Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Anzeigevorrichtung mit mindestens
einer Flüssigkristallzelle nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a display device with at least
a liquid crystal cell according to the preamble of the main claim.
Bei einer bekannten Anzeigevorrichtung dieser Art (WO 84/03 778) ist
unmittelbar hinter der LCD ein Transflektor angeordnet, mit dem das
von außen auf die LCD auftreffende Licht in den angesteuerten Be
reichen der LCD zu einem Teil nach vorn reflektiert wird, um dadurch
den Kontrast der Anzeige bei Tageslicht zu verbessern. Bei Dunkel
heit wird dagegen die LCD-Anzeige durch eine rückwärtige Beleuchtung
in den angesteuerten LCD-Bereichen ausgeleuchtet, indem dort das
rückwärtige Licht zu einem Teil durch den Transflektor hindurch nach
vorne austritt. Der reflektierte Teil dieses Lichtes wird dagegen an
der Rückseite des Transflektors diffus abgestrahlt und geht verlo
ren. Je nach Einstellung des Transflektors wird dabei ein mehr oder
weniger großer Anteil des Lichtes reflektiert.
In a known display device of this type (WO 84/03 778)
A transflector is arranged directly behind the LCD, with which the
light hitting the LCD from the outside in the controlled Be
range of the LCD is partially reflected forward to thereby
to improve the contrast of the display in daylight. In the dark
On the other hand, the LCD display is backlit
illuminated in the controlled LCD areas by the
rear light partly through the transflector
exits at the front. The reflected part of this light is turned on
the back of the transflector is diffusely emitted and lost
ren. Depending on the setting of the transflector, a more or
less large portion of the light reflects.
Derartige Lösungen haben den Nachteil, daß für eine ausreichend
starke Ausleuchtung der LCD mehrere starke Lichtquellen benötigt
werden, da ein relativ großer Teil des Lichtes verloren geht. Außer
dem wird die LCD durch die punktförmigen Lichtquellen sehr ungleich
mäßig ausgeleuchtet, so daß zusätzliche Maßnahmen zur gleichmäßigen
Lichtverteilung an der Rückseite der LCD benötigt werden. So ist es
aus der US-PS 45 02 761 bekannt, zur gleichmäßigen Ausleuchtung
einer LCD zwischen der rückwärtigen Beleuchtung und der LCD eine
Rasterfolie anzuordnen, die mit einem Farbdruck versehen ist, der
die unterschiedliche Lichtstärke auf der der Lichtquelle zugewandten
Seite der Rasterfolie ausgleicht. Auch hier sind starke Lichtquellen
erforderlich, da zum einen das Licht teilweise von einem Transflek
tor zurückgeworfen wird und zum anderen ein erheblicher Teil des
Lichts von über 50% von der Rasterfolie absorbiert wird und damit
ebenfalls verloren geht, zumal auch dadurch nur ein Linearisie
rungsgrad, d.h. eine gleichmäßige Ausleuchtung von etwa 70% erreicht
wird.Such solutions have the disadvantage that sufficient for one
strong illumination of the LCD requires several strong light sources
because a relatively large part of the light is lost. Except
the LCD is very different due to the point light sources
moderately illuminated, so that additional measures for uniform
Light distribution on the back of the LCD are needed. That's the way it is
known from US-PS 45 02 761, for uniform illumination
an LCD between the back lights and the LCD one
Arrange grid film, which is provided with a color print, the
the different light intensity on that facing the light source
Balances the side of the grid film. Again, there are strong light sources
necessary because on the one hand the light is partly from a transflek
is thrown back and on the other hand a considerable part of the
Light of over 50% is absorbed by the grid film and thus
is also lost, especially as a result of this only a linearisie
degree of efficiency, i.e. a uniform illumination of about 70% is achieved
becomes.
Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, eine gleichmäßige
Ausleuchtung einer oder mehrerer nebeneinanderliegender Flüssig
kristallzellen bzw. eines bestimmten Bereiches einer Flüssigkri
stallzelle zu verbessern und dabei zugleich eine bessere Lichtaus
beute zu erzielen.The present invention strives for a uniform
Illumination of one or more adjacent liquids
crystal cells or a specific area of a liquid crystal
To improve the stall cell and at the same time better light output
to achieve prey.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß der zwischen Flüs
sigkristallzelle und den Lichtquellen angeordnete Transflektor ge
zielt zur gleichmäßigen Verteilung des Lichtes eingesetzt wird, in
dem das von ihm diffus reflektierte Licht wiederum von dem ihm zuge
ordneten Reflektor direkt oder indirekt auf die ganze Fläche des
Transflektors zurückgeworfen wird. Dadurch wird das von der Licht
quelle zum Transflektor direkt oder indirekt abgestrahlte Licht
praktisch vollständig zur Ausleuchtung der Flüssigkristallzelle aus
genutzt. Da lediglich nur ein geringer Teil von 10 bis 20% des er
zeugten Lichtes durch die Mattierung der Lichtquellen verloren geht,
wird insgesamt die Lichtausbeute durch Weglassen der Rasterfolie
stark verbessert, so daß bei gleicher Helligkeit der Flüssigkri
stallzelle die Lichtleistung erheblich verringert werden kann. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, daß durch den Abstand des Trans
flektors zur Flüssigkristallzelle das vom Transflektor durchgelas
sene Licht sich diffus auf der ganzen Rückseite der LCD verteilen
kann und damit eine weitere Verbesserung der Linearisierung bzw. der
Gleichmäßigkeit der LCD-Ausleuchtung bewirkt.The display device according to the invention with the characteristic
Features of the main claim has the advantage that the between rivers
sig crystal cell and the transflector arranged ge light sources
aims to distribute the light evenly, in
to which the light diffusely reflected by him in turn received from him
arranged reflector directly or indirectly on the entire surface of the
Transflector is thrown back. This will make the light
Light emitted directly or indirectly to the transflector
practically completely for illuminating the liquid crystal cell
used. Since only a small part of 10 to 20% of the he
generated light is lost due to the matting of the light sources,
is the total light output by omitting the grid film
greatly improved so that with the same brightness of the liquid crystal
stall cell the light output can be significantly reduced. A
Another advantage is that the distance of the trans
flector to the liquid crystal cell that is transilluminated by the transflector
The light is diffused all over the back of the LCD
can and thus a further improvement of the linearization or
Uniformity of the LCD illumination.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist es, bei der
Anzeigeeinrichtung einen Transflektor zu verwenden, der auf seiner
der rückwärtigen Beleuchtung zugewandten Seite einen Reflexionsgrad
von etwa 50% aufweist, so daß die restlichen 50% des Lichtes zur LCD
hin diffus abgestrahlt werden. Je nach Gestalt der LCD oder nach An
ordnung mehrerer LCDs nebeneinander kann es zweckmäßig sein, als
Lichtquelle mehrere außenmattierte Lampen in dem dem Transflektor
gegenüberliegenden Bereich des Reflektors anzuordnen, um eine mög
lichst gleichmäßige Ausleuchtung zu erzielen. Dabei ist es auch mög
lich, die außenmattierten Lampen mit unterschiedlichen Farben zu
versehen und getrennt voneinander einschaltbar auszuführen, so daß
wahlweise einzelne Bereiche der LCD mit unterschiedlichen Farben
auszuleuchten bzw. die Farbtönungen an der LCD umzuschalten sind.
Zweckmäßigerweise bildet dabei der Reflektor einen Teil des Gehäu
ses, welches die LCD zusammen mit dem Transflektor und den Lampen
aufnimmt.
The measures listed in the subclaims provide for
partial training and improvements in the main claim
specified features possible. It is particularly advantageous when
Display device to use a transflector on its
a degree of reflection on the side facing the rear lighting
of about 50%, so that the remaining 50% of the light to the LCD
are diffusely emitted. Depending on the shape of the LCD or the An
order of several LCDs next to each other, it can be useful as
Light source several externally frosted lamps in the transflector
Arrange opposite area of the reflector to a possible
to achieve even illumination. It is also possible
Lich, the frosted lamps with different colors too
provided and can be switched on separately, so that
optionally individual areas of the LCD with different colors
Illuminate or change the color tones on the LCD.
The reflector expediently forms part of the housing
ses the LCD together with the transflector and the lamps
records.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die
Figur zeigt eine Anzeigevorrichtung mit einer Flüssigkristallzelle
für ein Kraftfahrzeug.An embodiment of the invention is shown in the drawing
represents and explained in more detail in the following description. The
Figure shows a display device with a liquid crystal cell
for a motor vehicle.
Beschreibung des AusführungsbeispielesDescription of the embodiment
In der Figur ist ein Anzeigegerät für ein Kraftfahrzeug mit 10 be
zeichnet. Ein Gehäuse 11 trägt vorn eine transmissive Flüssigkri
stallzelle 12 mit dem üblichen Aufbau, wonach eine Flüssigkristall
substanz zwischen zwei Elektroden aufweisende Glasplatten eingefüllt
und abgedichtet ist. Die Flüssigkristallzelle 12 trägt an ihrer
Rückseite eine Streufolie 13 und mit einem Abstand dahinter ein
Farbfilter 14. An der Rückseite des Farbfilters 14 befindet sich ein
Transflektor 15. Hinter dem Transflektor 15 ist eine rückwärtige
Beleuchtung für die Flüssigkristallzelle 12 angeordnet, so daß in
den angesteuerten Bereichen der Flüssigkristallzelle 12 Licht von
hinten durch die Flüssigkristallzelle hindurch nach vorn austritt.
Dadurch werden die angesteuerten Bereiche der Flüssigkristallzelle
von außen sichtbar deutlich heller als die übrigen, gesperrten Be
reiche der Flüssigkristallzelle.In the figure, a display device for a motor vehicle with 10 be distinguished. A housing 11 carries a transmissive liquid crystal stall cell 12 with the usual structure, according to which a liquid crystal substance between two electrodes having glass plates is filled and sealed. The liquid crystal cell 12 carries a scattering film 13 on its rear side and a color filter 14 at a distance behind it. A transflector 15 is located on the back of the color filter 14 . Behind the transflector 15, a back light is arranged for the liquid crystal cell 12 so that light 12 passing exits in the driven areas of the liquid crystal cell from the back through the liquid crystal cell forward. As a result, the controlled areas of the liquid crystal cell are clearly brighter from the outside than the other, blocked areas of the liquid crystal cell.
Um die von der Flüssigkristallzelle angezeigten Informationen mög
lichst gut ablesen zu können, muß die Ausleuchtung an der Flüssig
kristallzelle 12 in dem Bereich, in dem die Informationen angezeigt
werden sollen, möglichst gleichmäßig sein. Um dies zu erreichen, ist
die rückwärtige Beleuchtung aus mindestens einer außenmattierten
Lichtquelle in einem zur Flüssigkristallzelle 12 hin offenen Re
flektor 16 angeordnet, der durch den Transflektor 15 zur Flüssig
kristallzelle 12 hin abgeschlossen ist. Als Lichtquelle dienen im
Ausführungsbeispiel mehrere nebeneinander angeordnete, außenmat
tierte Lampen 17, die in einem dem Transflektor 15 gegenüberlie
genden Bereich des Reflektors 16 eingesetzt sind. Je nach Größe der
Flüssigkristallzelle 12 bzw. bei mehreren, nebeneinander angeord
neten Flüssigkristallzellen je nach Größe des gesamten Anzeigege
rätes wird die rückwärtige Beleuchtung durch mehrere Glühlampen oder
durch nur eine dieser Glühlampen realisiert. An den Glühlampen 17
wird die Außenmattierung 18 in bekannter Weise durch Aufrauhen der
Glaskolbenoberfläche, z.B. durch Ätzen oder Sandstrahl hergestellt,
um eine größere Streuung des an den Lampen austretenden Lichtes an
der Oberfläche der Lampen 17 zu erzielen.In order to be able to read the information displayed by the liquid crystal cell as well as possible, the illumination on the liquid crystal cell 12 must be as uniform as possible in the area in which the information is to be displayed. To achieve this, the back light of at least one outside frosted light source in an open towards the liquid crystal cell 12 Re Flektor 16 is disposed, the crystal cell through the transflector 15 to the liquid 12 side is completed. In the exemplary embodiment, a plurality of lamps 17 arranged outside one another serve as the light source, which are used in a region of the reflector 16 lying opposite the transflector 15 . Depending on the size of the liquid crystal cell 12 or several, side by side angeord Neten liquid crystal cells depending on the size of the entire display device, the rear lighting is realized by several light bulbs or by only one of these light bulbs. The outer matting 18 on the incandescent lamps 17 is produced in a known manner by roughening the surface of the glass bulb, for example by etching or sandblasting, in order to achieve a greater scatter of the light emerging from the lamps on the surface of the lamps 17 .
Im Ausführungsbeispiel bildet der Reflektor 16 den rückwärtigen Teil
des Gehäuses 11, indem dieser Teil innen mit einer Reflexionsschicht
19 versehen ist. Der Transflektor 15 besteht aus einer Scheibe aus
einem lichtdurchlässigen Material, das an seiner den Lampen 17 zu
gewandten Oberfläche mit einer lichtreflektierenden Lackschicht 20
versehen ist. Die Lackschicht 20 ist so ausgebildet, daß der Trans
flektor 16 auf seiner der rückwärtigen Beleuchtung zugewandten Ober
fläche einen Reflexionsgrad von etwa 50% aufweist, so daß der Rest
des Lichtes von ebenfalls etwa 50% durch den Transflektor 15 hin
durch zur Flüssigkristallzelle 12 gelangen kann. Das von dem Trans
flektor 15 zurückgeworfene Licht wird dagegen als diffuses Licht vom
Reflektor 16 aufgenommen und zusammen mit dem von den Glühlampen 17
zum Reflektor 16 hin abgestrahlten Licht direkt oder indirekt wieder
zum Transflektor 15 zurückgeworfen. Durch diese Anordnung wird das
vom Transflektor 15 durchgelassene Licht sehr gleichmäßig auf den
für Informationsanzeigen vorgesehenen Bereich der Flüssigkristall
zelle 12 verteilt. Dabei wird durch das Farbfilter 14 zwischen der
Flüssigkristallzelle 12 und dem Transflektor 15 eine gewünschte
Farbtönung der Anzeige erzielt. Durch den Abstand zwischen der Flüs
sigkristallzelle 12 und dem Transflektor 15 sowie durch die dort an
geordnete Streufolie 13 wird eine weitere Streuung des vom Trans
flektor 15 durchgelassenen Lichtes bewirkt, womit eine gleichmäßig
starke Ausleuchtung der Flüssigkristallzelle 12 noch bis auf einen
Linearisierungsgrad von ≈90% verbessert wird.In the exemplary embodiment, the reflector 16 forms the rear part of the housing 11 in that this part is provided on the inside with a reflection layer 19 . The transflector 15 consists of a disk made of a translucent material, which is provided on its surface facing the lamps 17 with a light-reflecting lacquer layer 20 . The lacquer layer 20 is formed so that the trans reflector 16 on its rear-facing upper surface has a reflectance of about 50%, so that the rest of the light of about 50% can also pass through the transflector 15 through to the liquid crystal cell 12 . The light reflected by the trans reflector 15 , on the other hand, is received as diffuse light by the reflector 16 and, together with the light emitted by the light bulbs 17 towards the reflector 16 , is directly or indirectly reflected back to the transflector 15 . With this arrangement, the light transmitted by the transflector 15 is distributed very evenly over the area of the liquid crystal cell 12 intended for information displays. The color filter 14 between the liquid crystal cell 12 and the transflector 15 achieves a desired color tint of the display. Due to the distance between the liquid crystal cell 12 and the transflector 15 as well as the scattering film 13 arranged there, further scattering of the light transmitted by the trans reflector 15 is effected, so that a uniformly strong illumination of the liquid crystal cell 12 is still achieved to a degree of linearization of ≈90%. is improved.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel be
schränkt, da die Anzeigevorrichtung konstruktive Abwandlungen durch
aus zuläßt. So kann beispielsweise das Gehäuse und der Reflektor
zweiteilig ausgebildet sein bzw. der Reflektor kann ein besonderes,
vom Gehäuse aufgenommenes Teil darstellen. Auch die Mattierung der
Lampen 17 kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Außerdem
können die Lampen 17 eine Farbtönung haben bzw. sie können mit un
terschiedlichen Farben versehen und getrennt voneinander einschalt
bar sein. Dadurch läßt sich eine Farbumschaltung für die Anzeige
realisieren. Für das von außen auf die Flüssigkristallzelle 12 fal
lende Licht kann außerdem unmittelbar hinter der Flüssigkristall
zelle beispielsweise anstelle der Streufolie 13 oder zusätzlich dazu
ein weiterer Transflektor angeordnet sein, dessen zum Teil reflek
tierende Oberfläche dann zur Flüssigkristallzelle 12 hin gerichtet
ist. In diesem Fall ist der Reflexionsgrad vorzugsweise kleiner als
50% des von außen auffallenden Lichtes in den angesteuerten Berei
chen der Flüssigkristallzelle 12.The invention is not limited to the illustrated embodiment, since the display device allows structural modifications by from. For example, the housing and the reflector can be formed in two parts or the reflector can be a special part accommodated by the housing. The matting of the lamps 17 can also be done in different ways. In addition, the lamps 17 can have a tint or they can be provided with un different colors and can be switched on separately from one another. This enables a color change for the display. For the light falling from the outside onto the liquid crystal cell 12 , a further transflector can also be arranged directly behind the liquid crystal cell, for example instead of the scattering film 13 or in addition thereto, the partially reflecting surface of which is then directed towards the liquid crystal cell 12 . In this case, the reflectance is preferably less than 50% of the externally incident light in the controlled areas of the liquid crystal cell 12 .
Bei allen Ausführungen ist es jedoch erfindungswesentlich, daß die
rückwärtige Beleuchtung der Flüssigkristallzelle aus mindestens
einer mattierten Lichtquelle besteht, die in einem zur Flüssigkri
stallzelle hin offenen Reflektor angeordnet ist, welcher durch den
Transflektor mit Abstand zur Flüssigkristallzelle hin abgeschlossen
ist. Durch diese Maßnahmen wird eine sehr gleichmäßige Ausleuchtung
der Flüssigkristallzelle 12 erreicht, wobei nur ein sehr geringer
Anteil der Lichtleistung durch die Mattierung der Lichtquellen sowie
durch den Transflektor absorbiert wird.In all versions, however, it is essential to the invention that the rear lighting of the liquid crystal cell consists of at least one matted light source which is arranged in a reflector open to the liquid crystal cell, which is completed by the transflector at a distance from the liquid crystal cell. These measures achieve a very uniform illumination of the liquid crystal cell 12 , with only a very small proportion of the light output being absorbed by the matting of the light sources and by the transflector.