DE2715446A1 - Anzeigevorrichtung - Google Patents

Anzeigevorrichtung

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DE2715446A1 DE19772715446 DE2715446A DE2715446A1 DE 2715446 A1 DE2715446 A1 DE 2715446A1 DE 19772715446 DE19772715446 DE 19772715446 DE 2715446 A DE2715446 A DE 2715446A DE 2715446 A1 DE2715446 A1 DE 2715446A1
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Description

  • Anzeigevorrichtung
  • Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, deren aktives Medium insbesondere aus Flüssigkristailen oder elektrochemischen Werkstoffen besteht.
  • Flüssigkristall- und elektrochemische Anzeigevorrichtungen werden gewöhnlich so ausgeführt. daß eine Schicht aus dem aktiven Medium, also zum Beispiel den Flüssigkristall, zwischen zwei Glasplatten angeordnet ist. Diese Glasplatten haben zahlreiche Elektroden, die entsprechend der darzustellenden Bildstruktur angeordnet sind.
  • Wenn komplizierte Bildstrukturen dargestellt werden sollen, sind daher zahlreiche Zuleitungen zwischen den einzelnen Elektroden und den für diese vorgesehenen Steuerschaltungen erforderlich.
  • Dies wiederum bedingt zahlreiche Steck- oder Lötverbindungen, was zu einem hohen Aufwand bei der Herstellung und zu großer Störanfälligkeit führt.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung der oben genannten Art anzugeben, die sich durch möglichst wenig Aufwand für die Zuleitungen zu den einzelnen Elektroden auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine das aktive Medium begrenzende Wand aus einer Halbleitereinheit besteht, in die aktive Bauelemente und/oder Fotodetektoren und/oder optische Strahlungsquellen integriert sind.
  • Die Erfindung ermöglicht also eine Anzeigevorrichtung, die mit sehr wenigen äußeren Zuleitungen auskommt. Hierzu begrenzt die Halbleitereinheit das aktive Medium. In diese Wand sind die aktiven Bauelemente integriert, wie zum Beispiel Transistoren, Feldeffekttransistoren, Fotodetektoren oder optische Strahlungsquellen.
  • Die Fläche der Halbleitereinheit wird vorzugsweise mindestens gleich der Größe darzustellender Symbole gewählt. Hierzu hat sich eine Fläche von mindestens 1 cm2 als vorteilhaft er*viesen.
  • Das aktive Medium kann in einer Vertiefung der Halbleitereinheit angeordnet werden. Die zur Ansteuerung des aktiven Mediums erforderlichen Schaltungen, insbesondere Decodierer und/oder Abtastglieder können in die Halbleitereinheit integriert werden.
  • Als optische Strahlungsquellen können in die Halbleitereinheit Lumineszenz-Dioden integriert werden.
  • Die Halbleitereinheit besteht vorzugsweise aus monokristallinem, polykristallinem oder amorphem Halbleitermaterial, für das zum Beispiel Silicium, GaAsP, GaAlAs, GaP oder ZnS verwendet werden kann.
  • Zum periodischen Ansteuern verschiedener Bildpunkte des aktiven Mediums im Zeitmultiplexbetrieb ist eine Schaltung vorgesehen, die gegebenenfalls auch in die Halbleitereinheit integriert werden kann.
  • Jedem Bildpunkt des aktiven Mediums können mehrere unabhängig ansteuerbare Steuerelektroden zugeordnet werden.
  • Eine in die Halbleitereinheit integrierte Testschaltung verbindet vorzugsweise lediglich fehlerfreie Steuerschaltungen mit den Steuerelektroden.
  • Das aktive Medium ist vorzugsweise in der Umgebung der Bildpunkte durch kurze Impulse aufheizbar.
  • Wenigstens ein Fotodetektor kann in der Halbleitereinheit integriert werden und durch das aktive Medium hindurch optisch bestrahlbar sein. Außerdem können zahlreiche Lumineszenz-Dioden in der Halbleitereinheit integriert werden, deren Strahlung durch das aktive Medium hindurchtritt.
  • Zur weiteren Vereinfachung der Verbindungen zwischen den einzelnen Schaltungen und den Steuerelektroden verlaufen vorzugsweise quer durch die Halbleiterscheibe der Halbleitereinheit hochdotierte Bereiche oder metallische Strompfade.
  • Als Verbindungen sind Leiterbahnen besonders vorteilhaft, deren Länge näherungsweise gleich der Dicke der Halbleiterscheibe ist und deren Durchmesser klein gegenüber ihrer Länge ist. Diese Leiterbahnen erstrecken sich in vorteilhafter Weise von der einen zur anderen großflächigen Seite der Halbleiterscheibe.
  • Die Leiterbahnen sind besonders vorteilhaft durch Thermomigration herstellbar.
  • Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, bei der die Ansteuerschaltung in die Rückwand der Halbleitereinheit integriert ist, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, bei der in die Halbleitereinheit ein Feld aus zahlreichen Lumineszenz-Dioden oder Foto-Dioden integriert ist.
  • Eine Halbleiterscheibe H weist eine geätzte Vertiefung auf, in der sich ein aktives Medium A befindet. Die Oberfläche der Halbleiterscheibe H ist durch eine dünne Siliciumdioxidschicht I geschützt. Eine Glasplatte G mit einer transparenten Elektrode E2 schließt die Kammer mit dem aktiven Medium ^ ab. In die Halbleiterscheibe H sind die zur Ansteuerung der Flüssigkristall-Displays notwendigen Schaltungen integriert. Die Schaltungsbauelemente sind in der Fig. 1 lediglich schematisch als Transistoren T angedeutet. Weiterhin sind Metallisierungen M und Auf3enanschlüsse K vorgesehen.
  • Die Verbindung zwischen den Schaltungsbauelementen und Steuerelektroden E der Displays stellen auf kürzestem Wege relativ lange aber dünne Diffusionspfade L in der Halbleiterscheibe H her. Diese Diffusionspfade werden vorzugsweise durch rnermomigration hergestellt.
  • Diese Anzeigevorrichtung ermöglicht sehr komplexe Anzeigestrukturen, die jedoch nur sehr wenige Außenanschlüsse K benötigen.
  • Weiterhin ist die Verbindung zu den Steuerelektroden E1 sehr kurz, wodurch eine große Zuverlässigkeit erzielt wird.
  • Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung einsetzbar, wenn durch ein integriertes Schieberegister oder eine ähnliche Baueinheit eine zeilenförmige knsteerung der Displaypunkte im Zeitmultiplexbetrieb erfolgt.
  • Als Halbleitermaterial für die Halbleiterscheibe ist vor allem Silicium geeignet. Wenn keine allzu großen Schaltgeschwindigkei ten in der integrierten Schaltung gewünscht werden, kann auch polykristallines oder amorphes Silicium gegebenenfalls auf einer Trägerplatte verwendet werden.
  • Halbleitermaterial mit großem Bandabstand, wie zum Beispiel GaP, GaAsP, GaAlAs, ZnS, erlaubt einen Durchlicht-Betrieb der Displays.
  • Bei komplizierten Anzeige strukturen steigen bekanntlich die Ausbeuteverluste durch fehlerhafte Schaltungsbauelemente und Leitungen. Erfindungsgemäß können nun Jedem Bildpunkt mehrere Elektroden mit den entsprechenden Ansteuerschaltungen zugeordnet werden. Im einfachsten Fall werden gelegentlich auftretende fehlerhafte Teilbildpunkte nicht berücksichtigt. Durch eine Testschaltung kann aber auch dafür gesorgt werden, daß nur die fehlerfreien Wege zu den Steuerelektroden E1 durchverbunden werden.
  • Die Funktion von Flüssigkristall-Displays ist stark temperaturabhängig. Insbesondere versagen sie bei tiefen Temperaturen. Das Aufheizen des gesamten Displays erfordert große Energien. Es ist daher vorteilhaft, die Halbleiterscheibe lokal, insbesondere impulsförmig, aufzuheizen und so den Flüssigkristall beziehungsweise das aktive Medium A in der Nähe der Bildpunkte in den Bereich der Arbeitstemperatur zu bringen. Die Heizzeiten können dabei im Bereich von ca. 100 ms liegen.
  • Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung ermöglicht optoelektronische Informationsverarbeitung, wie zum Beispiel Korrelation, Fouriertransformation und Logikschaltungen.
  • Hierzu ist in Fig. 2 ein Feld aus zahlreichen unabhängig ansteuerbaren Lumineszenz-Dioden D vorgesehen, die in der Halbleiterscheibe H integriert sind. Das aus dem Flüssigkristall beziehungsweise dem aktiven Medium A austretende Licht dieser Lumineszenz-Dioden D ist das Produkt der an den Lumineszenz-Dioden D und an Steuerelektroden E3 liegenden Signale. Das räumliche Integral ist proportional zum zweidimensionalen Korrelations-Koeffizienten der Signale. Ist ein Signal räumlich periodisch, so ist es der entsprechende Fourier-Koeffizient.
  • Im Gegensatz zur Fig. 1 weist die Halbleiterscheibe der Fig. 2 keine Vertiefung auf, sondern das aktive Medium A ist am Rand durch eine Glasschicht G1 begrenzt.
  • Anstelle von Lumineszenz-Dioden können auch ein oder mehrere #otodetektoren in der Halbleiterscheibe H integriert werden. Das mit Struktur versehene Bild, das analysiert werden soll beziehungsweise das die Filterfunktion darstellt, wird dann in der Ebene des aktiven Mediums A scharf abgebildet.
  • 20 Patentansprüche 2 Figuren 10 L e e r s e i t e

Claims (20)

  1. Patentansprüche 1. Anzeigevorrichtung, deren aktives Medium insbesondere aus Flüssigkristallen oder elektrochemischen Werkstoffen besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens eine das aktive Medium (A) begrenzende Wand aus einer Haibleitereinheit (H) besteht, in die aktive Bauelemente (T) und/oder Fotodetektoren und/oder optische Strahlungsquellen (D) integriert sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Bauelemente (T) Transistoren und/oder Feldef#ekttransistoren sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Halbleitereinheit (H) mindestens gleich der Größe darzustellender Symbole ist.
  4. #. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fläche der Halbleitereinheit (H) mindestens 1 cm 2 beträgt.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da das aktive ediun (A) in einer Vertiefung der Halbleitereinheit (H) angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d3 zur Ansteuerung des aktiven Mediums (A) erforderlichen Schaltungen, insbesondere Decodierer und/oder Abtastglieder, in die Haibleitereinheit (H) integriert sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als optische Strahlungsquellen (D) in die Halbleitereinheit (H) Lumineszenz-Dioden integriert sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleitereinheit (H) aus monokristallinem Halbleitermaterial besteht.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleitereinheit (H) aus polykristallinem oder amorphem Halbleitermaterial besteht.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial Silicium ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial GaAsP, GaAlAs, GaP oder ZnS ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zum periodischen Ansteuern verschiedener 3ildpunkte des aktiven Mediums (A) im Zeitmultiplexbetrieb vorgesehen iSt.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Bildpunkt des aktiven Mediums (A) mehrere lmabhtngig ansteuerbare Steuerelektroden zugeordnet sind.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Halbleitereinheit (.i) integrierte Testschaltung nur fehlerfreie Steuerschaltungen mit den Steuerelektroden verbindet.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Medium (A) in der Umgebung der Bildpunkte durch kurze Impulse aufheizbar ist.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Fotodetektor in der Halbleitereinheit (H) integriert und durch das aktive Medium (A) hindurch optisch bestrahlbar ist.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zahlreiche Lumineszenz-Dioden in der Halblei ereinheit (H) integriert sind, deren Strahlung durch das aktive Medium hindurchtritt.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen (L) zwischen den Schaltungen und Steuerelektroden quer durch die Halöleiterscheibe der Halbleitereinheit (H) verlaufen.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich als Verbindungen (L) Leiterbahnen, deren Länge nähevangsweise gleich der Dicke der Halbleiterscheibe ist und deren Durchmesser klein gegenüber ihrer Länge ist, näherungsweise von der einen zur anderen großflächigen Seite der Halbleiterscheibe erstrecken.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen durch Thermomigration hergestellt sind.
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