DE3340468A1

DE3340468A1 - Fluessigkristallanzeige

Info

Publication number: DE3340468A1
Application number: DE19833340468
Authority: DE
Inventors: Peter 7505 Ettlingen Knoll; Winfried Dipl.-Ing. 7507 Pfinztal König; Peter 7500 Karlsruhe Rapps
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-11-09
Filing date: 1983-11-09
Publication date: 1985-05-15
Also published as: JPS60122920A

Description

Flüssigkristallanzeige
Stand der Technik Die Erfindung gebot aus von einer Flüssigkristallzelle nach der Gattung des Hauptanspruchs. Flüssigkristallzellen sind bereits seit langem bekannt und in der Literatur ausführlich beschrieben. Übliche Flüssigkristallzellen für Anzeige im Positivkontrast ändern beim Ansteuern ihre Farbe in schwarz, während der Hintergrund und die nicht angesteuerten Elemente weiß oder grau erscheinen. Eine Farbänderung einer Flüssigkristallzelle ist z.B. möglich, wenn man je einen Polarisator vor und'hinter der Zelle anordnet und die Zelle mit einer cholesterischen Flüssigkristallsubstanz füllt.
Je nach Verdrehung der Polarisationsebenen bei Anlegen einer Spannung ist dadurch eine Farbänderung möglich.
Weiterhin ist es bereits bekannt, dem Flüssigkristall selbst Farbstoffe beizumischen, um dadurch in einem gewissen Umfang Farbänderungen zu bewirken. Die DE-OS 30 34 181 beschreibt z.B. eine Flüssigkristallanzeige, bei der zwei Flüssigkristallzellen vorgesehen sind. Mittels dieser Flüssigkristallzellen ist ein schnelles Umschalten zwischen zwei Komplementärfarben möglich.
Weitere Farben sind mit der bekannten Anordnung nicht schaltbar.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemße Flüssigkristallanzeige mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß einerseits der Kontrast verbessert ist und nur eine geringe Temperaturabhängigkeit gegeben ist.
Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß bis zu vier Farben schaltbar sind. Bei der Verwendung von drei Primärfarben ist darüber hinaus die Erzeugung beliebiger Mischfarben möglich.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Flüssigkristallanzeige möglich. Insbesondere durch den zellenförmigen Aufbau der Anzeigevorrichtung in Form einer Matrix wird erreicht, daß flexible Informationen in Farbe darstellbar sind. Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung ist daher auch für flache Bildschirme, z.B. für die Fernsehwiedergabe, geeignet.
Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.-Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel und Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Figur 1 zeigt eine farbumschaltbare Anzeigevorrichtung.

Das durch eine Lampe 10 erzeugte Licht wird einem neutralen Polarisator 11 zugeführt. Durch den Polarisator 11 wird das Licht linear polarisiert. Dieses Licht gelangt zu einer Flüssigkristallzelle 12., Die Flüssigkristallzelle 12 ;st vom Twistnematik-Typ. Je nachdem, ob die Flüssigkristallzelle 12 ausgeschaltet ist (900-Twist der Polarisationsebene) oder eingeschaltet ist (O -Twist dex Polarisationsebene), absorbiert entweder der nachfolgende Polare sator 13 oder der Polarisator 14. Die Polarisatoren 13 und 14 sind als selektive Polarisatoren ausgebildet. Beispielsweise kann der Polarisator 13 die Farbe rot, der Polarisator 14 die Farbe grün aufweisen. Je nach Schaltung der Flüssigkristallzelle 12 absorbiert dann entweder der rote Polarisator 13 oder der grüne Polarisator 14. Den beiden Polarisatoren 13 und 14 folgt eine Flüssigkristallzelle 15, die dazu dient, ein dunkles Umfeld zu erzeugen. Abgeschlossen wird die Anzeigevorrichtung von einem neutralen Polarisator 16. Von einem Beobachter 17 ist das Licht wahrnehmbar, das von der Lampe 10 erzeugt wird, durch die Polarisatoren gefiltert und durch die LCD-Zellen 12 und 15 gedreht ist. Insgesamt sind hierbei vier Betriebszustände einstellbar, die dem Betrachter 17 als drei verschiedene Farben erscheinen. Die verschiedenen Schaltzustände sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt:

LCD11 Licht nach Durchgang

durch selekt. Polari- 5 Beobachter 17

Beobachter 17

satoren 13, 14

aus (900) rot (roter Pol. sperrt) aus (900) schwarz

aus (900) rot (roter Pol. sperrt) ein ( 00) rot

ein ( 00) grün(grüner Pol. sperrt) aus (900) grün

ein ( 00) grün(grüner Pol. sperrt) ein ( 00) schwarz

Der gezeigte Aufbau ermöglicht auf eine einfache Art und Weise eine Farbumschaltung im Negativkontrast, wie sie zur Erhöhung der Übersichtlichkeit bei vielen Anwendungsfällen erforderlich ist. Beispielsweise kann durch das Umschalten bei einem Automobil eine ökonomische oder unökonomische Fahrweise angezeigt werden oder aber bei einem digitalen Tachometer kann beim Überschreiten einer Geschwindigkeit von grünen Ziffern auf rote Ziffern umgeschaltet werden. Dadurch ist es beispielsweise für einen Autofahrer leicht möglich zu erkennen, ob er beispielsweise im Stadtverkehr die dort vorgegebenen Geschwindigkeiten überschreitet oder ob beispielsweise eine vorgegebene höhere Geschwindigkeit überschritten wird.

Eine Variation der Polarisatorenkombination gestattet den Übergang auf eine dreifarbige Darstellung in Positivkontrast. Der Aufbau einer solchen Anzeigevorrichtung ist in Figur 2 näher dargestellt. Der Lichtquelle 10 folgt ein Polarisator 11, der als selektiver Polarisator ausgebildet ist. Der Polarisator 11 absorbiert beispielsweise die Farbe blau. Dem selektiven Polarisator 11 folgt die Flüssigkristallzelle 12. Der Flüssigkristallzelle 12 ist ein selektiver Polarisator 21 nachgeschaltet, der beispielsweise die Farbe rot absorbiert. Dem selektiven Polarisator 21 folgt eine weitere Flüssigkristallzelle 15.
Wie bereits im vorhergehenden Fall sind auch hier die beiden Flüssigkristallzellen vom TN-Typ. Die Flüssigkristallzelle 15 wird durch einen selektiven Polarisator 22 abgeschlossen, der beispielsweise die Farbe grün absorbiert. Der Beobachter 17 betrachtet die so aufgebaute .Anzeigevorrichtung.
Die drei Polarisatoren 11, 21 und 22 absorbieren einen definierten spektralen Anteil des Lichts, das in seiner Polarisationsebene, die in den Figuren durch Pfeile angedeutet ist, schwingt. Je nach Einschaltzustand der Flüssigkristalle 12 und 15 ergeben sich wiederum vier verschiedene Möglichkeiten und vier verschiedene Farben für den Beobachter. Die Farben in Abhängngkeit vom Schaltzustand der Flüssigkristallzellen für das aufgeführte Beispiel sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben:

LCD12 LCD15 Licht für

Beobachter 17

aus (900) aus (900) weiß bzw. Farbe der

Lichtquelle 10

aus (900) ein ( 00) grün

ein ( 00) aus (900) blau

ein ( 00) ein ( 00) rot

Durch eine andere Farbwahl der Polarisatoren ist es möglich, für den Beobachter 17 andere Farben einzuschalten.
Die beschriebene Anordnung gestattet nicht nur die Umschaltung zwischen den drei Farben der selektiven Polarisatoren, sondern dient auch zur Erzeugung von Mischfarben, wenn die Elektroden in den beiden Flüssigkristallzellen 12 und 15 zeitlich zueinander versetzt angesteuert werden.
Wird hierbei eine Bildwechselfrequenz gewählt, die so hoch ist, daß das Auge dem raschen Wechsel nicht mehr folgen kann, so erfolgt dadurch im menschlichen Auge eine Integration zu einer Mischfarbe. Bei Verwendung von selektiven Polarisatoren in den drei Primärfarben sind alle Farben innerhalb des Farbdreieckes, die durch ihre drei Eckpunkte aufgespannt werden, darstellbar.
Zur Erzeugung vollflexibler, farbiger Informationen, wie sie beispielsweise auch für die Fernsehwiedergabe erforderlich sind, sind die beiden Flüssigkristallzellen zweckmäßigerweise als Matrixanzeigen auszuführen, wobei die Matrixanzeigen vorzugsweise Aktivanzeigen sind, die integrierte Treibertransistoren auf dem Glase aufweisen.
Die gezeigten Flüssigkristallanzeigevorrichtungen bieten die Möglichkeit, ohne mehrere farbige Lichtquellen, Lichtleiter oder Licht schächte ein Farbumschaltung zu ermöglichen. Durch den einfachen Aufbau weisen sie einen weiten Temperaturbereich auf und sind gegen klimatische Umwelteinflüsse unempfindlich. Dadurch sind die gezeigten Systeme insbesondere auch für den Einsatz im Kraftfahreug geeignet.

Claims

Ansprüche 1. Flüssigkristallanzeige mit einem vorderen und einem hinteren Polarisator und mit zwei Flüssigkristallzellen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Flüssigkristallzellen (12, 15) zwei selektive Polarisatoren (13, 14) angeordnet sind, deren Polarisationsrichtungen zueinander um etwa 900 versetzt sind.
2. Flüssigkristallanzeige mit einem vorderen und einem hinteren Polarisator und mit zwei Flüssigkristallzellen zwischen den beiden Polarisatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisatoren (11, 22) als selektive Polarisatoren ausgebildet sind und daß zwischen den Flüssigkristallzellen (12, 15) ein weiterer selektiver Polarisator (21) angeordnet ist.
3. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Flüssigkristallanzeige eine Lichtquelle (10) angebracht ist.
4. Flüssigkristallanzeige nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige zeilenförmig aufgebaut ist, wobei die Zeilen in einer Matrix angeordnet sind.
5. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, d Treibertransistoren für die einzelnen Bildpunkte auf dem Trägermaterial in der Flüssigkristallebene jeweils neben den einzelnen Bildpunkten angeordnet sind.
6. Flüssigkristallanzeige nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallanzeige aus TN-Flüssigkristallzellen aufgebaut ist.
7. Flüssigkristallanzeige nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallzellen (12, 15) zeitlich zueinander versetzt mit einer für das Auge nicht verfolgbaren Bildwechselfrequenz angesteuert sind.