DE3032988A1

DE3032988A1 - High contrast liquid crystal display - has multi-layer construction with symbol mask operating together with colour filters

Info

Publication number: DE3032988A1
Application number: DE19803032988
Authority: DE
Inventors: Wilfried 3200 Hildesheim Hehr
Original assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Current assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Priority date: 1980-09-02
Filing date: 1980-09-02
Publication date: 1982-04-15

Abstract

The liquid crystal display is designed to provide improved contrast in a wide range of ambient lighting conditions. The multi-layered display has a transparent front plate (1), a polariser (2), liquid crystal cells (3), a further polariser (4), a mask (5), a number of colour filters (6,7,8,9) and a light source (10). The mask only transmits light through that area corresponding to the symbol (13). The colour filters operating together with the mask allows symbols of a specific colour to be produced.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige zur Anzeige von Symbolen, wobei die Flüssigkristallanzeige bei Ansteuerung der Flüssigkristallzelle im Bereich der Symbole lichtdurchlässig ist.The present invention relates to a liquid crystal display for Display of symbols, the liquid crystal display when the liquid crystal cell is activated is translucent in the area of the symbols.

Derartige Flüssigkristallanzeigen weisen den Nachteil auf, daß sie aufgrund eines geringen Kontrastes schwer ablesbar sind.Such liquid crystal displays have the disadvantage that they are difficult to read due to poor contrast.

Die Erfindung Die Aufgabe, den Kontrast zu erhöhen und die Ablesbarkeit zu verbessern, wird bei einer Flüssigkristallanzeige der eingangs genannten Art gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Flüssigkristallzelle mindestens auf einer Seite mit einer lichtundurchlässigen Maske bedeckt ist, in der Maske Symbole als lichtdurchlässige Bereiche ausgespart sind, die Symbole in der Maske mit den Symbolen der Flüssigkristallzelle übereinstimmen und mit diesen deckungsgleich übereinander liegen.The invention The task of increasing the contrast and the readability to improve, is in a liquid crystal display of the type mentioned solved according to the present invention in that the liquid crystal cell at least one side is covered with an opaque mask, symbols in the mask are cut out as translucent areas, the symbols in the mask with the Symbols of the liquid crystal cell match and with these congruent one above the other lie.

-Derartige Flüssigkristallanzeigen lassen sich gemäß vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung farbig ausbilden, indem die Symbole in der Maske farbig sind, wozu beispielsweise die Symbole in der Maske mit Farbfiltern überdeckt sind oder die Maske von einem Farbfilm mit entsprechend farbigen Symbolen gebildet.wird.Such liquid crystal displays can be more advantageous according to Form the embodiment of the invention in color by the symbols in the mask in color for which, for example, the symbols in the mask are covered with color filters or the mask is formed from a color film with correspondingly colored symbols.

Die Ablesbarkeit der Flüssigkristallanzeige, insbesondere auch bei Dunkelheit, läßt sich gemäß vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielen, daß zur Beleuchtung der Flüssigkristallanzeige hinter der Flüssigkristallzelle eine großflächige Lichtquelle angeordnet ist, wobei die großflächige Lichtquelle beispielsweise als dünner Keil ausgebildet ist, das Licht durch eine die gegeneinander geneigten großen Seitenflächen verbindenden und auf einer Grundfläche des Keils senkrecht stehenden schmalen Seitenfläche des Keils in diesen eintritt und durch eine der gegeneinander geneigten großen Seitenflächen des Keils austritt, indem die gegen die für den Lichtaustritt bestimmte große der Flüssigkristallzelle zugewandten Seitenfläche geneigte große Seitenfläche des Keils mit einer dünnen lichtdurchlässigen Zwischenschicht flächig bedeckt ist, der optische Brechungsindex dieser Zwischenschicht kleiner ist als der optische Brechungsindex des Keils und diese Zwischenschicht mit einer das Licht streuend reflektierenden Pigmentschicht flächig bedeckt ist..The readability of the liquid crystal display, especially with Darkness can be achieved according to an advantageous further development of the invention by that to illuminate the liquid crystal display behind the liquid crystal cell a Large-area light source is arranged, the large-area light source for example is designed as a thin wedge, the light through a mutually inclined connecting large side surfaces and perpendicular to a base of the wedge standing narrow side surface of the wedge enters this and through one of the large side surfaces of the wedge inclined towards each other emerge by the against the large side surface facing the liquid crystal cell intended for the exit of light inclined large side surface of the wedge with a thin translucent intermediate layer is surface covered, the optical refractive index of this intermediate layer is smaller is than the optical refractive index of the wedge and this intermediate layer with a the light scattering reflective pigment layer is covered over the entire area.

Die Vorteile erfindungsgemäßer Flüssigkristallanzeigen bestehen insbesondere darin, daß sie aufgrund ihres hohen Kontrastes und der damit verbundenen guten Ablesbarkeit insbesondere auch für den Einsatz als Anzeigeelemente in Kraftfahrzeugen gut geeignet sind, wobei =ich mehrfarbige und beleuchtete Ausbildungen der Flüssigkristallanzeige wegen der besseren Unterscheidbarkeit der verschiedenen Symbole und der deutlicheren Ablesbarkeit der Flüssigkristallanzeige auch bei störendendem Tageslicht oder sonstigem Licht als besonders vorteilhaft erweisen.The advantages of liquid crystal displays according to the invention exist in particular in that they are due to their high contrast and the associated good readability particularly well suited for use as display elements in motor vehicles are, where = I multicolored and illuminated designs of the liquid crystal display because of the better distinguishability of the various symbols and the clearer ones Readability of the liquid crystal display even in annoying daylight or other Light prove to be particularly beneficial.

Zeichnung Die Erfindung wird nachfolgend an den Figuren 1 und 2 näher erläutert.DRAWING The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 and 2 explained.

Dabei zeigt die Figur 1 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßigen Flüssigkristallanzeige Die Figur 2 zeigt den Aufbau der großflächigen Lichtquelle der in der Figur 1 dargestellten Flüssigkristallanzeige.Here, FIG. 1 shows the basic structure of an inventive Liquid crystal display FIG. 2 shows the structure of the large-area light source the liquid crystal display shown in FIG.

In Figur 1 zeigt 1 eine durchsichtige Frontscheibe hinter der ein Polarisator 2, die Flüssigkristallzelle 3, ein weiterer Polarisator 4, die Maske 5, die nebeneinanderliegenden Farbfilter 6, 7, 8 und 9 sowie die großflächige Lichtquelle 10 in der dargestellten Reihenfolge hintereinander angeordnet sind.In Figure 1, 1 shows a transparent windshield behind the one Polarizer 2, the liquid crystal cell 3, another polarizer 4, the mask 5, the adjacent color filters 6, 7, 8 and 9 as well as the large-area light source 10 are arranged one behind the other in the order shown.

Die Polarisationsrichtungen der Polarisatoren 2 und 4 stehen senkrecht aufeinander, so daß die aus den Polarisatoren 2 und 4 sowie der zwischen diesen liegenden Flüssigkristallzelle 3 gebildete Einheit in der Figur 1 nicht näher dargestellter Weise nur im Bereich der entsprechend angesteuerten Symbole der Flüssigkristallzeile 3 lichtdurchlässig ist.The polarization directions of the polarizers 2 and 4 are perpendicular on each other, so that from the polarizers 2 and 4 as well as the one between them lying liquid crystal cell 3 formed unit in the figure 1 not shown Way only in the area of the correspondingly activated symbols of the liquid crystal line 3 is translucent.

Hinter dem Polarisator 4 ist die Maske 5 angeordnet. Die Maske 5 ist nur im Bereich der Symbole lichtdurchlässig, wobei die Symbole in der Maske 5 mit den Symbolen der Flüssigkristallzelle 3 übereinstimmen und bei der zusammengebauten Flüssigkristallanzeige deckungsgleich übereinanderliegen.The mask 5 is arranged behind the polarizer 4. The mask 5 is translucent only in the area of the symbols, the symbols in mask 5 with the symbols of the liquid crystal cell 3 match and when assembled Liquid crystal displays are congruent on top of each other.

Für den Fall, daß die Maske 5 nicht farbig ausgebildet ist, sind, wie in der Figur 1 dargestellt, hinter der Maske 5, die Farbfilter 6, 7, 8 und 9 angeordnet, so daß die Flüssigkristallanzeige farbig ist. Wird die Maske 5 aus einem Farbfilm hergestellt, so kann auf derartige Farbfilter verzichtet werden, da die Maske 5 dann im Bereich der Symbole farbig lichtdurchlässig ausgebildet ist.In the event that the mask 5 is not colored, are, As shown in FIG. 1, behind the mask 5, the color filters 6, 7, 8 and 9 arranged so that the liquid crystal display is colored. If the mask 5 is made of a Color film produced, such color filters can be dispensed with, since the Mask 5 is then designed to be transparent in color in the area of the symbols.

Hinter der Maske 5 und den nebeneinanderliegenden Farbfiltern 6, 7, 8 und 9 ist die großflächige Lichtquelle 10 angeordnet, die der Beleuchtung der Flüssigkristallanzeige dient.Behind the mask 5 and the adjacent color filters 6, 7, 8 and 9, the large-area light source 10 is arranged, the illumination of the Liquid crystal display is used.

Die großflächige Lichtquelle 10 beleuchtet die Flüssigkristallanzeige dadurch, daß sie die nebeneinanderliegenden Farbfilter 6, 7, 8 und 9, die Symbole 13 und 14 in der Maske 5, den Polarisator 4, die Flüssigkristallzelle 3, den Polariastor 2 und die Frontscheibe durchstrahlt, so daß die dargestellte Einheit als selbstleuchtende Flüssigkristallanzeige arbeitet.The large-area light source 10 illuminates the liquid crystal display in that they have the adjacent color filters 6, 7, 8 and 9, the symbols 13 and 14 in the mask 5, the polarizer 4, the liquid crystal cell 3, the polar gate 2 and the front window shines through, so that the unit shown as a self-illuminating Liquid crystal display works.

Die Figur 2 zeigt die als prismatischer Keil 10 ausgebildete großflächige Lichtquelle. Der lichtdurchlässige prismatische Keil 10 weist zwei große und-gegeneinander geneigte Seitenflächen 15 und 16 auf, von denen die große Seitenfläche 15 als Lichtaustrittsfläche dient. während die gegen diese geneigte große Seitenfläche 16 mit einer durchsichtigen Zwischenschicht 20 flächig bedeckt ist.FIG. 2 shows the large-area, designed as a prismatic wedge 10 Light source. The translucent prismatic wedge 10 has two large and against each other inclined side surfaces 15 and 16, of which the large side surface 15 acts as a light exit surface serves. while the large side surface 16 inclined towards this with a transparent one Intermediate layer 20 is covered flat.

Diese. Zwischenschicht 20 kann beispielsweise auch dadurch erzielt werden, daß der Keil 10 in Klarlack tauchlackiert wird und somit auf seiner gesamten Oberfläche mit einer Klarlackschicht überzogen wird.These. Intermediate layer 20 can also be achieved in this way, for example be that the wedge 10 is coated in clear lacquer and thus on its entire Surface is covered with a clear coat.

Dabei ist der optische Brechungsindex der Zwischenschicht 20 kleiner als der optische Brechungsindex des Keils 10. Die Zwischenschicht 20 ist'mit einer das Licht streuend reflektierenden Pigmentschicht 21 bedeckt. Über die die gegeneinander geneigten Seitenflächen 15 und 16 verbindenden schmale Seitenfläche 17 des Keils 10 wird das Licht in den Keil 10 eingekoppelt, dabei steht die Seitenfläche 17 auf der Grundfläche 18 und der Deckfläche 19 des Keils 10 senkrecht.In this case, the optical refractive index of the intermediate layer 20 is smaller than the optical refractive index of the wedge 10. The intermediate layer 20 is' with a the light scattering reflecting pigment layer 21 covered. About the against each other inclined side surfaces 15 and 16 connecting narrow side surface 17 of the wedge 10, the light is coupled into the wedge 10, while the side surface 17 stands up the base 18 and the top surface 19 of the wedge 10 perpendicular.

Das von einer nicht näher dargestellten Lampe durch die schmale Seitenfläche 17 in den Keil 10 eingekoppelte Licht wird durch.That of a lamp not shown in detail through the narrow side surface 17 coupled into the wedge 10 light is through.

geeignete Dimensionierung des Keils 10 an der Grundfläche 18 und der Deckfläche 19 des prismatischen Keils total reflektiert.suitable dimensioning of the wedge 10 on the base 18 and the Top surface 19 of the prismatic wedge totally reflected.

An den gegeneinander geneigten großen Seitenflächen 15 und 16 tritt ebenfalls je nach Einfallswinkel des Lichts Totalreflektion auf. Ein Teil des einfallenden Lichts tritt durch die große und für den Lichtaustritt bestimmte Seitenfläche 15 des Keils aus und trägt zur Lichtausbeute bei.Occurs on the large side surfaces 15 and 16, which are inclined towards one another also total reflection depending on the angle of incidence of the light. Part of the incident Light passes through the large side surface 15 intended for the exit of light of the wedge and contributes to the light output.

Ein weiterer Lichtanteil tritt durch die gegen die Seitenfläche 15 geneigte Seitenfläche 16 in die gegenüber dem Keil optisch dünnere Zwischenschicht 20 und durch diese auf die dieses Licht streuend reflektierende Pimentschicht 21 und wird somit irregulär in den Keil 10 zurückgestreut und tritt nach ggf. weiteren Reflektionen durch die für den Lichtaustritt bestimmte Seitenfläche 15 des Keils 10 und trägt somit ebenfalls zur Lichtausbeute bei.Another light component passes through the one against the side surface 15 inclined side surface 16 into the intermediate layer, which is optically thinner than the wedge 20 and through this onto the allspice layer 21, which scatteringly reflects this light and is thus irregularly scattered back into the wedge 10 and possibly occurs after further Reflections through the side surface 15 of the wedge intended for the exit of light 10 and thus also contributes to the light yield.

Durch die Ausbildung der in der Figur 2 dargestellten Lichtquelle als prismatischer Keil 10 wird es erreicht, daß das Licht aufgrund eines Zusammenwirkens von Totalreflexion, Streuung und Lichtbrechung mit hoher Ausbeute und über die gesamte Lichtaustrittsfläche 15 des Keils 10 gleichmäßiger Leuchtdichte austritt.Due to the design of the light source shown in FIG as a prismatic wedge 10 it is achieved that the light due to an interaction of total reflection, scattering and refraction with high yield and over the whole Light exit surface 15 of the wedge 10 exits uniform luminance.

Erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigen sind aufgrund ihres hohen Kontrastes für nahezu alle Anwendungsfälle, insbesondere auch als Anzeigeeinheit in Kraftfahrzeugen, auch bei ständig wechselndem Lichteinfall aus dem Umfeld sehr gut geeignet.Liquid crystal displays according to the invention are due to their high Contrast for almost all applications, especially as a display unit in motor vehicles, even with constantly changing incidence of light from the environment well suited.

Claims

Liquid crystal display claims liquid crystal display with a Liquid crystal cell for displaying symbols, the liquid crystal display when the liquid crystal cell is activated, it is translucent in the area of the symbols is, characterized in that the liquid crystal cell (3) at least on one Page is covered with an opaque mask (5), in the mask (5) symbols (13, 14) are cut out as translucent areas, the symbols (13, 14) in the mask (5) with the symbols (11, 12) of the liquid crystal cell. (3) match and with these are congruent on top of each other.

2. Liquid crystal display according to claim 1, characterized in that that the symbols (13, 14) in the mask (5) are colored.

3. Liquid crystal display according to claim 2, characterized in that that the symbols (13, 14) in the mask (5) are colored by the symbols (13, 14) in the mask (5) are covered with color filters (6, 7, 8, 9).

4. Liquid crystal display according to claim 2, characterized in that that the symbols (13, 14) in the mask (5) are colored by the mask (5) is formed by a color film.

5. Liquid crystal display according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that for illuminating the liquid crystal display behind the liquid crystal cell (3) a large-area light source (10) is arranged.

6. Liquid crystal display according to claim 5, characterized in that that the large-area light source is designed as a thin wedge (10), the light by a connecting large side surfaces (15, 16) which are inclined towards one another and on a base (18) of the wedge (10) perpendicular narrow side surface (17) of the wedge (10) enters this and through one of the mutually inclined large side surfaces (15, 16) of the wedge (10) emerges by the against the for the Light exit determined the large side surface facing the liquid crystal cell (3) (15) inclined large side surface (16) of the wedge (10) with a thin translucent Intermediate layer (20) is covered flat, the optical refractive index of this intermediate layer (20) is smaller than the optical refractive index of the wedge (10) and this intermediate layer (20) is covered over the surface with a pigment layer (21) that reflects the light in a scattering manner is.