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Flüssigkristall-Anzeige Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Matrixanzeige
und insbesondere eine für eine solche Anzeige großen Maßstabs mit erhöhter Bildpunktzahl
verwendbare Elektrodenanordnung.
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Eine Flüssigkristall-Matrixanzeige wird im allgemeinen zur Darstellung
verschiedener Muster wie Buchstaben, Zahlen und Strichzeichnungen verwendet. Eine
übliche FlUssigkristall-Matrixanzeige enthält im allgemeinen ein Paar Substrate
aus durchsichtigem oder transparentem Werkstoff, wie Glas, die jeweils streifenförmig
darauf angebracht mehrere Spalten-Elektroden und Zeilen-Elektroden aufweisen. Die
Substrate werden mit einem dazwischen angeordneten Abs tandshalter zusammengehalten
und ein Flüssigkristall ist im zwischen den Substraten gebildeten bzw. definierten
Spalt enthalten.
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Die streifenförmigen Spalten-Elektroden und Zeilen-Elektroden sind
als Filme aus durchsichtigem leitfähigem Werkstoff wie Zinnoxid oder Indiumoxid
gebildet und die Kreuzungsstellen der Spalten-Elektroden und Zeilen-Elektroden bilden
die einzelnen Bildpunkte. Bei einer solchen üblichen Flüssigkristall-Matrixanzeige
muß ein durch den Spannungsabfall an den Spalten-Elektroden und den Zeilen-Elektroden
hervorgerufenes Problem überwunden werden. Der Wert des Flächen- bzw.
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Filmwiderstands der durch einen derartigen durchsichtigen leitfähigen
Film streifenförmig ausgebildeten Spalten-Elektroden und Zeilen-Elektroden beträgt
etwa 100 bis 200YL/D und die an den Bildpunkten anliegende Spannung wirktungleichförmig
infolge des ungleichförmigen Spannungsabfalls über diesen Elektroden. Die Breite
und Länge der Elektroden muß verkleinert bzw. vergrößert werden, um eine Matrixanzeige
großen Maßstabs zu ergeben. Bei einer derartigen aroßmaßstäblichen Matrixanzeige
erzeugt der Spannungsabfall eine größere Differenz bei der über aufeinanderfolgenden
Bildpunkten anliegenden Spannung, was eine Ungleichförmigkeit der Intensität der
dargestellten Muster ergibt. Folglich ist die gewünschte Vergrößerung des Maßstabs
der Flüssigkristall-Matrixanzeige nachteilig begrenzt.
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Weiter wird bei Matrixanzeigen dieser Art zeilenweises Abtasten im
allgemeinen zur Musterdarstellung durchgeführt durch Zeitmultiplex- oder Teilzeit-Anlegen
der Ansteuerspannung an d ie a die aufeinanderfolgenden Spalten der Matrix. Aus
der begrenzten Geschwindigkeit der Teilzeit-Ansteuerung ergibt sich jedoch auch
eine Grenze in der Zunahme der fUr das zeilenweise Abtasten verwendbaren AbsatzteiDen
Zur Überwindung dieses Problems wurde eine Flüssigkristall-Matrixanzeige entwickelt,
bei der auf einer einzigen Anzeigetafel
oder Anzeige zwei oder
drei Matrizen so gebildet sind, daß die Anzahl der Bildpunkte bildenden Spalten
auf das zwei- oder dreifache der Anzahl der Abtastzeilen vergrößert ist. Bei einer
derartigen Flüss iglcEistall-Matrixanzeige können die Spalten-Elektroden und Zeilen-Elektroden
jedoch nicht in Form von Streifen gleicher Breite vorgesehen werden.
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Die entwickelte Matrixanzeige hat deshalb eine Elektrodenanordnung,
bei der die einzelne Bildpunkte bildendesn Zellenelektroden durch Verbindungsstreifen
kleiner Breite verbunden sind. Bei einer derartigen Elektrodenanordnung ist Jedoch
der Spannungsabfall an den Elektroden größer als der an den streifenförmigen Elektroden,
was die Ungleichförmigkeit der Intensität der Darstellung weiter erhöht.
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Eine Flüssigkristall-Matrixanzeige zur Fernsehbild-Darstellung wird
zurzeit entwickelt. Bei einer derartigen Darstellung mittels Flüssigkristallen müssen
die Bildpunkte der Flussigkristall-Matrixanzeige fernsehübertragene Bilder mit frauMbstuSungen
darstellen, weshalb folglich die Ungleiohfrmigkeit der Darstellungsintensität infolge
des Spannungsabfalls über den Spalten-Elektroden und den Zeilen-Elektroden eine
erhebliche Qualitätsverringerung der dargestellten Bilder nach sich zieht. Folglich
muß das durch den Spannungsabfall über den Spalten-Elektroden und den Zeilen-Elektroden
sich ergebende Problem fUr eine erfolgreiche Verwirklichung einer Flüssigkristall-Fernsehbild-Darstellung
UDerwunden werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine FlUBsigkristall-Matritanzeige
zu schaffen, bei der eine gleichförmige Spannung über alle Bildpunkte der Elektrodenmatrix
angelegt werden kann, um dadurch die Ungbichförmigkeit der Darstellungsintensität
zu
beseitigen.
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Die Aufgabe wird bei einer Flüssigkristall-Matrixaazeige der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß mehrere Spalten-Elektroden und Zeilen-Elektroden
aus einem durchsichtigen leitenden Film, die in den einzelnen Spalten und Zeilen
angeordnet sind, jeweils durch Metallfilme verbunden sind, um mehrere Zeilenleitungen
und Spaltenleitungen der Matrix zu bilden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine Lichtabschirmung
mit schwarzen oder ähnlichen lichtabschirmenden Abschnitten in einer Lage angeordnet,
in der eine Lichtreflexion von der Fläche der Metallfilme vermeidbar ist.
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Dadurch kann vorteilhaft die Reflektion von Außenlicht von der Metallfilm-Fläche
vermieden werden, was eine klare oder deutliche Beobachtung sicherstellt.
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Die Erfindung gibt also eine Flüssigkristall-Matrixanzeige an, die
mehrere Elektroden aus durchsichtigem leitendem Film besitzt, die in Spalten und
Zeilen zur Bildung einer Matrix von Bildpunkten angeordnet sind, wobei die Elektroden
der einzelnen Spalten und Reihen durch Metallfilme verbunden sind zur Bildung von
Spaltenleitungen und Zeilenleitungen der Matrix, wodurch das Ungleichförmigkeitsproblem
bei der Darstellungsintensität infolge des ungleichförmigen Spannungsabfalls über
den Spalten- und Zeilen-Elektroden überwunden wird, das insbesondere bei großmaßstiblichen
Matrizen auftritt. Eine Lichtabschirmung mit lichtabschirmenden Abschnitten ist
zur Vermeidung von Rlektionen von Außen-Licht von der Fläche der Metallfilme verwendbar.
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielenäher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch perspektivischden allgemeinen Aufbau eines
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Matrixanzeige; Fig. 2A
und 2B schematisch Aufsichten mit einer Ausbildungsform des bei der Erfindung verwendbaren
Elektroden-Musters; Fig.5A und 3B schematisch Aufsichten einer anderen Ausbildungsform
des bei der Erfindung verwendbaren Elektroden-Musters; Fig.4 ein Aquivalentschaltbild
der das Elektroden-Muster gemäß Fig. 5A und 53 verwendenden FlUssigkristall-Matr
ixanze ige; Fig. 5A und 5B schematisch Ansichten eines weiteren bei der Erfindung
verwendbaren Elektroden-Musters; Fig. 6 bis 8 schematisch perspektivischein , weiteres
Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Lichtabschirmung um eine Reflektion
von Außen-Licht von der Fläche der Metallfilme zu verhindern.
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Die Fig. 1 zeigt perspektivisch den allgemeinen Aufbau eines AusfUhrungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Matriranzeige, Gemäß Fig. 1 sind zwei Polarisatoren
1, 2 beiderseits zweier transparenter oder lichtdurchlässiger Substrate 5, 4 aus
einem Werkstoff wie Glas angeordnet. In Fig. 1 sind die beiden Polarisatoren 1,
2 mit gleicher Polarisationsrichtung dargestellt. Spalten-Elektroden und Zeilen-Elektroden
aus durchsichtigem leitfähigem Film, wie sie in
den Fig. 2A und
2B dargestellt sind, sind jeweils an sich gegenüberliegenden Flächen der beiden
lichtdurchlässigen Substrate 5, 4 vorgesehen. Die Substrate 3 und 4 sind mit einem
zwischengeordneten Abstandshalter zusammengehalten zur Bildung eines Spalts von
etwa 10 bis 20 /um, und ein Flüssigkristall ist in diesen Spalt eingefüllt. Bei
der in Fig. 1 dargestellten tafel- oder plattenförmigen Anzeige wird zur Darstellung
ein verdrillter nematischer Flüssigkristall verwendet. Bei einer derartigen Tafel-Anzeige
sind üblicherweise die sich gegenüberliegenden Flächen der Substrate 5, 4, die den
den Flüssigkristall aufnehmenden Spalt definierenlso behandelt, daß die Ausrichtungs-Richtung
der FlUssigkristall-!dolekUle an einer der Flächen im wesentlichen um 900 gegenüber
der der FlUssigkristall-DqolekUle an der anderen Fläche verdrillt oder gedreht ist.
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Die Fig. 2A und 2B zeigen schematisch vergrößert im Ausschnitt Elektroden,
die auf den Substraten 3 bzw. 4 gemäß Fig. 1 aufgebracht sind. Gemäß Fig. 2A sind
Elektroden 12 aus durchsichtigem leitfähigem Film in Spalten auf der Fläche des
Substrats 3 angeordnet und sind durch Verdampfung eines lichtdurchlässigen leitfähigen
Werkstoffs wie In203 oder SnO2 gebildet. Metallfilme 11 sind durch Verdampfen oder
Drucken eines leitfähigen Metalls wie Ag, Cu, Ni oder Au aufgebracht bzw. niedergeschlagen
zur Verbindung der Elektroden 12 in den einzelnen Spalten. Gemäß Fig. 2B sind den
Elektroden 12 ähnliche Elektroden 14 in Zeilen auf der Fläche des Substrats 4 den
jeweiligen Elektroden 12 gegenüberliegend angeordnet, um einzelne Bildpunkte zu
bilden, durch Zusammenwirken mit der zwischen den sich gegenüberliegenden Flächen
der Substrate 3, 4 zwischengeschichteten Flüssigkristall-Schicht.
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Den Metallfilmen 11 ähnliche Metallfilme 13 sind durch Verdampfung
oder Drucken niedergesehlagen bzw. aufgebracht zur
Verbindung der
Elektroden 14 in den einzelnen Zeilen.
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Auf diese Weise bilden die Elektroden 12 und die Metallfilme 11 die
Spaltenijeitungen der Matrix und bilden die Elektroden 14 und die Metallfilme 15
die Zeilenleitungen der Matrix. Die Metallfilme 11 und 13 können so aufgebracht
werden, daß der Wert des Flächenwiderstands nur wenige /f:I betrSgtund daß die Breite
in der Größenordnung von etwa 10 /um liegt. Daraus ergibt sich, daß die über die
Bildpunkte anlegbare Spannung gleichförmiger sein kann als bei einer Matrix, die
durch herkömmliche streifenförmige Elkktroden aus durchsichtigem leitfähigem Film
gebildet ist.
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Die Fig. 5A und 3B zeigen eine andere Ausbildungsform des bei der
Erfindung verwendbaren Elektroden-Musters. Bei der Ausbildungsform gemäß den Fig.
3A und 3B enthält eine einzige Flüssigkristall-Matrixanzeige ein Matrixpaar, wobei
der allgemeine Aufbau nicht von dem der Matrixanzeige gemäß Fig. 1 abweicht, Gemäß
Fig. 3A sind Elektroden 22, 25 aus durchsichtigem leitfähigem Film ähnlich denen
gemäß Fig. 2A und 2B in Spalten und Zeilen auf der Fläche des Substrats 3 angeordnet
und sind Metallfilme 24, 25 ähnlich dq in Fig. 2A und 2B gezeigten zur Bildung elektrischer
Verbindungen aufgebracht. Von den in Spalten und Zeilen angeordneten Elektroden
22, 23 sind eine erste Gruppe aus ersten Elektroden 22 abwechselnd in Zeilen angeordnet
und durch zugehörige sich in Längsrichtung srstreckende Metallfilme 24 verbunden
zur Bildung der Spaltenleitungen einer der Matrizen,wShrend die andere Gruppe aus
den verbleibenden Elektred n 23 durch zugehörige sich in Querrichtung erstreckende
Metallfilme
25 zur Bildung der Zeilenleitungen der anderen Matrix verbunden sind. Die Spaltenleitungen
und die Zeilenleitungen sind an den Schnittpunkten durch Isolierfilme 26 voneinander
elektrisch isoliert.
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Gemäß Fig. DB sind den Elektroden 22, 23 ähnliche Elektroden 27,
28 in Spalten und Zeilen auf der Fläche des Substrats 4 angeordnet und sind den
Metallfilmen 24, 25 ähnliche Metallfilme 29, 30 zur Bildung elektrischer Verbindungen
aufgebracht. Ahnlich.. Fig. 3A bilden eine erste Gruppe der einen Elektroden 27
und der Metallfilme 29 die Spaltenleitungen der letzteren, zweiten Matrix, während
die Gruppe der anderen Elektroden 28 und der Metallfilme 50 die Zeilenleitungen
der ersten Matrix bilden. Die Spaltenleitungen udd die Zeilenleitungen sind in gleicher
Weise durch Isolierfilme 51 an ihren Schnittstellen voneinander elektrisch isoliert.
Die erste Gruppe der einen Elektroden 27 der Spaltenleitungen gemäß Fig. SB ist
der anderen Gruppe der anderen Elektroden 25 der Zeilenleitungen gemäß Fig .5A gegenüber
liegend angeordnet, um entsprechende Bildpunkte zu bilden, während die Gruppe der
anderen Elektroden 28 der Zeilenleitungen gemäß Fig.5B der ersten Gruppe der Elektroden
22 der Spaltenleitungen gemäß Fig.5A zur Bildung entsprechender Bildpunkte gegenüberliegend
angeordnet sind.
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Die Fig.4 zeigt ein Aquivalentschaltbild der Flüssigkristall-Matrixanzeige,
die durch Substrate gebildet ist, die die in den Fig. 5A und 3B gezeigten Elektroden-Muster
aufweisen. In Fig. 4 sind die durch die Elektroden 22 und 28 sowie die durch die
Elektroden 23 und 27 gebildeten Bildpunkte 32 bzw. 33 dargestellt. Wie sich aus
Fig. 4 ergibt, weist die Flüssigkristall-Matrixanzeige eine erste Matrix
die
durch die Spaltenleitungen X11, X21,... und die ZeilenleitungenY11, Y21,... gebildet
ist, und eine weite Matrix auf, die durch die Spaltenleitungen Xl2, X22,... und
die Zeilenleitungen Y12, Y22,... gebildet ist. Die beiden Matrizen sind voneinander
unabhängig und können daher voneinander unabhängig erregt werden. Die FlUssigkristall-Matrixahzeige
mit der in den Fig. 5A und DB dargestellten Elektrodenanordnung kann daher mit einer
Teilzeit- bzw. Zeitmultiplex-Geshhwindigkeit angesteuert werden, die halb so groß
ist wie bei einer Matrixanzeige mit der gleichen Bildpunkt-Zahl. Folglich ist dadurch
eine Matrixanzeige großen Maßstabs erhältlich.
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In den Fig. 5A und 5B ist eine weitere Ausbildungsform des bei der
Erfindung verwendbaren Elektroden-Musters dargestellt. Gemäß Fig. SA sind Elektroden
40 aus durchsichtigem leitendem Film in Spalten auf der Fläche des Substrats 3 angeordnet
und sind die Elektroden 40 in den einzelnen Spalten durch zugehörige Metallfilme
41 zur Bildung mehrerer Spaltenleitungen gruppenweise verbunden.
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Gemäß Fig.5B sind ähnliche Elektroden 42 in Spalten und Zeilen auf
der Fläche des Substrats 4 angeordnet und sind ein Paar von Metallfilmen 43, 44
den in einer Zeile angeordneten Elektroden 42 zugeordnet. Aus der Fig. 5B ist erkennbar,
daß der eine Metallfilm 45 abwechseiSd Elektroden 42 in der Zeile verbindet, während
der andere to,etallfilm 44 die verbleibenden Elektroden 42 in der Zeile verbindet.
Auf diese Weise wird ein Paar von Zeilenleitungen für die Elektroden 42 in der gleichen
Zeile gebildet. Ein Paar derartiger Metallfilme 45, 44 ist auch für jede der verbleibenden
Gruppe von Zeilenelektroden vorgesehen. Das siquivalentschaltbild der FlUssigkristall-Matrixanzeige,
die durch Substrate mit dem in Fig. 5A und 5B dargestellten Elektroden-Muster gebildet
ist, ist ähnlich dem in Fig. 4 dargestellten,
weshalb auf einer
einzigen Matrixanzeige zwei Matrizen gebildet werden können.
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Selbstverständlich kann die Anzahl der Matrizen ggf. auf 3, 4 usw.
dadurch erhöht werden, daß die Anzahl der fUr jede Gruppe von Zeilen-Elektroden
in Fig. 5B vorgesehene Anzahl von Metallfilmen entsprechend erhöht wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Matrixanzeige werden Metallfilme
zur Bildung von Spaltenleitungen und Zeilenleitungen verwendet und können mehrere
Matrizen gebildet werden, um mehr Bildpunkte als bisher vorzusehen.
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Folglich kann die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Matrixanzeige ein
Bild besserer Qualität als bisher darstellen, wenn sie zur ?ernsehbildwiedergabe
(als flacher, röhrenloser Bildschirm) verwendet wird. Jedoch kann auf die Fläche
der Metallfilme einfallendes von außen kommendes Licht eine saubere, deutliche Beobachtung
der Darstellung infolge von Lichtref lektion von der Metallfilm-Fläche beeinträchtigen.
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In den Fig. 6, 7 und 8 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
durch die dieser Nachteil überwindbar ist.
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Gemäß Fig. 6 ist eine Lichtabschirmung 5 an der Vorderseite des Substtats
4 der Flüssigkristall-Matrixanzeige gemäß Fig. 1 angeordnet. Die Lichtabschirmung
5 enthält schwarze lxchtæbschirmende Abschnitte in Lagen, die den Lagen der auf
den Substraten 3 und 4 aufgebrachten Metallfilmen entspricht, und istin den verbleibenden,
den Bildpunkten der Flüssigkristall-Matrixanzeige entsprechenden Abschnitten lichtdurchlässig.
Die Lichtabschirmung 5 kann ein schwarzes Blatt Papier, ein Blatt aus einem schwarz
hergestellten Polymer oder eine Glasscheibe mit schwarzer Beschichtung sein.
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Gemäß Fig. 7 ist eine schwarze Maske 6auf der Außenfläche des Substrats
4 durch direktes Aufbringen von Ruß unter Erwärmung, Aluminiumplattiewn od. dgl.
auf diese Fläche gebildet, Die Maske 6 enthält lichtabschirmende Abschnitte in Lagen,
die den Lagen der auf den Substraten 5 und 4 aufgebrachten Metallfilmen entspricht,
ähnlich der Lichtabschirmung 5 gemäß Fig.6, und tbt die gleiche Wirkung aus, wie
die Lichtabschirmung 5 gemäß Fig. 6.
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Die Anwendung der Erfindung auf eine Flüssigkristall-Matrixanzeige
mit einem verdrillten nematischen Flüssigkristall wurde bereits erläutert. Selbstverständlich
kann die Erfindung i t leicher Weise wirksam auf eine FlUssigkristall-Matrixanzeige
angewendet werden, die einen Flüssigkristall eines anderen Strukturtyps verwendet.
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Bei einer Flussigkristall-Matrixanzeige mit einem verdrillten nematischen
Flüssigkristall wird die Drehung der Polarisationsebene polarisierten Lichts ausgenutzt.
Folglich kann Lichtreflektion von der Fläche der Metallfilme auchdadurch verhindert
werden, daß ein zusätzlicher Polarisator vorgesehen wird. Gemäß Fig. 8, in derç1nAusfUhrungsbeispiel
der Erfindung dargestellt ist, ist ein zusätzlicher oder dritter Polarisator 7 mit
einer Polarisationsrichtung senkrecht zu der des zweiten Polarisators 2 zwischen
dem Substrat 4 und dem zweiten Polarisator 2 angeordnet. Der dritte PolariqatKor
7 enthält polarisierendd Abschnitte in Lagen, die den Lagen der auf den Substraten
3 und 4 aufgebra¢hten Metallfilme entsprechen und ißt an den verbleibenden Abschnitten
weiterhin lichtdurchlässig.