DE3534116A1 - Grossflaechige elektrooptische anzeigeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Anzeigeeinrichtung ist aus Technische Rundschau 14/85 Seiten 8/9 für ein Kraftfahrzeug-Armaturenbrett bekannt, bei der eine Vielzahl an Wechsel- und an Fest-Informationen elektrooptisch mittels einer sehr komplexen, großflächigen Flüssigkristallzelle dargestellt wird. Ähnliche Verhältnisse hinsichtlich der großen geometrischen Abmessungen von Anzeigeeinrichtungen liegen auch bei anderen Land- und Luftfahrzeugen oder beispielsweise in der Meß- und Wartentechnik vor; stets geht es darum, innerhalb eines in einem Gehäuse ausgesparten relativ großflächigen Bereiches eine Vielzahl von diskret anzusteuernden Informationsdarbietungen neben Festinfor­ mationen zu realisieren, wobei die Größe der Anzeigefläche aus gestal­ terischen Gründen durchaus erheblich größer sein kann, als für die Wechsel- und Festzeichen-Informationsdarbietung an sich erforderlich wäre.

Von besonderer Problematik bei derartigen großflächigen Flüssig­ kristall-Anzeigeeinrichtungen sind jedoch die technologischen Schwierig­ keiten zur Gewährleistung konstanten Plattenabstandes über die gesamte Zellenfläche, weil Verformungen von den in der Randversiegelung und in der Zelle enthaltenen Distanzpartikeln zu Schwankungen der optischen Weglänge und damit zu Anzeige-Informationsverfälschungen oder jedenfalls -farbänderungen führen. Auch führen Toleranzen in den Glasplanität und die notwendige homogene Verteilung von Spacern in der Zelle zu einer erheblichen Minderung der Ausbeute bei der Serienherstellung großflächiger Displays. Die dadurch bedingten überproportionalen Fertigungskosten wirken sich insbesondere dann aus, wenn (beispielsweise für billigere Kraftfahrzeugmodelle) zwar aus ästhetischen Gründen eine großflächige Armaturenbrett-Öffnung von einer Anzeigeeinrichtung ausgefüllt sein soll, die aber nur einen reduzierten Informationsumfang aufweist, für die Informations­ darstellung also gar nicht des großen Anzeigebereiches bedürfte.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine großflächige Anzeigeeinrichtung gattungsgemäßer Art derart auszubilden, daß sie unter Gewährleistung der gestalterischen Aspekte preisgünstiger herstellbar und damit möglichst zugleich den individuellen Anforderungen an den darzustellenden Informations­ umfang ohne überproportionale Kostensteigerung flexibel anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Anzeigeeinrichtung gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgebildet ist.

Diese Lösung beruht auf der erfindungsgemäßen Überlegung, daß aus Kostengründen anzustreben ist, so weit es das Design erlaubt, Zellen mit vergleichsweise geringen Abmessungen einzusetzen, deren Her­ stellungstechnologie heute ohne weiteres beherrscht wird und eine preisgünstige Massenfertigung erlaubt. Allerdings kann die bloße Gruppierung einzelner Informationsanzeigen innerhalb des gestalterisch vorgegebenen Anzeigebereiches den ästhetischen Anforderungen oft nicht genügen und auch die Konzentration eines Bedieners, etwa eines Fahrzeugführers, infolge Aufteilung der unterschiedlichen anzuzeigenden Informationen auf getrennt nebeneinander sichtbare Displays nach­ teilig beeinflussen.

Deshalb wird nach der erfindungsgemäßen Lösung der gesamte beispiels­ weise in einem Armaturenbrett oder in einem Maschinen-Kontrollpult zur Verfügung gestellte Anzeigebereich von einer diesen Bereich, also die Sichtfläche der Anzeigeeinrichtung insgesamt überdeckenden Scheibe abgeschlossen, die als Träger für individuelle - jeweils gängige kleinere Abmessungen aufweisende, - Flüssigkristallzellen (Displays) dient; welche an der dem Betrachter abgewandten Rückseite der Deckscheibe hinter durchsichtigen, der Geometrie der Zellen angepaßten Bereichen angeordnet sind, die an der im übrigen undurch­ sichtig - und in einer den Design-Anforderungen angepaßten Einfärbung - ausgerüsteten Deckscheibe befestigt sind. Beim Betrachten der Deckscheibe sind also nur so viele durchsichtige Bereiche mit dahinter angeordneten Flüssigkristallzellen zur Informationsdarbietung sichtbar, wie gleichzeitig individuell darstellbare Informationseinheiten vorgesehen sind. Der größere übrige Bereich der die Anzeigeeinrichtung sichtseitig ausmachenden Deckscheibe bedarf für seine Realisierung keiner kostspieligen Flüssigkristallzellen-Technologie, weil es sich einfach um ein durchsichtiges oder durchscheinendes Träger­ material, etwa eine Kunstglasscheibe mit farbiger Ausrüstung oder eine rückseitig eingefärbte Polykarbonatplatte handeln kann. Dabei ist die Sichtseite der nicht genau lotrecht zu betrachtenden Scheibe bzw. einer diese abdeckenden Farb-Folie, also die Sichtseite der Deckscheibe der Anzeigeeinrichtung zweckmäßigerweise aufgerauht, mattiert oder mit einer dünnen Rauhlack-Schicht belegt, um betrachter­ seitige Reflexionen zu vermindern, ohne den Kontrast durch Unschärfen im Randbereich der angezeigten Informationen übermäßig zu verschlechtern.

Um kontrastvermindernde optische Übergänge, und dadurch Einbußen in der Zeichen-Erkennbarkeit, in der Montageebene zwischen der Deck­ scheibe und den einzelnen rückwärtig daran befestigten Flüssigkristall­ zellen zu verringern, erfolgt die Befestigung der Zellen zweckmäßiger­ weise unter optischer Ankopplung mittels eines durchsichtigen Klebers, dessen optischer Brechungsindex etwa beim geometrischen Mittelwert zwischen dem Brechungsindex des Polfiltermaterials auf der Front­ scheibe der Flüssigkristallzelle oder dem Brechungsindex des Frontglases der Zelle und dem Brechungsindex der Deckscheibe an ihrem vor der Zelle gelegenen durchsichtigen Bereich gewählt ist. Da übliche Pol­ filter von Flüssigkristallzellen einen Brechungsindex von n ≈1,5 aufweisen und wenn die Anzeige-Deckscheibe aus Acryl-Material mit einem optischen Brechungsindex von n = 1,49 ausgebildet (als ebene Platte geschnitten oder dreidimensional verwölbt ausgeformt) ist, wird etwa für die Zellen-Befestigung hinter der Deckscheibe als durchsichtiger Kleber ein Material mit einem optischen Brechungsindex in der Größenordnung von n ≈1,5 gewählt; wie es etwa gegeben ist bei dem Material, das unter der Bezeichnung E 301 von der Firma Epotek am Markt ist. Aber auch andere in der optischen Technik be­ kannte Klebermaterialien sind verwendbar; wobei erforderlichenfalls deren optischer Brechungsindex auf die wünschenswerte Größenordnung eingestellt werden kann, um Verluste in der Verbindungsebene zwischen der Zellen-Vorderseite und der Deckscheiben-Rückseite möglichst gering zu halten.

Nach der erfindungsgemäßen Lösung für eine technologisch unkritisch und preisgünstig herstellbare großflächige Anzeigeeinrichtung ergeben sich ferner besonders günstige Möglichkeiten der Festzeichen-Dar­ stellung, bei denen es sich beispielsweise um Maß-(Dimensions-) -Angaben zu den Wechselinformationen, um Erläuterungen zu Warnsignalen oder einfach um dekorative Elemente wie Umrahmungen bestimmter Teil­ bereiche der Anzeigeeinrichtung zur optischen Gruppierung bestimmter Einzelanzeigen handeln kann. Bei großflächigen Flüssigkristallzellen bedarf es für solche Festzeichendarstellung (deren Darbietung also nicht elektrooptisch umschaltbar sein soll) besonderer Maßnahmen bei der Zellenfertigung wie etwa der Kammerausbildung oder der Alignment­ zerstörung in bestimmten Bereichen der Zelle, um dort den Aufbau der Schraubenstruktur der Flüssigkristallmoleküle zu unterbinden und damit einen bestimmten optischen Eindruck (also die Festzeichen-An­ gabe) örtlich zu fixieren; denn ein Aufdruck von Festzeicheninfor­ mationen auf der Vorderseite einer Flüssigkristall-Zelle, also auf dem vorderen Polfilter oder Glas, vermindert ebenfalls die Zellenaus­ beute. Nach der erfindungsgemäßen Ausbildung der großflächigen Anzeige­ einrichtung ergibt sich nun die Möglichkeit, die Festzeichen-Dar­ stellung unmittelbar an der Deckscheibe, in entsprechender geometrischer Nachbarschaft zur zugeordneten Zelle für die Wechselinformationsdar­ bietung, auszubilden, beispielsweise als Aufdruck im Positiv- oder im Negativkontrast auf die Vorderseite oder hinter einem entsprechend konfigurierten transmissiven Bereich auf die Rückseite der Deck­ scheibe. Geometrisch beliebig komplizierte Festzeichendarbietungen oder Gestaltungsgraphiken können also durch einfache Druckverfahren auf der Deckscheibe realisiert werden, sie bedürfen nicht fertigungs­ technisch kritischer und teurer Eingriffe in den Herstellungsprozeß der Flüssigkristallzellen selbst.

Parallaxeprobleme zwischen der Wechselzeichen-Darbietung aus der Zelle und der benachbarten Festzeichen-Darstellung auf der Deckscheibe sind bereits durch die optische Wirkung des angepaßten Klebematerials für die Befestigung der Zelle hinter der Deckscheibe weitgehend reduziert. Darüberhinaus ergeben sich fertigungstechnisch einfache Möglichkeiten zur noch weitergehenden Reduzierung etwaiger Parallaxe­ probleme, indem die Festzeicheninformationen nicht direkt auf eine frontseitige oder rückseitige Fläche der Deckscheibe aufgedruckt werden, sondern durch entsprechend geometrisch gestaltete Lichtleit­ körper ausgebildet werden, die hinter durchsichtigen Bereichen der Deckscheibe an deren Rückseite befestigt und z.B. seitlich angestrahlt werden und die sich bis etwa in die optisch wirksame Mittelebene der informativ zugeordneten Wechselzeichen-Flüssigkristallzellen erstrecken. Wenn dann für die Klebe-Befestigung solcher geformter Lichtleitkörper an der Deckscheibe ebenfalls auf eine Brechungs-An­ passung (wie oben für die Zellenbefestigung beschrieben) geachtet wird und die Rückseite dieser Zeichen-Körper als Lichtaustrittsflächen gestaltet werden (beispielsweise durch Aufrauhung oder durch Lack-Beschichtung), dann wird die geometrische Festzeichen-Konfiguration in der optisch wirksamen Zellenebene hinter der betrachterseitigen Frontfläche der Deckscheibe sichtbar, ohne daß zwischen Wechselzeichen und Fest­ zeichen noch ernsthafte Parallaxeprobleme auftreten können.

Claims (9)

1. Großflächige elektrooptische Anzeigeeinrichtung mit Darbietung von Wechselinformationen durch Flüssigkristallzellen, dadurch gekennzeichnet, daß eine über die Sichtfläche der Anzeigeeinrichtung sich er­ streckende undurchsichtige Deckscheibe vorgesehen ist, in der einzelne Bereiche transmissiv sind, hinter denen einzelne Flüssig­ kristallzellen angeordnet sind.

2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallzellen hinter der Deckscheibe mittels eines transparenten Klebers befestigt sind, dessen optischer Brechungsdindex in einer Größenordnung liegt, die jeweils durch den Wert des geometrischen Mittels der Brechungsindizes der Deckscheibe im Bereiche des transmissiven Bereiches und des Polfiltermaterials an der Frontscheibe oder der Frontscheibe selbst der dahinter angeordneten Flüssigkristallzelle liegt.

3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibe sichtseitig eine entspiegelnd-strukturierte Oberfläche aufweist.

4. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibe in undurchsichtiger Einfärbung ausgerüstet ist.

5. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibe auf einer Oberfläche eine undurchsichtige Farbbeschichtung trägt.

6. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibe rückseitig undurchsichtig bedruckt ist.

7. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibe als Kunststoffscheibe ausgebildet ist.

8. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfärbung der Deckscheibe mit Festzeichen-Informationen im Positiv-Kontrast oder im Negativ-Kontrast ausgestattet ist.

9. Anzeigeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibe mit durchscheinenden Festzeichen-Freisparungen versehen ist, hinter denen Lichtleitkörper mit etwa in der mittleren optisch-wirksamen Ebene benachbarter Flüssigkristall-Zellen gelegenen Lichtstreubereichen angeordnet sind.