DE3243614C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeige­ vorrichtung mit zwei hintereinander angeordneten Flüssigkristall­ zellen, die im spannungslosen Zustand die Polarisationsrichtung von durchfallendem Licht ändern, von denen die betrachternähere Flüssigkristallzelle zwischen zwei Polarisationsfiltern angeord­ net ist und die betrachterfernere Flüssigkristallzelle zumindest an ihrer einer Beleuchtungseinrichtung zugewandten Seite ein Po­ larisationsfilter aufweist.

Eine solche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist aus der DE 29 49 788 A1 bekannt. Zum Betrieb dieser bekannten Vorrichtung als Maskenschalter besitzt jede der beiden Flüssigkristallzellen eine spezielle Elektrodenanordnung um ein schnelleres Einschalten und gegebenenfalls auch ein schnelles Ausschalten der Vorrichtung zu erzielen.

Bei sowohl im reflektiven als auch im transmissiven Betrieb arbeitenden Flüssigkri­ stall-Anzeigevorrichtungen läßt der Kontrast der Anzeige, insbesondere bei Darstellung heller oder farbiger Zeichen auf dunklem Grund bei größerer Umgebungshelligkeit noch zu wünschen übrig. Eine gewisse Kontrastverbesserung läßt sich dadurch erreichen, daß man die rückwärtige Beleuch­ tung in ihrer Intensität entsprechend der Umgebungshellig­ keit regelt. Jedoch ist auch hier der Kontrastumfang verhältnismäßig gering, da die rückwärtige Beleuchtung im allgemeinen nicht so weit reduziert werden konnte, daß im Aus-Zustand das Anzeigefeld neutral schwarz erschien.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kontrastumfang einer eingangs genannten Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung mit zwei hintereinanderliegenden Flüs­ sigkristallzellen sowohl bei dunkler als auch bei heller Umgebungsbeleuchtung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst: Die der betrachternahen Flüssigkristallzelle zugeordneten Polarisationsfilter besitzen in Durchlaßstellung eine möglichst hohe Transmission; die der betrachterfernen Flüssigkristallzelle zugeordneten Polarisationsfilter besitzen in Sperrstellung eine möglichst hohe Sperrwir­ kung; zwischen den beiden Flüssigkristallzellen befindet sich eine teildurchlässige Reflektorfläche.

Durch die Verwendung von sogenannten hellen Polfiltern im Zusammenhang mit der betrachterseitigen Flüssigkristall­ zelle und von sogenannten dunklen Polarisationsfiltern im Zusammenhang mit der betrachterfernen Flüssigkristallzelle wird ein wesentlich verbesserter Kontrast der Anzeige sowohl im reflektiven als auch im transmissiven Betrieb und bei unterschiedlicher Umgebungshelligkeit erreicht.

Es ist mit der beschriebenen Anzeigevorrichtung sogar mög­ lich, auf eine der Umgebungshelligkeit angepaßte Regelung der rückwärtigen Beleuchtung völlig zu verzichten.

Unter den Begriffen helle bzw. dunkle Polarisationsfilter soll folgendes verstanden werden. Technisch realisierbare Polarisationsfilter lassen sich nicht so herstellen, daß sie in der Offen-Stellung eine 100%ige Transmission bei gleichzeitiger 100%iger Sperrwirkung in Sperrstellung besitzen. Hingegen ist es möglich, Polarisationsfilter herzustellen, die besonders auf hohe Transmission in Offen-Stellung zu Lasten einer guten Sperrwirkung gezüch­ tet sind, oder die auf besonders hohe Sperrwirkung zu Lasten einer guten Transmission gezüchtet sind. Unter hellen Polarisationsfiltern werden nun solche verstanden, die auf möglichst gute Transmission gezüchtet sind, sie haben in Paralellstellung Transmissionswerte um 40%, in gekreuzter Stellung Transmissionswerte von einigen % und einen Polarisationsgrad um 85%. Unter dunklen Polarisa­ tionsfiltern werden solche verstanden, die auf möglichst hohem Polarisationsgrad nahe an 100% gezüchtet sind (Of­ fentransmission ca. 20%, Sperrtransmission deutlich unter 1%).

Die Erfindung nutzt nun die vorgenannten Gegebenheiten dazu aus, eine Anzeige zu schaffen, die sowohl bei trans­ missivem als auch bei reflektivem Betrieb einen hohen Kontrast aufweist und gleichzeitig eine sehr große Ande­ rung der Umgebungshelligkeit zuläßt. Es werden erfindungs­ gemäß zwei Flüssigkristallzellen-Anordnungen hintereinan­ der geschaltet. Dabei ist die vordere Anzeigeeinheit für reflektiven Betrieb optimiert, während die vom Betrachter B aus gesehen hintere Anzeige mit stark sperrenden Polari­ sationsfiltern ausgerüstet ist, d. h. für den transmissi­ ven Betrieb optimiert ist. Die beiden hintereinanderge­ schalteten Flüssigkristallzellen FK₁ und FK₂ sind mit deckungsgleichen Elektrodenstrukturen versehen und werden elektrisch gleichzeitig und parallel betrieben.

Anhand des in der Figur schematisch dargestellten bevor­ zugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.

In Figur ist der Betrachter mit B und die hintere Beleuch­ tungsquelle mit L bezeichnet. Betrachterseitig ist eine erste Flüssigkristallzellenvorrichtung vorgesehen, die aus einer zwischen den beiden Polarisationsfiltern P₁₁ und P₁₂ befindlichen Flüssigkristallzelle FK₁ besteht. Eine zweite Flüssigkristallzellenvorrichung besteht aus der Flüssig­ kristallzelle FK₂ und den beiden ihr zugeordneten Polari­ sationsfilter P₂₁und P₂₂. Das Polarisationsfilter P₂₁ kann ggf. entfallen. Zwischen diesen beiden Flüssigkristall­ zellenvorrichtungen befindet sich eine teildurchlässige Reflektorfläche R und ggf. noch ein Farbfilter F. Diese beiden Teile bilden zweckmäßig eine Einheit, wobei das Farbfilter F zweckmäßig dem Betrachter zugewandt ist. Die Reflektorfläche R ist so ausgelegt, daß ein bestimmter Prozentsatz (im allgemeinen 10 bis 20%) des Lichtes aus der rückwärtigen Beleuchtungseinrichtung in Richtung auf den Betrachter B durchgelassen wird.

Die beiden Flüssigkristallzellen FK₁ und FK₂, die in Abhängigkeit von den an ihnen anliegenden Steuerspannungen die Polarisationsebene hindurchgehenden Lichtes ändern, weisen deckungsgleiche Elektrodenstrukturen auf und sind so hintereinander angeordnet, daß ihre Elektrodenstruk­ turen in der Projektion deckungsgleich hintereinanderlie­ gen. Sie werden auch elektrisch parallel und gleichzeitig angesteuert.

Die Polarisationsfilter P₁₁ und P₁₂ sind helle Polari­ sationsfilter, also auf optimale Transmission gezüchtete Polarisationsfilter, während die der Flüssigkristallzelle FK₂ zugeordneten Polarisationsfilter P₂₁ und P₂₂ auf optimale Sperrwirkung gezüchtet sind.

Die Lichtquelle L sendet weißes oder farbiges Licht aus, bevorzugt ein Licht mit hoher Intensität im Wellenlängen­ bereich des Filters F.

Claims (5)

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit zwei hinter­ einander angeordneten Flüssigkristallzellen, die im span­ nungslosen Zustand die Polarisationsrichtung von durch­ fallendem Licht ändern, von denen die betrachternähere Flüssigkristallzelle zwischen zwei Polarisationsfiltern angeordnet ist und die betrachterfernere Flüssigkristall­ zelle zumindest an ihrer, einer Beleuchtungseinrichtung zugewandten Seite ein Polarisationsfilter aufweist, ge­ kennzeichnet durch folgende Merkmale: Die der betrachternahen Flüssigkristallzelle (FK₁) zuge­ ordneten Polarisationsfilter (P₁₁ und P₁₂) besitzen in Durchlaßstellung eine möglichst hohe Transmission; die der betrachterfernen Flüssigkristallzelle (FK₂) zuge­ ordneten Polarisationsfilter (P₂₁, P₂₂) besitzen in Sperr­ stellung eine möglichst hohe Sperrwirkung; zwischen den beiden Flüssigkristallzellen (FK₁, FK₂) befindet sich eine teildurchlässige Reflektorfläche (R).

2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den beiden Flüssigkristallzellen (FK₁, FK₂) zusätzlich ein Farbfilter (F) befindet.

3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbfilter (F) betrachter­ näher angeordnet ist als die Reflektorfläche (R).

4. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flüssig­ kristallzellen (FK₁, FK₂) mit deckungsgleichen Elektroden­ mustern versehen sind und derart angeordnet sind, daß diese Elektrodenmuster in der Projektion deckungsgleich hintereinander liegen.

5. Verfahren zum Betrieb einer Flüssigkristall-Anzeige­ vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Ansteuerung der beiden Flüssigkristallzellen (FK₁, FK₂) gleichzeitig und parallel erfolgt.