Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer in einem Gehäuse aufgenommenen mehrschichtigen Anzeigeeinheit, bei der von der Sichtseite zur Rückseite ein Frontpolarisationsfilter, eine Flüssigkristallschicht, ein rückwärtiges Polarisationsfilter und eine Streuschicht oder Retroreflexionsschicht gegebenenfalls unter Zwischenfügung weiterer Schichten aufeinanderfolgend ange¬ ordnet sind.

Eine derartige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist in der WO 02/084 383 A als be¬ kannt ausgewiesen. Bei dieser bekannten Anzeigevorrichtung ist eine Anzeigeein-

heit, wie an sich üblich, auf der Außenseite der Substrate mit Polarisationsfiltern ab¬ gedeckt, die für eine spannungslos helle Anzeige mit ihren Polarisationsrichtungen zueinander gekreuzt angeordnet sind. Für die Beobachtung besteht eine vorteilhafte Maßnahme darin, dass eine Flüssigkristall-Zellschicht mit einem Verdrehwinkel <90° verwendet wird, die vorteilhaft für eine Betrachtung aus schrägen Blickwinkeln ge¬ genüber der Normalen ist.

Eine weitere Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung dieser Art ist in der WO 00/14596 an¬ gegeben. Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung kann transmissiv mit Hinterleuch- tung, reflektiv mit frontseitiger Beleuchtung oder transmissiv/reflektiv betrieben wer¬ den, wobei eine Anpassung an die äußeren Lichtverhältnisse möglich ist.

Bei Flüssigkristall-Anzeigen wird in vielen Situationen nicht die für eine problemlose Erkennbarkeit erforderliche Helligkeit bzw. der erforderliche Kontrast erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung be¬ reit zu stellen, die mit möglichst wenig Energie eine erhöhte Helligkeit bzw. einen er¬ höhten Kontrast ergibt.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorge¬ sehen, dass die Streuschicht oder Retroreflexionsschicht mit Fluoreszenzfarbstoffen versehen ist.

Durch die fluoreszierenden Farbstoffe in der Streuschicht bzw. Streuscheibe oder Reflexionsschicht bzw. Reflexionsfolie wird auftreffendes Licht in der Emissionswel¬ lenlänge des Fluoreszenzfarbstoffes wieder mit gleichmäßiger Verteilung der Polari¬ sationsrichtung emittiert, so dass Licht einer betreffenden Polarisationsrichtung zur Sichtseite hin durch das davor liegende Polarisationsfilter durchgelassen wird.

Eine besondere Helligkeit bzw. hoher Kontrast wird dadurch begünstigt, dass die Flüssigkristallschicht eine solche des Typs spannungslos hell ist, da bei dieser Aus¬ bildung auf die Zelle von vorne auftreffendes Licht mit der geringsten Absorption durchgelassen wird.

Ferner trägt zur Helligkeitssteigerung bei, dass das rückwärtige Polarisationsfilter einen die Helligkeit erhöhenden Aufbau besitzt. Solche die Helligkeit erhöhenden Polarisationsfilter sind als sogenannte BEF-Polarisationsfilter (brightness enhance- ment Filter) bekannt, z.B. reflektive Polarisatoren.

Eine Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung, mit der eine erhöhte Helligkeit mit relativ wenig Energieaufwand erreicht wird, besteht darin, dass hinter der Streuschicht eine Hinterleuchtungsanordnung vorhanden ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die mehrschich¬ tige Anzeigeeinheit in einem Gehäuse aufgenommen ist, das zumindest in seinem rückseitigen Bereich lichtdurchlässig ist.

Das lichtdurchlässige Gehäuse ermöglicht es, dass Umgebungslicht nicht nur von der Frontseite her, sondern auch von der Rückseite her zur Aufhellung der Anzeige¬ einheit und Erhöhung des Kontrastes wirksam ist, so dass sich eine verbesserte Er¬ kennbarkeit der Darstellungen auf der Anzeige ergibt. Wird für Nachtbetrieb eine zu¬ sätzliche Hinterleuchtung eingesetzt, so kann diese aufgrund der hohen Helligkeit der Anzeigen relativ lichtschwach und damit energiesparend ausgeführt werden.

Umgebungslicht wird möglichst vollständig zur Aufhellung der Anzeige ausgenutzt, wenn vorgesehen ist, dass außer der Rückwand des Gehäuses auch seitliche Berei¬ che lichtdurchlässig sind.

Für eine zusätzliche Aufhellung bei Dunkelheit ist dabei vorteilhaft vorgesehen, dass in oder auf der Rückwand und/oder in oder auf den seitlichen Bereichen des Gehäu¬ ses eine oder mehrere Lichtquellen angeordnet sind.

Zu einer robusten, dauerhaften und energiesparenden Ausführung tragen dabei die Merkmale bei, dass die Lichtquellen als Leuchtdioden ausgebildet sind.

Die Ausnutzung der Umgebungshelligkeit und gleichmäßige Ausleuchtung der An¬ zeige wird dadurch unterstützt, dass die Lichtquellen auf einem lichtdurchlässigen Träger angebracht sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug¬ nahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt der Schichtenfolge einer Anzeigeeinheit der Flüssig¬ kristall-Anzeigevorrichtung in schematischer Ansicht und

Fig. 2 einen Ausschnitt der Schichtenfolge nach Fig. 1 im rückwärtigen Be¬ reich. ,

Fig. 1 zeigt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer in einem Gehäuse 20 aufgenommenen Anzeigeeinheit 1. Die Schichtenfolge der Anzeigeeinheit 1 wird von einer einem Betrachter B zugekehrten Frontseite aus mit Umgebungslicht UL und/ oder von der dem Betrachter B abgewandten Rückseite her mit Hinterleuchtungslicht HL aufgehellt. Von der Frontseite zur Rückseite hin umfasst die Schichtenfolge der Anzeigeeinheit 1 ein Frontpolarisationsfilter 11 , eine Flüssigkristallschicht 12 mit ei¬ ner oder mehreren Flüssigkristallzellen, einem rückwärtigen Polarisationsfilter 13 so¬ wie einer Streuschicht bzw. Streuscheibe 14 oder Retroreflexionsschicht bzw. Retro-

reflexionsfoliθ. Außerdem können, wie an sich bekannt, in der Schichtenfolge noch geeignete weitere Schichten 15, 16 angeordnet sein, wie z.B. die eingangs genann¬ ten Druckschriften mit noch weiteren Nachweisen zeigen. Die weiteren Schichten 15, 16 können vor und/oder hinter der Flüssigkristallschicht 12 entsprechend ihrer jewei- ligen Funktion angeordnet sein. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Streuschicht 14 oder Reflexionsschicht besteht darin, dass sie mit Fluoreszenzfarbstoffen 14.1 ver¬ sehen ist.

Als Frontpolarisationsfilter 11 ist eine Standardfolie geeignet, wie sie bisher auch schon bei Flüssigkristallanzeigen verwendet wird. Licht einer Polarisationsrichtung wird mit hohem Prozentsatz durchgelassen, Licht der dazu senkrechten Polarisati¬ onsrichtung wird zu einem hohen Prozentsatz gesperrt bzw. absorbiert.

Als Flüssigkristallschicht 12 bzw. Flüssigkristallzelle wird beispielsweise eine solche des TN-Typs eingesetzt, bevorzugt mit einem Aufbau, der eine spannungslos helle

Betriebsart ergibt, weil bei dieser Betriebsart das aus allen Richtungen von vorne auf helle Bereiche (nicht angesteuerte Bereiche) der Flüssigkristallzelle auftreffende

Licht mit der geringsten Absorption durchgelassen wird. Eine besonders bevorzugte

Ausführung besteht dabei in einer sogenannten LTN-Flüssigkristallzelle, wie sie in der eingangs genannten WO 02/084 383 A angegeben ist.

Als rückwärtiges Polarisationsfilter 13 ist vorteilhaft ein solches mit die Helligkeit er¬ höhendem Aufbau, ein sogenanntes BEF-Polarisationsfilter (brightness enhance- ment Filter) eingesetzt. Bei diesem Filtertyp wird das Licht der gesperrten Polarisati- onsrichtung, das aus Richtung der Streuscheibe 14 auf das rückwärtige Polarisati¬ onsfilter 13 gelangt, zum größten Teil wieder in Richtung der Streuscheibe 14 oder Retroreflexionsfolie zurückreflektiert. Von dem von dort dann wieder auf das BEF- Filter 13 gelangenden Licht wird wiederum Licht einer Polarisationsrichtung durchge¬ lassen, die dazu orthogonal polarisierte Strahlung wird wieder Richtung Streuscheibe

14 reflektiert. Wenn das auf die Streuscheibe 14 auftreffende Licht seine Polarisati¬ onsrichtung ändert, kann dann ein Teil des reflektierten Lichtes letztlich wieder durch die Flüssigkristallzelle 12 durchtreten, so dass die Helligkeit der Flüssigkristallzelle 12 erhöht wird. Das gilt nicht nur für Licht, das als Hinterleuchtungslicht HL einge- strahlt wird, sondern auch für Licht, das aus Richtung des Betrachters B auf die An¬ zeigeeinheit 1 trifft, in den hellen Bereichen die Flüssigkristallzelle 12 passieren kann und dann von der Streuscheibe 14 wieder Richtung Flüssigkristallzelle 12 zurückge¬ worfen bzw. abgestrahlt wird. Als die Helligkeit erhöhendes rückwärtiges Polfilter 13 ist, insbesondere in Verbindung mit der Retroreflexionsfolie bzw. Retroreflexions- schicht, eine spiegelnde nicht diffuse Polfilterfolie verwendet, da die Streuung im Lichtwandler und dem Fluoreszenzfarbstoff der Retroreflexionsfolie bzw. -schicht stattfindet und der Effekt im Wesentlichen zur Wiedergewinnung der reflektierten po¬ larisierten Strahlung gebraucht wird. Auch Prismenstrukturen, insbesondere Mikro- prismen, im Bereich der Streuschicht 15 oder Retroreflexionsschicht und/oder eine bestimmten Einsatzfällen angepasste Streuindikatrix können in diesem Bereich vor¬ gesehen sein, um zur Helligkeits- bzw. Kontraststeigerung beizutragen und auch ge¬ wünschte Betrachtungswinkel gegenüber der Flächennormalen der Anzeige (Rich¬ tung und/oder Öffnungsweite) zu erzielen. Außerdem kann die Streuschicht oder Retroreflexionsschicht bzw. -folie wellenlängenselektiv ausgebildet sein, um Farbei- genschaften zu erreichen.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, weist das Gehäuse eine lichtdurchlässige Rückwand 21 sowie eine die Anzeigeeinheit 1 seitlich umfassende Umrandung 22 auf, die eben¬ falls zum Teil oder vollständig lichtdurchlässig ausgeführt sein kann. Als lichtdurch- lässiges Material eignet sich Glas oder Kunststoff, wobei das Material klar oder trübe ausgeführt und, falls erwünscht, auch geeignet eingefärbt sein kann. In oder auf der Rückwand 21 oder der Umrandung 22 ist bei einer weiteren Ausgestaltung eine Be¬ leuchtungsvorrichtung mit Lichtquellen LQ, insbesondere Leuchtdioden angeordnet. Die Lichtquellen LQ können wegen der hohen Helligkeit der Anzeigen des vorste-

hend genannten Aufbaus und mit Unterstützung vorhandenen Umgebungslichts rela¬ tiv lichtschwach, d.h. energiesparend ausgeführt sein.

Zur Erhöhung der Helligkeit trägt auch die besondere Ausbildung der Streuschicht 14 bzw. Streuscheibe oder der Retroreflexionsschicht bzw. Retroreflexionsfolie mit Fluo¬ reszenzfarbstoffen bei. Wie vorstehend erläutert, wird die Helligkeitssteigerung durch das BEF-Polarisationsfilter 13 dadurch erreicht, dass die Polarisationsrichtung des von dem BEF-Polarisationsfilter 13 reflektierten Lichts geändert wird. Die Änderung der Polarisationsrichtung wird besonders wirksam durch den Einsatz der fluoreszie- renden Farbstoffe 14.1 in der Streuscheibe 14 oder Reflexionsfolie erreicht. Durch die Fluoreszenzfarbstoffe 14.1 wird das kurzwelligere Licht absorbiert und dann in der Emissionswellenlänge der Fluoreszenzfarbstoffe 14.1 wieder mit z.B. gleichmä¬ ßiger Verteilung der Polarisationsrichtung emittiert. Zum einfachen Aufbringen auf einer rückwärtigen Trägerschicht ist die Retroreflexionsfolie auf ihrer Rückseite mit einer Selbstklebeschicht versehen.

Die Streuschicht 14 bzw. Streuscheibe oder Reflexionsschicht bzw. Retroreflexions¬ folie bildet mit hoch echten Fluoreszenzfarbmitteln ein emissives Farbfilter. In einer Ausgestaltung trägt sie als semitransparentes (transflektives) optisches Element (Platte, Film, Sandwich, Druck, Beschichtung) in monochromer Ausführung, z.B. als durchgefärbte Kunststoffplatte, Film, Sandwichstruktur, oder in polychromer Ausfüh¬ rung, z.B. als Druck, Beschichtung auf transluzentem Polymerträger wesentlich zur Erhöhung der Lesbarkeit und des Kontrastes unter ungünstigen äußeren Ausleuch- tungsbedingungen bei und ergibt eine Erhöhung der Energieeffizienz durch bessere Ausnutzung einer Hinterleuchtung im transmissiven Betrieb. Hierbei ergeben sich verschiedene prinzipielle Aufbauvarianten, nämlich

- transparentes oder transluzentes thermoplastisches Polymer als Matrix, enthaltend ein oder mehrere photo- und thermostabile Fluoreszenzfarbmittel sowie einen po- lymeren oder anorganischen partikulären optischen Streuer; daneben können noch

handelsübliche UV-Stabilisatoren, Farbmittel oder Prozesshilfsmittel enthalten sein. Als typische Matrixpolymerklassen kommen hier u.a. in Frage die Polycarbonate, die Polyester, die Poly(meth)acrylate und ihre Copolymere, die Polystyrole und Po- lystyrolcopolymere, Polyvinylchlorid, Polyvinylidendifluorid, Cycloolefincopolymere sowie ihre physikalischen Mischungen und Blends; besonders bevorzugt sind dabei Polycarbonat (PC), Polymethacrylat (PMMA), Polyethylentherephtalat (PET), Me- thacrylat-Acrylonitril-Butadien-Styrol-Copolymere (MABS) und Polyvinylchlorid (PVC).

- Streukörper und Fluoreszenzfarbmittel können sowohl gemeinsam in einer Schicht oder in separaten Schichten (bei mehrlagigem Gesamtaufbau) vorliegen; im ersten

Fall muss der Streukörper photoinaktiv sein, d.h. er darf keine photokatalytische oder photochemische Aktivität aufweisen. Als Beispiele für photoinaktive Streukör¬ per seien Bariumsulfat, Zinksulfid oder Zirkonoxid sowie alle polymeren Streumate- rialen, wie z.B. die Paraloid ™ Produktlinie von Arkema genannt (bevorzugt Bari- umsulfat und Zinksulfid oder Mischungen davon). Als Beispiel für photoaktive Streukörper seien Titandioxid sowie dotierte und undotierte Zinnoxide genannt (be¬ vorzugt Titandioxid). Als Beispiele für bevorzugte photo- und thermostabile Fluo¬ reszenzfarbmittel seien die Lumogen® F Produktlinie der BASF sowie die Hosta- sol® Produktlinie der Clariant genannt. - Die Fluoreszenzfarben werden üblicherweise so dosiert, dass die optische Dichte im Absorptiόnsmaximum bei 1 ,5 bis 2 liegt; dies ergibt abhängig von der Dicke der eingefärbten Schicht und der Absorptionseffizienz des Farbmittels eine effektive Dosierungshöhe von 0,001 bis 10 Gew.-%; typischerweise liegt diese bei dicken massegefärbten Systemen (z.B. Platten, Sandwiches) >2 mm Dicke bei 0,001 bis 0,1 Gew.-%, während sie bei dünnen massegefärbten Systemen (Filmen, Sandwi¬ ches) <0,5 mm Dicke bei 0,05 bis 2 Gew.-% und bei Druck- oder Beschichtungs- (Coating)Anwendungen bei 0,5 bis 10 Gew.-% liegt.

- Die partikulären Streumaterialien werden üblicherweise so dosiert, dass die mittle¬ ren Transmissionswerte des Gesamtsystems außerhalb der Absorptionsbande des

Farbmittels bei ca. 50 % liegen. Dies ergibt abhängig von der Dicke der additivier- ten Schicht und der Streueffizienz des Streukörpers eine effektive Dosierungshöhe von 0,1 bis 40 Gew.-%; typischerweise liegt diese bei dicken masseadditivierten Systemen (z.B. Platten, Sandwiches) >2 mm Dicke bei 0,1 bis 5 Gew.-% und bei dünnen masseadditivierten Systemen (Filmen, Sandwiches) <0,5 mm Dicke bei 2 bis 40 Gew.-%. Bei Druck- oder Coatinganwendungen reichen die erzielbaren Schichtdichten (von wenigen Micrometern) im allgemeinen nicht aus, den ge¬ wünschten Streueindruck zu erzeugen. Hier sollen die Streumaterialien vollständig oder zumindest zum überwiegenden Teil in das zu bedruckende bzw. zu beschich- tende Substrat eingebracht werden.

Bei der nichttransparenten reflektiven optischen Ausführung, die zum Aufbau gut lesbarer Anzeigen ohne Hinterleuchtung (reflektiver Betrieb) vorteilhaft eingesetzt werden, kommen ebenfalls verschiedene Ausführungsvarianten als mehrlagiger Film, Sandwichstruktur, Druck oder Beschichtung (Coating) in Frage, wobei als mono¬ chrome Ausführung z.B. ein in der Deckschicht eingefärbter Film, eine Sandwich¬ struktur aus mindestens einer massegefärbten transparenten Schicht und einer da¬ hinter liegenden, gegebenenfalls gerichtet reflektierenden Schicht oder als polychro¬ me Ausführung ein Druck, eine Beschichtung (Coating) auf reflektivem Polymer- oder Metallträger in Frage kommen. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht in einer mikroprismatischen Sandwichfolie, wie z.B. in EP 0 853 646 oder EP 0 862 599 be¬ schrieben.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dient das emissive Farbfilter gleichzeitig als Baugruppen-/LC-Glasträger.

Beispielsweise besteht eine erste Ausführungsform darin, dass ein grüngelber emis- siver Farbfilter in Plattenform verwendet wird, wobei der Aufbau beispielsweise in einer gegossenen PMMA-Platte besteht, die einschichtig (z.B. etwa 2 bis 6 mm, z.B.

3 oder 5 mm dick) ausgeführt ist und mit 0,01 % Lumogen F gelb 083 (BASF) und 2 % Bariumsulfat (Blanc Fixe N; Sachtleben) ausgeführt ist. Weitere Ausführungsbeispiele bestehen darin, dass der Aufbau analog dem Ausführungsbeispiel 1 gewählt ist, jedoch unter Verwendung von Lumogen F gelb 170 (BASF; Gelb), Lumogen F orange 240 (BASF; orange), Lumogen F rosa 285 (BASF; orangerot), Hostasol rot GG (Clariant; s.o. 63; orangerot), Lumogen F rot 305 (BASF; rot) und/oder Lumogen F grün 850 (BASF; grün).

Bei einer weiteren Ausführungsform als Folie kann ein emissives Verhalten durch Einsatz eines optischen Aufhellers anstelle eines Fluoreszenzfarbmittels erzielt wer¬ den.

Für eine besonders wirksame Erhöhung der Helligkeit und auch des Kontrasts trägt vorteilhaft die Kombination der drei Komponenten Flüssigkristallzelle 12 in der Be- triebsart spannungslos hell, BEF-Polarisationsfilter als rückwärtiges Polarisationsfilter 13 und Streuschicht 14 bzw. Streuscheibe oder Retroreflexionsschicht bzw. Retro- reflexionsfolie mit den Fluoreszenzfarbstoffen 14.1 bei. Auf diese Weise wird die Hel¬ ligkeit von Flüssigkristallanzeigen erheblich verbessert, und es werden bereits bei relativ geringer Umgebungshelligkeit deutlich lesbare Anzeigen auch ohne zusätzli- che Hinterleuchtung erhalten.