DE102008014608A1

DE102008014608A1 - Flüssigkristallanzeigeeinheit

Info

Publication number: DE102008014608A1
Application number: DE102008014608A
Authority: DE
Inventors: Bruno Paeger
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Aumovio Germany De GmbH
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2028-03-18
Also published as: DE102008014608B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einem Flüssigkristallelement 1, dessen Anzeigefeld beobachterseitig von einer Abschattungseinrichtung gegen Lichtbeaufschlagung abschattbar ist. Beobachterseitig ist vor dem Anzeigefeld des Flüssigkristallelements 1 eine Blende angeordnet, durch die ein Lichtdurchtritt von der Beobachterseite her zum Anzeigefeld reduzierbar oder blockierbar und Licht von dem Anzeigefeld zur Beobachterseite hin zumindest weitgehend ungehindert durchlassbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einem Flüssigkristallelement, dessen Anzeigefeld beobachterseitig von einer Abschattungseinrichtung gegen Lichtbeaufschlagung abschattbar ist.
Die optischen Eigenschaften von Flüssigkristallanzeigen sind temperaturabhängig. Bei Flüssigkristallanzeigen, die wie bei einem Motorrad oder einem Cabriolet insbesondere im Freien betrieben werden, kann dies dazu führen, dass die Anzeige bei hoher Umgebungstemperatur und zusätzlicher Eigenerwärmung durch Sonneneinstrahlung nicht mehr ablesbar ist, da der Klärpunkt der Flüssigkristallsubstanz erreicht oder sogar überschritten wird.
Vor allem im Aus- oder Stand-by-Modus von Flüssigkristallanzeigen, bei dem Anzeigen im negativ Mode, die im An-Zustand bzw. mit elektrischem Feld transmissiv und im Aus-Zustand bzw. ohne elektrisches Feld gesperrt sind, sehr dunkel bis völlig schwarz sind, führt dies dazu, dass die Anzeigen im ersten Moment nach Inbetriebnahme nicht ablesbar sind.
Erst, wenn eine Kühlung der Anzeige z. B. durch Bewegung der Umgebungsluft wie z. B. bei Anzeigen an Motorrädern oder durch ein Kühlsystem erreicht wird, ist ein Ablesen der Anzeige wieder möglich.
Um eine sonnenbedingte Aufheizung der Flüssigkristallanzeige zu vermeiden ist es bekannt die Flüssigkristallanzeige entweder mechanisch abzuschatten oder im Aus-Zustand so wegzuklappen, dass keine Sonnenbeaufschlagung der Anzeige erfolgt.
Bei Vorhandensein eines Kühlsystems wird dies dazu benutzt die Temperatur der Anzeige möglichst schnell auf einen akzeptablen Wert zu reduzieren.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Flüssigkristallanzeige der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau auch bei hoher Umgebungstemperatur und Sonneneinstrahlung insbesondere nach einer Inbetriebnahme der Anzeige sofort ablesbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass beobachterseitig vor dem Anzeigefeld des Flüssigkristallelements eine Blende angeordnet ist, durch die ein Lichtdurchtritt von der Beobachterseite her zum Anzeigefeld reduzierbar oder blockierbar und Licht von dem Anzeigefeld zur Beobachterseite hin zumindest weitgehend ungehindert durchlassbar ist.
Durch diese verschleißfreie Ausbildung wird durch Abschattung des Flüssigkristallelements ein Aufheizen der Flüssigkristallsubstanz zum oder sogar über den Klärpunkt vermieden, so daß bei einer Inbetriebnahme der Anzeige sofort eine Ablesbarkeit gegeben ist.
Gleichzeitig wird eine aufwendige und erheblichen Bauraum erfordernde Mechanik zur Abschattung vermieden.
Damit von der durch das Sonnenlicht aufgeheizten Blende die Wärme nicht durch direkte thermische Verbindung auf das Flüssigkristallelement übertragen wird, kann die Blende einen Spalt bildend in einem Abstand vor dem Flüssigkristallelement angeordnet sein.
Der Abstand sollte mindestens 0,5 mm betragen.
Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen 2 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 3 mm und 4 mm.
Nach der Inbetriebnahme der Flüssigkristallanzeigeeinheit und Durchlässigschaltung der Blende kann durch eine Kühlung das Flüssigkristallelement kühlbar sein.
Dazu kann durch die Kühleinrichtung ein Kühlluftstrom über die beobachterseitige Fläche und/oder über die beobachterabgewandte Fläche des Flüssigkristallelements leitbar sein.
Vorzugsweise ist dabei der Kühlluftstrom durch den Spalt zwischen Flüssigkristallelement und Blende leitbar.
Zur Energieeinsparung bei nicht in Betrieb befindlicher Flüssigkristallanzeigeeinheit kann die Kühleinrichtung gemeinsam mit dem Flüssigkristallelement aktiv und inaktiv schaltbar sein.
Zum Schutz gegen mechanische Beschädigung der Blende kann beobachterseitig vor der Blende ein Deckglas angeordnet sein.
Eine Ausbildungsmöglichkeit besteht darin, dass die Blende eine Blendenflüssigkristallzelle ist, die zwischen einem Transparentmode und einem Reflektivmode schaltbar ist, wobei der Transparentmode bei Betrieb der Flüssigkristallanzeigeeinheit und der Reflektivmode bei ausgeschalteter Flüssigkristallanzeigeeinheit geschaltet ist.
Vorzugsweise beinhaltet die Blendenflüssigkristallzelle eine smektische Flüssigkristallsubstanz, wobei die transparenten Zellenwände der Blendenflüssigkristallzelle mit von einer Spannung beaufschlagbaren transparenten Ansteuerelektroden versehen sind, so dass durch die Spannungsbeaufschlagung ein Umschalten zwischen dem Transparentmode und dem Reflektivmode erfolgt, in dem die Abschottung vor dem Sonnenlicht erfolgt.
Im Transparentmode wird der Blick auf das Anzeigefeld des Flüssigkristallelements freigegeben.
Das Flüssigkristallelement kann beobachterseitig ein vorderes Polfilter und auf der beobachterabgewandten Seite ein hinteres Polfilter tragen.
Eine weitere Ausbildungsmöglichkeit besteht darin, dass die Blende ein Blendenpolfilter ist, dessen Polarisierung der Polarisierung des von dem Flüssigkristallelement beobachterseitig ausgesandten Lichts entspricht.
Durch das Blendenpolfilter wird der größte Teil des eindringenden Sonnenlichts abgeschottet, so dass die sonnenlichtbedingte Eigenerwärmung der Anzeige auf ein Minimum reduziert wird.
Das von dem Flüssigkristallelement ausgesandte Licht wird deutlich weniger reduziert, da dieses bereits polarisiert ist und beim Durchgang durch das Blendenpolfilter eine deutlich geringere Reduzierung erfährt.
Bauteilsparend kann das vordere Polfilter das Blendenpolfilter bilden.
Dabei kann das Blendenpolfilter auf dem Deckglas angeordnet sein.
Das Flüssigkristallelement kann ein reflektives oder ein transmissives oder ein transflektives Flüssigkristallelement sein, wobei das transmissive und das transflektive Flüssigkristallelement mit einer Lichtquelle zur Durchleuchtung von der Rückseite her versehen ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Flüssigkristallanzeigeeinheit im Reflektivmode
2 die Flüssigkristallanzeigeeinheit nach 1 im Transparentmode
3 eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Flüssigkristallanzeigeeinheit
4 einen Querschnitt einer Blendenflüssigkristallzelle der Flüssigkristallanzeigeeinheit nach 1 im Transparentmode
5 eine Querschnitt der Blendenflüssigkristallzelle nach 4 im Reflektivmode
6 eine Prinzipdarstellung der Lichtintensität der Lichtströme der Flüssigkristallanzeigeeinheit nach 3.
Die dargestellten Flüssigkristallanzeigeinheiten weisen ein im Detail nicht näher dargestelltes Flüssigkristallelement 1 auf, das aus zwei in einem Abstand zueinander angeordneten transparenten Substraten besteht, zwischen denen ein mit einer insbesondere nematischen Flüssigkristallsubstanz gefüllte Kammer gebildet ist.
Auf den einander zugewandten Flächen der Substrate sind Ansteuerelektroden angeordnet.
Die Außenfläche des beobachterseitigen Substrats trägt einen vorderen Polfilter und die Außenfläche des der Beobachterseite abgewandten Substrats einen hinteren Polfilter.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1, 2, 4 und 5 ist beobachterseitig in einem Abstand von etwa 3 mm vor dem Flüssigkristallelement 1 eine Blendenflüssigkristallzelle 2 angeordnet, die ebenfalls zwei transparente Zellenwände 3 und 4 aufweist zwischen denen eine Kammer 5 gebildet ist, die mit einer smektischen Flüssigkristallsubstanz 6 gefüllt ist.
Die einander zugewandten Flächen der transparenten Zellenwände 3 und 4 sind mit transparenten Ansteuerelektroden 7 und 8 aus z. B. Indium-Zinn-Oxyid (ITO) bedeckt, die von einer Ansteuerspannung beaufschlagbar sind.
Durch die Ansteuerung mit der Ansteuerspannung ist die Blendenflüssigkristallzelle 2 zwischen einem Transparentmode (2 und 4) und einem Reflektivmode (1 und 5) schaltbar.
Trifft Sonnenlicht 9 von außen auf die Flüssigkristallanzeigeeinheit bei im Reflektivmode betriebener Blendenflüssigkristallzelle 2, so wird dieses Sonnenlicht 9 weitgehend von der smektischen Flüssigkristallsubstanz reflektiert und kann nicht bis zum Flüssigkristallelement 1 gelangen und dieses aufheizen.
Wird die Blendenflüssigkristallzelle 2 im Transparentmode betrieben, können die Darstellungen des Flüssigkristallelements 1 problemlos durch die transparente Blendenflüssigkristallzelle 2 von einem Beobachter erfasst werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 und 6 ist in einem Abstand beobachterseitig vor dem Flüssigkristallelement 1 ein Blendenpolfilter 10 angeordnet, dessen Polarisierung der Polarisierung des von dem Flüssigkristallelement 1 ausgesandten Lichts entspricht, was durch die gleichgerichteten Polarisationsachsen 12 dargestellt ist.
Beobachterseitig vor dem Blendenpolfilter 10 ist ein Deckglas 11 angeordnet.
Das Flüssigkristallelement 1 ist durch eine auf dessen Rückseite angeordnete, nicht dargestellte Lichtquelle transmisiv durchleuchtbar.
Das von außen eindringende Sonnenlicht 9 wird durch den Blendenpolfilter 10 größtenteils bereits abgeschottet und kann nur noch im wesentlich reduzierten Umfang bis zum Flüssigkristallelement 1 gelangen, so dass dieses nicht wesentlich aufgeheizt werden kann.
Da das von dem Flüssigkristallelement 1 ausgesandte Licht 13 bereits polarisiert ist, erfolgt am Blendenpolfilter 10 gleicher Polarisation nur eine deutlich geringere Reduzierung des Lichts, so dass die Darstellung des Flüssigkristallelements 1 von einem Beobachter gut erfasst werden kann.
Eine typische prozentuale Reduzierung des Lichts je nach seiner Richtung ist in 6 dargestellt.

1: Flüssigkristallelement
2: Blendenflüssigkristallzelle
3: Zellenwand
4: Zellenwand
5: Kammer
6: Flüssigkristallsubstanz
7: Ansteuerelektrode
8: Ansteuerelektrode
9: Sonnenlicht
10: Blendenpolfilter
11: Deckglas
12: Polarisationsachsen
12: Licht

Claims

Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einem Flüssigkristallelement, dessen Anzeigefeld beobachterseitig von einer Abschattungseinrichtung gegen Lichtbeaufschlagung abschattbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass beobachterseitig vor dem Anzeigefeld des Flüssigkristallelements (1) eine Blende angeordnet ist, durch die ein Lichtdurchtritt von der Beobachterseite her zum Anzeigefeld reduzierbar oder blockierbar und Licht von dem Anzeigefeld zur Beobachterseite hin zumindest weitgehend ungehindert durchlassbar ist.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende einen Spalt bildend in einem Abstand vor dem Flüssigkristallelement (1) angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand mindestens 0,5 mm beträgt.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen 2 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 3 mm und 4 mm beträgt.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Kühleinrichtung das Flüssigkristallelement kühlbar ist.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kühleinrichtung ein Kühlluftstrom über die beobachterseitige Fläche und/oder über die beobachterabgewandte Fläche des Flüssigkristallelements leitbar ist.
Flüssigkristallanzeigeeinheit einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlluftstrom durch den Spalt zwischen Flüssigkristallelement und Blende leitbar ist.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung gemeinsam mit dem Flüssigkristallelement aktiv und inaktiv schaltbar ist.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beobachterseitig vor der Blende ein Deckglas (11) angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende eine Blendenflüssigkristallzelle (2) ist, die zwischen einem Transparentmode und einem Reflektivmode schaltbar ist.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenflüssigkristallzelle (2) eine smektische Flüssigkristallsubstanz (6) beinhaltet, wobei die transparenten Zellenwände (2, 3) der Blendenflüssigkristallzelle (2) mit von einer Spannung beaufschlagbaren transparenten Ansteuerelektroden (7, 8) versehen sind.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkristallelement (1) beobachterseitig ein vorderes Polfilter und auf der beobachterabgewandten Seite ein hinteres Polfilter trägt.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach den Ansprüchen 2 bis 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende ein Blendenpolfilter (10) ist, dessen Polarisierung der Polarisierung des von dem Flüssigkristallelement (1) beobachterseitig ausgesandten Lichts entspricht.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Polfilter das Blendenpolfilter bildet.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenpolfilter auf dem Deckglas angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkristallelement ein reflektives oder ein transmissives oder ein transflektives Flüssigkristallelement ist.