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Die vorliegende Erfindung betrifft
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen,
und insbesondere transmissive Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
mit einer cholesterischen Flüssigkristallpolarisationsplatte
und einer cholesterischen Flüssigkristallfarbfilterschicht.
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Im allgemeinen arbeiten Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
(LCD = „liquid
crystal display")
unter Ausnutzung von optischer Anisotropie und von Polarisationseigenschaften,
die den Flüssigkristallmolekülen inhärent sind.
Flüssigkristallmoleküle weisen
bestimmte Orientierungsausrichtungs-Charakteristika auf, die aus
ihrer dünnen
und länglichen
Form resultieren. Die Orientierungsausrichtung von Flüssigkristallmolekülen kann gesteuert
werden, indem ein elektrisches Feld an die Flüssigkristallmoleküle angelegt
wird, wobei sich bei Änderung
der Intensität
des angelegten elektrischen Feldes auch die Orientierungsausrichtung
der Flüssigkristallmoleküle ändert. Die
Intensität
des Lichtes, welches auf die Flüssigkristallmoleküle trifft,
kann zum Anzeigen von Bildern aufgrund der oben erwähnten optischen
Anisotropieeigenschaften der Flüssigkristallmoleküle selektiv
gesteuert werden, wobei auftreffendes Licht aufgrund der Orientierung
der Flüssigkristallmoleküle gebrochen
wird.
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Aktivmatrix-LCD-Vorrichtungen (AM-LCD
= „Active
matrix-LCD") weisen
Dünnschichttransistoren (TFTs
= „thin
film transistors")
und an die TFTs angeschlossene Pixelelektroden auf, welche in einer
Matrixstruktur angeordnet sind, und sind in der Lage, Bilder mit
hoher Auflösung
sowie Bewegtbilder anzuzeigen.
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1 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht einer LCD-Vorrichtung
nach dem Stand der Technik.
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Wie in 1 gezeigt
ist, weist die LCD-Vorrichtung 11 nach dem Stand der Technik
ein oberes Substrat 5 (d.h, das Farbfiltersubstrat) auf,
welches von einem unteren Substrat 22 (d.h. dem Matrixsubstrat)
mittels einer Schicht aus Flüssigkristallmaterial 14 getrennt
ist. Eine "Schwarze
Matrix"-Schicht
6 und eine Farbfilterschicht 8, welche rote Subfarbfilter 8a,
grüne Subfarbfilter 8b bzw.
blaue Subfarbfilter 8c aufweist, sind auf dem oberen Substrat 5 ausgebildet.
Eine transparente gemeinsame Elektrode 18 ist auf der Farbfilterschicht 8 und auf
der "Schwarze Matrix"-Schicht 6 ausgebildet. Das
untere Substrat 22 trägt
Matrixleitungen wie beispielsweise Gateleitungen 13, Datenleitungen 15 und
Schaltelemente „T", welche an jeweils
zugehörige
Gateleitungen bzw. Datenleitungen der Gateleitungen 13 und
der Datenleitungen 15 angeschlossen sind. Pixelelektroden 17 sind
in einem Pixelbereich „P" des unteren Substrats 22 gebildet,
welcher durch Überkreuzungsstellen der
Gateleitungen 13 mit den Datenleitungen 15 definiert
ist. Die Pixelelektrode 17 in den Pixelbereichen „P" ist aus einem transparenten
leitfähigen
Material wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO = „indiumtin-Oxide"), Indium-Zink-Oxid
(IZO = „indium-zinc-Oxide") oder einem anderen
Material mit guten Transmissionseigenschaften hergestellt. Eine
Lichtquelle, wie beispielsweise eine (nicht gezeigte) Hintergrundbeleuchtungseinheit,
ist unterhalb der LCD-Vorrichtung 11 angeordnet.
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Wenn Gatesignale an die Schaltelemente „T" angelegt werden,
werden Datensignale an die entsprechenden Pixelelektroden der Pixelelektroden 17 angelegt.
In ähnlicher
Weise werden dann, wenn Gatesignale nicht an die Schaltelemente „T" angelegt werden,
Datensignale nicht an die entsprechenden Pixelelektroden der Pixelelektroden 17 angelegt.
Dementsprechend verhält
sich die LCD-Vorrichtung wie eine lichtmodulierende Vorrichtung,
welche das mittels der Hintergrundbeleuchtungseinheit bereitgestellte
Licht, das durch eine Mehrzahl von optischen Filmen hindurchtritt,
moduliert, so dass Bilder angezeigt werden.
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Die oben genannte LCD-Vorrichtung
gemäß dem Stand
der Technik nutzt jedoch das mittels der Hintergrundbeleuchtungseinheit
bereitgestellte Licht auf eine relativ ineffiziente Weise. Beispielsweise
weist die oben genannte Mehrzahl optischer Filme im allgemeinen
ein Paar von Linearpolarisationsplatten, welche für eine lineare
Komponente des mittels der Hintergrundbeleuchtungseinheit bereitgestellten
Lichtes in einer einzigen Richtung durchlässig sind, und eine Farbfilterschicht
auf. Dementsprechend wird weniger als etwa die Hälfte des mittels der Hintergrundbeleuchtungseinheit
bereitgestellten Lichtes von dem Paar von Linearpolarisationsplatten
durchgelassen, wodurch die Helligkeit der LCD-Vorrichtung reduziert
wird. Ferner ist die oben genannte Farbfilterschicht als ein Filter
vom Absorptionstyp vorgesehen, welcher die Intensität des mittels
der Hintergrundbeleuchtungseinheit bereitgestellten Lichtes wesentlich
reduziert, wodurch die Helligkeit der LCD-Vorrichtung weiter verringert wird.
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Um die problematische Reduzierung
der Helligkeit der LCD-Vorrichtung
zu mildern, wurden absorptive Farbfilterschichten mit hohem Lichttransmissionsfaktor
verwendet. Allerdings nimmt in dem Maße, in dem der Lichttransmissionsfaktor
der absorptiven Farbfilterschicht zunimmt, ihre Fähigkeit
zur Erzeugung von Licht mit hoher Farbreinheit ab. Dementsprechend
gibt es eine Grenze, bis zu der der Lichttransmissionsfaktor der
absorptiven Farbfilterschicht erhöht werden kann.
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Um die oben genannten Probleme absorptiver
Farbfilterschichten in LCD-Vorrichtungen zu lösen, wurden LCD-Vorrichtungen
mit cholesterischen Flüssigkristallfarbfilterschichten
(CCF = „cholesteric
liquid crystal color filter")
erforscht und entwickelt. CCF-Schichten
machen von Eigenschaften selektiver Reflexion Gebrauch, die cholesterischem
Flüssigkristallmaterial
(CLC = „cholesteric
liquid crystal"),
aus dem sie gebildet sind, inhärent
sind, so dass Licht innerhalb eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs
selektiv reflektiert bzw. durchgelassen wird. Die Eigenschaften
von CCF-Schichten zu selektiver Reflexion/Transmission sind abhängig von
einer Ganghöhe
des CLC-Materials, aus dem sie gebildet sind. Dementsprechend können LCD-Vorrichtungen
CCF-Schichten aufweisen, welche aus CLC-Material mit unterschiedlichen
Ganghöhen
entsprechend vorbestimmten Pixelbereichen hergestellt sind. Mittels
Ersetzens absorptiver Farbfilterschichten durch CCF-Schichten kann
der Wirkungsgrad, mit dem von Hintergrundbeleuchtungseinheiten erzeugtes
Licht verwendet wird, erhöht
werden.
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2 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht einer reflektiven LCD-Vorrichtung
nach dem Stand der Technik, welche eine CCF-Schicht gemäß dem Stand
der Technik aufweist.
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Wie in 2 gezeigt
ist, ist ein erstes Substrat 5 gegenüberliegend zu einem zweiten
Substrat 22 und mit Abstand von diesem angeordnet. Eine
aus transparentem leitfähigem
Material hergestellte erste Elektrode 18 ist auf einer
inneren Oberfläche
des ersten Substrats 5 ausgebildet. Ein Retardationsfilm 30 und
ein Linearpolarisationsfilm 32 sind nacheinander und aufeinanderfolgend
auf einer äußeren Oberfläche des
ersten Substrats 5 ausgebildet. Eine cholesterische Flüssigkristallfarbfilterschicht 24 (CCF-Schicht) wird auf
einer inneren Oberfläche
des zweiten Substrats 22 dadurch ausgebildet, dass man
Moleküle
eines cholesterischen Flüssigkristalls
(CLC) aufbringt und gemäß einem
Muster ausrichtet. Wenn auch nicht gezeigt, weist die CCF-Schicht 24 cholesterische
Sub-Flüssigkristallfarbfilter
(Sub-CCFs) auf, die in der Lage sind, Licht bei Wellenlängen zu
reflektieren, welche roter Farbe, grüner Farbe bzw. blauer Farbe
entsprechen. Eine zweite Elektrode 17, die aus transparentem
leitfähigen
Material hergestellt ist, wird auf der CCF-Schicht 24 ausgebildet. Eine
lichtabsorbierende Schicht 34, die aus einem lichtabsorbierenden
Material wie beispielsweise einem Polymer hergestellt ist, wird
auf einer äußeren Oberfläche des
zweiten Substrats 22 ausgebildet. Zuletzt wird eine Schicht
von Flüssigkristallmaterial 14 zwischen
der ersten Elektrode 18 und der zweiten Elektrode 17 eingefügt.
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Wie oben erwähnt wurde, wird die CCF-Schicht 24 unter
Verwendung von CLC-Material ausgebildet, welche rechtsdrehend (oder
linksdrehend) zirkular polarisiertes Licht mit einem Wellenlängenbereich
selektiv reflektiert bzw. durchlässt,
der einer Ganghöhe
des CLC-Materials entspricht. Dementsprechend kann der Wellenlängenbereich
der mittels der CCF-Schicht 24 selektiv reflektierten/durchgelassenen
Lichtes dadurch eingestellt werden, daß die Ganghöhe des CLC eingestellt wird.
Eine zentrale Wellenlänge
des Wellenlängenbandes
entspricht einer der Farben rot, grün und blau. Im Ergebnis kann
die CCF-Schicht 24 rotes, grünes und blaues Licht selektiv
reflektieren, indem eine Ganghöhe
des CLC eingestellt wird, bei der das reflektierte Licht nachfolgend
innerhalb eines entsprechenden Rot-Pixelbereichs, eines entsprechenden
Grün-Pixelbereichs oder
eines entsprechenden Blau-Pixelbereichs unter Rückführung des reflektierten Lichtes
durchgelassen wird. Insbesondere weist das mittels der CCF-Schicht
reflektierte Licht eine höhere
Intensität
als das Licht auf, welches mittels der oben genannten absorptiven
Farbfilterschicht selektiv durchgelassen wird. Dementsprechend können Farbreinheit
und Farbreproduzierbarkeit verbessert werden.
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Allerdings nutzt, obwohl die oben
genannte reflektive LCD-Vorrichtung,
welche die CCF-Schicht aufweist, gemäß dem Stand der Technik eine
verbesserte Farbreinheit und verbesserte Farbreproduzierbarkeit ergibt,
die reflektive LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik Licht,
welches mittels der Hintergrundbeleuchtungseinheit bereitgestellt
wird, ineffizient, da sämtliches
Licht, mit Ausnahme des reflektierten Lichts, von der lichtabsorbierenden
Schicht 34 absorbiert wird. Infolgedessen weist die reflektive
LCD-Vorrichtung
gemäß dem Stand
der Technik eine geringe Helligkeit und ein geringes Kontrastverhältnis auf.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
bei der eines oder mehrere der Probleme aufgrund der Beschränkungen
und Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine transmissive Flüssigkristallanzeigevorrichtung
geschaffen, welche eine cholesterische Flüssigkristallfarbfilterschicht
und einen cholesterischen Flüssigkristallpolarisationsfilm
aufweist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ferner eine transmissive Flüssigkristallanzeigevorrichtung
geschaffen, welche eine erhöhte
Helligkeit und ein erhöhtes
Kontrastverhältnis
im Vergleich zu den Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
gemäß dem Stand
der Technik aufweist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert und aus
der Beschreibung oder der Ausführung
der Erfindung deutlich. Die obigen und weiteren Vorteile der Erfindung
werden mittels des Aufbaus realisiert und erreicht, wie er insbesondere
in der Beschreibung und den Patentansprüchen sowie den beigefügten Abbildungen
beschrieben ist.
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Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung gemäß einer
Ausführungsform
weist auf: Ein erstes Substrat, welches eine innere Oberfläche und
eine äußere Oberfläche aufweist,
ein zweites Substrat, welches eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche aufweist,
wobei die innere Oberfläche
des zweiten Substrats der inneren Oberfläche des ersten Substrats zugewandt
und mit Abstand von dieser angeordnet ist, einen ersten Polarisationsfilm,
der auf der äußeren Oberfläche des
ersten Substrats angeordnet ist, eine Flüssigkristallschicht, die zwischen
dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist, eine
Hintergrundbeleuchtungseinheit in der Nähe der äußeren Oberfläche des
zweiten Substrats, und einem cholesterischen Flüssigkristallpolarisationsfilm,
der zwischen dem zweiten Substrat und der Hintergrundbeleuchtungseinheit
angeordnet ist, wobei der cholesterische Flüssigkristallpolarisationsfilm
einen zur Hintergrundbeleuchtungseinheit benachbarten ersten Abschnitt,
einen zur äußeren Oberfläche des
zweiten Substrats benachbarten zweiten Abschnitt und einen zwischen
dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt angeordneten dritten
Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt eine erste Ganghöhe aufweist,
wobei der zweite Abschnitt eine zweite Ganghöhe aufweist, wobei der dritte
Abschnitt eine dritte Ganghöhe
aufweist, und wobei der Wert der dritten Ganghöhe zwischen dem Wert der ersten
Ganghöhe
und dem Wert der zweiten Ganghöhe
liegt.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist die erste Ganghöhe
größer als
die zweite Ganghöhe.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung kann die Flüssigkristallanzeigevorrichtung ferner
eine cholesterische Flüssigkristallfarbfilterschicht
aufweisen, die auf der inneren Oberfläche des zweiten Substrats ausgebildet
ist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt
der vorliegenden Erfindung kann die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
ferner einen Retardationsfilm aufweisen, der auf der inneren Oberfläche des
zweiten Substrats ausgebildet ist.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt
der vorliegenden Erfindung kann die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
ferner einen zweiten Polarisationsfilm aufweisen, der auf dem Retardationsfilm
ausgebildet ist.
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Die beigefügten Abbildungen, welche ein
tieferes Verständnis
der Erfindung geben sollen und einen Teil der Beschreibung darstellen,
zeigen Ausführungsformen
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die
Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
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Es zeigen:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht einer LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht einer reflektiven LCD-Vorrichtung
gemäß dem Stand der
Technik, welche eine CCF-Schicht gemäß dem Stand der Technik aufweist;
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3 eine
schematische Querschnittsansicht einer LCD-Vorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung; und
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4 eine
schematische Querschnittsansicht einer LCD-Vorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung.
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Nachfolgend wird detailliert auf
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von der Beispiele in
den beigefügten
Abbildungen dargestellt sind. Wo immer dies möglich ist, werden gleiche Bezugsziffern
in sämtlichen Abbildungen
zur Benennung gleicher oder ähnlicher
Bauteile verwendet.
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3 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht einer LCD-Vorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung.
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Wie in 3 gezeigt
ist, kann eine LCD-Vorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung beispielsweise ein erstes Substrat 100 mit einer
inneren Oberfläche
und einer äußeren Oberfläche sowie
ein zweites Substrat 200 mit einer inneren Oberfläche und
einer äußeren Oberfläche aufweisen,
wobei die innere Oberfläche
des zweiten Substrats 200 der inneren Oberfläche des
ersten Substrats 100 zugewandt und mit Abstand zu dieser
angeordnet ist. Ferner können
das erste Substrat 100 bzw. das zweite Substrat 200 einen Rot-Pixelbereich „PR",
einen Grün-Pixelbereich „PG" und
einen Blau-Pixelbereich „PB" aufweisen.
Ein Retardationsfilm 102 (z. B. eine Breitband-Lambda-Viertel-Platte
(QWP = „quarter
wave plate") oder
dergleichen) kann auf der äußeren Oberfläche des
ersten Substrats 100 gebildet sein, und ein erster Polarisationsfilm 104,
der in der Lage ist, auftreffendes Licht linear zu polarisieren,
kann auf dem Retardationsfilm 102 ausgebildet sein. Eine
cholesterische Flüssigkristallfarbfilterschicht 202 (CCF-Schicht)
kann auf der inneren Oberfläche
des zweiten Substrats 200 ausgebildet sein, und ein cholesterischer
Flüssigkristall
(CLC)-Polarisationsfilm 206 kann
auf der äußeren Oberfläche des
zweiten Substrats 200 ausgebildet sein. Eine Schicht von
Flüssigkristallmaterial 204,
welche beispielsweise einen optisch kompensierten Doppelbrechungs-Modus
(OCB = „optically
compensated birefringence")
aufweist, kann zwischen dem ersten Substrat 100 und der
CCF-Schicht 202 eingefügt
sein. Ferner kann eine Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 in
der Nähe
der äußeren Oberfläche des zweiten
Substrats 200 derart angeordnet sein, dass sich der CLC-Polarisationsfilm 206 zwischen
der Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 und dem zweiten
Substrat 200 befindet.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung kann die CCF-Schicht 202 aus
einem CLC-Material ausgebildet sein, welches über jedem der Pixelbereiche
unterschiedliche Ganghöhen
aufweist, wobei die Ganghöhe
des CLC-Materials innerhalb jeden Pixelbereichs so eingestellt sein
kann, dass sie nur linksdrehend zirkular polarisiertes Licht innerhalb
eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs
reflektiert. Dementsprechend kann der Abschnitt der CCF-Schicht 202,
der in dem Rot-Pixelbereich „PR" angeordnet
ist, rotes Licht durchlassen. Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung kann der Abschnitt der CCF-Schicht 202,
der in dem Grün-Pixelbereich „PG" angeordnet
ist, nur grünes
Licht durchlassen. In noch einem anderen Aspekt der vorliegenden
Erfindung kann der Abschnitt der CCF-Schicht 202, der in
dem Blau-Pixelbereich „PB" angeordnet
ist, nur blaues Licht durchlassen. Da die Wellenlänge des
von der CCF-Schicht 202 reflektierten Lichtes durch die
Ganghöhe
der Moleküle
innerhalb des CLC-Materials bestimmt wird, kann der vorbestimmte Wellenlängenbereich
des reflektierten Lichtes eingestellt werden, indem eine Ganghöhe der Moleküle des CLC-Materials eingestellt
wird, die innerhalb des Rot-Pixelbereichs „PR",
des Grün-Pixelbereichs „PG" bzw.
des Blau-Pixelbereichs „PB" angeordnet
sind.
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Typischerweise erstreckt sich der
Wellenlängenbereich
sichtbaren Lichtes von etwa 400 nm bis etwa 700 nm, wobei die Wellenlänge von
rotem Licht, grünem
Licht bzw. blauem Licht bei etwa 660 nm, bei etwa 530 nm bzw. bei
etwa 470 nm liegt.
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Dementsprechend kann die CCF-Schicht 202 so
ausgebildet sein, dass sie in bestimmten Pixelbereichen der Pixelbereiche „PR", „PG" und „PB" selektiv
Licht durchlässt,
welches Wellenlängen
aufweist, die rotem Licht, grünem
Licht bzw. blauem Licht entsprechen, indem die Ganghöhe der CCF-Schicht 202 selektiv
eingestellt wird. Mittels selektiven Einstellens der Ganghöhe der CCF-Schicht 202 kann
die LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung hochreine, farbsatte Bilder anzeigen. Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das reflektierte Licht im
Wege einer Rückführung durchgelassen
werden, wie weiter unten detaillierter beschrieben wird, so dass
die CCF-Schicht 202 es ermöglicht, Bilder mit im Vergleich
zu absorptiven Farbfilterschichten gemäß dem Stand der Technik höheren Kontrastverhältnissen
anzuzeigen.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung weist die CCF-Schicht 202 eine erste CCF-Schicht 202a und
eine zweite CCF-Schicht 202b auf, die in der Lage sind,
linksdrehend zirkular polarisiertes Licht mit Wellenlängen, die
unterschiedliche Farben repräsentieren,
innerhalb jedes Pixelbereichs des Rot-Pixelbereichs „PR",
des Grün-Pixelbereichs „PG" und
des Blau-Pixelbereichs „PB" selektiv
zu reflektieren. Beispielsweise kann der Abschnitt der ersten CCF-Schicht 202a,
der innerhalb des Rot-Pixelbereichs „PR" angeordnet ist,
aus einem CLC-Material gebildet sein, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, blaues linksdrehend zirkular polarisiertes
Licht selektiv zu reflektieren, während der Abschnitt der zweiten
CCF-Schicht 202b, der innerhalb des Rot-Pixelbereichs „PR" angeordnet
ist, aus CLC-Material gebildet sein kann, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, grünes
linksdrehend zirkular polarisiertes Licht selektiv zu reflektieren.
Ferner kann der Abschnitt der ersten CCF- Schicht 202a, der innerhalb
des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, aus CLC-Material gebildet sein, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, blaues linksdrehend zirkular polarisiertes
Licht selektiv zu reflektieren, während der Abschnitt der zweiten
CCF-Schicht 202b, der innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet ist,
aus einem Material gebildet sein kann, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, rotes linksdrehend zirkular polarisiertes
Licht selektiv zu reflektieren. Noch weiter kann der Abschnitt der
ersten CCF-Schicht 202a,
der innerhalb des Blau-Pixelbereichs „PB" angeordnet ist,
aus einem Material gebildet sein, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, grünes
linksdrehend zirkular polarisiertes Licht selektiv zu reflektieren,
während
der Abschnitt der zweiten CCF-Schicht 202b, der innerhalb
des Blau-Pixelbereichs „PB" angeordnetist,
aus einem Material gebildet sein kann, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, rotes linksdrehend zirkular polarisiertes
Licht selektiv zu reflektieren. Dementsprechend, und wie oben beschrieben
wurde, kann linksdrehend zirkular polarisiertes Licht mit Wellenlängen, welche
roter Farbe, grüner
Farbe bzw. blauer Farbe entsprechen, innerhalb des Rot-Pixelbereichs „PR",
des Grün-Pixelbereichs „PG" bzw.
des Blau-Pixelbereichs „PB" selektiv
durchgelassen werden.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung kann die Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 in der
Lage sein, im wesentlichen unpolarisiertes Licht zu emittieren.
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der CLC-Polarisationsfilm 206 das von
der Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 emittierte, im wesentlichen
unpolarisierte Licht zirkular polarisieren.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung kann der CLC-Polarisationsfilm 206 das von
der Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 emittierte Licht
in linksdrehend zirkular polarisiertes Licht polarisieren.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung kann der Polarisationszustand des Lichtes,
für welches
die CCF-Schicht 202 reflektierend (oder durchlässig) ist,
im wesentlichen entgegengesetzt zu dem Polarisationszustand des
Lichtes sein, für
welches der CLC-Polarisationsfilm 206 reflektierend (oder
durchlässig)
ist. Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der CLC-Polarisationsfilm 206 rechtsdrehend zirkular
polarisiertes Licht reflektieren. Ferner kann der CLC-Polarisationsfilm 206 rechtsdrehend
zirkular polarisiertes Licht mit einem Wellenlängenbereich von etwa 380 nm
bis etwa 780 nm reflektieren. Noch ferner kann der CLC-Polarisationsfilm 206 für linksdrehend
zirkular polarisiertes Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 380
nm bis etwa 780 nm durchlässig
sein. Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann Licht, welches von
dem CLC-Polarisationsfilm 206 reflektiert
wird, durch die CCF-Schicht 202 durchgelassen werden, so
dass eine größere Helligkeit
und ein größeres Kontrastverhältnis als
bei der oben genannten absorptiven Farbfilterschicht gemäß dem Stand
der Technik erhalten werden kann.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung kann der CLC-Polarisationsfilm 206 beispielsweise
einen zu der Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 benachbarten
ersten Abschnitt 206a, einen zu der äußeren Oberfläche des
zweiten Substrats 200 benachbarten zweiten Abschnitt 206b und
einen dritten Abschnitt 206c zwischen dem ersten Abschnitt 206a und
dem zweiten Abschnitt 206b aufweisen. Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann jeder Abschnitt des ersten
Abschnitts 206a, des zweiten Abschnitts 206b und des
dritten Abschnitts 206c aus CLC-Material gebildet sein,
welches eine erste Ganghöhe,
eine zweite Ganghöhe
bzw. eine dritte Ganghöhe
aufweist. Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können der Wert der ersten Ganghöhe und der
Wert der zweiten Ganghöhe
unterschiedlich sein, und der Wert der dritten Ganghöhe kann
zwischen dem Wert der ersten Ganghöhe und dem Wert der zweiten
Ganghöhe
liegen.
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Ein Verfahren, mittels dem linksdrehend
zirkular polarisiertes Licht mit Wellenlängen, die roter Farbe, grüner Farbe
bzw. blauer Farbe entsprechen, gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung selektiv reflektiert bzw. durchgelassen wird,
so dass ein Bild angezeigt wird, wird nachfolgend detaillierter
beschrieben.
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Wie oben erwähnt wurde, kann von der Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 emittiertes
Licht mittels des CLC-Polarisationsfilms 206 in linksdrehend
zirkular polarisiertes Licht polarisiert werden, welches sichtbarem
Licht entspricht (z. B. Licht innerhalb des oben genannten Wellenlängenbereichs
von etwa 380nm bis etwa 780nm). Wie oben erwähnt wurde, kann der CLC-Polarisationsfilm 206 rechtsdrehend
zirkular polarisiertes Licht reflektieren. Dementsprechend trifft
das linksdrehend zirkular polarisierte Licht auf die zweite CCF-Schicht 202b.
Linksdrehend zirkular polarisiertes Licht, welches auf den Abschnitt
der zweiten CCF-Schicht 202b trifft, der beispielsweise
innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, kann selektiv gemäß dem CLC-Material
reflektiert werden, aus welchem er gebildet ist. Da, wie oben erwähnt, der
Abschnitt der zweiten CCF-Schicht 202b,
der innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, aus einem CLC-Material gebildet ist, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, rotes Licht selektiv zu reflektieren, kann
nur Licht des Wellenlängenbereichs
des linksdrehend zirkular polarisierten Lichtes, welcher eine rote
Farbe repräsentiert,
zurück
zu dem CLC-Polarisationsfilm 206 reflektiert werden. Infolgedessen
kann Licht der übrigen
Wellenlängenbereiche
des linksdrehend zirkular polarisierten Lichtes, welche grüne Farbe und
blaue Farbe repräsentieren,
selektiv durch den Abschnitt der zweiten CCF-Schicht 202b,
die innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, bis zu dem Abschnitt der ersten CCF-Schicht 202a,
der innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, selektiv durchgelassen werden. Bei Erreichen des Abschnittes
der ersten CCF-Schicht 202a, der innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, kann nur Licht von dem linksdrehend zirkular polarisierten
Licht des Wellenlängenbereichs,
welcher eine blaue Farbe repräsentiert,
zu dem CLC-Polarisationsfilm 206 reflektiert werden. Dementsprechend
kann nur Licht des Wellenlängenbereichs
von dem linksdrehend zirkular polarisierten Licht, welcher eine
grüne Farbe
repräsentiert,
mittels des Abschnitts der CCF-Schicht 202 durchgelassen
werden, welcher innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist. In ähnlicher
Weise, wie bezüglich
des Grün-Pixelbereichs „PG" diskutiert
wurde, kann die oben erwähnte
selektive Reflexion von linksdrehend zirkular polarisiertem Licht
in dem Abschnitt der CCF-Schicht 202 ähnlich auftreten, die innerhalb
des Rot-Pixelbereichs „PR" bzw.
des Blau-Pixelbereichs „PB" angeordnet
sind. Dementsprechend kann linksdrehend zirkular polarisiertes Licht
mit Wellenlängenbereichen,
die rote Farbe und blaue Farbe repräsentieren, von den Abschnitten
der CCF-Schicht 202 selektiv durchgelassen werden, die
innerhalb des Rot- Pixelbereichs „PR" bzw.
des Blau-Pixelbereichs „PB" angeordnet
sind. Folglich kann das linksdrehend zirkular polarisierte Licht,
welches durch die CCF-Schicht 202 übertragen wurde, nacheinander durch
den Retardationsfilm 102 und den ersten Polarisationsfilm 104 durchgelassen
werden, so dass es nachfolgend mittels der LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung emittiert wird, so dass ein farbsattes Bild mit hohem
Kontrastverhältnis
angezeigt wird.
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In der unten gezeigten Tabelle 1
sind Resultate zweier Tests einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt.
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Wie für ersten Test aus Tabelle 1
ersichtlich, wurden Abschnitte der ersten CCF-Schicht 202a und
der zweiten CCF-Schicht 202b,
die innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
sind, aus CLC-Material gebildet, welches in der Lage ist, Licht
zu reflektieren, dessen Wellenlängenbereich
blaue Farbe bzw. rote Farbe repräsentiert.
Wie für
den zweiten Test aus Tabelle 1 ersichtlich, wurden Abschnitte der
ersten CCF-Schicht 202a und der zweiten CCF-Schicht 202b,
die innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
sind, aus CLC-Material gebildet, welches in der Lage ist, Licht
zu reflektieren, dessen Wellenlängenbereich
rote Farbe bzw. blaue Farbe repräsentiert.
Darüber
hinaus liegen Werte von Direktoren der ersten CCF-Schicht 202a und der
zweiten CCF-Schicht 202b im
Bereich von etwa 90/0, 0/90, 0/45, 45/0, und 45/–45 für den ersten Test und den zweiten
Test, wobei „90/0", „0/90", „0/45", „45/0" und „45/–45" die relativen Orientierungen
der Direktoren der ersten CCF-Schicht 202a und der zweiten
CCF-Schicht 202b. bezeichnen.
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Zwei Typen von CLC-Polarisationsfilmen 206 wurden
während
jedes Tests bereitgestellt. Bei dem ersten Typ von CLC-Polarisationsfilm
war der Wert der Ganghöhe
des zur Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 benachbarten
ersten Abschnitts 206a größer als (d.h. länger als)
der Wert der zweiten Ganghöhe
des zur äußeren Oberfläche des
zweiten Substrats 200 benachbarten zweiten Abschnitts 206b.
In dem zweiten Typ von CLC-Polarisationsfilm war der Wert des zu
der Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 benachbarten ersten
Abschnitts 206a kleiner als (d.h. kürzer als) der Wert der Ganghöhe des zu
der äußeren Oberfläche des
zweiten Substrats 200 benachbarten zweiten Abschnitts 206b.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung kann der CLC-Polarisationsfilm 206 beispielsweise einen
ordentlichen Brechungsindex „no" von
etwa 1,5 und einen außerordentlichen
Brechungsindex „ne" von etwa
1,68 aufweisen. Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der CLC-Polarisationsfilm 206 eine
Dicke von etwa 30 μm
aufweisen. Wie aus der obigen Tabelle 1 ersichtlich ist, wurden
das Kontrastverhältnis
und die Helligkeit des "Weiß-Zustandes" und des "Schwarz-Zustandes" basierend auf jeder Kombination
gemessen.
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Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist,
ist, während
eine Helligkeit der "Weiß-Zustand"-LCD-Vorrichtung,
welche den ersten Typ von CLC-Polarisationsfilm verwendet, ähnlich der
Helligkeit der "Weiß-Zustand"-LCD-Vorrichtung
ist, welche den zweiten Typ von CLC-Polarisationsfilm verwendet,
eine Helligkeit der "Schwarz-Zustand"-LCD-Vorrichtung,
welche den ersten Typ von CLC-Polarisationsfilm verwendet, geringer
als eine Helligkeit der "Schwarz-Zustand"-LCD-Vorrichtung,
welche den zweiten Typ von CLC-Polarisationsfilm verwendet. Folglich
weisen für
jede der relativen Richtungen der Direktoren der ersten CCF-Schicht 202a und
der zweiten CCF-Schicht 202b in jedem Test die LCD-Vorrichtungen,
die den ersten Typ von CLC-Polarisationsfilm verwenden,
ein größeres Kontrastverhältnis als
die LCD-Vorrichtungen auf, die den zweiten Typ von CLC-Polarisationsfilm
verwenden.
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Wie oben in Bezug auf 3 und Tabelle 1 beschrieben
wurde, reflektiert die CCF-Schicht 202 nur linksdrehend
zirkular polarisiertes Licht, während
der CLC-Polarisationsfilm 206 nur rechtsdrehend zirkular
polarisiertes Licht reflektiert. Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung kann die in 3 gezeigte
LCD-Vorrichtung jedoch so ausgebildet sein, dass die CCF-Schicht
nur rechtsdrehend zirkular polarisiertes Licht reflektiert und der
CLC-Polarisationsfilm nur linksdrehend zirkular polarisiertes Licht
reflektiert.
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4 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht einer LCD-Vorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 4 kann eine LCD-Vorrichtung gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein erstes
Substrat 100, welches eine innere Oberfläche und
eine äußere Oberfläche aufweist, und
ein zweites Substrat 200, welches eine innere Oberfläche und
eine äußere Oberfläche aufweist,
aufweisen, wobei die innere Oberfläche des zweiten Substrats 200 der
inneren Oberfläche
des ersten Substrats 100 zugewandt und mit Abstand von
dieser angeordnet ist. Ferner kann jedes Substrat von dem ersten
Substrat 100 und dem zweiten Substrat 200 einen
Rot-Pixelbereich „PR",
einen Grün-Pixelbereich „PG" bzw.
einen Blau-Pixelbereich „PB" aufweisen.
Ein erster Polarisationsfilm 104, mittels dem auftreffendes
Licht linear polarisiert werden kann, kann auf der äußeren Oberfläche des
ersten Substrats 100 ausgebildet sein. Eine cholesterische
Flüssigkristallfarbfilterschicht
(CCF-Schicht) 202 kann auf der inneren Oberfläche des
zweiten Substrats 200 ausgebildet sein. Ein Retardationsfilm 208 (z.
B. eine Lambda-Viertel-Platte
(QWP) oder dergleichen) kann auf der CCF-Schicht 202 ausgebildet
sein, und ein zweiter Polarisationsfilm 210, mittels dem
das auftreffende Licht linear polarisiert werden kann, kann auf
dem Retardationsfilm 208 ausgebildet sein. Eine Schicht aus
Flüssigkristallmaterial 204,
welches beispielsweise einen verdrillt nematischen (TN = „twisted
nematic") Modus
aufweist, kann zwischen dem ersten Substrat 100 und dem
zweiten Polarisationsfilm 210 eingefügt sein. Ein cholesterischer
Flüssigkristall
(CLC)-Polarisationsfilm 206 kann auf der äußeren Oberfläche des zweiten
Substrats 200 ausgebildet sein, und eine Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 kann
in der Nähe
der äußeren Oberfläche des
zweiten Substrats 200 so angeordnet sein, dass sich der
CLC-Polarisationsfilm 206 zwischen der Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 und
dem zweiten Substrat 200 befindet.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung kann die CCF-Schicht 202 aus
CLC-Material gebildet sein, welches über jedem der Pixelbereiche
unterschiedliche Ganghöhen
aufweist, wobei die Ganghöhe des
CLC-Materials innerhalb jedes Pixelbereichs so eingestellt werden
kann, dass nur linksdrehend zirkular polarisiertes Licht innerhalb
eines vorbestimmten Wellenlängenbereiches
selektiv reflektiert wird. Dementsprechend kann der Abschnitt der
CCF-Schicht 202, der in dem Rot-Pixelbereich „PR" angeordnet
ist, rotes Licht durchlassen. Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung kann der Abschnitt der CCF-Schicht 202,
der in dem Grün-Pixelbereich „PG" angeordnet
ist, nur grünes
Licht durchlassen. Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Abschnitt der
CCF-Schicht 202, der in dem Blau-Pixelbereich „PB" angeordnet
ist, nur blaues Licht durchlassen. Da die Wellenlänge des
von der CCF-Schicht 202 reflektierten Lichtes durch die
Ganghöhe
der Moleküle
innerhalb des CLC-Materials bestimmt wird, kann der vorbestimmte
Wellenlängenbereich
des reflektierten Lichtes dadurch eingestellt werden, dass eine
Ganghöhe
der Moleküle
in dem CLC-Material eingestellt wird, welche innerhalb des Rot-Pixelbereichs „PR",
des Grün-Pixelbereichs „PG" bzw.
des Blau-Pixelbereichs „PB" angeordnet
sind.
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Typischerweise erstreckt sich der
Wellenlängenbereich
von sichtbarem Licht von etwa 400 nm bis etwa 700 nm, wobei die
Wellenlänge
von rotem Licht, grünem
Licht und blauem Licht etwa 660 nm, etwa 530 nm bzw. etwa 470 nm
beträgt.
Dementsprechend kann die CCF-Schicht 202 so ausgebildet
sein, dass sie in bestimmten Pixelbereichen der Pixelbereiche „PR", „PG" und „PH" selektiv
Licht durchlässt,
welches Wellenlängen
aufweist, die rotem Licht, grünem
Licht bzw. blauem Licht entsprechen, indem die Ganghöhe der CCF-Schicht 202 selektiv
eingestellt wird. Mittels selektiven Einstellens der Ganghöhe der CCF-Schicht 202 kann
die LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung hochreine, farbsatte Bilder anzeigen. Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das reflektierte Licht im
Wege einer Rückführung durchgelassen werden,
wie weiter unten detaillierter beschrieben wird, so dass die CCF-Schicht 202 es
ermöglicht,
Bilder mit im Vergleich zu absorptiven Farbfilterschichten gemäß dem Stand
der Technik höheren
Kontrastverhältnissen anzuzeigen.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung weist die CCF-Schicht 202 eine erste CCF-Schicht 202a und
eine zweite CCF-Schicht 202b auf, die in der Lage sind,
linksdrehend zirkular polarisiertes Licht mit Wellenlängen, die
unterschiedliche Farben repräsentieren,
innerhalb jedes Pixelbereichs des Rot-Pixelbereichs „PR",
des Grün-Pixelbereichs „PG" und
des Blau-Pixelbereichs „PB" selektiv
zu reflektieren. Beispielsweise kann der Abschnitt der ersten CCF-Schicht 202a,
der innerhalb des Rot-Pixelbereichs „PR" angeordnet ist,
aus einem CLC-Material gebildet sein, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, blaues linksdrehend zirkular polarisiertes
Licht selektiv zu reflektieren, während der Abschnitt der zweiten
CCF-Schicht 202b, der innerhalb des Rot-Pixelbereichs „PR" angeordnet ist,
aus CLC-Material gebildet sein kann, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, grünes
linksdrehend zirkular polarisiertes Licht selektiv zu reflektieren.
Ferner kann der Abschnitt der ersten CCF-Schicht 202a, der innerhalb
des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, aus CLC-Material gebildet sein, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, blaues linksdrehend zirkular polarisiertes
Licht selektiv zu reflektieren, während der Abschnitt der zweiten
CCF-Schicht 202b, der innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet ist,
aus einem Material gebildet sein kann, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, rotes linksdrehend zirkular polarisiertes
Licht selektiv zu reflektieren. Noch weiter kann der Abschnitt der
ersten CCF-Schicht 202a,
der innerhalb des Blau-Pixelbereichs „PB" angeordnet ist,
aus einem Material gebildet sein, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, grünes
linksdrehend zirkular polarisiertes Licht selektiv zu reflektieren,
während
der Abschnitt der zweiten CCF-Schicht 202b, der innerhalb
des Blau-Pixelbereichs „PB" angeordnet
ist, aus einem Material gebildet sein kann, welches eine solche
Ganghöhe
aufweist, dass es in der Lage ist, rotes linksdrehend zirkular polarisiertes
Licht selektiv zu reflektieren. Dementsprechend, und wie oben beschrieben
wurde, kann linksdrehend zirkular polarisiertes Licht mit Wellenlängen, welche
roter Farbe, grüner
Farbe bzw. blauer Farbe entsprechen, innerhalb des Rot-Pixelbereichs „PR",
des Grün-Pixelbereichs „PG" bzw.
des Blau-Pixelbereichs „PB" selektiv
durchgelassen werden.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung kann die Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 in der
Lage sein, im wesentlichen unpolarisiertes Licht zu emittieren.
Gemäß einem Aspekt
der vorliegenden Erfindung kann der CLC-Polarisationsfilm 206 das von
der Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 emittierte, im wesentlichen
unpolarisierte Licht zirkular polarisieren. Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung kann der CLC-Polarisationsfilm 206 das
von der Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 emittierte Licht
in linksdrehend zirkular polarisiertes Licht polarisieren.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung kann der Polarisationszustand des Lichtes,
für welches
die CCF-Schicht 202 reflektierend (oder durchlässig) ist,
im wesentlichen entgegengesetzt zu dem Polarisationszustand des
Lichtes sein, für
welches der CLC-Polarisationsfilm 206 reflektierend (oder
durchlässig)
ist. Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der CLC-Polarisationsfilm 206 rechtsdrehend zirkular
polarisiertes Licht reflektieren. Ferner kann der CLC-Polarisationsfilm 206 rechtsdrehend
zirkular polarisiertes Licht mit einem Wellenlängenbereich von etwa 380nm
bis etwa 780nm reflektieren. Noch weiter kann der CLC-Polarisationsfilm 206 für linksdrehend
zirkular polarisiertes Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 380nm
bis etwa 780nm durchlässig
sein. Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann Licht, welches von
dem CLC-Polarisationsfilm 206 reflektiert
wird, durch die CCF-Schicht 202 durchgelassen werden, so
dass eine größere Helligkeit
und ein größeres Kontrastverhältnis als
bei der oben genannten absorptiven Farbfilterschicht gemäß dem Stand
der Technik erhalten werden kann.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung kann der CLC-Polarisationsfilm 206 beispielsweise
einen zu der Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 benachbarten
ersten Abschnitt 206a, einen zu der äußeren Oberfläche des
zweiten Substrats 200 benachbarten zweiten Abschnitt 206b und
einen dritten Abschnitt 206c zwischen dem ersten Abschnitt 206a und
dem zweiten Abschnitt 206b aufweisen. Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann jeder Abschnitt des ersten
Abschnitts 206a, des zweiten Abschnitts 206b und des
dritten Abschnitts 206c aus CLC-Material gebildet sein,
welches eine erste Ganghöhe,
eine zweite Ganghöhe
bzw. eine dritte Ganghöhe
aufweist. Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können der Wert der ersten Ganghöhe und der
Wert der zweiten Ganghöhe
unterschiedlich sein, und der Wert der dritten Ganghöhe kann
zwischen dem Wert der ersten Ganghöhe und dem Wert der zweiten
Ganghöhe
liegen.
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Ein Verfahren, mittels dem linksdrehend
zirkular polarisiertes Licht mit Wellenlängen, die roter Farbe, grüner Farbe
bzw. blauer Farbe entsprechen, gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung selektiv reflektiert bzw. durchgelassen wird,
so dass ein Bild angezeigt wird, wird nachfolgend detaillierter
beschrieben.
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Wie oben erwähnt wurde, kann von der Hintergrundbeleuchtungseinheit 300 emittiertes
Licht mittels des CLC-Polarisationsfilms 206 in linksdrehend
zirkular polarisiertes Licht polarisiert werden, welches sichtbarem
Licht entspricht (z. B. Licht innerhalb des oben genannten Wellenlängenbereichs
von etwa 380 nm bis etwa 780 nm). Wie oben erwähnt wurde, kann der CLC-Polarisationsfilm 206 rechtsdrehend
zirkular polarisiertes Licht reflektieren. Dementsprechend trifft
das linksdrehend zirkular polarisierte Licht auf die zweite CCF-Schicht 202b.
Linksdrehend zirkular polarisiertes Licht, welches auf den Abschnitt
der zweiten CCF-Schicht 202b trifft, der beispielsweise
innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, kann selektiv gemäß dem CLC-Material
reflektiert werden, aus welchem er gebildet ist. Da, wie oben erwähnt, der
Abschnitt der zweiten CCF-Schicht 202b,
der innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, aus einem CLC-Material gebildet ist, welches eine solche Ganghöhe aufweist,
dass es in der Lage ist, rotes Licht selektiv zu reflektieren, kann
nur Licht des Wellenlängenbereichs
des linksdrehend zirkular polarisierten Lichtes, welcher eine rote
Farbe repräsentiert,
zurück
zu dem CLC-Polarisationsfilm 206 reflektiert werden. Infolgedessen
kann Licht der übrigen
Wellenlängenbereiche
des linksdrehend zirkular polarisierten Lichtes, welche grüne Farbe und
blaue Farbe repräsentieren,
selektiv durch den Abschnitt der zweiten CCF-Schicht 202b,
die innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, bis zu dem Abschnitt der ersten CCF-Schicht 202a,
der innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, durchgelassen werden. Bei Erreichen des Abschnittes der ersten CCF-Schicht 202a,
der innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist, kann nur Licht von dem linksdrehend zirkular polarisierten
Licht des Wellenlängenbereichs,
welcher eine blaue Farbe repräsentiert,
zu dem CLC-Polarisationsfilm 206 reflektiert werden. Dementsprechend
kann nur Licht des Wellenlängenbereichs
von dem linksdrehend zirkular polarisierten Licht, welcher eine
grüne Farbe
repräsentiert,
mittels des Abschnitts der CCF-Schicht 202 durchgelassen
werden, welcher innerhalb des Grün-Pixelbereichs „PG" angeordnet
ist. In ähnlicher
Weise, wie bezüglich
des Grün-Pixelbereichs „PG" diskutiert
wurde, kann die oben erwähnte
selektive Reflexion von linksdrehend zirkular polarisiertem Licht
in den Abschnitten der CCF-Schicht 202 ähnlich auftreten,
die innerhalb des Rot-Pixelbereichs „PR" bzw.
des Blau-Pixelbereichs „PB" angeordnet
sind. Dementsprechend kann linksdrehend zirkular polarisiertes Licht
mit Wellenlängenbereichen,
die rote Farbe und blaue Farbe repräsentieren, von den Abschnitten
der CCF-Schicht 202 selektiv
durchgelassen werden, die innerhalb des Rot-Pixelbereichs „PR" bzw.
des Blau-Pixelbereichs „PB" angeordnet
sind. Folglich kann das linksdrehend zirkular polarisierte Licht,
welches durch die CCF-Schicht 202 durchgelassen wurde,
nacheinander durch den Retardationsfilm 102 und den ersten
Polarisationsfilm 104 durchgelassen werden, so dass es
nachfolgend mittels der LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
emittiert wird, so dass ein farbsattes Bild mit hohem Kontrastverhältnis angezeigt
wird.
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Der oben erwähnte Rückführungsprozess wird nachfolgend
detail1ierter beschrieben. Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung kann eine Grenzfläche zwischen dem zweiten Substrat 200 und
der CCF-Schicht 202 existieren, wobei die Materialien,
welche das zweite Substrat 200 und die CCF-Schicht 202 an
der Grenzfläche
bilden, unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen können. Dementsprechend
kann linksdrehend zirkular polarisiertes Licht, welches von dem
CLC-Polarisationsfilm 206 durchgelassen wurde, an der Grenzfläche zwischen
dem zweiten Substrat 200 und der CCF-Schicht 202 ungeachtet der
Wellenlänge des
Lichtes reflektiert werden. Infolgedessen kann der Drehsinn (oder
die „Händigkeit", engl. „handedness") des Polarisationszustandes
des zirkular polarisierten Lichts invertiert werden, so dass reflektiertes
Licht, welches linksdrehend zirkular polarisiertes Licht war, zu
rechtsdrehend zirkular polarisiertem Licht wird, und umgekehrt.
Die oben genannte Inversion des Polarisationszustandes tritt jedoch
nicht auf, wenn zirkular polarisiertes Licht von dem CLC-Polarisationsfilm 206 reflektiert
wird.
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Dementsprechend wird linksdrehend
zirkular polarisiertes Licht, welches von den Abschnitten der CCF-Schicht
innerhalb der Pixelbereiche reflektiert wurde, zu rechtsdrehend
zirkular polarisiertem Licht, welches an der Grenzfläche zwischen
dem zweiten Substrat 200 und der CCF-Schicht 202 reflektiert
wird, und trifft auf den CLC-Polarisationsfilm 206. Wie
oben erwähnt
wurde, reflektiert der CLC-Polarisationsfilm 206 nur rechtsdrehend
zirkular polarisiertes Licht, und daher wird auftreffendes rechtsdrehend
zirkular polarisiertes Licht, welches von der Grenzfläche zwischen
dem zweiten Substrat 200 und der CCF-Schicht 202 durchgelassen wurde,
von dem CLC-Polarisationsfilm 206 reflektiert.
Da die CCF-Schicht 202 nur linksdrehend zirkular polarisiertes
Licht reflektiert, wird das rechtsdrehend zirkular polarisierte
Licht, welches von dem CLC-Polarisationsfilm 206 reflektiert
wurde, durch die CCF-Schicht 202 durchgelassen.
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Wenngleich das rechtsdrehend zirkular
polarisierte Licht die . Helligkeit der LCD mehr als verdoppeln kann,
kann das rechtsdrehend zirkular polarisierte Licht auch den Grad
begrenzen, bis zu dem das Kontrastverhältnis der LCD vergrößert werden
kann. Beispielsweise tritt, während
des "Weiß-Zustandes" eines „Normalerweise-Weiß"-Treibermodus, Licht
des Wellenlängenbereichs
des rechtsdrehend zirkular polarisierten Lichtes, welcher eine grüne Farbe
repräsentiert,
durch die CCF-Schicht 202 und vergrößert die Helligkeit der LCD.
während
des "Schwarz-Zustandes" eines „Normalerweise-Weiß"-Treibermodus kann
Licht des Wellenlängenbereichs
des linksdrehend zirkular polarisierten Lichtes, welcher die grüne Farbe
repräsentiert,
von dem ersten Polarisationsfilm 104 absorbiert werden,
während
rechtsdrehend zirkular polarisiertes Licht, welches mittels des
oben genannten Rückführungsprozesses
erzeugt wurde, von dem ersten Polarisationsfilm 104 durchgelassen
werden kann. Dementsprechend kann, obwohl die Helligkeit der LCD
vergrößert sein
kann, ein Anstieg im Kontrastverhältnis aufgrund des mittels
des Rückführungsprozesses
erzeugten Lichtes begrenzt sein.
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Gemäß 4 kann die Situation der Begrenzung des
oben genannten Kontrastverhältnisses
verbessert werden, indem ein Retardationsfilm 208 und ein
zweiter Polarisationsfilm 210 bereitgestellt werden. Während des
Schwarz-Zustandes eines „Normalerweise-Weiß-Treibermodus" wird linksdrehend
und rechtsdrehend zirkular polarisiertes Licht, welches von der
CCF-Schicht 202 durchgelassen wurde, mittels des Retardationsfilms 208 linear
polarisiert. Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung unterscheidet sich die Polarisationsrichtung
von linear polarisiertem Licht, welches aus linksdrehend zirkular
polarisiertem Licht erzeugt wurde, von der Polarisationsrichtung
von linear polarisiertem Licht, welches aus rechtsdrehend zirkular polarisiertem
Licht erzeugt wurde. Daher, und gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung, kann das aus dem rechtsdrehend zirkular polarisierten
Licht erzeugte linear polarisierte Licht von dem zweiten Polarisationsfilm 210 absorbiert
werden, und das Kontrastverhältnis
der in 4 gezeigten LCD
kann auf etwa das fünfzehnfache
bis zwanzigfache des Kontrastverhältnisses der in 3 gezeigten LCD vergrößert werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung können
der Retardationsfilm 208 und der zweite Polarisationsfilm 210 auf
der CCF-Schicht 202 mittels eines Direktbeschichtungsverfahrens
("direct coating") ausgebildet werden.
Da eine Änderung
des Polarisationszustandes zwischen dem CLC-Polarisationsfilm 206 und der
CCF-Schicht 202 das Kontrastverhältnis der LCD-Vorrichtung beeinflusst,
sollte die Differenz zwischen den Brechungsindizes des Retardationsfilmes 208 und
des zweiten Polarisationsfilmes 210 bestimmt werden, um
das Kontrastverhältnis
der LCD zu optimieren.
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Während
es gezeigt wurde, dass die CCF-Schicht 202 nur linksdrehend
zirkular polarisiertes Licht reflektiert und der CLC-Polarisationsfilm
nur rechtsdrehend zirkular polarisiertes Licht reflektiert, können die Grundsätze der
vorliegenden Erfindung sich auch darauf erstrecken, dass eine LCD-Vorrichtung
bereitgestellt wird, welche eine CCF-Schicht aufweist, die nur rechtsdrehend
zirkular polarisiertes Licht reflektiert, und die einen CLC-Polarisationsfilm
aufweist, der nur linksdrehend zirkular polarisiertes Licht reflektiert.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung weist die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
die cholesterische Flüssigkristallfarbfilterschicht
auf, um eine hohe Farbreinheit zu erhalten. Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung weist die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
die cholesterische Flüssigkristallfarbfilterschicht
und den cholesterischen Flüssigkristallpolarisationsfilm
auf, um eine hohe Helligkeit zu erhalten. In noch einem anderen
Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Flüssigkristallanzeigevorrichtung einen
cholesterischen Flüssigkristallpolarisationsfilm
auf, wobei ein Abschnitt des cholesterischen Flüssigkristallpolarisationsfilms,
der zu einer Hintergrundbeleuchtungseinheit benachbart ist, eine
größere Ganghöhe aufweist
als ein Abschnitt des cholesterischen Flüssigkristallpolarisationsfilms,
der zu einem Substrat benachbart ist, so dass ein höheres Kontrastverhältnis und
eine höhere
Anzeigequalität
erzielt wird.
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Es versteht sich für den Fachmann,
dass diverse Modifikationen und Variationen bei der vorliegenden Erfindung
durchgeführt
werden können,
ohne von dem Grundgedanken und der Reichweite der Erfindung abzuweichen.
Folglich werden durch die vorliegende Erfindung Modifikationen und
Variationen der Erfindung abgedeckt, soweit sie innerhalb der Reichweite
der beigefügten
Ansprüche
und deren Äquivalenten
liegen.