DE69413446T2

DE69413446T2 - Flüssigkristallanzeige mit Frontplatte mit geneigten optischen Fasern

Info

Publication number: DE69413446T2
Application number: DE69413446T
Authority: DE
Inventors: Henryk Palo Alto California 94303 Birecki; Laurence M. Palo Alto California 94301 Hubby
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1994-04-07
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2014-04-08
Also published as: EP0620471A1; JPH0772471A; EP0620471B1; US5329386A; DE69413446D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine visuelle Bildanzeige und insbesondere auf eine visuelle Bildanzeige mit einer faseroptischen Frontplatte.
Eine visuelle Bildanzeige mit einer Flüssigkristallschicht und einer faseroptischen Frontplatte weist die Vorteile verringerter Spiegelungen (einer verringerten Blendwirkung), verringerter Geisterbilder und einer verringerten Parallaxe auf. Die Vorteile ergeben sich aufgrund der Fasern in der Frontplatte, die die optischen Wege des Lichts steuern, das auf die Füssigkristallschicht auftrifft und von derselben reflektiert wird. Diese Merkmale sind insbesondere auf dem Gebiet von Schreibstiftcomputern sehr wichtig. Eine allgemeine Erörterung einer solchen Anzeige ist in dem US-Patent Nr. 5,035,490 zu finden.
Eine optische Faser verteilt das einfallende Licht neu. Fig. 1 zeigt einen Lichtstrahl, der in einem Winkel Ω auf ein Ende der Faser auftrifft. Das Licht breitet sich durch die Faser aus und wird als Lichtkegel aus dem anderen Ende emittiert. Der Lichtkegel weist in dem Kegelquerschnitt oder dem Kegelring eine im wesentlichen einheitliche Intensität auf. Der Winkel zwischen der Faserachse und dem Kegelgenerator beträgt ungefähr Ω.
Eine Frontplatte weist zahlreiche miteinander gebündelte Fasern auf. Alle Fasern sind im wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Fig. 2 zeigt die Draufsicht einer solchen Frontplatte. Jede dieser wabenförmigen Strukturen ist eine Faser.
Es gibt unterschiedliche Typen von Flüssigkristallschichten. Bei einem Typ ist eine Flüssigkristallschicht zwischen Polarisatoren schichtweise angeordnet, um eine Anzeige zu bilden. Eine Lichtquelle ist über einer Oberfläche der Anzeige positioniert, wobei ein Betrachter die Anzeige von der gegenüberliegenden Oberfläche betrachtet. Wenn ein vorbestimmtes elektrisches Feld an die Flüssigkristallanzeige angelegt ist, wird die Anzeige im wesentlichen lichtdurchlässig. Dies ist als der "helle" Zustand der Flüssigkristallanzeige bekannt. Mit einem anderen vorbestimmten elektrischen Feld ist die Anzeige deutlich weniger lichtdurchlässig. Dies ist als der "dunkle" Zustand der Flüssigkristallschicht bekannt. Ein wichtiger Ausdruck für die Flüssigkristallschicht ist deren Kontrastverhältnis. Dieses Verhältnis ist als das Intensitätsverhältnis des durch die Schicht übertragenen Lichts in deren "hellen" Zustand bezüglich des durch die Schicht übertragenen Lichts in deren "dunklen" Zustand definiert. Je größer das Kontrastverhältnis ist, um so einfacher ist es, ein Bild auf der Anzeige zu betrachten.
In dem "dunklen" Zustand ist die Flüssigkristallschicht nicht einheitlich "dunkel". Die Schicht erscheint entlang bestimmter Richtungen lichtdurchlässiger als entlang anderer Richtungen. Fig. 3 zeigt eine polare Projektion des Grades der Dunkelheit von der Schicht in deren "dunklen" Zustand. Dies ist als deren konoskopisches Muster bekannt.
Das konoskopische Muster zeigt als Funktion sowohl des Azimutwinkels (Seitenwinkel) als auch des Elevationswinkels (Höhenwinkel) von der Oberfläche der Schicht, wie dunkel die Flüssigkristallschicht ist. Beispielsweise bezeichnen die Punkte auf der Linie von A bis C den Grad der Dunkelheit entlang der X-Achse mit einem Elevationswinkel, der von 90º bis 0º reicht; der Punkt A weist einen Azimutwinkel von 0º und einen Elevationswinkel von 90º auf; der Punkt B weist einen Azimutwinkel von 0º und einen Elevationswinkel von 60º auf; wobei der Punkt C einen Azimutwinkel von 0º und einen Elevationswinkel von 0º aufweist. Der Punkt D in der Figur weist einen Azimutwinkel φ und einen Elevationswinkel 6 auf.
Der Grad der Dunkelheit kann durch eine Zahl dargestellt werden, wobei gilt, je niedriger die Zahl, umso dunkler die Richtung. Das heißt mit anderen Worten, falls man die Schicht entlang einer Richtung mit einer höheren Zahl betrachtet, wird man mehr Licht sehen; beispielsweise ist derjenige Abschnitt mit einer Zahl 5 lichtdurchlässiger als der mit einer Zahl 4. Eine allgemeine Erörterung bezüglich konoskopischer Muster von Flüssigkristallschichten ist in "Conoscopic Study of Liquid Cristal After Application and Removal of the External Electric Field," von Katsuya Miyoshi u. a., veröffentlicht in the Japanese Journal of Applied Physics Bd. 22, Nr. 12, Seite 1754, 1983, zu finden.
Fig. 4 zeigt einen Teil einer im Stand der Technik bekannten visuellen Bildanzeige mit einer faseroptischen Frontplatte, die benachbart zu einer Flüssigkristallschicht angeordnet ist. Zusätzliche Schichten, wie z. B. Polarisatoren, Elektroden und Reflektoren, wurden zur Verdeutlichung aus der Figur entfernt. Jede Faser in der Frontplatte ist im wesentlichen zu der Oberfläche der Schicht senkrecht angeordnet. Die Schicht weist ein konoskopisches Muster auf, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Fig. 4 zeigt eine Lichtausbreitung von der Region 4 in dem "dunklen" Zustand in die Faser. Die Richtung des Lichts verläuft ungefähr entlang einer Azimutrichtung von etwa 180º und einem Elevationswinkel von etwa 45º. Fig. 4 zeigt eine Faser in der Frontplatte, die das Licht in einen Lichtkegel 9 neu verteilt. Die Flüssigkristallschicht mit der konoskopischen Struktur, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, erzeugt zahlreiche Lichtkegel. Solche Lichtkegel verringern das Kontrastverhältnis der Anzeige deutlich.
Es wird aus dem vorhergehenden offensichtlich, daß noch ein Bedarf darin besteht, das Kontrastverhältnis einer visuellen Bildanzeige mit einer Flüssigkristallschicht und einer Frontplatte zu verbessern. Eine im Stand der Technik bekannte visuelle Bildanzeige ist in der EP-A-36,243 offenbart.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine visuelle Bildanzeige gemäß Anspruch 1 geschaffen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Verbessern des Kontrastverhältnisses einer visuellen Bildanzeige gemäß Anspruch 10 geschaffen.
Die vorliegende Erfindung kann unter Verwendung einer Flüssigkristallschicht und einer faseroptischen Frontplatte mit geneigten Fasern das Kontrastverhältnis einer visuellen Bildanzeige deutlich verbessern. Je größer das Kontrastverhältnis ist, umso einfacher ist es, ein Bild auf der Anzeige zu betrachten.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen visuellen Bildanzeige umfaßt eine Flüssigkristallschicht, einen ersten Polarisator und eine faseroptische Frontplatte.
Die Frontplatte ist benachbart zu der vorderen Oberfläche des ersten Polarisators angeordnet. Der erste Polarisator ist benachbart zu der vorderen Oberfläche der Flüssigkristallschicht angeordnet.
Die Flüssigkristallschicht weist einen "hellen" Zustand und einen "dunklen" Zustand auf. Die faseroptische Frontplatte weist viele im wesentlichen parallele optische Fasern auf. Jede Faser weist eine Achse auf, die einen schrägen Winkel mit der Senkrechten der Flüssigkristallschicht bildet. Die schrägen Winkel aller Fasern sind im wesentlichen gleich einem typischen schrägen Winkel.
Die Anzeige weist entlang unterschiedlicher Richtungen von der vorderen Oberfläche der Frontplatte unterschiedliche Kontrastverhältnisse auf. Für jede Richtung wird das Kontrastverhältnis durch einen Vergleich der Lichtmenge, die sich durch die Anzeige in dem "hellen" Zustand der Flüssigkristallschicht ausbreitet, mit der Lichtmenge, die sich durch die Anzeige in deren "dunklen" Zustand in dieser Richtung ausbreitet, bestimmt.
Der typische schräge Winkel wird entlang der Richtung ausgewählt, die das Kontrastverhältnis der Anzeige im wesentlichen maximiert. Ein Weg, um dies zu erreichen, besteht darin, daß zuerst der Brechungsindex der Frontplatte bestimmt wird. Daraufhin wird das konoskopische Muster des "dunklen" Zustands der Flüssigkristallschicht gemessen, wobei die im wesentlichen dunkelste Richtung identifiziert wird. Schließlich wird der schräge Winkel gewählt, um im wesentlichen entlang der Richtung zu verlaufen, die die durch den Brechungsindex korrigierte dunkelste Richtung ist.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine im Stand der Technik bekannte optische Faser, die einen auftreffenden Lichtstrahl in einen Lichtkegel neu verteilt.
Fig. 2 die Draufsicht einer im Stand der Technik bekannten faseroptischen Frontplatte.
Fig. 3 ein konoskopisches Muster einer im Stand der Technik bekannten Flüssigkristallschicht.
Fig. 4 einen Teil einer im Stand der Technik bekannten visuellen Bildanzeige mit einer Frontplatte und einer Flüssigkristallschicht.
Fig. 5 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 6 einen graphischen Verlauf, der die Unterschiede bezüglich der Kontrastverhältnisse einer Anzeige mit und ohne Neigung der Fasern darstellt.
Fig. 7 ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung verbessert unter Verwendung einer Flüssigkristallschicht und einer faseroptischen Frontplatte das Kontrastverhältnis einer visuellen Bildanzeige deutlich. Im Stand der Technik ist eine solche Anzeige nicht so dunkel wie erwünscht, wenn sich die Flüssigkristallschicht in ihrem "dunklen" Zustand befindet. Dies ergibt sich aus dem konoskopischen Muster der Flüssigkristallanzeige und der Frontplatte. Das Muster gibt an, daß die Flüssigkristallschicht entlang bestimmter Richtungen nicht entsprechend dunkel ist, wobei die Frontplatte Licht aus diesen Richtungen in Lichtkegel neu verteilt. Wenn der "dunkle" Zustand nicht entsprechend dunkel ist, ist das Kontrastverhältnis der Anzeige verringert. Bei der vorliegenden Erfindung wird durch Neigen der Fasern in der Frontplatte entlang einer vorbestimmten Richtung das Kontrastverhältnis der Anzeige deutlich verbessert.
Fig. 5 zeigt ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen visuellen Bildanzeige 100. Dieselbe weist eine Flüssigkristallschicht 128 auf, die abhängig von dem elektrischen Feld, das an derselben angelegt ist, einen "hellen" Zustand und einen "dunklen" Zustand aufweist. Die Kristallschicht 128 weist eine vordere Oberfläche 133 und eine rückseitige Oberfläche 132 auf. Die rückseitige Oberfläche 132 ist benachbart zu einem Reflektor 142 angeordnet.
Die vordere Oberfläche 133 der Kristallschicht 128 ist benachbart zu einem Polarisator 122 angeordnet, der eine vordere Oberfläche 124 aufweist. Die Frontplatte 102 weist eine vordere Oberfläche 104 und viele optische Fasern, wie z. B. 108, 112 und 114, auf. Die optischen Fasern sind im wesentlichen parallel angeordnet. Jede Faser weist eine Achse auf; beispielsweise weist die Faser 114 die Achse 116 auf. Der Winkel zwischen der Achse einer beliebigen Faser und der Senkrechten zu der vorderen Oberfläche 133 der Flüssigkri stallschicht 128 ist ein schräger Winkel. Die schrägen Winkel aller Fasern sind im wesentlichen gleich einem typischen schrägen Winkel α 118. Die Frontplatte weist einen bestimmten Brechungsindex und eine bevorzugte Dicke in dem Bereich von 0,7 bis 3 mm auf.
Die Anzeige 100 weist ferner eine erste lichtdurchlässige Elektrode 126 auf, die entweder zwischen dem ersten Polarisator 122 und der Flüssigkristallschicht 128 oder zwischen der Frontplatte 102 und dem ersten Polarisator 122 angeordnet ist. Die Elektrode legt an die Flüssigkristallschicht 128 ein elektrisches Feld an. Falls der Polarisator 122 dick ist, z. B. mehr als etwa 5 um, ist, die Elektrode vorzugsweise zwischen dem ersten Polarisator 122 und der Flüssigkristallschicht 128 angeordnet. Dies ergibt sich, falls die erste lichtdurchlässige Elektrode 126 zwischen der Frontplatte 102 und dem ersten Polarisator 122 angeordnet ist, da die Spannung an der Elektrode deutlich ansteigen muß, um die Flüssigkristallschicht 128 elektrisch vorzuspannen, falls der Polarisator 122 dick ist.
Die Anzeige 100 kann einen zweiten Polarisator 136 aufweisen, der in derselben zwischen der Flüssigkristallanzeige 128 und dem Reflektor 142 angeordnet ist. Dieser Polarisator 136 ist optional vorgesehen.
Die Anzeige 100 weist ferner eine zweite lichtdurchlässige Elektrode 134 auf, die benachbart zu der rückseitigen Oberfläche 132 der Flüssigkristallschicht 128 angeordnet ist, um die Flüssigkristallschicht 128 elektrisch vorzuspannen. Falls die Anzeige den zweiten Polarisator 136 aufweist, ist die zweite lichtdurchlässige Elektrode 134 entweder zwischen der Flüssigkristallschicht 128 und dem zweiten Polarisator 136 oder zwischen dem zweiten Polarisator 136 und dem Reflektor 142 angeordnet. Die bevorzugte Position der zweiten lichtdurchlässigen Elektrode 134 hängt erneut von der Dicke des zweiten Polarisators 136 ab. Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel führt der Reflektor 142 ferner die Funktionen der zweiten lichtdurchlässigen Elektrode durch.
Während des Betriebs wird die Anzeige 100 von einer Lichtquelle 144 beleuchtet, die über der vorderen Oberfläche 104 der Frontplatte 102 angeordnet ist. Die Frontplatte 102 führt das Licht von der Quelle 144 zu dem ersten Polarisator 122 und der Flüssigkristallschicht 128. Abhängig von den Spannungen der ersten und zweiten Elektrode befindet sich die Flüssigkristallschicht 128 entweder in ihrem "hellen" Zustand oder ihrem "dunklen" Zustand. Falls sich die Flüssigkristallschicht 128 in dem "hellen" Zustand befindet, läuft das Licht von der Quelle 144 durch die Schicht und wird von dem Reflektor 142 zurückreflektiert, um von einem Betrachter 146 betrachtet zu werden. Falls sich die Flüssigkristallschicht 128 in dem "dunklen" Zustand befindet, wird abhängig von dem konoskopischen Muster der Kristallschicht eine unterschiedliche Lichtintensität entlang einer unterschiedlichen Richtung zurück zu der Frontplatte 102 übertragen. Der typische schräge Winkel 118 der Fasern in der Frontplatte 102 wird durch den "hellen" und "dunklen" Zustand oder durch das Kontrastverhältnis bestimmt.
Die Anzeige 100 weist entlang unterschiedlicher Richtungen von der vorderen Oberfläche 104 der Frontplatte 102 unterschiedliche Kontrastverhältnisse auf. Das Kontrastverhältnis entlang einer beliebigen Richtung wird durch Vergleichen der Lichtmenge, die entlang dieser Richtung durch die Anzeige 100 in dem "hellen" Zustand der Flüssigkristallschicht 128 verläuft, mit der Lichtmenge, die entlang dieser Richtung durch die Anzeige 100 in ihrem "dunklen" Zustand verläuft, bestimmt. Üblicherweise ist die Anzeige 100 ausgerichtet, um das Kontrastverhältnis für den Betrachter 146 zu verbessern.
Der typische schräge Winkel α, 118, der Fasern in der Frontplatte ist entlang einer Richtung gewählt, die das Kontrastverhältnis der Anzeige 100 im wesentlichen maximiert. Der typische schräge Winkel 118 wird hauptsächlich durch den "dunklen" Zustand festgelegt, da der "helle" Zustand bezüglich der Richtung relativ unempfindlich ist.
Um den typischen schrägen Winkel 118 zu bestimmen, wird als erstes das konoskopische Muster der Flüssigkristallschicht 128 erzeugt. Um das konoskopische Muster zu erzeugen, wird die Frontplatte 102 von der Anzeige 100 entfernt. An den zwei Elektroden werden geeignete Spannungen angelegt, um die Flüssigkristallschicht 128 in ihren "dunklen" Zustand einzustellen. Die Intensität des durch die Schicht übertragenen Lichts wird entlang unterschiedlicher Richtungen von der vorderen Oberfläche 133 der Flüssigkristallschicht 128 gemessen. Bei diesem Beispiel ist das erzeugte konoskopische Muster dasjenige, das in Fig. 3 dargestellt ist.
Der nächste Schritt beim Bestimmen des typischen schrägen Winkels hängt von der Aufgabe der Anzeige ab. Falls die Aufgabe darin besteht, eine Anzeige mit dem höchsten Kontrast zu erzeugen, wird die im wesentlichen dunkelste Richtung in dem Muster identifiziert. Falls die Aufgabe darin besteht, eine Anzeige mit dem höchsten Kontrastverhältnis über einen sehr breiten Bereich von Richtungen zu erzeugen, ist die zu identifizierende Richtung ungefähr der Mittelpunkt des größten zusammenhängenden Bereichs mit ungefähr dem niedrigsten Dunkelheitsgrad. Diese Richtung ist als Punkt B, d. h. die ungefähre Mitte der Region 1 und der niedrigste Dunkelheitsgrad, in Fig. 3 dargestellt. Punkt B weist einen Azimutwinkel von 0º und einen Elevationswinkel von 60º auf. Bei diesem Beispiel ist der Punkt B gewählt.
Das konoskopische Muster wird ohne die Frontplatte 102 erzeugt, wobei die Anzeige 100 jedoch die Frontplatte 102 aufweist. Falls der Brechungsindex der Frontplatte 1 ist, sollten die Achsen der Fasern entlang des Punktes B zeigen. Wenn die Anzeige 100 entlang des Punktes B betrachtet wird, maximiert die Anzeige mit den geneigten Fasern das Kontrastverhältnis der Anzeige wesentlich.
Der Brechungsindex der Frontplatte 102 ist jedoch gewöhnlicherweise größer als 1, was bedeutet, daß die Frontplatte 102 das Licht bricht. Folglich sollten die Achsen der Fasern entlang der Richtung zeigen, d. h. entlang des durch den Brechungsindex korrigierten Punktes B.
Der Azimutwinkel von Punkt B wird nicht durch den Brechungsindex beeinflußt, da dieser Winkel die bevorzugte Ausrichtung der Fasern genau azimutal anzeigt. In dem vorliegenden Fall sollten alle Fasern im wesentlichen entlang der Richtung mit einem Azimutwinkel von 0º oder der Richtung entlang der X-Achse zeigen.
Der Elevationswinkel des Punktes B ist um den Brechungsindex modifiziert. Durch das Brechungsgesetz wird der typische schräge Winkel a, 118, für die Fasern durch den Elevationswinkel des Punktes B wie folgt bestimmt:
Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt der Brechungsindex vorzugsweise 1,5. Dies führt dazu, daß der typische schräge Winkel α, 118, der Fasern etwa 20º beträgt. Alle Fasern sind bezüglich der Senkrechten der Flüssigkristallschicht 128 um etwa 20º geneigt.
Die geneigten Fasern verbessern das Kontrastverhältnis der Anzeige 100 deutlich. Das Licht aus den Regionen mit einem höheren Dunkelheitsgrad in dem konoskopischen Muster wird durch die Fasern neu verteilt und üblicherweise entlang steiler Winkel emittiert. Beispielsweise wird der Lichtstrahl 148, der das Licht aus der Region 5 des konoskopischen Musters in Fig. 3 darstellt, durch die Fasern neu verteilt. Der Generator 152 des Lichtkegels von dem Lichtstrahl 148 verfehlt den Betrachter 146.
Fig. 6 ist ein graphischer Verlauf 200, der die Unterschiede bezüglich der Kontrastverhältnisse der Anzeige 100 mit und ohne den geneigten Fasern darstellt. Das konoskopische Muster der Flüssigkristallschicht stellt sich wie in Fig. 3 gezeigt dar. Der Verlauf 202 ist für Fasern mit einem Azimutwinkel von 0º und einem schrägen Winkel von etwa 20º berechnet. Der Verlauf 204 ist für Fasern ohne Neigung oder für die Fasern berechnet, deren Achsen senkrecht zu der Flüssigkristallschicht angeordnet sind.
Wie es im vorhergehenden beschrieben wurde, ist das Kontrastverhältnis der Anzeige deutlich maximiert, wenn die Anzeige entlang der Achsen der Fasern betrachtet wird. Mit einem typischen schrägen Winkel von 20º beträgt der Elevationswinkel, der das Kontrastverhältnis maximiert, 70º. Bei diesem Elevationswinkel, um den die Fasern geneigt sind, verdoppelt sich ungefähr das Kontrastverhältnis, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Fig. 6 gibt ferner an, daß die Kontrastverhältnisse über alle Elevationswinkel durch Neigen der Fasern deutlich verbessert werden.
Fig. 7 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel 300 der Erfindung. Dasselbe weist eine Flüssigkristallschicht 302, eine erste lichtdurchlässige Elektrode 304, einen ersten Polarisator 306, eine zweite lichtdurchlässige Elektrode 312 und eine Frontplatte mit geneigten Fasern 308 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel auf. Das zweite Ausführungsbeispiel weist einen zweiten Polarisator 314 auf. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel können die Elektroden abhängig von den Dicken der Polarisatoren wieder auf der anderen Seite ihrer entsprechenden Polarisatoren angeordnet sein.
Während des Betriebs beleuchtet eine Lichtquelle 318 die rückseitige Oberfläche 316 der Anzeige 300. Ein Betrachter 324 betrachtet die Anzeige von der vorderen Oberfläche 322 der Frontplatte 308. Die Fasern in der Frontplatte 308 sind wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wieder geneigt, um das Kontrastverhältnis der Anzeige 300 deutlich zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung verbessert die Kontrastverhältnisse einer visuellen Bildanzeige mit einer Frontplatte und einer Flüssigkristallschicht durch Neigen der Fasern in der Frontplatte deutlich. Je größer das Kontrastverhältnis ist, umso einfacher ist es, ein Bild auf der Anzeige zu betrachten.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden Fachleuten auf diesem Gebiet aus einer Betrachtung dieser Spezifikation oder einer Ausführung der hierin offenbarten Erfindung offensichtlich. Die Spezifikation und die Beispiele sollten lediglich als beispielhaft betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die folgenden Ansprüche angegeben ist.

Claims

1. Eine visuelle Bildanzeige (100, 300) mit:

einer Flüssigkristallzelle, die eine Flüssigkristallschicht (128) und einen ersten Polarisator (122) aufweist, der benachbart zu der vorderen Oberfläche der Zelle angeordnet ist, wobei die Flüssigkristallzelle einen "hellen" Zustand und einen "dunklen" Zustand und ein Kontrastverhältnis aufweist, das eine Funktion sowohl des Azimut- als auch des Elevationswinkels ist, die hinsichtlich der vorderen Oberfläche der Zelle gemessen werden, wobei das Kontrastverhältnis entlang unterschiedlicher Richtungen unterschiedlich ist; und einer faseroptischen Frontplatte (102), die mit einer Mehrzahl von im wesentlichen parallelen optischen Fasern (114) gebildet ist und eine vordere Oberfläche (104) aufweist, wobei die Frontplatte (102) benachbart zu der vorderen Oberfläche (124) des ersten Polarisators (122) angeordnet ist, wobei die Längsachse jeder Faser (114) hinsichtlich der Senkrechten der vorderen Oberfläche (133) der Flüssigkristallzelle geneigt ist, wobei der azimutale Neigungswinkel und der Elevationsneigungswinkel aller Fasern jeweils dem Azimutwinkel und dem Elevationswinkel der Richtung entspricht, die das Kontrastverhältnis der Flüssigkristallzelle, das gemäß dem Brechungsgesetz und dem Brechungsindex der optischen Fasern modifiziert ist, im wesentlichen maximiert.

2. Eine visuelle Bildanzeige (100) gemäß Anspruch 1, bei der:

die Anzeige (100) eine Lichtquelle (144) zum Beleuchten der Anzeige von der vorderen Oberfläche (104) der Frontplatte (102) und einen Reflektor (142), der benachbart zu einer rückseitigen Oberfläche (132) der Flüssigkristallschicht (128) angeordnet ist, zum Zurückreflektieren des von der Flüssigkristallschicht (128) empfangenen Lichts durch die Flüssigkristallschicht (128) aufweist.

3. Eine visuelle Bildanzeige (100) gemäß Anspruch 2, die ferner folgende Merkmale aufweist:

eine erste lichtdurchlässige Elektrode (126), die in einer Position entweder (a) zwischen dem ersten Polarisator (122) und der Flüssigkristallschicht (128) oder (b) zwischen der Frontplatte (102) und dem ersten Polarisator (122) angeordnet ist; und

eine zweite lichtdurchlässige Elektrode (134), die zwischen der Flüssigkristallschicht (102) und dem Reflektor (142) angeordnet ist.

4. Eine visuelle Bildanzeige (100) gemäß Anspruch 2, die ferner einen zweiten Polarisator (136) aufweist, der zwischen der Flüssigkristallschicht (128) und dem Reflektor (142) angeordnet ist.

5. Eine visuelle Bildanzeige (100) gemäß Anspruch 2 oder 4, bei der:

die Anzeige (100) ferner eine erste lichtdurchlässige Elektrode (126) aufweist, die in einer Position entweder (a) zwischen dem ersten Polarisator (122) und der Flüssigkristallschicht (128) oder (b) zwischen der Frontplatte (102) und dem ersten Polarisator (122) angeordnet ist; und

der Reflektor (142) ferner als zweite Elektrode dient.

6. Eine visuelle Bildanzeige (100) gemäß Anspruch 4, die ferner folgende Merkmale aufweist:

eine zweite lichtdurchlässige Elektrode (134), die in einer Position entweder (a) zwischen der Flüssigkristallschicht (128) und dem zweiten Polarisator (136) oder (b) zwischen dem zweiten Polarisator (136) und dem Reflektor (142) angeordnet ist.

7. Eine visuelle Bildanzeige (300) gemäß Anspruch 1, bei der:

die Anzeige (300) eine Lichtquelle (318) zum Beleuchten einer rückseitigen Oberfläche der Anzeige (300) und einen zweiten Polarisator (314) aufweist, der zwischen der rückseitigen Oberfläche (316) der Anzeige (300) und der Flüssigkristallschicht (302) angeordnet ist.

8. Eine visuelle Bildanzeige (300) gemäß Anspruch 7, die ferner folgende Merkmale aufweist:

eine erste lichtdurchlässige Elektrode (304), die in einer Position entweder (a) zwischen dem ersten Polarisator (306) und der Flüssigkristallschicht (302), oder (b) zwischen der Frontplatte (308) und dem ersten Polarisator (306) angeordnet ist; und

eine zweite lichtdurchlässige Elektrode (312), die in einer Position entweder (a) zwischen der Flüssigkristallschicht (302) und dem zweiten Polarisator (314) oder (b) zwischen dem zweiten Polarisator (3I4) und der rückseitigen Oberfläche (316) der Anzeige (300) angeordnet ist.

9. Eine visuelle Bildanzeige (100, 300) gemäß Anspruch 1 oder 7, bei der sich die Dicke der Frontplatte (128) innerhalb des Bereichs von 0,7 bis 3 mm befindet.

10. Ein Verfahren zum Verbessern des Kontrastverhältnisses einer visuellen Bildanzeige (100), wobei die visuelle Bildanzeige eine Flüssigkristallzelle aufweist, die eine Flüssigkristallschicht (128) und einen ersten Polarisator (122) umfaßt, der benachbart zu der vorderen Oberfläche der Zelle angeordnet ist, wobei die Flüssigkristallzelle einen "hellen" Zustand und einen "dunklen" Zustand und ein Kontrastverhältnis aufweist, das eine Funktion sowohl des Azimut- als auch des Elevationswinkels ist, die hinsichtlich der vorderen Oberfläche der Zelle gemessen werden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Bestimmen des Brechungsindex einer optischen Faser;

Messen des konoskopischen Musters des "dunklen" Zustandes der Flüssigkristallzelle und Bestimmen der Winkel, die der im wesentlichen dunkelsten Richtung entsprechen;

Auswählen einer faseroptischen Frontplatte (102), wobei die Frontplatte mit einer Mehrzahl von im wesentlichen parallelen optischen Fasern mit dem bestimmten Brechungsindex gebildet ist, wobei die optischen Fasern angeordnet sind, so daß die Längsachse jeder der optischen Fasern hinsichtlich der Senkrechten der vorderen Oberfläche der Zelle geneigt ist, wenn die Frontplatte (102) benachbart zu der vorderen Oberfläche der Zelle angeordnet ist, wobei der Azimutneigungswinkel und der Elevationsneigungswinkel der optischen Fasern dem bestimmten Azimutwinkel bzw. dem bestimmten Elevationswinkel der dunkelsten Richtung entsprechen, die gemäß dem Brechungsgesetz und dem jeweiligen Brechungsindex modifiziert sind;

Anordnen der Frontplatte (102) benachbart zu der vorderen Oberfläche der Flüssigkristallzelle.