WO2006050910A1 - Flüssigkristall-anzeigevorrichtung - Google Patents

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WO2006050910A1
WO2006050910A1 PCT/EP2005/011939 EP2005011939W WO2006050910A1 WO 2006050910 A1 WO2006050910 A1 WO 2006050910A1 EP 2005011939 W EP2005011939 W EP 2005011939W WO 2006050910 A1 WO2006050910 A1 WO 2006050910A1
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PCT/EP2005/011939
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Wolfram Wiemer
Arno BÖHM
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Element Displays Dr. Wiemer Gmbh
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    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members

Definitions

  • a liquid crystal display device A liquid crystal display device
  • the invention relates to a liquid crystal display device with a housed in a housing multilayer display unit, in which from the visible side to the back of a front polarization filter, a liquid crystal layer, a rear polarizing filter and a litter layer or retroreflective layer are optionally arranged with the interposition of further layers sequentially ange ⁇ .
  • Such a liquid crystal display device is disclosed in WO 02/084 383 A as be ⁇ known.
  • a display unit as is customary, covered on the outside of the substrates with polarizing filters, which are arranged crossed with respect to one another for a tensionless bright display with their polarization directions.
  • polarizing filters which are arranged crossed with respect to one another for a tensionless bright display with their polarization directions.
  • an advantageous measure is that a liquid crystal cell layer is used with a twist angle ⁇ 90 °, which is advantageous for viewing from oblique angles compared to the normal.
  • liquid crystal display device of this kind is given in WO 00/14596 an ⁇ .
  • the liquid crystal display device can be transmissively operated with backlight, reflective with front illumination or transmissive / reflective the adaptation to the external light conditions is possible.
  • the invention is based on the object of providing a liquid-crystal display device which, with as little energy as possible, results in increased brightness or increased contrast.
  • the litter layer or retroreflective layer is provided with fluorescent dyes.
  • incident light in the emission wavelength of the fluorescent dye is emitted again with a uniform distribution of the polarization direction, so that light of a respective polarization direction is transmitted to the visible side through the polarization filter in front of it becomes.
  • a particular brightness or high contrast is favored by the fact that the liquid-crystal layer is of such a voltage-free light, since in this embodiment the light incident on the cell from the front is transmitted with the lowest absorption.
  • the rear polarizing filter has a brightness-increasing structure.
  • Such brightness-increasing polarization filters are known as so-called BEF (brightness enhancement filter) polarization filters, e.g. reflective polarizers.
  • An embodiment of the display device with which an increased brightness is achieved with relatively little expenditure of energy, consists in that a backlighting arrangement is present behind the scattering layer.
  • the multi-layered display unit is accommodated in a housing which is translucent at least in its rear area.
  • the light-permeable housing makes it possible for ambient light to be effective not only from the front, but also from the rear side for brightening the display unit and increasing the contrast, so that improved representability of the representations on the display results. If an additional backlighting is used for nighttime operation, this can be carried out relatively faintly and therefore energy-saving due to the high brightness of the displays.
  • Ambient light is utilized as completely as possible for brightening the display if it is provided that, in addition to the rear wall of the housing, lateral areas are also transparent. For additional brightening in the dark, it is advantageously provided that one or more light sources are arranged in or on the rear wall and / or in or on the lateral areas of the housing.
  • the utilization of the ambient brightness and uniform illumination of the display is supported by the fact that the light sources are mounted on a translucent support.
  • FIG. 1 shows a cross section of the layer sequence of a display unit of the liquid crystal display device in a schematic view
  • FIG. 2 shows a section of the layer sequence according to FIG. 1 in the rear region. .
  • FIG. 1 shows a liquid crystal display device with a display unit 1 accommodated in a housing 20.
  • the layer sequence of the display unit 1 is lightened by a front side facing viewer B with ambient light UL and / or rear side facing away from observer B with backlight HL , From the front to the rear, the layer sequence of the display unit 1 comprises a front polarization filter 11, a liquid crystal layer 12 with one or more liquid crystal cells, a rear polarizing filter 13 and a scattering layer or retroreflective layer or retroreflective layer. reflexionsfoli ⁇ .
  • suitable further layers 15, 16 can be arranged in the layer sequence, as shown, for example, by the publications cited at the beginning with still further proofs. The further layers 15, 16 may be arranged before and / or behind the liquid-crystal layer 12 in accordance with their respective function.
  • An advantageous embodiment of the litter layer 14 or reflection layer is that it is seen ver ⁇ with fluorescent dyes 14.1.
  • a standard film is suitable, as it has also been used in liquid crystal displays.
  • Light of a polarization direction is transmitted with a high percentage, while light of the polarization direction perpendicular thereto is blocked or absorbed to a high percentage.
  • liquid crystal layer 12 or liquid crystal cell for example, one of the TN type is used, preferably with a structure which is a tensionless bright
  • Execution consists in a so-called LTN liquid crystal cell, as indicated in the aforementioned WO 02/084 383 A.
  • the rear polarization filter 13 used is advantageously a structure with a brightness that increases the brightness, a so-called BEF polarization filter (brightness enhancement filter).
  • BEF polarization filter brightness enhancement filter
  • the light of the blocked polarization direction which reaches the rear polarization filter 13 from the direction of the diffusing screen 14, is for the most part reflected back toward the diffusing screen 14 or retroreflective sheeting. From the light, which then returns to the BEF filter 13, light of a polarization direction is again transmitted, the radiation orthogonally polarized again becoming the direction of the diffusion disc 14 reflected.
  • a specular non-diffused polarizer film is used since the scattering takes place in the light transducer and the fluorescent dye of the retroreflective sheeting and the effect is substantially for recovery the reflected polarized radiation is needed.
  • Prismatic structures, in particular microprisms, scattering matrix adapted in the area of the litter layer 15 or retroreflective layer and / or a specific application can also be provided in this area in order to contribute to an increase in brightness or contrast and also to a desired viewing angle with respect to the surface normal Display (Rich ⁇ tion and / or opening width) to achieve.
  • the scattering layer or retroreflective layer or film can be formed wavelength-selective in order to achieve color properties.
  • the housing has a light-permeable rear wall 21 and a border 22 which surrounds the display unit 1 at the side, which can also be partially or completely translucent.
  • translucent material glass or plastic is suitable, wherein the material may be clear or turbid and, if desired, also suitably colored.
  • a lighting device with light sources LQ in particular light-emitting diodes, is arranged in or on the rear wall 21 or the border 22. Due to the high brightness of the displays of the Hend said structure and with support existing ambient light rela ⁇ tively low in light, that is designed to save energy.
  • the brightness enhancement by the BEF polarizing filter 13 is achieved by changing the polarization direction of the light reflected by the BEF polarizing filter 13.
  • the change of the polarization direction is achieved particularly effectively by the use of the fluorescent dyes 14.1 in the diffusing screen 14 or reflection foil.
  • the fluorescent dyes 14.1 the shorter wavelength light is absorbed and then re-emitted in the emission wavelength of the fluorescent dyes 14.1 with e.g. gleichze ⁇ lar distribution of the polarization emitted.
  • the retroreflective sheeting is provided with a self-adhesive layer on its backside.
  • the scattering layer 14 or scattering disk or reflection layer or retroreflective film forms an emissive color filter with highly real fluorescent colorants.
  • it carries as a semitransparent (transflective) optical element (plate, film, sandwich, print, coating) in monochrome design, e.g. as a through-colored plastic plate, film, sandwich structure, or in polychrome Ausulate ⁇ tion, e.g. as printing, coating on translucent polymer carrier substantially contributes to increase the readability and the contrast under unfavorable external illumination conditions and results in an increase in energy efficiency through better utilization of a backlight in transmissive operation.
  • thermoplastic polymer as a matrix, containing one or more photo- and thermostable fluorescent colorants and a polymeric or inorganic particulate optical scatterer; next to it can still commercially available UV stabilizers, colorants or process aids.
  • Examples of typical matrix polymer classes include polycarbonates, polyesters, poly (meth) acrylates and their copolymers, polystyrenes and polystyrene copolymers, polyvinyl chloride, polyvinylidene difluoride, cycloolefin copolymers and their physical mixtures and blends; Polycarbonate (PC), polymethacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (MABS) and polyvinyl chloride (PVC) are particularly preferred.
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethacrylate
  • PET polyethylene terephthalate
  • MABS methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers
  • PVC polyvinyl chloride
  • - scattering bodies and fluorescent colorants can be present both together in one layer or in separate layers (in the case of a multilayer overall structure); in the first
  • the scattering body must be photoinactive, i. it must not have photocatalytic or photochemical activity.
  • photoinactive scattering agents are barium sulfate, zinc sulfide or zirconium oxide as well as all polymeric scattering materials, such as e.g. called the Arkema Paraloid TM product line (preferably barium sulfate and zinc sulfide or mixtures thereof). Titanium dioxide and doped and undoped tin oxides (preferably titanium dioxide) are mentioned as examples of photoactive scattering bodies.
  • preferred photostable and thermostable fluorescent colorants include the Lumogen® F product line from BASF and the Hostasol® product line from Clariant.
  • the fluorescent dyes are usually dosed so that the optical density in Absorpti ⁇ nsmaximum at 1, 5 to 2; depending on the thickness of the colored layer and the absorption efficiency of the colorant, this results in an effective dosage level of 0.001 to 10% by weight; this is typically 0.001 to 0.1% by weight in thick mass-colored systems (eg plates, sandwiches)> 2 mm in thickness, while in thin mass-colored systems (films, sand wiches) ⁇ 0.5 mm in thickness at 0, 05 to 2 wt .-% and in printing or coating (coating) applications at 0.5 to 10 wt .-% is.
  • thick mass-colored systems eg plates, sandwiches
  • thin mass-colored systems films, sand wiches
  • the particulate scattering materials are usually metered so that the mean transmission values of the overall system are outside the absorption band of the Colorant at about 50%. Depending on the thickness of the additized layer and the scattering efficiency of the scattering body, this results in an effective dosage level of from 0.1 to 40% by weight; typically this is in thick mass-additive systems (eg plates, sandwiches)> 2 mm thickness at 0.1 to 5 wt .-% and in thin mass additive systems (films, sandwiches) ⁇ 0.5 mm thickness at 2 to 40 wt. %. In printing or coating applications, the achievable layer densities (of a few micrometers) are generally not sufficient to produce the desired scattering effect.
  • the scattering materials should be introduced completely or at least predominantly into the substrate to be printed or coated.
  • non-transparent, reflective optical design which is advantageously used for constructing easily readable displays without backlighting (reflective operation)
  • different variants are also possible as a multilayer film, sandwich structure, printing or coating (coating).
  • a film dyed in the cover layer, a sandwich structure comprising at least one mass-colored transparent layer and an optionally back-reflecting layer or, as a polychrome embodiment, a print, a coating on a reflective polymer or metal support come.
  • a preferred embodiment is a microprismatic sandwich foil such as e.g. in EP 0 853 646 or EP 0 862 599.
  • the emissive color filter serves at the same time as an assembly / LC glass carrier.
  • a first embodiment consists in using a green-yellow color-emissive color filter, the structure consisting, for example, in a cast PMMA plate, which is single-layered (eg, about 2 to 6 mm, eg 3 or 5 mm thick) and carried out with 0.01% Lumogen F yellow 083 (BASF) and 2% barium sulfate (Blanc Fixe N, Sachtleben).
  • a green-yellow color-emissive color filter the structure consisting, for example, in a cast PMMA plate, which is single-layered (eg, about 2 to 6 mm, eg 3 or 5 mm thick) and carried out with 0.01% Lumogen F yellow 083 (BASF) and 2% barium sulfate (Blanc Fixe N, Sachtleben).
  • FIG. 1 A block diagram illustrating an exemplary embodiment of the structure in accordance with embodiment 1, but using Lumogen F yellow 170 (BASF; yellow), Lumogen F orange 240 (BASF; orange), Lumogen F rosa 285 (BASF; orange red), Hostasol red GG (Clariant, 63, orange red), Lumogen F red 305 (BASF, red) and / or Lumogen F green 850 (BASF, green).
  • an emissive behavior can be achieved by using an optical brightener instead of a fluorescent colorant.
  • liquid crystal cell 12 For a particularly effective increase in brightness and also in contrast, advantageously the combination of the three components of liquid crystal cell 12 in the operating mode carries tensionless light, BEF polarization filter as rear polarization filter 13 and scattering layer 14 or diffuser or retroreflective layer or retro reflection foil with the Fluorescent dyes 14.1 at.
  • BEF polarization filter as rear polarization filter 13 and scattering layer 14 or diffuser or retroreflective layer or retro reflection foil
  • Fluorescent dyes 14.1 the brightness of liquid-crystal displays is considerably improved, and even at relatively low ambient brightness, clearly readable displays are also obtained without additional backlighting.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer in einem Gehäuse (20) aufgenommenen mehrschichtigen Anzeigeeinheit (1), bei der von der Sichtseite zur Rückseite ein Frontpolarisationsfilter (11), eine Flüssigkristallschicht (12), ein rückwärtiges Polarisationsfilter (13) und eine Streuschicht (14) oder Retroreflexionsschicht gegebenenfalls unter Zwischenfügung weiterer Schich­ten (15, 16) aufeinanderfolgend angeordnet sind. Eine erhöhte Helligkeit wird da­durch erreicht, dass die Streuschicht oder Retroreflexionsschicht mit Fluoreszenz­farbstoffen (14.1) versehen ist .

Description

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer in einem Gehäuse aufgenommenen mehrschichtigen Anzeigeeinheit, bei der von der Sichtseite zur Rückseite ein Frontpolarisationsfilter, eine Flüssigkristallschicht, ein rückwärtiges Polarisationsfilter und eine Streuschicht oder Retroreflexionsschicht gegebenenfalls unter Zwischenfügung weiterer Schichten aufeinanderfolgend ange¬ ordnet sind.
Eine derartige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist in der WO 02/084 383 A als be¬ kannt ausgewiesen. Bei dieser bekannten Anzeigevorrichtung ist eine Anzeigeein- heit, wie an sich üblich, auf der Außenseite der Substrate mit Polarisationsfiltern ab¬ gedeckt, die für eine spannungslos helle Anzeige mit ihren Polarisationsrichtungen zueinander gekreuzt angeordnet sind. Für die Beobachtung besteht eine vorteilhafte Maßnahme darin, dass eine Flüssigkristall-Zellschicht mit einem Verdrehwinkel <90° verwendet wird, die vorteilhaft für eine Betrachtung aus schrägen Blickwinkeln ge¬ genüber der Normalen ist.
Eine weitere Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung dieser Art ist in der WO 00/14596 an¬ gegeben. Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung kann transmissiv mit Hinterleuch- tung, reflektiv mit frontseitiger Beleuchtung oder transmissiv/reflektiv betrieben wer¬ den, wobei eine Anpassung an die äußeren Lichtverhältnisse möglich ist.
Bei Flüssigkristall-Anzeigen wird in vielen Situationen nicht die für eine problemlose Erkennbarkeit erforderliche Helligkeit bzw. der erforderliche Kontrast erreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung be¬ reit zu stellen, die mit möglichst wenig Energie eine erhöhte Helligkeit bzw. einen er¬ höhten Kontrast ergibt.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorge¬ sehen, dass die Streuschicht oder Retroreflexionsschicht mit Fluoreszenzfarbstoffen versehen ist.
Durch die fluoreszierenden Farbstoffe in der Streuschicht bzw. Streuscheibe oder Reflexionsschicht bzw. Reflexionsfolie wird auftreffendes Licht in der Emissionswel¬ lenlänge des Fluoreszenzfarbstoffes wieder mit gleichmäßiger Verteilung der Polari¬ sationsrichtung emittiert, so dass Licht einer betreffenden Polarisationsrichtung zur Sichtseite hin durch das davor liegende Polarisationsfilter durchgelassen wird. Eine besondere Helligkeit bzw. hoher Kontrast wird dadurch begünstigt, dass die Flüssigkristallschicht eine solche des Typs spannungslos hell ist, da bei dieser Aus¬ bildung auf die Zelle von vorne auftreffendes Licht mit der geringsten Absorption durchgelassen wird.
Ferner trägt zur Helligkeitssteigerung bei, dass das rückwärtige Polarisationsfilter einen die Helligkeit erhöhenden Aufbau besitzt. Solche die Helligkeit erhöhenden Polarisationsfilter sind als sogenannte BEF-Polarisationsfilter (brightness enhance- ment Filter) bekannt, z.B. reflektive Polarisatoren.
Eine Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung, mit der eine erhöhte Helligkeit mit relativ wenig Energieaufwand erreicht wird, besteht darin, dass hinter der Streuschicht eine Hinterleuchtungsanordnung vorhanden ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die mehrschich¬ tige Anzeigeeinheit in einem Gehäuse aufgenommen ist, das zumindest in seinem rückseitigen Bereich lichtdurchlässig ist.
Das lichtdurchlässige Gehäuse ermöglicht es, dass Umgebungslicht nicht nur von der Frontseite her, sondern auch von der Rückseite her zur Aufhellung der Anzeige¬ einheit und Erhöhung des Kontrastes wirksam ist, so dass sich eine verbesserte Er¬ kennbarkeit der Darstellungen auf der Anzeige ergibt. Wird für Nachtbetrieb eine zu¬ sätzliche Hinterleuchtung eingesetzt, so kann diese aufgrund der hohen Helligkeit der Anzeigen relativ lichtschwach und damit energiesparend ausgeführt werden.
Umgebungslicht wird möglichst vollständig zur Aufhellung der Anzeige ausgenutzt, wenn vorgesehen ist, dass außer der Rückwand des Gehäuses auch seitliche Berei¬ che lichtdurchlässig sind. Für eine zusätzliche Aufhellung bei Dunkelheit ist dabei vorteilhaft vorgesehen, dass in oder auf der Rückwand und/oder in oder auf den seitlichen Bereichen des Gehäu¬ ses eine oder mehrere Lichtquellen angeordnet sind.
Zu einer robusten, dauerhaften und energiesparenden Ausführung tragen dabei die Merkmale bei, dass die Lichtquellen als Leuchtdioden ausgebildet sind.
Die Ausnutzung der Umgebungshelligkeit und gleichmäßige Ausleuchtung der An¬ zeige wird dadurch unterstützt, dass die Lichtquellen auf einem lichtdurchlässigen Träger angebracht sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug¬ nahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt der Schichtenfolge einer Anzeigeeinheit der Flüssig¬ kristall-Anzeigevorrichtung in schematischer Ansicht und
Fig. 2 einen Ausschnitt der Schichtenfolge nach Fig. 1 im rückwärtigen Be¬ reich. ,
Fig. 1 zeigt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer in einem Gehäuse 20 aufgenommenen Anzeigeeinheit 1. Die Schichtenfolge der Anzeigeeinheit 1 wird von einer einem Betrachter B zugekehrten Frontseite aus mit Umgebungslicht UL und/ oder von der dem Betrachter B abgewandten Rückseite her mit Hinterleuchtungslicht HL aufgehellt. Von der Frontseite zur Rückseite hin umfasst die Schichtenfolge der Anzeigeeinheit 1 ein Frontpolarisationsfilter 11 , eine Flüssigkristallschicht 12 mit ei¬ ner oder mehreren Flüssigkristallzellen, einem rückwärtigen Polarisationsfilter 13 so¬ wie einer Streuschicht bzw. Streuscheibe 14 oder Retroreflexionsschicht bzw. Retro- reflexionsfoliθ. Außerdem können, wie an sich bekannt, in der Schichtenfolge noch geeignete weitere Schichten 15, 16 angeordnet sein, wie z.B. die eingangs genann¬ ten Druckschriften mit noch weiteren Nachweisen zeigen. Die weiteren Schichten 15, 16 können vor und/oder hinter der Flüssigkristallschicht 12 entsprechend ihrer jewei- ligen Funktion angeordnet sein. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Streuschicht 14 oder Reflexionsschicht besteht darin, dass sie mit Fluoreszenzfarbstoffen 14.1 ver¬ sehen ist.
Als Frontpolarisationsfilter 11 ist eine Standardfolie geeignet, wie sie bisher auch schon bei Flüssigkristallanzeigen verwendet wird. Licht einer Polarisationsrichtung wird mit hohem Prozentsatz durchgelassen, Licht der dazu senkrechten Polarisati¬ onsrichtung wird zu einem hohen Prozentsatz gesperrt bzw. absorbiert.
Als Flüssigkristallschicht 12 bzw. Flüssigkristallzelle wird beispielsweise eine solche des TN-Typs eingesetzt, bevorzugt mit einem Aufbau, der eine spannungslos helle
Betriebsart ergibt, weil bei dieser Betriebsart das aus allen Richtungen von vorne auf helle Bereiche (nicht angesteuerte Bereiche) der Flüssigkristallzelle auftreffende
Licht mit der geringsten Absorption durchgelassen wird. Eine besonders bevorzugte
Ausführung besteht dabei in einer sogenannten LTN-Flüssigkristallzelle, wie sie in der eingangs genannten WO 02/084 383 A angegeben ist.
Als rückwärtiges Polarisationsfilter 13 ist vorteilhaft ein solches mit die Helligkeit er¬ höhendem Aufbau, ein sogenanntes BEF-Polarisationsfilter (brightness enhance- ment Filter) eingesetzt. Bei diesem Filtertyp wird das Licht der gesperrten Polarisati- onsrichtung, das aus Richtung der Streuscheibe 14 auf das rückwärtige Polarisati¬ onsfilter 13 gelangt, zum größten Teil wieder in Richtung der Streuscheibe 14 oder Retroreflexionsfolie zurückreflektiert. Von dem von dort dann wieder auf das BEF- Filter 13 gelangenden Licht wird wiederum Licht einer Polarisationsrichtung durchge¬ lassen, die dazu orthogonal polarisierte Strahlung wird wieder Richtung Streuscheibe 14 reflektiert. Wenn das auf die Streuscheibe 14 auftreffende Licht seine Polarisati¬ onsrichtung ändert, kann dann ein Teil des reflektierten Lichtes letztlich wieder durch die Flüssigkristallzelle 12 durchtreten, so dass die Helligkeit der Flüssigkristallzelle 12 erhöht wird. Das gilt nicht nur für Licht, das als Hinterleuchtungslicht HL einge- strahlt wird, sondern auch für Licht, das aus Richtung des Betrachters B auf die An¬ zeigeeinheit 1 trifft, in den hellen Bereichen die Flüssigkristallzelle 12 passieren kann und dann von der Streuscheibe 14 wieder Richtung Flüssigkristallzelle 12 zurückge¬ worfen bzw. abgestrahlt wird. Als die Helligkeit erhöhendes rückwärtiges Polfilter 13 ist, insbesondere in Verbindung mit der Retroreflexionsfolie bzw. Retroreflexions- schicht, eine spiegelnde nicht diffuse Polfilterfolie verwendet, da die Streuung im Lichtwandler und dem Fluoreszenzfarbstoff der Retroreflexionsfolie bzw. -schicht stattfindet und der Effekt im Wesentlichen zur Wiedergewinnung der reflektierten po¬ larisierten Strahlung gebraucht wird. Auch Prismenstrukturen, insbesondere Mikro- prismen, im Bereich der Streuschicht 15 oder Retroreflexionsschicht und/oder eine bestimmten Einsatzfällen angepasste Streuindikatrix können in diesem Bereich vor¬ gesehen sein, um zur Helligkeits- bzw. Kontraststeigerung beizutragen und auch ge¬ wünschte Betrachtungswinkel gegenüber der Flächennormalen der Anzeige (Rich¬ tung und/oder Öffnungsweite) zu erzielen. Außerdem kann die Streuschicht oder Retroreflexionsschicht bzw. -folie wellenlängenselektiv ausgebildet sein, um Farbei- genschaften zu erreichen.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, weist das Gehäuse eine lichtdurchlässige Rückwand 21 sowie eine die Anzeigeeinheit 1 seitlich umfassende Umrandung 22 auf, die eben¬ falls zum Teil oder vollständig lichtdurchlässig ausgeführt sein kann. Als lichtdurch- lässiges Material eignet sich Glas oder Kunststoff, wobei das Material klar oder trübe ausgeführt und, falls erwünscht, auch geeignet eingefärbt sein kann. In oder auf der Rückwand 21 oder der Umrandung 22 ist bei einer weiteren Ausgestaltung eine Be¬ leuchtungsvorrichtung mit Lichtquellen LQ, insbesondere Leuchtdioden angeordnet. Die Lichtquellen LQ können wegen der hohen Helligkeit der Anzeigen des vorste- hend genannten Aufbaus und mit Unterstützung vorhandenen Umgebungslichts rela¬ tiv lichtschwach, d.h. energiesparend ausgeführt sein.
Zur Erhöhung der Helligkeit trägt auch die besondere Ausbildung der Streuschicht 14 bzw. Streuscheibe oder der Retroreflexionsschicht bzw. Retroreflexionsfolie mit Fluo¬ reszenzfarbstoffen bei. Wie vorstehend erläutert, wird die Helligkeitssteigerung durch das BEF-Polarisationsfilter 13 dadurch erreicht, dass die Polarisationsrichtung des von dem BEF-Polarisationsfilter 13 reflektierten Lichts geändert wird. Die Änderung der Polarisationsrichtung wird besonders wirksam durch den Einsatz der fluoreszie- renden Farbstoffe 14.1 in der Streuscheibe 14 oder Reflexionsfolie erreicht. Durch die Fluoreszenzfarbstoffe 14.1 wird das kurzwelligere Licht absorbiert und dann in der Emissionswellenlänge der Fluoreszenzfarbstoffe 14.1 wieder mit z.B. gleichmä¬ ßiger Verteilung der Polarisationsrichtung emittiert. Zum einfachen Aufbringen auf einer rückwärtigen Trägerschicht ist die Retroreflexionsfolie auf ihrer Rückseite mit einer Selbstklebeschicht versehen.
Die Streuschicht 14 bzw. Streuscheibe oder Reflexionsschicht bzw. Retroreflexions¬ folie bildet mit hoch echten Fluoreszenzfarbmitteln ein emissives Farbfilter. In einer Ausgestaltung trägt sie als semitransparentes (transflektives) optisches Element (Platte, Film, Sandwich, Druck, Beschichtung) in monochromer Ausführung, z.B. als durchgefärbte Kunststoffplatte, Film, Sandwichstruktur, oder in polychromer Ausfüh¬ rung, z.B. als Druck, Beschichtung auf transluzentem Polymerträger wesentlich zur Erhöhung der Lesbarkeit und des Kontrastes unter ungünstigen äußeren Ausleuch- tungsbedingungen bei und ergibt eine Erhöhung der Energieeffizienz durch bessere Ausnutzung einer Hinterleuchtung im transmissiven Betrieb. Hierbei ergeben sich verschiedene prinzipielle Aufbauvarianten, nämlich
- transparentes oder transluzentes thermoplastisches Polymer als Matrix, enthaltend ein oder mehrere photo- und thermostabile Fluoreszenzfarbmittel sowie einen po- lymeren oder anorganischen partikulären optischen Streuer; daneben können noch handelsübliche UV-Stabilisatoren, Farbmittel oder Prozesshilfsmittel enthalten sein. Als typische Matrixpolymerklassen kommen hier u.a. in Frage die Polycarbonate, die Polyester, die Poly(meth)acrylate und ihre Copolymere, die Polystyrole und Po- lystyrolcopolymere, Polyvinylchlorid, Polyvinylidendifluorid, Cycloolefincopolymere sowie ihre physikalischen Mischungen und Blends; besonders bevorzugt sind dabei Polycarbonat (PC), Polymethacrylat (PMMA), Polyethylentherephtalat (PET), Me- thacrylat-Acrylonitril-Butadien-Styrol-Copolymere (MABS) und Polyvinylchlorid (PVC).
- Streukörper und Fluoreszenzfarbmittel können sowohl gemeinsam in einer Schicht oder in separaten Schichten (bei mehrlagigem Gesamtaufbau) vorliegen; im ersten
Fall muss der Streukörper photoinaktiv sein, d.h. er darf keine photokatalytische oder photochemische Aktivität aufweisen. Als Beispiele für photoinaktive Streukör¬ per seien Bariumsulfat, Zinksulfid oder Zirkonoxid sowie alle polymeren Streumate- rialen, wie z.B. die Paraloid ™ Produktlinie von Arkema genannt (bevorzugt Bari- umsulfat und Zinksulfid oder Mischungen davon). Als Beispiel für photoaktive Streukörper seien Titandioxid sowie dotierte und undotierte Zinnoxide genannt (be¬ vorzugt Titandioxid). Als Beispiele für bevorzugte photo- und thermostabile Fluo¬ reszenzfarbmittel seien die Lumogen® F Produktlinie der BASF sowie die Hosta- sol® Produktlinie der Clariant genannt. - Die Fluoreszenzfarben werden üblicherweise so dosiert, dass die optische Dichte im Absorptiόnsmaximum bei 1 ,5 bis 2 liegt; dies ergibt abhängig von der Dicke der eingefärbten Schicht und der Absorptionseffizienz des Farbmittels eine effektive Dosierungshöhe von 0,001 bis 10 Gew.-%; typischerweise liegt diese bei dicken massegefärbten Systemen (z.B. Platten, Sandwiches) >2 mm Dicke bei 0,001 bis 0,1 Gew.-%, während sie bei dünnen massegefärbten Systemen (Filmen, Sandwi¬ ches) <0,5 mm Dicke bei 0,05 bis 2 Gew.-% und bei Druck- oder Beschichtungs- (Coating)Anwendungen bei 0,5 bis 10 Gew.-% liegt.
- Die partikulären Streumaterialien werden üblicherweise so dosiert, dass die mittle¬ ren Transmissionswerte des Gesamtsystems außerhalb der Absorptionsbande des Farbmittels bei ca. 50 % liegen. Dies ergibt abhängig von der Dicke der additivier- ten Schicht und der Streueffizienz des Streukörpers eine effektive Dosierungshöhe von 0,1 bis 40 Gew.-%; typischerweise liegt diese bei dicken masseadditivierten Systemen (z.B. Platten, Sandwiches) >2 mm Dicke bei 0,1 bis 5 Gew.-% und bei dünnen masseadditivierten Systemen (Filmen, Sandwiches) <0,5 mm Dicke bei 2 bis 40 Gew.-%. Bei Druck- oder Coatinganwendungen reichen die erzielbaren Schichtdichten (von wenigen Micrometern) im allgemeinen nicht aus, den ge¬ wünschten Streueindruck zu erzeugen. Hier sollen die Streumaterialien vollständig oder zumindest zum überwiegenden Teil in das zu bedruckende bzw. zu beschich- tende Substrat eingebracht werden.
Bei der nichttransparenten reflektiven optischen Ausführung, die zum Aufbau gut lesbarer Anzeigen ohne Hinterleuchtung (reflektiver Betrieb) vorteilhaft eingesetzt werden, kommen ebenfalls verschiedene Ausführungsvarianten als mehrlagiger Film, Sandwichstruktur, Druck oder Beschichtung (Coating) in Frage, wobei als mono¬ chrome Ausführung z.B. ein in der Deckschicht eingefärbter Film, eine Sandwich¬ struktur aus mindestens einer massegefärbten transparenten Schicht und einer da¬ hinter liegenden, gegebenenfalls gerichtet reflektierenden Schicht oder als polychro¬ me Ausführung ein Druck, eine Beschichtung (Coating) auf reflektivem Polymer- oder Metallträger in Frage kommen. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht in einer mikroprismatischen Sandwichfolie, wie z.B. in EP 0 853 646 oder EP 0 862 599 be¬ schrieben.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dient das emissive Farbfilter gleichzeitig als Baugruppen-/LC-Glasträger.
Beispielsweise besteht eine erste Ausführungsform darin, dass ein grüngelber emis- siver Farbfilter in Plattenform verwendet wird, wobei der Aufbau beispielsweise in einer gegossenen PMMA-Platte besteht, die einschichtig (z.B. etwa 2 bis 6 mm, z.B. 3 oder 5 mm dick) ausgeführt ist und mit 0,01 % Lumogen F gelb 083 (BASF) und 2 % Bariumsulfat (Blanc Fixe N; Sachtleben) ausgeführt ist. Weitere Ausführungsbeispiele bestehen darin, dass der Aufbau analog dem Ausführungsbeispiel 1 gewählt ist, jedoch unter Verwendung von Lumogen F gelb 170 (BASF; Gelb), Lumogen F orange 240 (BASF; orange), Lumogen F rosa 285 (BASF; orangerot), Hostasol rot GG (Clariant; s.o. 63; orangerot), Lumogen F rot 305 (BASF; rot) und/oder Lumogen F grün 850 (BASF; grün).
Bei einer weiteren Ausführungsform als Folie kann ein emissives Verhalten durch Einsatz eines optischen Aufhellers anstelle eines Fluoreszenzfarbmittels erzielt wer¬ den.
Für eine besonders wirksame Erhöhung der Helligkeit und auch des Kontrasts trägt vorteilhaft die Kombination der drei Komponenten Flüssigkristallzelle 12 in der Be- triebsart spannungslos hell, BEF-Polarisationsfilter als rückwärtiges Polarisationsfilter 13 und Streuschicht 14 bzw. Streuscheibe oder Retroreflexionsschicht bzw. Retro- reflexionsfolie mit den Fluoreszenzfarbstoffen 14.1 bei. Auf diese Weise wird die Hel¬ ligkeit von Flüssigkristallanzeigen erheblich verbessert, und es werden bereits bei relativ geringer Umgebungshelligkeit deutlich lesbare Anzeigen auch ohne zusätzli- che Hinterleuchtung erhalten.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer mehrschichtigen Anzeigeeinheit (1 ), bei der von der Sichtseite zur Rückseite ein Frontpolarisationsfilter (11 ), eine Flüssigkristallschicht (12), ein rückwärtiges Polarisationsfilter (13) und ei¬ ne Streuschicht (14) oder Retroreflexionsschicht gegebenenfalls unter Zwi- schenfügung weiterer Schichten (15, 16) aufeinanderfolgend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuschicht (14) oder Retroreflexionsschicht mit Fluoreszenzfarb¬ stoffen (14.1 ) versehen ist.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristallschicht (12) eine solche des Typs spannungslos hell ist.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das rückwärtige Polarisationsfilter (13) einen die Helligkeit erhöhenden Aufbau besitzt.
4. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Streuschicht eine Hinterleuchtungsanordnung (HL) vorhanden ist.
5. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrschichtige Anzeigeeinheit in einem Gehäuse (20) aufgenommen ist, das zumindest in seinem rückseitigen Bereich lichtdurchlässig ist.
6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass außer der Rückwand (21) des Gehäuses (20) auch seitliche Bereiche lichtdurchlässig sind.
7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, ' dadurch gekennzeichnet, dass in oder auf der Rückwand (21) und/oder in oder auf den seitlichen Berei- chen des Gehäuses (20) eine oder mehrere Lichtquellen (LQ) angeordnet sind.
8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (LQ) als Leuchtdioden ausgebildet sind.
9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (LQ) auf einem lichtdurchlässigen Träger angebracht sind.
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