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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine transflektive Anzeigevorrichtung, die insbesondere
in einem transmissiven Betriebsmodus eine Farbanzeige bereitstellt,
während
sie in einem reflektiven Betriebsmodus eine Schwarz-Weiss-Anzeige bzw.
eine Graustufenanzeige bereitstellt.
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Ein wesentlicher Bestandteil einer
Flüssigkristallanzeige
oder LCD (Liquid Cristal Display) ist eine zwischen zwei Ausrichtungslagen
(Alignment Layers) vorgesehene Schicht aus Flüssigkristallen. Moleküle von Flüssigkristallen
besitzen eine länglich-ovale
Form und richten sich ohne externe Einflüsse parallel aus. Weiterhin
haben sie die Eigenschaft, sich an rillenförmig strukturierten Oberflächen in
Richtung der Struktur auszurichten. Wie es in 1 gezeigt ist, lassen sich Flüssigkristalle
LC in der nematischen Phase aufgrund ihrer Molekülstruktur an rillenförmig strukturierten
Oberflächen
OF1, OF2, die hier als Ausrichtungslagen (Alignment Layers) dienen,
ausrichten und aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften spiralförmig verdrehen,
wenn sie zwischen zwei um 90° verdrehte
Ausrichtungslagen (hier durch die Pfeile a und b der Oberflächen OF1
und OF2 gezeigt) eingebracht werden. Diese Anordnung wird als Twisted
Nematic (TN) bei einem Verdrehwinkel von 90°, und als Super Twisted Nematic
(STN) bei einem Verdrehwinkel von 270° bezeichnet. Wird zwischen den
beiden Lagen ein elektrisches Feld angelegt, so richten sich die
Flüssigkristallmoleküle entlang
der Feldrichtung aus.
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Zusätzlich zu dem in 1 gezeigten Aufbau werden
für eine
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, ferner
zwei Polarisatoren und mindestens zwei Elektroden benötigt, in
deren Überlappungsbereich
ein Bildpunktabschnitt realisiert wird. Trifft nun, wie es in 2A gezeigt ist, ein vom
ersten bzw. hinteren Polarisator P1 polarisiertes Licht (z. B. von
einer Hintergrundbeleuchtung) auf die spiralförmig angeordneten Flüssigkristalle
LC, so wird dieses Licht entsprechend dem Verdrehwinkel der Moleküle in seiner
Polarisationsrichtung gedreht. So trifft es auf den zweiten bzw.
vorderen Polarisator P2 (Analysator), dessen Polarisationsrichtung
um 90° zu
dem des ersten Polarisators P1 verdreht ist. Das Licht kann folglich zu
einem Betrachter (in der Figur nach unten hin) durchdringen.
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Wird, wie es in 2B gezeigt ist, ein elektrisches Feld
von einer Spannungsquelle VOL erzeugt und über die Ausrichtungslagen ARL
(entsprechend den Oberflächen
OF1 und OF2 der 1) auf
die Flüssigkristallmoleküle LC angewendet,
so richten sich die Flüssigkristallmoleküle LC entsprechend dem
elektrischen Feld aus. Licht, das nun von oben auf die in 2B dargestellte Flüssigkristallanordnung
einfällt,
wird zunächst
von dem Polarisator P1 polarisiert, durchdringt dann die obere Ausrichtungslage
ARL und folgt dann wiederum der Orientierung der Flüssigkristalle.
Da im vorliegenden Fall die Polarisationsebene des Lichts nicht
um 90° gedreht
wird, wie in 2A, kann
es nicht nach unten, d. h. durch den zweiten Polarisator P2 durchdringen.
Somit ist es möglich,
durch elektrische Ansteuerung der Flüssigkristallanordnung, deren
optische Eigenschaften (insbesondere hinsichtlich der Transmissivität) zu beeinflussen.
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Was gerade bezüglich den 2A und 2B erläutert worden
ist, ist die Ansteuerung eines einzelnen Bildpunktabschnittes. Eine
herkömmliche
Flüssigkristallanzeigevorrichtung
umfasst jedoch eine Vielzahl derartiger Bildpunktabschnitte durch
deren gezielte Ansteuerung graphische Muster, wie alphanumerische
Zeichen, Symbole, Graphiken, Photos usw., auf der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
darstellbar sind. Hierzu umfasst die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
ein erstes transparentes Substrat, beispielsweise aus Glas, auf
dem ein erster Polarisator aufgebracht ist. Außerdem hat sie ein zweites
transparentes Substrat, auf dem ein zweiter Polarisator aufgebracht
ist, dessen Polarisationsebene zu der des ersten Polarisators um
90° verdreht
ist. Zwischen den beiden Substraten befindet sich eine Schicht aus Flüssigkristallen.
Ferner wird eine matrixförmige
Anordnung von Elektroden vorgesehen, beispielsweise Zeilen-Elektroden
auf dem ersten Substrat und Spalten-Elektroden auf dem zweiten Substrat.
Im Überlappungsbereich
einer jeweiligen Zeilen-Elektrode und Spalten-Elektrode kann so
ein Bildpunktabschnitt definiert werden, der gezielt elektrisch
angesteuert werden kann. Bezüglich
der Ansteuerung der einzelnen Bildpunktabschnitte unterscheidet
man zwischen einer Aktiv-Matrix-Flüssigkristallanzeige (AMLCD)
und einer Passiv-Matrix-Flüssigkristallanzeige
(PMLCD). Da bei einer PMLCD die einzelnen Bildpunktabschnitte direkt
durch eine matrixförmige Anordnung
von Zeilen- und Spalten-Elektroden angesteuert wird, ist hierbei
prinzipiell bedingt, dass jede einzelne Zelle nur mit 1/(Auflösung = Gesamtzahl
der Bildpunk-Abschnitte) der gesamten Zeit der Bilddarstellung angesteuert
wird. Weil für
den Rest der Zeit die Zellen im spannungslosen Zustand sind, müssen die
Flüssigkristalle
entsprechend träge
eingestellt werden, um ein Rückkippen
während
der restlichen Zeit und damit Kontrastverluste und Flimmer-Effekte
zu vermeiden.
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Bei einer AMLCD hingegen wird jeder
Bildpunktabschnitt über
einen eigenen Dünnfilm-Transistor
(TFT) angesteuert, der die Information für den jeweiligen Bildpunktabschnitt
speichert.
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Da für die Hintergrundbeleuchtung
einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
normalerweise weißes
Licht verwendet wird, muss zur Darstellung von Farbbildern dieses
mit geeigneten Farbfiltern gefiltert werden. Dabei wird jedem einzelnen
Bildpunktabschnitt ein bestimmter Farbfilter zugeordnet, wobei es
herkömmlicherweise
drei Arten von Farbfiltern gibt, nämlich einen roten, einen grünen und
einen blauen. Drei Bildpunktabschnitte mit diesen drei unterschiedlichen
Farbfiltern werden dann zu einem Bildelement (Pixel) zusammengefasst.
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Neben dem bisher beschriebenen transmissiven
Betriebsmodus einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
bei dem Licht einer Hintergrundbeleuchtung durch einen ersten Polarisator
bzw. ein erstes Substrat in die Anzeigevorrichtung eingelassen und
nach eventueller Beeinflussung mittels der Flüssigkristallschicht in einem
Bildpunktabschnitt wieder durch das zweite Substrat bzw. den zweiten
Polarisator zum Anzeigen von graphischen Mustern ausgelassen wird,
gibt es bei einer transflektiven Anzeigevorrichtung auch einen reflektiven
Betriebsmodus. Hierbei wird nicht Licht einer Hintergrundbeleuchtung
durch den ersten Polarisator (das erste Substrat) eingelassen, sondern
es dringt Umgebungslicht durch den zweiten Polarisator (das zweite
Substrat) in die Anzeigevorrichtung ein, durchquert die Flüssigkristallschicht
und wird schließlich
von einer transflektiven Schicht, die vorteilhafterweise auf dem
ersten Substrat aufgebracht ist, reflektiert. Diese transflektive Schicht
hat dabei Reflexionselemente zum Reflektieren von Licht und hat
ferner Durchgangsausnehmungen bzw. Schlitze zum Durchlassen von
Licht (das von einer Hintergrundbeleuchtung stammend in Richtung
des zweiten Substrats durchgelassen werden soll).
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Im Folgenden soll nun eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
mit herkömmlicher
Anordnung der einzelnen Komponenten schematisch anhand der 3 und 4, in denen jeweilige Querschnittsansichten
einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gezeigt sind, erläutert
werden.
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In 3 ist
eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
A1 gezeigt, bei der zur Veranschaulichung drei Bildpunktabschnitte
BPA1, BPA2 und BPA3 (durch vertikale gestrichelte Linien gekennzeichnet) mit
jeweils unterschiedlichen Farbfiltern FF1 (mit der Farbe rot), FF2
(mit der Farbe grün)
und FF3 (mit der Farbe blau) dargestellt sind. Die jeweiligen Bildpunktabschnitte
sind dabei im Überlappungsbereich
von einer ersten Elektrode E1 und drei dazu senkrecht verlaufenden
Elektroden E21, E22 und E23 realisiert. Die Elektroden sind dabei
aus einem transparenten Material, wie beispielsweise Indium-, Zinn-Oxid
(ITO) hergestellt. Die Elektrode E1 ist auf einem ersten transparenten
Substrat S1 angeordnet, auf dessen entgegengesetzter Seite ein erster
Polarisator P1 aufgebracht ist. Die Elektroden E21, E22 und E23 sind
auf einem zweiten transparenten Substrat S2 aufgebracht, auf dessen
entgegengesetzter Seite ein zweiter Polarisator P2 aufgebracht ist.
Auf der ersten Elektrode sind ferner Reflexionselemente R1, R2 und R3
vorteilhafterweise als Teil einer transflektiven Schicht ausgebildet,
wobei auf einem jeweiligen Reflexionselement ein jeweiliger Farbfilter
FF1, FF2 und FF3 vorgesehen ist. Ein Teil eines jeweiligen Farbfilters
FF1, FF2 und FF3 überlappt
dabei mit einem jeweiligen Reflexionselement, während ein weiterer Teil über das
jeweilige Reflexionselement hinaus steht. Eine Schicht aus Flüssigkristallen
ist dann zwischen den Farbfiltern FF1 bis FF3 und der jeweiligen zweiten
Elektrode E21 bis E23 vorgesehen (was in de Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen
worden ist).
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In einem transmissiven Betriebsmodus
der Flüssigkristallanzeige
A1, wie er in 3 gezeigt
ist, bei dem Licht (gekennzeichnet durch drei schräg nach oben
verlaufende Pfeile) von einer Lichtquelle zur Hintergrundbeleuchtung
bereitgestellt wird, dringt dieses Licht durch den ersten Polarisator
P1 und das erste transparente Substrat S1 in die Flüssigkristallanzeige
ein und trifft dort zum Einen auf die Reflexionselemente R1 bis
R3, an denen es wieder zurückreflektiert
wird, und zum Anderen auf die über
die Reflexionselemente hinausstehenden Teile der jeweiligen Farbfilter.
Durch diese hinausstehenden Teile der Farbfilter wird das herkömmlicherweise
weiße Hintergrundlicht
(gekennzeichnet durch den Buchstaben "W" am
Fuße eines
jeweiligen Pfeils) gefiltert und kann dann bei entsprechender Ansteuerung
eines jeweiligen Bildpunktabschnitts (über die Elektroden E1, E21,
E22, E23) durch das zweite transparente Substrat S2 und den zweiten
Po larisator P2 (in der Figur nach oben) wieder ausgelassen werden.
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In 4 ist
nun die gleiche Flüssigkristallanzeigevorrichtung
A1 wie in 3 dargestellt,
wobei hier nun ein reflektiver Betriebsmodus der Anzeigevorrichtung
erläutert
werden soll. Wie es in der Figur zu sehen ist, wird hierbei nicht
Licht einer Hintergrundbeleuchtung durch den ersten Polarisator
P1 und das erste Substrat S1 eingelassen, sondern es dringt Umgebungslicht
(gewöhnlicherweise
weißes Umgebungslicht,
gekennzeichnet durch den Buchstaben "W")
durch den zweiten Polarisator P2 und das zweite Substrat S2 in die
Anzeigevorrichtung ein, durchquert die jeweiligen zweiten Elektroden
und die Flüssigkristallschicht
und trifft schließlich
auf einen jeweiligen Farbfilter FF1 bis FF3. Das Licht durchquert
nun einen jeweiligen Farbfilter ein erstes Mal auf dem Weg (in der
Figur nach unten) zu einem jeweiligen Reflexionselement R1 bis R3,
wird an einem Reflexionselement reflektiert und durchquert den Farbfilter
schließlich
ein zweites Mal, so dass am Ende ein gefiltertes Licht aus der Anzeigevorrichtung bzw.
dem zweiten Polarisator P2 ausgelassen wird, das der Farbe des gerade
durchlaufenen Farbfilters entspricht.
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Als nachteilig bei einer derartigen
herkömmlichen
Anzeigevorrichtung gemäß den 3 und 4 stellt sich heraus, dass insbesondere
im reflektiven Modus die von der Anzeigevorrichtung an deren Außenfläche des
Polarisators P2 bereitgestellte Anzeige aufgrund der Tatsache, dass
einfallendes Umgebungslicht einen Farbfilter zweimal durchlaufen muss,
sehr dunkel erscheint und somit schlecht ablesbar ist.
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Das Dokument
EP 1 267 198 A2 offenbart eine
transflektive Anzeigevorrichtung mit einem ersten transparenten
Substrat zum Einlassen von Licht einer dem Substrat benachbarten
Lichtquelle, wobei das erste transparente Substrat mit ersten Elektroden
versehen ist. Ferner hat die Anzeigevorrichtung ein zweites transparentes
Substrat zum Anzeigen von graphischen Mustern, wobei das zweite
transparente Substrat mit zweiten Elektroden versehen ist. Zwischen
dem ersten und dem zweiten transparenten Substrat ist ein elektrooptisches
Material in der Form einer Flüssigkristallschicht
vorgesehen. Außerdem
umfasst die Anzeigevorrichtung Bildpunktabschnitte, die bei überlappenden
Bereichen der jeweiligen ersten und zweiten Elektroden vorgesehen
sind und jeweilige Farbfilterelemente zum Filtern und Durchlassen
von durch das erste Substrat eingelassenem Licht in Richtung des
zweiten Substrats sowie jeweilige Reflexionselemente zum Reflektieren
von durch das zweite Substrat eingelassenem Licht aufweisen, wobei
die Reflexionselemente dem zweiten Substrat und die Farbfilterelemente
dem ersten Substrat zugewandt sind. Die Reflexionselemente umfassen
in einem Bildpunkt dabei drei Schichten, von denen eine rotes Licht,
eine grünes
Licht und eine blaues Licht selektiv reflektiert. Das bedeutet,
dass die Herstellung einer derartigen Anzeigevorrichtung aufgrund
der Notwendigkeit einer Vielzahl von Elementen bzw. Schichten einen
großen
verfahrenstechnischen Aufwand erfordert und ebenso die oben erwähnten Probleme
aufweist, dass im reflektiven Betrieb durch die selektive bzw. spezifische
Reflexion von Licht ein großer
Teil des Lichts nicht reflektiert wird und somit die Anzeigequalität verschlechtert wird.
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Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, die sowohl im transmissiven
als auch im reflektiven Modus gut ablesbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung
gemäß Anspruch
1 sowie durch ein elektrisches Gerät mit einer Anzeigevorrichtung
gemäß Anspruch
9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Anzeigevorrichtung hat dabei
ein erstes transparentes Substrat zum Einlassen von Licht einer
Hintergrundbeleuchtung, wobei das erste transparente Substrat mit
ersten Elektroden versehen ist. Ferner hat die Anzeigevorrichtung
ein zweites transparentes Substrat zum Durchlassen bzw. Auslassen von
Licht, das in der Anzeigevorrichtung modifiziert bzw. beeinflusst
worden ist, wobei das zweite transparente Substrat mit zweiten Elektroden
versehen ist. Zwischen dem ersten und dem zweiten transparenten
Substrat ist ein elektrooptisches Material vorgesehen. Außerdem hat
die Anzeigevorrichtung Bildpunktabschnitte, die bei überlappenden
Bereichen der jeweiligen ersten und zweiten Elektroden vorgesehen
sind und jeweils ein Reflexionselement zum Reflektieren von durch
das zweite Substrat eingelassenem Licht und ein Farbfilterelement
zum Filtern und Durchlassen des durch das erste Substrat eingelassenem
Licht in Richtung des zweiten Substrats aufweisen. Ein Farbfilterelement
kann dabei einen Abschnitt bzw. Teil aufweisen, des mit dem Reflexionselement überlappt
und einen Teil aufweisen, der über
das Reflexionselement hinaussteht, wobei Licht durch diesen hinausstehenden
Teil durch das Farbfilterelement vom ersten in Richtung des zweiten
Substrats durchgelassen werden kann. Das Reflexionselement ist dabei
auf Seiten des zweiten Substrats und das Farbfilterelement auf Seiten
des ersten Substrats angeordnet. Eine derartige Anordnung bewirkt,
dass nun Licht im transmissiven Modus der Anzeigevorrichtung durch
das erste transparente Substrat in die Anzeigevorrichtung eindringen
kann, auf einen jeweiligen Farbfilter eines Bildpunktabschnitts
trifft, je nach Ansteuerung des Bildpunktabschnitts über die
Elektroden blockiert wird oder aber in Richtung des zweiten Substrats
durchgelassen wird, um an dessen Außenseite bzw. Außenfläche für einen
Benutzer eine Farbanzeige mit farbigen graphischen Mustern bereitzustellen.
Im reflektiven Betriebsmodus hingegen, bei dem Licht durch das zweite
transparente Substrat in die Anzeigevorrichtung eingelassen wird,
trifft nun das Licht nach Durchquerung des elektrooptischen Materials
direkt auf die jeweiligen Reflexionselemente der Bildpunktabschnitte
und wird von diesen reflektiert. Auch hier wird dann das Licht entsprechend
der Ansteuerung der Bildpunktabschnitte über die Elektroden blockiert
oder wieder durch das zweite Substrat ausgelassen, um an dessen
Außenseite
für einen Benutzer
eine Anzeige (von graphischen Mustern) bereitzustellen. Aufgrund
der Tatsache, dass im reflektiven Modus kein Farbfilter mehr durchquert
wird, wie es im Stand der Technik der Fall ist, stellt die Anzeigevorrichtung
gemäß der Erfindung
im reflektiven Modus nur eine Graustufenanzeige (von graphischen Mustern)
dar. Dafür
wird hierbei der Kontrast sowie die Helligkeit der Anzeige wesentlich
verbessert, wodurch die Ablesbarkeit der Anzeige, sei es, dass es sich
bei den graphischen Mustern um Zeichen, Symbole, Graphiken oder
Fotos handelt, verbessert.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann
die Anzeigeeinrichtung ferner einen ersten Polarisator aufweisen,
der dem ersten transparenten Substrat zugeordnet und auf diesem
aufgebracht ist, und einen zweiten Polarisator aufweisen, der dem zweiten
transparenten Substrat zugeordnet und auf diesem aufgebracht ist
und eine Polarisationsebene senkrecht zu der des ersten Polarisators
hat. Die Polarisatoren können
dabei auf der jeweiligen Innenfläche
(d.h. auf der Seite des elektrooptischen Materials) oder Außenfläche der
jeweiligen Substrate aufgebracht werden.
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Ferner kann das elektrooptische Material eine
Schicht aus Flüssigkristallen
umfassen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung sind die ersten Elektroden parallel zueinander angeordnet
und verlaufen in einer ersten Richtung, während die zweiten Elektroden ebenso
parallel zueinander angeordnet sind und in einer senkrecht zur ersten
Richtung stehenden zweiten Richtung verlaufen. Auf diese Weise kann
eine matrixförmige
Elektrodenanordnung mit Spalten-Elektroden und Zeilen-Elektroden
realisiert werden, wobei die Bildpunktabschnitte in den Überlappungsbereichen der
Elektroden elektrisch ansteuerbar sind. Die ersten und zweiten Elektroden
bestehen dabei vorteilhafterweise aus einem transparenten Material,
wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid
(ITO).
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
ist die Anzeigevorrichtung als eine Aktiv-Matrix-Flüssigkristallanzeige,
insbesondere in der Ausführung
einer TFT (Thin Film Transistor)-Flüssigkristallanzeige, oder
als eine Passivmatrix-Flüssigkristallanzeige, insbesondere
in der Ausführung
einer STN (Super Twisted Nematic)-Flüssigkristallanzeige ausgebildet ist.
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Zum Bereitstellen einer Hintergrundbeleuchtung
ist es denkbar, dass die Anzeigevorrichtung eine eigene Lichtquelle
aufweist, welche benachbart zu dem ersten transparenten Substrat
bzw. dem ersten Polarisator auf der entgegengesetzten Seite des elektrooptischen
Materials angeordnet ist. Das bedeutet, die Lichtquelle ist außerhalb
der eigentlichen bilderzeugenden Einrichtung angeordnet und dient dazu,
Licht bereitzustellen, das zum Realisieren einer Anzeige von graphischen
Mustern im transmissiven Modus der Anzeigevorrichtung benötigt wird.
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Die Farbfilterelemente umfassen vorteilhafterweise
die Farben rot, grün
und blau, wobei jeweils drei benachbarte Bildpunktabschnitte mit
den Farben rot, grün
und blau ein Farbbildelement darstellen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung wird ein elektrisches Gerät geschaffen, das eine Anzeigevorrichtung
gemäß obiger
Darstellung bzw. vorteilhaften Ausgestaltungen hiervon umfasst. Es
ist dabei möglich,
dass das elektrische Gerät
eine geräteeigene
Lichtquelle zum Bereitstellen einer Hintergrundbeleuchtung für die Anzeigevorrichtung
aufweist, wobei die geräteeigene
Lichtquelle auf Seiten des ersten transparenten Substrats angeordnet
ist. In diesem Fall kann eine Anzeigevorrichtungseigene Lichtquelle
weggelassen werden. Vorzugsweise ist das elektrische Gerät als ein
mobiles Gerät,
insbesondere als ein Mobiltelefon bzw. Mobilfunkgerät, als ein
tragbarer Computer, wie ein PDA (Personal Digital Assistent) oder
eine Uhr usw., ausgebildet.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
werden im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung von Flüssigkristall-Molekülen, die
zwischen zwei Ausrichtungslagen angeordnet sind;
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2A und 2B eine schematische Darstellung
der wesentlichen Komponenten einer Flüssigkristallanzeige zur Erläuterung
der Steuerung des Lichtdurchtritts in Abhängigkeit von einem elektrischen
Feld, das auf eine Flüssigkristallschicht
wirkt;
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3 eine
schematische Querschnittsansicht einer herkömmlichen transflektiven Flüssigkristallanzeige,
die gerade im transmissiven Betriebsmodus betrieben wird;
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4 eine
schematische Darstellung der gleichen Anzeigevorrichtung wie von 3, wobei hier ein reflektiver
Betriebsmodus dargestellt ist;
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5 eine
schematische Querschnittsansicht einer Flüssigkristallanzeige gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei in 5 ein
transmissiver Betriebsmodus dargestellt ist;
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6 eine
Darstellung der gleichen Flüssigkristallanzeige
wie in 5, wobei hier
ein reflektiver Betriebmodus dargestellt ist;
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7 eine
schematische Darstellung eines elektrischen Geräts in der Ausführung eines
Mobilfunkgeräts
bzw. Mobiltelefons realisiert ist;
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8 eine
schematische Darstellung eines elektrischen Geräts in der Ausführung eines
kleinen tragbaren Computers realisiert ist.
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Zunächst soll nun eine bevorzugte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 5 erläutert
werden. 5 zeigt dabei
eine schematische Querschnittsansicht der wesentlichen Komponenten
einer transflektiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung
A2. Ähnlich
zur Flüssigkristallanzeigevorrichtung
A1 der 3, umfasst die
Flüssigkristallanzeigevorrichtung
A2 ein erstes transparentes Substrat S1 und ein zweites transparentes
Substrat S2, zwischen denen ein elektrooptisches Material in Form
einer Flüssigkristallschicht
LC angeordnet ist. Als die transparenten ersten und zweiten Substrate werden
vorteilhafterweise Glas-Substrate verwendet. Auf dem ersten transparenten
Substrat S1 ist an der Außenfläche ein
Polarisator P1 aufgebracht, während
auf der Innenseite eine erste Elektrode E1 aufgebracht ist. Auf
dem zweiten transparenten Substrat S2 ist an der Außenfläche ein
Polarisator P2 und sind auf der Innenfläche jeweilige Elektroden E21,
E22 und E23 aufgebracht. Es sei dabei erwähnt, dass die Anzeigevorrichtung
A2 neben den in der Figur zu sehenden Elektroden weitere Elektroden
aufweist, d.h. weitere erste Elektroden, die parallel zu Elektrode
E1 auf dem ersten Substrat S1 angeordnet sind, und weitere zweite
Elektroden, die parallel zu den Elektroden E21, E22 und E23 auf
dem zweiten Substrat S2 angeordnet sind. Die ersten und zweiten
Elektroden bilden dabei eine matrixförmige Struktur mit Zeilenelektroden
und Spaltenelektroden.
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Bei den Überlappungsbereichen der ersten Elektrode
E1 und den zweiten Elektroden E21 bis E23 sind jeweilige Bildpunktabschnitte
BPA1, BPA2 und BPA3 realisiert, welche durch vertikal verlaufende
gestrichelte Linien gekennzeichnet sind. Es sei bemerkt, dass die
Bildpunktabschnitte nicht auf den Raum zwischen den Elektroden beschränkt sind, sondern
sich auf einen Bereich der Anzeigevorrichtung beziehen, der individuell
ansteuerbar ist und ein jeweiliges Reflexionselement bzw. Farbfilterelement aufweist.
Der Bildpunktabschnitt BPA1 umfasst dabei ein erstes Reflexionselement
R1 und ein erstes die Farbe "rot" repräsentierendes
Farbfilterelement FF1, der zweite Bildpunktabschnitt BPA2 umfasst
ein zweites Reflexionselement R2 und ein die Farbe "grün" repräsentierendes
zweites Farbfilterelement FF2, während
der dritte Bildpunktabschnitt BPA3 ein drittes Reflexionselement
R3 und ein die Farbe "blau" repräsentierendes
drittes Farbfilterelement FF3 umfasst. Die jeweiligen Reflexionselemente
weisen dabei eine nahezu 100-ige Reflexionseigenschaft auf und sind
beispielsweise aus Aluminium ausgebildet. Es ist dabei möglich, dass
die Reflexionselemente als Teil einer transflektiven Schicht ausgebildet
sind, welche über
den Farbfilterelementen aufgebracht ist. Diese transflektive Schicht
umfasst dabei die Reflexionselemente und weist zwischen den Reflexionselementen
Durchgangsausnehmungen bzw. Schlitze auf, durch die Licht durchdringen
kann. Wie es in der Figur zu sehen ist, sind die Farbfilterelemente
derart angeordnet, dass sie einen mit dem jeweiligen Reflexionselement überlappenden
Bereich haben, und einen über
die Reflexionselemente hinausstehenden Teil haben. Kennzeichen dieser
bevorzugten Ausführungsform
ist, dass die Reflexionselemente auf Seiten des zweiten Substrats
angeordnet sind, während die
Farbfilterelemente auf Seiten des ersten Substrats, d. h. auf der
Eintrittsseite von Licht einer Hintergrundbeleuchtung (in der Figur
von unten her). Wie es in der Figur gezeigt ist, ist es denkbar,
die jeweiligen Farbfilterelemente auf der ersten Elektrode (bzw. den
ersten Elektroden) aufzubringen, während die Reflexionselemente (bzw.
die transflektive Schicht) auf den Farbfilterelementen aufgebracht
sind.
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Wird nun die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
A2 im transmissiven Modus betrieben, wie es in 5 gezeigt ist, so wird Licht (gekennzeichnet durch
drei schräg
nach links oben verlaufende Pfeile) von einer Lichtquelle zur Hintergrundbeleuchtung
in der Figur von unten her in die Anzeigevorrichtung durch den ersten
Polarisator P1 eingelassen, durchdringt das transparente Substrat
S1 sowie die erste Elektrode E1 und trifft auf ein jeweiliges Farbfilterelement
FF1 bis FF3. Das normalerweise weiße Licht der Hintergrundbeleuchtung
(gekennzeichnet durch den Buchstaben W) am Ursprung eines ein Hintergrundlicht
repräsentierenden
Pfeils wird in einem jeweiligen Farbfilterelement FF1 bis FF3 entsprechend gefiltert
und durchläuft
nun die Schicht LC aus Flüssigkristallen,
die jeweiligen zweiten Elektroden E21 bis E23 sowie das zweite transparente
Substrat und tritt durch den zweiten Polarisator P2 in der Farbe des
durchlaufenden Farbfilters aus der Anzeigevorrichtung heraus. Voraussetzung
hierfür
ist, dass die Bildpunkte BPA1 bis BPA3 derart über die Elektroden E1 bzw.
E21 bis E23 angesteuert werden, dass Licht hindurchtreten kann.
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Das bedeutet, dass in diesem Fall
des transmissiven Betriebsmodus, bei dem auf Seiten des ersten Substrats
S1 bzw. des ersten Polarisators P1 eine Lichtquelle zur Hintergrundbeleuchtung
bereitgestellt wird, auf Seiten des zweiten Substrats bzw. dessen
zugeordneten zweiten Polarisators eine farbige Anzeige mit farbigen
graphischen Mustern bereitgestellt werden. Die drei in der Figur
beispielhaft dargestellten Bildpunktabschnitte BPA1, BPA2, BPA3
repräsentieren
dabei ein (farbiges) Bildelement oder Pixel.
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Im Folgenden soll nun ein reflektiver
Betriebsmodus der Anzeigevorrichtung, wie in 5 bereits detailliert beschrieben worden
ist, anhand von 6 erläutert werden.
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Dabei sind aus Gründen der besseren Darstellung
lediglich die zum Verständnis
notwendigen Bezugszeichen in 6 vorgesehen.
Im Gegensatz zum transmissiven Modus, wie er in 5 gezeigt worden ist, dringt beim reflektiven
Modus kein Licht einer Hintergrundbeleuchtung von Seiten des ersten Polarisators
P1 bzw. des ersten Substrats S1 in die Anzeigevorrichtung A2 ein.
Vielmehr dringt nun Umgebungslicht (normalerweise weißes Umgebungslicht,
gekennzeichnet durch den Buchstaben W) durch den zweiten Polarisator
P2 in die Anzeigevorrichtung A2 ein, durchläuft das zweite transparente Substrat
sowie die jeweiligen zweiten Elektroden und die Schicht LC aus Flüssigkristallen
und trifft schließlich
auf hinausstehende bzw. überstehende
Teile der Farbfilterelemente, durch die es einfach hindurchgeht
sowie auf die jeweiligen Reflexionselemente R1, R2 und R3. An diesen
Reflexionselementen wird das Licht direkt reflektiert, ohne wie
im Stand der Technik zweimal ein jeweiliges Farbfilterelement durchlaufen zu
müssen
(vergleiche dazu 4).
Je nach Ansteuerung eines Bildpunktabschnitts über die ersten und zweiten
Elektroden wird das in die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
A2 eingetretene Licht wieder ausgelassen, oder es wird bei Anlegen
eines entsprechenden elektrischen Feldes an die Flüssigkristallschicht
LC in einem Bildpunktabschnitt kein Licht mehr ausgelassen (gekennzeichnet
durch die Buchstaben B/W für
Schwarz (kein Licht)/Weiß (Licht)
am Ende des Austrittsteils).
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Das bedeutet, im reflektiven Betriebsmodus der
Anzeigevorrichtung A2 wird auf der Außenfläche des dem zweiten Substrat
zugeordneten zweiten Polarisators P2 (d.h. der Anzeigefläche) keine
Farbanzeige mit farbigen graphischen Mustern, sondern eine Schwarz-Weiß-Anzeige
bzw. eine Graustufenanzeige bereitgestellt. Da, wie bereits erwähnt, das eintretende
Umgebungslicht im reflektiven Betriebsmodus der Anzeigevorrichtung
im Gegensatz zum Stand der Technik nicht zweimal ein Farbfilterelement
durchlaufen muss (einmal vor der Reflexion an einem Reflexionselement
und einmal nach der Reflexion am Reflexionselement), wird die Intensität des Lichts
weniger gedämpft und
die Anzeigevorrichtung A2 stellt eine Schwarz-Weiß-Anzeige oder Graustufenanzeige
mit größerer Helligkeit
und höherem
Kontrast bereit, so dass die Ablesbarkeit von graphischen Mustern,
wie Symbolen, Zeichen, Graphiken oder Bilder verbessert wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann
die Anzeigevorrichtung A2 eine Lichtquelle zum Bereitstellen einer
Hintergrundbeleuchtung aufweisen, die benachbart zu dem ersten Substrat
S1 bzw. dessen Polarisator P1 angeordnet ist, und Licht beispielsweise
in Richtung der Pfeile von 5, d.h. in Richtung des Substrats S2, abgibt.
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Eine Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung
kann in einem elektrischen Gerät
verwendet werden, wie es in den 7 und 8 schematisch dargestellt
ist.
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Dabei kann eine Anzeigevorrichtung
AZ gemäß der vorliegenden
Erfindung (beispielsweise die Anzeigevorrichtung A2) in einem elektrischen
Gerät EG1
vorgesehen sein, das in der Form eines Mobilfunkgeräts bzw.
Mobiltelefons ausgebildet ist, wie es in 7 gezeigt ist.
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Eine Anzeigevorrichtung AZ gemäß der vorliegenden
Erfindung (wiederum beispielsweise die Anzeigevorrichtung A2) kann
jedoch auch in eine elektrischen Gerät EG2 in der Form eines tragbaren Computers,
insbesondere in der Ausführung
eines PDA) eingesetzt werden, wie es in 8 gezeigt ist.