DE3643841A1

DE3643841A1 - Anzeigevorrichtung mit fluessigkristallzelle

Info

Publication number: DE3643841A1
Application number: DE19863643841
Authority: DE
Inventors: George Goddard
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-12-20
Filing date: 1986-12-20
Publication date: 1988-06-30
Also published as: AU8034987A; ES2005999A6; EP0337989A1; DE8634222U1; WO1988004789A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Anzeigevorrichtung mit mindestens einer Flüssigkristallzelle nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei einer bekannten Anzeigevorrichtung dieser Art (WO 84/03 778) ist unmittelbar hinter der LCD ein Transflektor angeordnet, mit dem das von außen auf die LCD auftreffende Licht in den angesteuerten Be reichen der LCD zu einem Teil nach vorn reflektiert wird, um dadurch den Kontrast der Anzeige bei Tageslicht zu verbessern. Bei Dunkel heit wird dagegen die LCD-Anzeige durch eine rückwärtige Beleuchtung in den angesteuerten LCD-Bereichen ausgeleuchtet, indem dort das rückwärtige Licht zu einem Teil durch den Transflektor hindurch nach vorne austritt. Der reflektierte Teil dieses Lichtes wird dagegen an der Rückseite des Transflektors diffus abgestrahlt und geht verlo ren. Je nach Einstellung des Transflektors wird dabei ein mehr oder weniger großer Anteil des Lichtes reflektiert.

Derartige Lösungen haben den Nachteil, daß für eine ausreichend starke Ausleuchtung der LCD mehrere starke Lichtquellen benötigt werden, da ein relativ großer Teil des Lichtes verloren geht. Außer dem wird die LCD durch die punktförmigen Lichtquellen sehr ungleich mäßig ausgeleuchtet, so daß zusätzliche Maßnahmen zur gleichmäßigen Lichtverteilung an der Rückseite der LCD benötigt werden. So ist es aus der US-PS 45 02 761 bekannt, zur gleichmäßigen Ausleuchtung einer LCD zwischen der rückwärtigen Beleuchtung und der LCD eine Rasterfolie anzuordnen, die mit einem Farbdruck versehen ist, der die unterschiedliche Lichtstärke auf der der Lichtquelle zugewandten Seite der Rasterfolie ausgleicht. Auch hier sind starke Lichtquellen erforderlich, da zum einen das Licht teilweise von einem Transflek tor zurückgeworfen wird und zum anderen ein erheblicher Teil des Lichts von über 50% von der Rasterfolie absorbiert wird und damit ebenfalls verloren geht, zumal auch dadurch nur ein Linearisie rungsgrad, d.h. eine gleichmäßige Ausleuchtung von etwa 70% erreicht wird.

Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, eine gleichmäßige Ausleuchtung einer oder mehrerer nebeneinanderliegender Flüssig kristallzellen bzw. eines bestimmten Bereiches einer Flüssigkri stallzelle zu verbessern und dabei zugleich eine bessere Lichtaus beute zu erzielen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß der zwischen Flüs sigkristallzelle und den Lichtquellen angeordnete Transflektor ge zielt zur gleichmäßigen Verteilung des Lichtes eingesetzt wird, in dem das von ihm diffus reflektierte Licht wiederum von dem ihm zuge ordneten Reflektor direkt oder indirekt auf die ganze Fläche des Transflektors zurückgeworfen wird. Dadurch wird das von der Licht quelle zum Transflektor direkt oder indirekt abgestrahlte Licht praktisch vollständig zur Ausleuchtung der Flüssigkristallzelle aus genutzt. Da lediglich nur ein geringer Teil von 10 bis 20% des er zeugten Lichtes durch die Mattierung der Lichtquellen verloren geht, wird insgesamt die Lichtausbeute durch Weglassen der Rasterfolie stark verbessert, so daß bei gleicher Helligkeit der Flüssigkri stallzelle die Lichtleistung erheblich verringert werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch den Abstand des Trans flektors zur Flüssigkristallzelle das vom Transflektor durchgelas sene Licht sich diffus auf der ganzen Rückseite der LCD verteilen kann und damit eine weitere Verbesserung der Linearisierung bzw. der Gleichmäßigkeit der LCD-Ausleuchtung bewirkt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist es, bei der Anzeigeeinrichtung einen Transflektor zu verwenden, der auf seiner der rückwärtigen Beleuchtung zugewandten Seite einen Reflexionsgrad von etwa 50% aufweist, so daß die restlichen 50% des Lichtes zur LCD hin diffus abgestrahlt werden. Je nach Gestalt der LCD oder nach An ordnung mehrerer LCDs nebeneinander kann es zweckmäßig sein, als Lichtquelle mehrere außenmattierte Lampen in dem dem Transflektor gegenüberliegenden Bereich des Reflektors anzuordnen, um eine mög lichst gleichmäßige Ausleuchtung zu erzielen. Dabei ist es auch mög lich, die außenmattierten Lampen mit unterschiedlichen Farben zu versehen und getrennt voneinander einschaltbar auszuführen, so daß wahlweise einzelne Bereiche der LCD mit unterschiedlichen Farben auszuleuchten bzw. die Farbtönungen an der LCD umzuschalten sind. Zweckmäßigerweise bildet dabei der Reflektor einen Teil des Gehäu ses, welches die LCD zusammen mit dem Transflektor und den Lampen aufnimmt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt eine Anzeigevorrichtung mit einer Flüssigkristallzelle für ein Kraftfahrzeug.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In der Figur ist ein Anzeigegerät für ein Kraftfahrzeug mit 10 be zeichnet. Ein Gehäuse 11 trägt vorn eine transmissive Flüssigkri stallzelle 12 mit dem üblichen Aufbau, wonach eine Flüssigkristall substanz zwischen zwei Elektroden aufweisende Glasplatten eingefüllt und abgedichtet ist. Die Flüssigkristallzelle 12 trägt an ihrer Rückseite eine Streufolie 13 und mit einem Abstand dahinter ein Farbfilter 14. An der Rückseite des Farbfilters 14 befindet sich ein Transflektor 15. Hinter dem Transflektor 15 ist eine rückwärtige Beleuchtung für die Flüssigkristallzelle 12 angeordnet, so daß in den angesteuerten Bereichen der Flüssigkristallzelle 12 Licht von hinten durch die Flüssigkristallzelle hindurch nach vorn austritt. Dadurch werden die angesteuerten Bereiche der Flüssigkristallzelle von außen sichtbar deutlich heller als die übrigen, gesperrten Be reiche der Flüssigkristallzelle.

Um die von der Flüssigkristallzelle angezeigten Informationen mög lichst gut ablesen zu können, muß die Ausleuchtung an der Flüssig kristallzelle 12 in dem Bereich, in dem die Informationen angezeigt werden sollen, möglichst gleichmäßig sein. Um dies zu erreichen, ist die rückwärtige Beleuchtung aus mindestens einer außenmattierten Lichtquelle in einem zur Flüssigkristallzelle 12 hin offenen Re flektor 16 angeordnet, der durch den Transflektor 15 zur Flüssig kristallzelle 12 hin abgeschlossen ist. Als Lichtquelle dienen im Ausführungsbeispiel mehrere nebeneinander angeordnete, außenmat tierte Lampen 17, die in einem dem Transflektor 15 gegenüberlie genden Bereich des Reflektors 16 eingesetzt sind. Je nach Größe der Flüssigkristallzelle 12 bzw. bei mehreren, nebeneinander angeord neten Flüssigkristallzellen je nach Größe des gesamten Anzeigege rätes wird die rückwärtige Beleuchtung durch mehrere Glühlampen oder durch nur eine dieser Glühlampen realisiert. An den Glühlampen 17 wird die Außenmattierung 18 in bekannter Weise durch Aufrauhen der Glaskolbenoberfläche, z.B. durch Ätzen oder Sandstrahl hergestellt, um eine größere Streuung des an den Lampen austretenden Lichtes an der Oberfläche der Lampen 17 zu erzielen.

Im Ausführungsbeispiel bildet der Reflektor 16 den rückwärtigen Teil des Gehäuses 11, indem dieser Teil innen mit einer Reflexionsschicht 19 versehen ist. Der Transflektor 15 besteht aus einer Scheibe aus einem lichtdurchlässigen Material, das an seiner den Lampen 17 zu gewandten Oberfläche mit einer lichtreflektierenden Lackschicht 20 versehen ist. Die Lackschicht 20 ist so ausgebildet, daß der Trans flektor 16 auf seiner der rückwärtigen Beleuchtung zugewandten Ober fläche einen Reflexionsgrad von etwa 50% aufweist, so daß der Rest des Lichtes von ebenfalls etwa 50% durch den Transflektor 15 hin durch zur Flüssigkristallzelle 12 gelangen kann. Das von dem Trans flektor 15 zurückgeworfene Licht wird dagegen als diffuses Licht vom Reflektor 16 aufgenommen und zusammen mit dem von den Glühlampen 17 zum Reflektor 16 hin abgestrahlten Licht direkt oder indirekt wieder zum Transflektor 15 zurückgeworfen. Durch diese Anordnung wird das vom Transflektor 15 durchgelassene Licht sehr gleichmäßig auf den für Informationsanzeigen vorgesehenen Bereich der Flüssigkristall zelle 12 verteilt. Dabei wird durch das Farbfilter 14 zwischen der Flüssigkristallzelle 12 und dem Transflektor 15 eine gewünschte Farbtönung der Anzeige erzielt. Durch den Abstand zwischen der Flüs sigkristallzelle 12 und dem Transflektor 15 sowie durch die dort an geordnete Streufolie 13 wird eine weitere Streuung des vom Trans flektor 15 durchgelassenen Lichtes bewirkt, womit eine gleichmäßig starke Ausleuchtung der Flüssigkristallzelle 12 noch bis auf einen Linearisierungsgrad von ≈90% verbessert wird.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel be schränkt, da die Anzeigevorrichtung konstruktive Abwandlungen durch aus zuläßt. So kann beispielsweise das Gehäuse und der Reflektor zweiteilig ausgebildet sein bzw. der Reflektor kann ein besonderes, vom Gehäuse aufgenommenes Teil darstellen. Auch die Mattierung der Lampen 17 kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Außerdem können die Lampen 17 eine Farbtönung haben bzw. sie können mit un terschiedlichen Farben versehen und getrennt voneinander einschalt bar sein. Dadurch läßt sich eine Farbumschaltung für die Anzeige realisieren. Für das von außen auf die Flüssigkristallzelle 12 fal lende Licht kann außerdem unmittelbar hinter der Flüssigkristall zelle beispielsweise anstelle der Streufolie 13 oder zusätzlich dazu ein weiterer Transflektor angeordnet sein, dessen zum Teil reflek tierende Oberfläche dann zur Flüssigkristallzelle 12 hin gerichtet ist. In diesem Fall ist der Reflexionsgrad vorzugsweise kleiner als 50% des von außen auffallenden Lichtes in den angesteuerten Berei chen der Flüssigkristallzelle 12.

Bei allen Ausführungen ist es jedoch erfindungswesentlich, daß die rückwärtige Beleuchtung der Flüssigkristallzelle aus mindestens einer mattierten Lichtquelle besteht, die in einem zur Flüssigkri stallzelle hin offenen Reflektor angeordnet ist, welcher durch den Transflektor mit Abstand zur Flüssigkristallzelle hin abgeschlossen ist. Durch diese Maßnahmen wird eine sehr gleichmäßige Ausleuchtung der Flüssigkristallzelle 12 erreicht, wobei nur ein sehr geringer Anteil der Lichtleistung durch die Mattierung der Lichtquellen sowie durch den Transflektor absorbiert wird.

Claims

1. Anzeigevorrichtung mit mindestens einer Flüssigkristallzelle, vorzugsweise in Kraftfahrzeugen, wobei hinter der Flüssigkristall zelle ein Transflektor sowie eine rückwärtige Beleuchtung angeordnet ist, die mindestens einen Bereich der Flüssigkristallzelle ausleuch tet, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Beleuchtung aus mindestens einer mattierten Lichtquelle (17) besteht, die in einem zur Flüssigkristallzelle (12) hin offenen Reflektor (16) angeordnet ist, welcher durch den Transflektor (15) mit Abstand zur Flüssig kristallzelle (12) hin abgeschlossen ist.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transflektor (15) auf seiner der rückwärtigen Beleuchtung (17) zugewandten Oberfläche einen Reflexionsgrad von etwa 50% aufweist.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Transflektor (15) auf seiner der Lichtquelle (17) zuge wandten Oberfläche eine lichtreflektierende Lackschicht (20) trägt.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß als Lichtquelle (17) mehrere außenmattierte Lampen in einem den Transflektor (15) gegenüberliegenden Bereich des Re flektors (16) angeordnet sind.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die mattierten Lampen (17) unterschied liche Farben haben können und getrennt voneinander einschaltbar sein können.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (16) einen Teil des Gehäuses (11) bildet, in dem die Flüssigkristallzelle (12), der Transflektor (15) und die Lampen (17) fixiert sind.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Flüssigkristallzelle (12) und dem Transflektor (15) ein Farbfilter (14) angeordnet ist.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Flüssigkristallzelle (12) und dem Transflektor (15) eine Streufolie angeordnet ist.

9. Anzeigevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Flüssigkristallzelle (12) und dem Transflektor (15) ein weiterer Transflektor unmittelbar an der Rück seite der Flüssigkristallzelle (12) angeordnet ist, dessen teilweise reflektierende Oberfläche zur Flüssigkristallzelle (12) hin gerich tet ist.