Ein derartiger Flachbildschirm ist aus der DE-PS 195 40 363 bekannt. Bei dem nach dem Stande der Technik bekannten Flachbildschirm sind die optischen Wellenleiter gitterförmig an der Rückseite des Flachbildschirmes angeordnet und haben entlang ihrer Längsausdehnung gleichmäßig verteilt angeordnete Auskoppelstellen. Somit bilden die Auskoppelstellen eine matrixförmige Anordnung von Bildpunkten. Jeweils ein Ende jedes Wellenleiters ist mit einer Halbleiter-Lichtquelle verbunden. Die Lichtquellen oder die Auskoppelstellen sind so ansteuerbar, daß sie Licht einer Farbe oder verschiedenfarbiges Licht abstrahlen. Durch eine schnelle zeitliche Aneinanderreihung der aus den Auskoppelstellen nacheinander in den Betrachtungsraum austretenden Lichtanteile unterschiedlicher Intensität entsteht im Auge der Eindruck eines Bildes, das im Falle der Farbmodulation bunt ist. Die erforderliche Lichtmodulation erfolgt entweder an den Halbleiterlichtquellen selbst oder mittels Modulatoren, die den einzelnen Auskoppelstellen zugeordnet sind, d. h. also ebenfalls matrixförmig verteilt angeordnet sind.

Ein wesentlicher Nachteil des vorbekannten Flachbildschirmes besteht darin, daß die optischen Wellenleiter in Bezug zueinander und in Bezug auf den Bildschirm ortsfest angeordnet sind, so daß der Flachbildschirm zwangsläufig

eine feste äußere Form hat und behalten muß, die nicht veränderbar ist. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß eine Vielzahl von Auskoppelstellen seriell hintereinander entlang jedem Wellenleiter angeordnet sind, so daß an jeder Auskoppelstelle entweder nur ein kleiner Bruchteil des eingestrahlten Lichts abgestrahlt werden kann oder die Abstrahlung der vollen Lichtmenge nur in größeren zeitlichen Abständen möglich ist. Ein weiterer Nachteil besteht schließlich darin, daß die den Lichtaustritt an den Auskop- pelstellen modulierenden Modulatoren dem engen Raster der Matrix entspre- chend eng angeordnet werden müssen, woraus sich Probleme im Hinblick auf die enge Anordnung der Ansteuerleitungen und im Hinblick auf die Abfuhr von Verlustwärme ergeben.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Flachbildschirm zu schaffen, der in seinem Aufbau vielseitig variabel ist und an jedem Bildpunkt zu jeder Zeit eine hohe Lichtstärke abstrahlen kann, wobei jeder Bildpunkt zwecks Bilderzeugung und Farbgebung problemlos modulierbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem Flachbildschirm der eingangs genannten Art vor, daß die Endbetrachtungs- fläche des Bildschirmes aus einer Vielzahl von untereinander gleichartigen Anzeigemodulen zusammengesetzt ist, in denen jeweils eine Gruppe von Bildpunkten zusammengefaßt ist, wobei die Anzeigemodule jeweils gesondert über flexible oder teilflexible Lichtwellenleiter mit gesondert zu jedem Anzeigemodul gehörenden Halbleiterlichtquellen verbunden sind und in die zu jedem Anzeigemodul führenden Lichtwellenleiter eine Lichtmodulatoren- anordnung eingeschaltet ist.

Durch den modularen Aufbau des Bildschirmes aus verhältnismäßig kleinen Anzeigemodulen, in denen eine Gruppe von Bildpunkten, z. B. jeweils 400 Bild- punkte, zusammengefaßt sind, ist es in Verbindung mit den flexiblen oder teilflexiblen Lichtwellenleitern auf einfache Weise möglich, dem Anzeigefeld des Flachbildschirmes unter Verwendung der Anzeigemodule jede beliebige Form zu geben, was beispielsweise dadurch geschehen, kann, daß die Anzeige- module anders gruppiert werden.

Dadurch, daß jedes Anzeigemodul seine eigene Halbleiterlichtquelle hat und jedem Modul zu jeder Zeit die volle Lichtleistung dieser Lichtquelle zur Ver- fügung steht, ergibt sich eine außerordentlich hohe Leistungsdichte über den gesamten Flachbildschirm, die darüber hinaus zu jeder Zeit zwecks Bild- und/oder Farberzeugung in vollem Umfange modulierbar ist. Dadurch, daß die zu jedem Anzeigemodul gehörige Lichtmodulatorenanordnung in die flexiblen oder teilflexiblen Lichtwellenleiter zwischen jedem Anzeigemodul und der zugehörigen Halbleiterlichtquelle eingeschaltet ist, ist es leicht möglich, die Lichtmodulatorenanordnung und deren Ansteuerung an geeigneter Stelle im Raum zwischen dem Anzeigefeld und der Halbleiterlichtquelle zu plazieren. Man ist also im Hinblick auf die Anordnung die Modulatoren nicht mehr auf die enge Matrix der Endbetrachtungsfläche des Bildschirmes angewiesen, sondern kann die Lichtmodulatoren und deren Ansteuerung so im Raum verteilen, daß sowohl die Ansteuerung als auch die Abführung der Verlustwärme problemlos bewerkstelligt werden können.

Die Modulationszellen innerhalb der Lichtmodulatorenanordnung brauchen nicht einmal eine Matrixanordnung zu haben, sondern können völlig beliebig, erforderlichenfalls sogar unregelmäßig angeordnet werden. Auf diese Weise können ohne Qualitätsverlust auch solche Lichtmodulatorenanordnung ein- gesetzt werden, die eine unregelmäßige Struktur haben, beispielsweise, weil es bei der Herstellung zu Problemen gekommen ist.

Auch ist es problemlos möglich, in einer Lichtmodulatorenanordnung eine Anzahl von Ersatzmodulationszellen vorzusehen, die im Bedarfsfall aktiviert werden können, z. B. wenn es beim Bereich der normalen Modulationszellen zu Ausfällen gekommen sein sollte.

Etwas ähnliches gilt im Hinblick auf die Anordnung der Halbleiterlichtquellen.

Auch diese können so im Raum verteilt werden, wie es die Energiezufuhr, die Ansteuerung und die Ableitung der Verlustwärme erfordern.

Als Halbleiterlichtquellen werden vorzugsweise LED oder Diodenlaser ver- wendet, wobei die Halbleiterlichtquellen für jedes Anzeigemodul mindestens drei LED oder drei Diodenlaser in den Farben Rot, Grün und Blau aufweisen.

Solche Halbleiterlichtquellen zeichnen sich durch eine sehr hohe Leuchtdichte aus und können auf einfache Art und Weise gesteuert werden.

Vorzugsweise strahlen die Halbleiterlichtquellen gepulstes Licht ab. Hierdurch kann die Lichtleistung zeitlich erheblich erhöht werden, ohne auf eine entsprechend erhöhte Dauerstrichleistung im Versorgungsbereich angewiesen zu sein.

Durch die Freiheit, daß die Lichtmodulatoren und die Entbetrachtungsfläche nicht die gleiche Anordnung und Geometrie haben müssen, können für die Modulation des Lichtstromes unterschiedliche, bekannte Modulatorenanord- nungen verwendet werden, beispielsweise LCD, elektrostatische, elektro- akustische oder mechanische Modulatoren.

Die Erfindung macht es aber auch möglich, für diesen Flachbildschirm erstmals optische Keramiken als Modulatoren einzusetzen, bei denen das Verhältnis zwischen aktiver und passiver Fläche schlecht ist, weil zwischen den modulierten Flächen große Abstände eingehalten werden müssen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht deshalb vor, daß die Modulatorenanordnungen jeweils als PLZT-Festkörper-Array mit einer Vielzahl von Modulationszellen und einer ITO-Ansteuerung ausgebildet sind. Bei PLZT handelt es sich um eine elektrooptische Oxidkeramik auf der Basis von Blei- Lanthan-Zirkonat-Titanat, deren aktive Flächen mittels ITO-Elektroden ansteuerbar sind. Bei ITO handelt es sich um einen Oxidhalbleiter auf der Basis von Indiumoxid und Zinnoxid. Ein solches PLTZ-Festkörper-Array mit ITO- Ansteuerung arbeitet verlustarm, effizient und praktisch verschleißfrei. Der Nachteil eines solchen Festkörper-Modulators, der im wesentlichen in der Einhaltung großer Abstände zwischen den aktiven Schaltflächen liegt, spielt beim Flachbildschirm gemäß der Erfindung wegen der beweglichen und beliebigen Anordnung der Lichtwellenleiter keine Rolle.

Gegebenenfalls kann pro Anzeigemodul ein PLZT-Festkörper-Array vorgesehen sein, dessen Modulationszellen zeitlich versetzt die Farben rot, grün und blau schalten. Bei dieser Anordnung kommt man pro Anzeigemodul mit einem einzigen PLZT-Festkörper-Array aus.

Alternativ können pro Anzeigemodul auch drei PLZT-Festkörper-Arrays vor- gesehen sein, die parallel ansteuerbar sind und von denen jedes eine Farbe Rot, Grün oder Blau schaltet. Bei dieser Anordnung wird die erforderliche Schaltfrequenz um den Faktor 3 geringer.

Zweckmäßig ist weiterhin vorgesehen, daß die Anzeigemodule in einem Bild- schirmrahmen angeordnet sind, der eine Vielzahl von matrixförmig angeord- neten Modulaufnahmen aufweist. Ein solcher Bildschirmrahmen gestattet es, die einzelnen Anzeigemodule schnell und einfach zu einem Flachbildschirm zusammenzusetzen.

Zweckmäßig sind die Anzeigemodule in die Modulaufnahmen des Bildschirm- rahmens einrastbar. Hierdurch können die einzelnen Anzeigemodule schnell montiert und ggf. auch wieder demontiert werden, beispielsweise um ausge- tauscht oder in der Anordnung verändert zu werden.

Alternativ ist natürlich möglich, die in dem Bildschirmrahmen angeordneten Anzeigemodule miteinander und/oder mit den Modulaufnahmen des Bild- schirmrahmens zu verkleben.

Um bestimmte Betrachtungseffekte zu erzielen, kann es unter Umständen zweckmäßig sein, die einzelnen Bildpunkte mit einer optischen Folie abzu- decken, von denen das Licht in einer bestimmten Richtung oder Winkel abgestrahit wird.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß eine Vielzahl von Bildpunkten zur Bildung eines Anzeigemoduls nebeneinander auf eine optische Folie aus verformbarem Material aufgeklebt sind. Hierdurch bleibt das Modul in sich verformbar, so daß es möglich ist, Flachbildschirme mit beliebig geformten Oberflächen herzustellen.

Gegebenenfalls können die Bildpunkte der Anzeigemodule auch unmittelbar von den Endflächen der beweglich bleibenden Lichtleitfasern gebildet werden.

In diesem Falle ergibt sich ebenfalls eine frei gestaltbare Bildschirmoberfläche, die den verschiedensten Gesichtspunkten Rechnung tragen.

Die Bildpunkte können ggf. auch jeweils aus transparenten, pyramidenstumpfförmigen Festkörpern bestehen, in die von einer Seite her die Lichtwellenleiter einmünden und die an der gegenüberliegenden Seite mit einer lichtstreuenden Oberfläche versehen sind. Zur Bildung eines Anzeigemoduls aus solchen Bildpunkten kann eine Vielzahl von solchen Festkörpern mit geeigneten Hilfsmitteln zusammengefügt werden.

Schließlich ist es auch möglich, daß die Bildpunkte eines Anzeigemoduls nebeneinander auf einer transparenten Platte angeordnet sind, wobei in dieser Platte von einer Seite her und für jeden Bildpunkt gesondert Lichtwellenleiter einmünden, während die Platte an der gegenüberliegenden Seite mit einer lichtstreuenden Oberfläche versehen ist. Diese Platte mit den angeschlossenen Lichtwellenleitern bildet dann das Anzeigemodul.

Um den Flachbildschirm gemäß der Erfindung zusätzlich gegen mechanische Beschädigungen oder Erschütterungen unempfindlich zu machen, können die flexiblen oder teilflexiblen Lichtwellenleiter nach ihrer Zuordnung und der dreidimensionalen Anordnung ganz oder teilweise in eine aushärtende Masse eingebettet werden.

Gegebenenfalls können die Lichtwellenleiter im Bereich zwischen den Halb- leiterlichtquellen und den Lichtmodulatorenanordnungen jeweils von einem Festkörper gebildet werden, der eine die Lichtwellenleiter bildende drei- dimensionale lichtleitende Struktur aufweist. Diese Festkörper können bei- spielsweise aus durchsichtigem Glas, einem durchsichtigen Polymer oder ähnlichen Stoffen bestehen, in deren Volumen durch entsprechende physika- lische Behandlung lichtleitende Strukturen als Lichtwellenleiter ausgebildet werden. Falls diese Festkörper verwendet werden, muß natürlich die räumliche Lage der Halbleiterlichtquellen einerseits und der Lichtmodulatorenanordnungen andererseits vorher entsprechend definiert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeich- nung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 : einen Bildpunkt in vertikalem Schnitt, stark vergrößert ; Fig. 2 : die stark vergrößerte Ansicht der Endbe- trachtungsfläches eines Anzeigemoduls, welches aus einer Vielzahl von Bildpunk- ten zusammengesetzt ist ; Fig. 3 : die gleiche Ansicht wie Fig. 2, jedoch in Originalgröße ; Fig. 4 : perspektivisch/schematisch ein Anzei- gemodul und dessen Anordnung in einem den Flachbildschirm umgebenden Rah- men ; Fig. 5 : perspektivisch/schematisch die Lichtver- sorgung und Ausbildung eines Anzeige- modules in einer ersten Ausführungsform ; Fig. 6 : perspektivisch/schematisch die Lichtver- sorgung und die Ausbildung eines Anzei- gemoduls in einer zweiten Ausführungs- form ; Fig. 7 : perspektivisch/schematisch die Lichtver- sorgung und die Ausbildung eines Anzei- gemoduls in einer dritten Ausführungs- form ; Fig. 8 : perspektivisch/schematisch die Lichtver- sorgung und die Ausbildung eines Anzei- gemoduls ein einer vierten Ausführungs- form ; Fig. 9 : schematisch im Schnitt die Ausbildung und Anordnung eines Anzeigemoduls in einer fünften Ausführungsform.

Fig. 10 : schematisch im Schnitt die Ausbildung eines Bildpunktes in einer gegenüber der Fig. 1 abgewandelten Ausführungsform ; Fig. 11 : schematisch im Schnitt die Ausbildung eines Anzeigemoduls in einer weiterhin abgewandelten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist ein Bildpunkt in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Bildpunkt 1 weist einen Bildpunkttragkörper 2 auf, der an seiner Sichtseite mit einem konkaven Reflektor 3 versehen ist, an dessen tiefster Stelle ein optischer Wellenleiter in Form einer Lichtleitfaser 4 ausmündet. Auf der Sichtseite ist der Reflektor 3 von einer optischen Folie 5 abgedeckt, mit deren Hilfe das Austrittsende der Lichtleitfaser 4 über die Sichtfläche gleichmäßig verteilt abgebildet wird. Dabei kann die optische Folie 5 bevorzugte Abstrahlwinkel aufweisen.

Der Bildpunkttragkörper 2 ist nach hinten pyramidenstumpfförmig verjüngt ausgebildet, so daß bei matrixförmiger Aneinanderreihung der Bildpunkte neben-und übereinander zwischen den einzelnen Bildpunkttragkörper 2 Freiräume verbleiben, die sich nach hinten keilförmig erweitern und zur Aufnahme von Verbindungsmitteln z. B. in Form eines geeignete Klebers dienen.

Eine große Anzahl, z. B. 400, von solchen neben-und übereinander ange- ordneten Bildpunkten 1 sind zu einem Anzeigemodul 6 zusammengefügt (vgl.

Fig. 2 und 3). Die zusammengefügten Bildpunkte 1 befinden sich an der Vorderseite des Anzeigemoduls 6 und bilden dort gemeinsam die quadratische, randlose Endbetrachtungsfläche des Anzeigemoduls 6. Hinter dieser Endbetrachtungsfläche 7 des Anzeigemoduls 6 weist das Anzeigemodul 6 einen Modultragkörper 8 auf, der sich nach hinten pyramidenstumpfförmig verjüngt und im Bereich seiner Seitenwände mit Rastlöchern 9 versehen ist.

Zur Zusammenfügung einer großen Anzahl (z. B. 1200) von Anzeigemodulen 6 zu einem Flachbildschirm ist ein Bildschirmrahmen 10 vorgesehen, der mit einer entsprechenden Anzahl von matrixförmig angeordneten Modulaufnahmen 11

versehen ist. In diese Modulaufnahmen 11 sind die einzelnen Anzeigemodule 6 unmittelbar aneinandergrenzend einsetzbar und fixierbar, so daß sich auf der Sichtseite eine ununterbrochene Endbetrachtungsfläche ergibt. Die Fixierung der einzelnen Anzeigemodule 6 in den Modulaufnahmen 11 erfolgt dadurch, daß entsprechende Rastvorsprünge in den Modulaufnahmen 11 in die Rast- löcher 9 der Modulträger 8 einrasten. Alternativ können auch die keilförmigen Zwischenräume zwischen den benachbarten Modulkörpern 8 mit einem geeigneten Kleber gefüllt werden. Ebenso können die einzelnen Modulkörper 8 mit den Modulaufnahmen 11 des Bildschirmrahmens 10 verklebt werden.

Die Bildpunkte 1 werden von Halbleiterlichtquellen 12 und 13 und 14 mit Licht versorgt (vgl. Fig. 5-8). Diese Halbleiterlichtquellen arbeiten vorzugsweise mit einer hohen Frequenz gepulst.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, wird das von den Halbleiterlichtquellen 12,13,14 abgestrahlte Licht zunächst einer Optik 15 für die Homogenisierung des Lichtstromes zugeführt und von dort in ein flexibles oder halbflexibles Lichtleitfaserbündel 16 mit 400 Einzelfasern eingespeist und von diesem einer Lichtmodulatorenanordnung 17 zugeführt. Die Lichtmodulatorenanordnung 17 ist bei allen Ausführungsbeispielen als PLZT-Festkörper-Array mit ITO- Ansteuerung ausgeführt und weist insgesamt 400 Modulationszellen auf. Jede Modulationszelle der Lichtmodulatorenanordnung 17 ist an eine Lichtleiffaser aus dem Lichtleitfaserbündel 16 angeschlossen. Von jeder Modulationszelle der Lichtmodulationsanordnung 17 führen Lichtleitfasern 4 zu den einzelnen Bildpunkten 1, wobei auch hier die einzelnen Lichtleiffasern 4-zumindest über einen Teil der Lange-zu einem flexiblen oder teilflexiblen Lichtleiffaserbündel zusammengefaßt werden können.

Bei dieser Ausbildung des Anzeigemoduls 6 und der Lichtversorgung werden die Farben Rot, Grün und Blau zeitlich aufeinanderfolgend moduliert.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 5 dadurch, daß für jede Farbe eine gesonderte Lichtmodulationsanordnung 17 verwendet wird. Dementsprechend benötigt man hier drei Lichtleitfaserbündel 16. Außerdem ist jeder Bildpunkt 1 mit drei

Lichtleitfasern 4 verbunden, die jeweils gesondert mit der zu jeder Farbe gehörenden Lichtmodulatorenanordnung 17 verbunden sind, und zwar für jede Farbe extra. Hierdurch ist es möglich, die drei Farben Rot, Grün und Blau parallel anzusteuern, so daß-verglichen mit der Ausbildung gemäß Fig. 5-eine um den Faktor drei niedrigere Schaltfrequenz erforderlich ist. Allerdings benötigt man bei dieser Ausführungsform dreimal so viele Lichtleitfasern.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 unterscheidet sich vom Ausführungs- beispiel nach Fig. 6 dadurch, daß hier jeder Bildpunkt 1 in Unterbildpunkte 1a, 1b und 1c unterteilt ist, von denen jeder für eine Farbe Rot, Blau oder Grün zuständig ist und die mit der zu dieser Farbe gehörenden Lichtmodula- torenanordnung 17 über Lichtleitfasern 4 verbunden ist.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 entspricht im Hinblick auf die Licht- versorgung dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5. Hier sind jedoch die einzel- nen Bildpunkte 1 lose angeordnet und werden von den Endflächen der ein- zelnen Lichtleitfasern 4 gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das For- mat des Anzeigemoduls 6 jederzeit beliebig variiert werden.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, können die einzelnen Bildpunkte 1 ggf. auch nebeneinander auf eine optische Folie 18 aufgeklebt werden, die elastisch verformbar ist. Hierdurch ergibt sich eine flexible Betrachtungsfläche des Anzeigemodules 6, die jeder beliebigen Raumform angepaßt werden kann.

Wesentlich ist bei allen Ausführungsformen, daß die Lichtleitfasern 4 und Lichtleitfaserbündel 16 flexibel oder teilflexibel ausgebildet sind, so daß die Bildpunkte 1 bzw. die aus Bildpunkten 1 zusammengesetzten Anzeigemodule 6 und die Modulatoranordnungen 17 bzw. die Halbleiterlichtquellen 12,13,14 räumlich voneinander entkoppelt sind.

Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, kann der Bildpunkt 1 ggf. auch aus einem transparenten, pyramidenstumpfförmigen Festkörper 20 bestehen, in den von einer Seite her der Lichtwellenleiter in Form einer Lichtleitfaser 4 einmündet und der auf der anderen Seite mit einer lichtstreuenden Oberfläche 21 versehen ist. Das transparente Material dieses Festkörpers hat einen höheren

Brechnungsindex als Luft, so daß an den Seiten Totalreflexion auftritt. Eine Vielzahl von solchen Festkörpern 20 kann mit geeigneten Hilfsmitteln zu einem Anzeigemodul zusammengefaßt werden.

Bei dem in Fig. 11 dargestellten Anzeigemodul befinden sich die einzelnen Bildpunkte 1 auf einer durchgehenden Platte 23 aus transparentem Material. In diese Platte 23 münden von einer Seite her, und zwar für jeden Bildpunkt 1 gesondert, Lichtwellenleiter in Form von Lichtleitfasern 4 ein. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die transparente Platte 23 mit einer ebenfalls transparenten, lichtstreuenden Oberfläche 24 versehen, die als Endbetrachtungsfläche dient. Das Anzeigemodul erhält hier seinen Zusammenhalt durch die Platte 23.

Bei allen Ausführungsbeispielen können die flexiblen oder teilflexiblen Lichtwellenleiter 4,16 nach ihrer Zuordnung und der dreidimensionalen Anordnung ganz oder teilweise in eine aushärtende Masse eingebettet werden.

Hierdurch wird der Flachbildschirm gemäß der Erfindung unempfindlicher gegen mechanische Verletzungen und Erschütterungen.

Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen können die Lichtwellenleiter 16 im Bereich zwischen den Halbleiterlichtquellen 12,13,14 und den Lichtmodulatorenanordnungen 17 jeweils von einem Festkörper gebildet werden, der eine die Lichtwellenleiter bildende dreidimensionale lichtleitende Struktur aufweist.