 3-7 компоненты дисплея (1) обозначены следующим образом:
2 – слой из прозрачного клея и/или другого материала.
1.1 - жидкокристаллическая матрица, формирующая изображение.
1.2  – гибкая светопроводящая и светорассеивающая панель.
1.3а – пространство, заполненное газом/вакуумом.
1.3б – пространство, заполненное прозрачным материалом.
1.3в – отдельные рассеивающие линзы на каждый источник света.
1.3г – линзы на каждый источник света, выполненные в виде единой пластины.
1.3д – линза Френеля или другая плоская рассеивающая линза.
1.4а - источник света в виде 2n матрицы из большого количества точечных источников, например, светодиодов, прикрепленных к зеркальной поверхности гибкого основания 1.5.
1.4б - гибкий протяженный источник света, расположенный по периметру панели 1.2, состоящий из большого количества точечных источников света, прикрепленных к о теплоотводящей поверхности основания 1.5.
1.4в – внешняя гибкая электрическая пленка или стекло с управляемой переменной светопропускаемостью, расположенная перед жидкокристаллической матрицей 1.1.
1.4г – внутренняя гибкая электрическая пленка или стекло с управляемой переменной светопропускаемостью, расположенная за жидкокристаллической матрицей 1.1.
1.5 – основание, представляющее собой заднюю стенку дисплея.
1.6 – рамка дисплея.
Клеевой состав и/или другой прозрачный материал (2) заполнят пространство между лицевой стороной мобильного дисплея (1) и поверхностью окна, что улучшает качество изображения за счет устранения переотражений. Прозрачный слой (2) имеет коэффициент преломления света близкий коэффициенту преломления материала окна транспортного средства А.
Первый вариант реализации мобильного дисплея представлен на фиг. 3 - 7, где изображено его сечение.  Жидкокристаллическая матрица (1.1), находящаяся между двух гибких электрических пленок или стекол с управляемой переменной светопропускаемостью (1.4в, 1.4г), помещенная на светорассеивающую панель (1.2), за которой следует оптически прозрачный и/или расфокусирующий слой (1.3а-1.3д), затем - светоизлучающая матрица (1.4а), состоящая из большого количества источников света, например, светодиодов, прикрепленных к отражающей поверхности задней стенки дисплея (1.5), которая представляет собой теплопроводящий упругий лист, выполненный, например, из металла с отражающей поверхностью со стороны массива источников света (1.4а). Его обратная поверхность имеет высокую эмиссионную способность для эффективного излучения тепла, выделяемого источником/источниками света.
Оптически прозрачный и/или расфокусирующий слой (1.3а-1.3д) может быть выполнен в виде комбинации представленных на рисунках способов: пространство, заполненное газом/вакуумом и/или прозрачным материалом и/или рассеивающие линзы, выполненные в виде единой пластины или отдельно и/или плоская рассеивающая линза и/или других способов расфокусирования света и/или заполнения пространства.
Второй вариант реализации мобильного дисплея представлен на фиг.8.  жидкокристаллическая матрица (1.1 находящаяся между двух гибких электрических пленок или стекол с управляемой переменной светопропускаемостью (1.4в, 1.4г),  размещенная на светопроводящей и светорассеивающей панели (1.2), торцы которой снабжены протяженным источником света (1.4б) по периметру панели 1.2. Протяженный источник света (1.4б) прикреплен к отражающей теплоотводящей поверхности основания 1.5.
Мобильный дисплей работает следующим образом. В выключенном состоянии или в режиме ожидания обе электрические пленки или стекла с управляемой переменной светопропускаемостью (1.4в, 1.4г), выключены и не пропускают свет извне внутрь конструкции изделия, не давая конструкции нагреваться от солнечного света. При включении изделия внешняя пленка или стекло(1.4в) включается, свет извне проходит через жидкокристаллическую матрицу (1.1), на которой сформировано изображение на лицевой поверхности дисплея (1), и отражается обратно от выключенной внутренней пленки или стекла(1.4г), полученное изображение через прозрачный слой (2) и окно транспортного средства А передается для восприятия наблюдателям снаружи. В данном случае подсветка (1.4б, 1.4а) имеет вспомогательную функцию, дополнительно подсвечивая изображение.
В темное время суток при включении устройства обе пленки или стекла (1.4в, 1.4г) включаются, позволяя подсветке (1.4б, 1.4а) беспрепятственно освещать сформированное изображение на жидкокристаллической матрице (1.1).
Слой из прозрачного клея и/или другого прозрачного материала (2) служит для устранения воздушной прослойки между жидкокристаллической матрицей дисплея и окном, что улучшает качество изображения за счет устранения переотражений света между поверхностями дисплея и окна.
Использованные источники:
1. Экраны на грузовиках Samsung спасают жизни
https://galaxystore.ru/news/ekrany-na-gruzovikakh-samsung-spasayut-zhizni/
2. LG Unveils the Two-Sided 111-Inch OLED TV at IFA 2015
https://www.trinitynewsdaily.com/ifa-2015/3678/
3. EP 2 730 966 A1, Curved liquid crystal display device.
4. RU 2671053, Мобильный дисплей.
5. RU 2659956, Мобильная система информирования.
6. RU 2664822, Мобильный гибкий дисплей.
7. Умное стекло
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BA%D0%BB%D0%BE