DE3247531C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige, insbesondere für Kfz-Anzeigeinstrumente, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Elektronische Schaltungen werden in der letzten Zeit auf den verschiedensten Gebieten angewandt, insbesondere für Auto- und Motorradanzeigeinstrumente, d. h., konventionelle Tachometer und Drehzahlmesser werden durch Anzeigeinstrumente ersetzt, bei denen die Achsenumdrehung pro Zeiteinheit - Laufgeschwindigkeit und Zündfrequenz - Motordrehzahl auf einem Anzeigeteil durch die Ermittlung korrespondierender Signale dargestellt werden.

Für Anzeigen solcher Systeme eignen sich Flüssigkristallelemente, bei denen zur Anzeige die Lichtübertragung gemäß einer Änderung der Orientierung der Moleküle, verursacht durch Anwendung von elektrischer Spannung, gesteuert wird.

Das Flüssigkristallelement verbraucht weniger Energie im Vergleich zu anderen Anzeigeformen, wie z. B. Leuchtdioden und fluoreszierende Anzeigeröhren. Außerdem kann es in dünner und flacher Form konstruiert werden, so daß es in Bezug auf sein Gewicht anderen Anzeigen, wie z. B. Plasma- Anzeigetafeln überlegen ist. Dies ermöglicht eine längere Betriebsdauer und verringert den Stromverbrauch. Es ist raumsparend und erlaubt eine Reduzierung des Gesamtgewichts des Anzeigeinstruments und ist somit für Kfz- Anzeigeinstrumente bestens geeignet.

Flüssigkristallanzeigen sind in den USA unter US- Patent Nr. 40 12 117, US-Patent Nr. 41 18 111 und US- Patent Nr. 40 42 294 patentiert. In einer der patentierten Anzeigen ist ein Flüssigkristallelement, das eine Flüssigkristallzelle mit Flüssigkristall enthält - eingeschlossen zwischen zwei transparenten Elektrodenplatten und einem an der äußeren Oberfläche der Flüssigkristallzelle angelegten Polarisator, durch ein Verbindungsglied auf einer verdrahteten Schaltplatte, die Antriebssignale liefert, angebracht. Diese Antriebssignale steuern die Flüssigkristallanzeige gemäß eines elektrischen Signals, das den Zustand eines entsprechenden Demodulationsfeldes aufzeigt. Bei dieser Anzeige ist das Flüssigkristallelement auf der verdrahteten Schaltplatte über das Verbindungsteil durch einen Halter befestigt, der wiederum auf der verdrahteten Schaltplatte so angebracht ist, daß er mit den Kantenteilen der Vorderseite und den Kanten des Flüssigkristallelements in Berührung kommt und sie bedeckt. In einer anderen patentierten Anzeige ist auf der Rückseite eines Flüssigkristallelements eine Lichtquelle angebracht. Das Flüssigkristallelement ist in ein an der Vorderseite verglastes Instrumentengehäuse eingebaut und seine verdrahtete Schaltplatte ist an diesem Gehäuse befestigt.

Da die Flüssigkristallanzeigen der o. g. Konstruktionen aus einer Vielzahl von Teilen bestehen, ist der Zusammenbau mit hohem Zeitaufwand und mit geringer Arbeitskontrolle verbunden. Insbesondere muß das Verbindungsteil mit großer Sorgfalt angebracht werden, um eine exakte elektrische Verbindung zwischen den Leitungsanschlüssen des Flüssigkristallelements und denen der verdrahteten Schaltplatte herzustellen. Bei der Befestigung des Halters auf der Schaltplatte ist es jedoch möglich, daß das Verbindungsteil von seiner richtigen Stelle wegrutscht. Dies würde zu einem Ausfall der Anzeige oder zu fehlerhafter Anzeige des Flüssigkristallelements führen. Aus diesem Grund ist beim Zusammenbau große Sorgfalt erforderlich, was viel Zeit in Anspruch nimmt und das Erreichen einer verbesserten Arbeitskontrolle erschwert.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, das Flüssigkristallelement an der Schaltplatte über das Verbindungsteil durch den Halter zu befestigen. Mit dieser Konstruktion werden äußere Schwingungen, die durch das Instrumentengehäuse empfangen werden, durch die verdrahtete Schaltplatte auf das Verbindungsteil und auf das Flüssigkristallelement übertragen.

Folglich sind Verbindungsteil und Flüssigkristallelement innerhalb ihrer Halterung leichten Schwingungen unterworfen, die wiederum durch äußere Schwingungen hervorgerufen werden. Diese leichten Schwingungen verursachen ein unannehmbares Geräusch.

Eine solche Flüssigkristallanzeige ist durch die GB-PS 20 61 569 für eine Armbanduhr in Sandwich-Bauweise bekannt. Bei dieser sind beidseitig eines mittleren transparenten Trägers, in den Licht aus einer Lampe einleitbar ist, ein Flüssigkristallanzeigeteil und ein elektrisches Schaltteil festgelegt. Beide sitzen relativ lose in Aufnahmeräumen des Trägers. Der transparente Träger hat Öffnungen für Zebragummis zur Kontaktgabe zwischen elektrischem Schaltteil und Anzeigeteil.

Ein Sandwich-Aufbau einer Flüssigkristallanzeige für Kraftfahrzeuge ist auch der Literaturstelle SAE Technical Paper Series 1980, 800349 S. 31-34 zu entnehmen.

Die Anzeige ist weniger deutlich sichtbar bei einer Flüssigkristallanzeige des sog. Transmissions-Typs, bei der die Beleuchtung von der Rückseite her erfolgt, wenn die Fremdlichtintensität so hoch wie am Tag ist, zu der Zeit also, bei der die Fremdlichtintensität höher ist als die Lichtintensiät der Lichtquelle. Dies kann überwunden werden durch Verwendung einer Lichtquelle mit höherer Leuchtkapazität. Eine Lichtquelle mit hoher Leuchtkapazität ist sperrig und der Raum auf der Rückseite des Flüssigkristallelements ist begrenzt. Außerdem werden sich Energieverbrauch und Wärmeentwicklung dabei erhöhen. Die zunehmende Wärmeentwicklung der Lichtquelle erhöht die Erwärmung des Flüssigkristallelements, so daß dies zu fehlerhafter Anzeige oder zu Anzeigeausfall des Flüssigkristallelements führen kann. Andererseits ist bei einer Flüssigkristallanzeige des sog. reflektierenden Typs, bei der statt einer Lichtquelle eine Reflektorplatte auf der Rückseite des Flüssigkristallelements angebracht wird, bei Nacht nicht genügend Licht für eine Anzeige vorhanden, da das Fremdlicht nur für eine Anzeige bei Tageslicht verwendet werden kann. Um diesen Fehler zu vermeiden, ist es wiederum notwendig, vor dem Flüssigkristallelement eine Lichtquelle anzubringen.

Es wäre zweckmäßig, eine Wolframlampe als Lichtquelle zu verwenden, die leicht verfügbar ist und verhältnismäßig geringe Kosten verursacht. Da sie eine punktartige Lichtquelle ist, kann somit das Flüssigkristallelement nicht mit gleichmäßiger Intensität beleuchtet werden. Das heißt, die Helligkeit ändert sich, da die Lichtintensität in den Bereichen, die näher an der Lichtquelle liegen, stärker und in den Bereichen, die weiter von der Lichtquelle entfernt sind, schwächer ist. Dies ist aber nicht wünschenswert, da die Anzeige des Flüssigkristallelements leicht und genau ablesbar sein soll.

Aus der DE-AS 27 23 483 ist eine Flüssigkristallanzeige bekannt, bei der, ohne daß der Ablesung bei Tage geschadet wird, die Beleuchtung bei Nacht dadurch verbessert wird, daß hinter der Anzeigezelle ein Lichtleiter mit einer Lampe angeordnet ist, dessen hintere Fläche mit einem durchgehenden Spiegel und dessen vordere Fläche mit einem diskontinuierlichen, zweiseitigen Spiegel, dessen Elementeabstand sich mit der Entfernung von der Lampe vergrößert, versehen ist.

Aus der DE-OS 29 29 399 ist bekannt, in Verbindung mit einer Flüssigkristallschicht und einer dahinter angeordneten Lichtleiterschicht mit Reflektorschicht eine lichtdurchlässige Reflektionsschicht anzuordnen, die bei Beleuchtung mit Tageslicht einen großen Lichtteil reflektiert, aber schon bei leichter Abschattung genügend Licht der Hintergrundbeleuchtung durchläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristallanzeige der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen einfachen und genauen Zusammenbau ihrer Bestandteile erlaubt und überaus stabil gegenüber äußeren Schwingungen ist, wodurch sie in Auto- oder Motorrad-Anzeigeinstrumente eingebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einer Flüssigkristallanzeige gelöst wie sie durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der einfache und genaue Zusammenbau der Bestandteile wird mit Hilfe der bekannten Sandwich-Bauweise gelöst, wobei besondere Mittel vorgesehen sind, um die einzelnen Bestandteile der Flüssigkristallanzeige wie Anzeigeteil und semitransparente Reflektorplatte an der Vorderseite und Reflektorplatte und Schaltteil an der Rückseite eines transparenten Trägers schwingungsfrei festzulegen. Indem gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Bestandteile der Flüssigkristallanzeige formschlüssig am transparenten Träger befestigt sind, und der Träger seinerseits im Instrumentengehäuse angeflanscht ist, wird eine äußerst schwingungsunempfindliche Konstruktion erhalten, die zudem einfach in der Montage ist.

Ziele, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden offensichtlicher durch die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit den dazugehörigen Zeichnungen.

Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße aufgelöste perspektivische Darstellung der Flüssigkristallanzeige,

Fig. 2 den Teilquerschnitt eines Flüssigkristallelements, das für diese Flüssigkristallanzeige verwendet wurde,

Fig. 3 die Vorderseite eines transparenten Trägers, der für diese Flüssigkristallanzeige verwendet wurde,

Fig. 4 die Seitenansicht desselben transparenten Trägers,

Fig. 5 die Rückseite desselben transparenten Trägers,

Fig. 6 eine Reflektorplatte, die für diese Flüssigkristallanzeige verwendet wurde,

Fig. 7 die Vorderseite einer der beiden verdrahteten Schaltplatten, die für diese Flüssigkristallanzeige verwendet wurden,

Fig. 8 die Rückseite derselben verdrahteten Schaltplatte,

Fig. 9 die Vorderseite der zweiten verdrahteten Schaltplatte derselben Flüssigkristallanzeige,

Fig. 10 die Rückseite derselben Schaltplatte,

Fig. 11 einen Teilabschnitt des Anschlusses, der für diese Flüssigkristallanzeige verwendet wurde,

Fig. 12 eine Dichtung, die für diese Flüssigkristallanzeige verwendet wurde,

Fig. 13 einen Halter, der für diese Flüssigkristallanzeige verwendet wurde,

Fig. 14 die Vorderseite der gesamten Flüssigkristallanzeige,

Fig. 15 die Seitenansicht dieser Flüssigkristallanzeige,

Fig. 16 die Vorderseite dieser schon in eine Motorradinstrumententafel eingebauten Flüssigkristallanzeige,

Fig. 17 die Seitenansicht mit einem Teilquerschnitt derselben Motorrad-Instrumententafel,

Fig. 18 die Teilansicht einer verbesserten Konstruktion des bereits in Fig. 3 dargestellten Trägers,

Fig. 19 die Seitenansicht, teilweise im Querschnitt derselben Flüssigkristallanzeige,

Fig. 20 eine semi-transparente Reflektorplatte, die für diese Flüssigkristallanzeige verwendet wurde,

Fig. 21 und 22 verbesserte Entwürfe der in Fig. 6 dargestellten Reflektorplatte.

In den Figuren werden Teile gleicher Funktion mit den entsprechenden Ziffern und Symbolen gekennzeichnet.

Fig. 1 zeigt eine aufgelöste perspektivische Darstellung der Erfindung angewandt auf eine Motorradanzeigeinstrumententafel.

Mit 1 wird ein Anzeigeteil mit mehreren Flüssigkristallelementen aufgezeigt; die Elemente werden mit 1 A, 1 B und 1 C bezeichnet. Die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C haben dieselbe Konstruktion, so daß nur das Element 1 A in Bezug auf den Teilabschnitt von Fig. 2 detailliert beschrieben wird. Das Element enthält Elektrodenplatten 1 a und 1 b aus transparentem, isolierendem Material, wie z. B. Glas. Die Elektroden 1 c und 1 d befinden sich auf den einander gegenüberliegenden inneren Oberflächen der Elektrodenplatten 1 a und 1 b. Diese Elektroden werden aus transparenten, leitenden Filmen, wie z. B. ITO-Filmen gebildet und besitzen ein Muster, das auf dem Flüssigkristallelement 1 A angezeigt wird. Die Elektroden 1 c haben herausragende Endteile 1 e, die bis zur hinteren Kante der Elektrodenplatte 1 a reichen. Die Elektrodenplatten 1 a und 1 b sind mit Hilfe von Distanzstücken 1 f an den Kanten entlang zusammengefügt. Zwischen den Elektrodenplatten 1 a und 1 b ist ein Flüssigkristall 1 g des Typs "Feldeffekt" eingeschlossen. Es handelt sich hier um einen P-Typ twistnematischen Flüssigkristall mit positiv-dielektrischer Anisotropie; seine Moleküle haben eine zentroide Zufallsverteilung, die Längsachsen der Moleküle zeigen jedoch in die Richtung, in die die Achse des polarisierten Lichts um 90° verdrillt wird, während das polarisierte Licht von der Elektrodenplatte 1 a zur Elektrodenplatte 1 b durchfällt. Die o. g. Teile bilden eine Flüssigkristallzelle 1 h. Polarisierende Platten 1 i und 1 j, die nur in eine Richtung eine polarisierte Lichtkomponente durchlassen, sind an der Vorder- und Rückseite der Flüssigkristallzelle 1 h angebracht, so daß ihre Polarisationsachsen, die die Übertragung polarisierten Lichts bedingen, senkrecht zueinander sind.

Das in dem Flüssigkristallelement 1 A enthaltene Flüssigkristall 1 g hat eine Orientierung der Moleküle wie oben beschrieben, außer wenn eine in ihrer Stärke vorbestimmte Spannung zwischen den Elektroden 1 c und 1 d entsprechend der an den nicht-isolierten Elektrodenenden angelegten Spannung erzeugt wird. In diesem Zustand erreicht polarisiertes Licht bei Durchdringen der Flüssigkristallzelle 1 h von der hinteren polarisierenden Platte 1 j aus die vordere polarisierende Platte 1 i, nachdem seine Polarisationsachse um 90° verdrillt worden war. Das heißt, die Richtung der Polarisationsachse und die Richtung der Polarisationsplatte 1 i stimmen überein. Wird Licht in diese Richtung übertragen, leuchtet das Flüssigkristallelement 1 A ganz hell auf. In diesem Zustand erfolgt noch keine Anzeige. Wird der Zustand des Demodulationsfeldes gemäß der am offenen Elektrodenende angelegten Spannung verändert, dann wird die überschüssige Spannung der o. g. festgelegten Höhe zwischen den entsprechenden überlappenden Teilen der Elektroden 1 c und 1 d hervorgebracht. In diesem Fall ist die Längsachse der Moleküle nur eines Teils des Flüssigkristalls 1 g zwischen den Elektroden 1 c und 1 d, zwischen denen die o. g. Spannung erzeugt wird, senkrecht auf die Ebenen der Elektrodenplatten 1 a und 1 b gerichtet. Das polarisierte Licht erreicht von der hinteren polarisierenden Platte 1 j ausgehend die vordere polarisierende Platte 1 j ohne daß die Verdrillung seiner Polarisationsachse für den Teil des Flüssigkristalls 1 g, dessen Moleküle re-orientiert sind, stattfindet. Daher stehen in diesem Fall die Polarisationsachse des polarisierten Lichts und die Polarisationsachse der polarisierenden Platte 1 j im re-orientierten Bereich senkrecht aufeinander, d. h. in diesem Bereich des Flüssigkristallelements 1 A wird kein Licht übertragen. Dies bedeutet, daß ein dunkles Muster auf hellem Grund erzeugt wird. Mit anderen Worten kann eine positive Anzeige eines numerischen Wertes, einer Abstufung, einer Zeichenvorlage usw. erhalten werden, um den Zustand des Demodulationsfeldes darzustellen. Die bisherige Beschreibung basierte auf der Annahme, daß von dem durch die Rückseite des Flüssigkristallelements 1 A tretenden Licht Gebrauch gemacht wird, d. h., das Flüssigkristallelement 1 A wird als Element des Transmissions-Typs verwendet. Dieselben Prinzipien finden jedoch auch für den Fall Anwendung, wenn von dem Licht, das durch das Flüssigkristallelement 1 A durchfällt, Gebrauch gemacht wird, d. h., wenn man das Flüssigkristallelement 1 A als Element des reflektierenden Typs einsetzt. Dies deswegen, weil das Licht, das durch die Vorderseite des Flüssigkristallelements 1 A einfällt, und durch dasselbe Flüssigkristallelement geleitet wird, von der Rückseite des Elements 1 A reflektiert wird. Aufgrunddessen wird in diesem Zusammenhang auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.

Mit 2 wird ein lichtdurchlässiger Träger aus transparentem synthetischem Harz, wie z. B. Polycarbonat- oder Acrylesterharz bezeichnet. Fig. 3 zeigt die Vorderansicht des lichtdurchlässigen Trägers 2. Er hat eine vordere Stützfläche 2 a, auf der die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C entweder in direktem Kontakt mit dieser Stützfläche oder mit einem kleinen Zwischenraum befestigt werden, so daß diese Elemente den Anzeigeteil 1 bilden. Die Rippen 2 b ragen über die Kanten der vorderen Stützfläche 2 a hinaus. Wenn die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C auf die vordere Stützfläche 2 a aufgesetzt werden, sind die Rippen 2 b mit den entsprechenden Kantenbereichen der Elemente 1 A, 1 B und 1 C in Kontakt und bedecken diese. Die ersten Zwischenrippen 2 c ragen auch über die vordere Stützfläche 2 a hinaus.

Wenn die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C auf die vordere Stützfläche 2 a gesetzt werden, treten diese Rippen 2 c zwischen die Flüssigkristallelemente 1 A und 1 B, um diese genau anzuordnen; die Rippen 2 c sind ebenfalls in Kontakt mit den jeweiligen Kantenbereichen der Elemente 1 A und 1 B und bedecken diese. Die zweiten Zwischenrippen ragen genauso über die vordere Stützfläche 2 a hinaus. Werden die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C auf die vordere Stützfläche 2 a aufgesetzt, dann treten die Rippen 2 d zwischen die Flüssigkristallelemente 1 B und 1 C, um diese in die richtige Lage zu bringen, wobei sie in Kontakt mit den entsprechenden Kantenteilen der Elemente 1 B und 1 C sind und diese bedecken. Träger 2 hat längliche Öffnungen 2 e, die so geformt sind, daß sie an einigen Abschnitten der Rippen 2 b anliegen. Kontaktglieder (Beschreibung später) werden durch die Öffnungen 2 e eingeführt, um die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C, die auf der vorderen Stützfläche 2 a liegen und einen elektrischen Schaltungsteil (Beschreibung später), der auf der Rückseite des Trägers 2 angebracht wird, um Antriebssignale an die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C zu liefern, elektrisch zu verbinden. Ferner hat der Träger auf seine Vorderseite Befestigungsflansche 2 f, an denen ein Halter (Beschreibung später), der die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C hält, befestigt wird; der Träger hat zudem seitliche Befestigungsflansche 2 g, durch die er in einem Instrumentengehäuse befestigt wird. Außerdem hat eine der einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers 2 mindestens ein elastisches Führungsteil 2 h (s. Fig. 4) durch das Licht aus einer Lichtquelle (nicht dargestellt), die auf einer Seite des Trägers oder hinter dem Träger 2 angebracht wird, eingeführt werden kann. Fig. 5 zeigt die Rückseite des Trägers 2. Aus der Darstellung geht hervor, daß die Rückseite des Trägers 2 mit Stiften 2 i versehen ist, um die Reflektorplatte (Beschreibung später) zu befestigen, sowie Distanzstücke und Stifte 2 j, die dazu dienen, das o. g. elektrische Schaltungsteil anzubringen.

Mit 3 wird eine Reflektorplatte bezeichnet, die aus synthetischem, stark reflektierendem Harz, wie Polycarbonat- oder Acrylesterharz, besteht. Die Reflektorplatte 3 ist auf der Rückseite vom Träger 2 angebracht. Fig. 6 zeigt die Reflektorplatte. Die Reflektorplatte 3 hat mindestens einen Bereich der dem Anzeigeteil 1 zugeordnet ist. Sie dient dazu, Licht vom Träger 2 zum Anzeigeteil zu reflektieren, um somit eine verstärkte Beleuchtung zu bewirken. Wenn nötig, kann die Spiegelung in ihrer Wirkung durch Beschichtung der Platte mit einem weißen Belag erhöht werden. Die Reflektorplatte hat Montageöffnungen 3 a, die mit den Stiften 2 i auf der Rückseite des Trägers übereinstimmen.

Mit 4 wird die elektrische Schaltplatte bezeichnet, die Signale empfängt, die den Zustand des entsprechenden Demodulationsfeldes aufzeigen und die an den Anzeigeteil 1 entsprechende Antriebssignale liefert, um die Anzeige zu steuern. Dieser Teil ist an die Rückseite der Reflektorplatte 3 montiert und enthält eine oder mehrere elektrisch isolierte verdrahtete Schaltplatten - in diesem Fall zwei verdrahtete Schaltplatten 4 A und 4 B aus Glas oder Epoxyharz. Fig. 7 zeigt die Vorderseite der verdrahteten Schaltplatte 4 A. Wie dargestellt, ist die Vorderseite der verdrahteten Schaltplatte 4 A mit Leitungen 4 a, wie z. B. aus Kupfer oder Gold und mit offenen Leitungsenden 4 b versehen, die die Verlängerungen der Leitungen 4 a bilden und an den Kanten der Platte 4 A entlanglaufen, so daß sie genau unter den länglichen Öffnungen 2 e des Trägers 2 liegen, wenn die Platte 4 A auf den Träger 2 montiert wird.

Fig. 8 zeigt die Rückseite der verdrahteten Schaltplatte 4 A. Wie aus der Darstellung hervorgeht, ist die Rückseite der Platte 4 A mit Leitungen und mit elektrischen Schaltteilen 4 c versehen, wie z. B. mit Widerständen, Kondensatoren, Transistoren, IC. Fig. 9 zeigt die Vorderseite der verdrahteten Schaltplatte 4 B. Wie dargestellt ist die Vorderseite der Platte 4 B mit Leitungen 4 a und mit elektrischen Schaltteilen 4 c versehen, ähnlich wie auf der Rückseite der verdrahteten Schaltplatte 4 A. Fig. 10 zeigt die Rückseite der verdrahteten Schaltplatte 4 B. Die Rückseite der Platte 4 B ist versehen mit Leitungen 4 a und mit Verbindungsklemmen (Stecker) 4 d, an die vom Demodulationsfeld aus elektrische Signale geliefert werden. Die Leitungen 4 a und die offenen Leitungsenden 4 b werden durch Aufdrucken, Aufschichten oder durch Ätzen gebildet. Die elektrischen Schaltteile 4 c und die Verbindungsklemmen 4 d werden angelötet. Die verdrahteten Schaltplatten 4 A und 4 B werden durch flexible Leitungen 4 e (siehe Fig. 1) miteinander elektrisch verbunden und auf der Rückseite des Trägers 2 als eine Einheit mit Gewindestiften 5 (siehe Fig. 1) befestigt, die durch die Montageöffnungen 4 f geschraubt werden, welche sich wiederum an den Kanten der verdrahteten Schaltplatten 4 A und 4 B befinden und in die entsprechenden Stifte 2 j des Trägers 2 hineinpassen.

Mit 6 werden die bereits erwähnten Verbindungsklemmen (Stecker) bezeichnet. Diese als Zwischenstecker oder Zebrastreifen bezeichneten Verbindungsklemmen werden in den länglichen Öffnungen 2 e des Trägers 2 angebracht, um den Anzeigeteil 1 und den elektrischen Schaltteil 4 miteinander elektrisch zu verbinden. Fig. 11 zeigt die Teilansicht einer solchen Verbindungsklemme 6. Sie besteht aus leitenden Gummischichten 6 a und aus isolierenden Gummischichten 6 b, die abwechselnd der Länge nach angeordnet und zusammengeschichtet sind. Sie ist so zusammengesetzt, daß ihr vorderer Teil mit den offenen Enden 1 e des Flüssigkkristallelements 1 A, 1 B oder 1 C und ihre Rückseite mit den offenen Enden 4 b der verdrahteten Schaltplatte 4 A in Berührung kommt und dadurch der Anzeigeteil 1 und der Schaltteil 4 elektrisch miteinander verbunden werden.

Mit 7 wird eine aus elastischem Material, wie z. B. Chloropren-Synthetic-Gummi, bestehende Dichtung, die die Vorderseite des Anzeigeteils 1 bedeckt, bezeichnet. Fig. 12 zeigt die Dichtung 7. Sie ist aus einer Platte gestanzt und hat die Teile 7 a, die mit den Kanten des Flüssigkristallelements 1 A, 1 B und 1 C übereinstimmen und die Fenster 7 b umrahmen.

Mit 8 wird die schon erwähnte Halterung bezeichnet, die aus hartem Material besteht, z. B. aus einer Eisenplatte mit rostfreier Beschichtung, und die Vorderseite des Anzeigeteils 1 über die Dichtung 7 bedeckt. Fig. 13 zeigt diese Halterung 8. Wie die Dichtung 7 besitzt die Halterung 8 einen Teil 8 a, der mit den Kanten des Flüssigkristallelements 1 A, 1 B und 1 C übereinstimmt und die Fenster 8 b umrahmt. Außerdem hat die Halterung 8 Seitenteile 8 c, die sich im wesentlichen rechtwinklig von den Außenkanten der Teile 8 a ausdehnen. Die Halterung 8 hat Montageteile 8 d, die hauptsächlich horizontal aus mehreren Abschnitten der Seitenpartien 8 c der Halterung 8 herausragen und den Montageöffnungen 2 f des Trägers 2 gegenüberliegen. Die Teile 8 a der Halterung 8 bedecken die Kanten des Flüssigkristallelements 1 A, 1 B und 1 C, die den Anzeigeteil 1 über die Dichtung 7 bilden, während die Seitenteile 8 c der Halterung 8 die äußere Oberfläche der Rippen 2 b des Trägers 2 bedecken. Die Halterung 8 ist durch die Dichtung 7 an der Vorderseite des Trägers 2 durch Schrauben 9 (siehe Fig. 1) befestigt, die durch die Montageteile 8 d der Halterung 8 in die Montageöffnungen des Trägers 2 geschraubt werden, so daß die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C des Anzeigeteils 1 an der vorderen Stützfläche sicher gehalten werden.

Die Flüssigkristallanzeige 10 setzt sich aus den bisher beschriebenen Bestandteilen zusammen.

Der Zusammenbau dieser Bestandteile wird im folgenden beschrieben.

Dabei werden zuerst die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C des Anzeigeteile 1 in festgelegten Positionen an der Vorderseite des Trägers 2 angeordnet; diese Positionen werden bestimmt durch die Rippen 2 b und die Zwischenrippen 2 c und 2 d des Trägers 2.

Anschließend werden Dichtung 7 und Halterung 8 so aufgesetzt, daß sie die Vorderseite des Anzeigeteils 1 bedecken. Dann werden die Kanten des Flüssigkristallelements 1 A, 1 B und 1 C von den entsprechenden Teilen 7 a und 8 a der Dichtung 7 und der Halterung 8 bedeckt, während die äußere Oberfläche der Rippen 2 b des Trägers 2 von den Seitenteilen 8 c der Halterung 8 überdeckt wird. Es ist möglich, die Dichtung 7 vorläufig an der Rückseite der Halterung 8 anzubringen. Haben die o. g. Teile die richtige Lage, dann werden die Montageteile 8 d der Halterung 8 an den Montageöffnungen 2 f des Trägers 2 von der Vorderseite aus mit Schrauben 9 so befestigt, daß Anzeigeteil 1, Dichtung 7 und Halterung 8 mit der Vorderseite des Trägers 2 eine geschlossene Einheit bilden. Anschließend wird die Reflektorplatte 3 an die Rückseite des Trägers 2 befestigt durch Aufsetzen der Montageöffnungen 3 a auf die Stifte 2 i des Trägers 2.

Die Verbindungsklemmen 6 werden in die Öffnungen 2 e des Trägers 2 von der Rückseite desselben aus eingeführt, so daß ihre Frontpartien mit den offenen Enden 1 e der Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C in Kontakt kommen.

Daraufhin werden die verdrahteten Schaltplatten 4 A und 4 B, die den elektrischen Schaltteil 4 bilden, sowie die Leitungen 4 a, die offenen Leitungsenden 4 b, die Verbindungsklemmen (Kontaktglieder) 4 d und die elektrischen Drähte (flexibel) 4 e an der Rückseite des Trägers 2 angelegt, so daß die Rückseite der Verbindungsklemmen mit den offenen Enden 4 b der verdrahteten Schaltplatte 4 a in Kontakt kommen. In diesem Zustand werden die Montageöffnungen 4 f der verdrahteten Schaltplatte 4 A und 4 B mit Schrauben 5 an den Montageteilen 2 j des Trägers 2 befestigt. Auf diese Weise sind die verdrahteten Schaltplatten 4 A und 4 B an der Rückseite des Trägers 2 aufeinandergelegt befestigt. Dann wird die elektrische Schaltplatte 4 mit den Verbindungsklemmen 6 befestigt und zwischen den Flüssigkristallelementen 1 A, 1 B und 1 C und der verdrahteten Schaltplatte 4 A leicht zusammengepreßt.

Wie oben beschrieben, ergibt der Zusammenbau der Bestandteile die Flüssigkristallanzeige 10, wie die Vorderansicht in Fig. 14 und Seitenansicht in Fig. 15 darstellen. Wie in Fig. 16 und Fig. 17 dargestellt, wird diese Flüssigkristallanzeige 10 mit einem Integrator 11, der die zurückgelegte Strecke anzeigt, einer Lichtquelle (nicht dargestellt) und einer Vorderplatte 12, die die Flüssigkristallanzeige und den Integrator bedeckt und Fensteröffnungen wie in den Anzeigeteilen des Instrumentengehäuses 14 besitzt, zusammengebaut. Dieses Instrumentengehäuse besteht aus hartem Harz und ist mit einer Vorderscheibe aus durchsichtigem synthetischem Harz versehen. Dann werden die Montageteile 2 g des Trägers 2 befestigt. Somit bildet die Flüssigkristallanzeige 10 einen Teil der Motorradinstrumententafel 15. Wie schon erwähnt, wird für die oben beschriebene Flüssigkristallanzeige der Träger 2 als Bezugsteil zum Zusammenbau der Anzeige verwendet. Das heißt, die anderen Teile, also der Anzeigeteil 1, die Dichtung 7, die Halterung 8, die Reflektorplatte 3, die Verbindungsklemmen 6 und der elektrische Schaltteil 4 werden in bestimmter Reihenfolge auf dem Träger 2 zusammengebaut und mit Schrauben 9 und 5 aneinander befestigt, die wiederum die Halterung 8 und den elektrischen Schaltteil 4 am Träger 2 von der Vorder- bzw. Rückseite her befestigen. Solange diese Teile unter Berücksichtigung ihrer Lage ausschließllich zum Träger 2 zusammengebaut werden, lassen sie sich automatisch in die richtige Lage zueinander bringen. Im Vergleich zu der bereits beschriebenen Konstruktion, bei der die Bestandteile unter Berücksichtigung ihrer Lage zu befestigen sind, kann der Zusammenbau stark vereinfacht werden, um Arbeitsaufwand und Arbeitszeit zu verringern. Somit ist es möglich, Arbeitskontrolle undf Zusammenbau wesentlich zu verbessern. Insbesondere müssen die Verbindungsklemmen 6, die den Anzeigeteil 1 und den elektrischen Schaltteil 4 elektrisch miteinander verbunden, exakt angeordnet werden, um eine zufriedenstellende elektrische Verbindung zwischen den offenen Enden 1 e der Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C des Anzeigeteils 1 und den offenen Enden 4 b der verdrahteten Schaltplatte 4 A des elektrischen Schaltteils 4 zu erhalten. Bei der oben beschriebenen Flüssigkristallanzeige 10 können die Verbindungsklemmen 6 richtig angeordnet werden, indem man sie einfach in die länglichen Öffnungen 2 e des Träges 2 einführt. Gleichzeitig können Displazierung oder Deformation der Verbindungsklemmen 6 ausgeschlossen werden und somit können sie leicht in die richtige Lage gebracht werden.

Die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C des Anzeigeteils 1 werden durch die Rippen 2 b und die Zwischenrippen 2 c und 2 d des Trägers 2 gehalten und ihre Seiten durch diese Rippen fixiert, während die Verbindungsklemmen 6 von vorn von den Flüssigkristallelementen 1 A, 1 B und 1 C und von hinten von der verdrahteten Schaltplatte 4 fixiert und durch die Seiten der länglichen Öffnungen 2 e des Trägers 2 gehalten werden. Selbst wenn von außen verursachte Schwingungen in der Instrumententafel 15, die auf einen Motorradlenker montiert ist, beim Fahren auftreten und auf die Flüssigkristallanzeige 10 durch die Halteteile 2 g des Trägers 2 übertragen werden, tritt kein unangenehmer Lärm auf, da die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C und die Verbindungsklemmen 6, die bis jetzt leichten Schwingungen ausgesetzt waren, sicher befestigt sind. Wenn die Seitenwände der Rippen 2 b und der Zwischenrippen 2 c und 2 d des Trägers 2 mit kleinen Ausbuchtungen 2 k versehen werden, so daß sie über die Kanten der Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C hinausreichen, wenn die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C an einer Stelle auf der vorderen Stützoberfläche aufgesetzt werden, die durch die Rippen 2 b und die Zwischenrippen 2 c und 2 d bestimmt ist, können sie in Verbindung mit den Rippen 2 b und den Zwischenrippen 2 c und 2 d durch kleine Ausbuchtungen 2 k fest gehalten werden.

Wie in Fig. 19 dargestellt, kann die Halterung 8, die den Anzeigeteil 1 gegen den Träger 2 von der Vorderseite her hält, durch einen Überbrückungsdraht 16 geerdet werden, der an einem Ende durch die Schraube 9 am Montageteil 8 d der Halterung 8 und am anderen Ende durch die Schraube 5 am Montageteil 4 f der verdrahteten Schaltplatte 4 B befestigt ist, die wiederum eine Erdleitung 4 a besitzt. Deshalb kann es beim Abwischen der Vorderscheibe 13 der Instrumententafel zu keiner Ladungsverschiebung zwischen den Elektrodenplatten 1 a und 1 b der Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C aufgrund des Entladungseffekts der Halterung 8 kommen. Das heißt, in diesem Fall kann sich keine Ladung an den Elektroden 1 c und 1 d und an anderen Teilen der Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C mit geringem Isolierwert konzentrieren.

Die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C werden daher nie nachteilig von der elektrostatischen Aufladung beeinflußt, so daß die Möglichkeit einer sonst auf Anzeigeteil 1 auftretenden Fehlanzeige verläßlich ausgeschlossen werden kann. Mit anderen Worten wird die Anzeige nur von Antriebssignalen gesteuert, die durch die Verbindungsklemmen 6 und die offenen Enden 1 e an die Elektroden 1 c und 1 d der Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C vom elektrischen Schaltteil 4 selektiv geliefert werden; somit kann die Zuverlässigkeit der Anzeige verbessert werden.

Die Flüssigkristallanzeige 10 kann auf zweierlei Weise angewandt werden; zum einen als Anzeige des reflektierenden Typs, wenn die Fremdlichtintensität gleich dem Tageslicht ist, zum anderen als Transmissions-Typ, wenn die Fremdlichtintensität so niedrig ist wie bei Nacht. Auf diese Weise kann ungeachtet der Fremdlichtintensität sowohl bei Tag als auch bei Nacht eine zufriedenstellende Anzeige erreicht werden. Genauer gesagt, wenn die Fremdlichtintentisät ausreichend genug ist - so wie am Tag -, wo Licht von außen in genügendem Maß vorhanden ist, kann die Lichtquelle ausgeschaltet und das von außen auf die Vorderseite der Flüssigkristallanzeige 10 einfallende Licht als Lichtquelle zur Anzeige verwendet werden. In diesem Fall dient die Flüssigkristallanzeige 10 als Anzeige des reflektierenden Typs, wobei das einfallende Licht durch die an der Rückseite der Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C des Anzeigeteils 1 befestigte Reflektorplatte 3 zurückgestrahlt wird. Wenn die Fremdlichtintentsität so niedrig ist wie bei Nacht, so daß nicht genügend Licht von außen vorhanden ist, wird Licht von der Lichtquelle, die zusammen mit der Flüssigkristallanzeige 10 im Instrumentengehäuse 14 untergebracht ist und die vom Fahrer durch einen Schalter zur Beleuchtung der gesamten Motorrad-Instrumententafel 15 eingeschaltet werden kann, durch das Führungsteil 2 h des Trägers 2 eingeführt. In diesem Fall dient die Flüssigkristallanzeige 10 als Anzeige des Transmissions-Typs, wobei das eingeführte Licht durch die inneren Wände des Trägers 2 und der Reflektorplatte 3 zurückgestrahlt wird, um Licht zu liefern, das auf die Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C des Anzeigeteils 1 gerichtet ist. Die Flüssigkristallanzeige 10 kann somit je nach Fremdlichtintensität zwischen reflektierendem und Transmissions- Betrieb umgeschaltet werden, so daß immer eine zufriedenstellende Anzeige erreicht wird. Der Fahrer kann daher unabhängig von der Fremdlichtintensität die Anzeige immer richtig ablesen. Durch Ausstattung der Anzeige mit einer semi-transparenten Reflektorplatte 17 (vgl. Fig. 20) kann die Deutlichkeit der Anzeige noch verstärkt werden. Diese semi-transparente Reflektorplatte 17 besteht aus einem Material, wie z. B. Acrylester- oder Polyester-Harz, das einen Teil, wie etwa die Hälfte des einfallenden Lichts durchläßt, während das übrige einfallende Licht reflektiert wird. Sie hat die gleiche Form wie die Reflektorplatte 3 und wird zwischen Anzeigeteil 1 und Träger 2 eingebaut. Bei der Anwendung einer Flüssigkristallanzeige 10 des reflektierenden Typs, ist die Abweichung des Schattens eines Anzeigemusters der Flüssigkristallelemente 1 A, 1 B und 1 C, das auf der Vorderseite der Reflektorplatte vom Muster gebildet wird, um so größer, je weiter die Entfernung zwischen dem Anzeigeteil 1 und der Reflektorplatte ist. Dies wirkt sich ungünstig auf die Wahrnehmung der Anzeige durch den Fahrer aus. Bei Verwendung der semi-transparenten Reflektorplatte 17 kann die o. g. Abweichung durch eine Reduzierung der Entfernung zwischen den Flüssigkristallelementen 1 A, 1 B und 1 C und der Reflektorplatte verringert werden. Die Vorderseite der semi-transparenten Reflektorplatte 17 kann beliebig gefärbt werden; d. h., man streicht den Hintergrund des Anzeigeteils 1 mit einer Farbe an - den Flüssigkristallelementen kann also eine beliebige Farbe gegeben werden. Die semi-transparente Reflektorplatte kann daher als eine Art Filter verwendet werden, so daß eine zufriedenstellende Flüssigkristallanzeige ermöglicht werden kann. Diese semi-transparente Reflektorplatte 17 kann wiederum leicht und ohne Nachteile montiert werden, indem man sie mit Schlitzen 17 a und 17 b versieht, so daß die Zwischenrippen 2 c und 2 d des Trägers 2 mit den Schlitzen 17 a und 17 b zusammengepaßt werden können.

Wenn die Flüssigkristallanzeige 10 bei Nacht mit Beleuchtung benutzt wird - wobei der Anzeigeteil 1 von dem plattenähnlichen lichtdurchlässigen Träger 2 beleuchtet wird, selbst wenn eine Wolframlampe als Lichtquelle dient - wird das Licht der Lichtquelle am Träger 2 verteilt, um den Anzeigeteil 1 mit im wesentlichen gleichmäßiger Lichtintensität über die gesamte Anzeigefläche hinweg zu beleuchten, d. h., ohne Schwankungen der Lichtintensität im Anzeigeteil 1, wie dies bei der oben beschriebenen Methode der Fall ist. Die Fig. 21 und 22 zeigen, daß die vordere Oberfläche der Reflektorplatte 3 mit einem spiegelungsregulierenden Abschnitt ausgestattet werden kann, so daß der Flächenanteil, der durch den regulierenden Abschnitt pro Flächenanteil versehen ist, ansteigt, wenn man in die Nähe der Führungsglieder, d. h. der Lichtquelle kommt. Der spiegelungsregulierende Abschnitt 3 b kann gebildet werden durch Aufdrucken von leicht licht-absorbierendem Material, wie z. B. matter schwarer Farbe. Mit dieser Methode wird die Lichtmenge durch den reflexionsregulierenden Abschnitt 3 b der Reflektorplatte 3 verringert; außerdem wird die Lichtmenge zum Teil von dem Bereich des Trägers 2, der der Lichtquelle näher liegt, reflektiert, wobei andererseits der Anzeigeteil 1 mit stärkerer Lichtintensität versorgt wird. Die Beleuchtung wird somit im Vergleich zu dem Fall, bei dem der reflexionsregulierende Abschnitt 3 b fehlt, verringert. Andererseits wird von dem Teil der Reflektorplatte 3, der von der Lichtquelle weiter entfernt ist, nicht so viel Licht absorbiert, so daß die aus diesem Bereich in Anzeigeteil 1 gestrahlte Lichtmenge im wesentlichen genauso hoch ist wie ohne den reflexionsregulierenden Abschnitt 3 b. Das heißt, dieser Teil wird mit dem reflexionsregulierenden Abschnitt 3 b genauso stark beleuchtet. Somit kann Anzeigeteil 1 vom Träger 2 über die ganze Fläche hinweg mit im wesentlichen gleichmäßiger Lichtintensität beleuchtet werden. Helligkeitsschwankungen können ausgeschlossen oder zumindest reduziert werden. Während die abgebildeten Beispiele des reflexionsregulierenden Abschnitts 3 b das aus Streifen und Punkten bestehende Muster darstellen, ist es ebenfalls möglich, Gitter- oder andere Muster zu verwenden. Anstatt Farbe aufzudrucken, um einen reflexionsregulierenden Abschnitt 3 b zu bilden, kann der gleiche Effekt erzielt werden, durch Anbringen eines separaten reflexionsregulierenden Abschnitts aus transparentem dünnem Film mit lichtabsorbierendem Muster an der vorderen Oberfläche der Reflektorplatte 3.

Während sich die obige Darstellung des Anzeigeteils 1 aus mehreren Flüssigkristallelementen 1 A, 1 B und 1 C zusammensetzt, kann die gleiche Wirkung mit einem einzigen Flüssigkristallelement erzielt werden.

Claims (3)

1. Flüssigkristallanzeige, insbesondere für Kfz-Anzeigeinstrumente, bei der in Sandwichbauweise an einem transparenten Träger (2) mit Führungsglied (2 h) zum Einleiten von Licht von einer Lichtquelle an einer vorderen Stützoberfläche (2 a) das Flüssigkristallanzeigeteil (1) und an einer Rückseite das elektrische Schaltteil (4) festgelegt sind, wobei in Durchtrittsöffnungen (2 e) im Träger (2) elektrische Verbindungsklemmen (6) eingepaßt sind, die eine elektrische Verbindung zwischen dem Schaltteil (4) und dem Anzeigeteil (1) herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß desweiteren in an sich bekannter Weise eine Reflektorplatte (3) zwischen dem transparenten Träger (2) und dem elektrischen Schaltteil (4) sowie eine semi-transparente Reflektorplatte (17) zwischen dem transparenten Träger (2) und dem Anzeigeteil (1) festgelegt sind, wobei Rippen (2 b, c, d) mit seitlichen Ausbuchtungen (2 k) an der vorderen Stützoberfläche (2 a) des transparenten Trägers seitliche Kanten des Anzeigeteils (1) und der semi-transparenten Reflektorplatte (17) stützen und Stifte (2 i, j) auf der Rückseite des transparenten Trägers (2) mit Montageöffnungen (3 a, 4 f) der Reflektorplatte (3) bzw. des Schaltteils (4) übereinstimmen.

2. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Träger (2) an seiner Vorderseite Befestigungsflansche (2 f) aufweist, an denen eine Halterung (8) zum Halten des Anzeigeteils (1) und der semi-transparenten Reflektorplatte (17) gegen den transparenten Träger (2) angreift.

3. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Träger (2) seitliche Befestigungsflansche (2 g) aufweist, durch die er in einem Instrumentengehäuse befestigbar ist.