DE2640909C2

DE2640909C2 - Anzeigevorrichtung mit einem Strahlungskollektor und -verdichter

Info

Publication number: DE2640909C2
Application number: DE19762640909
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Phys. Dr. 7800 Freiburg Baur; Waldemar Dipl.-Phys. 7809 Denzlingen Greubel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH; Siemens Corp
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1976-09-10
Filing date: 1976-09-10
Publication date: 1987-05-07
Also published as: DE2640909A1

Abstract

Die Erfindung beinhaltet weitere Ausfuehrungsbeispiele zur Deutschen Patentanmeldung P 26 16 669.8 (A 2973) und bezieht sich auf Anzeigevorrichtungen, bei denen fluoreszierende Kunststoffplatten mit elektrooptischen Lichtventilvorrichtungen zur passiven Helligkeitsverstaerkung kombiniert werden. Die Anordnung zur passiven Helligkeitsverstaerkung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich hinter der Fluoreszenzplatte Vorrichtungen befinden, die nur den Teil des Spektrums durchlassen, der in der Fluoreszenzplatte absorbiert wird. Die Vorrichtung besteht aus einem Hochpassfilter, aus einer absorbierenden Farbfolie oder aus einer Fluoreszenzplatte, die an drei Stirnflaechen verspiegelt ist und an deren vierten unverspiegelter Stirnflaeche Solarzellen angebracht sind. Zwischen der Fluoreszenzplatte und dem Hochpassfilter befindet sich eine Schicht mit phosphoreszierenden Partikeln, die keinen optischen Kontakt mit der Fluoreszenzplatte aufweist. In der Fluoreszenzplatte sind fluoreszierende formanisotrope Molekuele einheitlich orientiert geloest. Die Ausrichtung der geloesten Fluoreszenzmolekuele wird durch Recken der Kunststoffplatten in einer Richtung erreicht. Bei manchen Anwendungen der beschriebenen Anzeigevorrichtungen ergibt sich die Moeglichkeit, dass Umgebungslicht sowohl von der Vorderseite als auch von der Rueckseite der Anzeige einfaellt. Ferner koennen Solarzellen gespeist werden, ohne die Helligkeit des Displays zu beeintraechtigen. Es wird ein Nachleuchten der...U.S.W

Description

Die Erfindung beinhaltet Weiterbildungen zum älteren Patent 26 16 669 und bezieht sich auf Anzeigevorrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, bei denen also eine fluoreszierende Kunststoffplatte mit elektrooptischen Lichtventilvorrichtungen zur passiven Helligkeitsverstärkung kombiniert sind. Die Erfindung ist für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 6 angegeben.

Hinsichtlich der Erörterung des Standes der Technik, soweit er sich auf den Strahlungskollektor und -verdichter bezieht, wird im einzelnen auf das Hauptpatent 26 16 669 verwiesen. Die Verwendung von phosphoreszierenden Schichten zur Beleuchtung von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen ist an sich allgemein bekannt (DE-AS 21 38 063, DE-OS 22 21 441, DE-GM 74 26 201).

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 auseinandergezogene Darstellung einer elektrooptischen Anzeigevorrichtung mit passiver Helligkeitsverstärkung unter Verwendung einer Fluoreszenzplatte mit vorgeschalteter elektrisch steuerbarer Lichtventilvorrichtung und nachgeschaltetem Hochpaßfilter,
Fig. 2 auseinandergezogene Darstellung einer elektrooptischen Anzeigevorrichtung mit passiver Helligkeitsverstärkung unter Verwendung einer vorgeschalteten elektrisch steuerbaren Lichtventilvorrichtung und einer nachgeschalteten als Hochpaßfilter wirkenden Fluoreszenzplatte, mit der Solarzellen gespeist werden,
Fig. 3 Anzeigevorrichtung wie in Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben mit einer zwischen Hochpaßfilter und Fluoreszenzplatte angebrachten phosphoreszierenden Schicht zur Beleuchtung bei Dunkelheit.
Fig. 4 Ausführungsbeispiel mit einer Fluoreszenzplatte, in der die fluoreszierenden Moleküle eine Vorzugsrichtung ihrer Längsachsen aufweisen, zur Einsparung eines Polarisators.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die physikalischen Grundlagen der Erfindung wurden ausführlich in den älteren Patentanmeldungen gemäß DE-OS 25 24 226 und DE-OS 26 16 669 beschrieben.
Die erfindungsgemäße Kombination der Fluoreszenzplatte mit Anzeigevorrichtungen, die als Lichtventile betrieben werden, wird nun anhand des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 erläutert.
Die Anordnung besteht aus der elektrooptischen Lichtventilvorrichtung 4 mit einzeln ansteuerbaren Elektrodensegmenten 5. Die Elektrodensegmente im Beispiel erlauben eine Zifferndarstellung nach der 7-Segment-Methode. Hinter der Lichtventilvorrichtung 4 befindet sich die Fluoreszenzplatte 1 a (= fluoreszierende Kunststoffplatte) mit verspiegelten Stirnflächen 2 und den Fluoreszenzaustrittsfenstern 3 bestehend aus verspiegelten Kerben oder aufgedruckten lichtstreuenden Pigmentschichten. Die Austrittsfenster 3 bilden die Elektrodensegmente 5 nach, ihre Breite ist jedoch größer als die Elektrodensegmentbreite, um die Parallaxe zwischen Elektrodensegmenten und Austrittsfenstern zu kompensieren. Falls der jeweils in der Lichtventilvorrichtung 4 verwendete Effekt es nötig macht, polarisiertes Licht zu verwenden, sind auf der Vorder- und der Rückseite der Lichtventilvorrichtung 4 im Bereich der Ziffern Polarisatoren 6 und 7 angebracht. Das Anregungslicht gelangt von vorne aus allen Richtungen durch die Lichtventilvorrichtung 4 in die Fluoreszenzplatte 1 a. Das Fluoreszenzlicht verläßt die Fluoreszenzplatte 1 a nach vorne in Richtung der Lichtventilvorrichtung 4 durch die Austrittsfenster 3. Nur solche Elektrodensegmente 5, an die eine elektrische Spannung gelegt wird, werden lichtdurchlässig, die anderen sperren das Fluoreszenzlicht. Angezeigte Ziffern erscheinen in diesem Fall hell auf dunklem Grund. Bisher wurde angenommen, daß die Polarisatoren 6 und 7 neutrale Polarisatoren sind, die also Licht aller Wellenlängen im sichtbaren Bereich polarisieren. Einen Vorteil erreicht man, wenn man statt dessen 2 selektive Polarisatoren verwendet, die im Bereich des Anregungslichtes beide Polarisationsrichtungen passieren lassen und nur den Rest des Spektrums polarisieren. In diesem Fall kann die gesamte Display-Fläche als Lichtkollektorfläche ausgenutzt werden, da das Anregungslicht die Polarisatoren ungeschwächt passiert.
Bei manchen Anwendungen der hier beschriebenen Anzeigevorrichtungen ergibt sich die Möglichkeit, daß Umgebungslicht sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite der Anzeige einfällt. Um auch das auf die Rückseite des Displays auffallende Umgebungslicht ausnützen zu können, wird hinter der Fluoreszenzplatte 1 a ein Hochpaßfilter 8 angebracht, das nur den Teil des Spektrums durchläßt, der in der Fluoreszenzplatte 1 a absorbiert wird. Der Kontrast der Anzeigevorrichtung wird dadurch nicht reduziert, da durch Anwendung des Hochpaßfilters 8 kein Umgebungslicht, das von der Rückseite auf die Anzeige trifft, in das Auge des Beobachters vor der Anzeige gelangen kann. Das Hochpaßfilter kann z. B. aus einer absorbierenden Farbfolie mit passender spektraler Durchlässigkeit bestehen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 zu sehen. Hier wird das Hochpaßfilter 8 durch eine weitere Fluoreszenzplatte 9 mit drei verspiegelten Stirnflächen 10 ersetzt. An der nicht verspiegelten Stirnfläche 11 werden Solarzellen 12 angebracht. Die in die Fluoreszenzplatte 9 eingelagerten Moleküle werden so ausgewählt, daß sie im gewünschten Bereich absorbieren, also ein Hochpaßfilter bilden, zusätzlich aber im fernen Rot oder nahen Infrarot, wo die Solarzellen 12 noch empfindlich sind, emittieren. Dadurch können Solarzellen gespeist werden, ohne die Helligkeit des Displays zu beeinträchtigen.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fluoreszenzplatte mit zusätzlicher Fluoreszenzanregung durch eine phosphoreszierende Substanz.
Die Vorrichtung besteht aus einer Fluoreszenzplatte 1 a mit verspiegelten Stirnflächen 2 und Austrittsfenstern 3. Hinter der Fluoreszenzplatte 1 a befindet sich eine Schicht 13, die phosphoreszierende Partikel enthält und die keinen optischen Kontakt mit der Fluoreszenzplatte 1 a hat. Dahinter befindet sich ein Hochpaßfilter 8 oder eine zusätzliche Fluoreszenzplatte 9. Der nicht von der Fluoreszenzplatte 1 a absorbierte von vorne einfallende Teil des Anregungslichtes und der nicht vom Hochpaßfilter 8 bzw. der Fluoreszenzplatte 9 absorbierte von hinten einfallende Teil des Anregungslichtes werden in der phosphoreszierenden Schicht 13 absorbiert und bewirken die Emission des Phosphoreszenzlichtes 14, das die Fluoreszenzplatte 1 a zusätzlich anregen kann. Dadurch wird ein Nachleuchten der Anzeige bei Dunkelheit erreicht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 4. In dieser Anordnung wird eine Fluoreszenzplatte 1 a eingesetzt, in der die fluoreszierenden Moleküle 16 so eingelagert sind, daß ihre Längsachsen eine Vorzugsrichtung haben. Dadurch wird die Emission polarisiert und man kann den zweiten Polarisator 6 einsparen.
Die in den Ausführungsbeispielen Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 beschriebenen Maßnahmen bringen auch hier zusätzliche Vorteile. Die Ausrichtung der fluoreszierenden Moleküle kann z. B. auf die Weise erreicht werden, daß formanisotrope in Kunststoffplatten gelöste Fluoreszenzmoleküle nach bekannten Methoden durch Recken der Kunststoffplatten in einer Richtung ausgerichtet werden.

Claims

1. Anzeigevorrichtung mit einem Strahlungskollektor und -verdichter in Form einer an ihren Stirnflächen zumindest teilweise verspiegelten Kunststoffplatte, in der Fluoreszenzstoffe gelöst sind und die mit mindestens einem Lichtaustrittsfenster versehen ist (" Fluoreszenzplatte" 1 a), der zur passiven Helligkeitsverstärkung der Anzeigevorrichtung verwendet wird, wobei als Anzeigevorrichtung allgemein eine elektrooptische Lichtventilvorrichtung (4) vorgesehen ist, nach Patent 26 16 669, dadurch gekennzeichnet, daß sich, gesehen aus einer Blickrichtung entgegen der Lichtaustrittsrichtung, hinter der Fluoreszenzplatte (1 a) eine Vorrichtung (8, 9), befindet, die nur den Teil des Spektrums durchläßt, der in der Fluoreszenzplatte (1 a) absorbiert wird.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (8, 9) aus einem Hochpaßfilter (8) besteht oder aus einer zusätzlichen Fluoreszenzplatte (9).

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochpaßfilter (8) aus einer absorbierenden Farbfolie besteht.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Fluoreszenzplatte (9) an drei Stirnflächen (10) verspiegelt ist und an deren vierter unverspiegelter Stirnfläche (11) Solarzellen (12) angebracht sind.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Fluoreszenzplatte (1 a) und dem Hochpaßfilter (8) bzw. der zusätzlichen Fluoreszenzplatte (9) eine Schicht (13) mit phosphoreszierenden Partikeln befindet, die keinen optischen Kontakt mit der Fluoreszenzplatte (1 a) aufweist.

6. Anzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fluoreszenzplatte (1 a) fluoreszierende formanisotrope Moleküle einheitlich orientiert gelöst sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der gelösten Fluoreszenzmoleküle durch Recken der Kunststoffplatten in einer Richtung erreicht wird.