(57)【要約】  本発明は、ケーシング（２０）に収容された多層の表示ユニット（１）を備えた液晶表示装置に関する。表示ユニット（１）では、可視面から背面に向かって、正面偏光フィルタ（１１）と、液晶層（１２）と、背面の偏光フィルタ（１３）と、拡散層（１４）または再帰反射層とが、場合によっては別の層（１５，１６）の介挿下で連続的に配置されている。高められた輝度は、拡散層または再帰反射層もしくは再帰反射シートが、蛍光色素（１４．１）を備えていることにより保持される。
2008519302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層の表示ユニット（１）を備えた液晶表示装置であって、表示ユニット（１）において、可視面から背面に向かって、正面偏光フィルタ（１１）と、液晶層（１２）と、背面の偏光フィルタ（１３）と、拡散層（１４）または再帰反射層とが、場合によっては別の層（１５，１６）の介挿下で連続的に配置されている形式のものにおいて、
拡散層（１４）または再帰反射層が、蛍光色素（１４．１）を備えていることを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
液晶層（１２）が、電圧が印加されていない状態で明るい型式の液晶層である、請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
背面の偏光フィルタ（１３）が、輝度を高める構造を有している、請求項１または２記載の表示装置。
【請求項４】
拡散層の後方に、バックライト装置（ＨＬ）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の表示装置。
【請求項５】
多層の表示ユニットが、ケーシング（２０）に収容されており、該ケーシング（２０）の少なくとも背面の領域が透光性である、請求項１から４までのいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項６】
ケーシング（２０）の背壁（２１）の他に、側方の領域も透光性である、請求項５記載の表示装置。
【請求項７】
ケーシング（２０）の背壁（２１）の内部にまたは上に、および／またはケーシング（２０）の側方の領域の内部にまたは上に、１つまたは複数の光源（ＬＱ）が配置されている、請求項５または６記載の表示装置。
【請求項８】
光源（ＬＱ）が、発光ダイオードとして形成されている、請求項７記載の表示装置。
【請求項９】
光源（ＬＱ）が、透光性の支持体に取り付けられている、請求項７または８記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングに収容された多層の表示ユニットを備えた液晶表示装置に関する。表示ユニットでは、可視面から背面に向かって、正面偏光フィルタと、液晶層と、背面の偏光フィルタと、拡散層または再帰反射層とが、場合によっては別の層の介挿下で連続的に配置されている。
【０００２】
このような液晶表示装置が、ＷＯ０２／０８４３８３Ａ号明細書において公知なものとして報告されている。この公知の表示装置の場合、自体一般的な表示ユニットは、基板の外面を偏光フィルタによってカバーされている。この偏光フィルタの偏光方向は、電圧が印加されていない状態で明るく表示するために、互いに交差して配置されている。観察にとって有利な手段は、９０°より小さなねじれ角度を有する液晶セル層が使用されることにあり、この液晶セル層は、法線に対して斜めの視野角度からの観賞に有利である。
【０００３】
このような形式の別の液晶表示装置が、ＷＯ００／１４５９６号明細書に記載されている。この液晶表示装置は、バックライトによって透過的に、または正面の照明によって反射的に、または透過的／反射的に駆動することができる。この場合、外部の光状況に適応することが可能である。
【０００４】
液晶表示の場合には多くの状況において、問題ない認識可能性のために必要な輝度もしくは必要なコントラストが得られない。
【０００５】
本発明の根底にある課題は、可能な限り僅かなエネルギで、高められた輝度もしくは高められたコントラストをもたらす液晶表示装置を提供することである。
【０００６】
この課題は、請求項１に記載した特徴により解決される。この構成では、拡散層または再帰反射層が、蛍光色素を備えている。
【０００７】
本発明に係る液晶表示は、多層の表示ユニットを備えた液晶表示装置であり、表示ユニットにおいて、可視面から背面に向かって、正面偏光フィルタと、液晶層と、背面の偏光フィルタと、拡散層または再帰反射層とが、場合によっては別の層の介挿下で連続的に配置されている形式のものにおいて、拡散層または再帰反射層が、蛍光色素を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る液晶表示は、液晶層が、電圧が印加されていない状態で明るい型式の液晶層である。
【０００９】
本発明に係る液晶表示は、背面の偏光フィルタが、輝度を高める構造を有している。
【００１０】
本発明に係る液晶表示は、拡散層の後方に、バックライト装置が設けられている。
【００１１】
本発明に係る液晶表示は、多層の表示ユニットが、ケーシングに収容されていて、このケーシングの少なくとも背面の領域が透光性である。
【００１２】
本発明に係る液晶表示は、ケーシングの背壁の他に、側方の領域も透光性である。
【００１３】
本発明に係る液晶表示は、ケーシングの背壁の内部にまたは上に、および／またはケーシングの側方の領域の内部にまたは上に、１つまたは複数の光源が配置されている。
【００１４】
本発明に係る液晶表示は、光源が、発光ダイオードとして形成されている。
【００１５】
本発明に係る液晶表示は、光源が透光性の支持体に取り付けられている。
【００１６】
拡散層もしくは拡散板、または反射層もしくは反射シートにおける蛍光を発する色素により、ぶつかる光は蛍光色素の放射波長において、偏光方向の均一な分配によって再び放射され、これにより該当する偏光方向の光は可視面に向かってその手前に位置する偏光フィルタを通過する。
【００１７】
有利な輝度もしくは高いコントラストは、液晶層が、電圧が印加されていない状態で明るい型式の液晶層であることにより促進される。なぜならばこの構成では、正面のセルにぶつかる光は、極めて僅かな吸収しか伴わずに通過するからである。
【００１８】
背面の偏光フィルタが、輝度を高める構造を有していることにより、さらに輝度増大に貢献する。輝度を高めるこのような偏光フィルタは、たとえば反射的な偏光体のような、いわゆるＢＥＦ（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｔｅｒ）偏光フィルタとして公知である。
【００１９】
比較的僅かなエネルギ消費で、高められた輝度を達成する表示装置の構成は、拡散層の後方にバックライト装置が設けられているということにある。
【００２０】
有利な別の構成では、多層の表示ユニットがケーシングに収容されていて、このケーシングの少なくとも背面の領域が、透光的であることが提案されている。
【００２１】
透光的なケーシングにより、周囲光は、正面からだけでなく背面からも表示ユニットを明るくし、かつコントラストを向上させるために効果的であるので、表示における描出の改善された認識可能性がもたらされ得る。夜間駆動用に付加的なバックライトを使用する場合には表示の高い輝度に基づき、バックライトを比較的弱光でひいてはエネルギを節約するように構成することができる。
【００２２】
ケーシングの背壁の他に、側方の領域も透光性であるようになっていると、周囲光は、表示を明るくするために可能な限り完全に利用される。
【００２３】
この場合、有利には暗闇で付加的に明るくするために、背壁の内部にまたは上に、および／またはケーシングの側方の領域の内部にまたは上に、１つまたは複数の光源が配置されている。
【００２４】
この場合、光源が発光ダイオードとして形成されているという特徴が、頑丈でかつ耐久性のある、エネルギを節約するような構成に貢献する。
【００２５】
周囲明るさの利用および表示の均一な照度は、光源が透光性の支持体に取り付けられていることによりサポートされる。
【００２６】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳細に説明する。
【００２７】
図１には、ケーシング２０に収容された表示ユニット１を備えた液晶表示装置が示してある。表示ユニット１の層列は、観察者Ｂに対峙した正面から、周囲光ＵＬおよび／または観察者Ｂとは反対の側の背面から、バックライト光ＨＬによって明るくされる。表示ユニット１の層列は正面から背面に向かって、正面偏光フィルタ１１と、１つまたは複数の液晶セル、および背面の偏光フィルタ１３、および拡散層もしくは拡散板１４または再帰反射層もしくは再帰反射シートを備えた液晶層１２とを有している。さらに自体公知には、たとえば冒頭で述べた刊行物がさらに証明しているように、層列にさらに適切な別の層１５，１６を配置することができる。別の層１５，１６は、そのそれぞれの機能に応じて液晶層１２の手前および／または後方に配置することができる。拡散層１４または反射層の有利な構成は、拡散層１４または反射層が蛍光色素１４．１を備えていることにある。
【００２８】
正面偏光フィルタ１１として、これまでにも既に液晶表示において使用されている標準シートが適当である。偏光方向の光は高いパーセンテージで透過され、この偏光方向に対して垂直な偏光方向の光は、高いパーセンテージで遮断されるかもしくは吸収される。
【００２９】
液晶層１２もしくは液晶セルとして、たとえば有利には、正面の全方向から液晶セルの明るい領域（通電していない領域）に当たる光が、極めて僅かな吸収を伴って透過されるので、死の状態、つまり電圧が印加されていない状態で明るい運転モードもしくは駆動方式をもたらす構造を備えたＴＮ型の液晶層もしくは液晶セルが使用される。この場合、特に有利な構成は、冒頭で述べたＷＯ０２／０８４３８３号明細書に記載されているような、いわゆるＬＴＮ液晶セルにある。
【００３０】
背面の偏光フィルタ１３として、有利には輝度を高める構造を有する偏光フィルタ、いわゆるＢＥＦ偏光フィルタ（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｔｅｒ）が使用されている。このフィルタ型式の場合には、拡散板１４の方向から背面の偏光フィルタ１３に達する、遮断された偏光方向の光の大部分が、拡散板１４または再帰反射シートの方向で再び戻し反射される。次いでそこから再びＢＥＦフィルタ１３に達する光のうち、やはり偏光方向の光が透過される。ＢＥＦフィルタ１３に対して直交に偏光された光線は、再び拡散板１４に向かって反射される。拡散板１４に当たる光がその偏光方向を変えると、反射された光の一部分は最終的に液晶セル１２を再び通過することができ、その結果、液晶セル１２の輝度は高められる。このことはバックライト光として入射される光にだけ当てはまるのではなく、観察者Ｂの方向から表示ユニット１に当たり、かつ明るい領域において液晶セル１２を通り抜けることができ、次いで拡散板１４によって液晶セル１２に向かって再び反射されるかもしくは放射される光にも当てはまる。輝度を高める背面の偏光フィルタ１３として、特に再帰反射シートもしくは再帰反射層に関して、拡散しない鏡面偏光シートが使われる。なぜならば拡散は、光変換器および再帰反射シートもしくは再帰反射層の蛍光色素において行われ、反射され偏光された光線を主として回収するための作用が必要とされるからである。輝度増大もしくはコントラスト増大に貢献し、表示（方向および／または開口幅）の平面法線に対する好都合な観察角度も得るために、拡散層１５または再帰反射層の領域に特にマイクロプリズムのようなプリズム構造体を、および／または所定の使用事例に適した拡散屈折率楕円体をこの領域に設けることもできる。さらに、拡散層または再帰反射層もしくは再帰反射シートは、色特性を得るために波長選択的に形成されていてよい。
【００３１】
図１および図２に示したように、ケーシングは、透光性の背壁２１と表示ユニット１を側方で有している周縁部２２とを有している。この周縁部２２も部分的にまたは完全に透光的に構成されていてよい。透光性の材料として、ガラスまたはプラスチックが適している。この場合、材料は透明にまたは不透明に構成されていてよく、望むのであれば適切に色付けされていてよい。別の実施例では背壁２１または周縁部２２の内部にまたは上に、光源ＬＱを備えた照明装置、特に発光ダイオードが配置されている。光源ＬＱは、前記構造の表示の高い輝度のおかげ、かつ存在している周囲光のサポートによって、比較的弱光で、つまりエネルギを節約するように構成することができる。
【００３２】
拡散層１４もしくは拡散板、または蛍光色素を有する再帰反射層もしくは再帰反射シートの有利な構成も、輝度の向上に貢献する。既述したように、ＢＥＦ偏光フィルタ１３による輝度増大は、ＢＥＦ偏光フィルタ１３によって反射された光の偏光方向が変えられることにより達成される。偏光方向の変化は、蛍光を発する色素１４．１を拡散板１４または反射シートにおいて使用することにより、特に効果的に達成される。蛍光色素１４．１により比較的短波の光は吸収され、次いで蛍光色素１４．１の放射波長において、たとえば偏光方向の均一な分配によって再び放射される。背面の支持層での簡単な取付けのために、再帰反射シートの背面には、接着層が備え付けられている。
【００３３】
拡散層１４もしくは拡散板または反射層もしくは再帰反射シートが、高純度の蛍光着色剤と共に放射性のカラーフィルタを形成する。１つの構成では、拡散層１４もしくは拡散板または反射層もしくは再帰反射シートは、半透明（半透過性）の光学素子（プレート、フィルム、サンドイッチ体、印刷物、被覆層）として、単色の構成においては、たとえば染色されたプラスチックプレート、フィルム、およびサンドイッチ構造として、または多色の構成においては、たとえば半透明のポリマ支持体上の印刷物および被覆層として、外部の不都合な照射条件下での可読性とコントラストとの向上に著しく貢献し、透過性の駆動ではバックライトをより良好に利用することにより、エネルギ効率の向上がもたらされる。この場合、種々異なる原理的な構造ヴァリエーションがもたらされる。つまり、
−透明のまたは半透明の熱塑性的なポリマがマトリクスとして、１つまたは複数の光安定的でかつ熱安定的な蛍光着色剤と、ポリマ的なまたは無機的な特殊な光学拡散体とを有していて；その他にさらに市販のＵＶ安定剤、着色剤またはプロセス補助剤を含有していてよい。典型的なマトリックスポリマクラスとして、ここではとりわけポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート（ポリメタクリレート）およびこれらのコポリマと、ポリスチレンおよびポリスチレンコポリマと、ポリビニルクロリドと、ポリビニリデンジフルオリドと、シクロオレフィンコポリマと、これらの物理的な混合物および配合物とが考慮の対象となる；この場合、特に有利にはポリカーボネート（ＰＣ）と、ポリメタクリレート（ＰＭＭＡ）と、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と、メタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−コポリマ（ＭＡＢＳ）とポリビニルクロリド（ＰＶＣ）とである。
【００３４】
−拡散体と蛍光着色剤とは、１つの層に一緒にまたは（多層の全構造では）別々の層に存在することができる；第１の事例では、拡散体は光不活性でなければならない。つまり拡散体は、光触媒的なまたは光化学的な活性を有していてはならない。光不活性の拡散体の例として、硫酸バリウム、硫酸亜鉛または酸化ジルコニウム、およびたとえばＡｒｋｅｍａ社の製品ラインであるＰａｒａｌｏｉｄＴＭのようなポリマ的な全拡散材料（有利には硫酸バリウムおよび酸化チタンまたはこれらの混合物）が挙げられる。光活性の拡散体の例として、二酸化チタンとドープ酸化スズおよびドープされていない酸化スズ（有利には二酸化チタン）とが挙げられる。光安定的でかつ熱安定的な有利な蛍光着色剤の例として、ＢＡＳＦ社の製品ラインであるＬｕｍｏｇｅｎ（Ｒ）Ｆ、およびＣｌａｒｉａｎｔ社の製品ラインであるＨｏｓｔａｓｏｌ（Ｒ）が挙げられる。
【００３５】
−蛍光染料は通常、光学密度が吸収極大１，５〜２であるように調量される；これにより、色付けされる層の厚さと染料の吸収効率とに関連して、０，００１〜１０重量％までの効果的な調量程度がもたらされる；典型的には調量程度は、厚さ２ｍｍより厚い、材料着色された（ｍａｓｓｅｇｅｆａｅｒｂｔ）肉厚なシステム（たとえばプレート、サンドイッチ体）の場合には、０，０００１〜０，１重量％である。これに対して、厚さ０，５ｍｍより薄い、材料着色された肉薄なシステム（フィルム、サンドイッチ体）の場合の調量程度は、０，０５〜２重量％であり、印刷物または被覆（コーティング）層を使用する場合には、０，５〜１０重量％である。
【００３６】
−特殊な拡散材料は通常、全システムの平均的な透過率が染料の吸収帯の外側では、約５０％であるように調量される。このことは、添加された層の厚さと拡散体の拡散効率とに関連して、０，１〜４０重量％の効果的な調量程度をもたらす；典型的には調量程度は、厚さ２ｍｍより厚い、材料添加された（ｍａｓｓｅａｄｄｉｔｉｖｉｅｒｔ）肉厚なシステム（たとえばプレート、サンドイッチ体）の場合には、０，１〜５重量％であり、厚さ０，５ｍｍより薄い、材料添加された肉薄なシステム（フィルム、サンドイッチ体）の場合には、２〜４０重量％である。印刷物使用またはコーティング層を使用する場合には、獲得し得る（ほんの数マイクロメートルの）層密度では一般的に、所望の拡散プリントを形成するには十分ではない。ここでは、拡散材料が、プリントしたいもしくはコーティングしたい基板に、完全にまたは少なくとも大部分に供給されることが望ましい。
【００３７】
バックライトなし（反射駆動）で良好に可読な表示を構成するために有利に使用される、透明でなく反射的な光学的な構成の場合には、異なる変化実施例が、多層のフィルム、サンドイッチ構造体、印刷物または被覆（コーティング）層として同様に考慮される。この場合、単色の構成としては、たとえば上層で色付けされたフィルム、および少なくとも１つの材料着色された透明な層と、その後方に位置する、場合によっては指向的に反射する層とから成るサンドイッチ構造が考慮されるか、または多色の構成としては、反射性のポリマ支持体または金属支持体での印刷物および被覆（コーティング）層が考慮される。有利な実施例は、ＥＰ０８５３６４６号明細書またはＥＰ０８６２５９９号明細書に記載されているような、マイクロプリズム状のサンドイッチシートにある。
【００３８】
特に有利な実施例では、放射性のカラーフィルタが、構成群支持体／ＬＣガラス支持体として同時に働く。
【００３９】
たとえば第１の実施例は、プレート形状の黄緑色の放射性のカラーフィルタを使用することにある。この場合、この構成は、たとえば鋳造されたＰＭＭＡプレートにあり、このＰＭＭＡプレートは単層（厚さが、たとえば約２〜６ｍｍ、たとえば３〜５ｍｍ）に構成されていて、０，０１％のＬｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｙｅｌｌｏｗ  ０８３（ＢＡＳＦ社）と、２％の硫酸バリウム（Ｂｌａｎｃ  Ｆｉｘｅ  Ｎ；Ｓａｃｈｔｌｅｂｅｎ社）とによって構成されている。別の実施例は、実施例１に相応して選択されているものの、Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｙｅｌｌｏｗ  １７０（ＢＡＳＦ社；Ｙｅｌｌｏｗ）、Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｏｒａｎｇｅ  ２４０（ＢＡＳＦ社；Ｏｒａｎｇｅ）、Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｐｉｎｋ  ２８５（ＢＡＳＦ社；Ｏｒａｎｇｅｒｅｄ）、Ｈｏｓｔａｓｏｌ  Ｒｅｄ  ＧＧ（Ｃｌａｒｉａｎｔ社；ｓ．ｏ．６３；Ｏｒａｎｇｅｒｅｄ）、Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｒｅｄ  ３０５（ＢＡＳＦ社；Ｒｅｄ）および／またはＬｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｇｒｅｅｎ８５０（ＢＡＳＦ社；Ｇｒｅｅｎ）の使用を介している。
【００４０】
別の実施例ではシートとして、蛍光染料の代わりに光学的光沢剤を使用することにより、放射性の特性が得られる。
【００４１】
３つの構成要素である、電圧が印加されていない状態の駆動方式で明るい液晶セル１２と、背面の偏光フィルタ１３であるＢＥＦ偏光フィルタと、蛍光色素１４．１を備えた拡散層１４もしくは拡散板または再帰反射層もしくは再帰反射シートとの組合せは、有利には輝度とコントラストとの特に効果的な向上に貢献する。このようにして液晶表示の輝度は著しく改善され、付加的なバックライトがなくても既に比較的僅かな周囲輝度において、はっきりと可読な表示が保持される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】液晶表示装置の液晶ユニットの層列の概略的な横断面図である。
【図２】図１の背面の領域における層列の部分的な横断面図である。
【図１】
2008519302.tif 000003
【図２】
2008519302.tif 000004
【国際調査報告】
2008519302.tif 000005
2008519302.tif 000006
2008519302.tif 000007
2008519302.tif 000008
2008519302.tif 000009
2008519302.tif 000010