NL8902922A - Actieve weergeefinrichting. - Google Patents

Actieve weergeefinrichting. Download PDF

Info

Publication number
NL8902922A
NL8902922A NL8902922A NL8902922A NL8902922A NL 8902922 A NL8902922 A NL 8902922A NL 8902922 A NL8902922 A NL 8902922A NL 8902922 A NL8902922 A NL 8902922A NL 8902922 A NL8902922 A NL 8902922A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
display device
row
picture
electrode
metal
Prior art date
Application number
NL8902922A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Priority to NL8902922A priority Critical patent/NL8902922A/nl
Priority to US07/606,013 priority patent/US5151691A/en
Priority to DE69019683T priority patent/DE69019683T2/de
Priority to EP90203094A priority patent/EP0430360B1/en
Priority to KR1019900019056A priority patent/KR910010380A/ko
Priority to CN90109578A priority patent/CN1052205A/zh
Priority to JP2321377A priority patent/JPH03177821A/ja
Publication of NL8902922A publication Critical patent/NL8902922A/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/367Control of matrices with row and column drivers with a nonlinear element in series with the liquid crystal cell, e.g. a diode, or M.I.M. element
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/088Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements using a non-linear two-terminal element
    • G09G2300/0895Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements using a non-linear two-terminal element having more than one selection line for a two-terminal active matrix LCD, e.g. Lechner and D2R circuits
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/06Details of flat display driving waveforms
    • G09G2310/061Details of flat display driving waveforms for resetting or blanking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven Actieve 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 bepaald door twee op de naar elkaar toegekeerde oppervlakken van op de steunplaten aangebrachte beeldelektroden, een stelsel van rij- en kolomelektroden voor het aansturen van de beeldelementen waarbij zich in serie met elk beeldelement tussen het beeldelement en een rij-elektrode ten minste een eerste asymmetrisch niet-lineair schakelelement bevindt.
Een dergelijke weergeefinrichting is geschtik 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 de Nederlandse Tervisieleggen Nr. 8701420 (PHN 12.154) van Aanvraagster. In een daar getoonde weergeefinrichting krijgen de beeldelementen per rij een bepaalde instelling doordat de bij deze beeldelementen behorende capaciteiten nauwkeurig worden opgeladen of ontladen nadat deze eerst (al dan niet nauwkeurig) te ver zijn 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 een van de voorbeelden geschiedt dit met behulp van dioden die verbonden zijn met een geschikt gekozen referentiespanning. Een nadeel van een dergelijke weergeefinrichting bestaat hierin dat ten behoeve van de referentiespanning in de kolomrichting spanningslijnen tussen de beeldelementen moeten worden aangebracht. Doorgaans bevinden zich hierbij tussen de kolommen van beeldelementen afwisselend één respectivelijk twee kolomelektrode(n), namelijk één elektrode ten behoeve van de referentiespanning, twee kolomelektroden enzovoorts. Een dergelijke opdeling gaat niet alleen ten koste van het effectieve beeldoppervlak maar geeft ook aanleiding tot artefacten in het beeld.
Een tweede nadeel bestaat hierin dat de beeldelektroden, de kolomelektroden en de schakelelementen op eenzelfde steunplaat gerealiseerd zijn, waarbij de kolomelektroden, evenals de elektroden ten behoeve van de referentiespanning als metaallijnen kunnen zijn uitgevoerd. De rij-elektroden liggen hierbij op de andere steunplaat en vormen tegelijkertijd de tegenelektroden van de beeldelektroden. Deze rij-elektroden zijn dan ook als lichtdoorlatende elektroden van bijvoorbeeld indium-tin-oxyde uitgevoerd (ter breedte van de hoogte van de beeldelektroden). Dergelijke elektroden van indium-tin-oxyde hebben doorgaans een hoge weerstand, zodat nauwkeurig opladen tijdens één lijntijd niet altijd mogelijk is.
Daarnaast is in de genoemde weergeefinrichting een zogeheten delta-kleurfilterconfiguratie niet zonder speciale maatregelen toepasbaar.
De onderhavige uitvinding stelt zich onder meer ten doel een weergeefinrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen met een groot effectief oppervlak en waarin delta-kleurfilterconfiguraties zonder meer toepasbaar zijn.
Verder stelt zij zich ten doel een weergeefinrichting te verschaffen waarin een nauwkeurige instelling van de beeldelementen mogelijk is.
De uitvinding berust onder meer op het inzicht dat het ontladen of opladen van de beeldelementen tot buiten het ten behoeve van beeldweergave te gebruiken gebied kan plaatsvinden door gebruik te maken van opgeslagen lading.
Een weergeefinrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de weergeefinrichting ter plaatse van een beeldelement ten minste een tweede asymmetrisch niet-lineair schakelelement bevat in serie geschakeld met het eerste asymmetrisch niet-lineair schakelement tussen het beeldelement en een knooppunt en de weergeefinrichting ter plaatse van een beeldelement ten minste een capacitief element bevat parallel geschakeld aan de serieschakeling van het eerste en tweede niet-lineaire schakelement.
Het capacitief element fungeert hierbij als het ware als ladingreservoir voor het opslaan van (positieve of negatieve) lading met behulp waarvan het beeldelement tot buiten het spanningstransmissiegebied kan worden opgeladen of ontladen. Dit opladen of ontladen vindt nu niet langer plaats via een referentieelektrode op dezelfde steunplaat en in dezelfde richting als de kolomelektroden, maar via een referentieelektrode in de rijrichting. De elektroden in de rijrichting (rij- en referentieelektroden) kunnen nu als laagohmige metaalstroken worden uitgevoerd zodat een aantal van de genoemde nadelen (hoge rijweerstanden, moeilijk toe te passen delta-kleurfilterconfiguratie) vervallen.
Bij voorkeur vormt een rij-elektrode een eerste elektrode van het capacitief element.
In een eerste voorkeursuitvoering van een weergeefinrichting volgens de uitvinding zijn de knooppunten van de weergeefelementen in één rij onderling doorverbonden en tot een gemeenschappelijke elektrode die via ten minste een derde niet-lineaire schakelelement met een externe aansluiting is verbonden. Via deze aansluiting wordt de lading in het ladingreservoir op peil gehouden.
Het derde niet-lineaire schakelelement kan zich hierbij zowel binnen als buiten de eigenlijke weergeefinrichting bevinden.
De gemeenschappelijke elektrode vormt bij voorkeur een tweede elektrode van het capacitief element.
Hierdoor is het mogelijk de bij een rij beeldelementen behorende capacitieve element uit te voeren als twee praktisch boven elkaar liggende metaallijnen met daartussen een laag diëlektrisch materiaal. In dat geval wordt ook het nadeel van het optreden van artefacten in het beeld ondervangen.
In een tweede voorkeursuitvoering van een weergeefinrichting volgens de uitvinding bevindt zich parallel aan het capacitief element een niet-lineair weerstandselement. Het capacitief element en het niet-lineair weerstandselement kunnen hierbij als een metaal-isolator-metaal element gerealiseerd zijn. De lekstroom door het niet-lineair weerstandselement verzorgt nu de toevoer naar het ladingsreservoir.
Een eerste elektrode van een dergelijk metaal-isolator-metaal element kan hierbij deel uitmaken van een rij-elektrode.
In dat geval is het mogelijk de bij een rij beelelementen behorende metaal-isolator-metaal elementen behorende metaal-isolator-metaal elementen uit te voeren als een rij-elektrode en een praktisch daaronder of daarboven gelegen rij metaalstroken met daartussen een laag diëlektrisch materiaal.
Voor de onderste metaallaag of -strook wordt bijvoorbeeld tantaal gekozen en voor de laag diëlektrisch materiaal tantaaloxyde.
Dit laatste kan met behulp van galvanisch aangroeien worden gedeponeerd. Anderzijds kan voor de metaallaag of -strook bijvoorbeeld chroom of aluminium gekozen worden, terwijl siliciumnitride of -oxynitride (aangebracht via sputteren of opdamptechnieken) als diëlektrisch materiaal wordt gekozen.
Voor de niet-lineaire schakelclementen worden bij voorkeur dioden gekozen zoals bijvoorbeeld een pn-diode, Schottky-diode, pin-diode maar ook andere asymmetrische niet-lineaire schakelelementen zijn mogelijk zoals bijvoorbeeld een transistor met kortgesloten basiscollector, uitgevoerd in monokristallijn, polykristallijn of amorf sicilium, CdSe of ander halfgeleidermateriaal, terwijl de dioden zowel verticaal als lateraal kunnen worden uitgevoerd.
Ook kan een asymmetrisch niet-lineair schakelelement uit redundantie-overwegingen uit meerdere sub-elementen zijn opgebouwd.
Tenslotte kan het om alle beeldelementen uniform te laden c.q. ontladen voordelig zijn tijdens de reset-spanning de kolomspanningen gelijk aan nul Volt te houden. Bovendien kan dan de reset-spanning lager zijn.
De uitvinding zal thans nader worden verklaard aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden en de tekening, waarin figuur 1 schematisch een deel van een weergeefinrichting volgens de uitvinding toont, figuur 2 schematisch een bovenaanzicht toont van een deel van de weergeefinrichting volgens figuur 1, figuur 3 enkele stuurspanningen en interne spanningen in de weergeefinrichting volgens figuur 1 toont, figuur 4 schematisch een variant toont op de weergeefinrichting volgens figuur 1, terwijl figuur 5 schematisch een bovenaanzicht toont van een deel van de weergeefinrichting volgens figuur 5 en figuur 6 enkele bij de weergeefinrichting van figuur 5 behorende spanningen toont.
Figuur 1 toont een schematische weergave van een deel van een weergeefinrichting 1 volgens de uitvinding, bijvoorbeeld een vloeibaar kristal weergeefinrichting. De in rijen en kolommen gerangschikte beeldelementen 2 bevinden zich ter plaatse van kruispunten van een stelsel van kolomelektroden 3 en rij-elektroden 4. Tussen de beeldelektroden 2 en de rij-elektroden 4 bevinden zich asymmetrische niet-lineaire schakelelementen, in dit voorbeeld dioden 5. Elke diode 5 is verbonden met een beeldelektrode 6 van een beeldelement 2. De andere beeldelektrode 7 is verbonden met een kolomelektrode 3 (zie figuur 1).
De weergeefinrichting van figuur 1 bevat verder steeds een tweede diode 8 in serie geschakeld met de eerste diode 6, terwijl zich parallel aan de serieschakeling van de beide dioden 6, 8 een capacitief element 10 bevindt tussen de rij-elektrode 4 en een voor de diode 8 en het capacitief element 10 gemeenschappelijk knooppunt 9. In het onderhavige voorbeeld zijn de knooppunten 9 onderling verbonden middels een rij-elektrode 11, die via een diode 12 (of een ander asymmetrisch niet-lineair schakelelement) verbonden is met een aansluitpunt 13 ten behoeve van een referentiespanning Vrej. De rijen kolomelektroden zijn in dit voorbeeld voorzien van aansluitpunten 14 respectievelijk 15. De hier getoonde weergeefinrichting kan, zoals hieronder nog nader zal worden omschreven, met een soortgelijke aansturingsmethode als beschreven in de in de inleiding genoemde Nederlandse Tervisielegging Nr. 8701420 worden bedreven.
Figuur 2 toont schematisch een bovenaanzicht van een gedeelte van een weergeefinrichting 1 volgens figuur 1. Op een eerste steunplaat 16 bevindt zich een matrix van beeldelektroden 6 ter plaatse van de beeldelementen. De beeldelektroden 6 zijn via schematisch aangegeven dioden 5 respectievelijk 8 verbonden met respectievelijk een rij-elektrode 4 en een daarboven gelegen elektrode 11. De rij-elektrode 4 is in dit voorbeeld van tantaal waarop door anadische oxydatie een laag tantaaloxyde is aangegroeid alvorens daarop de laag 11 van bijvoorbeeld aluminium te deponeren. De tantaal-tantaaloxyde-aluminium structuur vormt langs de gehele lengte van de structuur tussen de lijnen 4 en 11 een (verdeelde) capaciteit die de fysische realisatie vormt van de capacitieve elementen 10 in figuur 1.
De beeldelektroden 7 van bijvoorbeeld indium-tin-oxyde liggen op de andere steunplaat en vallen in dit voorbeeld samen met de kolomelektroden. In figuur 2 zijn deze weergegeven door middel van streeplijnen 17.
Nadat de aldus gevormde steunplaten zonodig van een beschermlaag en/of een laag oriënterend materiaal zijn voorzien, wordt de weergeefinrichting op algemeen bekende wijze voltooid door het aanbrengen van afstandbepalende elementen (spacers), afdichten en vullen, waarna het geheel zonodig wordt voorzien van polarisatoren, reflectoren enzovoorts.
De inrichting volgens figuur 1, 2 bevat nu steeds twee metalen geleiders per rij beeldelementen, in de rijrichting. De metalen geleiders liggen echter boven elkaar; hierdoor is het effectieve oppervlak van de beeldelementen toegenomen ten opzichte van de inrichting volgens NL-A-8701420, waarin afwisselend twee en een metaalstro(o)k(en) tussen kolommen van beeldelementen liggen. Tevens is hiermee het optreden van artefacten verminderd. Doordat de rij-elektroden nu als metaalsproen zijn uitgevoerd bezitten de beeldelementen een kleinere oplaadtijd, zodat een nauwkeuriger instelling mogelijk is. Daarnaast is een grotere keuzemogelijkheid ten aanzien van kleurfilters (bijvoorbeeld zogenaamde delta-structuren) verkregen.
Voor de dioden 5, 8, 12 kunnen ook andere asymmetrische niet-lineaire schakelelementen gekozen worden, zoals bijvoorbeeld pindioden, Schottky-dioden of een serie- dan wel parallelschakeling van meerdere dioden in verband met redundantie. Het gebruik van een serieschakeling kan met name gunstig zijn als het asymmetrich niet-lineair spanningselement een groot spanningsgebied moet kunnen doorstaan.
De getoonde inrichting is zeer geschikt voor het toepassen van een besturingsmethode waarbij voor de gemiddelde spanning over een beeldelement = Y-SS|+Vth gekozen wordt (met Vtjj drempelspanning en Vgat verzadigingsspanning van het elektro-optisch effect), zodat de absolute waarde van de spanning ten behoeve van beeldweergave over de beeldelementen 12 praktisch begrensd blijft tot het gebied tussen Vth en Vgat.
Een goede werking wat betreft grijsschalen wordt verkregen als, afhankelijk van de dataspanningen op de kolomelektroden 3 de spanningswaarden over de beeldelementen 2 maximaal vc+vdmax=vsat en minimaal Vc-V(3max=Vth bedragen. Eliminatie van Vc levert: lVdlmax=1/2(Vsat-Vth) dat wil zeggen "1 /2(v5at-vth^vdmax-^1 '2 (vsat'vth> ·
Om een rij beeldelementen 2 bijvoorbeeld positief op te laden wordt de bijbehorende rij-elektrode 4 voorzien van een selectiespanning V-vonr1/2(vSat+vth> waari” Ton1 de voorwaartsspanning van de diode 5 is. De spanning over het heeldelemente 2 is derhavle Vd-Von1-Vg; deze beweegt zich tussen -V2(Vsat-Vth)+1/2(Vsat+Vtll)=Vth en 1/2(vsat'vtti)+1/2(vsat+vth)=vsat' a^ankelijk van Va.
Bij niet-selectie moet voldaan zijn aan de eis dat noch dioden 5 noch dioden 8 kunnen geleiden, met andere woorden voor de spanning VA op het knooppunt 18 moet gelden VAiVns1 (1) en VAJ>Viijn (2) waarin Vns1 een niet-selectiespanning is en V^i;jn de spanning op de lijn 11, ofwel vAmaxivnsi d) en ^Amin^li jn“ vns1”vcli (2)r waarin de minimaal benodigde spanning over het capacitief element 10 is, waarbij dit nog als ladingreservoir blijft fungeren.
Uit (1) volgt dan: vns1^Amax=1/2(vsat-vth)-vth en uit (2) volgt vns 1 -vcli^imin=-1 /2 (vsafvth>''vsat < ‘·:>
Hieruit volgt voor Vc^:
Vcli^Vns1+1/2(Vsat-Vth)+Vsat=2(Vsat-Vth) (5)
Om dezelfde rij beeldelementen 2 (in een volgende raster-of beeldperiode) bij een volgende selectie met geïnverteerde dataspanningen negatief te laden worden deze eerst te ver negatief geladen met behulp van een resetspanning Vreset op de rij-elektrode 11. Daarna ontvangt de geselecteerde rij-elektrode (in dezelfde lijntijd of in een volgende) een selectiespanning Vg2=-Von1+1/2(Vsat+Vth). De te ver negatief geladen beeldelementen 2 worden nu via de dioden 5 opgeladen tot vd"von1“vs2 ^at ze99en tot waarden gelegen tussen -1 /2 (Wvth) -1 /2 <Vsat+Vth) =-Vsat en 1/2<vsat'vth> -^(Vg^+Vy^-V^, zodat over de beeldelementen 2 informatie met tegengesteld teken wordt aangeboden.
Bij het vooraf te ver negatief laden moet rekening gehouden worden dat het capacitief element een deel van zijn lading ter grootte AVC1 verloren kan hebben. De grootheid AVC1 is maximaal als het beeldelement 2 (en daarmee de capaciteit Cp) geladen wordt van Vgat naar -Vga£. De capaciteit Cl wordt dan ontladen met een bedrag
Figure NL8902922AD00091
Om LVqi klein te houden verdient het de voorkeur om de verhouding Cl/Cp >> 1 te kiezen, bijvoorbeeld 5 a 10. Hiertoe kunnen (zie figuur 2) de metaallijnen 4, 11 boven elkaar gelegd worden met een diêlectricum als tussenlaag, zodat een capaciteit wordt gevormd die de waarde Cl per breedte van één beeldelement (in figuur 2 bepaald door de beeldelektrode 6) heeft. Hierbij is bijvoorbeeld de conderste lijn 4 van tantaal dat wordt geanodiseerd, zodat een diêlectricum van tantaaloxyde ontstaat, dat vrij is van "pin holes" en een hoge diêlectrische constante (£r 2 24 ) bezit. Met een breedte van de metaallijnen van 1/15 van de hoogte van één beeldelement geldt bij een vloeibaar kristalmengsel ZLI 84460 van de firma Merck (£r 2 6) en dikten van de weergeefcel en de tantaaloxyde van respectievelijk 4,5 pm en 0,12 pm voor Cl/Cp:
Figure NL8902922AD00092
Verder is vsat-3'5 v zodat met (6) AVC1 2 0,7 V. zoals hierboven vermeld moet hiermee rekening gehouden worden bij het vooraf te ver negatief laden. Voor de hiertoe gebruikte reset-spanning geldt derhalve, in het slechtste geval, namelijk als op een kolomelektrode 3 de hoogste spanning (V,j = 1/2(Vgat-Vth)) staat: vreset-vAmax+von2+vCli+AVCl
Of vreset^2<W%>+WW2<WTth>+wcl <7> waarbij VQn2 de spanning over de diode 8 is aan het einde van een reset-tijd.
Na het te ver negatief laden en vervolgens nauwkeurig negatief instellen van de beeldelementen 2 wordt aan de rij-elektroden 4 weer een niet-selectiespanning VflS2 toegevoerd. Hiervoor geldt weer vAmax-vns2 (8> terwi^ vAmin^vlijn <9> ofwel vns2^vAmax=1/2(vsat"vth)+vsat (10) (negatieve selectie) en vns2-^vAmin=-1/2(Wvth>-vth <"> waarin Vci=VCii+AVci. Combinatie van (10) en (11) levert vCl^vns2+1 /2(vsat"vth)"vth=2 <vsafvth> <12 >
Bij de eerstvolgende selectiepuls ter grootte Vs1 wordt het beeldelement 2 weer positief geladen en tegelijk wordt via een derde diode 12 het capacitief element 10 (C^) in positieve zin bijgeladen.
Voor de op het punt 13 aan te sluiten referentiespanning Vref geldt dan vref - Vs1 + VCU i Von3 °f"al vref Vs1 - vcii * von3 (13)- waarin von3 de spanninasval over de diode 12 aan het einde van de selectietijd tg^ is. Met vCli=2<vsat-vth> wordt dit vref = -1/2(vsat+vth)-von1-2(vsat-vth)+von3 (13·)
De besturingssignalen op een rij-elektrode 4 ten behoeve van een rij beeldelementen wordt getoond in figuur 3a, terwijl figuur 3b de bijbehorende spanningen op de lijn 11 geeft en figuur 3c de spanning over het capacitief element. In de (hier getekende) evenwichtssituatie wordt het door het capacitief element 10 gevulde reservoir voldoende positief bijgeladen (tot een waarde -2(Vsat-VtJl)), dat het verlies in lading ten gevolge van capacitieve koppelingen tijdens de reset-puls weer wordt gecompenseerd.
Bij het inschakelen van een weergeefinrichting volgens figuur 1, 2 is de spanning over het capacitief element 10 (C^) nul Volt. Bij elke reset-pul voor de rij 4 (afhankelijk van de toepassing 25, 30, 50 of 60 maal per seconde) wordt iets negatiever in spanning geladen, totdat tijdens een selectiepuls de diode 12 gaat geleiden en iets positief bijlaadt. Hiermee is de situatie van figuur 3 verkregen.
Voor de sperspanning over de diode 12 geldt dat deze een hoge waarde kan bereiken namelijk: vsper i 1/2(vsat-vth)+vsat+v0n2-vref (14)
Het verdient dan ook aanbeveling om in plaats van één diode 12 meerdere dioden in serie te gebruiken, zodat de sperspanning per diode lager is. Ook is hiermee redundantie ingebouwd, hetgeen gewenst is omdat een diode 12 tijdens een reset de stroom voor een gehele rij (n beeldelementen) moet leveren, dus ongeveer n maal zoveelals een diode 5. Bij eenzelfde gewenste stroomdichtheid is deze diode ook ongeveer n maalzo groot als een diode 5.De diode 12 kan ook voor meerder lijnen 11 gemeenschappelijk zijn.
De figuren 4 en 5 tonen een variant op de weergeefinrichting van de figuren 1 en 2. De lijnen 11 van figuur 2 zijn nu periodiek onderbroken en vormen metaalstroken 19 die overeenkomen met de knopen 9 van figuur 4. De metaalstroken 19 vormen tegelijkertijd de elektroden van een metaal-isolator-metaal structuur, die is opgebouwd uit een elektrode 4 van bijvoorbeeld tantaal, een tussenliggend diëlectricium van tantaaloxyde en de elektrode 19. Het zo gevoerde MIM-element is in figuur 4 weergegeven door de combinatie van het capacitief element 10 en de niet-lineaire weerstand 20. Voor het overige hebben de verwijzingscijfers dezelfde betekenis als in de figuren 1, 2.
Het in positieve zin bijladen van het capacitief element, indien dit tengevolge van reset-pulsen te veel negatief wordt geladen, vindt nu plaats via de variabele weerstand 20 van de MIM. Deze is zo gedimensioneerd dat bij een spanningswaarde VC1 1 2<vsat-vth> over het capacitief element 10 (C^) de lek door de niet-lineaire weerstand 20 praktisch verwaarloosbaar is, zodat in de tijd tussen twee reset-pulsen (bijvoorbeeld 30 msec) voor de ontlading AVC12 geldt: «C12 « VC1 (15)
Ook hier wordt bij het inschakelen bij elke reset-puls de spanning over Cl iets negatiever (met een maximumwaarde per reset-puls van AVcli = Cp/C1.2Vsat, vergelijk (6)). Dit gaat weer door totdat dit negatief laden wordt gecompenseerd door de lekstroom in de niet-lineaire weerstand 20 in de tijd tussen twee reset-pulsen. Dan is een stabiele toestand bereikt, waarbij Δναι = Δνα2 (16)·
Figuur 6a toont op overeenkomstige wijze de aanstuurspanningen op de rij-elektrode 4. Voor deze spanningen kunnen op soortgelijke wijze als hierboven dezelfde waarden berekend worden.
De figuren 6b, 6c tonen op analoge wijze als de figuren 3b, 3c de spanningen op de knopen 9 en die over de capacitieve elementen 10 C^. Door de (geringe) lekstroom zijn deze spanningen tijdens niet-selectie niet praktisch constant zoals in de inrichting van figuur 1, 2.
De inrichting van figuur 4, 5 heeft ten opzichte van die van figuur 1, 2 het voordeel dat bij een eventuele kortsluiting tussen de rij-elektrode 4 en een metallisatiestrook 19 alleen het bijbehorend beeldelement uitvalt, terwijl bij een kortsluiting tussen de rij-elektrode 4 en de lijn 11 in figuur 1, 2 de hele rij bijbehorende beeldelementen 2 uitvalt.
Ten opzichte van andere weergeefinrichtingen waarin een MIM als niet-lineair schakelelement wordt gebruikt heeft de inrichting het extra voordeel dat vanwege de gewenste geringe lekstroom de metaal-isolator-metaal structuur een veel dikker diêlectricum (vergelijkbaar met de Ta20tj-laag in figuur 2) en een groter oppervlak bezit.
Daardoor is de kans op beschadiging ten gevolge van statisch electriciteit of hoge aanstuurspanningen aanzienlijk geringer. Ook is de piekstroom veel kleiner, omdat de stroom waarmee de bij het beeldelement 10 tijdens de reset-puls behorende capaciteit Cp wordt geladen niet door loopt, maar vanuit wordt geleverd. Dit geeft een aanzienlijke verlenging van de levensduur.
Uiteraard is de uitvinding niet beperkt tot de hier genoemde voorbeelden maar zijn binnen het kader van de uitvinding diverse variaties mogelijk. Zo kunnen bijvoorbeeld de dioden 5, 8, 12 omgepoold worden onder gelijktijdige verandering van de waarden voor de aanstuurspanningen.
Daarnaast kan de rij-elektrode 4 boven in plaats van onder de lijn 11, respectievelijk de metallisatiestroken 15 worden aangebracht. De dioden of andere niet-lineaire asymmetrische schakelelementen kunnen redundant worden uitgevoerd, bijvoorbeeld door het gebruik van serie- en/of parallelschakelingen zoals beschreven in de Nederlandse Octrooiaanvrage Nr. 8800204.
Tenslotte kan het voordelen hebben om tijdens de reset-puls de kolomspanningen nul te houden zodat de reset-spanning lager kan zijn namelijk vsat+von2+2(vsafvth)+AVCl· Hierbij worden alle beeldelementen in een rij steeds tot eenzelfde negatieve spanning opgeladen. De duur van de reset-puls is hierbij mede afhankelijk van de selectietijd tg, afhankelijk van de toepassing.

Claims (12)

1. Weergeefinrichting bevattende een elektro-optisch weergeefmedium tussen twee steunplaten, een stelsel van in rijen en kolommen gerangschikte beeldelementen waarbij elk beeldelement wordt bepaald door twee op de naar elkaar toegekeerde oppervlakken van op de steunplaten aangebrachte beeldelektroden, een stelsel van rij- en kolomelektroden voor het aansturen van de beeldelementen waarbij zich in serie met elk beeldelement tussen het beeldelement en een rij-elektrode ten minste een eerste asymmetrisch niet-lineair schakelelement bevindt, met het kenmerk, dat de weergeefinrichting ter plaatse van een beeldelement ten minste een tweede asymmetrisch niet-lineair schakelelement bevat in serie geschakeld met het eerste asymmetrisch niet-lineair schakelelement tussen het beeldelement en een knooppunt en de weergeefinrichting ter plaatse van een beeldelement ten minste een capacitief element bevat parallel geschakeld aan de serieschakeling van het eerste en tweede niet-lineaire schakelelement.
2. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ten minste een deel van een rij-elektrode een eerste elektrode vormt van het capacitief element.
3. Weergeefinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de knooppunten van bij een rij behorende beeldelementen onderling zijn verbonden tot een gemeenschappelijke elektrode die via ten minste een derde niet-lineair schakelelement met een externe aansluiting is verbonden.
4. Weergeefinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de gemeenschappelijke elektrode een tweede elektrode vormt van het capacitief element.
5. Weergeefinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de bij een rij beeldelementen behorende capacitieve elementen gevormd worden door twee praktisch boven elkaar liggende metaallijnen met daartussen een laag diëlectrisch materiaal.
6. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat zich parallel aan het capacitief element een niet-lineair weerstandselement bevindt.
7. Weergeefinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het capacitief element en het niet-lineair weerstandselement als een metaal-isolator-metaal element gerealiseerd zijn.
8. Weergeefinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat een eerste elektrode van het metaal-isolator-metaal element deel uitmaakt van een rij-elektrode.
9. Weergeefinrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de bij een rij beeldelementen behorende metaal-isolator-metaal elementen gevormd worden door een rij-elektrode en een praktisch daarboven of daaronder gelegen rij metaalstroken met daartussen een laag diëlectrisch materiaal.
10. Weergeefinrichting volgens één der vorige conclusies, met het kenmerk, dat ten minste een van de niet-lineaire asymmetrische schakelelementen redundant uitgevoerd is.
11. Weergeefinrichting volgens één der vorige conclusies, met het kenmerk, dat het elektro-optisch medium vloeibaar kristallijn is.
12. Weergeefinrichting volgens één der vorige conclusies, met het kenmerk, dat de weergeefinrichting middelen bevat om tijdens het aanbieden van een reset-spanning de kolomspanningen gelijk aan nul Volt te houden.
NL8902922A 1989-11-27 1989-11-27 Actieve weergeefinrichting. NL8902922A (nl)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8902922A NL8902922A (nl) 1989-11-27 1989-11-27 Actieve weergeefinrichting.
US07/606,013 US5151691A (en) 1989-11-27 1990-10-30 Active display device
DE69019683T DE69019683T2 (de) 1989-11-27 1990-11-23 Aktive Wiedergabeanordnung.
EP90203094A EP0430360B1 (en) 1989-11-27 1990-11-23 Active display device
KR1019900019056A KR910010380A (ko) 1989-11-27 1990-11-23 표시 장치
CN90109578A CN1052205A (zh) 1989-11-27 1990-11-24 有源显示装置
JP2321377A JPH03177821A (ja) 1989-11-27 1990-11-27 表示装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8902922 1989-11-27
NL8902922A NL8902922A (nl) 1989-11-27 1989-11-27 Actieve weergeefinrichting.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8902922A true NL8902922A (nl) 1991-06-17

Family

ID=19855697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8902922A NL8902922A (nl) 1989-11-27 1989-11-27 Actieve weergeefinrichting.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5151691A (nl)
EP (1) EP0430360B1 (nl)
JP (1) JPH03177821A (nl)
KR (1) KR910010380A (nl)
CN (1) CN1052205A (nl)
DE (1) DE69019683T2 (nl)
NL (1) NL8902922A (nl)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08511357A (ja) * 1994-03-23 1996-11-26 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ 表示装置
JPH10500885A (ja) * 1995-03-22 1998-01-27 フィリップス エレクトロニクス エヌ ベー モニタを含む磁気共鳴装置
JPH11505635A (ja) * 1996-03-18 1999-05-21 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ 表示装置
WO1997035297A2 (en) * 1996-03-18 1997-09-25 Philips Electronics N.V. Display device
US6738035B1 (en) * 1997-09-22 2004-05-18 Nongqiang Fan Active matrix LCD based on diode switches and methods of improving display uniformity of same
JP3713922B2 (ja) * 1997-10-30 2005-11-09 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置の駆動装置、液晶表示装置、電子機器、及び液晶表示装置の駆動方法
JP4138077B2 (ja) * 1998-06-02 2008-08-20 株式会社半導体エネルギー研究所 反射型の液晶表示装置及び電子機器
KR20050092782A (ko) * 2003-01-23 2005-09-22 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 전기영동 디스플레이의 구동
US20080100534A1 (en) * 2006-10-26 2008-05-01 Hewlett-Packard Development Company Lp Switch
TWI337734B (en) * 2007-04-02 2011-02-21 Chimei Innolux Corp Driving circuit of vertical alignment liquid crystal display and driving method thereof
US8358322B2 (en) * 2009-10-30 2013-01-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Display
KR20210090272A (ko) 2018-12-07 2021-07-19 아모르픽스, 인크 다이오드 기반 디스플레이 백플레인 및 전자 디스플레이를 위한 방법 및 회로
US12075656B2 (en) 2020-06-12 2024-08-27 Amorphyx, Incorporated Circuits including non-linear components for electronic devices

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3532813A (en) * 1967-09-25 1970-10-06 Rca Corp Display circuit including charging circuit and fast reset circuit
US3654606A (en) * 1969-11-06 1972-04-04 Rca Corp Alternating voltage excitation of liquid crystal display matrix
FR2512239A1 (fr) * 1981-08-25 1983-03-04 Thomson Csf Dispositif de visualisation a commande electrique
JPS58144888A (ja) * 1982-02-23 1983-08-29 セイコーインスツルメンツ株式会社 行列形液晶表示装置
US4641135A (en) * 1983-12-27 1987-02-03 Ncr Corporation Field effect display system with diode selection of picture elements
US4636788A (en) * 1984-01-19 1987-01-13 Ncr Corporation Field effect display system using drive circuits
NL8502663A (nl) * 1985-09-30 1987-04-16 Philips Nv Weergeefinrichting met verbeterde aansturing.
NL8502662A (nl) * 1985-09-30 1987-04-16 Philips Nv Weergeefinrichting met verbeterde aansturing.
US4731610A (en) * 1986-01-21 1988-03-15 Ovonic Imaging Systems, Inc. Balanced drive electronic matrix system and method of operating the same
NL8701420A (nl) * 1987-06-18 1989-01-16 Philips Nv Weergeefinrichting en werkwijze voor het besturen van een dergelijke weergeefinrichting.
EP0296663B1 (en) * 1987-06-18 1994-03-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Display device
EP0296662B1 (en) * 1987-06-18 1992-06-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Display device and method of driving such a device
NL8802155A (nl) * 1988-09-01 1990-04-02 Philips Nv Weergeefinrichting.

Also Published As

Publication number Publication date
EP0430360A1 (en) 1991-06-05
DE69019683T2 (de) 1996-01-25
DE69019683D1 (de) 1995-06-29
EP0430360B1 (en) 1995-05-24
CN1052205A (zh) 1991-06-12
JPH03177821A (ja) 1991-08-01
US5151691A (en) 1992-09-29
KR910010380A (ko) 1991-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8902922A (nl) Actieve weergeefinrichting.
EP0299546B1 (en) Display device and method of controlling such a device
EP0489459B1 (en) Method of driving a matrix display device and a matrix display device operable by such a method
EP0362939B1 (en) Method of driving a display device
CA1121489A (en) Lcds (liquid crystal displays) controlled by mims (metal-insulator-metal) devices
US4712872A (en) Liquid crystal device
NL8502663A (nl) Weergeefinrichting met verbeterde aansturing.
EP0296663B1 (en) Display device
WO2004001715A1 (en) Refresh pixel circuit for active matrix
KR960007476B1 (ko) 디스플레이 장치 및 그 구동 방법
US5812106A (en) Active matrix display device
NL8502662A (nl) Weergeefinrichting met verbeterde aansturing.
US5032830A (en) Electro-optical display device with non-linear switching units with auxiliary voltages and capacitively coupled row electrodes
Baraff et al. The optimization of metal—Insulator—Metal nonlinear devices for use in multiplexed liquid crystal displays
JP2608584B2 (ja) 表示装置及びその駆動方法
JP3069659B2 (ja) 表示装置
JP3203688B2 (ja) 液晶表示素子の駆動方法
JPH0566735A (ja) 液晶表示素子の駆動方法
JPH0772458A (ja) プラズマアドレス液晶表示装置
JPH0135539B2 (nl)
JPS63188119A (ja) 液晶表示装置の駆動方法
JPH03157619A (ja) 液晶表示装置
JPH0682837A (ja) アクティブマトリクス基板
JPS58127992A (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed