DE3803050C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Farbanzeige­ vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des nebengeordneten Anspruchs 5.

In letzter Zeit wurden Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtungen für Armaturenbretter von Kraftfahrzeugen einge­ setzt. Um den Farbton am Armaturenbrett zu verändern, wurden auf diesem Gebiet Farbanzeigen eingeführt.

Eine solche Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung ist aus der JP-60-2 60 921 A1 bekannt. In Fig. 1 der JP-60-2 60 921 A1 wird eine Flüssigkristall- Farbanzeigevorrichtung beschrieben, in der jedoch ein Wechsel der Farbintensität von hell zu dunkel nicht in Betracht gezogen wurde.

Bisher mußte daher für eine Änderung der Farbintensität die Farbe des Farbfilters selbst geändert werden, was zu erhöhten Kosten bei der Änderung der Farbintensität am Armaturenbrett führte.

In der in der DE 32 30 017 A1 beschriebenen Abdunklungs­ anordnung für durchsichtige Mehrschichtenscheiben sind streifenförmige Flüssigkristallelementbereiche von unter­ schiedlicher Breite in konstanten Abständen angeordnet. Eine Änderung des Farbtons in verschiedenen Bereichen der Anzeige ist ohne Änderung der Farbe des verwendeten Filters nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flüssigkristall- Farbanzeigevorrichtung sowie eine Mehrfachanzeigevorrichtung mit mehreren dieser Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtungen anzugeben, die es gestattet, bei Verwendung nur eines Filters eines Farbtons eine ausreichende Intensität der anzuzeigenden Farbe an verschiedenen Orten der Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung zu erreichen, wobei der Filter die Intensität der Farbe nicht beeinflußt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 und im nebengeordneten Anspruch 5 gelöst; die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Gegenstand der Erfindung ist eine Flüssigkristall- Farbanzeigevorrichtung mit einer Anzahl von streifenförmigen Flüssigkristallelementbereichen, die von lichtdurchlässi­ gen Steuerbereichen mit sie bedeckenden Farbfiltern gebildet und parallel mit einem vorbestimmten Abstand in einer Richtung angeordnet sind, in der mindestens drei Blöcke von streifenförmigen Flüssigkristallelementbereichen unab­ hängig voneinander unterschiedliche Verhältnisse von Breite des Farbfilters jedes Flüssigkristallelements zu vorbestimmten Abständen aufweisen.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung erscheint die anzu­ zeigende Farbe hell und dunkel auch dann, wenn der Farbton aller Farbfilter gleich ist; die Intensität der anzuzei­ genden Farbe der Flüssigkristallelemente wird durch die unterschiedlichen Öffnungsverhältnisse der Farbfilter, die zu einigen Flüssigkristallelementblöcken gehören, vorge­ geben.

Die Erfindung wird durch die Abbildungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Flüssigkristall- Farbanzeigevorrichtung, die für den Motordrehzahlmesser eines Kraftfahrzeug-Armaturenbretts verwendet wird;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung, die für eine Benzinuhr verwendet wird;

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung, die für eine Temperaturanzeige verwendet wird, und

Fig. 5, 6 und 7 eine erfindungsgemäße Mehrfach-Flüssigkristall- Farbanzeigevorrichtung als dreidimensionale Anzeige.

Die in Fig. 2 dargestellte Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung umfaßt ein oberes Glassubstrat 20, ein unteres Glassubstrat 21, einen Orientierungsfilm 22 zur Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in eine bestimmte Richtung, eine obere Polarisationsplatte 23, streifenförmige durchsichtige Elektroden 24, streifenförmige Farbfilter 25, eine untere Polarisationsplatte 26, einen Flüssigkristall 27, durchsichtige Gegenelektroden 28 und eine Lichtquelle 29.

Im Orientierungsfilm 22 sind sehr kleine durchsichtige streifenförmige Elektroden 24 und sehr kleine streifenförmige Farbfilter 25 gebildet.

Wird eine vorgegebene Spannung an streifenförmigen durchsichtigen Elektroden 24 und die durchsichtigen Gegenelektroden 28 angelegt, so ändert sich der Orientierungszustand des Flüssigkristalls 27, so daß das Licht der Lichtquelle 29 durch den Flüssigkristall 27 durchgehen kann. Dieser Zustand der Vorrichtung entspricht dem Hell-Zustand. Die kleinste Einheit, die den Hell-Zustand ermöglicht, ist ein Flüssigkristallelement.

Im Flüssigkristall-Farbanzeigeelement 1 hat jedes Flüssig­ kristallelement ein streifenförmiges Farbfilter 25.

Das von der Lichtquelle 29 kommende und durch das Flüssigkristallelement durchgehende Licht ist im Hell-Zustand praktisch ein durch das Farbfilter 25 gefärbtes Durchlicht. Das in den Bereichen neben den Farbfiltern durchgehende Licht erscheint anders als das Durchlicht (leaked transmitted light), die angezeigte Farbe besteht daher aus der Mischfarbe des gefärbten Lichts und des nicht gefärbten Durchlichts.

Weist das Licht aus der Lichtquelle 29 ein fast kontinuierliches Spektrum auf, d. h., handelt es sich um weißes Licht, so hängt der Farbton des durch das Flüssigkristall­ element im Hell-Zustand durchgehenden Lichts im Hell-Zustand vom Verhältnis der Fläche des Farbfilters 25 im Flüssigkristallelement im Hell-Zustand zu der Fläche neben dem Farbfilter ab, durch die das Licht ohne Veränderung durchgeht (leakage area, im folgenden mit Nebenfläche bezeichnet). Ist das Verhältnis groß, insbesondere dann, wenn die Fläche des Farbfilters im Vergleich zur Nebenfläche erhöht wird, so ändert sich das Durchlicht von hell, d. h. nahe am weißen Licht, zu dunkler Farbe, die durch die durchgelassene Wellenlänge des Farbfilters bestimmt wird. Durch Verändern des Verhältnisses kann der Farbton beliebig verändert werden, ohne die Farbe des verwendeten Farbfilters ändern zu müssen. Der Farbton einer Farbe wird auch Sättigungsgrad genannt.

Gemäß Fig. 1 können die Änderungen des Farbtons dadurch erreicht werden, daß die Abstände P₁, P₂ und P₃ der streifenförmigen Farbfilter 25 in jedem Block I, II und III, die im gewählten Beispiel den Drehzahlbereichen 0-3000, 3000-6000 und 6000-8000 min^-1 des Kraftfahrzeugmotors entsprechen, geändert werden, während die Breiten g der streifenförmigen Farbfilter 25 konstant gehalten werden.

Bekanntlich werden bei Streifenanzeigevorrichtungen die gewünschten Analogwerte durch Anordnen einer Anzahl von Einheitsanzeigebereichen (Segmente), die fast rechteckig ausgebildet werden, angezeigt. In dieser Ausführungsform ist der gewünschte Analogwert die Drehzahl des Motors. Jedes Segment ist als sehr kleiner Streifen eines Flüssigkristallelements ausgebildet. In Fig. 1 sind nur die streifenförmigen Farbfilter 25 gezeigt.

Wenn alle Breiten g der dunkelroten streifenförmigen Farbfilter 25 100 µm betragen, so werden die Abstände P₁ der streifenförmigen Filter 25 im ersten Block I auf 200 µm, die Abstände P₂ der streifenförmigen Filter 25 im zweiten Block II auf 150 µm und die Abstände P₃ der streifenförmigen Filter 25 im dritten Block III auf 100 µm eingestellt.

Entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform zeigt der erste Block I in Hellrot an, da die Nebenfläche relativ groß ist, der zweite Block II zeigt in Normalrot an und der dritte Block III in Dunkelrot, da die Nebenfläche fast nicht mehr vorhanden ist. Der Farbton der streifenförmigen Farbfilter 25 wird dabei überhaupt nicht verändert. Durch Beobachten der Farbtonänderung der Farbfilter 25 der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die entsprechenden Motordrehzahlen erkannt werden. Die Anzeige durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch Verändern der Farbtöne in den Blöcken I, II und III noch verbessert werden.

In der beschriebenen Ausführungsform ist die Anordnung mehrerer Farbfilter, die bisher zur Änderung der angezeigten Farbe notwendig war, nicht mehr erforderlich, da erfindungsgemäß die Farbtonänderung ohne diese Maßnahme leicht durchgeführt werden kann, wobei die Verbesserung der Anzeige zugleich mit niedrigen Kosten erreicht werden kann.

Gemäß Fig. 3 zeigt die Benzinuhr in Grün an. Die Anzeigerichtung der Streifenanzeige erstreckt sich von den unteren zu den oberen Bereichen in dazu senkrechter Richtung.

Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind die streifenförmigen Farbfilter 25 dunkelgrün. Die Abstände P₁, P₂ und P₃ der Farbfilter 25 werden von unten nach oben vermindert, wobei jedoch die Abstände in jedem Block I, II bzw. III gleich bleiben.

Ist gemäß Fig. 3 noch ein großes Treibstoffvolumen vorhanden, so zeigt die Anzeigevorrichtung 1 dunkelgrün an. Nimmt der Treibstoff ab, so ändert sich die Farbe der Anzeige von dunkelgrün nach hellgrün. Das Restvolumen kann somit funktionell und elegant angezeigt werden.

Gemäß Fig. 4 ist der streifenförmige Farbfilter 25 dunkelrot. Die Abstände P₁, P₂ und P₃ der Farbfilter 25 werden von unten nach oben vermindert, wobei jedoch die Abstände in jedem Block I, II bzw. III, wie in Fig. 3, gleich bleiben.

Gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Fig. 4 zeigt die Vorrichtung 1 Hellrot an, wenn die Wassertemperatur niedrig ist. Mit steigender Wassertemperatur ändert sich die Farbe der Anzeige von Hellrot nach Dunkelrot, so daß die angezeigte Wassertemperatur mit dem Empfinden harmoniert.

Bei Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen ist die sog. räumliche Anzeige, in der die Streifenanzeige als rechteckige Säule erscheint, gefragt.

Die Erfindung betrifft daher auch Mehrfach-Flüssig­ kristall-Farbanzeigevorrichtungen, für die ein Beispiel im folgenden erläutert wird.

In Fig. 5 sind die streifenförmigen durchsichtigen Elektroden 24 als unterbrochene Linien, die streifenförmigen Farbfilter 25 als ausgezogene Linien dargestellt. Die räumlich dargestellten Segmente werden in vertikaler Richtung gestapelt, so daß sie dem Betrachter den Eindruck vermitteln, daß sie sich in vertikaler Richtung der Flüs­ sigkristall-Farbanzeigevorrichtung 1 ausdehnen und zusam­ menziehen.

Räumliche Anzeigevorrichtungen sind zwar gut bekannt, die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform hat jedoch nicht den gleichen Farbton in beiden Flächen A und B, so daß ein räumliches Bild erhalten wird. Beträgt der Abstand P der streifenförmigen Farbfilter 25 beispielsweise 120 µm in beiden Flächen A und B, so werden die Breite a der streifenförmigen Farbfilter 25 auf der Fläche A auf a =100 µm und die Breite b der streifenförmigen Farbfilter 25 auf der anderen Fläche B auf b =50 µm eingestellt.

In der Ausführungsform der Fig. 5 betragen dann die Öffnungsverhältnisse der streifenförmigen Farbfilter 25 in der Fläche A bzw. B a/P bzw. b/P. Ist die Flüssigkri­ stall-Farbanzeigevorrichtung 1 im Hell-Zustand, so erscheint die Fläche A dunkler als die Fläche B, und somit die Anzeigevorrichtung deutlich räumlich. Da die Öffnungsverhältnisse der streifenförmigen Farbfilter 25 auf den Flächen A und B verschieden sind, kann der Farbunterschied zwischen den Flächen A und B leicht erkannt werden, wenn die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung im Dunkel-Zustand ist; die Fläche A erscheint dunkler als die Fläche B. Die streifenförmigen durchsichtigen Elektroden 24 und die streifenförmigen Farbfilter 25 sind auch, wie auf den Flächen A und B, auf der Fläche G vorhanden.

In Fig. 6 ist eine andere erfindungsgemäße räumliche Anzeigevorrichtung dargestellt.

In Fig. 6 betragen die Breiten c und c′ der streifenförmigen Farbfilter 25 in den Flächen C und D je 100 µm. Insbesondere entspricht die Breite der durchsichtigen Elektrode 24 auf der Fläche C der Breite c des streifenförmigen Farbfilters 25, so daß c gleich 100 µm ist. Auf der anderen Fläche D werden die Breite d′ der durchsichtigen Elektrode 24 und die Breite c′ des streifenförmigen Farbfilters 25 so gewählt, daß c′<d ist.

Da in der Ausführungsform der Fig. 6 die Öffnungsverhältnisse c/P und c′/P der streifenförmigen Farbfilter 25 auf jeder Fläche C und D gleich sind, ist der angezeigte Farbton auf beiden Seitenflächen C und D nicht verschieden, wenn die Anzeigevorrichtung 1 im Dunkel-Zustand ist. Da jedoch die Öffnungsverhältnisse c/P und c′/P der durchsichtigen Elektroden 24 auf den Flächen C und D verschieden sind, ist das angezeigte Licht auf beiden Flächen C und D verschieden, wenn die Anzeigevorrichtung 1 im Hell-Zustand ist; das Licht auf der Fläche D wird dunkler angezeigt als auf der Fläche C, so daß die Flüssigkristall- Farbanzeigevorrichtung 1 räumlich erscheint.

Gemäß Fig. 7 werden die Breiten f und f′ der durchsichtigen Elektroden 24 auf den Flächen E und F so eingestellt, daß f =f′; die Breiten e und f bzw. f′ der streifenförmigen Farbfilter 25 auf den Flächen E und F werden so gewählt, daß e <f ist. Die Breiten der durchsichtigen Elektroden 24 und der streifenförmigen Farbfilter 25 auf der Fläche F sind praktisch gleich.

Deshalb erscheint in der Ausführungsform der Fig. 1 die Fläche F heller als die Fläche E, wenn die Flüssig­ kristall-Farbanzeigevorrichtung 1 im Hell-Zustand ist. Das beruht darauf, daß die Breiten der streifenförmigen Farbfilter 25 auf der Fläche F, im Vergleich zu denen der Fläche E, gering ist, so daß das durch die Nebenfläche zwischen den Farbfiltern nicht veränderte Lichtvolumen auf der Fläche F relativ groß ist im Vergleich zu dem auf der Fläche E.

Ist andererseits die Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung 1 im Dunkel-Zustand, so ist das Öffnungsverhältnis f′/P der streifenförmigen Farbfilter auf der Fläche F kleiner (d. h. der Abstand zwischen den Filtern ist größer) als das Öffnungsverhältnis f/P der streifenförmigen Farbfilter auf der Fläche E, die Fläche F erscheint heller als die Fläche E, und der Farbton beider Flächen ist verschieden.

Obwohl der Farbton der streifenförmigen Farbfilter 25 der gleiche ist, kann in den Ausführungsformen der Fig. 5-7 der Farbton auf den beiden Flächen ausreichend unterschiedlich angezeigt werden, so daß das räumliche Bild mit Kontrast angezeigt werden kann.

Die durchsichtigen Elektroden 24 auf zwei Flächen, beispielsweise A und B, sind zwar in den dargestellten Fällen in jeder Schicht miteinander verbunden, können jedoch auch unabhängig ausgebildet sein.

Da in der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung der Farbton ohne die Farbtonänderung der Farbfilter angezeigt werden kann, kann die Anzeige verbessert und eine kontrastreiche räumliche Anzeige bei niedrigen Herstellungskosten erhalten werden.

Claims (6)

1. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung mit einer Anzahl von streifenförmigen Flüssigkristallelementbereichen, die von durchsichtigen Steuerbereichen (24) mit sie bedecken­ den Farbfiltern (25) gebildet und zueinander parallel mit einem vorbestimmten Abstand (P) in einer Richtung ange­ ordnet sind, gekennzeichnet durch mindestens drei Blöcke (I-III; A, B; C, D; E, F) von streifenförmigen Flüssigkristallelementbereichen, die unabhängig, voneinander unterschiedliche Verhältnisse von Breiten (a, b, c, c′, e, f′ und g) der Farbfilter (25) zu Abständen (P, P₁, P₂ und P₃) aufweisen.

2. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Blöcken die Verhält­ nisse durch unter­ schiedliche Breiten der Farbfilter vorgegeben sind.

3. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Blöcken die Verhält­ nisse durch unter­ schiedliche Abstände (P, P₁, P₂ und P₃) vorgegeben sind.

4. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flüssigkristallelement­ bereich durch das Breitenverhältnis von streifenförmigem durchsichtigem Kontrollbereich (24) zu Farbfilter (25) vorgegeben ist.

5. Mehrfach-Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung, gekennzeichnet durch mindestens zwei Flüssigkristall-Farb­ anzeigevorrichtungen nach einem der Ansprüche 1-4.

6. Mehrfach-Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevor­ richtungen nach einem der Ansprüche 1-4 in einer recht­ eckigen oder quadratischen Säule in senkrecht aufeinander stehenden Flächen mit gemeinsamer Kante angeordnet sind.