DE3222373A1

DE3222373A1 - Multiplexmatrixanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE3222373A1
Application number: DE19823222373
Authority: DE
Inventors: Charles Adrian 12148 Rexford N.Y. Becker; Donald Earl 12309 Schenectady N.Y. Castleberry; Mark Smith 13501 Utica N.Y. Logan
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1981-06-18
Filing date: 1982-06-15
Publication date: 1982-12-30
Also published as: FR2508212A1; US4403217A; JPS589188A; GB2100908B; GB2100908A; CA1174346A; FR2508212B1

Description

Multiplexmatrixanzeigevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Multiplexdatenanzeigevorrichtungen und betrifft insbesondere eine neue, verbesserte Multiplexflüssigkristallanzeigevorrichtung, bei der ein Varistormaterial zum Steuern von mehreren Anzeigezellen benutzt wird.

Eine varistorgesteuerte Multiplexflüssigkristallanzeigevorrichtung ist in der US-PS 4 233 603 beschrieben, auf die Bezug genommen wird. Bei dieser bekannten Anzeigevorrichtung kann eine große Anzahl von Anzeigezellen mit einer Multiplexordnungszahl N, die typischerweise in der Größenordnung von 1000 liegt, im Multiplexbetrieb arbeiten. Diese Anzeigevorrichtung hat zwar viele Vorteile auf dem Gebiet der Datenanzeigetechnik, es hat sich jedoch gezeigt,

daß eine Verringerung des Ausmaßes an gegenseitiger kapazitiver Störung (Nebensprechen) zwischen adressierten und unadressierten Zellen der Anzeigevorrichtung äußerst erwünscht wäre. Durch die Verringerung der gegenseitigen kapazitiven Störung wird die Anzeigeleistung gesteigert, und zwar durch Verringern der Größe der Wechselspannungen, die zwischen adressierten und unadressierten Zellenelementen induziert werden und dazu führen, daß die unadressierten Anzeigezellen teilweise oder vollständig eingeschaltet werden und daß außerdem Zellen, die sich im "Aus"-Zustand befinden, gehindert werden, vollständig in einen nichtlichtdurchlässigen Zustand zu kippen. Darüber hinaus ist es ausserdem äußerst erwünscht, die Schicht hoher Auflösung von Hilfsdatenelektroden zu eliminieren, die bei einer Ausführungsform der vorerwähnten bekannten Anzeigevorrichtung auf der Oberfläche des Varistorteils hergestellt werden muß; es ist außerdem erwünscht, einen Vorrichtungsaufbau zu schaffen, bei dem die zwischen den reflektierenden hinteren Zellenelektroden und der Varistorteiloberfläche vorhandenen dielektrischen Schichten verschlossen sind, um das Eindringen des Flüssigkristallmaterials in die dielektrischen Schichten und die damit verbundene Verschlechterung der Multiplexanzeigeleistung zu verhindern.

Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte varistorgesteuerte Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die für einen Multiplexbetrieb geeignet ist, zu schaffen.

Gemäß der Erfindung werden bei einer verbesserten varistorgesteuerten Multiplexflüssigkristallanzeigevorrichtung, die mehrere Spaltenelektroden, welche in einer Matrix auf der Vorderseite einer Flüssigkristallschicht angeordnet sind, und eine Matrix aus mehreren reflektierenden hinteren Zellenelektroden neben der Flüssig-

kristallschicht hat, wobei die hinteren Zellenelektroden mit Positionen auf der Oberfläche eines Teils aus einem elektrisch nichtlinearen Widerstandsmaterial verbunden sind, mehrere Hilfsdatenelektroden (-Spaltenelektroden) benutzt, die jeweils zwischen einer Zeile von hinteren Zellenelektroden, die einer besonderen Spaltendatenelektrode zugeordnet sind, und dem Teil aus elektrisch nichtlinearem Widerstandsmaterial angeordnet sind. Das Volumen zwischen der Zeile von hinteren Zellenelektroden und der zugeordneten Hilfsdatenelektrode ist mit einem Dünnfilm aus einem dielektrischen Material gefüllt, wodurch eine Kapazität zwischen jeder Hilfsdatenelektrode und den benachbarten hinteren Zellenzeilenelektroden vorhanden ist, die zu der Kapazität des Flüssigkristallmaterials, das jedes Anzeigezellenelement bildet, parallel geschaltet ist und eine 10- bis 50-fache Vergrößerung der Anzeigeelementparallelkapazität ergibt, um die kapazitive Störung zu verringern.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Hilfsdatenelektroden selbst von der Oberfläche des Teils aus elektrisch nichtlinearem Widerstandsmaterial durch zwei dielektrische Dickfilmschichten getrennt. Die Zeilenabtastelektroden sind an der Grenzfläche dieser Schichten angeordnet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform trägt eine einzelne dielektrische Dickfilmschicht die Hilfsdatenelektroden, wobei die Zeilenabtast- und Steuerelektroden direkt auf oder in dem Teil aus elektrisch nichtlinearem Widerstandsmaterial hergestellt sind.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittseitenansxcht eines Teils

der bekannten varistorgesteuerten MuI-tiplexflüssigkristallanzeigevorrichtung,

Fig. 1a die Ersatzschaltung jeder der Anzeige

zellen in der Anzeigematrix der Anzeigevorrichtung von Fig. 1,

Fig. 2 eine Schnittseitenansxcht eines Teils

einer Ausführungsform einer verbesserten Anzeigevorrichtung nach der Erfindung ,

Fig. 2a die Ersatzschaltung jeder der Anzeige

zellen in der Matrix der Anzeigevorrichtung von Fig. 2, die das Verständnis der Erfindung erleichtert,

Fig. 3 in Draufsicht einen Teil einer weiteren

Ausführungsform einer verbesserten Anzeigevorrichtung nach der Erfindung und

die Fig. 3a

und 3b alternative Schnittansichten von Teilen

der Anzeigevorrichtung von Fig. 3 nach

der Linie 3a-3a.

Die in Fig. 1 gezeigte bekannte Anzeigevorrichtung 10, wie sie in den Fig. 5a und 5b der eingangs erwähnten US-PS 4 233 603 beschrieben ist, hat ein transparentes vorderes Substrat 11, das typischerweise aus Glas od.dgl. besteht und auf dessen Innenoberfläche mehrere in gleicher Ebene licyende Elektroden 14 hergestellt sind, die gegenseitigen Abstand aufweisen. Ein hinteres Substrat 12 trägt eine weitere Anzahl von in gleicher Ebene liegenden Elektroden 16

AO - J* -

von im wesentlichen quadratischer oder rechteckiger Form und mit reflektierenden Oberflächen. Die Elektroden 14 und 16 sind auf entgegengesetzten Seiten einer Schicht aus Flüssigkristallmaterial angeordnet. Die hinteren Zellenelektroden 16 sind in einer rechtwinkeligen Matrix angeordnet, wobei die Elektroden 16a-16h jeweils in einer anderen Zeile liegen und, wie dargestellt, mit Abstand von derselben zugeordneten Spaltenelektrode 14 angeordnet sind. Eine Einrichtung 20 wird benutzt, um die die Elektroden tragenden Substrate 11 und 12 in gegenseitigem Abstand zu halten und das Flüssigkristallmaterial 18 in der Anzeigevorrichtung 10 einzuschließen. Ein Teil 25 aus elektrisch nichtlinearem Widerstandsmaterial, wie beispielsweise einem ZnO-Varistormaterial od.dgl., ist unter der hinteren Elektrodenebene und durch das Substrat 12 mit Abstand von den hinteren Zellenelektroden 16 angeordnet. Mehrere Durchgangslöcher 28 sind in dem hinteren Substrat 12 gebildet, damit von mehreren leitenden Stäben 30a-30g ein. zugeordneter Stab eine der hinteren Zellenelektroden 16, z.B. eine der Elektroden 16a-16g, mit der Oberfläche 25a des elektrisch nichtlinearen Wider standsmaterials verbinden kann. Das hintere Substrat 12 besteht aus zwei Substratteilen 12a und 12b, so daß mehrere in gleicher Ebene liegende Zeilenabtastelektroden 35, z.B. die Elektroden 35a-35h, auf der Oberfläche des Substratteils 12b, die dem Material 25 am nächsten ist, hergestellt werden können. Eine Zeilenabtastelektrode liegt unter der gesamten Zeile von mehreren hinteren Zellenelektroden in einer Richtung (in die und aus der Ebene der Zeichnung), die zu der Richtung, in der sich die Spaltenelektroden 14 erstrecken, im wesentlichen rechtwinkelig ist. Eine weitere Anzahl von Durchgangslöchern 38, die zuvor in dem zweiten Substratteil 12b hergestellt worden sind, gestatten leitenden Stäben 40, z.B. Stäben 4Oa-4Oh, die zugeordneten Zeilenabtastelektroden 35a-35h mit der Oberfläche 25a an Stellen zu ver-

ΛΛ.

binden, die Abstand von den Stellen haben, an denen die leitenden Stäben 3Oa-3Og mit der Oberfläche 25a in Kontakt sind. Eine Hilfsdatenelektrode 45 ist auf der Oberfläche 25a parallel zu jeder Datenspaltenelektrode 14 hergestellt und damit verbunden (nicht dargestellt); die Hilfsdatenelektrode 45 ist mit Abstand von den elektrisch leitenden Teilen 30 und 40 angeordnet, die zum Verbinden der Oberfläche 25a mit der Zeilenabtastelektrode 35 bzw, mit der hinteren Zellenelektrode 16, die jeder der Zellen in der Anzeigematrix zugeordnet ist, benutzt werden.

Der Speichermechanismus, der Multiplexordnungszahlen N zwischen etwa 100 und 1000 gestattet, ist in Fig. 1a dargestellt, die das Ersatzschaltbild einer typischen Anzeigezelle zeigt. Jede Anzeigezelle enthält ein nichtlineares Element, das aus einem Teil der Varistorschicht 25 gebildet ist; dieses Element ist an einem Ende mit einer zugeordneten Zeilenabtastelektrode 35 verbunden. An dem entgegengesetzten Ende ist das nichtlineare Varistorelement 25 mit der hinteren Zellenelektrode 16 der besonderen Zelle verbunden. Es gibt eine Varistorkapazität C , die zu dem nichtlinearen Element 25 parallel liegt und an der eine Spannung V gespeichert wird. Die dielektrische Flüssigkristallschicht 1 8 bildet eine zusätzliche Kapazität C, zwischen der Spaltenelektrode 14 (die mit einer Datenansteuerklemme 14' verbunden ist) und der zugeordneten hinteren Zellenelektrode 16. Eine weitere Kapazität C , die durch die kapazitive Kopplung zwischen der zusätzlichen Datenelektrode 45 und den elektrisch leitenden Stäben 30 über das eine große Dielektrizitätskonstante aufweisende Material des Substrats 25 gebildet wird, ist zu der Zellenkapazität C, elektrisch parallel geschaltet. Der relativ große Widerstand des dielektrischen Materials 18 zwiscb°n der Datenspaltenelektrode 14 und der hinteren Zellenelektrode 16 ergibt einen Entladungswiderstand R

parallel zu den Kapazitäten C, und C . Eine Zellenspannung V erscheint zwischen der Spaltenelektrode 14 und der hinteren Zellenelektrode 16 in Reihe mit der Varistorspannung V , so daß sich eine Gesamtspannung V. an einer gesamten Anzeigezelle zwischen der Spaltenelektrode 14 und der Abtastelektrode 35 ergibt.

Gemäß der ausführlichen Erläuterung in der eingangs erwähnten US-Patentschrift hat die Zelle, wenn die Gesamtspannung V. kleiner als die Summe der Varistordurchbruchsspannung Vr und der Schwellenspannung V... der Zelle ist, eine minimale Lichtdurchlässigkeit und erscheint im Dunkel- oder "Aus"-Zustand. Wenn die gesamte Spannung V. die Summe der Varistordurchbruchsspannung V, und der Zellenschwellenspannung V.. übersteigt, leitet der Varistor, und die Flüssigkristallzelle ist im "Ein"-Zustand, in der sie eine hohe Lichtdurchlässigkeit hat. In diesem Zustand geht eintretendes Licht durch die Zelle hindurch, wird an der Oberfläche der hinteren Zellenelektrode 16b reflektiert und zurück durch die Zelle übertragen und bewirkt, daß dieser Zellenteil einer Anzeigevorrichtung in einem hellen Zustand erscheint. Wenn, nachdem die Anzeigezelle "eingeschaltet" ist, die Gesamtspannung V. verringert wird, entweder durch Verringern der Spaltenelektrodenansteuerspannung oder der Äbtastzeilenelektrodenansteuerspannung, leitet der Varistor nicht mehr; die Flüssigkristallanzeigezellenkapazität C, bleibt aufgeladen und hält die Flüssigkristallanzeigezelle in dem "Ein"-Zustand. Sowohl das Flüssigkristallmaterial als auch das Varistormaterial haben einen endlichen Ableitungs- oder Leckwiderstand, wodurch der Flüssigkristallzellenableit- oder -leckwiderstand R bewirkt, daß die Flüssigkristallkapazität C, und die zusätzliche Kapazität C entladen werden und später bewirken, daß die Spannung an der Zelle auf weniger als die Spannung abnimmt, die notwendig ist, um die Zelle in dem Zustand hoher Lichtdurchlässigkeit zu halten. Die

Zelle kehrt somit in den "Aus"-Zustand zurück, und zwar bei einer Speicherzeit in der Größenordnung von 10 ms, wodurch die Anzeige in jedem 10-ms-Zeitintervall einmal wiederaufgrfrischt werden muß. Eine Multiplexordnungszahl N von etwa 1000 ist deshalb möglich.

In der Ausführungsform von Fig. 1 kann die gegenseitige kapazitive Störung zwischen einer adressierten Zelle (d.h. einer Zelle, an die sowohl eine Zeilenabtastspannung als auch eine Spaltendatenspannung angelegt sind) und einer unadressierten Zelle (d.h. einer Zelle, an die von den Spaltendaten- und Zeilenabtastspannungen nur eine oder keine angelegt ist) vorhanden sein, was dazu führt, daß die unadressierte Anzeigezelle teilweise oder vollständig eingeschaltet wird und/oder abgeschaltete Zellen daran gehindert werden, vollständig in einen nichtlichtdurchlässigen Zustand zu kippen. Die Größe dieser gegenseitigen kapazitiven Störung wird zwar durch die zusätzliche Kapazität C , die durch die Verwendung der zusätzlichen Datena

elektroden 45 vorhanden ist, etwas reduziert, diese zusätzliche Kapazität hat jedoch ein konstantes Verhältnis zu der effektiven Varistorkapazität C und wird verringert, da die Fläche jeder Zelle (die im wesentlichen gleich der Fläche der hinteren Zellenelektrode 16 ist) verringert wird, wenn Anzeigevorrichtungen mit höherer Auflösung angestrebt werden.

Gemäß den Fig. 2 und 2a wird bei der verbesserten varistorgesteuerten Multiplexflüssigkristallanzeigevorrichtung 10· das transparente vordere Substrat 11 benutzt, das eine Matrix von im wesentlichen parallelen, gegenseitigen Abstand aufweisenden Spaltenelektroden 14 trägt, welche typischerweise aus einem transparenten, elektrisch leitenden M^Lerial bestehen, wie beispielsweise Indiumzinnoxid od.dgl. Das vordere Substrat 11 und ein hinteres Substrat

12' begrenzen eine Schicht 18 aus Flüssigkristallmaterial, das durch die Dichteinrichtung 20 zusammengehalten wird. Ein Teil 25 aus nichtlinearem Widerstandsmaterial, das aus einem Varistormaterial od.dgl. niedriger Kapazität besteht, grenzt an die hintere Substratoberfläche 12a¹ an, die zu der Oberfläche 12b', welche eine Matrix von reflektierenden hinteren Zellenelektroden 16 trägt, entgegengesetzt ist.

Gemäß der Erfindung wird auf der Varistorteiloberfläche 25a, nachdem diese richtig geschliffen und poliert worden ist, so daß sie eine ausreichend ebene Oberfläche darstellt, eine erste hintere Substratunterschicht 50 hergestellt. Die Unterschicht 50 kann ein Dickfilm aus einem dielektrischen Material sein und durch Siebdruck oder eine ähnliche Technik hergestellt werden. Nach dem Herstellen der Schicht 50 werden in dieser mehrere Paare von Durchgangslöchern 52 und 53 von der Schichtoberfläche 50a aus (die am weitesten von dem Teil 25 entfernt ist) bis zu der Oberfläche 25a gebildet. Jede Zelle der Anzeigevorrichtung 10' wird durch zwei Löcher 52 und 53 festgelegt. Die Löcher 52 können irgendwo innerhalb der Begrenzung einer einzelnen Zelle der Anzeigematrix angeordnet sein; die Löcher 52 sind aus Darstellungsgründen im wesentlichen in der Mitte einer Zelle dargestellt. Die Löcher 52 legen den Abstand von Zelle zu Zelle in der Anzeigevorrichtung fest; der Abstand zwischen dem Loch und dem Loch 53 legt die Ausdehnung jeder Zelle fest, da eine minimale Überlappung der Elektroden 16 und 35 erwünscht ist, um die sich ergebende Addition zu der Kapazität C zu verringern. Die Löcher 52 und 53 können irgendeine gewünschte Form haben und beispielsweise zylindrische oder konische Bohrungen, die typischerweise einen maximalen Durchmesser von 0,025 mm (one milli-inch) bis 0,076 mm (three milli-inch) haben, sein, wie sie beim Durchbohren der Schicht 50 mit einer Lasertrimmvorrich-

tung oder durch ein photolithographisches Verfahren gebildet werden, bei dem ein lichtempfindliches Dickfilmmaterial· wie beispielsweise die Materialserie FODEL von der Firma DuPont od.dgl., für die Schicht 50 mit anschließender Belichtung und Entwicklung, wie es Stand der Technik ist, benutzt wird.

Nach dem Herstellen der Löcher 52 und 53 werden diese Löcher mit elektrisch leitendem Material 54 gefüllt, und zwar typischerweise zur selben Zeit, zu der die Zeilenabtastelektroden 35 und die elektrisch leitenden Hilfsanschlußflecken 55 auf der Oberfläche 50a der Substratunterschicht 50 hergestellt werden. Jede der in gleicher Ebene liegenden Zeilenabtastelektroden 35, z.B. die Zeilenabtastelektroden 35a'-35e', ist eine langgestreckte Elektrode, die von einem Rand der Anzeigevorrichtung zum anderen in einer Richtung verläuft (in die Zeichenebene hinein und aus derselben heraus), die zu der Längsrichtung der Spaltenelektroden 14 im wesentlichen parallel ist. Jeder elektrisch leitende Hilfsanschlußflecken 55, z.B. die elektrisch leitenden Flecken 55a-55f, liegt in gleicher Ebene mit sämtlichen anderen elektrisch leitenden Hilfsanschlußflecken 55, ist von diesen aber isoliert und hat eine Fläche, die so begrenzt und positioniert ist, daß sie völlig innerhalb der Grenze der zugeordneten Anzeigezelle liegt. Nachdem die Abtastelektroden 35 und die Hilfsanschlußf lecken 55 hergestellt sind, z.B. aus einem Silberdickfilmmaterial od.dgl., wird eine zweite Dickfilmschicht 58 aus dielektrischem Material auf der Oberfläche 50a der ersten Schicht 50 hergestellt. Die zweite Schicht 58 kann ebenfalls durch Siebdruck oder ähnliche Verfahren aufgebracht werden, und nach dem Brennen kann ihre obere Oberfläche 58a geläppt und/oder poliert werden, damit sich eine ebene Oberfläche ergibt. Mehrere in gleicher Ebene liegende Hilisdatenelektroden 60 werden nun auf der Oberfläche 58a der zweiten Schicht 58 hergestellt; jede Hilf sdatenelektrode 60

ist im wesentlichen parallel zu einer zugeordneten Datenelektrode 14 und ist im wesentlichen rechtwinkelig zu der Längsrichtung der Zeilenabtastelektroden 35. Die Hilfsdatenelektroden können durch Aufdampfen eines elektrisch leitenden Materials auf die glatte Oberfläche 58a der dielektrischen Schicht hergestellt werden, und in jeder Hilfsdatenelektrode werden mehrere Durchgangslöcher 60a gebildet. Jedes Loch 60a ist innerhalb der Grenze, z.B. im wesentlichen in der Mitte, einer der in einer Matrix angeordneten Zellen angeordnet, die die Anzeigevorrichtung 10¹ bilden werden. Es ist klar, daß nach Beendigung der Herstellung der Anzeigevorrichtung jede Hilfsdatenelektrode 60 durch leitende Verbindungen 62 mit der ihr zugeordneten Datenelektrode 14 verbunden wird.

Eine dielektrische Dünnfilmschicht 65 wird auf der oberfläche 58a der zweiten Schicht und über den Hilfsdatenelektroden 60 hergestellt. Die Oünnfilmschicht 65 kann eine Dicke haben, die wenigstens eine Größenordnung kleiner ist als die Gesamtdicke der Dickfilmschicht oder der das hintere Substrat 12' bildenden Schichten. Die Dünnfilmschicht 65 kann durch Bedampfen oder Aufdampfen im Vakuum oder durch ähnliche Verfahren hergestellt werden. Die Schichtoberfläche 65a, die von dem Teil 25 am weitesten entfernt ist, bildet die hintere Substratoberfläche 12b¹,. die später die in gleicher Ebene liegenden hinteren Zellenelektroden 16 tragen wird.

Mehrere Löcher 70 werden von der Schichtoberfläche 65a aus nacheinander durch die Schicht 65, ein darunterliegendes Hilfsdatenelektrodenloch 60a und die zweite Schicht 58 bis zu einem zugeordneten Anschlußflecken 55 hergestellt. Der Durchmesser der Löcher 70 in der Ebene der Oberfläche 58a der zweiten Schicht ist kleiner als der Durchmesser der Hilfsdatenelektrodenlöcher 60a, und die Lage der Löcher 70 wird genau festgelegt ,wodurch jedes Loch

70 ein elektrisch leitendes Materialteil 72 enthalten kann, das von der benachbarten Hilfsdatenelektrode 60 elektrisch isoliert ist. Das Loch 70a kann durch Verdampfung der dielektrischen Materialien der Schichten 65 und 58 mittels eines Lasers oder durch photolithographisches Ätzen, wenn die Schichten 65 und 58 aus lichtempfindlichen Materialien bestehen, hergestellt werden. Vorteilhafterweise wird das Loch 70 mittels eines Lasers gebohrt, wobei die Laserbohrvorrichtung numerisch gesteuert wird, so daß eine Softwaresteuerung derart ausgeübt werden kann, daß ein hoher Grad an gegenseitiger Deckung geschaffen wird, insbesondere wenn dieselben Bohrstellen zum Bohren beider Gruppen von Löchern 52 und 70· benutzt werden, in denen anschließend die elektrisch leitenden Teile 54 und 72 hergestellt werden. Nach dem Herstellen der Löcher 70 werden die elektrisch leitenden hinteren Zellenelektroden 16 und die verbindenden elektrisch leitenden Teile 72 hergestellt, beispielsweise durch Aufdampfen eines Dünnfilms aus metallischem Material durch eine Aufdampfmaske oder durch Aufdampfen eines durchgehenden Metallfilms, der anschließend photolithographisch geätzt wird, um die betreffende Elektrode 16 herzustellen. Stattdessen kann der geeignete Teil jedes Loches 70 in der Schicht 58 gebildet und mit elektrisch leitendem Material 72 gefüllt werden, bevor die Elektroden 60 und die Dünnfilmschicht 65 hergestellt werden; der übrige Teil des Loches 70 wird dann innerhalb der Löcher 60a durch die Schicht 65 gebohrt und so gefüllt, wobei das elektrisch leitende Material benutzt wird, um die Elektroden 16 so herzustellen, daß sie mit dem früher hergestellten unteren Teil des Stabes 72 in elektrischem Kontakt sind.

Jede hindere Zellenelektrode 16, z.B. die hintere Zellenelektrode 16a, wird eine quadratische, im wesentlichen

rechteckige oder andere ausgewählte geometrische Form haben und wird über ein elektrisch leitendes Teil 72a mit dem elektrisch leitenden Hilfsanschlußflecken 55a integral verbunden, der seinerseits über sein zugeordnetes elektrisch leitendes Teil 52a mit einer besonderen Stelle auf der Varistorteiloberfläche 25a integral verbunden wird. Die zugeordnete Zeilenelektrode, z.B. die Zeilenabtastelektrode 35a¹,wird über einen Teil 53, z.B. das elektrisch leitende Teil 53a, mit einer Stelle auf der Varistorteiloberfläche 25a, die der Stelle des elektrisch leitenden Teils 52a benachbart ist, integral verbunden.

Es ist zu erkennen, daß zusätzlich zu der relativ kleinen Varistorkapazität C und der Zellenflüssigkristallschichtkapazität C,, die im wesentlichen dieselben sein werden wie die Varistor- und Zellenkapazitäten bei den bekannten Ausführungsformen, die zusätzliche Kapazität C , die zwi-

sehen der hinteren Zellenelektrode 16 und der Hilfsdatenelektrode 60 gebildet wird, vergrößert wird, typischerweise zwischen dem etwa 10-fachen und dem 50-fachen gegenüber der Größe der zusätzlichen Kapazität im Stand der Technik, weil die Hilfsdatenelektrode nun einen größeren Prozentsatz der Fläche einer Zellenelektrode 16 einnehmen kann (da die Hilfsdatenelektrodenebene nun eine andere Ebene als diejenige ist, die durch die Verbindung der Teile 52 und 53 mit der Varistoroberfläche eingenommen wird) und wegen des relativ kleineren Abstands (die Dicke der Dünnfilmschicht 65) zwischen jeder Hilfsdatenelektrode 60 und jeder hinteren Zellenelektrode 16. Weil sich im Stand der Technik die Hilfselektrode auf der Varistoroberfläche befindet, erfordert weiter diese Elektrode eine viel grössere Auflösung als die übrigen Elektroden, um eine nachteilige Beeinflussung des Varistorschalterdurchbruchsfeldes zu vermeiden. In der verbesserten Ausführungsform in

Fig. 2 sind die Hilfsdatenelektroden 60 von der Varistorschichtoberfläche entfernt und haben ungefähr dieselben Auflösungserfordernisse wie die übrigen Elektrodenebenen, wodurch die Matrixanzeigevorrichtung 10 · einwandfreier hergestellt werden kann. Weiter kann das dielektrische Material der Schicht 65 so gewählt werden, daß es eine Dichtung zwischen der Flüssigkristallschicht 18 und den dielektrischen Materialien der DickfUmschichten 58 und 50 bildet, wodurch das Eindringen des Flüssigkristallmaterials in die dielektrischen Dickfilmschichten verhindert wird.

Die Fig. 3, 3a und 3b zeigen weitere bevorzugte Ausführungsformen der Anzeigevorrichtung 10a, die die Herstellung vereinfachen und die Verwendung einer einzigen dielektrischen Dickfilmschicht 80 statt zwei dielektrischen Dickfilmschichten als Teil des hinteren Substrats 12" erfordern. Die Zeilenabtastelektroden 35 und die in gleicher Ebene liegenden elektrisch leitenden Zellenanschlußflecken 55 sind nun in oder auf der Oberfläche des Varistorteils 25 angeordnet (Fig. 3a bzw. 3b). In der Ausfuhrungsform in Fig. 3a wird eine materialabtragende Bearbeitung mittels Laser angewandt, um mehrere Nuten 25b (die im Querschnitt im wesentlichen dreieckig sein können) durch die Varistorteiloberfläche 25a hindurch in dem Varistorteil 25 herzustellen. Die Nuten werden jeweils mit einem Niederschlag 82 aus elektrisch leitendem Material gefüllt, um mehrere langgestreckte Zeilenabtastelektroden 35" herzustellen, z.B. die Zeilenelektrode 35a" oder 35b". Innerhalb eines Teils der Varistorteiloberfläche, der mit jeder hinteren Zellenelektrode 16 in Deckung ist, wird ein Loch 25c durch die Oberfläche 25a hindurch in dem Varistormaterialteil 25 hergestellt. Die Löcher 25c werden mit Niederschlägen 8^ aus elektrisch leitendem Material gefüllt und bilden Steuerelektroden, deren zugeordneter elektrisch leitender Anschlußfleck 55' (für diese besondere Zelle)

sich an ihrer Oberfläche befindet. Nach der Herstellung der Elektroden 35" und der Anschlußflecken 55' wird die einzige dielektrische Dickfilmschicht 80 hergestellt. Stattdessen können die Zeilenabtastelektroden 35¹¹¹ und die elektrisch leitenden Hilfsanschlußflecken 55" als Dünnfilmelektroden direkt auf der Varistorteiloberfläche 25a hergestellt werden (Fig. 3b). Nach dem Herstellen dieser in gleicher Ebene liegenden Dünnfilmelektrodenformationen wird die einzelne Schicht 80 auf der Varistoroberfläche hergestellt, wo sie die Elektroden bedeckt. In jeder Ausführungsform werden die Hilfsdatenelektroden 60 (einschließlich des Loches 60a) auf der Oberfläche 80a der dielektrischen Schicht 80 hergestellt. Die dielektrische Dünnfilmschicht 65 wird anschließend hergestellt. Löcher 70a werden durch Materialabtragung durch die gesamte Schicht 65, die Hilfsdatenelektrodenlöcher 60a und die einzelne dielektrische Dickfilmschicht 80 hindurch bis zu der Oberfläche der elektrisch leitenden Anschlußflecken 55' oder 55" hergestellt, und zwar entweder in einem einschrittigen oder in einem zweischrittigen Verfahren, wie oben beschrieben. Jedes Loch 70 wird mit elektrisch leitendem Material gefüllt, um ein elektrisch leitendes Teil 77 zu schaffen, das jede hintere Zellenelektrode 16 mit dem zugeordneten elektrisch leitenden Anschlußflecken 55' oder 55" integral verbindet. Diese Ausführungsformen ergeben vorteilhafterweise eine geringere Komplexität der Anzeigevorrichtung bei gleichzeitiger Steigerung der erzielbaren Anzeigegleichmäßigkeit aufgrund der großen Auflösung, mit der die Zeilenabtastelektroden und die elektrisch leitenden Anschluß- ' flecken auf oder in der Varistorteiloberfläche hergestellt werden können, sie können aber, wenn die einzelne dielektrische Schicht 80 nicht dick genug ist, eine zusätzliche und unerwünschte Kapazität zwischen den verschiedenen Elektroden ergeben, insbesondere denjenigen, die in oder auf der Oberfläche des Varistorteils gebil-

det sind,

Es sind zwar mehrere bevorzugte Ausfuhrungsformen der verbesserten varistorgesteuerten MultiplexflüssigkristallanZeigevorrichtung ausführlich beschrieben worden, dem Fachmann bieten sich jedoch viele Abwandlungsmöglichkeiten. Beispielsweise kann das Anlegen von Datensignalen und Abtastsignalen an die Zeilen- bzw* Spaltenelektroden ebensogut benutzt werden, was von der gewünschten Verwendung einer besonderen Anzeigevorrichtung abhängig ist.

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Claims

Ansprüche:

( 1.Λ Multiplexmatrixanzeigevorrichtung mit mehreren im wesentlichen parallelen und transparenten Spaltenelektroden, die langgestreckt in einer ersten Richtung in einer ersten Ebene angeordnet sind; mit mehreren in gemeinsamer Ebene liegenden hinteren Zellenelektroden, die in einer Matrix angeordnet sind, welche sich'sowohl in der ersten Richtung als auch in einer zweiten Richtung, die zu der ersten Richtung im wesentlichen rechtwinkelig ist, in einer zweiten Ebene parallel zu und mit Abstand hinter der ersten Ebene erstreckt; mit mehreren im wesentlichen parallelen' Zeilenelektroden, die sich in der zweiten Richtung erstrecken, wobei nur eine der Zeilenelektroden jeder Zeile in der zweiten Richtung der hinteren Zellenelektroden zugeordnet ist; mit einem Teil aus nichtlinearem Material, das im wesentlichen parallel zu der ersten und der zweiten Ebene angeordnet ist und auf dem eine Matrix von Positionen gebildet ist, von denen jede Position ein nichtlineares Widerstandselement bildet, das jeweils einer der Anzeigezellen entspricht, die jeweils durch eine der hinteren Zellenelektroden in der Matrix festgelegt sind, und wobei das nichtlineare Material eine vorgewählte Durchbruchsspannung

hat, unterhalb welcher im wesentlichen kein Strom durch das Material fließt und oberhalb welcher beträchtliche Ströme durch das Material fließen können und ein Spannungsabfall an dem Teil auftritt, der im wesentlichen gleich der Durchbruchsspannung ist; mit einer Einrichtung zum Koppeln jeder Matrixposition des Teils zwischen diejenige der hinteren Zellenelektroden, die eine besondere Matrixzelle festlegt, und die Zeilenelektrode, die dieser Matrixzelle zugeordnet ist; mit einer Schicht aus optisch aktivem Material, die zwischen der ersten und der zweiten Ebene angeordnet ist und eine Matrix von Anzeigezellen hat, von denen jede durch die Deckung einer der Spaltenelektroden mit einer der hinteren Zellenelektroden festgelegt ist, wobei das optisch aktive Material in jede Zelle eintretendes Licht absorbiert oder durchläßt, wenn die Größe der Spannung zwischen den Teilen der Spalten- und der hinteren Zellenelektroden, die diese Zelle festlegen, kleiner als ein vorgewählter Spannungswert bzw.wenigstens gleich diesem ist, so daß jede Matrixzelle auf sie einfallendes Licht absorbiert, wenn die Größe einer Gesamtansteuerspannung, die an die Spalten- und Zeilenelektroden, die diese Zelle festlegen, angelegt ist, kleiner als die Summe der Durchbruchsspannung des nichtlinearen Materials und des vorgewählten Spannungswertes für die optisch aktive Materialschicht ist, während jede Matrixzelle auf sie einfallendes Licht reflektiert, wenn die Größe der Gesamtansteuerspannung größer als die Summe der Durchbruchsspannung und des vorgewählten Spannungswertes der optisch aktiven Materialschicht ist; und mit mehreren Hilfselektroden, die in gegenseitigem Abstand in der ersten Richtung und jeweils in Deckung und in elektrischer Verbindung mit einer zugeordneten Spaltenelektrode angeordnet sind, da-

durch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden (60) mit Abstand von dem Teil (25) aus nichtlinearem Material angeordnet sind; daß wenigstens eine dielektrische Dickfilmschicht (50), die eine erste Dicke aufweist, zwischen den Hilfselektroden (60) und dem Teil (25) aus nichtlinearem Material angeordnet ist; und

daß eine dielektrische Dickfilmschicht (65) zwischen den Hilfselektroden (60) und sämtlichen zugeordneten hinteren Zellenelektroden (16) angeordnet ist und eine Kapazität zwischen jeder Hilfselektrode (60) und jeder zugeordneten hinteren Zellenelektrode (16) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Hilfselektroden (60) jeweils in einer dritten Ebene liegen, die zu der zweiten Ebene im wesentlichen parallel ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige dielektrische Dickfilmschicht (80) zwischen der dritten Ebene der Hilfselektroden (60) und dem Teil (25) aus nichtlinearem Material angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zeilenelektrode (35") eine Dünnfilmelektrode ist, die auf einer Oberfläche des Teils (25) aus nichtlinearem Material, die den hinteren Zellenelektroden (16) am nächsten ist, hergestellt ist, und daß mehrere Dünnfilmsteuerelektroden (55") auf der Teiloberfläche (25a) hergestellt sind, wobei jede Steuerelektrode einer der hinteren Zellenelektroden (16) zugeordnet ist und wobei die'Matrixpositionskopplungseinrichtung ein leitendes Teil (70) aufweist, das sich zwischen einer der hinteren Zellenelektroden (16) und d^r zugeordneten Dünnfilmsteuerelektrode (55") erstreckt

und diese elektrisch miteinander verbindet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hilfselektrode (60) mehrere Löcher (60a) hat, die als Durchgangslöcher in ihr gebildet und jeweils mit einer der zugeordneten Zeile von hinteren Zellenelektroden (16) in Deckung sind, und daß sich das leitende Teil (70) von einer besonderen hinteren Zellenelektrode aus durch ein zugeordnetes Hilfselektrodenloch (60a) hindurch zu einer zugeordneten Steuerelektrode (55") erstreckt,
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zeilenelektrode (35") in dem Teil (25) aus nichtlinearem Material durch eine Oberfläche (25a) desselben, die der hinteren Zellenelektrode (16) am nächsten ist, hindurch hergestellt ist und daß mehrere leitende Anschlußflecken (55') in dem Teil (25) durch dessen Oberfläche hindurch jeweils in einer Position hergestellt sind, die einer der hinteren Zellenelektroden (16) zugeordnet und dieser benachbart, aber von der zugeordneten Zeilenelektrode (35") isoliert ist, wobei die Matrixpositionskopplungseinrichtung mehrere leitende Teile (77) aufweist, die sich zwischen einer der hinteren Zellenelektroden (16) und einem zugeordnetem elektrisch leitenden Anschlußflecken (55¹) erstrecken.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hilfselektrode (60) mehrere Löcher (60a) hat, die in ihr als Durchgangslöcher gebildet und mit einer zugeordneten hinteren Zellenelektrode (16) in Deckung sind, wobei sich jedes leitende Teil (77) durch ein zugeordnetes Hilfselektrodenloch (60a) zwischen der zugeordneten hinteren Zellenelektrode (16) und dem elektrisch leitenden Anschlußflecken (55') erstreckt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite dielektrische Dickfilmschicht (50, 58) nacheinander zwischen dem Teil (25) aus 'nichtlinearem Material und der durch die Hilfselektroden (60) eingenommenen dritten Ebene hergestellt sind, wobei die Grenzfläche zwischen der ersten und der -zweiten dielektrischen Schicht eine vierte Ebene bildet, in der die Zeilenelektroden (35) im wesentlichen angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixpositionskopplungseinrichtung eine Einrichtung (53, 54) zum elektrisch leitenden Verbinden jeder Zeilenelektrode (35) mit dem Teil (25) aus nichtlinearem Material und eine Einrichtung (72) zum elektrisch leitenden Verbinden des Teils (25) aus nichtlinearem Material mit einer zugeordneten hinteren Zellenelektrode (16) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Hilfselektrode (60) mehrere Durchgangslöcher (60a) gebildet sind, die jeweils mit einer der hinteren Zellenelektroden (16) in Deckung sind, und daß sich jede Einrichtung (54), die das Teil (25) aus nichtlinearem Material mit einer zugeordneten Zeilenelektrode (35) verbindet, durch ein zugeordnetes Hilfselektrodenloch (60a) erstreckt.