DE10141601A1

DE10141601A1 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE10141601A1
Application number: DE10141601A
Authority: DE
Inventors: Andreas Gehrig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2003-03-06
Anticipated expiration: 2021-08-25
Also published as: DE10141601B4

Abstract

Es wird eine Anzeigevorrichtung mit einer flächigen Anzeigetafel vorgeschlagen, bei der auf der dem Betrachter abgewandten Seite eine Prismenfolie angeordnet ist, die durch eine Folie, die mit der Anzeigetafel verklebt ist, an der Anzeigetafel gehalten wird. Damit ist die Montage einer Anzeige mit einer Prismenfolie in einem Arbeitsschritt möglich.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Anzeigevorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon Anzeigevorrichtungen mit flächigen Anzeigetafeln bekannt, insbesondere mit Flüssigkristallzellen, bei denen Licht zur Hinterleuchtung einer Anzeige durch Prismenfolien in Richtung der Anzeige gelenkt wird, so dass das Licht vorzugsweise unter einem Winkel zumindest nahe der Oberflächennormalen auf die Anzeige trifft und diese durchquert. Hierzu ist an mindestens einer Seitenfläche der Prismenfolie, vorzugsweise an der der flächigen Anzeigetafel zuweisenden Seitenfläche, eine strukturierte Oberfläche 9 in die Prismenfolie eingebracht. In einer seitlichen Ansicht weist die Oberflächenstruktur 9 z. B. aus der Folie hervorstehende Bereiche auf, die einen dreieckigen Querschnitt aufweisen. Ferner können auch andere Oberflächenstrukturen, z. B. Formen mit rechteckigem oder halbkugelförmigem Querschnitt, aufgebracht sein. Die Prismenstruktur kann sich längs der Folienoberfläche hinziehen, kann jedoch auch in einzelne Prismengebilde unterteilt sein. Die Prismenfolie wird in der Regel parallel zu einer Oberfläche einer flächigen Anzeigetafel positioniert. Trifft nun von der der Anzeige gegenüberliegenden Seite Licht auf die Prismenfolie, so wird schräg auf die Prismenfolie treffendes Lichtes derart umgelenkt, dass das Licht nahezu senkrecht auf die flächige Anzeigetafel fällt. Hierdurch wird erreicht, dass bei einem Betrachten einer flächigen Anzeigetafel unter einer Richtung, die der Normalen entspricht oder die nur gering von der Normalen abweicht, die Lichtstärke besonders groß ist. Damit wird eine gute Ablesbarkeit bei frontaler Aufsicht auf eine flächige Anzeigetafel erreicht. Für die Anordnung der Prismenfolie ist ein zusätzlicher Montageschritt erforderlich. Hierbei ist zu beachten, dass die Prismenfolie im allgemeinen eine gerichtete Oberflächenstruktur aufweist, die in einer Vorzugsrichtung ausgerichtet werden muss. Die Prismenfolie kann nicht mit der Anzeigefläche direkt verklebt werden, da durch das Aufbringen eines Klebstoffs zwischen der Oberflächenstruktur und der flächigen Anzeigetafel der durch die Prismen hervorgerufene Effekt verloren geht. Daher muss die Prismenfolie in ein Gehäuse, in dem die flächige Anzeigetafel angeordnet wird, in einem zusätzlichen Arbeitsschritt bei der Montage eingelegt und befestigt werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die an der flächigen Anzeigetafel angeordnete Prismenfolie von einer weiteren Folie überdeckt und hierdurch an der flächigen Anzeigetafel gehalten wird. Bei der Montage der flächigen Anzeigetafel in die Anzeigevorrichtung ist daher kein gesonderter Montageschritt mehr für die Anordnung der Prismenfolie erforderlich. Außerdem können Fehler bei der Montage, z. B. eine doppelt eingelegte Folie oder eine nicht eingelegte Folie, vermieden werden. Eine Qualitätskontrolle ist direkt an der flächigen Anzeigetafel noch vor einem Einbau in eine Anzeigevorrichtung möglich. Dadurch kann insbesondere der Montage- und Kontrollaufwand bei dem Einbau der flächigen Anzeigetafel mit daran angeordneter Prismenfolie in einer Fertigung für Anzeigevorrichtungen vermindert werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anzeigevorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist, die Folie reflektierend oder lichtdurchlässig auszuführen, so dass je nach Anwendungsfall die Folie als Reflektor in einer reflexiven Anzeige oder transparent in einer hinterleuchtenden Anzeige fungiert.

Weiterhin ist vorteilhaft, die Folie einzufärben, wodurch ein Farbeindruck der Anzeige veränderbar ist und auf die Anbringung weiterer, zusätzlicher Farbfilter verzichtet werden kann.

Weiterhin ist vorteilhaft, die Folie an einem Rand mit der flächigen Anzeigetafel zu verkleben, um eine Beeinträchtigung der Bilddarstellung durch aufgetragenen Klebstoff zu vermeiden.

Weiterhin ist vorteilhaft, die Prismenfolie auf der Folie zu fixieren, da hierdurch eine genaue Positionierung der Folie gegenüber der flächigen Anzeigetafel möglich ist.

Indem die Prismenfolie möglichst lose zwischen der Folie und der flächigen Anzeigetafel gelagert ist, wird ein Einfluss thermischer Spannungen infolge unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten des Materials der flächigen Anzeigetafel und der Prismenfolie vermieden.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schnitts durch eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung und Fig. 2 eine auf eine Folie aufgebrachte Prismenfolie zur Anbringung an einer flächigen Anzeigetafel.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist eine seitliche Ansicht eines Schnitts durch eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 dargestellt. In der Anzeigevorrichtung 1 ist eine Flüssigkristallzelle 2 angeordnet, die eine erste Glasplatte 3 und eine zweite, parallel zu der ersten Glasplatte angeordnete zweite Glasplatte 4 aufweist. Zwischen den Glasplatten 3, 4 ist eine Flüssigkristallschicht 5 angeordnet. Auf der der Flüssigkristallschicht 5 abweisenden Seite der ersten Glasplatte 3 ist eine erste Polarisatorfolie 6 angeordnet und vorzugsweise durch Aufkleben befestigt. Auf der der Flüssigkristallschicht 5 abweisenden Seite der zweiten Glasschicht 4 ist eine zweite Polarisatorfolie 7 angeordnet. Parallel zu der zweiten Polarisatorfolie 7 ist eine Prismenfolie 8 angeordnet, wobei eine strukturierte Oberfläche 9 der Prismenfolie 8 der Flüssigkristallzelle 2 zuweist. Die Prismenfolie 8 wird über eine Folie 10 an der zweiten Polarisatorfolie 7 gehalten. Die Folie 10 ist an ihren Außenrändern in Klebebereichen 11 mit der zweiten Polarisatorfolie 7 verklebt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können in den Klebebereichen 11 auch Abstandhalter eingebracht sein, die einen definierten Abstand der Folie 10 von der zweiten Polarisatorfolie 7 gewährleisten. Auf der der Flüssigkristallzelle 2 abgewandten Seite der Folie 10 ist ein flächiger Lichtleiter 12 angeordnet, in den Licht einer vorzugsweise stabförmigen Lichtquelle 13 einkoppelbar ist. Der flächige Lichtleiter 12 ist vorzugsweise keilförmig ausgeführt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind an Oberflächen des Lichtleiters 12 ebenfalls Mikrostrukturen angeordnet, die dazu dienen, das ansonsten in dem Lichtleiter 12 unter Totalreflexion reflektierte Licht der stabförmigen Lichtquelle 13 in Richtung der Flüssigkristallzelle 2 auszukoppeln. Das aus dem Lichtleiter 12 ausgekoppelte Licht trifft auf die Folie 10, die lichtdurchlässig ausgeführt ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind Farbstoffmoleküle in die Folie 10 eingebracht, die nur Licht einer bestimmten Farbe hindurchlassen. Das Licht trifft nach einem Durchqueren der Folie 10 auf eine glatte Oberfläche 14 der Prismenfolie, die der strukturierten Oberfläche 9 der Prismenfolie 8 gegenüberliegt. Durch die strukturierte Oberfläche 9 trifft das Licht bei einem Verlassen der Prismenfolie 8 nicht auf eine Fläche auf, die parallel zu der Flüssigkristallzelle 2 verläuft. Durch die Lichtbrechung an der strukturierten Oberfläche 9 wird statt dessen Licht ausgekoppelt, dass ungefähr senkrecht auf die Oberfläche der zweiten Polarisatorfolie 7 trifft. Lichtstrahlen, die flach auf die zweite Polarisatorfolie 7 auftreffen würden, werden nicht ausgekoppelt, sondern durch die strukturierte Oberfläche 9 in den Lichtleiter 12 zurück reflektiert. Das auf die zweite Polarisatorfolie 7 auftreffende Licht wird durch die zweite Polarisatorfolie 7 polarisiert und durchquert danach die zweite Glasplatte 4. Die Flüssigkristallschicht 5 ist in einzelne, in der Fig. 1 nicht dargestellte Bildpunkte oder Bildsegmente aufgeteilt, die jeweils einzeln elektrisch ansteuerbar sind. In Abhängigkeit von der elektrischen Ansteuerung sind die Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht 5 unterschiedlich ausgerichtet und können in Abhängigkeit von ihrer Ausrichtung das polarisierte Licht beeinflussen. Das gegebenenfalls in seiner Polarisationsrichtung beeinflusste Licht durchquert anschließend die erste Glasplatte 3 und trifft auf die erste Polarisatorfolie 6. In Abhängigkeit von der nunmehr vorliegenden Polarisationsrichtung des Lichts wird nun das Licht von der ersten Polarisatorfolie 6 absorbiert oder durchgelassen.
Die Folie 10 kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel lichtstreuend ausgeführt sein, indem lichtstreuende Körper in das Material der Folie 10 eingebracht sind. Hierdurch kann das von dem Lichtleiter 12 ausgestrahlte Licht über die Fläche der Flüssigkristallzelle 2 homogenisiert werden. Anstelle der Flüssigkristallzelle 2 kann auch eine unveränderliche Anzeige, so z. B. ein zu hinterleuchtendes, transparentes Schild aus einem Kunststoffmaterial als eine flächige Anzeige verwendet werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Folie 10 zumindest auch teil reflektierend sein, so dass auf die Anzeigevorrichtung 1 auftreffendes Licht durch die Folie 10 zumindest teilweise reflektiert wird und damit die Flüssigkristallzelle 2 beleuchtet. Die Anzeigevorrichtung 1 ist vorzugsweise in einem Gehäuse angeordnet, in dem eine Baueinheit aus Flüssigkristallzelle 2, Prismenfolie 8 und Folie 10 eingebaut wird. Anstelle des Lichtleiters 12 können auch andere Beleuchtungsvorrichtungen zur Hinterleuchtung der Flüssigkristallzelle dienen. In einem Ausführungsbeispiel ist auf der der Flüssigkristallzelle 2 abgewandten Seite der Folie 10 ein wannenförmiger Reflektor angeordnet, in dem Lichtquellen, z. B. Leuchtdioden oder Glühlampen, angeordnet sind. Die Leuchtdioden sind auf einer Leiterplatte befestigt und sind über die Fläche der Flüssigkristallzelle 2 auf der Leiterplatte verteilt, so dass eine homogene Beleuchtung der Flüssigkristallzelle 2 gewährleistet ist. Durch den Reflektor wird das Licht der Lichtquellen in Richtung der Flüssigkristallzelle 2 gelenkt.
Anstelle einer Flüssigkristallzelle kann die Prismenfolie in der beschriebenen Weise auch an beliebigen flächigen Anzeigetafeln angebracht werden. Z. B. ist ein Anbringen an einer zumindest teilweise transparenten Kunststofftafel möglich, auf der ein Aufdruck angebracht ist, der durch eine Beleuchtung ablesbar ist. Die Folie 10 kann unmittelbar auf der Anzeigetafel befestigt werden.
In der Fig. 2 ist die Folie 10 in einem Verarbeitungszustand dargestellt, in dem sie noch nicht auf die Flüssigkristallzelle 2 aufgeklebt ist. Zunächst wird die Folie 10 zum Anbringen auf die Flüssigkristallzelle 2 in an die Größe der Flüssigkristallzellen angepasste Stücke geschnitten. Die Fertigung kann jedoch auch in einem kompletten Nutzen mit einer späteren Teilung erfolgen. Auf die Folie 10, die vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet wird, wird die Prismenfolie 8 aufgelegt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Prismenfolie 8 an einer ihrer Ränder auf der Folie 10 z. B. durch einen Klebepunkt an einer Stelle fixiert, um eine weitere Fertigung zu erleichtern. Längliche Prismenstrukturen 15 sind vorzugsweise parallel zu einem Rand der Folie 10 ausgerichtet, so dass sie später vorzugsweise parallel zu einer stabförmigen Lichtquelle 13 verlaufen. Anschließend wird ein Klebstoff 11' an einem Rand der Folie 10 aufgebracht. Mittels des Klebstoffs 11' wird nun die Folie 10 mit der zweiten Polarisatorfolie 7 der Flüssigkristallzelle 2 durch Andrücken verklebt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können auch Abstandhalter zwischen der Folie 10 und der Prismenfolie 8 angebracht sein, die einen Mindestabstand der Folie 10 zu der zweiten Polarisatorfolie 7 gewährleisten. In einem Ausführungsbeispiel können diese Abstandhalter in das Klebstoffmaterial eingebracht sein. Statt eines Verklebens kann z. B. auch ein Ultraschallverschweißen der Folie 10 und der Prismenfolie 8 erfolgen. Nach dem Anbringen der Folie 10 an der Flüssigkristallzelle 2 bildet die Folie 10 und die Flüssigkristallzelle 2 eine Baueinheit, die z. B. in einer Anzeige in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann. Bei Anzeigen in Fahrzeugen müssen hohe Temperaturschwankungen ausgeglichen werden, ohne dass Helligkeitsverluste eintreten. Da die Prismenfolie 8 flächig nicht verklebt wird, können keine thermischen Spannungen auftreten, die z. B. zu einem Wellen der Folie führen könnten. Vielmehr liegt die Prismenfolie 8 vorzugsweise frei zwischen der Folie 10 und der Flüssigkristallzelle 2.

Claims

1. Anzeigevorrichtung mit einer flächigen Anzeigetafel, wobei an einer Seite der flächigen Anzeigetafel eine Prismenfolie angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet dass auf der der flächigen Anzeigetafel (2) abgewandten Seite der Prismenfolie (8) eine Folie (10) angeordnet ist und dass die Folie (10) mit der Anzeigetafel (2) verbunden ist.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismenfolie (8) von der Folie (10) an der Anzeigetafel (2) gehalten ist.

3. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (10) reflektierend ist.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (10) lichtdurchlässig ist.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der flächigen Anzeigetafel (2) abgewandten Seite der Folie (10) eine Hinterleuchtungsvorrichtung (12, 13) angeordnet ist.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (10) gefärbt ist.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (10) an einem Rand mit der flächigen Anzeigetafel (2) verklebt ist.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismenfolie (8) auf der Folie (10) fixiert ist.

9. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Anzeigetafel (2) eine Flüssigkristallzelle ist.

10. Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Prismenfolie auf einem Folienstück fixiert wird, wobei ein Klebstoff auf einem Rand des Folienstücks der lichtdurchlässigen Folie aufgebracht wird und wobei das Folienstück mit einer Oberfläche einer flächigen Anzeigetafel verklebt wird.

11. Verwendung einer Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9 in einem Kraftfahrzeug.