NO860801L

NO860801L -

Info

Publication number: NO860801L
Application number: NO860801A
Authority: NO
Inventors: Tuomo Suntola
Original assignee: Lohja Ab Oy
Priority date: 1985-03-05
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1986-09-08
Also published as: JPS61281692A; SE8600983D0; BE904319A; GB2172733B; FI850874A0; SE461692B; NL8600540A; IT1190215B; AU593239B2; CH672196A5; DK97686A; ES8707804A1; GB8604906D0; IN165865B; CN86102354A; BR8600925A; CA1250976A; FR2578705A1; US4907862A; DE3606404A1

Abstract

Fremgangsmåte for generering av elektronisk styrbare fargeelementer og en fargeskjerm basert på denne fremgangsmåte, omfattende en lysportmatrise (9) og et lyskildesystem med et sett primærfargekilder (6, 7, 8) for primærfargene (R, G, B) samt styrekretser (1...4) for styring av transmisjonen for lysportene i lysportmatrisen (9) til et nivå som tilsvarer intensiteten av den respektive primærfarge i det sammensatte fargespektrum for det presenterte fargeelement. Primærfargen genereres ved pulsing av primærfagekildene og anvendelse av kun én lysport per fargeelement for styring av primærfargeintensitetene for fargeelementet. Oppfinnelsen muliggjør blant annet perfekt fargekonvergens, forbedret virkningsgrad for lystransmisjon og enklere produksjonsteknikk for fargeskjermer av transmisjonstypen, grunnet en enkel lysportkonstruksjon i forbindelse med den styrte lysportmatrise.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for generering av elektronisk styrbare fargeelementer på en fargeskjerm. Oppfinnelsen vedrører også selve fargeskjermen hvor denne teknologi anvendes.

De fremgangsmåter som er kjent ifølge teknikkens stand dekkes av følgende publikasjoner:

(1) R. Vatne, P.Ar Johnson, Jr., P.J. Bos:

A LC/CRT Field-Sequential Color Display,

SID 83 DIGEST, pp. 28...29.

(2) P.J. Bos, P.A. Johnson, Jr., K.R. Koehler/Beran:

A Liquid Crystal Optical-Switching Device,

SID 83 DIGEST, pp. 30...31.

(3) G. Haertling:

PLZT Color Displays,

SID 84 DIGEST, pp. 137...110.

(4) H. Kamamori, M. Suginoya, Y. Terada, K. Iwasa:

Multicolor Graphic LCD with Tricolor Layers Formed

by Electrodepositi on,

SID 84 DIGEST, pp. 215...218.

(5) V,'.A. Barrow, R.E. Coovert, C.N. King:

Strontium Sulphide: The Host for a New High-Efficiency Thin Film EL Blue Phosphor,

SID 84 DIGEST, pp. 249-..250.

(6) Electroluminescent Displays,

Report 6475, p. 83.

(7) W.F. Goede:

Technologies for High-Resolution Color Display,

1982 International Display Research Conference, 1982 IEEE, pp. 60... 63•

(8) T. Uchida, S. Yamamoto, Y. Shivata:

A Full-Color Matrix LCD with Color Layers on the Electrodes,

1982 International Display Research Conference, 1982 IEEE, pp. 166 ... 170.

(9) Displays, October 1984, p. 212.

(10) S. Morozurni , K. Oguchi, S. Yazawa, T. Kodaira,

H. Ohshima, T. Mano:

B/W and Color LC Video Displays Addressed by Poly Si TFTs SID 83 DIGEST, pp. 156...157.

(11) M. Yoshida, K. Tanaka, K. Taniguchi, T. Yamashita,

Y. Kakihara, T. Inoguchi:

AC Thin-Film EL Device That Emits White Light,

SID 80 DIGEST, pp. 106...107.

Viktig informasjon

Av arkivmessige grunner har Patentstyret for denne allment tilgjengelige patentsøknad kun tilgjengelig dokumenter som inneholder håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, eller som kan være stemplet "Utgår" eller lignende. Vi har derfor måtte benytte disse dokumentene til skanning for å.lage en elektronisk utgave.

Håndskrevne anmerkninger eller kommentarer har vært en del av saksbehandlingen, og skal ikke benyttes til å tolke innholdet i dokumentet.

Overstrykninger og stemplinger med "Utgår" e.l. indikerer at det under saksbehandlingen er kommet inn nyere dokumenter til erstatning for det tidligere dokumentet. Slik overstrykning eller stempling må ikke forstås slik at den aktuelle delen av dokumentet ikke gjelder.

Vennligst se bort fra håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, samt eventuelle stemplinger med "Utgår" e.l. som har samme betydning.

(12) J. Chevalier, J-P. Valves:

CRTs With Phosphor and Irnpregnated Cathodes for Avionics Displays,

SID 82 DIGEST^ pp. 60...61.

(13) Large Screen Display Performance Comparison Chart

SID 82 DIGEST, p. 107.

(14) M.G. Clark, I.A. Shanks:

■A Field-Sequential Color CRT Using a Liquid Crystal Color Switch

SID 82 DIGEST, pp. 172...173-

(15) J.A. Roese, L.E. McCleary, A.S. Khalafalla:

3-D Computer Graphics Using PLZT Electrooptic Ceramics, SID 78 DIGEST, p. 16.

(16) SID 78 DIGEST, p. 16.

(17) GB Patent Publication 2,061,587 (M. Stolov).

(18) B.E. Rogowitz:

Flicker Matching: A Technique for Measuring the Perceived Flicker of a VDT,

SID 83 DIGEST, pp. 172...173-

(19) Mukao et al. (Hitachi Co. Ltd.):

Nikke i Microdevices,

Special Issue, Spring '85

(20) R. Blinc, N.A. Clark, J. Goodby, S.A. Pikin, K. Yoshino: Ferroelectrics, Vol. 58, Nos 1/2/3/^ (1984) + Vol. 59, Nos. 1/2 (1984).

(21) Fl Patent Publication 60,333 (J. Antson et al.).

Den generelt mest anvendte løsning for en elektronisk fargeskjerm er bilderøret med skyggemaskering, hvilket er vanlig i fjernsynssett og hvis teknologi baserer seg på nærliggende trippelpunkter for fargeelementene og hvor hvert punkt respektive eksiteres med tre elektronstråler (7). Hele skjermen består da av et stort antall slike fargeelementer. En jevn fargegjengivelse eller persepsjon fra en slik fargeskjerm krever en viss avstand mellom skjermen og observatøren for at hvert av skjermens fargeelementer i hvert trippelpunkt smelter sammen under betraktningen til et jevnt oppfattet fargebilde.

Fargeskjermer som er basert på nærliggende fargeelementer som blir eksitert av andre organer enn elektronstråler finnes også. Eksempelvis er en fargeskjerm med matrisestyrt fluoriserende plasma i stand til å generere en fremvisningsenhet som er ekvivalent til det billedrør som er bygget på skyggemaskeringsprinsippet (16). Slike fremvisningsenheter kan henføres til kategorien aktive fremvisnings-komponenter og kan karakteriseres ved aktiv lysemisjon fra fargeelementene.

En fargeskjerm med parallellstyring av nærliggende fargeelementer kan også dannes av en lysport-matrise med styrbar lystransmisjon og komplettert med fargefilteret for lysstrålen og en lyskilde bak skjermen (4, 8, 10). En slik lysport-matrise omfatter vanligvis celler av flytende krystaller i hvilke hvert fargeelement typisk omfatter tre lys-celler med individuell og parallell styring, idet hver celle er avstemt for å sende ut en av primærfargene via cellens blå, grønne eller røde filter. I samsvar med dette må lyskildens spektrum inneholde tilstrekkelig energi ved alle primærfargenes bølgelengder. Fargeskjermer med flytende krystallceller og lysport-matrise og fargefiltere har vært anvendt ved mindre fjernsynsmottakere med fordelen av lav vekst og profil, sammenliknet med standard bilderør. En av ulempene med fargeskjermer med lysomskifting mellom nærliggende primærfarge-celler, er den relativt lave virkningsgrad, som blant annet forårsakes av det faktum at utstrålingen fra lyskilden for hver av primærfargene overføres kun effektivt via 1/3 av fargeelementenes areal. I praksis er det effektive areal for lysportene enda mindre på grunn av de uunngåelige områder som befinner seg mellom selve lysportene.

Enhver løsning med fargeskjermer som benytter nærliggende fargeelementer er begrenset av utilstrekkelig fargekonvergens, direkte knyttet til den relative avstand mellom primærfargeelementene. Denne ulempe er spesielt påfallende i grafiske fargeskjermer og andre fremvisningsenheter for farge hvor det er behov for en høy fargeoppløsning.

En løsning for forbedret fargekonvergens er det såkalte gjennomtrengnings- bilderør , hvor det lysemitterende sjikt på bilderørets skjerm består av overlagrede fosforsjikt med forskjellige utstrålingsbølgelengder for primærfargene (12). De emitterte bølgelenger kan velges ved en-dring av energien for den eksiterte elektronstråle og derved kan inntrengningsdybden kontrolleres slik at strålen når det fosforsjikt som har den ønskede bølgelengde. Imidlertid dekker ikke disse typer inntrengningsrør hele det synlige fargespektrum. Grunnet den kompliserte styreelektronikk som trengs for elektronstrålens akselerasjonsspenning, er et slikt bilderør uhensiktsmessig komplisert. Av samme grunn benyttes inntrengningsbil derør kun ved spesialanvendelser.

En annen nylig utviklet løsning er en kombina-sjonsfargeskjerm med sekvensielle fargefelt for to primærfarger. I dette tilfelle er fargefeltene for de to primærfarger dannet med ett fargebilderør som er komple ttert med fargepolarisatorer for separasjon av farge og fargeseparator-er av flytende krystall for seleksjon av de sekvensielle fargefelt (1, 14). Imidlertid begrenses fargene på denne skjerm til skalaen mellom de to primærfarger for kombina-sjoner mellom disse. Å generere et fargebilde uten flimring i dette system forutsetter at fargeseparatoren med flytende krystall, i dette tilfelle polariseringsseparatoren, er i stand til å arbeide ved en frekvens på 100 til 120 Hz. Påslags- og avslagstiden for den flytende krystall-celle beskrevet i (1), er i størrelsesordenen 1 ms. Dette er tilstrekkelig for å oppfylle det nevnte krav. Hovedbegrensning-ene ved denne løsning er imidlertid det begrensede fargespektrum innenfor kombinasjonen av de to primærfargekomponenter og det store intensitetstap som finner sted grunnet den lave overføringseffektivitet i polarisereren.

I en skjerm for fargebildeprojeksjon er selve fargebildet vanligvis fremkommet som summen av individuelt genererte bilder med primærfargene fra hver av kanalene for disse. Fargene kombineres så i et optisk linsesystem som projiserer primærfargebildene på en enkel skjerm (13).

Fargefremvisningen ifølge den foreliggende oppfinnelse tar sikte på en eliminasjon av ulempene som de konvensjonelle løsninger nevnt ovenfor er beheftet med, og å skaffe til veie en fullstendig ny fremgangsmåte og løsning for fargestyring i en skjerms fargeelementer, omfattende et system.av lyskilder og fargeelementer dannet av lysporter.

Det er således skaffet til veie en fremgangsmåte /er

som kjennetegnet ved den karakteriserende del av det etter-følgende krav 1, og hvor nærmere enkelheter fremkommer

av de etterfølgende krav 2 - 6, og en fargeskjerm som er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av den karakteriserende del av krav 7 og hvor nærmere enkeltheter vil fremgå av de etterfølgende krav 8-15.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse, omfatter denne såkalte "Synchrogate"-fremgangsmåten at farge-styringen av fargeelementer i en fargeskjerm med lysporter synkroniseres med sekvensielle pulser av primærfargene, individuelt generert i det innbefattede system av lyskilder. I samsvar med dette tjener lysportene som transmisjonsstyrte svitsjer for den bakoverprojiserende lyskilde i systemet. Utsendelsen fra en lysport styres til korrekt nivå for aktiveringstiden for en primærfargekomponent slik at dette nivå tilsvarer intensiteten av komponenten i det adderte fargespektrum for bildeelementet. Primærfargene genereres i systemet av lyskilder som individuelle,korte pulser av farget lys og sekvensielt pulserende i en takt tilstrekkelig høy for kontinuerlig, flimmerfri persepsjon av den adderte farge fra bildeelementet. "Synchrogate"-metoden letter gener-eringen av adderte farger ved at det er en lysport for hvert fargeelement, og dette gir en perfekt fargekonvergens.

"Synchrogate"-fargeskjermen i samsvar med den foreliggende oppfinnelse omfatter i dens "direktebetrakt-nings"-modus en fargeskjerm med en matrise for fargelementer av typen lysport eller en gruppe lysporter, et system av lyskilder bak skjermen for generering av lyspulser med primærfargene, og en synkroniseringskrets for styring av disse grunnelementer i synkronisasjon av styrekretser.

I "projisering"-modus omfatter fargeskjermen systemet for lyskilder, en lysportmatrise, disses styrekretser, og et optisk system for projisering av det bilde som dannes i lysportsystemet på en separat projiserings-skjerm.

Ved hjelp av oppfinnelsen oppnås betydelige fordeler. Fargekonvergensen er således faktisk perfekt siden alle grunnkomponentene av farger styres av en og samme lysport. Dette kan ikke oppnås ved noen annen skjerm med nærliggende primærfarge-elementer. Når samme lysport benyttes for hver primærfarge som det styrende fargeelement, oppnås tre ganger lystransmisjonen i forhold til et bildeelement med nærliggende fargeelementer, og faktisk oppnås i praksis mer enn tre ganger lystransmisjonen. Dette gir den ytterligere fordel at hver kilde for primærfarge aktiveres kun under varigheten for den tilsvarende komponent for primærfargen i bildeelementet. I samsvar med oppfinnelsen skaffer fremgangsmåten tilveie en effektiv lystransmisjon som med en faktor på mer enn tre overgår effektiviteten for fremvisningsenheter med nærliggende fargeelementer.

Fargerenheten for en primærfarge dannet ved fil-trering av et kontinuerlig spektrum er vanligvis dårligere enn den fra en monokromatisk lyskilde. Følgelig gir fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen den ytterligere fordel av en større fargedekning i fargekoordinatsystemet. Dessuten er en av fordelene ved systemet en reduksjon av antallet individuelt styrte lysportelementer til 1/3 sammenliknet med løs-ningen basert på nærliggende fargeelementer. Dette forenkler matrisekonstruksjonen for lysportene. Lysportmatrisen ved "the Synchrogate display" behøver heller ikke de fargefiltre som er nødvendig i lysportmatriser forøvrig. Sammenliknet med løsningen med nærliggende lysporter, trenger lysportene i-følge oppfinnelsen ikke arbeide med mer enn 1/3 takt, og dette er lett oppnåelig med lysportkonstruksjoner innen den kjente teknikk. Eksempelvis har de lysporttyper som er angitt i (2, 3, 15, 19 og 20) tilstrekkelig hastighet for dette formål.

Disse nevnte fordeler er vist sammen med andre fordeler og karakteristiske trekk i de ledsagende tabeller 1 og 2, hvor "theSynchrogate display" sammenliknes med fargefremvisningsenheter ifølge teknikkens stand basert på kombinerte lysporter og lyskilder. Sammenlikningen omfatter fremvisningsløsninger fra de refererte publikasjoner (4 og 1), idet den første omtaler en parallell-skjerm med nærliggende lysportelementer og filtre, mens den senere omfatter en feltsekvens-skjerm hvor de alternerende primær-fargefelter separeres med en lysport. Den løsning for en fargeskjerm som er angitt i publikasjon nr. (17), omfatter kombinasjonen av en farge-valgbar lyskilde på baksiden og en lysportkjerm, men dette er egentlig ikke en fargebildeskjerm, men heller en monokromatisk skjerm med en valgmulighet for forskjellige farger ved å endre fargen av den projiserende lyskilde på baksiden.

Parameterens kritiske flimre frekvens i sammenlik-ningstabellen i forbindelse med "Synchrogate" og feltsekvens-skjermer henviser til repetisjonsfrekvensen for lys eller bildefelter hvor det menneskelige øye integrerer det gjen-tatte lys eller bilde til en kontinuerlig lys- eller bilde-informasjon. I praksis avhenger denne kritiske flimrefrekvens av lysintensiteten, overflatetypen, kontrasten og faktorer i forbindelse med observatøren og dennes oppfattelse av lyset eller bildet. Typisk er den kritiske flimrefrekvens mer enn 25 Hz, se (18).

Oppfinnelsen vil nærmere redegjøres i det følgende ved hjelp av utførelseseksempler og med henvisning til de ledsagende illustrasjoner, hvor fig. la og lb viser forfra og fra siden en utførelse av skjermen i samsvar med oppfinnelsen, fig. 2a viser blokkdiagrammet. for en utførelse, fig. 2b viser i forstørret målestokk prinsippet i en styre-krets for en lysport med flytende krystall i en utførelse, fig. 2c viser tilsvarende drivkrets forbundet med holdekretser på inngangen, fig. 3a viser et tidsdiagram for signalet for de ulike seksjoner i en utførelse i samsvar med oppfinnelsen og under et fullt horisontalt forløp. Fig. 3b viser et tidsdiagram for signalet for de ulike komponenter i en utførelse under samme horisontale forløp, men denne gang i forbindelse med holdekretser på inngangen, fig. 4a og 4b viser en annen utførelse i samsvar med oppfinnelsen som frontriss og side-riss, henholdsvis, fig. 5a og 5b viser et tredje utførelses-eksempel tilsvarende fig. 4a og 4b, fig. 6a og 6b viser et fjerde utførelseseksempel på samme måte, fig. 7a og 7b viser et femte utførelseseksempel på samme måte, fig. 8a viser i skjematisk form et utførelseseksempel i samsvar med oppfinnelsen, anvendt for en fremvisningsenhet for projeksjon, fig. 8b viser det roterende filter for fargeseparasjon sett forfra for det utførelseseksempel vist på fig. 8a, fig. 9a, 9b og 9c viser en utførelse i anvendelse i en såkalt hybrid-skjerm, fig. 10a og 10b viser en sammenlikning mellom areal-ene for fargeelementer på fremvisningsskjermen og tilhørende lysporter for en skjerm med nærliggende fargeelementer og

for en skjerm i samsvar med oppfinnelsen.

Skjermen eller fremvisningsenheten som benytter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, omfatter de grunn-komponenter som er vist på fig. la og lb: En lysportmatrise 9 og et lyskildesystem med primærfarge-lyskilder 6, 7 og 8, samt drivkretser 1...4 som styrer den synkroniserte drift av lysportmatrisen 9 og systemet 6, 7, 8 på hensiktsmessig måte ifølge oppfinnelsens fremgangsmåte.

Lysportmatrisen 9 har lysportelementer 10 drevet under frembringelsen av det tilsvarende primærfargebilde til et transmisjonsnivå som samsvarer med intensiteten av den fremviste primærfarge i bildeelementet. En responstid på om-kring 2 ms eller mindre er påkrevet for lysportelementet 10. En periode på noen få millisekunder, i fig. 3a og 3b angitt som tidsintervallene t. t.„ og t.B er tilgjengelig for

IK, lb IB,

å tilføre bildefeltinformasjonen til lysportmatrisen 9. For å oppnå den høyest mulige virkningsgrad, aktiveres lyskildene

6, 7 og 8 kun for tiden t _. t „ t „ under hvilke tids-

r aR, aG og aB,

intervaller bildeinformasjonen som tilsvarer hver primærfarge R, G, B overføres fullstendig til lysportmatrisen 9, mens lysportelementene 10 mottar styring for sine tilsvarende transmisjonsnivåer.

Med bakgrunn i den kjente teknikk er den mest nærliggende løsning for utførelse av en lysportmatrise en som er bygget opp av flytende krystall og drevet av tynnfilmtransistorer, dette er da prinsipielt temmelig tilsvarende det som forefinnes innen teknikkens stand for lysportmatriser med nærliggende (fargefiltrerte) lysportelementer.

En fremvisningsenhet ifølge oppfinnelsen kan ut-føres ved å benytte følgende hovedblokker, vist på fig. 2a og 2b: Blokk 1: Hukommelsesenhet for videosignalet for overføring av inngangssignalet til en seriell form og som er kompatibel med fremvisningsenheten.

Blokk 2: Datainngangsdrivenheter for å styre lys-

portmatrisens spalter c,...c .

lm

Blokk 3: Selektorer for lysportmatrisens rekker 1 n

Blokk 4: Tidsstyrekretser og kraftforsyning.

Blokk 5: Et lyskildesystem som omfatter separat aktiverte primærfargekilder 6, 7, 8 for emittert lys av henholdsvis rød, grønn og blå farge.

Blokk 9: Flytende krystall-lysportmatrise hvor portelementene 9 drives av en integrert "array" eller rekke av tynnfilmtransistorer.

Blokk 15 (fig. 2b): En portelektrode G i en tynnfilmtransistor 15 og som driver et individuelt lysportele-ment 10, er forbudnet til matriserekken r^ som igjen er styrt av rekkeselektorene i blokk 3. Tynnfilmtransistorens 15 utgangs- eller "drain"-elektrode D er forbundet til spaltelinjene c^i matrisen 9, gjennom hvilken en datadriv-krets 2 fører intensitetsinformasjonen for det tilsvarende element via tynnfilmtransistorens inngangs- eller "source"-elektrode S ved punktet 12 til den kondensator som dannes av det flytende krystallelement. Den andre elektrode av krystall-elementet 16 er en felles elektrode 17.

Blokk 49: Drivenheter for lyskildene 6, 7, 8 i lyskildesystemet 5.

Den såkalte "Syncrogate display" ifølge oppfinnelsen forutsetter følgende ytelse av lysportelementet 10:

a) responstid < 2 ms, og

b) styrbart transmisjonsnivå for alle komponenter

av primærfargespektrumet.

Responskravet oppfylles best av løsningene innen teknikkens stand ved såkalte PLZT-lysporter (3, 15) og ferro-elektriske lysporter med flytende krystaller (19, 20). Pi-cellen (2) oppfyller også responskriteriene. Utsendelsen fra de refererte celletyper styres av tverrgående elektriske felter gjennom cellen for alle primærfargekomponenter R, B,

G-

Grunnet blant annet lavere styrespenning, gir flytende krystall-celler bedre resultater enn PLZT-cellene i lysportmatrisekonstruksjoner med et stort antall celler. De beste resultater har blitt oppnådd med flytende krystall-matriser drevet av tynnfilmtransistor (TFT). I løsninger fra teknikkens stand drives hvert flytende krystallelement i lysportmatrisen typisk av en tynnfilmtransistor hvis port-

og utgangselektroder forbindes til rekke- og spaltelinjene

r_j og c . i lysportmatrisen 9 (fig. 2b). Drivspenningen som påtrykkes via hver spaltelinje ,overføres gjennom tynnfilmtransistorens kanal, og transistoren utstyres til ledning ved hjelp av drivsignalet fra rekke- selektorlinjen til den kondensator som dannes av den flytende krystallcelle. For å øke cellens tidskonstant parallellkobles kondensatoren vanligvis med en tynnfilmkondensator for å oppnå lagringstid på 20 ms, dette er typisk kravet for celler i fremvisningsenheter som benytter nærliggende fargeelementer. Den løsning som er fremkommet i samsvar med oppfinnelsen, virker selv med matrise-celle-lagringstider på 1/3 av den angitte tid 20 ms. I mot-setning til dette må responstiden være < 5 ps, siden de løs-ninger som baserer seg på nærliggende fargeelementmatriser typisk greier seg med lengre responstider i størrelsesordenen

< 30 us.

Et alternativ (fig. 2c) for en celle drevet av en tynnfilmtransistor, er å inkludere nok en slik tynnfilmtransistor som en inngangsholdekrets som muliggjør at informa-sjonen for det neste felt kan overføres til matrisen mens det foregående felt vises på skjermen, uten at dette interfererer med dette viste felt. Intensitetssignalet lagres i en kondensator 60 og svitsjes til lysportelementet ved at en tynnfilmtransistor 61 slås på via en elektrode 62 for alle primær-fargeelementer.

Fig. 3a viser signalets tidsdiagram for en skjerm ifølge oppfinnelsen og hvor lysportmatrisen 9 er utført etter den såkalte tynnfilmtransistor/flytende krystall-konstruksjon (TFT-LC). Styrefremgangsmåten for matrisen 9 er "line-at-time". Tidsstyringen for signalet styres av en tids-styreenhet 4 synkronisert med videosignalet på inngangen.

Grunnprinsippene i styresekvensen tfc(dvs. 20 ms) omfatter tre sekvensielle underdelinger t_. t_ og t , under hvilke underfeltene for rød, grønn og blå farge genereres. Videre omfatter hver av de tre underdelinger to grunnsykluser,

hvorved de første t. t.„ t. _ overfører videoinf orma-

iR, iG og iB

sjonen fra hvert underfelt via spaltelinjer c^'«'cmtil elementene i lysportmatrisens 9 rekker (r^...rn) en etter en. Styrespenningene som påtrykkes de flytende krystallelementer er vist på fig. 3a med bølgeformer n» c,...c • r c r

De andre grunnsykluser t t „ t reserveres for lys-kildeaktivering, hvorved lyspulsene fra den røde lyskilde genereres under tidsintervallet t aK D / den grønne puls fra den grønne lyskilde under t a(a ,og den blå puls fra den blå lyskilde under t ar0?. I tillegg til grunnsyklusene må underdeling-ene t K , tn ( j og t si avsette tid for lysportens statusendring TLGog lyskildens forsinkelser<T>RT^, og Tg ved av-slag. Fig. 3b viser de tilsvarende sekvenser, underdelinger og grunnsykluser for en lysportmatrise med holdekretser på inngangen. I denne konstruksjon kan grunnsyklusene t a og ti. opptre samtidig. En ytterligere sekvens for igangsettings-pulsen (enable pulse) i inngangsholdekretsen er påkrevet, og varigheten av denne må være av samme størrelsesorden som skrivepulsen på inngangen.

Lyskildesystemet 5 for skjermen omfatter lyskilder for primærfargene R, G, hvilke styres individuelt for puls-varigheter < 3 ms.

Anvendelsen av primærfargekilder 6, 7, 8, hvilke må vises likt for observatøren, kan utføres ved hjelp av enhver av de mange kjente lyskildekonstruksjoner omtalt innen teknikkens stand. En optimal lyskilde er en transparent lyskilde med flat overflate og lav profil og som sender ut primærfargene R, G og B og muliggjør lokalisering av alle primærfargekilder 6, 7, 8 i en typisk fargefremvisningsenhet inntrettet i observasjonsretningen. En lyskilde som oppfyller disse krav er eksempelvis den tynnfilms elektroluminescente celle ifølge referansen (21), hvilken omfatter en elektro-luminescent konstruksjon (5a og 5b) utført med tynnfilm-teknologi på en glassplate 18 som et elektroluminescentlag 24 med transparente elektroder 23 og 25.

I denne konstruksjon befinner de elektroluminescente / seg

primærlyskilder (eller EL-lamper) bak lysportmatrisen 9, og de er sammenpresset innenfor størrelsen av lysportmatrisen. EL-lampene R, G, B kan drives i sin resonansmodus, hvilket krever lavere virkningsgrad for dem enn i den multipleks-drevne EL-skjerm.

Primærfargekildene kan også utføres som vist på fig. 4a og 4b. I denne konstruksjon utjevnes de emitterte lys-felter fra de nærliggende eller parallelt plasserte primær fargekilder 19, 20, 21 av en diffusjonsenhet 22, dvs. et matt glass, mellom lyskilden og lysportmatrisen. Hver primær-fargekilde R, G, B er da utformet som en parallellstyrt gruppe av lysemitterende dioder, dvs. som spalter 19, 20, 21.

Videre kan lyskildefeltet utføres som en vakuum-fluorescent emitter med en tilstrekkelig tetthet i linje-eller punktformede områder for hver primærfarge, eller en kombinasjon av slike (fig. 6a, 6b). I en slik utførelse er fluoriserende linjer 31, 32, 33 plassert parallelt for primærfargene R, G, B på en glassplate 18. I en viss avstand fra disse linjer 31, 32, 33 finnes en katodekonstruksjon 50. Linjene 31, 32, 33 og katodekonstruksjonen 50 er innelukket

i en vakuumpakning med en diffusjonsplate 22, pakninger 30 og avstandsholdere 26. Det fluorescente materiale for emittering av primærfarger er pålagt som smale striper over separate anodeelektroder 27, 28, 29. Seleksjonen av R, G og B pulser av lys utføres ved anodekommutering.

I projiseringsmodusen (fig. 8a, 8b) utføres lyskilden 41, 42 mest hensiktsmessig med en enkelt emitterende lyskilde 41, 42 for hvitt lys, dvs. en utladningslampe med xenon-gass og som er pulsert for å øke virkningsgraden, samt et separeringsfilter 37 for primærfarger i lystransmisjons-veien, hvilket er dreid synkront med styresignalene for lysportmatrisen 9.

Filteret 37 dreies av en elektrisk motor 39 via en aksel 38 synkront med et drivsignal fra en drivenhet 40 som styrer matrisen 9. Filteret har en sirkulær filterplate som er oppdelt ved hjelp av sorte felter 41 til tre transparente filterseksjoner 38, 39 og 40 for de respektive tre primærfarger R, G, og B. Det emitterte lys fra lyskilden 41 ut-sendes via fargeséparasjonen til en reflektor 42 og fra denne via et optisk lysportsystem 43 til 46 som det ønskede farge-mønster på en skjerm 47.

En lyskildekonstruksjon som omfatter monokromatiske primærfargerør 34, 35 og 36 av fluorescerende type eller tilsvarende utladningsrør med neongass, er vist på fig. 7a og 7b. Stige- og fallresponskravene for slike lyskilder kan tilfredsstilles ved f.eks. å benytte ultrafioletteksiterte materialer av lanthanide-typen. Også i dette tilfelle er funksjonen for diffusjonsenheten 22 å utjevne intensiteten på den emitterende overflate av lysportmatrisen 9.

Utførelseseksemplene ifølge oppfinnelsen og som er beskrevet ovenfor, refererer seg til utførelser som benytter lysportmatriser med flytende krystaller og integrerte tynnfilmtransistor-styrekretser.

Når den ønskede bildeoppløsning er lavere, dekker også oppfinnelsen løsninger hvor de individuelle fargeelementer kan utføres med diskrete lysportelementer i en hybridkonstruksjon og som helst er utstyrt med separate drivkretser. En slik utførelse muliggjør benyttelsen av konvensjonelle integrerte kretser for styringen av lysportene slik som foreslått for et instrumentpanel og som er vist på fig. 9a, 9b og 9c. Basisstrukturen i denne konstruksjon for lysportmatrisen er en glassplate 51. Et opakt lag 52 av isolerende materiale er påført overflaten av denne glassplate 51 overalt unntatt på områdene for lysportelementene. Oppå det isolerende lag 52 er påført et ledende mønster 53. Dette gir ledningsmønsteret fra lysportelementets kontakter 54 til kontaktene 55 for styrekretsene.

Både lyselementene og styrekretsene er festet på glassplaten 51 ved hjelp av overflatemonteringsteknikk. Ett enkelt lysport-skjermelement 56 kan bestå av enkeltvis til-koblede lysportelementer 58 drevet via signallinjer som er festet til kanten av lysportelementet.

Hvis konstruksjonen er basert på lysportelementet av PLZT-typen, kreves en styrespenning på mellom 150 og 200 V fra drivkretsene 57. Disse drivkretser 57 kan være utført på samme måte som ved EL_og plasma-skjermer. En drivkrets av denne type styrer typisk 32 eller 64 lysportelementer.

Selv om de utførelseseksempler ifølge oppfinnelsen som er beskrevet ovenfor, beskriver anvendelsen av tre primærfarger, vil naturligvis oppfinnelsens ramme også dekke anvendelsen av eksempelvis to, fire eller flere primærfarger.

Claims

bi Ideeler CAjie/" 1. Fremgangsmåte for generering av f-a-^ g-e-e-temen-ter med individuell fargekontroll på en fargeskjerm ved be-nyttelse av i det minste to lysporter (10) og et felles lyskildesystem (5) for lysportene og emittering av i det minste to separate primærfarger (R, G, B), omfattende et lyskildesystem (5) aktivert separat for hver primærfarge (R, G, B) for å generere on ovitajc-t lys)w=l=ete-som omfatter de forskjellige primærfargekomponenter, og styrekretser (1...4) for å styre transmisjonen av hver lysport (10) for derved å oppnå den ønskede farge-intensitet, karakterisert ved at primærfargekomponentene (R, G, B) genereres i lyskildesystemet (5) som^ alternerende lyssykluser, idet en primærfarge emitteres av gangen med en repetisjonsfrekvens på minst 25Hz, og . , t -|_

fargen av hvert -f-atr-geeiemerrfe genereres ved inn-stilling av transmisjonen for hver lysport (10) synkront med primærfargeemisjonssyklusen for hver primærfargekomponent og i et forhold som gir denø nskede additive fargepersepsjon.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakteri - <d>~ sert ved at lyskildesystemet (5) aktiveres separat for hver av de tre primærf argene (R, G, B) .
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakteri-' '

Se

sert ved at grunné^ kvensen for hvert videosignals linjesyklus deles med antallet primærfarger (R, G, B) til

et tilsvarende antall sekvensielle underdelinger (t tn t ),

- h R ' G' B idet hver underdeling ytterligere deles ned til e# grunn-syklus,/(t^ og t&) , hvorved en (t^ ) benyttes for overføring av videosignalinformasjonen til hver lysport (10) og den andre (ta ) benyttes for aktivering av lyskildesystemet (5) til generering av lyspulsen for den tilsvarende primærfarge (R, G, B) .
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at grunnsyklusene (t. t ) opp^r-o^ sekvensielt i hver underdeling (tD t„ t_,) (fig. 3a) .

K , (j , ti
5. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at grunnsyklusene (t1 ,, t Sl) opptroe samtidig i - hver underdeling (t^ t„ t_.) (fig. 3b) .
6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, idetviysportmatrises.

(9) anvendes, karakterisert ved at videosignalinformasjonen overføres til hver lysport (10) fra en data-inngangsdrivenhet (2) via spaltelinjer (c1...c ) i paralle-11-£e3? m- for én rekke (r^...r ) av gangen.
7. Fargeskjerm omfattende

minst to lysporter (10) som fargeskjermelementer, et lyskildesystem (5) bak fargeskjermen og kon-struert for emittering av minst to forskjellige primærfarger (R, G, B), og

styrekretser (1...3) for styring av transmisjonen for hver lysport (10) i samsvar med pønskede styresignaler»karakterisert ved at <p> ro^ r^ Wi fargeskjermen omfatter en synkroniseringsseksjon (4) innrettet for aktivering-ved en repetisjonsfrekvers på minst 25Hz-hver av primærfargene (R, G, B) individuelt og sekvensielt i lyskildesystemet (5), og

styrekretser (1, 2, 4) innrettet for å drive hver lysport (10) synkront med synkroniseringsseksjonen (4) slik at når hvilken som helst av primærfargenes (R, G, B) lyskilder er i aktivert tilstand, så bringes intensiteten av det lys som sendes ut via den tilsvarende lysport (10) til propov sj.onalitet med størrelsen av primærfargekomponenten i den additive farge, generert av lysporten (10).
8. Fargeskjerm ifølge krav 7, omfattende et lyskildesystem (37, 41, 42) med en emitterende kilde (41, 42) med

et bredt spektrum, „ k^a rakterisert -i- at f argo-5Y«-^<"o>MSe.r mas se icsjovvilsv »'>'. ? ~ ?0 ^ C

synkroniseringen dannes med et roterende fargeseparasjons-

filter (32) (fig. 8a, 8b), anordnet foran lyskilden (41, 42) og som sammen med denne genererer de forskjellige primærfargekomponenter (R, G, B) .
9. Fargeskjerm ifølge krav 7, karakterisert ved at lyskildesystemet omfatter elektroluminescente tynnfilmkonstruksjoner (23...25) plassert lagvis i observasjonsretningen for emittering av primærfargene (R, G, B) (fig. 5a, 5b).
10. Fargeskjerm ifølge krav 7, karakterisert ved at lyskildesystemet omfatter en konstruksjon av lysemitterende diodegrupper (19, 20, 21) for emittering av de forskjellige primærfarger (R, G, B) (fig. 4a, 4b).
11. Fargeskjerm ifølge krav 7, karakterisert ved at lyskildesystemet omfatter en vakuumfluori-serende konstruksjon med emitterende primærfargeområder (31,

32, 33) for emittering av de forskjellige primærfarger (R, G, B) (fig. 6a, 6b).
12. Fargeskjerm ifølge krav 7, karakterisert ved at lyskildesystemet omfatter en konstruksjon av fluoriserende rør (34, 35, 36) eller tilsvarende lys-emittere (fig. 7a, 7b).
13. Fargeskjerm ifølge ett av kravene 9 til 12,.

karakterisert ved at d-e-fe f argeemitterende—felt er utjevnet ved en diffusjonsenhet (22) foran lyskildene.
14. Fargeskjerm ifølge krav 7, karakterisert ved at lysportelementene (56, 58) er utført med diskrete komponenter montert på en glassplate (51) som tjener som skjermledersubstrat og strukturell ramme (fig.

9a, 9b, 9c).
15. Fargeskjerm ifølge krav 7, karakterisert ved at styrekretsen som driver en individuell lysport omfatter en inngangsholdekrets bestående av en tynnfilmtransistor (61) og en holdekondensator (60) for over-føring av bildeinformasjonen samtidig til samtlige bilde-elementer ved et signal på en felles aktiveringselektrode-linje (62) for samtlige fargeelementer (fig. 2c).