WO2002042837A1 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit optoelektronischem bauelement und verfahren zum steuern der hinterleuchtung einer solchen anzeigevorrichtung - Google Patents

Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit optoelektronischem bauelement und verfahren zum steuern der hinterleuchtung einer solchen anzeigevorrichtung Download PDF

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    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers

Definitions

  • the invention relates to an LC display with at least one optoelectronic component and a light source for backlighting the display, and to a method for controlling the backlighting.
  • the backlighting can be controlled depending on the ambient brightness. This is particularly advantageous in the case of portable devices that are battery-operated or equipped with a rechargeable battery, since the energy consumption of a backlight is very high.
  • a light sensor usually a photodiode, must measure the light intensity of the ambient light falling on the display as precisely as possible.
  • a favorable arrangement of the sensor is problematic, especially for small devices. In particular, unintentional shadowing, for example by the hands of a user, must be avoided. Similar problems occur with infrared sensors for receiving signals from an electronic device (eg remote control), which are often also arranged in the vicinity of a display.
  • the optoelectronic component Due to the arrangement of the optoelectronic component behind the liquid crystal layer of the display, the optoelectronic component is well protected and covered, • but can still sense incident light and thus detect the intensity of the light or transmitted signals. 'Further, the optoelectronic component can optionally signals by the diessigkristall' Anlagen- therethrough to a 1 external' - Ger ⁇ t send. .For .a data exchange a -an 'inter the "Display connected electronic device. -This and external device is * especially .the infrared spectrum.
  • the invention is particularly suitable for determining the light intensity of ambient light in order to control backlighting of a liquid crystal display.
  • the measurement of the light intensity and the exchange of data using the optoelectronic component can "alternatively be
  • the strength of the ambient light can be determined by measuring its entire spectrum (100 nm to 1 mm) or selectively parts of the spectrum of the ambient light. Alternatively, it is possible to deduce the light intensity from the control of the light source in order to determine the proportion of ambient light in the total measured light. With the calculated value of the luminous intensity of the light source, the value of the luminous intensity measured by the sensor, which results from the ambient light and the light source, can be corrected. For the necessary calculations are conventional control devices -riesgar Mikrocontroller.- are ⁇
  • the optoelectronic component or the optoelectronic components By arranging the optoelectronic component or the optoelectronic components on one? Location,., Which - behind itself * from a viewer * of the display, - * rivers- * '.. ;;. - sig crystal layers, the exact amount of light from the surroundings can be measured on the liquid crystal layer. Accidental covering or shading., Of the optoelectronic component cannot take place.
  • care is taken when measuring the light intensity that the light that comes from the backlighting is not taken into account.
  • This can be achieved, for example, by using a filterNor the * light source ⁇ or in front of the optoelectronic component. But it can also * be used:, a sensor 1 that selectively only part of the spectrum. measures, namely that which is not emitted by the backlight.
  • LC displays in which the information is shown light and the background dark, at least one optoelectronic component which is sensitive to the spectral range above 780 nm is preferably used.
  • the polarizing filters used in such displays usually absorb electromagnetic radiation in the visible spectral range and in the UV range, but not in the infrared range. If a sensor that detects visible light is used as the optoelectronic component in a negative mode display, the measurement of the light intensity therefore depends on how many
  • Infrared sensors are particularly suitable for measuring the light intensity in negative mode LC displays, since backlighting with a cold cathode tube or with light-emitting diodes emits no or no appreciable infrared radiation. It is therefore not necessary to add a filter in front of the sensor or the light source for the backlighting. If the light intensity measurement is carried out in the near infrared range (900 nm to 1100 nm), no errors due to thermal radiation can occur. In addition, this range can be used particularly well for information transmission, since conventional transmitters and receivers (sensors) operate in this wavelength range.
  • the invention is particularly suitable for transmissive LC displays, that is to say for displays which can only be operated with backlighting, and for LC displays which reflect ambient light and are additionally equipped with backlighting (transflective displays).
  • Such transflective displays such as those presented for example in the magazine Elektronik 22/2000 on page 32, regularly do not require backlighting in daylight. Basically, it does not matter whether it is DSTN, TN, STN, FSTN, HAN, DAP, OMI or other LC displays.
  • FIG. 1 shows a section through a transflective LC display with a light guide and a reflector
  • FIG. 2 shows a view of the light guide from FIG. 1, in which possible positions for an optoelectronic component are shown
  • FIG. 6 a spectrum measured by a negative mode LC display when all segments of the display are activated (lighted).
  • FIG. 1 illustrates a simple transflective LC display which reflects daylight or ambient light and additionally with backlighting. is provided. It has a front and a rear polarizing filter 1, between which two parallel glass substrates 2 are arranged. A liquid crystal layer 10 is embedded between two glass substrates 2. The glass substrates 2 are connected to one another via an adhesive frame 3. The adhesive frame prevents the liquid crystal from escaping. A light guide 4 is arranged on the rear polarizing filter 1 of the display. The light guide 4 is therefore on a
  • Back or on page 9 (back) of the display which faces away from the viewer.
  • Light for backlighting the display is injected into the light guide 4 by a light source 5 and just like incident ambient light in
  • Light guide 4 on its side facing away from the glass substrate, provided with a reflector 11.
  • the light source 5 is arranged parallel to the glass substrates 2 and only sends light
  • An optoelectronic component 6 is on one side of the
  • the component 6 is in one axis. ' .; aligned, which essentially coincides with the radiation axis of the light source 5.
  • the . Component 6 is arranged in a plane parallel to the rear pole filter 1 and further away from the front pole filter than from the rear pole filter.
  • optoelectronic component 6 ⁇ '* a phototransistor, which can be used as a transmitter and / or receiver, a photodiode or another light measurement means is - (CCD) into consideration.
  • the component 6 is a photodiode, which serves as a sensor.
  • a filter 7 is arranged between the light source 5 and the light guide 4, which filters out the relevant spectrum. Therefore, only such spectral measured components that originate from the incident ambient light, especially sunlight. This is shown schematically by a light beam hitting the light guide. 5
  • the control of the light source 5 can alternatively be calculated back to its radiation intensity. the proportion of the radiation of the ambient light in the total measured radiation
  • the control device 8 is a -Mikröcont- ' 1 -' 1 .
  • the sensor is arranged in the plane of the light source and is therefore not visible to a viewer of the display.
  • a separate housing opening for the sensor and the laying of • electrical lines to the front of the housing are no longer required.
  • the optoelectronic component 6 is of a '- covered housing not shown, and the LC display outwardly completeness 5 dig.
  • a control device 8 which is a microcontroller, controls the power of the light source 5 on the basis of the radiation intensity of the ambient light measured in the area of the light guide 4. In the case of strong sunlight striking the LC display, the reflected ambient light is for reading of the display is sufficient. With decreasing The intensity of the ambient light is compensated accordingly by the light source 5.
  • the energy consumption is significantly reduced in daylight.
  • the readability remains good in all possible lighting conditions.
  • the ambient light intensity must be high if the ambient light hits the "LCD display”.
  • - Backlighting 5 can be increased.,; If the surrounding area decreases, .die. Backlight dimmed around the. Reduce energy consumption and not dazzle the viewer. :, -
  • FIG. 2 shows favorable positions for an optoelectronic component 6 or more components 6.
  • the component 6 or sensor is in each case arranged on a surface of the 1 light guide 4.
  • the sensor can be attached to the side of the light guide 4 and parallel to the radiation axis of the light source 5.
  • the positioning of the component (s) 6 in the direct beam path of the ambient light is also possible.
  • the light source 5 consists of a multiplicity of light-emitting diodes (LEDs).
  • FIG. 3 illustrates an optoelectronic component 6 or sensor which is arranged centrally on a reflector 11.
  • the optoelectronic component 6 receives data from an external electrical device 12 and sends data there.
  • the electrical device can be a remote control, a mobile phone, a portable computer, a pocket computer or the like.
  • the reflector 11 is a light box which serves to distribute the light coming from the light source 5 as evenly as possible over the surface of the display.
  • the arrangement of the light source 5 consisting of a large number of light-emitting diodes and of the optoelectronic component 6 on the reflector 11 is shown particularly clearly in FIG.
  • FIG. 5 - illustrates a radiation spectrum, * . ' that, with a sensor arranged behind the liquid crystal layer, that is to say a sensor which is " from the liquid crystal layer.” against which 15 ambient light is covered, was measured. The measurement was carried out with the light source switched off on a negative mode display in which none of its segments has been activated.
  • the intensity of the radiation incident and measured through the liquid crystal layer is given in percent above the wavelength ⁇ in hm.
  • the radiation incident on the display is only in the
  • FIG. 6 shows the same measurement as FIG. 5 for the state that all segments are controlled.
  • Falsification of the measurement result is therefore ruled out from a wavelength of at least 850 nm.
  • a particularly suitable range for the sensor extends because of the 'low by the display • related attenuation in the range of 900 nm to 1100 nm.
  • Such infrared sensors are also suitable for receiving signals from an electrical. Device are emitted in order to establish a 'data connection with a device which is electrically connected to the display * . The control device then serves to convert the received signals into its baseband.
  • a light or infrared transmitter can also be arranged behind the liquid crystal layer. A data transfer protocol to an external device can be set up with the transmitter and receiver.

Abstract

Ein LC-Display weist eine Lichtquelle (5) zur Hinterleuchtung auf, die Licht nur eines Teils des Spektrums aussendet und die an einer Rückseite (9) einer Flüssigkristallschicht (10) angeordnet ist. Wenigstens ein optoelektronisches Bauelement (6) ist ebenfalls an der Rückseite (9) der Flüssigkristallschicht (10) gut geschützt und abgedeckt untergebracht, kann aber trotzdem durch die Flüssigkristallschicht (10) hindurch Licht detektieren oder aussenden. Das detektierte Licht kann zum Steuern der Hinterleuchtung ausgewertet werden. Ferner ist eine Datenkommunikation mit einem externen Gerät möglich.

Description

FLUSSIGKRISTALLANZEIGEVORRICHTUNG MIT OPTOELEKTRONISHEM BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUM STEUERN DER HINTERLEUCHTUNG EINER SOLCHEN ANZEIGEVORRICHTUNG
LC-Display mit optoelektronischem Bauelement und Verfahren zum Steuern der Hinterleuchtung eines LC-Displays
Die Erfindung betrifft ein LC-Display mit wenigstens einem optoelektronischem Bauelement und einer Lichtquelle zur Hinterleuchtung des Displays sowie ein Verfahren zur Steuerung der Hinterleuchtung.
' Bei LC-Displays, die eine Hinterleuchtung aufweisen, kann eine Steuerung der Hinterleuchtung in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit, erfolgen. Dies ist insbesondere bei batteriebetriebenen oder mit Akku ausgerüsteten portablen Geräten vorteilhaft, da der Energieverbrauch, einer Hinterleuchtung sehr hoch ist. Um eine zweckmäßige Steuerung der Hinterleuchtung zu ermöglichen, muss ein Lichtsensor, in der Regel eine Fotodiode, möglichst genau die Lichtstärke des auf das Display fallenden Umgebungslichts messen. Gerade bei kleinen Ge- raten ist eine günstige Anordnung des Sensors problematisch. Insbesondere muss eine unbeabsichtigte Abschattung, beispielsweise durch die Hände eines Benutzers, vermieden werden. Ähnliche Probleme treten bei Infrarotsensoren zum Empfangen von Signalen eines elektronischen Geräts (z.B. Fernbe- dienung) auf, die häufig ebenfalls in der Nähe eines Displays angeordnet sind.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein LC-Display und ein Verfahren zur Hinterleuchtung eines LC-Displays bereitzustellen, bei denen ein optoelektronisches Bauelement platzsparend untergebracht und dennoch vor Abschattung geschützt ist. Dieses Ziel wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der ünteransprüche.
Durch die Anordnung des optoelektronischen Bauelements hinter der Flussigkristallschicht des Displays ist das optoelektronische Bauelement gut geschützt und abgedeckt untergebracht, • kann aber trotzdem einfallendes Licht sensieren und somit die Intensität des Lichts oder übermittelte Signale detektieren.' Ferner kann das optoelektronische Bauelement optional Signale durch die Flüssigkristall'schicht- hindurch zu einem1 externen'- Ger^t senden. .Für .einen Datenaustausch zwischen- eine -an 'dem" Display angeschlossenem elektronischen Gerät. und -einem externen Gerät eignet* sich insbesondere .das Infrarot-Spektrum.
Die- Erfindung- .eignet sich besonders zum Bestimmen der Lichtstärke von Umgebungslicht, um eine Hinterleuchtung eines Flüssigkristall-Displays zu steuern.
Die Messung der Lichtstärke und das Austauschen von Daten mittels des -optoelektronischen Bauelements können "alternativ
* oder * gleichzeitig -in einem erfindungsgemäßeh 'Display verwirklicht werden. -'.Sollen beide Funktionen verwirklicht werden,
• kann dies wahlweise mit demselben optoelektronischen Bäuele- ment oder mit unterschiedlichen optoelektronischen Bauelementen geschehen, die vorzugsweise alle hinter dem Display angeordnet sind.
Die Stärke des Umgebungslichts kann bestimmt werden, indem dessen gesamtes Spektrum (100 nm bis 1 mm) oder selektiv Teile des Spektrums des Umgebungslichts gemessen werden. Alternativ ist es möglich, von der Ansteuerung der Lichtquelle auf deren Lichtstärke zu schließen, um den Anteil des Umgebungslichts am gesamten gemessenen Licht zu bestimmen. Mit dem berechneten Wert der Lichtstärke der Lichtquelle kann der vom Sensor gemessenen Wert der Lichtstärke korrigiert werden, der von dem Umgebungslicht und der Lichtquelle herrührt. Für die erforderlichen Berechnungen eignen sich übliche Steuereinrichtungen -beziehungsweise Mikrocontroller.- ■
Durch die Anordnung des optoelektronischen Bauelements oder der optoelektronischen Bauelemente an einem? Ort,., der -sich von einem Betrachter * des Displays aus hinter, den- *Flüs-*' .. ;;. - sigkristallschichten befindet, kann exakt der Lichteinf ll aus- der Umgebung auf die Flussigkristallschicht gemessen wer- den. Eine versehentliche Abdeckung oder Abschattung.,des • optoelektronischen Bauelements kann nicht erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei der Messung der Lichtstärke darauf geachtet, dass das Licht, das von der Hinterleuchtung stammt, nicht berücksichtigt wird.' Dies kann beispielsweise durch' den Einsatz eines Fil- tersNor der* Lichtquelle ■ oder vor dem optoelektronischen Bauelement erreicht werden. Es kann aber * auch:,ein-Sensor eingesetzt werden1, der selektiv nur einen Teil des Spektrums. misst, und zwar dasjenige, das von der Hinterleuchtung nicht abgestrahlt wird.
Insbesondere bei sogenannten negativ Modus (negative mode) LC-Displays, bei denen die Information hell und der Hinter- grund dunkel dargestellt wird, wird vorzugsweise wenigstens ein optoelektronisches Bauelement, das für den Spektralbereich über 780 nm empfindlich ist, eingesetzt. Üblicherweise absorbieren die in derartigen Displays eingesetzten Polfilter elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich und im UV-Bereich, jedoch nicht im Infrarot-Bereich. Wird in einem negativ Modus Display als optoelektronisches Bauelement ein Sensor eingesetzt, der sichtbares Licht erfasst, so hängt daher die Messung der Lichtstärke jeweils davon ab, wie viele
Segmente momentan angesteuert sind. Dagegen wird Licht im
Spektralbereich über 900 nm nahezu nicht absorbiert, so dass eine Messung in diesem Bereich besonders sinnvoll ist.
Für die Messung der Lichtstärke in negativ Modus LC-Displays eignen sich,besonders Infrarotsensoren, da eine Hinterleuchtung mit einer Kaltkathodenröhre- oder mit Leuchtdioden keine oder keine nennenswerte Infrarotstrahlung emittiert. Daher kann regelmäßig auf die Vorschaltung eines Filters vor den Sensor oder die Lichtquelle der Hinterleuchtung verzichtet werden. Wird die Lichtstärkenmessung im nahen Infrarotbereich (900 nm bis 1100 nm) vorgenommen, können auch keine Fehler infolge von Wärmestrahlung auftreten. Außerdem ist dieser Bereich besonders gut für eine Informationsübertragung nutzbar, da herkömmliche Sender und Empfänger (Sensoren) in diesem Wellenlängenbereich arbeiten.
Die Erfindung eignet sich besonders für transmissive LC- Displays, also für Displays, die nur mit Hinterleuchtung zu betreiben sind, und für LC-Displays, die Umgebungslicht reflektieren und zusätzlich mit einer Hinterleuchtung ausgerüstet sind (transflektive Displays) . Solche transflektive Displays, wie sie beispielsweise in der Zeitschrift Elektronik 22/2000 auf Seite 32 vorgestellt sind, benötigen bei Tages- licht regelmäßig keine Hinterleuchtung. Dabei spielt es grundsätzlich keine Rolle, ob es sich um DSTN-, TN-, STN-, FSTN-, HAN, DAP, OMI oder sonstige LC-Displays handelt. Weiter Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch ein transflektives LC-Display mit einem Lichtleiter und, einem 'Reflektor, Figur 2 eine Ansicht des Lichtleiters von Figur 1, in der mögliche Positionen für ein optoelektronisches Bauelement dargestellt sind,
Λ Figu 3..'*-\*. ein Schnitt durch ein transflektive-s. LC-Display . ;;'. "".J ■ .-• .. ''.". -mit .-einem Lichtkasten als 'Reflektor>■: • •-, * . Figur.'"4.'' * 'eine' Ansicht des Lichtkastens , von Figur 3, in der ' . ' • "mögliche Positionen des Bauelements, dargestellt . ■'... sind,. , .. . . . ..
Figur 5.. .'.'ein durch ein negativ Modus. LC-Display gemessenes ...Spektrum, bei dem keine Segmente durchgesteuert ■• • ; ■- • •. sind (dunkel geschaltet) und Figur- 6 ein durch ein negativ Modus LC-Display gemessenes Spektrum, wenn alle Segmente des Displays durchgesteuert sind (hell geschaltet) .
Figur, 1 veranschaulicht ein einfaches transflektives LC- - Display, das Tageslicht oder Umgebύngslicht reflektiert und zusätzlich mit einer Hinterleuchtung. versehen ist. Es weist einen vorderen und einen hinteren Polfilter 1 auf, zwischen denen zwei parallele Glassubstrate 2 angeordnet sind. Eine Flussigkristallschicht 10 ist zwischen zwei Glassubstraten 2 eingebettet. Die Glassubstrate 2 sind über einen Kleberahmen 3 miteinander verbunden. Der Kleberahmen verhindert das Austreten des Flüssigkristalls. Am hinteren Polfilter 1 des Displays ist ein Lichtleiter 4 angeordnet. Der Lichtleiter 4 befindet sich also auf einer
Rückseite oder auf der Seite 9 (Rückseite) des Displays, die dem Betrachter abgewandt ist. In den Lichtleiter 4 wird von einer Lichtquelle 5 Licht zur Hinterleuchtung des Displays eingekoppelt und genauso wie einfallendes Umgebungslicht in
Richtung des Betrachters reflektiert. Zu diesem Zweck ist der
Lichtleiter 4 an seiner dem Glassubsträt abgewandten Seite, mit einem Reflektor 11 versehen. Die Lichtquelle 5 ist paral- lel zu den Glassubstraten 2 angeordnet und sendet Licht nur
:-,eines, Teils des. sichtbaren- Spektrums., aus . Vorteilhafterweise-, ■ .handelt es sich um, eine Lichtquellen die, monochromes Licht- * „
•-bereitstellt. * ■ •:. '. .'
. Ein optoelektronisches Bauelement 6 , ist , an einer Seite des
Lichtleiters 4 angeordnet, die senkrecht zu den Glassubstra- ■* iiten.- 2 ausgerichtet ist. Das Bauelement 6 ist in einer Achse- . '.; ausgerichtet, die im wesentlichen mit- der Strahlungsachse der., Lichtquelle 5 übereinstimmt. Das . Bauelement 6 ist in .einer E- bene parallel zu dem hinteren Polfilter 1 und von dem vorde- - ren Polfilter weiter entfernt als von, dem hinteren Polfilter angeordnet. Als optoelektronisches Bauelement 6 ■ kommt 'ein* Fototransistor, der als Sender und/oder Empfänger eingesetzt sein kann, eine Fotodiode oder ein anderes Lichtmessmittel - (CCD) in Betracht. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Bauelement 6 um eine Fotodiode, die als Sensor dient.
Im Falle, dass die Lichtquelle in einem Spektralbereich ab- strahlt, der von dem optoelektronischen Bauelement bzw. Sensor gemessen wird, ist zwischen Lichtquelle 5 und Lichtleiter 4 ein Filter 7 angeordnet, der das betreffende Spektrum herausfiltert. Es werden daher vom Sensor nur solche Spektral- komponenten gemessen, die von dem einstrahlenden Umgebungslicht, insbesondere dem Sonnenlicht, stammen. Dieses ist schematisch durch einen auf den Lichtleiter treffenden Lichtstrahl dargestellt. 5
Wenn auf den Filter 7 verzichtet werden soll, kann alternativ von der Ansteuerung der Lichtquelle 5 auf deren Strahlungs- ' stärke zurückgerechnet werden, um. den Anteil der Strahlung des Umgebungslichts an der gesamten gemessenen Strahlung zu
10 bestimmen. Diese Aufgabe kann von der Steuereinrichtung 8 ü-
.. ' •; bernommen werden.. Die .Steuereinrichtung 8 ist ein -Mikröcont-'1-'1.
• J,: •" roller, : der -a f die'-' Strahlungsstärke der Lichtquelle 5- auf- "- grund deren Leistungsaufnahme oder aufgrund eines Steuersignals schließt. Die für die Lichtquelle 5 errechnete Intensi- 5' ■ tat wird dann von der gemessenen .Gesamtintensität subtra-;.
.- ... hiert . '.' ■ • "-
: Der Sensor ist in der- Ebene der Lichtquelle angeordnet und daher für einen Betrachter des Displays nicht sichtbar. Eine- 0 eigene Gehäuseöffnung für den Sensor und das Verlegen von e- • lektrischen Leitungen zur Gehäusefront entfallen.
Das optoelektronische Bauelement 6 ist von einem'- nicht dargestellten Gehäuse und dem LC-Display nach außen hin vollstän- 5 dig abgedeckt.
Eine Steuereinrichtung 8, bei der es sich um einen Mikrocont- roller handelt, steuert aufgrund der im Bereich des Lichtleiters 4 gemessenen Strahlungsstärke des Umgebungslichts die 30 Leistung der Lichtquelle 5. Bei starkem auf das LC-Display auftreffenden Sonnenlicht ist das reflektierte Umgebungslicht für das Ablesen des Displays ausreichend. Bei abnehmender Stärke des Umgebungslichts erfolgt ein entsprechender Ausgleich durch die Lichtquelle 5.
Durch das Dimmen der Lichtquelle 5 entsprechend der Licht- stärke des auf das LC-Display einfallenden Umgebungslichts wird bei Tageslicht der Energieverbrauch deutlich reduziert. Die Ablesbarkeit bleibt bei allen möglichen Lichtverhältnissen gut.
Werden transmissive LCDs eingesetzt, muss bei starkem, auf das .LC-Display', auftreffendem Umgebungslicht die ■ Intensität der. -Hinterleuchtung 5, erhöht werden.,; Bei abnehmendem Umge- bungsl.icht wird .die. Hinterleuchtung gedimmt um den. Energieverbrauch zu senken und den Betrachter nicht zu blenden. :, -
In Figur 2 sind günstige Positionen für ein optoelektronisches Bauelement 6 oder mehrere Bauelemente 6 gezeigt. Das Bauelement 6 bzw. Sensor ist jeweils an einer Oberfläche des1 Lichtleiters 4 angeordnet. Dabei kann der Sensor seitlich an., dem Lichtleiter 4 und parallel zur Strahlungsachse der Lichtquelle 5 befestigt sein. Eine Positionierung des oder der : Bauelemente 6 im direkten Strahlengang des- Umgebungslicht ist ebenfalls. -dargestellt.- Die Lichtquelle 5 besteht aus einer Vielzahl -von Leuchtdioden (LED).
Figur 3 veranschaulicht ein optoelektronisches Bauelement 6 oder Sensor, das zentral auf einem Reflektor 11 angeordnet ist. Das optoelektronische Bauelement 6 empfängt von einem externen elektrischen Gerät 12 Daten und sendet Daten dort- hin. Das elektrische Gerät kann eine Fernbedienung, ein Mobiltelefon, ein tragbarer Computer, ein Taschencomputer oder dergleichen sein. Der Reflektor 11 ist ein Lichtkasten, der dazu dient, das von der Lichtquelle 5 stammende Licht möglichst gleichmäßig auf die Fläche des Displays zu verteilen. Die Lichtquelle 5, bei der es sich um eine Vielzahl von LEDs handelt, und der Sensor
5 sind senkrecht zu den Glassubstraten 2 orientiert.
Die Anordnung der aus einer Vielzahl von Leuchtdioden bestehenden Lichtquelle 5 und des optoelektronischen Bauelements 6 am Reflektor 11 ist in Figur 4 besonders deutliche darge- 10 stellt.
'' •- Figur 5 -veranschaulicht ein Strahlungsspektrum,*.' das, mit einem- hinter der Flussigkristallschicht angeordneten Sensor, also einem Sensor, der" von der Flussigkristallschicht-.' gegenüber dem 15 Umgebungslicht abgedeckt ist, gemessen wurde;. Die Messung er-. folgte bei ausgeschalteter Lichtquelle an einem'negativ Modus Display, bei dem keines seiner Segmente durchgesteuert ist.
Die Intensität der durch die Flussigkristallschicht einfal- 0 lenden und gemessenen Strahlung ist in Prozent über der Wellenlänge λ in hm angegeben. Für den beschriebenen Zustand zeigt sich, dass-das Display einfallende Strahlung nur im
• ■' Ultraviolett-Bereich und im- Bereich* des sichtbaren Lichts, also bis zu einer Wellenlänge von etwa 800 nm wirksam dämpft. 5
Figur 6 zeigt dieselbe Messung wie Figur 5 für den Zustand, dass alle Segmente durchgesteuert sind. Dabei erkennt man die Wirkungsweise der LCDs, Licht im sichtbaren Bereich, bis auf den Anteil der in den Polfiltern und durch Verluste verloren 0 geht durchzulassen. Ab einer Wellenlänge von etwa 850 nm ist kein nennenswerter Unterschied zwischen den beiden in den Figuren 5 und 6 festgehaltnen Zuständen erkennbar. Ab etwa 900 nm bis etwa 1100 nm erfolgt keine nennenswerte Dämpfung der einfallenden Strahlung.
Eine Verfälschung des Messergebnisses ist also bereits ab einer Wellenlänge von wenigstens 850 nm ausgeschlossen. Ein besonders geeigneter Messbereich für den Sensor erstreckt sich wegen der ' geringen durch das Display • bedingten Dämpfung im Bereich von 900 nm bis 1100 nm.
Wird 'für'' die Hinterleuchtung* des Displays öine, Lichtquelle mit schmalbandigem Spektrum eingesetzt, die Licht im wesentlichen nur in einem Spektrum abstrahlt, das außerhalb des Messbe'reichs des Sensors liegt, kann' aufweinen Filter zum Herausfiltern des Lichts der Lichtquelle;' verzichtet werden. Beiirr ''Einsatz von Infrarotsensoren in Verbindung mit einer LED-Lichtquelle wird daher regelmäßig kein Filter benötigt.
Solche Infrarotsensoren eignen sich auch für dem Empfang von Signalen, die von einem elektrischen. Gerät abgestrahlt werden, um eine ' Datenverbindung mit einem mit dem Display * elekt- ' risch verbundenen Gerät herzustellen. Die Steuereinrichtung dient dann dazu, die empfangenen Signale in ihr Basisband um- zusetzen. Neben dem Sensor zum Empfangen von Signalen kann auch ein Licht- bzw. Infrarotsender hinter der Flussigkristallschicht angeordnet sein. Mit Sender und Empfänger kann ein Datenübertragungsprotokoll zu einem externen Gerät aufgebaut werden.

Claims

Patentansprüche
1. LC-Display mit wenigstens einem optoelektronischen Bauelement, das aufweist: - wenigstens eine Flussigkristallschicht (10) ,
- eine Lichtquelle (5) zur Hinterleuchtung des LC-Displays, die an einer Seite (9) der wenigstens einen Flussigkristallschicht (10) angeordnet ist, die einem '" Betrachter abgewandt ist, ; ' - wenigstens ein optoelektronisches , Bauelement (6), das an der Seite der wenigstens einen Flussigkristallschicht (10) *-'•• ~-*ange"ordne-t ist, die dem Betrachter abgewandt ist, zum - Dete-ktieren oder zum Aussenden von Licht durch die , ■ Flussigkristallschicht (10) •hindurch-.: ; ' '•;• '■ '. - ■ . -' *
2*". LC-Display nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit dem optoelektronischen Bauelement (6) verbundene Steuereinrichtung (8), die die Leistung der Lichtquelle (5) in Abhängigkeit von der Lichtstärke des auf das optoelektronische Bauelement (6) einfallenden Umgebungslichts steuert.
3. LC-Display nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) die vom optoelektronischen Bauelement (6) gemessene Intensität mit einem Wert korrigiert, der aus der Ansteuerung der Lichtquelle ermittelt wird.
4. LC-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (5) nur einen
Teil des Spektrums aussendet, und dass das optoelektronische Bauelement (6) auf dasjenige Spektrum ausgerichtet ist, das nicht von der Lichtquelle (5) ausgesendet wird.
5. LC-Display nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch ein Filter (7) für die Lichtquelle (5) , das das Spektrum herausfiltert, für das das wenigstens eine optoelektronische Bauelement (6) ausgelegt ist.
6. LC-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optoelektronische Bauelement (6) ein Infrarotsensor oder ein Infrarotsender zur Datenkommunikation mit einem externen Gerät ist.
7. LC-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optoelektronische Bauelement
(6) für einen Betrieb im nicht sichtbaren Spektralbereich ausgebildet ist.
8. LC-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optoelektronische Bauelement
(6) für einen Betrieb im Spektralbereich zwischen 900 nm und 1100 nm ausgebildet ist.
9. LC-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das LC-Display ein transflektives Display ist.
10. LC-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das LC-Display ein transmissives Display ist.
11. LC-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine optoelektronische Bauelement (6) an einer Oberfläche eines Lichtleiters (4) angeordnet ist.
12. LC-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (6) an einer Oberfläche eines Reflektors (11) angeordnet ist.
13. LC-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine optoelektronische Bauelement (6) parallel zur Lichtquelle (5] angeordnet ist .
14. Verfahren zum Steuern der Hinterleuchtung eines LC- Di'splays mit wenigstens einer Flussigkristallschicht (2) , mit den Schritten:
- es wird die Intensität der Umgebungsstrahlung auf der Seite (9) des LC-Displays ermittelt, auf der eine Lichtquelle (5) zur Hinterleuchtung des Displays angeordnet ist,
- in Abhängigkeit von der Intensität des UmgebungsStrahlung wird die Leistung der Lichtquelle (5) gesteuert.
15. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein optoelektronisches Bauelement (6) selektiv nur einen Teil des Spektrums misst, der nicht von der Lichtquelle (5) abgestrahlt wird, um die Intensität des Umgebungslichts zu ermitteln.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Intensität im nicht sichtbaren Spektralbereichs der elektromagnetischen Strahlung gemessen wird.
17. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Strahlung im Spektralbereich zwischen 900nm bis llOOnm gemessen wird.
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