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Die vorliegende Erfindung betrifft opto-elektronische
Geräte, die in Druckern benutzt werden, und insbesondere
einen Flüssigkristall-Druckstab unter Benutzung von
Dünnfilm-Transistoren.
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Druckstäbe werden rasch eine notwendige Komponente bei Druckern
und bei elektronischen
Multifunktions-Reprographiesystemen. Der optische Druckstab bietet den Komfort, daß der
Bürokopierer als ein Computerdruckgerät dienen kann, während er
seine Verwendung als Kopierer beibehält. Es ist auch
möglich, den Kopierer bei Faksimile-Übertragungen zu benutzen.
Die Verwendung von Flüssigkristallen in verschiedenen
Ausgestaltungen ist wohl bekannt. Z.B. beschreibt US-A-4 385 292
eine segmentierte Flüssigkristall-Anzeige und ein System zum
Ansteuern der Anzeige, welches Dünnfilm-Transistoren umfaßt,
die mit einer Vielzahl von in Segmente aufgeteilten
Anzeigeelektroden gekoppelt sind. US-A-4 386 352 beschreibt eine
Flüssigkristall-Matrixanzeige, welche eine
Dünnfilmtransistor-Anordnung umfaßt, und US-A-4 403 217 beschreibt eine
Multiplex-Flüssigkristallanzeige, die eine dielektrische
Dünnfilm-Schicht umfaßt. US-A-3 936 172 lehrt die Verwendung
von Flüssigkristall-Material an der Plattenstation in einer
Reproduktions-Maschine, um vorbestimmte Bereiche eines
Originaldokumentes zu maskieren.
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Es ist auch bekannt, lichtemittierende Dioden (LEDs) bei
alphanumerischen Geräten einzusetzen. Beispielsweise lehrt das
IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 13, Nr. 12, Mai 1971
die wahlweise Anregung lichtemittierender Dioden durch einen
Computer, um Bildmuster zu erzeugen. Zusätzlich beschreibt
US-A-3 438 057 die parallele Anregung von ausgewählten aus
einer Vielzahl von Festkörper-Lichtemittern, die in einer
linearen Anordnung mit einer Aufzeichnungsstation ausgerichtet
sind zum Aufzeichnen von Mehrkanaldaten an einem
photographischen Film. US-A-3 850 517 benutzt eine Reihe von LEDs und
die Bewegung eines Photoleiters für die Vertikalabtastung.
Andere Anwendungen einer Anordnung von
Festkörper-Lichtemittern bestehen in der Beleuchtung eines Dokuments, wie in
US-A-3 967 893 beschrieben.
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Es ist auch bekannt, einen Druckkopf mit einer
ferroelektrischen Flüssigkristall-Lichtblendenanordnung zu versehen. Der
Kopf ist aus einer Fluoreszenzlampe, einer
Lichtblendenanordnung unter Benutzung von Flüssigkristallen und einer
Fokussierungslinse aufgebaut, wie im SID '85 Digest, Seiten
373-376 vom Mai 1985 beschrieben. Zusätzlich beschreibt SID
'86 Digest, Seiten 263-265 eine Flüssigkristallblende für
einen Drucker aufgrund eines doppelfrequenz-adressierten
G.H Modus und die Veröffentlichung Technology vom Mai 1986
beschreibt allgemein die Verwendung von
Flüssigkristallblenden zur Lichtsteuerung und bei berührungsfreien Druckern.
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Eine Schwierigkeit bei bekannten Druckstäben liegt allgemein
in der Kompliziertheit und den Kosten des Druckstabes, wie
auch in der Schwierigkeit, eine hohe Auflösung und
Geschwindigkeit bei der Verwendung als Drucker zu erzielen.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen neuen und
verbesserten Druckstab unter Benutzung von
Flüssigkristallblenden zu schaffen.
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Dementsprechend wird durch die vorliegende Erfindung ein
opto-elektronisches Gerät geschaffen, wie es in den
angefügten Ansprüchen beansprucht ist.
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Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann
auf die beigefügte Zeichnung verwiesen werden, bei der die
gleichen Bezugszeichen gleichen Teilen zugeordnet wurden und
bei der:
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Fig. 1 die Gesamt-Druckergestaltung darstellt;
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Fig. 2 die Einzelheiten eines typischen Druckstabes
darstellt;
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Fig. 3 die Anordnung der Dünnfilm-Transistoren (TFT) und
Flüssigkristallzellen entsprechend der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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Fig. 4 ein Blockschaltbild der Steuerung eines Druckstabes,
eines Flüssigkristalls und einer TFT-Anordnung nach
der vorliegenden Erfindung ist;
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Fig. 5 die Zeitgabesignale für den "Ein"- und "Aus"-Zustand
des Druckstabes darstellt;
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Fig. 6 eine zweite Ausführung einer Steuerung der TFT und
der Flüssigkristall-Anordnung entsprechend der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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Fig. 7a bis 7h die Zeitgabe-Impulsformen für die in Fig. 6
dargestellte Steuerung darstellen, und
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Fig. 8a und 8b einen anderen erfindungsgemäßen Betriebsmodus
darstellen.
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Mit dem Systemschaubild der Fig. 1 ist ein
elektrophotographischer Drucker 10 gezeigt, der einen
Flüssigkristall-Bildstab 12 verwendet. Der Drucker 10 enthält eine Reihe von
Bearbeitungsstationen, durch welche ein als ein endloses Band
ausgebildetes photoleitendes Teil 14 hindurchläuft.
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Beginnend mit der Abbildungsstation 16, an der das latente
elektrostatische Abbild gebildet wird, schreitet das
photoleitende Band 14 in Pfeilrichtung um die Führungswalzen 18a,
18b und 18c
fort, vorbei an der Entwicklungsstation 20, der
Übertragungsstation 22, der Reinigungsstation 24, der
Löschlampe 26 und dem die Vorladungs-Korona erzeugenden Gerät 28
vor der Rückkehr zu der Abbildungsstation. An der
Entwicklungsstation 20 führt eine rotierende Magnetbürste oder ein
Schaufelrad 30, die/das in einem Trichter 32 sitzt,
Tonerpartikel 34 zur Oberfläche des photoleitenden Teils 14 bei
seiner Bewegung um die Führungswalze 18a zu. Die
Tonerpartikel 34 sind mit entgegengesetzter Polarität zu den Ladungen
aufgeladen, die durch das korona-erzeugende Gerät 28 dem
photoleitenden Teil mitgeteilt werden, und zwar entweder durch
ein reibungselektrisches Aufladeverfahren oder durch ein
(nicht dargestelltes) Korona-Erzeugungsgerät oder durch
beides. Die Tonerpartikel werden durch das auf dem
photoleitenden Teil an der Abbildungsstation aufgezeichnete latente
elektrostatische Bild angezogen und festgehalten, so daß sie
das latente Bild entwickeln und sichtbar werden lassen. Das
entwickelte Bild wird an der Übertragungsstation 22 einem
permanenten Material 36 wie Papier übertragen. Nach der
Übertragung des entwickelten Bildes läuft das photoleitende Teil
an der Reinigungsstation 24 vorbei, an der alle restlichen
Tonerpartikel entfernt werden.
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Für Zufuhr des Papiers sorgt eine Zuführwalze 38, und es
wird mittels Antriebswalzen 40 durch die Übertragungsstation
gezogen und mittels Antriebswalzen 44 durch eine
Tonerpartikel-Schmelzstation 42, und hier wird das entwickelte Abbild
durch Schmelzwalzen 46, die Wärme und Druck auf das entwickelte
Bild übertragen, permanent an dem Papier befestigt.
Eine Schneideanordnung 48 schneidet das Papier 36 mit den
daran befestigten Bildern in getrennte Blätter, während das
Papier sich zu einem Sammelfach oder einem (nicht
dargestellten) Sorter begibt. Nach der Übertragung des entwickelten
Bildes wird das photoleitende Teil 14 an der
Reinigungsstation 24 vorbeibewegt, welche alle restlichen Tonerpartikel
entfernt, die nicht auf das Papier übertragen wurden. Eine
weiche Drehbürste 55, die in einer Kammer 52 sitzt, entfernt
restlichen Toner von dem photoleitende Teil 14, und eine
einzelne
unter elektrischer Vorspannung vorstehende leitfähige
Walze 44 wird benutzt, um die Tonerpartikel von der Bürste
50 abzunehmen. Ein üblicher (nicht dargestellter)
Flackerstab ist so angeordnet, daß er bei der Abnahme der
Tonerpartikel von der weichen Bürste hilft, und eine Kratzklinge 56
wird bei der unter Vorspannung stehenden Walze 54 benutzt,
um die Tonerpartikel von ihr in einen Sammeltrog 58 zu
schaben, so daß die gesammelten Tonerpartikel ggf.
wiederverwendet werden können.
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Die Abbildungsstation umfaßt eine Lichtquelle 60 und einen
Reflektor 62, die einen Flüssigkristall-Bildstab 12
beleuchten. Es ist dabei zu bemerken, daß eine kleine Lichtquelle
mit einem optischen Koppler vom Optikfaser-Anordnungstyp
verwendet werden kann. Das durch den Bildstab selektiv
durchgelassene Licht wird durch eine Linse 64 fokussiert, die aus
einer Einzel- oder mehreren Einzellinsen bestehen kann, aus
einem Selfoc-Linsensystem (Warenzeichen) oder einer Vielzahl
von den Optikfasern zugeordneten Miniaturlinsen. Der
Bildstab 12 läßt wahlweise Licht durch, um latente
elektrostatische Abbilder an einer Zeile gleichzeitig durch Löschen oder
Auf laden der Bildhintergrund-Bereiche zu bilden. Der
Bildstab wird durch eine einzelne Reihe von Punktblenden
gebildet, die durch wahlweises Anlegen einer Spannung an die
Vielzahl von Elektroden an einem der Substrate des Bildstabes
betätigt werden. Es ist zu bemerken, daß sich hier auch um
eine Mehrzahl von Zeilen versetzter Punktblenden handeln
kann. Eine elektronische Steuerung oder ein Mikrocomputer 66
beaufschlagt die entsprechenden Elektroden in Reaktion auf
digitalisierte Daten von einem Abtastmittel wie einem
ladungsgekoppelten Bauelement (CCD), linearen Bildsensoren 68
oder digitalisierte Daten von einer Quelle außerhalb des
Druckers 10, z. B. von einem Zeichengenerator, einem Computer
oder einem anderen Mittel zum Speichern und Abrufen von
Daten über den Leiter 70. Falls ein Abtast-CCD oder ein
Linearbildsensor benutzt wird, tastet dieses oder dieser eine
Informationszeile gleichzeitig von einem stationären
Dokument 72 ab, das auf eine transparente feste Platte 74 gelegt
ist. Die Abtast-Geschwindigkeit des CCD oder des Bildsensors
ist im wesentlichen die gleiche wie die Geschwindigkeit des
photoleitenden Teils, falls eine Realzeit-Abbildung
geschehen soll. Sonst muß ein Mittel zum Speichern der
digitalisierten Dokumentdaten bei der elektronischen Steuerung
enthalten sein.
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Fig. 2 zeigt schematisch eine Einzelelektroden-Gestaltung
eines Bildstabes, der typisch für die bei der vorliegenden
Erfindung verwendeten Bildstabart ist. Eine Vielzahl von
transparenten Elektroden 76 verläuft in Längsrichtung der
Innenfläche eines oberen Glassubstrates 78, wenn auch nur eine
dargestellt ist. Eine Lichtabschirmung 80 bedeckt die
Innenfläche des Glassubstrats 78 und überdeckt die Kanten der
Elektroden 76, so daß ein zentraler Schlitz 82 in
Längsrichtung der Elektrode 76 ausgebildet ist. Eine Vielzahl von
transparenten parallelen Elektroden 84 ist an der
Innenfläche des unteren Glassubstrats 86 ausgebildet. Die Elektroden
84 besitzen gleichen Abstand voneinander und liegen
senkrecht zur Elektrode 76. Die Dichte der Elektroden beträgt
etwa 12 pro mm bis ggf. etwa 40 pro mm, und sie bilden so
eine einzige Anordnung von Punktblenden, die als ein
Bildstab benutzt werden, um latente elektrostatische Bilder an
einem photoleitenden Teil zu erzeugen. Die elektronische
Steuerung 66 ist an den Elektroden 84, 76 über Leitungen 88
bzw. 56 angeschlossen; die Elektrode 76 liegt an einer durch
die Steuerung 66 ausgewählten Spannung. Die Elektroden 84
sind allgemein an entsprechenden Ansteuerungen
angeschlossen, welche eine Rechteckwelle von 50 Veff bei einer
Frequenz von 5 bis 15 kHz ergeben, bis Licht von der Quelle 60
durchzulassen ist, woraufhin die an der betreffenden
Elektrode 84 angelegte Spannung unterbrochen wird, um Licht zu dem
Photoleiter 14 durchzulassen, oder nicht unterbrochen, wenn
kein Licht durchzulassen ist. Für weitere Einzelheiten des
Flüssigkristall-Bildstabes wird auf US-A-4 595 259
verwiesen.
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Im allgemeinen gibt es drei Ausführungen. Die erste
Ausführung benutzt X-Achsen-Ansteuerungen, um eine
"Einstell"-Spannung zu schaffen, um den Übergangseffekt im Flüssigkristall
auszunutzen. Das wird getan, damit eine einzige einstückige
Rückebene benutzt werden kann. Die Verwendung einer
Sperrschicht zum Sperren des Fließens von Gleichstrom, um dadurch
eine Verschlechterung des Flüssigkristalls zu verhindern,
ermöglicht die Verwendung von zwei statt drei Spannungspegel-
Ansteuerungen. Es kann jedoch nötigenfalls ein
Dreipegel-Betrieb der Ansteuerung eingerichtet werden. Bei der zweiten
Ausführung ist die Rückebene in eine Anzahl von Streifen
unterteilt, um die Ansteuerungen zu multiplexieren und die
"Einstell"-Spannung kann an die verschiedenen
Rückebenen-Segmente angelegt werden, wodurch die Ansteuerungen davon
entlastet werden, für diese Funktion zu sorgen.
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Bei dieser Ausgestaltung ist jedoch eine Vielzahl von
Verbindungen mit der Rückebene erforderlich, gleich dem
Multiplexfaktor, und macht ein Ansteuerchip erforderlich, vereinfacht
jedoch die Gestaltung der Abfolge der Y-Achse und verlängert
den Zeitraum zum Aufladen der Pixel. Die dritte Ausführung
verwendet einen Betriebsmodus des Dünnfilm-Transistors
(TFT), die von dem Erreichen verringerten Leckens im TFT
abhängt. Der Hauptvorteil dieser Ausführung ist die
Reduzierung der angelegten Spannungen, um die TFT anzusteuern, wie
auch die Möglichkeit, eine Wechselspannung hoher Frequenz
von 5 bis 15 kHz an den Flüssigkristall anzulegen, ohne
Dreipegel-Ansteuerungen zu benötigen.
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Für die erste Ausführung sind in Fig. 3 die Anordnungen der
TFT und der Flüssigkristall-Pixel dargestellt, die dort
eingesetzt werden. Eine Vielzahl von Flüssigkristall-Elementen,
dargestellt durch Pixelflecken 120, wird durch eine Vielzahl
von TFT 122 angesteuert. Jeder Pixelfleck 120 wird durch
einen TFT 122 angesteuert. Unter der Annahme, daß ein
Multiplex-Verhältnis von N eingesetzt wird, werden die TFT in N
Gruppen aufgeteilt, in Fig. 3 sind es z. B. drei Gruppen von
jeweils vier TFT. Innerhalb jeder Gruppe sind alle Gates der
vier TFTs gemeinsam geführt, mit (Y&sub1;, Y&sub2;, Y&sub3;) bezeichnet,
während die Sources zu einer Anzahl von Sammelleitungen
laufen, die gleich der Anzahl in jeder Gruppe sind, und die
hier als X&sub1;, X&sub2;, X&sub3; und X&sub4; dargestellt sind. Drei solche
Gruppen von jeweils vier Pixeln sind gezeigt, jedoch wird in
der Praxis ein viel größeres Multiplex-Verhältnis benutzt,
typischerweise 20 bis 64. Es ist nicht nötig, die Anzahl von
Gruppen gleich der Anzahl von Pixeln in jeder Gruppe zu
machen, obwohl dadurch die größte Herabsetzung in der
Gesamtzahl von X bzw. Y Sammelleitungen erhalten wird. Bei der
tatsächlichen Praxis ist es erwünscht, die Anzahl der Y-Buse
kleiner als die Anzahl der X-Buse zu machen, um die
Einschaltzeiten und Stromspitzen herabzusetzen, wie auch die
Notwendigkeit, extrem kurze Ansteuerspannungen für die
X- und Y-Buse zu schaffen.
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In Fig. 3 ist auch jede Gruppe von Pixeln mit einem Abstand
von d/N unter die vorhergehende Gruppe versetzt, wobei d wie
gezeigt der Abstand zwischen den Pixeln ist. Das wird getan,
um die verschiedenen gedruckten Pixelgruppen nach dem
Druckvorgang einer Zeile in Ausrichtung zu bringen. Bei der
tatsächlichen Praxis ist es nicht notwendig, diese Versetzung
durchzuführen. Wegen des hohen Wertes von N, der eingesetzt
wird, ist es notwendig, die gesamte Zeile um ein Pixel (d)
gegen die Photoempfängerfläche zu kippen. Die Auswirkung des
Fehlens der einzelnen Versetzungen innerhalb jeder Gruppe
werden in der Praxis kaum bemerkt.
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Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Systemsteuerung. Die
Pixelzeile ist, nur zum Zweck der Darstellung, in einer
quadratischen Matrix angeordnet. Physikalisch liegen die Pixel in
einer einzigen Zeile. Die Vertikal- oder X-Buse X&sub1;-X&sub5; werden
mit einer Kombination aus einem Schieberegister 124, einem
Zwischenspeicher 126 und Ansteuerungen 128 adressiert. Die
Ansteuerungen 128 können entweder Zwei- oder
Dreipegel-Ansteuerungen sein, wobei die Zweipegel-Ansteuerungen
erforderlich sind, falls eine Blockierschicht in der
Flüssigkristall-Zelle vorhanden ist, während die
Dreipegel-Ansteuerungen
ohne Blockierschicht erforderlich sind. Die Horizontal- oder
Y-Buse Y&sub1;-Y&sub5; werden mit einer Dekodier-Ansteuerung 130
statt der üblichen Schieberegister und Zwischenspeicher
adressiert. Da das Adressieren der Y-Achse nicht
aufeinanderfolgend geschieht, kann an der Y-Achse kein Schieberegister
Verwendung finden.
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Die Dekodierer und Ansteuerungen werden durch ein
entsprechendes Signal 132 von der Steuerung 134 adressiert, die
auch sowohl Austast- wie Polaritätssignale an die
Ansteuerung 128, ein Zwischenspeichersignal an die
Zwischenspeicher 126 und Daten- und Taktsignale an die Schieberegister
124 abgibt. Die Steuerung 134 erhält die Eingangsdaten von
einer entsprechenden Quelle wie dem Computer 136. Die Daten
bestehen aus Zeilen von Bit-abgebildeter zu druckender
Information.
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An der Überschneidung jedes X- mit einem Y-Bus ist ein TFT
vorhanden, der mit einem in Kontakt mit einem
Flüssigkristall stehenden Pixelfleck 140 verbunden ist. Eine (nicht
dargestellte) Rückebene bedeckt die gesamte Quadratmatrix
und ist geerdet. Es ist an der Rückebene keine
Konstantspannung zugelassen, da diese Spannung einen Leckstrom durch den
Flüssigkristall durchlassen und damit alle Pixel anschalten
würde, ob nun der TFT ein oder aus wäre. Der Grund für
dieses Durchlecken ist der kleine Leckstrom, den gegenwärtig
jeder TFT besitzt, nicht das Lecken des Flüssigkristalls.
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Im Betrieb ist es für die Übergangswirkung zuerst notwendig,
die Ausrichtung einer Zeile der Flüssigkristall-Anordnung
"einzurichten" durch Anlegen einer Spannung an alle Elemente
der Zeile. In Fig. 4 ist anzunehmen, daß die Zeile Y3
eingerichtet wird. Die Leitung Y3 wird beaufschlagt durch Anlegen
einer Spannung an die Y3-Leitung und gleichzeitiges
Anschalten aller X-Ansteuerungen mittels eines
Austast-Eingangssignals. Es sollte bemerkt werden, daß Ansteuerchips
gegenwärtig sowohl einen Austast- wie einen
Polaritäts-Ausgangswähler besitzen und so leicht entweder alle Ansteuerungen
angeschaltet
oder ausgeschaltet werden können, ohne irgendwelche
innerhalb des Chips gespeicherte Information entweder in dem
Zwischenspeicher 126 oder Schieberegister 124 durcheinander
zu bringen. Die Zeitdauer dieses Spannungsstoßes ist
geringer als die Zeitdauer des Multiplex und typischerweise nicht
größer als ½(T&sub0;/N), wobei T&sub0; die zum Anzeigen einer
Rasterzeile notwendige Zeit ist.
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Im nächsten Schritt werden vorher in das
X-Achsen-Schieberegister 124 geladene Ein/Aus-Daten zu den Ansteuerungen 128
zwischengespeichert und der Austast-Bus abgedreht. Die z. B.
an Zeile Y1 zu druckenden Daten sind nun an der X-Achse
verfügbar. Gleichzeitig dazu wird Zeile Y1 durch den Dekodierer
der Ansteuerung 130 angeschaltet. Die Zeile Y1 besitzt eine
Einrichtspannung, die vorher in der gleichen Weise wie bei
der Zeile Y3 angelegt wurde, jedoch etwas früher. Die Daten
an Zeile Y1 werden während einer Zeitlänge von ½(T&sub0;/N)
oder länger gehalten, so daß optisch zugelassen wird, daß
Licht die Fotoempfänger-Fläche während einer kürzeren
Zeitdauer als T&sub0; erreicht.
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Fig. 5 stellt die Wellenformen für den optischen "Ein-" und
"Aus"-Zustand dar. Der Einrichtvorgang für beide ist
identisch. Die von der X-Achse angelegte Spannung ist als
durchgezogene Linie gezeichnet und die tatsächliche Spannung an
dem Pixelfleck als eine gestrichelte Linie. Im "Ein"-Fall,
wenn die Flüssigkristall-Zelle transparent ist, wird die
Einrichtspannung gefolgt durch einen Zeitraum, während dessen
der TFT 138 eingeschaltet, jedoch keine Spannung an die
X-Achse angelegt ist. Das lädt die vorher während der
Einrichtzeit angelegte Ladung durch den TFT 138 zurücklecken und
dadurch den Pixel entladen. Es kann notwendig sein, eine
kleine permanente Vorspannung entweder in der X- oder der
Y-Achse an den TFT 138 anzulegen, um den richtigen
Arbeitspunkt auszuwählen, damit dies auftritt. Beim Drucken der
nachfolgenden Zeile wird der gleiche Vorgang wiederholt, und
unter der Annahme, daß das Pixel an EIN zu bleiben hat,
jedoch kann die Polarität entweder die gleiche sein, wenn
eine Blockierungsschicht vorhanden ist, oder kann umgekehrt
werden, wenn keine Blockierungsschicht benutzt wird.
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Falls das Pixel aus ist, wird während des Einschreibzyklus
ein weiterer Spannungsimpuls angelegt und das Element bleibt
aus. Dieser Spannungsimpuls lädt das Element nicht auf,
sondern wird nur angelegt, um Entladung durch den TFT zu
verhindern. Es sollte bemerkt werden, daß alle Elemente mit einer
an sie angelegten Einrichtspannung, die während dieser Zeit
im optischen Aus-Zustand sind, dies für eine Zeitlänge nach
dieser Zeit bleiben, bis die Spannung abgenommen wird. Die
Spannung wird abgenommen entweder durch Einschalten des TFT
ohne anliegende X-Spannung zum Entladen des Pixels, oder bis
die Ladung an dem Pixel durch den Flüssigkristall oder den
TFT selbst ableckt. Es sollte bemerkt werden, daß ein
Bildstab benutzt werden kann, wenn die geladenen und die
entladenen Flächen entwickelt werden.
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In der zweiten Ausführung in Fig. 6 ist die Rückebene, die
vorher eine einzige Ebene war, in Streifen 150a, 150b, 150c
und 150d geschnitten, gleich der Anzahl von Y-Elementen
(gleich N). Jedes Element wird nun durch
Z-Achsen-Ansteuerungen Z&sub1;, Z&sub2;, Z&sub3; und Z&sub4; angesteuert, die zusammen bei 152
gezeigt sind, ebenfalls mit der Anzahl N, und die jeweils mit
den Rückebenen-Streifen 150a-150d verbunden sind. Die
X-Achsen-Ansteuerungen X&sub1;-X&sub4; , die als 154 gezeigt sind, sind
Zweipegel-Ansteuerungen, und die Y-Achse hat nun ein
Schieberegister 156 statt eines Dekoders.
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Der Betrieb ist beträchtlich vereinfacht. Die Daten von der
Steuerung 158 werden in das X-Achsen-Schieberegister 160
eingespeist und die entsprechenden Y-Leitungen
aufeinanderfolgend getaktet, etwa in der gleichen Weise wie ein normales
Flüssigkristall-Anzeigegerät. Das Einrichten jeder Zeile
wurde vorher dadurch fertiggebracht, daß die Z-Achse vor dem
Gaten der y-Achsen-Ansteuerungen Y&sub1;, Y&sub2;, Y&sub3; oder Y&sub4; für
diese Zeile angesteuert wurde. Es ist so zu sehen, daß die
Synchronisierung der Einrichtung und das Takten bewirkt
wurde durch Betreiben des Z-Achsen-Schieberegisters 162 vor
dem Y-Achsen-Schieberegister 156. Damit sind das Einrichten
der Zeile und das Takten insgesamt unabhängig.
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Die Wellenformen dieser Anordnung sind in Fig. 7A-7H
gezeigt. Fig. 7A zeigt die von der Rückebene angelegte
Spannung, beispielsweise von Leitung Y3, die die
Rückebenen-Ansteuerung Z&sub3; ist. Der TFT ist nicht eingeschaltet, und der
durch den TFT angesteuerte Pixelfleck bleibt annähernd bei
Spannung Null wegen der Verteilung der Kapazitäten und weil
das Lecken des Flüssigkristalls geringer als das des TFT
ist. Als eine Folge wird der Flüssigkristall unter dem
Pixelfleck 140 die Spannung von der Z-Achse angelegt erhalten.
Diese muß während eines wesentlichen Anteils einer
Ruheperiode anliegen, damit ein richtiges Einrichten auftritt. Um
dies zu verwirklichen, wird das Z-Achsen-Schieberegister 162
vor dem Y-Achsen-Schieberegister betrieben, was diesen
Impuls verlängert und ein überdecken der Einrichtimpulse
zuläßt, die gleichzeitig an mehr als einer
Rückebenen-Leitung angelegt sind. Im Gegensatz dazu wird das Y-Achsen-
Schieberegister 156 immer mit einer festen Anzahl von Bits
hinter dem Z-Achsen-Schieberegister betrieben.
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Fig. 7B zeigt den Spannungs-Rückebenen-Impuls an die nächste
Rückebene in der Folge anlegt, und dieser ist um T&sub0;/N
versetzt. Es sollte bemerkt werden, daß die Länge dieses
Impulses beträchtlich größer als T&sub0;/N ist und beide Impulse sich
teilweise überdecken. Fig. 7C zeigt die durch die X-Achsen-
Ansteuerung an ein einziges Element angelegte Spannung, das
optisch ausgehalten wird. In dem Fall, daß das Element "ein"
zu sein hat, wird keine Spannung angelegt, wie in Fig. 7D.
Die Fig. 7E zeigt die resultierende Spannung, die an ein
Aus-Pixel der Zeile 3 angelegt ist, und Fig. 7F zeigt die
Spannung, die an ein Aus-Element an Leitung 3 angelegt ist.
In gleicher Weise sind die Aus- und Ein-Pixel der Zeile 4 in
Fig. 7G bzw. 7H gezeigt.
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Der Hauptvorteil der Ausführung nach Fig. 6 gegenüber der
Ausführung nach Fig. 4 ist die Tatsache, daß die Zeitdauer
der angelegten Spannung länger ist, und mehrere Einheiten
von T&sub0;/N statt ½(T&sub0;/N) oder weniger beträgt.
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Bei den vorherigen zwei Ausführungen hat der TFT im
Durchlaß-Transistorbetrieb gearbeitet. Als Folge davon müssen
alle Spannungen und alle Leistung, die zum Laden oder
Entladen eines Pixels benötigt werden, von den
X-Achsen-Ansteuerungen kommen. Eine andere Betriebsart ist möglich. Falls in
der Konfiguration der Ausführung von Fig. 4 Spannung an die
Rückebene angelegt ist, und, unter der Annahme, daß die TFTs
im Aus-Zustand nicht ausreichend Leckung zum Laden des
Pixelflecks besitzen, können die X- und Y-Ansteuerungen in der
Spannung auf den Punkt reduziert werden, bei dem der TFT
bloß ein- und aus-geschaltet wird, ohne daß die X-Achse den
Ladestrom und die -Spannung zuführt, die in Fig. 8a und 8b
gezeigt sind. Es sollte aufgezeigt werden, daß die
Konfiguration identisch zur Ausführung nach Fig. 3 ist, nur die
angelegten Spannungen sich unterscheiden.
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Der Betrieb des TFT in diesem Verstärkermodus hat den
Vorteil, daß die X- und Y-Spannungen weitgehend herabgesetzt
sind. Weiter ist es möglich, eine Wechselspannung an die
Rückebene anzulegen, die die Quelle des Ladestroms ist, so
daß die zu dem Flüssigkristall durchgelassene Spannung
wechselt, statt ein Gleichstromimpuls zu sein, wodurch die
Notwendigkeit beseitigt wird, mit Blockschicht zu arbeiten. Es
ist nur möglich, diesen Verstärkermodus in der Ausführung
nach Fig. 4 zu benutzen, wenn die Verteilung des
Einrichtimpulses über den Flüssigkristall und nicht über die TFT
erfolgt.