DE2538809A1

DE2538809A1 - Hinter einem frontglas angeordnete fluessigkristallanzeige

Info

Publication number: DE2538809A1
Application number: DE19752538809
Authority: DE
Inventors: Meinolph Kaufmann
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-08-14
Filing date: 1975-09-01
Publication date: 1977-02-24
Also published as: ATA278276A; GB1488779A; FR2321137A1; FR2321137B3; US4043638A; JPS5223293A; CH613597GA3; AT341594B; CH613597B

Description

113/75 Ri.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Hinter einem Frontglas angeordnete Flüssigkristallanzeige.

lh einer Flüssigkristallzelle, die als Anzeigeelement dient, befindet sich die Flüssigkristallschicht zwischen zwei mit bestimmten Elektrodenstrukturen versehenen durchsichtigen Zellenplatten. Auf beiden Seiten der Flüssigkristallzelle ist eine Polarisationsfolie angeordnet. Die Rückseite der Flüssigkristallanzeige ist mit einem Reflektor versehen.

Bei Geräten mit Flüssigkristallanzeige, z.B. Messgeräten, Rechnern, Uhren, befindet sich das Flüssigkristallanzeigeelemente in einem Gehäuse, das frontseitig aus einem Glas oder Kunststoffglas oder einem Maschinen- oder Saphirglas besteht. Dahinter befindet sich im Abstand von einigen Zehntel Millimetern die Flüssigkristallanzeige. Selbst beim Anliegen

•709808/1138

. 2 - ^113/75

der Flüssigkristallanzeige an dem Frontglas sind minimale Hohlräume zwischen Flüssigkristallanzeige und Frontglas vorhanden.

Die Verwendung eines Frontglases in einem Gerät mit Flüssigkristallanzeige hat jedoch, selbst bei guter Transparenz des Glases, den Nachteil, dass an den zwei Oberflächen des Frontglases sowie an der Oberfläche des Anzeigeelementes Reflexionen und Brechungen auftreten, die bei ungünstigen Beleuchtungsverhältnissen, z.B. bei schwacher Beleuchtung oder bei senkrecht auf das Frontglas fallendem Licht und dunkler Umgebung, das Ablesen der angezeigten Information erschweren und den Kontrast der Anzeige herabsetzen. Mit Antireflexschichten, wie sie zum Vergüten von optischen Geräten verwendet werden, wäre es möglich, die drei reflektierenden Flächen, Vorder- und Rückseite des Frontglases sowie die Oberfläche der Flüssigkristallanzeige, zu entspiegeln. Dies ist jedoch insbesondere auf der Oberfläche der Polarisationsfolie ein teures und problematisches Verfahren. Das Gehäuse frontseitig mit der Flüssigkristallanzeige abschliessen zu lassen hat den Nachteil, dass die kratz-, schlag- und feuchtigkeitsempfindliche Oberfläche der Flüssigkristallanzeige bzw. der auf dieser aufgeklebten Polarisationsfolie ungeschützt ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Mängel des Bekannten

709808/1138

- 3 - 113/75

zu vermeiden und eine Anordnung zu schaffen, die bei Geräten mit Flüssigkristallanzeige ein problemloses Ablesen selbst bei ungünstigen BeleuchtungsverhältniBsen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei Flüssigkristallanzeigen der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Hohlraum zwischen Frontglas und Flüssigkristallanzeige mit einem Immersionsmittel gefüllt ist.

Der Erfindung liegt dabei das aus der Mikroskopie bekannte Immersionsprinzip zugrunde (vergl. "ABC der Optik", Dausien Verlag, Hanau, 1972, Seite 565).

Bei Abständen-<. 0,²InIm zwischen Frontglas und Flüssigkristallanzeige ist als Immersionsmittel transparentes, farbloses SiIikonöl besonders geeignet. Aufgrund des geringen Abstandes entsteht eine Kapillarwirkung, die ein Auslaufen des Silikonöls verhindert. Bei Abständenba»0,4mm zwischen Frontglas und Flüssigkristallanzeige ist die Kapillarwirkung nicht so stark, dass ein Auslaufen des Silikonöls ausgeschlossen ist, daher wird bei entsprechend grossen Abständen als Immersionsmittel zweckmässigerweise nachträglich aushärtender Silikonkautschuk verwendet. Einerjweiteren Vorteil bieten Silikonkautschuke, die nach dem Aushärten gelartig bleiben, da diese, z.B. bei Reparaturen des Gerätes, leicht entfernt und wieder verwendet

709808/1138

- H - 113/75

werden können. Um bei der Montage ein vollständiges und gleichmassiges Verdrängen der Luft zu ermöglichen, werden vorzugsweise linsenförmige Elemente aus gelartigem Silikonkautschuk verwendet.

Es ist von Vorteil, die nach aussen gewandte Oberfläche des Frontglases durch Aufbringen einer Antireflexschicht zu entspiegeln, so dass auch dort störende Reflexe vermieden werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus einem nachstehend anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispiel.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Uhr mit Flüssigkristallanzeige und Immersionsmittel

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorderseite einer Uhr mit Flüssigkristallanzeige und dem jeweiligen Strahlengang einfallenden Lichtes mit und ohne Immersionsmittel.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich in einem Uhrengehäuse 1 eine elektronische Schaltung 2. Die Vorderseite des Uhrengehäuses 1 ist mit einem Frontglas 3» die Rückseite mit einem Boden 4 versehen. An der dem Frontglas 3 zugewandten Seite der elektronischen Schaltung 2 befindet

709808/1138

- 5 - 113/75

sich eine Flüssigkristallanzeige 5 mit einem Reflektor 6. Das Frontglas 3 und die Flüssigkristallanzeige 5 berühren sich nicht, der Raum dazwischen ist mit einem Immersionsmittel 7 gefüllt.

Als Immersionsmittel eignen sich Stoffe, bei denen weder durch die zu erwartenden Temperaturschwankungen noch durch Lichteinstrahlung Veränderungen der optischen Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf den Brechungsindex, eintreten. Diesen Anforderungen entsprechen insbesondere Silikonöl und Silikonkautschuk.

In Fig. 2, rechte Hälfte, ist mit E2 ein Lichtstrahl bezeichnet, der unter einem Winkel c< zur Senkrechten an der Oberfläche des Frontglases 3 einfällt. Der Strahl wird zum Teil reflektiert (Strahl R21). Der einfallende Strahl E2 wird zum grössten Teil gebrochen und zwar entsprechend des Brechungsgesetzes: sin** = n, wobei mit /3 der Winkel zwischen gebrochenem Strahl

s~in/i *

und der Senkrechten und mit η der Brechungsindex bezeichnet ist. Der gebrochene Strahl wird an der Unterseite des Frontglases 3 nochmals zum Teil reflektiert (Strahl R22) und zum Teil gebrochen, wobei der nun doppelt gebrochene Strahl unter dem Winkel ^ aus dem Frontglas 3 austritt, da sich in dem Raum zwischen der Flüssigkristallanzeige 5 und dem Frontglas 3 Luft befindet. Der doppelt gebrochene Strahl fällt unter dem Winkel °< an der

709808/1138

- β - 113/75

Oberfläche der Flüssigkristallanzeige 5 ein, wo der Strahl erneut zum Teil reflektriert (Strahl R23) und zum Teil gebrochen wird. Nach drei Brechungen und durch 3 Teilreflexionen geschwächt trifft der Strahl auf den Reflektor 6.

Anders liegen die Verhältnisse bei der erfindungsgemässen Anordnung, wie sie in der linken Hälfte von Fig. 2 veranschaulicht sind. Ein ebenfalls unter dem Winkel °* auf die Oberfläche des Frontglases 3 fallender Lichtstrahl El wird zum Teil ί gebrochen und zum Teil reflektiert (Strahl Rl). Der gebrochene Strahl tritt mit einem Winkel/3 zur Senkrechten durch das Frontglas 3, das Immersionsmittel 7, das nahezu den gleichen Brechungsindex und nahezu gleiche Dispersion hat wie das Material des Frontglases 3» durch die Flüssigkristallanzeige 5 und trifft ohne weitere Brechung oder Reflexion auf dem Reflektor 6 auf. Das Immersionsmittel 7 bewirkt, dass der Lichtstrahl El nur einmal gebrochen und nur einmal reflektiert wird.

Das Füllen des Hohlraumes zwischen dem Frontglas 3 und der Flüssigkristallanzeige 5 mit einem Immersionsmittel 7 hat folgende Vorteile:

a) störende Reflexionen werden erheblich reduziert

b) die meist leicht gewellte Oberfläche des Flüssigkristall-

709808/1138

_ ₇ _ · 113/75

anzeigeelementes hat keinen störenden Einfluss auf den Strahlengang

c) der volle Kontrast der Flüssigkristallanzeige bleibt erhalten.

Dadurch ist bei einer Betrachtungsweise unter sehr spitzem Winkel zur Frontglasebene sowie auch bei ungünstigen Beleuchtungsverhältnissen, z.B. bei schwacher Beleuchtung oder bei j senkrecht auf das Frontglas fallendem Licht und dunkler Umgebung, die angezeigte Information gut abzulesen.

Durch Entspiegeln der nach Aussen gewandten Fläche des Frontglases 3 werden in Verbindung mit dem Füllen des Hohlraumes zwischen dem Frontglas 3 und der Flüssigkristallanzeige 5 mit einem Immersionsmittel 7 sämtliche Reflexionen der Strahlen beseitigt.

Selbstverständlich ist die Anwendung von Immersionsmitteln nicht auf Uhren mit Flüssigkristallanzeige beschränkt; sie empfiehlt sich in allen Geräten mit Flüssigkristallanzeige, z.B. Messgeräten und Rechnern.

709808/1138

Claims

- 8 - 11 ^38809 Patentansprüche

1.]Hinter einem Frontglas angeordnete Flüssigkristallanzeige, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum zwischen Frontglas (3) und Flüssigkristallanzeige (5) mit einem Immersionsmittel (7) gefüllt ist.

2. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Immersionsmittel (7) transparantes, farbloses Silikonöl ist.

3. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Immersionomittel (7) transparenter farbloser, nachträglich aushärtender Silikonkautschuk ist.

¹I. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass der Silikonkautschuk ein nach dem Aushärten gelartig bleibender Silikonkautschuk ist.

5. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch ¹I, dadurch gekennzeichnet, dass der Silikonkautschuk in linsenförmige Elemente vorgefertigt ist.

709808/ 1138

- 9 - 113/75

6. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-. net, dass die nach aussen gewandte Oberfläche des Frontglases (3) entspiegelt ist.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.

7 0 9 8 D«/113 8

Leerseite