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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Anzeigefeld, das Folgendes umfasst:
- – eine
Vielzahl von Bildelementen, wobei jedes Bildelement jeweilige benachbarte
Bildelemente hat und Folgendes umfasst:
- – eine
erste Elektrode und eine zweite Elektrode zum Anlegen einer Potenzialdifferenz
zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, und
- – elektrochromes
Material,
- – das
sich zwischen der ersten und der zweiten Elektrode befindet,
- – das
einen optischen Zustand hat, und
- – das
in der Lage ist, eine, durch die Potenzialdifferenz induzierte,
elektrische Ladung aufzunehmen, die eine Änderung in dem optischen Zustand
schafft, und
- – Mittel
zur Kontrolle von Übersprechen
zum Einstellen erster elektrischer Ströme zwischen den Bildelementen
und ihren jeweiligen benachbarten Bildelementen.
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Eine
Ausführungsform
des Anzeigefeldes der eingangs erwähnten Art ist von US-A 5.444.330 bekannt.
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In
dem bekannten Anzeigefeld induziert das Anlegen der Potenzialdifferenz
zwischen der ersten und der zweiten Elektrode eines Bildelements
einen elektrischen Strom, der zwischen den Elektroden fließt. Die
elektrische Ladung, die, induziert durch den elektrischen Strom,
in dem elektrochromen Material enthalten ist, bestimmt die Farbe
des Bildelements. Farbänderungen
werden durch Variieren der elektrischen Ladung geschaffen. Übersprechen
ist die vollständige
oder teilweise Einfärbung
der Bildelemente, die jeweilige Nachbarn von dem adressierten Bildelementen
sind. Mittel zur Kontrolle von Übersprechen
löschen
im Wesentlichen die Ströme
zwischen adressierten Bildelementen und jeweiligen benachbarten
Bildelementen aus. Als ein Ergebnis wird Übersprechen im Wesentlichen
ausgelöscht.
Die Mittel zur Kontrolle von Übersprechen
werden durch eine strukturierte, Ionen-leitende Schicht gebildet,
die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode des Bildelements
vorhanden ist. Die Strukturierung der Ionen leitenden Schicht schafft
relativ nichtleitende Gebiete zwischen den Bildelementen, was in
elektrisch relativ isolierten Bild elementen resultiert. Dies schafft
die wesentliche Auslöschung
der Ströme
zwischen den adressierten Bildelementen und den benachbarten Bildelementen,
was in der wesentlichen Auslöschung
von Übersprechen
resultiert. Die Ionen-leitende Schicht zwischen den Bildelementen wird
relativ nichtleitend gemacht, indem die Ionen-leitende Schicht zwischen
den Bildelementen selektiv einer elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird,
um die chemische Zusammensetzung der Ionen-leitenden Schicht permanent
zu verändern. Durch
die Einstellung der Leitfähigkeit
der Ionen-leitenden Schicht zwischen den Bildelementen können Mittel
zur Kontrolle von Übersprechen
während
des Herstellungsprozesses des Anzeigefeldes eingestellt werden.
Nach der Herstellung des Anzeigefeldes sind die Mittel zur Kontrolle
von Übersprechen
festgelegt geworden und Übersprechen
ist im Betrieb im Wesentlichen nicht einstellbar. Aber in bestimmten Anwendungen,
zum Beispiel bei sanften Übergängen in
Bildern, kann es wünschenswert
sein, dass im Betrieb das Übersprechen
im Wesentlichen einstellbar ist.
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Ein
Nachteil des bekannten Anzeigefeldes ist, dass im Betrieb Übersprechen
im Wesentlichen nicht einstellbar ist.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Anzeigefeld der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, das es erlaubt, dass das Übersprechen im Wesentlichen einstellbar
ist.
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Diese
Aufgabe wurde durch die Mittel zur Kontrolle von Übersprechen,
die dritte Elektroden zwischen den Bildelementen und ihren jeweiligen
benachbarten Bildelementen zur Aufnahme erster Potenziale zum Einstellen
der ersten elektrischen Ströme
umfassen, erreicht.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die ersten elektrischen
Ströme
zwischen Bildelementen und benachbarten Bildelementen, wenn dritte
Elektroden vorhanden sind, durch Anlegen an die dritten Elektroden
einstellbar sind. Deshalb wird Übersprechen
durch Anlegen erster Potenziale an die Mittel zur Kontrolle von Übersprechen,
die elektrisch die Bildelement mehr oder weniger von ihren jeweiligen
benachbarten Bildelementen entkoppeln, eingestellt. Die ersten Potenziale
hängen
von den Potenzialdifferenzen zwischen den ersten und den zweiten
Elektroden und von der Position und den Abmessungen der dritten
Elektrode relativ zu den ersten und zweiten Elektroden ab.
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Wenn
sich die ersten und zweiten Elektroden auf einem im Wesentlichen
flachen Substrat befinden, ist die Position der dritten Elektroden
in Hinsicht auf die ersten Elektroden relativ gut definiert und
das Anzeigenfeld kann relativ leicht in einem Massenproduktionsprozess
hergestellt werden. Die ersten Potenziale an den dritten Elektroden
stellen die ersten elektrischen Ströme ein. Wenn die ersten Potenziale zwischen
den Potenzialen von benachbarten ersten Elektroden liegen, wirken
die dritten Elektroden mehr oder weniger als Elektronensenke für die ersten
elektrischen Ströme,
was in einem einstellbaren Übersprechen
resultiert. Wenn außerdem
eine Oberfläche der
dritten Elektrode, die dem ersten Substrat gegenüber liegt, kleiner ist als
eine Oberfläche
der ersten Elektrode, die dem Substrat gegenüber liegt, können die
Bildelemente eng aneinander angeordnet werden, um hochauflösende Bilder
anzuzeigen. Wenn die dritten Elektroden die ersten Elektroden umgeben,
ist die Einstellbarkeit der ersten elektrischen Ströme relativ
groß.
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Die
Einstellbarkeit der ersten elektrischen Ströme ist relativ groß, wenn
sich die zweiten Elektroden auf einem zweiten im Wesentlichen flachen
Substrat befinden, wobei die ersten und zweiten Elektroden zwischen
dem ersten und dem zweiten Substrat liegen, und die Mittel zur Kontrolle
von Übersprechen außerdem vierte
Elektroden umfassen, die sich auf einem des ersten und des zweiten
Substrats und zwischen den zweiten Elektroden befinden, wobei die vierten
Elektroden in der Lage sind, zweite Potenziale aufzunehmen, um die
ersten elektrischen Ströme zwischen
den Bildelementen und ihren benachbarten Bildelementen einzustellen.
Das Anlegen der zweiten Potenziale an die vierten Elektroden stellt
die ersten elektrischen Ströme
ein. Die zweiten Potenziale können
unabhängig
in Hinsicht auf die ersten Potenziale gewählt werden, was einen höheren Freiheitsgrad zum
Einstellen der ersten elektrischen Ströme liefert. Wenn die ersten
und zweiten Potenziale in dem Bereich zwischen den Potenzialen der
ersten und zweiten Elektroden liegen, so dass die Potenzialdifferenz zwischen
den ersten und den zweiten Potenzialen wesentlich kleiner ist als
die Potenzialdifferenz zwischen den ersten und den zweiten Elektroden,
wird Übersprechen
im Wesentlichen ausgelöscht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist mindestens eine Art der aus den ersten und den zweiten Elektroden
bestehenden Elektroden mit Schaltelementen zum Verbinden der mindestens
einen Art von Elektroden mit einem Treiber, der die Möglichkeit
der aktiven Matrixadressierung bietet, verbunden. Ein Beispiel für ein Schaltelement
ist ein Dünnfilmtransistor,
auch als TFT bekannt, aber alternativ können Dioden und Metall-Isolator-Metall-Transistoren,
auch als MIMs bekannt, als Schaltelemente verwendet werden.
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Ein
einstellbares Übersprechen
wird durch das Anlegen von Potenzialen an die dritten Elektroden,
die mehr oder weniger die Bildelemente mit den benachbarten Bildelementen
elektrisch koppeln, geschaffen. Das schafft die Möglichkeit,
einerseits scharfe Übergänge in Bildern
mit im Wesentlichen ausgelöschtem Übersprechen
anzuzeigen, und andererseits sanfte Übergänge in Bildern, z.B. Anzeigen
einiger Zeichen, was von dem Übersprechen
natürlich
unterstützt
wird. Deshalb kann in einer bevorzugten Ausführungsform des Anzeigefeldes
mit Schaltmitteln zum Einstellen der ersten Potenziale an den dritten
Elektroden Übersprechen
extern durch beispielsweise den Betrachter eingestellt werden. Unter
Verwendung der Schaltmittel werden die ersten Potenziale an den
dritten Elektroden eingestellt und schaffen die Möglichkeit,
Bilder mit scharfen Übergängen wie
auch Bilder mit sanften Übergängen anzuzeigen.
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Wenn
die zweiten Elektroden einer Anzahl von Bildelementen in einem Stück sind,
ist das Design des Anzeigefeldes relativ einfach und das Anzeigefeld
kann relativ leicht hergestellt werden.
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Diese
und andere Aspekte der Erfindung werden mit Bezug auf die anhängende Zeichnung weiter
erklärt
und beschrieben. Es zeigen:
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1 schematisch
eine Frontansicht des Anzeigefeldes;
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2 schematisch
eine Querschnittsansicht entlang II-II in 1;
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3 schematisch
eine Querschnittsansicht entlang III-III in 2;
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4 schematisch
eine Querschnittsansicht ähnlich
zu II-II in 1;
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5 schematisch
ein Ersatzschaltbild eines Teils des Anzeigefeldes;
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6 schematisch
einen Teil eines Ersatzschaltbildes von einem Teils des Anzeigefeldes;
und
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7 schematisch
einen Teil des Anzeigefeldes.
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Die
Zeichnungen sind schematisch und nicht maßstabsgerecht und in allen
Zeichnungen entsprechen gleiche Bezugszeichen entsprechenden Teilen.
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In 1 hat
das Anzeigefeld 1 Bildelemente 2. Die Bildelemente 2 können beispielsweise
entlang im Wesentlichen gerader Linien in einer zweidimensionalen
Struktur angeordnet sein. Für
ein Bildelement 2 sind die benachbarten Bildelemente 2' gekennzeichnet.
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In 2 umfasst
das Anzeigefeld 1 Bildelemente 2 mit benachbarten
Bildelementen 2'.
Jedes Bildelement 2 umfasst eine erste Elektrode 3 und eine
zweite Elektrode 4, zwischen denen eine Potenzialdifferenz
angelegt wird. Die zweite Elektrode 4 einer Anzahl von
Bildelementen 2 kann in einem Stück sein. Außerdem befindet sich zwischen
den ersten Elektroden 3 und den zweiten Elektroden 4 elektrochromes
Material 5. Vorzugsweise sind die ersten Elektroden 3 und/oder
die zweiten Elektroden 4 transparent oder liegen im Wesentlichen
außerhalb der
direkten Betrachtungslinie auf dem Display 1, um sicherzustellen,
dass die Änderung
im optischen Zustand des elektrochromen Materials 5 sichtbar
ist. Das elektrochrome Material 5 ist beispielsweise Wolframoxid
oder Molybdänoxid.
Vor dem Anlegen einer Potenzialdifferenz zwischen der ersten Elektrode 3 und
der zweiten Elektrode 4 ist das elektrochrome Material 5 im
Wesentlichen nicht absorbierend und also transparent. Ohne Mangel
an Allgemeingültigkeit
ist das Potenzial der zweiten Elektroden zu null gewählt, weil
nur Potenzialdifferenzen zwischen Elektroden eine physikalische
Bedeutung haben. Wenn beispielsweise ein Potenzial von –2 V an
die ersten Elektroden 3 angelegt wird, ändert sich die von dem elektrochromen
Material 5 aufgenommene Ladung, was in einer blauen Einfärbung des
vorher transparenten Materials resultiert. Die Einfärbung kann
durch Umkehrung der Spannung entfernt werden, das sogenannte Bleichen.
Zwischen dem elektrochromen Material und der zweiten Elektrode 4 kann
ein unstrukturiertes, Ionen-leitendes Material vorhanden sein, um
den Einfärbe-
und Bleichprozess besser kontrollierbar zu machen. Zwischen dem
Bildelement 2 und benachbarten Bildelementen 2' werden die
Mittel, die das Übersprechen
kontrollieren, durch dritte Elektrode 6 gebildet. Die dritten
Elektroden 6 stellen die ersten elektrischen Ströme zwischen
dem Bildelement 2 und dem benachbarten Element 2' ein. An der
ersten Elektrode 3 des Bildelements 2 wird beispielsweise
eine Spannung von 2 V angelegt, um das Bildelement 2 transparent
zu machen. Die an die ersten Elektroden 3 der benachbarten
Bildelemente 2' angelegten
Spannungen sind beispielsweise –2
V, um die benachbarten Bildelemente 2' einzufärben. Die an die dritten Elektroden 6 angelegten
Spannungen sind beispielsweise 0 V, um Übersprechen zwischen Bildelement 2 und
den benachbarten Bildelementen 2' im Wesentlichen zu reduzieren.
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Viele
Abmessungen und Positionen der dritten Elektroden 6 sind
möglich.
In 2 ist die Oberfläche der dritten Elektroden 6 gegenüber dem
ersten Substrat 7 kleiner als die Oberfläche der
ersten Elektroden 3 gegenüber dem ersten Substrat. Außerdem befinden
sich die dritten Elektroden 6 zwischen den ersten Elektroden 3 auf
dem ersten Substrat 7, aber die dritten Elektroden 6 können auch
von dem ersten Substrat losgelöst
sein.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
ist in 3 gezeigt, wo außerdem die dritte Elektrode 6 die
erste Elektrode 3 umgibt. In dieser Konfiguration ist die
Einstellbarkeit der ersten elektrischen Ströme relativ groß.
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In 4 befinden
sich die zweiten Elektroden 4 auf dem zweiten Substrat 50,
mit den ersten und zweiten Elektroden 3, 4 zwischen
dem ersten und dem zweiten Substrat 7, 50. Die
Mittel zur Kontrolle von Übersprechen
umfassen weiterhin vierte Elektroden 8, die sich auf dem
zweiten Substrat 50 und zwischen den zweiten Elektroden 4 befinden.
Die vierten Elektroden 8 sind in der Lage, zweite Potenziale
aufzunehmen, um die ersten elektrischen Ströme einzustellen. Durch das
Anlegen erster Potenziale an die dritten Elektroden 6 und
zweiter Potenziale an die vierten Elektroden 8, wobei die
Potenziale unabhängig
voneinander gewählt
sind, werden erste elektrische Ströme eingestellt. An der ersten
Elektrode 3 von Bildelement 2 wird beispielsweise
eine Spannung von 2 V angelegt, um Bildelement 2 transparent
zu machen. Die an die ersten Elektroden 3 der benachbarten
Bildelemente 2' angelegten
Spannungen sind beispielsweise –2
V, um die benachbarten Bildelemente 2' einzufärben. Die an die dritten Elektroden 6 angelegten
Spannungen sind beispielsweise 0 V und die an die vierten Elektroden 8 angelegten Spannungen
sind beispielsweise –0,5
V, um Übersprechen
zwischen Bildelement 2 und benachbarten Bildelementen 2' im Wesentlichen
zu reduzieren.
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Die
dritten Elektroden 6 und die vierten Elektroden 8 können konstruiert
sein, die erste Elektrode 3 teilweise zu umgeben, zum Beispiel
in Spalten- beziehungsweise Reihenrichtung. Auf diese Weise können die
dritten und vierten Elektroden 6, 8 unabhängig verwendet
werden, um den Grad des Übersprechens
in Reihen- beziehungsweise Spaltenrichtung einzustellen.
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Um
ein Bild auf einem Anzeigefeld 1 mit vielfachen Bildelementen 2 anzuzeigen
wird der optische Zustand jedes Bildelements 2 unabhängig von dem
optischen Zustand der anderen Bildelemente eingestellt, d.h. jedes
Bildelement wird unabhängig adressiert.
Die Potenziale über
die ersten Elektroden 3 und die zweiten Elektroden 4 des
Bildelements 2 werden durch den Treibermodus bestimmt. 5 zeigt
schematisch ein Anzeigefeld 1, das von aktiven Schaltelementen 19,
in diesem Beispiel Dünnfilmtransistoren,
getrieben wird. Es umfasst eine Matrix von Bildelementen 2 an
der Kreuzungsfläche
der Reihenelektroden 17 und der Spaltenelektroden 11.
Die Reihenelektroden 17 werden nacheinander mit Hilfe eines
Reihentreibers 16 ausgewählt, während die Spaltenelektroden einander
mit Hilfe eines Reihentreibers 16 ausgewählt, während die
Spaltenelektroden 11 über
ein Datenregister 10 mit Daten versorgt werden. Wenn erforderlich,
werden eingehende Daten 13 zuerst in einem Prozessor 15 bearbeitet.
Gegenseitige Synchronisation zwischen dem Reihentreiber 16 und
dem Datenregister 10 findet über die Treiberleitungen 12 statt.
Treibersignale von dem Reihentreiber 16 wählen die
Bildelemente 2 über Dünnfilmtransistoren 19 aus,
deren Gate-Elektroden 20 elektrisch mit den Reihenelektroden 17 verbunden
sind, und die Source-Elektroden 21 sind elektrisch mit
den Spaltenelektroden 11 verbunden. Das an der Spaltenelektrode 11 vorhandene
Signal wird über
den Dünnfilmtransistor 19 zu
dem Bildelement 2 übertragen.
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Im
Allgemeinen sind zusätzliche
Schaltmittel 31 und Speichermittel 30 in der Bildelementschaltung vorhanden,
wie in 6 gezeigt an die Drain-Elektrode 22 des
TFT 19 gekoppelt. In diesem Fall wird das Signal von der
Spaltenelektrode verwendet, um die zusätzlichen Schaltmittel 31 entweder
zu öffnen
oder zu schließen.
Wenn die Schaltmittel 31 leitend sind, ist die erste Elektrode 3 elektrisch
mit der Versorgungsspannung 32 verbunden. Die Speichermittel 30 stellen
sicher, dass die Schaltmittel 31 bis zur folgenden Adressierungsperiode
in dem selben Zustand bleiben. Diese zusätzlichen Mittel stellen sicher,
dass die erste Elektrode 3 während der Halteperiode zwischen
aufeinander folgenden Adressierungen des Bildelements 2 mit
dem geforderten ersten Signal versorgt wird. Das stellt sicher,
dass das Intervall für die
Bildelemente 2 des Anzeigefeldes 1, ihren optischen
Zustand zu wechseln, relativ klein ist. Die zweite Elektrode 4 des
Bildelements 2 ist beispielsweise an eine oder mehr gemeinsame
Elektroden 24 angeschlossen.
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In 7 sind
die Schaltmittel 9 zum Einstellen der ersten an die dritten
Elektroden 6 gelegten Potenziale gezeigt. Auf diese Weise
kann beispielsweise der Betrachter das Übersprechen in dem Bild einstellen.