DE69624774T2

DE69624774T2 - Hintergrundbeleuchtete Farbanzeige

Info

Publication number: DE69624774T2
Application number: DE69624774T
Authority: DE
Inventors: Shiro Asakawa; Tohru Okauchi; Eiichiro Okuda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2016-12-05
Also published as: US5963280A; EP0778440B1; EP0778440A3; US6144424A; EP1231501A3; CN1102754C; TW393582B; CN1162758A; KR970048782A; DE69624774D1; KR100508813B1; EP1231501A2; EP0778440A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückbeleuchtungseinrichtung, die als Oberflächenlichtquelle für verschiedene Arten von Anzeigeeinrichtungen verwendet wird, und betrifft weiterhin eine Anzeigeeinrichtung, und insbesondere eine Farbanzeigeeinrichtung, die beispielsweise in Transportmitteln wie Kraftfahrzeugen, Schiffen, Zugwaggons verwendet wird, und es dem Fahrer oder Bediener des Transportmittels gestattet, Bilder oder Zeichen, die auf der Anzeige dargestellt werden, überlagert der Sicht nach außen in Vorwärtsrichtung zu betrachten.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Seit einigen Jahren ist ein Randbeleuchtungsverfahren das vorherrschende Verfahren zur Flachanzeigenrückbeleuchtung geworden. Dieses Verfahren verwendet ein Substrat, das aus einem Acrylharz und dergleichen hergestellt ist, und eine Lichtquelle (beispielsweise eine Fluoreszenzlampe oder eine Kaltkathodenlampe), die nahe an einem Rand des Substrats angeordnet ist, wobei Licht von der Lichtquelle in das transparente Harzsubstrat geleitet wird, und zum Austritt aus der Anzeigeoberfläche veranlaßt wird. Wenn ein Bild oder ein anderes Betrachtungsmittel anstelle einer Anzeige verwendet wird, kann dieses Randbeleuchtungsverfahren bei einem Dekorfeld oder einem Hinweisschild eingesetzt werden. Bei derartigen Anwendungen ist es zur wirksamen Ausnutzung des Lichts üblich, eine reflektierende Platte an der Rückseite des Substrats anzuordnen, und eine Streuscheibe auf der Vorderseite.
Der Brechungsindex des Acrylharzes (Polymethylmethacrylat) beträgt n = 1,49. Daher ist der kritische Reflexionswinkel an der Grenzfläche zu Luft etwa 42º, und breitet sich der Hauptanteil des Lichts von der Lichtquelle durch das Substrat aus, ohne das Substrat zu verlassen. Verschiedene Verfahren wurden vorgeschlagen, um diese Einschränkung zu überwinden, und das Licht in der gewünschten Richtung abzuziehen (japanische Veröffentlichungen ungeprüfter Patente Nr. 61-55684 und 1-245220 oder GB 2165631, japanische Veröffentlichung eines geprüften Patents Nr. 8-17957 oder US 4059916, japanische Veröffentlichung eines ungeprüften Patents Nr. 59-194302, usw.
Bei einem Verfahren, bei welchem weiße Farbe oder dergleichen auf der Vorderseite aufgebracht wird, um das Licht zu streuen, kann die Lichtabsorption infolge der Farbe nicht vernachlässigt werden. Ein anderes Verfahren umfaßt das Aufrauhen der Vorderoberfläche, aus welcher das Licht austritt, jedoch kann auch bei diesem Verfahren eine ausreichende Nutzung des Lichts nicht erzielt werden. Bei den meisten, momentan verwendeten Verfahren wird direkt aus der vorderen Oberfläche austretendes Licht nicht aktiv genutzt, sondern wird ein reflektierender Film auf der Rückseite einer Lichtführungsplatte angeordnet, und wird von dem reflektierenden Film reflektiertes Licht zum Austritt aus der vorderen Oberfläche veranlaßt. Ein Film mit weißer Farbe (einschließlich einer mit weißer Farbe angestrichenen Platte, eines gedruckten Films in weißer Farbe, usw.) oder ein metallisierter Film wird als der reflektierende Film verwendet. Die Streuplatte an der Vorderseite wird vermutlich zu dem Zweck eingesetzt, das reflektierte Licht zu vergleichmäßigen, und weiterhin wird zur Erhöhung der Richtungswirkung des austretenden Lichts und zur Erhöhung von dessen Helligkeit ein Verfahren eingesetzt, das einen Prismenfilm oder dergleichen verwendet.
Mit dem Übergang von der herkömmlichen, einfarbigen Anzeige zur fortgeschritteneren Vollfarbanzeige wird es jedoch immer wichtiger, die Bildschirmhelligkeit zu erhöhen, und sind weitere Verbesserungen des Wirkungsgrads der Rückbeleuchtung erforderlich. Um dies zu erzielen wurden verschiedene Verbesserungen vorgeschlagen, beispielsweise Verringerung des Durchmessers der Kaltkathodenlampe, Verbesserung des reflektierenden Films, und Verbesserung der geometrischen Form der Lichtführungsplatte. Zwar waren diese Verbesserungen zur Erhöhung der Helligkeit erfolgreich, jedoch traten bei ihnen andere Probleme auf, beispielsweise erhöhte Kosten und ein komplizierteres System. Weiterhin erreicht die Nutzung des reflektierten Lichts ihre technische Grenze. Die einzige verbleibende Vorgehensweise zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrads besteht darin, das direkt austretende Licht von der Vorderoberfläche der Lichtführungsplatte zu nutzen. Die Nutzung des direkten Lichts von der vorderen Oberfläche bringt das Problem mit sich, die Oberflächenlichtquelle als transparenten Körper einzusetzen.
Bei Anwendungen, bei denen ein Bild oder ein anderes Sichtmittel anstelle einer Anzeige verwendet wird, um eine (statische) Anzeigevorrichtung zu schaffen, beispielsweise ein Dekorfeld oder ein Hinweisschild mit Lichtführung, wie voranstehend beschrieben, kann im Falle der Anzeige eines Farbbildes das Farbbild unverändert verwendet werden, und wird in anderen Fällen normalerweise ein Lichtstreubild oder Hinweismuster gezeichnet und ausgeschnitten, und auf eine Hintergrundfarbplatte aufgelegt, wobei ein Farbfilter zur Erzielung einer Farbanzeige verwendet wird.
Wenn andererseits eine dynamische Anzeige mit dieser Anzeige erreicht werden soll, besteht eine mögliche Vorgehensweise darin, ein Lichtstreubild einzusetzen, welches beispielsweise einen makromolekularen Dispersionstypflüssigkeitskristall verwendet (in einem Polymer dispergierter Flüssigkristall). Im Zusammenhang mit diesem Verfahren werden ähnliche Konstruktionen wie die voranstehend geschilderte Anzeigevorrichtung diskutiert, beispielsweise in den japanischen Veröffentlichungen ungeprüfter Patente Nr. 3-73926 und 3-23423, oder in der EP 0399506. Die erstgenannte Druckschrift schlägt vor, Lichtquellen in unterschiedlichen Farben an zwei Randseiten eines Flüssigkristallfeldes anzuordnen, und die Farbe zwischen den beiden Lichtquellen umzuschalten, wodurch die Farbe eines einzigen Bildes in zeitlicher Abfolge geändert wird. Die zweite, genannte Druckschrift gibt an, dass eine Farbanzeige unter Verwendung von Farbfiltern erzielt werden kann, obwohl keine speziellen Beispiele angegeben werden.
Bei der (statischen) Anzeigevorrichtung nach dem voranstehend geschilderten Stand der Technik ist, da Farbfilter für den Bildabschnitt verwendet werden, die Anzahl an Farben festgelegt, die erzeugt werden können. Weiterhin, mit Ausnahme spezieller Beispiele, fehlt ihnen infolge der Tatsache, dass eine reflektierende Platte oder ein Farbbildschirm oder dergleichen als Hintergrund eingesetzt wird, das Konzept, dass die gesamte Konstruktion transparent ausgebildet werden sollte. Andererseits kann in der dynamischen Anzeigevorrichtung, die einen makromolekularen Dispersionstypflüssigkristall verwendet, das Bild einfarbig angezeigt werden, kann jedoch nicht in mehreren Farben zu beliebigen Zeiten und in beliebigen Bereichen angezeigt werden. Die japanischen Veröffentlichungen ungeprüfter Patente mit den Nummer 3-73926 und 3-23423, die voranstehend zitiert wurden, verwenden beide eine reflektierende Platte oder eine gefärbte Absorptionsplatte bei ihren Ausführungsformen, und ihnen fehlt das Konzept, dass die gesamte Konstruktion transparent ausgebildet sein sollte. Der Freiheitsgrad in Bezug auf die Farbauswahl kann dadurch erhöht werden, und es kann dadurch eine Mehrfarbfähigkeit erreicht werden, dass die Konstruktion transparent ausgebildet wird, und aufeinander mehrere Anzeigeeinrichtungen gestapelt werden, von denen jede zur Einführung einer unterschiedlichen Farbe dient. In diesem Fall muß jedoch das Problem angegangen werden, wie die jeweiligen Farben getrennt werden können. Weiterhin besteht das Problem, wie man die Anzahl verschiedener Farben erhöhen kann. Ein weiteres Problem besteht darin, wie diese Anforderungen in einer kompakten und wirksamen Konstruktion erfüllt werden können.
Es gibt zwei Hauptarten von Anzeigeeinrichtungen: den selbstleuchtenden Typ, beispielsweise CRT, PDP, LED und EL, und den Typ mit externem Licht, beispielsweise die Flüssigkristallanzeige und die Elektrochromanzeige, welche die Anzeige durch Empfang von Licht von einer getrennten Lichtquelle erzeugt. Bei einigen Anwendungen werden derartige Anzeigeeinrichtungen zum Einsatz in der Nähe einer Fensterscheibe oder eines Ladenfensters angeordnet. Bei anderen und jüngeren Anwendungen werden derartige Anzeigeeinrichtungen als Instrumenteneinrichtungen und andere Anzeigeeinrichtungen in Kraftfahrzeugen, Schiffen, Zugwaggons usw. eingesetzt, wobei ein typisches Beispiel eine direkte, projizierte Frontscheibenanzeige (HUD) ist. Da die Anzeigefläche einer dieser Anzeigeeinrichtungen Information darauf durch Aussenden irgendeiner Form von Anzeigelicht anzeigt, wird dann, wenn die Anzeigeeinrichtung innerhalb einer derartigen Entfernung angeordnet ist, dass das Anzeigelicht eine Fensterscheibe oder ein Ladenfenster erreicht, das angezeigte Bild mehr oder weniger auf die Fensterscheibe oder das Ladenfenster reflektiert, und gelangt in das Gesichtsfeld des Betrachters. Der Effekt einer derartigen Reflexion tritt auch auf einer Fensterscheibe oder einem Ladenfenster auf, in deren Nähe ein Hinweisschild oder dergleichen aufgestellt wird.
Wenn Licht aus dem Hintergrund der Fensterscheibe oder die Beleuchtung innerhalb des Ladenfensters ausreichend stark ist, unterbricht die Reflexion in derartigen Fällen kaum die Ansicht des Betrachters, aber wenn das Licht vom Hintergrund der Fensterscheibe oder die Beleuchtung innerhalb des Ladenfensters schwach ist, oder wenn das Anzeigelicht von der Anzeigeeinrichtung sehr stark ist, wird die Reflexion auf der Fensterscheibe oder dem Ladenfenster deutlich und stört den Betrachter, und beeinflußt im Falle von Einsätzen bei Fahrzeugen negativ den Fahrvorgang des Fahrers.
Herkömmliche Verfahren, um derartige Reflexionen zu verhindern, bestanden darin, die Anzeigeeinrichtung so anzuordnen, dass die Anzeigefläche nicht der Fensterscheibe oder dem Ladenfenster gegenüberliegt, das Anzeigelicht unter Verwendung einer Abschirmung abzusperren, so dass kein Anzeigelicht auf die Fensterscheibe fällt, das Umgebungslicht ebenso wie die Helligkeit der Anzeige zu verringern, um die Intensität des Anzeigelichts zu verringern, und dergleichen. Wenn beispielsweise ein Zug oder ein Bus bei Nacht fährt, kann zu dem Zweck, dass die Feldoberflächen wie beispielsweise Instrumentenfelder im Fahrerhaus nicht auf die Windschutzscheibe infolge der Beleuchtung vom Passagierabteil reflektiert werden, und in das Gesichtsfeld des Benutzers oder Fahrers gelangen, eine Abschirmung um das Fahrerhaus herum vorgesehen sein, um die Beleuchtung vom Passagierabteil abzusperren, oder wird die Beleuchtung im Fahrerhaus und darum herum gedimmt, so dass die Feldoberflächen wie beispielsweise Instrumentenfelder in dem Fahrerhaus nicht durch die Beleuchtung auf die Windschutzscheibe reflektiert werden, und in das Gesichtsfeld des Benutzers oder Fahrers gelangen.
Die Verfahren, die dazu eingesetzt werden, die Reflexion auf die Fensterscheibe oder das Ladenfenster zu verhindern, führen allerdings zu folgenden Schwierigkeiten.
Bei dem Verfahren, bei welchem die Anzeigeeinrichtung so angeordnet wird, dass die Anzeigefläche nicht der Fensterscheibe oder dem Ladenfenster gegenüberliegt, sind die Orte stark eingeschränkt, an denen die Anzeigeeinrichtung angeordnet werden kann, und wird insbesondere dann, wenn die Anzeigeeinrichtung an der Fensterscheibe angeordnet, die Anzeige sehr schwer zu erkennen, wenn das Außenlicht hell ist, obwohl sie einfach zu erkennen ist, wenn das Außenlicht schwach ist.
Bei dem Verfahren, bei dem eine Abschirmung auf der Anzeigeeinrichtung vorgesehen wird, kann eine sehr breite Abschirmung erforderlich werden, abhängig von der Positionsbeziehung zwischen der Anzeigeeinrichtung und der Fensterscheibe oder dem Ladenfenster, und häufig ist die Verwendung einer derartigen Abschirmung infolge von räumlichen Einschränkungen oder unter Designgesichtspunkten nicht möglich.
Bei dem Verfahren, bei welchem die Umgebungsbeleuchtung verringert wird, und die Intensität des Anzeigelichts verringert wird, wird es erforderlich, den Bereich um die Anzeigeeinrichtung herum gegen Licht zu schützen, da die Anzeige schwer zu betrachten wäre, wenn das Licht durch die Fensterscheibe oder das Ladenfenster auf die Anzeigeeinrichtung einfällt. Die Anzeige wird insbesondere dann sehr schwierig zu betrachten, wenn das Außenlicht von der Fensterscheibe oder dem Ladenfenster hell ist.
Instrumentenfelder in Personenkraftfahrzeugen sind ein typisches Beispiel dafür, wann Reflexionen ein ernsthaftes Problem hervorrufen. Das Instrumentenfeld eines Personenkraftfahrzeuges ist in einer Ausnehmung in dem Armaturenbrett angebracht, und die umgebenden Flächen sind schwarz oder in dunkler Farbe, um zu verhindern, dass die Instrumentenbeleuchtung auf die Windschutzscheibe beim Fahren bei Nacht reflektiert wird, und um zu verhindern, dass Außenlicht direkt auf das Instrumentenfeld eintrifft beim Fahren am Tag. Bei derartigen Anwendungen, bei denen sich die Intensität des Umgebungslichts stark ändert, ist das Verfahren zur Installierung der Anzeigeeinrichtung aufwendig und hat wenige Freiheitsgrade. Weiterhin kann die Anzeige aus einer festgelegten Position betrachtet werden, kann jedoch nicht betrachtet werden, wenn der Kopf des Betrachters auch nur geringfügig gegenüber der festgelegten Position bewegt wird.
Flüssigkristallanzeigen, die aus verdrillten nematischen (TN) Flüssigkristallen aufgebaut sind, die sandwichartig zwischen zwei Substraten mit transparenten Elektroden eingeschlossen sind, wurden in weitem Umfang eingesetzt. Wenn die Flüssigkristallmoleküle auf der Oberfläche eines Substrats dazu gezwungen werden, sich in einer Richtung auszurichten, mit ihren Langachsen in 90º in Bezug auf die Flüssigkristallmoleküle auf der Oberfläche eines Substrats auf der entgegengesetzten Seite, werden Flüssigkristallmoleküle so angeordnet, dass sie allmählich ihre Orientierung ändern, und über 90º zwischen den Substraten verdreht sind. Eine Polarisatorplatte mit ihrer Polarisationsrichtung, die durch den Pfeil "a" angedeutet ist, und eine Polarisatorplatte mit ihrer Polarisationsrichtung, die durch den Pfeil "b" angedeutet ist, sind an den Außenoberflächen der Substrate angebracht. Wenn Licht auf diese Anordnung einfällt, wird nur Licht, das in derselben Richtung schwingt wie die Richtung der Polarisation der Polarisatorplatte, hindurchgelassen, und folgt der verdrillten Anordnung der Flüssigkristallmoleküle, so dass die Polarisation des Lichts daher um 90º gedreht wird, bis es die Polarisatorplatte auf der entgegengesetzten Seite erreicht. Da die Polarisationsrichtung des Lichts nun mit jener der Polarisatorplatte übereinstimmt, wird das Licht dorthin durchgelassen.
Andererseits, wenn eine Spannung zwischen den Elektroden auf den Substraten angelegt wird, richten sich die Flüssigkristallmoleküle mit der Richtung ihrer Langachse parallel zur Richtung des sich ergebenden elektrischen Feldes aus, so dass das in die Flüssigkeitskristallschicht eintretende Licht durch sie hindurchgelassen wird, wobei die Polarisationsrichtung des Lichts unverändert bleibt, und das Licht die Polarisatorplatte auf der entgegengesetzten Seite erreicht, wo das Licht gesperrt wird, so dass ein dunkler Punkt erzeugt wird. Ein Bild oder Zeichen wird daher so angezeigt, dass eine Spannung an einen Abschnitt angelegt wird, in welchem das Bild oder das Zeichen angezeigt werden soll.
Fig. 40 zeigt eine andere Art einer Flüssigkristallanzeige, die einen makromolekularen Dispersionstypflüssigkristall verwendet. Bei dem makromolekularen Dispersionstypflüssigkristall wird die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle, die in Form feiner Tröpfchen in einer makromolekularen Matrix verteilt sind, durch Anlegen eines elektrischen Feldes geändert, und wird die sich ergebende Änderung des Brechungsindex zur Erzeugung einer Anzeige verwendet.
In dem AUS-Zustand, in welchem keine Spannung angelegt wird, sind die optischen Achsen der Flüssigkristallmoleküle statistisch verteilt, und führt der Unterschied in Bezug auf den Brechungsindex zwischen Makromolekül und Flüssigkristall dazu, dass das eintretende Licht in viele Richtungen gestreut wird.
Andererseits werden, wenn die Spannung angelegt wird, also im EIN-Zustand, die Flüssigkristallmoleküle in der Richtung des angelegten elektrischen Feldes ausgerichtet, dass die Brechungsindizes des Makromoleküls und des Flüssigkristalls im wesentlichen gleich sind, so dass das eintretende Licht hindurchgelassen wird, ohne gestreut zu werden. Daher sieht im AUS-Zustand die Anzeige wie Milchglas aus, infolge des gestreuten Lichts, und sieht in dem EIN-Zustand die Anzeige wie transparentes Glas aus. Auf diese Weise wird durch Versetzen von Bild- oder Zeichenabschnitten in den AUS-Zustand und anderer Abschnitte in den EIN-Zustand ein Bild oder Zeichen auf einem transparenten Bildschirm angezeigt.
Allerdings erfordert die herkömmliche verdrillte nematische Flüssigkristallanzeige den Einsatz von zwei Polarisatorplatten, wie voranstehend erläutert, so dass das Lichttransmissionsvermögen höchstens 40 bis 50% beträgt. Dieses niedrige Transmissionsvermögen ist nicht dazu geeignet, ein Bild auf einem transparenten Anzeigebildschirm zu erzeugen, und es ist schwierig, ein Bild oder ein Zeichen so anzuzeigen, dass es der Hintergrundansicht überlagert ist.
Andererseits beträgt bei der makromolekularen Dispersionstypflüssigkristallanzeige, die nicht den Einsatz von Polarisatorplatten verlangt, das Transmissionsvermögen in dem EIN-Zustand nahezu 80 bis 90%, was für eine gute Transparenz sorgt. Wenn Muster angezeigt werden, werden jedoch Abschnitte entsprechend den anzuzeigenden Mustern in den AUS-Zustand versetzt, um gestreute Lichtbilder zu erzeugen, während die anderen Abschnitte in den EIN- Zustand versetzt werden und daher transparent ausgebildet werden, aber da die Verdrahtungsmuster für die Anzeigemuster, die in den AUS-Zustand versetzt werden, ebenfalls eine Lichtstreuung hervorrufen, wodurch die Verdrahtungsmuster auf dem Bildschirm sichtbar werden, werden die Sichtbarkeit und die Transparenz beeinträchtigt, wenn die angezeigten Bilder oder Zeichen der Hintergrundansicht überlagert werden; dies stellt insbesondere dann ein Problem dar, wenn mehrere Muster angezeigt werden, wozu eine erhöhte Anzahl an Verdrahtungsmustern benötigt wird.
Weiterhin fließt, wenn eine Wechselspannung zwischen den Elektroden angelegt wird, ein geringer Strom, da dieses System eine Art von Kondensator darstellt. Wenn Muster wie in Fig. 42 gezeigt angezeigt werden, fließt ein höherer Strom durch die Verdrahtung für das größere Anzeigemuster, so dass gilt: ia > ib. Die Spannungsabfälle Va und Vb infolge des jeweiligen Verdrahtungsmusters werden ausgedrückt durch Va = r·ia und Vb = r·ib. Unter der Annahme, dass die Verdrahtungsmuster denselben Widerstand r aufweisen, ergibt sich daraus wegen ia > ib, dass Va > Vb ist, woraus sich wiederum ergibt, dass der Spannungsabfall für das größere Anzeigemuster größer ist.
Wie voranstehend geschildert sind, wenn dieselbe Spannung an die jeweiligen Anzeigemuster von der Treiberschaltung angelegt wird, die tatsächlich an die jeweiligen Flüssigkristallabschnitte angelegten Spannungen verschieden. Dies führt zu dem Problem, dass Unterschiede in Bezug auf die Transparenz des Bildschirms hervorgerufen werden, und das transparente Erscheinungsbild beeinträchtigt wird.
Weiterhin ist, wenn die Größen der Flächen der Anzeigemuster gleich sind, der Widerstand r für das längere Verdrahtungsmuster größer, was einen größeren Spannungsabfall bedeutet. Auch hierdurch entsteht ein Problem, nämlich dass Unterschiede bezüglich der Transparenz des Bildschirms hervorgerufen werden, und das transparente Erscheinungsbild beeinträchtigt wird.
Angesichts der Probleme, aufgrund derer es schwierig wurde, die voranstehend geschilderten Flüssigkristallen nach dem Stand der Technik als transparente Anzeigen einzusetzen, besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer transparenten Flüssigkristallanzeige, die nur Bilder und Zeichen, die angezeigt werden sollen, anzeigen kann, und zwar auf einem transparenten Bildschirm, der Hintergrundansicht überlagert, um hierdurch eine gute Erkennbarkeit sicherzustellen.
Für eine projizierte Frontscheibenanzeige (HUD) bei Kraftfahrzeugen wird im allgemeinen ein Projektionsverfahren eingesetzt, bei welchem eine Kathodenstrahlröhre oder beispielsweise eine Transmissions-Flüssigkristallanzeige als Bildquelle verwendet werden, und unter Verwendung optischer Bauteile, die eine Linse, einen Spiegel, und ein Hologramm umfassen, wird ein auf der Bildquelle erzeugtes Anzeigebild oder Anzeigezeichen auf einen Vereiniger projiziert, der vor dem Fahrersitz (oder auf der Windschutzscheibe) angeordnet ist, und wird einer Vorwärtsansicht überlagert angezeigt. Bei diesem Projektionsverfahren ist die Bildquelle getrennt angebracht, und ist ein vorgeschriebener Lichtweg zum Projizieren des Bildes erforderlich. Das sich hieraus ergebende Problem besteht darin, dass das System große Abmessungen annimmt, und viel Raum zur Anbringung erfordert, beispielsweise im Armaturenbrett.
Weiterhin wird bei neueren Kraftfahrzeuginstrumenten ein Kombinationsinstrumentensystem verwendet, das Warnanzeigen usw. je nach Erfordernis so anzeigt, dass sie den üblichen Geschwindigkeits- und Drehzahlanzeigen überlagert sind. Da dieses System das sogenannte virtuelle Bildanzeigeverfahren verwendet, ist das System kompliziert, nimmt viel Raum für die Anbringung ein, und ist teuer, was ein Hauptproblem bei diesem System darstellte.
Die US-A-4949489 beschreibt eine Mehrbildanzeigeeinrichtung mit Randbeleuchtung, die mehrere gestapelte, innen reflektierende Lichtschichten verwendet. Bilder werden auf den Oberflächen der Schichten erzeugt, mit einer Beschichtung aus einem Material, das die Dichte auf der innen reflektierenden Oberfläche der jeweiligen Schicht ändert. Eine Lichtquelle beleuchtet die Ränder der gestapelten Schichten. Eine Lichtabschirmung führt dazu, dass das Licht selektiv auf einen Rand unter den Rändern der Schichten in dem Stapel gerichtet werden kann. Wenn ein ausgewählter Rand beleuchtet wird, wird das auf dieser randbeleuchteten Platte dargestellte Bild erleuchtet und sichtbar.
Dieser erwähnte Stand der Technik stellt die Grundlage dar, von welcher der Gegenstand der Erfindung ausgeht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der voranstehend geschilderten Schwierigkeiten im Stand der Technik besteht der Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Rückbeleuchtungseinrichtung für verschiedene Arten von Anzeigeeinrichtungen, welche eine hervorragende Lichtnutzung erzielt.
Die Erfindung stellt eine Farbanzeigeeinrichtung zur Verfügung, welche das Problem der Farbmischung ausschaltet, und die kompakt und effizient ist.
Die Erfindung stellt eine Farbanzeigeeinrichtung zur Verfügung, die keine Reflexionen hervorruft, wenn sie in der Nähe eines Fensters oder einer Windschutzscheibe angeordnet wird, wo sich die Intensität des Umgebungslichts stark ändert, und die konstant eine gute Erkennbarkeit über einen weiten Beobachtungswinkel zur Verfügung stellen kann.
Die Erfindung stellt eine projizierte Frontscheibenanzeige zur Verfügung, ein Instrument, und einen Rückspiegel, die ein kompakte Konstruktion aufweisen, und erheblich weniger Raum für die Installation benötigen, verglichen mit der Konstruktion nach dem Stand der Technik.
Dieser Vorteil wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erzielt.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Erfindung stellt auch eine Farbanzeigeeinrichtung zur Verfügung, welche aufweist: ein Lichtführungsteil, das ein Paar miteinander verbundener, keilförmiger Lichtführungsplatten aufweist, wobei die verbundenen Oberflächen jeweils als reflektierende Oberfläche dienen; Lichtquellen in unterschiedlichen Farben, die jeweils so angeordnet sind, dass sie einem Rand jeder der Lichtführungsplatten gegenüberliegen; im wesentlichen transparente Schichten, die jeweils auf einer Lichtaustrittsoberfläche jeder der keilförmigen Lichtführungsplatten vorgesehen sind, und einen höheren Brechungsindex als das Lichtführungsteil aufweisen; und Streuschichten, die jeweils oben auf jeder der transparenten Schichten vorgesehen sind.
Die Verwendung des Lichtführungsteils mit dem voranstehend geschilderten Aufbau führt dazu, dass die Rückbeleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Oberflächenhelligkeit erzielen kann, verglichen mit der Randbeleuchtungs-Rückbeleuchtungseinrichtung nach dem Stand der Technik. Die Schicht mit höherem Brechungsindex weist vorzugsweise einen Brechungsindex auf, der 0,05 bis 1,50 höher ist als der Brechungsindex des Lichtführungsteils selbst, und kann hergestellt sein aus LaF&sub3;, NdF&sub3;, Al&sub2;O&sub3;, CeF&sub3;, PbF&sub2;, MgO, ThO&sub2;, SnO&sub2;, La&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Nd&sub2;O&sub3;, Sb&sub2;O&sub3;, ZrO&sub2;, CeO&sub2;, TiO&sub2;, oder ZnS, oder aus einem Komplex mit einer vorbestimmten Zusammensetzung. Diese Schicht kann einfach unter Verwendung eines herkömmlichen Dünnfilmablagerungsvorgangs hergestellt werden. Ist der Brechungsindex der Schicht mit höherem Brechungsindex um 1,5 oder mehr höher als jener des Lichtführungsteils, kann eine Färbung bei einer bestimmten Wellenlänge und eine Abnahme der Transparenz auftreten, abhängig von dem verwendeten Material.
Als Streuvorrichtung kann eine übliche Farbe oder eine fluoreszierende Farbe verwendet werden, jedoch verwendet die vorliegende Erfindung speziell eine Mischung aus zwei oder mehr Arten von Polymeren, die unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen, eine Mischung aus einem Polymer und einer Verbindung mit hohem Brechungsindex, usw. Die Streuvorrichtung kann insgesamt gleichmäßig ausgebildet sein, oder in einem vorbestimmten Muster geschnitten sein (beispielsweise als Zeichen, Symbol, Vorzeichen, usw.).
Als das Lichtführungsmaterial kann jedes optisch transparente Material verwendet werden, beispielsweise eine Glasplatte, eine Acrylplatte, eine Polykarbonatplatte, usw. Ein geeignetes Material sollte entsprechend den Filmablagerungsbedingungen ausgewählt werden. Weiterhin kann eine Form der Lichtführungsplatte, beispielsweise parallele Platten oder keilförmige Platten, je nach Wunsch entsprechend dem Verwendungszweck verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich hauptsächlich mit der Nutzung des direkten Lichts, das aus der vorderen Oberfläche austritt, jedoch wird deutlich, daß der Wirkungsgrad noch weiter erhöht werden kann, wenn sie in Kombination mit dem herkömmlichen Randbeleuchtungssystem verwendet wird, bei dem eine reflektierende Schicht auf der rückwärtigen Schicht vorgesehen ist.
Wenn keine reflektierende Schicht verwendet wird, ist die Anordnung eine transparente Oberflächenlichtquelle entsprechend dem Muster der Streuvorrichtung. Wenn das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf beiden Seiten einer Lichtführungsplatte eingesetzt wird, kann ein Doppelbild erzeugt werden, und ist auch eine Mehrfarbenanzeige möglich, unter Verwendung mehrerer Lichtquellen und einer Umschaltung der Lichtquellenfarbe.
Die Auswirkungen der Erfindung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau werden nachstehend erläutert.
Wenn Licht von einem Rand einer einzelnen Lichtführungsplatte zugeführt wird, beispielsweise einer Acrylplatte, tritt bei dem Licht eine innere Totalreflexion beim kritischen Winkel von etwa 42º auf, wie voranstehend beschrieben. Bei einem Lichtleiter ist das Kernmaterial von einem Material mit niedrigerem Brechungsindex umgeben, um interne Totalreflexion sicherzustellen, und Ausbreitungsverluste auszuschalten. Andererseits wird, wenn ein Material mit höherem Brechungsindex auf die Oberfläche aufgebracht wird, wie bei der vorliegenden Erfindung, die Bedingung für Totalreflexion abgemildert, und dringt das Licht im Inneren der Lichtführungsplatte in die Schicht mit hohem Brechungsindex ein. In der Theorie breitet sich das in diese Schicht eindringende Licht aus, während es intern total reflektiert wird, bei einem kleineren kritischen Winkel an der Grenzfläche zu Luft, und tritt nach außen hin aus. Tatsächlich jedoch, wenn eine Streuvorrichtung auf der Oberfläche dieser Schicht angebracht, nimmt die Oberflächenhelligkeit zu, verglichen mit einer Anordnung, bei welcher eine Streuvorrichtung direkt aus der Lichtführungsplatte selbst angebracht wird.
Obwohl die folgende Erläuterung nicht zu irgendwelchen Einschränkungen für die vorliegende Erfindung führt, wird im allgemeinen Licht an total reflektierenden Oberflächen nicht perfekt reflektiert, sondern treten Lecks auf, infolge eines Defekts, der als Dämpfungswellenkopplung bezeichnet wird, usw. Um dies zu verhindern ist in einem Lichtleiter eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex vorgesehen, um das Licht tief innen festzuhalten. Im Gegensatz wird bei der vorliegenden Erfindung angenommen, dass die Helligkeit nicht nur deswegen verbessert ist, da das Licht die äußerste Schicht erreicht, sondern auch deswegen, da das Leck durch Dünnfilm- Unregelmäßigkeiten usw. gefördert wird.
Auf diese Weise erzielt die vorliegende Erfindung eine effiziente Nutzung des direkten Lichts, das aus der vorderen Oberfläche austritt, und kann durch Verwendung der vorliegenden Erfindung in Kombination mit dem herkömmlichen Rückbeleuchtungsverfahren, das eine reflektierende Schicht verwendet, eine hervorragende Rückbeleuchtungseinrichtung mit noch weiter verbesserter Helligkeit erzielt werden.
Weiterhin kann, wenn die Streuschicht mit einem Muster versehen wird, die Anordnung gemäß der Erfindung auch als transparentes Anzeigemedium verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin eine Farbanzeigeeinrichtung gemäß Patentanspruch 2 zur Verfügung, welche aufweist: Lichtführungsplatten, die parallel zueinander angeordnet sind, um Licht hindurchzuführen; eine Lichtstreuschicht, die auf einer Anzeigeseite jeder der Lichtführungsplatten vorgesehen ist; eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die zwischen den Lichtführungsplatten vorgesehen ist, und auf der Anzeigeseite der Lichtstreuschicht; ein Farbfilter, das auf einer Randoberfläche jeder der Lichtführungsplatten angeordnet ist; und eine in der Nähe des Farbfilters angeordnete Lichtquelle.
Zusätzlich zu dem voranstehend geschilderten Aufbau ist eine Schicht, die einen höheren Brechungsindex aufweist als die Lichtführungsplatten, oberhalb und/oder unterhalb der Lichtstreuschicht vorgesehen.
Die Schicht mit hohem Brechungsindex ist eine transparente, leitfähige Schicht, und die Lichtstreuschicht ist mit einem makromolekularen Dispersionstypflüssigkristall aufgebaut.
Weiterhin ist vorzugsweise die Schicht mit niedrigem Brechungsindex auch auf einer Seite der Lichtführungsplatte vorgesehen, die am weitesten von der Anzeigeseite entfernten Ende angeordnet ist, wobei die eine Seite entgegengesetzt zur Anzeigeseite ist.
Weiterhin sind vorzugsweise die Farbfilter von drei Arten, nämlich R, G bzw. B.
Weiterhin sind vorzugsweise die Farbfilter jeweils so ausgebildet, dass sie in Bezug auf jede Lichtführungsplatte beweglich sind, was die Auswahl einer unterschiedlichen Farbe gestattet.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin eine Farbanzeigeeinrichtung an Bord eines Fahrzeugs zur Verfügung, die eine Farbanzeigeeinrichtung nach. Patentanspruch 2 aufweist, eine Treiberschaltung zum Treiben der Farbanzeigeeinrichtung, und einen Signalgenerator zum Versorgen der Treiberschaltung mit einem Signal, das Anzeigeinhalte betrifft, wobei die Farbanzeigeeinrichtung in der Nähe einer Glasoberfläche auf solche Weise angeordnet ist, dass ein auf der Farbanzeigeeinrichtung angezeigtes Bild überlagert einer Außenansicht betrachtet werden kann, die durch die Glasoberfläche wahrgenommen wird.
Die Erfindung stellt weiterhin eine Kombinationsfarbeinzeigeeinrichtung an Bord eines Fahrzeugs nach dem unabhängigen Patentanspruch 2 zur Verfügung, die eine Farbanzeigeeinrichtung in Kombination mit einem Instrumentenfeld zur Anzeige verschiedener Zustände eines Fahrzeugs aufweist, und einen Steuerabschnitt zum Steuern der Farbanzeigeeinrichtung und des Instrumentenfeldes aufweist, sowie einen Betätigungsabschnitt, um eine Betätigung von Hand angezeigter Zustände auf der Farbanzeigeeinrichtung und dem Instrumentenfeld zu gestatten.
Die Erfindung stellt weiterhin ein Farbanzeigebetätigungsfeld zur Verfügung, das die voranstehend geschilderte Farbanzeigeeinrichtung in Kombination mit einem transparenten Berührungsfeldschalter aufweist, und einen Steuerabschnitt zum Steuern des transparenten Berührungsfeldschalters und der Farbanzeigeeinrichtung aufweist, sowie eine Treiberschaltung zum Treiben des Steuerabschnitts.
Auf diese Weise können gemäß der vorliegenden Erfindung Anzeigeeinrichtungen für dekorative und verschiedene Anzeigezwecke so ausgebildet werden, dass sie Bilder in gewünschten Farben mit vielen verschiedenen Farben erzeugen. Die Farbanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung weist eine kompakte Konstruktion auf, und stellt einen verbesserten Anzeigewirkungsgrad zur Verfügung.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Rückbeleuchtungsanzeigeeinrichtung, die zwei keilförmige Lichtführungsplatten aufweist, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau (einer statischen) Farbanzeigeeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau (einer dynamischen) Farbanzeigeeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt schematisch den Aufbau (einer statistischen) Farbanzeigeeinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 zeigt ein schematisch ein Farbfilterbewegungsverfahren gemäß der fünften Ausführungsform;
Fig. 6 zeigt schematisch den Aufbau einer Anzeigeeinrichtung an Bord eines Fahrzeugs gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 zeigt schematisch Beispiele für Lichtführungsmodulanzeigen der Anzeigeeinrichtung an Bord eines Fahrzeugs gemäß der sechsten Ausführungsform;
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung eines Anzeigebeispiels für ein Instrumentenfeld gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Kombinationsfarbanzeigeeinrichtung gemäß der siebten Ausführungsform;
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung von Beispielen für Lichtführungsmodulanzeigen der Kombinationsfarbanzeigeeinrichtung gemäß der siebten Ausführungsform;
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Farbanzeigeeinrichtung, die an ein dekoratives, transparentes Medium angepaßt ist, gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Betätigungsfeldes gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Betriebsablaufs des Betätigungsfeldes gemäß der neunten Ausführungsform;
Fig. 14 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus (einer statischen) Farbanzeigeeinrichtung für Vergleichszwecke;
Fig. 15 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer (dynamischen) Farbanzeigeeinrichtung zu Vergleichszwecken.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Bei den nachstehenden Ausführungsformen wird eine Glasplatte mit einem Brechungsindex von 1,52 als repräsentatives Beispiel für eine Lichtführungsplatte verwendet.
Bei der Anordnung gemäß der ersten Ausführungsform von Fig. 1 kann, wenn die Streuvorrichtung mit einem gewünschten Muster versehen ist, die Streuvorrichtung selbst als ein Anzeigemedium verwendet werden. Fig. 1 zeigt ein derartiges Beispiel, bei welchem die Bezugszeichen 8 und 17 Lichtquellen bezeichnen, 8 beispielsweise Rot und 17 beispielsweise Blau. Keilförmigen Lichtführungsplatten 10 und 11 sind miteinander im Zentrum durch einen transparenten Kleber 12 verbunden. Die Bezugszeichen 13 und 15 bezeichnen Schichten mit hohem Brechungsindex, und 14 und 16 gemusterte Streuschichten. Wenn die Lichtquellen 8 und 17 eingeschaltet werden, wird in die jeweiligen Lichtführungsplatten 10 und 11 eintretendes Licht an ihrer Grenzfläche reflektiert, an welcher der Brechungsindex zwischen dem Material der Lichtführungsplatten 10, 11 und der Klebeschicht 12 geringfügig verschieden ist; das reflektierte Licht gelangt in die jeweiligen Oberschichten zusammen mit dem direkten Licht hinein, und wird in den jeweiligen Streuschichten 14 und 16 reflektiert. Durch geeignete Wahl der Einfallsrichtung des Lichts, des Keilwinkels, und des Materials der Klebeschicht 12 mischen sich die Farben Rot und Blau nicht miteinander, und können nur durch die jeweiligen Streuvorrichtungen gestreut werden; wenn die Anzeige aus einer Richtung zur Anzeigeoberfläche hin betrachtet wird, werden die Muster so wahrgenommen, dass sie in zwei Farben angezeigt werden, wogegen Abschnitte, an denen sich die Muster überlappen, violett erscheinen, was zu einer Anzeige in drei Farben führt.
Fig. 14 zeigt eine Anordnung, bei welcher ein Lichtführungsmodul dadurch ausgebildet wird, dass eine Lichtstreuschicht auf einer Lichtführungsplatte vorgesehen wird, mit einer Schicht mit hohem Brechungsindex sandwichartig dazwischen eingeschlossen, entsprechend den voranstehenden Ausführungsformen, und durch Verbindung derartiger zweier Lichtführungsmodule miteinander, um Farbanzeigefähigkeiten zu erzielen. In Fig. 14 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Lichtquelle, 2 eine reflektierende Platte, 1703 und 1704 Farbfilter, 1705 und 1708 Lichtstreuschichten, und 1706 und 1709 Schichten mit hohem Brechungsindex, die dazu vorgesehen sind, das Einführen von Licht in die jeweiligen Lichtstreuschichten zu verbessern. Weiterhin sind mit 1707 und 1710 Lichtführungsplatten bezeichnet. Da eine Farbmischung auftritt, wie dies nachstehend erläutert wird, werden jedoch weitere Verbesserungen bei der voranstehend geschilderten Anordnung bei der vorliegenden Ausführungsform vorgenommen.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit zwei miteinander verbundenen Lichtführungsmodulen gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 511 eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex. Bei dieser Anordnung ist, da 510 in Berührung mit einer Luftschicht an ihrer Oberfläche am weitesten hinten steht, die Schicht mit niedrigem Brechungsindex weggelassen, die auf der Außenoberfläche vorgesehen werden sollte.
Eine Fluoreszenzlampe, eine Kaltkathodenlampe, eine Halogenlampe, eine LED oder dergleichen wird als Lichtquelle 1 verwendet. Die Lichtstreuschichten 505 und 508 sind jeweils unter Verwendung einer üblichen Farbe, einer fluoreszierenden Druckfarbe, oder aus einem Material wie beispielsweise einem System hergestellt, das aus zwei oder mehr Arten dispergierter Substanzen besteht, die unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen. Die Schichten 505 und 509 mit hohem Brechungsindex sind hergestellt aus LaF&sub3;, NdF&sub3;, Al&sub2;O&sub3;, CeF&sub3;, PbF&sub2;, MgO, ThO&sub2;, SnO&sub2;, La&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Nd&sub2;O&sub3;, Sb&sub2;O&sub3;, ZrO&sub2;, CeO&sub2;, TiO&sub2;, oder ZnS, oder aus einem Komplex aus Substanzen, die aus diesen Substanzen ausgewählt sind. Es kann daher jedes Material eingesetzt werden, soweit der Brechungsindex um 0,05 bis 1,50 höher ist als der Brechungsindex der Lichtführungsplatte selbst. Die Schicht mit niedrigem Brechungsindex kann aus jedem Material wie beispielsweise CoF&sub2;, NaF, KiF, MgF&sub2; usw. hergestellt sein, dessen Brechungsindex niedriger ist als jener der Lichtführungsplatte selbst. Die Lichtführungsplatte wird normalerweise durch eine Glasplatte oder eine transparente Kunststoffplatte gebildet, beispielsweise eine aus einem Acrylharz hergestellte Platte, die einen Brechungsindex um 1,5 herum aufweist.
Licht von der Lichtquelle 1 gelangt in die Lichtführungsplatten 507 und 510 durch die Farbfilter 503 und 504, breitet sich durch die Lichtführungsplatten aus, und wird in der jeweiligen Lichtstreuschicht 505 bzw. 508 gestreut. Da die Lichtstreuschichten 505 und 508 mit vorbestimmten Mustern versehen sind, werden gestreute Lichtbilder erhalten, die entsprechend dem jeweiligen Farbfilter gefärbt sind. Andererseits wird im Falle der in Fig. 14 gezeigten Anordnung das Licht, das durch das Farbfilter 503 zugeführt wird, nicht nur in der Lichtstreuschicht 505 gestreut, sondern auch in der Lichtstreuschicht 508. Die Lichtstreuschicht 508 streut daher die beiden Lichtmengen, die durch die Farbfilter 503 und 504 hindurchgegangen sind, was zu einer Farbmischung führt.
Im Gegensatz hierzu wird im Falle der vorliegenden Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, das durch das Farbfilter 503 hindurchgegangene Licht durch die Schicht 506 mit hohem Brechungsindex geleitet, und tritt in die Lichtstreuschicht 505 ein, in der das Licht zur Erzeugung eines Bildes gestreut wird. Infolge des Vorhandenseins der Schicht 511 mit niedrigem Brechungsindex zwischen der Lichtstreuschicht 508 und der Lichtführungsplatte 507 erfährt das in die Lichtführungsplatte 507 eintretende Licht eine Totalreflexion einer Grenzfläche mit der Schicht mit niedrigem Brechungsindex, und tritt nicht in die Lichtstreuschicht 508 aus. Daher wird das Licht, das durch die transparenten Abschnitte der Lichtstreuschicht 505 hindurchgegangen ist, an der Grenzfläche nach außen total zurückreflektiert, da die Außenseite eine Luftschicht mit niedrigem Brechungsindex ist, so dass das Licht nicht direkt nach außen hin austritt. Daher wird das Licht, das durch das Farbfilter 503 in die Lichtführungsplatte 507 eingeführt wird, nur zum Streuen in der Lichtstreuschicht 505 verwendet.
Andererseits wird das Licht, das über das Farbfilter 504 in die Lichtführungsplatte 510 hineingelangt ist, durch die Schicht 509 mit hohem Brechungsindex hindurchgeleitet, und tritt in die Lichtstreuschicht 508 ein, um ein Bild durch das vorgeformte Muster zu erzeugen. Das Licht, das in Streuabschnitten 508a der Lichtstreuschicht 508 gestreut wird, wird nicht durch die Schicht 511 mit niedrigem Brechungsindex reflektiert, sondern gelangt durch die Lichtführungsplatte 507, die Schicht 506 mit hohem Brechungsindex, und die Lichtstreuschicht 505 hindurch, und tritt nach außen hin aus. Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn Licht durch transparente Abschnitte 508b der mit einem Muster versehenen Lichtstreuschicht 508 austritt, dieses Licht durch die Schicht 511 mit niedrigem Brechungsindex zurückreflektiert, und tritt nicht in die Lichtführungsplatte 507 ein.
Auf diese Weise wird bei der Farbanzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei dem Licht, das von der Lichtquelle 1 ausgesandt wird, eine Farbtrennung vorgenommen, durch die unterschiedlich gefärbten Farbfilter 503 und 504, und tritt jeweils gefärbtes Licht in die jeweilige Lichtführungsplatte 507 bzw. 510 ein, und wird das Licht nur in der jeweiligen Lichtstreuschicht 505 bzw. 508 gestreut, ohne gegenseitige Interferenz, wodurch jeweilige Farbbilder erzeugt werden. Jedes dieser Bilder aus gestreutem Licht, gesehen vom Betrachter aus, wird als sogenanntes selbstleuchtendes Bild wahrgenommen; daher werden jene Abschnitte der Bilder, die voneinander unabhängig sind, in der Farbe entsprechend dem jeweiligen Farbfilter 503 bzw. 504 angezeigt, und werden Abschnitte, an denen sich die Bilder überlappen, in einer Farbe angezeigt, die durch Mischung der beiden Farben erzeugt wird. Wenn drei derartige Lichtführungsmodule zusammen mit R-, G- und B-Farbfiltern verwendet werden, kann ein Bild in jeder gewünschten Farbe erhalten werden, durch geeignete Überlappung der Bilder aus gestreutem Licht in der jeweiligen Farbe. Die Lichtführungsplatte 510, die am entferntesten Ende gegenüber der Anzeigeseite angeordnet ist, kann ebenfalls mit einer Schicht 511 mit niedrigem Brechungsindex auf ihrer Seite entgegengesetzt zur Anzeigeseite versehen sein.
Als nächstes wird eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher die Farbanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung an eine dynamischer Anzeige angepaßt ist. Fig. 15 ist eine schematische Darstellung, die zwei miteinander verbundene Flüssigkristallfelder zeigt, wobei jedes Feld ebenso aufgebaut ist wie das makromolekulare Dispersonstypflüssigkristallfled, mit Ausnahme der Tatsache, dass die reflektierende Platte oder absorbierende Platte auf der Rückseite weggelassen ist. In der Figur bezeichnen die Bezugszeichen 1812 und 1817 transparente Substrate aus Glas oder dergleichen, und 1813, 1815, 1818 und 1820 bezeichnen transparente Elektroden, die beispielsweise aus ITO bestehen, und auch als Schichten mit hohem Brechungsindex dienen, da ihr Brechungsindex höher ist als jener der Substrate. Weiterhin bezeichnen 1814 und 1819 makromolekulare Dispersionstypflüssigkristallschichten, und bezeichnen 1816 und 1821 transparente Substrate aus Glas oder dergleichen, die aus Lichtführungsplatten dienen. Die Flüssigkristalle werden elektrisch getrieben (die Treiberschaltung ist hier nicht gezeigt).
Wenn eine Spannung beispielsweise zwischen den transparenten Elektroden angelegt wird, werden die makromolekularen Dispersionstypflüssigkristalle transparent, und wenn die Spannung abgeschaltet ist, streuen sie Licht. Auf diese Weise können Bilder und Symbole angezeigt werden.
Fig. 3 zeigt eine dynamische Farbanzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 622 eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Erfindung ist das Glassubstrat 1817 nicht erforderlich.
In Fig. 15 wird bei dem Licht von der Lichtquelle 1 eine Farbtrennung durch die Farbfilter 1803 und 1804 vorgenommen, und das farbige Licht tritt in die jeweilige Lichtführungsplatte 1816 bzw. 1821 ein, und breitet sich durch diese aus. Das Licht gelangt durch die ITO-Schichten 1815 und 1820 und tritt in die Flüssigkristallschichten 1814 und 1819 ein, bei denen gestreute Abschnitte als farbige Bilder angezeigt werden. Das Licht, das in die Lichtführungsplatte 1816 eintritt, geht durch 1817 und 1818 hindurch, und wird auch der Flüssigkristallschicht 1819 gestreut. Streuabschnitte in der Flüssigkristallschicht 1819 streuen daher die beiden Lichtmengen, die durch das jeweilige Farbfilter 1803 bzw. 1804 gefärbt wurden, wodurch eine Farbmischung hervorgerufen wird.
Im Gegensatz hierzu wird bei der Anzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 3 gezeigt ist, Licht, das durch einen Farbfilter 603 zugeführt wird, durch eine ITO-Schicht 615 mit hohem Brechungsindex hindurchgeleitet, und tritt in eine Flüssigkristallstreuschicht 614 ein, in der das Licht in einem Muster entsprechend einem elektrischen Signal gestreut wird, wodurch ein Bild erzeugt wird. Infolge des Vorhandenseins der Schicht 622 mit niedrigem Brechungsindex zwischen einer Flüssigkristallstreuschicht 619 und einer Lichtführungsplatte 616 erfährt das in die Lichtführungsplatte 616 eintretende Licht Totalreflexion an der Grenzfläche mit der Schicht mit niedrigem Brechungsindex, und tritt nicht in die Flüssigkristallstreuschicht 619 aus. Daher wird das Licht, das der Lichtführungsplatte 616 über das Farbfilter 603 zugeführt wird, nur in der Flüssigkristallstreuschicht 614 gestreut.
Andererseits wird Licht, das in eine Lichtführungsplatte 621 über ein Farbfilter 604 hineingelangt, durch eine ITO-Schicht 620 mit hohem Brechungsindex geleitet, und tritt in die Flüssigkristallstreuschicht 619 ein, um ein Bild des Musters entsprechend dem angelegten elektrischen Signal zu erzeugen. Wenn zu diesem Zeitpunkt ein Austritt von Licht durch transparente Abschnitte der gemusterten Flüssigkristallstreuschicht 619 erfolgt, wird dieses Licht durch die Schicht 622 mit niedrigem Brechungsindex zurückreflektiert, und tritt nicht in die Lichtführungsplatte 616 aus.
Auf diese Weise wird bei der Farbanzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Licht, das von der Lichtquelle 1 ausgesandt wird, eine Farbtrennung durch die unterschiedlich gefärbten Farbfilter 603 und 604 vorgenommen, und treten die gefärbten Lichtstrahlen in die jeweilige Lichtführungsplatte ein, und werden nur in der zugehörigen Flüssigkristallstreuschicht gestreut, ohne miteinander zu interferieren, um so jeweilige Farbbilder auszubilden. Jedes der Bilder aus gestreutem Licht, gesehen vom Betrachter aus, wird als sogenanntes selbstleuchtendes Bild wahrgenommen; jene Abschnitte der Bilder, die voneinander unabhängig sind, werden daher in der Farbe entsprechend dem jeweiligen Farbfilter 603 bzw. 604 angezeigt, und Abschnitte, an denen sich die Bilder überlappen, werden in einer Farbe angezeigt, die durch Mischung der beiden Farben erzeugt wird. Wenn drei derartige Lichtführungsmodule zusammen mit R-, G- und B- Farbfiltern verwendet werden, kann ein Bild in jeder gewünschten Farbe erhalten werden, durch geeignete Überlappung der gestreuten Lichtbilder in den jeweiligen Farben.
Als nächstes wird eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher die Farbanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung zum Einsatz als Wegweiser abgeändert ist. Es werden drei Lichtführungsmodule vorbereitet, von denen jedes mit einer Acrylplatte versehen ist, die ein Streumuster aufweist, das mit weißer Druckfarbe gezeichnet ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Das Modul (a) weist ein grünes Farbfilter auf, das Modul (b) ein blaues Farbfilter, und das Modul (c) ein rotes Farbfilter. Diese Module sind zu einer Einheit vereinigt. Das Ergebnis ist die Farbanzeigeeinrichtung (d) gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 4(d) bezeichnet das Bezugszeichen 723 die Farbanzeigeeinrichtung, die aus den Lichtführungsmodulen aufgebaut ist, und bezeichnet 724 eine Hintergrundplatte, die im vorliegenden Fall schwarz ist. Die Lichtquelle 1 ist eine Weißlicht-Fluoreszenzlampe. Wenn die Fluoreszenzlampe eingeschaltet wird, scheint das Straßenmuster, das in Weiß auf den Wegweiser gezeichnet ist, im Raum gegen den schwarzen Hintergrund zu schweben, wobei ein Richtungspfeil in Grün angezeigt wird, ein Richtungszeigerpfeil in Blau, und die Richtung N in Rot.
Jedes Farbfilter kann so aufgebaut sein, dass es abnehmbar und beweglich ist. Dies kann dadurch erzielt werden, dass jedes Filter 825 mit einer Führung 826 versehen wird, die es an seinem Ort hält, wie in Fig. 5(a) gezeigt. Gewünschte Farbfilter können daher so ausgewählt und ersetzt werden, dass dasselbe Bildmuster in verschiedenen Farbkombinationen angezeigt werden kann. Wenn ein RGB- Dreifarbfilterband 825' verwendet wird, das durch Rollen 827 bis 830 bewegt werden kann, wie in Fig. 5(b) gezeigt, wird eine Filterfarbauswahl erleichtert. Durch Einsatz dieses Filterbandsystems bei jedem Lichtführungsmodul 723 kann ein gefärbtes Bild einfach mit einem sehr großen Bereich von Farbkombinationen angezeigt werden. Das Verfahren zum Bewegen des Farbfilterbandes ist nicht auf das dargestellte Verfahren beschränkt; statt dessen wird deutlich, dass verschiedene Arten von Bewegungsvorrichtungen verwendet werden können.
Als nächstes wird eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher die Farbanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung zum Einsatz in einer Anzeigeeinrichtung an Bord eines Fahrzeugs abgewandelt ist. Fig. 6 zeigt ein Beispiel, bei welcher die Farbanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung auf einem Kraftfahrzeugarmaturenbrett 933 installiert ist. Die Anzeigeeinrichtung selbst ist die gleiche wie jene, die bei der achten Ausführungsform beschrieben wurde, und verwendet drei Farbfilter mit R, G und B. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 931 die Farbanzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung, und 934 bezeichnet einen Ort, an welchem eine Flüssigkristalltreiberschaltung vorgesehen ist. Diese Anzeigeeinrichtung ist an ein Navigationssystem über einen (nicht dargestellten) Kabelbaum angeschlossen, und wird durch Signale von dem Navigationssystem getrieben. Da diese Farbanzeigeeinrichtung einen makromolekularen Dispersionstypflüssigkristall verwendet, wird ein Bild in Form eines Bilds aus gestreutem Licht auf einem transparenten Bildschirm angezeigt. Da Abschnitte mit Ausnahme der angezeigten Bildabschnitte transparent sind, kann das angezeigte Bild so betrachtet werden, dass es der Außenansicht überlagert ist, die man durch die Windschutzscheibe 932 sieht, so dass der Fahrer beim Betrachten des Bildes nicht seinen Blick von der Straße in Vorwärtsrichtung abwenden muß.
Fig. 7 zeigt Beispiele für Anzeigen. Teil (a) ist eine Anzeige der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, die beispielsweise in Grün angezeigt wird. Bei diesem Lichtführungsmodul werden Zahlen mit drei Stellen durch transparente Elektroden erzeugt, welche ein Muster in Form von Segmenten aufweisen, und wird "km/h" aus den unterschiedlichen Mustern "k/h" und "m" angezeigt. Teil (b) zeigt eine Kreuzungsführungsbetriebsart, bei welcher die Entfernung in Grün angezeigt wird, unter Verwendung derselben Muster wie jener, die bei (a) verwendet werden. Bei diesem zweiten Lichtführungsmuster sind "Vorwärts" und ein Pfeil als Muster ausgebildet. Daher werden "Vorwärts" und der Pfeil beispielsweise in Blau dargestellt. Teil (c) zeigt eine Anzeige, wenn eine Warnanzeige erzeugt wird, wobei in diesem Fall das dritte Lichtführungsmodul verwendet wird. Eine Warnung "Nicht fahrbereites Fahrzeug in Vorwärtsrichtung" wird beispielsweise in Rot zusammen mit der grünen Geschwindigkeitsanzeige angezeigt.
Diese Anzeigen können entweder durch Segmentanzeige oder durch Punktanzeige erzielt werden. Die Farbanzeigeeinrichtung an Bord eines Fahrzeugs gemäß der Erfindung ist kompakt, dünn, und transparent, und kann an einem geeigneten Ort in einem Kraftfahrzeug installiert werden. Die Anzeigeeinrichtung kann an der Windschutzscheibe angebracht werden, oder in das Glas der Windschutzscheibe eingebaut werden.
Die Farbanzeigeeinrichtung an Bord eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das bei dieser Ausführungsform geschilderte Beispiel beschränkt, sondern die Farbanzeigeeinrichtung an Bord eines Fahrzeugs kann in jeder geeigneten Konfiguration konstruiert sein, so weit sie die Farbanzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, eine Treiberschaltung, und einen Signalgenerator wie beispielsweise ein Navigationssystem, und ist dazu fähig, die Betrachtung angezeigter Bilder zu gestatten, welche der Außenansicht überlagert sind.
Als nächstes wird eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher die vorliegende Erfindung mit einem Kraftfahrzeug-Instrumentenfeld kombiniert ist. Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen analogen Anzeigeinstrumentenfeldes. Verschiedene Arten von Meßgeräten und Anzeigen sind angeordnet, von denen jene, auf die der Fahrer ständig blickt, die Geschwindigkeitsanzeige und der Drehzahlmesser sind. Die anderen Meßgeräte und Anzeigen müssen nur dann dargestellt werden, wenn dies erforderlich ist. Weiterhin wenn bestimmte Art von Information im Fall eines Notfalls oder beispielsweise Information in Bezug auf einen Verkehrsstau überlagert auf dem Instrumentenfeld nur wenn erforderlich angezeigt werden kann, ist dies vorzusehen, da dies die Belastung für den Fahrer verringert, wenn er auf die Anzeigen blickt. Daher sind bei den Instrumentenfeldanzeigen, die in Fig. 11 gezeigt sind, die Geschwindigkeitsanzeige, der Drehzahlmesser, Richtungspfeile für Abbiegesignalanzeigen, und eine Schaltpositionsanzeige für ein Automatikgetriebe als grundlegende Anzeigen übriggeblieben, und sind alle anderen Darstellungen und Anzeigen weggelassen.
Die vorliegende Ausführungsform verwendet dieselbe Art von Farbanzeigeeinrichtung wie jene, die bei der Erfindung gemäß der zehnten Ausführungsform verwendet wurde, und montiert sie dem Instrumentenfeld überlagert, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Die Lichtführungsmodule, die verwendet werden, sind in Fig. 10 gezeigt: so sind beispielsweise, wie in Fig. 10(a) gezeigt, ein Kraftstoffmeßgerät und ein Wassertemperaturmeßgerät mit einem Muster in dem grünen Feld vorgesehen; ist eine Kraftstoffanzeigenadel und eine Wassertemperaturanzeigenadel als Muster in dem blauen Feld vorgesehen, wie im Teil (b) gezeigt; und eine Anzeige E für zu wenig Kraftstoff, eine Überhitzungsanzeige H, und verschiedene Warnanzeigen können in Rot angezeigt werden, wie im Teil (c) gezeigt, zusammen mit einer Informationsanzeige (Punkt- oder Zeichenanzeige) im Zentrum. Diese Kombinationsfarbanzeigeeinrichtung, welche das Kombinationsinstrumentenfeld bildet, ist so aufgebaut, dass die Farbanzeigeeinrichtung 236 gemäß der vorliegenden Erfindung dem herkömmlichen Instrumentenfeld 235 überlagert ist, und Information von verschiedenen Sensoren 237, externe Information 238 oder interne Information, sowie Navigationsinformation 239 werden direkt oder über eine geeignete Steuerung 240 geliefert, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Normalerweise werden diese Operationen automatisch gesteuert, sie können jedoch auch von Hand über ein Betätigungsfeld 241 gesteuert werden.
Beim Fahren befindet sich, wenn die Anzeige nicht erforderlich ist, die gesamte Anzeigefläche in einer transparenten Betriebsart, und es sind nur die Geschwindigkeitsanzeige, der Drehzahlmesser usw. sichtbar. Wenn die Brennnkraftmaschine angelassen wird, wird die Wassertemperatur mit der blauen Nadel auf dem grünen Wassertemperaturanzeigefeld angezeigt, und wenn die Temperatur einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Anzeige ausgeblendet. Entsprechend wird das Kraftstoffmeßgerät auf dem grünen Anzeigefeld angezeigt, mit seiner blauen Nadel, welche die Menge an verbleibendem Kraftstoff angibt, und wird die Anzeige nach einer vorbestimmten Zeit ausgeblendet. Wenn der Fahrer die Anzeige überprüfen möchte, kann er das Betätigungsfeld 241 betätigen (beispielsweise Einschalten), um die Anzeige einzuschalten. Im Falle einer Überhitzung der Brennnkraftmaschine wird das Wassertemperaturmeßgerät erneut angezeigt, wobei ihm die rote Überhitzungsanzeige H überlagert wird; entsprechend wird, wenn der Kraftstoffstand niedrig wird, das Kraftstoffmeßgerät zusammen mit der roten Anzeige E angezeigt. Die verschiedenen anderen Warnanzeigen werden Rot beleuchtet, wenn dies erforderlich ist. Einige Arten von Informationen, beispielsweise Verkehrsinformation oder Notfallinformation, werden in Rot auf dem großen Anzeigefeld im Zentrum angezeigt, überlagert den darunterliegenden Instrumentenfeldanzeigen. Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung eine hervorragende Kombinationsfarbanzeigeeinrichtung nach Erfordernis zur Verfügung stellen, welche dazu fähig ist, erforderliche Information nur dann anzuzeigen, wenn dies erforderlich ist, und zwar überlagert der Instrumentenfeldinformation.
Als nächstes wird eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher die vorliegende Erfindung zum Einsatz in einem dekorativen, transparenten Anzeigemedium verwendet wird. Ein Beispiel wird nachstehend erläutert, bei welchem die Farbanzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz im Schaufenster eines Ladens oder dergleichen ausgebildet ist, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Lichtquelle, 2 eine reflektierende Platte, 442 ein Farbfilter, das an jedem Lichtführungsmodul angebracht ist, und 443 ein Feld, das durch Kombination von drei Lichtführungsmodulen aus Glas gebildet wird.
Die Farbanzeigeeinrichtung, die hier verwendet wird, ist vom selben Typ wie jene, die bei der Ausführungsform von Fig. 6 verwendet wurde, mit Ausnahme der Tatsache, dass die Größe und der Inhalt der Anzeige unterschiedlich sind. Wenn die Größe beträchtlich ist, ist es vorzuziehen, dass die Lichtquelle, die reflektierende Platte, und Farbfilter auf jeder Seite des Lichtführungsmodulfeldes angeordnet sind. Weiterhin können bei Fällen, an denen die Anzeige nicht über der gesamten Feldoberfläche erfolgt, transparente Elektroden und makromolekulare Dispersionstypflüssigkristalle nur in erforderlichen Flächen angeordnet sind, wobei die übrigen Flächen nur aus Glas bestehen.
Wie bei der Ausführungsform von Fig. 6 ist die Farbanzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet, dass sie eine Treiberschaltung zum Treiben der Anzeigeeinrichtung und einen Signalgenerator zum Liefern von Treibersignalen (nicht gezeigt) aufweist. Wenn Muster, Punkte usw. entsprechend den Farben R, G und B unter Verwendung transparenter Elektroden auf den Lichtführungsmodulen erzeugt werden, an denen jeweils ein Farbfilter R, G bzw. B angebracht ist, werden verschiedene Bilder und Zeichen angezeigt, die auf dem als transparent wahrgenommenen Glas zu schweben scheinen, wenn die Anzeigeeinrichtung in Betrieb ist. Da Waren, die innerhalb des Schaufensters dargestellt sind, durch die transparenten Abschnitte wahrgenommen werden können, kann ein hervorragender Anzeigeeffekt erzielt werden. Der Effekt kann auch dadurch weiter verstärkt werden, dass in Kombination die beweglichen Filter verwendet werden, die bei der neunten Ausführungsform beschrieben wurden, entsprechend den Anzeigeinhalten.
Der Einsatz der vorliegenden Ausführungsform ist nicht auf das voranstehend geschilderte Ladenschaufenster beschränkt; statt dessen kann die vorliegende Ausführungsform bei vielen verschiedenen dekorativen, transparenten Anzeigeeinsätzen verwendet werden, beispielsweise bei einer Bühneneinstellung, bei Werbemedien auf Zugfenstern usw.
Als nächstes wird eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher die Farbanzeigeeinrichtung an ein Betätigungsfeld angepaßt ist. Fig. 12 zeigt schematisch den Querschnittsaufbau des Betätigungsfeldes gemäß dieser Ausführungsform. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Lichtquelle, 2 eine reflektierende Platte, 153 und 154 bezeichnen Farbfilter, und 144 und 145 bezeichnen Lichtführungsmodule von derselben Art, wie sie bei der zehnten Ausführungsform verwendet wurde. Weiterhin bezeichnet 146 ein transparentes Berührungsfeld, das beispielsweise durch ein Paar von Filmen gebildet wird, die jeweils eine transparente, leitfähige Schicht aufweisen, und so miteinander verbunden sind, dass sie einander gegenüberliegen, wobei dazwischen ein vorbestimmter Abstand vorgesehen ist; 147 bezeichnet eine Hintergrundplatte, die falls erforderlich installiert wird, und beispielsweise eine gefärbte, lichtabsorbierende Platte ist; und 148 bezeichnet eine Steuerschaltung, die Signale an eine Treiberschaltung 149 zum Treiben der Farbanzeigeeinrichtung ausgibt, an ein Betriebssystem, sowie an andere Betätigungsfelder in Reaktion auf die Operationen, die auf dem Berührungsfeld 146 erfolgen. Das Berührungsfeld 146 ist mit der Treiberschaltung 149 über die Steuerschaltung 148 verbunden. Wenn auf das Berührungsfeld 146 gedrückt wird, ändern sich aufeinanderfolgend die vorbestimmten Anzeigeinhalte.
Als nächstes wird ein Betriebsbeispiel einer Konstruktion, die mehrere derartige Betätigungsfelder verwendet, unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben. Fig. 13 zeigt schematisch eine Gruppe von Betätigungsfeldern, gesehen von vorn aus. Ein Betätigungsfeld 350 ist beispielsweise ein Betriebsarteinstellbetätigungsfeld. Wird auf das Feld gedrückt, ändert sich die Anzeige aufeinanderfolgend, beispielsweise von A auf B auf C usw. (dies kann numerisch oder alphabetisch erfolgen), wobei jedesmal ein Bild aus gestreutem Licht erzeugt wird, das über ein Farbfilter gefärbt ist, und das der Hintergrundplatte überlagert angezeigt wird. Ein Betätigungsfeld 351 wird in die Betriebsart versetzt, die durch ein Signal von dem Betätigungsfeld 350 festgelegt wird, und zeigt beispielsweise die Temperatureinstellung an. Wird auf das Betätigungsfeld 351 gedrückt, werden Aufwärts- und Abwärtspfeile auf Betätigungsfeldern 352 und 353 angezeigt. Wird auf das Betätigungsfeld 352 gedrückt, ändert sich die Anzeige auf dem Betätigungsfeld 351 zu einer Temperaturanzeige, und ändert sich der Temperatureinstellwert nach oben, wenn auf dieses Feld gedrückt wird (in der Figur sind sowohl die Temperaturanzeige als auch die Buchstaben "Temperatureinstellung" dargestellt, aber tatsächlich erlöschen die Buchstaben "Temperatureinstellung", wenn die Temperaturanzeige eingeschaltet wird). Das Betätigungsfeld 353 wird zur Verringerung der Temperatureinstellung verwendet.
Wenn erneut auf das Betätigungsfeld 350 gedrückt wird, ändert sich die Betriebsart beispielsweise zur Zeiteinstellbetriebsart, und wird "Zeiteinstellung" auf dem Betätigungsfeld 351 angezeigt. Wenn das Betätigungsfeld 351 gedrückt wird, zeigt das Betätigungsfeld 352 "Stunden" an, und zeigt das Betätigungsfeld 353 Anzeige "Minuten" an. Wenn das Betätigungsfeld 352 gedrückt wird, zeigt das Betätigungsfeld 351 Anzeige ***Stunden ""Minuten" an, und ändert sich die Stundeneinstellung, wenn auf dieses Feld gedrückt wird (zu diesem Zeitpunkt erlischt die Anzeige "Zeiteinstellung"). Entsprechend ändert sich, wenn auf das Betätigungsfeld 353 gedrückt wird, die Einstellung der Minuten.
Selbstverständlich können verschiedene Verfahren dazu eingesetzt werden, diese Anzeigebetriebsarten zu implementieren, und zwar durch jene, welche die vorliegende Erfindung ausführen, und läßt sich einfach erkennen, dass auch verschiedene Verbesserungen möglich sind.
Wie voranstehend geschildert kann das Betätigungsfeld gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Anzeige gleichzeitig mit einem Schaltvorgang darstellen, wobei es eine Änderung der Anzeige mit gewissem Ausmaß an Freiheit gestattet. Hierdurch wird ein Betätigungsfeld erzielt, das leicht zu verstehen und leicht zu betätigen ist, mit einer verringerten Anzahl an Schaltern. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind in Fig. 15 zwei Lichtführungsmodule dargestellt, jedoch kann selbstverständlich eine geeignete Anzahl an Modulen entsprechend dem Verwendungszweck verwendet werden.

Claims

1. Farbanzeigeeinrichtung, welche aufweist:

ein Lichtführungsteil, das ein Paar miteinander verbundener, keilförmiger Lichtführungsplatten (10, 11) aufweist;

Lichtquellen in unterschiedlichen Farben (8, 17), die jeweils so angeordnet sind, dass sie einem Rand jeder der keilförmigen Lichtführungsplatten (10, 11) gegenüberliegen;

im wesentlichen transparente Schichten (13, 15), die jeweils auf einer Lichtaustrittsoberfläche jeder der keilförmigen Lichtführungsplatten (10, 11) vorgesehen sind, und einen höheren Brechungsindex als das Lichtführungsteil aufweisen; und

eine Lichtstreuschicht (14, 16), die in einem gewünschten Muster auf jeder der transparenten Schichten (13, 15) angeordnet ist.

2. Farbanzeigeeinrichtung, welche aufweist:

mehrere Lichtführungsplatten (507, 510; 621, 614; 1707, 1710), die parallel zueinander angeordnet sind, um Licht hindurchzuführen;

eine Lichtstreuschicht (505, 508; 614, 619; 1705, 1708), die in einem gewünschten Muster auf einer Anzeigeseite jeder der Lichtführungsplatten angeordnet ist, und ein Farbfilter (503, 504; 603, 604; 1703, 1704; 1803, 1804), das auf einer Randoberfläche jeder der Lichtführungsplatten angeordnet ist; und

eine in der Nähe des Farbfilters angeordnete Lichtquelle (1),

gekennzeichnet durch

eine lichtdurchlässige Schicht (506, 509; 615, 620; 1706, 1709), die einen höheren Brechungsindex als die Lichtführungsplatten (510; 621, 614; 1707, 1710) aufweist, und oben auf jeder der Lichtführungsplatten (510; 621, 614; 1707, 1710) angeordnet ist, wobei die Lichtstreuschichten oben auf der lichtdurchlässigen Schicht angeordnet sind.

3. Farbanzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Schicht mit hohem Brechungsindex eine transparente, leitfähige Schicht (15, 20) ist, und die Lichtstreuschicht (1814, 1819) mit einem makromolekularen, Dispersion aufweisenden Flüssigkristall aufgebaut ist.

4. Farbanzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher eine Schicht (511, 622) mit niedrigem Brechungsindex zwischen den Lichtführungsplatten (507, 510; 616, 621) und auf der Anzeigeseite der Lichtstreuschicht (508; 619) vorgesehen ist.

5. Farbanzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Schicht mit niedrigem Brechungsindex ebenfalls an einer Seite der Lichtführungsplatte vorgesehen ist, die an dem am weitesten von der Anzeigeseite entfernten Ende angeordnet ist, wobei die eine Seite entgegengesetzt zur Anzeigeseite ist.

6. Farbanzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Farbfilter (503, 504; 603, 604; 1703, 1704; 1803, 1804) von drei Arten R, G bzw. B sind.

7. Farbanzeigeeinrichtung nach Anspruch 2 oder 5, bei welcher die Farbfilter (503; 504; 603, 604; 1703, 1704; 1803, 1804) jeweils so ausgebildet sind, dass sie in Bezug auf jede der Lichtführungsplatten (507, 510; 621, 614; 1707, 1710; 1816, 1821) beweglich sind, was die Auswahl einer unterschiedlichen Farbe gestattet.

8. Farbanzeigevorrichtung an Bord eines Fahrzeugs, welche aufweist:

die Farbanzeigeeinrichtung nach Anspruch 3;

eine Treiberschaltung (149) zum Treiben der Farbanzeigeeinrichtung; und

einen Signalgenerator (148) zum Versorgen der Treiberschaltung (149) mit einem Signal, das Anzeigeinhalte betrifft,

wobei die Farbanzeigeeinrichtung (931) in der Nähe einer Glasoberfläche (932) auf solche Weise angeordnet ist, dass ein Bild, das auf der Farbanzeigeeinrichtung angezeigt wird, so betrachtet werden kann, dass es dem Blick nach außen überlagert ist, gesehen durch die Glasoberfläche.

9. Vereinigte Farbanzeigevorrichtung an Bord eines Fahrzeugs, welche aufweist:

die Farbanzeigeeinrichtung nach Anspruch 3;

ein Armaturenbrett, das vereinigt mit der Farbanzeigeeinrichtung installiert ist, zum Anzeigen verschiedener Zustände eines Fahrzeugs;

einen Steuerabschnitt zum Steuern der Farbanzeigeeinrichtung und des Armaturenbretts; und

einen Betätigungsabschnitt, um eine Betätigung von Hand angezeigter Zustände auf der Farbanzeigeeinrichtung und dem Armaturenbrett über den Steuerabschnitt zu gestatten.

10. Farbanzeigebetätigungsfeld, welches aufweist:

einen transparenten Berührungsfeldschalter;

die Farbanzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, die auf dem transparenten Berührungsfeldschalter liegt;

einen Steuerabschnitt zum Steuern des transparenten Berührungsfeldschalters und der Farbanzeigeeinrichtung; und

eine Treiberschaltung zum Treiben des Steuerabschnitts.