NL8902206A - Weergeefinrichting. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken 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 waarbij om over de beeldelementen vóór selectie een hulpspanning buiten of op de rand van het ten behoeve van beeldweergave te gebruiken gebied aan te kunnen brengen op een van de steunplaten de beeldelektrode elektrisch geleidend verbonden is met een eerste schakeleenheid tussen een kolomelektrode ten behoeve van datasignalen en de beeldelektrode en met een tweede schakeleenheid tussen een elektrode ten behoeve van de hulpspanning en de beeldelektrode.

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-optische weergeefmedia zoals vloeibare kristallen elektro-phoretische suspensies en elektro-chrome materialen.

Een weergeefinrichting van de in de aanhef genoemde soort is bekend uit de Nederlandse Tervisielegging No 8701420 (PHN 12.154) van Aanvraagster. In een daar getoonde inrichting worden in een actieve matrix dioden als niet-lineaire schakelelementen gebruikt. Twee naast, elkaar gelegen kolommen van beeldelementen zijn via deze dioden met een tussenliggende elektrode ten behoeve van de hulpspanning verbonden, terwijl de aanstuurelektroden (kolomelektroden) steeds paarsgewijs tussen twee kolommen van beeldelementen liggen, over de breedte van een kolom verschoven ten opzichte van de elektrode voor de hulpspanning. Tussen opeenvolgende kolommen beeldelektroden wordt derhalve (nog afgezien van de ruimte van de schakelelementen) afwisselend ruimte voor één elektrode, respectievelijk voor twee elektroden opengelaten.

Deze ordening met een ruimtelijke frequentie van 2 rijen kolommen heeft een ongunstige invloed op de beeldweergave door het optreden van zogenaamde artefacten. Dit kan verhinderd worden door het aanbrengen van een lichtondoorlatend masker (black mask) of lichtondoorlatende stroken. Daar de breedte vam de lichtondoorlatende stroken bepaald wordt door de grootste afstand, die bedekt moet worden (in dit geval de ruimte nodig voor twee kolomelektroden) bedekken deze stroken op andere plaatsen onnodig delen van de beeldelektrode.

Daarnaast is het dikwijls gewenst om ter plaatse van de dioden lichtondoorlatend materiaal aan te brengen. Deze dioden zijn doorgaans vervaardigd uit amorf silicium, dat onder invloed van licht een grotere lekstroom vertoont. Zonder speciale maatregelen gaat dan ook een groot gedeelte van het oppervlak van de weergeefinrichting voor beeldweergave verloren.

De uitvinding stelt zich onder meer ten doel een weergeefinrichting van de in de aanhef gegeven soort te verschaffen waarbij het oppervlak van de inrichting optimaal gebruikt wordt voor beeldweergave. Zij berust op het inzicht dat dit bereikt kan worden door een geschikt patroon (lay-out) van de hulpelektroden en kolomelektroden ten opzichte van de beeldelektroden te kiezen.

Een weergeefinrichting volgens de uitvinding heeft hiertoe het kenmerk, dat gezien in een richting loodrecht op de steunplaat de eerste schakeleenheid met zijn lengterichting praktisch loodrecht op de hoofdrichting van de kolomelektroden ligt en de tweede Schakeleenheid met zijn lengterichting in hoofdzaak praktisch evenwijdig aan de hoofdrichting van de kolomelektroden ligt.

Het blijkt, dat hierbij een zodanige ligging van de schakelelementen gekozen kan worden, dat de breedten van de genoemde lichtondoorlatende stroken ter plaatse van de kolomelektroden praktisch gelijk worden, zodat het optreden van artefacten aanzienlijk wordt verminderd.

Met name is dit het geval als de schakeleenheden meerdere niet-lineaire schakelelementen bevat, zoals bijvoorbeeld dioden.

Een voorkeursuitvoering van een weergeefinrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat twee beeldelektroden in twee naast elkaar gelegen kolommen steeds praktisch over een halve steek ten opzichte van elkaar verschoven zijn en de tweede schakeleenheden van de beeldelektroden tussen deze beeldelektroden en de elektrode voor de hulpspanning gelegen zijn.

Een dergelijke inrichting is geschikt voor kleurenweergave met behulp van de zogenaamde delta-configuratie voor de drie primaire kleuren.

Bij voorkeur heeft de elektrode voor de hulpspanning hierbij een meanderend verloop.

Deze en andere aspecten van de uitvinding zullen thans nader worden toegelicht aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden en de tekening.

Figuur 1 toont schematisch in bovenaanzicht van een eerste uitvoering van een deel van een weergeefinrichting volgens de uitvinding,

Figuur 2 toont een variant hierop,

Figuur 3 toont een andere uitvoering, terwijl

Figuur 4 schematisch een gedetailleerdere weergave van een schakeleenheid in bovenaanzicht toont, en

Figuur 5 een schematische dwarsdoorsnede toont langs de lijn V - V in Figuur 4.

Figuur 1 toont in bovenaanzicht een gedeelte van een steunplaat 1 die deel uit maakt van een weergeefinrichting, bijvoorbeeld een vloeibaar kristal weergeefinrichting. Op de steunplaat 1 zijn beeldelektroden 2 van bijvoorbeeld indium-tinoxyde gerealiseerd. Deze beeldelektroden definiëren beeldelementen die via schematisch aangegeven schakeleenheden 3 worden aangestuurd. De schakeleenheden 3 zijn hiertoe geschakeld tussen de beeldelektroden 2 en kolomelektroden 4, die samen met een stelsel van lijnelektroden de beeldelementen aansturen. De lijnelektroden bevinden zich op een andere tegenover de steunplaat 2 gelegen steunplaat en zijn zodanig gestructureerd, dat zij tesamen met de beeldelektroden 2 de genoemde beeldelementen bepalen. De onderhavige inrichting bevat tevens spanningslijnen 5 ten behoeve van een referentiespanning. De beeldelektroden 2 zijn via schakeleenheden 6 met deze spanningslijnen 5 verbonden, zodat elk beeldelement tot een gewenste spanning kan worden ontladen of opgeladen. De werking en besturing van de weergeefinrichting is nader beschreven in de Nederlandse Tervisielegging No. 8701420 (PHN 12.154) van Aanvraagster.

Om de daar beschreven wijze van aansturing te kunnen toepassen bevinden zich tussen de kolommen van beeldelektroden 2 afwisselend twee kolomelektroden 4, één spanningslijn 5, twee kolomelektroden 4, één spanninglijn 5, etc. Dit veroorzaakt een variatie in de breedte van tijdens het gebruik niet geactiveerde delen van de weergeefinrichting, die aanleiding geeft tot zogenaamde artefacten en de beeldkwaliteit van een door dergelijke weergeefrinrichtingen weergegeven beelden verslechtert. Om dit te voorkomen kunnen zowel de kolomelektroden 4 als de spanningslijnen 5 worden afgedekt met lichtondoorlatend materiaal (op de steunplaat 1 of op de andere steunplaat aangebracht) in de vorm van stroken met praktisch identieke breedte. Deze breedte wordt dan bepaald door de grootste breedte die nodig is, in dit geval de strookbreedte nodig om twee kolomelektroden 4 (en de tussenruimte) te bedekken. Stroken met een dergelijke breedte bedekken ter plaatse van de spanningslijnen 5 dan ook echter delen van de beeldelektroden 2, hetgeen tot verlies in effectief gebruikt oppervlak leidt.

Daarnaast zijn de schakeleenheden 3, 6 vaak gerealiseerd in amorf silicium. Onder invloed van licht gaan hierin grotere lekstromen lopen; dit maakt het nodig deze schakeleenheden tegen licht af te schermen. Bij aanbrengen van lichtondoorlatend materiaal ter plaatse van de schakeleenheden 3, 6 zonder het nemen van speciale maatregelen nemen de genoemde problemen nog verder toe.

Volgens de uitvinding worden de schakeleenheden 6 zodanig aangebracht, dat zij met hun lengterichting in de richting van de kolomelektroden 4 liggen. De schakeleenheden 6 zijn afwisselend te linker en te rechter zijde van de spanningslijn 5 tussen een beeldelektrode 2 en de spanningslijn 5 aangebracht. De schakeleenheden 3 tussen kolomelektroden 4 en de beeldelektroden 2 zijn met hun lengterichting dwars op de kolomelektroden 4 geplaatst.

De contactering tussen de schakeleenheden 3, 6 en de elektroden 2 enerzijds en de kolomelektroden 4 en de spanningslijnen 5 anderzijds zijn in Figuur 1 schematisch aangegeven door middel van een kruis 7.

Eventuele stroken lichtondoorlatend materiaal hebben nu ter plaatse van de spanningslijn 5 een breedte a en ter plaatse van de kolomelektroden 4 een breedte b. Hoewel dit door het schematisch karakter van de tekening niet geheel naar voren komt, hoeft a in de praktijk niet of nauwelijks groter te zijn dan b, met name als de spanningslijn 5 een meanderend verloop heeft, zoals weergegeven in Figuur 2. De verwijzingscijfers in Figuur 2 hebben dezelfde betekenis als in Figuur 1.

Ook als de schakeleenheden 3, 6 slecht weinig lichtgevoelig zijn, geven de door streeplijnen aangeduide stroken ter breedte a en b gebieden aan die tijdens het bedrijven van de inrichting niet of nauwelijks geactiveerd worden. Doordat door de maatregel volgens de uitvinding de breedten a en b praktisch gelijk zijn, treedt ook in dit geval praktisch geen onregelmatigheid in het beeld op.

Voor bijvoorbeeld datagrafische weergeefinrichtingen kunnen de beeldelementen in plaats van ca. een halve steek verschoven t.a.v. elkaar, zoals in Figuur 1, 2 ook naast elkaar liggen. Dit is weergegeven in Figuur 3 waarin weer dezelfde verwijzingscijfers zijn gebruikt. De plaats van een eventueel patroon van lichtondoorlatend materiaal (black mask) is aangegeven met behulp van streeplijnen 8.

Figuur 4 toont schematisch in bovenaanzicht en Figuur 5 in dwarsdoorsnede een mogelijke uitvoering van een schakeleenheid 6 tussen een spanningslijn en een beeldelement 2. Figuur 5 toont verder een deel van een bijbehorende vloeibaar kristal weergeefinrichting.

De schakeleenheid 6 bevat bijvoorbeeld uit redundantieoverwegingen twee dioden 9, 10. De dioden 9, 10 zijn in dit voorbeeld in serie geschakeld, zodat bij kortsluiting van één van beide dioden de schakeleenheid 6 blijft functioneren. De dioden kunnen ook parallel geschakeld worden, terwijl ook combinaties mogelijk zijn.

De dioden 9, 10 zijn gerealiseerd in op geleidend materiaal 18 (bijvoorbeeld indium-tinoxyde) aangebrachte halfgeleidergebieden 11, in dit voorbeeld uit amorf silicium vervaardigd, waarin een pn-overgang 13 is aangegeven om de diodefunctie weer te geven. De diodefunctie kan ook worden gerealiseerd met behulp van een Schottky-contact door een geschikt metaal te kiezen, dat de halfgeleidergebieden 11 contacteert via contactgaten 12 in een beschermende laag 14 van bijvoorbeeld siliciumnitride. De beschermende laag 14 is over praktisch de gehele steunplaat 1 aangebracht en is voorts nog voorzien van contactgaten 15 via welke metallisatiestroken 16, 17 verbonden zijn met respectievelijk het ondercontact 18 van de diode 10 en de beeldelektrode 2.

Het geheel bevindt zich (Figuur 5) op een glazen steunplaat 20 (die dezelfde functie heeft als de steunplaat 1 in de Figuren 1 t/m 3), terwijl de beeldweergeefinrichting verder een tweede steunplaat 30 bevat, voorzien van rijelektroden 21.

Over het geheel bevindt zich, evenals over de rijelektroden 21 een laag 22 van oriënterend materiaal die in dit voorbeeld tevens als beschermlaag functioneert. Tussen de beide steunplaten bevindt zich een laag 23 van vloeibaar kristallijn materiaal.

De weergeefinrichting kan verder, afhankelijk van de toepassing en het gebruikte vloeibaar kristallijn materiaal nog voorzien zijn van polarisatoren en/of reflectoren.

Uiteraard is de uitvinding niet beperkt tot de hier gegeven voorbeelden maar zijn voor de vakman binnen het kader van de uitvinding diverse variaties mogelijk. Zo kan de redundantie worden verhoogd door de metallisatiestroken 16, 17 dubbel uit te voeren. Ook kunnen de schakeleenheden 3, 6 op geheel andere wijze worden samengesteld terwijl daarnaast in plaats van vloeibaar kristal materiaal ook andere elektrooptische materialen (elektroforetisch, elektrochroom) gekozen kunnen worden.

Claims (8)

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 waarbij om over de beeldelementen vöör selectie een hulpspanning buiten of op de rand van het ten behoeve van beeldweergave te gebruiken gebied aan te kunnen brengen op een van de steunplaten de beeldelektrode elektrisch geleidend verbonden is met een eerste schakeleenheid tussen een kolomelektrode ten behoeve van datasignalen en de beeldelektrode en met een tweede schakeleenheid tussen een elektrode voor de hulpspanning en de beeldelektrode, met het kenmerk, dat gezien in een richting loodrecht op de steunplaat de eerste schakeleenheid met zijn lengterichting praktisch loodrecht op de hoofdrichting van de kolomelektroden ligt en de tweede schakeleenheid met zijn lengterichting in hoofdzaak praktisch evenwijdig aan de hoofdrichting van de kolomelektroden ligt.

2. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een schakeleenheid meerdere niet-lineaire schakelelementen bevat.

3. Weergeefinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het. kenmerk, dat de niet-lineaire schakelelementen dioden zijn.

4. Weergeefinrichting volgens één der vorige conclusies, met het kenmerk, dat twee beeldelektroden in twee naast elkaar gelegen kolommen steeds praktisch over een halve steek ten opzichte van elkaar verschoven zijn en de tweede schakeleenheden van de beeldelektroden tussen deze beeldelektroden en de elektrode voor de hulpspanning gelegen zijn.

5. Weergeefinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de elektrode voor de hulpspanning een meanderend verloop heeft.

6. Weergeefinrichting volgens één der vorige conclusies, met het kenmerk, dat tenminste één van de steunplaten gezien in een richting loodrecht op de steunplaten ter plaatse van tenminste de schakeleenheden voorzien is van lichtondoorlatend materiaal.

7. Weergeefinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het lichtondoorlatend materiaal zich ook uitstrekt ter plaatse van de kolomelektroden en de elektroden voor de hulpspanning.

8. Weergeefinrichting volgens één der vorige conclusies, met het kenmerk, dat het elektro-optisch weergeefmedium vloeibaar kristallijn materiaal bevat.