DE7922167U1 - Passive elektrooptische Anzeigevorrichtung, insbesondere Flüssigkristallanzeige - Google Patents

Description

AKTIENGESELLSCHAFT · Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 β 113 3 BRO

Passive elektrooptische Anzeigevorrichtung, insbeson-

Die Neuerung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Flüssigkristallanzeige wird in der DE-OS 25 31 371 beschrieben.

Das Display der zitierten Offenlegungsschrift liefert tagsüber ein dunkles Bild auf hellem Grund und in dunkler Umgebung - bei eingeschalteter Zusatzbeleuchtung und komplementärer Ansteuerung - ein helles Bild vor einem dunklen Hintergrund. Bei dieser Darstellungstechnik ist der Kontrast im Dämmerlicht nicht besonders ausgeprägt: Verzichtet man auf die zusätzliche Beleuchtung, so kommt ein dunkles Bild vor grauem Grund zustande; schaltet man die Lichtquelle ein, so entsteht eine Hell/Grau-Anzeige.

Les 1 Pj
01.08.1979

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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art so abzuwandeln, daß sich die Art der Beleuchtung (Tages- und/oder Kunstlicht) auf den Farbkontrast praktisch nicht auswirkt und daß die Ansteuerschaltung nur für eine normale oder aber eine komplementäre Adressierung ausgelegt sein muß; das Display soll dabei nach wie vor über gute Darstellungsqüalitäten" verfügen und mit einer relativ leistungsschwachen Lichtquelle auskommen. Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.

Der Gedanke, eine Flüssigkristallzelle mit einer Fluoreszenzplatte und einem auf dem Fluoreszenzstoff

Ί5 abgestimmten Lämpchen zu kombinieren, ist an sich bereits bekannt; vergleiche hierzu die DE-OS 26 19 367, in der auch die Wirkungsweise einer solchen fluoreszenzaktivierten Displays im einzelnen dargestellt wird. Die Offenlegungsschrift enthält allerdings keinen Hinweis darauf, die Anzeigezelle zu maskieren. Gehört zu der Maske auch noch, wie neuerungsgemäß vorgeschrieben, ein nach hinten orientierter Reflektor, so wird der Darstellungskontrast besonders hoch, und zwar aus folgendem Grund: Licht aus dem Anregungsband der fluoreszierenden Partikel, das aus der Fluoreszenzplatte unbenutzt nach vorn austritt, wird durch den Reflektor in die Platte zurückgeschickt und erhält damit erneut die Möglichkeit, ein Fluoreszenzzentrum anzuregen. Dabei läßt sich die Fluoreszenzlichtausbeute noch weiter steigern, wenn man die Fluoreszenzstoffkonzentration gezielt verringert. Dieser Effekt ist darauf zurückzuführen, daß das Fluoreszenzlicht um so weniger durch die

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sogenannte Selbstabsorption, die durch die Überlappung des Absorptionsbandes mit dem Emissionsband der Fluoreszenzzentren verursacht wird, je weniger fluoreszierende Partikel in der Platte vorhanden sind. (Die optimale Fluoreszenzstoffkonzentration hängt von der mittleren Absorptionsweglänge in der Fluoreszenzplatte ab.) Diese Zusammenhänge werden unter anderem in der DE-OS 27 06 375 geschildert, und zwar auch schon an Hand einer den Lichtweg verlängernden Spiegelschicht. Der Spiegel befindet sich dort jedoch auf der Rückseite eines hinter der Fluoreszenzplatte gelegenen Hochpaßfilters, das Display muß daher sein Licht von vorn beziehen und kann nicht ohne weiteres maskiert werden.

Befindet sich die Maske, wie dies auch schon in der DE-OS 25 31 371 vorgesehen ist, auf der Rückseite der vorderen Trägerplatte, so sind eine Reihe von Vereinfachungen möglich: Man kann in dem maskierten Bereich der Zellenkammer an sich optisch störende Elemente wie j 20 Abstandshalter oder Füllöffnungen unterbringen oder j Leiterkreuzungen zulassen. Außerdem genügt es, wenn die

\ schaltbare Schicht und gegebenenfalls erforderliche

Polarisatoren oder Farbfilter nur die Maskenfenster be-

: decken. Hinzu kommt, daß die der Maske benachbarte Elek-

trode ohne Struktur bleiben kann. Dabei ist es ohne Belang, ob die Elektrode über oder unter der Maskenschicht zu liegen kommt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.

* geschwächt wird,

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Der Lösungsvorschlag soll nun an Hand eines bevorzugten Ausfuhrungsbeispiels, das in der beigefügten Figur in einem Seitenschnitt dargestellt ist, näher erläutert werden.
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Das dargestellte Display besteht aus der Flüssigkristallzelle 1, einer in Blickrichtung hinter der Zelle angeordneten Fluoreszenzplatte 2 und einer dahinter be-.^indlichen Lichtquelle 3. Die Zelle enthält eine vordere Trägerplatte (Vorderplatte) 4 und eine hintere, zur vorderen parallelen Trägerplatte (Rückplatte) 5, die beide über einen Rahmen 6 dicht miteinander verbunden sind. Die Kammer, die durch den Rahmen und die beiden Platten gebildet wird, ist mit einer Flüssigkristallschicht 7 gefüllt. Beide Substrate tragen auf ihren einander zugewandten Flächen elektrisch leitende Beläge, von denen der Vorderplattenbelag (Vorderelektrode 8) einteilig gestaltet ist und der Rückplattenbelag aus Segmenten (Rückelektroden 9) gebildet wird. Über den Elektroden befinden sich Polarisatoren M, die zugleich auch die Funktion einer Orientierungsschicht erfüllen könnten und die nur die Anzeigesegmente überdecken. Die Vorderplatte trägt außerdem, und zwar unter ihrer Elektrode, eine Maskenschicht 12, die die Flüssigkristallschicht außerhalb der Anzeigesegmente abdunkelt. Diese Blende ist aus zwei dünnen Schichten zusammengesetzt, einer vorderen Isolatorschicht, die beispielsweise aus Cr₂°3 · ^Sio _x bestehen könnte, und einer hinteren, in der Regel aufmetallisierten Schicht, die diffus oder spisgelnd reflektiert. Auf die Frontseite der Vorderplatte ist eine Glasfolie 13 mit entspiegelter Vorderseite aufgeklebt, damit das Display reflektionsfrei wird. Der

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Kleber, beispielsweise ein UV-härtender Epoxi-ELeber, dient dabei zugleich als Timnersi ons schicht. Die Flüssigkristallanzeige arbeitet im vorliegenden Fall nach dem Prinzip der Drehzelle, das ausführlich in der DE-AS 21 58 563 beschrieben ist.

Die Fluoreszenzplatte 2 besteht aus einem Trägermaterial mit einem Brechungsindex größer 1, beispielsweise aus Polymethylmetacrylat, in dem fluoreszierende Partikel gelost sind. Die Stirnseiten der Fluoreszenzplatte sind mit Reflexionsschichten 14 versehen. Auf die Vorder- und Rückseite der Fluoreszenzplatte sind Pigmentschichten 16, 17 und 18 aufgedruckt, die das in der Fluoreszenzplatte gesammelte Licht jeweils zu einem der schaltbaren Zellenbereiche streuen.

Wollte man verschiedene Anzeigesegmente in unterschiedlichen Fluoreszenzfarben erscheinen lassen, so empfiehlt es sich, die Fluoreszenzplatte folgendermaßen auszübilden: Soll beispielsweise bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das linke Anzeigesegment blau, das mittlere gelb und das rechte rot wirken, so erzeugt man mit einer im ultravioletten emittierenden Gasentladungslampe in der Fluoreszenzplatte ein blaues Fluoreszenzlicht. Dieses Licht wird durch die Pigmentschichten 16 ohne Frequenzverschiebungen nach vorn ausgekoppelt. Die Pigmentschichten 17 und 18 fluoreszieren entweder selbst oder sind mit einem Fluoreszenzstoff gemischt, derart, daß sie durch blaues Licht zu einer Gelb- bzw. Rot-Emission angeregt werden. Die Farben werden besonders rein, wenn man mehrere Fluoreszenzstoffe miteinander kombiniert.

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Der geschilderte Anzeigentyp kann nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Dabei ließe sich die Maske in einer (Foto-) Ätztechnik, in einer Siebdrucktechnik oder durch eine Bedampfung bei abgedeckten Maskenfenstern erzeugen.

Die Neuerung ist nicht auf das dargestellte Ausführaagsbeispiel beschränkt. So kommen neben Flüssigkristallanzeigen auch andere Lichtventile wie beispielsweise elektrochrome Displays oder Anzeigevorrichtungen mit Dipol-Suspensionen in Frage. Unabhängig davon sind eine Reihe von konstruktiven Zusatzmaßnahmen denkbar, die speziell in einer maskierten Zelle realisiert werden können oder die den Wirkungsgrad der Fluoreszenzplatte noch verbessern. Beispielsweise ließen sich die Flüssigkristallmoleküle hinter der Maske so orientieren, daß nicht angesteuerte Segmente auf einen Gefahrenfall hindeuten und so eine potentielle Fehlanzeige frühzeitig erkennbar wird. Außerdem könnte man auch den Anteil des Fluoreszenzlichts, der außerhalb der Lichtaustrittsfenster aus der Platte entweicht, wenigstens teilweise noch verwerten, wenn man eine zweite Fluoreszenzplatte hinzufügt, die ihrerseits durch das Emissionslicht der ersten Fluoreszenzplatte angeregt werden kann.

6 Schutzansprüche,
1 Figur.

Claims (6)

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1. Passive elektrooptische Anzeigevorrichtung, insbesondere Flüssigkristallanzeige, enthaltend

A) eine Anzeigezelle mit zwei zueinander parallelen Trägerplatten, die auf ihren einander zugewandten Seiten elektrisch leitende, gegebenenfalls segmentierte Beläge (Elektroden) tragen und ein bereichs-■vreise zwischen zwei optisch verschiedenen Zuständen schaltbares Medium zwischen sich einschließen,

B) einen in Betrachtungsrichtung hinter der Anzeige-

zelle befindlichen Lichtleiter in Form eines Körpers,

aus

der einem transparenten Material mit einem Brechungsindex größer 1 besteht und mit Lichtaustrittsfenstern versehen ist, die jeweils hinter einem der schaltbaren Bereiche des Mediums liegen,

C) eine Masker^chicht, die sich auf der Innenseite einer der beiden Trägerplatten befindet und die schaltbaren Bereiche des Mediums frei läßt, und

D) eine künstliche Lichtquelle, die im Betrieb Licht in den Lichtleiter einstrahlt,

dadurch gekennzeichnet, daß

E) der Lichtleiter ("Fluoreszenzkörper" 2) fluoreszierende Partikel enthält, daß

F) das von der Lichtquelle (3) abgegebene Licht wenigstens teilweise im Anregungsband der fluoreszierenden Partikel liegt und daß

G) die Maskenschicht (12) auf ihrer dem Betrachter zugewandten Seite ("Vorderseite") dunkel wirkt und auf ihrer Rückseite reflektiert.

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2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Maskenschicht (12) abwechselnd aus elektrisch isolierenden und metallischen Schichten "besteht, wobei die vorderste Schicht elektrisch isoliert und die hinterste Schicht metallisch ist.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, <*&ß sich die Maskenschicht .(12) auf der Rückseite der Vorderplatte (4) befindet.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (8) derjenigen Trägerplatte (4), die mit der Maskenschicht (12) versehen ist, einteilig ausgebildet ist.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die

Maskenschicht (12) neben den schaltbaren Bereichen noch weitere Bereiche des Mediums (7) frei läßt, wobei die zusätzlichen Bereiche Symbole, Zeichen oder dergleichen bilden, die gegen ihre Umgebung optisch kontrastieren. 25

6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» mit mindestens einer Polarisator- oder Farbfolie, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (11) nur die schaltbaren Bereiche des Mediums (7) bedeckt.