FP 688
Fg/Pa
Borg Instruments GmbH, D-7537 Remchingen
Mehrfarbige Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine mehrfarbige Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine solche Anzeigeeinrichtung ist aus der DE-OS 30 32 988
bekannt. Als großflächige Beleuchtungsanordnung weist sie einen prismatischen Lichtleiter auf, der über eine Seitenfläche
angestrahlt wird und der Lichtaustrittsfläche gegenüber mit einem Reflektor ausgestattet ist. Zwischen der Flüssigkristallzelle
und der Lichtaustrittsfläche des Beleuchtungs-Keiles ist eine Symbolmaske mit - in Betrachtungsrichtung
der Anzeigeeinrichtung - dahinter angeordnetem Farbfilter vorgesehen. Das Farbfilter weist gegeneinander abgegrenzte
unterschiedliche Farbregionen auf, die unterschiedlich positionierten Symbolen der insgesamt darzustellenden Information
zugeordnet sind. Die Anzeigeeinrichtung arbeitet also rein transmissiv mit fest vorgegebenen Farben für die einzelnen
gegeneinander versetzten und darstellbaren Symbole. Nachteilig an dieser vorbekannten Anzeigeeinrichtung ist der
fertigungstechnische Aufwand für die Erstellung und den Eint>au
der keilförmig profilierten und hinsichtlich der optischen Ankopplung kritischen Beleuchtungsanordnung. Nachteilig
ist darüberhinaus insbesondere, daß Jene Anzeigeeinrichtung nur einen mäßigen und Je nach der Farbe des anzuzeigenden
Symbols sogar sehr unterschiedlichen Kontrast erbringt; wobei der Kontrast - also die Erkennbarkeit - noch wesentlich
verschlechtert wird, wenn, gemäß den praktischen Einsatzgegebenheiten einer solchen Anzeigeeinrichtung, Licht
der Umgebungshelligkeit in Betrachtungsrichtung auf die Anzeigeeinrichtung fällt und die Symbol-Darstellung der Flüs-
sigkristallzelle verblassen lässt oder sogar ganz überstrahlt.
Dem kann durch Steigerung der transmissiven Beleuchtungsintensität
aus der Beleuchtungsanordnung heraus aufgrund der Verluste in dem keilförmigen Lichtleiter und aufgrund der
Verlustwärme-Abstrahlung üblicher Lichtquellen - zumal sie üblicherweise in die ohnehin kleinvolumigen Gehäuse der Anzeigeeinrichtung
eingebaut sind und das Betriebsverhalten
der Flüssigkristallzelle aufgrund deren Temperaturabhängigkeit zusätzlich beeinträchtigen - nur in beschränktem Maße
entgegengewirkt werden.
In Erkenntnis dieser Mängel und Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mehrfarbige Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung
gattungsgemäßer Art dahingehend weiterzubilden, daß sich eine wesentliche Kontrastverbesserung
sowohl in Bezug auf die Umgebungshelligkeit wie auch in Bezug auf die unterschiedlichen Farbdarstellungen ergibt. Dabei
soll Jedoch die inzwischen bewährte Technologie zur Herstellung langlebiger Drehzellen-Flüssigkristallanzeigen nicht
aufgegeben, noch durch funktionskritische oder teure zusätzlich technologische Maßnahmen belastet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die mehrfarbige Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zusätzlich mit den Teilmerkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches
ausgestattet ist.
Die Einfügung des Transflektors zwischen der Flüssigkristallzelle und den Farbfolien bewirkt, daß die Anzeigeeinrichtung
nachts, also bei niedriger Umgebungs-Helligkeit in Betrachtungsrichtung, rein transmissiv und somit in der Darstell-Farbe
der jeweiligen Farbfolie arbeitet. Mit zunehmender Umgebungshelligkeit hellt diese Nachtbetriebs-Einfärbung der
Informationsdarstellung auf, um bei Betrieb in Sonnenlicht
zu einer praktisch weißen Informationsdarstellung zu werden. Bei Betrieb in Umgebung mit farbigem Umlicht erfolgt die
Informationsdarstellung in einer Mischfarbe, bei der für dunkles Umfeld die Farbfolien-Farbe überwiegt, bei hellem
Umfeld dagegen die Farbe des Umgebungslichts. Auf diese Weise ändert sich der Farbeindruck der Informationsdarstellung
in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit; was aufgrund der farbabhängigen Empfindlichkeit des menschlichen
Auges eine optimale Kontrastanpassung an alle Umgebungsgegebenheiten
bei gleitendem Farbübergang ermöglicht. Diese Möglichkeit ist von besonderer Bedeutung bei Armaturenbrett-Anzeigen
in Land- oder Luftfahrzeugen, in denen der Fahrzeuglenker die üblichen Umwelt-Ablenkungen erfährt
und deshalb nicht dadurch noch zusätzlich belastet werden sollte, daß durch wechselnde Umlichtbedingungen die Aufnahmefähigkeit
der, mit kurzem Blick zu erfassenden, Instrumenten-Infonnation stark schwankt. Da die rückwärtige Durchstrahlung
des Transflektors auch bei hellen Umlicht-Gegebenheiten aufrechterhalten bleibt, kommt es kaum zu Schattenwurf-Parallaxeerscheinungen,
da auf dem Transflektor der Schattenwurf der reflektiven Betriebskomponente durch die
rückwärtige Lichteinstrahlung überblendet wird.
Besonders zweckmäßig in Hinblick auf die optische Differenzierbarkeit
unterschiedlicher darstellbarer Informationen kann es sein, die Mischfarben-Informationsdarstellung bei
Übergang von Nachtbetrieb auf Tagbetrieb (also Übergang von niedriger auf hohe Umgebungshelligkeit in Betrachtungsrichtung)
dadurch gezielt und bereichsweise zu modifizieren, daß unterschiedlichen rückwärtigen Bestrahlungs-Lichtfarben auf
demweißen oder metallisch-hellen Transflektor (nämlich auf
seiner der Flüssigkristallzelle zugewandten Oberfläche) unterschiedlich eingefärbte Beschichtungen - etwa als Farbaufdrucke
- zugeordnet sind.
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Dadurch ergibt sich im Nachtbetrieb eine Mischfarbe aus der
Transmissionslichtfarbe und der Aufdruckfarbe; während bei Tagesumlicht mit einheitlicher (beispielsweise weißer) Lichtfarbe
dennoch unterschiedliche Informations-Bereiche in unterschiedlieher
Einfärbung aufscheinen und so die unterschiedlichen Informationsarten leichter voneinander unterscheiden
lassen. Als besondere Möglichkeit ergibt sich in diesem Rahmen, bestimmte Informationen gar keinem Farbwechsel bei Übergang
von Nachtbetrieb auf Tagbetrieb zu unterwerfen, indem -JO der regional zugeordnete Farbaufdruck auf dem Transflektor
die gleiche Farbe aufweist, wie die rückwärtige farbige Transmissionsbeleuchtung;
so daß also beim (transmissiven) Nachtbetrieb diese Informationsdarstellung in gleicher Farbe erscheint,
wie beim (fast reflektiven) Tagesbetrieb,
In Hinblick auf weitere Möglichkeiten erheblicher Kontraststeigerung
besteht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, den unterschiedlichen Farblichtbereichen
bei der Durchstrahlung des Transflektors gegeneinander abgegrenzte kammeiförmige Bereiche innerhalb der Flüssigkristallzelle
euzuordnen. Unter Beibehaltung der bewährten und kostengünstigen Herstellungsprozesse einer solchen Flüssigkristallzelle
kann diese dann gleich mit mehreren, dutfeh Klebebahnen
voneinander getrennten Kammern ausgestattet sein, in die geringfügig gegeneinander modifizierte Flüssigkristallmaterial-Mischungen
eingefüllt werden. Diese Modifikation liegt darin, die käuflichen Standard-Flüssigkristallmaterialien
nach Maßgabe der zugeordneten Transmissionslicht-Farben zu mischen. Auch können, nach Maßgabe der Transmissionslicht-Farben,
als Gast-Farbstoffe für GH-Displays handelsübliche Farbstoff-Zusätze zur Jeweiligen Flüssigkristall-Kammerfüllung
vorgesehen werden, um einen breiteren Temperaturbereich maximaler Absorption zu gewinnen.
...5
Es ist also sichergestellt, daß selbst in dunkelster Umgebung die nicht elektrisch durchgesteuerten Segmente einer
Informationsdarstellung nur äußerst geringfügig vom Transmissionslicht durchstrahlt werden - daß also optimaler Kontrast
zwischen durchgesteuerten Segmenten und nicht durchgesteuerten Segmenten bzw. umgebendem Bereich gegeben ist.
Eine weitere Verbesserung des Kontrastes insbesondere bei Übergang der Betriebsbedingungen von dunkler zu heller Umgebung
ergibt sich, wenn der vordere Polarisator, also der Analysator der TN-Flüssigkristallzelle, mit einer dünnen
Rauhlackschicht überzogen wird, was eine Maßnahme von auch eigenständiger Bedeutung darstellt. Diese Schicht kann aus
einem Material bestehen, wie es für die Oberflächen - Entspiegelung
in der Optik handelsüblich ist. Zwar ist es bekannt (EP-OS 39 770), die Frontfläche eines Analysators einer Flüssigkristallzelle
mechanisch aufzurauhen, um dadurch eine Entspiegelung der Frontfläche der Anzeigeeinrichtung zu erreichen.
Diese Aufrauhung bedarf aber einer relativ aufwendigen Behandlungsweise des Analysators, wenn er dadurch keine
funktionelle Beeinträchtigung erfahren soll; und sie lässt nicht die feine Rauhigkeit einstellen, die mit einer hauchdünnen
Beschichtung aus Rauhlack technologisch unkritisch erzielbar ist. Diese Rauhlackschicht mag zusätzlich auch
entspiegelnde Wirkung haben; entscheidend jedoch ist, daß die rückwärtige Projektion des auch in heller Umgebung stets
noch transmissiven Betriebs auf die Rauhlackschicht in dieser zu einer Lichtstreuung und damit zu einer bedeutenden
Vergrößerung des Blickwinkels führt; während gerade auch bei hellem Umgebungslicht diese Raülackschicht als dünne Mattscheibe
eine zusätzliche Abschattung von störendem Schattenwurf auf dem Transflektor erbringt.
So ist durch konstruktiv einfache und technologisch unkritische Zusatzmaßnahmen bei einer herkömmlichen TN-Flüssigkristallzelle
mit Negativkontrastdarstellung in unterschiedlichen Farb-Anzeigebereichen, bei wesentlicher Kontrastverbesserung
infolge Abstimmung auf die einzelnen Farbbereiche, eine bereichsweise individuelle Farbänderung nach Maßgabe der
Änderung der Umgebungshelligkeit und somit eine optimale Anpassung an die Auffaßbarkeit durch das menschliche Auge erreicht.
Hinsichtlich zusätzlicher zweckmäßiger Abstimmungsmöglichkeiten zur weiteren Steigerung des Kontrastes bei herkömmlichen
Flüssigkristallzellen wird hier vollinhaltlich auf die prioritätsgleiche Parallelanmeldung unter der Bezeichnung
"Verfahren zum Optimieren des Kontrastes von FeIdeffekt-Flüssigkristallzellen11
Bezug genommen.
Zusätzliche Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich ferner aus den Unteransprüchen
und aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche vereinfacht dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit unterschiedlichen
Informationsdarstell-Bereichen in Ansicht,
Fig. 2 die Anzeigeeinrichtung in Schnittdarstellung entsprechend dem Schnitt-Sichtpfeil II in Fig. 1, bei et-
^O was auseinandergezogener Darstellung des Innenaufbaues
der Anzeigeeinrichtung, und
...7
Fig. 3 entsprechend den Schnitt-Sichtpfeilen III in Fig. 1 und Fig. 2 bei stark vergrößerter Darstellung eine
abgebrochene Schnittdarstellung durch benachbarte Bereiche der Flüssigkristallzelle in der Anzeigeeinrichtung.
Die in Fig. 1 in Ansicht auf die Informationsdarstellung ihrer Flüssigkristallzelle 1 skizzierte mehrfarbige Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung
2 weist mehrere Informations-Bereiche 3 auf, die örtlich gegeneinander versetzt und farblich
voneinander abgesetzt sind. So erscheinen beispielsweise in einem Ziffernanzeige-Bereich 3.1 alphanumerische Symbole in
Sieben-Segment-Anordnung rot eingefärbt, während Informations-Bereiche 3.2 und 3.3 mit beispielsweise unveränderlichen Symbolen
zur einfacheren optischen Unterscheidung voneinander beispielsweise grüne bzw. gelbe Symboldarstellungen aufweisen.
Im Falle des Einsatzes dieser Anzeigeeinrichtung 2 als Universalinstrument
im Kraftfahrzeug-Armaturenbrett würde die alphanumerische Darstellung des Informations-Bereiches 3.1
mit variabler Informationsdarstellung beispielsweise je nach Informationsaufruf eine momentan gefahrene Geschwindigkeit,
einen zurückgelegten Weg oder eine Zeitangabe vermittelen; dagegen wurden die festen Symbole in den anderen Bereichen
und 3.3 jeweils nur dann (in ihrer jeweiligen Einfärbung)optisch in Erscheinung treten, wenn bestimmte Ereignisse eingetreten
sind,beispielsweise wenn das Kühlwasser eine zu hohe Temperatur angenommen hat (Bereich 3.2) oder der Kraftstoffvorrat
zur Neige geht (Bereich 3.3).
Gemäß der Längsschnitt-Darstellung der Fig. 2 sind, eingefasst in ein Gehäuse 4, in der AnzeigeeinrichtungZin Betrach-
...8 35
tungsrichtung 5 hintereinander eine großflächige Standard-Flüssigkristallzelle
1 (vgl. auch Fig. 3)f ein Transflektor 6, Farbfolien 7 und eine großflächige, sich im wesentlichen über
den gesamten Querschnitt der Anzeigeeinrichtung 2 und damit der Flüssigkristallzelle 1 erstreckende Beleuchtungsanordnung
8 montiert.
Die Beleuchtungsanordnung 8 besteht beispielsweise aus einem Lichtkasten 9$ in den rückwärtig, also der Betrachtungsrichtung
5 entgegen, Glühlampen 10 hineinragen, deren Licht 11 durch eine Mattscheibe 12 homogenisiert (diffus gestreut)
entgegen der Betrachtungsrichtung 5 austritt, die zugleich eine gewisse "thermische Abschottung der Glühlampen 10 gegenüber
der eigentlichen Zelle 1 erbringt.
Praktisch unabhängig von der momentan in Betrachtungsrichtung 5 auf die Anzeigeeinrichtung 2 einfallenden Umgebungshelligkeit 13 überwiegt transmissiver Betrieb der in die
einzelnen Bereiche 3 untergliederten Flüssigkristallzelle 1.
Hierfür wird jeder der Bereiche 3 für unterschiedlich eingefärbte Informationsdarstellung, der Betrachtungsrichtung 5
entgegen, mit entsprechend-farbigem Licht 14 rückwärtig angestrahlt, im Falle der feldgesteuerten Durchschaltung der
Flüssigkristallzelle 1 also durchstrahlt. Zur Gewinnung dieses bereichsweise unterschiedlich eingefärbten Lichts 14 sind
gegeneinander versetzt unterschiedlich eingefärbte Farbfolien 7hinter den zugeordneten Darstellbereichen 3 vorgesehen.
Diese Farbfolien 7 können als farbig-durchsichtige Abdeckungen auf entsprechend angeordneten Öffnungen in einer Blendenwand
15 zwischen der Beleuchtungsanordnung 8 und der in die Bereiche 3 aufgeteilten Flüssigkristallzelle 1 oder beispielsweise
auch als aneinandergeklebte farbige Filmstucke entsprechender Flächenausdehnung und Anordnung ausgebildet sein.
Der in seiner Grundfarbe weiße oder metallisch-helle Transflektor 6, also der teil-durchlässige Reflektor zwischen
der Flüssigkristallzelle 1 und den Farbfolien 7 als Quellen bereichsweise unterschiedlich eingefärbten Transmissions-Lichts
14, wird in seinen den Informations-Bereichen 3 zugeordneten Bereichen 16 für die farbige Informationsdarstellung
farbig durchschienen. Wenn am Transflektor 6, gegenüber dem rückwärtig eingestrahlten farbigen Licht 14, das durch
die Flüssigkristallzelle 1 (nach Maßgabe der Symbolansteuerung) durchtretende Licht der Umgebungshelligkeit 13 überwiegt,
wirkt der Transflektor 6 primär als heller Reflektor, und die farbige Informationsdarstellung erscheint in entsprechend
hellerem Farbton (bzw. in der Mischfarbe mit dem Licht der Umgebungshelligkeit 13). Beim Übergang von geringer zu
hoher Umgebungshelligkeit 13 hellt sich also die Informations-Darstellfarbe der Anzeigeeinrichtung 2 zunehmend auf, geht also
beispielsweise von Rot (bei Nachtbetrieb) über Orange(bei Dämmerungsbetrieb) zu Hellorange (bei Tagesbetrieb) - und gegebenenfalls
(bei Sonneneinstrahlung als Umgebungshelligkeit
13) zu Weißlicht Informationsdarstellung - über. Das entspricht einer optimalen Anpassung an die dämmerungsabhängige
Empfindlichkeit des menschlichen Auges im Interesse angenähert konstanten und somit stets optimierten Darstell-Kontrastes.
Es kann zur leichteren Auffaß-Differenzierung bei der Darstellung unterschiedlicher Informationen in den unterschiedlichen
Bereichen 3 zweckmäßig sein, einzelne Informationsdarstellungen nicht diesem Farbwechsel nach Maßgabe der Schwankungen
der Umgebungshelligkeit 13 zu unterwerfen. Dafür ist z.B. der dem entsprechenden Anzeige-Teilbereich 3.2. räumlich
zugeordnete Transflektor-Teilbereich 16.2 auf der der Flüssigkristallzelle 1 zugewandten Oberfläche in der Farbe des
...10
räumlich zugeordneten farbigen Transmissions-Lichts 14.2,also
in der Farbe der dahinter gelegenen Farbfolie 7.2, eingefärbt,
vorzugsweise mit einem entsprechenden Farbaufdruck 17.2
versehen. Auf diese Weise erfolgt die Informationsdarstellung im zugeordneten Bereich 3.2 auch bei schwach transmissivem
Betrieb (wegen großer Umgebungshelligkeit 13) noch mit der gleichen Einfärbung, wie bei stark transmissivem Betrieb.
Umgebungslichtabhängige Farbschwankungen zwischen jenem Übergang
auf helle oder sogar weiße Informationsdarstellung und dieser Aufrechterhaltung der Darstell-Farbe trotz ansteigender
Helligkeit des Umgebungslichts 13 sind dementsprechend realisierbar, wenn der bereichsweise Farbaufdruck 17 auf dem
Transflektor 6 in einer Farbe vorgesehen ist, die von derjenigen des bereichsweise zugeordneten Transmissions-Lichts 14
abweicht. Dann überwiegt bei Nachtbetrieb, also bei stark transmissivem Betrieb der Flüssigkristallzellei, die Mischfarbe
aus dem farbigem Licht 14 und dem Farbaufdruck 17, dagegen bei Übergang auf Tagesbetrieb zunehmend die Mischfarbe
aus dem Licht der Umgebungshelligkeit 13 und dem Farbaufdruck 17. Auf diese Weise lassen sich Anzeige-Bereiche 3 unterschiedlicher
Bedeutung durch entsprechend abgestaffelte Darstellfarben und insbesondere auch angepasste Farbänderungen
deutlich voneinander unterscheiden, was die Aufnahmefähigkeit des Betrachters und seine Konzentration auf die wesentlichen
Informationen in wünschenswerter Weise fördert.
Dieses Ergebnis wird mit einer üblichen Negativkontrast-Drehzelle(TN-Flüssigkristallzelle)
erreicht, also ohne unter Abkehr von den bewahrten Standard-Herstellungsprozessen auf
teurere Spezialverfahren und Sonderbauformen solcher Flüssigkristallzellen 1 übergehen zu müssen; nämlich allein durch
die beschriebene Zuordnung entsprechender farbiger Transflektor-Bereiche 17 zu farbigem Transmissions-Licht 14 hinter ei-
...11
ner Standard-Flüssigkristallzelle 1, in der unterschiedliche
Informations-Bereiche 3 gegeneinander versetzt sind. Insbesondere erfolgen diese Maßnahmen außerhalb der Zelle 1, weshalb
Beeinträchtigungen des Verhaltens des Flüssigkristallmaterials durch Farbstoffe vermieden sind; und Standard-Zellen
1 können mit beliebig gruppierbaren Farbfolien 7 und Transflektoren 6 kombiniert werden, um besondere Informationsanzeige-Anforderungen
an die Einrichtung 2 zu erfüllen.
Es kann aber zweckmäßig sein, zur weiteren Steigerung der optischen
Eigenschaften dieser Mehrbereichs-Anzeigeeinrichtung die einzelnen Informations-Bereiche 3 auch strukturell innerhalb
der Flüssigkristallzelle 1 gegeneinander abzugrenzen, indem Jedem Informations-Bereich 3 eine eigene Kammer 18 zugeordnet
wird, die individuell mit kontrast-optimierten Flüssigkeit-Mischungen gefüllt sind.
Wie aus der Prinzipdarstellung in Fig. 1 ersichtlich, sind diese Kammern 18 durch Klebebahnen 19 eingefasst (und dadurch
von benachbarten Kammern 18 räumlich getrennt), wie sie auch parallel zu den Rändern 20 einer Flüssigkristallzelle
1 ausgebildet sind, um deren Frontscheibe 21 (Fig. 3) mit der Rückscheibe 22 zu verbinden. Die Klebebahnen 19 zur
Definition der jeweiligen Kammer 18 können deshalb in gleieher
Weise, und gleichzeitig wie die Klebebahnen 19 längs der Ränder 20 der Scheiben 21, 22, im gängigen Siebdruckverfahren
auf eine der Scheiben 21, 22 aufgebracht und mit Distanzpartikeln
23 für den definierten Scheibenabstand der Flüssigkristallzelle 1 versetzt werden, was auch eine wünsehenswerte
Steigerung der Stabilität des Zellenaufbaues erbringt.
Die übliche Belegung der kammerseitigen Oberflächen der Scheiben 21, 22 mit individuell elektrisch ansteuerbaren Symbolelektroden
(entsprechend den Informationsdarstellungen gemäß Fig. 1) ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt.
...12
Diese Aufteilung der großflächigen Flüssigkristallzelle 1 in einzelne Kammern 18, die direkt den Informations-Bereichen
zugeordnet sind, erbringt ferner eine Ersparnis an einzufüllendem Flüssigkristallmaterial, weil nun nicht der gesamte
Hohlraum zwischen den Scheiben 21, 22 aufgefüllt werden muß, sondern die Füllung sich auf die Volumina der einzelnen gegeneinander
abgegrenzten Kammern 18 beschränkt.
Für das Füllen mit Flüssigkristallmaterial verjüngt Jede der Kammern 18 sich zu Kanälen 24, die am Rand 20 der Flüssigkristallzelle
1, in einer Unterbrechung der dortigen Klebebahn 19t
als Füllöffnung 25 enden. Diese Füllöffnungen 25 liegen vorzugsweise nebeneinander am selben Rand 20, so daß - bei Orientierung
nach oben - alle Kammern 18 ohne Wendeerfordernisse und gleichzeitig oder nacheinander gefüllt werden können, um
anschließend alle Füllöffnungen 25 in üblicher Weise hermetisch zu versiegeln.
Die Unterteilung der Flüssigkristallzelle 1 in getrennte, den einzelnen Bereichen 3 farbiger Informationsdarstellung zugeordnete
Kammern 18 erbringt ferner den Vorteil, jede Flüssigkristall-Füllung optimal an das, dem entsprechenden Bereiche
2 zugeordnete, farbige Transmissions-Licht 14 anpassen zu können. Gegenstand dieser Optimierung ist der Kontrast
der Informationsdarstellung (durch elektrisch angesteuerte Elektroden)gegenüber der Umgebung (momentan nicht
angesteuerte Elektroden und Umfeld); dieses Optimum bedeutet, daß ein Durchscheinen des farbigen Transmissions-Lichts 14
durch Informationssegmente mit momentan nicht angesteuerten Elektroden minimiert wird. Dafür wird nicht jede der Kammern
18 mit identischem Flüssigkristall-Material gefüllt; sondern Füllmaterialien werden nach Maßgabe des örtlich zugeordneten
farbigen Transmissionslichts 14 so gemischt, daß sie bei fehlender Zellenansteuerung maximale Absorption für
den spektralen Mittelpunkt des ausgefilterten farbigen
...13
• crt*
Lichts 14 erbringen. Eine gewisse spektrale Bandbreite des Transmissions-Lichts 14 erbringt dabei in wünschenswerter
Weise eine höhere Leuchtdichte, als der - auch technisch aufwendigere - Einsatz monochromatischer Lichtquellen. Zur
Temperaturstabilisierung können dem Flüssigkristallmaterial Farbpartikel, wie sie als Gast-Stoffe (Dyes) für Guest-Host-Displays
bekannt sind, beigemengt sein. Dieser Farbstoffzusatz ist aber sehr viel geringer, als bei jenen GH-Displays;
so daß durch diesen Zusatz im vorliegenden Falle der individuellen Füllung der Kammern 18 weder unerwünschte zusätzliche
Feldeffekte auftreten, noch die Betriebseigenschaften der Anzeigeeinrichtung 2 durch etwaigen Viskositätsanstieg
merklich gemindert werden. Bezüglich dieser Optimierungsmaßnahmen im Einzelnen wird auf die oben zitierte Parallelanmeldung
verwiesen.
Da der Transflektor 6 in Betrachtungsrichtung 5 hinter dem
rückwärtigen Polarisator 26 und somit hinter der Ebene der Kammern 18 liegt, tritt bei Tagesbetrieb unter schrägem
Lichteinfall aus der Umgebungshelligkeit 13 ein gegenüber der Längsachse der Anzeigeeinrichtung 2 und somit der Nenn-Betrachtungsrichtung
5 verschobener Schattenwurf der Informationsdarstellung auf der (gegebenenfalls teilweise farbig
belegten) Vorderseite des Transflektors 6 auf, was an sich in Betrachtungsrichtung 5 als Parallaxe störend in Erscheinung
tritt. Indem aber auch bei Tagesbetrieb der Transflektor 6 rückwärtig mit Licht 11 aus dem Lichtkasten 9 durchstrahlt
bleibt, wird der auf dem Transflektor 6 zu erwartende Schattenwurf transmissiv überstrahlt, wodurch unter normalen
Gegebenheiten der Umgebungshelligkeit 13 diese störende Parallaxe ausgeschaltet ist.
Die parallaxeähnlichen störenden Wirkungen eines solchen Schattenwurfs auf der der Flüssigkristallzelle 1 zugewandten
Vorderseite des Transflektors 6 werden zusätzlich noch da-
durch gemindert, daß die Frontfläche eines Analysators 27 also des Frontpolarisators vor der Frontscheibe 21 - mit einer
extrem dünnen Schicht eines Antireflex-Lackes belegt
wird, wie er beispielsweise unter Bezeichnungen wie "TeIeflex"
oder "Glarecheque" handelsüblich ist. Diese (im Vergleich zu gängiger Antireflex-Beschichtung) extrem dünn angelegte
Rauhlackschicht 28 führt nur zu einer geringen Minderung des Kontrastes zwischen Informationsdarstellung und
Umgebung auf der Flüssigkristallzelle 1. Andererseits ist die direkte Einblickmöglichkeit in Betrachtungsrichtung 5
durch angesteuerte Regionen der Flüssigkristallzelle 1 hindurch infolge der außen aufgebrachten mattscheibenähnlichen
Rauhlackschicht 28 gedämpft. Zugleich erfährt das Licht von entgegen der Betrachtungsrichtung 5 auf die Rauhlackschicht
28 innen aufgestrahlten Informations-Projektionen die in Fig. 2 angedeutete Streuung, was eine wünschenswerte Vergrößerung
des Betrachtungs-Blickwinkels ergibt; ohne daß in Betrachtungsrichtung 5 restliche Schattenwirkungen auf der Vorderseite
des Transflektors 6 hierbei noch störend in Erscheinung treten.
Der Streugrad der Rauhlackschicht 28 sollte zur Ausnutzung der Blickwinkelvergrößerung möglichst hoch sein; das bedeutet,
das projezierte Licht sollte von der Rauhlack- oder Mattlackoberfläche möglichst diffus abgestrahlt werden. Andererseits
wird mit steigendem Streugrad der Kontrast im reflexiven Betrieb durch direkte Reflexion an der Lackoberfläche
(wegen Aufhellung des ansonsten dunklen Hintergrundes) drastisch vermindert. Zudem wird in Abhängigkeit von der
Glasdicke der Zelle 1 tei steigendem Streugrad die Ablesbarkeit der dargestellten Information infolge der sich einstellenden
Unscharfe verschlechtert.
...15 35
Legt man aber einen Mindestkontrast im reinen Reflexionsbetrieb
fest (hier wirkt die Streuschicht kontrastvermindernd), so lässt sich der maximal zulässige Streugrad bei gegebenen Zelleneigenschaften
bestimmen, der dann im Transmissionsbetrieb blickwinkelerweiternd wirkt.
Dieser Streugrad lässt sich durch Beeinflussung der Lackoberfläche
(Mattlack-Rauhigkeit), durch die Art des Lackes bzw. Lackgemisches, durch ausgewählte Trocknungstemperaturen oder durch
Zufügen von weißen bzw. lichtstreuenden Materialien (Farbstoffe auf Si O2-Basis) einstellen.
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Zusammenfassung
Eine mehrfarbige Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung (2), wie sie insbesondere in Kraftfahrzeugen als großflächige Anzeige
mit verteilten Negativkontrast-Informationsdarstellungen Einsatz findet, soll unter Beibehaltung bewährter und kostengünstiger
Fertigungstechnologien eine erhebliche Kontrastverbesserung bei gleichzeitiger Eröffnung variabler Farbanpassungen
nach Maßgabe der Umgebungshelligkeit (13) erfahren. Dazu wird zwischen einer großflächigen rückwärtigen Beleuchtungsanordnung
(8) und der Flüssigkristallzelle (1) ein stets transmissiv betriebener heller Transflektor (6) eingefügt,
dessen Transmissions-Licht (14), nach Maßgabe der Darstellfarbe im jeweiligen Informations-Bereich (3) der Flüssigkristallzelle
(1), über Farbfolien (7) zwischen dem Transflektor (6) und der Beleuchtungsanordnung (8) gewonnen wird. Die
-je der Umgebungshelligkeit (13) zugewandte Oberfläche des Transflektors
(6) kann bereichsweise Farbaufdrucke (17) aufweisen, die zusammen mit der Farbe des Transmissions-Lichts (14)
und der Farbe des Lichts der Umgebungshelligkeit (13) abhängig von letzterer zu konstanter Einfärbung bzw. zu Mischfarben-Wechsel
der Informationsdarstellung führen. Vorzugsweise ist die Flüssigkristallzelle (1) nach Maßgabe der Informations
-Bereiche (3) in voneinander getrennte Kammern (18) aufgeteilt, die mit Flüssigkristallmaterialmischungen gefüllt
sind, die in Hinblick auf das jeweils zugeordnete farbige Transmissions-Licht (14) optimalen Kontrast ergeben. Bei Aufbringen
einer hauchdünnen Rauhlackschicht (8) auf die Frontseite des Vorderplatten-Polarisators (Analysators 27) der
Flüssigkristallzelle (1) ergibt deren transmissiver Betrieb in dieser Schicht eine Informations-Projektionsdarstellung
■ZQ mit Vorderflächen-Lichtstreuung, was nicht nur den Blickwinkelbereich
der Informationsdarstellung vergrößert, sondern auch störender Parallaxe im Falle höherer Umgebungshelligkeit
entgegenwirkt.
(Fig. 2)
Bezugszeichenliste
1 Flüssigkristallzelle (vor 2)
2 Anzeigeeinrichtung (mit 1)
3 Informations-Bereiche (von 1)
4 Gehäuse (um 2)
5 Betrachtungsrichtung (von 1/3)
6 Transflektor (hinter 1)
7 Farbfolien (hinter 6)
8 Beleuchtungsanordnung (hinter 7)
9 Lichtkasten (als 8)
10 Glühlampen (in 9)
11 Licht (aus 8)
12 Mattscheibe (in 9 vor 10)
13 Umgebungshelligkeit (in 5 vor 1)
14 farbiges Licht(vor 7)
15 Blendenwand (mit 7)
16 Transflektor-Bereiche (in 6; 3 zugeordnet)
17 Farbaufdruck (auf 6 vor 14)
18 Kammer (in 1)
19 Klebebahnen (für 18 und 21/22)
20 Rand (von 21/22)
21 Frontscheibe (von 1/28)
22 Rüekscheibe (von 1/18)
23 Distanzpartikel (in 19 zwischen 21/22)
24 Kanal (von 18 nach 20)
25 Füllöffnung (für 24/18 in 19/20)
26 Polarisator (auf der rückseitigen Oberflächen von 22)
27 Analysator (auf der vorderen Oberfläche von 21)
28 Rauhlackschicht (auf der Vorderfläche von 27)
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Ansprüche
1. Mehrfarbige Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung (2), insbesondere
für Kraftfahrzeug-Armaturen, mit Farbfolien(7)
unterschiedlicher Einfärbung gegeneinander versetzter Flächenbereiche zwischen einer Flüssigkristallzelle (1)und
einer einer großflächigen Beleuchtungsanordnung (8), dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Farbfolien (7) und der Flüssigkristallzelle (1) ein heller Transflektor (6) angeordnet ist.
2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Transflektor (6), bestimmten Farbfolien (7.x) zugeordnet, farbige Bereiche (16.x) aufweist.
3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die farbigen Transflektor-Bereiche (16.x) als Farbaufdruck
(17.x) auf der der Flüssigkristallzelle (1) zugewandten Oberfläche des Transflektors (6) ausgebildet
sind.
A. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Transflektor (6) wenigstens ein farbiger Bereich (16.x) gleicher Einfärbung, wie das räumlich zugeordnete
farbige Licht (14.x) aus der Farbfolie (7.x),vorgesehen
ist.
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5. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beleuchtungsanordnung (8) als Lichtkasten (9)
ausgebildet ist, der frontseitig, zu den Farbfolien (7) hin, mit einer lichtstreuenden Mattscheibe (12) ausgestattet
ist und in den rückwärtig Glühlampen (10) hineinragen.
6. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü-;
ehe,
dadurch gekennzeichnet,
daß unterschiedlichen Farbfolien (7.x) gegeneinander abgegrenzte Kammern (18.x) innerhalb der Flüssigkristallzelle
(1) zugeordnet sind.
7. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammern (18.x) nach Maßgabe maximaler Absorption der jeweils zugeordneten Farbe des Transmissions-Lichts
(14.x) mit unterschiedlichen Flüssigkristallmaterial-Mischungen gefüllt sind, denen zusätzlich auch in geringer
Konzentration farbangepasste dichroitische Farbstoffe beigemengt sein können.
8. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß gegeneinander versetzte Kammern (18) durch Klebebahnen
(19) zwischen der Frontscheibe (21) und der Rückscheibe (22) der Flüssigkristallzelle (1) voneinander abgegrenzt
sind.
...18 35
- 18 -
9. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Flüssigkristallzelle (1) zwischen ihrer Frontscheibe (21) und ihrer Rückscheibe (22) Kammern (18) gegeneinander
abgegrenzt sind, die sich zu Scheibenrändern (20) hin kanalförmig verjüngen und dort jeweils in einer
Füllöffnung (25) enden.
10..Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 9»
·.·■■ dadurch gekennzeichnet,
daß die Füllöffnungen (25) der Kammer-Kanäle (24) nebeneinander in der Klebebahn (19) längs eines Seiten-Randes
(20) der Flüssigkristallzelle (1) gelegen sind.
11. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkristallzelle (1) auf ihrem Analysator(27) eine sehr dünne Rauhlackschicht (28) trägt,