DE69124673T2

DE69124673T2 - Adressierbares Matrixgerät

Info

Publication number: DE69124673T2
Application number: DE69124673T
Authority: DE
Inventors: Alan George Knapp
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1991-11-22
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 2011-11-23
Also published as: EP0488455A2; GB9026040D0; JPH04322296A; EP0488455A3; US5237314A; EP0488455B1; DE69124673D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein adressierbares Matrixgerät mit einer Fläche, die eine Zeilen- und Spaltenmatrixanordnung mit adressierbaren Elementen und Steuermitteln enthält, um die Elemente über Sätze von Zeilen- und Spaltenadressierleiter der Fläche zu adressieren, die Steuermittel enthalten eine Steuerschaltung für die Zeilenadressierleiter und eine Steuerschaltung für die Spaltenadressierleiter, von denen mindestens eine mit Sequenzschaltmitteln mit einer Vielzahl an Ausgangsstufen versehen ist, die mit den jeweiligen Adressierleitern einer Gruppe aufeinanderfolgender Adressierleiter verbunden sind.
Die Erfindung betrifft insbesondere, doch nicht ausschließlich Matrixanzeigevorrichtungen, die z.B. Flüssigkristall-Bildelemente enthalten.
Die Erfindung betrifft zudem allgemeine Matrixgeräte, z.B. Sensorvorrichtungen mit einer Anordnung von adressierbaren Berührungs- oder Lichtsensorelementen oder Speichervorrichtungen mit einer Matrixanordnung adressierbarer Speicherbereiche und einem Speicherelement in jedem oder dem ausgewählten Speicherbereich.
Herkömmliche Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtungen enthalten eine Zeilen- und Spaltenanordnung von Bildelementen, die über Sätze von Zeilen- und Spaltenadressierleiter jeweils zu Zeilen- und Spaltensteuerschaltungen verbunden sind, die Abtast- und Datensignale liefern. In einer typischen aktiven matrixadressierten Anzeigevorrichtung enthält die Zeilensteuerschaltung Sequenzschaltmittel in der Form einer Schieberegisterschaltung, die dazu dient, jedem Leiter aufeinanderfolgend ein Auswahlsignal zuzuführen. Die Spaltensteuerschaltung setzt zum Speichern von Daten in Speicherelementen wie z.B. Kondensatoren, die mit den Spaltenadressierleitern verbunden sind, aufeinanderfolgend eine Bildzeile zusammen und enthält Sequenzschaltmittel mit einer Schieberegisterschaltung, die aufeinanderfolgend jeweilige Spaltenschaltungen vornimmt, um die Buddaten zu den mit den Spaltenleitern verbundenen Speicherelementen zu übertragen.
Es ist bekannt, daß für TV-Bildschirme usw. große Mengen vom Zeilen- und Spaltenadressierleiter benötigt werden, um die erforderliche Anzahl Bildelemente zu adressieren, normalerweise mehrere hundert oder tausend für einen durchschnittlich aufgelösten TV-Bildschirm. Und dies wiederum erfordert große Mengen von Verbindungen zwischen den Adressierleitern und Steuerschaltungen, wenn externe Steuerschaltungen, z.B. in der Form separater Chipanordnungen, verwendet werden. Diese große Anzahl Verbindungen führt nicht nur bei der Konstruktion zu Problemen, sondern auch bei der Zuverlässigkeit.
Ähnliche Probleme sind bei anderen Typen adressierbarer Matrixgeräte bekannt, z.B. bei Sensorvorrichtungen mit in Zeilen und Spalten angeordneten Sensorelementen wie Berührungs- oder Lichtsensorelemente, die über Zeilen- und Spaltenadressierleiter adressiert werden, wie z.B. in den Patenten GB-A-2232251 und US-A-4345248 beschrieben, oder Speichervorrichtungen mit in Zeilen und Spalten angeordneten Speicherbereichen, adressierbar über Spalten- und Zeilenadressierleiter, wie z.B. in den Patenten EP-A-117045 oder EP-A-367152 beschrieben. Solche Geräte können auf ähnliche Weise gesteuert werden, indem die Elemente von einer Zeilensteuerschaltung adressiert werden, die jede Zeile mit Elementen der Reihe nach auswählt, und von einer Spaltensteuerschaltung, die dazu dient, den Zustand jedes Elements in der Zeile zu steuern und/oder abzutasten.
In dem Patent US-A-495203 1 wird eine Matrixanzeigevorrichtung aus Flüssigkristall beschrieben, die dafür vorgesehen ist, mit anderen, ähnlichen Anzeigevorrichtungen verbunden zu werden, um einen Großflächenbildschirm zu bilden, und um die Verbindungsanschlüsse zwischen den angrenzenden Anzeigevorrichtungen zu vereinfachen wird eine elektro-optische Schaltanordnung verwendet, um die Sätze Zeilen- und Spaltenadressierleiter zu steuern. Jeder Adressierleiter eines auf einem Substrat vorgesehenen Satzes wird über einen optisch aktivierten Schalter mit einem vom selben Substrat getragenen Signalbus verbunden. Eine Anordnung von lichtemittierenden Vorrichtungen, eine für jeden optisch aktivierten Schalter, ist auf einem gesonderten Substrat vorgesehen, das neben dem den Satz Leiter tragenden Substrat vorgesehen ist, und durch die aufeinanderfolgende Aktivierung jeder lichtemittierenden Vorrichtung kann jeder der Adressierleiter der Reihe nach durch Aktivierung seines zugehörigen Schalters mit dem Signalbus verbunden werden. Da für jeden optisch aktivierten Schalter eine gesonderte lichtemittierende Vorrichtung erforderlich ist, ist die Anzahl der erforderlichen lichtemittierenden Vorrichtungen beträchtlich und entspricht der Anzahl Adressierleiter in dem Satz. Die Anzahl erforderlicher lichtemittierender Vorrichtungen zwingt zu Einschränkungen bei der physischen Anordnung der Adressierleiter und optisch aktivierten Schalter. Dazu sind für die individuelle Energieversorgung der lichtemittierenden Vorrichtungen eine ebenso große Zahl externer Anschlüsse zu einer Steuerschaltung, z.B. einer Schieberegisterschaltung erforderlich, was ähnliche Probleme wie die oben beschriebenen sowie das Problem birgt, zu versichern, daß die lichtemittierenden Vorrichtungen optisch richtig und auf individueller Grundlage mit den lichtaktivierten Schaltern verbunden sind, ohne Kreuzkopplungen.
Eine ähnliche Matrixanzeigevorrichtung, die eine elektro-optische Anordnung zur Steuerung eines Satzes Adressierleiter verwendet, wird in dem Patent FR-A-2496949 beschrieben. Jeder Adressierleiter des Satzes ist wiederum mit einem zugehörigen, optisch aktivierten Schalter verbunden, doch anstatt der Steuerung jedes Schalters von einer jeweiligen lichtemittierenden Vorrichtung werden die Schalter durch optische Adressiermittel beleuchtet, die entfernt von den Schaltern angebracht sind und eine einen Lichtstrahl erzeugende Lichtquelle und Ablenkmittel enthalten, um den Lichtstrahl an den Schaltern abzutasten und so jeden Schalter der Reihe nach einzeln zu aktivieren.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Vorkehrung eines adressierbaren Matrixgeräts, in dem die vorgenannten Probleme zumindest in gewissem Umfang abgeschwächt sind.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Vorkehrung eines adressierbaren Matrixgeräts, das nur eine vergleichsweise kleine Anzahl externer Verbindungen benötigt.
Und ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Vorkehrung eines adressierbaren Matrixgeräts, in dem die Zeilen- und/oder Spaltensteuerschaltungen relativ einfacher Form sind.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein adressierbares Matrixgerät mit einer Fläche vorgesehen, die eine Zeilen- und Spaltenmatrixanordnung von Elementen und Steuermittel enthält, um die Elemente über Sätze von Zeilen- und Spaltenadressierleiter der Fläche zu adressieren, die Steuermittel enthalten eine Steuerschaltung für die Zeilenadressierleiter und eine Steuerschaltung für die Spaltenadressierleiter, von denen mindestens einer mit Sequenzschaltmitteln mit einer Vielzahl an Ausgangsstufen versehen ist, die mit den jeweiligen Adressierleitern einer Gruppe aufeinanderfolgender Adressierleiter verbunden sind, und eine elektro-optische Schaltanordnung mit lichtempfindlichen Mitteln enthält, die eine Vielzahl an lichtempfindlichen, in die Fläche integrierte Schaltelemente und lichtemittierende Mittel enthalten, die eine Vielzahl an lichtemittierenden Elementen enthalten, die angeordnet sind, um mit den lichtempfindlichen Schaltelementen zusammenzuarbeiten, wobei die lichtempfindlichen Schaltelemente dazu dienen, bei Beleuchtung einen Ausgang von jeder Ausgangsstufe zu erzeugen, und die lichtemittierenden Elemente dienen wahlweise dazu, bestimmte lichtempfindliche Schaltelemente in vorbestimmter Reihenfolge zu beleuchten, um von den Ausgangsstufen eine Sequenz von Ausgängen zu erzeugen, mit dem Merkmal, daß jede Ausgangsstufe eine einen Satz von zwei oder mehr lichtempfindlichen Schaltelementen enthält, von denen jedes Element angeordnet ist, um von einem unterschiedlichen lichtemittierenden Element beleuchtet zu werden, daß die Anzahl der lichtemittierenden Elemente mindestens doppelt so groß wie die Anzahl der lichtempfindlichen Schaltelemente der Reihe ist, und daß jedes lichtemittierende Element lichtempfindliche, mit mehr als einer Ausgangsstufe verbundene Schaltelemente beleuchtet.
Die Vorkehrung einer Vielzahl an lichtempfindlichen Elementen für jede Ausgangsstufe und die Verwendung jedes lichtemittierenden Elements für mehr als eine Stufe bietet bedeutende Vorteile, da erstens die Anzahl lichtemittierender Elemente, die für eine bestimmte Anzahl Stufen erforderlich sind, beträchtlich verringert werden kann, und zweitens die physische Anordnung der Bauteile nicht durch die Notwendigkeit beeinträchtigt wird, für jede Stufe separate lichtemittierende Elemente vorzusehen. Bedeutenderweise entfällt bei dieser optischen Adressieranordnung die Notwendigkeit, eine beträchfliche Anzahl externer Verbindungen vorzusehen, entsprechend der Anzahl Adressierleiter.
In einer bevorzugten Durchführungsform des Geräts sind die lichtemittierenden Elemente linear und parallel und die lichtempfindlichen, mit jeder der Vielzahl an Ausgangsstufen verbunden, vorzugsweise in Serie geschalteten Elemente räumlich so angeordnet, um mit den jeweiligen, unterschiedlichen lichtemittierenden Elementen zusammenzuarbeiten, die lichtempfindlichen Elemente jeder Ausgangsstufe arbeiten mit einer jeweiligen, unterschiedlichen Verbindung der lichtemittierenden Elemente zusammen. Die lichtempfindlichen Elemente sind z.B. in Serien von Spalten angeordnet, die den linearen Signalen entsprechen, wobei die lichtempfindlichen Elemente jedes Satzes verschiedene Spaltenkombinationen belegen. Um von einer der Ausgangsstufen einen Ausgang zu erzeugen werden die entsprechenden lichtempfindlichen, mit der Stufe verbundenen Elemente beleuchtet, indem einer entsprechenden Anzahl lichtemittierenden Elemente gleichzeitig Energie zugeführt wird. Durch eine entsprechende Wahl der Verbindung von lichtemittierenden Elementen, denen gleichzeitig Energie zugeführt wird, kann ein bestimmter Satz lichtempfindlicher Elemente beleuchtet werden, um von dieser Stufe einen Ausgang zu erzeugen, und durch die aufeinanderfolgende Auswahl verschiedener Verbindungen kann eine Ausgangsfolge von der Vielzahl an Ausgangsstufen erhalten werden. Auf diese Art kann eine große Anzahl Ausgangsstufen gesteuert werden, unter Verwendung vergleichsweise weniger lichtemittierender und lichtempfindlicher Elemente. Es können z.B. 126 Ausgangsstufen einzeln zu entsprechenden Ausgängen adressiert werden, unter Verwendung von nur vier lichtempfindlichen Elemente für jeden Satz in Verbindung mit nur neun lichtemittierenden Elementen.
Daher bietet die Erfindung beträchtliche Vorteile, besonders im Falle das Gerät eine Anzeigevorrichtung und insbesondere eine aktive Flüssigkristall- Matrixanzeigevorrichtung enthält, doch auch bei der Verwendung mit anderen adressierbaren Matrixgeräten wie weiter oben beschrieben.
Die lichtempfindlichen Elemente enthalten vorzugsweise dünne Filmvorrichtungen wie Photodioden oder lichtempfindliche Dünnfilmtransistoren, die dazu in der Lage sind, als Reaktion auf eine Beleuchtung einen bedeutenden Stromanstieg zu bewirken. Solche Vorrichtungen können unter Verwendung herkömmlicher Technologie direkt in die Fläche eingebaut werden, z.B. bei der Herstellung aktiver Matrixanzeigevorrichtungen. Im Falle von Matrixanzeigevorrichtungen können die Elemente und ihre Verbindungen direkt auf einem Teil der Anzeigefläche gleichzeitig mit anderen Bauteilen der Fläche hergestellt werden, wie z.B. aktiven Vorrichtungen wie Dioden oder Dünnfilmtransistoren im Falle von aktiven matrixadressierten Anzeigevorrichtungen und Adressierleitern. Die lichtemittierenden Elemente wie z.B. lichtemittierende Dioden oder Elektrolumineszenzemente können als separates Bauteil vorgesehen werden, in einer Anordnung, die für eine gute optische Verbindung auf der Fläche montiert oder anders in direkter Nähe der lichtempfindlichen Elemente angebracht wird. Dafür können die lichtemittierenden Multi-Element-Mittel auf ähnliche Weise wie die Sieben-Segment- LED-Anzeige, doch mit lichtemittierenden Elementen, untereinander parallel angeordnet werden.
Der hier verwendete Ausdruck "Licht" enthält auch unsichtbare Teile des Spektrums wie z.B. Infrarotlicht.
Ein Regelschaltkreis für die Energiezufuhr der lichtemittierenden Elemente kann entfernt von der Anordnung angebracht und über Kontakte mit ihr verbunden werden oder auch in die Anordnung selbst integriert werden, was die Anzahl erforderlicher Anschlüsse der Anordnung verringert. In jedem Fall sind die in der Anordnung erforderlichen Verbindungen relativ gering und leicht zu verwalten.
Die Sequenzschaltmittel können eine oder mehrere weitere Gruppen von Ausgangsstufen haben, die jeweils mit einer entsprechenden Adressierelektrode in einer oder mehreren Gruppen aufeinanderfolgender Adressierelektroden verbunden sind. In diesem Fall kann jede Gruppe mit einer elektro-optischen Schaltanordnung wie beschrieben mit jeder elektro-optischen Schaltanordnung verbunden werden und so jede Gruppe von Ausgangsstufen der Reihe nach dazu dienen, eine Sequenz von Ausgängen von der Vielzahl der Gruppe Ausgangsstufen vorzusehen. Dies ermöglicht es, eine große Anzahl Adressierelektroden auf geeignete und vereinfachte Art anzupassen. Diese Lösung ermöglicht es, für verschiedene Gruppen ähnliche Bauteile zu verwenden. So kann in jeder der entsprechenden Gruppen die Gestaltung der lichtempfindlichen Elemente und der lichtemittierenden Elemente identisch sein. Dazu kann jede Gruppe identische lichtemittierende Elemente verwenden, die Vorrichtungen werden lediglich der Reihe nach aktiviert.
Die Sequenzschaltmittel können einen Teil der Zeilensteuerschaltung und/oder der Spaltensteuerschaltung enthalten, die in dem Falle z.B. einer Anzeigevorrichtung jeweils sequentiell Zeilenabtastsignale an die Zeilenadressierleiter und (Bild-)Datensignale an die Spaltenadressierleiter liefern.
In beiden Fällen können die lichtempfindlichen Elemente einer einzelnen Ausgangsstufe so verbunden werden, um einen Ausgang von der Ausgangsstufe eines ersten Spannungsniveaus zu einem zweiten Spannungsniveau und so unbegrenzt weiterzuschalten. Dazu können die lichtempfindlichen Elemente in Serie geschaltet werden, mit einem Widerstand zwischen dem möglichen Unterschied zum Knoten zwischen den lichtempfindlichen Elementen und dem Widerstand an den Ausgangsleiter angeschlossen, wobei der Widerstand dazu dient, den Ausgang nach der Illumination auf das ursprüngliche Spannungsniveau zurückzubringen. Im Falle die Sequenzschaltmittel als Teil der Zeilensteuerschaltung verwendet wird können die Ausgangsstufen entweder direkt an die jeweiligen Zeilenadressierelektroden oder an eine Pufferstufe angeschlossen werden, die zwischen jeder Ausgangsstufe und den Sequenzschaltmitteln und ihren zugehörigen Zeilenadressierleitern angeschlossen ist, um schnelle Schaltzeiten zu ermöglichen, ungeachtet der im Zeilenadressierleiter angetroffenen Kapazitanz. Wenn die Ausgangsstufe als Teil der Spaltensteuerschaltung verwendet wird, insbesondere in einer Anzeigevorrichtung, können die Ausgangsstufen der Sequenzschaltmittel mit den jeweiligen Stufen einer Abtast-Halte-Schaltung verbunden werden, die mit den Spaltenadressierelektroden verbunden sind.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vorgesehen, die eine Zeilen- und Spaltenmatrixanordnung von Bildelementen und eine Steuerschaltung für die Zeilenadressierleiter und eine Steuerschaltung für die Spaltenadressierleiter enthält, von denen mindestens einer mit einer Vielzahl an Ausgangsstufen versehen ist, die mit den jeweiligen Adressierleitern über elektro-optische Schaltmittel verbunden sind, die lichtempfindliche Schaltelemente und lichtemittierende Elemente enthalten, die angeordnet sind, um mit den jeweiligen lichtempfindlichen Schaltelementen zusammenzuarbeiten, um einzelne Ausgangsstufen zu aktivieren, mit dem Merkmal, daß jedes lichtemittierenden Element angeordnet ist, um mit lichtempfindlichen Schaltelementen in verschiedenen Ausgangsstufen zusammenzuarbeiten, jede Ausgangsstufe mindestens zwei lichtempfindliche Schaltelemente in Verbindung mit verschiedenen lichtemittierenden Elementen enthält, die Gesamtzahl der lichtemittierenden Elemente mindestens doppelt so groß ist wie die Anzahl der lichtempfindlichen Schaltelemente in der Ausgangsstufe, und daß die Aktivierung einer Ausgangsstufe von der Anordnung der lichtempfindlichen Schaltelemente in einer Ausgangsstufe in bezug auf die lichtemittierenden Elemente abhängt.
Es folgt jetzt die Beschreibung eines adressierbarer Matrixgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung, und insbesondere einer aktiven Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung, anhand von Beispielen in bezug auf die begleitenden Zeichnungen, von denen:
Abbildung 1 ein schematischer Blockschaltplan einer Matrixanzeigevorrichtung laut der Erfindung ist, mit Bildmatrixelementen, adressiert von Zeilen- und Spaltensteuerschaltungen, die jeweils über Sequenzschaltmittel verfügen;
Abbildung 2 eine schematische Fernsicht der Anzeigevorrichtung ist und die Anordnung der Bauteile darstellt;
Abbildung 3 ein Plan eines Teils der Sequenzschaltmittel ist;
Abbildung 4 eine schematische Darstellung eines anderen Teils der Sequenzschaltmittel ist;
Abbildung 5 schematisch den Plan eines Teils der Schaltanordnung der Sequenzschaltmittel der Zeilensteuerschaltung darstellt;
die Abbildung 6a und 6b mögliche Alternativen zum dem in Abbildung 3 dargestellten Schaltungsteil darstellt;
Abbildung 7 verschiedene beim Betrieb der Anzeigevorrichtung vorhandene Wellenformen darstellt;
Abbildung 8 die Schaltungskonfiguration eines weiteren, wahlweisen Teils der Spaltensteuerschaltung darstellt;
Abbildung 9 einen Teil der Spaltensteuerschaltung darstellt.
Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Abbildungen, und insbesondere Abbildung 1 weitgehend schematisch und nicht nach Maßstab gezeichnet sind. Die Abmessungen bestimmter Teile können im Verhältnis zu den Abmessungen anderer Teile aus Gründen der Verständlichkeit übertrieben dargestellt sein. Außerdem muß darauf hingewiesen werden, daß für alle Abbildungen durchweg dieselben Referenzen verwendet werden, um das gleiche oder ein ähnliches Teil zu bezeichnen.
In bezug auf Abbildung 1 enthält die Flüssigkristall- Matrixanzeigevorrichtung, die für die Anzeige von Bildern und insbesondere TV- Bildern vorgesehen ist, eine aktive matrixadressiertes Flüssigkristall-Anzeigefläche 10 mit einer Zeilen- und Schaltanordnung von Bildelementen 12, die aus m Zeilen (1 bis m) mit n horizontal angeordneten Bildelementen 12 (1 bis n) je Zeile bestehen. Zur Vereinfachung sind nur wenige der Bildelemente abgebildet. In der Praxis kann die Gesamtzahl der Bildelemente (mxn) in der Matrixanordnung mehrere hundert oder tausend betragen.
Die Bildelemente 12 werden jeweils mit einer entsprechenden Schaltvorrichtung verbunden, in diesem Fall in der Form eines Dünnfilmtransistors TFT 11, und befinden sich neben den Schnittpunkten der Sätze Zeilen- und Spaltenadressierleiter 14 und 16. Die Gateanschlüsse aller mit den Bildelementen einer selben Zeile verbundenen TFT 11 sind mit einem gemeinsamen Zeilenleiter 14 verbunden, dem bei Betrieb (Gate-)Abtastsignale zugeführt werden. Genauso sind alle mit den Bildelementen einer selben Spalte verbundenen Quellanschlüsse mit einem gemeinsamen Spaltenleiter 16 verbunden, dem (Bild-)Datensignale zugeführt werden. Die Drainanschlüsse der TFT sind jeweils mit entsprechenden transparenten Bildelementelektroden 19 verbunden, die einen Teil des Bildelements ausmachen und dieses definieren.
Die Zeilen- und Spaltenleiter 14 und 16, die TFT 11 und die Elektroden 19 werden alle auf einer transparenten Platte 20 hergestellt, z.B. aus Glas, unter Verwendung herkömmlicher Technologie. Parallel und in einem Abstand zu dieser Platte befindet sich eine weitere transparente Platte 21, auf die eine fortlaufende transparente Leiterschicht aufgetragen wird, die eine für alle Bildelemente der Fläche gemeinsame Elektrode bildet. Die Platte 21 ist kleinerer Größe als die Platte 20 und nimmt einen Bereich ein, der leicht größer ist als der Bereich der Bildelementanordnung 12, wodurch die Randregionen der Platte 20 verfügbar sind, um die nachfolgend beschriebenen Steuerstromkreise zu leiten. Zwischen den beiden Platten wird gedrilltes nematisches Flüssigkristallmaterial eingefügt, und die beiden Platten werden um den Rand von Platte 21 entsprechend versiegelt. Die Platten werden auf geeignete Art von außen mit Polarisierungs- und innen mit Ausrichtungsschichten versehen.
Bei Betrieb wird die Anzeigefläche von einer auf einer Seite vorgesehenen, schwachen Lichtquelle beletichtet, in die Fläche eindringendes Licht wird den Übertragungsmerkmalen der Bildelemente 12 entsprechend moduliert. Das Flüssigkristallmaterial moduliert über die Bildelemente übertragenes Licht entsprechend der darauf angewandten Spannung. Normalen Verfahren zufolge wird in einer Zeile die Vorrichtung auf Zeitbasis durch aufeinanderfolgendes Abtasten der Zeilenleiter 14 mit einem Gatesignal gesteuert, um jede Zeile TFT der Reihe nach zu aktivieren und die entsprechenden (Bild-)Datensignale an eine TV-Zeile, an die Spaltenleiter jeder Zeile der Bildanzeigeelemente der erforderlichen Reihenfolge gemäß zu übertragen, synchron mit den Gatesignalen, um ein vollständiges Anzeigenbild aufzubauen. Die TFT einer adressierten Zeile werden über die einer TV-Zeilenzeit T1 entsprechende Dauer oder kürzer aktiviert, über die die Bildinformationssignale von den Spaltenleitern 16 an die Bildelemente 12 übertragen werden, und nach der Adressierung für die restliche Feldzeit Tf deaktiviert (Tf ist normalerweise etwa gleich m.T1), wobei die Bildelemente von den Leitern 16 isoliert werden. Die Bildelemente bleiben in dem Zustand, in dem sie gesteuert wurden, bis sie erneut adressiert werden, normalerweise im folgenden Feldzeitraum. Die Polarität der den Bildelementen zugeführten Signale wird regelmäßig umgekehrt, z.B. nach jedem Feld und auf herkömmliche Art, um eine elektromagnetische Beeinträchtigung des LC-Materials zu vermeiden, wobei die Mittel, mit denen dies bewerkstelligt wird, nicht in Abbildung 1 gezeigt werden.
Den Zeilenleitern 14 werden von einer Zeilensteuerschaltung 24 aufeinanderfolgend Gatesignale zugeführt, die von einer Zeitregulierungs- und Vorgabeschaltung 25 geschaltet werden, dem ein Synchronisierungssignal zugeführt wird. Die Datensignale werden den Spaltenleitern 16 von einer Spaltensteuerschaltung 26 zugeführt, der Bildsignale von einer Bildverarbeitungsschaltung 27 und Steuersignale von der Zeitregulierungs- und Vorgabeschaltung 25 zugeführt werden. Die Spaltensteuerschaltung 26 setzt die eingehenden Bildsignale zusammen und bewirkt eine Art der Zeile entsprechende Seriell-Parallel-Wandlung über eine Adressierzeit der Anzeigefläche. Die Zeilensteuerschaltung 24 und die Spaltensteuerschaltung 26 verfügen beide über Sequenzschaltmittel mit den jeweiligen Referenzen 28 und 29, die aus einer elektro-optischen Schaltanordnung bestehen, die eine Vielzahl Ausgangsstufen aufweist, von denen aufeinanderfolgend Ausgangssignale erhalten werden, und ihre diesbezügliche Funktion kann mit der einer digitalen Schieberegisterschaltung verglichen werden, die normalerweise in Zeilen- und Spaltensteuerschaltungen verwendet wird. Die Anzahl Ausgangsstufen der Sequenzschaltmittel 28 und 29 entspricht jeweils der Anzahl Zeilenadressierleiter 14 und Spaltenadressierleiter 16, wobei jede Ausgangsstufe mit einer jeweiligen Adressierelektrode verbunden ist.
Jede Ausgangsstufe der Sequenzschaltung 28 ist mit ihrem zugehörigen Zeilenleiter 14 verbunden, über eine jeweilige Stufe in einer Pufferschaltung 31 der Zeilensteuerschaltung 24. Unter gewissen Umständen kann die Pufferschaltung 31 weggelassen werden, und die Ausgangsstufen direkt mit den Zeilenleitern verbunden werden. Der Funktion der Sequenzschaltung 28 unterliegt der Steuerung der Schaltung 25, um der Reihe nach jedem Zeilenleiter 14 Abtastsignale zuzuführen.
Die Funktion der Sequenzschaltung 29 unterliegt in ähnlicher Form der Steuerung der Schaltung 25, um der Reihe nach von jeder ihrer Ausgangsstufen ein Ausgangssignal zu erzeugen. Diese Ausgangssignale werden den jeweiligen Stufen einer Abtast-Halte-Schaltung 32 der Spaltensteuerschaltung 26 zugeführt, und ihre Ausgänge sind über die jeweiligen Stufen einer Pufferschaltung 33 der Zeilensteuerschaltung mit entsprechenden Zeilenleitern 16 verbunden. Die Buddaten, die von der Bildverarbeitungsschaltung 27 in serieller Form an die Schaltung 32 geleitet werden, werden von der Schaltung 32 in paralleles Format umgewandelt, um daraufhin über die Pufferschaltung 33 den Leitern 16 zugeführt zu werden, durch aufeinanderfolgende Aktivierung der Abtast-Halte-Schaltung durch die Sequenzschaltung 29, wobei die Sequenz für jede anzuzeigende TV-Zeile wiederholt wird. Die Abtast-Halte-Schaltung 32 und die Pufferschaltung 33 sind beide herkömmlicher Form. Zur Vereinfachung wird in Abbildung 1 eine sehr grundlegende Form einer Abtast-Halte-Schaltung dargestellt, und es versteht sich, daß andere Schaltungstypen verwendet werden können, wie der Fachmann erkennen kann.
Die Pufferschaltungen 31 und 33 und die Abtast-Halte-Schaltung 32 werden auf der Platte 20 der Anzeigefläche 10 außerhalb dem von der Anzeigematrix belegten Bereich mit Dünnfilmtechnologie hergestellt, nach dem gleichen, bekannten Verfahren wie für die auf dieser Platte vorgesehenen Bauteile der Anzeigematrix, womit diese Schaltungen und die Anzeigematrix integriert sind und somit die Notwendigkeit entfällt, separate elektrische Verbindungen vorzusehen. Ein Beispiel eine LC- Anzeigevorrichtung mit solchen mit der Anzeigematrix integrierten Schaltungen und ihre Herstellung wird in dem Artikel mit dem Titel "High Performance Low- Temperature Poly-Si n-Channel TFTs for LCD" von A. Mimura et al beschrieben, veröffentlicht in IEEE Transactions on Electron Devices, Februar 1989, Band. 36 Nr. 2, auf den Seiten 351 bis 359, auf den zur allgemeinen Information verwiesen wird.
Die Sequenzschaltungen 28 und 29 enthalten jeweils zwei Basisbauteile. Das erste, von dem ein Teil der Schaltung in Abbildung 3 gezeigt wird, enthält lichtempfindliche Mittel wie lichtempfindliche Schaltelemente und ist auf der Platte 20 integriert, auf dieselbe Art wie die Schaltungen 31, 32 und 33, zusammen mit den Bauteilen der Anzeigenmatrix. Die Schaltelemente und ihre Verbindungen werden über ein Dünnfilmverfahren auf der Platte 20 erstellt. Die Verbindungen zwischen den lichtempfindlichen Mitteln und den Schaltungen 31 und 32 werden von einem Dünnfilmleitmuster gebildet, auf ähnliche Art wie bei den Sätzen Adressierleitern. Das zweite Bauteil, von dem ein Teil schematisch in Abbildung 4 dargestellt ist, enthält zwei lichtemittierende Mittel mit einer Vielzahl an lichtemittierenden Elementen. Die lichtemittierenden Mittel werden gesondert von den Schaltelementen der Platte 20 gefertigt und in der Nähe ihrer zugehörigen lichtempfindlichen Mittel angebracht, wie in Abbildung 2 gezeigt, so daß die lichtemittierenden Elemente und die lichtempfindlichen Elemente der Bauteile eine Schnittstelle bilden und zusammenarbeiten. In bezug auf die Abbildungen 1 und 2 bestehen alle lichtemittierenden Mittel aus einer Vielzahl einzelner und grundlegend gleicher lichtemittierender Teile 35, in einer Linie aneinandergereiht, wobei jedes Teil 35 mit einer jeweiligen Gruppe aufeinanderfolgender Adressierleiter verbunden ist und in der Randregion der Platte 20 angebracht ist, über den lichtempfindlichen Mittel neben den Enden ihrer Gruppe Leiter 14. Da die lichtempfindlichen Mittel neben ihren entsprechenden lichtemittierenden Mitteln angeordnet sind, sind sie in den Abbildungen 1 und 2 nicht zu erkennen.
In bezug auf die Sequenzschaltung 28 enthalten die lichtemittierenden Mittel drei Teile 35, von denen jedes mit einer jeweiligen Gruppe von m/3 Zeilenleitern 14 verbunden ist. Mit Verweis auf Abbildung 4 besteht jedes lichtemittierende Teil 35 aus einer Anordnung mit einer Vielzahl, in dieser Durchführungsform sechs parallelen streifenförmigen lichtemittierenden Elementen 36. Die linearen lichtemittierenden Elemente können mit elektrolumineszenten Streifen oder mit LED-Lichtquellen zusammen mit Lichtleitern gebildet werden. Jedes Teil 35 kann z.B. ähnlicher Bauweise wie eine Sieben-Segment-LED-Anzeigevonichtung sein. Die Vorrichtungen 35 werden so auf der Platte 20 angebracht, daß ihre lichtemittierenden Elemente 36 den lichtempfindlichen Mitteln gegenüberliegen.
Die lichtempfindlichen Mittel der Sequenzschaltung 28 bestehen aus drei identischen Gruppen Ausgangsstufen, jede Gruppe hat m/3 Ausgangsstufen und arbeitet mit einem jeweiligen lichtemittierenden Teil 35 zusammen. Die Schaltung einer typischen Ausgangsstufe 38 wird in Abbildung 3 gezeigt und besteht aus V&spplus; und V&supmin; Spannungsschienen 40 und 41, die bei allen Ausgangsstufen der Sequenzschaltung gleich sind und zwischen die ein Satz lichtempfindlicher Schaltelemente angeschlossen ist, in Serie mit einem Widerstand 43. Bei dieser Durchführungsform enthält der Satz lichtempfindlicher Elemente drei Dünnfilm-Photodioden 42, mit gleicher Polarität in Serie geschaltet. Die Photodioden 42 sind bekannter Form. Vorzugsweise enthalten sie Vorrichtungen, die mit amorpher Siliziumtechnologie gebildete werden, die auch zur Herstellung der TFT 11 verwendet werden kann. Ein Leiter 45 ist mit dem Knoten 44 zwischen dem Widerstand 43 und den Photodioden 42 verbunden, und von da wird von der Ausgangsstufe 38 ein Ausgang vorgesehen. Die Bauteile 40 bis 45 sind physisch in der auf Abbildung 5 dargestellten Form auf der Platte 20 angeordnet, ein Grundriß der Platte 20, bei dem die Teile 35 weggelassen wurden und der die Anordnung dreier typischer aufeinanderfolgender Ausgangsstufen in Verbindung mit drei aufeinanderfolgenden Zeilenleitern 14 zeigt, bezeichnet R1, R2 und R3. Die anderen Ausgangsstufen der Gruppe sind identisch, mit Ausnahme der Gestaltung ihrer jeweiligen Photodioden 42. Die Spannungsschienen 40 und 41 verlaufen Spaltenweise. Jede Ausgangsstufe hat zwei Stromleiter, die parallel zu den Zeilenleiter 14 verlaufen, die jeweils die Photodioden 42 und den Widerstand 43 aufweisen und mit dem Knoten 44 verbunden sind. Die drei Photodioden einer bestimmten Ausgangsstufe sind räumlich unter Berücksichtigung einer anderen und unter Berücksichtigung der anderer Ausgangsstufen nach einem bestimmten Muster angeordnet. Die Photodioden jeder Ausgangsstufe liegen in einer jeweils unterschiedlichen von sechs verfügbaren Spalten, in Abbildung 5 mit 1 bis 6 bezeichnet, mit einer besonderen Verbindung von Spalten, belegt von dem Satz Photodioden einer beliebigen Ausgangsstufe der Gruppe von m/3 aufeinanderfolgender Ausgangsstufen, die einzig und unterschiedlich zu den anderen sind. In Abbildung 5 werden die Photodioden mit der Referenz Di,j bezeichnet, wobei i die Ausgangsstufe/Zeilenleiternummer und j die Spalte ist, in der sie liegen. Folglich ist der Satz Photodioden jeder Ausgangsstufe mit einer unterschiedlichen Kombination von drei Spalten verbunden, obwohl einzelne Photodioden in einer Anzahl Ausgangsstufen dieselbe Spalte teilen.
Die räumliche Anordnung der Sätze Photodioden in dieser Gruppe wird in den beiden anderen Gruppen von m/3 aufeinanderfolgenden Ausgangsstufen identisch wiederholt. Jede Gruppe von m/3 Ausgangsstufen, und somit jede von drei entsprechenden Gruppen von m/3 aufeinanderfolgenden Zeilenleitern 14 wird von jeweils einem der lichtemittierenden Teile 35 adressiert. Jedes Teil 35 ist so angeordnet, daß seine sechs linearen lichtemittierenden Elemente 36 über den jeweiligen Spalten 1 bis 6 liegen, wobei jeweils die Elemente 36 der drei nebeneinanderliegenden Teile 35 untereinander ausgerichtet sind.
Die sechs lichtemittierenden Elemente 36 eines lichtemittierenden Teils 35 können einzeln mit Energie versorgt werden, um bedingt durch die Steuerung der Schaltung 25 Licht zu emittieren. Die Photodioden arbeiten in Photoleitmodus, so daß die Spannung VR am Ausgang 45 einer Ausgangsstufe nahe V&supmin; ist, außer wenn alle Photodioden in dem betreffenden Satz gleichzeitig illuminiert sind und somit Strom führen, dann steigt VR auf eine Spannung nahe V&spplus;. Durch entsprechende gleichzeitige Energieversorgung einer ausgewählten Verbindung von drei lichtemittierenden Elementen 36 kann ein bestimmter Satz Photodioden illuminiert werden, wie wenn eine Änderung des Spannungsniveaus von annähernd V&supmin; auf V&spplus; auf den Ausgang 45 der betreffenden Ausgangsstufe bewirkt wird, und durch die aufeinanderfolgende Energieversorgung verschiedener Verbindungen von drei lichtemittierenden Elementen wird dafür eine Sequenz von Ausgangssignalen von den Ausgangsstufen 38 erhalten. Die Dauer jedes Ausgangssignals entspricht dem Zeitraum, über den die entsprechenden lichtemittierenden Signale erregt werden. Da verschiedene Kombinationen erregt werden wird von jeder Ausgangsstufe der Sequenz ein Spannungsimpuls von annähernd V&spplus; erzeugt. Im Beispiel der Abbildung 5 adressiert die Illumination der Spalten 4, 5 und 6 die Zeile R1, die Illumination der Spalten 3, 4 und 5 adressiert die Reihe R2 usw.
In der Schaltung der typischen in Abbildung 3 gezeigten Ausgangsstufe wird vorausgesetzt, daß die Ausgangsstufe bei 44 durch den Widerstand 43 auf ein ursprüngliches Referenzniveau nahe V&supmin; zurückgebracht wird, wenn nicht mehr alle drei Photodioden des Satzes gleichzeitig illuminiert sind. In der Praxis kann dieser Widerstand die Form eines als Stromquelle angeschlossenen TFT wie bei 50 in Abbildung 6a gezeigt haben, oder dagegen die eines zusätzlichen lichtempfindlichen Elements wie z.B. einer Photodiode wie bei 51 in Abbildung 6b gezeigt. In der letzteren Anordnung sind die lichtempfindlichen Elemente 51 jeder Gruppe Ausgangsstufen in einer Spalte parallel zu, doch separat von diesen Photodioden 42 angeordnet, und die Ausgangsspannung wird auf ihren ursprünglichen Wert zurückgesetzt, nahe V&supmin;, über die Erregung eines zusätzlichen, spezifischen linearen lichtemittierenden Elements, vorgesehen im Teil 35 parallel zu den Elementen 36 und zu dieser separaten Spalte ausgerichtet.
Abbildung 7 zeigt die relative Zeitregulierung der 1 bis 6 bezeichneten Erregerwellenformen, die den sechs lichtemittierenden Elementen eines jeweils mit den Spalten 1 bis 6 der Photodiodenanordnung verbundenen Teils zugeführt werden, und die sich ergebenden Abtastsignale VG, die für die in Abbildung 5 dargestellten Konfiguration an den drei aufeinanderfolgenden Reihenleitern R1, R2 und R3 erhalten werden. Die Erregerwellenform für das zusätzliche lichtemittierende Element, das bei der Verwendung des Plans von Abbildung 6b in jeder Ausgangsstufe ein zusätzliches lichtempfindliches Element für die optische Rückstellung verwendet, wird bei S gezeigt.
Nachdem alle Ausgangsstufen in der ersten mit dem ersten lichtemittierenden Teil 35 verbundenen Gruppe adressiert wurden, werden das angrenzende lichtemittierende Teil 35 und daraufhin das letzte lichtemittierende Teil 35 auf ähnliche Weise aktiviert, um jeweils die mittleren und letzten Gruppen der Zeilenleiter 14 zu adressieren. Der Zyklus wird wiederholt, nachdem er in jedem Feld vollendet wurde.
In dem einfachen oben beschriebenen Beispiel, das in Abbildung 5 gezeigt wird und in dem jede Stufe einen Satz von drei Photodioden enthält und in dem sechs Spalten/lichtemittierende Elemente verfügbar sind, beträgt die Anzahl möglicher, in einer Gruppe individuell adressierbarer Zeilenleiter zwanzig, so daß insgesamt sechzig Zeilenleiter adressierbar sind. In der Praxis würden mehr Photodioden und Spalten verwendet werden, um die Adressierung einer beträchtlich größeren Anzahl Zeilenleiter zu ermöglichen. Die Anzahl NR an Zeilenleitern, die auf diese Art adressiert werden kann, wird durch den Ausdruck
NR=M!/K!.(M-K)!
gegeben, wobei M und K jeweils die Anzahl Spalten in der Photodiodenanordnung und die Anzahl Photodioden in jedem Satz sind. Im Falle in jedem Satz 5 Photodioden in 9 möglichen Spalten verwendet werden beträgt die Anzahl NR an individuell adressierbaren Zeilenleitern in einer Gruppe 126. Im Falle von vier Photodioden und zwölf Spalten ist NR für jede Gruppe gleich 495.
Bei der Verwendung vergleichsweise hoher Anzahlen an Photodioden und Spalten wäre es möglich, alle für einen TV-Bildschirm erforderlichen Zeilenleiter unter Verwendung eines einzigen lichtemittierenden Teils 35 zu adressieren, d.h., daß dann nur eine aus dem vollständigen Satz Zeilenleiter 14 der Anzeigefläche bestehende Gruppe erforderlich ist. Zur Vereinfachung der Bauweise wird jedoch vorgezogen, die Zeilenleiter und Ausgangsstufen auf die vorgenannte Art in Gruppen zu unterteilen, wobei daran erinnert wird, daß dann das lichtemittierende Teil eine relativ kleine Anzahl lichtemittierender Elemente haben muß und die für jede Gruppe verwendeten Teile 35 identisch sind.
Selbstverständlich können, wenn der Ausgang der Sequenzschaltung 28 auf die erforderliche Anzahl Zeilenleiter/Anzeigezeilen zugeschnitten wird, gewisse mögliche Kombinationen von Photodiodenpositionen und folglich gewisse mögliche Kombinationen erregter lichtemittierender Elemente unbenutzt bleiben.
Wie in Abbildung 1 gezeigt sind die Ausgangsstufen 38 der Sequenzschaltung 28 über jeweilige Stufen einer Pufferschaltung 31 mit den Zeilenleitern 14 verbunden. Die Schaltung 31 muß nicht immer notwendig sein, wobei dann die von den Ausgangsstufen erhaltene Sequenz von V&spplus; Ausgangsimpulsen direkt den Zeilenleitern 14 zugeführt werden und direkt als (Gate-)Abtastsignale für die adressierung der Bildelemente verwendet werden kann. Dies wäre möglich, wenn der Zeilenkondensator der Matrixanzeige klein ist. Wenn der Zeilenkondensator größer ist, z.B. über einigen Picofarad, ist eine Zeilenpufferschaltunga empfehlenswert, um die einige Mikrosekunden betragenden Schaitzeiten der Photodioden zu erreichen, deren Abmessungen davon abhängen, wieviel Platz im Randbereich der Platte 20 verfügbar ist, d.h. wenig. Abbildung 8 zeigt ein Beispiel einer geeigneten Schaltung für eine individuelle Pufferstufe, die an die Ausgangsstufe der lichtempfindlichen Mittel angeschlossen ist. Der Ausgang 45 der Ausgangsstufe ist an die Gates eines Kanals p der TFT 60 und eines Kanals n der TFT 61 angeschlossen, zwischen Spannungsschienen bei V+ und V- in Serie geschaltet. Ein Ausgang von der Pufferstufe, erhalten an dem Knoten zwischen den TFT, ist über die Leitung 62 mit dem zugehörigen Zeilenleiter 14 verbunden. Es ist zu bemerken, daß in diesem Beispiel der Puffer umpold und folglich die Anordnung des Satzes Photodioden und der Arbeitswiderstand 43 im Vergleich zu Abbildung 2 umgepolt werden.
Es ist zu beachten, daß der Stromkreis der lichtempfindlichen der auf der Fläche 20 gebildeten Sequenzschaltung 28 angemessen einfach und die erforderliche Anzahl externer Verbindungen zur Platte 20 gering ist und grundlegend aus Anschlüssen an V&spplus; und V&supmin; Spannungsquellen besteht. Dazu sind die zwischen den Teilen 35 und der Schaltung 25 erforderlichen Verbindungen gering. Um diese Verbindungen so gering wie möglich zu halten kann jedes der drei Teile 35 eine Schaltanordnung aufweisen, die nach Ende der Betriebssequenz eines Teils 35 den Betrieb des nächsten Teils 35 auslöst. Der logische Stromkreis, der die Erregersequenz der lichtemittierenden Elemente eines Teils 35 bestimmt, kann mit den lichtemittierenden Elementen der selben Anordnung integriert werden, anstatt in der Schaltung 25 vorgesehen zu werden. In diesem Fall muß die Schaltung 25 nur Strom und Zeitregulierungssignale vorsehen, womit die Anzahl der erforderlichen Verbindungsleitungen zwischen den Teilen 35 und der Schaltung 25 vermindert wird.
Die Sequenzschaltung 29 der Spaltensteuerschaltung 26 ist grundlegend mit der Sequenzschaltung 28 identisch, außer daß die Anzahl Ausgangsstufen der Anzahl Zeilenleiter 16 entspricht. So werden die Gruppe ihrer Ausgangsstufen, die Anzahl der erforderlichen lichtemittierenden Multi-Element-Teile 35, die Anzahl der lichtemittierenden Elemente 36 in jedem Teil und die Anzahl Photodioden in jedem Satz Ausgangsstufen dementsprechend ausgewählt. Ein charakteristisches Teil der Sequenzschaltung 29 mit drei typischen aufeinanderfolgenden Ausgangsstufen und den entsprechenden drei Stufen der Abtast-Halte-Schaltung 32 wird schematisch in Abbildung 9 gezeigt. Die in Abbildung 9 mit 38 bezeichneten Ausgangsstufen sind zur Vereinfachung in Blöcken dargestellt, von denen jeder die in Abbildung 3 dargestellte Photodioden/Widerstand-Schaltung oder deren Abänderung gemäß den Abbildungen 6a oder 6b enthält. Natürlich sind die Ausgangsstufen 38 der Sequenzschaltung 29 in einer Zeile anstatt in einer Spalte wie bei der Sequenzschaltung 28 angeordnet, und folglich ist die Anordnung ihrer Schaltelemente in bezug auf die der Schaltung 28 vertauscht, mit in Zeilen anstatt in Spalten angeordneten Photodioden, wie zuvor beschrieben. Die Ausgänge 45 der Ausgangsstufen 38 sind an die elektronischen Schalter jeweiliger Abtast-Halte-Stufen angeschlossen, wobei bei Betrieb die von der Schaltung 29 ausgehende Sequenz Ausgangsimpulse der Reihe nach die Abtast-Halte-Stufe aktivieren. Die Funktion der Sequenzschaltung 29 unterliegt bei einer wesentlich höheren Frequenz als der der Schaltung 28 der Steuerung der Schaltung 25, um über jeden TV- Zeilenzeitraum ein Bildinformationssignal mit n Punkten abzutasten, diese Abtastmuster zu speichern und die gespeicherten Spannungen den Zeilenleitern 16 zuzuführen. Nach einem einfachen Schema führt die Zeilensteuerschaltung 24 dem entsprechenden Zeilenleiter 14 über den folgenden TV-Zeilenaustastungszeitraum ein (Gate- )Abtastsignal zu und aktiviert dabei die TFT der gewählten Zeilenladung mit den Spannungen der entsprechenden Zeilenleiter. Dieses einfache Schema ist von einem ausreichend niederen TFT-Widerstand abhängig, damit die volle Ladung eines Bildelements über den Zeilenaustastzeitraum auftreten kann. In der Praxis wird normalerweise eine Zeilensteuerschaltung mit zwei Abtast-Halte-Schaltungen nach bekannter Art verwendet, um einen längeren Zeitraum für das Laden der Bildelemente zu ermöglichen.
In einer alternativen Durchführungsform enthält die aktive Matrixanzeigenfläche zweipolige nichtlineare Vorrichtungen wie Dioden oder Metall- Isolator-Metalle MIM antstatt TFT. In diesem Fall werden die Zeilenleiter 16 von der Platte 20 weggelassen und die Zeilenleiter an die Bildelementelektroden 19 angeschlossen, über jeweilige zweipolige nichtlineare Vorrichtungen, die anstatt der gegenüberliegenden Platte 21 als Gegenelektrode für die Bildelemente vorgesehen werden. Folglich werden dann die Sequenzschaltausgangsstufen der Spaltensteuerschaltung 26 auf der Platte 21 integriert, während die Ausgangsstufen der Zeilensteuerschaltung 24 auf der Platte 20 bleiben.
Es sind zahlreiche Änderungen der beschriebenen Anzeigevorrichtung möglich, wie der Fachmann erkennen wird. Die lichtempfindlichen Elemente 42 müssen keine Photodioden enthalten, sondern können andere lichtempfindliche Vorrichtungen sein, deren Ladungen sich bei Illumination ausreichend ändern. Es könnten z.B. Dünnfilm-, Photowiderstand- oder lichtempfindliche TFT verwendet werden, z.B. unter Verwendung amorphen Siliziums.
Falls gewünscht könnte eine herkömmliche Spaltensteuerschaltung verwendet werden, bei der die elektro-optische Schaltanordnung nur für die Steuerung der Zeilenelektroden verwendet würde.
Obwohl die weiter oben beschriebenen Anzeigevorrichtungen eine aktive matrixadressierte Anzeigefläche verwenden, ist die Erfindung nicht auf solche Anzeigevorrichtungen begrenzt, sondern könnte auf einfachen Multiplex-Anzeigeflächen wie z.B für Zwecke der Graphikdatenanzeige angewandt werden. Im Gegensatz zu TV- können für Graphikdatenanzeigen die Ausgänge der Sequenzschaltung 29 ohne eine Abtast-Halte-Schaltung 32 oder Pufferschaltung 33 an ihre jeweiligen Spaltenelektroden 16 angeschlossen werden, und die Spaltenelektroden direkt wählen. Dazu können die Anzeigeflächen andere elektro-optische Materialien als Flüssigkristall verwenden.
Die Erfindung ist nicht auf Anzeigevorrichtungen begrenzt, sondern kann wie zuvor erwähnt in anderen adressierbaren Matrixgeräten verwendet werden, in denen eine Sequenz von Ausgängen für die Adressierung einer Anordnung von Elementen mit den oben beschriebenen Sequenzschaltungen erforderlich ist, die eine Funktion durchführen, die normalerweise für solche Zwecke verwendeten Schieberegisterschaltungen ähnelt. Daher können die Sequenzschaltungen z.B. in Abtastvorrichtungen mit einer Zeilen- und Spaltenanordnung von Abtastelementen verwendet werden, die auf Berührung oder Licht reagieren und über Sätze von Zeilenund/oder Spaltenadressierleiter adressiert werden. In solchen Vorrichtungen kann eine allgemein zu der oben beschriebenen ähnliche Sequenzschaltung z.B. dazu verwendet werden, um den Zeilenadressierleitern zur Auswahl von aufeinanderfolgenden Zeilen von Elementen Abtastsignale zuzuführen und damit die erforderlichen Verbindungen der Fläche folglich zu vereinfachen. Ähnlich kann die Erfindung in Speichervorrichtungen mit Zeilen- und Spaltenanordnungen von Speicherbereichen vorgesehen werden, die über Sätze von Zeilen- und Spaltenadressierleiter adressiert werden.

Claims

1. Ein adressierbares Matrixgerät mit einer Fläche (10), die eine Zeilen- und Spaltenmatrixanordnung von Elementen (12) und Steuermittel enthält, um die Elemente über Sätze von Zeilen- und Spaltenadressierleitern (14, 16) der Fläche zu adressieren, die Steuermittel enthalten eine Steuerschaltung für die Zeilenadressierleiter (24) und eine Steuerschaltung für die Spaltenadressierleiter (26), von denen mindestens einer mit Sequenzschaltmittel (28, 29) mit einer Vielzahl an Ausgangsstufen (38) versehen ist, die mit den jeweiligen Adressierleitern einer Gruppe aufeinanderfolgender Adressierleiter verbunden sind, und eine elektro-optische Schaltanordnung mit lichtempfindlichen Mitteln enthält, die eine Vielzahl an lichtempfindlichen, in die Fläche integrierte Schaltelemente (42) und lichtemittierende Mittel (35) enthalten, die eine Vielzahl an lichtemittierenden Elemente (36) enthalten, die angeordnet sind, um mit den lichtempfindlichen Schaltelementen (42) zusammenzuarbeiten, wobei die lichtempfindlichen Schaltelemente dazu dienen, bei Beleuchtung einen Ausgang von jeder Ausgangsstufe (38) zu erzeugen, und die lichtemittierenden Elemente (36) dienen wahlweise dazu, bestimmte lichtempfindliche Schaltelemente in vorbestimmter Reihenfolge zu beleuchten, um von den Ausgangsstufen eine Sequenz von Ausgängen zu erzeugen, mit dem Merkmal, daß jede Ausgangsstufe (38) eine einen Satz von zwei oder mehr lichtempfindlichen Schaltelementen (42) enthält, von denen jedes Element angeordnet ist, um von einem unterschiedlichen lichtemittierenden Element (36) beleuchtet zu werden, daß die Anzahl der lichtemittierenden Elemente mindestens doppelt so groß wie die Anzahl der lichtempfindlichen Schaltelemente der Reihe ist, und daß jedes lichtemittierende Element lichtempfindliche, mit mehr als einer Ausgangsstufe verbundene Schaltelemente beleuchtet.

2. Eine adressierbares Matrixgerät laut Anspruch 1, mit dem Merkmal, daß die beiden oder mehr lichtempfindlichen Schaltelemente (42) in Serie geschaltet sind.

3. Eine adressierbares Matrixgerät laut Anspruch 1 oder 2, mit dem Merkmal, daß die lichtemittierenden Elemente (36) linear emittierende Elemente sind, die parallel zueinander angeordnet sind, und die lichtempfindlichen Schaltelemente (42) jeder Ausgangsstufe (38) sind räumlich so angeordnet, um jeweils mit den verschiedenen Kombinationen der lichtemittierenden Elemente zusammenzuarbeiten.

4. Eine adressierbares Matrixgerät laut einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Merkmal, daß die lichtemittierenden Mittel (35) als Anordnung vorgesehen und in der Nähe der lichtempfindlichen Mittel montiert sind.

5. Eine adressierbares Matrixgerät laut Anspruch 4, mit dem Merkmal, daß die lichtempfindlichen Schaltelemente (42) auf einer Platte (20) der Fläche (10) angeordnet sind, auf deren Oberfläche die Gruppe Adressierleiter (14, 16) vorgesehen ist, und daß die Anordnung auf der Platte über den lichtempfindlichen Schaltelementen montiert ist.

6. Eine adressierbares Matrixgerät laut einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Merkmal, daß die Sequenzschaltmittel (28, 29) eine Vielzahl elektro-optischer Schaltanordnungen enthalten, die alle mit jeweils einer oder einer Vielzahl an Gruppen aufeinanderfolgender Adressierleiter verbunden sind, und daß die Vielzahl elektro-optischer Schaltvorrichtungen der Reihe nach betrieben werden, um eine Ausgangssequenz von den Gruppen Ausgangsstufen zu liefern.

7. Eine adressierbares Matrixgerät laut einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Merkmal, daß jede Ausgangsstufe (38) eine Schaltanordnung mit zwei oder mehr lichtempfindlichen Schaltelementen (42) und einen Ausgang (45) enthält, der bei Illumination eines oder mehrerer lichtempfindlicher Schaltelemente von einem ersten Spannungsniveau auf ein zweites Spannungsniveau geschaltet wird.

8. Eine adressierbares Matrixgerät laut Anspruch 7, mit dem Merkmal, daß in jeder Gruppe Ausgangsstufen (38) die beiden oder mehr lichtempfindlichen Schaltelemente zwischen der ersten und zweiten Spannungsleitung (40, 41) mit einem Widerstandelement (43) in Serie geschaltet sind, wobei der Ausgang (45) vom Knoten zwischen den lichtempfindlichen Schaltelementen und dem Widerstandelement erhalten wird.

9. Eine adressierbares Matrixgerät laut einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Merkmal, daß die lichtempfindlichen Schaltmittel Dünnfilmvorrichtungen enthalten.

10. Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die eine Zeilen- und Spaltenmatrixanordnung von Bildelementen (12) und eine Steuerschaltung für die Zeilenadressierleiter (24) und eine Steuerschaltung für die Spaltenadressieneiter (26) enthält, von denen mindestens einer mit einer Vielzahl an Ausgangsstufen (38) versehen ist, die mit den jeweiligen Adressierleitern (14, 16) über elektro-optische Schaltmittel (28, 29) verbunden sind, die lichtempfindliche Schaltelemente (42) und lichtemittierende Elemente (36) enthalten, die angeordnet sind, um mit den jeweiligen lichtempfindlichen Schaltelementen zusammenzuarbeiten, um einzelne Ausgangsstufen zu aktivieren, mit dem Merkmal, daß jedes lichtemittierenden Element (36) angeordnet ist, um mit lichtempfindichen Schaltelementen (42) in verschiedenen Ausgangsstufen zusammenzuarbeiten, jede Ausgangsstufe mindestens zwei lichtempfindliche Schaltelemente (42) in Verbindung mit verschiedenen lichtemittierenden Elementen (36) enthält, die Gesamtzahl der lichtemittierenden Elemente mindestens doppelt so groß ist wie die Anzahl der lichtempfindlichen Schaltelemente in der Ausgangsstufe, und daß die Aktivierung einer Ausgangsstufe von der Anordnung der lichtempfindlichen Schaltelemente in einer Ausgangsstufe in bezug auf die lichtemittierenden Elemente abhängt.