显示设备及其制造方法与流程

1.本发明涉及一种用于在由飞行器机身容纳的内部空间中引导乘员的显示设备，所述显示设备设有布置在所述内部空间的壁区段处的支架装置并且设有至少一个显示器件，所述显示器件在运行时给所述内部空间的乘员传达至少一个视觉信息，其中所述至少一个显示器件可电运行或者是电运行的，并且其中所述至少一个显示器件能够连接或被连接到电源以进行运行。此外，本发明涉及一种用于制造相关的显示设备的方法以及一种配备有此类显示设备的飞行器。


背景技术：

2.例如已知此类显示设备作为紧急出口引导系统的组成部分，该显示设备帮助飞行器的乘客或机组成员到达疏散站，并且当在紧急状况下机舱内部直至乘客试图离开机舱的点都充满烟雾时是尤其有用的。
3.另外，已知来自飞行器的机舱的头部面板或者帘布轨道的头部件，它们例如在飞行器机舱中用于容纳帘布轨道同时在帘布轨道中被引导的分隔帘的上沿与位于所述分隔帘上方的机舱天花板之间的阻隔用和/或不透光的分隔装置。在此，另外还有如下可能性：将照亮的提示牌(例如出口提示牌)或卫生间的占用标志集成到该设备中。在此，此类出口提示牌和洗手间提示牌暂时用灯照亮，其中用普通的线缆来建立所需的到相关的飞行器中的数据和电源的连接。这要求在制造和安装中的较高耗费，所述耗费在飞行器中提供客户定制的机舱的情况下还将提高。例如在以往的信息面板中安装有三位数数量的零件，这些零件要求多个小时的装配时间。


技术实现要素：

4.在此背景下，本发明基于如下目的：提供一种显示设备，该显示设备帮助改进乘客在飞行器的机舱中的定向，所述显示设备可以简单地制造、安装和维护，并且可以在飞行器的紧急情况下无故障地运行。
5.根据本发明，这个目的通过具有权利要求1的特征的显示设备、通过具有权利要求13的特征的制造方法以及通过根据权利要求15所述的飞行器来实现。
6.据此提出了一种开篇所述类型的显示设备，其中所述至少一个显示器件设有至少一件式的层，在所述层处集成地设置有对于所述显示器件的运行所需的电路，并且其中所述电源由能够连接或被连接到所述层上的复合结构电池构成。
7.也就是说，在此借助于本发明根据至少一个复合结构电池、尤其层压的结构性的复合电池来照明如呈信息面板形式的显示设备。通过使用相关的(多个)电池自身，所连接的显示设备一方面可以几乎自给自足地运行，另一方面通过集成地形成该显示器件避免了手动安装和装配线缆束，这减少了在零件数量以及时间使用方面的总耗费。结合本技术，术语“电池”主要在可再充电的二次电池的意义上使用，其中适当地还可以是指不可再次充电的一次电池。
8.其他有利的实施方式在从属权利要求中展示。
9.于是，为了以允许简单操作的适合的方式替代常规的线缆束，在根据本发明的显示设备的一个有利的实施方式中，所述至少一件式的层可以形成为柔性的聚合物薄膜。
10.便利地，在根据本发明的显示设备的一个改进方案中，所述至少一件式的层可以集成有印刷导线和smd(表面安装设计，surface mounted design)构造元件，如led、电阻、逻辑芯片等。这两个构造元件尤其还可以集成电压调节器，以便操控在该至少一个层处的不同的照明器件。外观以及至相应飞行器的接口在此保持不变，这使得更换更简单。由于集成的电路板路径和led，根据本发明的显示设备在用所采用的复合电池结构照明方面甚至更灵活，并且在简单适配不同连接结构的意义上比常规的线缆束兼容性更强。
11.在根据本发明的显示设备的一个有利的实施方式中，所述至少一件式的层可以形成为多件式，从而可以将例如导线结构或构造元件准确设置在使用它们的地方，其中所述层的多个部分于是不仅在结构上而且在电方面上可以彼此连接并且可以分布式布置在所述支架装置处。但是尤其在装配耗费方面还可能有利的是，所述层一件式地形成。
12.在所述显示设备的关于其操作而言便利的实施方式中，所述至少一件式的层设有接口。经由例如呈插头形式的接口，该显示设备尤其能够连接或被连接到相应的电源，在此还可以建立数据连接，其中除了在适当时尽可能低的待实现的空间要求之外，该接口在设计方面基本上不受限制。在此，经由该接口还可以建立和/或调整到常规的和/或现有的结构上的连接。
13.在根据本发明的显示设备的一个有利的实施方式中，所述复合结构电池形成有层压的复合结构。在此使用的合成物(composites)因其高机械性能与次要物理功能的耦合而被视为是可多功能使用的。由于存储能量的能力，此类材料例如在系统层面上提供了显著的重量节省。层压的复合结构在此由正交各向异性(具有取决于方向的材料特性)材料层制造。其相对于常规材料的优点表现在例如更低的自身重量、高的比强度、出色的耐久度、高的刚度/重量比以及构造中的灵活性。在此，电池(单元)的层压的结构复合物的每个单独的层片承担作为电极、集流体或隔离层(分离器)的单独的功能。复合结构电池例如可以设计为，使其具有作为阳极的碳纤维、玻璃纤维隔离层、具有lifepo4的阴极、具有聚乙二醇的聚合的乙烯酯衍生物的电解质以及金属集流体。
14.在此在所述显示设备的一个有利的改进方案中，所述逐层构造的复合结构电池可以形成有一个或多个电池单元，所述电池单元分别具有带有阳极、隔离层和阴极的层压式层。如此可以提供可容易集成的、模块式构造的电池，其电功率可以借助于电池单元数量来控制，并且适当时还可以分布式布置。在此，在根据本发明使用的复合结构电池中，由于其机械特性和锂离子的容易储存，优选可以使用碳纤维作为电极。
15.在另一个实施方式中，所述一个或多个阳极以及所述一个或多个阴极可以形成为相应电池单元的具有碳纤维的极，所述极具有对应结构或具有涂层。碳纤维具有高刚度和强度，这提供了机械增强和对于进出电池单元的电子传输而言有利的导电特性。对于阳极而言，可以使用例如增强型碳纤维，而阴极可以由经涂覆的碳纤维组成。涂层在此可以包含基于锂
‑
金属氧化物(例如lifepo4)的颗粒。碳纤维自身不能用作为阴极的一部分，因为它们可能作为阳极起作用从而可能使电池短路。
16.为了避免短路并确保正负电极不分别与另一个电极发生接触，需要隔离层(分离
器)。分离器不传导电子，但是允许在电极之间传输离子。在该显示设备的另一个优选的实施方式中，因此，所述隔离层可以由玻璃纤维层压物或多孔聚乙烯构成。
17.但是现在为了能够在复合结构电池中使用碳纤维，就需要粘合剂来粘合纤维并构成复合电池。该粘合剂可以由固态电解质(sbe)、优选由聚合物构成，以便保证高模量和较强的离子传输特性。此外，此类的复合结构电池(如常规的锂离子电池)对湿气敏感，因此这些复合结构电池必须受到保护免受湿气影响。因此，在根据本发明的显示设备的一个优选的实施方式中，所述极分别具有固体电解质以便对碳纤维进行纤维连接，所述固体电解质优选由聚合物构成。
18.在该显示设备的一个改进方案中，所述集流体分别由用传导材料涂覆的热塑性塑料构成，因为所述电池或其电池单元必须经由集流体连接到外部电路。所述集流体安置在电极附近并且将能量从电极引导至耗电器。在锂离子电池中，负离子聚集在阳极处并且正离子聚集在阴极处。在放电期间，正离子通过电解质流到阳极，并且从阳极通过集流体通过外部电路流到阴极。在充电时，电子从阴极通过集流体流回，通过充电装置(具有更高电势的设备)通过集流体流到阳极。同时，正离子通过电解质流到阴极，直到到达已充电状态。
19.在一个优选的改进方案中，在此所述热塑性塑料可以为薄膜状聚碳酸酯，所述聚碳酸酯尤其借助于印刷方法而设有膏状银层。在此聚碳酸酯可以为挤出的聚碳酸酯薄膜，该聚碳酸酯薄膜形成为是阻燃的从而在适当时满足所要求的防火等级。此外，相关的聚碳酸酯可以以有利的方式无困难地进行印刷，例如通过丝网印刷方法或胶板印刷方法。通过相关地施加沉积的金属层，形成了传导性的集流体。
20.同样地，据此一种用于制造在由飞行器机身容纳的内部空间中引导乘员的显示设备的方法是上述目的的解决方案，其中支架装置能够被紧固在所述内部空间的壁区段处并且包括至少一个显示器件，所述显示器件在运行时给所述内部空间的乘员传达至少一个视觉信息，其中所述至少一个显示器件可电运行或者是电运行的，并且其中所述至少一个显示器件能够连接或被连接到电源以进行运行，其中所述至少一个显示器件设有至少一件式的层，在所述层处集成地设置有对于所述显示器件的运行所需的电路，并且其中所述电源由能够连接或被连接到所述层上的复合结构电池构成，其中所述方法包括以下步骤：
21.‑
提供至少一个具有碳纤维的阳极层、至少一个具有经涂覆的碳纤维的阴极层以及至少一个具有玻璃纤维或多孔聚乙烯的隔离层；
22.‑
将各个层层压；
23.‑
获得多功能电池单元，所述电池单元不仅能够用作为电池而且还能够用作为承重支架，其中在特征和其优点方面可以参考上述实施方式。
24.在本发明的方法中在有利的变体中，可以将多个电池单元组装并连接成总复合结构电池；可以给电池单元或电池的末端设置由经涂覆的热塑性塑料形成的集流体；可以将所述电池单元或电池充电并且测试电池功能；和/或可以将在适当时经充电的电池单元或电池集成到所述支架装置中或者布置在所述支架装置处。
25.最后，在本发明的意义上，设有根据本发明的显示设备的飞行器也是开篇所提出的目的的解决方案。
26.上面的设计方案和改进方案在有意义的情况下可以任意地彼此组合。本发明的其他可行的设计方案、改进方案和实现方式还包括本发明的在上文或在下文中关于实施例所
描述的特征的没有明确提及的组合。在此，本领域技术人员尤其还可将单独的方面作为改进内容或补充内容添加到本发明的相应的基础形式中。
附图说明
27.下面根据在示意性附图中给出的实施例来详细阐述本发明。在此，在部分极其示意性的视图中示出：
28.图1示出作为显示设备的常规(a)和本发明(b)的信息面板的平面的俯视图；
29.图2示出根据本发明的显示设备与设有层的显示器件和复合结构电池的分解视图的部分透视的俯视图；
30.图3a、图3b示出来自图2的具有支架装置和布置在其上的显示器件的显示装置的透视的正视图(图3a)以及相同的显示装置与可见地布置在其上并且在其上形成为层压的结构复合物的电池的背面视图(图3b)；以及
31.图4示出带有电极、隔离层和集流体的层压的复合结构电池的视图。
32.附图应当提供对本发明实施方式的进一步理解。附图阐明了实施方式并且与说明书相结合用于解释本发明的原理和概念。其他的实施方式和所提到的优点中的许多优点在考虑附图时得出。图中的元件并不一定是相对彼此按比例显示的。
33.在附图中，相同的、功能相同的和以相同方式起作用的元件、特征和部件，只要没有另外详细说明，就相应地设置有相同的附图标记。
具体实施方式
34.在图1中在图示(b)中可以看到整体用10标注的根据本发明的显示设备。在此为了将本发明的主题与常规显示设备进行区分，图1示出了两个相对的图示，一方面是常规的、当前使用的显示设备(图示(a))以及根据本发明的显示设备10(图示(b))。图1的显示设备10可以被布置为用于在由此处没有进一步展示的飞行器机身容纳的内部空间中引导乘员。相关的显示设备10分别设有支架装置12，该支架装置布置在内部空间的同样没有展示的壁区段处并且此外具有显示器件14，该显示器件在运行时给该内部空间的乘员传达至少一个视觉信息，其中该至少一个显示器件14能够电运行或者是电运行的，并且其中该至少一个显示器件14能够连接或被连接到电源30上以进行运行。显示器件14在此具有多个显示元件15a、15b，这些显示元件分别将不同信息传送给内部空间的乘员，其中所传达的信息不仅取决于相应的显示元件15的类型而且取决于其照明状态。
35.在当前情况下显示元件15a、15b一方面为可背光照明的用于出口的方向指示物，另一方面为对卫生间装置的图标化的提示牌，其照明状态指示相关的装置是空闲还是被占用。在图2和图3中可以更好地辨认出所提及的显示元件15a、15b。可以看到，图1的图示(a)的显示设备10在面向观察者的背面处设有大量的电路、接口、夹具和用于照明的装备，其不少数量必须在显著的装配时间内布置在支架装置12处。此外，用于图示(a)的显示设备10的电源30仅由线缆束接口18表示。
36.相反，在图一的图示(b)中可以看到本发明的显示设备10，一方面显示器件14设有至少一件式的层16，该层形成为柔性聚合物薄膜，在该层16处集成地设置有对于显示器件14的运行所需的电路。一件式的层16以其柔性聚合物薄膜施加在支架装置12的同样面向观
察者的背面处。
37.在此，电源30另外由层状的、能够连接到层16上的、形成有层压的复合结构的电池40构成，该电池在当前情况下形成并容纳在层16自身处。为了例如能够与飞行器的其他装置建立数据连接，或者为了能够持续地或以预定间隔对布置在层16处的电池40进行充电，层16用连接线缆22以其连接器连接到为此所需的机载电网上。
38.图2以分解视图示出根据本发明的显示设备10，使得单独的元件对于观察者而言可以简单地分辨。在此，在图2的下部区域中可以看到显示器件14的显示元件15a、15b，这些显示元件在其相应的使用位置中容纳在支架装置12的匹配的凹部17中。在支架装置12与显示元件15a、15b之间可以看到另外的紧固材料，用于将显示元件15a、15b固定在支架装置12处。对于图2的观察者，在支架装置12的上方可以看到，根据本发明的显示设备10的显示器件14设有在此一件式的层16，在该层处既布置有照明器件19a、19b以在需要时对应地背光照明对应的显示元件15a、15b，还设置有带有类型为层压的复合结构电池的层状电池40的电源30。
39.在此，在将层16布置在支架装置12处的情况下可以看到电池40设置在如下区域中，该区域以朝向对于观察者而言左侧的照明器件19b偏心地偏移的方式位于略平坦一些的照明器件19a上方的两个照明器件19b之间。为了适当地供应能量，在此电源30布置在如下位置，在该位置处，相应的照明器件19a、19b的电连接部重合。所提及的照明器件19a、19b在此可以看出形成有发光二极管。
40.此外，图2还示出了连接线缆22，借助于该连接线缆，层16可以连接到飞行器的未进一步展示的机载电网上，以建立电连接和/或数据连接。
41.在图3与图3a和图3b的这两个图示中，一方面在透视图示(图3a)中可以看到根据本发明的显示设备10的支架装置12，其中相应的显示元件15a、15b被插入到支架装置12的所属的凹部17中，从而在这个图示中位于其使用位置中。相反，图3b以后视图示出显示设备12的支架装置12，该视图露出了朝向显示器件14的层16的视角。在此例如可以看到属于显示元件15b的照明器件19b，该照明器件形成为层16的一部分。此外在该视图中面向观察者可以看到形成在层16处的具有层压的复合结构的电池40，如已经在图2中所看到的那样，该复合结构布置在属于显示元件15a的照明器件19a的区域中。
42.在此另外还可以看出，与根据本发明的显示设备10相关联的复合结构电池40在能量存储充足的情况下仅具有较小的空间要求，因为所展示的显示元件在背光照明下具有几十v的数量级上的供电要求。复合结构电池40在此在仅数微米的深度延伸范围下就已经能够提供几伏的电压，由此可以限制相关的空间要求。电源30在此可以将多个复合结构电池40连接到一起并且对其进行操控，因为所述电源设有未进一步展示的电压调节器34，该电压调节器又作为构造元件被集成到层16处。
43.在图4中所示的复合结构电池40的电池单元42用于展示作为电源30运行的电池40或其电池单元42的逐层构造。其层压的复合结构由正交各向异性材料形成的层制造，其中层压的电池单元42的每个层(层片)具有作为电极、集流体或隔离层(分离器)的单独的功能。对于观察者而言上方的层由嵌入到电解质47(sbe，固体电池电解质)中且构成负极(阴极44)的增强型碳纤维组成。下方的层包含嵌入到电解质47中且构成正极即阳极46的经涂覆的碳纤维。在阳极46和阴极44之间存在由玻璃纤维形成的隔离层45作为所谓的分离器。
44.此外，这种电池单元42或电池40必须经由集流体48a、48b连接到外部电路上。这些电池单元或电池与电极44、46紧密结合并且紧固到电极处并且将能量从电极传导至耗电器52。在锂离子电池中，负离子聚集在阳极处并且正离子聚集在阴极处。在放电期间，正离子通过电解质47流到阳极46，并且电子从阳极46通过集流体48a、48b通过外部电路50流到阴极44。在充电时，电子从阴极44通过集流体48b流回，通过未展示的充电装置(具有更高电势的设备)通过集流体48a流到阳极46。同时正离子通过电解质47流到阴极44，直到到达已充电状态。
45.也就是说，据此本发明尤其涉及一种用于在由飞行器机身容纳的内部空间中引导乘员的显示设备10，该显示设备设有布置在该内部空间的壁区段处的支架装置12并且设有至少一个显示器件14，该显示器件在运行时给该内部空间的乘员传达至少一个视觉信息，其中该至少一个显示器件14能够电运行或者是电运行的，并且其中该至少一个显示器件14能够连接或被连接到电源30上以进行运行。根据本发明提出，该至少一个显示器件14设有至少一件式的层16，在该层处集成地设置有对于该显示器件的运行所需的电路；并且电源30由能够连接或被连接到层16上的、逐层构造的至少一个复合结构电池40构成。
46.借助于根据本发明的显示设备10例如可以实现紧急出口系统，该紧急出口系统即使在受损或由发电机供电失效的情况下也通过电池32工作。此类系统是高度灵活的并且例如在特定的用户希望下在最后时刻仍实现适配。此外，在飞行器中所提供的标准化可以实现自动安装。
47.另外在此降低了重量、成本和全程运行时间，与常规结构的电路板路径和led存在良好的兼容性，另外还实现了重量和体积降低。
48.虽然在上文根据优选实施例描述了本发明，但是本发明并不限于这些实施例，而是能够以各种方式修改。本发明尤其能够以各种各样的方式改变或修改，而不背离本发明的核心。
49.附图标记列表
50.10 显示设备
51.12 支架装置
52.14 显示器件
53.15a，15b 形成在层处的显示元件
54.16 层
55.18 线缆束接口
56.19a，19b 发光器件
57.22 连接线缆
58.30 电源
59.34 电压调节器
60.40 电池
61.42 电池单元
62.44 阴极，极
63.45 隔离层(分离器)
64.46 阳极，极
65.47 电解质
66.48a，48b 集流体
67.50 外部电路
68.52 耗电器