DE2706355B1 - Anzeige-Anordnung mit einem Lichtventil,insbesondere einer Fluessigkristallzelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeige-Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Display ist bereits vorgeschlagen worden (vgl. beispielsweise die älteren Patentanmeldungen DE-OS 54 226.1 und DE-OS 26 19 368.0). Die dabei verwendete Fluoreszenzplatte steigert den Darstellungskontrast, da sie einen Großteil des auftreffenden Umgebungslichts durch Fluoreszenzstreuung und nachfolgende Totalreflektionen einfängt, weiterleitet und schließlich an speziellen Lichtaustrittsfenstern mit relativ hoher Intensität wieder abgibt.

Die Austrittsfenster sollen nach bisherigen Überlegungen hauptsächlich durch streuende Pigmentschichten auf der Plattenrückseite oder durch Kerben auf der Rück- bzw. Vorderseite realisiert werden (vgl. vor allem bei der erwähnten Anmeldung DE-OS 25 54 226.1 die Fig. 5).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neben den bereits geschilderten Fensterformen noch eine weitere Ausführung anzugeben, mit der sich eine besonders gute Anzeigenqualität erzielen läßt. Insbesondere soll das Fenster einen großen Betrachtungswinkelbereich ohne Helligkeitsverlust liefern und außerdem möglichst wenig Anlaß zu Parallaxefehlern geben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 charakterisierte Anzeige-Anordnung gelöst. Vorzugsweise sind dabei die Einkerbungen auf der Rückseite einer Fluoreszenzplatte und die Streuflächen auf der Plattenvorderseite plaziert.

Die erfindungsgemäße Anordnung enthält Streuebenen dicht hinter dem schaltbaren Medium des Lichtventils. Bei einer solchen Geometrie gelangt ein Großteil der Streustrahlung zu dem zugehörigen Anzeigeelement und kann — wenn sich dieses Element in einem lichtdurchlässigen Zustand befindet — das Lichtventil in einem großen Raumwinkelbereich verlassen. Das Display ist zudem auch bei Betrachtung aus sehr schrägen Richtungen nahezu parallaxefrei. Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß sich durch geeignete Gestaltung der Einkerbung und/oder der Streufläche die wichtigsten Parameter der ausgekoppelten Strahlung wie Intensität oder Raum winkel verteilung aber auch andere Eigenschaften wie Färbung etc. variieren und damit dem jeweiligen Verwendungszweck optimal anpassen lassen. Wegen der insgesamt hohen Lichtausbeute verfügt die Anzeige über eine große Leuchtkraft.

Besteht das Lichtventil aus einer Flüssigkristallzelle, die mit der Polarisation von Licht arbeitet, dann kommt man zu einem sehr kleinen Abstand zwischen Streufläche und Flüssigkristallschicht, wenn man der Flüssigkristallsubstanz mindestens einen pleochroitisehen Farbstoff zusetzt. In diesem Fall ist nämlich kein Polarisator hinter der Flüssigkristallschicht erforderlich.

Der Ablesewinkelbereich wird noch größer, wenn

man zusätzlich Vorkehrungen zur Erhöhung des

Darstellungskontrastes trifft. Dabei hat es sich als

besonders zweckmäßig erwiesen, ein im Ruhezustand lichtdurchlässiges und im eingeschalteten Zustand lichtsperrendes Lichtventil zu nehmen und dieses Ventil so anzusteuern, daß die einzelnen Anzeigeelemente dann und nur dann eingeschaltet sind, wenn sie zum Bildhintergrund gehören (»komplementäre Ansteuerung«). Diese Maßnahmenkombination ergibt ein sehr helles Bild auf dunklem Grund, da die Fluoreszenzplatte nun auch noch durch ihre vom Ventil bedeckte Seite Licht aufnehmen kann.

Die Erfindung soll nun anhand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. In den rein schematischen Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, im Seitenschnitt, und

F i g. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel in der gleichen Darstellungsweise wie F i g. 1.

Bei beiden dargestellten Ausführungsbeispielen ist

das Lichtventil eine Flüssigkristallzelle mit einer einstelligen Ziffernanzeige. Bei der Version der F i g. 1 arbeitet das Ventil nach dem Prinzip der sog. Drehzelle. Die Anordnung besteht im einzelnen aus einem vorderen Linearpolarisator 1, einer vorderen Trägerplatte 2, einer hinteren Trägerplatte 3, einem hinteren

Linearpolarisator 4, einer F'uoreszenzplatte 5 und einer Absorptionsfolie 6. Alle aufgezählten Teile sind in Betrachtungsrichtung hintereinander angeordnet. Die beiden Trägerplatten sind auf ihren einander

zugewandten Innenflächen mit leitfähigen Belägen versehen; die hintere Platte trägt eine durchgehende Rückelektrode 7, die vordere eine segmentierte Vorderelektrode (Segmentelektroden 8). Zwischen beiden Platten befindet sich ein Distanzierungsrahmen

9. Die aus Rahmen und Trägerplatten gebildete Kammer enthält eine Flüssigkristallschicht 10. Die Flüssigkristallmoleküle haben eine Dielektrizitätskonstante mit positiver Anisotropie und sind plattenparallel

orientiert, mit einer 90°-Verdrillung in Richtung der Plattennormalen. Nähere Angaben über die Drehzelle sind in der DT-OS 21 58 563 zu finden.

Die Fluoreszenzplatte S trägt auf ihren vier Seitenflächen jeweils eine Reflexionsschicht 11 und ist hinter jeder Segmentelektrode 8 jeweils mit einer Einkerbung 12 auf der Rückseite mit einer mit einem Tritiumlack 14 überzogenen Pigmentschicht 13 auf der Vorderseite versehen. Jede Pigmentschicht besteht aus einem durch den jS-Strahler anregbaren Leuchtstoff. to

Das Ausführungsbeispiel der F i g. 2 unterscheidet sich von dem der F i g. 1 in folgenden Punkten:

Die lichtstreuende Fläche ist keine spezielle Schicht, sondern durch eine Einprägung 15 in der Plattenvorderfläche erzeugt; es fehlen der Tritiumfilm sowie der hintere Linearpolarisator. Anstelle des Polarisators enthält die Flüssigkristallschicht einen pleochroitischen Farbstoff. Die Farbstoffmoleküle absorbieren Licht mit einer Schwingungsebene parallel zur Moleküllängsachse und lassen Licht, das in einer Richtung senkrecht zu dieser Achse schwingt, praktisch ungehindert passieren. Der Farbstoff ist so ausgewählt, daß die Spektralbereiche des von den fluoreszierenden Partikeln emittierten Lichts und des von den Farbstoffmolekülen absorbierten Lichts im wesentlichen miteinander übereinstimmen. Die Flüssigkristallmoleküle sind im Ruhezustand einheitlich homogen orientiert, und zwar mit einer zur Polarisationsachse des Linearpolarisators parallelen Vorzugsrichtung, und nehmen im eingeschalteten Zustand eine homöotrope Textur an.

Der Betrachtungswinkelbereich hängt ab von der Gestaltung der Kerben (öffnungswinkel, Tiefe) und der Streuflächen (Schichtdicke, Breite) in Abhängigkeit von der Form der Segmentelektroden, außerdem vom Abstand zwischen dem steuerbaren Medium und der Streufläche und schließlich auch vom winkelabhängigen Kontrast der Anzeige. Bei geeigneter Abstimmung lassen sich ohne weiteres Grenzwinkel von mehr als 150° erzielen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt. So stehen dem Fachmann im Rahmen des vorliegenden Vorschlages eine Vielzahl von konstruktiv abweichenden Möglichkeiten zur Verfugung, die Kombination aus rückwärtiger Reflexionsstelle und vorgelagerter Streufläche zu realisieren. Enthält das Lichtventil einen Polarisator hinter dem schaltbaren Medium, so sollte man jedoch darauf achten, daß die Streufläche hinter dem Polarisator zu liegen kommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anzeige-Anordnung mit einem Lichtventil, insbesondere einer Flüssigkristallzelle, das ein bereichsweise zwischen mindestens zwei verschiedenen optischen Zuständen schaltbares Medium enthält, sowie mit einer Lichtfalle in Form eines in Blickrichtung hinter dem Lichtventil angeordneten, vorzugsweise plattenförmigen Körpers (»Fluoreszenzkörper«), der aus einem Material mit einem Brechungsindex größer 1 besteht, fluoreszierende Partikel enthält und hinter jedem schaltbaren Bereich des Mediums ein Lichtaustrittsfenster in Form einer Einkerbung in dem Fluoreszenzkörper hat, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Einkerbung (12) und dem schaltbaren Medium (10), und zwar in Blickrichtung vor dem Fluoreszenzkörper (5), eine lichtstreuende Fläche (13) befindet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbung (12) auf der Rückseite des Fluoreszenzkörpers (5) eingebracht ist und daß sich die Streufläche (13, 15) auf der Vorderseite des Fluoreszenzkörpers (5) befindet.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streufläche durch eine vorzugsweise in Siebdruck aufgebrachte Pigmentschicht (13) gebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streufläche durch einen rauhen Bereich (15) in der Fluoreszenzkörperoberfläche gebildet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der rauhe Oberflächenbereich (15) durch eine Einprägung erzeugt ist.