DE2604462A1

DE2604462A1 - Blendfreier rueckspiegel

Info

Publication number: DE2604462A1
Application number: DE19762604462
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Phys Krueger; Helmut Dipl Phys Oster
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-02-05
Filing date: 1976-02-05
Publication date: 1977-08-11

Description

2. Spiegel nach Oberbegriff Anspruch 1, d a d u r G h
g e k e n nz e i c h n e t , daß die Flüssigkristall-Schicht (13) mindestens einen pleochroitischen Farbstoff enthält, der Licht, zu dessen Ausbreitungsrichtung die Ia'ngsachsen der Farbstoffmoleküle senkrecht liegen, schwach absorbiert und Licht, zu dessen Ausbreitungsrichtung die l-ängsachAen der Farbstoffmolekitle parallel liegen, stark absorbiert und daß die Flüssigkrstall-Schicht eine positive dielektrische Ansotropie hat, zwischen den beiden Trägerplatten (5,7) mit einer homöotropen Wandorientierung eingeschlossen ist und im Ruhezustand eine planar-konische, im angeregten Zustand dagegen eine homöltorpe lextur aufweist, 3. Spiegel nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t S daß die Flüssigkristall-Schicht (13) aus einer nematischen Trägersubstanz mit einem die planar-konische Textur induzierenden Zusatz besteht.
4. Spiegel nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Zusatz eine chiral-nematische Komponente ist.
5. Spiegel nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in die Flüssigkristall-Schicht (13) mehrere pleochroltische Farbstoffe eingelagert sind, deren charakteristische Farben sich zu einem neutralen Schwarz addieren.
6. Spiegel nach einem der Ansprüche 1 - 5, d a d u r c h g e k en n z e i c h n e t , daß die aus den Trägerplatten (5,7) der Flüssigkristall-Schicht (13) und gegebenenfalls dem Reflektor (6) bestehende Zelle mit den Bauelementen des Kreises der Spannungsquelle zu einer Baueinheit (Abblendeinheit) zusammengefaßt sind und daß diese Baueinheit an einem einen Teil einer Halterungseinheit (2) bildenden Körper (4) lösbar, insbesondere schwenkbar, befestigt ist.
Blendfreier Rückspiegel.
Die Erfindung betrifft einen blendfreien Spiegel, insbesondere Rückspiegel für Kraftfahrzeuge, mit zwei zueinander parallelen, jeweils einen transparenten Elektrodenbelag aufweisenden und eine Flüssigkristall-Schicht zwischen sich einschließenden Trägerplatten, von denen zumindest die in Blickrichtung vordere Trägerplatte transparent ist, mit einem hinter der Flüss:gkristall-Schicht angeordneten Reflektor und mit einer fotoempfindlichen Zelle, wobei die Zelle und die Elektrodenbeläge im Kreis einer Spannungsquelle liegen und bei geschlossenem Kreis in der Flüssigkristall-Schicht eine von der zellenregistrierten Lichtmenge abhängige Spannung anliegt, die oberhalb eines bestimmten Wertes (9chwellspannung) die Flüssigkrista3.l-Sch.icht von einem transparenten Ruhezustand in einen angeregten, weniger transparenten Zustand überführt.
Ein derartiger Spiegel kann der DT-0S 2 332 189 entnommen werden. Bei dem dort beschriebenen Ausführungsbeispiel ist von den beiden Trägerplatten die vordere teilreflektierend, die hintere voll verspiegelt und wird bei Überschreiten einer kritischen Lichtintensität die FlüssigkristallFK)-Schicbt von einem transparenten in einen lichtundurchlässigen Zustand geschaltet, so daß das Licht nicht mehr von beiden, sondern abgeschwächt nur noch von der vorderen Platte zurückgeworfen' wird.
Obwohl in der Offenlegungschrift nicht ausdrücklich erwähnt, soll die FK-Zelle offensichtlich vom dynamisch streuenden Typ sein. Nachteilig ist bei einer solchen Anordnung, daß im abgeblendeten Zustand der streuende Plüssigkristall einen diffus hellen Hintergrund abgibt, vor dem das schwach reflektierte Bild verschwimmt und nur noch undeutlich wahrgenommen werden kann.
Wollte man die FK-Zelle mit anderen gängigen Anzeigeprinzipien betreiben, beispielsweise auf Feldeffekt-Basis mit dem sogenannten EN-Effekt ( twisted nematic) oder dem sogenannten DAP-Effekt (Deformation aufgerichteter rhasen), so müßte man das Licht polarisieren. Ein mit Polarisatoren versehener Spiegel ist jedoch erheblich aufwendiger in der Herstellung und außerdem lichtschwach, da bereits im Normalzustand die Hälfte des auftreffenden Lichtes ausgefiltert wird.
Wegen der geschilderten Schwierigkeiten ist es trotz der Vorzüge einer lichtmengenabhängigen, praktisch trägheitslosen Änderung des Reflexionsfaktors und trotz des Vordringens von SK-Anseigen in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen noch immer nicht gelungen, einen Rückspiegel auf FE-Basis auf den Markt zu bringen.
Um diese Lücke zu schließen, ist bei einem Spiegel der eingangs genannten Art erfindungsgemäß in einer ersten Ausführtrng vorgesehen, daß die BE-Schicht mindestens einen pleochroitischen Farbstoff enthält, der Licht, zu dessen Ausbreitungsrichtung die Längsachsen der FK-Moleküle senkrecht liegen, stark absorbiegt und Licht, zu dessen Ausbreitungsrichtung die längsachsen der FK-Moleküle parallel liegen, schwach absorbiert und daß die FK-Schicht eine negative dielektrische Anisotropie hat, zwischen den beiden Trägerplatten mit einer homöotropen Wandorientierung eingeschlossen ist und im Ruhezustand eine homöotrope, im angeregten Zustand eine im wesentlichen homogene Textur aufweist.
Alternativ hierzu ist der eingangs geschilderte Spiegel erfindungsgemä,R. dadurch charakterisiert, daß die FK-Sciicht mindestens einen pleochroltischen Farbstoff enthält, der Licht, zu dessen Ausbreitungsrichtung die Längsachsen der Farbstoffmoleküle senkrecht liegen, schwach absorbiert und Licht, zu dessen Ausbreitungsrichtung die Längsachsen der Farbstoffmoleküle parallel liegen, stark absorbiert und daß die FK-Schicht eine positive dielektrische Anisotropie hat, zwischen den bei den Trägerplatten mit einer homöotropen Wandorientierung eingeschlossen ist und im Ruhezustand eine planar-konische, im angeregten Zustand dagegen eine homöotrope Textur aufweist (Ausführung 2).
Beide vorgeschlagenen Spiegelausführungen haben gemeinsam, daß die FK-Schicht durch Zugabe bestimmter Farbstoffe sowie entsprechend geeigneter Ruhezustandstexturen und Orientierungen im angeregten Zustand zwischen Zuständen verschieden starker Lichtabsorption geschaltet wird. Dabei können Polarisatoren entfallen; die Zellen reflektieren im Normalzustand nahezu ungedämpft und liefern im abgeblendeten Zustand ein klares Spiegelbild. Günstig ist außerdem, daß die erfindungsgemäß vorgesehenen FK-Anordnungen mit einem Feldeffekt arbeiten, dementsprechend mit einer extrem geringen Leistungsaufnahme (µW/cm²) und - insbesondere die Ausführung 2 - mit einer sehr geringen Schwellspannung auskommen.
Die Tatsache, daß man einen Flüssigkristall durch Einlagerung von plsochroitischen Farbstoffen zu einem Lichtventil machen kann, ist an sich seit Jahren bekannt. Gewöhnlich wurden dabei solche Farbstoffe diskutiert, die senkrecht auf die Trägerplatten auftreffendes Licht bei einer plattenparallelen FK-Orientierung stark und bei einer homöotropen FK-Orientierung schwach absorbieren (vergl. hierzu den Übersichtaartikel von M. Globale und H. Krüger in 11Physik in unserer Zeit, Mai 1975, S. 66 - 77).
Daneben gibt es aber auch Substanzen, die im Flüssigkristall ein inverses Absorptionsverhalten zeigen (DU-OS 24 45 1-64) und für die vorgeschlagene Ausführung 2 verwendet werden können.
Trotz dieser Kenntnisse sind die Farbstoffeffekte zum Abblenden von Spiegeln bislang noch nicht herangezogen worden.
Bei den vorgeschlagenen Spiegeln absorbieren die zugemischten Farbstoffmoleküle in angeregtem Zustand in ihrem charakteristischen Frequenzbereich, so daß man ein gedämpftes gefärbtes Spiegelbild erhält. Wollte man jegliche Farbgebung vermeiden, so sollte ein Farbstoff bzw. Farbstoffgemisch gewählt werden.
dessen charakteristische Farbe ein neutrales Schwarz ist.
Hierzu könnte man beispielsweise einen blauen, roten und grünen Farbstoff in einem geeigneten Mischungsverhältnis der Ft-Schicht zusetzen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Wetterbildungen des erfindungsgemäßen Spiegels sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
Die Erfindung soll nun an Hand eines Ausführur.gsbeispiels der vorgeschlagenen Spiegelausführung 2 in Verbindung mit der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert werden.
Die Figur zeigt in einem rein schematischen Seitenschnitt den Innenrückspiegel eines Kraftfahrzeuges. Für die Erfindung nicht unbedingt erforderliche Spiegelteile wie Halterungselemente oder elektrische Zuleitungen sind dabei der Übersicht halber weggelassen.
Der Spiegel besteht aus zwei Baueinheiten, einer die SK-Zelle enthaltenden Abblendeinheit 1 und einer Halterungseinheit 2.
nie Halterungseinheit besteht aus einem Körper 3, an dem die Abblendeinheit 1 über mindestens ein Gelenkteil 4 drehbar gehaltert ist. Die Abblendeinheit kann im Bedarfsfall in Richtung des Pfeiles 15 abgeschwenkt werden.
Die FK-Zelle enthält im einzelnen eine vordere Trägerplatte 5 und eine hintere, mit einer reflektierenden Schicht (Reflektor 6) überzogene TragerpZatte 7. Beide Platten sind auf ihren einander zugewandten Innenflächen jeweils mit einem Elektrodenbelag 8,9 und mit einer eine homöotrope Wandorientierung indnzierenden Schicht 10,11, vorzugsweise einer schräg aufgedampften Schicht, versehen. Die Trägerplatten werden außerdem an ihren Rändern über einen sie beabstandenden Glaslotrahmen 12 hermetisch dicht miteinander verbunden. In die von den Platten und vom Rand begrenze Kammer ist eine FK-Schicht 13 durch eine im Rahmen oder in einer der Trägernlatten befindliche (nicht dargestellte) Füllöffnung eingegeben und nach Verschließen dieser Öffnung vor Umgebungseinflüssen geschützt.
Die hintere Trägerplatte 7 ist etwas größer als die vordere; auf ihrem von der vorderen Platte nicht überdeckten Bereich sind die Bauelemente eines batteriebetriebenen Wechselstromkreises, von denen nur die Fotozelle 14 eingezeichnet ist, untergebracht.
Die Realisierung eines solchen Steuerkreises liegt im3elieben des Fachmanns; beispielsweise könnte im Batteriekreis ein Fototransistor in Reihe mit einem Widerstand liegen, zu dem die FK-Zelle mit ihren beiden Elektrodenbelägen parallelliegt. Wollte man dem Fahrer des Kraftfahrzeuges die Möglichkeit geben, die krit:'scb Lichtmenge selbst zu bestimmen, so ließe sich beiapielsweise der genannte Widerstand verstellbar auslegen oder man könnte einfach mehrere, beliebig zuschaltbare Fotozellen hintereinandersetzen.
Die einzelnen Spiegelteile bestehen aus folgenden Materialien: Die beiden Trägerplatten sowie der Körper der Halterungseinheit sind zus Glas, die Elektrodenbeläge aus In2O3 oder SnO2 bzw. Al, die schräg aufgedampften Schichten aus Al2O3, der Rahmen aus einem Glaslot mit niedrigem Schmelzpunkt. Die FK-Schicht besteht aus einem nematischen Träger, vorzugsweise einer von der Fa. Hoffmann-la Roche unter der Bezeichnung "RO-TN 200" oder von der FA. Merck unter der Bezeichnung "ZBT 684" vertriebenen Substanz, die zur Erzeugung der verdrillten Struktur noch 2,5- 10% einer chiral-nematischen Komponente enthält, beispielsweise "ZBT 811" der Fa. Merck, und außerdein mit einem Geiniseh aus geeigneten pleochroitischen Farbstoffen, trie sie beispielsweise in der DT-OS 24 45 164 beschrieben sind.
versetzt ist.
Die Erfindung beschtänkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. So hat man bei beiden vorgeschlagenen Spiegelausführungen bezäglich der konstruktiven Gestaltung, aber auch hinsichtlich der Ausgangsstoffe für die FK-Schicht freie Wahl, wenn die Farbstoffe die vorgeschriobene Oriebtiarungsachängigkeit in ihrem Absorptionsspektrum haben und die FK-Sebicht lichtmengangesteuert zwischen den befiden definierten Orichtierungen geschaltet wird. So könnte beispielsweise der Reflektor auch hinter der h ceren Spiegelplatte auf dem Körper angeordnet; sein und ließe sich im Rahmen der Erfindung insbesondere auch der Stromkreis mit geringem Bauelementeaufwand derart variieren und ergänzen, daß man etwa eine elektronische Einstellung der kritischen Lichtintensität, eine Schwächungsbegrenzung oder eine Absorption erghaten könnte, die in einem gewissen Lichtmengenbereich mit der Lichtintensität stetig zunimmt.
6 P a t e n t a n s p r ü c h e 1 Figur

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e je 1. Blendfreier Spiegel, insbesondere Rückspiegel für Kraftfahrzeuge, mit zwei zueinander parallelen, jeweils einen transparenten Elektrodenbelag aufweisenden und eine Flüssigkri stall-Schicht zwischen sich ei.nschließenden Urägerplatten, von denen zumindest die in Blickrichtung vordere Trägerplatte transparent ist, mit einem hinter der Flüssigkristall-Schicht angeordneten Reflektor und mit einer fotoempfindlichen Zelle, wobei die Zelle und die Elektrodenbeläge im Kreis einer Spannungsquelle liegen und bei geschlossenem Kreis an der Flüssigkristall-Schicht eine von der zellenregistrierten Lichtmenge abhängige Spannung anliegt, die oberhalb eines bestimmten Wertes (Schwellspannung) die Flüssigkristall-Schicht von einem transparenten Zustand in einen angeregten, weniger transparenten Zustand überführt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flüssigkristall-Schicht (13) mindestens einen pleochroitischen Farbstoff enthält, der Licht, zu dessen Ausbreitungsrichtung die Längsachsen der Farbstoffmoleküle senkrecht liegen, stark' absorbiert und Licht, zu dessen Ausbreitungsrichtung die Längsachsen der Farbstoffmoleküle parallel liegen, schwach absorbiert und daß die Flüssigkristall-Schicht eine negative dielektrische Anisotrople hat, zwischen den beiden Trägerplatten (5,7) mit einer homöotropen Wandorientierung eingeschlossen ist und im Ruhezustand eine homöotrope, im angeregten Zustand dagegen eine im wesentlichen homogene Textur aufweist.