DE20109354U1 - Color flat screen with two-color filter - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Flachbildschirme und insbesondere eine Konstruktion des Farbfilters einer Flüssigkristallanzeige.The invention relates to the field of flat panel displays and in particular to a construction of the color filter of a liquid crystal display.
Unabhängig von der Art der Anzeige nutzen sämtliche Flachbildschirme zur Schaffung der Farbanzeige verschiedene Zusammensetzungen und Abwandlungen der drei Primärfarben (rot, grün und blau; R, G und B). Obgleich durch die Verwendung der drei Primärfarben eine Vollfarbanzeige geschaffen werden kann, ist sie in einigen Situationen, bei denen die Qualitätsanforderungen an die Farbanzeige niedriger sind, nicht ideal. Beispielsweise werden in einer Flüssigkristallanzeige (LCD) die Eigenschaften der elektrischen und optischen Anisotropie genutzt. Die LCD besitzt gute Molekülausrichtungs- und Fluiditätseigenschaften. Wenn sie äußeren Anregungen wie etwa Beleuchtung, Wärme, einem elektrischen Feld und einem magnetischen Feld ausgesetzt wird, wird leicht die Molekülausrichtung geändert, so daß sich beim Durchgang des Lichts durch das Flüssigkristallmaterial der Helligkeitskontrast ändert oder andere elektrische und optische Effekte entstehen. Außerdem besitzt die LCD die Vorteile eines geringen Gewichts, einer zweckmäßigen Transportabilität und einer geringen Größe. Außerdem gibt die LCD weniger Leistung ab. Somit wird die LCD als Anzeigemedium für elektronische und Informationsprodukte umfassend genutzt.Regardless of the type of display, all flat panel displays use various compositions and variations of the three primary colors (red, green, and blue; R, G, and B) to create the color display. Although the use of the three primary colors can create a full-color display, it is not ideal in some situations where the quality requirements for color display are lower. For example, a liquid crystal display (LCD) utilizes the properties of electrical and optical anisotropy. The LCD has good molecular alignment and fluidity properties. When exposed to external stimuli such as illumination, heat, an electric field, and a magnetic field, the molecular alignment is easily changed, so that when light passes through the liquid crystal material, the brightness contrast changes or other electrical and optical effects are produced. In addition, the LCD has the advantages of light weight, convenient portability, and small size. In addition, the LCD consumes less power. Thus, the LCD is widely used as a display medium for electronic and information products.
Grundsätzlich besteht die Idee der gesamten LCD-Technologie darin, den Flüssigkristall als Tor zu verwenden, das dem Licht entweder den Weg versperrt oder es hindurchläßt. Technologisch enthält eine LCD zwei durchsichtige Substrate und mehrere dazwischenliegende Schichten. Die Schichten umfassen von oben nach unten ein Farbfilter, eine durchsichtige Elektrodenplatte, einen Ausrichtfilm, eine Flüssigkristallschicht, einen Ausrichtfilm und eine durchsichtige Elektrodenplatte. Außerdem ist die Außenfläche jeder der beiden durchsichtigen Substrate mit einer Polarisationsplatte bedeckt. Wenn ein Lichtstrahl die Flüssigkristallschicht durchläuft, richtet sich der Flüssigkri-Basically, the idea behind the entire LCD technology is to use the liquid crystal as a gate that either blocks the path of light or lets it through. Technologically, an LCD contains two transparent substrates and several layers in between. The layers include, from top to bottom, a color filter, a transparent electrode plate, an alignment film, a liquid crystal layer, an alignment film, and a transparent electrode plate. In addition, the outer surface of each of the two transparent substrates is covered with a polarizing plate. When a beam of light passes through the liquid crystal layer, the liquid crystal aligns itself.
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stall entweder in einer Reihe aus oder weist einen gedrehten Zustand auf, so daß er den Lichtstrahl hindurchläßt oder ihm den Weg versperrt.stall either in a row or in a rotated state so that it lets the light beam through or blocks it.
Wenn an die obengenannte LCD ein Spannungssignal angelegt wird, passen sich die durchsichtigen Elektrodenplatten und das Farbfilter an die Funktion der Flüssigkristallschicht an, wobei sie Licht hindurchzulassen oder ihm den Weg versperren, so daß eine Farbanzeige erfolgt.When a voltage signal is applied to the above LCD, the transparent electrode plates and the color filter adapt to the function of the liquid crystal layer, allowing or blocking light to pass through, thus producing a color display.
Das obengenannte Farbfilter enthält mehrere Farbgraphiken, die Pixel genannt werden. Jedes Pixel enthält die drei Primärfarben und eine schwarze Matrix an seinem Umfang. Das Farbfilter bedeckt die Farbpixel, um eine Farbanzeige zu schaffen. Da das Farbfilter zur Schaffung der Farbanzeige die optische Absorption nutzt, ist die Gesamtlichtdurchlässigkeit um so kleiner, je höher die Farbkonzentration ist. Somit gibt es eine Abwägung zwischen der Helligkeit und der Farbintensität der LCD. Obgleich die Qualität des Farbbilds eines Vollfarbbildschirms besser ist, besitzt er die Nachteile einer komplexeren Konstruktion, einer komplizierteren Herstellung, einer größeren Anzahl benötigter Elektroden und eines höheren Preises. Somit ist er für preiswerte transportable Produkte, bei denen niedrigere Qualitätsanforderungen an das Farbbild gestellt werden, ungeeignet. Die Erfindung soll dieses Problem lösen.The above-mentioned color filter contains a plurality of color graphics called pixels. Each pixel contains the three primary colors and a black matrix around its periphery. The color filter covers the color pixels to create a color display. Since the color filter uses optical absorption to create the color display, the higher the color concentration, the smaller the total light transmittance. Thus, there is a trade-off between the brightness and color intensity of the LCD. Although the color image quality of a full-color display is better, it has the disadvantages of more complex construction, more complicated manufacturing, a larger number of electrodes required, and a higher price. Thus, it is unsuitable for low-cost portable products where lower color image quality requirements are required. The invention is intended to solve this problem.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Farbanzeige mit einem Zweifarbfilter zu schaffen, bei dem zur Schaffung einer Farbanzeige die Zusammensetzungen und Änderungen von zwei Farben verwendet werden, so daß die Farbanzeige für transportable Produkte geeignet ist, deren Qualitätsanforderung an das Farbbild niedriger ist.The invention is therefore based on the object of providing a color display with a two-color filter in which the compositions and changes of two colors are used to create a color display, so that the color display is suitable for transportable products whose quality requirements for the color image are lower.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Farbanzeige nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a color display according to claim 1. Further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird eine LCD mit den Eigenschaften der Mehrfarbanzeige und einer hohen Lichtdurchlässigkeit geschaffen, bei der die Fläche jedes Farbblocks etwa das Anderthalbfache der Fläche beim Dreifarbfilter beträgt. Falls die gleiche Farbe verwendet wird, ist die Lichtdurchlässigkeit des Zwei färb filters wegen der größeren Fläche des Farbblocks desAccording to a feature of the invention, there is provided an LCD having the characteristics of multi-color display and high light transmittance, in which the area of each color block is about one and a half times that of the three-color filter. If the same color is used, the light transmittance of the two-color filter is higher because of the larger area of the color block of the
Zweifarbfilters theoretisch anderthalbmal so groß wie die des Dreifarbfilters.Two-color filter is theoretically one and a half times as large as that of the three-color filter.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Farbanzeige mit den Eigenschaften eines niedrigen Preises, einer einfachen Konstruktion und einer leichten Herstellung geschaffen, bei der weniger Elektroden verwendet werden und bei der die Anzahl der nach außen führenden Anschlußleitungen verringert ist.According to a further feature of the invention, there is provided a color display having the characteristics of low cost, simple construction and ease of manufacture, in which fewer electrodes are used and in which the number of external lead wires is reduced.
Eine LCD gemäß der Erfindung enthält zwei durchsichtige Substrate und mehrere dazwischenliegende Schichten. Die dazwischenliegenden Schichten umfassen von oben nach unten ein Farbfilter, eine durchsichtige Elektrodenplatte, einen Ausrichtfilm, eine Flüssigkristallschicht, einen Ausrichtfilm und eine durchsichtige Elektrodenplatte. Auf den Außenflächen der beiden durchsichtigen Substrate sind zwei Polarisationsplatten bzw. eine Polarisationsplatte und eine Reflexionsplatte angeordnet. Das Farbfilter umfaßt mehrere Farbeinheiten. Jede Farbeinheit enthält eine Primärfarbe und ihre Komplementärfarbe. Die Zusammensetzungen und Änderungen der beiden Farben werden genutzt, um die Aufgabe der Mehrfarbanzeige zu lösen.An LCD according to the invention includes two transparent substrates and a plurality of intervening layers. The intervening layers include, from top to bottom, a color filter, a transparent electrode plate, an alignment film, a liquid crystal layer, an alignment film and a transparent electrode plate. Two polarizing plates or a polarizing plate and a reflecting plate are arranged on the outer surfaces of the two transparent substrates. The color filter includes a plurality of color units. Each color unit includes a primary color and its complementary color. The compositions and changes of the two colors are used to achieve the task of multi-color display.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:Further features and advantages of the invention will become clear from reading the following description of preferred embodiments, which refers to the drawings, in which:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Konstruktion einer LCD gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; undFig. 1 is a perspective view of the construction of an LCD according to an embodiment of the invention; and
Fig. 2 ein Diagramm des Farbfilters der LCD.Fig. 2 is a diagram of the LCD color filter.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Farbanzeige durch Zusammensetzungen und Änderungen der beiden Farben erreicht wird, so daß die Erfindung in anderen, von der herkömmlichen LCD verschiedenen Bereichen umfangreich genutzt werden kann.The invention is characterized in that the color display is achieved by compositions and changes of the two colors, so that the invention can be widely used in other fields than the conventional LCD.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Konstruktion einer LCD gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie in der Figur gezeigt ist, umfaßt eine LCD 10 ein oberes und ein unteres durchsichtiges Substrat 12 und 14, beiFig. 1 is a perspective view of the construction of an LCD according to an embodiment of the invention. As shown in the figure, an LCD 10 comprises upper and lower transparent substrates 12 and 14, in
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denen es sich allgemein um durchsichtige Substrate aus Glas oder anderen Materialien handelt. Die beiden durchsichtigen Substrate 12 und 14 sind parallel beabstandet und besitzen einander entsprechende Oberflächen. Zwischen den entsprechenden Oberflächen des oberen und des unteren durchsichtigen Substrats 12 und 14 befindet sich eine Flüssigkristallschicht 16. Die entsprechenden Oberflächen des oberen und des unteren durchsichtigen Substrats 12 und 14 sind mit zwei durchsichtigen Elektrodenplatten 18 und 18' und mit zwei Ausrichtfilmen 20 bzw. 20' bedeckt. Auf den Außenflächen des oberen bzw. des unteren durchsichtigen Substrats 12 und 14 sind die beiden Polarisationsplatten 22 und 22' angeordnet. Zwischen das obere durchsichtige Substrat 12 und die durchsichtige Elektrodenplatte 18 ist ein Farbfilter 24 geschichtet.which are generally transparent substrates made of glass or other materials. The two transparent substrates 12 and 14 are spaced parallel and have corresponding surfaces. Between the corresponding surfaces of the upper and lower transparent substrates 12 and 14 there is a liquid crystal layer 16. The corresponding surfaces of the upper and lower transparent substrates 12 and 14 are covered with two transparent electrode plates 18 and 18' and with two alignment films 20 and 20' respectively. The two polarizing plates 22 and 22' are arranged on the outer surfaces of the upper and lower transparent substrates 12 and 14 respectively. A color filter 24 is layered between the upper transparent substrate 12 and the transparent electrode plate 18.
Mit anderen Worten, zwischen dem oberen und dem unteren durchsichtigen Substrat 12 und 14 liegen mehrere Schichten. Die Schichten umfassen von oben nach unten das Farbfilter 24, die durchsichtige Elektrodenplatte 18, den Ausrichtfilm 20, die Flüssigkristallschicht 16, den Ausrichtfilm 20' und die durchsichtige Elektrodenplatte 18'. Außerdem bedecken die Polarisationsplatten 22 und 22' die Außenflächen der beiden durchsichtigen Substrate 12 bzw. 14. Die beiden obengenannten Polarisationsplatten können auch durch eine Polarisationsplatte und eine Reflexionsplatte ersetzt sein.In other words, there are multiple layers between the upper and lower transparent substrates 12 and 14. The layers include, from top to bottom, the color filter 24, the transparent electrode plate 18, the alignment film 20, the liquid crystal layer 16, the alignment film 20', and the transparent electrode plate 18'. In addition, the polarizing plates 22 and 22' cover the outer surfaces of the two transparent substrates 12 and 14, respectively. The two polarizing plates mentioned above may also be replaced by a polarizing plate and a reflecting plate.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, enthält das obengenannte Farbfilter 24 mehrere Farbeinheiten 242. Jede Farbeinheit 242 enthält eine Primärfarbe 244 und ihre Komplementärfarbe 246. Um die Nahtstellen des Farbfilters 24 abzuschirmen, sind die Umfange der beiden Farben 244 und 246 mit einer schwarzen Matrix 248 überzogen, so daß die Farbanzeige nicht beeinflußt wird. Außerdem kann die zusätzliche schwarze Matrix 248 die Kontrastwirkung erhöhen. Wenn an die LCD ein Spannungssignal angelegt wird, werden die durchsichtigen Elektrodenplatten 18 und 18' und das Farbfilter 24 an die Funktion der Flüssigkristallschicht 16 und an die Anordnung der Polarisatoren angepaßt, um Licht hindurchzulassen, so daß die Helligkeit und der Graustufenkontrast der LCD-Pixel einer Primärfarbe und ihrer Komplementärfarbe eingestellt werden können. Somit können die Wirkungen einer Reihe verschiedener Farben erhalten werden, um eine Mehrfarbanzeige zu schaffen. Es wird jedoch angemerkt, daß die Farbe auf den durch die Primärfarbe und ihre Komplementärfarbe definierten Farbabschnitt beschränkt ist.As shown in Fig. 2, the above-mentioned color filter 24 includes a plurality of color units 242. Each color unit 242 includes a primary color 244 and its complementary color 246. In order to shield the joints of the color filter 24, the peripheries of the two colors 244 and 246 are coated with a black matrix 248 so that the color display is not affected. In addition, the additional black matrix 248 can increase the contrast effect. When a voltage signal is applied to the LCD, the transparent electrode plates 18 and 18' and the color filter 24 are adapted to the function of the liquid crystal layer 16 and the arrangement of the polarizers to transmit light, so that the brightness and gray scale contrast of the LCD pixels of a primary color and its complementary color can be adjusted. Thus, the effects of a number of different colors can be obtained to provide a multi-color display. It is noted, however, that the color is limited to the color range defined by the primary color and its complementary color.
Die Erfindung verwendet Zusammensetzungen und Änderungen zweier Farben, um die Wirkung einer Mehrfarbanzeige zu schaffen, die für einige transportable Produkte geeignet ist, deren Qualitätsanforderung an das Farbbild niedriger ist. Da das Farbfilter der Erfindung ein Zweifarbfilter ist, werden weniger Elektroden benötigt, wobei die Anzahl der nach außen führenden Leitungen verringert sein kann, um die Eigenschaften einer einfachen Konstruktion, einer hohen Lichtdurchlässigkeit, eines niedrigen Preises und einer leichten Herstellung zu erreichen. Somit kann die vorliegende Erfindung umfassend für preiswerte transportable Produkte wie etwa für die Anzeigen von Videospielen und Funktelephonen verwendet werden. Da die Qualitätsanforderung an das Farbbild der Anzeigen derartiger Produkte niedriger ist, wird keine High-Color-Anzeige wie bei der herkömmlichen LCD benötigt. Die durch die Erfindung geschaffene Mehrfarbanzeige kann die Anforderung derartiger transportabler Produkte erfüllen. Da die Erfindung eine hohe Lichtdurchlässigkeit aufweist, ist außerdem die Helligkeit der Anzeige im Gebrauch ausreichend, so daß keine Rückbeleuchtung erforderlich ist. Somit kann die wichtigste Anforderung an transportable Produkte, d. h. die Energieeinsparung, erreicht werden. Falls in transportablen Produkten teurere LCDs des Standes der Technik verwendet werden, steigen die Preise derartiger Produkte stark an, was sich nachteilig auf ihre Verkäufe auswirkt.The invention uses compositions and changes of two colors to provide the effect of a multi-color display suitable for some portable products whose color image quality requirement is lower. Since the color filter of the invention is a two-color filter, fewer electrodes are required and the number of external leads can be reduced to achieve the characteristics of simple construction, high light transmittance, low price and easy manufacture. Thus, the present invention can be widely used for low-cost portable products such as displays of video games and radio telephones. Since the color image quality requirement of the displays of such products is lower, no high-color display is required as in the conventional LCD. The multi-color display provided by the invention can meet the requirement of such portable products. In addition, since the invention has high light transmittance, the brightness of the display in use is sufficient so that no backlight is required. Thus, the most important requirement of portable products, i.e., energy saving, can be achieved. If more expensive state-of-the-art LCDs are used in portable products, the prices of such products will increase sharply, adversely affecting their sales.
Außer den Farben Rot und Cyan können die beiden in dem Farbfilter der Erfindung verwendeten Farben zwei beliebige andere Komplementärfarben sein. Außerdem können die Farben auf dem Farbfilter neben der in Fig. 2 gezeigten Anordnung eine andere Anordnung aufweisen.In addition to the colors red and cyan, the two colors used in the color filter of the invention may be any other two complementary colors. In addition, the colors on the color filter may have another arrangement besides the arrangement shown in Fig. 2.
Obgleich die Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese Einzelheiten beschränkt. In der vorstehenden Beschreibung wurden verschiedene Ersetzungen und Abwandlungen vorgeschlagen, wobei weitere für den Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich sind. Somit sollen sämtliche Ersetzungen und Abwandlungen in dem Umfang der durch die beigefügten Ansprüche definierten Erfindung eingeschlossen sein.Although the invention has been described in terms of its preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to these details. Various substitutions and modifications have been suggested in the foregoing description, and others will be apparent to those skilled in the art. Thus, all substitutions and modifications are intended to be included within the scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (4)
zwei durchsichtige, parallele, beabstandete Substrate (12, 14), zwei durchsichtige Elektrodenplatten (18, 18'), die die entsprechenden Innenflächen der beiden durchsichtigen Substrate (12, 14) bedecken;
eine Flüssigkristallschicht (16), die sich zwischen den beiden durchsichtigen Substraten (12, 14) befindet;
zwei Polarisationsplatten (22, 22'), die jeweils auf den Außenflächen der beiden durchsichtigen Substrate (12, 14) angeordnet sind; und
ein Farbfilter (24), das zwischen eines der beiden durchsichtigen Substrate (12, 14) und eine der beiden durchsichtigen Elektrodenplatten (18, 18') geschichtet ist und mehrere Farbeinheiten (242) umfaßt, die jeweils eine Primärfarbe (244) und ihre Komplementärfarbe (246) enthalten. 1. A colour display device with a two-colour filter, characterised by
two transparent, parallel, spaced-apart substrates ( 12 , 14 ), two transparent electrode plates ( 18 , 18 ') covering the respective inner surfaces of the two transparent substrates ( 12 , 14 );
a liquid crystal layer ( 16 ) located between the two transparent substrates ( 12 , 14 );
two polarizing plates ( 22 , 22 ') each disposed on the outer surfaces of the two transparent substrates ( 12 , 14 ); and
a color filter ( 24 ) sandwiched between one of the two transparent substrates ( 12 , 14 ) and one of the two transparent electrode plates ( 18 , 18 ') and comprising a plurality of color units ( 242 ) each containing a primary color ( 244 ) and its complementary color ( 246 ).
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