NL8802997A - Weergeefinrichting. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Weergeefinrichting.

De uitvinding betreft een weergeefinrichting bevattende een elektro-optisch weergeefmedium tussen twee steunplaten, een stelsel van in rijen en kolommen gerangschikte beeldelementen waarbij elk beeldelement wordt gevormd door op de naar elkaar toegekeerde oppervlakken van de steunplaten aangebrachte beeldelektroden en een stelsel van rij- en kolomelektroden voor het aanbieden van selectie- en datasignalen met behulp waarvan over de beeldelementen ten behoeve van beeldweergave een van het elektro-optisch weergeefmedium afhankelijk gebied van spanningen kan worden aangeboden.

Een dergelijke weergeefinrichting is geschikt voor het weergeven van alpha-numerieke informatie en video-informatie met behulp van passieve elektro-optische weergeefmedia zoals vloeibare kristallen elektro-phoretische suspensies en elektro-chrome materialen.

Een weergeefinrichting van de in de aanhef genoemde soort is bekend uit NL 8502663 (PHN 11.508). In de daar getoonde, inrichting worden in een actieve matrix diodes als niet-lineaire schakelelementen gebruikt en wel twee dioden per beeldelement. Elke rijelektrode is daarbij steeds gemeenschappelijk voor twee opeenvolgende rijen van beeldelementen. De wijze van besturing is daarbij zodanig dat in televisie-toepassingen (bijvoorbeeld bij besturing volgens het PAL of NTSC-systeem) over elk beeldelement met de rasterfrequentie de informatie van twee elkaar opvolgende even en oneven beeldlijnen met wisselende polariteit wordt aangeboden. De informatie van een beeldelement wordt derhalve bepaald door het gemiddelde signaal van twee opeenvolgende even en oneven lijnen. Doordat hierbij steed twee rijen beeldelektroden tegelijk worden ingeschreven, omdat twee opeenvolgende rijen steeds een rijelektrode gemeenschappelijk hebben, bezit een dergelijke inrichting een geringe flexibiliteit wat betreft de keuze van te gebruiken kleurfilters. In feite is deze keuze beperkt tot strookvormige kleurfilters.

In de niet vóórgepubliceerde Octrooiaanvrage NL 8701420 (PHN 12.154) van Aanvraagster wordt een beeldweergeefinrichting van de in de aanhef genoemde soort beschreven, waarbij de rijelektroden niet gemeenschappelijk zijn en de rijen beeldelementen afzonderlijk worden aangestuurd zonder dat het vervallen van gemeenschappelijke rijelektroden leidt tot vergroting van het aantal aansluitingen.

; Daarbij ontstaat een ruime keuzevrijheid ten aanzien van de te gebruiken kleurfilters.

Dit is mogelijk door de beeldelementen per rij een bepaalde instelling te geven en wel door de bij deze beeldelementen behorende capaciteiten op de laden of te ontladen na deze eerst (al dan niet nauwkeurig) te ver te hebben ontladen of opgeladen.

Hiertoe wordt een dergelijke beeldweergeefinrichting voorzien van middelen om over de beeldelementen vóór selectie een hulpspanning buiten of op de rand van het ten behoeve van beeldweergave te gebruiken spanningsgebied aan te brengen.

In het daar getoonde uitvoeringsvoorbeeld worden dioden toegepast als niet-lineaire schakelelementen.

In NL· 8601063 (PHN 11.740) is reeds voorgesteld om het oplossend vermogen van met name kleurenweergeefinrichtingen te verhogen door kleurelementen op te bouwen met behulp van beeldcellen uit naast elkaar gelegen rijen. De kleurelementen van naast elkaar gelegen rijen zijn daarbij over een halve periode ten opzichte van elkaar verschoven.

Een dergelijke rangschikking van kleurelementen leidt tot problemen in een inrichting van de in NL· 8701420 genoemde soort omdat op de eerste steunplaat in de kolomrichting geleidende banen (doorgaans metaalsporen) ten behoeve van het aanbieden van dataspanningen en hulpspanningen zijn aangebracht. Als nu de kleurelementen (beeldelementen) per rij over een halve periode verschoven liggen, krijgen deze banen een meanderend verloop. Ze worden daardoor langer, zodat de elektrische weerstand toeneemt evenals de kans op een open kolorageleider. Anderzijds neemt ter plaatse van de hoeken van het meanderend patroon de kans op kortsluiting tussen naast elkaar liggende geleidende banen toe. Doordat deze banen nu ook gedeelteijk in de richting van de rijen verlopen, neemt bovendien de effectieve grootte van een beeldelement af.

De uitvinding tracht hierin te voorzien door een inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen waarbij een rangschikking van de kleurelementen zoals beschreven kan worden toegepast zonder dat de genoemde problemen optreden.

De uitvinding berust onder meer op het inzicht dat door het structuren van de rijelektroden in een meandervorm en een geschikte rangschikking van de kleurelementen de kolomelektroden en de elektroden ten behoeve van de hulpspanning als rechte sporen kunnen worden uitgevoerd.

Een inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat op één van de steunplaten de beeldelektrode elektrisch geleidend verbonden is met het gemeenschappelijke punt van twee niet-lineaire schakeleenheden die in serie geschakeld zijn tussen een kolomelektrode ten behoeve van datasignalen en een elektrode om over de beeldelementen vóór selectie een hulpspanning buiten of op de rand van het ten behoeve van beeldweergave te gebruiken gebied aan te brengen, en de andere steunplaat voorzien is van rijelektroden die een meandervormig verloop vertonen.

Bij het structureren van de rijelektroden kunnen ruime toleranties worden toegepast omdat op de andere steunplaat geen verdere fotolithografische stappen worden uitgevoerd. Hierdoor treden praktisch geen kortsluitingen op terwijl de effectieve grootte van de beeldelementen hetzelfde blijft. Daarnaast blijft de extra weerstand, geïntroduceerd door het meanderend laten verlopen van de rijelektroden, zodanig laag dat deze de werking (performance) van de inrichting niet of nauwelijks verslechtert.

De uitvinding is niet alleen toepasbaar op kleurenweergeefinrichtingen, maar ook op monochrome inrichtingen waarin ten behoeve van een betere perceptie in naastgelegen rijen ten opzichte van elkaar verschoven beeldelementen worden toegepast.

In een kleurenweergeefinrichting vallen de beeldelementen samen met de kleurelementen van een kleurfilter.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en de tekening, waarin

Figuur 1 schematisch een dwarsdoorsnede toont van een weergeefinrichting langs de lijn I-I in de figuren 2 en 5,

Figuur 2 schematisch een bovenaanzicht toont van de inrichting van figuur 1,

Figuur 3 een schematische voorstelling van de inrichting toont,

Figuur 4 schematisch een bij de inrichting van figuur 2 behorend kleurfilter toont,

Figuur 5 een bovenaanzicht toont volgens de uitvinding, en

Figuur 6 een bij de inrichting van figuur 5 behorend kleurfilter toont.

De Figuren zijn schematisch en niet op schaal getekend. Overeenkomstige onderdelen zijn in de regel met dezelfde verwijzigingscijfers aangeduid.

De Figuren 1 en 2 tonen schematisch in dwarsdoorsnede en in bovenaanzicht een deel van een weergeefinrichting, in dit voorbeeld een vloeibaar kristal weergeefinrichting 1, die is voorzien van twee steunplaten 2 en 3, waartussen zich bijvoorbeeld een getwist nematisch of een ferro-elektrisch vloeibaar kristallijn materiaal 4 bevindt. De binnenoppervlakken van de steun platen 2 en 3 zijn voorzien van elektrisch en chemisch isolerende lagen 5. Op de steunplaat 2 is een aantal in rijen en kolommen gerangschikte beeldelektroden 6 van indium-tinoxyde of een ander elektrisch geleidend doorzichtig materiaal aangebracht. Evenzo bevinden zich op de steunplaat 3 doorzichtige beeldelektroden 7 van bijvoorbeeld indium-tinoxyde die geïntegreerd zijn tot stripvormige rijelektroden 11. De tegenover elkaar gelegen beeldelektroden 6, 7 vormen de beeldelementen van de weergeefinrichting. Op de steunplaat 3 bevindt zich een kleurfilter 21 met kleurelementen 21R, 21C, 21B.

Tussen de kolommen van beeldelektroden 6 zijn (bijvoorbeeld metalen) kolomelektroden 8 aangebracht. Elke beeldelektrode 6 is met een kolomelektrode 8 verbonden door een schakeleenheid, in dit voorbeeld een in Figuur 2 schematisch weergegeven diode 9. Op de binnenoppervlakken van de steunplaten 2 en 3 zijn verder vloeibaar kristal oriënterende lagen 10 aangebracht. Zoals bekend kan door het aanleggen van een spaning over de vloeibare kristallaag 4 een andere oriêntatietoestand van de vloeibare kristalmoleculen en daarmee een optisch andere toestand worden verkregen. De weergeefinrichting kan als een transmissieve of als reflectieve inrichting worden gerealiseerd en voorzien zijn van één of twee polarisatoren.

Tussen de kolommen van beeldelektroden 6 bevinden zich eveneens hulpelektroden 18, die in deze uitvoering voor twee beeldelektroden 6 gemeenschappelijk zijn en zich aan de andere zijde van de beeldelektroden 6 bevinden dan de kolomelektroden 8. De hulpelektroden 18 verbinden de beeldelektroden 6 via andere schakeleenheden, in dit voorbeeld in Figuur 2 schematisch aangegeven dioden 19 met een referentiespanning. Deze referentiespanning wordt zodanig gekozen dat, afhankelijk van de gebruikte spanningen op de selectielijn 11 en het gebruikte elekro-optische materiaal de capaciteit behorend bij het beeldelement altijd via de diode 19 ontladen kan worden tot een spanningswaarde buiten of op de rand van het overgangsgebied in de transmissie-spanningskarakteristiek van het betreffende elektro-optische materiaal.

Figuur 3 toont in schematische vorm de weergeefinrichting van de Figuren 1, 2. Beeldelementen 12, gevormd door tegenover elkaar gelegen beeldelektroden 6, 7 zijn hierbij enerzijds via de beeldelektroden 7 verbonden met rijelektroden 11, die samen met de kolomelektroden 8 matrixvormig gerangschikt zijn. De beeldelementen 12 zijn via dioden 9 verbonden met kolomelektroden 8. Tegelijkertijd zijn zij via dioden 19 verbonden met een hulpelektrode 18, die steeds voor twee dioden 19, gemeenschappelijk is. Voor een beschrijving van de werking van de inrichting wordt verwezen naar NL 8701420.

Figuur 4 toont schematisch een kleurfilter zoals dat in de inrichting volgens figuur 2 kan worden gebruikt. Naast het reeds genoemde voordeel dat de inrichting een hoog oplossend vermogen bezit, heeft het gebruik van een dergelijk filter met een zogenaamde "delta configuratie voordelen ten opzichte van baanvormige kleurfilters of filters met een diagonaalstructuur, waarbij de structuur van de rechte respectievelijk schuine lijnen (in het bijzonder blauwe lijnen) in het beeld zichtbaar zijn,

Een nadeel van de getoonde structuur is echter dat de kolomelektroden 8, evenals de elektroden 18 een meanderend verloop hebben; daardoor worden deze (metaal)banen langer, hetgeen de weerstand verhoogt en de kans op een open baan vergroot. Tegelijkertijd neemt op plaatsen waar twee naast elkaar gelegen lijnen 8 een hoek maken (in figuur 2 schematisch aangegeven als het gebied 20) de kans op kortsluiting toe. Tengevolge van het meanderend verloop is er tussen de beeldelektroden van twee naburige rijen meer ruimte nodig voor de geleidende sporen waardoor de effectieve oppervlakte van de beeldelektroden 6 afneemt.

In de inrichting volgens figuur 5 is dit nadeel opgeheven door de beeldelementen over een halve periode in de kolomrichting te laten verschuiven. Op de steunplaat 2 kunnen de kolomelektroden 8 en de elektroden 18 die via dioden 9, 19 met de beeldelektroden 6 zijn verbonden weer als rechte sporen worden uitgevoerd. De rijelektroden 7, 11 hebben nu een meanderend verloop. De lijnen 8, 18 lopen nu niet in de rijrichting tussen de beeldelektroden zodat een grotere effectieve oppervlakte van de beeldelektrode 6 kan worden verkregen dan in de inrichting volgens figuur 2. De extra weerstand van de meanderende lijnelektrode is zodanig dat de werking (performance) van de inrichting hierdoor niet of nauwelijks wordt aangetast. Voor het kleurfilter kan nu de configuratie van figuur 6 worden gekozen, die identiek is aan die van Figuur 4 maar maar over 90° gedraaid, waarbij identieke kleurelementen in de kolomrichting ten opzichte van elkaar over anderhalve periode verschenen zijn.

Hoewel hierboven steeds sprake was van kleurenweergeefinrichtingen kunnen ook meerdere beeldelektroden een monochroom beeldelement vormen.

In plaats van de dioden 9, 19 kunnen ook andere schakelelementen worden gekozen, terwijl de schakeleenheden uit meerdere schakelelementen kunnen bestaan zoals nader beschreven in de niet vóórgepubliceerde aanvrage NL 8800704 (PHN 12.487) van Aanvraagster. Ook kan redundantie in de schakelelementen worden toegepast zoals nader beschreven in de niet vóórgepubliceerde aanvrage NL 8800204 (PHN 12.409) van Aanvraagster.

Claims (5)

1. Weergeefinrichting bevattende een elektro-optisch weergeefmedium tussen twee steunplaten, een stelsel van in rijen en kolommen gerangschikte beeldelementen waarbij elk beeldelement wordt gevormd door op de naar elkaar toegekeerde oppervlakken van de steunplaat aangebrachte beeldelektroden en een stelsel van rij- en kolomelektroden voor het aanbieden van selectie- en datasignalen met behulp waarvan over de beeldelementen ten behoeve van beeldweergave een van het elektro-optische weergeefmedium afhankelijk gebied van spanningen kan worden aangeboden, met het kenmerk, dat op één van de steunplaten de beeldelektrode elektrisch geleidend verbonden is met het gemeenschappelijke punt van twee niet-lineaire schakeleenheden die in serie geschakeld zijn tussen een kolomelektrode ten behoeve van datasignalen en een elektrode om over de beeldelementen vóór selectie een hulpspanning buiten of op de rand van het ten behoeve van beeldweergave te gebruiken gebied aan te brengen, en de andere steunplaat voorzien is van rijelektroden die een raeandervormig verloop vertonen.

2. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inrichting een kleurfilter bevat waarvan de kleurelementen samenvallen met de beeldelementen.

3. Weergeefinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat identieke kleurelementen van het kleurfilter in de kolomrichting over anderhalve periode ten opzichte van elkaar verschoven zijn.

4. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een schakeleenheid meerdere schakelelementen bevat.

5. Weergeefinrichting volgens één der vorige conclusies, met het kenmerk, dat het elektro-optisch medium een vloeibaar kristal is.