WO2008025457A1 - Anzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug und verwendung einer anzeigevorrichtung - Google Patents

Anzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug und verwendung einer anzeigevorrichtung Download PDF

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Manfred Suess
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • G02F1/13471—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K2360/27—Optical features of instruments using semi-transparent optical elements
    • B60K2360/28—Optical features of instruments using semi-transparent optical elements for instruments which are not visible when inactive

Definitions

  • the present invention relates to a display device for a motor vehicle with a backlight and with a backlit by means of the backlight active first display element.
  • German Patent Application DE 197 02 957 A1 discloses a display device, in particular for the actuating unit of a motor vehicle component such as an air conditioning system, wherein a display surface for the visual display of information display elements in different colors.
  • a display surface for the visual display of information display elements in different colors.
  • this color foil also blocks the view from outside into the control unit via the display surface, resulting in the areas of the information display elements within which the LCD Device allows light to display these information display elements, otherwise would be possible.
  • a disadvantage of the known use of films in such a display device to prevent the so-called black panel effect is that due to the ever-present partial transmission of such films, the so-called black panel effect is not fully formed and thus a show through of the background of the display device for a user can be visible, at least from certain viewing angles.
  • a display device for a motor vehicle with a backlight and with a backlit by means of the backlight active first display element wherein on the Backlight facing away from the first display element, a second display element is arranged.
  • the second display element is an active display element. This can be brought about to improve the black panel effect, a targeted change in the optical properties of the second display element, such as in the form of a higher light absorption in the event that the display element should be turned off (black panel). Furthermore, it is possible that a higher contrast ratio is achieved by an increase in the transmission through the second display element for the case of the first display element in operation or, in the case of the same contrast ratios, the background illumination or the background illumination intensity can be reduced. This makes it advantageously possible according to the invention to reduce the power consumption for generating the backlight and thus to achieve both a lower power consumption and to cause less heat, which in turn makes the display device more cost-effective and designed to be lighter and more compact.
  • the first and second display element has a display surface, wherein the first display element within the display area having a plurality of first display segments and wherein the second display element within the display area only a single, generally switchable display segment.
  • the first display element has a first liquid crystal layer and / or the second display element has a second liquid crystal layer or that the first liquid crystal layer a TN liquid crystal layer (twisted nematics) or an STN liquid crystal layer (super twisted nematics).
  • the first and the second display element can be realized in a particularly simple and efficient manner for a high display quality of the display device and still be a cost-effective implementation of the display device ervous.
  • the second display element has an anti-reflection coating in the region of the display surface, and as a result, according to the invention, it is advantageously possible to counteract the formation of reflections or the emergence of reflections when viewing the display device.
  • Another object of the present invention is the use of a display device according to the invention in a cockpit display device of a motor vehicle, in particular in an instrument cluster.
  • Figure 1 shows a schematic perspective view of a combination instrument with a display device according to the invention.
  • Figure 2 shows the display device according to the invention in an enlarged view.
  • FIG. 3 schematically shows a sectional view through a display device according to the invention.
  • FIG. 1 shows an instrument cluster 5 as an example of the use of a device 10 according to the invention.
  • the display device 10 according to the invention is shown in the lower region of the instrument cluster.
  • a so-called black panel effect is realized in that a second display element 40 is arranged on a first display element 30, not shown or poorly visible in FIG.
  • the display device 10 is shown in an enlarged view. It can be seen that the second display element 40 is arranged in front of the first display element 30, that is to say in the direction of the visible side or towards the user.
  • the second display element 40 covers the first display element 30 over substantially the entire area of a display surface 15.
  • FIG. 3 schematically shows a sectional view through a display device 10 according to the invention.
  • the display device 10 according to the invention has a backlight 20 which illuminates the first display element 30 from its rear side.
  • the second display element 40 is arranged on the front side 31 of the first display element 30, the second display element 40 is arranged.
  • the first display element 30 is an active display element and controllable, for example by means of TFT elements (thin film transistor). This results in first display segments 11 within the first display element 30.
  • each of the first display segments 11 corresponds to an area that can be made to be transmissive either to the light emitted from the backlight 20 due to control in an active manner or to block the backlight 20 light
  • the first display element 30 preferably has a first liquid crystal layer 32.
  • the second display element 40 preferably has a second liquid crystal layer 42.
  • the first display element 30 is controlled such that different information contents are visible on the display device 10.
  • the second display element 40 is arranged on the front side 31 of the first display element 30.
  • the second display element 40, the first display element 30 either touch (or be directly adjacent) or it may be provided spaced or it may also be provided an intermediate layer, for example, a film or the like.
  • the second display element 40 has only a single and generally switchable second display segment 12.
  • the second display element 40 or the second display segment 12 can be switched in such a way that it is impermeable or largely opaque to the light of the backlight 20 is impermeable.
  • the display device 10 only appears to a user as a black area or as a uniformly colored or structured area (black panel effect).
  • the second display segment 12 is preferably actively set to a state in which it is more translucent for light emanating from the backlight 20, so that the information contents displayed on the display device 10 are particularly high color brilliance or can be displayed with high luminosity.
  • an anti-reflection coating 45 which ensures that the optical properties of the display device are further improved, for example by reducing reflection effects or reflection effects.

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Abstract

Es wird eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Hintergrundbeleuchtung und mit einem mittels der Hintergrundbeleuchtung hinteiieuchteten aktiven ersten Anzeigeelement vorgeschlagen, wobei auf der der Hintergrundbeleuchtung abgewandten Seite des ersten Anzeigeelements ein zweites Anzeigeelement angeordnet ist.

Description

Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verwendung einer
Anzeigevorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Hintergrundbeleuchtung und mit einem mittels der Hintergrundbeleuchtung hinterleuchteten aktiven ersten Anzeigeelement.
Solche Anzeigevorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 02 957 A1 eine Anzeigevorrichtung, insbesondere für die Betätigungseinheit einer Kfz-Komponente wie eine Klimaanlage, bekannt, wobei eine Anzeigefläche zur optischen Darstellung von Informationsanzeigeelementen in unterschiedlichen Farben aufweist. Hierbei befindet sich zwischen den Hinterleuchtungslichtquellen und der LCD-Vorrichtung eine Farbfolie, die in der Farbe des Hinterleuchtungslichts eingefärbt ist, wobei diese Farbfolie überdies den Blick von außen in das Steuergerät über die Anzeigefläche versperrt, was in den Bereichen der Informationsanzeigeelemente, innerhalb derer die LCD-Vorrichtung Licht zur Anzeige dieser Informationsanzeigeelemente durchlässt, ansonsten möglich wäre.
Nachteilig bei der bekannten Verwendung von Folien in solchen Anzeigeeinrichtung zur Verhinderung des sogenannten Black panel Effekts ist, dass auch aufgrund der immer vorhandenen teilweisen Durchlässigkeit solcher Folien, der sogenannte Black panel Effekt nicht vollständig ausgebildet ist und somit ein Durchscheinen des Hintergrundes der Anzeigevorrichtung für einen Benutzer sichtbar sein kann, zumindest aus bestimmten Betrachtungswinkeln.
Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die einen verbesserten Black panel Effekt aufweist und dennoch einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Hintergrundbeleuchtung und mit einem mittels der Hintergrundbeleuchtung hinterleuchteten aktiven ersten Anzeigeelement gelöst, wobei auf der der Hintergrundbeleuchtung abgewandten Seite des ersten Anzeigeelements ein zweites Anzeigeelement angeordnet ist. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass der sogenannte Black panel Effekt in einem sehr viel höheren Maße realisiert wird und damit der optische Eindruck der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung verbessert wird.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das zweite Anzeigeelement ein aktives Anzeigeelement ist. Hierdurch kann zur Verbesserung des Black panel Effekts eine gezielte Veränderung der optischen Eigenschaften der zweiten Anzeigeelementes herbeigeführt werden, etwa in der Form einer höheren Lichtabsorption für den Fall, dass das Anzeigeelement ausgeschaltet sein soll (Black panel). Weiterhin ist es möglich, dass durch eine Erhöhung der Transmission durch das zweite Anzeigeelement für den Fall, des in Betrieb befindlichen ersten Anzeigelementes ein höheres Kontrastverhältnis erzielt wird bzw. bei gleichen Kontrastverhältnissen die Hintergrundbeleuchtung bzw. die Hintergrundbeleuchtungsstärke reduzierbar ist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, die Leistungsaufnahme zur Erzeugung der Hintergrundbeleuchtung zu reduzieren und damit sowohl einen geringeren Stromverbrauch zu erzielen als auch eine geringere Wärmeentwicklung zu verursachen, was wiederum die Anzeigevorrichtung insgesamt kostengünstiger gestaltet sowie leichter und kompakter gestaltet.
Erfindungsgemäß ist es weiterhin bevorzugt, dass das erste und zweite Anzeigeelement eine Anzeigefläche aufweist, wobei das erste Anzeigeelement innerhalb der Anzeigefläche eine Vielzahl von ersten Anzeigesegmenten aufweist und wobei das zweite Anzeigeelement innerhalb der Anzeigefläche lediglich ein einziges, im ganzen schaltbares Anzeigesegment aufweist. Hierdurch ist es mit einfachen Mitteln möglich, das zweite Anzeigeelement für im wesentlichen die gesamte Anzeigefläche zu schalten und dadurch den erfindungsgemäß vorgesehenen Black panel Effekt in besonders hohem Maße zu realisieren.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass das erste Anzeigeelement eine erste Flüssigkristallschicht aufweist und/oder das zweite Anzeigeelement eine zweite Flüssigkristallschicht aufweist bzw. dass die erste Flüssigkristallschicht eine TN-Flüssigkristallschicht (twisted nematics) oder eine STN-Flüssigkristallschicht (super-twisted-nematics) ist. Hierdurch kann das erste bzw. das zweite Anzeigeelement in besonders einfacher und effizienter Weise für eine hohe Anzeigequalität der Anzeigevorrichtung realisiert werden und dennoch eine kostengünstige Realisierung der Anzeigevorrichtung ermöglichst werden.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das zweite Anzeigeelement im Bereich der Anzeigefläche eine Anti-Reflexionsbeschichtung aufweist und hierdurch kann erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise einer Reflexbildung bzw. der Entstehung von Reflexen bei der Betrachtung der Anzeigevorrichtung entgegengewirkt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung in einer Cockpitanzeigeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem Kombiinstrument.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Kombiinstruments mit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung.
Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung in einer vergrößerten Darstellung.
In Figur 3 ist in schematischer Weise eine Schnittsdarstellung durch eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung abgebildet.
In Figur 1 ist ein Kombiinstrument 5 als Beispiel der Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 dargestellt. Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 10 ist im unteren Bereich des Kombiinstruments abgebildet. Hierbei wird bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 10 ein sogenannter Black panel Effekt dadurch realisiert, dass auf einem in Figur 1 nicht dargestellten bzw. schlecht sichtbaren ersten Anzeigeelement 30 ein zweites Anzeigeelement 40 angeordnet ist. In Figur 2 ist die Anzeigevorrichtung 10 in vergrößerter Darstellung abgebildet. Erkennbar ist, dass das zweite Anzeigeelement 40 vor dem ersten Anzeigelement 30 angeordnet ist, das heißt in Richtung auf die Sichtseite hin bzw. auf den Benutzer hin. Das zweite Anzeigeelement 40 überdeckt hierbei das erste Anzeigeelement 30 über im wesentlichen den gesamten Bereich einer Anzeigefläche 15.
In Figur 3 ist in schematischer Weise eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 10 dargestellt. Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 10 weist eine Hintergrundbeleuchtung 20 auf, die das erste Anzeigeelement 30 von seiner Rückseite her beleuchtet. Auf der Vorderseite 31 des ersten Anzeigeelementes 30 ist das zweite Anzeigeelement 40 angeordnet. Das erste Anzeigelement 30 ist ein aktives Anzeigeelement und beispielsweise mittels TFT-Elementen steuerbar (thin film transistor). Hierdurch ergeben sich erste Anzeigesegmente 11 innerhalb des ersten Anzeigeelementes 30. Hierbei entspricht jedem der ersten Anzeigesegmente 11 ein Bereich, der aufgrund einer Steuerung in aktiver Weise entweder für das von der Hintergrundbeleuchtung 20 ausgehende Licht durchlässig gestaltet werden kann oder aber das Licht der Hintergrundbeleuchtung 20 sperrt. Das erste Anzeigeelement 30 weist bevorzugt eine erste Flüssigkristallschicht 32 auf. Das zweite Anzeigeelement 40 weist bevorzugt eine zweite Flüssigkristallschicht 42 auf. Dadurch wird das erste Anzeigeelement 30 derart gesteuert, dass unterschiedliche Informationsinhalte auf der Anzeigevorrichtung 10 sichtbar sind. Zur Verbesserung des sogenannten Black panel Effekts ist das zweite Anzeigeelement 40 auf der Vorderseite 31 des ersten Anzeigeelementes 30 angeordnet. Hierbei kann das zweite Anzeigeelement 40 das erste Anzeigeelement 30 entweder berühren (bzw. direkt benachbart sein) oder aber es kann beabstandet vorgesehen sein oder es kann auch eine Zwischenschicht beispielsweise eine Folie oder dergleichen vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt vorgesehen, dass das zweite Anzeigeelement 40 lediglich ein einziges und im ganzen schaltbares zweites Anzeigesegment 12 aufweist. Hierdurch kann bei ausgeschalteter Anzeigevorrichtung 10 das zweite Anzeigeelement 40 bzw. das zweite Anzeigesegment 12 derart geschaltet werden, dass es für das Licht der Hintergrundbeleuchtung 20 undurchlässig bzw. weitgehend undurchlässig ist. Hierdurch erscheint für einen Benutzer die Anzeigevorrichtung 10 lediglich als schwarze Fläche bzw. als einheitlich gefärbte bzw. strukturierte Fläche (Black panel Effekt). Für den Fall, dass die Anzeigevorrichtung 10 eingeschaltet ist, wird das zweite Anzeigesegment 12 bevorzugt aktiv in einen Zustand versetzt, in dem es für von der Hintergrundbeleuchtung 20 ausgehendes Licht in stärkerem Maße transluzent ist, so dass die auf der Anzeigevorrichtung 10 dargestellten Informationsinhalte mit besonders hoher Farbbrillanz bzw. mit hoher Leuchtstärke dargestellt werden können.
Auf der dem Benutzer zugewandten Vorderseite des zweiten Anzeigeelementes 40 kann es erfindungsgemäß ferner optional vorgesehen sein, eine Anti- Reflexionsbeschichtung 45 aufzubringen, die dafür sorgt, dass die optischen Eigenschaften der Anzeigevorrichtung weiterhin verbessert werden, etwa dadurch dass Spiegelungseffekte bzw. Reflexionseffekte reduziert werden können.
Bezugszeichenliste
5 Kombiinstrument
10 Anzeigevorrichtung
11 erstes Anzeigesegment
12 zweites Anzeigesegment 15 Anzeigefläche 0 Hintergrundbeleuchtung
30 erstes Anzeigeelement 1 der Hintergrundbeleuchtung abgewandten Seite des ersten Anzeigeelementes 2 erste Flüssigkristallschicht 0 zweites Anzeigeelement 2 zweite Flüssigkristallschicht 5 Anti-Reflexionsbeschichtung

Claims

Patentansprüche
1. Anzeigevorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Hintergrundbeleuchtung (20) und mit einem mittels der Hintergrundbeleuchtung (20) hinterleuchteten aktiven ersten Anzeigeelement (30), dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Hintergrundbeleuchtung (20) abgewandten Seite (31 ) des ersten Anzeigeelements (30) ein zweites Anzeigeelement (40) angeordnet ist.
2. Anzeigevorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anzeigeelement (40) ein aktives Anzeigeelement ist.
3. Anzeigevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Anzeigeelement (30, 40) eine Anzeigefläche (15) aufweist, wobei das erste Anzeigeelement (30) innerhalb der Anzeigefläche (15) eine Vielzahl von ersten Anzeigesegmenten (11 ) aufweist und wobei das zweite Anzeigeelement (40) innerhalb der Anzeigefläche (15) lediglich ein einziges, im ganzen schaltbares zweites Anzeigesegment (12) aufweist.
4. Anzeigevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anzeigeelement (30) eine erste Flüssigkristallschicht (32) aufweist und/oder das zweite Anzeigeelement (40) eine zweite Flüssigkristallschicht (42) aufweist.
5. Anzeigevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Flüssigkristallschicht (32) und/oder die zweite Flüssigkristallschicht (42) eine TN-Flüssigkristallschicht (twisted nematics) oder eine STN-Flüssigkristallschicht (super-twisted-nematics) ist.
6. Anzeigevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anzeigeelement (40) im Bereich der Anzeigefläche (15) eine Anti-Reflexionsbeschichtung (45) aufweist. Verwendung einer Anzeigevorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Cockpitanzeigeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem Kombiinstrument.
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