DE20115731U1 - Farbfilter mit zwei Komplementärfarben - Google Patents

Description

Farbfilter mit zwei Komplementärfarben

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und insbesondere auf eine verbesserte Struktur des Farbfilters in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung.

Unabhängig von der Art der Anzeige nutzen alle Flachtafel-Anzeigevorrichtungen verschiedene Variationen und Kombinationen der drei Primärfarben (Rot, Grün und Blau), um das Ziel einer farbigen Anzeige zu erreichen. Obwohl Flachtafel-Anzeigevorrichtungen, die die drei Primärfarben verwenden, eine Vollfarbenanzeige erreichen können, sind sie in bestimmten Anwendungsbereichen nicht anwendbar, in denen die Qualitätsanforderung an die Farbanzeige gering ist. Beispielsweise werden bei der LCD (Flüssigkristallanzeigevorrichtung) die Eigenschaften der elektrischen Induktion und der optischen Anisotropie von Flüssigkristallen genutzt. Ein Flüssigkristall weist gute molekulare Ausrichtungs- und Fluiditätseigenschaflten auf. Wenn der Flüssigkristall externen Anregungen wie z. B. Beleuchtung, Wärme, einem elektrischen Feld oder einem magnetischen Feld ausgesetzt wird, wird seine molekulare Ausrichtung leicht verändert, so daß sich der Helligkeitskontrast ändert oder andere spezifische elektrische und optische Effekte auftreten, wenn Licht durch diesen hindurchtritt. Die LCD hat die Vorteile eines geringen Gewichts, einer bequemen Tragbarkeit und einer kleinen Größe. Die LCD verbraucht außerdem wenig Leistung. Daher wurde die LCD in elektronischen Produkten und Informationstechnikprodukten ausgiebig genutzt.

Grundsätzlich besteht die Idee der gesamten LCD-Technologie darin, einen Flüssigkristall als ein Gatter zu verwenden, um Licht zu blockieren oder durchzulassen. Wenn ein Spannungssignal an eine LCD angelegt wird, können transparente Elektroden, die mit einem Farbfilter übereinstimmen, Licht durchlassen oder von der LCD absorbieren lassen, so daß Farbbilder angezeigt werden können. Der Farbfilter besitzt mehrere darin angeordnete Farbeinheiten. Jede der Farbeinheiten umfaßt die drei Primärfarben Rot, Grün und Blau

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und besitzt einen schwarzen Rahmen, der ihren Umfang überspannt. Der Farbfilter wird verwendet, um Pixel zu überdecken und somit eine farbige Anzeige zu erreichen. Da der Farbfilter den Effekt der Lichtabsorption nutzt, um Farbbilder anzuzeigen, nimmt mit zunehmender Farbdichte das Gesamtdurchlässigkeitsverhältnis ab. Das heißt, es ergibt sich ein Kompromiß zwischen der Helligkeit und der Farbintensität der Anzeigevorrichtung. Obwohl eine VoIlfarbenanzeigevorrichtung mit einem Farbfilter, der die drei Primärfarben nutzt, eine bessere Qualität der Farbanzeige aufweist, sind außerdem aufgrund ihrer komplizierteren Struktur mehr Elektroden und Ansteuerkomponenten erforderlich, so daß die Kosten relativ hoch sind. Sie ist daher für andere billige tragbare Produkte mit einer geringeren Anforderung an die Qualität der Farbanzeige nicht geeignet.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die obenerwähnten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und einen Farbfilter zu schaffen, der zwei Komplementärfarben nutzt und die Variationen und Kombinationen der zwei Farben nutzt, um eine mehrfarbige Anzeige zu erhalten, so daß er für bestimmte tragbare Produkte mit einer geringeren Anforderung an die Qualität der Farbanzeige geeignet ist.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Farbfilter zu schaffen, der einen niedrigen Preis und eine einfache Struktur aufweist und leicht hergestellt werden kann, so daß eine Farbanzeigevorrichtung, die diesen nutzt, weniger Elektroden und Ansteuerkomponenten benötigt.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch einen Farbfilter nach Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen gerichtet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittansicht der Struktur einer LCD gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. 2 ein schematisches Schaubild eines Farbfilters gemäß der

Erfindung;

Fig. 3(A)-3(E) verschiedene Ausführungsformen gemäß der Erfindung; und

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Farbfilters mit einem schwar

zen Rahmen gemäß einer Ausfiihrungsform der Erfindung.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Farbfilter einer LCD die Variationen und Kombinationen von zwei Komplementärfarben nutzt, um das Ziel einer mehrfarbigen Anzeige zu erreichen. Die Erfindung ist daher auf Anwendungsbereiche anwendbar, die sich von denjenigen herkömmlicher LCDs unterscheiden. Die Eigenschaften der Erfindung werden im folgenden anhand der Beschreibung einer LCD erläutert.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt eine LCD 10 ein oberes und ein unteres transparentes Glassubstrat 12 und 12' die parallel beabstandet angeordnet sind. Jedes der zwei transparenten Glassubstrate 12 und 12' weist eine entsprechende gegenüberliegende Oberfläche auf. Eine Flüssigkristallschicht 14 ist zwischen den oberen und unteren Glassubstraten 12 und 12' angeordnet. Transparente Elektroden 16 und 16' sowie Ausrichtungsfilme 18 und 18' bedecken die gegenüberliegenden Oberflächen der oberen und unteren Glassubstrate 12 und 12'. Zwei Polarisierungsplatten 20 und 20' sind auf den Außenflächen des oberen und des unteren Glassubstrats 12 und 12' angeordnet. Ein Farbfilter 22 ist sandwich-artig zwischen dem unteren Glassubstrat 12' und der transparenten Elektrode 16' angeordnet.

Mit anderen Worten, in der obenerwähnten LCD 10 sind die transparente Elektrode 16, der Ausrichtungsfilm 18, die Flüssigkristallschicht 14, der Ausrichtungsfilm 18', die transparente Elektrode 16' und der Farbfilter 22 sandwich-artig der Reihe nach von oben nach unten zwischen dem oberen und dem unteren Glassubstrat 12 und 12' angeordnet. Außerdem kann der obenerwähnte Farbfilter 22 auch zwischen dem oberen Glassubstrat 12 und der transparenten Elektrode 16 angeordnet sein, so daß der Farbfilter 22, die transparente Elektrode 16, der Ausrichtungsfilm 18, die Flüssigkristallschicht 14, der Ausrichtungsfilm 18' und die transparente Elektrode 16' sandwich-artig der Reihe

nach von oben nach unten zwischen dem oberen und dem unteren Glassubstrat 12 und 12' angeordnet sind.

Der Farbfilter 22 weist mehrere Farbeinheiten 222 auf. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt jede Farbeinheit 222 eine Primärfarbe 224 und ihre Komplementärfarbe 226, die im allgemeinen die Farbe Rot (R) und die Farbe Cyan (C) sind. Die Primärfarbe 224 und ihre Sekundärfarbe 226 sind geeignet in Matrixform angeordnet. Wenn ein Spannungssignal an die LCD angelegt wird, kann Licht durchdringen oder abgeblockt werden mittels der Funktionen der transparenten Elektroden 16 und 16' und des Farbfilters 22, die mit der Flüssigkristallschicht 14 übereinstimmen. Somit können der Helligkeitskontrast der Pixel der Primärfarbe und ihrer Komplementärfarbe der LCD eingestellt werden, so daß die Wirkung einer Serie unterschiedlicher Farben erreicht werden kann. Die erhaltenen Farben sind über die Bogenlinie verteilt, die durch die Primärfarbe und ihre Komplementärfarbe definiert ist.

Neben der Kombination der Farbe Rot und der Farbe Cyan können die Primärfarbe und ihre Komplementärfarbe, die vom Farbfilter der Erfindung verwendet werden, die Kombination der Farbe Blau und der Farbe Gelb oder die Kombination der Farbe Grün und der Farbe Magenta umfassen. Außerdem kann neben der in Fig. 2 gezeigten Matrixform die Art der Anordnung der Farben auf dem Farbfilter eine andere Anordnungsweise sein. Fig. 3(A) zeigt die Anordnung, in der die Primärfarbe und ihre Komplementärfarbe in Balkenform angeordnet sind. Fig. 3(B) zeigt die Anordnung, in der die Primärfarbe und ihre Komplementärfarbe in Kreuzform (Mosaikform) angeordnet sind. Fig. 3(C) zeigt die Anordnung, in der die Primärfarbe und ihre Komplementärfarbe in Schachbrettmusterform angeordnet sind. Fig. 3(D) zeigt die Anordnung, in der jede der Primärfarben und jede der Komplementärfarben, die in Fig. 2 gezeigt sind, weiter in zwei Teile unterteilt sind, so daß das Durchlässigkeitsverhältnis erhöht wird. Fig. 3(E) zeigt die Anordnung, in der jeder der in Fig. 3(A) gezeigten Farbbalken weiter in mehrere kleine Gitter unterteilt ist.

Wie in Fig. 4 gezeigt, kann ferner ein schwarzer Rahmen 228 am Umfang der Primärfarben 224 und der Komplementärfarben 226 aufgespannt sein, um den Rand des Farbfilters 22 abzuschirmen, so daß die Farbanzeige nicht beeinflußt

wird. Außerdem verbessert das Hinzufügen des schwarzen Rahmens 228 die Kontrastwirkung der Farbe.

Die Erfindung schafft einen Farbfilter, der zwei Komplementärfarben nutzt, wobei die Variationen und Kombinationen der zwei Farben genutzt werden, um eine mehrfarbige Anzeige zu erhalten, die für bestimmte tragbare Produkte mit geringerer Anforderung an die Qualität der Farbanzeige geeignet sind. Da im Farbfilter gemäß der Erfindung nur zwei Farben verwendet werden, sind weniger Elektroden und Ansteuerkomponenten erforderlich, wenn die Erfindung auf eine LCD angewendet wird. Die Erfindung hat daher die Merkmale einer einfachen Struktur, eines hohen Durchlässigkeitsverhältnisses, eines niedrigen Preises und einer einfachen Herstellung, so daß es auf billige tragbare Produkte wie z. B. Videospiele, Bildschirme von Mobiltelephonen und persönlichen digitalen Assistenten (PDAs) verbreitet angewendet werden kann. Da die Anzeigebildschirme dieser Produkte eine geringere Anforderung an die Qualität der Farbanzeige haben, ist keine Vollfarbenanzeige der herkömmlichen Anzeigevorrichtungen erforderlich. Außerdem weist die Erfindung die Eigenschaft eines hohen Durchlässigkeitsverhältnisses auf, wobei die Helligkeit der Anzeigevorrichtung ausreichend ist, so daß keine Hintergrundbeleuchtung erforderlich ist. Somit kann eine der wichtigsten Anforderungen tragbarer Produkte - die Stromeinsparung - erreicht werden. Wenn außerdem teure Anzeigevorrichtungen des Standes der Technik, die die drei Primärfarben nutzen, auf tragbare Produkte angewendet werden, werden deren Preise steigen, so daß ihre Verkaufsfähigkeit beeinträchtigt wird. Für Anzeigebildschirme kleiner Produkte ist eine mehrfarbige Anzeige ausreichend.

Obwohl die Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf deren Einzelheiten beschränkt. Verschiedene Ersetzungen und Abwandlungen wurden in der vorangehenden Beschreibung vorgeschlagen, wobei weitere für Fachleute offensichtlich sind. Alle solchen Ersetzungen und Abwandlungen sollen im Umfang der Erfindung enthalten sein, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (6)

1. Farbfilter, der zwei Komplementärfarben nutzt, gekennzeichnet durch mehrere Farbeinheiten (222), die jeweils aus einer Primärfarbe (224) und ihrer Komplementärfarbe (226) bestehen.

2. Farbfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärfarbe (224) Rot ist und die Komplementärfarbe (226) Cyan ist.

3. Farbfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärfarbe (224) Blau ist und die Komplementärfarbe (226) Gelb ist.

4. Farbfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärfarbe (224) Grün ist und die Komplementärfarbe (226) Magenta ist.

5. Farbfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein schwarzer Rahmen (228) auf dem Umfang der Primärfarbe (224) und der Komplementärfarbe (226) aufgespannt ist.

6. Farbfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Primärfarbe (224) und der Komplementärfarbe (226) gewählt werden kann zwischen der Matrixform, der Balkenform, der Kreuzform, der kleinen Gitterform oder der Schachbrettmusterform.