DE3501006C2

DE3501006C2 -

Info

Publication number: DE3501006C2
Application number: DE3501006A
Authority: DE
Inventors: Wasaburo Yokohama Kanagawa Jp Ohta; Takamichi Kanagawa Jp Enomoto; Kiyohiro Yokohama Kanagawa Jp Uehara
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1984-01-13
Filing date: 1985-01-14
Publication date: 1991-09-26
Also published as: GB2154355A; US4678285A; GB2154355B; GB8500861D0; DE3501006A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Farbanzeigeein richtung zum Wiedergeben eines Farbbildes.

Aus der US 38 40 695 ist bereits eine Flüssigkristall- Farbanzeigeeinrichtung zum Wiedergeben eines Farbbildes be kannt, welches durch ein angelegtes Bildsignal dargestellt wird. Die bekannte Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung um faßt eine Flüssigkristallzelle mit zwei lichtdurchlässigen Platten, zwischen denen ein Flüssigkristallmaterial einge schlossen ist. An einer der lichtdurchlässigen Platten ist eine erste transparente Elektrode und an der anderen transpa renten Platte eine zweite flächige transparente Elektrode an geordnet, wobei sich diese Elektroden gegenüberliegen. Die Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung umfaßt ferner ein Farbfilter und eine Fluoreszenz-Schicht, die zur Abgabe von farbigem Licht von einer Lichtquelle beleuchtet wird, wobei die erste Elektrode aus einer Matrix kleiner Elektrodenele mente besteht. Ferner ist das Farbfilter aus einem Mosaikmu ster kleiner Bildpunkt-Filter zum Durchlassen von rotem, grünem und blauem Fluoreszenzlicht aufgebaut und die Bild punktfilter sind mit den kleinen Elektrodenelementen in Durchlaßrichtung des Lichtes ausgerichtet.

Aus der DE 30 22 543 A1 ist ebenfalls eine Flüssigkri stall-Anzeigevorrichtung bekannt, die dazu dient, Bilder farbig darzustellen. Diese bekannte Anzeigevorrichtung enthält wenigstens eine Flüssigkristallzelle mit zwei lichtdurchlässigen Platten, zwischen denen ein Flüssig kristallmaterial eingeschlossen ist. Auf der ersten Platte der Anordnung ist eine erste transparente Elektrode ange ordnet, während auf der zweiten gegenüberliegenden trans parenten Platte eine zweite gleichartige transparente Elektrode aufgebracht ist. Die zwei Elektroden liegen sich in Richtung des Lichtdurchtritts flächig gegenüber. Diese bekannte Vorrichtung enthält ferner zwei Polarisatoren, ein Farbfilter und eine Fluoreszenz-Schicht, die zur Abga be von farbigem Licht von einer Lichtquelle beleuchtet wird. Bei dieser bekannten Konstruktion ist jede der Flüs sigkristallzellen einer Anzeige jeweils nur dafür ausge bildet, eine bestimmte Farbe anzuzeigen, die von der Art des Farbfilters bzw. der verwendeten Fluoreszenzschicht abhängig ist.

Aus der GB 20 94 051 A1 ist eine Flüssigkristall-Farban zeigeeinrichtung bekannt, die speziell als Anzeigemittel in einem Instrumentenanzeigepult dient. Gemäß einem Aus führungsbeispiel dieser bekannten Farbanzeigeeinrichtung ist ein Farbfilter mit verschiedenen Feldern vorgesehen, wobei das Farbfilter zwischen eine Flüssigkristallzelle und eine Fluoreszenz-Schicht eingebettet ist. Bei dieser bekannten Konstruktion ist die Fluoreszenz-Schicht als durchgehende Schicht aufgebaut.

Aus der Literaturstelle "JEE Januar 1983", Seiten 20 bis 23, ist eine Flüssigkristallanzeige für mehrere Farbdar stellungen bekannt, wobei diese Anzeige nach Art einer Ma trix aufgebaut ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser bekannten Flüssigkristallanzeige gelangt im Inneren einer Flüssigkristallzelle auf der einen der zwei lichtdurchläs sigen Platten eine transparente Elektrode zur Anwendung die aus einzelnen Elektrodenstreifen besteht, wobei auf den Elektrodenstreifen unmittelbar eine Farbschicht eben falls in Form von verschiedenen Farbstreifen angeordnet ist.

Aus der Zeitschrift "Funkschau" 1977 Heft 21 Seiten 52 bis 56 sowie Heft 23 Seiten 107 bis 108 ist in einem Aufsatz "Fortschritte zum flachen Bildschirm" eine Flüs sigkristall-Farbanzeigeeinrichtung zum Wiedergeben eines Farbbildes beschrieben, welches durch ein angelegtes Bild signal dargestellt ist. Die bekannte Farbanzeigeeinrich tung umfaßt eine Flüssigkristallzelle mit zwei lichtdurch lässigen Platten, zwischen denen ein Flüssigkristallmate rial eingeschlossen ist. An einer der lichtdurchlässigen Platten ist eine erste transparente Elektrode angeordnet, die aus einer Matrix kleiner Elektrodenelemente besteht. An der anderen transparenten Platte ist eine zweite flä chige transparente Elektrode angeordnet, die der ersten Elektrode gegenüberliegt. Die bekannte Flüssigkristall- Farbanzeigeeinrichtung umfaßt ferner ein Farbfilter und eine Fluoreszenzschicht, die aus Fluoreszenzschicht-Ele menten aufgebaut ist, die rotes, grünes und blaues Fluo reszenzlicht abgeben, wenn sie von der elektromagnetischen Strahlung einer flachen Lichtquelle beaufschlagt werden. Das Farbfilter besteht aus gegenüber den Fluoreszenz- Schichtelementen deckungsgleichen Elementen und kann ro tes, grünes und blaues Fluoreszenzlicht durchlassen. Die Farbfilter-Elemente sind sowohl in den Fluoreszenz- Schichtelementen als auch mit den kleinen Elektrodenele menten in Durchlaßrichtung des Lichtes ausgerichtet. Das Farbfilter ist bei dieser bekannten Farbanzeigeeinrichtung näher bei der Betrachterseite der Anordnung gelegen als die Fluoreszenzschicht.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung der angegebe nen Gattung zu schaffen, welche bei einem kompakten, be sonders flachen Aufbau eine besonders helle, scharfe und kontrastreiche Darstellung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Wirksamkeit dieser im Anspruch 1 aufgeführten Maßnah men ist dann gegeben, wenn die zwei Schichten, also das Mosaikmuster der Bildpunktfilter und das Mosaikmuster der Fluoreszenz-Schicht in einem gewissen geringen Abstand voneinander angeordnet werden. Um dies zu erreichen, ist erfindungsgemäß das Farbfilter auf der einen Seite und die Fluoreszenz-Schicht auf der anderen Seite eines licht durchlässigen Substrats befestigt, und zwar derart befe stigt, daß die Fluoreszenz-Schichtelemente in Durchlaß richtung des Lichtes jeweils mit den Bildpunktfiltern des Farbfilters ausgerichtet sind. Dabei ist das Farbfilter näher bei der Betrachterseite der Anordnung gelegen als die Fluoreszenz-Schicht.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine in Einzelteile aufgelöste Schnittansicht einer Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm, in welchem die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung wie dergegeben ist;

Fig. 3 eine in Einzelteile aufgelöste Schnittansicht einer Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 4 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht einer Lampe, welche als eine fluores zierende, lichtemittierende Einrichtung in der in Fig. 3 dargestellten Flüssigkristall- Farbanzeigeeinrichtung verwendet ist;

Fig. 5 eine Schnittansicht durch eine weitere als fluoreszierende, lichtemittierende Einrich tung verwendeten Lampe;

Fig. 6 eine Schnittansicht noch einer weiteren als fluoreszierende, lichtemittierende Einrich tung verwendeten Lampe, und

Fig. 7(A) bis 10 Graphen zur Erläuterung der Beziehung zwischen Wellenlängenverteilungen von emittierter fluoreszierender Strahlung und spektralen Durchlässigkeiten von Farbfiltern.

In Fig. 1 ist eine Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt; die Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung weist eine in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Flüssigkristallzelle bzw. ein Flüssigkristallelement 1 auf. Das Flüssigkristallelement 1 ist aus einem TN-Flüssigkristallmaterial 11, aus einer transparenten Platte 2 mit einer transparenten Bildelement elektrode 21, aus einer transparenten Platte 3, welcher der transparenten Platte 2 gegenüberliegt und eine gemeinsame Elektrode 31 hat, und aus einem peripheren Dichtrahmen 4 zusammengesetzt, wobei die transparenten Platten 2 und 3 und der Dichtrahmen 4 gemeinsam das Flüssigkristallmaterial 11 abdichten. Ein erster Polarisator 5 ist auf der trans parenten Platte 3 angeordnet, welche von einem Beobachter während des Betriebs des Flüssigkristallelements 1 wahrge nommen wird. Ein zweiter Polarisator 6 ist an der gegen überliegend transparenten Platte 2 angeordnet und hat eine Polarisationsachse, welche senkrecht zu derjenigen des ersten Polarisators 5 ist. Die Flüssigkristall-Farbanzeige einrichtung weist auch eine transparente Platte 7 auf, welche nahe bei dem zweiten Polarisator 6 angeordnet ist und eine fluoreszierende oder Leuchtstoffschicht 71 trägt. Die Leucht stoffschicht 71 ist aus einem Mosaik aus Leuchtstoffelementen gebildet, die bezüglich der Bildelementelektroden 21 ausge richtet sind, um fluoreszierendes Licht in rot, grün und blau entsprechend einer ultravioletten oder beinahe ultra violetten Strahlung zu emittieren, welche die Leuchtstoff elemente bestrahlt. Die ultraviolette oder beinahe ultra violette Strahlung zum Anregen der Leuchtstoffschicht 71, damit diese fluoreszierende Strahlung emittiert, wird von einer Lampe 8 aus bestrahlt, die bei der transparenten Platte 7 angeordnet ist. Das Flüssigkristallelement 11 und die Polarisatoren 5 und 6 bilden gemeinsam ein Schaltelement, und die transparente Platte 7, die Leuchtstoffschicht 71 und die Lampe 8 bilden gemeinsam eine fluoreszierende, licht emittierende Einrichtung.

Die transparente Bildelementelektrode 21 ist aus einer Matrix aus sehr kleinen Elektrodenelementen zusammengesetzt, welche unabhängig voneinander angesteuert oder erregt werden können. Die andere transparente Elektrode 31 hat eine flache Ausführungsform, welche allen Elektrodenelementen der trans parenten Bildelektrode 21 gegenüberliegt. Wenn folglich eine Spannung zwischen ein bestimmtes Elektrodenelement der transparenten Bildelektrode 21 und der transparenten Elektrode 31 angelegt wird, wird das Flüssigkristallmaterial 11 einem elektrischen Feld nur zwischen dem bestimmten Elektrodenele ment der Bildelementelektrode 21 und der transparenten Elek trode 31 ausgesetzt. Unter dieser Voraussetzung wird dann das Elektrodenelement als angeschaltet bezeichnet. Das Elek trodenelement, das nicht in den vorstehend beschriebenen Zustand gebracht ist, wird als abgeschaltet bezeichnet.

Die fluoreszierende oder Leuchtstoffschicht 71 weist eine mosaikartige Anordnung auf, welche aus sehr kleinen Leuchtstoffelementen 710A welche rotes fluoreszierendes Licht emittieren können, aus sehr kleinen Leuchtstoffelementen 710B, welche grünes fluores zierendes Licht emittieren können, und aus sehr kleinen Leuchtstoffelementen 710C auf, welche blaues fluoreszierendes Licht emittieren können besteht. Die Leuchtstoffelemente in der mosaikartigen Anordnung sind in einer entsprechenden Lage beziehung zu den Elektrodenelementen in der Matrix der transparenten Bildelementelektrode 21 angeordnet, so daß, wenn der Betrachter die Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrich tung in Fig. 1 in einer Richtung senkrecht zu dem Polarisa tor 5 sieht, die Elektrodenelemente der transparenten Bild elementelektrode 21 bezüglich der entsprechenden Leuchtstoff elemente der Leuchtstoffschicht 71 ausgerichtet erscheinen müssen.

Die Arbeitsweise der Anzeigeeinrichtung der Fig. 1 wird nunmehr anhand von Fig. 2 beschrieben. In Fig. 2 sind die Blöcke der Leuchtstoffelemente der Leuchtstoffschicht 71 mit Symbolen bezeichnet, welche die Farben von fluoreszie rendem Licht angeben, das von den entsprechenden fluoreszie renden Schichtelementen emittiert worden ist. Es wird nun mehr angenommen, daß die Elektrodenelemente durch ein Bild signal, das an das Flüssigkristallelement 1 angelegt worden ist durch Dünnschichttransistoren u. ä. (was nicht darge stellt ist) an- und abgeschaltet werden, wie in Fig. 2 darge stellt ist.

Wenn die Lampe 8 unter einer solchen Voraussetzung erregt wird, emittiert die Lampe 8 eine ultraviolette oder beinahe ultraviolette Strahlung, so daß alle Elemente der Leucht stoffschicht 71 fluoreszierendes Licht ihrer eigenen Farbe emittieren können. Das emittierte fluoreszierende Licht, welches von dem Polarisator 6 durchgelassen wird, wird linear oder elliptisch polarisiertes Licht, welches durch das Flüssigkristallelement 1 hindurchgeht und dann auf dem Polarisator 5 fällt. Da die Polarisationsachse des Polari sators 5 senkrecht zu derjenigen des Polarisators 6 ist, und da das Licht, welches die abgeschalteten Elektroden elemente passiert hat, seine Polarisationsrichtung unver ändert beibehält, kann dasselbe Licht, welches durch ausge zogene Pfeile angezeigt ist, nicht durch den Polarisator 5 hindurchgehen.

In Bereichen, in welchen die Elektrodenelemente erregt sind, wird jedoch die Ausrichtung von Molekülen des TN-Flüssig kristallmaterials unter dem angelegten elektrischen Feld um genau 90° gedreht und folglich wird auch die Polarisations ebene des Lichts, welches durch die erregten Elektrodenele mente hindurchgegangen ist, in Übereinstimmung mit der Polari sationsachse des Polarisators 5 um genau 90° gedreht. Folg lich kann nur das Licht, wie durch die gestrichelten Pfeile angezeigt ist, welches die erregten Elektrodenelemente pas siert hat, den Polarisator 5 passieren und dann dadurch von dem Betrachter als ein Farbbild betrachtet werden.

Eine Emission ultravioletter Strahlung von der Lampe wird nunmehr im einzelnen beschrieben. Ein Dichtgas in Form von Quecksilber und Argon in der Lampe 70 wird so gesteuert, daß unter normalen Betriebsbedingungen das Quecksilber unter einem Dampfdruck von 1 × 10^-2 Torr bis 1 × 10^-3 Torr und das Argon unter einem Dampfdruck von 1 Torr bis 5 Torr ge halten wird. Wenn von einer Energiequelle und einer (nicht dargestellten) Zündschaltung ein Strom durch den Glühfaden 73 fließt, wird der Glühfaden 73 auf eine Temperatur er hitzt, bei welcher Thermionen abgegeben werden. Die emittier ten Thermionen kollidieren mit sich bewegenden Atomen von verdampften Argon und ionisieren sie, wodurch dann eine elektrische Entladung gestartet wird. Die Thermionen und die ionisierten Argonatome stoßen mit Quecksilberatomen zusammen und ionisieren diese, wodurch elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 2537 A als hauptsäch liches ultraviolettes Licht emittiert wird.

Obwohl das Fluoreszenzmaterial für die Fluoreszenzschicht hauptsächlich pulverförmig vorliegt, kann es auch als partikel förmiges Fluoreszenzmaterial verwendet werden, das mit einem Fluoreszenzfarbstoff gemischt oder gefärbt ist.

Das partikelförmige Fluoreszenzmaterial weist sehr kleine Partikel auf, welche mit einem Fluoreszenzfarbstoff gefärbt sind, und wird auf die transparente Platte 7 auf gebracht, indem die sehr kleinen Partikel in eine Kunst harzlacklösung getaucht wird, um eine wachsartige Mischung zu erzeugen, und indem dann die wachsartige Mischung durch ein Abdeck-Druckverfahren auf die transparente Platte 7 aufgebracht wird. Die kugelförmigen Partikel des partikel förmigen Fluoreszenzmaterials können aus Keramik, einem Copolymer aus Divinylbenzl, Polystyrol, Benzoguanamin u. ä. hergestellt werden, und sollten vorzugsweise einen Durch messer zwischen 5 bis 20 µm vorzugsweise zwischen 5 bis 10 µm haben. Die transparente Platte 7 kann, wie oben be schrieben, aus Glas oder einer Kunstharzschicht bestehen.

Bei einem Versuch wurden 5 Teile Epocolor-FP- 30 (das von Nihon Shokubai Kagaku Kogyosha hergestellt worden ist), welches aus sehr kleinen Partikeln aus Benzoguanamin zusammen gesetzt ist, die mit einem Fluoreszenzfarbstoff gefärbt sind, und 500 Teile einer 20%igen Alkohollösung von Polyvinylaze tat gemischt und ausreichend geknetet, um eine gleich förmige Paste zu schaffen, welche auf eine Glasplatte auf gedruckt und eingebrannt wird, um dadurch eine Fluoreszenz schicht aus einem roten partikelförmigen Fluoreszenzmaterial zu bilden, das eine Fluoreszenzstrahlung emittieren kann. Die Fluoreszenzschicht aus dem partikelförmigen Fluoreszenz material hat im Vergleich zu einer Fluoreszenzschicht mit einer flachen Fluoreszenz-Farbstoffschicht eine zusätzliche lichtstreuende Wirkung und kann folglich helleres Licht mit einem klareren Farbton emittieren.

Auf den Fluoreszenzschichtelementen aus roten, grünen und blauen partikelförmigen Fluoreszenzmaterialien können in einem Mosakikmuster auf einer transparenten Platte und ge brannt werden, und eine transparente Elektrode kann aus Indiumoxid/Sn auf den Fluoreszenzschichtelementen ausge bildet werden. Die sich ergebende Ausführung kann dann als eine (die in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist) der transparenten Platten der Flüssigkristallzelle verwendet werden. Diese Anordnung macht die Flüssigkristallzelle im Auf bau einfacher.

Das Licht, welches in das Farbfilter 42 eintritt, wird aus R-, G- und B-Fluoreszenzstrahlung gemischt, welche von der Fluoreszenzschicht 71 emittiert worden ist, und ist heller als gewöhnliches Licht, das von einer weißen Licht quelle emittiert worden ist. Während weißes Licht eine Ener gieverteilung hat, die einen Wellenlängenbereich vollständig überdeckt, in dessen Mitte ein sichtbarer Wellenlängenbereich liegt und Licht in einem Wellenlängenbereich aufweist, wel ches im wesentlichen nicht zu einer Farbteilung in die drei Grundfarben rot, grün und blau beiträgt, wird beinahe die gesamte Lichtenergie des von den roten, grünen und blauen Fluoreszenzmaterialien emittierten Lichts für eine Farb trennung genutzt. Bei dem Fluoreszenzlicht, das von den Fluoreszenzmaterialien emittiert worden ist, ist daher der Energieausnutzungswirkungsgrad hoch und es können helle Bilder erzeugt werden. Das Licht, das erzeugt worden ist, indem die roten, grünen und blauen Fluoreszenzstrahlungen die roten, grünen und blauen Bildelementfilter passiert haben, wird durch das Produkt aus Fluoreszenzwellenlängen kenndaten und Bildelementfilter-Wellenlängenkenndaten dar gestellt, und hat folglich eine scharfe Anstiegsflanke und ist Licht, das eine kleine Halbwertbreite hat und mono chromatischem Licht angenähert ist, mit dem Ergebnis, daß helle Bilder erzeugt werden können.

In Fig. 1 ist die Fluoreszenzschicht 71 ein Mosaikmuster aus Fluores zenzschichtelementen welche bezüglich der Bild elementfilter und der Elektrodenelemente ausgerichtet sind.

In Fig. 2 ist die Fluoreszenzschicht 71 aus mosaikartig ange ordneten Fluoreszenzschichtelementen 710a, 710b und 710c zusammengesetzt, welche rotes (R), grünes (G) und blaues (B) Licht durchlassen. Bei der Anordnung der Fig. 1 und 2 kann eine größere Energiemenge von rotem (R), grünem (G) und blauem (B) Licht die Bildelemente passieren und es können detaillerte Bilder beobachtet werden.

Das Farbfilter kann durch ein photolithographisches Verfah ren, durch ein galvanisches Abscheideverfahren, durch ein Aufdampfen im Vakuum, durch ein Druckverfahren u. ä. auf gebracht werden. Obwohl das Farbfilter einen dichroitischen Spiegel aufweist, welcher eine mehrlagige Schicht aus einem Material mit einem hohen und einem Material mit einem niedrigen Bre chungsindex oder ein Farbstoffilter aufweist, ist das Farbstoffilter hinsichtlich der Kosten vorteilhafter. Der Farbstoff, der in dem Farbstoffilter verwendet wird, kann Lanyl-Rot GG für rote Bildelementfilter, Sinimol-Milling-Gelg MR und Cibacron-Türkischblau TG-E für grüne Bildelementfilter und Cyanine 6B für blaue Bildelementfilter sein.

Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die transparente Bildelementelektrode verwendet wird und durch Dünnschichttransistoren (TFTs) in einem aktiven Matrix ansteuermode für eine Vollfarben-Bilddarstellung angesteuert wird, können auch andere Elektrodenanordnungen verwendet werden; statt der Vollfarben-Bilddarstellung kann auch eine monochromatische oder mehrfarbige Bilddarstellung durchge führt werden.

Beispielsweise können Streifenelektroden in den X- und Y- Richtungen vorgesehen sein und Bildelementfilter und auch Bildelement-Fluoreszenzelemente können bezüglich der Schnitt stellen der Elektrodenstreifen angeordnet sein, um Bilder in Vollfarben in einem Multiplex-Ansteuermode dar zustellen. Bei einer solchen Modifikation können die Flüssig kristallzelle, die Fluoreszenzschicht und das Farbfilter in derselben Weise angeordnet sein, wie oben beschrieben ist. Da der Multiplex-Ansteuermode infolge eines Kreuzkopplungs effekts eine Beschränkung bei einem höheren Schaltverhältnis hat, ist der aktive Matrixansteuermode vorteil hafter als der Multiplex-Ansteuermode.

Eine in Fig. 3 dargestellte Flüssigkristall-Farbanzeige einrichtung hat eine Lampe 70C, welche als eine fluoreszie rende, lichtemittierende Einheit dient und das Farbfilter 42 aufweist, das an einer äußeren Wandungsfläche der Lampe 70, ange ordnet ist, welche der Flüssigkristallzelle 1 gegenüber liegt. Das Farbfilter 42 ist aus Bildelementfiltern zusammen gesetzt, die bezüglich der entsprechenden Fluoreszenzschicht element der Fluoreszenzschicht 71 an der inneren Wandungs fläche der Lampe 70 ausgerichtet angeordnet sind. Die Lampe 70c ist in Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung teilweise aufgeschnitten dargestellt.

Eine Lampe 70D, welche in Fig. 5 als eine fluoreszierende, lichtemittierende Einrichtung dargestellt ist, weist das Farbfilter 42 auf, das über der Fluoreszenzschicht 71 angeordnet ist, welche ihrerseits auf der äußeren Wandungs oberfläche der Lampe 70A angeordnet ist.

In Fig. 6 ist noch eine weitere Lampe 70E dargestellt, welche als fluores zierende, lichtemittierende Einrichtung dient und das Farb filter 42 aufweist, das über der Fluoreszenzschicht 71 an der Lampe ange ordnet ist. Diese Lampen 70C bis 70E können selbst als neue Lichtquellen verwendet werden, um Vorlagen in einer Farbtrenneinrichtung in einem Farbkopiergerät zu beleuchten.

Lichtenergie kann wirksam benutzt werden, um die Farbreinheit von dargestellen Bildern zu erhöhen, indem die Wellenlänge von Fluoreszenzlicht in jeder Farbe, die von der Fluores zenzschicht abgegeben worden ist, so ausgewählt wird, daß sie in die Halbwertbreite der Transmittanz jedes Bildele mentfilters in einem Farbfilter fällt. Wenn beispielsweise das Farbelementfilter, welches blaues Licht durchläßt, eine Spektralkennlinie hat, wie sie in Fig. 7(A) dargestellt ist, ist die Wellenlänge C (Fig. 7(B)) maximaler Intensität von blauem Fluoreszenzlicht, das von der Fluoreszenzschicht emittiert worden ist, so gewählt, daß es zwischen einem Wellenlängen bereich in der Halbwertsbreite a-b der Spektraltransmittanz angeordnet ist. Dann kann das blaue Licht, welches durch das Bildelementfilter hindurchgeht, eine scharfe Kennlinie haben, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist, in welcher das blaue Licht näher bei dem monochromatischen, blauen Licht liegt.

Sofern die Fluoreszenzstrahlung von dem Fluoreszenzmaterial eine größere Lichtenergie hat, kann blaues Licht von dem Filter erhalten werden.

Wenn das Bildelementfilter, welches grünes Licht durchläßt, eine Spektralkennlinie hat, wie sie in Fig. 8(A) darge stellt ist, dann ist die Wellenlänge C₁ (Fig. 8(B)) maximaler Intensität von grünem Fluoreszenzlicht so gewählt, daß sie zwischen einem Wellenlängenbereich in der Halbwertsbreite von a₁-₁ der Spektraltransmittanz angeordnet ist.

Wenn das Bildelementfilter, welches rotes Licht durchläßt, eine Spektralkennlinie hat, wie sie in Fig. 9(A) dargestellt ist, dann ist die Spektralkennlinie des roten Fluoreszenz lichts so gewählt, wie in Fig. 9(B) dargestellt ist.

Fluoreszenzmaterialien mit den Spitzenwerten C, C₁ und C₂ enthalten NP 102, NP 220 und NP 320 (Handelbezeichnungen von Materialien, die von Nichia Chemical hergestellt werden). Wenn diese Fluoreszenzmaterialien mit einer ulatravioletten Strahlung beleuchtet werden, geben sie Fluoreszenzlicht ab, das Spitzen bei Wellenlängen von 460 nm, bei 544 nm bzw. bei 620 nm hat.

Wenn die Wellenlänge maximaler Intensität einer Fluoreszenzstrahlung von der Fluoreszenzschicht so gewählt wird, daß sie in die Halbwertsbreite der Spektraltransmittanz des Farb filters fällt, kann beinahe die gesamte Lichtenergie für eine Farbtrennung ausgenutzt werden, mit dem Ergebnis, daß der Energieausnutzungswirkungsgrad hoch ist und helle Bilder dargestellt werden können.

Claims

1. Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung zum Wiedergeben eines Farbbildes, welches durch ein angelegtes Bildsignal dargestellt ist, mit einer Flüssigkristallzelle (1) mit zwei lichtdurchlässigen Platten (2, 3), zwischen denen ein Flüs sigkristallmaterial (11) eingeschlossen ist, mit einer an einer der lichtdurchlässigen Platten angeordneten ersten transparenten Elektrode (21), mit einer zweiten flächigen transparenten Elektrode (31), die an der anderen transparenten Platte angeordnete ist und der ersten Elektrode (21) gegen überliegt, mit einem Farbfilter (42) und einer Fluoreszenz schicht (71), die zur Abgabe von farbigem Licht von einer Lichtquelle (8) beleuchtet wird, wobei die erste Elektrode (21) aus einer Matrix kleiner Elektrodenelemente besteht, ferner das Farbfilter (42) aus einem Mosaikmuster kleiner Bildpunktfilter zum Durchlassen von rotem, grünen und blauem Fluoreszenzlicht aufgebaut ist und die Bildpunktfilter mit den kleinen Elektrodenelementen in Durchlaßrichtung des Lich tes ausgerichtet sind, ferner die Fluoreszenz-Schicht (71) aus einem Mosaik aus kleinen Fluoreszenz-Schichtelementen aufgebaut ist, die rotes, grünes und blaues Fluoreszenzlicht abgeben, wenn sie von der elektromagnetischen Strahlung der Lichtquelle (8) beaufschlagt werden, ferner das Farbfilter (42) auf der einen Seite und die Fluoreszenz-Schicht (71) auf der anderen Seite eines lichtdurchlässigen Substrats (7) befestigt ist, wobei die Fluoreszenz-Schichtelemente in Durchlaßrichtung des Lichtes jeweils mit den Bildpunkt filtern des Farbfilters (42) ausgerichtet sind und wobei das Farbfilter (42) näher bei der Betrachterseite der Anordnung gelegen ist als die Fluoreszenz-Schicht und wobei die Lichtquelle (8) als flache Röhrenlampe ausgebildet ist.

2. Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Fluoreszenz-Schicht (71) auf der Innen- oder Außen fläche der Wandung der Lampe (70C) angeordnet ist welche näher bei der Flüssigkristellzelle (1) ist, und
b) die Lampe (70C) eine lichtreflektierende Schicht (76) auf weist, die an der Wandung der Lampe ausgebildet ist, welche der Wandung mit der Fluoreszenz-Schicht (71) ge genüberliegt.

3. Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluo reszenz-Schicht (71) auf der Innenfläche der Wandung der Lampe (70C) angeordnet ist und daß das Farbfilter (42) auf der Außenfläche dieser Wandung angeordnet ist (Fig. 3).

4. Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenz-Schicht (71) auf der Außenfläche der Wandung der Lampe (70D, 70E) angeordnet ist und daß das Farbfilter (42) auf der Fluoreszenz-Schicht (71) angeord net ist (Fig. 5, Fig. 6).

5. Flüssigkristall-Farbanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe (8) zur Abgabe von ultravioletter Strahlung ausgebildet ist.