DE68922473T2

DE68922473T2 - Wiedergabeanordnung.

Info

Publication number: DE68922473T2
Application number: DE68922473T
Authority: DE
Inventors: Karel Elbert Kuijk
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1989-12-01
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2009-12-02
Also published as: EP0372637A1; DE68922473D1; CN1043216A; NL8802997A; US4943802A; HK169296A; EP0372637B1; KR900010444A; JPH02212887A

Description

Die Erfindung betrifft eine Wiedergabeeinrichtung mit einem elektrooptischen Wiedergabemedium zwischen zwei Trägerplatten, einem System von in Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen, wobei die Bildelemente von mit Spaltenelektroden verbundenen Bildelektroden, die an einer Oberfläche einer ersten Trägerplatte angeordnet sind, und Teilen einer transparenten Zeilenelektrode auf einer zweiten Zugewandten Trägerplatte definiert werden, wobei jede Bildelektrode auf der ersten Trägerplatte elektrisch leitend mit dem gemeinsamen Punkt zweier in Reihe geschalteter nichtlinearer Schalteinheiten verbunden ist.
Eine Wiedergabeeinrichtung dieser Art ist für die Wiedergabe alphanumerischer Information und Videoinformation mittels passiver elektrooptischer Wiedergabemedien, wie Flüssigkristallen, elektrophoretischer Suspensionen und elektrochromer Stoffe geeignet.
Eine Wiedergabeeinrichtung der eingangs erwähnten Art ist aus EP-A-0 217 466 bekannt. In der in dieser Anmeldung dargestellten Einrichtung werden Dioden als nichtlineare Schaltelemente in einer aktiven Matrix verwendet, und zwar zwei Dioden pro Bildelement. Zwei aufeinanderfolgende Bildelementzeilen haben jedesmal eine Zeilenelektrode gemeinsam. Die Ansteuerungsweise ist derart, daß in Fernsehanwendungen (beispielsweise mit einer dem PAL- oder NTSC-System entsprechenden Ansteuerungsweise) die Information zweier aufeinanderfolgender gerader und ungerader Zeilen an jedem Bildelement mit abwechselnder Polarität und mit der Halbbildfrequenz angeboten wird. Die Information eines Bildelementes wird daher durch das mittlere Signal zweier aufeinanderfolgender gerader und ungerader Zeilen bestimmt. Da in diesem Fall zwei Bildelektrodenzeilen gleichzeitig geschrieben werden, weil jedesmal zwei aufeinanderfolgende Elektroden eine Zeilenelektrode gemeinsam haben, bietet eine solche Einrichtung wenig Flexibilität hinsichtlich der Wahl zu verwendender Farbfilter. In der Praxis beschränkt sich diese Wahl auf streifenförmige Farbfilter.
In EP-A-0 299 546, die ein Dokument nach dem Stand der Technik entsprechend Artikel 54(3) EPÜ ist, wird eine Bildwiedergabeeinrichtung beschrieben, die keine gemeinsamen Zeilenelektroden hat und in der die Bildelementzeilen getrennt angesteuert werden, ohne daß das Weglassen gemeinsamer Zeilenelektroden die Anzahl Verbindungen erhöht.
Dies ist dadurch möglich, daß den Bildelementen pro Zeile eine bestimmte Einstellung gegeben wird, und zwar durch Laden oder Entladen der zu diesen Bildelementen gehörenden Kapazitäten, nachdem diese zunächst (mehr oder weniger genau) zu weit ent- oder geladen worden waren.
Hierzu wird jede Bildelektrode auf einem ersten Substrat elektrisch leitend mit dem gemeinsamen Punkt zweier nichtlinearer Schaltelemente verbunden, die zwischen einer Spaltenelektrode und einer Elektrode für eine Bezugsspannung in Reihe geschaltet sind.
In EP-A-0 244 013 ist vorgeschlagen worden, die Auflösung, insbesondere von Farbbildeinrichtungen, zu erhöhen, indem Farbelemente mit Hilfe von Bildzellen nebeneinanderliegender Zeilen zusammengesetzt werden. Die Farbelemente nebeneinanderliegender Zeilen werden zueinander um eine halbe Periode in Zeilenrichtung verschoben.
Eine solche Anordnung von Farbelementen führt in einer Einrichtung der in EP-A-0 299 546 beschriebenen Art zu Problemen, da Bahnen (im allgemeinen Metallbahnen) in Spaltenrichtung leitend auf der ersten Trägerplatte zum Zuführen von Datenspannungen und Hilfsspannungen angeordnet sind. Wenn die Farbelemente (Bildelemente) pro Zeile um eine halbe Periode in Zeilenrichtung verschoben werden, haben diese Bahnen einen mäanderförmigen Verlauf. Daher werden sie länger, so daß der elektrische Widerstand und das Risiko eines offenen Spaltenleiters zunehmen. Andererseits nimmt das Risiko eine Kurzschlusses zwischen benachbarten Bahnen an den Ecken des mäanderförmigen Weges zu. Da diese Bahnen teilweise auch einem Weg in Zeilenrichtung folgen, nimmt die effektive Bildelementgröße ab.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, dieses Problem weitgehend zu beseitigen.
Eine erfindungsgemäße Einrichtung ist durch die in Anspruch 1 definierten Merkmale gekennzeichnet.
Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, daß die Spaltenelektroden und die Elektroden für die Hilfsspannung als geradlinige Bahnen gebildet werden können, indem die Zeilenelektroden so strukturiert werden, daß sie mäanderförmig verlaufen.
Beim Strukturieren der Zeilenelektroden können große Toleranzen verwendet werden, da die andere Trägerplatte keinen weiteren photolithographischen Schritten unterliegt. Folglich treten keine Kurzschlüsse auf, während die effektive Bildelementgröße gleich bleibt. Außerdem bleibt der durch den mäanderförmigen Verlauf der Zeilenelektroden eingebrachte zusätzliche Widerstand so klein, daß die Leistungen der Einrichtung nicht oder kaum beeinflußt werden.
Die Erfindung kann nicht nur auf Farbwiedergabeeinrichtungen, sondern auch auf Monochromeinrichtungen angewendet werden, bei denen in nebeneinanderliegenden Zeilen zueinander verschobene Bildelemente für eine bessere Wahrnehmung genutzt werden.
In einer Farbwiedergabeeinrichtung fallen die Bildelemente mit den Farbelementen eines Farbfilters zusammen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 schematisch einen Querschnitt einer Wiedergabeeinrichtung entlang der Linie I-I in Fig. 2 und 5,
Fig. 2 schematisch eine Draufsicht der Einrichtung von Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Einrichtung,
Fig. 4 schematisch ein zu der Einrichtung von Fig. 2 gehörendes Farbfilter,
Fig. 5 eine Draufsicht gemäß der Erfindung,
Fig. 6 ein zu der Einrichtung von Fig. 5 gehörendes Farbfilter.
Die Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Entsprechende Teile sind in der Regel mit denselben Bezugszeichen angedeutet.
In Fig. 1 und 2 ist schematisch im Querschnitt bzw. in Draufsicht ein Teil einer Wiedergabeeinrichtung dargestellt, in diesem Ausführungsbeispiel eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung 1, die mit zwei Trägerplatten 2 und 3 versehen ist, zwischen denen sich beispielsweise ein (verdrillt) nematisches, ein ferroelektrisches oder ein anderes flüssigkristallines Material 4 befindet. Die Innenflächen der Trägerplatten 2 und 3 sind mit elektrisch und chemisch isolierenden Schichten 5 versehen. Auf der Trägerplatte 2 ist eine Anzahl in Zeilen und Spalten angeordneter Bildelektroden 6 aus Indium- Zinnoxid oder aus einem anderen elektrisch leitenden transparenten Material angebracht. Ebenso befinden sich auf der Trägerplatte 3 transparente Bildelektroden 7 aus beispielsweise Indium-Zinnoxid, die zu streifenförmigen Zeilenelektroden 11 integriert sind. Die einander gegenüberliegenden Bildelektroden 6, 7 bilden die Bildelemente der Wiedergabeeinrichtung. Ein Farbfilter 21 mit Farbelementen 21R, 21G, 21B ist auf der Trägerplatte 3 angeordnet.
Zwischen den Spalten der Bildelektroden 6 sind Spaltenelektroden 8 (beispielsweise aus Metall) angebracht. Jede Bildelektrode 6 ist mit einer Spaltenelektrode 8 über eine Schalteinheit verbunden, die in diesem Ausführungsbeispiel eine in Figur 2 schematisch dargestellte Diode 9 ist. Außerdem sind auf den Innenflächen der Trägerplatten 2 und 3 orientierende Flüssigkristallschichten 10 angebracht. Bekanntlich kann durch das Anlegen einer Spannung an die Flüssigkristallschicht 4 ein anderer Orientierungszustand der Flüssigkristallmoleküle und damit ein optisch anderer Zustand erhalten werden. Die Wiedergabeeinrichtung kann als transmissive oder als reflexive Einrichtung verwirklicht werden und mit einem oder zwei Polarisatoren versehen sein.
Zwischen den Spalten der Bildelektroden 6 befinden sich ebenfalls Hilfselektroden 18, die in diesem Ausführungsbeispiel für zwei Bildelektroden 6 gemeinsam sind und sich an der anderen Seite der Bildelektroden 6 als die Spaltenelektroden 8 befinden. Die Hilfselektroden 18 verbinden die Bildelektroden 6 über andere Schalteinheiten, in diesem Ausführungsbeispiel die in Fig. 2 die schematisch dargestellten Dioden 19, mit einer Bezugsspannung. Diese Bezugsspannung wird so gewählt, daß abhängig von den auf der Selektionsleitung 11 verwendeten Spannungen und dem verwendeten elektrooptischen Material die zu dem Bildelement gehörende Kapazität sich immer über die Diode 19 auf einen Spannungswert außerhalb oder auf dem Rand des Übergangsgebiets in der Transmissions/Spannungskennlinie des betreffenden elektrooptischen Materials entladen kann.
Fig. 3 zeigt schematisch die Wiedergabeeinrichtung nach Fig. 1 und 2. Die Bildelemente 12, die durch einander gegenüberliegende Bildelektroden 6 und 7 gebildet werden, sind hier einerseits über die Bildelektroden 7 mit den Zeilenelektroden 11 verbunden, die zusammen mit den Spaltenelektroden 8 in Form einer Matrix angeordnet sind. Die Bildelemente 12 sind über Dioden 9 mit den Spaltenelektroden 8 verbunden. Sie sind auch über Dioden 19 mit einer Hilfselektrode 18 verbunden, die immer zwei Dioden 19 gemeinsam ist. Für eine Beschreibung des Betriebs der Einrichtung wird auf NL 8.701.420 verwiesen.
Fig. 4 zeigt schematisch ein Farbfilter, das in der Einrichtung nach Fig. 2 verwendet werden kann. Zusätzlich zu dem obengenannten Vorteil, daß die Einrichtung eine hohe Auflösung aufweist, hat die Verwendung eines solchen Filters mit einer sogenannten "Delta"-Konfiguration Vorteile im Vergleich zu bahnförmigen Farbfiltern oder Filtern mit diagonaler Struktur, bei denen die Struktur der geraden und schrägen Linien (insbesondere die blauen Linien) im Bild sichtbar sind.
Der Nachteil der dargestellten Struktur ist jedoch, daß die Spaltenelektroden 8, ebenso wie die Elektroden 18, mäanderförmig verlaufen; daher werden diese (Metall-)Bahnen länger, was den Widerstand und das Risiko einer offenen Bahn erhöht. Gleichzeitig nimmt das Risiko eines Kurzschlusses an den Stellen zu, wo zwei nebeneinanderliegende Linien 8 miteinander einen Winkel bilden (schematisch in Fig. 2 mit Hilfe des Gebiets 20 dargestellt). Wegen des mäanderförmigen Verlaufs wird für die Leiterbahnen zwischen den Bildelektroden zweier benachbarter Zeilen mehr Raum benötigt, so daß die effektive Oberfläche der Bildelektroden 6 abnimmt.
Bei der Einrichtung von Fig. 5 ist dieser Nachteil durch Verschieben der Bildelemente in Spaltenrichtung um eine Periode beseitigt. Die Spaltenelektroden 8 und die mit den Bildelektroden 6 über Dioden 9, 19 verbundenen Elektroden 18 können als geradlinige Bahnen auf der Trägerplatte 2 gebildet werden. Jetzt haben die Zeilenelektroden 7, 11 einen mäanderförmigen Verlauf. Die Linien 8, 18 verlaufen nicht in Zeilenrichtung zwischen den Bildelektroden, so daß im Vergleich mit der Einrichtung von Fig. 2 eine größere effektive Oberfläche der Bildelektrode 6 erhalten werden kann. Der zusätzliche Widerstand der mäandernden Zeilenelektrode ist so, daß er die Leistungen der Einrichtung nicht oder kaum beeinflußt. Die Konfiguration von Fig. 6, die mit der von Fig. 4 identisch ist, aber um 90º gedreht, kann für das Farbfilter verwendet werden, wobei identische Farbelemente relativ zueinander in Spaltenrichtung um eineinhalb Perioden verschoben sind.
Obwohl vorstehend Farbbild-Wiedergabeeinrichtungen beschrieben worden sind, kann eine Anzahl Bildelektroden auch ein monochromes Bildelement bilden.
Es ist auch möglich, andere Schaltelemente als die Dioden 9, 19 zu wählen, wobei die Schalteinheiten aus einer Vielzahl Schaltelementen bestehen können, wie in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung NL 8.800.704 (PHN 12.487) der Anmelderin näher beschrieben wird. Auch kann Redundanz in den Schaltelementen genutzt werden, wie in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung NL 8.800.204 (PHN 12.409) der Anmelderin näher beschrieben wird.

Claims

1. Wiedergabeeinrichtung (1) mit einem elektrooptischen Wiedergabemedium (4) zwischen zwei Trägerplatten (2,3), einem System von in Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen, wobei die Bildelemente von mit Spaltenelektroden verbundenen Bildelektroden (6), die an einer Oberfläche einer ersten (2) Trägerplatte angeordnet (8) sind, und Teilen einer transparenten Zeilenelektrode (7) auf einer zweiten (3) zugewandten Trägerplatte definiert werden, wobei jede Bildelektrode (6) auf der ersten Trägerplatte elektrisch leitend mit dem gemeinsamen Punkt zweier in Reihe geschalteter nichtlinearer Schalteinheiten (9, 19) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlinearen Schalteinheiten (9, 19) zwischen einer Spaltenelektrode (8) und einer Elektrode (18) für eine Bezugsspannung angeordnet sind, daß Bildelektroden von Spalten in einer Spaltenrichtung relativ zu Bildelektroden von benachbarten Spalten verschoben werden und daß diejenigen Teile (7) der Zeilenelektroden, die die Bildelemente definieren, am Ort der verschobenen Bildelektroden in gleicher Richtung verschoben werden und um den gleichen Abstand wie die entsprechenden Bildelektroden, so daß die transparenten Zeilenelektroden (7, 11) einen mäanderförmigen Verlauf aufweisen.

2. Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelektroden und die Teile der Zeilenelektroden um die Hälfte des Abstandes verschoben worden sind, mit dem Bildelektrodenmuster in Spaltenrichtung wiederholt werden.

3. Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein Farbfilter (21) umfaßt, dessen Farbelemente, in einer zu den Trägerplatten senkrechten Richtung gesehen, mit den Bildelementen zusammenfallen.

4. Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß identische Farbelemente in nebeneinanderliegenden Spalten um den eineinhalbfachen Abstand verschoben worden sind, mit dem Bildelektrodenmuster in Spaltenrichtung wiederholt werden.