DE19912389A1 - Lyquid Cristal Laser Display - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein hochauflösendes Farb
display auf der Basis eines bistabilen Flüssigkristalls, das mittels Laserstrahls in
einen optisch dispersiven Zustand gebracht und mittels einer Feldstärke wieder in
den ursprünglichen transparenten Ausgangsszustand zurückversetzt werden kann.
Als Lichtquelle wird eine gerichtete Hintergrundbestrahlung mit weißem Licht
benutzt. Es kann aber auch eine starke Frontbeleuchtung alternativ verwendet
werden. Zum Beschreiben des Flüssigkristalls wird ein ablenkbarer infraroter Laser
strahl benutzt. Um alle Farbwerte auf dem Display erzeugen zu können, werden
speziell dimensionierte Farbgraustufen-Masken eingesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe der obenge
nannten Komponenten ein hochauflösendes Farbdisplay zu entwickeln, dessen
Oberflächengrösse modular erweiterbar ist, ohne daß die flächenspezifische Farb
auflösungsqualität reduziert wird. Auf einer Displayfläche von 1 mm2 sollen da
bei bis über 100 Farbbildpunkte dargestellt werden können, von denen jeder ein
zelne Bildpunkt (Pixel genannt) unabhängig die volle Farbinformation in bis zu
3.28 Farbstufen darstellen kann. Verzichtet man auf eine farbige Darstellung, so
soll durch eine spezielle Maske eine erhöhte Auflösung in schwarzweißen Graustu
fen erzielt werden. Das Display soll löschbar und wiederbeschreibbar sein. Die
Häufigkeit der Wiederbeschreibbarkeit soll dabei in verschiedenen Ausbaustufen
bis zu einer echtzeitfähigen Darstellung erhöht werden können. Duch Hinzufügen
von Linsenrasterscheiben und durch Verwendung speziell dafür dimensionierter
Farbgraustufen-Masken soll ein solches Display zu einem 3-dimensionalen Display
ausgebaut werden können. Die LC-Scheibe selbst soll dabei ohne eine kosteninten
sive elektrische Matrixstruktur auskommen. Zum Erzielen der hohen lokalen
Auflösung soll ein hochpräzises optisches Farb- und Graustufenfilter auf die Schei
be bzw. Folie aufgebracht werden. Die ausstrahlende bzw. darstellende Fläche des
Displays soll lückenlos eine Größe von von 20 bis 30" (inch) als Standardgröße
erreichen können. Für das Gehäuse soll dabei eine relativ kleine Bautiefe im Ver
gleich zur Breite möglich sein.
Die formulierte Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß
durch das Zusammenspiel folgender sechs miteinander abgestimmter Massnahmen
erzielt:
- 1. Aufbringen doppel-periodischer fokaler Masken (9), die als Farb- und Dämp fungsfilter wirken auf die LC-Scheibe;
- 2. Modularisierung und Parallelisierung repetitiver Laserstrahl-Einheiten;
- 3. Einfügen einer besonders dünnen Flüssigkeitsschicht (7), die nur binär zu schal ten ist in die Zustände "voll transparent" oder "voll streuend";
- 4. zeitlich und lokal kalibrierte Adaption der Laserstrahlen (3, 4) an jeder Laser einheit separat;
- 5. Aufbringen einer lokal kalibrierenden Lasersensorik auf die LC-Abdeckung (8);
- 6. Einsetzen einer binären Subpixel-Codierung, die geringfügige örtliche Verschie bungen toleriert.
Jede der genannten Einzelmassnahmen kann in unterschiedlichen Ausbaustufen
bzw. verschiedenen Ausbauformen realisiert werden; beispielsweise kann sich die
doppelt-periodische Maske (9) aus repetitiven Pixelfeldern (10) zusammensetzen,
die neun unterschiedliche Einzelfelder aufweisen, vgl. Fig. 2, Felder 1 bis 9 in
nerhalb eines Pixelfeldes (10). Die verschiedenen Einzelfelder der Maske können
wiederum erzeugt werden durch eine Überlagerung einer horizontalen Streifen
maske (12) und einer vertikalen Streifenmaske (13). Dabei kann die horizontale
Maske ein Farbfilter sein, das die drei Farbstreifen RGB (Rot, Grün, Blau) aufweist,
bei denen je drei Farbstreifen durch einen schwarzen lichtundurchlässigen Streifen
getrennt werden können, aber nicht müssen, so dass diese Streifengruppe einen
Pitchabstand PV aufweist. Die dahinter oder davor liegende vertikale Streifenmaske
kann dabei eine reine Dämpfungsmaske sein, die sich Zusammensetzt aus sich
wiederholenden Gruppen von beispielsweise vier Einzelstreifen mit dem Pitchab
stand PH. Jeder Einzelstreifen bewirkt dann eine wellenlängenunabhängige Dämp
fung des Lichtes, ohne dass die einzelnen Strahlen gestreut werden, mit den
Dämpfungskoeffizienten k1, k2, k3, k4 (vgl. Fig. 3). Die repetitive Pixelmaske (10)
kann aber auch eine monochrome Maske sein, die sich aus unterschiedlichen
Dämpfungsfeldern zusammensetzt, wie es in Fig. 7 gezeigt wird. In einem solchen
Fall handelt es sich dann beispielsweise um ein monochromes Display mit einer
besonders hohen Auflösung.
Die unter Punkt 2 genannte Modularität der Laser- und Beleuchtungseinheit (2)
bedeutet, dass hinter der Display-Scheibe beispielsweise 3 × 4 = 12 identische
Laser- und Beleuchtungseinheiten dicht gepackt montiert werden; die kleinste
Ausführungsform kann aber auch aus einer einzigen Lasereinheit hinter einer
kleinen LC-Scheibe bestehen.
Die unter Punkt 3 genannte besonders dünne Flüssigkristallschicht bedeutet, dass
einzelne Subpixel in einer Größe von etwa 4 × 4 oder 5 × 5 µm2 gesetzt werden
können in binäre Zustände. Eine besonders dünne Schicht von etwa 3 bis 4 µm hat
dann den Vorteil, dass die Zustände mit besonders kleiner Energie gesetzt und zu
rückgesetzt werden können.
Die in Punkt 4 genannte Adaption der Laserstrahlen bedeutet, dass unabhängig in
jeder einzelnen Lasereinheit eine kalibrierte Zuordnung der Flächenkoordinaten der
Laserstrahlen auf der LC-Schicht zu den zeitlich 2-dimensional abgelenkten Laser
strahlen vorgenommen werden kann. Die Einheit aus ablenkbaren Laserstrahlen
kann dabei in einer Laserdiode erzeugt werden oder aber auch in einem Array von
Laserdioden, deren Strahlengang durch eine Linse auf der LC-Schicht fokussiert
wird.
Die unter Punkt 5 genannte Lasersensorik (8) besteht aus mindestens 4 Licht
dioden (in der Regel aber mehr) je Lasermodulfläche, die in denjenigen Maskenre
gionen aufgebracht sind, in denen ein schwarzer lichtundurchlässiger Filterstreifen
vorhanden ist. Diese Dioden haben eine besonders hohe Empfindlichkeit im Wellen
längenbereich des infraroten Laserlichtes. Beim kurzzeitigen Überstreifen eines
Laserstrahls wird ein Impuls an die Laseradaption zurückgemeldet und somit die
lokale Koordinate zur zeitlichen Zuordnung gemessen. Diese Messung wird ständig
wiederholt, so dass thermische Ausdehnungen oder andere Verschiebungen
laufend korrigiert werden können. Damit wird eine subpixelgenaue Adressierung
durch eine zeitliche Modellierung der Laserstrahlen möglich.
Die in Punkt 6 genannte Subpixel-Codierung bewirkt, daß in jedem Pixel die Anzahl
der gesetzten Subpixel je Farb- und Helligkeitsfeld innerhalb eines Pixels so gesetzt
wird, daß durch die additive Überlagerung sämtlicher Felder in einem Pixel der
richtige Farbhelligkeitswert erzielt wird. Hierfür wird eine für die jeweilige Maske
optimale Code-Tabelle berechnet und in einem Speicher eines Lasermoduls abge
legt. Beispiele für solche Codier-Tabellen, die pro Farbwert bis zu 8 bit Genauigkeit
erreichen, sind im Anhang angegeben. Dabei wird eine Codier-Tabelle in der Regel
auch Pixel-übergreifend angelegt sein, um mögliche geringfügige lokale Moiré-
Muster kompensieren zu können.
Für ein hochauflösendes LCL-Display, das durch die oben beschriebenen Mass
nahmen erstellt wurde, kommen drei verschiedene Ausführungsformen in Frage:
- 1. LCL-Display mit Laser- und Beleuchtungs-Modul im Hintergrund, wie in Fig. 1 gezeigt;
- 2. LCL-Display mit Frontbeleuchtung und Laserschreib-Modul im Hintergrund, wie in Fig. 10a dargestellt;
- 3. LCL-Display mit abnehmbaren Folien, die mittels eines separaten Lasergerätes beschrieben und gelöscht werden können (Foto-Version mit Beleuchtung, vgl. Fig. 10b).
Die Display-Branche hat in den letzten Jahren einen der stärksten Wachstums
märkte weltweit hervorgebracht. Flachdisplays sind als Serienprodukte praktisch
nicht älter als 20 Jahre. Während 1994 der Umsatz für Flachdisplays weltweit
noch bei etwa 14 Milliarden $ lag, wird für das Jahr 2000 bereits ein doppelt so
grosser Weltmarktumsatz von etwa 28 Milliarden $ erwartet. Der Umsatz für die
konkurrierenden Kathodenstrahlröhren blieb in den letzten Jahren in etwa konstant
bei etwa 25 Milliarden $. Die stärkste Gruppe der Flachdisplays sind die TFT-
Displays, von denen jährlich zur Zeit über 1 Million hergestellt werden, davon
etwa über 95% in Japan. Die wichtigste Gruppe der Flach-Displays benutzt
Flüssigkristalle als optisches Medium, so auch das TFT-Display (Thin Film Techno
logy). Ein aktueller technischer Überblick über Flüssigkristalle ist in dem Beitrag [1]
zu finden.
Die wichtigste Anwendungsgruppe der Flüssigkristalle
basiert auf TN-Zellen (TN: Twisted Nematic). Zwischen geeigneten Oberflächen
polarisieren diese Flüssigkristalle das Licht und drehen die Polarisationsebene um
90° vom Eintreten bis zum Austreten. Vor und hinter der TN-Zelle sind zusätzlich
parallel polarisierende Filter untergebracht mit ebenfalls um 90° versetzter Polarisa
tionsrichtung, so dass polarisiertes Licht in diesem Grundzustand passieren kann.
Wird senkrecht zur Flüssigkristallschicht über ITO-Elektroden (Indium-Tin-Oxyd)
eine elektrische Feldstärke angelegt, so drehen sich die polarisierenden Fäden des
Flüssigkristalls und die Polarisationswirkung des Flüssigkristalls verschwindet
proportional mit der wachsenden Feldstärke. Bei einer Spannung von 5 bis 10 V ist
der Sättigungszustand erreicht, bei dem das Flüssigkristall die Polarisationsrichtung
nicht mehr dreht, so dass kein Licht mehr passieren kann, auf Grund der davor und
dahinter sich befindenden um 90° versetzten Polarisationsfilter.
Die wichtigste Anwendungsgruppe sind wie gesagt die TFT-Displays. Bei diesen
Displays werden pro Pixel 3 unabhängig betreibbare parallele TN-Zellen (Twisted
Nematic) eingesetzt. Vor jeder dieser TN-Zellen befindet sich ein Farbfilter für rote;
grüne und blaue Lichtkomponenten, so dass deren Überlagerung bei voller Hel
ligkeit wieder weiss ergibt. Zu jeder dieser Subpixel-TN-Zellen gehört auf eigenen
Layern ein angesteuerter Transistor und ein Kondensator, der eine bestimmte
Spannung zwischen den ITO-Elektroden der TN-Zelle hält. Über einen schnellen
Zeilen- und Spaltendecoder wird der Transistor kurzzeitig mit der Signalspannung
angesteuert. Der Transistor hält die Spannung für die Dauer eines Bildzyklus'.
Schliesslich wird bei einem TFT-Display noch eine weisse Hintergrundbeleuchtung
verwendet, während bei einem Panel für einen Overhead-Projektor keine Hinter
grundbeleuchtung erforderlich ist; diese wird von der Lichtquelle des Overhead-
Projektors erzeugt. Damit ist die wesentliche Funktionsweise eines TFT-Displays
beschrieben. Die Pixelgrösse bei TFT-Displays kann herunterreichen bis zu 50 µm.
Bei einem Display mit beispielsweise 1280 × 1024 Pixeln müssen dabei auf einer
Folie oder auf einem Glas über 3 × 1,3 Millionen unabhängige Zellen mit Transistor
steuerung parallel realisiert werden, von denen jede einzelne aktive Zelle funktio
nieren müsste. Auf Grund der Vielzahl erforderlicher Layer ist dies eine Herstel
lungsherausforderung für hohe Präzision. In Wirklichkeit jedoch toleriert man bei
einer bestimmten Qualitätsklasse von Displays 10 bis 30 nicht funktionierende
Subpixel, die das Auge nicht bemerkt, wenn diese nicht gehäuft auftreten.
TN-Zellen können auch in zwei optisch unterschiedli
chen Zuständen ohne Energiezufuhr verharren, wenn dem TN-Flüssigkristall chole
sterische Materialien beigemischt werden. Zwischen zwei präparierten Wänden
bildet sich in dem Flüssigkristall eine planare Helix aus, d. h. eine spiralförmige
Molekülanordnung. Das Material kann dann in diesem Zustand bestimmte Farben
reflektieren. Beim Anlegen eines elektrischen Feldes senkrecht zur Flüssigkristall-
Schicht werden die Molekülketten in Richtung des Feldes ausgerichtet, wodurch
das Material durchsichtig wird, bzw. vor einem schwarzen Hintergrund dunkel
erscheint. Wird die Spannung wieder abgeschaltet, bleibt das Material in diesem
zweiten Zustand stabil. Dieser Zustand kann für Jahre erhalten bleiben. Wird
erneut irgendwann ein noch höheres elektrisches Feld angelegt, so sortieren sich
die Flüssigkristalle vollständig in die senkrechte Richtung zur Schicht um und nach
Abschalten dieser Spannung fallen sie in den ursprünglichen planaren Zustand
zurück. Diese Flüssigkristalle werden SCTLCs genannt (Stabilized Cholesteric
Texture Liquid Crystals). Der Vorteil solcher bistabiler Materialien ist der, dass
einzelne Pixel nacheinander über kurze Impulse gesetzt und gelöscht werden
können, wenn die einzelnen Pixel separate ITO-Elektroden aufweisen, die kurzzeitig
über horizontale und vertikale Pfade angesteuert werden können. Beschriebene
Bilder bleiben ohne Energiezufuhr gespeichert.
Eine den TN-Zellen verwandte Klasse von Flüssigkristallen sind PDLCs
(Polymer Dispersed Liquid Crystals), bei denen ein streuender Zustand und ein
transparenter Zustand ausgenutzt werden kann für die Anwendung in Displays.
Viele Anwendungen für Displays beruhen auf der polarisierenden Wirkung der
Flüssigkristalle; dabei wird jedoch ein Anteil von 50% des Lichtes nicht genutzt.
Das ist bei Streudisplays nicht der Fall; darüber hinaus ist es möglich, mit licht
streuenden Materialien höhere Auflösungen zu erzielen. Die dispersiven Flüssig
kristalle sind im Grundzustand bei einer zufälligen Anordnung der Kristallsstruktu
ren milchig, streuen also darauf treffendes oder durchstrahlendes Licht. Wird ein
elektrisches Feld senkrecht zu einer LC-Schicht angelegt, so ordnet sich diese
Kristallstruktur und das Kristall wird durchsichtig, transparent also. Sind an den
LC-Oberflächen ITO-Elektroden angebracht, so kann man das Flüssigkristall
zwischen diesen beiden Zuständen mittels elektrischer Feldstärken hin- und
herschalten. Mit kleinen durchsichtigen und verdrahteten Elektroden kann man auf
diese Weise separate Pixel ansteuern und eine Bilddarstellung erzielen.
Eine besondere Rolle spielen bistabile streuende Flüssig
kristalle, die auf der Basis von "Filled Nematics" (FN) arbeiten. FN-Materialien sind
eine Mischung aus nematischen Flüssigkristallen und einem geringen Anteil hoch
disperser Kieselsäure. Die nematische Flüssigkristall-Schicht befindet sich in einer
Dicke von 5 bis 10 µm, normalerweise zwischen zwei ITO-Elektroden, zum Erzeu
gen einer elektrischen Feldstärke senkrecht zur LC-Schicht. Wegen der grossen
optischen Anisotropie des nematischen Flüssigkristalls und der zufälligen Lage der
Vorzugsrichtung in den einzelnen Domänen erscheint eine solche Zelle milchig
trüb. Durch das Auftreten einer elektrischen Feldstärke zwischen den Elektroden
werden die nematischen Domänen aufgrund der positiven dielektrischen Anisotro
pie einheitlich senkrecht zur Zellenoberfläche (homöotrop) ausgerichtet und die
Zelle wird transparent. Nach dem Entfernen des externen elektrischen Feldes bleibt
dieser Zustand stabil. Mittels geringfügiger durchsichtiger Beimengungen, die in
frarotes Licht absorbieren, wird erreicht, dass fokussierte Laserstrahlen das
Flüssigkristall auf wenigen µm2 so erhitzen, dass der homöotrope Zustand wieder
verschwindet, bzw. das Flüssigkristall-Material in den streuenden Zustand lokal
zurückgeschaltet wird [2].
Für mobile Anwendungen besonders interessant sind
reflektive Flüssigkristalle, die ohne Hintergrundbeleuchtung auskommen und nur
mit dem Umgebungslicht arbeiten. Ein solches Flüssigkristall ist beispielsweise die
oben genannte PDLC-Zelle. Es kann mit polarisationsfreier Methode erzielt
werden, dass durch Anlegen eines elektrischen Feldes die Flüssigkristall-Moleküle
in den PDLC-Tröpfchen sich parallel zum Feld ausrichten und das Material trans
parent erscheinen lassen, wodurch das Umgebungslicht passieren kann und in
einer dahinterliegenden schwarzen Schicht absorbiert wird; an dieser Stelle er
scheint die Zelle schwarz. Im spannungsfreien Zustand reflektiert die PDLC-Zelle
das auf sie fallende äussere Licht. Auch Farbreflexionen sind erreichbar mit
nematischen Zellen: derartige Displays enthalten im nematischen Flüssigkristall als
host eingebettete dichroitische Farbmoleküle, deren Absorption des Lichts in
Richtung der langen Molekülachse gross und senkrecht dazu sehr klein ist. Durch
Drehung der Moleküle im elektrischen Feld kann damit zwischen einem hellen und
einem dunklen Zustand umgeschaltet werden. Erzielbare Kontraste sind etwa 8 : 1,
allerdings in einem weiten Betrachtungswinkel. Eine reflektive guest-host-Zelle
kann ebenfalls sehr kleine Abmessungen im 10 µm-Bereich erzielen.
Die immer wichtiger werdende Klasse von Flachdisplays sind
Licht- emittierende Plasma-Displays. Plasma-Displays arbeiten im allgemeinen mit
Zellen, die mit Neon und Xenon gefüllt sind. Durch Anlegen einer Spannung in
einer Grössenordnung von mehreren 100 V entsteht eine Gasentladung, die UV-
Licht ausstrahlt und die Phosphor-Schicht der Pixel zum Leuchten anregt. Die
verwendeten Phosphore sind beispielsweise Y2O3:Eu für rot, Zn2SiO4:Mn für grün,
BaMgAl4O23::Eu für blau. Die dabei erzielbare Lichtausbeute erreicht bis zu
0,65 lm/W. Insbesondere werden Plasma-Displays eingesetzt für neue flache Fernseh
bildschirme, da sie in einer hohen Farbqualität grossflächig bis über 50" Bilddiago
nale herstellbar sind.
Plasma-adressierte Flüssigkristall-Displays (PALCs) wurden der hervor
ragenden Schalteigenschaften von Plasma-Zellen wegen entwickelt. Diese Klasse
von Displays arbeitet mit regulären Flüssigkristall-Displays und ersetzen die TFT-
Ansteuerung durch eine Plasma-adressierte Ansteuerung. Allerdings liegen die
erzielbaren Zeilen- und Spaltenraster nicht unter 700 µm. Der Vorteil von PALCs
ist die wirtschaftliche Herstellung grossflächiger Displays, die die TFT-TN-Technik
derzeit noch nicht erreichen kann. PALCs erscheinen deshalb als erfolgsverspre
chendste Lösung für flache Fernseh-Bildschirme.
Grosse Lichthelligkeiten werden erzielt mit Elek
troluminiszenz-Displays. Die Lichtemission wird in einem Halbleitermaterial erzeugt
durch die Injektion von Elektronen und Löchern durch kleine elektrische Felder in
n- und p- dotierte Gebiete von LEDs. Allerdings sind kleine Pixelflächen unter
1 mm2 kaum machbar. LEDs füllen eine Marktnische, in der ein helles monochroma
tisches Licht ausreicht, beispielsweise in öffentlichen Anzeigetafeln, in Displays in
Stadien oder bei Bremslichtern im Kfz-Bereich.
Eine neue sehr hoffnungsvolle
Klasse stellen die Organischen Elektroluminiszenz-Displays dar. Als Licht-emit
tierende Schicht wird ein Polymer, z. B. Poly-p-phenylen-vinylen (PPV), einge
setzt. Besonders attraktiv für Mobilgeräte sind geringe Versorgungs-Spannungen
von etwa 3 V und sehr kleine Schaltzeiten im µs-Bereich. Die nutzbare Spitzenhel
ligkeit hat bereits 102 bis 103 cd/ m2 erreicht, was einer Lichteffizienz bei rot von
3 lm/W, bei grün von 20 lm/W und bei blau von 6 lm/W entspricht. Bislang liegen
kaum Entwicklungen vor, bei denen OELDs mit komplexen Ansteuerschaltungen
für grossflächige Displays eingesetzt wurden, aber dennoch ist ein ungeheuer
breites Feld von zukünftigen Anwendungen denkbar. Bekannt geworden sind
Farbdisplays bis zu einer Grösse von 10". Grundsätzlich sind aber auch hier gross
flächige Displays denkbar [5]
[1] E. Lüder: Flüssigkristall-Bildschirme: Tendenzen in Forschung und Produk
tion, Euroforum Konferenz Display 97, Stuttgart, 1997.
[2] M. Kreuzer, T. Tschudi, W. H. de Jeu, R. Eidenschink: New liquid crystal display with bistability and selective erasure using scattering in filled nema tics, Appl. Phys. Lett. 62(15), 1993, pp. 1712-1714.
[3] S. Hentschke: Stereo-Hologramm-Display, Patent schrift DE 196 46 046 C1, PCT WO 98/21 619 (1998).
[4] M Kreuzer, R; Eidenschink: Selectively alterable optical data memory, US- Patent Nr. 5,532,952, 1996.
[5] Nu Yu, H. Schenk, H. Spreitzer, W. Kreuder, H. Becker: Organic Poly-LEDs, 8. ITG-Fachtagung, Garmisch, Display und Vakuumelektronik, 1998.
[2] M. Kreuzer, T. Tschudi, W. H. de Jeu, R. Eidenschink: New liquid crystal display with bistability and selective erasure using scattering in filled nema tics, Appl. Phys. Lett. 62(15), 1993, pp. 1712-1714.
[3] S. Hentschke: Stereo-Hologramm-Display, Patent schrift DE 196 46 046 C1, PCT WO 98/21 619 (1998).
[4] M Kreuzer, R; Eidenschink: Selectively alterable optical data memory, US- Patent Nr. 5,532,952, 1996.
[5] Nu Yu, H. Schenk, H. Spreitzer, W. Kreuder, H. Becker: Organic Poly-LEDs, 8. ITG-Fachtagung, Garmisch, Display und Vakuumelektronik, 1998.
Das Liquid Crystal Laser Display (LCLDISP) setzt sich zusammen aus einer LC-
Scheibe (1) und mehreren dahinter flächenmäßig repetitiv dicht angeordneten La
ser- und Beleuchtungsmoduln (2). Die Teile werden, wie in Fig. 1 gezeigt, durch
ein Gehäuse mit der kleinstmöglichen Bautiefe zusammengehalten, vgl. Fig. 1.
Dass darüberhinaus noch eine Stromversorgungseinheit vorhanden ist, braucht an
dieser Stelle nicht besonders erwähnt zu werden. In der LC-Scheibe selbst befin
den sich funktional unterschiedliche Schichten. Die Oberfläche der Scheibe selbst
ist leicht dispersiv (20), um Helligkeitssprünge zu vermischen. Auf der Innenseite
befindet sich eine doppelt-periodische Pixelmaske (9) mit einer horizontalen Pixel
breite PH und einer vertikalen Pixelhöhe PV, die sich aus einer später genauer be
schriebenen Überlagerung eines Farb- und Dämpfungsfilters zusammensetzt. Direkt
hinter diesem Filter befindet sich die Flüssigkristall-Schicht (7) mit einer Dicke
zwischen 3 und 5 µm. An der Vorder- und Rückseite der Flüssigkristall-Schicht
sind an den Wänden ITO-Elektroden (23) aufgesputtert. Die transparente rückwär
tige Abdeckung der LC-Schicht (22) trägt auf der Rückseite kleine Laserstrahl-
Sensoren, die an solchen Stellen aufgebracht sind, an denen die horizontale Maske
lichtundurchlässige Streifen aufweist. Dabei sind pro Laser- und Beleuchtungs
modul (2) mindestens 4, in der Regel aber mehr verdrahtete Dioden vorhanden.
Das Scheibenmaterial selbst besteht in der Regel aus einer Kombination aus
normalem Glas und Acryl. In das Acrylglas sind an den Stellen, an denen die
horizontale Maske schwarze Streifen aufweist, dünne waagerechte Lichtabsorber
streifen (21) eingegossen. Diese kleinen Absorberstreifen haben die Aufgabe, die
von unten nach schräg oben verlaufenden Beleuchtungsstrahlen, die das Flüssig
kristall unzerstreut passieren, zu absorbieren. Die transparenten Stellen des
Flüssigkristalls erscheinen dann als schwarz, während die in den dispersiven Zu
stand umgesprungenen Stellen, Subpixel genannt, weißes Licht ausstrahlen und
zum Sichtbereich hin durch das Filter verlaufen. Das lokale Zusammenspiel der
strahlenden und nichtstrahlenden Subpixel im Flüssigkristall mit den verschiedenen
Maskenfiltern ist von besonderer Bedeutung. Die durch kurze fokussierte Laser
impulse gesetzten dispersiven kleinsten Regionen im Flüssigkristall werden Sub
pixel genannt (30). Diese unabhängig ansteuerbaren Subpixel liegen ganz im Innern
von gleichbleibenden Maskenfeldern (11), in die die Maske eines Pixels unterteilt
ist; vgl. hierzu Fig. 2 und 6. In den Übergangsbereichen von einem Maskenfeld zu
einem anderen, beispielsweise von F1 zu F2, sind grundsätzlich nicht gesetzte
Flüssigkristall-Streifen vorgesehen, d. h. Streifen, in denen das Flüssigkristall stets
transparent bleibt. Dies ist z. B. veranschaulicht in Pixelfeld 25 von Fig. 6. Diese
nicht setzbaren Übergangsbereiche von einem Pixelfeld zu einem anderen, lassen
einen geringfügigen Versatz zwischen LC-Subpixel und Maske zu, ohne dass sich
Farbveränderungen ergeben. Darin liegt auch der Vorteil dieser voll digitalen Pixel-
Codierung mit einer primär binären C-Subpixel-Ansteuerung gegenüber analogen
Lösungen: geringfügige Herstellungstoleranzen der Masken führen in der Bereichs
grenze bis zu einem halben Subpixel zu keinen sichtbaren Fehlern. Die Subpixel
werden einzeln beschrieben durch unabhängige modulierbare Laserstrahlen, die in
x und y Richtung ablenkbar sind. Die Löschung einer beschriebenen LC-Schicht
erfolgt über das Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen den beiden ITO-Elek
troden am Rande der LC-Schicht. Die Löschung erfolgt dabei in der Regel über
einen vorher definierten Flächenbereich gleichzeitig, der aus einer Vielzahl von
Pixeln innerhalb eines Flächenmoduls besteht. Die Spannungszuführung zu den
ITO-Elektroden kann dabei auf Leiterbahnen innerhalb der schwarzen Masken
streifen erfolgen.
Das Laserschreib- und Beleuchtungskonzept sieht vor, dass sowohl die Laser als
auch die Beleuchtungsstrahlen in einzelnen unabhängigen Modulen erzeugt wer
den, die identisch aufgebaut sind und deshalb später in Gross-Serien erzeugt
werden können. Alle Module werden dabei in der Regel durch parallel geschaltete
Datenkanäle angesteuert. Dieses modulare Konzept führt zu einer Reihe von
Vorteilen, die weiter unten zusammengefasst dargestellt sind.
In jedem Laser-Schreib- und Beleuchtungsmodul (2) befindet sich eine Lasereinheit
(6) und eine Beleuchtungseinheit (5). Die Beleuchtungsquelle in einem Modul liefert
die Hintergrundbeleuchtung für die darüber liegende Modulfläche. Der durch die
transparenten Teile des Flüssigkristalls durchgehende Anteil der weissen Licht
strahlen wird in den Absorberstreifen (21) absorbiert, der andere Anteil wird
zerstreut und ergibt die Lichtquelle für die Maske. Beleuchtungs- und Lasereinheit
sind dabei unabhängig in einem Modul montierbar, so dass beispielsweise in
einem unteren Modul nur eine Beleuchtungseinheit, aber keine waagerecht strah
lende Lasereinheit vorhanden ist. Für die Laserschreibeinheiten sind zunächst zwei
Optionen vorhanden: eine, die Laserlicht schräg nach oben strahlt (2) und damit
die darüber liegende Modulfläche beschreibt und eine zweite, bei der die eigene
Modulfläche bestrahlt wird und der Laserstrahl (4) waagerecht verläuft. Vor der
moduliertes infrarotes Licht ausstrahlenden Laserdiode liegt eine horizontale und
vertikale Ablenkeinheit sowie eine Linse, die dafür sorgt, dass der Laserstrahl auf
der LC-Schicht (7) fokussiert wird. Ein integrierter Baustein erzeugt die Ablenk
spannungen und die synchronisierten Modulationsimpulse. Darüber hinaus ist in
jeder Lasereinheit ein Codierbaustein und ein Adaptionsbaustein vorhanden. Dieser
empfängt Impulse von Lasersensoren genau zu den Zeitpunkten, in denen der
Laserstrahl diesen Lichtdetektor überstreicht. Eine Adaptionslogik wertet diese
Regelkreis-Information aus und gibt dem Modulator die richtigen Zeitpunkte, die zu
einer bestimmten Subpixeladresse auf der Fläche gehören. Da die Lasermoduiato
ren sehr schnell arbeiten können (bis in den GHz-Bereich hinein), ist es möglich, die
Adressierung sehr genau vorzunehmen.
Grundsätzlich ist es möglich, dass die einzelnen Subpixel, die ein Laserstrahl auf
der LC-Schicht schreibt, auch eine Graustufen-Information tragen können, ent
sprechend einer Impulslänge. Da diese analogen Zwischenstufen jedoch in der
Regel einen nicht definierbaren und nicht gleichbleibenden Rauschanteil enthalten,
wird hier auf den Graubereich verzichtet und eine Lösung mit rein binären Zustän
den angestrebt, so dass ein Laser-Setzimpuls immer die gleiche Größe hat und ein
Subpixel (30) auf dem Flüssigkristall im Durchmesser von etwa 4 bis 5 µm be
schreibt. Da für die Subpixel nur zwei Zustände auftreten, entweder streuende
Lichtimmission oder keine, muss anschliessend über eine Maske das Licht so
gefiltert werden, dass die richtige Farbpixel-Information an der Oberfläche der
Scheibe auftritt, wenn das Licht über eine Pixelgrösse mit den Abmessungen PH
und PV in horizontaler und vertikaler Richtung integriert wird. Zu diesem Zweck ist
eine Pixelmaske vorgesehen, die in unterschiedliche Flächenfelder (11) unterteilt
ist, vgl. Fig. 2. Die Maske für ein Pixel wird dann doppelt-periodisch in x und y
Richtung wiederholt, so dass die gesamte Flächenmaske (9) entsteht. In jedes
Flächenelement (11) der Pixelmaske passt eine bestimmte Anzahl von Subpixeln.
Dabei ist die Position aktiver Subpixel so vorgesehen, dass sie ganz im Innern
eines Feldes der Pixelmatrix liegen, d. h. auf dem Übergangsbereich von einem
Feld zu einem Nachbarfeld der Matrix liegt kein aktives Pixel. Es ist vorgesehen,
dass in diesen Übergangsbereichen nicht beschriebene Streifen in der Breite eines
Subpixels liegen, wie es beispielsweise in Fig. 6, Teilbild 29 und Fig. 7, Teilbild 36
gezeigt wird.
Die Basismaske einer doppelt-periodischen Scheibenmaske (9) ist die Pixelmaske
(10). Sie setzt sich aus einzelnen gleichbleibenden Teilfeldern (11) zusammen, die
voneinander unterschiedliche Filter F1 bis Fn enthalten können, von denen in Fig.2
neun Felder F1 bis F9 gezeigt sind. Dabei können im allgemeinen alle neun
Felder unabhängige Filterfunktionen wahrnehmen in Bezug auf Farben und Hel
ligkeit. Das Maskenherstellungsverfahren kann Filmbelichtung oder Sputterung
enthalten und aus mehreren Schritten für horizontale und vertikale Filter bestehen.
Eine Gesamtmaske, die sich aus einer horizontalen Farb- und einer vertikalen
Helligkeitsmaske zusammensetzt, ist in Fig. 3 gezeigt. Hier bestehen die horizonta
len Streifen eines Pixels aus den Farben RGB, d. h. Rot, Grün, Blau und einem licht
undurchlässigen Streifen Schwarz, während die vertikalen Streifen aus vier Hel
ligkeitsstreifen mit den Dämpfungskoeffizienten K1, K2, K3 und K4 bestehen. Diese
Helligkeitsstreifen dämpfen alle Wellenlängen des sichtbaren Lichtes um den
gleichen Faktor, ohne dass die Strahlen gestreut werden. Setzt sich eine Basis
pixelmaske aus der additiven Überlagerung von z. B. drei vertikalen Filterstreifen
und drei horizontalen Filterstreifen zusammen, so können innerhalb der Basismatrix
nicht 3 × 3 = 9 unabhängige Filterungen gewählt werden, sondern nur 2 × 3 = 6.
Dies bedeutet aber im Falle von Farbpixeln keine Einschränkung, da jede Farbe in
die gleichen Helligkeitsstufungen unterteilt werden muss.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei der die horizontale Pixelmaske (7) aus den drei
Farben RGB (Rot, Grün, Blau) und dem schwarzen Streifen S besteht, während sich
die vertikale Helligkeitsmaske (18) zusammensetzt aus nur drei Helligkeitsstreifen,
wobei der mittlere dämpfungsfreie Streifen im Inneren fünf Pixel überdeckt und die
beiden anderen zwei. Wenn also jeder Farbstreifen zwei Subpixel im Innern enthält,
setzt sich die Gesamtcodierung für eine Farbe zusammen aus 10 Subpixeln für den
mittleren Helligkeitsstreifen und je 4 für die beiden benachbarten am Rand. Wie
schließlich die ansteuerbaren Subpixel in den zweidimensionalen Basisfeldern
liegen, ist in dem Bild 19 von Fig. 4 veranschaulicht.
Darüber hinaus zeigt Fig. 4 weiterhin einen vertikalen Schnitt durch die LC-Scheibe
(1). Die Scheibe selbst besteht aus Acryl oder Glas und weist auf der Vorderseite
eine leicht streuende Oberfläche auf, während auf der Rückseite dünne Streifen für
die Flüssigkristallschicht (7) eingelassen sind. Diese Streifen haben die nutzbare
Breite einer horizontalen Pixelmaske (17), die in Fig. 4 aus den drei Farben RGB
besteht. Die doppelt-periodische Pixelmaske besteht aus horizontalen Streifen, die
auf der Innenseite der Aussparungen für die LC-Schicht (7) aufgebracht sind, so
dass diese Farbmaske von dem Flüssigkristall nur durch eine dünne ITO-Elektrode
(23) getrennt wird. Auf der Rückseite ist eine dünne durchsichtige Folie aufge
walzt, auf die an einigen Stellen, an denen sich keine LC-Schicht befindet, Laser
licht-empfindliche Dioden aufgebracht sind. Damit die in Fig. 5 gezeigten Be
leuchtungsstrahlen (6a), die durch die LC-Schicht und durch die Maske unzer
streut hindurchfallen, absorbiert werden, sind Absorberstreifen (21) in die Scheibe
eingegossen. Diese befinden sich an den Stellen, an denen die horizontale Maske
die schwarzen Streifen aufweist. Fig. 5 zeigt das Beispiel einer Maske, die sich zu
sammensetzt aus drei horizontalen Farbstreifen und vier gleich breiten Dämp
fungsstreifen. Die vier Streifen weisen hier eine Breite von drei Subpixeln auf, so
dass eine Pixelgrösse (19) von 12 × 12 Subpixeln entsteht. In jedem gleichblei
benden Maskenfeld können damit vier aktive Pixel angesteuert werden.
Die rückwärtige Abdeckung (22) der LC-Scheibe enthält auf der dem Flüssigkristall
zugewandten Seite ebenfalls eine ITO-Elektrode, damit zum Löschen zwischen
diesen beiden Elektroden eine Feldstärke angelegt werden kann. Die Flüs
sigkristallschicht (7) enthält infrarot-absorbierende Teilchen. Die von hinten auf
treffenden Laserimpulse werden dann vom Flüssigkristall absorbiert und heizen
dieses an dieser Stelle auf, so dass das Flüssigkristall in einen streuenden Zustand
umkippt. Die Laserstrahlen werden dabei vorzugsweise in etwa waagerechter Rich
tung (4) fokussiert auf das Flüssigkristall gelenkt. Es kann aber auch eine Variante
realisiert werden, bei der die Laserstrahlen (3) wie auch die Beleuchtungsstrahlen
von dem Nachbarmodul erzeugt werden.
Fig. 6 zeigt das Beispiel einer Pixelmaske zusammen mit den zugeordneten be
schreibbaren Subpixeln des Flüssigkristalls, für eine volle 3 × 8 bit Farbcodierung.
Teilbild 24 zeigt das horizontale Farbfilter, von dem jeder einzelne Farbstreifen eine
Breite von 4 Subpixeln aufweist, von denen jeweils drei aktive genutzt werden
können. Für jedes Subpixel (30) selbst ist dabei eine Größe von 5 µm × 5 µm
vorgesehen, so dass eine Pixelgröße von 80 µm × 80 µm, wie in Teilbild 27 ge
zeigt, zustande kommt. Teilbild 25 zeigt, wie sich das vertikale Helligkeitsfilter mit
5 Dämpfungsstreifen überlagert. Die einzelnen vertikalen Dämpfungsstreifen (32)
weisen in diesem Beispiel folgende Dämpfungswerte auf, von innen beginnend:
0 dB, 9,2 dB, 14,1 dB, 22,5 dB und 28,9 dB (vgl. Teilbild 28). Wie in Teilbild 29
gezeigt, können je Farbe in den äußeren beiden Dämpfungsstreifen je 3 aktive
Subpixel untergebracht werden, in den beiden inneren 6 und im mittleren 12 aktive
Subpixel. Teilbild 25 veranschaulicht noch einmal zusätzlich die ansteuerbaren
aktiven Subpixel in den einzelnen Feldern. Die einzelnen Dämpfungswerte der
Helligkeitsstreifen wurden dabei mit einem Optimierungsprogramm ermittelt, das
die Quantisierung der Helligkeitsstufungen für die einzelnen Farben minimiert
(quadratische Fehlerminimierung), so dass insgesamt pro Farbe eine Helligkeits
stufung in einer 8 bit Auflösung zustande kommt. Der dabei erzeugte Ansteu
erungscode ist im Anhang aufgelistet. Diese Code-Tabellen-Daten können dabei in
jedem Modul in integrierter Form als EPROM-Werte abgelegt und genutzt werden.
Eine etwas genauere Beschreibung der Codierung wird weiter unten vorgenom
men.
Möchte man nur ein Graustufen-Display realisieren, so kann man die Pixelgrösse
auf eine Fläche von etwa 40 µm × 40 µm reduzieren. Ein solches Beispiel für eine
Maske ist in Fig. 7 gezeigt. In diesem Fall besteht die Pixelmaske aus einer zweidi
mensionalen Helligkeitsmaske mit 6 unterschiedlichen Dämpfungswerten in den 6
verschiedenen Feldern. Das Feld F1 weist einen Dämpfungswert von 0 dB auf und
enthält im Innern 12 aktiv ansteuerbare binäre Subpixel. Für Feld F2 wurde ein
optimaler Dämpfungswert von 8,6 dB ermittelt mit insgesamt 6 ansteuerbaren
Subpixeln im Innern. Feld F3 weist bei vier ansteuerbaren Subpixeln im Innern
einen Dämpfungswert auf von 14,3 dB. Feld F4 weist bei ebenfalls 4 an
steuerbaren Subpixeln den erhöhten Dämpfungswert von 21,5 dB auf. Für die Fel
der F5 und F6 verbleiben je 2 aktive Subpixel zur Ansteuerung im Innern bei
Dämpfungswerten von 22,7 dB bzw. 36,0 dB. Auch für dieses Beispiel ist eine mit
einem Optimierungsprogramm erzielte Code-Tabelle im Anhang wiedergegeben, die
wie in den Quantisierungsstufen gezeigt, im idealen Fall eine 8 bit Graustufen-Co
dierung erlaubt.
Sowohl für Farbpixel als auch für Graustufenpixel sind selbstverständlich auch
andere Anordnungen als die in den beiden Beispielen gezeigten Maskenfelder mög
lich. Dabei kann die Anzahl erforderlicher ansteuerbarer binärer Subpixel auch noch
reduziert werden, wenn man berücksichtigt, dass die Sichtbarkeitsgrenze gröbere
Quantisierungen bei höheren Helligkeitswerten erlaubt. Die gemessene Wahrnehm
barkeitsschwelle liegt bei relativen Quantisierungswerten von ungefähr 2% im
mittleren Helligkeitsbereich, während die Quantisierungen bei niedrigen Helligkeits
werten und hohen Helligkeitswerten noch weiter ansteigen dürfen. Das bedeutet,
dass bei einem relativen Helligkeitswert von 150 ein Quantisierungssprung von
drei Stufen erlaubt ist, also auf 153 bzw. auf 147 in der Umgebung. Bei der
Optimierung geht man pragmatisch vor: man gibt eine mögliche Subpixel-Anzahl
pro Helligkeitsfeld vor, setzt diese ins Optimierungsprogramm ein und kontrolliert,
ob die Zielfunktion für die Quantisierung erreicht wird. Ist dies nicht der Fall, muss
die Anzahl der Subpixel je Feld verändert oder insgesamt erhöht werden. Die Er
gebnisse sind die Dämpfungswerte je Feld und die zugehörige Codiertabelle.
Für ein hochauflösendes LCL-Display kann es vorteilhaft sein, die verlustleistungs
reiche Hintergruridbeleuchtung-Einheit nach aussen zu verlagern. Dies führt auf die
reflektiven Ausführungsformen für ein Display. Dabei ist eine Variante besonders
interessant: statt einer LCL-Scheibe kann eine preisgünstige abnehmbare LCL-Folie
verwendet werden, die mit einem gleichartigen Lasergerät beschrieben und ge
löscht werden kann. Diese Folie kann dann als Bild in einen beleuchteten Rahmen
gesetzt werden. Eine äusserliche Gestaltung der reflektiven Ausführungsformen ist
in Fig. 10 gezeigt. Wegen einer erforderlichen guten Beleuchtung ist es vorteilhaft,
um das Bild selbst einen lichtabsorbierenden Rahmen vorzusehen. Das in Fig. 10b
gezeigte Bild sieht vor, dass eine zugeschnittene Folie auf einem separaten
Lasergerät beschrieben werden kann. Diese Folie wird in einen von vorne beleucht
baren Rahmen auf einen schwarzen Untergrund gespannt. Worauf bei diesen
beiden reflektiven Ausführungsformen besonders zu achten ist, wird im Folgenden
genauer erläutert.
Ein reflektives LCL-Display unterscheidet sich in drei Punkten von dem hinter
grundbeleuchteten:
1. hinter der LCD-Scheibe ist ein Licht-Absorber erforderlich, damit bei einer
Frontbeleuchtung die als transparent geltenden LC-Regionen als dunkel erschei
nen. Die sich im dispersiven Zustand befindlichen Regionen der LC-Schicht
reflektieren das Licht nach vorn. Da das Licht zweimal die Filter-Masken durch
läuft, nach vorn und wieder zurück, haben die Filter-Masken nur den halben
Dämpfungs-Koeffizienten im Vergleich zur Hintergrund-Beleuchtung. Auch die
Farbfilter-Masken selbst weisen ein etwas breiteres Spektrum auf. Der Aufbau der
Masken bleibt dabei durchweg derselbe. Fig. 8 zeigt dabei einen Aufbau, bei dem
die Maske (38) auf eine Scheibe aufgewalzt werden kann, während die Flüssig
kristall-Streifen in einem aufklebbaren Folien-Bett untergebracht sind. Damit sich
bei einer Vordergrund-Beleuchtung keine störenden Reflexionen ausbilden, ist an
der Oberfläche der Scheibe eine Entspiegelungs-Schicht (39) aufgebracht. Für die
Lichtabsorption im Hintergrund sind in Fig. 8 Minibarriere-Streifen (37) aufge
bracht, die in Richtung der Laser-Beschreibung verlaufen. Die Licht-Absorption
kann aber auch vorteilhafterweise durch grossflächige schwarze Wände, die
jeweils oben und unten an einer Laser-Schreibeinheit bis zur Scheibe reicht. Die
Laserschreib-Richtung schräg von oben garantiert dabei, dass der Hintergrund
vollständig schwarz bleiben kann.
Da Folien, aufwalzbare Masken und in Folien einbettbare Flüssigkristall-Schichten
grundsätzlich preisgünstig herstellbar sind (auch grossflächig), ist eine Variante mit
Folien, die die gleichen Prinzipien benutzt, besonders interessant. Im Unterschied
zu einer Scheibe, die Laserlicht-Sensoren auf dem Hintergrund hat, kann die
Laserlicht-Kalibrierung durch Löcher in der Maske erfolgen. Wenn der Laserstrahl
die Löcher in der Maske überquert, die auch in einem bestimmten Code angeordnet
sein können, wird auf der davor befindlichen Sensor-Schicht ein Impuls wieder
zurückgegeben an die Lasereinheit. Diese Einheit nimmt wieder die Kalibrierung
und fortlaufende Adaption wahr. Vorteilhafterweise sind dabei die Flüssigkristall-
Schichten in Pixelgrösse (40) isoliert in die Hintergrund-Folie eingebettet. Die
Masken können auf eine Abdeckfolie (42) aufgewalzt werden und mit der be
schichteten Bett-Folie (41) zusammengeklebt werden. Die genaue Dosierung der
Flüssigkristall-Pixel auf der Hintergrund-Folie kann ähnlich wie bei Tintenstrahl-
Köpfen vorgenommen werden und bei diesen Köpfen sind ebenfalls Tröpfchendo
sierungen in der Grössenordnung von 5-10 ng bei der erforderlichen lokalen
Präzision möglich. Aus Kostengründen wird bei dieser Folie auf ITO-Elektroden
verzichtet. Auf grossflächige Löschung und Wiederbeschreibung braucht man
dennoch nicht zu verzichten. Da die Folien relativ dünn gehalten sind, kann die
Löschung durch ein von aussen angelegtes elektrisches Feld durch Hochspannung
erfolgen. Diese Löschfunktion kann durchaus auf dem Schreibgerät mit vorgesehen
werden.
Abschliessend wird noch kurz auf die Beleuchtungsverlust-Leistung eingegangen.
Im Vergleich zu TFT-Displays braucht die Beleuchtungs-Stärke bei LCL-Displays nur
etwa doppelt so gross zu sein, kann aber auch vergleichbare Grössenordnungen je
nach Maske erreichen. Durch die parallele Aufspaltung des Lichtes in TFT-Displays,
die mit TN-Zellen arbeiten, kann jeweils nur ein Drittel der Lichtleistung benutzt
werden und durch die Nutzung polarisierten Lichts geht weiterhin 50% der Licht
leistung verloren, so dass insgesamt nur ein Sechstel der Lichtleistung bei TFT-Dis
plays maximal weitergereicht werden kann. Die Aufspaltung in drei Farbkomponen
ten findet hier bei den LCL-Displays genauso statt, während ein weiterer Anteil
durch die Farbmaske verloren geht. Würde der Anteil der Dämpfungsfläche in der
Helligkeits-Maske nur 50% ausmachen, wäre der gleiche Lichtverlust wie bei TFT-
Displays gegeben. Durch spezielle Ausgestaltung der Helligkeits-Masken kann also
hier ein Lichtausbeute-Gewinn auf Kosten der Helligkeitsquantisierung durch
geführt werden.
Bei der Codierung ist zu berücksichtigen, dass jedes Subpixel
für sich allein an- und abgeschaltet werden kann. Sind in einem gleichbleibenden
Helligkeitsfeld n aktive Subpixel im Innern untergebracht, so können damit n + 1
Helligkeitsstufungen erzielt werden: nämlich 0 Subpixel eingeschaltet bis alle
Subpixel eingeschaltet. Zwischen diesen beiden extremen Fällen sind die Zuord
nungen angeschalteter Subpixel nicht eindeutig. Damit zusätzliche Strukturierun
gen der örtlichen Helligkeitsaufteilungen vermieden werden, sind in der Codierung
zwei Alternativen vorgesehen: bei nicht eindeutigen Aufteilungen in einem Hellig
keitsfeld wird jeweils eine zufällige Aufteilung ausgewählt; die zweite Möglichkeit
besteht in einer Pixel-übergreifenden Zuordnung innnerhalb gleicher Felder, die
mögliche Helligkeitsdichteschwankungen vermeidet.
Im Folgenden wird auf die Zuordnung von Amplituden-Quantisierungen zu einge
schalteten Subpixeln näher eingegangen. Die Zuordnung berücksichtigt, dass die
ausgestrahlte Lichtleistung mit der Amplitude quadratisch wächst. Bei der relativen
Zuordnung wird eine maximale Helligkeitsstufe von 255 vorausgesetzt. Dieser
Wert 255 wird erreicht, wenn alle ansteuerbaren Subpixel in einem Farbfeld eines
Pixels eingeschaltet sind. Der Wert 0 wird erreicht, wenn keines dieser Subpixel
eingeschaltet ist. Das i-te Helligkeitsfeld innerhalb einer Farbe eines Pixels habe
den Dämpfungskoeffizienten ki.. Das erste Helligkeitsfeld F1 habe den Dämpfungs
koeffizienten k1 = 1, ist also dämpfungsfrei, während die Dämpfungskoeffizienten
der anderen Filter kleiner als 1 sind. Die Anzahl einschaltbarer Subpixel innerhalb
des i-ten Feldes gleichbleibender Helligkeit sei Ai. Die Gesamtzahl möglicher Hellig
keitsstufungen innerhalb einer Farbe ist dann gegeben durch Formel 1:
(Fo1) AG = (A1 + 1)*(A2 + 1)*. . .*(A6 + 1)
Die Anzahl der eingeschalteten Subpixel im n-ten Feld Fn sei in. Dann ist die relati
ve Helligkeitsamplitude bezogen auf die Normierungshelligkeit H0 gegeben durch
die Wurzel aus der Summe der Lichtleistungen aus den einzelnen Feldern mit unter
schiedlichen Dämpfungen. In Abhängigkeit von den eingeschalteten Subpixeln i1
bis i6 und den Helligkeitskoeffizienten k1 bis k5 lässt sich die Helligkeitsamplitude
H dann angeben durch die Formel 2:
(Fo2) H(i1, i2, . . .,i6) = H0*Sum(i1 = 0, . . .,A1, . . .,i6 = 0,. . .,A6){sqrt(i1*k1 2 + i2*k2 2 +
. . . + }I6*k6 2)
Dabei bedeutet Sum () die Summe über die Indizes i1 von 0 bis A1, i2 von 0 bis A2
und schliesslich i5 von 0 bis A6; sqrt ist die Quadratwurzel aus dieser Summe.
Anstelle des Dämpfungskoeffizienten k wird häufig angegeben die Dämpfung in
Dezibel. Die Dämpfung Dn des n-ten Helligkeitsfeldes ist dann durch die folgende
Formel 3 gegeben:
(Fo3) Dn = -20*log(kn) [dB]
Im TIF-Format hat die Helligkeitsamplitude einer Farbe Werte zwischen 0 und 255.
Deshalb wird eine Normierung vorgenommen, bei der die größte Helligkeit die Am
plitude 255 aufweist. Deshalb bekommt der Normierungsfaktor H0 den folgenden
Wert:
(Fo4) H0 = 255/sqrt[k1 2*A1 + k2*A2 + . . . + k5*A6]
Den Zähler der eingeschalteten Subpixel 11 bis 15 kann man durchnumerieren von 0
bis zur höchsten Kombination AG - 1. Die erste erzielbare Helligkeitsstufe nach
Schwarz ist dabei ein eingeschaltetes Subpixel in dem Helligkeitsfeld größter
Dämpfung. Diese kleinste Helligkeitsstufe soll daher die Nummer 1 tragen. Dann
ergibt sich die in der folgenden Formel angegebene Zahlenfolge in Abhängigkeit
von den eingeschalteten Subpixeln je Feld:
(Fo5) N(i1,i2,. . ., i6) = i6 + i5*(A6 + 1) + i4 *(A6 + 1)*(A5 + 1) + . . . +
i1*(A6 + 1)*(A5 + 1)*. .*(A2) + 1);
Diese Folge natürlicher Zahlen überstreicht also dann den Bereich von 0 bis AG - 1
(Fo6) N(i1,. . .,i6) = 0, 1, 2, . . ., AG. 1
Damit ist die Zahl der eingeschalteten Subpixel für die Helligkeit eindeutig gekenn
zeichnet durch die Zahl N.
(Fo7) H(i1,i2,. . ., i6) = H(N)
Für die Helligkeitsamplitude wird standardmässig eine lineare Quantisierung ver
wendet zwischen 0 und 255. Diese quantisierte Stufung ist dann gegeben durch
die Helligkeitswerte Hq, die sich aus der "Integer"-Funktion (int) ergibt:
(Fo8) Hq(N) = int{H(N)}.
Um die optimalen Helligkeitswerte der einzelnen Helligkeitsfelder zu finden, wird
für eine lineare Quantisierung folgende Quadratsumme minimiert. Die variablen
Größen bei der Minimierung sind dabei die Koeffizienten k2 bis k6; k1 hat den kon
stanten Wert 1.
(Fo9) Min(ki){Sum(n = t,. . .,A0)[(Hq(n)-Hq(n-1))2]}
Hat diese Summe den Wert 255 erreicht, so ist ein optimaler Code für eine 8 bit
Helligkeits-Codierung erzielt.
Die angegebenen Formeln beziehen sich auf 6 verschiedene Helligkeitsfelder. Sind
weniger vorhanden, so gelten die Formeln unter der Voraussetzung, dass für die
Anzahl A; der einschaltbaren Subpixel in nicht vorhandenen Feldern null gesetzt
wird: z. B.: A6 = 0, A5 = 0, i6 = 0, i5 = 0.
Zwei Beispiele für solche Codier-Tabellen sind im Anhang angegeben für eine
lineare 8 bit Quantisierung. Das erste Beispiel legt dabei eine Maske nach Fig. 6
zugrunde, wonach für jede Farbe eines Pixels fünf verschiedene Helligkeitsdämp
fungen verfügbar sind mit insgesamt 33 ansteuerbaren Subpixeln. Das zweite Bei
spiel ist eine Graustufen = Codierung, bei der für ein Pixel insgesamt 6 verschiedene
Dämpfungswerte verfügbar sind mit 30 ansteuerbaren Subpixeln, vgl. Fig. 7.
Die im Anhang angegebenen LCLD-Code-Tabellen haben folgende Bedeutung: Zu
nächst sind die einzelnen Dämpfungswerte für die Helligkeitsfelder F1 bis F6, bzw.
F1 bis F5 in dB angegeben. Die Code-Tabelle selbst trägt in der ersten Spalte die
Nummer der Zeile, in der zweiten Spalte den Wert der Helligkeits-Amplitude, in der
dritten Spalte die Code-Nummer N, die genau angibt, wieviel Subpixel in welchem
Feld eingeschaltet sind, in der vierten Spalte ist der Amplitudensprung, d. h. die
Quantisierung von einer Helligkeitsstufe zu anderen angegeben und in der letzten
Spalte ist die relative Quantisierung angegeben in Dezibel, in dB also, d. h. die Am
plitudendifferenz in Bezug zu der jeweiligen Helligkeitsstufe.
Die Vorzüge des modularen Konzepts sind:
- - Die Fläche eines Displays kann stufenweise in horizontaler und vertikaler Rich tung praktisch beliebig vergrössert werden, solange bis Ätzsputter- und Masken herstellungstechnik die Grösse der LC-Scheibe limitieren.
- - Für die einzelnen Laserschreibeinheiten können hochintegrierte Lösungen ent wickelt werden.
- - In einer Microsystem-integrierten Lösung können Laser-Emitier-, Ablenk- und Codierbausteine zusammengefügt und geprüft werden.
- - Zum Erzielen einer Echtzeitfähigkeit können spezielle Laserdioden-Arrays ent wickelt werden mit zugehöriger Codier- und Modulierlogik.
- - Jedes Modul ist für sich allein adaptiv, d. h. es findet selbst die richtige Subpixel- Adressierung in dem für dieses Modul zuständigen Pixelbereich.
- - Ein modulares System wie dieses ist graduell fehlertolerant, d. h. wenn ein Modul gestört ist, fällt nur ein Teil des Bildes aus und dieses Modul kann schließlich erneuert werden, ohne dass das ganze System ersetzt werden muss.
Gegenüber TFT-Displays hat das LC-Display den Vorteil, dass die lokale Auflösung
wesentlich höher sein kann und dass keine aktive Matrix benötigt wird, bei der
man auf die Funktion jedes einzelnen Transistors angewiesen ist. Darüber hinaus
können die einzelnen Subpixel eines LCL-Displays im µs-Bereich gesetzt werden,
während es beim TFT-Display im ms-Bereich liegt. Da die Subpixel-Auflösung des
LCL-Displays herunter geht bis zu einem Betrag von etwa 4 bis 5 µm, ist es mög
lich, auch andere Farbpixel-Formate zu verwenden, beispielsweise 5 µm × 500 µm.
Ein solches längliches Pixel-Format ermöglicht z. B. in Verbindung mit einer
Zylinderlinsen-Rasterscheibe eine 3D-Bild-Darstellung, in der bis zu 128 Tiefenpo
sitionen eines Bildes dargestellt werden können. Vgl. Literaturliste 1?.
Im Vergleich zur Kathodenstrahl-Röhre erreicht man eine kleinere Bautiefe und eine
wesentlich größere Bildfläche bei zusätzlich wesentlich höherer Auflösung. Im
Gegensatz zur Kathodenstrahl-Röhre ist das LCL-Display auch überall dort ein
setzbar, wo es grosse Magnetfelder gibt und eine Umweltschädlichkeit von Elek
tronen-Strahlen befürchtet werden muss. Wenn man von der Energie, die für die
Hintergrundbeleuchtung erforderlich ist, absieht, kann ein Bild einmal beschrieben
werden und die Bildinformation jahrelang ohne Energiezufuhr halten.
Die teuersten Teile am LCL-Display werden sicherlich die Laserschreibeinheiten
sein. Deshalb ist es denkbar, daß man zusätzlich preisgünstige Hintergrundbe
leuchtungen allein anbietet, um von einem kompletten LCL-Display lediglich die Li
quid-Crystal-Scheibe abzunehmen und vor eine Hintergrundbeleuchtung zu heften.
Das LCL-Display erschliesst einen neuen breiten Anwendungsbereich, den man
bezeichnen kann mit Displays in Foto-Qualität. Überall dort, wo hochaufgelöste
Bildinformationen angeboten werden müssen, wird dieses Display Einsatz
finden, beispielsweise zur sofortigen Darstellung von Röntgenbildern, für die man
sonst erst Fotofilme anfertigen müsste. In Informationszentren werden solche
Displays eingesetzt werden können zur stets neu beschreibbaren Darstellung von
farbigen Landschaftskarten. In der Architektur, wo hohe Detailbildinformationen
darstellbar sein müssen, ist ein solches Display von Vorteil, vor allem auch dann,
wenn man eine Reihe von Entwürfen vergleichend darstellen möchte; denn man
kann eine LC-Scheibe einmal beschreiben und dann woanders hinhängen, um eine
neue Scheibe mit einem vergleichbaren Objekt zu beschreiben.
Bei weiterentwickelten hochintegrierten echtzeitfähigen Lösungen ist es denkbar,
dass dieses LCL-Display andere Displays oder Elektronenstrahl-Röhren ablöst. Ein
breites zukünftiges Anwendungsgebiet wird der gesamte Fotomarkt sein. Wie
bereits ausgeführt, kann eine LC-Scheibe auch mit einer etwas veränderten Maske
als reflektierendes Farbbild hergestellt werden, ohne eine Hintergrundbeleuchtung
zu benötigen. Es kann eine Billigversion einer grossflächig hergestellten LC-Folie
mit Maske verwendet werden, um sie auf eine Laser-Schreibeinheit zu legen und
von einer digitalen Kamera zu beschreiben. Damit wird diese Technik mit der
Polaroid-Kamera konkurrieren, da hier wesentlich größere Bilder sofort hergestellt
werden können.
1
Liquid Crystal Laser Display (LCLD) Scheibe;
2
Laserschreib- und Beleuchtungsmodul;
3
Laserstrahlen aufwärts;
4
Laserstrahlen, waagerecht;
5
Beleuchtungseinheit;
6
Lasereinheit (infrarot);
7
Bistabiler Flüssigkristall (Liquid Crystal): streuend, transparent;
8
LC-Abdeckung mit Lasersensorik;
9
Doppelt-periodische Pixelmaske,
10
Maske eines Pixels mit unterschiedlichen Filterfeldern;
11
Eines von mehreren Filterfeldern einer Pixelmaske;
12
Horizontalstreifen-Filter mit vertikalem Pitch PV
als Farbfilter;
13
Vertikalstreifenfilter mit horizontalem Pitch PH
als Helligkeitsfilter;
14
Vertikale Filterstreifen mit farbunabhängiger Helligkeitsdämpfung;
15
Horizontaler Lichtabsorberstreifen auf der Maske;
16
Horizontale Farbfilterstreifen RGB (Rot, Grün, Blau);
17
Horizontale Farbmaske eines Pixels;
18
Vertikale Helligkeitsmaske eines Pixels;
19
Superponierte Farb- und Helligkeitsmaske mit Schreibraster;
20
Leicht dispersive Oberflächenbeschichtung der LCLD-Scheibe;
21
Horizontaler, waagerechter Lichtabsorber-Streifen;
22
Abdeckung mit ITO-Elektrode;
23
Filter mit ITO-Schicht;
24
Horizontale Farbmaske SRGB eines Farbpixels der Grösse 80 × 80 µm2
;
25
Superposition der Farb- und Helligkeitmaske eines Pixels;
26
Superposition der Farb- und Helligkeitsmaske mit den beschreibbaren LC-
Subpixeln eines Farbpixels;
27
Feld eines Farbpixels der Grösse 80 × 80 µm2
auf einem LCLD;
28
Vertikale Helligkeitsmaske eines Pixels;
29
Position der beschreibbaren LC-Subpixel innerhalb eines Pixels;
30
Unabhängig beschreibbares binäres LC-Subpixel innerhalb eines 8 bit Farb
pixels;
31
Anzahl der beschreibbaren binären Subpixel in einem Farbpixel;
32
Helligkeitsfilterstreifen eines Farbpixels;
33
2-dimensionale Helligkeitsmaske eines monochromen Pixels mit einer 8 bit
Auflösung;
34
Überlagerung des 2-dimensionalen Helligkeitsfilters eines monochromen Pi
xels mit den beschreibbaren binären Subpixeln;
35
Feld eines monochromen Pixels der Grösse 40 × 40 µm2
;
36
Kalibrierte Lage der
30
beschreibbaren binären Subpixel auf einem Graustu
fenpixel mit einer 8 bit Auflösung;
37
Minibarrieren zum Absorbieren des Frontlichtes;
38
Reflektive Maske mit Farb- und Helligkeitsfilter,
39
Entspiegelungsschicht auf der Reflektiven LCLD-Scheibe;
40
LC-Schichtpixel in LCLD-Folie;
41
LC-Bettfolie;
42
Abdeckfolie mit entspiegelter Oberfläche;
43
Infrarotlicht-Sensor zur Laserstrahldetektion;
44
Abdeck-Deckel mit Sensoren zum Kalibrieren und einschaltbarer Hochspan
nung zum Löschen der LC-Schicht;
45
Kalibrierlöcher in der Maske;
46
Reflektive LCL-Display-Scheibe;
47
Reflektive LCL-Display-Folie mit Absorber;
48
Frontbeleuchtung,
49
Absorberschicht hinter LCLD-Folie;
50
Blendrahmen vor Gehäuse bzw. Bild.
1A = 2C = 1 DQ = 2 bit RDQ = 6.0 dB
2A = 3C = 2 DQ = 1 bit RDQ = 7.4 dB
3A = 4C = 4 DQ = 1 bit RDQ = 10.2 dB
4A = 5C = 5 DQ = 1 bit RDQ = 12.5 dB
5A = 6C = 7 DQ = 1 bit RDQ = 14.3 dB
6A = 7C = 9 DQ = 1 bit RDQ = 15.8 dB
7A = 8C = 12 DQ = 1 bit RDQ = 17.1 dB
8A = 9C = 15 DQ = 1 bit RDQ = 18.2 dB
9A = 11C = 16 DQ = 2 bit RDQ = 20.2 dB
10A = 12C = 17 DQ = 1 bit RDQ = 20.9 dB
11A = 13C = 22 DQ = 1 bit RDQ = 21.6 dB
12A = 14C = 26 DQ = 1 bit RDQ = 22.3 dB
13A = 16C = 32 DQ = 2 bit RDQ = 23.6 dB
14A = 17C = 34 DQ = 1 bit RDQ = 24.1 dB
15A = 18C = 40 DQ = 1 bit RDQ = 24.6 dB
16A = 19C = 47 DQ = 1 bit RDQ = 25.1 dB
17A = 20C = 48 DQ = 1 bit RDQ = 25.6 dB
18A = 21C = 53 DQ = 1 bit RDQ = 26.0 dB
19A = 22C = 60 DQ = 1 bit RDQ = 26.5 dB
20A = 23C = 64 DQ = 1 bit RDQ = 26.9 dB
21A = 24C = 68 DQ = 1 bit RDQ = 27.3 dB
22A = 25C = 76 DQ = 1 bit RDQ = 27.6 dB
23A = 26C = 80 DQ = 1 bit RDQ = 28.0 dB
24A = 27C = 86 DQ = 1 bit RDQ = 28.3 dB
25A = 28C = 96 DQ = 1 bit RDQ = 28.6 dB
26A = 29C = 98 DQ = 1 bit RDQ = 29.0 dB
27A = 30C = 108 DQ = 1 bit RDQ = 29.3 dB
28A = 31C = 169 DQ = 1 bit RDQ = 29.6 dB
29A = 32C = 176 DQ = 1 bit RDQ = 29.8 dB
30A = 33C = 184 DQ = 1 bit RDQ = 30.1 dB
31A = 34C = 192 DQ = 1 bit RDQ = 30.4 dB
32A = 35C = 199 DQ = 1 bit RDQ = 30.6 dB
33A = 36C = 208 DQ = 1 bit RDQ = 30.9 dB
34A = 37C = 216 DQ = 1 bit RDQ = 31.1 dB
35A = 38C = 280 DQ = 1 bit RDQ = 31.4 dB
36A = 39C = 288 DQ = 1 bit RDQ = 31.6 dB
37A = 40C = 299 DQ = 1 bit RDQ = 31.8 dB
38A = 41C = 305 DQ = 1 bit RDQ = 32.0 dB
39A = 42C = 319 DQ = 1 bit RDQ = 32.3 dB
40A = 43C = 326 DQ = 1 bit RDQ = 32.5 dB
41A = 44C = 392 DQ = 1 bit RDQ = 32.7 dB
42A = 45C = 400 DQ = 1 bit RDQ = 32.9 dB
43A = 46C = 415 DQ = 1 bit RDQ = 33.1 dB
44A = 47C = 423 DQ = 1 bit RDQ = 33.3 dB
45A = 48C = 432 DQ = 1 bit RDQ = 33.4 dB
46A = 49C = 499 DQ = 1 bit RDQ = 33.6 dB
47A = 50C = 512 DQ = 1 bit RDQ = 33.8 dB
48A = 51C = 526 DQ = 1 bit RDQ = 34.0 dB
49A = 52C = 536 DQ = 1 bit RDQ = 34.2 dB
50A = 53C = 546 DQ = 1 bit RDQ = 34.3 dB
51A = 54C = 615 DQ = 1 bit RDQ = 34.5 dB
52A = 55C = 626 DQ = 1 bit RDQ = 34.7 dB
53A = 56C = 640 DQ = 1 bit RDQ = 34.8 dB
54A = 57C = 656 DQ = 1 bit RDQ = 35.0 dB
55A = 58C = 668 DQ = 1 bit RDQ = 35.1 dB
56A = 59C = 736 DQ = 1 bit RDQ = 35.3 dB
57A = 60C = 752 DQ = 1 bit RDQ = 35.4 dB
58A = 61C = 765 DQ = 1 bit RDQ = 35.6 dB
59A = 62C = 778 DQ = 1 bit RDQ = 35.7 dB
60A = 64C = 784 DQ = 2 bit RDQ = 36.0 dB
61A = 65C = 800 DQ = 1 bit RDQ = 36.1 dB
62A = 66C = 816 DQ = 1 bit RDQ = 36.3 dB
63A = 67C = 832 DQ = 1 bit RDQ = 36.4 dB
64A = 68C = 848 DQ = 1 bit RDQ = 36.5 dB
65A = 69C = 864 DQ = 1 bit RDQ = 36.7 dB
66A = 70C = 880 DQ = 1 bit RDQ = 36.8 dB
67A = 71C = 948 DQ = 1 bit RDQ = 36.9 dB
68A = 72C = 965 DQ = 1 bit RDQ = 37.0 dB
69A = 73C = 982 DQ = 1 bit RDQ = 37.1 dB
70A = 74C = 999 DQ = 1 bit RDQ = 37.3 dB
71A = 75C = 1072 DQ = 1 bit RDQ = 37.4 dB
72A = 76C = 1088 DQ = 1 bit RDQ = 37.5 dB
73A = 77C = 1104 DQ = 1 bit RDQ = 37.6 dB
74A = 78C = 1182 DQ = 1 bit RDQ = 37.7 dB
75A = 79C = 1200 DQ = 1 bit RDQ = 37.8 dB
76A = 80C = 1216 DQ = 1 bit RDQ = 38.0 dB
77A = 81C = 1292 DQ = 1 bit RDQ = 38.1 dB
78A = 82C = 1312 DQ = 1 bit RDQ = 38.2 dB
79A = 83C = 1328 DQ = 1 bit RDQ = 38.3 dB
80A = 84C = 1404 DQ = 1 bit RDQ = 38.4 dB
81A = 85C = 1424 DQ = 1 bit RDQ = 38.5 dB
82A = 86C = 1440 DQ = 1 bit RDQ = 38.6 dB
83A = 87C = 1520 DQ = 1 bit RDQ = 38.7 dB
84A = 88C = 1536 DQ = 1 bit RDQ = 38.8 dB
85A = 89C = 1556 DQ = 1 bit RDQ = 38.9 dB
86A = 90C = 1568 DQ = 1 bit RDQ = 39.0 dB
87A = 91C = 1579 DQ = 1 bit RDQ = 39.1 dB
88A = 92C = 1600 DQ = 1 bit RDQ = 39.2 dB
89A = 93C = 1618 DQ = 1 bit RDQ = 39.3 dB
90A = 94C = 1643 DQ = 1 bit RDQ = 39.4 dB
91A = 95C = 1664 DQ = 1 bit RDQ = 39.5 dB
92A = 96C = 1743 DQ = 1 bit RDQ = 39.6 dB
93A = 97C = 1760 DQ = 1 bit RDQ = 39.6 dB
94A = 98C = 1786 DQ = 1 bit RDQ = 39.7 dB
95A = 99C = 1863 DQ = 1 bit RDQ = 39.8 dB
96A = 100C = 1888 DQ = 1 bit RDQ = 3.9.9 dB
97A = 101C = 1968 DQ = 1 bit RDQ = 40.0 dB
98A = 102C = 1986 DQ = 1 bit RDQ = 40.1 dB
99A = 103C = 2014 DQ = 1 bit RDQ = 40.2 dB
100A = 104C = 2092 DQ = 1 bit RDQ = 40.3 dB
101A = 105C = 2112 DQ = 1 bit RDQ = 40.3 dB
102A = 106C = 2192 DQ = 1 bit RDQ = 40.4 dB
103A = 107C = 2221 DQ = 1 bit RDQ = 40.5 dB
104A = 108C = 2301 DQ = 1 bit RDQ = 40.6 dB
105A = 109C = 2322 DQ = 1 bit RDQ = 40.7 dB
106A = 111C = 2352 DQ = 2 bit RDQ = 40.8 dB
107A = 112C = 2381 DQ = 1 bit RDQ = 40.9 dB
108A = 113C = 2404 DQ = 1 bit RDQ = 41.0 dB
109A = 114C = 2432 DQ = 1 bit RDQ = 41.1 dB
110A = 115C = 2459 DQ = 1 bit RDQ = 41.1 dB
111A = 116C = 2541 DQ = 1 bit RDQ = 41.2 dB
112A = 117C = 2566 DQ = 1 bit RDQ = 41.3 dB
113A = 118C = 2649 DQ = 1 bit RDQ = 41.4 dB
114A = 119C = 2674 DQ = 1 bit RDQ = 41.4 dB
115A = 120C = 2759 DQ = 1 bit RDQ = 41.5 dB
116A = 121C = 2784 DQ = 1 bit RDQ = 41.6 dB
117A = 122C = 2869 DQ = 1 bit RDQ = 41.7 dB
118A = 123C = 2896 DQ = 1 bit RDQ = 41.7 dB
119A = 124C = 2981 DQ = 1 bit RDQ = 41.8 dB
120A = 125C = 3008 DQ = 1 bit RDQ = 41.9 dB
121A = 126C = 3095 DQ = 1 bit RDQ = 41.9 dB
122A = 127C = 3122 DQ = 1 bit RDQ = 42.0 dB
123A = 128C = 3136 DQ = 1 bit RDQ = 42.1 dB
124A = 129C = 3163 DQ = 1 bit RDQ = 42.1 dB
125A = 130C = 3191 DQ = 1 bit RDQ = 42.2 dB
126A = 131C = 3220 DQ = 1 bit RDQ = 42.3 dB
127A = 132C = 3309 DQ = 1 bit RDQ = 42.3 dB
128A = 133C = 3339 DQ = 1 bit RDQ = 42.4 dB
129A = 134C = 3424 DQ = 1 bit RDQ = 42.5 dB
130A = 135C = 3456 DQ = 1 bit RDQ = 42.5 dB
131A = 136C = 3540 DQ = 1 bit RDQ = 42.6 dB
132A = 137C = 3571 DQ = 1 bit RDQ = 42.7 dB
133A = 138C = 3662 DQ = 1 bit RDQ = 42.7 dB
134A = 139C = 3693 DQ = 1 bit RDQ = 42.8 dB
135A = 140C = 3777 DQ = 1 bit RDQ = 42.9 dB
136A = 141C = 3868 DQ = 1 bit RDQ = 42.9 dB
137A = 142C = 3901 DQ = 1 bit RDQ = 43.0 dB
138A = 143C = 3920 DQ = 1 bit RDQ = 43.0 dB
139A = 144C = 3944 DQ = 1 bit RDQ = 43.1 dB
140A = 145C = 3978 DQ = 1 bit RDQ = 43.2 dB
141A = 146C = 4012 DQ = 1 bit RDQ = 43.2 dB
142A = 147C = 4098 DQ = 1 bit RDQ = 43.3 dB
143A = 148C = 4132 DQ = 1 bit RDQ = 43.3 dB
144A = 149C = 4224 DQ = 1 bit RDQ = 43.4 dB
145A = 150C = 4314 DQ = 1 bit RDQ = 43.5 dB
146A = 151C = 4349 DQ = 1 bit RDQ = 43.5 dB
147A = 152C = 4437 DQ = 1 bit RDQ = 43.6 dB
148A = 153C = 4473 DQ = 1 bit RDQ = 43.6 dB
149A = 154C = 4561 DQ = 1 bit RDQ = 43.7 dB
150A = 155C = 4656 DQ = 1 bit RDQ = 43.8 dB
151A = 156C = 4688 DQ = 1 bit RDQ = 43.8 dB
152A = 157C = 4704 DQ = 1 bit RDQ = 43.9 dB
153A = 158C = 4740 DQ = 1 bit RDQ = 43.9 dB
154A = 159C = 4779 DQ = 1 bit RDQ = 44.0 dB
155A = 160C = 4869 DQ = 1 bit RDQ = 44.0 dB
156A = 161C = 4908 DQ = 1 bit RDQ = 44.1 dB
157A = 162C = 4999 DQ = 1 bit RDQ = 44.1 dB
158A = 163C = 5039 DQ = 1 bit RDQ = 44.2 dB
159A = 164C = 5131 DQ = 1 bit RDQ = 44.2 dB
160A = 165C = 5223 DQ = 1 bit RDQ = 44.3 dB
161A = 166C = 5315 DQ = 1 bit RDQ = 44,3 dB
162A = 167C = 5356 DQ = 1 bit RDQ = 44,4 dB
163A = 168C = 5449 DQ = 1 bit RDQ = 44.5 dB
164A = 169C = 5488 DQ = 1 bit RDQ = 44.5 dB
165A = 170C = 5504 DQ = 1 bit RDQ = 44.6 dB
166A = 171C = 5545 DQ = 1 bit RDQ = 44.6 dB
167A = 172C = 5584 DQ = 1 bit RDQ = 44.7 dB
168A = 173C = 5680 DQ = 1 bit RDQ = 44.7 dB
169A = 174C = 5776 DQ = 1 bit RDQ = 44.8 dB
170A = 175C = 5814 DQ = 1 bit RDQ = 44.8 dB
171A = 176C = 5909 DQ = 1 bit RDQ = 44.9 dB
172A = 177C = 6005 DQ = 1 bit RDQ = 44.9 dB
173A = 178C = 6102 DQ = 1 bit RDQ = 45.0 dB
174A = 179C = 6144 DQ = 1 bit RDQ = 45.0 dB
175A = 180C = 6240 DQ = 1 bit RDQ = 45.1 dB
176A = 181C = 6272 DQ = 1 bit RDQ = 45.1 dB
177A = 182C = 6304 DQ = 1 bit RDQ = 45.2 dB
178A = 183C = 6344 DQ = 1 bit RDQ = 45.2 dB
179A = 184C = 6443 DQ = 1 bit RDQ = 45.2 dB
180A = 185C = 6483 DQ = 1 bit RDQ = 45.3 dB
181A = 186C = 6582 DQ = 1 bit RDQ = 45.3 dB
182A = 187C = 6681 DQ = 1 bit RDQ = 45.4 dB
183A = 188C = 6781 DQ = 1 bit RDQ = 45.4 dB
184A = 189C = 6822 DQ = 1 bit RDQ = 45.5 dB
185A = 190C = 6922 DQ = 1 bit RDQ = 45.5 dB
186A = 191C = 7023 DQ = 1 bit RDQ = 45.6 dB
187A = 192C = 7056 DQ = 1 bit RDQ = 45.6 dB
188A = 193C = 7088 DQ = 1 bit RDQ = 45.7 dB
189A = 194C = 7135 DQ = 1 bit RDQ = 45.7 dB
190A = 195C = 7232 DQ = 1 bit RDQ = 45.8 dB
191A = 196C = 7332 DQ = 1 bit RDQ = 45.8 dB
192A = 197C = 7376 DQ = 1 bit RDQ = 45.8 dB
193A = 198C = 7479 DQ = 1 bit RDQ = 45.9 dB
194A = 199C = 7582 DQ = 1 bit RDQ = 45.9 dB
195A = 200C = 7680 DQ = 1 bit RDQ = 46.0 dB
196A = 201C = 7782 DQ = 1 bit RDQ = 46.0 dB
197A = 202C = 7828 DQ = 1 bit RDQ = 46.1 dB
198A = 203C = 7856 DQ = 1 bit RDQ = 46.1 dB
199A = 204C = 7904 DQ = 1 bit RDQ = 46.2 dB
200A = 205C = 7951 DQ = 1 bit RDQ = 46.2 dB
201A = 206C = 8049 DQ = 1 bit RDQ = 46.2 dB
202A = 207C = 8155 DQ = 1 bit RDQ = 46.3 dB
203A = 208C = 8256 DQ = 1 bit RDQ = 46.3 dB
204A = 209C = 8361 DQ = 1 bit RDQ = 46.4 dB
205A = 210C = 8464 DQ = 1 bit RDQ = 46.4 dB
206A = 211C = 8568 DQ = 1 bit RDQ = 46.4 dB
207A = 212C = 8617 DQ = 1 bit RDQ = 46.5 dB
208A = 213C = 8642 DQ = 1 bit RDQ = 46.5 dB
209A = 214C = 8692 DQ = 1 bit RDQ = 46.6 dB
210A = 215C = 8800 DQ = 1 bit RDQ = 46.6 dB
211A = 216C = 8903 DQ = 1 bit RDQ = 46.6 dB
212A = 217C = 8953 DQ = 1 bit RDQ = 46.7 dB
213A = 218C = 9056 DQ = 1 bit RDQ = 46.7 dB
214A = 219C = 9166 DQ = 1 bit RDQ = 46.8 dB
215A = 220C = 9269 DQ = 1 bit RDQ = 46.8 dB
216A = 221C = 9376 DQ = 1 bit RDQ = 46.8 dB
217A = 222C = 9408 DQ = 1 bit RDQ = 46.9 dB
218A = 223C = 9456 DQ = 1 bit RDQ = 46.9 dB
219A = 224C = 9507 DQ = 1 bit RDQ = 47.0 dB
220A = 225C = 9616 DQ = 1 bit RDQ = 47.0 dB
221A = 226C = 9724 DQ = 1 bit RDQ = 47.0 dB
222A = 227C = 9829 DQ = 1 bit RDQ = 47.1 dB
223A = 228C = 9936 DQ = 1 bit RDQ = 47.1 dB
224A = 229C = 10048 DQ = 1 bit RDQ = 47.2 dB
225A = 230C = 10155 DQ = 1 bit RDQ = 47.2 dB
226A = 231C = 10192 DQ = 1 bit RDQ = 47.2 dB
227A = 232C = 10240 DQ = 1 bit RDQ = 47.3 dB
228A = 233C = 10291 DQ = 1 bit RDQ = 47.3 dB
229A = 234C = 10400 DQ = 1 bit RDQ = 47.3 dB
230A = 235C = 10512 DQ = 1 bit RDQ = 47.4 dB
231A = 236C = 10623 DQ = 1 bit RDQ = 47.4 dB
232A = 237C = 10732 DQ = 1 bit RDQ = 47.5 dB
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234A = 239C = 10950 DQ = 1 bit RDQ = 47.5 dB
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235A = 240C = 10985 DQ = 1 bit RDQ = 47.6 dB
236A = 241C = 11040 DQ = 1 bit RDQ = 47.6 dB
237A = 242C = 11152 DQ = 1 bit RDQ = 47.6 dB
238A = 243C = 11264 DQ = 1 bit RDQ = 47.7 dB
239A = 244C = 11376 DQ = 1 bit RDQ = 47.7 dB
240A = 245C = 11488 DQ = 1 bit RDQ = 47.7 dB
241A = 246C = 11600 DQ = 1 bit RDQ = 47.8 dB
242A = 247C = 11712 DQ = 1 bit RDQ = 47.8 dB
243A = 248C = 11760 DQ = 1 bit RDQ = 47.9 dB
244A = 249C = 11803 DQ = 1 bit RDQ = 47.9 dB
245A = 250C = 11857 DQ = 1 bit RDQ = 47.9 dB
246A = 251C = 11971 DQ = 1 bit RDQ = 48.0 dB
247A = 252C = 12084 DQ = 1 bit RDQ = 48.0 dB
248A = 253C = 12199 DQ = 1 bit RDQ = 48.0 dB
249A = 254C = 12313 DQ = 1 bit RDQ = 48.1 dB
250A = 255C = 12428 DQ = 1 bit RDQ = 48.1 dB
251A = 256C = 12543 DQ = 1 bit RDQ = 48.1 dB
1A = 1C = 1 DQ = 1 bit RDQ = 0.0 dB
2A = 2C = 3 DQ = 1 bit RDQ = 3.5 dB
3A = 3C = 4 DQ = 1 bit RDQ = 7.4 dB
4A = 4C = 6 DQ = 1 bit RDQ = 10.2 dB
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6A = 6C = 10 DQ = 1 bit RDQ = 14.3 dB
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150A = 150C = 7041 DQ = 1 bit RDQ = 43.5 dB
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153A = 153C = 7318 DQ = 1 bit RDQ = 43.6 dB
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161A = 161C = 8055 DQ = 1 bit RDQ = 44.1 dB
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178A = 178C = 9861 DQ = 1 bit RDQ = 45.0 dB
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187A = 187C = 10941 DQ = 1 bit RDQ = 45.4 dB
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198A = 198C = 12265 DQ = 1 bit RDQ = 45.9 dB
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231A = 231C = 16644 DQ = 1 bit RDQ = 47.2 dB
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233A = 233C = 16981 DQ = 1 bit RDQ = 47.3 dB
234A = 234C = 17096 DQ = 1 bit RDQ = 47.3 dB
235A = 235C = 17265 DQ = 1 bit RDQ = 47.4 dB
236A = 236C = 17390 DQ = 1 bit RDQ = 47.4 dB
237A = 237C = 17505 DQ = 1 bit RDQ = 47.5 dB
238A = 238C = 17677 DQ = 1 bit RDQ = 47.5 dB
239A = 239C = 17850 DQ = 1 bit RDQ = 47.5 dB
240A = 240C = 17966 DQ = 1 bit RDQ = 47.6 dB
241A = 241C = 18139 DQ = 1 bit RDQ = 47.6 dB
242A = 242C = 18315 DQ = 1 bit RDQ = 47.6 dB
243A = 243C = 18432 DQ = 1 bit RDQ = 47.7 dB
244A = 244C = 18606 DQ = 1 bit RDQ = 47.7 dB
245A = 245C = 18783 DQ = 1 bit RDQ = 47.7 dB
246A = 246C = 18910 DQ = 1 bit RDQ = 47.8 dB
247A = 247C = 19035 DQ = 1 bit RDQ = 47.8 dB
248A = 248C = 19209 DQ = 1 bit RDQ = 47.9 dB
249A = 249C = 19332 DQ = 1 bit RDQ = 47.9 dB
250A = 250C = 19508 DQ = 1 bit RDQ = 47.9 dB
251A = 251C = 19685 DQ = 1 bit RDQ = 48.0 dB
252A = 252C = 19863 DQ = 1 bit RDQ = 48.0 dB
253A = 253C = 19988 DQ = 1 bit RDQ = 48.0 dB
254A = 254C = 20166 DQ = 1 bit RDQ = 48.1 dB
255A = 255C = 20346 DQ = 1 bit RDQ = 48.1 dB
256A = 256C = 20472 DQ = 1 bit RDQ = 48.1 dB
2A = 2C = 3 DQ = 1 bit RDQ = 3.5 dB
3A = 3C = 4 DQ = 1 bit RDQ = 7.4 dB
4A = 4C = 6 DQ = 1 bit RDQ = 10.2 dB
5A = 5C = 9 DQ = 1 bit RDQ = 12.5 dB
6A = 6C = 10 DQ = 1 bit RDQ = 14.3 dB
7A = 7C = 15 DQ = 1 bit RDQ = 15.8 dB
8A = 8C = 18 DQ = 1 bit RDQ = 17.1 dB
9A = 9C = 23 DQ = 1 bit RDQ = 18.2 dB
10A = 10C = 27 DQ = 1 bit RDQ = 19.2 dB
11A = 11C = 33 DQ = 1 bit RDQ = 20.1 dB
12A = 12C = 38 DQ = 1 bit RDQ = 20.9 dB
13A = 13C = 45 DQ = 1 bit RDQ = 21.6 dB
14A = 14C = 51 DQ = 1 bit RDQ = 22.3 dB
15A = 15C = 57 DQ = 1 bit RDQ = 23.0 dB
16A = 16C = 64 DQ = 1 bit RDQ = 23.6 dB
17A = 17C = 72 DQ = 1 bit RDQ = 24.1 dB
18A = 18C = 81 DQ = 1 bit RDQ = 24.6 dB
19A = 19C = 90 DQ = 1 bit RDQ = 25.1 dB
20A = 20C = 99 DQ = 1 bit RDQ = 25.6 dB
21A = 21C = 110 DQ = 1 bit RDQ = 26.0 dB
22A = 22C = 122 DQ = 1 bit RDQ = 26.5 dB
23A = 23C = 134 DQ = 1 bit RDQ = 26.9 dB
24A = 24C = 144 DQ = 1 bit RDQ = 27.3 dB
25A = 25C = 155 DQ = 1 bit RDQ = 27.6 dB
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27A = 27C = 180 DQ = 1 bit RDQ = 28.3 dB
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29A = 29C = 207 DQ = 1 bit RDQ = 29.0 dB
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31A = 31C = 294 DQ = 1 bit RDQ = 29.6 dB
32A = 32C = 309 DQ = 1 bit RDQ = 29.8 dB
33A = 33C = 324 DQ = 1 bit RDQ = 30.1 dB
34A = 34C = 342 DQ = 1 bit RDQ = 30.4 dB
35A = 35C = 360 DQ = 1 bit RDQ = 30.6 dB
36A = 36C = 376 DQ = 1 bit RDQ = 30.9 dB
37A = 37C = 394 DQ = 1 bit RDQ = 31.1 dB
38A = 38C = 411 DQ = 1 bit RDQ = 31.4 dB
39A = 39C = 432 DQ = 1 bit RDQ = 31.6 dB
40A = 40C = 504 DQ = 1 bit RDQ = 31.8 dB
41A = 41C = 525 DQ = 1 bit RDQ = 32.0 dB
42A = 42C = 544 DQ = 1 bit RDQ = 32.3 dB
43A = 43C = 567 DQ = 1 bit RDQ = 32.5 dB
44A = 44C = 585 DQ = 1 bit RDQ = 32.7 dB
45A = 45C = 609 DQ = 1 bit RDQ = 32.9 dB
46A = 46C = 630 DQ = 1 bit RDQ = 33.1 dB
47A = 47C = 654 DQ = 1 bit RDQ = 33.3 dB
48A = 48C = 732 DQ = 1 bit RDQ = 33.4 dB
49A = 49C = 756 DQ = 1 bit RDQ = 33.6 dB
50A = 50C = 780 DQ = 1 bit RDQ = 33.8 dB
51A = 51C = 806 DQ = 1 bit RDQ = 34.0 dB
52A = 52C = 829 DQ = 1 bit RDQ = 34.2 dB
53A = 53C = 855 DQ = 1 bit RDQ = 34.3 dB
54A = 54C = 882 DQ = 1 bit RDQ = 34.5 dB
55A = 55C = 963 DQ = 1 bit RDQ = 34.7 dB
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57A = 57C = 1018 DQ = 1 bit RDQ = 35.0 dB
58A = 58C = 1046 DQ = 1 bit RDQ = 35.1 dB
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60A = 60C = 1106 DQ = 1 bit RDQ = 35.4 dB
61A = 61C = 1188 DQ = 1 bit RDQ = 35.6 dB
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140A = 140C = 6156 DQ = 1 bit RDQ = 42.9 dB
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147A = 147C = 6714 DQ = 1 bit RDQ = 43.3 dB
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150A = 150C = 7041 DQ = 1 bit RDQ = 43.5 dB
151A = 151C = 7114 DQ = 1 bit RDQ = 43.5 dB
152A = 152C = 7191 DQ = 1 bit RDQ = 43.6 dB
153A = 153C = 7318 DQ = 1 bit RDQ = 43.6 dB
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155A = 155C = 7524 DQ = 1 bit RDQ = 43.8 dB
156A = 156C = 7602 DQ = 1 bit RDQ = 43.8 dB
157A = 157C = 7732 DQ = 1 bit RDQ = 43.9 dB
158A = 158C = 7811 DQ = 1 bit RDQ = 43.9 dB
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160A = 160C = 7974 DQ = 1 bit RDQ = 44.0 dB
161A = 161C = 8055 DQ = 1 bit RDQ = 44.1 dB
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167A = 167C = 8703 DQ = 1 bit RDQ = 44.4 dB
168A = 168C = 8838 DQ = 1 bit RDQ = 44.5 dB
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170A = 170C = 9060 DQ = 1 bit RDQ = 44.6 dB
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178A = 178C = 9861 DQ = 1 bit RDQ = 45.0 dB
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195A = 195C = 11865 DQ = 1 bit RDQ = 45.8 dB
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200A = 200C = 12513 DQ = 1 bit RDQ = 46.0 dB
201A = 201C = 12623 DQ = 1 bit RDQ = 46.0 dB
202A = 202C = 12722 DQ = 1 bit RDQ = 46.1 dB
203A = 203C = 12822 DQ = 1 bit RDQ = 46.1 dB
204A = 204C = 12975 DQ = 1 bit RDQ = 46.2 dB
205A = 205C = 13131 DQ = 1 bit RDQ = 46.2 dB
206A = 206C = 13230 DQ = 1 bit RDQ = 46.2 dB
207A = 207C = 13387 DQ = 1 bit RDQ = 46.3 dB
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231A = 231C = 16644 DQ = 1 bit RDQ = 47.2 dB
232A = 232C = 16812 DQ = 1 bit RDQ = 47.3 dB
233A = 233C = 16981 DQ = 1 bit RDQ = 47.3 dB
234A = 234C = 17096 DQ = 1 bit RDQ = 47.3 dB
235A = 235C = 17265 DQ = 1 bit RDQ = 47.4 dB
236A = 236C = 17390 DQ = 1 bit RDQ = 47.4 dB
237A = 237C = 17505 DQ = 1 bit RDQ = 47.5 dB
238A = 238C = 17677 DQ = 1 bit RDQ = 47.5 dB
239A = 239C = 17850 DQ = 1 bit RDQ = 47.5 dB
240A = 240C = 17966 DQ = 1 bit RDQ = 47.6 dB
241A = 241C = 18139 DQ = 1 bit RDQ = 47.6 dB
242A = 242C = 18315 DQ = 1 bit RDQ = 47.6 dB
243A = 243C = 18432 DQ = 1 bit RDQ = 47.7 dB
244A = 244C = 18606 DQ = 1 bit RDQ = 47.7 dB
245A = 245C = 18783 DQ = 1 bit RDQ = 47.7 dB
246A = 246C = 18910 DQ = 1 bit RDQ = 47.8 dB
247A = 247C = 19035 DQ = 1 bit RDQ = 47.8 dB
248A = 248C = 19209 DQ = 1 bit RDQ = 47.9 dB
249A = 249C = 19332 DQ = 1 bit RDQ = 47.9 dB
250A = 250C = 19508 DQ = 1 bit RDQ = 47.9 dB
251A = 251C = 19685 DQ = 1 bit RDQ = 48.0 dB
252A = 252C = 19863 DQ = 1 bit RDQ = 48.0 dB
253A = 253C = 19988 DQ = 1 bit RDQ = 48.0 dB
254A = 254C = 20166 DQ = 1 bit RDQ = 48.1 dB
255A = 255C = 20346 DQ = 1 bit RDQ = 48.1 dB
256A = 256C = 20472 DQ = 1 bit RDQ = 48.1 dB
Claims (15)
1. Liquid-Crystal-Laser-Display (LCLD) zusammengesetzt aus mehreren
gleichen adaptiven Laser-Schreibmoduln und einer Liquid-Crystal-Scheibe (1) beste
hend aus einer doppelt-periodischen Maske (9) und einer bistabilen Flüssigkeits
schicht (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Maske (9) in unmittelbarer Nähe der
LC-Schicht (7) liegt, dass mehrere Laser-Schreibeinheiten mit vertikal und horizon
tal ablenkbaren Laserstrahlen, die auf der LC-Schicht fokussiert sind, nebenein
ander und übereinander hinter der LC-Scheibe fest montiert sind, dass diese Laser-
Schreibeinheiten jede für sich eine Modulations- und Adaptionslogik aufweisen,
dass rückkoppelnde vor oder hinter der Scheibe befindliche Laser-Sensoren eine
Korrespondenz herstellen zwischen der zeitabhängigen horizontalen und vertikalen
Ablenkung des Laserstrahls und den subpixel-genauen Koordinaten des Laser
strahls auf der LC-Schicht (7) und dass mit diesen rückgekoppelten Impulsen von
den Laser-Sensoren mittels der Adaptions-Logik eine zu Beginn ausführbare
Kalibrierung der Laserstrahlen vorgenommen werden kann, die dann fortwährend
von der Adaptionslogik überwacht und gegebenenfalls auch nachgeführt wird.
2. LCLD nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LC-Schicht
(7) in separate Streifen unterteilt ist oder in pixelgrosse Flächen (40) separiert ist,
die ebenso ringsherum durch Dickenabstands-Streifen voneinander getrennt sind.
3. LCLD nach vorgenannten Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass
sich die doppelt-periodische Pixel-Maske (12) zusammensetzt aus einer aus
horizontalen Streifen bestehenden Farbmaske mit den Farbstreifen RGB
(rot, grün, blau) mit einem zusätzlichen optionalen Schwarz-Streifen und einer
vertikalen Helligkeitsmaske (13), deren Muster pixelweise wiederholt wird im
Abstand ph bzw. pv.
4. LCLD nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Maske (9) nur aus einer zweidimensionalen Helligkeitsmaske (33) gebildet wird, bei
der jedes Pixel in rechteckige Unterfelder unterteilt ist mit unterschiedlichen von
der Lichtfarbe unabhängigen Dämpfungskoeffizienten k1,k2 . . .kn (n < 1)
5. LCLD nach vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass
die vom Laserstrahl beschriebenen Subpixel nur ganz im Innern von gleichbleiben
den Maskenfeldern, also gleicher Farbe und gleicher Dämpfung, auftreten und die
Feldübergänge von einer Farbe zur andern, bzw. von einer Helligkeitsstufe zu einer
anderen, nicht beschrieben werden, so dass diese Übergangsbereiche stets als
schwarz erscheinen.
6. LCLD nach vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass
die Laserstrahlen die einzelnen Subpixel des Flüssigkristalls (40) nur in einen
gesättigten Streuzustand versetzen oder durch unterschiedliche modulierte Laser
strahl-Impulsdauer eine bestimmte Anzahl verschiedener Streu-Intensitäten in den
Subpixeln erzielt wird.
7. LCLD nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Laser-Sensorik vor oder hinter der LC-Scheibe (1) aus minde
stens 4 Laserstrahl-empfindlichen Detektoren pro Modul besteht (in der Regel aber
wesentlich mehr), die etwa Subpixel-gross sind und sich in den schwarzen Feldern
zwischen den Pixeln auf der Rückseite der LC-Scheibe befinden oder dass die
Maske in den Schwarzfeldern zwischen den Pixeln Subpixel-grosse Laserstrahl
transparente Löcher (45) aufweist (mindestens 4 pro Laserstrahl-Modul) und dass
die durch diese Löcher hindurchstrahlenden Laserstrahlen auf grossflächigere
Detektoren (43) treffen, die auf einem Deckel vor der LC-Scheibe montiert sind.
8. LCLD nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekenn
zeichnet, dass die Laserstrahl-Module, (2) schräg nach oben oder nach unten aus
strahlende weisse Hintergrundbeleuchtungs-Einheiten aufweisen, deren Strahlen in
durchsichtigen Flüssigkristall-Bereichen von waagerechten eingegossenen schwar
zen Absorber-Streifen absorbiert werden.
9. LCLD nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekenn
zeichnet, dass das Display eine Frontbeleuchtung (46) aufweist und dass der
Anteil, der durch transparente Flüssigkristall-Bereiche durchstrahlt, von Minibarrie
re-Streifen (37) absorbiert wird, die schräg in Richtung der einfallenden Laser
schreib-Strahlen montiert sind und dass die Oberfläche der LC-Scheibe (1) optional
eine Entspiegelungs-Schicht (39) aufweist.
10. LCLD nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekenn
zeichnet, dass an den Oberflächen der Flüssigkristall-Schicht ITO-Elektroden aufge
bracht sind, die für Teil-Regionen oder Modul-grosse Flächen separat mit Lösch-
Spannungen angesteuert werden können.
11. LCLD nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekenn
zeichnet, dass die LC-Scheibe (1) aus zwei flexiblen Folien (41, 42) besteht, die
zusammengeklebt sind und in der Mitte die Masken und die LC-Schicht pixelweise
oder streifenweise enthalten.
12. LCLD nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekenn
zeichnet, dass die LC-Folie (47) auf eine schwarze Untergrundfläche (49) gelegt
wird und mit einer Frontbeleuchtung die Folie betrachtet werden kann (vgl. Fig. 10B).
13. LCLD nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekenn
zeichnet, dass die LC-Folie (47) durch die üblichen Laser-Module beschrieben
werden kann, die in einem Gehäuse zusammen montiert sind, das mit einem
Deckel versehen ist, in dem die Laser-Sensoren montiert sind und der auch eine
leitende grossflächige Elektrode enthält, so dass mittels einer zweiten Elektrode
(ITO-Elektrode) an dem Modul-Gehäuse durch Anlegen einer hohen Spannung die
gesamte Folie gelöscht werden kann.
14. LCLD nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekenn
zeichnet, dass die in einem Maskenfeld gleicher Helligkeit und gleicher Farbe einge
schaltete Anzahl von Subpixeln von Feld zu Feld und von Pixel zu Pixel rein stocha
stisch (zufällig) verteilt wird, wodurch sich keine bei regelmässigen Strukturen
möglicherweise auftretenden Interferenz-Muster ausbilden können.
15. LCLD nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekenn
zeichnet, dass der Subpixel-Coder, der die Laserschreib-Module ansteuert, in der
Naschbarschaft eine Pixel-übergreifende Überwachung aufweist, die in Nachbarpi
xeln eine gleichartige Verteilung der eingeschalteten Subpixel vermeidet und
umverteilt, um mögliche kleine Moire-Muster zu umgehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999112389 DE19912389A1 (de) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Lyquid Cristal Laser Display |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999112389 DE19912389A1 (de) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Lyquid Cristal Laser Display |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19912389A1 true DE19912389A1 (de) | 2000-10-12 |
Family
ID=7901634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999112389 Ceased DE19912389A1 (de) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Lyquid Cristal Laser Display |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19912389A1 (de) |
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- 1999-03-19 DE DE1999112389 patent/DE19912389A1/de not_active Ceased
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